電子發燒友網綜合報道 頂部散熱（TSC）封裝在今年受到市場歡迎，在年中的上海慕尼黑展上我們注意到多家廠商推出了TSC封裝產品，并提到這些產品目前市場需求量較大，尤其是在汽車OBC等應用中。

近期，Wolfspeed 面向汽車和工業市場發布商業化量產的頂部散熱U2封裝器件，來擴展系統設計選項。U2封裝可作為對其他供應商生產的 MOSFET 的直接替代，為客戶成熟的設計提供了采購靈活性，并改善了封裝爬電距離，以支持 650 V 至 1200 V 系統的設計。符合車規級 AEC-Q101 標準的 1200 V 器件即將發布，涵蓋 16 mΩ 至 160 mΩ 范圍。工規器件可作為預生產或生產就緒樣品提供。

根據wolfspeed介紹，傳統上，大多數標準的表面貼裝分立功率半導體器件通過與PCB接接觸，從器件底部散熱，PCB下方附有散熱器或冷卻板。這種方法在許多不同的電力電子應用中都很常見，特別是在 PCB安裝和散熱器設計不受到系統尺寸和重量嚴格限制的應用場合。

另一方面，TSC器件通過封裝的上表面散熱。在頂部散熱TSC封裝內部，芯片直接焊接在頂部漏極銅框架上，芯片通過封裝上表面導熱到上方的散熱器。相對于傳統底部散熱封裝，TSC封裝可以實現更大的耗散功率和更優的散熱性能，助力客戶從容應對系統熱設計要求。頂部散熱設計還允許雙面使用 PCB，因為 PCB 下表面不再需要用于散熱器貼裝。

安森美此前的實測顯示，如果使用具有底面裸露焊盤的MOSFET，同時使用經過熱優化的PCB進行導熱和散熱，則散熱片無論是安裝 PCB的底面還是MOSFET的頂面，MOSFET溫度之間的差異僅為不到3°C。

這意味著MOSFET溫度取決于散熱片尺寸。在20.0A負載電流下，與沒有任何散熱片的設置相比，使用60mm散熱片的MOSFET溫度大約低30°C。

與沒有任何散熱片的設置相比，使用25mm散熱片時，MOSFET的溫度大約降低15至20°C；使用10mm散熱片時，MOSFET的溫度比沒有任何散熱片的設置低10°C。

該溫度變化與三個散熱片的熱阻成正比。它還表明，如果使用熱優化的PCB布局，散熱片需要一定的質量和導熱性才能顯著降低溫度。

而具有頂面裸露焊盤和散熱片的MOSFET可實現與底面裸露焊盤安裝在經過熱優化的PCB上且散熱片位于封裝頂面的MOSFET類似的熱性能。如果要盡量減少流入PCB的熱量，則帶有頂面裸露焊盤的MOSFET是正確的選擇，因為它們對安裝在封裝頂面的散熱片具有最小的熱阻。

目前Wolfspeed也推出了基于Wolfspeed第四代 (Gen 4) 芯片技術的頂部散熱器件的樣品，工程師可進行申請。第四代 (Gen 4) MOSFET 在全溫度范圍內具備業界領先的開關性能，并具有寬 Vgs兼容性，允許 +18 V 和 -0 V 門極驅動。第四代 (Gen 4) 技術還具有體二極管軟恢復特性，可在關斷時刻產生更低的 Vds 峰值——這使得 Wolfspeed 第四代 (Gen 4) MOSFET 能應對更嚴酷工況并且具有更低的 FIT 失效率。

除了wolfspeed之外，其他功率器件廠商也已經推出了相關封裝技術和產品。包括英飛凌DDPAK和QDPAK封裝的SiC器件；瞻芯電子推出的TC3Pak封裝1200V SiC MOSFET；威世PowerPAK封裝產品；英諾賽科的Dual-Cool En-FCLGA封裝；派恩杰 T7 系列SiC MOSFET器件；安森美推出的頂部散熱封裝TCPAK57；華潤微推出的QDPAK&TOLT頂部散熱封裝等。

小結：

隨著汽車、工業等領域的需求不斷提高，頂部散熱封裝得益于其優異的散熱性能以及支持更高的器件功率密度，正在在汽車、工業領域迅速滲透，并持續擴展到更多的應用場景。