【導讀】從智能手機到汽車，消費者要求將更多功能封裝到越來越小的產品中。為了幫助實現(xiàn)這一目標，TI 優(yōu)化了其半導體器件（包括用于子系統(tǒng)控制和電源時序的負載開關）的封裝技術。封裝創(chuàng)新支持更高的功率密度，從而可以向每個印刷電路板上安裝更多半導體器件和功能。
晶圓級芯片封裝方式 (WCSP)
目前，尺寸最小的負載開關采用的是晶圓級芯片封裝方式 (WCSP)。圖1展示了四引腳WCSP器件的示例。
圖 1：四引腳 WCSP 器件
WCSP技術使用硅片并將焊球連接到底部，可讓封裝尺寸盡可能小，并使該技術在載流能力和封裝面積方面極具競爭力。由于WCSP盡可能減小了外形尺寸，用于輸入和輸出引腳的焊球數(shù)量將會限制負載開關能夠支持的最大電流。
采用引線鍵合技術的塑料封裝
需要更高電流的應用或工業(yè)PC這樣的更嚴苛的制造工藝需要采用塑料封裝。圖2展示了采用引線鍵合技術的塑料封裝實現(xiàn)。
圖 2：標準引線鍵合 Quad-Flat No Lead (QFN) 封裝
QFN或Small-Outline No Lead (SON) 封裝使用引線鍵合技術將芯片連接到引線，從而在為自發(fā)熱提供良好散熱特性的同時，讓更大電流從輸入端流向輸出端。但引線鍵合塑料封裝需要為鍵合線本身提供大量空間，與芯片尺寸本身相比，需要更大的封裝。鍵合線還可增加電源路徑的電阻，從而增加負載開關的總體導通電阻。在這種情況下，折衷方案是在更大尺寸和更高功率支持之間進行平衡。
塑料HotRod封裝
雖然WCSP和引線鍵合封裝都有其優(yōu)點和限制，但TI的HotRod QFN負載開關結合了這兩種封裝技術的優(yōu)點。圖3展示了HotRod封裝的分解圖。
圖 3：TI HotRod QFN結構和芯片連接
這些無引線塑料封裝使用銅柱將芯片連接到封裝，因為這種方法比鍵合線需要的空間小，從而可以盡可能減小封裝尺寸。銅柱還支持高電流電平，并且為電流路徑增加的電阻極小，允許單個引腳傳輸高達6A的電流。
表1通過比較TPS22964C WCSP、TPS22975引線鍵合SON和TPS22992負載開關，說明了這些優(yōu)點。
表 1：各種負載開關解決方案的比較
雖然TPS22975引線鍵合SON器件也可支持6A電流，但實現(xiàn)這一電流電平需要使用兩個引腳來提供輸入和輸出電壓，這會限制其他功能的數(shù)量，例如電源正常和可調上升時間。鍵合線還可增加器件的導通電阻，從而限制最大電流。
WCSP負載開關是這三種解決方案中最小的，但其受限的引腳使其具有的功能最少，支持的電流最低。
結語
TPS22992負載開關結合了WSCP和SON的優(yōu)點，既具有WCSP解決方案尺寸小巧的優(yōu)點，也具有引線鍵合SON解決方案的大電流支持和額外功能。TI的 TPS22992和TPS22998負載開關使用HotRod封裝優(yōu)化小解決方案尺寸，同時支持大電流、低導通電阻和許多器件功能。
其他資源
● 閱讀技術白皮書“何時將開關改為集成的負載開關”。
● 閱讀應用報告“負載開關基礎知識”，了解有關負載開關的更多信息。
● 閱讀電子書“11種保護電源路徑的方法”，了解設計技巧。
● 閱讀應用報告“增強型HotRod QFN封裝：在業(yè)界超小的4A轉換器中實現(xiàn)低EMI性能”。
● 查看TI的QFN和WCSP封裝解決方案。
關于德州儀器(TI)
德州儀器（TI）（納斯達克股票代碼：TXN）是一家全球性的半導體公司，致力于設計、制造、測試和銷售模擬和嵌入式處理芯片，用于工業(yè)、汽車、個人電子產品、通信設備和企業(yè)系統(tǒng)等市場。我們致力于通過半導體技術讓電子產品更經濟實用，創(chuàng)造一個更美好的世界。如今，每一代創(chuàng)新都建立在上一代創(chuàng)新的基礎之上，使我們的技術變得更小巧、更快速、更可靠、更實惠，從而實現(xiàn)半導體在電子產品領域的廣泛應用，這就是工程的進步。這正是我們數(shù)十年來乃至現(xiàn)在一直在做的事。欲了解更多信息，請訪問公司網站www.ti.com.cn。
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