具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、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发明和简化描述，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发明的限制。

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。在本发明的描述中，“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。

在本发明中，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发明中的具体含义。

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发明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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种电源模块，该电源模块包括芯片、被动元件和设置于电源模块的出引脚面的连接引脚，所述芯片的出端子面设置有芯片端子，所述被动元件与所述芯片的芯片端子电连接，所述连接引脚电连接所述芯片的芯片端子和所述被动元件中的至少其中之一。所述被动元件可以包括电感、电容和其他无源器件中的至少一种，并且被动元件的数量可以为一个或多个。所述芯片在所述电源模块的出引脚面上的投影与所述被动元件在所述电源模块的出引脚面上的投影没有重叠，即所述芯片在所述电源模块的出引脚面上的投影与所述被动元件在所述电源模块的出引脚面上的投影的重叠面积为0，从而形成了芯片和被动元件平铺设置的电源模块结构，相比堆叠式结构更易实现更小高度的电源模块。并且在该实施例中，所述芯片的出端子面与所述电源模块的出引脚面之间的夹角大于45°，小于135°，即芯片在电源模块中基本上竖向放置，使得芯片与被动元件的连接更加直接，可减小电流阻抗和损耗或寄生电感；由于芯片基本竖直设置，利于减小电源模块的占地面积，使得结构更紧凑，功率密度更高。

下面结合图5～图35的几个具体实施例详细介绍本发明的电源模块的几种实施方式。

如图5～7所示，为本发明第一实施例的电源模块的结构示意图。该电源模块包括芯片1和被动元件2(未示出)，被动元件包括电感22和电容21，芯片1和被动元件通过封装材料4封装形成电源模块，电源模块的至少一侧形成出引脚面，出引脚面上设置有连接引脚6(未示出)。芯片1与被动元件通过线路层5电连接，芯片1的芯片端子11通过线路层5电连接到电感22的绕组22a和电容21。在芯片1和电源模块的出引脚面之间设置有连接层3，该连接层3将芯片1、电感22和电容21中的至少一个与连接引脚6电性连接。芯片1相对于电源模块下表面基本竖直放置，也就是说芯片1的出端子面与电源模块的出引脚面的夹角大于45°，小于135°。例如，芯片1的出端子面与电源模块的出引脚面的夹角为90°，即芯片1的出端子面垂直于电源模块的出引脚面。此外，芯片1与电感22和电容21平铺设置，芯片1在所述电源模块的出引脚面上的投影与所述电感22和电容21在所述电源模块的出引脚面上的投影没有重叠，也就是相对于电源模块的出引脚面来说，芯片1与电感22和电容21位于不同的竖直面。绝缘封装料4用于支撑和保护芯片1和被动元件如电感22和电容21等，并可实现线路层5和连接层3的立体结构。

通过采用如图5-7示出的结构，芯片1的出端子面的长度或宽度尺寸基本决定了整个电源模块封装的高度。在可替代的实施方式中，电源模块的两侧表面可以分别设置连接引脚6，例如，如图7所示，是图5的A2-A2剖切示意图，且同时在图5的基础上进行了变化，即在电源模块的上表面和下表面分别设置第二连接引脚62和第一连接引脚61，从而形成电源模块双面出引脚(pin)的结构，在第一连接引脚61或第二连接引脚62与芯片1之间可以分别设置用于连接连接引脚6和芯片1的连接层3。这样，这个电源模块可以成为两侧表面都设置连接引脚6的电源模块，且在一些实施方式中可以实现两侧表面的连接引脚对称设置的结构。在可替代的实施方式中，图5中的连接层3可以包括导电过孔、再布线层(RDL，Re-Distribution Layer)或者与连接引脚6同层的导电线路等。

图8和图9示出了本发明第二实施例的电源模块的结构示意图。该实施例中，被动元件包括电感22和两组电容，两组电容指第一电容211和第二电容212，并且芯片1、电感22、第一电容211和第二电容212均平铺设置，即芯片1在电源模块的出引脚面的投影与电感22、第一电容211和第二电容212在电源模块的出引脚面的投影均没有重叠。

