CN117711767A - 变压器及制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种变压器及制备方法，变压器包括：基体，包括从基体表面沿基体厚度方向设置的预设深度的第一开孔和凹槽，第一开孔位于基体的中部区域，凹槽环绕第一开孔设置；第一线圈，设置于凹槽；部分第一磁芯柱，设置于第一开孔；第二线圈膜层，设置于基体表面远离第一线圈一侧，包括第二线圈和另一部分的第一磁芯柱，第二线圈环绕另一部分第一磁芯柱设置；其中，至少部分的第一线圈及第一磁芯柱均从基体穿出至与第二线圈同层暴露设置。本申请提供的变压器及制备方法，通过将线圈和磁芯柱结构设置于基体的凹槽和开孔中，减薄变压器实现器件小型化，能够大幅提升部分线圈厚度，减小电阻，实现在大功率电路中的应用。

Description

变压器及制备方法

技术领域

本申请涉及芯片封装技术领域，具体涉及一种变压器及制备方法。

背景技术

目前，在芯片封装领域，常见的片上变压器巴伦主要是通过高频变压器实现平衡与不平衡转换的，其中的初级线圈、次级线圈及铁芯均在衬底表面功能层上制作，受限于功能层厚度限制，线圈厚度通常不超过20μm，线圈电阻较大，难以满足大功率电路的设计需求。

发明内容

本申请实施例提供了一种变压器及制备方法，通过将线圈和磁芯柱结构设置于基体的凹槽和开孔中，不仅将变压器减薄满足器件小型化，并且能够大幅提高部分线圈厚度，减小部分线圈电阻，以适应更大功率电路。

一方面，根据本申请实施例提出一种变压器，包括：

基体，包括从基体表面沿基体厚度方向设置的预设深度的第一开孔和凹槽，第一开孔位于基体的中部区域，凹槽环绕第一开孔设置；第一线圈，设置于凹槽；部分第一磁芯柱，设置于第一开孔；第二线圈膜层，设置于第一线圈远离基体表面一侧，包括第二线圈，第二线圈环绕另一部分第一磁芯柱设置；其中，至少部分的第一线圈及第一磁芯柱均从基体穿出至与第二线圈同层暴露设置。

根据本申请实施例的一个方面，凹槽为通槽并贯穿基体设置，第一线圈通过凹槽从基体厚度方向上相背的两侧表面均贯穿所述基体设置；或者，凹槽为盲槽并沿基体厚度方向从基体表面凹陷预定深度，第一线圈通过凹槽从基体厚度方向上从基体的一侧表面透出基体设置；优选的，部分第一线圈设置于凹槽的厚度等于凹槽厚度。

根据本申请实施例的一个方面，第一线圈环绕第一磁芯柱的匝圈数量大于第二线圈环绕第一磁芯柱的匝圈数量；优选的，第一线圈环绕设置区域在基体上的正投影覆盖第二线圈环绕设置区域在基体上的正投影。

根据本申请实施例的一个方面，第二线圈的匝圈从中间匝圈向两侧匝圈方向一一与第一线圈的匝圈对称对齐。

根据本申请实施例的一个方面，第二线圈同样从基体表面沿基体厚度方向嵌入基体。

根据本申请实施例的一个方面，变压器还包括第一绝缘层，设置于第一线圈和第二线圈之间；第二绝缘层，设置于第二线圈膜层背向基体一侧；优选的，变压器还包括第三绝缘层，设置于基体背向第一绝缘层的一侧；优选的，变压器还包括磁芯层，分别设置于第二绝缘层背向基体一侧和第三绝缘层背向基体一侧，第一磁芯柱贯穿第一绝缘层、第二绝缘层、基体和第三绝缘层与磁芯层连接；优选的，变压器还包括第二磁芯柱，基体包括第二开孔，第二磁芯柱设置于第二开孔，贯穿第一绝缘层、第二绝缘层、基体和第三绝缘层设置，并连接磁芯层，并与第一磁芯柱、磁芯层一同构成磁芯圈；

