CN100530619C - 信号传输结构 - Google Patents
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Abstract
一种信号传输结构，其包括第一信号垫、围绕第一信号垫的第一参考平面、第二信号垫、围绕第二信号垫的第二参考平面、电性连接件以及导电壁。其中，第二参考平面平行于第一参考平面，而电性连接件连接于第一信号垫与第二信号垫之间以传输信号，导电壁则连接于第一参考平面与第二参考平面之间，并围绕电性连接件。此外，本发明还提出一种应用此信号传输结构的封装结构及该封装结构的接合方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种信号传输结构，尤其涉及一种具有防止内部信号受到电磁干扰的信号传输结构。
背景技术
目前市面上的电子装置内部均设计有信号传输结构，以传输电子装置内部的信号。一般而言，由于电子装置内有高密集度的电子组件，因此容易使得信号传输结构在传输信号时容易与其它电子组件发生电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)，影响信号传输质量。
以半导体产业为例，芯片(integrated circuit，IC)制造商通常经由提高芯片的频率(clock)、线路密度以及输入/输出(I/O)端子的数目等方式，来制作高集成度(high integration)、多功能(multifunction)以及高处理速度(highspeed)的芯片。一般而言，此种芯片通常会经由芯片承载器来与电路板电性连接，使得电子信号可以在芯片与电路板之间传递。然而，芯片频率越高，电子信号越容易受到电磁干扰。
图1是的一种封装结构的示意图。请参考图1，封装结构100包括一个用以承载芯片10承载器110、平行于承载器110电路板120、以及电性连接于承载器110的接点112与电路板120的接点122间的焊球130。因此，电子信号能通过焊球130在芯片10与电路板120之间传递。
值得注意的是，由于承载器110电性连接于电路板120，且承载器110又与电路板120相互平行，因此承载器110与电路板120会形成共振腔。也就是说，如果在芯片10与电路板120间传递的信号的频率刚好为此共振腔的共振频率时，信号的部分能量将会传递至此共振腔，此信号的强度即会大幅缩减，进而造成芯片100与电路板120之间无法有良好的信号传递质量。
另外，当承载器110与电路板120具有噪声，且此噪声的频率等于承载器110与电路板120所形成的共振腔的共振频率时，噪声亦会经由共振腔而对信号产生干扰，造成芯片10与电路板120之间无法有良好的信号传递质量。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种信号传输结构，以解决传递于两参考平面间的信号质量不佳的问题。
本发明的另一目的是提供一种封装结构，以使相互平行的两基板间有良好的信号传输质量。
本发明的又一目的是提供一种接合方法，以制作上述封装结构。
为达上述或是其它目的，本发明提出一种信号传输结构，其包括第一信号垫、围绕第一信号垫的第一参考平面、第二信号垫、围绕第二信号垫的第二参考平面、电性连接件以及导电壁。其中，第二参考平面平行于第一参考平面，而电性连接件连接于第一信号垫与第二信号垫之间以传输信号，导电壁则连接于第一参考平面与第二参考平面之间，并围绕电性连接件。
本发明同时提出另一种封装结构，其包括第一基板、第二基板、电性连接件以及导电壁。所述第一基板具有第一信号垫、第一参考平面以及第一焊罩层，其中第一参考平面围绕第一信号垫，而第一焊罩层配置于第一参考平面上，并暴露出第一信号垫，且第一焊罩层具有围绕第一信号垫的第一环形开口以暴露出部分第一参考平面。此外，第二基板具有第二信号垫、第二参考平面以及第二焊罩层，其中第二参考平面围绕第二信号垫，而第二焊罩层配置于第二参考平面上，并暴露出第二信号垫，且第二焊罩层具有围绕第二信号垫的第二环形开口以暴露出部分的第二参考平面。另外，电性连接件连接于第一信号垫与第二信号垫之间以传输信号，而导电壁连接于第一焊罩层所暴露的第一参考平面与第二焊罩层所暴露的第二参考平面之间，并围绕电性连接件。
