附接至電路板的具有容納功率級的輸出電感器的dc-dc轉(zhuǎn)換器部件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及DC-DC轉(zhuǎn)換器，并且更具體地涉及DC-DC轉(zhuǎn)換器部件在電路板上的優(yōu)化布置。
【背景技術(shù)】
[0002]DC-DC轉(zhuǎn)換器包括數(shù)個有源和無源部件，包括用于調(diào)節(jié)諸如處理器的負(fù)載的電壓的功率級。功率級通過輸出電感器耦合至負(fù)載。包括輸出電感器的DC-DC轉(zhuǎn)換器的部件與負(fù)載一起附接至印刷電路板(PCB)。PCB具有各個電通路以用于電互聯(lián)DC-DC轉(zhuǎn)換器的部件，并且將轉(zhuǎn)換器的功率級電連接至負(fù)載。DC-DC轉(zhuǎn)換器功率級傳統(tǒng)地在與輸出電感器相同平面內(nèi)附接至PCB，增大了 PCB的尺寸。此外，用于PCB的傳統(tǒng)版圖設(shè)計原則進(jìn)一步使得這種對DC-DC轉(zhuǎn)換器部件的設(shè)置變得復(fù)雜。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器部件的一個實施例，DC-DC轉(zhuǎn)換器部件包括具有第一側(cè)和與第一側(cè)相對的第二側(cè)的板體，附接至板體的第一側(cè)的DC-DC轉(zhuǎn)換器的功率級裸片，以及電連接至功率級裸片的輸出并且布置在板體的第一側(cè)上功率級裸片之上的輸出電感器。輸出電感器包括磁芯和具有附接至板體的第一側(cè)的第一和第二端子的電導(dǎo)體。輸出電感器容納在磁芯下方的功率級裸片，使得功率級裸片插入在磁芯和板體之間。
[0004]根據(jù)制造DC-DC組件的方法的一個實施例，該方法包括:將DC-DC轉(zhuǎn)換器的功率級附接至板體的第一側(cè)，板體進(jìn)一步具有與第一側(cè)相對的第二側(cè)；在板體的第一側(cè)上的功率級裸片之上布置輸出電感器，輸出電感器包括磁芯以及具有第一和第二端子的電導(dǎo)體，輸出電感器容納在磁芯下方的功率級裸片，使得功率級裸片插入在磁芯與板體之間；以及將輸出電感器的第一和第二端子附接至板體的第一側(cè)，使得輸出電感器電連接至功率級裸片的輸出。
[0005]根據(jù)制造輸出電感器的方法的一個實施例，該方法包括:形成磁芯的第一和第二分區(qū)，第二分區(qū)具有較薄的內(nèi)側(cè)區(qū)域和較厚的外側(cè)區(qū)域，較薄的內(nèi)側(cè)區(qū)域薄到足以容納位于磁芯第二分區(qū)下方的DC-DC轉(zhuǎn)換器的功率級裸片而不使得功率級裸片接觸第二分區(qū)的較薄的內(nèi)側(cè)區(qū)域和較厚的外側(cè)區(qū)域；在第二分區(qū)上布置電導(dǎo)體；以及將第一分區(qū)附接至第二分區(qū)，使得磁芯固定電導(dǎo)體并且電導(dǎo)體具有可接觸的端子。
[0006]一旦閱讀了以下詳細(xì)說明書以及一旦查看了附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員將知曉額外的特征和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0007]附圖的元件無需按照相對比例繪制。相同的附圖標(biāo)記表示對應(yīng)的類似部件。各個所示實施例的特征可以組合，除非它們相互排斥。實施例描述在附圖中并且詳述在以下說明書中。
[0008]圖1包括圖1A至圖1D，示出了成形為容納DC-DC轉(zhuǎn)換器的功率級裸片的輸出電感器的一個實施例的不同視圖。
[0009]圖2包括圖2A和圖2B，示出了制造圖1的輸出電感器的方法的不同步驟。
[0010]圖3包括圖3A至圖3D，示出了成形為容納DC-DC轉(zhuǎn)換器的功率級裸片的輸出電感器的另一實施例的不同視圖。
[0011]圖4包括圖4A至圖4D，示出了成形為容納DC-DC轉(zhuǎn)換器的功率級裸片的輸出電感器的又一實施例的不同視圖。
[0012]圖5示出了成形為容納DC-DC轉(zhuǎn)換器的功率級裸片的輸出電感器的另一實施例的側(cè)視圖。
[0013]圖6示出了具有成形為容納DC-DC轉(zhuǎn)換器的功率級裸片的輸出電感器的DC-DC轉(zhuǎn)換器部件的一個實施例的頂視平面圖。
[0014]圖7示出了圖6的放大圖。
[0015]圖8示出了圖6的DC-DC轉(zhuǎn)換器部件的底視平面圖。
【具體實施方式】
