JP2000124015A - 低クロスト―クのボ―ルグリッドアレイ抵抗器回路網 - Google Patents
低クロスト―クのボ―ルグリッドアレイ抵抗器回路網Info
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Abstract
器回路網を提供する。 【解決手段】 基板11は、上面12と底面13を有す
る。抵抗器14は、上面12に位置づける。導体16も
上面12に位置づけ、そして抵抗器14の各端部15に
電気的に接続する。ビア18は、基板11を貫通して延
在し、そして導体19に電気的に接続する。ハンダ球2
8は、底面13に配置し、そしてこれらはビア18に電
気的に接続する。抵抗器14の各々の1つの端部17
は、1つの共通導体20を通して共通に電気的に接続す
る。この共通にした抵抗器は、この共通導体20を通し
て1つの共通ビア22に電気的に接続する。本抵抗器回
路網は、抵抗器間のクロストーク・ノイズを最小限に
し、また高密度の中間接続を提供する。
Description
器用の抵抗器に関するものである。詳細には、本発明
は、球状のハンダ接続を使用しかつ低ノイズ特性を有す
る高密度の回路網またはアレイ・パッケージに装着する
1群のインピーダンス・マッチングまたは終端する抵抗
器である。
号ラインを終端するのに使用されることにより、プリン
ト回路ボードを代表とする伝送構造を通しての望ましく
ない反射を最小限にする。ほとんどの応用においては、
この終端は、伝送ラインの終端部に、この伝送ラインの
インピーダンスとマッチングする抵抗をもつ抵抗器を置
くことにより行われる。この抵抗器の一端は、共通の終
端電圧に接続され、その他端は、信号ラインに接続され
る。これらの応用に対しては、バス接続された抵抗器回
路網(bussed resistor network)が便利な解決法であ
るが、その理由は、終端の一端が信号ライン全てに共通
しているからである。
ョンを含む以前の抵抗器回路網設計では、抵抗器群と導
体配列を有していて、その個々の導体ラインが共通ポイ
ントに結合されるまでに回路網上をある距離の長さだけ
延在している。これは必要とされるものであるが、それ
は、外部のオフ抵抗器回路網接続の全てがデバイスの周
辺において作られ、しかも導体がこのデバイスの周辺か
ら個々の抵抗器まで延在しなければならないからであ
る。この長たらしいライン長は、各々の抵抗器/導体対
が隣接する抵抗器/導体対との間でより高い相互インダ
クタンスをもたせ、またこの抵抗器回路網が電子デバイ
ス内のトランジスタを同時にスイッチングするための終
端またはインピーダンス・マッチングする抵抗器として
その代表的な用途で用いられるときには、それは、かな
りのクロストーク・ノイズを抵抗器/導体対間に結合さ
せてしまう。半導体デバイスのトランジスタ密度および
速度が上昇するにつれ、誤った信号を生じさせるクロス
トーク・ノイズの問題は、電子パッケージのあらゆる領
域における問題の多くを占めるようになり、したがって
これは、電子パッケージを設計するときは考慮に入れな
ければならない。さらに、高い周波数においては、共通
終端ラインの高いインダクタンスは、伝送ラインの終端
部に高いインピーダンスを出現させる。
の回路網の利点にも拘わらず、そのどれも、プリント回
路ボード上の単位面積当たりの高密度の相互接続でもっ
て容易にあるいは経済的に製造することはできていな
い。特に、抵抗器回路網の周辺上にのみ電気接続を設け
ることは、電気リードをデバイスの縁に密に配置させる
ことになる一方、デバイスの内側の領域は、電気相互接
続に対しては使用されていない。
したがって高密度で低クロストーク・ノイズのしかも信
号保全性を向上させた抵抗器回路網に対し、現在満たさ
れておらずしかも長い間意識されているニーズがある。
であり、その各特許は、サポート技術として参照により
本文に含めることとする。米国特許4,945,399号は、集
積した分布デカップリング・キャパシタを備えた電子パ
