功率模块及其制造方法技术

本公开涉及一种磁性组件及其适用的功率模块。该磁性组件包括第一磁芯、第二磁芯及第一串接绕组。第一磁芯与第二磁芯彼此接合。第一磁芯具有第一上表面，第一下表面、第一侧壁、第二侧壁、第一侧壁通孔以及第二侧壁通孔，其中第一侧壁通孔位于第一侧壁，第二侧壁通孔位于第二侧壁。第一串接绕组具有第一上层绕组、第一下层绕组、第一侧壁绕组以及第二侧壁绕组，其中第一上层绕组设置于第一上表面，第一下层绕组设置于第一下表面，第一侧壁绕组设置于第一侧壁通孔，第二侧壁绕组设置于第二侧壁通孔。第一上层绕组与第一下层绕组通过第一侧壁绕组连接，第二侧壁绕组连接于第一下层绕组，藉此串接构成第一串接绕组。

【技术实现步骤摘要】
功率模块及其制造方法本申请是申请日为2016年3月3日，申请号为201610120906.6，专利技术名称为“磁性组件及其适用的功率模块”的专利技术专利申请的分案申请。
本公开涉及一种磁性组件及功率模块，特别涉及一种优化的磁性组件及其适用的功率模块。
技术介绍
随着人类智能化生活要求的提升以及对智能型产品制造要求的提高、物联网等的兴起，社会对信息传输以及数据处理的需求也日益旺盛。其中针对集中式的数据处理中心而言，服务器可谓其最主要的关键单元，而此类服务器的主板则通常由中央处理单元(CPU)、芯片组(Chipsets)、内存等等数据处理数字芯片和其供电电源及必要外围组件所组成。然而随着单位体积内服务器处理能力的提升，也意味着这类数字芯片的数量、集成度亦需随之提升，进而导致空间占用率和功率耗损的提升。因此，系统为这些数字芯片所提供的电源(因为与数据处理芯片同在一块主板上，又称主板电源)，就被期望有更高的效率，更高的功率密度和更小的体积，来支持整个服务器乃至整个数据中心的节能和占用面积的缩减。由于前述数字芯片的供电要求通常以低电压及大电流实现，而为了减少输出引线的损耗和阻抗影响，多于主板的位置上为其设置直接供电的电源，以尽量靠近数字芯片。因此，这类直接为芯片供电的电源，即被称为点电源(PointoftheLoad，POL)，其电源的输入则需由其他外加电源所提供。目前服务器主板上点电源典型的输入电压为12V左右。另一方面，对于分布式的信息终端应用而言，由于构成组件及数字芯片等其必须被集成在很小的空间内并在长时间内持续工作，而且其供电通常是采较低的工作电压实现，通常由3V至5V的电池等电能储放装置提供。因此为其供电的电源对高效率和高功率密度的要求更加迫切。目前，针对低压直流/直流(DC/DC)转换场合，通常直接使用降压式变换电路(Buckcircuit)来实现，输出0V至5V之间的各种电压给相应的数字芯片。如图1所示，其公开一降压式变换电路的电路图。降压式变换电路包括输入滤波电容器Cin、主开关管Q1、续流管Q2、电感器L以及输出电容器Co。输入滤波电容器Cin是与一电源连接，以接收输入电压Vin。主开关管Q1是进行导通与截止的切换运作，以调整输出电压Vo及输出电流Io。降压式变换电路的输出电压Vo可提供能量给一负载RL，即如数字芯片或中央处理单元(CPU)等。然而于前述电路中，电感器L无论是损耗还是体积都在转换器中占了相当大的比重。因此，如何提供一个高效率同时又是高空间利用率的电感器，是实现系统高效率高功率密度的重要前提。目前业界典型的电感解决方案有铁粉芯电感，低温共烧陶瓷(LTCC)电感，铁氧体电感等。其中铁粉芯电感由于其损耗较大，不适合于高效率的场合。而LTCC电感由于受层叠压合工艺的限制，金属绕线层的厚度通常较薄，其通流能力有限，只能用在小电流的应用场合。铁氧体电感则有两种形式，一种是将绕组设置在磁芯窗口内，这样会存在安装公差，绕组成型所需的R角等空间浪费，其空间利用率通常较低。因此，如何发展一种新的磁性组件及其适用的功率模块来解决现有技术所面临的问题，实为本领域所需面对的课题。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种磁性组件及其适用的功率模块。