(57)【要約】【課題】電源供給機能に優れた磁器コンデンサの集積回路パッケージを提供する。【解決手段】磁器コンデンサの集積回路パッケージ１００は、第１の表面１１２と、第１の表面１１２と表裏の関係にある第２の表面１１４と、を有する基板１１０と、基板１１０の第２の表面１１４に接続された集積回路１２０と、基板１１０にそれぞれ接続された正端子１３２および負端子１３４を有する磁器コンデンサユニット１３０とを備える。【選択図】図１
2010183073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面と、前記第１の表面と表裏の関係にある第２の表面と、を有する基板と、
前記基板の前記第２の表面に接続された集積回路と、
前記基板にそれぞれ接続された正端子および負端子を有する磁器コンデンサユニットと、を備えることを特徴とする磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項２】
前記基板の前記第２の表面に接続された複数の半田ボールをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項３】
前記集積回路は、前記基板に実装されることを特徴とする請求項１記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項４】
前記基板は、複数の構造ヌル接続端子をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項５】
前記集積回路は、リードワイヤを介して前記基板の前記構造ヌル接続端子に接続されることを特徴とする請求項４記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項６】
前記磁器コンデンサユニットの前記正端子および前記負端子は、複数の接続部品を介して前記基板へ接続されることを特徴とする請求項１記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項７】
前記接続部品は、リードワイヤまたは半田ボールであることを特徴とする請求項６記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項８】
前記磁器コンデンサユニットの前記正端子および前記負端子は、前記リードワイヤを介して前記基板の構造ヌル接続端子へ接続されることを特徴とする請求項７記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項９】
前記基板に接続されたメモリをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項１０】
前記基板は印刷回路基板であることを特徴とする請求項１記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項１１】
前記基板はフレキシブル封止基板であることを特徴とする請求項１記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項１２】
前記パッケージはシステムインパッケージであることを特徴とする請求項１記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項１３】
前記磁器コンデンサユニットは、複数の磁器コンデンサセルを含むことを特徴とする請求項１記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項１４】
前記磁器コンデンサセルのそれぞれは、
第１の磁気電極と、
第２の磁気電極と、
前記第１の磁気電極と前記第２の磁気電極との間に配置された誘電体層と、
を備えることを特徴とする請求項１３記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項１５】
前記第１の磁気電極および前記第２の磁気電極は、電気的にバイアスされ、磁気分極を有することを特徴とする請求項１４記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項１６】
前記磁器コンデンサセルのそれぞれは次式（１）で表される容量を有し、
【数１】
2010183073.tif 000006
ｅＣＭＣは、巨大磁気コンデンサ効果による係数であることを特徴とする請求項１５記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項１７】
第１の表面と、前記第１の表面と表裏の関係にある第２の表面と、を有する集積回路と、
前記集積回路の前記第２の表面に接続された正端子および負端子を有する磁器コンデンサユニットと、を備えることを特徴とする磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項１８】
前記集積回路の前記第２の表面に接続された複数の半田ボールをさらに備えることを特徴とする請求項１７記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項１９】
