嵌入式多端子電容器的制造方法
【專利摘要】嵌入在基板腔體中的嵌入式多端子電容器包括圖案化為多個電源軌和多個接地軌的至少一個金屬層。該基板包括外部電源網(wǎng)。
【專利說明】嵌入式多端子電容器
[0001]H.B.蔚,D.W.金,G.黃，和Y.宋
[0002]相關(guān)申請的交叉引用
[0003]本申請要求于2014年2月18日提交的美國臨時專利申請序列號61/941,275的提交日的優(yōu)先權(quán)，該申請要求于2014年4月9日提交的美國專利申請序列號14/249，189的提交日的優(yōu)先權(quán)，這兩篇申請的全部內(nèi)容通過援弓I納入于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本申請涉及集成電路封裝，并且尤其涉及包括嵌入式多端子電容器的基板。
【背景技術(shù)】
[0005]數(shù)字電路(諸如微處理器)包括在休眠和切換狀態(tài)之間交替的眾多晶體管。此類數(shù)字電路由此在當(dāng)大量晶體管切換狀態(tài)時產(chǎn)生突發(fā)電流需求。但是電源不能夠如此快速地反應(yīng)，從而電源導(dǎo)線或者去往包括數(shù)字系統(tǒng)的管芯的互連上的電壓可能不可接受地下降。為了緩和功率需求，常規(guī)上為去往管芯的電源導(dǎo)線加載解耦電容器。該解耦電容器存儲可能在高功率需求期間釋放的電荷，從而盡管來自被供電的數(shù)字電路系統(tǒng)有突發(fā)功率需求，仍穩(wěn)定電源電壓。
[0006]解耦電容器一般安裝到封裝基板或者安裝到電路板，并且通過電源互連或?qū)Ь€連接到管芯。解耦電容器和管芯之間的互連距離引入了不期望的寄生電感和電阻。此外，解耦電容器需要寶貴的封裝基板或電路板空間。將解耦電容器集成到管芯本身也是不期望的，因為解耦電容器會隨后降低密度且增加成本。在封裝基板內(nèi)使用嵌入式無源電容器代表了另一種替換。圖1A中示出了基板100內(nèi)的示例現(xiàn)有技術(shù)嵌入式無源電容器105。外部電源(未解說)向嵌入式電容器105的正端子P提供電源電壓VDDl。嵌入式電容器105通常是包括接地端子G的雙端子多層陶瓷電容器(MLCC)。正端子P還耦合到管芯102的頭開關(guān)110。當(dāng)頭開關(guān)110導(dǎo)通時，正端子P耦合到基板100中的基板電源網(wǎng)115，該基板電源網(wǎng)115向管芯102供應(yīng)電源電壓VDD2。電源電壓VDDl和VDD2是相同的，但是它們各自的域由頭開關(guān)110分隔。管芯102和接地端子G通過基板100耦合到共用接地。
[0007]此類常規(guī)布置存在數(shù)個問題。例如，來自正端子P的電荷必須通過頭開關(guān)110往返地前往管芯102，從頭開關(guān)110回到基板電源網(wǎng)115，以及從電源網(wǎng)115回到管芯102。此類迂回路徑增加的寄生電感和電阻。此外，因為電容器105僅具有相隔電容器105的縱向長度的一個正端子P和一個接地端子G，所以如圖1B中所概念性地示出的這兩個端子之間的電流環(huán)路125相對較大，這也增加了寄生電感。該嵌入式電容器105的所得寄生電感和電阻降低了其品質(zhì)因數(shù)Q。這種降低的品質(zhì)因數(shù)嚴(yán)格限制了基板電源網(wǎng)115的穩(wěn)定性，特別當(dāng)針對管芯102增加操作頻率時。
[0008]相應(yīng)地，本領(lǐng)域中存在針對功率解耦和分配改進嵌入式電容器架構(gòu)的需要。
[0009]概述
[0010]所提供的基板包括第一功率分配網(wǎng)絡(luò)。管芯通過頭開關(guān)電耦合到第一功率分配網(wǎng)絡(luò)。該基板包括腔體，該腔體包括嵌入式多端子電容器，諸如多端子多層陶瓷電容器(MLCC)。如本文中所使用的，“多端子”電容器是指具有多個單獨的正端子以及多個單獨的接地端子的電容器。這是十分有益的，因為該嵌入式多端子電容器的所得電流環(huán)路(從正端子到接地端子的電流)與常規(guī)雙端子嵌入式電容器相比較小，這降低了電感。此外，毗鄰的電流環(huán)路對所感生的磁場至少部分地互相抵消，這進一步降低了電感。