优选的，设置于第二绝缘层背向基体一侧和设置于第三绝缘层背向基体一侧的磁芯层对称设置。

根据本申请实施例的一个方面，变压器还包括焊盘，焊盘与磁芯层同层设置，焊盘贯穿第二绝缘层与第一线圈、第二线圈两端电连接；优选的，保护层上设置有焊球，焊球贯穿保护层并与焊盘电连接。

又一方面，本申请实施例提供一种变压器制备方法，包括：

提供基体，从基体表面沿基体厚度方向设置预设深度的第一开孔和凹槽，第一开孔位于基体的中部区域，凹槽环绕开孔设置；在凹槽沉积第一线圈；在第一开孔沉积部分第一磁芯柱；在机体表面远离第一线圈一侧形成功能层，功能层为磁芯层及第二线圈膜层中的一者。

根据本申请实施例的一个方面，功能层为第二线圈膜层，在基体表面远离第一线圈一侧形成功能层之后还包括：在第二线圈膜层背向基体一侧制作磁芯层；在基体背向功能层一侧制作另一磁芯层。

根据本申请实施例的一个方面，功能层为磁芯层，在基体表面远离第一线圈一侧形成功能层之后还包括：在基体背向功能层一侧制作第二线圈膜层；在第二线圈膜层背向基体一侧制作另一磁芯层。

本申请实施例提供的变压器及制备方法，通过将线圈和磁芯柱结构设置于基体的凹槽和开孔中，减薄变压器实现器件小型化，相比于在基体表面功能层上制作线圈，能够大幅提升部分线圈厚度，减小电阻，实现在大功率电路中的应用。

附图说明

下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本申请一个实施例的变压器的示意图；

图2是图1沿A-A’的剖面结构图；

图3是本申请另一个实施例的变压器的剖面结构图；

图4是本申请另一个实施例的变压器的剖面结构图；

图5是本申请一个实施例的变压器制备方法流程示意图；

图6至图22是本申请一个实施例的变压器制备方法工艺步骤流程图；

图23是本申请另一个实施例的变压器制备方法流程示意图。

其中：

100-变压器；

1-基体；11-第一开孔；12-第二开孔；13-凹槽；14-第一线圈；141-嵌入段；15-第一磁芯柱；16-第二磁芯柱；17-绝缘材料；18-金属溢出层；19-磁芯溢出层；

2-第一绝缘层；21-第一开窗；22-第二开窗；

3-第二线圈膜层；31-第二线圈；

4-第二绝缘层；41-第三开窗；42-第四开窗；43-第五开窗；

5-第三绝缘层；51-第六开窗；

61-磁芯层；62-焊盘；621-焊球；63-保护层；

7-磁芯圈；71-磁芯半环；

8-临时载板；

9-临时键合胶。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本申请造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的变压器的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1和图2，本申请实施例提供了一种变压器100，包括基体1、第一绝缘层2、第二线圈膜层3、第二绝缘层4、第三绝缘层5、磁芯层61、焊盘62和保护层63。

基体1采用晶圆，在基体1表面上沿基体1厚度方向设置预设深度的第一开孔11、第二开孔12和凹槽13，将第一线圈14设置在凹槽13，将第一磁芯柱15设置在第一开孔11，将第二磁芯柱16设置在第二开孔12。

晶圆通常采用圆片形状，具有均匀性和对称性，有利于芯片制造过程中的工艺控制和设备操作。晶圆常见尺寸一般为直径150mm～300mm，材质包括硅、蓝宝石、碳化硅或者氮化硅材料，经过精密的生长和加工工艺制备而成，适用于集成电路和精密光学器件等结构制造。晶圆的厚度通常在几百微米至数毫米之间，晶圆表面需要经过精细的抛光和清洗处理，以确保表面的平整度和纯净度，以便在其上在进行微细加工和电路制造。

以晶圆作为基体11，基体11上开设有设置第一开孔11、第二开孔12和凹槽13所需的图形形状。在本实施例中，此图形形状为开设一圆孔图形在基体1的中部区域，开设另一圆孔图形在基体1的边缘区域，开设一线圈图形环绕中部区域的圆孔图形设置。之后使用化学腐蚀或者离子刻蚀等方法，如激光刻蚀、激光诱导刻蚀和深离子反应刻蚀等对此图形形状区域进行腐蚀或者刻蚀，形成预设深度的第一开孔11、第二开孔12和凹槽13。

