CN218385206U - 供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种供电系统，该供电系统包括：第一电子元件；供电源；以及第一连接线路，连接第一电子元件的无源表面与供电源；其中，第一连接线路包含主体部，主体部为具有高介电常数的介电材料。上述技术方案至少可以避免电源线路对讯号走线空间的影响。

Description

供电系统

技术领域

本实用新型涉及半导体和电子技术领域，更具体地，涉及一种供电系统。

背景技术

参考图1所示，在现行的一般系统上，会由电压调节器10通过电源线路42向IC(集成电路)芯片20供电，并且IC芯片20、30之间通过讯号线路44进行非电源讯号传输。由于IC芯片20下方要同时设置多个电源及非电源讯号引脚，这使得基板40中的电源线路42和讯号线路44常会互相干涉、抢占走线空间。若要顾及电源和讯号两者的电性表现，往往需要通过增加基板40的层数来增加电源线路42和讯号线路44的走线空间，进而增加整体体积及成本，并降低良率。

实用新型内容

针对相关技术中的上述问题，本实用新型提出一种供电系统，可以避免电源线路对讯号走线空间的影响。

根据一些实施例，提供了一种供电系统，该供电系统包括：第一电子元件；供电源；以及第一连接线路，连接第一电子元件的无源表面与供电源；其中，第一连接线路包含主体部，主体部为具有高介电常数的介电材料。

根据一些实施例，第一连接线路还包括用于传导来自供电源的电源的导线，介电材料包覆导线。

根据一些实施例，第一连接线路还包含位于介电材料的一侧的磁性材料，磁性材料构造为LC电路的一部分。

根据一些实施例，磁性材料位于第一连接线路的局部区段上。

根据一些实施例，供电系统还包括无源元件，无源元件设置于第一连接线路上。

根据一些实施例，供电系统还包括：基板，第一电子元件位于基板上；以及第二电子元件，与第一电子元件电性连接。

根据一些实施例，供电系统还包括电压调节器，电压调节器设置于基板上，电压调节器提供分别连接第一电子元件和第二电子元件的多个供电路径。

根据一些实施例，供电系统还包括多个第二连接线路，多个第二连接线路分别连接第一电子元件的无源表面或第二电子元件的无源表面。

根据一些实施例，第二连接线路包含主体部，第二连接线路的主体部为具有高介电常数的介电材料。

根据一些实施例，基板包含高密度线路区和低密度线路区，其中，第一电子元件与第二电子元件通过高密度线路区电性连接。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本实用新型的各个方面。应当注意，根据工业中的标准实践，各个部件并非按比例绘制。事实上，为了清楚讨论，各个部件的尺寸可以任意增大或减小。

图1是现行的IC芯片供电系统的结构示意图。

图2是根据本申请一些实施例的供电系统的侧视示意图。

图3A和图3B分别是根据本申请一些实施例的第一连接线路的不同截面的截面示意图。

图4A和图4B分别是根据本申请另一些实施例的从平行于第一连接线路的长度方向的截面获取的第一连接线路的截面示意图。

图5是根据本申请另一些实施例的供电系统的侧视示意图。

图6是根据本申请另一些实施例的供电系统的侧视示意图。

图7A是根据本申请另一些实施例的供电系统的侧视示意图。

图7B是根据本申请另一些实施例的图7A所示供电系统的俯视示意图。

图8A是根据本申请另一些实施例的供电系统的侧视示意图。

图8B是根据本申请另一些实施例的图8A所示供电系统的俯视示意图。

具体实施例

下列公开提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面将描述元件和布置的特定实例以简化本实用新型。当然这些仅仅是实例并不旨在限定本实用新型。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例，也可以包括在第一部件和第二部件之间形成额外的部件使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。而且，本实用新型在各个实例中可重复参考数字和/或字母。这种重复仅是为了简明和清楚，其自身并不表示所论述的各个实施例和/或配置之间的关系。