[0011]多端子電容器包括第一表面和相對的第二表面。該多個電源和接地端子布置在第一和第二表面之間的沿著多端子電容器的周界的一對側(cè)邊上。圖案化的電容器金屬層包括沿著多端子電容器的第一表面延伸的多個第一電源軌。類似地，電容器金屬層還包括沿著多端子電容器的第一表面延伸的多個第一接地軌。該第一電源軌和第一接地軌布置成跨多端子的第一表面延伸，從而基本彼此平行。該第一電源軌布置成對應(yīng)于多端子電容器的正端子的子集。第一電源軌的每個子集電親合到其對應(yīng)正端子。類似地，第一接地軌布置成對應(yīng)于嵌入式電容器的接地端子的子集。第一接地軌的每個子集電耦合到其對應(yīng)接地端子。在一個實施例中，第一電源軌和第一接地軌可以布置成彼此交替或交織。
[0012]該基板可包括覆蓋電容器金屬層的基板金屬層，該基板金屬層被圖案化以包括第二電源軌和第二接地軌?；褰饘賹又械牡诙娫窜壨ㄟ^對應(yīng)通孔耦合到電容器金屬層中的第一電源軌。類似地，基板金屬層中的第二接地軌通過對應(yīng)通孔耦合到電容器金屬層中的第一接地軌。在一個實施例中，第二電源軌和第二接地軌可以布置成基本垂直于第一電源軌和第一接地軌而延伸。此外，第二電源軌和第二接地軌可以交織。
[0013]該基板包括與基板金屬層隔離的電源分配網(wǎng)絡(luò)。管芯包括通過對應(yīng)的第一多個管芯互連(諸如微凸塊或銅柱)耦合到基板中的電源分配網(wǎng)絡(luò)的第一多個焊盤。管芯包括耦合到第一多個焊盤的頭開關(guān)。頭開關(guān)還耦合到管芯中的內(nèi)部電源網(wǎng)，該內(nèi)部電源網(wǎng)進而通過第二多個焊盤和對應(yīng)的第二多個管芯互連耦合到第二電源軌。該管芯包括內(nèi)部接地網(wǎng)，該內(nèi)部接地網(wǎng)通過第三多個焊盤并通過對應(yīng)的第三多個管芯互連耦合到第二接地軌。這是十分有益的，因為多端子電容器由此通過該第一和第二多個電源軌直接對該管芯的內(nèi)部電源網(wǎng)供電。
[0014]所得嵌入式電容器的多個電源和接地端子有益地降低了寄生電感。此外，多端子電容器到該電容器的內(nèi)部電源和接地網(wǎng)的直接耦合還進一步降低了寄生電阻和電感。
[0015]附圖簡述
[0016]圖1A是包括耦合到管芯的雙端子嵌入式無源電容器的現(xiàn)有技術(shù)基板的橫截面視圖。
[0017]圖1B是圖1A的嵌入式無源電容器的兩個端子之間的電流環(huán)路的概念性示圖。
[0018]圖2是根據(jù)本公開的實施例的包括耦合到管芯的嵌入式多端子電容器的基板的橫截面視圖。
[0019]圖3是圖2的多端子嵌入式電容器的功率和接地端子之間的電流環(huán)路的概念示圖。
[0020]圖4是根據(jù)本公開的實施例的包括嵌入式多端子電容器的基板的橫截面視圖。
[0021]圖5是圖4的多端子電容器的第一表面上的圖案化金屬層的平面視圖。
[0022]圖6是覆蓋圖5的嵌入式多端子電容器的基板上的圖案化金屬層的平面視圖。
[0023]圖7A是在嵌入電容器之前具有腔體的初始基板的橫截面視圖。
[0024]圖7B是在嵌入電容器之后且在形成Ml和M4金屬層之前的圖7A的基板的橫截面視圖。
[0025]圖7C是根據(jù)本公開的實施例的概述制造嵌入式多端子電容器的方法的流程圖。
[0026]圖7D是根據(jù)本公開的實施例的使用嵌入式多端子電容器的方法的流程圖。
[0027]圖8解說了根據(jù)本公開的實施例的納入包括嵌入式多端子電容器的基板的一些示例電子系統(tǒng)。
[0028]本公開的各實施例及其優(yōu)勢通過參考以下詳細(xì)描述而被最好地理解。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會，在一個或多個附圖中，相同的參考標(biāo)記被用來標(biāo)識相同的元件。
[0029]詳細(xì)描述