可优化并整合磁性组件，使功率模块可以实现高效率和高功率密度，有效降低功率模块对系统主板资源的占用，进一步提高功率模块产品的竞争力。本公开另一目的在于提供一种功率模块。整合优化的磁性组件可依功率模块的应用需求而调变，增加可为设计的变化，进一步优化功率模块的电路特性，同时集合更多功能于功率模块之中。为达上述目的，本公开提供一种磁性组件，包括第一磁芯、第二磁芯及第一串接绕组。第一磁芯具有第一上表面、第一下表面、第一侧壁、第二侧壁、第一侧壁通孔以及第二侧壁通孔，其中第一侧壁通孔位于第一侧壁，第二侧壁通孔位于第二侧壁。第二磁芯具有第二上表面及第二下表面，且第二上表面或第二下表面至少部分贴附于第一磁芯的第一上表面或第一下表面。第一串接绕组具有第一上层绕组，第一下层绕组、第一侧壁绕组以及第二侧壁绕组，其中第一上层绕组设置于第一上表面，第一下层绕组设置于第一下表面，第一侧壁绕组设置于第一侧壁通孔，第二侧壁绕组设置于第二侧壁通孔。第一上层绕组与第一下层绕组通过第一侧壁绕组连接，第二侧壁绕组连接于第一下层绕组，藉此串接构成第一串接绕组。为达上述目的，本公开更提供一种功率模块，其包括磁性组件、开关组件及导接垫片组。磁性组件包括至少第一磁芯、第二磁芯及第一串接绕组。第一磁芯具有第一上表面、第一下表面、第一侧壁、第二侧壁、至少一个第一侧壁通孔及至少一个第二侧壁通孔，其中第一侧壁通孔位于第一侧壁，第二侧壁通孔位于第二侧壁。第一串接绕组具有第一上层绕组、第一下层绕组、第一侧壁绕组及第二侧壁绕组。第二磁芯具有第二上表面及第二下表面，且第二上表面或第二下表面至少部分贴附于第一磁芯的第一上表面或第一下表面。第一上层绕组设置于第一上表面，第一下层绕组设置于第一下表面，第一侧壁绕组设置于第一侧壁通孔，第二侧壁绕组设置于第二侧壁通孔，且第一上层绕组与第一下层绕组通过第一侧壁绕组连接，第二侧壁绕组连接于第一下层绕组，藉此串接构成第一串接绕组。开关组件设置于第一磁芯的第一上表面或第一下表面。导接垫片组设置于第一磁芯的第一上表面或第一下表面，且与开关组件电连接。附图说明图1显示的是一降压式变换电路的电路图。图2A显示的是本公开第一较佳实施例的磁性组件的侧视图。图2B显示的是图2A磁性组件的部分立体结构示意图。图2C显示的是图2A磁性组件的部分结构俯视图。图2D显示的是图2A磁性组件的部分结构侧视图。图3A至3C显示的是本公开较佳实施例的磁性组件的各阶段制造流程示意图。图4A显示的是本公开第二较佳实施例的磁性组件的侧视图。图4B显示的是图4A的磁性组件的另一实施态样的侧视图。图5显示的是本公开第三较佳实施例的磁性组件的侧视图。图6显示的是本公开第四较佳实施例的磁性组件的俯视图。图7显示的是本公开第五较佳实施例的磁性组件的侧视图。图8显示的是本公开第六较佳实施例的磁性组件的侧视图。图9显示的是本公开第七较佳实施例的磁性组件的侧视图。图10显示的是本公开第八较佳实施例的磁性组件的侧视图。图11显示的是本公开第九较佳实施例的磁性组件的侧视图。图12A至12D显示的是图11的磁性组件各阶段制造流程示意图。图13显示的是本公开第十较佳实施例的磁性组件的侧视图。图14显示的是本公开第十一较佳实施例的磁性组件的侧视图。附图标记说明：1、1a、1b、1c、1d、1e：磁性组件11：第一磁芯111：第一上表面112：第一下表面1131：第一侧壁1132：第二侧壁1133：第一侧壁通孔1134：第二侧壁通孔12：第一串接绕组121：第一上层绕组122：第一下层绕组1231：第一侧壁绕组1232：第二侧壁绕组13：绝缘材料层14：第二磁芯141：第二上表面142：第二下表面1431：第三侧壁通孔1432：第四侧壁通孔144：气隙15：黏结材料16：绝缘介电层161：上绝缘介电层162：下绝缘介电层17：第二层绕组171：过孔172：第二层上绕组173：上下导接部174：第二层下绕组18：第二串接绕组181：第二上层绕组182：第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率模块，其包括：一磁性组件，具有至少一上表面、至少一下表面以及至少一串接绕组，其中该至少一上表面相对于该至少一下表面；以及一电子器件，设置于该磁性组件的该至少一上表面或该至少一下表面，且通过一导接布线电连接至该至少一串接绕组，其中该电子器件位于该磁性组件的该至少一上表面或至少一下表面的投影包络内。

