Mit ROHMs ultrakompakten 1-mm2-MOSFETs Automobilanwendungen minimieren

2. November, 2020

Verbesserte Wärmeableitung und höhere Zuverlässigkeit

ROHM bietet unter der Bezeichnung RV8C010UN, RV8L002SN und BSS84X ultrakompakte MOSFETs in einem nur 1,0 mm x 1,0 mm großen DFN1010-Gehäuse an. Die gemäß AEC Q101 qualifizierten Bauelemente eignen sich ideal für Anwendungen mit hoher Bestückungsdichte wie ADAS und Kfz-Steuergeräte. Die MOSFETs zeichnen sich durch eine um ca. 85% reduzierte Montagefläche und bis zu 65% bessere Wärmeableitung gegenüber SOT-23-Gehäusen aus. Sie verfügen über Einschaltwiderstände von typ. 340 Milliohm bis 3,5 Ohm (@Vgs = 4,5 V) und Drain-Source-Spannungen von 20 V, 60 V und –60 V. Der Drain-Strom beträgt 1,0 A, 0,25 A bzw. –0,25 A. Die Steuerspannung ist mit 1,2 V, 2,5 V und –4,5 V spezifiziert. Zudem garantiert ROHMs Wettable-Flank-Technologie die für Fahrzeuganwendungen erforderliche Elektrodenhöhe von 125 μm. Die neuen Produkte befinden sich bereits in der Serienfertigung.

In den letzten Jahren ist durch die fortschreitende Elektrifizierung im Automobilbereich die Anzahl der pro Fahrzeug verwendeten Elektronik- und Halbleiterkomponenten deutlich gestiegen. Deshalb ist es noch wichtiger geworden, die Bestückungsdichte der Komponenten zu erhöhen. Die durchschnittliche Anzahl der in einem Kfz-Steuergerät installierten Mehrschicht-Keramikkondensatoren und Halbleiterkomponenten soll um 30 % steigen, von 186 im Jahr 2019 auf 230 im Jahr 2025. Für Automobilanwendungen mit hohen Anforderungen an die Miniaturisierung laufen derzeit Studien zu Gehäusen mit Bodenelektroden, die mit kompaktem Formfaktor eine ausgezeichnete Wärmeableitung erzielen.

Um die Zuverlässigkeit von Automobilkomponenten zu gewährleisten, wird nach der Bestückung eine automatische optische Inspektion (AOI) durchgeführt. Im Falle von Bauelementen mit Bodenelektroden kann die Lötstelle jedoch nicht verifiziert werden, da die Anschlüsse nicht sichtbar sind. Dies erschwert eine visuelle Inspektion gemäß den Automobilstandards. ROHM hat diese Probleme mit seiner proprietären Wettable-Flank-Technologie gelöst, die bei Gehäusegrößen von 1,0 mm × 1,0 mm eine Elektrodenhöhe von 125 μm gewährleistet, was die Akzeptanz bei einer Reihe von Fahrzeugherstellern verstärkte.

Durch die AOI wird in Automobilsystemen, die hohe Qualitätsansprüche stellen, eine extrem hohe Zuverlässigkeit der Lötmontage gewährleistet. Das neue Gehäuse mit Bodenelektrode unterstützt sowohl eine stärkere Miniaturisierung als auch eine hohe Wärmeableitung. Deshalb eignet es sich ideal für ADAS und Kfz-Steuergeräte mit höheren Leiterplattendichten.

Zusätzlich zu den MOSFETs wird ROHM sein Produktangebot an bipolaren Transistoren und Dioden weiter ausbauen.

Wesentliche Merkmale

1. Proprietäre Wettable-Flank-Technologie gewährleistet eine Elektrodenhöhe von 125 μm
Bei herkömmlichen Gehäusen mit Bodenelektroden können die Seiten des Leadframes nicht beschichtet werden, was die Durchführung einer AOI zur Überprüfung der für Automobilanwendungen erforderlichen Lothöhe erschwert. Die neuen MOSFETs von ROHM nutzen die Wettable-Flank-Technologie, die bei Gehäusegrößen von 1,0 mm × 1,0 mm eine Elektrodenhöhe von 125 μm gewährleistet. Dies ermöglicht auch bei Gehäusen mit Bodenelektroden eine ausgeprägte Lotkegelform, so dass der Lötzustand nach der Montage durch AOI verifiziert werden kann.

2. Ultra-kompakte MOSFETs mit hoher Wärmeableitung unterstützen hohe Bestückungsdichte
Die neuen MOSFETs von ROHM erreichen die gleiche Leistung wie MOSFETs im SOT-23-Gehäuse (2,9 mm x 2,4 mm). Untergebracht im kleineren DFN1010-Gehäuse (1,0 mm x 1,0 mm) reduzieren sie jedoch die Montagefläche um ca. 85%. Die Verwendung einer Bodenelektrode mit hoher Wärmeabfuhr verbessert die Wärmeableitung (die normalerweise mit der Größe abnimmt) um bis zu 65% gegenüber SOT-23-Gehäusen. Somit sind die neuen MOSFETs RV8C010UN, RV8L002SN und BSS84X die ideale Lösung für Kfz-Steuergeräte und ADAS, bei denen die Leiterplattendichte aufgrund steigender Leistung zunimmt.

Produktportfolio

Anwendungsbeispiele

Geeignet für Schaltanwendungen und Verpolungsschutz

• ECUs für autonomes Fahren
• Auto-Infotainment
• Motorsteuerungs-ECUs
• Fahrtenschreiber
• ADAS-Anwendungen

Terminologie

Automobil-Zuverlässigkeitsnorm AEC-Q101
AEC steht für Automotive Electronics Council. Dies ist eine Organisation, die Zuverlässigkeitsstandards für Automobilelektronik festlegt. Der Q101-Standard ist speziell für diskrete Halbleiterprodukte vorgesehen.

Wettable-Flank-Technologie
Bei dieser Technik wird bei Gehäusen wie QFN (Quad Flat No-Lead) und DFN (Dual Flat No-Lead) vor der Beschichtung auf der Seite der Bodenelektroden ein Schnitt in den Leadframe gemacht.

Automatisierte optische Inspektion (AOI)
Leiterplatten werden mit einer Kamera gescannt, um sie auf fehlende Bauteile oder Qualitätsmängel zu untersuchen.