用于功率元件集成的增材沉积低温可固化磁性互连层制造技术

本申请公开了用于功率元件集成的增材沉积低温可固化磁性互连层。用于形成变压器、电感器、电容器或其它无源电子元件的装置(100)，其具有在层压结构(104)中的图案化导电特征件(111、112、113)，以及一个或更多个铁氧体片或其它磁芯结构(101、102)，该一个或更多个铁氧体片或其它磁芯结构(101、102)经由一个或更多个喷墨印刷磁性粘合剂层(106、108)附接到层压结构(104)，该一个或更多个喷墨印刷磁性粘合剂层(106、108)将一个或更多个磁芯结构(101、102)联接到层压结构(104)。

Low temperature curable magnetic interconnection layer deposited by additive for power component integration

【技术实现步骤摘要】
用于功率元件集成的增材沉积低温可固化磁性互连层
技术介绍
高质量的隔离变压器通常是大型且昂贵的绕线变压器。要缩小此类变压器的尺寸，同时保持高的隔离电压，对于较小的占用面积设计来说是非常具有挑战性的。人们对可负担得起的小型隔离变压器提出了更高的要求，该变压器更适合于模块集成。当前，许多变压器结构设计可以满足这些要求。平面变压器结构、具有中心柱的平面变压器结构以及EI、UI、TU形变压器结构，它们具有很高的耦合、电感密度和品质因数。然而，互连变压器芯/核心件的方法是在层压板上配制非磁性材料以进行电气连接。这种方法将在磁性件和层压绕组结构之间产生20至25um厚的“间隙”，这对变压器结构的效率和性能产生不利影响。需要更好的解决方案来改善平面无源元件结构的高频操作和低成本制造。
技术实现思路
所描述的示例提供了一种装置，该装置包括在层压结构的层压片上的一个或更多个图案化导电特征件(feature)，以及将芯结构附接到层压结构的喷墨印刷磁性粘合剂层。在一个示例中，芯结构包括磁性材料。在一个示例中，一种装置包括具有图案化导电特征件的层压结构、诸如磁性片之类的芯结构以及将芯结构联接至层压结构的磁性粘合剂层。在一种实施方式中，层压结构包括多个图案化导电特征件，例如，在多层层压结构的不同的图案化导电层上。在一个示例中的装置包括多个芯结构，例如顶磁性片和底磁性片，其使用喷墨印刷磁性粘合剂层附接到层压结构的不同侧。在一个示例中，层压结构包括导电初级绕组和导电次级绕组，该导电次级绕组通过芯结构和磁性粘合剂层与导电初级绕组磁耦合。在一个示例中，无源电子元件是电感器，并且层压结构包括与芯结构和磁性粘合剂层磁耦合的导电绕组。在一个示例中，无源电子元件是电容器，并且层压结构包括第一电容器板和第二电容器板。进一步描述的示例提供了用于制造装置的过程或方法。在一个示例中，该方法包括执行喷墨印刷过程，该印刷过程将磁性油墨环氧树脂(epoxy)印刷在磁芯结构上或层压结构上，以及经由磁性油墨环氧树脂将磁芯结构附接到层压结构。一个示例还包括执行另一个喷墨印刷过程，该过程将第二磁性油墨环氧树脂印刷在层压结构上，以及经由第二磁性油墨环氧树脂将第二磁芯结构附接到层压结构。附图说明图1是示例变压器装置的透视图，该变压器装置具有多层层压结构以及通过磁性油墨环氧树脂附接到该层压结构的上部芯结构和下部芯结构。图2是图1的变压器装置的局部截面侧视图。图3是制造装置的方法的流程图。图4-图11示出了在根据图3的方法的制造的各个阶段的图1和图2的示例变压器装置。图12和图13分别示出了具有变压器装置的封装的半导体产品的侧视图和俯视图，该变压器装置具有多层层压结构以及具有通过磁性油墨环氧树脂附接到该层压结构的上部芯结构和下部芯结构。具体实施方式在附图中，相同的附图标记始终指代相同的部件，并且各种特征不必按比例绘制。在以下讨论和权利要求中，术语“包括”、“具有”或其变体旨在以类似于术语“包含”的方式包括在内。因此，应理解为“包括但不限于……”。此外，术语“耦合”旨在包括间接或直接的电气或机械连接或其组合。例如，如果第一设备耦合至第二设备或与第二设备耦合，则该连接可以是通过直接电气连接，或者是通过经由一个或更多个中间设备和连接的间接电气连接。图1和图2示出了隔离变压器装置100。装置100包括第一芯结构101、第二芯结构102和层压结构104。在所说明的示例中，层压结构104和芯结构101、102通常是平面的，尽管并非所有实施方式都要求。下部第一芯结构101经由第一磁性粘合剂层106附接到层压结构104的底侧的至少一部分，并且上部第二芯结构102经由第二磁性粘合剂层108附接到层压结构104的顶侧的至少一部分。在一个示例中，层压结构104是具有图案化导电特征件111、112和113的多层结构，图案化导电特征件111、112和113形成部分的无源变压器电子元件。在一个示例中，第一图案化导电特征件111形成变压器初级绕组，第二图案化导电特征件112形成第一变压器次级绕组，并且图案化导电特征件113形成第二次级绕组。在该示例中，图案化导电特征件111、112和113具有在多层层压结构104的多个层上的元件，尽管并非所有可能的实施方式都需要。另外，尽管并非所有可能的实施方式都要求。此外，在该示例中，各个初级绕组和次级绕组的图案化绕组匝在层压结构104的不同层上延伸。此外，单独的图案化绕组特征件111、112和113在层压结构104的各个层上包括螺旋图案的多个匝，尽管其它实施方式也是可能的，诸如在单层上的单匝绕组结构。此外，形成变压器初级绕组和次级绕组的示例图案化导电特征件包括端部连接特征件，其允许绕组互连到外部电路(未示出)。在所说明的示例中，各个图案化导电特征件111、112和113包括用于各个变压器绕组的外部连接的端部连接，诸如用于如下方的图12和图13所示的封装的半导体产品中的引线键合连接。在一个示例中，磁性粘合剂层106和108使用磁性环氧树脂油墨被喷墨印刷。在所说明的示例中，上部芯结构和下部芯结构101、102通过磁性油墨环氧树脂106、108附接到层压结构，以形成磁耦合变压器装置。磁性油墨环氧树脂106、108在由图案化导电特征件111、112和113形成的绕组之间提供磁耦合，而在层压结构104与芯结构101和102之间没有不希望的非磁性间隙。在其它示例中，上部芯结构或下部芯结构101、102以及相应的磁性油墨环氧树脂106、108可以省略，其余的芯结构和磁性环氧树脂为装置100的一个或更多个无源电子元件提供磁耦合。层压结构104包括顶侧或第一侧121和底侧或第二侧122。第二芯结构102包括顶侧或第二侧132和底侧或第一侧131，该底侧或第一侧131经由磁性粘合剂层108附接到层压结构104的第一侧121。第一芯结构101包括底侧或第一侧141和第二侧或顶侧142，该第二侧或顶侧142经由第一磁性粘合剂层106附接到层压结构104的第二侧122。各个芯结构(例如，磁性片)和层压结构104通过由磁性油墨环氧树脂106、108提供的粘合经由机械键合彼此附接，并且可以不需要彼此接触。在没有直接结构接触的情况下，层压结构104和(一个或更多个)芯结构通过环氧树脂材料106、108联接，该环氧树脂材料提供了与使用非磁性环氧树脂相比具有增强的高频性能的连续磁性结构。在其它变压器示例中，层压结构包括初级绕组111和单个次级绕组，并且可以省略另外的次级绕组113。在其它示例中，可以提供单个图案化导电特征件以形成电感器的单个导电绕组，并且该电感器绕组经由磁性粘合剂层材料与一个或更多个芯结构磁耦合。在另一个示例中，可以构造无源电容器电子元件，其中，层压结构104包括由多层层压结构的介电材料隔开的第一电容器板和第二电容器板。磁性环氧油墨106、108的喷墨印刷有利地提供了制造期间受控的材料使用，从而与丝网印刷相比减少了浪费并控制了装置100的制造成本。另外，磁性环氧油墨106、108执行附接(例如，键合或机械附接)功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，其包括：/n层压结构，包括形成无源电子元件的一部分的图案化导电特征件；/n芯结构；和/n磁性粘合剂层，其将所述芯结构联接到所述层压结构。/n

