유리 기반 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키징을 사용한 고효율 변압기 패키지 절연 DC-DC 컨버터

소환

L. Cheng, Z. Chen, D. Yu 등, 유리 기반 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키징을 사용한 고효율 변압기 패키지 절연 DC-DC 컨버터, Fundamental Research xxx (xxxx) xxx.

키워드

• 절연형 DC-DC 컨버터
• 송신기(TX)
• 수신기(RX)
• 변신 로봇
• 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키징(FOWLP)
• 전력 밀도
• 능률

짧은

본 논문에서는 유리 기반 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키징을 사용하여 절연형 DC-DC 컨버터를 위한 변압기 패키지 솔루션을 제시합니다. 이를 통해 높은 전력 밀도와 효율성이 구현됩니다.

요약

이 기사에서는 유리 기반 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키징(FOWLP)을 활용하는 변압기 인 패키지(TiP) 라고 하는 분리형 DC-DC 컨버터에 대한 새로운 솔루션을 제시합니다. 이 접근 방식을 사용하면 변압기의 1차 및 2차 코일을 재분배 레이어(RDL)를 사용하여 패키지에 직접 내장할 수 있으므로 별도의 부피가 큰 변압기 칩이 필요하지 않습니다. 이를 통해 기존 방법에 비해 더 컴팩트한 설계와 더 높은 전력 밀도, 향상된 효율이 가능합니다.

본 기사에서 강조한 TiP 솔루션의 주요 장점은 다음과 같습니다.

• 비용 및 크기 감소: TiP 솔루션은 변압기를 패키징에 통합함으로써 별도의 변압기 칩이 차지하는 비용과 공간을 없애고, 전체 폼 팩터를 더 작게 만들고 제조 비용을 절감합니다.
• 향상된 효율성: FOWLP 공정에서 변압기 권선을 만드는 데 두껍고 손실이 적은 RDL을 사용하면 더 높은 품질 계수(Q)가 발생하고, 에너지 손실이 최소화되며 기존 실리콘 기반 변압기를 사용하는 변환기에 비해 더 높은 변환 효율을 얻을 수 있습니다.
• 더 높은 전력 밀도: 통합 변압기를 사용한 TiP 솔루션의 컴팩트한 설계는 기존 패키징 기술을 사용하는 컨버터에 비해 훨씬 더 높은 전력 밀도를 제공합니다.

이 논문에서는 3층 RDL을 사용한 변압기 설계, FOWLP 제조 공정, 전력 및 제어 단계의 회로 설계를 포함하여 TiP 절연 DC-DC 컨버터의 설계 및 구현을 설명합니다. 또한 0.3W 출력 전력에서 46.5%의 피크 효율, 1.25W의 최대 공급 전력, 50mW/mm²의 최대 전력 밀도를 보여주는 측정 결과도 제시합니다. 저자는 TiP 솔루션이 고성능, 소형, 비용 효율적인 절연 DC-DC 컨버터를 개발하는 데 유망한 접근 방식을 제공한다고 결론지었습니다.

출처: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325823001322