專利名稱：用于高速數(shù)據(jù)通信的線焊封裝中回波損耗的改進(jìn)技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及用于高速數(shù)
據(jù)通信的線焊(wirebond)封裝中回波損耗的改進(jìn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，朝著高頻產(chǎn)品發(fā)展的技術(shù)趨勢已經(jīng)要求使用倒裝芯片 (flipchip)封裝。倒裝芯片封裝的使用以增加的成本和更高的加工 復(fù)雜性為代價(jià)。如果可以在改進(jìn)線焊封裝配置的同時(shí)又維持優(yōu)于倒 裝芯片封裝的成本益處，則可以使用線焊替代方式來封裝針對倒裝 芯片實(shí)施而設(shè)計(jì)的若干高頻產(chǎn)品。具體而言，導(dǎo)線在線焊封裝中的 電感效應(yīng)明顯地有礙于滿足若干高頻應(yīng)用中的回波損耗規(guī)定。
回波損耗測量由于導(dǎo)線中的反射和失配損耗而損耗的電能量。 回波損耗歸因于導(dǎo)線(即焊線)與焊盤之間的阻抗失配以及阻抗失 配對通過導(dǎo)線特征阻抗的信號具有的影響。當(dāng)導(dǎo)線的任何部分的特 征阻抗相對于端接值失配時(shí)，導(dǎo)線的端接在確定導(dǎo)線上的回波損耗 時(shí)也發(fā)揮重要作用。存在兩類回波損耗輸入回波損耗和輸出回波 損耗。傳入集成電路(即接收器電路)的信號稱為具有輸入回波損 耗。類似地，傳出電路稱為具有輸出回波損耗。這里描述的本發(fā)明 適用于兩種形式的回波損耗。
用以減少線焊電感所致回波損耗的先前方法著眼于并聯(lián)添加多 個(gè)導(dǎo)線。這些方法受導(dǎo)線之間的互感妨礙，這限制了總電感的提高。 隨著信號頻率增加，信號線電感所致回波損耗變成一個(gè)有待克服的 重要問題。
因而需要解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，以便提供一種用于減少線焊封 裝回波損耗的方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容
廣而言之，本發(fā)明通過提供一種用于通過減少有源信號線中的 電感分量，來減少線焊封裝中的回波損耗的方法和裝置。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識 到可以用包括方法、系統(tǒng)或者設(shè)備的多種方式實(shí)施本發(fā)明。下文描 述本發(fā)明的數(shù)個(gè)發(fā)明實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)方面，提供一種配置用于減少線焊回波損耗 的線焊封裝。將與成列焊盤緊密相關(guān)的集成電路焊接到線焊封裝的 表面。線焊封裝表面具有成列焊盤，這些焊盤被配置用于從線焊封 裝傳輸信號、電能和接地，并且從集成電路接收信號和/或反之亦然。
使用導(dǎo)線(即焊線)來耦合集成電路上的對應(yīng)模墊(die pad)和線 焊封裝的焊盤。承載有源信號的導(dǎo)線在有源信號線的相對側(cè)上具有 共面相鄰地線，并且有源信號線與共面相鄰地線之間的距離遞減 (taper)。在一個(gè)實(shí)施例中，在模墊處限定于共面地線與導(dǎo)線之間 的間隙大于在焊盤處限定于共面地線與導(dǎo)線之間的間隙。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，詳述一種減少線焊封裝時(shí)線焊電感所 致回波損耗的方法。該方法開始于在線焊封裝的表面上提供成列焊 盤并且在集成電路的表面上提供成行模墊。然后，有源信號線從集 成電路的模墊連接到線焊封裝的對應(yīng)焊盤。共面地線相鄰設(shè)置并且 處于有源信號線的相對側(cè)上。有源信號線之一與共面地線之間的距 離朝著焊盤遞減。
本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)與通過例子來圖示本發(fā)明原理 的附圖結(jié)合的下文具體描述而變得清楚。


可以通過參照結(jié)合以下附圖的下文描述來最好地理解本發(fā)明及 其更多優(yōu)點(diǎn)。
圖1是圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的配置用于減少線焊回波 損耗的線焊封裝的簡化示意圖。圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的線焊封裝中的電源線和地 線的通用布局。
圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的線焊封裝上的地線的遞減
布局，其中地線耦合到線焊封裝上的相同焊盤。
圖4A是圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的當(dāng)共面地線平行于有 源信號線時(shí)有源信號線中的回波損耗仿真的圖示。
