2.1 Package优化：HotRod™ 和增强型 HotRod QFN™

大家好！

欢迎观看 TI 的低 EMI 系列培训。

我是 Sam Jaffe。

在这段简短的视频中，我们将

讨论 HotRod 和增强型 QFN 封装的

优点。

HotRod 又称引线框上倒装芯片，

是一种不需要键合线的封装

技术。

典型的引线键合IC 使用键合线

将硅片连到引线框。

之后，引线框会将焊料固定到 PCB 上，

从而连接外部元件。

但是，键合线会增加该路径的电感，进而

导致 EMI 发射增加。

键合线还会增加路径的电阻，

从而降低效率和功率密度，还可能

导致 EMI 发射增加。

HotRod 可以翻转硅片，直接将铜凸点焊接到

引线框，从而有效消除

键合线会给路径带来的

电感和电阻。

这可以显著减少开关节点振铃，

并改进 EMI 性能。

我们将在下一张幻灯片中了解原因。

要了解为什么减少电感会导致

振铃减少，我们先来了解下低 EMI 布局的

要求。

EMI 来自输入纹波以及

与汽车底盘或其他电路的电容或电感耦合。

为了减少纹波和耦合，

布局时必须考虑并尽量减少电路中的

寄生电感和电容。

更笼统地说，布局应该

屏蔽或尽可能减小快速变化的

电压或高 dv/dt 节点，并且尽可能减小快速

变化的电流或高di/dt 环路面积。

这些红色寄生元件显示了面向 EMI

比较关键的降压布局注意事项。

这些注释说明了具体适用规则，以及

我们在创建布局时为什么要注意它们。

在我们现在的讨论中，我们将重点讨论注释 2.1。

在正常的连续导通模式运行期间，

电感器中有电流通过。

电感器电流不会瞬时变化。

因此，当低侧FET 关闭、

高侧 FET 打开时电感器会立即从

输入电容器的vin 拉取电流。

该瞬态电流会导致

输入环路寄生电感与

低侧 FET 寄生电容之间的交互作用

而产生振铃。

通过将此输入电容器尽可能靠近 IC 放置，

我们可以减小环路面积，从而减少

寄生电感，进而降低

振铃能量，最终降低 EMI

发射。

HotRod 封装可以消除从 vin 和

接地引脚到MOSFET 路径中的

键合线电感，进一步减少此输入环路中的

寄生电感，从而减少开关振铃

并降低 EMI 发射。

在这张幻灯片中，您可以看到引线键合 QFN 开关振铃与

无引线键合 QFN 或 HotRod开关振铃的比较情况。

较新的器件甚至采用更先进的封装技术，

即增强型 QFN，它可以同时带来 QFN 和

HotRod 的优点。

为了理解这一点，我们需要了解下功率密度。

功率密度对 EMI性能具有很大的影响。

大型元件实际上是比较大的天线，

而且辐射更大。

器件越小，噪声越低，

且发射更少。

但是，我们在减小元件尺寸时

遇到了问题。

在某种程度上，器件散发的热量无法

足够快地从器件传递。

因此，器件开始过热。

我们可通过提高效率、降低功耗

帮助解决这一问题，为此，我们消除了

电阻器键合线。

我们还可以使热量通过低热阻路径

从 IC 扩散到电路板，从而帮助解决此问题。

QFN 器件具有散热焊盘或裸片连接焊盘，

它连接裸片，用于将热量

从 AC 传输到电路板。

但 HotRod 翻转了芯片。

因此，我们无需再使用散热焊盘。

热量会转而经过引脚流向电路板的其余部分。

这不成问题，因为这些引脚的

热导率远高于与键合线

连接的引脚。

接地引脚连接到接地层

通常可以提供良好的热性能。

但实践中并不总是如此，因为工程师

习惯使用散热焊盘。

为此，我们推出了增强型 QFN

封装，它具备HotRod 的所有优点，

但增加了一个散热焊盘。

这是一个两全之策。

不仅消除了键合线，由引脚传递

从裸片到电路板的热量，

而且我们还能使用

散热焊盘实现更好的热性能。

这会使解决方案小巧，

帮助您实现出色的 EMI 性能。

这段介绍 HotRod 和增强型 QFN 封装优化的

视频到此结束。

谢谢观看。

请查看我们的其他视频，了解有关

