Power-MOSFETs Flip the Chip: mehr Performance durch Source-Down-Gehäuse

Gegenüber dem Drain-Source-Gehäusekonzept als Industriestandard ist im Source-Down-Gehäuse der Silizium-Die umgedreht, sodass sein Source-Anschluss mit dem Wärmeleit-Pad des Gehäuses verbunden werden kann. Das erlaubt ein größeres Silizium-Dies, senkt den R_DS(on) und verbessert die thermische Leistung.

Als neue Lösung für mehr Leistungsdichte, bessere Performance und leichteres Wärme-Management gibt es von Infineon neue Power-MOSFETs im Source-Down-Gehäusekonzept . Sie haben ein 3,3 mm x 3,3 mm großes PQFN-Gehäuse in Spannungsklassen von 25 bis 100 V.

Zielanwendungen sind u.a. Motorantriebe, SMPS für Server und Telekommunikation und ORing sowie Batterie-Management-Systeme. Im Vergleich zum herkömmlichen Drain-Down-Konzept erlaubt die Source-Down-Gehäusetechnik der OptiMOS-Devices einen größeren Silizium-Die bei gleicher Gehäuseform und senkt so laut Infineon die durch das Gehäuse verursachten Verluste. Das sorge im Vergleich zu einem modernen Drain-Down-Gehäuse für eine Reduktion des R_DS(on) um bis zu 30%.

Auf Systemebene zeige sich der Vorteil einer Verkleinerung des Formfaktors durch Umstieg vom 5 mm x 6 mm großen SuperSO8-Gehäuse auf ein 3,3 mm x 3,3 mm großes PQFN-Gehäuse mit Source Down durch etwa 65% Platzersparnis. Für das Wärme-Management wird beim Source-Down-Konzept die Abwärme direkt über ein Wärmeleit-Pad in die Leiterplatte geführt, anstatt über den Bond-Draht oder die Kupferklemme. Dadurch verbessere sich der Wärmewiderstand R_thJC um mehr als 20% von 1,8 K/W auf 1,4 K/W, heißt es.

Zwei Versionen: Standard-Gate & Center-Gate

Infineon offeriert zwei verschiedene Grundflächenversionen und Layout-Optionen als SD-Standard-Gate und SD-Center-Gate. Das Standard-Gate-Layout vereinfacht den Drop-in-Austausch von Drain-Down-Gehäusen, während das Center-Gate-Layout eine optimierte und einfachere Parallelisierung ermögliche. Beide Varianten sorgen für eine verbesserte Anordnung des Bauteils auf der Leiterplatte mit reduzierten parasitären Eigenschaften und bieten mehr Flexibilität für den Leiterplattenentwickler zur Verbesserung der thermischen und elektrischen Leistung auf Systemebene.

Eine Baustein-Serie mit doppelseitiger Kühlung soll noch in diesem Jahr auf den Markt kommen.

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