反偏压封装改进(SE、SG、SH 和 SJ 与 SA 和 SB 相比)

反偏压封装改进(SE、SG、SH 和 SJ 与 SA 和 SB 相比)

作者:Daniel Dwyer,Allegro MicroSystems, LLC

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摘要

除了在过去十年内在霍尔传感器 IC 技术方面取得了一些进展之外,Allegro™ MicroSystems 在反馈偏压器件的封装方面也取得了重大进展。磁性回路元件和高温材料的使用可帮助制造商(想将这些元件和材料用在最终的传感器模块产品中)降低系统总成本。创新型封装设计与装配技术有助于生产出更小、更强大的器件。

SA 和 SB 封装

Allegro 的 SA 和 SB 是第一代反偏压封装的代表。SA 和 SB 由机械装配组件组成,这些组件将通过超声波焊接方式焊接到成品封装上。模塑霍尔效应 IC 是系统的大脑,极片和稀土磁铁可强化磁性回路,而外壳和端盖则构成了封装壳体。

SA 和 SB 仅在尺寸方面有所差别:SB 长 7  mm,而 SA 长 9  mm。尺寸较大的 SA 主要用于单元件霍尔效应器件,与差分器件相比,这种器件需要更大、更复杂的磁铁系统。

图 1

图 1:差分封装部件分解图。



SE、SG、SH 和 SJ 封装

与 SA 和 SB 一样,比较新的 SE、SG、SH 和 SJ 封装具有齿轮出传感器 IC 所需的所有元件。与 SA 和 SB 不同的是,新封装的功能部件的装配和成型制作都是在一个步骤中完成的。请参考图 2 查看 SB 封装的横截面,参考图 3 查看 SG 封装的横截面。SG 封装的横截面也是 SE、SH 和 SJ 的横截面的典型代表。SE 允许采用较大的、专门设计的稀土磁铁来进行 TPO(真通电)和近接感测,而较小的 SG、SH 和 SJ 封装允许采用差动磁铁来进行速度和方向感测。

图 2

图 2:SB 封装的横截面。



图 3

图 3:SG 封装的横截面。

SE、SG、SH 和 SJ 的引线框

这四种封装具有相同的制造流程和封装尺寸,但却拥有不同的引线框。SE、SG 和 SJ 有四根引线,可以与集电极开路 3 线器件配合使用;而 SH 有两根宽引线,可以与 2 线器件配合使用。SH 的两根引线比 SG 的引线要宽,便于锡焊或焊接。SE 和 SJ 的引线比 SH 的引线窄,但他们能够伸展,因而也便于锡焊或焊接。

SG SH SJ SE
SG               SH SJ SE

图 4:高级封装的等角视图。





在这四种封装中,引线的尺寸和间隔满足以下条件:他们的成形不会导致封装包膜的外直径增大。

模塑至引线的一端的热塑性引线棒可以控制引线在运输和后续加工期间的共面性和平直度。

位于封装背面的模塑部件能在后续的装配步骤中帮助进行定向和定位。参考图 5。

图 8

图 5:SG 封装背面的等角视图。



SE、SG、SH 和 SJ 封装的优势

与第一代封装(参考图 2 和图 3)相比,获得专利的 Allegro SE、SG、SH 和 SJ 封装能让稀土磁铁更加靠近 IC。凭借这项几何优势,器件可以使用比标准封装中更小的稀土磁铁来满足大气隙性能要求。所得小封装可以轻易满足现如今的齿轮齿感测应用的紧密间隔要求。

在 SA 和 SB 中进行装配所需的间隙会致使整个包装内部都存在空隙(参考图 1)。由于 SE、SG、SH 和 SJ 没有这样的空隙,其散热性能会更好,而且本来在随后的灌封操作中可能会出现的滞留气泡也不会再出现。

通过减少 SE、SG、SH 和 SJ 封装中的热传导通路,可以进一步改善散热性能。通过采用一步成型工艺,可以消除 IC 的引线框和稀土磁铁之间常见的塑料层。导热性的提高意味着稀土磁铁的散热能力增强,从而使器件能够在更高的环境温度下工作。参考图 3。

SE、SG、SH 和 SJ 解决方案的优势

  • 封装尺寸小
    一步式热固性成型工艺允许稀土磁铁与 IC 紧密靠近,从而有助于提高磁效率和减小稀土磁铁尺寸。通过采用一步式热固性成型工艺,还能实现更薄的墙体和更小的封装尺寸。
  • 系统实施简单
    反偏压封装(在这个结实耐用的小型封装内有一个优化的稀土磁铁)仅需要最低限度的磁性回路设计知识。
  • 高温操作
    一步式热固性成型工艺可以改善散热情况,使器件能够在高温下操作。
  • 强大的后期处理能力
    一步式成型工艺可以消除空隙、防止在灌封或包覆成型过程中产生气泡。
  • 便于进行引线锡焊和焊接
    SE、SH 和 SJ 封装优化的引线配置使锡焊和焊接工作变得更加简单。

封装矩阵表

封装

制造

霍尔 IC 类型

接口

外壳直径
(mm)

外壳深度
(mm)

机械

模塑

单一

差分

3 线

2 线

SA

X

 

X

X

X

 

9

9

SB

X

 

X

X

X

X

9

7

SE

 

X

X

 

X

 

10

7

SG

 

X

 

X

X

 

8

5.5

SH

 

X

 

X

 

X

8

5.5

SJ

 

