專利名稱：信號傳輸結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種信號傳輸結(jié)構(gòu)，且特別是有關(guān)于一種適用于一信號傳輸媒體的信號傳輸結(jié)構(gòu)，用以改善信號傳輸路徑的阻抗不匹配(impedancemismatch)。
背景技術(shù)：
隨著電子科技產(chǎn)業(yè)的突飛猛進，各種具有不同功能的電子產(chǎn)品均逐漸地深入到我們的工作及生活。電子產(chǎn)品的內(nèi)部通常都設(shè)有一主機板，其包含有一電路板及多個電子元件，而這些電子元件組裝在電路板之上，并經(jīng)由電路載板的內(nèi)部線路彼此電連接，用以提供電子產(chǎn)品所設(shè)計的功能，其中這些電子元件還包括集成電路(Integrated Circuit，簡稱IC)元件。為了使結(jié)構(gòu)脆弱的IC電路小片(die)能受到有效的保護，并同時使IC電路小片能電連接到外界裝置，公知技術(shù)利用封裝(package)來達成上述的目的。
就高接腳數(shù)(high pin count)的IC元件而言，由于網(wǎng)格焊球陣列(BallGrid Array，BGA)的芯片封裝技術(shù)能夠提供高接腳數(shù)、較佳的散熱能力及良好的電氣特性，使得網(wǎng)格焊球陣列(BGA)的芯片封裝技術(shù)已經(jīng)廣泛地運用在芯片封裝領(lǐng)域。在實際的應(yīng)用上，通常是以引線鍵合(Wire Bonding，WB)或倒叩焊芯片接合(F1ip Chip Bonding，F(xiàn)C)的方式，經(jīng)由多條導(dǎo)線(wire)或多個凸塊(bump)，而將電路小片電連接到一芯片載板(IC carrier)，接著再以網(wǎng)格焊球陣列(BGA)的方式，將芯片載板經(jīng)由多個導(dǎo)電球(conductiveball)，而電連接及結(jié)構(gòu)連接到一大型印刷電路板，使得分別位于芯片載板及印刷電路板之間的兩接口、兩元件或兩端點均可經(jīng)由這些導(dǎo)電球來達成信號傳遞的目的。
請參考圖1A、圖1B，其中圖1A表示公知的一種信號傳輸結(jié)構(gòu)的俯視圖，而圖1B表示圖1A的應(yīng)用于一信號傳輸媒體的信號傳輸結(jié)構(gòu)剖面圖。信號傳輸結(jié)構(gòu)100適用于一信號傳輸媒體10(例如一印刷電路板)。信號傳輸結(jié)構(gòu)100包括一參考平面(reference plane)110、一接合墊(bonding pad)120、一導(dǎo)線(conductive trace)130及一導(dǎo)電球(conductive ball)140。參考平面110，例如是接地平面(ground plane)或電源平面(power plane)，其埋設(shè)于信號傳輸媒體10的內(nèi)部，而接合墊120及導(dǎo)線130則是由信號傳輸媒體10的表面的線路圖案(circuit pattern)10a所構(gòu)成，且接合墊120及導(dǎo)線130兩者其與參考平面110之間還以一介電層10b作為電隔絕，使得接合墊120及導(dǎo)線130均不共面于參考平面110，而導(dǎo)電球140則配置在接合墊120的較遠離參考平面110的一面。此外，導(dǎo)電球140的頂端還連接到另一信號傳輸媒體12(例如一芯片載板)的接合墊12a，再經(jīng)由導(dǎo)線12b來傳輸信號。
請參考圖1A、圖1B，當(dāng)信號經(jīng)過導(dǎo)線130、接合墊120、導(dǎo)電球140、接合墊12a及導(dǎo)線12b時，由于導(dǎo)電球140的本身的幾何形狀，使得導(dǎo)電球140與參考平面110之間產(chǎn)生一非連續(xù)性的低阻抗特性，因而導(dǎo)致導(dǎo)電球140的鄰近信號路徑產(chǎn)生阻抗不匹配(impedance mismatch)的現(xiàn)象。因此，當(dāng)信號在經(jīng)過導(dǎo)電球140的鄰近信號路徑時，信號將發(fā)生反射的情況，導(dǎo)致信號無法完整地由一信號收發(fā)端，經(jīng)由導(dǎo)電球140而傳輸?shù)搅硪恍盘柺瞻l(fā)端。