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利用LFPAK88铜夹封装在每立方毫米内提供更高功率

2021/6/1 8:05:05

功率密度在汽车系统中举足轻重。无论是传统的电子转向和制动系统，还是新型48V/12V混合动力和全电动汽车（EV）系统，都是如此。Nexperia的最新LFPAK88铜夹封装将小尺寸、低导通电阻、高ID的优点集于一身，实现了1W/mm3以上的功率密度。

作为各个市场大量应用的主要动因，功率密度在汽车系统中举足轻重。例如，在电动助力转向中，我们正在向双重冗余迁移，旨在提高系统安全性，这使电子元件数量增加一倍，但需要占用的空间不会同等增加。

随着更多48伏特轻度混合动力汽车投入生产，我们也看到更多汽车应用的引入，例如皮带传动起动发电机（BSG）和12/48V DC/DC转换器，帮助降低二氧化碳排放量。这些模块同样受到当前的空间限制，因而我们需要高功率密度的解决方案

在所有这些情况下，LFPAK88都能真正提供帮助。它将小尺寸、低导通电阻、高ID的优点集于一身，达到1W/mm3以上的功率密度 – 在每立方毫米的体积内提供很高的功率！首先，我们进行直观的比较，展示该封装相对于其他封装的改进。

我们不仅能够进一步降低导通电阻，还能够显著增加最大漏极电流。考虑到节省的空间，与3引脚的D2PAK相比，Nexperia的LFPAK88将功率密度提高了48倍。值得注意的是，由于LFPAK88具备明显的优势，D2PAK BUK761R2-40H经开发后并未发布。

这种高功率密度是如何实现的？总体而言，它是通过创新的封装技术和改进的芯片技术实现的。就LFPAK88封装本身而言，有三个因素与提高功率密度相关：
- 更高的电流能力可以增加功率
- 更小的封装外形可以提高密度
- 更高的效率可以减少散热问题。

夹片与线缆 – 优于当前的连接

在D2PAK及其不同版本中，芯片与封装引出端之间采用线缆连接，这就限制了它能够处理的电流量。LFPAK使用的铜夹片技术在芯片和引出端之间提供更大面积的接触，从而能够处理更大的电流，提高输出功率。

缩小外形体积

在选择LFPAK88封装外形时，我们在封装电流、散热能力、占位面积三者之间达到了最佳折衷，使其适合更高功率的应用。外形体积为8.0×8.0×1.6mm，在长度、宽度和高度方面均小于前一代的D2PAK和D2PAK-7，与D2PAK相比，占位面积减小了60%，整体占用空间减少了86%。

高效易散热

在更小的面积内操作更高的电流，效率至关重要，效率提高便无需处理多余的热量。高效率意味着有更多功率被用于执行任务。LFPAK通过减小导通电阻来实现高效率，因为铜夹不会增加电阻，这一点与内部焊线有所差异。没有焊线连接到源极，再加上外部源极引脚很小，这也会减小寄生源极电感。在今后的博客中，我将更详细地讨论寄生源极电感和热效率。

芯片支持

更新的芯片技术还有助于提高功率密度。Nexperia采用了汽车级超结技术，单元间距更窄，因而减小了封装导通电阻。这样可以达到更高的效率，提高IDmax性能。

截止目前，提高功率密度仍然是产品设计中一个至关重要的因素。为此，新的铜夹LFPAK88封装与超结芯片技术相结合，提供了出色的功率密度性能。在初始版本中，Nexperia推出了0.7mΩ @ 40V器件（迄今在40V电压下达到的最低导通电阻），能够处理425A的电流。另外还有0.55mΩ器件，能够处理更高的电流，计划作为未来的版本推出。

查询进一步信息，请访问官方网站