[发明专利]具有静电放电保护的无源可调谐集成电路

说明书

本发明题为“具有静电放电保护的无源可调谐集成电路”。本发明公开了一种具有静电放电(ESD)保护电路的无源可调谐集成电路(PTIC)。该ESD保护电路包括至少一个火花隙，该至少一个火花隙具有由设计参数确定的击穿电压。该至少一个火花隙被配置为将高于击穿电压的信号路由至地以便保护可变电容器。该设计参数可基于该PTIC的材料(钛酸锶钡)、结构和制造工艺，并且还基于用于移动设备应用的预期ESD信号。

相关申请的交叉引用

本公开要求于2020年4月9日提交的美国专利申请号16/844102的优先权。

技术领域

本公开涉及射频(RF)部件，并且更具体地涉及具有静电放电(ESD)保护的RF集成电路(IC)。

背景技术

许多RF应用需要自适应调谐(例如，匹配)以在一系列用途和环境中提供操作。例如，可调谐电容可使得移动电话的天线能够在多个频率(例如，不同频带)适当地(例如，有效地)操作，并且在各种环境(例如，手持式)中操作。电容器可包括一对电极(即，板)，每个电极具有一个面积(A)，并且隔开一段距离(d)。体积在电极之间形成，该体积可用具有介电常数(ε)的绝缘材料填充。调谐电容器可包括改变这些参数(A、d、ε)中的任一个，但是可通过改变绝缘材料的介电常数(即，相对电容率)来调谐的电容器可提供尺寸和简单性方面的优点。可调谐介电电容器可实现为集成电路，该集成电路非常适用于移动电子设备。本公开的实施方式就是在这种背景下出现的。

发明内容

在至少一个方面，本公开整体上描述了一种无源可调谐集成电路。无源可调谐集成电路包括可变电容器，该可变电容器包括耦接在输入电极与输出电极之间的电容器阵列。电容器阵列中的至少一个电容器具有耦接到射频接地电极的可调谐电介质。无源可调谐集成电路还包括耦接在输入电极与射频接地电极之间的输入静电放电保护电路。输入静电放电保护电路包括至少一个火花隙。

在无源可调谐集成电路的可能实施方式中，至少一个火花隙包括被暴露(即，没有外涂层)的电极以减小触发场强。

在另一方面，本公开整体上描述了一种用于移动设备的射频调谐器。射频调谐器包括无源可调谐集成电路，该无源可调谐集成电路包括输入和/或输出静电放电保护电路。静电放电保护电路耦接在输入电极和/或输出电极与射频接地电极之间。输入和/或输出静电放电保护电路包括至少一个火花隙，该火花隙被配置为将高于触发场强的静电放电耦接到射频接地电极。

在用于移动设备的射频调谐器的可能实施方式中，静电放电是来自移动设备的天线的射频信号。

在用于移动设备的射频调谐器的另一个可能实施方式中，无源集成电路位于晶圆级芯片级封装中。

在另一方面，本公开整体上描述了一种用于保护无源可调谐集成电路免受静电放电影响的方法。该方法包括制造包括可调谐电介质材料的可变电容器。该方法还包括在可变电容器上沉积第一金属层，该第一金属层限定输入电极、输出电极、射频接地电极以及耦接在输入电极与射频接地电极之间的至少一个火花隙。该方法还包括在第一金属层的至少一部分上沉积外涂层。第一金属层的至少一个火花隙不具有外涂层，以将至少一个火花隙的击穿电压降至低于可变电容器的击穿电压，使得具有可损坏射频可变电容器的电压的静电放电被路由至射频接地电极。

在以下具体实施方式及其附图内进一步解释了前述说明性发明内容，以及本公开的其他示例性目标和/或优点、以及实现方式。

附图说明

图1示意性地示出了根据本公开的实施方式的移动设备的框图。

图2示意性地示出了包括可变电容器的RF调谐器的可能实施方式的框图。

图3示意性地示出了根据本公开的可能实施方式的包括具有ESD保护的可变电容器的无源可调谐集成电路(PTIC)的框图。

图4是根据本公开的可能实施方式的可变电容器的俯视图。