附接至电路板的具有容纳功率级的输出电感器的dc-dc转换器部件的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及DC-DC转换器，并且更具体地涉及DC-DC转换器部件在电路板上的优化布置。
【背景技术】
[0002]DC-DC转换器包括数个有源和无源部件，包括用于调节诸如处理器的负载的电压的功率级。功率级通过输出电感器耦合至负载。包括输出电感器的DC-DC转换器的部件与负载一起附接至印刷电路板(PCB)。PCB具有各个电通路以用于电互联DC-DC转换器的部件，并且将转换器的功率级电连接至负载。DC-DC转换器功率级传统地在与输出电感器相同平面内附接至PCB，增大了 PCB的尺寸。此外，用于PCB的传统版图设计原则进一步使得这种对DC-DC转换器部件的设置变得复杂。
【发明内容】
[0003]根据DC-DC转换器部件的一个实施例，DC-DC转换器部件包括具有第一侧和与第一侧相对的第二侧的板体，附接至板体的第一侧的DC-DC转换器的功率级裸片，以及电连接至功率级裸片的输出并且布置在板体的第一侧上功率级裸片之上的输出电感器。输出电感器包括磁芯和具有附接至板体的第一侧的第一和第二端子的电导体。输出电感器容纳在磁芯下方的功率级裸片，使得功率级裸片插入在磁芯和板体之间。
[0004]根据制造DC-DC组件的方法的一个实施例，该方法包括:将DC-DC转换器的功率级附接至板体的第一侧，板体进一步具有与第一侧相对的第二侧；在板体的第一侧上的功率级裸片之上布置输出电感器，输出电感器包括磁芯以及具有第一和第二端子的电导体，输出电感器容纳在磁芯下方的功率级裸片，使得功率级裸片插入在磁芯与板体之间；以及将输出电感器的第一和第二端子附接至板体的第一侧，使得输出电感器电连接至功率级裸片的输出。
[0005]根据制造输出电感器的方法的一个实施例，该方法包括:形成磁芯的第一和第二分区，第二分区具有较薄的内侧区域和较厚的外侧区域，较薄的内侧区域薄到足以容纳位于磁芯第二分区下方的DC-DC转换器的功率级裸片而不使得功率级裸片接触第二分区的较薄的内侧区域和较厚的外侧区域；在第二分区上布置电导体；以及将第一分区附接至第二分区，使得磁芯固定电导体并且电导体具有可接触的端子。
[0006]一旦阅读了以下详细说明书以及一旦查看了附图，本领域技术人员将知晓额外的特征和优点。
【附图说明】
[0007]附图的元件无需按照相对比例绘制。相同的附图标记表示对应的类似部件。各个所示实施例的特征可以组合，除非它们相互排斥。实施例描述在附图中并且详述在以下说明书中。
[0008]图1包括图1A至图1D，示出了成形为容纳DC-DC转换器的功率级裸片的输出电感器的一个实施例的不同视图。
[0009]图2包括图2A和图2B，示出了制造图1的输出电感器的方法的不同步骤。
[0010]图3包括图3A至图3D，示出了成形为容纳DC-DC转换器的功率级裸片的输出电感器的另一实施例的不同视图。
[0011]图4包括图4A至图4D，示出了成形为容纳DC-DC转换器的功率级裸片的输出电感器的又一实施例的不同视图。
[0012]图5示出了成形为容纳DC-DC转换器的功率级裸片的输出电感器的另一实施例的侧视图。
[0013]图6示出了具有成形为容纳DC-DC转换器的功率级裸片的输出电感器的DC-DC转换器部件的一个实施例的顶视平面图。
[0014]图7示出了图6的放大图。
[0015]图8示出了图6的DC-DC转换器部件的底视平面图。
【具体实施方式】
