模塊電源的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢

　　降低熱阻，改善散熱--為改善散熱和進(jìn)步功率密度，中大功率模塊電源大都采用多塊印制板疊合封裝技術(shù)，控制電路采用普通印制板置于頂層，而功率電路采用導(dǎo)熱性能的板材置于底層。早期的中大功率模塊電源采用陶瓷基板改善散熱，這種技術(shù)為順應(yīng)大功率的需求，開展成為直接鍵合銅技術(shù)（Direct Copper Bond,DCB），但由于陶瓷基板易碎，在基板上裝置散熱器艱難，功率等級不能做得很大。后來這一技術(shù)開展為用絕緣金屬基板（Insutalted Mental Substrate,IMS）直接蝕刻線路。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。為了防止直接在IMS上貼片形成熱失配，還能夠直接采用鋁板作為襯底，控制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經(jīng)過導(dǎo)熱膠粘接在已成型的鋁板上固定封裝。不少模塊電源為了更利于導(dǎo)熱、防潮、抗震，停止了緊縮密封。常用的密封資料是硅樹脂，但也有采用聚氨酯橡膠或環(huán)氧樹脂資料。后兩種方式絕緣性能好，機(jī)械強度高，導(dǎo)熱性能好，成為近年來模塊電源的開展趨向之一，是進(jìn)步模塊功率密度的關(guān)鍵技術(shù)。

　　二次集成和封裝技術(shù)--為進(jìn)步功率密度，近年開發(fā)的模塊電源無一例外采用外表貼裝技術(shù)。由于模塊電源的發(fā)熱量嚴(yán)重，采用外表貼裝技術(shù)一定要留意貼片器件和基板之間的熱匹配，為了簡化這些問題，近呈現(xiàn)了MLP（Multilayer Polymer）片狀電容，它的溫度收縮系數(shù)和銅、環(huán)氧樹脂填充劑以及FR4 PCB板都很接近，不易呈現(xiàn)象鉭電容和磁片電容那樣因溫度變化過快而惹起電容失效的問題。另外為進(jìn)一步減小體積，二次集成技術(shù)開展也很快，它是直接置辦裸芯片，經(jīng)組裝勝利能模塊后封裝，焊接于印制板上，然后鍵合。這一方式功率密度更高，寄生參數(shù)更小，由于采用相同資料的基片，不同器件的熱匹配更好，進(jìn)步了模塊電源的抗冷熱沖擊才能。李澤元教授指導(dǎo)的CPES在工藝上正在研討IPEM（IntegratedPower Electronics Module），它是一種三維的封裝構(gòu)造，主要針對功率電路，取代線鍵合技術(shù)。

　　扁平變壓器和磁集成技術(shù)--磁性元件常常是電源中體積、的器件，減小磁性元件的體積就進(jìn)步了功率密度。在中大功率模塊電源中，為滿足規(guī)范高度的請求，大局部的消費廠家本人定做磁芯。而現(xiàn)有的磁性供給商只要飛利浦能夠提供通用的扁平磁芯，且這種變壓器的繞組制造也存在一定難度。采用這種磁芯能夠進(jìn)一步減小體積，縮短引線長度，減小寄生參數(shù)。CPES不斷在研討一種磁集成技術(shù)，福州大學(xué)的陳為教授3年前在CPES研討了磁集成技術(shù)，他們做的一個樣機(jī)是半橋電路，輸出整流采用倍流整流技術(shù)，而且輸出端的兩個電感跟主變壓器集成在一個鐵芯里，到達(dá)的功率密度為300W/in3.倍流整流技術(shù)適用于輸出電流大，對di/dt請求高的場所，比方在完成VRM的電路中就常常用這種整流電路。

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