CN117672676A - 变压器、变压器制造方法、及应用其的电路模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了变压器及对应的制造方法,及应用其的集成电路及对应的制造方法,变压器包括包封至少两个绕组的基板和包封所述基板至少一侧的磁性包封料,每个绕组包括线圈主体和与线圈主体连接的引出端子;其中,各个绕组之间相互隔离;所述磁性包封料包括绝缘的主体材料和分散在所述主体材料中的磁性颗粒。本发明中绕组可以通过电镀工艺进行形成,且封装绕组的包封材料可以包括磁性包封料,从而生产工艺简单,成品率高,且能满足超薄尺寸的变压器。
Description
技术领域
本发明涉及磁性元件技术领域,具体地,涉及一种变压器、变压器制造方法、集成电路及其制造方法。
背景技术
变压器作为大部分电能变换拓扑所必须的能量变换器件广泛应用于民用,工业,医疗,航天等领域。近年来,由于成本和电源使用空间限制的需求,电源产品的小型化,集成化成为行业发展趋势。提高主动器件的开关频率能降低被动元器的储能要求,进而减小被动元器件(磁性器件,电容)的体积。变压器的尺寸仍然会受到工艺本身的限制。绝大多数变压器是由磁芯和绕组两部分构成。对于线绕组装式的变压器,由于分立组件结构强度和组装公差的基本要求,不能满足超薄小尺寸的要求,因此一般应用于低频(f<2MHz)领域的应用;对于平面绕组组装式的变压器,由磁芯和基于PCB或基板印刷的平面绕组组装而成的平面变压器,组装流程比较复杂;
因此如何提出一种生产工艺简单,成品率高,且能满足超薄尺寸的变压器的制造方法已经成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种变压器结构,从而提高变压器的功率密度,提升变压器的性能。
根据本发明的第一方面,提供一种变压器结构,所述变压器结构包括:包封至少两个绕组的基板,每个绕组包括线圈主体和与线圈主体连接的引出端子;包封所述基板至少一侧的磁性包封体;其中,各个绕组之间相互隔离;所述磁性包封体包括绝缘的主体材料和分散在所述主体材料中的磁性颗粒。
可选地,所述磁性颗粒包括羰基铁粉、合金粉、微颗粒破碎铁氧体粉及非晶纳米晶粉中的至少一种。
可选地,所述基板和所述磁性包封体的材料相同。
可选地,所有的引出端子引出至所述变压器结构的同一个面上或引出至所述变压器结构相对的两个面上。
可选地,所述变压器结构还包括绝缘子层,所述绝缘子层设置在两个相邻的绕组之间。
可选地,所述绝缘子层的材料包括环氧封装料或聚酰亚胺。
可选地,所述基板的两侧均包封有磁性包封体。
可选地,位于所述绝缘子层两侧的绕组的引出端子分别引出至所述变压器相对的两个面。
可选地,当只对所述基板的一侧采用磁性包封料进行包封时,所述基板的另一侧还贴装有磁片,所述磁片在所述变压器的方向上至少部分覆盖所有线圈主体所在的位置。
可选地,所述变压器的外表面上还设置有与各个所述引出端子进行电连接的焊盘。
根据本发明的第二方面,提供一种变压器的制造方法,所述方法包括:形成包含至少两个绕组的基板,每个绕组包括线圈主体和与线圈主体连接的引出端子;对所述基板的至少一侧采用磁性包封体进行包封;其中,各个绕组采用电镀工艺进行形成,每形成一个绕组进行一次包封,以形成包封当前绕组的包封体;各个绕组之间相互隔离;所述磁性包封体包括绝缘的主体材料和分散在所述主体材料中的磁性颗粒。
可选地,所述磁性颗粒包括羰基铁粉、合金粉、微颗粒破碎铁氧体粉及非晶纳米晶粉中的至少一种。
可选地,所述基板和所述磁性包封体的材料相同。
可选地,当对所述基板的其中一侧采用磁性包封料进行包封时,所述制造方法还包括:对所述基板的另一侧进行磁片的贴装,所述磁片在所述变压器叠层的方向上至少覆盖所有绕组的线圈主体所在的部分位置。
