2.1.2 DC/DC厚膜组装结构

DC/DC的工作效率（输出功率与输入功率之比）一般在80%～95%，输入功率的5%～20%在电压转换和处理过程中以热功耗的形式被消耗，如何将这些热量及时有效地传递出去，保持内部工作温度的稳定，是DC/DC可靠性热设计考虑的重要问题。

某型DC/DC，输入电压为6～27V，输出电压为16V，输出功率为15.5W，额定功耗P_DT=3.5W（T_A=25℃/T_C=80℃），工作效率η=82%，为实现DC/DC在-55℃～125℃壳温范围稳定工作，并满足整机分配的失效率指标和工作寿命要求，设计采用厚膜组装工艺和金属外壳气密封装。厚膜DC/DC产品结构由三部分组成：厚膜基板、内装元器件（表贴元件及裸芯片等）和封装外壳，其金属气密性封装结构如图2-4所示，内部磁灌变压器黏结、芯片烧结、片式元件贴装及材料组装结构如图2-5所示。

图2-4 厚膜DC/DC金属气密性封装结构

图2-5 厚膜DC/DC内装元器件及材料组装结构示意

图2-5中的厚膜基板，由陶瓷基片、厚膜布线导带、厚膜元件和厚膜绝缘介质组成，实现内装元器件的机械支撑和电路互连；贴装元器件后，具备DC/DC功能的电路基板，用焊料焊接在金属外壳底座上；为提高散热能力，灌封变压器和滤波电感器直接黏贴于金属外壳底座。本案例DC/DC的内装元器件主要有四类：

（1）半导体器件裸芯片：VDMOS功率开关管、脉宽调制器（PWM）、供电辅助三极管、三端稳压器、肖特基二极管（SBD）；

（2）片式元件：MLCC电容器、厚膜电阻器；

（3）感性元件：滤波电感器、表贴变压器；

（4）塑封器件：光耦合器。

内装元器件要满足三个基本条件：（1）电性能，满足DC/DC电路功能对元器件的电参数要求；（2）工艺适应性，满足厚膜组装工艺对元器件结构形式、体积和工艺适应性的要求；（3）质量与可靠性，符合DC/DC的质量等级要求和可靠性指标要求，特别是DC/DC的失效率预计要求和预期工作寿命要求。

图2-4中的金属气密性封装外壳，用于保护内装元器件，保护裸芯片免受大气沾污和水汽腐蚀。气密封装后，腔内水汽含量要求小于5000ppm[5]。