电隔离变压器制造技术

一种集成电路管芯或裸芯系统，包含第一集成电路管芯或裸芯，第二集成电路管芯或裸芯，以及在电介质衬底（例如石英）上形成的并且电气连接在第一集成电路管芯和第二集成电路管芯之间以提供其间电隔离的变压器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术关于电气系统中的电隔离，并且，尤其关于在电介质(例如石英，或者玻璃)衬底上的电隔离变压器的构成。
技术介绍
具有不同接地参考，又或具有产生冲击电流能力的任何电气系统需要加入电隔离以保障系统和使用者的安全。集成电路的电隔离要求器件把两个系统电气隔离开在高目标隔离电压，例如5千伏，但要求在不同的接地电位的系统之间进行数据传输。有很多提供两系统之间电隔离的解决方法存在。一种是多管芯的方法，该方法在要彼此隔离的管芯之间利用变压器；在一个管芯系统上产生的短脉冲经过变压器传输以供第二个管芯系统解码。另一种解决方法类似刚才所述，只是使用电容器取代变压器来隔离两个管芯系统。然而还有一种解决方法就是 采用光耦合，其通过一个管芯系统上的发光二极管(LED)发射光和第二个管芯系统上的光电二极管检测光并产生相应的电气电流。图I示出多管芯电隔离的设计100，其利用在单个硅衬底104上形成的变压器102以在第一个硅管芯108上形成的第一集成电路106和第二个硅管芯112上形成的第二集成电路110之间产生电隔离。图I示出在第一集成电路106和第二集成电路110之间通过焊线114连接的变压器102，该焊线114电气相连第一个硅管芯108和第二个硅管芯116到“变压器”的衬底104。在变压器102各绕组之间形成的电介质116 (如图I示意显示)必须足够厚以抵挡第一个集成电路106和第二个集成电路110之间的电压差。在图I的集成电路系统100中，为传输数据，被包括在第一个集成电路106里的模拟或者数字编码/解码器获取第一集成电路106产生的数据，对其编码，并将其传输通过变压器102。用于传输电压/电流通过变压器有很多现有方法，例如，很短的方波脉冲，或者通过高频射频载波正弦波。包括在第二个集成电路110里的模拟或者数字编码/解码器检测传输到的经过编码的数据，对其解码并提取数据以供第二个集成电路HO使用。通常用于半导体IC工业的集成电路变压器有两种基本类型内绕线平面型和堆叠型。内绕线型采用单金属层，并且各绕组因布局设计而分开。堆叠型采用两层金属，所述两层金属之间分开足够大以抵挡两绕组之间的电压差的距离。为了提供电隔离，例如，具有大于或等于隔离目标电压(例如5千伏)的电压的集成电路(IC)的电隔离，则至少需要四种类型隔离的方法绕组到绕组隔离，绕组到衬底隔离，焊线到焊线隔离，以及管芯到管芯隔离。绕组到绕组隔离方式的最小距离由各绕组之间所使用的绝缘体的介电强度来决定。下方表格I提供了在半导体加工和封装工业中普遍使用的几种介电材料和隔离5千伏电压所需的距离的一览。通常情况下，考虑到电介质质量的不同和不均匀性，为了安全，在实际器件里使用的距离会更大。表I权利要求1.一种集成电路系统，包含 第一集成电路管芯，所述第一集成电路管芯具有形成在其上的第一个集成电路； 第二集成电路管芯，所述第二集成电路管芯具有形成在其上的第二个集成电路；以及形成在电介质衬底上并且电气连接在所述第一集成电路和所述第二集成电路之间的变压器。2.根据权利要求I中所述的集成电路系统，其中，所述电介质衬底包含石英衬底。3.根据权利要求I中所述的集成电路系统，其中，所述电介质衬底包含玻璃衬底。4.根据权利要求I中所述的集成电路系统，其中，所述变压器包含空气芯变压器。5.根据权利要求I中所述的集成电路系统，其中，所述变压器包括磁芯。6.根据权利要求I中所述的集成电路系统，其中，所述第一集成电路管芯和所述第二集成电路管芯附在所述电介质衬底上。7.根据权利要求I中所述的集成电路系统，其中，所述第一集成电路具有与其相关的高于或者等于5千伏的电压。8.一种集成电路系统,包含 石英衬底； 第一集成电路管芯，所述第一集成电路管芯附在所述石英衬底上并且具有形成在其上的第一集成电路，所述第一集成电路具有与其关联的第一电压； 第二集成电路管芯，所述第二集成电路管芯附在所述石英衬底上并且具有形成在其上的第二集成电路，所述第二集成电路具有与其关联的第二电压，所述第二电压小于所述第一电压; 在所述石英衬底上形成的并且电气连接在所述第一集成电路和所述第二集成电路之间以提供其间电隔离的变压器。9.根据权利要求8中所述的集成电路系统，其中，所述第一集成电路管芯和所述第二集成电路管芯形成在所述石英衬底上。10.根据权利要求8中所述的集成电路系统，其中，所述第一电压高于或者等于5千伏。11.根据权利要求8中所述的集成电路系统，其中，所述变压器系统包含内绕线变压器。12.根据权利要求8中所述的集成电路系统，其中，所述变压器系统包含堆叠式变压器。13.根据权利要求8中所述的集成电路系统，其中，所述变压器系统包含多个内绕线变压器以提供所述第一集成电路和所述第二集成电路之间的多通道信号的通信。14.根据权利要求8中所述的集成电路系统，其中， 所述第一集成电路包括对所述第一集成电路产生的数据进行编码并将编码过的数据通过所述变压器传输给所述第二集成电路的第一编码/解码器，以及其中， 所述第二集成电路包括对由所述第一集成电路传输过来的编码过的数据进行解码并且提取数据以供所述第二集成电路使用的第二编码/解码器。15.一种形成集成电路系统的方法，包括 提供第一集成电路管芯，所述第一集成电路管芯具有形成在其上的第一集成电路； 提供第二集成电路管芯，所述第二集成电路管芯具有形成在其上的第二集成电路；以及 将在电介质衬底上形成的变压器系统电气连接在所述第一集成电路和所述第二集成电路之间以提供其间的电隔离。16.根据权利要求15中所述的方法，其中，所述电介质衬底包含石英。.17.根据权利要求15中所述的方法，其中，所述第一集成电路管芯系统和所述第二集成电路管芯系统附在所述石英衬底上。18.根据权利要求15中所述的方法，其中，所述变压器系统包含内绕线变压器。19.根据权利要求15中所述的方法，其中，所述变压器系统包含堆叠式变压器。20.根据权利要求12中所述的方法，其中，所述变压器系统包含多个内绕线变压器以提供所述第一集成电路和所述第二集成电路间之间的多通道信号的通信。全文摘要一种集成电路管芯或裸芯系统，包含第一集成电路管芯或裸芯，第二集成电路管芯或裸芯，以及在电介质衬底(例如石英)上形成的并且电气连接在第一集成电路管芯和第二集成电路管芯之间以提供其间电隔离的变压器。文档编号H01L25/00GK102906833SQ201180025009 公开日2013年1月30日 申请日期2011年6月27日 优先权日2010年6月30日专利技术者W·弗兰茨, P·J·霍波, P·司美思, A·咖布利斯, D·I·安德森 申请人:美国国家半导体公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·弗兰茨，P·J·霍波，P·司美思，A·咖布利斯，D·I·安德森，
申请(专利权)人：美国国家半导体公司，
类型：
国别省市：