專利名稱：高電阻襯底中的具有可編程性的穿通孔電感器或變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及一種電子封裝，且明確地說(shuō)，涉及一種形成于電子封裝的高電阻襯底中的可編程穿通孔電感器或變壓器。
背景技術(shù)：
在電子封裝中，可將二維電感器及變壓器集成于封裝的后段工藝(BEOL)的頂部金屬層中。電感器或變壓器占據(jù)金屬層中的大面積(例如，300Χ300μπι2)，且電感器具有小電感值且變壓器具有低效率。另外，電感器或變壓器可對(duì)封裝上的互感具有顯著影響。此影響是歸因于在平行于襯底的頂部表面及底部表面的方向上傳遞通過(guò)電感器或變壓器的·電流。因此，在電感器或變壓器之下的面積是未被占據(jù)的，且不能用于例如晶體管等有源裝置。電感器或變壓器還具有不能改變或變化的值。換句話說(shuō)，在制作期間設(shè)定二維電感器的電感值，且在實(shí)施之后不能編程或改變所述二維電感器的電感值。類(lèi)似地，在實(shí)施之后不能編程二維變壓器。因此，封裝具有有限性能及效率。這種類(lèi)型的電子封裝的另一缺點(diǎn)為當(dāng)襯底是由硅制成時(shí)。硅襯底可歸因于渦電流而在其中具有損失。另外，在硅襯底中，諧振頻率較低。由于現(xiàn)有技術(shù)的劣勢(shì)，所以將需要提供一種包括占據(jù)較少空間且可在實(shí)施之后基于需要而被編程到不同值的電感器或變壓器的電子封裝。另外，將需要使電感器或變壓器為三維的，其中電流大致上垂直地傳遞通過(guò)電感器或變壓器以限制互感對(duì)所述封裝的其余部分的影響。所述封裝還可克服當(dāng)襯底是由高電阻材料形成時(shí)在現(xiàn)有技術(shù)中所發(fā)現(xiàn)的其它缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了獲得對(duì)本發(fā)明的較完整理解，現(xiàn)參考以下詳細(xì)描述及附圖。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，一種電路提供于電子封裝中。所述電路包括具有頂部表面及底部表面的高電阻襯底。所述電路還包括目標(biāo)電感器及調(diào)諧器電感器。所述目標(biāo)電感器包含形成于所述襯底中的穿通孔，信號(hào)傳遞通過(guò)所述穿通孔。另外，所述調(diào)諧器電感器包含形成于所述襯底中的穿通孔。獨(dú)立信號(hào)在第一或第二方向上傳遞通過(guò)所述調(diào)諧器電感器的所述穿通孔。獨(dú)立地控制傳遞通過(guò)所述調(diào)諧器電感器的所述信號(hào)的所述方向，使得可通過(guò)改變傳遞通過(guò)所述調(diào)諧器電感器的所述穿通孔的所述信號(hào)的所述方向而變化所述目標(biāo)電感器的總電感。在另一實(shí)施例中，一種電感器形成于高電阻襯底中。所述電感器包括在所述高電阻襯底中的多個(gè)穿通孔。另外，多個(gè)導(dǎo)電跡線形成于所述襯底的頂部表面上。每一導(dǎo)電跡線將所述穿通孔中的一者耦合到所述穿通孔中的另一者。并且，多個(gè)導(dǎo)電跡線形成于所述襯底的底部表面上，使得每一導(dǎo)電跡線將所述穿通孔中的一者耦合到所述穿通孔中的另一者。所述頂部表面及所述底部表面上的所述多個(gè)導(dǎo)電跡線以及所述多個(gè)穿通孔形成連續(xù)導(dǎo)電路徑。另外，隨著信號(hào)傳遞通過(guò)所述導(dǎo)電路徑，所述多個(gè)穿通孔的互感影響是可忽略的。在不同實(shí)施例中，一種變壓器提供于高電阻襯底中。所述變壓器包含具有安置于所述襯底中的多個(gè)穿通孔的初級(jí)回路。所述多個(gè)穿通孔在所述襯底的頂部表面及底部表面處耦合到導(dǎo)電跡線以形成第一連續(xù)導(dǎo)電路徑。并且，次級(jí)回路包括安置于所述襯底中的多個(gè)穿通孔。所述多個(gè)穿通孔在所述襯底的所述頂部表面及所述底部表面處耦合到不同導(dǎo)電跡線以形成第二連續(xù)導(dǎo)電路徑。所述第二連續(xù)導(dǎo)電路徑獨(dú)立于所述第一連續(xù)導(dǎo)電路徑。因而，傳遞通過(guò)所述初級(jí)回路的信號(hào)在所述次級(jí)回路中感生信號(hào)，所述次級(jí)回路中的所述信號(hào)取決于所述初級(jí)回路及所述次 級(jí)回路中的穿通孔的數(shù)量。在此實(shí)施例中，隨著所述信號(hào)傳遞通過(guò)所述初級(jí)回路或所述次級(jí)回路的所述多個(gè)穿通孔中的一者，所述信號(hào)的方向正交于所述襯底的所述頂部表面及所述底部表面。另外，當(dāng)所述初級(jí)回路的穿通孔的數(shù)目超過(guò)所述次級(jí)回路的穿通孔的數(shù)目時(shí)，所述感生信號(hào)減小。另一方面，當(dāng)所述次級(jí)回路的穿通孔的數(shù)目超過(guò)所述初級(jí)回路的穿通孔的數(shù)目時(shí)，所述感生信號(hào)增大。在另一示范性實(shí)施例中，一種集成電路提供于電子封裝中。所述電路包括高電阻襯底；用于存儲(chǔ)磁場(chǎng)中的能量的裝置；及用于調(diào)諧所述用于存儲(chǔ)的裝置的裝置。在所述電路中，獨(dú)立信號(hào)在第一方向或第二方向上傳遞通過(guò)所述用于調(diào)諧的裝置。所述第一方向與所述第二方向平行但相反。并且，獨(dú)立地控制傳遞通過(guò)所述用于調(diào)諧的裝置的所述信號(hào)的所述方向，使得可通過(guò)改變所述信號(hào)的所述方向而變化所述用于存儲(chǔ)的裝置的總電感。在不同示范性實(shí)施例中，提供一種在高電阻襯底中調(diào)諧目標(biāo)電感器的方法。所述方法包括在所述襯底中形成目標(biāo)電感器及調(diào)諧器電感器，使得所述目標(biāo)電感器及調(diào)諧器電感器各自包括穿通孔。所述方法進(jìn)一步包括使信號(hào)在第一方向或第二方向上傳遞通過(guò)所述調(diào)諧器電感器的所述穿通孔，所述第二方向與所述第一方向平行但相反?？刂扑鲂盘?hào)的所述方向，使得可通過(guò)改變傳遞通過(guò)所述調(diào)諧器電感器的所述穿通孔的所述信號(hào)的所述方向而變化所述目標(biāo)電感器的總電感。在此實(shí)施例中，所述方法包括通過(guò)使所述信號(hào)在與所述信號(hào)傳遞通過(guò)所述目標(biāo)電感器的方向相同的方向上傳遞通過(guò)所述多個(gè)調(diào)諧器電感器中的至少一者而增大所述目標(biāo)電感器的所述總電感。另一方面，所述方法包括通過(guò)使所述信號(hào)在與所述信號(hào)傳遞通過(guò)所述目標(biāo)電感器的方向相反的方向上傳遞通過(guò)所述多個(gè)調(diào)諧器電感器中的至少一者而減小所述目標(biāo)電感器的所述總電感。在示范性實(shí)施例中，提供一種在高電阻襯底中形成變壓器的方法。所述方法包含在所述襯底中制作初級(jí)回路。所述初級(jí)回路具有多個(gè)穿通孔，所述多個(gè)穿通孔在所述襯底的頂部表面及底部表面處耦合到導(dǎo)電跡線以形成第一連續(xù)導(dǎo)電路徑。另外，所述方法包括在所述襯底中制作次級(jí)回路。所述次級(jí)回路具有多個(gè)穿通孔，所述多個(gè)穿通孔在所述襯底的所述頂部表面及所述底部表面處耦合到不同導(dǎo)電跡線以形成第二連續(xù)導(dǎo)電路徑，所述第二連續(xù)導(dǎo)電路徑獨(dú)立于所述第一連續(xù)導(dǎo)電路徑。所述方法還包括使第一信號(hào)傳遞通過(guò)所述初級(jí)回路；及在所述次級(jí)回路中感生第二信號(hào)。所述第二信號(hào)取決于所述初級(jí)回路及所述次級(jí)回路中的穿通孔的數(shù)量。在另一示范性實(shí)施例中，提供一種在集成電路中形成目標(biāo)電感器的方法。所述方法包括在高電阻襯底中形成初級(jí)回路及次級(jí)回路。所述初級(jí)回路具有多個(gè)穿通孔，所述多個(gè)穿通孔在所述襯底的頂部表面及底部表面處耦合到導(dǎo)電跡線以形成第一連續(xù)導(dǎo)電路徑，且所述次級(jí)回路具有多個(gè)穿通孔，所述多個(gè)穿通孔在所述襯底的所述頂部表面及所述底部表面處耦合到不同導(dǎo)電跡線以形成第二連續(xù)導(dǎo)電路徑。所述第二連續(xù)導(dǎo)電路徑獨(dú)立于所述第一連續(xù)導(dǎo)電路徑。所述方法進(jìn)一步包括用于在所述次級(jí)回路中感生信號(hào)以使得所述感生信號(hào)取決于所述初級(jí)回路及所述次級(jí)回路中的穿通孔的數(shù)量的步驟。有利地，可將穿通孔電感器及穿通孔變壓器集成到電子封裝中。穿通孔電感器及變壓器在襯底中占據(jù)較少空間。并且，在穿通孔電感器實(shí)施例中，可(例如)通過(guò)改變傳遞通過(guò)調(diào)諧器電感器的信號(hào)的方向而調(diào)整或編程總電感。由于穿通孔電感器及變壓器兩者均為三維的，所以信號(hào)大致上垂直地傳遞通過(guò)穿通孔，且因此，互感不會(huì)干擾安置于電感器或變壓器上方或下方的有源裝置。另外，與硅襯底相比，高電阻襯底可具有較少損失及較高諧振頻率。因此，本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，且向電子封裝提供可編程性。