圖4B是圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的有源信號線中的回波 損耗仿真的圖示，其中共面?zhèn)鲗?dǎo)地線與有源信號線之間的距離遞減。
圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的集成電路表面上的交錯(cuò)成 列模墊上的地線布局。
圖6是圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于減少線焊封裝時(shí)線 焊電感所致回波損耗的方法操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例描述一種用于通過減少有源信號線中的電感分量來 減少線焊封裝中的回波損耗的裝置和方法。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員 將清楚，可以在不具備某些或者所有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明。在其他實(shí)施例中并未詳細(xì)地描述公知處理操作，以免不必要 地使本發(fā)明難以理解。
圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例配置的用于減少線焊回波損 耗的線焊封裝100。該線焊封裝為示例，并且應(yīng)當(dāng)注意以下公開內(nèi)容 適用于線焊封裝的其他實(shí)施例，只要其保持提供電能、接地和輸入 信號以及從集成電路接收輸出信號的必備功能即可。集成電路104 盡管并非必然但是一般裝配于線焊封裝100的中心，并且線焊封裝 100的表面具有焊盤102。焊盤102為將集成電路104連接到線焊封 裝100的導(dǎo)線的一端提供焊區(qū)。導(dǎo)線的另一端通過模墊106連接到 集成電路104的表面。將集成電路104的模墊106連接到線焊封裝 100的焊盤102的導(dǎo)線向集成電路提供輸入信號、電能和接地。導(dǎo)線 也將來自集成電路104的輸出信號供應(yīng)給焊盤102。圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的線焊封裝100中的電源線 和地線的通用布局。在圖2中，100代表整個(gè)線焊封裝。在這一實(shí)施 例中，模墊106相對于彼此偏移地成列布置于集成電路104的表面 上。焊盤102成列布置于線焊封裝100的表面上。如圖2中所示， 成列焊盤102為交錯(cuò)方式。盡管圖2圖示了將焊盤和模墊布置成兩 列的一個(gè)實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，根據(jù)線焊封裝100的朝向可以 將列與行互換。多個(gè)導(dǎo)線耦合到集成電路104上的對應(yīng)模墊106和 線焊封裝100的焊盤102。多個(gè)導(dǎo)線包括在相對側(cè)上界定有源信號線 202的地線204。傳導(dǎo)地線204基本上也相對于有源信號線202共面。 承載電能或者接地的導(dǎo)線206從上方界定有源信號線202。通常，地 線204的這一共面配置將用于對高速信號進(jìn)行輸送的有源信號線。
以相對于有源信號線202基本上共面的方式布局地線204,這造 成有源信號線202呈現(xiàn)共面波導(dǎo)的性能。 一旦有源信號線202被操 控以表現(xiàn)為共面波導(dǎo)，則可以修改有源信號線202的特征阻抗性能。 可以修改有源信號線202的特征阻抗，以便更接近地匹配于有源信 號線202上的端接特征阻抗。
共面波導(dǎo)的性能由有源信號線202的寬度和與共面地線204的 距離支配。舉例而言，如果焊盤102之間的間隙和模墊106之間的 間隙是100微米，而有源信號線202的直徑為0.0254毫米，則用于 共面配置的有源信號線202的特征阻抗約為150歐姆。
在有源信號線202上方承載電能或者接地的傳導(dǎo)信號線206也 減少有源信號線202的特征阻抗。承載電能或者接地的傳導(dǎo)信號線 206對特征阻抗的減少依賴于從有源信號線202到承載電能或者接 地的導(dǎo)線206的距離。此外，承載電能或者接地的導(dǎo)線206存在于 有源信號線202上方，這提供了一些串?dāng)_保護(hù)和改進(jìn)的電流回波路 徑。
減少共面地線204與有源信號線202之間的距離使有源信號線 202的回波損耗降低?？梢酝ㄟ^使共面地線204相對于信號導(dǎo)線202 的之間距離遞減，來大幅度減少該距離。圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明一
7個(gè)實(shí)施例的線焊封裝100上的地線204的遞減布局，其中地線204 耦合到線焊封裝100上的相同焊盤102。
