本應用筆記介紹了Allegro用于線性霍爾IC的高級倒裝芯片封裝的創建，該封裝允許開發3mm x 3mm的微型尺寸，完全集成的電流傳感器器件。內部電阻僅為0.6mΩ的ACS711是在真正可以散熱的封裝中生產的。與現有的感測電阻運算放大器解決方案相比，該器件可在超過30 A的連續電流下使用，同時將功耗最小化一個數量級。

包裝

傳感器IC采用Allegro專利倒裝芯片技術，如圖1所示，該技術極大地改善了磁耦合并提供了緊湊的傳感解決方案。電流通過初級導體環路流入和流出封裝。該電流產生一個磁信號，該信號由霍爾傳感器感應，如圖1中的紅色方塊所示，并轉換為電壓。電壓取決于電流的方向，因此使用此霍爾效應電流傳感器可以實現交流和直流電流的雙向電流流動。換能器放置在最高磁通密度的區域，以優化磁耦合。Allegro獲得專利的倒裝芯片技術還允許換能器的有效區域更靠近導體，

圖1 QFN封裝結構

焊接和熱特性

QFN配置的導體電阻僅為0.6mΩ，比低端檢測配置中使用的大多數檢測電阻小一個數量級。這樣可以節省客戶應用中的功耗，并提供更高的效率和更環保的電流感應解決方案。占地面積小還節省了PCB面積，從而降低了整體系統成本。為了充分利用較小的初級電流路徑電阻的優勢并最大化可流經Allegro封裝的連續電流量，必須考慮將熱量傳導至器件之外。圖2說明了QFN封裝的優化PCB布局。

圖2 QFN電流傳感器的PCB布局

為了達到最佳的熱和電性能，PCB布局應包括以下功能：

初級電流引線應連接到盡可能合理的銅表面積上。裸露焊盤回路末端的兩個焊盤應直接放在載流銅走線上，以最好地將熱量從封裝中散發出去，如圖2所示。

銅的厚度應為4盎司。使用2盎司。銅會降低性能。

如有可能，應使用額外的銅層或至少兩層銅來傳導一次電流。應使用圖2中所示的過孔布置來連接各層，并放置在靠近QFN封裝的初級電流引線的位置。

暴露在QFN焊盤下方的通孔非常適合將熱量從封裝中傳導出去，但是必須將這些通孔插入，以防止回流期間焊料從焊盤芯吸到通孔中。使用這些類型的通孔時必須小心，尺寸，數量和放置位置應根據應用情況加以考慮。

通過應用這些功能，可以實現圖3所示的熱性能。數據是使用測試演示板進行測試的，該演示板的焊料足跡與圖1所示的足跡相似，并且使用兩層4 oz的焊料。銅。該圖顯示，在85°C的環境溫度下，傳感器封裝可以承受45 A的連續電流，直到達到165°C的最大推薦熱結點（芯片）溫度。通過適當的PCB設計，該器件可在高達85°C的環境溫度下安全地用于30 A連續電流應用中，并在達到165°C的芯片溫度之前具有超過40°C的安全裕度。

圖3 QFN電流傳感器在PCB上的線性熱性能

編輯：hfy