面向绿色能源应用的 3D 电源封装

功率半导体对于从智能手机到汽车的各种电子系统都不可或缺，改进功率半导体可加速向绿色经济转型。

更新颖、更先进的 DC/DC 转换器设计有助于提高效率、降低能耗。在设计创新以及 在设计创新以及碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN)等新材料的推动下，可打造出性能出色的 DC/DC 转换器，其转换效率可达 95% 以上。绿色技术产品设计师注意到，从现在到 2027 年，全球可再生能源市场中所用功率半导体的数量预计将以 8%-10% 的复合年增长率 (CAGR) 增长。

对功率半导体而言，一方面需要提高效率，另一方面则需要提高功率密度，以便设计人员在相同的尺寸内实现更高功率。因此，新应用可以在原有应用所占用的空间中实现更多功能，或者以更小的占用空间实现同样的功能。考虑到许多绿色应用将机械设备替换为功效相同的电子设备，这一点尤为重要。例如，电动汽车 (EV) 将皮带驱动的机械暖通空调 (HVAC) 装置和动力转向泵替换为功效相同的电子设备，这些电子设备仍然必须安装在发动机罩下的有限空间内。当然，尺寸缩小也意味着重量减轻。对于单个设备而言，重量减轻带来的益处并不明显，但所有不起眼的重量减轻累加在一起，就能够增加车辆的续航里程。

若要最大限度提升系统性能，就需要最大限度提升电源子系统的性能，包括所有电源、电源转换设备、滤波器、保护设备及其互连装置，如连接器、电线、电缆、电路板迹线等。

需要考虑的指标包括尺寸、重量和功率 (SwaP) 或 SwaP-C（如果包括成本）。三维电源封装 (3DPP^®) 是一种先进的封装技术，可支持功率转换设计人员将许多先进技术纳入高密度集成器件中，同时优化 SWaP-C。3DPP 采用尖端的组装工艺，在最大限度提高功率密度的同时尽量减少占用空间。将 3DPP 应用于表面贴装 DC/DC 转换器时，打造出的解决方案不仅具备出色的性能，还能达到极高的功率密度和极小的占用空间。最终，电源转换产品的尺寸相比其他电源转换模块要小很多，并且仍保持了高效率及极小的占用空间。

3DPP 技术支持将所需元器件直接安装到引线框架上，无需内部印刷电路板 (PCB)，从而减小模块内所需的空间。尺寸减小后，工程师和设计人员可采用集成电源转换模块打造更为简化的 PCB 设计，而无需采用成本更高的定制转换器设计。

当然，若要应用 3DPP 技术，制造工艺要取得多项进步。比如，要能够嵌入无源和有源器件，能够融入倒装芯片技术，以及能够通过技术手段最大程度减少由内部封装互连（如引脚、凸块和焊盘）引起的电感和电容寄生。同时，还要推动电感器和变压器等平面磁性器件的开发，以便能够以紧凑的外形构建更清洁、控制更严格、可重复使用且可靠坚固的磁性元器件。