专利名称：降低相邻信号的串音效应的基板布局方法及其结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种球栅阵列的基板布局方法及其结构，特别涉及一种用以降低相邻信号间的串音效应的球栅阵列基板布局方法及其结构。
近年来由于集成电路(IC)追求高速化与高效能化，新型态的安装技术如球栅阵列(Ball Grid Array)正呈高度发展状态。有关球栅阵列的结构，请参考
图1。图1是传统的球栅阵列的结构剖面图。如图1所示，所有信号的输出均是先从晶片(Die)10上的焊垫(Pad)12，经由结合线(Bonding Wire)14连结至基板(Substrate)16上的指状接点(Finger)18或环状结构(Ring)20。其中，指状接点18是经由走线(Trace)22穿越贯孔(Via)24连结至基板16下方的锡球(SolderBall)26，而环状结构20则是经由走线22穿越贯孔24连接至基板16的电源层(Power Plane)或接地层(Ground Plane)。其中，电源层与接地层是用以提供电源信号与接地信号。随着信号频率的提升，相邻信号间的串音(CrossTalk)现象亦愈严重，为避免串音现象影响重要信号(如时脉信号或任何对杂信敏感的信号)的传输品质，在进行集成电路设计(IC Design)时，须考量串音干扰的问题。
目前针对串音干扰的解决方法是增加时脉信号与其他信号的间距，如此串音干扰便会随着相邻信号间距的增加而减少。关于此点，请参考图2(a)与图2(b)。如图2(a)所示，进行集成电路布局(IC Layout)时，时脉端走线28的两侧先加入二条暂时走线30。接着，请参考图2(b)，待完成集成电路布局后，再将除二条暂时走线30。因此，时脉端走线28与邻近一般信号走线32间相隔的距离(CN)便如下式所示CN＝TW+2TT其中TW为单一走线的宽度、TT为两相邻走线间最近的宽度。
本发明的主要目的在于提供一种降低相邻信号间的串音效应的基板布局方法及其结构，待完成集成电路布局后，不需增加额外的空间，仅利用已有的暂时走线，可有效屏蔽相邻信号间的串音干扰且不影响产品的成品率。
在其中一实施例中，降低相邻信号间的串音效应的基板布局方法如下首先，形成一防护焊垫于两相邻信号端焊垫间。接着，形成一防护指状接点于两相邻信号端指状接点间。之后，形成一第一结合线以连结该防护焊垫至一环状结构。然后，形成一第二结合线以连结该环状结构至该防护指状接点。最后，形成一防护走线以连结该防护指状接点至该基板边缘的一贯孔，并经由该贯孔连结该防护走线至一信号短路处。其中所述的基板是球栅阵列结构，而防护焊垫可为电源端或接地端的焊垫，第一结合线与第二结合线可为电源端或接地端的结合线，环状结构可为电源端或接地端的环状结构，信号短路处可为该基板的电源层或接地层，若基板没有电源层或接地层时，信号短路处是指基板下方的电源端或接地端锡球。在另一实施例中，降低相邻信号间的串音效应的基板布局方法如下首先，形成一防护指状接点于两相邻信号端指状接点间。其次，形成一结合线以连结一环状结构至该防护指状接点。最后，形成一防护走线以连结该防护指状接点至基板边缘的贯孔，并经由贯孔连结该防护走线至一信号短路处。其中所述的基板是球栅阵列结构，而结合线可为电源端或接地端的结合线，环状结构可为电源端或接地端的环状结构，信号短路处可为该基板的电源层或接地层，若基板没有电源层或接地层时，信号短路处是指基板下方的电源端或接地端锡球。
图1是传统的球栅阵列的结构剖面图。
图2(a)是传统的进行集成电路布局时加入暂时走线的示意图。
图2(b)是传统的完成集成电路布局后去除暂时走线的示意图。
图3(a)是暂时走线对方波信号的串音影响的第一电脑模拟图。
图3(b)是暂时走线对方波信号的串音影响的第二电脑模拟图。
图3(c)是暂时走线对方波信号的串音影响的第三电脑模拟图。
图4(a)是本发明第一实施例的示意图。
图4(b)是图4中基板具有电源层或接地层的结构剖面图。
图4(c)是图4中基板不具有电源层或接地层的结构剖面图。
图5是图4(a)的基板布局方法的流程图。