优化 EMI性能的更多提示。

大家好！

欢迎观看 TI 的低 EMI 系列培训。

我是 Sam Jaffe。

在这段简短的视频中，我们将

讨论 HotRod 和增强型 QFN 封装的

优点。

HotRod 又称引线框上倒装芯片，

是一种不需要键合线的封装

技术。

典型的引线键合IC 使用键合线

将硅片连到引线框。

之后，引线框会将焊料固定到 PCB 上，

从而连接外部元件。

但是，键合线会增加该路径的电感，进而

导致 EMI 发射增加。

键合线还会增加路径的电阻，

从而降低效率和功率密度，还可能

导致 EMI 发射增加。

HotRod 可以翻转硅片，直接将铜凸点焊接到

引线框，从而有效消除

键合线会给路径带来的

电感和电阻。

这可以显著减少开关节点振铃，

并改进 EMI 性能。

我们将在下一张幻灯片中了解原因。

要了解为什么减少电感会导致

振铃减少，我们先来了解下低 EMI 布局的

要求。

EMI 来自输入纹波以及

与汽车底盘或其他电路的电容或电感耦合。

为了减少纹波和耦合，

布局时必须考虑并尽量减少电路中的

寄生电感和电容。

更笼统地说，布局应该

屏蔽或尽可能减小快速变化的

电压或高 dv/dt 节点，并且尽可能减小快速

变化的电流或高di/dt 环路面积。

这些红色寄生元件显示了面向 EMI

比较关键的降压布局注意事项。

这些注释说明了具体适用规则，以及

我们在创建布局时为什么要注意它们。

在我们现在的讨论中，我们将重点讨论注释 2.1。

在正常的连续导通模式运行期间，

电感器中有电流通过。

电感器电流不会瞬时变化。

因此，当低侧FET 关闭、

高侧 FET 打开时电感器会立即从

输入电容器的vin 拉取电流。

该瞬态电流会导致

输入环路寄生电感与

低侧 FET 寄生电容之间的交互作用

而产生振铃。

通过将此输入电容器尽可能靠近 IC 放置，

我们可以减小环路面积，从而减少

寄生电感，进而降低

振铃能量，最终降低 EMI

发射。

HotRod 封装可以消除从 vin 和

接地引脚到MOSFET 路径中的

键合线电感，进一步减少此输入环路中的

寄生电感，从而减少开关振铃

并降低 EMI 发射。

在这张幻灯片中，您可以看到引线键合 QFN 开关振铃与

无引线键合 QFN 或 HotRod开关振铃的比较情况。

较新的器件甚至采用更先进的封装技术，

即增强型 QFN，它可以同时带来 QFN 和

HotRod 的优点。

为了理解这一点，我们需要了解下功率密度。

功率密度对 EMI性能具有很大的影响。

大型元件实际上是比较大的天线，

而且辐射更大。

器件越小，噪声越低，

且发射更少。

但是，我们在减小元件尺寸时

遇到了问题。

在某种程度上，器件散发的热量无法

足够快地从器件传递。

因此，器件开始过热。

我们可通过提高效率、降低功耗

帮助解决这一问题，为此，我们消除了

电阻器键合线。

我们还可以使热量通过低热阻路径

从 IC 扩散到电路板，从而帮助解决此问题。

QFN 器件具有散热焊盘或裸片连接焊盘，

它连接裸片，用于将热量

从 AC 传输到电路板。

但 HotRod 翻转了芯片。

因此，我们无需再使用散热焊盘。

热量会转而经过引脚流向电路板的其余部分。

这不成问题，因为这些引脚的

热导率远高于与键合线

连接的引脚。

接地引脚连接到接地层

通常可以提供良好的热性能。

但实践中并不总是如此，因为工程师

习惯使用散热焊盘。

为此，我们推出了增强型 QFN

封装，它具备HotRod 的所有优点，

但增加了一个散热焊盘。

这是一个两全之策。

不仅消除了键合线，由引脚传递

从裸片到电路板的热量，

而且我们还能使用

散热焊盘实现更好的热性能。

这会使解决方案小巧，

帮助您实现出色的 EMI 性能。

这段介绍 HotRod 和增强型 QFN 封装优化的

视频到此结束。

谢谢观看。

请查看我们的其他视频，了解有关

优化 EMI性能的更多提示。