集成变压器模块制造技术

一种模块包括：衬底；金属层和绝缘层，层压在衬底上；金属制成的底部绕组，直接接触第一金属层或第二金属层；第一绝缘层，位于底部绕组上；磁芯，位于第一绝缘层上；第二绝缘层，位于磁芯上；金属制成之上绕组，位于磁芯和第二绝缘层的一部分上并且与第一金属层或第二金属层直接接触；第三绝缘层，位于顶部绕组上；电子组件，位于第三绝缘层上，其中，变压器的初级绕组和次级绕组由底部绕组和顶部绕组的部分限定，并且位于彼此相对的磁芯的两侧上。并且位于彼此相对的磁芯的两侧上。并且位于彼此相对的磁芯的两侧上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集成变压器模块


[0001]本专利技术涉及变压器。更具体地，本专利技术涉及一种可以用于DC
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DC转换器或电源应用的集成变压器模块。

技术介绍

[0002]传统电源和DC
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DC转换器需要较大的分立磁性组件，例如变压器和电感器，这些组件具有固有损耗，发热，发射电磁干扰(EMI)，并且制造成本高。电池供电的手机和手持式应用需要小型的高效的且具有成本效益的组件。
[0003]因此，已经开发出较小的磁性组件和变压器，它们直接制造在衬底上，例如印刷电路板(PCB)或硅衬底。平面电感器之类的组件已经作为半导体芯片制造在硅衬底的表面上。这些组件已经使用半导体制造技术而制成类似于集成电路(IC)。然而，例如在美国专利No.10,244,633中所示，在带有无源组件的电源管理控制IC中，由于高压组件之间的间隙很小，使用由硅上金属层限定的变压器绕组不能在隔离的DC
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DC转换器中提供足够的隔离。
[0004]此外，电路组件和变压器可以构建在同一个硅管芯上，但如果需要具有高电容值的电容器，例如陶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种变压器模块，包括：衬底；多个金属层和多个绝缘层，层压在所述硅衬底上；变压器的由金属制成的第一底部绕组和第二底部绕组，所述第一底部绕组与所述多个金属层中的第一金属层直接接触，并且所述第二底部绕组与所述多个金属层中的第二金属层直接接触；所述多个绝缘层中的第一绝缘层，所述第一绝缘层位于所述第一底部绕组和所述第二底部绕组上；磁芯，位于所述第一绝缘层上；所述多个绝缘层中的第二绝缘层，位于所述磁芯上；由所述金属制成的所述变压器的第一顶部绕组和第二顶部绕组，位于所述磁芯和第二绝缘层的一部分上，所述第一顶部绕组与所述多个金属层中的所述第一金属层直接接触，所述第二顶部绕组与所述多个金属层中的所述第二金属层直接接触；所述多个绝缘层中的第三绝缘层，位于所述第一顶部绕组和所述第二顶部绕组上；电子组件，位于所述第三绝缘层上并且与所述变压器连接；以及模制材料，位于所述电子组件上，其中所述第一底部绕组和所述第一顶部绕组包括在所述变压器的初级绕组中，并且所述第二底部绕组和所述第二顶部绕组包括在所述变压器的次级绕组中，以及所述变压器的所述初级绕组和所述次级绕组不彼此电连接。2.根据权利要求1所述的变压器模块，其中，所述衬底包括硅。3.根据权利要求1或2所述的变压器模块，还包括位于所述衬底上的电路；其中所述变压器与所述电路位于所述衬底的同一侧上。4.根据权利要求2所述的变压器模块，还包括在所述衬底中的PN结，所述PN结将所述变压器的初级侧和次级侧隔离。5.根据权利要求1至4中的一项所述的变压器模块，还包括输入
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输出焊盘，所述输入
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输出焊盘位于所述衬底的与所述变压器所在的一侧相对的相对侧上。6.根据权利要求1至5中的一项所述的变压器模块，其中，所述第一顶部绕组和所述第二顶部绕组在安装有所述电子组件的表面上方延伸。7.根据权利要求1至6中的一项所述的变压器模块，其中，所述金属是铜。8.一种制造变压器模块的方法，包括：提供衬底；在所述衬底上形成多个金属层；沉积金属以形成变压器的第一底部绕组和第二底部绕组，所述第一底部绕组与所述多个金属层中的第一金属层直接接触，并且所述第二底部绕组与所述多个金属层中的第二金属层直接接触；在所述第一底部绕组和所述第二底部绕组上形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层上电镀覆磁芯；在所述磁芯上形成第二绝缘层；沉积所述金属以在所述第二绝缘层上形成所述变压器的第一顶部绕组和第二顶部绕
