本发明涉及一种堆栈电子结构，尤其涉及一种电源模块或直流-直流转换器的堆栈电子结构。
背景技术：
电子结构，例如电源模块和直流-直流转换器，通常包括具有电路的基板以及电性连接至该具有电路的基板的电子装置。这些电子装置耦合到用于连接至导电图案和/或其他电子元件的接脚。
如图3所示的电子结构100，其为一种使用现有方法来缩小电子产品体积的堆栈结构，电子结构100包含堆栈在pcb基板110上方的磁性本体120，其间具有电子装置112。磁性本体120的外部导电接脚102和104连接到基板110，以支撑磁性本体120，采用这种设置方式时，基板不仅需要使用表面面积来容纳磁性本体120的外部导电接脚102和104，而且会增加磁性本体120的外部导电接脚102和104的整体阻抗。
因此，需要一种更好的堆栈电子结构来解决上述问题。
技术实现要素：
本发明提供一堆栈电子结构，其中磁性装置可直接电性连接至多个电子装置而无需使用基板，该多个电子装置可设置于基板上以支撑该磁性装置，该多个电子装置也可设置于桥接结构中，该桥接结构设置于基板上以支撑该磁性装置。磁性装置可以更短的导电路径电性连接至电子装置，不仅可缩小堆栈的电子结构的体积，还可减少磁性装置与电子装置的导电路径的总阻抗。此外，使用桥接结构可以实现设计的灵活性。
在一实施例中，公开了一种堆栈电子结构，其中堆栈电子结构包含：一磁性装置；一基板，其中基板设置在磁性装置下面，一第一电子装置，设置在所述磁性装置的一下表面和所述基板的一上表面之间，所述第一电子装置包含一第一端子和一第二端子，该第一端子在不使用基板的情况下电性连接至所述磁性装置，且第二端子电性连接至基板，以及一第二电子装置，设置于该磁性装置的一下表面与该基板的一下表面之间，其中该第二电子装置包含一第三端子与一第四端子，该第三端子在不使用基板的情况下电性连接该磁性装置，且第四端子电性连接至基板。
在一实施例中，第一端子设置在第一电子装置的一第一表面上，且第二端子设置在第一电子装置与第一表面相对的一第二表面上。
在一实施例中，第三端子设置在第二电子装置的一第三表面上，且第四端子设置在第二电子装置与第三表面相对的一第四表面上。
在一实施例中，一第三电子装置设置在由磁性装置、第一电子装置、第二电子装置和基板形成的空间中，其中第三电子装置电性连接至基板。
在一实施例中，磁性装置包含一电感器或扼流器。
在一实施例中，第一电子装置包含一主动电子元件。
在一实施例中，第一电子装置包含一被动电子元件。
在一实施例中，第一电子装置的至少一部分被封装在设置在磁性装置的一第一侧边的一第一桥接结构中；第二电子装置的至少一部分被封装在设置在磁性装置的一第二侧边的一第二桥接结构中，第二侧边与第一侧边相对，其中第一桥接结构的至少一部分从磁性装置的下表面延伸到基板的上表面，并且所述第二桥接结构的至少一部分从所述磁性装置的所述下表面延伸到所述基板的所述上表面，以在所述基板上方支撑所述磁性装置。
在一实施例中，磁性装置包含一磁性本体，磁性本体具有一第一突起部和一第二突起部，第一突起部和第二突起部从磁性装置的下表面延伸到上表面，分别形成第一桥接结构和第二桥接结构。
在一实施例中，第一电子装置被封装设置在磁性装置的一第一侧边下方的一第一桥接结构中，第二电子装置被封装于设置在磁性装置的一第二侧边下方的一第二桥接结构中，第一侧边与第二侧边相对。
在一实施例中，第一电子装置与磁性装置的下表面接触，以支撑磁性装置于基板上。
在一实施例中，第一电子装置和第二电子装置分别与磁性装置的下表面接触，以支撑磁性装置于基板上。
在一实施例中，磁性装置的下表面上具有一嵌入电极，其中第一电子装置的第一表面上的第一端子焊接到磁性装置的嵌入电极，所述第一电子装置的的第二端子焊接到所述基板的上表面。
在一实施例中，第一电子装置为一第一mosfet(金属氧化物半导体场效晶体管)，第二电子装置为一第二mosfet(金属氧化物半导体场效晶体管)，且磁性装置为一扼流器，其中扼流器的一第一端子电性连接至第一mosfet和第二mosfet。
附图说明
图1为现有的一电子结构的示意剖面侧视图。
图2为本发明一实施例的一堆栈电子结构的示意图。
图3a为本发明另一实施例的一堆栈电子结构的局部示意剖面侧视图。
图3b为本发明又一实施例的一堆栈电子结构的局部示意剖面侧视图。
图4a为本发明另一实施例的一堆栈电子模块的局部示意剖面侧视图。
图4b为本发明又一实施例的一堆栈电子模块的局部示意剖面侧视图。
图5a为本发明另一实施例的一堆栈电子模块的局部示意剖面侧视图。
图5b为本发明又一实施例的一堆栈电子模块的局部示意剖面侧视图。
图5c为图5b中的堆栈电子模块的一实施例的示意图。