圖I為包括三維電感器的電子封裝的橫截面圖； 圖2為在玻璃襯底中形成穿通孔的方法的流程圖；圖3為高電阻襯底中的三維電感器的示意圖；圖4為包括三維電感器及調(diào)諧器電感器的電子封裝的橫截面圖；圖5為高電阻襯底中的第一示范性可編程三維電感器的示意圖；圖6為高電阻襯底中的第二示范性可編程三維電感器的示意圖；圖7為高電阻襯底中的第三示范性可編程三維電感器的示意圖；圖8為高電阻襯底中的第四示范性可編程三維電感器的示意圖；圖9為高電阻襯底中的第五示范性可編程三維電感器的示意圖；圖10為包括三維變壓器的電子封裝的橫截面圖；圖11為高電阻襯底中的第一示范性可編程三維變壓器的示意圖；圖12為高電阻襯底中的第二示范性可編程三維變壓器的示意圖；圖13為高電阻襯底中的第三示范性可編程三維變壓器的示意圖；圖14為高電阻襯底中的第四示范性可編程三維變壓器的示意圖；圖15為高電阻襯底中的第五示范性可編程三維變壓器的示意圖；圖16為高電阻襯底中的第六示范性可編程三維變壓器的示意圖；及圖17為展示可供在高電阻襯底中制作三維電感器或變壓器的示范性無(wú)線通信系統(tǒng)的框圖。
具體實(shí)施例方式參看圖I所示的示范性實(shí)施例，電子封裝100具備例如玻璃或藍(lán)寶石等高電阻襯底102。出于以下論述的目的，襯底102將被描述為由玻璃形成，但在其它實(shí)施例中，可使用藍(lán)寶石或另一高電阻材料。三維電感器104形成于封裝100中，且包括多個(gè)穿通孔114。所述多個(gè)穿通孔114中的每一者在襯底102的前側(cè)上耦合到前側(cè)導(dǎo)電跡線116且在襯底102的背側(cè)上耦合到背側(cè)導(dǎo)電跡線118。前側(cè)導(dǎo)電跡線116及其它金屬層120、122由例如二氧化硅等前側(cè)電介質(zhì)材料106圍繞。同樣地，背側(cè)導(dǎo)電跡線118及背側(cè)金屬層124、126由背側(cè)電介質(zhì)材料108圍繞。前側(cè)導(dǎo)電跡線116及背側(cè)導(dǎo)電跡線118由例如銅等導(dǎo)電材料形成。在圖I的實(shí)施例中，多個(gè)穿通孔114、前側(cè)導(dǎo)電跡線116及背側(cè)導(dǎo)電跡線118形成連續(xù)導(dǎo)電路徑。雖然圖I中未展示，但可存在耦合到多個(gè)穿通孔114的多個(gè)前側(cè)導(dǎo)電跡線116及背側(cè)導(dǎo)電跡線118。多個(gè)穿通孔114由例如銅等導(dǎo)電材料形成，且可根據(jù)圖2的方法200而在襯底102中制作多個(gè)穿通孔114。在圖2的框202中，在玻璃襯底中將通孔圖案化到第一深度。此深度小于在研磨之前的襯底的總厚度。一旦圖案化通孔，隨即在框204中將例如銅等導(dǎo)電材料沉積于通孔中。在框206中，可接著通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝從襯底的前表面蝕刻或移除過(guò)量導(dǎo)電材料。在框208中，可沿著襯底的表面沉積電介質(zhì)薄膜。電介質(zhì)薄膜可為二氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)、氮化硅(SiN)或其它已知電介質(zhì)材料。一旦沉積電介質(zhì)薄膜，隨即可在框210中通過(guò)電介質(zhì)薄膜圖案化通孔或金屬溝槽。為了進(jìn)行此操作，可使用光致抗蝕劑圖案在電介質(zhì)材料中蝕刻溝槽。在框212中，接著用導(dǎo)電材料填充溝槽。由于過(guò)量導(dǎo)電材料可能上覆于電介質(zhì)薄膜的若干部分，所以通過(guò)CMP工藝蝕刻掉或移除所述過(guò)量導(dǎo)材料。在框214中，完成前側(cè)金屬化工藝，且將襯底的前表面安裝到載體晶片。一旦完成襯底的前側(cè)，隨即在框216中研磨玻璃襯底的背側(cè)以敞開(kāi)框202的部分通孔且使其成為到襯底的背側(cè)的穿通孔。一旦在背側(cè)上敞開(kāi)通孔，隨即在框218中將電介質(zhì)薄膜沉積于背側(cè)上。電介質(zhì)材料可包括二氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)、氮化硅(SiN)或其它已知電介質(zhì)材料。再次，由于電介質(zhì)材料可能在沉積于襯底的背側(cè)上時(shí)部分地或完全地阻塞穿通孔，所以在框220中圖案化通孔及金屬溝槽以在電介質(zhì)薄膜中形成開(kāi)口。在框222中，將導(dǎo)電材料沉積于溝槽中，且通過(guò)CMP工藝蝕刻或移除任何過(guò)量導(dǎo)電材料。在框224中，形成背側(cè)金屬層，且在玻璃襯底的背側(cè)上完成任何剩余金屬化工藝。存在可形成穿玻璃通孔的若干方式，且上文所描述的方法200僅為一個(gè)實(shí)例。舉例來(lái)說(shuō)，可沉積氧化鋁金屬以填充通孔。氧化鋁金屬工藝可歸因于較低成本而是理想的。對(duì)于在高電阻襯底中制作穿通孔，其它已知工藝也是可能的。返回到圖I的實(shí)施例，每一穿通孔114的長(zhǎng)度可相同于或大于襯底102的厚度。在一個(gè)非限制性實(shí)例中，穿通孔114的直徑及長(zhǎng)度可分別介于5 μ m到50 μ m之間及50 μ m到700 μ m之間。由于長(zhǎng)度影響電感的總量，所以當(dāng)穿通孔較長(zhǎng)時(shí)，電感器104具有較大電感范圍。換句話說(shuō)，通過(guò)增大襯底102的厚度，電感器104的電感范圍也得以增大。還可通過(guò)添加一個(gè)或一個(gè)以上穿通孔114來(lái)增大電感。電感器104的總電感范圍包含自感及互感兩者。在圖I的實(shí)施例中，信號(hào)可在第一方向128或第二方向130上傳遞通過(guò)多個(gè)穿通孔114。第一方向128及第二方向130大致上正交于襯底102的頂部表面110及底部表面112。另外，第一方向128與第二方向130大致上平行，但在彼此相反的方向上。因此，鄰近穿通孔之間的互感可彼此消去，且凈互感降低。換句話說(shuō)，互感歸因于信號(hào)在平行但相反的方向上傳遞通過(guò)鄰近穿通孔而相消。因而，電感器104的總電感范圍取決于多個(gè)穿通孔114中的每一者的自感及凈互感。在另一非限制性實(shí)例中，如果電感器104包括400個(gè)穿通孔且每一穿通孔具有O. 115nH的自感，則電感器的總電感將為約46nH?？梢躁嚵衼?lái)布置形成電感器的多個(gè)穿通孔114。舉例來(lái)說(shuō)，在圖3的實(shí)施例中，電感器300包括形成于高電阻襯底中的多個(gè)穿通孔306。以3 X 3矩陣來(lái)布置多個(gè)穿通孔306。在所述陣列的左上角，第一穿通孔(標(biāo)記為#1)在其一個(gè)末端處與背側(cè)導(dǎo)電跡線302耦合且在相反末端處與前側(cè)導(dǎo)電跡線304耦合。隨著信號(hào)傳遞通過(guò)第一穿通孔306，信號(hào)在第一方向310上從襯底的背 側(cè)行進(jìn)到襯底的前側(cè)。出于說(shuō)明性目的，通過(guò)以虛線所展示的穿通孔306來(lái)說(shuō)明在第一方向310上傳遞的信號(hào)。另一方面，通過(guò)被展示為實(shí)線的對(duì)應(yīng)穿通孔306來(lái)說(shuō)明在相反方向(例如，第二方向312)上傳遞的信號(hào)。由于第一穿通孔306通過(guò)前側(cè)導(dǎo)電跡線304耦合到第二穿通孔306 (標(biāo)記為#2)，所以在第一穿通孔與第二穿通孔之間形成連續(xù)導(dǎo)電路徑。同樣地，第三到第九穿通孔306(標(biāo)記為#3到#9)通過(guò)多個(gè)背側(cè)導(dǎo)電跡線302及前側(cè)導(dǎo)電跡線304彼此耦合以形成單一連續(xù)導(dǎo)電路徑。所述路徑在襯底的前側(cè)與背側(cè)之間曲繞，進(jìn)而形成三維電感器。雖然未圖示，但每一導(dǎo)電跡線的長(zhǎng)度大致上小于每一穿通孔306的長(zhǎng)度。因此，每一導(dǎo)電跡線的長(zhǎng)度不會(huì)顯著地影響電感器300的電感。類(lèi)似于上文所描述的電感器104，隨著信號(hào)傳遞通過(guò)電感器300，信號(hào)在平行但相反的方向上傳遞通過(guò)鄰近穿通孔306。電感器300的互感抵消，且因此對(duì)可安置于電感器300上方或下方的其它有源裝置具有極小影響。換句話說(shuō)，二維電感器的劣勢(shì)之一在于，例如晶體管等有源裝置不能堆疊于電感器上方或下方。