此外，隨著信號的工作頻率的提高，當(dāng)信號在穿越導(dǎo)電球140的同時，信號的返回損耗(return loss)將相對變得更小，且信號的介入耗損(insertionloss)亦將相對明顯地變大，使得導(dǎo)電球140的鄰近信號路徑產(chǎn)生阻抗不匹配的程度更為明顯，這對于高頻信號的傳輸是相當(dāng)不利的。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種信號傳輸結(jié)構(gòu)，其適用于一信號傳輸媒體(例如一芯片載板或一印刷電路板等)，用以降低信號傳輸路徑的阻抗不匹配的程度，因而提升信號傳輸媒體的電氣效能(electric performance)。
為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提出一種信號傳輸結(jié)構(gòu)，至少包括一參考平面；一接合墊，不共面于參考平面；一導(dǎo)線，不共面于參考平面，且導(dǎo)線的一端連接到接合墊的側(cè)緣，而導(dǎo)線具有一鄰近部分，其鄰接于接合墊，且導(dǎo)線的鄰近部分的寬度小于導(dǎo)線的非鄰近部分的寬度；以及一導(dǎo)電球，配置在接合墊的較遠離參考平面的一面。其中，上述的參考平面可為電源平面或接地平面。
為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明還提出一種信號傳輸結(jié)構(gòu)，至少包括一參考平面，具有一非參考區(qū)域；一接合墊，不共面于參考平面；一導(dǎo)線，共面于接合墊，且導(dǎo)線的一端連接到接合墊，而導(dǎo)線具有一鄰近部分，其鄰接于接合墊，且鄰近部分的位置對應(yīng)于非參考區(qū)域的位置；以及一導(dǎo)電球，配置在接合墊的較遠離參考平面的一面。其中，上述的參考平面可為電源平面或接地平面。
為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明又提出一種信號傳輸結(jié)構(gòu)，至少包括一參考平面，具有一第一非參考區(qū)域；一接合墊，不共面于參考平面，且接合墊的位置對應(yīng)于第一非參考區(qū)域的位置；一導(dǎo)線，不共面于參考平面，且導(dǎo)線的一端連接到接合墊，而導(dǎo)線具有一鄰近部分，其鄰接于接合墊；以及一導(dǎo)電球，配置在接合墊的較遠離參考平面的一面。此外，參考平面還具有一第二非參考區(qū)域，其位置對應(yīng)于鄰近部分的位置，且第二非參考區(qū)域連接到第一非參考區(qū)域。其中，參考平面為電源平面或接地平面。
基于上述，本發(fā)明的信號傳輸結(jié)構(gòu)通過改變參考平面或?qū)Ь€的形狀，來相對降低導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑的等效電容，或是相對提高導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑的等效電感，用以補償導(dǎo)電球與參考平面之間的高等效電容，使得導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑具有較佳的阻抗匹配，因而提高信號在經(jīng)過導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑后的完整性。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉多個優(yōu)選實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
圖1A表示公知的一種信號傳輸結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖1B表示圖1A的應(yīng)用于一信號傳輸媒體的信號傳輸結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖2A表示本發(fā)明的第一實施例的一種信號傳輸結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖2B表示圖2A的應(yīng)用于一信號傳輸媒體的信號傳輸結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖3A表示本發(fā)明的第二實施例的一種信號傳輸結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖3B表示圖3A的應(yīng)用于一信號傳輸媒體的信號傳輸結(jié)構(gòu)剖面圖。
