金升陽新的DC-DC定壓R4電源:涅槃重生,創(chuàng)“芯”未來
1 “芯片級”模塊電源的誕生
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202004/412577.htmDC-DC定電壓電源模塊是金升陽公司的拳頭產(chǎn)品,在全球有數(shù)十萬用戶,可謂世界級的產(chǎn)品。2020年,金升陽歷經(jīng)多年技術(shù)沉淀,推出第四代定壓產(chǎn)品(簡稱“定壓R4”),可謂具有突破性的“芯片級”的模塊電源(如圖1)。
圖1 “芯片級”定壓DC-DC電源模塊
實(shí)際上,金升陽的定壓系列產(chǎn)品從R1升級到R2,再到R3代,每次更迭換代,產(chǎn)品都進(jìn)行了非常多的電路和工藝技術(shù)突破;但是封裝工藝上還是一樣,仍沿用傳統(tǒng)的灌封/塑封工藝,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和外觀沒有顯著變化。
不過,此次推出的新的定壓R4代電源模塊,最大的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)就是在封裝工藝上取得了重大突破:摒棄了傳統(tǒng)的灌封/塑封工藝,采用了國際集成電路封裝中最新的Chiplet SiP(芯粒系統(tǒng)封裝)技術(shù),使體積與封裝結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性的變化,產(chǎn)品外觀由原來的簡單粗糙往芯片級精細(xì)化轉(zhuǎn)變。
相比前代,最新的R4代體積降低了近80%(如圖2),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(shè)計人員來說,無疑是雪中送炭,非常契合用戶的實(shí)際使用場景和產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢。
圖2 金升陽定壓模塊的外觀對比圖
如果說前代產(chǎn)品解耦了內(nèi)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(shù)、工藝技術(shù)、材料技術(shù)于一體的結(jié)晶。
2 從客戶角度著想的創(chuàng)新
R4代也是金升陽為客戶著想的一次創(chuàng)新。
2.1 創(chuàng)新工藝,為客戶降低制造成本
從降低客戶制造成本角度,R4采用的SMD封裝降低了生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性。
通過調(diào)研得知,用戶產(chǎn)品的PCB(印制板)上90%以上的元器件是采用SMD(表面貼裝器件)工藝回流焊組裝。不過,金升陽的前幾代電源模塊外形是用傳統(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安裝到PCB板上。這就造成了客戶生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性,這不僅帶來了生產(chǎn)周期的拉長、制造成本的浪費(fèi),還會增加質(zhì)量的風(fēng)險。如果使用金升陽新一代的R4產(chǎn)品,則可以有效避免上述問題。
2.2 摒棄有缺陷的“埋磁”工藝,另辟蹊徑
金升陽采用同步生產(chǎn)一代、研發(fā)一代、預(yù)研一代的開發(fā)模式。當(dāng)多年前還在研發(fā)R3代產(chǎn)品時,公司就已經(jīng)著手R4代產(chǎn)品的預(yù)研了。
但創(chuàng)新的路上往往充滿著不確定性和波折。3年前,金升陽運(yùn)用“PCB內(nèi)埋磁工藝”來解決模塊電源的封裝和微型化問題時,開發(fā)出了成型的新一代定壓產(chǎn)品(此代產(chǎn)品現(xiàn)在暫定為“R3S”)。不過,經(jīng)過無數(shù)次的可靠性測試與驗(yàn)證,R3S雖然在實(shí)驗(yàn)室沒有發(fā)現(xiàn)不妥,但在模擬客戶遇到的各種極端環(huán)境下測試時,卻存在著長期可靠性的隱患。憑著對客戶的負(fù)責(zé)之心,金升陽毅然放棄了R3S產(chǎn)品的面市,從零開始繼續(xù)探索。
功夫不負(fù)有心人,經(jīng)過3年的摸索和創(chuàng)新,在完全解決了長期可靠性問題的前提下,金升陽終于推出了體積更小、性能更優(yōu)的R4代定壓產(chǎn)品(如圖3)。
圖3 埋磁工藝存在長期可靠性方面有缺陷
定壓R4代產(chǎn)品的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)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(chǎn)品也能發(fā)展出閃光的特點(diǎn),平凡的崗位也能干出不平凡的事業(yè)。
現(xiàn)在R4代產(chǎn)品已問世,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品性能及封裝工藝的同步提升。
金升陽將會在此基礎(chǔ)之上繼續(xù)前進(jìn),為客戶提供更多更好的產(chǎn)品。
3 定壓R4代的特性指標(biāo)
金升陽的定壓R4代的特性指標(biāo)匯總?cè)缦隆?/p>
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(yīng)SMD生產(chǎn)工藝;
3)滿足AEC-Q100汽車標(biāo)準(zhǔn);
4)工作溫度范圍:(-40~125)℃;
5)ESD滿足8kV等級;
6)靜態(tài)功耗低至:35mW;
7)超大容性負(fù)載能力:2400μF
8)可持續(xù)短路保護(hù)功能。
(注:本文來源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2020年第05期。)
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