專(zhuān)利名稱(chēng)：用于電源的印刷電路板和電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及其上安裝有例如IC封裝的半導(dǎo)體的印刷電路板。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著電子設(shè)備中高速工作和高度集成的實(shí)現(xiàn)，電子設(shè)備中安裝在印刷布線板上的半導(dǎo)體集成電路(IC芯片)的電源地噪聲趨于增加。電源地噪聲是當(dāng)電流在印刷布線板或半導(dǎo)體封裝的電源布線中流動(dòng)時(shí)，由IC芯片消耗的電流的突然變化產(chǎn)生的。圖12A和12B示出了電源地噪聲的一般頻率特性。在圖12A中，橫坐標(biāo)表示頻率而縱坐標(biāo)表示產(chǎn)生的電源地噪聲的量。IC芯片中產(chǎn)生的電源地噪聲的量在取決于由IC芯片的工作頻率的多個(gè)頻率處增加。當(dāng)產(chǎn)生的電源地噪聲的量超過(guò)閾值時(shí)，IC芯片在工作中的信號(hào)傳輸時(shí)序會(huì)發(fā)生變化，由此電子設(shè)備會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作。
為了降低電源地噪聲，通常已知在IC芯片附近的電源布線和地(GND)布線之間提供旁路電容器的方法。旁路電容器的特性也取決于頻率，因此旁路電容器并非對(duì)所有頻率有效。圖12B示出了旁路電容器的一般特性。在圖12B中，橫坐標(biāo)表示頻率而縱坐標(biāo)表示旁路電容器的阻抗。如圖12B中明顯所示，旁路電容器的阻抗在一個(gè)頻率(諧振頻率)處明顯變低。就是說(shuō)，雖然在一個(gè)頻(諧振頻率)帶內(nèi)可以降低電源地噪聲，但是在此頻帶以外的其它頻帶內(nèi)不能明顯降低電源地噪聲。就是說(shuō)，通?；谂月冯娙萜鞯碾娙葜岛鸵恢钡脚月冯娙萜鞯墓╇娡返碾姼衼?lái)確定頻率?？梢酝ㄟ^(guò)下面的表達(dá)式(1)獲得旁路電容器的諧振頻率F=12πLC---(1)]]>就是說(shuō)，對(duì)于諧振頻率F，改變旁路電容器的電容C和IC芯片和旁路電容器之間的電感L來(lái)偏移諧振頻率，因此可以改變其中可期望旁路電容的效果的頻帶。換句話說(shuō)，當(dāng)其中從IC芯片產(chǎn)生的電源地噪聲大的頻率被設(shè)定為旁路電容器的諧振頻率時(shí)，就可以有效降低電源地噪聲。
已知離IC芯片的電源端子和GND端子盡可能近的旁路電容器會(huì)有效作用于電源地噪聲。就是說(shuō)，當(dāng)IC芯片和旁路電容器之間的布線連接的電感降低時(shí)，電流會(huì)更陡峭地提供給IC芯片，由此可能降低電源地噪聲。當(dāng)攜帶電源地噪聲的信號(hào)的傳播途徑(傳播環(huán)路)被縮短時(shí)，也可以降低由電源地噪聲引起的輻射噪聲。
美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,384,476討論了一種其上安裝了球柵陣列(BGA)型半導(dǎo)體封裝的印刷電路板中的旁路電容器的配置。根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,384,476，半導(dǎo)體封裝的電源端子和GND端子相互靠近。電源布線和GND布線通過(guò)通孔從電源端子和GND端子引到了印刷線路板背面并通過(guò)旁路電容器相互連接。因此，縮短了IC芯片和旁路電容器之間的物理距離，以降低電源布線的電感和GND布線的電感，由此降低電源地噪聲。
日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)號(hào)H09-139573討論了一種使用包括了在IC封裝中提供的旁路電容器和電感器的LC濾波器降低電源地噪聲的方法。旁路電容器位于IC封裝中，以使IC芯片和旁路電容器之間的距離進(jìn)一步縮短。
日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)號(hào)2003-318352討論了由IC封裝的步降(step-down)電路實(shí)施電壓變換以獲得芯電源和將此芯電源供給IC封裝的IC芯片。在此情況下，為IC封裝提供芯電壓端，并由印刷線路板上的旁路電容器穩(wěn)定芯電源。
如美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,384,476、日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)號(hào)H09-139573和2003-318352中所討論的，當(dāng)使用旁路電容器時(shí)，可以降低對(duì)應(yīng)于IC芯片工作頻率的電源地噪聲。然而，IC芯片內(nèi)部產(chǎn)生的電源地噪聲不僅引起了由于IC芯片在工作中時(shí)序的變化等而導(dǎo)致的誤動(dòng)作，還在電源地噪聲向電源側(cè)傳播的情況下引起了其它IC芯片的誤動(dòng)作和EMI噪聲的產(chǎn)生。尤其很難在設(shè)計(jì)階段預(yù)測(cè)EMI噪聲，因此要降低它是個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。
在此，將參考通過(guò)仿真獲得的結(jié)果描述關(guān)于使用普通旁路電容器向電路中的另一IC芯片傳播電源地噪聲的問(wèn)題。
圖13示出了其中提供旁路電容器的電路模型。通過(guò)使用電路模型的仿真實(shí)施計(jì)算。采用源電源201和IC芯片211。此仿真的目的是評(píng)估源電源和IC芯片之間的電源通路的特性，因此采用源電源和IC芯片作為電源通路的輸入或輸出，并因此不對(duì)電源和IC芯片建模。
利用電源通路202a、202b、和202c對(duì)源電源201和IC芯片211之間的電源通路建模。假設(shè)電源通路202a是寬50mm、長(zhǎng)50mm的線路，L＝4.9e-09H/cm，C＝9.5454e-09F/cm，R(DC)＝0.011Ω/cm，Rs＝4.01609262841384e-06(Ω·ns)0.5/cm，而Gd＝1.718589e-10mS/cm。假設(shè)電源通路202b為寬8mm、長(zhǎng)3mm的線路，L＝2.15e-08H/cm，C＝2.1492e-09F/cm，R(DC)＝0.066Ω/cm，Rs ＝2.36854596746612e-05(Ω·ns)0.5/cm，而Gd＝3.86858e-11mS/cm。假設(shè)電源通路202c為寬8mm、長(zhǎng)20mm的線路，L＝2.15e-08H/cm，C＝2.1492e-09F/cm，R(DC)＝0.066Ω/cm，Rs＝2.36854596746612e-05(Ω·ns)0.5/cm，而Gd＝3.86858e-11mS/cm。注意，Rs表示由于肌膚效應(yīng)獲得的電阻分量，而Gd表示用于介電損耗的參數(shù)。
