電源模塊及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電源模塊及其制造方法，所述電源模塊的制造方法，包括如下步驟：配置線圈，并將線圈的連接端以電性連接的方式配置在連接體的預(yù)設(shè)電路連接方式中；預(yù)制模腔，并將配置了線圈和電子元器件的連接體放置到模腔內(nèi)；配置磁性混合物，并將所述磁性混合物填充到放置了前述連接體的模腔后通過加壓的方式形成磁性體，所述磁性體至少包裹前述線圈和電子元器件以及所述連接體用于配置前述線圈和電子元器件的部分，并且所述端子裸露于磁性體的外側(cè)；將前述磁性體從模腔中脫模出來；對(duì)脫模后的磁性體進(jìn)行升溫加熱。電源模塊及其制造方法成型壓力小，制造出的電源模塊散熱效果好。
【專利說明】電源模塊及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電源模塊及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在電子產(chǎn)品領(lǐng)域，為了準(zhǔn)確地提供電子設(shè)備實(shí)際工作所需的電壓和電流，通常是把電感、電阻、電容、集成電路芯片等電子元器件組成一個(gè)電源供應(yīng)模塊(Power Supply inPackage)，用來實(shí)現(xiàn)電壓或者電流轉(zhuǎn)換的功能。傳統(tǒng)的集成式電源供應(yīng)模塊的制造方法，一般是分別把獨(dú)立的電子元器件(如1C、R、C)、線圈等通過一定的回路連接方式組裝到PCB或其他基板上后采用塑封材料封裝而成，這種工藝容易產(chǎn)生裂縫，且散熱性差，成本高。為了克服上述問題，有一種技術(shù)采用預(yù)先加工出留有安裝空間的磁性體，再將磁性體覆蓋在PCB上，磁性體上預(yù)留的安裝空間用于容納電子元器件、線圈等零件，但是這種方法工藝復(fù)雜’且加工出的電源供應(yīng)模塊體積較大,散熱性不夠好；也有一種技術(shù)通過磁性材料混合物封裝的方法，這種方法通常用來制造電感器，封裝時(shí)采用冷壓工藝壓制需要的壓力很大，導(dǎo)致成本較高，而且容易破壞內(nèi)部元件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種電源模塊制造方法，電源模塊成型所需壓力較低，避免損壞內(nèi)部各元件，而且制得的電源模塊散熱性好。
[0004]其技術(shù)方案如下:
[0005]一種電源模塊的制造方法，包括如下步驟:
[0006]設(shè)置連接體，使該連接體具備預(yù)設(shè)的電路連接方式，并在該連接體上設(shè)置可以和外部電性連接用的端子；
[0007]將至少包括集成電路芯片在內(nèi)的電子元器件以電性連接的方式配置在所述連接體的預(yù)設(shè)電路連接方式中，并配置線圈，并將線圈的連接端以電性連接的方式配置在所述連接體的預(yù)設(shè)電路連接方式中；
[0008]預(yù)制模腔，并將前述配置了線圈和電子元器件的連接體放置到模腔內(nèi)；
[0009]配置磁性混合物，并將所述磁性混合物填充到放置了前述連接體的模腔后通過加壓的方式形成磁性體，所述磁性體至少包裹前述線圈和電子元器件以及所述連接體用于配置前述線圈和電子元器件的部分，并且所述端子裸露于磁性體的外側(cè)。
[0010]將前述磁性體從模腔中脫模出來；
[0011 ] 對(duì)脫模后的磁性體進(jìn)行升溫加熱。
[0012]優(yōu)選的，所述磁性混合物為包含重量份為85?95的磁性粉末以及重量份為5?15的樹脂的粉末狀混合物。
[0013]所述磁性混合物還包含重量份為0?5的添加劑。
[0014]所述磁性粉末為鐵氧體燒結(jié)粉和預(yù)燒粉，或者合金粉，或者非晶粉和微晶粉，或者鐵粉中的任意一種或者它們?nèi)我庵g的混合物。
[0015]所述磁性粉末的粒度分布范圍為:125um?400um。
[0016]上述步驟中所加壓力的范圍為100?150公斤/平方厘米；所述升溫加熱的溫度是由常溫逐漸上升到100?150攝氏度，升溫加熱所用時(shí)間范圍為30?90分鐘。
[0017]所述樹脂為熱固性樹脂。
[0018]所述的電源模塊的制造方法，還包括如下步驟:
[0019]在磁性體從模腔中脫模前，對(duì)模腔及磁性體進(jìn)行預(yù)加熱。
[0020]所述預(yù)加熱的溫度范圍為100?150攝氏度；預(yù)加熱的時(shí)間范圍為20?40分鐘。
[0021]所述磁性混合物包含90重量份的羧基鐵粉、10重量份的環(huán)氧樹脂，所加壓力為120公斤/平方厘米，預(yù)加熱的溫度為130攝氏度，預(yù)加熱時(shí)間為20分鐘，升溫加熱的溫度為150攝氏度，升溫加熱時(shí)間為30分鐘。
[0022]上述步驟中還包含進(jìn)行升溫加熱后修正所述連接體及/或所述磁性體邊沿的步驟。
[0023]優(yōu)選的,所述磁性混合物為包含重量份為90?95的磁性粉末以及重量份為5?10的樹脂的粘土狀混合物。
[0024]所述磁性粉末為鐵氧體燒結(jié)粉和預(yù)燒粉，或者合金粉，或者非晶粉和微晶粉，或者鐵粉中的任意一種或者他們?nèi)我庵g的混合物。
[0025]所述樹脂為熱固性樹脂。
[0026]所述的電源模塊的制造方法，還包括如下步驟:
[0027]在磁性體從模腔中脫模前，對(duì)模腔及磁性體進(jìn)行預(yù)加熱。
