CN113314324A - 一种变压器封装结构的制备方法及封装结构 - Google Patents
一种变压器封装结构的制备方法及封装结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113314324A CN113314324A CN202110558489.4A CN202110558489A CN113314324A CN 113314324 A CN113314324 A CN 113314324A CN 202110558489 A CN202110558489 A CN 202110558489A CN 113314324 A CN113314324 A CN 113314324A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- metal
- secondary coil
- primary coil
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 124
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 124
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 56
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 161
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 34
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 13
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 30
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 5
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 5
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 5
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/005—Impregnating or encapsulating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/02—Casings
- H01F27/022—Encapsulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
- H01F41/12—Insulating of windings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the groups H01L21/18 - H01L21/326 or H10D48/04 - H10D48/07 e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
本发明提供一种变压器封装结构的制备方法及封装结构，属于半导体器件封装技术领域，本变压器封装结构的制备方法包括：提供晶圆；在所述晶圆的第一表面形成铁芯；通过一次构图工艺在所述晶圆的第一表面形成绝缘设置的初级线圈和次级线圈；其中，所述初级线圈和所述次级线圈同层设置，所述初级线圈绕设在所述铁芯的初级侧，所述次级线圈绕设在所述铁芯的次级侧。本发明将变压器的初级线圈与次级线圈制备在同一层金属层内，能够有效的减小变压器的尺寸，工艺简化，成本降低，也能有效增加初级线圈与次级线圈的匝数比，从而增大变压系数。
Description
技术领域
本发明属于半导体器件封装技术领域，具体涉及一种变压器封装结构的制备方法及封装结构。
背景技术
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，其初级线圈与次级线圈的匝数比较小，变压系数较低。另外，初级线圈与次级线圈为两层金属，且导致器件的尺寸较大，工艺较复杂，工艺成本高。
针对上述问题，有必要提出一种设计合理且有效解决上述问题的变压器封装结构的制备方法及封装结构。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种变压器封装结构的制备方法及封装结构。
本发明的一个方面提供一种变压器封装结构的制备方法，所述制备方法包括：
提供晶圆；
在所述晶圆的第一表面形成铁芯；
通过一次构图工艺在所述晶圆的第一表面形成绝缘设置的初级线圈和次级线圈；其中，
所述初级线圈和所述次级线圈同层设置，所述初级线圈绕设在所述铁芯的初级侧，所述次级线圈绕设在所述铁芯的次级侧。
可选的，所述在所述晶圆的第一表面形成铁芯，包括：
在所述晶圆的第一表面形成第一金属层；
在所述晶圆的第一表面以及所述第一金属层上形成钝化层；