X

 

X

X

 

8

5.5

反偏压封装改进(SE、SG、SH 和 SJ 与 SA 和 SB 相比)

作者:Daniel Dwyer,Allegro MicroSystems, LLC

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摘要

除了在过去十年内在霍尔传感器 IC 技术方面取得了一些进展之外,Allegro™ MicroSystems 在反馈偏压器件的封装方面也取得了重大进展。磁性回路元件和高温材料的使用可帮助制造商(想将这些元件和材料用在最终的传感器模块产品中)降低系统总成本。创新型封装设计与装配技术有助于生产出更小、更强大的器件。

SA 和 SB 封装

Allegro 的 SA 和 SB 是第一代反偏压封装的代表。SA 和 SB 由机械装配组件组成,这些组件将通过超声波焊接方式焊接到成品封装上。模塑霍尔效应 IC 是系统的大脑,极片和稀土磁铁可强化磁性回路,而外壳和端盖则构成了封装壳体。

SA 和 SB 仅在尺寸方面有所差别:SB 长 7  mm,而 SA 长 9  mm。尺寸较大的 SA 主要用于单元件霍尔效应器件,与差分器件相比,这种器件需要更大、更复杂的磁铁系统。

图 1

图 1:差分封装部件分解图。



SE、SG、SH 和 SJ 封装

与 SA 和 SB 一样,比较新的 SE、SG、SH 和 SJ 封装具有齿轮出传感器 IC 所需的所有元件。与 SA 和 SB 不同的是,新封装的功能部件的装配和成型制作都是在一个步骤中完成的。请参考图 2 查看 SB 封装的横截面,参考图 3 查看 SG 封装的横截面。SG 封装的横截面也是 SE、SH 和 SJ 的横截面的典型代表。SE 允许采用较大的、专门设计的稀土磁铁来进行 TPO(真通电)和近接感测,而较小的 SG、SH 和 SJ 封装允许采用差动磁铁来进行速度和方向感测。

图 2

图 2:SB 封装的横截面。



图 3

图 3:SG 封装的横截面。

SE、SG、SH 和 SJ 的引线框

这四种封装具有相同的制造流程和封装尺寸,但却拥有不同的引线框。SE、SG 和 SJ 有四根引线,可以与集电极开路 3 线器件配合使用;而 SH 有两根宽引线,可以与 2 线器件配合使用。SH 的两根引线比 SG 的引线要宽,便于锡焊或焊接。SE 和 SJ 的引线比 SH 的引线窄,但他们能够伸展,因而也便于锡焊或焊接。

SG SH SJ SE
SG               SH SJ SE

图 4:高级封装的等角视图。





在这四种封装中,引线的尺寸和间隔满足以下条件:他们的成形不会导致封装包膜的外直径增大。

模塑至引线的一端的热塑性引线棒可以控制引线在运输和后续加工期间的共面性和平直度。

位于封装背面的模塑部件能在后续的装配步骤中帮助进行定向和定位。参考图 5。

图 8

图 5:SG 封装背面的等角视图。



SE、SG、SH 和 SJ 封装的优势

与第一代封装(参考图 2 和图 3)相比,获得专利的 Allegro SE、SG、SH 和 SJ 封装能让稀土磁铁更加靠近 IC。凭借这项几何优势,器件可以使用比标准封装中更小的稀土磁铁来满足大气隙性能要求。所得小封装可以轻易满足现如今的齿轮齿感测应用的紧密间隔要求。

在 SA 和 SB 中进行装配所需的间隙会致使整个包装内部都存在空隙(参考图 1)。由于 SE、SG、SH 和 SJ 没有这样的空隙,其散热性能会更好,而且本来在随后的灌封操作中可能会出现的滞留气泡也不会再出现。

通过减少 SE、SG、SH 和 SJ 封装中的热传导通路,可以进一步改善散热性能。通过采用一步成型工艺,可以消除 IC 的引线框和稀土磁铁之间常见的塑料层。导热性的提高意味着稀土磁铁的散热能力增强,从而使器件能够在更高的环境温度下工作。参考图 3。

SE、SG、SH 和 SJ 解决方案的优势

  • 封装尺寸小
    一步式热固性成型工艺允许稀土磁铁与 IC 紧密靠近,从而有助于提高磁效率和减小稀土磁铁尺寸。通过采用一步式热固性成型工艺,还能实现更薄的墙体和更小的封装尺寸。
  • 系统实施简单
    反偏压封装(在这个结实耐用的小型封装内有一个优化的稀土磁铁)仅需要最低限度的磁性回路设计知识。
  • 高温操作
    一步式热固性成型工艺可以改善散热情况,使器件能够在高温下操作。
  • 强大的后期处理能力
    一步式成型工艺可以消除空隙、防止在灌封或包覆成型过程中产生气泡。
  • 便于进行引线锡焊和焊接
    SE、SH 和 SJ 封装优化的引线配置使锡焊和焊接工作变得更加简单。

封装矩阵表

封装

制造

霍尔 IC 类型

接口

外壳直径
(mm)

外壳深度
(mm)

机械

模塑

单一

差分

3 线

2 线

SA

X

 

X

X

X

 

9

9

SB

X

 

X

X

X

X

9

7

SE

 

X

X

 

X

 

10

7

SG

 

X

 

X

X

 

8

5.5

SH

 

X

 

X

 

X

8

5.5

SJ

 

X

 

X

X

 

8

5.5