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作者：Daniel Dwyer，Allegro MicroSystems, LLC

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摘要

除了在過去十年內在霍爾傳感器 IC 技術方面取得了一些進展之外，Allegro? MicroSystems 在反饋偏壓器件的封裝方面也取得了重大進展。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品中）降低系統總成本。創新型封裝設計與裝配技術有助于生產出更小、更強大的器件。

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 IC 是系統的大腦，極片和稀土磁鐵可強化磁性回路，而外殼和端蓋則構成了封裝殼體。

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器件，與差分器件相比，這種器件需要更大、更復雜的磁鐵系統。

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、專門設計的稀土磁鐵來進行 TPO（真通電）和近接感測，而較小的 SG、SH 和 SJ 封裝允許采用差動磁鐵來進行速度和方向感測。

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：他們的成形不會導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輸和后續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的裝配步驟中幫助進行定向和定位。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。憑借這項幾何優勢，器件可以使用比標準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如今的齒輪齒感測應用的緊密間隔要求。

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

通過減少 SE、SG、SH 和 SJ 封裝中的熱傳導通路，可以進一步改善散熱性能。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。導熱性的提高意味著稀土磁鐵的散熱能力增強，從而使器件能夠在更高的環境溫度下工作。參考圖 3。

SE、SG、SH 和 SJ 解決方案的優勢

• 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，還能實現更薄的墻體和更小的封裝尺寸。

• 系統實施簡單
  反偏壓封裝（在這個結實耐用的小型封裝內有一個優化的稀土磁鐵）僅需要最低限度的磁性回路設計知識。

• 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生氣泡。

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