附图标记说明：100-电子结构；102-引脚；104-引脚；110-pcb基板；112-电子装置；120-磁性本体；200-电子结构；202-第一桥接结构；204-第二桥接结构；210-基板；212-第一装置；214-第二装置；216-第三装置；218-电子装置；220-磁性本体；232-金属线；234-金属线；300a堆栈电子结构；300b堆栈电子结构；302-第一桥接结构；304-第二桥接结构；310-基板；312-电路；314-第一电子装置；316-第二电子装置；318-第三电子装置；320-磁性装置；322-第一电极；324-第二电极；326-本体；330-封装材料；332-金属线；334-金属线；380-第一端子；381-第二端子；382-第三端子；383-第四端子；400a-堆栈电子模块；400b-堆栈电子模块；402-第一端子；406-第二端子；404-第三端子；408-第四端子；410-基板；412-电路；420-磁性装置；422-嵌入电极；424-第一嵌入电极；426-第二嵌入电极；442-第一支撑装置；444-第二支撑装置；500a-堆栈电子模块；500b-堆栈电子模块；502-第一端子；504-第三端子；506-第二端子；508-第四端子；510-基板；512-电路；520-磁性装置；522-嵌入电极；546-第一电子装置；548-第二电子装置。
具体实施方式
应当理解，以下揭露提供了用于实现本发明不同特征的许多不同的实施例或示例。下述装置和布置的具体示例，用以简化本发明。当然，这些仅是示例，并非用来限定本发明。例如，在下面的描述中，第一特征在第二特征之上或其上的形成，可包括第一特征和第二特征以直接接触形成的实施例，并且还可以包括在第一特征和第二特征之间形成附加特征的实施例，使得第一特征和第二特征不直接接触。另外，本发明可以在各种示例中重复参考数字和/或字母。这些重复是为了简化和清楚的目的，且本身不指示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。
本发明在一实施例中提供了一种堆栈电子结构。该堆栈电子结构包括一磁性装置、第一电子装置、第二电子装置设置以及一基板，该基板设置在该磁性装置下方，该第一电子装置和该第二电子装置设置在该磁性装置的一下表面和基板的一上表面之间，其中，第一电子装置和第二电子装置的第一端子和第三端子分别在不使用所述基板的情况下电性连接至该磁性装置，第一电子装置和第二电子装置的第二端子和第四端子分别电性连接至该基板。
图2为本发明的实施例的一堆栈电子结构200的示意图。如图2所示，堆栈电子结构200包括一磁性装置，其具有一磁性本体220、一第一电子装置212、一第二装置214、一第三电子装置216以及一基板210。具有磁性本体220的磁性装置可为一电感器或扼流器，磁性本体220可包含导电材料。基板210可为一印刷电流板、树脂基板、金属基板或陶瓷基板，基板210可为一双层或多层基板。基板210设置在具有磁性本体220的磁性装置的下方，一第一桥接结构202与一第二桥接结构204分别设置在磁性本体220与基板210之间。第一桥接结构202和第二桥接结构204分别在磁性本体220第一侧边和第二侧边处结构性地支撑具有磁性本体220的磁性装置，第一桥接结构202和第二桥接结构204可包含导电材料。第一桥接结构202和第二桥接结构204的至少一部分分别从磁性本体220的下表面延伸到基板210的上表面，以在基板210上支撑磁性本体220。第一桥接结构202封装第一电子装置212的至少一部分，第二桥接结构204封装第二电子装置214的至少一部分。一第三电子装置216设置在由磁性本体220、第一电子装置212和第二电子装置214以及基板210形成的空间中。第一装置212和第二电子装置214分别包含主动电子元件，或者第一装置212和第二电子装置214也可以包含被动电子元件，例如电阻器和电容器，第三电子装置216包含例如控制器ic、二极管和mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)等主动电子元件，或包含例如电阻器和电容器等被动电子元件。
如图2所示，具有磁性本体220的磁性装置电性连接至第一装置212和第二电子装置214，而且是在不使用基板210的情况下实现将磁性装置电性连接至第一装置212和第二电子装置214。也就是说磁性装置电性连接至第一装置212和第二电子装置214的电连接路径不必经过基板210就可实现。此外，第一装置212和第二电子装置214分别电性连接至基板210。第三电子装置216电性连接至基板210，第三电子装置216可通过金属线232、234(例如金、铜或铝线)电性连接至基板210，本发明不受限于此。
