CN100505978C - 电路板 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电路板及其制造方法。首先，此电路板具有同轴信号线，而此同轴信号线包括一条导线及一导电墙，并且此导电墙围绕着部分或全部的同轴信号线。此外，此电路板具有多层的电路层，而此同轴信号线置于此些电路层中。第二，制造此电路板的方法具有许多步骤，包括使用一个模具以形成一个图案，而此图案将用于形成包含一部分的导电墙的电路层。最后，透过本发明，电子装置中的高频信号传输问题可解决或是减少。

Description

电路板

技术领域

本发明涉及一种电路板，而其特别是关于一种具有同轴信号线(coaxialsignal trace)的电路板。

背景技术

无线通信已成为半导体产业成长的主要驱动力，故如何发展高频的电子元件，则为各家半导体公司所迫切想解决的问题。

高频的电子元件在信号传输时，会有匹配阻抗(impedance)、电磁耦合(electromagnetic coupling)、串扰(cross talk)、传递延迟(propagation delay)、衰减(attenuation)、偏移(skew)及上升时间衰减(rise time degradation)等等问题。因此，发展改善这些问题的技术是必须的。例如，在美国专利第7,030,490号中，该专利提供了电子元件封装结构中的线焊架构(wire-bonding

structure)以改善高频的电子元件的信号传输问题。在美国专利第7,002,432号中，该专利提供了电路板中传输线的架构，而改善了匹配阻抗的问题。在美国专利第6,951,773号中，该专利提供了封装结构，以控制匹配阻抗的问题。除了上述的专利，还有许多专利亦意图解决高频信号传输的问题。

而在本发明中，我们将提出一种电路板的结构及其制造方法，以改善高频信号传输的问题。

发明内容

为改善电子元件的高频信号传输问题，例如：匹配阻抗(impedance)、电磁耦合(electromagnetic coupling)、串扰(cross talk)、传递延迟(propagationdelay)、衰减(attenuation)、偏移(skew)及上升时间衰减(rise time degradation)等等问题。

本发明提供一种电路板。此电路板至少包括一具有一信号线路的第一电路层、一位于该第一电路层上方的第二电路层、一位于该第一电路层下方的第三电路层、以及一导电墙。此外，该导电墙环绕该信号线路。

本发明提供另一种电路板。此电路板至少包括多个电路层、一信号电路、以及一第一导电墙。其中，该信号线路设于该多个电路层之一中，且该第一导电墙环绕该信号线路，并亦设于该多个电路层中。

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明实施例的同轴信号线结构；

图2(a)-2(e)是图1的同轴信号线的俯视截面图；

图3(a)-3(h)是图1的同轴信号线的侧视截面图；

图4(a)-4(c)是本发明的基板结构的实施例；

图5(a)-5(b)是本发明的基板结构的实施例；

图6(a)-6(d)是本发明的基板制造方法的一种实施例；以及

图7(a)-7(b)是本发明的基板制造方法的另一种实施例。

附图标记说明

111、112、113、114、115、1121、1122、1123、1151、1152、1153、1120、1150、1124、1154、116、117、118、911：导线

21、22、23、20、30、31、32：电路层

702、703、704：介电层

600：底层

500：电子元件

631、632、632’；模具

7020、7030：电路图案

7021、7022、7031、7032：导线特征

604、605、606、607、608、609、606’：中间物

710、720：导电层

2006：导电墙

具体实施方式

本发明提供一种具有同轴信号线的电路板的实施例。此电路板亦具有多个电路层。而关于同轴信号线，其架构显示在图1至图3中。见图1，同轴信号线包括一导线111、一个环绕于导线111的导电墙2006、以及一介于导线111及导电墙2006间的介电区域212，而导电墙2006是由导线112、113、114、及115等构成，而此些导线是位于电路板的电路层中。此外，同轴信号线可运用在与图4相关的电路板中。

图1至图3是描述本发明实施例中的同轴信号线的架构。见图1，其显示同轴信号线的立体架构。见图2，其显示同轴信号线的不同电路层的俯视图。见图3，其显示同轴信号线的不同垂直截面的侧视图。

在本发明的实施例中，同轴信号线形成于电路层11、12、及13等中。导线111、112、及115等形成于电路层12中，导线113形成于电路层11中，而导线114形成于电路层13中。除此，电路层可由导电材料及介电材料所构成。亦即，电路层11可包括导线113及介电区域211，电路层13可包括导线114及介电区域213，而电路层12可包括导线111、112、及115等及介电区域212。

