芯片供电装置的制作方法

    技术2024-12-02  13


    本公开涉及半导体,特别涉及一种芯片供电装置。


    背景技术:

    1、电源分配网络(power distribution network,pdn)是将电源功率从源端输送给负载的电路路径,电流通过pdn的电源平面从电源端流向负载端,再通过pdn的地平面从负载端流回电源端。电源分配网络的作用是为负载提供稳定的电压,并快速响应负载电流变化、减小开关噪声。

    2、pdn主要是由电压调节模块、去耦电容、电源/地平面、电路走线和过孔等元素组成。

    3、如图1所示,传统的芯片供电方案是通过传统的电源分配网络(powerdistribution network,pdn)实现,即采用传统的电源分配网络中的电压调节模块(voltage regulator module,vrm)实现供电,将电压调节模块设置在pcb板的正面,实现水平供电,但是传统的电压调节模块电源解决方案需要数十个面积大、设计复杂的分立组件,并且供电效率低、响应时间短、不准确、功耗高、占用面积大。

    4、另外,传统去耦电容c1通常采用mlcc电容:去耦电容的尺寸通常都很大,去耦电容的厚度通常都在300μm以上。由于厚度的限制,去耦电容只能表贴在封装基板正面,需要占据封装基板的空间。因此需要增加封装基板的尺寸,同时由于去耦电容远离芯片(chip)引脚,影响去耦电容的滤波效果。


    技术实现思路

    1、本公开要解决的技术问题是为了克服现有技术中的芯片供电方式,存在供电效率低、占用面积大、功耗高的缺陷,提供一种芯片供电装置。

    2、本公开是通过下述技术方案来解决上述技术问题:

    3、本公开第一方面提供了一种芯片供电装置,包括电源分配网络,所述电源分配网络包括集成电源调节器和去耦硅电容;所述集成电源调节器放置在芯片供电装置封装基板的正下方;所述去耦硅电容埋入所述芯片供电装置封装基板中和/或嵌入芯片供电装置封装基板的下方。

    4、优选地,所述集成电源调节器包括硅电容和dc-dc芯片;

    5、所述硅电容放置在集成电源调节器封装基板中和/或所述集成电源调节器封装基板与所述dc-dc芯片之间。

    6、优选地,所述集成电源调节器还包括基板通孔电感和/或磁性电感;所述基板通孔电感设置在所述集成电源调节器封装基板中;所述磁性电感设置在所述集成电源调节器封装基板下方。

    7、优选地,所述去耦硅电容包括上下电极结构或者平面结构,上下电极结构的去耦硅电容通过上下相连的方式埋入所述芯片供电装置封装基板中,平面结构的去耦硅电容通过嵌入的方式放置在芯片供电装置封装基板的下方;

    8、所述去耦硅电容用于给电源分配网络滤波。

    9、优选地,所述集成电源调节器的厚度小于第一预设厚度值。

    10、优选地,所述芯片供电装置还包括pcb板和焊球。

    11、优选地,所述dc-dc芯片的厚度小于第二预设厚度值。

    12、优选地,所述去耦硅电容的厚度小于等于第三预设厚度值。

    13、优选地,所述电源分配网络还包括电源、地平面、电路走线和过孔中的至少一种。

    14、优选地,芯片功耗的表达式为:

    15、p=c×v2×f

    16、其中,p表示芯片功耗,c表示去耦硅电容的负载,v表示芯片电压,f表示频率。

    17、在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本公开各较佳实例。

    18、本公开的积极进步效果在于:

    19、本公开通过使用集成电源调节器,并将集成电源调节器放置在芯片供电装置封装基板的正下方,实现了垂直供电,将去耦硅电容埋入芯片供电装置封装基板中和/或嵌入芯片供电装置封装基板的下方,减少了占用面积,提高了供电效率,降低了芯片功耗。



    技术特征:

    1.一种芯片供电装置,包括电源分配网络,其特征在于,所述电源分配网络包括集成电源调节器和去耦硅电容;所述集成电源调节器放置在芯片供电装置封装基板的正下方;所述去耦硅电容埋入所述芯片供电装置封装基板中和/或嵌入芯片供电装置封装基板的下方。

    2.如权利要求1所述的芯片供电装置,其特征在于,所述集成电源调节器包括硅电容和dc-dc芯片;

    3.如权利要求1所述的芯片供电装置,其特征在于,所述集成电源调节器还包括基板通孔电感和/或磁性电感;所述基板通孔电感设置在所述集成电源调节器封装基板中;所述磁性电感设置在所述集成电源调节器封装基板下方。

    4.如权利要求1所述的芯片供电装置,其特征在于,所述去耦硅电容包括上下电极结构或者平面结构,上下电极结构的去耦硅电容通过上下相连的方式埋入所述芯片供电装置封装基板中,平面结构的去耦硅电容通过嵌入的方式放置在芯片供电装置封装基板的下方;

    5.如权利要求1所述的芯片供电装置,其特征在于,所述集成电源调节器的厚度小于第一预设厚度值。

    6.如权利要求1所述的芯片供电装置,其特征在于,所述芯片供电装置还包括pcb板和焊球。

    7.如权利要求2所述的芯片供电装置,其特征在于,所述dc-dc芯片的厚度小于第二预设厚度值。

    8.如权利要求1所述的芯片供电装置,其特征在于,所述去耦硅电容的厚度小于等于第三预设厚度值。

    9.如权利要求1所述的芯片供电装置,其特征在于,所述电源分配网络还包括电源、地平面、电路走线和过孔中的至少一种。

    10.如权利要求1所述的芯片供电装置,其特征在于,芯片功耗的表达式为:


    技术总结
    本公开提供了一种芯片供电装置,包括电源分配网络,电源分配网络包括集成电源调节器和去耦硅电容;集成电源调节器放置在芯片供电装置封装基板的正下方;去耦硅电容埋入芯片供电装置封装基板中和/或嵌入芯片供电装置封装基板的下方。本公开通过使用集成电源调节器,并将集成电源调节器放置在芯片供电装置封装基板的正下方,实现了垂直供电,将去耦硅电容埋入芯片供电装置封装基板中和/或嵌入芯片供电装置封装基板的下方,减少了占用面积,提高了供电效率,降低了芯片功耗。

    技术研发人员:汪大祥,徐迪,张雄,李青
    受保护的技术使用者:上海朗矽科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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