利用GND通路203a、203b、和203c對(duì)IC芯片211和源電源201之間的GND布線通路建模。GND通路203a、203b、和203c的每個(gè)具有由0近似的特性。在位于電源通路202a和202b之間的連接點(diǎn)和位于GND通路203a和203b之間的連接點(diǎn)之間提供低頻旁路電容器221。將旁路電容器221的電容值設(shè)定為0.1pF(寄生電感為0.5nH×2)。在位于電源通路202b和202c之間的連接點(diǎn)和位于GND通路203b和203c之間的連接點(diǎn)之間提供高頻旁路電容器222。將旁路電容器222的電容值設(shè)定為通過(guò)下列表達(dá)式(2)獲得的1000pF(寄生電感為0.5nH×2)。
圖14A示出了在從IC芯片211觀察圖13的電路模型的情況下的Z11(阻抗)特性。當(dāng)Z11特性的值下降時(shí)，用于IC芯片的電源穩(wěn)定于其頻率處，因此IC芯片對(duì)電源地噪聲具有高阻抗。在圖14A中，可以由旁路電容器221引起10MHz附近的低阻抗的諧振點(diǎn)，且可由旁路電容器222引起100MHz附近的低阻抗的諧振點(diǎn)?？梢杂砂娫赐?02a、202b、和202c的整個(gè)電源的特性引起更高頻率的諧振點(diǎn)。就是說(shuō)，旁路電容器221可以降低10MHz附近的電源地噪聲，而旁路電容器222可以降低100MHz附近的電源地噪聲。
圖14B示出了圖13的電路模型中從IC芯片211到源電源201的S21(傳輸)特性。將參考圖15A和15B描述S21特性。在圖15A中，要測(cè)量的四端子電路300包括輸入側(cè)電源端子301a、輸入側(cè)GND端子302a、輸出側(cè)GND端子301b、和輸出側(cè)電源端子302b。IC芯片320與從源電源201提供功率至的IC芯片211不同。當(dāng)從輸入側(cè)電源端子301a和輸入側(cè)GND端子302a觀察時(shí)四端電路網(wǎng)絡(luò)的S21特性是向輸出側(cè)電源端子301b和輸出側(cè)GND端子302b的每個(gè)頻率下的信號(hào)傳播特性。因此，S21特性顯示出，在其值減小時(shí)，IC芯片中產(chǎn)生的電源地噪聲很難傳播到電源側(cè)。就是說(shuō)，可以降低電源地噪聲對(duì)另一個(gè)IC芯片(圖15B中的IC320)的影響，相同電位的電壓從源電源201供給到所述另一個(gè)IC芯片，而源電源201同樣給IC芯片211提供電壓。
圖13的電路模型中從IC芯片211到源電源201的S21特性是通過(guò)圖15A中的四端電路300從輸入側(cè)電源端子301a到輸出側(cè)電源端子301b的傳輸特性。
圖14B中，旁路電容器221的影響可以產(chǎn)生在10MHz附近S21特性高的點(diǎn)，而旁路電容器222的影響可以產(chǎn)生在100MHz附近S21特性高的點(diǎn)。包括電源通路202a、202b、和202c的整個(gè)電源的特性可以產(chǎn)生更高頻率的諧振點(diǎn)。就是說(shuō)，通過(guò)旁路電容器221和222，容易將頻率接近于10MHz和100MHz處的電源地噪聲通過(guò)IC芯片的電源向外部傳播。
圖14C是在圖13的電路結(jié)構(gòu)的情況下示出了在圖14B的S21特性上疊加圖14A的Z11特性的曲線圖在接近于旁路電容器222的諧振點(diǎn)的頻率范圍(100MHz至200MHz)內(nèi)的放大部分。從圖14C的Z11特性明顯可以看到，旁路電容器222最有效的諧振點(diǎn)在接近于138MHz的頻帶內(nèi)。相反，其中S21特性惡化的頻帶接近于147MHz。因此，當(dāng)把旁路電容器222的諧振頻率調(diào)節(jié)到電源地噪聲最大(138MHz)的頻率時(shí)，IC芯片在諧振頻率下的阻抗降低，以降低電源地噪聲。然而，諧振頻率明顯接近S21特性惡化的頻帶，因此傳播到外部的電源地噪聲變得更大。
作為集中研究的結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)S21特性惡化的旁路電容器的頻帶總是存在于接近Z11特性中的諧振點(diǎn)的地方。這也許是因?yàn)?，在圖13中，當(dāng)在接近于旁路電容器222的諧振點(diǎn)的頻率下的電源地噪聲將在位于用于供電的電源通路202b和202c之間的連接點(diǎn)處積極流向旁路電容器222時(shí)，在流向旁路電容器222的流較強(qiáng)的情況下，電源地噪聲的一部分從位于用于供電的電源通路202b和202c之間的連接向電源側(cè)泄漏。
因此，在使用如美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,384,476、日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)號(hào)H09-139573和2003-318352中所討論的旁路電容器的電路結(jié)構(gòu)的情況下，從IC芯片向電源側(cè)傳播的電源地噪聲在接近于旁路電容器的諧振頻率的頻帶內(nèi)變大了。
(第二個(gè)問(wèn)題)另外，在使用如美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,384,476、日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)號(hào)H09-139573和2003-318352中所討論的旁路電容器的電路結(jié)構(gòu)的情況下，很難精確確定旁路電容器的諧振頻率。就是說(shuō)，為了確定諧振頻率，需要給所有復(fù)雜的電源通路建模以實(shí)施仿真。
為了展示很難精確確定旁路電容器的諧振頻率的事實(shí)，通過(guò)使用圖16中所示的電路模型的仿真來(lái)實(shí)施計(jì)算。圖16中所示的電路模型包括與圖13的電路模型中的相應(yīng)部分具有相同特性并通過(guò)電源通路112a和GND通路113a相互連接的IC芯片211和旁路電容器222。
圖17示出了在從IC芯片211觀察圖16的電路模型的情況下的Z11(阻抗)特性。在圖17中，旁路電容器222可以產(chǎn)生100MHz附近的低阻抗的諧振點(diǎn)。
圖18示出了圖14A和17的曲線圖在旁路電容器222的諧振頻率(100MHz附近)附近的放大部分。圖14A的曲線圖中的諧振頻率約為138MHz，而圖17的曲線圖中的諧振頻率約為132MHz。就是說(shuō)，由于電源地通路202a和203a以及旁路電容器221的影響，旁路電容器222的對(duì)應(yīng)于其特性的諧振頻率(約133MHz)偏移到了約138MHz。因此，當(dāng)沒(méi)有考慮另一通路和另一電子部分的復(fù)雜影響時(shí)，不能在正常條件下精確確定旁路電容器222的諧振點(diǎn)。
