CN218351452U - 电源模块的封装堆叠结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电源模块的封装堆叠结构，应用于封装技术领域，包括：封装基板，封装基板包括相对设置的第一基板和第二基板；芯片，芯片设置于第一基板和第二基板之间，芯片分别与第一基板、第二基板连接，且芯片的电气网络面与第一基板相对设置；电源组件，电源组件设置于第一基板远离芯片的一侧，芯片与第一基板之间设置有与电源组件对应的第一过孔，电源组件通过第一过孔与芯片的电气网络面电性连接。本申请通过将芯片的电气网络面与第一基板相对设置且电源组件设置于第一基板远离芯片的一侧，缩短了芯片与电源组件之间的通路，减少了电源封装的通路电阻，进一步减少了芯片与电源组件的发热量，提高了电源的工作效率。

Description

电源模块的封装堆叠结构

技术领域

本实用新型涉及封装技术领域，具体涉及一种电源模块的封装堆叠结构，

背景技术

电源目前主要分为升压电源、降压电源，升降压电源这三种，从以前的分立器件方案，到目前的全集成方案，电路所占用的面积越来越小，电源功率则越来越大。而电源模块则是在全集成方案的基础上进一步通过封装技术将其合并封装在一起，具有集成度高，占面积小等优点。然而，随着电源功率越来越高，热量堆积成为电源模块设计的一个瓶颈，相关技术中，单面散热型封装结构和双面散热型封装结构使得电源模块的封装堆叠结构内部的通路电阻极大，造成热量堆积，使得电源工作效率下降。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种电源模块的封装堆叠结构，能够减少各元器件的发热量，提高电源的工作效率。

本申请提供一种电源模块的封装堆叠结构，包括：

封装基板，所述封装基板包括相对设置的第一基板和第二基板；

芯片，所述芯片设置于所述第一基板和所述第二基板之间，所述芯片分别与所述第一基板、所述第二基板连接，且所述芯片的电气网络面与所述第一基板相对设置；

电源组件，所述电源组件设置于所述第一基板远离所述芯片的一侧，所述芯片与所述第一基板之间设置有与所述电源组件对应的第一过孔，所述电源组件通过所述第一过孔与所述芯片的电气网络面电性连接。

根据本申请提供的电源模块的封装堆叠结构，至少具有如下有益效果：电源模块的封装堆叠结构主要包括封装基板、芯片和电源组件，封装基板包括相对设置的第一基板和第二基板，第一基板与第二基板之间设置有芯片，且芯片的电气网络面与第一基板相对设置，电源组件设置于第一基板远离芯片的一侧，即电源组件设置于封装基板外侧，另外，芯片与第一基板之间设置有与电源组件对应的第一过孔，电源组件与芯片的电气网络面电气通过第一过孔连接，本申请通过将芯片的电气网络面与第一基板相对设置且电源组件设置于第一基板远离芯片的一侧，缩短了芯片与电源组件之间的通路，减少了电源封装的通路电阻，进一步减少了芯片与电源组件的发热量，提高了电源的工作效率。

根据本申请的一些实施例，所述电源组件包括电感，所述电感的一个引脚通过第一过孔与所述芯片电性连接，所述电感的另一引脚与所述第二基板电性连接。

根据本申请的一些实施例，所述第一基板与所述第二基板之间设置有与所述电感对应的多个第二过孔，所述电感的引脚通过多个所述第二过孔与所述第二基板连接。

根据本申请的一些实施例，所述电感远离所述封装基板的一侧设置有散热片。

根据本申请的一些实施例，所述电源组件还包括多个电容，所述电容的一个引脚通过第一过孔与所述芯片电性连接，所述电容的另一引脚与所述第二基板电性连接。

根据本申请的一些实施例，所述芯片背离所述电气网络面的一侧设置有镀金层，所述镀金层与所述第二基板通过多个第三过孔连接，以形成多个散热引脚。

根据本申请的一些实施例，所述第一基板设置有与所述电源组件对应的凹槽，所述电源组件设置于所述凹槽内。

根据本申请的一些实施例，所述电源模块的封装堆叠结构还包括多个金属层，所述金属层设置于所述芯片与所述第一基板、所述第二基板之间，所述金属层通过多个第三过孔分别与与所述芯片、所述第一基板、所述第二基板电信连接。

