0為兩個環(huán)繞閉合矩形環(huán)磁芯的螺線管線圈形成的集成電感組成的耦合電感或變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖11為環(huán)繞兩個閉合矩形環(huán)的磁芯5的三個螺線管線圈形成的集成電感組成的耦合電感或變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖中，11為第一襯底，12為第二襯底，21為第一金屬線條層，22第二金屬線條層，23為金屬通孔，31為第一絕緣層，32為第二絕緣層，33為第三絕緣層，34為第四絕緣層，4為金屬導體層，5為磁芯，6為閉合矩形環(huán)磁芯的開口。
【具體實施方式】
[0042]本發(fā)明提出的一種高效率的集成電感包括兩個帶有金屬線條層的襯底，分別為第一襯底11和第二襯底12，所述金屬線條層嵌入相應的襯底中，所述第一襯底11和第二襯底12中的金屬線條層通過金屬導體層4電學連接，所述兩條金屬線條層(21，22)和金屬導體層4形成螺線管形狀的金屬線圈，得到立體的螺線管型的電感結(jié)構(gòu)，并于電感結(jié)構(gòu)的第一金屬線條層和第二金屬線條層之間設置磁芯5，本發(fā)明的集成電感可同時實現(xiàn)小的電阻和大的電感，得到高效率的集成電感及變壓器。
[0043]本發(fā)明提供的一種具體的集成電感結(jié)構(gòu)，包括第一襯底11、第二襯底12，嵌入所述第一襯底11中的第一金屬線條層21，嵌入所述第二襯底12中的第二金屬線條22，所述第一金屬線條層21和第二金屬線條層22通過金屬導體層4相向、錯位連接形成螺線管形狀，所述第一金屬線條層21通過金屬通孔23與第一襯底11的另一表面電學連接，所述第一金屬線條層21和金屬通孔23與第一襯底11之間設置第一絕緣層31，所述第二金屬線條層22與第二襯底12之間設置第二絕緣層32，所述第一金屬線條層21表面和面向第二金屬線條層22的第一襯底表面設置第三絕緣層33，所述第二金屬線條層22表面和面向第一金屬線條層21的第二襯底表面設置第四絕緣層34，所述第三絕緣層33和第四絕緣層34之間還有磁芯5，所述磁芯5設置于第四絕緣層34表面，所述第一金屬線條層21、第二金屬線條層22和金屬導體層4組成的螺線管形狀的金屬線圈環(huán)繞磁芯5。
[0044]其中，所述磁芯5還可設置于第三絕緣層33表面，如圖5所示。
[0045]進一步地，上述集成電感還可去掉磁芯5，如圖6所示。
[0046]進一步地，上述結(jié)構(gòu)中第一金屬線條層21或第二金屬線條層22可直接與外界電學連接，如圖7所示。
[0047]進一步地，所述第一金屬線條層21和第二金屬線條層22的厚度為200 μ m、線寬為30 μ m ;所述第一襯底11和第二襯底12的厚度為300 μ m。
[0048]進一步地，所述金屬通孔23的截面為圓形、矩形、三角形等形狀，如圖3(a)所示。
[0049]進一步地，所述第一金屬線條層21和第二金屬線條層22中的金屬線條的截面為矩形、橢圓形或者可實現(xiàn)正確連接的其他形狀，如圖3(b)和3(d)所示。
[0050]進一步地，所述金屬導體層4的截面為圓形、矩形等其他形狀，所述磁芯的截面為矩形等形狀，如圖3(c)。
[0051]進一步地，所述第一金屬線條層或第二金屬線條層與外界電學連接可通過第一襯底或第二襯底上的金屬通孔實現(xiàn)，也可將第一金屬線條層或第二金屬線條層直接與外界電學連接。
[0052]進一步地，所述金屬導體層采用倒裝焊接法制備得到，具體地，在第一金屬線條層21和第二金屬線條層22中需要連接的線條的兩端形成金屬凸塊和焊錫帽，進行倒裝焊接即可得到，所述焊錫帽設置在金屬凸塊的頂端，所述金屬凸塊為金屬柱。
[0053]其中，金屬導體層4與第一金屬線條層21和第二金屬線條層22連接部分沒有絕緣層。
[0054]進一步地，當所述第一襯底11導電性能差(電阻率大于1000Ω *cm)時，所述集成電感可不需要第一絕緣層31，當所述第二襯底12導電性能差(電阻率大于1000Ω -cm)時，所述集成電感可不需要第二絕緣層32，當所述磁芯5導電性能差(電阻率大于1000Ω -cm)時，所述集成電感可不需要第三絕緣層33和第四絕緣層34。
[0055]進一步地，所述磁芯5可形成閉合的矩形環(huán)，如圖8所示。
[0056]進一步地，上述磁芯5形成的閉合矩形環(huán)中可有開口 6，用于增加磁芯儲存能量的能力，如圖9所示。
[0057]進一步地，兩個環(huán)繞閉合矩形環(huán)磁芯5的螺線管金屬線圈可組成耦合電感或變壓器，如圖10所示。
