[发明专利]基于晶圆级封装的隔离电源芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种基于晶圆级封装的隔离电源芯片，包括：

基于RDL的微型变压器，其初级线圈连接直流电源并将直流电源输入的直流电压输出；

发射芯片，与所述基于RDL的微型变压器的初级线圈相连，用于接收所述直流电压并转换为交流信号传输至基于RDL的微型变压器的次级线圈；

接收芯片，与所述基于RDL的微型变压器的次级线圈相连，用于将所述交流信号转换为直流信号，根据负载变化产生能够稳定输出电压的控制信号，并将控制信号进行编码以进行数字隔离。

2.根据权利要求1所述的隔离电源芯片，所述基于RDL的微型变压器，包括：

初级线圈，基于RDL加工而成；

次级线圈，基于RDL加工而成；以及

互联线，包括初级线圈一侧引出的基于RDL制作的连接至发射芯片的端口的互联线；次级线圈一侧引出的基于RDL制作的连接至接收芯片端口的互联线。

3.根据权利要求2所述的隔离电源芯片，其中：

所述初级线圈、次级线圈的线圈缠绕结构为单螺旋或双螺旋结构；

所述初级线圈、次级线圈处于同一平面或对应平行层叠的不同平面；

所述初级线圈、次级线圈的线圈缠绕形状包括：圆形，椭圆形，矩形，正N边形，N≥4。

4.根据权利要求1所述的隔离电源芯片，所述发射芯片200包括：交叉耦合振荡器，以及解码电路；

所述解码电路用于将编码后的控制信号解码成开关信号，控制交叉耦合振荡器开或关。

5.根据权利要求5所述的隔离电源芯片，所述交叉耦合振荡器包括：

第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的栅极通过第一分压电容与第二MOS管的漏极相连，所述第二MOS管的栅极通过第二分压电容与第一MOS管的漏极相连；

直流偏置电压，一端通过第一偏置电阻连接到第一MOS管的栅极；另一端通过第二偏置电阻连接到第二MOS管的栅极；以及

开关MOS管，其漏极分别连接至第一MOS管和第二MOS管的源级，所述开关MOS管的源极接地，所述开关MOS管的栅极接所述解码电路的输出端。

6.根据权利要求1所述的隔离电源芯片，所述交叉耦合振荡器包括：所述接收芯片包括：整流电路，以及反馈控制电路；

所述反馈控制电路包括：

反馈控制器，用于采样输出电压的变化产生稳定输出电压的控制信号，并对控制信号进行编码；所述反馈控制器采用的控制方式包括：脉宽调制控制方式、脉冲频率调制控制方式，或者上述两者混合模式控制方式；以及

数字变压器，编码后的控制信号通过数字变压器的一输入端口进行数字隔离传输，另一输入端口为第二接地端；

通过RDL将数字变压器的第一输出端口与发射芯片互联，所述数字变压器第二输出端口连接第一接地端。

7.一种基于晶圆级封装的隔离电源芯片的制备方法，用于制备以上权利要求1至6任一项所述的隔离电源芯片，所述制备方法包括：

操作S1：将发射芯片和接收芯片安装至衬底；

操作S2：在所述衬底和芯片上方制备隔离介质和RDL层并加工为微型变压器，并进行引出和信号端口互联；以及

操作S3：在所述微型变压器的表面制备外部接口，完成基于晶圆级封装的隔离电源芯片的制备。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其中：

所述安装的方法包括将衬底挖槽后嵌入芯片，或者将芯片贴在衬底外表面；

所述衬底的制备材料选自玻璃、硅或者是FR4；

所述RDL层的制备材料选自：铜、铝或金；

所述隔离介质层的制备材料选自玻璃、硅、FR4、聚酰亚胺、环氧树脂、或塑料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，所述RDL层包括的布线层层数至少为一层，用于分别制作微型变压器的出现线圈、次级线圈、以及互联结构。

10.根据权利要求9所述的制备方法，所述RDL层包括第一布线层、第二布线层和第三布线层；由第一布线层制作微型变压器的初级线圈；由第三布线层制作微型变压器的次级线圈；位于芯片上方的第一布线层和芯片之间设置有多个第一通孔，第二布线层和第一布线层及初级线圈之间设置有多个第二通孔，第二布线层和第三布线层及次级线圈之间设置有多个第三通孔；所述初级线圈通过第二通孔连接第二布线层后，再通过第一通孔连接至发射芯片的端口，所述次级线圈通过第三通孔连接第二布线层，再通过第二通孔、第一通孔后连接至接收芯片的端口。