CN107437453A - 用于在info封装件上的无线充电结构的堆叠的线圈及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种堆叠线圈结构，包括第一包封层和在第一包封层中的第一线圈。第一包封层的顶面与第一线圈的顶面共平面，并且第一包封层的底面与第一线圈的底面共平面。在第一包封层上方形成第二包封层。导电通孔在第二包封层中，并且第一导电通孔电耦合至第一线圈。第三包封层位于第二包封层上方。第二线圈在第三包封层中。第三包封层的顶面与第二线圈的顶面共平面，并且第三包封层的底面与第二线圈的底面共平面。本发明的实施例还提供了一种形成堆叠线圈结构的方法。

Description

用于在INFO封装件上的无线充电结构的堆叠的线圈及其形成 方法
技术领域
本发明总体涉及半导体领域，更具体地，涉及无线电充电线圈及其形成方法。
背景技术
无线充电已经变成了一个越来越受欢迎的充电技术。无线充电有时称为电感充电，电感充电使用电磁场在功率发射器和功率接收器之间传输功率。功率通过电感耦合被发送至电器件，然后电器件可以使用该功率给电池充电或运行器件。电感充电器使用第一电感线圈以产生来自发射器的交变电磁场并且使用第二电感线圈以接收来自电磁场的功率。第二电感线圈将功率转换回至电流，然后该电流被用于给电池充电或直接驱动电器件。两个电感线圈当彼此靠近时形成电力变压器。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种堆叠线圈结构，包括：第一包封层；第一线圈，位于所述第一包封层中，其中，所述第一包封层的顶面与所述第一线圈的顶面共平面，并且所述第一包封层的底面与所述第一线圈的底面共平面；第二包封层，位于所述第一包封层上方；两个导电通孔，位于所述第二包封层中，其中，所述两个导电通孔电连接至所述第一线圈；第三包封层，位于所述第二包封层上方；以及第二线圈以及一个或两个导电通孔，在所述第三包封层中，其中，所述第三包封层的顶面与所述第二线圈的顶面共平面，并且所述第三包封层的底面与所述第二线圈的底面共平面。
根据本发明的另一个方面，提供了一种堆叠线圈结构，包括：第一模塑料；第二模塑料，位于所述第一模塑料上方；第三模塑料，位于所述第二模塑料上方；第四模塑料，位于所述第三模塑料上方；第五模塑料，位于所述第四模塑料上方；第一线圈，在所述第一模塑料中；第二线圈，在所述第三模塑料中；以及第三线圈，在所述第五模塑料中，其中，在所述第二模塑料和所述第四模塑料中没有形成线圈。
根据本发明的又一个方面，提供了一种形成堆叠线圈结构的方法，包括：在载体上方形成第一线圈；在第一包封层中包封所述第一线圈；在所述第一线圈和所述第一包封层上方形成第一介电层；在所述第一介电层上方形成第一金属柱；在第二包封层中包封所述第一金属柱；在所述第一金属柱和所述第二包封层上方形成第二介电层；在所述第二介电层上方形成第二线圈；在第三包封层中包封所述第二线圈；以及形成连接至所述第一线圈和所述第二线圈的电连接件。
附图说明
当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本发明的实施例。应该强调的是，根据工业中的标准实践，对各种部件没有按比例绘制并且仅仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或缩小。
图1A至图1D示出了根据一些实施例的线圈模块的顶视图、示意图和截面图。
图2A至图2E示出了根据一些实施例的线圈模块的立体图、顶视图、示意图和截面图。
图3A至图3F示出了根据一些实施例的线圈模块的顶视图、示意图和截面图。
图4A至图19B示出了根据一些实施例的线圈模块的形成中的中间阶段的截面图。
图20A、图20B和图20C示出了根据一些实施例的无线充电电路的电路图。
图21示出了根据一些实施例的线圈的一部分的放大图。
图22示出了根据一些实施例的用于形成线圈模块的工艺流程图。
图23A和图23B示出了根据一些实施例的线圈模块的立体图，其中，线圈模块的不同层中的线圈相对彼此旋转。
具体实施方式
