T2PAK應用筆記重點介紹T2PAK封裝的貼裝及其熱性能的高效利用。內容涵蓋以下方面：T2PAK封裝詳解：全面說明封裝結構與關鍵規格參數;焊接注意事項：闡述實現可靠電氣連接的關鍵焊接注意事項;濕度敏感等級(MSL)要求：明確器件在處理與存儲過程中的防潮防護規范;器件貼裝指南：提供器件貼裝的最佳實踐建議。第一篇介紹了T2PAK封裝基礎知識，本文將繼續介紹器件貼裝方法。

回流焊工藝各階段的推薦參數值

下表列出了回流焊工藝各階段的推薦參數值。盡管實際溫度曲線可能因設備類型和工藝條件而異，該曲線可作為可靠的初始參考，并應根據具體應用進行調整——包括PCB的尺寸與厚度、元件密度與類型、所用焊膏特性以及襯底材料等因素。

制定焊接溫度曲線時，建議首先采用焊膏制造商提供的基準曲線，并確保所有裝配元件的溫度與時間限制均得到滿足。目前主流的回流焊設備包括紅外(IR)加熱爐、強制對流爐和氣相焊接系統，其中強制對流爐憑借其優異的熱均勻性，能均勻加熱整個PCB板，使元件受熱更一致，特別適用于功率器件的高可靠性焊接。在雙面PCB裝配中，T2PAK器件應安排最后焊接，因其底部焊點在二次回流過程中會再次熔融，易導致移位或脫落。對于返修操作，建議采用局部加熱方式進行定點回流，避免整板二次回流[2]。

表. 根據[2]的分類回流曲線

以下說明適用于表3[2]：

所有溫度均指封裝中心溫度，測量位置為封裝本體在回流焊接過程中朝上的表面(例如live bug，引腳朝下)。若元件采用非標準live bug方向(即dead bug，引腳朝上)進行回流，其TP溫度與“live bug”方向TP值的偏差應在±2K范圍內，且仍需滿足TC溫度要求;否則需調整回流曲線以確保符合TC規范。為精確測量實際封裝本體峰值溫度，請參照JEP140[3]推薦的熱電偶使用規范。

本文檔中的回流溫度曲線僅用于分類或預處理，并不直接規定實際PCB裝配的回流工藝參數。實際的板級裝配回流曲線應根據具體工藝需求和電路板設計來制定，且不得超出表3中所列的參數限值。例如，若 TC =260?°C、時間 tP = 30 秒，則對供應商和用戶分別具有如下要求：

對供應商而言：峰值溫度必須至少達到 260?°C，且高于 255?°C 的時間必須不少于 30 秒。

對用戶而言：峰值溫度不得超過 260?°C，且高于255?°C 的時間不得超過 30 秒。

測試負載中的所有元件均須滿足分類溫度曲線要求。

依據J-STD-020、JESD22-A112(已廢止)、IPC-SM-786(已廢止)歷史版本流程或標準進行濕度敏感性分級的表面貼裝器件，若無變更等級或提高峰值溫度等級的需求，無需按當前修訂版重新分級。

表面貼裝器件：不建議采用波峰焊工藝。

濕度敏感等級根據JEDEC J-STD-033和J-STD-020標準，T2PAK產品被歸類為濕度敏感等級1(MSL1)。因此，在標準環境條件下，該產品無需干燥包裝且無明確的保質期限制，從而簡化了存儲和操作要求。

器件貼裝

為實現最佳性能，頂部散熱器件除需遵循指定的焊接安裝溫度要求外，還需與冷板或散熱器建立高效的熱連接。結殼熱阻(RθJC)取決于芯片尺寸、厚度、裸片粘貼和銅引線框架等因素，已在數據手冊中嚴格規定并明確標注，但整體散熱性能仍高度依賴于連接外露焊盤與散熱器的堆疊結構。實現高效熱連接的關鍵在于界面材料的選擇，通常稱為熱界面材料(Thermal Interface Material, TIM)。選用合適的TIM，并實施精確且可重復的涂覆工藝，是優化散熱性能、確保器件級和板級可靠性以及增強電氣絕緣安全性的核心要素。為提出有效解決方案并展示界面評估流程，本研究已對三種可選方案進行了探討。

液態間隙填充材料(圖1)

大多數液態間隙填充材料(Liquid Gap Fillers，見圖1)具有相對較低的粘度，能夠很好地貼合外露焊盤與散熱器之間的接觸面。此類TIM材料的最終厚度和形態主要由封裝與散熱器之間施加的裝配壓力決定(由PCB施加的壓力)，并可通過螺釘或彈簧針等夾持系統調節散熱器與PCB之間的距離來進行精確控制。在采用液態間隙填充材料時，需綜合考慮以下幾個關鍵因素：

1. 導熱界面材料(TIM)的特性

評估和驗證TIM材料的隔熱性能至關重要。間隙填充材料是封裝散熱焊盤(高電壓)與散熱器(接地)之間唯一的絕緣介質。根據材料不同，為承受相應電壓所需的最小厚度通常在500 μm至1mm之間。

市售液態間隙填充材料的導熱系數范圍為1.6W/(m·K) 至 9 W/(m·K)，安森美建議采用的測試值應高于5 W/(m·K)。

2. 最佳涂覆量

為確保最佳絕緣性能而過度涂覆TIM，會以犧牲熱性能為代價。更多細節請參見熱仿真和熱測試部分所提供的數據。

3. 固化過程中的收縮

需要注意的是，間隙填充材料在必要的固化過程中可能會發生收縮

平衡這些方面對于實現所需的電氣絕緣，同時保持最佳的熱性能至關重要。

圖1. 液態間隙填充材料

預成型間隙填充墊(圖2)

預成型間隙填充墊(Pre-Formed Gap Filler Pad)提供了另一種解決方案。在此方案中，厚度通過設計得到保證。然而，整體裝配成本可能會增加，并且控制散熱器與PCB之間距離的關鍵環節可能更具挑戰性：預切割的導熱墊雖然能保證厚度一致，但由于其預設的形狀，無法像液態材料那樣與周邊結構緊密貼合。

圖2.預成型間隙填充墊

圖3.陶瓷絕緣體

陶瓷絕緣體(Ceramic Type Insulators)(圖3)

可在疊層結構中引入如氧化鋁(Al?O?)或氮化鋁(AlN)等材料，以提供穩定可靠的絕緣性能，尤其當與厚度為250–500 μm的較薄液態間隙填充材料結合使用時效果更佳。盡管這種熱疊層結構通常被視為最可靠的絕緣方案，但與方案1相比，其成本顯著增加，而在導熱性能方面并未帶來實質性提升。

未完待續。