专利名称：集成电路块和印刷电路板装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种集成电路块和电路板装置(arrangement)。但是，本发明申请并不局限于用于集成电路封装的接点布线装置。
这些元件通常具有许多与其它元件连接的接点例如输入输出端、电源接点、接地点、时钟信号输入输出端等。现时，这些电子元件和电路的复杂性业已戏剧性地增大到许多电子元件及功能都得在一个或多个集成电路块中实施的程度。
集成电路(IC)是一种作为一个块来制造的闭合电路。IC可包括若干分离的元件，这些元件由陶瓷基片来固定并通过导线或者合适的敷金属图而互相连接。产生于一个芯片上的电路的复杂性已经在快速地增长，其中在一个芯片上具有数十万个逻辑门的非常大规模的集成(VLSI)和附加的大规模集成(ELSI)正变得普通起来。
因此，印刷电路板的设计已经变得更复杂，从而易于增加连接IC的多个元件的路线(track)的数目。就这一点而言，印刷电路板基本上已经发展到多层装置，在该装置中每一层都含有许多路线。利用管线将各个层可操作地连接在战略性设计的多个点上，这些连接是连接一个多层基片上的两个或多个层的金属连接。
在本发明的领域中，已知，集成电路(IC)封装已经发展到每个IC块需要大量不同类型的接点(例如接地点、电源接点、振荡器/时钟接点、数据和其它高速接点等)的形势。
本发明的发明人已经探查了在试图敷设通往/来自IC块接点的路线时所遇到的问题。这些问题经常是由IC块接点的特定布置导致的。
所遇到的第一个问题涉及到IC块的电源接点。正如本技术领域内所公知的，电源接点需要连接到其上的大的去耦电容器。如果在电容器及其相应的电源接点之间配备较长的路线，那么这条路线就起到一个电阻的作用。电容与诱导电阻一起对输入IC块上的电源接点的电源信号有效地起到过滤作用。到达该接点的路线越长，该路线所诱导的电阻就越大。在这种方式中，通过在电容器与电源接点之间具有电阻，而减弱了电流在电阻器和电源接点之间流动的能力。因此，重要的是，在电容器与电源接点之间提供最短的路线。
而且，因为具有潜在的大量电流能够流过电源接点和路线，所以需要这些路线相当宽。因此，进一步优选的是，使路线保持尽可能地短，以便降低成本并减小这些电源线在PCB上所占据的面积。
所遇到的第二个问题涉及到IC块的接地。本发明的发明人所认识到的问题涉及到利用前述的管线(有时称作通孔)将IC块的接地点、接点和/或多个层连接起来，这些管线经过PCB的多个层。对于电子设备例如移动电话，经常将贴地层基本上扩展到PCB的整个长度和宽度，并且其设计使之在射频(RF)电路与基带电路之间起到屏蔽的作用。因为这一点，经常将基带电路设置在RF电路/元件的贴地面(或层)的相反侧上。于是，这些管线在敷设PCB周围的路线时经常提供阻碍。
所遇到的第三个问题是由于需要将计时或频率接点与振荡器或时钟发生电路连接起来而产生的，其中IC利用振荡器或时钟发生电路来提供时钟信号等。需要这些接点与振荡器(例如石英)和去耦电容器相连。如果用来连接这些元件的路线又是太长，那么寄生电容和诱导电阻则大得足以影响振荡信号频率，并由此影响所产生的时钟信号。
因此，为了使时钟信号尽可能准确，优选的是使所需的元件尽可能靠近集成电路块接点。而且，设备例如移动电话上的时钟信号易受RF信号的干扰。虽然经常在基带电路与RF电路之间配备贴地层，但是管线和其它内层的连接可在贴地层上产生多个孔，这些孔易于加强RF的干扰。
因此需要一种改进的集成电路和印刷电路板装置，特别是，需要一种改进的集成电路的接点布置结构，从而可消除上述的缺陷。
(iii)基本上位于所述集成电路块装置的所述内部的一个或多个接地点；以及(iv)基本上构造于所述集成电路块装置的所述内部的一个或多个数据或高速信号接点。
按照本发明的第二方面，提供一种具有许多路线的印刷电路板，这些路线用于可操作地将电信号耦合到至少一种集成电路块装置的许多接点上，其中所述至少一种集成电路块装置的电路板的这些许多接点包括内部接点和外部接点，所述印刷电路板至少包括以下一种(i)基本上构造于所述集成电路块装置的所述外部的一个或多个电源接点；(ii)基本上位于所述集成电路块装置的所述外部的一个或多个计时或频率接点；(iii)基本上构造于所述集成电路块装置的所述内部的一个或多个接地点；以及(iv)基本上构造于所述集成电路块装置的所述内部的一个或多个数据或高速信号接点。
按照本发明的第三方面，提供一种包括本发明的上述的第二方面的集成电路块装置的电气或电子设备。
总之，本发明特别强调IC块接口/接点的位置的设置，以便使印刷电路板的布线更容易、更准确和更可靠。
优选实施例的描述首先参照
图1，该图示出了IC块的接点布置，包括电源接点130和时钟发生接点140的优选位置。本发明的优选实施例的IC块布置包括内部接点120和外部接点110。
所示出的电源接点130在IC块的外部末端(即最外部)，用黑色的实圈表示。通过选择IC块的外部末端作为电源接点，可使从电子设备的电源到IC块的电源接点的线路更短。
另外，如果需要的话，可将时钟发生接点140表示在IC块的外部末端(即最外部)，是以散列圆的形式表示出的。同样，这使得从电子设备的时钟发生元件到IC块的时钟/计时接点的线路更短。
这种布局使得电源接点尽可能靠近它的/它们的相关去耦电容器，借此使所诱导的电路的路线电阻最小。有益的是，还使电源接点的路线在PCB上所占据的面积最小。
而且，这种布局使得所需的时钟发生元件尽可能靠近相关的时钟/计时接点。于是，使得由于时钟或频率发生元件与时钟/计时接点之间的路线长度而产生的无用的寄生电容和电阻最小，从而避免影响计时信号。另外，这样能够在印刷电路板的最上层设计所需的时钟信号路线，由此使得来自所述RF电路及元件的任何干扰作用最小。
现在参照图2，该图示出了IC块的接点布置200，包括按照本发明的优选实施例的接地点的位置。
再者，本发明的优选实施例的IC块的布置包括内部接点120和外部接点110。在IC块布置200的内部以黑色实圈220的形式示出了接地点的优选位置。
因此，本发明的这个优选实施例提供了基本上朝向集成电路块中心的集成电路块的接地点。在这种方式中，对将要布置在接地点周围的集成电路块的其它接点及其相关管线的需要是最小的。这种布局在基带电路的电路布置设计中是非常有益的，因为利用上述的接地点，现在能够更容易地使基带电路远离RF电路而定位。
然而，本发明的发明人已经认识到这种接地点布置的潜在问题。这就是，特定的布局产生浮动的贴地层，由此使与接地点相连的贴地层区域基本上与其余的贴地层分离。通过将管线切成环或回路形式的贴地层可产生这种问题。其次，除了管线之间的任何薄路径之外，该环或回路内部的贴地面区域与该环或回路外部的区域有效地分离。与这种薄路径相关的小的宽度在该环或回路的内外区域之间可起到类似电阻器的作用。因此，如果利用回路的内部实施进一步的接地连接，那么这些进一步的连接并没有真正地接地。
为了克服这种潜在的问题，还可通过外部接点沿平分轴配备接地点210(如图2所示)。外部上的这些接地点210提供了从集成电路块中心到集成电路块外部的路径，并克服了潜在的浮动贴地层问题。
可利用另外的内部接地点来进一步胶粘贴地面并避免任何潜在的浮动贴地面问题，这也在本发明的方案内。以散列圆心的形式示出了另外的内部接地点230(如图所示)。
现在参照图3，按照本发明的优选实施例的IC块接点布置300表示出数据信号和其它高速信号的接点310的位置。在IC块布置300的外部以黑色的实圈形式示出了这些接点的优选位置。
再者，本发明优选实施例的IC块布置包括内部接点120和外部接点110。通过将数据和高速信号接点定位在该外部的内侧上，数据信号和其它高速信号接点310的路线设计可容易地利用下部PCB层(如果应用的话)，即位于安装有集成电路块的最上层与任何贴地(一般是最下面)层之间。以这种方式，可远离集成电路块300容易地布置数据和高速信号的路径。
显然，IC设计者和印刷电路布置的设计者通过实施所描述的关于任何一种(或多个)上述的接点结构的本发明的概念，可从中获益。然而，这些结构的组合对实施多种电路布置/克服以上提到的IC接点问题都是特别有益的。
尤其是，许多结构的合并的另一个优点是，接点的这种布置明显减小了对PCB上路线敷设的阻碍。这些阻碍通常是由相当厚的接地管线和电源线引起的。结果，当采用电源和/或接地点结构时，数据和高速信号接点的路线敷设容易实施。这使得电路/PCB布置的设计者通常只使用较少的PCB层。当然，这也明显降低了PCB的成本。
而且，本发明的发明人意识到，在某些情况下，当仅仅实施一种或多种结构中的一个接点时，可发挥通过实施本发明而产生的益处。然而，可以预料，当以本文所述的方式使用一种或多种结构中的大多数相应接点时，实施本发明的好处将更大。
应该正视，可以在包括接点阵列(例如金属线接合或倒装片型块)的任何类型的集成电路块中实施本发明。接点本身可以是枢轴(诸如枢轴栅极阵列块中所用的)或球体(诸如球体栅极阵列块中所用的)形式的。
在本发明的方案内包括配备在IC块上的接点的数目和一般图形基本上可以在从IC到IC的范围内变化，并且图1-3所示出的图解实施例仅仅是为了阐述本发明。而且，虽然本发明的优选实施例涉及到两个不同的接点区域(即内部区域和外部区域)，但是应该正视，技术人员可以在许多其它布局中应用本文所述的本发明的概念。例如，无需引入两个由缝隙分开的“不同”区域，并且这两个区域可以相同或者甚至是重叠的。另外，三个或者更多的不同区域也是很普遍的。然而，应该明白，以上所述的本发明概念背后隐藏的一般理论可应用于任何IC块结构中。
这些布局取决于结合到PCB上的IC的形状和结构，并且例如可包括同心圆、基本上是环形的IC块布置、基本上是矩形的IC块布置等。因此，应该明白，本发明的发明概念并不局限于配置在内外区域上的接点。
虽然已经就具有许多接点的IC块描述了本发明的发明概念，但是应该正视，本发明的概念同样可应用于具有许多接点的其它设备或元件例如程序可控门逻辑阵列(PGLAs)、应用特殊的ICs(ASICs)等。因此，应该明白，包括集成电路块装置的任何电气或电子设备都将从本文所述的本发明的概念中获益。
应该懂得，以上所述的多个接点布置的实施例至少具有以下所述的优点中的若干个(i)在将电源接点设置在接点外部的末端时，所需的去耦电容器可以尽可能靠近电源接点，借此使路线的长度保持最短。
(ii)通过提供朝向IC块中心的接地点，可避免对敷设在接地点周围的其它接地及其相关管线的需要。
(iii)通过将计时和/或频率接点与电源接点一起配置在外部的末端，可使所需的时钟发生元件等尽可能靠近各自的接点，同时能够将所有需要的路线设置在最上层。
(iv)通过将数据和/或高速信号接点配置在外部的内侧，而更容易进入这些接口，特别是在结合实施(i)-(iii)中的设置时。
虽然以上描述了本发明实施例的特殊和优选实施方案，但是显然，本领域的技术人员易于应用这些发明概念的变型和改进。
因此，业已描述了一种改进的集成电路和印刷电路板装置，该装置基本上已经消除了以上所述的与已有技术的布置有关的那些缺陷。
权利要求
1.一种具有许多接点的集成电路块装置，其中所述至少一种集成电路块装置的电路板的这些许多接点包括内部接点和外部接点，其特征在于所述集成电路块装置至少包括以下一种(i)基本上构造在所述集成电路块装置的所述外部的一个或多个电源接点；(ii)基本上位于所述集成电路块装置的所述外部的一个或多个计时或频率接点；(iii)基本上位于所述集成电路块装置的所述内部的一个或多个接地点；以及(iv)基本上构造于所述集成电路块装置的所述内部的一个或多个数据或高速信号接点。
2.一种具有许多路线的印刷电路板，这些路线用于可操作地将电信号耦合到至少一种集成电路块装置的许多接点上，其中所述至少一种集成电路块装置的电路板的这些许多接点包括内部接点和外部接点，其特征在于所述印刷电路板至少包括以下一种(i)基本上构造于所述集成电路块装置的所述外部的一个或多个电源接点；(ii)基本上位于所述集成电路块装置的所述外部的一个或多个计时或频率接点；(iii)基本上构造于所述集成电路块装置的所述内部的一个或多个接地点；以及(iv)基本上构造于所述集成电路块装置的所述内部的一个或多个数据或高速信号接点。
3.根据权利要求1所述的集成电路块装置，其特征在于还通过所述外部接点，沿一平分轴配置所述接地点，从而易于提供一条从集成电路区域到所述内部的贴地路径。
4.根据权利要求2所述的印刷电路板，其特征在于还通过所述外部接点，沿一平分轴配置所述接地点，从而易于提供一条从集成电路区域到所述内部的贴地路径。
5.根据权利要求1或3所述的集成电路块装置，其特征在于所述内部基本上是由接地点形成的，从而可起到一个接地面的作用。
6.根据权利要求2或4所述的印刷电路板，其特征在于所述内部基本上是由接地点形成的，从而可起到一个接地面的作用。
7.根据权利要求1所述的集成电路块装置，其特征在于对于有关(i)-(iv)的一个或多个所述信号，利用在(i)-(iv)的一个或多个中描述的各自方式构造所述集成电路的所述所有的各自接点。
8.根据权利要求2所述的印刷电路板，其特征在于对于有关(i)-(iv)的一个或多个所述信号，利用在(i)-(iv)的一个或多个中描述的各自方式构造所述集成电路的所述所有的各自接点。
9.一种电气或电子设备，包括一种具有许多路线的印刷电路板，这些路线用于可操作地将电信号耦合到至少一种集成电路块装置的许多接点上，其中所述至少一种集成电路块装置的电路板的这些许多接点包括内部接点和外部接点，其特征在于所述印刷电路板至少包括以下一种(i)基本上构造于所述集成电路块装置的所述外部的一个或多个电源接点；(ii)基本上位于所述集成电路块装置的所述外部的一个或多个计时或频率接点；(iii)基本上构造于所述集成电路块装置的所述内部的一个或多个接地点；以及(iv)基本上构造于所述集成电路块装置的所述内部的一个或多个数据或高速信号接点。
全文摘要
一种集成电路块装置(100，200，300)具有许多接点，这些接点包括内部接点(120)和外部接点(110)。该集成电路块装置至少包括以下一种(i)基本上构造在所述外部的一个或多个电源接点(130)；(ii)基本上构造于所述内部的一个或多个接地点(220，230)；(iii)基本上位于所述外部的一个或多个计时或频率接点(140)；(iv)基本上构造于所述集成电路块装置的所述外部的一个或多个数据或高速信号接点(310)。本发明具有以下优点可以使所需的电容器尽可能靠近电源接点并使这些接点的路线保持最短。而且，通过提供朝向集成电路块装置的内部的接地点，可避免对围绕接地点敷设的其它接点以及任何相关管线的需要。
文档编号H01L23/50GK1407618SQ02132060
公开日2003年4月2日 申请日期2002年9月10日 优先权日2001年9月11日
发明者奥利弗·布瓦罗 申请人:申多国际有限公司