• LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • PARTNERLOGIN

ElektronikFOKUS

Fokus på elektronik

  • Branchenyt
  • Design & udvikling
  • Events
  • IoT & embedded
  • Komponenter & konnektorer
  • Power
  • Produktion
  • Test & mål
  • Wireless & data
  • Artikler fra Aktuel Elektronik

Artikler fra Aktuel Elektronik06. 05. 2026 | Pia Nielsen

Et kig på SMD-kapslinger til SiC MOSFETs

Artikler fra Aktuel Elektronik06. 05. 2026 | Pia Nielsen

Wide-Bandgap-komponenter (WBG) bliver drevet fremad gennem innovation i såvel komponentteknologi som kapslinger. De nye og løbende udfordringer inden for teknologier kræver konstante opgraderinger af komponenterne. SMD-huse til SiC MOSFETs og dioder (siliciumkarbid) har en række fordele i forhold til leadede huse, typisk som følge af behovet for kompakte effektive systemer, der arbejder med minimal varmeudvikling

Artiklen har været bragt i Aktuel Elektronik nr. 5 – 2026 og kan læses herunder uden illustrationer
(læs originaludgaven her)

Af Vipin Gaonkar, principal applications engineer, Microchip Technology, High-Power Solutions business-unit

Historisk har 3-terminal TO-247-huset været arbejdshesten i effektkonvertere med plads til en stor die, men dog uden mulighed for at udnytte de ydelsesmæssige fordele til WBG-teknologierne. 4-terminal TO-247-huset – eller TO-247-4L – introducerede markedet for den såkaldte Kelvin-source for reduceret loop-induktans og bedre kvalitet i gate driver-signalet. Men forbedringerne inden for den termiske ydelse har alligevel været minimale.
Inden for SMD-familierne af diskrete kapslinger har designere typisk kunnet vælge mellem bundside- eller topsidekølede kapslinger. Valget af komponent er som oftest styret af de følgende primære faktorer:
● Effekttæthed: Maksimerer de kontinuerte- og peak-effekter fra en given die med opretholdelse af tilstrækkelige krybe- og isolationsafstande.
● Elektrisk ydelse: Minimerer den parasitiske induktans, reducerer overshoot og ringning samt de overordnede switch-tab.
● Let brug: Forenkler kredsløbsdesign og giver bedre design-for-manufacturability.
● Tilgængelighed: Industristandardkapslinger letter sourcing fra flere kilder, mens unikke kapslinger giver designere mulighed for at opnå designdifferentiering.
Tabel 1 summerer de JEDEC-anerkendte SMD-kapslingstyper, der generelt er til rådighed fra flere producenter.

Let brug
Balancering af designovervejelser som termisk ydelse, montage og pålidelighed er afgørende i valget af en kapslingstype. Topsidekølede kapslinger har optioner som positiv- og negativ standoff som ”motor” for kredsløbsdesignet, termisk design og montageprocessen, og blyprocessen. ”Standoff” repræsenterer z-aksens offset fra bunden af kapslingen til bunden af komponentens leads.
Med positiv standoff er de enkelte leads parallelle med printet, hvilket danner et gab mellem husets krop og printet. Det kræver et tykkere TIM-produkt (Thermal Interface Material) til at udfylde gabet og tolerancen, og man skal sikre sig en korrekt kompression for optimal termisk ledeevne mellem komponent og print. For megen kompression kan dog stresse loddepunkterne, hvilket kan give træthedsbrud og pålidelighedsproblemer over tid.
Negativ standoff imødegår pålidelighedsproblemerne omkring træthed i lodningerne gennem en betydelig reduktion af stress på komponentbenene. Med negativ standoff danner kapslingens hus direkte kontakt med printsubstratet. Et gab på 0,01-0,11mm er opretholdt mellem bunden af huset og undersiden af komponentens leads.
Tykkelsen og den termiske ydelse af TIM-produktet afhænger af kapslingshøjde og tolerancen for kredsens leads. Et negativt standoff minimerer effekten af tolerancer i kredsens leads, da loddetin udfylder gabet mellem leads og printets plads. Det gør komponenthuset i stand til at ”ligge fladt” på printet, ligesom det minimerer variationerne i TIM-tykkelsen på grund af tolerancerne. Resultatet er, at den termiske Junction-to-ambient modstand bliver optimeret og tæt styret, så man undgår stress på lodningerne og de følgende træthedsbrud, imens man opnå en bedre langsigtet pålidelighed.

