專利名稱：電路板或類似結(jié)構(gòu)的通道定位的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在電路板或類似物體上設(shè)置通道的方法及其結(jié)構(gòu)。尤其是，本發(fā)明涉及組合多層型印刷電路板相鄰層中的通道定位，以及使連接到這種印刷電路板的裝置之間有更加直接的電連接。
現(xiàn)有技術(shù)介紹在現(xiàn)有技術(shù)中，大家都知道印刷電路板(PCBs)提供了與電路板連接的多種裝置間相互連接的支承結(jié)構(gòu)。例如，在所謂的‘FR4’這種簡(jiǎn)單形式的印刷電路板，提供了玻璃纖維編織布增強(qiáng)的并接受增強(qiáng)耐火性能處理的環(huán)氧樹脂材料。導(dǎo)電材料置于印刷線路板的特定區(qū)域，在印刷電路板的表面設(shè)有安置插入到或電連接到印刷電路板表面的集成電路塊(IC)，電阻，電容等元件的空間。事先置于印刷電路板的導(dǎo)電材料根據(jù)要求提供元件之間的電連接。
印刷電路板技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)不僅能為單層提供電連接，在所謂的多層組合(BUM)技術(shù)中，可在多個(gè)導(dǎo)電連接層設(shè)置絕緣材料，如位于各層中間的電介質(zhì)材料。具有代表性地，各個(gè)層通過通道或微通道和電鍍通孔可導(dǎo)電地連接到一起。在組合印刷電路板的第一層表面加工出穿過絕緣層到達(dá)位于下一層導(dǎo)電區(qū)的通道。典型的作法是在絕緣層的特定區(qū)域蝕刻出通向下一層表面的通道。然后，導(dǎo)電材料被置于(如通過濺射)絕緣層并進(jìn)入蝕刻區(qū)域以便形成兩個(gè)導(dǎo)電層之間的電連接。
典型的電鍍通孔(PTH)是在印刷電路板基板上鉆出的并在其內(nèi)表面鍍有導(dǎo)電材料的通孔。電鍍通孔提供了在基板的第一或前面的導(dǎo)電層和位于基板的第二或后面的導(dǎo)電層之間的電連接。組合多層(或高密度多層)電路板的樣品可從艾比敦公司(Ibiden USA Corp.)購(gòu)買。這是位于德國(guó)Rot am See的WürthElektronik有限公司的商標(biāo)為DYCOstrate和TWINflex的產(chǎn)品。
參考

圖1，其顯示現(xiàn)有技術(shù)已有的組合印刷電路板的橫剖面圖。印刷電路板表面層11是組合印刷電路板1的基板10的頂面。第一導(dǎo)電層12位于絕緣層14之上，第二導(dǎo)電層13位于帶有中間絕緣層15的第一導(dǎo)電層12之上。如圖1所示，第一通道21將第一導(dǎo)電層12電連接到印刷電路板表面層11，第二通道22將第二導(dǎo)電層13電連接到第一導(dǎo)電層12。
在上述的組合印刷電路板，很典型地，電鍍通孔互相以相同的距離間隔布置。因此，術(shù)語‘電鍍通孔間距’指的是在兩個(gè)相鄰電鍍通孔的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離。在圖1中，電鍍通孔間距設(shè)為40到50毫英寸(在這里，1毫英寸等于千分之一英寸)。公認(rèn)的習(xí)慣作法是在組合印刷電路板第一層的通道不能直接置于相鄰層的通道上。這是因?yàn)椋绻@樣作將造成印刷電路板的三個(gè)相鄰層電連接。另外一個(gè)公認(rèn)的習(xí)慣作法是通道不能置于電鍍通孔之上。這是因?yàn)檫@樣做可能出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)層向電鍍通孔塌陷的危險(xiǎn)。但是，這種習(xí)慣作法正在改變，通道現(xiàn)在可以置于電鍍通孔之上的第二或更高層。
設(shè)置了上述限制，典型的通道間距(給定層的相鄰?fù)ǖ乐行狞c(diǎn)之間的距離)設(shè)定為兩倍的電鍍通道間距(即80到100毫英寸)。參考圖1，通道22的最佳位置是在通道21和23中間，如將在下面介紹的那樣。如果假定集成電路30(即，可控破壞芯片連接型固定處理器，如奔騰處理器)置于印刷電路板基板10的底面，從現(xiàn)有技術(shù)中可知還有通過印刷電路板1與集成電路芯片電連接的去耦電容器25。電流從集成電路芯片通過電鍍通孔31經(jīng)通道21和22流到電容器25。給定通道間距為兩倍于印刷電路板間距，置于通道21和23之間的通道22提供了集成電路芯片30和電容器25之間的最短電流路徑。在這個(gè)示例中，電流路徑包括了印刷電路板間距的一半(在層11)和通道間距的一半(在層12)。
