垂直螺旋电感器的制作方法

1.发明领域

所公开的实施例涉及三维电感器。

2.相关技术描述

电感器通常包括导电材料的线圈(通常是绝缘铜导线)，其围绕塑料或者电磁材料的核心卷绕；后者被称为“铁芯”电感器。铁磁核心的高磁导率增强了磁场并且将其约束成紧邻该电感器，藉此提高电感。低频电感器被如变压器那样构造，其具有电工钢层压的核心以防止涡电流。“软”铁氧体被广泛用于音频频率以上的核心，因为它们不如同普通铁合金那样在高频处引起大的能量损耗。电感器具有许多形状。大多数电感器构造成围绕铁氧体线轴卷绕的搪瓷涂敷的导线(磁导线)，其中导线暴露在外部，而有些电感器将导线完全包封在铁氧体中并被称为“遮蔽型”。有些电感器具有可调节核心，这实现了电感的变化。用于阻滞非常高频率的电感器有时通过在导线上串接铁氧体磁珠来制成。可以通过以螺旋图案布局迹线来将小电感器直接蚀刻到印刷电路板上。一些此类平面电感器使用平面核心。

图1示出了常规螺旋型多匝电感器100的俯视图。由于没有对称，螺旋型多匝电感器100的输入可以具有极性。因为电感器100的电感值可以与用于形成该电感器100的总系列金属长度成正比，所以电感值可以受到形成电感器匝的金属导体的宽度、各匝之间的空间、金属导体的直径和螺旋中匝的数目的影响。如图1中所示，电感器100的输入可以在该结构的相对侧。可以将输入带出到该电感器结构的同侧。螺旋型多匝电感器100包括多匝螺旋部分102、第一输入104和第二输入106，该第二输入106被从螺旋终点108带出到电感器100的与第一输入104的相对侧。引线110被用来将第二输入106从电感器100的螺旋终点108带出。由于其多匝部分102与引线110交叉，螺旋型多匝电感器100还具有交叠区域112和114，这可以引起层间的电容性耦合。这些交叠区域112、114的电容性耦合可以使得电感器100的性能降级。进一步，电感器100的面积可以与所要求的品质因数成正比。

图2解说了常规三维螺线管电感器200的立体图。三维电感器200包括形成从电感器200的第一端口208到第二端口210的连续导电路径的导电迹线204和接合206的系列。示例性三维电感器200具有由形成螺线管状形状的接合206和导电迹线204形成的两个环路。该结构的三维电感器可以按需具有更多或更少的环路。将电流传递通过电感器200在这些环路内的区域中形成了电磁场。可以限制三维螺线管以减小面积。

概述

本公开涉及垂直螺旋型电感器。

电感器可包括第一多个通孔，其中贯穿基板的第一多个通孔中的每一者基本上是相同高度的。电感器可包括将第一多个通孔互连的在基板外部的多个导电迹线，其中该多个导电迹线和第一多个通孔包括多个导电匝，以及其中该多个导电匝处于基本上在第一平面内的螺旋配置中。

一种方法可在基板中形成第一多个通孔，进一步包括将该第一多个通孔形成为基本相同的高度。该方法可以形成在基板外部的多个导电迹线。该方法可以将该多个导电迹线耦合到该第一多个通孔，其中该多个导电迹线和该第一多个通孔包括多个导电匝，并且其中该多个导电匝处于基本上在第一平面内的螺旋配置中。

一种电感器，包括第一多个通孔，其中贯穿基板的第一多个通孔中的每一者基本上是相同高度的。该电感器可包括第二多个通孔，其中该第二多个通孔在该基板的外部。该电感器可包括将第二多个通孔互连的多个导电迹线，其中该多个导电迹线、该第一多个通孔和该第二多个通孔包括多个导电匝，以及其中该多个导电匝处于基本上在第一平面内的螺旋配置中。

垂直螺旋电感器可以增加多堆叠基板中的面积效率。此类电感器可包括水平限定的磁场。该磁场使对于硅基板和印刷电路板(PCB)的去往和来自垂直集成的相互作用最小化。

附图简述

对本公开的各方面及其许多伴随优点的更完整领会将因其在参考结合附图考虑的以下详细描述时变得更好理解而易于获得，附图仅出于解说目的被给出而不对本公开构成任何限定，并且其中：

图1解说了常规螺旋型多匝电感器的俯视图。

图2解说了常规三维螺线管电感器的立体图。

图3解说了垂直螺旋型电感器的一实施例的侧视图。

图4A解说了垂直螺旋型电感器的一实施例的俯视图。

图4B解说了垂直螺旋型电感器的一实施例的俯视图。

图5解说了焊球阵列内的垂直螺旋型电感器的一实施例的俯视图。

图6解说了垂直螺旋型电感器的一实施例的立体图。

图7解说了一种方法的操作流程。

详细描述

在以下描述和相关的附图中公开了各个方面。可以设计替换方面而不会脱离本公开的范围。另外，本公开中众所周知的元素将不被详细描述或将被省去以免湮没本公开的相关细节。

措辞“示例性”和/或“示例”在本文中用于意指“用作示例、实例或解说”。本文描述为“示例性”和/或“示例”的任何方面不必被解释为优于或胜过其他方面。类似地，术语“本公开的各方面”不要求本公开的所有方面都包括所讨论的特征、优点或操作模式。