在上述线路传输结构与线路基板中，第一参考平面与第二参考平面可以是接地平面。
在上述的线路传输结构与线路基板中，第一参考平面与第二参考平面可以是电源平面。
在上述线路传输结构与线路基板中，电性连接件可以是金属球。
在上述线路传输结构与线路基板中，信号的频率可以在1GHz以上。
在上述线路传输结构与线路基板中，导电壁可形成封闭空间。
在本发明的一实施例中，第一基板为线路基材(substrate)或印刷电路板(PCB)。
在本发明的一实施例中，第二基板为线路基材或印刷电路板。
本发明再提出一种接合方法，其适于接合上述封装结构中的第一基板与第二基板，此接合方法包括下列步骤。首先，在第一信号垫与/或第二信号垫上配置第一导电材，并且在第一导电材外围的第一参考平面与/或第二参考平面上配置第二导电材。之后，接合第一基板与第二基板，以使第一导电材连接于第一信号垫与第二信号垫之间，并使第二导电材连接于第一参考平面与第二参考平面之间，而形成围绕第一导电材的导电壁。
在本发明一实施例中，在接合第一基板与第二基板时，还包括回焊第一导电材与第二导电材。
在本发明一实施例中，配置第一导电材的方法包括在第一信号垫与/或第二信号垫上配置第一金属球。
在本发明一实施例中，配置第二导电材的方法包括在第一参考平面与/或第二参考平面上配置多个第二金属球。
在本发明一实施例中，配置第二导电材的方法包括分别在第一参考平面与/或第二参考平面上涂布锡膏。
本发明的信号传输结构是在连接第一信号垫与第二信号垫间的电性连接件外围配设导电壁，藉由围绕电性连接件的导电壁使得传输于第一参考平面与第二参考平面间的信号有良好的信号质量。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明。
附图说明
图1是现有一种封装结构的示意图。
图2A是本发明较佳实施例的一种信号传输结构的侧视图。
图2B是本发明较佳实施例的一种信号传输结构的上视图。
图3是本发明较佳实施例的一种封装结构的示意图。
图4A是本发明较佳实施例的第一基板与第二基板的立体上视图。
图4B是本发明较佳实施例的第一基板与第二基板的立体底视图。
图5是图4A与图4B中的第一基板与第二基板接合时的示意图。
图6为本发明较佳实施例的一种封装结构的立体图。
具体实施方式
图2A是本发明较佳实施例的一种信号传输结构的侧视图，图2B是本发明较佳实施例的一种信号传输结构的上视图。请同时参考图2A与图2B，本发明的信号传输结构200包括第一信号垫210、围绕第一信号垫210的第一参考平面220、第二信号垫230、围绕第二信号垫230的第二参考平面240、电性连接件250以及导电壁260。在本实施例中，第二参考平面240平行于第一参考平面220，其中第一参考平面220与第二参考平面240可以是接地平面或电源平面。此外，电性连接件250则连接于第一信号垫210与第二信号垫220之间以传输信号，而导电壁260则是连接于第一参考平面220与第二参考平面240之间，并围绕电性连接件250，其中上述电性连接件250可以是金属球，而信号的频率可以在1GHz以上。
在本实施例中，由于导电壁260连接于第一参考平面220与第二参考平面240之间，且围绕电性连接件250。在一较佳实施例中，导电壁260可形成封闭空间。如此，导电壁260可有效地降低总体电感值(Lloop)，使得两参考平面220/240在传递信号时具有较低的同步切换噪声(synchronous switchingnoise，SSN)，进而提高信号传输质量。
综上所述，本发明可以将上述实施例的信号传输结构应用于半导体封装技术中。图3即为本发明较佳实施例的一种封装结构的示意图。请参考图3，本实施例的封装结构300包括第一基板310、第二基板320、电性连接件330以及导电壁340。在本实施例中，第一基板310具有第一信号垫312、第一参考平面314以及第一焊罩层316，其中第一参考平面314围绕第一信号垫312，而第一焊罩层316配置于第一参考平面314上，并暴露出第一信号垫312，且第一焊罩层316具有围绕第一信号垫312的第一环形开口316a以暴露出部分第一参考平面314。
此外，本实施例的第二基板320具有第二信号垫322、第二参考平面324以及第二焊罩层326，其中第二参考平面324围绕第二信号垫322，而第二焊罩层326配置于第二参考平面324上，并暴露出第二信号垫322，且第二焊罩层326具有围绕第二信号垫322的第二环形开口326a以暴露出部分的第二参考平面324。另外，电性连接件330连接于第一信号垫312与第二信号垫322之间以传输信号，其中电性连接件可以是金属球，而信号的频率可以在1GHz以上。本实施例的导电壁340则连接于第一焊罩层316所暴露的第一参考平面314与第二焊罩层326所暴露的第二参考平面324之间，并围绕电性连接件330，即导电壁340形成封闭空间。
综上所述，本实施例所述的第一/第二参考平面314/324与第一/第二信号垫312/322位于同一层线路层(如图3所示)，然而本发明并不限定参考平面与信号垫的相对位置，亦即第一/第二参考平面314’/324’与第一/第二信号垫312/322可分别位于不同线路层。另一方面，本实施例的第一/第二环形开口316a/326a贯穿第一/第二焊罩层316/326。在另一实施例中，第一/第二环形开口316a/326a也可以贯穿第一/第二介电层318/328来与第一/第二参考平面314’/324’电性连接。此外，上述第一基板310或第二基板320可以为线路基材或印刷电路板，而第一参考平面314与第二参考平面324可以为接地平面或电源平面。
下文将详细描述上述封装结构300中的第一基板310与第二基板320的接合方法。
图4A是本发明较佳实施例的第一基板与第二基板的立体上视图，而图4B是本发明较佳实施例的第一基板与第二基板的立体底视图。请同时参考图4A至图4B，本实施例是在第一信号垫312上配置第一导电材302，并且在第一导电材302外围的第一参考平面314上配置第二导电材304。同时，本实施例亦在第二环形开口326a暴露出的第二参考平面324上配置第二导电材304。在本实施例中，配置第一导电材302的方法可以是在第一信号垫312上配置第一金属球，而配置第二导电材304的方法例如是在第一/第二参考平面314/324上配置多个第二金属球。详细地说，第二导电材304是配置于上述第一/第二环形开口316a/326a暴露出的第一/第二参考平面314/324上。
之后，如图5所示，接合第一基板310与第二基板320，以使第一导电材302(第一金属球)连接于第一信号垫312(请参考图4B)与第二信号垫322之间，以形成图3所示的电性连接件330，同时使第二导电材304连接于第一参考平面314与第二参考平面324之间，形成围绕第一导电材302的导电壁340(如图6所示)。在本实施例中，接合第一基板310与第二基板320时，可以通过回焊第一导电材302来使第一导电材302呈熔融状态，从而使第一导电材302连接于第一信号垫312与第二信号垫322之间。同样地，本实施例也可以通过回焊第二导电材304来使第二导电材304(第二金属球)熔融后相互结合，以形成图6所示的封装结构300中的导电壁340，其中为使图式较为清楚，图6并未图示第一基板310。值得注意的是，在本实施例所显示的导电壁340是第二金属球被回焊后所形成的封闭的导电壁340，当然，在其它实施例中，并不限定必须使各个金属球相互连接，而可以使金属球分别形成相互独立的导电壁，这些导电壁仍可达到一定程度的抗噪声干扰的效果。
