使用穿玻璃通孔技术的共用器设计的制作方法_3

文档序号:9204489阅读:来源:国知局
器和带通滤波器组合成单个共用器电路。
[0051]图4D是根据本公开的一方面的共用器设计450的布局的顶视图。共用器设计450的布局对应于来自图4A的共用器设计400的示意图。而且,各组件在半导体基板492内(或上)实现。如在图4D中所见,低通输入焊盘454、带通输入焊盘472、接地端子焊盘466、以及天线焊盘468可被实现为WLCSP焊球,尽管可替换地使用任何合适的实现。图4D中示出的组件也类似于图4B中示出的组件,但在布置和电容/电感值方面有一些不同。
[0052]电容器(例如,第一电容器460 (C11)、第二电容器462 (C12)、第三电容器464 (C13)、第四电容器480 (C21)、第五电容器482 (C22)、第六电容器484 (C23)、第七电容器486 (C24)、以及第八电容器488 (C25))可被实现为分层结构(例如,分层的金属-绝缘体-金属电容器结构),但不被限定于如图4D中示出的结构。在一个实现中,电容器仅被部署在该基板的一侧上,以便节省空间和材料。此外,共用器设计450中的各个电感器和电容器组件的几何和布置可减少各组件之间的电磁耦合。图4D中的电容器还可具有与其在图4B中对应的相称物不同的电容值。
[0053]在这一配置中,电感器(例如,第一电感器456 (L11)、第二电感器458 (L12)、第三电感器474 (L21)、以及第四电感器476 (L22))被实现为一系列迹线以及穿基板通孔,这些迹线和穿基板通孔在图4E的3D视图中被进一步解说。图4E中提供了这些电感器的更详细阐述。再一次,图4D中示出的电感器的结构不被限定于所示出的结构,并且可采用任何结构。共用器设计450的布局是图4A中示出的共用器设计400的一个实现。
[0054]如图4D中所示,低通滤波器匹配块452和带通滤波器匹配块470被示在由虚线边界所框定的区域中。此外,图4D中的第三电感器474(L21)被布置成对角形式,这不同于图4B中示出的第三电感器424(L21),图4B中示出的第三电感器424(L21)被布置成水平形式。而且,图4D中的第四电感器476 (L22)被布置成水平形式,这不同于图4B中示出的第四电感器426(L22),图4B中示出的第四电感器426(L22)被布置成垂直形式。另外,图4D中的第一电感器456 (L11)具有五条迹线,这不同于图4B中的第一电感器406 (L11),图4B中的第一电感器406(Ln)具有四条迹线。而且,图4D中的第二电感器458(L12)具有六条迹线,这不同于图4B中的第二电感器408 (L12),图4B中的第二电感器408 (L12)具有五条迹线。图4D中的所有电感器还可具有与其在图4B中对应的相称物不同的电容值。
[0055]图4E是根据本公开的一方面的共用器设计450的布局的3D视图。图4E是图4D中的同一共用器设计450的3D视图,并且因此具有与图4D中示出的类似的组件。在图4E中,电感器(例如,第一电感器456 (L11)、第二电感器458 (L12)、第三电感器474 (L21)、以及第四电感器476 (L22))被示出为穿基板通孔电感器(例如,穿玻璃通孔电感器,如果半导体基板492是玻璃的话)。代表性地,电感器(例如,第一电感器456 (L11)、第二电感器458 (L12)、第三电感器474 (L21)、以及第四电感器476 (L22))可具有在半导体基板492的第一表面上的第一组迹线、以及在半导体基板492的第二表面上的第二组迹线。在这一配置中,各组迹线位于半导体基板492的对向的第一和第二表面上,并且以蛇形方式由穿基板通孔耦合在一起。在图4E中,半导体基板492是透明的以易于观查这些电感器的这两组迹线以及穿基板通孔。
[0056]如图4E中所示,电容器(例如,第一电容器460 (C11)、第二电容器462 (C12)、第三电容器464 (C13)、第四电容器480 (C21)、第五电容器482 (C22)、第六电容器484 (C23)、第七电容器486 (C24)、以及第八电容器488 (C25))可被沉积在半导体基板492的第一表面上。而且,低通输入焊盘454、带通输入焊盘472、天线焊盘468、以及接地端子焊盘466可被沉积在半导体基板492的第一表面上。低通输入焊盘454、带通输入焊盘472、天线焊盘468、以及接地端子焊盘466还可藉由圆柱形通孔(或其它连接)来触及以便电耦合到其它电压/电流源。低通滤波器匹配块452和带通滤波器匹配块470被示在虚线边界内。在一个实现中,共用器设计450的尺寸小于常规共用器尺寸,这例如至少是由于使用了穿基板通孔/穿玻璃通孔电感器来节省空间。