如图8所示，在第一实施例的基础上，芯片1的左侧还可以再设置第一电容211。由此，该第二实施例的电源模块可以用来实现多种电路，例如图49所示的Buck电路。图8中芯片1的左侧设置的第一电容211可以是图49所示的Buck电路的输入电容Cin，芯片1内包含有半桥电路，即包括两个串联连接的开关，串联开关之间的连接点(例如图49中的SW1或SW2)与电感22的绕组22a电连接。电感22可设置在芯片1的右侧。

图9中芯片1的芯片端子11所在的出端子面朝向电感22，在其他可替代的实施方式中，芯片1的芯片端子11所在的出端子面也可以是背对电感22设置。在电感22的右侧或电感22的输出端位置设置第二电容212，第二电容212可以是图49所示的Buck电路的输出电容Co。另外，还可以平铺设置其他外围器件24。在图8的视角中，在电源模块的上下表面都设置连接引脚，如第一连接引脚61和第二连接引脚62。另外，线路层5可以设置在芯片1的上下两侧或周边，绕过芯片1实现芯片的芯片端子11与第一电容211的电连接。该实施例中，线路层5配合连接层3实现芯片1、被动元件2和连接引脚之间的互连。该实施例中采用的多路电连接可以降低电阻和寄生电感，利于提升效率和动态性能。并且可以在上下表面对称设置连接引脚，例如焊盘，应用方便。

如图10～12所示，为本发明第三实施例的电源模块的结构示意图。该实施例与第二实施例的不同之处在于，在一个电源模块中可以封装多个芯片。某些应用场合下多个芯片可以并联工作，以使电源模块实现更大电流或更大功率。图10、图11和图12都是俯视图，并且分别示出了三种可选的设置多个芯片的电源模块的结构。应当知道，所述多个芯片在所述电源模块的出引脚面的投影均不存在重叠。

图10中，电源模块包括两个芯片：第一芯片1a和第二芯片1b，第一芯片1a和第二芯片1b可以分别具有一个开关元件，第一芯片1a和第二芯片1b的连接点与电感22的第一绕组22a电连接。在可选的实施方式中，图10中第一芯片1a和第二芯片1b均可以包含一个半桥电路，两个半桥电路的SW端子(即半桥电路中上桥臂开关管与下桥臂开关管的连接点)相互短路连接后与电感22的第一绕组22a电连接，实现更大输出电流。在该实施例中，第一芯片1a和第二芯片1b可以是“面对面”设置，即第一芯片1a的出端子面和第二芯片1b的出端子面朝向彼此设置。在两个芯片之间可以设置第一电容211，作为输入电容，第一电容211与第一芯片1a和第二芯片1b的电连接线路可以设置得更短，这样可以减小第一电容211到第一芯片1a和第二芯片1b之间的电阻和寄生电感，提升效率和动态性能，且结构紧凑，功率密度高。应当知道，本发明中所述的芯片出端子面指芯片功率端子引出的一面，在包含有平面型器件的芯片中，出端子面是指设置芯片端子11的一面；在包含有垂直型器件的芯片中，出端子面是指设置有门级或用于控制开关动作的电极的一面。

图11中，电源模块包括两个芯片：第一芯片1a和第二芯片1b。在该实施例中，第一芯片1a和第二芯片1b都包含一半桥电路。电源模块包括两个电感绕组：第一绕组22a和第二绕组22b。两个半桥电路的上、下开关管的连接点即SW端子分别与两个电感绕组电连接，例如第一芯片1a的SW端子与第一绕组22a电连接，第二芯片1b的SW端子与第二绕组22b电连接，而这两个电感可以是两个独立的电感，也可以是如图11中所示的磁集成结构。通过采用该种结构，可以在一个电源模块中封装有多个Buck电路，可以实现多个Buck电路的简单并联或交错并联，以利于提升功率的同时减小输出纹波，并提升功率密度。

