随着系统集成度不断提升,PCB空间日益紧张,数字隔离器也在向小型化封装演进。对于需要在高低压电路之间传输数字信号的系统而言,隔离器既要满足隔离耐压、爬电距离、电气间隙等要求,同时需要尽可能减少PCB占板面积,这给器件工程化带来了挑战。
近期,德州仪器(TI)和纳芯微相继公布了数字隔离器及相关隔离产品的小型化封装技术和产品。TI开发了DFB和DFP两类新型小型化封装,在保持高压隔离规格及爬电距离、电气间隙要求的同时,PCB占板面积最多可减少56%。纳芯微则基于第三代电容隔离技术,推出采用SSOW16、SSOP16和SOP8封装的三组隔离产品,封装面积相比其他封装的相关产品缩小约50%至70%。
TI:DFB和DFP封装,保持隔离等级的同时减小面积
2026年7月,TI发布了题为《采用 DFB 和 DFP 数字隔离器封装,尺寸减半而隔离等级不变》的应用报告,全面介绍了面向数字隔离器开发的DFB和DFP小型化封装系列。
TI指出,在行业内,SOIC 和 SOP 封装有许多不同的宽度型号。业内常使用窄、宽、 薄、WB(宽体)、NB(窄体)等相对术语,但并没有统一的标准定义。因此,TI 小型 DFP 和 DFP 封装也可替 代 NB SOIC、SOIC_N、Narrow-SOIC、WB、SOIC、SOIC_W、Wide-SOIC、WB SSOIC、QSOP、WSOP、SSOP、TSSOP 和 SOW,在保持等效高压规格的同时,有效减小 PCB 面积。
TI表示,DFB和DFP封装采用0.5mm小引脚间距,与传统隔离封装相比,可节省高达56%的PCB封装占用面积,同时保持相应的爬电距离、电气间隙和高压性能。
这些小型封装使系统设计人员能够在相同的PCB空间内布置更多隔离通道,或者缩小整个系统的尺寸。特别是沿隔离栅方向的Y尺寸减小,使跨越隔离栅的关键信号布线更加容易,也为数字隔离器与隔离栅两侧其他器件之间的布局提供了更多灵活性。
目前,TI正在将DFB和DFP小型化封装引入ISO64xx、ISO64xx-Q1和ISO60xx数字隔离器系列,覆盖双通道、三通道、四通道和六通道器件。
DFB封装:面向4mm爬电距离和电气间隙要求
TI将DFB定义为小型化窄体SSOP封装,主要适用于4mm爬电距离和电气间隙要求的数字隔离器。
传统双通道数字隔离器主要采用8-D窄体SOIC封装,PCB占板面积为34.8mm²。采用新型10-DFB封装后,占板面积降低至19.3mm²,缩小约44%,同时保持超过4mm的爬电距离和电气间隙,两种封装的最大高度均为1.75mm。

对于三通道和四通道器件,TI开发了16-DFB封装。与传统16-DBQ封装相比,16-DFB的PCB占板面积由35.0mm²减少至29.7mm²,缩小约15%,爬电距离和电气间隙则从3.7mm提高至4mm。
六通道数字隔离器采用20-DFB封装,其PCB占板面积为35.5mm²,比传统16-DBQ封装增加约1.5%,但提供了4mm爬电距离和电气间隙,并增加了功能引脚。例如,ISO60xx系列可利用额外的引脚实现输出使能(ENx)等功能。

DFP封装:面向8mm爬电距离和电气间隙要求
对于采用宽体封装、需要满足8mm爬电距离和电气间隙要求的数字隔离器,TI开发了DFP小型化宽体SSOP封装。
DFP同样采用0.5mm引脚间距,通过减小沿隔离栅方向的尺寸,缩小PCB占板面积。
其中,双通道器件采用12-DFP封装,PCB占板面积为41.4mm²,相比传统8-DWV封装的75.6mm²减少45%;如果采用16-DW封装作为参照,面积则由119.7mm²减少至41.4mm²,缩小约65%。


三通道和四通道器件采用16-DFP封装,PCB占板面积为52.3mm²,相比传统16-DW封装的119.7mm²减少约56%。
六通道器件采用20-DFP封装,PCB占板面积为63.2mm²,相比16-DW封装减少47%。20-DFP还在隔离栅两侧分别增加了一个功能引脚,为部分数字隔离器系列提供额外的功能配置。


在上述封装方案中,DFP封装保持超过8mm的爬电距离和电气间隙要求,支持基本隔离或增强隔离的具体等级则取决于所采用的器件。
从双通道到六通道,TI扩展小型化数字隔离器产品系列
TI已将DFP等小型化封装应用于多个数字隔离器产品系列,覆盖不同通道方向配置、通信速率和应用。
ISO64xx系列:覆盖双通道至六通道的小型化数字隔离器
TI的ISO64xx系列数字隔离器覆盖双通道、三通道、四通道和六通道产品,不同型号主要通过正反向通道数量满足不同的信号传输需求。此外,TI还提供相对应的车规型号。
该系列最高支持150Mbps数据速率、5000Vrms隔离耐压,部分型号支持10.4kV浪涌耐受能力。器件支持2.25V至5.5V供电,5V供电条件下最大传播延迟为10ns,最低CMTI可达200kV/μs,典型值可达±250kV/μs。车规型号符合AEC-Q100 Grade 1要求,工作温度范围为-40℃至125℃,并提供支持ISO 26262功能安全系统设计的相关文档。

在小型化封装方面,TI针对双通道器件开发了12-DFP封装,三通道和四通道器件采用16-DFP封装,六通道器件则采用20-DFP封装。这些封装均采用0.5mm引脚间距,支持超过8mm的爬电距离和电气间隙要求。其中,12-DFP的PCB占板面积为41.4mm²,相比传统8-DWV封装减少45%;16-DFP面积为52.3mm²,相比传统16-DW封装减少56%;20-DFP面积为63.2mm²,相比16-DW封装减少47%,同时增加了功能引脚。
ISO604x系列:200Mbps高速、低功耗数字隔离器
TI推出的ISO604x系列包括ISO6040、ISO6041和ISO6042三款四通道数字隔离器,分别提供4/0、3/1和2/2三种正反向通道配置。

该系列面向高带宽和对时钟信号敏感的应用,最高数据速率为200Mbps,5V供电条件下最大传播延迟为9ns,SPI通信频率最高可达27.75MHz。
在时序性能方面,该系列支持低至7ps RMS的典型抖动、最大1.2ns的脉宽失真和最大1.2ns的通道间偏斜。TI表示,低抖动特性有助于减小隔离器对ADC和DAC采样时钟信号信噪比的影响。
功耗方面,在3.3V供电、1Mbps通信速率下,每通道最大电流消耗为0.635mA。
隔离性能方面,该系列支持最高5000Vrms隔离耐压、10.4kV浪涌耐受能力和典型±175kV/μs的CMTI,并支持1.71V至5.5V供电电压。
ISO604x系列的产品提供16-DFP宽体SSOP小型化封装。
ISO652x系列:采用3mm×2mm超小型封装的功能隔离器
除了面向基本隔离和增强隔离应用的DFB、DFP封装,TI还推出了ISO6520和ISO6521双通道功能隔离器,采用8引脚REU VSON小型封装。
两款器件分别提供2/0和1/1通道配置,支持最高50Mbps数据速率,典型CMTI为±150kV/μs,3.3V供电条件下典型传播延迟为11ns。
REU封装尺寸仅为3mm×2mm,封装本体面积为6mm²,相比传统8引脚SOIC封装的29.4mm²减少约80%。

该系列在REU封装下提供超过2.2mm的爬电距离,支持450Vrms工作电压和2000Vrms、60秒的瞬态耐压规格。
ISO652x系列主要面向成本敏感、空间受限且不需要安全隔离认证的功能隔离应用,为数字接口提供紧凑型隔离解决方案。
纳芯微:第三代电容隔离技术,封装面积缩小50%至70%
纳芯微近日宣布推出多款基于其第三代电容隔离技术的小型化封装隔离产品,包括NSI834xWx-DSSWR/-Q1SSWR系列数字隔离器(SSOW16)、NSI84085-DSSR隔离式RS485收发器(SSOP16)和NSI1150-DSPR隔离式CAN收发器(SOP8)。
新推出的器件通过工程创新,相较于采用其他封装的同系产品可将封装尺寸缩小约50%至70%,在保持关键性能稳定的基础上,为新能源汽车、工业、可再生能源和储能等领域的行业用户提供更高集成度和更具性价比的隔离解决方案。
在隔离技术布局方面,纳芯微已经形成涵盖数字隔离器、隔离采样、隔离接口、隔离电源和隔离驱动等多个领域的“隔离+”产品组合,以电容隔离技术IP为核心,为新能源汽车高压平台、大功率光储充系统,以及高集成、高效率AI服务器电源等应用提供隔离器件。
截至2025年,纳芯微隔离相关芯片已累计出货超过27亿颗。
NSI834xWx-DSSWR/-Q1SSWR:密脚封装面积缩小50%,不牺牲隔离性能
NSI834xWx系列是增强隔离型四通道数字隔离器。此次推出的新品NSI834xWx-DSSWR(工规)和NSI834xWx-Q1SSWR(车规)均采用紧凑型密脚SSOW16封装(5.00mm×7.50mm)。
相较同系列SOW16封装(10.30mm×7.50mm)器件,NSI834xWx-DSSWR/-Q1SSWR在不牺牲隔离耐压能力的基础上,封装面积缩小约50%,极大缩小了器件的PCB占板面积,为高密度PCB布局释放更多空间,助力工程师在有限板面上实现更灵活的布局规划和更优的BOM成本。

