随着新能源汽车、光伏储能、AI算力和工业自动化快速发展,电力电子系统正持续向更高效率、更高功率密度和更小体积演进。传统底部散热功率器件往往需要经由封装引线框与PCB传递热量,热路径较长,PCB热负担也随之增加。针对这一问题,蓝箭电子推出TOLT(TO-Leaded Top-side Cooling)顶部散热封装功率器件,为大电流、高频率和紧凑空间下的热管理提供新选择。
TOLT封装是什么?
TOLT可理解为TOLL封装技术面向顶部散热需求的结构迭代。其核心思路是将传统“芯片—封装—PCB—散热器”的热传导路径,调整为热量由芯片更直接地传向器件顶部散热面,再连接外部散热器。这样可以将主要热流与PCB部分解耦,为高功率密度设计留出更灵活的板级空间。
从内部结构看,TOLT封装采用倒置引线框架与Copper Clip互连。较大的引线框空间有利于搭载更大芯片,低电阻互连则有助于缩短大电流路径。同时,顶部裸露金属面为散热器或导热界面材料提供直接接触区域。
蓝箭TOLT封装的五项关键优势
1. 顶部直出散热,缩短热路径
器件工作热量可直接通过顶部散热面传至散热器,减少热量经PCB绕行产生的堆积,有助于降低器件温升及电路板热负荷。
2. 支持更大芯片和更高载流能力
较大的框架空间可以容纳更大面积芯片,为降低导通电阻、提升电流承载能力和瞬态性能创造结构条件。
3. 独立开尔文源极降低驱动干扰
独立开尔文源极可分离驱动回路与功率回路,减小共源电感带来的栅极串扰及开关振荡,对高频应用更友好。
4. 优化互连,降低寄生参数
通过缩短内部电流路径并扩大载流截面,TOLT封装有助于降低寄生电感和寄生电容,改善开关损耗与动态性能。
5. 改善装配一致性
引脚本体高差设计可减小装配公差影响,使器件底部贴合PCB、顶部高度保持一致,有利于控制导热界面材料厚度及整机散热一致性。
热阻测试:RthJC实测为0.13 K/W
原厂采用定制夹具,并按照JESD51-1、JESD51-14标准开展结壳热阻测试。原文披露的测试结果为RthJC=0.13 K/W,体现出TOLT顶部散热结构在芯片至壳体热传导方面的潜力。
温升对比:顶部散热结构更利于控制热点
在内部芯片相同、功耗条件一致的对比测试中,原厂将LFPAK 8×8封装与TOLT封装置于相同测试条件下进行温升观察。热成像结果显示,TOLT方案呈现更低的中心温度与最高温度,说明顶部散热路径能够更有效地将热量导出。
不同PCB配置下的热仿真结果
原厂还对2s2p与1s1p PCB、带过孔与不带过孔等多种配置进行了自然散热仿真,并以实测验证模型,原文披露仿真与实验误差在10%以内。曲线表明,在顶部散热器承担主要散热任务的条件下,PCB配置对结到环境热阻的影响相对有限,这为成本、层数与热设计之间的平衡提供了参考。
说明:文中的测试数值和结论来自蓝箭电子原始技术资料。具体器件性能仍应以对应型号规格书、测试条件及原厂最新资料为准。
TOLT封装适合哪些应用?
凭借顶部散热、低寄生参数与高功率密度特点,TOLT封装可用于车载OBC、DC-DC转换器、主逆变器与充电桩等汽车电子场景,也适用于光伏逆变器、储能PCS、UPS、工业伺服、电动工具、机器人、高密度服务器电源及5G基站电源。
对于需要从传统TO-220、TOLL或DPAK方案升级的设计,工程师应重点核对额定电压、电流、导通电阻、热阻、开关特性、引脚定义、PCB焊盘及散热器装配方式。元器猫现有MOSFET产品分类、高压NMOS选型页面及电源管理产品页面可作为相关器件选型入口。
选型与供应支持
元器猫是蓝箭电子代理商,可为TOLT封装功率器件提供产品资料、样品申请、型号选型与供应支持。对于国产功率器件替代项目,也可结合应用电压、连续电流、开关频率、散热条件与PCB空间进行综合评估,并通过国产替代专区了解更多相关方案。
如需获取蓝箭TOLT封装功率器件样品和技术资料,元器猫为您提供专业选型支持与原装正品供应
