功率模块制造技术

本实用新型专利技术关于一种功率模块，功率模块包括磁性组件、功率器件及导接组件。磁性组件包括本体、绕组、第一表面与第二表面。绕组设置于本体上，且第一表面相对于第二表面。功率器件设置于该磁性组件上，且包括第三表面与第四表面。第三表面相对于第四表面。导接组件设置于磁性组件上，且电连接至磁性组件与功率器件。其中功率器件的第三表面或第四表面至少部分贴附于至少一磁性组件的第一表面或第二表面，且功率器件的第三表面或第四表面至少部分位于磁性组件的第一表面或第二表面的投影包络内，以使磁性组件支撑功率器件。其中功率器件可以为裸功率芯片。

Power module

The utility model relates to a power module, which comprises a magnetic component, a power device and a guide component. The magnetic component comprises a body, a winding, a first surface and a second surface. The winding is arranged on the body and the first surface is relative to the second surface. The power device is arranged on the magnetic component and comprises a third surface and a fourth surface. The third surface is relative to the fourth surface. The guide assembly is arranged on the magnetic component and electrically connected to the magnetic component and the power device. The third or fourth surface of the power device is at least partially attached to the first or second surface of at least one magnetic component, and the third or fourth surface of the power device is at least partially located in the projection envelope of the first or second surface of the magnetic component to enable the magnetic component to support the power device. The power device can be a bare power chip.

【技术实现步骤摘要】
功率模块
本公开涉及一种功率模块，特别涉及一种优化的功率模块及其制造方法。
技术介绍
随着人类智慧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为之，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为之，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。而近年来，由于开关电源相对于线性电源可表现出更佳的效率转换，因此，开关电源的应用也日趋广泛。但是相对于线性电源而言，开关电源的电路更为复杂，而且通常还会有磁性组件/电容器等作为储能/滤波的作用，故不容易实现芯片集成的应用。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与一电源连接，以接收输入电压Vin。主开关管Q1的一端连接于输入滤波电容Cin，另一端连接于电感L，主开关管Q1进行导通与截止的切换运行，以调整输入传递至输出的能量及调整输出电压电流，其中主开关管Q1通常为一金属氧化物半导体(MOS)场效晶体管所构成。续流管Q2的一端连接于主开关管Q1与电感器L的一节点，另一端则接地，续流管Q2为电感器L释放能量续流提供通道，其中续流管Q2可以为二极管，然而为了降低损耗，亦可为一金属氧化物半导体(MOS)场效晶体管所构成，并进行同步整流控制，以实现近理想二极管功能。电感器L的一端连接于主开关管Q1与续流管Q2的节点，另一端连接于输出电容器Co，电感器L与输出电容器Co协同地将主开关管Q1与续流管Q2间的交互切换运行而形成的方波输出电压过滤成平均值，即直流输出至一输出电压Vout。输出电容器Co架构于吸收电感器L所输出的电流纹波，以使输出电压Vout的电压纹波小于要求值。降压式变换电路的输出电压Vout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。现有技术为了进一步提升电源转换器的转换效率及功率密度，遂有从例如磁性组件、裸功率芯片、电容组件等角度进行独立优化，然而随着技术进步，单一组件独立优化已经逐渐达到了极致，无法进一步实现高效率和高功率密度。因此，如何发展一种功率模块，以为电源性能的优化增加新的空间，进一步实现高效率及高功率密度的目的，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功率模块及其制造方法。通过磁性组件承载裸功率芯片的结构，可优化并整合磁性组件与裸功率芯片的连接，从而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及其制造方法。整合优化功率模块可因应不同的应用需求而调变，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。本公开再一目的在于提供一种功率模块及其制造方法，通过形成一连片结构，简化磁性组件承载裸功率芯片的工艺，提升生产效率，实现组装优化的功率模块及降低其制造成本的目的。为实现上述目的，本公开提供一种功率模块，其包括：至少一磁性组件，包括一本体、至少一绕组、一第一表面与一第二表面，其中该绕组设置于该本体上，且该第一表面相对于该第二表面；至少一裸功率芯片，设置于该至少一磁性组件上，且包括一第三表面与一第四表面，其中该第三表面相对于该第四表面，以及至少一导接组件，设置于该至少一磁性组件上，且电连接至该至少一磁性组件与该至少一裸功率芯片，其中该至少一裸功率芯片的该第三表面或该第四表面至少部分贴附于该至少一磁性组件的该第一表面或该第二表面，且该至少一裸功率芯片的该第三表面或该第四表面至少部分位于该至少一磁性组件的该第一表面或该第二表面的投影包络内，以使该至少一磁性组件支撑该至少一裸功率芯片。优选地，该功率模块还包括一第一绝缘材料层，设置于该磁性组件的至少一侧壁或该磁性组件的该第一表面或该第二表面，其中该至少一裸功率芯片的该第三表面或该第四表面位于该磁性组件与该第一绝缘材料层的投影包络内，以使该至少一磁性组件与该第一绝缘材料层支撑该至少一裸功率芯片。优选地，该功率模块还包括至少两磁性组件，其中该至少两磁性组件的该第一表面或该至少两磁性组件的该第二表面是共平面。优选地，该功率模块还包括至少一器件，包覆于该第一绝缘材料层内，其中该至少一器件的至少一平面与该磁性组件的该第一表面或该第二表面是共平面。优选地，该功率模块还包括一粘结材料层，设置于该至少一裸功率芯片与该至少一磁性组件之间，使该至少一裸功率芯片的该第三表面或该第四表面至少部分贴附于该至少一磁性组件的该第一表面或该第二表面。优选地，该功率模块还包括一第二绝缘材料层，设置于该磁性组件的该第一表面或该第二表面，且包覆该至少一裸功率芯片。优选地，该至少一导接组件包括至少一导接孔及至少一第一金属化布线层，该至少一第一金属化布线层设置于该第二绝缘材料层上，该至少一导接孔连接该至少一第一金属化布线层至该裸功率芯片的该第三表面或该第四表面或该至少一磁性组件的该第一表面或该第二表面。优选地，该功率模块还包括一第三绝缘材料层，设置于该第二绝缘材料层上，其中该导接组件还包括至少一第二导接金属化层，设置于该第三绝缘材料层，且彼此电连接，其中该至少一裸功率芯片与该至少一磁性组件通过该至少一第一导接金属化层电连接。优选地，该至少一裸功率芯片包括至少一电极，设置于该第三表面或该第四表面，且通过该至少一导接组件电连接至该至少一磁性组件。优选地，该至少一磁性组件包括至少一引出电极，设置于该第一表面或该第二表面，且通过该至少一导接组件电连接至该至少一裸功率芯片。优选地，该至少一磁性组件包括至少一凹槽，设置于该第一表面或该第二表面上，于该至少一裸功率芯片或该至少一器件贴附该至少一磁性组件时，部分容置该至少一裸功率芯片或该至少一器件。优选地，该功率模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率模块，其特征在于，包括：至少一磁性组件，包括一本体、至少一绕组、一第一表面与一第二表面，其中该绕组设置于该本体上，且该第一表面相对于该第二表面；至少一裸功率芯片，设置于该至少一磁性组件上，且包括一第三表面与一第四表面，其中该第三表面相对于该第四表面，以及至少一导接组件，设置于该至少一磁性组件上，且电连接至该至少一磁性组件与该至少一裸功率芯片，其中该至少一裸功率芯片的该第三表面或该第四表面至少部分贴附于该至少一磁性组件的该第一表面或该第二表面，且该至少一裸功率芯片的该第三表面或该第四表面至少部分位于该至少一磁性组件的该第一表面或该第二表面的投影包络内，以使该至少一磁性组件支撑该至少一裸功率芯片。

