变压器制造技术

描述了一种用于RF器件的接合线变压器(200)。使用由一对正常轮廓的接合线以及低轮廓的接合线形成的回路，来形成接合线变压器的初级和次级电路。这样导致改善效率和更高功率的操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种针对射频(RF)设备的接合线变压器。
技术介绍
接合线变压器通常用于功率RF放大器(例如反相放大器、异相放大器和多赫蒂放大器)的多种RF电路中。图1示出了已知的接合线变压器100的不同视图。图1a示出了接合线变压器100的平面图；图1b示出了 3维视图；图1c示出了横截面视图；图1d示出了示意性等效电路图；以及图1e以平面视图示出了接合线变压器100的初级电路100’，图1f示出了接合线变压器100的初级电路100’的横截面。接合线变压器100包括通常为半导体管芯的衬底10。在示意性等效电路图中表示为LI的初级电感可以形成为一个或更多个初级接合线12和初级片内(on-die)传输线20。初级接合线12的一端连接到第一初级端子(first primaryterminal) 14。每个初级接合线12的另一端与使用内金属通孔(inter-metal via)21连接到初级公共接合线共同接合线(primary common bonding line) 18的接合焊盘(bondpad) 11相连，如图1f所示。初级片内传输线20的一端可以连接到初级公共接合线18。初级片内传输线的另一端连接到第二初级端子16。因此，初级接合线12中的每一个与初级片内传输线20中的相应传输线被电学串联连接在第一初级端子14和第二初级端子16之间，并且形成回路。成对的初级接合线12和相应的初级片内传输线20被电学并联连接在第一初级端子14和第二初级端子16之间。在示意性等效电路图中表示为L2的次级电感可以形成为一个或更多个次级接合线22和次级片内传输线30。次级接合线22的一端连接到第一次级端子24。每个次级接合线22的另一端连接到次级公共接合线28。次级片内传输线30的一端可以连接到次级公共接合线28。次级片内传输线的另一端连接到第二次级端子26。因此，次级接合线22中的每一个以及次级片内传输线30中的相应传输线被电学串联连接在第一次级端子24和第二次级端子26之间，并且形成回路。成对的次级接合线22和相应的次级片内传输线30被电学并联连接在第一次级端子24和第二次级端子26之间。初级和次级接合线12、22以及片内传输线20、30的集合是交叉指状的(inter-digitated)。在这种配置中，接合线提供磁性親合，而片内线用于闭合回路。图2a和2b示出了用于制造接合线晶体管100”的步骤。如图2a所示，在制备半导体器件期间，使用一个或更多个金属层在衬底10上形成片内金属互连。第一初级端子14、初级片内传输线20、第一次级端子24和次级片内传输线30可以形成在顶部金属层上，并且调节其尺寸使得可以直接附连接合线。第二初级端子16、初级公共接合线18、第二次级端子26和次级公共接合线28形成在底部金属层上。层内通孔(未示出)用于在初级片内传输线20和初级公共接合线18之间、在初级片内传输线20和第二初级端子16之间、在次级片内传输线30和次级公共接合线28之间、以及在次级片内传输线30和第二次级端子26之间进行连接。在半导体器件的封装和装配期间用传统焊线机(wire-bonding machine)布置并附连用于形成初级和次级电感的接合线。相较于片内耦接的电感器，接合线变压器100可以提供更好的性能。然而，接合线变压器效率仍然受到例如在衬底(特别是低欧姆值的衬底，可以用于横向扩散金属-氧化物-半导体(LDMOS)器件)中感应出的涡电流以及接合线之间的低效耦合的影响。这些损耗导致效率降低、功率损耗以及工作温度升高；如果将变压器用于输入侧，则增益降低。这些损耗可能限制在范围从I到100瓦特的高功率应用中使用接合线变压器。
技术实现思路
