專利名稱：用于高性能接口的互連圖案的制作方法
用于高性能接口的互連圖案
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)涉及封裝設(shè)計(jì)，更具體地涉及用于高性能裝置諸如高速差分信號(hào)收發(fā)器對(duì)和存儲(chǔ)器接口的電互連的圖案。如本領(lǐng)域所公知的，這種接口通常使用球柵陣列(BGA)或針柵陣列(PGA)實(shí)現(xiàn)。BGA是位于封裝表面上的焊球或焊料塊的面陣列。PGA是位于封裝表面之下的插針的面陣列。BGA或PGA被用于將封裝連接至下一級(jí)封裝。請(qǐng)參見R. R. Tummala的“Fundamentals of Microsystems Packaging (微型系統(tǒng)封裝基石出)，，中的第67頁(yè)、第68頁(yè)、279-281頁(yè)、680-682頁(yè)、第925頁(yè)(McGraw-Hill，2001)，其全部?jī)?nèi)容通過引用并入本文。為了方便起見，在下文中術(shù)語(yǔ)“觸點(diǎn)(contact) ”或“互連(interconnect) ”用于指焊球、焊料塊和互連的插針以及類似的連接件。在設(shè)計(jì)高速差分信號(hào)接口時(shí)，一種方法是將差分信號(hào)對(duì)定位在接地觸點(diǎn)的附近。圖I描繪了基板120上的觸點(diǎn)位置110的行102和列104的傳統(tǒng)直線陣列100，其中相鄰的行和相鄰的列均間隔距離D，距離D通常被稱為間距。在傳統(tǒng)的接口中，多個(gè)接地觸點(diǎn)130 位于相隔距離3D或3個(gè)間距距離的某些觸點(diǎn)位置110處。多對(duì)差分觸點(diǎn)140、145或多或少地隨機(jī)分布在其它觸點(diǎn)位置110處。在圖I中，每個(gè)差分對(duì)由在一對(duì)觸點(diǎn)140、145之間延伸的實(shí)線指示。其它觸點(diǎn)諸如觸點(diǎn)160可提供功率或經(jīng)過接口的其它信號(hào)。一些觸點(diǎn)位置可以是空的。顯而易見地，差分對(duì)的觸點(diǎn)之間的距離存在變化，在一些情況下為一個(gè)間距距離D并且在其它情況下為七。在一些情況下，兩個(gè)或更多個(gè)差分對(duì)相鄰并且彼此平行，諸如由虛線A或虛線B圈起的那對(duì)。這些情況可能增加串?dāng)_(cross-talk)。如以下結(jié)合圖4所討論的，諸如圖I的互連圖案的性能不是最優(yōu)的。對(duì)與對(duì)之間的差分阻抗明顯變化，并且耦合系數(shù)過高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)圖案具有提高的性能的互連圖案。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，信號(hào)觸點(diǎn)和接地觸點(diǎn)位于行和列的、規(guī)則的直線陣列中，其中接地觸點(diǎn)相隔三倍的、相鄰行或列之間的間距，信號(hào)觸點(diǎn)緊鄰接地觸點(diǎn)。具體地，每個(gè)差分觸點(diǎn)對(duì)中的一個(gè)觸點(diǎn)離接地觸點(diǎn)一個(gè)間距距離，該差分對(duì)中的另一觸點(diǎn)離同一接地觸點(diǎn)約七倍的間距距離。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，信號(hào)觸點(diǎn)和接地觸點(diǎn)位于規(guī)則的六邊形陣列中，其中接地觸點(diǎn)相隔三倍的、相鄰的觸點(diǎn)之間的間距距離，信號(hào)觸點(diǎn)緊鄰接地觸點(diǎn)。具體地，每個(gè)差分觸點(diǎn)對(duì)中的兩個(gè)觸點(diǎn)離接地觸點(diǎn)一個(gè)間距距離。


通過下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯，在附圖中圖I描繪了用于分布接地觸點(diǎn)和差分信號(hào)觸點(diǎn)的傳統(tǒng)觸點(diǎn)圖案；
