[發(fā)明專利]具有電源管理功能的金屬布線層結(jié)構(gòu)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111594772.9
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114284237B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李宗懌;倪洽凱;丁曉春;王亞男;劉籽余
• 申請（專利權(quán)）人: 長電集成電路（紹興）有限公司
• 主分類號: H01L23/522
• 分類號: H01L23/522;H01L23/552;H01L21/768;H01F27/28;H01F27/30;H01F41/06
• 代理公司: 重慶中之信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50213
• 代理人: 黃妍

本發(fā)明提供具有電源管理功能的金屬布線層結(jié)構(gòu)及其制備方法，所述布線層結(jié)構(gòu)包括：第一信號傳輸層、第二信號傳輸層和金屬繞組層，所述金屬繞組層布設(shè)在所述第一信號傳輸層與所述第二信號傳輸層之間，用于將所述外部電源芯片輸入的交變電信號轉(zhuǎn)換成所述外部工作芯片相匹配的工作電壓；其中，所述金屬繞組層包括環(huán)形磁芯、繞制在所述環(huán)形磁芯上的繞制銅線組、以及繞制在所述環(huán)形磁芯的至少一組感應(yīng)銅線組，所述繞制銅線組與所述第一信號傳輸層相連，所述至少一組感應(yīng)銅線組與所述第二信號傳輸層相連；其解決了現(xiàn)有技術(shù)中封裝結(jié)構(gòu)存在信號傳輸路徑長和電壓損耗大的問題，減少了外部電源芯片與外部工作片的信號傳輸路徑，降低了介質(zhì)損耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電路封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及適用于具有電源管理功能的金屬布線層結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)

電源管理系統(tǒng)能一般由電源芯片和電源調(diào)制電路組成，為工作芯片提供更穩(wěn)定的電壓或電流波形，尤其是在為需要在交變電壓或電流供電的工作芯片中，因此，工作芯片要實現(xiàn)信號輸出的完整性，必須將電源芯片和電源調(diào)制電路匹配起來，而電源調(diào)制電路需要連接更多的電感、電容和電阻，以實現(xiàn)通過模擬電路對輸入電壓或電流波形的調(diào)制。

在目前芯片的封裝工藝中，一般都是將具有電源管理功能的芯片系統(tǒng)集成在封裝基板或PCB板的疊層結(jié)構(gòu)中，或通過封裝基板和/或PCB板上的焊球?qū)崿F(xiàn)與外部具有電源管理功能芯片的連接，這種工藝制程簡單，對封裝領(lǐng)域的工藝制程能力要求不高，但隨著芯片集成度的不斷提高及封裝尺寸的不斷減小，電源管理芯片系統(tǒng)的集成成為進(jìn)一步降低芯片封裝尺寸的瓶頸之一。但由于電源管理系統(tǒng)集成在封裝基板或PCB板的疊層結(jié)構(gòu)中，因此，電源管理系統(tǒng)與工作芯片的信號傳輸路徑較長，會帶來交變電壓或電流在為工作芯片供電時的噪聲問題；進(jìn)一步地，由于電源管理系統(tǒng)與工作芯片的信號傳輸路徑較長，由傳輸路徑帶來的介質(zhì)損耗，會導(dǎo)致供電電壓的損耗，同時會增加供電電源的功率損耗，導(dǎo)致對工作芯片的供電不足問題。

可見，現(xiàn)有技術(shù)中的具有電源管理功能的封裝結(jié)構(gòu)存在信號傳輸路徑長的問題，導(dǎo)致供電電壓的損耗較大，從而影響對工作芯片的供電。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明提供的具有電源管理功能的金屬布線層結(jié)構(gòu)及其制備方法，其解決了現(xiàn)有技術(shù)中封裝結(jié)構(gòu)存在信號傳輸路徑長和電壓損耗大的問題，減少了外部電源芯片與外部工作片的信號傳輸路徑，降低了介質(zhì)損耗。

第一方面，本發(fā)明提供一種具有電源管理功能的金屬布線層結(jié)構(gòu)，所述布線層結(jié)構(gòu)包括：第一信號傳輸層，所述第一信號傳輸層與外部電源芯片的輸出端相連；第二信號傳輸層，所述第二信號傳輸層與外部工作芯片的電源輸入端相連；金屬繞組層，所述金屬繞組層布設(shè)在所述第一信號傳輸層與所述第二信號傳輸層之間，用于將所述外部電源芯片輸入的交變電信號轉(zhuǎn)換成所述外部工作芯片相匹配的工作電壓；其中，所述金屬繞組層包括環(huán)形磁芯、繞制在所述環(huán)形磁芯上的繞制銅線組、以及繞制在所述環(huán)形磁芯的至少一組感應(yīng)銅線組，所述繞制銅線組與所述第一信號傳輸層相連，所述至少一組感應(yīng)銅線組與所述第二信號傳輸層相連。

第二方面，本發(fā)明提供一種具有電源管理功能的金屬布線層結(jié)構(gòu)的制備方法，所述方法包括：提供一載板，在所述載板的一面制備第一信號傳輸層；在所述第一信號傳輸層上制備繞制銅線組和至少一組感應(yīng)銅線組，且將環(huán)形磁芯埋嵌在所述繞制銅線組和至少一組感應(yīng)銅線組中，得到金屬繞組層；在所述金屬繞組層上制備第二信號傳輸層，剝離所述載板后形成具有電源管理功能的金屬布線層結(jié)構(gòu)。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明將外部電源芯片通過第一信號傳輸層實現(xiàn)電源的輸入連接，在金屬繞組層的中埋嵌環(huán)形磁芯，并在環(huán)形磁芯上設(shè)置有繞制銅線組繞制銅線和至少一組感應(yīng)銅線組；當(dāng)外部電源芯片為繞制銅線組供應(yīng)交變電流時，所述環(huán)形磁芯中便產(chǎn)生交流磁通，則感應(yīng)銅線組感應(yīng)出相匹配的交變工作電壓，使所述交變工作電壓通過所述第二信號傳輸層為相對應(yīng)的外部工作芯片提供電能，從而減少了外部電源芯片與外部工作片的信號傳輸路徑，降低了介質(zhì)損耗。