根据本申请的一些实施例，所述金属层的厚度为25微米。

根据本申请的一些实施例，所述芯片的厚度为100微米，设置有所述芯片的所述封装基板的厚度为235微米，所述电源模块的封装堆叠结构的厚度小于或等于1.5毫米。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的电源模块的封装堆叠结构的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的电源模块的封装堆叠结构的另一结构示意图；

图3是本申请实施例提供的电源模块的封装堆叠结构的剖面图。

附图标记：电源模块的封装堆叠结构100；第一基板111；第二基板112；芯片120；电源组件130；电容131；电感132；金属层140；散热引脚150。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请实施例。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请实施例的描述。

需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

还应当理解，在本申请实施例说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请实施例的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

在本申请的描述中，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本申请实施例的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请实施例中的具体含义。

目前，直流转直流电源主要分为升压电源、降压电源，升降压电源这三种，从以前的分立器件方案，到目前的全集成方案，电路所占用的面积越来越小，电源功率则越来越大。而电源模块则是在全集成方案的基础上进一步通过封装技术将其合并封装在一起，具有集成度高，占面积小等优点。目前市场上主流的高功率电源方案，均以开关电源为主。开关电源是利用mos管、电感，电容等器件搭建不同的拓扑结构以达到升压或降压的效果。对于全集成的芯片(指一颗芯片内部已经集成了控制器，驱动，mos管)来说，高功率的电感体积是芯片的几倍。随着电源功率越来越高，热量堆积成为电源模块设计的一个瓶颈。

目前市场上针对高功率电源模块常用的散热封装类型主要包括单面散热型和双面散热型，其中，单面散热型封装结构中的芯片底部通过引线框架向封装基板散热，芯片顶部以及四周包裹一层环氧树脂，通过环氧树脂封装体向外散热，散热性能较差，而双面散热型封装结构在单面散热型的基础上，将芯片顶部的环氧树脂进行减薄处理，裸露出芯片的背面，再贴上散热片，以此达到双面散热的目的。然而，单面散热型封装结构和双面散热型封装结构采用的结构使得电源模块的封装堆叠结构内部的通路电阻极大，造成热量堆积，使得电源工作效率下降。

基于此，本申请提出一种电源模块的封装堆叠结构，本申请实施例通过缩短芯片与电源组件之间的通路，减少电源封装的通路电阻，进一步减少了芯片与电源组件的发热量，提高了电源的工作效率。

下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。

参照图1至图3，本申请实施例提供的电源模块的封装堆叠结构100包括封装基板、芯片120和电源组件130。

其中，封装基板包括相对设置的第一基板111和第二基板112。

芯片120设置于第一基板111和第二基板112之间，芯片120分别与第一基板111、第二基板112连接，且芯片120的电气网络面与第一基板111相对设置。

电源组件130设置于第一基板111远离芯片120的一侧，芯片120与第一基板111之间设置有与电源组件130对应的第一过孔，且电源组件130与芯片120的电气网络面电性连接。

需要说明的是，芯片120为硅片，芯片120设置有场效应管和驱动电路，芯片120与电源组件130相配合，起到电源的作用。

需要说明的是，芯片120的电气网络面为芯片120中各元件连接分布的面，芯片120通过电气网络面与电源组件130连接。

需要说明的是，电源模块的封装堆叠结构100主要包括封装基板、芯片120和电源组件130，封装基板包括相对设置的第一基板111和第二基板112，第一基板111与第二基板112之间设置有芯片120，且芯片120的电气网络面与第一基板111相对设置，电源组件130设置于第一基板111远离芯片120的一侧，即电源组件130设置于封装基板外侧，另外，芯片120与第一基板111之间设置有与电源组件130对应的第一过孔，电源组件130与芯片120的电气网络面通过第一过孔电气连接，本申请通过将芯片120的电气网络面与第一基板111相对设置且电源组件130设置于第一基板111远离芯片120的一侧，缩短了芯片120与电源组件130之间的通路，减少了电源封装的通路电阻，进一步减少了芯片120与电源组件130的发热量，提高了电源的工作效率。