以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成为直接接触的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实例中重复参考标号和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在...下面”、“在...下方”、“下部”、“在...上面”、“上部”等空间相对术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对位置术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且本文使用的空间相对描述符可以同样地作相应的解释。
根据各个示例性实施例提供了线圈模块及其形成方法。根据一些实施例，示出了形成线圈模块的中间阶段。讨论了一些实施例的一些变化。贯穿各个视图和说明性实施例，相同的参考标号用于表示相同的元件。
图1A示出了线圈模块101的顶视图，该模块包括内置于其中的线圈100。如图1C和图1D所示，根据本发明的一些实施例，线圈100形成在多个包封层102、104、106、108和110中。
参考图1B，其根据一些实施例示出了线圈100的示意图，线圈100包括并联的线圈112、114和116。线圈112、114和116分别具有终端CA1、CA2和CA3。此外，线圈112、114和116具有连接在一起的终端以形成共同终端CB。根据本发明的一些实施例，终端CB是当线圈100用于形成集成电路(诸如图20A、图20B和图20C中示出的无线充电电路)时连接至电接地的电接地节点。
根据本发明的一些实施例，线圈112、114和116形成螺旋，其中，外端部为终端CA1、CA2和CA3，而内端部连接在一起以形成共同终端CB。根据可选实施例(未示出)，线圈112、114和116的外端部互连以形成共同终端CB，而内端部是终端CA1、CA2和CA3。
图1C示出了线圈模块101的截面图，其中，根据图1A中的包含1C-1C线的平面截取得到该截面图。如图1C所示，线圈116、114和112分别形成在包封层110、106和102中。线圈116、114和112中的每个在示出的平面中具有长侧。由于线圈112和114形成在下包封层中，形成通孔122、124、126和128以及模塑料通孔(through-molding via)134、136、138和140(其又称为金属柱)以将线圈112和114连接至线圈模块101的顶面。电连接件142、144和146形成在线圈模块101的顶面处，并且可以分别用作终端CA1、CA2和CA3。电连接件142、144和146可以是凸块下金属层(UBM)、金属焊盘、金属柱等，并且可以或可以不包括焊料区。
根据一些实施例，包封层102、104、106、108和110是由模塑料、模制底部填充物、环氧树脂、树脂等形成的。形成介电层152、154、156和158以将各包封层彼此分离，其中，通孔122、124、126和128形成在介电层152、154、156和158中以用于电互连。
图1D示出了线圈模块101的截面图，其中，从图1A中的包含1D-1D线的平面获得该截面图。截面图贯穿共同终端CB以及线圈112、114和116的一些侧。根据一些实施例，电连接件148用作，或连接至，共同终端CB。此外，电连接件148连接至多个模塑料通孔和介电层中的通孔，多个模塑料通孔和通孔将线圈112、114和116连接至共同终端CB。
图2A、图2B和图2C示出了根据一些实施例的线圈模块101的立体图、顶视图和示意图。根据这些实施例构建的线圈100类似于图1A至图1D中的线圈100，除了线圈112、114和116被串联连接以形成线圈100。参照图2A，线圈112、114和116分别形成在包封层102、106和110中。线圈116的外端部116A通过包括两个通孔和模塑料通孔的垂直连接线162A连接至线圈114的外端部114A。线圈114的内端部114B通过垂直连接线162B连接至线圈112的内端部112B。如图2D所示，线圈112的外端部通过包括多个通孔和模塑料通孔的垂直连接线162C连接至线圈模块101的顶部。内端部116A连接至(或用作)线圈100的终端CB，并且连接线162C的顶端连接至(或用作)线圈100的终端CA。
图2B示出了线圈模块101的顶视图，其中，示出了终端CA和CB。线圈116重叠线圈114，其还重叠线圈112。图2C示出包括以头对尾的方式串联连接的线圈112、114和116的线圈100的示意图。
