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淺談ARCH電源模塊工藝發(fā)展的關(guān)鍵
點(diǎn)擊次數:2515 更新時(shí)間:2018-02-28
ARCH電源模塊用于交換設備、移動(dòng)通訊、微波通訊、接入設備、以及光傳輸、路由器等通信領(lǐng)域和汽車(chē)電子、航天等。由于采用模塊組建電源系統具有設計周期短、、系統升等特點(diǎn),模塊電源的應用越來(lái)越。尤其近幾年由于數據業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展和分布式供電系統的不斷推廣,模塊電源的增幅已經(jīng)出了一次電源。隨著(zhù)半導體工藝、封裝和頻軟開(kāi)關(guān)的大量使用,模塊電源功率密度越來(lái)越大,轉換效率越來(lái)越,應用也越來(lái)越簡(jiǎn)單。
ARCH電源模塊工藝發(fā)展方向:
降低熱阻,改善散熱——為改善散熱和提,中大功率模塊電源大都采用多塊印制板疊合封裝,電路采用普通印制板置于頂層,而功率電路采用導熱能的板材置于底層。早期的中大功率模塊電源采用陶瓷基板改善散熱,這種為適應大功率的需要,發(fā)展成為直接鍵合銅(Direct Copper Bond ,DCB) ,但因為陶瓷基板易碎,在基板上安裝散熱器困難,功率等不能做得很大。后來(lái)這一發(fā)展為用絕緣金屬基板(Insutalted Mental Substrate,IMS) 直接蝕刻線(xiàn)路。zui為常見(jiàn)的基板為鋁基板,它在鋁散熱板上直接敷絕緣聚合物,再在聚合物上敷銅,經(jīng)蝕刻后,功率器件直接焊接在銅上。為了避免直接在IMS 上貼片造成熱失配,還可以直接采用鋁板作為襯底,電路和功率器件分別焊于多層(大于四層,做變壓器繞阻)FR-4印制板上,然后把焊有功率器件的一面通過(guò)導熱膠粘接在已成型的鋁板上固定封裝。不少模塊電源為了利于導熱、防潮、抗震,進(jìn)行了壓縮密封。zui常用的密封材料是硅樹(shù)脂,但也有采用聚氨酯橡膠或環(huán)氧樹(shù)脂材料。后兩種方式絕緣能好,機械強度,導熱能好,成為近年來(lái)模塊電源的發(fā)展趨勢之一,是提模塊功率密度的關(guān)鍵。
二次集成和封裝——為提,近年開(kāi)發(fā)的模塊電源無(wú)一例外采用表面貼裝。由于模塊電源的發(fā)熱量嚴重,采用表面貼裝要注意貼片器件和基板之間的熱匹配,為了簡(jiǎn)化這些問(wèn)題,zui近出現了MLP(Multilayer Polymer)片狀電容,它的溫度膨脹系數和銅、環(huán)氧樹(shù)脂填充劑以及FR4 PCB板都很接近,不易出現象鉭電容和磁片電容那樣因溫度變化過(guò)快而引起電容失效的問(wèn)題。另外為進(jìn)一步減小體積,二次集成發(fā)展也很快,它是直接購置裸芯片,經(jīng)組裝成功能模塊后封裝,焊接于印制板上,然后鍵合。這一方式功率密度,寄生參數小,因為采用相同材料的基片,不同器件的熱匹配好,提了ARCH電源模塊的抗冷熱沖擊能力。
扁平變壓器和磁集成——磁元件往往是電源中體積zui大、zui的器件,減小磁元件的體積就提了功率密度。在中大功率模塊電源中,為度的要求,大部分的生產(chǎn)廠(chǎng)家自己定做磁芯。而現有的磁供應只有飛利浦可以提供通用的扁平磁芯,且這種變壓器的繞組制作也存在難度。采用這種磁芯可以進(jìn)一步減小體積,縮短引線(xiàn)長(cháng)度,減小寄生參數。
 
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