组，所述第一顶部绕组和所述第二顶部绕组围绕所述磁芯延伸，所述第一顶部绕组与所述多个金属层中的所述第一金属层直接接触，并且所述第二顶部绕组与所述多个金属层中的所述第二金属层直接接触；在所述第一顶部绕组和所述第二顶部绕组上形成第三绝缘层；将电子组件安装在所述第三绝缘层上，使得所述电子组件与所述变压器连接；以及用模制材料对所述电子组件进行包覆模制，其中所述第一底部绕组和所述第一顶部绕组包括在所述变压器的初级绕组中，并且所述第二底部绕组和所述第二顶部绕组包括在所述变压器的次级绕组中；以及所述变压器的所述初级绕组和所述次级绕组不彼此电连接。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述金属是电镀覆铜。10.一种变压器模块，包括：硅衬底；电路，位于所述硅衬底的包括输入
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输出焊盘的第一侧上；变压器的金属的底部绕组，所述底部绕组位于所述硅衬底的第二侧上并且通过所述硅衬底与所述电路接触；第一绝缘层，位于所述底部绕组上；磁芯，位于所述第一绝缘层上；第二绝缘层，位于所述磁芯上；所述变压器的所述金属之上绕组，所述顶部绕组围绕所述磁芯和所述第二绝缘层的一部分延伸并且通过所述硅衬底与所述电路接触；第三绝缘层，位于所述顶部绕组上；电子组件，位于所述第三绝缘层上并且与所述变压器连接；以及模制材料，位于所述电子组件上，其中所述变压器的初级绕组和次级绕组被所述底部绕组和所述顶部绕组的一部分限定，并且不彼此电连接。11.根据权利要求10所述的变压器模块，还包括在所述硅衬底中的PN结，所述PN结将所述变压器的初级侧和次级侧隔离。12.根据权利要求10或11所述的变压器模块，其中，所述金属是铜。13.一种制造变压器模块的方法，所述方法包括：提供硅衬底；在所述硅衬底的包括输入
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输出焊盘的第一侧上形成电路；在所述硅衬底的第二侧上沉积金属以形成变压器的与所述电路接触的底部绕组；在所述底部绕组上形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层上电镀覆磁芯；在所述磁芯上形成第二绝缘层；在所述第二绝缘层上沉积所述金属以形成所述变压器之上绕组，所述顶部绕组围绕所述磁芯延伸并且通过所述硅衬底与所述电路接触；在所述顶部绕组上形成第三绝缘层；将电子组件安装在所述第三绝缘层上，使得所述电子组件与所述变压器连接；以及
用模制材料对所述电子组件进行包覆模制，其中所述变压器的初级绕组和次级绕组被所述底部绕组和所述顶部绕组的一部分限定，并且不彼此电连接。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述金属是电镀覆铜。15.一种变压器模块，包括：硅衬底；电路，位于所述硅衬底的第一侧上；变压器的金属的底部绕组，所述底部绕组位于所述硅衬底的第二侧上并且与所述电路连接；第一绝缘层，位于所述底部绕组上；磁芯，位于所述第一绝缘层上；第二绝缘层，位于所述磁芯上；所述变压器的所述金属之上绕组，所述顶部绕组围绕所述磁芯和所述第二绝缘层的一部分延伸并且与所述电路连接；第三绝缘层，覆盖所述顶部绕组；引线框架，具有与所述变压器连接的输入
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输出焊盘；以及模制材料，覆盖所述硅衬底、所述变压器和除所述输入
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输出焊盘外的所述引线框...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹下贵之，牛见义光，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：