PCB Embedded Bondwire Inductors With Discrete Thin-Film Magnetic Core for Power Supply in Package

Design, Modeling, and Analysis of a 3-D Spiral Inductor With Magnetic Thin-Films for PwrSoC/PwrSiP DC-DC Converters

“…Although in-silicon inductors are challenging to fabricate, this type of inductor makes use of unused substrate volume, resulting in a low profile inductor, and hence, improved volumetric inductance density. As the inductor footprint reduces, the DC ratio of inductance to resistance (L dc /R dc ), also known as the DC quality factor (Q dc ) [14], [15], decreases significantly [16]. Inductors employed in PwrSiP [17], [18] and PwrSoC [4], [18] carry current which is composed of AC (ripple current) and DC components.…”

Integrated inductor optimization for Power Supply on Chip

“…En los ejes fáciles, la magnetización se consigue mediante el crecimiento de los dominios magnéticos, mientras que, en los difíciles, se consigue mediante su rotación [5]. Los ejes fáciles presentan una permeabilidad mayor, pero a cambio las pérdidas de eddy son mucho más elevadas, lo que deriva en un rendimiento más bajo y en una caída más rápida del valor de inductancia con la frecuencia [32]. En los ejes difíciles, por el contrario, dado que la rotación de dominios es un proceso que requiere una energía mucho menor que el crecimiento, el flujo magnético produce unas pérdidas muy bajas, a cambio de reducir el valor de permeabilidad.…”

“…Un ejemplo de la geometría toroidal se muestra en la Figura 5. Solenoides: Al igual que los toroides, presentan muy buenos niveles de inductancia con anisotropía cruzada pero, de la misma manera que en estos, el flujo tiene que ser perpendicular al eje difícil en algunas regiones, lo que reduce mucho la eficiencia [17,32]. Adicionalmente, fabricar el núcleo en el interior de las espiras es un proceso muy complejo.…”

“…Otra alternativa consiste envolver el núcleo en conductores realizados mediante bond-wires. Si bien esta técnica facilita el proceso, es necesario un control muy preciso del mismo [32]. Por último, los valores de inductancia conseguidos con este tipo de inductores son bajos, limitándolos a su uso a muy altas frecuencias.…”

“…Figura 6: Ejemplo de inductor con geometría solenoide En estas dos geometrías, si se necesita aumentar la inductancia total se puede reducir la anisotropía del material, consiguiendo un eje principal "más fácil", con el inconveniente de que la eficiencia se reduce y el valor de inductancia decae más rápidamente con la frecuencia [32]. El mayor problema de ambas geometrías es que las pistas deben unirse por encima del núcleo mediante bond-wires o Cu clips [32], lo que puede aumentar aún más el tiempo y la complejidad de fabricación, o mediante vías, lo que aumenta la resistencia y reduce sus prestaciones [10].…”