具有兩平面式電感的電子裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明所揭露的實(shí)施例涉及一種電子裝置，尤指一種具有一第一平面式電感以及一第二平面式電感，且彼此互相局部重疊的電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電感是電路系統(tǒng)中常見(jiàn)的無(wú)源元件，可用以濾波、阻流以及儲(chǔ)存能量等等。舉例來(lái)說(shuō)，在直流-直流轉(zhuǎn)換器中會(huì)使用電感來(lái)儲(chǔ)存能量，且所能夠儲(chǔ)存的能量大小和電感值成正比，為了滿足系統(tǒng)所需，所需要的電感值通常較大。又例如，可以使用兩個(gè)電感互相耦合以形成變壓器(transformer)。
[0003]不過(guò)，在集成電路中電感所占用的面積相較于其它元件要大的多，因此，有必要尋找一種新的電感元件結(jié)構(gòu)來(lái)降低實(shí)作電感時(shí)所需要的面積，也就是提高電感元件單位面積所貢獻(xiàn)的電感值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，揭露一種具有一第一平面式電感以及一第二平面式電感，且彼此互相局部重疊的電子裝置以解決上述問(wèn)題。
[0005]依據(jù)本發(fā)明一第一實(shí)施例，揭露一種電子裝置，包含有一第一平面式電感以及一第二平面式電感。其中該第一平面式電感至少包含相連接的一第一環(huán)狀構(gòu)造與一第二環(huán)狀構(gòu)造，分別用以產(chǎn)生具有一第一方向的一第一磁場(chǎng)與具有一第二方向的一第二磁場(chǎng)，其中該第一方向與該第二方向的方向不同。該第二平面式電感至少包含相連接的一第三環(huán)狀構(gòu)造與一第四環(huán)狀構(gòu)造，分別用以產(chǎn)生具有一第三方向的的一第三磁場(chǎng)與具有一第四方向的一第四磁場(chǎng)，其中該第三方向與該第四方向的方向不同。其中該第一環(huán)狀構(gòu)造與該第三環(huán)狀構(gòu)造的至少一部分重疊并形成一第一重疊區(qū)域，與該第二環(huán)狀構(gòu)造與該第四環(huán)狀構(gòu)造的至少一部分重疊并形成一第二重疊區(qū)域。
[0006]本發(fā)明的其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)系可以降低實(shí)作電感時(shí)所需要的芯片面積，也就是提高電感元件單位面積所貢獻(xiàn)的電感值，進(jìn)而降低硬件成本。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本發(fā)明電子裝置的一第一實(shí)施例的示意圖。
[0008]圖2A為本發(fā)明電子裝置的一第二實(shí)施例的示意圖。
[0009]圖2B為本發(fā)明電子裝置的一第三實(shí)施例的示意圖。
[0010]圖2C為本發(fā)明電子裝置的一第四實(shí)施例的示意圖。
[0011]圖2D為本發(fā)明電子裝置的一第五實(shí)施例的示意圖。
[0012]圖3A為本發(fā)明電子裝置的一第六實(shí)施例的示意圖。
[0013]圖3B為本發(fā)明電子裝置的一第七實(shí)施例的示意圖。
[0014]圖4為針對(duì)使用不對(duì)稱平面式電感組成的電子裝置分別在不同重疊區(qū)域大小的情況下的耦合系數(shù)值的頻率響應(yīng)圖。
[0015]圖5為本發(fā)明電子裝置的一第八實(shí)施例的示意圖。
[0016]圖6為8字型和非8字型平面電感的電感值的頻率響應(yīng)圖。
[0017]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0018]102、104、202A、204A、202B、204B、202C、
[0019]204C、202D、204D、302A、304A、302B、304B 平面式電感
[0020]106、206A、206B、206C、206D、306A、306B、500 電子裝置