在又一些实施例中，多于一个电子装置可分别被封装在第一和第二桥接结构202、204中，并可在其中设置多于一个的电子装置218。另外，电子装置可包含主动及/或被动电子元件。
图3a为本发明另一实施例的一堆栈电子结构的局部示意剖面侧视图。如图3所示，一堆栈电子结构300a包括一磁性装置320，磁性装置320具有第一装置314、第二装置316、第三电子装置318以及一基板310，其中基板310具有电路312。磁性装置320可包含一电感器或扼流器。基板310可为一印刷电流板、树脂基板，金属基板或陶瓷基板，基板310可为一双层或多层基板。磁性装置320具有分别设置在其第一和第二侧边上的第一和第二电极322、324。基板310的上表面设置在磁性装置320的下表面下方，且第一桥接结构302和第二桥接结构304分别配置基板310与磁性装置320之间。第一和第二桥接结构302、304分别在其第一和第二侧边处结构性地支撑磁性装置320，并可包含导电材料。第一桥接结构302和第二桥接结构304的至少一部分分别从磁性装置320的下表面延伸到基板310的上表面，以在基板310上支撑磁性装置320。第一桥接结构302和第二桥接结构304分别设置在基板310的外部相对边缘上，且磁性装置320设置在其上。第一桥接结构302封装第一装置314的至少一部分。第二桥接结构302、304封装第二电子装置316的至少一部分。磁性装置320电性连接第一装置314的第一端子380以及第二电子装置316的第三端子382。第一装置314的第二端子381以及第二电子装置316的第四端子383电性连接至基板310。一第三电子装置318设置在由磁性装置320、第一装置314、第二电子装置316和基板310形成的空间中。第一和第二电子装置314、316分别包含例如电阻器和电容器等被动电子元件，且第三电子装置包含例如控制器ic、二极管和mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)等主动电子元件。
如图3a所示的实施例，磁性装置320电性连接至分别设置在第一装置314的第一表面的第一端子380与第二电子装置316的第三表面上的第三端子382而不使用基板。此外，第一电子装置314和第二电子装置316分别通过第二端子381和第四端子383电性连接至基板310。同时，第三电子装置318通过金属线332、334(例如金、铜或铝线)电性连接至基板310。
在图3a的堆栈式电子结构300a的另一实施例中，多于一个电子装置可以分别被封装在第一和第二桥接结构302、304中，并且可以在其中设置多于一个的电子装置。另外，被动电子元件和主动电子元件可在电子装置之间，用任何组合使用。
在本发明又一实施例中，第三电子装置318被封装在一封装材料330内，且封装材料330可包含环氧树脂。
图3b为本发明又一实施例的一堆栈电子结构的局部示意剖面侧视图。图3a和图3b的实施例差异在于，在图3b的实施例中的堆栈电子结构300b，磁性装置具有一本体326，本体326具有第一突起部306和第二突起部308，其中第一电子装置314的至少一部分被第一突起部封装，第一电子装置314的至少一部分包含第一电子装置314的一第一端子。第二电子装置316的至少一部分被第二突起部封装，第二电子装置316的至少一部分包含第二电子装置316的一第三端子。在一实施例中，磁性装置为一电感器或扼流器，且本体326内有一线圈或一导体线，以形成一电感器或扼流器，其中电感器或扼流器分别通过第一突起部和第二突起部中的导电路径电性连接至第一电子装置314的该第一端子和第二电子装置316的该第三端子，该导电路径不使用基板即可实现。本体326可为磁性本体。基板310可为一印刷电流板、树脂基板、金属基板或陶瓷基板，基板310可为一双层或多层基板。在一实施例中，一第三电子装置318设置在由本体326、第一装置314和第二电子装置316和基板310形成的一空间中。第一装置314和第二电子装置316分别包含主动元件及/或例如电阻器和电容器等被动电子元件，第三电子装置包含例如控制器ic、二极管和mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)等主动电子元件及/或例如电阻器和电容器等被动电子元件。对于图3a可应用于图3b的附加实施例，为了简洁起见，将不再重复它们。
