电源装置的制作方法

本案涉及电力电子，尤其涉及一种功率模块的组装结构(例如电源装置)，功率模块的功率引脚以表贴式安装形式与系统板相连接，以利多层陶瓷电容的位置贴近，同时增加其数量，并提升整体功率密度。

背景技术：

1、服务器电源模块与系统板之间的连接，既要满足功率传输的需求，同时希望最大可能有效利用空间布局。目前常见的采用通用冗余式电源(common redundant powersupplies，crps)的系统中，其系统板上功率模块的引脚是通过插件的形式与系统板相连接。由于焊接插件所用的焊接工艺要求，引脚周围一定区域例如3mm范围内不能有其他器件，这使得功率模块的设置无形之中需占用更多的系统板资源，并且影响了滤波效果。再者，受限于焊接工艺的需求限制，功率模块与输出多层陶瓷电容(multi-layer ceramiccapacitor,mlcc)之间的距离较远，同时空间上也限制了mlcc的数量。由于mlcc的位置和数量限制，为了减少纹波，所有电流需要流过输出电感，因此电感侧的通孔(via)和焊盘(pad)电流集中，损耗较大。

2、因此，如何发展一种功率模块的组装结构，功率模块的功率引脚以表贴式安装器件形式与系统板相连接，以利于多层陶瓷电容的位置贴近，同时增加其数量，并提升整体功率密度，实为本领域极需解决的问题。

技术实现思路

1、本案的目的在于提供一种电源装置，功率模块的功率引脚以表贴式安装器件形式与系统板相连接，以利于多层陶瓷电容的位置贴近，同时增加其数量，并提升整体功率密度。

2、本案的另一目的在于提供一种电源装置。功率模块和陶瓷电容通过表面粘着技术分别电性连接至系统板的两相反面，且经系统板内过孔和焊盘连接至陶瓷电容，免受焊接插件的引脚附近一定范围内不能有器件的限制，有助于缩减功率模块至陶瓷电容的电性导接距离，增加电性传输的效能。再者，表贴式的贴片引脚可配合通孔插装技术的插件引脚与系统板实现连接，以表贴式的贴片引脚作为主要电性传输途径，以插件引脚作为信号传输途径。而插件引脚与安装穿孔的配对更可提供贴片引脚与表面焊盘于回流焊时的对位。相较于传统仅以通孔插装技术连接功率模块与系统板，功率模块的功率引脚以表贴形式电性连接至系统板，并经系统板的过孔及焊盘电性连接至多个陶瓷电容，应用于用冗余式电源的半载操作条件下，主板线路耗损(trace loss)相对于现有技术明显降低。另一方面，通过前述配置缩短电性导接距离更同时达成节省配置空间的效果。节省的配置空间可用于增设陶瓷电容、铜总线、输出电容或其他电子器件，进一步提升整体功率密度。其中随着陶瓷电容数量的增加，有助于增益滤波效果，则作为滤波电感的铜排则可省略，实现更多元的配置应用，强化产品的竞争力。

3、为达前述目的，本案提供一种电源装置，包括系统板、功率模块以及陶瓷电容。系统板包括朝向相反的第一面以及第二面。功率模块设置于第一面，功率模块包括电路板、磁芯组件、插件引脚和贴片引脚，电路板包括两个表面和四个侧面，至少部分的磁芯组件穿过电路板，电路板和系统板垂直，至少部分的贴片引脚设置于四个侧面中朝向系统板的一侧面，插件引脚和贴片引脚连接至系统板。陶瓷电容设置于功率模块在第二面的垂直投影内，且通过系统板电性连接至功率模块。