在所附权利要求中限定了本专利技术的多个方面。在第一方面，限定了一种用于RF电路的接合线变压器，包括:衬底，具有一对初级端子和一对次级端子；初级电路，包括至少一个初级回路，所述至少一个初级回路包括被电学串联耦接在所述一对初级端子之间的一对初级接合线，所述一对初级接合线中的第一初级接合线相距衬底主表面的最大间距与所述一对初级接合线中的第二初级接合线相距衬底主表面的最大间距是不同的；以及次级电路，包括至少一个次级回路，所述至少一个次级回路包括被电学串联耦接在所述一对次级端子之间的一对次级接合线，所述一对次级接合线中的第一次级接合线相距衬底主表面的最大间距与所述一对次级接合线中的第二次级接合线相距衬底主表面的最大间距是不同的。接合线变压器可以增加变压器可以处理的最大电流以及相应的功率，这是由于接合线可以具有比片内传输线高的电流承载能力(a higher current carrying capacity)。此外，由于在由每对接合线形成的初级电感回路以及衬底之间接触较少，可以减小在衬底中感应出的涡电流。 在实施例中，所述初级电路还包括被电学并联耦接在所述一对初级端子之间的多个初级回路；所述次级电路还包括被电学并联耦接在所述一对次级端子之间的多个次级回路。在实施例中，所述初级电路还包括被电学串联耦接在所述一对初级端子之间的多个初级回路；次级电路还包括被电学串联耦接在所述一对次级端子之间的多个次级回路。每个初级回路被电学串联耦接在端子之间。然而，多个初级回路可以被电学并联或串联地耦接在初级和次级端子之间。每个次级回路被电学串联耦接在端子之间。然而，多个次级回路可以被电学并联或串联地耦接在次级端子之间。在实施例中，接合线变压器的初级回路可以布置为与次级回路中的每个回路是交叉指状布置的。接合线变压器可以由多个初级回路形成，其中所述多个初级回路平行对准并与次级回路交替排列(alternating)，以便改善初级和次级回路之间的磁性耦合。在接合线变压器的实施例中，所述衬底可以包括多个金属层和屏蔽层，所述屏蔽层包括多个金属层之一的区域，其中所述屏蔽层被可操作地耦接到接地电势。将接地屏蔽布置在接合线下方还可以防止感应涡电流的磁场进入衬底。在实施例中，接合线变压器还可以包括至少一个保护(guard)接合线，布置在衬底的边以及所述至少一个初级和次级回路之间，其中所述至少一个保护接合线的每一端被可操作地耦接到接地电势。在实施例中，所述至少一个保护接合线的至少一端与电容器的第一极板相连，并且所述电容器的另一极板被可操作地耦接到接地电势。与地直接相连的保护接合线回路可以用于形成“保护环(guard ring) ”，或可选地经由接地电容器形成“保护环”。变压器边缘处的保护环用作提供对磁场限制的磁壁。实施例可以包括串联布置在衬底的边以及所述至少一个初级和次级回路之间的多个保护接合线，并且其中多个保护接合线中的每个保护接合线的每一端被可操作地耦接到接地电势。实施例可以包括沿衬底的每个边布置的多个保护接合线，其中多个保护接合线的每一端被可操作地耦接到接地电势。接合线变压器的实施例可以合并在封装的RF器件中，例如多赫蒂放大器或异相放大器。可以使用CMOS技术来实现RF器件。在第二方面，提供了一种制造接合线变压器的方法，包括:提供衬底，所述衬底具有一对初级端子、一对次级端子、初级公共接合线以及次级公共接合线；通过以下步骤提供一对初级接合线以及一对次级接合线，所述一对初级接合线布置为形成接合线变压器的初级电路的初级回路，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于RF电路的接合线变压器，包括：衬底，具有一对初级端子和一对次级端子；初级电路，包括至少一个初级回路，所述至少一个初级回路包括被电学串联耦接在所述一对初级端子之间的一对初级接合线，所述一对初级接合线中的第一初级接合线相距衬底主表面的最大间距与所述一对初级接合线中的第二初级接合线相距衬底主表面的最大间距是不同的；以及次级电路，包括至少一个次级回路，所述至少一个次级回路包括被电学串联耦接在所述一对次级端子之间的一对次级接合线，所述一对次级接合线中的第一次级接合线相距衬底主表面的最大间距与所述一对次级接合线中的第二次级接合线相距衬底主表面的最大间距是不同的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：维托里奥·古可，
申请(专利权)人：桑巴控股荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL