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，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同時加溫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)。電源模塊成型壓力大大降低，避免損壞磁性體內(nèi)部的線圈、電子元器件及連接體等，制造出的電源模塊散熱效果大大提高。
【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，為了準確地提供電子設(shè)備實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電源供應(yīng)模塊(Power Supply inPackage)，用來實現(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，磁性體上留有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，散熱性差；也有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，封裝時采用冷壓工藝壓制需要的壓力很大，導致成本較高，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同時加溫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]其進一步技術(shù)方案如下:
[0011]上述步驟中通過同時加溫加壓的方式包裹連接體以形成磁性體，其溫度范圍為60攝氏度?200攝氏度，壓力范圍為5?70公斤/平方厘米。
[0012]在所述溫度和壓力范圍下的加溫加壓時間范圍為40?80分鐘。
[0013]所述磁性混合物包含90?97重量份的磁性粉末,2.8?9.0重量份的樹脂。
[0014]所述磁性混合物還包含0.2?1.0重量份的添加劑。
[0015]所述磁性粉末為合金粉、非晶粉、微晶粉、鐵粉、鐵氧體粉中的任意一種或者它們之間任意兩種或兩種以上的混合粉末。
[0016]所述樹脂為熱固性樹脂。
[0017]所述磁性混合物為95?97重量份的鐵粉、合金粉、非晶粉、微晶粉中的任意一種或者它們之間任意兩種或兩種以上的混合粉末，2.5?5重量份的環(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，以及0.2?0.4重量份的添加劑，所加壓力為40?60公斤/平方厘米，所加溫度為120?150攝氏度，且在所述溫度和壓力范圍下的加溫加壓時間為I?2小時。
[0018]所述磁性混合物為92.5重量份的鐵粉、合金粉、非晶粉、微晶粉中的任意一種或者它們之間任意兩種或兩種以上的混合粉末，7.0重量份的環(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，以及0.5重量份的添加劑，所加壓力為40公斤/平方厘米，所加溫度為150攝氏度，且在所述溫度和壓力范圍下的加溫加壓時間為I小時。
[0019]所述連接體由PCB基板加工而成。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]上述步驟中配置線圈時，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。
[0023]所述的電源模塊的制造方法還包括對脫膜后的電源模塊的連接體及/或所述磁性體邊沿進行修正的步驟。
[0024]本發(fā)明還提供了一種電源模塊，其技術(shù)方案如下:
[0025]一種電源模塊，包括:
[0026]線圈，包括線圈主體及連接端；
[0027]電子元器件，該電子元器件至少包括集成電路芯片；
[0028]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；
[0029]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。
[0030]其進一步技術(shù)方案如下:
[0031]所述磁性體和線圈、電子元器件及連接體緊密結(jié)合，且磁性體與線圈、電子元器件及連接體之間不留空隙。
[0032]所述磁性體是由磁性粉末和樹脂的混合物通過同時加溫和加壓的方式形成的。
[0033]所述磁性粉末包含95?97重量份的磁性粉末,2.5?5重量份的樹脂。
[0034]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。
[0035]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口 ο
[0036]所述磁芯的磁導率比所述磁性體的磁導率高。
[0037]所述線圈為一個，所述線圈位于所述電子元器件的上方。
[0038]所述線圈為一個，所述線圈位于所述電子元器件的側(cè)方。
[0039]所述線圈為多個，所述線圈位于所述電子元器件的側(cè)方和/或上方。
[0040]所述連接體為印刷電路板。
[0041 ] 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。
[0042]所述集成電路芯片為多個。
[0043]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)動電路、脈寬調(diào)制器、以及控制器為一體的單元模塊。
[0044]所述電子元器件還包括電阻和/或電容。
[0045]所述集成電路芯片是集成了 M0SFET，驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制器、以及控制器為一體的單元模塊。
[0046]所述電子元器件還包括M0SFET。
[0047]所述集成電路芯片是集成了電阻、電容、驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制器、以及控制器為一體的單元模塊。
[0048]所述磁性體的邊緣不超出所述連接體的邊緣。
[0049]所述連接體呈多邊形，所述磁性體也為對應(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。
