CN114080652B - 表面安装的磁性组件模块 - Google Patents

Abstract

一种磁性组件模块，包括：基板；核心，在基板的第一表面上；间隔物，在核心上；绕组，其包括在核心上方延伸并将基板的第一部分与基板的第二部分电连接的布线接合部；以及迹线，在基板上和/或在基板中；以及包覆成型材料，其封装核心、间隔物和布线接合部。布线接合部路由穿过间隔物中包括的沟槽。

Description

表面安装的磁性组件模块

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年7月9日递交的美国专利申请No.62/871,845的权益。本申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及磁性组件和磁性组件模块，并且更具体地，涉及变压器和表面安装的变压器模块。

背景技术

变压器用于许多应用，例如，用于改变输入电的电压。变压器具有一个或多个初级绕组和一个或多个围绕磁性材料的公共核心进行缠绕的次级绕组。初级绕组接收例如来自电源的电能，并通过变化的磁场将该电能耦合到次级绕组。该电能表现为穿过次级绕组的电磁力。通过初级绕组与次级绕组之间的匝数比，次级绕组中产生的电压与初级绕组中的电压相关。通常的变压器使用相邻线圈的布置来实现。在环形变压器中，绕组围绕环形核心进行缠绕。

包括电信、可植入医疗设备和电池供电的无线设备的许多领域的需求例如已经促使设计努力以较低成本的解决方案最小化组件的大小，这些解决方案表现出相同或更好的性能，但是以降低的功耗运行。降低的功耗通常由降低各种电路的电源电压的其他要求引起。因此，持续需要提供更高效、更小且成本更低的磁性组件。

发明内容

为了克服上述问题并满足上述需要，本发明的优选实施例提供了磁性组件模块，每个磁性组件模块包括布置在核心上的间隔物、以及在间隔物上方延伸并穿过间隔物中包括的沟槽的布线接合部。

根据本发明的优选实施例，磁性组件模块包括：基板；核心，在所述基板的第一表面上；间隔物，在所述核心上；绕组，包括在核心上方延伸并将基板的第一部分与基板的第二部分电连接的布线接合部、以及基板上和/或基板中的迹线；以及包覆成型材料，其封装所述核心、所述间隔物和所述布线接合部。布线接合部路由穿过间隔物中包括的沟槽。

电子组件可以附接到基板的与基板的第一表面相对的第二表面。间隔物可以与核心的顶部一致。间隔物的边缘可以悬垂在核心之上。间隔物可以在核心的整个外表面上方或基本在核心的整个外表面上方延伸。布线接合部可以包括第一布线接合部和第二布线接合部，间隔物中包括的沟槽可以包括彼此交叉的第一沟槽和第二沟槽，以及第一布线接合部和第二布线接合部中的每一个可以分别路由穿过第一沟槽和第二沟槽之一。

磁性组件模块还可以包括在核心的底表面与基板的第一表面之间的间隙，其中包覆成型材料可以填充间隙。粘合剂在核心与基板之间的间隙中，以及包覆成型材料可以封装该粘合剂。

磁性组件模块还可以包括基板的表面上的输入/输出引脚。输入/输出引脚可以暴露在基板的第一表面上。

磁性组件模块还可以包括将核心安装到基板的粘合剂。间隔物可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂。

根据本发明的优选实施例，制造磁性组件模块的方法包括：提供基板；在所述基板的第一表面的一部分上沉积第一粘合剂；将所述核心粘附在基板的第一表面的所述第一粘合剂沉积其上的部分上；在所述核心上提供间隔物；用布线接合部将所述基板的第一导电部分与所述基板的第二导电部分连接；将所述布线接合部穿过所述间隔物中包括的沟槽；在基板上和/或在基板中提供迹线；以及用包覆成型材料将核心、间隔物和布线接合部包覆成型。布线接合部和迹线限定绕组。