可以理解的是，参照图2和图3，电源组件130包括电感132，电感132的一个引脚通过第一过孔与芯片120电性连接，电感132的另一引脚与第二基板112电性连接。

需要说明的是，电源组件130包括电感132，电感132为电源的基础组件之一，电感132设置于第一基板111远离芯片120的一侧，电感132的一个引脚通过第一过孔与芯片120连接，电感132的另一引脚与第二基板112电性连接，此设置缩短了芯片120与电感132之间的距离，减少了通路电阻，提高了效率。

需要说明的是，电感132与芯片120之间设置有过孔，过孔可用于电感132与芯片120之间的连接。

可以理解的是，参照图3，第一基板111与第二基板112之间设置有多个与电感132对应的第二过孔，电感132的引脚通过第二过孔与第二基板112连接。

需要说明的是，第一基板111与第二基板112之间设置有多第二个过孔，电感132通过第一过孔与第二基板112连接，即电感132可通过多个第一过孔向第二基板112的方向延伸，其具备大电流能力，能够减少因封装通路造成的多余热量堆积的问题的产生。

可以理解的是，电感132远离封装基板的一侧设置有散热片。

需要说明的是，散热片的设置，增强了电感132的散热能力，能够减少热量堆积，提高电源的工作效率。

可以理解的是，参照图1和图3，电源组件130还包括多个电容131，电容131的一个引脚通过第一过孔与芯片120电性连接，电容131的另一引脚与第二基板112电性连接。

需要说明的是，电源组件130还包括多个电容131，电容131为电源的基础组件之一，电容131设置于第一基板111远离芯片120的一侧，电容131的一个引脚与芯片120通过第一过孔连接，电容131的另一引脚与第二基板112连接，此设置减少了芯片120与电容131组件之间的通路距离，能够有效减少芯片120的寄生电感132，提高芯片120的可靠性。

需要说明的是，寄生电感132是指附加在某些导线上不可避免的电感132，具备电感132特征，满足电磁感应定律，一般的，有导线的地方就有寄生电感132，但不同特性的导线所携带的寄生电感132是不同的：比如直导线肯定比线圈型导线的寄生电感132要小。还有，在电源系统印制电路板布线中，每一条布线都会携带一定的寄生电感132，一般尽量减小关键换流回路的寄生电感132，这是因为，当换流回路发生电流变化时，寄生电感132上产生的感应电压容易损坏元器件。

可以理解的是，参照图3，芯片120背离电气网络面的一侧设置有镀金层，镀金层与第二基板112通过多个第三过孔连接，以形成多个散热引脚150。

需要说明的是，芯片120不同于电气网络面的一侧设置有镀金层，即芯片120靠近第二基板112的一侧进行镀金处理，并且镀金层与第二基板112通过多个第三过孔连接，以形成多个散热引脚150，散热引脚150的设置能够释放大量芯片120产生的热量，增强了电源模块的封装堆叠结构100的散热能力。

需要说明的是，散热引脚150与电感132上的散热片相互配合，使得该封装结构能够进行双面散热。

可以理解的是，第一基板111设置有与电源组件130对应的凹槽，电源组件130设置于凹槽内。

可以理解的是，参照图3，电源模块的封装堆叠结构100还包括多个金属层140，金属层140设置于芯片120与第一基板111、第二基板112之间，金属层140与芯片120、第一基板111、第二基板112通多多个第三过孔连接。

需要说明的是，电源模块的封装堆叠结构100还包括多个金属层140，金属层140为横向的金属连接线，而第三过孔为连接金属层140与芯片120、第一基板111、第二基板112的竖向结构，把金属层140连接起来从而实现整颗芯片120的功能。

