CN117238634A - 单片或多芯片集成电路变压器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及单片或多芯片集成电路变压器。描述了一种完全对称和平衡的单片或多片集成电路变压器装置。该装置可以包括第一和第二变压器。第一和第二变压器可以各自包括对称的底部线圈，该底部线圈包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接。每个底部线圈还可以包括电连接到底部线圈的最内侧绕组的第一、第二差分端子和中心抽头第三端子。每个变压器还可以包括螺旋形的顶部线圈，电连接到包围的内部焊盘和横向偏移的外部焊盘，该顶部线圈、内部焊盘以及外部焊盘包括共享的导电集成电路层。每个变压器的各个顶部线圈可以被电绝缘介电层与各个底部线圈覆盖并分离。

Description

单片或多芯片集成电路变压器

技术领域

本公开一般涉及变压器结构，更具体地涉及单片或多芯片集成电路变压器装置的制造。

背景技术

变压器可用于通过隔离屏障传输电力或通信信号，例如，用于向被供电设备升压或降压线路(干线)电压。隔离变压器可用于将电力从交流(AC)源传输到被供电设备，同时将被供电设备与电源电隔离。隔离通常用于保护被供电设备的电路，作为一种安全措施，或者用于减少电信号中的瞬态和谐波。例如，隔离用于防止触电，抑制敏感器件中的电噪声，或通过磁耦合、线圈之间的连接或通过未直接电连接跨过隔离屏障的其他电路元件的其他耦合机制来传输功率或通信信号。

发明内容

片上变压器可以是许多电路中的重要部件，包括那些涉及射频(RF)无线通信应用的电路。其中还包括片上变压器的集成电路的一些示例是低噪声放大器、压控振荡器、阻抗匹配电路、直流(DC)隔离电路和功率传输电路等。隔离变压器可用于将电功率或通信信号从交流(AC)源传输到被供电设备，同时将被供电设备与电源隔离。通过串联(背靠背)连接两个变压器，可以增加隔离量，或者换句话说，可以提高隔离性能(例如，加倍)。

串联变压器的一种可能方式是串联两个单螺旋线圈。然而，这种配置可能导致不希望的辐射发射和/或较差的抗噪声性(设备或系统在存在噪声的情况下抑制外部噪声和在不降低性能的情况下工作的能力)。

可以通过串联连接两个S形线圈来解决由串联连接的单个螺旋引起的辐射发射和噪声抗扰度问题，然而，这需要使用更多的硅，因为S形线圈的制造需要更多的硅面积，从而导致材料成本增加。本文所述的变压器装置可提供完全对称且平衡的串联(背靠背)变压器，其可帮助减少或最小化辐射发射并帮助提供增加的抗噪声性，同时利用小的管芯尺寸。

一种完全对称和平衡的单片或多芯片集成电路变压器装置可以包括第一变压器和与第一变压器电串联的第二变压器。第一变压器可以位于第一集成电路管芯上，而第二变压器可以位于与第一集成电路管芯相邻的第二集成电路管芯上。

第一变压器可以包括对称的第一底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接。第一底部线圈可以进一步包括第一和第二差分端子以及电连接到第一底部线圈的最内侧绕组的第一中心抽头第三端子。第一变压器可以进一步包括螺旋形的第一顶部线圈，电连接到包围的第一内部焊盘和横向偏移的第一外焊部盘。第一内部焊盘、第一外部焊盘和第一顶部线圈可以包括共享的第一导电集成电路层。第一顶部线圈和第一底部线圈可以被电绝缘的第一电介质层覆盖和彼此分离。

第二变压器可以包括对称的第二底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接。第二底部线圈可以进一步包括第三和第四差分端子以及电连接到第二底部线圈的最内侧绕组的第二中心抽头第三端子。第二变压器可以进一步包括螺旋形的第二顶部线圈，电连接到包围的第二内部焊盘和横向偏移的第二外部焊盘。第二内部焊盘、第二外部焊盘和第二顶部线圈可以包括共享的第二导电集成电路层。第二顶部线圈和第二底部线圈可以被电绝缘的第一电介质层覆盖和彼此分离。底部线圈是对称的，因为互连段(差分端子和中心抽头端子)以对称电感器布局形成在底部线圈的中轴上，这提供了完全对称和平衡的结构，从而观察差分端子。

变压器装置可以进一步包括：第一接地屏蔽，位于所述第一变压器的第一外部焊盘下方；和第二接地屏蔽，位于所述第二变压器的第二外部焊盘下方。第一外部焊盘可以电连接到第二内部焊盘，并且第一内部焊盘可以电连接到第二外部焊盘。在另一示例中，第一外部焊盘可以电连接到第二外部焊盘，并且第一内部焊盘可以电连接到第二内部焊盘。

变压器装置还可以包括位于第一底部线圈或第二底部线圈中的至少一个之下的电路部件，或者换句话说，位于第一变压器的底部线圈和/或第二变压器的底部线圈之下。电路部件可以包括电容器、包括在发射器电路中的有源部件、包括在接收器电路中的有源部件、晶体管或任何其它期望的电路部件。

在一个示例中，第一变压器的顶部线圈可以沿顺时针方向缠绕，并且第二变压器的顶部线圈可以沿逆时针方向缠绕。顶部线圈的缠绕方向可以基于并消除外部磁场的影响(例如，通过使用顶部线圈感应的电流感应产生相反的磁场)，并提高噪声消除效率。