[0028]上述步驟中所加壓力的范圍為I?50公斤/平方厘米；所述升溫加熱是由常溫逐漸上升到120?200攝氏度；升溫加熱所用時(shí)間范圍為10?120分鐘，所述預(yù)加熱的溫度范圍為120?200攝氏度；預(yù)加熱的時(shí)間范圍為10?120分鐘。
[0029]所述磁性混合物包含90重量份的非晶粉和合金粉的混合物以及10重量份的環(huán)氧樹脂，所加壓力為20公斤/平方厘米，預(yù)加熱的溫度為150攝氏度，預(yù)加熱的時(shí)間為20分鐘，升溫加熱的溫度為150攝氏度，升溫加熱的時(shí)間為30分鐘。
[0030]上述步驟中還包含升溫加熱后對(duì)電源模塊進(jìn)行表面平滑度修整的步驟。
[0031]上述步驟中還包含進(jìn)行升溫加熱后修正所述連接體及/或所述磁性體邊沿的步驟。
[0032]優(yōu)選的，所述連接體由PCB基板加工而成。
[0033]優(yōu)選的，所述連接體為將預(yù)設(shè)的接線框成通過注塑成型后加工而成。
[0034]優(yōu)選的，將所述電子元器件以及線圈連接到連接體后，還包括在所述連接體與電子元器件、線圈的連接處以及所述集成電路芯片的頂部涂布絕緣材料的步驟。
[0035]優(yōu)選的，上述步驟中配置線圈時(shí)，將所述線圈預(yù)先纏繞在磁芯后再連接到連接體的預(yù)設(shè)電路連接方式中。
[0036]本發(fā)明還提供了一種電源模塊，其技術(shù)方案如下:
[0037]一種電源模塊，包括:
[0038]線圈，包括線圈主體及連接端；
[0039]電子元器件，該電子元器件至少包括集成電路芯片；
[0040]連接體，該連接體與所述線圈及電子元器件電性連接，且該連接體上具有可以和外部電性連接的端子；
[0041]磁性體，該磁性體將所述線圈、電子元器件緊密包裹，且所述線圈、電子元器件與磁性體之間不留空隙，該磁性體至少覆蓋所述線圈和電子元器件以及所述連接體用于配置前述線圈和電子元器件的部分，且所述連接體上的端子裸露在外。
[0042]優(yōu)選的，所述磁性體和線圈、電子元器及連接體緊密結(jié)合，且磁性體與線圈、電子元器及連接體之間不留空隙。
[0043]優(yōu)選的，該電源模塊還包括磁芯，該磁芯由所述線圈主體纏繞后通過所述線圈的連接端和所述連接體電性連接后固定在所述連接體上。
[0044]優(yōu)選的，所述磁芯為鉚釘狀磁芯、柱狀磁芯、工字型磁芯、片狀磁芯的任意一種或幾種的組合。
[0045]優(yōu)選的，所述磁芯的磁導(dǎo)率比所述磁性體的磁導(dǎo)率高。
[0046]優(yōu)選的，所述線圈為一個(gè)，所述線圈位于所述電子元器件的上方。
[0047]優(yōu)選的，所述線圈為一個(gè)，所述線圈位于所述電子元器件的側(cè)方。
[0048]優(yōu)選的，所述線圈為多個(gè)，所述線圈位于所述電子元器件的側(cè)方和/或上方。
[0049]優(yōu)選的，所述連接體為印刷電路板。
[0050]優(yōu)選的,所述連接體包括連接電路及塑膠絕緣基體,所述塑膠絕緣基體將所述連接電路包裹。
[0051]優(yōu)選的，所述集成電路芯片為多個(gè)。
[0052]優(yōu)選的，所述電子元器件為集成電路芯片，該集成電路芯片是集成了電阻、電容、M0SFET,及其驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制器、以及控制器為一體的單元模塊。
[0053]優(yōu)選的，所述電子元器件還包括電阻和/或電容。
[0054]優(yōu)選的，所述集成電路芯片是集成了 M0SFET，驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制器、以及控制器為一體的單元模塊。
[0055]優(yōu)選的，所述電子元器件還包括M0SFET。所述集成電路芯片是集成了電阻、電容、驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制器、以及控制器為一體的單元模塊。
[0056]優(yōu)選的，所述磁性體的邊緣不超出所述連接體的邊緣。
[0057]優(yōu)選的，所述連接體呈多邊形，所述磁性體也為對(duì)應(yīng)的多邊形且其至少一邊的邊緣不超出所述連接體的邊緣。
[0058]下面對(duì)前述技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)或原理進(jìn)行說明:
[0059]上述電源模塊的制造方法，通過采用磁性混合物填充到放置了連接體的模腔后再加壓的方式形成磁性體，磁性體與配置有線圈和電子元器件的連接體一體成型，脫模后再對(duì)磁性體進(jìn)行升溫加熱，使磁性體變硬，加強(qiáng)磁性體與線圈、電子元器件、連接體的連接強(qiáng)度，從而使磁性體和線圈、電子元器件、連接體形成一個(gè)牢固的整體，由于磁性混合物填充到模腔內(nèi)加壓形成磁性體后，還需要對(duì)磁性體進(jìn)行升溫加熱，所以磁性體在模腔內(nèi)成型時(shí)所需壓力就可以大大降低，避免損壞磁性體內(nèi)部的線圈、電子元器件及連接體等，制造成本降低了，而且得到的電源模塊，其內(nèi)部的線圈、電子元器件及連接體被磁性體緊密包裹，它們與磁性體之間甚至可以實(shí)現(xiàn)沒有任何空隙，不僅可制得體積較小的電源模塊，滿足小型化發(fā)展的需要，而且內(nèi)部的線圈、電子元器件及連接體與磁性體直接接觸，可以最大程度的均衡熱量在整個(gè)電源模塊的分布，其散熱效果進(jìn)一步提高了，通過磁性體有效保護(hù)內(nèi)部各元件，降低電磁干擾，使電源模塊的電氣特性進(jìn)一步提升。