多层电感器制造技术

本发明专利技术公开了一种多层电感器，其包含一个带有外部导线分布图的底部磁层，形成在其底部表面上，用于连接一个印刷电路板之类的衬底。底部外部导线分布图包含信号／功率接头和第一、第二电感器电极。顶部磁层包含一个具有信号／功率接头以及电感器电极接头的顶部外部导线分布图。形成在中间磁层顶面上的电感器导线分布图，设置在顶部和底部磁层之间，并通过通孔相互电耦合，形成一个螺旋电感器元件。螺旋电感器元件通过一个形成在底部磁层中的通孔，耦合到第一电感器电极上，通过形成在多层电感器侧面上的功率传导路径，耦合到第二电感器电极上。通量密度减少层可以直接插入到底部磁层上方，顶部磁层下方。在多层电感器的侧面上形成的信号／功率传导路径，为顶部磁层信号／功率接头和底部磁层信号／功率接头之间提供信号／功率路径。在一个倒装晶片装置中，顶部外部导线分布图可容纳一个半导体晶片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多层电感器，尤其涉及一种适用于在它的顶面上配置一个倒装晶片，并在其顶面、底面以及侧面形成导电图形的多层电感器。
技术介绍
在本
，多层电感器被人们所熟知。比如美国专利号为4， 543， 553的专利 提出了一种具有层状结构的晶片类型的电感器。这种结构包含多个磁层，线性导电图形在 各自的磁层之间延伸，并以一种类似线圈的方式相互连接，以便产生电感部分。在磁层较高 的表面上形成的导线分布图和在磁层较低的表面上形成的导线分布图，在磁层的交界面上 相互接触，并通过磁层中形成的穿孔互相连接在一起，这就使得导电图形以一种类似线圈 的方式连续相接。 美国专利号为5， 032,815的专利提出了一种迭片类型的电感器，包含多个铁氧体 薄板一个叠一个相互堆积而成，最上面和最下面的薄板作为端板，在它上面引出导线分布 图，在端板表面上的导线分布图，相向而立，连接到导线分布图的引线上，端板连接到中间 的薄板上；多个中间的铁氧体薄板，在每个薄板的表面上都有一个导线分布图对应一个电 感器线圈的1/4转，在另一个表面上的导线分布图对应一个电感器线圈的1/2转；每个铁氧 体薄板还有一个开口 ， 1/4转和1/2转的电感器线圈穿过这个开口 ，电连接到每个铁氧体薄 板上的电感器线圈的3/4转上。在中间连续的薄板上的导线分布图相互连接在一起，形成 电感器线圈，它的转数是3/4的整数倍，在最上面的一块中间铁氧体薄板的上表面上的导 线分布图，与最下面的一块下表面上的导线分布图，电连接到相向而立的端板表面上的导 线分布图上，以便形成刚才提到的完整电感器线圈上的导线分布图。 美国专利号为6， 630， 881的专利提出了一种制作多层晶片电感器的方法，步骤如 下在未成型的陶瓷层压材料中形成线圈状内部导线，每个线圈状的内部导线都沿着未成 型的陶瓷层压材料的层压方向，螺旋缠绕在轴线周围；在未成型的陶瓷层压材料上的至少 一个层压方向表面上涂覆外部电极糊，外部电极糊的表面连接在线圈状内部导线的一个末 端上；沿层压方向将未成型的陶瓷层压材料，切割成片状未成型的陶瓷层压材料，每个内部 都有线圈状内部导线；烘烤每个片状未成型的陶瓷层压材料，并烘焙外部电极糊，最终形成 一个外部电极。 美国专利号为7， 046， 114的专利提出了另一种层压的电感器，这种层压电感器包 含带有一转螺旋线圈导线分布图的陶瓷薄板，带有两转螺旋线圈导线分布图的陶瓷薄板， 以及层压在一起的引出导线分布图的陶瓷薄板。这巻导线分布图按照正常顺序，通过到通 孔依次电连接起来。导通孔设置在陶瓷薄板中的固定位置上。 美国专利号为6， 930， 584的专利提出了一种微型功率变换器，这种功率变换器包 含一个半导体衬底、在衬底上形成的半导体集成电路、一个薄膜磁感应元件以及一个电容 器。薄膜磁感应元件包含一个磁绝缘衬底、一个电磁线圈导线(其中第一导线形成在磁绝 缘衬底的第一主平面上，第二导线形成在磁绝缘衬底的第二主平面上)、以及一个在通孔中5形成的穿过整个磁绝缘衬底的连接导线。所提出的功率变换器的缺陷在于，在通孔中植入 过深时，不仅比较困难而且成本较高。 