CN109792813B - 板载驱动器模块和用于形成其的方法 - Google Patents

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Abstract

一种多层金属芯印刷电路板（MCPCB）具有安装在其上的至少一个或多个生成热的LED和被配置为向所述一个或多个LED提供电流的一个或多个器件。所述一个或多个器件可以包括承载陡峭的斜坡电压波形的器件。因为在图案化铜层和金属衬底之间典型地存在非常薄的电介质，所以陡峭的斜坡电压波形可以由于经由寄生电容的AC耦合的原因而在金属衬底中产生电流。该AC耦合的电流可以产生电磁干扰（EMI）。为了降低EMI，可以在金属衬底和承载陡峭的斜坡电压波形的器件之间形成局部屏蔽区域。局部屏蔽区域可以是导电的并且可以电连接到与所述一个或多个器件相邻的DC电压节点。

Description

板载驱动器模块和用于形成其的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年7月6日提交的美国临时申请第62/359,112号和2016年9月27日提交的欧洲专利申请第16190841号的权益，其内容在此通过引用被并入本文。
技术领域
本申请涉及照明领域，尤其涉及一种包括LED驱动器电路的板载驱动器模块，以及一种用于形成该板载驱动器模块的方法。
背景技术
发光二极管(LED)在一些应用中可以产生大量的热。一个这种应用可以是被用来形成照明器的光源的高功率LED的阵列。生成的热必须被去除。
为了实现这一点，LED被典型地安装在金属芯印刷电路板(MCPCB)上而不是使用包含电介质衬底的常规印刷电路板(诸如玻璃增强环氧树脂层压板PCB)。
MCPCB可以包括金属衬底(诸如铝)、在金属衬底上方的电介质层以及在电介质层上方的图案化金属层。图案化金属层可以包含铜。图案化金属层可以将LED连接到功率源。然后金属衬底可以被热和/或电耦合到接地的金属热沉或者它可以是悬浮的。
MCPCB由于金属衬底的相对厚度的原因可以具有比其他PCB更好的热性能，该金属衬底可以改善横向热扩散和到热沉的散热。
发明内容
公开了一种发光二极管(LED)模块和一种形成该LED模块的方法。该LED模块可以包含一个或多个LED组件和一个或多个其他电路。该LED模块可以包括在基底金属衬底上的第一电介质层。第一图案化金属层可以形成在第一电介质层上。第一图案化金属层可以提供电气互连。可以在第一图案化金属层内形成局部屏蔽区域。局部屏蔽区域可以是导电材料的基本连续的区域。第二电介质层可以形成在第一图案化金属层上。第二图案化金属层可以形成在第二电介质层上。第二图案化金属层可以提供电气互连。第二金属层可以通过第一和第二电介质层的至少部分来与基底金属衬底电绝缘。
一个或多个LED可以被安装在第二图案化金属层上并且可以被热耦合到基底金属衬底。一个或多个器件可以形成在第二图案化金属层上并且可以被配置为向所述一个或多个LED提供目标电流。所述一个或多个器件可以包括承载陡峭的斜坡电压波形的器件。该承载陡峭的斜坡电压波形的器件可以在局部屏蔽区域的至少一部分的上面。DC电压节点可以被安装在第二图案化金属层上。该DC电压节点可以电连接到局部屏蔽区域。
附图说明
可以从以下结合附图以示例的方式给出的描述得到更详细的理解，在附图中：
图1是使用单层金属芯印刷电路板(MCPCB)的板载驱动器(DOB)模块的截面视图；
图2A-2C是具有局部屏蔽的各种配置的多层MCPCB上的DOB模块的截面视图；
图3是图示出使用单级升压转换器作为屏蔽开关模式电源(SMPS)的DOB模块的示例的电路图；并且
图4是屏蔽DOB模块的第二图案化金属层和局部屏蔽区域的俯视透明视图。
具体实施方式
在以下描述中，许多具体细节(诸如特定结构、组件、材料、
