DE112017007145T5

DE112017007145T5 - Zwischenplattenverbindungsstruktur

Info

Publication number: DE112017007145T5
Application number: DE112017007145.3T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Yuasa; Takeshi Oshima
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2019-11-28
Also published as: CN110506454B; CN110506454A; JP6611986B2; JPWO2018185935A1; US10588215B2; WO2018185935A1; US20200022249A1

Abstract

Offenbart wird eine Zwischenplattenverbindungsstruktur, die aufweist: einen Signalleitungsleiter (22), der in einer äußeren Schicht der gedruckten Schaltung (100) bereitgestellt ist, einen Signalleitungsleiter (24), der sich in einer Richtung vom Signalleitungsleiter (22) zu einem Signalpad (21) verläuft und eine kapazitive Komponente zwischen sich selbst und einem Signalpad (21) bildet, und einen Signalleitungsleiter (23), der von einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Signalleitungsleiter (22) und dem Signalleitungsleiter (24) abzweigt und verläuft und der elektrisch mit dem Signalpad (21) verbunden ist.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Zwischenplattenverbindungsstruktur, die Elektrodenpads zwischen Platten unter Verwendung von Lötbuckeln elektrisch verbindet.
TECHNISCHER HINTERGRUND
In Modulen des Kugelgitter (Ball Grid Array, BGA) -Typs wird eine Zwischenplattenverbindungsstruktur verwendet, die Elektrodenpads zwischen Platten unter Verwendung von Lötbuckeln elektrisch verbindet.
Bei einer herkömmlichen Zwischenplattenverbindungsstruktur wird zur Verringerung einer Parasitärkapazitätskomponente, die zwischen einem Pad auf einer dielektrischen Platte und einem Erdleiter, der in einer inneren Schicht der dielektrischen Platte liegt, gebildet wird, was die Hochfrequenzeigenschaften verbessert, ein Teil des Erdleiters, der direkt unter dem Pad liegt, entfernt, um ein Stanzloch auszubilden. Da das Stanzloch des Erdleiters jedoch eine Kopplung mit einem Draht bewirkt, der in der inneren Schicht der dielektrischen Platte liegt, gibt es den Fall, dass ein solches Stanzloch nicht für eine Zwischenplattenverbindungsstruktur verwendet werden kann.
Zum Beispiel wird im Patentdokument 1 eine Struktur zur Verbesserung der Hochfrequenzeigenschaften ohne Erzeugung von Stanzlöchern in einem Erdleiter beschrieben. In einer Struktur, die im Patentdokument 1 beschrieben wird, werden zum Verbinden eines Substrats und eines Halbleiterelements die Länge einer beschichteten Stichleitung und die Form eines externen Elektrodenpads auf solche Weise eingerichtet, dass die beschichtete Stichleitung und das externe Elektrodenpad in dem Substrat eine Kapazität innerhalb eines gewünschten Frequenzbereichs zeigen.
Ferner wird durch Begrenzen eines Leitungsdrahts, der vom externen Elektrodenpad zu einem Teil verläuft, der mit einem Elektrodenpad des Halbleiterelements verbunden ist, auf einen Bereich innerhalb der Reichweite der elektrischen Einwirkung der beschichteten Stichleitung oder des externen Elektrodenpads eine Leitung mit gleichmäßiger Impedanz implementiert.
LISTE DER ENTGEGENHALTUNGEN
PATENTDOKUMENTE
Patentdokument 1: JP 2001-168236 A
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Jedoch muss in der herkömmlichen Zwischenplattenverbindungsstruktur, die im Patentdokument 1 beispielhaft dargestellt wird, die Größe eines Signalleitungsleiters gegenüber dem Erdleiter erhöht werden, falls eine Erdkapazitätskomponente, die für eine Impedanzanpassung nötig ist, bereitgestellt werden soll. Daher besteht das Problem, dass die Größe der Impedanzanpassungsschaltung zunimmt.
Die vorliegende Offenbarung soll das oben genannte Problem lösen, und daher ist ein Ziel der vorliegenden Offenbarung die Schaffung einer Zwischenplattenverbindungsstruktur, die eine Impedanzanpassungsschaltung verkleinern kann.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Eine Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der vorliegenden Offenbarung weist auf: einen plattenförmigen Erdleiter, der in einer inneren Schicht einer ersten dielektrischen Platte bereitgestellt ist; ein erstes Signalpad, das in einer äußeren Schicht der ersten dielektrischen Platte bereitgestellt ist; ein erstes Massepad, das in der äußeren Schicht der ersten dielektrischen Platte und in einem Bereich, der das erste Signalpad umgibt, bereitgestellt ist; einen kolumnaren Leiter, der den plattenförmigen Erdleiter und das erste Massepad elektrisch verbindet; einen ersten Signalleitungsleiter, der in der äußeren Schicht oder der inneren Schicht der ersten dielektrischen Platte bereitgestellt ist; einen zweiten Signalleitungsleiter, der in einer Richtung vom ersten Signalleitungsleiter zum ersten Signalpad verläuft und eine kapazitive Komponente zwischen dem zweiten Signalleitungsleiter und dem ersten Signalpad bildet; einen dritten Signalleitungsleiter, der von einem Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Signalleitungsleiter und dem zweiten Signalleitungsleiter abzweigt und verläuft und der elektrisch mit dem ersten Signalpad verbunden ist; ein zweites Signalpad, das in einer äußeren Schicht einer zweiten dielektrischen Platte bereitgestellt ist; ein zweites Massepad, das in der äußeren Schicht der zweiten dielektrischen Platte und in einem Bereich, der das zweite Signalpad umgibt, bereitgestellt ist; einen Signalbuckel, der das erste Signalpad und das zweite Signalpad elektrisch verbindet; und einen Massebuckel, der das erste Massepad und das zweite Massepad elektrisch verbindet;
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist kein Stanzloch in dem plattenförmigen Erdleiter, der in der inneren Schicht der ersten dielektrischen Platte liegt, vorgesehen, und der dritte Signalleitungsleiter wird klein gestaltet, um eine Impedanzanpassungsschaltung zu verkleinern, aber trotzdem kann eine Kapazität, die für eine Impedanzanpassung notwendig ist, durch die kapazitive Komponente gewährleistet werden, die zwischen dem ersten Signalpad und dem zweiten Signalleitungsleiter ausgebildet wird. Infolgedessen kann die Impedanzanpassungsschaltung verkleinert werden.
