Leistungs-MOSFET: Neues Gehäuse für besseren Schutz
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Leistungs-MOSFET: Neues Gehäuse für besseren Schutz
Kleiner, aber leistungsfähiger
Trotz der kleinen Abmessungen übertrifft das neue Gehäuse die Leistungsfähigkeit des SOP-8-Gehäuses und erreicht elektrische und thermische Eigenschaften, die zuvor nur im größeren DPAK bzw. D2PAK zu realisieren waren. Wie in Bild 1 dargestellt, ist das Drain-Pad nach außen geführt. Dadurch wird ein direkter, großflächiger Kontakt zur Leiterplatte, auf die das Bauteil montiert ist, hergestellt und bietet eine einfache Möglichkeit, die erzeugte Wärme aus dem Gehäuse abzuführen und die Kanaltemperatur des MOSFET so niedrig wie möglich zu halten. In Abhängigkeit von der im Gehäuse verbauten Die-Größe kann so ein thermischer Widerstand Kanal-Gehäuseoberfläche Rth(ch-C) von 1,3 K/W realisiert werden, identisch mit den Werten, die Bauteile gleicher Die-Größe in DPAK oder D2PAK erreichen.
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Durch ihre ausgefeilte interne Struktur und Bond-Technologie erreichen Bauteile im HSON-8-Gehäuse weiterhin sowohl hinsichtlich RDS(on) als auch hinsichtlich der Stromtragfähigkeit exzellente Werte (Bild 2). Im Zusammenspiel mit der UMOS-4-Trench-Technologie von NEC Electronics kann das HSON-8 Ströme bis zu 75 A schalten, vergleichbar zum DPAK und D2PAK. Zusätzlich sind noch die Werte für das 7-Pin-D2PAK-Gehäuse TO-263-7 mit einer Stromtragfähigkeit von 180 A dargestellt.
Neben dem Beitrag des Gehäuses wird RDS(on) hauptsächlich durch die Technologie und die Größe des verbauten Dies bestimmt. Bei maximaler Die-Größe kann im HSON-8 mit der 40-VUMOS-4-Technologie ein RDS(on) von 5,1 mΩ realisiert werden. Da im DPAK und D2PAK größere Dies verbaut werden können, werden in diesen Gehäusen auch kleinere RDS(on)-Werte erreicht (Bild 2).
Überdies müssen die Gehäuse stets eine zuverlässige Funktion des Leistungs-MOSFET garantieren, insbesondere unter hohen Umgebungstemperaturen und bei großen Temperaturschwankungen. Die Belastbarkeit des Gehäuses wird deshalb nach standardisierten Testverfahren sichergestellt, in Europa vor allem gemäß der AECQ101 und EU-Verordnungen wie RoHS (EU Directive 2002/95/EC) und ELV (EU Directive 2000/53/EC inkl. Annex II), die die Verwendung bestimmter Substanzen in elektronischen Komponenten beschränken. Als Teil der NP-Serie von Leistungs-MOSFETs für den Automobilbereich sind Bauteile im HSON-8-Gehäuse von NEC Electronics nach AEC-Q101 qualifiziert und vollständig RoHS- und ELV-konform. Zusätzlich bietet das Gehäuse die Möglichkeit zur „Automatischen Optischen Inspektion“ (AOI), um in der Massenfertigung von elektronischen Baugruppen die korrekte Verarbeitung der PowerMOSFETs und eine hohe Schaltungsqualität sicherzustellen. sj
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