專利名稱：具有一級(jí)和二級(jí)通孔的電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠獲得高布線密度的改進(jìn)型多層印刷電路板。
隨著現(xiàn)代的芯片座變得越來(lái)越小巧，要把芯片座連接到放在下面的電路板而不會(huì)造成相鄰電接點(diǎn)之間的短路也變得越來(lái)越困難。因此，最好開(kāi)發(fā)一種新的允許比過(guò)去的可能密度更大的布線密度的電路板設(shè)計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種新穎的多層電路板。這種電路板包括由排列在芯片座的電連接焊托決定的格柵之內(nèi)的一級(jí)通孔，這些一級(jí)通孔排列成一個(gè)間隔陣列與芯片座上連接焊托的一個(gè)子集相對(duì)應(yīng)。芯片座上那些不與這些一級(jí)通孔之一連接的連接焊托則連接到安排在芯片座格柵之外的二級(jí)通孔。
僅把一些芯片座的連接焊托連接到由芯片座決定的格柵之內(nèi)的通孔，開(kāi)發(fā)了在這一區(qū)域里面的相鄰?fù)字g的空間，從而允許更多的跡線和更寬的跡線寬度、間格和焊接尺寸容納在相鄰?fù)字g的這些區(qū)域內(nèi)。這又促進(jìn)了更高的布線密度和靈活性。把其余的芯片座連接焊托連接到位于芯片座格柵之外的通孔允許芯片座上有更稠密的陣列，從而幫助了小型化。結(jié)果，通過(guò)使用暗通路大大改善了布線密度和靈活性，同時(shí)依然保持整個(gè)設(shè)備的小巧性。
通過(guò)參照下面的附圖可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明制造的多層電路板一個(gè)局部的簡(jiǎn)略縱截面圖解，電路板上面安裝有一個(gè)高密度芯片座；圖2是一個(gè)類似于圖1的視圖，但示出了根據(jù)本發(fā)明的更多介電材料層和電路；圖3是電路板上與芯片座上的接點(diǎn)相配對(duì)的電連接焊托的陣列的示意圖；圖4是一個(gè)示意性內(nèi)平面視圖，說(shuō)明圖1的電路板中位于圖1的芯片座確定的格柵以內(nèi)的一級(jí)通孔的陣列；以及圖5是一個(gè)類似于圖3的示意性內(nèi)平面視圖，示出位于間隔格柵之內(nèi)和之外兩部分的通孔。
參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的一種新穎多層電路板以標(biāo)號(hào)10總體表示，它由例如FR4—一種被強(qiáng)化環(huán)氧樹(shù)脂的三層電絕緣材料12、13和14組成。層12具有一個(gè)上表面15，層14具有一個(gè)下表面16，兩個(gè)居于中間的內(nèi)表面17和18分別被定義在層12/13和13/14之間。此外，電路板10在基底的表面15包括有多個(gè)接點(diǎn)20。這些接點(diǎn)20排列成要被連接的I/C芯片座上的接點(diǎn)的圖案，這個(gè)圖案在后文中有時(shí)稱為格柵。一些接點(diǎn)20借助暗通路21直接連到緊靠其下面的鍍滿金屬的通孔22。這些孔22可以終止在表面18，或者如圖1所示，可以繼續(xù)通到表面16。這些孔22有時(shí)稱為一級(jí)孔。其他的接點(diǎn)20則借助通路21連接到表面17或18上的布線24，后者轉(zhuǎn)而又連接到可以整個(gè)延伸穿過(guò)基底或者是從任一表面15、16、17或18延伸到任何別的表面的電鍍通孔26。并且，布線跡線24可設(shè)置在任一表面15、16、17和18上與通孔22或26或通路21或焊托20相連接。對(duì)于這種布線法，孔22和26之間的允許間隔距離現(xiàn)在將予以說(shuō)明。正如現(xiàn)在就要更詳細(xì)說(shuō)明的，電鍍通孔22位于芯片座的格柵圖案以內(nèi)，而電鍍通孔26則位格柵圖案之外。如圖2所示，組成部分13可以包括多層介電材料并且在其里面具有與電鍍通孔22和26連通的多個(gè)布線層24。設(shè)置在下表面16上的接點(diǎn)27使得焊球28能將電路板10連接到元件(未示出)上的焊托29(對(duì)圖1的實(shí)施例作類似的連接)。這使得高密度的芯片座能夠連接到基底的表面，并且從電鍍通孔延伸出來(lái)的電連接擴(kuò)張到間隔格柵圖案之外，允許表面15和16上有更多的空間用于布線并且在組成部分13的內(nèi)部有更多的空間用于布線。
安裝在電路板10上面的是高密度芯片座30。在其下表面32上，芯片座30確定一個(gè)電連接焊托34的高密度陣列排列在由全體電連接焊托34規(guī)定的一個(gè)格柵44的里面(見(jiàn)圖3、4和5)。焊球35將焊托34連接到焊托20。連接焊托34緊密集結(jié)在一起成一個(gè)陣列，并且在所示出的特定實(shí)施例中排成諸列36和與之正交的諸行38(圖3)。連接焊托34與基底的表面15上的接點(diǎn)20成同一樣的陣列形式。
正如圖3進(jìn)一步示出的，電連接焊托34被安排成兩組，即A組和B組。特別是，電連接焊托34被安排得使每一列的相鄰連接焊托和每一行的相鄰連接焊托在不同的組中。這一情形示于圖3，從中可以看到，列40中直接毗鄰“B”電連接焊托34的兩個(gè)電連接焊托34都在A組中，同時(shí)行42中直接毗鄰“B”電連接焊托34的兩個(gè)電連接焊托34也都在A組中。A和B兩組的焊托均可利用暗通路連接到表面17。
根據(jù)本發(fā)明，通孔或一級(jí)孔22可以排列成與芯片座30中電連接焊托34的陣列32相對(duì)應(yīng)的一個(gè)間隔圖案或陣列。“間隔陣列”的意思是陣列中的各項(xiàng)被排列在各行和各列中使得一個(gè)列的各項(xiàng)與相鄰列的各項(xiàng)偏離大約為列中各項(xiàng)之間的一半距離?！芭c陣列32對(duì)應(yīng)”的意思是一級(jí)通孔22與芯片座30中選出的電連接焊托34對(duì)準(zhǔn)或?qū)φ?，具體地說(shuō)，是與所示特定實(shí)施例中芯片座的“B”電連接焊托34對(duì)準(zhǔn)或?qū)φ?br> 這一點(diǎn)示于圖4，圖4示出在中間層13觀察時(shí)電路板10中一級(jí)通孔22的圖案。正如從這個(gè)圖中所能看到的，每個(gè)一級(jí)通孔22均以和芯片座30中的電連接焊托34同一樣的方式排列在一個(gè)列和一個(gè)行中。此外，一級(jí)通孔22還被排列得與芯片座中的對(duì)應(yīng)電連接焊托34對(duì)正。但是，由于一級(jí)通孔22互相偏離得形成一個(gè)對(duì)應(yīng)的間隔陣列，因而一級(jí)通孔22的數(shù)目近似等于芯片座中電連接焊托34的數(shù)目的一半。這樣，一級(jí)通孔22僅與芯片座30中每隔一個(gè)電連接焊托34對(duì)正，特別是在所示實(shí)施例中，僅與芯片座30的“B”電連接焊托34對(duì)正。
借助這一安排，芯片座30的差不多一半電連接焊托34，即全部“B”連接焊托均電連接到直接在“B”連接焊托34下面的電路板的一級(jí)通孔22。這些通孔22均被包括在格柵44即芯片座30上連接焊托34的外邊界以內(nèi)。這就丟下芯片座30的差不多一半剩余電接點(diǎn)，即全部“A”電接點(diǎn)留待用別的方法電連接。(不用說(shuō)，多于或少于一半都可連接到通孔22，只不過(guò)一半是一種典型結(jié)構(gòu)而已)。
