组合式电路及电子元件的制作方法

专利名称：组合式电路及电子元件的制作方法
技术领域：
本发明关于一种电子元件及应用该元件的组合式电路，更详细而言，关于一 种可减少电子元件整体尺寸以提升整体电源的功率密度的电子元件及组合式电路。
背景技术：
一般的电器采用交流电源，此交流电源经由交流对直流转换器(AC to DC converter)转换为数组直流电源后，便能供给电器内部的各个电子元件，以满足其 不同的电力需求。然而，由于电源转换时会有部分损耗，转换成多组直流电源输出 的转换效率不高。因此，若改成先转换成一组直流电源，再将此组直流电源转换成
数组所需的直流电源，则可大幅提高效率。除此的外，携带型电子产品使用直流电 源(亦即电池)以供给电力至内部电路。同样地，为配合内部电路不同的直流电压需 求，便需使用直流转换器(DC to DC converter)将电池提供的电压转换为数组直流电 压，直流转换器包含降压(Buck)转换器、升压(Boost)转换器、升降压(Buck-Boost)
转换器。
随着电源技术的迅速发展，电压转换器对电源功率密度及转换器尺寸的要求 也越来越高。提高电源功率密度的方法有很多种，常用的方法是通过改变电源电气 方面的特性来提高电源的功率密度，例如提高转换器的工作频率以大幅度降低一些 被动元件(例如电感)的尺寸而改善功率密度。然而实际上影响直流转换器的功率密 度和效率的因素还包含很多机构方面的因素，譬如各个元件本身的尺寸以及整个电 压转换器的结构设计等等。下面所述以电压转换器的直流转换器中的负载点(Point Of Load, POL)直流转换器为例说明此问题。
图1为一负载点直流转换器的电路图，其为一降压转换器(Buckconverter)。此 负载点直流转换器1包含一电感11、 二开关元件12、 15(譬如金属氧化物半导体场 效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET))、 一输出 电容13与一控制芯片14。控制芯片14通过接收一输出回馈信号及相关的电压调
5整控制信号V一，以控制负载点直流转换器l的运作。
图2A与图2B分别为一种传统的负载点直流转换器的俯视与仰视图。此传统 的负载点直流转换器2以一种组合式电路进行封装，其输入及输出的引脚为传统的 插装引脚(Through hole pin)。如图所示，负载点直流转换器2包含一控制芯片21 、 一电路板22、四输入输出电容23、数个插装引脚24、 一磁性元件(于此例为电感) 25与二开关元件27。控制芯片21与输出电容23设置于载具22(通常为一印刷电 路板(Printed Circuit Board, PCB))的一面，而在电路板22的另一面则设有磁性元件 25及二个开关元件27。
负载点直流转换器2通过数个插装引脚24插装至一主电路板(图未示出)。然 而，插装引脚24会占据电路板22表面的一部分面积；此外，引脚24具有支撑作 用，故电路板22需要有一定的厚度，以致增加了负载点直流转换器2的体积，更 降低其整体功率密度。
另一种传统负载点直流转换器的俯视与仰视图则如图3A和图3B所揭示。此 种传统的负载点直流转换器3以另一种组合式电路进行封装，其输入及输出的引脚 为波浪形引脚(Wavepin),引脚贴附在电路板的表面。如图所示，负载点直流转换 器3包含三个电容31(包含输出电容及/或输入电容)、 一开关元件32、多个波浪形 引脚33、 一载具34、 一磁性元件35与一控制芯片36。电容31、开关元件32及磁 性元件35设置于载具34(通常为一印刷电路板)的一面，而在载具34的另外一面则 设有控制芯片36。负载点直流转换器3透过波浪形引脚33与主电路板(图未示出) 连接。
然而，这种波浪形引脚33除了会占据电路板34—定的空间外，波浪形引脚 33本身具有一定的高度，而这些都会增加负载点直流转换器3的体积，并降低其 功率密度。
综上所述，现有的封装方式中，负载点直流转换器均受限于引脚，使得整体 体积较大且功率密度较低。是故，为解决此等问题，提出一种新型的组合式电路， 用以提升电子装置(尤其是电压转换器)的功率密度，并縮小整体尺寸，便为此领域 所亟需
发明内容
本发明的一目的提供一种用于一载具的组合式电路，并将此组合式电路应用 于直流转换器，以提高直流转换器的元件整合集成度，且縮小直流转换器的整体尺 寸、提升功率密度。上述的直流转换器，为一降压直流转换器，尤其是一负载点降 压直流转换器。
为达成上述目的，本发明便提出一种组合式电路，包含一电感性元件以及一 第一电子元件。电感性元件包含一连接导体，用以包覆电感性元件的一第一表面。 第一电子元件与电感性元件相互堆迭，并电性连接至该电感性元件。电感性元件与 第一电子元件通过连接导体电性连接至载具。
本发明的另一目的提供一种应用于一组合式电路的电子元件。为达成此目的， 本发明的电子元件包含一电子元件主体以及一连接导体，用以包覆电子元件主体的 一第一表面，其中电子元件主体通过连接导体电性连接至一载具。
在参阅附图及随后描述的实施方式后，本发明所属技术领域中具有通常知识 者便可了解本发明的目的，以及本发明的技术手段及实施态样。


图1为传统负载点模组电源的电路图2A为传统采用插装引脚的负载点直流转换器的俯视图； 图2B为传统采用插装引脚的负载点直流转换器的仰视图； 图3A为传统采用波浪形引脚的负载点直流转换器的俯视图； 图3B为传统采用波浪形引脚的负载点直流转换器的仰视图4A为根据本发明第一实施例的直流转换器中，包覆有第一导体层的第一电 子元件的俯视图4B为根据本发明第一实施例的直流转换器中，包覆有第一导体层的第一电 子元件的仰视图4C为根据本发明第一实施例的直流转换器中，包覆有第一导体层的第一电 子元件的另一俯视图4D为根据本发明第一实施例的直流转换器中，包覆有第一导体层的第一电 子元件的另一仰视图5A至图5E根据本发明第一实施例的直流转换器中，第一导体层包覆第一果；
图6A为根据本发明第一实施例的直流转换器仰视图6B为根据本发明第一实施例的直流转换器俯视图6C为包含本发明第一实施例的直流转换器的组合式电路俯视图7A为根据本发明第二实施例的直流转换器中，第二电子元件与第一导体层
连接的俯视图7B将根据本发明第二实施例的直流转换器的俯视图8A为根据本发明第六实施例的直流转换器中，包覆有第一导体层的第二电
子元件的俯视图8B为根据本发明第六实施例的直流转换器的俯视图9A为根据本发明第七实施例的直流转换器中，包覆有第一导体层的第四电
子元件的俯视图9B为根据本发明第七实施例的直流转换器的俯视图10为根据本发明第八实施例的直流转换器的俯视图11A为根据本发明第三实施例的负载点直流转换器俯视图11B为根据本发明第三实施例的负载点直流转换器俯视图仰视图iic为根据本发明第三实施例的共烧磁性材料基板、第一导体层及导体的
示意图11D为根据本发明第三实施例的共烧磁性材料基板去除第一层磁性材料基 材后的示意图11E为图11C的内部结构透视图11F为根据本发明第三实施例的共烧磁性材料基板除第一层、第二层及最 后一层以外的其他内层线路示意图11G为根据本发明第三实施例的共烧磁性材料基板的最后一层线路示意图12A为根据本发明第四实施例的负载点直流转换器俯视图12B为根据本发明第四实施例的负载点直流转换器俯视图仰视图12C为根据本发明第四实施例的磁性材料基板、第一导体层以及导体的示
意图12D为图12C的内部结构透视图；图13A为根据本发明第五实施例的负载点直流转换器俯视图13B为根据本发明第五实施例的负载点直流转换器俯视图仰视图13C为根据本发明第五实施例的磁性材料基板、第一导体层、绝缘层以及 导体的示意图13D为图13C的侧视图13E为根据本发明第五实施例的未覆盖绝缘层的磁性材料基板的示意图13F为图13E的内部结构透视图14A为以铁粉芯压合制成的电感的俯视图14B为以铁粉芯压合制成的电感的仰视图14C为电感线圈引脚的示意图；以及
图14D为电感内线圈的结构示意图。
具体实施例方式
为有效提升电子装置(尤其是电压转换器)的功率密度，并縮小整体尺寸，本发 明提出一种新型引脚设计，广泛应用于目前常见的多种电子装置中。请参阅图4A、 4C及图4B、 4D所示，其分别显示本发明第一实施例中的一电感性元件62的仰视 图与俯视图。更详细而言，电感性元件62可为一电感，于实际应用时，电感性元 件62可为一共烧磁性材料电感或一绕线压合式电感。须说明的是，于本实施例的 电感性元件62仅为说明之用，实际上，可应用本发明所揭露的技术于一般的电子 元件主体上，例如场效应晶体管等。
本发明的特征之一于电感性元件62的外表面包覆一第一导体层61 ，第一导体 层61具有一连接导体40与一引脚导体40'，其中连接导体40包覆电感性元件62 外表面的一第一表面，引脚导体40'则包覆电感性元件62外表面的一第二表面， 引脚导体40'为电感性元件62的引脚，例如电感的引脚。当应用本发明于其他电 子元件主体上时，例如应用于场效应晶体管时，该引脚可为场效应晶体管的栅极、 源极和漏极等。电感性元件62本身通过引脚导体40'与外界电路相连接。于本实 施例中，第一表面包含电感性元件62外表面的一部分侧面、 一部分顶面及一部分 底面等数个区域；第二表面则包含电感性元件62外表面其他一部分的侧面与其他 部分的顶面等数个区域，其中第4B图中朝上的表面定义为电感性元件62的顶面，而图4A中朝上的表面则定义为电感性元件62的底面。
前述第一表面及第二表面涵盖电感性元件62外表面的范围及相关附图显示的 态样仅为例示说明，并非用以限制本发明，实际上第一表面及第二表面所涵盖的面 积可依实际需求而调整之。此外，须强调的是，本实施例的电感性元件62外表面 上的连接导体40中至少一部分与引脚导体40'间相互隔离，亦即连接导体40的至 少一部分与引脚导体40'两者之间于外表面上并无直接的实体及电性连接。更详细 而言，电感性元件62仅于与其它电子元件或电路板连接时，其连接导体40始有部 分间接地透过其它电子元件或电路板与引脚导体40'电性连接。于其他实施态样中， 电感性元件62外表面上的连接导体40，亦可全部与引脚导体40'间相互隔离，亦 即全部连接导体40均与引脚导体40'两者之间于外表面上并无直接的实体及电性 连接。更详细而言，电感性元件62仅于与其它电子元件或电路板连接时，其连接 导体40全体间接地透过其它电子元件或电路板与引脚导体40'电性连接。
请合并参阅图4A、图4B、图4C以及图4D。于本实施例中，引脚导体40' 具有二引脚41、 45，设置于电感性元件62外表面的两端，作为电感性元件62的 引脚，以电性连接电感性元件62与其他任一元件或者载具(例如一电路板)。此外， 连接导体40可配合实际需求，而有不同的设计，于本实施例中，连接导体40具有 数个不同的导体区域42、 43、 44、 47、 48，包覆且贴附于电感性元件62本体上的 第一表面。譬如，导体区域42、 43、 44作为功率引脚，用以连接至一场效应晶体 管；导体区域47、 48作为为信号引脚，用以连接至一控制芯片。其中作为功率引 脚的导体区域43具有较大的面积，且与连接导体40的其他导体区域42、 44、 47、 48间的间距较小，故可使电感性元件62的顶面(即第4B图中朝上的该面)几乎完 全被连接导体40的导体区域42、 43、 44、 47及48所覆盖。如同前述，由于电感 性元件62外表面上的连接导体40至少一部分与引脚导体40'之间相互隔离，亦即 连接导体40至少一部分与引脚导体40'两者之间于电感性元件62外表面上并无直 接实体及电性连接。更详细而言，电感性元件62仅于与其它电子元件或电路板连 接时，其引脚导体40'始与至少部分连接导体40表面间接地透过其它电子元件或 电路板电性连接。因此，于电感性元件62外表面上连接导体40的部分导体区域 42、 43、 44、 47、 48与引脚导体40，的引脚41、 45并无直接的电性连接。此大面 积的引脚设计不但有助于实质增加第一电子元件(即电感)62的散热面积，对于应用电感性元件62的电子装置(例如电压转换器)整体的散热性能亦可有效提升。
通常而言，图4A和图4B中第一导体层61的引脚导体40'乃于连接导体40 形成之前制作完毕。以前述电感性元件62是一绕线压合式电感140为例，电感140 及制造电感140的引脚导体40'的流程示意图，如图14A至14D所示。其中，图 14A和图14B分别为普通铁粉芯所压合制成的电感俯视图与仰视图，图14C所示 为线圈引脚折弯前的形状，图14D所示则为磁性材料部分中线圈的结构。详言之， 此电感140包括一磁性材料部分141以及一内部金属线圈142，而内部金属线圈142 的两端则分别与引脚导体143连接。将铁粉芯包覆内部金属线圈142并进行压合， 则外部便可得磁性材料部分141，而内部金属线圈142两端的引脚导体143则弯折 贴附于电感140的一第二表面。
另一方面，于本实施例中第一导体层61的连接导体40主要可以通过两种方 式形成于电感性元件62的外表面。一种方法是在电感性元件62本体的表面上直接 形成连接导体40，另一种方法则独立完成连接导体40之后，再将其固定至电感性 元件62本体的第一表面处，详如后述。
其中，于电感性元件62本体表面上形成连接导体40的具体实施方法包含下 列步骤首先，于电感性元件62本体表面上形成一层导电材料，例如铜，其中形 成导电材料的方法包含以化学气相沉积或物理气相沉积法，例如蒸镀、溅镀 (sputtering)，或者喷涂导电材料等表面金属化的沉积制程将一导电材料层形成于 电感性元件62本体表面上。其次，再以曝光、显影制程，图案化导电材料层，以 形成连接导体40于电感性元件62本体表面中的第一表面上。
其次，如图5A至图5E显示，另一种于电感性元件62本体表面上形成第一导 体层61的方法可通过下列二种方式达成。首先，于外部独立完成一包含第一导体 层61的框架51，如图5A所示；其次，如图5B所示，于制作电感性元件62时， 于电感性元件62的模具中加入此附有第一导体层61的框架51，并于电感性元件 62的压合制程中将此框架51合并压入电感性元件62的外表面；压合完成后，如 图5C所示，将多余的框架51切除，再弯折所剩余的第一导体层61，使第一导体 层61得包覆电感性元件62的第一表面，如此即可形成包覆完整的一集成结构53。
