电源模块和电子设备的制作方法

1.本技术实施例涉及电源设备技术领域，并且更具体地，涉及电源模块和电子设备。


背景技术：

2.电源模块主要包括功率开关(例如金属氧化物半导体场效应晶体管(metallic oxide semiconductor field effect transistor，mosfet))、电感、输入电容和输出电容等。目前，电源模块的结构设计多是将上述电子元件平铺设置在基板上，适用于中小功率和中小电流的电源模块设计。
3.随着社会数字化发展，需要网络芯片、中央处理器(central processing unit，cpu)、人工智能芯片等负载提供更高的容量、以及更强的运算处理能力，这就使得负载在工作时需要更大的电流。为了满足负载对更大电流的需求，同时受电源模块的尺寸限制，需要的供电电源模块的功率密度越来越高。
4.然而，在上述针对中小功率和中小电流的电源模块结构设计中，电源模块的供电路径损耗较大，无法满足大电流的电源模块对较高功率密度的需求。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种电源模块和电子设备，目的是降低电源模块向负载供电的供电路径损耗，以满足大电流的电源模块对较高功率密度的需求，进而有利于满足负载的大电流需求。
6.第一方面，提供了一种电源模块，包括：电压转换单元，包括第一基板和芯片，芯片设置在第一基板上，用于对输入电压进行电压转换；电感单元，设置于第一基板的第一表面，电感单元包括至少一个电感元件，至少一个电感元件与芯片电连接；输出电容单元，设置于电感单元的远离第一基板的一侧，输出电容单元包括至少一个输出电容元件，至少一个输出电容元件与电感单元电连接；其中，电感单元与输出电容单元用于对转换电压进行输出处理得到输出电压，输出电容单元的远离电感单元的一侧与负载电连接，以向负载输入输出电压。
7.其中，芯片可以由mosfet构成，用于对输入电压进行dc/dc电压转换。
8.可选地，芯片可以通过埋嵌在第一基板内；或者，芯片可以为倒装芯片，焊接在第一基板的第二表面，第二表面为芯片的与第一表面相对的一面。
9.应理解，电感单元和输出电容单元可以对经电压转换单元转换后的输入电压进行整流滤波等输出处理，使得传输给负载的输出电压的电压和电流更加稳定平滑。
10.在本技术实施例中，通过将电压转换单元、电感单元和输出电容单元依次堆叠设置，输出电容单元的远离电感单元的一侧与负载电连接，可以使电源模块采用垂直供电的方式向负载供电。相比于将芯片和其他电子元件平铺设置在第一基板上，本技术实施例可以缩短电源模块向负载供电的供电路径，这有利于降低供电路径上的损耗，提升电源模块的功率密度，满足负载的大电流需求。同时，供电路径的缩短也有利于缓解由于供电路径阻
抗较大所导致的电流供不进的问题，确保电源模块向负载正常供电。除此之外，通过将电压转换单元、电感单元和输出电容单元依次堆叠集成设置，可以减小电源模块的整体体积，有利于集成化和小型化设计。
11.可选地，电源模块还可以包括至少一个第一无源器件，至少一个第一无源器件设置在第一基板的第一表面和/或第二表面，用于对输入电压进行处理，并将处理后的电压传输至电感元件。
12.其中，第一无源器件例如可以是输入电容元件、电阻元件或电抗器等。
13.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，电源模块还包括第一电介质层和第一导电结构；至少一个电感元件焊接在第一表面，第一电介质层设置在第一表面，用于包封至少一个电感元件；第一导电结构设置在第一表面，用于至少一个电感元件与输出电容单元之间的电连接。
14.应理解，第一电介质层可以是对电感元件进行塑封形成的。第一电介质层可以包括热固定交联树脂，例如环氧树脂注塑化合物。
15.可选地，第一导电结构可以是铜柱连接器或pcb连接器等。
16.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一导电结构的靠近第一基板的一端和电感元件电连接，第一导电结构的远离第一基板的表面可以露出第一电介质层，且设有第一连接层，用于与输出电容单元焊接连接。第一连接层例如可以是通过刷锡膏工艺形成的锡膏层，或者通过表面金属化工艺形成的金属层。
17.在本技术实施例中，通过将电感元件焊接在第一基板的第一表面，并通过第一电介质层塑封，使得电压转换单元与电感单元集成在第一基板上，形成电源模块的第一子模块。第一子模块可以通过第一导电结构与输出电容单元实现电连接，以形成堆叠集成的电源模块。
18.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，电源模块还包括第二基板，第二基板与第一基板相对设置，第二基板的面向第一基板的表面与第一表面电连接；至少一个电感元件设置在第二基板上。
19.可选地，电感元件可以埋嵌在第二基板内；或者，电感元件可以焊接在第二基板的远离第一基板的表面。
20.在本技术实施例中，电感元件可以单独设置在第二基板上，通过第二基板与第一基板电连接，从而实现电感单元与电压转换单元的集成。
21.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，电源模块还包括第二电介质层，至少一个输出电容元件焊接在第二基板的远离第一基板的表面，第二电介质层设置在第二基板的远离第一基板的表面，用于包封至少一个输出电容元件。
22.应理解，第二电介质层可以是对输出电容元件进行塑封形成的。第二电介质层可以包括热固定交联树脂，例如环氧树脂注塑化合物。
23.在本技术实施例中，通过第二电介质层将输出电容元件塑封在第二基板上，以使电感单元和输出电容单元集成在第二基板上，形成电源模块的第二子模块，通过将第二子模块与第一基板电连接，以形成堆叠集成的电源模块。
24.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，电源模块还包括第二导电结构，第二导电结构设置在第二基板的远离第一基板的表面，用于至少一个输出电容元件与负载之
间的电连接。
25.可选地，第二导电结构可以是铜柱连接器或pcb连接器等。
26.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第二导电结构的远离第二基板的表面露出第二电介质层，且设置有第二连接层，用于与负载焊接连接，以向负载供电。
27.其中，第二连接层例如可以是通过刷锡膏工艺形成的锡膏层，或者通过表面金属化工艺形成的金属层。