[0050]下面對前述技術(shù)方案的優(yōu)點或原理進行說明:
[0051]上述電源模塊的制造方法，通過采用同時加溫加壓的方式使磁性混合物包裹連接體以形成磁性體，磁性體與配置有線圈和電子元器件的連接體一體成型，由于成型溫度增加，這樣電源模塊成型所需壓力大大降低，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，而且通過熱壓得到的電源模塊，其內(nèi)部的線圈、電子元器件及連接體被磁性體緊密包裹，與磁性體之間甚至可以實現(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電源模塊的分布，其散熱效果進一步提高了，通過磁性體有效保護內(nèi)部各元件，降低電磁干擾，使電源模塊的電氣特性進一步提升。同時，制得的電源模塊的機械強度也大大提高，從而使電源模塊能夠承受更大的震動環(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)計和制造，而是在制造電源模塊的同時就被同時形成，因此可以大大縮短生產(chǎn)的時間，降低制造成本。
[0052]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電源模塊的分布，進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內(nèi)部各兀件，降低電磁干擾，使電源模塊的電氣特性進一步提升。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0053]圖1為本發(fā)明實施例所述的配置了線圈和電子元器件的連接體的示意圖；
[0054]圖2為本發(fā)明實施例所述將圖1中的連接體放置在模具中成型的示意圖；
[0055]圖3對脫膜后的電源模塊的邊沿進行修正的示意圖；
[0056]圖4a為電源模塊完成品的正面示意圖；
[0057]圖4b為電源模塊完成品的底面示意圖；
[0058]圖4c為電源模塊完成品的透視示意圖；
[0059]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；
[0060]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；
[0061]圖7為本發(fā)明實施例所述的電源模塊的制造方法的流程圖。
[0062]附圖標記說明:
[0063]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。

【具體實施方式】
[0064]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明:
[0065]實施例一
[0066]參照圖1至圖7，一種電源模塊的制造方法，包括如下步驟:
[0067]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 ；
[0068]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；
[0069]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)；
[0070]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后通過同時加溫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)。
[0071]參照圖1，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700的成型精度與強度。
[0072]本實施例所述電源模塊的制造方法，通過采用同時加溫加壓的方式使磁性混合物800包裹連接體100以形成磁性體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，由于成型溫度增加,這樣電源模塊成型所需壓力大大降低,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，而且通過熱壓得到的電源模塊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，與磁性體700之間甚至可以沒有任何空隙，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電源模塊20的分布，其散熱效果進一步提高了，通過磁性體700有效保護內(nèi)部各元件，降低電磁干擾，使電源模塊20的電氣特性進一步提升。同時，制得的電源模塊20的機械強度也大大提高，從而使電源模塊20能夠承受更大的震動環(huán)境。和傳統(tǒng)方法相比，由于不需要預(yù)先做好磁性體700，就沒有磁性體700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200，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)計和制造，而是在制造電源模塊20的同時就被同時形成，因此可以大大縮短生產(chǎn)的時間，降低制造成本。
[0073]參照圖3，進一步，所述的電源模塊的制造方法，還包括對脫膜后的電源模塊20的連接體100及/或所述磁性體700邊沿進行修正的步驟，通過切割等機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。
[0074]本實施例所述連接體100由PCB基板加工而成，所述連接體100也可為將預(yù)設(shè)的接線框成通過注塑成型后加工而成。進一步，上述步驟中配置線圈200時，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)置可增加電感量，提高整個電源模塊20的電氣性能。如圖1所示，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。