[0030]為了提供降低的寄生電感和電阻，基板包括腔體，該腔體包括電耦合到管芯的內(nèi)部電源網(wǎng)的嵌入式多端子電容器。管芯包括可以耦合在基板中的外部電源網(wǎng)和該內(nèi)部電源網(wǎng)之間的頭開關(guān)。嵌入式多端子電容器通過不經(jīng)過頭開關(guān)的電路徑電耦合到管芯的內(nèi)部電源網(wǎng)。此類直接連接是十分有益的，因為嵌入式多端子電容器和管芯的內(nèi)部電源網(wǎng)之間的電路徑長度被最小化。相反，應(yīng)注意針對圖1A討論的常規(guī)嵌入式電容器105的正端子不直接耦合到基板電源網(wǎng)115，而是替之以通過頭開關(guān)110耦合到基板電源網(wǎng)115?；咫娫淳W(wǎng)115的功率或電荷由此必須首先從正端子P向上傳導(dǎo)到管芯102中的頭開關(guān)110，并且隨后向下傳導(dǎo)回基板電源網(wǎng)115。相反，所公開的嵌入式多端子電容器的正端子直接電耦合到管芯的內(nèi)部電源網(wǎng)。正端子和管芯的內(nèi)部電源網(wǎng)之間的直接連接與諸如針對常規(guī)嵌入式電容器102所討論的常規(guī)架構(gòu)相比大幅降低了寄生電感和電阻。此外，嵌入式多端子電容器的多個正端子和對應(yīng)的多個接地端子之間的所得電流環(huán)路(從正端子到接地端子的電流)與常規(guī)雙端子嵌入式電容器相比更小，這進一步降低了寄生電感?，F(xiàn)在將討論示例實施例。
[0031 ]示例實施例
[0032]以上討論的有益特征將會參考圖2而被更好地領(lǐng)會，圖2示出了包括在基板200內(nèi)的腔體(未示出)內(nèi)的示例多端子電容器205。基板200包括外部電源網(wǎng)209(VDD1)，其電耦合到毗鄰基板200的管芯202中的頭開關(guān)210。頭開關(guān)210通過第一多個管芯焊盤207和對應(yīng)的管芯互連208耦合到外部電源網(wǎng)209。例如，管芯互連208可包括微凸塊或銅柱?；?00可包括層疊有機基板、半導(dǎo)體基板或玻璃基板。
[0033]管芯202包括電耦合到頭開關(guān)210的內(nèi)部電源網(wǎng)(VDD2)215。由此，當(dāng)頭開關(guān)210閉合時，內(nèi)部電源網(wǎng)215電耦合到外部電源網(wǎng)209。注意，替換實施例可包括與頭開關(guān)210并聯(lián)布置的多個其他頭開關(guān)。每個頭開關(guān)210可包括MOSFET晶體管或其他合適的開關(guān)電路系統(tǒng)，諸如傳輸門。內(nèi)部電源網(wǎng)215還通過第二多個管芯焊盤211和對應(yīng)的第二多個管芯互連212耦合到多端子電容器205的多個正端子P。如會在以下進一步解釋的，與正端子P的耦合通過沉積在多端子電容器205上的金屬層(未在圖2中解說)而發(fā)生。正是該金屬層電耦合到正端子P。用這種方式，正端子P直接耦合到管芯的內(nèi)部電源網(wǎng)215。
[0034]管芯202還包括通過第三多個管芯焊盤214和對應(yīng)的第三多個管芯互連216耦合到多端子電容器205的多個接地端子G的內(nèi)部接地網(wǎng)220。如針對電源端子P所討論的，電耦合通過以下所進一步討論的金屬層而發(fā)生。類似于正端子P如何直接電耦合到內(nèi)部電源網(wǎng)215，接地端子G由此也直接耦合到內(nèi)部接地網(wǎng)220。多端子電容器205的接地端子G通過基板200電耦合到外部接地網(wǎng)。管芯互連212和216可包括微凸塊、銅柱或其他合適類型的互連。
[0035]在頭開關(guān)210閉合的管芯202的操作期間，外部電源網(wǎng)209電耦合到嵌入式多端子電容器205的正端子P。因為接地端子G始終連接到外部接地，所以嵌入式多端子電容器205可以由此響應(yīng)于從外部電源網(wǎng)209遞送的功率而存儲電荷。如果管芯202內(nèi)的數(shù)字電路系統(tǒng)(未解說)的操作突然需要大量功率，則嵌入式多端子電容器205可以直接通過管芯互連212向內(nèi)部網(wǎng)215驅(qū)動電荷。相反，圖1A的常規(guī)嵌入式電容器105通過從其正端子P延伸、向上到管芯102中的頭開關(guān)110、向下回到基板電源網(wǎng)115并且最終向上回到管芯102而延伸的迂回路線來驅(qū)動電荷。相應(yīng)地，與常規(guī)嵌入式電容器架構(gòu)相比，針對嵌入式多端子電容器205功率遞送的寄生電感和寄生電阻少得多。
