一種集成封裝電源的製作方法
2023-07-30 13:36:51 1
一種集成封裝電源的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種集成封裝電源，包括控制部分、磁性器件和連接部分；所述控制部分包括控制晶片、功率管和外圍電路，所述控制晶片產生高頻信號，所述功率管對所述高頻信號進行功率放大；所述磁性器件包括繞組和封裝材料，由繞組與封裝材料共同作用形成磁性器件；所述連接部分用於提供支撐，並實現所述控制部分和磁性器件的電氣連接。本實用新型充分利用了集成封裝區域的整個空間結構，通過繞組與封裝材料共同作用形成磁性器件，在有限體積內增加了磁性器件感量，加大了繞組過電流能力，減小了功率磁性器件的佔板面積，減小了集成封裝電源的體積，降低了電源厚度，提高了功率密度，提升了產品競爭力。
【專利說明】一種集成封裝電源
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電源【技術領域】，特別是涉及一種集成封裝電源。
【背景技術】
[0002]隨著通信、寬帶網絡等各個行業發展，要求電源供電系統體積越來越小，功率密度越來越高。鑑於此，各電源廠家紛紛推出將控制1C、功率M0SFET、阻容、磁性器件等分立器件封裝在一起，可以作為一個整體調用的集成封裝電源模塊。
[0003]以非隔離電源模塊為例，現有技術的集成封裝電源的結構如圖1和圖2所示，包括三個主要部分:a)集成了控制晶片、功率MOSFET及阻容器件的控制部分2 ；b)傳統已經成型的鐵氧體或鐵粉芯功率電感器3 ;c)將控制部分2與功率電感3實現電氣連接並為之提供支撐的引線框架或其他產品結構I。
[0004]圖1所示的集成封裝電源通過封裝材料將1、2、3組合固定成型，作為一個整體供用戶調用。為了提高集成了功率MOSFET的控制部分2散熱，通常封裝完成後的結構如圖3所示，集成封裝電源最高高度由圖1中功率電感器3的最高高度決定。
[0005]圖2中間虛線左側12代表包括功率電感器、輸入、輸出濾波電容等高器件部分，虛線右側11代表控制器件、功率M0SFET、小封裝阻容等低器件部分。
[0006]但是，現有技術的集成封裝電源使用的磁性器件具有體積大、感量小、繞組普遍通流能力小的缺點。
實用新型內容
[0007]本實用新型要解決的技術問題是提供一種集成封裝電源，用以解決現有技術的集成封裝電源使用的磁性器件體積大、感量小、繞組普遍通流能力小的問題。
[0008]為解決上述技術問題，一方面，本實用新型提供一種集成封裝電源，包括控制部分、磁性器件和連接部分；
[0009]所述控制部分包括控制晶片、功率管和外圍電路，所述控制晶片產生高頻信號，所述功率管對所述高頻信號進行功率放大；
[0010]所述磁性器件包括繞組和封裝材料，由繞組與封裝材料共同作用形成磁性器件；
[0011]所述連接部分用於提供支撐，並實現所述控制部分和磁性器件的電氣連接。
[0012]進一步，所述繞組的一部分位於所述控制部分的正上方空間。
[0013]進一步，所述磁性器件的繞組為一個或由多個相互耦合在一起的繞組組成。
[0014]進一步，所述磁性器件的繞組由多個單繞組並行組成，每個單繞組封裝完成後有兩個外露的供用戶連接使用的端子。
[0015]進一步，所述控制部分的器件的連接端子及所述連接部分的電氣引線上含有絕緣層，用於增大所述連接端子及電氣引線與所述封裝材料之間的電阻係數。
[0016]進一步，所述功率管為功率MOSFET或功率三極體。
[0017]進一步，所述連接部分為印刷電路板或弓I線框架。[0018]進一步，還包括已經成型磁性元器件，所述已經成型磁性元器件通過所述連接部分與所述控制部分連接，並封裝於所述封裝材料內。
[0019]進一步，所述已經成型磁性元器件由鐵氧體或鐵粉芯磁性材料構成。
[0020]進一步，所述已經成型磁性元器件為單個或多個功率電感、單個或多個變壓器、單個或多個電感與變壓器耦合磁性元器件。
[0021]進一步，所述已經成型磁性元器件表面及引腳電氣連接端子上含有絕緣層，用於增大所述已經成型磁性元器件表面及引腳電氣連接端子與所述封裝材料之間的電阻係數。
[0022]本實用新型有益效果如下:
[0023]本實用新型充分利用了集成封裝區域的整個空間結構，通過繞組與封裝材料共同作用形成磁性器件，在有限體積內增加了磁性器件感量，加大了繞組過電流能力，減小了功率磁性器件的佔板面積，減小了集成封裝電源的體積，降低了電源厚度，提高了功率密度，提升了產品競爭力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是現有技術的集成封裝電源的結構圖；
