具有差分同轴通孔的电子衬底制造技术

一种电子衬底(100)包含介电芯(105)、在所述芯(105)的第一侧上的第一导电层(106)以及在所述芯(105)的与所述第一侧相对的第二侧上的第二导电层(107)。至少一个差分同轴通孔包含：用于第一信号路径的至少衬有电导体的第一内部信号通孔(121)；以及用于第二信号路径的至少一个第二内部信号通孔(122)，所述至少第二内部信号通孔(122)至少衬有电导体、与所述第一内部信号通孔并排定位并且与所述第一内部信号通孔介电隔离。环形外部接地屏蔽罩(123)至少衬有导体，且其包围所述第一内部信号通孔和所述第二内部信号通孔(121，122)且与所述第一内部信号通孔和所述第二内部信号通孔(121，122)两者介电隔离。

Electronic substrate with differential coaxial via

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有差分同轴通孔的电子衬底
本专利技术涉及用于电子衬底的通孔布置，所述电子衬底例如用于电子装置的印刷电路板(PCB)或IC封装。
技术介绍
PCB使用从大体上铜薄片蚀刻的导电轨道、衬垫和其它特征来机械地支撑并电连接安装在其上的电子部件，以提供电子装置(例如，中央处理单元(CPU)或图形芯片组)，所述铜薄片被层压到介电衬底材料(下文称为“介电芯”)的至少一侧上。双面PCB仅具有两个导电材料层，而多层PCB具有至少三个导电材料层，其包含在PCB芯与预浸材料(prepeg)层之间的至少一个导电层。预浸材料和PCB芯基本上是相同的材料，但预浸材料未完全固化，从而使其与PCB芯相比更具延展性。电气部件(例如电容器、电阻器、晶体管或IC芯片)通常被焊接在PCB上，在一些情况下被焊接在板的两侧上。PCB通常还包含通孔，例如从PCB芯的一侧延伸到另一侧的贯通孔。先进的PCB还可以包含嵌入在介电芯内的一些部件。类似PCB的IC封装(或芯片封装)包含介电芯(有时称为“封装芯”)，并且通常还包含贯通孔，其中IC芯片通常被安装在IC封装的顶侧上。一个实例IC封装为倒装芯片(FC)接合封装，且另一实例封装为塑料线接合球栅阵列(PBGA)封装。又一IC封装布置是被配置用于定位在FC管芯和内插器之间的封装衬底。通孔至少是耦合多层衬底的导电层的导体(例如铜)衬里的孔，例如用于多层PCB或IC封装。最常见的通孔类型是称为电镀穿孔(PTH)通孔的导体内衬通孔、仅在一侧开口的称为盲孔通孔的通孔、和称为埋孔通孔的嵌入通孔。一些电路设计得益于具有填充的通孔，而不是在电镀工艺之后使其在PCB或封装IC的表面上开口的PTH。通孔的填充可以通过填充材料(如环氧树脂、膏)、镀铜或覆盖阻焊层来实现。电子装置上的此通孔用于信号、电源和接地。
技术实现思路
所述各方面认识到基于PCB或封装IC的电子装置中用于信号的标准通孔(PTH通孔或填充通孔)可导致信号串扰问题，尤其是在高密度PCB或IC封装中。串扰可能引起装置问题，例如对于高速接口装置，包括对于串行器/解串行器(SerDes)或对于通用串行总线(USB)接口。串扰可能导致不良的装置信号完整性以及因此而来的数据转换错误，从而导致接口装置的严重性能问题。为了减少通孔间串扰，传统的PCB和封装IC方法要么增加通孔间距离，要么增加信号通孔之间和周围的接地通孔。这些用于减小通孔间串扰的传统方法都导致基于PCB或封装IC的电子装置中的信号通孔密度减小。所述各方面包括电子衬底，其包括介电芯、在介电芯的第一侧上的第一导电层和在所述芯的与第一侧相对的第二侧上的第二导电层。至少一个差分同轴通孔包含用于第一信号路径的至少衬有导体的第一内部信号通孔和用于第二信号路径的第二内部信号通孔，所述第二内部信号通孔也至少衬有导体、与第一内部信号通孔并排定位并且与第一内部信号通孔介电隔离。至少衬有导体的环形外部接地屏蔽罩包围第一和第二内部信号通孔并与第一和第二内部信号通孔介电隔离。附图说明图1A是具有所述差分同轴信号通孔的实例电子衬底的侧视图，所示差分同轴信号通孔包括都被外部接地屏蔽罩包围的第一和第二填充的内部信号通孔。图1B是根据实例方面的实例电子差分同轴通孔的侧视图，所述电子差分同轴通孔包括各自被外部接地屏蔽罩包围的第一内部信号通孔和第二内部信号通孔，其中第一和第二内部信号通孔是从顶侧介电层的顶面延伸到底侧介电层的底面的PTH通孔。图2A是根据实例方面的所述差分同轴通孔的三维(“3D”)图，而图2B是图2A所示的差分同轴通孔的俯视图。图3示出了根据实例方面的实例IC组件的截面侧视图，所述IC组件被示为具有至少一个所描述的差分同轴信号通孔的FC接合封装。具体实施方式附图不必按比例绘制。在附图中，相同的附图标记表示相似或等同的元件。所示的动作或事件的顺序不是限制性的，因为一些动作或事件可以以不同的顺序发生和/或与其它动作或事件同时发生。而且，一些所示的动作或事件可为任选的以实施根据此描述的方法。如本文所使用而无需进一步限定的，术语“耦合到”或“与…耦合”(等)描述间接或直接电连接。因此，如果第一装置“耦合”到第二装置，那么所述连接可通过仅寄生元件存在于路径中的直接电连接，或通过经由包含其它装置和连接的介入物件的间接电连接。对于间接耦合，介入物件通常不修改信号的信息，而是可以调整其电流电平、电压电平和/或功率电平。图1A是根据实例方面的包括介电芯105的实例电子衬底100的侧视图，所述介电芯105具有包括第一内部信号通孔121和第二内部信号通孔122的所述差分同轴通孔120，所述第一内部信号通孔121和第二内部信号通孔122均被外部接地屏蔽罩123包围。在这个方面，微孔136a、136b、137a、137b通过包含第一顶侧触点106a、第二顶侧触点106b、第一底侧触点107a和第二底侧触点107b的迹线从内部信号通孔121、122偏移。电子衬底100可以是IC封装或PCB。例如，介电芯105可以包括环氧树脂。在电子衬底100包括PCB的情况下，PCB通常可以包括任何多层衬底，例如组合或层压多层PCB，或组合或层压封装衬底。传统的多层PCB可以通过构建双面芯叠层来制备，其中将一层或多层单面叠层添加到芯叠层的每一面。用于叠层的介电材料的实例包含FR-2酚醛棉纸、FR-4玻璃织物和环氧树脂、G-10玻璃织物和环氧树脂、CEM-1棉纸和环氧树脂、CEM-3玻璃织物和环氧树脂、CEM-5玻璃织物和聚酯、聚酰亚胺和通常用于制备多层衬底的其它介电材料。在图1A中示出了没有120'的细节的另一所述的差分同轴信号通孔，以表示差分同轴通孔通常在电子衬底100中。尽管未示出，但是外部接地屏蔽罩123的导体将耦合到电子衬底100上的接地端子。在装置应用中，内部信号通孔121和122通常都被连接以将从电子衬底100的一侧接收到的不同信号耦合到另一侧，以支持用于例如串行器/解串器(SerDes)或通用串行总线(USB)的接口装置的差分信号传输，而具有图1A所示的标准通孔140的标准信号通孔通常将用于从电子衬底100的一侧到另一侧的非差分信号耦合，包含用于电源、接地和单端信号。SerDes是在高速通信中常用的一对功能块，用以补偿在每个方向上在串行数据和并行接口之间转换数据的有限输入/输出。图1A中的所述内部信号通孔121及122(或下文所述的图1B中的121'及122')被介电材料包围且处于外部接地屏蔽123(或下文所述的图1B中的外部接地屏蔽123')内可显著减少串扰。差分同轴通孔120中的通孔与差分同轴信号通孔120'的通孔之间以及差分同轴通孔(120和120')与图1A中的标准信号通孔140之间的串扰被减少。这种减少的串扰通过为返回电流提供受控路径而导致信号完整性改善。减少的串扰还导致内部信号通孔121和122(或121'和122')中更好的阻抗匹配，这为各个信号提供了改善的信号完整性。电子衬底100被示出为包含在其顶侧上的第一导电层106和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子衬底，其包括：/n介电芯；/n在所述介电芯的第一侧上的第一导电层和在所述介电芯的与所述第一侧相对的第二侧上的第二导电层；/n至少一个差分同轴通孔，其包括：用于第一信号路径的至少衬有导体的第一内部信号通孔；以及用于第二信号路径的至少一个第二内部信号通孔，所述第二内部信号通孔至少衬有导体、与所述第一内部信号通孔并排定位并且与所述第一内部信号通孔介电隔离；以及/n至少衬有导体的环形外部接地屏蔽罩，其包围所述第一内部信号通孔和所述第二内部信号通孔并与所述第一内部信号通孔和所述第二内部信号通孔介电隔离。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171117 US 15/816,6671.一种电子衬底，其包括：
介电芯；
在所述介电芯的第一侧上的第一导电层和在所述介电芯的与所述第一侧相对的第二侧上的第二导电层；
至少一个差分同轴通孔，其包括：用于第一信号路径的至少衬有导体的第一内部信号通孔；以及用于第二信号路径的至少一个第二内部信号通孔，所述第二内部信号通孔至少衬有导体、与所述第一内部信号通孔并排定位并且与所述第一内部信号通孔介电隔离；以及
至少衬有导体的环形外部接地屏蔽罩，其包围所述第一内部信号通孔和所述第二内部信号通孔并与所述第一内部信号通孔和所述第二内部信号通孔介电隔离。


2.根据权利要求1所述的电子衬底，其中所述电子衬底包括印刷电路板PCB。


3.根据权利要求1所述的电子衬底，其中所述电子衬底包括IC封装。


4.根据权利要求1所述的电子衬底，其中所述至少一个差分同轴通孔包括多个所述差分同轴通孔。


5.根据权利要求1所述的电子衬底，其中所述第一导电层提供在所述第一内部信号通孔上并延伸超过所述第一内部信号通孔的第一顶侧触点、在所述第二内部信号通孔上并延伸超过所述第二内部信号通孔的第二顶侧触点，以及在所述接地屏蔽罩上并延伸超过所述接地屏蔽罩的接地顶侧解点，并且
其中所述第二导电层提供在所述第一内部信号通孔上并延伸超过所述第一内部信号通孔的第一底侧触点、在所述第二内部信号通孔上并延伸超过所述第二内部信号通孔的第二底侧触点，以及在所述接地屏蔽罩上并延伸超过所述接地屏蔽罩的接地底侧触点；
所述电子衬底进一步包括：
在所述第一侧上的顶侧介电层和在所述第二侧上的底侧介电层；
第一顶侧微孔和第二顶侧微孔，所述第一顶侧微孔和所述第二顶侧微孔提供延伸穿过所述顶侧介电层以接触所述第一顶侧触点和所述第二顶侧触点的顶侧触点；以及
第一底侧微孔和第二底侧微孔，所述第一底侧微孔和所述第二底侧微孔提供延伸穿过所述底侧介电层以接触所述第一底侧触点和所述第二底侧触点的底侧触点。


6.根据权利要求5所述的电子衬底，其中所述微孔通过迹线从所述内部信号通孔偏移。


7.根据权利要求1所述的电子衬底，其中所述接地屏蔽罩内的介电材料包括与所述介电芯的材料不同的介电填充材料。


8.一种制造电子衬底的方法，其包括：
在介电芯中形成至少一个差分同轴通孔，所述介电芯具有在所述介电芯的第一侧上的第一导电层和在所述介电芯的与所述第一侧相对的第二侧上的第二导电层，其包括：
形成从所述第一侧延伸到所述第二侧的环形外部通孔图案；
用导体对所述环形外部通孔图案加衬；
用介电材料或高电阻材料填充所述环形外部通孔图案以完成外部接地屏蔽罩；
形成穿过所述介电材料的通孔，所述通孔包含第一内部信号通孔和第二内部信号通孔；以及
至少用导电材料对所述第一内部通孔和所述第二内部通孔加衬，以形成从所述第一导电层耦合到所述第二导电层的第一内部信号通孔和第二内部信号通孔。


9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一导电层包含在所述第一内部信号通孔上并延伸超过所述第一内部信号通孔的第一顶侧触点、在所述第二内部信号通孔上并延伸超过所述第二内部信号通孔的第二顶侧触点，以及在所述接地屏蔽罩上并延伸超过所述接地屏蔽罩的接地顶侧触点，以及
其中所述第二导电层提供在所述第一内部信号通孔上并延伸超过所述第一内部信号通孔的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·辛哈，T·班迪奥帕迪亚雅，M·R·库尔卡尼，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US