一种隔离变压器及电子元件制造技术

技术编号:34364826 阅读:52 留言:0更新日期:2022-07-31 08:22
本申请提供一种隔离变压器及电子元件,涉及半导体技术领域。隔离变压器包括:第一线圈组、第二线圈组、塑封体、金属层、第一衬底和第二衬底;第一衬底和第二衬底设置在塑封体内;第一线圈组至少有一部分设置在塑封体内位于第一区域和第二区域之外的区域,第二线圈组至少有一部分设置在塑封体内位于第一区域和第二区域之外的区域,第一区域为第一衬底在预设方向上的投影范围区域,第二区域为第二衬底在预设方向上的投影范围区域;第一衬底和第二衬底通过第一线圈组和/或第二线圈组电性连接。本申请对隔离变压器的结构进行了优化,将隔离变压器设置在芯片封装的塑封体中,有效地增加了隔离变压器的尺寸、隔离层厚度,提高了隔离变压器的性能。变压器的性能。变压器的性能。

An isolation transformer and electronic components

【技术实现步骤摘要】
一种隔离变压器及电子元件


[0001]本申请涉及半导体
,具体而言,涉及一种隔离变压器及电子元件。

技术介绍

[0002]隔离器包括电容隔离器和变压器隔离器,是一种可以断开地环路,隔离高压的同时保持信号或功率传输的电子器件。器件分为发送器和接收器两颗芯片。两颗芯片之间通过一隔离结构相连,如一组半导体绝缘介质的高压隔离电容相连。隔离器在工业总线、智能电表、光伏逆变等领域应用广泛,但是其隔离耐压能力受到片上集成的隔离电容或者隔离变压器的限制,因此产品的可靠性、抗雷击、抗浪涌能力难以进一步提高。
[0003]目前的隔离器中的隔离变压器中,其共同点是通过晶圆制造的后道工艺,将微型隔离变压器集成在芯片的表面。导致隔离变压器尺寸较小,绝缘层厚度较小,辐射能力较弱,抗干扰能力较低,隔离变压器的性能较差。

