作者：Daniel Dwyer，Allegro MicroSystems, LLC

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摘要

除了在過去十年內(nèi)在霍爾傳感器 IC 技術(shù)方面取得了一些進(jìn)展之外，Allegro? MicroSystems 在反饋偏壓器件的封裝方面也取得了重大進(jìn)展。磁性回路元件和高溫材料的使用可幫助制造商（想將這些元件和材料用在最終的傳感器模塊產(chǎn)品中）降低系統(tǒng)總成本。創(chuàng)新型封裝設(shè)計(jì)與裝配技術(shù)有助于生產(chǎn)出更小、更強(qiáng)大的器件。

SA 和 SB 封裝

Allegro 的 SA 和 SB 是第一代反偏壓封裝的代表。SA 和 SB 由機(jī)械裝配組件組成，這些組件將通過超聲波焊接方式焊接到成品封裝上。模塑霍爾效應(yīng) IC 是系統(tǒng)的大腦，極片和稀土磁鐵可強(qiáng)化磁性回路，而外殼和端蓋則構(gòu)成了封裝殼體。

SA 和 SB 僅在尺寸方面有所差別：SB 長 7  mm，而 SA 長 9  mm。尺寸較大的 SA 主要用于單元件霍爾效應(yīng)器件，與差分器件相比，這種器件需要更大、更復(fù)雜的磁鐵系統(tǒng)。

圖 1：差分封裝部件分解圖。

SE、SG、SH 和 SJ 封裝

與 SA 和 SB 一樣，比較新的 SE、SG、SH 和 SJ 封裝具有齒輪出傳感器 IC 所需的所有元件。與 SA 和 SB 不同的是，新封裝的功能部件的裝配和成型制作都是在一個(gè)步驟中完成的。請參考圖 2 查看 SB 封裝的橫截面，參考圖 3 查看 SG 封裝的橫截面。SG 封裝的橫截面也是 SE、SH 和 SJ 的橫截面的典型代表。SE 允許采用較大的、專門設(shè)計(jì)的稀土磁鐵來進(jìn)行 TPO（真通電）和近接感測，而較小的 SG、SH 和 SJ 封裝允許采用差動(dòng)磁鐵來進(jìn)行速度和方向感測。

圖 2：SB 封裝的橫截面。

圖 3：SG 封裝的橫截面。

SE、SG、SH 和 SJ 的引線框

這四種封裝具有相同的制造流程和封裝尺寸，但卻擁有不同的引線框。SE、SG 和 SJ 有四根引線，可以與集電極開路 3 線器件配合使用；而 SH 有兩根寬引線，可以與 2 線器件配合使用。SH 的兩根引線比 SG 的引線要寬，便于錫焊或焊接。SE 和 SJ 的引線比 SH 的引線窄，但他們能夠伸展，因而也便于錫焊或焊接。

SG	SH	SJ	SE
圖 4：高級封裝的等角視圖。

在這四種封裝中，引線的尺寸和間隔滿足以下條件：他們的成形不會(huì)導(dǎo)致封裝包膜的外直徑增大。

模塑至引線的一端的熱塑性引線棒可以控制引線在運(yùn)輸和后續(xù)加工期間的共面性和平直度。

位于封裝背面的模塑部件能在后續(xù)的裝配步驟中幫助進(jìn)行定向和定位。參考圖 5。

圖 5：SG 封裝背面的等角視圖。

SE、SG、SH 和 SJ 封裝的優(yōu)勢

與第一代封裝（參考圖 2 和圖 3）相比，獲得專利的 Allegro SE、SG、SH 和 SJ 封裝能讓稀土磁鐵更加靠近 IC。憑借這項(xiàng)幾何優(yōu)勢，器件可以使用比標(biāo)準(zhǔn)封裝中更小的稀土磁鐵來滿足大氣隙性能要求。所得小封裝可以輕易滿足現(xiàn)如今的齒輪齒感測應(yīng)用的緊密間隔要求。

在 SA 和 SB 中進(jìn)行裝配所需的間隙會(huì)致使整個(gè)包裝內(nèi)部都存在空隙（參考圖 1）。由于 SE、SG、SH 和 SJ 沒有這樣的空隙，其散熱性能會(huì)更好，而且本來在隨后的灌封操作中可能會(huì)出現(xiàn)的滯留氣泡也不會(huì)再出現(xiàn)。

通過減少 SE、SG、SH 和 SJ 封裝中的熱傳導(dǎo)通路，可以進(jìn)一步改善散熱性能。通過采用一步成型工藝，可以消除 IC 的引線框和稀土磁鐵之間常見的塑料層。導(dǎo)熱性的提高意味著稀土磁鐵的散熱能力增強(qiáng)，從而使器件能夠在更高的環(huán)境溫度下工作。參考圖 3。

SE、SG、SH 和 SJ 解決方案的優(yōu)勢

• 封裝尺寸小
  一步式熱固性成型工藝允許稀土磁鐵與 IC 緊密靠近，從而有助于提高磁效率和減小稀土磁鐵尺寸。通過采用一步式熱固性成型工藝，還能實(shí)現(xiàn)更薄的墻體和更小的封裝尺寸。

• 系統(tǒng)實(shí)施簡單
  反偏壓封裝（在這個(gè)結(jié)實(shí)耐用的小型封裝內(nèi)有一個(gè)優(yōu)化的稀土磁鐵）僅需要最低限度的磁性回路設(shè)計(jì)知識。

• 高溫操作
  一步式熱固性成型工藝可以改善散熱情況，使器件能夠在高溫下操作。

• 強(qiáng)大的后期處理能力
  一步式成型工藝可以消除空隙、防止在灌封或包覆成型過程中產(chǎn)生氣泡。

• 便于進(jìn)行引線錫焊和焊接
  SE、SH 和 SJ 封裝優(yōu)化的引線配置使錫焊和焊接工作變得更加簡單。