具有本文所述布局的变压器，即易于接近中心抽头的对称底部线圈布局，可以减少或降低辐射发射并增加抗噪声性，并且在电路管芯上使用更少的硅面积。将电路部件(例如，有源电路)放置在线圈下方可以进一步减少硅面积，并且通过将变压器串联或背靠背放置，即使顶部线圈在内部和外部焊盘之间不匹配，变压器的隔离特性也可以平衡。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示相似组件的不同实例。附图以示例的方式但不以限制的方式概括地示出了本文档中讨论的各种实施例。

图1A和1B以集成电路管芯上的顶视图和横截面图示出了平衡且对称的变压器对的示例。

图2A和2B示出了图1A和1B的变压器的底部线圈和顶部线圈的详细视图的示例。

图3示出了图1A和1B的变压器装置的各个层的示例。

图4示出了示出连接到串联变压器的发射器电路和接收器电路的电路图的示例。

图5示出了包括在两个集成电路管芯上的四个变压器的顶部线圈的绕组。

图6示出了在不同配置中具有总共八个变压器的一对示例集成电路。

图7示出了用于制造单片或多芯片变压器器件的方法的示例。

具体实施方式

图1A和1B以集成电路管芯上的顶视图和横截面图示出了平衡且对称的变压器对的示例。在图1A的示例中，可包括对称的第一底部线圈102和对齐的重叠螺旋形的第一顶部线圈104的第一变压器100可与可包括对称第二底部线圈116的第二变压器110和对齐的重叠螺旋形的第二顶部线圈112电串联放置。螺旋形的第一顶部线圈104可以包括包围的第一内部焊盘108和横向偏移的第一外部焊盘106。类似地，螺旋形的第二顶部线圈112可以包括包围的第二内部焊盘114和横向偏移的第二外部焊盘118。顶部线圈的外部焊盘和内部焊盘可以电连接，例如使用接合线120，将横向偏移的第一外部焊盘106连接到横向偏移的第二外部焊盘118。每个顶部线圈的外部焊盘和内部焊盘可以以任何期望的配置连接。例如，横向偏移的第一外部焊盘106可以连接到被包围的第二内部焊盘114，在这种情况下，包围的第一内部焊盘108连接到横向偏移的第二外部焊盘118。在图1A所示的示例中，当横向偏移的第一外部焊盘106连接到横向偏移的第二外部焊盘118时，包围的第一内部焊盘108连接到被包围的第二内部焊盘114。在一个示例中，电路部件可以位于对称的第一底部线圈102或对称的第二底部线圈116中的一个或两个的下方。如图1A所示，电路部件可以包括发射器电路122或接收器电路124，可以连接到对称的第一底部线圈102或对称的第二底部线圈116的端子。电路部件可以是任何种类的电路部件，无论是有源部件还是无源部件。例如，电路部件可以包括电容器、晶体管、二极管、电阻器、电感器或任何期望的部件。

图1B示出了第一变压器100和第二变压器110的截面图。在一个示例中，第一变压器100可以位于第一集成电路管芯128上，而第二变压器110可以位于不同的或分离的第二集成电路管芯130上，例如其可以位于与第一集成电路管芯128相邻的位置。如图1B中进一步所示，螺旋形的第一顶部线圈104和对称的第一底部线圈102以对齐配准的方式重叠，并且被电绝缘的第一电介质层132彼此分离。类似地，螺旋形的第二顶部线圈112和对称的第二底部线圈116以对齐对齐的方式重叠，并且被电绝缘的第二电介质层134彼此分离。在一个示例中，如图1B所示，电绝缘的第一介电层132和电绝缘的第二介电层134可以由聚酰亚胺膜或树脂形成，以用作或用作变压器的顶部线圈和底部线圈之间的绝缘和/或钝化层。虽然使用聚酰亚胺作为示例，但线圈之间的介电层可以由任何合适的介电材料形成，例如CMOS工艺中可用的二氧化硅或氮化硅介电材料或具有介电绝缘特性的任何其他合适的材料。在一个示例中，电绝缘的第一介电层132和电绝缘的第二介电层134可以由相同的材料形成，或者电绝缘的第一介电体层132可以由第一材料形成，电绝缘的第二电介质层134可以由不同于第一材料的第二材料形成。此外，电绝缘的第一介电层132和/或电绝缘的第二介电层134可以包括介电材料的若干层或多层，或者由介电材料制成或形成在介电材料中。在这样的示例中，介电材料的多层可以由不同的材料形成。例如，电绝缘的第一介电层132或电绝缘的第二介电层134的第一层可以由聚酰亚胺形成，并且第二层可以由诸如氮化硅的不同材料形成。

图2A和2B示出了图1A和1B的变压器的底部线圈和顶部线圈的详细视图的示例。图2A示出了底部线圈200的详细俯视图，例如图1A中所示的对称的第一底部线圈102或对称的第二底部线圈116。在一个示例中，底部线圈200可以包括相邻绕组对的单独绕组的导电跨接线212和214。当外部绕组220的一部分及其相邻绕组222彼此跨接、和另一交叉等时，可以形成导电跨接212和214，这可以在底部线圈200的其他绕组上重复以形成额外的跨接。底部线圈200可以包括多个端子，包括第一差分端子204和第二差分端子206。底部线圈200可以包括电连接到底部线圈200的最内侧绕组210的中心抽头第三端子208。中心抽头第三端子208可以连接到最内侧绕组，其中跨接连接相邻绕组，但是跨接并与中心抽头连接分离。在一个示例中，可以使用互补金属氧化物半导体(CMOS)后端工艺(后端线(BEOL)工艺)的金属化来形成底部线圈200，在该工艺期间，金属层(例如，银、铜、金、铝或任何期望的和/或合适的金属或金属合金)被用来互连布线，例如与金属化层之间的合适过孔互连，与底层设备或结构的接触或两者。在一个示例中，第一金属层可以用于导电跨接212、214，并且第二金属层可以被用于下穿到中心抽头，以将中心抽头第三端子208连接到最内侧绕组210。

