光学式に匹敵する精度／速度の誘導型回転位置センサー、onsemi：electronica 2022（2/3 ページ）

[永山準，EE Times Japan]

高い冷却性能を発揮、車載用「トップサイド冷却」MOSFET

　同社は、この他、新しいトップサイド冷却を備えた車載用パワーMOSFETファミリーも発表した。

トップサイド冷却を備えた新MOSFETデバイスシリーズ（手前の「TCPAK57」）［クリックで拡大］

　パワーアプリケーションにおいて用いられる表面実装型（SMD）のMOSFETには、SO8FLやu8FLなどのパッケージがある。これらは小型かつ優れた電力供給が可能となるが、熱伝導が主にPCBを経由することから、PCBの裏面はスペースを空けておく必要があるなど課題がある。

　今回、同社が発表した「トップサイド冷却デバイス」は、MOSFETのリードフレーム（ドレイン）をパッケージの上面に露出させることで放熱性を向上したものだ。具体的には、5mm×7mmのパッケージ上部に、16.5mm²の電極が露出した面（サーマルパット）を有しており、その上にヒートシンクを直接（絶縁の必要はある）取り付けることで、PCBを介さずに直接放熱を可能としている。この構造によってPCBに伝わる熱を減らすことでPCBの両面が使用可能となるうえ、電力密度の向上も実現できるという。

従来の表面実装型デバイス（左）とトップサイド冷却デバイス（右）の比較［クリックで拡大］ 出所：onsemi

　同社の説明担当者は、「このコンセプトの課題は、厚みのコントロールだった。完全に接続するには全てが水平になる必要があるため、接続部分と冷却板の間のギャップを制御しなければならない。われわれはこの技術を目指し、±50μmの厚みのコントロールを実現した」と語っていた。

　同社が、トップサイド冷却デバイスの熱特性について、SO8FLパッケージと比較実験を行ったところ、厚さ200μmの熱界面材料（TIM）を用いた場合、トップサイド冷却デバイスは、ビアなしのSO8FLと比べ最大で5倍の冷却性能を達成したという。説明担当者は「SO8FLデバイスをビアありで使用し、TIMを500μm程度にした場合では、約2倍になると考えている」と説明していた。

　同デバイスは1mΩという低オン抵抗を実現しているほか、ゲート電荷（Qg）も65nCと低く、高速スイッチングアプリケーションでの損失が低減できるとしている。

　初期ポートフォリオは耐圧40V、60V、80V品を用意、いずれも175℃のジャンクション温度で動作可能で、車載規格AEC-Q101認定済み。既にサンプル出荷中で2023年1月から量産し、電動パワーステアリングやオイルポンプなどの高出力／中出力モーター制御向けに展開していく予定だ。同社説明担当者は「われわれは2023年に車載分野で業界トップになることを目指しており、この技術革新は大きな助けになるだろう」と語っていた。