【技术特征摘要】
1.一种功率模块，其包括：一磁性组件，具有至少一上表面、至少一下表面以及至少一串接绕组，其中该至少一上表面相对于该至少一下表面；以及一电子器件，设置于该磁性组件的该至少一上表面或该至少一下表面，且通过一导接布线电连接至该至少一串接绕组，其中该电子器件位于该磁性组件的该至少一上表面或至少一下表面的投影包络内。2.如权利要求1所述的功率模块，其中该磁性组件包括：一第一磁芯，具有一第一上表面，一第一下表面，一第一侧壁，一第二侧壁，至少一个第一侧壁通孔及至少一个第二侧壁通孔，其中该第一侧壁通孔位于该第一侧壁，该第二侧壁通孔位于该第二侧壁，该第一侧壁与该第二侧壁相对；一第二磁芯，具有一第二上表面及一第二下表面，该第二磁芯的该第二下表面至少部分通过一粘结材料贴附于该第一磁芯的该第一上表面；以及至少一第一串接绕组，具有一第一上层绕组，一第一侧壁绕组及一第二侧壁绕组，其中该第一上层绕组设置于该第一上表面，该第一侧壁绕组设置于该第一侧壁通孔，该第二侧壁绕组设置于该第二侧壁通孔，且该第一上层绕组与该第一侧壁绕组及该第二侧壁绕组连接而构成该第一串接绕组。3.如权利要求2所述的功率模块，其中该第一串接绕组还包括一第一下层绕组，设置于该第一磁芯的该第一下表面，且该第一上层绕组与该第一下层绕组通过该第一侧壁绕组连接，该第二侧壁绕组连接于该第一下层绕组，藉此以串接方式构成该第一串接绕组。4.如权利要求2所述的磁性组件，其中该第一磁芯或该第二磁芯还包括至少一个气隙。5.如权利要求2所述的功率模块，其中该第一磁芯或该第二磁芯还包括一贯通区域，并填具有一非磁绝缘材料，以形成一非磁性区。6.如权利要求2所述的功率模块，其中该第一磁芯具有一绝缘材料层，包覆于该第一上表面、该第一下表面、该第一侧壁通孔及该第二侧壁通孔，以隔绝该第一磁芯与该第一串接绕组。7.如权利要求2所述的功率模块，其中该磁性组件还包括：一绝缘介电层，设置于该第一串接绕组之上；以及一第二层绕组，设置于该绝缘介电层之上，且并联或串联至该第一串接绕组。8.如权利要求2所述的功率模块，其中该第二磁芯为一磁性胶层，设置于该第一磁芯的该第一上表面。9.如权利要求2所述的功率模块，其中该第一串接绕组具有一金属化层，该金属化层依附于第一磁芯。10.如权利要求2-9中任一项所述的功率模块，其中该第二磁芯还包括有一第三侧壁、一第四侧壁、至少一个第三侧壁通孔及至少一个第四侧壁通孔，其中该第三侧壁通孔位于该第三侧壁，该第四侧壁通孔位于该第四侧壁，该第三侧壁与该第四侧壁相对。11.如权利要求10所述的功率模块，其中该第二磁芯还包括一第二串接绕组，该第二串接绕组具有一第二上层绕组、一第二下层绕组、一第三侧壁绕组及一第四侧壁绕组，该第二上层绕组设置于该第二磁芯的该第二上表面，该第二下层绕组设置于该第二磁芯的该第二下表面，该第三侧壁绕组设置于该第二磁芯的该第三侧壁通孔，该第四侧壁绕组设置于该第二磁芯的该第四侧壁通孔，且该第二上层绕组与该第二下层绕组通过该第三侧壁绕组连接，第四侧壁绕组连接于该第二下层绕组，藉此以串接方式构成该第二串接绕组。12.如权利要求11所述的功率模块，其中该第二磁芯具有一绝缘材料层，包覆于该第二上表面、该第二下表面、该第三侧壁通孔及该第四侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾剑鸿，洪守玉，周敏，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31