[0057]共用器设计450可以是针对不同应用(例如,小蜂窝小区或者毫微微蜂窝小区,并且还具有WLAN 5GHz陷波)的共用器设计。这一共用器设计(例如,针对小蜂窝小区应用)与图2A中的共用器设计的不同之处在于它具有低通滤波器匹配分支以及带通滤波器匹配分支,而图2A中的设计具有低通滤波器分支以及高通滤波器分支。在这一实现中,根本的区别还在于更多的组件被添加以将低通滤波器和带通滤波器组合成单个共用器电路。图4D和4E中示出的特定共用器设计450 (当与图4B和4C中示出的共用器设计440相比时)还可具有布局配置、电容值和电感值以在5.5GHz处达成大于30dB的抑制。这一特定共用器设计450还可具有带通滤波器和WLAN 5GHz陷波作为带阻组件。
[0058]在一个实现中,厚的导电膜(例如,金属)可被用在电容器的两侧上以使得电容器具有尚Q(或称品质)因素。在一个不例中,底极板可具有厚度最多达5 μ m的导电I旲,而顶极板可具有厚度最多达3 μ m的导电膜。这在基于传统CMOS的电容器中可能是不常见的,基于传统CMOS的电容器通常使用薄的金属(例如,100至200nm)。在这一配置中,半导体基板(例如,半导体基板242、442、492)可由低损耗材料来制造,低损耗材料包括玻璃、空气、石英、蓝宝石、高电阻率硅、或其它类似半导体材料。在一个实现中,电容器还可仅被部署在半导体基板(例如,半导体基板242、442、492)的一侧上。在一个实现中,电感器(例如,当半导体基板242、442、492是玻璃时)是穿玻璃通孔电感器。这样的穿玻璃通孔实现还可给予电感器高Q(或称品质)因子。
[0059]图5是解说根据本公开的一方面的共用器设计的性能的图表500。图表500类似于图3的图表300。即,图表500的X轴以千兆赫兹(GHz)为单位来反映频率,并且图表500的y轴反映分贝(dB)额定。曲线502是低通滤波器分支的频率响应,而曲线504是带通滤波器分支的频率响应。
[0060]即便没有在该图表上示出,本公开的共用器也可在5.5GHz处达成大于30dB的抑制(例如,34dB左右)以对WLAN 5GHz频带进行陷波。在一个实现中,5.5GHz处大于30dB的抑制的结果可以用同一共用器中的低通滤波器(具有698到960MHz的频率范围)以及带通滤波器(具有1710到2690MHz的频率范围)来达成。
[0061]图6是解说根据本公开的一方面的作出共用器设计的方法600的工艺流程图。在框602,在基板中形成穿基板通孔。在框604,第一组迹线被沉积在基板的第一表面上并且耦合到穿基板通孔。在框606,第二组迹线被沉积在该基板的第二表面上。第一表面上的迹线以蛇形方式由穿基板通孔耦合到第二表面上的迹线以创建3D穿基板通孔/穿玻璃通孔电感器。在一个实现中,该基板的第二表面在该基板的第一表面的对向。在框608,在该基板上形成电容器。该电容器可仅被形成在该基板的一侧上,以便节省空间和材料。
[0062]尽管各框是以特定顺序显示的,但是本公开不被限定于此。例如,框608(在基板上形成电容器)可在框604(在基板的第一表面上沉积迹线)之前执行。在另一示例中,框608 (在基板上形成电容器)可在框606 (在基板的第二表面上沉积迹线)之前执行。最终结果是共用器设计,诸如图2B-2C的共用器设计240或者图4A - 4E的共用器设计400、440或 450。
[0063]根据本公开的进一步方面,描述了使用穿玻璃通孔或穿基板通孔技术的共用器设计的电路系统。该共用器包括具有穿基板通孔的基板。该共用器还包括用于耦合该基板的第一表面上的穿基板通孔的第一装置。该共用器还包括用于耦合这些穿基板通孔在该基板的与第一表面对向的第二表面上的对向端的第二装置。在这一配置中,穿基板通孔以及用于耦合的第一和第二装置作为3D电感器来工作。用于耦合的第一和第二装置可以是图2B、2C、4B和4C中示出的迹线。
[0064]在这一配置中,该共用器还包括由基板支持的用于存储电荷的装置。该电荷存储装置可以是电容器(例如,第一电容器410 (C11)、第二电容器412 (C12)、第三电容器414 (C13)、第四电容器430 (C21)、第五电容器432 (C22)、第六电容器434 (C23)、第七电容器436 (C24)、以及第八电容器438 (C25))。在另一方面,前述装置可以是被配置成执行由前述装置所陈述的功能的任何模块或任何设备。
[0065]图7是示出其中可有利地采用本公开的一方面的示例性无线通信系统700的框图。出于解说目的,图7示出了三个远程单元720、730和750以及两个基站740。将认识到,无线通信系统可具有多得多的远程单元和基站。远程单元720、730和750包括IC器件725A、725C和725B,这些IC器件包括所公开的共用器器件。将认识到,其他设备也可包括所公开的共用器器件,诸如基站、交换设备、和网络装备。图7示出从基站740到远程单元720,730和750的前向链路信号780,以及从远程单元720、730和750到基站740的反向链路信号790。
[0066]在图7中,远程单元720被示为移动电话,远程单元730被示为便携式计算机,而远程单元750被示为无线本地环路系统中的位置固定的远程单元。例如,这些远程单元可以是移动电话、手持式个人通信系统(PCS)单元、便携式数据单元(诸如个人数据助理)、启用GPS的设备、导航设备、
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