图12中，电源模块包括四个芯片：第一芯片1a、第二芯片1b、第三芯片1c和第四芯片1d，四个芯片之间可以不设置其他器件以使电源模块的结构更加紧凑。该实施例中，第一芯片1a、第二芯片1b、第三芯片1c和第四芯片1d依序排成一列。具体地，第二芯片1b的出端子面与第三芯片1c的出端子面面对面设置，第一芯片1a的出端子面与第四芯片1d的出端子面面对面设置。如此可以在紧凑小巧的体积中实现更大功率电流的输出能力。在其它可能的实施方式中，四个芯片的排布方式和出端子面的朝向关系可以不同。

图13和图14示出了本发明第四实施例的电源模块的结构示意图。在该实施例中，该电源模块包括两个芯片组，每一所述芯片组包括至少一个芯片，所述两个芯片组的出端子面“面对面”设置；所述两个芯片组的出端子面之间设置有至少一个被动元件。具体地，每个芯片组可以包括两个芯片，如第一芯片1a和第二芯片1b构成一个芯片组，第三芯片1c和第四芯片1d构成另一个芯片组。在图14的视角下，第一芯片1a的出端子面和第二芯片1b的出端子面均朝右设置；第三芯片1c的出端子面和第四芯片1d的出端子面均朝左设置。该电源模块还包括一个反耦合电感2和多个电容，电感2位于两个芯片组的出端子面之间。其中，第二芯片1b与第一绕组22a电连接，第四芯片1d与第二绕组22b电连接，第二芯片1b和第四芯片1d可以分别具有半桥电路。第一芯片1a和第三芯片1c也可以分别具有半桥电路，芯片1a的SW端子也与第一绕组22a电连接，芯片1c的SW端子也与第二绕组22b电连接。相比于只有第二芯片1b和第四芯片1d与绕组连接的结构，图13和图14中示出的采用四个芯片的电源模块的结构可以进一步增加电流输出能力。进一步地，在该实施例中，如果四个芯片1a、1b、1c、1d都是单个开关，或多个开关的并联，则可以是第一芯片1a与第二芯片1b串联后将SW端子与第一绕组22a电连接，第三芯片1c与第四芯片1d串联后将SW端子与第二绕组22b电连接，具体连接方式可以根据需要灵活应用。此外，采用该种实施例的电源模块的排布结构可以缩短电流传输距离，提高传输效率，可灵活形成反耦合功率模块，且功率密度高。

图15和图16示出了本发明第五实施例的电源模块的结构示意图。该电源模块包括两个芯片：第一芯片1a和第二芯片1b，这两个芯片均包括半桥电路，第一芯片1a的SW端子与电感22的第一绕组22a相连接，第二芯片1b的SW端子与电感22的第二绕组22b相连接，第一绕组22a和第二绕组22b均经过电感22的上表面竖直地穿过电感22的同一个窗口到电源模块的下表面与电源模块的连接引脚6电连接，由此可以形成多相buck的正耦合电路。该实施例与前述实施例还具有如下区别，前述各个实施例的电感的磁芯的窗口方向为水平方向，即电感22的窗口轴线平行于电源模块的出引脚面的方向。而第五实施例中电感的磁芯的窗口方向为竖直方向，即电感的窗口轴线垂直于电源模块的出引脚面的方向。窗口方向为竖直方向使得电感的磁芯在高度方向上为一个整体，即不需要多个磁块堆叠设置，更利于降低电感的高度。由于对强度的要求，磁芯的厚度需要大于或等于最小极限厚度，若采用第四实施例的磁芯结构，则高度方向上磁芯的厚度需要是最小极限厚度的两倍；而第五实施例中，在高度方向上磁芯的厚度可以是最小极限厚度的一倍。

图17和图18为本发明第六实施例的电源模块的结构示意图。该实施例与第五实施例的区别在于电感22的窗口是水平设置的，即电感22的窗口轴线平行于电源模块的出引脚面，第一芯片1a和第二芯片1b分别设置在电感22的窗口的两端，第一芯片1a的SW端子与第一绕组22a连接，并在电感的左侧连接连接引脚6，第二芯片1b的SW端子与第二绕组22b连接，并在电感的右侧连接连接引脚6。在该实施例中，被动元件还包括电容21，电容21可以是输入电容或输出电容。该实施例的电源模块的结构可以形成两相或多相反耦合电源模块，例如两相反耦合buck模块，结构简单紧凑，且两相电路参数的对称性好，利于提升多相电路的并联输出能力和动态性，以及更好的功率密度。

