封装散热创新

将热量从集成电路 (IC) 封装中散发出来的能力将直接影响功率密度。正如我们前面提到的，随着封装尺寸的不断缩小，这个问题变得越来越重要。此外，在典型的电源转换器中，半导体器件通常是解决方案中最热的部分，在 Rsp 迅速缩小的情况下尤其如此。

TI 已投资开发并引入了 HotRod™ 封装，它用倒装芯片式封装取代了典型的键合线四方扁平无引线封装 (QFN)。图 9 和图 10 展示了 HotRod QFN 如何在保持类 QFN 封装的同时消除键合线的情况。这样可以大大降低倒装芯片式封装中常见的寄生环路电感，同时还保留了 QFN 封装热性能的部分优势。HotRod QFN 包括引线框和裸片之间的互连。

图 9 带有外露焊盘的标准键合线 QFN 封装。

图 10 HotRod 互连封装（引线框上倒装芯片）QFN 封装。

HotRod 封装面临的一个挑战是，制造大型裸片附接焊盘 (DAP) 变得更加困难，该焊盘通常对改善封装的散热非常有帮助。为了克服这一挑战，TI 最近增强了 HotRod QFN 的性能，使其在保持现有优势的同时，还能实现带有大型 DAP 的封装。

图 11、图 12 和图 14 展示了 4A LM60440 同步转换器，该转换器包含这些可提高热性能的增强技术。您可以看到，该封装有助于在封装的中心实现一个大型 DAP。与上一代米6体育平台手机版_好二三四相比，该 DAP 具有约 15% 的温升优势。要了解有关这些封装演变的更多信息，请参阅模拟设计期刊文章，采用小型直流/直流转换器进行设计： HotRod™ QFN 与增强型 HotRod™ QFN 封装。

图 11 具有大型 DAP 的增强型 HotRod QFN。

图 12 增强型 HotRod QFN 中 LM60440 的引脚排列。

图 13 传统 HotRod 封装的热性能。

图 14 采用增强型 HotRod QFN 封装且具有 DAP 的 LM60440 的热性能，平均温度降至 71.1°C。

此外，许多设计人员更喜欢利用小外形晶体管 (SOT) 表面贴装封装，因为它们往往成本低且引脚引线更易于组装。TI 已将改进的工艺技术和电路 IP 与 SOT-563 封装相结合，从而使薄型双排引脚配置能够满足更高电流密度的需求。TPS566242 3V 至 16V 同步降压转换器就是一个新示例。该器件采用 1.6mm x 1.6mm SOT-563（6 引脚）封装，在 98% 占空比下支持高达 6A 的持续电流。

同样，在使用晶圆芯片级封装 (WCSP) 时，大部分热量直接从凸块传导出去，一直传导到 PCB。WCSP 封装中的凸块面积越大，热性能越好。TI 最近开发并发布了 PowerCSP™ 封装，该封装旨在通过用大型焊锡条代替 WCSP 中的一些典型圆形凸块来改善封装的散热和电气性能。图 15 说明了该技术在 TPS62088 中的示例实现。图 15 展示了标准 WCSP 封装，而图 16 展示了采用 PowerCSP 封装的同一器件。在系统没有任何其他变化的情况下，温升降低了 5% 左右。

VIN = 5V	VOUT = 1.8 V
IOUT = 3A	TA = 25°C
测量点：Bx1

图 15 TPS62088YFP WCSP 版本的热性能。

VIN = 5V	VOUT = 1.8 V
IOUT = 3A	TA = 25°C
测量点：Bx1

图 16 TPS62088YWC PowerCSP 版本。