第二种方式中，如图5B所示，于附有第一导体层61的框架51邻近电感性元 件62第一表面的一侧刷上一层粘结胶(于此实施例中，此粘结胶可热固化)；其次，
11将框架51粘结至电感性元件62的外表面，再折弯框架51使第一导体层61得包覆
电感性元件62的第一表面；最后以一热制程以热固化粘结胶后，即可将第一导体
层61固定包覆于电感性元件62的第一表面，以得到此集成结构53。
承上所述，以本实施例前述方法所得到的集成结构53中，第一导体层61与 电感性元件62间的最大间隙小于0.3mm。将框架51折弯以包覆电感性元件62的 集成结构53,其仰视图与俯视图分别如图5D与图5E所示。
请参阅图6A、图6B及图6C，其显示本发明第一实施的具体应用，其中图6A 和图6B分别显示一直流转换器的俯视图和仰视图，图6C所示者包含此直流转换 器组合式电路的俯视图。图6A和图6B显示的直流转换器60应用前述具有大面积 引脚的电感性元件62，直流转换器60可应用于负载端的降压转换器，亦即可应用 于一负载点直流转换器。图6C所示的组合式电路4，应用直流转换器60的一电路 结构，详如后述。
如图，于此实施例中，组合式电路4包含二个用以承载电子元件的第一载具 与第二载具，例如分别为一第一电路板69、 一第二电路板63，组合式电路4更包 含一第一导体层61、 一电感性元件62、 一第一电子元件66、 二第二电子元件64、 65以及二第三电子元件67、 68。其中，除第一电路板69外，其余元件可共同组成 前述的直流转换器60。于此实施例中，电感性元件62、第一电子元件66、第二电 子元件64、 65及第三电子元件67、 68分别为电感、控制芯片、电容及场效应晶体 管；而于其他实施态样中，各个电子元件可为一电感、 一电阻、 一电容、 一场效应 晶体管、 一控制芯片与一集成电路其中之一，而集成电路则以一电感、 一电阻、一 电容、 一场效应晶体管与一控制芯片至少其中之二集成而得。其中，作为第三电子 元件67、 68的场效应晶体管亦可称为一开关元件或一功率元件，且此场效应晶体 管为一金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
请参阅图6A、图6B及图6C所示，第一电路板69与包覆电感性元件62第一 表面的连接导体40电性连接。第一电子元件66亦与包覆电感性元件62第一表面 的连接导体40电性连接，更详细而言，第一电子元件66透过第二电路板63与连 接导体40电性连接。
如图6A与图6B所示，电感性元件62、第一电子元件66、第二电子元件64、 65、第三电子元件67、 68装设至第二电路板63，以形成直流转换器60。更详细而言，第二电路板63通常为一印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB)，其具有二相 对侧面，其中一侧面安装包覆第一导体层61的电感性元件62及第二电子元件64、 65;另一方面，第二电路板63的另一侧面则安装第一电子元件66及第三电子元件 67、 68，如图6B所示。图6C将具有前述集成结构53的直流转换器60安装至第 一电路板69上以形成组合式电路4的结构立体图。如图所示，直流转换器60通过 与包覆于电感性元件62连接导体40作为引脚的导体区域42、 43、 44、 47、 48贴 装至第一电路板69上。
由于电感性元件62连接导体40的导体区域42、 43、 44、 47、 48分布于电感 性元件62的外表面，使直流转换器60适足透过电感性元件62中连接导体40的导 体区域42、 43、 44、 47、 48与第一电路板69电性连接，故此直流转换器60装设 至第一电路板69时，所占据的第一电路板69空间极小。另一方面，由于直流转换 器60安装到第一电路板69时，通过电感性元件62本体作为整个直流转换器60 的机械支撑，因而实际应用时可薄化第二电路板63，以大幅减少第二电路板63所 需的厚度，节省直流转换器60甚至组合式电路4一定的空间，如此藉以有效地提 高直流转换器60的功率密度。
此外，因第一电子元件66和第三电子元件67、 68为主要的发热元件，第一 电子元件66的引脚66a与第三电子元件67、 68的引脚67a、 68a可透过第一导电 层61加强直流转换器60的整体散热能力。由于第二电路板63厚度已实质薄化， 具有导热性极佳的特性，因而第一电子元件66以及第三电子元件67、 68的热量很 容易便能在第二电路板63内传开，并通过与第一导体层61连接的第一电子元件 66和第三电子元件67、 68的辅助将直流转换器60的热量传递至第一电路板69。
