CN110970400B - 一种功率电感集成芯片及其封装制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功率电感集成芯片及其封装制造方法，包括功率电感组件和电源芯片，电源芯片设置有引脚，电源芯片上设有连接槽，引脚设于连接槽中，功率电感组件包括封装体、线圈绕组和导电卡扣，封装体包覆线圈绕组，线圈绕组有两输出端，导电卡扣与输出端连接、且导电卡扣设于封装体外，功率电感组件和电源芯片连接时导电卡扣插入连接槽中，其端部与引脚连接，本发明设置导电卡扣与连接槽，通过导电卡扣将功率电感集成到电源芯片，利用封装芯片的设备制造电感值，减少制造的误差范围，提高功率电感的精度，减少电感因为振荡等原因导致焊接松脱的可能，提高电源系统的可靠性，减少整体电源的体积，有助于便携电子产品的微型化，客户使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及芯片封装技术领域，具体涉及一种功率电感集成芯片及其封装制造方法。
背景技术
便携式电子产品一般采用开关电源结构以追求电能利用的高效性，在众多电子组件中，电感常被应用于功率转换电路。电感具有能量转换的特性，常常需要与开关电路连结作为其电路上的应用，同时随着便携电子产品的微型化，开关电源中的功率电感体积占比逐步上升，成为微型化路上的一个技术障碍。所以在芯片封装领域，出现了SIP(system inpackage)和Fan-out(大扇出封装)等高级封装技术，但是对无源元件的集成只是将外部零件封入封装体，功率电感因为体积较大，已经接近甚至超过电源芯片的大小，难以被封入封装体内。
现有技术中，有的将功率电感封装于芯片下方，在封装体中设计一个容纳结构，如在芯片焊接面上设置凸台，凸台周围的设置焊接球，但焊接球在焊接过程中可能因为凸台的存在导致虚焊，另外凸台的存在阻碍芯片通过封装底部到PCB的有效散热路径，导致热阻偏高；有的采用堆叠的方式，朝垂直的方向将多芯片整合于单一个封装体内，如此一来，除了会增加封装结构的厚度，且此堆叠结构必须另外设计每层芯片间电性连接的方式，更增加了芯片整合的复杂度，或者利用三维堆叠封装技术，将芯片内部制造多个小感值电感串联的方式实现大感值，其使用前提是多芯片堆叠，但电源类芯片属于成本敏感型产品，芯片没有多层金属；有的将封装引线进行螺线圈缠绕后，再连接到封装壳的方法，但封装引线没有足够的机械支持力，在后续封装工序中会变形甚至引线坍塌。
另外，客户选购的外置功率电感的磁饱和电流大小、线阻等都会影响开关电源的功能和性能，不适当的选型或者外置电感的制造缺陷会导致开关电源失效，因此为了增加芯片整合的价值，利用一种能简化整合芯片制程的封装方式，将功率电感芯片集成到开关电源的封装体内，为目前芯片整合的重要课题。
发明内容
为了解决现有技术中功率电感体积大、难以整合与开关电源的封装体内，的技术问题，本发明提供一种功率电感集成芯片及其封装制造方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种功率电感集成芯片，包括功率电感组件和电源芯片，所述电源芯片设置有引脚，所述电源芯片上设有连接槽，且引脚设于连接槽中，所述功率电感组件包括封装体、线圈绕组和导电卡扣，所述封装体包覆线圈绕组，所述线圈绕组包括两输出端，所述导电卡扣与输出端连接、且导电卡扣设于封装体外，所述功率电感组件和电源芯片连接时导电卡扣插入连接槽中，其端部与引脚连接。
进一步的，所述线圈绕组的材质为金属铜、金属铝中的一种或多种。
进一步的，所述线圈绕组的形状为螺线状、方形状、三角形、圆形中的任意一种。
进一步的，所述线圈绕组为单层或多层。
进一步的，所述封装体采用掺有磁性物质的封装材料。
进一步的，所述功率电感组件和电源芯片垂直上下叠放，功率电感组件置于电源芯片上表面，引脚置于连接槽底部，导电卡扣自下而上穿过连接槽，端部与引脚连接。
进一步的，所述导电连接卡扣端部设有卡合部，引脚与卡合部卡合。
进一步的，所述卡合部为台阶状，包括水平面和竖直面。
进一步的，所述电源芯片包括DC-DC电源芯片、AC-DC电源芯片中的任意一种。
一种功率电感集成芯片封装制造方法，封装制造上述的功率电感集成芯片，方法如下：
绕制线圈绕组，构成电感主体，并设置两输出端，进行注塑封装，获得功率电感组件；
在线圈绕组两输出端口焊接导电卡扣；
将电源芯片和功率电感组件对齐重叠，此时导电连接卡扣插入连接槽中与引脚接触，导电卡扣和引脚焊接固定；
将电源芯片和功率电感组件放入模具中，二次注塑封装。
进一步的，所述功率电感组件注塑时，在树脂中掺入磁性金属粉末。