该方法还可以包括在核心上沉积第二粘合剂并且使用第二粘合剂将间隔物粘附在核心上。该方法还可以包括将电子组件附接到基板的与基板的第一表面相对的第二表面。间隔物可以与核心的顶部一致。间隔物的边缘可以悬垂在核心之上。间隔物可以在核心的整个外表面上方或基本在核心的整个外表面上方延伸。布线接合部可以包括第一布线接合部和第二布线接合部，间隔物中包括的沟槽可以包括彼此交叉的第一沟槽和第二沟槽，以及第一布线接合部和第二布线接合部中的每一个可以分别路由穿过第一沟槽和第二沟槽之一。第一粘合剂可以在核心与基板之间限定间隙，以及包覆成型材料可以封装第一粘合剂。该方法还可以包括将输入/输出引脚安装在基板的表面上。输入/输出引脚可以暴露在基板的第一表面上。间隔物可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。该方法还可以包括对电子组件进行包覆成型。

根据本发明的优选实施例，磁性组件模块包括：基板；核心，在所述基板的第一表面上；间隔物，在所述核心上；绕组，包括在核心上方延伸并将基板的第一部分与基板的第二部分电连接的布线接合部、以及基板上和/或基板中的迹线；以及包覆成型材料，其封装所述核心、所述间隔物和所述布线接合部。

电子组件可以附接到基板的与基板的第一表面相对的第二表面。间隔物可以与核心的顶部一致。间隔物的边缘可以悬垂在核心之上。间隔物可以在核心的整个外表面上方或基本在核心的整个外表面上方延伸。

磁性组件模块还可以包括在核心的底表面与基板的第一表面之间的间隙，其中包覆成型材料可以填充间隙。粘合剂可以在核心与基板之间的间隙中，以及包覆成型材料可以封装该粘合剂。

磁性组件模块还可以包括基板的表面上的输入/输出引脚。输入/输出引脚可以暴露在基板的第一表面上。

磁性组件模块还可以包括将核心安装到基板的粘合剂。间隔物可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂。

根据本发明的优选实施例，制造磁性组件模块的方法包括：提供基板；将所述核心粘附在基板的第一表面的所述第一粘合剂沉积其上的部分上；在所述核心上提供间隔物；限定绕组，该绕组包括在核心上方延伸并将基板的第一导电部分与基板的第二导电部分电连接的布线接合部，并在基板上和/或在基板中提供迹线；以及用包覆成型材料将核心、间隔物和布线接合部包覆成型。

制造磁性组件模块的方法还可以包括在核心上沉积第二粘合剂并且使用第二粘合剂将间隔物粘附在核心上。

制造磁性组件模块的方法还可以包括将电子组件附接到基板的与基板的第一表面相对的第二表面。制造磁性组件模块的方法还可以包括对电子组件进行包覆成型。

间隔物可以与核心的顶部一致。间隔物的边缘可以悬垂在核心之上。间隔物可以在核心的整个外表面上方或基本在核心的整个外表面上方延伸。间隔物可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。

