模块电源的封装体、制作方法及相关电子产品

技术领域

本申请涉及器件封装的技术领域，特别是涉及一种模块电源的封装体、制作方法及相关电子产品。

背景技术

封装，指的是将多个互相电连接的元器件通过塑封层一起进行塑封，并将电路引脚引出塑封层外，以便与其它器件连接。封装起着安装、固定、密封、保护元器件及增强电热性能等方面的作用。

其中，模块电源的封装体是可直接贴装在电路板上的电源控制器，为电路板上的元器件供电。随着产品小型化的发展需求，模块电源的封装体尺寸也逐渐变小，传统的模块电源的封装方式已无法满足封装体小型化的散热需求。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种模块电源的封装体、制作方法及相关电子产品，以改善模块电源的封装体散热问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的第一个技术方案是提供一种模块电源的封装体，该模块电源的封装体包括第一线路层、第一晶体管、第二晶体管及结构体；多个所述第一晶体管设置在所述第一线路层的第一表面；第二晶体管，设置在所述第一线路层的第二表面；所述第一表面与所述第二表面相对设置，所述第二晶体管与所述第一晶体管一一对应设置；所述第二晶体管通过所述第一线路层与对应的所述第一晶体管连接；其中，所述第二晶体管与所述第一晶体管位于所述第一线路层两面的同一区域，以减小所述第一晶体管与所述第二晶体管之间的传输路径；结构体，所述结构体设置在所述第一线路层上，所述结构体与所述第一晶体管及所述第二晶体管构成电源输出电路。

在一种可能的实施方式中，所述结构体包括：第二线路层，所述第二线路层位于所述第一线路层设置有所述第一晶体管的一面；元器件，所述元器件设置在所述第二线路层上；第一介质层，位于所述第一线路层与所述第二线路层之间；其中，所述第一介质层上开设有第一金属化孔，所述第二线路层通过所述第一金属化孔与所述第一线路层及所述第一晶体管连接。

在一种可能的实施方式中，所述结构体还包括：散热框架，所述散热框架设置在所述第二线路层背向所述第一线路层的一面；所述散热框架包括散热面及与所述散热面连接的若干吸热部，各所述吸热部固定在所述第二线路层上对应所述第一晶体管的区域。

在一种可能的实施方式中，所述结构体还包括：塑封层，所述塑封层设置在所述第二线路层背向所述第一线路层的一面，所述塑封层包覆所述元器件及所述散热框架。

在一种可能的实施方式中，所述元器件包括集成芯片、阻容器件以及电感；其中，所述集成芯片分别与所述阻容器件以及所述电感连接；所述集成芯片包括控制电路和电源控制器集成的芯片，所述控制电路连接所述电源控制器；所述集成芯片的数量为一个，各所述第一晶体管设置对应的所述阻容器件以及所述电感。

在一种可能的实施方式中，所述阻容器件包括第一阻容器件与第二阻容器件；所述第一晶体管的栅极与所述第二晶体管的栅极分别连接所述集成芯片，所述第一晶体管的漏极与所述第二晶体管的源极连接；所述电感的第一端与所述第一晶体管的漏极连接，所述电感的第二端与所述第一阻容器件的第一端连接，所述第一阻容器件的第二端连接所述第一晶体管的源极；所述第二阻容器件的第一端连接所述第二晶体管的漏极，所述第二阻容器件的第二端接地。

在一种可能的实施方式中，还包括：第三线路层，所述第三线路层位于所述第一线路层设置有所述第二晶体管的一面；第二介质层，位于所述第一线路层与所述第三线路层之间；其中，所述第二介质层上开设有第二金属化孔，所述第三线路层通过所述第二金属化孔与所述第一线路层及所述第二晶体管连接。

在一种可能的实施方式中，还包括：金属件，所述金属件设置在所述第三线路层背向所述第一线路层的一面。

为解决上述技术问题，本申请采用的第二个技术方案是提供一种模块电源的封装体的制作方法，该制作方法包括：获取可剥离基板，所述可剥离基板包括基底层及所述基底层上可剥离设置的第一金属层；对所述可剥离基板上的所述第一金属层进行图形制作，并在所述第一金属层上设置第一晶体管；在所述可剥离基板的所述第一金属层一面制作第一介质层及第二金属层；剥离所述基底层，并在所述第一金属层背向所述第一晶体管的一面设置第二晶体管，其中，将所述第二晶体管与所述第一晶体管设置在所述第一金属层两面的同一区域；在所述第一金属层设置有所述第二晶体管的一面制作制作第二介质层及第三金属层；对所述第二金属层进行图形制作以形成第二线路层，对所述第三金属层进行图形制作以形成第三线路层；对所述第一金属层一面的第一介质层与第二线路层继续加工以制作结构体。

