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- ELETTRONICA OGGI 431 - OTTOBRE 2013
COMPONENTS
MOSFET
Package più compatti
per MOSFET di potenza
in applicazioni veicolari
M
entre cresce senza sosta la domanda di una gestione
sempre più efficiente del carburante, di dispositivi di
sicurezza sempre più sofisticati e di strumenti di intratteni-
mento sempre più ricchi, aumentano di pari passo le richie-
ste e le aspettative riguardo ai sistemi elettronici di bordo.
Si prevede che la produzione di veicoli, guidata dalla Cina,
crescerà di quasi il 4% all’anno per il resto di questa deca-
de e si stima che il contenuto di elettronica nelle automobili
crescerà ad un tasso più che doppio. L’impiego sempre
maggiore di elettronica nei veicoli si traduce nella neces-
sità di ridurre le dimensioni e i costi dei moduli elettronici.
Questa necessità si manifesta nonostante il fatto che la
potenza assorbita dai carichi elettrici di bordo continui ad
aumentare e sia attualmente oltre i 2,5 kW in un veicolo a
propulsione tradizionale e molto di più nei veicoli ibridi o
totalmente elettrici. Tutti questi fattori di mercato alimen-
tano la domanda di commutatori di potenza più piccoli, in
particolare di MOSFET di potenza, di cui se ne impiegano
oltre un centinaio nelle automobili attuali.
Diversi anni fa l’industria informatica cominciò a passare
ai package piatti (tipo “flat lead”) poiché questi offrivano
una maggiore densità di potenza rispetto ai tradizionali
package DPAK per i MOSFET di potenza utilizzati negli
stadi di uscita dei convertitori DC-DC. Questo fu uno degli
elementi che consentì la realizzazione di computer porta-
tili più sottili. Diversi produttori hanno poi adottato questi
package, talvolta con piccoli aggiustamenti, e li hanno
qualificati secondo i severi standard AEC-Q101 richiesti
dai produttori di elettronica per veicoli. ON Semiconductor
indica questi package come SO-8FL, SO-8FL dual e μ8FL.
Le dimensioni del package SO-8FL sono 5 mm x 6 mm x 1
mm e 3,3 mm x 3,3 mm x 1 mm per il μ8FL. Queste misure
vanno confrontate con le dimensioni del DPAK che sono 9,9
mm x 6,5 mm x 2,3 mm. Nonostante l’ingombro minore del
package SO-8FL, questo può ospitare chip le cui dimensioni
sono circa pari alle massime dimensione del chip inseribile
in un DPAK. Si veda il diagramma riportato sotto in figura
1 per un confronto dei package SO-8FL e μ8FL con altri
diffusi package per MOSFET di potenza.
I package piatti offrono ulteriori vantaggi rispetto ai DPAK.
Nel loro assemblaggio infatti si impiega una molletta di
rame per connettere la regione di source del chip con i
pin del package. Questa molletta ha una resistenza molto
inferiore rispetto ai fili di bonding di alluminio (anche di
due fili con diametro di 20 mil che possono essere usati
sui chip più larghi) che vengono utilizzati in tutti i MOSFET
di potenza nei DPAK. Tale resistenza minore, ridotta fino
a 0,7 mOhm, permette ai MOSFET nei package SO-8FL di
avere una resistenza di canale inferiore rispetto a quelli nei
package DPAK, anche se il chip interno non è più ampio.
Oggi sono disponibili dispositivi in package SO-8FL con
RDS(on) minori di 1 mOhm.
Lo schema di figura 2 mostra la realizzazione interna di
un package SO-8FL con la molletta che collega il source e,
Kieran McDonald
Staff field application engineer
On Semiconductor
L’impiego sempre maggiore di elettronica
nei veicoli si traduce nella necessità di ridurre
le dimensioni ed i costi dei moduli elettronici
Fig. 1 - Area del chip ospitato in funzione dell’area occupata dal packa-
ge sulla scheda