同時(shí)，制得的電源模塊的機(jī)械強(qiáng)度也大大提高，從而使電源模塊能夠承受更大的震動(dòng)環(huán)境。和傳統(tǒng)方法相比，由于不需要預(yù)先做好磁性體，就沒有磁性體側(cè)壁的限制，所以可以有更多可選擇的空間配置電子元器件或者選用體積更大的線圈，而且，由于電子元器件不需要被限制在預(yù)留空間里，因此電子元器件可以根據(jù)需要在連接體上進(jìn)行優(yōu)化配置，可以更好地提高電源模塊整體的性能，通過本方法制造的電源模塊可以獲得更緊密可靠的封裝效果，大大提高產(chǎn)品的耐濕性能，而且所述電源模塊的磁性體和連接體的連接非常牢靠，具有顯著的抗震性能，另外，由于線圈(電感器)不需要額外設(shè)計(jì)和制造，而是在制造電源模塊的同時(shí)就被同時(shí)形成，因此可以大大縮短生產(chǎn)的時(shí)間，降低制造成本。
[0060]上述電源模塊，通過設(shè)置磁性體將線圈、電子元器件緊密包裹，使線圈、電子元器件與磁性體之間不留空隙，使線圈、電子元器件及連接體與磁性體直接接觸，可以最大程度的均衡熱量在整個(gè)電源模塊的分布，進(jìn)一步提高電源模塊的散熱效果，磁性體至少覆蓋所述線圈和電子元器件以及所述連接體用于配置前述線圈和電子元器件的部分，且連接體上的端子裸露在外，這樣磁性體可有效保護(hù)內(nèi)部各兀件，降低電磁干擾，使電源模塊的電氣特性進(jìn)一步提升。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0061]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的配置了線圈和電子元器件的連接體的示意圖；
[0062]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述將圖1中的連接體放置在模具中成型的示意圖；
[0063]圖3為升溫加熱后對(duì)電源模塊的邊沿進(jìn)行修正的示意圖；
[0064]圖4a為電源模塊完成品的正面示意圖；
[0065]圖4b為電源模塊完成品的底面示意圖；
[0066]圖4c為電源模塊完成品的透視示意圖；
[0067]圖5為電源模塊的磁性體的邊緣不超出連接體的邊緣的示意圖；
[0068]圖6為電源模塊的磁性體的兩側(cè)邊緣與連接體的邊緣平齊的示意圖；
[0069]圖7為本發(fā)明實(shí)施例所述的電源模塊的制造方法的流程圖。
[0070]附圖標(biāo)記說明:
[0071]10、模具，101、模腔，20、電源模塊，100、連接體，110、端子，200、線圈，210、線圈主體，220、連接端，300、集成電路芯片，400、電阻，500、電容，600、磁芯，700、磁性體，800、磁性混合物，900、粘結(jié)劑。

【具體實(shí)施方式】
[0072]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0073]實(shí)施例一
[0074]參照?qǐng)D1至圖7，一種電源模塊的制造方法，包括如下步驟:
[0075]設(shè)置連接體100，使該連接體100具備預(yù)設(shè)的電路連接方式，并在該連接體100上設(shè)置可以和外部電性連接用的端子110 ；
[0076]將至少包括集成電路芯片300在內(nèi)的電子元器件以電性連接的方式配置在所述連接體100的預(yù)設(shè)電路連接方式中，并配置線圈200，并將線圈200的連接端以電性連接的方式配置在所述連接體100的預(yù)設(shè)電路連接方式中；
[0077]預(yù)制模腔101，并將前述配置了線圈200和電子元器件的連接體100放置到模腔101 內(nèi)；
[0078]配置磁性混合物800，并將所述磁性混合物800填充到放置了前述連接體100的模腔101后通過加壓的方式形成磁性體700，所述磁性體700至少包裹前述線圈200和電子元器件以及所述連接體100用于配置前述線圈200和電子元器件的部分，并且所述端子110裸露于磁性體700的外側(cè)。
[0079]將前述磁性體700從模腔101中脫模出來；
[0080]對(duì)脫模后的磁性體700進(jìn)行升溫加熱。
[0081]參照?qǐng)D1，配置了線圈200和電子元器件的連接體100的外周涂覆了粘結(jié)劑900，用于提高磁性體的成型精度與強(qiáng)度。
