一种半导体装置(100)包含具有输入端口(142)及输出端口(146)的裸片(112)。所述半导体装置(100)还包含多层封装衬底(108)，在所述多层封装衬底(100)的表面(128)上具有经配置以耦合到印刷电路板(104)的电路组件的垫(120)。所述多层封装衬底(108)还包含包括输入端口(154)及输出端口(156)以及平面电感器(162)的无源滤波器(150)。所述平面电感器(162)用所述多层封装衬底(108)的第一通路(178)耦合到所述多层封装衬底(108)的所述垫(120)中的给定垫(172)且用所述多层封装衬底(108)的第二通路(180)耦合到所述裸片(112)的所述输入端口(142)。所述平面电感器(162)平行于所述多层封装衬底(108)的所述表面(128)延伸。伸。伸。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有多层封装衬底的半导体装置
[0001]本公开涉及半导体装置。更特定来说，本公开涉及包含多层封装衬底的半导体装置。
技术介绍
[0002]电子器件的不断发展需要越来越多的高性能电感器。在模拟电路中，实施电感器所需的线圈的占用面积限制了设计的电特性。如滤波器、振荡器、收发器或放大器的现代RF设计在高频下要求高因数。另外，芯片大小主要由电感器的广泛布局确定，这提高了生产成本。
[0003]在电气工程中，电力转换是将电能从一种形式转换成另一种形式的过程。电力转换器是可转换电能的电装置。一些电力转换器将交流(AC)转换成直流(DC)。其它电力转换器，即DC/DC电力转换器，将DC源从一种电压电平转换成另一电压电平。
[0004]还被称为降压转换器(step
‑
down converter)的降压转换器(buck converter)是将电压(在将电流升压时)从输入端口(电源)降压到输出端口(耦合到负载)的DC/DC转换器。还被称为升压转换器(step
‑
up converter)的升压转换器(boost converter)是将电压(在将电流降压时)从输入端口(电源)升压到输出端口(耦合到负载)的DC/DC电力转换器。降压转换器及升压转换器两者都是切换模式电源的形式。
技术实现思路
[0005]第一实例涉及包含具有输入端口及输出端口的裸片的半导体装置。所述半导体装置还包含多层封装衬底，在所述多层封装衬底的表面上具有经配置以耦合到印刷电路板(PCB)的电路组件的垫。所述多层封装衬底还包含具有输入端口及输出端口以及平面电感器的无源滤波器。所述平面电感器用所述多层封装衬底的第一通路耦合到所述多层封装衬底的所述垫中的给定垫且用所述多层封装衬底的第二通路耦合到所述裸片的所述输入端口。所述平面电感器平行于所述多层封装衬底的所述表面延伸。
[0006]第二实例涉及用于形成半导体装置的方法。所述方法包含形成在表面上包含用于将所述半导体装置连接到印刷电路板的垫的多层封装衬底。所述多层封装衬底还包含具有平面电感器的无源滤波器，所述平面电感器用第一通路耦合到所述多层封装衬底的所述垫中的第一垫及用第二通路耦合到所述多层封装衬底的输出端口。所述平面电感器平行于所述多层封装衬底的所述表面延伸。所述方法还包含将所述裸片安装到所述多层封装衬底。所述裸片包含耦合到所述多层封装衬底的所述输出端口的输入端口及耦合到所述多层封装衬底的所述垫中的第二垫的输出端口。
附图说明
[0007]图1说明具有具安装于印刷电路板(PCB)上的集成无源滤波器的多层封装衬底的半导体装置的实例的图。
[0008]图2A说明包含螺旋电感器的实例多层封装衬底的三维(3D)模型的第一视图。
[0009]图2B说明图2A中说明的多层封装衬底的3D模型的第二视图。
[0010]图2C说明图2A中说明的多层封装衬底的3D模型的第三视图。
[0011]图3A说明包含两个螺旋电感器的实例多层封装衬底的3D模型的第一视图。
[0012]图3B说明图3A中说明的多层封装衬底的3D模型的第二视图。
[0013]图3C说明图3A中说明的多层封装衬底的3D模型的第三视图。
[0014]图4说明具有包含安装于PCB上的无源滤波器的多层封装衬底的半导体装置的实例的电路图。
[0015]图5说明绘制依据降压转换器的频率而变化的增益的曲线图。
[0016]图6说明绘制依据降压转换器的频率而变化的增益的另一曲线图。
[0017]图7说明用于形成多层封装衬底的方法的第一阶段。
[0018]图8说明用于形成多层封装衬底的方法的第二阶段。
[0019]图9说明用于形成多层封装衬底的方法的第三阶段。
[0020]图10说明用于形成多层封装衬底的方法的第四阶段。
[0021]图11说明用于形成多层封装衬底的方法的第五阶段。
[0022]图12说明用于形成多层封装衬底的方法的第六阶段。
[0023]图13说明用于形成多层封装衬底的方法的第七阶段。
[0024]图14说明用于形成多层封装衬底的方法的第八阶段。
[0025]图15说明用于形成多层封装衬底的方法的第九阶段。
[0026]图16说明用于形成半导体装置的第一封装阶段。
[0027]图17说明用于形成半导体装置的第二封装阶段。
[0028]图18说明用于形成半导体装置的第三封装阶段。
[0029]图19说明用于形成半导体装置的实例方法的流程图。
具体实施方式
