用于降低集成电路(ic)中的磁耦合的系统、以及相关组件和方法
【专利说明】用于降低集成电路（1C)中的磁耦合的系统、以及相关组件 和方法
[0001] 优先权要求
[0002] 本申请要求2013年6月4日提交并题为"SYSTEM FOR REDUCING MAGNETIC COUPLING IN INTEGRATED CIRCUITS(ICs)AND RELATED COMPONENTS AND METHODS(用于 降低集成电路（IC)中的磁耦合的系统以及相关组件和方法）"美国临时专利申请序列号 61/830, 718的优先权，其通过引用被全部纳入于此。
[0003] 本申请还要求2013年9月6日提交并题为"SYSTEM FOR REDUCING MAGNETIC COUPLING IN INTEGRATED CIRCUITS(ICs)AND RELATED COMPONENTS AND METHODS(用 于降低集成电路（IC)中的磁耦合的系统以及相关组件和方法）"美国专利申请序列号 14/019, 821的优先权，其通过引用被全部纳入于此。
[0004] 背景
[0005] I.公开领域
[0006] 本公开的技术一般涉及集成电路（1C)，并且尤其涉及降低1C中的组件之间的磁 耦合。 N.【背景技术】
[0007] 移动通信设备在当前社会已变得普及。这些移动设备的盛行部分地是通过目前在 此类设备上实现的许多功能来推动的。对此类功能的需求提高了处理能力要求并产生了对 更大功率的电池的需要。在移动通信设备的外壳的有限空间内，电池与处理电路系统竞争。 对用于组件的空间的竞争以及其他因素对该电路系统内的组件的持续小型化作出贡献。
[0008] 组件的小型化影响到处理电路系统的所有方面，包括存储器晶体管以及该处理电 路系统中的其他无功元件。虽然移动通信设备中的组件的小型化因电话变得较小且较轻并 具有较长的电池时间而容易使消费者欣赏，但小型化压力不限于移动通信设备。其他计算 设备（诸如台式计算机）也尝试通过小型化来增加可用的存储器和处理功率。
[0009] 与这些小型化目标同时地，无线通信工业在继续向着为消费者提供尽可能多的带 宽而努力。为了这一目的，许多无线承运商已经为当代通信采纳了载波聚集策略。即，无 线承运商（诸如AT& TRJ可以拥有对于特定地理区域中的两个频带（例如，约700MHz和 2GHz)的权限。为了使可用带宽最大化，无线承运商可以将这两个频率同时用于单个通信 流。尽管将这两个频带用于单个通信流确实增加了能被提供到最终用户的数据量，但是也 有并发问题，因为被用来传送数据的每个频率在谐波频率处产生了噪声。在AT& T?示例 中，700MHz传输在2. 1GHz处产生了谐波，该谐波可以干扰在2GHz频率处广播的数据。在此 类情境中，共用器能够被提供以处理在载波聚集系统中所携载的信号。在使用此类载波聚 集系统的设备的芯片组中，共用器通常被插入到天线与调谐器（或者射频（RF)开关）之间 来提供频带之间的隔离以确保高性能。通常，共用器设计包括用于提供滤波的电感器和电 容器。共用器能够通过使用具有高品质（Q)因数的电感器和电容器来获得高性能。可通过 测量特定频率处的插入损耗和抑制（例如，以分贝（dB)来表达的量）来量化共用器性能。
[0010] 当小型化目标被施加于包含不止一个电感器的元件（诸如共用器）时，这些电感 器经常是被定位成互相紧邻。这些电感器的紧邻可能结果导致这些电感器之间的磁耦合。 在绝大多数情形中，这种磁耦合结果导致该电路的隔离和性能上的降低。
[0011] 公开概沐
[0012] 本详细描述中所公开的实施例包括用于降低集成电路（1C)中的磁耦合的系统。 还公开了相关组件和方法。本文中所公开的示例性1C包括多个电感器。每个电感器生成 具有可辨别通量轴的磁通量。为了降低这些电感器之间的磁耦合，这些通量轴被设计成相 互之间非平行。特别地，通过使得这些电感器的通量轴互相非平行，这些电感器之间的磁耦 合相对于诸通量轴平行的情境而言被降低。这种安排尤其合适于用在具有低通和高通滤波 器的共用器中。
[0013] 就这一点而言，在一个实施例中，公开了三维（3D)IC(3DIC)内的共用器。该共用 器包括具有第一通量轴的第一电感器，并且该第一电感器包括3D电感器。该共用器还包括 具有第二通量轴的第二电感器，其中该第一通量轴与第二通量轴是不平行的。
[0014] 在另一实施例中，公开了 3DIC内的共用器。该共用器包括用于提供具有第一通量 轴的电感的第一装置。该共用器还包括用于提供具有第二通量轴的电感的第二装置，其中 该第一通量轴与第二通量轴是不平行的。
[0015] 在另一实施例中，公开了一种设计3DIC中的共用器的方法。该方法包括将第一电 感器放置在该共用器中，其中该第一电感器具有第一通量轴。该方法还包括将第二电感器 放置在该共用器中，其中该第二电感器具有不平行于第一通量轴的第二通量轴，从而相对 于其中第一和第二通量轴平行的情境而言降低第一电感器与第二电感器之间的磁耦合。
[0016] 附图简沐
[0017] 图1A是示例性常规共用器的示意图；
[0018] 图1B是图1A的共用器的典型频率响应的曲线图；
[0019] 图1C是采用共用器的示例性无线电收发机的示意图；
[0020] 图2是在突出显示的电感器之间具有磁耦合的替换性常规共用器设计。
[0021] 图3是实施具有所解说的通量轴的图2的常规共用器设计的三维（3D)集成电路 (IC) (3DIC)的顶视图。
[0022] 图4是图3的常规共用器设计的示例性频率响应的曲线图。
[0023] 图5是具有根据本公开的示例性实施例的具有所解说的非平行通量轴的共用器 电路的3DIC的顶视图；
[0024] 图6是图5的共用器的示例性频率响应的曲线图；
[0025] 图7是根据本公开的另一实施例的替换性电感器安排的顶视图；以及
[0026] 图8是可包括图5的共用器的示例性的基于处理器的系统的框图。
[0027] 详细描沐
[0028] 现在参照附图，描述了本公开的若干示例性实施例。措辞"示例性"在本文中用于 表示"用作示例、实例或解说"。本文中描述为"示例性"的任何实施例不必被解释为优于或 胜过其他实施例。
[0029] 详细描述中所公开的实施例包括用于降低集成电路（1C)中的磁耦合的系统。还 公开了相关组件和方法。1C具有多个电感器。每个电感器生成具有可辨别轴的磁通量。为 了降低电感器之间的磁耦合，通量轴被设计成非平行的。特别地，通过使得这些电感器的通 量轴互相非平行，这些电感器之间的磁耦合相对于其中诸通量轴平行的情境而言被降低。 这种安排尤其合适于用在具有低通和高通滤波器的共用器中。
[0030] 三维（3D) IC(3DIC)的出现允许了各种各样的电路创新，包括3D电感器。例如，在 具有低通滤波器和高通滤波器的共用器中，可以有数个电感器（例如，典型情况下为每滤 波器有一个或两个电感器）并且这些电感器由于小型化的压力而被相对紧邻地放置。如果 磁耦合发生，那么带阻中的抑制可能会被减少。如果抑制被减少得太多的话，则该共用器可 能不能够满足设计准则。不像二维（2D)电感器（其具有由该2D电感器的平面固定的不可 改变的通量轴）的是，3D电感器在设计过程期间可以被选择性地安排以变动电感器的诸通 量轴相对于彼此而言的相对方向。特别地，通过使得电感器的通量轴互相非平行，电感器之 间的磁耦合相对于其中通量轴平行的情境而言被降低。电感器的选择性定位十分适合于使 用于在高通滤波器的电感器与低通滤波器的电感器之间应当具有最低程度的耦合的共用 器中。
[0031] 在提出具有本公开的电感器布局的1C的示例性实施例之前，参考图1A-4提供了 一些常规共用器以及其频率响应的简要综述。根据本公开的示例性实施例的具有多个具备 非平行通量轴的电感器的3DIC的实施例在以下参考图5开始。
[0032] 就这一点而言，图1A是包括第一端口 12、第二端口 14和天线端口 16的常规共用 器10的示意图。可以提供去往接地18的附加端口。在第一端口 12与天线端口 16之间是 高通（HP)滤波器20。类似地，在第二端口 14与天线端口 16之间是低通（LP)滤波器22。 HP滤波器20包括第一 HP电容器24、第二HP电容器26、第三HP电容器28和HP电感器30。 第三HP电容器28和HP电感器30-起定义了带阻的陷波频率。注意，本文中所描述的电 感器有时被称为用于电感应的装置。类似地，所描述的电容器有时在本文中被称为用于提 供电容的装置。
[0033] 继续参考图1A，LP滤波器22包括第一 LP电感器32、第二LP电感器34、第三LP 电感器36和LP电容器38。第一 LP电感器32和LP电容器38 -起定义了带阻