[0082]本實(shí)施例所述電源模塊的制造方法，通過采用磁性混合物800填充到放置了連接體100的模腔101后再加壓的方式形成磁性體700，磁性體700與配置有線圈200和電子元器件的連接體100 —體成型，脫模后再對(duì)磁性體700進(jìn)行升溫加熱，使磁性體700變硬，加強(qiáng)磁性體700與線圈200、電子元器件、連接體100的連接強(qiáng)度，從而使磁性體700和線圈200、電子元器件、連接體100形成一個(gè)牢固的整體，由于磁性混合物800填充到模腔101內(nèi)加壓形成磁性體700后，還需要對(duì)磁性體700進(jìn)行升溫加熱，所以磁性體700在模腔101內(nèi)成型時(shí)所需壓力就可以大大降低，避免損壞磁性體700內(nèi)部的線圈200、電子元器件及連接體100等，制造成本降低了，而且得到的電源模塊20，其內(nèi)部的線圈200、電子元器件及連接體100被磁性體700緊密包裹，它們與磁性體700之間甚至可以實(shí)現(xiàn)沒有任何空隙，不僅可制得體積較小的電源模塊20，滿足小型化發(fā)展的需要，而且內(nèi)部的線圈200、電子元器件及連接體100與磁性體700直接接觸，可以最大程度的均衡熱量在整個(gè)電源模塊20的分布，其散熱效果進(jìn)一步提高了，通過磁性體700有效保護(hù)內(nèi)部各元件，降低電磁干擾，使電源模塊20的電氣特性進(jìn)一步提升。同時(shí)，制得的電源模塊20的機(jī)械強(qiáng)度也大大提高，從而使電源模塊20能夠承受更大的震動(dòng)環(huán)境。和傳統(tǒng)方法相比，由于不需要預(yù)先做好磁性體，就沒有磁性體側(cè)壁的限制，所以可以有更多可選擇的空間配置電子元器件或者選用體積更大的線圈，而且，由于電子元器件不需要被限制在預(yù)留空間里，因此電子元器件可以根據(jù)需要在連接體100上進(jìn)行優(yōu)化配置，可以更好地提高電源模塊20整體的性能，通過本方法制造的電源模塊20可以獲得更緊密可靠的封裝效果，大大提高產(chǎn)品的耐濕性能，而且所述電源模塊20的磁性體700和連接體100的連接非常牢靠，具有顯著的抗震性能，另外，由于線圈200 (電感器)不需要額外設(shè)計(jì)和制造，而是在制造電源模塊20的同時(shí)就被同時(shí)形成，因此可以大大縮短生產(chǎn)的時(shí)間，降低制造成本。
[0083]所述磁性混合物800為包含重量份為85?95的磁性粉末以及重量份為5?15的樹脂的粉末狀混合物。所述磁性粉末為鐵氧體燒結(jié)粉和預(yù)燒粉(如鎳鋅/鎂鋅/錳鋅)，或者合金粉(如鐵硅/鐵硅鋁/鐵鎳/鐵鎳鑰)，或者非晶粉和微晶粉(如鐵基非晶/鈷基非晶/鐵基微晶/鈷基微晶)，或者鐵粉中的任意一種或者它們?nèi)我庵g的混合物，所述磁性粉末的粒度分布范圍為:125um?400um，所述樹脂為熱固性樹脂，如環(huán)氧樹脂，酚醛樹月旨，苯基樹脂，硅樹脂或者其兩種以上的混合樹脂，樹脂內(nèi)含有一定比例的硬化劑。所述磁性混合物800還包含重量份為O?5的添加劑，所述添加劑主要為硬脂酸鋅或者硬脂酸鎂或者硬脂酸鋇或者硬質(zhì)酸鈣中的一種或者多種混合，用于起潤滑作用，增加磁性粉末的流動(dòng)性，改善壓力的均勻傳遞。磁性混合物800形成過程:添加分散劑丙酮到磁性粉末和樹脂的混合物中，采用常溫慢速攪拌，攪拌時(shí)間視磁性混合物800的量而定，攪拌至沒有揮發(fā)劑為止，丙酮與樹脂的重量比為80?85:15?20。
[0084]上述步驟中所加壓力的范圍為100?150公斤/平方厘米；所述升溫加熱的溫度是由常溫逐漸上升到100?150攝氏度，升溫加熱所用時(shí)間范圍為30?90分鐘。傳統(tǒng)的冷壓方式，所需壓力一般為2000-3000公斤/平方厘米，才能使粉料成型為所希望的形狀和尺寸，壓力太大會(huì)使電源模塊20內(nèi)部的電子元器件損壞，同時(shí)線圈200絕緣層也會(huì)出現(xiàn)損壞的風(fēng)險(xiǎn)，從而導(dǎo)致線圈短路或者“高頻短路”，而且線圈200和連接體100，例如PCB基板或者金屬接線框(Η00Ρ或者Lead frame)之間的連接點(diǎn)也會(huì)因強(qiáng)力擠壓而出現(xiàn)開路的情況，另外某些特殊設(shè)計(jì)或應(yīng)用的領(lǐng)域，內(nèi)部的高密度高脆性磁芯或者其他元器件、部件，會(huì)由于過大的壓力出現(xiàn)開裂，影響性能甚至無法工作。而本實(shí)施例所述的方法，通過將壓力控制在100?150公斤/平方厘米，再經(jīng)過一定時(shí)間的升溫加熱，即可實(shí)現(xiàn)成型，而且成型后的電源模塊20具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能。
[0085]為使磁性體700初步成型，便于脫模，優(yōu)選在磁性體700從模腔101中脫模前，對(duì)模腔及磁性體700進(jìn)行預(yù)加熱，所述預(yù)加熱的溫度范圍為100?150攝氏度；預(yù)加熱的時(shí)間范圍為20?40分鐘；當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際需求，也可以不經(jīng)過預(yù)加熱，直接將加壓后成型的磁性體700脫膜，再對(duì)其進(jìn)行升溫加熱。
[0086]進(jìn)一步，上述步驟中還包含進(jìn)行升溫加熱后修正所述連接體100及/或所述磁性體700邊沿的步驟，通過切割等機(jī)械的方式來修正其邊緣，可獲得更優(yōu)良的外觀和更高的精度控制。還包括對(duì)電源模塊20進(jìn)行表面平滑度修整的步驟，用于提高電源模塊20的表面平整度。
[0087]本實(shí)施例所述連接體100由PCB基板加工而成，所述連接體100也可為將預(yù)設(shè)的金屬接線框(Hoop或者Lead Frame)成通過注塑成型后加工而成。如圖1所示,本實(shí)施例所述集成電路芯片300、電阻400、電容500、磁芯600以電性連接的方式配置在PCB基板的預(yù)設(shè)電路連接方式中。進(jìn)一步，上述步驟中配置線圈200時(shí)，將所述線圈200預(yù)先纏繞在磁芯600后再連接到連接體100的預(yù)設(shè)電路連接方式中，這樣設(shè)置可使線圈200所產(chǎn)生的大部分的磁通集中于磁芯600，從而增加電感量，提高整個(gè)電源模塊20的電氣性能。