前記集積回路は、複数の構造ヌル接続端子をさらに備えることを特徴とする請求項１７記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項２０】
前記磁器コンデンサユニットは、リードワイヤを介して前記集積回路の前記構造ヌル接続端子へ接続されることを特徴とする請求項１９記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項２１】
前記磁器コンデンサユニットは、複数の磁器コンデンサセルを含むことを特徴とする請求項１７記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項２２】
前記磁器コンデンサセルのそれぞれは、
第１の磁気電極と、
第２の磁気電極と、
前記第１の磁気電極と前記第２の磁気電極との間に配置された誘電体層と、
を備えることを特徴とする請求項２１記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項２３】
前記第１の磁気電極および前記第２の磁気電極は、電気的にバイアスされ、磁気分極を有することを特徴とする請求項２２記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【請求項２４】
前記磁器コンデンサセルのそれぞれは次式（１）で表された容量を有し、
【数２】
2010183073.tif 000007
ｅＣＭＣは、巨大磁気コンデンサ効果による係数であることを特徴とする請求項２３記載の磁器コンデンサの集積回路パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は集積回路パッケージに関し、特に、磁器コンデンサの集積回路パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に集積回路は、印刷回路基板のパッケージにより封止される。パッケージは、集積回路の様々なピンに電源、接地、信号などを供給することができるように、印刷回路基板に半田付けされた複数の外部接点を有する。それら複数の接点は、パッケージの外部導電ランド（ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｌａｎｄ）に接続された半田ボールでもよい。外部半田ボールを有するパッケージは、通称、ボールグリッドアレイ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ：ＢＧＡ）パッケージという。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
プロセッサ（例えば、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなど）などの集積回路は、一般にコンピュータおよび電子機器中によく使用される。コンピュータ、電子機器などを作動させるエネルギは、システムバッテリ中の化学物質に蓄えられる。しかし、システムからのバッテリ電源を利用した場合、様々な問題が発生することがあった。第１に、充電可能なバッテリは、充電の回数に限界があり、バッテリが限界まで充電されると、充電可能な容量が減る。第２に、メモリ効果による悪影響があった。バッテリが部分的に充電されたり、エネルギを完全に消費する前に充電したりした場合、バッテリの容量が減ることがあった。第３に、プロセッサに電力を供給するには、高価な電力管理チップ（ｐｏｗｅｒ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｃｈｉｐ）およびプロトコルが必要であった。また、集積回路に到達するまでの距離が長いため、エネルギの損失および時間効率が好ましくなかった。そのため、電源供給機能に優れた集積回路パッケージが求められていた。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、電源供給機能に優れた磁器コンデンサの集積回路パッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、第１の表面と、前記第１の表面と表裏の関係にある第２の表面と、を有する基板と、前記基板の前記第２の表面に接続された集積回路と、前記基板にそれぞれ接続された正端子および負端子を有する磁器コンデンサユニットと、を備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記基板の前記第２の表面に接続された複数の半田ボールをさらに備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記集積回路は、前記基板に実装されることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記基板は、複数の構造ヌル接続端子をさらに備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記集積回路は、リードワイヤを介して前記基板の前記構造ヌル接続端子に接続されることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１の発明において、前記磁器コンデンサユニットの前記正端子および前記負端子は、複数の接続部品を介して前記基板へ接続されることを特徴とする。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記接続部品は、リードワイヤまたは半田ボールであることを特徴とする。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記磁器コンデンサユニットの前記正端子および前記負端子は、前記リードワイヤを介して前記基板の構造ヌル接続端子へ接続されることを特徴とする。
【００１３】
請求項９の発明は、請求項１の発明において、前記基板に接続されたメモリをさらに備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項１０の発明は、請求項１の発明において、前記基板は印刷回路基板であることを特徴とする。
【００１５】
請求項１１の発明は、請求項１の発明において、前記基板はフレキシブル封止基板であることを特徴とする。
【００１６】
請求項１２の発明は、請求項１の発明において、前記パッケージはシステムインパッケージであることを特徴とする。
【００１７】
請求項１３の発明は、請求項１の発明において、前記磁器コンデンサユニットは、複数の磁器コンデンサセルを含むことを特徴とする。
【００１８】
請求項１４の発明は、請求項１３の発明において、前記磁器コンデンサセルのそれぞれは、第１の磁気電極と、第２の磁気電極と、前記第１の磁気電極と前記第２の磁気電極との間に配置された誘電体層と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１５の発明は、請求項１４の発明において、前記第１の磁気電極および前記第２の磁気電極は、電気的にバイアスされ、磁気分極を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項１６の発明は、請求項１５の発明において、前記磁器コンデンサセルのそれぞれは次式（１）で表される容量を有し、
【数１】
2010183073.tif 000003
ｅＣＭＣは、巨大磁気コンデンサ効果による係数であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１７の発明では、第１の表面と、前記第１の表面と表裏の関係にある第２の表面と、を有する集積回路と、前記集積回路の前記第２の表面に接続された正端子および負端子を有する磁器コンデンサユニットと、を備えることを特徴とする。
【００２２】
請求項１８の発明では、請求項１７の発明において、前記集積回路の前記第２の表面に接続された複数の半田ボールをさらに備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項１９の発明では、請求項１７の発明において、前記集積回路は、複数の構造ヌル接続端子をさらに備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項２０の発明では、請求項１９の発明において、前記磁器コンデンサユニットは、リードワイヤを介して前記集積回路の前記構造ヌル接続端子へ接続されることを特徴とする。
【００２５】
請求項２１の発明では、請求項１７の発明において、前記磁器コンデンサユニットは、複数の磁器コンデンサセルを含むことを特徴とする。
【００２６】
請求項２２の発明では、請求項２１の発明において、前記磁器コンデンサセルのそれぞれは、第１の磁気電極と、第２の磁気電極と、前記第１の磁気電極と前記第２の磁気電極との間に配置された誘電体層と、を備えることを特徴とする。
【００２７】
請求項２３の発明では、請求項２２の発明において、前記第１の磁気電極および前記第２の磁気電極は、電気的にバイアスされ、磁気分極を有することを特徴とする。
【００２８】
請求項２４の発明では、請求項２３の発明において、前記磁器コンデンサセルのそれぞれは次式（１）で表された容量を有し、
【数２】
2010183073.tif 000004
ｅＣＭＣは、巨大磁気コンデンサ効果による係数であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の磁器コンデンサの集積回路パッケージは、優れた電源供給機能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態による集積回路パッケージを示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態による集積回路パッケージを示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態による集積回路パッケージを示す断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態による集積回路パッケージを示す断面図である。
【図５】本発明の第５実施形態による集積回路パッケージを示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による磁器コンデンサセルを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の一実施形態による磁器コンデンサ（ＭＣＡＰ）ユニットの容量は大きい。さらに、磁器コンデンサユニットは、メモリ効果を発生させずにバッテリとして利用することができる。そのため、磁器コンデンサユニットは、性能の低下を招かずに、完全または部分的に充電／放電を行うことができる。
【００３２】
磁器コンデンサユニットは、より大きなエネルギを蓄積させることができるようにアレイ状または積層状に配置してもよい。
【００３３】
（第１実施形態）
図１を参照する。図１は、本発明の第１実施形態による集積回路パッケージ１００を示す断面図である。集積回路パッケージ１００は、基板１１０、集積回路１２０および磁器コンデンサユニット（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃａｐａｃｉｔｏｒ：ＭＣＡＰ）１３０を含む。基板１１０は、一般に多層印刷回路基板で構成してもよい。当業者に知られているように、基板１１０は、セラミック同時焼成（ｃｅｒａｍｉｃ  ｃｏ−ｆｉｒｅｄ）工程を利用して製造してもよい。基板１１０は、第１の表面１１２と、第１の表面１１２と表裏の関係にある第２の表面１１４と、を有する。集積回路１２０は、基板１１０の第２の表面１１４に接続される。集積回路１２０は、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなど）、電力管理特性（ｐｏｗｅｒ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｆｅａｔｕｒｅ）を備えるプロセッサ、マイクロプロセッサまたはその他の電子機器でもよい。磁器コンデンサユニット１３０は、基板１１０に接続された正端子１３２および負端子１３４を有し、集積回路１２０へ電源を供給する。
【００３４】
集積回路パッケージ１００は、基板１１０の第１の表面１１２に接続された半田ボール１４０を含んでもよい。半田ボール１４０は、基板１１０に接続され、ボールグリッドアレイ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ：ＢＧＡ）パッケージを形成している。上述のＢＧＡパッケージは、当業者に知られているように、その他の外部接点（例えば、ピン、半田カラム（ｓｏｌｄｅｒ  ｃｏｌｕｍｎ）など）を有してもよい。
【００３５】
第１実施形態の集積回路１２０は、半田ボール１８０を介して基板１１０の第２の表面１１４に接続されている。一般に集積回路１２０とは、電力管理特性を備えたプロセッサである。そのため、集積回路１２０は、システムに電源を供給し、磁器コンデンサユニット１３０の充放電サイクルを制御することが可能な制御ロジック回路を有する。
【００３６】
基板１１０は、構造ヌル接続端子（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ｎｕｌｌ  ｃｏｎｎｅｃｔ）を含んでもよい。磁器コンデンサユニット１３０の正端子１３２および負端子１３４は、リードワイヤ１６０を介して基板１１０の構造ヌル接続端子に接続される。
【００３７】
集積回路パッケージ１００は、軽量かつ薄型の積層チップスケールパッケージ（例えば、システムインパッケージ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｉｎ−ａ−ｐａｃｋａｇｅ：ＳｉＰ））中に製造することができるため、パッケージ中の他の低いチップ上に多数の集積回路チップを実装したり積層したりすることができる。
【００３８】
第１実施形態は、プロセッサから離れた場所または集積回路パッケージの外部に配置されたシステムバッテリにより、プロセッサに電源を供給する従来の集積回路パッケージと異なり、パッケージ中に磁器コンデンサユニットを配置しており、集積回路へ迅速かつ効率的に電源を供給することができる。そのため、第１実施形態は、電力の無駄および信号のロスを大幅に低減させることができる。
【００３９】
（第２実施形態）
図２を参照する。図２は、本発明の第２実施形態による集積回路パッケージ２００を示す断面図である。集積回路パッケージ２００は、基板２１０、集積回路２２０および磁器コンデンサユニット２３０を含む。基板２１０は、第１の表面２１２と、第１の表面２１２と表裏の関係にある第２の表面２１４と、を含む。集積回路パッケージ２００は積層チップパッケージである。第２実施形態は、集積回路２２０が基板２１０に接続されている点が第１実施形態と異なる。さらに、第２実施形態の集積回路２２０は、リードワイヤ２８２，２８４を介して基板２１０の第２の表面２１４と接続されている。
【００４０】
（第３実施形態）
図３を参照する。図３は、本発明の第３実施形態による集積回路パッケージ３００を示す断面図である。集積回路パッケージ３００は、基板３１０、集積回路３２０、メモリ装置３７０、磁器コンデンサユニット３３０および電力管理モジュール３９０を含む。基板３１０は、第１の表面３１２と、第１の表面３１２と表裏の関係にある第２の表面３１４と、を有する。第３実施形態は、それぞれ独立した電力管理モジュール３９０とメモリ装置３７０とを有する点が第２実施形態と異なる。第３実施形態では、電力管理モジュールを集積回路３２０（例えば、プロセッサ）に組み込むかわりに、独立した電力管理モジュール３９０によりシステムの電力管理を行う。メモリ装置３７０は、基板３１０の第２の表面３１４に接続されている。電力管理モジュール３９０は、リードワイヤ３６０を介して基板３１０の構造ヌル接続端子に接続されている。