粘合剂可以在核心与基板之间产生间隙，以及包覆成型材料可以封装第一粘合剂。

制造磁性组件模块的方法可以包括将输入/输出引脚安装在基板的表面上。输入/输出引脚可以暴露在基板的第一表面上。

根据以下参考附图对本发明的优选实施例的详细描述，本发明的上述和其它特征、元件、特性、步骤和优点将变得更显而易见。

附图说明

图1示出了磁性组件模块，其中间隔物附接到核心上。

图2是图1的磁性组件模块的顶部透视图。

图3是图1的磁性组件模块的侧视图。

图4是图1的磁性组件模块的顶视图。

图5是对图1的磁性组件模块进行修改以在间隔物中包括沟槽的侧视图。

图6是图5的磁性组件模块的顶部透视图。

图7是图5所示的磁性组件模块的顶视图。

图8是图5所示的磁性组件模块的截面图。

图9是对图1的磁性组件模块进行进一步修改以在间隔物中包括相交的沟槽的顶部透视图。

图10为是图9所示的磁性组件模块的顶视图。

图11是图9所示的磁性组件模块的截面图。

图12至图21示出了制造图1的磁性组件模块的方法的步骤。

图22示出了具有围绕核心的间隔物的磁性组件模块。

图23至图30示出了制造图22的磁性组件模块的方法的步骤。

图31示出了具有核心和支座的磁性组件模块。

图32至图41示出了制造图31的磁性组件模块的方法的步骤。

图42示出了具有输入/输出引脚的磁性组件模块。

图43至图55示出了制造图42的磁性组件模块的方法的步骤。

图56是磁性组件模块的实现的示例的框图。

图57是可以包括图56中所示的一个或多个磁性组件模块的栅极驱动电路应用的框图。

图58是可以包括图57的栅极驱动单元的电机控制应用的电路图。

具体实施方式

图1示出了磁性组件模块100，其具有核心110、由布线接合部120和迹线145限定的绕组、间隔物130和基板140，例如多层印刷电路板(PCB)。注意，示出了间隔物的两个示例，包括间隔物130和间隔物135，其中间隔物135与核心110的顶部一致并且部分地覆盖核心110的侧壁，如下面将讨论的。包覆成型材料190可以覆盖或封装核心110、布线接合部120和间隔物130。磁性组件模块100可以是具有围绕核心110延伸的初级绕组和次级绕组的变压器，如图1所示。尽管图1示出了具有两个绕组的变压器，但是也可以使用包括例如具有单个绕组的电感器或具有三个或更多个绕组的变压器的其他磁性组件。电路组件和/或连接器可以位于基板140的底表面上。如图1所示，磁性组件模块100可以包括位于基板140底表面上的表面安装(SM)或输入/输出(I/O)引脚160。磁性组件模块100可以包括安装在基板140的底表面上的电子组件150。电子组件150可以包括无源组件例如电容器、电阻器等，并且可以包括有源组件例如晶体管。

核心110可以是未绝缘的核心并且可以用粘合剂170固定(即，粘附)到多层基板140。如图2所示，粘合剂170可以包括沿着核心110底部间隔开的部分，或者可以沿着核心110的整个底部延伸。间隔物130可以是绝缘的间隔物并且可以固定(即，粘附)到核心140的顶部。间隔物130可以通过注射成型工艺制成。间隔物130可以由可以注射成型的任何合适的材料制成，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂。间隔物130可以有助于确保布线接合部120不接触核心110，这会导致磁性组件模块短路。尽管间隔物在附图中被示出为单个整体式主体，但是间隔物可以包括围绕核心布置的两个或更多个主体。

绕组围绕核心110设置，并且包括在核心110上方延伸的布线接合部120以及基板140上或中的在核心110下方延伸的迹线145。布线接合部120包括与基板140的不同部分接合的两个端部。如图4所示，布线接合部120可以按间隔物135外部的单行以及在间隔物135内部的两行附接到基板140。其他布置也是可能的，包括间隔物135外部的两行或更多行、以及间隔物135内部的一行或多于两行。布线接合部120限定绕组的上半部。布线接合部120可以包括铜线、金线、铝线或任何其他合适的导电材料。布线接合部120可以通过球接合、楔形接合、柔性接合或任何其他合适的附接方法附接到基板140。迹线145可以位于基板140的内层或外层上并且限定绕组的下半部。如果核心110是未绝缘的，则迹线145可位于基板140的内层或底表面上。如果核心110是绝缘的或者如果间隔物130如图22所示完全围绕核心110的外表面，则迹线145也可以在基板140的顶表面上。

图1的左侧示出了核心110的顶部与布线接合部120之间的间隔物130的示例，该间隔物130防止布线接触核心110以及防止短路。如图所示，间隔物130比核心110的宽度更宽以产生维持布线接合部120与核心110之间的预定距离的悬垂。图1的右侧示出了间隔物135的备选配置，其中间隔物135与核心110的顶部一致并且部分地覆盖核心110的侧壁。应当理解，通常，间隔物将具有贯穿间隔物的单一横截面形状并且图1中所示的两种不同横截面形状是可能横截面形状的示例。图2至图4示出了使用与核心110的顶部一致并部分地覆盖核心110的侧壁的间隔物135的磁性组件模块100，而图16至图21示出了使用比核心110的宽度宽的间隔物130以产生悬垂的磁性组件模块。

图1还示出了可以用包覆成型材料190对核心110、间隔物130和布线接合部120进行包覆成型以稳定以及保护磁性组件模块的组件。除了包覆成型，还可以使用灌封方法或封装方法以稳定以及保护磁性组件模块的组件。

图2至图4示出了具有间隔物135而没有包覆成型材料190的磁性组件模块100的示例。图2是顶部透视图，图3是侧视图，以及图4是顶视图。图2至图4示出了具有单一横截面形状并与核心110的顶部一致的间隔物135的视图。图2至图4示出了核心110、布线接合部120、基板140、组件150、I/O引脚150和粘合剂170。