以上所述本发明的一实际应用，其可依据实际需求而进行变化。举例而言， 以下所述本发明的第二实施例亦应用前述相同的特征于一直流转换器70的组合式 电路，如图7A和图7B所示。第二实施例与第一实施例的不同处在于第一实施例 的第二电子元件64、 65先电性连接至第二电路板63，通过第二电路板63而与第 一导体层61的连接导体40电性连接；而第二实施例的第二电子元件72、 73则与 电感性元件74外表面的连接导体71直接地进行实体与电性连接，更详细而言，第 二电子元件72、 73直接安装于连接导体71上，即如图7A所示，而采用前述连接 方式的直流转换器70的立体结构图则如图7B所示。需注意的是，本实施例采用将第一导体层71包覆于第一电子元件(即电感)74 表面的结构，于本实施例的其他实施态样中，第一导体层71亦可改成包覆于前述
第一电子元件(图未示出)或第三电子元件(图未示出)的表面，再将第二电子元件(即
电容)72、 73直接贴附至包覆于第一电子元件或第三电子元件表面的第一导体层71 上，以达到前述提升功率密度及縮小体积的相同效果。
本发明的第三实施例亦为一种应用于一直流转换器的组合式电路，尤其是一 负载点直流转换器，其相关图式如图11A至11G所示。图IIA和图IIB分别为负 载点直流转换器110的俯视图和仰视图，其中负载点直流转换器110以共烧磁性材 料(Co-fired ferrite material)电感为基板。负载点直流转换器110包含了一电感性元 件、 一第一导体层112、 二第二电子元件、 一第四电子元件以及一电感线圈116。 于此实施例中，电感性元件将数层共烧磁性材料基板lll迭置形成，第二电子元件 均为电容114，第四电子元件为集成一场效应晶体管(尤其为金属氧化半导体场效 应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET))与一控制芯 片的集成电路115。如前所述，第一导体层112包含一连接导体与一引脚导体，此 实施例中连接导体具有四个引脚118以及与的相连接的导体113，引脚导体具有二 个引脚117以及与的相连接的导体113。
第一导体层112包覆于迭置后的共烧磁性材料基板111外表面的一第一表面， 此第一表面包含上表面、下表面以及侧面，更详细而言，侧面由导体113所包覆。 上表面的第一导体层112提供电容114以及集成电路115等的电性连接；而当组合 式电路安装到一载具(于此为一主电路板且图未示出)时，可以通过下表面的第一导 体层112与载具电性连接;包覆于侧面的第一导体层112中的导体113则电性连接 了位于上表面及下表面的第一导体层112。
详言的，共烧磁性材料电感111由多层磁性材料基材烧结而成，其制作方式 与低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic, LTCC)的作法相似。如图11E 所示，电感线圈116则包含多个连接导电元件119，其作法乃是在中间各层的磁性 材料基材上制作多个通孔，将各层的磁性材料基材平行堆迭起来后，各层上基材上 的对应通孔在于磁性材料层平行的平面上的投影基本重迭。同样在各层的磁性材料 的两边制作多个半圆通孔，接着将每层通孔内填入金属，例如银(Ag)、钯(Pd)、金 (Au)或铜(Cu)，以制作出电感线圈116的连接导电元件119以及引脚117、 118。在
14最上层磁性材料的上表面以及最下层磁性材料的下表面制作多条导体，每条导体连 接该层磁性材料上的两个通孔。最后，再将多层磁性材料基材压合，便可形成电感
线圈116以及部分的第一导体层113，其中电感线圈116电性连接至引脚导体的引 脚117。
在制作完成的电感上下表面再各迭一层磁性材料或者涂一层绝缘的材料，并 在该层磁性材料或者绝缘材料上制作对应的半圆形通孔且添入金属，形成共烧磁性