[0036]不僅管芯102和嵌入式多端子電容器205之間的功率遞送路徑長度更短，而且嵌入式多端子電容器205上的端子還降低了電感。例如，圖3示出了多端子電容器205的正端子(P)和接地端子(G)是如何布置在面向管芯的表面301和相對第二表面302之間延伸的多端子電容器205周界的相對側(cè)304和306上的。在多端子電容器205的每一側(cè)304和306上，正端子P和接地端子G互相交替出現(xiàn)。例如，接地端子310駐留在多端子電容器205的側(cè)304的正端子305和正端子315之間。由于功率和接地端子的交替或交織，將會形成在正端子305和接地端子310之間的電流環(huán)路330以逆時針方向流動，而在正端子315和接地端子310之間流動的電流環(huán)路335以順時針方向流動。電流環(huán)路330和335所感生的磁場(未解說)由此彼此相反，從而它們的組合磁場基本上被消除。由于嵌入式電容器205上的功率和接地端子的交替布置而引起的此類磁場消除進一步大幅降低了其寄生電感。將會領(lǐng)會，圖3中概念性解說了電流環(huán)路335和330，其中它們會實質(zhì)上形成在例如管芯互連212和216中的圖2的嵌入式電容器205和管芯202之間。
[0037]再次參照圖3，注意，正端子305恰好毗鄰于接地端子310，該接地端子310進而恰好毗鄰于正端子315。在電容器205的相對側(cè)306上存在相鄰正端子P和接地端子G之間類似的相對小的間隔。相反，注意圖1B中的常規(guī)電容器105的正端子P和接地端子G相隔電容器105的縱向長度。以這種方式，嵌入式電容器205的電流環(huán)路(諸如電流環(huán)路330和335)與圖1B的常規(guī)電流環(huán)路125相比要小得多。如在電感領(lǐng)域中所公知的，與通過具有較大橫截面積的電路環(huán)路驅(qū)動相同量的電流相比，電流環(huán)路的橫截面積越小，所得電感越小。由此，不僅電流環(huán)路300和335部分消除彼此的電感，而且由于電流環(huán)路330和335與常規(guī)電流環(huán)路125相比相對小的尺寸，剩余的電感被進一步降低。
[0038]圖4中示出了基板200中的嵌入式多端子電容器205的更為具體的橫截面視圖。在該實施例中，基板200包括最上方的Ml金屬層405、M2金屬層410、M3金屬層415以及最后的M4金屬層420。將會領(lǐng)會，替換實施例中可包括附加的金屬層。各金屬層通過電介質(zhì)材料層450彼此絕緣。基板200還可包括核心層(未解說)。如將在以下所進一步討論的，多端子電容器205可以在形成Ml金屬層405和M4金屬層410之前被嵌入到基板200中?；?00會由此在將多端子電容器205嵌入基板200中的腔體(未解說)內(nèi)之前，在初始僅包括M2金屬層410和M3金屬層415。在多端子電容器205被嵌入到其中的腔體之外，基板200的Ml到M4金屬層配置成形成針對圖2討論的耦合到管芯互連208的外部電源網(wǎng)VDDl 209。此外，Ml到M4金屬層配置成攜帶在管芯102和外部設(shè)備之間路由的各種信號(未解說)?；?00中的各金屬層可通過電鍍和光刻來沉積和圖案化。替換地，可以使用無電鍍技術(shù)。在一個實施例中，每個金屬層可包括電鍍的和圖案化的銅或鎳層。
[0039]由于將多端子電容器205嵌入在基板200內(nèi)，在多端子電容器205上不存在M2金屬層405。然而，多端子電容器205包括駐留在基板200中與M2 405金屬層大致相同深度的等同的電容器金屬層460。電容器金屬層460被圖案化以包括平行布置的第一電源軌550和第一接地軌545 ο該平行布置在圖5的平面視圖中更好地示出。
[0040]第一電源軌550和第一接地軌545在多端子電容器205的面向管芯的表面301上彼此交替或交織。這些軌在各種功率P和接地G端子之間跨面向管芯的表面延伸。例如，嵌入式電容器205的一側(cè)包括交替布置的正端子505、接地端子510和正端子515。相反，嵌入式電容器205的相對側(cè)包括交替布置的接地端子520、正端子530和接地端子535。每個正端子親合到一個或多個第一電源軌550。例如，一對第一電源軌550耦合到正端子505。類似地，每個接地端子G耦合到一個或多個第一接地軌545。例如，接地端子535耦合到一對第一接地軌545。以這種方式，第一電源軌550可以被視為布置成對應(yīng)于電源端子的子集。例如，電源端子505電耦合到包含兩個第一電源軌550的子集。類似地，第一接地軌可以被視為布置成電耦合到對應(yīng)接地端子的子集。第一電源軌550從它們的正端子向多端子電容器205的另一側(cè)上的相對接地端子延伸。以類似的方式，第一接地軌545從它們的接地端子向多端子電容器205的另一側(cè)上的相對正端子延伸。