为便于描述，“第一”、“第二”、“第三”等等可在本文中用于区分一个图或一系列图的不同组件。“第一”、“第二”、“第三”等等不意欲描述对应组件。

本申请的实施例提供了一种供电系统。供电系统可以为作为各种半导体结构中一部分，以用于为半导体结构中的任何电子元件进行供电。

图2是根据本申请一些实施例的供电系统100的侧视示意图。参考图2所示，供电系统100包括第一电子元件111、供电源120，以及连接第一电子元件111和供电源120的第一连接线路130。第一电子元件111可以是IC芯片。在其他实施例中，第一电子元件111可以是其他适当类型的有源元件(也可称为主动元件)。根据一些实施例，第一连接线路130将供电源120连接到第一电子元件111的无源表面118，以通过无源表面118为第一电子元件111提供来自供电源120的电源电压。第一电子元件111中可以具有贯通孔117，以在第一电子元件111内传输来自其无源表面118的电源电压。根据一些实施例，第一连接线路130包含具有高介电常数的介电材料。具有高介电常数的介电材料可以被称为高k介电材料。在一些实施例中，高k介电材料的介电常数大于3.9。

图2所示的供电系统100还包括基板140，第一电子元件111位于基板140上。第一电子元件111的无源表面118远离基板140。第一电子元件111的有源表面119与基板140相对。供电源120是设置于基板140的外部的供电源。第一连接线路130的一端连接到基板140外部的供电源120，并且从该供电源120延伸到第一电子元件111的无源表面118上。因此第一连接线路130的整体都设置于基板140的外部。

继续参考图2所示，基板140上还设置有第二电子元件112。第二电子元件112与第一电子元件111电性连接。在一些实施例中，第一电子元件111与第二电子元件112通过基板140中的线路141相互电性连接。第一电子元件111的有源表面119上具有多个讯号端子115。第二电子元件112的有源表面129上具有多个讯号端子125。线路141可以连接在讯号端子115与讯号端子125之间。线路141可以是用于传输非电源讯号的讯号线路。

在一些实施例中，基板140中可以包含高密度线路区和低密度线路区，其中，电性连接第一电子元件111与第二电子元件112的线路141可以是高密度线路区中的线路。即，第一电子元件111与第二电子元件112是通过基板140中的高密度线路区电性连接。

图3A和图3B分别是根据本申请一些实施例的第一连接线路130的不同截面的截面示意图。其中，图3A是从平行于第一连接线路130的长度方向的截面获取的截面示意图。图3A是从垂直于第一连接线路130的长度方向的截面获取的截面示意图。

参考图3A和图3B所示，第一连接线路130包括主体部132，主体部132为高k介电材料，并且因此在以下描述中主体部132也被称为高k介电材料132。第一连接线路130还包括用于传导电源的导线136。导线136可以是多个，每个导线136都由高k介电材料132包覆。各个导线136之间可以通过高k介电材料132相互电隔离。第一连接线路130还包括外套134，外套134用于容纳导线136和高k介电材料132。在一些实施例中，第一连接线路130可以是柔性线路。

由于第一连接线路130包含高k介电材料132，因此可具有较大的电容性。这可以使得第一连接线路130中传输的特定频率的电源讯号不易受到干扰。例如，可以根据所传输的电源讯号的频率选择高k介电材料132的介电常数，使得高k介电材料132能够滤除或抑制高于电源讯号的频率的较高频率，以避免由较高频率的电源讯号导致的干扰，并能使第一连接线路130中的传输频率较为接近。

参考图2和图3A、图3B，在上述供电系统100中，将来自供电源120的电源电压通过包含高k介电材料132的第一连接线路130直接提供到第一电子元件111的无源表面118，因此可以直接将电源电压传送到第一电子元件111，而不占用基板140中的线路空间，避免了电源线路与讯号线路互相抢占空间的问题。并且，由于高k介电材料132的第一连接线路130具有较大的电容性，可使得为第一电子元件111传输电源讯号时不易受到干扰。

图4A是根据本申请另一些实施例的从平行于第一连接线路130的长度方向的截面获取的第一连接线路130的截面示意图。在图4A和图4B所示的实施例中，第一连接线路130还包含磁性材料(或磁性材料体)138。磁性材料138位于高k介电材料132的一侧。磁性材料138还可以与外套134接触。在一些实施例中，磁性材料138可以在第一连接线路130的整体长度上均设置磁性材料138，使第一连接线路130的整体传输频率较为一致。

在图4A中，磁性材料138可以构造为LC电路的至少一部分。从而磁性材料138可以被配置成具有LC电路的元件特性。通过设置这样的磁性材料138，可以对第一连接线路130中传输的电源讯号进行调节，例如可以滤除一些无用频率。

