封装结构及电源模块的制作方法

1.本技术涉及电源模块技术领域，尤其涉及到一种封装结构及电源模块。


背景技术：

2.随着电子产品朝着微型化、轻便化和多功能化方向发展，埋入式电子元件封装技术已成为电子元件封装技术领域的研究热点。
3.电子设备中的电源模块可以向其他的电子元件供电。三次电源可以将二次电源输出的电压通过电源变换调整为电子元件所需的直流电源。三次电源供电系统，通常包含载板、功率器件、电感、电容等。随着电源模块的功率提高，电感的电流也越来越大，因电感电磁泄露而对其他元件产生电磁干扰的问题也将明显，需要对电感进行电磁屏蔽。在采用埋入式电子元件封装技术将电感埋设于载板的方案中，对电感进行屏蔽的难度比较大。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种封装结构及电源模块，能够在埋嵌电感器件的封装技术中对电感器件进行良好的电磁屏蔽，减弱电感器件电磁泄露对其他电子器件产生的电磁干扰。
5.第一方面，本技术提供了一种封装结构，该封装结构采用埋入式电子器件封装技术制备，能够实现三维立体(3dimensions，3d)堆叠。该封装结构包括基板和电感器件。基板包括框架以及两个线路层，框架设置于两个线路层之间。电感器件至少与其中一个线路层连接。在具体设置时，封装结构通过其中一个线路层与其他的器件实现电连接。框架设置有容纳腔和屏蔽结构，电感器件埋嵌在容纳腔中，容纳腔为电感器件提供容纳空间。屏蔽结构沿电感器件的周向环绕电感器件。以框架和两个线路层的排布方式，电感器件的顶部与底部分别朝向两个线路层，电感器件的周向平行于两个线路层。屏蔽结构能够对电感器件的周向电磁辐射进行屏蔽。至少其中一个线路层设置有屏蔽层，即其中一个线路层设置有屏蔽层，或两个线路层均设置有屏蔽层。屏蔽层能够在电感器件的顶部和/或底部对电感器件的电磁辐射进行屏蔽。屏蔽层与屏蔽结构连接，从而对电感器件进行电磁辐射屏蔽，降低电感器件发生电磁泄露对其他元件的电磁干扰。
6.具体地，屏蔽结构包括位于框架内的第一屏蔽单元，该第一屏蔽单元沿电感器件的周向环绕电感器件并与屏蔽层连接。该第一屏蔽单元位于框架内，具体可以与容纳腔的位置相适配，以对电感器件进行良好的电磁屏蔽。在这种结构中，框架还可以埋嵌其他的电子器件，只要第一屏蔽单元能够将电感器件与其他的电子器件隔离，就能降低电感器件电磁泄露对其他的电子器件的电磁干扰。
7.在具体形成第一屏蔽单元时，容纳腔的内壁设置有金属层，该金属层可以通过沉积金属的方式形成，也可能以电镀或其他的方式形成。该金属层可以形成第一屏蔽单元。此时，第一屏蔽单元位于容纳腔内，能够周向环绕电感器件并对电感器件进行周向的电磁屏蔽。
8.在具体形成第一屏蔽单元时，框架为金属块，上述容纳腔形成在金属块上，具体可
以为金属块上的镂空或缺口。该金属块可以形成上述第一屏蔽单元。
9.在具体形成第一屏蔽单元时，框架可以为电路板式结构。框架包括多个第一接地层，多个第一接地层沿其中一个线路层指向另一个线路层的方向排布，任意两个相邻的第一接地层之间设置有第一介质层。每个第一接地层环绕电感器件设置。每个第一介质层设置有多个第一连接过孔，在第一连接过孔内设置有第一金属连接件，任意两个相邻的第一接地层之间可以通过该第一金属连接件连接，使得多个第一接地层、多个第一金属连接件能够形成第一屏蔽单元。其中，第一金属连接件可以为金属镀层或金属柱，只要能够连接相邻的两个第一接地层即可。此外，多个第一连接过孔之间的距离可以根据需要电感器件的辐射频率以及目标衰减值确定，以改善对电感器件电磁辐射的屏蔽效果，满足对电感器件周向电磁泄露的进行屏蔽的要求。
10.在一种可能的实现方式中，屏蔽结构包括位于框架表面的第二屏蔽单元，第二屏蔽单元与屏蔽层连接。第二屏蔽单元设置于框架的表面，当第二屏蔽单元周向环绕电感器件设置，第二屏蔽单元可以对电感器件进行周向电磁屏蔽，此时，第二屏蔽单元可以为连续无间断的结构。当屏蔽结构同时包括第一屏蔽单元和第二屏蔽单元时，第二屏蔽单元可以作为第一屏蔽补充，此时的第二屏蔽单元可以不连续或存在间隙。
11.在具体设置屏蔽层时，屏蔽层可以为第二接地层，在第二接地层与框架之间设置有第二介质层。为了将第二接地层与框架的屏蔽结构连接，第二介质层设置有多个第二连接过孔，该第二连接过孔内设置有第二金属连接件，第二接地层可以通过第二金属连接件与屏蔽结构连接，从而对电感器件形成更全面的电磁屏蔽。