需要说明的是，本申请中的电源模块的封装堆叠结构100包括四层金属层140。

可以理解的是，每层金属层140的厚度为25微米。

可以理解的是，芯片120的厚度为100微米，设置有芯片120的封装基板的厚度为235微米，电源模块的封装堆叠结构100的厚度小于或等于1.5毫米。

可以理解的是，电感132的厚度为1.1毫米。

需要说明的是，本申请采用超薄模块，其中，芯片120嵌入到封装基板中，设置有芯片120的封装基板的厚度为235微米，电感132的厚度为1.1毫米，则该电源模块的封装堆叠结构100的整体厚度不超过1.5毫米，提高了印刷电路板的利用率。

需要说明的是，本申请实施例提供的电源模块的封装堆叠结构100包括封装基板、芯片120和电源组件130，其中，芯片120嵌入在封装基板内，封装基板包括第一基板111和第二基板112，芯片120的电气网络面与第一基板111相对设置，且电源组件130包括电容131和电感132，电容131和电感132设置于第一基板111远离芯片120的一侧，使得电容131、电感132与芯片120的距离更近，减少了封装通路电阻，提高效率，并且降低了封装寄生电感132。另外，电感132不同于与芯片120连接的一端通过大量过孔向下延伸，具备大电流能力。芯片120背部进行镀金处理，通过大量过孔往下延伸，形成散热引脚150，并与电感132上的散热片配合，以进行双面散热。该电源模块的封装堆叠结构100的散热能力得到增强，且通路电阻、寄生电感132得到减少，提供了电源的工作效率。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种电源模块的封装堆叠结构，其特征在于，包括：

封装基板，所述封装基板包括相对设置的第一基板和第二基板；

芯片，所述芯片设置于所述第一基板和所述第二基板之间，所述芯片分别与所述第一基板、所述第二基板连接，且所述芯片的电气网络面与所述第一基板相对设置；

电源组件，所述电源组件设置于所述第一基板远离所述芯片的一侧，所述芯片与所述第一基板之间设置有与所述电源组件对应的第一过孔，所述电源组件通过所述第一过孔与所述芯片的电气网络面电性连接。

2.根据权利要求1所述的电源模块的封装堆叠结构，其特征在于，所述电源组件包括电感，所述电感的一个引脚通过第一过孔与所述芯片电性连接，所述电感的另一引脚与所述第二基板电性连接。

3.根据权利要求2所述的电源模块的封装堆叠结构，其特征在于，所述第一基板与所述第二基板之间设置有与所述电感对应的多个第二过孔，所述电感的引脚通过多个所述第二过孔与所述第二基板连接。

4.根据权利要求2所述的电源模块的封装堆叠结构，其特征在于，所述电感远离所述封装基板的一侧设置有散热片。

5.根据权利要求2所述的电源模块的封装堆叠结构，其特征在于，所述电源组件还包括多个电容，所述电容的一个引脚通过第一过孔与所述芯片电性连接，所述电容的另一引脚与所述第二基板电性连接。

6.根据权利要求1所述的电源模块的封装堆叠结构，其特征在于，所述芯片背离所述电气网络面的一侧设置有镀金层，所述镀金层与所述第二基板通过多个第三过孔电性连接，以形成多个散热引脚。

7.根据权利要求1所述的电源模块的封装堆叠结构，其特征在于，所述第一基板设置有与所述电源组件对应的凹槽，所述电源组件设置于所述凹槽内。

8.根据权利要求1所述的电源模块的封装堆叠结构，其特征在于，所述电源模块的封装堆叠结构还包括多个金属层，所述金属层设置于所述芯片与所述第一基板、所述第二基板之间，所述金属层通过多个第四过孔分别与所述芯片、所述第一基板、所述第二基板电性连接。

9.根据权利要求8所述的电源模块的封装堆叠结构，其特征在于，所述金属层的厚度为25微米。

10.根据权利要求9所述的电源模块的封装堆叠结构，其特征在于，所述芯片的厚度为100微米，设置有所述芯片的所述封装基板的厚度为235微米，所述电源模块的封装堆叠结构的厚度小于或等于1.5毫米。

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