28.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，电源模块还包括第三基板，第三基板与第一基板相对设置，至少一个输出电容元件设置在第三基板上。
29.可选地，输出电容元件可以埋嵌在第三基板内；或者，输出电容元件可以焊接在第三基板的面向第一基板的表面。
30.在本技术实施例中，输出电容元件可以单独设置在第三基板上，通过第三基板的线路层、或者通过设置导电结构与电感单元电连接，从而实现与电感单元和电压转换单元的集成。
31.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，电源模块还包括多个连接引脚，多个连接引脚设置于第三基板的远离第一基板的表面，用于连接负载，以向负载供电。
32.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，电源模块包括多个电压转换单元和多个电感单元，多个电压转换单元与多个电感单元对应设置，多个电感单元与输出电容单元电连接。
33.在本技术实施例中，输出电容单元可以与多个电压转换单元、以及多个电感单元集成，有利于提高电源模块的供电电流，利于满足负载的较大电流的需求。
34.第二方面，提供了一种电子设备，包括：壳体、以及收容于壳体内的电路板、电源模块和负载，电源模块设置在电路板上。其中，电源模块包括：电压转换单元，包括第一基板和芯片，所述芯片设置在所述第一基板上，用于对输入电压进行电压转换；电感单元，设置于所述第一基板的第一表面，所述电感单元包括至少一个电感元件，所述至少一个电感元件与所述芯片电连接；输出电容单元，设置于所述电感单元的远离所述第一基板的一侧，所述输出电容单元包括至少一个输出电容元件，所述至少一个输出电容元件与所述电感单元电连接；其中，所述电感单元与所述输出电容单元用于对转换电压进行输出处理得到输出电压，所述输出电容单元的远离所述电感单元的一侧与所述负载电连接，以向所述负载输入所述输出电压。
35.结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述电源模块还包括第一电介质层和第一导电结构；所述至少一个电感元件焊接在所述第一表面，所述第一电介质层设置在所述第一表面，用于包封所述至少一个电感元件；所述第一导电结构设置在所述第一表面，用于所述至少一个电感元件与所述输出电容单元之间的电连接。
36.结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述电源模块还包括第二基板，所述第二基板与所述第一基板相对设置，所述第二基板的面向所述第一基板的表面与所述第一表面电连接，所述至少一个电感元件设置在所述第二基板上。
37.结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述电源模块还包括第二电介质层，所述至少一个输出电容元件焊接在所述第二基板的远离所述第一基板的表面，所述第二电介质层设置在所述第二基板的远离所述第一基板的表面，用于包封所述至少一个输出
电容元件。
38.结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述电源模块还包括第二导电结构，所述第二导电结构设置在所述第二基板的远离所述第一基板的表面，用于所述至少一个输出电容元件与所述负载之间的电连接。
39.结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，电源模块还包括第三基板，第三基板与第一基板相对设置，至少一个输出电容元件设置在第三基板上。
40.结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述电源模块还包括多个连接引脚，所述多个连接引脚设置于所述第三基板的远离所述第一基板的表面，用于连接所述负载。
41.结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述电源模块包括多个所述电压转换单元和多个所述电感单元，多个所述电压转换单元与多个所述电感单元对应设置，且多个所述电感单元与所述输出电容单元电连接。
42.上述第二方面可以达到的技术效果，可以参照上述第一方面中的技术效果描述，此处不再赘述。
附图说明
43.图1是本技术实施例提供的一种电子设备的示意性结构框图。
44.图2是本技术实施例提供的一例电源模块向负载供电的供电架构示意图。
45.图3是本技术实施例提供的又一例电源模块向负载供电的供电架构示意图。
46.图4是本技术实施例提供的一种电源模块的结构示意图。
47.图5是本技术实施例提供的一种电源模块的结构示意图。
48.图6是本技术实施例提供的另一种电源模块的结构示意图。
49.图7是本技术实施例提供的另一种电源模块的结构示意图。
50.图8是本技术实施例提供的另一种电源模块的结构示意图。
51.图9至图16是本技术实施例提供的一种电源模块的制备工艺的示意图。
52.图17至图21是本技术实施例提供的另一种电源模块的制备工艺的示意图。
具体实施方式
53.下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
54.为了便于理解本技术实施例，在介绍本技术实施例以前，先作出以下几点说明。
55.在本技术实施例的描述中，“电连接”可理解为元器件物理接触并电导通；也可理解为线路构造中不同元器件之间通过印刷电路板(printed circuit board，pcb)铜箔或导线等可传输电信号的实体线路进行连接的形式；也可理解为通过间接耦合的方式，隔空电导通。“耦合”可理解为通过间接耦合的方式隔空电导通，其中，本领域人员可以理解的是，耦合现象即指两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。
56.在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。
57.本技术实施例中，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”的特征可以明智或者隐含地包括一个或者更多个特征。另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个，“至少一个”和“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。
58.在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
