[實用新型]具低切換噪聲的構裝結構

無效

• 申請號: 02201420.9
• 申請日: 2002-01-11
• 公開（公告）號: CN2515804Y
• 公開（公告）日: 2002-10-09
• 發明（設計）人: 何宗哲;李明林;張慧如;賴信助
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H01L23/58
• 分類號: H01L23/58
• 代理公司: 隆天國際專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳紅,潘培坤

技術領域

本實用新型涉及一種電子產品的結構，特別是指一種應用于集成電路芯片封裝的構裝結構。

背景技術

為滿足科技產品高頻、高速化的發展需求，電路系統的信號上升時間(Rise?Time；tr)越來越快，同時使得時序盈余度(Timing?Budget)及噪聲邊界(Noise?Margin)越來越緊。除了組件的選用之外，系統的穩定與否與電路的噪聲免疫(Noise?Immunity)能力有絕對的關系，噪聲抑制主要的3大課題為反射噪聲(Reflection?Noise)、耦合噪聲(CoupledNoise)以及切換噪聲(Switching?Noise)。

抑制反射噪聲(Reflection?Noise)主要須做好阻抗匹配，對付耦合噪聲(Coupled?Noise)必須注意并行線距離及長度的控制，而IC高速切換(turn?on/turn?off)時所產生的切換噪聲(或是稱為同步切換噪聲Simultaneous?Switching?Noise；SSN)則必須靠大量的解耦合電容(De-coupling?Capacitor)或旁路電容(Bypass?Capacitor)來穩定電源并過濾高頻噪聲。

但是為數眾多的電容組件卻往往使產品無法兼顧輕、薄、短、小的發展趨勢，而且電流回路的路徑越長噪聲干擾越大，所以這些電容必須與IC保持在一定的距離之內(tr越短距離越近)才有其效果，也就是說即使增加基板的面積來擺放更多的電容，亦可能因相距太遠而無法達到預期的效果，這是設計者的難題。

雖然被動組件的封裝規格越來越小，表面粘著組件(SMD；SurfaceMount?Device)規格由1210→1206→0805→0603→0402甚至0201，但是面積越小相對能做出的電容量亦跟著變小，較大容值的電容器要縮小包裝并不容易，而且使用越多的電容組件不僅在基板布局上越復雜，而且因為組件體積小也造成表面粘著制作上的困難。

要將較大容值的獨立式電容縮小目前仍不容易，除前文所提其占用面積，增加基板布局的復雜度外，在表面粘著制作上也較困難。且因電容的產生必須有大面積的導電平面，因此，若將其整合進IC的晶片(Wafer)設計內勢必占據大片寸土寸金的晶片面積，而不具經濟效益。但面對越來越快的工作頻率，若無法提供適當容值與數量的電容給IC，則勢必越難將切換噪聲抑制在可接受的范圍之內。

為了降低被動組件占用面積的比例，目前的趨勢是將被動組件埋入基板內(Embedded?passive?component)。在有機基板中使用內藏式電容組件(Embedded?Capacitor)的內藏(Built?in?Substrate)技術雖可以將電容埋入基板中以達到高密度化的目的，但因為必須于有機基板中另外搭配高介電常數(High?Dielectric?Constant)的材料，此特殊制作方法的基板除了整片基板結構復雜，電路板成本較高外，還增加了電路板布局的困難度。而因為材料本身的介電常數左右了內藏式電容所占有的面積，即若介電常數不夠高就必須增加面積，此舉往往會造成所占面積太大而無實用性(陶瓷基板的介電常數約9.5，而常見的FR-4的介電常數僅為4.7，但若要能被廣泛采用通常必須提高至100以上)。另外由于大多數的系統基板皆采用價格便宜運用廣泛的有機基板(Organic?Substrate；如FR-4)，而能與有機基板配合且其介電常數高到足以被用來作為電容的材料仍在開發中并且價格昂貴，以上原因都是目前有機基板內藏式電容技術的瓶頸。

為了解決這些問題，研究人員已提出了一些解決方案，譬如美國第5633785號專利，利用一具有電阻、電容以及電感效應的內連通基板(interconnect?substrate)，采用焊線接合的方式與芯片接合，且基板分割為多個區塊陣列，每一區塊內為一個被動組件，而可產生電阻、電容以及電感效應，再利用導線(trace)將每一區塊連接至外緣的接合墊(bond?pad)。這種方法雖然提供了一種高性能、高密度的IC封裝，但是因為采用導線(trace)的設計，而會產生不必要的電感效應，降低了電性品質；且必須配合芯片大小以及針腳排列(pin?assignment)的不同來作不同的設計，相當不經濟。

發明內容