美国公布专利申请号为2006/0227518的专利提出了一种薄膜磁感应元件，这种 元件包含一个铁氧体衬底、一个穿过铁氧体衬底的线圈(包含连接导线和线圈导线)、在衬 底周边部分的端子。感应磁通量会对端子产生不利的影响，比如VDD端子、CGND端子、IN端 子、PVDD端子、PGND端子、FB端子、CE端子以及AL端子都沿衬底的X轴方向放置，衬底中 的磁通量密度很高。这种具有薄膜磁感应元件的微型功率变换器比较不容易受电路故障的 影响。 尽管上述的美国专利号为6，930，584的专利提出了可以在电感器上方表面安装 一个倒装晶片，但在上面沉积导电层，比如Cu/Ni层等，要求电感器的底部和侧壁要用特殊 的厚金属沉积技术，这种技术不仅难以实现并且成本高，最终产物的竞争力也比较低。此 外，所述的电感器为单层电感器，而非多层电感器。 综上所述，必须找到一种适合在顶面安装倒装晶片、并且节省成本的多层电感器， 并在其顶面、底面和侧面上形成导线分布图。下文中本专利技术的说明书和附图将详细阐释本 专利技术的其他特点和优势。
技术实现思路
本专利技术所述的多层电感器克服了原有技术的不足，通过一种具有层压在一起的多个磁层的多层电感器，达到了本专利技术的专利技术目的。在第一个给出的实施例中，一个底部磁层 包含一个形成在其底面上的外部导线分布图，用于连接印刷电路板等衬底。处于底面的外 部导线分布图具有信号/功率接头和第一、第二电感器电极。 一个顶部磁层包含一个外部 导线分布图，此分布图具有信号/功率接头和一个第一、第二电感器电极接头。形成在底部 磁层的顶面上的电感器导线分布图，和形成在中间磁层的顶面上的电感器导线分布图，设 置在顶部磁层和底部磁层之间，借助通孔相互电耦合，以便形成螺旋感应元件。此螺旋感应 元件依靠形成在底部磁层中的一个通孔，耦合到第一电感电极上，依靠形成在多层电感器 侧面上的功率传导路径，耦合到第二电感电极上。形成在多层电感器侧面上的信号/功率 导电路径为信号/功率提供顶部磁层信号/功率接头和分别的底部磁层信号/功率接头之 间的线路路径。顶部外部导线分布图在一个倒装晶片装置中配置了一个半导体晶片。 根据多层电感器的第二个实施例，底部磁层包含一个形成在其底面上的外部导线分布图。底部外部导线分布图包含信号/功率接头和第一、第二电感电极接头。形成在中间 磁层顶面上的电感器导线分布图，设置在顶部磁层和底部磁层之间，借助通孔相互电耦合， 以便形成螺旋感应元件。此螺旋感应元件依靠形成在底部磁层中的一个通孔和形成在堆焊 到底部磁层上的中间磁层的电感器导线分布图的第一末端上的一个通孔，耦合到第一电感 电极上。此螺旋感应元件依靠形成在多层电感器侧面上的功率传导路径，耦合到第二电感 电极上。形成在多层电感器侧面上的信号/功率导电路径为信号/功率提供顶部磁层信号 /功率接头和分别的底部磁层信号/功率接头之间的线路路径。顶部外部导线分布图在一 个倒装晶片装置中配置了一个半导体晶片。 根据所述专利技术的一个方面，多层电感器包含一个底部磁层，底部磁层包含一个形 成在其底面上的外部导线分布图，外部导线分布图包含设置在其边缘和第一、第二电感电极上的多个信号/功率接头；顶部磁层包含一个形成在其顶面上的外部导线分布图，外部 导线分布图包含多个设置在其边缘和电感电极接头上的信号/功率接头；多个中间磁层堆 积在底部磁层和顶部磁层之间，每个中间磁层包含设置在其边缘和电感器导线分布图上的 多个信号/功率接头，每一个中间磁层的信号/功率接头都分别电耦合到顶部磁层的信号/ 功率接头和底部磁层的信号/功率接头，以便在顶部磁层外部导线分布图和底部磁层外部 导线分布图之间形成外部信号/功率路径；每个中间磁层电感器导线分布图相互耦合，以 形成螺旋感应元件；螺旋感应元件的第一末端耦合到顶部磁层电感器电极接头上，其第二 末端耦合到第一电感器电极上；顶部磁层电感器电极接头通过一个外部电感器功率路径， 耦合到第二电感器电极上，构成了外部信号/功率路径中的至少一个路径。 