隨著AI伺服器、工業自動化、儲能與電動車等高功率應用日益普及，傳統MOSFET封裝在熱管理、成本與可靠度方面逐漸面臨瓶頸。AOS推出的GTPAK封裝，透過頂部散熱架構、Kelvin Source 電氣去耦、海鷗翼引腳機構，從熱學、電氣與機械三面向全面創新，為高功率應用提供更高效、更可靠、更具成本效益的MOSFET解決方案。

核心設計原理

熱學設計：頂部散熱架構

傳統MOSFET熱路徑需穿越封裝底部與PCB多層結構，熱阻高、效率低。GTPAK改用倒裝芯片與頂部裸露漏極設計，使熱量可直接傳導至散熱片或液冷模組。此設計可降低總熱阻30%以上，支援風冷與液冷系統，並允許使用FR4 PCB，大幅降低成本。

電氣設計：Kelvin Source 去耦

GTPAK在Source端額外配置Kelvin Source引腳，實現電流與驅動訊號路徑的完全分離。此結構可降低source bounce與寄生電感干擾，提升開關效率與EMI穩定性，特別適合高頻、高電流切換應用如同步整流與伺服驅動器。

機械設計：海鷗翼引腳結構

GTPAK採用海鷗翼(Gull Wing)彎曲腳位設計，可吸收因熱膨脹係數差異產生的機械應力，顯著減少焊點失效。特別適用於高溫差、溫度循環與震動頻繁的工業環境，焊點壽命可提升2~3倍以上。

設計導入建議

建議在以下應用情境中優先導入GTPAK封裝：高功率密度、高溫差、高頻切換與成本敏感的設計場景。

PCB與散熱模組整合

GTPAK支援FR4與MCPCB，可透過TIM導熱材料將封裝頂部與散熱器、冷卻片緊密貼合，建議在PCB上設置對應pad與機構對位孔，確保頂部金屬與冷卻介面完整貼合。

Kelvin trace設計

Kelvin Source腳需單獨回連至Gate Driver GND，避免與主電流source路徑共用，確保驅動訊號純淨，提升切換穩定性。

SMT與回焊條件

建議使用與TOLL相似之SMT回焊製程，峰值溫度不超過260°C，預熱爬升控制於3°C/s以下。頂部裸露金屬不可直接觸碰，雷雕標記應避開導熱區。

應用場景與電壓源整理

Q1：GTPAK 與傳統 TOLL 封裝有什麼最主要的差別？

A1：最大差別在於 GTPAK 採用「頂部散熱設計」，將漏極焊盤直接暴露在封裝頂部，可與散熱片直接接觸，大幅提升散熱效率；而TOLL則為底部散熱設計，需透過PCB傳導熱量。

Q2：GTPAK 是否只能使用在高階金屬基板（MCPCB）上？

A2：不需要，GTPAK封裝設計支援普通FR4 PCB，只需搭配適當的散熱設計即可實現與MCPCB類似的熱性能，並可有效降低系統成本。

Q3：什麼是 Kelvin Source？為什麼對MOSFET重要？

A3：Kelvin Source 是獨立的Source回路，用於Gate Driver的回授，與主電流Source分離，可抑制電感干擾與Source bounce，提升開關效率與穩定性，特別適合高速切換應用。

Q4：GTPAK 的封裝上方是裸金屬，是否需要特別保護？

A4：是的，封裝頂部為裸露金屬（漏極），不可直接用手觸摸，產線需避免污染與刮傷，雷雕打碼應避開該區域。

Q5：GTPAK 適合哪些功率與電壓等級的應用？

A5：目前主力型號如 AOGT66909 適用於 100V 應用，最大連續電流可達 366A，適合用於10kW等級以下的馬達驅動器、伺服器、AI電源模組與逆變器等。