小身材，大能量：创新封装技术，如何为汽车电子小型化赋能？
在电气化和智能化的推动下，今天汽车的含“芯”量来越高，越来越多的汽车电子功能也随之被整合到汽车中，为用户提供更加安全和舒适的驾乘体验。不过，汽车的空间是有限的，想要在有限的车载空间内塞入更多的功能，解决方案只有一个，那就是“小型化”。
对于汽车电子产品来讲，实现小型化的一个重要举措就是“压缩”元器件的尺寸，以尽可能增加“寸土寸金”的PCB面积的利用率。这时，元器件封装技术的优化就显得尤为重要了。优秀的封装技术，不仅要让元器件的外形尽可能紧凑，也要满足散热的需要以承载更高的功率密度（这一点对于功率器件尤为重要），还要考虑与PCB自动装配工艺的兼容性，因此十分考验元器件厂商的实力，当然也是确立竞争优势的一个重要维度。
小型化趋势催热DFN封装
以二极管为例，为了满足小型化的要求，人们早期开发了一系列SMD表面贴装的封装形式，如SMA（DO-214AC）、SMB（DO-214AA）和SMC（DO-214AB）等。这些封装形式一方面可以满足二极管基本的功能性和可靠性的要求，另一方面与传统的引线封装相比确实提供了更佳的小型化和经济性。
不过，随着应用的发展，这些“初代”二极管封装技术在体积和结构上的优势逐渐被“磨平”了，人们继续围绕着“小型化”目标对封装技术进行迭代升级，比如开发出了外形尺寸更小的SMP（DO-220AA）封装。人们追求的目标很明确：在确保二极管高效的热性能和良好的电性能的同时，更大限度地缩小外形，以满足了更高功率密度应用的需求。
近年来，DFN（Dual Flat No-lead Package）封装成为了二极管封装技术创新的新热点，引起了众多厂商的关注。与传统的SMD封装相比，DFN封装的技术优势体现在以下几个方面：
外形小：由于采用无引脚的设计，DFN封装更为小巧，有助于实现更加紧凑的电路板布局，为系统设计提供更高的灵活性。
散热好：DFN封装焊盘直接与PCB连接，热传导路径短，更便于器件热量的散发，与某些SMD封装相比有显著的优势。
产能高：DFN封装适用于全自动贴片生产，与大批量生产工艺兼容，能够有效提升生产效率并提高产品的稳定性。
不难看出，由于具有更小的尺寸、更好的散热性能和更高的生产灵活性，DFN封装非常适用于对尺寸和热管理有较高要求的应用场景。
独树一帜的DFN3820A封装
正是认识到DFN封装在小型化方面的突出优势，各个元器件厂商都在围绕着这种新型的封装技术做文章。Vishay推出的DFN3820A功率DFN封装可谓是独树一帜的标杆性技术。
图1：Vishay的DFN3820A封装技术
（图源：Vishay）
首先，从外形上看，DFN3820A采用3.8mm x 2.0mm的扁平封装，在占板面积上与小型化的SMP（DO-220AA）封装兼容，而封装高度仅为0.88mm，比SMP封装减少了12%，这无疑能为系统设计带来了更大的空间和灵活性。
图2：DFN3820A封装高度比SMP封装减少了12%
（图源：Vishay）
其次，DFN3820A封装优化的内部结构提供了卓越的热性能，“直达”PCB板的焊盘设计大大缩短了热传导路径，这使得采用DFN3820A封装的二极管与占板面积相同的SMP封装相比，能够实现更高的工作电流（额定电流可高达7A），功率密度的提升也使其在性能上可与传统的SMB和SMC等大尺寸封装媲美。
图3：DFN3820A封装具有更高的功率密度
（图源：Vishay）
同时，在生产制造方面，DFN3820A提供镀锡可湿性侧面，可实现成本更低、效率更高的自动光学检测（AOI），而无需使用X射线检测，非常适合于汽车行业这种对于高安全性和高可靠性标准有特殊要求的行业。
另外，值得一提的是，DFN3820A封装技术通过了AEC-Q101车规和Vishay的汽车级（Automotive Grade）认证，这意味着其在品质和可靠性方面达到了行业更高标准的要求，这也为采用DFN3820A封装的产品顺利“上车”铺平了道路。
