MOS管封裝知識

完成MOS管芯片在制作之后，需要給MOS管芯片加上一個外殼，這就是MOS管封裝。該封裝外殼主要起著支撐、保護和冷卻的作用，同時還可為芯片提供電氣連接和隔離，從而將MOS管器件與其它元件構成完整的電路。

而不同的封裝、不同的設計，MOS管的規格尺寸、各類電性參數等都會不一樣，而它們在電路中所能起到的作用也會不一樣；另外，封裝還是電路設計中MOS管選擇的重要參考。封裝的重要性不言而喻，今天我們就來聊聊MOS管封裝的那些事。

MOS管封裝分類

按照安裝在PCB板上的方式來劃分，MOS管封裝主要有兩大類：插入式(Through Hole)和表面貼裝式(Surface Mount)。

插入式就是MOSFET的管腳穿過PCB板的安裝孔并焊接在PCB板上。常見的插入式封裝有：雙列直插式封裝（DIP）、晶體管外形封裝（TO）、插針網格陣列封裝（PGA）三種樣式。

表面貼裝則是MOSFET的管腳及散熱法蘭焊接在PCB板表面的焊盤上。典型表面貼裝式封裝有：晶體管外形（D-PAK）、小外形晶體管（SOT）、小外形封裝（SOP）、方形扁平式封裝（QFP）、塑封有引線芯片載體（PLCC）等。

隨著技術的發展，目前主板、顯卡等的PCB板采用直插式封裝方式的越來越少，更多地選用了表面貼裝式封裝方式。

1、雙列直插式封裝（DIP）

DIP封裝有兩排引腳，需要插入到具有DIP結構的芯片插座上，其派生方式為SDIP（Shrink DIP），即緊縮雙入線封裝，較DIP的針腳密度高6倍。

DIP封裝結構形式有：多層陶瓷雙列直插式DIP、單層陶瓷雙列直插式DIP、引線框架式DIP（含玻璃陶瓷封接式、塑料包封結構式、陶瓷低熔玻璃封裝式）等。DIP封裝的特點是可以很方便地實現PCB板的穿孔焊接，和主板有很好的兼容性。

但由于其封裝面積和厚度都比較大，而且引腳在插拔過程中很容易被損壞，可靠性較差；同時由于受工藝的影響，引腳一般都不超過100個，因此在電子產業高度集成化過程中，DIP封裝逐漸退出了歷史舞臺。

2、晶體管外形封裝（TO）

屬于早期的封裝規格，例如TO-3P、TO-247、TO-92、TO-92L、TO-220、TO-220F、TO-251等都是插入式封裝設計。

TO-3P/247：是中高壓、大電流MOS管常用的封裝形式，產品具有耐壓高、抗擊穿能力強等特點。

TO-220/220F：TO-220F是全塑封裝，裝到散熱器上時不必加絕緣墊；TO-220帶金屬片與中間腳相連，裝散熱器時要加絕緣墊。這兩種封裝樣式的MOS管外觀差不多，可以互換使用。

TO-251：該封裝產品主要是為了降低成本和縮小產品體積，主要應用于中壓大電流60A以下、高壓7N以下環境中。

TO-92：該封裝只有低壓MOS管（電流10A以下、耐壓值60V以下）和高壓1N60/65在采用，目的是降低成本。

近年來，由于插入式封裝工藝焊接成本高、散熱性能也不如貼片式產品，使得表面貼裝市場需求量不斷增大，也使得TO封裝發展到表面貼裝式封裝。TO-252（又稱之為D-PAK）和TO-263（D2PAK）就是表面貼裝封裝。

TO252/D-PAK是一種塑封貼片封裝，常用于功率晶體管、穩壓芯片的封裝，是目前主流封裝之一。

采用該封裝方式的MOSFET有3個電極，柵極（G）、漏極（D）、源極（S）。

其中漏極（D）的引腳被剪斷不用，而是使用背面的散熱板作漏極（D），直接焊接在PCB上，一方面用于輸出大電流，一方面通過PCB散熱；所以PCB的D-PAK焊盤有三處，漏極（D）焊盤較大。其封裝規范如下：

TO-263是TO-220的一個變種，主要是為了提高生產效率和散熱而設計，支持極高的電流和電壓，在150A以下、30V以上的中壓大電流MOS管中較為多見。

除了D2PAK（TO-263AB）之外，還包括TO263-2、TO263-3、TO263-5、TO263-7等樣式，與TO-263為從屬關系，主要是引出腳數量和距離不同。

3、插針網格陣列封裝（PGA）

PGA（Pin Grid Array Package）芯片內外有多個方陣形的插針，每個方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列，根據管腳數目的多少，可以圍成2～5圈。安裝時，將芯片插入專門的PGA插座即可，具有插拔方便且可靠性高的優勢，能適應更高的頻率。

其芯片基板多數為陶瓷材質，也有部分采用特制的塑料樹脂來做基板，在工藝上，引腳中心距通常為2.54mm，引腳數從64到447不等。

這種封裝的特點是，封裝面積（體積）越小，能夠承受的功耗（性能）就越低，反之則越高。這種封裝形式芯片在早期比較多見，且多用于CPU等大功耗產品的封裝，如英特爾的80486、Pentium均采用此封裝樣式；不大為MOS管廠家所采納。

4、小外形晶體管封裝（SOT）

SOT（Small Out-Line Transistor）是貼片型小功率晶體管封裝，主要有SOT23、SOT89、SOT143、SOT25（即SOT23-5）等，又衍生出SOT323、SOT363/SOT26（即SOT23-6）等類型，體積比TO封裝小。

