Atlas Magnetics

Magnetisches Dünnfilmmaterial für die Integration in IC-Gehäuse

9. September 2022, 9:00 Uhr | Ralf Higgelke
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Über übliche IC-Bumping-Verfahren wird der Halbleiterchip an die Spule durch kurze Verbindungen angebunden.
© Atlas Magnetics

Atlas Magnetics hat ein Dünnfilmmaterial und einen Prozess entwickelt, um magnetische Komponenten in Chipgehäuse zu integrieren. Dadurch kann die Spule in Anwendungen wie der DC-DC-Wandlung von der Leiterplatte verschwinden.

Atlas Magnetics ist ein im US-Bundesstaat Nevada ansässiges Fabless-Halbleiterunternehmen, das sich auf die Abscheidung neuartiger Materialien auf Standardfolien von Halbleitergehäusen konzentriert. Nun hat das Unternehmen ein magnetisches Material entwickelt, um die Größe von magnetischen Komponenten zu reduzieren, die in elektronischen Schaltungen für Konsumgüter und IoT verwendet werden. Dadurch soll die Spule in Anwendungen wie der DC-DC-Wandlung von der Leiterplatte verschwinden.

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Atlas Magnetics kann magnetische Schichten im Mikrometer- bis Submikrometerbereich kosteneffizient herstellen, indem es die Prozessschritte je Schicht von 13 auf nur noch vier reduzierte.
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Atlas Magnetics löst die Herausforderung, magnetischen Komponenten in integrierte Schaltkreise direkt zu integrieren, indem es viellagig geschichtete magnetische Legierungen direkt galvanisch auf Epoxidfolien von Halbleitergehäusen aufbringt. Über übliche IC-Bumping-Verfahren wird der Halbleiterchip durch kurze Verbindungen angebunden. Wenn diese 0,2 bis 0,4 mm dünnen Kerne in einer fertigen Spule oder einem Transformator verwendet werden, lassen sich nach Unternehmensangaben Induktivitätswerte von bis zu 1 μH für Anwendungen mit geringerer Leistung und für leistungsstarke Anwendungen mit reduzierter Induktivität eine Stromdichte von bis zu 10 A/mm2 erreichen.

Bislang scheiterte das schon länger verfolgte Konzept, verfügbare Fertigungsprozesse für Halbleiter zu nutzen, um diskrete Komponenten wie Induktivitäten und Transformatoren zu ersetzen, an den Kosten, dem Frequenzgang und an inkompatiblen Prozessen. Diese Entwicklung könnte nun diese Hindernisse aus dem Weg räumen und gleichzeitig die versprochenen Verkleinerungen und Leistungsverbesserungen durch das Abscheiden magnetischer Materialien bei Temperaturen und Drücken bieten, die kompatibel mit Halbleitergehäusen sind.

»Magnetische Materialien aufzuschichten, um Hochfrequenzkerne mit hohem Wirkungsgrad zu realisieren, ist zwar nichts Neues. Neu ist vielmehr, Schichten im Mikrometer- bis Submikrometerbereich kosteneffizient herzustellen. Dies gelingt, indem wir die Prozessschritte je Schicht von 13 auf nur noch vier reduzieren«, erklärte John McDonald, CEO von Atlas Magnetics. Weiter führt er aus: »Durch diesen vereinfachten Prozess lassen sich neue magnetische Werkstoffe mit 60 Schichten und mehr für Frequenzen von 60 MHz oder höher und eine Güte von bis zu 35 entwickeln.«


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