根據(jù)本發(fā)明，這些“A”電接點(diǎn)借助連通到導(dǎo)線或跡線24和/或在表面15、16、17和18上未示出的多個(gè)另外的或第二布線層的暗通路21，連接到位于格柵44之外的二級(jí)通孔26。這種情形示于圖5，圖5示出位于格柵44中的間隔圖案之外的電鍍通孔26。這可以借助任何常規(guī)的辦法按照本發(fā)明來(lái)完成。例如表面安裝工藝(SMT)技術(shù)和美國(guó)專利No.5,424,492、美國(guó)專利No.5,451,721和美國(guó)專利No.5,487,218中所敘述的暗通路技術(shù)都可用于這一目的。這些專利的發(fā)明都被引用到本文作為參考。
為使布線密度最大化，過(guò)去采用了許多方法。當(dāng)通孔例如一級(jí)通孔22變得過(guò)于密集時(shí)，可以容納在相鄰?fù)字g的跡線的最大數(shù)目和線寬將顯著下降，特別是在中間平面和電路板的下表面中尤其如此。這是在電路板被設(shè)計(jì)得板內(nèi)大多數(shù)(如果不是全部的話)通路形成在或者說(shuō)“落”在芯片座的格柵以內(nèi)的情形的一個(gè)特殊問(wèn)題。如上所述，將間隔陣列的一些通孔安排在格柵以里，把其他的安排在格柵以外，則由于在相鄰?fù)字g提供了多得多的空間而大大減輕這個(gè)問(wèn)題。
因此，把通孔26安排在一級(jí)通孔22的間隔陣列以外使得設(shè)備的所有相鄰?fù)字g都有足夠的空間擴(kuò)展，這一做法將受到重視。與此同時(shí)，還保持了整個(gè)設(shè)備的幾何尺寸盡可能小巧。結(jié)果，就達(dá)到了元件布線的更高靈活性和更大密度的所需目的，而不用不適當(dāng)?shù)脑黾釉O(shè)備的總尺寸。這在以小型化作為不斷追求目標(biāo)的現(xiàn)代電子元件中是一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)。
雖然上面僅敘述了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解，可以作出許多修改而不需要脫離本發(fā)明的精神和范圍。例如，雖然前面的敘述說(shuō)明圖3的間隔陣列由正交排列的行和列組成，但應(yīng)當(dāng)明白，間隔陣列可以由相互交成一個(gè)銳角排列的行和列組成或者甚至排列在一個(gè)圓周上。此外，應(yīng)當(dāng)了解，孔26也可像孔22一樣是填滿金屬的電鍍通孔。所有這些修改都被包括在僅受下面的權(quán)利要求書(shū)限制的本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多層電路板，用于安裝一個(gè)具有高密度排列在一個(gè)格柵內(nèi)的電連接焊托的陣列的芯片座，所述電路板包括一個(gè)電絕緣的基底，它具有上表面和下表面；所述上表面上的多個(gè)電接點(diǎn)，用于連接到所述芯片座的電連接焊托；一個(gè)在其內(nèi)具有電接點(diǎn)的第一布線層；一個(gè)在其內(nèi)具有布線跡線的第二布線層，所述第二布線層與所述基底的上表面共生；其中所述電路板具有以間隔陣列形式排列在所述格柵以內(nèi)的一級(jí)通孔和位于所述格柵之外的二級(jí)通孔，所述一級(jí)通孔與所述上表面的相應(yīng)第一電接點(diǎn)電連通；所述上表面的相應(yīng)第二電接點(diǎn)與所述第二通孔電連接。
2.權(quán)利要求1的電路板，其特征在于所述安裝焊托的電接點(diǎn)都排成列和行的形式，每一列中的電接點(diǎn)都與相鄰行中的電接點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，所述電接點(diǎn)被排成第一電接點(diǎn)組和第二電接點(diǎn)組，使得直接毗鄰每個(gè)連接焊托的連接焊托都在與該連接焊托不同的組中。
3.權(quán)利要求2的電路板，其特征在于所述列和行排列得相互成直角。
4.權(quán)利要求2的電路板，其特征在于所述一級(jí)通孔都是填塞滿的。
5.權(quán)利要求2的電路板，其特征還在于將第一布線層連接到第二布線層的暗通路。
6.權(quán)利要求2的電路板，其特征在于所述第一布線層是在所述基底的下表面上。
7.權(quán)利要求5的電路板，其特征在于所述第二布線層裝在所述基底的上表面上。
8.權(quán)利要求6的電路板，其特征在于所述第二布線層居于所述基底的上下表面之間，而且所述安裝焊托的第二電接點(diǎn)都通過(guò)暗通路電連接到所述第二布線層的相應(yīng)布線跡線。
9.權(quán)利要求8的電路板，其特征在于所述電路板包括多個(gè)居于所述上下表面之間的第二布線層，至少有一個(gè)第二電接點(diǎn)與所述第二布線層的每一層電連接。
10.權(quán)利要求2的電路板，其特征在于所述第二布線層裝在所述基底的上表面上。
11.權(quán)利要求10的電路板，其特征在于所述第二布線層居于所述基底的上下表面之間，并且所述安裝焊托的第二電接點(diǎn)通過(guò)暗通路電連接到所述第二布線層的相應(yīng)布線跡線
12.權(quán)利要求11的電路板，其特征在于所述電路板包括多個(gè)居于所述上下表面之間的第二布線層，至少一個(gè)第二電接點(diǎn)與所述第二布線層的每一層電連接。
13.權(quán)利要求1的電路板，其特征在于所述電路板確定排列在所述格柵之外的二級(jí)通路，所述二級(jí)通路也與所述安裝焊托的相應(yīng)第一電接點(diǎn)電連通并且還與所述第一布線層的相應(yīng)布線跡線電連通。
14.權(quán)利要求13的電路板，其特征在于所述二級(jí)通路排成與所述一級(jí)通路一樣的間隔陣列。
15.一種形成用于安裝芯片座的多層電路板的方法，芯片座具有排列在一個(gè)格柵之內(nèi)的高密度電連接焊托的陣列，方法包括的步驟是提供一個(gè)具有上表面和下表面的電絕緣基底；在所述上表面上形成多個(gè)用于連接到所述芯片座的電連接焊托的電接點(diǎn)；形成一個(gè)在其內(nèi)具有電接點(diǎn)的第一布線層；形成一個(gè)在其內(nèi)具有與所述基底的所述上表面共生的布線跡線的第二布線層；在所述格柵之內(nèi)形成間隔陣列形式的多個(gè)一級(jí)通孔和形成多個(gè)位于所述格柵之外的二級(jí)通孔；將所述一級(jí)通孔與所述上表面的第一電接點(diǎn)電連接起來(lái)，將所述上表面的第二電接點(diǎn)與所述二級(jí)通孔電連接起來(lái)。
16.權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述第一和第二布線層通過(guò)暗通路互相連接。
17.權(quán)利要求16的方法，其特征還在于形成多個(gè)連接上下表面的布線層。
18.權(quán)利要求17的方法，其特征在于諸布線層通過(guò)暗通路互相連接。
全文摘要
提供一種在表面上具有排列得與被格柵界定的芯片座上的連接焊托接合的接點(diǎn)的電路板。在格柵之內(nèi)的電路板部位提供多個(gè)一級(jí)通孔并電連接到其上方的芯片連接焊托。提供多個(gè)位于格柵之外的二級(jí)通孔并電連接到里面的芯片連接焊托。
文檔編號(hào)H01L21/60GK1202794SQ9810781
公開(kāi)日1998年12月23日 申請(qǐng)日期1998年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月3日
發(fā)明者歐文·梅米斯 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司