【００４１】
（第４実施形態）
図４を参照する。図４は、本発明の第４実施形態による集積回路パッケージ４００を示す断面図である。集積回路パッケージ４００は、集積回路４２０および磁器コンデンサユニット４３０を含む。第４実施形態では、集積回路４２０を基板として用いてもよい。集積回路４２０は、第１の表面４１２と、第１の表面４１２と表裏の関係にある第２の表面４１４と、を有する。磁器コンデンサユニット４３０は、集積回路４２０の第２の表面４１４に接続されている。集積回路４２０は、電力管理特性を備えたプロセッサ、マイクロプロセッサまたはその他の好適な電子機器でもよい。磁器コンデンサユニット４３０は、リードワイヤ４６０を介して集積回路４２０の構造ヌル接続端子に接続された正端子４３２および負端子４３４を有し、集積回路４２０へ電源を供給する。集積回路パッケージ４００は、集積回路４２０の第１の表面４１２に接続された半田ボール４４０を含む、ボールグリッドアレイパッケージとして提供してもよい。
【００４２】
（第５実施形態）
図５を参照する。図５は、本発明の第５実施形態による集積回路パッケージ５００を示す断面図である。集積回路パッケージ５００は封止パッケージである。この集積回路パッケージ５００は、フレキシブル基板５１０、集積回路５２０および磁器コンデンサユニット５３０を含む。集積回路５２０は、半田ボール５４０を介してフレキシブル基板５１０へ接続されている。磁器コンデンサユニット５３０のそれぞれは、基板５１０に接続され、正端子および負端子として用いる半田ボール５５０を有する。
【００４３】
他の実施形態では、接続用のバスと、封止集積回路を有するエポキシ層と、を有する３Ｄシステムインパッケージ中に磁器コンデンサユニットを配置してもよい。
【００４４】
図６を参照する。図６は、本発明の一実施形態による磁器コンデンサセルを示す模式図である。図６に示すように、上述の磁器コンデンサユニットは、複数の磁器コンデンサセルを含む。磁器コンデンサセルのそれぞれは、第１の磁気電極６１０と、第２の磁気電極６２０と、第１の磁気電極６１０と第２の磁気電極６２０との間に配置された誘電体層６３０と、を含む。誘電体層６３０は、絶縁材料からなり電流を通さない。第１の磁気電極６１０および第２の磁気電極６２０は、電気的にバイアスされ、磁気分極（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を有する。図６の矢印は磁気分極を表す。磁器コンデンサセルの容量は次式（１）で表すことができる。
【数３】
2010183073.tif 000005
ここで、ｅＣＭＣは、巨大磁気コンデンサ効果（ｃｏｌｏｓｓａｌ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ  ｅｆｆｅｃｔ）による係数である。
【００４５】
上述したことから分かるように、本発明は、磁器コンデンサユニットを電源として用いることにより、集積回路へ迅速かつ効率的に電源を供給することができる。これにより、本発明は軽量で薄型の電気製品を提供することができる。
【００４６】
当該技術分野の当業者が実施できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００４７】
１００  集積回路パッケージ
１１０  基板
１１２  第１の表面
１１４  第２の表面
１２０  集積回路
１３０  磁器コンデンサユニット
１３２  正端子
１３４  負端子
１４０  半田ボール
１６０  リードワイヤ
１８０  半田ボール
２００  集積回路パッケージ
２１０  基板
２１２  第１の表面
２１４  第２の表面
２２０  集積回路
２３０  磁器コンデンサユニット
２８２  リードワイヤ
２８４  リードワイヤ
３００  集積回路パッケージ
３１０  基板
３１２  第１の表面
３１４  第２の表面
３２０  集積回路
３３０  磁器コンデンサユニット
３６０  リードワイヤ
３７０  メモリ装置
３９０  分離電力管理モジュール
４００  集積回路パッケージ
４１２  第１の表面
４１４  第２の表面
４２０  集積回路
４３０  磁器コンデンサユニット
４３２  正端子
４３４  負端子
４４０  半田ボール
４６０  リードワイヤ
５００  集積回路パッケージ
５１０  フレキシブル基板
５２０  集積回路
５３０  磁器コンデンサユニット
５４０  半田ボール
５５０  半田ボール
６１０  第１の磁気電極
６２０  第２の磁気電極
６３０  誘電体層
【図１】
2010183073.tif 000008
【図２】
2010183073.tif 000009
【図３】
2010183073.tif 000010
【図４】
2010183073.tif 000011
【図５】
2010183073.tif 000012
【図６】
2010183073.tif 000013