QDPAK- und DDPAK-Gehäuse mit Top-Side-Kühlung von Infineon sind nun als JEDEC-Standard für Hochleistungsanwendungen registriert

München – 9. Februar 2023 – Die Entwicklung effizienter Hochleistungsanwendungen mit erheblichem Mehrwert für Bereiche wie die Elektromobilität, wird von Trends zu höherer Leistungsdichte und Kostenoptimierung dominiert. Daher hat die Infineon Technologies AG die QDPAK und DDPAK Top-Side-Cooling (TSC)-Gehäuse, die sich ideal für Hochspannungs-MOSFETs eignen, erfolgreich als JEDEC-Standard registriert. Mit dieser Registrierung bekräftigt Infineon seine Bemühungen um eine weitreichende Einführung von TSC in neuen Designs mit einem einheitlichen Gehäusedesign und Platzbedarf. Darüber hinaus bietet die Registrierung den OEM-Herstellern Flexibilität und Komfort. So können sie ihre Produkte auf dem Markt hervorheben und die Leistungsdichte weiter verbessern, um so verschiedene Anwendungen unterstützen zu können.

„Als Lösungsanbieter beeinflusst Infineon die Halbleiterindustrie auch weiterhin durch innovative Gehäusetechnologien und Fertigungsprozesse“, sagt Ralf Otremba, Lead Principal Engineer für High Voltage Packaging bei Infineon. „Unsere fortschrittlichen,Top-Side-gekühlten Gehäuse bringen erhebliche Vorteile auf der Bauelemente- und Systemebene, wodurch die Anforderungen moderner Hochspannungsdesigns erfüllt werden können. Die Standardisierung der Gehäuseformen wird dazu beitragen, eines der Hauptprobleme der OEMs beim Design von Hochspannungsanwendungen zu beseitigen, indem die Kompatibilität von Pin zu Pin zwischen den Anbietern sichergestellt wird.“

Seit mehr als 50 Jahren ist die JEDEC-Organisation weltweit führend bei der Entwicklung offener Standards sowie von Publikationen für die Mikroelektronikindustrie für eine Vielzahl von Technologien, einschließlich Gehäuseformen. JEDEC hat Halbleitergehäuse wie die TO220- und TO247-Durchsteck-Bauteile (Through-Hole-Devices; THD) bereits registriert – diese wurden in den vergangenen Jahrzehnten häufig verwendet und sind auch heute noch eine Option für neue Onboard-Charger-Designs, Hochspannungs- (HV) und Niederspannungs-Gleichstromwandler (LV).

Die Registrierung der oberflächenmontierten (Surface-mounted Device; SMD) TSC-Gehäusedesigns QDPAK und DDPAK läutet eine neue Ära für Gehäuseformen ein. Sie wird eine breite Marktakzeptanz der TSC-Technologie als Ersatz für TO247 beziehungsweise TO220 zur Folge haben. Zusammen mit den Vorteilen der Technologie ist die Registrierung der neuen JEDEC-Gehäusefamilie nach dem MO-354-Standard eine wichtige Voraussetzung dafür, dass industrielle und automotive Hochspannungsanwendungen in Systemen der nächsten Generation zu Top-Side-gekühlten Designs wechseln.

Um Kunden den Design-Übergang von der TO220- und TO247-THD-Bauweise zu erleichtern, hat Infineon QDPAK- und DDPAK-SMD-Bauteile entwickelt, die gleichwertige thermische Eigenschaften bei verbesserter elektrischer Leistung bieten. Basierend auf einer Standardhöhe von 2,3 mm für QDPAK- und DDPAK-SMD-TSC-Gehäuse für Hoch- und Niederspannungsbauelemente können Entwickler nun komplette Anwendungen wie Onboard-Charger- und DC-DC-Wandler mit allen SMD-TSC-Bauteilen in der gleichen Höhe designen. Im Vergleich zu bestehenden Lösungen, die ein 3D-Kühlsystem erfordern, macht dies die Designs einfacher und reduziert die Systemkosten für die Kühlung.

Darüber hinaus bietet das TSC-Gehäuse einen bis zu 35 Prozent geringeren Wärmewiderstand als die standardmäßige Bottom-Side-Kühlung (BSC). Da beide Seiten der Leiterplatte genutzt werden können, ermöglichen TSC-Gehäuse eine bessere Nutzung der Leiterplattenfläche und eine mindestens zweifach höhere Leistungsdichte. Auch das Wärmemanagement der Gehäuse wird durch die thermische Entkopplung vom Substrat verbessert, da der Wärmewiderstand der Zuleitungen im Vergleich zur freiliegenden Gehäuseoberseite wesentlich höher ist. Aufgrund der verbesserten thermischen Eigenschaft ist das Übereinanderlegen verschiedener Leiterplatten nicht erforderlich. Anstatt FR4 und IMS zu kombinieren, reicht ein einziges FR4 für alle Komponenten aus; außerdem werden weniger Anschlüsse benötigt. So ergibt sich eine reduzierte Stückliste, die zu einer Senkung der Gesamtsystemkosten führt.

Zusätzlich zu den verbesserten thermischen und leistungsbezogenen Merkmalen bietet die TSC-Technologie zudem ein optimiertes Design des Power-Loop-Designs für erhöhte Zuverlässigkeit. Möglich wird das durch die Anordnung der Treiber, die sehr nahe am Leistungsschalter platziert werden können. Die geringe Streuinduktivität der Treiber-Schalter-Schleife reduziert die Störeffekte und führt zu weniger Ringing am Gate, höherer Leistung und geringerem Ausfallrisiko.

Weitere Informationen sind erhältlich unter www.infineon.com/ddpak und www.infineon.com/obc

Mehr Informationen zum Beitrag von Infineon im Bereich Energieeffizienz: www.infineon.com/green-energy