金升阳新的DC-DC定压R4电源：涅槃重生，创“芯”未来

1“芯片级”模块电源的诞生

DC-DC定电压电源模块是金升阳公司的拳头产品，在全球有数十万用户，可谓世界级的产品。2020年，金升阳历经多年技术沉淀，推出第四代定压产品（简称“定压R4”），可谓具有突破性的“芯片级”的模块电源（如图1）。

实际上，金升阳的定压系列产品从Rl升级到R2，再到R3代，每次更迭换代，产品都进行了非常多的电路和工艺技术突破;但是封装工艺上还是一样，仍沿用传统的灌封/塑封工艺，产品结构和外观没有显著变化。

不过，此次推出的新的定压R4代电源模块，最大的技术创新点就是在封装工艺上取得了重大突破：R4彻底摒弃了传统的灌封/塑封工艺，采用了国际集成电路封装中最新的Chiplet SiP（芯粒系统封装）技术，使体积与封装结构发生了根本性的变化，产品外观由原来的简单粗糙往芯片级精细化转变。

相比前代产品，最新的R4代体积降低了近80%（如图2），占板面积也减小了50%以上，这对于正在为体积受限而烦恼的设计人员来说，无疑是雪中送炭，非常契合用户的实际使用场景和产业技术发展趋势。

如果说前代产品解耦了内部多项电路性能制约，那么R4代就是综合性解耦了体积、外观、表贴化封装、高性能和高可靠五者之间的制约，是集电路技术、工艺技术、材料技术于一体的结晶。

2 从客户角度着想的创新

R4代也是金升阳为客戶着想的一次创新。

2.1 创新工艺，为客户降低制造成本

从降低客户制造成本角度，R4采用的SMD封装降低了生产工艺的复杂性。

通过调研得知，用户产品的PCB（印制板）上90%以上的元器件是采用SMD（表面贴装器件）工艺回流焊组装。不过，金升阳的前几代电源模块外形是用传统灌封的单列直插型，这意味着客户需要采用波峰焊等插件工艺才能安装到PCB板上。这样一来，客户产品的生产制造环节，既要有SMD工艺回流焊流程，又要有插件工艺波峰焊流程，造成生产工艺的复杂性，这不仅带来了生产周期的拉长、制造成本的浪费，还会增加质量的风险。

如果使用金升阳新一代的R4产品，则可以有效避免上述问题。因为R4采用了SMD，可以大大简化生产工艺，从而降低客户的生产制造成本。

2.2 摒弃有缺陷的“埋磁”工艺，另辟蹊径

金升阳采用同步生产—代、研发一代、预研—代的开发模式。当金升阳多年前还在研发R3代产品时，就已经着手R4代产品的预研了。

但创新的路上充满不确定性和波折。3年前，金升阳运用“PCB内埋磁工艺”来解决模块电源的封装和微型化问题，开发出了成型的新一代定压产品（此代产品现在暂定为“R3S”）。不过，经过无数次的可靠性测试与验证，R3S虽然在实验室没有发现不妥，但在模拟客户遇到的各种极端环境下测试时，却存在着长期可靠性的隐患。凭着对客户的负责之心，金升阳毅然放弃了R3S产品的面市，从零开始继续探索。

功夫不负有心人，经过3年的摸索和创新，在完全解决了长期可靠性问题的前提下，金升阳终于推出了体积更小、性能更优的R4代定压产品（如图3）。

定压R4代产品的研发经验告诉我们，只要有追求卓越的理想，保持百折不挠的毅力和持之以恒的精神，普通的产品也能发展出闪光的特点，平凡的岗位也能干出不平凡的事业。

现在R4代产品已推出，实现了产品性能及封装工艺的同步提升。金升阳将会在此基础之上继续前进，为客户提供更多更好的产品。

3 定压R4代的特性指标

金升阳的定压R4代的特性指标汇总如下。

1）体积降低80%，占板面积降低50%以上，厚度仅有3.1 mm;

2）微型体积，表贴化封装，适应SMD生产工艺;

3）满足AEC-QIOO汽车标准;

4）工作温度范围：（-40-125）℃;

5） ESD满足8kV等级;

6）静态功耗低至：35 mW;

7）超大容性负载能力：2400 μF

8）可持续短路保护功能。