用于电压转换电路的电路模组的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于电压转换电路的电路模组，属于半导体电路应用技术领域。


背景技术：

2.目前的电压转换电路即dc-dc(直流-直流)电路，其越来越广泛应用于各类家电控制器，为控制电路的工作提供各种电压的供电电源，以替代传统的线性电压转换电路。电压转换电路本质是一个小型的开关电源，其主要包括开关电源芯片、储能电感和其他外围的阻容元件，开关电源芯片内部包含由开关管和驱动开关管工作的pwm 信号发生器。目前的电压转换电路应用于控制电路中时，普遍都是将其电路布局在控制电路的pcb板上，每次都需要和控制电路一同来进行设计，由于电压转换电路工作于高频环境，所以每次设计控制电路时需要考虑其emc参数是否满足需要，因此可能设计过程中需要反复的进行pcb布线的调试，从而影响了整个控制电路的设计周期，而且在一些需要控制电路的电路板需要小型化的场合，电压转换电路占用的面积相对较大，也影响到小型化设计的需求。


技术实现要素：

3.本实用新型需要解决的技术问题是解决现有的电压转换电路因为需要单独设计影响到控制电路的设计周期的问题。
4.本实用新型首先提出一种用于电压转换电路的电路模组，电路模组包括储能电感和开关转换电路，储能电感的底部设置有凸出的至少两个连接部，两个连接部分别设置在底部的两侧，开关转换电路设置于电路板上，电路板安装于两个连接部之间，电路板的表面涂覆密封层，密封层不高于两个连接部的表面，两个连接部的表面设置用于电路模组的输入和输出的连接焊盘。
5.可选地，电路板包括：
6.电路基板；
7.电子线路层，电子线路层设置于电路基板的表面，电子线路层上设置有元件安装位和引线焊盘；
8.多个电子元件，多个电子元件安装于元件安装位。
9.可选地，电路基板为覆铜陶瓷基板，电子线路层为设置于陶瓷基板表面的铜箔层。
10.可选地，电路基板为陶瓷基板，电子线路层和电子元件中的电阻烧结于陶瓷基板的表面，以形成陶瓷厚膜电路。
11.可选地，所述连接部设置有朝向所述电路板伸出的金属框架，所述金属框架的部分形成所述连接焊盘，所述金属框架连接所述电路板的所述电子线路层。
12.可选地，所述金属框架包括依次弯折连接的首段、中间段和末段，其中所述首段设置在所述连接部的底面，所述中间段设置在所述连接部的侧面，所述末段朝向另一连接部伸出，所述首段形成所述接焊盘，所述末段连接所述电路板的表面。
13.可选地，两个连接部的表面分别设置两个连接焊盘，以分别形成电路模组的输入正极和负极，以及输出正极和负极。
14.可选地，储能电感以及电路板上安装的电子元件的封装方式均为贴片封装。
15.可选地，密封层为树脂。
16.本实用新型的用于电压转换电路的电路模组，包括储能电感和开关转换电路，储能电感的底部设置有凸出的至少两个连接部，两个连接部分别设置在底部的两侧，开关转换电路设置于电路板上，电路板安装于两个连接部之间，电路板的表面涂覆密封层，密封层不高于两个连接部的表面，两个连接部的表面设置用于电路模组的输入和输出的连接焊盘。采用本实用新型方案的电路模组，相对现有的电压转换电路，在应用于控制电路上时，无需在控制电路上再进行单独的pcb布线，只需要简单的焊接与 pcb板上即可，从而大大方便了整个控制电路板的布线设置，而且由于电路模组的体积只和其中的储能电感的体积大致相同，也大大减少了其占用的空间，有利于控制电路板的小型化。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例的用于电压转换电路的电路模组结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例的连接部和开关转换电路的电路板的布置方式框图；
19.图3为本实用新型实施例的储能电感的底部示意图；
20.图4为本实用新型实施例的电压转换电路的电路原理图；
