一種集成esd防護(hù)功能的高頻共模lc濾波設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于射頻電子元器件制造領(lǐng)域，特別涉及一種基于硅制作的集成ESD/EMI高頻共模LC濾波設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在射頻電子領(lǐng)域中，濾波和ESD防護(hù)是必不可少的兩大安全要點(diǎn)。其中濾波方面需要使用濾波器，濾波器的功能是用來消除不需要的雜波，使接收到的信號干凈、完整。而ESD防護(hù)方面現(xiàn)多采用TVS管來進(jìn)行防護(hù)，TVS管在這方面有著低電容、高抗靜電能力及低擊穿電壓的優(yōu)勢，該功能是用來有效的泄放瞬態(tài)高電壓的沖擊(即靜電沖擊)，使后端需要保護(hù)的器件在靜電沖擊下不會損壞。本發(fā)明結(jié)合了兩大安全要點(diǎn)，進(jìn)行了高集成度設(shè)計，將兩種功能從分立元件合并成了一顆芯片，大大節(jié)約了電路板上的芯片所占面積。
[0003]在濾波器方面，一般使用的有RC和LC兩種濾波器，而射頻領(lǐng)域的頻率非常高、周期非常短，所以本發(fā)明中采用了衰減速度更快的LC濾波器來實現(xiàn)濾波功能。在很多協(xié)議中(如USB傳輸協(xié)議)對信號的要求為共模輸入，這樣就要求LC濾波器可以實現(xiàn)共模濾波，防止兩根信號線間互相干擾使傳輸發(fā)生錯誤。
[0004]在ESD防護(hù)方面，本發(fā)明使用的是TVS 二極管進(jìn)行ESD防護(hù)，并且使用該TVS管實現(xiàn)LC濾波中電容的功能。這樣對TVS的要求就會大大提高。需要同時滿足高抗靜電能力、低結(jié)電容容值和小二極管結(jié)面積，以滿足功能上的需求、集成度的提高以及成本上的壓縮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種具有ESD防護(hù)功能的高集成度共模LC濾波設(shè)計方法。該發(fā)明的特點(diǎn)是集成了 TVS 二極管進(jìn)行ESD防護(hù)及一組共模電感進(jìn)行高頻濾波，實現(xiàn)了高集成設(shè)計，即節(jié)約了整體電路板的空間，又使整體的ESD防護(hù)和濾波達(dá)到最優(yōu)性能。
[0006]本發(fā)明提供了一種具有ESD防護(hù)功能的高集成度共模LC濾波設(shè)計方法，具體分三部分:
第一部分制作共模濾波電感
提供一種高阻抗硅片，所述硅片用作電感制作時所用硅基底，高阻抗可以有效提高電感的Q值。
[0007]進(jìn)一步的，在高阻抗硅片上進(jìn)行氧化。
[0008]進(jìn)一步的，在氧化層上制作用作連線的金屬。
[0009]進(jìn)一步的，制作鈍化層及鈍化層開口，此時硅基底制作完成。
[0010]進(jìn)一步的，在硅基底上制作兩層電感，以實現(xiàn)共模濾波功能，期間需要使用PI進(jìn)行隔離，使電感與電感之間、電感與硅基底之間均可以實現(xiàn)有效的隔離。
[0011]第二部分制作ESD防護(hù)所用TVS 二極管
提供一種P型外延的襯底片，作為制作TVS管所用硅片。
[0012]進(jìn)一步的，在硅片上進(jìn)行氧化及光刻，制作注入?yún)^(qū)所需注入窗口。
[0013]進(jìn)一步的，在注入窗口上進(jìn)行磷擴(kuò)散，制作N注入?yún)^(qū)，作為二極管陰極使用。
[0014]進(jìn)一步的，在上邊制作鈍化層，并挖接觸孔，供連接金屬及N注入?yún)^(qū)使用。
[0015]進(jìn)一步的，制作連接所用金屬層。
[0016]進(jìn)一步的，在最上層制作鈍化層，并制作鈍化層開口，供封裝引線使用。
[0017]進(jìn)一步的，在硅片背面制作背金，作為二極管陽極接地使用。
[0018]第三部分采用特定的封裝形式對共模濾波電感及TVS 二極管進(jìn)行組合封裝提供一種組合封裝的弓I線框架排布方式。
[0019]進(jìn)一步的，根據(jù)引線框架及封裝管殼要求，進(jìn)行相應(yīng)的劃片及磨片。
[0020]進(jìn)一步的，對芯片進(jìn)行粘貼組合，固定到相應(yīng)位置。
[0021]進(jìn)一步的，對粘裝好的芯片進(jìn)彳丁引線鍵合。
[0022]最后，對管殼進(jìn)行封蓋及密封。
[0023]本發(fā)明通過特殊的組合封裝方法將共模濾波電感和TVS 二極管封裝到一起，實現(xiàn)了高集成度設(shè)計，有效減少了電路板上的占用面積。其中共模濾波電感和TVS二極管是分別制作，即滿足了電感部分的高Q值，又保證了 TVS 二極管作為ESD防護(hù)使用時所需的高抗靜電及低鉗位電壓優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明電路原理簡圖。
[0025]圖中:1三對共模電感，2六顆ESD防護(hù)所用TVS 二極管。
[0026]圖2是本發(fā)明中共模濾波電感的版圖。
[0027]圖中:1、2電感輸入端，3、4電感輸出端，5電感銅線圈。
[0028]圖3是本發(fā)明中共模濾波電感的剖面示意圖。
[0029]圖中:1輸入端金屬連線,2輸出端金屬連線,3、4第一層電感連線,5、6第二層電感連線，7、8第一層電感，9、10第二層電感。
[0030]圖4是本發(fā)明中ESD防護(hù)所用TVS管的剖面圖。
[0031]圖中:1 P型硅片，2 P-外延層，3 N注入?yún)^(qū)(二極管陰極)，4 -氧化層，5金屬層，6鈍化層，7背金(二極管陽極)。
[0032]圖5是本發(fā)明中組合封裝。
[0033]圖中:1、2、3分別對應(yīng)三顆共模電感，4、5分別對應(yīng)六顆ESD防護(hù)所用TVS 二極管。
【主權(quán)項】
1.一種集成ESD防護(hù)功能的高頻共模LC濾波設(shè)計方法，其特征是用硅基制造的高頻共模濾波電感和TVS 二極管進(jìn)行組合封裝后形成一顆完整芯片的設(shè)計方法。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成ESD防護(hù)功能的高頻共模LC濾波設(shè)計方法，其特征在于，制作高頻共模濾波電感時需要采用電阻率大于3K的區(qū)熔單晶硅片，在其上進(jìn)行硅基底的制作及電感銅線圈的制作，利用硅基底實現(xiàn)高頻共模電感的設(shè)計，并依據(jù)封裝要求進(jìn)行磨片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成ESD防護(hù)功能的高頻共模LC濾波設(shè)計方法，其特征在于，通過傳統(tǒng)的TVS設(shè)計工藝，實現(xiàn)一款高抗靜電、極低電容值的TVS 二極管設(shè)計，并依據(jù)封裝要求進(jìn)行磨片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成ESD防護(hù)功能的高頻共模LC濾波設(shè)計方法，其特征在于，將權(quán)利要求2和權(quán)利要求3中所述的硅基高頻共模濾波電感與TVS 二極管進(jìn)行組合封裝，實現(xiàn)性能高、體積小的發(fā)明設(shè)計理念。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種集成ESD防護(hù)功能的高頻共模LC濾波設(shè)計方法，屬于射頻電子元器件制造領(lǐng)域。其中包含了高頻共模LC濾波設(shè)計方法、低電容TVS管設(shè)計方法及組合封裝的設(shè)計方法。本發(fā)明在硅基上實現(xiàn)了高頻共模濾波電感的設(shè)計，并實現(xiàn)了電感與二極管的組合封裝設(shè)計，解決了傳統(tǒng)分立元件組合LC濾波電路的繁瑣性以及占用大的問題。本發(fā)明即能夠解決電感與二極管的集成問題，又能達(dá)到分立元件所能達(dá)到的性能指標(biāo)，完美的實現(xiàn)了性能高、體積小的發(fā)明設(shè)計理念。
【IPC分類】H01L21/56, H01L21/77, H01L21/768, H01L21/98
【公開號】CN105321876
【申請?zhí)枴緾N201410362080
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】哈爾濱工大華生電子有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年7月28日