DE112009000686T5 - Halbleiterpackage mit eingebetteter magnetischer Komponente und Verfahren zur Herstellung - Google Patents

Halbleiterpackage mit eingebetteter magnetischer Komponente und Verfahren zur Herstellung Download PDF

Info

Publication number
DE112009000686T5
DE112009000686T5 DE112009000686T DE112009000686T DE112009000686T5 DE 112009000686 T5 DE112009000686 T5 DE 112009000686T5 DE 112009000686 T DE112009000686 T DE 112009000686T DE 112009000686 T DE112009000686 T DE 112009000686T DE 112009000686 T5 DE112009000686 T5 DE 112009000686T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pcb
magnetic
plate
posts
layers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112009000686T
Other languages
English (en)
Inventor
Courtney R. Lake Arrowhead Furnival
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Microsemi Corp
Original Assignee
ASIC Advantage Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASIC Advantage Inc filed Critical ASIC Advantage Inc
Publication of DE112009000686T5 publication Critical patent/DE112009000686T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
    • H05K1/165—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed inductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2804—Printed windings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H01L23/49816—Spherical bumps on the substrate for external connection, e.g. ball grid arrays [BGA]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/50—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor for integrated circuit devices, e.g. power bus, number of leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64—Impedance arrangements
    • H01L23/645—Inductive arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/06—Mounting, supporting or suspending transformers, reactors or choke coils not being of the signal type
    • H01F2027/065—Mounting on printed circuit boards
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/266—Fastening or mounting the core on casing or support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49171—Fan-out arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0296—Conductive pattern lay-out details not covered by sub groups H05K1/02 - H05K1/0295
    • H05K1/0298—Multilayer circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10416—Metallic blocks or heatsinks completely inserted in a PCB
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y10T29/49146—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. with encapsulating, e.g., potting, etc.
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/49155—Manufacturing circuit on or in base

Abstract

Struktur aufweisend:
ein Leiterplatten(PCB)-Substrat, das eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche aufweist; und
eine magnetische Komponente, die eine sich lateral erstreckende untere Platte, zwei oder mehr sich vertikal erstreckende Pfosten und eine sich lateral erstreckende obere Platte aufweist, wobei die untere Platte vollständig innerhalb des PCB-Substrats eingebettet ist und die zwei oder mehr Pfosten sich in das PCB-Substrat von der unteren Platte zu der oberen Oberfläche des PCB-Substrats erstrecken, und die obere Platte sich über die obere Oberfläche des PCB-Substrats erstreckt und ein Ende von jedem der zwei oder mehr Pfosten kontaktiert.

Description

  • KREUZREFERENZ ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Vergünstigung der US Provisional Application Nr. 61/039,042, eingereicht am 24. März 2008, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit für alle Zwecke aufgenommen wird.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Viele elektronische Produkte, einschließlich solcher Energieprodukte wie Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler, Offline-Wandler, Energieversorgungen und magnetisch isolierte Gateantriebe, weisen Halbleitervorrichtungen, passive Komponenten und magnetische Komponenten in ihrem Schaltkreis auf. Diese und andere ähnliche Produkte sind üblicherweise groß und auf Leiterplatten (PCBs) gebaut. PCBs können einfach große Energievorrichtungen und magnetische Komponenten unterbringen. Miniaturisierung und Integration der Halbleitervorrichtungen ist eine andauernde Entwicklung in der Industrie, aber die Größe und mechanische Komplexität von magnetischen Komponenten (Transformatoren und Induktoren) haben die volle Integration von Vorrichtungen, die solche magnetischen Komponenten aufweisen, in Standardhalbleiterpackages beschränkt.
  • Es ist vorteilhaft, die Komponentengröße und Komplexität in solchen Produkten zu reduzieren, so dass sie in Standardhalbleiterpackages integriert werden können. Solche Packages sind kleiner, stellen eine höhere Schaltungsdichte und verbesserte Energieleistung bereit. Des Weiteren werden solche Standardpackages bei Off-Shore-Vertrags-Montagefirmen gefertigt und automatisiert, was niedrigere Herstellungskosten und weniger bis keine Fertigungsausrüstung und keine wiederkehrenden Fertigungsausgaben ermöglicht.
  • Somit gibt es ein Bedürfnis nach einfachen und kosteneffektiven Techniken zur Integrierung von magnetischen Komponenten mit aktiven und/oder passiven Komponenten in einem Halbleiterpackage.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist ein Leiterplatten(PCB)-Substrat eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche auf. Eine magnetische Komponente weist eine sich lateral erstreckende untere Platte, zwei oder mehr sich vertikal erstreckende Pfosten und eine sich lateral erstreckende obere Platte auf, wobei die untere Platte vollständig innerhalb des PCB-Substrats eingebettet ist und die zwei oder mehr Pfosten sich in das PCB-Substrat von der unteren Platte zu der oberen Oberfläche des PCB-Substrats erstrecken. Die obere Platte kontaktiert ein Ende von jedem der zwei oder mehr Pfosten entlang der oberen Oberfläche des PCB-Substrats.
  • In einer Ausführungsform erstreckt sich die obere Platte über die obere Oberfläche des PCB-Substrats. In einer anderen Ausführungsform weist das PCB-Substrat eine Aushöhlung entlang seiner oberen Oberfläche auf, und die obere Platte ist in der Aushöhlung angeordnet, so dass eine obere Oberfläche der oberen Platte im Wesentlichen koplanar mit der oberen Oberfläche des PCB-Substrats oder relativ zu dieser versenkt ist.
  • In einer anderen Ausführungsform weist die magnetische Komponente einen von einem U-Kern und einem E-Kerns auf.
  • In einer anderen Ausführungsform weist die Struktur des Weiteren zumindest eine Menge an Wicklungen auf, die zumindest einen der zwei oder mehr Pfosten umringen. In einer anderen Abwandlung weist die Struktur Primär- und Sekundärwicklungen auf, die zumindest einen der zwei oder mehr Pfosten umringen. In wiederum einer anderen Abwandlung umringen die Primär- und Sekundärwicklungen die untere Platte.
  • In einer anderen Ausführungsform weist die Struktur des Weiteren ein thermisch leitendes Pre-Preg entlang der Wände jedes der zwei oder mehr Pfosten auf. In einer Abwandlung weist die Struktur ein weiches Pre-Preg entlang der Wände jedes der zwei oder mehr Pfosten auf. In einer anderen Abwandlung weist die Struktur ein Pre-Preg hohen Flusses (high flow) entlang der Wände jedes der zwei oder mehr Pfosten auf.
  • In einer anderen Ausführungsform weist die Struktur des Weiteren ein weiches Verkapselungsmaterial, wie ein weiches Beschichtungsmaterial, auf, das die obere Platte einkapselt und sich entlang der Wände jedes der zwei oder mehr Pfosten erstreckt.
  • In einer anderen Ausführungsform weist die Struktur des Weiteren einen oder mehrere IC-Dies auf, die elektrisch an der oberen Oberfläche des PCB-Substrats befestigt sind.
  • In einer anderen Ausführungsform ist die Struktur ein Halbleiterpackage, das das PCB-Substrat integriert. In einer Abwandlung ist das Halbleiterpackage eines von einem Ball-Grid-Array(BGA)-Package und einem Land-Grid-Array(LGA)-Package. In einer anderen Abwandlung weist das Halbleiterpackage eine Oberseitenverkapselungsschicht, die die obere Oberfläche des PCB-Substrats einkapselt, und zumindest zwei Kontaktstellenbereiche entlang einer unteren Seite des Packages auf, wo eine externe elektrische Verbindung zu dem Package hergestellt werden kann. In wiederum einer anderen Abwandlung weist das Halbleiterpackage einen oder mehrere IC-Dies auf, die elektrisch mit der oberen Oberfläche des PCB-Substrats gekoppelt sind, eine Oberseitenverkapselungsschicht, die sich über die gesamte obere Oberfläche des PCB-Substrats erstreckt und alle freiliegenden Teilbereiche der magnetischen Komponente und der einen oder mehreren IC-Dies einkapselt, und leitende Kontaktstellen entlang der unteren Oberfläche des PCB-Substrats auf. In wiederum einer anderen Ausführungsform weist die Oberseitenverkapselungsschicht eine von einer Formmasse und einer Vergussmasse auf.
  • In einer anderen Ausführungsform ist die magnetische Komponente diagonal auf der oberen Oberfläche des PCB-Substrats positioniert, um eine höhere Packungsdichte zu erhalten.
  • In einer anderen Ausführungsform bilden die oberen und unteren Platten und die zwei oder mehr Pfosten Teile eines von einem Induktor und einem Transformator.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform weist ein PCB-Substrat-basiertes Package ein PCB-Substrat auf, das eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche aufweist, und das PCB-Substrat weist eine Mehrzahl von PCB-Schichten mit leitenden Spuren, die sich durch jede PCB-Schicht erstrecken, auf. Ein magnetischer Pfosten ist vollständig innerhalb des PCB-Substrats eingebettet, und der magnetische Pfosten erstreckt sich senkrecht zu der oberen und unteren Oberfläche. In einer Ausführungsform weist das PCB-Substrat-basierte Package des Weiteren Primär- und Sekundärwicklungen auf, die den magnetischen Pfosten umringen, und die Primär- und Sekundärwicklungen werden durch eine ausgewählte Gruppe der leitenden Spuren und eine vorbestimmte Anzahl von Durchkontaktierungen zum Kontaktieren von leitenden Spuren von benachbarten PCB-Schichten gebildet. In einer anderen Ausführungsform weist das PCB-Substrat-basierte Package des Weiteren einen Satz von Wicklungen auf, die den magnetischen Pfosten umringen, und der Satz an Wicklungen wird durch eine ausgewählte Gruppe der leitenden Spuren und eine vorbestimmte Anzahl von Durchkontaktierungen zum Kontaktieren von leitenden Spuren von benachbarten PCB-Schichten gebildet.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist ein Verfahren zum Einbetten einer magnetischen Komponente in ein PCB-Substrat für ein Halbleiterpackage die folgenden Schritte auf. Ein oberer Teil und ein unterer Teil eines PCB-Substrats werden bereitgestellt, und der obere Teil weist eine Mehrzahl von oberen PCB-Schichten auf, und der untere Teil weist zumindest eine untere PCB-Schicht auf. Zwei oder mehr Löcher sind in den oberen PCB-Schichten gebildet. Die Pfosten der magnetischen Komponente sind in die zwei oder mehr Löcher eingefügt, wobei eine untere Platte der magnetischen Komponente entlang einer ersten Oberfläche der oberen PCB-Schichten freiliegend bleibt. Die zumindest eine untere PCB-Schicht ist über der ersten Oberfläche der oberen PCB-Schichten und über der unteren Platte der magnetischen Komponente platziert, so dass die untere Platte durch die obere und untere PCB-Schicht eingeschlossen ist.