图4B是根据本申请另一些实施例的从平行于第一连接线路130的长度方向的截面获取的第一连接线路130的截面示意图。在图4B中，磁性材料138可以位于第一连接线路130的局部区段上。局部区段上的磁性材料138对应的外套134处具有至少一个开口139。开口139可以暴露出其下方的磁性材料138。在一些实施例中，通过开口139将磁性材料138设置在外套134与高k介电材料132之间。因为磁性材料价格较高，故将磁性材料138以局部方式设置在第一连接线路130中，可以降低材料成本。另外，还能针对设置在磁性材料138附近的元件频率需求进行局部调整。例如，当要传递较低频率的电源讯号到第一电子元件111时，可以在第一电子元件111附近局部设置能过滤掉高频电源讯号的磁性材料138，即能使传递的电源讯号频率较为一致。

图5是根据本申请另一些实施例的供电系统200的侧视示意图。在图5所示的实施例中，与图2所示实施例的不同之处在于，供电系统200还可以包括设置于第一连接线路130上的无源元件(也可称为被动元件)135。无源元件135可以包括电阻器、电容器、电感器或它们的组合。通过在第一连接线路130上设置无源元件135，可以对第一连接线路130上传输的电源讯号进行调节，例如可以滤除一些无用频率。

电压调节器150设置于第一电子元件111上。根据第一电子元件111所需要的电压，电压调节器150可以对第一连接线路130传输来的电源电压进行调压，例如将来自供电源120的高电压转换成较低的低电压，以提供给第一电子元件111的无源表面118。

图6是根据本申请另一些实施例的供电系统300的侧视示意图。在图6所示的实施例中，供电系统300包括设置于第一连接线路130上的第一电压调节器151，以及设置于第一电子元件111上的第二电压调节器152。在一些实施例中，第一电压调节器151和第二电压调节器152可以分别对第一连接线路130上传输的电压进行调压，例如根据第一电子元件111的需要将高电压转换成低电压。第一连接线路130从供电源120接收的电源电压经由第一电压调节器151和第二电压调节器152调压之后而提供到第一电子元件111的无源表面118。

图5和图6所示实施例的其他方面可以类似于以上参考图2至图4B所描述的，此处不再重复描述。

图7A是根据本申请另一些实施例的供电系统400的侧视示意图。图7B是根据本申请另一些实施例的图7A所示供电系统400的部分的俯视示意图。其中，为了简明，图7B中仅示出了各个电子元件与电压调节器。

参考图7A和图7B所示，供电系统400还包括电压调节器155，电压调节器155设置于基板140上。第一连接线路130将供电源120与电压调节器155连接。在基板140上，除了第一电子元件111和第二电子元件112之外，还可以设置有另外的电子元件，如第三电子元件113和第四电子元件114。在一些实施例中，第一至第四电子元件111、112、113、114中的每个可以是IC芯片。在其他实施例中，第一至第四电子元件111、112、113、114中的每个可以是其他适当类型的有源元件(也可称为主动元件)。

电压调节器155可以分别为第一至第四电子元件111、112、113、114提供供电路径，从而向第一至第四电子元件111、112、113、114供电。具体的，电压调节器155可以通过基板140连接到第一电子元件111的有源表面116，从而通过有源表面116为第一电子元件111提供供电路径。电压调节器155还通过基板140连接到第二电子元件112的有源表面126，从而通过有源表面126为第二电子元件112提供供电路径。类似的，电压调节器155可以通过基板140分别连接到第三电子元件113和第四电子元件114的有源表面，以为第三电子元件113和第四电子元件114提供供电路径。

根据第一至第四电子元件111、112、113、114所需要的电压，电压调节器155可以对第一连接线路130传输来的电源电压进行调压，例如将来自供电源120的高电压转换成第一至第四电子元件111、112、113、114所需要的多个不同的低电压。然后，再分别经由基板140将对应的低电压对应地传输给第一至第四电子元件111、112、113、114。

图7A和图7B所示实施例的其他方面可以类似于以上参考图2至图4B所描述的，此处不再重复描述。

图8A是根据本申请另一些实施例的供电系统500的侧视示意图。图8B是根据本申请另一些实施例的图8A所示供电系统500的部分的俯视示意图。其中，为了简明，图8B中仅示出了各个电子元件与电压调节器之间的连接。