如图19和图20所示，为本发明第七实施例的电源模块的结构示意图。该实施例与前述实施例的区别在于，电源模块中的被动元件包括变压器23，基本竖直放置的芯片1与变压器23平铺排列在封装体4内。该实施例的电源模块可以用来形成如图53所示的LLC电路，但不限于此。以图53所示的电路为例,图19中第一芯片1a可以是原边开关器件，第二芯片1b可以是副边开关器件；在其他实施方式中，第一芯片1a也可以是副边开关器件，第二芯片1b是原边的开关器件。第一芯片1a和第二芯片1b设置在变压器的周边，如图19所示的变压器23的左右两侧。在其他可选的实施方式中，也可以在变压器23的四边都设置芯片1(图中未示出)。变压器23可以被封装到绝缘的第二封装材料42中，封装变压器23的第二封装材料42与芯片1周围的绝缘的第一封装材料41可以相同，也可以不同。在一些实施方式中，封装电源模块采用的第一封装材料41可以是FR4、ABF或其他埋入(embedded)工艺的封装材料，而封装变压器23的第二封装材料42可以是各种浇铸(molding)材料，可以采用浇铸工艺进行封装。这样相应带来了连接层3内的绝缘封装材料可以由多种材料构成。在其他一些实施方式中，第一封装材料41也可以是各种模塑料(molding compound)，封装变压器23的第二封装材料也可以是FR4、ABF或其他采用嵌入工艺的封装材料，如此可以灵活采用多种工艺进行封装，利于结构优化和降低成本。此外，可以在电源模块的上下表面与芯片之间都设置连接层，即形成两层连接层，便于在芯片与电源模块的上下表面之间同时走线，且可以在封装体的上下表面同时设置连接引脚。

该实施例可以采用多种工艺实现。例如变压器23可以先采用第二封装材料42封装完成，然后与芯片再次封装；或者设置在左右两侧的第一芯片1a和第二芯片1b分别形成封装基板，然后与中间的变压器焊接后，再在左右封装基板之间压注(molding)绝缘封装材料而成；又或者，变压器23可以先采用第二封装材料42封装完成，在两侧或多侧设置有端子，左右两侧的第一芯片1a和第二芯片1b分别形成封装基板，在表面设置有端子，然后变压器23形成的封装体的左右两侧分别通过端子焊接，分别连接左右两侧的第一芯片1a和第二芯片1b分别形成的封装板，从而形成最终的电源模块。当然如果是连片(panel)的方式生产，还可以进行切割形成最终的电源模块，如必要还可以进行其他的后处理，如清洁或形成抗氧化层等。本结构可形成高度小且效率高的包含变压器的电源模块，例如图52或图53所示电路的电源模块。另外该实施例中的连接层3可以采用多种工艺方式实现，简单灵活，应用方便。图19和图20中的变压器23为箔绕型变压器(foil-wound transformer),箔绕型变压器利于形成小体积、大电流结构。在其它实施例中，变压器可以为平面型变压器，类似图21中的变压器，利用PCB中的走线作为绕组，PCB上留有孔，用于安装磁芯。

如图21和图22所示，为本发明第八实施例的电源模块的结构示意图。该实施例与第七实施例的区别之处在于变压器23的原边绕组和副边绕组可以先在绝缘封装材料4内形成，类似平面型变压器，其形成的工艺可以如PCB工艺，然后与内埋的竖直设置的芯片1进行电连接。在封装体中形成一个安装槽234之后，将磁芯233放入安装槽234，使得绕组套设到磁芯233上，最后形成完整的变压器23以及完整的电源模块。磁芯233可以为2个或多个，第一盖板231和第二盖板232连接多个磁芯233形成闭合磁路。磁柱233、第一盖板231和第二盖板232都由导磁材料构成，还可以是磁芯233与其中一个盖板231或232预先集成一体。即可以预先将变压器绕组与第一芯片1a和第二芯片1b封装，预留磁芯233安装的窗口，磁芯233放入窗口形成电源模块。如此可以避免磁材料内埋于封装材料4内，避免磁材料受应力而影响效率或可靠性。而且结构简单紧凑，功率密度高。当然，图21和图22中的变压器23，在某些实施方式中也可能是耦合电感或箔绕型变压器，或者用类似的方式形成电感22来替代变压器23。