使用如圖1所示的通道系統(tǒng)至少會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)問題。第一是存在于集成電路芯片30和電容器25之間的數(shù)量可觀的所謂寄生電感和電阻。產(chǎn)生寄生電感的部分原因是受到由通道間距決定的從集成電路芯片30到電容器25的電流路徑長(zhǎng)度的影響。第二個(gè)問題涉及稱作電源網(wǎng)格的結(jié)構(gòu)。參考圖2，其顯示現(xiàn)有技術(shù)中已知的組合集成電路板的頂視圖。大的導(dǎo)電凸緣40a，b，c設(shè)置在集成電路板的最上層并與電壓源或接地裝置連接。當(dāng)將通道(通道41a，b，c)置于這個(gè)最上層的時(shí)候，通常通道被要求完全置于導(dǎo)電凸緣40a，b，c里面以便與這個(gè)導(dǎo)電凸緣下面的層形成更好的電連接。還有，如上所述，通道一般不應(yīng)置于電鍍通孔上(即電鍍通孔42)，而典型的電鍍通孔是置于大導(dǎo)電凸緣40a，b，c之一正下方的印刷電路板基板上。要將通道置于這樣精確的位置給印刷電路板制造商造成了很大的困難。
考慮到組合集成線路板技術(shù)的上述問題，對(duì)組合印刷電路板相鄰層的電連接有必要提出一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)和方法。
發(fā)明概要按照本發(fā)明的實(shí)施例，提出了一種將導(dǎo)電層電連接到導(dǎo)電元件的結(jié)構(gòu)。第一絕緣層位于第一導(dǎo)電層之下，導(dǎo)電元件位于第一絕緣層之下。一個(gè)位于第一導(dǎo)電層和第一絕緣層的細(xì)長(zhǎng)孔具有足夠的長(zhǎng)度可穿過第一絕緣層將第一導(dǎo)電層電連接到導(dǎo)電元件。
附1是現(xiàn)有技術(shù)已有的組合印刷電路板的側(cè)視橫剖面圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)已有的組合印刷電路板的平面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組合印刷電路板的側(cè)視橫剖面圖；圖4是圖3的組合印刷電路板的平面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)組合印刷電路板的平面圖。
詳細(xì)介紹參考圖3，所顯示的是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組合印刷電路板2的側(cè)視橫剖面圖。設(shè)置了可以包含一個(gè)或多個(gè)電鍍通孔(如電鍍通孔52)的印刷電路板基板50。層54是印刷電路板基板50的頂面。除了細(xì)長(zhǎng)通道60a，b，c，絕緣層56將第一層55與層54隔離。按照本發(fā)明的實(shí)施例，層55的通過電介質(zhì)層56延伸到層54的細(xì)長(zhǎng)通道的長(zhǎng)度要略大于與之比較的圖1中的通道長(zhǎng)度。這些通道可以采用與圖1所示的通道相同的加工方法。如，在第一導(dǎo)電層有了通到下一層的通道之后，一個(gè)絕緣層設(shè)置在導(dǎo)電層的上部。然后在絕緣層蝕刻出細(xì)長(zhǎng)區(qū)域，并使其與通道重疊。在絕緣層和細(xì)長(zhǎng)蝕刻區(qū)的頂部設(shè)置導(dǎo)電材料，形成了第二導(dǎo)電層和細(xì)長(zhǎng)通道。細(xì)長(zhǎng)通道將第二導(dǎo)電層連接到位于第一導(dǎo)電層的通道。
在本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，在第一個(gè)上層的細(xì)長(zhǎng)通道具有足夠的長(zhǎng)度將第一層直接電連接到第二個(gè)下層中的通道邊緣。例如，參考圖3，細(xì)長(zhǎng)通道62b具有足夠的長(zhǎng)度可將層57直接連接到層55的通道60b的邊緣。在本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例，在第一個(gè)上層的細(xì)長(zhǎng)通道具有足夠的長(zhǎng)度將第一層直接電連接到第一層下的電鍍通孔的邊緣。例如，參考圖3，細(xì)長(zhǎng)通道60b具有足夠的長(zhǎng)度可將層55直接連接到電鍍通孔52的邊緣。因此根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，細(xì)長(zhǎng)通道有足夠的長(zhǎng)度可使得第一導(dǎo)電層直接電連接到導(dǎo)電元件，比如通道的邊緣或電鍍通孔的邊緣，在相鄰層的導(dǎo)電軌跡的某一點(diǎn)，等。
