信号传输线结构及其应用的电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种微带线路(miCTostrip)的结构设计，特别是关于一种信号传输线结构及其应用的电子装置。
【背景技术】
[0002]目前由于无线网络、移动电话、全球定位系统(Global Posit1ning System ；GPS)、以及数字电视等无线通信技术的快速进展及广大的需求，高速数字电路的设计及制造已成为通讯业界中的一项极为热门的电子技术。基本上，大部分的高速数字电路皆使用微带线路(microstrip)或带型线路(stripline)来作为信号传输线，以传递高速的数字信号。目前电子业界已发展出许多各式不同的高速数字信号传输用的电路板结构。
[0003]已知的信号传输线结构是在介电层的两个表面分别形成相互对应的两个金属层。为了提供较佳的信号传输，两个金属层之间必须相距一个特定距离以上(即，介电层具有一个特定厚度)，例如2微米(μ m)。然而，在65纳米(nm)制程下，两个金属层之间最多相距3微米(ym)(即为最低金属层和最高金属层之间的可能距离)；而在28nm制程下，两个金属层之间最多相距1.5 μ m。然而，电子装置的尺寸一直趋向轻薄短小的变化，但为了维持信号质量，信号传输线结构的尺寸则难以再行缩小，以致整体体积受限。另一为先进制程的金属层亦越来越薄，若仅实施多层金属层堆栈则会使得传输线设计上更加困难。
【发明内容】
[0004]在实施例中，一种信号传输线结构包括基板、多个硅穿孔(TSV)式沟槽以及导电物质。基板具有彼此相对的第一表面以及第二表面。硅穿孔式沟槽形成在基板的第一表面并沿着第一表面延伸。各硅穿孔式沟槽的底面位于基板的第一表面与第二表面之间。导电物质填满这些硅穿孔式沟槽以致形成多个传输线路。
[0005]在另一实施例中，一种信号传输线结构包括基板、多个娃穿孔(TSV)式沟槽、导电物质、至少一个第一导电线路以及介电层。基板具有彼此相对的第一表面以及第二表面。硅穿孔式沟槽形成在基板的第一表面并沿着第一表面延伸。硅穿孔式沟槽的底面位于基板的第一表面与第二表面之间。导电物质填满硅穿孔式沟槽以致形成传输线路。第一导电线路位于传输线路的上方。介电层位在基板的第一表面上，并间隔第一导电线路与传输线路。
[0006]在又一实施例中，一种使用信号传输线结构的电子装置包括前述的信号传输线结构、前级电路以及后级电路。前级电路耦接各传输线路的一端以及各第一导电线路的一端，而后级电路耦接各传输线路的另一端以及各第一导电线路的另一端。
[0007]综上，根据本发明的信号传输线结构及其应用的电子装置利用硅穿孔技术将传输线路形成在基板中，以致能提供较大的信号路径与接地路径之间的所需距离，进而减少信号传输线结构使用的平面面积，以及提供较佳的组件特性。根据本发明的信号传输线结构及其应用的电子装置能提供较低的阻值、较小的寄生电容及较大的电感值，并容易提供所需的特征阻抗(characteristic impedance)(例如:50欧姆或75欧姆等)。再者，根据本发明的信号传输线结构及其应用的电子装置进一步能提供慢波效应(slow wave effects),以减少所需信号传输长度，进而进一步缩小芯片面积。
【附图说明】
[0008]图1为根据本发明第一实施例的信号传输线结构的示意图。
[0009]图2为图1中的信号传输线结构的分解图。
[0010]图3为根据本发明第二实施例的信号传输线结构的示意图。
[0011]图4为根据本发明第三实施例的信号传输线结构的示意图。
[0012]图5为根据本发明第四实施例的信号传输线结构的示意图。
[0013]图6为根据本发明第五实施例的信号传输线结构的示意图。
[0014]图7为根据本发明第六实施例的信号传输线结构的示意图。
[0015]图8为根据本发明第七实施例的信号传输线结构的示意图。
[0016]图9为图8中截线1-1的截面图。
[0017]图10为图8中信号传输线结构10的分解图。
[0018]图11根据本发明第八实施例的信号传输线结构的分解图。
[0019]图12根据本发明第九实施例的信号传输线结构的分解图。
[0020]图13根据本发明第十实施例的信号传输线结构的示意图。
[0021]图14为图13中截线I1-1I的截面图。
[0022]图15为使用信号传输线结构的电子装置的一个实施例的示意图。
[0023]图16为使用信号传输线结构的电子装置的另一个实施例的示意图。图17为频率对特征阻坑(ZO)的变化关系的曲线图。
[0024]图18为频率对小信号增益(S21)的变化关系的曲线图。
[0025]符号说明:
[0026]10 信号传输线结构
[0027]20 前级电路
[0028]30 后级电路
[0029]110 基板
[0030]I 1a 第一表面
[0031]IlOb 第二表面
[0032]112 介电层
[0033]120 绝缘层
[0034]130 传输线路
[0035]130a硅穿孔式沟槽
[0036]130b导电物质
[0037]132 传输线路
[0038]132a硅穿孔式沟槽
[0039]132b导电物质
[0040]134 传输线路
[0041]134a硅穿孔式沟槽
[0042]134b导电物质
[0043]136 传输线路
[0044]138 传输线路
[0045]150 导电线路
[0046]152 导电线路
[0047]154 导电线路
[0048]160 导电线路
[0049]162 导电线路
[0050]164 导电线路
[0051]166 导电线路
[0052]170 导通孔
[0053]172 导通孔
[0054]174 导通孔
[0055]176 导通孔
[0056]LI 长度
[0057]Hl 深度
[0058]H2 厚度
[0059]H3 厚度
[0060]Dl 宽度
[0061]D2 配置宽度
[0062]D3 宽度
[0063]D31 宽度
[0064]D32 宽度
[0065]D4 配置宽度
[0066]1-1 截线
[0067]I1-1I 截线
[0068]Cl 曲线
[0069]C2 曲线
[0070]C3 曲线
[0071]C4 曲线
【具体实施方式】
[0072]参照图1和2,信号传输线结构10包括:基板110、多个娃穿孔(through-siliconvia;TSV)式沟槽130a、132a、以及导电物质130b、132b。以下以两个硅穿孔式沟槽为例。
[0073]基板110具有第一表面IlOa和第二表面IlOb,并且第一表面IlOa和第二表面IlOb彼此相对。换言之，基板110的第一表面IlOa为上表面，而基板110的第二表面IlOb为下表面。
[0074]硅穿孔式沟槽130a、132a形成在基板110的第一表面110a。各个硅穿孔式沟槽130a、132a沿着第一表面I 1a延伸其长度LI。换言之，硅穿孔式沟槽130a、132a为长条形。
[0075]各个硅穿孔式沟槽130a、132a由第一表面IlOa开始向下(向第二表面IlOb)延伸其深度Hl，但不贯穿基板110。于此，各个硅穿孔式沟槽130a、132a的深度Hl小于基板110的厚度H2，S卩，各个硅穿孔式沟槽130a、132a的底面位在第一表面I 1a和第二表面I 1b之间。
[0076]在一些实施例中，各个硅穿孔式沟槽130a、132a的深度Hl大于或等于二分之一的基板110的厚度H2。
[0077]在一些实施例中，各个硅穿孔式沟槽130a、132a的深度Hl大于或等于约5微米(Um)0在一些实施例中，TSV深度可为5μπι?60μπι，以实际实施状态来说，以15μπι?25 μ m为主要的范围。换言之，娃穿孔式沟槽的深度较佳为5 μ m - 60 μ m,且更佳地为
15μ m ?25 μ m0
[0078]导电物质130b、132b分别对应硅穿孔式沟槽130a、132a。导电物质130b填满对应的硅穿孔式沟槽130a，以便形成传输线路130。而导电物质132b填满对应的硅穿孔式沟槽132a，以便形成传输线路132。换言之，传输线路130、132嵌设在基板110的表面上(B卩，嵌设在基板110中)。于此，所形成之传输线路具有硅穿孔技术之结构特征，即相对于一般电路