可选地,所述磁片包括铁氧体或磁粉芯。
可选地,每形成一个所述绕组包括以下步骤:在基片上或包封前一绕组的包封体上进行镀铜以形成当前绕组的线圈主体;在当前绕组的线圈主体的首尾端子处进行电镀形成铜柱,以形成当前绕组的引出端子;对当前的线圈主体和所述引出端子进行包封以形成包封体。
可选地,每形成一个所述绕组包括以下步骤:在基片上或包封前一绕组的包封体上进行镀铜以形成当前绕组的线圈主体;对当前绕组的线圈主体进行包封形成包封体;对当前包封体进行打孔,并对打孔处进行电镀以形成与当前绕组及之前绕组的引出端子。
可选地,形成当前绕组的线圈主体包括以下步骤:在基片上或包封前一绕组的包封体上形成图案化的第一光刻胶;在被所述第一光刻胶裸露的基板或包封前一绕组的包封体上电镀第一金属层,以形成所述线圈主体。
可选地,形成当前绕组的引出端子包括以下步骤:在所述线圈主体的上表面形成图案化的第二光刻胶;在被所述第二光刻胶裸露的线圈主体上电镀第二金属层,以形成所述引出端子。
根据本发明的第三方面,提供一种变压器的制造方法,包括步骤:制造两个包括至少一个绕组的磁性单元,每个绕组包括线圈主体和与线圈主体连接的引出端子;将两个所述磁性单元进行背对背的堆叠;
其中,所述磁性单元包括以下制造步骤:采用电镀工艺形成绕组;对绕组进行包封以形成包括至少一个绕组的基板;对所述基板的其中一侧采用磁性包封料进行包封;其中,所述磁性包封料包括绝缘的主体材料和分散在所述主体材料中的磁性颗粒。
可选地,两个所述磁性单元之间通过绝缘子层隔开。
可选地,所述绝缘子层的材料包括环氧封装料或聚酰亚胺。
可选地,所述绝缘子层和所述磁性单元之间采用粘接或高温压合的方式进行组合。
可选地,对堆叠后的磁性单元进行粘贴、压制或整体包封。
根据本发明的第四方面,提供一种电路模块,其特征在于,所述电路模块包括:裸芯片;变压器,所述变压器包括上述的变压器结构;其中,所述裸芯片通过引出到所述变压器结构表面的引出端子与裸芯片建立电连接。
本发明中绕组的线圈主体及与线圈主体首尾端连接的引出端子可以通过电镀工艺进行形成,且采用磁性包封料对基板的至少一侧进行封装,相比于现有技术中的绕组式变压器,对分立元件结构强度和组装公差均没有要求,相比于磁芯和基于PCB或基板印刷的平面绕组组装而成的平面变压器,省去了繁杂的组装流程,从而本发明的变压器的生产工艺简单,成品率高,且能满足超薄尺寸的要求。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚,在附图中:
图1a和图1b示出了本发明实施例的变压器的两种结构示意图;
图2a~2d示出了本发明实施例的变压器的四种剖面结构示意图;
图3a~3f示出了本发明实施例的变压器的第一种制造步骤示意图;
图4a~4f示出了本发明实施例的变压器的第二种制造步骤示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中,相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见,附图中的各个部分没有按比例绘制。
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本实施例提供一种变压器的结构及其制造方法,所述变压器的结构包括:包封至少两个绕组的基板,每个绕组包括线圈主体和与线圈主体连接的引出端子;包封所述基板至少一侧的磁性包封体;其中,所述磁性包封体包括所述磁性包封料,磁性包封料包括绝缘的主体材料和分散在所述主体材料中的磁性颗粒。