圆孔图形和环绕圆孔的线圈图形宽度设置为5～30μm，例如可以设置为5μm、10μm、15μm、18μm、20μm、25μm、28μm和30μm。按照此图形形状腐蚀或刻蚀出的第一开孔11、第二开孔12和凹槽13，深度设置为50～200μm，例如可以设置为50μm、100μm、150μm和200μm。在腐蚀或刻蚀完成后，在基体1上开设有第一开孔11、第二开孔12和凹槽13，第一开孔11设置在基体1的中部区域，第二开孔12设置在基体1的边缘区域，凹槽13环绕第一开孔11设置。

在基体1中的凹槽13内形成有预定厚度的第一线圈14。首先在第一开孔11和第二开孔12内通过遮盖除第一开孔11和第二开孔12之外的基体11表面，并在第一开孔11和第二开孔12内沉积绝缘层材料直至填满，绝缘层材料可以采用二氧化硅、氮化硅、光刻胶等材料，防止后续进行金属材料沉积时进入孔洞内，影响后续工艺制程。

在凹槽13内形成金属层，通过金属材料电镀或者沉积方法，主要采用钛、铜、钨、镍、金、铝、银等金属材料，第一线圈14包括嵌入段141，嵌入段141至少从基体1一侧表面透出基体1设置，也可以均从基体1厚度方向上相背的两侧表面均贯穿基体1设置，即沉积金属层至不超过凹槽13高度的预定高度，凹槽13为盲槽或者凹槽13为通槽，直接沉积至高度等于凹槽13深度，形成设置于凹槽13中的预定高度的第一线圈14，随后去除填充在第一开孔11和第二开孔12内的绝缘层。

第一线圈14沿凹槽13的形状形成环绕第一开孔11的多层匝数的缠绕形状，每层匝圈之间间距可以相同。通过在基体1内制作第一线圈14而不是在基体1表面上制作，能够有效减薄变压器厚度，实现器件小型化，同时第一线圈14的厚度能够大幅度延伸，减小电阻，能够适用于更大功率的电路。

随后在第一开孔11和第二开孔12中形成磁芯柱。通过沉积或者电镀工艺，在第一开孔11和第二开孔12中沉积磁芯材料，磁芯材料可以设置为有磁性的铁、钴、镍等及其合金或氧化物等，直接沉积并处理得到高度等于第一开孔11和第二开孔12深度，形成第一磁芯柱15和第二磁芯柱16。第一磁芯柱15和第二磁芯柱16完全填充满之前制作的孔洞，将第一线圈14环绕第一磁芯柱15，能够增加磁通密度，降低损耗，进一步提高能量传递效率，增强变压器的稳定性。

通过在晶圆基体1上刻蚀或腐蚀形成第一开孔11、第二开孔12和凹槽13，再在凹槽13内形成第一线圈14，在第一开孔11和第二开孔12内沉积磁芯材料形成第一磁芯柱15和第二磁芯柱16，方便后续功能层的制程工艺。

在基体1表面远离第一线圈14一侧制作第一绝缘层2。第一绝缘层2上在第一线圈14的两端预留开窗以方便后续第一线圈12进行电连接，在第一磁芯柱15和第二磁芯柱16上方预留开窗以方便后续磁芯圈7的制作。

在第一绝缘层2背向基体1一侧形成第二线圈膜层3，包括第二线圈31。先在第一绝缘层2上制作第二线圈31，通常也是进行沉积工艺或者电镀工艺制作第二线圈31，金属材料通常设置为钛、铜、钨、镍、金、铝、银等，厚度可以为5～20μm，例如可以是5μm、8μm、10μm、13μm、16μm、18μm和20μm。

形成的第二线圈31环绕第一磁芯柱15的另一部分设置，形成多层匝数的缠绕形状，其匝圈数量小于第一线圈14的匝圈数量。第一线圈14环绕设置区域在基体1上的正投影覆盖第二线圈31环绕设置区域在基体1上的正投影，而第一线圈14在基体1上的正投影与第二线圈31在基体1上的正投影可以部分重合或者不重合，不做具体限定。第二线圈31每层匝圈之间可以间距相同，且可以从中间匝圈向两侧匝圈方向一一与第一线圈14的匝圈对称对齐，不做具体限定。

随后在第二线圈31上形成第二绝缘层4，在第二绝缘层4上第一线圈14两端、第二线圈31两端、第一磁芯柱15和第二磁芯柱16上预留开窗以方便进行电连接和磁芯圈7的形成。

通过对第二线圈31的排布方式进行设置，将匝数较少，功率较低的次级线圈设置在第二线圈的位置，将第二线圈31与第一线圈14从中间匝圈向两侧匝圈方向一一对齐，能够最小化线圈面积，实现器件小型化，增加磁通密度，减小损耗，最大化能量传递效率并且将变压器中的小功率线圈设置为厚度较薄的线圈，尽量使得变压器100能够适用更大功率电路。

在第二绝缘层4背向基体1一侧形成磁芯层61。采用在第一磁芯柱15和第二磁芯柱16上方开窗填充绝缘层材料，沉积金属至第一线圈14和第二线圈31两端上方开窗，在第一线圈14和第二线圈31两端上方通过沉积或者电镀工艺制作焊盘52。去除第一磁芯柱15和第二磁芯柱16上方绝缘层材料，并沉积磁芯材料至第一磁芯柱15和第二磁芯柱16上方开窗，在第一磁芯柱15和第二磁芯柱16之间的第二绝缘层4上形成磁芯层61，连接第一磁芯柱15和第二磁芯柱16。

最后在上方设置有保护层63，在焊盘62上方的保护层63开窗，通过电镀、印刷或植球方法形成焊球621，将焊球621定位到焊盘62表面的焊接点，并将焊球621与焊盘62表面熔接，形成可靠的焊接连接。

焊球621贯穿保护层63与焊盘62熔接，方便与外接电源电连接。将第一磁芯柱15和第二磁芯柱16延伸接出至第二绝缘层4并通过磁芯层61相连，方便后续磁芯圈7的制作。在磁芯层61和焊盘62上设置保护层63，防止内部精密电路和结构损伤。

在基体1背向第一绝缘层2一侧表面，对基体1进行减薄，至晶圆内的第一磁芯柱15和第二磁芯柱16露出基体1一侧表面。

在基体1背向第一绝缘层2一侧表面形成第三绝缘层5，在第三绝缘层5上第一磁芯柱15和第二磁芯柱16上方预留开窗。

在第三绝缘层5背向基体1一侧形成磁芯层61，磁芯层61与第一磁芯柱15和第二磁芯柱16连接，形成封闭的磁芯圈7，第一线圈14和第二线圈31环绕磁芯圈7设置，能够进一步提升磁通密度，减少损耗，增加能量传递效率，增强变压器的稳定性。

本申请实施例提供的变压器100，通过将大功率线圈嵌入晶圆基体11中，大幅提升线圈厚度，减小电阻，减薄变压器厚度，并且在分层制备中构成完整的磁芯圈7，工艺集成度高，工艺步骤合并简化，第一线圈12和第二线圈31分布在两层内并重叠设置，减小器件尺寸，能够实现器件小型化，减小损耗，适用于大功率电路。

请参阅图3，本申请另一个实施例提供一种变压器100，第一线圈14的厚度等于基体1厚度。第一磁芯柱15和第二磁芯柱16始终需要贯穿基体1以形成磁芯圈7，在减薄基体1背向第一绝缘层2的一侧表面时，第一线圈14和第一磁芯柱15、第二磁芯柱16均会露出基体1一侧表面，能够实现第一线圈14厚度最大化，以使第一线圈14电阻最小化，能够适用的电路功率最大化。