图形化所述钝化层，在与所述第一金属层两端对应位置处形成第一开窗，在所述第一开窗区处形成第一金属柱；
在所述图形化后的钝化层上形成绝缘层，所述绝缘层裸露出所述第一金属柱；
在所述绝缘层上形成第二金属层，所述第二金属层与所述第一金属柱电连接；
所述第一金属层、所述第一金属柱以及所述第二金属层组成所述铁芯。
可选的，所述通过一次构图工艺在所述晶圆的第一表面形成绝缘设置的初级线圈和次级线圈，包括：
通过一次电镀工艺，分别形成绕设在对应的所述第一金属柱外侧的所述初级线圈和所述次级线圈。
可选的，所述绝缘层包覆所述初级线圈和所述次级线圈，所述制备方法还包括：
图形化所述绝缘层，在对应所述初级线圈和所述次级线圈的部分位置处形成第二开窗；
在所述第二开窗处形成第二金属柱；
在所述图形化后的绝缘层上形成保护层，图形化所述保护层，在对应所述第二金属柱的位置处形成第三开窗；
在所述第三开窗处形成焊球。
可选的，所述初级线圈的匝数范围为1～30；和/或，所述次级线圈的匝数范围为1～30。
本发明的另一方面提供一种变压器封装结构，所述封装结构包括晶圆、铁芯、初级线圈和次级线圈；所述铁芯设置在所述晶圆的第一表面；所述初级线圈和所述次级线圈绝缘设置于所述晶圆的第一表面，且所述初级线圈和所述次级线圈同层设置，所述初级线圈绕设在所述铁芯的初级侧，所述次级线圈绕设在所述铁芯的次级侧。
可选的，所述封装结构还包括钝化层和绝缘层，所述铁芯包括相互电连接的第一金属层、第一金属柱及第二金属层；所述钝化层夹设在所述初级线圈、所述次级线圈与所述晶圆的第一表面之间；所述第一金属层夹设在所述晶圆的第一表面和所述钝化层之间；所述钝化层在所述第一金属层两端对应位置处设置有第一开窗，所述第一开窗处设置有所述第一金属柱；所述绝缘层设置于所述钝化层之上，所述绝缘层裸露出所述第一金属柱，所述第二金属层设置于所述绝缘层上。
可选的，所述初级线圈和所述次级线圈绕设在对应的所述第一金属柱外侧。
可选的，所述绝缘层包覆所述初级线圈和所述次级线圈；所述绝缘层在对应所述初级线圈和所述次级线圈的部分位置处设置有第二开窗，所述第二开窗处设置有第二金属柱，所述第二金属柱与对应的所述初级线圈和所述次级线圈电连接。
可选的，所述封装结构还包括保护层，所述保护层设置于所述绝缘层上，所述保护层在对应所述第二金属柱的位置设置有第三开窗，所述第三开窗设置有焊球，所述焊球与所述第二金属柱电连接。本发明实施例的一种变压器封装结构的制备方法及封装结构中，采用分步电镀的方法，在晶圆的第一表面形成铁芯，通过一次构图工艺在晶圆的第一表面形成绝缘设置的初级线圈和次级线圈，初级线圈和所述次级线圈同层设置，初级线圈绕设在铁芯的初级侧，次级线圈绕设在铁芯的次级侧。本发明将变压器的初级线圈与次级线圈制备在同一层金属层内，能够有效的减小变压器的尺寸，工艺简化，成本降低，也能有效增加初级线圈与次级线圈的匝数比，从而增大变压系数。
附图说明
图1为本发明一实施例的一种变压器封装结构的制备方法的流程示意图；
图2～图10为本发明另一实施例的一种变压器封装结构制备工艺的示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明的一个方面提供一种变压器封装结构的制备方法是S100，所述制备方法S100包括：
S110、提供晶圆110；
S120、在所述晶圆的第一表面形成铁芯120；
S130、通过一次构图工艺在所述晶圆的第一表面形成绝缘设置的初级线圈130和次级线圈140；其中，所述初级线圈130和所述次级线圈140同层设置，所述初级线圈130绕设在所述铁芯120的初级侧，所述次级线圈140绕设在所述铁芯120的次级侧。
对上述制备方法的进一步细化，具体的制备工艺流程如下：
S1、提供晶圆110，晶圆110材料通常是硅，也可以是玻璃，本实施例不做具体限定，在所述晶圆110的第一表面形成第一金属层121。
具体地，如图2所示，首先通过溅射工艺在晶圆110上镀一层金属层(图中未标出)，在金属层上涂光刻胶，将掩模版与晶圆110精确对准，通过光刻工艺对光刻胶进行图形化，得到所需第一金属层121的形状，之后通过蚀刻工艺将第一金属层121的形状转移到金属层上，最后去除光刻胶得到所需第一金属层121。
需要说明的是，对光刻胶进行光刻工艺时，可以进行正性光刻，也可以进行负性光刻，本实施例不做具体限定；蚀刻工艺可以用湿法蚀刻也可以用干法蚀刻，本实施例不做具体限定。
需要进一步说明的是，第一金属层121的材料可以是铁、镍、铁镍合金等，本实施例不做具体限定。
S2、在所述晶圆110的第一表面以及所述第一金属层121上形成钝化层150，图形化所述钝化层150，在与所述第一金属层121两端对应位置处形成第一开窗151。
具体地，如图3所示，在晶圆110的第一表面及第一金属层121上涂覆聚合物胶形成钝化层150，钝化层150将第一金属层121与腐蚀介质完全隔开，对第一金属层121起到防腐防锈的作用。其中，涂覆工艺可以为丝网印刷、点胶、压印等工艺，本实施例不做具体要求。钝化层150的组成材料有多种，任意一种已知的易成膜的绝缘材料均落入本发明的保护范围，本实施例不做具体限定。