  • In einer Ausführungsform ist eine magnetische obere Platte entlang einer zweiten Oberfläche der oberen PCB-Schichten gegenüber der ersten Oberfläche platziert, so dass die magnetische obere Platte in Kontakt mit einem Ende von jedem der Pfosten der magnetischen Komponente ist. In einer Abwandlung erstreckt sich die obere Platte über die zweite Oberfläche des PCB-Substrats. In einer anderen Abwandlung ist die magnetische obere Platte in einer Aushöhlung platziert, die entlang der zweiten Oberfläche gebildet ist, so dass eine Oberfläche der magnetischen oberen Platte im Wesentlichen koplanar mit der zweiten Oberfläche der oberen PCB-Schichten oder relativ zu dieser versenkt ist.
  • In einer Ausführungsform wird vor dem Platzieren der zumindest einen unteren PCB-Schicht über der ersten Oberfläche eine Schicht aus thermischem Pre-Preg über der ersten Oberfläche und über der unteren Platte platziert, und ein Laminierungsprozess wird durchgeführt, um das thermische Pre-Preg aufzuweichen, so dass das thermische Pre-Preg in die zwei oder mehr Löcher der oberen PCB-Schichten entlang der Wände der Pfosten der magnetischen Komponente fließt. In einer Abwandlung wird vor dem Platzieren der zumindest einen unteren PCB-Schicht über der ersten Oberfläche eine Schicht aus thermischem Pre-Preg, die einen Schlitz in der Form der unteren Platte aufweist, über der ersten Oberfläche platziert.
  • In einer anderen Ausführungsform wird, vor dem Platzieren der zumindest einen unteren PCB-Schicht über der ersten Oberfläche, eine Abstandstafel, die einen Schlitz in der Form der unteren Platte aufweist, über der ersten Oberfläche platziert.
  • In einer anderen Ausführungsform weist das Verfahren des Weiteren das Platzieren eines oder mehrerer IC-Dies auf der zweiten Oberfläche der oberen Schichten und das Bilden einer Verkapselungsschicht über der zweiten Oberfläche der oberen Schichten zum Verkapseln der magnetischen oberen Platte und des einen oder mehreren IC-Dies auf.
  • In einer anderen Ausführungsform weist das Verfahren des Weiteren das Anbringen von elektronischen Komponenten an dem PCB-Substrat unter Verwendung eines von einem Chip-und-Draht-Montageprozess und einem Oberflächenbefestigungs-Montageprozess auf.
  • In einer anderen Ausführungsform wird ein weiches Verkapselungsmaterial, wie ein weiches Beschichtungsmaterial, nach dem Platzieren der magnetischen oberen Platte entlang der zweiten Oberfläche um die Säulen herum verteilt.
  • Gemäß wiederum einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist ein Verfahren zum Einbetten einer ersten magnetischen Platte in einem PCB-Substrat die folgenden Schritte auf. Ein oberer Teil und ein unterer Teil eines PCB-Substrats werden bereitgestellt. Der obere Teil weist eine Mehrzahl von oberen PCB-Schichten auf und der untere Teil weist zumindest eine untere PCB-Schicht auf. Die erste magnetische Platte wird über einer ersten Oberfläche der oberen PCB-Schichten platziert und die zumindest eine untere PCB-Schicht ist über der ersten Oberfläche der oberen PCB-Schichten und über der ersten magnetischen Platte platziert, so dass die erste magnetische Platte durch die oberen PCB-Schichten und die zumindest eine untere PCB-Schicht umhüllt ist.
  • In einer Ausführungsform weist das Verfahren des Weiteren das Bilden von zwei oder mehr Löchern in den oberen PCB-Schichten auf. Magnetische Pfosten einer magnetischen Komponente werden dann in die zwei oder mehr Löcher eingesetzt, so dass ein Ende von jedem der magnetischen Pfosten in Kontakt mit der ersten magnetischen Platte ist. Die magnetische Komponente weist einen Plattenteilbereich auf, der zumindest teilweise freiliegend bleibt, nachdem die magnetischen Pfosten eingesetzt sind.
  • In einer anderen Ausführungsform weisen die oberen PCB-Schichten eine Aushöhlung entlang einer zweiten Oberfläche der oberen PCB-Schichten gegenüber der ersten Oberfläche auf und die Aushöhlung nimmt den Plattenteilbereich der magnetischen Komponente während des Einsetzungsschrittes auf. Die Aushöhlung weist eine ausreichende Tiefe auf, so dass eine Oberfläche des Plattenteilbereichs der magnetischen Komponente im Wesentlichen koplanar mit der zweiten Oberfläche der oberen PCB-Schichten oder relativ zu dieser versenkt ist.
  • In einer anderen Ausführungsform wird nach dem Einsetzen der Pfosten ein weiches Beschichtungsmaterial um die Säulen herum verteilt.
  • In einer anderen Ausführungsform wird vor dem Platzieren der zumindest einen unteren PCB-Schicht über der ersten Oberfläche eine Schicht aus thermischem Pre-Preg, die einen Schlitz in der Form der ersten magnetischen Platte aufweist, über der ersten Oberfläche platziert.
  • In einer anderen Ausführungsform wird vor dem Platzieren der zumindest einen unteren PCB-Schicht über der ersten Oberfläche eine Abstandstafel, die einen Schlitz in der Form der ersten magnetischen Platte aufweist, über der ersten Oberfläche platziert.
  • Die folgende detaillierte Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen bieten ein besseres Verständnis der Art und Vorteile der vorliegenden Erfindung.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1A und 1B zeigen jeweils Querschnittsansichten eines U-Kerns und eines E-Kerns;
  • 2A und 2B zeigen jeweils einen U-Kern und einen E-Kern, die in einer PCB eingebettet sind, gemäß Ausführungsformen der Erfindung;
  • 3 stellt einen Stapel von mehreren PCB-Platten gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung dar, wobei U-Kerne in jeder Platte eingebettet sind;
  • 4A und 4B zeigen jeweils Querschnittsansichten eines planaren Transformators mit einem eingebetteten E-Kern und einen vertikalen Transformator mit einem eingebetteten U-Kern gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung;
  • 5A–5B zeigen jeweils Drauf- und Seitenansichten einer Packagevorrichtung mit einem eingebetteten E-Kern und anderen Komponenten gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
  • 6A–6F zeigen zahlreiche Ansichten einer Packagevorrichtung sowie zahlreiche Ansichten eines E-Kerns, der auf diagonale Weise in das Package eingebettet ist, gemäß wiederum einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und
  • 7 zeigt eine Seitenansicht einer Packagevorrichtung mit einem eingebetteten E-Kern und anderen Komponenten gemäß wiederum einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß Ausführungsformen der Erfindung wird eine Integration von magnetischen Komponenten mit zahlreichen passiven und/oder aktiven Komponenten in ein PCB-Substrat-basiertes Package unter Verwendung zahlreicher Techniken ermöglicht, die aufweisen: (1) Entwurf und Herstellung von PCB-Substraten, die das Einbetten von planaren und/oder vertikalen magnetischen Komponenten in das PCB-Substrat erlauben, (2) Einbettungstechniken mit üblichen und thermischen Pre-Pregs und Kupfer, was einen niedrigeren thermischen Widerstand sowohl für die magnetischen Komponenten als auch die Halbleiterschaltkreise bereitstellt, und (3) Packagestrukturen, die für eine Hochspannungsisolation für isolierte Vorrichtungen wie Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler sorgen. Packages- und magnetische Konstruktionstechniken zur Implementierung der Punkte (1)-(3) werden beschrieben. In einer Ausführungsform basieren die Packages- und magnetischen Konstruktionstechniken auf drei Technologien: (1) eingebettete magnetische Komponenten, (2) weiches, Hochfluss-, thermisches (SFT) Pre-Preg, und (3) geformte (molded) PCB-Substrat-basierte Packages mit Ball-Grid-Array(BGA)- oder Land-Grid-Array(LGA)-mäßiger Architektur.
  • Der Begriff ”Package”, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf Packages, die eine einzelne elektronische Komponente wie einen IC-Die oder mehrere elektronische Komponenten wie mehrere Dies aufweisen. Als solcher beabsichtigt der Begriff ”Package” abzudecken, was im allgemeinen als Halbleitermodule bekannt ist, die mehrere diskrete elektronische Komponenten aufweisen.
  • I. Magnetik:
  • In mancher Ausführungsform können Transformatoren und Induktoren basierend auf den planaren oder vertikalen Wicklungsarchitekturen konstruiert sein. Eine Standard-PCB verwendend können die Wicklungen unter Verwendung der PCB-Kupferleiterschichten und Kupfer-Durchkontaktierungen zwischen den Leiterschichten gebildet werden. Die Kerne von magnetischen Komponenten können durch die Löcher in ausgewählten Schichten der PCB während des PCB-Herstellungsprozesses eingesetzt werden. In einer Ausführungsform weisen die Kerne zwei Teile auf, die während der Herstellung in Kontakt gebracht werden. Ein Teil weist eine untere Platte (hierin auch als eine ”Querstange” bezeichnet) und Pfosten auf, die sich vertikal von der unteren Platte erstrecken und durch die PCB ragen, und der andere Teil ist eine obere Platte (hierin auch als ”I-Stab” bezeichnet), der auf einer Stelle auf der PCB eingeklebt ist, um die magnetische Schleife (N) zu vervollständigen. In einer alternativen Ausführungsform weisen die Kerne mehr als zwei Teile (obere Platte, untere Platte und mehrere Pfosten) auf, die während des Herstellens miteinander in Kontakt gebracht werden. Der Begriff ”Platte”, wie hierin in Verbindung mit dem Kern verwendet, bezieht sich auf einen sich horizontal erstreckenden Teilbereich des Kerns, im Gegensatz zu einem ”Pfosten”, was sich auf einen vertikal erstreckenden Teilbereich des Kerns bezieht. Die gebräuchlichsten Kernkonfigurationen sind der U-Kern und E-Kern gezeigt in 1A und 1B jeweils. Dennoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf U-Kern- oder E-Kern-Konfigurationen beschränkt und kann unter Verwendung anderer Kern-Konfigurationen implementiert werden.
  • In einer Ausführungsform werden die untere Platte und die vertikalen Pfosten des Kerns in das PCB-Substrat während des Laminierungsprozesses eingebettet. Der Kern wird dann durch Verkleben der oberen Platte auf der oberen Seite der PCB vervollständigt. Beispiele der eingebetteten magnetischen Komponente sind für die gebräuchlichen U-Kern- und E-Kern-Konfigurationen jeweils in den 2A und 2B gezeigt. Andere komplexere Kern-Konfigurationen sind auch möglich und Verfahren zum Einbetten von diesen in die PCB wären für einen Fachmann im Hinblick auf diese Offenbarung offensichtlich.
  • 3 stellt einen Teilbereich eines Stapels von mehreren PCB-Platten mit U-Kernen, die in jede Platte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eingebettet sind, dar. Die Kerne 302 werden dann in ausgewählte Schichten der PCB-Plattenaufstapelung vor finalen Laminierungsoperationen unter Verwendung von herkömmlicher Bestückungs (P&P) (pick and place)-Ausrüstung eingefügt. Papiertrennvorrichtungen 304 werden zwischen Platten der PCB 306 verwendet, um zu verhindern, dass das Pre-Preg-Material auf die Spitze der Kernpfosten fließt. Pre-Preg 308 fließt während des Laminierungsprozesses und füllt den Raum zwischen den Kernen 302 und den Wänden der PCB-Löcher oder Kerben wie in 3 gezeigt.
  • Die Auswahl des finalen oder Klebe-Pre-Pregs ist wichtig für mechanische und thermische Eigenschaften, wie es die Auswahl des Kernverkapselungsmaterials (z. B. des Vergussmaterials) sein würde, wenn das Füllen des Raums zwischen den Kernen und den Wänden der PCB-Löcher bis nach der PCB-Herstellung gelassen würde (d. h. während der Anordnungsoperation ausgeführt wird). Es gibt eine Anzahl von wichtigen Faktoren im Auswählen des optimalen Pre-Pregs, einschließlich: (1) gute Flusseigenschaften, um den Raum zwischen den Kernpfosten und PCB-Löcherwänden zu füllen (diese Überlegung gilt auch für die Auswahl des Kernverkapselungsmaterials, wenn das Füllen des Raums zwischen den Kernpfosten und den Wänden der PCB-Löcher bis nach der PCB-Herstellung gelassen wird), und um zu erlauben, dass die untere Platte des Kerns vollständig in das Pre-Preg-Material eingebettet wird, (2) gute mechanische Festigkeit, um den Kern am Platz zu halten, (3) niedriger Durometer-Härtungszustand, um es Stress zu erlauben, CTE-Fehlanpassung zwischen der PCB und dem Kern während Temperaturabweichungen abzubauen (solcher Stress kann Haarrisse und/oder Magnetostriktion in den Kernen verursachen), und (4) thermisch leitendes Pre-Preg, um Wärmetransfer von dem Kern zu der PCB und eventuell zu den externen Kontaktstellen des Packages zu verbessern.
  • Die Spuren auf den PCB-Leiterschichten dienen als die Transformatorwicklungen (mit Durchkontaktierung, um die Verbindungen zwischen Drehungen von Multischichtwicklungen bereitzustellen) und die Verbindungen zwischen allen Komponenten und externen Kontaktstellen. Die Wicklungen können übliche planare Wicklungen sein, aber die eingebetteten Kerne erlauben auch vertikale Wicklungen. 4A stellt einen E-Kern-Transformator mit planaren Wicklungen dar und 4B stellt einen U-Kern-Transformator mit vertikalen Wicklungen gemäß Ausführungsformen der Erfindung dar. In 4A weist die PCB 402 obere PCB-Schichten 404 und untere PCB-Schichten 406 mit thermischem Pre-Preg 408, das diese voneinander trennt, auf. Pfosten des E-Kerns 410 erstrecken sich durch Löcher, die in den oberen PCB-Schichten 404 hergestellt sind, und kontaktieren den I-Stab 412 entlang der oberen Oberfläche der PCB 402. Primärwicklungsschichten 414 und Sekundärwicklungsschichten 416 sind in den oberen PCB-Schichten 404 gebildet. In 4B ist ein U-Kern 414 in die PCB 416 mit Primär- und Sekundärwicklungsschichten 428, 420, die um den sich horizontal erstreckenden Teilbereich des U-Kerns 414 gebildet sind, eingebettet. Der I-Stab 422 erstreckt sich über die PCB 416 und kontaktiert Enden der U-Kernpfosten.
  • II. Package:
  • In einer Ausführungsform ist das Package mit eingebetteter Magnetik ein PCB-Substrat-basiertes Package, das unter Verwendung einer solchen Packagetechnologie wie der Ball-Grid-Array(BGA)-Technologie und der Land-Grid-Array(LGA)-Technologie gebaut ist. Das Primärmerkmal des BGA- oder des LGA-Package ist ein Array von Substraten, das mit einer PCB gebildet ist, welches nach der Montage überspritzt (over-molded) wird. Die externen Verbindungen werden durch Kontaktstellen oder Kontaktstellen und Kugeln auf der unteren Seite des freigelegten Packagesubstrats hergestellt. Die geformten Substratarrays werden in einzelne Packages an dem Ende des Montageverfahrens gesägt.
  • Ein Teilbereich der magnetischen Kerne ist in das Substratarray oder die PCB-Platte während des PCB-Herstellungsprozesses eingebettet. Die Platte wird in Montagegrößenstreifen geteilt, die Arrays von BGA-Substraten aufweisen, und die Montage wird auf der oberen Seite dieser Multieinheitsstreifen durchgeführt. Die Streifen sind für Montage von aktiven und passiven Komponenten geeignet und die meisten gebräuchlichen Halbleitermontagetechniken sind kompatibel einschließlich Chip-und-Drahtmontage für aktive Komponenten und SMD (Lötzinn und Expoxid) Montage sowohl für aktive als auch passive Komponenten. Montage wird durch Überspritzen der oberen Seite des Arrays, Platzieren von Lötzinn oder Lötzinn und Kugeln auf der unteren Seite und Sägen der Arrays in einzelne Packages oder Vorrichtungen fertiggestellt. Die BGA- oder LGA-Montageverfahren, Fertigung und Ausrüstung sind relativ gebräuchlich und werden hierin nicht weiter diskutiert.
  • Die eingebettete planare magnetische Struktur wird als nächstes im Detail beschrieben, aber die vertikalen magnetischen Strukturen sind ähnlich. Wie in den 4A und 4B gezeigt, unterscheidet sich die vertikale Struktur in Wicklung und Durchkontaktierungs-Konfiguration und benötigt auch Leiterschichten unterhalb des eingebetteten Kerns.
  • III. PCB mit eingebettetem Kern und Wicklungen:
  • In einer Ausführungsform werden PCB-Platten in Gruppen oder Stapeln von PCB-Schichten hergestellt und zusammenlaminiert. Die PCB-Herstellung mit eingebettetem Kern und Wicklungen, wie hierin beschrieben, verwendet den E-Kern als ein Beispiel, aber die Techniken sind anwendbar auf Ausführungsformen mit U-Kernen oder anderen Kern-Geometrien.