[0075]進一步，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。為了獲得較低的阻抗一般會使用導磁性材料，絕緣材料可以防止短路并可以進一步降低制造和使用過程中磁性體700對電子元器件所造成的壓力。
[0076]上述步驟中通過同時加溫加壓的方式包裹連接體100以形成磁性體700，其溫度范圍為60攝氏度?200攝氏度，壓力范圍為5?70公斤/平方厘米，在所述溫度和壓力范圍下的加溫加壓時間范圍為40?80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，壓力太大會使電源模塊20內(nèi)部的電子元器件損壞，同時線圈200的絕緣層也會出現(xiàn)損壞的風險，從而導致線圈200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Leadframe)的連接點也會因強力擠壓而出現(xiàn)開路的情況，另外某些特殊設(shè)計或應(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。而本實施例所述的方法，通過將成型溫度控制在60攝氏度?200攝氏度，壓力控制在5?70公斤/平方厘米，且在所述溫度和壓力范圍下的加溫加壓時間范圍為40?80分鐘，即可實現(xiàn)成型，而且成型后的電源模塊20具有良好的機械強度和電氣性能。
[0077]所述磁性混合物800包含90?97重量份的磁性粉末，所述磁性粉末為合金粉(如鐵硅/鐵硅鋁/鐵鎳/鐵鎳鑰)、非晶粉(如鐵基非晶/鈷基非晶)、微晶粉(如鐵基微晶和鈷基微晶)、鐵粉、鐵氧體粉(如鎳鋅/鎂鋅/錳鋅)的任意一種或者他們?nèi)我庵g的混合物；2.8?9.0重量份的樹脂，所述樹脂為熱固性樹脂，如環(huán)氧樹脂，酚醛樹脂，苯基樹月旨，硅樹脂或者其兩種以上的混合樹脂，其形態(tài)有常溫固態(tài)的或常溫液態(tài)的，本實施例中的成型溫度根據(jù)樹脂的固化點來確定；加溫加壓時間根據(jù)樹脂的含量和磁性粉末的形狀和其粒度分布來考慮；成型壓力根據(jù)磁性粉末內(nèi)部部件所能承受的最小壓力下限為基準；根據(jù)磁性粉末的具體特性定義，樹脂需要一種或者幾種不同粘度的搭配使用。磁性粉末需要通過本身的絕緣處理或者樹脂的包裹達到較強的絕緣效果，其中所述磁性混合物800，如合金粉、非晶粉、微晶粉、鐵氧體粉可以不做絕緣處理，鐵粉主要用絕緣材料氫氧化鈉(NaOH)、氨氣(NH3)、可溶性磷酸鹽、外加氮氣保護，經(jīng)過攪拌，熱處理，分級過篩，進行絕緣處理，其絕緣材料的含量為0.3-1重量份，通過對磁性粉末進行絕緣處理，使壓制出的磁性體700對其內(nèi)部的電路芯片300、電阻400、電容500等具有可靠的絕緣作用，降低電磁干擾，提升電源模塊20的電氣特性。
[0078]傳統(tǒng)的冷壓方法，成型后還需要熱處理，本實施例所述的方法把成型和熱處理結(jié)合起來，工藝得到簡化和縮短。而且冷壓成型需要靠磁性粉末如鐵粉本體的“結(jié)合力”和適當粘度的膠水來保證得到所需的成型體和尺寸，并且為了保證電源模塊在冷壓成型和熱處理后不開裂，對鐵粉成型有最小的厚度要求和內(nèi)部部件有尺寸要求，這種局限性限制了電源模塊內(nèi)部部件的尺寸和結(jié)構(gòu)，不利于內(nèi)部部件的優(yōu)化處理。而本實施例所述的方法，成型后的磁性體700是靠樹脂強大的固化粘接力把鐵粉固定，鐵粉的成型厚度要求大大降低，可保證電源模塊的強度和靈活化磁性體700內(nèi)部的部件設(shè)計，可通過調(diào)整磁性體700內(nèi)部部件結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化或者增加適當?shù)牟考?如磁棒，磁帽)來彌補甚至加強電源模塊的電氣性能(如更大的電感，更好的飽和特性，更小的電阻等等)。
[0079]所述磁性混合物800還包含0.2?1.0重量份的添加劑，所述添加劑主要有以下幾類:1)硬脂酸鋅(或者硬脂酸鎂，或者硬脂酸鋇)，用于增加磁性粉末的流動性，改善壓力的均勻傳遞；2)磷酸氫氨，加強鐵粉的絕緣特性；3)低熔點(80-100度)塑化劑；4)碳酸鈣:增加高分子樹脂的結(jié)合機械強度；5)三元乙丙橡膠:增加樹脂的抗拉彈性強度；根據(jù)具體應(yīng)用所需，添加其中的一種或者多種。
[0080]實施例二
[0081]本實施例所述的電源模塊的制造方法，所述磁性混合物800為95?97重量份的鐵粉、合金粉、非晶粉、微晶粉中的任意一種或者它們之間任意兩種或兩種以上的混合粉末，2.5?5重量份的環(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，以及0.2?0.4重量份的添加劑，所加壓力為40?60公斤/平方厘米，所加溫度為120?150攝氏度，且在所述溫度和壓力范圍下的加溫加壓時間為1?2小時。本實施例所述的方法，通過配置合適的磁性混合物800保證成型的最好效果，通過增加成型溫度，延長加溫加壓時間來減小成型壓力，保證磁性體700內(nèi)部部件不受損，使壓制得出的電源模塊20具有良好的機械強度與電氣性能。
[0082]實施例三
[0083]本實施例所述的電源模塊的制造方法，所述磁性混合物800為92.5重量份的鐵粉、合金粉、非晶粉、微晶粉中的任意一種或者它們之間任意兩種或兩種以上的混合粉末，7.0重量份的環(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，以及0.5重量份的添加劑，所加壓力為40公斤/平方厘米，所加溫度為150攝氏度，且在所述溫度和壓力范圍下的加溫加壓時間為I小時。參照圖2，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通過同時加溫加壓包裹在PCB基板外圍形成磁性體700，本實施例所述的方法，通過配置合適的磁性混合物800保證成型的最好效果，通過增加成型溫度，延長加溫加壓時間來減小成型壓力，保證磁性體700內(nèi)部部件不受損，使壓制得出的電源模塊20具有良好的機械強度與電氣性能。
[0084]實施例四