需要说明的时，对钝化层150的图形化具体为：在钝化层150上涂光刻胶，将掩模版对准钝化层150，对光刻胶进行曝光和显影工艺，在光刻胶上得到第一开窗151的形状，最后通过蚀刻工艺将第一开窗151的形状转移到钝化层150上，形成第一开窗151。其中，光刻胶可以使用正胶也可以使用负胶，本实施例不做具体限定；蚀刻工艺可以用湿法蚀刻也可以用干法蚀刻，本实施例不做具体限定。
S3、在所述第一开窗151处形成第一金属柱122。
具体的，如图3和图4所示，本实施例中在第一开窗151处采用电镀工艺制作形成第一金属柱122，第一金属柱122作为铁芯120的一部分，本实施例中形成两个第一金属柱122。需要说明的是，制作形成第一金属柱122的工艺本实施例不做具体限定，也可以使用其他的工艺进行制作。第一金属柱122的材料可以是铁、镍、铁镍合金等，本实施例不做具体限定。
S4、通过一次电镀工艺分别形成绕设在对应的所述第一金属柱122外侧的所述初级线圈130和所述次级线圈140。
具体地，如图5所示，在钝化层140上涂光刻胶，将掩模版与钝化层140精确对准，通过光刻工艺对光刻胶进行图形化得到所需的初级线圈130和次级线圈140的形状，然后采用一次电镀工艺分别在对应的第一金属柱122的外侧制作形成初级线圈130和次级线圈140。其中，初级线圈130绕设在其中之一第一金属柱122的外侧，次级线圈140绕设在另一第一金属柱122的外侧。
需要说明的是，初级线圈130和次级线圈140的匝数范围为1～30，可以根据变压器封装结构的实际情况设置初级线圈130和次级线圈140的匝数，本实施例不做具体限定。
S5、在所述图形化后的钝化层150上形成绝缘层160，所述绝缘层160裸露出所述第一金属柱122，图形化所述绝缘层160，在对应所述初级线圈130和所述次级线圈140的部分位置处形成第二开窗161。
具体地，如图6所示，在图形化的钝化层150上涂覆聚合物胶形成绝缘层160，其中，涂覆工艺可以为丝网印刷、点胶、压印等工艺，本实施例不做具体要求。绝缘层160裸露出第一金属柱122，其中绝缘层160包覆初级线圈130和次级线圈140，对初级线圈130和次级线圈140起到绝缘保护作用。绝缘层160的组成材料有多种，任意一种已知的易成膜的绝缘材料均落入本发明的保护范围，本实施例不做具体限定。
需要说明的是，对绝缘层160的图形化具体为：在绝缘层160上涂光刻胶，将掩模版对准绝缘层160，对光刻胶进行曝光和显影工艺，在初级线圈130和所述次级线圈140的部分位置在光刻胶形成第二开窗161的形状，本实施例中对准的是最靠近晶圆110外侧壁的初级线圈130和次级线圈140位置，然后通过蚀刻工艺将第二开窗161的形状转移到绝缘层160上，形成第二开窗161。其中，光刻胶可以使用正胶也可以使用负胶，本实施例不做具体限定；蚀刻工艺可以用湿法蚀刻也可以用干法蚀刻，本实施例不做具体限定。
S6、在所述第二开窗处161形成第二金属柱170。
具体地，如图7所示，通过电镀工艺在绝缘层160第二开窗161位置制作形成第二金属柱170。需要说明的是，制作形成第二金属柱122的工艺本实施例不做具体限定，也可以使用其他的工艺进行制作。
S7、在所述绝缘层160上形成第二金属层123，所述第二金属层123与所述第一金属柱121电连接。
具体地，如图8所示，先在绝缘层160上涂光刻胶，掩模版与绝缘层160精确对准，对光刻胶进行曝光和显影工艺，在光刻胶上得到第二金属层123的形状，然后通过蚀刻工艺将第二金属层123的形状转移到绝缘层160，最后通过电镀工艺形成第二金属层123。其中，光刻胶可以使用正胶也可以使用负胶，本实施例不做具体限定；蚀刻工艺可以用湿法蚀刻也可以用干法蚀刻，本实施例不做具体限定。
需要说明的是，第二金属柱123的材料可以是铁、镍、铁镍合金等，本实施例不做具体限定，只要与第一金属层121和第一金属柱122的材料一致即可。
需要进一步说明的是，第二金属层123与第一金属层121相对应，均与第一金属柱122电连接，其中第一金属层121、第一金属柱122以及第二金属层123共同组成完整铁芯120，也就是说，本实施例中通过分步电镀法形成完整的铁芯120。
S8、在所述图形化后的绝缘层160上形成保护层180，图形化所述保护层180，在对应所述第二金属柱170的位置处形成第三开窗181。
具体地，如图9所示，在图形化的绝缘层160上涂覆聚合物胶形成保护层180，保护层180对第二金属柱170及第二金属层123起到保护作用。其中，涂覆工艺可以为丝网印刷、点胶、压印等工艺，本实施例不做具体要求。保护层180的组成材料有多种，任意一种已知的易成膜的绝缘材料均落入本发明的保护范围，本实施例不做具体限定。
需要说明的时，对保护层180的图形化具体为：在保护层180上涂光刻胶，将掩模版对准保护层180，对光刻胶进行曝光和显影工艺，在光刻胶上形成第三开窗181的形状，然后通过蚀刻工艺将第三开窗181的形状转移到保护层180上，形成第三开窗181。其中，光刻胶可以使用正胶也可以使用负胶，本实施例不做具体限定；蚀刻工艺可以用湿法蚀刻也可以用干法蚀刻，本实施例不做具体限定。
S9、在所述第三开窗181处形成焊球190。
具体地，如图10所示，在第三开窗处181通过植球、印刷、电镀或化学镀等工艺形成焊球190，焊球190与第二金属柱170电连接。对于形成焊球190的工艺本实施例不做具体限定。