[0025]圖2是圖1的主視圖；
[0026]圖3是圖1的集成封裝電源封裝完成後的透視圖；
[0027]圖4是本實用新型實施例的一種集成封裝電源的結構圖；
[0028]圖5是圖4的集成封裝電源封裝完成後的透視圖；
[0029]圖6是本實用新型實施例的一種包含已經成型磁性元器件的集成封裝電源的結構圖；
[0030]圖7是本實用新型實施例繞組結構不閉封，留出外露引腳端子由用戶根據需要選擇連接的繞組結構示意圖；
[0031]圖8是圖7基礎上增加已經成型磁性元器件的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0032]為了解決現有技術的集成封裝電源使用的磁性器件體積大、感量小、繞組普遍通流能力小的問題，本實用新型提供了一種集成封裝電源，以下結合附圖以及六個實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不限定本實用新型。
[0033]實施例1
[0034]以非隔離產品為例，本實用新型實施例的一種集成封裝電源的結構如圖4所示，其封裝後的透視圖如圖5所示。參照圖4和圖5，本實施例的集成封裝電源包括控制部分
2、磁性器件和連接部分I。
[0035]所述控制部分包括控制晶片、功率管和外圍電路，所述控制晶片產生高頻信號，所述功率管對所述高頻信號進行功率放大；所述功率管可以功率M0SFET，也可以採用功率三極體。
[0036]所述磁性器件包括繞組5和封裝材料6，由繞組5與封裝材料6共同作用形成磁性器件。本實施例中所述繞組5的一部分位於所述控制部分2的正上方空間。所述控制部分2的器件的連接端子及所述連接部分I的電氣引線上也可以採用絕緣層，用於增大所述連接端子及電氣引線與所述封裝材料6之間的電阻係數。
[0037]所述連接部分I用於提供支撐，並實現所述控制部分2和磁性器件的電氣連接，本實施例中，所述連接部分採用印刷電路板。
[0038]現有封裝電源產品中的磁性元器件是封裝前即已經完全成型，而本實施例所述封裝電源產品中的磁性元器件在封裝前沒有成型或沒有完全成型，封裝後，繞組與封裝材料共同作用形成功率磁性器件。
[0039]本實施例中，繞組5為半匝電感繞組結構，給出的只是一種優選實施例，具體應用時可根據需要任意改變繞組結構或由幾個相互耦合在一起的繞組結構組成，更好的利用整個集成封裝電源產品的板上空間以及系統中低器件的正上方空間部分，增大電感感量、力口大繞組線徑以增大繞組通流能力、減小電感體積，進一步減小非隔離集成封裝電源產品體積，提升產品的市場競爭力。
[0040]實施例2
[0041]本實用新型實施例的另一種集成封裝電源的結構如圖6所示，與實施例1相比，本實施例還包括已經成型磁性元器件7，所述已經成型磁性元器件7通過所述連接部分I與所述控制部分2連接，並封裝於所述封裝材料內。
[0042]本實施例中，所述已經成型磁性元器件由鐵氧體或鐵粉芯等磁性材料構成，代表單個或多個功率電感、單個或多個變壓器、單個或多個電感與變壓器耦合磁性元器件等各種本領域技術人員所了解的磁性元器件單體、多體或組合體。
[0043]本實施例中，已經成型磁性元器件7表面及引腳電氣連接端子上可以採用絕緣層，用於增大所述已經成型磁性元器7件表面及引腳電氣連接端子與所述封裝材料之間的電阻係數。
[0044]實施例3
[0045]本實用新型實施例的另一種集成封裝電源的結構如圖7所示，其中磁性器件的繞組由兩個單繞組8、9並行組成，每個單繞組封裝完成後有兩個外露的供用戶連接使用的端子，用戶可根據需要並行或串行連接這些端子，以達到所需要的感量或通流能力。
[0046]本實施例的集成封裝電源，具體實施過程還可以通過控制局部封裝材料的配方，在封裝完成後，以達到部分繞組與封裝材料組合形成的磁性元器件感量高或抗飽和能力強的目的。
[0047]實施例4
[0048]本實用新型實施例的一種集成封裝電源的結構如圖8所示，與實施例3相比，本實施例在圖7的基礎上，增加了已經成型磁性元器件7，所述已經成型磁性元器件7通過所述連接部分I與所述控制部分2連接，並封裝於所述封裝材料內。可根據實際需要，決定是否在已經成型磁性元器件7上塗覆絕緣材料。
[0049]實施例5
[0050]以圖4和圖5所示的集成封裝電源為例，本實用新型實施例的一種集成封裝電源的製作方法包括以下步驟:
