QDPAK頂部散熱封裝簡介
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QDPAK頂部散熱器件是一種表貼器件產品。相對于傳統(tǒng)表貼產品只能從底部進行散熱的方式，頂部散熱器件分離了電氣路徑和熱流路徑，尤其適合在高功率密度的應用，如AI服務器電源和車載充電器等應用。而英飛凌不久前推出的QDPAK封裝也是目前英飛凌量產的封裝中最大尺寸的頂部散熱產品。
QDPAK封裝目前包含600V，650V，750V，1200V電壓等級的SiC MOSFET產品和部分電壓的IGBT產品。如下表為QDPAK 1200V SiC MOSFET單管產品列表：
QDPAK目前已成功注冊為JEDEC標準，封裝尺寸為15mm*21mm,高度2.3mm，如下圖：
QDPAK封裝底部正公差間隔：
如下圖：塑封本體與封裝引腳邊沿之間存在最大0.15mm間隔，這樣帶來的好處是：
首先，鋼網印刷錫膏后，引腳會先接觸錫膏，保證焊接的可靠性，用戶只需要把器件放置于PCB上即可進行回流焊。
其次，這個間隔可以允許少量異物存在本體下方而不需要對PCB做特別的清潔。
最后，由于引腳先接觸PCB，引腳可以充當彈簧的特性，能緩解一部分塑封本體受力引起的形變。
QDPAK封裝的爬電距離
如下圖，器件本體D極到S極的爬電距離大于4.8mm，如下圖虛線部分。另外，器件本體使用塑封材料屬于Ⅰ類材料組，CTI≥600，根據IEC60664標準，如下表，污染等級為2的類別下，800-1000Vrms工作電壓對應最小爬電距離為4-5mm，考慮一定裕量和封裝尺寸的誤差，本封裝可以滿足在950Vrms的場合下實現(xiàn)基本絕緣的最小爬電距離（working voltage定義請參考IEC相關標準）。
QDPAK封裝的可靠性
為了驗證封裝的可靠性，英飛凌同時開展了兩項不同的研究實驗。第一組測試板在標準FR4電路板上焊接器件；第二組測試板在標準FR4電路板上焊接器件后，還另外對每個器件頂部垂直施加100N的壓力。隨后對兩組樣本進行板載溫度循環(huán)(TCoB)測試，以探究外部作用力對封裝結構TCoB魯棒性的影響。
如下圖一，展示了兩組樣本的焊點狀態(tài)。可以清晰觀察到：額外施加的作用力并未改變焊點連接狀態(tài)，應力未被直接傳導。封裝引腳發(fā)揮彈簧效應吸收了作用力，其形變主要發(fā)生在封裝肩部區(qū)域，如下圖二。后續(xù)器件檢測表明，經歷溫度循環(huán)后，受外力作用的第二組樣品的焊點比無外力作用的第一組的焊點承受更大應力。但兩組樣本在2000次以上TCoB循環(huán)中均未出現(xiàn)失效，這證明無論器件有無承受外力，都具有極高的可靠性和機械穩(wěn)定性，這種卓越的TCoB可靠性可歸因于封裝的彈簧特性。
綜上所述，英飛凌QDPAK封裝通過頂部散熱的高可靠性，正在成為電動汽車和高功率密度電源系統(tǒng)的理想選擇。其優(yōu)勢已在CoolSiC?系列中驗證，未來隨著JEDEC標準的普及，將進一步推動高效、緊湊的電源系統(tǒng)發(fā)展。
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