12.第二方面，本技术提供一种电源模块，该电源模块具体可以是三次电源，包括基板、电感器件以及功率芯片。基板包括框架以及两个线路层，框架设置于两个线路层之间，电感器件至少与其中一个线路层连接。框架设置有容纳腔和屏蔽结构，电感器件埋嵌在容纳腔中，容纳腔为电感器件提供容纳空间。屏蔽结构沿电感器件的周向环绕电感器件。以框架和两个线路层的排布方式，电感器件的顶部与底部分别朝向两个线路层，电感器件的周向平行于两个线路层。屏蔽结构能够对电感器件的周向电磁辐射进行屏蔽。至少其中一个线路层设置有屏蔽层，即其中一个线路层设置有屏蔽层，或两个线路层均设置有屏蔽层。屏蔽层能够在电感器件的顶部和/或底部对电感器件的电磁辐射进行屏蔽。屏蔽层与屏蔽结构连接，从而对电感器件进行电磁辐射屏蔽，降低电感器件发生电磁泄露对其他元件的电磁干扰。功率芯片设置于其中一个线路层背离框架的一侧，功率芯片通过线路层与电感器件电连接以形成电压转换电路。在工作中，电压转换电路能够将高电压转换为低电压，以为其他用电器件供电。
13.具体地，屏蔽结构包括位于框架内的第一屏蔽单元，该第一屏蔽单元沿电感器件的周向环绕电感器件并与屏蔽层连接。该第一屏蔽单元位于框架内，具体可以与容纳腔的位置相适配，以对电感器件进行良好的电磁屏蔽。在这种结构中，框架还可以埋嵌其他的电子器件，只要第一屏蔽单元能够将电感器件与其他的电子器件隔离，就能降低电感器件电磁泄露对其他的电子器件的电磁干扰。
14.在具体形成第一屏蔽单元时，容纳腔的内壁设置有金属层，该金属层可以通过沉积金属的方式形成，也可能以电镀或其他的方式形成。该金属层可以形成第一屏蔽单元。此时，第一屏蔽单元位于容纳腔内，能够周向环绕电感器件并对电感器件进行周向的电磁屏
蔽。
15.在具体形成第一屏蔽单元时，框架为金属块，上述容纳腔形成在金属块上，具体可以为金属块上的镂空或缺口。该金属块可以形成上述第一屏蔽单元。
16.在具体形成第一屏蔽单元时，框架可以为电路板式结构。框架包括多个第一接地层，多个所述第一接地层沿其中一个所述线路层指向另一个所述线路层的方向排布，任意两个相邻的第一接地层之间设置有第一介质层。每个第一接地层环绕电感器件设置。每个第一介质层设置有多个第一连接过孔，在第一连接过孔内设置有第一金属连接件，任意两个相邻的第一接地层之间可以通过该第一金属连接件连接，使得多个第一接地层、多个第一金属连接件能够形成第一屏蔽单元。其中，第一金属连接件可以为金属镀层或金属柱，只要能够连接相邻的两个第一接地层即可。此外，多个第一连接过孔之间的距离可以根据需要电感器件的辐射频率以及目标衰减值确定，以改善对电感器件电磁辐射的屏蔽效果，满足对电感器件周向电磁泄露的进行屏蔽的要求。其中，第一连接过孔的横截面可以为圆形、长条形、多边形以及不规则形状。
17.在一种可能的实现方式中，屏蔽结构包括位于框架表面的第二屏蔽单元，第二屏蔽单元与屏蔽层连接。第二屏蔽单元设置于框架的表面，当第二屏蔽单元周向环绕电感器件设置，第二屏蔽单元可以对电感器件进行周向电磁屏蔽，此时，第二屏蔽单元可以为连续无间断的结构。当屏蔽结构同时包括第一屏蔽单元和第二屏蔽单元时，第二屏蔽单元可以作为第一屏蔽补充，此时的第二屏蔽单元可以不连续或存在间隙。
18.在具体设置屏蔽层时，屏蔽层可以为第二接地层，在第二接地层与框架之间设置有第二介质层。为了将第二接地层与框架的屏蔽结构连接，第二介质层设置有多个第二连接过孔，该第二连接过孔内设置有第二金属连接件。当屏蔽结构包括位于框架内的第一屏蔽单元时，第二接地层可以通过第二金属连接件与第一屏蔽单元连接，从而对电感器件形成更全面的电磁屏蔽。
19.为了对电感器件起到良好的电磁屏蔽效果，第二接地层在框架上的正投影覆盖电感器件在框架上的正投影。
20.在一种可能实现的方式中，电源模块还包括电子器件，该电子器件可以与功率芯片同层设置，即电子器件与功率芯片设置于其中一个线路层背离框架的同一侧。或者，该电子器件可以埋嵌在框架内。该电子器件可以通过线路层与功率芯片电连接。
附图说明
21.图1a为现有技术中的一种电源模块的结构示意图；
22.图1b为现有技术中的一种电源模块的结构示意图；
23.图1c为现有技术中的一种电源模块的结构示意图；
24.图2为本技术实施例提供的一种封装结构的结构示意图；
25.图3a为本技术实施例提供的一种封装结构的剖面结构示意图；
26.图3b为本技术实施例提供的一种封装结构的剖面结构示意图；
27.图3c为本技术实施例提供的一种封装结构的剖面结构示意图；
28.图3d为本技术实施例提供的一种封装结构的剖面结构示意图；
29.图4a为本技术实施例提供的一种封装结构的剖面结构示意图；
30.图4b为本技术实施例提供的一种封装结构的剖面结构示意图；
31.图4c为本技术实施例提供的一种封装结构的剖面结构示意图；
32.图5a为本技术实施例提供的一种封装结构的框架与电感器件的结构示意图；
33.图5b为本技术实施例提供的一种封装结构的框架与电感器件的俯视图；
34.图6a为本技术实施例提供的一种封装结构的框架与电感器件的结构示意图；