性能方面,NSI834xWx-DSSWR/-Q1SSWR支持高达5000Vrms的隔离耐压和200kV/μs的共模瞬态抗扰度(CMTI),可有效应对高压系统中变频器高频开关、功率模块快速切换等严苛场景下的瞬态干扰,确保各通道信号的准确传输。
此外,该器件已通过UL、CQC、CSA及VDE增强隔离认证。凭借高集成度、小型化封装与稳健的抗扰性能,NSI834xWx-DSSWR/-Q1SSWR系列为高压系统的多通道隔离设计提供了兼具性价比与可靠性的解决方案。
NSI84085-DSSR:紧凑封装的隔离式RS485收发器
NSI84085系列是高可靠性隔离式半双工RS485收发器。新推出的NSI84085-DSSR采用SSOP16紧凑型封装(5.40mm×3.90mm),相比SOW16封装实现了约70%面积的缩小。
该器件集成隔离和RS485收发器,高集成度设计进一步帮助工程师在密集的PCB布局中腾出更多空间用于核心功能拓展,有效提升系统集成度与整体性价比。

性能方面,NSI84085-DSSR支持3000Vrms隔离耐压和150kV/μs的CMTI,总线引脚受到保护,可承受相对于总线侧GND2的±8kV系统级ESD,满足IEC 61000-4-2要求,高可靠性设计可确保总线通信的准确性与稳定性。
NSI84085-DSSR支持256个收发节点,通信速率可达8Mbps,适配工业自动化系统、智能仪表、安防监控系统的隔离RS485通信需求。
NSI1150-DSPR:采用SOP8封装的隔离CAN收发器
NSI1150系列是高可靠性隔离式CAN收发器,此次发布的NSI1150-DSPR采用SOP8标准表面贴片封装(4.90mm×3.90mm)。
相比部分CAN收发器产品采用的DUB8封装(9.32mm×6.35mm),SOP8封装不仅面积缩小了近70%,而且对自动化贴片生产更为友好,能够简化用户的PCB生产流程,加速产品上市。

性能方面,NSI1150-DSPR支持3000Vrms隔离耐压和150kV/μs的CMTI,可有效抵御强干扰环境下共模噪声对信号的冲击,保障总线通信的准确性与稳定性。
±70V总线故障耐压则能应对地电位差挑战,数据速率最高支持5Mbps,满足工业自动化、电信设备等对通信实时性的要求。此外,该器件已通过UL、CQC、CSA及VDE增强隔离认证。
封装创新推动隔离产品小型化
封装技术的进步正在改变隔离芯片的系统表现。随着系统集成度持续提升、电路板空间日益稀缺,封装结构、引脚间距以及芯片布局优化成为减小隔离器件占板面积的技术方向。
TI认为,DFB和DFP小型化封装能够在保持相应的高压规格、爬电距离和电气间隙要求的同时,为系统设计人员提供更灵活的PCB布局方式,特别是在隔离栅方向上,可以缩小系统尺寸,或者在相同PCB面积内增加隔离通道数量,并降低整体PCB面积和成本。
纳芯微则表示,此次发布的三款小型化封装隔离产品,是将封装工艺与成熟隔离技术深度融合的成果。通过优化芯片布局与封装结构,三款新品在保持原有核心性能指标不降级的前提下,实现封装面积的显著缩减和成本优化,帮助工程师在有限空间内实现更高集成度和更高性价比的系统设计。
#数字隔离器#封装#德州仪器#纳芯微
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