狼窝好读版：
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目前电源供应器，一次侧(包含APFC)区域，常用的功率元件有两种封装，一种是TO-220，
一种是TO-220FP(FullPAK)，如下图所示，最左边的TO-220因为外露金属部分与下方其中
一个接脚相通，所以安装在金属散热片上时就需要加上绝缘螺丝垫片及绝缘导热垫，以免
对散热片形成短路。但右边三颗的TO-220FP，因为采全绝缘封装，所以可以直接安装在金
属散热片上，而不用加上绝缘螺丝垫片及绝缘导热垫
https://i.imgur.com/xUGPCua.jpg
那这两种封装有什么差别呢?以下用Infineon IPx50R190CE这款功率元件来当成范例，这
型号功率元件有分成三种， TO-247叫做IPW50R190CE，TO-220叫做IPP50E190CE，
TO-220FP叫做IPA50R190CE，但是正面的元件标记都只印5R190CE
https://i.imgur.com/mipLUb1.jpg
既然都叫5R190CE，其主要特性都是相同的，但是封装会影响如Power Dissipation等规格
参数，这个参数是指在规定的散热条件下，功率元件本身可以连续承受的最大功率，这里
可以看到TO-247/TO-220以及TO-220FP的可承受最大功率相差很多
https://i.imgur.com/rWcjMzY.jpg
那为什么封装会影响最大承受功率呢?因为TO-247/TO-220内部半导体晶粒的热量可以从外
露金属部分传导出来，所以从晶粒到外壳及晶粒到环境的热阻很小。TO-220FP因为整个半
导体晶粒都用环氧树脂包住，整个热阻就高上许多，因为热阻大，导热不易，所以可承受
最大功率就必须要下修，避免内部晶粒因为过热而损坏
https://i.imgur.com/sRCCTKC.jpg
不过TO-220FP因为整个都是环氧树脂包覆，其外壳有很高的绝缘耐压，这也是为什么
TO-220FP安装在金属散热片上时不用绝缘螺丝垫片及绝缘导热垫
https://i.imgur.com/xGUkMnw.jpg
回到主题，因为目前电源采高效率化设计，可让功率元件本身承受功率值大幅下降，所以
比起早期机种，同样功率的高效率电源允许使用较小Power Dissipation的功率元件，但
是部分体积较小或大输出功率的电源供应器，为了让功率元件在散热条件较差(散热片较
小/内部较拥挤等)，或是连续高功率输出下，能有更大的承受功率余裕范围，会采用
TO-220封装功率元件，但是如果发生异物/湿气/灰尘等接触在TO-220外露金属及散热片之
间，因为该处电压接近DC400V左右，所以就可能会发生功率元件与散热片发生短路/跳火
的现象，这时功率元件就会被短路大电流击穿而损坏，电源供应器就无法运作
下方图片，为一款SFX小型化高功率电源供应器，箭头所指处就是功率元件外露金属与散
热片间发生跳火，导致该处烧黑并击穿功率元件，也造成电源供应器故障，必须送修
https://i.imgur.com/l6CcAqX.jpg
为了避免这种情况，部分较重视耐用性或环境耐受度的电源供应器，当使用TO-220封装功
率元件时，会使用如下图的白色绝缘盖，将功率元件上方外露金属部分盖住，同时也提供
足够下压力把功率元件压在绝缘导热垫上，避免增加热阻，这种白色绝缘盖会以可耐热及
绝缘的材质制作，避免受热变形，也提供良好高电压绝缘性能
https://i.imgur.com/C6D7KVL.jpg
从侧面看，白色绝缘盖几乎完全盖住TO-220的外露金属部分，大大降低异物/湿气/灰尘等
造成短路的可能性
https://i.imgur.com/Smspgrc.jpg
另外也有厂商采用绝缘导热双面胶，可黏在散热片表面与功率元件之间，强力的黏性使其
不需固定用绝缘螺丝垫片及螺丝，不过因为功率元件金属部分仍旧外露，所以若异物/湿
气/灰尘分布范围够大，也是有造成短路的可能
https://i.imgur.com/8dk0def.jpg
同一群组的功率元件先焊接在金属片上(导电兼做散热片使用，因为采用焊接方式所以可
以把热阻降到最低)，再用绝缘导热双面胶黏贴在固定用金属板上，因为具有绝缘特性，
不同群组间不会有短路问题
https://i.imgur.com/4FRbTSj.jpg
结论：
因为台湾环境与气候因素，导致异物/湿气/灰尘入侵电源供应器的机率大增，虽然有厂商
已经开始在电路板上使用三防涂料，但功率元件与金属散热片之间的绝缘同样重要，如何
加强功率元件绝缘性，同时保有较大承受功率余裕及较低热阻，是电源厂商要研究的课题
，同时也能降低因为这类损坏导致使用者必须送修或更换的机率
报告完毕，谢谢收看