所述磁性颗粒包括羰基铁粉、合金粉、微颗粒破碎铁氧体粉及非晶纳米晶粉中的至少一种。
可选地,所述基板包括所述磁性包封料,即与磁性包封体材料相同。
作为一种示例,如图1a所示,当只对所述基板的下侧采用磁性包封料进行包封时,所述基板15的上侧还贴装有磁片17,所述磁片17在所述变压器叠层的方向上至少覆盖所有线圈主体所在的部分位置,所述磁片包括铁氧体或磁粉芯。作为另一种示例,如图1b所示,所述基板15的上下两侧均包封有磁性包封体11和16。
如图2a~2d所示为四种包含两个绕组的变压器的剖面图,其中基板15中包括封装第一绕组的线圈主体12的第一封装体14和封装第二绕组的线圈主体22的第二封装体24。
可选地,两个相邻的绕组之间或原边绕组和副边绕组之间还可以设置绝缘子层,具体地,所述绝缘子层位于所述第一封装体14和所述第二封装体24之间,绝缘子层的材料包括环氧封装料或聚酰亚胺,绝缘子层的设置可以提高绕组之间的隔离特性,可以实现高耐压绝缘。
如图2a和图2b为图1a的两种剖面图,如图2c和图2d为图1b的两种剖面图。其中如图2a,图2b和图2c所示,不同绕组的引出端子分别部分裸露于所述变压器的同一个面上,例如上表面或下表面;如图2b和2d所示,两个相邻的绕组之间还可以设置绝缘子层21,图2d中位于所述绝缘子层21两侧的绕组的引出端子分别裸露于所述变压器相对的两个面。需要说明的是,如图2a,图2b和图2c所示的不同绕组的引出端子也可以分别裸露于所述变压器相对的两个面上;图2a~2d中,均包括了两个绕组,图2b和图2d中的绝缘子层21的两侧分别各包括了一个绕组,在其他实施例中,变压器绕组的数量也可以均大于2,绝缘子层21的两侧也可以分别包括多个绕组;或者其中一侧包括多个绕组,另一侧包括一个绕组,在此并不进行限定。
如图2a所述,所述变压器包括包封有两个绕组的基板15,和包封所述基板下表面的磁性包封体11,其中,所述基板15包括封装第一绕组的线圈主体12的第一封装体14和封装第二绕组的线圈主体22的第二封装体24。所述第一绕组还包括与所述线圈主体12连接的引出端子13,所述第二绕组还包括与所述线圈主体22连接的引出端子23。在本实施例中,所述线圈主体12位于所述第一封装体14的底端,所述第二线圈主体22位于所述第二封装体的底端,所述出线端子13从所述线圈主体12开始,穿过所述第一封装体14和所述第二封装体24引出至第二封装体24的上表面,所述出线端子23从所述线圈主体22开始,穿过所述第二封装体24引出至第二封装体24的上表面。
所述变压器还包括位于所述第二封装体24上表面的磁片17,所述磁片17位于引出端子13和23之间,至少覆盖部分所述线圈主体22和23,进一步地,所述磁片17至少覆盖所述线圈主体22和23的部分重叠区域。
图2b所示的实施例的变压器的结构与图2a的区别在于,图2b的变压器包括绝缘子层21,所述绝缘子层21位于所述两个绕组之间,具体地,所述绝缘子层位于所述第一封装体14和所述第二封装体24之间,此时,所述基板15包括第一封装体14,第二封装体24和绝缘子层21。图2b所示的实施例的变压器的其他结构与图2a相同,在此不再赘述。
图2c所示实施例的变压器结构与图2a的区别在于,图2c所示的变压器的上表面采用磁性包封体17进行包封,第一绕组的引出端子13和第二绕组的引出端子23均引出到磁性包封体17的表面。
图2d所示实施例的变压器结构与图2c的区别在于,图2d所示的变压器包括绝缘子层21,所述绝缘子层21位于所述两个绕组之间,具体地,所述绝缘子层位于所述第一封装体14和所述第二封装体24之间,此时,所述基板15包括第一封装体14,第二封装体24和绝缘子层21,且位于所述绝缘子层两侧的第一绕组的引出端子13和第二绕组的引出端子23分别裸露于所述变压器相对的两个面。
