标签: 爆米花效应

PQFN（方形扁平无引脚塑料封装）封装广泛用于低电压应用，因为它们是薄型、小尺寸封装 – 通常是 3×3 mm 或 5×6 mm，如 Fairchild 的 Power33 和 Power56 封装 – 为设计人员设计引脚封装提供节省空间型替代方案。 为了在高电压应用中实现 PQFN 封装精简的特性，Fairchild 开发了 8×8 mm 封装，能够支持超级结 MOSFET 的快速开关。这种新型 Power88 封装比 D 2 PAK 封装小，通常用于高电压应用，同时满足间隙和爬电距离要求。 表 1 总结了 Power88 封装的一些关键特性和优势。 由于采用较低源极寄生电感和源极开尔文配置，Power88 封装提供出色的开关性能。为了促进不同应用的快速开关，设计人员有必要了解MOSFET 封装的寄生元件的影响。 作为表面贴装器件，PQFN 封装直接焊接到印制电路板 (PCB) 的安装焊盘上。尽管这种直接焊接方式有其优势，但质量和可靠性很大程度上依赖存储和运输过程中吸收的水分量。为了避免爆米花效应，即在焊接过程中或在装配期间和回流焊过程中的封装断裂，设计人员必须注意时间和湿度这两个变量。 环氧模塑封装吸收的水分是导致“爆米花”现象的罪魁祸首，封装中水分的膨胀可能导致封装中的裸片突然弹出原来的位置。 当封装暴露在高温下时，正如在大多数 SMT 焊接过程中，塑料和裸片焊垫之间接口中的水分就会突然蒸发，产生非常高的内部压力。根据吸收程度、焊接温度和时长，裸片大小、封装结构和模塑料特性，模塑料中可能发生爆裂。为了存储和运输，通常将 SMD 保存在管子中、托盘上或胶带上，然后用密封袋真空密封。 IPC/JEDEC J-STD-020 标准划分非密闭式固态 SMD，从而确保妥善封装、存储和处理这些 SMD，避免在装配焊料回流粘附和或维修操作中被破坏。潮湿敏感度 (MSL) 测试用于预先确定由于存储、装配和最终使用过程中的分层而导致的缩短寿命和破坏。这与半导体器件的封装和处理注意事项有关，是关于器件在大约 30°C/60%(85%)RH 室内环境条件下暴露时长的电子标准。 表 2 潮湿敏感度 在 IPC/JEDEC J-STD-20 标准的潮湿/回流敏感度分类中，有八个潮湿敏感度。Fairchild Power88 封装的一个重要特性是潮湿敏感度为 1 (MSL 1)，允许在潮湿测试中在 30°C/85% RH 条件下暴露无限时间，如表 2 所示。 表 3 TMCL 测试后的 CSAM 图 为了验证与潮湿敏感度为 MSL 3 的竞争产品相比，Fairchild Power88 封装的耐用性，Fairchild 在 -65°C 至 +150°C 温度范围内进行温度循环测试 (TMCL)，为时 15 分钟，进行 3000 个循环，目的是加速封装和器件不同成分间热膨胀失配的效应。 如表 3 所示，Fairchild 的 Power88 封装 FCMT199N60 N 沟道 SuperFET II MOSFET 在 3000 个 TMCL 循环测试中不经历分层，然而竞争产品在 1000 个循环时开始表现出分层。事实上，由于高 I dss  泄露和低 V th ，竞争对手 B 的 30 个被测器件中有 5 个器件在 2,500 到 3,000 循环内失效。 凭借 MSL 1 额定潮湿敏感度，设计人员发现 Fairchild 的 Power88 封装提供业界领先的耐用性，减少了因运输和存储导致的失效风险。若要了解更多信息，请访问以下链接。 FCMT199N60 − N 沟道 SuperFET® II MOSFET AN-5078：Fairchild 高电压 Power88 封装的电路板装配指南