35.图6b为本技术实施例提供的一种封装结构的框架与电感器件的俯视图；
36.图7a为本技术实施例提供的一种封装结构的框架与电感器件的结构示意图；
37.图7b为本技术实施例提供的一种封装结构的框架与电感器件的剖面结构示意图；
38.图7c为本技术实施例提供的一种封装结构的部分结构示意图；
39.图7d为本技术实施例提供的一种封装结构的部分结构示意图；
40.图8a为本技术实施例提供的一种封装结构的框架与电感器件的剖面结构示意图；
41.图8b为本技术实施例提供的一种封装结构的框架与电感器件的剖面结构示意图；
42.图9a为本技术实施例提供的一种封装结构的框架与电感器件的结构示意图；
43.图9b为本技术实施例提供的一种封装结构的框架与电感器件的俯视图；
44.图9c为本技术实施例提供的一种封装结构的框架与电感器件的俯视图；
45.图9d为本技术实施例提供的一种封装结构的框架与电感器件的俯视图；
46.图10a为本技术实施例提供的一种封装结构的框架与电感器件的结构示意图；
47.图10b为本技术实施例提供的一种封装结构的框架与电感器件的剖面结构示意图；
48.图11为本技术实施例提供的一种封装结构的剖面结构示意图；
49.图12a为本技术实施例提供的一种封装结构的框架与电感器件的结构示意图；
50.图12b为本技术实施例提供的一种封装结构的剖面结构示意图；
51.图13为本技术实施例提供的一种封装结构的框架与电感器件的结构示意图；
52.图14a为本技术实施例提供的一种封装结构的剖面结构示意图；
53.图14b为本技术实施例提供的一种封装结构的剖面结构示意图；
54.图15a为本技术实施例提供的一种封装结构制备过程中的部分结构示意图；
55.图15b为本技术实施例提供的一种封装结构的剖面结构示意图；
56.图16为本技术实施例提供的一种封装结构的剖面结构示意图；
57.图17a为本技术实施例提供的一种电源模块的结构示意图；
58.图17b为本技术实施例提供的一种电源模块的电压转换电路示意图；
59.图18a为本技术实施例提供的一种电源模块的剖面结构示意图；
60.图18b为本技术实施例提供的一种电源模块的剖面结构示意图；
61.图19为本技术实施例提供的一种电子设备的部分结构示意图。
具体实施方式
62.电源模块是电子产品中用于为其他元件供电的模块。电源模块包括一次电源、二次电源和三次电源。一次电源即为电源输入，指的是外部系统提供的电源输入，可以是直流电源或交流电源。二次电源即为变压装置，可以将一次电源的电压通过电源变换调整为满足要求的直流电压。三次电源则可以将二次电源输出的电压通过电源变换调整为其他元件
所需的直流电源。如图1a至图1c示例了几种不同结构形式的电源模块，电源模块一般包括载板01、功率器件02、电感03等。其中，功率器件02具体可以为功率芯片，电感03可以认为是被动元器件。如图1a所示，电源模块采用2d平铺的结构形式，功率器件02和电感03以平铺的方式排列在载板01表面。如图1b所示，电源模块采用3d堆叠的结构形式，功率器件02埋嵌于载板01内，电感03设置于载板01表面。如图1c所示，电源模块也采用3d堆叠的结构形式，不同点在于，电感03埋设于载板01内，功率器件02设置于载板01表面。电源模块的功率提高，使得电感03中通过的电流越来越大。若电感03发生磁泄露，会对其他元器件产生干扰，影响电源模块功能实现。当电源模块采用图1a或图1b所示的结构形式时，可以采用能够罩设住电感03的结构对电感03进行电磁屏蔽。但是，当电源模块采用图1c所示的结构形式时，对埋设于载板01内的电感03进行电磁屏蔽具有较大的难度。
63.基于此，本技术提供一种封装结构以及电源模块。该封装结构和电源模块具有埋嵌式的电感器件，且对该电感器件实施的电磁屏蔽，可以防止电感器件电磁泄露对其他元器件产生电磁干扰。
64.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述。
65.如图2所示，本技术实施例提供的一种封装结构10，包括基板1和电感器件2。基板1具体可以包括框架11和两个线路层，该两个线路层示例性地分别为第一线路层12a和第二线路层12b。在具体设置时，封装结构10可以通过线路层与其他的器件实现电连接。例如，封装结构可以将其中一个线路层与电路板连接或与功率芯片连接。以图2中的放置方式，第一线路层12a位于框架11的顶部，第二线路层12b位于框架11的底部。示例性地，以基板1为参考，基板1的长度方向可以认为是第一方向x，基板1的宽度方向可以认为是第二方向y，基板1的厚度方向可以认为是第三方向z。可以认为，沿第三方向z，第一线路层12a和第二线路层12b分别位于框架11两侧，框架11设置于第一线路层12a和第二线路层12b之间。框架11设置有容纳腔r，电感器件2埋嵌在该容纳腔r内，电感器件2与其中一个线路层连接，或电感器件2同时与两个线路层连接。其中，容纳腔r的形状不做限定，只要容纳腔r能够容纳电感器件2即可。电感器件2的形状也仅做示例，本技术并不做电感器件2做限定。