图2D示出了线圈模块101的截面图，其中，根据图2A中的包含2D-2D线的平面截得该截面图。截面图贯穿共同终端CA以及线圈112、114和116的一些侧。在示出的平面中还示出电连接件162A和162C(又参照图2A)。
图2E示出了线圈模块101的截面图，其中，根据图2A中的包含2E-2E线的平面截得该截面图。截面图贯穿共同终端CB以及在垂直于线圈112、114和116的一些侧的方向上。在示出的平面中还示出电连接件162B(又参照图2A)。
图3A、图3B，以及图3C至图3F示出了根据一些实施例的线圈模块101的顶视图、示意图和截面图。根据这些实施例构建的线圈100类似于如图1A至图1D中示出的线圈100，除了线圈112、114和116彼此断开以外。如图20A、图20B和图20C中所示，通过集成电路执行线圈112、114和116的集成。
如图3B所示，线圈100包括不互连的独立线圈116、114和112。线圈116具有终端CA1和CB1。线圈114具有终端CA2和CB2。线圈112具有终端CA3和CB3。如图3A所示，线圈116可以重叠线圈114，并且还重叠线圈112。
图3C示出了线圈模块101的截面图，其中，根据图3A中的包含3C-3C线的平面截得该截面图。截面图穿过终端CA1、CA2和CA3，并且在平行于(并且切入至)线圈112、114和116中的每个的长侧方向上延伸。如图3C所示，线圈112、114和116中的每个连接至在示出的平面中的终端CA1、CA2和CA3中的一个。
图3D示出了线圈模块101的截面图，其中，根据图3A中的包含3D-3D线的平面截得该截面图。截面图穿过终端CB3，并且在垂直于(并且切入至)线圈112、114和116中的每个的长侧方向上。如图3D所示，线圈112通过多个通孔(在介电层中)和模塑料通孔连接至终端CB3。
图3E示出了线圈模块101的截面图，其中，根据图3A中的包含3E-3E线的平面截得该截面图。截面图穿过终端CB2，并且在垂直于(并且切入至)线圈112、114和116中的每个的长侧方向上延伸。如图3E所示，线圈114通过多个通孔和模塑料通孔连接至终端CB2。
图3F示出了线圈模块101的截面图，其中，根据图3A中的包含3F-3F线的平面截得该截面图。截面图穿过终端CB1，并且在垂直于(并且切入至)线圈112、114和116中的每个的长侧方向上延伸。如图3F所示，线圈116通过在介电层中的多个通孔和模塑料通孔连接至终端CB1。
图23A和图23B示出了根据一些实施例的线圈模块101的立体图，其中，线圈116重叠线圈112和114，同时线圈112和114中的至少一个相对于其它旋转。参照图23A，线圈模块101包括线圈112、114和116，其中，线圈114重叠线圈112，并且线圈116重叠线圈114。根据一些实施例，线圈112、114和116中的每个均具有矩形。线圈112和116的侧边(金属线)平行于彼此垂直的X方向或Y方向。然而，线圈114的侧边既不平行于也不垂直于X方向和Y方向。因此，可以看出，线圈114的侧边相对于X方向和Y方向(和线圈112和116的方向)旋转介于(并且不包括)0度和90度之间的角度。
图23B示出了根据一些实施例的线圈模块101的立体图。线圈112、114和116中的一个的侧边(例如，如图所示的线圈116)平行于彼此垂直的X方向或Y方向。线圈116和线圈114均不具有平行于或垂直于X方向或Y方向的侧边。因此，线圈112、114和116中的每个相对于线圈112、114和116中的其它线圈旋转介于(并且不包括)0度和90度之间的角度。
线圈112、114和116的连接未在图23A和图23B中示出。图23A和图23B中的每个中的线圈112、114和116中的连接可以是图1B、图2C和图3B中示出的任何一个。
图20A示出了根据一些实施例的包括如图1A至图1D以及图23A和图23B中所示的线圈100的示例性无线充电电路300的电路图。无线充电电路300包括用于发射功率的功率发射电路302和用于接收功率的功率接收电路304。功率发射电路302包括AC适配器306、微控制单元(MCU)和蓝牙电路308、功率发射(TX)线圈310以及蓝牙信号天线312。功率接收电路304包括蓝牙信号天线314、功率接收线圈100、匹配电路316、充电集成电路(IC)318、蓝牙管芯320、功率管理集成电路(PMIC)322、系统电路324和电池326。应该理解，示出的无线充电电路是实例，并且具有不同设计的所有其他无线充电电路都在本发明的范围内。