[0016]根據(jù)本文所述實施例，DC-DC轉(zhuǎn)換器的每個功率級裸片例如在體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中布置在用于功率級的對應(yīng)輸出電感器的下方，以便減小DC-DC轉(zhuǎn)換器解決方案的總尺寸。每個功率級向負(fù)載提供轉(zhuǎn)換器的輸出階部(phase)。在單階DC-DC轉(zhuǎn)換器的情形中，提供單個功率級。在多階DC-DC轉(zhuǎn)換器的情形中，提供針對轉(zhuǎn)換器的每個階部的功率級。每個功率級裸片通過輸出電感器向由DC-DC轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)的負(fù)載輸送階部電流。每個功率級裸片可以具有高壓側(cè)晶體管和低壓側(cè)晶體管以用于通過對應(yīng)的輸出電感器耦合至負(fù)載。在不同周期處，每個功率級的高壓側(cè)晶體管可切換地將負(fù)載連接至DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓，并且對應(yīng)的低壓側(cè)晶體管可切換地將負(fù)載連接至接地。每個功率級裸片可以包括諸如MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)、驅(qū)動器等等的有源半導(dǎo)體部件，以及對應(yīng)的無源部件。無源部件可以獨(dú)立于裸片之外，并且提供作為分離的部件。在每種情形中，功率級裸片包括向負(fù)載提供DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出階部所需要的至少有源半導(dǎo)體部件，并且當(dāng)附接至諸如PCB之類的板體時布置在對應(yīng)的輸出電感器下方以形成DC-DC轉(zhuǎn)換器組件。
[0017]圖1包括圖1A至圖1D，示出了成形為在電感器100下方容納DC-DC轉(zhuǎn)換器的功率級裸片的輸出電感器100的不同視圖。圖1A示出了輸出電感器100的成角立體圖，圖1B不出了輸出電感器100的側(cè)視圖，圖1C不出了輸出電感器100的正視圖，而圖1D不出了輸出電感器100的底視圖。
[0018]輸出電感器100包括磁芯102以及電導(dǎo)體104,電導(dǎo)體104具有第一和第二端子106、108以用于附接至諸如PCB之類的板體。電導(dǎo)體104可以成形為例如U形釘。無論如何，磁芯102具有切槽110，切槽110具有寬度(F)和長度(L)以容納功率級裸片，也即為功率級裸片提供空間。此外，端子104、106在磁芯102的相對側(cè)邊處間隔開，使得功率級裸片安裝在端子104、106之間。如此方式，當(dāng)輸出電感器100和功率級裸片附接至板體的相同側(cè)邊時，功率級裸片可以插入在磁芯102與板體之間。為了便于說明示意，在圖1中并未示出功率級裸片和板體。
[0019]根據(jù)該實施例，通過首先形成磁芯102的第一和第二分區(qū)112、114制造輸出電感器100。第二分區(qū)114具有較薄內(nèi)側(cè)區(qū)域(Tl)和較厚外側(cè)區(qū)域(T2)。較薄內(nèi)側(cè)區(qū)域Tl薄到足以容納位于磁芯102的第二分區(qū)114下方的DC-DC轉(zhuǎn)換器的功率級裸片，而不使得功率級裸片接觸第二分區(qū)114的較薄內(nèi)側(cè)區(qū)域Tl和較厚外側(cè)區(qū)域T2。輸出電感器100的電導(dǎo)體104通過在第二分區(qū)114之上適當(dāng)位置處滑動導(dǎo)體104而布置在第二分區(qū)114上。第二分區(qū)114的較厚外側(cè)區(qū)域T2具有沿著較厚外側(cè)區(qū)域T2的相對側(cè)邊的寬度(E)。電導(dǎo)體104的端子106、108具有寬度(D)，并且可以坐落于形成在第二分區(qū)114的較厚外側(cè)區(qū)域T2的相對側(cè)邊中的槽口中。
[0020]第一分區(qū)112隨后例如通過粘附劑附接至第二分區(qū)114，使得磁芯102固定了電導(dǎo)體104并且導(dǎo)體104的端子106、108是可接觸的。在一個實施例中，通過在成形為形成第二分區(qū)114的較薄內(nèi)側(cè)區(qū)域Tl和較厚外側(cè)區(qū)域T2的模具中模塑成型磁性材料而形成磁芯102的第二分區(qū)114。無論如何，磁芯102具有沿著第一分區(qū)112以及第二分區(qū)114的較厚外側(cè)區(qū)域T2測得的總厚度(C)。第二分區(qū)114的較薄內(nèi)側(cè)區(qū)域Tl與較厚外側(cè)區(qū)域T2之間的間隙(G)足以容納布置在輸出電感器100的磁芯102下方的DC-DC轉(zhuǎn)換器的功率級裸片。
[0021]圖2包括圖2A和圖2B，示出了在制造圖1的輸出電感器100的備選方法中的不同步驟。作為將電導(dǎo)體104滑動至磁芯102的第二分區(qū)114上的合適位置處的替代，電導(dǎo)體104成形為如圖2A所示圍繞第二分區(qū)114。根據(jù)該實施例，電導(dǎo)體104具有布置在第二分區(qū)114的頂側(cè)上的平坦頂部120，以及向外彎曲的腿部122。在導(dǎo)體104的平坦頂部120布置在第二分區(qū)114的頂側(cè)上之后，腿部122向內(nèi)彎曲而與磁芯102的第二分區(qū)114的對應(yīng)側(cè)邊接觸，如圖2A中橫向向內(nèi)朝向的箭頭所示。第一分區(qū)112隨后附接至第二分區(qū)114，如圖2A中向下朝向的箭頭所示。在圖2B中示出所得的輸出電感器100，其具有容納DC-DC轉(zhuǎn)換器的功率級裸片的間隙(G)。
[0022]圖3包括圖3A至圖3D，示出了輸出電感器100的另一實施例的不同視圖。圖3A示出了輸出電感器100的正視圖，圖3B示出了具有布置在電感器100的磁芯102下方的DC-DC轉(zhuǎn)換器的功率級裸片200的輸出電感器100的正視圖，圖3C示出了輸出電感器100的底視圖，而圖3D示出了具有在合適位置處的功率級裸片的輸出