21.图5为本实用新型实施例的开关转换电路的电路板表面的平面示意简图；
22.图6为本实用新型实施例的开关转换电路的电路板的剖视图；
23.图7为本实用新型实施例的连接部和连接焊盘的一种具体结构简化图。
24.附图标记：
25.储能电感10，第一连接部11，第一连接焊盘111，第二连接部12，第二连接焊盘 121，电路板20，电路基板21，键合线22，电子元件23，电子线路层24，密封层30，金属框架40，首段41，中间段42，末段43。
具体实施方式
26.需要说明的是，在结构或功能不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面根据实例来详细说明本实用新型。
27.本实用新型提出一种用于电压转换电路的电路模组，如图1至图7所示，电路模组包括储能电感10和开关转换电路，储能电感10的底部设置有凸出的至少两个连接部分别是第一连接部11和第二连接部12，第一连接部11和第二连接部12分别设置在底部的两侧，开关转换电路设置于电路板20上，电路板20安装于第一连接部11 和第二连接部12之间，电路板20的表面涂覆密封层30，密封层30不高于第一连接部11和第二连接部12的表面，第一连接部11和第二连接部12的表面设置用于电路模组的输入和输出的连接焊盘。其中电压转换电路将体积较大的储能电感10独立出来，将其他的电路都设置在开关转换电路对应的电路板20上，并将电路板20设置于储能电感10的底部，并通过密封层30将电路板20的表面用密封层30密封，如此，整个开关转换电路的体积实际只基本占用储能电感10的体积，在应用与控制电路时，只需要将储能电感10的底部的连接部的焊盘和控制电路的表面的对应焊盘焊
接，控制电路的表面只需要设置成输入和输出的焊盘，而无需进行其他额外的布线。因此通过将电压转换电路设置为上述的电路模组，其大大方便了整个控制电路板的布线设置，只需要电路模组在设计时满足emc(electromagneticcompatibility，电磁兼容性)参数，则将其安装到控制电路板上时即可使得控制电路板也满足了emc参数。由于储能电感10内部设置有磁性材料，开关转换电路的电路板20设置在储能电感10的底部时，其电路板高速开关工作时，其参数的电磁干扰信号能有效的被储能电感10中的磁性材料屏蔽，从而有效的提升电路模组的电池辐射，进一步降低其emi(electromagneticinterference，电磁干扰)参数。而且由于电路模组占用的体积只有储能电感10的体积大小，相对在控制电路板上单独pcb布线，其占用的控制电路板的空间也大大缩小，以此有利于控制电控板的设计小型化。
28.其中为了方便电路模组进一步小型化设计，储能电感10和开关转换电路中的电子元件23优选为贴片封装的方式。此时可在贴片封装的储能电感10底部的两个连接电极进行简单的改造，将两个电极凸出设置以形成两个连接部即第一连接部11和第二连接部12。连接部的底面至少设置电路模组的输入和输出的焊盘，一般输入和输出的焊盘为4个，分别是输入的正极和负极，以及输出的正极和负极，可分别设置在两个连接部的底面。也可以共用一个负极即接地端，这样可以少一个焊盘。连接部的底面还可设置储能电感10的两个连接的焊盘，也可以将此焊盘设置在连接部的朝向内的侧面，或者设置在储能电感10的未设置连接部的其他区域，以方便和开关转换电路的电路板20进行连接。两个连接部之间形成安装腔室，电路板设置在安装腔室内，然后通过灌胶工艺涂覆密封的材料如环氧树脂以形成密封层30，密封层30固化后，其固态稳定性好，起到保护和密封电路板的作用，这样就形成了一体化的电路模组。
29.如图4所示为电压转换电路的一种具体电路，具体用于电压降压，将输入的+12v降压成+5v，其具体电路主要基于开关电源芯片u5和储能电感l24还有外围的阻容元件组成，其工作原理可参考现有技术的介绍，在此不再赘述。其中储能电感l24的体积相对较大，而其他的电子元件23均采用贴片封装时，体积相对小很多，因此可将这些电子元件23组成的开关转换电路设计到一个小的电路板20上，并通过细的连接线和储能电感10l24的两端连接，以此构成整个电压转换电路。