根据一些示例性实施例，AC适配器306向功率发射(TX)线圈310提供功率。MCU和蓝牙电路308可以与蓝牙电路320协商，例如，以确定功率发射的功率和时机，用于协商的蓝牙信号通过天线312和314被发送和接收。例如，通过协商，当功率发射电路302和功率接收电路304之间的距离足够小时和/或当电池326中存储的功率低于预定阈值电平时，无线功率可以被发送。
当确定功率应该被发射时，功率发射电路302开始在高频下(例如，约6.78MHz)以磁场的形式发射功率。通过线圈310发射功率。线圈100接收功率，并且向包括AC-DC转换器的充电IC 318供给对应的电流。PMIC322可以具有DC至DC转换、电池充电、线性调节、功率定序和其它多项系统功率功能。系统电路324处理逻辑功能。转换的功率被充电至电池326。
如图20A所示，线圈100可以具有如图1A至图1D中所示的结构，根据一些实施例，该结构包括连接至匹配电路316的四个终端CA1、CA2、CA3和共同终端CB。由线圈112、114和116提供的功率通过匹配电路316和充电IC 318结合。因此，线圈112、114和116表现得像单一线圈。
图20B示出了根据一些实施例的使用如图2A至图2E中示出的线圈100的示例性无线充电电路300的电路图。如图20B所示的线圈100包括如图2C中所示的串联连接的线圈112、114和116。线圈100的功能类似于图20A中示出的功能，因此在此不再赘述。
图20C根据一些实施例示出了使用如图3A至图3F中示出的线圈100的示例性无线充电电路300的电路图。如图20C所示的线圈100包括如图3B中所示的三个离散线圈112、114和116。线圈100的功能类似于图20A中示出的功能，因此在此不再赘述。由离散线圈112、114和116接收的功率通过匹配电路316和/或充电IC 318结合。因此，线圈112、114和116表现得像单一线圈。
图4A至图19B示出了根据一些示例性实施例的线圈模块101的形成中的中间阶段的截面图。对应的形成步骤还示出在如图22中所示的工艺流程200。图4A至图19B中示出的示例性形成工艺使用图1A至图1D中的实施例作为实例以解释形成工艺。可以使用本质上相同的工艺形成图2A至图2E以及图3A至图3F中所示的实施例，除了在这些实施例中的线圈100的布局被改变以外。在每个示出的步骤中，示出了两个截面图，其中，具有包括数字后面的字母“A”的附图编号的截面图根据图1A中的1C-1C线的同一垂直平面获得，并且具有包括数字后面的字母“B”的附图编号的截面图根据图1A中的1D-1D线的同一垂直平面获得。
图4A和图4B示出了载体20和载体20上方形成的介电层22。载体20可以是玻璃载体、陶瓷载体等。载体20可具有圆形的俯视形状，并且可具有硅晶圆的尺寸。在载体20上方可以具有释放层(未示出)，其中，释放层可以由光热转换(LTHC)涂层形成。可以从将在随后的步骤中形成的上覆结构处去除LTHC涂层连同载体20。
根据本发明的一些实施例，在释放层上方形成介电层22。相应的步骤示出为图22中示出的工艺流程中的步骤202。在最终产品中，介电层22可以用作钝化层以使上面的金属部件免受潮气和其它有害物质的不良作用。介电层22可以是由聚合物形成，聚合物也可以是诸如聚苯并恶唑(PBO)、聚酰亚胺、苯并环丁烯(BCB)等的光敏材料。根据本发明的可选实施例，介电层22由可以是诸如氮化硅的氮化物、诸如氧化硅的氧化物、磷硅酸盐玻璃(PSG)、硼硅酸盐玻璃(BSG)、掺硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)等的无机材料形成。
例如，通过物理汽相沉积(PVD)在介电层22上方形成晶种层24。晶种层24可以是由铜、铝、钛或它们的多层形成。根据本发明的一些实施例，晶种层24包括钛层(未单独示出)和钛层上方的铜层(未单独示出)。在可选实施例中，晶种层24包括单一铜层。光刻胶26形成在晶种层24上方，并且被图案化以形成开口28。相应的步骤示出为图22中示出的工艺流程中的步骤204。在图4A和图4B的顶视图中，开口28形成螺旋。