圖2描繪了本發(fā)明的第一實(shí)施方式；圖3描繪了本發(fā)明的第二實(shí)施方式；以及圖4是在圖I和2中所描繪的圖案的差分阻抗的曲線圖。
具體實(shí)施例方式圖2描繪了在基板220上的觸點(diǎn)位置210的行202和列204的直線陣列200，其中相鄰的行和相鄰的列均間隔距離D，距離D通常被稱為間距(pitch)。多個(gè)接地觸點(diǎn)230位于相隔距離3D或3個(gè)間距距離的一些觸點(diǎn)位置210處。多對(duì)差分觸點(diǎn)240、245位于其它觸點(diǎn)位置210處,其中每對(duì)中的觸點(diǎn)彼此間隔一個(gè)間距距離D。每對(duì)差分觸點(diǎn)由在觸點(diǎn)240、245對(duì)之間延伸的實(shí)線標(biāo)識(shí)。每對(duì)中的一個(gè)觸點(diǎn)240通過與接地觸點(diǎn)230相隔一個(gè)間距距離D的方式位于陣列中，該對(duì)中的另一個(gè)觸點(diǎn)245與同一接地觸點(diǎn)230距離約V^*D。通過這種布置，每個(gè)差分對(duì)中的兩個(gè)觸點(diǎn)位于以接地觸點(diǎn)為中心的、觸點(diǎn)的3X3陣列235中；并 且如果兩個(gè)不同的差分對(duì)中的觸點(diǎn)在陣列中彼此間隔一個(gè)間距距離，則這兩個(gè)差分對(duì)是彼此垂直的而非彼此平行。而且，觸點(diǎn)的3X3陣列可重復(fù)而無需迫使兩個(gè)差分對(duì)彼此相鄰和平行并且一對(duì)中的每個(gè)觸點(diǎn)與另一相鄰對(duì)中的相應(yīng)觸點(diǎn)間隔相同的距離?；?20可以是包含電路的任意表面，該表面上的電路將與另一表面上的電路連接。例如，它可以是半導(dǎo)體集成電路、或芯片載體、或電路板。如上所述，觸點(diǎn)可以是插針(pin)、焊球、焊料塊或類似的連接件。差分觸點(diǎn)通常攜帶高速差分信號(hào)，諸如在高性能存儲(chǔ)器接口中使用的諸如低壓差分信號(hào)(low voltage differential signal, LVDS)或高速差分選通信號(hào)(differential strobe signal,DQS)。諸如觸點(diǎn)260的其它觸點(diǎn)可用于提供功率或經(jīng)過接口的其它信號(hào)，一些觸點(diǎn)位置可以是空的。圖2所示的觸點(diǎn)的圖案優(yōu)選地為重復(fù)的圖案，該重復(fù)的圖案通過將觸點(diǎn)位置的整個(gè)陣列200上的觸點(diǎn)圖案步進(jìn)重復(fù)而形成。示意性地，該重復(fù)的圖案是由矩形框250限定的18個(gè)觸點(diǎn)的圖案。圖3描繪了基板320上的觸點(diǎn)位置310的規(guī)則的六邊形陣列300，其中相鄰的觸點(diǎn)位置在彼此成60度的三個(gè)方向中的每個(gè)方向上隔開距離D，距離D通常被稱為間距。多個(gè)接地觸點(diǎn)330位于相隔距離3D或三個(gè)間距距離的一些觸點(diǎn)位置處。多對(duì)差分觸點(diǎn)340、345位于其它觸點(diǎn)位置310處，其中每對(duì)中的觸點(diǎn)彼此隔開一個(gè)間距距離D。每對(duì)觸點(diǎn)由在觸點(diǎn)340、345對(duì)之間延伸的實(shí)線標(biāo)識(shí)。每對(duì)中的兩個(gè)觸點(diǎn)與同一接地觸點(diǎn)330間隔一個(gè)間距距離D。通過這種布置，差分對(duì)的觸點(diǎn)包圍接地觸點(diǎn)，并且沒有差分對(duì)彼此相鄰和平行。此外，圖案可重復(fù)而無需使差分對(duì)位于使它們彼此相鄰和平行的位置處。再者,基板320可以是包含電路的任意表面,該表面上的電路將與另一表面上的電路連接；并且觸點(diǎn)可以是插針、焊球、焊料塊或其它連接件。諸如觸點(diǎn)360的其它觸點(diǎn)可用于提供功率或經(jīng)過接口的其它信號(hào)，一些觸點(diǎn)位置可以是空的。圖3所示的圖案是重復(fù)的圖案，該重復(fù)的圖案通過將觸點(diǎn)位置的整個(gè)陣列300上的觸點(diǎn)圖案步進(jìn)重復(fù)而形成。如圖所示，該重復(fù)的圖案是由框350限定的18個(gè)觸點(diǎn)。