材料基板111。将第一导体层112即形成于共烧磁性材料基板111的表面上，以安 装电子元件，譬如电容114与集成了场效应晶体管与控制芯片的集成电路115，于 基板111以电性连接第一导体层112，而形成如图IIA及图IIB所示的整个负载 点直流转换器110。图llC为共烧磁性材料基板lll、第一导体层112的示意图。 图11D为共烧磁性材料基板111去除第一层磁性材料基材后的示意图，以显示共 烧磁性材料基板111内部的电感线圈116与引脚的电性连接。图11E则为图11D 的内部结构透视图，由此图中，便可看出电感线圈116缠绕的方向，且可清楚显示 引脚117连接了电感线圈116。图IIF为共烧磁性材料基板111除第一层、第二层 及最后一层以外的其他内层线路示意图。图IIG则为共烧磁性材料基板111的最 后一层线路示意图。从图中可以看到共烧磁性材料基板111外表面上的连接导体的 至少一部分或者全部与引脚导体之间相互隔离，亦即连接导体至少一部分或者全部 与引脚导体两者之间于外表面上并无直接的实体及电性连接。更详细而言，连接导 体的至少一部分或者全部与引脚导体两者之间为间接连接，即当共烧磁性材料基板 111上堆迭了其它的电子元件如电容114以及集成电路115等时，其连接导体的引 脚118始间接地透过其它电子元件与引脚导体的引脚117电性连接。
本发明的第四实施例同样为一种应用于一直流转换器的组合式电路，尤其是 一负载点直流转换器120，其相关图式如图12A至12D所示。图12A和图12B分 别为电感线圈127压合于磁性材料基板125中的负载点直流转换器120的俯视图与 仰视图。负载点直流转换器120包含一第四电子元件、二第二电子元件、 一第一导 体层123以及一电感性元件。第四电子元件为一集成了场效应晶体管(尤其为 MOSFET)与控制芯片的集成电路121， 二第二电子元件均为电容122，电感性元件 则包含了前述的磁性材料基板125及电感线圈127。如前所述，第一导体层123包 含具有四个引脚124的连接导体以及具有二引脚126的引脚导体，连接导体的每一引脚124与引脚导体的每一引脚126均包含一导体129。
第一导体层123包覆于磁性材料基板125外表面的一第一表面，此第一表面 包含上表面、下表面以及侧面，更详细而言，侧面由第一导体层123中的导体129 所包覆。而集成电路121与电容122直接贴装于磁性材料基板125上的第一导体层 123，并与的直接接触形成电性连接。更详细而言，导体129以通孔的形式穿过磁 性材料基板125的上下表面，以于磁性材料基板125的上下表面形成电性连接。而 当组合式电路安装到一载具(于此为一主电路板且图未示出)))时，可以通过第一导 体层123与载具电性连接。同时，引脚导体的二引脚126中的导体129与磁性材料 基板125内部的电感线圈127 二端的扁平的线圈引脚128相连接以形成电性连接。 图12C为磁性材料基板125、第一导体层123以及导体129的示意图，图12D为 图12C的内部结构透视图，由此图中，便可看出电感线圈127的两端的线圈引脚 128与引脚导体的引脚126的导体129相连接。
如同第三实施例所述，电感线圈127于制作磁性材料基板125时即己压合于 其中。且如前所述，从图中可以看到连接导体的引脚124的至少一部分或者全部与 引脚导体的引脚126的间相互隔离，亦即连接导体的引脚124的至少一部分或者全 部与引脚导体的引脚126两者的间于外表面上并无直接的实体及电性连接。
本发明的第五实施例仍为一种应用于一直流转换器的组合式电路，尤其是一 负载点直流转换器，其相关图式如图13A至13F所示。其中图13A和图13B分别 为通过通孔在磁性材料基板136内部制作电感线圈138的负载点直流转换器13的 俯视图与仰视图。负载点直流转换器13包含一第四电子元件、二第二电子元件、 一绝缘层133、 一第一导体层134以及一电感性元件。第四电子元件为一集成了场 效应晶体管(尤其为MOSFET)与控制芯片的集成电路131， 二第二电子元件均为电 容132，电感性元件包含如前所述的磁性材料基板136以及电感线圈138。第一导 体层134包含具有四引脚135的连接导体以及具有二引脚137的引脚导体，连接导 体的每一引脚135与引脚导体的每一引脚137均包含一导体139。
第一导体层134包覆于磁性材料基板136外表面的一第一表面，此第一表面 包含下表面以及侧面，更详细而言，侧面由第一导体层134中的导体139所包覆； 此外，第一导体层134更包覆了位于磁性材料基板136外表面的上表面的绝缘层 133。而集成电路131与电容132直接贴装于磁性材料基板136的第一导体层134的上表面，并与之直接接触形成电性连接。更详细而言，导体139以通孔的形式穿
过磁性材料基板136的上下表面，以于磁性材料基板136的上下表面形成电性连接。 如前所述，绝缘层133夹置于第一导体层134与磁性材料基板136之间，用以使两 者绝缘。
而当组合式电路安装到一载具(于此为一主电路板且图未示出))))))时，可以通 过第一导体层134与载具电性连接。图13C为磁性材料基板136、第一导体层134、 绝缘层133以及导体139的示意图，图13D则为图13C的侧视图，该些图式分别 显示各层的结构。于图13E中，其示意未覆盖绝缘层133的磁性材料基板136的 示意图，此图中，二引脚137的二连接导电元件139'均用以连接电感线圈138与 导体139。图13F为图13E的内部结构透视图，藉此可看出电感线圈138的绕制方 向。
