蓝箭电子TOLT顶部散热封装：助力高功率密度电源热设计升级
随着新能源汽车、光伏储能、工业自动化与高密度服务器电源加速发展，功率器件不仅需要更低的导通损耗，也面临更严苛的散热和板级空间约束。传统底部散热器件的热量通常需要经过封装、引线框和PCB后再传向散热结构，热路径较长，也会增加电路板的热负担。
针对这一需求，蓝箭电子推出TOLT（TO-Leaded Top-side Cooling）顶部散热封装功率器件，通过调整器件内部结构和散热路径，为大电流、高开关频率及紧凑空间应用提供新的国产功率器件方案。元器猫作为蓝箭电子代理商，可提供相关产品资料、样品、选型与供应服务。
图1 蓝箭电子TOLT顶部散热封装功率器件
顶部散热结构缩短主要热传导路径
TOLT可理解为TOLL封装面向顶部散热需求的结构迭代。其主要热流由芯片更直接地传向器件顶部裸露金属面，再通过导热界面材料与外部散热器连接，使主要热路径与PCB部分解耦。该结构有助于降低板级热点，为功率密度、PCB层数和整机空间之间的平衡提供更多设计余量。
从内部结构看，TOLT采用倒置引线框架与Copper Clip互连。较大的框架空间有利于搭载更大面积芯片，较短的大电流路径有助于降低互连电阻及寄生参数；独立开尔文源极则可分离驱动回路与功率回路，减小共源电感引起的栅极串扰和开关振荡。
图2 TOLT封装外部与内部结构示意
五项结构特点服务高功率密度应用
一是顶部直出散热。器件热量可通过顶部散热面向外导出，减少热量经PCB绕行造成的堆积。
二是支持更大芯片。较大的引线框空间为降低导通电阻、提高载流能力和瞬态性能创造条件。
三是独立开尔文源极。驱动与功率回路分离，可改善高频开关过程中的驱动稳定性。
四是低寄生互连。Copper Clip及短电流路径有助于降低寄生电感，改善动态性能与开关损耗。
五是改善装配一致性。引脚本体高差设计有利于控制器件顶部高度及导热界面材料厚度，提高整机散热一致性。
图3 TOLT顶部散热路径示意
测试与仿真验证顶部散热潜力
蓝箭电子采用定制夹具，并依据JESD51-1、JESD51-14标准开展结壳热阻测试，原始技术资料披露的测试结果为RthJC=0.13 K/W。该数据体现了TOLT结构在芯片至壳体热传导方面的潜力。
图4 TOLT结壳热阻测试夹具及测试结果
在内部芯片和功耗条件一致的对比测试中，TOLT方案呈现更低的中心温度和最高温度，说明顶部散热路径更有利于将热点热量导出。针对2s2p、1s1p PCB及有无过孔等配置开展的自然散热仿真显示，当顶部散热器承担主要散热任务时，PCB配置对结到环境热阻的影响相对有限；原始资料披露仿真与实验误差在10%以内。
图5 TOLT与对比封装温升测试
图6 不同PCB配置下的热仿真与验证结果
面向汽车电子、储能与工业电源
TOLT封装可用于车载OBC、DC-DC转换器、主逆变器、充电桩、光伏逆变器、储能PCS、UPS、工业伺服、机器人、高密度服务器电源及5G基站电源等场景。进行方案导入时，应结合额定电压、电流、导通电阻、开关频率、结壳热阻、引脚定义、PCB焊盘及散热器装配方式综合评估，并通过样品测试验证最终设计。
元器猫（官网：https://www.yqmao.cn/brand/BlueRocket.html）可为蓝箭电子TOLT封装功率器件提供型号选型、样品申请、技术资料与供应支持，协助客户结合实际电压平台、功率等级、散热条件及板级空间评估国产功率器件方案。深圳元器猫联系电话：13380306179（微信同号）
说明：文中测试数据和结论来自蓝箭电子原始技术资料。具体性能应以对应型号规格书、测试条件及原厂最新资料为准。