59.本技术实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件，对于本技术实施例中相同的零部件，图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记，应理解的是，对于其他相同的零件或部件，附图标记同样适用。另外，附图中各个零部件并非按比例绘制，图中示出的零部件的尺寸和大小仅为示例性的，不应理解为对本技术的限定。
60.为方便理解本技术实施例提供的电源模块，下面说明一下本技术实施例提供的电源模块的应用场景。
61.本技术实施例提供的电源模块应用于电子设备。本技术实施例中所涉及的电子设备可以包括手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制调节器的其他处理设备。例如蜂窝电话(cellular phone)、手机、智能手机(smart phone)、平板电脑、手提电脑、膝上型电脑(laptop computer)、摄像机、录像机、照相机、智能手表(smart watch)、智能手环(smart wristband)等。本技术实施例所涉及的电子设备可以是任何用电设备，本技术对电子设备的具体类型不限任何限定。
62.图1是本技术实施例提供的一种电子设备100的示意性结构框图。
63.参考图1，电子设备100可以包括壳体10、电源模块20、负载30以及电路板(图中未示出)。电源模块20、负载30和电路板均收容于壳体10内。电源模块20可以设置在电路板上，该电路板例如可以是电子设备100的主板，电源模块20与该主板电连接。
64.电源模块20可以与负载30、以及外部电源200分别电连接，用于将由外部电源200输入至电子设备100内的输入电压输出至负载30，以供负载30工作。电源模块20可以是直流(direct current，dc)-dc电源模块，用于将直流电转换为直流电。
65.可以理解的是，外部电源200和电源模块20之间还可以设置有其他电源模块(图中未示出)。例如，外部电源200和电源模块20之间还可以设置有交流(alternatingcurrent，ac)-dc电源模块和dc-dc电源模块。其中，该ac-dc电源模块可以将外部电源200输入的交流电转换为48v的直流电，并输出至该dc-dc电源模块。该dc-dc电源模块可以将48v的直流电转换为12v的直流电，并输出至电源模块20。电源模块20可以将12v的直流电转换为3.3v的直流电，并输出至负载30。本技术实施例对外部电源200和电源模块20之间设置的其他电源模块的具体形式和个数不做特殊限制。
66.负载30可以是电子设备内100内的任何用电模块，例如网络芯片、cpu、人工智能芯
片、射频模块等，本技术实施例对负载30不做特殊限定。
67.图2是本技术实施例提供的电源模块20向负载30供电的另一例供电架构示意图。图3是本技术实施例提供的电源模块20向负载30供电的又一例供电架构示意图。
68.结合图2和图3，电源模块20可以包括芯片集成结构21和输出电容22。其中，芯片集成结构21是将芯片、电感和输入电容集成在一起形成的结构。例如，可以通过埋入式电子元件封装(embedded component packaging，ecp)技术将芯片、电感和输入电容埋嵌在ecp封装基板里，形成芯片集成结构21。
69.其中，芯片例如可以由mosfet构成，用于进行dc/dc电压转换。电感、输入电容和输出电容可以用于对经芯片转换后的电压进行输出处理。例如，输入电容可以过滤经芯片转换后的输入电压，并将过滤后的输入电压传输至电感。电感可以对过滤后的输入电压进行滤波等输出处理，并将得到的输出电压传输至输出电容。输出电容可以过滤输出电压，并将过滤后的输出电压输送至负载30，以对负载30进行供电。
70.在一些实施例中，参阅图2，芯片集成结构21和负载30可以设置在基板40的正面，输出电容22设置在基板40的背面，且彼此通过基板40的线路层电连接。在另一些实施例中，参阅图3，负载30可以设置在基板40的正面，芯片集成结构21和输出电容22设置在基板40的背面，且彼此通过基板40的线路层电连接，以进行供电和控制。
71.可以理解的是，基板40的正面和背面仅作为相对概念，本技术实施例并不限制基板40的正面和背面的具体位置。
72.如上述背景技术部分所述，随着社会数字化发展，负载30在工作时需要的电流越来越大，使得需要的电源模块20的电流越来越大。再加上电子设备100有着向小型化发展的趋势，电子设备100内的主板尺寸一般不变，这就导致设置在主板上的电源模块20的尺寸受到限制。因此，为了使大电流的电源模块20满足较小尺寸的需求，相应地，需要的电源模块20的功率密度就越来越高。
73.然而，图2和图3所示的供电架构中，电源模块20采用水平供电的方式向负载30供电。即是说，由芯片集成结构21输出的输出电压需要在基板40的线路层水平传输一段距离后，才能到达输出电容22，再由输出电容22向负载30传输。电源模块20向负载30供电的供电路径较长，基板40中供电路径的损耗较大，导致电源模块20的功率密度较低，不利于满足大电流的电源模块20对高功率密度的需求。此外，较长的供电路径也容易使得供电路径上的阻抗较大，从而引发电流供不进的问题，导致无法向负载30正常供电。
74.基于上述内容，本技术实施例提供一种电源模块及包括该电源模块的电子设备，目的是降低电源模块向负载供电时的供电路径损耗，以满足大电流的电源模块对较高功率密度的需求，从而有利于满足负载的大电流需求。
75.图4是本技术实施例提供的一种电源模块300的结构示意图。应理解，电源模块300可以是电源模块20。
76.参考图4，电源模块300可以包括电压转换单元310、电感单元320和输出电容单元330。
77.电压转换单元310可以包括第一基板311和芯片312。其中，芯片312可以设置在第一基板311上，用于对输入电压进行电压转换。示例性地，芯片312可以由mosfet构成，是dc/dc电压转换器，用于对由输入电源模块300的输入电压进行dc/dc电压转换。第一基板311例
如可以是载板，本技术对此不作限制。
78.在一些实施例中，芯片312可以埋嵌在第一基板311内。例如，芯片312可以通过ecp工艺埋嵌在第一基板311内并实现与第一基板311的电连接。
79.在另一些实施例中，第一基板311可以包括相对设置的第一表面3111和第二表面3112，芯片312设置在第一基板311的第二表面3112上。例如，芯片312可以为倒装芯片，即可以通过倒装工艺将芯片312焊接在第一基板311的第二表面3112上并实现与第一基板311的电连接。本技术实施例对芯片312安装在第一基板311的第二表面3112上的方式不作限制。