Figurenliste

1A ist eine Querschnittsansicht, welche die Konfiguration eines Moduls zeigt, das eine Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß einer 1. Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufweist;
1B ist eine Querschnittsansicht, die das Modul in der Ebene der Linie A-A' von 1A zeigt, wobei das Modul die Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 1. Ausführungsform aufweist;
1C ist eine Querschnittsansicht, die das Modul in der Ebene der Linie B-B' von 1A zeigt, wobei das Modul die Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 1. Ausführungsform aufweist;
2A ist eine Skizze, die ein Leitermuster in einer äußeren Schicht einer gedruckten Schaltung zeigt, die keinen Abschnitt aufweist, der eine Zwischensignalkapazität bildet;
2B ist eine Skizze, die ein Leitermuster in einer äußeren Schicht einer gedruckten Schaltung zeigt, die einen Abschnitt aufweist, der eine Zwischensignalkapazität bildet;
2C ist ein Graph, der Ergebnisse einer Simulation von Reflexionseigenschaften eines elektromagnetischen Feldes sowohl in einer Zwischenplattenverbindungsstruktur, welche die gedruckte Schaltung von 2A aufweist, als auch in einer Zwischenplattenverbindungsstruktur, welche die gedruckte Schaltung von 2B aufweist, zeigt;
3A ist eine Querschnittsansicht, welche die Konfiguration eines Moduls zeigt, das eine Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß einer 2. Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufweist;
3B ist eine Querschnittsansicht, die das Modul in der Ebene der Linie A-A' von 3A zeigt, wobei das Modul die Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 2. Ausführungsform aufweist;
3C ist eine Querschnittsansicht, die das Modul in der Ebene der Linie B-B' von 3A zeigt, wobei das Modul die Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 2. Ausführungsform aufweist;
4A ist eine Querschnittsansicht, welche die Konfiguration eines Moduls zeigt, das eine Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß einer 3. Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufweist;
4B ist eine Querschnittsansicht, die das Modul in der Ebene der Linie A-A' von 4A zeigt, wobei das Modul die Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 3. Ausführungsform aufweist;
4C ist eine Querschnittsansicht, die das Modul in der Ebene der Linie B-B' von 4A zeigt, wobei das Modul die Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 3. Ausführungsform aufweist;
5A ist eine Querschnittsansicht, welche die Konfiguration eines Moduls zeigt, das eine Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß einer 4. Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufweist;
5B ist eine Querschnittsansicht, die das Modul in der Ebene der Linie A-A' von 5A zeigt, wobei das Modul die Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 4. Ausführungsform aufweist; und
5C ist eine Querschnittsansicht, die das Modul in der Ebene der Linie B-B' von 5A zeigt, wobei das Modul die Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 4. Ausführungsform aufweist.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Um die vorliegende Offenbarung näher zu erläutern, werden nun bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform
1A ist eine Querschnittsansicht, welche die Konfiguration eines Moduls 1 zeigt, das mit einer Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 1. Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung versehen ist, und die eine Ansicht des Moduls 1 entlang der Linie C-C' von 1B zeigt. 1B ist eine Querschnittsansicht des Moduls 1 in der Ebene der Linie A-A' von 1A. Die Linie A-A' teilt jede der folgenden Komponenten: Massepads 14, ein Signalpad 21, einen Signalleitungsleiter 22, einen Signalleitungsleiter 23 und einen Signalleitungsleiter 24 in einer Dickenrichtung in zwei Teile. 1C ist eine Querschnittsansicht des Moduls 1 in der Ebene der Linie B-B' von 1A. Die Linie B-B' teilt einen plattenförmigen Erdleiter 11 in der Dickenrichtung in zwei Teile.
Das Modul 1 weist eine gedruckte Schaltung 100 und eine Halbleiterplatte 600 auf, und Elektrodenpads zwischen der gedruckten Schaltung 100 und der Halbleiterplatte 600 werden durch die Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 1. Ausführungsform miteinander verbunden.
Die gedruckte Schaltung 100 ist eine erste dielektrische Platte, in der mindestens ein plattenförmiger Erdleiter 11 in einer inneren Schicht bereitgestellt ist. Jeder plattenförmige Erdleiter 11 ist eine starre Erdung, die überall in einer entsprechenden Ebene in der inneren Schicht der gedruckten Schaltung 100 bereitgestellt ist, wie in 1C gezeigt ist.
Zum Beispiel sind in 1A zwei plattenförmige Erdleiterschichten 11 in der inneren Schicht der gedruckten Schaltung 100 bereitgestellt. Die beiden plattenförmigen Erdleiterschichten 11 sind über mehrere Erddurchgangslöcher 12, die Säulenleiter sind, elektrisch verbunden und werden auf dem gleichen elektrischen Potential gehalten. Durch Bereitstellen der mehreren plattenförmigen Erdleiter 11 können die Massepads 14 zuverlässiger geerdet werden.