由于傳遞通過(guò)二維電感器的電流平行于襯底的頂部表面及底部表面，所以從電感器所產(chǎn)生的互感負(fù)面地影響安置于電感器上方或下方的其它裝置。因此，二維電感器必須安置于BEOL的頂部金屬層中，且在電感器下方的層及襯底未被占據(jù)且未被使用。然而，在三維電感器的上述實(shí)施例中，傳遞通過(guò)電感器的信號(hào)大致上正交于電感器的頂部表面及底部表面。由于信號(hào)在相反方向上傳遞通過(guò)鄰近穿通孔，所以互感對(duì)其它附近裝置沒(méi)有實(shí)質(zhì)影響。因此，三維電感器的若干優(yōu)勢(shì)之一為將一個(gè)或一個(gè)以上裸片堆疊于電感器上方或下方的能力。因此，有源裝置及互連線也可安置于三維電感器上方或下方，而不受到互感影響。參看圖4，三維電感器的不同實(shí)施例提供于電子封裝400中。封裝400包括由玻璃、藍(lán)寶石或其它高電阻材料制成的高電阻襯底402。目標(biāo)電感器404形成于襯底402中且包括穿通孔408。穿通孔408由例如銅等導(dǎo)電材料形成，且延伸襯底402的厚度的長(zhǎng)度。目標(biāo)電感器404可包括多個(gè)穿通孔408。封裝400還包括形成于襯底402中的調(diào)諧器電感器406。調(diào)諧器電感器406包括形成于襯底402中的穿通孔410，但在其它實(shí)施例中，調(diào)諧器電感器406可包括多個(gè)穿通孔410。另外，封裝400可包括多個(gè)目標(biāo)電感器404及調(diào)諧器電感器406。目標(biāo)電感器404可在襯底402的前側(cè)及背側(cè)處耦合到金屬層及/或?qū)щ娵E線。舉例來(lái)說(shuō)，在圖4中，目標(biāo)電感器404的穿通孔408耦合到背側(cè)跡線416及在襯底402的前側(cè)上的一對(duì)金屬層418、424。襯底402的前側(cè)上的金屬層418、424由電介質(zhì)材料414圍繞。同樣地，背側(cè)跡線416由襯底402的背側(cè)上的電介質(zhì)材料412圍繞。在封裝400中制作一個(gè)以上目標(biāo)電感器404的情況下，目標(biāo)電感器404中的每一者耦合在一起以形成連續(xù)導(dǎo)電路徑。調(diào)諧器電感器406也可在襯底的前側(cè)及背側(cè)兩側(cè)處耦合到導(dǎo)電跡線及金屬層。在圖4中，舉例來(lái)說(shuō)，穿通孔410在前側(cè)上耦合到兩個(gè)金屬層420、422且在背側(cè)上耦合到金屬層426。穿通孔410還可在襯底402的前側(cè)及背側(cè)上耦合到導(dǎo)電跡線。然而，每一調(diào)諧器電感器406形成其自己的獨(dú)立導(dǎo)電路徑。換句話說(shuō)，當(dāng)在封裝400中制作一個(gè)以上調(diào)諧器電感器406時(shí)，每一調(diào)諧器電感器406與其它調(diào)諧器電感器406分離。以此方式，每一調(diào)諧器電感器406可獨(dú)立于其它調(diào)諧器電感器406來(lái)控制?？蓪⒄{(diào)諧器電感器406作為陣列布置于封裝400中?？墒剐盘?hào)傳遞通過(guò)每一調(diào)諧器電感器406的每一穿通孔410以控制目標(biāo)電感器404的電感。為了進(jìn)行此操作，可改變傳遞通過(guò)一個(gè)調(diào)諧器電感器406的信號(hào)的方向以調(diào)整目標(biāo)電感器404的總電感。借助即將出現(xiàn)的實(shí)例來(lái)描述此情形。參看圖5，提供電子封裝500的示范性實(shí)施例。電子封裝500包括高電阻襯底、目標(biāo)電感器502及多個(gè)調(diào)諧器電感器504。目標(biāo)電感器502包括耦合到前側(cè)導(dǎo)電跡線506及背側(cè)導(dǎo)電跡線508的穿通孔514。同樣地，多個(gè)調(diào)諧器電感器504中的每一者包括耦合到不同前側(cè)導(dǎo)電跡線506及背側(cè)導(dǎo)電跡線508的穿通孔。 信號(hào)可在第一方向510或第二方向512上傳遞通過(guò)目標(biāo)電感器502及多個(gè)調(diào)諧器·電感器504的穿通孔514中的每一者。第一方向510與第二方向512彼此相反(例如,從襯底的前側(cè)到背側(cè)，或從襯底的背側(cè)到前側(cè))，且大致上正交于襯底的前表面及背表面。僅出于說(shuō)明性目的，在圖5中將目標(biāo)電感器502及調(diào)諧器電感器504的穿通孔展示為圓形。對(duì)于在第一方向510上傳遞通過(guò)穿通孔中的一者的信號(hào)，將所述穿通孔展示為虛圓形線?；蛘?，對(duì)于在第二方向512上傳遞通過(guò)穿通孔中的一者的信號(hào)，將所述穿通孔展示為實(shí)圓形線。在圖6到9中也使用此符號(hào)體系。如圖5的實(shí)施例所示，存在圍繞一個(gè)目標(biāo)電感器502的八個(gè)調(diào)諧器電感器504。使信號(hào)在與信號(hào)傳遞通過(guò)目標(biāo)電感器502的方向相同的方向上傳遞通過(guò)鄰近調(diào)諧器電感器504會(huì)增大互感，且使信號(hào)在相反方向上傳遞通過(guò)鄰近調(diào)諧器電感器504會(huì)減小互感。在圖5中，信號(hào)在第一方向510上傳遞通過(guò)四個(gè)調(diào)諧器電感器504且在第二方向512上傳遞通過(guò)其它四個(gè)調(diào)諧器電感器504。另外，信號(hào)在第二方向512上傳遞通過(guò)目標(biāo)電感器502。信號(hào)在第二方向512上傳遞通過(guò)的四個(gè)調(diào)諧器電感器504增大目標(biāo)電感器502的總電感，而信號(hào)在第一方向510上傳遞通過(guò)的四個(gè)調(diào)諧器電感器504減小總電感?？赏ㄟ^(guò)切換調(diào)諧器電感器504中的一者或一者以上的信號(hào)方向來(lái)調(diào)整或編程目標(biāo)電感器502的總電感。如上文所描述，獨(dú)立地控制八個(gè)調(diào)諧器電感器504中的每一者，且因此，可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)電感器502的一定范圍的電感值。舉例來(lái)說(shuō)，在圖5中，將通過(guò)第一調(diào)諧器通孔504(標(biāo)記為#1)的信號(hào)方向從第二方向512切換到第一方向510將會(huì)使目標(biāo)電感器502的總電感降低第一量(例如,0. 6nH)。同樣地,切換通過(guò)第五調(diào)諧器電感器504 (標(biāo)記為#5)的信號(hào)方向?qū)?huì)使目標(biāo)電感器502的總電感降低第二量(例如,0. 6nH)。因此,取決于信號(hào)方向被切換所通過(guò)的調(diào)諧器電感器504的數(shù)目，可逐步地增大或減小目標(biāo)電感器502的總電感。雖然圖5中未展示，但還有可能使信號(hào)不傳遞通過(guò)調(diào)諧器電感器中的一者或一者以上。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)使信號(hào)僅傳遞通過(guò)調(diào)諧器電感器504中的一者而調(diào)諧目標(biāo)電感器502的總電感。在此實(shí)例中，無(wú)信號(hào)傳遞通過(guò)其它七個(gè)調(diào)諧器電感器。使信號(hào)傳遞通過(guò)較多或較少調(diào)諧器電感器504會(huì)增大或減小與目標(biāo)電感器502的互感的增加量及消去量。參看圖6的實(shí)施例，提供電子封裝600，電子封裝600包括具有兩個(gè)穿通孔614的目標(biāo)電感器602。目標(biāo)電感器602的穿通孔614中的每一者在襯底的每一末端處稱合到導(dǎo)電跡線。明確地說(shuō)，前側(cè)跡線606及背側(cè)跡線608耦合目標(biāo)電感器602的兩個(gè)穿通孔614以形成連續(xù)導(dǎo)電路徑。信號(hào)在第一方向610上傳遞通過(guò)目標(biāo)電感器602的一個(gè)穿通孔614，且在第二方向612上傳遞通過(guò)另一穿通孔614。再次，第一方向與第二方向彼此相反，且大致上正交于襯底的前表面及背表面。封裝600還包括十個(gè)調(diào)諧器電感器604。調(diào)諧器電感器604形成矩形陣列且圍繞目標(biāo)電感器602。調(diào)諧器電感器604中的每一者包括耦合到獨(dú)立前側(cè)跡線606及背側(cè)跡線608的穿通孔。因而，每一調(diào)諧器電感器604形成可獨(dú)立于其它調(diào)諧器電感器604來(lái)控制的獨(dú)立導(dǎo)電路徑。