图4a为本发明另一实施例的一堆栈电子模块的局部示意剖面侧视图。如图4a所示，一堆栈电子模块400a包括在其下表面上具有嵌入电极422的一磁性装置420，磁性装置420具有第一和第二电子装置442、444以及其中具有电路412的一基板410。磁性装置420包含一电感器或扼流器。基板410可为一印刷电流板、树脂基板、金属基板或陶瓷基板，基板410可为一双层或多层基板。基板410的上表面设置在磁性装置420的下表面下方，且第一电子装置442和第二电子装置444分别设置磁性装置420与基板410之间。第一和第二电子装置442、444分别在磁性装置420第一和第二侧边处，分别结构性地支撑磁性装置520，第一和第二电子装置442、444具有分别设置在其第一和第三表面上的第一和第三端子402、404，第一和第三端子402、404被焊接到磁性装置420的嵌入电极422，使得磁性装置420电性连接至分别设置在第一和第二电子装置442、444的第一和第三表面上的第一和第三端子而不使用基板。同时，设置在基板410的相应边缘处的第一和第二电子装置442、444分别连接至第二和第四端子406、408，第二和第四端子406、408电性连接至基板410。第一和第二电子装置442、444分别可包含主动电子元件及/或例如电阻器和电容器等被动电子元件。
堆栈的电子模块400a还可包含一第一电流和第二电流，其中第一电流从磁性装置420的嵌入电极422经由第一装置442的第一端子402与第二端子406流到基板410，第二电流从磁性装置420的嵌入电极422经由第二电子装置444的第三端子404与第四端子408流到基板410。
图4b为本发明又一实施例的一堆栈电子模块的局部示意剖面侧视图。图4a实施例和图4b实施例中的差异在于，图4b实施例中的堆栈电子模块400b，磁性装置422在其下表面上分别具有第一和第二嵌入电极424、426以及其中具有电路412的一基板410。注意，本发明不限于在磁性装置422的底部上的仅有一个或两个嵌入电极。在另一实施例中，多于两个嵌入电极可以嵌入到磁性装置422的底部。同时，图4a实施例和图4b实施例中的另一差异在于，在第一电子装置442与第二电子装置444之间分别存在一焊接间隙403。
如图4b所示，磁性装置422包含一电感器或扼流器。基板410可为一印刷电流板、树脂基板、金属基板或陶瓷基板，并可为一双层或多层基板。基板410的上表面设置在磁性装置422的下表面下方，且第一电子装置442和第二电子装置444分别设置在它们之间。第一和第二电子装置442、444分别在其第一和第二侧边处分别结构性地支撑磁性装置520，第一和第二电子装置442、444具有分别设置在其第一和第三表面上的第一和第三端子402、404，第一和第三端子402、404分别焊接到磁性装置420的第一和第二嵌入电极424、426，使得磁性装置420电性连接至分别设置在第一和第二电子装置442、444的第一和第三表面上的第一和第三端子而不使用基板。同时，设置在基板410的相应边缘处的第一和第二电子装置442、444具有分别设置在其第二和第四表面上的第二和第四端子406、408，第二和第四端子406、408焊接到基板410的上表面，使得其第二和第四端子电性连接至基板410。第一和第二电子装置442、444分别可包含主动电子元件及/或例如电阻器和电容器等被动电子元件。至于图4a可应用于图4b的附加实施例，为了简洁起见，将不再重复它们。
在本发明的实施例中，导电材料(例如焊料)可用于将磁性装置电性连接至电子装置，导电材料(例如焊料)可用于将电子装置电性连接至基板。因此，磁性装置电性连接至电子装置而不使用基板。磁性装置以更短的导电路径电性连接至电子装置，不仅缩小堆栈的电子结构或模块所需的体积，而且还可减少导电路径的总阻抗。此外，使用桥接结构可以实现设计堆栈电子结构或模块的灵活性。
图5a为本发明另一实施例的一堆栈电子模块的局部示意剖面侧视图。如图5a所示，一堆栈电子模块500a包括在其下表面上具一有嵌入电极522的磁性装置520，磁性装置520具有第一和第二电子装置542、544以及其中具有电路512的一基板510。磁性装置520包含一电感器或扼流器。基板510可为一印刷电流板、树脂基板、金属基板或陶瓷基板，并可为一双层或多层基板。基板510的上表面设置在磁性装置520的下表面下方，且第一和第二电子装置542、544设置在磁性装置520的下表面和基板510的上表面之间。第一和第二电子装置542、544分别在其第一和第二侧边处结构性地支撑磁性装置520，并且分别在其第一和第三表面上具有焊接到磁性装置520的嵌入电极522的第一和第三端子502、504，使得磁性装置520电性连接至在第一和第二电子装置542、544的第一和第三表面上的第一和第三端子502、504而不使用基板。同时，设置在基板510的相应边缘处的第一和第二电子装置542、544分别具有分别设置在其第二和第三表面上的第二和第四端子506、508，第二和第四端子506、508焊接到基板510的上表面，使得其第二和第四端子506、508电性连接至基板510。第一和第二电子装置542、544可包含主动电子元件，例如控制器ic、二极管和mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)。