底部线圈200的布局可以在第一差分端子204和第二差分端子206处提供平衡(例如，等效)阻抗，以提供鲁棒的隔离链路，提供增加的电感，与其他隔离变压器相比增加产生的磁场，并且中心抽头连接提供增加的抗噪声性。这提供了优于诸如具有S形线圈的变压器之类的方法的优点，因为需要双S形线圈来实现平衡和对称，但是在集成电路管芯上比当前公开的系统占据更多的空间。此外，将S形线圈连接到中心抽头需要额外的底部焊盘，这本身就需要使用电路管芯的更多面积。此外，本公开中的顶部线圈和底部线圈之间的电容小于S形变压器中的线圈之间的容量，导致在电压变化的情况下冲击电流较小。

图2B示出了顶部线圈202的详细视图，例如针对图1A和1B所讨论的螺旋形的第一顶部线圈104或螺旋形的第二顶部线圈112。在一个示例中，顶部线圈202可以是由诸如金的金属形成的单个螺旋线圈(例如，单层线圈)，并且可以包括内部焊盘216和外部焊盘218。在一个示例中，内部焊盘216和外部焊盘218可以是不对称的(例如，不同的尺寸或不同的形状)，以帮助适应不同的寄生特性(杂散电感、绕组电阻、耦合电容、绕组电容等)，这些特性可导致电流尖峰或以其他方式导致变压器偏离其理想性能。不对称形状可以有助于满足组装要求，有助于键合线和键合焊盘(例如内部焊盘216和/或外部焊盘218)之间连接的可靠性。

图3示出了图1A和1B的变压器装置的各个层的示例。图3示出了第一集成电路层300，包括顶部线圈，例如上面在图1A、1B和2B中描述的顶部线圈。在第一集成电路层300的至少一部分之下或之下，第二集成电路层306(或一组层)，其上可以包括底部线圈，例如图1A、1B和2A中所讨论的底部线圈。如上所述，可以使用(CMOS)后端工艺(后端线(BEOL)工艺)来生产底部线圈，在该工艺期间，使用金属层(例如，银、铜、金、铝或任何期望的和/或合适的金属或金属合金)来形成线圈的顶面、跨接件和中心抽头下通道。例如，顶面可以是第三金属层，跨接可以是第二金属层，并且连接中心抽头(例如，连接中心抽头第三端子208)到底部线圈的最内侧绕组(例如图2A所示的最内侧线圈210)的下通道可以是第一金属层。在一个示例中，层可以由相同的金属(例如，全部铜、全部银等)形成，或者每个层可以由不同的金属形成。

变压器装置还可以包括位于顶部线圈的外焊盘下方的接地屏蔽302。接地屏蔽302可以是另一个金属层(例如，第四层)，其电连接到地以屏蔽覆盖焊盘，例如保护其或变压器的其他部件或连接到变压器的电路免受过电流、电压尖峰、噪声等的影响。变压器装置可进一步包括第三集成电路层308，例如阱或其它扩散或其它类似的集成电路区域，例如可选地包括或包含电路组件。电路部件可以是有源部件或无源部件。在一个示例中，电路部件可以是电容器，例如N阱电容器、晶体管、二极管、电感器、包括在发射机电路中的有源部件、包括在接收机电路中的有源部件，或者基于例如变压器装置将被包括或连接到的电路所期望的任何电路部件。

图4示出了示出连接到串联变压器的发射机电路和接收机电路的电路图的示例。该电路可以是开关键控(OOK)发射器或接收器电路或射频(RF)发射器或接收机电路，或任何期望的电路。如图4的电路示意图所示，发射器电路122可以连接到对称的第一底部线圈102，并且接收器电路124可以连接到不对称的第二底部线圈116。发射器电路122和接收器电路124可以用任何电路组件来代替或增强，并且不需要局限于发射器或接收器(或发射器或接收器电路的组件)。图4还示出了螺旋形的第一顶部线圈104和对称的第二底部线圈116可以例如通过接合线彼此电连接。对称的第一底部线圈102和对称的第二底部线圈116可以允许容易地连接到每个变压器的中心抽头404和406(其对应于上面图2A中的中心抽头第三端子208)。返回图4，变压器装置的结构产生第一隔离区域400和第二隔离区域402，与使用单个变压器相比，这允许增加的隔离性能(例如，加倍)。

图5示出了包括在两个集成电路管芯或芯片上的四个变压器的顶部线圈的绕组。如图5所示，第一集成电路管芯500可以包括第一变压器504和第三变压器506。类似地，第二集成电路管芯502可以包括与第一变压器504串联的第二变压器508和与第三变压器506串联的第四变压器510。第一集成电路芯片500和第二集成电路芯片502可以彼此相邻地定位(例如，彼此相邻、并排等)，并且以诸如750微米(μm)的距离或任何期望的或合适的距离分开。图5仅示出了第一变压器504、第三变压器506、第二变压器508和第四变压器510的顶部线圈。然而，变压器504-510可以制造在第一集成电路管芯500和第二集成电路管芯502上，以包括诸如底部线圈和位于底部线圈下方的电路部件之类的部件，如上所述。

