TW202145266A

TW202145266A - 電源線結構

Info

Publication number: TW202145266A
Application number: TW110118140A
Authority: TW
Inventors: 黃俊銘; 吳瑞北; 王世宏; 吳亭瑩; 黃銘崇
Original assignee: 瑞昱半導體股份有限公司
Priority date: 2020-05-22
Filing date: 2021-05-19
Publication date: 2021-12-01
Also published as: TWI847037B; CN115132697A; US20210368614A1; US11711888B2

Abstract

一種電源線結構包含一介電層、一第一導電部件、一第二導電部件以及一第三導電部件。第一導電部件設置於介電層的一第一側。第二導電部件設置於介電層的第一側。第三導電部件設置於介電層的第一側且位於第一導電部件與第二導電部件之間。第一導電部件以及該第二導電部件的電壓為一地電壓。第三導電部件用以接收一第一電源電壓。

Description

電源線結構

本案中所述實施例內容是有關於一種電源線結構，特別關於一種可降低電磁干擾的電源線結構。

隨著半導體技術的發展，各種積體電路已被發展出來。在積體電路中，電源線所產生的磁場耦合效應，會對其他電子元件造成電磁干擾(electromagnetic interference，EMI)。這些電磁干擾將會影響到整個積體電路的運作以及效能。

本案之一些實施方式是關於一種電源線結構。電源線結構包含一介電層、一第一導電部件、一第二導電部件以及一第三導電部件。第一導電部件設置於介電層的一第一側。第二導電部件設置於介電層的第一側。第三導電部件設置於介電層的第一側且位於第一導電部件與第二導電部件之間。第一導電部件以及該第二導電部件的電壓為一地電壓。第三導電部件用以接收一第一電源電壓。

綜上所述，本案的電源線結構可有效地避免電源線對其他電子元件造成電磁干擾。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，下述圖示以及說明中相同元件或相似元件將以相同之符號標示，但所提供之實施例並非用以限制本案所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本案所涵蓋的範圍。

在本案中，使用第一、第二與第三等等之詞彙，是用於描述各種元件、組件、區域、層與/或區塊是可以被理解的。但是這些元件、組件、區域、層與/或區塊不應該被這些術語所限制。這些詞彙只限於用來辨別單一元件、組件、區域、層與/或區塊。因此，在下文中的一第一元件、組件、區域、層與/或區塊也可被稱為第二元件、組件、區域、層與/或區塊，而不脫離本案的本意。

於本案中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或多個。將進一步理解的是，本文中所使用之『包含』、『包括』、『具有』及相似詞彙，指明其所記載的特徵、區域、整數、步驟、操作、元件與/或組件，但不排除其所述或額外的其一個或多個其它特徵、區域、整數、步驟、操作、元件、組件，與/或其中之群組。

參考第1A圖以及第1B圖。第1A圖是依照本案一些實施例所繪示的電源線結構100的示意圖。第1B圖是依照本案一些實施例所繪示的第1A圖的電源線結構100的立體圖。

以第1A圖以及第1B圖示例而言，電源線結構100包含導電部件110、導電部件120、導電部件130以及介電層140。在一些實施例中，介電層140沿方向X與方向Y所形成的平面延伸。導電部件110、導電部件120以及導電部件130設置於介電層140的第一側(例如：下側)且接觸介電層140的第一表面(例如：下表面)。換句話說，導電部件110、導電部件120以及導電部件130設置於介電層140的同一側(例如：下側)。

導電部件130用以接收電源電壓VDD1以作為電源線。具體而言，導電部件130可與其他電子元件耦接以將接收到的電源電壓VDD1提供給該些電子元件。導電部件130設置於導電部件110與導電部件120之間。導電部件110以及導電部件120的電壓為地電壓VSS。在這種配置下，電源線結構100形成「交錯式結構」。於此所稱「交錯式結構」是指作為提供電源電壓VDD1的導電部件130與具有地電壓VSS的導電部件110/120交錯設置。