[0041 ] 不像電容器金屬層460(在安置在基板200之前沉積在多端子電容器205上)，M1金屬層405在安置多端子電容器205之后沉積在基板200上。Ml金屬層405的電容器金屬層部分465覆蓋電容器金屬層460并通過通孔470耦合到電容器金屬層460。圖6中示出了電容器金屬層部分465的平面視圖。此外，形成自Ml金屬層405的外部電源網(wǎng)209的部分也在圖6中示出。類似于電容器金屬層460，電容器金屬層部分465也可以布置成交替的第二電源軌605和第二接地軌600。為了最小化與第一電源軌550和第一接地軌545的電感耦合，第二電源軌605和第二接地軌600可以布置成以基本上與第一電源軌550和第一接地軌545跨多端子205的表面301延伸的方向正交的方向延伸。注意，電容器金屬層部分465不需要被完全布置到第二電源軌605和第二接地軌600中。例如，電容器金屬層部分465可包括隔離的接地端子620。類似地，電容器金屬層部分465可包括隔離的正端子(未解說)。
[0042]電容器金屬層部分465中的第二接地軌600和任何隔離的接地端子650通過圖4中所示的對應(yīng)管芯互連471耦合到相關(guān)聯(lián)管芯上的對應(yīng)接地焊盤(未在圖4中解說)。類似地，電容器金屬層部分465中的第二電源軌605和任何隔離的正端子通過對應(yīng)的管芯互連471耦合到相關(guān)聯(lián)管芯上的對應(yīng)焊盤。電容器金屬層部分465中的第二接地軌600和任何隔離的接地端子620還通過對應(yīng)通孔470耦合到第一接地軌545。第一接地軌545進而耦合到多端子電容器205上的其對應(yīng)的接地端子G ο相關(guān)聯(lián)的管芯和接地端子G之間的接地連接由此以有益的短且直接的路徑延伸，該路徑由電容器金屬層460中的第一接地軌545、對應(yīng)通孔470、電容器金屬層部分465中的第二接地軌600(以及任何隔離的接地端子620)，以及對應(yīng)的管芯互連471形成。以類似的方式，相關(guān)聯(lián)的管芯和多端子電容器205的正端子P之間的功率連接由此以有益的短且直接的路徑延伸，該路徑由電容器金屬層460中的第一電源軌550、對應(yīng)通孔470、電容器金屬層部分465中的第二電源軌605(以及任何隔離的正端子)，以及對應(yīng)的管芯互連471形成。
[0043]在一個實施例中，管芯互連212可以被視為包括用于將管芯的內(nèi)部電源網(wǎng)215電耦合到電容器電源網(wǎng)(第一電源軌550)以及用于將內(nèi)部接地網(wǎng)220電耦合到電容器接地網(wǎng)(第一接地軌545)的裝置。該用于電耦合的裝置可進一步包括金屬層465以及通孔470?，F(xiàn)在會討論示例制造方法。
[0044]示例制造方法
[0045]如圖7A中所示的起始基板200僅包括針對圖4討論的M2金屬層410和M3金屬層415。腔體480可以隨后被機械或激光鉆孔到基板200中。在將會被機械移出或以其他方式移除以形成腔體480的基板區(qū)域中當(dāng)然不存在M2金屬層410和M3金屬層415。在基板200中，M2金屬層410和M3金屬層415被按需配置成容適針對圖2和4討論的外部電源網(wǎng)209的最終形成以及容適在相關(guān)聯(lián)的管芯和外部設(shè)備之間路由的各種信號。
