一种具有塑料封装的开关电源的制作方法

1.本实用新型涉及塑封电源技术领域，尤其涉及具有塑料封装的开关电源。


背景技术：

2.现有包含平面变压器的电源产品的结构主要为开板、空壳或者灌封。开板和空壳结构，计算耐压间距按照空气中的距离计算，距离较远，产品体积较大。灌封类的产品，虽然可以通过灌封胶的选择，做的固体绝缘，减少耐压距离。但是由于灌封胶的耐压特性以及其非气密性的特性，灌封类的产品一般用于制作插件产品居多，非常难易用于贴片产品的制作。
3.现有包含平面变压器的塑封类型产品，平面变压器一般为直接设计在主板上，产品的元件与平面变压器与其它产品的元件为平面式布局，平面变压器占板面积较大，且此类产品需要使用双面塑封模具，双面塑封模具一般比单买塑封模具成本高。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种单面塑封的具有塑料封装的开关电源，其利用固体绝缘的方式减少产品耐压距离，且其利用层叠式结构组装平面变压器，使得平面变压器的占板面积减少，并能实现产品的贴片封装制作。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
6.第一种方案，提供一种具有塑料封装的开关电源，其包括：
7.主电路板；
8.电子元件，设置在主电路板的上表面，且与主电路板连接；
9.平面变压器，平面变压器设置在主电路板的上表面，平面变压器具有变压器pcb、磁芯以及多个金属端子；磁芯固定在变压器pcb上且变压器pcb和磁芯分别设置在电子元件的上方；各金属端子分别连接变压器pcb和主电路板，且各金属端子分别设置在电子元件的外围；
10.塑封体，包裹在变压器pcb、磁芯、各金属端子以及电子元件的外围且与主电路板的上表面相结合。
11.第二种方案，提供一种具有塑料封装的开关电源，其包括：
12.主电路板；
13.电子元件，设置在主电路板的上表面，且与主电路板连接；
14.平面变压器，平面变压器设置在主电路板的上表面，平面变压器具有变压器pcb、磁芯以及多个金属端子；磁芯固定在变压器pcb上且变压器pcb和磁芯分别设置在电子元件的上方；各金属端子分别与变压器pcb和主电路板连接且各金属端子分别设置在电子元件的外围；
15.塑封体，包裹在各电子元件的外围且与主电路板的上表面相结合。
16.第三种方案，一种具有塑料封装的开关电源，其包括：
17.电子元件塑封件，其具有主电路板、电子元件、多个第一金属端子以及第一塑封体；电子元件设置在主电路板的上表面，且与主电路板连接；各第一金属端子分别与主电路板连接且各第一金属端子分别设置在电子元件的外围；第一塑封体包裹在电子元件的外围且与主电路板的上表面相结合；
18.平面变压器，平面变压器设置在电子元件塑封件的上方，平面变压器具有变压器pcb、磁芯、多个第二金属端子以及第二塑封体；磁芯固定在变压器pcb上；各第二金属端子的一端与变压器pcb连接，另一端与第一金属端子相焊接；第二塑封体包裹在变压器pcb、磁芯以及各第二金属端子的外围。
19.优选地，磁芯与电子元件之间的高度差大于0.12mm，由于磁芯与电子元件之间留有高度差，以便于塑封料填充。
20.优选地，磁芯的表面与塑封体/第二塑封体的表面之间的距离大于0.3mm，由于磁芯的表面与塑封体的表面之间留有足够的距离，以便塑封后磁芯上部填充完整，以及确保经受严格的环境试验、回流焊后，外观保持完整。
21.优选地，金属端子在主电路板上的焊盘与电子元件的焊盘之间的距离大于0.3mm，由于金属端子在主电路板上的焊盘与电子元件焊盘留有足够的距离，以便平面变压器组装时，主电路板上的金属端子焊盘添加焊料。
22.优选地，金属端子与主电路之间通过焊料连接或通过导电胶粘接。
23.优选地，主电路板于元件底部设有焊接残留物排出口，以便电子元件焊接后，对焊料的残留物清洗，以及有利于通过塑封料填充电子元件的底部。
24.本实用新型具有以下有益效果：
25.(1)平面变压器的变压器pcb和磁芯分别设置在电子元件的上方，即平面变压器和主电路板之间采用层叠的组装方式，从而有利于减少了具有塑料封装的开关电源的体积。
26.(2)使用塑封体包裹在变压器pcb、磁芯、各金属端子以及电子元件的外围，实现固体绝缘，减少输入输出的耐压间距，减少具有塑料封装的开关电源的体积。
27.(3)塑封体仅与主电路板的上表面相结合，即使用单面塑封方式，在主电路板一面贴装元件和平面变压器，一面作为具有塑料封装的开关电源的引脚面，在不增加与引脚相关的结构件条件下，实现具有塑料封装的开关电源的贴片化引脚设计。
附图说明
28.图1为本实用新型第一实施例中具有塑料封装的开关电源的截面图；
29.图2为本实用新型第二实施例中具有塑料封装的开关电源的截面图；
30.图3为本实用新型第三实施例中具有塑料封装的开关电源的截面图。
具体实施方式
31.下面结合附图所示对本实用新型的技术方案进行详细说明。
32.第一实施例
33.参考图1，图1为本实用新型第二实施例中具有塑料封装的开关电源的截面图，开关电源包括：主电路板1、电子元件2、平面变压器3以及塑封体4。
34.电子元件2设置在主电路板1的上表面，且与主电路板1连接。主电路板1于元件底
