螺线管电感器制造技术

提出了具有多个线圈的电感器和其上集成有这种电感器的半导体器件。在一方面，该半导体器件可以包括基板上的管芯、该管芯上的电感器，其中该电感器包括具有在该管芯上方的多个非平面线圈的导线。在另一方面，该半导体器件可以包括基板上的管芯上的多个柱子、以及该管芯上的电感器。该电感器可以包括环绕该多个柱子的导线，使得该电感器包括多个非平面线圈。

Solenoid inductor

Inductors with multiple coils and semiconductor devices integrated with such inductors are proposed. On the one hand, the semiconductor device can include a core on a substrate and an inductor on the core, which includes a number of wires having a plurality of non planar coils above the core. On the other hand, the semiconductor device can include a plurality of posts on the core of the substrate and inductors on the tube core. The inductor may include a conductor surrounding the plurality of columns, so that the inductor includes a plurality of non planar coils.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】螺线管电感器相关申请的交叉引用本专利申请要求于2015年11月8日提交的题为“SOLENOIDINDUCTORWITHAIRCORE(具有空芯的螺线管电感器)”的美国临时专利申请No.62/252,567的权益，该临时申请待决并且已被转让给本申请受让人并由此通过援引明确地整体纳入于此。公开领域本公开的一个或多个方面一般涉及电感器，并且尤其涉及管芯上的螺线管电感器。
技术介绍
现有的薄膜工艺不足以生成高性能的3D电感器。例如，图1中解说的常规近场通信(NFC)天线100(其本质上是电感器)的尺寸是50mm×85mm(4,250mm2)。对于诸如智能电话和其他移动设备之类的应用而言，这代表了相当大量的表面积。概述本概述标识了一些示例方面的特征，并且不是对所公开的主题内容的排他性或穷尽性描述。各特征或各方面是被包括在本概述中还是从本概述中省略不旨在指示这些特征的相对重要性。描述了附加特征和方面，并且这些附加特征和方面将在阅读以下详细描述并查看形成该详细描述的一部分的附图之际变得对本领域技术人员显而易见。第一方面可以涉及一种半导体器件。该半导体器件可以包括基板、该基板上的管芯、以及该管芯上的电感器。该电感器可以包括具有在该管芯上方的多个非平面线圈的导线。第二方面可以涉及一种形成半导体器件的方法。该方法可以包括提供基板，在该基板上提供管芯，以及在该管芯上形成电感器。形成电感器可以包括环绕导线，使得该电感器包括在该管芯上方的多个非平面线圈。第三方面可以涉及一种半导体器件。该半导体器件可以包括基板、该基板上的管芯、该管芯上的电感器、以及也在该管芯上的用于终接该电感器的装置。该电感器可以包括具有在该管芯上方的多个非平面线圈的导线。附图简述给出附图以帮助描述所公开的各实施例，并且提供附图是为了示出各实施例的解说而非对其进行限制。图1解说了常规的近场通信天线；图2解说了电感器的示例实施例；图3A-3F解说了制造具有一个或多个片上电感器的器件的示例方法的各阶段；图4A-4B解说了形成有多个柱子的电感器的示例实施例；图5A-5E解说了制造具有使用多个柱子在管芯上形成的电感器的器件的示例方法的各阶段；图6A-6D解说了形成有多个柱子的电感器的更多示例实施例；图7A-7F解说了用于制造具有相交电感器的半导体器件的示例过程的各阶段；图8解说了制造器件的示例方法的流程图；以及图9解说了具有其中集成了电感器的器件的设备的示例。详细描述在以下针对本公开的一个或多个方面的具体实施例的描述和相关附图中公开了各方面。可以设计替换实施例而不会脱离本论述的范围。另外，众所周知的元素将不被详细描述或将被省去以免混淆相关细节。措辞“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例、或解说”。本文中描述为“示例性”的任何实施例不必被解释为优于或胜过其他实施例。同样，术语“实施例”并不要求所公开主题内容的所有实施例都包括所讨论的特征、优点、或操作模式。本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而并不旨在限定。如本文所使用的，单数形式的“一”、“某”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还将理解，术语“包括”、“具有”、“包含”和/或“含有”在本文中使用时指明所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素、和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其群组的存在或添加。此外，许多实施例是根据将由例如计算设备的元件执行的动作序列来描述的。将认识到，本文中所描述的各种动作能由专用电路(例如，专用集成电路(ASIC))、由正被一个或多个处理器执行的程序指令、或由这两者的组合来执行。另外，本文中所描述的这些动作序列可被认为是完全体现在任何形式的计算机可读存储介质内，该计算机可读存储介质内存储有一经执行就将使相关联的处理器执行本文所描述的功能性的对应计算机指令集。由此，各个方面可以用数种不同的形式来体现，所有这些形式都已被构想落在所要求保护的主题内容的范围内。另外，对于本文中所描述的每个实施例，任何此类实施例的对应形式可在本文中被描述为例如“被配置成执行所描述的动作的逻辑”。如以上所指出的，片上电感器技术的当前状态存在限制。常规的薄膜工艺不能生成高性能的3D电感器。然而，在一个或多个方面，提出了芯片上的螺线管电感器，其缓解了常规片上电感器的一些或全部限制。图2解说了3D电感器(诸如螺线管电感器)的非限制性示例实施例。在该图中，示出了具有在基板205(例如，PCB)上的芯片或管芯210上的两个电感器的器件200(例如，半导体器件)。左侧的电感器250可以包括缠绕或环绕柱子220的导线240。导线240的端部终接于接合焊盘230上。接合焊盘230可以是用于终接电感器的装置的示例。