参考图8A和图8B所示，电压调节器155提供分别连接第一电子元件111和第二电子元件112的供电路径。第一连接线路130通过电压调节器155将供电源120连接到第一电子元件111的无源表面118和第二电子元件112的无源表面128。具体的，电压调节器155可以通过第二连接线路161连接到第一电子元件111的无源表面118，从而通过无源表面118为第一电子元件111提供供电路径。电压调节器155还通过第二连接线路162连接到第二电子元件112的无源表面128，从而通过无源表面128为第二电子元件112提供供电路径。

电压调节器155还分别通过第二连接线路163和第二连接线路164连接到第三电子元件113和第四电子元件114的无源表面，从而为第三电子元件113和第四电子元件114提供供电路径。

在一些实施例中，第二连接线路161、162、163、164中的每个都可以包含主体部，该主体部为高k介电材料。在一些实施例中，第二连接线路161、162、163、164可以具有与上述第一连接线路130相同的结构和材料。

根据第一电子元件111、第二电子元件112、第三电子元件113和第四电子元件114所需要的电压，电压调节器155可以对第一连接线路130传输来的电源电压进行调压，例如将来自供电源120的高电压转换成第一电子元件111、第二电子元件112、第三电子元件113和第四电子元件114所需要的多个不同的低电压。然后，再分别经由各个第二连接线路161、162、163、164将对应的低电压对应地传输给第一电子元件111、第二电子元件112、第三电子元件113和第四电子元件114。

图8A和图8B所示实施例的其他方面可以类似于以上参考图2至图4B所描述的，此处不再重复描述。

在上述供电系统100、200、300、400、500的每个中，通过包含高k介电材料132的第一连接线路130直接供电到第一电子元件111的无源表面118，因此用作电源线路的第一连接线路130将不会占用基板140中的线路空间，避免了电源线路与讯号线路互相抢占空间的问题。由于包含高k介电材料132的第一连接线路130具有较大的电容性，可使得在给第一电子元件111传输电源讯号时不易受到干扰。在第一连接线路130中可以设置被配置成具有LC元件特性的磁性材料138，可以对第一连接线路130中传输的电源讯号进行调节。通过将磁性材料138以局部方式设置在第一连接线路130中，可以降低材料成本，还能针对设置在磁性材料138附近的元件频率需求进行局部调整。

上述内容概括了几个实施例的特征使得本领域技术人员可更好地理解本公开的各个方面。本领域技术人员应该理解，可以很容易地使用本实用新型作为基础来设计或更改其他的处理和结构以用于达到与本实用新型所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优点。本领域技术人员也应该意识到，这些等效结构并不背离本实用新型的精神和范围，并且在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。

Claims (9)

1.一种供电系统，其特征在于，包括：

第一电子元件；

供电源；以及

第一连接线路，连接所述第一电子元件的无源表面与所述供电源；

其中，所述第一连接线路包含主体部，所述主体部为具有高介电常数的介电材料，所述第一连接线路还包括用于传导来自所述供电源的电压的导线，所述介电材料包覆所述导线。

2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，第一连接线路还包含位于所述介电材料的一侧的磁性材料，所述磁性材料构造为LC电路的一部分。

3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述磁性材料位于所述第一连接线路的局部区段上。

4.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，还包括：

无源元件，设置于所述第一连接线路上。

5.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，还包括：

基板，所述第一电子元件位于所述基板上；以及

第二电子元件，与所述第一电子元件电性连接。

6.根据权利要求5所述的供电系统，其特征在于，还包括：

电压调节器，设置于所述基板上，所述电压调节器提供分别连接所述第一电子元件和所述第二电子元件的多个供电路径。

7.根据权利要求5所述的供电系统，其特征在于，还包括：

多个第二连接线路，分别连接所述第一电子元件的无源表面或所述第二电子元件的无源表面。

8.根据权利要求7所述的供电系统，其特征在于，所述第二连接线路包含主体部，所述第二连接线路的所述主体部为具有高介电常数的介电材料。

9.根据权利要求5所述的供电系统，其特征在于，所述基板包含高密度线路区和低密度线路区，其中，所述第一电子元件与所述第二电子元件通过所述高密度线路区电性连接。

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