三维多层螺线管变压器制造技术

本发明专利技术提供电感器、变压器和相关过程的实施方案。在一个方面中，装置包含具有第一和第二表面的衬底。第一感应布置包含第一组通孔、第二组通孔、布置于所述第一表面上的连接所述第一和第二通孔的第一组迹线，以及布置于所述第二表面上的连接所述第一和第二通孔的第二组迹线。第二感应布置与所述第一感应布置感应耦合且交错，并且包含第三组通孔、第四组通孔、布置于所述第一表面上的连接所述第三和第四通孔的第三组迹线，以及布置于所述第二表面上的连接所述第三和第四通孔的第四组迹线。一或多组电介质层使所述迹线的部分彼此绝缘。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维多层螺线管变压器相关申请案本专利技术主张洛(Lo)等人于2012年5月3日申请的标题为“三维多层螺线管变压器(THREE-DIMENSIONALMULTILAYERSOLENOIDTRANSFORMER)”的第13/463,257号(代理人案号112986/QUALP119)的共同待决美国专利申请案的优先权权益，所述申请案特此以全文引用方式且出于所有目的并入本文。
所描述技术大体上涉及电感器和变压器，且更具体来说涉及包含多层交错方案的三维螺线管变压器。
技术介绍
机电系统(EMS)包含具有电和机械元件、例如致动器和传感器等换能器、光学组件(包含镜)和电子器件的装置。EMS可以多种尺度制造，包含(但不限于)微米尺度和纳米尺度。举例来说，微米机电系统(MEMS)装置可包含具有范围从大约一微米到数百微米或更大的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包含具有小于一微米的大小的结构，包含例如小于几百纳米的大小。机电元件可使用沉积、蚀刻、光刻或其它微加工工艺来产生，所述工艺蚀刻掉衬底或经沉积材料层的部分或添加层以形成电、机械和机电装置。一种类型的EMS装置称为干涉式调制器(IMOD)。如本文使用，术语IMOD或干涉式光调制器指代使用光学干涉的原理选择性地吸收或反射光的装置。在一些实施方案中，IMOD可包含一对导电板，其中一者或两者可为透明的或者完全或部分反射性的，且能够在施加适当电信号后即刻相对运动。在一实施方案中，一个板可包含沉积于衬底上的固定层且另一板可包含通过气隙与所述固定层分离的反射性薄膜。一个板相对于另一板的位置可改变入射于IMOD上的光的光学干涉。IMOD装置具有广范围的应用，且预期用于改进现有产品且产生新产品，尤其是具有显示能力的那些产品。各种电子电路组件可在包含电感器和变压器的EMS层级处实施。此些电路组件可适合用于各种类型的电子装置中，例如集成电路(IC)、集成无源装置、印刷电路板(PCB)或低温共烧陶瓷(LTCC)装置。变压器可通过感应耦合的线圈或绕组将电能从一个电路传送到另一电路。举例来说，在传统设计中，初级线圈中变化的电流Ip在次级线圈中感应电压Vs。当负载连接到次级线圈时，电能可通过线圈传送到负载。第二线圈中的感应电压Vs大体上与递送到第一线圈的电压Vp成比例，且由第二线圈中的匝(绕组)的数目Ns与第一线圈中的匝的数目Np的比率给出。此变压比一般如下界定：Vs/Vp＝Ns/Np在一些现代电路中，指定小形状因数变压器。由相对大金属螺旋电感器制成的常规变压器经常不满足此些规范，尤其是装置变得越来越小且功率要求变得越来越重要时。适合用于一些IC装置中的变压器可使用例如玻璃衬底等高电阻率衬底来实施。大体上，并入有此些衬底的变压器可实施为平面变压器或实施为螺线管变压器。传统螺线管变压器一般具有比平面变压器高的质量(Q)因数，但传统螺线管变压器可能具有不适合用于现代电路中的耦合系数(k)。虽然平面变压器一般具有比螺线管变压器高的k值，但平面变压器可能具有不适合用于现代电路中的Q因数。另外，当尝试增加k值时存在基本瓶颈——穿玻璃通孔(TGV)的间距。
技术实现思路
本专利技术的结构、装置、设备、系统和过程各自具有若干创新方面，其中并无单个一者唯一地负责本文揭示的合意属性。揭示电感器、变压器、装置、设备、系统和相关制造过程的实例性实施方案。根据本专利技术中描述的标的物的一个创新方面，装置包含具有第一表面和第二表面的衬底。所述装置包含第一电感布置，其包含共同形成第一导电通路的多个第一导电路径。所述第一导电通路具有第一回转轴。在一些实施方案中，所述多个第一导电路径包含至少从所述第一表面延伸到所述第二表面的第一组通孔、至少从所述第一表面延伸到所述第二表面的第二组通孔、布置于所述第一表面上的连接所述第一组通孔与所述第二组通孔的第一组迹线，以及布置于所述第二表面上的连接所述第一组通孔与所述第二组通孔的第二组迹线。所述装置还包含第二感应布置，其与所述第一感应布置感应耦合且交错并且包含共同形成第二导电通路的多个第二导电路径。所述第二导电通路具有第二回转轴，所述第一回转轴的至少部分在所述第二感应布置内，所述第二回转轴在所述第一感应布置内。在一些实施方案中，所述多个第二导电路径包含至少从所述第一表面延伸到所述第二表面的第三组通孔、至少从所述第一表面延伸到所述第二表面的第四组通孔、布置于所述第一表面上的连接所述第三组通孔与所述第四组通孔的第三组迹线，以及布置于所述第二表面上的连接所述第三组通孔与所述第四组通孔的第四组迹线。所述装置还包含使所述第一迹线的部分与所述第三迹线的部分绝缘的第一组一或多个电介质层，以及使所述第二迹线的部分与所述第四迹线的部分绝缘的第二组一或多个电介质层。在一些实施方案中，所述第一组通孔沿着第一行布置且所述第二组通孔沿着第二行布置，所述第一组迹线中的每一者在所述第一表面上连接来自所述第一行的通孔与来自所述第二行的通孔，所述第二组迹线中的每一者在所述第二表面上连接来自所述第一行的通孔与来自所述第二行的通孔。在一些实施方案中，所述第三组通孔沿着第三行布置且所述第四组通孔沿着第四行布置，所述第三组迹线中的每一者在第三表面上连接来自所述第三行的通孔与来自所述第四行的通孔，所述第四组迹线中的每一者在所述第二表面上连接来自所述第三行的通孔与来自所述第四行的通孔。在一些实施方案中，所述第一组迹线由在所述第一表面上沉积且图案化的第一导电层形成，且使所述第一组迹线的部分与所述第三组迹线的部分绝缘的所述第一组一或多个电介质层包含在所述第一表面上沉积且图案化以便覆盖所述第一组迹线的部分的第一电介质层。在一些实施方案中，所述第三组迹线由在所述第一电介质层上沉积且图案化的第三导电层形成。在一些实施方案中，所述第二组迹线由在所述第二表面上沉积且图案化的第二导电层形成，且使所述第二组迹线的部分与所述第四组迹线的部分绝缘的所述第二组一或多个电介质层包含在所述第二表面上沉积且图案化以便覆盖所述第二组迹线的部分的第二电介质层。在一些实施方案中，所述第四组迹线由在所述第二电介质层上沉积且图案化的第四导电层形成。在一些实施方案中，所述第一组迹线由在所述第一表面上沉积且图案化的第一导电层形成，且使所述第一迹线的部分与所述第三迹线的部分绝缘的所述一或多个电介质层包含在所述第一表面上沉积且图案化以便覆盖所述第一组迹线的部分的第一电介质层。在一些实施方案中，所述第三组迹线由在所述第一电介质层上沉积且图案化的第三导电层形成。在一些实施方案中，所述第四组迹线由在所述第二表面上沉积且图案化的第四导电层形成，且使所述第二迹线的部分与所述第四迹线的部分绝缘的所述一或多个电介质层包含在所述第二表面上沉积且图案化以便覆盖所述第四组迹线的部分的第二电介质层。在一些实施方案中，所述第二组迹线由在所述第二电介质层上沉积且图案化的第二导电层形成。在一些实施方案中，所述多个第一导电路径完全布置于在所述多个第二导电路径内的区内。在一些实施方案中，所述第一回转轴从所述第二回转轴横向偏移。