CN108022917B - 功率模块及其磁性组件 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种功率模块及其磁性组件。磁性组件与功率器件堆叠设置，且磁性组件具有一垂直投影至少部分重叠于功率器件上。磁性组件包括一磁芯及至少一绕组。磁芯具有一第一表面、一第二表面及至少一窗口。第一表面与第二表面相对。至少一窗口位于第一表面与第二表面之间，且窗口的一贯穿线垂直于功率器件上设置有至少一引脚或焊盘的一平面。每一绕组包括至少一绕线部，其中至少一绕线部穿设至少一窗口，且电连接至功率器件，每一绕组与磁芯形成一电感，绕组为预制成型。

Description

功率模块及其磁性组件

技术领域

本发明涉及一功率模块，尤其涉及一种高功率密度的功率模块及其磁性组件。

背景技术

传统的功率模块集成中，各种功率器件和磁性组件均水平放置于一电路基板上，使得功率模块的封装(footprint)较大，于应用时会占用较多的客户端电路基板空间。且其功率传送的线路(trace)较长，越长的线路会产生越大的阻抗，并使得功率模块的效率受到影响。

有些功率模块虽然将磁性组件与功率器件一并堆叠于电路基板上，但其磁性组件的窗口贯穿方向依然与电路基板平行。磁性组件的绕组与功率器件的连接路径仍然较长，损耗无法缩减。

随着云端、网络技术及各种智能终端的快速发展，这类设备对功率模块提出更多需求，如高效率、高功率密度和高性价比。各种数据处理和计算用集成电路的功率越来越大，对计算量或数据处理能力要求越来越高，现有的电源模块的结构均无法完全满足这些要求。

因此，如何发展一种功率模块及其磁性组件来解决现有技术所面临的问题，实为本领域极需面对的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种功率模块及其磁性组件，其中磁性组件具有贯穿磁芯上下表面的窗口，通过将磁性组件与功率器件堆叠设置，并使磁性组件的磁芯上下表面至少部分投影于功率器件。借此，磁性组件与功率器件可以最短的线路进行叠构组装，有助于减少功率模块的整体体积，提升功率密度，进而提供具竞争力的高转换效率的功率模块。

本发明的另一目的在于提供一种高功率密度功率模块及其磁性组件，其中磁性组件具有贯穿磁芯上下表面的窗口，且磁性组件的绕组具有至少两路集成，通过磁芯窗口以最短距离电连接至磁芯垂直投影内的功率器件，以堆叠构装。多路匝数绕组一端连接至公共柱作为功率模块的输出输入端，使绕组与功率模块导电体可先行预制成型，有助于简化制造流程及降低生产成本。

为达到前述目的，本发明提供一种功率模块，其包括功率器件及磁性组件。磁性组件与功率器件堆叠设置，且磁性组件具有一垂直投影至少部分重叠于功率器件上。磁性组件包括磁芯及至少一绕组。磁芯具有第一表面，第二表面及至少一窗口。第一表面与第二表面相对。至少一窗口位于第一表面与第二表面之间，且窗口的一贯穿线垂直于功率器件上设置有至少一引脚或焊盘的一平面。每一绕组包括至少一绕线部，其中至少一绕线部穿设至少一窗口，且电连接至功率器件，每一绕组与磁芯形成一电感，绕组为预制成型。

为达到前述目的，本发明更提供一种磁性组件，用于一功率模块。其中所述磁性组件包括磁芯以及至少一绕组。磁芯具有一第一表面、一第二表面及至少一窗口。其中第一表面与第二表面相对，至少一窗口位于第一表面与第二表面之间。至少一绕组包括至少一绕线部与至少一第一共接部。绕线部具有一第一端及一第二端。至少一第一共接部连接于部分或全部绕线部的第一端且延伸于磁芯的第二表面，以使至少一第一共接部架构形成功率模块的一电感的第一引脚或焊盘，其中至少一绕线部穿设至少一窗口，以使至少一绕线部的第二端架构形成功率模块的电感的第二引脚或焊盘。其中绕组第一共接部与绕线部的连接为预制成型。

附图说明

图1为揭示本发明第一较佳实施例的功率模块的结构分解图。

图2为揭示图1功率模块组装后的AA线段的截面图。

图3、4、5A及5B为揭示图1功率模块中以不同方式预制成型的导接组件与绕组结构示意图。

图6A为揭示本发明第二较佳实施例的功率模块的结构图。

图6B为图6A功率模块的结构俯视图。

图6C为揭示图6B中BB线段的截面图。

图7为揭示本发明第三较佳实施例的功率模块的结构图。

图8为揭示图7功率模块组装后的截面图。

图9为揭示图7中预制成型的导电体结构示意图。

图10为揭示图7功率模块另一较佳应用实施例的截面图。

图11为揭示本发明第四较佳实施例的功率模块的截面图。

图12为揭示本发明第五较佳实施例的功率模块的结构分解图。

图12A至图12C为揭示用于图12功率模块的另一较佳应用实施例的电感结构的结构图。

图12D为揭示图12C中CC线段的截面图。

图12E为揭示图12D电感结构中磁芯的俯视图。

图13为揭示本发明第六较佳实施例的功率模块的结构图。

图14为揭示图13功率模块组装后的截面图。

图15为揭示本发明第七较佳实施例的功率模块的结构分解图。

图16为揭示图15功率模块组装后的截面图。

图17为揭示图15功率模块另一较佳应用实施例的结构分解图。

图18为揭示本发明第八较佳实施例的功率模块的结构分解图。

图19为揭示图18的功率模块的电感结构分解图。

图20A及图20B为揭示本发明第九较佳实施例的功率模块组装后的截面图。

图21为揭示图20A及图20B中功率模块的仰视图。

图22为揭示本发明第十较佳实施例的功率模块的结构图。

图23为揭示图22功率模块组装后的截面图。

图24A及图24B为揭示本发明第十一较佳实施例的功率模块组装后的截面图。

图25为揭示本发明第十二较佳实施例的功率模块组装后的截面图。

图26A为揭示本发明第十三较佳实施例的功率模块的结构示意图。

图26B为揭示图26A功率模块的部分分解图。

图26C为揭示图26A功率模块的分解图。

图26D为图26A的俯视图。

图26E为图26D中DD线段截面图。

图26F为图26A的侧视图。

图27为揭示本发明第十四较佳实施例功率模块的结构分解图。

图28A为揭示本发明第十五较佳实施例的功率模块的结构示意图。

图28B为揭示图28A中EE线段截面图。

图28C为揭示本发明第十六较佳实施例的功率模块的结构示意图。

图28D为揭示图28C中FF线段截面图。

图28E为揭示本发明第十六较佳实施例的另一实施方式的功率模块的截面图。

图28F为图28E中功率模块的立体结构分解图。

图28G为图28E中功率模块另一实施方式的立体结构分解图。

图29A为揭示本发明第十七较佳实施例的功率模块的结构示意图。

图29B为揭示图29A功率模块的俯视图。

图29C为图29B中GG线段截面图。

图29D为揭示本发明第十七较佳实施例的功率模块的一种变形的结构示意图。

图30为揭示本发明第十八较佳实施例功率模块的截面图。

图31为揭示本发明第十九较佳实施例功率模块的截面图。

图32为揭示本发明第二十较佳实施例的功率模块的结构分解图。

图33A为揭示图32功率模块组装后的俯视图。

图33B为揭示图32功率模块组装后的侧视图。

图33C为揭示图33B中HH线段的截面图。

图34A为揭示本发明第二十一较佳实施例的功率模块的结构图。

图34B为图34A功率模块的仰视图。

图35A为揭示本发明第二十一较佳实施例的功率模块的一种变形的结构分解图。

图35B为图35A功率模块的仰视图。

图36A为揭示本发明第二十二较佳实施例功率模块的结构分解图。

图36B为揭示图36A功率模块组装后的II线段的截面图。

图36C揭示图36A功率模块中第二铜排的另一实施例的结构图。

图37为揭示本发明第二十三较佳实施例功率模块的结构分解图。

图38为揭示本发明第二十四较佳实施例功率模块的结构分解图。

图39A至39D为揭示图1功率模块中绕组及导接组件的一种预制成型流程示意图。

图40A至40C为揭示本发明较佳实施例的功率模块的应用电路图。

其中，附图标记说明如下：

1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1k、1m、1n、1o、1p、1r、 1s、1t、1u、1v、1w、1x、1y、1z：功率模块

11：第一基板

111：第三表面

112：第四表面

1121：功率接脚端

1122：信号接脚端

12：功率器件

121：焊盘

13：磁性组件

131：磁芯

131a：倒角

1310：窗口

1310a：第一窗口

1310b：第二窗口

1311：第一表面

1312：第二表面

1313：第一侧壁

1314：第二侧壁

1315：第一气隙(或称气隙)

1316：第二气隙

1317：容置凹槽

132：绕组

132a：绕组

132b：第二绕组

132c：避让凹槽

1321：第一绕线部(或称绕线部)

1322：第二绕线部

1323：第一共接部

1324：第三共接部

1325：绕线部

134：第一间隔板

135：第二间隔板

14：导接组件

140：容置空间

141：导接部

141a：避让凹槽

1411：第一导接部

1412：第二导接部

1421：第一引线

1422：第二引线

142：引线

143：第二共接部

144：导电体

15：封装层

16：电子组件

17：第一刚性载板

171：第一垫片

172：第二垫片

18：挠性载板

19：第一铜排

191：通孔

2：预制成型导电体

2a：绝缘体

20：第二铜排

21：第二基板

27：第二刚性载板

3：电感结构

4：绝缘体

41：可去除绝缘带

42：导电体

AA、BB、CC、DD、EE、FF、GG、HH、II：截面

L：贯穿线

S：平面

Vin：输入电压

V₀、V₁：输出电压

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上为当作说明之用，而非用于限制本发明。

图1为揭示本发明第一较佳实施例的功率模块的结构分解图。图2为揭示图1功率模块组装后的AA线段的截面图。如图1所示，本发明功率模块 1包括至少一第一基板11、一功率器件12及一磁性组件13。第一基板11、功率器件12及磁性组件13为堆叠设置，且磁性组件13具有一垂直投影至少部分重叠于功率器件12。于本实施例中，磁性组件13包括一磁芯131及至少一绕组132，每一绕组132与磁芯131形成一电感。磁芯131具有一第一表面1311、一第二表面1312以及至少一窗口1310。第一表面1311与第二表面1312彼此相对。至少一窗口1310贯穿磁芯131而位于第一表面1311与第二表面1312之间。由于，磁性组件13具有一垂直投影至少部分重叠于功率器件12，则窗口1310的一贯穿线L为垂直于功率器件12上设置有至少一引脚或焊盘121的一平面S。每一绕组132包括多个绕线部1321及至少一第一共接部1323，其中多个绕线部1321穿设至少一窗口1310而垂直于该第一基板11，且电连接至第一基板11。至少第一共接部1323连接于多个绕线部1321 的各第一端，且延伸于磁芯131的第二表面1312。第一基板11具有一第三表面111及一第四表面112。功率器件12设置于第一基板11的第三表面111，且电连接至第一基板11。磁性组件13与第一基板11及功率器件12堆叠设置，且具有一垂直投影至少部分重叠于功率器件12上。于本实施例中，本发明功率模块1的功率器件12与磁性组件13分别设置于第一基板11的第三表面111及第四表面112。磁芯131还包括一第一侧壁1313及一第二侧壁1314。第一表面1311设置于第一基板11的第四表面112，且第一侧壁1313与第二侧壁1314相对。于本实施中，至少一窗口1310为多个窗口1310，位于第一表面1311与第二表面1312之间，且多个窗口1310的多个贯穿线为相互平行排列。采用第一基板11可以灵活连接电感绕组132和功率器件12。于一些实施例中，第一基板11可以省略，电感的绕组132直接与功率器件12连接，可以降低模块高度。于一些实施例中，磁芯131上的多个窗口1310还可呈单排或多排的规则多组，但本发明并不以此为限。

于本实施例中，绕组132的多个绕线部1321对应穿设于磁芯131上的多个窗口1310，并且绕组132的多个绕线部1321的各第二端分别通过第一基板11的线路或通孔(未图示)电连接于功率器件12。功率模块1还包括一导接组件14，具有多个导接部141，每一导接部141的一第一端通过第一基板11 连接于功率器件12，且分别延伸于磁芯131的第一侧壁1313及第二侧壁 1314，且部分相对于第一共接部1323而延伸于磁芯131的第二表面1312。于一些实施例中，第一共接部1323与部分导接部141可电连接至一外部电路 (未图标)。值得注意的是，于本实施例中，绕组132的多个绕线部1321通过第一基板11可对应到功率器件12的输出端(未图示)，即绕组132的多个绕线部1321的第二端可通过第一基板11上最短距离的通孔(未图示)与功率器件12导通。于一些实施例中，磁性组件13具有至少两绕组132，分别与磁芯131可形成至少两个电感，且至少两个电感在磁路上具有一公共柱。于本实施例中，绕组132的多个绕线部1321的第一端共同连接至第一共接部 1323，通过交错(interleaving)来降低输出电流的纹波，提升输出电流的稳定性。于某些实施例中，第一共接部1323还可直接作为功率模块1的输出端接脚，借以缩短功率模块的输出功率电路的长度，进而降低损耗。另一方面，在磁芯131的第一侧壁1313或第二侧壁1314外侧的导接部141亦可通过第一基板11的线路或通孔(未图示)电连接于功率器件12，借以将功率器件12的其他功率导接端，如输入端和接地端等直接引出成为功率模块1的接脚，同样可以减少电流传输路径长度，降低损耗，同时简化结构。于其他实施中，也可以将信号传输路径集成到导接部141中。

如前所述，功率模块1通过各组件的堆叠，可以轻易构成高功率密度的组装，其中导接组件14与绕组132的多个绕线部1321及第一共接部1323 还可先行预制成型。图3、4、5A及5B为揭示图1功率模块中以不同方式预制成型的导接组件与绕组结构示意图。图3和图4揭示采用导体一体成型的方式预制成型。图5A和图5B揭示采用导体和绝缘体装配的方式预制成型。如图3所示，本发明功率模块1的导接组件14与绕组132可采用冲压的方式制作预制成型导电体2的情形。如图4所示，本发明功率模块1的导接组件14与绕组 132亦可采用锻造、焊接或金属粉末注射(MIM)等方式制作预制成型导电体2。图5A则揭示利用图5B中绝缘体(insulation base)2a作为基底，而将功率模块1的导接组件14与绕组132以机械方式连接成整体，从而制作出预制成型导电体2。当然，导接组件14亦可先以一绝缘体成型后再进行电镀的方式预制成型。值得注意的是，前述导接组件14与绕组132的形成仅为本发明部分例示，本发明功率模块1的导接组件14与绕组132的形成并不受限于此。

图6A为揭示本发明第二较佳实施例的功率模块的结构图。图6B为图 6A功率模块的结构俯视图。图6C为揭示图6B中BB线段的截面图。于本实施例中，该功率模块1a与图1及图2所示的功率模块1相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。第一基板11、功率器件12及磁芯131为堆叠设置，且磁芯131具有一垂直投影至少部分重叠于功率器件12。磁芯131具有一第一表面1311、一第二表面1312以及至少一窗口1310。第一表面1311与第二表面1312彼此相对。至少一窗口1310贯穿磁芯131而位于第一表面1311与第二表面1312之间。窗口1310的贯穿线L 为垂直于功率器件12上设置有至少一引脚或焊盘121的一平面S。本实施例中采用部分的块状导电部件连接到第一基板11上形成导接部141，部分的块状导电部件则穿过磁芯131的窗口与第一基板11连接形成绕接部。另外，块状导电部件形成的导接部141和绕线部1321的另一端則形成焊盘对外连接。此实施例具有实现工艺简单，结构紧凑，功率电流的路径短等优点。

图7为揭示本发明第三较佳实施例的功率模块的结构分解图。图8为揭示图7功率模块组装后的截面图。于本实施例中，该功率模块1b与图1及图 2所示的功率模块1相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图1及图2所示的功率模块1，本实施例的功率模块 1b的多个绕线部包括多个第一绕线部1321以及多个第二绕线部1322，且该绕组132还包括一第一共接部1323及一第三共接部1324。第一共接部1323 连接于多个第一绕线部1321与第一基板11间。第三共接部1324连接于多个第二绕线部1322该第一基板11间。其中第一共接部1323与第三共接部1324 分别沿磁芯131的第一侧壁1313或第二侧壁1314延伸。于一些实施例中，在第一表面1311和第二表面1312也可以没有第一共接部1323与第三共接部 1324，第一共接部1323与第三共接部1324仅在侧壁延伸，如此设置利于在第一表面1311和第二表面1312避让气隙，即磁芯131的气隙与绕组132在平行于第一表面1311的平面上的投影没有交叠，且利于降低模块高度。于一些实施例中，也可以保留第一表面1311和第二表面1312中的一个表面上延伸共接部132。在磁芯131的第一表面1311和第二表面上1312分别设置有第一间隔板134与第二间隔板135，可以控制绕组132和第一基板11到磁芯 131第一表面和1311第二表面1312的距离，利于控制导体到磁芯气隙距离。进一步，此第一间隔板134与第二间隔板135如为导体，可以通过与第一基板11的电连接以提升导电能力，或使得多个第一绕线部1321以及多个第二绕线部1322实现共接，利于降低输出电流的纹波。于本实施例中，功率模块 1b还包括一导接组件14，该导接组件14包括多个导接部141、多个引线142 及一第二共接部143。多个导接部141的各第一端电连接于第一基板11，且使得功率器件12位于两导接部141之间，且每一导接部141延伸于第二共接部143所在平面。另一方面，功率器件12还可包括至少一上表面焊盘(未图示)，设置于功率器件12的一上表面。于本实施例中，功率器件12通过上表面焊盘与第一基板11形成电连接，如图8所示。多个引线142的一端连接至第一基板11，而另一端则与第二共接部143连接。于本实施例中，导接组件 14的多个导接部141、多个引线142及第二共接部143还可由图9中的预制成型导电体2裁切后所构成，当然本发明并不以此为限。于本实施例中，功率模块1b的功率器件12与磁性组件13分别设置于第一基板11的第三表面 111及第四表面112。于其他实施例中，导接组件14的多个导接部141及第二共接部143还可于第一基板11上形成一容置空间140，功率器件12即位于容置空间140内。于一实施例中，容置空间140内还可填注一封装层15，以提供机械支撑作用，并可以为功率器件12等电子组件提供保护作用。导接组件14的多个导接部141及第二共接部143则用于与一外部电路(未图标)进行电气连接。于本实施例中，功率模块1b通过于第一基板11的重直投影上叠构功率器件12与磁性组件13，以简化结构，进一步降低电流损耗，有效的降低功率模块的接脚长度，提升功率模块的功率密度。于前述实施例中，由于磁性组件13的垂直投影与功率器件12至少部分重叠可减少导接距离，且利用预制成型的导电体2作为导接组件14或绕组132部分具有对称的结构，使得功率模块1及功率模块1b的多相电流的一致性大为提升。利用电流均衡输出，提升功率模块的输出功率能力和效率。这种对称结构也有利于降低功率模块中的装配应力和热应力，提升功率模块的可靠性。

图10为图7功率模块另一较佳应用实施例的截面图。本实施例的功率模块1b还包括一封装层15及一第二基板21。封装层15设置于第一基板11与第二基板21间，且包覆功率器件12。第一基板11与第二基板21间还具有多个导接部141，每一导接部141的各第一端电连接于第一基板11，且使得沿功率器件12位于两导接部141之间，且每一导接部141的各第二端连接于第二基板21。换言之，图7及图8的功率模块1b亦可直接构装于一第二基板21而获致图10的功率模块1b。因此，第二基板21可视为一客户端基板的应用。可替换地，第二基板21可设置于第一基板11与磁性组件13之间。图11为揭示本发明第四较佳实施例的功率模块的截面图。于本实施例中，该功率模块1c为与图10所示的功率模块1b相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。相较于图10的功率模块1b，于本实施例中，功率模块1c的第二基板21设置第一基板11与磁性组件13之间。于实际应用时，功率器件12可先以封装层15构装于第一基板11，再与磁性组件13分设置于第二基板21的两相对表面。在一实施例中，第二基板21 可为一客户端基板。相较于图10所示的功率模块1b，功率模块1c的功率密度可更为提升。值得注意的是，于某些实施例中，功率模块1c的封装层15 还可省略。若保留封装层15，可对第一基板11上的功率器件12及其他器件进行保护，也于利功率器件12散热及整体模块的外形美观。当然，本发明并不以此为限，且不再赘述。

图12为揭示本发明第五较佳实施例的功率模块的结构分解图。于本实施例中，该功率模块1d为与图1及图2所示的功率模块1相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图1及图2所示的功率模块1，本实施例的功率模块1d的磁性组件13的多个窗口1310与绕组132的多个第一绕线部1321均呈线性排列，且多个第一绕线部1321对应穿设于多个窗口1310，多个第一绕线部1321的各第二端电连接于第一基板 11。绕组132还包括一第一共接部1323，连接于多个绕线部1321的各第一端。另一方面，功率模块1d还包括一导接部141，该导接部141的一第一端连接于第一基板11，导接部141沿磁芯131的第一侧壁1313或可沿第二侧壁1314延伸，且导接部141的一第二端延伸于第一共接部1323所在平面。

值得注意的是，应用于功率模块1d中的磁性组件13还可视实际需求而架构为不同的电感结构。图12A，图12B，图12C和图12D为揭示本发明第五实施例所示功率模块1d(图12)中的另一实施方式的电感结构3。图12E 为电感结构3的磁芯131的俯视图。如图所示，电感结构3包含一磁芯131 及至少一绕组132a，磁芯131具有一第一表面1311、一第二表面1312以及至少一窗口1310。第一表面1311与第二表面1312彼此相对。至少一窗口1310 贯穿磁芯131而位于第一表面1311与第二表面1312之间。磁芯131还包括一第一侧壁1313和一第二侧壁1314，第一侧壁和第二侧壁彼此相对。在磁芯第二侧壁1314所在的磁柱上设置有多个气隙1315，各气隙分别与对应的窗口连通。绕组132a包括多个绕线部1325及至少一第一共接部1323，其中至少一个绕线部1325穿设至少一窗口1310。第一共接部1323连接于多个绕线部1325的各第一端，且延伸于磁芯131的第二表面1312，使得第一共接部1323形成电感的第一引脚或焊盘。绕组132a的多个绕线部1325对应穿设于磁芯131上的多个窗口1310，并且绕组132a的多个绕线部1325的各第二端分别形成电感的多个引脚。于本实施例中，多个绕线部1325和第一共接部 1323之间的连接可以通过焊接、组装等方式组合成一个整体，较佳地，多个绕线部1325和第一共接部1323之间的连接是一体成型。进一步的，为了使得各多个绕线部1325的各第二端与前述功率器件1d的对位与连接更加灵活，各多个绕线部1325在贯穿磁芯窗口之后可以进行进一步的折弯，使得各绕线部1325的第二端在磁芯131的第一表面1311朝气隙1315所设的第二侧壁 1314方向延伸，如图12C所示。在另一实施例中，绕线部的第二端也可以延伸于磁芯第一表面的其他方向。请参考图12D，图12D为电感沿图12C中CC方向的截面图。为了减小磁芯气隙1315的漏磁通在绕组132a上引起的涡流损耗，电感结构3的绕组132a可避开磁芯气隙1315一定的距离，在本实施例中绕组132a的第一共接部1323、绕线部1325的本体及绕线部1325的第二端分别避开气隙1315一定的避气隙距离D₁，D₂和D₃，而不是直接接触气隙1315，在实际制程时，可以通过将绕组132a利用例如但不限于胶水直接粘接固定在磁芯131的第一侧壁1313所在磁柱，或者在绕组132a和气隙 1315之间垫绝缘材料来控制避气隙距离D₁，D₂和D₃，较佳的，至少一个或者全部避气隙的距离D和窗口宽度W之间满足W/8<D<W/2，其中窗口宽度 W为窗口横截面的较大尺寸距离，如图12E所示。在另一实施例中，电感还可以包含多个绕组，如本实施中还包含一个第二绕组132b。

图13为揭示本发明第六较佳实施例的功率模块的结构图。图14为揭示图13功率模块组装后的截面图。于本实施例中，该功率模块1e为与图1及图2所示的功率模块1相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。于本实施例中，功率模块1e的多个绕线部为包括多个第一绕线部1321以及多个第二绕线部1322。每一窗口1310容设至少一个第一绕线部1321以及至少一个第二绕线部1322，并且至少一个第一绕线部1321 与至少一个第二绕线部1322的各第一端分别通过第一基板11电连接于功率器件12。此外，绕组132还包括一第一共接部1323，部分沿磁芯的第一侧壁 1313延伸，且连接于至少一个第一绕线部1321与第一基板11间。另一方面，至少一个第二绕线部1322则为沿磁芯131的第二侧壁1314延伸，并且至少一个第二绕线部1322的各第二端电连接于第一基板11。于本实施例中，功率模块1e还包括多个导接部141及一封装层15。多个导接部141电连接于第一基板11。封装层15设置于第一基板11上，包覆功率器件12与该多个导接部141，并暴露多个导接部141的部分。于本实施例中，每一窗口1310 同时至少有第一绕线部1321与第二绕线部1322通过，当然本发明并不以此为限，单个窗口1310可通过的绕线数量可视需求而调变。另一方面，于本实施例中，第一绕线部1321与第二绕线部1322之间的电路连接关系还可借以产生多种特性。当第一绕线部1321与第二绕线部1322串联连接，则磁性组件13的窗口便具多匝绕组。当第一绕线部1321与第二绕线部1322为并联连接且电流流向相反，则磁性组件13的窗口便可构成一反耦合电感。又，当第一绕线部1321与第二绕线部1322为并联连接且电流流向相同，则磁性组件 13的此相可视为与单一窗口单一绕线部者相同，仅绕组分成两路，两绕线部分别属于不同路绕组，使磁性组件13与第一基板11的连接可更为灵活连接。前述用于构成绕组132的预制成型导电体2则可以制作的更薄。

图15为揭示本发明第七较佳实施例的功率模块的结构分解图。图16为揭示图15功率模块组装后的截面图。于本实施例中，该功率模块1f为与图 7及图8所示的功率模块1b相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图7及图8所示的功率模块1b，本实施例的功率模块1f的功率器件12与磁性组件13为设置于第一基板11的相同表面，且功率器件12设置于磁性组件13与第一基板11之间。于本实施例中，磁性组件13的磁芯131包括一第一表面1311、一第二表面1312、一第一侧壁1313 及一第二侧壁1314。第一表面1311与第二表面1312相对，第二表面1312 邻近于功率器件12，且第一侧壁1313与第二侧壁1314相对。于本实施例中，磁芯131上设置有多个窗口1310，多个窗口1310位于第一表面1311与第二表面1312之间，且多个窗口1310的多个贯穿线为相互平行排列。绕组132的多个第一绕线部1321与多个第二绕线部1322分别对应穿设于磁芯131的多个窗口1310。绕组132还包括一第一共接部1323及一第三共接部1324。第一共接部1323连接至多个第一绕线部1321的第一端。第三共接部1324 连接至多个第二绕线部1322的第一端。且第一共接部1323与第三共接部 1324分别沿磁芯131的第一侧壁1313及第二侧壁1314延伸。于本实施例中，功率模块1f还包括一导接组件14，该导接组件14具有第一导接部1411、第二导接部1412、多个第一引线1421及多个第二引线1422。每一第一引线1421 及第二引线1422的第一端分别电连接于第一基板11，每一第一引线1421及第二引线1422的第二端则分别电连接于第一绕线部1321及第二绕线部1322 的第二端。另一方面，第一导接部1411及第二导接部1412的第一端分别电连至第一基板11。第一共接部1323与第三共接部1324分别连接于第一导接部1411及第二导接部1412的第二端。

于一些实施例中，导接组件14可预制成型。功率模块1f可还包括一封装层15，设置于第一基板11上，且包覆功率器件12以及导接组件14，并且暴露第一导接部1411、第二导接部1412、多个第一引线1421及多个第二引线1422的至少部分，以提供机械支撑作用，并可以为功率器件12等电子组件提供保护作用。同样地，导接组件14的第一导接部1411、第二导接部1412、多个第一引线1421及多个第二引线1422亦可由一预制成型导电体2(参考图 9)裁切后所构成，当然本发明并不以此为限。于本实施例中，功率器件12与磁性组件13为设置于第一基板11的同一侧。第一基板11的另一侧表面则可设置至少一焊盘(未图示)，通过第一基板11上的走线(trace)或过孔(via)电连接至功率器件12、导接组件14或作为功率模块1f的对外连接接脚，本发明并不以此为限。

图17为揭示图15所示功率模块另一较佳应用实施例的结构分解图。功率模块1f的导接组件14包括导接组件14的第一导接部1411、第二导接部 1412、多个第一引线1421及多个第二引线1422。每一第一引线1421及第二引线1422的第一端分别电连接于第一基板11，每一第一引线1421及第二引线1422的第二端则分别电连接于第一绕线部1321及第二绕线部1322的第二端。另一方面，第一导接部1411与第二导接部1412更叠设于功率器件12 之上，其第一端及第二端均连接于第一基板11，且分别具有一上表面延伸于功率器件12上。磁性组件13的第一共接部1323与第三共接部1324分别连接至第一导接部1411及第二导接部1412的上表面。于本实施例中，导接组件14即具机械支撑功能，通过第一导接部1411、第二导接部1412、多个第一引线1421及多个第二引线1422的连接，磁性组件13可与功率器件12叠设于第一基板11的同一侧表面。第一基板11的另一侧表面则可设置至少一焊盘(未图示)，通过第一基板11上的走线(trace)或过孔(via)电连接至功率器件12、导接组件14或作为功率模块1f的对外连接接脚，本发明并不以此为限。

图18为揭示本发明第八较佳实施例的功率模块的结构分解图。相较于图 17的功率模块1f，于本实施例中，功率模块1g的绕组132的多个第一绕线部1321与多个第二绕线部1322分别对应穿设于磁芯131的多个窗口1310，且第一绕线部1321与第二绕线部1322的第二端为直接连接至第一基板11。第一共接部1323与第一导接部1411为一体成型，且第三共接部1324与第二导接部1412亦为一体成型。磁芯131可于一体成型时一并组装，使功率模块1g可以更精简的构装达成高功率密度的需求。

图19为揭示图18的功率模块的部分结构分解图。由图可知，功率模块 1g的磁芯131为设置于第一共接部1323及第三共接部1324与功率器件12(参考图18)之间，绕线部1321穿设于磁芯131的窗口1310，磁芯131的第二表面1312则邻接于第一基板11上的功率器件12(参考图18)。其中，磁芯131 可通过点胶与第一基板11进一步固定连接。

图20A及图20B为揭示本发明第九较佳实施例的功率模块组装后的截面图。图21则揭示图20A及图20B功率模块的仰视图。于本实施例中，该功率模块1h为与图15及图16所示的功率模块1f相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图15及图16所示的功率模块1f，本实施例的功率模块1h的磁性组件13由简单的磁芯131、绕组 132以及对应的窗口1310构成模块化后而直接设置于第一基板11的功率器件12所在的第三表面111之上，如图20A所示。第一基板11的第四表面112 上还设有多个对应焊盘(参见图21)，而模块化后的功率模块1h则可直接由第一基板11的第四表面112上对应焊盘构成其功率接脚端1121及信号接脚端 1122，进而降低制作难度。此外，于一些实施例中，伴随预制成型的绕组132，可借由电气分割同时形成绕组132的第一共接部1323与磁芯131两侧壁的导接部141，如图20B所示。不同于图20A的实施例，功率模块1h亦可利用第一共接部1323与部分导接部141而电连接至一外部电路(未图标)或与图21 所示的对应焊盘组配应用，增加设计的调变性。当然本发明并不以此为限，且不再赘述。

图22为揭示本发明第十较佳实施例的功率模块的结构图。图23为揭示图22功率模块组装后的截面图。于本实施例中，该功率模块1i为与图15及图16所示的功率模块1f相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图15及图16所示的功率模块1f，本实施例的功率模块1i的功率器件12的上下表面还分别具有焊盘(未图示)，使功率器件 12的下表面直接电连接至第一基板11的上表面，功率器件12的上表面则直接电连接至磁性组件13的绕组132。其中绕组132的多个绕线部包括多个第一绕线部1321以及多个第二绕线部1322，对应穿设于磁芯131的多个窗口 1310，且绕组132的第一绕线部1321以及第二绕线部1322的第一端分别电连接于功率器件12上表面的焊盘(未图示)。绕组132还包括一第一共接部 1323以及一第三共接部1324。第一共接部1323连接于多个第一绕线部1321。第三共接部1324连接于多个第二绕线部1322。且第一共接部1323与第三共接部1324分别沿磁芯131的第一侧壁1313及第二侧壁1314延伸。于本实施例中，功率模块1i还包括一导接组件14，导接组件14具有一第一导接部1411 及一第二导接部1412。第一导接部1411连接于第一共接部1323；第二导接部1412则连接于第三共接部1324。其中第一共接部1323与第三共接部1324 即分别通过第一导接部1411与第二导接部1412电连接于第一基板11。于本实施例中，功率器件12包括至少一上表面焊盘(未图示)及至少一下表面焊盘 (未图示)，分别设置于功率器件12的一上表面及一下表面。于本实施例中，功率器件12通过下表面焊盘与第一基板11形成电连接，通过上表面焊盘与多个第一绕线部1321以及多个第二绕线部1322电连接。另一方面，功率模块1i还可包括一封装层15，设置于第一基板11上，包覆功率器件12以及导接组件14的第一导接部1411以及第二导接部1412，且暴露部分功率器件12、第一导接部1411以及第二导接部1412。于一些实施例中，第一基板11的下表面112还具有至少一焊盘(未图示)，设置于功率器件12与磁性组件13所设置的相对表面，并通过第一基板11的线路或通孔(未图示)而电性连接于功率器件12、第一导接部1411或第二导接部1412，进而有效降低功率模块1i 的功率电路的长度，达到简化整体结构，提升功率模块效率、功率密度和可靠性的目的。

图24A及图24B为揭示本发明第十一较佳实施例的功率模块组装后的截面图。于本实施例中，该功率模块1k为与图15及图16所示的功率模块1f 相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图15及图16所示的功率模块1f，本实施例的功率模块1k的功率器件 12为一嵌埋式功率芯片，嵌埋于第一基板11。磁性组件13设置于第一基板 11的第三表面111上，且具有一垂直投影至少部分重叠于功率器件12上。磁性组件13包括磁芯131及绕组132。磁芯131具有至少一窗口1310，窗口 1310相对于第一基板11及功率器件12。绕组132包括多个第一绕线部1321，且第一绕线部穿1321设至少一窗口1310而垂直于第一基板11，且电连接至第一基板11。于本实施例中，因功率器件12嵌埋于第一基板11，则第一基板11的第三表面111上可设置其他电子组件16，以更有效利用磁性组件13与第一基板11之间的空间。于其他实施例中，第一基板11的下表面112亦可设有至少一焊盘(未图示)电气连接至一外部电路，通过第一基板11的线路或通孔(未图示)而电性连接于功率器件12、磁性组件13或电子组件16，进而有效降低功率模块1k的功率电路的长度，达到简化整体结构，提升功率模块效率、功率密度和可靠性的目的。此外，于一些实施例中，伴随预制成型的绕组132，可借由电气分割同时形成绕组132的第一共接部1323与磁芯131 两侧壁的导接部141，如图24B所示。不同于图24A的实施例，图24B中功率模块1k亦可利用第一共接部1323与部分导接部141而电连接至一外部电路(未图标)，增加设计的调变性。当然本发明并不以此为限，且不再赘述。

图25为揭示本发明第十二较佳实施例的功率模块组装后的截面图。于本实施例中，该功率模块1m为与图20A和图20B所示的功率模块1h相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图 15及图16所示的功率模块1f，于本实施例的功率模块1m中，多个绕线部包括多个第一绕线部1321以及多个第二绕线部1322，而每一窗口1310容设一个第一绕线部1321以及一个第二绕线部1322，并且使多个第一绕线部1321与多个第二绕线部1322的各第一端分别电连接于第一基板11。此外，绕组 132还包括一第一共接部1323及一第三共接部1324。第一共接部1323连接于多个第一绕线部1321与第一基板11之间。第三共接部1324连接于多个第二绕线部1322与第一基板11之间。其中第一共接部1323与第三共接部1324 分别沿磁芯131的第一侧壁1313及第二侧壁1314延伸，并且第一共接部1323 与第三共接部1324分别电连接于第一基板11。于本实施例中，每一窗口1310同时第一绕线部1321与第二绕线部1322通过，当然本发明并不以此为限，单个窗口1310可通过的绕线数量可视需求而调变。借由第一绕线部1321与第二绕线部1322之间的电路连接关系可产生多种特性。如当第一绕线部1321 与第二绕线部1322是串联连接，则磁性组件13的窗口便具多匝绕组。当第一绕线部1321与第二绕线部1322为并联连接且电流流向相反，则磁性组件 13的窗口便可构成一反耦合电感。又，当第一绕线部1321与第二绕线部1322的电流为并联且电流流向相同，则磁性组件13的此相可视为与单一窗口单一绕线部者相同，仅为绕组分成两路，两绕线部分别属于不同路绕组，使磁性组件13与第一基板11的连接可更为灵活连接。

图26A为揭示本发明第十三较佳实施例的功率模块的结构示意图。图 26B为揭示图26A功率模块的部分分解图。图26C为揭示图26A功率模块的分解图。图26D为图26A的俯视图。图26E为图26D中DD线段截面图。图26F为图26A的侧视图。于本实施例中，该功率模块1n为与图15及图16 所示的功率模块1f相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图15及图16所示的功率模块1f，于本实施例的功率模块1n中，多个绕组部包括一第一绕线部1321与一第二绕线部1322，其中第一绕线部1321与第二绕线部1322的各第一端为设置于相同的第一窗口 1310a，且第一绕线部1321与第二绕线部1322的各第二端设置于相同的另一第二窗口1310b。导接组件14包括多个第一导接部1411及多个第二导接部 1412。多个第一导接部1411连接于第一基板11。多个第二导接部1412相对于多个第一导接部1411而布设于第一基板11的两相对对外缘侧边，且连接于第一基板11。其中每一第一绕线部1321为电连接于一个第一导接部1411 与一个第二导接部1412，且每一第二绕线部1322为连接于一个第一导接部 1411与一个第二导接部1412。值得注意的是，第一绕线部1321与第二绕线部1322的电流流向可视需要调变，两者的电流流向可相同或相反，本发明并不以此为限。另一方面，绕组132与磁芯131上窗口1310的对应亦可视需求调变。

图27为揭示本发明第十四较佳实施例功率模块的结构分解图。不同于图 26A的功率模块1n，于本实施例中，功率模块1o的磁芯相较于图26A的磁芯增加一根磁柱，将窗口分割为四个窗口1310，功率模块1o的绕组132包括一第一绕线1321部与一第二绕线部1322，其中第一绕线部1321与第二绕线部1322的各第一端及各第二端为分别设置于不同的窗口1310。

图28A和28B揭示本发明第十五较佳实施例功率模块的结构分解图和截面图。该功率模块1p为与图15及图16所示的功率模块1f相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图15及图 16所示的功率模块1f，于本实施例的功率模块1p中，多个绕组部包括一第一绕线部1321与一第二绕线部1322，其中第一绕线部1321与第二绕线部 1322的各第一端为设置于相同的第一窗口1310a，且第一绕线部1321与第二绕线部1322的各第二端设置于相同的另一第二窗口1310b。绕线部1321和 1322通过采用铜块作为导接部141与第一基板11连接。于一些实施例中，功率模块1p还可以设置封装层15(请参考图28B)，具体设置于第一基板 11上，包覆功率器件12与该多个导接部141，并暴露多个导接部141的部分。可对第一基板11上的功率器件12及其他器件进行保护，也于利功率器件12散热及整体模块的外形美观。

图28C和28D揭示本发明第十六较佳实施例功率模块的结构分解图和截面图。该功率模块1r为与图28A及图28B所示的功率模块相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图28A及图 28B所示的功率模块，于本实施例的功率模块1r中的导接部142不是一个铜块构成，导接部142由导接部1421、导接部1422和导接部1423三部分构成，导接部1423与第一基板11平行，之间具有空间可以放置其他器件16，使得其他器件16可以更加靠近功率器件12并缩短电气连接距离。导接部1423 与磁性组件13的绕线部132连接，并通过导接部1421和导接部1423连接到第一基板11上。也可以设置封装层15(请参考图28D)，设置于第一基板 11上。具体不再累述。于另一实施方式中，如图28E所示，功率模块1r在磁性组件13和导接部141之间设置一导电体144，此导电体144可以由引线框架制作，如图28F所示；也可以在封装有功率器件12的封装层15上表面直接电镀并蚀刻形成，如图28G所示。采用导电体144利于解除磁性组件13 与导接部141的端子位置对应约束，利于电源模块的优化布置和设计。还可以简化绕线部132，如图中将绕线部132简化为U形。U形两端分别与导电体144连接。另外还可以利于磁性组件13与电子器件(如功率器件12)的电磁屏蔽，也利于热的扩散和传导。

图29A为揭示本发明第十七较佳实施例的功率模块的结构示意图。图 29B为揭示图29A功率模块的俯视图。图29C为图29B中GG线段截面图。不同于图26A的功率模块1n，于本实施例的功率模块1s中磁芯131于窗口 1310间设置有气隙1315。功率器件12可为一嵌埋式功率芯片(如裸芯片)，嵌埋于第一基板11。磁芯131还包括至少一容置凹槽1317，设置于该磁芯 131的第一表面1311或第二表面1312，使磁芯131的侧壁高于中央区域，而将绕组132或第一基板11内嵌容置于容置凹槽1317内，形成较为平整的上下平面。借由调变磁性组件13中磁芯131、绕组132及窗口1310的对应关为，使本发明功率模块的设计更具灵活性，可针对不同产品需求而提供最适切的功率模块。由前述实施例可知，本发明功率模块具设计灵活性，可适应不同产品的需求。图29D是磁芯131的侧壁没有高出中央区域的情况，磁性组件13没有容置凹槽1317，且整体堆叠设置在嵌有功率芯片12的第一基板 11之上。图29D中的导接部141是可以省略的，此时，磁芯组件13的绕线部1321和1322向下延伸增长后与第一基板11直接连接，并通过第一基板 11的走线和过孔来与功率器件12或第一基板11下表面的焊盘(未示出)进行连接。这种方式使得第一基板11更加容易实现连扳方式生产。提升生产的效率。

图30为揭示本发明第十八较佳实施例功率模块的截面图。于本实施例中，磁性组件13还可嵌埋于第一基板11。其中磁芯131嵌入于第一基板11 内，并通过嵌埋于第一基板11中的导电块状材料(如铜块)或引线框架 (leadframe)形成绕组132和导接部141，绕组132穿过磁芯窗口1310。磁芯131上的窗口1310贯穿方向垂直于功率器件2上设置有至少一引脚或焊盘的一平面。于本实施例中，功率器件12设置于第一基板11的第三表面111，也可以用通过塑封(molding)(图中未示出)的方式将功率器件12和其他器件进行塑封，提升防护、散热和美观等性能。功率模块1t则可于第一基板 11的第四表面112设置有输出输入接脚(未图示)，绕组132与导接部141与相应的输入输出接脚电气连接。图31为揭示本发明第十九较佳实施例功率模块的截面图。磁性组件13同样可嵌埋于第一基板11，并通过嵌埋于第一基板11中的导电块状材料(如铜块)或引线框架(leadframe)形成绕组132 和导接部141，绕组132穿过磁芯窗口1310。磁芯131上的窗口1310具有一垂直投影至少部分重叠于所述功率器件上。于本实施例中，功率器件12为嵌埋于第一基板11内，功率模块1u则可于第一基板11的第三表面111及第四表面112设置有输出输入接脚(未图示)，绕组132和导接部141可以与相应的输入输出接脚电气连接。由前述实施例可知，本发明功率模块具设计灵活性，可适应不同产品的需求。

图32为揭示本发明第二十较佳实施例的功率模块的结构分解图。图33A 为揭示图32功率模块组装后的俯视图。图33B为揭示图32功率模块组装后的侧视图。图33C为揭示图33B中HH线段的截面图。于本实施例中，该功率模块1v为与图7及图8所示的功率模块1b相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。相较于前述实施例，于本实施例中，功率模块1v包括多个功率模块12及多个磁性组件13。多个功率模块12 排列设置于第一基板11的第三表面111。多个磁性组件13，对应多个功率模块12，设置于第一基板11的第四表面112。导接组件14则对应设置于多个功率模块12上方，且电连接至第一基板11，进而构成功率模块1v。值得注意的是，前述功率模块1s、1t、1u及1v的第一基板11、功率器件12与导接组件14均可相同。借由调变磁性组件13中磁芯131、绕组132及窗口1310 的对应关系，使本发明功率模块的设计更具灵活性，可针对不同产品需求而提供最适切的功率模块。

图34A为揭示本发明第二十一较佳实施例的功率模块的结构示意图。图 34B为图34A功率模块的仰视图。于本实施例中，该功率模块1w为与图1 及图2所示的功率模块1相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图1及图2所示的功率模块1，本实施例的功率模块1w还包括一第一刚性载板17、一挠性载板18、一第二刚性载板27 以及至少一电子组件16。刚性载板17相对于第一基板11而设置于导接组件 14下方。挠性载板18连接于刚性载板17与第一基板11。第二刚性载板27 设置于挠性载板18上，而电子组件16则设置于第二刚性载板27上。于一实施例中，电子组件16亦可直接设置于挠性载板18上，本发明并不以此为限。另外，第一刚性载板17更与导接组件14的导接部141共平面设置。则所得功率模块1v的功率线路变化更具灵活性，还可以最小需求体积增设电子组件 16，提供高功率密度的功率模块。

图35A为揭示本发明第二十一较佳实施例的另一种变形的功率模块的结构分解图。图35B为图35A功率模块的仰视图。不同于前述实施例的功率模块1w，于本实施例中，功率模块1w的第一刚性载板17更覆盖导接组件14 的导接部141，使导接组件14的导接部141及绕组132的第一共接部1323 分别通过第一刚性载板17连接到第一刚性载板17的底面上相对应的焊盘，则功率模块1w的信号和功率接脚的共面度更容易实现。

图36A为揭示本发明第二十二较佳实施例功率模块的结构分解图。图 36B为揭示图36A功率模块组装后II线段的截面图。于本实施例中，该功率模块1x为与图1及图2所示的功率模块1相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图1及图2所示的功率模块1，本实施例的功率模块1x还包括一第一铜排19，设置于磁芯131与第一基板 11之间，与第一基板11形成电气连接，且具有多个通孔191，以提升第一基板11的导电能力，其中多个绕线部1321对应穿过多个通孔191。功率模块 1x其还包括一第二铜排20，设置于功率器件12上方，与第一基板11电气连接，可以用于提升第一基板11的导电能力和散热能力，另外还可以避免干扰，提供更优质的高功率密度的功率模块。功率模块1x还可设置一散热器于第二铜排20上，为功率模块1w提供良好的散热途径。图36C揭示图36A功率模块1w中第二铜排的另一实施方式。于本实施例中，第二铜排20还可由金属板件直接冲压制成，其他如金属射出成型制得的第二铜排均不影响其性能，本发明并不以此为限，且不再赘述。

图37为揭示本发明第二十三较佳实施例功率模块的结构分解图。于本实施例中，该功率模块1y为与图1及图2所示的功率模块1相似，且相同的组件标号代表相同的组件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图1及图2所示的功率模块1，在本实施例的功率模块1y中，磁芯131还包括多个第一气隙1315及多个第二气隙1316。第一气隙1315形成于磁芯第一侧壁1313所在的磁柱，且与对应的窗口1310连通。第二气隙1316形成于磁芯第二侧壁 1314所在的磁柱，且与对应的窗口1310连通。其中相对于第一气隙1315或第二气隙1316，绕线部1321与导接部141更分别设置有一避让凹槽132c及 141a，通过第一气隙1315或第二气隙1316而彼此相对，进而达到避让气隙的功效。另一方面，图38为揭示本发明第二十四较佳实施例功率模块的结构分解图。于本实施例中，功率模块1z的磁芯131中每一第一气隙1315与每一第二气隙1316则分别包括一倒角131a，形成于每一第一气隙1315与每一第二气隙1316临近于导接组件一侧，以另一种方式达到避让气隙的功效。倒角131a可使磁芯131中的磁场在功率没有满负荷的情况下先通过第一气隙 1315或第二气隙1316，而只有少量的磁通经倒角131a流过，只有当磁通在气隙1315处饱和的情况下才会有大量的磁通流经倒角131a。借由前述避让气隙的组合应用，将更有利于本发明功率模块实现结构更加紧凑的磁性组件，进而达成高功率密度的功率模块。

另外，图39A至39D为揭示本发明图1功率模块中绕组及导接组件的预制成型流程的一实施例的示意图，即通过绝缘体电镀的预制成型制作方式。如图39A所示，首先提供一预制成型的绝缘体4。接着，于绝缘体4上形成至少一可去除绝缘带41，如图39B所示。然后，对绝缘体4及可去除绝缘带 41进行表面电镀，则可获得预制成型导电体42，如图39C所示。最后如图 39D所示，移除可去除绝缘带41，使得原来预制成型导电体42上形成图1 实施例中功率模块1所需的绕组132及导接组件14。值得注意的是，前述导接组件14与绕组132的形成仅为本发明部分例示，本发明功率模块1的导接组件14与绕组132的形成并不受限于此。

再者，图40A至40C为揭示本发明较佳实施例的功率模块的应用电路图。其中图40A为一种降压型(Buck)电路，图40B为一种升压型(Boost)电路，图 40C为一种降升压型(Buck/Boost)电路。应注意的是，本发明功率模块1可应用于图40A至40C所示的电路拓扑，以不同组合架构于输入电压Vin及输出电压V₀及V₁间，但本发明并不受限于此。本发明功率模块1中，功率器件 12与磁性组件13可为的选择及布设均具灵活性，可针对不同产品需求而提供最适切的功率模块。具体可为的选择及布设，本文不再赘述。

综上所述，本发明提供一种功率模块。其为将磁性组件与功率器件堆叠设置，并使磁性组件的窗口贯穿磁芯上下表面，且其上下表面至少部分投影于功率器件。借此，磁性组件与功率器件可以最短的线路进行叠构组装，有助于减少功率模块的整体体积，提升功率密度，进而提供具竞争力的高转换效率的功率模块。另一方面，磁性组件的绕组具有至少两路集成，通过磁芯窗口以最短距离电连接至磁芯垂直投影内的功率器件，以堆叠构装。多路匝数绕组一端连接至共接部作为功率模块的输出输入端，使绕组与功率模块导电体可先行预制成型，有助于简化制造流程及降低生产成本。

本发明得由熟悉本领域的技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如权利要求书所欲保护的范围。

Claims (39)

1.一种功率模块，其包括：

一功率器件；以及

一磁性组件，与所述功率器件堆叠设置，且具有一垂直投影至少部分重叠于所述功率器件上，其中所述磁性组件包括：

一磁芯，具有一第一表面、一第二表面及至少一窗口，其中所述第一表面与所述第二表面相对，所述至少一窗口位于所述第一表面与所述第二表面之间，且所述窗口的一贯穿线垂直于所述功率器件上设置有至少一引脚或焊盘的一平面；以及

至少一绕组，每一所述绕组包括至少一绕线部，其中所述至少一绕线部穿设所述至少一窗口，且电连接至所述功率器件，每一所述绕组与所述磁芯形成一电感，所述绕组为预制成型。

2.如权利要求1所述的功率模块，其中所述磁芯还包括一第一侧壁及一第二侧壁，所述第一侧壁与所述第二侧壁相对，所述绕组包括多个绕线部与至少一第一共接部，所述至少一第一共接部连接于部分或全部所述绕线部的各第一端且延伸于所述磁芯的所述第一表面，所述第二表面，所述第一侧壁或所述第二侧壁。

3.如权利要求2所述的功率模块，其包括至少两绕组，分别与所述磁芯形成至少两个电感，且所述至少两个电感在磁路上具有一公共柱。

4.如权利要求3所述的功率模块，其中所述功率模块还包括一第一基板，所述第一基板具有一第三表面及一第四表面，所述功率器件设置于所述第一基板的所述第三表面或所述第四表面。

5.如权利要求4所述的功率模块，其中所述功率器件与所述磁性组件分别设置于所述第一基板的所述第三表面及所述第四表面。

6.如权利要求5所述的功率模块，其还包括一导接组件，所述导接组件包括：

多个导接部，每一所述导接部的一第一端通过所述第一基板连接于所述功率器件，每一所述导接部延伸于所述磁芯的任一侧壁，且部分延伸于所述磁芯的所述第一共接部所在表面，其中

所述第一共接部与部分所述导接部电连接至一外部电路。

7.如权利要求5所述的功率模块，其还包括一导接组件，所述导接组件包括：

多个第一引线，电连接于所述功率器件；

一第二共接部，与所述多个第一引线连接；以及

多个导接部，每一所述导接部的各第一端电连接于所述第一基板，其中

所述第二共接部与所述导接部形成一容置空间，所述功率器件位于所述容置空间内，所述第二共接部与部分所述导接部用于与一外部电路进行电气连接。

8.如权利要求5所述的功率模块，其中该磁性组件还包括至少一间隔板，所述间隔板设置于所述磁芯之所述第一表面或所述第二表面。

9.如权利要求4所述的功率模块，其中所述功率器件与所述磁性组件共同设置于所述第一基板的相同表面，且所述功率器件设置于所述磁芯与所述第一基板之间。

10.如权利要求9所述的功率模块，其中所述第一基板包括至少一焊盘，所述焊盘设置于所述功率器件及所述磁性组件所设置的相同表面的另一相对表面，且电连接至一外部电路。

11.如权利要求10所述的功率模块，其还包括一导接组件，所述导接组件包括：

多个导接部，所述导接部与所述绕组电连接；以及

多个第二引线，每一所述第二引线的各第一端电连接于所述第一基板，所述功率器件位于其中两导接部之间。

12.如权利要求11所述的功率模块，所述导接组件还包括：

一第二共接部；以及

多个第三引线，每一所述第三引线的一第一端电连接于所述功率器件，至少部分所述第三引线与所述第二共接部电连接。

13.如权利要求11所述的功率模块，其中所述绕线部的第二端电连接于所述功率器件或所述第一基板，所述第一共接部、所述导接部连接为一体。

14.如权利要求10所述的功率模块，其中所述功率器件包括至少一上表面焊盘及至少一下表面焊盘，分别设置于所述功率器件的一上表面及一下表面，所述功率器件通过所述下表面焊盘与所述第一基板形成电连接，通过所述上表面焊盘与所述绕组的所述绕线部形成电连接。

15.如权利要求1所述的功率模块，其中所述磁芯包括多个窗口，多个所述窗口为线性排列或数组式排列。

16.如权利要求1所述的功率模块，其中所述功率模块还包括一第一基板，所述功率器件嵌埋于所述第一基板。

17.如权利要求16所述的功率模块，其中所述功率模块还包括一电子组件，所述电子组件设置于所述第一基板上。

18.如权利要求4所述的功率模块，其还包括一第二基板。

19.如权利要求18所述的功率模块，其中所述第一基板与所述磁性组件分别设置于所述第二基板的不同表面，所述功率器件设置于所述第一基板上与所述第一基板形成电连接，所述第一基板位于所述功率器件与所述第二基板之间。

20.如权利要求1所述的功率模块，其中所述至少一窗口内容设至少两个所述绕线部，所述至少两个绕线部属于不同绕组，且所述绕线部串联连接或并联连接。

21.如权利要求1的功率模块，其中至少一窗口内容设至少两个所述绕线部，所述至少两个绕线部属于不同绕组，且流经其中两绕线部的电流方向相反。

22.如权利要求1所述的功率模块，其中至少一绕线部的两端分别穿过两个不同的所述窗口。

23.如权利要求1所述的功率模块，其中所述功率模块还包括一第一基板，所述磁性组件嵌埋于所述第一基板。

24.如权利要求1所述的功率模块，其中所述功率模块还包括一第一基板，所述磁芯还包括一容置凹槽，所述容置凹槽设置于所述第一表面或第二表面，以组配容置所述第一基板。

25.如权利要求6、7、11、12或13所述的功率模块，其中所述导接组件为预制成型。

26.如权利要求25所述的功率模块，其中所述导接组件为钣金件或柔性电路板。

27.如权利要求4所述的功率模块，其还包括：

一第一刚性载板，设置于所述磁芯上与所述第一基板所在表面相对的表面；

一挠性载板，设置于所述磁芯的任一侧壁，连接于所述刚性载板与所述第一基板。

28.如权利要求27所述的功率模块，其还包括一第二刚性载板，设置于所述挠性载板上，以及至少一电子组件设置于所述挠性载板或所述第二刚性载板上。

29.如权利要求4所述的功率模块，其还包括一第一铜排，设置于所述磁芯与所述第一基板之间，且具有多个通孔，其中所述多个绕线部对应穿过所述多个通孔。

30.如权利要求4所述的功率模块，其还包括一第二铜排，设置于所述功率器件上，且与所述第一基板电气连接，所述功率器件于所述第二铜排与所述第一基板之间。

31.如权利要求6所述的功率模块，其中所述磁芯还包括：

多个气隙，形成于所述磁芯的任一侧壁，且与对应的所述窗口连通。

32.如权利要求31所述的功率模块，其中所述绕线部或所述导接组件还包括一凹槽，相对于所述气隙而设置。

33.如权利要求31所述的功率模块，其中每一所述气隙分别包括一倒角，所述倒角邻设于所述窗口或所述磁芯的侧壁。

34.如权利要求1所述的功率模块，其中所述预制成型方式可以是导体一体成型的方式、导体与绝缘体装配的方式或通过绝缘体进行电镀的方式中的一种。

35.如权利要求1所述的功率模块，所述磁性组件的端子通过一导电体与一导接部或所述功率器件的上表面的端子连接。

36.一种磁性组件，用于一功率模块，其中所述磁性组件包括：

一磁芯，具有一第一表面，一第二表面及至少一窗口，其中所述第一表面与所述第二表面相对，所述至少一窗口位于所述第一表面与所述第二表面之间；以及

至少一绕组，所述至少一绕组包括多个绕线部与至少一第一共接部，所述绕线部具有一第一端及一第二端，所述至少一第一共接部连接于部分或全部所述绕线部的所述第一端且延伸于所述磁芯的所述第二表面，以使所述至少一第一共接部形成所述功率模块的一电感的第一引脚或焊盘，其中部分或全部所述绕线部穿设所述至少一窗口，以使部分或全部所述绕线部的所述第二端形成为所述功率模块的所述电感的第二引脚或焊盘，其中所述绕组第一共接部与所述绕线部的连接为一体成型。

37.如权利要求36所述的磁性组件，其中所述绕线部的所述第二端贯穿磁芯窗口且延伸于所述磁芯的所述第一表面。

38.如权利要求37所述的磁性组件，其中所述磁芯还包括一第一侧壁、一第二侧壁以及至少一气隙，所述第一侧壁和所述第二侧壁彼此相对，所述气隙邻设于所述第二侧壁所在的磁柱，且所述气隙与对应的所述窗口连通，其中所述第一共接部及所述的绕线部的所述第二端分别在所述磁芯的所述第一表面及所述第二表面朝所述第二侧壁之方向延伸。

39.如权利要求38所述的磁性组件，其中所述绕组与所述气隙形成至少一避气隙距离，所述窗口具有一窗口宽度，且所述避气隙距离介于所述窗口宽度的八分之一至二分之一之间。