[发明专利]变压器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气元件领域，具体而言，涉及一种变压器及其制造方法。

背景技术

目前，微型变压器在隔离条件下进行信号传输的应用越来越广，但是使用微型变压器进行功率传输仍有显著的技术困难。

现有的微型变压器的主绕组线圈和副绕组线圈通常位于衬底的表面，两层线圈由绝缘材料实现电隔离。在功率传输过程中需要流过线圈的电流较大，现有技术一般通过增加线圈宽度的方式来减小线圈的电阻。然而对于同样的芯片面积，增加线圈宽度会无可避免的减少线圈的圈数和电感值。因此，很难做到线圈的圈数与线圈的阻值的兼顾。更重要的是，在多数开关电源中，流过变压器的主绕组和副绕组的电流大小不同。例如在常见的全桥或者推挽式电路中，由于存在磁化电流，主边绕组的电流显著的高于副边绕组。现有技术难以根据电流的实际分配情况对主、副绕组进行独立的优化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种变压器及其制造方法，与现有的变压器相比，能够改善现有的线圈的圈数与线圈的阻值难以兼顾的问题，同时可以对大电流一侧的绕组的电阻进行独立的优化。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种变压器，包括衬底、绝缘部、第一绕组以及第二绕组，所述第一绕组的端部以及第二绕组的端部均与外部电路相连接，所述衬底的第一表面开设有至少一个螺旋形凹槽，所述第一绕组包括至少一个第一螺旋形线圈，所述至少一个螺旋形凹槽的数量与所述至少一个第一螺旋形线圈的数量相同，所述至少一个第一螺旋形线圈与所述至少一个螺旋形凹槽相匹配，第一螺旋形线圈对应设置于所述螺旋形凹槽内，所述第二绕组包括至少一个第二螺旋形线圈，所述至少一个第二螺旋形线圈均设置于所述绝缘部内，所述第一绕组与所述第二绕组之间填充有绝缘材料，所述绝缘部位于所述衬底的第一表面。

优选地，上述的变压器中，所述至少一个第一螺旋形线圈与所述衬底之间设置有绝缘层。

该绝缘层可以为氧化硅，具体可以通过热氧化或者沉积的方式制备。该绝缘层也可以为氧化铝，可以通过沉积等方式制备。该绝缘层可以为为氮化硅，可以通过沉积等方式制备。

优选地，上述的变压器中，所述第一绕组还包括第一通路以及第二通路，所述第一通路以及第二通路均设置于所述绝缘部内，所述第一通路的一端与所述至少一个第一螺旋形线圈的一端相连接，所述第一通路的另一端与所述外部电路连接，所述第二通路的一端与所述至少一个第一螺旋形线圈的另一端相连接，所述第二通路的另一端与所述外部电路连接。

第一螺旋形线圈可以通过第一通路以及第二通路与外部电路相连接。

具体的，上述变压器还包括未被绝缘部覆盖的第一键合区和第二键合区。第一通路可以先连接到第一键合区，外部电路也可以连接到第一键合区。第二通路可以连接到第二键合区，外部电路也可以连接到第二键合区。即外部电路可以通过第一键合区以及第二键合区与第一通路以及第二通路连接，进而与第一螺旋形线圈连接。

可选的，上述的变压器中，所述第一绕组还包括至少一个第三螺旋形线圈，所述至少一个第三螺旋形线圈设置于所述绝缘部内，所述至少一个第三螺旋形线圈的数量与所述至少一个第一螺旋形线圈的数量相同，所述至少一个第三螺旋形线圈的靠近第三螺旋形线圈的中心的一端与所述至少一个第一螺旋形线圈的靠近第一螺旋形线圈的中心的一端对应连接，所述至少一个第一螺旋形线圈的远离所述第一螺旋形线圈的中心的一端以及所述至少一个第三螺旋形线圈的远离所述第三螺旋形线圈的中心的一端均与外部电路连接。

第三螺旋形线圈的靠近中心的一端可以与第一螺旋形线圈的靠近中心的一端相连接，第一螺旋形线圈的远离中心的一端以及第三螺旋形线圈的远离中心的一端可以分别与外部电路连接，以使得第一螺旋形线圈以及第三螺旋形线圈通电。

优选地，上述的变压器中，所述绝缘部还包括第三键合区和第四键合区，所述至少一个第一螺旋形线圈的远离所述第一螺旋形线圈的中心的一端与所述第三键合区连接，所述至少一个第三螺旋形线圈的远离所述第三螺旋形线圈的中心的一端与所述第四键合区连接，所述第三键合区以及第四键合区均与外部电路连接。

具体地，第一螺旋形线圈的远离中心的一端可以与第三键合区相连接，第三螺旋形线圈的远离中心的一端可以与第四键合区相连接。外部电路可以与第三键合区以及第四键合区相连接，进而与第一螺旋形线圈以及第三螺旋形线圈相连接。