本实施例的具体实现方法可以如下，电感线圈138是在磁性材料基板136上 通过钻通孔和通孔电镀等方式制得。然后再于磁性材料基板136上表面涂敷粘性的 绝缘层133，然后将第一导体层134压合于磁性材料基板136的表面，再通过钻通 孔及通孔的电镀的方式得到导体139，此举恰与PCB的制作过程类似。
并且，如前所述，从图中可以看到连接导体的引脚135的至少一部分或者全 部与引脚导体的引脚137之间相互隔离，亦即连接导体的引脚135的至少一部分或 者全部与引脚导体的引脚137两者之间于外表面上并无直接的实体及电性连接，其 连接为透过电路板或其他电子元件，例如集成电路131、电容132等间接方式连接。
总而言之，第三实施例至第五实施例均以电感的磁性材料作为整个负载点直 流转换器的基板。作为电感性元件本体的电感磁性材料基板的上表面包覆有一第一 导体层，用以连接各个电子元件的电气信号，电子元件包括一电感、 一电阻、 一电 容、 一场效应晶体管、 一控制芯片与一集成电路其中的一，而集成电路则以一电感、 一电阻、 一电容、 一场效应晶体管与一控制芯片至少其中之二集成而得，且此电子 元件与第一导体层的电性连接可以通过表面贴装或打线接合(wire bond)等连接方 式实现。电感的下表面为负载点直流转换器的电气信号的输出及输入端，亦即负载 点直流转换器的引脚，用以焊接于一电路板(即前述各实施例的第一载具)之上。电 感的上下表面均由第一导体层中的导体连接。需强调的是，若将电容、电阻等电子 元件集成于负载点直流转换器中，将更有利于减少负载点直流转换器内部的寄生参数所带来的影响，故可得到更好的电气性能，尤其针对小型高频的负载点直流转换 器。
本发明的第六实施例亦是将第一实施例所述的特征应用于一直流转换器中，
其相关图式如图8A与图8B所示。于此实施例中， 一直流转换器80亦可连接至第 一载具(于此为一电路板，且图未示出)。此实施例的直流转换器80包含一第二载 具、 一电感性元件89a、 一第一电子元件85、 二第二电子元件89b以及二第三电子 元件89c，第二载具例如可为一第二电路板88。如第一实施例中所述类似，第一电 子元件85表面亦包覆一第一导体层以提供直流转换器与第一载具的电性连接，其 中第一导体层包含一连接导体以及一引脚导体84，其中连接导体具有数个引脚81、 82、 83、 86、 87。于此实施例中，电感性元件89a、第一电子元件85、第二电子元 件89b及第三电子元件89c分别为电感、控制芯片、电容及场效应晶体管。
本发明的第七实施例同样以前述相同特征应用于一直流转换器90。如图9A、 图9B所示，于此实施例中，直流转换器90亦可连接至一第一载具(于此为一电路 板且图未示出)，而直流转换器90则包含一第二载具、 一电感性元件98a、 一第一 电子元件98b、 二第二电子元件98c以及二第三电子元件93，第二载具为一第二电 路板97，与第六实施例中所述类似，第三电子元件93表面包覆了一第一导体层以 提供直流转换器与第一载具的电性连接，其中第一导体层则包含一连接导体与一引 脚导体94，连接导体具有数个引脚91、 92、 95、 96。于此实施例中，电感性元件 98a、第一电子元件98b、第二电子元件98c及第三电子元件93分别为电感、控制 芯片、电容及场效应晶体管。
本发明的第八实施例如图IO所示。于此实施例中，直流转换器100同样包含 一第二载具、 一电感性元件106、 一第一电子元件IOI、 二第二电子元件107以及 二第三电子元件103、 104。于此实施例中，第二载具为一第二电路板102;与前述 实施例类似，二第一导体层105a、 105b包覆于电子元件101、 103、 104表面以提 供直流转换器100与一第一载具(于此为一电路板且图未示出)的电性连接；其中电 感性元件106、第一电子元件101、第二电子元件107及第三电子元件103、 104 分别为电感、控制芯片、电容及场效应晶体管。
以上所述的直流转换器皆由数个独立的电子元件所组成，惟随着封装技术的 发展，越来越多电子元件可共同封装成一个单独的元件，进而形成一集成电路，进一步縮小电子元件的体积。因此，前述包覆有连接导体的电子元件也可以为一集成 电路。前述各实施例虽均将组合式电路应用于直流转换器中，但须注意的是，本发 明的组合式电路更可适用于其他类型的转换器中以提供转换器与电路板间的连接。