图23和图24为本发明第九实施例的电源模块的结构示意图。在该实施例中，被动元件包括电容21，芯片1与电容21平铺设置，电容21可以是分立的器件，也可以是整个电容板，多个芯片围绕电容21设置，或者电容围绕芯片设置，或者相互交替间隔设置。该结构的电源模块可以用来实现一些特别拓扑的电路例如开关电容电路(Switching CapacitorCircuit)。具体的开关电容电路拓扑有很多种，图54所示的仅为其中一种开关电容电路。下面以图54的拓扑为例进行说明。第九实施例的电容可以是图54中的电容21，也可以是其中的输入电容Cin,或者是输出电容Co。图54中的开关Q1-Q4可以由第九实施例中的第一芯片1a、第二芯片1b或第三芯片1c来实现。举例说来，第一芯片1a包括开关Q1,第二芯片1b包括开关Q2，第三芯片1c包括开关Q3和开关Q4，开关Q3和开关Q4串联连接形成了一个半桥结构。图24的电容21可以是图54中的电容21，第一芯片1a、第二芯片1b和第三1c与电容21通过线路层5进行电气连接。当然，如果开关Q1和开关Q2采用同一个芯片来实现，则该实施例的电源模块可以包含2个芯片；如果开关Q1-Q4都采用独立的芯片实现，则该实施例中的模块内部可以包含四个芯片。这也就是说模块内芯片的数量和电路拓扑中开关器件实现的方式有关。采用本实施例可以形成开关电容电源模块，通过选用高度与芯片出端子面长度或宽度相当的电容，可以实现高的空间利用率，模块高度与电容高度相当的情况下，由于芯片竖立而减小模块占地面积和体积，提升电源模块的功率密度。

图23中的连接层3可以位于芯片和电源模块的下表面之间，也可以位于芯片和电源模块的上表面之间，这里以位于芯片和模块的下表面之间也即图中虚线框所示的范围为例进行说明。连接层3包括水平方向的金属布线层和布线层间的连接结构，类似PCB中的走线层(trace)。连接层3中的金属布线层(也类似PCB中的走线或金属化方法(如电镀)形成的走线)沿平行于电源模块下表面的方向排布。从图23中可以看出，线路层5包括沿竖直方向的金属布线层和布线层间的连接结构，具体地，线路层5中的金属布线层可以是沿平行于芯片1的出端子面也就是垂直于电源模块的出引脚面的方向排布的。由于制造工艺的不同，金属布线层的截面通常为方形或长方形结构，布线层间的连接结构通常用过孔等工艺制作，因而其截面结构一般为圆台形。线路层5中的金属布线层与连接层3中的金属布线层可以相互垂直设置，这样在整体上实现了在同一个封装模块中的走线相互垂直的排布的结构，利于实现更加复杂的走线排布，利于提升系统的功率密度，利于提升电源模块的效率。

如图25和26所示，为本发明第十实施例的电源模块的结构示意图。该实施例与第九实施例不同之处在于电源模块中的电容21可以立起来设置，即电容的长度方向(即电容的三维尺寸中最大的尺寸方向)与电源模块的出引脚面垂直，例如对于小封装的电容，其高度比芯片小很多，可以将电容立起来让其与芯片高度相匹配，这样设置可以减小电源模块的占地面积，提升功率密度。另外，在其他一些可选的实施方案中，立起来的电容的两极端子可以更加方便地与芯片1的引脚连接，减少连接线路长度，减少电源模块的电阻和寄生电感。