[0088]進(jìn)一步，將所述電子元器件以及線圈200連接到連接體100后，還包括在所述連接體100與電子元器件、線圈200的連接處以及所述集成電路芯片300的頂部涂布絕緣材料的步驟。為了獲得較低的磁阻抗一般會(huì)使用導(dǎo)磁性材料，絕緣材料可以防止短路并可以進(jìn)一步降低制造和使用過程中磁性體700對(duì)電子元器件所造成的壓力。
[0089]實(shí)施例二
[0090]本實(shí)施例所述的電源模塊的制造方法,所述磁性混合物800包含90重量份的羧基鐵粉、10重量份的環(huán)氧樹脂，所加壓力為120公斤/平方厘米，預(yù)加熱的溫度為130攝氏度，預(yù)加熱時(shí)間為20分鐘，升溫加熱的溫度為150攝氏度，升溫加熱時(shí)間為30分鐘。本實(shí)施例所述的方法，通過配置具有絕緣和防銹功能的羧基鐵粉(CIP)、含硬化劑的環(huán)氧樹脂，攪拌溫度控制在40度以下或者室溫，形成磁性混合物800，施加120公斤/平方厘米的壓力，施壓時(shí)間為5秒，預(yù)加熱的溫度為130攝氏度，預(yù)加熱時(shí)間為20分鐘，使磁性體700初步干燥，脫出模腔101，升溫加熱的溫度為150攝氏度，升溫加熱時(shí)間為30分鐘，使磁性體700進(jìn)一步干燥，保證成型的電源模塊20具有良好的機(jī)械強(qiáng)度與電氣性能。
[0091]實(shí)施例三
[0092]本實(shí)施例所述的電源模塊的制造方法，所述磁性混合物800為包含重量份為90?95的磁性粉末以及重量份為5?10的樹脂的粘土狀混合物。該磁性粉末為鐵氧體燒結(jié)粉和預(yù)燒粉，或者合金粉，或者非晶粉和微晶粉，或者鐵粉中的任意一種或者他們?nèi)我庵g的混合物。該樹脂為熱固性樹脂，如環(huán)氧樹脂、硅樹脂、酚醛樹脂中的任意一種或者它們之間任意兩種或兩種以上的混合樹脂，所加壓力的范圍為1?50公斤/平方厘米；所述升溫加熱是由常溫逐漸上升到120?200攝氏度；升溫加熱所用時(shí)間范圍為10?120分鐘，所述預(yù)加熱的溫度范圍為120?200攝氏度；預(yù)加熱的時(shí)間范圍為10?120分鐘。將磁性混合物800配置成粘土狀，便于運(yùn)輸與成型，參照?qǐng)D2，圖中示出圖1中配置有集成電路芯片300、電阻400、電容500、磁芯600的PCB基板設(shè)置在模具10內(nèi)，磁性混合物800通過加壓包裹在PCB基板外圍形成磁性體700，所需壓力小，保證磁性體700內(nèi)部部件不受損，再通過預(yù)加熱與升溫加熱，使壓制得出的電源模塊20具有良好的機(jī)械強(qiáng)度與電氣性能。
[0093]參照?qǐng)D3，進(jìn)一步，本實(shí)施例所述的電源模塊的制造方法，還包含進(jìn)行升溫加熱后修正所述連接體100及/或所述磁性體700邊沿的步驟，通過切割等機(jī)械的方式來修正其邊緣，可獲得更優(yōu)良的外觀和更高的精度控制。其還可以包括對(duì)電源模塊20進(jìn)行表面平滑度修整的步驟，用于提高電源模塊20的表面平整度。
[0094]實(shí)施例四
[0095]本實(shí)施例所述的電源模塊的制造方法，所述粘土狀的磁性混合物800包含90重量份的非晶粉和合金粉的混合物以及10重量份的環(huán)氧樹脂，所加壓力為20公斤/平方厘米，預(yù)加熱溫度為150攝氏度，預(yù)加熱時(shí)間為20分鐘，升溫加熱溫度為150攝氏度，升溫加熱時(shí)間為30分鐘。本實(shí)施例所述的方法，通過配置磁性粉末非晶粉和合金粉、環(huán)氧樹脂，攪拌溫度控制在40度以下或者室溫，形成磁性混合物800，施加20公斤/平方厘米的壓力，預(yù)加熱溫度控制在150攝氏度，時(shí)間為20分鐘，使磁性體700初步干燥，脫出模腔101，升溫加熱溫度為150攝氏度，時(shí)間為30分鐘，使磁性體700進(jìn)一步干燥，保證成型的電源模塊20具有良好的機(jī)械強(qiáng)度與電氣性能。另外，也可以不經(jīng)過預(yù)熱加工，而直接在室溫下進(jìn)行充填和加壓成型工藝，之后通過如上所述通過升溫加熱硬化磁性體700來得到電源模塊20。
[0096]實(shí)施例五
[0097]本實(shí)施例提供了一種由上述方法制造得到的電源模塊20，其技術(shù)方案如下:
[0098]參照?qǐng)D1至圖6，一種電源模塊20，包括:
[0099]線圈200，包括線圈主體210及連接端220 ；
[0100]電子元器件，該電子元器件至少包括集成電路芯片300 ；
[0101]連接體100，該連接體100與所述線圈200及電子元器件電性連接，且該連接體100上具有可以和外部電性連接的端子110 ；
[0102]磁性體700，該磁性體700將所述線圈200、電子元器件緊密包裹，且所述線圈200、電子元器件與磁性體700之間不留空隙，該磁性體700至少覆蓋所述線圈200和電子元器件以及所述連接體100用于配置前述線圈200和電子元器件的部分，且所述連接體100上的端子110裸露在外。
