QDPAK頂部散熱器件是一種表貼器件產(chǎn)品。相對于傳統(tǒng)表貼產(chǎn)品只能從底部進(jìn)行散熱的方式，頂部散熱器件分離了電氣路徑和熱流路徑，尤其適合在高功率密度的應(yīng)用，如AI服務(wù)器電源和車載充電器等應(yīng)用。而英飛凌不久前推出的QDPAK封裝也是目前英飛凌量產(chǎn)的封裝中最大尺寸的頂部散熱產(chǎn)品。

QDPAK封裝目前包含600V，650V，750V，1200V電壓等級的SiC MOSFET產(chǎn)品和部分電壓的IGBT產(chǎn)品。如下表為QDPAK 1200V SiC MOSFET單管產(chǎn)品列表：

QDPAK目前已成功注冊為JEDEC標(biāo)準(zhǔn)，封裝尺寸為15mm*21mm,高度2.3mm，如下圖：

QDPAK封裝底部正公差間隔：

如下圖：塑封本體與封裝引腳邊沿之間存在最大0.15mm間隔，這樣帶來的好處是：

首先，鋼網(wǎng)印刷錫膏后，引腳會先接觸錫膏，保證焊接的可靠性，用戶只需要把器件放置于PCB上即可進(jìn)行回流焊。

其次，這個(gè)間隔可以允許少量異物存在本體下方而不需要對PCB做特別的清潔。

最后，由于引腳先接觸PCB，引腳可以充當(dāng)彈簧的特性，能緩解一部分塑封本體受力引起的形變。

QDPAK封裝的爬電距離

如下圖，器件本體D極到S極的爬電距離大于4.8mm，如下圖虛線部分。另外，器件本體使用塑封材料屬于Ⅰ類材料組，CTI≥600，根據(jù)IEC60664標(biāo)準(zhǔn)，如下表，污染等級為2的類別下，800-1000Vrms工作電壓對應(yīng)最小爬電距離為4-5mm，考慮一定裕量和封裝尺寸的誤差，本封裝可以滿足在950Vrms的場合下實(shí)現(xiàn)基本絕緣的最小爬電距離（working voltage定義請參考IEC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)）。

QDPAK封裝的可靠性

為了驗(yàn)證封裝的可靠性，英飛凌同時(shí)開展了兩項(xiàng)不同的研究實(shí)驗(yàn)。第一組測試板在標(biāo)準(zhǔn)FR4電路板上焊接器件；第二組測試板在標(biāo)準(zhǔn)FR4電路板上焊接器件后，還另外對每個(gè)器件頂部垂直施加100N的壓力。隨后對兩組樣本進(jìn)行板載溫度循環(huán)(TCoB)測試，以探究外部作用力對封裝結(jié)構(gòu)TCoB魯棒性的影響。

如下圖一，展示了兩組樣本的焊點(diǎn)狀態(tài)?？梢郧逦^察到：額外施加的作用力并未改變焊點(diǎn)連接狀態(tài)，應(yīng)力未被直接傳導(dǎo)。封裝引腳發(fā)揮彈簧效應(yīng)吸收了作用力，其形變主要發(fā)生在封裝肩部區(qū)域，如下圖二。后續(xù)器件檢測表明，經(jīng)歷溫度循環(huán)后，受外力作用的第二組樣品的焊點(diǎn)比無外力作用的第一組的焊點(diǎn)承受更大應(yīng)力。但兩組樣本在2000次以上TCoB循環(huán)中均未出現(xiàn)失效，這證明無論器件有無承受外力，都具有極高的可靠性和機(jī)械穩(wěn)定性，這種卓越的TCoB可靠性可歸因于封裝的彈簧特性。

綜上所述，英飛凌QDPAK封裝通過頂部散熱的高可靠性，正在成為電動汽車和高功率密度電源系統(tǒng)的理想選擇。其優(yōu)勢已在CoolSiC系列中驗(yàn)證，未來隨著JEDEC標(biāo)準(zhǔn)的普及，將進(jìn)一步推動高效、緊湊的電源系統(tǒng)發(fā)展。