[0046]可以隨后用恰適的粘合劑(諸如環(huán)氧樹脂，未解說)將多端子電容器205及其第一接地軌545和第一電源軌550安置到腔體480中?？梢噪S后用電介質(zhì)材料710(層疊電介質(zhì)材料)填充腔體480的剩余部分。替換地，可以諸如通過聚酰亞胺旋涂層或其他類型的電介質(zhì)聚合物(諸如味之素構(gòu)建膜，或基于苯并環(huán)丁烯聚合物)沉積電介質(zhì)材料710。如圖7B的橫截面視圖中所示，將多端子電容器205安置在基板200中，從而第一電源軌550和第一接地軌545與M2金屬層410在基板200中處于基本上相同水平上?？梢噪S后諸如通過研磨步驟將基板200的表面701以及相對的表面706平面化。參照回圖4，可以隨后將附加的電介質(zhì)材料層450和包括其電容器金屬層部分465的Ml金屬層405，以及通孔470沉積在基板200的表面701(圖7B)上?？梢允紫葓D案化和電鍍附加的電介質(zhì)材料層，從而形成通孔470?？梢噪S后沉積Ml金屬層405，從而親合到通孔470。就這一點而言，第一組通孔470電親合在第一電源軌550和第二電源軌605之間。第二組通孔電耦合在第一接地軌545和第二接地軌600之間。
[0047]類似地，可以將附加電介質(zhì)材料450和M4金屬層420沉積在基板200的表面702(圖7B)上?？梢允褂秒婂?或無電鍍沉積)以及對應(yīng)的使用光刻的圖案化來執(zhí)行金屬層Ml到M4的形成。焊球435和管芯互連208與471的附連完成了包括嵌入式電容器205的基板200的制造。
[0048]在圖7C的流程圖中可概述具有嵌入式基板205的基板200的制造。步驟700包括提供包括電容器金屬層的基板。如針對圖7A討論的包括M2金屬層410的基板200是如此步驟的示例。
[0049]該方法進一步包括在基板中形成腔體的步驟705。圖7A的腔體480的形成是此類制造步驟的示例。該方法進一步包括步驟710，該步驟710是在電容器上沉積電容器金屬層以形成電耦合到電容器的一對側(cè)邊上的多個電源端子的電源網(wǎng)以及形成電耦合到電容器的該對側(cè)邊上的多個接地端子的接地網(wǎng)。例如圖7B中的第一電源軌550是電源網(wǎng)的示例。類似地，圖7B中的第一接地軌是接地網(wǎng)的示例。
[0050]最后，該方法包括步驟715，步驟715是將電容器嵌入在腔體中，從而電容器金屬層與基板的金屬層基本對齊。圖7B提供了第一電源軌550和第一接地軌545與基板的M2金屬層410的此類基本對齊的示例。該對齊是十分有益的，因為基板的Ml金屬層405(圖4)的后續(xù)沉積可以用常規(guī)方式執(zhí)行。換言之，對于M2金屬層410上的部分以及多端子電容器205上的部分而言Ml金屬層405的沉積是透明的，因為多端子電容器205通過電容器金屬層460和對應(yīng)通孔470耦合到Ml金屬層405。類似的通孔耦合在Ml金屬層405和M2金屬層410之間。現(xiàn)在會討論使用嵌入式電容器205的示例方法。
[0051 ]示例使用方法
[0052]圖7D是使用的示例方法的流程圖。該方法包括步驟720，該步驟720是閉合管芯中的頭開關(guān)，從而來自基板中的第一電源網(wǎng)的電荷從第一電源網(wǎng)至少通過第一管芯互連傳遞到頭開關(guān)，并且從頭開關(guān)傳遞通過多個第二管芯互連以對基板中的嵌入式多端子電容器充電。再次參照圖2，外部電源網(wǎng)209是步驟720的第一電源網(wǎng)的示例。類似地，管芯互連209是步驟720的第一管芯互連的示例。此外，管芯互連212是步驟720的多個第二管芯互連的示例。例如，電荷從外部網(wǎng)絡(luò)209通過管芯互連208和管芯焊盤207流進頭開關(guān)210中。電荷從頭開關(guān)210通過管芯焊盤211和管芯互連212流動以向多端子電容器205充電。
[0053]圖7D的方法還包括步驟725，步驟725是將電荷從經(jīng)充電的多端子電容器通過多個第二管芯互連傳遞以對管芯中的內(nèi)部電源網(wǎng)供電。圖2中的管芯互連212是將電荷從經(jīng)充電的多端子電容器205傳遞以對管芯202的內(nèi)部電源網(wǎng)215供電的示例?，F(xiàn)在會討論可以有益地納入包括本文中所公開的基板和嵌入式多端子電容器的半導(dǎo)體封裝的一些示例電子系統(tǒng)。
[0054]示例電子系統(tǒng)
[0055]包括如本文中所公開的嵌入式多端子電容器的集成電路封裝可以被納入到各種各樣的電子系統(tǒng)中。例如，如圖8中所示，蜂窩電話800、膝上型計算機805以及平板PC 810都可以包括納入根據(jù)本公開構(gòu)建的嵌入式多端子電容器的集成電路封裝。其他示例性電子系統(tǒng)(諸如音樂播放器、視頻播放器、通信設(shè)備和個人計算機)也可以用根據(jù)本公開構(gòu)建的集成電路封裝來配置。