如第1A圖以及第1B圖所示，導電部件130與導電部件110之間形成間隔G1，且導電部件130與導電部件120之間形成間隔G2。在一些實施例中，間隔G1的寬度S1與間隔G2的寬度S2相等。在一些實施例中，間隔G1的寬度S1以及間隔G2的寬度S2皆與導電部件130的線寬W相等。寬度S1、寬度S2以及線寬W的值可依實際應用進行設計。在一些其他的實施例中，間隔G1的寬度S1、間隔G2的寬度S2以及導電部件130的線寬W的值彼此相異。

在一些相關技術中，提供電源電壓的導電部件為一板狀(plane)結構且設置於介電層的上側，而具有地電壓的另一導電部件亦為一板狀結構且設置於介電層的下側。在這種配置中，提供電源電壓的導電部件所產生的磁場耦合很容易對其他電子元件造成電磁干擾(electromagnetic interference，EMI)。

相較於上述相關技術，在本案的電源線結構100中，提供電源電壓VDD1的導電部件130以及具有地電壓VSS的兩導電部件110以及120設置於介電層140的同一側，且提供電源電壓VDD1的導電部件130設置於具有地電壓VSS的兩導電部件110以及120之間。在這種配置中，可將導電部件130所產生的磁場耦合侷限在兩導電部件110與120之間。舉例而言，導電部件130所產生的磁場耦合可被侷限於間隔G1與間隔G2中，以避免導電部件130所產生的磁場耦合對其他電子元件造成電磁干擾。此外，由於導電部件130是設置於導電部件110與120之間，電源線結構100的體積並不會明顯地增加。

在一些實施例中，電源線結構100更包含至少一訊號線150。訊號線150設置於介電層140的第二側(例如：上側)且接觸介電層140的第二表面(例如：上表面)。訊號線150可傳輸積體電路中的其他訊號或資料。需特別注意的是，第1A圖的電源線結構100是以包含兩條訊號線150為例，但本案不以此數量為限。

在一些實施例中，導電部件110、導電部件120以及導電部件130設置於第一金屬層(例如：M1層)中。兩條訊號線150設置於第二金屬層(例如：M2層)中。第一金屬層與第二金屬層的距離可等於介電層140的高度H。高度H的值可依實際應用進行設計。

參考第2A圖以及第2B圖。第2A圖是依照本案一些實施例所繪示的電源線結構200的示意圖。第2B圖是依照本案一些實施例所繪示的第2A圖的電源線結構200的立體圖。以第2A圖以及第2B圖示例而言，電源線結構200包含導電部件210、導電部件220、導電部件230、介電層240、至少一訊號線250以及導電部件260。

導電部件210、導電部件220以及導電部件230設置於介電層240的第一側(例如：下側)且接觸介電層240的第一表面(例如：下表面)。至少一訊號線250以及導電部件260設置於介電層240的第二側(例如：上側)且接觸介電層240的第二表面(例如：上表面)。導電部件230用以接收電源電壓VDD1以作為電源線。具體而言，導電部件230可與其他電子元件耦接以將接收到的電源電壓VDD1提供給該些電子元件。導電部件210、導電部件220以及導電部件260的電壓為地電壓VSS。換句話說，導電部件210、導電部件220以及導電部件260的電壓相同。

相似於第1A圖，導電部件230與導電部件210之間形成間隔G1，且導電部件230與導電部件220之間形成間隔G2。導電部件230所產生的磁場耦合會被侷限於導電部件210與導電部件220之間。換句話說，導電部件230所產生的磁場耦合會被侷限於間隔G1與間隔G2中，以避免導電部件230所產生的磁場耦合對其他電子元件造成電磁干擾。在一些實施例中，間隔G1的寬度S1與間隔G2的寬度S2相等。在一些實施例中，間隔G1的寬度S1以及間隔G2的寬度S2皆與導電部件230或導電部件260的線寬W相等。在一些其他的實施例中，導電部件230的線寬與導電部件260的線寬可不相等。寬度S1、寬度S2以及線寬W的值可依實際應用進行設計。

以第2A圖示例而言，導電部件260與導電部件230於方向Z對齊，其中方向Z垂直於方向X以及方向Y。具體而言，導電部件260於方向X與方向Y所形成平面上的垂直投影與導電部件230於此平面上的垂直投影完全重疊。在一些其他的實施例中，導電部件260於方向X與方向Y所形成平面上的垂直投影與導電部件230於此平面上的垂直投影為部分重疊。