可选地,所述第一封装体和所述第二封装体可以均包括磁性封装料,也可以均不包括磁性封装料,也可以其中一个包括,另一个不包括,在此并不进行限定。当第二封装体24均包括磁性包封料时,根据变压器的性能和参数要求,此时图1a中的基板15的上侧贴装的磁片17,或图1a中的基板15的上侧包封的磁性包封料16可以省去。
需要说明的是,在本实施例中,各个绕组在垂直于所述变压器叠层的方向上至少部分重叠;在其他示例中,可能形成与第一绕组或第二绕组并排放置的多个的其他绕组,此时并排放置的绕组之间在叠层方向上并不重叠,但各个绕组在垂直于所述变压器叠层的方向上至少与其中一个绕组部分重叠。
下面对变压器的制造方法进行说明,包括以下步骤:
S01:制造包含至少两个绕组的基板,每个绕组包括线圈主体和与线圈主体连接的引出端子;
S02:对所述基板的至少一侧采用磁性包封料进行包封。
其中,各个绕组采用电镀工艺进行形成,每形成一个绕组进行一次包封,以形成包封当前绕组的包封体;所述磁性包封料包括绝缘的主体材料和分散在所述主体材料中的磁性颗粒。
在本申请实施例中,线圈主体采和引出端子用电镀工艺制成,其中,所述电镀工艺为金属重布线工艺中的电镀步骤。具体的,金属重布线RDL(Redistribution Layer)技术是一种将芯片内部的I/O引脚重新分布到芯片表面的封装技术。该技术可以提高芯片的输入输出密度,缩小封装面积,同时也有助于提高芯片性能和可靠性。其中,RDL技术的工艺流程主要包括以下几个步骤:1.基片准备:首先需要将芯片基片进行清洗和去除掉其它不需要的杂物,以确保基片表面光滑、干净、无任何残留物。2.光刻制作:接着需要进行光刻制作,该步骤的目的是将基片表面进行光刻处理,制作出所需要的电路图形。3.金属化处理:经过光刻制作后,基片表面制作出的电路图形需要进行金属化处理,以便后续的电镀处理。4.电镀处理:接下来需要进行电镀处理,该步骤的目的是将基片表面覆盖上一层金属,形成一个可导电的电路图形。5.蚀刻处理:经过电镀处理后,需要进行蚀刻处理,该步骤的目的是将基片表面多余的金属部分进行去除,形成所需的电路图形。6.沉积处理:最后需要进行沉积处理,该步骤的目的是在基片表面沉积一层保护层,以保护电路图形不被损坏。在本申请实施例中,是采用RDL技术中的电镀处理步骤来制作线圈主体和引出端子,具体的,经过光刻制作后,在基板的表面制作出的电路图形需要进行金属化处理,以便后续的电镀处理,接下来需要对所述电路图形进行电镀处理,该步骤的目的是依据所述电路图形,并对该图形进行电镀,形成线圈主体和引出端子。
下面对包括两个绕组的变压器的第一种制造步骤进行说明,首先对形成第一绕组的形成步骤进行说明:
S11:如图3a所示,在一基片101上镀铜以形成第一绕组的线圈主体12;
具体地,在基片101上涂抹第一层光刻胶,然后对第一层光刻胶进行曝光和显影工艺,使基板上形成图案化的第一光刻胶,其中,所述图案化的第一光刻胶包括用于后续形成线圈主体的窗口。在被图案化的第一光刻胶裸露的基板上形成电路图形,也即在所述窗口处形成电路图形,并依据所述电路图形电镀出第一金属层,以形成线圈主体12。
在其他实施例中,在基片101上涂抹光刻胶之前,还包括:对基片101进行化学机械抛光,使基片101表面平整。其中,化学机械抛光技术是半导体技术制造中获得全局平坦化的一种手段,这种工艺是为了使得基片101的表面既平坦、又无划痕和杂质玷污。化学机械抛光属于化学和机械作用相结合的技术,首先,在基片101的表面材料与抛光液中的氧化剂催化剂等发生化学反应,生成一层相对容易去除的软质层,然后在抛光液中的磨料和抛光垫的机械作用下去除软质层,使得基板表面重新裸露出来,然后再多次进行化学反应,这样在化学作用过程和机械作用过程的交替进行中完成基板表面抛光。