[0058]進一步地，上述兩個或多個環(huán)繞閉合矩形環(huán)磁芯5的螺線管金屬線圈組成的耦合電感或變壓器，其中所述磁芯5具有兩個或多個閉合矩形環(huán)，如圖11所示。
【主權(quán)項】
1.一種高效率的集成電感結(jié)構(gòu)，包括第一襯底(11)、第二襯底(12)，嵌入所述第一襯底(11)中的第一金屬線條層(21)，嵌入所述第二襯底(12)中的第二金屬線條層(22)，所述第一金屬線條層(21)和第二金屬線條層(22)通過金屬導體層(4)相向、錯位連接形成螺線管形狀，所述第一金屬線條層(21)通過金屬通孔(23)與第一襯底(11)的另一表面電學連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效率的集成電感結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一金屬線條層(21)與第二金屬線條層(22)之間還有磁芯(5)，所述磁芯(5)設置于第一金屬線條層表面或設置于第二金屬線條層表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效率的集成電感結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一金屬線條層(21)和金屬通孔(23)與第一襯底(11)之間設置第一絕緣層(31)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效率的集成電感結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二金屬線條層(22)與第二襯底(12)之間設置第二絕緣層(32)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效率的集成電感結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一金屬線條層(21)表面和面向第二金屬線條層(22)的第一襯底表面設置第三絕緣層(33)，所述第二金屬線條層(22)表面和面向第一金屬線條層(21)的第二襯底表面設置第四絕緣層(34)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效率的集成電感結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第三絕緣層(33)和第四絕緣層(34)之間還有磁芯(5)，所述磁芯設置于第三絕緣層表面或者設置于第四絕緣層表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的高效率的集成電感結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一金屬線條層(21)和第二金屬線條層(22)的厚度為20?200 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的高效率的集成電感結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述磁芯(5)為閉合的環(huán)或有開口的環(huán)。
9.一種耦合電感，包含η個權(quán)利要求1至6中任一項所述的高效率的集成電感結(jié)構(gòu)，其中，磁芯形成I個或兩個以上的環(huán)，n ^ 2ο
10.一種變壓器，包含η個權(quán)利要求1至6中任一項所述的高效率的集成電感結(jié)構(gòu)，其中，磁芯形成I個或兩個以上的環(huán)，n ^ 2ο
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種高效率的集成電感結(jié)構(gòu)，包括第一襯底、第二襯底，嵌入所述第一襯底中的第一金屬線條層，嵌入所述第二襯底中的第二金屬線條層，所述第一金屬線條層和第二金屬線條層通過金屬導體層相向、錯位連接形成螺線管形狀，所述第一金屬線條層通過金屬通孔與第一襯底的另一表面電學連接。本發(fā)明提供的集成電感可實現(xiàn)較大的金屬線條厚度值，有利于實現(xiàn)小的電阻，同時控制磁芯的橫截面積還可實現(xiàn)大的電感，從而得到高效率的集成電感及變壓器。
【IPC分類】H01L23-64, H01L27-01
【公開號】CN104538383
【申請?zhí)枴緾N201510012905
【發(fā)明人】伍榮翔
【申請人】電子科技大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月9日