请参阅图4，本申请另一个实施例提供一种变压器100，在基体1上的凹槽13厚度等于基体1厚度，而第一线圈14厚度小于基体1厚度，在凹槽13上方剩余空间中沉积第一绝缘层2和第二线圈膜层3，使得第二线圈31同样嵌入基体11中，进一步减薄变压器100的厚度，使得器件小型化。

请参阅图5，本申请实施例还提供了一种变压器100制备方法，包括：

S1、提供基体；

S2、制作第一绝缘层；

S3、制作第二线圈膜层和第二绝缘层；

S4、在第二绝缘层上制作磁芯层、焊盘和保护层；

S5、在基体背向第一绝缘层一侧制作第三绝缘层；

S6、在第三绝缘层上制作磁芯层和保护层。

在S1中，制作基体1上的相关结构采用晶圆作为基体1，在基体1表面上沿基体1厚度方向设置预设深度的第一开孔11、第二开孔12和凹槽13，将第一线圈14设置在凹槽13，将第一磁芯柱15设置在第一开孔11，将第二磁芯柱16设置在第二开孔12。

请参阅图6，以晶圆作为基体1，在基体1上先开设有第一开孔11、第二开孔12和凹槽13。首先在基体1表面涂覆有光刻胶，然后通过光刻机将特定形状图案转移到光刻胶上。此特定形状图案在本实施例中为开设一圆孔图形在基体1的中部区域，对应开设第一开孔11的区域，开设另一圆孔图形在基体1的边缘区域，对应开设第二开孔12的区域，再开设一线圈图形环绕中部区域的圆孔图形设置，对应开设凹槽13的区域。之后，使用化学腐蚀或者物理刻蚀等方法，如激光刻蚀、激光诱导刻蚀和深离子反应刻蚀等对未被光刻胶保护的区域进行腐蚀或者刻蚀，分别形成对应的所需深度的第一开孔11、第二开孔12和凹槽13。

在腐蚀或刻蚀完成后，采用去胶工艺，使用酸洗或溶剂清洗去除残留的光刻胶和杂质，并进行最终的表面清洁和检查，以完成在基体1上开设第一开孔11、第二开孔12和凹槽13。

请参阅图7，在基体1中的制作预定厚度的嵌入段141。首先在第一开孔11和第二开孔12中通过如在基体11上制作第一开孔11、第二开孔12和凹槽13相同的使用图案化光刻胶遮盖的方式遮盖除第一开孔11和第二开孔12之外的基体1表面，并在第一开孔11和第二开孔12内沉积绝缘材料17直至填满孔洞，绝缘材料17可以采用二氧化硅、氮化硅、光刻胶等材料，防止后续进行金属材料沉积时进入孔洞内，影响后续工艺制程。

然后去除残留的光刻胶和杂质，并进行最终的表面清洁和检查，随后在整体基体1表面，包括暴露的凹槽13内壁沉积一层种子层，通过物理气相沉积或者化学气相沉积方法，在基体1表面和凹槽13内壁沉积一层非常薄的金属薄膜，薄膜材料包括钛铜合金材料或者钛钨铜合金材料，种子层厚度通常在几纳米到几十纳米之间，例如可以设置为5nm、10nm、20nm和30nm等。种子层能够为后续的金属沉积工艺提供一个良好的金属沉积表面，金属能够在其上均匀生长，并与凹槽13内壁牢固连接。

在种子层的基础上再沉积金属层，通过金属材料电镀或者沉积方法，主要采用钛、铜、镍、钨、金、铝、银等金属材料，种子层和金属层共同形成嵌入段141。嵌入段141至少从基体1一侧表面露出，即沉积金属层至高度超过凹槽13从中溢出，形成覆盖整个基体1部分表面的金属溢出层18。

请参阅图8，在后续工艺中，还需要将金属溢出层18去除，通过化学机械研磨工艺的方式，结合化学反应和机械研磨的作用，通过硬度适中的抛光垫与化学溶液一起应用于基体1表面，抛光垫通过旋转和施加一定的压力，与基体1表面金属层发生摩擦和研磨作用，同时化学溶液中的化学物质会与表面发生化学反应，溶解或者改变表面金属的特性，实现对基体1表面金属平整化，去除基体1表面上覆盖的金属溢出层18。