S12:如图3b所示,在所述第一绕组的线圈主体12的首尾端子处进行电镀形成铜柱,以形成第一绕组的引出端子13;
具体地,在所述线圈主体12和所述图案化的第一光刻胶的上表面上涂抹第二层光刻胶,然后对第二层光刻胶进行曝光和显影工艺,并形成图案化的第二光刻胶,所述图案化的第二光刻胶包括后续形成引出端子的窗口;并在所述窗口处依据所述线圈主体12电镀出第二金属层,以形成引出端子13。然后再去除剩余的第一层和第二层光刻胶。
S13:如图3c所示,对所述第一绕组的线圈主体12和所述引出端子13进行包封,以形成包封第一绕组的线圈主体12和引出端子13的第一包封体14。
下面再对形成第二绕组的形成步骤进行说明:
S21:如图3d所示,在第一包封体14上进行镀铜以形成第二绕组的线圈主体22,且所述第二绕组的线圈主体22和所述第一绕组12在所述变压器叠层的方向上至少部分重叠;
S22:如图3e所示,在所述第二绕组的线圈主体22的首尾端子处进行电镀以形成铜柱,以形成第二绕组的引出端子23;
S23:如图3f所示,对所述第二绕组的线圈主体22和引出端子23进行包封形成包封体,以形成包括第二绕组的线圈主体22和引出端子23的第二包封体24。
上述步骤S11~S13和步骤S21~S23形成了制造包含两个绕组的基板的步骤S01,下面对步骤S02进行说明。
可选地,基片101可以包含磁性包封料也可以不包含;当基片101包含磁性包封料时,形成所述基片101的方法包括:将包含磁封装料的材料进行压制成型以形成所述基片101;当基片101包含磁性包封料时,在所有的绕组形成之后,此时可以根据设计或性能参数选择对基板11(包括第一包封体14和第二包封体24)的下表面进行磁性包封料的包封,以形成磁性包封体11,也可以选择不再对基板11的下表面进行磁性包封料的包封。当不对基板11的下表面进行磁性包封料的包封时,基片101即充当该变压器的磁芯下盖板或磁性包封体11的作用。当基片101不包含磁性包封料时,在步骤S23之后即基板15形成后,还需要对基片101的下表面进行磁性包封料的包封,以形成磁性包封体11。
可选地,第一包封体14和第二包封体24的材料可以包括磁性包封料也可以不包括,当包括时可以进一步增加绕组的电感量。当第二包封体24不包括磁性包封料时,此时需要在第二包封体24上形成磁性包封料,以充当磁芯上盖板。一种方式是形成如图1a所示的变压器的结构,是在所述第二包封体24的上表面进行磁片17的贴装,在所述变压器叠层的方向上,所述磁片17至少覆盖第一绕组的线圈主体12和第二绕组的线圈主体22所在的部分位置;另一种方式是形成如图1b所示的变压器的结构,形成包覆所述第二包封体24上表面的磁性包封体16。当第二包封体24的材料包括磁性包封料时,此时第二包封体的封装材料可以同时充当磁芯上盖板,可以选择省去磁片贴装或形成包覆所述第二包封体上表面的包含磁性封装体的步骤,也可以根据设计或性能参数选择不省去磁片贴装或形成包覆所述第二包封体上表面的包含磁性包封体的步骤,在此并不进行限定。
需要说明的是,在步骤S22中在所述第二绕组的线圈主体22的首尾端子处进行电镀形成第二绕组的引出端子23的同时,还在所述第一绕组的线圈主体12的引出端子13处继续进行电镀,以形成能够引出至第二包封体24外部的引出端子13;当在第二包封体24上表面形成磁性包封体16时,在形成磁性包封体16之前,还需要对第一绕组的引出端子13和第二绕组的引出端子23继续进行电镀,以形成能够引出至磁性包封体16外部的第一绕组的引出端子13和第二绕组的引出端子23。