图6是本发明第二实施例的示意图。
图7是图6的基板布局方法的流程图。图中元件的编号说明
10晶片 12焊垫120一般信号端焊垫 121时脉端焊垫122电源端焊垫 123接地端焊垫14结合线 16基板140一般信号端结合线141时脉端结合线142电源端结合线143接地端结合线18指状接点 20环状结构180一般信号端指状接点 181时脉端指状接点182电源端指状接点 183接地端指状接点201电源端环状结构 202接地端环状结构22走线 24，241贯孔26，262锡球28时脉信号走线30暂时走线 32一般信号端走线301电源端走线 302接地端走线34电源层 36接地层由图2(a)与图2(b)可知，进行集成电路布局时加入二条暂时走线30可将时脉端走线28与一般信号走线32的间距增加，如此可降低时脉信号与一般信号间的串音干扰。然而，完成集成电路布局后，此二条暂时走线30便去除不用。其实对时脉端走线28而言，此二条暂时走线30亦可作为屏蔽时脉信号与一般信号间串音干扰的防护走线(Guard Trace)。因此，本发明提出一设计，待完成集成电路布局后，不需增加额外空间，仅保留已有的暂时走线，便能更有效地屏蔽相邻信号间的串音干扰。
关于此点，烦请参考图3(a)至图3(c)，针对球栅阵列基板上防护走线的布局状况进行电脑模拟以找出最佳的串音干扰的屏蔽设计，包括没有防护走线、防护走线两端接地、防护走线单端接地、及防护走线两端浮接等四种状况。图3(a)是暂时走线30对上升时间(Rising Time)为0ns的理想方波信号的串音影响的电脑模拟图。图3(b)是暂时走线30对上升时间为0.5ns的方波信号的串音影响的电脑模拟图。图3(c)是暂时走线30对上升时间为1ns的方波信号串音影响的电脑模拟图。由模拟结果发现，暂时走线30两端接地时，对方波信号所造成的最大与平均电压变化量最小，因此能提供最佳的串音屏蔽效果。
为让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举两个优选实施例，并配合附图，详细说明如下请参考图4(a)、图4(b)与图4(c)。图4(a)是本发明第一实施例的示意图。如图4(a)所示，球栅阵列基板16的晶片10上方具有一般信号端焊垫120、时脉端焊垫121、电源端焊垫122及接地端焊垫123等焊垫12，其中电源端焊垫122与接地端焊垫123是个别形成于一般信号端焊垫120与时脉端焊垫121之间。在晶片10的外围具有电源端环状结构201及接地端环状结构202。而在环状结构20的外围具有一般信号端指状接点180、时脉端指状接点181、第一防护指状接点182及第二防护指状接点183等指状接点18，其中第一防护指状接点182及第二防护指状接点183是个别形成于一般信号端指状接点180及时脉端指状接点181之间。一般信号是从一般信号端焊垫120经由一般信号端结合线140输出至一般信号端指状接点180，再经由一般信号端走线32连结至相对应的锡球26。类似一般信号的传输方式，时脉信号是从时脉端焊垫121经由时脉端结合线141输出至时脉端指状接点181，再经由时脉端走线28连结至相对应的锡球26。而时脉端焊垫121一旁的电源端焊垫122则是先经由电源端结合线142将电源信号输出至电源端环状结构201，再经由电源端结合线142连结电源端环状结构201至第一防护指状接点182，接着经由电源端走线301以连结第一防护指状接点182至基板16边缘。时脉端焊垫121另一旁的接地端焊垫123则是先经由接地端结合线143将接地信号输出至接地端环状结构202，再经由接地端结合线143连结至第二防护指状接点183，接着经由接地端走线302以连结第二防护指状接点183至基板16边缘。以电源端走线301为例，当基板16具有电源层34或接地层36时，如图4(b)所示，电源端走线301是经由基板16边缘的贯孔241连结至基板16的电源层34或接地层36；若基板16没有电源层34或接地层36时，则如图4(c)所示，电源端走线301是经由基板16边缘的贯孔241再走线至电源端锡球262。因此，无论是图4(b)或图4(c)，电源端走线301均是两端接地的防护走线。同理，类似图4(b)与图4(c)的布局架构，接地端走线302亦可形成两端接地的防护走线。