[0103]本實(shí)施例所述電源模塊20，通過設(shè)置磁性體700將線圈200、電子元器件緊密包裹，使線圈200、電子元器件與磁性體700之間不留空隙，使線圈200、電子元器件及連接體100與磁性體700直接接觸，可以最大程度的均衡熱量在整個(gè)電源模塊20的分布，進(jìn)一步提高電源模塊20的散熱效果，磁性體700至少覆蓋所述線圈200和電子元器件以及所述連接體100用于配置前述線圈200和電子元器件的部分，且連接體100上的端子110裸露在外，這樣磁性體700可有效保護(hù)內(nèi)部各元件，降低電磁干擾，使電源模塊20的電氣特性進(jìn)一步提升。
[0104]本實(shí)施例所述電子元器件包括電阻400、電容500、集成電路芯片300，所述集成電路芯片300是集成了 M0SFET，驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制器、以及控制器為一體的單元模塊。所述電子元器件也可以只設(shè)置集成電路芯片，該集成電路芯片是集成了電阻、電容、M0SFET,及其驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制器、以及控制器為一體的單元模塊?；蛘?，所述電子元器件包括M0SFET、集成電路芯片，所述集成電路芯片是集成了電阻、電容、驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制器、以及控制器為一體的單元模塊。根據(jù)實(shí)際需求，所述集成電路芯片300可設(shè)置多個(gè)。所述連接體100為印刷電路板，所述連接體100也可以是包括連接電路及塑膠絕緣基體，所述塑膠絕緣基體將所述連接電路包裹的結(jié)構(gòu)。
[0105]參照?qǐng)D1，本實(shí)施例所述電源模塊20還包括磁芯600,該磁芯600由所述線圈主體210纏繞后通過所述線圈的連接端220和所述連接體100上的線圈安裝端子電性連接后固定在所述連接體100上。本實(shí)施例中磁芯600為柱狀磁芯，根據(jù)實(shí)際需求，所述磁芯600可為鉚釘狀磁芯、柱狀磁芯、工字型磁芯、片狀磁芯的任意一種或幾種的組合。所述磁芯600的磁導(dǎo)率比所述磁性體700的磁導(dǎo)率高，因?yàn)榇判?00采用高密度高燒結(jié)溫度的工藝制作，比低密度的磁性體700磁導(dǎo)率高，這樣磁芯600可以彌補(bǔ)低磁導(dǎo)率的磁性體700的不足，對(duì)電源模塊20整體性能起到補(bǔ)充作用。
[0106]本實(shí)施例所述線圈200為一個(gè)，所述線圈200位于所述電子元器件的側(cè)方。根據(jù)電源模塊20內(nèi)部結(jié)構(gòu)需求，所述線圈200也可以設(shè)置在所述電子元器件的上方。根據(jù)實(shí)際需求，所述線圈200可以設(shè)置多個(gè)，所述線圈200位于所述電子元器件的側(cè)方和/或上方。
[0107]所述磁性體700和線圈200、電子元器件及連接體100緊密結(jié)合，且磁性體700與線圈200、電子元器件及連接體100之間不留空隙。不僅可制得體積較小的電源模塊20，滿足小型化發(fā)展的需要，而且內(nèi)部的線圈200、電子元器件及連接體100與磁性體直接接觸，可以最大程度的均衡熱量在整個(gè)電源模塊20的分布，其散熱效果進(jìn)一步提高了，從而可降低MOSFET的導(dǎo)通電阻以及導(dǎo)通損耗，同時(shí)通過磁性體700有效保護(hù)內(nèi)部各元件，降低電磁干擾，使電源模塊20的電氣特性進(jìn)一步提升。
[0108]參照?qǐng)D4a、4b、4c、圖5、圖6，所述磁性體700的邊緣不超出所述連接體100的邊緣。根據(jù)實(shí)際需求，也可以將所述連接體100設(shè)置呈多邊形，所述磁性體700也為對(duì)應(yīng)的多邊形且其至少一邊的邊緣不超出所述連接體100的邊緣。
[0109]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電源模塊的制造方法，其特征在于，包括如下步驟: 設(shè)置連接體，使該連接體具備預(yù)設(shè)的電路連接方式，并在該連接體上設(shè)置可以和外部電性連接用的端子； 將至少包括集成電路芯片在內(nèi)的電子元器件以電性連接的方式配置在所述連接體的預(yù)設(shè)電路連接方式中，并配置線圈，并將線圈的連接端以電性連接的方式配置在所述連接體的預(yù)設(shè)電路連接方式中； 預(yù)制模腔，并將前述配置了線圈和電子元器件的連接體放置到模腔內(nèi)； 配置磁性混合物，并將所述磁性混合物填充到放置了前述連接體的模腔后通過加壓的方式形成磁性體，所述磁性體至少包裹前述線圈和電子元器件以及所述連接體用于配置前述線圈和電子元器件的部分，并且所述端子裸露于磁性體的外側(cè)。 將前述磁性體從模腔中脫模出來； 對(duì)脫模后的磁性體進(jìn)行升溫加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，所述磁性混合物為包含重量份為85?95的磁性粉末以及重量份為5?15的樹脂的粉末狀混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，所述磁性混合物還包含重量份為O?5的添加劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，所述磁性粉末為鐵氧體燒結(jié)粉和預(yù)燒粉，或者合金粉，或者非晶粉和微晶粉，或者鐵粉中的任意一種或者它們?nèi)我庵g的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，所述磁性粉末的粒度分布范圍為:125um?400um。