SOP8功率MOSFET结壳热阻与封装可靠性研究

为研究SOP8双MOS芯片结壳热阻与封装可靠性,建立了封装芯片模型。运用有限元软件通过构建热-结构模块仿真了在EME-E115与CEL-1702HF两种塑封材料下的芯片结壳热阻情况,分析了热量在封装芯片内部的主要传递路径。对比分析了两种塑封仿真下塑封料外壳体、MOSFET、引线框架的变形与应力情况,研究了粘接层厚度变化对MOSFET最大等效应力的影响。研究结果表明,在SOP8双MOS芯片的内部,热量主要是沿着引线框架基板向塑封料底部进行传递。粘接焊料增厚50μm,MOSFET结温增幅未超过0.1℃,结温点到塑封料底面中心的热阻升高约1.3℃·W^(-1)。相比于EME-E115塑封料,使用CEL-1702HF塑封料进行封装仿真时,可使功率MOSFET的结壳热阻降低约20%,且芯片封装体在变形、应力方面均具有明显优势。增大粘接焊料的厚度可以有效减小MOSFET的应力。EME-E115与CEL-1702HF塑封下的MOSFEF最大等效应力在粘接焊料厚度分别超过40μm和50μm后均出现了返升的仿真结果。