Forbedret effekttæthed
Vi skal se nærmere på simuleringsresultater for D2PAK- og PSMT-husene. Simuleringen skal evaluere varme-fluxen og køleydelsen med varmeafledning gennem såvel print som TIM for bundsidekølede D2PAK-komponenter samt gennem TIM og køleplade for tosidede PSMT-komponenter.
En 100µm ”tyk” TIM er placeret mellem print og varmekilde i simuleringen med D2PAK – og mellem komponent og køleplade i tilfælde af en PSMT-simulering.
Simuleringerne er blevet udført i fri konvektion ved henholdsvis 25°C og 85°C. Figur 3 er resultaterne af en 85°C simulering for henholdsvis PSMT- og D2PAK-kapslinger. PSMT-kapslingen i simuleringen viser en 25 procent til 35 procent lavere Junction-temperatur end for D2PAK-huset. En topsidekølet kapsling giver en bedre termisk sti, hvilket resulterer i en lavere Junction-temperatur og et deraf følgende mere effekttæt system.

Betydning af krybeafstande og parasitiske induktanser
I tabel 2 er vist simuleringsresultaterne for effekt-loop induktanserne for forskellige SiC-effektkapslinger.
I et design af højvoltsystemer er krybeafstande en vigtig designparameter. TO-247 har udviklet sig fra et 3-lead (TO-247-3L) design til 4-lead (TO-247-4L) til igen 4-lead med notch (TO-247-4LN) med en forøgelse af krybeafstandene fra 3,0mm til 3,8mm og til 8,45mm. Der findes en række løsninger til forøgelse af krybeafstande som design-in af en notch i printet eller brug af konform coating. Tabel 2 giver et overblik over de tre kapslingstyper.
Parasitisk induktans er en betydelig faktor, der påvirker effektiviteten af effektkonverteringen. Parasitisk induktans findes i såvel effekt- som gate-loops, og det påvirker den overordnede ydelse af komponenten. I højfrekvente effektkonvertere med brug af SiC MOSFETs bliver den parasitiske induktans i stigende grad problematisk med større energitab til følge, øgede spændings-overshoots og mere elektromagnetisk støj som følge af ringning. Betydningen af parasitisk induktans kan ses i de waveforms, der er vist i figur 4 med spændings-overshoots under switching.
Topsidekølede kapslinger som PSMT og QDPAK har store fordele i forhold til bundsidekølede versioner som D2PAK og TOLL. Ved at separere de termiske og elektriske stier gør disse komponenter systemdesignere i stand til at reducere parasitisk induktans med optimering af komponenternes termiske ydelse. Denne separation giver mere fleksibilitet og mere effektiv routing af effekt-loopene. Ved at adskille den elektriske sti fra den termiske sti kan designere bedre minimere de induktive tab med support af højere switch-hastigheder i applikationer og en samtidig forøgelse af effekttætheden.
De tosidede kapslinger har altså fremragende termiske forbedringer af ydelse i forhold til diskrete kapslinger. Hvis man som designer vil optimere switchingen eller forenkle produktionen, så tilbyder Microhcip en række kapslinger til spændinger mellem 700V og 3300V. Ud over disse kapslinger kan integration også være en vej til bedre effekttæthed eller til løsning af problemer omkring switchingens effektivitet.
Man kan se mere om Mikrochips SiC-løsninger på: http://www.microchip.com/sic.

Billedtekster:
Tabel 1: Kapslingskarakteristika.
Tabel 2: Resultater for kapslingssimuleringerne.

