[实用新型]一种三维堆叠的开关电源模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种三维堆叠的开关电源模块。

背景技术

开关电源模块以小型、轻量，输入范围宽和高效率的特点已被广泛地应用于通信、家电、工业仪表等领域中。

公告号为CN204560104U的实用新型专利公开了一种微型开关电源，包括壳体、PCB板、元器件、导热硅胶和连接管脚，所述壳体为高导热绝缘塑料，所述元器件为贴片式元器件，所述元器件设置于PCB板上，所述PCB板固定安装于壳体内，所述导热硅胶灌封于元器件与壳体之间的空隙，所述连接管脚与PCB 板连接，且所述连接管脚延伸至壳体外。

上述实用新型具有微型化、高效率、超宽工作范围、高功率因数的优点。但也存在以下不足之处：抗冲击性能有限，在受到很强烈的机械冲击时容易造成芯片断裂、器件失效。

实用新型内容

本实用新型目的是采用三维堆叠的封装技术,形成一个抗冲击能力较强的开关电源模块。本实用新型采用以下技术方案：

一种三维堆叠的开关电源模块，其特征在于，包括PCB板引脚层、叠层板、金属镀层外壳及灌封材料；PCB板引脚层上设置有模块引脚及底层电子器件，底层电子器件的管脚与模块引脚电气连接；叠层板上设置有引线桥及上层电子器件，上层电子器件的管脚与引线桥电气连接；叠层板设置于PCB板引脚层上方，金属镀层外壳设置于叠层板及PCB板引脚层外部；金属镀层外壳内部除PCB板引脚层和叠层板以外的空间区域全部由灌封材料填充；引脚层与叠层板的电气互连通过金属镀层外壳经激光蚀刻后实现，所述模块引脚由模块底部伸出。

作为具体的技术方案，所述底层电子器件的管脚通过绑线的方式与所述模块引脚电气连接，

作为具体的技术方案，所述上层电子器件的管脚通过绑线的方式与所述引线桥电气连接。

作为具体的技术方案，所述PCB板引脚层上设置的底层电子器件包括第一 MOSFET器件M1和第二MOSFET器件M2；所述叠层板上设置的上层电子器件包括 PWM驱动芯片。

作为具体的技术方案，所述第一MOSFET器件M1、第二MOSFET器件M2均为 N沟道MOSFET器件。

作为具体的技术方案，所述灌封材料为环氧树脂。

本实用新型提供的开关电源模块，采用三维叠装工艺，把引脚PCB板和叠层板组装在一起，外壳为金属镀层，形成一个高机械强度、高稳定性的开关电源模块，非常适合应用于恶劣环境下。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的开关电源模块的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的开关电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图1和附图2详细描述本实用新型的实施例。

如图1所示，本实施例提供的三维堆叠的开关电源模块，包括PCB板引脚层1、叠层板2、金属镀层外壳3及树脂4。

其中，PCB板引脚层1上设置有模块引脚11及电子器件12，电子器件12 的管脚通过绑线的方式与模块引脚11电气连接，模块引脚11由PCB板引脚层1 下端伸出。叠层板2上设置有引线桥21及电子器件22，电子器件22的管脚通过绑线的方式与引线桥21电气连接。叠层板2设置于PCB板引脚层1上方，金属镀层外壳3设置于叠层板2及PCB板引脚层1外部。金属镀层外壳3内部除PCB板引脚层1和叠层板2以外的空间区域全部由树脂4填充，起到了保护和机械加固的目的。引脚层与叠层板的电气互连通过金属镀层外壳3实现(需要通过激光蚀刻实现非互连引脚间的绝缘开路)。

如图2所示，PCB板引脚层1上设置的电子器件12主要包括第一MOSFET器件M1、第二MOSFET器件M2，第一MOSFET器件M1、第二MOSFET器件M2均为N 沟道MOSFET器件(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)。叠层板2上设置的电子器件22为PWM驱动芯片。

上述三维堆叠的开关电源模块的制备过程如下：

(1)PCB板引脚层1和叠层板2的制板；

(2)引脚层电装引脚和MOSFET器件，叠层板电装引线桥和PWM驱动芯片；

(3)实现引脚层PCB板1和叠层板2的三维堆叠；

(4)树脂灌封并切割成形；

(5)表面电镀，形成外壳并实现层间互连；

(6)激光蚀刻，实现非互连引脚间的绝缘开路；