垂直信号路径、具有该垂直信号路径的印刷电路板和具有该印刷电路板的半导体封装、以及半导体芯片制造技术

提供在多层ＰＣＢ中，在宽频带中具有高电气性能和高屏蔽性能的垂直信号路径、具有该垂直信号路径的印刷电路板和具有该印刷电路板的半导体封装，以及半导体芯片垂直信号路径。在用于多层ＰＣＢ的垂直信号路径中，波导通道是一个导体，其包括信号通孔（２０１）、围绕该信号通孔的接地通孔（２０２）的组件、从ＰＣＢ的导体层连接到接地通孔的接地板、连接接地通孔和电源层的闭合接地带线（２０５）中的至少一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及多层印刷电路板技术，更具体地说，涉及连接在多层 印刷电路板(下面称为多层PCB)的不同平面导体层上设置的电路的 垂直信号路径、具有垂直信号路径的印刷电路板和具有印刷电路板的 半导体封装、以及半导体芯片。
技术介绍
多层PCB通常包括用于信号、地线和电源的许多平面导体层，这 些导体层被材料绝缘开。基于传输线，如微带线、带线、共面线和槽 线，可以研制PCB中嵌入的平面互连电路，这些传输线典型地具有低 泄漏损耗和定义明确的特征阻抗。平面传输线的这些性能可以使得研 制出基于PCB技术的高性能和匹配的互连。在PCB中用来连接在不同 导体层上设置的平面互连电路的垂直信号路径通常基于各种类型的通 孔结构，如穿通孔、盲孔、沉孔和埋孔(参见专利文献l)。这些跃迁 通常具有不明确的波导性能，在控制特征阻抗和高泄漏中，特别在较 高频率下，会引起问题。作为改进较高频率下多层PCB中的垂直信号路径的波导和屏蔽性 能的解决办法，可以使用围绕着信号通孔的接地通孔。这种接地通孔 通常连接到多层PCB的接地面。通常，多层PCB包括电源平面导体层。 为了通过电源层，设置接地通孔的通道，通常围绕每个接地通孔使用 将每个接地通孔和电源面绝缘开的隔离孔(参见专利文献2-8)。参考附图，在图1A和1B中示出了 12个导体层的PCB中的信号 通孔101，该12个导体层的PCB仅仅用作多层PCB设计的例子。图1B示出了垂直信号路径的剖面图(在图1A中的虚线1B的方向上)， 被绝缘材料分隔开的PCB的导体层的布置如下接地面是第2、第4、 第6、第7、第9和第11层；电源面是第5层；信号面是第l、第3、 第8、第10和第12层。信号通孔通过隔离孔103与PCB的导体面隔 开。图1A示出了电源层的顶视图，该电源层是垂直信号路径的第5层。在较高的频率下，通过隔离孔103的单个信号通孔101具有会降 低垂直互连的电气性能的高漏泄损耗。为了减小漏泄损耗，可以使用 接地通孔围栏(一组接地通孔)1021，其包括围绕信号通孔101的多 个接地通孔(参见图3)。在此情况下，穿过接地面的接地通孔102被 电连接到这些平面。在电源层(在关注例子中的第5层)，为了防止 接地通孔102和电源层109之间的电接触，可以围绕每个接地通孔102 形成隔离孔104。众所周知，在多层PCB中，在包括电源和接地层之间空间的导体 面之间会激发平行板模式。多层PCB或封装的导电面(图2所示的本 例子中的电源面(电源层)109和接地面(接地板)108)可以形成平 行板波导，其中可以存在导模(波)。平行板波导的基本模式是可以 在所有频率下传播的横向电磁模式或TEM模式。TEM模式的电场垂直 于该平面(在x方向上)，以使相关联的磁场平行于该平面(在y方 向上)。平行板模式(PPM)可以与通孔结构以及与PCB110 (或封装) 的边缘共振。由于这种谐振，信号通孔的电气性能可能会显著地变坏。 图3所示的信号通孔周围的接地通孔围栏1021的应用，以及使用围绕 于每个接地通孔的隔离孔是防止信号通孔受平行板模式共振效应影响 的方法。专利文献l:美国专利号6,670,559的说明书专利文献号2 专利文献号3 专利文献号4专利文献号5 专利文献号6 专利文献号7 专利文献号8美国专利号6,747,216的说明书 美国专利申请公开号2003/0091730的说明书 日本专利申请公开号2000-183582 日本专利申请公开号2001-135899 日本专利申请公开号2003-100941 日本专利申请公开号10-041630 日本专利申请公开号11-054869
技术实现思路
但是，据发现，仅仅通过接地通孔围栏，使用围绕接地通孔的隔 离孔不能满足屏蔽性能。例如，当在电源层中围绕接地通孔设置隔离 孔时，仅仅使用围绕于每个接地通孔的隔离孔不能提高性能。结果， 这些隔离孔由于噪音降低了电气性能。由此，本专利技术的第一示例性目的是提供在多层PCB中，在宽频带 中，具有高电气性能和高屏蔽性能的垂直信号路径、具有该垂直信号 路径的印刷电路板和具有该印刷电路板的半导体封装、以及半导体芯 片该垂直信号路径。根据本专利技术的示例性目的用于多层PCB的垂直信号路径的具体结 构如下一种垂直信号路径，包括一个或多个信号通孔和围绕该信号通孔的多个接地通孔，包括 多个导体层；以及该导体层之间的多个绝缘层，其中距垂直信号路径固定的距离， 在垂直信号路径的外圆周中形成至少一个导体层。该结构利用垂直信号路径中的信号传播，可以减小受平行板模式 等的谐振影响，并且可以大幅改进垂直信号路径的宽频带中的电气性 能和屏蔽性能。此外，距垂直信号路径固定的距离，在垂直信号路径的外圆周中 形成的至少一个导体层可以是电源层。该电源层中的以上结构利用垂直信号路径中的信号传播，可以减 小受平行板模式的谐振等的影响，并且可以大幅改进垂直信号路径的 宽频带中的电气性能和屏蔽性能。此外，距垂直信号路径固定的距离，在垂直信号路径的外圆周中 形成的至少一个导体层可以是接地层。该接地层中的以上结构利用垂直信号路径中的信号传播，可以减 小受平行板模式的谐振等的影响，并且可以大幅改进垂直信号路径的 宽频带中的电气性能和屏蔽性能。此外，距垂直信号路径固定的距离，在垂直信号路径的外圆周中 形成的至少一个导体层可以是信号层。该信号层中的以上结构利用垂直信号路径中的信号传播，可以减 小受平行板模式的谐振等的影响，并且可以大幅改进垂直信号路径的 宽频带中的电气性能和屏蔽性能。此外，距垂直信号路径固定的距离，在垂直信号路径的外圆周中 形成的至少两个导体层可以是电源层和接地层。该电源层和接地层中的以上结构利用垂直信号路径中的信号传 播，可以减小受平行板模式的谐振等的影响，并且可以大幅改进垂直 信号路径的宽频带中的电气性能和屏蔽性能。此外，距垂直信号路径固定的距离，在垂直信号路径的外圆周中形成的至少两个导体层可以是电源层和信号层。该电源层和信号层中的以上结构利用垂直信号路径中的信号传 播，可以减小受平行板模式的谐振等的影响，并且可以大幅改进垂直 信号路径的宽频带中的电气性能和屏蔽性能。此外，距垂直信号路径固定的距离，在垂直信号路径的外圆周中 形成的至少两个导体层可以是接地层和信号层。该接地层和信号层中的以上结构利用垂直信号路径中的信号传 播，可以减小受平行板模式的谐振等的影响，并且可以大幅改进垂直 信号路径的宽频带中的电气性能和屏蔽性能。此外，距垂直信号路径固定的距离，在垂直信号路径的外圆周中 形成的至少三个导体层可以是电源层、接地层和信号层。该电源层、接地层和信号层中的以上结构利用垂直信号路径中的 信号传播，可以减小受平行板模式的谐振等的影响，并且可以大幅改 进垂直信号路径的宽频带中的电气性能和屏蔽性能。此外，该垂直信号路径可以包括在电源层或接地层或信号层上连 接多个接地通孔的闭合接地带线。在电源层或接地层或信号层中使用以上的闭合接地带线是特别重 要的。因此，该结构利用垂直信号路径中的信号传播可以减小受平行 板模式的谐振等的影响，并且可以提高垂直信号路径的金属化。此外，该垂直信号路径还可以包括将信号通孔与多个接地通孔分 开的隔离孔，其中-该隔离孔可以由绝缘材料填充，该绝缘材料的构成参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直信号路径，包括一个或多个信号通孔和围绕所述信号通孔的多个接地通孔，包括：　　　　多个导体层；以及　　　　所述导体层之间的多个绝缘层，其中：　　　　距所述垂直信号路径固定的距离，在所述垂直信号路径的外圆周中形成至少一个导体层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：塔拉斯库什塔，成田薰，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]