DC-DC定壓R4電源：涅槃重生，創(chuàng)“芯”未來(lái)

眾所周知，金升陽(yáng)的DC-DC定電壓電源模塊是金升陽(yáng)公司的拳頭產(chǎn)品，具有世界級(jí)競(jìng)爭(zhēng)能力。這個(gè)成績(jī)的獲得，離不開(kāi)全球數(shù)十萬(wàn)用戶的認(rèn)可，也離不開(kāi)金升陽(yáng)對(duì)電源技術(shù)提升的矢志追求。

經(jīng)過(guò)多年的努力，因電路技術(shù)和變壓器技術(shù)的突破，金升陽(yáng)于2012年推出了第二代定壓產(chǎn)品（簡(jiǎn)稱(chēng)“定壓R2”）。通過(guò)采用自有集成電路技術(shù)，利用我司自主開(kāi)發(fā)的IC，第三代定壓產(chǎn)品（簡(jiǎn)稱(chēng)“定壓R3”）在2017年成功上市。

2020疫情發(fā)生后，金升陽(yáng)始終響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，有序復(fù)工復(fù)產(chǎn)，解決市場(chǎng)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(jiǎn)稱(chēng)“定壓R4”）也準(zhǔn)時(shí)上市。

“芯片級(jí)”模塊電源誕生

實(shí)際上，定壓系列產(chǎn)品從R1升級(jí)到R2再到R3代，每次升級(jí)換代，產(chǎn)品都進(jìn)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(méi)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代產(chǎn)品性能差不多。

相較于前幾代產(chǎn)品，我司定壓系列R4代電源模塊除了采用新一代自主開(kāi)發(fā)、具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的IC芯片，對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部電路技術(shù)和電性能指標(biāo)有大幅升級(jí)之外，最重大的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)，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(guó)際上集成電路封裝中最新一代的 chiplet SIP （system in package）系統(tǒng)級(jí)集成封裝技術(shù)。除了內(nèi)部性能比R3代有較大提升外，R4代在體積與封裝結(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(lái)的簡(jiǎn)單粗糙往芯片級(jí)精細(xì)化轉(zhuǎn)變。如果說(shuō)R2和R3代產(chǎn)品是解耦了內(nèi)部多項(xiàng)電路性能制約，那么R4代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(jì)空間

R4代相比R1、R2、R3代，體積降低了近80%，占板面積也減小了50%以上，這對(duì)于正在為體積受限而煩惱的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是雪中送炭，例如手持設(shè)備、便攜設(shè)備都是對(duì)體積要求很高的行業(yè)。R4的超小體積，更加契合用戶的實(shí)際使用場(chǎng)景和產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

圖1：金升陽(yáng)定壓模塊發(fā)展歷程

創(chuàng)新工藝，為客戶降低制造成本

通過(guò)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代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(lái)，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(lái)了生產(chǎn)周期的拉長(zhǎng)、制造成本的浪費(fèi)，還會(huì)增加質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn)。如果使用我司新一代的R4產(chǎn)品，則可以有效避免上述問(wèn)題。因?yàn)槎际荢MD器件，就可以大大簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，從而降低客戶的生產(chǎn)制造成本。

表1：金升陽(yáng)定壓模塊性能對(duì)比圖

摒棄有缺陷的“埋磁”工藝，另辟蹊徑

其實(shí)，基于未雨綢繆的傳統(tǒng)，金升陽(yáng)采用同步生產(chǎn)一代、研發(fā)一代、預(yù)研一代的開(kāi)發(fā)模式。當(dāng)我們還在研發(fā)R3代產(chǎn)品時(shí)，就已經(jīng)著手R4代產(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(guò)的是，在3年前耗費(fèi)大量的精力、財(cái)力和物力，花了好幾年的時(shí)間，運(yùn)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(wèn)題，開(kāi)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(guò)無(wú)數(shù)次的可靠性測(cè)試與驗(yàn)證，R3S雖然短期在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的理想環(huán)境下使用沒(méi)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(cè)試卻存在長(zhǎng)期可靠性缺陷，無(wú)法解決。憑著對(duì)客戶負(fù)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(kāi)始繼續(xù)探索。

成功的道路總是曲折的，又經(jīng)過(guò)3年的不斷摸索和創(chuàng)新，在完全解決了長(zhǎng)期可靠性問(wèn)題的前提下，我們推出了體積更小性能更優(yōu)的R4代定壓產(chǎn)品。

對(duì)于簡(jiǎn)單而又普通的定電壓產(chǎn)品，金升陽(yáng)通過(guò)對(duì)行業(yè)趨勢(shì)的洞察、對(duì)市場(chǎng)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(jí)，致力于為客戶帶來(lái)越來(lái)越好的體驗(yàn)，推出了一代又一代的新產(chǎn)品，來(lái)滿足客戶越來(lái)越高的要求。定壓R4代產(chǎn)品的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)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(guó)人都以這種精神為指導(dǎo)，來(lái)開(kāi)展各自負(fù)責(zé)的工作，那么，“外國(guó)的月亮比中國(guó)的圓”的怪圈一定可以打破，中國(guó)制造（Made in China）一定可以成為精品的標(biāo)志。

現(xiàn)在R4代產(chǎn)品已推出，實(shí)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(yáng)人開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的終點(diǎn)，我們?nèi)詴?huì)在此基礎(chǔ)之上繼續(xù)前進(jìn)，為客戶提供更多更好的產(chǎn)品。路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索！

定壓R4代優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：

1、體積降低80%，占板面積降低50%以上，厚度僅有3.1mm

2、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(chē)標(biāo)準(zhǔn)

4、工作溫度范圍：-40℃ to 105℃

5、ESD滿足8KV等級(jí)

6、靜態(tài)功耗低至：35mW

7、超大容性負(fù)載能力：2400uF

8、可持續(xù)短路保護(hù)功能

圖2：金升陽(yáng)定壓模塊外觀對(duì)比圖

文章延伸閱讀：

2012年R2代《為什么要選用金升陽(yáng)定壓R2代電源模塊產(chǎn)品？》

2017年R3代《匠“芯”創(chuàng)造,極致客戶體驗(yàn)》

圖3：埋磁工藝存在長(zhǎng)期可靠性方面存在缺陷

（詳情請(qǐng)見(jiàn)鏈接1：《為什么要選用金升陽(yáng)定壓R2代電源模塊產(chǎn)品？》）。

通過(guò)采用自有集成電路技術(shù)，利用我司自主開(kāi)發(fā)的IC，第三代定壓產(chǎn)品（簡(jiǎn)稱(chēng)“定壓R3”）在2017年成功上市。

（詳情請(qǐng)見(jiàn)鏈接2：《匠“芯”創(chuàng)造,極致客戶體驗(yàn)》）。