[0051](I)將控制部分2與連接部分I進行電氣連接，所述控制部分2包括控制晶片、功率管和外圍電路，所述控制晶片產生高頻信號，所述功率管對所述高頻信號進行功率放大。需要時，可首先對該部分器件及電氣引線加以處理，以增大該部分器件的電氣連接端子與封裝材料之間的電阻係數，通過這種處理來屏蔽磁性器件磁通量變化對該部分電路的幹擾影響。
[0052](2)將繞組5與連接部分I進行電氣連接。所述繞組5的一部分位於所述控制部分2的正上方空間。
[0053](3)將控制部分2、繞組5和連接部分I用封裝材料6進行封裝。封裝後，繞組5與封裝材料6組合形成功率電感器。
[0054]本實施例的方法充分利用整個電源結構低器件的正上空部分來形成電感器，與傳統的功率電感先成型相比，達到同樣的電感量，該方法電源整體電感需要的板上空間更小，通流能力更強，從而達到減小整個非隔離集成封裝電源體積的目的，增大了功率密度。所述繞組與封裝材料共同作用形成磁性器件。
[0055]實施例6
[0056]對於圖6所示的集成封裝電源，本實用新型實施例的集成封裝電源的製作方法與實施例5相比，在進行封裝之前，增加了將已經成型磁性元器件與連接部分進行電氣連接。需要時，首先對圖6所示磁性元件7表面及引腳電氣連接端子做適當的處理，以增大該部分結構與封裝材料之前的電阻係數，該處理用以屏蔽磁性元器件磁通變化對其他電子元器件的幹擾影響。在封裝時通過封裝材料將圖6中連接部分1、控制部分2、繞組5 (5代表可以根據使用需要任意改變的繞組結構或由幾個相互耦合在一起的繞組結構)、成型的磁性元器件7及其他需封裝在系統內的元器件組合在一起，形成一個整體的電源系統，供用戶使用。需要說明的是，磁性元器件7不塗覆絕緣材料時，封裝完成後，繞組結構5與封裝材料共同作用形成的磁性元器件與7存在磁耦合的關係，可以根據實際需要決定是否在磁性元器件7上塗覆絕緣材料。
[0057]對於圖7、圖8所示的集成封裝電源，其製作方法與上述實施例的製作方法類似。
[0058]本實用新型充分利用了集成封裝區域的整個空間結構，通過繞組與封裝材料共同作用形成磁性器件，在有限體積內增加了磁性器件感量，加大了繞組過電流能力，減小了功率磁性器件的佔板面積，減小了集成封裝電源的體積，降低了電源厚度，提高了功率密度，提升了產品競爭力。
[0059]儘管為示例目的，已經公開了本實用新型的優選實施例，本領域的技術人員將意識到各種改進、增加和取代也是可能的，因此，本實用新型的範圍應當不限於上述實施例。
【權利要求】
1.一種集成封裝電源，其特徵在於，包括控制部分、磁性器件和連接部分； 所述控制部分包括控制晶片、功率管和外圍電路，所述控制晶片產生高頻信號，所述功率管對所述高頻信號進行功率放大； 所述磁性器件包括繞組和封裝材料，由繞組與封裝材料共同作用形成磁性器件； 所述連接部分用於提供支撐，並實現所述控制部分和磁性器件的電氣連接。
2.如權利要求1所述的集成封裝電源，其特徵在於，所述繞組的一部分位於所述控制部分的正上方空間。
3.如權利要求2所述的集成封裝電源，其特徵在於，所述磁性器件的繞組為一個或由多個相互耦合在一起的繞組組成。
4.如權利要求2所述的集成封裝電源，其特徵在於，所述磁性器件的繞組由多個單繞組並行組成，每個單繞組封裝完成後有兩個外露的供用戶連接使用的端子。
5.如權利要求1所述的集成封裝電源，其特徵在於，所述控制部分的器件的連接端子及所述連接部分的電氣引線上含有絕緣層，用於增大所述連接端子及電氣引線與所述封裝材料之間的電阻係數。
6.如權利要求1所述的集成封裝電源，其特徵在於，所述功率管為功率MOSFET或功率三極體。
7.如權利要求1所述的集成封裝電源，其特徵在於，所述連接部分為印刷電路板或引線框架。
8.如權利要求1至7任一項所述的集成封裝電源，其特徵在於，還包括已經成型磁性元器件，所述已經成型磁性元器件通過所述連接部分與所述控制部分連接，並封裝於所述封裝材料內。
9.如權利要求8所述的集成封裝電源，其特徵在於，所述已經成型磁性元器件由鐵氧體或鐵粉芯磁性材料構成。
10.如權利要求8所述的集成封裝電源，其特徵在於，所述已經成型磁性元器件為單個或多個功率電感、單個或多個變壓器、單個或多個電感與變壓器耦合磁性元器件。
11.如權利要求8所述的集成封裝電源，其特徵在於，所述已經成型磁性元器件表面及弓I腳電氣連接端子上含有絕緣層，用於增大所述已經成型磁性元器件表面及引腳電氣連接端子與所述封裝材料之間的電阻係數。
【文檔編號】H02M1/00GK203691210SQ201320861171
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】歐陽豔紅, 張濱, 甘旭, 王新坤 申請人:中興通訊股份有限公司