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一段时间以来，高压应用的要求迫使设计师不得不依赖传统功率封装，例如TO-220 / TO-247和D2PAK-7。然而，随着开关频率越来越高，这些传统封装的限制逐渐凸显。Nexperia凭借20多年使用久经考验的铜夹片技术的经验，开发出创新的CCPAK。将铜夹片封装技术的所有公认优点应用于650 V及更高电压应用。
从汽车电气化到数据中心和5G通信高效电源，我们正在进入快速开关、高压功率器件的新时代。为了满足这一需求，大量硅器件逐渐被淘汰，新的宽带隙（WBG）半导体成为650 V及更高电压应用领域的新标准。不过，虽然半导体器件的技术不断取得重大进步，这些器件仍使用传统功率封装，这些封装已不适应当今应用。
传统封装的限制
作为久经考验的可靠功率封装，TO-220和TO-247封装仍是电力电子的主流。这些传统通孔封装能处理大多数高功率应用的电压、电流和散热。当然，它们可轻松贴到散热器，确保出色的散热效果。它作为中等开关频率的可靠选择，但其长引脚会产生寄生电感，这将成为高频开关的限制因素。
当然，D2PAK-7是高压功率场效应晶体管的一种表面贴装方案。就像TO-220一样，它已经成为业界公认的主流封装。虽然来自长管脚引线的寄生电感不再是个问题，但是D2PAK-7确实存在内部引线连接。随着在电路板空间和高度不断增加的压力，不仅仅要考虑从功率器件散热，也需要考虑从电路板散热，D2PAK-7和TO-220封装都面临巨大的挑战。
封装创新配合技术进步
Nexperia深知，对于一些应用，传统封装方案绰绰有余。但为了充分利用新的高压宽带隙半导体的优势，我们仍需开发新的封装方案。为了优化电气和热性能，铜夹片技术是理想选择，尤其为已采用LFPAK和CFP封装方案的双极性晶体管、MOSFET和整流二极管提供了出色的性能。
显而易见，LFPAK88是开发新的高压封装方案的理想起点。除了铜夹片技术的电气和热性能优势，相比传统通孔和QFN式封装，它还能提供高电路板级可靠性和焊点的高级光学检测（AOI）。但为了适应Nexperia级联结构的GaN FET，提供未来可可扩展的管脚尺寸，新封装需要引入几种特性。
例如，凭借Nexperia第二代H2氮化镓技术，我们现在可以在芯片底部放置高HEMT栅极。从器件角度看，这可以改善动态RDS（on），消除浮动的衬底，在同样的芯片尺寸下提供更多芯片单元。由于我们的器件基于级联结构的架构，所以需要在HEMT栅极和硅FET源极之间建立连接。这可以通过外部连接实现，但需要设计师更改电路板布局。因此，我们引入了多个内部支柱--这有一个额外的好处，既保证了一定程度的冗余设计，又提高了散热性能。
CCPAK1212：秉承优点的新功率封装
新封装的显著特点之一是12×12mm外形尺寸。这样的管脚尺寸面积仍比D2PAK-7紧凑（减少10%），而且仅有2.5mm的高度，几乎仅为D2PAK-7的一半。这意味着它在相同的尺寸可以容纳更大的芯片，随着Nexperia不断扩充高压产品组合，客户可从相同管脚尺寸的设计中获益。
除了为高压功率晶体管带来铜夹片技术的优点，CCPAK1212i还能让封装有效翻转。这样可实现顶部散热，并为客户在开关拓扑困难或环境温度成为问题时，提供进一步提高芯片和电路板散热性能的选择。
作者简介：Ding Yandoc
Ding Yandoc从菲律宾亚当森大学获得电气工程理学学士学位后，一直致力于半导体封装的创新。1997年，他在菲律宾Amkor Technology公司工作时，开始了自己的第一项发明“twister”，这是一款全自动的封装点胶工具清洗机。在加入飞利浦半导体担任封装设计工程师和Autocad教师之前，凭借机械技术员在产品装配和塑料成型方面获得的知识，他进入了开发工程领域。
作为Nexperia LFPAK的先行者之一，2004年他迁居英国，此后一直为MOSFET和GaN产品构思和开发各种封装设计。除了户外徒步旅行和露营，Ding还喜欢拼图游戏。
查询进一步信息，请访问官方网站 http://efficiencywins.nexperia.cn/innovation/CCPAK-copper-clip-comes-to-high-voltage-applications.html。（Lisa WU, 365PR Newswire）
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