在一个示例中，第一变压器504的顶部线圈和第四变压器510的顶部线圈可以沿顺时针方向缠绕，并且第三变压器506的顶部线圈以及第二变压器508的顶部线圈可沿逆时针方向缠绕。当被放置在外部磁场512中时(磁场通量线通常在从其上观看图5的页面或屏幕向外的方向上)，由串联连接的顶部线圈(例如，第一变压器504和第二变压器508的顶部线圈或第三变压器506的顶部螺旋和第四变压器510的顶部螺旋)感应的电流可以产生与外部磁场相反的磁场。由于线圈的绕组方向不同，第一变压器504的顶部线圈两端的电势可以不同于第二变压器508的顶部线圈端的电势。第三变压器506的顶部线圈和第四变压器510的顶部线圈两端的电势也是如此。这种顺时针和逆时针的绕组组合，类似于并联的两个电池，不会产生电流回路(由于外部磁场)，并且来自一个绕组的噪声可以被另一个绕组减少或消除。这样，该配置可以减少或消除远场辐射，并且可以提供增加的或更大的噪声消除。

图6示出了在不同配置中具有总共八个变压器的一对示例集成电路。如图6所示，第一集成电路管芯600可以包括四个变压器，并且第二集成电路管芯602可以包括四个变压器。虽然示出了变压器的顶部线圈，但是变压器可以制造在第一集成电路管芯600和第二集成电路管芯602上，以包括诸如底部线圈和位于底部线圈下方的电路部件之类的部件，如上所述。位于第一集成电路管芯600上的第一变压器612可以连接到位于第二集成电路管芯602上的第二变压器622。第一集成电路管芯600可以进一步包括第三变压器614、第五变压器618和第七变压器620。第二集成电路管芯602可以进一步包括第四变压器628、第六变压器634和第八变压器638。每个变压器的顶部线圈可以按顺时针或逆时针方向缠绕，如上面针对图5所讨论的。

变压器也可以在集成电路管芯上定向，使得当从上方观察集成电路管模时，每个变压器的外焊盘可以位于顶部线圈的螺旋的上方或下方。例如，第一变压器612的第一外部焊盘604可以定向或位于第一变压器612的顶部线圈的螺旋线下方。类似地，第三变压器614的第三外部焊盘606可以位于第三变压器614的顶部线圈的螺旋线的下方。当外部焊盘位于变压器顶部线圈的螺旋线下方时，可以将其定义为处于“向下”位置。相反地，第五变压器618的第五外部焊盘608和第七变压器620的第七外部焊盘610可以被定向或定位在第五变压器618和第七变压器620的顶部线圈的螺旋线上方。此配置可以定义为“向上”位置。

因此，第一集成电路管芯600上的变压器相对于其外部焊盘的位置或取向被布置为“向下、向上”配置。特定变压器的外部焊盘是处于向上配置还是处于向下配置可以部分地取决于特定变压器的顶部线圈是沿顺时针方向缠绕还是沿逆时针方向缠绕。外部焊盘的这种配置可以重复，如第二集成电路管芯602上的变压器上的外部焊盘配置所示，其中第二变压器622的第二外部焊盘624和第四变压器628的第四外部焊盘630位于“向下”位置，并且第六变压器634的第六外部焊盘632和第八变压器638的第八外部焊盘636可以位于“向上”位置。虽然第一集成电路管芯600和第二集成电路管脚602都将变压器定向在下-下-上-上配置中，但是包括四个变压器的任何集成电路管心都可以具有下-下、上-上构造、上-下、下-下构造、上下、上下构造或任何期望的构造。类似地，每个集成电路管芯可以包含任何数量的变压器，这些变压器以任何期望的或适合于电路、设备等的配置定向，变压器将在其中使用或连接。

图7示出了用于制造单片或多芯片变压器器件的方法700的示例。操作702可以包括将对称的第一底部线圈定位在第一集成电路管芯的一部分上。第一底部线圈可以使用CMOS后端工艺的顶部厚金属(Mtop)来制造。这可以包括使用金属层来制造底部线圈。第一底部线圈可以包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接。第一底部线圈可以进一步包括第一差分端子和第二差分端子以及电连接到第一底部线圈的最内侧绕组的第一中心抽头第三端子。在一个示例中，第一金属层可以用于导电跨接。第一金属层可以包括银、铜、金、铝或任何期望的和/或合适的金属或金属合金中的至少一种，并且第二金属层可以用于到中心抽头的下通道连接，以将第一中心抽头的第三端子连接到第一底部线圈的最内侧绕组。根据需要，第二金属层可以包括与第一金属层相同类型的金属或不同类型的金属。

操作704可以包括在第一底部线圈上方设置电绝缘的第一电介质层。电介质可以是聚酰亚胺或另一种电介质，例如在CMOS工艺中可用的二氧化硅或氮化硅电介质或具有电介质绝缘特性的任何其他合适材料。例如可以适合于绝缘和保护线圈的绕组、或者作为绝缘和/或钝化层或起作用。操作706可以包括将螺旋形的第一顶部线圈定位在第一介电层上(例如，在其上方、顶部等)以覆盖第一底部线圈。第一顶部线圈可以电连接到包围的第一内部焊盘和横向偏移的第一外部焊盘。第一内部焊盘、第一外部焊盘和第一顶部线圈可以包括第一集成电路管芯的共享的第一导电集成电路层。在一个示例中，电绝缘的第一电介质层可以分离第一顶部线圈和第一底部线圈的至少一部分。绝缘层可以进一步包括或位于第一外部焊盘下方、下方等的嵌入式导电焊盘屏蔽，其可以可选地连接到地。屏蔽件可以是额外的金属层(例如，第三金属层)，其可以防止来自顶部线圈的绕组的电磁干扰，并且通过将屏蔽件接地，可以将噪声信号发送到地，并且防止噪声信号干扰变压器连接到的电路或设备或为其供电。

