[发明专利]功率模块及其制造方法

说明书

本公开涉及一种磁性组件及其适用的功率模块。该磁性组件包括第一磁芯、第二磁芯及第一串接绕组。第一磁芯与第二磁芯彼此接合。第一磁芯具有第一上表面，第一下表面、第一侧壁、第二侧壁、第一侧壁通孔以及第二侧壁通孔，其中第一侧壁通孔位于第一侧壁，第二侧壁通孔位于第二侧壁。第一串接绕组具有第一上层绕组、第一下层绕组、第一侧壁绕组以及第二侧壁绕组，其中第一上层绕组设置于第一上表面，第一下层绕组设置于第一下表面，第一侧壁绕组设置于第一侧壁通孔，第二侧壁绕组设置于第二侧壁通孔。第一上层绕组与第一下层绕组通过第一侧壁绕组连接，第二侧壁绕组连接于第一下层绕组，以串接构成第一串接绕组。

本申请是申请日为2016年3月3日，申请号为201610120906.6，发明名称为“磁性组件及其适用的功率模块”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及一种磁性组件及功率模块，特别涉及一种优化的磁性组件及其适用的功率模块。

背景技术

随着人类智能化生活要求的提升以及对智能型产品制造要求的提高、物联网等的兴起，社会对信息传输以及数据处理的需求也日益旺盛。其中针对集中式的数据处理中心而言，服务器可谓其最主要的关键单元，而此类服务器的主板则通常由中央处理单元(CPU)、芯片组(Chipsets)、内存等等数据处理数字芯片和其供电电源及必要外围组件所组成。然而随着单位体积内服务器处理能力的提升，也意味着这类数字芯片的数量、集成度亦需随之提升，进而导致空间占用率和功率耗损的提升。因此，系统为这些数字芯片所提供的电源(因为与数据处理芯片同在一块主板上，又称主板电源)，就被期望有更高的效率，更高的功率密度和更小的体积，来支持整个服务器乃至整个数据中心的节能和占用面积的缩减。

由于前述数字芯片的供电要求通常以低电压及大电流实现，而为了减少输出引线的损耗和阻抗影响，多于主板的位置上为其设置直接供电的电源，以尽量靠近数字芯片。因此，这类直接为芯片供电的电源，即被称为点电源(Point of the Load，POL)，其电源的输入则需由其他外加电源所提供。目前服务器主板上点电源典型的输入电压为12V左右。

另一方面，对于分布式的信息终端应用而言，由于构成组件及数字芯片等其必须被集成在很小的空间内并在长时间内持续工作，而且其供电通常是采较低的工作电压实现，通常由3V至5V的电池等电能储放装置提供。因此为其供电的电源对高效率和高功率密度的要求更加迫切。

目前，针对低压直流/直流(DC/DC)转换场合，通常直接使用降压式变换电路(Buckcircuit)来实现，输出0V至5V之间的各种电压给相应的数字芯片。如图1所示，其公开一降压式变换电路的电路图。降压式变换电路包括输入滤波电容器Cin、主开关管Q1、续流管Q2、电感器L以及输出电容器Co。输入滤波电容器Cin是与一电源连接，以接收输入电压Vin。主开关管Q1是进行导通与截止的切换运作，以调整输出电压Vo及输出电流Io。降压式变换电路的输出电压Vo可提供能量给一负载RL，即如数字芯片或中央处理单元(CPU)等。

然而于前述电路中，电感器L无论是损耗还是体积都在转换器中占了相当大的比重。因此，如何提供一个高效率同时又是高空间利用率的电感器，是实现系统高效率高功率密度的重要前提。目前业界典型的电感解决方案有铁粉芯电感，低温共烧陶瓷(LTCC)电感，铁氧体电感等。其中铁粉芯电感由于其损耗较大，不适合于高效率的场合。而LTCC电感由于受层叠压合工艺的限制，金属绕线层的厚度通常较薄，其通流能力有限，只能用在小电流的应用场合。铁氧体电感则有两种形式，一种是将绕组设置在磁芯窗口内，这样会存在安装公差，绕组成型所需的R角等空间浪费，其空间利用率通常较低。

因此，如何发展一种新的磁性组件及其适用的功率模块来解决现有技术所面临的问题，实为本领域所需面对的课题。

发明内容

本公开的目的在于提供一种磁性组件及其适用的功率模块。可优化并整合磁性组件，使功率模块可以实现高效率和高功率密度，有效降低功率模块对系统主板资源的占用，进一步提高功率模块产品的竞争力。