具体地,根据具体的使用场景,对变压器的有不同的耐压要求,还可以在步骤S21之前在第一包封体14上形成一绝缘子层21的步骤,当包含绝缘子层21时,可以提高变压器的耐压要求,所述绝缘子层21的材料可以包括但不限于环氧封装料或聚酰亚胺,且该绝缘子层21与第一包封体14的结合方式包括但不限于高温压合或粘贴等方式。第一包封体和第二包封体之间设置的绝缘子层21也根据变压器的不同的耐压要求进行设置。
下面对包括两个绕组的变压器的第二种制造步骤进行说明,首先对形成第一绕组的步骤进行说明:
S11,:如图4a所示,在一基片101上镀铜以形成第一绕组的线圈主体12,
S12,:如图4b所示,对第一绕组的线圈主体12进行包封,以形成第一包封体14;
S13,:如图4c所示,对所述第一包封体14进行打孔,并对打孔处进行电镀以形成与所述第一绕组的线圈主体12的首尾端子分别进行连接的铜柱,以形成第一绕组的引出端子13。
再对形成第二绕组的形成步骤进行说明,包括以下步骤:
S21,:如图4d所示,在第一包封体14上镀铜以形成第二绕组的线圈主体22;
S22,:如图4e所示,对第二绕组的线圈主体22进行包封,以形成第二包封体24;
S23,:如图4f所示,对所述第二包封体24进行打孔,并对打孔处进行电镀以形成与所述第二绕组的线圈主体22首尾端子分别连接的铜柱,以形成第二绕组的引出端子23。
需要说明的是,在步骤S23,中在对所述第二包封体24进行打孔,并对打孔处进行电镀以形成第二绕组的引出端子23的同时,还在所述第一绕组的线圈主体12的首尾端子13处对第二包封体24进行打孔,并对打孔处进行电镀以形成能够引出至第二包封体24外部的第一绕组的引出端子13;当在第二包封体24上表面形成磁性包封体16时,在形成磁性包封体16后,还需要对磁性包封体16进行打孔,并对打孔处进行电镀,以形成能够引出至磁性包封体16外部的第一绕组的引出端子13和第二绕组的引出端子23。
具体的,第二种变压器的制造步骤,和基于第一种制造步骤形成的变压器,除了包封体和引出端子的形成前后顺序不同,其余对第一包封体14、第二包封体24、绝缘子层21、基片101的材料的要求均一致,在此不进行展开说明。
下面对包括两个绕组的变压器的第三种制造步骤进行说明,该第三种制造步骤用于形成如图2d所示结构的变压器,不同绕组的引出端子分别裸露于所述变压器相对的两个面,具体包括以下步骤:
S31:制造两个包括至少一个绕组的磁性单元,每个绕组包括线圈主体和与线圈主体连接的引出端子;
S32:将两个所述磁性单元进行背对背的堆叠;
S33:对堆叠后的磁性单元进行粘贴、压制或整体包封。
其中,步骤S31中的磁性单元可以采用下面的制造步骤:
S311:采用步骤S11~S13或步骤S11,~S13,制造两个包括一个绕组的基板,或采用步骤S11~S13,S21~S24或步骤S11,~S13,,S21,~S24,制造两个包括两个绕组的基板;或采用类似步骤S11~S13或步骤S11,~S13,制造两个包括两个以上绕组的基板;
S312:对所述基板的其中一侧采用磁性包封料进行包封;
其中,如图2d所示,两个所述磁性单元之间也可以通过绝缘子层21隔开,所述绝缘子层21的材料包括但不限于环氧封装料或聚酰亚胺,所述绝缘子层21和所述磁性单元之间可以采用粘接或高温压合的方式进行组合。
需要说明的是,在步骤S311中,将磁性单元所有绕组的引出端子引出至基板的同一侧;在步骤S312中,可以只对两个磁性单元的基板的引出所有绕组的引出端子的一侧采用磁性包封体进行包封,对基板的另一侧不进行包封;在步骤S32中,将两个磁性单元没有采用磁性包封体进行包封的一侧进行背靠背的堆叠。对堆叠后的磁性单元进行结合的方式也不限于上面所列举的粘贴、压制或整体包封等方式。