SOT23是常用的三極管封裝形式，有3條翼形引腳，分別為集電極、發射極和基極，分別列于元件長邊兩側，其中，發射極和基極在同一側，常見于小功率晶體管、場效應管和帶電阻網絡的復合晶體管，強度好，但可焊性差，外形如下圖(a)所示。

SOT89具有3條短引腳，分布在晶體管的一側，另外一側為金屬散熱片，與基極相連，以增加散熱能力，常見于硅功率表面組裝晶體管，適用于較高功率的場合，外形如下圖(b)所示。

SOT143具有4條翼形短引腳，從兩側引出，引腳中寬度偏大的一端為集電極，這類封裝常見于高頻晶體管，外形如下圖(c)所示。

SOT252屬于大功率晶體管，3條引腳從一側引出，中間一條引腳較短，為集電極，與另一端較大的引腳相連，該引腳為散熱作用的銅片，外形如下圖(d)所示。

主板上常用四端引腳的SOT-89 MOSFET。其規格尺寸如下：

5、小外形封裝（SOP）

SOP（Small Out-Line Package）是表面貼裝型封裝之一，也稱之為SOL或DFP，引腳從封裝兩側引出呈海鷗翼狀(L字形)。材料有塑料和陶瓷兩種。

SOP封裝標準有SOP-8、SOP-16、SOP-20、SOP-28等，SOP后面的數字表示引腳數。MOSFET的SOP封裝多數采用SOP-8規格，業界往往把“P”省略，簡寫為SO（Small Out-Line）。

SO-8為PHILIP公司率先開發，采用塑料封裝，沒有散熱底板，散熱不良，一般用于小功率MOSFET。

后逐漸派生出TSOP（薄小外形封裝）、VSOP（甚小外形封裝）、SSOP（縮小型SOP）、TSSOP（薄的縮小型SOP）等標準規格；其中TSOP和TSSOP常用于MOSFET封裝。

6、方形扁平式封裝（QFP）

QFP（Plastic Quad Flat Package）封裝的芯片引腳之間距離很小，管腳很細，一般在大規模或超大型集成電路中采用，其引腳數一般在100個以上。

用這種形式封裝的芯片必須采用SMT表面安裝技術將芯片與主板焊接起來。該封裝方式具有四大特點：

①適用于SMD表面安裝技術在PCB電路板上安裝布線；

②適合高頻使用；

③操作方便,可靠性高；

④芯片面積與封裝面積之間的比值較小。

與PGA封裝方式一樣，該封裝方式將芯片包裹在塑封體內，無法將芯片工作時產生的熱量及時導出，制約了MOSFET性能的提升；而且塑封本身增加了器件尺寸，不符合半導體向輕、薄、短、小方向發展的要求；另外，此類封裝方式是基于單顆芯片進行，存在生產效率低、封裝成本高的問題。

因此，QFP更適于微處理器/門陳列等數字邏輯LSI電路采用，也適于VTR信號處理、音響信號處理等模擬LSI電路產品封裝。

7、四邊無引線扁平封裝（QFN）

QFN（Quad Flat Non-leaded package）封裝四邊配置有電極接點，由于無引線，貼裝表現出面積比QFP小、高度比QFP低的特點；其中陶瓷QFN也稱為LCC（Leadless Chip Carriers），采用玻璃環氧樹脂印刷基板基材的低成本塑料QFN則稱為塑料LCC、PCLC、P-LCC等。

是一種焊盤尺寸小、體積小、以塑料作為密封材料的新興表面貼裝芯片封裝技術。

QFN主要用于集成電路封裝，MOSFET不會采用。不過因Intel提出整合驅動與MOSFET方案，而推出了采用QFN-56封裝（“56”指芯片背面有56個連接Pin）的DrMOS。

需要說明的是，QFN封裝與超薄小外形封裝(TSSOP)具有相同的外引線配置，而其尺寸卻比TSSOP的小62%。根據QFN建模數據，其熱性能比TSSOP封裝提高了55%，電性能(電感和電容)比TSSOP封裝分別提高了60%和30%。最大的缺點則是返修難度高。

隨著技術的革新與進步，把驅動器和MOSFET整合在一起，構建多芯片模塊已經成為了現實，這種整合方式同時可以節省相當可觀的空間從而提升功耗密度，通過對驅動器和MOS管的優化提高電能效率和優質DC電流，這就是整合驅動IC的DrMOS。

另外，采用的深溝道硅(trench silicon)MOSFET工藝，還能顯著降低傳導、開關和柵極電荷損耗；并能兼容多種控制器，可實現不同的工作模式，支持主動相變換模式APS（Auto Phase Switching）。

除了QFN封裝外，雙邊扁平無引腳封裝（DFN）也是一種新的電子封裝工藝，在安森美的各種元器件中得到了廣泛采用，與QFN相比，DFN少了兩邊的引出電極。

8、塑封有引線芯片載體(PLCC)

PLCC（Plastic Quad Flat Package）外形呈正方形，尺寸比DIP封裝小得多，有32個引腳，四周都有管腳，引腳從封裝的四個側面引出，呈丁字形，是塑料制品。

其引腳中心距1.27mm，引腳數從18到84不等，J形引腳不易變形，比QFP容易操作，但焊接后的外觀檢查較為困難。PLCC封裝適合用SMT表面安裝技術在PCB上安裝布線，具有外形尺寸小、可靠性高的優點。

PLCC封裝是比較常見，用于邏輯LSI、DLD(或程邏輯器件)等電路，主板BIOS常采用的這種封裝形式，不過目前在MOS管中較少見。

壹芯微科技針對二三極管,MOS管作出了良好的性能測試，應用各大領域，如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以點擊右邊的工程師,或者點擊銷售經理給您精準的報價以及產品介紹