另外，在使用如美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,384,476、日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)號(hào)H09-139573和2003-318352中所討論的旁路電容器的電路結(jié)構(gòu)的情況下，當(dāng)改變旁路電容器的特性時(shí)，與電路結(jié)構(gòu)電連接的另一電路中的旁路電容器的特性會(huì)受到改變后的特性的影響。因此，當(dāng)在印刷線路板完成之后基于電源地噪聲較大的頻率調(diào)節(jié)旁路電容器的特性時(shí)，很容易改變電連接的電路的旁路電容器的諧振頻率，由此增加獨(dú)立于旁路電容器的諧振頻率的頻率下的噪聲。
圖19示出了通過(guò)從圖13的電路模型中省略旁路電容器222獲得的電路模型。圖20示出了圖19的電路模型中從IC芯片211向源電源201的S21特性。疊加了圖13的電路模型的S21特性用于對(duì)比。如從圖20中明顯看到的，當(dāng)旁路電容器222附接到圖13的電路模型時(shí)，接近于1GHz的諧振頻率產(chǎn)生變化。
圖21是圖20的曲線圖在700MHz到1GHz范圍內(nèi)的放大部分。如從圖21中明顯看到的，圖13的電路模型中的諧振頻率約為910MHz。相反，從中除去了旁路電容器222的圖19的電路模型中的諧振頻率約為870MHz。就是說(shuō)，當(dāng)附接了旁路電容器222時(shí)，接近于900MHz的諧振頻率發(fā)生變化。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述情況作出了本發(fā)明。本發(fā)明的一個(gè)目的是不僅防止電源地噪聲引起IC芯片的時(shí)序的改變及其誤動(dòng)作，還在電源地噪聲向電源側(cè)傳播的情況下防止電源地噪聲引起另一個(gè)IC芯片的誤動(dòng)作和EMI噪聲的產(chǎn)生。本發(fā)明的另一個(gè)目的是精確確定旁路電容器的諧振頻率以更有效地降低電源地噪聲。
本發(fā)明提供了一種印刷電路板，其中在印刷線路板的安裝表面上安裝了包括多個(gè)電源端子和半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體。
所述印刷電路板包括第一電路和第二電路，其中第一電路用于給所述半導(dǎo)體芯片供電，所述第一電路包括第一電源布線，用于連接所述半導(dǎo)體的第一電源端子和源電源；第一地布線，用于連接所述半導(dǎo)體的第一地端子和所述源電源；以及第一旁路電容器，用于連接所述第一電源布線和所述第一地布線，所述第二電路包括第二電源布線，連接到所述半導(dǎo)體的第二電源端子；第二地布線，連接到所述半導(dǎo)體的第二地端子；第二旁路電容器，用于連接所述第二電源布線和所述第二地布線，其中所述第一電源端子和所述第二電源端子處于相同電位；所述第一電源端子只在所述半導(dǎo)體內(nèi)電連接到所述第二電源端子；以及所述第一地布線只在所述半導(dǎo)體內(nèi)電連接到所述第二地布線。
本發(fā)明的其它特征將參考附圖從示例性實(shí)施例的下列說(shuō)明中變得明顯。


圖1A和1B是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的印刷電路板的透視圖和橫截面圖。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的印刷電路板的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3示出了用于在本發(fā)明的實(shí)施例1中執(zhí)行的仿真的電路模型。
圖4A、4B、和4C是示出圖3的電路模型的特性的曲線圖。
圖5示出了用于在本發(fā)明的實(shí)施例1中對(duì)比仿真的電路模型。
圖6是示出圖5的電路模型的Z11特性的曲線圖。
圖7是示出圖5的電路模型的Z11特性的部分放大的曲線圖。
圖8示出了用于在本發(fā)明的實(shí)施例1中對(duì)比仿真的電路模型。
圖9是示出圖4A、4B、和4C的電路模型的S21特性的曲線圖。
圖10是示出圖9的S21特性的部分放大的曲線圖。
圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的印刷電路板的橫截面圖。
圖12A和12B是示出電源地噪聲的頻率特性和旁路電容器的頻率特性的曲線圖。
圖13示出了用于在常規(guī)實(shí)例中仿真的電路模型。
圖14A、14B、和14C是示出圖13的電路模型的Z特性的曲線圖。
圖15A和15B是示出圖13的電路模型的S21特性的示意圖。
圖16示出了用于在常規(guī)實(shí)例中對(duì)比仿真的電路模型。
圖17是示出圖16的電路模型的Z11特性的曲線圖。
圖18是示出圖17的Z11特性的部分放大的曲線圖。
圖19示出了用于在常規(guī)實(shí)例中對(duì)比仿真的電路模型。
圖20是示出圖19的電路模型的S21特性的曲線圖。
圖21是示出圖20的S21特性的部分放大的曲線圖。
圖22A、22B、和22C是示出實(shí)例2中圖3的電路模型的特性的曲線圖。
圖23是示出實(shí)例2中圖5的電路模型的Z11特性的曲線圖。
圖24是示出實(shí)例2中圖5的電路模型的Z11特性的部分放大的曲線圖。
圖25是示出實(shí)例2中圖4的電路模型的S21特性的曲線圖。
圖26是示出實(shí)例2中圖8的電路模型的S21特性的部分放大的曲線圖。
圖27A、27B、和27C是示出比較實(shí)例1中圖13的電路模型的Z特性的曲線圖。
圖28是示出比較實(shí)例1中圖16的電路模型的Z11特性的曲線圖。
圖29是示出圖28的Z11特性的部分放大的曲線圖。
圖30是示出比較實(shí)例1中圖19的電路模型的S21特性的曲線圖。
圖31是示出圖30的S21特性的部分放大的曲線圖。
圖32是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖描述用于實(shí)施本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
圖1A和1B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的印刷電路板。圖1A是示出部分截取以幫助理解本發(fā)明的印刷電路板的透視圖。圖1B是示出圖1A的印刷電路板的橫截面圖。
印刷線路板100包括其中形成的電路。具有BGA結(jié)構(gòu)的IC封裝110安裝在印刷線路板100上。IC封裝110提供有IC芯片111。雖然位于IC封裝110上的IC芯片111一般用樹(shù)脂模制，但是在此忽略樹(shù)脂。