80.可以理解的是，为便于表述和理解，本技术实施例以芯片312设置在第一基板311的第二表面3112上为例进行说明。
81.电感单元320可以设置于第一基板311的第一表面3111上。其中，电感单元320可以包括至少一个电感元件321，电感元件321与芯片312电连接，以对经芯片312转换的电压进行整流滤波，使得传输给负载的输出电压和电流更加稳定平滑。示例性地，参阅图4，电感元件321可以包括串联连接的电感元件321a和321b。应理解，本技术实施例对电感单元320中包括的电感元件321的具体数量不作特殊限制，其可以根据实际生产和设计需求进行调整。
82.可以理解的是，电感元件321可以通过不同的方式与芯片312电连接。例如，在一些实施例中，电感元件321可以通过表面贴装技术(surface mounted technology，smt)直接设置在第一基板311的第一表面3111上并实现与第一基板311的电连接，从而通过第一基板311与芯片312耦合连接。在其他的一些实施例中，电源模块300还可以包括第二基板(图中未示出)。第二基板与第一基板311相对设置，且第二基板的面向第一基板311的表面与第一基板311的第一表面3111电连接。电感元件321可以设置在第二基板上，并通过导电结构与芯片312电连接。
83.需要说明的是，smt是电子组装行业中常见的一种工艺技术。smt也可以称为表面组装技术或表面安装技术，是一种将无引脚或短引线的表面组装元件(surface mounted components，smc)或表面组装器件(surface mounted device，smd)等片状元器件安装在pcb的表面或其它基板的表面上，并通过流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。
84.输出电容单元330可以设置于电感单元320的远离第一基板311的一侧。即是说，电压转换单元310、电感单元320和输出电容单元330依次堆叠设置。其中，输出电容单元330可以包括至少一个输出电容元件331，输出电容元件331与电感单元320电连接，用于过滤电感单元320输出的电压，使得传输给负载的输出电压和电流更加稳定。示例性地，参阅图4，输出电容元件331可以包括并联连接的输出电容元件331a、331b和331c。应理解，本技术实施例对输出电容单元330中包括的输出电容元件331的具体数量不作特殊限制，其可以根据实际生产和设计需求进行调整。
85.可以理解的是，输出电容元件331可以通过不同的方式与电感单元330电连接。例如，在一些实施例中，当电感单元320设置在第二基板上时，输出电容元件331可以通过smt的方式设置在第二基板的远离第一基板311的表面并实现与第二基板的电连接，从而通过第二基板与电感单元330耦合连接。在另一些实施例中，电源模块300还可以包括第三基板(图中未示出)。第三基板与第一基板311相对设置，输出电容元件331可以设置在第三基板上，并通过导电结构与电感单元320电连接。
86.关于芯片312、电感单元320和输出电容单元330连接的具体形式，下文将结合附图
进行更为详尽的介绍，上述仅为简要说明。
87.输出电容单元330的远离电感单元320的一侧可以通过不同的方式与负载电连接，以将过滤后的输出电压输入负载，向负载供电。
88.可以理解的是，在本技术实施例提供的电源模块300中，通过将电压转换单元310、电感单元320和输出电容单元330依次堆叠设置，输出电容单元330的远离电感单元320的一侧与负载电连接，可以使电源模块300采用垂直供电的方式向负载供电。相比于将芯片312、电感元件321等平铺设置在第一基板311上，本技术实施例可以缩短电源模块300向负载供电的供电路径，这有利于降低供电路径上的损耗，提升电源模块300的功率密度，以满足负载的大电流需求，也有利于缓解由于供电路径阻抗较大所导致的电流供不进的问题，从而可以确保电源模块300向负载的正常供电。除此之外，通过将电压转换单元310、电感单元320和输出电容单元330依次堆叠设置，也可以减小电源模块300的整体体积，有利于集成化和小型化设计。
89.下面结合图5至图8对芯片312、电感单元320和输出电容单元330连接的具体形式做进一步说明。
90.图5是本技术实施例提供的一种电源模块300的结构示意图。
91.应理解，图5所示的电源模块300包括图4所示的电源模块300的大部分技术特征，以下主要对两者的区别进行描述，两者相同的大部分内容不再赘述。
92.参阅图5，电源模块300可以包括第一基板311、芯片312、电感单元320、输出电容单元330、第一电介质层341、第一导电结构351和第三基板360。
93.其中，芯片312可以焊接在第一基板311的第二表面3112上。电感单元320可以包括至少一个电感元件321。电感元件321焊接在第一基板311的第一表面3111上，并可以通过第一基板311的线路层与芯片321电连接。第一电介质层341可以设置在第一基板311的第一表面3111，用于包封电感元件321。
94.示例性地，第一电介质层341可以是对电感元件321进行塑封形成的。塑封可使用合适的技术例如但不限于传递模制、压缩模制和层压等。即是说，通过对电感元件321进行塑封，第一电介质层341可以包封电感元件321。
95.在一些实施例中，第一电介质层341可以包括热固性交联树脂，例如，环氧树脂注塑化合物(epoxy molding compound，emc)。
96.第一导电结构351可以设置在第一基板311的第一表面3111上，用于电感元件321和输出电容单元330的电连接。
97.示例性地，第一导电结构351的靠近第一基板311的一端可以与电感元件321电连接，第一导电结构351的远离第一基板311的表面露出第一电介质层341，且设有第一连接层3511。第一导电结构351可以通过第一连接层3511与输出电容单元330焊接连接。第一连接层3511例如可以是通过刷锡膏工艺形成的锡膏层，或者通过表面金属化工艺形成的金属层。第一导电结构351例如可以是但不限于铜柱连接器或pcb连接器等。
98.可以理解的是，本技术实施例对第一导电结构351的具体数量不做特殊限制，其可以根据实际生产和设计需求进行调整。
99.第三基板360可以与第一基板311相对设置。输出电容单元330可以包括至少一个输出电容元件331。其中，输出电容元件331可以设置在第三基板360上。