本发明采用分步电镀的方法，在晶圆的第一表面形成铁芯，通过一次构图工艺在晶圆的第一表面形成绝缘设置的初级线圈和次级线圈，初级线圈和所述次级线圈同层设置，初级线圈绕设在铁芯的初级侧，次级线圈绕设在铁芯的次级侧。本发明将变压器的初级线圈与次级线圈制备在同一层金属层内，能够有效的减小变压器的尺寸，工艺简化，成本降低，也能有效增加初级线圈与次级线圈的匝数比，从而增大变压系数。
如图10所示，本发明的另一个方面提供一种变压器封装结构100，包括晶圆110、铁芯120、初级线圈130和次级线圈140；铁芯120设置在晶圆110的第一表面；初级线圈130和次级线圈140绝缘设置于晶圆110的第一表面，且初级线圈130和次级线圈140同层设置，初级线圈130绕设在铁芯120的初级侧，次级线圈140绕设在铁芯120的次级侧。
需要说明的是，晶圆110的材料通常是硅，也可以是玻璃，本实施例不做具体限定；铁芯120的材料可以是铁、镍、铁镍合金等，本实施例不做具体限定；初级线圈130和次级线圈140的材料可以是铜或铝等材料，本实施例不做具体限定。
示例性的，如图3和图10所示，封装结构100还包括钝化层150和绝缘层160，铁芯120包括相互电连接的第一金属层121、第一金属柱122及第二金属层123，其中第一金属层121与第二金属层123相对应；钝化层150夹设在初级线圈130、次级线圈140与晶圆110的第一表面之间；第一金属层121设置在晶圆110的第一表面和钝化层150之间；钝化层150在第一金属层121两端对应位置处设置有第一开窗151，第一开窗处151设置有第一金属柱122；绝缘层160设置于钝化层150之上，绝缘层160裸露出第一金属柱122，第二金属层123设置于绝缘层160上。
示例性的，如图10所示，初级线圈130和次级线圈140绕设在对应的第一金属柱122外侧。
需要说明的是，本实施例中第一金属柱122有两个，其中，初级线圈130围绕其中一个第一金属柱122设置，次级线圈140围绕另一个第一金属柱122设置。
需要进一步说明的是，初级线圈130和次级线圈140的匝数范围为1～30，可以根据变压器封装结构100的实际情况设置初级线圈130和次级线圈140的匝数，本实施例不做具体限定。
示例性的，如图6和图10所示，绝缘层160包覆初级线圈130和次级线圈140，对初级线圈130和次级线圈140起到绝缘保护的作用。绝缘层160在对应初级线圈130和次级线圈140的部分位置处设置有第二开窗161，第二开窗161处设置有第二金属柱170，第二金属柱170与对应的初级线圈130和次级线圈140电连接。
需要说明的是，本实施例中，第二开窗161设置在最靠近晶圆110外侧壁的初级线圈130和次级线圈140处，第二金属柱170与最靠近晶圆110外侧壁的初级线圈130和次级线圈140电连接。
示例性的，如图9和图10所示，封装结构100还包括保护层180，保护层180设置于绝缘层160上，保护层180在对应第二金属柱170的位置设置有第三开窗181，第三开窗181处设置有焊球190，焊球190与第二金属柱170电连接。
本发明的变压器封装结构，将初级线圈和次级线圈同层设置，能够有效的减小变压器封装结构的尺寸，工艺简化，成本降低，也能有效增加初级线圈与次级线圈的匝数比，从而增大变压系数。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种变压器封装结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
提供晶圆；
在所述晶圆的第一表面形成铁芯；
通过一次构图工艺在所述晶圆的第一表面形成绝缘设置的初级线圈和次级线圈；其中，
所述初级线圈和所述次级线圈同层设置，所述初级线圈绕设在所述铁芯的初级侧，所述次级线圈绕设在所述铁芯的次级侧。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在所述晶圆的第一表面形成铁芯，包括：
在所述晶圆的第一表面形成第一金属层；
在所述晶圆的第一表面以及所述第一金属层上形成钝化层；
图形化所述钝化层，在与所述第一金属层两端对应位置处形成第一开窗，在所述第一开窗处形成第一金属柱；
在所述图形化后的钝化层上形成绝缘层，所述绝缘层裸露出所述第一金属柱；
在所述绝缘层上形成第二金属层，所述第二金属层与所述第一金属柱电连接；
所述第一金属层、所述第一金属柱以及所述第二金属层组成所述铁芯。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述通过一次构图工艺在所述晶圆的第一表面形成绝缘设置的初级线圈和次级线圈，包括：
通过一次电镀工艺，分别形成绕设在对应的所述第一金属柱外侧的所述初级线圈和所述次级线圈。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述绝缘层包覆所述初级线圈和所述次级线圈，所述制备方法还包括：
图形化所述绝缘层，在对应所述初级线圈和所述次级线圈的部分位置处形成第二开窗；
在所述第二开窗处形成第二金属柱；
在所述图形化后的绝缘层上形成保护层，图形化所述保护层，在对应所述第二金属柱的位置处形成第三开窗；
