專利名稱：降低相鄰信號的串音效應的基板布局方法及其結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種球柵陣列的基板布局方法及其結構，特別涉及一種用以降低相鄰信號間的串音效應的球柵陣列基板布局方法及其結構。
近年來由于集成電路(IC)追求高速化與高效能化，新型態(tài)的安裝技術如球柵陣列(Ball Grid Array)正呈高度發(fā)展狀態(tài)。有關球柵陣列的結構，請參考

圖1。圖1是傳統(tǒng)的球柵陣列的結構剖面圖。如圖1所示，所有信號的輸出均是先從晶片(Die)10上的焊墊(Pad)12，經(jīng)由結合線(Bonding Wire)14連結至基板(Substrate)16上的指狀接點(Finger)18或環(huán)狀結構(Ring)20。其中，指狀接點18是經(jīng)由走線(Trace)22穿越貫孔(Via)24連結至基板16下方的錫球(SolderBall)26，而環(huán)狀結構20則是經(jīng)由走線22穿越貫孔24連接至基板16的電源層(Power Plane)或接地層(Ground Plane)。其中，電源層與接地層是用以提供電源信號與接地信號。隨著信號頻率的提升，相鄰信號間的串音(CrossTalk)現(xiàn)象亦愈嚴重，為避免串音現(xiàn)象影響重要信號(如時脈信號或任何對雜信敏感的信號)的傳輸品質，在進行集成電路設計(IC Design)時，須考量串音干擾的問題。
目前針對串音干擾的解決方法是增加時脈信號與其他信號的間距，如此串音干擾便會隨著相鄰信號間距的增加而減少。關于此點，請參考圖2(a)與圖2(b)。如圖2(a)所示，進行集成電路布局(IC Layout)時，時脈端走線28的兩側先加入二條暫時走線30。接著，請參考圖2(b)，待完成集成電路布局后，再將除二條暫時走線30。因此，時脈端走線28與鄰近一般信號走線32間相隔的距離(CN)便如下式所示CN＝TW+2TT其中TW為單一走線的寬度、TT為兩相鄰走線間最近的寬度。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種降低相鄰信號間的串音效應的基板布局方法及其結構，待完成集成電路布局后，不需增加額外的空間，僅利用已有的暫時走線，可有效屏蔽相鄰信號間的串音干擾且不影響產(chǎn)品的成品率。
在其中一實施例中，降低相鄰信號間的串音效應的基板布局方法如下首先，形成一防護焊墊于兩相鄰信號端焊墊間。接著，形成一防護指狀接點于兩相鄰信號端指狀接點間。之后，形成一第一結合線以連結該防護焊墊至一環(huán)狀結構。然后，形成一第二結合線以連結該環(huán)狀結構至該防護指狀接點。最后，形成一防護走線以連結該防護指狀接點至該基板邊緣的一貫孔，并經(jīng)由該貫孔連結該防護走線至一信號短路處。其中所述的基板是球柵陣列結構，而防護焊墊可為電源端或接地端的焊墊，第一結合線與第二結合線可為電源端或接地端的結合線，環(huán)狀結構可為電源端或接地端的環(huán)狀結構，信號短路處可為該基板的電源層或接地層，若基板沒有電源層或接地層時，信號短路處是指基板下方的電源端或接地端錫球。在另一實施例中，降低相鄰信號間的串音效應的基板布局方法如下首先，形成一防護指狀接點于兩相鄰信號端指狀接點間。其次，形成一結合線以連結一環(huán)狀結構至該防護指狀接點。最后，形成一防護走線以連結該防護指狀接點至基板邊緣的貫孔，并經(jīng)由貫孔連結該防護走線至一信號短路處。其中所述的基板是球柵陣列結構，而結合線可為電源端或接地端的結合線，環(huán)狀結構可為電源端或接地端的環(huán)狀結構，信號短路處可為該基板的電源層或接地層，若基板沒有電源層或接地層時，信號短路處是指基板下方的電源端或接地端錫球。
圖1是傳統(tǒng)的球柵陣列的結構剖面圖。
圖2(a)是傳統(tǒng)的進行集成電路布局時加入暫時走線的示意圖。
圖2(b)是傳統(tǒng)的完成集成電路布局后去除暫時走線的示意圖。
圖3(a)是暫時走線對方波信號的串音影響的第一電腦模擬圖。
圖3(b)是暫時走線對方波信號的串音影響的第二電腦模擬圖。
圖3(c)是暫時走線對方波信號的串音影響的第三電腦模擬圖。
圖4(a)是本發(fā)明第一實施例的示意圖。
圖4(b)是圖4中基板具有電源層或接地層的結構剖面圖。
圖4(c)是圖4中基板不具有電源層或接地層的結構剖面圖。
圖5是圖4(a)的基板布局方法的流程圖。
圖6是本發(fā)明第二實施例的示意圖。
圖7是圖6的基板布局方法的流程圖。圖中元件的編號說明
10晶片 12焊墊120一般信號端焊墊 121時脈端焊墊122電源端焊墊 123接地端焊墊14結合線 16基板140一般信號端結合線141時脈端結合線142電源端結合線143接地端結合線18指狀接點 20環(huán)狀結構180一般信號端指狀接點 181時脈端指狀接點182電源端指狀接點 183接地端指狀接點201電源端環(huán)狀結構 202接地端環(huán)狀結構22走線 24，241貫孔26，262錫球28時脈信號走線30暫時走線 32一般信號端走線301電源端走線 302接地端走線34電源層 36接地層由圖2(a)與圖2(b)可知，進行集成電路布局時加入二條暫時走線30可將時脈端走線28與一般信號走線32的間距增加，如此可降低時脈信號與一般信號間的串音干擾。然而，完成集成電路布局后，此二條暫時走線30便去除不用。其實對時脈端走線28而言，此二條暫時走線30亦可作為屏蔽時脈信號與一般信號間串音干擾的防護走線(Guard Trace)。因此，本發(fā)明提出一設計，待完成集成電路布局后，不需增加額外空間，僅保留已有的暫時走線，便能更有效地屏蔽相鄰信號間的串音干擾。
關于此點，煩請參考圖3(a)至圖3(c)，針對球柵陣列基板上防護走線的布局狀況進行電腦模擬以找出最佳的串音干擾的屏蔽設計，包括沒有防護走線、防護走線兩端接地、防護走線單端接地、及防護走線兩端浮接等四種狀況。圖3(a)是暫時走線30對上升時間(Rising Time)為0ns的理想方波信號的串音影響的電腦模擬圖。圖3(b)是暫時走線30對上升時間為0.5ns的方波信號的串音影響的電腦模擬圖。圖3(c)是暫時走線30對上升時間為1ns的方波信號串音影響的電腦模擬圖。由模擬結果發(fā)現(xiàn)，暫時走線30兩端接地時，對方波信號所造成的最大與平均電壓變化量最小，因此能提供最佳的串音屏蔽效果。
為讓本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉兩個優(yōu)選實施例，并配合附圖，詳細說明如下請參考圖4(a)、圖4(b)與圖4(c)。圖4(a)是本發(fā)明第一實施例的示意圖。如圖4(a)所示，球柵陣列基板16的晶片10上方具有一般信號端焊墊120、時脈端焊墊121、電源端焊墊122及接地端焊墊123等焊墊12，其中電源端焊墊122與接地端焊墊123是個別形成于一般信號端焊墊120與時脈端焊墊121之間。在晶片10的外圍具有電源端環(huán)狀結構201及接地端環(huán)狀結構202。而在環(huán)狀結構20的外圍具有一般信號端指狀接點180、時脈端指狀接點181、第一防護指狀接點182及第二防護指狀接點183等指狀接點18，其中第一防護指狀接點182及第二防護指狀接點183是個別形成于一般信號端指狀接點180及時脈端指狀接點181之間。一般信號是從一般信號端焊墊120經(jīng)由一般信號端結合線140輸出至一般信號端指狀接點180，再經(jīng)由一般信號端走線32連結至相對應的錫球26。類似一般信號的傳輸方式，時脈信號是從時脈端焊墊121經(jīng)由時脈端結合線141輸出至時脈端指狀接點181，再經(jīng)由時脈端走線28連結至相對應的錫球26。而時脈端焊墊121一旁的電源端焊墊122則是先經(jīng)由電源端結合線142將電源信號輸出至電源端環(huán)狀結構201，再經(jīng)由電源端結合線142連結電源端環(huán)狀結構201至第一防護指狀接點182，接著經(jīng)由電源端走線301以連結第一防護指狀接點182至基板16邊緣。時脈端焊墊121另一旁的接地端焊墊123則是先經(jīng)由接地端結合線143將接地信號輸出至接地端環(huán)狀結構202，再經(jīng)由接地端結合線143連結至第二防護指狀接點183，接著經(jīng)由接地端走線302以連結第二防護指狀接點183至基板16邊緣。以電源端走線301為例，當基板16具有電源層34或接地層36時，如圖4(b)所示，電源端走線301是經(jīng)由基板16邊緣的貫孔241連結至基板16的電源層34或接地層36；若基板16沒有電源層34或接地層36時，則如圖4(c)所示，電源端走線301是經(jīng)由基板16邊緣的貫孔241再走線至電源端錫球262。因此，無論是圖4(b)或圖4(c)，電源端走線301均是兩端接地的防護走線。同理，類似圖4(b)與圖4(c)的布局架構，接地端走線302亦可形成兩端接地的防護走線。