Figur 1: TO-247-4LN (venstre); D2PAK (center); PSMT (højre).
Figur 2: Termisk sti for henholdsvis PSMT- og D2PAK-huse.
Figur 3: Termiske simuleringsresultater for PSMT (venstre) og D2PAK (højre).
Figur 4: Switching-waveforms med sammenligning af D2PAK (venstre) vs. PSMT (højre).

Skrevet i: Artikler fra Aktuel Elektronik Tags: effektelektronik

Seneste nyt fra redaktionen

DI: Aftale mellem Danmark og Tyskland baner vejen for nyt europæisk erhvervseventyr

AktueltBranchenytPower08. 10. 2026

Danmark og Tyskland har denne uge indgået en aftale om CO2-fangst og -lagring, der gør det muligt at transportere CO2 på tværs af landenes grænser og lagre den i undergrunden. Aftalen, der blev indgået i går, tirsdag, er startskuddet til et nyt erhvervseventyr for Danmark og udviklingen af et

Flerlagsspoler til Power-over-Coax-kredsløb i køretøjer

Komponenter & konnektorer07. 10. 2026

TDK Corporation udvider MLJ1608-G-serien (1,6 mm x 0,8 mm x 0,8 mm) af flerlags-spoler (multilayer inductors) til Power-over-Coax (PoC)-kredsløb i køretøjer. Masseproduktionen af ​​disse nye komponenter blev påbegyndt i oktober 2026. PoC til køretøjer muliggør samtidig transmission af strøm og

IT-Branchen: Nu skal de digitale ambitioner blive til konkrete initiativer

TopWireless & data07. 10. 2026

Statsminister Mette Frederiksen satte i sin åbningstale til Folketinget fokus på blandt andet hybride trusler, cybersikkerhed, kunstig intelligens og danske virksomheders konkurrenceevne. Det er centrale dagsordener for både Danmark og dansk erhvervsliv, mener IT-Branchen, techvirksomhedernes

Et robust forsvar kræver investeringer i højteknologisk forskning

AktueltBranchenytDesign & udvikling07. 10. 2026

Debatindlæg af Anders Bjarklev, rektor på DTU, og Christine Nellemann, prorektor på DTU En langsigtet opbygning af Danmarks forsvarskapacitet skal ske gennem teknologisk forskning, innovation og rådgivning. Forsvaret, investorer og virksomheder skal udnytte, at Europas førende tekniske

Cybersikkerhed kan blive en dansk konkurrencefordel

AktueltWireless & data07. 10. 2026

En sårbarhed i et program. En overset adgang til et system. Måske en lille sprække i det digitale forsvar, som kan åbne døren til resten. Når Europas dygtigste unge cybertalenter den 12.-16. oktober mødes til EM i cybersikkerhed i Tyskland, ECSC, handler det om at finde den slags sprækker hurtigere

15-pin konnektorpar med lav isætningskraft fra Planetary Systems Corp. for høj signalintegritet i space-applikationer

Komponenter & konnektorer07. 10. 2026

Det yderst robuste 15-pin konnektorpar (4000106C nedre separationskonnektor og 4000107C øvre separationskonnektor) med lav isætningskraft fra Planetary Systems Corporation er designet til at sikre en stabil elektrisk signaloverførsel i krævende in-flight og jordtest applikationer til især

Recom lancerer RACM3000-M-serien med op til 3.000W udgangseffekt

Power07. 10. 2026

Med RACM3000-M-serien udvider Recom sit udvalg af AC/DC-strømforsyninger med høj effekt til medicinske, industrielle og energirelaterede anvendelser. Avancerede kommunikationsfunktioner, understøttelse af paralleldrift og omfattende sikkerhedsgodkendelser gør det nemt at integrere produkterne i en

SDU’s Tekniske Fakultet ansætter sin første innovationspilot

Branchenyt07. 10. 2026

Da Righteous Ogieva afsluttede sin kandidatuddannelse som ingeniør på Syddansk Universitet, fik han topkarakter for et speciale baseret på en opfindelse fra universitetets forskningsmiljø. Nu er han blevet den første innovationspilot på Det Tekniske Fakultet. I sin etårige ansættelse skal