操作708可以包括将对称的第二底部线圈定位在第二集成电路管芯的一部分上，操作710可以包括将电绝缘的第二介电层设置在第二底部线圈上方，并且操作712可以包括在第二电介质层中定位螺旋形的第二顶部线圈以覆盖第二底部线圈。在一个示例中，可以使用与针对操作702-706所描述的相同或类似的工艺在第二集成电路管芯上执行操作708-712。在一个示例中，第一集成电路管芯和第二集成电路管芯可以彼此相邻或相邻地定位，并且以诸如750μm的距离分开。

操作714可以包括电连接第一顶部线圈和第二顶部线圈。第一变压器和第二变压器的顶部线圈可以串联连接，例如通过使用接合线将第一变压器的顶部绕组的焊盘连接到第二变压器顶部线圈的焊盘。例如，第一外部焊盘可以连接到第二内部焊盘，并且第一内部焊盘可以连接至第二外部焊盘。在另一个示例中，第一外部焊盘可以连接到第二外部焊盘，并且第一内部焊盘连接到第二内部焊盘。因此，第一变压器的焊盘可以以任何期望的配置电连接到第二变压器的焊盘中。

第一和第二变压器之间的焊盘连接可以至少部分地基于第一和第二两个变压器的顶部线圈的绕组方向。在一个示例中，第一变压器的顶部线圈可以沿顺时针方向缠绕，并且第二变压器的顶部绕组可以沿逆时针方向缠绕。或者，第一变压器的顶部线圈可以沿逆时针方向缠绕，并且第二变压器的顶部线圈可以沿顺时针方向缠绕。线圈的缠绕方向可以基于放置变压器的外部磁场，并且每个变压器的线圈可以以感应电流的方式缠绕，该电流可以产生与外部磁场相反的磁场。这种效果可以导致更大的或改进的噪声消除。

以上详细描述包括对附图的参考，附图形成详细描述的一部分。附图以图解的方式示出了可以实践的具体实施例。这些实施例在本文中也被称为“实例”。这些实例可以包括除了所示或所描述的那些之外的元件。然而，本发明人还考虑了仅提供所示或描述的那些元件的示例。此外，本发明人还考虑使用关于特定示例(或其一个或多个方面)或关于本文所示或所述的其它示例(或其中一个或更多个方面)所示或描述的那些元件(或其的一个或更少个方面)的任何组合或排列的示例。

附加说明和示例

示例1是一种完全对称和平衡的单片或多芯片集成电路变压器装置，包括:第一变压器，包括:对称的第一底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接,所述第一底部线圈包括第一和第二差分端子，并且还包括电连接到所述第一底部线圈的最内侧绕组的第一中心抽头第三端子；和螺旋形第一顶部线圈，电连接到包围的第一内部焊盘和横向偏移的第一外部焊盘,所述第一顶部线圈、所述第一内部焊盘和所述第一外部焊盘包括共享的第一导电集成电路层；和其中所述第一顶部线圈和所述第一底部线圈被电绝缘的第一电介质层覆盖并彼此分离；第二变压器，与所述第一变压器电串联，所述第二变压器包括:对称的第二底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接,所述第二底部线圈包括第三和第四差分端子，并且还包括电连接到所述第二底部线圈的最内侧绕组的第二中心抽头第三端子；和螺旋形第二顶部线圈，电连接到包围的第二内部焊盘和横向偏移的第二外部焊盘,所述第二顶部线圈、所述第二内部焊盘和所述第二外部焊盘包括共享的第二导电集成电路层；和其中所述第二顶部线圈和所述第二底部线圈被所述电绝缘的第一电介质层覆盖并彼此分离。

在示例2中，示例1的主题任选地包括：其中所述第一外部焊盘电连接到所述第二内部焊盘，并且其中所述第一内部焊盘电连到所述第二外部焊盘。

在示例3中，示例1-2中任一个或多个的主题任选地包括：其中所述第一外部焊盘电连接到所述第二外部焊盘，并且其中所述第一内部焊盘电连到所述第二内部焊盘。。

在示例4中，示例1-3中任一个或多个的主题任选地包括：第一接地屏蔽，位于所述第一变压器的第一外部焊盘下方；和第二接地屏蔽，位于所述第二变压器的第二外部焊盘下方。

在示例5中，示例1-4中任一个或多个的主题任选地包括：电路部件，位于所述第一变压器的底部线圈或所述第二变压器的底部线圈中的至少一个的下方,其中所述电路部件包括电容器、包括在发送器电路中的有源部件或包括在接收器电路中的有源部件中的至少一个。

在示例6中，示例1-5中任一个或多个的主题任选地包括：其中所述第一变压器的顶部线圈沿顺时针方向缠绕，并且其中所述第二变压器的顶部线圈沿逆时针方向缠绕。

在示例7中，示例1-6中任一个或多个的主题任选地包括：第三变压器，包括:对称的第三底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接,所述第三底部线圈包括第五差分端子和第六差分端子，并且还包括电连接到所述第三底部线圈的最内侧绕组的第三中心抽头第三端子；和螺旋形的第三顶部线圈，电连接到包围的第三内部焊盘和横向偏移的第三外部焊盘,第三外部焊盘，所述第三顶部线圈、所述第三内部焊盘和所述第三外部焊盘包括共享的第三导电集成电路层；和其中所述第三顶部线圈和所述第三底部线圈被电绝缘的第三介电层覆盖并且彼此分离；第四变压器，与所述第三变压器串联，所述第四变压器包括:对称的第四底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接,所述第四底部线圈包括第七和第八差分端子，并且还包括电连接到所述第四底部线圈的最内侧绕组的第四中心抽头第三端子；和螺旋形的第四顶部线圈，电连接到包围的第四内部焊盘和横向偏移的第四外部焊盘，所述第四顶部线圈、所述第四内部焊盘和所述第四外部焊盘包括共享的第四导电集成电路层；和其中所述第四顶部线圈和所述第四底部线圈被电绝缘的第四电介质层覆盖并彼此分离。

