210的磁通量可以传递到通量导体250。通量导体250可以通过环氧树脂附着到衬底240或通过已知过程在衬底240上被构建。通量导体250可作为喷溅到衬底240的表面上的磁性材料膜被提供。通量导体250可以由与用于磁芯210的材料相同的材料制造。例如，通量导体250可由具有高导磁率的材料(诸如CoTaZr(钴钽错)、NiFe (镍铁素体)和FeCo (铁素体钴)基合金)制成。
[0029]变压器100和200可以包括连接迹线，所述连接迹线用以将变压器的端子与其它电路部件、其它介电层互连，以将变压器包绕在绝缘材料中并且防止与其它部件、减小对附近电气部件的电磁干扰所必需的屏蔽材料和可以对变压器提供机械稳定性的其它衬底材料的非预期的电接触。虽然在图1(a)、图1(b)和图2中未示出，但是本发明的原理通过这些附加特征中的任一个获得应用。
[0030]图3图示根据本发明的实施方案的具有磁芯的片上变压器300的示例性配置。变压器300可以包括片上磁芯310、第一绕组320和第二绕组330。变压器300的配置可以具有与第二绕组330互相缠绕的第一绕组320，所述第一绕组320和第二绕组330各自螺旋环绕片上磁芯310。片上磁芯310可以经过互相缠绕的第一绕组320和第二绕组330的中心。
[0031]片上磁芯310可以形成为单芯(图1(a)中所示)或可以形成为在磁性棒之间具有空隙340。空隙340可以是预定的距离(例如，1-10微米)以更改磁芯310的形状各向异性并且提供增强的磁导率。空隙340可以用电介质或电气绝缘材料填充。为了最小化总芯310截面积的减小，芯310的棒可布置成使得空隙340窄。空隙340可以更改磁芯310的形状各向异性并且提供增强的磁导率。高导磁率将导致高电感、高效率和更高的能量密度。空隙340也可以通过限制由于磁通量而导致在磁芯310中的涡电流的产生和传输来增强磁导率。
[0032]图4图示根据本发明的实施方案的具有两个磁芯的片上变压器400的示例性配置。片上变压器400可以包括第一芯410A、第二芯410B、一次绕组420和二次绕组430。一次绕组420可以环绕第二芯410B缠绕并且与第一芯410A横交。一次绕组420也可环绕第一芯410缠绕。类似地，第二绕组430可以环绕第二芯410B缠绕并且与第一芯410横交，其中第二绕组430也可以环绕第二芯410B缠绕。一次绕组420和二次绕组430可以螺旋环绕第一芯410A和第二芯410B。第一芯410A和第二芯410B中的至少一个可以包括多个空隙和多个磁性棒，如图3中所示。
[0033]一次绕组420可以包括第一端子422和第二端子424。如图4中所示，一次绕组的第一端子和第二端子可以布置在一次绕组420的相对端上。二次绕组430可以包括第一端子432和第二端子434。如图4中所示，二次绕组430的第一端子和第二端子可以布置在二次绕组的相对端上。一次绕组420的第一端子422和二次绕组430的第一端子可以布置成接近第一芯410A。一次绕组420的第二端子424可以布置成接近第一芯410A，并且二次绕组430的第二端子434可以布置成接近第二芯410B。
[0034]第一磁芯410A和第二磁芯410B可以具有宽度Wm，该宽度Wm可被确定以提供特定应用所需的电感。一次绕组420和二次绕组430可以布置成环绕第一磁芯410A和第二磁芯410B，使得来自一个芯的通量的方向与来自另一个芯的通量的方向是相反的。具体地，绕组420和430的定向在第一芯元件410A和第二芯元件410B之间可以是反向的以减小来自变压器400的通量泄漏。以这种方式，驱动电流可以导致两个芯元件中的通量彼此具有相反方向。该配置可以帮助提供磁通返回路径，并且减少泄漏到周围部件中的通量和EMI辐射。变压器400可以安装在半导体衬底内，使得由芯携载的磁通量的传导率沿平行于衬底的表面的方向延伸。
[0035]在制造期间，磁性芯材料的难轴可被控制以对准将由变压器在操作期间产生的磁通量的方向。将难轴与通量的方向对准预期减少可能在变压器的操作期间出现的开关损耗。
[0036]图5图示根据本发明的实施方案的具有磁芯的片上变压器500的示例性配置。片上变压器500可以包括磁芯510、第一绕组520和第二绕组530。芯510可以具有在中心处具有开口的矩形的形状。芯510可以具有带圆边的矩形的形状。芯510可以具有比芯510的宽度更长的长度。