图27为本发明第十一实施例的电源模块的侧视图。该实施例与前述实施例不同之处在于在芯片1的背面(与出端子面相对的面)还设置了导电线路53，导电线路53可以通过导电过孔52与芯片1的背面接触并在电源模块的边缘外露，例如在图27中的电源模块的左侧外露。如此设置可以实现芯片1热量快速传导到电源模块的表面，利于芯片1散热。在其他一些可替代的实施方式中，还可以是导电线路53与芯片1背面接触，通过导电过孔52与电源模块的表面连接，便于将芯片1的热量传导到表面。

如图28所示，为本发明第十二实施例的电源模块的结构示意图。在该实施例与前述实施例的不同在于，可以进一步在电源模块的表面设置铜柱55，铜柱55可以增加表面积，利于散热。例如可以将图28所示的电源模块焊接到电路板8上，然后通过吹风冷却，或者将电源模块浸入到绝缘的冷却液中加快散热，还可以让冷却液进行循环，进一步提升散热速率。

如图29所示，为本发明第十三实施例的电源模块的结构示意图，其示出了多个电源模块焊接到电路板8上的结构，且在电源模块之间设置导热板71，导热板71可以与相邻的电源模块接触，当然还可以在导热板71与电源模块之间设置导热硅脂或导热垫等，利于导热。导热板71与散热器72接触。通过散热器72将热传递到空气或其他散热介质中。

图30～32为本发明第十四实施例的电源模块的结构示意图。该实施例与前面不同的地方在于被动元件包括一个电感22，且该电感22是一个多相反耦合电感，例如如图30-32中所示的4相反耦合电感22。电源模块包括4个芯片：第一芯片1a、第二芯片1b、第三芯片1c和第四芯片1d,每个芯片分别包括一个串联连接的半桥结构。电感22包括四个并排排列的中柱223、一个上边柱221和一个下边柱222。中柱223一端与上边柱221连接，另一端与下边柱222连接。每个中柱223上设置一个绕组22a，每个绕组22a一端与一个芯片的SW端子电连接。各个所述绕组22a所对应的中柱223竖直设置，所述绕组22a绕回至所述芯片的侧面之后引出引脚，即每个绕组22a的另一端与电源模块的连接引脚6电连接。芯片1a、1b、1c、1d基本竖直放置且与电感22彼此平铺排布，芯片1a、1b、1c、1d交替设置在电感22的两侧，换言之，与相邻绕组22a电连接的芯片设置于多相反耦合电感的不同侧，例如相对侧。例如第一芯片1a和第二芯片1b设置在电感22的一侧，第三芯片1c和第四1b设置在电感22的另一侧。图30中绕组1a和绕组1b分别各自对应的中柱223的右侧的圆圈内为×符号，表示电流垂直纸面向内传输，绕组1a和绕组1b分别各自对应的中柱223的左侧的圆圈内点符号表示电流垂直纸面向外传输。该实施例可以实现多相反耦合电源模块，可以实现更高功率密度和更高动态性能，且芯片与电感绕组直接连接，缩短芯片与电感的连接距离，利于实现更高效率。

图33～35为本发明第十五实施例的电源模块的结构示意图。该实施例与第十四实施例的不同之处在于，四个芯片1a、1b、1c、1d都设置在电感22的同一侧，每个电感22的绕组的一端在电感22的一侧与相应的芯片电连接，另一端都可以从电感22的另一侧引出，并连接到电源模块的连接引脚6。中柱223水平设置，一端与上边柱221连接，另一端与下边柱222连接，各绕组在上边柱221的下方和下边柱222的上方分别折弯绕过对应的中柱223，然后在下边柱222的下方且在所对应芯片的对立面引出引脚，即每个绕组的另一端与电源模块的连接引脚6电连接。这样的结构使得客户应用更加方便，结构简单紧凑，也具有利于实现更高功率密度和更高动态性能的优点，且芯片与电感绕组连接直接，缩短芯片与电感的连接距离，利于实现更高效率。

本发明还提供一种电源模块的制备方法，所述方法包括如下步骤：

S100：将被动元件和芯片堆叠封装在第一封装材料中，使得所述芯片的出端子面与所述第一封装材料堆积的方向形成的夹角大于45°，小于135°，所述芯片或所述被动元件的一侧形成第一再布线层，所述被动元件与所述芯片的芯片端子电连接，形成电源模块连片；