30.图2所示为连接部和开关转换电路的电路板20的布置方式框图，其中左右的两个连接部分别设置连接焊盘，具体是设置在第一连接部11上的两个第一连接焊盘111，设置在第二连接部12上的两个第二连接焊盘121，做为电路模组的输入和输出端，分别是输入的+12v、gnd和输出的+5v和gnd，连接储能电感10的两个焊盘l-1和l-2，这两个焊盘l-1和l-2可参考图1所示，通过储能电感10的两端引出金属细线直接分别和这两个焊盘连接，从而实现储能电感10和电路板20电连接。当然储能电感10也可以采用其他的方式和电路板20电连接，如在储能电感10的底部设置两个连接端焊盘，这两个连接端焊盘分别为储能电感10的两端，再通过细金属线分别连接两个连接端焊盘和两个焊盘l-1和l-2，也可以实现二者的电连接。电路板20和两个第一连接焊盘111、两个第二连接焊盘121之间，以及电路板20表面的电子元件之间也相应的通过细金属线电连接，从而构成完整的电压转换电路。
31.细金属线可采用由铜线或者铝线制成的键合线22，其直径可以是38um或者100um。图3为储能电感10的底部的简化结构图，其连接部分别设置在底部的两侧，两个连接
部的表面分别设置两个连接焊盘，以作为电路模组的输入端和输出端。两个连接部之间的区域用于安装开关转换电路的电路板20。
32.在本实用新型的一些实施例中，为了方便电路板的小型化和散热，如图5和图6 所示，电路板包依次连接的电路基板21、电子线路层24和多个电子元件23。其中电子线路层24设置于电路基板21的表面，电子线路层24上设置有元件安装位和引线焊盘，多个电子元件23安装于元件安装位。引线焊盘用于连接跳线如采用上述键合线 22。多个电子元件23包括贴片封装的开关电源芯片和阻容元件。其中电路基板21可采用覆铜陶瓷基板或者普通的陶瓷基板。如果采用覆铜陶瓷基板，其表面的铜箔层可通过蚀刻制成电子线路层24，然后将电子元件23焊接在元件安装位上；如果采用普通的陶瓷基板，可通过厚膜电路工艺将其中的电阻和电子线路都烧结在陶瓷基板上，以形成陶瓷厚膜电路，相对覆铜陶瓷基板，烧结的电阻体针对不同的阻值，其电阻体的体积不同，不同于覆铜陶瓷基板上的电阻都是相同的体积，从而可以进一步减小陶瓷基板的体积。
33.图7为连接部和连接焊盘的一种具体结构，其示出了其中一个连接部的结构，另外一个连接部的结构与之相同。连接部设置有朝向电路板伸出的金属框架40，金属框架40的部分形成连接焊盘，金属框架40连接电路板20的电子线路层24。
34.具体地，连接部的底部和朝向安装腔室的侧面设置薄型金属框架40，金属框架40 可由铜材料制成，金属框架40包括依次弯折连接的三段，其中首段41设置在连接部的底面以形成连接焊盘，中间段42设置在侧面，另外的末段43朝向安装腔室伸出以形成伸出段，以用来连接开关转换电路的电路板20，具体安装时，首段41设置在连接部的底面，末段43连接在电路板20的表面，末段43的表面与电子线路层24的表面可通过焊接方式实现固定，这样两个连接部共有四个末段43连接在电路板20的表面，具体是分别与两个第一连接焊盘111和两个第二连接焊盘121焊接，末段43设置在电路板20的上面，即电路板20悬挂的方式连接在四个末段43下方，通过焊接的方式可靠的将电路板20固定与安装腔室内。然后再在安全腔室内涂覆一层环氧树脂，环氧树脂固化后形成密封层30，以此将电路板包覆于密封层30内，实现对其的保护，密封层30的表面不高于两个连接部的表面，以此方便电路模组安装到具体控制电路的pcb板上时，连接焊盘能不会由于密封层30的凸出无法与pcb板上的焊盘连接，从而实现电路模组与pcb板可靠的固定和电连接。
35.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。