100.在一些实施例中，输出电容元件331可以通过ecp工艺埋嵌在第三基板360内并实现与第三基板360的电连接。此时，第三基板360可以与第一连接层3511焊接连接，以通过第一导电结构351与电感单元320电连接，从而使输出电容元件331与电感单元320电连接。
101.在另一些实施例中，第三基板360可以包括第三表面361和第四表面362，第三表面361位于第三基板360的靠近第一基板311的一侧，第四表面362位于第三基板360的远离第一基板311的一侧。输出电容元件331设置在第三基板360的第三表面361上。例如，输出电容元件331可以通过smt的方式焊接在第三基板360的第三表面361上并实现与第三基板360的电连接。
102.可以理解的是，为便于表述和理解，图5所示的实施例以输出电容元件331设置在第三基板360的第三表面361上为例进行说明。
103.在一个可能的示例中，当输出电容元件331设置在第三基板360的第三表面361上时，电源模块300还可以包括第三电介质层343。第三电介质层343设置在第三基板360的第三表面361上，用于包封输出电容元件331。示例性地，第三电介质层343可以是对输出电容元件331进行塑封形成的。第三电介质层343可以包括类似于第一电介质层341的热固性交联树脂，例如emc。
104.在一个可能的示例中，当输出电容元件331设置在第三基板360的第三表面361上时，电源模块还可以包括第三导电结构353。第三导电结构353可以设置在第三基板360的第三表面361上，用于输出电容元件331和电感元件321之间的电连接。
105.具体地，第三导电结构353的靠近第三基板360的一端可以通过第三基板360与输出电容元件331电连接。第三导电结构353的远离第三基板360的表面可以露出第三电介质层343，且设有第三连接层3531。通过将第三连接层3531与第一连接层3511焊接连接，第三导电结构353可以和第一导电结构351电连接，从而可以使输出电容元件331和电感元件321电连接。
106.可以理解的是，本技术实施例对第三导电结构353的具体数量不做特殊限制，其可以根据实际生产和设计需求进行调整。
107.在一些实施例中，第三基板360的第四表面362可以设置有多个连接引脚370，用于与负载电连接，以向负载输入输出电压。
108.在一些实施例中，第一基板311的第一表面3111还可以设置有第四导电结构354，第三基板360的第三表面361上可以设置有第五导电结构355，用于第一基板311和第三基板360之间的信号传输。
109.具体地，第四导电结构354的远离第一基板311的表面露出第一电介质层341，且设有第四连接层3411。第五导电结构355的远离第三基板360的表面露出第三电介质层343，且设有第五连接层3551。通过将第四连接层3541和第五连接层3551焊接连接，第四导电结构354可以和第五导电结构355电连接，从而第一基板311和第三基板360电连接。
110.可以理解的是，本技术实施例对第四导电结构354和第五导电结构355的具体数量不做特殊限制，其可以根据实际生产和设计需求进行调整。
111.还可以理解的是，本技术实施例中的各导电结构和各连接层的相关描述可以参见第一导电结构351和第一连接层3511。
112.在一些实施例中，电源模块300还可以包括至少一个第一无源器件380。第一无源
器件380可以设置在第一基板311的第一表面3111和/或第二表面3112上，用于对输入电压进行输出处理。第一无源器件380例如可以是但不限于输入电容元件、电阻元件、或电抗器等。示例性地，第一无源器件380可以是输入电容元件，该输入电容元件焊接在第一基板311的第一表面3111，且位于芯片312的四周，用于过滤经芯片312转换后的电压，并将过滤后的电压输送至电感单元320。
113.应理解，本技术实施例对第一无源器件380的具体数量以及结构形式不作特殊限制，其可以根据实际生产和设计需求进行调整。
114.在上述技术方案中，通过第一电介质层341将电感元件321塑封在第一基板311上，使得电压转换单元310和电感单元320集成在第一基板211上，形成电源模块的第一子模块。该第一子模块可以通过第一导电结构351的露出第一电介质层341的表面与输出电容单元330实现电连接，以使输出电容单元330与电压转换单元310、以及电感单元320堆叠集成在一起，从而使得电源模块300可以采用垂直供电的方式向负载供电。
115.图6是本技术实施例提供的另一种电源模块300的结构示意图。
116.应理解，图6所示的电源模块300包括图4所示的电源模块300的大部分技术特征。以下主要对图6与图4的区别进行描述，其相同的大部分内容不再赘述。
117.参阅图6，电源模块300可以包括第一基板311、芯片312、电感单元320、输出电容单元330、第二基板390和第二电介质层342。
118.其中，芯片312焊接在第一基板311的第二表面3112上。第二基板390可以与第一基板311相对设置。第二基板390可以包括第五表面391和第六表面392，第五表面391位于第二基板390的靠近第一基板311的一侧，第六表面392位于第二基板390的远离第一基板311的一侧。电感单元320可以包括至少一个电感元件321。电感元件321设置在第二基板390上，第二基板390的第五表面391与第一基板311的第一表面3111电连接，以使电感元件321通过第一基板311和第二基板390，实现与芯片321的耦合连接。例如，第二基板390的第五表面391与第一基板311的第一表面3111可以焊接连接。
119.在一些实施例中，电感元件321可以通过ecp工艺埋嵌在第二基板390内并实现与第二基板390的电连接。在另一些实施例中，电感元件321可以设置在第二基板390的第六表面392上。例如，电感元件321可以通过smt的方式焊接在第二基板390的第六表面392上并实现与第二基板390的电连接。
120.可以理解的是，为便于表述和理解，图6所示的实施例以电感元件321埋嵌在第二基板390内为例进行说明。
121.输出电容单元330包括至少一个输出电容元件331。输出电容元件331焊接在第二基板390的第六表面392上，并通过第二基板390与电感单元320耦合连接。第二电介质层342设置在第二基板390的第六表面3120上，用于包封输出电容元件331。示例性地，第二电介质342可以是对输出电容元件331进行塑封形成的。
122.在一些实施例中，电源模块300还可以包括第二导电结构352。第二导电结构352设置在第二基板390的第六表面392上，且第二导电结构352的远离第二基板390的表面露出第二电介质层342。从而，电源模块300可以通过第二导电结构352与负载电连接。示例性的，第二导电结构352的远离第二基板390的表面可以设置有第二连接层3521，第二导电结构352通过第二连接层352焊接在负载上，以向负载输入输出电压。