本发明采用大面积的导体层作为引脚结构，不但可助于加强各个电子元件的 散热性能，更对直流转换器的整体散热性能的改善带来莫大的帮助，是故，采用本 发明的连接结构，可使直流转换器的元件整合集成度提高，且能縮小直流转换器的 整体尺寸、提升其功率密度。
上述的实施例仅用以例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征， 并非用来限制本发明的范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排 均属于本发明所主张的范围，本发明的权利范围应以权利要求为准。
权利要求
1. 一种组合式电路，包含一电感性元件；一连接导体，用以包覆该电感性元件的一第一表面；以及一第一电子元件，该第一电子元件与该电感性元件相互堆迭，并电性连接至该电感性元件，其中，该电感性元件与该第一电子元件通过该连接导体电性连接至一第一载具。
2. 如权利要求l所述的组合式电路，其特征在于，该电感性元件为一电感。
3. 如权利要求1所述的组合式电路，其特征在于，该连接导体为一扁平导体。
4. 如权利要求l所述的组合式电路，其特征在于，该第一电子元件为一电感、 一电阻、 一电容、 一场效应晶体管、 一控制芯片与一集成电路其中之一。
5. 如权利要求2所述的组合式电路，其特征在于，该电感包含一引脚导体， 用以包覆该电感的一第二表面，该引脚导体作为该电感的引脚，以与该连接导体的 至少一部分通过该第一载具间接连接。
6. 如权利要求2所述的组合式电路，其特征在于，该电感包含一绝缘层，该 连接导体包覆于该绝缘层外的该第一表面。
7. 如权利要求6所述的组合式电路，其特征在于，该绝缘层为一层磁性材料。
8. 如权利要求7所述的组合式电路，其特征在于，该电感性元件为一共烧磁 性材料电感。
9. 如权利要求7所述的组合式电路，其特征在于，该电感性元件为一绕线压 合式电感。
10. 如权利要求1所述的组合式电路，其特征在于，还包含一第二载具，其 中该第一电子元件与该电感性元件分别位于该第二载具的二侧。
11. 如权利要求IO所述的组合式电路，其特征在于，该第二载具为一电路板。
12. 如权利要求1所述的组合式电路，其特征在于，该第一电子元件直接连 接至该连接导体上。
13. 如权利要求1所述的组合式电路，其特征在于，该连接导体以一沉积制程、 一压合制程及一胶粘制程其中之一包覆于该电感性元件上。
14. 如权利要求1所述的组合式电路，其特征在于，该组合式电路用于一直流转换器。
15. 如权利要求14所述的组合式电路，其特征在于，该直流转换器为一负载点直流转换器。
16. 如权利要求14所述的组合式电路，其特征在于，该直流转换器为一降压直流转换器。
17. —种应用于一组合式电路的电子元件，包含一电子元件主体；以及一连接导体，用以包覆该电子元件主体的一第一表面，其中，该电子元件主体通过该连接导体电性连接至一第一载具。
18. 如权利要求17所述的电子元件，其特征在于，该连接导体为一扁平导体。
19. 如权利要求17所述的电子元件，其特征在于，该第一载具为一电路板。
20. 如权利要求17所述的电子元件，其特征在于，还具有一引脚导体，用以包覆该电子元件主体的一第二表面，作为该电子元件主体的引脚，该第一表面上的该连接导体的至少一部分与该第二表面上的该引脚导体通过该第一载具间接连接。
21. 如权利要求17所述的电子元件，其特征在于，该电子元件主体为一电感性元件。
22. 如权利要求21所述的电子元件，其特征在于，该电感包含一绝缘层，该连接导体包覆于该绝缘层外的该第一表面。
23. 如权利要求22所述的电子元件，其特征在于，该绝缘层为一层磁性材料。
24. 如权利要求21所述的电子元件，其特征在于，该电感性元件为一共烧磁性材料电感。
25. 如权利要求21所述的电子元件，其特征在于，该电感性元件为一绕线压合式电感。
26. 如权利要求17所述的电子元件，其特征在于，该电子元件主体为一电感、 一电阻、 一电容、 一场效应晶体管、 一控制芯片与一集成电路其中的一。
27. 如权利要求17所述的电子元件，其特征在于，该连接导体以一沉积制程、 一压合制程及一胶粘制程其中之一包覆于该电子元件主体上。
全文摘要
本发明公开了一种组合式电路，包含一电感性元件、一连接导体以及一第一电子元件。连接导体用以包覆电感性元件的一第一表面。第一电子元件与电感性元件相互堆迭，组合式电路通过连接导体电性连接至载具。
文档编号H02M1/00GK101483381SQ20081000321
公开日2009年7月15日 申请日期2008年1月7日 优先权日2008年1月7日
发明者应建平, 曾剑鸿, 威 杨, 洪守玉 申请人:台达电子工业股份有限公司