[0016]根据本文所述实施例，DC-DC转换器的每个功率级裸片例如在体拓扑结构中布置在用于功率级的对应输出电感器的下方，以便减小DC-DC转换器解决方案的总尺寸。每个功率级向负载提供转换器的输出阶部(phase)。在单阶DC-DC转换器的情形中，提供单个功率级。在多阶DC-DC转换器的情形中，提供针对转换器的每个阶部的功率级。每个功率级裸片通过输出电感器向由DC-DC转换器调节的负载输送阶部电流。每个功率级裸片可以具有高压侧晶体管和低压侧晶体管以用于通过对应的输出电感器耦合至负载。在不同周期处，每个功率级的高压侧晶体管可切换地将负载连接至DC-DC转换器的输入电压，并且对应的低压侧晶体管可切换地将负载连接至接地。每个功率级裸片可以包括诸如MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)、驱动器等等的有源半导体部件，以及对应的无源部件。无源部件可以独立于裸片之外，并且提供作为分离的部件。在每种情形中，功率级裸片包括向负载提供DC-DC转换器的输出阶部所需要的至少有源半导体部件，并且当附接至诸如PCB之类的板体时布置在对应的输出电感器下方以形成DC-DC转换器组件。
[0017]图1包括图1A至图1D，示出了成形为在电感器100下方容纳DC-DC转换器的功率级裸片的输出电感器100的不同视图。图1A示出了输出电感器100的成角立体图，图1B不出了输出电感器100的侧视图，图1C不出了输出电感器100的正视图，而图1D不出了输出电感器100的底视图。
[0018]输出电感器100包括磁芯102以及电导体104,电导体104具有第一和第二端子106、108以用于附接至诸如PCB之类的板体。电导体104可以成形为例如U形钉。无论如何，磁芯102具有切槽110，切槽110具有宽度(F)和长度(L)以容纳功率级裸片，也即为功率级裸片提供空间。此外，端子104、106在磁芯102的相对侧边处间隔开，使得功率级裸片安装在端子104、106之间。如此方式，当输出电感器100和功率级裸片附接至板体的相同侧边时，功率级裸片可以插入在磁芯102与板体之间。为了便于说明示意，在图1中并未示出功率级裸片和板体。
[0019]根据该实施例，通过首先形成磁芯102的第一和第二分区112、114制造输出电感器100。第二分区114具有较薄内侧区域(Tl)和较厚外侧区域(T2)。较薄内侧区域Tl薄到足以容纳位于磁芯102的第二分区114下方的DC-DC转换器的功率级裸片，而不使得功率级裸片接触第二分区114的较薄内侧区域Tl和较厚外侧区域T2。输出电感器100的电导体104通过在第二分区114之上适当位置处滑动导体104而布置在第二分区114上。第二分区114的较厚外侧区域T2具有沿着较厚外侧区域T2的相对侧边的宽度(E)。电导体104的端子106、108具有宽度(D)，并且可以坐落于形成在第二分区114的较厚外侧区域T2的相对侧边中的槽口中。
[0020]第一分区112随后例如通过粘附剂附接至第二分区114，使得磁芯102固定了电导体104并且导体104的端子106、108是可接触的。在一个实施例中，通过在成形为形成第二分区114的较薄内侧区域Tl和较厚外侧区域T2的模具中模塑成型磁性材料而形成磁芯102的第二分区114。无论如何，磁芯102具有沿着第一分区112以及第二分区114的较厚外侧区域T2测得的总厚度(C)。第二分区114的较薄内侧区域Tl与较厚外侧区域T2之间的间隙(G)足以容纳布置在输出电感器100的磁芯102下方的DC-DC转换器的功率级裸片。
[0021]图2包括图2A和图2B，示出了在制造图1的输出电感器100的备选方法中的不同步骤。作为将电导体104滑动至磁芯102的第二分区114上的合适位置处的替代，电导体104成形为如图2A所示围绕第二分区114。根据该实施例，电导体104具有布置在第二分区114的顶侧上的平坦顶部120，以及向外弯曲的腿部122。在导体104的平坦顶部120布置在第二分区114的顶侧上之后，腿部122向内弯曲而与磁芯102的第二分区114的对应侧边接触，如图2A中横向向内朝向的箭头所示。第一分区112随后附接至第二分区114，如图2A中向下朝向的箭头所示。在图2B中示出所得的输出电感器100，其具有容纳DC-DC转换器的功率级裸片的间隙(G)。
[0022]图3包括图3A至图3D，示出了输出电感器100的另一实施例的不同视图。图3A示出了输出电感器100的正视图，图3B示出了具有布置在电感器100的磁芯102下方的DC-DC转换器的功率级裸片200的输出电感器100的正视图，图3C示出了输出电感器100的底视图，而图3D示出了具有在合适位置处的功率级裸片的输出