安森美T2PAK封装功率器件换流回路设计建议

T2PAK应用笔记重点介绍T2PAK封装的贴装及其热性能的高效利用。内容涵盖以下方面：T2PAK封装详解：全面说明封装结构与关键规格参数；焊接注意事项：阐述实现可靠电气连接的关键焊接注意事项；湿度敏感等级(MSL)要求：明确器件在处理与存储过程中的防潮防护规范；器件贴装指南：提供器件贴装的最佳实践建议。我们已经介绍了

T2PAK封装基础知识

器件贴装方法

换流回路设计建议

在硬件设计中，换流回路是一个关键考量因素，尤其在高速开关应用中更为重要。减小该回路中的寄生电感可直接降低开关损耗，并提升系统整体效率。

顶部散热封装(如T2PAK)在此方面相比底部散热封装具有明显优势。其热设计允许更灵活的电气布线，从而实现更紧凑、更优化的换流回路。

图：硬件设计中的换流回路建议

如图所示，通过将两个T2PAK器件并排布置，即可实现半桥拓扑结构：

DC+ 连接到器件1的漏极;

器件1的源极连接到器件2的漏极;

器件2的源极再连接至DC-。

为构成完整的换流回路，回流路径可通过PCB底层布线，并与顶层安装的器件平行走线。通过过孔将顶层与底层互连，从而形成紧凑的回路结构。这种布局有助于实现磁通量抵消，显著降低寄生电感。在双脉冲测试(Double Pulse Test, DPT)中，该布局实现了仅9 nH的回路电感，充分验证了其有效性。

相比之下，底部散热封装依赖PCB底层铜箔进行散热，这限制了底层电气布线。此限制使得难以构建紧凑的换流回路，往往导致走线路径更长、寄生电感更高。由于底层必须专用于散热——通常需通过大量热过孔和大面积覆铜实现——将回流路径紧邻电源回路布线变得不切实际。这会削弱磁通量抵消效果，增加回路电感，从而对开关性能产生不利影响。

热性能

总体而言，顶部散热封装相比传统表面贴装器件(SMD)具有更优的热性能，因为它能够直接从外露的金属焊盘(MOSFET的漏极、IGBT的集电极、整流器的阴极)导出热量，避免了底部散热封装中PCB材料造成的热阻。如前所述，要充分发挥其散热优势，必须精心设计功率器件所处的散热系统。

T2PAK封装凭借其顶部散热特性，通过直接接触散热器或冷板，突破了TO-263-7等底部散热表面贴装封装中PCB热传导的局限性。基于转换器的研究[7]表明，在器件顶部集成铜散热片可将TIM热阻从0.85 K/W降至0.05 K/W，显著降低器件温度，并使功率处理能力几乎翻倍。同样，针对碳化硅(SiC)表面贴装器件的研究[8]也证明，用实心铜柱替代传统导热过孔可将散热能力从13.2 W提升至36.4 W，凸显了消除散热瓶颈的重要性。

未完待续，下文将以SiC MOSFET为测试对象，通过特定方法验证T2PAK散热设计的有效性。