Auf einer Vorderseite der gedruckten Schaltung 100 sind die Massepads 14, das Signalpad 21, der Signalleitungsleiter 22, der Signalleitungsleiter 23 und der Signalleitungsleiter 24 bereitgestellt. Die Massepads 14 sind erste Massepads, die in einer äußeren Schicht der gedruckten Schaltung 100 und in einem Bereich, der das Signalpad 21 umgibt, bereitgestellt sind, wie in 1B gezeigt ist. Wie in 1A gezeigt ist, sind die Massepads 14 über Erddurchgangslöcher 13, die Säulenleiter sind, elektrisch mit den plattenförmigen Erdleitern 11 verbunden, so dass die Massepads ein elektrisches Erdpotential haben. Das Signalpad 21 ist ein erstes Signalpad, das in der äußeren Schicht der gedruckten Schaltung 100 bereitgestellt ist.
Der Signalleitungsleiter 22 ist ein erster Signalleitungsleiter, der in der äußeren Schicht der gedruckten Schaltung 100 bereitgestellt ist, und ein Ende des Signalleitungsleiters 22 ist sowohl mit dem Signalleitungsleiter 23 als auch dem Signalleitungsleiter 24 verbunden.
Auch wenn in 1A und 1B gezeigt ist, dass der Signalleitungsleiter 22 in der äußeren Schicht der gedruckten Schaltung 100 angeordnet ist, kann der Signalleitungsleiter 22 auch in der inneren Schicht der gedruckten Schaltung 100 angeordnet sein.
Der Signalleitungsleiter 23 ist ein dritter Signalleitungsleiter, der von einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Signalleitungsleiter 22 und dem Signalleitungsleiter 24 abzweigt und verläuft und der elektrisch mit dem Signalpad 21 verbunden ist, wie in 1B gezeigt ist.
Um eine Kapazität bereitzustellen, die verwendet wird, um die Impedanz anzupassen, und um eine Impedanzanpassungsschaltung zu verkleinern, wird beispielsweise der Signalleitungsleiter 23 von einem Draht gebildet, der eine Drahtbreite aufweist, die kleiner ist als die des Signalleitungsleiters 22 und des Signalleitungsleiters 24, wobei der Draht gebogen ist, so dass er eine lange Strecke zurücklegt, bis er das Signalpad 21 erreicht.
Dadurch, dass der Signalleitungsleiter 23 auf solche Weise entworfen wird, dass der Signalleitungsleiter eine geringere Größe aufweist, wird eine Erdkapazitätskomponente im Signalleitungsleiter 23 verringert.
Der Signalleitungsleiter 24 ist ein zweiter Signalleitungsleiter, der in einer Richtung vom Signalleitungsleiter 22 zum Signalpad 21 verläuft und dessen führendes Ende offen ist und der eine kapazitive Komponente zwischen dem Signalleitungsleiter 24 und dem Signalpad 21 bildet. Dadurch, dass bewirkt wird, dass das führende Ende des Signalleitungsleiters 24 bis nahe an das Signalpad 21 verläuft, so dass das Signalpad 21 und der Signalleitungsleiter 24 einander gegenüberliegen, und somit wird eine kapazitive Komponente, die dem Abstand G entspricht, zwischen dem Signalpad 21 und dem Signalleitungsleiter 24 ausgebildet. Dieser Abschnitt wird als ein Zwischensignalkapazität bildender Abschnitt 25 bezeichnet.
Ferner kann der Signalleitungsleiter 24 so gestaltet sein, dass er weiter entlang des Außenrands des Signalpads 21 verläuft, wie in 1B gezeigt ist. Bei dieser Konfiguration ist ein Abschnitt, wo das Signalpad 21 und der Signalleitungsleiter 24 einander nahe sind, d.h. der Zwischensignalkapazität bildende Abschnitt 25, lang, und daher wird die kapazitive Komponente, die im Zwischensignalkapazität bildenden Abschnitt 25 gebildet wird, größer.
In einem Fall, wo der Abstand G kürzer gestaltet wird als der Abstand H zwischen dem plattenförmigen Erdleiter 11 und dem Signalleitungsleiter 24 in 1A, wird die im Zwischensignalkapazität bildenden Abschnitt 25 gebildete kapazitive Komponente größer.
In der Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 1. Ausführungsform ist der Signalleitungsleiter 23 kleiner gestaltet, so dass seine Erdkapazitätskomponente verkleinert ist, aber trotzdem ist die Kapazität, die für die Impedanzanpassung notwendig ist, sowohl durch die kapazitive Komponente, die im Zwischensignalkapazität bildenden Abschnitt 25 gebildet wird, als auch die Erdkapazitätskomponente im Signalleitungsleiter 24 gewährleistet.
Die Halbleiterplatte 600 ist eine zweite dielektrische Platte, bei der die Massepads 61 und ein Signalpad 71 auf einer Rückseite bereitgestellt sind. Eine Verdrahtungsschicht 601 ist in einer inneren Schicht der Halbleiterplatte 600 bereitgestellt, und mindestens ein Erdleiter 62 und ein Signalleitungsleiter 72 sind in der Verdrahtungsschicht 601 bereitgestellt.
Die Massepads 61 sind zweite Massepads, die in einer äußeren Schicht der Halbleiterplatte 600 bereitgestellt sind, und sind elektrisch mit dem Erdleiter 62 verbunden, der in der inneren Schicht der Halbleiterplatte 600 bereitgestellt ist.
Das Signalpad 71 ist ein zweites Signalpad, das in der äußeren Schicht der Halbleiterplatte 600 bereitgestellt ist, und ist elektrisch mit dem Signalleitungsleiter 72 verbunden, der in der inneren Schicht der Halbleiterplatte 600 bereitgestellt ist.
Nachdem die gedruckte Schaltung 100 und die Halbleiterplatte 600 auf solche Weise angeordnet wurden, dass die Vorderseite der gedruckten Schaltung 100 und die Rückseite der Halbleiterplatte 600 einander gegenüberliegen, werden die Massepads 14 und die Massepads 61 durch Massebuckel 41 elektrisch verbunden, und werden das Signalpad 21 und das Signalpad 71 durch einen Signalbuckel 51 elektrisch verbunden.
Die Massebuckel 41 und die Signalbuckel 51 sind Lotbuckel, und die Elektrodenpads werden beispielsweise durch Aufschmelzen und Verfestigen von Lot elektrisch verbunden.
Wie in 1C gezeigt ist, sind in der Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 1. Ausführungsform keine Stanzlöcher in den plattenförmigen Erdleitern 11 vorgesehen. Aus diesem Grund sind der obere Schaltkreis und der untere Schaltkreis, die einander in der Ebene der Linie B-B', die in 1A gezeigt ist, benachbart sind, zwar voneinander getrennt, aber dadurch werden die Funktionen des oberen Schaltkreises nicht verändert.
Nun wird der Einfluss des Vorhandenseins oder Fehlens des eine Zwischensignalkapazität bildenden Abschnitts 25 auf die Größe der Impedanzanpassungsschaltung erläutert.
2A ist eine Figur, die ein Leitermuster in einer äußeren Schicht einer gedruckten Schaltung 1000 zeigt, die den eine Zwischensignalkapazität bildenden Abschnitt 25 nicht aufweist. 2B ist eine Figur, die das Leitermuster in der äußeren Schicht der gedruckten Schaltung 100 zeigt, die den eine Zwischensignalkapazität bildenden Abschnitt 25 aufweist. 2C ist ein Graph, der Ergebnisse einer Simulation von Reflexionseigenschaften eines elektromagnetischen Feldes sowohl in einer Zwischenplattenverbindungsstruktur, welche die gedruckte Schaltung 1000 von 2A aufweist, als auch in einer Zwischenplattenverbindungsstruktur, welche die gedruckte Schaltung 100 von 2B aufweist, zeigt. Für die Simulation des elektrischen Felds wird ein Werkzeug zum Analysieren eines elektrischen Felds in drei Dimensionen verwendet.
Ein Signalleitungsleiter 240 in der gedruckten Schaltung 1000 geht von einem Signalleitungsleiter 22 aus und ist anstelle des Signalleitungsleiters 24 in der gedruckten Schaltung 100 bereitgestellt. Der Signalleitungsleiter 240 verläuft in einer Richtung weg von einem Signalpad 21, anders als der Signalleitungsleiter 24, und somit ist in der gedruckten Schaltung 1000 kein eine Zwischensignalkapazität bildender Abschnitt 25 ausgebildet.
In 2C wird die Simulation durchgeführt, während die relative Dielektrizitätskonstante von jeder der gedruckten Schaltungen 100 und 1000 auf 3,3 eingestellt ist, die relative Dielektrizitätskonstante der Verdrahtungsschicht 601 auf 3,5 eingestellt ist und die Nennimpedanz auf 50Ω eingestellt ist. Ferner sind sowohl die Zwischenplattenverbindungsstruktur, welche die gedruckte Schaltung 1000 aufweist, als auch die Zwischenplattenverbindungsstruktur, welche die gedruckte Schaltung 100 aufweist, so entworfen, dass sie einen Übereinstimmungspunkt bei der gleichen Frequenz (ungefähr 42 GHz) aufweisen. Infolgedessen sind die Reflexionseigenschaftskurve a der Zwischenplattenverbindungsstruktur, welche die gedruckte Schaltung 1000 aufweist, und die Reflexionseigenschaftskurve a der Zwischenplattenverbindungsstruktur, welche die gedruckte Schaltung 100 aufweist, einander fast gleich, und beide Reflexionseigenschaftskurven verhalten sich gleich.
In einem Fall, wo die Zwischenplattenverbindungsstruktur, die den eine Zwischensignalkapazität bildenden Abschnitt 25 nicht aufweist, und die Zwischenplattenverbindungsstruktur, die den eine Zwischensignalkapazität bildenden Abschnitt 25 aufweist, auf solche Weise gestaltet sind, dass ihre Reflexionseigenschaften sich gleich verhalten, tritt ein erheblicher Unterschied zwischen den Längen L der Signalleitungsleiter 23 in einer Rechts- oder Linksrichtung auf der Seite auf, siehe 2A und 2B.
Während die Länge des Signalleitungsleiters 23A der Zwischenplattenverbindungsstruktur, die den eine Zwischensignalkapazität bildenden Abschnitt 25 nicht aufweist, L=0,40 mm beträgt, wie in 2A gezeigt ist, beträgt die Länge des Signalleitungsleiter 23 der Zwischenplattenverbindungsstruktur, die den eine Zwischensignalkapazität bildenden Abschnitt 25 aufweist, L=0,37 mm, wie in 2B gezeigt ist.
Genauer ist der eine Zwischensignalkapazität bildende Abschnitt 25 wirksam, um die Impedanzanpassungsschaltung zu verkleinern.
Auch wenn in 1A die Zwischenplattenverbindungsstruktur zwischen der gedruckten Schaltung 100 und der Halbleiterplatte 600 gezeigt ist, kann eine andere Art von Platte verwendet werden, solange es möglich ist, die Elektrodenpads zwischen den Platten durch Lotbuckel elektrisch zu verbinden. Zum Beispiel kann statt der Halbleiterplatte 600 eine gedruckte Schaltung verwendet werden, oder es kann eine keramische Platte oder dergleichen verwendet werden.
Auch wenn in 1B der Fall gezeigt ist, wo jedes der mehreren Massepads 14 unabhängig in der äußeren Schicht der gedruckten Schaltung 100 bereitgestellt ist, können die mehreren Massepads 14 in der äußeren Schicht der gedruckten Schaltung 100 elektrisch miteinander verbunden sein. In diesem Fall werden die Massepads in einer Öffnung eines Lötstopplacks ausgebildet.
Wie oben angegeben, sind in der Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 1. Ausführungsform keine Stanzlöcher in den plattenförmigen Erdleitern 11, die in der inneren Schicht der gedruckten Schaltung 100 liegen, bereitgestellt, und der Signalleitungsleiter 23 ist kleiner gestaltet, um die Impedanzanpassungsschaltung zu verkleinern, aber trotzdem kann eine Kapazität, die für eine Impedanzanpassung notwendig ist, durch die kapazitive Komponente, die in dem eine Zwischensignalkapazität bildenden Abschnitt 25 gebildet wird, und die Erdkapazitätskomponente im Signalleitungsleiter 24 gewährleistet werden. Infolgedessen kann die Impedanzanpassungsschaltung verkleinert werden.
Dadurch, dass der Signalleitungsleiter 24 mit einem Draht konfiguriert wird, der entlang des Außenrands des Signalpads 21 verläuft, wird ferner der eine Zwischensignalkapazität bildende Abschnitt 25 verlängert, und somit wird es einfach, einen Kapazitätswert bereitzustellen.
Ausführungsform
3A ist eine Querschnittsansicht, welche die Konfiguration eines Moduls 1A zeigt, das eine Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 2. Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufweist, und zeigt das Modul 1A entlang der Linie C-C' von 3B. 3B ist eine Querschnittsansicht des Moduls 1A in der Ebene der Linie A-A' von 3A. Die Linie A-A' teilt jede der folgenden Komponenten: Massepads 14, ein Signalpad 21, einen Signalleitungsleiter 22, einen Signalleitungsleiter 23 und einen Signalleitungsleiter 24A in der Dickenrichtung in zwei Teile. 3C ist eine Querschnittsansicht des Moduls 1A in der Ebene der Linie B-B' von 3A. Die Linie B-B' teilt einen plattenförmigen Erdleiter 11 in der Dickenrichtung in zwei Teile.
In 3A, 3B und 3C sind Komponenten, die denen gleich sind, die in 1A, 1B und 1C gezeigt sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und auf eine Erläuterung der Komponenten wird ab jetzt verzichtet.
Das Modul 1A weist eine gedruckte Schaltung 100A und eine Halbleiterplatte 600 auf, und Elektrodenpads zwischen der gedruckten Schaltung 100A und der Halbleiterplatte 600 werden durch die Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 2. Ausführungsform miteinander verbunden.
Die gedruckte Schaltung 100A ist eine erste dielektrische Platte, in der mindestens ein plattenförmiger Erdleiter 11 in einer inneren Schicht bereitgestellt ist. Jeder plattenförmige Erdleiter 11 ist eine massive Erdung, die überall in einer entsprechenden Ebene der inneren Schicht der gedruckten Schaltung 100A bereitgestellt ist, wie in 3C gezeigt ist, und in keinem der plattenförmigen Erdleiter ist ein Stanzloch bereitgestellt.
Zum Beispiel sind in 3A zwei plattenförmige Erdleiterschichten 11 in der inneren Schicht der gedruckten Schaltung 100A bereitgestellt. Die beiden plattenförmigen Erdleiterschichten 11 sind über mehrere Erddurchgangslöcher 12, die Säulenleiter sind, elektrisch verbunden und werden auf dem gleichen elektrischen Potential gehalten. Durch Bereitstellen der mehreren plattenförmigen Erdleiter 11 können die Massepads 14 zuverlässiger geerdet werden.
Auf einer Vorderseite der gedruckten Schaltung 100A sind die Massepads 14, das Signalpad 21, der Signalleitungsleiter 22, der Signalleitungsleiter 23 und der Signalleitungsleiter 24A bereitgestellt.
Der Signalleitungsleiter 24A ist ein zweiter Signalleitungsleiter, der einen Teil, der von dem in 3B gezeigten Signalleitungsleiter 22 verläuft, einen in 3A gezeigten Signalleitungsleiter 27, der in der inneren Schicht der gedruckten Schaltung 100A bereitgestellt ist, und ein in 3A gezeigtes Signalleitungsdurchgangsloch 26 aufweist. Zum Beispiel ist im Signalleitungsleiter 24A der Teil, der in einer Richtung vom Signalleitungsleiter 22 zum Signalpad 21 verläuft, über das Signalleitungsdurchgangsloch 26 elektrisch mit dem Signalleitungsleiter 27 verbunden.
Der Signalleitungsleiter 27 verläuft aufwärts bis zu einem Bereich, der einen Punkt unmittelbar unterhalb des Signalpads 21 einschließt, auf solche Weise, dass er dem Signalpad 21 in Bezug auf eine Dickenrichtung der gedruckten Schaltung 100A gegenüberliegt, und dass eine kapazitive Komponente zwischen dem Signalpad 21 und dem Signalleitungsleiter 27 gebildet wird. Dieser Abschnitt wird als ein Zwischensignalkapazität bildender Abschnitt 25A bezeichnet.
Ein vorderes Ende des Signalleitungsleiters 27 kann eine Form wie etwa eine Kreis- oder eine Rechteckform aufweisen.
In der Plattenverbindungsstruktur gemäß der 2. Ausführungsform ist der Signalleitungsleiter 23 so entworfen, dass er eine geringe Größe aufweist, um eine Impedanzanpassungsschaltung zu verkleinern, aber trotzdem wird eine Kapazität, die für eine Impedanzanpassung notwendig ist, durch die in dem eine Zwischensignalkapazität bildenden Abschnitt 25A gebildete kapazitive Komponente gewährleistet.
In der Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 2. Ausführungsform liegen sich eine Pad-Oberfläche des Signalpads 21 und eine Verdrahtungsoberfläche des Signalleitungsleiters 27 (eine Oberfläche in einer Breitenrichtung des Signalleitungsleiters 27) gegenüber, und daher kann ein höherer Kapazitätswert bereitgestellt werden als bei einer Konfiguration, in der das Signalpad 21 und der Signalleitungsleiter 24 nahe zueinander gebracht werden, als 1. Ausführungsform.
Infolgedessen kann eine Kapazität, die für eine Impedanzanpassung notwendig ist gewährleistet werden, obwohl die Größe der Signalleitungsleiters 23 gegenüber der Konfiguration, die in der 1. Ausführungsform gezeigt wurde, verkleinert ist.
Auch wenn bei einer typischen gedruckten Schaltung der Abstand eines Leitermusters in der Größenordnung von 100 µm bis 200 µm liegt, ist es bei der Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 1. Ausführungsform der Abstand G, der es möglich macht, eine Kapazität in der Größenordnung von einigen zehn µm bereitzustellen, die für eine Impedanzanpassung notwendig ist.
Im Gegensatz dazu wird in der Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 2. Ausführungsform ein geeigneter Kapazitätswert abhängig von der Größe und der Position des Signalleitungsleiters 27 in der inneren Schicht bereitgestellt. Aus diesem Grund ist eine Mikrofabrikation eines Leitermusters in der Größenordnung von einigen zehn µm nicht nötig .
Wie oben angegeben, ist in der Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 2. Ausführungsform der Signalleitungsleiter 27 in der inneren Schicht der gedruckten Schaltung 100A bereitgestellt und liegt dem Signalpad 21 in Bezug auf die Dickenrichtung der gedruckten Schaltung 100A gegenüber. Durch Bereitstellen dieser Konfiguration ist eine Feinverdrahtung auf der äußeren Schicht der gedruckten Schaltung 100A nicht nötig, was zu dem in der 1. Ausführungsform gezeigten Vorteil hinzukommt. Infolgedessen kann eine genormte gedruckte Schaltung verwendet werden, der Grad der Flexibilität bei der Wahl der Platte kann erhöht werden und eine Senkung der Kosten für die Platte kann ebenfalls erreicht werden.
Ausführungsform
4A ist eine Querschnittsansicht, welche die Konfiguration eines Moduls 1B zeigt, das eine Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 3. Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufweist, und zeigt das Modul 1B entlang der Linie C-C' von 4B. 4B ist eine Querschnittsansicht des Moduls 1B in der Ebene der Linie A-A' von 4A. Die Linie A-A' teilt jede der folgenden Komponenten: Massepads 14, ein Signalpad 21, einen Signalleitungsleiter 22, einen Signalleitungsleiter 23 und einen Signalleitungsleiter 24B in der Dickenrichtung in zwei Teile. 4C ist eine Querschnittsansicht des Moduls 1B in der Ebene der Linie B-B' von 4A. Die Linie B-B' teilt einen plattenförmigen Erdleiter 11 in der Dickenrichtung in zwei Teile.
Das Modul 1B weist eine gedruckte Schaltung 100B und eine Halbleiterplatte 600 auf, und Elektrodenpads zwischen der gedruckten Schaltung 100B und der Halbleiterplatte 600 werden durch die Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 3. Ausführungsform miteinander verbunden.
Die gedruckte Schaltung 100B ist eine erste dielektrische Platte, in der mindestens ein plattenförmiger Erdleiter 11 in einer inneren Schicht bereitgestellt ist. Jeder plattenförmige Erdleiter 11 ist eine massive Erdung, die überall in einer entsprechenden Ebene der inneren Schicht der gedruckten Schaltung 100B bereitgestellt ist, wie in 4C gezeigt ist, und in keinem der plattenförmigen Erdleiter ist ein Stanzloch bereitgestellt.
Zum Beispiel sind in 4A zwei plattenförmige Erdleiterschichten 11 in der inneren Schicht der gedruckten Schaltung 100B bereitgestellt. Die beiden plattenförmigen Erdleiterschichten 11 sind über mehrere Erddurchgangslöcher 12, die Säulenleiter sind, elektrisch verbunden und werden auf dem gleichen elektrischen Potential gehalten. Durch Bereitstellen der mehreren plattenförmigen Erdleiter 11 können die Massepads 14 zuverlässiger geerdet werden.
Auf einer Vorderseite der gedruckten Schaltung 100B sind die Massepads 14, das Signalpad 21, der Signalleitungsleiter 22, der Signalleitungsleiter 23 und der Signalleitungsleiter 24B bereitgestellt.
Der Signalleitungsleiter 24B ist ein zweiter Signalleitungsleiter, der vom Signalleitungsleiter 22 entlang des Außenrands des Signalpads 21 verläuft und sich ferner entlang des Außenrands eines Massepads 14 verläuft, wie in 4B gezeigt ist.
In der Plattenverbindungsstruktur gemäß der 3. Ausführungsform wird zwischen dem Signalpad 21 und dem Signalleitungsleiter 24B eine kapazitive Komponente ausgebildet, wie im Falle der 1. Ausführungsform, und ferner wird zwischen dem Massepad 14 und dem Signalleitungsleiter 24B eine kapazitive Komponente ausgebildet. Der Abschnitt zwischen dem Massepad 14 und dem Signalleitungsleiter 24B wird als ein eine Signal-zu-Erde-Kapazität ausbildender Abschnitt 28 bezeichnet.
Da sich der Signalleitungsleiter 24B entlang des Außenrands des Signalpads 21 verläuft und danach weiter entlang des Außenrands des Massepads 14 verläuft, ist die Drahtlänge des Signalleitungsleiters 24B größer als die des in der 1. Ausführungsform gezeigten Signalleitungsleiters 24. Infolgedessen wird auch eine Erdkapazitätskomponente, die zwischen dem Signalleitungsleiter 24B und dem plattenförmigen Erdleiter 11 gebildet wird, größer.
In der Plattenverbindungsstruktur gemäß der 3. Ausführungsform wird eine Kapazität, die für eine Impedanzanpassung notwendig ist, durch die kapazitive Komponente, die im eine Zwischensignalkapazität bildenden Abschnitt 25 ausgebildet wird, durch die kapazitive Komponente, die in dem eine Signal-zu-Erde-Kapazität ausbildenden Abschnitt 28 ausgebildet wird, und die Erdkapazitätskomponente im Signalleitungsleiter 24B gewährleistet.
Infolgedessen kann die Plattenverbindungsstruktur gemäß der 3. Ausführungsform einen Kapazitätswert bereitstellen, der höher ist als die der Konfiguration, in der das Signalpad 21 und der Signalleitungsleiter 24 nahe aneinander gebracht werden, als 1. Ausführungsform, und somit eine Kapazität, die für eine Impedanzanpassung notwendig ist, bereitstellen, obwohl der Signalleitungsleiter 23 kleiner gestaltet ist als in der in der 1. Ausführungsform gezeigten Konfiguration.
Der Signalleitungsleiter 24B bewirkt keine Vergrößerung des Bereichs einer Impedanzanpassungsschaltung, da die Drahtlänge des Signalleitungsleiters 24B verlängert ist, ohne die Anordnung der Massepads 14 und des Signalpads 21 zu ändern, wie in 4B gezeigt ist.
Wie oben angegeben, verläuft in der Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 3. Ausführungsform der Signalleitungsleiter 24B entlang des Außenrands des Signalpads 21 und bildet eine kapazitive Komponente zwischen dem Signalleitungsleiter 24B und dem Signalpad 21 und verläuft weiter entlang des Außenrands eines Massepads 14 und bildet eine kapazitive Komponente zwischen dem Signalleitungsleiter 24B und dem Massepad 14.
Durch eine solche Gestaltung kann die Erdkapazitätskomponente, die für die Impedanzanpassung nötig ist, vergrößert werden, ohne eine Vergrößerung des Bereichs der Impedanzanpassungsschaltung zu bewirken.
Ausführungsform
5A ist eine Querschnittsansicht, welche die Konfiguration eines Moduls 1C zeigt, das eine Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 4. Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufweist, und zeigt das Modul 1C entlang der Linie C-C' von 5B. 5B ist eine Querschnittsansicht des Moduls 1C in der Ebene der Linie A-A' von 5A. Die Linie A-A' teilt jede der folgenden Komponenten: Massepads 14, ein Signalpad 21, einen Signalleitungsleiter 22, einen Signalleitungsleiter 23 und einen Signalleitungsleiter 24C in der Dickenrichtung in zwei Teile. 5C ist eine Querschnittsansicht des Moduls 1C in der Ebene der Linie B-B' von 5A. Die Linie B-B' teilt einen plattenförmigen Erdleiter 11 in der Dickenrichtung in zwei Teile.
Das Modul 1C weist eine gedruckte Schaltung 100C und eine Halbleiterplatte 600 auf, und Elektrodenpads zwischen der gedruckten Schaltung 100C und der Halbleiterplatte 600 werden durch die Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 4. Ausführungsform miteinander verbunden.
Die gedruckte Schaltung 100C ist eine erste dielektrische Platte, in der mindestens ein plattenförmiger Erdleiter 11 in einer inneren Schicht bereitgestellt ist. Jeder plattenförmige Erdleiter 11 ist eine starre Erdung, die überall in einer entsprechenden Ebene der inneren Schicht der gedruckten Schaltung 100C bereitgestellt ist, wie in 5C gezeigt ist, und in keinem der plattenförmigen Erdleiter ist ein Stanzloch bereitgestellt.
Zum Beispiel sind in 5A zwei plattenförmige Erdleiterschichten 11 in der inneren Schicht der gedruckten Schaltung 100C bereitgestellt. Die beiden plattenförmigen Erdleiterschichten 11 sind über mehrere Erddurchgangslöcher 12, die Säulenleiter sind, elektrisch verbunden und werden auf dem gleichen elektrischen Potential gehalten. Durch Bereitstellen der mehreren plattenförmigen Erdleiter 11 können die Massepads 14 zuverlässiger geerdet werden.
Auf einer Vorderseite der gedruckten Schaltung 100C sind die Massepads 14, das Signalpad 21, der Signalleitungsleiter 22, der Signalleitungsleiter 23 und der Signalleitungsleiter 24C bereitgestellt.
Der Signalleitungsleiter 24C ist ein zweiter Signalleitungsleiter, der zwischen dem Signalpad 21 und einem benachbarten Massepad 14 entlang des Außenrands des Massepads 21 und um dieses herum verläuft, wie in 5B gezeigt ist.
Da der Signalleitungsleiter 24C entlang des Außenrands des Signalpads 21 und um dieses herum verläuft, ist ein Abschnitt, wo das Signalpad 21 und der Signalleitungsleiter 24C einander nahe sind, d.h. ein eine Zwischensignalkapazität bildender Abschnitt 25, lang. Infolgedessen ist eine kapazitive Komponente, die in dem eine Zwischensignalkapazität bildenden Abschnitt 25 ausgebildet wird, im Vergleich zu der in der in 1B gezeigten Konfiguration vergrößert.
Außerdem ist die Drahtlänge des Signalleitungsleiters 24C um die Länge des Teils, der entlang des Außenrands des Signalpads 21 um diesen herum verläuft, größer als die des in der 1. Ausführungsform gezeigten Signalleitungsleiters 24. Infolgedessen wird auch eine Erdkapazitätskomponente, die zwischen dem Signalleitungsleiter 24C und dem plattenförmigen Erdleiter 11 gebildet wird, größer.
Auch wenn in der Plattenverbindungsstruktur gemäß der 4. Ausführungsform der Signalleitungsleiter 23 so gestaltet ist, dass er eine geringe Größe aufweist, wird somit die Kapazität, die für die Impedanzanpassung notwendig ist, sowohl durch die kapazitive Komponente, die im Zwischensignalkapazität bildenden Abschnitt 25 gebildet wird, als auch die Erdkapazitätskomponente im Signalleitungsleiter 24C gewährleistet.
Infolgedessen kann die Plattenverbindungsstruktur gemäß der 4. Ausführungsform einen Kapazitätswert bereitstellen, der höher ist als die der Konfiguration, in der das Signalpad 21 und der Signalleitungsleiter 24 nahe aneinander gebracht werden, als 1. Ausführungsform, und somit eine Kapazität, die für eine Impedanzanpassung notwendig ist, bereitstellen, obwohl der Signalleitungsleiter 23 kleiner gestaltet ist als in der in der 1. Ausführungsform gezeigten Konfiguration.
Auch wenn in 5B gezeigt ist, dass der Signalleitungsleiter 24C so ausgebildet ist, dass er ungefähr um die Hälfte des Außenrands des Signalpads 21 verläuft, kann der Signalleitungsleiter 24C so ausgebildet werden, dass er über mehr als die Hälfte des Außenrands des Signalpads verläuft.
Da die Drahtlänge des Signalleitungsleiters 24C vergrößert wird, ohne die Anordnung der Massepads 14 und des Signalpads 21 zu ändern, wie in 5B gezeigt ist, wird ferner keine Vergrößerung des Bereichs einer Impedanzanpassungsschaltung bewirkt.
Wie oben angegeben verläuft in der Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der 4. Ausführungsform der Signalleitungsleiter 24C zwischen dem Signalpad 21 und einem dazu benachbarten Massepad 14 entlang des Außenrands des Signalpads 21 und um dieses herum. Durch eine solche Gestaltung kann die Erdkapazitätskomponente, die für die Impedanzanpassung nötig ist, vergrößert werden, ohne eine Vergrößerung des Bereichs der Impedanzanpassungsschaltung zu bewirken.
Es sei klargestellt, dass innerhalb des Bereichs der vorliegenden Offenbarung eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr der oben genannten Ausführungsformen vorgenommen werden kann, dass verschiedene Änderungen an einer beliebigen Komponente in jeder der oben genannten Ausführungsformen vorgenommen werden können oder eine beliebige Komponente in jeder der oben genannten Ausführungsformen weggelassen werden kann.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Da die Zwischenplattenverbindungsstruktur gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Impedanzanpassungsschaltung verkleinern kann, eignet sich die Zwischenplattenverbindungsstruktur für verschiedene Arten von Hochfrequenzübertragungsschaltkreisen.
Bezugszeichenliste
1, 1A bis 1C Modul, 11 plattenförmiger Erdleiter, 12, 13 Erddurchgangsloch, 14, 61 Massepad, 21, 71 Signalpad, 22 bis 24, 24A bis 24C, 27, 72, 240 Signalleitungsleiter, 25, 25A Zwischensignalkapazität bildender Abschnitt, 26 Signalleitungsdurchgangsloch, 28 Signal-zu-Erde-Kapazität bildender Abschnitt, 41 Massebuckel, 51 Signalbuckel, 62 Erdleiter, 100, 100A bis 100C, 1000 gedruckte Schaltung, 600 Halbleiterplatte; und 601 Verdrahtungsschicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2001168236 A [0006]

Claims

Zwischenplattenverbindungsstruktur, umfassend: einen plattenförmigen Erdleiter, der in einer inneren Schicht einer ersten dielektrischen Platte bereitgestellt ist; ein erstes Signalpad, das in einer äußeren Schicht der ersten dielektrischen Platte bereitgestellt ist; ein erstes Massepad, das in der äußeren Schicht der ersten dielektrischen Platte und in einem Bereich, der das erste Signalpad umgibt, bereitgestellt ist; einen kolumnaren Leiter, der den plattenförmigen Erdleiter und das erste Massepad elektrisch verbindet; einen ersten Signalleitungsleiter, der in der äußeren Schicht oder der inneren Schicht der ersten dielektrischen Platte bereitgestellt ist; einen zweiten Signalleitungsleiter, der in einer Richtung vom ersten Signalleitungsleiter zum ersten Signalpad verläuft und eine kapazitive Komponente zwischen dem zweiten Signalleitungsleiter und dem ersten Signalpad bildet; einen dritten Signalleitungsleiter, der von einem Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Signalleitungsleiter und dem zweiten Signalleitungsleiter abzweigt und verläuft und der elektrisch mit dem ersten Signalpad verbunden ist; ein zweites Signalpad, das in einer äußeren Schicht einer zweiten dielektrischen Platte bereitgestellt ist; ein zweites Massepad, das in der äußeren Schicht der zweiten dielektrischen Platte und in einem Bereich, der das zweite Signalpad umgibt, bereitgestellt ist; einen Signalbuckel, der das erste Signalpad und das zweite Signalpad elektrisch verbindet; und einen Massebuckel, der das erste Massepad und das zweite Massepad elektrisch verbindet.
Zwischenplattenverbindungsstruktur nach Anspruch 1, wobei der zweite Signalleitungsleiter entlang eines Außenrands des ersten Signalpads verläuft und eine Seitenfläche in einer Dickenrichtung des zweiten Signalleitungsleiters einer Seitenfläche in einer Dickenrichtung des ersten Signalpads zwischen dem zweiten Signalleitungsleiter und dem ersten Signalpad gegenüberliegt.
Zwischenplattenverbindungsstruktur nach Anspruch 1, wobei der zweite Signalleitungsleiter in der inneren Schicht der ersten dielektrischen Platte bereitgestellt ist und dem ersten Signalpad in Bezug auf eine Dickenrichtung der ersten dielektrischen Platte gegenüberliegt.
Zwischenplattenverbindungsstruktur nach Anspruch 2, wobei der zweite Signalleitungsleiter ferner entlang eines Außenrands des ersten Massepads verläuft und eine kapazitive Komponente zwischen dem zweiten Signalleitungsleiter und dem ersten Massepad bildet.
Zwischenplattenverbindungsstruktur nach Anspruch 2, wobei der zweite Signalleitungsleiter zwischen dem ersten Signalpad und dem ersten Massepad benachbart zum ersten Signalpad, entlang des Außenrands des ersten Signalpads und um dieses herum verläuft.