部设有焊接残留物排出口，以便电子元件2焊接后，对焊料的残留物清洗，以及有利于通过塑封料填充电子元件2的底部。
35.平面变压器3设置在主电路板1的上表面，平面变压器3具有变压器pcb31、磁芯32以及多个金属端子33；变压器pcb31和磁芯32分别设置在电子元件2的上方且磁芯32通过粘接胶固定在变压器pcb31上，变压器pcb31的尺寸小于主电路板1的尺寸；各金属端子33分别连接变压器pcb31和主电路板1，且各金属端子33分别设置在电子元件2的外围。
36.本实施中，各金属端子33通过钎焊焊接在变压器pcb31上，金属端子33与主电路之间通过焊料连接或通过导电胶粘接。磁芯32与电子元件2之间的高度差大于0.12mm，以便于塑封料填充；金属端子33在主电路板1上的焊盘与电子元件的焊盘之间的距离大于0.3mm，以便平面变压器3组装时，主电路板1上的金属端子33焊盘添加焊料。
37.塑封体4包裹在变压器pcb31、磁芯32、各金属端子33以及电子元件2的外围且与主电路板1的上表面相结合。塑封体4的表面与磁芯32的表面之间的距离大于0.3mm，以便塑封后磁芯32上部填充完整，以及确保经受严格的环境试验、回流焊后，外观保持完整。
38.本实施例中的开关电源的安装包括如下步骤：
39.元件安装步骤：电子元件2与主电路板1连接；
40.平面变压器制作步骤：金属端子33与变压器pcb31连接，磁芯32与变压器pcb31组装；
41.平面变压器安装步骤：平面变压器3与主电路板1连接；
42.塑封步骤：对变压器pcb31、磁芯32、各金属端子33以及电子元件2进行塑封，并使得塑封形成的塑封体4与主电路板1的上表面相结合；
43.产品切割：塑封完成后，将由多个开关电源组成的半成品分割成单个开关电源，此时，主电路板1点底面的焊盘作为开关电源的引脚，从而实现开关电源的引脚贴片化。
44.第二实施例
45.参考图2，图2为本实用新型第二实施例中具有开关电源的截面图。本实用新型中的开关电源与第一实施例相比，不同之处在于：第二实施例中的平面变压器3暴露于塑封体4之外；主电路板1上组装有晶圆5，塑封体4仅包裹在各电子元件2和晶圆5的外围。
46.本实施例中的开关电源的安装包括如下步骤：
47.元件安装步骤：电子元件2与主电路板1连接；晶圆与主电路板1通过焊线或者倒装连接；
48.塑封步骤：塑封经上一步骤后的电子元件2和晶圆5；
49.平面变压器制作步骤：金属端子33与变压器pcb31连接，磁芯32与变压器pcb31组装；
50.平面变压器安装步骤：平面变压器3与主电路板1连接；
51.产品切割：由多个开关电源组成的半成品进行切割分板，分割成单个的开关电源。
52.本实施例可以实现在平面变压器3和主电路板1之间组装晶圆5，避免使用成品ic而增加主电路板1的面积；此外，由于平面变压器3没有被塑封体4包裹，从而可减小磁芯32与电子元件2的距离(开关电源的最高点即为磁芯32的顶面)，进而可降低开关电源的高度。
53.第三实施例
54.参考图3，图3为本实用新型第三实施例中具有塑料封装的开关电源的截面图。开
关电源包括电子元件塑封件10和平面变压器塑封件20。
55.电子元件塑封件10具有主电路板101、电子元件102、多个第一金属端子103晶圆104以及第一塑封体105；电子元件102设置在主电路板101的上表面，且与主电路板101连接；各第一金属端子103分别与主电路板101连接且各第一金属端子103分别设置在电子元件102的外围；第一塑封体105包裹在电子元件102的外围且与主电路板101的上表面相结合。
56.平面变压器塑封件20设置在电子元件102塑封件的上方，平面变压器塑封件具有变压器pcb201、磁芯202、多个第二金属端子203以及第二塑封体204；磁芯202固定在变压器pcb201上；各第二金属端子203的一端与变压器pcb201连接，另一端与第一金属端子103相焊接；第二塑封体204包裹在变压器pcb201、磁芯202以及各第二金属端子203的外围。
57.本实施例中，第一金属端子103和第二金属端子203通过钎焊焊接。
58.本实施例中的开关电源的安装包括如下步骤：
59.元件安装步骤：电子元件102与主电路板101连接；晶圆104与主电路板101通过焊线或者倒装连接；
60.塑封步骤：塑封上一步骤后的电子元件102、晶圆104和第一金属端子103；
61.减薄步骤：减薄塑封后的半成品，露出第一金属端子103；
62.平面变压器制作步骤：第二金属端子203与变压器pcb201连接，磁芯202与平面变压器pcb201组装；
63.平面变压器塑封步骤：塑封上一步骤后的变压器pcb201、磁芯202以及第二金属端子203；
64.减薄步骤：减薄塑封后的半成品，露出第二金属端子203；
65.平面变压器组装步骤：将塑封后的平面变压器的第二金属端子203与主电路板101上的第一金属端子103通过钎焊连接。
66.本实施例可以实现在平面变压器和主电路板101之间组装晶圆，避免使用成品ic而增加pcb的面积。平面变压器单独塑封，可以使用整体塑封模具达成目标，不需要使用选择塑封模具，减少模具成本。
67.以上仅本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。