顶部散热封装QDPAK安装指南

由于QDPAK封装是英飞凌新一代大功率产品的表贴顶部散热产品，其安装方式有所不同，所以针对其安装方式做一些详细的介绍。

如下图，英飞凌针对600V以上高压器件推出了HDSOP封装系列(D-DPAK, TOLT, 及QDPAK) 。如下图列出了该系列已发布的封装型号及其关键参数信息。所有封装均具有统一的2.3mm标准本体厚度，这一特性使得不同分立器件（如650V碳化硅二极管、高压/低压MOSFET等）可以混合安装在同一散热板上。

该设计优化了组装流程：所有功率器件在PCB上的安装位置到散热板顶面的距离保持一致，既简化了装配工序，又无需对散热板进行特殊结构处理。

*QDPAK封装中22-3在22-1塑封本体上增加了一个凹槽，加大了D与S的爬电距离。

将表贴顶部散热封装器件单独安装到散热器上相对容易，由于机械公差无需特别考虑，因此，本文档不涉及单器件独立散热器的安装说明。在实际应用过种中，QDPAK可以支持更高的功率输出，因为通常会有多个QDPAK或顶部散热器件安装在同一个散热器上。为优化散热性能，建议尽可能减少PCB翘曲。可通过以下方式实现：

01

控制PCB尺寸‌——尺寸越大，翘曲越明显。或使用硬度更高或更厚的PCB减少板子自身形变。

02

增加分布式机械接触点‌，通过多点支撑有效降低PCB形变，如下图箭头所示，除了散热器四个角落有螺丝加以固定之外。每个QPDAK封装两侧都有两个螺丝加以固定，以减小PCB的形变。

如下图，展示了通过螺丝简化PCB与散热器组装的示例。在两个QDPAK封装之间缺少螺丝的位置，可能出现PCB翘曲，这将导致界面导热材料残留厚度过大，进而增大热接触热阻，导致结温偏高。

下图是实际温升测试，由于器件之间没有使用螺丝固定，在形变最大的中部位置，QDPAK器件的温度最高。

然而，若通过增加过多螺丝及相应PCB钻孔来解决该问题，又会在功率布线最关键区域造成导电面积损失。

所以，第三种方式是采用刚性基材‌或加装金属承载结构在PCB下方进行‌机械加固措施‌。如下图：

通过PCB背面的支撑柱和连接器对功率PCB施加压力。该设计确保了外壳上下部分具有足够的刚度，在向封装施加足够压力的同时最小化外壳变形。理想情况下，每个封装都应单独施加压力。否则，缺少支撑柱的器件（下图中Q2所示）会导致界面导热材料残留厚度增大，进而使热阻升高。

而对于器件层面，表贴产品在组装过程中，清洁电路板可有效防止功率器件底部异物颗粒导致的意外倾斜（如下左图）。由于Q-DPAK的引脚与本体底面的正公差设计，即使不对电路板做特别清洁，也会大大减少这种情况的发生概率。另外，回流焊工艺可能引发的SMD元件倾斜效应（如"立碑"现象，如下右图）也应予以避免。

综上所述，针对QDPAK封装，为最大限度的发挥其顶部散热性能，在保证合理的压力情况下，PCB和器件层面都要尽可能保持平整，减小因为器件倾斜或者PCB的翘曲引起的界面导热材厚度偏大而造成的器件温度偏高的情况。