封裝散熱創新

將熱量從集成電路 (IC) 封裝中散發出來的能力將直接影響功率密度。正如我們前面提到的，隨著封裝尺寸的不斷縮小，這個問題變得越來越重要。此外，在典型的電源轉換器中，半導體器件通常是解決方案中最熱的部分，在 Rsp 迅速縮小的情況下尤其如此。

TI 已投資開發并引入了 HotRod? 封裝，它用倒裝芯片式封裝取代了典型的鍵合線四方扁平無引線封裝 (QFN)。圖 9 和圖 10 展示了 HotRod QFN 如何在保持類 QFN 封裝的同時消除鍵合線的情況。這樣可以大大降低倒裝芯片式封裝中常見的寄生環路電感，同時還保留了 QFN 封裝熱性能的部分優勢。HotRod QFN 包括引線框和裸片之間的互連。

HotRod 封裝面臨的一個挑戰是，制造大型裸片附接焊盤 (DAP) 變得更加困難，該焊盤通常對改善封裝的散熱非常有幫助。為了克服這一挑戰，TI 最近增強了 HotRod QFN 的性能，使其在保持現有優勢的同時，還能實現帶有大型 DAP 的封裝。

圖 11、圖 12 和圖 14 展示了 4A LM60440 同步轉換器，該轉換器包含這些可提高熱性能的增強技術。您可以看到，該封裝有助于在封裝的中心實現一個大型 DAP。與上一代產品相比，該 DAP 具有約 15% 的溫升優勢。要了解有關這些封裝演變的更多信息，請參閱模擬設計期刊文章，采用小型直流/直流轉換器進行設計： HotRod? QFN 與增強型 HotRod? QFN 封裝。

此外，許多設計人員更喜歡利用小外形晶體管 (SOT) 表面貼裝封裝，因為它們往往成本低且引腳引線更易于組裝。TI 已將改進的工藝技術和電路 IP 與 SOT-563 封裝相結合，從而使薄型雙排引腳配置能夠滿足更高電流密度的需求。TPS566242 3V 至 16V 同步降壓轉換器就是一個新示例。該器件采用 1.6mm x 1.6mm SOT-563（6 引腳）封裝，在 98% 占空比下支持高達 6A 的持續電流。

同樣，在使用晶圓芯片級封裝 (WCSP) 時，大部分熱量直接從凸塊傳導出去，一直傳導到 PCB。WCSP 封裝中的凸塊面積越大，熱性能越好。TI 最近開發并發布了 PowerCSP? 封裝，該封裝旨在通過用大型焊錫條代替 WCSP 中的一些典型圓形凸塊來改善封裝的散熱和電氣性能。圖 15 說明了該技術在 TPS62088 中的示例實現。圖 15 展示了標準 WCSP 封裝，而圖 16 展示了采用 PowerCSP 封裝的同一器件。在系統沒有任何其他變化的情況下，溫升降低了 5% 左右。