[0021]1022、1024、1042、1044、2022A、2024A、
[0022]2042A、2044A、2022B、2024B、2042B、2044B 環(huán)狀構(gòu)造
[0023]502、504部分元件
【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1為本發(fā)明電子裝置的一第一實(shí)施例的示意圖。其中一電子裝置106由一平面式電感102以及一平面式電感104所構(gòu)成的一電感。平面式電感102位于一第一導(dǎo)體層，并包含有一第一環(huán)狀構(gòu)造1022與一第二環(huán)狀構(gòu)造1024并分別產(chǎn)生具有一第一方向的一第一磁場(chǎng)與具有一第二方向的一第二磁場(chǎng)，例如該第一方向?yàn)榇怪庇诘谝画h(huán)狀構(gòu)造1022所形成的一平面并且由該平面的下方往上；而該第二方向?yàn)榇怪庇诘诙h(huán)狀構(gòu)造1024所形成的一平面并且由該平面的上方往下。平面式電感102具有一電感值H1(]2。另一方面，平面式電感104位于不同于一第一導(dǎo)體層的一第二導(dǎo)體層，并包含有一第一環(huán)狀構(gòu)造1042與一第二環(huán)狀構(gòu)造1044并分別產(chǎn)生具有一第三方向的一第三磁場(chǎng)與具有一第四方向的一第四磁場(chǎng)，例如該第三方向?yàn)榇怪庇诘谝画h(huán)狀構(gòu)造1042所形成的一平面并且由該平面的下方往上；而該第四方向?yàn)榇怪庇诘诙h(huán)狀構(gòu)造1044所形成的一平面并且由該平面的上方往下。其中該第一方向與該第三方向的方向相同，該第二方向與該第四方向的方向相同。其中，第一環(huán)狀構(gòu)造1022的開口朝圖面右方，該第二環(huán)狀構(gòu)造1024的開口朝圖面上方，第三環(huán)狀構(gòu)造1042的開口朝圖面右方，該第四環(huán)狀構(gòu)造1044的開口朝圖面下方。該平面式電感104具有一電感值H1Q4。本發(fā)明使用平面式電感102以及平面式電感104彼此耦接并堆疊來(lái)組合成電子裝置(電感)106。其中，第一環(huán)狀構(gòu)造1022的端點(diǎn)與第三環(huán)狀構(gòu)造1042的端點(diǎn)可以穿孔(VIA)連接以使平面式電感102以及平面式電感104共同形成一電感(亦即電子裝置106)。平面式電感102的第一環(huán)狀構(gòu)造1022與第二環(huán)狀構(gòu)造1024所形成的平面區(qū)域和平面式電感104的第一環(huán)狀構(gòu)造1042與第二環(huán)狀構(gòu)造1044所形成的平面區(qū)域完全重疊，以盡量的增加電子裝置(電感)106的一電感值氏。6。使電感值H1m分別大于電感值H1Q2以及電感值H1Q4，以達(dá)到增加單位面積的電感值的目的。具體來(lái)說(shuō)，依此方法繞線來(lái)結(jié)合二個(gè)類8字型平面電感所得到的架構(gòu)，能夠達(dá)到比公知的螺旋架構(gòu)更大的單位面積電感值。此外，由于第一環(huán)狀構(gòu)造1022與第三環(huán)狀構(gòu)造1042的磁場(chǎng)方向和第二環(huán)狀構(gòu)造1024與第四環(huán)狀構(gòu)造1044的磁場(chǎng)方向相反，因此可以降低電磁干擾(EMI)。
[0025]圖2A為本發(fā)明電子裝置的一第二實(shí)施例的示意圖。其中一電子裝置206A由一平面式電感202A以及一平面式電感204A所構(gòu)成的一變壓器。平面式電感202A位于一第一導(dǎo)體層，并包含有一第一環(huán)狀構(gòu)造2022A與一第二環(huán)狀構(gòu)造2024A并分別產(chǎn)生不同方向的一第一磁場(chǎng)與一第二磁場(chǎng)，例如該第一磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪庇诘谝画h(huán)狀構(gòu)造2022A所形成的一平面并且由該平面的下方往上；而該第二磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪庇诘诙h(huán)狀構(gòu)造2024A所形成的一平面并且由該平面的上方往下。