尺寸、处理步骤以及技术)被阐述，以便提供对于本发明的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将认识到的是，本发明可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在其他实例中，公知的结构或处理步骤还未被详细地描述，以便避免使本发明难以理解。将理解的是，当作为层、区或衬底的元件被称为在另一元件“上”或“上方”时，它可以直接在另一元件上或者中间元件也可以存在。相反地，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接在另一元件上方”时，没有中间元件存在。还将理解的是，当元件被称为在另一元件“下面”、“之下”或“下方”时，它可以直接在另一元件下面或下方，或者中间元件可以存在。相反地，当元件被称为“直接在另一元件下面”或“直接在另一元件下方”时，没有中间元件存在。
为了不使本发明的实施例的陈述难以理解，在以下详细的描述中，本领域已知的一些处理步骤或操作为了陈述和为了说明目的可能已经被组合在一起，并且在一些实例中可能还未被详细地描述。在其他实例中，本领域已知的一些处理步骤或操作可能根本未被描述。应当理解的是，以下描述更聚焦于本发明的各种实施例的区别性(distinctive)特征或元件。
以下描述涉及安装在同一金属芯印刷电路板(MCPCB)上的发光二极管(LED)和开关电源驱动器，并且特别地，涉及降低来自模块的不想要的电磁干扰(EMI)的技术。
当一个或多个发光二极管(LED)被安装在金属芯印刷电路板(MCPCB)上时，被配置为向所述一个或多个LED提供电流的一个或多个器件也可以被安装在MCPCB上。所述一个或多个器件可以包括用以控制电流的LED驱动器。此布置可以被称为板载驱动器(DOB)模块并且可以用于紧凑的LED模块中。LED驱动器可以是开关模式电源(SMPS)，其从外部电源接收未调节的电压并且向LED供应调节的电流以实现目标明亮度水平。
参考图1，示出了使用单层MCPCB 102的板载驱动器(DOB)模块100的截面视图。如上面描述的那样，MCPCB 102可以包括基底金属衬底104、在基底金属衬底104上的电介质层106、在电介质层106上的图案化金属层108、以及器件层110。
基底金属衬底104可以包含一个或多个导热金属，诸如例如铝、铜、钢、或其合金。基底金属衬底104可以是但不限于几百微米厚。例如，基底金属衬底104可以具有范围从大约0.5mm到大约1.5mm的厚度。
基底金属衬底104可以具有形成在其上的电介质层106。电介质层106可以包括任何导热的电介质材料，诸如电介质聚合物、具有高热导率的陶瓷以及其组合。电介质层106可以包括单层电介质材料或多层电介质材料。电介质层106可以使用常规沉积或层压工艺来形成。电介质层106可以具有范围从大约30μm到大约150μm的厚度。
电介质层106可以具有形成在其上的图案化金属层108。图案化金属层108可以为器件层110上的电路系统提供一个或多个互连。图案化金属层108可以包含导电材料，诸如多晶硅、导电金属、包括至少一种导电金属的合金、导电金属硅化物或其组合。优选地，导电材料可以是导电金属，诸如Cu、W或Al。可以利用常规沉积或层压工艺来形成导电材料。
尽管被示出为一个层，但是本领域技术人员将理解，图案化金属层108可以包括通过一种或多种类型的电介质材料绝缘的、导电材料的多个区域和/或层，以用于需要交叉导体的更复杂的电路。电介质材料可以与电介质层106中的材料相似，并且可以在通过一种或多种常规的光刻技术被图案化之前使用相似的技术来形成。图案化金属层可以具有范围从大约9μm到大约70μm的厚度。
如上面描述的那样，MCPCB 102还可以包括在图案化金属层108上的器件层110。器件层110可以包含用以向一个或多个LED 112提供目标电流的一个或多个器件和电路系统。所述一个或多个器件可以包括承载陡峭的斜坡电压波形的器件，诸如SMPS 114的开关晶体管118。器件层可以包含所述一个或多个LED 112、SMPS 114以及相邻的电路系统116。所述一个或多个LED 112可以是双引线半导体光源，所述双引线半导体光源中的每一个可以是当被激活时发射光的p-n结二极管。当合适的电压被施加到引线时，电子能够与器件内的电子空穴重新组合，以光子的形式释放能量。
SMPS 114可以是任何类型的转换器(诸如升压或降压转换器)，其接收输入电压并且输出用于驱动所述一个或多个LED 112的调节电流。SMPS 114可以是降压调节器、升压调节器、或者其他类型的能够为所述一个或多个LED 112提供恒定电压的开关调节器。
SMPS 114可以包括以相对高的频率(诸如大约10kHz到大约1MHz)接通和关断的开关晶体管118。例如，开关晶体管118可以以该高频率耦合地电压或正电压之间的电感器(取决于SMPS 114的类型)，来生成升高的或降低的输出电压。开关晶体管118可以是以开关频率承载陡峭的斜坡电压波形(其可以是方波电压132)的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或双极晶体管。
应当注意的是，如本文使用的术语“方波”不需要波形具有矩形脉冲。它也不需要波形具有50％的占空比(即，具有高电平和低电平的相同的持续时间)。在一些应用中，非瞬时开关和寄生效应可以导致非矩形波形。因此，术语“方波”意味着作为开关晶体管不时地被导通和截止以实现来自SMPS 114的目标输出电压或电流的结果而在高电平和低电平之间摆动的开关电压。
因此，高频方波电压132可以被生成，具有相对高的电压(例如，高达500V)和相对较大的平均电流(例如，高达1Amp)。小的板载电容器可以被用来对纹波进行稍微滤波以向所述一个或多个LED 112供应调节的DC电流。在一个示例中，方波电压132可以在地和大约500V之间快速转变，以驱动一串串联连接的一个或多个LED 112。
可以存在与开关晶体管118相邻的一个或多个器件，诸如例如控制器120。控制器120可以使用一种或多种已知的技术来生成用于所述一个或多个LED 112的目标驱动电流。另外，器件层110可以包括一个或多个附加的器件116。尽管被示出为很靠近开关晶体管118，但是控制器120可以更远离地位于其它器件116之中。
器件层110可以由电源122供电，该电源122连接到可以包括一个或多个本领域已知的测量设备的电磁干扰(EMI)测量网络124。EMI测量网络124还可以通过物理接地(PE)连接128连接到热沉126，该物理接地(PE)连接128可以充当到DOB模块100的地。由于潜在地大电流和电压的高频切换的原因，潜在地存在EMI。在一些情况下，DOB模块100可以经历测试以确保EMI低于与其他系统电磁兼容(EMC)的阈值。如果所测量的到热沉126内的AC耦合电流在阈值水平之上，则DOB模块100可能未通过可能是行业或法律要求的电磁兼容(EMC)测试。
如图1中示出的那样，一个或多个寄生电容器可以在DOB模块100中形成。第一寄生电容器C1可以这样形成：其中一个电容器端子是承载方波电压132的开关晶体管118的端子和/或直接在该端子之下的图案化金属层108，并且另一电容器端子是在开关晶体管118之下的区域中的基底金属衬底104。电介质层106可以充当电容器电介质。第一寄生电容器C1可以在每个开关周期被充电和放电。在方波电压132脉冲的开始和结束时的大电流尖峰(对各种电容的充电和放电的结果)可能生成EMI。
第一寄生电容器C1的电容值与端子面积成比例并且与电介质厚度成相反比例。因此，第一寄生电容器C1的电容值由于薄电介质层106(其用于良好的热性能)和两个端子处的大的导电面积的原因而可能是高的(例如，几十pF)。应当注意的是，第一寄生电容器C1在图1中被简化。第一寄生电容器C1可以是遍布整个DOB模块100的所有相关寄生电容的总和。
来自第一寄生电容器C1的电流130可以通过基底金属衬底104被传导并且进入到热沉126内。从热沉126处，电流130可以被EMI测量网络124通过PE连接128检测到并且可以被耦合到连接到同一个地的其他系统。电流130可以被检测到并且可以被测量。如果电流130在阈值之上，则DOB模块100可能未通过EMC测试。
除了第一寄生电容器C1之外，由于基底金属衬底104中的高频电流(由于方波电压132的寄生AC耦合的原因所致)的原因，第二寄生电容器C2也可以形成在控制器120之下。第二寄生电容器C2可以引起控制器120内的内部扰动。应当注意的是，第二寄生电容器C2在图1中被简化。第二寄生电容器C2可以在器件层110中的任何器件处发生。
如果基底金属衬底104是悬浮的而不是通过热沉126被接地，则由于第二寄生电容器C2的原因所致的扰动可以被极大地增强。然而，即使当基底金属衬底104被接地时，从开关晶体管118到控制器120的寄生电容耦合也可以是非零的并且可以导致问题。这可能是因为高频下的长接地路径的阻抗可能是非零的，并且基底金属衬底104仍然可以经由第一寄生电容器C1承载开关晶体管118的方波电压132的部分，该第一寄生电容器C1然后可以经由第二寄生电容器C2耦合到控制器120。
随着到DOB模块100的功率输入122增加，EMC问题也可能增加。增加电介质层106的厚度可以降低第一寄生电容器C1和第二寄生电容器C2的电容，但是可能不合乎期望地增加热阻。因此，可以合乎期望的是降低EMI以更容易地满足EMC标准。
现在参考图2A，示出了具有局部屏蔽的多层MCPCB 202上的DOB模块200的截面视图。多层MCPCB 202可以包括基底金属衬底204、基底金属衬底204上的第一电介质层206、第一电介质层206上的第一图案化金属层208、第一图案化金属层208上的第二电介质层210、第二电介质层210上的第二图案化金属层212、以及器件层214。
基底金属衬底204可以包含一个或多个导热金属，诸如例如铝、铜、钢以及其合金。基底金属衬底204可以是但不限于几百微米厚。例如，基底金属衬底204可以具有范围从大约0.5mm到大约1.5mm的厚度。
基底金属衬底204可以具有形成在其上的第一电介质层206。第一电介质层206可以包括任何导热的电介质材料，诸如电介质聚合物、具有高热导率的陶瓷以及其组合。第一电介质层206可以包括单层电介质材料或多层电介质材料。第一电介质层206可以使用常规沉积或层压工艺来形成。第一电介质层206可以具有范围从大约30μm到大约150μm的厚度。
第一电介质层206可以具有形成在其上的第一图案化金属层208。第一图案化金属层208可以为更高层中的电路系统提供一个或多个互连。第一图案化金属层208可以包含导电材料，诸如多晶硅、导电金属、包括至少一种导电金属的合金、导电金属硅化物或其组合。优选地，导电材料可以是导电金属，诸如Cu、W或Al。可以利用常规沉积或层压工艺来形成导电材料。
尽管被示出为一个层，但是本领域技术人员将理解，第一图案化金属层208可以包括通过一种或多种类型的电介质材料绝缘的、导电材料的多个区域和/或层，以用于需要交叉导体的更复杂的电路。电介质材料可以与第一电介质层206中的材料相似，并且可以在通过一种或多种常规的光刻技术被图案化之前使用相似的技术来形成。第一图案化金属层208可以具有范围从大约9μm到大约70μm的厚度。
第一图案化金属层208可以具有形成在其上的第二电介质层210。第二电介质层210可以包含与第一电介质层206相似的材料并且可以使用相似的技术来形成。第二电介质层210可以具有范围从大约30μm到大约150μm的厚度。
第二电介质层210可以具有形成在其上的第二图案化金属层212。第二图案化金属层212可以包含与第一图案化金属层208相似的材料并且可以使用相似的技术来形成。第二图案化金属层212可以具有范围从大约9μm到大约70μm的厚度。
器件层214可以包含与上面参考图1中的器件层110描述的那些相似的器件，包括所述一个或多个LED 112和其他器件112。器件层可以包含屏蔽的SMPS 216，其包含承载方波电压132的开关晶体管118和DC电压节点218。
DC电压节点218可以通过导电过孔222连接到第一图案化金属层208中的局部屏蔽区域220。局部屏蔽区域220可以位于直接或间接承载陡峭的斜坡电压波形的任何器件下方。如图2A中示出的那样，局部屏蔽区域220可以位于承载方波电压132的开关晶体管118下方。局部屏蔽区域220可以是第一图案化金属层208中的导电材料的基本连续的区域。局部屏蔽区域可以包含导电金属，诸如例如Cu、W或Al。
局部屏蔽区域220可以与第一图案化金属层208的形成同时形成。在一示例中，第一图案化金属层208的第一部分224可以沉积在第一电介质层206上。第一部分224可以包含与第一电介质层206的电介质材料相似的电介质材料。可以使用常规的光刻工艺来图案化和刻蚀第一部分224以形成开口。可以使用常规的沉积工艺(诸如但不限于CVD、PECVD、溅射、化学溶液沉积或电镀)使该开口填充有导电材料。在导电材料被沉积之后，它可以通过常规的工艺(诸如，化学机械平坦化(CMP))被平坦化，使得导电材料的上表面与第一部分的上表面基本齐平。第一图案化金属层208的第二部分226可以被沉积在第一部分224上以完成第一图案化金属层208。第二部分226可以包含与第一部分相似的材料并且使用相似的技术形成。
局部屏蔽区域220可以具有范围从大约9μm到大约70μm的厚度。局部屏蔽区域220可以具有至少大于开关晶体管118和DC电压节点218的截面面积的截面面积。局部屏蔽区域220的部分可以延伸超出开关晶体管118的外边缘一距离，该距离可以是几微米或高达DOB模块200的整个宽度。局部屏蔽区域220的部分可以延伸超出DC电压节点218的外边缘一距离，该距离可以是几微米或高达DOB模块200的整个宽度。
如上面描述的那样，局部屏蔽区域220可以通过导电过孔222物理地和电气地连接到DC电压节点218。可以通过使用常规的光刻技术图案化和刻蚀第二部分226、第二电介质层210以及第二图案化金属层212来形成导电过孔222。图案化和刻蚀可以在各层中的每一层正在被形成时发生。通过图案化和刻蚀形成的开口可以使用常规的沉积工艺(诸如上面参考局部屏蔽区域220描述的那些)填充有导电金属(诸如例如Cu、W或Al)。应当注意的是，尽管局部屏蔽区域220和DC电压节点218被示出为通过导电过孔222连接，但是它们可以通过其他手段(诸如分流器或外部导体)连接。
DC电压节点218可以是地节点、输入电压节点或可以吸取(sink)电流的任何其他相对稳定的节点。DC电压节点218中的DC电压可以取自DOB模块200中的任何节点或器件。DC电压可以是范围从内部地(0伏特)到几百伏特的任何电压。该电压可以以任何方式并且在与方波电压132电平不相关的任何DC电平下被生成。DC电压节点218可以供应DC电压并且可以以方波电压132的高频范围下的低AC阻抗连接到局部屏蔽区域220。如果这些条件被满足，则DC电压节点218和局部屏蔽区域220可以切断开关晶体管118和其他器件之间的寄生电容耦合。
屏蔽效应可以被生成，因为导电过孔222相对较短并且其高频阻抗最小。因此，局部屏蔽区域220中的电压可以基本上与高频域中的DC电压节点218的DC电压电势相同。这可以有效地切断到开关晶体管118之下的基底金属衬底204和热沉126的电容式AC耦合。
如图2A中示出的那样，在开关晶体管118和局部屏蔽区域220之间可以存在第三寄生电容C3。第三寄生电容C3可以是如下的结果：一个电容器端子是承载方波电压132的开关晶体管118的端子和/或直接在该端子之下的第二图案化金属层212，并且另一电容器端子是在开关晶体管118之下的区域中的局部屏蔽区域220。第二电介质层210可以充当电容器电介质。
第三寄生电容C3可以与在局部屏蔽区域220和基底金属衬底204之间的第四寄生电容C4隔离。第四寄生电容C4可以是如下的结果：一个电容器端子是承载DC电压的局部屏蔽区域220，并且另一电容器端子是基底金属衬底204。第一电介质层210可以充当电容器电介质。因此，可以没有在开关晶体管118与基底金属衬底204之间或者最终在开关晶体管118与热沉126之间流动、然后将通过物理接地(PE)连接128传送到EMI测量网络124的寄生电容电流。
如果局部屏蔽区域220足够大，则在局部屏蔽区域220外面的寄生电容由于寄生电容器各端子之间的长距离的原因而可能非常小，并且结果得到的耦合效应可能是可忽略的。局部屏蔽区域220可以降低由寄生电容耦合导致的EMC问题。
如图2A中示出的那样，局部屏蔽区域220可以仅位于电路系统之下，该电路系统承载由开关晶体管118的开关导致的高频/高功率方波电压132。
在另一示例中，如图2B中示出的那样，局部屏蔽区域220可以覆在基底金属衬底204的整个表面上。
在另一示例中，如图2C中示出的那样，DC电压节点218可以不处于直接连接到开关晶体管118之下的局部屏蔽区域220以提供局部屏蔽的合适位置。例如，DC电压节点218可以位于多层MCPCB 202的另一部分上或可以在多层MCPCB的外部。中间金属电介质层240可以形成在第一图案化金属层208上。中间电介质层240可以与第一电介质层206相似并且可以使用相似的技术来形成。中间图案化金属层242可以形成在中间电介质层240上。中间图案化金属层242可以与第一图案化金属层208相似并且可以使用相似的技术来形成。第二电介质层210然后可以形成在中间图案化金属层242上。
DC电压节点218可以通过第一导电过孔222A连接到第一图案化金属层208中的局部屏蔽区域的第一部分220A。第一部分220A可以横跨第一图案化金属层208将DC电压承载到第二导电过孔222B。第二导电过孔222B可以延伸穿过中间电介质层240并且可以电连接到局部屏蔽区域的第二部分220B。作为结果，可以形成多层局部屏蔽区域。
现在参考图3，示出了图示出使用单级升压转换器作为屏蔽的SMPS 216的DOB模块200的示例的电路图。该示意图表示可以具有AC市电输入端且可以驱动一个或多个(例如，158个)串联连接的LED 302A-302N的高功率照明模块。所述一个或多个LED 302A-302N中的每一个可以是发射蓝光的基于GaN的LED并且可以下降约3伏特。因此，升压电路必须将经整流的AC市电电压升压到至少474V。磷光体可以将蓝色LED光转换为白光以用于一般光照。
AC市电电压可以经由保险丝304被施加到EMI滤波器306，该EMI滤波器306可以在或可以不在图2中图示出的MCPCB 202上。全二极管桥308可以对AC电压进行整流并且输入电容器310可以至少部分地对经整流的AC电压进行滤波。控制器312可以将开关晶体管118导通并且电感器314的右端可以被拉到地以用于对电感器314进行充电。在用以生成通过所述一个或多个LED 302A-302N的目标电流的开关周期中的特定时间，开关晶体管118可以被截止。这可以导致电感器314的右端处的电压上升以使二极管316正向偏置。这可以对输出电容器318进行重新充电，该输出电容器318可以平滑波形并且基本上在调节电流下将DC电压供应到所述一个或多个LED 302A-302N。因此，在这种情况下，方波电压132在地与使二极管316正向偏置的电压之间运转。开关晶体管118的漏极节点320可以承载方波电压132。在被供应给所述一个或多个LED 302A-302N的电流中的任何高频纹波都可以是可接受的，因为只要峰值电流保持在所述一个或多个LED 302A-302N的电流额定值内，任何高频纹波就可以不被感知到。
