Com a dispositiu bàsic per aconseguir una conversió d'energia eficient, el procés d'emmotllament d'una font d'alimentació de commutació afecta directament la precisió estructural del producte, l'eficiència de la gestió tèrmica, la fiabilitat de l'aïllament elèctric i la consistència en la producció en massa. El procés d'emmotllament inclou no només el processament i el muntatge de components estructurals mecànics, sinó també la fabricació de plaques de circuit imprès (PCB), l'embalatge de components magnètics, la formació d'estructura de dissipació de calor i la integració general. S'ha d'aconseguir un equilibri sistemàtic entre les propietats del material, la precisió del processament i l'adaptabilitat del procés per satisfer els estrictes requisits dels equips electrònics moderns per a la miniaturització de la font d'alimentació, alta densitat de potència i alta fiabilitat.
L'emmotllament de components estructurals metàl·lics és la base per a la fabricació de carcasses d'alimentació commutada i dissipadors de calor. Els materials que s'utilitzen habitualment inclouen xapes d'acer-laminades en fred, xapes d'acer galvanitzat, perfils d'aliatge d'alumini i-alumini fos a pressió. El mètode de processament depèn de la complexitat estructural i dels requisits de precisió. L'estampació és adequada per a la producció en massa de peces de forma regular, formant de manera eficient les parets laterals de l'habitatge, les plaques de muntatge i les aletes del dissipador de calor, alhora que garanteix les toleràncies dimensionals i la precisió de posició a través dels motlles. Els processos de flexió i soldadura s'utilitzen per construir marcs tridimensionals i components d'empalmament, que requereixen el control de la zona afectada per la calor-per evitar la deformació i el debilitament localitzat. La fosa a pressió és especialment adequada per a formes irregulars complexes i estructures de parets fines-, permetent nervadures precises i protuberàncies de muntatge en un sol procés de conformació, augmentant l'àrea de dissipació de calor i la resistència mecànica. No obstant això, exigeix extremadament el disseny de motlles i els processos de fosa, que requereixen un control precís de la porositat i els defectes de contracció. Els processos de tractament de superfícies, com ara la polvorització electrostàtica, l'anodització o el recobriment electroforètic, no només milloren la resistència a la corrosió, sinó que també milloren l'aspecte i el rendiment d'aïllament.
La fabricació de PCB és crucial per a la formació de circuits d'alimentació commutada. S'utilitzen habitualment substrats d'alumini FR-4 o d'alta conductivitat tèrmica. El primer ofereix un excel·lent aïllament elèctric i un cost moderat, mentre que el segon també proporciona dissipació de calor, el que el fa adequat per a dissenys d'alta densitat de potència. La transferència de patrons utilitza processos de fotolitografia i gravat per formar línies conductores precises, amb una amplada de línia i un espai necessari per complir amb la capacitat de càrrega actual i els requisits d'aïllament d'alta tensió-. L'apilament de taulers multicapa i la cegament/enterrament mitjançant processos poden aconseguir un cablejat d'alta-densitat i un blindatge excel·lent en un espai limitat, però cal controlar la precisió de l'alineació de la laminació i la uniformitat del gruix dielèctric per evitar la discrepància d'impedància i la diafonia. Els processos de tractament de superfícies com l'or d'immersió, l'estany o l'OSP (soldadura de flux orgànic) afecten la fiabilitat de la soldadura i la resistència a l'oxidació, i s'han de seleccionar segons l'entorn de servei i el procés de muntatge. Per a camins d'alta corrent, es pot utilitzar coure més gruixut o blocs de coure incrustats per reduir les pèrdues de línia i l'augment de temperatura.
El procés d'emmotllament dels components magnètics determina el rendiment i la consistència dels transformadors i inductors. El material del marc és principalment plàstics d'enginyeria-resistents a altes temperatures o baquelita, que requereixen una bona estabilitat dimensional i força d'aïllament; el nucli magnètic està fet principalment de ferrita, nucli de pols d'aliatge o nanocristalls, i els mètodes d'emmotllament inclouen el tall, la mòlta i l'enrotllament toroidal. Els processos de bobinatge es divideixen en bobinatge manual i totalment automatitzat. El primer és flexible i adequat per a mostres i lots petits, mentre que el segon pot garantir la consistència de les voltes, la tensió i el cablejat en la producció en massa, reduint la capacitat distribuïda i la inductància de fuites. Els processos d'impregnació al buit i epoxi poden arreglar els bobinatges, millorar la resistència mecànica i la resistència a la humitat, però s'ha de prestar atenció a la combinació de la contracció de curat i l'expansió tèrmica per evitar danys per tensió al nucli magnètic o als cables.
L'emmotllament de l'estructura de dissipació de calor ha de tenir en compte tant el camí de conducció de calor com les característiques aerodinàmiques. Els perfils d'extrusió d'alumini es formen en estructures d'aletes contínues mitjançant l'extrusió de matrius; aquest procés és madur i de baix cost-, adequat per a dissenys d'aletes habituals. El fresat i el mecanitzat de precisió CNC poden realitzar superfícies corbes complexes i canals de flux irregulars, optimitzant la distribució del flux d'aire i l'eficiència de l'intercanvi de calor. Els processos de tall-de dents poden augmentar l'àrea efectiva de dissipació de calor en un espai limitat i sovint s'utilitzen en la fabricació de dissipadors de calor per a fonts d'alimentació d'alta-potència-densitat. El recobriment i el premsat de materials d'interfície tèrmicament conductors (TIM) també formen part del procés d'emmotllament; La uniformitat del gruix i l'adhesió de la interfície s'han de controlar per reduir la resistència tèrmica de contacte.
L'emmotllament integrat implica el muntatge del mòdul i la protecció de l'envasament. El muntatge del mòdul ha de garantir la planitud dels dispositius d'alimentació i els dissipadors de calor, i un parell de tensió uniforme per evitar una resistència tèrmica local excessiva. Les resines epoxi o poliuretans ignífugs-són materials d'envasament d'ús habitual, que posseeixen un excel·lent aïllament elèctric, resistència a la humitat i propietats d'amortiment mecànic. El procés d'envasament requereix desgasificació al buit i curat en gradient per evitar buits i esquerdes. Per a aplicacions a l'aire lliure o industrials que requereixen classificacions de protecció IP, el procés d'emmotllament també ha d'integrar tires de segellat, vàlvules impermeables i transpirables i recobriments anticorrosió per resistir la humitat, la pols i la corrosió per polvorització de sal.
El control de qualitat s'integra al llarg del procés d'emmotllament, inclosa la inspecció de matèries primeres entrants, el control dels paràmetres del procés (com ara el tonatge d'estampació, el corrent de soldadura, el perfil de temperatura de soldadura per refluig i el buit d'envasament) i les proves dimensionals i de rendiment del producte acabat. El control estadístic de processos (SPC) i l'anàlisi del mode i efectes de fallada (FMEA) poden identificar les desviacions del procés i els riscos potencials per endavant, garantint la coherència i la fiabilitat dels productes per lots.
En general, l'emmotllament d'alimentació de commutació és una tecnologia integral que integra la ciència dels materials, el mecanitzat, la gestió tèrmica i la fabricació electrònica. Només en adherir-se als principis de precisió, estandardització i repetibilitat en el procés d'emmotllament de components estructurals, PCB, components magnètics i sistemes de dissipació de calor podem proporcionar una base física sòlida per a l'alt rendiment, llarga vida útil i alta fiabilitat de les fonts d'alimentació de commutació, i donar suport a la seva àmplia aplicació en camps com les comunicacions, la indústria, la nova energia i l'electrònica d'alta gamma-.