图5示出了具有通过粘合剂170固定(即，粘附)到多层基板140的核心110的磁性组件模块100A的截面图。核心110的顶部被修改的间隔物130A、间隔物135A覆盖。具有其他形状的间隔物也是可能的，包括例如如图22所示的环绕间隔物230。类似于图1，布线接合部120限定绕组的上半部，而基板的内层上的迹线限定绕组的下半部。图6至图8示出了具有间隔物135A而没有包覆成型材料190的磁性组件模块100A的示例。图6是图5的磁性组件模块100A的顶部透视图。图7是间隔物135A和布线接合部120的顶视图，其中核心110的轮廓由虚线示出，而图8是示出了布线接合部120位于间隔物135A的沟槽136内的截面图。类似于图1，电路组件和/或连接器可以位于基板的底表面上。如图5至图7所示，磁性组件模块100A可以包括位于基板140底表面上的表面安装(SM)或输入/输出(I/O)引脚160。磁性组件模块100A还可以包括安装在基板140的底表面上的电子组件150。图5还示出了核心110、间隔物130A、间隔物135A以及布线接合部120可以被包覆成型材料190覆盖或封装。布线接合部120可以按单行或多行终止。

如图6和图7所示，布线接合部120可以在核心110的外部按单行终止于基板140，以及可以在核心110的内部按两行终止于基板140。其他布置也是可能的。例如，布线接合部120可以在核心110的外部按两行或更多行终止于基板140，和/或可以在核心110的内部按一行或多于两行终止于基板140。

在进行包覆成型的过程中，布线接合部120可能因树脂模具内的压力而塌陷，导致布线接合部120塌陷并且与核心或相邻布线接合部120短路。为了避免这个问题，沟槽131、沟槽136被包括在间隔物130A、间隔物135A中，使得布线接合部120位于沟槽131、沟槽136中。间隔物130A、间隔物135A中的沟槽131、沟槽136的形状的横截面可以是U形、V形、矩形、半圆形或任何其他合适的形状。图5至图8示出了每个布线接合部120位于在间隔物130A、间隔物135A中限定的对应沟槽131、沟槽136中。

图9是具有进一步修改的间隔物135B的磁性组件模块100B的顶部透视图，该间隔物135B包括交叉沟槽137A、沟槽137B。图10是磁性组件模块100B的顶视图，其中核心110的轮廓由虚线表示。图11是磁性组件模块100B的截面图。类似于图5至图8，图9至图11中所示的间隔物135B包括沟槽137A、沟槽137B。在平面图中，沟槽137A、沟槽137B可以被限定为X图案或V图案以路由两个相邻的布线接合部120。图9和图10示出了布线接合部120对设置在沟槽137A、沟槽137B中并且限定了X形状。更具体地，如图11所示，该一对布线接合部120中的一个被掩埋在深沟槽137A中，而该一对布线接合部130中的另一个设置在浅沟槽137B中。因此，一对布线接合部120的相邻布线设置在深沟槽137A和浅沟槽137B的不同深度处，并且能够彼此交叉而不接触以及短路磁性组件模块100A的绕组。

图12至图21示出了制造具有间隔物130的磁性组件模块100的方法的步骤。图12示出了基板140例如PCB可以根据常规技术设置有迹线145。图13示出了粘合剂170可以沉积在基板140的表面的其上要安装核心110的一部分上。图14示出了核心110可以粘附到沉积有粘合剂170的基底140。图15示出了粘合剂132可以沉积在核心110的顶表面上。图16示出了间隔物130可以粘附在核心110的顶表面上。图17示出了布线接合部120可以形成为使得：布线接合部120附接到基板140，在核心110和间隔物130上方延伸，以及不接触核心110。图18示出了包覆成型材料190可以被包覆成型以覆盖或封装核心110、布线接合部120和间隔物130。图19示出了焊料180可以沉积在基板140的与包覆成型材料190相对的表面上。图20示出了可以使用焊料180将组件150与I/O引脚160安装在基板140上。图21示出了图1的左侧中所示的完成的磁性组件模块100。

