采用玻璃基扇出型晶圆级封装的高效变压器级隔离DC-DC转换器

引用

L. Cheng, Z. Chen, D. Yu 等，采用玻璃基扇出型晶圆级封装的高效变压器级隔离DC-DC转换器，基础研究 xxx (xxxx) xxx。

关键词

• 隔离DC-DC转换器
• 发射器 (TX)
• 接收器 (RX)
• 变压器
• 扇出型晶圆级封装 (FOWLP)
• 功率密度
• 效率

简介

本文介绍了一种采用玻璃基扇出型晶圆级封装的隔离DC-DC转换器变压器级封装解决方案，可实现高功率密度和高效率。

摘要

本文介绍了一种名为“封装变压器”（TiP）的隔离式DC-DC转换器的新型解决方案，该方案采用基于玻璃的扇出型晶圆级封装（FOWLP）。这种方法允许变压器的初级和次级线圈通过重分布层（RDL）直接内置于封装中，无需使用单独的笨重变压器芯片。与传统方法相比，这使得设计更紧凑、功率密度更高、效率更高。

以下是本文重点介绍的TiP解决方案的主要优势：

• 降低成本和尺寸：通过将变压器集成到封装中，TiP解决方案消除了单独变压器芯片占用的成本和空间，从而减小了整体尺寸并降低了制造成本。
• 提高效率：在FOWLP工艺中使用厚的低损耗RDL来创建变压器绕组，可实现更高的品质因数（Q），从而最大限度地减少能量损失，并比使用传统硅基变压器的转换器提高转换效率。
• 更高的功率密度：TiP 解决方案采用集成变压器的紧凑设计，与采用传统封装技术的转换器相比，可实现更高的功率密度。

本文介绍了 TiP 隔离式 DC-DC 转换器的设计和实现，包括采用三层 RDL 的变压器设计、FOWLP 制造工艺以及功率级和控制级的电路设计。此外，本文还展示了测量结果，表明在 0.3 W 输出功率下峰值效率达到 46.5%，最大输出功率为 1.25 W，最大功率密度为 50 mW/mm²。作者总结认为，TiP 解决方案为开发高性能、紧凑且经济高效的隔离式 DC-DC 转换器提供了一种极具前景的方法。

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