图5A和图5B示出了线圈112的形成，其中包括在开口28(图4A和图4B)中和晶种层24上方镀敷金属材料。相应的步骤示出为图22中示出的工艺流程中的步骤206。线圈112可以包括铜、铝、钨、镍或它们的合金。在镀敷线圈112之后，去除光刻胶26，并且在图5A和图5B中示出了得到的结构。暴露出晶种层24(图2)的之前被光刻胶26覆盖的部分。然后，执行蚀刻步骤以去除晶种层24的暴露部分，其中蚀刻可以是各向异性的或各向同性的蚀刻。另一方面，晶种层24的与线圈112重叠的部分不被蚀刻。在通篇说明书中，晶种层24的剩余的下面的部分称为线圈112的底部。当晶种层24由与相应的上面的线圈112的材料类似或相同的材料形成时，晶种层24可以与线圈112合并而其间没有可区分的界面。因此，晶种层24未在随后的附图中示出。根据本发明的可选实施例，晶种层24和上面的线圈112的被镀部分之间存在可区分的界面。
接下来，参照图6A和图6B，在线圈112上包封(有时称为模制)包封材料(层)102。相应的步骤示出为图22中示出的工艺流程中的步骤208。包封材料102填充线圈112的相邻部分之间的间隙。包封材料102可以包括基于聚合物的材料，并且可以包括模塑料、模制底部填充物、环氧树脂和/或树脂。包封材料102的顶面高于线圈112的顶端。包封材料102可以包括基于环氧树脂的材料和在基于环氧树脂的材料中的填料。填料可以是具有相同直径或不同直径的球形颗粒。例如，填料可以由二氧化硅(非晶SiO2)、干磨微晶质灰岩形成。
在随后的步骤中，执行诸如化学机械抛光(CMP)工艺或机械研磨工艺的平坦化工艺以减小包封材料102的顶面，直到暴露出线圈112。相应的步骤在图22所示的工艺流程图中示出为步骤208。由于平坦化，线圈112的顶端与包封材料102的顶面基本上齐平(共平面)。根据一些实施例，在平坦化之后，线圈112的高度H1(图6B)在约100μm和约150μm之间的范围内，并且线圈112的宽度W1在约100μm和约400μm之间的范围内。宽度W1/H1的比率可以在约2/3至约4.0的范围内。
图7A和图7B示出了根据一些示例性实施例的介电层152和介电层152中的通孔122的形成。相应的步骤示出为图22中示出的工艺流程中的步骤210。根据可选实施例，通孔122不在模塑料通孔134的形成之前形成(图9A和图9B)，而是与模塑料通孔134形成在同一工艺中。根据本发明的一些实施例，介电层152包括可以是诸如PBO、聚酰亚胺、BCB等的聚合物的有机介电材料。根据可选实施例，介电层152由诸如氧化硅、氮化硅、碳化硅等的无机介电材料形成。例如，在介电层152中形成通孔122，其中，形成工艺可以包括在介电层152中形成开口以暴露出线圈112，然后在开口中镀敷金属。线圈122可以由铜、铝、银、镍、钨或它们的合金形成。
图8A至图9B示出了分离介电层和在其中的模塑料通孔的形成。参照图8A和图8B，在介电层152和通孔122上方形成晶种层30。晶种层30可以由类似于晶种层24的材料的材料形成(图4A和图4B)并且可以例如使用PVD形成。光刻胶32形成在晶种层30上方，然后被图案化以形成开口34。相应的步骤示出为图22中示出的工艺流程中的步骤212。接下来，执行镀敷工艺以镀敷模塑料通孔134，然后去除光刻胶32，以及蚀刻晶种层30的暴露部分。相应的步骤示出为图22中示出的工艺流程中的步骤214。在图9A和图9B中示出了所产生的结构。
根据本发明的可选实施例，在同一工艺中形成通孔122和模塑料通孔134，该工艺包括：在介电层152中形成开口；形成具有在介电层152上方的部分和延伸至开口中的部分的晶种层；形成和图案化光刻胶32；镀敷以形成通孔122和模塑料通孔134；去除光刻胶32；以及蚀刻晶种层。
在随后步骤中，如图22中的工艺流程图中示出的工艺步骤可以重复以形成上面的结构，其中，可以重复步骤204、206、208、210、212、214和216的一些。图10A和图10B示出了模塑料通孔134在包封材料104中的包封，以及包封材料104和模塑料通孔134的平坦化。相应的步骤示出为图22中示出的工艺流程中的步骤216。包封材料104的材料和形成方法可以与包封材料102的材料和形成方法相似。包封材料104具有将线圈112和上面的线圈114之间的距离放大到足够大以减小线圈112和线圈114之间的干扰的功能。
图11A和图11B示出了根据一些示例性实施例的介电层154和介电层154中的通孔124的形成。介电层154和通孔124的形成工艺和材料可以分别选自介电层152和通孔122的相同候选形成方法和相同的材料，在此不再赘述细节。
如图12A至图18B中所述的随后的工艺步骤可以采用相似的方法和材料以形成与如图4A至图10B中所示的下面的部件相似的线圈、通孔、模塑料通孔、介电层以及包封材料。这些方法和材料的细节可以参照图4A至图10B的讨论，因此可不再重复。
如图12A至图13B所示，形成线圈114。参考图12A和图12B，形成晶种层36。光刻胶38施加在晶种层36上方，然后被图案化以在其中形成开口40。参考图13A和图13B，形成线圈114，然后如图14A和图14B中示出的，线圈114被包封在包封材料106中。图15A和图15B示出了介电层156、介电层156中的通孔126、以及模塑料通孔138的形成。然后，如图16A和图16B所示，模塑料通孔138被包封在包封材料108中，之后被平坦化。图17A和图17B示出了线圈116的形成。
接下来，如图18A和图18B中示出，线圈116被包封在包封材料110中，随后通过平坦化以暴露出线圈116。然后，在线圈116和包封材料110上方形成介电层160。相应的步骤示出为图22中示出的工艺流程中的步骤218。然后，形成电连接件142、144和146，并且分别用作对应的线圈116、114和112的终端CA1、CA2和CA3。相应的步骤示出为图22中示出的工艺流程中的步骤220。同时，电连接件148被形成并且用作终端CB。在随后步骤中，载体20上方的结构与载体20分离，并且分别在图19A和图19B中示出得到的结构。应该理解，尽管图1C、图1D、图2D、图2E，以及图3C至图3F不显示层22，但是根据一些实施例，在线圈112之下可能具有层22。
当形成图19A和图19B中的示出的线圈100时，同时形成多个线圈100。在如图19A和图19B中示出的结构的形成之后，执行管芯锯切以将图19A和图19B中的结构分开成多个离散的线圈模块101，每个模块均具有图1A至图1D、图2A至图2E、或图3A至图3F中示出的结构。相应的步骤示出为图22中示出的工艺流程中的步骤222。参考图1A，在得到的线圈模块101中，线圈100的长度L1可以在线圈模块101的长度L2的约50％至约99％之间的范围内。线圈100的宽度W2可以在线圈模块101的宽度W3的约50％和约99％之间的范围内。线圈100的最短长度L3为长度L2的约30％至约70％。线圈100的所占面积(包括由线圈33围绕的中心面积)可以在线圈模块101的顶视图面积的约25％和约98％之间。图2B和图3A中所示的实施例的尺寸和面积可以类似于图1A中所示的尺寸和面积。根据一些实施例，线圈模块101是离散的模块，其中，除了线圈100，没有有源器件(诸如晶体管和二极管)和附加的无源器件(诸如电阻器、电容器、发射器等)。
图21示出了图1A中的线圈100的部分50的放大图，其中，线圈112、114和116的两个拐角部分被示出为实例。为了减小应力，线圈112、114和116可以具有圆化拐角。例如，线圈112、114和116的半径R1可以在约W1/2和2W1/3之间的范围内。
为了提高效率，根据一些实施例，线圈100的外部部分可以具有大于或等于内部部分的宽度的宽度。例如，参照图1A，可以是最外部线圈部分的宽度的宽度W1A可以等于或大于最内部线圈部分的宽度W1B。W1B/W1A的比率可以在约1/2至约2/3的范围内。此外，从外部部分至内部部分，线圈100的宽度可以逐渐减小或每经过螺旋的若干匝数而周期性减小。尽管未示出，图2B和图3A也可具有圆化拐角和改变的宽度。
本发明的实施例具有一些有利的特征。通过在包封材料中形成线圈，每个线圈的厚度可以足够大并且因此降低功率损耗。通过在包封材料的多个层中形成多个线圈并且连接线圈，电耦合被改善。此外，由于线圈的堆叠，线圈所占面积(footage)较小。
根据本发明的一些实施例，一种结构，包括第一包封层，以及在第一包封层中的第一线圈。第一包封层的顶面与第一线圈的顶面共平面，并且第一包封层的底面与第一线圈的底面共平面。在第一包封层上方形成第二包封层。导电通孔在第二包封层中，并且第一导电通孔电耦合至第一线圈。第三包封层位于第二包封层上方。第二线圈在第三包封层中。第三包封层的顶面与第二线圈的顶面共平面，并且第三包封层的底面与第二线圈的底面共平面。
在一些实施例中，所述第一包封层、所述第二包封层以及所述第三包封层中的每个均包括基材和在所述基材中的填料。
在一些实施例中，所述第一线圈串联连接至所述第二线圈，其中一线圈以顺时钟布局而另一线圈以逆顺时钟布局，所述第一线圈近中心一端电连接至第二包封层中的导电通孔，再电连接至所述第二线圈近中心端点，所述第一线圈的另一端电连接至第二包封层中的另一导电通孔，再电连接至第三包封层中的导电通孔。
在一些实施例中，所述第一线圈并联连接至所述第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈均以同样顺时钟或同样逆时钟布局，所述第一线圈近中心一端电连接至第二包封层中的导电通孔，再电连接至所述第二线圈近中心端点，所述第一线圈的另一端电连接至第二包封层中的另一导电通孔，再电连接至第三包封层中的导电通孔。
在一些实施例中，所述第一线圈与所述第二线圈断开，并且所述结构还包括所述第一线圈的两端先分别连接至所述第二包封层中的所述两个导电通孔，再分别连接至所述第三包封层中的两个导电通孔。
在一些实施例中，该结构还包括：第一介电层，位于所述第一包封层和所述第二包封层之间；第二介电层，位于所述第二包封层和所述第三包封层之间；以及通孔，在所述第一介电层和所述第二介电层中。
在一些实施例中，所述第二线圈重叠所述第一线圈，并且所述第一线圈和所述第二线圈中的第一个相对于所述第一线圈和所述第二线圈中的第二个旋转。
在一些实施例中，所述第一线圈和所述第二线圈包括在离散的线圈模块中，而没有附加的有源器件和无源器件位于所述离散的线圈模块中。
在一些实施例中，所述第一线圈和所述第二线圈具有圆化拐角。
根据本发明的一些实施例，一种结构包括第一模塑料、第一模塑料上方的第二模塑料、第二模塑料上方的第三模塑料、第三模塑料上方的第四模塑料、以及第四模塑料上方的第五模塑料。第一线圈在第一模塑料中。第二线圈在第三模塑料中。第三线圈在第五模塑料中，并且在第二模塑料和第四模塑料中没有形成线圈。
在一些实施例中，该结构还包括：导电通孔，在所述第二模塑料和所述第四模塑料中，其中，所述导电通孔电连接至所述第一线圈和所述第二线圈。
在一些实施例中，所述第一模塑料具有的顶面和底面分别与所述第一线圈的顶面和底面共平面。
在一些实施例中，所述第二线圈重叠所述第一线圈，并且所述第三线圈重叠所述第二线圈，并且所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈中的第一个相对于所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈中的第二个旋转。
在一些实施例中，所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈彼此断开电连接。
在一些实施例中，所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈具有共同的终端，并且所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈的附加终端彼此断开电连接。
根据本发明的一些实施例，一种方法包括：在载体上方形成第一线圈，在第一包封层中包封第一线圈，在第一线圈和第一包封层上方形成第一介电层，在第一介电层上方形成第一金属柱，在第二包封层中包封第一金属柱，在第一金属柱和第二包封层上方形成第二介电层，在第二介电层上方形成第二线圈，在第三包封层中包封第二线圈，以及形成连接至第一线圈和第二线圈的电连接件。
在一些实施例中，所述第一包封层、所述第二包封层、以及所述第三包封层包括模塑料。
在一些实施例中，该方法还包括：执行第一平坦化以使所述第一线圈的顶面与所述第一包封层的顶面共平面；执行第二平坦化以使所述第一金属柱的顶面与所述第二包封层的顶面共平面；以及执行第三平坦化以使所述第二线圈的顶面与所述第三包封层的顶面共平面。
在一些实施例中，所述第一线圈和所述第二线圈彼此断开电连接。