請參考圖5，圖5是圖4(a)的基板布局方法的流程圖。首先，進入步驟500，在一般信號端焊墊120與時脈端焊墊121之間形成一防護焊墊，此防護焊墊可為電源端焊墊122或接地端焊墊123。其次，進入步驟502，在一般信號端指狀接點180及時脈端指狀接點181之間形成一防護指狀接點，根據(jù)防護焊墊的種類，此防護指狀接點可為第一防護指狀接點182或第二防護指狀接點183。接著，進入步驟504，形成一結合線以連結防護焊墊至一環(huán)狀結構，根據(jù)防護焊墊的種類，此結合線可為電源端結合線142或接地端結合線143，而環(huán)狀結構可為電源端環(huán)狀結構201或接地端環(huán)狀結構202。在執(zhí)行完步驟504后，接著進入步驟505，形成另一結合線以連結該環(huán)狀結構至防護指狀接點。然后，進入步驟508，形成一防護走線以連結防護指狀接點至基板16邊緣的貫孔24，并經(jīng)由貫孔連結此防護走線至一信號短路處。若基板16具有電源層34或接地層36時，則此信號短路處即為基板16的電源層34或接地層36；若基板16不具有電源層34或接地層36時，則信號短路處是指基板16下方的電源端或接地端錫球。
然而，若時脈信號焊墊121與一般信號焊墊120間沒有電源端焊墊122或接地端焊墊123時，球柵陣列的基板布局方式便與圖4(a)不同。關于此點，請參考圖6，圖6是本發(fā)明第二實施例的示意圖。圖6與圖4(a)的差異處在于，時脈信號焊墊121的其中一旁不是電源端焊墊或接地端焊墊而是一般信號焊墊120。故一般信號焊墊120是經(jīng)由結合線140直接連結至一般信號端指狀接點180，而防護串音干擾的電源端接合線142則是直接由電源端環(huán)狀結構201連結至第一防護指狀接點182，再經(jīng)由電源端走線301以連結第一防護指狀接點182至基板16邊緣；接著再經(jīng)由基板16邊緣的貫孔241連結至基板16的電源層或接地層；若基板16沒有電源層或接地層時，則電源端走線301經(jīng)由貫孔241再走線至基板16下方的電源端或接地端錫球。因此，電源端走線301亦可形成兩端接地的防護走線。由此可知，若時脈信號焊墊121的兩旁均為一般信號焊墊120時，只要以上述方式處理，即可在時脈信號走線與一般信號走線間形成兩端接地的防護走線。
請參考圖7，圖7是圖5的基板布局方法的流程圖。首先，進入步驟700，在一般信號端指狀接點180及時脈端指狀接點181之間形成一防護指狀接點，此防護指狀接點可為第一防護指狀接點182或第二防護指狀接點183。其次，進入步驟702，形成一結合線以連結一環(huán)狀結構至防護指狀接點，此結合線可為電源端結合線142或接地端結合線143，而環(huán)狀結構可為電源端環(huán)狀結構201或接地端環(huán)狀結構202。接著，進入步驟704，形成一防護走線以連結防護指狀接點至基板16邊緣的貫孔24，并經(jīng)由此貫孔連結防護走線至一信號短路處。若基板16具有電源層34或接地層36時，則此信號短路處即為基板16的電源層34或接地層36；若基板16不具有電源層34或接地層36時，則信號短路處是指基板16下方的電源端或接地端錫球。
由圖4至圖7可知，本發(fā)明提供的基板布局方式與結構，不僅可改善欲保護的信號(通常是時脈信號)因鄰近信號對其產(chǎn)生串音干擾，而影響其信號品質；亦可減低欲保護的信號對鄰近信號產(chǎn)生串音干擾，而影響鄰近信號的品質。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以兩個優(yōu)選實施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何業(yè)內人士，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍以后附的權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種降低相鄰信號間的串音效應的基板布局方法，該基板具有形成在一晶片上的數(shù)個信號端焊墊、形成在該晶片外圍的一環(huán)狀結構、形成在該環(huán)狀結構外圍的數(shù)個信號端指狀接點，該基板布局方法包含形成一防護焊墊于兩相鄰信號端焊墊間；形成一防護指狀接點于兩相鄰信號端指狀接點間；形成一第一結合線以連結該防護焊墊至該環(huán)狀結構；形成一第二結合線以連結該環(huán)狀結構至該防護指狀接點；以及形成一防護走線以連結該防護指狀接點至該基板邊緣的一貫孔，并經(jīng)由該貫孔連結該防護走線至一信號短路處。
2.如權利要求1所述的基板布局方法，其中該基板是球柵陣列結構。
3.如權利要求1所述的基板布局方法，其中該防護焊墊可為電源端或接地端的焊墊。
4.如權利要求1所述的基板布局方法，其中該環(huán)狀結構可為電源端或接地端的環(huán)狀結構。
5.如權利要求1所述的基板布局方法，其中該信號短路處可為該基板的電源層或接地層。
6.如權利要求1所述的基板布局方法，其中該信號短路處可為該基板下方的電源端或接地端錫球。
7.一種降低相鄰信號間的串音效應的基板布局結構，該基板具有形成在一晶片上的數(shù)個信號端焊墊、形成在該晶片外圍的一環(huán)狀結構、形成在該環(huán)狀結構外圍的數(shù)個信號端指狀接點，該基板布局結構包含一防護焊墊，形成于兩相鄰信號端焊墊間；一防護指狀接點，形成于兩相鄰信號端指狀接點間；一第一結合線，用以連結該防護焊墊至該環(huán)狀結構；一第二結合線，用以連結該環(huán)狀結構至該指狀接點；以及一防護走線，用以連結該防護指狀接點至該基板邊緣的一貫孔，并經(jīng)由該貫孔連結至該基板的一信號短路處。
8.如權利要求7所述的基板布局方法，其中該基板是球柵陣列結構。
9.如權利要求7所述的基板布局方法，其中該防護焊墊可為電源端或接地端的焊墊。
10.如權利要求7所述的基板布局方法，其中該環(huán)狀結構可為電源端或接地端的環(huán)狀結構。
11.如權利要求7所述的基板布局方法，其中該信號短路處可為該基板的電源層或接地層。
12.如權利要求7所述的基板布局方法，其中該信號短路處可為該基板下方的電源端或接地端錫球。
13.一種降低相鄰信號間的串音效應的基板布局方法，該基板具有形成在一晶片上的數(shù)個信號端焊墊、形成在該晶片外圍的一環(huán)狀結構、形成在該環(huán)狀結構外圍的數(shù)個信號端指狀接點，該基板布局方法包含形成一防護指狀接點于兩相鄰信號端指狀接點間；形成一結合線以連結該環(huán)狀結構至該防護指狀接點；以及形成一防護走線以連結該防護指狀接點至該基板邊緣的一貫孔，并經(jīng)由該貫孔連結該防護走線至一信號短路處。
14.如權利要求13所述的基板布局方法，其中該基板是球柵陣列結構。
15.如權利要求13所述的基板布局方法，其中該環(huán)狀結構可為電源端或接地端的環(huán)狀結構。
16.如權利要求13所述的基板布局方法，其中該信號短路處可為該基板的電源層或接地層。
17.如權利要求13所述的基板布局方法，其中該信號短路處可為該基板下方的電源端或接地端錫球。
18.一種降低相鄰信號間的串音效應的基板布局結構，該基板具有形成在一晶片上的數(shù)個信號端焊墊、形成在該晶片外圍的一環(huán)狀結構、形成在該環(huán)狀結構外圍的數(shù)個信號端指狀接點，該基板布局結構包含一防護指狀接點，形成于兩相鄰信號端指狀接點間；一結合線，用以連結該環(huán)狀結構至該防護指狀接點；以及一防護走線，用以連結該防護指狀接點至該基板邊緣的一貫孔，并經(jīng)由該貫孔連結至該基板的一信號短路處。
19.如權利要求18所述的基板布局結構，其中該基板是球柵陣列結構。
20.如權利要求18所述的基板布局方法，其中該環(huán)狀結構可為電源端或接地端的環(huán)狀結構。
21.如權利要求18所述的基板布局方法，其中該信號短路處可為該基板的電源層或接地層。
22.如權利要求18所述的基板布局方法，其中該信號短路處可為該基板下方的電源端或接地端錫球。
全文摘要
降低相鄰信號間的串音效應的球柵陣列的基板布局方法及其結構,基板包含形成在晶片上的數(shù)個信號端焊墊、形成在晶片外圍的環(huán)狀結構及形成在環(huán)狀結構外圍的數(shù)個信號端指狀接點。二個信號端焊墊之間形成一防護焊墊;二個信號端指狀接點之間形成一防護指狀接點;形成一結合線以連結防護焊墊至一環(huán)狀結構;形成另一結合線以連結環(huán)狀結構至防護指狀接點;形成一防護走線以連結防護指狀接點至基板邊緣的貫孔,經(jīng)由貫孔連結防護走線至一信號短路處。
文檔編號H01L23/48GK1361548SQ00137549
公開日2002年7月31日 申請日期2000年12月28日 優(yōu)先權日2000年12月28日
發(fā)明者蘇柏瑞, 李錦智 申請人:揚智科技股份有限公司