平面式電感202A具有一電感值H2(]2A。另一方面，平面式電感204A位于不同于一第一導(dǎo)體層的一第二導(dǎo)體層，并包含有一第一環(huán)狀構(gòu)造2042A與一第二環(huán)狀構(gòu)造2044A并分別產(chǎn)生不同方向的一第一磁場(chǎng)與一第二磁場(chǎng)，例如該第一磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪庇诘谝画h(huán)狀構(gòu)造2042A所形成的一平面并且由該平面的下方往上；而該第二磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪庇诘诙h(huán)狀構(gòu)造2044A所形成的一平面并且由該平面的上方往下。平面式電感204A具有一電感值H204A。本發(fā)明使用平面式電感202A以及平面式電感204A彼此堆疊來(lái)組合成電子裝置(變壓器)206A。其中耦合系數(shù)值1(2.的大小平面式電感202A的第一環(huán)狀構(gòu)造2022A與第二環(huán)狀構(gòu)造2024A所形成的平面區(qū)域和平面式電感204A的第一環(huán)狀構(gòu)造2042A與第二環(huán)狀構(gòu)造2044A所形成的平面區(qū)域之間的重疊區(qū)域的大小來(lái)決定。實(shí)務(wù)上，第一環(huán)狀構(gòu)造2022A與第二環(huán)狀構(gòu)造2024A并非限定于實(shí)作在同一晶粒(die)上。在某些實(shí)施例中，可以使用三維堆疊構(gòu)裝(3D Stack Packaging)，也就是第一環(huán)狀構(gòu)造2022A與第二環(huán)狀構(gòu)造2024A可以分別位于上晶粒及下晶粒(或相反的設(shè)計(jì))，中間以介電質(zhì)(under-fill)材料填充。其它實(shí)施例亦可以有類似的設(shè)計(jì)。
[0026]圖2B為本發(fā)明電子裝置的一第三實(shí)施例的示意圖。其中一電子裝置206B由一平面式電感202B以及一平面式電感204B所構(gòu)成的一變壓器。平面式電感202B包含有位于一第一導(dǎo)體層的一第一環(huán)狀構(gòu)造2022B與位于一第二導(dǎo)體層的一第二環(huán)狀構(gòu)造2024B，并分別產(chǎn)生具有一第一方向的一第一磁場(chǎng)與具有一第二方向一第二磁場(chǎng)，例如該第一方向?yàn)榇怪庇诘谝画h(huán)狀構(gòu)造2022B所形成的一平面并且由該平面的下方往上；而該第二方向?yàn)榇怪庇诘诙h(huán)狀構(gòu)造2024B所形成的一平面并且由該平面的上方往下。平面式電感202B具有一電感值H202B。另一方面，平面式電感204B包含有位于該第二導(dǎo)體層的一第一環(huán)狀構(gòu)造2042B與位于該第一導(dǎo)體層的一第二環(huán)狀構(gòu)造2044B，并分別產(chǎn)生具有一第三方向的一第三磁場(chǎng)與具有一第四方向的一第四磁場(chǎng)，例如該第一方向?yàn)榇怪庇诘谝画h(huán)狀構(gòu)造2042B所形成的一平面并且由該平面的下方往上；而該第二方向?yàn)榇怪庇诘诙h(huán)狀構(gòu)造2044B所形成的一平面并且由該平面的上方往下。平面式電感204B具有一電感值H204B。本發(fā)明使用平面式電感202B以及平面式電感204B彼此堆疊來(lái)組合成電子裝置(變壓器)206B,其中平面式電感202B的第一環(huán)狀構(gòu)造2022B與平面式電感204B的第一環(huán)狀構(gòu)造2042B重疊；平面式電感202B的第二環(huán)狀構(gòu)造2024B與平面式電感204B的第二環(huán)狀構(gòu)造2044B重疊，因此雖然平面式電感202B與平面式電感204B均使用兩層導(dǎo)體層，但組合成的電子裝置(變壓器)206B總共仍只需兩層導(dǎo)體層。其中耦合系數(shù)值K2Q6B的大小由平面式電感2