具有倾斜通孔的印刷电路板及封装制造技术

在此公开的是最小化高频损耗的通孔结构。本发明专利技术的ＰＣＢ或ＩＣ封装包括绝缘层、多个电路层，以及相对于电路层倾斜地形成且构成为相对于信号和电源传送方向具有钝角度的一个或多个通孔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及具有通孔的印刷电路板和封装，更具体涉及具有相对于印刷电路板和封装中的电路层表面倾斜地形成的倾斜通孔以便最小化高频损耗的印刷电路板和封装。
技术介绍
通孔指多层印刷电路板(PCB)和封装中的层之间的电信号的连接通路，基本用来连接双面PCB的顶面和底面上形成的电路。通常，通过形成孔和电镀孔的内壁的方式形成这种通孔，以通过孔连接PCB的顶面和底面。以前使用机械钻形成孔，但是最近使用激光钻形成孔。这种通孔可以分为以下类型完全穿透和连接所有的电镀穿孔(PTH)型通孔、穿透和连接内层的空隙通孔(IVH)型通孔以及其中一部分被堵塞的掩埋通孔或封闭通孔。此外，存在直径小于100μm的微小通孔、具有用铜填充通孔的铜填充通孔以及具有依次垂直地层叠的多个通孔的层叠通孔。常规集成电路(IC)封装或PCB中使用的通孔结构垂直于电路层的表面，与通孔种类无关。由此，电源或信号的通路由以直角弯曲几次的导电线和一个或多个通孔形成，以在PCB或IC封装中将电源或信号从一个点传送到其它点。附图说明图1示出了根据现有技术安装在PCB主板100上的、用于高性能产品如中央处理器(CPU)或图形芯片组的倒装芯片接合封装120的视图。参考图1，电源和地线包括在PCB主板100中，倒装芯片接合封装120的基底通过球接合110连接到PCB主板100，芯片140通过焊料凸块接合130安装在倒装芯片接合封装120的基底上。图1还包括微通孔160、具有用于电源或信号流动的阶梯式通路的交错通孔170、具有一个在另一个上层叠的多个微通孔的层叠通孔180。如图1所示，为了从芯片140传送电源或信号到PCB主板100，电源或信号的通路由以直角弯曲几次的导电线和通孔的组合形成。电源或信号的通路由以直角弯曲几次的导电线和通孔的组合形成以将电源或信号从芯片140传送到PCB母板100的原因主要是常规通孔结构垂直于信号线而与通孔的类型无关。由此，电源或信号的通路由以直角弯曲几次的导电线和通孔的结合形成，以将电源或信号从芯片140传送到PCB母板100，以致产生由数字信号的高速产生的高频损耗。高频损耗是高频通过电路或器件时产生的损耗(例如，插入损耗)。损耗随电子器件的工作频率变得更高而增加，这使信号的传输特性变坏。由此，为了在IC封装或PCB中以高频适当地传送电源或信号，必须最大限度地减小高频损耗。例如，目前使用的CPU在2至3GHz的频带范围工作。但是，在将来，CPU的工作频率将增加到10至20GHz或更多，以有效地执行其功能。当工作频率增加时，由于高频损耗，常规通孔结构限制IC封装或PCB的工作频率范围。而且，在将来，使用高频的电子产品将增加并且减小通孔中的高频损耗的需求也将增加。在附图中，图2a和3a示出了常规通孔结构，图4a示出了常规通孔结构中的电场分布。此外，图5使用散射参数(S-parameters)示出了频带范围从0至10GHz的常规通孔的损耗值。图5示出了当对数标度的散射参数数值(db)减小时，高频损耗减小。专利技术概述由此，本专利技术着眼于常规技术中出现的上述问题，且本专利技术的目的是提供一种最小化高频损耗的通孔结构。为了完成上述目的，本专利技术提供一种PCB或IC封装，包括绝缘层、多个电路层以及相对于电路层倾斜地形成且相对于信号和电源传送方向具有钝角度的一个或多个通孔。此外，本专利技术提供一种PCB或IC封装，包括倾斜地形成以相对于信号和电源传送方向具有钝角度的一个或多个通孔。附图简述从下面结合附图的详细说明将更清楚地理解本专利技术的上述及其他目的、特点和优点，其中图1示出了根据常规技术安装在PCB主板上的用于高性能产品如中央处理器(CPU)或图形芯片组的倒装芯片接合封装的视图。