根据所述专利技术的另一方面，制作一个多层电感器的方法包含在多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层电感器，其特征在于，包含：一个含有形成在底面上的外部导线分布图的底部磁层，外部导线分布图包含设置在其边缘上的多个信号／功率接头以及第一和第二电感器电极；一个含有形成在顶面上的外部导线分布图的顶部磁层，外部导线分布图包含设置在其边缘上的多个信号／功率接头以及一电感器电极接头；以及在底部磁层和顶部磁层之间堆积的多个中间磁层，每个中间磁层包含设置在其边缘上的多个信号／功率接头以及电感器导线分布图，每个中间磁层信号／功率接头分别电耦合到顶部和底部磁层的信号／功率接头上，以便在顶部磁层外部导线分布图和底部磁层外部导线分布图之间形成外部信号／功率路径，每个中间磁层的导线分布图都相互耦合，以便形成螺旋电感器元件，该螺旋电感器元件的第一末端耦合到顶部磁层电感器电极接头，第二末端耦合到第一电感器电极上，顶部磁层的电感器电极接头通过一个外部电感器功率路径耦合到第二电感器电极上，此路径包含至少一个外部信号／功率路径。

【技术特征摘要】
US 2008-12-8 12/315,703一种多层电感器，其特征在于，包含一个含有形成在底面上的外部导线分布图的底部磁层，外部导线分布图包含设置在其边缘上的多个信号/功率接头以及第一和第二电感器电极；一个含有形成在顶面上的外部导线分布图的顶部磁层，外部导线分布图包含设置在其边缘上的多个信号/功率接头以及一电感器电极接头；以及在底部磁层和顶部磁层之间堆积的多个中间磁层，每个中间磁层包含设置在其边缘上的多个信号/功率接头以及电感器导线分布图，每个中间磁层信号/功率接头分别电耦合到顶部和底部磁层的信号/功率接头上，以便在顶部磁层外部导线分布图和底部磁层外部导线分布图之间形成外部信号/功率路径，每个中间磁层的导线分布图都相互耦合，以便形成螺旋电感器元件，该螺旋电感器元件的第一末端耦合到顶部磁层电感器电极接头，第二末端耦合到第一电感器电极上，顶部磁层的电感器电极接头通过一个外部电感器功率路径耦合到第二电感器电极上，此路径包含至少一个外部信号/功率路径。2. 如权利要求1所述的多层电感器，其特征在于，所述的底部磁层还包含形成在其顶 面上的一个电感器导线分布图，底部磁层的电感器导线分布图耦合到一个它上面的中间磁 层上的中间磁层电感器导线分布图，以便形成螺旋电感器元件的一部分。3. 如权利要求2所述的多层电感器，其特征在于，所述的底部磁层电感器导线分布图 包含一个第一末端和一个尾端，通过穿过第一末端形成的通孔，第一末端电耦合到第一电 感器电极上。4. 如权利要求1所述的多层电感器，其特征在于，所述的顶部磁层外部导线分布图适 用于容纳半导体晶片。5. 如权利要求4所述的多层电感器，其特征在于，所述的半导体晶片包含集成电路晶片。6. 如权利要求4所述的多层电感器，其特征在于，所述的半导体晶片是一个倒装晶片 集成电路。7. 如权利要求1所述的多层电感器，其特征在于，所述的底部磁层外部导线分布图、顶 部磁层外部导线分布图以及信号/功率接头和中间磁层的电感器导线分布图都含有导电 性胶。8. 如权利要求7所述的多层电感器，其特征在于，所述的导电性胶包含银粒子。9. 如权利要求1所述的多层电感器，其特征在于，所述的底部磁层外部导线分布图、顶 部磁层外部导线分布图以及信号/功率路径都是电镀的。10. 如权利要求1所述的多层电感器，其特征在于，所述的底部磁层第一电感器电极设 置在底部磁层的边缘内部，所述的第二电感器电极包含设置在底部磁层邻边的边缘处的邻 近部分。11. 如权利要求1所述的多层电感器，其特征在于，所述的每个中间磁层电感器导线分 布图包含一个第一末端和一个尾端，通过穿过第一末端形成的通孔，将上一个中间磁层上 的电感器导线分布图的第一末端电耦合到下一个中间磁层的电感器导线分布图的尾端上。12. 如权利要求1所述的多层电感器，其特征在于，还包含多个底部通量密度减少磁 层，这些多个底部通量减少磁层设置在底部磁层上面，在其表面上具有导线分布图，每个导 线分布图包含设置在其边缘上的信号/功率接头，以及一个通孔为形成在多个底部通量降低...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁军，弗兰茨娃赫尔伯特，
申请(专利权)人：万国半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]