为解决上述技术问题，本申请采用的第三个技术方案是提供一种电子产品，该电子产品包括上述描述的模块电源的封装体。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请提供一种模块电源的封装体、制作方法及相关电子产品，该封装体包括第一线路层、第一晶体管及第二晶体管；第二晶体管设置在第一线路层的第二表面；第一表面与第二表面相对设置，第二晶体管与第一晶体管一一对应设置；第二晶体管通过第一线路层与对应的第一晶体管连接；其中，第二晶体管与第一晶体管位于第一线路层两面的同一区域，以减小第一晶体管与第二晶体管之间的传输路径；上述模块电源封装体，两晶体管直接设置在线路层上下两面同一区域进行互联，缩短了两晶体管之间的电流传导路径，减小了电源电路的阻值，使得产生的热量减少，从而改善散热。

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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请模块电源的封装体一实施例的结构示意图；

图2是图1模块电源的封装体一实施方式的电路结构示意图；

图3是本申请模块电源的封装体的制作方法一实施例的流程示意图；

图4是图3中S16一实施方式的流程示意图；

图5a是S11后板材结构示意图；

图5b是S12后板材结构示意图；

图5c是S13后板材结构示意图；

图5d是S14后板材结构示意图；

图5e是S15后板材结构示意图；

图5f是S161后板材结构示意图；

图5g是S162后板材结构示意图；

图5h是S163后板材结构示意图；

图5i是制作金属件后板材结构示意图。

其中，100、封装体；21、第一线路层；22、第二线路层；23、第三线路层；31/M1、第一晶体管；32/M2、第二晶体管；41、第一介质层；42、第二介质层；51/L、电感；52/H、集成芯片；53、阻容器件；54、散热框架；60、塑封层；71、第一金属化孔；72、第二金属化孔；10、基底层；1、可剥离基板；C1、第一阻容器件；C2、第二阻容器件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，本文中使用的术语“包括”、“包含”或者其他任何变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

模块电源的封装体不断小型化发展，传统的封装方式已无法满足封装体小型化的散热需求。

基于上述问题，本申请提出了一种模块电源的封装体、制作方法及相关电子产品，通过将电源电路的两晶体管直接设置在线路层上下两面同一区域进行互联，缩短两晶体管之间的电流传导路径，能有效解决上述问题。

下面结合附图和实施例对本申请提供的一种模块电源的封装体、制作方法及相关电子产品进行详细描述。

本申请提供了一种模块电源的封装体。请参阅图1与图2，图1是本申请模块电源的封装体一实施例的结构示意图；图2是图1模块电源的封装体一实施方式的电路结构示意图。在一个具体的实施例中，本申请的模块电源的封装体100包括第一线路层21、第一晶体管31、第二晶体管32及结构体(未标示)。

多个第一晶体管31设置在第一线路层21的第一表面(未标示)。第二晶体管32设置在第一线路层21的第二表面(未标示)。第一表面与第二表面相对设置，第二晶体管32与第一晶体管31一一对应设置。第二晶体管32通过第一线路层21与对应的第一晶体管31连接。其中，第二晶体管32与第一晶体管31位于第一线路层21两面的同一区域，以减小第一晶体管31与第二晶体管32之间的传输路径。具体地，第一晶体管31的数量为多个，可以为2个、3个、4个等任意合理数量，第二晶体管32的数量与第一晶体管31的数量相同，设置多个第一晶体管31与对应的第二晶体管32的目的是使封装体100具有多条电源输出电路，满足电源的多路输出需求。其中，本实施例中，优选第一晶体管31与第二晶体管32的数量均为两个，两组晶体管使封装体100具备两条电源输出电路。第一晶体管31与对应的第二晶体管32位于第一线路层21两面的同一区域，第一晶体管31通过第一线路层21与另一面的第二晶体管32连接，该设置的目的是使电源输出电路中的两颗晶体管的传导路径缩短，减小传输线路的直流电阻的总阻值，从而减少热量的产生，另一方面，晶体管上述排布空间利用率更大，符合器件小型化的发展趋势。其中，结构体中包括用于与第一晶体管31及第二晶体管32构成电源输出电路的元器件，元器件包括有例如阻容器件53、电感51器件等。

区别于现有技术，本申请提出一种模块电源的封装体100，该封装体100包括第一线路层21、第一晶体管31及第二晶体管32；第二晶体管32设置在第一线路层21的第二表面；第一表面与第二表面相对设置，第二晶体管32与第一晶体管31一一对应设置；第二晶体管32通过第一线路层21与对应的第一晶体管31连接；其中，第二晶体管32与第一晶体管31位于第一线路层21两面的同一区域，以减小第一晶体管31与第二晶体管32之间的传输路径；上述模块电源封装体100，两晶体管直接设置在线路层上下两面同一区域进行互联，缩短了两晶体管之间的电流传导路径，减小了电源电路的阻值，使得产生的热量减少，从而改善散热。另一方面，晶体管的排布空间利用率更大，复合器件小型化的发展趋势，利于封装更多晶体管和器件，使模块电源的封装体100具备多条电源输出。

在一些实施例中，结构体包括第二线路层22、元器件(未标示)及第一介质层41。第二线路层22位于第一线路层21设置有第一晶体管31的一面。元器件，元器件设置在第二线路层22上。第一介质层41，位于第一线路层21与第二线路层22之间。其中，第一介质层41上开设有第一金属化孔71，第二线路层22通过第一金属化孔71与第一线路层21及第一晶体管31连接。具体地，在该实施例中，封装体100为三维封装结构，将元器件与晶体管设置在不同的线路层上，能缩小封装体100的平面尺寸，封装体100空间利用率更大，符合器件小型化的发展趋势。其中，第一介质层41的材质具体可以包括环氧树脂类、聚酰亚胺类、双马来酰亚胺三嗪类、陶瓷基类中的一种或多种，其具体材质在此不做限定。在该实施例中，通过形成第一金属化孔71，第二线路层22通过第一金属化孔71与第一线路层21及第一晶体管31连接，上述设置的目的是减小线路传输的阻值，从而减少热量的产生，改善散热问题。利用金属化孔实现导通，金属化孔的横截面积更大，使其阻值相较于传统引线的阻值更小，减小阻值有利于减少发热。其中，金属化孔的形成可以在第一介质层41上通过机械钻孔、激光钻孔等方式制作孔，然后对孔进行沉铜、电镀或埋入金属件等方式使其金属化，不作具体限定。

在一些实施例中，结构体还包括散热框架54，散热框架54设置在第二线路层22背向第一线路层21的一面。具体地，利用散热框架54将封装体100内部热量及时扩散出去，提高散热体的散热效果。进一步地，在一优选实施例中，散热框架54包括散热面(未标示)及与散热面连接的若干吸热部(未标示)，各吸热部固定在第二线路层22上对应第一晶体管31的区域。该设计通过设置吸热部连接在第二线路层22上，且设置吸热部连接在第二线路层22上对应第一晶体管31的区域，使的散热框架54靠近第一晶体管31设置，使第一晶体管31产生的热量能及时被吸热部吸收后由散热面扩散出去。在本实施例中，散热框架54设置在第二线路层22背向第一线路层21的一面，在另一些实施例中，散热框架54也能设置在第一线路层21背向第二线路层22的一面，不作具体限定。

在一些实施例中，结构体还包括塑封层60，塑封层60设置在第二线路层22背向第一线路层21的一面，塑封层60包覆元器件及散热框架54。塑封层60的材质具体可以包括环氧树脂类、聚酰亚胺类、双马来酰亚胺三嗪类、陶瓷基类中的一种或多种。其具体材质在此不做限定。

在一些实施例中，元器件包括集成芯片52、阻容器件53以及电感51。其中，集成芯片52分别与阻容器件53以及电感51连接。集成芯片52包括控制电路和电源控制器集成的芯片，控制电路连接电源控制器，电源控制器还连接第一晶体管31和第二晶体管32，从而使得控制电路能够通过电源控制器和各晶体管与阻容器件53以及电感51连接，进而实现芯片控制电路的功能。

进一步地，集成芯片52的数量为一个，各第一晶体管31设置对应的阻容器件53以及电感51。具体地，各电源输出电路均包括相应的晶体管、阻容器件53以及电感51，在本实施例中，集成芯片52数量为一个，集成芯片52连接各电源输出电路。在一些其他实施例中，也能对应各电源输出电路单独设置集成芯片52，不作具体限定。

请结合参阅图2，图2是图1模块电源的封装体一实施方式的电路结构示意图。

在本实施方式中，阻容器件53包括第一阻容器件C1和第二阻容器件C2。

第一晶体管M1的栅极(未标示)与第二晶体管M2的栅极分别连接集成芯片H，第一晶体管M1的漏极(未标示)与第二晶体管M2的源极连接；电感L的第一端与第一晶体管M1的漏极连接，电感L的第二端与第一阻容器件C1的第一端连接，第一阻容器件C1的第二端连接第一晶体管M1的源极；第二阻容器件C2的第一端连接第二晶体管M2的漏极，第二阻容器件C2的第二端接地。

其电流走向和工作原理是，输入电压(VIN)→第二阻容器件C2(输入电容)→第一阻容器件C1→电感L→第一阻容器件C1(输出电容)→输出电压(VOUT)即给负载供电。电感L的作用是存储将要传送给负载的能量。集成芯片H控制晶体管的导通与关断，为电感L提供一条电流通路。第二阻容器件C2用于输入电压平稳，第一阻容器件C1负责输出电压平稳。

在一个具体的应用场景中，第二阻容器件C2的第一端连接输入电压，其可以存储以及释放电压，第二晶体管M2的源极还与第一晶体管M1的漏极连接，第一晶体管M1的第二端与集成芯片H连接，第一晶体管M1的源极接地。当第二晶体管M2与第二阻容器件C2之间关断时，电压存储在第二阻容器件C2内，当第二晶体管M2与第二阻容器件C2之间开启连接时，第二阻容器件C2释放电压至第二晶体管M2，进而传输至集成芯片H，在第二晶体管M2与电感L之间连通时，电压传输至电感L，再传输至第一阻容器件C1中存储，最后再从第一阻容器件C1输出至VOUT。

上述实施方式的电路用于实现集成芯片H的功能，以达到模块电源的封装体100的供电目的。

在其他实施例中，元器件的数量和具体器件类型以及连接关系也可以为其他数量、类型和连接关系，在此不做限定。

请继续参阅图1，在一些实施例中，模块电源的封装体100还包括：第三线路层23，第三线路层23位于第一线路层21设置有第二晶体管32的一面。第二介质层42，位于第一线路层21与第三线路层23之间。其中，第二介质层42上开设有第二金属化孔72，第三线路层23通过第二金属化孔72与第一线路层21及第二晶体管32连接。具体地，第三线路层23通过第二金属化孔72与第一线路层21及第二晶体管32连接，该设置的目的是减小线路传输的阻值，从而减少热量的产生，改善散热问题。利用金属化孔实现导通，金属化孔的横截面积更大，使其阻值相较于传统引线的阻值更小，减小阻值有利于减少发热。其中，金属化孔的形成可以在第二介质层42上通过机械钻孔、激光钻孔等方式制作孔，然后对孔进行沉铜、电镀或埋入金属件等方式使其金属化，不作具体限定。

在一些实施例中，封装体100还包括金属件(未标示)，金属件设置在第三线路层23背向第一线路层21的一面。具体地，金属件裸露在第二介质层42外，金属件用于外接负载设备及电源输入。

区别于现有技术，本申请提出一种模块电源的封装体100，该封装体100包括第一线路层21、第一晶体管31及第二晶体管32；第二晶体管32设置在第一线路层21的第二表面；第一表面与第二表面相对设置，第二晶体管32与第一晶体管31一一对应设置；第二晶体管32通过第一线路层21与对应的第一晶体管31连接；其中，第二晶体管32与第一晶体管31位于第一线路层21两面的同一区域，以减小第一晶体管31与第二晶体管32之间的传输路径；上述模块电源封装体100，两晶体管直接设置在线路层上下两面同一区域进行互联，缩短了两晶体管之间的电流传导路径，减小了电源电路的阻值，使得产生的热量减少，从而改善散热。另一方面，晶体管的排布空间利用率更大，复合器件小型化的发展趋势，利于封装更多晶体管和器件，使模块电源的封装体100具备多条电源输出。

对应地，本申请还提出一种模块电源的封装体100的制作方法。

请结合参阅图3、图4及图5a-图5i。图3是本申请模块电源的封装体的制作方法一实施例的流程示意图，图4是图3中S12一实施方式的流程示意图；图5a是S11后板材结构示意图；图5b是S121后板材结构示意图；图5c是S122后板材结构示意图；图5d是S123后板材结构示意图；图5e是S124后板材结构示意图；图5f是S125后板材结构示意图；图5g是S13后板材结构示意图；图5h是S14后板材结构示意图；