【技术特征摘要】
1.一种功率模块，其特征在于，包括：至少一磁性组件，包括一本体、至少一绕组、一第一表面与一第二表面，其中该绕组设置于该本体上，且该第一表面相对于该第二表面；至少一裸功率芯片，设置于该至少一磁性组件上，且包括一第三表面与一第四表面，其中该第三表面相对于该第四表面，以及至少一导接组件，设置于该至少一磁性组件上，且电连接至该至少一磁性组件与该至少一裸功率芯片，其中该至少一裸功率芯片的该第三表面或该第四表面至少部分贴附于该至少一磁性组件的该第一表面或该第二表面，且该至少一裸功率芯片的该第三表面或该第四表面至少部分位于该至少一磁性组件的该第一表面或该第二表面的投影包络内，以使该至少一磁性组件支撑该至少一裸功率芯片。2.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，还包括一第一绝缘材料层，设置于该磁性组件的至少一侧壁或该磁性组件的该第一表面或该第二表面，其中该至少一裸功率芯片的该第三表面或该第四表面位于该磁性组件与该第一绝缘材料层的投影包络内，以使该至少一磁性组件与该第一绝缘材料层支撑该至少一裸功率芯片。3.如权利要求2所述的功率模块，其特征在于，还包括至少两磁性组件，其中该至少两磁性组件的该第一表面或该至少两磁性组件的该第二表面是共平面。4.如权利要求2所述的功率模块，其特征在于，还包括至少一器件，包覆于该第一绝缘材料层内，其中该至少一器件的至少一平面与该磁性组件的该第一表面或该第二表面是共平面。5.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，还包括一粘结材料层，设置于该至少一裸功率芯片与该至少一磁性组件之间，使该至少一裸功率芯片的该第三表面或该第四表面至少部分贴附于该至少一磁性组件的该第一表面或该第二表面。6.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，还包括一第二绝缘材料层，设置于该磁性组件的该第一表面或该第二表面，且包覆该至少一裸功率芯片。7.如权利要求6所述的功率模块，其特征在于，该至少一导接组件包括至少一导接孔及至少一第一金属化布线层，该至少一第一金属化布线层设置于该第二绝缘材料层上，该至少一导接孔连接该至少一第一金属化布线层至该裸功率芯片的该第三表面或该第四表面或该至少一磁性组件的该第一表面或该第二表面。8.如权利要求7所述的功率模块，其特征在于，还包括一第三绝缘材料层，设置于该第二绝缘材料层上，其中该导接组件还包括至少一第二导接金属化层，设置于该第三绝缘材料层，且彼此电连接，其中该至少一裸功率芯片与该至少一磁性组件通过该至少一第一导接金属化层电连接。9.如权利要求7所述的功率模块，其特征在于，该至少一裸功率芯片包括至少一电极，设置于该第三表面或该第四表面，且通过该至少一导接组件电连接至该至少一磁性组件。10.如权利要求7所述的功率模块，其特征在于，该至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪守玉，陈庆东，鲁凯，季鹏凯，辛晓妮，周敏，张钰，曾剑鸿，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾,71