因此，通過(guò)切換信號(hào)傳遞通過(guò)調(diào)諧器電感器604中的一者或一者以上的穿通孔的方向，且通過(guò)控制信號(hào)在每一方向上傳遞通過(guò)的調(diào)諧器電感器604的數(shù)目，可編程或變化目標(biāo)電感器602的總電感。圖7中展示三維可編程電感器的不同實(shí)施例。在此實(shí)施例中，電子封裝700包含可由玻璃、藍(lán)寶石或其它高電阻材料形成的高電阻襯底。封裝700進(jìn)一步包括目標(biāo)電感器702及十二個(gè)調(diào)諧器電感器704。目標(biāo)電感器702包括三個(gè)穿通孔714，所述三個(gè)穿通孔714 耦合到前側(cè)跡線706及背側(cè)跡線708以形成單一連續(xù)導(dǎo)電路徑。另一方面，每一調(diào)諧器電感器704包括在其每一末端處耦合到導(dǎo)電跡線的穿通孔，但不同于目標(biāo)電感器702的穿通孔714，每一調(diào)諧器電感器704形成獨(dú)立導(dǎo)電路徑。因而，可獨(dú)立地控制傳遞通過(guò)每一調(diào)諧器電感器704的穿通孔的信號(hào)。可獨(dú)立地調(diào)整傳遞通過(guò)每一調(diào)諧器電感器704的信號(hào)的方向及信號(hào)傳遞通過(guò)的調(diào)諧器電感器704的數(shù)目以控制目標(biāo)電感器702的總電感。在圖7的實(shí)施例中，獨(dú)立信號(hào)在第一方向710 (通過(guò)表不每一調(diào)諧器電感器704的穿通孔的虛圓形線指示方向)上傳遞通過(guò)第二、第四、第六、第八、第十及第十二調(diào)諧器電感器704 (分別標(biāo)記為2、4、6、8、10及12)。在第一、第三、第五、第七、第九及第十一調(diào)諧器電感器704(標(biāo)記為1、3、5、7、9及11)中，獨(dú)立信號(hào)在第二方向712(通過(guò)表不每一調(diào)諧器電感器704的穿通孔的實(shí)圓形線指示方向)上傳遞通過(guò)。換句話說(shuō)，存在信號(hào)在第一方向710上傳遞通過(guò)的六個(gè)調(diào)諧器電感器704及信號(hào)在第二方向712上傳遞通過(guò)的六個(gè)調(diào)諧器電感器704。就目標(biāo)電感器702而論，信號(hào)在第一方向710上傳遞通過(guò)兩個(gè)穿通孔714且在第二方向712上傳遞通過(guò)一個(gè)穿通孔714。由于信號(hào)在第一方向710上傳遞通過(guò)的調(diào)諧器電感器704的數(shù)目與在第二方向712上傳遞通過(guò)的調(diào)諧器電感器704的數(shù)目相同，所以每一調(diào)諧器電感器704對(duì)目標(biāo)電感器702的互感影響是可忽略的。然而，為了增大或減小目標(biāo)電感器702的總電感，可切換在調(diào)諧器電感器704中的一者或一者以上中的信號(hào)方向，或無(wú)信號(hào)可傳遞通過(guò)調(diào)諧器電感器704中的一者或一者以上。圖8中展示形成于電子封裝800中的三維電感器的另一實(shí)施例。在圖8中，電子封裝800包括目標(biāo)電感器802，目標(biāo)電感器802包括以2X 2陣列來(lái)布置的四個(gè)穿通孔814。通過(guò)前側(cè)跡線806及背側(cè)跡線808耦合每一穿通孔814。類(lèi)似于以上實(shí)施例中所描述的目標(biāo)電感器，目標(biāo)電感器802的穿通孔814中的每一者彼此耦合以形成單一連續(xù)導(dǎo)電路徑。封裝800還包括以圍繞目標(biāo)電感器802的矩形來(lái)布置的十二個(gè)調(diào)諧器電感器804。調(diào)諧器電感器804中的每一者包括耦合到前側(cè)跡線806及背側(cè)跡線808的穿通孔。另外，調(diào)諧器電感器804中的每一者形成可獨(dú)立地控制的信號(hào)可在一方向上傳遞通過(guò)的獨(dú)立導(dǎo)電路徑。在此實(shí)施例中，信號(hào)在第一方向810(通過(guò)表示穿通孔的虛圓形線指示方向)上傳遞通過(guò)六個(gè)調(diào)諧器電感器804，且在第二方向812(通過(guò)表示穿通孔的實(shí)圓形線指示方向)上傳遞通過(guò)其它六個(gè)調(diào)諧器電感器804。同樣地，信號(hào)在第一方向810上傳遞通過(guò)目標(biāo)電感器802的兩個(gè)穿通孔814且在第二方向812上傳遞通過(guò)其它兩個(gè)穿通孔814。如上文所描述，第一方向810與第二方向812平行但彼此相反。通過(guò)切換傳遞通過(guò)調(diào)諧器電感器804的信號(hào)的信號(hào)方向，且通過(guò)切換信號(hào)在每一方向上傳遞通過(guò)的調(diào)諧器電感器804的數(shù)目，可控制目標(biāo)電感器802的總電感。在每一調(diào)諧器電感器804中的信號(hào)方向影響目標(biāo)電感器802的電感值。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)使個(gè)別信號(hào)在第一方向810上傳遞通過(guò)調(diào)諧器電感器804中的每一者而實(shí)現(xiàn)電感范圍的一個(gè)末端?？赏ㄟ^(guò)使個(gè)別信號(hào)在 第二方向812上傳遞通過(guò)調(diào)諧器電感器804中的每一者而實(shí)現(xiàn)電感范圍的相反末端?？赏ㄟ^(guò)改變信號(hào)所傳遞通過(guò)的調(diào)諧器電感器的數(shù)目及信號(hào)的方向而實(shí)現(xiàn)在這些極端之間的不同步長(zhǎng)。圖9中展示三維可編程電感器的不同實(shí)施例。電子封裝900包括目標(biāo)電感器902及八個(gè)調(diào)諧器電感器904。目標(biāo)電感器902包括形成于高電阻襯底中的穿通孔。穿通孔耦合到前側(cè)跡線906及背側(cè)跡線908，進(jìn)而形成單一導(dǎo)電路徑。目標(biāo)電感器902可包括在襯底中所制作的多個(gè)穿通孔。以圍繞目標(biāo)電感器902的圓形來(lái)布置調(diào)諧器電感器904。調(diào)諧器電感器904中的每一者包括耦合到前側(cè)跡線906及背側(cè)跡線908的穿通孔。因而，調(diào)諧器電感器904中的每一者形成獨(dú)立導(dǎo)電路徑。通過(guò)以圓形來(lái)布置調(diào)諧器電感器904，每一調(diào)諧器電感器904與目標(biāo)電感器902相隔大約相同距離，且與呈非圓形布置相比，由目標(biāo)電感器902及調(diào)諧器電感器904占據(jù)的在襯底中的空間量較小。類(lèi)似于先前所描述的實(shí)施例，每一調(diào)諧器電感器904可獨(dú)立于其它調(diào)諧器電感器904來(lái)控制。在圖9中，個(gè)別信號(hào)在第一方向910上傳遞通過(guò)第二、第四、第六及第八調(diào)諧器電感器904 (標(biāo)記為2、4、6及8)，且在第二方向912上傳遞通過(guò)第一、第三、第五、第七及第九調(diào)諧器電感器904 (標(biāo)記為1、3、5、7及9)。第一方向910與第二方向912平行但相反,且兩個(gè)方向均大致上正交于襯底的前表面及背表面。信號(hào)在第二方向912上傳遞通過(guò)目標(biāo)電感器902。為了改變目標(biāo)電感器902的總電感，可切換傳遞通過(guò)調(diào)諧器電感器904中的至少一者的信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，可將傳遞通過(guò)第一調(diào)諧器電感器904的信號(hào)從第二方向912切換到第一方向910。因此，可通過(guò)改變傳遞通過(guò)調(diào)諧器電感器904中的一者或一者以上的信號(hào)的方向而實(shí)現(xiàn)所要電感。還可通過(guò)使信號(hào)傳遞通過(guò)不到全部八個(gè)調(diào)諧器電感器904而調(diào)諧目標(biāo)電感器902的電感。上文參看圖5到9所描述的可變電感器包括若干優(yōu)勢(shì)。在某些電力應(yīng)用中，可能需要調(diào)整或控制電路中的電感量。舉例來(lái)說(shuō)，在具有時(shí)變電容負(fù)載或變化操作頻率的電路中，可通過(guò)變化電感以最小化由電源供應(yīng)的所需無(wú)功電流來(lái)調(diào)諧電路。上文所描述的可變或可編程電感器可有利地并入于這些電路中。另外，使用可變或可編程電感器的寬可調(diào)諧LC-VCO可為用于可重新配置的RF電路的關(guān)鍵電路中的一者。另一優(yōu)勢(shì)為在高電阻襯底中制作可變或可編程電感器。