123.在上述技术方案中，通过第二电介质层342将输出电容元件331塑封在第二基板390上，以使电感单元320和输出电容单元330集成在第二基板390上，形成电源模块300的第二子模块，通过将该第二子模块与第一基板311电连接，以使电压转换单元310和电感单元320、以及输出电容单元330堆叠集成在一起，从而使得电源模块300可以采用垂直供电的方式向负载供电。
124.图7是本技术实施例提供的又一种电源模块300的结构示意图。
125.应理解，图7所示的电源模块300包括图4所示的电源模块300的大部分技术特征。以下主要对图7与图4的区别进行描述，其相同的大部分内容不再赘述。
126.参阅图7，电源模块300可以包括第一基板311、芯片312、电感单元320、输出电容单元330、第二基板390、第三基板360、第三电介质层343和第三导电结构353。
127.其中，芯片312焊接在第一基板311的第二表面3112上。电感单元320可以包括至少一个电感元件321。电感元件321可以通过ecp工艺埋嵌在第二基板390内并实现与第二基板390的电连接。第二基板390的第五表面391与第一基板311的第一表面3111电连接。例如，第二基板390的第五表面391与第一基板311的第一表面3111可以焊接连接。
128.输出电容单元330可以包括至少一个输出电容元件331。输出电容元件331可以设置在第三基板360的第三表面361上。例如，输出电容元件331可以通过smt的方式焊接在第三基板360的第三表面361上并实现与第三基板360的电连接。第三电介质层343设置在第三基板360的第三表面361上，用于包封输出电容元件331。第三导电结构353可以设置在第三基板360的第三表面361上，且第三导电结构353的远离第三基板360的表面露出第三电介质层343，用于输出电容元件331和电感元件321之间的电连接。
129.示例性的，第三导电结构353的远离第三基板360的表面可以设置有第三连接层3531，通过将第三连接层3531焊接在第二基板390上，以使输出电容元件331与电感元件321电连接。
130.在一些实施例中，第三基板360的第三表面361上还可以设置有第五导电结构355，用于第三基板360与第二基板390之间的信号传输。
131.具体地，第五导电结构355的远离第三基板360的表面露出第三电介质层343，且设有第五连接层3551。第三基板360可以通过第五连接层3551焊接与第二基板390焊接连接。
132.在上述技术方案中，芯片312、电感元件321和输出电容元件331分别集成在第一基板311、第二基板390和第三基板360上，通过将三个基板电连接，以使电压转换单元310、电感单元320、以及输出电容单元330堆叠集成在一起，从而使得电源模块300可以采用垂直供电的方式向负载供电。
133.图8是本技术实施例提供的又一种电源模块300的结构示意图。
134.参阅图8，电源模块300可以包括多个电压转换单元310、多个电感单元320以及输出电容单元330。该多个电压转换单元310与该多个电感单元320对应设置。即是说，多个电压转换单元310与多个电感单元320可以一一对应并电连接。且该多个电感单元320与输出电容单元330电连接。
135.示例性地，参阅图8，多个电压转换单元310可以包括电压转换单元310a和310b，多个电感单元320可以包括电感单元320a和320b。其中，电压转换单元310a和310b分别与电感单元320a和320b电连接，电感单元320a和320b均与输出电容单元330电连接。
136.可以理解的是，电压转换单元310a与电感单元320a、以及电压转换单元310b与电感单元320b的具体连接形式的相关描述可以参见图5至图7所示的实施例。
137.例如，在一个可能的示例中，电压转换单元310a与电感单元320a的连接形式可以与图5所示的实施例类似。即是说，可以将电感单元320a中的电感元件321塑封在第一基板311上，以使电压转换单元310a和电感单元320a堆叠集成在一起，形成第一子模块。电压转换单元310b与电感单元320b的连接形式可以与图6和图7所示的实施例类似。即是说，可以将芯片312设置在第一基板311上，将电感单元320b中的电感元件321设置在第二基板390上，通过将第一基板311和第二基板390电连接，以使电压转换单元310b和电感单元320b堆叠集成在一起。
138.需要说明的是，在电源模块300中，多个电压转换单元310与多个电感单元320的具体连接形式可以相同，也可以不同，其可以根据实际生产和设计需求进行调整，本技术对此不作限制。例如，在另一个可能的示例中，电压转换单元310a与电感单元320a、以及电压转换单元310b与电感单元320b的连接形式均可以与图5所示的实施例类似，或者均可以与图6和图7所示的实施例类似。
139.可以理解的是，电感单元320a和320b与输出电容单元330的具体连接的相关描述可以参见图5和图7所示的实施例。
140.例如，在一个可能的示例中，参阅图8，输出电容单元330可以包括多个输出电容元件331，该多个输出电容元件331可以通过ecp工艺埋嵌在第三基板360内并实现与第三基板360的电连接。第三基板360的第三表面361可以与电感单元320a和320b电连接，第三基板360的第四表面362可以设置有多个连接引脚370，用于与负载电连接，以向负载输入输出电压。
141.在上述技术方案中，根据实际生产和设计需求，电容输出单元330可以与多个电压转换单元310以及多个电感单元320集成，这可以提高电源模块300提供的电流，利于满足负载的较大电流的需求。例如，该电源模块300可以设置为尺寸为25mm
×
25mm、或者50mm
×
50mm的包括多个电压转换单元310以及多个电感单元320的多单元结构。
142.以上介绍了本技术实施例提供的电源模块300的结构，以下结合附图对本技术实施例提供的电源模块300的制备工艺作示例性说明。
143.图9至图16是本技术实施例提供的一种电源模块300的制备方法的示意图。
144.s401，电压转换单元310准备。
145.参阅图9，通过倒装工艺将芯片312焊接在第一基板311的第二表面3112上并实现与第一基板311的电连接，以获得电压转换单元310。
146.在一些实施例中，还可以在第一基板311的第二表面3112上焊接至少一个第一无源器件380，且该至少一个第一无源器件380位于芯片312的四周。
