專利名稱：最佳化至高速度、高接腳數(shù)裝置的電力傳輸?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本申請案通常涉及高速度集成電路裝置，且更具體而言，涉及一種用于最佳化至高速度、高接腳數(shù)半導(dǎo)體裝置的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，無線通訊系統(tǒng)在數(shù)量上及復(fù)雜性上均已得到提高。此復(fù)雜性已迫使無線通訊系統(tǒng)，尤其是掌上型無線裝置利用具有增大的組件封裝密度的多層式襯底。多層式襯底的使用使人們能夠在內(nèi)部襯底層上布置分段式電力及接地平面。此等配置可例如在一高速度裝置與一相應(yīng)去耦合電容器之間造成長的路徑長度。因此，當(dāng)在具有設(shè)計為多個分段式區(qū)域的電力及接地平面的多層式襯底上使用高速度裝置時，可能會出現(xiàn)電磁干擾(EMI)問題。
諸如微處理器等高速度裝置可使用極短的電流叢發(fā)運行。在高運作速度下，因互感及自感而在焊線之間引起的信號傳播延遲、轉(zhuǎn)換噪聲、及串?dāng)_會致使信號降格。所述互感可能起因于(舉例而言)襯底上芯片與跡線之間所述焊線內(nèi)的信號電流所產(chǎn)生磁場間的交互作用，且所述自感可能起因于由反平行電流所產(chǎn)生的對置磁場的交互作用。隨著至芯片的輸入及輸出的數(shù)量持續(xù)增加，外部連接變得越來越多且越來越復(fù)雜，且在某些情形下，會導(dǎo)致非期望長度的焊線引線及導(dǎo)電性襯底跡線。因此，更快且不斷增大的信號頻率已因封裝引線或跡線的電感而造成了非期望的信號傳播影響。
可見，人們需要一種可配置用以容納并大體上克服與電感相關(guān)的缺陷、EMI問題、及接地問題的半導(dǎo)體封裝，以便可以一相對簡單且具成本效率的方式實現(xiàn)封裝概念的有利態(tài)樣的全部優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
于一實施例中，一半導(dǎo)體裝置包括一襯底，其具有一上部襯底表面、一下部襯底表面、及一界定所述上部及下部襯底表面的周邊，所述上部襯底表面進一步具有至少一個襯底上部接地跡線，以經(jīng)由至少一個襯底接地通孔提供一至所述下部襯底表面上至少一個襯底下部接地跡線的電路徑；一焊錫球陣列，其附裝至所述下部襯底表面，且包括設(shè)置在所述周邊處且電連接至至少一個襯底接地通孔的復(fù)數(shù)個接地焊錫球。
于另一實施例中，一高速度半導(dǎo)體裝置包括一襯底，其具有一上部襯底表面、一下部襯底表面、一經(jīng)由一襯底接地通孔提供一至所述下部襯底表面的電路徑的上部襯底接地跡線、及一可經(jīng)由一襯底電力通孔提供一至所述下部襯底表面的電路徑的上部襯底電力跡線；一系統(tǒng)印刷電路板，其包括一電源導(dǎo)電路徑及一具有一接地平面的上部板表面；一附裝至所述下部襯底表面的焊錫球陣列，所述焊錫球陣列包括復(fù)數(shù)個電連接至所述接地平面的接地焊錫球及復(fù)數(shù)個電力焊錫球，所述電力焊錫球中的每一個均相對一相鄰接地焊錫球設(shè)置，以形成一電力/接地焊錫球?qū)?；及一安裝至所述上部襯底表面的芯片。
于再一實施例中，一半導(dǎo)體裝置包括一襯底，其具有一上部襯底表面、一下部襯底表面、及一界定所述上部襯底表面及下部襯底表面的周邊，所述襯底進一步具有一經(jīng)由一襯底接地通孔提供一至所述下部襯底表面上一下部襯底接地跡線的電路徑的上部襯底接地跡線及一經(jīng)由一襯底電力通孔提供一至所述下部襯底表面上一下部襯底電力跡線的電路徑的上部襯底電力跡線；一系統(tǒng)印刷電路板，其包括一具有一接地平面的上部板表面、及一鄰近所述接地平面設(shè)置的電源平面，所述上部板表面包括一電連接至所述接地平面的板接地跡線，所述電源接地平面進一步包括一相對所述板接地跡線設(shè)置的板電源跡線；一附裝至所述下部襯底表面的焊錫球陣列，所述焊錫球陣列包括設(shè)置在所述襯底的周邊處復(fù)數(shù)個最外側(cè)行內(nèi)且附裝至所述接地平面的復(fù)數(shù)個接地焊錫球，所述焊錫球陣列進一步包括復(fù)數(shù)個電力焊錫球且電連接至所述電源平面，所述復(fù)數(shù)個電力焊錫球設(shè)置在復(fù)數(shù)個相鄰?fù)鈧?cè)行內(nèi)，而每一最外側(cè)行設(shè)置在所述周邊與一相應(yīng)的相鄰?fù)鈧?cè)行之間；一安裝至所述上部表面的芯片；一將所述芯片連接至所述上部襯底接地跡線的焊線；及一設(shè)置在所述上部板表面上且電附裝至所述襯底接地跡線的去耦合電容器。
于一進一步實施例中，一供附裝至一高速度芯片的去耦合分支包括一去耦合電容器；一將一芯片接地端子電連接至所述去耦合電容器的第一導(dǎo)電路徑，所述第一導(dǎo)電路徑包括一接地焊線、一襯底上部接地跡線、一襯底接地通孔、一襯底下部接地跡線、一接地焊錫球、及一板接地跡線；及一將一芯片電力端子電連接至所述去耦合電容器的第二導(dǎo)電路徑，所述第二導(dǎo)電路徑包括一板電源跡線、一電力焊錫球、一襯底下部電力跡線、一襯底電力通孔、一襯底上部電力跡線及一電力焊線。
于再一進一步實施例中，一半導(dǎo)體裝置包括一襯底，其具有一上部襯底表面、一下部襯底表面、及一界定所述上部及下部襯底表面的周邊，所述上部襯底表面進一步具有至少一個襯底上部電力跡線以經(jīng)由至少一個襯底電力通孔提供一至所述下部襯底表面上至少一個襯底下部電力跡線的電路徑的襯底；一附裝至所述下部襯底表面的焊錫球陣列，所述焊錫球陣列包括設(shè)置在所述陣列的最外側(cè)行內(nèi)且電連接至至少一個襯底電力通孔的復(fù)數(shù)個電力焊錫球，所述焊錫球陣列進一步包括設(shè)置在所述陣列的相鄰?fù)鈧?cè)行內(nèi)且電連接至所述襯底內(nèi)一襯底接地通孔的復(fù)數(shù)個接地焊錫球；一系統(tǒng)印刷電路板，其包括一上部板表面，所述上部板表面具有一電連接至所述復(fù)數(shù)個電力焊錫球中的至少一個的電力平面；及一安裝至所述上部襯底表面的芯片。
于另一實施例中，一具有一高速度、高接腳數(shù)半導(dǎo)體裝置的無線通訊裝置包括一去耦合電容器、一可將一半導(dǎo)體裝置接地端子電連接至所述去耦合電容器的第一導(dǎo)電路徑，所述第一導(dǎo)電路徑包括一接地焊線、一襯底上部接地跡線、一襯底接地通孔、一襯底下部接地跡線、一接地焊錫球，及一板接地跡線，其中所述板接地跡線具有一大約一毫米的長度；及一將一半導(dǎo)體裝置電力端子電連接至所述去耦合電容器的第二導(dǎo)電路徑，所述第二導(dǎo)電路徑包括一板電源跡線、一電力焊錫球、一襯底下部電力跡線、一襯底電力通孔、一襯底上部電力跡線，及一電力焊線。
于一進一步實施例中，一半導(dǎo)體裝置包括焊錫球陣列裝置，其用于將一襯底附裝至一具有一接地平面及一電源跡線的系統(tǒng)印刷電路板，所述焊錫球陣列裝置設(shè)置在一襯底周邊內(nèi)；去耦合構(gòu)件，其連接在所述接地平面與所述電源跡線之間；及電力/接地焊錫球?qū)ρb置，其設(shè)置在所述襯底周邊處以供將所述襯底電附裝至所述去耦合構(gòu)件。
于又一進一步實施例中，揭示一種用于為半導(dǎo)體裝置供電的方法，所述半導(dǎo)體裝置具有一藉助一焊錫球陣列附裝至一系統(tǒng)印刷電路板的一上部表面的襯底，所述方法包括以下步驟(1)利用一設(shè)置在一襯底的周邊處的焊錫球作為一接地焊錫球來減少一電力信號的路徑長度，以最小化信號寄生現(xiàn)象；及(2)利用一鄰近所述接地焊錫球的焊錫球來形成一用于所述電力信號的電力/接地焊錫球?qū)Γ宰钚』姶虐l(fā)射。
于再一實施例中，一種用于為一具有一球格柵陣列的半導(dǎo)體裝置供電的方法包括(1)一利用一設(shè)置在一襯底的周邊處的焊錫球作為一接地焊錫球來減少一電力信號的路徑長度、以最小化信號寄生現(xiàn)象的步驟；及(2)一利用一鄰近所述接地焊錫球的焊錫球形成一用于所述電力信號的電力/接地焊錫球?qū)?、以最小化來自所述電力信號的電磁發(fā)射的步驟。
參照下文圖式、說明及申請專利范圍，將更易了解本發(fā)明的此等及其它特征、方面及優(yōu)點。


圖1是一根據(jù)一實施例一安裝在一襯底上的芯片的局部剖視圖，其中所述襯底是通過一焊錫球陣列連接至一系統(tǒng)印刷電路板；圖2是一根據(jù)一實施例圖1所示襯底下部表面上的焊錫球陣列的平面圖；圖3是一半導(dǎo)體裝置的互連配置構(gòu)成的示意性等角圖，其中所述半導(dǎo)體裝置包括芯片焊線、上部及下部襯底導(dǎo)電跡線、一位于電源平面內(nèi)的板電力跡線、及一位于圖1所示系統(tǒng)印刷電路板內(nèi)的接地平面內(nèi)的板接地跡線；圖4是一用于圖1所示襯底的下部表面的替代焊錫球陣列的平面圖；
圖5是一半導(dǎo)體裝置的替代互連配置構(gòu)成的示意性等角圖，其中所述半導(dǎo)體裝置包括芯片焊線、上部及下部襯底導(dǎo)電跡線、一板接地跡線、及一板電力跡線；及圖6是一流程圖，其圖解說明可根據(jù)一實施例規(guī)定的一種為圖3所示半導(dǎo)體裝置提供電力及接地連接的方法。
具體實施例方式
以下詳細說明是當(dāng)前所涵蓋的用于實施本發(fā)明實施例的最佳模式。由于本發(fā)明的范圍由隨附權(quán)利要求書最佳界定，因此，本說明不應(yīng)視為具有限定意義，而僅用于圖解說明本發(fā)明實施例的一般原理的目的。
概括地說，提供一種高速度裝置，其具有一具有低電感特性的信號路徑，與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述特性可容許更高頻率信號及電力傳送且具有極小的電壓降及減少的電磁發(fā)射。所述實施例可包括定位在所述裝置周邊處的電力/接地接腳對以使電壓降最小化。相比而言，傳統(tǒng)高速度裝置則可能在所述裝置中心處或中心附近提供電力接腳以將外側(cè)接腳用于信號。
與傳統(tǒng)襯底中所見的較長通孔相比，所述實施例可進一步包括一具有一最小長度的通孔的襯底以最小化電壓降。與具有內(nèi)部電力及接地平面的傳統(tǒng)多層式襯底相比，還可包括一具有位于一襯底表面附近的電力及接地平面的襯底以減少電磁發(fā)射。一可受益于所述實施例的應(yīng)用的電子裝置的實例是諸如移動電話等掌上型無線通訊裝置。然而，應(yīng)了解，所揭示實施例的應(yīng)用并不僅限于通訊裝置。
一般而言，若減少高速度半導(dǎo)體裝置所用電源系統(tǒng)內(nèi)的寄生現(xiàn)象，即可改進所述電源系統(tǒng)的性能。傳統(tǒng)應(yīng)用中的印刷電路板可提供連續(xù)的、受到良好控制的電力及接地平面以減少此類寄生現(xiàn)象。然而，由于移動電子系統(tǒng)通常需要使用高密度的印刷電路板，因此必然將電力及接地平面設(shè)計成多重分段式區(qū)域。此類配置會阻礙實現(xiàn)使封裝接腳與去耦合電容器之間的路徑長度最小化的目標(biāo)。
除將一上部電路板層規(guī)定為一接地平面來減少EMI外，所述實施例還可使用電路板選路資源來減少寄生現(xiàn)象，而非僅依靠電力及接地平面的配置。例如，可使用最小導(dǎo)線長度或倒裝芯片連接來設(shè)計電子封裝以使封裝電感最小化，同時實現(xiàn)最佳的接腳布置及印刷電路板至耦合電容器的選路。此外，可通過在電子封裝的周邊處設(shè)置電力-接地焊錫球?qū)碜钚』芈冯姼小Ｓ纱?，可將所述電?接地焊錫球?qū)B接至相鄰上部印刷電路板層上電連接至本地去耦合電容器的相應(yīng)電力及接地導(dǎo)線。通過將接地及電力焊錫球?qū)B接至相鄰印刷電路板層，可減少互感，且通過提供連接至上部印刷電路板層的連接，可最小化通孔長度。
一實施例可配置于一微處理器封裝內(nèi)，例如配置于一適用于例如掌上型無線通訊裝置中的BGA、PGA、或芯片尺寸封裝(CSP)內(nèi)。使用BGA或PGA封裝能夠使一復(fù)雜集成電路位于無線通訊裝置的系統(tǒng)板上一相對小的面積內(nèi)。CSP可提供一接腳數(shù)少于BGA或PGA的更小裝置封裝，但可利用一如下文所述的電力/接地接腳對配置。對于高速度應(yīng)用，BGA配置可提供一較諸如PGA等引線式配置具有更低電感的封裝。
參照圖1、2及3，根據(jù)一實施例，一半導(dǎo)體裝置10可包括一安裝至一襯底13的上部襯底表面12且囊封于一芯片封裝15內(nèi)的芯片11。所述半導(dǎo)體裝置10可進一步包括一系統(tǒng)印刷電路板20，所述系統(tǒng)印刷電路板20具有一位于一上部板表面23處的板接地跡線21、一電源導(dǎo)電路徑，例如一位于板接地跡線21下面的一層內(nèi)的板電源跡線25，及一位于板接地跡線21與板電源跡線25之間的介電層27。另一選擇為，所述板接地跡線21可構(gòu)成一覆蓋一部分或全部上部板表面23的板接地平面63的一部分。
可提供一個或多個從芯片11至襯底13上的一上部襯底接地跡線33的接地焊線31?？稍谏喜恳r底的接地跡線33與一下部襯底表面14上的一襯底下部接地跡線37之間，提供一襯底接地通孔35，以通過一接地焊錫球39電連接至板接地跡線21。同樣地，可提供一個或多個從芯片11至襯底13上的一襯底上部電力跡線43的電力焊線41。可在襯底上部電力跡線43與一襯底下部電力跡線47之間，提供一襯底電力通孔45，以通過一電力焊錫球49及一板電力通孔29電連接至板電源跡線25。
所述半導(dǎo)體裝置10可進一步包括一位于上部板表面23上的去耦合電容器51。去耦合電容器51的一端可如圖所示直接連接至板接地跡線21，而去耦合電容器51的另一端可通過一第二板電力通孔53連接至板電源跡線25。接地焊錫球39可位于襯底13的一周邊19處。所述周邊19界定上部襯底表面12與下部襯底表面14。此可允許將去耦合電容器51布置在距接地焊錫球39一距離“D”內(nèi)，其中距離“D”可小達1毫米。
于所示的配置中，一大體由板接地跡線21、板電源跡線25、板電力通孔29，及第二板電力通孔53界定的截面面積(稱作“A”)可小于傳統(tǒng)設(shè)計中所見的相應(yīng)截面面積。因此，如上文更詳細闡述，由板電源跡線25(例如由圖1所示的配置所例解)內(nèi)的電流所產(chǎn)生的EMI可小于傳統(tǒng)電源跡線內(nèi)的電流所產(chǎn)生的EMI。
圖2所示的焊錫球配置可用于半導(dǎo)體裝置10。一焊錫球陣列55可附裝至襯底13的下部襯底表面14。陣列55可包括復(fù)數(shù)個電力焊錫球49(即，畫有平行線相交的陰影的圓圈)，每一電力焊錫球49均經(jīng)由相應(yīng)的一組襯底下部電力跡線47、襯底電力通孔45，及襯底上部電力跡線43，電連接至一相應(yīng)電力焊線41(參見圖1)。陣列55可包括復(fù)數(shù)個接地焊錫球39(即，實心圓圈)，每一接地焊錫球39均經(jīng)由相應(yīng)的一組襯底下部接地跡線37、襯底接地通孔35，及襯底上部接地跡線33，電連接至一相應(yīng)接地焊線31(參見圖1)。接地焊錫球39可位于襯底13的周邊19處。于所示配置中，接地焊錫球39位于一個或多個最外側(cè)行57a、57b、57c及57d內(nèi)。
此外，每一電力焊錫球49均可與一相鄰接地焊錫球39配對，以減少來自一所傳導(dǎo)電力信號的電磁發(fā)射。例如，可將一接地焊錫球39a及一電力焊錫球49a連接至同一電源(未顯示)。相應(yīng)地，接地焊錫球39a定位在周邊19處而電力焊錫球49a則靠近接地焊錫球39a定位以形成一電力/接地焊錫球?qū)?0(以一虛線框表示)。當(dāng)一電力信號經(jīng)由接地焊錫球39a流入(或流出)及經(jīng)由電力焊錫球49a流出(或流入)時，可因接地焊錫球39a與電力焊錫球49a的實體接近性而使所產(chǎn)生的來自電力/接地焊錫球?qū)?0的電磁發(fā)射最小化。相應(yīng)地，于所示配置中，所述電力焊錫球49定位在一個或多個相鄰?fù)鈧?cè)行59a、59b、59c及59d內(nèi)。復(fù)數(shù)個焊錫球61(即，空白圓圈)可供信號及其它電連接使用。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，雖然傳統(tǒng)襯底周邊上的接腳可通常預(yù)留用于高速度信號路徑，但可將100MHz或以下的信號選路至內(nèi)側(cè)接腳，例如信號球61，這不會因信號路徑長度增大而引起定時問題。
如圖3中所示，一去耦合分支40可包括一從芯片接地端子16至去耦合電容器51的第一導(dǎo)電路徑40a，及一從去耦合電容器51至芯片電力端子17的第二導(dǎo)電路徑40b。所述第一導(dǎo)電路徑40a可包括接地焊線31、襯底上部接地跡線33、襯底接地通孔35、襯底下部接地跡線37、接地焊錫球39、及板接地跡線21。板接地跡線21的長度大約為1毫米。所述第二導(dǎo)電路徑40b可包括板電源跡線25、電力焊錫球49、襯底下部電力跡線47、襯底電力通孔45、襯底上部電力跡線43、及電力焊線41。如所述圖例所示，板接地跡線21的寬度、形狀及位置基本上與板電源跡線25的寬度、形狀、及位置一致，并由介電層27提供隔離。
圖1及3所示配置可進一步通過以下方式提供電磁屏蔽將上部板表面23處的接地平面63用作一外部接地，并在下一內(nèi)層處設(shè)置一諸如電源平面65等電源導(dǎo)電路徑來實現(xiàn)電力信號的耦合選路。此外，通過將外側(cè)行接腳用于接地連接一例如在襯底13的周邊19處位于一個或多個最外側(cè)行57a、57b、57c及57d內(nèi)的接地焊錫球39，可使一諸如去耦合電容器51等去耦合電容器與一對應(yīng)接地焊錫球39之間的實體距離較傳統(tǒng)配置得到最小化。
如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所了解，高速度信號是在印刷電路板的襯底表面上選路從而會產(chǎn)生EMI，因而通常需要一金屬罐或金屬化塑料屏蔽在芯片及襯底上及屏蔽在相鄰高速度電路(若有)上。如本文所揭示，通過使電力及接地位于表面處且使板接地跡線21與板電源跡線25對置設(shè)置(即，交迭且通過介電層27隔離)，會“內(nèi)建”電磁屏蔽，從而降低對外部屏蔽的需要。于一傳統(tǒng)配置中，可通過內(nèi)部電力平面來分配電力。在使用此類配置時，一具有用于電力崩潰的多個電力軌的芯片可能需要一多達十八層的系統(tǒng)板。在一板表面層上或板表面層處(例如在所示實施例中)提供電力可減少對電力通孔的需要，且還可消除對電力平面的需要。此可使板選路更容易且可實現(xiàn)襯底層數(shù)的減少，從而節(jié)省成本。
此外，通過減少所述所揭示實施例中的寄生現(xiàn)象，使得改進為半導(dǎo)體裝置10供電的電源的性能成為可能。例如，可通過使用設(shè)置在半導(dǎo)體裝置10的周邊19處的一個或多個電力-接地焊錫球?qū)?0來減少或最小化回路電感。電力焊錫球49及接地焊錫球39可較佳地在系統(tǒng)印刷電路板20上連接至相鄰上部層上引至本地去耦合電容器51的相應(yīng)板電源跡線25及板接地跡線21。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所了解，以此方式使用相鄰層的作用是提供互感，且將上部層用于接地及電力能夠最小化接地及電力通孔的長度。此外，通過將一上部板層指定成一接地層，可進一步降低EMI。
于一替代實施例中，可將圖4所示焊錫球配置與半導(dǎo)體裝置10共同使用。一焊錫球陣列70可附裝至襯底13的下部襯底表面14。陣列70包括復(fù)數(shù)個接地焊錫球71(即，實心圓圈)，每一接地焊錫球71均可經(jīng)由相應(yīng)的一組襯底下部接地跡線37、襯底接地通孔35、及襯底上部接地跡線33電連接至一相應(yīng)接地焊線31(參見圖1)。陣列70可包括復(fù)數(shù)個電力焊錫球73(即，畫有截面線的圓圈)，每一電力焊錫球73均經(jīng)由相應(yīng)的一組襯底下部電力跡線47、襯底電力通孔45、及襯底上部電力跡線43電連接至一相應(yīng)電力焊線41(參見圖1)。
電力焊錫球73可位于襯底13的周邊19處。于所示配置中，電力焊錫球73可位于一個或多個最外側(cè)行內(nèi)，例如最外側(cè)行79a內(nèi)，而接地焊錫球71可位于一個或多個相鄰?fù)鈧?cè)行內(nèi)，例如相鄰?fù)鈧?cè)行79b內(nèi)。每一電力焊錫球73均可與一相鄰接地焊錫球71配對，來形成一電力/接地焊錫球?qū)?7(以一虛線框表示)。
于又一替代實施例中，如圖5所示，一去耦合分支80可包括一從一芯片接地端子(未顯示)至去耦合電容器51的第一導(dǎo)電路徑80a、及一從去耦合電容器51至一芯片電力端子(未顯示)的第二導(dǎo)電路徑80b。所述第一導(dǎo)電路徑80a可包括一接地焊線81、一襯底上部接地跡線83、一襯底接地通孔85、一襯底下部接地跡線87、接地焊錫球71、及一板接地跡線89。所述第二導(dǎo)電路徑80b可包括一板電源跡線99、電力焊錫球73、一襯底下部電力跡線97、一襯底電力通孔95、一襯底上部電力跡線93、及一電力焊線91。去耦合電容器51可電連接至板接地跡線89及板電源跡線99。如圖4中所示，電力焊錫球73可位于襯底13的周邊19處。
圖6中的流程圖100顯示一種用于為一半導(dǎo)體裝置供電的方法，其中所述半導(dǎo)體裝置具有一通過一焊錫球陣列附裝至一系統(tǒng)印刷電路板的上部表面的襯底。在步驟101中，可將一接地焊錫球(例如接地焊錫球39)設(shè)置于襯底(例如襯底13)的一周邊處的焊錫球陣列內(nèi)。在步驟103中，可在焊錫球陣列(例如焊錫球陣列55)內(nèi)鄰近所述接地焊錫球設(shè)置一電力焊錫球(例如電力焊錫球49)，以形成一電力/接地焊錫球?qū)?例如電力/接地焊錫球?qū)?0)。在步驟105中，可將一接地平面(例如接地平面63)設(shè)置于所述系統(tǒng)印刷電路板的上部表面內(nèi)。在步驟107中，可將所述接地焊錫球附裝至所述接地平面。在步驟109中，可將一電源跡線(例如板電源跡線25)設(shè)置于所述系統(tǒng)印刷電路板的上部表面下方。在步驟111中，可將一介電層(例如介電層27)設(shè)置于所述電源跡線與所述接地平面之間。在步驟113中，可將所述電力焊錫球附裝至所述電源跡線。在步驟115中，可鄰近所述接地焊錫球設(shè)置一去耦合電容器(例如去耦合電容器51)，并可在步驟117中，將所述去耦合電容器定位在距所述接地焊錫球小于五毫米處、且較佳定位在距所述接地焊錫球一毫米以內(nèi)。于一傳統(tǒng)配置中，所述接地焊錫球與所述去耦合電容器之間的距離可為五毫米或更大。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所了解，上述方法還用于使電壓降最小化且也減少電磁發(fā)射。
當(dāng)然，應(yīng)了解，上文說明涉及各實例性實施例且可作出修改，此并不背離下文申請專利范圍所述的實施例的精神及范圍。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其包括一襯底，其具有一上部襯底表面、一下部襯底表面，及一界定所述上部及下部襯底表面的周邊，所述上部襯底表面進一步具有至少一個襯底上部接地跡線，所述至少一個襯底上部接地跡線經(jīng)由至少一個襯底接地通孔提供一至所述下部襯底表面上至少一個襯底下部接地跡線的電路徑；一附裝至所述下部襯底表面的焊錫球陣列，所述焊錫球陣列包括設(shè)置在所述周邊處且電連接至所述至少一個襯底接地通孔的復(fù)數(shù)個接地焊錫球。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述焊錫球陣列進一步包括一電力焊錫球，所述電力焊錫球設(shè)置成鄰近所述復(fù)數(shù)個接地焊錫球其中之一且電連接至所述襯底內(nèi)的一襯底電力通孔。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其進一步包括一系統(tǒng)印刷電路板，其包括一具有一電連接至所述復(fù)數(shù)個接地焊錫球的接地平面的上部板表面；一安裝至所述上部襯底表面的芯片；及一將所述芯片電連接至所述襯底上部接地跡線的焊線。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其進一步包括一設(shè)置成鄰近所述接地平面的電源導(dǎo)電路徑。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述系統(tǒng)印刷電路板進一步包括一位于所述電源導(dǎo)電路徑與所述接地平面之間的介電層。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述復(fù)數(shù)個接地焊錫球設(shè)置在所述焊錫球陣列中的至少一個最外側(cè)行內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，其進一步包括設(shè)置在所述焊錫球陣列中至少一個相鄰?fù)鈧?cè)行內(nèi)的復(fù)數(shù)個電力焊錫球，所述至少一個最外側(cè)行設(shè)置在所述至少一個相鄰?fù)鈧?cè)行與所述周邊之間。
8.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，其進一步包括復(fù)數(shù)個電力焊錫球，每一所述電力焊錫球均設(shè)置成鄰近所述復(fù)數(shù)個接地焊錫球中的一對應(yīng)接地焊錫球，以形成一電力/接地焊錫球?qū)Α?br> 9.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述系統(tǒng)印刷電路板包括至少一個去耦合電容器。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述至少一個去耦合電容器電連接至所述接地平面。
11.一種半導(dǎo)體裝置，其包括一襯底，其具有一上部襯底表面、一下部襯底表面、一經(jīng)由一襯底接地通孔提供一至所述下部襯底表面的電路徑的上部襯底接地跡線，及一經(jīng)由一襯底電力通孔提供一至所述下部襯底表面的電路徑的上部襯底電力跡線；一系統(tǒng)印刷電路板，其包括一電源導(dǎo)電路徑及一具有一接地平面的上部板表面；一附裝至所述下部襯底表面的焊錫球陣列，所述焊錫球陣列包括復(fù)數(shù)個電連接至所述接地平面的接地焊錫球及復(fù)數(shù)個電力焊錫球，每一所述復(fù)數(shù)個接地焊錫球均設(shè)置成鄰近所述復(fù)數(shù)個電力焊錫球中的一對應(yīng)電力焊錫球，以形成一電力/接地焊錫球?qū)Γ患?；一安裝至所述上部襯底表面的芯片。
12.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述復(fù)數(shù)個接地焊錫球設(shè)置在所述焊錫球陣列的最外側(cè)行內(nèi)。
13.如權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述復(fù)數(shù)個電力焊錫球設(shè)置在所述焊錫球陣列的相鄰?fù)鈧?cè)行內(nèi)。
14.一種半導(dǎo)體裝置，其包括一襯底，其具有一上部襯底表面、一下部襯底表面，及一界定所述上部襯底表面及所述下部襯底表面的周邊，所述襯底進一步具有一經(jīng)由一襯底接地通孔提供一至所述下部襯底表面上的一下部襯底接地跡線的電路徑的上部襯底接地跡線，及一經(jīng)由一襯底電力通孔提供一至所述下部襯底表面上的一下部襯底電力跡線的電路徑的上部襯底電力跡線；一系統(tǒng)印刷電路板，其包括一具有一接地平面及一設(shè)置成鄰近所述接地平面的電源平面的上部板表面，所述上部板表面包括一電連接至所述接地平面的板接地跡線，所述電源接地平面進一步包括一與所述板接地跡線相對設(shè)置的板電源跡線；一附裝至所述下部襯底表面的焊錫球陣列，所述焊錫球陣列包括設(shè)置在所述襯底的一周邊處的復(fù)數(shù)個最外側(cè)行內(nèi)且附裝至所述接地平面的復(fù)數(shù)個接地焊錫球，所述焊錫球陣列進一步包括復(fù)數(shù)個電力焊錫球且電連接至所述電源平面，所述復(fù)數(shù)個電力焊錫球設(shè)置在復(fù)數(shù)個相鄰?fù)鈧?cè)行內(nèi)，每一所述最外側(cè)行均設(shè)置在所述周邊與一相應(yīng)的相鄰?fù)鈧?cè)行之間；一安裝至所述上部表面的芯片；一將所述芯片連接至所述上部襯底接地跡線的焊線；及一去耦合電容器，其設(shè)置在所述上部板表面上，且電附裝至所述下部襯底接地跡線。
15.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述焊錫球陣列進一步包括設(shè)置在所述焊錫球陣列的相鄰?fù)鈧?cè)行內(nèi)的復(fù)數(shù)個電力焊錫球。
16.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述去耦合電容器電附裝至所述電源平面。
17.一種適于附裝至一高速度芯片的去耦合分支，所述去耦合分支包括一去耦合電容器；一第一導(dǎo)電路徑，其將一芯片接地端子電連接至所述去耦合電容器，所述第一導(dǎo)電路徑包括一接地焊線、一襯底上部接地跡線、一襯底接地通孔、一襯底下部接地跡線、一接地焊錫球，及一板接地跡線；及一第二導(dǎo)電路徑，其將一芯片電力端子電連接至所述去耦合電容器，所述第二導(dǎo)電路徑包括一板電源跡線、一電力焊錫球、一襯底下部電力跡線、一襯底電力通孔、一襯底上部電力跡線，及一電力焊線。
18.如權(quán)利要求17所述的去耦合分支，其中所述板接地跡線包括一大約一毫米的長度。
19.如權(quán)利要求17所述的去耦合分支，進一步包括一設(shè)置在所述板接地跡線與所述板電源跡線之間的介電層。
20.一種半導(dǎo)體裝置，其包括一襯底，其具有一上部襯底表面，一下部襯底表面，及一界定所述上部及下部襯底表面的周邊，所述上部襯底表面進一步具有至少一個襯底上部電力跡線，所述至少一個襯底上部電力跡線經(jīng)由至少一個襯底電力通孔提供一至所述下部襯底表面上的至少一個襯底下部電力跡線的電路徑；一附裝至所述下部襯底表面的焊錫球陣列，所述焊錫球陣列包括設(shè)置在所述陣列的最外側(cè)行內(nèi)且電連接至所述至少一個襯底電力通孔的復(fù)數(shù)個電力焊錫球，所述焊錫球陣列進一步包括設(shè)置在所述陣列的相鄰?fù)鈧?cè)行內(nèi)且電連接至所述襯底內(nèi)一襯底接地通孔的復(fù)數(shù)個接地焊錫球；一系統(tǒng)印刷電路板，其包括一上部板表面，所述上部板表面具有一電連接至所述復(fù)數(shù)個電力焊錫球中的至少一個的電力平面；及一安裝至所述上部襯底表面的芯片。
21.如權(quán)利要求20所述的半導(dǎo)體裝置，其中每一所述接地焊錫球均設(shè)置成鄰近所述復(fù)數(shù)個電力焊錫球中的對應(yīng)的一個電力焊錫球，以形成一接地/電力焊錫球?qū)Α?br> 22.一種具有一高速度、高接腳數(shù)半導(dǎo)體裝置的無線通訊裝置，所述無線通訊裝置包括一去耦合電容器；一第一導(dǎo)電路徑，其將一半導(dǎo)體裝置接地端子電連接至所述去耦合電容器，所述第一導(dǎo)電路徑包括一接地焊線、一襯底上部接地跡線、一襯底接地通孔、一襯底下部接地跡線、一接地焊錫球，及一板接地跡線，其中所述板接地跡線包括一大約一毫米的長度；及一第二導(dǎo)電路徑，其將一半導(dǎo)體裝置電力端子電連接至所述去耦合電容器，所述第二導(dǎo)電路徑包括一板電源跡線、一電力焊錫球、一襯底下部電力跡線、一襯底電力通孔、一襯底上部電力跡線，及一電力焊線。
23.如權(quán)利要求22所述的無線通訊裝置，其中所述接地焊錫球與所述電力焊錫球形成一接近所述板接地跡線的電力/接地焊錫球?qū)Α?br> 24.如權(quán)利要求22所述的無線通訊裝置，進一步包括一襯底，所述襯底具有一由一周邊界定的下部襯底表面。
25.如權(quán)利要求24所述的無線通訊裝置，進一步包括一附裝至所述下部襯底表面的焊錫球陣列，所述焊錫球陣列包括一設(shè)置在所述周邊處且附裝至所述板接地跡線的接地焊錫球，所述焊錫球陣列進一步包括一設(shè)置成鄰近所述接地焊錫球且電連接至所述電源平面的電力焊錫球，所述接地焊錫球與所述電力焊錫球形成一電力/接地焊錫球?qū)Α?br> 26.如權(quán)利要求25所述的無線通訊裝置，其中所述板接地跡線包括一小于五毫米的長度。
27.如權(quán)利要求24所述的無線通訊裝置，進一步包括用于將所述接地平面與所述電源跡線隔離開的介電裝置。
28.一種半導(dǎo)體裝置，其包括焊錫球陣列裝置，其用于將一襯底附裝至一具有一接地平面及一電源跡線的系統(tǒng)印刷電路板，所述焊錫球陣列裝置設(shè)置在一襯底周邊以內(nèi)；去耦合裝置，其連接于所述接地平面與所述電源跡線之間；及電力/接地焊錫球?qū)ρb置，其設(shè)置在所述襯底周邊處，以用于將所述襯底電附裝至所述去耦合裝置。
29.一種用于為一半導(dǎo)體裝置供電的方法，所述半導(dǎo)體裝置具有一通過一焊錫球陣列附裝至一系統(tǒng)印刷電路板的一上部表面的襯底，所述方法包括如下步驟通過利用一設(shè)置在一襯底的一周邊處的焊錫球作為一接地焊錫球來減小一電力信號的路徑長度，以使信號寄生現(xiàn)象最小化；及通過利用一鄰近所述接地焊錫球的焊錫球來形成一用于所述電力信號的電力/接地焊錫球?qū)?，以使電磁發(fā)射最小化。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，進一步包括如下步驟通過在所述系統(tǒng)印刷電路板的所述上部表面內(nèi)設(shè)置一接地平面來增加電磁遮罩，以使電磁發(fā)射最小化。
31.一種用于為一具有一球柵陣列的半導(dǎo)體裝置供電的方法，所述方法包括一利用一設(shè)置在一襯底的一周邊處的焊錫球作為一接地焊錫球來減小一電力信號的路徑長度，以最小化信號寄生現(xiàn)象的步驟；及一利用一鄰近所述接地焊錫球的焊錫球來形成一用于所述電力信號的電力/接地焊錫球?qū)Γ允箒碜运鲭娏π盘柕碾姶虐l(fā)射最小化的步驟。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，進一步包括如下步驟將一系統(tǒng)印刷電路板的一上部表面設(shè)置為一接地平面，且鄰近所述接地平面設(shè)置一電源導(dǎo)電路徑，以使連接至所述電源導(dǎo)電路徑的通孔的長度最小化，由此使一由所述接地平面，所述電源導(dǎo)電路徑，及所述通孔所界定的截面面積最小化，以減少來自所述電力信號的電磁發(fā)射。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種高速度半導(dǎo)體裝置，其包括一襯底，其具有一上部襯底表面、一下部襯底表面、及一界定所述上部及所述下部襯底表面的周邊，所述襯底進一步具有一上部襯底接地跡線，所述上部襯底接地跡線經(jīng)由一襯底接地通孔提供一電路徑至所述下部襯底表面；一附裝至所述下部襯底表面的焊錫球陣列，所述焊錫球陣列包括復(fù)數(shù)個接地焊錫球，所述復(fù)數(shù)個接地焊錫球設(shè)置在所述周邊處且電連接至所述襯底接地通孔。
文檔編號H05K1/02GK1938850SQ200580009948
公開日2007年3月28日 申請日期2005年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月24日
發(fā)明者賈斯廷·加涅, 馬克·S·維奇, 瑞安·萊恩 申請人:高通股份有限公司