随后采用之前相同的去胶工艺去除填充在第一开孔11和第二开孔12内的绝缘材料17，形成嵌入进晶圆基体1的预定厚度的嵌入段141。

请参阅图9，在第一开孔11和第二开孔12中制作第一磁芯柱15和第二磁芯柱16。采用包括种子层和金属层的制作方法，通过沉积或者电镀工艺，在第一开孔11和第二开孔12中沉积磁芯材料，磁芯材料可以设置为有磁性的铁、钴、镍等金属及其合金或氧化物等。直接沉积至高度超过凹槽13从中溢出，形成覆盖整个基体11部分表面的磁芯溢出层19。

请参阅图10，随后采用化学机械研磨方式，将基体1表面的磁芯溢出层19去除，形成第一磁芯柱15和第二磁芯柱16。第一磁芯柱15和第二磁芯柱16完全填充满之前制作的第一开孔11和第二开孔12。

通过在晶圆基体1上刻蚀或腐蚀形成第一开孔11、第二开孔12和凹槽13，再在凹槽13内沉积金属形成嵌入段141，在第一开孔11和第二开孔12内沉积磁芯材料形成第一磁芯柱15和第二磁芯柱16，形成基体1上的相关结构，方便后续功能层的制程工艺。

在S2中，制作第一绝缘层2，在基体1一侧制作第一绝缘层2。

请参阅图11，第一绝缘层2可以采用图案化光刻胶，也可以采用化学气相沉积方式沉积氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，第一绝缘层2上在第一线圈14的两端预留第一开窗21以方便后续第一线圈14进行电连接，在第一磁芯柱15和第二磁芯柱16上方预留第二开窗22以方便后续磁芯圈7的制作。

在S3中，制作第二线圈膜层3和第二绝缘层4，包括第二线圈31。在第一绝缘层2背向基体1一侧制作第二线圈膜层3，包括第二线圈31。

请参阅图12，先在第一绝缘层2上制作第二线圈31，通常也是采用覆盖特定形状图案化的光刻胶，并进行沉积工艺或者电镀工艺制作第二线圈31，金属材料通常设置为钛、铜、镍、钨、金、铝、银等。

第二光刻胶上的图案形状或者形成的第二线圈31同样环绕第一磁芯柱15盘状延伸，第一线圈14的环绕设置区域在基体1上的正投影覆盖第二线圈31环绕设置区域在基体1上的正投影，形成多层匝数的缠绕形状，其匝圈数量小于第一线圈14的匝圈数量。第二线圈31每层匝圈之间间距相同，且从中间匝圈向两侧匝圈方向一一与第一线圈14的匝圈对称对齐。

请参阅图13，在进行去胶、刻蚀等工艺后，在第二线圈31上采用图案化光刻胶覆盖，也可以采用化学气相沉积方式沉积氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等方式制作第二绝缘层4，在第二绝缘层4上第一线圈14两端预留第三开窗41，第一磁芯柱15和第二磁芯柱16上预留第四开窗42，第二线圈31两端预留第五开窗43，第三开窗41与第一开窗21在基体1厚度方向上的正投影至少部分重合，第四开窗42与第二开窗22在基体1厚度方向上的正投影至少部分重合，以方便进行电连接和磁芯圈7的制作。

在S4中，在第二绝缘层4上制作磁芯层61、焊盘62和保护层63。

请参阅图14，采用在第四开窗42和第二开窗22填充绝缘层，沉积金属至第一开窗21、第三开窗41和第五开窗43，在第一线圈14和第二线圈31两端上方通过沉积或者电镀工艺制作焊盘62。

请参阅图15，采用去胶工艺去除第一磁芯柱15和第二磁芯柱16填充的绝缘层，并沉积磁芯材料至第四开窗42和第二开窗22，化学机械研磨后在第一磁芯柱15和第二磁芯柱16之间的第二绝缘层4上制作磁芯层61，连接第一磁芯柱15和第二磁芯柱16形成有磁芯半环71。

请参阅图16，最后在磁芯层61和焊盘62上方通过覆盖特定形状图案化的光刻胶设置有保护层63，在焊盘62上方的保护层63开窗，通过电镀、印刷或植球方法制备焊球621，将焊球621定位到焊盘62表面的焊接点，通过热处理或者回流焊等方法，将焊球621与焊盘62表面熔接，形成可靠的焊接连接。

焊球621贯穿保护层63与焊盘62熔接，方便与外接电源产生电连接。将第一磁芯柱15和第二磁芯柱16延伸接出至第二绝缘层4并通过磁芯层61相连，方便后续磁芯圈7的制作。在磁芯层61和焊盘62上设置保护层63，防止内部精密电路和结构损伤。

在S5中，为了在基体11背向第一绝缘层2一侧制作第三绝缘层5，需要采用临时载板8通过临时键合胶9将基体1设置第一绝缘层2一侧固定并翻转，再进行后续的加工。

请参阅图17，采用的临时键合胶9的材料为环氧树脂，先在保护层53上涂覆一层临时键合胶9，再将一个临时载板8与基体1及其功能层粘合在一起，翻转形成倒置的结构，将基体1背向第一绝缘层2一侧作为加工面进行后续工艺制程。

请参阅图18，在基体1背向第一绝缘层2一侧表面，通过机械研磨、化学机械研磨或者化学腐蚀等方式对基体1进行减薄，至晶圆内的第一磁芯柱15和第二磁芯柱16露出基体1背向第一绝缘层2一侧表面。

请参阅图19，在基体1背向第一绝缘层2一侧表面制作第三绝缘层5，在第三绝缘层5上第一磁芯柱15和第二磁芯柱16上方预留第六开窗51。

S6中，在第三绝缘层5背向基体1一侧制作磁芯层61和保护层63。

请参阅图20，在第三绝缘层4上制作磁芯层61，磁芯层61与第一磁芯柱15和第二磁芯柱16连接，形成封闭的磁芯圈7，第一线圈14和第二线圈31环绕磁芯圈7盘状延伸，能够进一步提升磁通密度，减少损耗，增加能量传递效率，增强变压器的稳定性。

请参阅图21，在磁芯层61上方通过覆盖特定形状图案化的光刻胶设置有保护层63。

请参阅图22，将临时载板8和临时键合胶9通过解键合工艺与变压器100分离，解键合工艺通过提供适当的外部刺激，使原先键合在一起的材料分离开来，解键合工艺主要包括热解键合、化学解键合、激光解键合和机械解键合等。最终得到单独的变压器100。

请参阅图23，本申请另一个实施例提供了一种变压器封装结构制备方法，包括：

S1、提供基体；

S2、制作第一绝缘层；

S3、在第一绝缘层上制作磁芯层和保护层；

S4、在基体背向第一绝缘层一侧制作第三绝缘层；

S5、在第三绝缘层上制作第二线圈膜层和第二绝缘层；

S6、在第二绝缘层上制作磁芯层、焊盘和保护层。

S1提供的基体1，如果采用图3的实施方式，第一线圈14的嵌入段141厚度等于基体1厚度，能够使得第二线圈膜层3可以常规设置于第一绝缘层2上，即在使用临时载板8将基体1背向第一绝缘层2的一侧翻转前进行加工；同时第二线圈膜层3也可以设置在第三绝缘层5上，即在使用临时载板8将基体1背向第一绝缘层2的一侧翻转后进行加工，制作第二线圈31可以设置在两侧的绝缘层上，工艺步骤可以根据实际情况灵活调整，生产效率更高。

本申请实施例提供的变压器封装结构制备方法，工艺步骤灵活，生产效率高。

可以理解的是，本申请实施例提供的一种变压器100，在实际使用中，可以根据实际情况的需要调整第一线圈14的厚度、第一线圈14与凹槽13的配合关系和第一线圈14和第二线圈31的相对位置等，通过第一线圈14和第二线圈31重叠面积，减薄变压器100厚度实现器件小型化，减小损耗，提升能量传递效率，以适用于更大功率电路等。在实际生产制造过程中，也可以根据产品结构灵活调整工艺步骤，生产效率更高。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种变压器，其特征在于，包括：