66.如图3a和图3b所示的封装结构10的剖面结构示意图，图3a为平行于第一方向x和第三方向z的平面剖切封装结构10，图3b为平行于第一方向x和第二方向y的平面剖切封装结构10。为了对电感器件2进行电磁屏蔽，框架11设置有屏蔽结构3，该屏蔽结构3能够沿电感器件2的周向环绕电感器件2。此处，以第一线路层12a和第二线路层12b为参考，电感器件2的周向指的是平行于第一线路层12a和第二线路层12b的方向，也可以认为电感器件2的周向平行于第一方向x和第二方向y。屏蔽结构3能够在电感器件2的周向对电感器件2进行电磁屏蔽，也可以认为屏蔽结构3可以在电感器件2的水平方向上对电感器件2的电磁辐射具有一定的屏蔽效果。
67.在其中一个线路层还设置有屏蔽层4，图3a示例了在第一线路层12a设置一屏蔽层4。屏蔽层4位于电感器件2的顶部一侧，屏蔽层4能够在电感器件2的顶部对电感器件2进行电磁屏蔽。在图3a所示的结构中，屏蔽层4与屏蔽结构3连接，能够在电感器件2的顶部以及电感器件2的周向对电感器件2进行电磁屏蔽，防止电感器件2在顶部一侧以及周向发生电磁泄露对其他元器件产生电磁干扰。
68.在一些可能实现的方式中，如图3c所示，在第二线路层12b设置一屏蔽层4。该屏蔽层4位于电感器件2的底部一侧，屏蔽层4能够在电感器件2的底部对电感器件2进行电磁屏蔽。在图3c所示的结构中，屏蔽层4与屏蔽结构3连接，能够在电感器件2的底部以及电感器件2对电感器件2进行电磁屏蔽，防止电感器件2在底部一侧以及周向发生电磁泄露。
69.在另一些可能实现的方式中，如图3d所示，在第一线路层12a和第二线路层12b均设置有屏蔽层4。位于第一线路层12a的屏蔽层4能够在电感器件2的顶部对电感器件2进行电磁屏蔽，位于第二线路层12b的屏蔽层4能够在电感器件2的底部对电感器件2进行电磁屏蔽。在图3d所示的结构中，屏蔽层4与屏蔽结构3连接，能够在电感器件2的顶部、底部以及电感器件2的周向对电感器件2进行电磁屏蔽，即对电感器件2的进行全包围式的电磁屏蔽，对电感器件2的电磁辐射具有更全面的屏蔽效果。
70.屏蔽层4用于在电感器件2的顶部或底部对电感器件2进行电磁屏蔽，为了达到良好的屏蔽效果，沿第三方向z，屏蔽层4在框架11上的正投影可以覆盖容纳腔r在框架11上的正投影，使得屏蔽层4能够对电感器件2顶部、底部起到良好的电磁屏蔽效果。
71.应当理解的是，在图3a至图3d所示的封装结构10中，屏蔽结构3与容纳腔r的位置关系不做限定，只要屏蔽结构3能够在电感器件2的周向对电感器件2进行电磁屏蔽即可。
72.在图3a、图3c以及图3d所示的封装结构10中，容纳腔r沿第三方向z贯穿框架11，容纳腔r顶部的开口位于框架11朝向第一线路层12a的表面，容纳腔r底部的开口位于框架11朝向第二线路层12b的表面。电感器件2可以固定于第二线路层12b。当然，容纳腔r与框架11的结构关系并不仅限于此。容纳腔r可能并不贯穿框架11的一部分。也就是说，沿第三方向z，容纳腔r的深度可以不超过框架11的厚度。
73.以第一线路层12a、第二线路层12b均设置有屏蔽层4为例，如图4a所示，容纳腔r具有位于框架11朝向第二线路层12b的表面的开口，容纳腔r与第一线路层12a之间被部分框架11隔离。此时，电感器件2可以固定于第二线路层12b上。当电感器件2与第一线路层12a之间有电连接关系时，可以通过过孔走线等方式实现。
74.或者，如图4b所示，容纳腔r具有位于框架11朝向第一线路层12a的表面的开口，容纳腔r与第二线路层12b之间被部分框架11隔离。此时，电感器件2可以固定于框架11。当电感器件2与第二线路层12b之间有电连接关系时，可以通过过孔走线等方式实现。
75.又或者，如图4c所示，容纳腔r形成于框架11的内部，电感器件2设置于容纳腔r内，框架11将电感器件2包裹。当电感器件2与第一线路层12a、第二线路层12b之间有电连接关系时，可以通过过孔走线等方式实现。
76.为方便示意，在下文实施例中，将以容纳腔r沿第三方向z贯穿框架11的结构进行示例说明。
77.在一种实施例中，屏蔽结构3包括第一屏蔽单元31，该第一屏蔽单元31位于框架11内，该第一屏蔽单元31沿电感器件2的周向环绕并与上述屏蔽层4连接。该第一屏蔽单31元位于框架11内，具体可以在设置时与容纳腔r的位置相适配，以对电感器件2进行良好的电磁屏蔽。