以上提供了变压器的三种制造步骤,当所述变压器为一整体元件时,还可以下包括步骤:在所述变压器的表面形成与各个所述引出端子进行电连接的焊盘,以便所述变压器通过所述焊盘与外部器件建立连接。
具体地,当上述的变压器为集成电路的一部分时,该集成电路的制造方法包括以下步骤:
通过上述的方法制造变压器;
将裸芯片进行包封;
通过引出到所述变压器结构表面的绕组的首尾端子与裸芯片建立电连接。
其中建立电连接的方式包括但不限于通过引线键和的方式或通过重布线的方式进行连接。
在本发明的实施例中,变压器的前两种制造步骤中,仅示意出了包含两个绕组的变压器的步骤,但实际应用中可以用于制造包括大于两个绕组的变压器,每个绕组的制造步骤相同或类似;另外,每个绕组的线圈主体对应两个引出端子,附图2a~2d,图3a~3f,图4a~4f中为了方便示意,仅每个线圈主体示意出了一个引出端子,但不应拘泥于此。
综上所示,本发明实施例公开了一种变压器结构及对应的制造方法,及应用其的集成电路及对应的制造方法,变压器结构包括包封至少两个绕组的基板和包封所述基板至少一侧的磁性包封料;每个绕组包括线圈主体和与线圈主体连接的引出端子;其中,各个绕组在所述变压器叠层的方向上至少部分重叠;所述磁性包封料包括绝缘的主体材料和分散在所述主体材料中的磁性颗粒。本发明中绕组的线圈主体及与绕组首尾端连接的引出端子可以通过电镀工艺进行形成,且采用磁性包封料对基板的至少一侧进行封装,相比于现有技术中的绕组式变压器,对分立元件结构强度和组装公差均没有要求,从而可以适用于超薄小尺寸的要求;相比于磁芯和基于PCB或基板印刷的平面绕组组装而成的平面变压器,省去了繁杂的组装流程,从而本发明的变压器的生产工艺简单,成品率高,且能满足超薄尺寸的要求。
依照本发明的实施例如上文所述,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然,根据以上描述,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (25)
1.一种变压器结构,其特征在于,所述变压器结构包括:
包封至少两个绕组的基板,每个绕组包括线圈主体和与线圈主体连接的引出端子;
包封所述基板至少一侧的磁性包封体;
其中,各个绕组之间相互隔离;所述磁性包封体包括绝缘的主体材料和分散在所述主体材料中的磁性颗粒。
2.根据权利要求1所述的变压器结构,其特征在于:
所述磁性颗粒包括羰基铁粉、合金粉、微颗粒破碎铁氧体粉及非晶纳米晶粉中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的变压器结构,其特征在于:
所述基板和所述磁性包封体的材料相同。
4.根据权利要求1所述的变压器结构,其特征在于:
所有的引出端子引出至所述变压器结构的同一个面上或引出至所述变压器结构相对的两个面上。
5.根据权利要求1所述的变压器结构,其特征在于:
所述变压器结构还包括绝缘子层,所述绝缘子层设置在两个相邻的绕组之间。
6.根据权利要求1所述的变压器结构,其特征在于:
所述绝缘子层的材料包括环氧封装料或聚酰亚胺。
7.根据权利要求1所述的变压器结构,其特征在于:
所述基板的两侧均包封有磁性包封体。
8.根据权利要求5所述的变压器结构,其特征在于:
位于所述绝缘子层两侧的绕组的引出端子分别引出至所述变压器相对的两个面。
9.根据权利要求1所述的变压器结构,其特征在于:
当只对所述基板的一侧采用磁性包封料进行包封时,所述基板的另一侧还贴装有磁片,所述磁片在所述变压器的方向上至少部分覆盖所有线圈主体所在的位置。