ッケージである。米国特許5,557,502号は、ボールグリ
ッドアレイ・パッケージである。米国特許4,300,115号
は、多層ビア抵抗器である。米国特許4,658,234号は、
抵抗器回路網である。米国特許5,621,619号は、スペー
サおよびハンダ・バリアを有する全てセラミックの表面
実装のsipおよびdip回路網である。米国特許5,37
9,190号は、チップ・タイプの複合電子パーツ並びにそ
の製造方法である。米国特許4,332,341号は、ソリッド
相のハンダ・ボンディングを使用する回路パッケージの
製作である。米国特許5,539,186号は、温度制御された
多層モジュールである。米国特許5,216,404号は、SI
C薄膜サーミスタである。米国特許4,654,628号は、回
路網抵抗器ユニットである。米国特許5,661,450号は、
低インダクタンスの終端抵抗器アレイである。
現行技術水準を反映するものであり、そしてこれらは、
本願の審査に関連することのある情報の開示において出
願人の認知する誠実義務を履行するという点から提示す
る。しかし、これら特許のいずれも、単独であるいは組
み合わせて考慮しても、本願出願人の保護を請求する発
明を教示しもしくは自明のものとするものではない。
アクティブな電子デバイスを終端する抵抗器回路網であ
って、隣接する抵抗器およびこれら抵抗器を他の電子パ
ッケージに接続する導体間のクロストーク・ノイズが低
い抵抗器回路網を提供することである。詳細には、基板
と、クロストーク・ノイズを最小限にするような構成で
配置したいくつかの抵抗器と導体とおよびビアがある。
ハンダ球は、抵抗器をプリント回路ボードのような他の
電子回路に接続するのに使用する。
抵抗器回路網を提供することである。抵抗器回路網は、
上面および底面を有する基板をもつ。その上面には、い
くつかの抵抗器を配置する。いくつかの導体は、その上
面に配置し、そして抵抗器の各端部に電気的に接続す
る。いくつかのビアは、基板を貫通して延在し、導体に
電気的に接続する。いくつかのハンダ球は、底面上に配
置し、そしてビアに電気的に接続する。抵抗器の各々の
1つの端部は、1つの共通導体を通して共通に電気的接
続する。共通にした抵抗器は、その共通導体を通して1
つの共通のビアに電気的に接続する。ビアは、1つのハ
ンダ球に電気的に接続する。
トーク・ノイズを最小限にすることである。本発明の1
つの特徴は、導体および抵抗器の上に配置したカバー・
コートを提供することである。本発明の1つの特徴は、
共通導体のインダクタンスを最小限にする星形形状を備
えた共通導体を提供することである。本発明の1つの特
徴は、星形形状の中心近くに概して配置した共通ビアを
提供することである。
1つにあるのではなく、本文に開示し特許を請求するこ
れら特徴全ての特定の組合せにあり、したがって本発明
は、指定した機能のためのその構造全体のこの組合せに
おいて、従来の技術とは区別することができる。
てかなり広くその概略を述べることにより、以下の本発
明の詳細な説明が理解し易くなるようにし、また当該分
野に対する本発明の貢献がより一層認識できるようにす
る。もちろん、本発明の更なる特徴についても以下に記
述し、これらは特許請求の範囲の主題を成すものであ
る。当業者には理解されるように、好ましい実施形態
は、本発明の種々の目的を実施するためのその他の構
造、方法およびシステムの設計の基礎として容易に使用
することができる。したがって、重要なことは、請求項
が、そのような等価な構成を、これらが本発明の要旨お
よび範囲から逸脱しないため、包含するものとみなされ
ることである。
いことに注意されたい。これら図面は、単なる例示に過
ぎず、本発明の特定のパラメータを描写することを意図
していない。これら図面は、本発明の代表的な実施形態
を描写することを意図しており、したがって本発明の範
囲を限定するものとみなされるべきではない。本発明
は、これら添付の図面を通してより具体的にかつ詳細に
説明する。本発明の記述は、例えば、上方、下方、上、
底、右、左のような記述用語を包含する。これら用語
