和工业应用都需要不断提高功率密度。例如，为了提高安全性，新的汽车动力转向设计现在需要双冗余电路，这意味着双部件应该容纳在同一空房间中。再比如，在一个服务器场中，每平方米都需要一定的成本，用户通常要求同一功率包中的输出功率每18个月翻一番。如果分立半导体供应商想要应对这一挑战，他们不仅应该专注于提高晶圆技术，还应该努力提高封装性能。

安石半导体总部位于荷兰，是分立器件、MOSFET器件、模拟和逻辑集成电路领域的领导者。公司率先采用全铜夹片芯片贴装技术in-power封装(LFPAK无损封装)，以实现多种技术优势(电流能力、RDSon、热特性等。).

LFPAK封装系列专为提高功率密度而设计

LFPAK封装系列用于提高功率密度。其主要特点是封装内部全部采用铜夹，外部采用鸥翼引脚。2002年，安石半导体首次推出LFPAK56封装——这是一种功率SO8封装(5mm x 6mm)，旨在取代更大的DPAK封装。现在，该公司提供一系列不同尺寸的封装，包括单通道和双通道MOSFET配置，可以覆盖许多不同的应用。最近，安石半导体发布了LFPAK88，这是一种为更高功率应用设计的8mm x 8mm封装，可以取代更大的DPAK和DPAK-7封装。

图1: LF Pak分立MOSFET封装系列

夹片键合封装和引线键合封装:功率密度优势

LFPAK器件体积比老的dpak和dpak-7器件小，功率密度明显提高。

图2:2:lf PAK 88的占地面积小于D PAK

图为LFPAK88相对占用面积，比D PAK器件减少60%；此外，LFPAK88器件的高度更低，因此总体积减少了86%。

LFPAK88之所以能提高性能和功率密度，是因为它采用了铜夹封装技术，取代了D PAK和D PAK7封装中使用的旧的引线键合技术。

图3: D PAK与焊丝连接，LFPAK88与铜夹技术连接

铜夹技术的性能优势包括:

1.电流(安培)

焊线是一个限制因素，它决定了器件可以处理的电流。对于D PAK封装，所用焊线的最大直径为500 m(取决于所连接的T形柱的尺寸)。

使用最新的Trench 9超级结40V晶圆，AXA半导体可以放入D PAK封装的最大晶圆电流额定值为120A。但对于更小的LFPAK88封装，由于不受键合线的限制，目前AXA半导体能投入封装的最大晶圆电流额定值为425A。随着该公司未来发布更大的晶圆产品，这一当前评级将会增加。[注意:这些值来自测量而非理论]

2.RDS(开)[单位:米]

D PAK中使用的三根直径为500 m的焊线增加了MOSFET的总RDS(on)值。

比如在上述两个器件中使用相同的Trench 9 40V工艺平台，目前AXA半导体可以投入D PAK的最大晶圆的RDS(on)值为1.2m。如果使用更小的夹片来焊接LFPAK88封装，则该值可降至0.7m，因为它没有线电阻。【注:0.55mωlf pak 88器件正在T9平台上开发】。

3.寄生源电感(nH)

在每一个开关事件中，寄生源电感问题都必须解决，因为它会降低效率。在需要高频开关的应用中，如DC/DC转换器，这种效率损失将产生巨大影响。

源极键合线也会增加总寄生源极电感，加上D PAK的长引脚，电感会达到5nH。相比之下，LFPAK88没有源极键合线，只用了一个很小的鸥翼引脚，所以电感值只有1nH。

4.当前/热点

当高电流通过该器件时，它将集中在键合引线连接到晶片的瓶颈上。这些当前热点可能导致散热/质量问题。

对于LFPAK88，顶部的铜夹覆盖面积更大，因此没有热点。

图4:模拟4个:D PAK和LFPAK88的电流密度以及焊接线上的热点

5.热阻Rth(j-mb) (K/W)

与旧封装相比，LFPAK88具有良好的热性能。例如，如果我们计算从晶圆到连接到印刷电路板的封装底部(从结到安装基板)的热阻，热阻越低越好。

D PAK中最大芯片的热阻为0.43k/w；LFPAK88的热阻为0.35 K/W。

热阻更低主要是因为传热路径更短，漏极的铜夹更薄(LFPAK88厚0.5mm，D PAK厚1.3mm)。

图LFPAK88薄型漏极散热器与D2PAK的比较

功率密度> 1w/mm

更小的尺寸、更高的电流能力和更低的RDS(on)值共同提高了功率密度，如表中所示(使用相同的技术平台提供相似的性能)

结论

总之，要提高功率密度，不仅需要晶圆工艺的改进，还需要新的封装技术来充分发挥分立MOSFET的潜力。LFPAK全铜夹片封装系列增强了晶圆的性能，可以帮助我们减少占用面积，提高功率输出。