10.根据权利要求1所述的变压器结构,其特征在于:
所述变压器的外表面上还设置有与各个所述引出端子进行电连接的焊盘。
11.一种变压器的制造方法,其特征在于,所述方法包括:
形成包含至少两个绕组的基板,每个绕组包括线圈主体和与线圈主体连接的引出端子;
对所述基板的至少一侧采用磁性包封体进行包封;
其中,各个绕组采用电镀工艺进行形成,每形成一个绕组进行一次包封,以形成包封当前绕组的包封体;各个绕组之间相互隔离;所述磁性包封体包括绝缘的主体材料和分散在所述主体材料中的磁性颗粒。
12.根据权利要求11所述的制造方法,其特征在于:
所述磁性颗粒包括羰基铁粉、合金粉、微颗粒破碎铁氧体粉及非晶纳米晶粉中的至少一种。
13.根据权利要求11所述的制造方法,其特征在于:
所述基板和所述磁性包封体的材料相同。
14.根据权利要求11所述的制造方法,其特征在于:
当对所述基板的其中一侧采用磁性包封料进行包封时,所述制造方法还包括:
对所述基板的另一侧进行磁片的贴装,所述磁片在所述变压器叠层的方向上至少覆盖所有绕组的线圈主体所在的部分位置。
15.根据权利要求11所述的制造方法,其特征在于:
所述磁片包括铁氧体或磁粉芯。
16.根据权利要求11所述的制造方法,其特征在于,每形成一个所述绕组包括以下步骤:
在基片上或包封前一绕组的包封体上进行镀铜以形成当前绕组的线圈主体;
在当前绕组的线圈主体的首尾端子处进行电镀形成铜柱,以形成当前绕组的引出端子;
对当前的线圈主体和所述引出端子进行包封以形成包封体。
17.根据权利要求11所述的制造方法,其特征在于,每形成一个所述绕组包括以下步骤:
在基片上或包封前一绕组的包封体上进行镀铜以形成当前绕组的线圈主体;
对当前绕组的线圈主体进行包封形成包封体;
对当前包封体进行打孔,并对打孔处进行电镀以形成与当前绕组及之前绕组的引出端子。
18.根据权利要求16或17所述的制造方法,其特征在于,形成当前绕组的线圈主体包括以下步骤:
在基片上或包封前一绕组的包封体上形成图案化的第一光刻胶;
在被所述第一光刻胶裸露的基板或包封前一绕组的包封体上电镀第一金属层,以形成所述线圈主体。
19.根据权利要求16所述的制造方法,其特征在于,形成当前绕组的引出端子包括以下步骤:
在所述线圈主体的上表面形成图案化的第二光刻胶;
在被所述第二光刻胶裸露的线圈主体上电镀第二金属层,以形成所述引出端子。
20.一种变压器的制造方法,其特征在于:
制造两个包括至少一个绕组的磁性单元,每个绕组包括线圈主体和与线圈主体连接的引出端子;
将两个所述磁性单元进行背对背的堆叠;
其中,所述磁性单元包括以下制造步骤:
采用电镀工艺形成绕组;
对绕组进行包封以形成包括至少一个绕组的基板;
对所述基板的其中一侧采用磁性包封料进行包封;
其中,所述磁性包封料包括绝缘的主体材料和分散在所述主体材料中的磁性颗粒。
21.根据权利要求20所述的制造方法,其特征在于:
两个所述磁性单元之间通过绝缘子层隔开。
22.根据权利要求21所述的制造方法,其特征在于:
所述绝缘子层的材料包括环氧封装料或聚酰亚胺。
23.根据权利要求21所述的制造方法,其特征在于:
所述绝缘子层和所述磁性单元之间采用粘接或高温压合的方式进行组合。
24.根据权利要求20所述的制造方法,其特征在于,所述制造方法还包括:
对堆叠后的磁性单元进行粘贴、压制或整体包封。
25.一种电路模块,其特征在于,所述电路模块包括:
裸芯片;
变压器,所述变压器包括权利要求1~10任一项所述的变压器结构;其中,所述裸芯片通过引出到所述变压器结构表面的引出端子与裸芯片建立电连接。
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