舉例來(lái)說(shuō)，與硅襯底相比，玻璃襯底具有較小損失(例如，渦電流損失)。并且，借助高電阻襯底改進(jìn)諧振頻率。另外，舉例來(lái)說(shuō)，穿玻璃通孔陣列電感器的總電感可具有為具有類(lèi)似布局尺寸的二維螺旋電感器的總電感的兩倍以上的總電感。轉(zhuǎn)到圖10，三維變壓器1004的不同示范性實(shí)施例形成于電子封裝1000中。電子封裝1000包括例如玻璃、藍(lán)寶石或其它已知高電阻材料等高電阻襯底1002。變壓器1004包括初級(jí)回路1006及次級(jí)回路1008。初級(jí)回路1006由多個(gè)穿通孔1010形成，所述多個(gè)穿通孔1010在襯底1002的前側(cè)及背側(cè)上通過(guò)跡線1022彼此耦合。同樣地，次級(jí)回路1008包括多個(gè)穿通孔1012，所述多個(gè)穿通孔1012也在襯底1002的前側(cè)及背側(cè)上耦合到跡線(但圖10中未展示)。初級(jí)回路的多個(gè)穿通孔1010可在襯底1002的前側(cè)上耦合到金屬層1026、1030且在襯底1002的背側(cè)上耦合到金屬層1032、1036。類(lèi)似地，次級(jí)回路1008的多個(gè)穿通孔1012可在襯底1002的前側(cè)上耦合到金屬層1024、1028且在襯底1002的背側(cè)上耦合到金屬層1034。可分別由襯底1002的前側(cè)上的電介質(zhì)材料1014及襯底1002的背側(cè)上的電介質(zhì)材料1016圍繞所述金屬層。初級(jí)回路1006及次級(jí)回路1008的多個(gè)穿通孔及導(dǎo)電跡線各自形成獨(dú)立連續(xù)導(dǎo)電路徑。傳遞通過(guò)初級(jí)回路及次級(jí)回路的多個(gè)穿通孔的信號(hào)可在第一方向1038或第二方向1040上傳遞通過(guò)。第一方向1038平行于第二方向1040,但所述兩個(gè)方向彼此相反。另外，·第一方向及第二方向大致上正交于襯底1002的前表面1018及背表面1020。每一穿通孔的長(zhǎng)度大于導(dǎo)電跡線的長(zhǎng)度。在非限制性實(shí)例中，穿玻璃通孔(TGV) 1010、1012的直徑及長(zhǎng)度可分別介于5 μ m到50 μ m之間及50 μ m到700 μ m之間。由于長(zhǎng)度影響互感，所以當(dāng)穿通孔較長(zhǎng)時(shí)，互感較大。另外，通過(guò)增大襯底1002的厚度，變壓器1004的效率也得以改進(jìn)。效率改進(jìn)是因?yàn)槌跫?jí)回路與次級(jí)回路之間的耦合增大(即，存在額外耦合及較少場(chǎng)泄漏)。初級(jí)回路及次級(jí)回路還形成變壓器比。可將變壓器比定義為初級(jí)回路1006中的穿通孔1010的數(shù)量與次級(jí)回路1008中的穿通孔1012的數(shù)量的比率。舉例來(lái)說(shuō)，在圖10的實(shí)施例中，初級(jí)回路1006具有兩個(gè)穿通孔1010，且次級(jí)回路1008具有一個(gè)穿通孔1012。因此，變壓器比為2: I?？赏ㄟ^(guò)增大或減小初級(jí)回路及次級(jí)回路中的穿通孔的數(shù)量而調(diào)整變壓器比。變壓器比可影響變壓器1004的輸出電壓及阻抗。舉例來(lái)說(shuō)，在RF應(yīng)用中的電路性能可取決于阻抗隔離。因?yàn)榭赏ㄟ^(guò)改變初級(jí)回路1006或次級(jí)回路1008中的穿通孔的數(shù)目而調(diào)整變壓器比，所以圖10的實(shí)施例提供用于實(shí)現(xiàn)阻抗匹配的裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，大于I: I的變壓器比可降低輸出電壓，而小于I: I的變壓器比可增大輸出電壓。將圖11到16所示的實(shí)施例提供為上文所描述的三維變壓器的非限制性實(shí)例。參看圖11，變壓器1100形成于電子封裝中。變壓器1100包括初級(jí)回路1102及次級(jí)回路1104。初級(jí)回路1102包括形成于例如玻璃或藍(lán)寶石等高電阻襯底中的六個(gè)穿通孔1106。所述穿通孔通過(guò)前側(cè)跡線1112及背側(cè)跡線1110而彼此耦合以形成連續(xù)導(dǎo)電路徑。同樣地，次級(jí)回路1104包括三個(gè)穿通孔1108。每一穿通孔1108在其每一末端處耦合到前側(cè)跡線1116及背側(cè)跡線1114。所述三個(gè)穿通孔1108彼此耦合以形成連續(xù)導(dǎo)電路徑。在圖11的實(shí)施例中，在初級(jí)回路1102中存在六個(gè)穿通孔1106，且在次級(jí)回路1104中存在三個(gè)穿通孔1108。因此，變壓器比為6:3或2: I。隨著信號(hào)傳遞通過(guò)初級(jí)回路1102，在次級(jí)回路1104中產(chǎn)生感生信號(hào)(例如，能量從初級(jí)回路到次級(jí)回路的轉(zhuǎn)移)。感生信號(hào)取決于變壓器比。舉例來(lái)說(shuō)，如果變壓器比增大，則次級(jí)回路中的輸出電壓減小。另一方面，如果變壓器比減小，則次級(jí)回路中的輸出電壓增大?？蓪⒆儔浩鞯脑O(shè)計(jì)及布局布置成使得在制作期間建立變壓器比。因此，如果需要某一輸出電壓或阻抗，則可在制作期間通過(guò)在初級(jí)回路及/或次級(jí)回路中形成所要數(shù)量個(gè)穿通孔而設(shè)定用于實(shí)現(xiàn)理想結(jié)果的變壓器比。在圖12中，提供變壓器1200的另一實(shí)施例。變壓器1200包括初級(jí)回路1202及次級(jí)回路1204。初級(jí)回路1202包含通過(guò)前側(cè)跡線1212及背側(cè)跡線1210而彼此耦合的六個(gè)穿通孔1206。同樣地，次級(jí)回路1204包括也通過(guò)前側(cè)跡線1216及背側(cè)跡線1214而彼此耦合的六個(gè)穿通孔1208。有利地在例如玻璃、藍(lán)寶石或其它高電阻材料等高電阻襯底中制作穿通孔1206、1208。在此實(shí)施例中，變壓器比為6:6或1:1。變壓器1200可提供阻抗匹配或隔離以提供較好電路性能。舉例來(lái)說(shuō)，在RF電路中，阻抗匹配對(duì)于物理地隔離兩個(gè)不同電路是重要的。雖然存在物理隔離，但經(jīng)由電磁耦合的變壓器1200可在初級(jí)回路1202與次級(jí)回路1204之間轉(zhuǎn)移或傳遞信號(hào)。 參看圖13，說(shuō)明形成于高電阻襯底中的三維變壓器1300的不同實(shí)施例。變壓器1300包含初級(jí)回路1302及次級(jí)回路1304。初級(jí)回路1302包括形成于襯底中的十個(gè)穿通孔1306。穿通孔1306在襯底的前側(cè)上通過(guò)多個(gè)前側(cè)跡線1312且在襯底的背側(cè)上通過(guò)多個(gè)背側(cè)跡線1310而彼此耦合以形成連續(xù)導(dǎo)電路徑。次級(jí)回路1304包括在高電阻襯底中所制作的兩個(gè)穿通孔1308。兩個(gè)穿通孔1308通過(guò)前側(cè)跡線1316而彼此耦合以形成連續(xù)導(dǎo)電路徑。在襯底的背側(cè)上，穿通孔1308耦合到背側(cè)跡線1314。在此實(shí)施例中，變壓器比為10:2或5:1。隨著信號(hào)傳遞通過(guò)初級(jí)回路1302，在次級(jí)回路1304中感生另一信號(hào)。輸出電壓(例如，在次級(jí)回路1304中)歸因于所述變壓器比而降低5倍?？稍谥谱髦巴ㄟ^(guò)調(diào)整初級(jí)穿通孔及次級(jí)穿通孔的數(shù)量而建立變壓器比。由于輸出電壓及阻抗取決于兩個(gè)回路中的匝數(shù)，所以從所述回路中的一者或兩者添加或移除一個(gè)或一個(gè)以上穿通孔將會(huì)改變每一回路中的匝數(shù)。因此，可實(shí)現(xiàn)所要輸出電壓或阻抗。在圖14的實(shí)施例中，展示形成于高電阻襯底中的三維變壓器1400。變壓器1400包括初級(jí)回路1402及次級(jí)回路1404。初級(jí)回路1402包括通過(guò)多個(gè)前側(cè)跡線1412及多個(gè)背側(cè)跡線1410而彼此耦合的七個(gè)穿通孔1406。初級(jí)回路1402包含信號(hào)可傳遞通過(guò)的連續(xù)導(dǎo)電路徑或電路。次級(jí)回路1404包含通過(guò)多個(gè)前側(cè)跡線1416及多個(gè)背側(cè)跡線1414而彼此耦合的八個(gè)穿通孔1408。次級(jí)回路1404形成信號(hào)可傳遞通過(guò)的獨(dú)立連續(xù)導(dǎo)電路徑。初級(jí)回路1402及次級(jí)回路1404兩者的導(dǎo)電跡線可在襯底的不同側(cè)上交叉，如圖14所示。還可有利的是在可能時(shí)減少每一導(dǎo)電跡線的長(zhǎng)度，因?yàn)楫?dāng)穿通孔經(jīng)間隔成彼此更遠(yuǎn)離時(shí)，可存在小互感影響。舉例來(lái)說(shuō)，與第i^一及第十二穿通孔1408相比，次級(jí)回路1404的第十二及第十三穿通孔1408(標(biāo)記為#12及13)經(jīng)間隔成彼此更遠(yuǎn)離?；ジ杏绊懣捎绊懽儔浩?400的效率。圖14中的變壓器比為7:8。隨著信號(hào)傳遞通過(guò)初級(jí)回路1402，在次級(jí)回路1404中感生另一信號(hào)。輸出電壓(例如，在次級(jí)回路1404中)歸因于變壓器比而增大。在制作之前，可通過(guò)在初級(jí)回路1402及/或次級(jí)回路1404中形成所要數(shù)目個(gè)穿通孔而設(shè)定變壓器比。舉例來(lái)說(shuō)，在次級(jí)回路1404中添加額外穿通孔將會(huì)使變壓器比改變?yōu)?:9，且進(jìn)而進(jìn)一步增大感生信號(hào)。因此，可通過(guò)確定用于實(shí)現(xiàn)輸出電壓或阻抗的變壓器比且在初級(jí)回路及次級(jí)回路中制作必需數(shù)目個(gè)穿通孔而實(shí)現(xiàn)所要輸出電壓或阻抗。