78.示例性地，如图5a所示，容纳腔r的内壁设置有金属层，该金属层附着在容纳腔r的内壁上。结合图5b所示的俯视图，金属镀层沿电感器件2的周向环绕，该金属层可以为第一屏蔽单元31。其中，金属层可以是铜金属层或者铁金属层，可以通过金属沉积、电镀或其他
方式形成。
79.示例性地，如图6a和图6b所示，框架11为金属块，具体可以为铜块。可以在金属块上挖孔或开槽以形成缺口或镂空，该缺口或镂空可以认为是上述容纳腔r。此时，框架11形成上述第一屏蔽单元31。
80.应当理解，通过金属镀层或金属块形成第一屏蔽单元31时，第一屏蔽单元31可以认为是封闭地周向环绕电感器件2.也就是说，在电感器件2的周向上，第一屏蔽单元31是连续无间断的结构，能够起到良好的电磁屏蔽效果。
81.示例性地，如图7a所示，沿第三方向z，框架11包括多个第一接地层111，多个第一接地层111堆叠设置。具体地，多个第一接地层111沿第一线路层12a指向第二线路层12b的方向依次排布，也可以认为，多个第一接地层111沿第二线路层12b指向第一线路层12a的方向依次排布。此时，框架11由多个第一接地层111堆叠形成。第一接地层11以平铺的形式实现，能够环形围绕在电感器件2周围。任意两个相邻的第一接地层111之间设置有第一介质层112。每个第一接地层111的厚度可以相同也可以不同，在此不做限定。此时的框架11呈线路板式堆叠结构，容纳腔r贯穿每个第一接地层111以及每个第一介质层112。其中，第一接地层111为金属，能够在第一接地层111所在一层环绕电感器件2。为了形成周向环绕电感器件2的第一屏蔽单元31，如图7b所示的剖面结构示意图，每个第一介质层112设置有第一连接过孔1121，可以在第一连接过孔1121内设置第一金属连接件1122。位于该第一介质层112两侧的两个第一接地层111之间可以通过该第一金属连接件1122连接形成上述第一屏蔽单元31。应当理解，框架11中包含的第一接地层111的层数由电感器件2的厚度决定，即堆叠设置的线路层11的总厚度一般会与电感器件2的厚度大致相等。其中，第一连接过孔1121与第一金属连接件1122可以通过过孔、盲孔、图形镭射电镀、侧壁沉铜等方式形成。
82.图7c为图7b中两个相邻的第一接地层111通过第一金属连接件1122连接的放大结构示意图。如图7c所示，第一金属连接件1122为金属柱，该金属柱位于第一连接过孔1121内，并沿第三方向z连接第一介质层112两侧的两个第一接地层111。或者，如图7d所示，第一金属连接件1122还可以以金属层的方式附着在第一连接过孔1121的内壁上，以连接第一介质层112两侧的两个第一接地层111。
83.在设置第一连接过孔1121时，为了简化工艺，如图8a所示，可以沿第三方向z通过过孔打孔工艺直接打一贯穿所有第一接地层111和第一介质层112的过孔g，向过孔g内沉铜形成铜柱t，该铜柱t填充在过孔g内，将所有的第一接地层111连接，从而形成周向环绕电感器件2的第一屏蔽单元31。应当理解，该过孔g可以认为是图7b中的多个第一连接过孔1121连通组成的，铜柱t可以认为是多个图7c中的金属柱连接形成。或者，如图8b所示，可以在过孔g内通过沉铜工艺做一附着在过孔g内壁的铜层j，该铜层j能够将所有的第一接地层111连接，从而形成周向环绕电感器件2的第一屏蔽单元31。应当理解，该铜层j可以认为是多个图7d中的金属层连接形成。
84.以图8a所示的结构为例，每个第一介质层112呈环绕电感器件2的结构，为了能够沿电感器件2的周向将多个第一接地层111连接，第一金属连接件1122可以周向环绕容纳腔r阵列设置多个。如图9a所示，沿周向环绕电感器件2的方式，框架11设置有贯穿所有第一接地层111和第一介质层112的多个过孔g，每个过孔g内设置有金属柱t，金属柱t可以将多个第一接地层111连接，从而形成周向环绕电感器件2的第一屏蔽单元31。图9b为图9a所示结
构的俯视图，可以看到，过孔g的横截面示例为圆形，多个过孔g周向环绕电感器件2设置。图9c示出了一种横截面椭圆形的过孔g，图9d示出了横截面为长条形的过孔g，过孔g的横截面还可能是多边形或不规则形状。当然，每个过孔g的形状可以不同。其中，图9d所示的过孔g比图9b以及图9c所示的过孔g具有更好的电磁屏蔽效果。
85.应当理解，多个第一接地层111通过多个第一金属连接件1122连接形成的第一屏蔽单元31在电感器件2的周向上不是连续无间断的，能够起到一定的电磁屏蔽效果。为了降低电磁泄露，多个过孔g可以设为比较密集的分布方式。具体地，任意两个过孔g之间的距离，可以根据需要电感器件2的辐射频率以及目标衰减值确定，以改善对电感器件2电磁辐射的屏蔽效果，满足防止电感器件2周向电磁泄露的要求。此外，对于过孔g的径向尺寸在本技术实施例中不做限定，但是设置的过孔g应该能够保持两个相邻的第一接地层111之间的电连接效果。
