DC-DC定壓R4電源：涅槃重生，創(chuàng)“芯”未來

　　眾所周知，金升陽的DC-DC定電壓電源模塊是金升陽公司的拳頭產(chǎn)品，具有世界級競爭能力。這個成績的獲得，離不開全球數(shù)十萬用戶的認可，也離不開金升陽對電源技術(shù)提升的矢志追求。 經(jīng)過多年的努力，因電路技術(shù)和變壓器技術(shù)的突破，金升陽于2012年推出了第二代定壓產(chǎn)品（簡稱“定壓R2”）。（詳情請見鏈接1：《為什么要選用金升陽定壓R2代電源模塊產(chǎn)品？》）。

　　通過采用自有集成電路技術(shù)，利用我司自主開發(fā)的IC，第三代定壓產(chǎn)品（簡稱“定壓R3”）在2017年成功上市。（詳情請見鏈接2：《匠“芯”創(chuàng)造，極致客戶體驗》）。 2020疫情發(fā)生后，金升陽始終響應(yīng)國家號召，有序復(fù)工復(fù)產(chǎn)，解決市場急需。在此期間，歷經(jīng)多年技術(shù)沉淀的第四代定壓產(chǎn)品（簡稱“定壓R4”）也準時上市。

圖1：金升陽定壓模塊發(fā)展歷程

“芯片級”模塊電源誕生 實際上，定壓系列產(chǎn)品從R1升級到R2再到R3系列，每次升級換代，產(chǎn)品都進行了非常多的電路和工藝技術(shù)突破，但在封裝工藝技術(shù)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)和外觀上沒有顯著變化，這使得部分客戶誤以為我司定電壓系列產(chǎn)品不管R1還是R2、R3系列產(chǎn)品性能差不多。

表1：金升陽定壓模塊性能對比圖

相較于前幾代產(chǎn)品，我司定壓R4系列電源模塊除了采用新一代自主開發(fā)、具有完全知識產(chǎn)權(quán)的IC芯片，對產(chǎn)品內(nèi)部電路技術(shù)和電性能指標有大幅升級之外，最重大的技術(shù)創(chuàng)新點，就是在封裝工藝上獲得了重大突破。R4徹底摒棄了傳統(tǒng)的灌封塑封工藝，采用了國際上集成電路封裝中最新一代的 Chiplet SiP（system in package）系統(tǒng)級集成封裝技術(shù)。除了內(nèi)部性能比R3系列有較大提升外，R4系列在體積與封裝結(jié)構(gòu)上與R3代相比發(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化轉(zhuǎn)變。如果說R2和R3系列產(chǎn)品是解耦了內(nèi)部多項電路性能制約，那么R4系列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。

微型體積，為客戶贏得更多設(shè)計空間 R4系列相比R1、R2、R3系列，體積降低了近80%，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，例如手持設(shè)備、便攜設(shè)備都是對體積要求很高的行業(yè)。R4的超小體積，更加契合用戶的實際使用場景和產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢。

圖2：金升陽定壓模塊外觀對比圖

創(chuàng)新工藝，為客戶降低制造成本 通過調(diào)研得知，用戶產(chǎn)品的PCB板上90%以上的元器件是采用SMD工藝回流焊組裝。而我司R1、R2和R3系列電源模塊外形都是用傳統(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將其安裝到PCB板上。這樣一來，客戶產(chǎn)品生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，既要有SMD工藝回流焊流程，又要有插件工藝波峰焊流程，造成生產(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，還會增加質(zhì)量的風(fēng)險。如果使用我司新一代的R4產(chǎn)品，則可以有效避免上述問題。因為都是SMD器件，就可以大大簡化生產(chǎn)工藝，從而降低客戶的生產(chǎn)制造成本。

摒棄有缺陷的“埋磁”工藝，另辟蹊徑 其實，基于未雨綢繆的傳統(tǒng)，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。當我們還在研發(fā)R3代產(chǎn)品時，就已經(jīng)著手R4系列產(chǎn)品的預(yù)研了。但創(chuàng)新的路上充滿不確定性，其中最讓我們難過的是，在3年前耗費大量的精力、財力和物力，花了好幾年的時間，運用“PCB內(nèi)埋磁工藝”的方式解決了模塊電源封裝和微型化的問題，開發(fā)了成型的新一代定壓產(chǎn)品（此代產(chǎn)品現(xiàn)在暫定為“R3S”）。但是經(jīng)過無數(shù)次的可靠性測試與驗證，R3S雖然短期在實驗室內(nèi)的理想環(huán)境下使用沒有發(fā)現(xiàn)不妥，但在模擬客戶遇到的各種極端環(huán)境下測試卻存在長期可靠性缺陷，無法解決。憑著對客戶負責(zé)之心，我們毅然放棄了采用“PCB內(nèi)埋磁工藝”的R3S產(chǎn)品的上市，從零開始繼續(xù)探索。

圖3：埋磁工藝存在長期可靠性缺陷

成功的道路總是曲折的，又經(jīng)過3年的不斷摸索和創(chuàng)新，在完全解決了長期可靠性問題的前提下，我們推出了體積更小性能更優(yōu)的R4系列定壓產(chǎn)品。 對于簡單而又普通的定電壓產(chǎn)品，金升陽通過對行業(yè)趨勢的洞察、對市場及客戶需求的深入了解，矢志不渝于技術(shù)的創(chuàng)新及產(chǎn)品的升級，致力于為客戶帶來越來越好的體驗，推出了一代又一代的新產(chǎn)品，來滿足客戶越來越高的要求。定壓R4系列產(chǎn)品的研發(fā)經(jīng)驗告訴我們，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)展出不普通的結(jié)果，平凡的崗位也能干出不平凡的事業(yè)。我想，如果我們的國人都以這種精神為指導(dǎo)，來開展各自負責(zé)的工作，那么，“外國的月亮比中國的圓”的怪圈一定可以打破，中國制造（Made in China）一定可以成為精品的標志。 現(xiàn)在R4系列產(chǎn)品已推出，實現(xiàn)了產(chǎn)品性能及封裝工藝的同步提升，但這并不是金升陽人開發(fā)產(chǎn)品的終點，我們?nèi)詴诖嘶A(chǔ)之上繼續(xù)前進，為客戶提供更多更好的產(chǎn)品。路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索！

定壓R4系列優(yōu)勢特點：1、體積降低80%，占板面積降低50%以上，厚度僅有3.1mm2、微型體積，表貼化封裝，適應(yīng)SMD生產(chǎn)工藝3、滿足AEC-Q100汽車標準4、工作溫度范圍：-40℃ to 125℃5、ESD滿足8KV等級6、靜態(tài)功耗低至：35mW7、超大容性負載能力：2400uF8、可持續(xù)短路保護功能