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，上述步驟中所加壓力的范圍為100?150公斤/平方厘米；所述升溫加熱的溫度是由常溫逐漸上升到100?150攝氏度，升溫加熱所用時(shí)間范圍為30?90分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，所述樹脂為熱固性樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，其還包括如下步驟: 在磁性體從模腔中脫模前，對(duì)模腔及磁性體進(jìn)行預(yù)加熱。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，所述預(yù)加熱的溫度范圍為100?150攝氏度；預(yù)加熱的時(shí)間范圍為20?40分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，所述磁性混合物包含90重量份的羧基鐵粉、10重量份的環(huán)氧樹脂，所加壓力為120公斤/平方厘米，預(yù)加熱的溫度為130攝氏度，預(yù)加熱時(shí)間為20分鐘，升溫加熱的溫度為150攝氏度，升溫加熱時(shí)間為30分鐘。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，上述步驟中還包含進(jìn)行升溫加熱后修正所述連接體及/或所述磁性體邊沿的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，所述磁性混合物為包含重量份為90?95的磁性粉末以及重量份為5?10的樹脂的粘土狀混合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，所述磁性粉末為鐵氧體燒結(jié)粉和預(yù)燒粉，或者合金粉，或者非晶粉和微晶粉，或者鐵粉中的任意一種或者他們?nèi)我庵g的混合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求12至13任一項(xiàng)所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，所述樹脂為熱固性樹脂。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至13任一項(xiàng)所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，其還包括如下步驟: 在磁性體從模腔中脫模前，對(duì)模腔及磁性體進(jìn)行預(yù)加熱。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，上述步驟中所加壓力的范圍為I?50公斤/平方厘米；所述升溫加熱是由常溫逐漸上升到120?200攝氏度；升溫加熱所用時(shí)間范圍為10?120分鐘，所述預(yù)加熱的溫度范圍為120?200攝氏度；預(yù)加熱的時(shí)間范圍為10?120分鐘。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，所述磁性混合物包含90重量份的非晶粉和合金粉的混合物以及10重量份的環(huán)氧樹脂，所加壓力為20公斤/平方厘米，預(yù)加熱的溫度為150攝氏度，預(yù)加熱的時(shí)間為20分鐘，升溫加熱的溫度為150攝氏度，升溫加熱的時(shí)間為30分鐘。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至13任一項(xiàng)所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，上述步驟中還包含升溫加熱后對(duì)電源模塊進(jìn)行表面平滑度修整的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求12至13任一項(xiàng)所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，上述步驟中還包含進(jìn)行升溫加熱后修正所述連接體及/或所述磁性體邊沿的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求2或12任一項(xiàng)所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，所述連接體由PCB基板加工而成。
21.根據(jù)權(quán)利要求2或12任一項(xiàng)所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，所述連接體為將預(yù)設(shè)的接線框成通過注塑成型后加工而成。