在一些实施例中，该方法还包括：在所述第二线圈和所述第三包封层上方形成第三介电层；在所述第一介电层上方形成第二金属柱；在第四包封层中包封所述第二金属柱；在所述第二金属柱和所述第四包封层上方形成第四介电层；在所述第四介电层上方形成第三线圈；以及在第五包封层中包封所述第三线圈。
上面概述了若干实施例的部件、使得本领域技术人员可以更好地理解本发明的方面。本领域技术人员应该理解，他们可以容易地使用本发明作为基础来设计或修改用于实现与在此所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优势的其他工艺和结构。本领域技术人员也应该意识到，这种等同构造并不背离本发明的精神和范围、并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，在此他们可以做出多种变化、替换以及改变。

Claims (10)

1.一种堆叠线圈结构，包括：
第一包封层；
第一线圈，位于所述第一包封层中，其中，所述第一包封层的顶面与所述第一线圈的顶面共平面，并且所述第一包封层的底面与所述第一线圈的底面共平面；
第二包封层，位于所述第一包封层上方；
两个导电通孔，位于所述第二包封层中，其中，所述两个导电通孔电连接至所述第一线圈；
第三包封层，位于所述第二包封层上方；以及
第二线圈以及一个或两个导电通孔，在所述第三包封层中，其中，所述第三包封层的顶面与所述第二线圈的顶面共平面，并且所述第三包封层的底面与所述第二线圈的底面共平面。
2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述第一包封层、所述第二包封层以及所述第三包封层中的每个均包括基材和在所述基材中的填料。
3.根据权利要求1所述的结构，其中，所述第一线圈串联连接至所述第二线圈，其中一线圈以顺时钟布局而另一线圈以逆顺时钟布局，所述第一线圈近中心一端电连接至第二包封层中的导电通孔，再电连接至所述第二线圈近中心端点，所述第一线圈的另一端电连接至第二包封层中的另一导电通孔，再电连接至第三包封层中的导电通孔。
4.根据权利要求1所述的结构，其中，所述第一线圈并联连接至所述第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈均以同样顺时钟或同样逆时钟布局，所述第一线圈近中心一端电连接至第二包封层中的导电通孔，再电连接至所述第二线圈近中心端点，所述第一线圈的另一端电连接至第二包封层中的另一导电通孔，再电连接至第三包封层中的导电通孔。
5.根据权利要求1所述的结构，其中，所述第一线圈与所述第二线圈断开，并且所述结构还包括所述第一线圈的两端先分别连接至所述第二包封层中的所述两个导电通孔，再分别连接至所述第三包封层中的两个导电通孔。
6.根据权利要求1所述的结构，还包括：
第一介电层，位于所述第一包封层和所述第二包封层之间；
第二介电层，位于所述第二包封层和所述第三包封层之间；以及
通孔，在所述第一介电层和所述第二介电层中。
7.根据权利要求1所述的结构，其中，所述第二线圈重叠所述第一线圈，并且所述第一线圈和所述第二线圈中的第一个相对于所述第一线圈和所述第二线圈中的第二个旋转。
8.根据权利要求1所述的结构，其中，所述第一线圈和所述第二线圈包括在离散的线圈模块中，而没有附加的有源器件和无源器件位于所述离散的线圈模块中。
9.一种堆叠线圈结构，包括：
第一模塑料；
第二模塑料，位于所述第一模塑料上方；
第三模塑料，位于所述第二模塑料上方；
第四模塑料，位于所述第三模塑料上方；
第五模塑料，位于所述第四模塑料上方；
第一线圈，在所述第一模塑料中；
第二线圈，在所述第三模塑料中；以及
第三线圈，在所述第五模塑料中，其中，在所述第二模塑料和所述第四模塑料中没有形成线圈。
10.一种形成堆叠线圈结构的方法，包括：
在载体上方形成第一线圈；
在第一包封层中包封所述第一线圈；
在所述第一线圈和所述第一包封层上方形成第一介电层；
在所述第一介电层上方形成第一金属柱；
在第二包封层中包封所述第一金属柱；
在所述第一金属柱和所述第二包封层上方形成第二介电层；
在所述第二介电层上方形成第二线圈；
在第三包封层中包封所述第二线圈；以及
形成连接至所述第一线圈和所述第二线圈的电连接件。
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