[0085]本實施例所述的電源模塊的制造方法，本實施例配置的磁性混合物92.5kg的鐵粉，7.0kg的環(huán)氧樹脂，以及0.5kg的添加劑，所述添加劑包括硬脂酸鋅、磷酸氫氨、低熔點(80-100度)塑化劑、碳酸鈣、三元乙丙橡膠中的一種或多種，所加壓力為40公斤/平方厘米，所加溫度為150攝氏度，且在所述溫度和壓力范圍下的加溫加壓時間為I小時。本實施例所述的方法，通過配置合適的磁性混合物800保證成型的最好效果，通過增加成型溫度，延長加溫加壓時間來減小成型壓力，保證磁性體700內(nèi)部元件不受損，使壓制得出的電源模塊20具有良好的機械強度與電氣性能。
[0086]實施例五
[0087]本實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:
[0088]參照圖1至圖6，一種電源模塊20，包括:
[0089]線圈200，包括線圈主體210及連接端220 ；
[0090]電子元器件，該電子元器件至少包括集成電路芯片300 ；
[0091]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 ；
[0092]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。
[0093]本實施例所述電源模塊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電源模塊20的分布，進一步提高電源模塊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可有效保護內(nèi)部各元件，降低電磁干擾，使電源模塊20的電氣特性進一步提升。
[0094]本實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)實際需求，所述集成電路芯片300可設(shè)置多個。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)。
[0095]參照圖1，本實施例所述電源模塊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。本實施例中磁芯為柱狀磁芯，根據(jù)實際需求，所述磁芯可為鉚釘狀磁芯、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的磁導率比所述磁性體700的磁導率高，因為磁芯600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磁導率高，這樣磁芯600可以彌補低磁導率的磁性體700的不足，對電源模塊20整體性能起到補充作用。
[0096]本實施例所述線圈200為一個，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)實際需求，所述線圈200可以設(shè)置多個，所述線圈200位于所述電子元器件的側(cè)方和/或上方。
[0097]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電源模塊的分布，其散熱效果進一步提高了，從而可降低MOSFET的導通電阻以及導通損耗，同時通過磁性體有效保護內(nèi)部各元件，降低電磁干擾，使電源模塊20的電氣特性進一步提升。
[0098]所述磁性體是由磁性粉末和樹脂的混合物通過同時加溫和加壓的方式形成的。所述磁性粉末包含95?97重量份的磁性粉末,2.5?5重量份的樹脂。本實施例所述的電源模塊20，設(shè)置由合適配置的磁性混合物800形成的磁性體，通過增加成型溫度，延長加溫加壓時間來減小成型壓力，使電源模塊20具有良好的機械強度與電氣性能。
[0099]參照圖4a、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。
[0100]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的【具體實施方式】，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(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，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
【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同時加溫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)。
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，上述步驟中通過同時加溫加壓的方式包裹連接體以形成磁性體，其溫度范圍為60攝氏度?200攝氏度，壓力范圍為5?70公斤/平方厘米。
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，在所述溫度和壓力范圍下的加溫加壓時間范圍為40?80分鐘。
4.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，所述磁性混合物包含90?97重量份的磁性粉末，2.8?9.0重量份的樹脂。
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，所述磁性混合物還包含0.2?1.0重量份的添加劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求4至5任一項所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，所述磁性粉末為合金粉、非晶粉、微晶粉、鐵粉、鐵氧體粉中的任意一種或者它們之間任意兩種或兩種以上的混合粉末。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至5任一項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95?97重量份的鐵粉、合金粉、非晶粉、微晶粉中的任意一種或者它們之間任意兩種或兩種以上的混合粉末，2.5?5重量份的環(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，以及0.2?0.4重量份的添加劑，所加壓力為40?60公斤/平方厘米，所加溫度為120?150攝氏度，且在所述溫度和壓力范圍下的加溫加壓時間為I?2小時。