147.s402，贴装电感单元320和第一导电导电结构351。
148.参阅图10，通过smt的方式将电感单元320中的至少一个电感元件321以及第一导电结构351以焊接的方式贴装固定在第一基板311的第一表面3111上。第一导电结构351例如可以是铜柱连接器、或pcb连接器。
149.在一些实施例中，还可以在第一基板311的第一表面3111上焊接第四导电结构354。
150.s403，进行塑封。
151.参阅图11，通过在第一基板311的第一表面3111上进行塑封，以形成第一电介质层341。
152.塑封，也可以称为包封(molding)。塑封可使用例如传递模制、压缩模制和层压等方式完成。
153.第一电介质层341可以包括热固性交联树脂(例如，环氧树脂)，但是其它材料也可以作为第一电介质层341用于电源模块300的封装中。
154.在进行塑封之后，电感元件321、第一导电结构351等均位于第一电介质层341内，使得第一导电结构351无法与其他电子元件形成电连接。
155.s404，加工第一导电结构351的表面。
156.参阅图12，通过研磨等工艺，去除包覆在第一导电结构351的远离第一基板311的表面的第一电介质层341，以使第一导电结构351的远离第一基板311的表面露出第一电介质层341。即是说，将第一导电结构351的连接器端子露出第一电介质层341。
157.之后，通过刷锡膏、或者表面金属化等工艺，在第一导电结构351的远离第一基板311的表面形成第一连接层3511。
158.在一些实施例中，还可以通过研磨等工艺，去除包覆在第四导电结构354的远离第一基板311的表面的第一电介质层341，以使第四导电结构354的远离第一基板311的表面露出第一电介质层341，并通过刷锡膏、或者表面金属化等工艺，在第四导电结构354的远离第一基板311的表面形成第四连接层3541。
159.s405，贴装输出电容单元330和第三导电结构353。
160.参阅图13，通过smt的方式将输出电容单元330中的至少一个输出电容元件331和第三导电结构353以焊接的方式贴装固定在第三基板360的第三表面361上。
161.在一些实施例中，还可以在第三基板360的第三表面361上焊接第五导电结构355。
162.s406，进行塑封。
163.参阅图14，通过在第三基板360的第三表面361进行塑封，以形成第三电介质层343。
164.第三电介质层343可以包括热固性交联树脂(例如，环氧树脂)，但是其它材料也可以作为第三电介质层343用于电源模块300的封装中。
165.在进行塑封之后，输出电容元件331、第三导电结构353等均位于第三电介质层343内，使得第三导电结构353无法与其他电子元件形成电连接。
166.s407，加工第三导电结构353的表面。
167.参阅图15，通过研磨(grind)等工艺，去除包覆在第三导电结构353的远离第三基板360的表面的第三电介质层343，以使第三导电结构353的远离第三基板360的表面露出第三电介质层343。即是说，将第三导电结构353的连接器端子露出第三电介质层343。
168.之后，通过刷锡膏、或者表面金属化等工艺，在第三导电结构353的远离第三基板360的表面形成第三连接层3531。
169.在一些实施例中，还可以通过研磨等工艺，去除包覆在第五导电结构355的远离第三基板360的表面的第三电介质层343，以使第三导电结构353的远离第三基板360的表面露出第三电介质层343，并通过刷锡膏、或者表面金属化等工艺，在第五导电结构355的远离第
三基板360的表面形成第五连接层3551。
170.s408，第一导电结构351和第三导电结构353的互连。
171.参阅图16，将第一连接层3511和第三连接层3531以焊接的方式固定连接，以使第一导电结构351和第三导电结构353互连，从而实现电压转换单元310、电感单元320和输出电容单元330的互连。
172.在一些实施例中，还可以将第四连接层3541和第五连接层3551以焊接的方式固定连接，以使第四导电结构354和第五导电结构355互连，从而进行第一基板311和第三基板360之间的信号传输。
173.图17至图21是本技术实施例提供的另一种电源模块300的制备方法的示意图。
174.s501，埋嵌电感单元320。
175.参阅图17，通过ecp等工艺将电感单元320中的至少一个电感元件321埋嵌在第二基板390内并实现与第二基板390的电连接。
176.s502，贴装输出电容单元330和第二导电结构352。
177.参阅图18，通过smt的方式将输出电容单元330中的至少一个输出电容元件331以及第二导电结构352以焊接的方式贴装固定在第二基板390的第六表面392上。第二导电结构390例如可以是铜柱连接器、或pcb连接器。
178.s503，进行塑封。
179.参阅图19，通过在第二基板390的第六表面392上进行塑封，以形成第二电介质层342。第二电介质层342可以包括热固性交联树脂(例如，环氧树脂)，但是其它材料也可以作为第二电介质层342用于电源模块300的封装中。
180.在进行塑封之后，输出电容元件331和第二导电结构352均位于第二电介质层342内，使得第二导电结构352无法与其他电子元件形成电连接。
181.s504，加工第二导电结构352的表面。
182.参阅图20，通过研磨(grind)等工艺，去除包覆在第二导电结构352的远离第二基板390的表面的第二电介质层342，以使第二导电结构352的远离第二基板390的表面露出第二电介质层342。即是说，将第二导电结构352的连接器端子露出第二电介质层342。
183.之后，通过刷锡膏、或者表面金属化等工艺，在第二导电结构352的远离第二基板390的表面形成第二连接层3521。其中，第二连接层3521可以用于与负载电连接，以向负载输入输出电压。
184.s505，第二基板390与电压转换单元310的互连。
185.参阅图21，通过倒装工艺将芯片312焊接在第一基板311的第二表面3112上并实现与第一基板311的电连接，以获得电压转换单元310。
186.之后，将第一基板310的第一表面3111以焊接的方式固定在第二基板390的第五表面391，以实现电压转换单元310、电感单元320和输出电容单元330的互连。
187.可以理解的是，上述电源模块300的制备工艺仅是示意，本技术对电源模块300的具体制备工艺不做特殊限制，只要该制备工艺能够实现保护上述实施例中的电源模块300的结构即可。