丰富的DFN3820A产品组合
如今，基于DFN3820A封装技术，Vishay已经推出了一系列汽车用二极管产品，包括标准整流器、超快整流器、肖特基整流器以及TVS等丰富的产品组合，助力开发者打造车载应用所需的高性能、高可靠、小型化解决方案。
标准整流器
Vishay推出的DFN3820A封装标准整流器包括三款（SE20Nx、SE30Nx和SE40Nx），额定电流2A至4A，均提供200V、400V和600V的反向电压。
有了DFN3820A封装技术的加持，与采用相同尺寸的SMP封装器件相比，这些整流器的外形尺寸降低了12%，而额定电流则提高了一倍。与封装外形尺寸更大的器件相比——如传统的SMB和SMC封装，以及Vishay eSMP®️系列的SlimSMA、SlimSMAW、SMPA和SMPC封装——DFN3820A封装整流器可提供等效或更高的额定电流。
图4：与其他封装形式相比，DFN3820A封装整流器可提供等效或更高的额定电流（图源：Vishay）
此外，DFN3820A封装标准整流器的静电抗干扰能力满足 IEC61000-4-2空气放电模式，典型性能>15kV，并具有从-55°C到175°C很宽的工作结温范围，非常适合于车载通用整流器、极性保护、轨对轨保护等应用。
TVS整流器
在汽车复杂的电磁环境中，为了对传感器单元、MOSFET、信号线等敏感电子设备提供过压保护，TVS整流器被广泛采用。
基于DFN3820A封装技术，Vishay推出了浪涌功率高达600W的TVS整流器。这些TVS整流器包括12V至51V的单向器件和12V至100V的双向器件，性能相当于SMB和slimSMAW封装的器件，而在外形上优势明显。
这些采用DFN3820A封装的TVS具有从-65°C到175°C的工作结温范围，可满足汽车ADAS、BMS和转向系统、域控制和中央控制单元等广泛的应用要求。
图5：DFN3820A封装的TVS整流器外形更紧凑，而性能可与SMB和slimSMAW封装器件媲美
（图源：Vishay）
TMBS整流器
沟槽MOS结构肖特基二极管（TMBS）相较于传统的肖特基势垒二极管，具有较好的反向阻断特性和较低的反向漏电流，因此是高电流密度和高效率整流应用的理想选择。
Vishay TMBS整流器主要包括采用TMBS Gen 3芯片技术的60V、100V和150V器件，以及采用TMBS Gen 2芯片技术的200V器件，其电流额定值为2A至7A，由于具有极低的正向电压和反向漏电，以及低结电容，可大大降低有源器件的开关损耗。
DFN3820A封装的采用，更是让Vishay的TMBS整流器锦上添花，获得了出众的小型化优势。基于DFN3820A封装的TMBS整流器功率密度比传统的SMA高出50%，并且比SMF高出12%。在PCB布局上，它比传统的SMB封装器件节省了85%的空间，与eSMP®️系列的SlimSMAW封装相比节省了42%的空间。相较于SMP封装，其电流额定值翻番。出色的散热性能，使其可以获得-40°C至175°C很宽的工作结温范围。这些特性都有助于其在空间紧凑、要求更高功率密度的汽车应用中大显身手。
图6：DFN3820A TMBS整流器具有更高的功率密度
（图源：Vishay）
本文小结
汽车电子小型化的设计要求，推动半导体元器件厂商在封装技术上不断创新，开发出外形更加紧凑的封装形式，同时能够满足车载应用在高性能、可靠性以及自动化生产方面的要求。
在这样的趋势下，Vishay的DFN3820A封装技术应运而生了，与以往的二极管封装技术相比，采用DFN3820A封装的器件，具有更为小巧纤薄的“身材”，却可以承载更大的功率密度，而且这些器件都经过了AEC-Q101和Vishay的汽车级认证，因此在推动汽车电子小型化方面可堪重用，可谓是“小身材，大能量”。