此外，许多方面以将由例如计算设备的元件执行的动作序列的方式来描述。将认识到，本文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，其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相应计算机指令集。因此，本公开的各种方面可以用数种不同形式来体现，所有这些形式都已被构想为落在所要求保护的主题内容的范围内。另外，对于本文所描述的每一个方面，任何此类方面的相应形式可在本文中被描述为例如“配置成”执行所描述的动作的“逻辑”。

图3解说了垂直螺旋型电感器300的一实施例的侧视图。电感器300包括第一多个通孔302。如所示出的，第一多个通孔302被形成为贯穿基板304。在一些实施例中，第一多个通孔302可以基本上是相同高度的。电感器300被示为具有在基板外部的多个导电迹线306。导电迹线306可以将第一多个通孔302互连，形成多个导电匝。在一些实施例中，导电匝可以处于基本上在第一平面内的螺旋配置中。在一些实施例中，第一引出端308和第二引出端310可以位于第二平面中。例如，第二平面可以垂直于第一平面。在一些实施例中，第一引出端308耦合到第一多个通孔302中有多个通孔302的子集毗邻的第一通孔314，并且第二引出端310连接到有一个通孔毗邻的第二通孔316

在一些实施例中，电感器300可包括第二多个通孔312。如图3中所示，第二多个通孔312可以在基板304外部。在一些实施例中，多个导电迹线306可以通过第二多个通孔312耦合到第一多个通孔302。在一些实施例中，电感器200可以产生水平限定的磁场。这可以使去往和来自垂直集成的相互作用最小化。例如，水平限定的磁场可以减小对于硅基板和印刷电路板(PCB)的相互作用。

图4A解说了垂直螺旋型电感器400的一实施例的俯视图。电感器400可包括穿过基板404的第一多个通孔402。第一多个通孔402可以与多个导电迹线406耦合。在一些实施例中，多个导电迹线406的至少一个导电迹线可以基本上在一个维度中。

图4B解说了垂直螺旋型电感器450的一实施例的俯视图。电感器450可包括穿过基板454的第一多个通孔452。第一多个通孔452可以与多个导电迹线456耦合。在一些实施例中，其中多个导电迹线456的至少一个导电迹线在第一平面中绕第一多个通孔452中的至少一个通孔路由。在一些实施例中，其中多个导电迹线456中的至少一个导电迹线在第一平面中围绕第一多个通孔452中的至少两个通孔布线。

图5解说了焊球阵列508内的垂直螺旋型电感器500的一实施例的俯视图。电感器500可包括穿过基板504的第一多个通孔502。第一多个通孔502可以与多个导电迹线506耦合。如图5中所示，电感器500可以位于焊球阵列508的至少两行之间。

图6解说了垂直螺旋型电感器600的一实施例的立体图。电感器600可包括穿过基板604的第一多个通孔602。第一多个通孔602可以与多个导电迹线606耦合。在一些实施例中，基板604包括玻璃或硅中的至少一者。在一些实施例中，电感器可包括印刷电路板。

图7解说了可包括一种方法的实施例，该方法包括：在基板中形成第一多个通孔(例如，第一多个通孔基本上是相同高度，多个导电迹线中的每一者在基板外部；其中第一多个通孔在焊球阵列内，其中第一多个通孔位于焊球阵列的至少两行之间)—框702；以及形成在基板外部的多个导电迹线，以及将多个导电迹线耦合到第一多个通孔(例如，其中多个导电迹线，以及第一多个通孔包括多个导电匝，并且其中导电匝处于基本上在第一平面内的螺旋配置中)，其中多个导电迹线，以及第一多个通孔包括多个导电匝，并且其中多个导电匝处于基本上在第一平面内的螺旋配置中(例如，其中多个导电迹线中的至少一个导电迹线基本上在一个维度中；其中多个导电迹线中的该至少一个导电迹线在第一平面中围绕至少一个通孔布线；进一步包括在第二平面中形成至多个导电迹线的多个引出端图案，其中第二平面垂直于第一平面；多个引出端图案包括第一引出端和第二引出端，其中第一引出端耦合到有多个通孔毗邻的第一通孔，且第二引出端连接到有一个通孔毗邻的第二通孔；)—框704。

本领域技术人员将领会，信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何一种来表示。例如，贯穿上面描述始终可能被述及的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、以及码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任何组合来表示。

此外，本领域技术人员将领会，结合本文中所公开的方面描述的各种解说性逻辑块、模块、电路、和算法步骤可被实现为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、块、模块、电路、以及步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性，但此类实现决策不应被解读为致使脱离本公开的范围。

结合本文中公开的方面描述的各种解说性逻辑块、模块、以及电路可用设计成执行本文中描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或多个微处理器、或任何其它此类配置。

结合本文公开的方面描述的方法、序列和/或算法可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM、闪存、ROM、EPROM、EEPROM、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读写信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在电子对象中。替换地，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性方面，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现，则各功能可以作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，此类计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能用于携带或存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其他介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其他远程源传送而来，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括CD、激光碟、光碟、DVD、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。

尽管前面的公开示出了本公开的解说性方面，但是应当注意在其中可作出各种变更和修改而不会脱离如所附权利要求定义的本发明的范围。根据本文中所描述的本公开的各方面的方法权利要求中的功能、步骤和/或动作不一定要以任何特定次序执行。此外，尽管本公开的要素可能是以单数来描述或主张权利的，但是复数也是已料想了的，除非显式地声明了限定于单数。