淺談ARCH電源模塊工藝發(fā)展的關(guān)鍵
點(diǎn)擊次數(shù)：2891 更新時(shí)間：2018-02-28
ARCH電源模塊用于交換設(shè)備、移動(dòng)通訊、微波通訊、接入設(shè)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(tǒng)具有設(shè)計(jì)周期短、、系統(tǒng)升等特點(diǎn)，模塊電源的應(yīng)用越來(lái)越。尤其近幾年由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)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(dǎo)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(zhuǎn)換效率越來(lái)越，應(yīng)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(dǎo)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(yīng)大功率的需要，發(fā)展成為直接鍵合銅(Direct Copper Bond ，DCB) ，但因?yàn)樘沾苫逡姿椋诨迳习惭b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(dǎo)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(dǎo)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(jī)械強(qiáng)度，導(dǎo)熱能好，成為近年來(lái)模塊電源的發(fā)展趨勢(shì)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(yán)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(xiàn)了MLP(Multilayer Polymer)片狀電容，它的溫度膨脹系數(shù)和銅、環(huán)氧樹(shù)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(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(gòu)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?yàn)椴捎孟嗤牧系幕煌骷臒崞ヅ浜茫崃?strong>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(yīng)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，縮短引線長(zhǎng)度，減小寄生參數(shù)。