此外，本发明也可以于第二信号垫322上配置第一导电材302，使得第一信号垫312上的第一导电材302与第二信号垫322上的第一导电材302经回焊后形成连接第一信号垫312与第二信号垫322的电性连接件330(如图3所示)。在一较佳实施例中，亦可以分别在第一参考平面314与第二参考平面324上涂布锡膏，以完成上述导电壁的制作。当然，导电壁的材质还可以是其它形式的焊料或导电材料。
综上所述，本发明是应用导电壁围绕连接于第一信号垫与第二信号垫之间的电性连接件，使得传递于第一参考平面与第二参考平面间的信号强度不会被第一参考平面与第二参考平面所形成的共振腔影响，亦即此信号具有较佳的信号强度，不易被外界噪声所干扰。换言之，本发明的信号传输结构可提供良好的信号传输质量。
Claims (10)
1.一种信号传输结构，包括一第一信号垫、一围绕所述第一信号垫的第一参考平面、一第二信号垫、一平行于所述第一参考平面并围绕所述第二信号垫的第二参考平面、一连接于所述第一信号垫与所述第二信号垫之间的电性连接件，所述电性连接件用以传输信号，其特征在于：
所述信号传输结构还包括一导电壁，所述导电壁连接于所述第一参考平面与所述第二参考平面之间，并围绕所述电性连接件。
2.如权利要求1所述的信号传输结构，其特征在于，所述第一参考平面与所述第二参考平面为接地平面或所述第一参考平面与所述第二参考平面为电源平面。
3.如权利要求1所述的信号传输结构，其特征在于，所述信号的频率在1GHz以上。
4.一种封装结构，包括一第一基板，所述第一基板具有一第一信号垫、一第一参考平面以及一第一焊罩层，其特征在于，所述第一参考平面围绕所述第一信号垫，而所述第一焊罩层配置于所述第一参考平面上，并暴露出所述第一信号垫，且所述第一焊罩层具有围绕所述第一信号垫的一第一环形开口，用以暴露出部分的所述第一参考平面；一第二基板，所述第二基板具有一第二信号垫、一第二参考平面以及一第二焊罩层，其特征在于，所述第二参考平面围绕所述第二信号垫，而所述第二焊罩层配置于所述第二参考平面上，并暴露出所述第二信号垫，且所述第二焊罩层具有围绕所述第二信号垫的一第二环形开口，用以暴露出部分的所述第二参考平面；一电性连接件，所述电性连接件连接于所述第一信号垫与所述第二信号垫之间，用以传输信号；其特征在于：
所述封装结构还包括一导电壁，所述导电壁连接于所述第一焊罩层所暴露的所述第一参考平面与所述第二焊罩层所暴露的所述第二参考平面之间，并围绕所述电性连接件。
5.如权利要求4所述的封装结构，其特征在于，所述第一基板为一线路基材或一印刷电路板；所述第二基板为一线路基材或一印刷电路板。
6.一种接合方法，适于接合封装结构中的第一基板与第二基板，其特征在于，所述第一基板具有一第一信号垫与一第一参考平面，且所述第一参考平面围绕所述第一信号垫，所述第二基板具有一第二信号垫与一第二参考平面，且所述第二参考平面围绕所述第二信号垫，所述接合方法包括：
在所述第一信号垫与/或所述第二信号垫上配置一第一导电材，并且在所述第一导电材外围的所述第一参考平面与/或该第二参考平面上配置一第二导电材；以及
接合所述第一基板与所述第二基板，以使所述第一导电材连接于所述第一信号垫与所述第二信号垫之间，并使所述第二导电材连接于所述第一参考平面与该第二参考平面之间，而形成围绕所述第一导电材的一导电壁。
7.如权利要求6所述的接合方法，其特征在于，在接合所述第一基板与所述第二基板时，还包括回焊所述第一导电材与所述第二导电材。
8.如权利要求6所述的接合方法，其特征在于，配置所述第一导电材的方法包括在所述第一信号垫与/或所述第二信号垫上配置一第一金属球。
9.如权利要求6所述的接合方法，其特征在于，配置所述第二导电材的方法包括在所述第一参考平面与/或所述第二参考平面上配置多个第二金属球。
10.如权利要求6所述的接合方法，其特征在于，配置所述第二导电材的方法包括在所述第一参考平面与/或所述第二参考平面上涂布锡膏。
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