參看圖15，說(shuō)明三維變壓器1500的另一實(shí)施例。變壓器1500形成于例如玻璃或藍(lán)寶石等高電阻襯底中，且包括初級(jí)回路1502及次級(jí)回路1504。初級(jí)回路1502及次級(jí)回路1504兩者均為由穿通孔及導(dǎo)電跡線形成的獨(dú)立連續(xù)電路或?qū)щ娐窂健Ｅe例來(lái)說(shuō)，初級(jí)回路1502包括通過(guò)多個(gè)前側(cè)跡線1512及背側(cè)跡線1510而彼此耦合的十二個(gè)穿通孔1506。次級(jí)回路1504包含通過(guò)多個(gè)前側(cè)跡線1516及背側(cè)跡線1514而彼此耦合的四個(gè)穿通孔1508。雖然可以多種不同方式來(lái)布置穿通孔及導(dǎo)電跡線，但在圖15中，初級(jí)回路1502圍繞次級(jí)回路 1504。然而，更重要的是，變壓器比為12:4或3:1。隨著信號(hào)傳遞通過(guò)初級(jí)回路1502，在次級(jí)回路1504中感生信號(hào)。歸因于所述變壓器比，與傳遞通過(guò)初級(jí)回路1502的信號(hào)相比較，感生信號(hào)降低3倍?？赏ㄟ^(guò)改變變壓器比而增大或進(jìn)一步降低感生信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)增大變壓器比(例如，在制作期間將一個(gè)或一個(gè)以上穿通孔添加到初級(jí)回路1502或從次級(jí)回路1504移除一個(gè)或一個(gè)以上穿通孔)而減小感生信號(hào)?；蛘撸鳛榱硪粚?shí)例，可通過(guò)減小變壓器比(例如，在制作期間將一個(gè)或一個(gè)以上穿通孔添加到次級(jí)回路1504或從初級(jí)回路1502移除一個(gè)或一個(gè)以上穿通孔)而增大感生信號(hào)。 圖16中說(shuō)明形成于高電阻襯底中的三維變壓器1600的不同實(shí)施例。變壓器1600包括初級(jí)回路1602及次級(jí)回路1604。初級(jí)回路1602包含八個(gè)穿通孔1606。所述八個(gè)穿通孔1606通過(guò)多個(gè)前側(cè)跡線1612及多個(gè)背側(cè)跡線1610而彼此耦合以形成連續(xù)導(dǎo)電路徑或電路。同樣地，次級(jí)回路1604包含八個(gè)穿通孔1608。次級(jí)回路1604的八個(gè)穿通孔1608也耦合到多個(gè)前側(cè)跡線1616及多個(gè)背側(cè)跡線1614以形成獨(dú)立導(dǎo)電路徑或電路。此實(shí)施例的變壓器比為8:8或1:1。雖然圖11到16中展示特定實(shí)例，但可設(shè)計(jì)三維變壓器以實(shí)現(xiàn)任何所要變壓器比以影響輸出及/或電路性能。可基于所要電路性能及襯底中的可用空間而使穿通孔彼此間隔。如上文所描述，可使用變壓器以變換電壓及阻抗匹配。特別是在RF應(yīng)用中，還可將變壓器用作差分輸入或輸出。三維變壓器比二維變壓器有利，因?yàn)榍罢咴谝r底中需要較少面積且具有較高效率。明確地說(shuō)，垂直穿通孔陣列允許將變壓器的電路或回路間隔成彼此更接近。舉例來(lái)說(shuō)，可容易在無(wú)需絕緣層的情況下在玻璃襯底中制作穿玻璃通孔。另外，可設(shè)計(jì)三維變壓器以滿足任何理想阻抗匹配或輸出電壓要求。并且，與在硅襯底中相比，在高電阻襯底中存在較少損失及較高諧振頻率。圖17展示示范性無(wú)線通信系統(tǒng)1700，在所述無(wú)線通信系統(tǒng)1700中可有利地使用具有形成于高電阻襯底中的三維電感器或變壓器的電子封裝的實(shí)施例。出于說(shuō)明的目的，圖17展示三個(gè)遠(yuǎn)程單元1720、1730及1750以及兩個(gè)基站1740。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，典型無(wú)線通信系統(tǒng)可具有更多遠(yuǎn)程單元及基站。遠(yuǎn)程單元1720、1730及1750中的任一者可包括具有形成于高電阻襯底中的三維電感器或變壓器的電子封裝，例如本文中所揭示。圖17展示從基站1740到遠(yuǎn)程單元1720、1730及1750的前向鏈路信號(hào)1780以及從遠(yuǎn)程單元1720、1730及1750到基站1740的反向鏈路信號(hào)1790。在圖17中，遠(yuǎn)程單元1720被展示為移動(dòng)電話，遠(yuǎn)程單元1730被展示為便攜式計(jì)算機(jī)，且遠(yuǎn)程單元1750被展示為無(wú)線本地回路系統(tǒng)中的固定位置遠(yuǎn)程單元。舉例來(lái)說(shuō)，所述遠(yuǎn)程單元可為蜂窩式電話、手持式個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)單元、例如個(gè)人數(shù)據(jù)助理等便攜式數(shù)據(jù)單元，或例如儀表讀取設(shè)備等固定位置數(shù)據(jù)單元。雖然圖17說(shuō)明可包括具有形成于高電阻襯底中的三維電感器或變壓器的電子封裝(如本文中所揭示)的某些示范性遠(yuǎn)程單元，但封裝襯底不限于這些示范性所說(shuō)明單元。實(shí)施例可合適地用于需要具有形成于高電阻襯底中的三維電感器或變壓器的電子封裝的任何電子裝置中。雖然已在上文中揭示了并入有本發(fā)明的原理的示范性實(shí)施例，但本發(fā)明不限 于所揭示的實(shí)施例。替代地，本申請(qǐng)案既定涵蓋本發(fā)明的使用其一般原理的任何變化、用途或調(diào)適。另外，本申請(qǐng)案既定涵蓋在本發(fā)明所屬的技術(shù)中的已知或慣例實(shí)踐范圍內(nèi)且屬于所附權(quán)利要求書(shū)的限度內(nèi)的從本發(fā)明的這些偏離。
權(quán)利要求
1.一種在電子封裝中的電路，其包含 高電阻襯底，其具有頂部表面及底部表面； 第一電感器，其包括形成于所述襯底中的第一穿通孔，第一信號(hào)傳遞通過(guò)所述第一穿通孔；及 第二電感器，其包括形成于所述襯底中的第二穿通孔，第二信號(hào)傳遞通過(guò)所述第二穿通孔，所述第二信號(hào)在第一方向或第二方向上傳遞，其中所述第二方向與所述第一方向大致上平行但相反； 進(jìn)一步其中，所述第一電感器的總電感是通過(guò)改變所述第二信號(hào)的所述方向來(lái)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其中所述第一電感器為目標(biāo)電感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其中所述第二電感器為調(diào)諧器電感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其中所述第二電感器包含多個(gè)第二電感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中傳遞通過(guò)所述多個(gè)第二電感器中的每一者的所述第二信號(hào)的所述方向被獨(dú)立地控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中所述第一電感器的所述總電感是通過(guò)使所述第二信號(hào)在與所述第一信號(hào)相同的方向上傳遞通過(guò)所述多個(gè)第二電感器中的至少一者來(lái)增大。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中所述第一電感器的所述總電感是通過(guò)使所述第二信號(hào)在與所述第一信號(hào)相反的方向上傳遞通過(guò)所述多個(gè)第二電感器中的至少一者來(lái)減小。