將傳導(dǎo)地線204的 一端連接到在與有源信號線202所用焊盤102 不同的列中的相同焊盤102,這使得有源信號線與共面地線之間的距 離遞減。傳導(dǎo)地線204與有源信號線202之間的距離朝著線焊封裝 100的焊盤102更小，而朝著集成電路104的模墊106更大。舉例而 言，對于焊盤102之間的間隙和模墊106之間100微米的間隙，有 源信號線202與共面相鄰地線204之間的距離從在模墊106附近的 約100微米遞減至在焊盤102附近的約25微米。傳導(dǎo)地線204相對 于有源信號線202基本上共面，這允許傳導(dǎo)地線204和有源信號線 202的這一遞減配置呈現(xiàn)共面波導(dǎo)的性能。 一般而言，確定間隙距離 以獲得共面波導(dǎo)焊線與導(dǎo)線端接的阻抗相匹配的特征阻抗。來自焊 接機(jī)的實(shí)際限制、由封裝和集成電路制造商針對給定處理節(jié)點(diǎn)闡述 的設(shè)計(jì)規(guī)則可以改變和限制與理想特征阻抗的匹配。
圖4A圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的當(dāng)共面地線平行于有源 信號線時(shí)有源信號線中的回波損耗的示例性仿真。該仿真使用長度 為2mm的有源信號線和50歐姆的端接。由線302圖示的針對共面 波導(dǎo)配置的仿真回波損耗在5 GHz的頻率約為-lO dB。在仿真中使 用的有源信號線長度和端接是出于說明的目的而不是為了限制。
圖4B圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的有源信號線中的回波損 耗仿真，其中共面?zhèn)鲗?dǎo)地線204與有源信號線之間的距離遞減。該 仿真使用長度為2 mm的有源信號線和50歐姆的端接。由線304圖 示的針對遞減波導(dǎo)配置的仿真回波損耗在5 GHz的頻率約為14 dB。 這可以與圖4A的針對共面波導(dǎo)配置3 02在5 GHz約為-10 dB的仿真 回波損耗進(jìn)行比較。如通過圖4A和4B的比較所示，針對遞減配置 的回波損耗由于有源信號線中電感特征減少而相對于共面配置降 低。將認(rèn)識到，使有源信號線與共面地線之間的距離遞減所造成了 作為有源信號線位置函數(shù)的特征阻抗連續(xù)改變，該連續(xù)改變沒有不 利地影響回波損耗。通過利用集成電路104的表面上的偏移成列模墊106，可以進(jìn)一 步減少共面地線204之間相對于有源信號線202的間隙。圖5圖示 了集成電路104的表面上的交錯(cuò)成列模墊106上的地線布局。根據(jù) 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，共面地線204發(fā)自于與耦合信號線206的成 列模墊106不同的成列模墊106。有源信號線202與共面地線204 之間的間隙從集成電路104上的模墊106向下到線焊封裝100的焊 盤102而遞減。出于說明的目的，假設(shè)模墊106與焊盤102的節(jié)距 (pitch)為100微米，則交錯(cuò)模墊106相對于有源信號線之間的距 離在焊盤102附近約為50微米。隨著間隙朝著焊盤102遞減，共面 地線204與有源信號線202之間的距離從約50微米減少到約20微 米。
圖6是圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于減少線焊封裝時(shí)線 焊電感所致回波損耗的方法操作的流程圖400。該方法始于操作402, 在該操作中提供線焊封裝的表面上的多列焊盤。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，成列 焊盤和模墊如圖1中所示也根據(jù)線焊封裝的定向而配置成行。在操 作404中，在集成電路的表面上提供多列模墊。在一個(gè)實(shí)施例中， 如圖2中所示，多列模墊相對于彼此在集成電路的表面上交錯(cuò)。如 圖2中所示，各有源信號線在操作406中通過傳導(dǎo)信號線從集成電 路的模墊之一連接到線焊封裝的焊盤之一。該方法然后前進(jìn)到操作 408，該操作在有源信號線的相對側(cè)上設(shè)置共面相鄰地線。在一個(gè)實(shí) 施例中，如圖2中所示，承載電能或者接地的導(dǎo)線也設(shè)置于有源信 號線上方。最后，操作410使有源信號線與共面地線之間的平面距 離朝著焊盤遞減。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖3中所示，通過將共面地 線連接到線焊封裝的相同焊盤來實(shí)現(xiàn)使平面距離遞減。備選地，如 圖5中所示，通過在與連接有源信號線的成列模墊不同的成列模墊 上設(shè)置共面地線，并且將地線連接到線焊封裝的相同焊盤來實(shí)現(xiàn)使 平面距離遞減。
在一個(gè)實(shí)施例中，提供并且可以要求保護(hù)一種線焊封裝。該線 焊封裝包括向線焊封裝的表面焊接的集成電路。多列焊盤位于線焊封裝的表面上。多列焊盤被配置用于從線焊封裝傳輸信號、電能和 接地，并且從集成電路接收信號。多個(gè)導(dǎo)線耦合到集成電路上的對 應(yīng)模墊和線焊封裝上的焊盤。導(dǎo)線之一在導(dǎo)線之一的相對側(cè)上具有 基本共面相鄰地線，并且導(dǎo)線之一與共面相鄰地線之間的距離遞減。