S200：沿第一切割面切割所述电源模块连片，形成多个电源模块，切割后露出的导电部分形成连接引脚，在所述电源模块的出引脚面与所述芯片之间形成第一连接层，所述第一连接层用于将所述连接引脚电连接所述芯片的芯片端子和所述被动元件中的至少其中之一；

形成的所述电源模块中，所述芯片在所述封装材料层的出引脚面上的投影与所述被动元件在所述封装材料层的出引脚面上的投影无重叠，且所述芯片的出端子面与所述封装材料层的出引脚面之间的夹角大于45°，小于135°。

因此，本发明的电源模块的制备方法所得到的电源模块中，由于芯片与被动元件平铺设置，相比堆叠式结构更易实现更小高度的电源模块；由于芯片基本上竖直放置，芯片与被动元件的连接更加直接，可减小电流阻抗和损耗或寄生电感，也由于芯片竖直设置利于减小电源模块的占地面积，使得结构更紧凑，功率密度更高。

下面结合图36～48详细介绍几个具体实施例中的电源模块的制备方法的具体实施方式。

如图36～图40所示，为本发明一种电源模块的制备方法的过程示意图。

在该实施例中，如图36～38所示，即对应于上述的S100的具体实施方式。如图36所示，首先将被动元件2内埋于绝缘封装材料4内，该被动元件可以是电感，当然也可以是电容或其他被动元件，而且还可以是多个被动元件阵列排列内埋，形成连片(panel)，然后如图37所示，在内埋有被动元件的连片表面形成一层或多层第一再布线层91，并内埋芯片1，可以将芯片1以倒装的方式焊接到第一再布线层91上，例如芯片1通过图37中的焊点35焊接到第一再布线层91上，使得所述芯片的出端子面与所述第一封装材料堆积的方向形成的夹角大于45°，小于135°，例如可以为90°；然后还可以继续在上述连片表面上形成其他的再布线层和内埋其他被动元件或其他芯片，并且其他的器件如电容也可以采用焊接的方式焊接到相应的焊点上，如图38所示。此处形成的第一再布线层91可以作为电源模块中的连接层3或线路层5。

然后进行步骤S200的具体实施方式，即沿切割面92将连片切割成单个模块，切割后露出的导电部分形成连接引脚，在所述电源模块的出引脚面与所述芯片1之间形成连接层，所述连接层用于将所述连接引脚电连接所述芯片的芯片端子和所述被动元件中的至少其中之一。如图39示意了经过步骤S200后形成的单个电源模块的侧视图，图40示意了图39中A10-A10方向的剖视图。在其他可替代的实施方式中，在步骤S100中也可以先内埋芯片，或同时内埋芯片与被动元件，然后再内埋被动元件，然后还可以继续内埋其他芯片。采用该制备方法可以实现芯片基本竖直设置且芯片与其他被动元件平铺设置的电源模块，可以容易实现电路在模块内的空间立体排布，工艺简单，利于降低模块成本。

图41示意在步骤S200的基础上，继续进行步骤S300。如图41所示，将多个如图39所示的电源模块内埋于绝缘封装材料4内。然后如图42所示，在图41所示的电源模块的下侧形成第二再布线层93，第二再布线层93将第一再布线层91与图42所示的电源模块的下表面的连接引脚电连接，或者实现第一再布线层91的不同走线之间的互联。然后沿切割面92将连片切割成单个模块，图43示意了单个模块的侧视图。此处的第二再布线层93也可以作为电源模块中的连接层3或线路层5。在该实施例中，芯片1下方的第一再布线层91和第二再布线层93形成了连接层31；类似地，上方也可以形成连接层32。另外，在某些实施方式中，还可以在步骤S300中在连片的上表面也形成第二再布线层，从而可以实现电路的多层互连，利于提升电源模块效率和动态性能，也可以在上表面设置连接引脚，实现电源模块双面设置连接引脚。也利于将芯片或其他器件的热传导到上表面，利于散热。采用图41～43所示的工艺可以实现电源模块连接引脚6在下表面或上表面的自由排布，方便客户应用。另外也可以实现相互垂直的再布线层结构，例如第一再布线层91与第二再布线层93相互垂直，从而可以容易实现更加复杂的空间立体电路网络，利于实现更加紧凑和密度的电流传输，利于实现更高功率密度的电源模块。