印刷線路板100具有四層結(jié)構(gòu)并包括背面信號(hào)布線層1、電源層2、地(GND)層3、和正面信號(hào)布線4。電源層2和GND層3連接到源電源101(此處未示出)。IC封裝110的電源端子104a通過(guò)通孔5連接到電源層2的供電側(cè)電源布線2a。IC封裝110的GND端子104b通過(guò)通孔6連接到GND層3的供電側(cè)GND布線3b。通孔5和通孔6通過(guò)背面信號(hào)布線1中的旁路電容器121相互連接。
與電源端子104a不同的IC封裝110中的電源端子105a連接到通孔7。與GND端子104b不同的IC封裝110中的GND端子105b連接到通孔8。通過(guò)通孔7和通孔8，電源端子105a和GND端子105b由背面信號(hào)布線1中的旁路電容器122相互連接。此時(shí)，通孔7和通孔8沒(méi)有連接到供電側(cè)電源布線2a和供電側(cè)GND布線3b。就是說(shuō)，旁路電容器122與供電側(cè)電源布線2a和供電側(cè)GND布線3b分離。
旁路電容器121和旁路電容器122具有不同的電容，而且它們的諧振頻率在不同的頻帶內(nèi)。旁路電容器121的電容大于旁路電容器122的電容，以降低相對(duì)低的頻帶內(nèi)的電源地噪聲。旁路電容器122用于降低相對(duì)高的頻帶內(nèi)的電源地噪聲。
圖1B是圖1A的橫截面圖。然而，為了幫助理解本發(fā)明，示出了電源端子104a、GND端子104b、電源端子105a、和GND端子105b相互靠近。因此，同樣示出了通孔5、6、7、和8相互靠近在IC封裝110中，電源端子104a通過(guò)電源布線106a和接合布線108a連接到IC芯片111。GND端子104b通過(guò)電源布線106b和接合布線108b連接到IC芯片111。電源端子105a通過(guò)電源布線107a和接合布線109a連接到IC芯片111。GND端子105b通過(guò)電源布線107b和接合布線109b連接到IC芯片111。電源端子104a在IC芯片111內(nèi)電連接到電源端子105a，因此它們處于相同的電位。GND端子104b在IC芯片111內(nèi)電連接到GND端子105b。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的圖1A和1B的印刷電路板的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2中，與圖1A和1B中相同的元件用相同的符號(hào)表示。如圖2中所示，功率通過(guò)用于供電的電源通路102從源電源101供給到例如半導(dǎo)體的IC封裝110的IC芯片111。用于供電的電源通路102連接到IC封裝110的電源端子104a。IC芯片111的地(GND)端子通過(guò)用于供電的GND通路103連接到源電源101。用于供電的GND通路103連接到IC封裝110的電源端子104b。在用于供電的電源通路102和用于供電的GND通路103之間提供用于降低電源地噪聲的旁路電容器121。第一電路包括源電源101、用于供電的電源通路102、用于供電的GND通路103、和旁路電容器121。
在IC封裝110中提供與電源端子104a不同的電源端子105a和與GND端子104b不同的GND端子105b。電源端子105a通過(guò)用于旁路電容器的電源通路112連接到旁路電容器122。GND端子105b通過(guò)用于旁路電容器的GND通路113連接到旁路電容器122。第二電路包括用于旁路電容器的電源通路112、用于旁路電容器的GND通路113、和旁路電容器122。
用于供電的電源通路102和用于旁路電容器的電源通路112在IC芯片111內(nèi)的連接點(diǎn)132處相互連接并由此處于相同的電位。另外，用于供電的GND通路103和用于旁路電容器的GND通路113在IC芯片111內(nèi)的連接點(diǎn)133處相互連接。
(電路結(jié)構(gòu))(實(shí)例1)為了檢查圖2中所示電路結(jié)構(gòu)的效果，進(jìn)行仿真。圖3是示出用于仿真的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。使用源電源101、供電側(cè)電源通路102a、102b、和102c、供電側(cè)GND通路103a、103b、和103c、和旁路電容器121為位于IC芯片111的電源側(cè)上的第一電路建模。
源電源101為源電源。參考數(shù)字111代表IC芯片。此仿真的目的是評(píng)估源電源101和IC芯片111之間的電源通路的特性，因此將源電源和IC芯片假設(shè)為電源通路的輸入或輸出并由此不對(duì)電源和IC芯片建模。假設(shè)電源通路102a為寬50mm、長(zhǎng)50mm的線路，L＝4.9e-09H/cm、C＝9.5454e-09F/cm、R(DC)＝0.011Ω/cm、Rs＝4.01609262841384e-06(Ω·ns)0.5/cm，而Gd＝1.718589e-10mS/cm。假設(shè)電源通路102b為寬8mm、長(zhǎng)3mm的線路，L＝2.15e-08H/cm，C＝2.1492e-09F/cm，R(DC)＝0.066Ω/cm，Rs＝2.36854596746612e-05(Ω·ns)0.5/cm，而Gd＝3.86858e-11mS/cm。假設(shè)電源通路102c為寬8mm、長(zhǎng)20mm的線路，L＝2.15e-08H/cm、C＝2.1492e-09F/cm，R(DC)＝0.066Ω/cm，Rs＝2.36854596746612e-05(Ω·ns)0.5/cm，而Gd＝3.86858e-11mS/cm。注意，Rs表示由于肌膚效應(yīng)獲得的電阻分量，而Gd表示用于介電損耗的參數(shù)。
將IC芯片111和源電源101之間的GND布線建模為GND通路103a、103b、和103c。GND通路103a、103b、和103c的每個(gè)具有由0近似的特性。在位于電源通路102a和102b之間的連接點(diǎn)和位于GND通路103a和103b之間的連接點(diǎn)之間提供低頻旁路電容器121。將旁路電容器121的電容設(shè)定為0.1μF(寄生電感為0.5nH×2)。
第二電路包括旁路電容器122、用于旁路電容器的電源通路112a、和用于旁路電容器的GND通路113a。假設(shè)電源通路112a為寬8mm、長(zhǎng)20mm的線路，L＝2.15e-08H/cm、C＝2.1492e-09F/cm、R(DC)＝0.066Ω/cm、Rs＝2.36854596746612e-05(Ω·ns)0.5/cm、而Gd＝3.86858e-11mS/cm。GND通路具有由0近似的特性。將旁路電容器122的電容設(shè)定為1000pF(寄生電感為0.5nH×2)。
用于供電的電源通路102c和用于旁路電容器的電源通路112a在IC芯片111內(nèi)的連接點(diǎn)132處相互連接并由此處于相同的電位。另外，用于供電的GND通路103c和用于旁路電容器的GND通路113a在IC芯片111內(nèi)的連接點(diǎn)133處相互連接。
圖4A示出了當(dāng)從IC芯片111中觀察時(shí)圖2的電路結(jié)構(gòu)在各個(gè)頻率處的Z11特性。圖4A中，旁路電容器121可產(chǎn)生10MHz附近的低阻抗的諧振點(diǎn)，而旁路電容器122可以產(chǎn)生100MHz附近的低阻抗的諧振點(diǎn)。包括電源通路102a、102b、和102c的整個(gè)電源的特性可以產(chǎn)生更高頻率處的諧振點(diǎn)。就是說(shuō)，旁路電容器121可以降低10MHz附近的電源地噪聲，而旁路電容器122可以降低100MHz附近的電源地噪聲。
圖4B示出了從IC芯片111到源電源101的S21特性。圖4B中，可以由旁路電容器121產(chǎn)生S21特性在10MHz附近較高的點(diǎn)。在100MHz附近，沒(méi)有S21特性較高的點(diǎn)。可以由包括電源通路102a、102b、和102c的整個(gè)電源的特性產(chǎn)生較高頻率處的諧振點(diǎn)。就是說(shuō)，在接近于10MHz的頻率處的電源地噪聲可能通過(guò)旁路電容121向IC芯片外部傳播。相反，在接近100MHz的頻率處的電源地噪聲幾乎不向IC芯片外部傳播。
圖4C是示出在圖4B的S21特性上疊加了圖4A的Z11特性的曲線圖在接近旁路電容器122的諧振點(diǎn)的100MHz到200MHz的頻率范圍內(nèi)的放大的部分。從圖4的曲線圖和顯示常規(guī)電路結(jié)構(gòu)中的Z11特性和S21特性的圖14C的曲線圖之間的對(duì)比中明顯可以看出，圖4C的S21特性不在旁路電容器122最有效處的諧振頻率(132MHz)附近惡化。因此，當(dāng)將旁路電容器122的諧振頻率調(diào)節(jié)到電源地噪聲最大處的頻率時(shí)，可以降低對(duì)應(yīng)于IC芯片的工作頻率的電源地噪聲，以防止電源地噪聲向電源側(cè)傳播。
這可以通過(guò)用于旁路電容器122的第二電路和位于源電源101一側(cè)上的第一電路在IC封裝110和印刷線路板100上不相互連接的事實(shí)實(shí)現(xiàn)。就是說(shuō)，第一電路和第二電路只在IC芯片111內(nèi)的通路上相互連接。在此結(jié)構(gòu)中，接近旁路電容器122的諧振頻率的頻率處的電源地噪聲將在位于用于供電的電源通路102c和102a之間的連接點(diǎn)132處積極流向旁路電容器122。因此，認(rèn)為電源地噪聲的一部分沒(méi)有泄漏到電源側(cè)。
根據(jù)此實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)具有容易確定旁路電容器122的諧振頻率的優(yōu)點(diǎn)。就是說(shuō)，可以通過(guò)只考慮一直到每個(gè)旁路電容器的獨(dú)立電源通路高精度地確定諧振頻率。
為了展示可以通過(guò)根據(jù)此實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)高精度地確定旁路電容器的諧振頻率的事實(shí)，通過(guò)使用圖5中所示電路模型的仿真進(jìn)行計(jì)算。圖5中所示電路模型包括與圖3的電路模型的特性具有相同特性并通過(guò)電源通路112a和GND通路113a相互連接的IC芯片111和旁路電容器122。
圖6示出了在從IC芯片111觀察圖5的電路模型的情況下的Z11(阻抗)特性。圖6中，旁路電容器122產(chǎn)生100MHz附近的低阻抗的諧振頻率。
圖7是圖4A和6的曲線圖在旁路電容器122的諧振頻率(100MHz至200MHz)附近的放大部分。圖4A的曲線圖中的諧振頻率和圖6的曲線圖中的諧振頻率每個(gè)都約為132MHz并因此基本上相等。就是說(shuō)，即使當(dāng)不考慮位于電源側(cè)上的旁路電容器122的復(fù)雜影響時(shí)，只考慮旁路電容器122、IC芯片111、和用于旁路電容器的電源通路112a的影響也可以很容易地確定諧振點(diǎn)。
根據(jù)此實(shí)施例中的電路結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)在印刷電路板完成之后調(diào)節(jié)旁路電容器對(duì)應(yīng)于噪聲較大處的頻率的特性時(shí)，用于其它旁路電容器的電源通路的諧振頻率也不受影響。因此，電源地噪聲不會(huì)在獨(dú)立于旁路電容器的諧振頻率的頻率處增加。
為了展示用于另一旁路電容器的電源通路的諧振頻率不受根據(jù)此實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)的影響的事實(shí)，通過(guò)使用圖8中所示的電路模型的仿真來(lái)進(jìn)行計(jì)算。圖8中所示的電路模型對(duì)應(yīng)于通過(guò)從圖3的電路模型中省略旁路電容器122獲得的電路模型。
圖9示出了圖8的電路模型中從IC芯片111到源電源101的S21特性。同樣疊加了顯示圖3的電路模型的S21特性的曲線圖用于對(duì)比。如從圖9中明顯看到的，即使當(dāng)旁路電容器222附接到圖8的電路模型時(shí)，接近1GHz的諧振頻率沒(méi)有改變。圖10是圖9的曲線圖在700MHz至1GHz范圍內(nèi)的放大部分。如從圖10中明顯看到的，圖8的電路模型中的諧振頻率約為870MHz。即使當(dāng)附接旁路電容器122時(shí)，諧振頻率不改變。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)，源電源側(cè)上的諧振頻率不受旁路電容器122、電源通路等的影響而嚴(yán)重改變。因此，即使當(dāng)在印刷電路板完成之后調(diào)節(jié)旁路電容器對(duì)應(yīng)于噪聲較大處的頻率的值時(shí)，保持另一電連接電路的旁路電容器的諧振頻率。就是說(shuō)，通過(guò)配置旁路電容器，噪聲在除了用于降低的頻率外的頻率處不增加。
就是說(shuō)，在用于IC的旁路電容器的情況下，只將從IC到旁路電容器的通路的計(jì)算出的諧振頻率調(diào)節(jié)到接近IC的電源地噪聲頻率的值，這成了最大的問(wèn)題。因此，即使當(dāng)EMI問(wèn)題出現(xiàn)在印刷線路板制造之后時(shí)，也只能對(duì)作為問(wèn)題的噪聲頻率呈現(xiàn)影響，而不會(huì)改變整個(gè)印刷電路板的特性。因此，在產(chǎn)生原型之后它在解決EMI問(wèn)題方面同樣有效。
(實(shí)例2)接下來(lái)，將描述本發(fā)明的實(shí)例2。實(shí)例1中提供的旁路電容器122用于降低100MHz附近的噪聲并具有1000pF的電容值。在實(shí)例2中，假設(shè)要降低的頻率在300MHz附近，將旁路電容器122的電容從1000pF改變到200pF。和實(shí)例1的情況一樣，使用圖3中所示的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真，除了將旁路電容器122的電容改變到200pF的事實(shí)以外。