图22示出了具有固定(即，粘附)到基板240的核心210的磁性组件模块200。磁性组件模块200包括核心210、由布线接合部220和迹线245限定的绕组、间隔物230、以及基板240。核心210的所有侧面被间隔物230覆盖。如图1所示，布线接合部220限定了绕组的上半部。基板240的顶表面上的迹线245限定绕组的下半部。因为间隔物230覆盖核心210的整个外表面，所以不必使用更昂贵的多层基板，并且可以使用没有内层的更便宜的基板240。但是也可以使用其中限定绕组下半部的迹线245位于多层基板的顶表面或内层上的多层基板。电路组件和/或连接器可以位于基板240的底表面上。图22还示出了可以用包覆成型材料290对核心210、间隔物230和布线接合部220进行包覆成型。代替在核心210的整个外表面上方延伸的间隔物230，间隔物230也可以仅基本在核心210的整个外表面上方延伸。例如，间隔物230可以通过具有C形形状而基本在核心210的整个外表面上延伸，使得核心210的顶部和底部以及内侧或外侧被覆盖，而核心210的外侧或内侧被暴露。备选地，间隔物230可以通过使用两个间隔物在核心210的整个外表面上方延伸，该两个间隔物中的一个在核心210的顶部上方延伸，而一个在核心210的底部上方延伸。

如图22所示，磁性组件模块200可以包括位于基板240底表面上的表面安装(SM)或输入/输出(I/O)引脚260。磁性组件模块200可以包括安装在基板240的底表面上的电子组件250。电子组件250可以包括无源组件例如电容器、电阻器等，并且可以包括有源组件例如晶体管。

图23至图30示出了制造图22所示的磁性组件模块200的方法的步骤。图23示出了基板240例如PCB可以根据常规技术在两个相对的外表面上设置有迹线245。图24示出了粘合剂270可以沉积在基板240的表面的其上要安装核心210的部分上。图25示出了在所有侧面上被间隔物230覆盖的核心210可以粘附到其中沉积有粘合剂270的基板240。图26示出了布线接合部220可以形成为使得：布线接合部220附接到基板240，在被间隔物230覆盖的核心210上方延伸，以及不接触核心210。图27示出了包覆成型材料290可以被包覆成型以覆盖或封装核心210、布线接合部220和间隔物230。图28示出了焊料280可以沉积在基板240的与包覆成型材料290相对的表面上。图29示出了可以使用焊料280将组件250和I/O引脚260安装在基板240上。图30示出了图22所示的完成的磁性组件模块200。

如上面关于图1、图5和图22所述，核心可以固定到基板的顶表面。图31示出磁性组件模块300的备选布置，其中粘合剂或胶层370足够厚以在核心310与基板340之间产生间隙以允许包覆成型材料390在对布线接合部320进行接合之后在核心310下方延伸。磁性组件模块300包括核心310、由布线接合部320和迹线345限定的绕组、间隔物330、以及基板340。图31示出了设置在核心310下方的截顶圆锥形粘合层370，其在核心310与基板340之间产生间隙。包覆成型材料390可以延伸到核心310与基板340之间的间隙中，从而提供附加绝缘层以加强核心310与基板340的顶表面上的迹线345之间的隔离屏障。因为包覆成型材料390填充核心310与基板340之间的间隙，所以不必使用更昂贵的多层基板，并且可以使用没有内层的更便宜的基板340。但是也可以使用其中限定绕组下半部的迹线345位于多层基板的顶表面或内层上的多层基板。

图31的左侧示出了核心310的顶部与布线接合部320之间的间隔物330的示例，该间隔物130防止布线接触核心310以及防止短路。如图所示，间隔物330比核心310的宽度更宽以产生维持布线接合部320与核心310之间的预定距离的悬垂。图31的右侧示出了间隔物335的备选配置，其中间隔物335与核心310的顶部一致并且部分地覆盖核心310的侧壁。应当理解，通常，间隔物将具有贯穿间隔物的单一横截面形状并且图31中所示的两种不同横截面形状是可能横截面形状的示例。图36至图41示出了使用比核心110的宽度宽的间隔物130来产生悬垂的磁性组件模块。

如图31所示，磁性组件模块300可以包括位于基板340底表面上的表面安装(SM)或输入/输出(I/O)引脚360。磁性组件模块300可以包括安装在基板340的底表面上的电子组件350。电子组件350可以包括无源组件例如电容器、电阻器等，并且可以包括有源组件例如晶体管。