[0037]磁芯510可以是实磁芯。在另一个实施方案中，芯510的部分可以具有多个空隙516。空隙516的数量可以是任意数量，只要芯510提供特定应用所需的磁通量即可。多个空隙516可以提供在芯的在芯510的中心的开口的任一侧上的部分上。空隙516可以用可改变各向异性和增强导磁率的绝缘材料或介电材料来填充。
[0038]第一绕组520和第二绕组530可以环绕芯510的部分缠绕。例如，如图5中所示，第一绕组520可以环绕在开口的一侧上的芯缠绕，并且第二绕组530可以环绕在开口的另一侧上的芯缠绕。第一绕组520和第二绕组530可以在芯510的被缠绕的部分上居中。第一绕组520和第二绕组530可以环绕芯510的具有空隙516的部分缠绕。第一绕组520可以在芯510的一侧上提供的输入端子522和输出端子423之间延伸，并且第二绕组530可以在芯510的另一侧上提供的输入端子532和输出端子533之间延伸。
[0039]芯510中的磁通量可以圆形地行进通过环形芯。在制造期间，各向异性的方向可以被控制，使得易轴沿着Y方向，并且难轴沿着X方向。由绕组产生的通量可以随同芯沿着难轴(X方向)轻松行进。大多数通量可沿难轴被切换以最小化磁滞(hysteric)损耗。
[0040]随着通量接近磁芯510的端部(在Y轴处)，通量可能易于逃逸而不是跟随磁芯510的形状(在X轴中)。在图5中所示的示例性实施方案的情况下，较少的通量可能从磁芯的顶部和底部逃逸。与其它设计相比，通过限制磁通量的辐射，益处可能是较少的感应噪声。然而，随着通量沿着X轴即易轴在顶部区域和底部区域中行进，可能引发一些附加损失。对于实用设计，一个设计可以优先于另一个被选择，这取决于对应用重要的因素。
[0041]片上变压器500可以安装在半导体衬底内，使得由芯510携载的磁通量的传导率沿平行于衬底的表面的方向延伸。
[0042]图6图示根据本发明的实施方案的集成电路600的截面图。变压器600可以内置于集成电路芯片中。集成电路芯片可以包括衬底660、绝缘衬底650、电极645、有源部件层655、绝缘层640、第一绕组671、第二绕组673、磁芯625、介电层630、620和绝缘层610。可以形成介电层620和630以在一次绕组和二次绕组之间提供充分的绝缘。介电层620和630也可以提供在一次绕组和芯之间以及在二次绕组和芯之间提供绝缘。
[0043]磁芯625可以是实心棒，具有环绕其提供的绕组。磁芯625可以由多个磁性棒形成，所述多个磁性棒由具有环绕棒束提供的绕组的电介质隔片分离。例如，磁芯625可以包括夹层或多层的磁性材料626和非传导介电材料627。间隔层厚度需要被优化以用于在高频率和高效率下维持磁导率。
[0044]绝缘层610可充当封装以保护装置并且可使变压器与外部信号绝缘，所述外部信号诸如从接地平面或电源平面发射的可能在绕组671和673上引发寄生信号的高频信号。绝缘层640可以将绕组与衬底660隔离。
[0045]可选的电极645可以充当从在变压器下面的有源部件层655中的任意部件到绕组中的一个的连接件。有源部件层655可以提供在衬底的一面上，所述面背向衬底的具有绕组671和673的一面。如果从绕组到衬底不需要连接件，则可以不使用电极645，并且一次绕组和二次绕组两者通过介电层640与衬底660绝缘。绝缘衬底650可以使可选的电极645与衬底560绝缘。
[0046]取决于电路要求，绕组671和673可以单独地连接到有源部件层655的部件。替代地，在设计需要决定时，绕组671和673中的一个可以单独地连接到有源部件层655，并且另一个电感器可以单独地连接到印刷电路板(PCB)(现在图6中所示)。有源部件层655的部件各自将被配置用于集成电路的专门应用。
[0047]除了制造功率变压器之外，上文的实施方案也可以用来制造反馈变压器。
[0048]具有上文变压器配置的示例性实施方案可以适用于使用具有磁芯的片上变压器构成集成电路芯片。图7图示根据本发明的示例性实施方案的可使用具有磁芯的片上变压器的功率转换器系统700。
[0049]功率转换器系统700可以包括具有磁芯710的变压器、变压器开关电路720和整流电路730。可选地，反馈变压器740也可以被提