在所述第三开窗处形成焊球。
5.根据权利要求1至4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述初级线圈的匝数范围为1～30；和/或，所述次级线圈的匝数范围为1～30。
6.一种变压器封装结构，其特征在于，所述封装结构包括晶圆、铁芯、初级线圈和次级线圈；
所述铁芯设置在所述晶圆的第一表面；
所述初级线圈和所述次级线圈绝缘设置于所述晶圆的第一表面，且所述初级线圈和所述次级线圈同层设置，所述初级线圈绕设在所述铁芯的初级侧，所述次级线圈绕设在所述铁芯的次级侧。
7.根据权利要求6所述的变压器封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括钝化层和绝缘层，所述铁芯包括相互电连接的第一金属层、第一金属柱及第二金属层；
所述钝化层夹设在所述初级线圈、所述次级线圈与所述晶圆的第一表面之间；
所述第一金属层夹设在所述晶圆的第一表面和所述钝化层之间；
所述钝化层在所述第一金属层两端对应位置处设置有第一开窗，所述第一开窗处设置有所述第一金属柱；
所述绝缘层设置于所述钝化层之上，所述绝缘层裸露出所述第一金属柱，所述第二金属层设置于所述绝缘层上。
8.根据权利要求7所述的变压器封装结构，其特征在于，所述初级线圈和所述次级线圈绕设在对应的所述第一金属柱外侧。
9.根据权利要求7所述的变压器封装结构，其特征在于，所述绝缘层包覆所述初级线圈和所述次级线圈；
所述绝缘层在对应所述初级线圈和所述次级线圈的部分位置处设置有第二开窗，所述第二开窗处设置有第二金属柱，所述第二金属柱与对应的所述初级线圈和所述次级线圈电连接。
10.根据权利要求9所述的变压器封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括保护层，
所述保护层设置于所述绝缘层上，所述保护层在对应所述第二金属柱的位置设置有第三开窗，所述第三开窗设置有焊球，所述焊球与所述第二金属柱电连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110558489.4A CN113314324B (zh) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | 一种变压器封装结构的制备方法及封装结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110558489.4A CN113314324B (zh) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | 一种变压器封装结构的制备方法及封装结构 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113314324A true CN113314324A (zh) | 2021-08-27 |
| CN113314324B CN113314324B (zh) | 2023-06-27 |
Family
ID=77374098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110558489.4A Active CN113314324B (zh) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | 一种变压器封装结构的制备方法及封装结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113314324B (zh) |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06120048A (ja) * | 1992-05-27 | 1994-04-28 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜トランス装置 |
| KR20000038873A (ko) * | 1998-12-09 | 2000-07-05 | 이계철 | 집적형 철심 권선형 변압기 구조 및 그 제작방법, 이 집적형 변압기를 포함한 집적 에이씨/디씨 변환 정류기의 구조 및 그 제작방법 |
| TW462527U (en) * | 2001-01-10 | 2001-11-01 | Chiou Jing Hung | Micro transformer |
| US20060267216A1 (en) * | 1999-12-28 | 2006-11-30 | Intel Corporation | Inductive filters and methods of fabrication therefor |
| JP2007042665A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-15 | Sony Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| US20110279214A1 (en) * | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Dok Won Lee | High Frequency Semiconductor Transformer |
| CN102610588A (zh) * | 2011-01-18 | 2012-07-25 | 英飞凌科技股份有限公司 | 半导体器件及其制造方法、用于传输信号的方法 |
| JP2013004671A (ja) * | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Panasonic Corp | コイル素子及び微小変圧器 |
| CN103165571A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-06-19 | 江阴长电先进封装有限公司 | 一种新型硅基低阻电感结构及其晶圆级封装方法 |
| CN103579205A (zh) * | 2012-08-02 | 2014-02-12 | 英飞凌科技股份有限公司 | 集成系统和制作该集成系统的方法 |
| CN103681539A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-03-26 | 江阴长电先进封装有限公司 | 一种集成共模电感的封装结构及其封装方法 |
| TW201907528A (zh) * | 2017-05-02 | 2019-02-16 | 美商美光科技公司 | 具有經耦合貫穿基板通路核心之多晶粒電感器 |
| CN112382574A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-19 | 珠海越亚半导体股份有限公司 | 具有埋磁电感结构的封装基板及其制作方法 |
| CN112490213A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-03-12 | 西安理工大学 | 一种基于同轴硅通孔的三维变压器 |
| CN112670186A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-16 | 厦门通富微电子有限公司 | 一种芯片的封装结构及其制备方法 |
-
2021
- 2021-05-21 CN CN202110558489.4A patent/CN113314324B/zh active Active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06120048A (ja) * | 1992-05-27 | 1994-04-28 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜トランス装置 |
| KR20000038873A (ko) * | 1998-12-09 | 2000-07-05 | 이계철 | 집적형 철심 권선형 변압기 구조 및 그 제작방법, 이 집적형 변압기를 포함한 집적 에이씨/디씨 변환 정류기의 구조 및 그 제작방법 |
| US20060267216A1 (en) * | 1999-12-28 | 2006-11-30 | Intel Corporation | Inductive filters and methods of fabrication therefor |
| TW462527U (en) * | 2001-01-10 | 2001-11-01 | Chiou Jing Hung | Micro transformer |
| JP2007042665A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-15 | Sony Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| US20110279214A1 (en) * | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Dok Won Lee | High Frequency Semiconductor Transformer |
| CN102610588A (zh) * | 2011-01-18 | 2012-07-25 | 英飞凌科技股份有限公司 | 半导体器件及其制造方法、用于传输信号的方法 |
| JP2013004671A (ja) * | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Panasonic Corp | コイル素子及び微小変圧器 |
| CN103579205A (zh) * | 2012-08-02 | 2014-02-12 | 英飞凌科技股份有限公司 | 集成系统和制作该集成系统的方法 |