Hackerangreb mod DTU afspejler en bredere tendens i undervisningssektoren

TopWireless & data05. 10. 2026

I løbet af seneste weekend har der været fokuseret meget i medierne på, at DTU har konstateret et alvorligt brud på persondatasikkerheden i DTU’s system til identitets- og rettighedsstyring, DTUBasen. Gennem et målrettet hackerangreb har uvedkommende fået adgang til systemet og hentet en større

ABB og Thylander Data Centers elektrificerer Danmarks første dansk-ejede colocation datacenter

AktueltPowerWireless & data05. 10. 2026

Thylander Data Centers og Plexar (CIP ejet selskab) tog for nylig første spadestik til DDC1 (Dansk Data Center 1), der er Danmarks første dansk-udviklede, -drevede og -ejede colocation datacenter. Datacenteret, der ligger i Esbjerg, er udviklet med et stærkt fokus på energiintegration, digital

Tilmeld Nyhedsbrev

/Nyheder

  • Microchip Technology Inc.

    Microchip Introduces its First Turnkey Touch Controllers for Buttons, Sliders and Wheels with Parallel Sensing

  • Mouser Electronics

    Mouser to Showcase Humanoid Robotics, Engineering Innovation and Interactive Experiences at electronica 2026

  • HIN A/S

    HIN styrker indsatsen i Norge med erfaring tæt på produktionen

  • Rohde & Schwarz Danmark A/S

    Power Electronics: From Reliable Testing to Compliance

  • InnoFour

    Next-generation Electronic Systems Design

  • Phoenix Contact A/S

    Brokoblet pinstrip-printkortstik

  • HIN A/S

    Kan I gentage testen – og forklare resultatet?

  • Microchip Technology Inc.

    The Data Center Is Moving to 800V: Microchip and Navitas Are Enabling the Transition

  • InnoFour

    Polarion Cybersecurity Management

  • EKTOS A/S

    Radio Module Integration: What Still Needs Testing? | EKTOS Open Lab

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›
 
 
 
 

Læs Aktuel Elektronik

Aktuel Elektronik avisforside

Annoncér i Aktuel Elektronik

Medieinformation

KONTAKT

TechMedia ApS
Gammel Strandvej 20, 1th
DK - 2990 Nivå
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk

Privatlivspolitik
Cookiepolitik
Administrer samtykke
For at give dig de bedste oplevelser bruger vi teknologier som cookies til at gemme og/eller få adgang til enhedsoplysninger. Hvis du giver dit samtykke til disse teknologier, kan vi behandle data som f.eks. browsingadfærd eller unikke ID'er på dette websted. Hvis du ikke giver dit samtykke eller trækker dit samtykke tilbage, kan det have en negativ indvirkning på visse funktioner og egenskaber.
Funktionsdygtig Altid aktiv
Den tekniske lagring eller adgang er strengt nødvendig med det legitime formål at muliggøre brugen af en specifik tjeneste, som abonnenten eller brugeren udtrykkeligt har anmodet om, eller udelukkende med det formål at overføre en kommunikation via et elektronisk kommunikationsnet.
Præferencer
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for det legitime formål at lagre præferencer, som abonnenten eller brugeren ikke har anmodet om.
Statistikker
Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til statistiske formål. Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til anonyme statistiske formål. Uden en stævning, frivillig overholdelse fra din internetudbyders side eller yderligere optegnelser fra en tredjepart kan oplysninger, der er gemt eller hentet til dette formål alene, normalt ikke bruges til at identificere dig.
Marketing
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for at oprette brugerprofiler med henblik på at sende reklamer eller for at spore brugeren på et websted eller på tværs af flere websteder med henblik på lignende markedsføringsformål.
  • Vælg muligheder
  • Administrer tjenester
  • Administrer {vendor_count} leverandører
  • Læs mere om disse formål
Vælg fra liste
  • {title}
  • {title}
  • {title}