在玻璃芯基板上的集成磁芯电感器制造技术

一种微电子封装，包括封装芯和在封装芯之上的电感器。电感器包括在封装芯之上的电介质。电介质包括与封装芯相对的弯曲表面。至少一个导电迹线与封装芯相邻。至少一个导电迹线至少部分地嵌入电介质内并在封装芯之上延伸。磁芯包层在介电层之上，并且至少部分地围绕导电迹线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在玻璃芯基板上的集成磁芯电感器优先权的要求本申请要求在2018年6月29日提交的、题为“INTEGRATEDMAGNETICCOREINDUCTORSONGLASSCORESUBSTRATES”的、美国专利申请序列号16/024,593的优先权，并且所述美国专利申请通过引用以其整体被并入。
技术介绍
集成电压调节器（IVR）技术是一种高效的管芯和封装架构，其用于管理微处理器所包含的各种功能所需要的不同电压。当前，微处理器封装中的IVR实现，诸如完全集成的电压调节器（FIVR）拓扑，依赖于空芯电感器。通常，空芯电感器在管芯外（off-die），在邻近微处理器管芯的封装电介质上或嵌入在所述封装电介质内。行业趋势和市场压力正迫使芯片制造商减少关于后续的微处理器世代的封装占用面积。嵌入式电感器的空间也减小了，从而导致电感器性能下降。特别地，越来越紧凑的空芯电感器的电感随着世代相传而减小，从而导致品质因数下降（电感器磁场中存储的能量与电感器绕组中的电阻损耗所耗散的能量的比率）。结果，IVR的整体效率随着损耗的增加而变差。附图说明从下面给出的具体实施方式中以及从本公开的各个实施例的附图中，将更充分地理解本公开的实施例，然而，不应将所述具体实施方式和附图理解为将本公开限制为具体的实施例，而是仅用于解释和理解。图1A图示根据本公开的一些实施例的在封装基板芯上的集成电感器的横截面视图。图1B图示根据本公开的一些实施例的在封装基板芯上的集成电感器的侧视图。图1C图示根据本公开的一些实施例的在封装基板芯上的集成电感器的替代实施例的横截面视图。图2A图示根据本公开的一些实施例的封装基板的横截面视图，其示出了在封装基板芯的一侧之上的集成电感器的阵列。图2B图示根据本公开的一些实施例的封装基板的横截面视图，其示出了在封装基板芯的两侧上的集成电感器的两个阵列。图3A-3R图示用于在具有封装芯的封装基板内制造集成电感器的示例性方法中的一系列操作。图4图示根据本公开的一些实施例的概括图3A-3R中图示的方法的框图。图5图示根据本公开的一些实施例的、具有根据所公开的方法制造的集成电感器的封装，作为计算设备的实现中的片上系统（SoC）封装的部分。具体实施方式在以下描述中，讨论了许多细节以提供对本公开的实施例的更彻底的解释。然而，对于本领域的技术人员将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开的实施例。在其他实例中，以框图的形式而不是详细地示出了众所周知的结构和设备，以避免使本公开的实施例模糊。在整个说明书中以及在权利要求书中，术语“连接”或“互连”意指在没有任何中间设备的情况下，被连接物体之间的直接连接，诸如电气、机械或磁连接。这里，术语“耦合”意指直接或间接连接，诸如被连接物体之间的直接电气、机械或磁性连接，或通过一个或多个无源或有源中间设备的间接连接。这里，术语“封装”通常是指一个或多个管芯的自包含载体，其中管芯被附接到封装基板，并被包封以用于保护，其中在（一个或多个）管芯之间具有集成或引线接合的互连和位于封装基板的外部部分上的引线、引脚或凸块。封装可以包含单个管芯或多个管芯，从而提供特定的功能。封装通常安装在印刷电路板上，以用于与其他封装的IC和分立组件互连，从而形成更大的电路。这里，术语“基板”是指IC封装的基板。封装基板通常耦合到封装内所包含的一个或多个管芯，其中基板包括电介质，该电介质具有在电介质上或与电介质一起嵌入的导电结构。在整个说明书中，术语“封装基板”用于是指IC封装的基板。这里，术语“芯”通常是指通常嵌入封装基板内或包括封装基板的基底的加强层。在许多IC封装架构中，封装基板内可能存在或可能不存在芯。包括芯的封装基板被称为“有芯基板”。封装基板通常被称为“无芯基板”。芯可以包括有机或无机介电材料，并且可以具有延伸通过芯的主体的导电通孔。术语“电路”或“模块”可以是指被布置为彼此协作以提供期望功能的一个或多个无源和/或有源组件。术语“信号”可以是指至少一个电流信号、电压信号、磁信号或数据/时钟信号。“一”、“一个”和“该”的含义包括复数引用。“在……中”的含义包括“在……中”和“在……上”。术语“微处理器”通常是指包括中央处理单元（CPU）或微控制器的集成电路（IC）封装。微处理器封装可以包括电气接触的平面栅格阵列（LGA）和集成的散热器（IHS）。在本公开中，微处理器封装被称为“微处理器”。微处理器插座接收微处理器并将其电气耦合到PCB。垂直取向是在z方向上，并且要理解到，“顶部”、“底部”、“上方”和“下方”的陈述是指z维度中的具有通常含义的相对位置。然而，要理解到，实施例不一定限于图中图示的取向或构造。术语“基本上”、“接近”、“近似”、“靠近”和“约”通常是指在目标值的+/-10％以内（除非明确指出）。除非另行指出，否则使用序数形容词“第一”、“第二”和“第三”等来描述共同的对象仅指示正在提到相似对象的不同实例，而非旨在暗示这样描述的对象必须在时间上、在空间上、按等级或以任何其他方式处于给定的顺序。为了本公开的目的，短语“A和/或B”以及“A或B”意指（A）、（B）、或（A和B）。为了本公开的目的，短语“A、B、和/或C”意指（A）、（B）、（C）、（A和B）、（A和C）、（B和C）、或（A、B和C）。标记为“横截面”、“轮廓”、“平面”和“等距”的视图对应于笛卡尔坐标系内的正交平面。因此，在x-z平面中取得横截面和轮廓视图，在x-y平面中取得平面视图，并在3维笛卡尔坐标系（x-y-z）中取得等距视图。在适当的地方，附图被用轴标记，以指示图的取向。图1A图示根据本公开的一些实施例的在封装基板芯103上的集成电感器101的横截面视图。在图1A中，图示了有芯封装基板100的横截面，示出了集成磁芯电感器101的横截面视图，该集成磁芯电感器101嵌入电介质102之内并支撑在封装基板芯103上。集成磁芯电感器101包括嵌入在电介质105内的一个或多个相邻（如果有两个或更多）电感器迹线104，该电介质105在z-x平面内被磁芯包层106围绕。在一些实施例中，磁芯包层106是在电介质105的凸出部分之上延伸并围封该凸出部分，并且在电介质105下方延伸的连续结构。在一些替代实施例中，在z-x平面内，磁芯包层仅部分地围绕电介质105（例如，参见图1C）。在一些实施例中，封装基板芯103包括光滑表面，其平均表面粗糙度明显小于常规芯材料（例如，有机材料芯）的典型平均表面粗糙度。例如，封装基板芯103可以具有100nm或更小的平均表面粗糙度。在一些实施例中，封装基板芯103包括非晶材料，该非晶材料包括诸如但不限于熔融石英、硼硅酸盐玻璃或钠钙玻璃之类的材料。在一些替代实施例中，封装基板芯103包括结晶材料，诸如但不限于单晶硅、氮化硅或氧化铝（例如，蓝宝石）。在一些结晶芯实施例中，封装基板芯103是具有至少一个抛光表面的硅晶片。在一些实施例中，封装基板芯103的厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微电子封装，包括：/n封装芯；/n在封装芯之上的电感器结构，其中所述电感器结构包括：/n岛，包括在封装芯之上的电介质，其中，该岛具有在封装芯上方延伸的z高度、沿封装芯在第一方向上延伸的长度以及沿封装芯在第二方向上延伸的宽度，其中第二方向与第一方向正交；/n围绕所述电介质的磁性包层，其中，磁性包层具有在封装芯上方覆盖电介质的第一部分和在电介质下方沿封装芯延伸的第二部分；和/n至少一个导电迹线，在所述电介质内并且沿着所述岛的长度在所述磁性包层的第二部分之上延伸。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180629 US 16/0245931.一种微电子封装，包括：
封装芯；
在封装芯之上的电感器结构，其中所述电感器结构包括：
岛，包括在封装芯之上的电介质，其中，该岛具有在封装芯上方延伸的z高度、沿封装芯在第一方向上延伸的长度以及沿封装芯在第二方向上延伸的宽度，其中第二方向与第一方向正交；
围绕所述电介质的磁性包层，其中，磁性包层具有在封装芯上方覆盖电介质的第一部分和在电介质下方沿封装芯延伸的第二部分；和
至少一个导电迹线，在所述电介质内并且沿着所述岛的长度在所述磁性包层的第二部分之上延伸。