第4A圖表示本發(fā)明的第三實施例的一種信號傳輸結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖4B表示圖4A的應(yīng)用于一信號傳輸媒體的信號傳輸結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖5A表示本發(fā)明的第四實施例的一種信號傳輸結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖5B表示圖5A的應(yīng)用于一信號傳輸媒體的信號傳輸結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖6表示信號傳輸結(jié)構(gòu)的返回耗損的頻率及響應(yīng)座標(biāo)圖。
圖7表示信號傳輸結(jié)構(gòu)的介入耗損的頻率及響應(yīng)座標(biāo)圖。
圖8表示信號傳輸結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電球其等效阻抗的頻率及阻抗座標(biāo)圖。
附圖標(biāo)號說明10、20信號傳輸媒體(印刷電路板)12、22信號傳輸媒體(芯片載板)10a、20a線路圖案10b、20b介電層12a、22a接合墊12b、22b導(dǎo)線100信號傳輸結(jié)構(gòu)110參考平面120接合墊130導(dǎo)線140導(dǎo)電球201、202、203、204信號傳輸結(jié)構(gòu)210參考平面212非參考平面(開口)220接合墊230導(dǎo)線232鄰近部分240導(dǎo)電球具體實施方式
第一實施例請參考圖2A、圖2B，其中圖2A表示本發(fā)明的第一實施例的一種信號傳輸結(jié)構(gòu)的俯視圖，而圖2B表示圖2A的應(yīng)用于一信號傳輸媒體的信號傳輸結(jié)構(gòu)剖面圖。信號傳輸結(jié)構(gòu)201適用于一信號傳輸媒體20(例如一印刷電路板)。信號傳輸結(jié)構(gòu)201包括一參考平面(reference plane)210、一接合墊(bondingpad)220、一導(dǎo)線(conductive trace)230及一導(dǎo)電球(conductive ball)240。參考平面210，例如是接地平面(ground plane)或電源平面(powerplane)，其埋設(shè)于信號傳輸媒體20的內(nèi)部，而接合墊220及導(dǎo)線230則是由信號傳輸媒體20的表面的線路圖案(circuit pattern)20a所構(gòu)成，且接合墊220及導(dǎo)線230兩者其與參考平面210之間還以一介電層20b作為電隔絕，所以接合墊220及導(dǎo)線230均不共面于參考平面210，而導(dǎo)電球240則配置在接合墊120的較遠離參考平面210的一面。此外，導(dǎo)電球240的頂端還連接到另一信號傳輸媒體22(例如一芯片載板)的接合墊22a，再經(jīng)由導(dǎo)線22b來傳輸信號。
請再參考圖2A、圖2B，由于導(dǎo)電球240的本身的幾何形狀，使得導(dǎo)電球240的本身具有一非連續(xù)性的低阻抗特性，因而造成導(dǎo)電球240與其鄰近信號路徑發(fā)生阻抗不匹配(impedance mismatch)的現(xiàn)象。因此，當(dāng)信號經(jīng)過導(dǎo)電球240時，信號將發(fā)生反射的情況，如此將導(dǎo)致信號無法從一信號收發(fā)端，經(jīng)由導(dǎo)電球240而完整地傳輸?shù)搅硪恍盘柺瞻l(fā)端。在這樣的情況之下，由于阻抗(Z)的等效近似公式為 其中L為電感，C為電容，故本發(fā)明通過提高鄰近部分2 32的信號路徑的等效電感，使得導(dǎo)電球240與其鄰近信號路徑具有較佳的阻抗匹配。
請再參考圖2A、圖2B，在本發(fā)明的第一實施例中，導(dǎo)線230乃具有一鄰近部分232，其鄰接于接合墊222，且導(dǎo)線230的鄰近部分232的寬度相對小于導(dǎo)線230的其余部分的寬度。與導(dǎo)線230的非鄰近部分232的其余部分相比較，導(dǎo)線230的鄰近部分232設(shè)計具有較窄的寬度(即具有較小的面積)，故可提升導(dǎo)線230的鄰近部分232與參考平面210之間的等效電感，進而提高信號在經(jīng)過導(dǎo)電球240與其鄰近的信號路徑后的完整性。
基于上述，第一實施例通過縮小導(dǎo)線的鄰近部分的寬度(或面積)，來提升導(dǎo)線的鄰近部分與參考平面之間的等效電感，用以補償導(dǎo)電球與參考平面之間的高等效電容，使得導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑具有較佳的阻抗匹配，因而提高信號在經(jīng)過導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑后的完整性。
第二實施例與上述的第一實施例相比較，第二實施例通過形成一非參考區(qū)域(例如一開口)于參考平面上，并且此一非參考區(qū)域的位置對應(yīng)于上述的導(dǎo)線的鄰近部分的位置，以提高導(dǎo)線的鄰近部分與參考平面之間的等效電感，用以補償導(dǎo)電球與參考平面之間的高等效電容，使得導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑具有較佳的阻抗匹配。
請參考圖3A、圖3B，其中圖3A表示本發(fā)明的第二實施例的一種信號傳輸結(jié)構(gòu)的俯視圖，而圖3B表示圖3A的應(yīng)用于一信號傳輸媒體的信號傳輸結(jié)構(gòu)剖面圖。第二實施例的信號傳輸結(jié)構(gòu)202亦包括一參考平面210、一接合墊220、一導(dǎo)線230及一導(dǎo)電球240。值得注意的是，參考平面210具有一非參考區(qū)域212，其例如是參考平面210的一挖空的開口所形成，且非參考區(qū)域212的位置對應(yīng)于導(dǎo)線230的鄰近部分232的位置，以提高導(dǎo)線230的鄰近部分232與參考平面210之間的等效電感，并降低導(dǎo)線2 30的鄰近部分232與參考平面210之間的等效電容，用以補償導(dǎo)電球240與參考平面210之間的高等效電容，使得導(dǎo)電球240與其鄰近信號路徑具有較佳的阻抗匹配。
第三實施例與上述的第二實施例相比較，第三實施例同樣是通過形成一非參考區(qū)域(例如一開口)于參考平面上，但是該非參考區(qū)域的位置對應(yīng)于導(dǎo)電球的位置，以提高導(dǎo)電球與參考平面之間的等效電感(意即降低導(dǎo)電球與參考平面之間的等效電容)，使得導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑具有較佳的阻抗匹配。
請參考圖4A、圖4B，其中圖4A表示本發(fā)明的第三實施例的一種信號傳輸結(jié)構(gòu)的俯視圖，而圖4B表示圖4A的應(yīng)用于一信號傳輸媒體的信號傳輸結(jié)構(gòu)剖面圖。第三實施例的信號傳輸結(jié)構(gòu)203亦包括一參考平面210、一接合墊220、一導(dǎo)線230及一導(dǎo)電球240。值得注意的是，參考平面210具有一非參考區(qū)域212，其例如是參考平面210的一挖空的開口所形成，且非參考區(qū)域212的位置對應(yīng)于導(dǎo)電球240的位置，以降低導(dǎo)電球240與參考平面210之間的等效電容，用以補償導(dǎo)電球240與參考平面210之間的高等效電容，使得導(dǎo)電球240與其鄰近信號路徑具有較佳的阻抗匹配。
第四實施例第四實施例則是結(jié)合第二實施例及第三實施例，而將其參考平面的非參考區(qū)域的位置延伸到對應(yīng)于導(dǎo)線的鄰近部分及導(dǎo)電球的位置，以提高導(dǎo)線的鄰近部分與參考平面之間的等效電感，同時降低導(dǎo)電球與參考平面之間的等效電容，用以補償導(dǎo)電球與參考平面之間的高等效電容，使得導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑具有較佳的阻抗匹配。
請參考圖5A、圖5B，其中圖5A表示本發(fā)明的第四實施例的一種信號傳輸結(jié)構(gòu)的俯視圖，而圖5B表示圖5A的應(yīng)用于一信號傳輸媒體的信號傳輸結(jié)構(gòu)剖面圖。第四實施例的信號傳輸結(jié)構(gòu)204亦包括一參考平面210、一接合墊220、一導(dǎo)線230及一導(dǎo)電球240。值得注意的是，參考平面210具有一非參考區(qū)域212，而非參考區(qū)域212例如是參考平面210的一挖空的開口所形成，且非參考區(qū)域212的位置對應(yīng)于導(dǎo)電球240的位置，以提高導(dǎo)電球240與參考平面210之間的等效電感，用以補償導(dǎo)電球240與參考平面210之間的高等效電容，使得導(dǎo)電球240與其鄰近信號路徑具有較佳的阻抗匹配。
請參考圖6，其表示信號傳輸結(jié)構(gòu)的返回耗損的頻率及響應(yīng)座標(biāo)圖。公知的圖1A的信號傳輸結(jié)構(gòu)100具有響應(yīng)曲線600，第一實施例的圖2A的信號傳輸結(jié)構(gòu)201具有響應(yīng)曲線601，第二實施例的圖3A的信號傳輸結(jié)構(gòu)202具有響應(yīng)曲線602，第三實施例的第4A圖的信號傳輸結(jié)構(gòu)203具有響應(yīng)曲線603，第四實施例的圖5A的信號傳輸結(jié)構(gòu)204具有響應(yīng)曲線604。因此，在相同的頻率之下，本發(fā)明的四個實施例的返回耗損響應(yīng)強度均高于公知的信號傳輸結(jié)構(gòu)的返回耗損響應(yīng)強度。
請參考圖7，其表示信號傳輸結(jié)構(gòu)的介入耗損的頻率及響應(yīng)座標(biāo)圖。公知的圖1A的信號傳輸結(jié)構(gòu)100具有響應(yīng)曲線700，第一實施例的圖2A的信號傳輸結(jié)構(gòu)201具有響應(yīng)曲線701，第二實施例的圖3A的信號傳輸結(jié)構(gòu)202具有響應(yīng)曲線702，第三實施例的第4A圖的信號傳輸結(jié)構(gòu)203具有響應(yīng)曲線703，第四實施例的圖5A的信號傳輸結(jié)構(gòu)204具有響應(yīng)曲線704。因此，在相同的頻率之下，本發(fā)明的四個實施例的介入耗損響應(yīng)強度均低于公知的信號傳輸結(jié)構(gòu)的介入耗損響應(yīng)強度。
請參考圖8，其表示信號傳輸結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電球其等效阻抗的頻率及阻抗座標(biāo)圖。公知的圖1A的信號傳輸結(jié)構(gòu)100具有阻抗曲線800，第一實施例的圖2A的信號傳輸結(jié)構(gòu)201具有阻抗曲線801，第二實施例的圖3A的信號傳輸結(jié)構(gòu)202具有阻抗曲線802，第三實施例的第4A圖的信號傳輸結(jié)構(gòu)203具有阻抗曲線803，第四實施例的圖5A的信號傳輸結(jié)構(gòu)204具有阻抗曲線804。因此，在相同的頻率之下，本發(fā)明的四個實施例的信號傳輸結(jié)構(gòu)其等效阻抗均高于公知的信號傳輸結(jié)構(gòu)的等效阻抗。
綜上所述，本發(fā)明的信號傳輸結(jié)構(gòu)通過相對降低導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑的等效電容，或是相對提高導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑的等效電感，用以補償導(dǎo)電球與參考平面之間的高等效電容，使得導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑具有較佳的阻抗匹配，因而提高信號在經(jīng)過導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑后的完整性。因此，本發(fā)明的信號傳輸結(jié)構(gòu)將可有效地提升信號傳輸媒體(例如芯片載板或印刷電路板)的電氣效能。