在示例8中，示例7的主题任选地包括：其中所述第一变压器和所述第三变压器位于第一集成电路管芯上，其中所述第二变压器和所述第四变压器位于与所述第一集成电路管芯相邻的第二集成电路管芯上。

在示例9中，示例7-8中任一个或多个的主题任选地包括：其中所述第三变压器的顶部线圈沿逆时针方向缠绕，并且其中所述第四变压器的顶部线圈沿顺时针方向缠绕。

示例10是一种完全对称和平衡的单片或多芯片集成电路变压器装置，包括:第一变压器，包括:对称的第一底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接,所述第一底部线圈包括第一和第二差分端子，并且还包括电连接到所述第一底部线圈的最内侧绕组的第一中心抽头第三端子；和螺旋形第一顶部线圈，电连接到包围的第一内部焊盘和横向偏移的第一外部焊盘,所述第一顶部线圈、所述第一内部焊盘和所述第一外部焊盘包括共享的第一导电集成电路层；和其中所述第一顶部线圈和所述第一底部线圈被电绝缘的第一电介质层覆盖并彼此分离；第二变压器，与所述第一变压器电串联，所述第二变压器包括:对称的第二底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接,所述第二底部线圈包括第三和第四差分端子，并且还包括电连接到所述第二底部线圈的最内侧绕组的第二中心抽头第三端子；和螺旋形第二顶部线圈，电连接到包围的第二内部焊盘和横向偏移的第二外部焊盘,所述第二顶部线圈、所述第二内部焊盘和所述第二外部焊盘包括共享的第二导电集成电路层；其中所述第二顶部线圈和所述第二底部线圈被所述电绝缘的第一电介质层覆盖并彼此分离；和电路部件，位于所述第一变压器的底部线圈或所述第二变压器的底部线圈中的至少一个的下方。

在示例11中，示例10的主题任选地包括：其中所述电路部件包括电容器。

在示例12中，示例10-11中任一个或多个的主题任选地包括：其中所述电路部件包括发射器电路。

在示例13中，示例10-12中任何一个或多个的主题任选地包括：其中所述电路部件包括接收器电路。

在示例14中，示例10-13中任何一个或多个的主题任选地包括：其中所述第一变压器位于第一集成电路管芯上，并且所述第二变压器位于与所述第一集成电路管芯相邻定位的第二集成电路管芯上。

在示例15中，示例10-14中任何一个或多个的主题任选地包括：其中所述第一变压器的顶部线圈沿顺时针方向缠绕，并且其中所述第二变压器的顶部线圈沿逆时针方向缠绕。

示例16是一种完全对称和平衡的单片或多芯片集成电路变压器装置，包括:第一变压器，包括:对称的第一底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接,所述第一底部线圈包括第一和第二差分端子，并且还包括电连接到所述第一底部线圈的最内侧绕组的第一中心抽头第三端子；和螺旋形第一顶部线圈，电连接到包围的第一内部焊盘和横向偏移的第一外部焊盘,所述第一顶部线圈、所述第一内部焊盘和所述第一外部焊盘包括共享的第一导电集成电路层；和其中所述第一顶部线圈和所述第一底部线圈被电绝缘的第一电介质层覆盖并彼此分离；第二变压器，与所述第一变压器电串联，所述第二变压器包括:对称的第二底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接,所述第二底部线圈包括第三和第四差分端子，并且还包括电连接到所述第二底部线圈的最内侧绕组的第二中心抽头第三端子；和螺旋形第二顶部线圈，电连接到包围的第二内部焊盘和横向偏移的第二外部焊盘,所述第二顶部线圈、所述第二内部焊盘和所述第二外部焊盘包括共享的第二导电集成电路层；其中所述第二顶部线圈和所述第二底部线圈被所述电绝缘的第一电介质层覆盖并彼此分离；第三变压器，包括:对称的第三底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接,所述第三底部线圈包括第五差分端子和第六差分端子，并且还包括电连接到所述第三底部线圈的最内侧绕组的第三中心抽头第三端子；和螺旋形的第三顶部线圈，电连接到包围的第三内部焊盘和横向偏移的第三外部焊盘,第三外部焊盘，所述第三顶部线圈、所述第三内部焊盘和所述第三外部焊盘包括共享的第三导电集成电路层；和其中所述第三顶部线圈和所述第三底部线圈被电绝缘的第三介电层覆盖并且彼此分离；第四变压器，与所述第三变压器电串联，所述第四变压器包括：对称的第四底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接,所述第四底部线圈包括第七和第八差分端子，并且还包括电连接到所述第四底部线圈的最内侧绕组的第四中心抽头第三端子；和螺旋形的第四顶部线圈，电连接到包围的第四内部焊盘和横向偏移的第四外部焊盘，所述第四顶部线圈、所述第四内部焊盘和所述第四外部焊盘包括共享的第四导电集成电路层；和其中所述第四顶部线圈和所述第四底部线圈被电绝缘的第四电介质层覆盖并彼此分离。

在示例17中，示例16的主题任选地包括：其中所述第一外部焊盘电连接到所述第二内部焊盘，并且其中所述第一内部焊盘电连到所述第二外部焊盘。

在示例18中，示例16-17中任何一个或多个的主题任选地包括：其中所述第一外部焊盘电连接到所述第二外部焊盘，并且其中所述第一内部焊盘电连到所述第二内部焊盘。

在示例19中，示例16-18中任何一个或多个的主题任选地包括：其中所述第三外部焊盘电连接到所述第四内部焊盘，并且其中所述第三内部焊盘电连接到所述第四外部焊盘.