線焊封裝還被配置用于將共面相鄰地線耦合到線焊封裝上的相同焊 盤。在一個(gè)實(shí)施例中，基本上共面相鄰地線發(fā)自于與導(dǎo)線之一發(fā)自 于的成列模墊不同的成列模墊。線焊封裝還被配置用于與集成電路 的模墊耦合，其中集成電路上的相鄰成列模墊相對于彼此偏移。在 一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)線之一與基本上共面相鄰地線之間的距離遞減， 使得該距離朝著線焊封裝的焊盤更小，而朝著集成電路的模墊更大。 在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)線之一與基本上共面相鄰地線之間的距離從約
100微米遞減至約25微米。在另一實(shí)施例中，導(dǎo)線之一與基本上共 面相信地線之間的距離從約50樣i米遞減至約20孩t米，并且相鄰成
列模墊有偏移。
已經(jīng)出于清楚理解的目的，雖然相當(dāng)詳細(xì)地描述了前述本發(fā)明， 但是應(yīng)該理解，可以在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)某些改變和修 改。因而，將認(rèn)為當(dāng)前實(shí)施例為示例而非限制，并且本發(fā)明不限于 這里給出的細(xì)節(jié)，而是可以在所附權(quán)利要求書的范圍和等效含義內(nèi) 加以f務(wù)改。
權(quán)利要求
1.一種線焊封裝，包括集成電路，焊接到所述線焊封裝的表面；多列焊盤，位于所述線焊封裝的表面上；導(dǎo)線，將所述集成電路的模墊耦合到所述焊盤之一，所述導(dǎo)線被配置用于承載有源信號；以及基本上共面地線，與所述導(dǎo)線相鄰，其中在對應(yīng)模墊處限定于所述共面地線與所述導(dǎo)線之間的間隙大于在所述焊盤處限定于所述共面地線與所述導(dǎo)線之間的間隙。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的線焊封裝，其中所述導(dǎo)線與所述共面 地線之間的所述間隙遞減。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的線焊封裝，其中所述導(dǎo)線與所述共面 地線之間的所述間隙朝著所述線焊封裝的所述焊盤減少，而朝著所 述集成電路的所述模墊更大。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的線焊封裝，還配置用于將所述共面地 線耦合到所述線焊封裝上的相同焊盤。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的線焊封裝，其中所述基本上共面地線 發(fā)自于與耦合到所述導(dǎo)線的成列模墊不同的列中的模墊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的線焊封裝，還配置用于與所述集成電 路的所述模墊耦合，其中所述集成電路上的相鄰成列模墊相對于彼 此交錯(cuò)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的線焊封裝，其中所述導(dǎo)線與所述共面 地線之間的距離從約100微米遞減至約25樣i米。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的線焊封裝，其中使用在與耦合所述導(dǎo) 線的成列模墊不同的列上的交錯(cuò)模墊，將所述導(dǎo)線與所述共面地線 之間的距離從約5(H效米遞減至約20樣i米。
9. 一種用于形成用于集成電路的線焊封裝的方法，所述方法包括將有源信號線從所述集成電路的模墊連接到所述線焊封裝的焊盤；設(shè)置共面地線相鄰并且將其設(shè)置于所述有源信號線的各側(cè)；并且盤遞減。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括 在所述集成電路的表面上使相鄰成列模墊交錯(cuò)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括在模墊上設(shè)置從相鄰列到所述模墊的所述共面地線。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括將所述共面地線連接到所述線焊封裝的相同焊盤。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述有源信號線與各所 述共面地線之間的距離從約50微米遞減至約2(H鼓米。
全文摘要
本發(fā)明提供一種配置用于減少高速數(shù)據(jù)通信的線焊封裝中回波損耗的改進(jìn)技術(shù)。將與成行焊盤緊密相關(guān)的集成電路焊接到線焊封裝的表面。線焊封裝的表面具有成列焊盤，這些焊盤被配置用于接收信號、電能和接地和/或從線焊封裝傳輸信號、電能和接地到集成電路。使用導(dǎo)線來耦合集成電路上的對應(yīng)模墊和線焊封裝的焊盤。承載有源信號的導(dǎo)線在有源信號線的相對側(cè)上具有共面相鄰地線，并且有源信號線與共面相鄰地線之間的距離遞減。
文檔編號H04B3/20GK101604677SQ200910146108
公開日2009年12月16日 申請日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日
發(fā)明者W·W·貝雷扎, 宏 石 申請人:阿爾特拉公司