4、在一实施例中，功率模块的贴片引脚于第一面的垂直投影以及陶瓷电容于第一面的垂直投影至少部分重叠。

5、在一实施例中，陶瓷电容与功率模块的贴片引脚通过系统板的一通孔(via)或一焊盘(pad)与功率模块的贴片引脚电性连接。

6、在一实施例中，功率模块为一dc/dc模块。

7、在一实施例中，贴片引脚为功率引脚，插件引脚为信号引脚或者固定引脚。

8、在一实施例中，系统板包括至少一安装穿孔，电路板包括至少一插件引脚，由四个侧面中朝向系统板的一侧面向外凸伸，穿过至少一安装穿孔以一焊接方式连接至系统板。

9、在一实施例中，系统板包括一表贴焊盘，设置于第一面，其中电路板的插件引脚穿过系统板的安装穿孔时，贴片引脚对位至表贴焊盘。

10、在一实施例中，系统板包括两个安装穿孔，电路板包括两个插件引脚，组配通过两个安装穿孔插置于系统板上，其中陶瓷电容设置于两个安装穿孔之间。

11、在一实施例中，电源装置还包括一输出电容，设置于第一面，且与功率模块相邻设置。

12、在一实施例中，电源装置还包括一铜总线，设置于第一面，且与功率模块相邻设置。

13、在一实施例中，陶瓷电容以一表面粘着技术电性连接至系统板。

14、在一实施例中，电源装置应用于一通用冗余式电源。

15、其中该插件引脚由四个侧面中朝向系统板的一侧面延伸并插入该系统板。

16、在一实施例中，插件引脚为一金属引脚，金属引脚一端焊接至电路板，另一端插入系统板。

17、在一实施例中，贴片引脚由四个侧面中朝向系统板的一侧面分别延伸至电路板的两个表面。

18、在一实施例中，功率模块还包含一铜条，贴片引脚经由铜条连接至系统板。

技术特征：

1.一种电源装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，该功率模块的该贴片引脚于该第一面的垂直投影以及该陶瓷电容于该第一面的垂直投影至少部分重叠。

3.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，该陶瓷电容通过该系统板的一通孔或一焊盘与该功率模块的该贴片引脚电性连接。

4.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，该功率模块为一dc/dc模块。

5.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，该贴片引脚为功率引脚，该插件引脚为信号引脚或者固定引脚。

6.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，该系统板包括至少一安装穿孔，该插件引脚由该四个侧面中朝向该系统板的该侧面向外凸伸，并穿过该至少一安装穿孔以一焊接方式连接至该系统板。

7.如权利要求6所述的电源装置，其特征在于，该系统板包括一表贴焊盘，设置于该第一面，其中该插件引脚穿过该系统板的该至少一安装穿孔时，该贴片引脚对位至该表贴焊盘。

8.如权利要求6所述的电源装置，其特征在于，该系统板包括两个安装穿孔，该功率模块包括两个插件引脚，该电路板通过该两个安装穿孔插置于该系统板上，其中该陶瓷电容设置于该两个安装穿孔之间。

9.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，还包括一输出电容，设置于该第一面，且与该功率模块相邻设置。

10.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，还包括一铜总线，设置于该第一面，且与该功率模块相邻设置。

11.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，该陶瓷电容以一表面粘着技术电性连接至该系统板。

12.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，该电源装置应用于一通用冗余式电源。

13.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，该插件引脚由该四个侧面中朝向该系统板的该侧面延伸并插入该系统板。

14.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，该插件引脚为一金属引脚，该金属引脚一端焊接至该电路板，另一端插入该系统板。

15.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，该贴片引脚由该四个侧面中朝向该系统板的该侧面分别延伸至该电路板的该两个表面。

16.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，该功率模块还包含一铜条，该贴片引脚经由该铜条连接至该系统板。

技术总结
本案提供了一种电源装置，包括系统板、功率模块以及陶瓷电容。系统板包括朝向相反的第一面以及第二面。功率模块设置于第一面，功率模块包括电路板、磁芯组件、插件引脚和贴片引脚，电路板包括两个表面和四个侧面，至少部分的磁芯组件穿过电路板，电路板和系统板垂直，至少部分的贴片引脚设置于四个侧面中朝向系统板的一侧面，插件引脚和贴片引脚连接至系统板。陶瓷电容设置于功率模块在第二面的垂直投影内，且通过系统板电性连接至功率模块。

技术研发人员：杨仲望,王栋煜,董慨,车良松,乔玉玺
受保护的技术使用者：台达电子企业管理(上海)有限公司
技术研发日：20230621
技术公布日：2024/1/25