进一步的，所述焊接时采用超声波焊接或热焊接。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明提供的一种功率电感集成芯片及其封装制造方法，在电源芯片上开设连接槽，且引脚设于连接槽中，在功率电感组件上设置导电卡扣，通过导电卡扣将功率电感集成到电源芯片上，利用封装芯片的设备制造电感值，减少制造的误差范围，提高功率电感的精度，减少电感因为振荡等原因导致焊接松脱的可能，提高电源系统的可靠性，减少整体电源的体积，有助于便携电子产品的微型化，客户无需在品类繁多的电感中进行选型，只需要外部电容即可使用，客户使用方便。
附图说明
图1为本发明功率电感集成芯片装配示意图；
图2为本发明功率电感芯片俯视透视图之一；
图3为本发明功率电感芯片俯视透视图之二；
图4为本发明导电卡扣与电源芯片连接示意图之一；
图5为本发明导电卡扣结构示意图之一；
图6为本发明导电卡扣与电源芯片连接示意图之二；
图7为本发明导电卡扣结构示意图之二；
图8为功率电感集成芯片封装制造流程图。
具体实施方式
以下将结合本发明实施例中的附图对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，一种功率电感集成芯片，包括功率电感组件1和电源芯片2，所述电源芯片2设置有引脚21，所述电源芯片上设有连接槽22，且引脚21设于连接槽22中，电源芯片为DC-DC电源芯片或AC-DC电源芯片，
所述功率电感组件1包括封装体11、线圈绕组12和导电卡扣13，所述封装体12包覆线圈绕组11，所述线圈绕组11包括两输出端(111,112)，所述导电卡扣13与输出端(111,112)连接、且导电卡扣13设于封装体11外，功率电感具有能流经的电流大，电感寄生电阻小，品质因素高的特点，功率电感组件1和电源芯片2连接时导电卡扣13插入连接槽22中，其端部与引脚21连接，线圈绕组11可以采用金属铜或金属铝中的任意一种，本实施例中采用较粗的铜线，能流入更大的电流，如图2、图3所示，线圈绕组11可以绕制成边长逐步收缩的长方形或者多边形，如螺线状、方形状、三角形、圆形等，可以只绕制一层或多层，具体依据所需要的电感值选择，所述封装体11采用掺有磁性物质的封装材料，封装材料可以是环氧树脂，磁性物质可以是金属磁性粉末，如铁氧体磁粉，在封装体11中加入磁性物质，能提高电感值，提高单位体积的储能能力，并且磁力线能限制在芯片内部，避免向外辐射引起电磁兼容性问题，导电卡扣13采用铜或铝等导电金属制造，可以选择与芯片引脚21金属材料相同，便于后续连接时的搭接可靠性，实现功率电感组件1和电源芯片2的电性连接，导电卡扣13端部设有卡合部131，引脚21与卡合部131卡合，卡合部131为台阶状，卡合部包括水平面1311和竖直面1312，水平面1311和竖直面1312同时与电源芯片引脚21贴合，如图4、图5所示，对于引脚突出于封装体的电源芯片，水平面1311与电源芯片封装体接触卡合，竖直面1312与突出的引脚贴合，如图6、图7所示，对于引脚没有延伸出封装体的电源芯片，水平面1311与封装体接触卡合，竖直面1312与引脚接触，并与引脚齐平。
将功率电感组件1和电源芯片2垂直上下叠放，并将功率电感组件1置于电源芯片2上表面，引脚21置于连接槽22底部，导电卡扣13自下而上穿过连接槽22，端部与引脚21连接，一方面减少了集成芯片的整体面积，另一方面，便于集成芯片通过下表面的PCB散热，减少芯片到PCB板的热阻。
如图8所示，一种功率电感集成芯片封装制造方法，封装制造上述的功率电感集成芯片，包括以下步骤：
S1：绕制线圈绕组，构成电感主体，并设置两输出端，进行注塑封装，注塑时，在树脂中掺入磁性金属粉末，获得功率电感组件；
S2：在线圈绕组两输出端口焊接导电卡扣，焊接时采用超声波焊接或热焊接；
S3：将电源芯片和功率电感组件对齐重叠，此时导电连接卡扣插入连接槽中与引脚接触，导电卡扣和引脚焊接固定，焊接时采用超声波焊接或热焊接；
S4：将电源芯片和功率电感组件放入模具中，二次注塑封装，获得功率电感集成芯片。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明提供的一种功率电感集成芯片及其封装制造方法，在电源芯片上开设连接槽，且引脚设于连接槽中，在功率电感组件上设置导电卡扣，通过导电卡扣将功率电感集成到电源芯片上，利用封装芯片的设备制造电感值，减少制造的误差范围，提高功率电感的精度，减少电感因为振荡等原因导致焊接松脱的可能，提高电源系统的可靠性，减少整体电源的体积，有助于便携电子产品的微型化，客户无需在品类繁多的电感中进行选型，只需要外部电容即可使用，客户使用方便。
