一种电源模块的结构及制备方法与流程

本发明属于电源模块，具体涉及一种电源模块的结构及制备方法。

背景技术：

1、电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，其特点是可为专用集成电路、数字信号处理器、微处理器、存储器、现场可编程门阵列及其他数字或模拟负载提供供电；一般来说，这类模块称为负载电源供应系统或使用点电源供应系统，由于模块式结构的优点甚多，因此模块电源广泛用于交换设备、接入设备、移动通讯、微波通讯以及光传输、路由器等通信领域和汽车电子、航空航天等。

2、如下图1所示为正常的fccsp封装结构，在电源模块类产品中，由于电源模块设计功能上需要使用电感元器件，但是局限于电感本身封装问题：1、电感封装外壳使用的是磁感应塑封料，不兼容封装过程中使用的塑封料；2、电感绕的线圈匝数越多电感封装的就尺寸越大，在封装过程中本身应力导致和package封装结不好导致塑封料和电感分层，分层会导致产品在做可靠性过程中冷热冲击使产品爆开，且产品封装包裹芯片和电感使得运行时产生的温度在产品本部散不出去，导致芯片运行速度降低，影响使用寿命。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种电源模块的结构及制备方法，能够解决现有技术中含电感的电源模块封装问题和散热问题。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种电源模块的结构，包括基板上设置有芯片，所述芯片两侧的基板上设置有铜柱，所述铜柱均电性连接同一电感，所述芯片设置有热传导件并接触电感底部；所述电感独立设置于基板外部。

4、进一步的，所述电感与铜柱顶部对应的位置设置有焊接引脚，所述电感与铜柱顶部通过锡膏电性连接。

5、进一步的，所述芯片顶部涂覆有散热胶，所述散热胶上侧设置有散热片，所述电感与散热片顶部对应的位置设置有散热引脚，所述散热片和芯片绝缘连接。

6、进一步的，所述散热片采用铜块。

7、进一步的，所述散热片和散热引脚焊接。

8、进一步的，所述芯片和铜柱封装与基板上。

9、进一步的，所述基板上还封装有至少一个元器件。

10、进一步的，所述芯片底部和基板顶部之间设置有底部填充胶。

11、一种电源模块的制备方法，包括以下步骤：

12、在电感底部设置焊接区域，基于表面组装方法在基板顶部贴上铜柱和芯片；

13、在芯片上固定设置热传导件，采用over mold结构用塑封料全部包裹基板上的铜柱和芯片；

14、采用磨胶工艺将铜柱和热传导件上表面裸露，并将电感焊接于铜柱和芯片上。

15、进一步的，所述采用磨胶工艺后的铜柱和热传导件上表面的高度差小于等于10μm。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

17、本发明提供一种电源模块的结构，包括基板上设置有芯片，所述芯片两侧的基板上设置有铜柱，所述铜柱均电性连接同一电感，所述芯片设置有热传导件并接触电感底部；所述电感独立设置于基板外部；本申请中的电感和基板位置相对采用纵向立体式排布，利用导电铜柱把电感外挂至空气中，采用热传导件把产品内部温度传递至电感外壳上，而电感采用磁感应塑封料，其含“金属”成分，再配合使用散热器等增加空气流动，使产品快速散热；且本申请在封装过程中不需要考虑电感在基板上的分布，产品塑封不需要考虑和电感结合率不好导致产品在做可靠性过程中因为冷热冲击导致爆开，延长使用寿命。

18、本发明提供一种电源模块的制备方法，包括以下步骤：在电感底部设置焊接区域，基于表面组装方法在基板顶部贴上铜柱和芯片；在芯片上固定设置热传导件，采用overmold结构用塑封料全部包裹基板上的铜柱和芯片，其封装方法为现有技术，通用性和适用性强；采用磨胶工艺将铜柱和热传导件上表面裸露，并将电感焊接于铜柱和芯片上，采用磨胶工艺效率高，但是其破坏铜柱表面的镀ni层，ni层用于防止铜柱表面的氧化铜和塑封料分层，但本申请中铜柱本身就是用来焊接的所以不影响，本方法操作简单，能够基于现有技术实现本申请的电源模块组装。

技术特征：

1.一种电源模块的结构，其特征在于，包括基板(1)上设置有芯片(5)，所述芯片(5)两侧的基板(1)上设置有铜柱(2)，所述铜柱(2)均电性连接同一电感(10)，所述芯片(5)设置有热传导件并接触电感(10)底部；所述电感(10)独立设置于基板(1)外部。

2.根据权利要求1所述一种电源模块的结构，其特征在于，所述电感(10)与铜柱(2)顶部对应的位置设置有焊接引脚(11)，所述电感(10)与铜柱(2)顶部通过锡膏(3)电性连接。

3.根据权利要求1所述一种电源模块的结构，其特征在于，所述芯片(5)顶部涂覆有散热胶(6)，所述散热胶(6)上侧设置有散热片(7)，所述电感(10)与散热片(7)顶部对应的位置设置有散热引脚(12)，所述散热片(7)和芯片(5)绝缘连接。

4.根据权利要求3所述一种电源模块的结构，其特征在于，所述散热片(7)采用铜块。

5.根据权利要求3所述一种电源模块的结构，其特征在于，所述散热片(7)和散热引脚(12)焊接。

6.根据权利要求1所述一种电源模块的结构，其特征在于，所述芯片(5)和铜柱(2)封装与基板(1)上。

7.根据权利要求1所述一种电源模块的结构，其特征在于，所述基板(1)上还封装有至少一个元器件(9)。

8.根据权利要求1所述一种电源模块的结构，其特征在于，所述芯片(5)底部和基板(1)顶部之间设置有底部填充胶(4)。

9.一种电源模块的制备方法，其特征在于，基于权利要求1-8任一项所述一种电源模块的结构，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述一种电源模块的制备方法，其特征在于，所述采用磨胶工艺后的铜柱(2)和热传导件上表面的高度差小于等于10μm。

技术总结
本发明提供一种电源模块的结构即方法，包括基板上设置有芯片，所述芯片两侧的基板上设置有铜柱，所述铜柱均电性连接同一电感，所述芯片设置有热传导件并接触电感底部；所述电感独立设置于基板外部；本申请中的电感和基板位置相对采用纵向立体式排布，利用导电铜柱把电感外挂至空气中，采用热传导件把产品内部温度传递至电感外壳上，而电感采用磁感应塑封料，其含“金属”成分，再配合使用散热器等增加空气流动，使产品快速散热；且本申请在封装过程中不需要考虑电感在基板上的分布，产品塑封不需要考虑和电感结合率不好导致产品在做可靠性过程中因为冷热冲击导致爆开，延长使用寿命；本方法操作简单，能够基于现有技术实现本申请的电源模块组装。

技术研发人员：李伟,刘卫东,朱友基
受保护的技术使用者：华天科技（南京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15