[0056]如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員至此將領(lǐng)會的并取決于手頭的具體應(yīng)用，可以在本公開的設(shè)備的材料、裝置、配置和使用方法上做出許多修改、替換和變動而不會脫離本公開的精神和范圍。有鑒于此，本公開的范圍不應(yīng)當(dāng)被限定于本文中所解說和描述的特定實施例(因為其僅是作為本公開的一些示例)，而應(yīng)當(dāng)與所附權(quán)利要求及其功能等同方案完全相當(dāng)。
【主權(quán)項】
1.一種器件，包括: 具有腔體的基板； 嵌入所述腔體內(nèi)的多端子電容器，所述多端子電容器包括多個正端子；以及 毗鄰所述多端子電容器的表面的電容器金屬層，所述電容器金屬層配置成形成電耦合到所述多個正端子的電容器電源網(wǎng)。2.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，所述多端子電容器進一步包括多個接地端子，并且其中所述電容器金屬層進一步配置成形成電耦合到所述多個接地端子的電容器接地網(wǎng)。3.如權(quán)利要求2所述的器件，其特征在于，所述多端子電容器包括面向管芯的表面，以及相對表面，并且其中所述多個正端子和所述多個接地端子分布在于所述面向管芯的表面和所述相對表面之間延伸的所述多端子電容器的側(cè)壁上。4.如權(quán)利要求2所述的器件，其特征在于，所述電容器金屬層包括布置成多個第一電源軌和多個第一接地軌的第一電容器金屬層。5.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，所述基板包括多個金屬層，并且其中所述電容器金屬層與所述基板金屬層的中間一層基本對齊。6.如權(quán)利要求4所述的器件，其特征在于，進一步包括具有內(nèi)部電源網(wǎng)的管芯，所述內(nèi)部電源網(wǎng)通過多個第一管芯互連電耦合到所述第一電源軌。7.如權(quán)利要求6所述的器件，其特征在于，所述基板包括配置成形成外部電源網(wǎng)的多個金屬層，并且其中所述管芯包括至少通過第二管芯互連電耦合到所述外部電源網(wǎng)的頭開關(guān)，所述頭開關(guān)進一步電耦合到所述多個第二管芯互連。8.如權(quán)利要求4所述的器件，其特征在于，所述基板包括覆蓋所述電容器金屬層的第一金屬層，并且其中所述第一金屬層配置成包括電耦合到所述第一電源軌的多個第二電源軌以及電耦合到所述第一接地軌的多個第二接地軌。9.如權(quán)利要求8所述的器件，其特征在于，所述第一電源軌和所述第一接地軌是交織的，并且其中所述第二電源軌和所述第二接地軌是交織的。10.如權(quán)利要求9所述的器件，其特征在于所述第一電源軌和所述第一接地軌布置成以第一方向延伸，并且其中所述第二電源軌和所述第二接地軌布置成以與所述第一方向正交的第二方向延伸。11.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，所述多端子電容器是多層陶瓷電容器。12.一種方法，包括: 提供包括基板金屬層的基板； 在所述基板中形成腔體； 將電容器金屬層沉積在電容器的第一表面上以形成電親合到所述多端子電容器的一對側(cè)邊上的多個電源端子的電源網(wǎng)，以及形成電耦合到所述電容器的該對側(cè)邊上的多個接地端子的接地網(wǎng)；以及 將所述電容器嵌入到所述腔體中，從而所述電容器金屬層與所述基板金屬層基本對齊。13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，沉積所述電容器金屬層包括沉積多個第一電源軌以形成所述電源網(wǎng)，以及沉積多個第一接地軌以形成所述接地網(wǎng)。14.如權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括: 在將所述電容器嵌入到所述腔體中后在所述基板上形成電介質(zhì)層； 形成通過所述電介質(zhì)層的第一多個通孔，所述第一多個通孔電耦合到所述第一電源軌；以及 形成通過所述電介質(zhì)層的第二多個通孔，所述第二多個通孔電耦合到所述第一電源軌。