  • Die PCB-Platte wird zunächst als obere PCB-Schichten und untere PCB-Schicht(en) verarbeitet. In manchem Ausführungsformen weisen die planaren magnetischen PCBs alle Wicklungsschichten, Spuren und Oberseitenkontaktstellen in den oberen PCB-Schichten (wobei der Kern in der oberen Schicht eingebettet ist) und die Lötzinn- und/oder Kugelkontaktstellen auf der unteren Seite der unteren PCB-Schicht(en) auf. Zwei solcher Ausführungsformen sind in den 4A und 5B gezeigt, wobei die oberen und unteren PCB-Schichten klar eingezeichnet sind. Vertikale magnetische PCBs weisen einen Teilbereich jeder Drehung in den unteren PCB-Schicht(en) auf. Sowohl in planaren als auch vertikalen magnetischen PCBs werden Durchkontaktierungen verwendet, um die Wicklungen und Spuren zu verbinden, aber die Durchkontaktierungen sind in den Beispielen und Figuren nicht gezeigt.
  • Die oberen PCB-Schichten für planare magnetische PCBs können mehrere doppelseitige Schichten (DSLs) für Paare von Schichten sowohl für Primär- als auch Sekundärdrehungen aufweisen. Die obere PCB-DSL weist Komponentenkontaktstellen und andere Verbindungsspuren auf. Die Primär-PCB-DSLs (die den Transformatorprimärwicklungen entsprechen) sind laminiert und Verbindungsdurchkontaktierung sind metallüberzogen, und dasselbe wird für die Sekundärschichten (die den Transformatorsekundärwicklungen entsprechen) durchgeführt. Die Primär- und Sekundärschichten werden zusammenlaminiert und das Pre-Preg, das die Primärschichten von den Sekundärschichten trennt, wird im Allgemeinen dicker für isolierte Produkte sein. Ein solches dickes Trennungs-Pre-Preg ist in der beispielhaften Ausführungsform gezeigt in 5B mit Bezugszeichen 520 markiert. Diese Abfolge kann sich mit Verschränkung oder speziellen Verbindungen ändern, aber derselbe Prozess und Techniken sind anwendbar. Löcher werden dann in den oberen Schichten für die magnetischen Kernpfosten hergestellt. Runde Löcher werden im Allgemeinen gebohrt und quadratische oder rechteckige Löcher werden im Allgemeinen geleitet oder gestanzt. Die unteren PCB-Schichten sind im Allgemeinen eine einzelne Schicht für planare Magnetik mit Unterseitenlötzinn-Kontaktstellen oder Kugelkontaktstellen, aber können DSL(s) für vertikale magnetische oder für andere elektrische Verbindungen aufweisen.
  • Sobald die oberen und unteren PCB-Schichten fertiggestellt sind, werden sie invertiert und die Kerne werden in die oberen Schichten eingefügt, wobei die freiliegenden Querstäbe sich über die oberen Schichten erstrecken und die Pfosten sich in die Löcher der Platte für jeden Kern erstrecken. Die Kerne können auf mehrere unterschiedliche Weisen eingebettet sein. In einer Ausführungsform wird eine Schicht aus dickem thermischen Hochluss-Pre-Preg oben auf den intervierten oberen PCB-Schichten und über dem eingefügten Kern für jede Platte platziert, und dann werden die invertierten unteren Schichten auf dem Stapel platziert. Wenn der Kernquerstab sehr dick ist, wird es nötig sein, eine dickere thermische Pre-Preg-Schicht zu verwenden. In einer anderen Ausführungsform sind Schlitze in dem thermischen Pre-Preg ausgestanzt, um die Kernquerstangen aufzunehmen. In wiederum einer anderen Ausführungsform wird eine Abstandstafel verwendet, bevor das thermische Pre-Preg hinzugefügt wird. Erste Schlitze werden in eine gehärtete Pre-Preg-Tafel gestanzt, um den freiliegenden Querstab unterzubringen. Die Tafeln werden dann über den Kernen platziert, nachdem sie eingesetzt wurden, und bevor die thermische Pre-Preg-Schicht hinzugefügt wird. Die Tafel erzeugt eine Aushöhlung während der Laminierung, um den Kern vor übermäßigem Laminierungsdruck zu schützen, und wirkt auch als ein Abstand, um die Dicke der Einbettungsmaterialien während der Laminierung zu steuern.
  • Mehrere Platten werden aufgestapelt und dann in der Vakuum-Laminierungsdruckpresse platziert, getrennt durch ein Laminierungstrennpapier, das Platten vom Zusammenkleben abhält und verhindert, dass Pre-Preg auf die freiliegenden Säulenenden quetscht. Das Laminierungs-Erwärmungsprofil muss entworfen sein, um das thermische Pre-Preg aufzuweichen, um zu erlauben, dass die Kernquerstäbe langsam in das thermische Pre-Preg einbetten. Einmal eingebettet, kann der Druckpressdruck erhöht werden, um den Fluss zu vervollständigen, während die Druckpresstemperatur auf die vollen Härtungstemperaturen erhöht wird. Die Laminierung wird potentiell unterschiedliche Prozesse und Entwicklungen sowohl für Platzierungs- als auch Laminierungsvariationen für unterschiedliche Produktstrukturen benötigen. Dies kann manche Modifikationen der gewöhnlichen Bestückungsausrüstung aufweisen, um die Reichweite über die größeren 24'' × 18''-Standardplatten zu erstrecken.
  • Sobald die oberen und unteren Schichten zusammenlaminiert sind, kann die Durchkontaktierung gebohrt und metallüberzogen werden, um alle notwendigen übrigen Verbindungen zwischen den oberen und unteren Schichten herzustellen. Es kann auch andere herkömmliche PCB-Operationen wie Ätzen, Reinigen, Lacken und andere geben. Die Einzelheiten dieser Operationen können abhängig von spezifischen Produkten und Prozessen variieren.
  • Die PCB-Platten werden dann in mehrere Vorrichtungsarrays oder Streifen zur Komponenten- und Packagemontage gesägt. Die Streifen mögen nicht in einzelne Einheiten bis nach der kompletten Montage gesägt werden und manchmal nach Montage und Test.
  • Während in dem obigen Prozess der E-Kern in das PCB-Substrat erst eingebettet wird und dann der I-Stab an dem Kern befestigt wird, kann auch die umgekehrte Reihenfolge ausgeführt werden. Das heißt, dass der I-Stab zuerst in das PCB-Substrat eingebettet werden kann und dann der E-Kern in PCB-Löcher eingesetzt wird, um den eingebetteten I-Stab zu kontaktieren. In wiederum einer anderen Ausführungsform sind die Pfosten des E-Kerns und sein Querstab getrennte Teile und der Querstab, die Pfosten und der I-Stab werden an dem PCB-Substrat in drei getrennten Schritten befestigt (z. B. wird entweder der Querstab oder der I-Stab zuerst eingebettet, die Kerne als nächstes eingefügt und dann der andere des Querstabs und des I-Stabs angebracht).
  • IV. Packagemontage:
  • Die mehrfachen Vorrichtungsstreifen können entworfen sein, um gebräuchliche Fertigungsblockformen und andere BGA-Montageausrüstung und -Fertigung unterzubringen. Streifen sind üblicherweise ungefähr 2'' × 6'' für drei (3) 2'' × 2'' Blockformen und jeder Block enthält mehrere Packages oder Vorrichtungen. Die Streifen können dann unter Verwendung von gebräuchlichen Montagetechniken montiert werden. Die gebräuchlichste Montagetechnik für diese Art von Packabe ist Expoxid-Die-Befestigung-und Drahtbonding, aber andere Befestigungstechniken und Materialien können verwendet werden. Halbleiter-Die und passive Komponenten werden im Allgemeinen mit Lötzinn und einem leitenden Epoxid (z. B. Silber oder Gold oder ein anderes Epoxid-Material) angebracht, um mechanische, thermische und elektrische Verbindungen herzustellen.
  • Der I-Stab oder die obere Platte ist bündig mit der oberen Oberfläche des Substrats und über den eingebetteten Kernpfosten oder direkt mit den Enden oder Kernpfosten mit einem nichtleitenden Epoxid- oder Klebematerial geklebt. Im Allgemeinen ist der Kleber dünn, um einen innigen Kontakt zwischen den eingebetteten und den Oberseiten-Kernkomponenten bereitzustellen. In speziellen Fällen, wenn Lücken oder andere spezielle Konfigurationen benötigt werden, kann es eine absichtliche Trennung geben.
  • Nachdem alle der Oberseitenkomponenten angebracht sind, wird ein beliebiger Halbleiter-Die im Allgemeinen mit Gold-Thermoschall oder Aluminium-Ultraschall-Drahtbindung drahtgebondet, obwohl diese Technik auf andere Montageoperationen und Sequenzen wie Solder-Bump-Flip-Chips anwendbar ist. 5A stellt ein Draufsichtbeispiel einer BGA-Vorrichtung mit eingebettetem E-Kern ohne die Überform bereit. 5B stellt ein Beispiel einer Querschnittsansicht eines BGA-Packages mit eingebettetem E-Kern und Überform bereit. In der Draufsicht von 5A trennt der I-Stab 504 Ausgangskomponenten wie den Ausgangs-IC 506 und Ausgangskondensator 508von Eingangskomponenten wie Eingangs-IC 510 und Eingangskondensator 512. Leitungen 514, die sich aus den Eingangs- und Ausgangs-ICs 506, 510 erstrecken, stellen Bonddrähte dar. In der Querschnittsansicht von 5B sind obere Schichten 514 und untere Schichten 516 der PCB 502 voneinander durch thermisches Pre-Preg 526 getrennt. Wie vorher erwähnt kann eine Abstandstafel mit einem oder mehreren Schlitzen in der Form der unteren Platte(n) des E-Kern(en) anstelle des Pre-Preg 526 verwendet werden. Eine Endansicht des E-Kerns 518 kann gesehen werden, wobei der I-Stab 504 Kontakt mit dem oberen Ende der E-Kern-Pfosten herstellt. Primärwicklungen 522 und Sekundärwicklungen 524 sind in den oberen PCB-Schichten 514 gebildet und voneinander durch Pre-Preg 520 getrennt. 5B zeigt auch Eingangskomponenten 510, 512 und Ausgangskomponenten 506, 508, die entlang der oberen Seite der PCB 502 angebracht sind.
  • Zurückkehrend zu dem Packagemontageprozess wird das Package dann durch Bilden einer Verkapselungsschicht 532 auf der Oberseite des PCB-Streifens vollendet, um mechanische und umgebungsbedingten Schutz für die Oberseitenkomponenten, Drähte und Spuren bereitzustellen. Verkapselungsmaterial 532 kann ein Formungsmaterial (molding material) oder ein Vergussmaterial oder eine Kombination der zwei aufweisen und kann verwendet werden, um nicht nur den I-Stab 504 einzukapseln, sondern auch den Raum zwischen den Pfosten 518 und den Wänden der PCB-Löcher zu füllen. Wo das Verkapselungsmaterial verwendet wird, um den Abstand zwischen Pfosten 518 und den Wänden der PCB-Löcher zu füllen, werden Öffnungen entlang der oberen Oberfläche bereitgestellt, um weiches Beschichtungsmaterial um die Pfosten 518 herum zu verteilen. Verwendung von weichem Beschichtungsmaterial, um den Abstand zwischen Pfosten 518 und den Wänden der PCB-Löcher zu füllen, minimiert vorteilhafterweise Stress in magnetischen Kernen. Somit kann das Verkapselungsmaterial weich für magnetische Kerne oder hart für Halbleiter-Die oder eine beliebige Kombination, benötigt zur optimalen thermischen und mechanischen Leistung und Zuverlässigkeit, sein. Lötzinn oder Lötzinn und Lötzinnkugeln 528, 530 werden dann auf der unteren Seite der Blöcke platziert. Die mehrfachen Vorrichtungsblöcke werden dann in einzelne Komponenten gesägt, um den Montageprozess zu vollenden.
  • Die Anordnung weist üblicherweise andere Operationen auf, die hierin nicht beschrieben sind, da sie gut bekannt und produktspezifisch sind. Sie weisen Operationen, wie Markierungen, Rückfließen, Testen und andere spezielle Operationen auf.
  • Somit ermöglichen die Einbettungstechniken gemäß der Erfindung das Maximieren der Größe des magnetischen Kerns, während Platz für andere Komponenten bereitgestellt wird, und eine Isolation zwischen dem Eingangs- und Ausgangsteilbereich der Schaltung bereitgestellt wird, alles in einem relativ kleinen Package. Das kleinere Package und der einfache Einbettungsprozess reduzieren Kosten, erhöhen Zuverlässigkeit und stellen eine höhere Schaltkreisdichte für Endverbraucher bereit.
  • Weitere Vorteile werden durch Platzieren des E-Kerns auf einer Diagonalen des Package, wie in 6A gezeigt, erhalten. Dies erlaubt einen längeren E-Kern 602 (z. B. wie verglichen mit der Kernkonfiguration gezeigt in 5A) ohne die Eingangsschaltkreisbereiche aufzuteilen und ohne den Ausgangsschaltkreisbereich aufzuteilen. Es hält auch den Eingangs- und Ausgangsschaltkreis an entgegengesetzten Enden des Packages, was die externe Eingangs-zu-Ausgangs-Kriechstrecke erhöht, was eine hohe (bis zu 3.750 V in einer Ausführungsform) Eingangs-/Ausgangs-Isolation ermöglicht. Es ermöglicht auch einen einfachen und direkten Zugriff für Primär- und Sekundärwicklungen an entgegengesetzten Seiten des Kerns. 6A–6F zeigen zahlreiche Aspekte dieser Ausführungsform.
  • Man beachte, dass der Kern länger als die Packagebreite ist, sogar wenn der freie Raum in zwei verwendbare Räume an den Packageenden geteilt ist, was den Komponentenraum maximiert und alle der Eingangs- und Ausgangsschaltkreise zusammen an entgegengesetzten Enden des Packages hält. Dies ermöglicht des Weiteren, dass die externen Unterseitenkontaktstellen durch den Abstand (z. B. 8 mm), der als Minimal-Kriechweg durch Sicherheitsagenturen wie UL und VDE benötigt wird, getrennt sind.
  • 6A zeigt eine Draufsicht von PCB 600 mit PCB-Löchern 604, die Kernpfosten 606 des E-Kerns 602 aufnehmen. Gestrichelte, rechteckige Bereiche 608 und 610 stellen untere Kontaktstellenbereiche dar. 6B zeigt eine Querschnittsansicht des Package 612, das die PCB 614 integriert, und PCB 614 weist im Gegenzug Kern 602 auf, der darin mit I-Stab 616, der sich über PCB 614 erstreckt und Pfosten des Kerns 602 kontaktiert, eingebettet ist. Überform 618 kapselt I-Stab 616 und beliebige andere Komponenten, die entlang der oberen Oberfläche von PCB 614 angebracht sind, ein. 6C zeigt eine Draufsicht des E-Kerns 602, 6D zeigt eine Seitenansicht des E-Kerns 602, 6E zeigt eine Draufsicht eines I-Stabs und 6F zeigt eine Seitenansicht des I-Stabs 616.
  • In einer Abwandlung der Erfindung werden eine oder mehrere Aushöhlungen entlang der oberen Oberfläche des PCB-Substrats bereitgestellt, um es I-Stäben oder anderen Oberseitenkomponenten zu erlauben, abgesetzt zu werden, um eine flache Oberfläche für Bump-Chip und andere SMG-Anordnungen, die Lötzinn-Matrizen-Drucken benötigen, bereitzustellen. 7 zeigt ein Beispiel, wobei I-Stab 704 in einer Aushöhlung abgesetzt wird, die in der PCB 702 gebildet ist, so dass eine obere Oberfläche des I-Stabs 704 im Wesentlichen koplanar mit der oberen Oberfläche der PCB 602 ist. Man beachte, dass zu Zwecken des Bump-Chip und anderer SMD-Anordnungen, die obere Oberfläche des I-Stabs 704 nicht perfekt koplanar mit der oberen PCB-Oberfläche sein muss, und stattdessen geringfügig versetzt relativ zu der oberen Oberfläche der PCB 602 sein kann. Alle anderen Merkmale der BGA-Vorrichtung in 7 sind ähnlich zu denen in 5A und werden daher nicht beschrieben.
  • Die zahlreichen Ausführungsformen der Erfindung, die oben beschrieben sind, sind insbesondere geeignet für Energieproduktanwendungen wie Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler, Offline-Wandler, und Energieversorgung und magnetisch isolierte Gateantriebe, aber die obigen Techniken können auch in beliebigen Produkten oder Anwendungen verwendet werden, die von magnetischen Komponenten, die in einem PCB-Substrat-basierten Package eingebettet sind, profitieren würden. Andere solche Produkte können eigenständige Transformatoren oder Induktoren sein. Des Weiteren, während die zahlreichen Ausführungsformen in dem Zusammenhang von Kernkonfigurationen mit mehreren Pfosten beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht als solche beschränkt. Beispielsweise können dieselben Einbettungstechniken, die oben beschrieben wurden, verwendet werden, um einen Kern einzubetten, der nur einen sich vertikal erstreckenden Pfosten (ohne Platten) in einem PCB-Substratbasierten Package aufweist, mit Primär- und Sekundärwicklungen, die sich um den Pfosten entlang der horizontalen Dimension erstrecken. Als ein anderes Beispiel können die obigen Einbettungstechniken verwendet werden, um einen Kern einzubetten, der nur einen sich horizontal erstreckenden Pfosten in einem PCB-Substrat-basierten Package aufweist, mit Primär- und Sekundärwicklungen, die sich um den Pfosten entlang der vertikalen Dimension erstrecken.
  • Während das Obige eine vollständige Beschreibung von zahlreichen Ausführungsformen der Erfindung bereitstellt, sind viele Alternativen, Modifikationen und Äquivalente möglich. Aus diesem und anderen Gründen sollte die obige Beschreibung nicht als den Schutzumfang der Erfindung beschränkend genommen werden, der durch die angehängten Ansprüche definiert ist.
  • Zusammenfassung
  • Ein Leiterplatten(PCB)-Substrat, das in einem Halbleiterpackage, wie einer BGA und LGA, verwendet werden kann, weist eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche auf. Eine magnetische Komponente weist eine sich lateral erstreckende untere Platte, zwei oder mehr sich vertikal erstreckende Pfosten und eine sich lateral erstreckende obere Platte auf, wobei die untere Platte vollständig innerhalb des PCB-Substrats eingebettet ist und die zwei oder mehr Pfosten sich in das PCB-Substrat von der unteren Platte zu der oberen Oberfläche des PCB-Substrats erstrecken. Die obere Platte kontaktiert ein Ende von jedem der zwei oder mehr Pfosten entlang der oberen Oberfläche des PCB-Substrats.

Claims (46)

  1. Struktur aufweisend: ein Leiterplatten(PCB)-Substrat, das eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche aufweist; und eine magnetische Komponente, die eine sich lateral erstreckende untere Platte, zwei oder mehr sich vertikal erstreckende Pfosten und eine sich lateral erstreckende obere Platte aufweist, wobei die untere Platte vollständig innerhalb des PCB-Substrats eingebettet ist und die zwei oder mehr Pfosten sich in das PCB-Substrat von der unteren Platte zu der oberen Oberfläche des PCB-Substrats erstrecken, und die obere Platte sich über die obere Oberfläche des PCB-Substrats erstreckt und ein Ende von jedem der zwei oder mehr Pfosten kontaktiert.
  2. Struktur gemäß Anspruch 1, wobei die magnetische Komponente einen U-Kern aufweist.
  3. Struktur gemäß Anspruch 1, wobei die magnetische Komponente einen E-Kern aufweist.
  4. Struktur gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend Primär- und Sekundärwicklungen, die zumindest einen der zwei oder mehr Pfosten umringen.
  5. Struktur gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend zumindest einen Satz an Wicklungen, die zumindest einen der zwei oder mehr Pfosten umringen.
  6. Struktur gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend Primär- und Sekundärwicklungen, die die untere Platte umringen.
  7. Struktur gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend ein thermisch leitendes Pre-Preg entlang der Wände jedes der zwei oder mehr Pfosten.
  8. Struktur gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend ein weiches Pre-Preg entlang der Wände jedes der zwei oder mehr Pfosten.
  9. Struktur gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend ein Hochfluss-Pre-Preg entlang der Wände jedes der zwei oder mehr Pfosten.
  10. Struktur gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend einen oder mehrere IC-Dies, die elektrisch an der oberen Oberfläche des PCB-Substrats befestigt sind.
  11. Struktur gemäß Anspruch 1, wobei die Struktur ein Halbleiterpackage ist, das das PCB-Substrat integriert.
  12. Struktur gemäß Anspruch 11, wobei das Halbleiterpackage eines von einem Ball-Grid-Array(BGA)-Package und einem Land-Grid-Array(LGA)-Package ist.
  13. Struktur gemäß Anspruch 11, wobei das Halbleiterpackage aufweist: eine Oberseitenverkapselungsschicht, die die obere Oberfläche des PCB-Substrats einkapselt; und zumindest zwei Kontaktstellenbereiche entlang einer unteren Seite des Package, wobei eine externe elektrische Verbindung zu dem Package hergestellt werden kann.
  14. Struktur gemäß Anspruch 1, wobei die magnetische Komponente diagonal auf der oberen Oberfläche des PCB-Substrats positioniert ist, um eine höhere Packungsdichte zu erhalten.
  15. Struktur gemäß Anspruch 1, wobei die oberen und unteren Platten und die zwei oder mehr Pfosten Teile eines von einem Induktor und einem Transformator bilden.
  16. Struktur gemäß Anspruch 11, wobei das Halbleiterpackage aufweist: einen oder mehrere IC-Dies, die elektrisch mit der oberen Oberfläche des PCB-Substrats gekoppelt sind; eine Oberseitenverkapselungsschicht, die sich über die gesamte obere Oberfläche des PCB-Substrats erstreckt und alle freiliegenden Teilbereiche der magnetischen Komponente und des einen oder mehreren IC-Dies verkapselt; und leitende Kontaktstellen entlang der unteren Oberfläche des PCB-Substrats.
  17. Struktur gemäß Anspruch 16, wobei die Oberseitenverkapselungsschicht eine von einer Formungsmasse und einer Vergussmasse aufweist.
  18. Verfahren zum Einbetten einer magnetischen Komponente in ein PCB-Substrat für ein Halbleiterpackage, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines oberen Teils und eines unteren Teils eines PCB-Substrats, wobei der obere Teil eine Mehrzahl von oberen PCB-Schichten aufweist, und der untere Teil zumindest eine untere PCB-Schicht aufweist; Bilden von zwei oder mehr Löchern in den oberen PCB-Schichten; Einsetzen von Pfosten der magnetischen Komponente in die zwei oder mehr Löcher, wobei eine untere Platte der magnetischen Komponente über einer ersten Oberfläche der oberen PCB-Schichten freiliegend bleibt; Platzieren der zumindest einen unteren PCB-Schicht über der ersten Oberfläche der oberen PCB-Schichten und über der unteren Platte der magnetischen Komponente; und Platzieren einer magnetischen oberen Platte über einer zweiten Oberfläche der oberen PCB-Schichten gegenüber der ersten Oberfläche, so dass die magnetische obere Platte in Kontakt mit einem Ende von jedem der Pfosten der magnetischen Komponente ist.
  19. Verfahren gemäß Anspruch 18, weiterhin aufweisend: vor dem Platzieren der zumindest einen unteren PCB-Schicht über der ersten Oberfläche, Platzieren einer Schicht aus thermischem Pre-Preg über der ersten Oberfläche und über der unteren Platte; und Durchführen eines Laminierungsprozesses, um das thermische Pre-Preg aufzuweichen, so dass das thermische Pre-Preg in die zwei oder mehr Löchern der oberen PCB-Schichten entlang der Wände der Pfosten der magnetischen Komponente fließt.
  20. Verfahren gemäß Anspruch 18, weiterhin aufweisend: vor dem Platzieren der zumindest einen unteren PCB-Schicht über der ersten Oberfläche, Platzieren über der ersten Oberfläche einer Schicht aus thermischem Pre-Preg, die einen Schlitz in der Form der unteren Platte aufweist.
  21. Verfahren gemäß Anspruch 18, weiterhin aufweisend: vor dem Platzieren der zumindest einen unteren PCB-Schicht über der ersten Oberfläche, Platzieren einer Abstandstafel, die einen Schlitz in der Form der unteren Platte aufweist, über der ersten Oberfläche.
  22. Verfahren gemäß Anspruch 18, weiterhin aufweisend: Platzieren eines oder mehrerer IC-Dies auf der zweiten Oberfläche der oberen Schichten; und Bilden einer Verkapselungsschicht über der zweiten Oberfläche der oberen Schichten, um die magnetische obere Platte und die einen oder mehreren IC-Dies zu verkapseln.
  23. Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei die Struktur eine von einem Ball-Grid-Array(BGA)-Package und einem Land-Grid-Array(LGA)-Package ist.
  24. Verfahren gemäß Anspruch 18, weiterhin aufweisend: Befestigen von elektronischen Komponenten an dem PCB-Substrat unter Verwendung eines von einem Chip- und Draht-Montageprozess und einem Oberflächenbefestigungs-Montageprozesses.
  25. Verfahren zum Einbetten einer magnetischen Komponente in ein PCB-Substrat, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines oberen Teils und eines unteren Teils eines PCB-Substrats, wobei der obere Teil eine Mehrzahl von oberen PCB-Schichten aufweist, und der untere Teil zumindest eine untere PCB-Schicht aufweist; Bilden von zwei oder mehr Löchern in den oberen PCB-Schichten; Einsetzen von Pfosten der magnetischen Komponente in die zwei oder mehr Löcher, wobei eine untere Platte der magnetischen Komponente über einer ersten Oberfläche der oberen PCB-Schichten freiliegend bleibt; Platzieren der zumindest einen unteren PCB-Schicht über der ersten Oberfläche der oberen PCB-Schichten und über der unteren Platte der magnetischen Komponente, so dass die untere Platte durch die obere und untere PCB-Schicht umhüllt ist.
  26. Verfahren gemäß Anspruch 25, weiterhin aufweisend: Platzieren einer magnetischen oberen Platte über einer zweiten Oberfläche der oberen PCB-Schichten gegenüber der ersten Oberfläche, so dass die magnetische obere Platte in Kontakt mit einem Ende von jedem der Pfosten der magnetischen Komponente ist.
  27. Verfahren gemäß Anspruch 25, weiterhin aufweisend: Platzieren einer magnetischen oberen Platte in einer Aushöhlung, die entlang einer zweiten Oberfläche der oberen PCB-Schichten gegenüber der ersten Oberfläche gebildet ist, so dass eine Oberfläche der magnetischen oberen Platte im Wesentlichen koplanar mit der zweiten Oberfläche der oberen PCB-Schichten oder relativ zu diesen versenkt ist, wobei die magnetische obere Platte einen Kontakt mit einem Ende von jedem der zwei oder mehr Pfosten innerhalb der Aushöhlung herstellt.
  28. Verfahren gemäß Anspruch 27, weiterhin aufweisend: nach dem Platzieren der magnetischen oberen Platte Verteilen von weichem Beschichtungsmaterial um die Pfosten herum
  29. Verfahren gemäß Anspruch 25, weiterhin aufweisend: vor dem Platzieren der zumindest einen unteren PCB-Schicht über der ersten Oberfläche, Platzieren einer Schicht aus thermischem Pre-Preg, die einen Schlitz in der Form der unteren Platte aufweist, über der ersten Oberfläche.
  30. Verfahren gemäß Anspruch 25, weiterhin aufweisend: vor dem Platzieren der zumindest einen unteren PCB-Schicht über der ersten Oberfläche, Platzieren einer Abstandstafel, die einen Schlitz in der Form der unteren Platte aufweist, über der ersten Oberfläche.
  31. PCB-Substrat-basiertes Package, aufweisend: ein PCB-Substrat, das eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche aufweist, wobei das PCB-Substrat eine Mehrzahl von PCB-Schichten mit leitenden Spuren aufweist, die sich durch jede PCB-Schicht erstrecken; und einen magnetischen Pfosten, der vollständig innerhalb des PCB-Substrats eingebettet ist, wobei sich der magnetische Pfosten senkrecht zu den oberen und unteren Oberflächen erstreckt.
  32. PCB-Substrat-basiertes Package gemäß Anspruch 31, weiterhin aufweisend Primär- und Sekundärwicklungen, die den magnetischen Pfosten umringen, wobei die Primär- und Sekundärwicklungen aus einer ausgewählten Gruppe der leitenden Spuren und einer vorbestimmten Anzahl von Durchkontaktierungen zum Kontaktieren von leitenden Spuren benachbarter PCB-Schichten gebildet sind.
  33. PCB-Substrat-basiertes Package gemäß Anspruch 31, weiterhin aufweisend einen Satz an Wicklungen, die den magnetischen Pfosten umringen, wobei der Satz an Wicklungen aus einer ausgewählten Gruppe der leitenden Spuren und einer vorbestimmten Anzahl von Durchkontaktierungen zum Kontaktieren von leitenden Spuren benachbarter PCB-Schichten gebildet sind.
  34. Struktur aufweisend: ein Leiterplatten(PCB)-Substrat, das eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche aufweist, wobei das PCB-Substrat des Weiteren eine Aushöhlung entlang seiner oberen Oberfläche aufweist; und eine magnetische Komponente, die eine sich lateral erstreckende untere Platte, zwei oder mehr sich vertikal erstreckende Pfosten und eine sich lateral erstreckende obere Platte aufweist, wobei die untere Platte vollständig innerhalb des PCB-Substrats eingebettet ist und die zwei oder mehr Pfosten sich in das PCB-Substrat von der unteren Platte zu der Aushöhlung erstrecken, und die obere Platte in der Aushöhlung angeordnet ist, so dass eine obere Oberfläche der oberen Platte im Wesentlichen koplanar mit der oberen Oberfläche des PCB-Substrats oder relativ zu dieser versenkt ist, wobei die obere Platte einen Kontakt mit einem Ende von jedem der zwei oder mehr Pfosten innerhalb der Aushöhlung herstellt.
  35. Struktur gemäß Anspruch 34, wobei die magnetische Komponente eine von einem U-Kern und einem E-Kern ist.
  36. Struktur gemäß Anspruch 34, weiterhin aufweisend ein weiches Beschichtungsmaterial, das die obere Platte verkapselt und sich entlang der Wände von jedem der zwei oder mehr Pfosten erstreckt.
  37. Struktur gemäß Anspruch 34, wobei die Struktur eine von einem Ball-Grid-Array(BGA)-Package und einem Land-Grid-Array(LGA)-Package ist.
  38. Struktur gemäß Anspruch 34, wobei die obere und untere Platte und die zwei oder mehr Pfosten Teile von einem eines Induktors und eines Transformators bilden.
  39. Struktur gemäß Anspruch 34, wobei die Struktur aufweist: einen oder mehrere IC-Dies, die elektrisch mit der oberen Oberfläche des PCB-Substrats gekoppelt sind; eine Oberseitenverkapselungsschicht, die sich über die gesamte obere Oberfläche des PCB-Substrats erstreckt und den einen oder die mehreren IC-Dies und alle freiliegenden Teilbereiche der magnetischen Komponente, die die Wände der zwei oder mehr Pfosten einschließen, einkapselt; und leitende Kontaktstellen entlang der unteren Oberfläche des PCB-Substrats.
  40. Struktur gemäß Anspruch 39, wobei die Oberseitenverkapselungsschicht eine von einer Abdruckmasse und einer Vergussmasse aufweist.
  41. Verfahren zum Einbetten einer ersten magnetischen Platte in einem PCB-Substrat, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines oberen Teils und eines unteren Teils eines PCB-Substrats, wobei der obere Teil eine Mehrzahl von oberen PCB-Schichten aufweist, und der untere Teil zumindest eine untere PCB-Schicht aufweist; Platzieren der ersten magnetischen Platte über einer ersten Oberfläche der oberen PCB-Schichten; und Platzieren der zumindest einen unteren PCB-Schicht über der ersten Oberfläche der oberen PCB-Schichten und über der ersten magnetischen Platte, so dass die erste magnetische Platte durch die oberen PCB-Schichten und die zumindest eine untere PCB-Schicht umhüllt ist.
  42. Verfahren gemäß Anspruch 41, weiterhin aufweisend: Bilden von zwei oder mehr Löchern in den oberen PCB-Schichten; und Einsetzen von magnetischen Pfosten einer magnetischen Komponente in die zwei oder mehr Löcher, so dass ein Ende von jedem der magnetischen Pfosten in Kontakt mit der ersten magnetischen Platte ist, wobei die magnetische Komponente einen Plattenteilbereich aufweist, der zumindest teilweise freiliegend bleibt, nachdem die magnetischen Pfosten eingesetzt sind.
  43. Verfahren gemäß Anspruch 41, wobei weiterhin die oberen PCB-Schichten eine Aushöhlung entlang einer zweiten Oberfläche der oberen PCB-Schichten gegenüber der ersten Oberfläche aufweisen, wobei die Aushöhlung den Plattenteilbereich der magnetischen Komponente während des Einfügungsschrittes aufnehmen, wobei die Aushöhlung eine ausreichende Tiefe aufweist, so dass eine Oberfläche des Plattenteilbereichs der magnetischen Komponente im Wesentlichen koplanar mit der zweiten Oberfläche der oberen PCB-Schichten oder relativ zu diesen versenkt ist.
  44. Verfahren gemäß Anspruch 41, weiterhin aufweisend: nach dem Einfügen der Säulen, Verteilen von weichem Beschichtungsmaterial um die Pfosten herum.
  45. Verfahren gemäß Anspruch 41, weiterhin aufweisend: vor dem Platzieren der zumindest einen unteren PCB-Schicht über der ersten Oberfläche, Platzieren einer Schicht von thermischem Pre-Preg, die einen Schlitz in der Form der ersten magnetischen Platte aufweist, über der ersten Oberfläche.
  46. Verfahren gemäß Anspruch 41, weiterhin aufweisend: vor dem Platzieren der zumindest einen unteren PCB-Schicht über der ersten Oberfläche, Platzieren einer Abstandstafel, die einen Schlitz in der Form der ersten magnetischen Platte aufweist, über der ersten Oberfläche.
DE112009000686T 2008-03-24 2009-03-23 Halbleiterpackage mit eingebetteter magnetischer Komponente und Verfahren zur Herstellung Withdrawn DE112009000686T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US3904208P 2008-03-24 2008-03-24
US61/039,042 2008-03-24
PCT/US2009/037975 WO2009120633A2 (en) 2008-03-24 2009-03-23 Semiconductor package with embedded magnetic component and method of manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112009000686T5 true DE112009000686T5 (de) 2011-02-17