右侧的电感器250可以包括不包围任何柱子220的环形导线240，即，右侧电感器250可以具有空芯。对于每个电感器250，优选的是导线240垂直地环绕，即，电感器250可以具有多个非平面线圈。这不同于常规电感器线圈的表面安装线圈，诸如图1所解说的NFC天线。注意，常规天线100的线圈全部在单个平面上。然而，图2的每个电感器250可以包括多个非平面线圈，其包括第一线圈和第二线圈，其中第一线圈不在与第二线圈相同的平面上。而且，第一线圈和第二线圈可以至少部分地彼此垂直地交叠。导线440的端部可以终接于接合焊盘230上。非穷举性的优点列表包括：●减少磁场损失；●非常高的电感器性能；●垂直方向的磁场限制了与管芯上或基板上的其他电感器的耦合；以及●可以在管芯上调整电感。图3A-3F解说了用于制造具有在芯片或管芯上的一个或多个电感器的半导体器件的非限制性示例方法的各阶段的侧视图。在可能的情况下，将沿用图2的元件编号，使得图2与图3A-3F之间的相关性更清楚。如在图3A中所见，可以在管芯210上形成一个或多个接合焊盘230。接合焊盘230可以被假定为导电的并且用作电感器250的端接点(见图3C)。而且，接合焊盘230可以电耦合到管芯210的电路系统(未示出)。如在图3B中所见的，可以在管芯210上形成一个或多个柱子220。柱子220可以是导电的或不导电的。柱子220也可以由可渗透材料形成。然后如在图3C中所见的，可以通过使导线240环绕柱子220来在管芯210上形成一个或多个电感器250。每个电感器250可以包括多个非平面线圈。柱子220可以用作导线240可以被环绕或缠绕到的引导件。应注意，对于每个电感器250，相应的导线240的两端终接于不同的接合焊盘230处。导线240可以是绝缘的或非绝缘的。如果柱子220是导电的，则优选绝缘导线240。如果柱子220不导电，则可以使用非绝缘导线240。当然，也可以使绝缘导线240缠绕非导电柱子220。图3C中所解说的电感器250可以满足某些应用。换言之，半导体器件200的制造可以在此阶段停止(与图2中的左侧电感器250相比)。然而，制造可以继续进行到图3D所解说的阶段。在此阶段中，可以移除柱子220，使得电感器250具有空芯。图3D中具有空芯的电感器250相比于图3C中具有柱子220的电感器可以提供改进的性能。注意，由于这些线圈，磁场将是垂直的(如最右边电感器内的箭头所示)。垂直取向的磁场对于图3C也成立。这将有助于限制管芯2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，包括：基板；所述基板上的管芯；以及所述管芯上的电感器，其中所述电感器包括具有在所述管芯上方的多个非平面线圈的导线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.08 US 62/252,567;2016.11.07 US 15/345,3121.一种半导体器件，包括：基板；所述基板上的管芯；以及所述管芯上的电感器，其中所述电感器包括具有在所述管芯上方的多个非平面线圈的导线。2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述电感器具有空芯。3.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，还包括在所述管芯上并且包围所述电感器的盖子。4.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述盖子内部除了所述电感器以外未被填充。5.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括在所述管芯上的模塑，所述模塑封装所述电感器。6.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括在所述管芯上的柱子，其中所述电感器环绕所述柱子。7.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括所述管芯上的多个柱子，其中所述电感器环绕所述多个柱子。8.如权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述电感器并非完全缠绕所述多个柱子中的任何个体柱子。9.如权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述电感器的至少一个线圈并非完全缠绕所述多个柱子中的任何个体柱子。10.如权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述多个柱子包括第一柱子和第二柱子，并且所述导线按8字形环绕所述第一柱子和第二柱子。11.如权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述多个柱子包括第一多个柱子，所述导线是第一导线，并且所述电感器是第一电感器，所述多个柱子还包括第二多个柱子，并且所述半导体器件进一步包括所述管芯上的第二电感器，所述第二电感器包括环绕所述第二多个柱子的第二导线，并且所述第二电感器具有在所述管芯上方的多个非平面线圈。12.如权利要求11所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电感器与所述第二电感器垂直相交。13.如权利要求11所述的半导体器件，其特征在于，所述第一电感器在所述第二电感器内部。14.如权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，还包括在所述管芯上的触点，其中所述触点被配置为电耦合到所述管芯的输入引脚、输出引脚、电源引脚和接地引脚之一，并且其中所述电感器包围所述触点。15.如权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，还包括所述管芯上的第一和第二接合焊盘，其中所述导线的第一端和第二端分别终接于第一和第二接合焊盘。16.如权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述多个柱子是导电柱子，并且所述导线是绝缘导线，或者所述多个柱子是非导电柱子，并且所述导线是非绝缘导线。17.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：在...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·F·维纶茨，N·S·慕达卡特，C·H·尹，D·D·金，D·F·伯蒂，J·金，Y·马，C·左，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US