| CN103165571A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-06-19 | 江阴长电先进封装有限公司 | 一种新型硅基低阻电感结构及其晶圆级封装方法 |
| CN103681539A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-03-26 | 江阴长电先进封装有限公司 | 一种集成共模电感的封装结构及其封装方法 |
| TW201907528A (zh) * | 2017-05-02 | 2019-02-16 | 美商美光科技公司 | 具有經耦合貫穿基板通路核心之多晶粒電感器 |
| CN112382574A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-19 | 珠海越亚半导体股份有限公司 | 具有埋磁电感结构的封装基板及其制作方法 |
| CN112490213A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-03-12 | 西安理工大学 | 一种基于同轴硅通孔的三维变压器 |
| CN112670186A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-16 | 厦门通富微电子有限公司 | 一种芯片的封装结构及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113314324B (zh) | 2023-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11562848B2 (en) | Coil electronic component and method of manufacturing same | |
| US5598136A (en) | Chip coil and manufacturing method thereof | |
| KR101832614B1 (ko) | 코일 부품 및 그 제조방법 | |
| GB1598717A (en) | Transformer device | |
| WO2005010899A1 (ja) | コイル部品及びその製造方法 | |
| US10868106B2 (en) | Semiconductor structure and method | |
| US8378452B2 (en) | Wafer level package having cylindrical capacitor and method of fabricating the same | |
| JP4317107B2 (ja) | 有機材料系絶縁層を有する電子素子及びその製造方法 | |
| US20150028984A1 (en) | Thin film type inductor and method of manufacturing the same | |
| KR20190032226A (ko) | 집적 인덕터를 내부에 갖는 반도체 구조체 | |
| US10170536B1 (en) | Magnetic memory with metal oxide etch stop layer and method for manufacturing the same | |
| CN110350026A (zh) | 一种基于soi衬底的电容隔离结构及其制备方法 | |
| JP4200631B2 (ja) | オンチップ・コイルとその製造方法 | |
| CN113314324A (zh) | 一种变压器封装结构的制备方法及封装结构 | |
| CN101320726B (zh) | 混入磁性体粉末的半导体装置及其制造方法 | |
| TWI437689B (zh) | 半導體裝置 | |
| US9748227B2 (en) | Dual-sided silicon integrated passive devices | |
| KR20190077934A (ko) | 인덕터 및 이의 제작 방법 | |
| CN111128946B (zh) | 集成磁器件的封装基板及集成磁器件的方法 | |
| CN206564251U (zh) | 具有凸块保护结构的倒装芯片 | |
| CN110473861A (zh) | 一种环柱电容结构及制作方法 | |
| TWI696241B (zh) | 高功率電感元件的製造方法及其元件 | |
| US10784332B2 (en) | Methods for producing integrated circuits with magnets and a wet etchant for the same | |
| JP2005079323A (ja) | コイル部品及びその製造方法 | |
| KR20000070732A (ko) | 전자기 에플리케이션용 비매개 집적된 유도성 소자 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |