芯片封装载板、芯片和电路板制造技术

本发明专利技术公开了一种芯片封装载板、芯片和PCB板，涉及微电子领域，在载板表面安装电容进行滤波，降低载板电磁辐射干扰，改善系统信号完整性，并解决了路径ESL效应隔离滤波电容导致滤波效果不佳的问题，有效利用了封装内3D空间，简化了产品单板上的电路设计。本发明专利技术提供的芯片封装载板，包括：顶层：用于布设电源网络并与电容的电源引脚连通或者用于布设地线并与电容的地引脚连通，电容布置于顶层上；设置于顶层之下的第二布线层：顶层用于布设电源网络时，第二布线层用于布设地线并与电容的地引脚连通；顶层用于布设地线时，第二布线层用于布设电源网络并与电容的电源引脚连通；设置于第二布线层之下的第三布线层：用于布设IO引线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子领域，尤其涉及一种芯片封装载板、芯片和电路板。
技术介绍
电子系统通常是指由电子元器件或部件组成，能够产生、传输、采集或处理电信号及信息的客观实体。随着信息化和智能化的深入发展，电子系统越来越广泛地应用到手机、电脑以及汽车电子、工业控制等方面。电子系统设计时一般考虑DIE(封装前的单个单元的裸片，简称裸片)、载板、封装、产品单板四个部分，其中尤其要综合考虑DIE、芯片封装载板、产品单板的分工。例如，在传统的设计分工中，产品单板的分立器件滤波电容工作频段一般在100MHz以下，究其原因在于产品单板互连通道的环路电感对更高频段的电容起到了类似隔离的效果，我们称为等效电感(Equivalent Series Inductance，ESL)效应；而DIE的金属层是有限的，DIE部分所能设计的电容总量有其上限，当动态电流的需求超过现有DIE的负载能力后，设计人员开始在载板上考虑额外的滤波方案，即在载板上设计滤波电容。电容在载板上一般有埋入式和平面安装两种引入方式，其中埋入式设计由于涉及到无源器件埋入技术比较复杂，生产加工流程长，良率低，成本高，同时增加了载板的厚度，因此一般不会采用。但平面安装方式目前存在布线路径问题，如图1所示，现有DIE 10的外围引脚一般布置高速IO(Input/output，输入输出)线11，在内圈布置电源地引脚12，这样可以增加出线密度，同时方便表层出线，但专利技术人发现这样的设计有两个问题，其一，高速IO线籍由载板20表层走线连出，走了很长的表层线，会造成比较严重的电磁辐射干扰(Electro Magnetic Interference，EMI)问题、信号完整性(Signal integrity，SI)问题，即使通过封装屏蔽罩可以部分解决对外部的EMI问题，但封装内各信号之间的EMI、SI问题依然没办法解决。其二，电源/地引脚分布在内圈，籍由内圈大孔连到内层，再连到底部焊盘(PAD)，这样电源/地与载板表面安装的滤波器件连接方式只能通过内层连通，这样不仅增加了载板内层布线层数，同时由于内层要避开很多大孔，所剩的连通路径也比较有限，而且这种连接方式产生的路径ESL效应，隔离了滤波电容的滤波作用，无法提供足够的动态电流。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种芯片封装载板、芯片和电路板，实现了在载板表面安装电容进行滤波，降低了环路电感，改进了滤波效果，同时还可降低载板电磁辐射干扰，改善系统信号完整性，改善路径ESL效应隔离滤波电容导致滤波效果不佳，有效利用了封装内3D空间，简化了产品单板上的电路设计。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：本专利技术第一方面提供一种芯片封装载板，包括：芯片封装载板的顶层：所述顶层用于布设电源网络并与电容的电源引脚连通或者用于布设地线并与电容的地引脚连通，所述电容布置于所述顶层上；设置于所述顶层之下的第二布线层：所述顶层用于布设电源网络时，所述第二布线层用于布设地线并与所述电容的地引脚连通；所述顶层用于布设地线时，所述第二布线层用于布设电源网络并与所述电容的电源引脚连通；设置于所述第二布线层之下的第三布线层：所述第三布线层用于布设与裸片的IO端口相连的IO引线。在本专利技术的第一种可能的实现方式中，所述顶层用于布设地线并与所述电容的地引脚连通；所述第二布线层用于布设电源网络并与所述电容的电源引脚连通。结合本专利技术的第一种可能的实现方式，在本专利技术的第二种可能的实现方式中，所述电容的电源引脚通过第一过孔与所述第二布线层的电源网络相连；所述第一过孔的孔径小于等于20um。结合本专利技术的第二种可能的实现方式，在本专利技术的第三种可能的实现方式中，所述第一过孔采用激光钻微盲孔技术加工而成。结合本专利技术的第一方面和上述可能的实现方式，在本专利技术的第四种可能的实现方式中，所述裸片的IO端口通过第二过孔与所述第三布线层的IO引线相连，所述第二过孔的孔径小于等于20um。结合本专利技术的第四种可能的实现方式，在本专利技术的第五种可能的实现方式中，所述第二过孔为采用激光钻微盲孔技术加工而成的二阶叠孔。结合本专利技术的第五种可能的实现方式，在本专利技术的第六种可能的实现方式中，所述顶层在所述第一过孔及所述第二过孔的对应位置均设置有绑定焊盘，所述第一过孔及所述第二过孔在所述顶层的投影均不超出对应的绑定焊盘的覆盖范围。结合本专利技术的第一方面，在第七种可能的实现方式中，所述电容包括滤波电容，且所述滤波电容的个数如下标准进行了优化：任一电源引脚的端口环路阻抗斜率不再随芯片封装载板表面安装的滤波电容个数的增加而减少，或者环路阻抗斜率在工作带宽范围内满足设计要求，此时所述芯片封装载板上滤波电容的个数为最佳，如果此时滤波电容的电容总量仍然不满足设计要求，还需要增加滤波电容的个数，则将增加的滤波电容安装于PCB板上。结合本专利技术的第一方面或第一至第三，或者第七种任意可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述顶层还布置有其它非电容器件。结合本专利技术的第八种可能的实现方式，在本专利技术的第九种可能的实现方式中，所述其它非电容器件为不需要在PCB板上互联的器件。本专利技术第二方面还提供一种芯片，采用了本专利技术上述任一项所述的芯片封装载板。本专利技术第三方面还提供一种电路板，包括PCB板和设置于所述PCB板上的芯片，所述芯片采用了本专利技术上述任一项所述的芯片封装载板。本专利技术实施例提供的芯片封装载板、芯片和电路板，通过下述方式对载板叠层进行优化并将电容安装在芯片封装载板的表面上：载板顶层布设电源网络并与电容的电源引脚连通，顶层之下的第二布线层布设地线并与电容的地引脚连通(或者，顶层布设地线并与电容的地引脚连通，第二布线层布设电源网络并与电容的电源引脚连通)；与裸片的IO端口相连的IO引线布设在第二布线层之下的第三布线层。本专利技术提供的上述技术方案可以实现如下效果：1、本专利技术将电容布置于芯片封装载板的表面，可以解决芯片电源引脚高动态负载电流问题，而且还可以有效利用封装内3D空间。同时，因产品单板上的高频滤波电容可以转移到芯片封装载板上安装，从而减少了产品单板上高频滤波电容的个数，进而减少了产品单板的布局面积，简化了电源通道从芯片封装载板到产品单板布线路径的ESL限制要求；2、本专利技术单独设置两层分别用于布设电源网络及地线，扩大了电源通道及地通道的宽度，降低了环路电感，改善了滤波效果；3、本专利技术顶层及第二布线层之下的第三布线层布设IO引线，即本专利技术把IO信号内埋，降低EMI干扰并改善了信号SI性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有芯片封装载板表层的布线示意图；图2为本专利技术实施例提供的芯片封装载板各布线层的位置关系示意图；图3为本专利技术实施例2提供的载板顶层电源出线方式及表面安装电容的布局示意图；图4为本专利技术实施例中第二过孔的剖面结构示意图；图5为本专利技术实施例3中提供的芯片封装载板设置有滤波电容和其它非电容器件时的布局示意图；图6(a)为本专利技术实施例3中提供的样品本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芯片封装载板，其特征在于，包括：芯片封装载板的顶层：所述顶层用于布设电源网络并与电容的电源引脚连通或者用于布设地线并与电容的地引脚连通，所述电容布置于所述顶层上；设置于所述顶层之下的第二布线层：所述顶层用于布设电源网络时，所述第二布线层用于布设地线并与所述电容的地引脚连通；所述顶层用于布设地线时，所述第二布线层用于布设电源网络并与所述电容的电源引脚连通；设置于所述第二布线层之下的第三布线层：所述第三布线层用于布设与裸片的IO端口相连的IO引线。

【技术特征摘要】
1.一种芯片封装载板，其特征在于，包括：芯片封装载板的顶层：所述顶层用于布设电源网络并与电容的电源引脚连通或者用于布设地线并与电容的地引脚连通，所述电容布置于所述顶层上；设置于所述顶层之下的第二布线层：所述顶层用于布设电源网络时，所述第二布线层用于布设地线并与所述电容的地引脚连通；所述顶层用于布设地线时，所述第二布线层用于布设电源网络并与所述电容的电源引脚连通；设置于所述第二布线层之下的第三布线层：所述第三布线层用于布设与裸片的IO端口相连的IO引线。2.根据权利要求1所述的芯片封装载板，其特征在于，所述顶层用于布设地线并与所述电容的地引脚连通；所述第二布线层用于布设电源网络并与所述电容的电源引脚连通。3.根据权利要求2所述的芯片封装载板，其特征在于，所述电容的电源引脚通过第一过孔与所述第二布线层的电源网络相连；所述第一过孔的孔径小于等于20um。4.根据权利要求3所述的芯片封装载板，其特征在于，所述第一过孔采用激光钻微盲孔技术加工而成。5.根据权利要求1-4任一项所述的芯片封装载板，其特征在于，所述裸片的IO端口通过第二过孔与所述第三布线层的IO引线相连；所述第二过孔的孔径小于等于20um。6.根据权利要求5所述的芯片封装载板，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈晓兰，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44