使用本發(fā)明的細(xì)長(zhǎng)通道，可得到從集成電路70(如處理器)經(jīng)過印刷電路板2到電容器端子65的更加直接的電連接。對(duì)于設(shè)置通道60b來連接層55和層54，由于加工誤差不知道電鍍通孔52位于印刷電路板的精確位置。通過如上所述的將通道延長(zhǎng)，通道60b和電鍍通孔52的壁之間的電連接實(shí)際上是可以保證的。實(shí)際上，通道60b自對(duì)準(zhǔn)電鍍通孔52，即使電鍍通孔的位置只是近似地知道。同樣，層57的通道62b的延長(zhǎng)保證了與層55的通道60b的接觸。細(xì)長(zhǎng)的通道62b與層55的通道60b自對(duì)準(zhǔn)提供了從層55到與層57連接的元件間的更直接地電流流動(dòng)。所以從電鍍通孔52到電容器端子65間的電流流動(dòng)基本是直接通過印刷電路板2，很大程度上減少了由電流帶來的寄生電感。
參考圖4，顯示了印刷電路板2一部分的平面圖。電容器端子65與可以從這個(gè)元件側(cè)向延伸的層57連接。通道62不切斷導(dǎo)電層57，但向下延伸將層55電連接到層57。從圖4可見，通道62b直接連接到層55的通道60b的邊緣。因此，在這個(gè)實(shí)施例，電流從層55的通道60b向上經(jīng)通道62b的壁流到層57。
參考圖5，另一個(gè)電鍍通孔80一部分的平面圖顯示出有電源網(wǎng)格81。電源網(wǎng)格81包括一個(gè)或多個(gè)較大的適于與電源，接地裝置等連接的凸緣81a，81b。細(xì)長(zhǎng)通道83將凸緣81a電連接到低于電源網(wǎng)格81的層。從圖5可見，細(xì)長(zhǎng)通道83可以沿沒有與凸緣81a脫離接觸的方向移動(dòng)，使凸緣81a與低于電源網(wǎng)格81的層更容易連接。
雖然這里對(duì)多個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了特別地介紹和圖解。應(yīng)當(dāng)理解對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)和變化都被上述說明和所附的權(quán)利要求范圍所包含在內(nèi)而屬于本發(fā)明的精神和具有的發(fā)明范圍。
權(quán)利要求
1.可將導(dǎo)電層電連接到導(dǎo)電元件的結(jié)構(gòu)，其包括第一上部導(dǎo)電層；位于所述第一導(dǎo)電層之下的第一絕緣層；位于所述第一絕緣層之下的導(dǎo)電元件；和在所述第一導(dǎo)電層和所述第一絕緣層的細(xì)長(zhǎng)通道，所述細(xì)長(zhǎng)通道的長(zhǎng)度足夠?qū)⑺龅谝粚?dǎo)電層直接電連接到所述導(dǎo)電元件。
2.如權(quán)利要求1的所述結(jié)構(gòu)，還包括位于所述第一絕緣層之下的第二下部導(dǎo)電層，位于所述第二導(dǎo)電層之下的第二絕緣層，其特征在于，所述導(dǎo)電元件是在所述第二導(dǎo)電層和所述第二絕緣層的通道，所述細(xì)長(zhǎng)通道的長(zhǎng)度足夠?qū)⑺龅谝粚?dǎo)電層直接電連接到所述通道的邊緣。
3.如權(quán)利要求2的所述結(jié)構(gòu)，還包括一基板，其包括位于所述第二絕緣層之下的電鍍通孔，位于所述第二導(dǎo)電層和所述第二絕緣層的所述通道是細(xì)長(zhǎng)通道，其長(zhǎng)度足夠?qū)⑺龅诙?dǎo)電層電連接到所述電鍍通孔的邊緣。
4.如權(quán)利要求3的所述結(jié)構(gòu)，還包括，電連接到所述第一導(dǎo)電層的元件。
5.如權(quán)利要求4的所述結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述元件是電容器。
6.如權(quán)利要求4的所述結(jié)構(gòu)，還包括連接到所述基板的所述電鍍通孔的處理器。
7.如權(quán)利要求5的所述結(jié)構(gòu)，還包括連接到所述基板的所述電鍍通孔的處理器。