上述仅为本发明的若干具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (8)
1.一种功率电感集成芯片，包括功率电感组件和电源芯片，所述电源芯片包括DC-DC电源芯片、AC-DC电源芯片中的任意一种，所述电源芯片设置有引脚，其特征在于：所述电源芯片上设有连接槽，且引脚设于连接槽中，所述功率电感组件包括封装体、线圈绕组和导电卡扣，所述封装体包覆线圈绕组，所述线圈绕组包括两输出端，所述导电卡扣与输出端连接、且导电卡扣设于封装体外，所述功率电感组件和电源芯片连接时导电卡扣插入连接槽中，其端部与引脚连接，其中，所述功率电感组件和电源芯片垂直上下叠放，功率电感组件置于电源芯片上表面，引脚置于连接槽底部，导电卡扣自下而上穿过连接槽，端部与引脚连接，所述导电卡扣端部设有卡合部，引脚与卡合部卡合，所述卡合部为台阶状，包括水平面和竖直面。
2.根据权利要求1所述的功率电感集成芯片，其特征在于：所述线圈绕组的材质为金属铜、金属铝中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的功率电感集成芯片，其特征在于：所述线圈绕组的形状为螺线状、方形状、三角形、圆形中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的功率电感集成芯片，其特征在于：所述线圈绕组为单层或多层。
5.根据权利要求1所述的功率电感集成芯片，其特征在于：所述封装体采用掺有磁性物质的封装材料。
6.一种功率电感集成芯片封装制造方法，封装制造权利要求1-5任意一项所述的功率电感集成芯片，其特征在于，方法如下：
绕制线圈绕组，构成电感主体，并设置两输出端，进行注塑封装，获得功率电感组件；
在线圈绕组两输出端口焊接导电卡扣；
将电源芯片和功率电感组件对齐重叠，此时导电连接卡扣插入连接槽中与引脚接触，导电卡扣和引脚焊接固定；
将电源芯片和功率电感组件放入模具中，二次注塑封装。
7.根据权利要求6所述的功率电感集成芯片封装制造方法，其特征在于：所述功率电感组件注塑时，在树脂中掺入磁性金属粉末。
8.根据权利要求6所述的功率电感集成芯片封装制造方法，其特征在于：所述焊接时采用超声波焊接或热焊接。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2726077Y (zh) * | 2004-07-02 | 2005-09-14 | 郑长茂 | 电感器 |
| CN102088241A (zh) * | 2009-12-07 | 2011-06-08 | 英特赛尔美国股份有限公司 | 层叠电感器-电子封装组件及其制造技术 |
| CN102969292A (zh) * | 2012-11-08 | 2013-03-13 | 华为技术有限公司 | 集成电源模块 |
| CN102984891A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-03-20 | 晶锋集团股份有限公司 | 方便焊接定位的电子器件 |
| US9111954B2 (en) * | 2010-09-21 | 2015-08-18 | Cyntec Co., Ltd. | Power conversion module |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2726077Y (zh) * | 2004-07-02 | 2005-09-14 | 郑长茂 | 电感器 |
| CN102088241A (zh) * | 2009-12-07 | 2011-06-08 | 英特赛尔美国股份有限公司 | 层叠电感器-电子封装组件及其制造技术 |
| US9111954B2 (en) * | 2010-09-21 | 2015-08-18 | Cyntec Co., Ltd. | Power conversion module |
| CN102969292A (zh) * | 2012-11-08 | 2013-03-13 | 华为技术有限公司 | 集成电源模块 |
| CN102984891A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-03-20 | 晶锋集团股份有限公司 | 方便焊接定位的电子器件 |
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