图32至图41示出了制造图31所示的磁性组件模块300的方法的步骤。图32示出了基板340例如PCB可以根据常规技术在两个相对的外表面上设置有迹线345。图33示出了粘合剂370可以沉积在基板340的表面的其上要安装核心310的部分上。图34示出了核心310可以粘附到沉积有粘合剂370的基底340。图35示出了粘合剂332可以沉积在核心310的顶表面上。图36示出了间隔物330可以粘附在核心310的顶表面上。图37示出了布线接合部320可以形成为使得：布线接合部220附接到基板340，在核心310和间隔物330上方延伸，以及不接触核心310。图38示出了包覆成型材料390可以被包覆成型以覆盖或封装核心310、布线接合部320、间隔物330、以及粘合剂370。图39示出了焊料380可以沉积在基板340的与包覆成型材料390相对的表面上。图40示出了可以使用焊料380将组件350和I/O引脚360安装在基板340上。图41示出了图31所示的完成的磁性组件模块300。

图42示出了除了磁性组件模块400的输入/输出(I/O)引脚460可以位于基板440的与核心410、布线接合部420和间隔物430相同的一侧上之外类似于图1所示的磁性组件模块的磁性组件模块400。磁性组件模块400包括核心410、由布线接合部420和迹线445限定的绕组、间隔物430、以及基板440。

I/O引脚460可以由经由表面安装工艺与基板440上的着接点连接的金属柱或金属圆柱制成。在包括I/O引脚460和电路组件450的磁性组件模块400被包覆成型后，磁性组件模块400的顶表面可以被研磨以去除包覆成型材料490并暴露I/O引脚460。因为进行包覆成型允许主电路组件与次级电路组件之间的间隙更小，所以使I/O引脚460暴露在基板440的与核心410相同的一侧上允许组件的更小并更集成的布置。

如图42所示，磁性组件模块400可以包括安装在基板440的底表面上的电子组件450。电子组件450可以包括无源组件例如电容器、电阻器等，并且可以包括有源组件例如晶体管。

图43至图55示出了制造图42所示的磁性组件模块400的方法的步骤。图43示出了基板440例如PCB可以根据常规技术设置有迹线445。图44示出了粘合剂470可以沉积在基板440的表面的其上要安装核心410的部分上。图45示出了核心410可以粘附到沉积有粘合剂470的基底440。图46示出了粘合剂432可以沉积在核心410的顶表面上。图47示出了间隔物430可以粘附在核心410的顶表面上。图48示出了布线接合部420可以形成为使得：布线接合部附接到基板440，在核心410和间隔物430上方延伸，以及不接触核心410。图49示出了焊料485可以沉积在基板440的与核心410相同的表面上。图50示出了I/O引脚460可以安装在其中沉积有焊料485的基板440上。图51示出了包覆成型材料490可以被包覆成型以覆盖或封装核心410、布线接合部420、间隔物430、以及I/O引脚460。图52示出了包覆成型材料490的一部分可以被去除以暴露I/O引脚460。图53示出了焊料480可以沉积在基板440的与核心410和包覆成型材料490相对的表面上。图54示出了可以使用焊料480将组件450安装在基板440上。图55示出了包覆成型材料495可以被包覆成型以覆盖或封装组件450以完成图55中所示的磁性组件模块400。

备选地，可以在相同步骤中对包覆成型材料进行包覆成型以覆盖或封装核心410、布线接合部420、间隔物430、I/O引脚460、以及电子组件450。

图56是磁性组件模块TXM的实现的示例的框图。在图56中，磁性组件模块TXM被实现为隔离转换器，其中通过变压器TX的虚线示出了隔离边界。在图56的左侧并与初级绕组PR连接的初级侧与位于图56右侧并与次级绕组SEC连接的次级侧隔离。例如，图56示出了电子模块TXM可以包括开关级SS、控制级CS、变压器TX、整流级RS和输出滤波器LC。变压器TX可以包括由前述布线接合部和迹线限定的核心和绕组。除了变压器TX之外的电路和组件可以包括附接到其上安装有变压器TX的基板或PCB上的其他电子组件，如前所述。

