突破模封：新型磁性封裝技術如何重塑電源模組的未來
前言：
全球 TI 員工團隊堅持克服挑戰，為電源模組開發新的 MagPack™ 封裝技術，這一突破將可協助推進電源設計的未來。
全球 TI 員工團隊堅持克服挑戰，為電源模組開發新的 MagPack™ 封裝技術，這一突破將可協助推進電源設計的未來。
身為經驗豐富的馬拉松跑者，Kenji Kawano 知道在竭力朝遙遠終點線邁進時，耐性與毅力的價值所在。開發新技術也可能是一場馬拉松，有著漸進的收穫、無法避免的挫敗，以及得來不易的成功。Kilby Labs 是本公司追求創新突破的應用研究實驗室，而位於日本的 Kenji 是其電源資深經理，已經跑過前述路途許多次。
Kenji 以及由本公司設計師、研究人員與製造人員所組成的全球團隊，投入了大量時間與心力，開發專為提升電源模組所設計的技術；在電子設計中，電源模組是可隨插即用的建置區塊。
請閱讀我們的技術文章，了解我們採用 MagPack™ 封裝技術的全新電源模組如何助您以更小空間封裝更多功率
得到的成果是適用於電源模組的全新專有 MagPack 整合磁性封裝技術，可為工業、企業與通訊應用的設計師，提供先前無法企及的性能水準。
Kenji 表示：「此技術可提供更高的功率密度、更高的效率，以及更低的系統成本。」
對更高效率的需求
在現代技術中，電源模組無所不在。電源模組將多個電子元件整合至單一封裝中，且可協助設計師減少需花在設計流程上的時間。然而，隨著環境消耗的功率增加，且應用越來越小，於是需要持續縮減電源模組尺寸並提升效率，讓其可裝進如數位筆的小型裝置中。
本公司位於德國的系統工程師兼模組技術專家 Anton Winkler，設法找出可改善電源模組性能的方式。他在現場的工作最終讓他與 Kenji 進行長期合作。
Anton 表示：「我知道 Kenji 也一直在處理這項任務。因此我們一同擔起這項工作，將其視為跨多個團隊的技術開發作業。」
簡單的設計原則，棘手的實作方式
在電源設計方面，尺寸非常重要。設計師需要在更小空間中納入更多功率，而這在元件皆緊密封裝，且必須在避免短路同時處理不同電壓的情況下，是一大挑戰。
「我們希望讓能源以合適的量流至負載；否則負載就不會正確運作，或是會遭到損壞。」Anton 說道。
電源模組一般包含裝在基板上的半導體，以及會將能源儲存在磁場中的獨立電感器，其有助於電力順暢流動。電感器可能造成效率上的瓶頸，並且會佔用許多電路板空間。對設計師來說，選擇正確的電感器也可能是耗時的程序。
發現這個兩難之處後，此團隊將電感器與積體電路結合，以節省佔用體積，並增加功率密度。雖然設計原則很簡單，但要讓其成功運作卻是一項挑戰。此團隊使用以神經網路為基礎的方式，將電感器最佳化，而 3D 封裝成型製程則讓團隊可利用 MagPack 封裝的最大高度、重量與深度，且該封裝包含了採用專有新設計材料的最佳化功率電感器。
「這涉及機械、電氣與化學程序。確實是一項多領域的任務。」Anton 說道。
新的電源模組讓設計師可在尺寸或性能間做出選擇。其讓工程師可將電源解決方案尺寸減半，並將功率密度加倍。例如，光學模組的設計師可使用採用 MagPack 技術的電源模組，以將功率密度加倍，同時一樣維持現有的外形尺寸。對於數據中心等消耗大量功率的應用來說，這點格外重要。
此技術也可協助將系統損耗降到最低、降低模組的溫度，以及減少電磁干擾。而花在開發此技術上的心力與協同合作，最終可望讓設計師省下多達 45% 的電源設計時間。
挑戰現狀
在原型就緒後，下一個任務是以工業規模生產電源模組。我們的封裝團隊領導進行製程定義、採購材料與準備新工具，以生產元件。這是令人興奮卻「壓力沉重」的作業，菲律賓的封裝工程經理 John Carlo Molina 表示，他負責領導製造作業。
John Carlo 表示：「我們要建置的是具有開創性、可挑戰現狀，同時還能引進新封裝配置的產品。但是我們知道無法單用原創性來衡量成功。從一開始，我們就一直著重於使用可支援大量製造的程序，開發可靠的高品質產品。將我們的第一批樣本送往測試後，讓我們鬆了一口氣，同時也獲得了邁向後續階段的動力。」
即使這是新技術，其開發人員已預見此技術可在小型與大型應用中加以運用，例如病患監控和診斷分析、儀器、航太與國防，以及數據中心等。
Anton 表示：「我的個人目標是持續拓展我們可追求的市場，且最終可滿足所需的業界標準，讓其成為符合車用資格的技術。」
隨著功率需求在所有市場與應用中呈指數增加，全新的 MagPack 整合磁性封裝技術將可協助重塑電源設計的未來，並讓工程師可在更小空間中納入比以往更多的功率。
關於德州儀器
德州儀器為位居世界領導地位的全球半導體公司，致力於設計、製造以及銷售類比和嵌入式半導體晶片，為工業、汽車、個人電子、通訊設備和企業系統等市場服務。打造更美好的世界是我們的願景，為此，我們以半導體技術為基礎，致力於創造更輕巧、更高效、更可靠及更具成本效益的產品解決方案，使半導體更加普及地被應用於各式電子產品中。我們將此視為工程所帶來的巨大進步。也是我們數十年來一直堅持的做法。更多詳情，敬請瀏覽TI.com。
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