一种基于顶部热沉的混合集成电源结构设计
2022年电子技术应用第10期
杨正男1，王 勇2，欧长江1，胡 梅1，张雨萌1
1.中国电子科技集团公司第四十三研究所，安徽 合肥230088； 2.中国电子科技集团公司第四十三研究所 微系统安徽省重点实验室，安徽 合肥230088
摘要：介绍了一种基于顶部热沉的混合集成电源结构设计，该电源结构的载体为ALN陶瓷基板，内部采用多层布线结构，功率芯片植球后倒扣焊到陶瓷基板的焊盘上，无源器件采用高温焊料焊接在陶瓷基板焊盘上，顶部的热沉通过有机胶与陶瓷基板的边缘粘接，热沉和芯片背面、电感顶部之间采用导热胶填充，以提高芯片和电感的散热效果。该结构在抗辐射负载点电源中应用，验证了该方案的可行性。
中图分类号：TM46
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222836
中文引用格式：杨正男，王勇，欧长江，等. 一种基于顶部热沉的混合集成电源结构设计[J].电子技术应用，2022，48(10)：40-42.
英文引用格式：Yang Zhengnan，Wang Yong，Ou Changjiang，et al. The design of hybrid integrated power supply structure based on the top heat sink[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(10)：40-42.
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222836
中文引用格式：杨正男，王勇，欧长江，等. 一种基于顶部热沉的混合集成电源结构设计[J].电子技术应用，2022，48(10)：40-42.
英文引用格式：Yang Zhengnan，Wang Yong，Ou Changjiang，et al. The design of hybrid integrated power supply structure based on the top heat sink[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(10)：40-42.
The design of hybrid integrated power supply structure based on the top heat sink
Yang Zhengnan1，Wang Yong2，Ou Changjiang1，Hu Mei1，Zhang Yumeng1
1.The 43rd Research Institute of CETC，Hefei 230088，China； 2.Anhui Province Key Laboratory of Microsystem，the 43rd Research Institute of CETC，Hefei 230088，China
Abstract：This paper introduces a design of hybrid integrated power supply structure based on the top heat sink. The carrier of the power supply structure is ALN ceramic substrate, and a multi-layer wiring structure is used inside. To improve the heat dissipation effect of the chip and the inductor, firstly, the power chip is flip-chip welded to the pad of the ceramic substrate after planting the ball. Secondly, the passive devices are connected to the pad of the ceramic substrate with high-temperature solder and the top heat sink is bonded to the edge of the ceramic substrate through organic glue. Lastly, the gaps between heat sink and back of the chip or top of the inductor are filled with heat conducting-glue. The feasibility of the scheme is verified by the application of the structure in radiation hardened POL power supply.
Key words :top heat sink；ALN ceramic substrate；flip chip；point of load power supply
0 引言
随着卫星装备的小型化，整机系统的轻量化需求日趋明显，对空间用抗辐射DC/DC变换器的体积、重量和封装结构提出了更高的要求[1-3]，国内外现有的抗辐射DC/DC变换器多为金属封装，体积和重量均已无法更好满足对供电电源的使用需求。为了解决上述问题，本文介绍了一种基于顶部热沉的混合集成电源结构，可将功率器件的热传导到顶部热沉，解决功率器件散热问题，同时可为抗辐射混合集成电源尤其是负载点电源提供一种微型化、轻量化的解决方案。
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作者信息：
杨正男1，王 勇2，欧长江1，胡 梅1，张雨萌1
(1.中国电子科技集团公司第四十三研究所，安徽 合肥230088；
2.中国电子科技集团公司第四十三研究所 微系统安徽省重点实验室，安徽 合肥230088)
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