如图56所示，开关级SS接收输入电压Vin并向变压器TX的至少一个初级绕组PRI输出电压SSout。开关级可以包括控制功率流的开关或晶体管。控制级CS包括输入控制信号CSin。控制级CS可以控制开关级SS中的开关的切换并且可以经由辅助绕组AUX来监控变压器TX。通过变压器TX的竖直虚线表示初级绕组PRI和辅助绕组AUX与次级绕组SEC之间的电流隔离。变压器TX的次级绕组可以连接到整流器级RS，该整流器级RS又连接到输出滤波器LC，该输出滤波器LC输出+Vout与-Vout之间的DC电压。整流器级可以包括对次级绕组SEC处的电压进行整流的二极管和/或同步整流器。输出滤波器LC可以包括电感器和电容器的布置以过滤不想要的频率。

图57是可以包括图56中所示的一个或多个磁性组件模块TXM的栅极驱动电路应用的框图。竖直虚线和水平虚线表示电流隔离。图57示出了磁性组件模块TXM可以包括例如+12Vdc的输入以及-5Vdc和+18Vdc的输出，它们例如可以用于驱动金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极晶体管(IGBT)。磁性组件模块TXM的输出可以连接到栅极驱动器IXDD614YI。控制器CONT可以发送以及接收由虚线框中所示的那些控制信号表示的控制信号，其包括例如电源禁用、脉宽调制PWM启用、低侧和高侧PWM、过电流检测等。可以在控制器CONT与隔离电路ISO之间以及在控制器CONT和磁性组件模块TXM之间发送以及接收控制信号。隔离电路ISO可以接收以及发送反馈信号V_DS测量。隔离电路可以包括变压器、电容器、光耦合器、数字隔离器等。栅极驱动电路的输出可以与位于逆变器单元电路中的开关的栅极连接，作为用于如图58所示的电机控制应用的逆变器的一部分。

图58示出了用于电机控制应用的电路，该电机控制应用可以包括以50Hz或60Hz的固定频率运行的电源PS例如逆变器INV、以及以其所需频率运行的电机MTR。如图所示，逆变器INV可以包括功率转换器PC、平滑电路S、以及由PWM控制所控制的逆变器单元电路IU。图58示出了控制器CONT可以被包括以控制图57的栅极驱动单元GDU。栅极驱动单元GDU可以控制逆变器单元电路IU内的开关的栅极。反馈FB可以从电机MTR提供给控制器CONT以稳定栅极驱动单元GDU的控制。

包括磁性组件模块的封装可以是任何大小。例如，封装可以是约12.7mm×约10.4mm×约4.36mm。具有这些尺寸的封装可以提供更高的隔离。磁性组件模块可用于许多不同应用，包括例如工业、医疗和汽车应用。例如，如上所说明，磁性组件模块可以被包括在栅极驱动器中。例如，磁性组件模块可以提供1W至2W的功率，其中效率超过80％，以及取决于磁性组件模块的占用面积可以提供3kV或5kV击穿额定电压。例如，磁性组件模块可以包括UL要求的增强隔离，并且可以在约-40℃与约105℃之间或者约-40℃与约125℃之间的温度下操作。例如取决于应用，磁性组件模块可以具有1或2的湿气敏感度等级(MSL)。磁性组件模块可用于电池管理系统或可编程逻辑控制器以及符合RS484/232的数据采集和通信。

如果磁性组件模块包括变压器，则例如初级绕组可以包括至少20匝而次级绕组可以包括12匝。例如，变压器的耦合系数可以是0.99。例如，初级绕组可具有约17.8Ω/匝的直流电阻(DCR)，而次级绕组可具有约16.9Ω/匝的DCR。最大电流可以是600mA(过流保护)，通常电流是300mA，例如以确保磁性组件模块在这种过流情况下不被损坏。例如，核心可具有约5.4mm的内径、约8.8mm的外径、以及约1.97mm的高度。例如，间隔物可具有约5.1mm的内径、约8.8mm的外径、以及约0.2mm的高度。例如，变压器可以具有约12.7mm×约10.4mm×约2.5mm的大小。核心可以由任何合适的材料制成，包括例如Mn-Zn、Ni-Zn、FeNi等。间隔物可以由任何合适的材料制成，包括例如环氧树脂粘合剂。布线接合部可以由任何合适的材料制成，包括例如铝或铜。引脚可以由任何合适的材料制成，包括例如具有Ni-Sn涂层的Cu。包覆成型材料可以由任何合适的材料制成，包括例如环氧树脂。