如图44所示，与图41～43所示工艺的不同之处在于，在第二再布线层93内还内埋芯片1，此芯片可以与图36～39的内埋芯片相同，也可以不同。当然，也可以在电源模块上侧的第二再布线层内埋芯片1。沿切割面切割后形成图45所示的电源模块。也就是说连接层中还可以内埋芯片。采用此工艺可以实现多个芯片相互垂直排布的电源模块，利于实现更加复杂和功率密度更高的电源模块。

如图46～48所示，为本发明另一种电源模块的制备方法的示意图。该方法与前述实施方式的不同之处在于，如图46所示可以先将芯片1内埋在绝缘封装材料中，并形成第一再布线层91，当然还可以在芯片1的上方设置第二再布线层93。然后，如图47所示，再集成其他的被动元件，如在下方继续内埋电感22，将电感22的绕组与芯片1电连接，例如假设芯片1内包括半桥电路，则可以将电感22的绕组的一端与芯片1的SW端子电连接；可以继续在芯片1上方内埋电容21，例如可以作为芯片1的输入电容，还可以在电感22的下方内埋其他电容21，例如可以作为输出电容。芯片1与电感绕组的还可以采用焊点35进行连接，例如采用焊锡的方式焊接连接。在其他的实施方式中，芯片1上的电容21和电感22下方的电容21也可以采用焊点35与相应的再布线层电连接。这样的方式利于芯片1与再布线层的电连接，例如可以采用金属化的方式进行电连接，可以更容易实现复杂电路的电连接，也利于提升芯片1的可靠性。同时，在图47中，还可以沿切割面92切割连片，形成图48所示的电源模块。另外，让电容的长度方向与切割面垂直设置，则当连片沿切割面92切割后，形成的电源模块中的电容21为竖直状态，即图48所示电容1竖直设置在电源模块中。可以根据电容的长度灵活调整电容在电源模块封装体中的姿态，将电容横放或图48所示的竖直放置。工艺简单，生产效率高。

需说明，切割面92可能与电源模块的出引脚面平行或重合，切割面92与芯片1的出端子面之间的夹角大于45度，小于135度。例如，芯片的出端子面垂直于所述电源模块的出引脚面。

图49～54中的任意电路均可采用本发明的电源模块结构，当然本发明也不限于这些电路，也可以适用其他合适的电路。其中的Cin表示输入电容，Co表示输出电容，Vin表示电路的输入正极，GND表示电路的输入负极，Vo表示电路的输出正极，SW1表示第一半桥电路的中点，SW2表示第二半桥电路的中点，V1表示与Vo具有不同输出电压的半桥电路的输出正极。

图49示意了一种Buck电路。图50示意了一种Boost电路。图51示意了一种Buck/Boost电路。图52示意了一种四开关的Buck/Boost电路,图53示意了一种LLC电路。图54示意了一种开关电容电路。虽然上文以图49～54所示的电路为例对电源模块进行说明，但本发明的实施方案也可以用于其他的电路拓扑中。例如其他电路包括但不限于Cuk电路或flyback电路。参考类似的设计和分析，均有可能得到类似的性能和效果的改进。

综上所述，通过采用本发明的电源模块，由于芯片与被动元件平铺设置，相比堆叠式结构更易实现更小高度的电源模块。由于芯片基本上竖直放置，芯片与被动元件的连接更加直接，可减小电流阻抗和损耗或寄生电感；且由于芯片基本上竖直设置，利于减小电源模块的占地面积，使得结构更紧凑，功率密度更高。如此设置的电源模块的上下表面对称性更好，更方便上下表面对称地设置散热路径，或上下表面对称设置连接引脚等。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例，并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。