雖然本發(fā)明已以一優(yōu)選實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可進行更動與修改，因此本發(fā)明的范圍以所提出的權(quán)利要求限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種信號傳輸結(jié)構(gòu)，至少包括一參考平面；一接合墊，不共面于該參考平面；一導(dǎo)線，不共面于該參考平面，且該導(dǎo)線的一端連接到該接合墊的側(cè)緣，而該導(dǎo)線具有一鄰近部分，其鄰接于該接合墊，且該導(dǎo)線的該鄰近部分的寬度小于該導(dǎo)線的非該鄰近部分的寬度；以及一導(dǎo)電球，配置在該接合墊的較遠離該參考平面的一面。
2.如權(quán)利要求1所述的信號傳輸結(jié)構(gòu)，其中該參考平面為電源平面及接地平面的其中之一。
3.如權(quán)利要求1所述的信號傳輸結(jié)構(gòu)，其中該信號傳輸結(jié)構(gòu)位于一印刷電路板上。
4.如權(quán)利要求1所述的信號傳輸結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)線作為信號傳輸之用。
5.一種信號傳輸結(jié)構(gòu)，至少包括一參考平面，具有一非參考區(qū)域；一接合墊，不共面于該參考平面；一導(dǎo)線，共面于該接合墊，且該導(dǎo)線的一端連接到該接合墊，而該導(dǎo)線具有一鄰近部分，其鄰接于該接合墊，且該鄰近部分的位置對應(yīng)于該非參考區(qū)域的位置；以及一導(dǎo)電球，配置在該接合墊的較遠離該參考平面的一面。
6.如權(quán)利要求5所述的信號傳輸結(jié)構(gòu)，其中該參考平面為電源平面及接地平面的其中之一。
7.如權(quán)利要求5所述的信號傳輸結(jié)構(gòu)，其中該信號傳輸結(jié)構(gòu)位于一印刷電路板上。
8.如權(quán)利要求5所述的信號傳輸結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)線作為信號傳輸之用。
9.一種信號傳輸結(jié)構(gòu)，至少包括一參考平面，具有一第一非參考區(qū)域；一接合墊，不共面于該參考平面，且該接合墊的位置對應(yīng)于該第一非參考區(qū)域的位置；一導(dǎo)線，不共面于該參考平面，且該導(dǎo)線的一端連接到該接合墊，而該導(dǎo)線具有一鄰近部分，其鄰接于該接合墊；以及一導(dǎo)電球，配置在該接合墊的較遠離該參考平面的一面。
10.如權(quán)利要求9所述的信號傳輸結(jié)構(gòu)，其中該參考平面還具有一第二非參考區(qū)域，其位置對應(yīng)于該鄰近部分的位置，且該第二非參考區(qū)域連接到該第一非參考區(qū)域。
11.如權(quán)利要求9所述的信號傳輸結(jié)構(gòu)，其中該參考平面為電源平面及接地平面的其中之一。
12.如權(quán)利要求9所述的信號傳輸結(jié)構(gòu)，其中該信號傳輸結(jié)構(gòu)位于一印刷電路板上。
13.如權(quán)利要求9所述的信號傳輸結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)線作為信號傳輸之用。
全文摘要
一種信號傳輸結(jié)構(gòu)，主要包括參考平面、接合墊、導(dǎo)線及導(dǎo)電球。該信號傳輸結(jié)構(gòu)通過改變參考平面或?qū)Ь€的形狀，來相對降低導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑的等效電容，或相對提高導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑的等效電感，用以補償導(dǎo)電球與參考平面之間的高等效電容，使得導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑具有較佳的阻抗匹配，因而提高信號在經(jīng)過導(dǎo)電球與其鄰近的信號路徑后的完整性。
文檔編號H01L23/48GK1477923SQ03152619
公開日2004年2月25日 申請日期2003年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月1日
發(fā)明者徐鑫洲 申請人:威盛電子股份有限公司