见图2。图2(a)显示本发明实施例的同轴信号线的截面图，而此截面图包含截线aa’、bb’、及cc’。图2(b)及图2(c)显示截线aa’及截线cc’的截面图，而图2(d)及图2(e)显示截线bb’的截面图。此外，由导线112、113、114、及115等构成的导电墙2006，其可在水平方向包围全部的导线111，如图2(b)或图2(d)所示，或可在水平方向包围部分的导线111，如图2(c)或图2(e)所示。

见图3。图3(a)显示本发明实施例的同轴信号线的截面图，而此截面图包含截线aa’、bb’、cc’、及dd’，但这些截线表示的是同轴信号线的侧边截面。图3(b)及图3(c)显示截线aa’的截面图，图3(d)及图3(e)显示截线bb’的截面图，图3(f)及图3(g)显示截线cc’的截面图，而图3(h)显示截线dd’的截面图。此外，由导线112、113、114、及115等构成的导电墙2006，其可在水平方向包围全部的导线111，如图3(b)、图3(d)、或图3(f)所示，或可在水平方向包围部分的导线111，如图3(c)、图3(e)或图3(g)所示。

在本发明的实施例中，导线111可具有一些连接组成(member，未图示)以向上或向下连接到电路板的表面。而当连接组成行经与电路层平面的垂直方向时，可有另一个导电墙以继续包围全部连接组成或部分的连接组成。此外，连接组成可为一种孔洞(via)，或可为一种电镀穿孔(Plated Through Hole，PTH)，或可为其他用于连接不同电路层间的电路的连接组成。

见图4。图4(a)、图4(b)、及图4(c)等显示本发明的电路板的其他实施例，而这些电路板都具有多个电路层。此外，在图4(a)中，同轴信号线形成于电路层21、22、23、31及32中。而在图4(b)及图4(c)中，同轴信号线形成于电路层20、21、22、23、30、31、及32中。因此，本发明实施例的电路板，其具有的电路层层数不限于图4所举的例子，而电路板内的同轴信号线可形成于超过7个电路层中。进一步，导线111所位于的电路层只要在同轴信号线的导电墙内即可。

在图4(a)中，本发明实施例的电路板至少包括多个电路层(21、22、23、31、及32等)、多个导线(111、113、1121、1122、1123、114、1151、1152、及1153等)、以及介于导线间介电区域。而导线113、1121、1122、1123、114、1151、1152、及1153等可构成环绕于导线111的导电墙2006。换句话说，图2及图3的电路层12亦可分为一些次电路层。亦即，电路层12亦可包括次电路层31、22、及32等，而此些次电路层亦可由导电材料及介电材料所构成。此外，在图4(a)中，导线112可包括导线1121、1122、及1123等，而导线115可包括导线1151、1152、及1153等。导线1121及1151形成于次电路层31中，导线1122、111及1152等形成于次电路层22中，而导线1123及1153形成于次电路层32中。

在图4(b)中，本发明实施例的电路板至少包括多个电路层(20、21、22、23、30、31、及32等)、多个导线(111、113、1121、1122、1123、114、1151、1152、及1153等)、以及介于导线间介电区域。而导线113、1121、1122、1123、114、1151、1152、及1153等可构成环绕于导线111的导电墙2006。此外，次导电墙2006上方还有二层电路层20及30等。不过，在本发明的其他实施例中，此导电墙2006下方(或电路层23的下方)亦可有电路层。

值得注意的是，图4(a)或图4(b)的导线111亦可位于电路层22、电路层32、或电路层31。

在图4(c)的实施例中，电路板至少包括多个电路层(20、21、22、23、30、31、及32等)、多个导线(111、113、1120、1121、1122、1123、1124、114、1150、1151、1152、1153、及1154等)、以及介于导线间介电区域。而导线113、1120、1121、1122、1123、1124、114、1150、1151、1152、1153、及1154等可构成环绕于导线111的导电墙2006。此外，在本发明的实施例中，此导电墙2006上方(或电路层20的上方)可有电路层。除此，导电墙2006下方(或电路层23的下方)亦可有电路层。进一步，导线111可以位于电路层22、电路层32、电路层31、电路层21、或电路层30。

值得注意的是，在关于图4的实施例中，导电墙2006的结构可参考前述关于图1、图2、图3的解释。

关于实施例中的导电墙2006，其的功用可为接地线用。换言之，导电墙2006可自己成为一接地线(ground trace)，或导电墙2006可连接到其他的接地线。因此，本发明实施例的电路板，其具有一个接地架构(structure)，而此架构包括了导电墙。

本发明实施例的电路板更可包含电子元件500，其可电连接至电路层。而电子元件500的数量可以是一个，亦可以是多于一个。此外，电子元件500可以是一封装后的晶片、或一未封装的晶片。电子元件500亦可是一种无源元件，例如：电容、电感、电阻等等。

见图5。本发明实施例的电路板具有一个电子元件500。此电子元件可以置于同轴信号线外，如图5(a)所示，或可以置于同轴信号线内，如图5(b)所示。

图6(a)至图6(d)等显示本发明实施例的基板制造方法。而由此方法所制造的基板是具有同轴信号线的基板。

见图6(a)。首先，提供一个底层。在本发明的实施例中，底层可为包含电路层23的底层600，底层亦可为不包含电路层23的底层701。如果所提供的底层不包括电路层23，则必须形成电路层23。其方法为使用光刻的方法形成一电路图案，而此电路图案包括导线114及116，以及接着在电路图案的导线或导电区域间形成一介电层。除此，导线114是本发明的同轴信号线的一部分。

值得注意的是，在本发明的实施例中，底层701可为一单独层，亦可为一多层。此外，底层701可具有电路层，亦可不具有电路层。

见图6(a)。在形成底层600后，形成一介电层702于电路层23上。接着，使用一个模具631，于介电层702上压印出一电路图案7020，而此电路图案7020包括导线特征7021及7022。因此，中间物603形成。

见图6(b)。在形成中间物603后，将电路图案的导线特征内的介电材料移除，以使部分的电路层23外露，并形成中间物604，而中间物604具有导线特征7021’及7022’。接着，在完成中间物604后，形成一导电层710于中间物604上，并且将导电物质填满电路图案7020，而完成中间物605。此时，如图4(a)所示的电路层32即完成。

见图6(b)。在形成中间物605后，使用光刻的方法形成一电路图案，而此电路图案包括导线111及118。接着，形成一介电层703于电路层32上。接着，使用一个模具632，于介电层703上压印出一电路图案7030，而此电路图案7030包括导线特征7031及7032。最后，将电路图案的导线特征内的介电材料移除，以使部分的电路层22及32外露，而成为中间物606，见图6(c)。在完成中间物606后，形成一导电层720于中间物606上，并且将导电物质填满电路图案7030，而完成中间物607。此时，如图4(a)所示的电路层22及31即完成。

见图6(d)。在形成中间物607后，使用光刻的方法形成一电路图案，而此电路图案包括导线113及911，而此时，中间物608诞生。接着，形成一介电层704于电路层31上，而产生中间物609。如果要制造如图4(a)的电路板，则电路板610即完成。但若还要增加电路板的层数，则可在中间物608或609的基础上，继续使用本发明实施例所提供的工艺方法，或其他的电路板制造方法而完成，以制造本发明的电路板。

然而，如图4(a)所示的电路层22及31还有另外的实施方法。见图7(a)。在形成中间物605后，则要形成如图4(a)所示的电路层22及31。首先，使用光刻的方法形成一电路图案，而此电路图案包括导线111、1152、1122、及118。接着，形成一介电层703于电路层32上。接着，使用一个模具632’，于介电层703上压印出一电路图案7030，而此电路图案7030包括导线特征7031及7032。最后，将电路图案的导线特征内的介电材料移除，以使部分的电路层22外露，而成为中间物606’，见图7(b)。再参考图6(c)，在完成中间物606’后，形成一导电层720于中间物606’上，并且将导电物质填满电路图案7030，而完成中间物607。此时，如图4(a)所示的电路层22及31即完成。

在本发明中，移除导线特征内的介电材料的方法可使用除胶渣法(desmear)，包括：湿式的除胶渣法(例如：酸液)及干式的除胶渣法(例如：等离子体式除胶渣法)。然而，移除导线特征内的介电材料的方法亦可使用钻凿(drilling)的方式。而钻凿的方式可为激光式钻凿(laser drilling)，或可为机械式钻凿(mechanical drilling)。