86.另外，第一屏蔽结构31位于框架11内，在具体设置时，可以根据工艺以及需求将第一屏蔽结构31设置为与容纳腔r的位置相适配，例如位于容纳腔r内或环绕容纳腔r，使得第一屏蔽结构31的大小能够与电感器件2取得良好的匹配效果。在封装结构10的框架11埋嵌其他电子器件时，只要第一屏蔽结构31能够将电感器件2与其他电子器件隔离，就能降低电感器件2电磁泄露对其他的电子器件的电磁干扰。
87.在一些实施例中，如图10a所示，屏蔽结构3可以包括第二屏蔽单元32。第二屏蔽单元32设置于框架11的周向表面并沿周向环绕电感器件2。该第二屏蔽单元32可以是框架11周向表面的沉铜形成的铜层。图10b示出了具有第二屏蔽单元32的剖面结构示意图，第二屏蔽单元31位于框架11的周向表面。其中，第二屏蔽单元32可以通过金属沉积的方式形成。
88.当封装结构10的第一线路层12a和第二线路层12b分别设置有屏蔽层4，屏蔽结构3包括第二屏蔽单元32时，封装结构10的剖面结构示意图可以参照图11所示，第二屏蔽单元32与两个屏蔽层4连接，对电感器件2形成包裹式的电磁屏蔽。
89.为了达到良好的电磁屏蔽效果，屏蔽结构3可以同时包括第一屏蔽单元31和第二屏蔽单元32。如图12a所示，框架11为第一接地层111和第一介质层112交替叠置形成的线路板式结构。框架11设置有过孔g以及填充在过孔g内的金属柱t，多个金属柱t与多个第一接地层111能够形成第一屏蔽单元31。进一步参照图12b所示的剖面结构示意图，可以认为，第一屏蔽单元31和第二屏蔽单元32在电感器件2的周向形成了双层的电磁防护效果。
90.如图13所示，屏蔽结构3同时包括第一屏蔽单元31和第二屏蔽单元32时，由于第二屏蔽单元32设置于框架11的周向表面，可以根据封装结构10的设计需要，在第二屏蔽单元32设置打断形成缺口，使得第二屏蔽单元32不连续或具有间隙，这样的结构不会影响屏蔽结构3对电感器件2的屏蔽效果。
91.本技术实施例中的线路层示例性地为线路板式结构。如图14a所示，第一线路层12a和第二线路层12b为线路板式结构。线路层包括第二接地层121以及位于第二接地层121与框架11之间的第二介质层122。图14a中示例的第一线路层12a和第二线路层12b均设置有第二接地层121和第二介质层122。其中，第二接地层121可以认为是屏蔽层4。当屏蔽结构3包括由第一接地层111和金属柱t形成的第一屏蔽单元31时，为了将第二接地层121与第一屏蔽单元31连接，可以在第二介质层122上设置第二连接过孔1221，并在第二连接过孔1221内设置第二金属连接件1222。第二接地层121可以通过第二金属连接件1222与第一屏蔽单
元31中的第一接地层111或金属柱t连接。其中，第二连接过孔1221与金属柱t的位置可以不对应，只要能够实现第二接地层121与第一屏蔽单元31的连接即可。其中，第二连接过孔1221与第二金属连接件1222可以通过过孔、盲孔、图形镭射电镀、侧壁沉铜等方式形成。
92.此外，如图14b所示，当屏蔽结构3同时包括第一屏蔽单元31和第二屏蔽单元32时，第一屏蔽单元31以沿电感器件2的周向对电感器件2进行电磁屏蔽。第一线路层12a中的屏蔽层4与第一屏蔽单元31之间可以通过第二连接过孔1221和第二金属连接件1222连接，第二线路层12b中的屏蔽层4与第一屏蔽单元31之间也可以通过第二连接过孔1221和第二金属连接件1222连接。其中，任意两个第二连接过孔1221之间存在间隙，可能由该间隙发生电磁泄露。第二屏蔽单元32可以沿第三方向z延伸至两个线路层与两个屏蔽层4接触连接，可以减小任意两个第二连接过孔1221之间间隙存在可能导致的电磁泄露风险。
93.应当理解，在图14b中，与第一屏蔽单元31与屏蔽层4的连接方式相比，由于屏蔽层4在线路层的周向表面露出，第二屏蔽单元32可以延伸至线路层与屏蔽层4接触实现连接。当然，当屏蔽层4未露出线路层的周向表面或第二屏蔽单元32未延伸至线路层，也可以采用走线或其他的连接方式使屏蔽层4与第二屏蔽单元32连接，此处不再赘述。