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中所述第一電感器的所述總電感包含一定范圍的電感值，所述范圍是由第二電感器的數(shù)目確定。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中當(dāng)所述第二信號(hào)在與所述第一信號(hào)傳遞通過(guò)所述第一電感器相同的方向上傳遞通過(guò)所述多個(gè)第二電感器中的每一者時(shí)，所述第一電感器的所述總電感處于最大電感值。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中當(dāng)所述第二信號(hào)在與所述第一信號(hào)傳遞通過(guò)所述第一電感器相反的方向上傳遞通過(guò)所述多個(gè)第二電感器中的每一者時(shí)，所述第一電感器的所述總電感處于最小電感值。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中所述多個(gè)第二電感器中的每一者的所述穿通孔在所述襯底的所述頂部表面及所述底部表面處耦合到導(dǎo)電跡線，進(jìn)而形成獨(dú)立連續(xù)導(dǎo)電路徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中所述多個(gè)第二電感器形成大致上圍繞所述第一電感器的第二電感器陣列。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電路，其中所述第二電感器陣列形成圓形或多邊形陣列。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其中所述第一電感器包含多個(gè)穿通孔。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電路，其中所述第一電感器的所述多個(gè)穿通孔耦合到多個(gè)導(dǎo)電跡線以形成連續(xù)導(dǎo)電路徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其中所述第一信號(hào)及所述第二信號(hào)正交于所述襯底的所述頂部表面及所述底部表面而傳遞通過(guò)所述第一電感器及所述第二電感器的所述穿通孔。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，所述電路并入到選自由音樂(lè)播放器、視頻播放器、娛樂(lè)單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)字助理PDA、固定位置數(shù)據(jù)單元及計(jì)算機(jī)組成的群組的裝置中。
18.一種形成于高電阻襯底中的電感器，所述電感器包含 在所述高電阻襯底中的多個(gè)穿通孔； 在所述襯底的頂部表面上的多個(gè)導(dǎo)電跡線，每一導(dǎo)電跡線將所述穿通孔中的一者耦合到所述穿通孔中的另一者；及 在所述襯底的底部表面上的多個(gè)導(dǎo)電跡線，每一導(dǎo)電跡線將所述穿通孔中的一者耦合到所述穿通孔中的另一者； 其中在所述頂部表面及所述底部表面上的所述多個(gè)導(dǎo)電跡線以及所述多個(gè)穿通孔形成連續(xù)導(dǎo)電路徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電感器，其中所述多個(gè)穿通孔形成穿通孔陣列。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電感器，其中所述多個(gè)穿通孔正交于所述襯底的所述頂部表面及所述底部表面。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電感器，其中隨著信號(hào)傳遞通過(guò)所述導(dǎo)電路徑，所述多個(gè)穿通孔的互感影響是可忽略的。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電感器，所述電感器并入到選自由音樂(lè)播放器、視頻播放器、娛樂(lè)單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)字助理PDA、固定位置數(shù)據(jù)單元及計(jì)算機(jī)組成的群組的裝置中。
23.一種在高電阻襯底中的變壓器，其包含 初級(jí)回路，其具有安置于所述襯底中的多個(gè)穿通孔，所述多個(gè)穿通孔在所述襯底的頂部表面及底部表面處耦合到導(dǎo)電跡線以形成第一連續(xù)導(dǎo)電路徑；及 次級(jí)回路，其具有安置于所述襯底中的多個(gè)穿通孔，所述多個(gè)穿通孔在所述襯底的所述頂部表面及所述底部表面處耦合到不同導(dǎo)電跡線以形成第二連續(xù)導(dǎo)電路徑， 所述第二連續(xù)導(dǎo)電路徑獨(dú)立于所述第一連續(xù)導(dǎo)電路徑； 其中傳遞通過(guò)所述初級(jí)回路的信號(hào)在所述次級(jí)回路中感生信號(hào)，所述次級(jí)回路中的所述信號(hào)取決于所述初級(jí)回路及所述次級(jí)回路中的穿通孔的數(shù)量。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的變壓器，其中隨著所述信號(hào)傳遞通過(guò)所述初級(jí)回路或所述次級(jí)回路的所述多個(gè)穿通孔中的一者，所述信號(hào)的方向正交于所述襯底的所述頂部表面及所述底部表面。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的變壓器，其中所述初級(jí)回路及所述次級(jí)回路的所述多個(gè)穿通孔形成穿通孔陣列。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的變壓器，其中當(dāng)所述初級(jí)回路的穿通孔的數(shù)目超過(guò)所述次級(jí)回路的穿通孔的數(shù)目時(shí)，所述感生信號(hào)減小。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的變壓器，其中當(dāng)所述次級(jí)回路的穿通孔的所述數(shù)目超過(guò)所述初級(jí)回路的穿通孔的所述數(shù)目時(shí)，所述感生信號(hào)增大。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的變壓器，所述變壓器并入到選自由音樂(lè)播放器、視頻播放器、娛樂(lè)單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)字助理PDA、固定位置數(shù)據(jù)單元及計(jì)算機(jī)組成的群組的裝置中。
29.—種在電子封裝中的集成電路，其包含 聞電阻襯底；用于存儲(chǔ)磁場(chǎng)中的能量的裝置；及 用于調(diào)諧所述用于存儲(chǔ)的裝置的裝置； 其中獨(dú)立信號(hào)在第一方向或第二方向上傳遞通過(guò)所述用于調(diào)諧的裝置，所述第一方向與所述第二方向平行但相反； 進(jìn)一步其中，傳遞通過(guò)所述用于調(diào)諧的裝置的所述信號(hào)的所述方向被獨(dú)立地控制，使得所述用于存儲(chǔ)的裝置的總電感可通過(guò)改變所述信號(hào)的所述方向來(lái)變化。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的集成電路，其中所述用于存儲(chǔ)的裝置包括至少一個(gè)穿通孔。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的集成電路，其中所述用于調(diào)諧的裝置包括至少一個(gè)穿通孔。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的集成電路，其進(jìn)一步包含多個(gè)用于調(diào)諧的裝置，所述多個(gè)用于調(diào)諧的裝置中的每一者形成獨(dú)立導(dǎo)電路徑。
33.根據(jù)權(quán)利要求29所述的集成電路，其進(jìn)一步包含多個(gè)用于存儲(chǔ)的裝置，所述多個(gè)用于存儲(chǔ)的裝置耦合在一起以形成連續(xù)導(dǎo)電路徑。
34.根據(jù)權(quán)利要求29所述的集成電路，其中所述用于存儲(chǔ)的裝置的所述總電感是通過(guò)使所述信號(hào)在與傳遞通過(guò)所述用于存儲(chǔ)的裝置的信號(hào)相同的方向上傳遞通過(guò)所述用于調(diào)諧的裝置來(lái)增大。
35.根據(jù)權(quán)利要求29所述的集成電路，其中所述用于存儲(chǔ)的裝置的所述總電感是通過(guò)使所述信號(hào)在與傳遞通過(guò)所述用于存儲(chǔ)的裝置的信號(hào)相反的方向上傳遞通過(guò)所述用于調(diào)諧的裝置來(lái)減小。