15.如權(quán)利要求14所述的方法，進一步包括: 在所述電介質(zhì)層上沉積附加金屬層以形成多個第二電源軌和多個第二接地軌，所述第二電源軌電耦合到所述第一多個通孔，并且所述多個第二接地軌電耦合到所述第二多個通孔。16.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，進一步包括將管芯附連到所述基板，從而所述管芯的內(nèi)部電源網(wǎng)通過多個第一管芯互連電耦合到所述電容器金屬層中的所述電源網(wǎng)。17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，附連所述管芯將所述管芯中的內(nèi)部接地網(wǎng)通過多個第二管芯互連電耦合到所述電容器金屬層中的所述接地網(wǎng)。18.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，將所述電容器嵌入到所述腔體中進一步包括用電介質(zhì)材料填充所述腔體的剩余部分。19.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，沉積所述電容器金屬層包括沉積銅電容器金屬層。20.一種集成電路封裝，包括: 包括腔體的基板； 嵌入在所述腔體中的多端子電容器； 所述多端子電容器的第一表面上的電容器金屬層，所述電容器金屬層包括電耦合到所述多端子電容器的多個正端子的電容器電源網(wǎng)，以及包括電耦合到所述多端子電容器的多個接地端子的電容器接地網(wǎng)； 管芯，所述管芯具有內(nèi)部電源網(wǎng)和內(nèi)部接地網(wǎng)；以及 用于將所述內(nèi)部電源網(wǎng)電耦合到所述電容器電源網(wǎng)以及用于將所述內(nèi)部接地網(wǎng)電耦合到所述電容器接地網(wǎng)的裝置。21.如權(quán)利要求20所述的集成電路封裝，其特征在于，所述基板進一步包括外部電源網(wǎng)。22.如權(quán)利要求21所述的集成電路封裝，其特征在于，所述管芯包括電耦合在所述外部電源網(wǎng)和所述內(nèi)部電源網(wǎng)之間的頭開關(guān)。23.如權(quán)利要求20所述的集成電路封裝，其特征在于，所述基板包括有機基板。24.如權(quán)利要求20所述的集成電路封裝，其特征在于，所述基板包括半導(dǎo)體基板。25.如權(quán)利要求20所述的集成電路封裝，其特征在于，所述電容器金屬層包括圖案化的銅金屬層。26.如權(quán)利要求20所述的集成電路封裝，其特征在于，所述集成電路封裝被納入到蜂窩電話、膝上型設(shè)備、平板設(shè)備、音樂播放器、通信設(shè)備、計算機和視頻播放器中的至少一者。27.一種方法，包括: 閉合管芯中的頭開關(guān)，從而來自基板中的第一電源網(wǎng)的電荷從所述第一電源網(wǎng)至少通孔第一管芯互連傳遞到所述頭開關(guān)，并從所述頭開關(guān)傳遞通過多個第二管芯互連以對所述基板中的嵌入式多端子電容器進行充電；以及 將電荷從經(jīng)充電的多端子電容器傳遞通過所述多個第二管芯互連以對所述管芯中的內(nèi)部電源網(wǎng)供電。28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，將電荷從所述第一電源網(wǎng)傳遞包括將所述電荷傳遞通過所述基板中的多個金屬層。29.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，將電荷從經(jīng)充電的多端子電容器傳遞包括將所述電荷傳遞通過所述多端子電容器的第一表面上的圖案化的電容器金屬層。30.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，將電荷從所述經(jīng)充電的多端子電容器傳遞將所述管芯與所述第一電源網(wǎng)中的電壓波動解耦。
【文檔編號】H01L23/50GK106030789SQ201580008869
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年2月6日
【發(fā)明人】H·B·蔚, D·W·金, K-P·黃, Y·K·宋
【申請人】高通股份有限公司