從分布式到現代汽車區域E/E架構的發展

車輛基礎設施中的功率半導體

工程師和設計人員已經借鑒電子行業的傳統方法應對這一挑戰：提高半導體集成度並使用複雜的多層襯底以縮小元件間距，從而減少PCB和設備的尺寸。

然而，額外電路的加入也推升了每個ECU的典型功率需求。由於空間有限
，電源電路必須更小，而處理的功率卻更大，這就提高了功率密度
，並要求增加散熱，以防止過熱和ECU早期故障。

在(zai)其(qi)他(ta)行(xing)業(ye)

，設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)迅(xun)速(su)采(cai)用(yong)先(xian)進(jin)的(de)電(dian)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)
，利(li)用(yong)同(tong)步(bu)整(zheng)流(liu)和(he)零(ling)電(dian)壓(ya)開(kai)關(guan)等(deng)技(ji)術(shu)提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv)並(bing)減(jian)少(shao)散(san)熱(re)。然(ran)而(er)
，在(zai)汽(qi)車(che)領(ling)域(yu)
，成(cheng)本(ben)
、可靠性
、耐用性等因素占據主導地位，設計人員往往傾向於采用更保守、更成熟的方案，如異步降壓
、升壓和SEPIC轉換器。因此，雖然功率密度的壓力促使元件供應商開發出尺寸更小的封裝，但元件的散熱量必須保持不變。 

晶體管和整流二極管需要新型半導體封裝，既節省空間，又具有極高的熱效率。在許多代產品中，設計人員一直依賴於SOT23和SMx（SMA、SMB、SMC）等現有的封裝方式
，但隨著需求的快速迭代，目前急需散熱能力更強的新型封裝。

底層創新：新一代封裝如何實現高效散熱

但是，新一代封裝的對手是什麼？SOT23是shi各ge行xing各ge業ye最zui常chang用yong的de晶jing體ti管guan和he二er極ji管guan表biao麵mian貼tie裝zhuang封feng裝zhuang之zhi一yi，這zhe種zhong引yin線xian式shi封feng裝zhuang將jiang裸luo片pian連lian接jie到dao引yin線xian框kuang架jia上shang，通tong常chang直zhi接jie連lian接jie到dao源yuan極ji，而er焊han線xian則ze連lian接jie到dao柵zha極ji和he漏lou極ji引yin線xian上shang。而er顧gu名ming思si義yi，DFN（分立扁平無引線）結構不含引線
，其底部采用雙排接線端子，間距很近
，可以縮短焊線
， 

從而降低封裝電感、無裸片封裝電阻(DFPR)和熱阻，提高電氣性能。在現有的SOT23中，內部產生的熱量必須通過裸片粘接層到達引線框架，並沿著源引線到達襯底，相比之下，更先進的DFN可將熱量從芯片直接向下傳導至封裝底部的源極焊盤，更短的路徑可確保更高效的散熱。

SOT23和DFN封裝的內部視圖和散熱路徑

功率二極管在開關轉換過程中會通過大量電流，因此功率電路的設計人員希望改善其散熱性能。SMx封裝多年來一直是設計人員的首選，現在正逐漸讓位於銅夾片(CFP)等新型封裝。與類似額定值的SMx相比，CFP封裝可節省38-75%的PCB麵積
，同時具有同等或更優的功率處理能力。以W/cm²為單位
，散熱能力大幅提升。

CFP封裝性能的提高主要歸功於我們的銅夾片技術
，該技術可替代傳統的焊線技術。20多年前
，我們首次推出無損封裝LFPAK並(bing)將(jiang)這(zhe)一(yi)技(ji)術(shu)推(tui)向(xiang)市(shi)場(chang)，這(zhe)一(yi)重(zhong)大(da)創(chuang)新(xin)令(ling)經(jing)驗(yan)豐(feng)富(fu)的(de)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)難(nan)以(yi)置(zhi)信(xin)，他(ta)們(men)驚(jing)訝(ya)於(yu)這(zhe)一(yi)小(xiao)型(xing)封(feng)裝(zhuang)所(suo)具(ju)備(bei)的(de)強(qiang)大(da)的(de)功(gong)率(lv)處(chu)理(li)能(neng)力(li)，而(er)這(zhe)一(yi)技(ji)術(shu)的(de)關(guan)鍵(jian)在(zai)於(yu)可(ke)增(zeng)強(qiang)芯(xin)片(pian)頂(ding)部(bu)和(he)底(di)部(bu)散(san)熱(re)效(xiao)果(guo)的(de)銅(tong)夾(jia)片(pian)。與(yu)普(pu)通(tong)的(de)焊(han)線(xian)連(lian)接(jie)相(xiang)比(bi)


，頂(ding)部(bu)連(lian)接(jie)的(de)表(biao)麵(mian)積(ji)更(geng)大(da)
，從(cong)芯(xin)片(pian)到(dao)PCB的散熱路徑更短
，而夾片的大橫截麵麵積可確保熱量有效傳導至封裝底部和襯底。

銅夾片封裝(CFP)內視圖

小體積，大改進：CFP和DFN更具性價比

目前，汽車應用領域普遍要求節省空間、高熱效率的封裝

，包括LED照明係統、牽引逆變器、電池管理係統(BMS)和大功率車載充電器(OBC)。DFN將成為小信號二極管和晶體管的首選方案，未來
，CFP也將成為功率二極管的最佳封裝方式。這種轉變正在發生，我們已經開始投資提高生產能力。

我們迫切需要新的封裝類型。現代汽車的計算能力不斷提高，也需要引腳數較多的MCU
，因此多層PCB是正確布線的先決條件。這些PCB的(de)成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)具(ju)有(you)相(xiang)同(tong)電(dian)氣(qi)性(xing)能(neng)的(de)較(jiao)小(xiao)尺(chi)寸(cun)封(feng)裝(zhuang)。即(ji)使(shi)小(xiao)型(xing)封(feng)裝(zhuang)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)可(ke)能(neng)會(hui)提(ti)高(gao)零(ling)件(jian)成(cheng)本(ben)，但(dan)係(xi)統(tong)成(cheng)本(ben)的(de)降(jiang)低(di)將(jiang)證(zheng)明(ming)采(cai)用(yong)CFP和DFN封裝是明智之選。

buguo，zaixuduoqingkuangxia
，xiaoxingfengzhuangbenshenjiunengjianshaolingjianchengben。shengchanxianyizhengmingcileifengzhuanggengjuchengbenxiaoyi，yinweifengzhuangchengbenyufengzhuangchicunchengfanbi。womenkandao，CFP封裝在生產成本方麵優於SMx
、DPAK
、TOx等傳統封裝方式，我們預測DFN封裝也是如此。

現代汽車和工業應用不斷增長的需求推動零部件市場的發展，並對價格和供應產生了影響。需求將超過SMA、SMB
、SMC等“傳統”封裝的供應和可用性，這將迫使設計人員采用性能更優的替代方案
，以適應未來產品的需求。

總結

如今，電子產品市場呼喚更小、更強大
、更可靠的汽車ECU
，好在最新的高效封裝技術使這一切成為可能
，大大減少了功率晶體管和功率二極管的尺寸
，同時促進了散熱。
Nexperia將繼續大力投資擴大產能
，以滿足日益增長的市場需求

，特別是汽車和工業應用領域對CFP和DFN封裝產品的需求。通過將多種版本的器件推向市場，我們強調了擴大產能
、加快向體積更小和優化熱性能封裝過渡的承諾。