请参考图5，图5是图4(a)的基板布局方法的流程图。首先，进入步骤500，在一般信号端焊垫120与时脉端焊垫121之间形成一防护焊垫，此防护焊垫可为电源端焊垫122或接地端焊垫123。其次，进入步骤502，在一般信号端指状接点180及时脉端指状接点181之间形成一防护指状接点，根据防护焊垫的种类，此防护指状接点可为第一防护指状接点182或第二防护指状接点183。接着，进入步骤504，形成一结合线以连结防护焊垫至一环状结构，根据防护焊垫的种类，此结合线可为电源端结合线142或接地端结合线143，而环状结构可为电源端环状结构201或接地端环状结构202。在执行完步骤504后，接着进入步骤505，形成另一结合线以连结该环状结构至防护指状接点。然后，进入步骤508，形成一防护走线以连结防护指状接点至基板16边缘的贯孔24，并经由贯孔连结此防护走线至一信号短路处。若基板16具有电源层34或接地层36时，则此信号短路处即为基板16的电源层34或接地层36；若基板16不具有电源层34或接地层36时，则信号短路处是指基板16下方的电源端或接地端锡球。
然而，若时脉信号焊垫121与一般信号焊垫120间没有电源端焊垫122或接地端焊垫123时，球栅阵列的基板布局方式便与图4(a)不同。关于此点，请参考图6，图6是本发明第二实施例的示意图。图6与图4(a)的差异处在于，时脉信号焊垫121的其中一旁不是电源端焊垫或接地端焊垫而是一般信号焊垫120。故一般信号焊垫120是经由结合线140直接连结至一般信号端指状接点180，而防护串音干扰的电源端接合线142则是直接由电源端环状结构201连结至第一防护指状接点182，再经由电源端走线301以连结第一防护指状接点182至基板16边缘；接着再经由基板16边缘的贯孔241连结至基板16的电源层或接地层；若基板16没有电源层或接地层时，则电源端走线301经由贯孔241再走线至基板16下方的电源端或接地端锡球。因此，电源端走线301亦可形成两端接地的防护走线。由此可知，若时脉信号焊垫121的两旁均为一般信号焊垫120时，只要以上述方式处理，即可在时脉信号走线与一般信号走线间形成两端接地的防护走线。
请参考图7，图7是图5的基板布局方法的流程图。首先，进入步骤700，在一般信号端指状接点180及时脉端指状接点181之间形成一防护指状接点，此防护指状接点可为第一防护指状接点182或第二防护指状接点183。其次，进入步骤702，形成一结合线以连结一环状结构至防护指状接点，此结合线可为电源端结合线142或接地端结合线143，而环状结构可为电源端环状结构201或接地端环状结构202。接着，进入步骤704，形成一防护走线以连结防护指状接点至基板16边缘的贯孔24，并经由此贯孔连结防护走线至一信号短路处。若基板16具有电源层34或接地层36时，则此信号短路处即为基板16的电源层34或接地层36；若基板16不具有电源层34或接地层36时，则信号短路处是指基板16下方的电源端或接地端锡球。
由图4至图7可知，本发明提供的基板布局方式与结构，不仅可改善欲保护的信号(通常是时脉信号)因邻近信号对其产生串音干扰，而影响其信号品质；亦可减低欲保护的信号对邻近信号产生串音干扰，而影响邻近信号的品质。
综上所述，虽然本发明已以两个优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何业内人士，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围以后附的权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种降低相邻信号间的串音效应的基板布局方法，该基板具有形成在一晶片上的数个信号端焊垫、形成在该晶片外围的一环状结构、形成在该环状结构外围的数个信号端指状接点，该基板布局方法包含形成一防护焊垫于两相邻信号端焊垫间；形成一防护指状接点于两相邻信号端指状接点间；形成一第一结合线以连结该防护焊垫至该环状结构；形成一第二结合线以连结该环状结构至该防护指状接点；以及形成一防护走线以连结该防护指状接点至该基板边缘的一贯孔，并经由该贯孔连结该防护走线至一信号短路处。