[0030]本描述涉及半导体装置，例如包含其中集成有电感器的多层封装衬底的IC封装。另外，在一些实例中，多层封装衬底还包含集成于多层封装衬底内的电容器。电感器是由多层封装衬底的特定层级上的迹线形成的平面电感器。在一些实例中，平面电感器是螺旋电感器(例如椭圆螺旋或圆形螺旋)，且在其它实例中，可采用其它形状。在一些实例中，多层封装衬底具有单个电感器，且在其它实例中，多层封装衬底具有两个电感器。在一些实例中，与多层封装衬底集成的电容器是表面安装技术(SMT)电容器。在其它实例中，电容器由位于多层封装衬底的间隔开的层上的板形成。
[0031]裸片安装于多层封装衬底上。在一些实例中，裸片包含电力转换器模块，例如降压转换器或升压转换器。因此，在一些实例中，多层封装衬底的电感器及电容器可用作用于电力转换器模块的无源滤波器。
[0032]半导体装置可安装于印刷电路板(PCB)上。在所提供的实例中，PCB包含由离散电路组件(例如表面SMT组件)形成的体滤波器(bulk filter)。在一些实例中，安装于PCB上的体滤波器也是用于半导体装置的电力转换器模块的滤波器且与无源滤波器串联。更特定来说，安装于PCB上的体滤波器是用于电力转换器模块的两段式输入滤波器的第一段滤波器。另外，与多层封装衬底集成的无源滤波器是用于电力转换器模块的两段式输入滤波器的第
二段滤波器。包含用于电力转换器模块的两段式输入滤波器改进关于噪声抑制、环路增益等的转换器性能。
[0033]采用半导体装置无需在PCB上安装用于电力转换器模块的两段式输入滤波器的第二段滤波器。代替地，形成第二段滤波器的电感器及电容器集成于多层封装衬底内。因此，电力转换器模块实现包含第二段滤波器的好处(例如，改进某些频率范围下的噪声抑制)，而无需增加占用面积大小或增加半导体装置的成本。
[0034]图1说明安装于印刷电路板(PCB)104上的半导体装置100的实例的图。半导体装置100实施为集成电路(IC)封装。半导体装置100包含多层封装衬底108(在诸图中标记为MPS)，例如四方扁平无引线(QFN)多层封装衬底。此外，半导体装置100的裸片112安装于多层封装衬底108上且囊封于模塑料114(例如塑料)中。在所提供的实例中，多层封装衬底108用作用于将裸片112连接到PCB 104的一种类型的连接组合件。在其它实例中，可本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其包括：裸片，其包括输入端口及输出端口；及多层封装衬底，其包括：垫，其在所述多层封装衬底的表面上，所述垫经配置以耦合到印刷电路板(PCB)的电路组件；及无源滤波器，其包括输入端口及输出端口以及平面电感器，所述平面电感器用所述多层封装衬底的第一通路耦合到所述多层封装衬底的所述垫中的给定垫且用所述多层封装衬底的第二通路耦合到所述裸片的所述输入端口，其中所述平面电感器平行于所述多层封装衬底的所述表面延伸。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述平面电感器是形成于所述多层封装衬底的内部层上的螺旋电感器。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中所述无源滤波器进一步包括耦合到所述裸片的所述输入端口及所述多层封装衬底的所述垫中的另一垫的电容器。4.根据权利要求3所述的半导体装置，其中所述电容器形成有形成于所述多层封装衬底的间隔开的层上的板。5.根据权利要求3所述的半导体装置，其中所述电容器是表面安装技术(SMT)电容器。6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述平面电感器是第一螺旋电感器，且所述裸片的所述输入端口是第一输入端口，所述无源滤波器包括第二螺旋电感器，所述第二螺旋电感器用第三通路耦合到所述裸片的所述第二输入端口且用第四通路耦合到所述多层封装衬底的所述垫中的另一垫。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中所述第一螺旋电感器及所述第二螺旋电感器具有大约相等电感。8.根据权利要求7所述的半导体装置，其中所述第一螺旋电感器与所述第二螺旋电感器间隔开。9.根据权利要求8所述的半导体装置，其中所述第一螺旋电感器及所述第二螺旋电感器具有至少20毫微亨的组合电感。10.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述平面电感器用第三通路耦合到所述多层封装衬底的另一垫。11.根据权利要求10所述的半导体装置，其中所述平面电感器具有至少200毫微亨的电感。12.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述裸片包括电力转换器模块，且所述裸片的所述输出端口经配置以耦合到安装于所述PCB上的负载。13.根据权利要求12所述的半导体装置，其中所述电力转换器模块是降压转换器。14.根据权利要求13所述的半导体装置，其中所述无源滤波器经配置以耦合到所述PCB安装的体滤波器，由此所述体滤波器是用于所述电力转换器模块的两段式输入滤波器的第一段滤波器，且所述无源滤波器是用于所述电力转换器模块的所述两段式输入滤波器的第二段滤波器。15.一种用于形成半导体装置的方法，所述方...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐逸麒，R，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：
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