盡管圖2的互連圖案與圖I的圖案具有相同數(shù)量的接地觸點(diǎn)，但是圖2的圖案的性能得到了顯著提高。如圖4所示，圖2的圖案中的不同信號(hào)對(duì)的差分阻抗的范圍為約140至150歐姆之間，并且與例如圖I的互連圖案中見到的差分阻抗相比具有明顯小的變化。串?dāng)_也得到了顯著的改善。通過圖2的互連圖案，兩對(duì)觸點(diǎn)之間觀察到的最差耦合系數(shù)為0. 073，而在圖I的互連圖案的兩對(duì)之間觀察到的最差耦合系數(shù)為0. 082。對(duì)于圖2的互連圖案而言，從所有相鄰觸點(diǎn)觀察到的總的最差耦合系數(shù)為0. 132，而對(duì)于圖I的互連圖案而言，從所有相鄰觸點(diǎn)觀察到的總的最差耦合系數(shù)為0. 169。因此，圖2的圖案使兩對(duì)之間的最差情況耦合系數(shù)降低了約11%，并且使總的最差情況耦合系數(shù)降低了約22%。圖3的六邊形對(duì)串?dāng)_的減少程度不如圖2的直線陣列，因?yàn)椴罘謱?duì)彼此不成直角。然而，它允許觸點(diǎn)位置具有更大的密度，允許接地觸點(diǎn)與差分對(duì)的兩個(gè)觸點(diǎn)之間具有一致的間隔，并且可能在這些特性有利時(shí)是有用的。 對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，可在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)上面的各種變型。
權(quán)利要求
1.在基板上的觸點(diǎn)位置的規(guī)則陣列中的多個(gè)觸點(diǎn)，所述觸點(diǎn)位置相互之間至少在第一和第二方向上隔開一個(gè)間距距離，所述多個(gè)觸點(diǎn)包括 多個(gè)接地觸點(diǎn)，位于所述觸點(diǎn)位置中的部分觸點(diǎn)位置處，并且在所述第一和第二方向上隔開三個(gè)間距距離；以及 多對(duì)差分觸點(diǎn)，每個(gè)觸點(diǎn)均位于觸點(diǎn)位置處，每對(duì)差分觸點(diǎn)中的觸點(diǎn)彼此隔開一個(gè)間距距離，每對(duì)差分觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)定位于所述陣列中離接地觸點(diǎn)一個(gè)間距距離，而且每對(duì)差分觸點(diǎn)中的另一個(gè)觸點(diǎn)定位成離同一接地觸點(diǎn)不超過約萬倍的間距距離，并且沒有兩個(gè)差分對(duì)以彼此平行且一對(duì)的每個(gè)觸點(diǎn)與另一對(duì)的相應(yīng)觸點(diǎn)距離一個(gè)間距距離的方式位于所述陣列中。
2.如權(quán)利要求I所述的多個(gè)觸點(diǎn)，其中所述觸點(diǎn)為焊球或焊料塊。
3.如權(quán)利要求I所述的多個(gè)觸點(diǎn)，其中所述觸點(diǎn)為插針。
4.如權(quán)利要求I所述的多個(gè)觸點(diǎn)，其中所述第一和第二方向彼此垂直。
5.如權(quán)利要求I所述的多個(gè)觸點(diǎn)，其中所述第一和第二方向彼此成約60度的角度。
6.如權(quán)利要求5所述的多個(gè)觸點(diǎn)，其中每個(gè)差分對(duì)中的兩個(gè)觸點(diǎn)定位成離同一接地觸點(diǎn)約一個(gè)間距距離。
7.如權(quán)利要求I所述的多個(gè)觸點(diǎn)，其中所述差分觸點(diǎn)中的至少一些為信號(hào)觸點(diǎn)。
8.如權(quán)利要求I所述的多個(gè)觸點(diǎn)，其中所述差分觸點(diǎn)中的至少一些為控制觸點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求I所述的多個(gè)觸點(diǎn)，其中所述差分觸點(diǎn)中的至少一些為存儲(chǔ)器選通信號(hào)。