基体，包括从所述基体表面沿所述基体厚度方向设置的预设深度的第一开孔和凹槽，所述第一开孔位于所述基体的中部区域，所述凹槽环绕所述第一开孔设置；

第一线圈，设置于所述凹槽；

部分第一磁芯柱，设置于所述第一开孔；

第二线圈膜层，设置于所述第一线圈远离所述基体表面一侧，包括第二线圈，所述第二线圈环绕另一部分所述第一磁芯柱设置。

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述凹槽为通槽并贯穿所述基体设置，所述第一线圈通过所述凹槽从所述基体厚度方向上相背的两侧表面均贯穿所述基体设置；

或者，所述凹槽为盲槽并沿所述基体厚度方向从所述基体表面凹陷预定深度；

优选的，部分所述第一线圈设置于所述凹槽的厚度等于所述凹槽厚度。

3.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述第一线圈环绕所述第一磁芯柱的匝圈数量大于所述第二线圈环绕所述第一磁芯柱的匝圈数量；

优选的，所述第一线圈环绕设置区域在所述基体上的正投影覆盖所述第二线圈环绕设置区域在所述基体上的正投影。

4.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述第二线圈的匝圈从中间匝圈向两侧匝圈方向一一与所述第一线圈的匝圈对称对齐。

5.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述第二线圈从所述基体表面沿所述基体厚度方向嵌入所述基体。

6.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，还包括：

第一绝缘层，设置于所述第一线圈和所述第二线圈之间；

第二绝缘层，设置于所述第二线圈膜层背向所述基体一侧；

优选的，所述变压器还包括第三绝缘层，设置于所述基体背向所述第一绝缘层的一侧；

优选的，所述变压器还包括磁芯层，分别设置于所述第二绝缘层背向所述基体一侧和所述第三绝缘层背向所述基体一侧，所述第一磁芯柱贯穿所述第一绝缘层、所述第二绝缘层、基体和所述第三绝缘层与所述磁芯层连接；

优选的，所述变压器还包括第二磁芯柱，所述基体包括第二开孔，所述第二磁芯柱设置于所述第二开孔，贯穿所述第一绝缘层、所述第二绝缘层、基体和所述第三绝缘层设置，并连接所述磁芯层，并与所述第一磁芯柱、所述磁芯层一同构成磁芯圈；

优选的，设置于所述第二绝缘层背向所述基体一侧和设置于所述第三绝缘层背向所述基体一侧的磁芯层对称设置。

7.根据权利要求6所述的变压器，其特征在于，还包括焊盘，所述焊盘与所述磁芯层同层设置，所述焊盘贯穿所述第二绝缘层与所述第一线圈、所述第二线圈两端电连接；

优选的，所述变压器还包括保护层，所述保护层设置于所述焊盘与所述磁芯层背向所述基体一侧；

优选的，所述保护层上设置有焊球，所述焊球贯穿所述保护层并与所述焊盘电连接。

8.一种变压器制备方法，其特征在于，包括：

提供基体，从所述基体表面沿所述基体厚度方向设置预设深度的第一开孔和凹槽，所述第一开孔位于所述基体的中部区域，所述凹槽环绕所述开孔设置；

在所述凹槽沉积第一线圈；

在所述第一开孔沉积部分第一磁芯柱；

在所述基体表面远离所述第一线圈一侧形成功能层，所述功能层为磁芯层及第二线圈膜层中的一者。

9.根据权利要求8所述的变压器制备方法，其特征在于，所述功能层为所述第二线圈膜层，在所述基体表面远离所述第一线圈一侧形成功能层之后还包括：

在所述第二线圈膜层背向所述基体一侧制作所述磁芯层；

在所述基体背向所述功能层一侧制作另一所述磁芯层。

10.根据权利要求8所述的变压器封装结构制备方法，其特征在于，所述功能层为所述磁芯层，在所述基体表面远离所述第一线圈一侧形成功能层之后还包括：

在所述基体背向所述功能层一侧制作第二线圈膜层；

在所述第二线圈膜层背向所述基体一侧制作另一所述磁芯层。