9.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92.5重量份的鐵粉、合金粉、非晶粉、微晶粉中的任意一種或者它們之間任意兩種或兩種以上的混合粉末，7.0重量份的環(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，以及0.5重量份的添加劑，所加壓力為40公斤/平方厘米，所加溫度為150攝氏度，且在所述溫度和壓力范圍下的加溫加壓時間為I小時。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項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。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項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。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項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。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項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，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。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的電源模塊的制造方法，其特征在于，還包括對脫膜后的電源模塊的連接體及/或所述磁性體邊沿進行修正的步驟。
15.—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。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源模塊，其特征在于，所述磁性體和線圈、電子元器件及連接體緊密結(jié)合，且磁性體與線圈、電子元器件及連接體之間不留空隙。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源模塊，其特征在于，所述磁性體是由磁性粉末和樹脂的混合物通過同時加溫和加壓的方式形成的。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電源模塊，其特征在于，所述磁性粉末包含95?97重量份的磁性粉末，2.5?5重量份的樹脂。
19.根據(jù)權(quán)利要求15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。
20.根據(jù)權(quán)利要求19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。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電源模塊，其特征在于，所述磁芯的磁導率比所述磁性體的磁導率高。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源模塊，其特征在于，所述線圈為一個，所述線圈位于所述電子元器件的上方。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源模塊，其特征在于，所述線圈為一個，所述線圈位于所述電子元器件的側(cè)方。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源模塊，其特征在于，所述線圈為多個，所述線圈位于所述電子元器件的側(cè)方和/或上方。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源模塊，其特征在于，所述連接體為印刷電路板。
26.根據(jù)權(quán)利要求15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。
27.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源模塊，其特征在于，所述集成電路芯片為多個。
28.根據(jù)權(quán)利要求15至27中任一項所述的電源模塊，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)動電路、脈寬調(diào)制器、以及控制器為一體的單元模塊。
29.根據(jù)權(quán)利要求15至27中任一項所述的電源模塊，其特征在于，所述電子元器件還包括電阻和/或電容。
30.根據(jù)權(quán)利要求29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)動電路、脈寬調(diào)制器、以及控制器為一體的單元模塊。
31.根據(jù)權(quán)利要求15至27中任一項所述的電源模塊，其特征在于，所述電子元器件還包括 MOSFET。
32.根據(jù)權(quán)利要求31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)動電路、脈寬調(diào)制器、以及控制器為一體的單元模塊。
33.根據(jù)權(quán)利要求15至27中任一項所述的電源模塊，其特征在于，所述磁性體的邊緣不超出所述連接體的邊緣。
34.根據(jù)權(quán)利要求15至27中任一項所述的電源模塊，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】H02M1/00GK104300766SQ201410453323
【公開日】2015年1月21日 申請日期: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 申請人:勝美達電機（香港）有限公司