Family

ID=41088701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112009000686T Withdrawn DE112009000686T5 (de) 2008-03-24 2009-03-23 Halbleiterpackage mit eingebetteter magnetischer Komponente und Verfahren zur Herstellung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8094458B2 (de)
KR (1) KR20110010597A (de)
DE (1) DE112009000686T5 (de)
WO (1) WO2009120633A2 (de)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8410576B2 (en) * 2010-06-16 2013-04-02 National Semiconductor Corporation Inductive structure and method of forming the inductive structure with an attached core structure
CN101980589B (zh) * 2010-10-27 2012-10-17 华为技术有限公司 一种电源模块电路板的制作方法、电源模块及其磁芯
CN102569249B (zh) * 2010-12-08 2014-01-22 财团法人工业技术研究院 立体式电感
CN102325429B (zh) * 2011-08-15 2016-09-14 深圳市核达中远通电源技术有限公司 一种粘结模块电源的上、下磁芯方法
CN104854760A (zh) 2012-09-03 2015-08-19 艾布雷德斯公司 用于智能接触阵列和层叠装置的方法
KR20150126914A (ko) * 2013-03-11 2015-11-13 본스인코오포레이티드 라미네이트식 폴리머 평면 자기체와 관련된 장치 및 방법
US9633772B2 (en) 2013-03-14 2017-04-25 Gentex Corporation Solderable planar magnetic components
US9703321B2 (en) 2013-07-09 2017-07-11 I-Blades, Inc. Snap on wearable module
EP3084783A1 (de) 2013-12-20 2016-10-26 Danmarks Tekniske Universitet Eingebetteter elektromagnetischer transformator zur leistungsumwandlung
EP2988577A1 (de) * 2014-08-20 2016-02-24 AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Leiterplatte
GB2531353B (en) * 2014-10-17 2019-05-15 Murata Manufacturing Co Embedded magnetic component transformer device
WO2017147129A1 (en) 2016-02-24 2017-08-31 Murata Manufacturing Co., Ltd. Substrate-embedded transformer with improved isolation
DE102016203613A1 (de) 2016-03-04 2017-09-07 Würth Elektronik GmbH & Co. KG Elektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
US10403707B2 (en) * 2017-03-31 2019-09-03 Qualcomm Incorporated Array type inductor
US10186949B1 (en) 2017-11-09 2019-01-22 International Business Machines Corporation Coupled-inductor DC-DC power converter
US11251113B2 (en) 2017-12-27 2022-02-15 Intel Corporation Methods of embedding magnetic structures in substrates
EP3584813A1 (de) 2018-06-20 2019-12-25 AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Komponententräger mit integriertem induktor und herstellungsverfahren
US11398334B2 (en) 2018-07-30 2022-07-26 At&S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Component carrier comprising embedded inductor with an inlay
CN111786541B (zh) 2019-03-18 2021-10-29 台达电子工业股份有限公司 电压调节模块
CN111711358B (zh) 2019-03-18 2021-08-06 台达电子工业股份有限公司 电压调节模块
CN112731996B (zh) 2019-10-28 2022-07-15 台达电子工业股份有限公司 电压调节模块
US20210375540A1 (en) * 2020-05-28 2021-12-02 Texas Instruments Incorporated Integrated magnetic device with laminate embedded magnetic core

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5469334A (en) * 1991-09-09 1995-11-21 Power Integrations, Inc. Plastic quad-packaged switched-mode integrated circuit with integrated transformer windings and mouldings for transformer core pieces
EP1488432B1 (de) 2002-03-27 2010-05-19 Commergy Technologies Limited Magnetische anordnung
US7135952B2 (en) * 2002-09-16 2006-11-14 Multi-Fineline Electronix, Inc. Electronic transformer/inductor devices and methods for making same
US7307341B2 (en) 2005-01-10 2007-12-11 Ixys Corporation Integrated packaged having magnetic components
US7256676B2 (en) * 2005-09-16 2007-08-14 Artesyn Technologies, Inc. Printed circuit board and device including same

Also Published As

Publication number Publication date
US20090237899A1 (en) 2009-09-24
WO2009120633A2 (en) 2009-10-01
KR20110010597A (ko) 2011-02-01
WO2009120633A3 (en) 2009-12-23
US8094458B2 (en) 2012-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112009000686T5 (de) Halbleiterpackage mit eingebetteter magnetischer Komponente und Verfahren zur Herstellung
DE10138278C1 (de) Elektronisches Bauteil mit aufeinander gestapelten elektronischen Bauelementen und Verfahren zur Herstellung derselben
DE19650148B4 (de) Halbleitervorrichtung und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE102006005645B4 (de) Stapelbarer Baustein, Bausteinstapel und Verfahren zu deren Herstellung
DE102008050972B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines Bauelements
DE102005043557B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils mit Durchkontakten zwischen Oberseite und Rückseite
DE102006062473A1 (de) Halbleiterbauelement mit auf einem Substrat montiertem Chip
DE10234951B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Halbleiterschaltungsmodulen
DE102006032073B4 (de) Elektrisch leitfähiger Verbund aus einem Bauelement und einer Trägerplatte
DE19801312A1 (de) Halbleiterbauelement mit mehreren Substratlagen und zumindest einem Halbleiterchip und einem Verfahren zum Herstellen eines solchen Halbleiterbauelementes
DE3616494A1 (de) Integrierte schaltungspackung und verfahren zur herstellung einer integrierten schaltungspackung
DE19802347A1 (de) Halbleitersubstrat und stapelbare Halbleiterbaugruppe sowie Herstellungsverfahren derselben
DE102014102118A1 (de) Halbleiterbauelement
DE3911711A1 (de) Modul-aufbau mit integriertem halbleiterchip und chiptraeger
DE102014111829A1 (de) Ein Halbleitermodul und ein Verfahren zu dessen Fabrikation durch erweiterte Einbettungstechnologien
DE102014113519B4 (de) Elektronisches Bauelement, Anordnung und Verfahren
DE102004001829A1 (de) Halbleitervorrichtung
EP1060513B1 (de) Halbleiterbauelement mit mehreren halbleiterchips
WO2008009524A1 (de) Elektronikanordnung
DE102018103979B4 (de) Baugruppe mit einer Trägereinrichtung mit einem Chip und einer Komponente, die durch eine Öffnung montiert ist, und Verfahren zur Herstellung und zur Verwendung
DE102006011473A1 (de) Verfahren zum MCP-Häusen für eine ausgeglichene Leistung
DE102020103456A1 (de) Leistungsstufenvorrichtung mit Trägerrahmen für ein Leistungsstufenmodul und einen integrierten Induktor
DE10136655C1 (de) Multichipmodul in COB Bauweise, insbesondere CompactFlash Card mit hoher Speicherkapazität und Verfahren zur Herstellung desselben
DE10162676B4 (de) Elektronisches Bauteil mit einem Halbleiterchip und einer Umverdrahtungsplatte und Systemträger für mehrere elektronische Bauteile sowie Verfahren zur Herstellung derselben
DE19781978B4 (de) Gehäuse für eine integrierte Schaltung und Verfahren zu dessen Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R082 Change of representative

Representative=s name: DILG HAEUSLER SCHINDELMANN PATENTANWALTSGESELL, DE

Representative=s name: DILG HAEUSLER SCHINDELMANN PATENTANWALTSGESELLSCHA

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MICROSEMI CORP., US

Free format text: FORMER OWNER: ASIC ADVANTAGE, INC., SUNNYVALE, US

Effective date: 20120119

R082 Change of representative

Representative=s name: DILG HAEUSLER SCHINDELMANN PATENTANWALTSGESELL, DE

Effective date: 20120119

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20131001