技术实现思路

[0004]有鉴于此,本申请实施例的目的在于提供一种隔离变压器及电子元件,以改善现有技术中存在的隔离变压器性能较差的问题。
[0005]为了解决上述问题,第一方面,本申请实施例提供了一种隔离变压器,包括:第一线圈组、第二线圈组、塑封体、第一衬底和第二衬底;
[0006]所述第一衬底和所述第二衬底设置在所述塑封体内;
[0007]所述第一线圈组至少有一部分设置在所述塑封体内位于第一区域和第二区域之外的区域,所述第二线圈组至少有一部分设置在所述塑封体内位于所述第一区域和所述第二区域之外的区域,所述第一区域为所述第一衬底在预设方向上的投影范围区域,所述第二区域为所述第二衬底在所述预设方向上的投影范围区域;
[0008]所述第一衬底和所述第二衬底通过所述第一线圈组和/或所述第二线圈组电性连接。
[0009]在上述实现方式中,通过将两个线圈组设置在隔离变压器的塑封体内,使两个线圈组至少有一部分位于第一衬底和第二衬底对应的第一区域和第二区域之外,两个芯片衬底通过第一线圈组和/或第二线圈组进行电性连接,以将隔离变压器设置在芯片封装的塑封体内,以塑封体为基础为线圈组提供物理支撑进行隔离设计,有效地增大了隔离层厚度和隔离变压器的尺寸,提高了隔离变压器的性能。
[0010]可选地,所述隔离变压器还包括第一金属层和第二金属层;
[0011]所述第一金属层位于所述塑封体内的第一高度处;
[0012]所述第二金属层位于所述塑封体内的第二高度处;
[0013]所述第一金属层和所述第二金属层,用于放置所述第一线圈组和/或所述第二线圈组。
[0014]在上述实现方式中,通过在隔离变压器中设置不同高度的两层金属层,能够对第
一线圈组和第二线圈组进行放置,以使第一线圈组和第二线圈组中的多个线圈位于芯片封装的塑封体内,在两个金属层的基础上对两个线圈组进行隔离设计。能够将线圈组中的多个线圈设置在不同高度的金属层上形成双层结构,通过双层结构形成的重叠区域形成变压器,充分利用了塑封体的塑封料在各个方向的耐压能力,实现更加进修的线圈绕线设计,提高了隔离变压器的耐压能力。
[0015]可选地,所述第一线圈组包括:第一线圈和第二线圈,所述第一线圈设置在所述第一金属层上,所述第二线圈设置在所述第二金属层上;
[0016]所述第二线圈组包括:第三线圈和第四线圈,所述第三线圈设置在所述第一金属层上,所述第四线圈设置在所述第二金属层上。
[0017]在上述实现方式中,分别在第一线圈组中设置两个线圈,使两个线圈分别位于第一金属层和第二金属层上,以形成主绕边线圈组;在第二线圈组中设置两个线圈,使两个线圈分别位于第一金属层和第二金属层上,以形成副绕边线圈组,有利于形成双层的线圈结构,有效地提高了隔离变压器的尺寸。
[0018]可选地,所述第一线圈从第一外部端口到第一内部端口的旋向为第一方向;
[0019]所述第二线圈从第二外部端口到第二内部端口的旋向为第二方向,其中,所述第二方向为与所述第一方向相反的方向;
[0020]所述第三线圈从第三外部端口到第三内部端口的旋向为所述第一方向;
[0021]所述第四线圈从第四外部端口到第四内部端口的旋向为所述第二方向。
[0022]在上述实现方式中,同一线圈组中的两个线圈,从线圈的外部端口至内部端口的旋向相反,以此为两个线圈组分别提供相反方向的电流,产生两种相反方向的磁偶极,两个线圈的磁场互相抵消,实现在同一层金属层上,连接的到不同的芯片衬底的线圈的旋向一致,有利于两个线圈组的耦合,在不同层金属层上,同一线圈组内的线圈旋向相反,增加了同一线圈组内部线圈的耦合,有效地提高了线圈组对外部电磁场干扰的抗干扰能力。
[0023]可选地,所述第一外部端口与和所述第二外部端口与所述第二衬底连接;
[0024]所述第一内部端口和所述第二内部端口,通过所述第一金属层与所述第二金属层之间的第一通孔连接;
[0025]所述第三外部端口和所述第四外部端口与所述第一衬底连接;
[0026]所述第三内部端口和所述第四内部端口,通过所述第一金属层与所述第二金属层之间的第二通孔连接。
[0027]在上述实现方式中,通过第一金属层和第二金属层之间的第一通孔,对第一线圈组中的第一线圈和第二线圈进行连接,通过第一金属层和第二金属层之间的第二通孔,对第二线圈组中的第三线圈和第四线圈进行连接,实现了同组多个线圈之间的互相连接。并且第一线圈组中的两个线圈的外部端口指向第二衬底,与第二衬底连接;第一线圈组中的两个线圈的外部端口指向第一衬底,与第一衬底连接。将同一组线圈中的多个外部端口集中在同一侧,通过两个线圈组实现了走线的功能,减少了芯片中走线的线路长度,有利于第一衬底和第二衬底进行连接。
[0028]可选地,所述第一线圈组包括:第五线圈、第六线圈、第七线圈和第八线圈;
[0029]所述第五线圈和所述第八线圈设置在所述第二金属层上,所述第六线圈和所述第七线圈设置在所述第一金属层上;
[0030]所述第二线圈组包括:第九线圈、第十线圈、第十一线圈和第十二线圈;
[0031]所述第九线圈和所述第十二线圈设置在所述第二金属层上,所述第十线圈和所述第十一线圈设置在所述第一金属层上。
[0032]在上述实现方式中,第一线圈组中包含四个线圈,通过位于第二金属层的第五线圈和第八线圈,以及位于第一金属层的第六线圈和第七线圈组成主绕边线圈组。第二线圈组中包含四个线圈,通过位于第二金属层的第九线圈和第十二线圈,以及位于第一金属层的第十线圈和第十一线圈组成副绕边线圈组。在不同的金属层上设置同一线圈组中的多个线圈,有利于形成双层的线圈结构,有效地提高了隔离变压器的尺寸。
[0033]可选地,所述第五线圈从第五外部端口到第五内部端口的旋向为第一方向;
[0034]所述第六线圈从第六外部端口到第六内部端口的旋向为第二方向,其中,所述第二方向为与所述第一方向相反的方向;
[0035]所述第七线圈从第七外部端口到第七内部端口的旋向为所述第二方向;
[0036]本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔离变压器,其特征在于,包括:第一线圈组、第二线圈组、塑封体、第一衬底和第二衬底;所述第一衬底和所述第二衬底设置在所述塑封体内;所述第一线圈组至少有一部分设置在所述塑封体内位于第一区域和第二区域之外的区域,所述第二线圈组至少有一部分设置在所述塑封体内位于所述第一区域和所述第二区域之外的区域,所述第一区域为所述第一衬底在预设方向上的投影范围区域,所述第二区域为所述第二衬底在所述预设方向上的投影范围区域;所述第一衬底和所述第二衬底通过所述第一线圈组和/或所述第二线圈组电性连接。2.根据权利要求1所述的隔离变压器,其特征在于,所述隔离变压器还包括第一金属层和第二金属层;所述第一金属层位于所述塑封体内的第一高度处;所述第二金属层位于所述塑封体内的第二高度处;所述第一金属层和所述第二金属层,用于放置所述第一线圈组和/或所述第二线圈组。3.根据权利要求2所述的隔离变压器,其特征在于,所述第一线圈组包括:第一线圈和第二线圈,所述第一线圈设置在所述第一金属层上,所述第二线圈设置在所述第二金属层上;所述第二线圈组包括:第三线圈和第四线圈,所述第三线圈设置在所述第一金属层上,所述第四线圈设置在所述第二金属层上。4.根据权利要求3所述的隔离变压器,其特征在于,所述第一线圈从第一外部端口到第一内部端口的旋向为第一方向;所述第二线圈从第二外部端口到第二内部端口的旋向为第二方向,其中,所述第二方向为与所述第一方向相反的方向;所述第三线圈从第三外部端口到第三内部端口的旋向为所述第一方向;所述第四线圈从第四外部端口到第四内部端口的旋向为所述第二方向。5.根据权利要求4所述的隔离变压器,其特征在于,所述第一外部端口与和所述第二外部端口与所述第二衬底连接;所述第一内部端口和所述第二内部端口,通过所述第一金属层与所述第二金属层之间的第一通孔连接;所述第三外部端口和所述第四外部端口与所述第一衬底连接;所述第三内部端口和所述第四内部端口,通过所述第一金属层与所述第二金属层之间的第二通孔连接。6.根据权利要求2所述的隔离变压器,其特征在于,所述第一线圈组包括:第五线圈、第六线圈、第七线圈和第八线圈;所述第五线圈和所述第八线圈设置在所述第二金属层上,所述第六线圈和所述第七线圈设置在所述第一金属层上;所述第二线圈组包括:第九线圈、第十线圈、第十一线圈和第十二线圈;所述第九线圈和所述第十二线圈设置在所述第二金属层上,所述第十线圈和所述第十一线圈设...

【专利技术属性】
技术研发人员:谭金益李立松方向明
申请(专利权)人:重庆线易电子科技有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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