94.在制作封装结构10时，第二线路层12b、框架11以及第一线路层12a可以依照线路板的多层结构制备工艺一层一层地制备。如图15a所示，在将第二线路层12b、框架11以叠置的工艺制作完成后，在框架11背离第二线路层12b的一侧设置第一线路层12a的第二接地层122。为了简化工艺，可以沿第三方向z通过打孔工艺直接打一贯穿第一线路层12a中的第二介质层122、框架11、第二线路层12b中的第二介质层122的过孔g，该过孔g能够连通至第二线路层12b中的第二接地层121。向过孔g内沉铜形成铜柱t，该铜柱t将所有的第一接地层111与第二线路层12b中的第二接地层121连接。接着，如图15b所示，将第二线路层12b中的第二接地层121，该第二接地层121与铜柱t连接。第一线路层12a中第二接地层121和第二线路层12b中的第二接地层121分别为屏蔽层4，框架11中的所有的接地层111通过铜柱t连接形成第一屏蔽单元31，屏蔽层4通过铜柱t与第一屏蔽单元31连接，从而可以对电感器件2进行全方位的电磁屏蔽。
95.应当理解，本技术实施例对第一线路层12a和第二线路层12b中包括的第二接地层121的层数不作限定，至少为一个，可以根据实际需求进行设计。如图16所示例，第一线路层12a中的第二接地层121设置有两层，两层第二接地层121之间通过过孔g连通，在过孔g的内壁沉积金属层j，金属层j可以将两层第二接地层121连接。
96.本技术实施例还提供一种电源模块100，该电模块100具体可以应用于但不限于大算力场景中。如图17a所示，电源模块100具体可以包括基板1、电感器件2和功率芯片5。基板1具体可以包括框架11和两个线路层，该两个线路层示例性地分别为第一线路层12a和第二线路层12b。以图17a中的放置方式，第一线路层12a位于框架11的顶部，第二线路层12b位于框架11的底部。框架11设置有容纳腔r，电感器件2埋嵌在该容纳腔r内，电感器件2与其中一个线路层连接，或电感器件2同时与两个线路层连接。其中，功率芯片5在工作中具有较大的电流供电。
97.基于图17a所示的电源模块100的结构，功率芯片5示例性地设置于第一线路层12a背离框架11的一侧，该功率芯片5可以通过第一线路层12a与电感器件2连接形成图17b所示的电压转换电路。该电压转换电路包括第一功率管开关q1、第二功率管开关q2、电容c、电感
l以及负载r。其中，第一功率管开关q1、第二功率管开关q2即可以为本技术实施例中的功率芯片5，也可以认为，功率芯片5可以实现第一功率管开关q1、第二功率管开关q2的功能。电感l即可以为本技术实施例中的电感器件2。通过该电压转换电路可以将vin输入的高电压转换为低电压，并从vout输出到负载r0为负载供电。
98.在本技术实施例所提供的电源模块100中，功率芯片5作为电源模块100的主要热源，置于封装结构的表面，能够增加散热能力。该电源模块100在框架11设置有屏蔽结构3，在第一线路层12a和第二线路层12b分别设置有屏蔽层4，屏蔽结构3和两个屏蔽层4连接，能够对电感器件2进行全方位的电磁屏蔽，降低电感器件2电磁泄露对其他元器件的电磁干扰。其中，基板1、电感器件2、屏蔽结构3以及屏蔽层4的结构在上述封装结构10的实施例中有详细介绍，此处不再赘述。
99.电源模块100还可以埋嵌有其他的电子器件，例如电容、电阻等。如图18a所示，以电子器件为电容器件6，电容器件6埋嵌在电源模块100的框架11内。电容器件6可以通过第一线路层12a与功率芯片5电连接。电源模块100设置的屏蔽结构3包括第一屏蔽单元31和第二屏蔽单元32。第一屏蔽单元31位于框架11内，第一屏蔽单元31可以将电感器件31相对电容器件6隔离，防止电感器件2发生电磁泄露对电容器件6产生电磁干扰，也可以防止电容器件6与电感器件2之间发生电磁干扰。第二屏蔽单元32位于框架11的周向表面，能够对框架11内的所有电子器件进行周向的电磁屏蔽。
100.或者，如图18b所示，电容器件6与功率芯片5设置于封装结构的同一侧。示例性地，功率芯片5和电容器件6同层设置于第一线路层12a背离框架11的表面，功率芯片5可以通过第一线路层12a与功率芯片5电连接。
101.本技术实施例提出的电源模块100可以应用于各种电子设备中，例如可以应用于智能手机、智能电视、智能电视机顶盒、个人电脑(personal computer，pc)、可穿戴设备、智能宽带等电子设备。应当理解，本技术实施例提出的电源模块100包括但不限于应用在这些和任意其它适合类型的电子设备中。如图19所示，以手机为例，电子设备包含壳体200以及设置在壳体200内的主板300，电源模块100设置在主板300上。当主板300上还设置有其他用电模块时，该电源模块100可以通过主板300为主板300上的其他用电模块供电。