堆栈的电子模块500a还包含一第一和第二电流，其中第一电流和第二电流分别经由在第一装置542和第二电子装置544的第一端子502和第三端子504之间的第一导电路径和第二导电路径，从磁性装置520的嵌入电极522流到基板510，其中第一电流和第二电流最后分别经由第一电子装置542和第二电子装置544的第二端子506和第四端子508流到基板510。
图5b为本发明又一实施例的一堆栈电子模块的局部示意剖面侧视图。图5a实施例和图5b实施例中的差异在于，在图5b实施例中的堆栈电子模块500b的第一和第二电子装置546、548分别包含mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)。相似地，堆栈电子模块500b包括在其下表面上具有一嵌入电极522的一磁性装置520和其中具有电路512的一基板510。磁性装置520可包含一电感器或扼流器。基板510可为一印刷电流板、树脂基板、金属基板或陶瓷基板，基板510可为一双层或多层基板。基板510的上表面设置在磁性装置520的下表面下方，且第一和第二电子装置546、548设置磁性装置520与基板510之间。第一和第二电子装置546、548分别在其第一和第二侧边处结构性地支撑磁性装置520，且分别在其第一和第三表面上分别具有焊接到磁性装置520的嵌入电极522的第一和第三端子502、504，使得磁性装置520分别电性连接至其第一和第三端子而不使用基板510。同时，设置在基板510的相应边缘处的第一和第二电子装置542、544分别具有分别设置在其第二和第三表面上的第二和第四端子506、508，第二和第四端子506、508焊接到基板510的上表面，使得第二和第四端子506、508电性连接至基板510。图5a可应用于图5b的附加实施例，为了简洁起见，将不再重复它们。
分别在图4a、图4b、图5a和图5b示例性实施例的堆栈电子模块400a、400b、500a和500b中，磁性装置420、422和520及其第一和第二桥接装置442、444，其第一和第二桥接装置442、444与其第一和第二桥接装置542、544分别被单独封装，但本发明不限于此。磁性装置420、422和520以及第一桥接装置442和第二桥接装置444以及第一桥接装置542和第二桥接装置544分别可单独封装或以任何组合封装。
图5c为图5b中的堆栈电子模块500b一实施例的示意图，其中在其一下表面上具有一嵌入电极的一扼流器521以及第一和第二mosfet545、547，对应于在其下表面上具有一嵌入电极522的磁性装置520以及图5b中堆栈电子模块500b的第一和第二电子装置546、548。第一mosfet545具有一第一汲极端子d1、一第一源极端子s1和一第一栅极端子g1，且第二mosfet547具有一第二汲极端子d2、一第二源极端子s2和一第二栅极端子g2。电容513和电容515可设置在由扼流器521，mosfet545、547和基板510形成的一空间中。第一mosfet545的第一汲极端子d1电性连接至基板510，以与一直流电源供应器513连接。第一mosfet545的第一源极端子s1和第二mosfet547的第二汲极端子d2电性连接至扼流器521的一第一端子l1，第二mosfet547的第二源极端子s2电性连接至基板510，以与一地线连接。扼流器521的一第二端子l2电性连接至基板510，以与一负载517连接。
在本发明的实施例中，导电材料(例如焊料)用于将磁性装置电性连接至电子装置，并且将电子装置电性连接至基板。因此，磁性装置电性连接至电子装置而不使用基板。更短的导电路径因而实现，不仅可以缩小堆栈的电子结构或模块所需的表面面积，而且还能够减少由导电路径引起的总阻抗。此外，桥接结构堆栈电子结构或模块的设计可实现设计灵活性。
从上述内容可以理解，虽然为了说明的目的在此描述了具体实施例，但是在不偏离本街露的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。此外，在针对特定实施例公开替代方案的情况下，该替代方案也可以应用于其它实施例，即使没有特别说明。