图2a示出了常规通孔结构的视图；图2b示出了根据本专利技术的倾斜通孔结构的视图；图3a示出了常规层叠的通孔结构的视图；图3b示出了根据本专利技术的层叠的通孔结构的视图；图4a示出了包括常规倾斜通孔的部分PCB或封装的电场分布的视图；图4b示出了包括根据本实施例的倾斜通孔的部分PCB或封装中的电场分布的视图；图5示出了根据包括本专利技术的倾斜通孔的部分PCB或封装中的频率的S-参数的视图；图6示出了包括本专利技术的倾斜通孔的PCB或封装的剖面图；图7a示出了安装在PCB主板上用于高性能产品如CPU或图形芯片的倒装芯片接合封装的视图，包括根据本专利技术的实施例的倾斜交错通孔；图7b示出了安装在PCB主板上用于高性能产品如CPU或图形芯片的倒装芯片接合封装的视图，包括根据本专利技术的另一实施例的倾斜通孔；图7c示出了安装在PCB主板上用于高性能产品如CPU或图形芯片的倒装芯片接合封装的视图，包括根据本专利技术的又一实施例的倾斜层叠通孔。具体实施例方式现在将参考附图，其中在所有不同的附图中使用的相同的参考数字指相同的或相似的元件。下面参考图2a至7c详细描述本专利技术的实施例。图2a至2b分别示出了通孔210a和210b的结构，将在PCB的上表面上形成的信号线200a和200b分别连接到在PCB的底面上形成的信号线220a和220b。图2a示出了垂直地连接信号线200a和220a的常规通孔结构。如相关技术中所述常规通孔结构是高频损耗的主要原因。亦即，信号和电源的传输路径的突然弯曲在突然弯曲发生处引起电磁噪声并阻碍信号和电源的传送。具体，当频率变得更高时上述问题变得更严重。在本观点中，图2b示出了根据本专利技术的改进通孔结构。在根据本专利技术的改进通孔结构中，倾斜地形成通孔，以允许待平稳地执行的高频流动，以便与常规通孔结构相比减小高频损耗。图3a至3b示出了层叠的多层PCB中的通孔结构。图3a示出了常规多层PCB中的层叠通孔结构，其中在单层PCB中垂直地形成通孔，然后排列多个通孔和依次层叠以将在PCB的上表面上形成的信号线300a连接到PCB的底面上形成的信号线330a。具体，在图3a示出的通孔结构中，在多个层中垂直地形成通孔并以之字形方式彼此连接。该结构具有不能减小高频损耗的限制，因为通孔是垂直地形成在层中。图3b示出了在多个层上形成的连接在PCB的上表面上形成的信号线300b到在PCB的底面上形成的信号线330b的多层导电通孔结构的视图。在图3b所示的通孔结构中，由于不同于垂直通孔的倾斜通孔是基本形成和依次层叠的，通孔结构有效的减小高频损耗。图4a至4b示出了电场分布的视图。图4a示出了常规垂直通孔结构中的电场分布。图4b示出了本专利技术的倾斜通孔结构中的电场分布。参考附图，本专利技术中提供的倾斜通孔结构与常规通孔结构相比减小了电场大小，且在由箭头表示的部分中减小了电场离散。图5示出了根据频率的散射参数的图形，以证实高频损耗减少。沿X轴绘制了从0至10GHz的频带范围，沿Y轴以对数标度绘制了散射参数的值。本专利技术的通孔结构与常规通孔结构相比可以减小频带范围从0至10GHz高频损耗平均超过20分贝。图6至7c示出了其中倾斜通孔应用于PCB的例子。参考图6，PCB包括在覆铜薄层压板(CCL)601中倾斜地形成的倾斜通孔604以及形成在倾斜通孔604上以提供导电性的镀铜层605。图7a示出了安装在PCB主板上用于高性能产品如CPU或图形芯片的倒装芯片接合封装的视图，包括根据本专利技术的实施例的倾斜交错通孔；图7b示出了安装在PCB主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种印刷电路板（ＰＣＢ）包括：绝缘层；多个电路层；以及相对于电路层倾斜地形成且构成为相对于信号和电源传送方向具有钝角度的一个或多个通孔。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金汉，崔凤圭，徐大喆，金兴圭，朴相甲，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]