半导体制造商已经开发了创新的生产技术，可以将多个组件和dc-dc转换器集成到单个模块中。制作这样的dc-dc模块需要提供以下内容:
- 保护与周围环境相关的相关模具。
- 从模具到外部电路的电子通路。
- 一种将模块连接到PCB上的方法。
- 足够的I/O引脚，以适应复杂电路。
- 能够将多个组件集成到模块中。
- 一种用于模块散热的方法。
安装在PCB上
该模块将安装在PCB上，因此它应该使用半导体采用的方法。一种安装方法类似于QFN扁平引线半导体封装，其物理地和电连接到PCB的半导体。QFN封装底部的周边焊盘提供与PCB的电气连接(图1)．可以使用的其他扁平无铅半导体封装是微引导框架（MLF）和小型概要没有引线（儿子）。
1. QFN封装在底部有焊盘以及暴露的垫，以帮助热除去。
QFN封装使用周边的I/O焊盘来简化PCB轨迹布线，而暴露的铜模板技术提供了良好的热和电气性能。这些特性使QFN成为许多模块应用的理想选择，其中大小，重量，热和电气性能是重要的。QFN包格式提供以下好处:
- 减少引线电感
- 小型“接近芯片规模”的足迹
- 薄的概要文件
- 低重量
如果需要提供大量的I/O引脚，可以使用陆-网-阵列(LGA)封装技术，在模块的底部采用矩形网格触点(图2)．不是需要使用网格的所有行和列。LGA模块可以在插座中安装或使用表面安装技术焊接。
2.一个LGA阵列有一个触点网格，该触点网格连接到PCB上的触点网格。
球网格阵列(BGA)是获得多个I/O引脚的另一种选择(图3)．它是用于永久安装半导体的表面安装装置。BGA可以提供比可以放在双线上的半导体封装上更多的互连引脚。
3.BGA使用一个焊锡球网格来将电信号传导到PCB板。
BGA焊锡球可以均匀地分开，而不会意外地桥接在一起。首先将焊锡球以栅格模式放置在模块底部，然后加热。通过在熔化焊锡球时使用表面张力，模块可以与电路板对齐。焊锡球冷却和凝固的准确和一致的距离，他们之间。
缩小功率转换器
大约五年前，半导体制造商开始生产dc-dc转换器模块，其中包括集成到模块而不是外部设备的组件。除了为集成部件留出空间外，新的生产技术还必须具有成本效益。电感器是模块内最早的无源元件之一。这是通过操作在一个足够高的开关频率，以允许一个小的物理尺寸的电感。
超越电感是一个新一代的设备集成了更多组件。一个例子是LTM8058μmodule调节器，现在是线性技术的模拟设备（图4）．该模块集成了开关控制器、功率场效应管、电感和所有支持组件，采用传统的BGA格式模块。该模块只需要外部输入和输出电容。
4. LTM8058微芯片（模拟设备）的内部构造包括隔离的DC-DC转换器，可在440 mA处提供2.3至13V输出。它位于9×11.25×4.92毫米BGA模块中。
目前，μ模块的最高额定输出电流是LTM4639，这是一个完整的20a输出，高效率，开关模式，降压dc-dc稳压器。封装中包括开关控制器，功率fet，电感和补偿组件。工作在2.375到7v的输入电压范围内，LTM4639支持0.6到5.5 V的输出电压范围，由单个外部电阻设置。只需要少量的输入和输出电容器。
冷却模块的一种方法是使用PCB本身来分散模块内部的功率耗散。这可以通过在模块下面和周围放置通孔来实现，从而将热量分布到PCB的各个层。通孔作为内部平面的良好导体，并作为热管，使PCB充当散热器。
为最佳性能和可靠性，模块应尽可能冷却，因此最佳设计具有可符合模块的占地面积的多个通孔。然而，每个通孔开始作为钻入板的孔开始，这减少了PCB层上存在的铜的量以用于电导。有可能有太多的通孔，因此遵循您的组织的设计指南。
Analog Devices封装的推动组件集成进一步使用LTM4661，μModule同步升压转换器采用小尺寸和最小数量的外部元件，使其适合小空间。其6.25-×6.25-×2.42 mm BGA模块包含双相开关DC-DC控制器，功率MOSFET，电感器和支撑电路元件。其唯一的外部要求是三个电容器和一个完成设计的电阻器。它为-40到125℃的操作指定。μmodule调节器的高水平集成简化了PCB设计的任务。
