MOS管芯片封装有哪些分类?如何做对应测试?
在完成MOS管芯片生产后,需要给出MOS管芯片加外壳,这就是MOS管封装。封装外壳主要起到支撑、保护和冷却的作用。同时它还可以为芯片提供电气连接和隔离,这将提供电气连接和隔离MOS管件与其它元件形成完整的电路。
不同的封装,不同的设计,MOS管道的规格和各种电气参数会有所不同,它们在电路中的作用也会有所不同;此外,在封装或电路设计中MOS管理选择的重要参考。
MOS管封装分类
按照安装在PCB划分板上的方法,MOS管芯片封装主要有两类:插入式(ThroughHole)和表面贴装(SurfaceMount)。
插入式就是MOSFET的管脚穿过PCB板的安装孔和焊接PCB板上。常见的插入式封装包括:双列直插式封装(DIP),晶体管形状封装(TO),插针网格阵列封装(PGA)三种样式。
插入式封装
表面贴装是MOSFET焊接管脚和散热法兰PCB板表面的焊盘。典型的表面贴装包括:晶体管的形状(D-PAK),晶体管外形小(SOT),小外形封装(SOP),方形扁平封装(QFP),带引线芯片载体的塑料密封(PLCC)等。
表面贴装式封装
随着技术的发展,主板、显卡等PCB板材采用直接封装方式越来越少,表面贴装方式也越来越多。
1、双列直插式封装(DIP)
DIP包装中有两排引脚,需要插入DIP在结构芯片插座上,其派生方式为SDIP(ShrinkDIP),也就是说,双入双入线封装比较DIP针脚密度高6倍。
DIP包装结构有:多层陶瓷双列直插DIP,单层陶瓷双列直插DIP,引线框架式DIP(包括玻璃陶瓷封接、塑料包装结构、陶瓷低熔玻璃封接)等。DIP包装的特点是很容易实现PCB穿孔焊接板与主板兼容性好。
但由于其包装面积和厚度较大,插拔过程中容易损坏引脚,可靠性较差;同时,由于工艺的影响,在电子行业高度集成的过程中,引脚一般不超过100个,DIP封装逐渐退出历史舞台。
HMILU案例:
(1)、DIP32pin锁紧座
(2)、 DIP20pin-300mm老化座
2、晶体管外形封装(TO)
属于早期包装规格,如TO-3P.TO-247.TO-92.TO-92L.TO-220.TO-220F.TO-251等都是插入式封装设计。
TO-3P/247:中高压,大电流MOS管道常用的包装形式,产品具有耐压性高、抗穿性强等特点。
TO-220/220F:TO-220F全塑封装,安装在散热器上时无需加绝缘垫;TO-220带金属片与中脚相连,安装散热器时要加绝缘垫。这两种封装风格MOS管道外观相似,可互换使用。
TO-251:包装产品主要用于降低成本和体积,主要用于中压大电流600A以下,高压7N以下环境。
TO-92:只有低压封装MOS管(电流10A耐压值为60V以下)和高压1N为降低成本而采用60/65。
近年来,由于插入式封装工艺焊接成本高,散热性能不如贴片产品,市场对表面贴片的需求不断增加,这也使得TO封装发展到表面贴装封装。TO-252(又称之为D-PAK)和TO-263(D2PAK)是表面贴装封装。
TO252/D-PAK是目前主流封装之一,常用于功率晶体管和稳压芯片的封装。
采用该封装方式的MOSFET有3个电极,栅极(G)、漏极(D)、源极(S)。
其中漏极(D)引脚不需要切割,但背面的散热板用于泄漏(D),直接焊接在PCB一方面,它用于输出大电流,另一方面,它通过PCB散热;所以PCB的D-PAK有三个焊盘,漏极(D)焊盘较大。
TO-263是TO-220的变体主要是为了提高生产效率和散热,支持150的高电流和电压A以下,30V上述中压大电流MOS管道比较常见。
除了D2PAK(TO-263AB)之外,还包括TO263-2.TO263-3.TO263-5.TO263-7等样式TO-263是从属关系,主要是引脚数量和引脚间距不同。
HMILU案列:
(1)、TO46(圆4K)老化座
(2)、 TO263-5L翻盖测试座
(3)、TO252-3L翻盖双层板开尔文测试座
3、插针网格阵列封装(PGA)
PGA(PinGridArrayPackage)芯片内外有多个方形插针,每个方形插针沿着芯片的四间隔一定距离排列,根据管脚的数量,可围成2~5圈。安装时,将芯片插入专用芯片PGA测试座即可,具有插拔方便、可靠性高的优点,能适应较高的频率。
PGA封装样式
其芯片基板多为陶瓷材料,有的用特殊的塑料树脂做基板。在技术上,引脚中心距离通常为2.54mm,从64到447不等。
PGA封装的特点是包装面积(体积)越小,能承受的功耗(性能)越低,反之亦然。这种封装芯片在早期更为常见,主要用于CPU英特尔80486等大功耗产品的封装,Pentium均采用此封装风格;
HMILU案例:
PGA24pin-1.27mm翻盖式开天窗测试座