在一些实施方案中，由于所述横向偏移，所述第一导电路径的有效匝数和所述第二导电路径的有效匝数大体上相等，使得所述第一感应布置与所述第二感应布置以大体上1∶1的变压比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，其包括：衬底，其具有第一表面和第二表面；第一感应布置，其包含共同形成第一导电通路的多个第一导电路径，所述第一导电通路具有第一回转轴，所述多个第一导电路径包含至少从所述第一表面延伸到所述第二表面的第一组通孔、至少从所述第一表面延伸到所述第二表面的第二组通孔、布置于所述第一表面上的连接所述第一组通孔与所述第二组通孔的第一组迹线，以及布置于所述第二表面上的连接所述第一组通孔与所述第二组通孔的第二组迹线；第二感应布置，其与所述第一感应布置感应耦合且交错并且包含共同形成第二导电通路的多个第二导电路径，所述第二导电通路具有第二回转轴，所述第一回转轴的至少部分在所述第二感应布置内延伸，所述第二回转轴的至少部分在所述第一感应布置内延伸，所述多个第二导电路径包含至少从所述第一表面延伸到所述第二表面的第三组通孔、至少从所述第一表面延伸到所述第二表面的第四组通孔、布置于所述第一表面上的连接所述第三组通孔与所述第四组通孔的第三组迹线，以及布置于所述第二表面上的连接所述第三组通孔与所述第四组通孔的第四组迹线；第一组一或多个电介质层，其使所述第一组迹线的部分与所述第三组迹线的部分绝缘；以及第二组一或多个电介质层，其使所述第二组迹线的部分与所述第四组迹线的部分绝缘。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.03 US 13/463,2571.一种装置，其包括：衬底，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；第一感应布置，其包含共同形成第一导电通路的多个第一导电路径，所述第一导电通路具有第一回转轴，所述多个第一导电路径包含穿过所述衬底至少从所述第一表面延伸到所述第二表面的第一组通孔、穿过所述衬底至少从所述第一表面延伸到所述第二表面的第二组通孔、布置于所述第一表面上的连接所述第一组通孔与所述第二组通孔的第一组迹线，以及布置于所述第二表面上的连接所述第一组通孔与所述第二组通孔的第二组迹线；第二感应布置，其与所述第一感应布置感应耦合且交错并且包含共同形成第二导电通路的多个第二导电路径，所述第二导电通路具有第二回转轴，所述第一回转轴从所述第二回转轴横向偏移并平行于所述第二回转轴，所述第一回转轴的至少部分在所述第二感应布置内，所述第二回转轴在所述第一感应布置内，所述多个第二导电路径包含穿过所述衬底至少从所述第一表面延伸到所述第二表面的第三组通孔、穿过所述衬底至少从所述第一表面延伸到所述第二表面的第四组通孔、布置于所述第一表面上的连接所述第三组通孔与所述第四组通孔的第三组迹线，以及布置于所述第二表面上的连接所述第三组通孔与所述第四组通孔的第四组迹线；第一组一或多个电介质层，其使所述第一组迹线的部分与所述第三组迹线的部分绝缘；以及第二组一或多个电介质层，其使所述第二组迹线的部分与所述第四组迹线的部分绝缘；其中：所述第一组迹线由在所述第一表面上沉积且图案化的第一导电层形成；使所述第一组迹线的部分与所述第三组迹线的部分绝缘的所述一或多个电介质层包含在所述第一表面上沉积且图案化以便覆盖所述第一组迹线的部分的第一电介质层；所述第三组迹线由在所述第一电介质层上沉积且图案化的第三导电层形成；所述第四组迹线由在所述第二表面上沉积且图案化的第四导电层形成；使所述第二组迹线的部分与所述第四组迹线的部分绝缘的所述一或多个电介质层包含在所述第二表面上沉积且图案化以便覆盖所述第四组迹线的部分的第二电介质层；且所述第二组迹线由在所述第二电介质层上沉积且图案化的第二导电层形成。2.根据权利要求1所述的装置，其中：所述第一组通孔沿着第一行布置且所述第二组通孔沿着第二行布置，所述第一组迹线中的每一者在所述第一表面上连接来自所述第一行的通孔与来自所述第二行的通孔，所述第二组迹线中的每一者在所述第二表面上连接来自所述第一行的通孔与来自所述第二行的通孔；且所述第三组通孔沿着第三行布置且所述第四组通孔沿着第四行布置，所述第三组迹线中...

【专利技术属性】
技术研发人员：智升·罗，龙海·金，左诚杰，章汉·霍比·云，
申请(专利权)人：高通MEMS科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US