LTM4661的设计策略（图5）通过在设备中结合多个，可以最小化外部组件的数量，包括：
- 28k开关定频电阻
- 100k的内部电阻和31.6k的外部反馈电阻(设置V出）
- 内部频率补偿网络
- 四个功率场效应管
- 两个电感(因为LTM4661的内部结构是一个双输出，双相同步升压调节器)
德州仪器公司(TI)将其新的制造技术用于两种类型的纳米模块:MicroSiP和MicroSiL。MicroSIL只包括电感，而MicroSiP，这是一个真正的一体化解决方案，具有输入电容，输出电容和电感。MicroSiL模块有一个QFN类型的安装，包括一个热垫，帮助获得热量从这些高电流的MicroSiL设备。MicroSiP设备工作在较低的电流。大多数microsip最大高度为1毫米，尽管有些是1.1毫米。由于用于高电流的电感较高，MicroSiL器件通常具有更高的高度。
查看MicroSiP，见图6，我们可以用皮质塔染料看到其绿色FR-4层压基板;硅模具嵌入内部。另外，顶部有一个电感;BGA焊料凸起的高度在底部确定了Microsip尺寸。
6. Microsip器件在PCB基板上构造，芯片电感器和焊接在顶部的陶瓷电容器和底部的BGA焊料凸块。
MicroSiP的解决方案尺寸比MicroSIL小。当你垂直堆叠组件，而不是并排在PCB上，它减少了x和y的尺寸。当然，当您堆叠组件时，高度会稍微增加一点，但这对许多应用程序来说并不重要。与等效的离散解相比，MicroSiP的x, y大小要小45%。
将所有组件集成到一个设计中，与传统的PCB布局相比，可以重复和预期的EMI和噪声性能。在不同的系统和不同的项目中，这是正确的。
纳米模块提供1A输出
LMZM23601是MicroSip降压DC-DC转换器，将4至36V DC输入转换为下部直流电压，最大输出最多可达1A。该纳米模块包括V.CC.电容器，引导电容和电感器。该设备可在磁带和卷轴上使用，并兼容拾取和放置(图7)．
7.LMZM23601是一个10引脚，3.0 × 3.8- ×1.6-mm纳米模块，提供完整的固定3.3或5 v输出与1-A输出。添加输入和输出电容的结果是27毫米2脚印。
LMZM23601要求完整的DC-DC转换器的外部组件很少。在3.3 V或5 V，固定输出电压选项只需添加外部输入和输出电容。可调输出电压版本可以使用两个附加反馈电阻将输出设置为2.5和15 V。
TI还推出了5.5 v降压模块，提供真实、连续的6-A输出电流，效率高达95%(图8)．的TPSM82480dc-dc模块将功率mosfet和屏蔽电感集成到一个微小的、低轮廓的占地面积，用于空间和高度受限的应用，如负载点电信、网络和测试和测量电源。
8.德州仪器TPS82480 6-A DC-DC纳米模块的特点。
TI的高度集成的TPSM82480在全温度范围内保持所需的6-A输出电流，而不需要额外的气流。这是通过两相控制拓扑实现的，它在两相之间分担负载，以确保高效和平衡运行。其他功能包括可调节的软启动，电压选择(VSEL)，以支持多个处理器阶段，和一个电源良好的指示灯。
24引脚QFM模块类似于QFN，除了它具有不同的焊盘布局。
陶瓷电源模块
Vicor采用了不同的模块结构。其芯片(转换器封装)平台提供陶瓷直流模块(DCM)，利用高密度互连基片与功率半导体集成的先进磁性结构，并控制asic(图9)．芯片提供卓越的热管理和高功率密度。
9.Vicor的DCM系列宽输入范围(43- 154 V输入)3623 (36 × 23mm)芯片的直流输出电压为3.3至48v，功率级别高达240w。
芯片模块是隔离的调节DC-DC转换器，可以从未管制的宽范围输入操作以产生隔离的直流输出。利用其高频零电压切换拓扑结构，DCM转换器一致地在其整个输入电压范围内提供高效率。
