DC-DC定壓R4電源：涅槃重生，創(chuàng)“芯”未來

眾所周知，金升陽的DC-DC定電壓電源模塊是金升陽公司的拳頭產品，具有世界級競爭能力。這個成績的獲得，離不開全球數(shù)十萬用戶的認可，也離不開金升陽對電源技術提升的矢志追求。

經過多年的努力，因電路技術和變壓器技術的突破，金升陽于2012年推出了第二代定壓產品（簡稱“定壓R2”）。通過采用自有集成電路技術，利用我司自主開發(fā)的IC，第三代定壓產品（簡稱“定壓R3”）在2017年成功上市。

2020疫情發(fā)生后，金升陽始終響應國家號召，有序復工復產，解決市場急需。在此期間，歷經多年技術沉淀的第四代定壓產品（簡稱“定壓R4”）也準時上市。

“芯片級”模塊電源誕生

實際上，定壓系列產品從R1升級到R2再到R3代，每次升級換代，產品都進行了非常多的電路和工藝技術突破，但在封裝工藝技術上還是一樣，仍沿用傳統(tǒng)的灌封塑封工藝，產品結構和外觀上沒有顯著變化，這使得部分客戶誤以為我司定電壓系列產品不管R1還是R2、R3代產品性能差不多。

相較于前幾代產品，我司定壓系列R4代電源模塊除了采用新一代自主開發(fā)、具有完全知識產權的IC芯片，對產品內部電路技術和電性能指標有大幅升級之外，最重大的技術創(chuàng)新點，就是在封裝工藝上獲得了重大突破。R4徹底摒棄了傳統(tǒng)的灌封塑封工藝，采用了國際上集成電路封裝中最新一代的 chiplet SIP （system in package）系統(tǒng)級集成封裝技術。除了內部性能比R3代有較大提升外，R4代在體積與封裝結構上與R3代相比發(fā)生了根本性的變化，產品外觀由原來的簡單粗糙往芯片級精細化轉變。如果說R2和R3代產品是解耦了內部多項電路性能制約，那么R4代就是綜合性解耦了體積、外觀、表貼化封裝、高性能和高可靠五者之間的制約，是集電路技術、工藝技術、材料技術于一體的結晶。

微型體積，為客戶贏得更多設計空間

R4代相比R1、R2、R3代，體積降低了近80%，占板面積也減小了50%以上，這對于正在為體積受限而煩惱的設計人員來說，無疑是雪中送炭，例如手持設備、便攜設備都是對體積要求很高的行業(yè)。R4的超小體積，更加契合用戶的實際使用場景和產業(yè)技術發(fā)展趨勢。

圖1：金升陽定壓模塊發(fā)展歷程

創(chuàng)新工藝，為客戶降低制造成本

通過調研得知，用戶產品的PCB板上90%以上的元器件是采用SMD工藝回流焊組裝。而我司R1、R2和R3代電源模塊外形都是用傳統(tǒng)灌封的單列直插型，這意味著客戶需要采用波峰焊等插件工藝才能將其安裝到PCB板上。這樣一來，客戶產品生產制造環(huán)節(jié)，既要有SMD工藝回流焊流程，又要有插件工藝波峰焊流程，造成生產工藝的復雜性，這不僅帶來了生產周期的拉長、制造成本的浪費，還會增加質量的風險。如果使用我司新一代的R4產品，則可以有效避免上述問題。因為都是SMD器件，就可以大大簡化生產工藝，從而降低客戶的生產制造成本。

表1：金升陽定壓模塊性能對比圖

摒棄有缺陷的“埋磁”工藝，另辟蹊徑

其實，基于未雨綢繆的傳統(tǒng)，金升陽采用同步生產一代、研發(fā)一代、預研一代的開發(fā)模式。當我們還在研發(fā)R3代產品時，就已經著手R4代產品的預研了。但創(chuàng)新的路上充滿不確定性，其中最讓我們難過的是，在3年前耗費大量的精力、財力和物力，花了好幾年的時間，運用“PCB內埋磁工藝”的方式解決了模塊電源封裝和微型化的問題，開發(fā)了成型的新一代定壓產品（此代產品現(xiàn)在暫定為“R3S”）。但是經過無數(shù)次的可靠性測試與驗證，R3S雖然短期在實驗室內的理想環(huán)境下使用沒有發(fā)現(xiàn)不妥，但在模擬客戶遇到的各種極端環(huán)境下測試卻存在長期可靠性缺陷，無法解決。憑著對客戶負責之心，我們毅然放棄了采用“PCB內埋磁工藝”的R3S產品的上市，從零開始繼續(xù)探索。

成功的道路總是曲折的，又經過3年的不斷摸索和創(chuàng)新，在完全解決了長期可靠性問題的前提下，我們推出了體積更小性能更優(yōu)的R4代定壓產品。

對于簡單而又普通的定電壓產品，金升陽通過對行業(yè)趨勢的洞察、對市場及客戶需求的深入了解，矢志不渝于技術的創(chuàng)新及產品的升級，致力于為客戶帶來越來越好的體驗，推出了一代又一代的新產品，來滿足客戶越來越高的要求。定壓R4代產品的研發(fā)經驗告訴我們，只要有追求卓越的理想，保持百折不撓的毅力和持之以恒的精神，普通的產品也能發(fā)展出不普通的結果，平凡的崗位也能干出不平凡的事業(yè)。我想，如果我們的國人都以這種精神為指導，來開展各自負責的工作，那么，“外國的月亮比中國的圓”的怪圈一定可以打破，中國制造（Made in China）一定可以成為精品的標志。

現(xiàn)在R4代產品已推出，實現(xiàn)了產品性能及封裝工藝的同步提升，但這并不是金升陽人開發(fā)產品的終點，我們仍會在此基礎之上繼續(xù)前進，為客戶提供更多更好的產品。路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索！

定壓R4代優(yōu)勢特點：

1、體積降低80%，占板面積降低50%以上，厚度僅有3.1mm

2、微型體積，表貼化封裝，適應SMD生產工藝

3、滿足AEC-Q100汽車標準

4、工作溫度范圍：-40℃ to 105℃

5、ESD滿足8KV等級

6、靜態(tài)功耗低至：35mW

7、超大容性負載能力：2400uF

8、可持續(xù)短路保護功能

圖2：金升陽定壓模塊外觀對比圖

文章延伸閱讀：

2012年R2代《為什么要選用金升陽定壓R2代電源模塊產品？》

2017年R3代《匠“芯”創(chuàng)造,極致客戶體驗》

圖3：埋磁工藝存在長期可靠性方面存在缺陷

（詳情請見鏈接1：《為什么要選用金升陽定壓R2代電源模塊產品？》）。

通過采用自有集成電路技術，利用我司自主開發(fā)的IC，第三代定壓產品（簡稱“定壓R3”）在2017年成功上市。

（詳情請見鏈接2：《匠“芯”創(chuàng)造,極致客戶體驗》）。