2.如权利要求1所述的基板布局方法，其中该基板是球栅阵列结构。
3.如权利要求1所述的基板布局方法，其中该防护焊垫可为电源端或接地端的焊垫。
4.如权利要求1所述的基板布局方法，其中该环状结构可为电源端或接地端的环状结构。
5.如权利要求1所述的基板布局方法，其中该信号短路处可为该基板的电源层或接地层。
6.如权利要求1所述的基板布局方法，其中该信号短路处可为该基板下方的电源端或接地端锡球。
7.一种降低相邻信号间的串音效应的基板布局结构，该基板具有形成在一晶片上的数个信号端焊垫、形成在该晶片外围的一环状结构、形成在该环状结构外围的数个信号端指状接点，该基板布局结构包含一防护焊垫，形成于两相邻信号端焊垫间；一防护指状接点，形成于两相邻信号端指状接点间；一第一结合线，用以连结该防护焊垫至该环状结构；一第二结合线，用以连结该环状结构至该指状接点；以及一防护走线，用以连结该防护指状接点至该基板边缘的一贯孔，并经由该贯孔连结至该基板的一信号短路处。
8.如权利要求7所述的基板布局方法，其中该基板是球栅阵列结构。
9.如权利要求7所述的基板布局方法，其中该防护焊垫可为电源端或接地端的焊垫。
10.如权利要求7所述的基板布局方法，其中该环状结构可为电源端或接地端的环状结构。
11.如权利要求7所述的基板布局方法，其中该信号短路处可为该基板的电源层或接地层。
12.如权利要求7所述的基板布局方法，其中该信号短路处可为该基板下方的电源端或接地端锡球。
13.一种降低相邻信号间的串音效应的基板布局方法，该基板具有形成在一晶片上的数个信号端焊垫、形成在该晶片外围的一环状结构、形成在该环状结构外围的数个信号端指状接点，该基板布局方法包含形成一防护指状接点于两相邻信号端指状接点间；形成一结合线以连结该环状结构至该防护指状接点；以及形成一防护走线以连结该防护指状接点至该基板边缘的一贯孔，并经由该贯孔连结该防护走线至一信号短路处。
14.如权利要求13所述的基板布局方法，其中该基板是球栅阵列结构。
15.如权利要求13所述的基板布局方法，其中该环状结构可为电源端或接地端的环状结构。
16.如权利要求13所述的基板布局方法，其中该信号短路处可为该基板的电源层或接地层。
17.如权利要求13所述的基板布局方法，其中该信号短路处可为该基板下方的电源端或接地端锡球。
18.一种降低相邻信号间的串音效应的基板布局结构，该基板具有形成在一晶片上的数个信号端焊垫、形成在该晶片外围的一环状结构、形成在该环状结构外围的数个信号端指状接点，该基板布局结构包含一防护指状接点，形成于两相邻信号端指状接点间；一结合线，用以连结该环状结构至该防护指状接点；以及一防护走线，用以连结该防护指状接点至该基板边缘的一贯孔，并经由该贯孔连结至该基板的一信号短路处。
19.如权利要求18所述的基板布局结构，其中该基板是球栅阵列结构。
20.如权利要求18所述的基板布局方法，其中该环状结构可为电源端或接地端的环状结构。
21.如权利要求18所述的基板布局方法，其中该信号短路处可为该基板的电源层或接地层。
22.如权利要求18所述的基板布局方法，其中该信号短路处可为该基板下方的电源端或接地端锡球。
全文摘要
降低相邻信号间的串音效应的球栅阵列的基板布局方法及其结构,基板包含形成在晶片上的数个信号端焊垫、形成在晶片外围的环状结构及形成在环状结构外围的数个信号端指状接点。二个信号端焊垫之间形成一防护焊垫;二个信号端指状接点之间形成一防护指状接点;形成一结合线以连结防护焊垫至一环状结构;形成另一结合线以连结环状结构至防护指状接点;形成一防护走线以连结防护指状接点至基板边缘的贯孔,经由贯孔连结防护走线至一信号短路处。
文档编号H01L23/48GK1361548SQ00137549
公开日2002年7月31日 申请日期2000年12月28日 优先权日2000年12月28日
发明者苏柏瑞, 李锦智 申请人:扬智科技股份有限公司