一种对称叠装的双通道POL电源结构及其制备方法与流程

本发明涉及开关电源结构设计，具体涉及一种对称叠装的双通道pol电源结构及其制备方法。

背景技术：

1、随着武器装备集成度的日益提高，更大规模的集成电路应用在武器装备系统中。在系统负载端，对pol电源的小型化、轻量化以及高功率密度需求日趋明显，对pol电源的封装结构提出了更高的要求。国内外现有的pol电源结构多为平面布局，无法满足系统对小型化、轻量化以及高功率密度pol电源的要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种对称叠装的双通道pol电源结构及其制备方法，该双通道pol电源结构能够解决现有技术中的不足，缩小pol电源体积，提高pol电源功率密度和组装密度，满足系统对小型化、轻量化以及高功率密度pol电源的要求。

2、为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

3、在本发明的第一方面，公开了一种对称叠装的双通道pol电源结构。

4、具体地说，该电源结构包括腔体以及设置在所述腔体内的双路同步buck控制器、支架感性元件、整流功率管、续流功率管和阻容器件；

5、所述整流功率管与所述续流功率管通过互连结构件叠装互连；

6、所述支架感性元件包括感性元件主体和与所述感性元件主体相连的支架；

7、所述支架感性元件、所述续流功率管、所述阻容器件和所述支架均安装在所述腔体的第一内壁上；

8、所述阻容器件包括第一阻容器件和第二阻容器件；所述双路同步buck控制器和第二阻容器件位于所述感性元件主体与所述腔体的第一内壁之间的空隙中。所述整流功率管位于续流功率管与所述腔体的第一内壁之间的空隙中。

9、进一步的，所述腔体包括围框和分别安装在所述围框相对两个开口处的盖板与基板；

10、所述围框采用第一焊膏焊接在所述基板上，所述第一焊膏的焊接温度为t1；

11、所述围框采用平行缝焊与所述盖板焊接相连。

12、进一步的，所述双路同步buck控制器采用导电胶与所述基板互连。

13、进一步的，所述整流功率管与所述续流功率管通过互连结构件及第二焊膏进行叠装互连；

14、所述第二焊膏的焊接温度为t2。

15、进一步的，所述阻容器件、所述支架感性元件、所述整流功率管均采用第三焊膏焊接在所述基板上；

16、所述第三焊膏的焊接温度为t3；

17、所述焊接温度t1、t2和t3依次降低。

18、进一步的，所述双路同步buck控制器、所述整流功率管的栅极、所述续流功率管的栅极所需的与基板的互连电气引脚均采用键合丝进行互连。

19、进一步的，所述支架感性元件、整流功率管、续流功率管和阻容器件均包括以所述双路同步buck控制器为中心对称设置的两部分。

20、进一步的，所述腔体内填充有惰性气体；

21、所述惰性气体用于保护腔体内部的裸芯片和保持腔体内外部大气压平衡，用于提高产品可靠性。

22、在本发明的第二方面，公开了一种上述双通道pol电源结构的制备方法。

23、具体地说，该方法包括：

24、s1、制备整流管和续流管叠装结构

25、s101、将整流管裸片栅极和源极以及续流管裸片栅极和源极表面进行镀金处理；

26、s102、根据整流管表面栅极和源极的形状分布，设计互连结构件形状，互连结构件需将栅极侧漏出，源极侧延伸出芯片一定长度，用于与基板进行电气互连；

27、s103、根据续流管表面栅极和源极的形状分布，设计互连结构件形状，互连结构件栅极侧漏出，源极侧延伸出芯片一定长度，用于与基板进行电气互连；

28、s104、根据整流管裸片、续流管裸片和设计的互连结构件形状，进行叠装焊接夹具设计，夹具分四层，第一层放置整流管裸片，第二层放置整流管裸片互连结构件，第三层放置续流管裸片，第四层放置续流管裸片互连结构件，两层之间可将需焊接的电气引脚较好互连；

29、s105、按照整流管裸片、整流管裸片互连结构件、续流管裸片、续流管裸片互连结构件自下而上的顺序放置于步骤s104设计的焊接夹具中，两两之间功率区采用t2温度的焊膏互连，将整个叠装结构加热固化；

30、s2、双通道pol电源结构内部器件组装

31、s201、围框采用t1温度的焊料焊接于基板上；

32、s202、采用环氧银浆导电胶将双路同步buck控制器粘接固化在基板上，然后采用低弧度金丝键合技术进行金丝键合；

33、s203、第一阻容器件、第二阻容器件、之间感性元件和制备的叠装结构采用t3温度的焊料焊接于基板上；

34、s204、键合剩余需与基板电气互连的器件管脚，并在真空环境下对产品进行充分烘烤，在充满惰性气体的环境下，进行封口。

35、和现有技术相比，本发明的优点为：

36、(1)本发明采用对称叠装工艺结构，可实现双通道pol电源的小体积、高功率密度及高组装密度；双通道pol电源中部分阻容器件对称装配于支架感性元件的下方，可减小电源平面布板面积；双通道pol电源中每通道两只功率管采用叠装互连结构件进行叠装装配，可将原功率管占用面积减小一半；双通道pol电源双路所用器件均对称叠装布局，可减小双路同时工作时相互之间差分干扰。本发明为双通道pol电源提供一种小体积、高功率密度及高组装密度的解决方案。

37、(2)本发明采用支架感性元件下方组装阻容器件，能够提高纵向空间利用率，实现pol电源的小型化；整流功率管和续流功率管采用叠装互连结构及焊膏焊接，将原两管平面占用面积缩小1/2，减小电气互连距离的同时减小了线路损耗，进一步提升空间利用率，实现电源小型化，提高了模块功率密度；模块内部双通道器件，以控制器为中心，左右对称布局，可以减小双通道工作时的差分干扰，增强产品抗干扰能力。

技术特征：

1.一种对称叠装的双通道pol电源结构，其特征在于，该电源结构包括腔体以及设置在所述腔体内的双路同步buck控制器、支架感性元件、整流功率管、续流功率管和阻容器件；

2.根据权利要求1所述的双通道pol电源结构，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的双通道pol电源结构，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的双通道pol电源结构，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的双通道pol电源结构，其特征在于，

6.根据权利要求3所述的双通道pol电源结构，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的双通道pol电源结构，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的双通道pol电源结构，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的双通道pol电源结构，其特征在于，

10.一种根据权利要求3～9任意一项所述的双通道pol电源结构的制备方法，其特征在于，该方法包括：

技术总结
本发明涉及一种对称叠装的双通道POL电源结构及其制备方法。该电源结构包括腔体、双路同步Buck控制器、支架感性元件、整流功率管、续流功率管和阻容器件；整流功率管与续流功率管通过互连结构件叠装互连；支架感性元件包括感性元件主体和与感性元件主体相连的支架；支架感性元件、续流功率管、阻容器件和支架均安装在腔体的第一内壁上；阻容器件包括第一阻容器件和第二阻容器件；第二阻容器件和双路同步Buck控制器位于感性元件主体与腔体的第一内壁之间的空隙中；整流功率管位于续流功率管与腔体的第一内壁之间的间隙中。本发明能够缩小POL电源体积，提高POL电源功率密度和组装密度，满足系统对小型化、轻量化以及高功率密度POL电源的要求。

技术研发人员：欧长江,杨正男,郝振宇,刘俊夫
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第四十三研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16