8.電連接到電路板導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)，其包括第一上部導(dǎo)電層；基板，其包括位于所述第一導(dǎo)電層之下的電鍍通孔；第一絕緣層，其位于所述第一導(dǎo)電層和所述基板之間；和細(xì)長(zhǎng)通道，其位于所述第一導(dǎo)電層和所述第一絕緣層并有足夠的長(zhǎng)度將所述導(dǎo)電層直接電連接到所述電鍍通孔的邊緣。
9.如權(quán)利要求8的所述結(jié)構(gòu)，還包括，電連接到所述第一導(dǎo)電層的元件。
10.如權(quán)利要求9的所述結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述元件是電容器。
11.如權(quán)利要求8的所述結(jié)構(gòu)，還包括連接到所述基板的所述電鍍通孔的處理器。
12.電連接導(dǎo)電層到導(dǎo)電元件的結(jié)構(gòu)，其包括第一上部導(dǎo)電層；第一絕緣層，其位于所述第一導(dǎo)電層之下；第二下部導(dǎo)電層，其位于所述第一絕緣層之下；第二絕緣層，其位于所述第二導(dǎo)電層之下；一通道，其位于所述第二導(dǎo)電層和所述第二絕緣層；細(xì)長(zhǎng)通道，其位于所述第一導(dǎo)電層和所述第一絕緣層，所述細(xì)長(zhǎng)通道有一定長(zhǎng)度可與位于所述第二導(dǎo)電層和所述第二絕緣層的所述通道重疊。
13.電連接第一導(dǎo)電層到導(dǎo)電元件的方法，包括提供導(dǎo)電元件；將第一絕緣層置于所述導(dǎo)電元件的頂部；在所述導(dǎo)電元件之上的所述第一絕緣層蝕刻出細(xì)長(zhǎng)區(qū)域；將導(dǎo)電材料置于所述第一絕緣層和蝕刻區(qū)域之上形成第一導(dǎo)電層，細(xì)長(zhǎng)通道將所述第一導(dǎo)電層直接電連接到所述導(dǎo)電元件。
14.如權(quán)利要求13的所述方法，其特征在于，所述導(dǎo)電元件是位于第二導(dǎo)電層和第二絕緣層的通道邊緣，所述提供導(dǎo)電元件的步驟包括設(shè)置所述第二絕緣層和在所述第二絕緣層的頂部設(shè)置所述第二導(dǎo)電層；和在所述第二絕緣層和所述第二導(dǎo)電層設(shè)置通道。
15.如權(quán)利要求14的所述方法，還包括連接元件到所述第一導(dǎo)電層。
16.將第一導(dǎo)電層電連接到位于電路板的電鍍通孔的方法，包括在基板設(shè)置電鍍通孔；將第二絕緣層置于所述基板的頂部；在所述電鍍通孔之上的所述第二絕緣層蝕刻出第一細(xì)長(zhǎng)區(qū)域；和將導(dǎo)電材料置于所述第二絕緣層和所述第一細(xì)長(zhǎng)區(qū)域之上形成第二導(dǎo)電層，第一細(xì)長(zhǎng)通道將所述第二導(dǎo)電層電連接到所述電鍍通孔的邊緣。
17.如權(quán)利要求16的所述方法，還包括將第一絕緣層置于所述第二導(dǎo)電層的頂部；在所述第二導(dǎo)電層的所述通道之上的所述第一絕緣層蝕刻出第二細(xì)長(zhǎng)區(qū)域；和將導(dǎo)電材料置于所述第一絕緣層和第二細(xì)長(zhǎng)區(qū)域之上形成第一導(dǎo)電層，第二細(xì)長(zhǎng)通道將所述第一導(dǎo)電層直接電連接到位于所述第二導(dǎo)電層和所述第二絕緣層的所述第一細(xì)長(zhǎng)通道的邊緣。
18.如權(quán)利要求17的所述方法，還包括連接元件到所述第一導(dǎo)電層。
全文摘要
提出一種組合電路板中導(dǎo)電元件連接的改進(jìn)方式。不采用通道或微通道，而是采用細(xì)長(zhǎng)的通道將導(dǎo)電層連接到被絕緣層隔開的導(dǎo)電元件。在一個(gè)實(shí)施例中，細(xì)長(zhǎng)通道有足夠的長(zhǎng)度可以直接將第一層連接到下一層的通道邊緣。因此可以這樣講，細(xì)長(zhǎng)通道與下一層的通道自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。這樣，電路板的一側(cè)與接合到電路板另一側(cè)元件的電連接將更加直接，并導(dǎo)致寄生電感減少。
文檔編號(hào)H05K1/02GK1524401SQ99808728
公開日2004年8月25日 申請(qǐng)日期1999年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月20日
發(fā)明者愛德華·A·伯頓, 愛德華 A 伯頓 申請(qǐng)人:英特爾公司