在一些實施例中，導電部件210、導電部件220以及導電部件230設置於第一金屬層(例如：M1層)中。兩條訊號線250以及導電部件260設置於第二金屬層(例如：M2層)中。第一金屬層與第二金屬層的距離可等於介電層240的高度H。高度H的值可依實際應用進行設計。

相較於第1A圖中的電源線結構100，第2A圖中的電源線結構200更包含具有地電壓VSS的導電部件260，且導電部件260係相對於提供電源電壓VDD1的導電部件230設置(例如：導電部件260與導電部件230於方向Z對齊)，如此導電部件230所產生的磁場耦合可更有效地被限制。具體而言，導電部件230所產生的磁場耦合可被限制於導電部件210、導電部件220以及導電部件260之間的空間。

參考第2C圖。第2C圖是依照本案一些實施例所繪示的電源線結構200-1的示意圖。第2C圖的電源線結構200-1與第2A圖的電源線結構200之間的主要差異為，在2C圖的電源線結構200-1中，導電部件210-1、導電部件220-1以及導電部件230皆具有線寬W。

在一些實施例中，導電部件210-1的寬度、導電部件220-1的寬度以及導電部件230的寬度可依實際應用進行設計。

參考第3A圖。第3A圖是依照本案一些實施例所繪示的電源線結構300的示意圖。以第3A圖示例而言，電源線結構300包含導電部件310、導電部件320、導電部件330、介電層340、多條訊號線350、導電部件360、導電部件370以及導電部件380。

第3A圖中的導電部件310、導電部件320、導電部件330、介電層340、訊號線350以及導電部件360的配置相似於第2A圖中的導電部件210、導電部件220、導電部件230、介電層240、訊號線250以及導電部件260，故於此不再贅述。

導電部件370以及導電部件380設置於介電層340的第二側(例如：上側)且接觸介電層340的第二表面(例如：上表面)。導電部件370用以接收電源電壓VDD2以作為一電源線。具體而言，導電部件370可與其他電子元件耦接以將接收到的電源電壓VDD2提供給該些電子元件。導電部件380用以接收電源電壓VDD3以作為另一電源線。具體而言，導電部件380可與其他電子元件耦接以將接收到的電源電壓VDD3提供給該些電子元件。在一些實施例中，電源電壓VDD2或電源電壓VDD3與電源電壓VDD1相同。在一些其他的實施例中，電源電壓VDD2以及電源電壓VDD3皆與電源電壓VDD1不相同。

由於第3A圖的電源線結構300更包含作為另兩條電源線的導電部件370以及導電部件380，因此第3A圖的電源線結構300可應用至需要更多電源的應用中。在一些實施例中，提供電源電壓VDD2的導電部件370或提供電源電壓VDD3的導電部件380的線寬W與提供電源電壓VDD1的導電部件330的線寬W相等。在一些實施例中，提供電源電壓VDD2的導電部件370或提供電源電壓VDD3的導電部件380的線寬與提供電源電壓VDD1的導電部件330的線寬不相等。

在一些實施例中，導電部件330與導電部件310之間形成間隔G1，且導電部件330與導電部件320之間形成間隔G2。導電部件330所產生的磁場耦合會被侷限於導電部件310與導電部件320之間。換句話說，導電部件330所產生的磁場耦合會被侷限於間隔G1與間隔G2中，以避免導電部件330所產生的磁場耦合對其他電子元件造成電磁干擾。在一些實施例中，間隔G1的寬度S1與間隔G2的寬度S2相等。在一些實施例中，間隔G1的寬度S1以及間隔G2的寬度S2皆相同於導電部件330的線寬W。寬度S1、寬度S2以及線寬W的值可依實際應用進行設計。