图5i是制作金属件后板材结构示意图。在一实施方式中，该模块电源的封装体的制作方法具体包括：

S11：获取可剥离基板，可剥离基板包括基底层及基底层上可剥离设置的第一金属层；对可剥离基板上的第一金属层进行图形制作，并在第一金属层上设置第一晶体管。

具体地，本实施例中，优选可剥离基板1为单面附金属层的可剥离基板1。进行图形制作的步骤具体可以为贴膜、曝光、显影处理，图形制作后，形成第一线路层21。第一晶体管31的数量为多个，可以为2个、3个、4个等任意合理数量，本实施例中，第一线路层21上间隔设置有两个第一晶体管31。

S12：在可剥离基板的第一金属层一面制作第一介质层及第二金属层。

具体地，第一介质层41的材质具体可以包括环氧树脂类、聚酰亚胺类、双马来酰亚胺三嗪类、陶瓷基类中的一种或多种，不作具体限定。其中，第一介质层41包覆第一晶体管31，以保护第一晶体管31。

S13：剥离基底层，并在第一金属层背向第一晶体管的一面设置第二晶体管，其中，将第二晶体管与第一晶体管设置在第一金属层两面的同一区域。

具体地，第二晶体管32的数量与第一晶体管31的数量相等，本实施例中，第一晶体管31的数量与第二晶体管32的数量均为两个，使模块电源的封装体100具有两条输出电路。第一晶体管31与对应的第二晶体管32位于第一线路层21两面的同一区域，第一晶体管31通过第一线路层21与另一面的第二晶体管32连接，该设置的目的是使电源输出电路中的两颗晶体管的传导路径缩短，减小传输线路的直流电阻的总阻值，从而减少热量的产生，另一方面，晶体管上述排布空间利用率更大，符合器件小型化的发展趋势。其中，第一晶体管31的漏极与第二晶体管32的源极连接。

S14：在第一金属层设置有第二晶体管的一面制作第二介质层及第三金属层。

该步骤请参阅S12，在此不作赘述。

S15：对所述第二金属层进行图形制作以形成第二线路层，对所述第三金属层进行图形制作以形成第三线路层。

进行图形制作的步骤具体可以为贴膜、曝光、显影处理。

S16：对第一金属层一面的第一介质层与第二线路层继续加工以制作结构体。

结构体包括有用于构成电源输出电路的一些元器件，在一具体实施方式中，该步骤具体包括：

S161：在制作有第二线路层的第一介质层上制作第一金属化孔，使第二线路层通过第一金属化孔与第一线路层及第一晶体管连接。

金属化孔的形成可以在第一介质层41上通过机械钻孔、激光钻孔等方式制作孔，然后对孔进行沉铜、电镀或埋入金属件等方式使其金属化，不作具体限定。通过形成第一金属化孔71，第二线路层22通过第一金属化孔71与第一线路层21及第一晶体管31连接，上述设置的目的是减小线路传输的阻值，从而减少热量的产生，改善散热问题。利用金属化孔实现导通，金属化孔的横截面积更大，使其阻值相较于传统引线的阻值更小，减小阻值有利于减少发热。

在一些实施例中，该步骤还包括：在第二介质层上制作第二金属化孔，使第三线路层通过第二金属化孔与第一线路层及第二晶体管连接。

S162：在第二线路层上设置元器件及散热框架。

设置元器件具体包括设置集成芯片52、阻容器件53以及电感51；其中，集成芯片52分别与阻容器件53以及电感51连接；集成芯片52包括控制电路和电源控制器集成的芯片，控制电路连接电源控制器；集成芯片52的数量为一个，各第一晶体管31设置对应的阻容器件53以及电感51。

S163：在第二线路层背向第一线路层的一面制作塑封层，并使塑封层包覆元器件及散热框架。

塑封层60的材质具体可以包括环氧树脂类、聚酰亚胺类、双马来酰亚胺三嗪类、陶瓷基类中的一种或多种，不作具体限定。塑封层60用来保护元器件及散热框架54。

进一步地，在本实施方式中，先制作结构体后在剥离基底层10设置第二晶体管32，在一些其他实施例中，也可以在剥离基底层10设置第二晶体管32后在进行制作结构体的步骤，不作具体限定。

在一些具体实施方式中，在S16后，还包括：在第三线路层23背向第一线路层21的一面制作金属件，金属件裸露在第二介质层42外，金属件用于外接负载设备及电源输入。

对应地，本申请还提出一种电子产品，该电子产品包括上述任意实施例描述的模块电源的封装体。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效原理变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。