は、本発明のパーツの一般的な方位を与えることを意味
しており、本発明の範囲について限定することを意味す
るものではない。
低クロストーク・ノイズの抵抗器回路網アセンブリ10
を示している。特に、抵抗器回路網アセンブリ10は、
プレーナ基板11を有し、これは、上面12と底面13
とを有している。基板11は、好ましくは、アルミナ酸
化物(alumina oxide)のようなセラミック材料から作
る。抵抗器14は、在来の厚膜抵抗器処理技術により、
上面12上に配置しトリムする。抵抗器14は、第1の
端部15と第2の端部17とを有している。在来の厚膜
導体処理技術により、上側導体16は上面12に配置
し、底側導体21は底面13に配置する。導体16は、
抵抗器14の第1端部15に電気的に接続する。導体1
6と抵抗器14は、僅かにオーバーラップしそして焼成
して処理中に機械的および電気的ボンドを形成する。
けし、そして第2の抵抗器端部17と電気的に接続す
る。底側導体23は、底面13上に位置づける。セラミ
ック基板11は、この中に形成した円柱状のビア18を
有し、これは、基板11を貫通して延在しそして導電性
ビア充填剤19で充填する。同様に、円柱状の共通ビア
22は、基板11を貫通し、そして共通の導電性ビア充
填剤24で充填する。ビア充填材料は、在来の厚膜導体
であり、これは、ビア内へスクリーンして焼成する。ビ
ア充填剤19は、上側および底側の導体16および21
と電気的に接続する。共通ビア充填剤24は、上側およ
び底側の共通導体20および23と電気的に接続する。
ハンダ球28は、底側導体21および23に機械的およ
び電気的に取り付ける。このハンダ球は、10%がスズ
で90%が鉛であり、これは、アルファ・メタルズ社
(alpha metals corporation)から市販されている。ハ
ンダ球28は、リフローさせたハンダ・ペースト29に
より導体21および23に取り付ける。このリフローさ
せるハンダ・ペーストは、63%鉛で37%スズであ
り、これは低い融点を有する。終端電圧は、共通ビア2
2に対し球28を介して印加し、そして球28は、プリ
ント回路ボード上のような外部の電気回路に接続する。
カバー・コート26は、上記の抵抗器、導体、共通導体
上に配置して、本抵抗器回路網を腐食および摩耗から保
護する。
して共通ビア22は、この星形形状の中心付近に概して
位置づけている。上側共通導体20の星形形状は、ビア
22を介してハンダ球28に接続した終端電圧に対する
短い共通接続を提供し、そして共通導体23のインダク
タンスを最小限にし、これが抵抗器/導体対間のクロス
トーク・ノイズを最小限にする。
面を示しており、カバー・コート26を除去してある。
図4は、抵抗器回路網アセンブリ10の電気回路を示し
ている。抵抗器14は、端子30を介して、終端を希望
する個々の信号ラインに接続する。共通端子32は、大
きさが+Vの終端電圧に接続している。抵抗器14の値
は、終端する信号ラインのインピーダンス値にマッチン
グするように選ぶ。
ロセス・シーケンスにより組み立てる。 1.ビア充填剤19および24を、基板11のビア18
および22にスクリーンする。 2.オーブンで焼成する。 3.導体16および20を上面12にスクリーンする。 4.オーブンで焼成する。 5.導体21および23を底面13にスクリーンする。 6.オーブンで焼成する。 7.抵抗器14を上面12上にスクリーンする。 8.オーブンで焼成する。 9.抵抗器14を適当な抵抗値にレーザでトリミングす
る。 10.カバー・コート26をスクリーンして硬化させ
る。 11.ハンダ・ペースト29を導体21および23上に
スクリーンする。 12.ハンダ球28を導体21および23上に置く。 13.ハンダ・ペースト29をリフローさせて、球28
を導体21および23にボンディングする。 14.アセンブリ10をテストする。
ましい実施形態を実現する種々の異なった方法がある。
例えば、基板14をセラミックから作るように考えてい
るが、ポリアミド(polyamide)あるいはFR4のよう
なその他の適当な材料も機能する。これら材料は、異な
った抵抗器システムを必要とする。さらに、8個の抵抗
器14の1つのグループのみを基板11上に示したが、
これより多いあるいは少ない抵抗器14を共通ビア22
に結合することもできる。2以上のグループの抵抗器回
路網10を1つの基板11に配置することもできる。
貫通するその他の電気的接続を有するようにすることも
可能である。ビア充填剤19および24の代わりに、ス
タック形の銅または金属のピンを使用することも可能で
ある。
するものとして示したが、2から100ポイントまでの
星形のようなその他の形状も考えられる。本明細書は、
星形形状の中心付近に位置づけた共通ビア22を示して
いる。この共通ビア22は、共通導体20の縁の近くあ
るいは星形形状のそれらポイントの内の1つの近くのよ
うなその他の場所に置くことも考えられる。本明細書で
は、カバー・コート26を備えた抵抗器回路網アセンブ
リ10を示している。しかし、そのカバー・コートを省
略することも考えられる。
球28の代わりにその他のタイプのハンダ・プリフォー
ムを使用することである。例えば、ハンダのドーナツま
たはワイヤあるいは矩形も使用することができる。さら
に、ハンダは、10/90のスズと鉛(10/90 tin lea
d)以外の材料から作ることもできる。例えば、スズ/
インジウム(tin/indium)またはスズ/ビスマス(tin/
bismuth)の混合物も、より低い融点のハンダが希望な
らば使用することができる。スズ/銀(tin/silver)ま
たはスズ/アンチモン(tin/antimony)の混合物も、よ
り高い温度のハンダが希望ならば使用することができ
る。
は、本明細書に示したものから変更して、同じ最終結果
を得ることもできる。例えば、抵抗器14は、導体16
および20よりも前に配置することもでき、あるいはま
た底側導体21および23のスクリーンは、省略するこ
ともでき、そしてハンダ球28は、ビア充填剤19およ
び24にリフローで直接ハンダ付けする。
特に参照して教示したが、当業者には認識されるよう
に、本発明の要旨および範囲から逸脱せずに形態および
詳細において種々の変更を行うことができる。記述した
実施形態は、あらゆる面で例示であり限定するものでは
ないとみなされるべきである。したがって、本発明の範
囲は、以上の記述ではなく特許請求の範囲の記載により
示す。特許請求の範囲の意図および範囲に入るあらゆる
変更は、その範囲内に包含されるべきものである。
回路網の部分上面図であり、カバー・コートの一部を除
去して示す。
Claims (20)
- 【請求項1】低クロストーク抵抗器回路網であって、 a)第1の表面と第2の表面を有する基板と、 b)前記第1表面上に配置した複数の抵抗器と、 c)前記第1表面上に配置しており、前記複数の抵抗器
の各端部に電気的に接続した複数の導体と、 d)前記基板を貫通して延在しており、前記複数の導体
に電気的に接続した複数のビアと、 e)前記第2表面上に配置しており、前記ビアに電気的
に接続した複数のハンダ球と、から成る低クロストーク
抵抗器回路網。 - 【請求項2】請求項1記載の低クロストーク抵抗器回路
網において、前記抵抗器の各々の1つの端部は、1つの
共通導体を通して共通に電気的に接続したこと、を特徴
とする低クロストーク抵抗器回路網。 - 【請求項3】請求項2記載の低クロストーク抵抗器回路
網において、前記共通にした抵抗器は、前記共通導体を
通して1つの共通のビアに電気的に接続したこと、を特
徴とする低クロストーク抵抗器回路網。 - 【請求項4】請求項3記載の低クロストーク抵抗器回路
網において、前記ビアは、1つのハンダ球に電気的に接
続したこと、を特徴とする低クロストーク抵抗器回路
網。 - 【請求項5】請求項4記載の低クロストーク抵抗器回路
網において、抵抗器間のクロストーク・ノイズは、最小
限にしたこと、を特徴とする低クロストーク抵抗器回路
網。 - 【請求項6】請求項1記載の低クロストーク抵抗器回路
網において、カバー・コートは、前記導体および前記抵
抗器の上に配置したこと、を特徴とする低クロストーク
抵抗器回路網。 - 【請求項7】請求項3記載の低クロストーク抵抗器回路
網において、前記共通導体は、星形形状を有すること、
を特徴とする低クロストーク抵抗器回路網。 - 【請求項8】請求項7記載の低クロストーク抵抗器回路
網において、前記共通ビアは、前記星形形状の中心近く
に概して配置したこと、を特徴とする低クロストーク抵
抗器回路網。 - 【請求項9】請求項7記載の低クロストーク抵抗器回路
網において、前記共通導体の星形形状は、前記共通導体
のインダクタンスを最小限にすること、を特徴とする低
クロストーク抵抗器回路網。 - 【請求項10】低クロストーク抵抗器回路網であって、 a)第1の表面と第2の表面を有する基板と、 b)前記第1表面上に配置した複数の抵抗器と、 c)前記第1表面上に配置しており、前記複数の抵抗器
の第1端部に電気的に接続した複数の導体と、 d)前記第1表面上に配置しており、前記複数の抵抗器
の第2端部に電気的に接続した共通導体と、 e)前記基板を貫通して延在しており、前記複数の導体
に電気的に接続した複数のビアと、 f)前記基板を貫通して延在しており、前記共通導体に
電気的に接続した共通ビアと、 g)前記第2表面上に配置しており、前記複数のビアお
よび前記共通ビアに電気的に接続した複数のハンダ球
と、から成る低クロストーク抵抗器回路網。 - 【請求項11】請求項10記載の低クロストーク抵抗器
回路網において、抵抗器間のクロストーク・ノイズは、
最小限にしたこと、を特徴とする低クロストーク抵抗器
回路網。 - 【請求項12】請求項10記載の低クロストーク抵抗器
回路網において、カバー・コートは、前記複数の抵抗
器、前記複数の導体および前記共通導体の上に配置した
こと、を特徴とする低クロストーク抵抗器回路網。 - 【請求項13】請求項10記載の低クロストーク抵抗器
回路網において、前記共通導体は、星形形状を有するこ
と、を特徴とする低クロストーク抵抗器回路網。 - 【請求項14】請求項13記載の低クロストーク抵抗器
回路網において、前記共通ビアは、前記星形形状の中心
近くに概して配置したこと、を特徴とする低クロストー
ク抵抗器回路網。 - 【請求項15】請求項14記載の低クロストーク抵抗器
回路網において、前記共通導体の星形形状は、前記共通
導体のインダクタンスを最小限にすること、を特徴とす
る低クロストーク抵抗器回路網。 - 【請求項16】請求項14記載の低クロストーク抵抗器
回路網において、前記共通導体の星形形状は、前記共通
導体のインダクタンスを最小限にすること、を特徴とす
る低クロストーク抵抗器回路網。 - 【請求項17】ボールグリッドアレイ抵抗器回路網であ
って、 a)貫通して延在する複数のビアを有する基板と、 b)前記基板上に配置しており、前記複数のビアの内の
1つに接続した共通の端子を有する少なくとも1つの抵
抗器回路網と、 c)前記基板の下に配置しており、前記複数のビアの各
々に電気的に接続した複数のハンダ球と、から成るボー
ルグリッドアレイ抵抗器回路網。 - 【請求項18】請求項17記載のボールグリッドアレイ
抵抗器回路網において、前記抵抗器回路網は、 a)複数の抵抗器と、 b)該複数の抵抗器の各端部に電気的に接続した複数の
導体であって、前記複数のビアが該複数の導体に電気的
に接続した、前記の複数の導体と、を含むこと、を特徴
とするボールグリッドアレイ抵抗器回路網。 - 【請求項19】請求項18記載のボールグリッドアレイ
抵抗器回路網において、前記複数の導体は、前記複数の
抵抗器の各々の1つの端部に接続した1つの共通導体を
含むこと、を特徴とするボールグリッドアレイ抵抗器回
路網。 - 【請求項20】請求項18記載のボールグリッドアレイ
抵抗器回路網において、前記複数の抵抗器間のクロスト
ーク・ノイズを最小限にしたこと、を特徴とするボール
グリッドアレイ抵抗器回路網。
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