在本发明中，介电层702及703形成于电路层上的方法可为涂布(coating)方式，或为层压技术(lamination)，或为浸入法(dipping)。

在本发明中，在形成导线特征7021及7031的步骤中，所使用的模具可仅用于导线特征7021及7031。而属于电路层31或32的其他特征，则可在形成导线特征7021及7031后，以钻凿的方式形成。而钻凿的方式可为激光式钻凿，或可为机械式钻凿。

在本发明中，形成导电层710及720的方法可为电镀法。此外，导电层710及720的材料可为金属，例如：铜、铁、铝、锡、镍、铅等等，或可为合金，或可为导电高分子，或可为导电陶瓷。进一步，导电层710及720的材料可为其他的导电物质。

在本发明中，在形成导电层710及720前，介电层702及703可经过一个固化(curing)的步骤。此固化的步骤可以在模具压印至介电层的过程中进行，或亦可在形成电路图案7020及7030后进行。

在发明中，介电层702及703可为高分子材料，例如：unsaturated polyester(不饱和聚酯)、polyester(聚酯薄膜)、polyimide(聚酰亚胺)、polytetrafluoetylene(PTFE，聚四氟乙烯)、perfluorinated ethylene-propylenecopolymer(FEP，聚全氟乙烯丙烯)等等。除此，介电层702及703亦可为复合材料，例如：cyanate ester glass、polyimide glass、Ajinomoto Build-up Film(ABF，含有玻璃颗粒的环氧树脂)等等。

在发明中，介电层702及703可为resin(树脂)，包括synthetic resin(合成树脂)、thermosetting resin(热固性树脂)、thermoplastic resin(热塑性树脂)、photosensitive resin(感光性树脂)等等，具体而言，例如：epoxy resin(环氧树脂)、phenolic resin(酚醛树脂)、polyester resin(聚酯树脂)、polyimideresin(聚酰亚胺树脂)、bismaleimide-triazine resin(双马来酰亚胺三嗪树脂)、acrylic resin(丙烯酸树脂)、melamineformaldehyde resin(三聚氰胺甲醛树脂)、polyfunctional epoxy resin(多官能环氧树脂)、brominated epoxy resin(溴化环氧树脂)、epoxy novolac(环氧酚醛)、fluroresin(氟树脂)、siliconeresin(硅树脂)、silane(硅烷)等等。

透过本发明所提供的电路板，将可降低信号由晶片传达到印刷电路板或封装载板时所不期望的，因为前述的导电墙可为接地线(ground trace)，故对于导电墙的导线111(传递信号线，signal trace)可产生隔离周围线路的效果，进而改善匹配阻抗、电磁耦合、串扰、传递延迟、衰减、偏移及上升时间衰减等等问题。

虽然本发明已以多个实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域内的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种电路板，其至少包括：

一第一电路层，其具有一信号线路，并具有一第一侧边及一第二侧边；

一第二电路层，其位于该第一电路层的该第一侧边；

一第三电路层，其位于该第一电路层的该第二侧边；以及

一第一导电墙，其设于该第一电路层、该第二电路层、及该第三电路层，且环绕该信号线路。

2.如权利要求1所述的电路板，其中该第一电路层包括一第一导线及一第二导线，而该信号线路介于该第一导线及第二导线之间。

3.如权利要求1所述的电路板，其更进一步包括至少一电子元件，其中，该电子元件设于该第一电路层、该第二电路层及该第三电路层之一电路层中。

4.如权利要求1所述的电路板，其中该第一电路层具有多个次电路层，且该信号线路设于该多个次电路层其中之一。

5.如权利要求1所述的电路板，其更包括一接地架构，其中，该接地架构包括该第一导电墙。

6.如权利要求1所述的电路板，其中该第二电路层至少包括一第一连接组成，其连接该信号线路。

7.如权利要求6所述的电路板，其中该第二电路层更具有一第二导电墙，而该第二导电墙环绕该第一连接组成。

8.如权利要求1所述的电路板，其中每个电路层皆具有一导电区域及一介电区域。

9.如权利要求8所述的电路板，其中该介电区域由高分子材料所构成。

10.如权利要求8所述的电路板，其中该介电区域由复合材料所构成。

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