微缩的革命：功率二极管封装发展历程（四）
发布时间：2025-12-01
前言
经历了21世纪初期的各封装厂家“百家争鸣”，封装行业终于迎来了一种全新的具有里程碑意义的封装概念：顶部散热封装技术。这一突破性概念以其独到的设计思维，卓越的性能表现。非常有望成为下一代功率二极管的真正意义上的封装现象级标杆。
在市场迫切需求高性能解决方案的背景下，尽管各厂商持续推出各种优化改进方案，但始终缺乏兼具普适性和突破性的封装产品。领晨科技在持续的创新过程中，也经历了三个重要的发展阶段。首先对第一代轴向及传统贴片封装进行深度工艺优化，挖掘封装极限性能；随后推出第二代SMAW鸥翼型封装和PDFN大平脚底部散热型封装；通过近一年的反复设计论证，最终于2025年成功研发并定型第三代"顶部散热功率二极管封装技术"，实现了真正意义上的技术突破。
设计理念及技术支撑
面对传统封装的性能瓶颈与日俱增长的市场需求压力。领晨科技明确提出开发一种满足六项关键指标的封装需求：
1
打破传统封装散热性能瓶颈。
2
实现封装功率密度提升。
3
更优秀的抗老化可靠性能力。
4
适应高效率自动化生产需求。
5
更好满足客户上板测试生产需求。
6
不存在性能妥协的成本控制。
通过深度剖析封装发展历史，研判现有封装技术的优劣，公司最终选定"顶部散热"技术路线。在功率二极管这一细分领域，领晨科技实现了名副其实的"首创"，并在小范围客户反馈调查中获得一致认可。这一技术方向的正确性已得到行业验证——英飞凌于2023年推出的顶部散热MOSFET封装技术，其QDPAK/DDPAK已成为JEDEC标准，充分证明了顶部散热技术的先进性与可行性。
顶部散热封装技术详解与核心优势
顶部散热封装技术是一种以提升封装散热性能为核心设计理念的封装技术，通过改变传统散热方式和散热路径实现散热性能质的飞跃，同时拥有更小更薄的封装体积，更高的器件功率密度，更好的焊盘兼容性，更优秀的可靠性能力等优点。
A. 史诗级的散热性能突破
无论是轴向封装，内包式SMA类封装，鸥翼脚型封装，散热路径过长，热阻过大，散热面积较小，发热源和散热源堆叠等因素都是限制其散热性能的主要原因。而底部散热技术，又存在对PCB板热保护不足的隐患，降低板级可靠性的风险。顶部散热技术通过以下三大机制实现散热性能质的飞跃：
散热路径革性：芯片产生的热量直接通过顶部裸露铜面散出，散热路径极其直接且短促，引线框架带来的热阻大幅降低。实验数据显示，相比底部散热方式，顶部散热的热阻平均下降达30%。
散热面积倍增：顶部裸露的铜框架面积相比传统封装焊盘显著增大，散热面积更大，热量传递更均匀。在实际测试中，同芯片产品在模拟工作、持续通电条件下，壳温与结温均相比传统封装下降10-20℃。
消除热量堆叠现象：彻底解决了因底部PCB板限制导致的发热源与散热源热量堆叠现象，且PCB焊接点不再是主要散热源，对器件和PCB板均形成更有效的过热保护。
B. 功率密度的提升
应用端对小型化，薄型化的产品需求，除了成本控制上的考量外，本质上是需要一种以更小封装体积承载更大功率产品的需求，也就是传统意义上的高功率密度封装产品。顶部散热技术颠覆了传统"先设计封装后适配芯片"的思路，创新性地采用"以芯片定封装"的设计哲学：
尺寸重构：彻底摆脱SMA、SMB、SMC等传统封装固有的长宽比例束缚，实现封装体积的精准优化。以新型SMHM封装为例，其尺寸比SMA封装更小，却能替代绝大多数SMB封装产品。
高度突破：通过顶部裸露设计，有效控制了封装本体高度，实现了0.9mm的超薄级别，为终端产品的薄型化设计开辟了新空间。