188.本技术实施例还提供一种电子设备，示例性地，如图1所示，电子设备可以包括壳体、以及收容于该壳体内的电路板、负载和上述所述的电源模块300。其中，电源模块300设
置在该电路板上。该电路板例如可以是电子设备的主板。电源模块300与负载电连接，用于向负载输入输出电压。具体描述可以参见图1，在此不再赘述。
189.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种电源模块，其特征在于，包括：电压转换单元，包括第一基板和芯片，所述芯片设置在所述第一基板上，用于对输入电压进行电压转换；电感单元，设置于所述第一基板的第一表面，所述电感单元包括至少一个电感元件，所述至少一个电感元件与所述芯片电连接；输出电容单元，设置于所述电感单元的远离所述第一基板的一侧，所述输出电容单元包括至少一个输出电容元件，所述至少一个输出电容元件与所述电感单元电连接；其中，所述电感单元与所述输出电容单元用于对转换电压进行输出处理得到输出电压，所述输出电容单元的远离所述电感单元的一侧与负载电连接，以向所述负载输入所述输出电压。2.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述电源模块还包括第一电介质层和第一导电结构；所述至少一个电感元件焊接在所述第一表面，所述第一电介质层设置在所述第一表面，用于包封所述至少一个电感元件；所述第一导电结构设置在所述第一表面，用于所述至少一个电感元件与所述输出电容单元之间的电连接。3.根据权利要求1所述的电源模块，其特征在于，所述电源模块还包括第二基板，所述第二基板与所述第一基板相对设置，所述第二基板的面向所述第一基板的表面与所述第一表面电连接；所述至少一个电感元件设置在所述第二基板上。4.根据权利要求3所述的电源模块，其特征在于，所述电源模块还包括第二电介质层，所述至少一个输出电容元件焊接在所述第二基板的远离所述第一基板的表面，所述第二电介质层设置在所述第二基板的远离所述第一基板的表面，用于包封所述至少一个输出电容元件。5.根据权利要求4所述的电源模块，其特征在于，所述电源模块还包括第二导电结构，所述第二导电结构设置在所述第二基板的远离所述第一基板的表面，用于所述至少一个输出电容元件与所述负载之间的电连接。6.根据权利要求2或3所述的电源模块，其特征在于，所述电源模块还包括第三基板，所述第三基板与所述第一基板相对设置，所述至少一个输出电容元件设置在所述第三基板上。7.根据权利要求6所述的电源模块，其特征在于，所述电源模块还包括多个连接引脚，所述多个连接引脚设置于所述第三基板的远离所述第一基板的表面，用于连接所述负载。8.根据权利要求1至7中任一项所述的电源模块，其特征在于，所述电源模块包括多个所述电压转换单元和多个所述电感单元，多个所述电压转换单元与多个所述电感单元对应设置，且多个所述电感单元与所述输出电容单元电连接。9.一种电子设备，其特征在于，包括：壳体、以及收容于所述壳体内的电路板、电源模块和负载，所述电源模块设置在所述电路板上，其中，所述电源模块包括：电压转换单元，包括第一基板和芯片，所述芯片设置在所述第一基板上，用于对输入电
压进行电压转换；电感单元，设置于所述第一基板的第一表面，所述电感单元包括至少一个电感元件，所述至少一个电感元件与所述芯片电连接；输出电容单元，设置于所述电感单元的远离所述第一基板的一侧，所述输出电容单元包括至少一个输出电容元件，所述至少一个输出电容元件与所述电感单元电连接；其中，所述电感单元与所述输出电容单元用于对转换电压进行输出处理得到输出电压，所述输出电容单元的远离所述电感单元的一侧与所述负载电连接，以向所述负载输入所述输出电压。10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电源模块还包括第一电介质层和第一导电结构；所述至少一个电感元件焊接在所述第一表面，所述第一电介质层设置在所述第一表面，用于包封所述至少一个电感元件；所述第一导电结构设置在所述第一表面，用于所述至少一个电感元件与所述输出电容单元之间的电连接。11.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电源模块还包括第二基板，所述第二基板与所述第一基板相对设置，所述第二基板的面向所述第一基板的表面与所述第一表面电连接，所述至少一个电感元件设置在所述第二基板上。12.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述电源模块还包括第二电介质层，所述至少一个输出电容元件焊接在所述第二基板的远离所述第一基板的表面，所述第二电介质层设置在所述第二基板的远离所述第一基板的表面，用于包封所述至少一个输出电容元件。13.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于，所述电源模块还包括第二导电结构，所述第二导电结构设置在所述第二基板的远离所述第一基板的表面，用于所述至少一个输出电容元件与所述负载之间的电连接。14.根据权利要求10或11所述的电子设备，其特征在于，所述电源模块还包括第三基板，所述第三基板与所述第一基板相对设置，所述至少一个输出电容元件设置在所述第三基板上。15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述电源模块还包括多个连接引脚，所述多个连接引脚设置于所述第三基板的远离所述第一基板的表面，用于连接所述负载。16.根据权利要求9至15中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电源模块包括多个所述电压转换单元和多个所述电感单元，多个所述电压转换单元与多个所述电感单元对应设置，且多个所述电感单元与所述输出电容单元电连接。

技术总结
本申请实施例提供了一种电源模块和电子设备，该电源模块包括电压转换单元、电感单元和输出电容单元。电压转换单元包括第一基板和设置在第一基板上的芯片，芯片用于对输入电压进行电压转换。电感单元设置在第一基板的表面，包括与芯片电连接的至少一个电感元件，输出电容单元设置在电感单元的远离第一基板的一侧，包括与电感单元电连接的至少一个输出电容元件。输入电容单元的远离电感单元的一侧与电子设备中的负载电连接，以向负载供电。本申请实施例可以降低电源模块向负载供电的供电路径损耗，有利于满足大电流的电源模块对较高功率密度的需求。功率密度的需求。功率密度的需求。


技术研发人员：许晓凤 胡小强 鲍宽明 吴宇坤 谢小松 林天仁 马佳宁
受保护的技术使用者：华为数字能源技术有限公司
技术研发日：2023.03.15
技术公布日：2023/7/18