应当理解，上述描述仅仅用于说明本发明。在不脱离本发明的情况下，本领域技术人员可以设计出各种替代和修改。因此，本发明旨在包含落在所附权利要求范围内的所有这些替代、修改和变化。

Claims (24)

1.一种磁性组件模块，包括：

基板；

核心，在所述基板的第一表面上；

间隔物，在所述核心上；

绕组，其包括：

布线接合部，在所述核心上延伸并将所述基板的第一部分与所述基板的第二部分电连接；以及

迹线，在所述基板上和/或在所述基板中；以及

包覆成型材料，其封装所述核心、所述间隔物和所述布线接合部，其中

所述布线接合部路由穿过所述间隔物中包括的沟槽。

2.根据权利要求1所述的磁性组件模块，其中，电子组件附接到所述基板的与所述基板的第一表面相对的第二表面。

3.根据权利要求1或2所述的磁性组件模块，其中，所述间隔物与所述核心的顶部一致。

4.根据权利要求1或2所述的磁性组件模块，其中，所述间隔物的边缘悬垂在所述核心之上。

5.根据权利要求1或2所述的磁性组件模块，其中所述间隔物在所述核心的整个外表面上方或基本在所述核心的整个外表面上方延伸。

6.根据权利要求1或2所述的磁性组件模块，其中

所述布线接合部包括第一布线接合部和第二布线接合部，

被包括在间隔物中的沟槽包括彼此交叉的第一沟槽和第二沟槽，以及

第一布线接合部和第二布线接合部中的每一个分别路由穿过第一沟槽和第二沟槽中之一。

7.根据权利要求1或2所述的磁性组件模块，还包括所述核心的底表面与所述基板的第一表面之间的间隙，其中

所述包覆成型材料填充所述间隙。

8.根据权利要求7所述的磁性组件模块，其中

粘合剂在所述核心与所述基板之间的间隙中，并且

所述包覆成型材料封装所述粘合剂。

9.根据权利要求1或2所述的磁性组件模块，还包括所述基板的表面上的输入/输出引脚。

10.根据权利要求9所述的磁性组件模块，其中所述输入/输出引脚暴露在所述基板的第一表面上。

11.根据权利要求1或2所述的磁性组件模块，还包括将所述核心安装到所述基板的粘合剂。

12.根据权利要求1或2所述的磁性组件模块，其中，所述间隔物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。

13.一种制造磁性组件模块的方法，所述方法包括：

提供基板；

在所述基板的第一表面的一部分上沉积第一粘合剂；

将核心粘附在基板的第一表面的所述第一粘合剂沉积其上的部分上；

在所述核心上提供间隔物；

用布线接合部将所述基板的第一导电部分与所述基板的第二导电部分连接；

将所述布线接合部穿过所述间隔物中包括的沟槽；

在所述基板上和/或在所述基板中提供迹线；以及

用包覆成型材料将所述核心、所述间隔物和所述布线接合部包覆成型；其中

所述布线接合部和所述迹线限定绕组。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：

在所述核心上沉积第二粘合剂；以及

使用所述第二粘合剂将所述间隔物粘附在所述核心上。

15.根据权利要求13所述的方法，还包括将电子组件附接到所述基板的与所述基板的第一表面相对的第二表面。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中所述间隔物与所述核心的顶部一致。

17.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中，所述间隔物的边缘悬垂在所述核心之上。

18.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中所述间隔物在所述核心的整个外表面上方或基本在所述核心的整个外表面上方延伸。

19.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中

所述布线接合部包括第一布线接合部和第二布线接合部，

被包括在间隔物中的沟槽包括彼此交叉的第一沟槽和第二沟槽，以及

第一布线接合部和第二布线接合部中的每一个分别路由穿过第一沟槽和第二沟槽中之一。

20.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中

所述第一粘合剂限定所述核心与所述基板之间的间隙，以及

所述包覆成型材料封装所述第一粘合剂。

21.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，还包括将输入/输出引脚安装在所述基板的表面上。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述输入/输出引脚暴露在所述基板的第一表面上。

23.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中所述间隔物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。

24.根据权利要求15所述的方法，还包括对所述电子组件进行包覆成型。