uPOL封裝技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)高電流密度供電突破

近年來(lái)，電源管理IC不斷深入于高效、精簡(jiǎn)的應(yīng)用領(lǐng)域，驅(qū)使電源芯片朝著更大電流、更小體積、更高效率、更嚴(yán)格的電壓反饋精度方向發(fā)展。一方面，傳統(tǒng)電源芯片需要配置大量外圍器件；另一方面，為了更大限度地優(yōu)化芯片的電性能及熱性能，往往要求用戶通過(guò)繁瑣的走線、布局來(lái)完成。極簡(jiǎn)外圍、高效、高性能是電源模塊發(fā)展的必然趨勢(shì)。

未來(lái)POL模塊封裝轉(zhuǎn)向微型負(fù)載功率（μPOLTM）發(fā)展，此種封裝方式對(duì)POL性能有著極大的優(yōu)化。μPOLTM采用先進(jìn)的面板級(jí)封裝形式，將電源芯片、電感和電容等器件集成在基板當(dāng)中，構(gòu)成一個(gè)超高集成度的電源芯片模塊。在電子產(chǎn)品高空間利用率和強(qiáng)供電能力的需求下，傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源芯片外圍放置的電感及眾多外圍參數(shù)調(diào)整器件無(wú)疑是壓縮電路板空間的一大阻礙。在應(yīng)用中，為保證芯片正常工作，需犧牲較多的PCB面積，不利于電子設(shè)備向小型化發(fā)展。而模塊化封裝得益于其小體積，高集成度，極簡(jiǎn)的外圍應(yīng)用電路，可以縮減電源芯片PCB的面積，有效提升用戶的PCB利用率，滿足電子設(shè)備日益小型化的需求。同時(shí)，芯片直接嵌埋于基板當(dāng)中，極大地增加了整個(gè)模塊的散熱面積，即使處于滿載工作狀態(tài)下，溫度也不會(huì)過(guò)高。

在傳統(tǒng)電源芯片中，芯片、電感產(chǎn)熱造成板間溫度升高，芯片工作效率也會(huì)隨之降低。得益于μPOLTM優(yōu)異的散熱性能，模塊的效率與熱性能得到了顯著提高。

針對(duì)該電源需求，長(zhǎng)工微電子推出采用μPOLTM設(shè)計(jì)的一款目前業(yè)內(nèi)體積最小的6A直流降壓電源模塊---ISM6636x（x代表料號(hào)A/B/C）。高度緊湊的負(fù)載點(diǎn)模塊采用3.3mm × 3.3mm × 1.45mm的微型封裝，能夠支持4.5V~16V輸入，輸出支持0.6V~5V，最高峰值電流可達(dá)8A，連續(xù)工作電流可達(dá)6A。ISM6636A/B/C除POL芯片外，還將輸出電感、自舉電容及VCC旁路電容集成在模塊之中，極大的減少了模塊在實(shí)際應(yīng)用中占據(jù)的主板空間。同時(shí)ISM6636x支持IIC通訊調(diào)配模塊內(nèi)部配置，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了模塊的應(yīng)用。圖1展示了ISM6636x突出的簡(jiǎn)化外圍器件的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。ISM6636x在3cm × 3cm的基板上集成了可帶載6A的直流降壓芯片，基板上方布置自舉電容、VCC旁路電容以及功率電感。外圍僅需輸入輸出、VCC旁路電容即可正常工作，為用戶減輕設(shè)計(jì)難度的同時(shí)節(jié)約了PCB的空間資源。

圖1A. ISM6636x 3D view

圖1B. ISM6636x 極簡(jiǎn)外圍引腳圖

圖1C. 垂直結(jié)構(gòu)與模塊對(duì)比

在效率和熱性能上，ISM6636x采用基板封裝方式，有利于散熱。磁性器件及電容的集成設(shè)計(jì)使基板與器件有著固定、優(yōu)良的走線布置，讓芯片的電氣性能及效率可以達(dá)到極優(yōu)狀態(tài)。圖2和圖3中展示了采用μPOLTM封裝的ISM6636x在不同的輸出電壓，不外加散熱措施的條件下，芯片的效率、溫度與電流之間的關(guān)系。由此驗(yàn)證ISM6636x優(yōu)異的散熱性能使工作溫度和效率有出色的表現(xiàn)。

圖2. ISM6636x效率與電流的曲線圖

圖3. ISM6636x工作溫度與電流的曲線圖

ISM6636x采用垂直結(jié)構(gòu)使得實(shí)際應(yīng)用體積減小，在優(yōu)化熱性能的同時(shí)兼顧良好的可靠性。其通過(guò)了JEDEC 標(biāo)準(zhǔn)的多項(xiàng)可靠性測(cè)試，包括溫度循環(huán)測(cè)試，高溫蒸煮測(cè)試，高溫存儲(chǔ)測(cè)試，老化壽命測(cè)試，帶電的高溫高濕加速測(cè)試等，同時(shí)ISM6636x還擁有大于2kv的ESD 保護(hù)功能為后續(xù)生產(chǎn)制造保駕護(hù)航。

作為業(yè)界體積最小的6A直流降壓電源模塊，ISM6636x兼顧微型封裝、極簡(jiǎn)外圍的同時(shí)，具有更小的應(yīng)用面積、更完善的可編程功能、優(yōu)秀的電氣特性及動(dòng)態(tài)性能的優(yōu)勢(shì)。無(wú)論是追求性能和穩(wěn)定的服務(wù)器和通信設(shè)備，還是注重?fù)p耗和尺寸的數(shù)據(jù)中心，ISM6636x都給出了完美的解決方案。長(zhǎng)工微作為國(guó)產(chǎn)電源芯片企業(yè)，又一次向世界證明了“中國(guó)芯”，為國(guó)內(nèi)低壓大電流電源模塊領(lǐng)域貢獻(xiàn)力量！

關(guān)于長(zhǎng)工微

東莞市長(zhǎng)工微電子有限公司成立于2016年5月，坐落于東莞松山湖，擁有專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，堅(jiān)持自主正向研發(fā)，致力于低壓大電流電源芯片設(shè)計(jì)。產(chǎn)品范圍包括開(kāi)關(guān)電源、多相控制器、智能功率級(jí)、電源模塊等。長(zhǎng)工微針對(duì)CPU供電領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)空白，推出全套的解決方案，打破了國(guó)外芯片壟斷的現(xiàn)狀，可廣泛應(yīng)用于服務(wù)器、計(jì)算機(jī)、通訊、消費(fèi)電子等市場(chǎng)。

審核編輯 黃宇