另外，導電部件360與導電部件370之間形成間隔G3，且導電部件360與導電部件380之間形成間隔G4。以第3A圖示例而言，導電部件360與導電部件330於方向Z對齊，導電部件370與導電部件310於方向Z對齊，且導電部件380與導電部件320於方向Z對齊。具體而言，導電部件360於方向X與方向Y所形成平面上的垂直投影與導電部件330於此平面上的垂直投影完全重疊，導電部件370於方向X與方向Y所形成平面上的垂直投影與導電部件310於此平面上的垂直投影完全重疊，且導電部件380於方向X與方向Y所形成平面上的垂直投影與導電部件320於此平面上的垂直投影完全重疊。在一些其他的實施例中，導電部件360(370/380)於方向X與方向Y所形成平面上的垂直投影與導電部件330(310/320)於此平面上的垂直投影為部分重疊。

相似地，相較於第1A圖中的電源線結構100，第3A圖的電源線結構300更包含具有地電壓VSS的導電部件360，因此導電部件330所產生的磁場耦合可更有效地被限制。具體而言，導電部件330所產生的磁場耦合可被限制於導電部件310、導電部件320以及導電部件360之間的空間。

參考第3B圖。第3B圖是依照本案一些實施例所繪示的電源線結構300-1的示意圖。第3B圖的電源線結構300-1與第3A圖的電源線結構300之間的主要差異為，在3B圖的電源線結構300-1中，導電部件310-1、導電部件320-1以及導電部件330皆具有線寬W。

在一些實施例中，導電部件310-1的寬度、導電部件320-1的寬度以及導電部件330的線寬可依實際應用進行設計。

參考第4A圖。第4A圖是依照本案一些實施例所繪示的電源線結構400的示意圖。以第4A圖示例而言，電源線結構400包含導電部件410、導電部件420、導電部件430、介電層440、多條訊號線450以及導電部件460。

第4A圖中的導電部件410、導電部件420、導電部件430、介電層440以及訊號線450的配置相似於第2A圖中的導電部件210、導電部件220、導電部件230、介電層240以及訊號線250，故於此不再贅述。

第4A圖中的導電部件460設置於介電層440的第二側(例如：上側)且接觸介電層440的第二表面(例如：上表面)。導電部件460用以接收電源電壓VDD4以作為另一電源線。具體而言，導電部件460可與其他電子元件耦接以將接收到的電源電壓VDD4提供給該些電子元件。在一些實施例中，電源電壓VDD4與電源電壓VDD1相同。在一些其他的實施例中，電源電壓VDD4與電源電壓VDD1不相同。

以第4A圖示例而言，導電部件460與導電部件430於方向Z對齊。具體而言，導電部件460於方向X與方向Y所形成平面上的垂直投影與導電部件430於此平面上的垂直投影完全重疊。在一些其他的實施例中，導電部件460於方向X與方向Y所形成平面上的垂直投影與導電部件430於此平面上的垂直投影為部分重疊。

在第4A圖的電源線結構400中，具有地電壓VSS的導電部件410以及導電部件420可有效地限制導電部件430所產生的磁場耦合，且導電部件460可提供另一電源電壓VDD4給其他電子元件。

參考第4B圖。第4B圖是依照本案一些實施例所繪示的電源線結構400-1的示意圖。第4B圖的電源線結構400-1與第4A圖的電源線結構400之間的主要差異為，在4B圖的電源線結構400-1中，導電部件410-1、導電部件420-1以及導電部件430皆具有線寬W。

在一些實施例中，導電部件410-1的寬度、導電部件420-1的寬度以及導電部件430的線寬可依實際應用進行設計。

雖然本案已以實施方式揭示如上，然其並非用以限定本案，任何本領域具通常知識者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:電源線結構 110:導電部件 120:導電部件 130:導電部件 140:介電層 150:訊號線 200、200-1:電源線結構 210:導電部件 210-1:導電部件 220:導電部件 220-1:導電部件 230:導電部件 240:介電層 250:訊號線 260:導電部件 300、300-1:電源線結構 310:導電部件 310-1:導電部件 320:導電部件 320-1:導電部件 330:導電部件 340:介電層 350:訊號線 360:導電部件 370:導電部件 380:導電部件 400:電源線結構 410:導電部件 410-1:導電部件 420:導電部件 420-1:導電部件 430:導電部件 440:介電層 450:訊號線 460:導電部件 VDD1:電源電壓 VDD2:電源電壓 VDD3:電源電壓 VDD4:電源電壓 VSS:地電壓 X:方向 Y:方向 Z:方向 H:高度 G1:間隔 G2:間隔 G3:間隔 G4:間隔 S1:寬度 S2:寬度 W:線寬

為讓本案之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能夠更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1A圖是依照本案一些實施例所繪示的一電源線結構的示意圖；第1B圖是依照本案一些實施例所繪示的第1A圖的電源線結構的立體圖；第2A圖是依照本案一些實施例所繪示的一電源線結構的示意圖；第2B圖是依照本案一些實施例所繪示的第2A圖的電源線結構的立體圖；第2C圖是依照本案一些實施例所繪示的一電源線結構的示意圖；第3A圖是依照本案一些實施例所繪示的一電源線結構的示意圖；第3B圖是依照本案一些實施例所繪示的一電源線結構的示意圖；第4A圖是依照本案一些實施例所繪示的一電源線結構的示意圖；以及第4B圖是依照本案一些實施例所繪示的一電源線結構的示意圖。

100:電源線結構

110:導電部件

120:導電部件

130:導電部件

140:介電層

150:訊號線

VDD1:電源電壓

VSS:地電壓

X:方向

Z:方向

H:高度

G1:間隔

G2:間隔

S1:寬度

S2:寬度

W:線寬

Claims

一種電源線結構，包含：一介電層；一第一導電部件，設置於該介電層的一第一側；一第二導電部件，設置於該介電層的該第一側；以及一第三導電部件，設置於該介電層的該第一側且位於該第一導電部件與該第二導電部件之間，其中該第一導電部件以及該第二導電部件的電壓為一地電壓，且該第三導電部件用以接收一第一電源電壓。
如請求項1所述的電源線結構，其中該第三導電部件與該第一導電部件之間形成一第一間隔，且該第三導電部件與該第二導電部件之間形成一第二間隔。
如請求項2所述的電源線結構，其中該第一間隔的寬度與該第二間隔的寬度相同，或該第一間隔的寬度與該第三導電部件的線寬相同。
如請求項2所述的電源線結構，其中該第一間隔的寬度與該第二間隔的寬度相異，或該第一間隔的寬度與該第三導電部件的線寬相異。
如請求項1所述的電源線結構，更包含：一訊號線，設置於該介電層的一第二側。
如請求項1所述的電源線結構，更包含：一第四導電部件，設置於該介電層的一第二側且相對於該第三導電部件設置，其中該第四導電部件的電壓為該地電壓。
如請求項6所述的電源線結構，其中該第四導電部件與該第三導電部件於一第一方向對齊，其中該介電層沿一第二方向與一第三方向所形成的一平面延伸，該第四導電部件於該平面的垂直投影與該第三導電部件於該平面的垂直投影重疊，且該第二方向以及該第三方向垂直於該第一方向。
如請求項6所述的電源線結構，更包含：一第五導電部件，設置於該介電層的該第二側且用以接收一第二電源電壓；以及一第六導電部件，設置於該介電層的該第二側且用以接收一第三電源電壓，其中該第三導電部件與該第一導電部件之間形成一第一間隔，該第三導電部件與該第二導電部件之間形成一第二間隔，該第五導電部件與該第四導電部件之間形成一第三間隔，且該第六導電部件與該第四導電部件之間形成一第四間隔。
如請求項8所述的電源線結構，其中該第五導電部件與該第一導電部件於一第一方向對齊，且該第六導電部件與該第二導電部件於該第一方向對齊，其中該介電層沿一第二方向與一第三方向所形成的一平面延伸，其中該第五導電部件於該平面的垂直投影與該第一導電部件於該平面的垂直投影重疊，且該第六導電部件於該平面的垂直投影與該第二導電部件於該平面的垂直投影重疊，其中該第二方向以及該第三方向垂直於該第一方向。
如請求項1所述的電源線結構，更包含：一第四導電部件，設置於該介電層的一第二側且用以接收一第二電源電壓，其中該第四導電部件與該第三導電部件於一第一方向對齊，其中該介電層沿一第二方向與一第三方向所形成的一平面延伸，其中該第四導電部件於該平面的垂直投影與該第三導電部件於該平面的垂直投影重疊，其中該第二方向以及該第三方向垂直於該第一方向。