102.以上，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权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种封装结构，其特征在于，包括：基板和电感器件；所述基板包括框架以及两个线路层，所述框架设置于两个所述线路层之间；所述电感器件至少与其中一个线路层连接；所述框架设置有容纳腔和屏蔽结构；所述电感器件埋嵌于所述容纳腔中；所述屏蔽结构沿所述电感器件的周向环绕所述电感器件；至少其中一个所述线路层设置有屏蔽层，所述屏蔽层与所述屏蔽结构连接。2.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述屏蔽结构包括位于所述框架内的第一屏蔽单元，所述第一屏蔽单元沿电感器件的周向环绕所述电感器件。3.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述容纳腔的内壁设置有金属层，所述金属层形成所述第一屏蔽单元。4.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述框架包括多个第一接地层，多个所述第一接地层沿其中一个所述线路层指向另一个所述线路层的方向排布，任意两个相邻的所述第一接地层之间设置有第一介质层；每个所述第一介质层设置有多个第一连接过孔，所述第一连接过孔内设置有第一金属连接件；任意两个相邻的所述第一接地层之间通过所述第一金属连接件连接以形成所述第一屏蔽单元。5.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述框架为金属块，所述金属块形成所述第一屏蔽单元。6.如权利要求1-5中任一项所述的封装结构，其特征在于，所述屏蔽结构包括位于所述框架表面的第二屏蔽单元，所述第二屏蔽单元与所述屏蔽层连接。7.如权利要求1-6中任一项所述的封装结构，其特征在于，所述屏蔽层为第二接地层，所述第二接地层与所述框架之间设置有第二介质层；所述第二介质层设置有多个第二连接过孔，所述第二连接过孔内设置有第二金属连接件；所以屏蔽结构包括位于所述框架内的第一屏蔽单元，所述第二接地层与所述第一屏蔽单元之间通过所述第二金属连接件连接。8.一种电源模块，其特征在于，包括基板、电感器件以及功率芯片；所述基板包括框架以及两个线路层，所述框架设置于两个所述线路层之间；所述电感器件至少与其中一个线路层连接；所述框架设置有容纳腔和屏蔽结构；所述电感器件埋嵌于所述容纳腔中；所述屏蔽结构沿所述电感器件的周向环绕所述电感器件；至少其中一个所述线路层设置有屏蔽层，所述屏蔽层与所述屏蔽结构连接；所述功率芯片设置于其中一个所述线路层背离所述框架的一侧，所述功率芯片通过所述线路层与所述电感器件电连接以形成电压转换电路。9.如权利要求8所述的电源模块，其特征在于，所述屏蔽结构包括位于所述框架内的第一屏蔽单元，所述第一屏蔽单元沿电感器件的周向环绕所述电感器件。10.如权利要求9所述的电源模块，其特征在于，所述容纳腔的内壁设置有金属层，所述金属层形成所述第一屏蔽单元。11.如权利要求9所述的电源模块，其特征在于，所述框架包括多个第一接地层，多个所述第一接地层沿其中一个所述线路层指向另一个所述线路层的方向排布，任意两个相邻的所述第一接地层之间设置有第一介质层；
每个所述第一介质层设置有多个第一连接过孔，所述第一连接过孔内设置有第一金属连接件；任意两个相邻的所述第一接地层之间通过所述第一金属连接件连接以形成所述第一屏蔽单元。12.如权利要求9所述的电源模块，其特征在于，所述框架为金属块；所述金属块形成所述第一屏蔽单元。13.如权利要求8-12中任一项所述的电源模块，其特征在于，所述屏蔽结构包括位于所述框架表面的第二屏蔽单元，所述第二屏蔽单元与所述屏蔽层连接。14.如权利要求8-13中任一项所述的电源模块，其特征在于，所述屏蔽层为第二接地层，所述第二接地层与所述框架之间设置有第二介质层；所述第二介质层设置有多个第二连接过孔，所述第二连接过孔内设置有第二金属连接件，所述第二接地层与所述屏蔽结构之间通过所述第二金属连接件连接。15.如权利要求8-14中任一项所述的电源模块，其特征在于，所述电源模块还包括电子器件，所述电子器件与所述功率芯片设置于其中一个所述线路层背离所述框架的同一侧，或，所述电子器件埋嵌于所述框架内；所述电子器件通过所述线路层与所述功率芯片电连接。

技术总结
本申请涉及电源模块技术领域，尤其涉及到一种封装结构及电源模块。该封装结构包括基板和电感器件，基板包括框架以及两个线路层，框架设置于两个线路层之间；框架设置有容纳腔和屏蔽结构，电感器件埋嵌在容纳腔中，屏蔽结构沿电感器件的周向环绕电感器件；至少其中一个线路层设置有屏蔽层，屏蔽层与屏蔽结构连接。该封装结构能够对电感器件的电磁辐射进行屏蔽。蔽。蔽。


技术研发人员：许晓凤 谢小松 欧海波
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：2023.04.13
技术公布日：2023/8/5