【技术特征摘要】
20181031 US 16/176,6301.一种装置，其包括：
层压结构，包括形成无源电子元件的一部分的图案化导电特征件；
芯结构；和
磁性粘合剂层，其将所述芯结构联接到所述层压结构。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述层压结构包括多个图案化导电特征件。


3.根据权利要求2所述的装置，其还包括：
第一磁性粘合剂层，其将第一磁芯结构连接到所述层压结构的第一侧；和
第二磁性粘合剂层，其将第二磁芯结构连接到所述层压结构的第二侧。


4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述层压结构包括多个图案化导电层。


5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述无源电子元件是变压器，并且其中，所述层压结构包括：
导电初级绕组；和
导电次级绕组，其通过所述芯结构和所述磁性粘合剂层与所述导电初级绕组磁耦合。


6.根据权利要求2所述的装置，其中，所述无源电子元件是电感器，并且其中，所述层压结构包括与所述芯结构和所述磁性粘合剂层磁耦合的导电绕组。


7.根据权利要求2所述的装置，其中，所述无源电子元件是电容器，并且其中，所述层压结构包括第一电容器板和第二电容器板。


8.根据权利要求1所述的装置，其还包括：
第一磁性粘合剂层，其将所述第一磁芯结构联接到所述层压结构的第一侧；和
第二磁性粘合剂层，其将第二磁芯结构联接到所述层压结构的第二侧。


9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述层压结构包括多个图案化导电层。


10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述层压结构包括多个图案化导电层。


11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述芯结构包括磁性材料。


12.一种方法，其包括：
执行将磁性油墨环氧树脂印刷在磁芯结构或层压结构上的喷墨印刷过程；和
经由所述磁性油墨环氧树脂将所述磁芯结构附接到所述层压结构。


13.根据权利要求12所述的方法，其还包括：
执行将第二磁性油墨环氧树脂印刷在所述层压结构上的另一个喷墨印刷过程；和
经由所述第二磁性油墨环氧树脂将第二磁芯结构附接到所述层压结构。


14.根据权利要求13所述的方法，其中，执行所述另...

【专利技术属性】
技术研发人员：鄢艺，L·T·阮，A·普拉布，A·波达尔，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US