22.根據(jù)權(quán)利要求2或12任一項(xiàng)所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，將所述電子元器件以及線圈連接到連接體后，還包括在所述連接體與電子元器件、線圈的連接處以及所述集成電路芯片的頂部涂布絕緣材料的步驟。
23.根據(jù)權(quán)利要求2或12任一項(xiàng)所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，上述步驟中配置線圈時(shí)，將所述線圈預(yù)先纏繞在磁芯后再連接到連接體的預(yù)設(shè)電路連接方式中。
24.—種電源模塊,其特征在于,包括: 線圈，包括線圈主體及連接端； 電子元器件，該電子元器件至少包括集成電路芯片； 連接體，該連接體與所述線圈及電子元器件電性連接，且該連接體上具有可以和外部電性連接的端子； 磁性體，該磁性體將所述線圈、電子元器件緊密包裹，且所述線圈、電子元器件與磁性體之間不留空隙，該磁性體至少覆蓋所述線圈和電子元器件以及所述連接體用于配置前述線圈和電子元器件的部分，且所述連接體上的端子裸露在外。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電源模塊，其特征在于，所述磁性體和線圈、電子元器及連接體緊密結(jié)合，且磁性體與線圈、電子元器及連接體之間不留空隙。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電源模塊，其特征在于，該電源模塊還包括磁芯，該磁芯由所述線圈主體纏繞后通過所述線圈的連接端和所述連接體電性連接后固定在所述連接體上。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電源模塊，其特征在于，所述磁芯為鉚釘狀磁芯、柱狀磁芯、工字型磁芯、片狀磁芯的任意一種或幾種的組合。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電源模塊，其特征在于，所述磁芯的磁導(dǎo)率比所述磁性體的磁導(dǎo)率高。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電源模塊，其特征在于，所述線圈為一個(gè)，所述線圈位于所述電子元器件的上方。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電源模塊，其特征在于，所述線圈為一個(gè)，所述線圈位于所述電子元器件的側(cè)方。
31.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電源模塊，其特征在于，所述線圈為多個(gè)，所述線圈位于所述電子元器件的側(cè)方和/或上方。
32.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電源模塊，其特征在于，所述連接體為印刷電路板。
33.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電源模塊，其特征在于，所述連接體包括連接電路及塑膠絕緣基體，所述塑膠絕緣基體將所述連接電路包裹。
34.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電源模塊，其特征在于，所述集成電路芯片為多個(gè)。
35.根據(jù)權(quán)利要求24至34中任一項(xiàng)所述的電源模塊，其特征在于，所述電子元器件為集成電路芯片，該集成電路芯片是集成了電阻、電容、MOSFET,及其驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制器、以及控制器為一體的單元模塊。
36.根據(jù)權(quán)利要求24至34中任一項(xiàng)所述的電源模塊，其特征在于，所述電子元器件還包括電阻和/或電容。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的電源模塊，其特征在于，所述集成電路芯片是集成了MOSFET,驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制器、以及控制器為一體的單元模塊。
38.根據(jù)權(quán)利要求24至34中任一項(xiàng)所述的電源模塊，其特征在于，所述電子元器件還包括 MOSFET。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的電源模塊，其特征在于，所述集成電路芯片是集成了電阻、電容、驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制器、以及控制器為一體的單元模塊。
40.根據(jù)權(quán)利要求24至34中任一項(xiàng)所述的電源模塊，其特征在于，所述磁性體的邊緣不超出所述連接體的邊緣。
41.根據(jù)權(quán)利要求24至34中任一項(xiàng)所述的電源模塊，其特征在于，所述連接體呈多邊形，所述磁性體也為對(duì)應(yīng)的多邊形且其至少一邊的邊緣不超出所述連接體的邊緣。
【文檔編號(hào)】H01F41/02GK104300767SQ201410453325
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】張宏年, 劉雁飛, 道格拉斯·詹姆士·馬爾科姆 申請(qǐng)人:勝美達(dá)電機(jī)（香港）有限公司