10.在基板上的觸點(diǎn)位置的規(guī)則的直線陣列中的多個(gè)觸點(diǎn)，所述觸點(diǎn)位置相互之間在相互垂直的第一和第二方向上隔開一個(gè)間距距離，所述多個(gè)觸點(diǎn)包括 多個(gè)接地觸點(diǎn)，位于所述觸點(diǎn)位置中的部分觸點(diǎn)位置處，并且在所述第一和第二方向上隔開三個(gè)間距距離；以及 多對(duì)差分觸點(diǎn)，每個(gè)觸點(diǎn)均位于觸點(diǎn)位置處，每對(duì)差分觸點(diǎn)中的觸點(diǎn)彼此隔開一個(gè)間距距離，每對(duì)差分觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)定位于所述陣列中離接地觸點(diǎn)一個(gè)間距距離，而且每對(duì)差分觸點(diǎn)中的另一個(gè)觸點(diǎn)定位成離同一接地觸點(diǎn)約^倍的間距距離，并且沒有兩個(gè)差分對(duì)以彼此平行且一對(duì)的每個(gè)觸點(diǎn)與另一對(duì)的相應(yīng)觸點(diǎn)距離一個(gè)間距距離的方式位于所述陣列中。
11.如權(quán)利要求10所述的多個(gè)觸點(diǎn)，其中所述觸點(diǎn)為焊球或焊料塊。
12.如權(quán)利要求10所述的多個(gè)觸點(diǎn)，其中所述觸點(diǎn)為插針。
13.如權(quán)利要求10所述的多個(gè)觸點(diǎn)，其中所述差分觸點(diǎn)中的至少一些為信號(hào)觸點(diǎn)。
14.如權(quán)利要求10所述的多個(gè)觸點(diǎn)，其中所述差分觸點(diǎn)中的至少一些為控制觸點(diǎn)。
15.在基板上的觸點(diǎn)的行和列的直線陣列，所述觸點(diǎn)相互之間在相互垂直的第一和第二方向上隔開一個(gè)間距距離，所述陣列包括 多個(gè)接地觸點(diǎn)，在所述第一和第二方向上隔開三個(gè)間距距離； 多對(duì)差分觸點(diǎn)，每對(duì)中的觸點(diǎn)彼此隔開一個(gè)間距距離，每對(duì)差分觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)定位于所述陣列中離接地觸點(diǎn)一個(gè)間距距離，而且每對(duì)差分觸點(diǎn)中的另一個(gè)觸點(diǎn)定位成離同一接地觸點(diǎn)約^倍的間距距離，并且沒有兩個(gè)差分對(duì)以彼此平行且一對(duì)的每個(gè)觸點(diǎn)與另一對(duì)的相應(yīng)觸點(diǎn)距離一個(gè)間距距離的方式位于所述陣列中。
16.如權(quán)利要求15所述的陣列，其中所述觸點(diǎn)為焊球或焊料塊。
17.如權(quán)利要求15所述的陣列，其中所述觸點(diǎn)為插針。
18.如權(quán)利要求15所述的陣列，其中所述差分觸點(diǎn)中的至少一些為信號(hào)觸點(diǎn)。
19.如權(quán)利要求15所述的陣列，其中所述差分觸點(diǎn)中的至少一些為控制觸點(diǎn)。
全文摘要
在一個(gè)實(shí)施方式中，差分信號(hào)觸點(diǎn)和接地觸點(diǎn)位于行和列的直線陣列中，接地觸點(diǎn)隔開三倍的、相鄰的行或列之間的間距距離，信號(hào)觸點(diǎn)緊鄰接地觸點(diǎn)定位。具體地，每個(gè)差分對(duì)中的兩個(gè)觸點(diǎn)彼此間隔一個(gè)間距距離，每個(gè)差分觸點(diǎn)對(duì)中的一個(gè)觸點(diǎn)定位成離接地觸點(diǎn)一個(gè)間距距離，該差分對(duì)中的另一個(gè)觸點(diǎn)定位成離同一接地觸點(diǎn)約倍的間距距離。在第二實(shí)施方式中，差分信號(hào)觸點(diǎn)和接地觸點(diǎn)位于六邊形陣列中，其中接地觸點(diǎn)隔開三倍的、相鄰的觸點(diǎn)之間的間距距離，信號(hào)觸點(diǎn)緊鄰接地觸點(diǎn)定位。具體地，每個(gè)差分對(duì)中的兩個(gè)觸點(diǎn)彼此間隔一個(gè)間距距離，而且每個(gè)差分觸點(diǎn)對(duì)中的兩個(gè)觸點(diǎn)定位成離接地觸點(diǎn)一個(gè)間距距離。
文檔編號(hào)H01L21/60GK102782825SQ201180008590
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者劉輝 申請(qǐng)人:阿爾特拉公司