结构精简：只保留保证产品性能的必要结构与空间，消除任何冗余设计，实现了功率密度的提升。
C. 可靠性能力保证
从视觉上看，框架铜材的裸露会给人一种“没有保护”的错愕感，但本质上裸露在外的引脚和顶部裸露的框架本质上并无差别。当然为了保证产品可靠性能力，也需要做相应的变化和设计来实现。
框架结构强化：通过对框架细节的设计，增加边缘保护设计，显著增强黑胶与框架之间的包裹紧密度。同时适当增加框架厚度，确保结构完整性。
材料全面升级：选用更高级别的环氧树脂黑胶，特别采用致密度更好、防潮性能更优的圆形颗粒黑胶产品，取代传统的多边形颗粒黑胶原料。
应力科学管理：采用机械应力最小的平脚脚型设计，从根本上杜绝因机械应力导致的微裂现象。配合高吨位压机和高精度模具，确保产品外壳对内部芯片形成最优保护。
板级协同保护：建议客户通过喷涂三防绝缘漆等板级表面保护工艺，为器件形成更可靠的二次保护。
D. 更好的适应客户的测试和生产需求
领晨科技推出的第二代封装产品SMAW和PDFN系列产品，因为兼容性的不足，造成客户测试与小批量验证过程中不便，包括PDFN系列大小焊盘设计可能产生的两侧拉力不均衡现象。在第三代顶部散热封装技术产品中也进行了全方位改进。
焊盘兼容性突破：以SMHS封装为例，可兼容SOD-123FL、SMA、SMAF多种焊盘设计，客户进行上板测试及小批量测试时无需新制测试板，大幅降低验证成本。
焊接可靠性提升：采用两侧对称的平脚设计，彻底解决PDFN系列大小焊盘设计可能产生的焊接拉力不均衡现象，提升焊接良率。
E. 品质至上的成本控制哲学
面对成本压力及严重同质化竞争的现状，部分厂商只能选择通过降低原料品质来实现降本的需求。比如SMA封装铜材框架从最初的0.18-0.20mm厚度降低到0.15mm，更有甚者市面上出现了0.13mm厚度的产品。环氧树脂黑胶标号降低，不再对颗粒形状和单位密度提出高级别的要求等。导致产品电气性能和可靠性等级的下降。领晨科技则坚持“品质优先”的品控原则。
坚守原料采购底线：坚持使用0.18-0.20mm厚度的铜材框架，拒绝使用薄材；坚持选用标号更高、圆形颗粒为主的黑胶原料，确保材料性能不打折扣。
设计降本创新：通过精准的尺寸控制和结构优化，避免材料和结构的浪费，从设计源头控制成本。
制造工艺升级：引进更精密的设备和模具，提升自动化生产水平和产品良率，通过制造效率提升实现成本优化。不难发现，领晨科技在创新的同时，绝不对产品性能和品质做出任何妥协。
这是领晨科技一贯坚持的品质初心，也是领晨科技一直保持对行业热爱和坚守，保证品质，力求发展与突破。
结语
从早期的轴向封装到领晨科技顶部散热技术的横空出世，功率二极管封装发展历程虽然只有短短半个世纪，却凝聚了几代封装人的智慧与追求。在高端半导体领域，功率二极管这一基础环节的创新难度与产业意义，绝不逊色于任何尖端技术的突破。
领晨科技将始终秉持"生产一代、研发一代、预研一代"的创新节奏，坚持"保持热爱、开拓进取"的精神信仰，在基础器件领域持续深耕，为行业发展贡献坚实力量。
新品预告
领晨科技正在积极推进新一代顶部散热二极管封装系列——SMHS、SMHM、SMHL与SMHD的样品测试与小批量试制。这些产品在散热性能、功率密度和可靠性方面均实现了新的突破，预计将于2026年初全面推向市场。让我们共同期待这一创新成果为行业注入新的活力。
写在最后
本文为"微缩的革命"系列收官之作，感谢各位读者的持续关注。文中内容基于当前认知编写，如有不足之处，恳请指正。您的意见对领晨科技的成长至关重要！
文章所示内容仅基于领晨科技对封装发展历程的研判，如有不当之处，欢迎指正与交流。
谢谢阅读