圖22A示出了當(dāng)從IC芯片111觀察時(shí)在各個(gè)頻率處的Z11特性。圖22A中，旁路電容器121可以產(chǎn)生10MHz附近的低阻抗諧振點(diǎn)，而旁路電容器122可以產(chǎn)生300MHz附近的低阻抗諧振點(diǎn)。包括電源通路102a、102b、和102c的整個(gè)電源的特性可以產(chǎn)生更高頻率處的諧振點(diǎn)。就是說(shuō)，可以由旁路電容器121降低10MHz附近的電源地噪聲，而可以由200pF的旁路電容器122降低300MHz附近的電源地噪聲。
圖22B示出了從IC芯片111到源電源101的S21特性。圖22B中，可以由旁路電容器121產(chǎn)生S21特性在10MHz附近較高的點(diǎn)，在300MHz附近，沒(méi)有S21特性較高的點(diǎn)?？梢杂砂娫赐?02a、102b、和102c的整個(gè)電源的特性產(chǎn)生更高頻率處的諧振點(diǎn)。就是說(shuō)，10MHz附近的電源地噪聲更可能通過(guò)旁路電容器121傳播到IC芯片外部。相反，300MHz附近的電源地噪聲很難傳播到IC芯片外部。
圖22C示出了在圖22B的S21特性圖上疊加了圖22A的Z11特性的曲線圖在包括接近旁路電容器122的諧振點(diǎn)的300MHz的頻率范圍內(nèi)的放大部分。
如從圖22C中明顯看到的，S21特性沒(méi)有在旁路電容器122最有效處的諧振頻率(295MHz)附近惡化。因此，當(dāng)將旁路電容器122的諧振頻率調(diào)節(jié)到電源地噪聲最大處的頻率時(shí)，在IC芯片上再現(xiàn)了可以降低對(duì)應(yīng)于工作頻率的電源地噪聲以防止電源地噪聲向電源側(cè)傳播的趨勢(shì)。
接下來(lái)，將要描述可以通過(guò)根據(jù)實(shí)例2的電路結(jié)構(gòu)高精度地確定旁路電容器的諧振頻率的事實(shí)。利用將圖5的電路模型中的旁路電容器122的電容設(shè)定到200pF(寄生電感0.5nH×2)來(lái)實(shí)施仿真。在如下所述的使用圖5的電路模型的每種情況下，將旁路電容器122的電容值從1000pF變到200pF。
圖23示出了在從IC芯片111觀察圖5的電路模型的情況下的Z11(阻抗)特性。圖23中，旁路電容器122產(chǎn)生300MHz附近的低阻抗的諧振頻率。
圖24示出了圖22A和23的曲線圖在旁路電容器122的諧振頻率(300MHz附近)附近的放大部分的疊加。圖22A的曲線圖中的諧振頻率和圖23的曲線圖中的諧振頻率每個(gè)約為295MHz，并因此基本上相等。就是說(shuō)，即使當(dāng)不考慮位于電源側(cè)上的旁路電容器121的復(fù)雜影響時(shí)，在此只考慮旁路電容器122、IC芯片111、和用于旁路電容器的電源通路112a的影響也能夠再現(xiàn)可以很容易地確定諧振點(diǎn)的趨勢(shì)。
接下來(lái)，將要描述根據(jù)實(shí)例2的電路結(jié)構(gòu)不會(huì)影響用于另一個(gè)旁路電容器的電源通路的諧振頻率的事實(shí)。利用將圖8的電路模型中的旁路電容器122的電容值設(shè)定到200pF(寄生電感0.5nH×2)來(lái)實(shí)施仿真。圖25示出了圖8的電路模型中從芯片111到源電源101的S21特性。同樣疊加了圖3的電路模型的S21特性的曲線圖用于對(duì)比。
如圖25中明顯看到的，即使當(dāng)把旁路電容器222附接到圖3的電路模型時(shí)，接近1GHz的諧振頻率不會(huì)改變。圖26是圖25的曲線圖在700MHz到1GHz范圍內(nèi)的放大部分。如從圖10中明顯看到的，圖9的電路模型中的諧振頻率約為870MHz，而即使當(dāng)附接旁路電容器122時(shí)諧振頻率也不改變。
如上所述，根據(jù)實(shí)例2的電路結(jié)構(gòu)，源電源側(cè)上的諧振頻率不受旁路電容器122、電源通路等的影響而嚴(yán)重改變。因此，即使當(dāng)在印刷電路板完成之后調(diào)節(jié)旁路電容器對(duì)應(yīng)于噪聲較大處的頻率的值時(shí)，保持另一電連接電路的旁路電容器的諧振頻率。就是說(shuō)，當(dāng)配置了旁路電容器時(shí)，噪聲在除了用于降低的頻率外的頻率處不增加。
(對(duì)比實(shí)例1)為了檢查實(shí)例1的效果，利用將圖13的電路模型中的高頻旁路電容器222的電容值設(shè)定到200pF(寄生電感0.5nH×2)來(lái)實(shí)施仿真。在每個(gè)使用如下所述的圖13的電路模型的例子中，高頻旁路電容器的電容值從1000pF變到了200pF。
圖27A示出了在從IC芯片211觀察圖13的電路模型的情況下高頻旁路電容器222的電容被設(shè)定為200PF(寄生電感0.5nH×2)時(shí)的Z11(阻抗)特性。圖27A中，旁路電容器221可以產(chǎn)生10MHz附近的低阻抗諧振點(diǎn)，而旁路電容器222可以產(chǎn)生300MHz附近的低阻抗諧振點(diǎn)。包括電源通路202a、202b、和202c的整個(gè)電源的特性可以產(chǎn)生更高頻率處的諧振點(diǎn)。就是說(shuō)，可以由旁路電容器221降低10MHz附近的電源地噪聲，而可以由旁路電容器222降低300MHz附近的電源地噪聲。
圖27B是圖13的電路模型中從IC芯片211到源電源201的S21(傳輸)特性。圖27B中，可以由旁路電容器221產(chǎn)生S21特性在10MHz附近較高的點(diǎn)，而可以由旁路電容器222產(chǎn)生S21特性在300MHz附近較高的點(diǎn)?？梢杂砂娫赐?02a、202b、和202c的整個(gè)電源的特性產(chǎn)生更高頻率處的諧振點(diǎn)。就是說(shuō)，具有10MHz附近的頻率的電源地噪聲和具有100MHz附近的頻率的電源地噪聲更可能由于旁路電容器221和222而傳播到IC芯片外部。
圖27C為圖13的電路結(jié)構(gòu)中圖27B的S21特性上疊加了圖27A的Z11特性的曲線圖在接近旁路電容器222的諧振點(diǎn)的頻率范圍(300MHz附近)內(nèi)的放大部分。如從圖27C的Z11特性中明顯看到的，旁路電容器222最有效處的諧振頻率在275MHz附近的頻帶內(nèi)。相反，其中S21特性惡化的頻帶對(duì)應(yīng)于330MHz附近。因此，當(dāng)把旁路電容器222的諧振頻率調(diào)節(jié)到在該處電源地噪聲最大(275MHz)的頻率時(shí)，IC芯片的阻抗在此諧振頻率處降低，以降低電源地噪聲。然而，諧振頻率接近其中S21特性惡化的頻帶，因此向外部傳播的電源地噪聲增加。
即使當(dāng)高頻旁路電容器的值從1000pF變到200pF時(shí)，也很難精確確定旁路電容器的諧振頻率。為了展示此事實(shí)，通過(guò)使用如16中所示的具有改變到200pF的旁路電容器222的值的電路模型的模擬實(shí)施計(jì)算。在每個(gè)使用如下所述的圖16的電路模型的例子中，高頻旁路電容器222的電容值從1000pF變到了200pF。
圖28示出了在從IC芯片211觀察圖16的電路模型的情況下的Z11(阻抗)特性。圖28中，旁路電容器222產(chǎn)生300MHz附近的低阻抗的諧振點(diǎn)。
圖29示出了旁路電容器222的諧振頻率(300MHz)附近的圖27A和28的曲線圖的放大部分的疊加。圖27A的諧振頻率約為275MHz，而圖28的諧振頻率約為295MHz。就是說(shuō)，由于電源通路202a和203a以及旁路電容器221的影響，對(duì)應(yīng)于旁路電容器222的特性的諧振頻率(約295MHz)變到了約275MHz。因此，當(dāng)不考慮其它通路和其它電子部分的復(fù)雜影響時(shí)，在此再現(xiàn)了不能在一般條件下精確確定旁路電容器222的諧振點(diǎn)的趨勢(shì)。
圖30示出了圖13的電路模型的情況下從IC芯片211到源電源201的S21特性，并示出了在從圖13的電路模型中除去旁路電容器222的情況下從IC芯片211到源電源201的S21特性。如從圖30中明顯看到的，當(dāng)把旁路電容器222附加到圖13的電路模型時(shí)，接近1GHz處的諧振頻率發(fā)生改變。
圖31是圖30在700MHz到1GHz范圍內(nèi)的放大部分的曲線圖。如從圖31中明顯看到的，圖13的電路模型的諧振頻率為約910MHz。相反，從中除去了旁路電容器222的圖19的電路模型中的諧振頻率為約870MHz。就是說(shuō)，當(dāng)附加旁路電容器222時(shí)，同樣再現(xiàn)了接近900MHz處的諧振頻率發(fā)生改變的趨勢(shì)。
在實(shí)施例1中，描述了電源通路相互分離而且GND通路相互分離的印刷電路板。然而，本發(fā)明即使在其中GND通路沒(méi)有相互分離而只有電源通路相互分離的情況下也具有充分的效果。
圖11為根據(jù)實(shí)施例2的電路結(jié)構(gòu)的橫截面圖。此實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于供電側(cè)GND布線3不僅連接到通孔6而且連接到通孔8。即使在此實(shí)施例中，也可以獲得基本上與實(shí)施例1同樣的效果。
實(shí)施例1中，IC芯片111通過(guò)布線接合連接到IC封裝110。然而，本發(fā)明并不局限于此，并由此也可以采用用于倒裝法安裝的凸塊連接。IC封裝110并不局限于BGA封裝并由此也可以使用QFP封裝或倒裝封裝。旁路電容器的數(shù)目不受限制。
圖32是其中利用倒裝安裝將IC芯片111連接到IC封裝110的狀態(tài)的示意圖。圖32中，參考數(shù)字110代表IC封裝，111代表IC芯片，321代表密封樹(shù)脂，322代表每個(gè)都是連接端的焊料球。凸塊323用于連接IC芯片111和IC封裝110。
根據(jù)本發(fā)明，不僅可以防止電源地噪聲引起IC時(shí)序的改變及其誤動(dòng)作，還可以在電源地噪聲向電源側(cè)傳播的情況下防止電源地噪聲引起另一個(gè)IC的誤動(dòng)作和EMI噪聲的產(chǎn)生。因此，可以形成一種能夠同時(shí)避免IC誤動(dòng)作的風(fēng)險(xiǎn)、位于IC外部的設(shè)備的誤動(dòng)作、和尤其是在接近旁路電容器諧振點(diǎn)的高頻范圍內(nèi)的EMI問(wèn)題的系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，具有容易確定旁路電容器的諧振頻率的優(yōu)點(diǎn)。就是說(shuō)，可以通過(guò)只考慮上至每個(gè)旁路電容器的獨(dú)立電源通路來(lái)高精度確定諧振頻率。
即使當(dāng)旁路電容器變化時(shí)，用于另一個(gè)旁路電容器的電源通路的諧振頻率也不受影響。因此，電源地噪聲在獨(dú)立于旁路電容器的諧振頻率的頻率處不增加。
盡管參考示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明并不局限于公開(kāi)的示例性實(shí)施例。下列權(quán)利要求的范圍要賦予最廣泛的解釋?zhuān)瑥亩ㄋ羞@樣的修改以及等效的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種印刷電路板，包括印刷線路板；半導(dǎo)體，安裝在所述印刷線路板上并包括半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體具有第一電源端子、第二電源端子、第一地端子、和第二地端子；第一電路，用于給所述半導(dǎo)體芯片供電，所述第一電路包括源電源，第一電源布線，用于連接所述半導(dǎo)體的所述第一電源端子和所述源電源，第一地布線，用于連接所述半導(dǎo)體的所述第一地端子和所述源電源，以及第一旁路電容器，用于連接所述第一電源布線和所述第一地布線；以及第二電路，包括第二電源布線，連接到所述半導(dǎo)體的所述第二電源端子，第二地布線，連接到所述半導(dǎo)體的所述第二地端子，第二旁路電容器，用于連接所述第二電源布線和所述第二地布線，其中所述第一電源端子和所述第二電源端子處于相同電位；所述第一電源端子只在所述半導(dǎo)體內(nèi)電連接到所述第二電源端子；以及所述第一地布線只在所述半導(dǎo)體內(nèi)電連接到所述第二地布線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷電路板，其中所述印刷電路板具有包括電源層和地層的多層結(jié)構(gòu)；所述第一電源布線由所述電源層中提供的電源布線和第一通孔構(gòu)成；所述第一地布線由所述地層中提供的地布線和第二通孔構(gòu)成；所述第一旁路電容器通過(guò)所述第一通孔和所述第二通孔連接到所述半導(dǎo)體；所述第二電源布線由第三通孔構(gòu)成；所述第二地布線由第四通孔構(gòu)成；以及所述第二旁路電容器通過(guò)所述第三通孔和所述第四通孔連接到所述半導(dǎo)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷電路板，其中所述第一電源布線和所述第二電源布線的每一個(gè)都在所述半導(dǎo)體內(nèi)通過(guò)電源圖案和接合布線連接到所述IC芯片，并在所述IC芯片內(nèi)相互連接；以及所述第一地布線和所述第二地布線的每一個(gè)都在所述半導(dǎo)體內(nèi)通過(guò)地圖案和接合布線連接到所述IC芯片，并在所述IC芯片內(nèi)相互連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的印刷電路板，其中所述第一旁路電容器在第一頻帶內(nèi)具有諧振頻率；以及所述第二旁路電容器在比所述第一頻帶高的第二頻帶內(nèi)具有諧振頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的印刷電路板，其中所述第一旁路電容器降低所述IC芯片在所述第一頻帶內(nèi)的工作頻率處的電源地噪聲；以及所述第二旁路電容器降低所述IC芯片在所述第二頻帶內(nèi)的工作頻率處的電源地噪聲，并降低所述第二頻帶內(nèi)的所述電源地噪聲向所述源電源側(cè)的傳播。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的印刷電路板，其中在所述第二頻帶內(nèi)從所述半導(dǎo)體芯片到所述源電源的S21特性(傳輸特性)沒(méi)有所述傳輸特性具有峰值處的諧振頻率。
7.一種印刷電路板，包括印刷線路板；半導(dǎo)體，安裝在所述印刷線路板上并包括半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體具有第一電源端子、第二電源端子、第一地端子、和第二地端子；第一電路，用于給所述半導(dǎo)體芯片供電，所述第一電路包括源電源，第一電源布線，用于連接所述半導(dǎo)體的所述第一電源端子和所述源電源，第一地布線，用于連接所述半導(dǎo)體的所述第一地端子和所述源電源，以及第一旁路電容器，用于連接所述第一電源布線和所述第一地布線；以及第二電路，包括第二電源布線，所述第二電源布線連接到所述半導(dǎo)體的所述第二電源端子，第二地布線，用于將所述半導(dǎo)體的所述第二地端子與所述源電源連接，第二旁路電容器，用于連接所述第二電源布線和所述第二地布線，其中所述第一電源端子和所述第二電源端子處于相同電位；所述第一電源端子只在所述半導(dǎo)體內(nèi)電連接到所述第二電源端子；以及所述第一地布線只在所述半導(dǎo)體內(nèi)電連接到所述第二地布線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的印刷電路板，其中所述印刷電路板具有包括電源層和地層的多層結(jié)構(gòu)；所述第一電源布線由所述電源層中提供的電源布線和第一通孔構(gòu)成；所述第一地布線由所述地層中提供的地布線和第二通孔構(gòu)成；所述第一旁路電容器通過(guò)所述第一通孔和所述第二通孔連接到所述半導(dǎo)體；所述第二電源布線由所述電源層中提供的電源布線和第三通孔構(gòu)成；所述第二地布線由第四通孔構(gòu)成；以及所述第二旁路電容器通過(guò)所述第三通孔和所述第四通孔連接到所述半導(dǎo)體。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的印刷電路板，其中所述第一電源布線和所述第二電源布線的每一個(gè)都在所述半導(dǎo)體內(nèi)通過(guò)電源圖案和接合布線連接到所述IC芯片并在所述IC芯片內(nèi)相互連接；以及所述第一地布線和所述第二地布線的每一個(gè)都在所述半導(dǎo)體內(nèi)通過(guò)地圖案和接合布線連接到所述IC芯片并在所述IC芯片內(nèi)相互連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的印刷電路板，其中所述第一旁路電容器在第一頻帶內(nèi)具有諧振頻率；以及所述第二旁路電容器在比所述第一頻帶高的第二頻帶內(nèi)具有諧振頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的印刷電路板，其中所述第一旁路電容器降低所述IC芯片在所述第一頻帶內(nèi)的工作頻率處的電源地噪聲；以及所述第二旁路電容器降低所述IC芯片在所述第二頻帶內(nèi)的工作頻率處的電源地噪聲，并降低所述第二頻帶內(nèi)的所述電源地噪聲向所述源電源側(cè)的傳播。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的印刷電路板，其中在所述第二頻帶內(nèi)從所述半導(dǎo)體芯片到所述源電源的S21特性(傳輸特性)沒(méi)有所述傳輸特性具有峰值處的諧振頻率。
13.一種用于電源的電路結(jié)構(gòu)，包括半導(dǎo)體芯片；源電源；第一電路，用于給所述半導(dǎo)體芯片供電，所述第一電路包括所述半導(dǎo)體芯片，所述源電源，第一電源通路，用于連接所述半導(dǎo)體芯片和所述源電源，第一地通路，用于連接所述半導(dǎo)體芯片和所述源電源，以及第一旁路電容器，用于連接所述第一電源通路和所述第一地通路；以及第二電路，包括所述半導(dǎo)體芯片，第二旁路電容器，第二電源通路，用于連接所述半導(dǎo)體芯片和所述第二旁路電容器，以及第二地通路，用于連接所述半導(dǎo)體芯片和所述第二旁路電容器，其中所述第一電源通路和所述第二電源通路處于相同電位并只在所述半導(dǎo)體芯片內(nèi)相互電連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的用于電源的電路結(jié)構(gòu)，其中所述第一旁路電容器在第一頻帶內(nèi)具有諧振頻率；以及所述第二旁路電容器在比所述第一頻帶高的第二頻帶內(nèi)具有諧振頻率。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的用于電源的電路結(jié)構(gòu)，其中所述第一旁路電容器降低所述IC芯片在所述第一頻帶內(nèi)的工作頻率處的電源地噪聲；以及所述第二旁路電容器降低所述IC芯片在所述第二頻帶內(nèi)的工作頻率處的電源地噪聲，并降低所述第二頻帶內(nèi)的所述電源地噪聲向所述源電源側(cè)的傳播。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的用于電源的電路結(jié)構(gòu)，其中在所述第二頻帶內(nèi)從所述半導(dǎo)體芯片到所述源電源的S21特性(傳輸特性)沒(méi)有所述傳輸特性具有峰值處的諧振頻率。
全文摘要
在一種印刷電路板中，在印刷線路板的安裝表面上安裝了包括多個(gè)電源端子和半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體，而且提供了用于降低電源地噪聲的旁路電容器。提供了另一個(gè)只在IC芯片內(nèi)連接到所述旁路電容器的旁路電容器，以不僅防止電源地噪聲引起IC芯片時(shí)序變化和其誤動(dòng)作，而且在電源地噪聲傳播到電源側(cè)的情況下防止電源地噪聲引起另一個(gè)IC芯片的誤動(dòng)作和產(chǎn)生EMI噪聲。
文檔編號(hào)H01L23/00GK101090605SQ20071011010
公開(kāi)日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者菊池正則 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社