2.根据权利要求1所述的微电子封装，其中，所述岛具有在所述封装芯上方的非平面表面，其中，所述非平面表面沿着所述岛的长度延伸。


3.根据权利要求2所述的微电子封装，其中，所述非平面表面是弯曲的凸表面。


4.根据权利要求2或3所述的微电子封装，其中，所述岛具有沿着所述岛的长度延伸的半圆柱形形状。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的微电子封装，其中，所述磁性包层覆盖所述非平面表面。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的微电子封装，其中，所述电介质是第一电介质，其中，所述磁性包层包括第一膜和在所述第一膜之上的第二膜，并且其中，所述第一膜包括磁性材料，并且第二膜包括第二电介质。


7.根据权利要求6所述的微电子封装，其中，所述第二电介质包括铝、钛、钽、钼、硅、氮或氧中的至少一个。


8.根据权利要求6所述的微电子封装，其中，所述磁性包层包括在所述第二膜之上的所述第一膜的重复层。


9.根据权利要求1至7中任一项所述的微电子封装，其中，所述磁性材料包括以下各项中的至少一个：铁、镍、钴、钼、锰、铜、钒、铟、铝、镓、硅、锗、锡、锑、锆、钽、钴-锆-钽合金、钼金属、坡莫合金、铁氧体、Heusler化合物、钕、钐、镱、钆、铽或镝。


10.根据权利要求1至8中任一项所述的微电子封装，其中，所述电介质是包括聚合物和光活性化合物的光致抗蚀剂材料。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的微电子封装，其中，所述封装芯是玻璃板，其包括以下中的至少一个：包括钠或钙的钠钙玻璃、包括硼或熔融石英玻璃的硼硅酸盐玻璃。


12.根据权利要求1至10中任一项所述的微电子封装，其中，所述封装芯是包括硅、氮化硅、碳化硅、氮化镓或氧化铝中的至少一个的单晶晶片。


13.根据权利要求1至12中任一项所述的微电子封装，其中，所述封装芯具有100nm或更小的平均表面粗糙度。


14.根据权利要求1至13中任一项中任一项所述的微电子封装，其中，所述电感器结构在第三电介质内，其中，所述第三电...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·巴拉斯，A·埃尔舍比尼，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US