由所述一个或多个LED 302A-302N传导的电流可以流过低值电阻器R1。跨电阻器R1的电压可以与由充当调光控制电路的可控电压源322生成的电压相比较。电阻器R2和电容器324可以对可以充当误差放大器的差分放大器326的输出进行滤波。反馈网络可以控制开关晶体管118的占空比或开关频率，使得被施加到差分放大器326的输入端的各电压相匹配。分压器(电阻器R3和R4)可以将分压施加到控制器312，该控制器312使用误差信号来控制开关晶体管118的开关。
控制器312可以引起由电感器314传导的零电流触发的自激振荡。可替换地或附加地，控制器312可以是脉冲宽度调制(PWM)控制器，其使用固定的振荡器频率在每个周期回转开关晶体管118。可替换地或附加地，控制器312可以使用其他已知的技术来生成用于所述一个或多个LED 302A-302N的目标驱动电流。SMPS 216还可以是电流模式或电压模式调节器。
在该示例中，DC电压节点218可以是全二极管桥308中的内部地，该内部地电耦合到局部屏蔽区域220以提供局部屏蔽。
现在参考图4，示出了屏蔽DOB模块200的第二图案化金属层212和局部屏蔽区域220的俯视透明视图。如图4示出的那样，第二图案化金属层212覆在局部屏蔽区域220之上。示出了开关晶体管118的漏极节点402。漏极节点402可以将开关晶体管118电连接到下面的第二图案化金属层212。漏极节点402可以是连接开关晶体管118的漏极的铜焊盘或接合线。漏极节点402被示出为经由图案化金属层212中的互连图案连接到DOB模块200的其他部分。互连图案可以包含导电材料，诸如例如Cu、W或Al。如上面描述的那样，互连图案可以通过一种或多种常规刻蚀和沉积工艺来形成。该互连图案可以承载方波电压132。局部屏蔽区域220可以延伸超出第二图案化金属层212的承载方波电压132的部分的占用区域，以便由此来屏蔽下面的基底金属衬底204以降低任何显著的AC耦合。
图3中示出的各种电气组件可以经由常规的方式(诸如焊接工艺)被安装到第二图案化金属层212。在该示例中，用于偏置局部屏蔽区域的DC电压节点218可以是图3中示出的内部地。导电过孔222的两个示例被示出为将DC电压节点218连接到局部屏蔽区域220。
如上面描述的那样，第二图案化金属层212中的各种其他DC节点也可以被用于到局部屏蔽区域220的电气连接。局部屏蔽区域220可以充分地延伸超出第二图案化金属层212的承载方波电压的各区域以便位于合适的DC电压节点的下面，以用于通过垂直导电过孔222连接到该节点。
在图4中示出的示例中，局部屏蔽区域220不被定位在生成热的一个或多个LED302A-302N之下，因为所述一个或多个LED 302A-302N可以由于输出电容器318所致的平滑的原因而传导相当大的DC电流。因此，在所述一个或多个LED 302A-302N和基底金属衬底204之间可以存在良好的热耦合。在LED 302A-302N和基底金属衬底204之间可以仅存在一个薄的电介质层以改善热导率。
SMPS 216的某些部分(诸如大的电容器和电感器以及电流设置组件)可以在MCPCB202的外部。一个或多个开关晶体管118以及控制电路系统将通常被安装在MCPCB上，以实现板载驱动器的益处。
尽管上面提供的示例示出了多层MCPCB 202被用于从LED吸取热，但是多层MCPCB202可以被用来从安装在与SMPS 216相同的多层MCPCB 202上的其他生成热的组件(诸如微处理器)吸取热。
尽管已知的是为复杂的电路系统提供三维印刷电路，其中需要多个绝缘水平的铜以用于交叉，但是在顶部铜图案下面的这样的铜图案可能不用于高频/高功率方波的AC屏蔽，并且不被来自用以实现AC屏蔽功能的顶部铜层中的节点的DC电压所偏置。
尽管上面以特定组合描述了特征和元件，但是本领域普通技术人员将认识到，每个特征或元件可以被单独使用或以与其他特征和元件的任何组合被使用。另外，本文描述的方法可以在并入计算机可读介质中以供计算机或处理器执行的计算机程序、软件或固件中被实现。计算机可读介质的示例包括电子信号(通过有线或无线连接传输)和计算机可读存储介质。计算机可读存储介质的示例包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、高速缓冲存储器、半导体存储器器件、磁介质(诸如内部硬盘和可移动盘)、磁光介质以及光学介质(诸如CD-ROM盘和数字通用盘(DVD))。

Claims (15)

1.一种板载驱动器模块，包括：
LED驱动器电路，包括开关模式电源和DC电压节点；以及
金属芯印刷电路板，包括：
电耦合到所述开关模式电源和所述DC电压节点的器件层；
包括局部屏蔽区域的第一图案化金属层；
第二图案化金属层；
基底金属衬底；
第一电介质层，所述第一电介质层位于所述基底金属衬底上，所述第一图案化金属层位于所述第一电介质层上；
第二电介质层，所述第二电介质层位于所述第一图案化金属层上，所述第二图案化金属层位于所述第二电介质层上，所述器件层位于所述第二图案化金属层上；以及
导电过孔，所述导电过孔从所述局部屏蔽区域穿过所述第二电介质层和所述第二图案化金属层延伸到所述DC电压节点。
2.如权利要求1所述的板载驱动器模块，其中所述局部屏蔽区域包括导电金属的连续区。
3.如权利要求1所述的板载驱动器模块，其中所述开关模式电源包括承载陡峭的斜坡电压波形的开关晶体管。
4.如权利要求3所述的板载驱动器模块，其中所述局部屏蔽区域位于承载所述陡峭的斜坡电压波形的任何器件下方。
5.如权利要求4所述的板载驱动器模块，其中所述局部屏蔽区域的部分延伸超出所述开关晶体管的外边缘。
6.如权利要求4所述的板载驱动器模块，其中所述局部屏蔽区域仅位于承载由所述开关晶体管的开关导致的高频/高功率方波电压的电路系统之下，所述高频/高功率方波电压具有所述陡峭的斜坡电压波形。
7.如权利要求4所述的板载驱动器模块，其中所述局部屏蔽区域的部分延伸超出所述DC电压节点的外边缘。
8.如权利要求1所述的板载驱动器模块，其中所述局部屏蔽区域在所述LED驱动器电路的至少一部分之下在两个方向上横向延伸。
9.一种用于形成如权利要求1所述的板载驱动器模块的方法，包括：在包含所述导电过孔的所述金属芯印刷电路板上形成所述LED驱动器电路，使得寄生电容器位于所述开关模式电源的开关晶体管与所述局部屏蔽区域之间。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述局部屏蔽区域包括导电金属的连续区。
11.如权利要求9所述的方法，其中所述开关模式电源包括承载陡峭的斜坡电压波形的开关晶体管。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述局部屏蔽区域位于承载所述陡峭的斜坡电压波形的任何器件下方。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述局部屏蔽区域的部分延伸超过所述开关晶体管的外边缘。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述局部屏蔽区域的部分延伸超过所述DC电压节点的外边缘。
15.如权利要求12所述的方法，其中所述局部屏蔽区域仅位于承载由所述开关晶体管的开关导致的高频/高功率方波电压的电路系统之下，所述高频/高功率方波电压具有所述陡峭的斜坡电压波形。
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