淺談ARCH電源模塊工藝發(fā)展的關鍵
點擊次數(shù)：2409 更新時間：2018-02-28
ARCH電源模塊用于交換設備、移動通訊、微波通訊、接入設備、以及光傳輸、路由器等通信領域和汽車電子、航天等。由于采用模塊組建電源系統(tǒng)具有設計周期短、、系統(tǒng)升等特點，模塊電源的應用越來越。尤其近幾年由于數(shù)據(jù)業(yè)務的飛速發(fā)展和分布式供電系統(tǒng)的不斷推廣，模塊電源的增幅已經(jīng)出了一次電源。隨著半導體工藝、封裝和頻軟開關的大量使用，模塊電源功率密度越來越大，轉換效率越來越，應用也越來越簡單。
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。后來這一發(fā)展為用絕緣金屬基板(Insutalted Mental Substrate，IMS) 直接蝕刻線路。zui為常見的基板為鋁基板，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，進行了壓縮密封。zui常用的密封材料是硅樹脂，但也有采用聚氨酯橡膠或環(huán)氧樹脂材料。后兩種方式絕緣能好，機械強度，導熱能好，成為近年來模塊電源的發(fā)展趨勢之一，是提模塊功率密度的關鍵。
二次集成和封裝——為提，近年開發(fā)的模塊電源無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，為了簡化這些問題，zui近出現(xiàn)了MLP(Multilayer Polymer)片狀電容，它的溫度膨脹系數(shù)和銅、環(huán)氧樹脂填充劑以及FR4 PCB板都很接近，不易出現(xiàn)象鉭電容和磁片電容那樣因溫度變化過快而引起電容失效的問題。另外為進一步減小體積，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(shù)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)廠家自己定做磁芯。而現(xiàn)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一步減小體積，縮短引線長度，減小寄生參數(shù)。