在示例20中，示例16-19中任何一个或多个的主题任选地包括：其中所述第三外部焊盘电连接到所述第四外部焊盘，并且其中所述第一内部焊盘电连接至所述第四内部焊盘。

本文件中提及的所有出版物、专利和专利文件通过引用整体并入本文，如同通过引用单独并入一样。如果本文件与通过引用并入的文件之间的用法不一致，则并入的引用中的用法应被视为对本文件的用法的补充；对于不可调和的不一致，以本文档中的用法为准。

在本文件中，术语“一个”或“一种”用于包括一个或多个，与“至少一个”或“一个或更多”的任何其他实例或用法无关，这在专利文件中是常见的，除非另有说明，否则“A或B”包括“A但不包括B”、“B但不包括A”和“A和B”。在所附权利要求中，术语“包括”和“其”用作各自术语“包含”和“其中”的简明英语等价物。此外，在以下权利要求中的术语“包括”和“包含”是开放式的，即系统、装置、物品，包括除了在权利要求中的这样的术语之后列出的那些元素之外的元素的工艺仍然被认为落入该权利要求的范围内。此外，在以下权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，并不旨在对其对象施加数字要求。

以上描述旨在说明，而不是限制性的。例如，上述实例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。可以使用其他实施例，例如由本领域普通技术人员在回顾以上描述时使用。摘要是为了让读者能够快速确定技术公开的性质，并在理解其不会被用来解释或限制权利要求的范围或含义的情况下提交。此外，在以上详细描述中，可以将各种特征分组在一起以简化本公开。这不应被解释为意图使无人认领的公开特征对任何权利要求都是必不可少的。相反，本发明的主题可以在于特定公开的实施例的少于所有的特征。因此，以下权利要求在此并入详细说明书，每个权利要求独立地作为单独的实施例。实施例的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所享有的等同物的全部范围来确定。

Claims (20)

1.一种完全对称和平衡的单片或多芯片集成电路变压器装置，包括：

第一变压器，包括：

对称的第一底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接，所述第一底部线圈包括第一和第二差分端子，并且还包括电连接到所述第一底部线圈的最内侧绕组的第一中心抽头第三端子；和

螺旋形第一顶部线圈，电连接到包围的第一内部焊盘和横向偏移的第一外部焊盘，所述第一顶部线圈、所述第一内部焊盘和所述第一外部焊盘包括共享的第一导电集成电路层；和

其中所述第一顶部线圈和所述第一底部线圈被电绝缘的第一电介质层覆盖并彼此分离；

第二变压器，与所述第一变压器电串联，所述第二变压器包括：

对称的第二底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接，所述第二底部线圈包括第三和第四差分端子，并且还包括电连接到所述第二底部线圈的最内侧绕组的第二中心抽头第三端子；和

螺旋形第二顶部线圈，电连接到包围的第二内部焊盘和横向偏移的第二外部焊盘，所述第二顶部线圈、所述第二内部焊盘和所述第二外部焊盘包括共享的第二导电集成电路层；和

其中所述第二顶部线圈和所述第二底部线圈被所述电绝缘的第一电介质层覆盖并彼此分离。

2.根据权利要求1所述的变压器装置，其中所述第一外部焊盘电连接到所述第二内部焊盘，并且其中所述第一内部焊盘电连到所述第二外部焊盘。

3.根据权利要求1所述的变压器装置，其中所述第一外部焊盘电连接到所述第二外部焊盘，并且其中所述第一内部焊盘电连到所述第二内部焊盘。

4.根据权利要求1所述的变压器装置，进一步包括：

第一接地屏蔽，位于所述第一变压器的第一外部焊盘下方；和

第二接地屏蔽，位于所述第二变压器的第二外部焊盘下方。

5.根据权利要求1所述的变压器装置，进一步包括：

电路部件，位于所述第一变压器的底部线圈或所述第二变压器的底部线圈中的至少一个的下方，其中所述电路部件包括电容器、包括在发送器电路中的有源部件或包括在接收器电路中的有源部件中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的变压器装置，其中所述第一变压器的顶部线圈沿顺时针方向缠绕，并且其中所述第二变压器的顶部线圈沿逆时针方向缠绕。

7.根据权利要求1所述的变压器装置，进一步包括：

第三变压器，包括：

对称的第三底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接，所述第三底部线圈包括第五差分端子和第六差分端子，并且还包括电连接到所述第三底部线圈的最内侧绕组的第三中心抽头第三端子；和

螺旋形的第三顶部线圈，电连接到包围的第三内部焊盘和横向偏移的第三外部焊盘，所述第三顶部线圈、所述第三内部焊盘和所述第三外部焊盘包括共享的第三导电集成电路层；和

其中所述第三顶部线圈和所述第三底部线圈被电绝缘的第三介电层覆盖并且彼此分离；

第四变压器，与所述第三变压器串联，所述第四变压器包括：

对称的第四底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接，所述第四底部线圈包括第七和第八差分端子，并且还包括电连接到所述第四底部线圈的最内侧绕组的第四中心抽头第三端子；和

螺旋形的第四顶部线圈，电连接到包围的第四内部焊盘和横向偏移的第四外部焊盘，所述第四顶部线圈、所述第四内部焊盘和所述第四外部焊盘包括共享的第四导电集成电路层；和

其中所述第四顶部线圈和所述第四底部线圈被电绝缘的第四电介质层覆盖并彼此分离。

8.根据权利要求7所述的变压器装置，其中所述第一变压器和所述第三变压器位于第一集成电路管芯上，其中所述第二变压器和所述第四变压器位于与所述第一集成电路管芯相邻的第二集成电路管芯上。

9.根据权利要求7所述的变压器装置，其中所述第三变压器的顶部线圈沿逆时针方向缠绕，并且其中所述第四变压器的顶部线圈沿顺时针方向缠绕。

10.一种完全对称和平衡的单片或多芯片集成电路变压器装置，包括:

第一变压器，包括:

对称的第一底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接,所述第一底部线圈包括第一和第二差分端子，并且还包括电连接到所述第一底部线圈的最内侧绕组的第一中心抽头第三端子；和

螺旋形第一顶部线圈，电连接到包围的第一内部焊盘和横向偏移的第一外部焊盘,所述第一顶部线圈、所述第一内部焊盘和所述第一外部焊盘包括共享的第一导电集成电路层；和

其中所述第一顶部线圈和所述第一底部线圈被电绝缘的第一电介质层覆盖并彼此分离；

第二变压器，与所述第一变压器电串联，所述第二变压器包括:

对称的第二底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接,所述第二底部线圈包括第三和第四差分端子，并且还包括电连接到所述第二底部线圈的最内侧绕组的第二中心抽头第三端子；和

螺旋形第二顶部线圈，电连接到包围的第二内部焊盘和横向偏移的第二外部焊盘,所述第二顶部线圈、所述第二内部焊盘和所述第二外部焊盘包括共享的第二导电集成电路层；

其中所述第二顶部线圈和所述第二底部线圈被所述电绝缘的第一电介质层覆盖并彼此分离；和

电路部件，位于所述第一变压器的底部线圈或所述第二变压器的底部线圈中的至少一个的下方。

11.根据权利要求10所述的变压器装置，其中所述电路部件包括电容器。

12.根据权利要求10所述的变压器装置，其中所述电路部件包括发射器电路。

13.根据权利要求10所述的变压器装置，其中所述电路部件包括接收器电路。

14.根据权利要求10所述的变压器装置，其中所述第一变压器位于第一集成电路管芯上，并且所述第二变压器位于与所述第一集成电路管芯相邻定位的第二集成电路管芯上。

15.根据权利要求10所述的变压器装置，其中所述第一变压器的顶部线圈沿顺时针方向缠绕，并且其中所述第二变压器的顶部线圈沿逆时针方向缠绕。

16.一种完全对称和平衡的单片或多芯片集成电路变压器装置，包括:

第一变压器，包括:

对称的第一底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接,所述第一底部线圈包括第一和第二差分端子，并且还包括电连接到所述第一底部线圈的最内侧绕组的第一中心抽头第三端子；和

螺旋形第一顶部线圈，电连接到包围的第一内部焊盘和横向偏移的第一外部焊盘,所述第一顶部线圈、所述第一内部焊盘和所述第一外部焊盘包括共享的第一导电集成电路层；和

其中所述第一顶部线圈和所述第一底部线圈被电绝缘的第一电介质层覆盖并彼此分离；

第二变压器，与所述第一变压器电串联，所述第二变压器包括:

对称的第二底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接,所述第二底部线圈包括第三和第四差分端子，并且还包括电连接到所述第二底部线圈的最内侧绕组的第二中心抽头第三端子；和

螺旋形第二顶部线圈，电连接到包围的第二内部焊盘和横向偏移的第二外部焊盘,所述第二顶部线圈、所述第二内部焊盘和所述第二外部焊盘包括共享的第二导电集成电路层；

其中所述第二顶部线圈和所述第二底部线圈被所述电绝缘的第一电介质层覆盖并彼此分离；

第三变压器，包括:

对称的第三底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接,所述第三底部线圈包括第五差分端子和第六差分端子，并且还包括电连接到所述第三底部线圈的最内侧绕组的第三中心抽头第三端子；和

螺旋形的第三顶部线圈，电连接到包围的第三内部焊盘和横向偏移的第三外部焊盘,第三外部焊盘，所述第三顶部线圈、所述第三内部焊盘和所述第三外部焊盘包括共享的第三导电集成电路层；和

其中所述第三顶部线圈和所述第三底部线圈被电绝缘的第三介电层覆盖并且彼此分离；

第四变压器，与所述第三变压器电串联，所述第四变压器包括：

对称的第四底部线圈，包括相邻绕组对的各个绕组之间的导电跨接,所述第四底部线圈包括第七和第八差分端子，并且还包括电连接到所述第四底部线圈的最内侧绕组的第四中心抽头第三端子；和

螺旋形的第四顶部线圈，电连接到包围的第四内部焊盘和横向偏移的第四外部焊盘，所述第四顶部线圈、所述第四内部焊盘和所述第四外部焊盘包括共享的第四导电集成电路层；和

其中所述第四顶部线圈和所述第四底部线圈被电绝缘的第四电介质层覆盖并彼此分离。

17.根据权利要求16所述的变压器装置，其中所述第一外部焊盘电连接到所述第二内部焊盘，并且其中所述第一内部焊盘电连到所述第二外部焊盘。

18.根据权利要求16所述的变压器装置，其中所述第一外部焊盘电连接到所述第二外部焊盘，并且其中所述第一内部焊盘电连到所述第二内部焊盘。

19.根据权利要求16所述的变压器装置，其中所述第三外部焊盘电连接到所述第四内部焊盘，并且其中所述第三内部焊盘电连接到所述第四外部焊盘。

20.根据权利要求16所述的变压器装置，其中所述第三外部焊盘电连接到所述第四外部焊盘，并且其中所述第一内部焊盘电连接至所述第四内部焊盘。