36.根據(jù)權(quán)利要求29所述的集成電路，所述集成電路并入到選自由音樂(lè)播放器、視頻播放器、娛樂(lè)單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)字助理PDA、固定位置數(shù)據(jù)單元及計(jì)算機(jī)組成的群組的裝置中。
37.一種在高電阻襯底中調(diào)諧目標(biāo)電感器的方法，其包含 在所述襯底中形成目標(biāo)電感器及調(diào)諧器電感器，所述目標(biāo)電感器及所述調(diào)諧器電感器各自包括穿通孔； 使信號(hào)在第一方向或第二方向上傳遞通過(guò)所述調(diào)諧器電感器的所述穿通孔，所述第二方向與所述第一方向平行但相反；及 控制所述信號(hào)的所述方向，使得所述目標(biāo)電感器的總電感可通過(guò)改變傳遞通過(guò)所述調(diào)諧器電感器的所述穿通孔的所述信號(hào)的所述方向來(lái)變化。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其進(jìn)一步包含形成多個(gè)調(diào)諧器電感器。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其進(jìn)一步包含使信號(hào)傳遞通過(guò)所述目標(biāo)電感器的所述穿通孔。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其進(jìn)一步包含通過(guò)使所述信號(hào)在與所述信號(hào)傳遞通過(guò)所述目標(biāo)電感器相同的方向上傳遞通過(guò)所述多個(gè)調(diào)諧器電感器中的至少一者來(lái)增大所述目標(biāo)電感器的所述總電感。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其進(jìn)一步包含通過(guò)使所述信號(hào)在與所述信號(hào)傳遞通過(guò)所述目標(biāo)電感器相反的方向上傳遞通過(guò)所述多個(gè)調(diào)諧器電感器中的至少一者來(lái)減小所述目標(biāo)電感器的所述總電感。
42.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，所述方法并入到選自由音樂(lè)播放器、視頻播放器、娛樂(lè)單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)字助理PDA、固定位置數(shù)據(jù)單元及計(jì)算機(jī)組成的群組的裝置中。
43.一種在高電阻襯底中形成變壓器的方法，其包含 在所述襯底中制作初級(jí)回路，所述初級(jí)回路具有多個(gè)穿通孔，所述多個(gè)穿通孔在所述襯底的頂部表面及底部表面處耦合到導(dǎo)電跡線以形成第一連續(xù)導(dǎo)電路徑； 在所述襯底中制作次級(jí)回路，所述次級(jí)回路具有多個(gè)穿通孔，所述多個(gè)穿通孔在所述襯底的所述頂部表面及所述底部表面處耦合到不同導(dǎo)電跡線以形成第二連續(xù)導(dǎo)電路徑，所述第二連續(xù)導(dǎo)電路徑獨(dú)立于所述第一連續(xù)導(dǎo)電路徑； 使第一信號(hào)傳遞通過(guò)所述初級(jí)回路；及 在所述次級(jí)回路中感生第二信號(hào)，其中所述第二信號(hào)取決于所述初級(jí)回路及所述次級(jí)回路中的穿通孔的數(shù)量。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其進(jìn)一步包含當(dāng)所述次級(jí)回路的穿通孔的數(shù)目超過(guò)所述初級(jí)回路的穿通孔的數(shù)目時(shí)，增大所述所感生的第二信號(hào)。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其進(jìn)一步包含當(dāng)所述初級(jí)回路的穿通孔的所述數(shù)目超過(guò)所述次級(jí)回路的穿通孔的所述數(shù)目時(shí)，減小所述所感生的第二信號(hào)。
46.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其進(jìn)一步包含使所述第一信號(hào)在大致上正交于所述襯底的頂部表面及底部表面的方向上傳遞通過(guò)所述初級(jí)回路的所述多個(gè)穿通孔中的一者。
47.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其進(jìn)一步包含使所述第二信號(hào)在大致上正交于所述襯底的頂部表面及底部表面的方向上傳遞通過(guò)所述次級(jí)回路的所述多個(gè)穿通孔中的一者。
48.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，所述方法并入到選自由音樂(lè)播放器、視頻播放器、娛樂(lè)單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)字助理PDA、固定位置數(shù)據(jù)單元及計(jì)算機(jī)組成的群組的裝置中。
49.一種在集成電路中形成目標(biāo)電感器的方法，其包含 在高電阻襯底中形成初級(jí)回路及次級(jí)回路，所述初級(jí)回路具有多個(gè)穿通孔，所述多個(gè)穿通孔在所述襯底的頂部表面及底部表面處耦合到導(dǎo)電跡線以形成第一連續(xù)導(dǎo)電路徑，且所述次級(jí)回路具有多個(gè)穿通孔，所述多個(gè)穿通孔在所述襯底的所述頂部表面及所述底部表面處耦合到不同導(dǎo)電跡線以形成第二連續(xù)導(dǎo)電路徑，所述第二連續(xù)導(dǎo)電路徑獨(dú)立于所述第一連續(xù)導(dǎo)電路徑；及 用于在所述次級(jí)回路中感生信號(hào)的步驟； 其中所述感生信號(hào)取決于所述初級(jí)回路及所述次級(jí)回路中的穿通孔的數(shù)量。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中所述用于感生的步驟包含使不同信號(hào)傳遞通過(guò)所述初級(jí)回路。
51.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其進(jìn)一步包含當(dāng)所述次級(jí)回路的穿通孔的數(shù)目超過(guò)所述初級(jí)回路的穿通孔的數(shù)目時(shí)，增大所述感生信號(hào)。
52.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其進(jìn)一步包含當(dāng)所述初級(jí)回路的穿通孔的所述數(shù)目超過(guò)所述次級(jí)回路的穿通孔的所述數(shù)目時(shí)，減小所述感生信號(hào)。
53.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，所述方法并入到選自由音樂(lè)播放器、視頻播放器、娛樂(lè)單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)字助理PDA、固定位置數(shù)據(jù)單元及計(jì)算機(jī)組成的群組的裝置中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在電子封裝中的高電阻襯底中的穿通孔電感器或變壓器。在一個(gè)實(shí)施例中，所述封裝包含目標(biāo)電感器，其包括形成于所述襯底中的穿通孔，信號(hào)傳遞通過(guò)所述穿通孔；及調(diào)諧器電感器，其包括形成于所述襯底中的穿通孔，使得所述穿通孔具有傳遞通過(guò)其的獨(dú)立信號(hào)?？瑟?dú)立地控制傳遞通過(guò)所述調(diào)諧器電感器的所述信號(hào)的方向以調(diào)整所述目標(biāo)電感器的總電感。在另一實(shí)施例中，一種變壓器可包含初級(jí)回路及次級(jí)回路，所述初級(jí)回路及所述次級(jí)回路中的每一者包括耦合到多個(gè)導(dǎo)電跡線的多個(gè)穿通孔。所述初級(jí)回路形成第一連續(xù)導(dǎo)電路徑，且所述次級(jí)回路形成第二連續(xù)導(dǎo)電路徑。傳遞通過(guò)所述初級(jí)回路的信號(hào)可在所述次級(jí)回路中感生信號(hào)，使得所述感生信號(hào)取決于變壓器比。
文檔編號(hào)H01F27/28GK102918608SQ201180026795
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者李霞, 金鄭海, 洛希俊 申請(qǐng)人:高通股份有限公司