专利名称：芯片封装结构及结构中的基底板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种半导体封装结构，且特别是有关于一种芯片封装结构及结构中的基底板。
由于应用集成电路的积集度不断地提升，以致在IC上整合的功能也愈来愈形复杂，其封装所需的输入/输出(Input/Output，简称I/O)接脚数也愈来愈多。因此，封装技术也不断地推演改进，早期将晶粒架构于导线框(Lead Frame)上的QFP(quad flat pack)封装已逐渐不符所需，甚而近期的PGA(pin-grid array)封装也已无法符合高I/O接脚数的需求。于是，一种将晶粒架构于以印刷电路技术为基础的一小片印刷电路基板的基底板(substrate)上的球格数组(Ball Grid Array，简称BGA)封装乃应运而生，且已成为高I/O接脚数的IC的封装主流。
请参考
图1所示，其为一种现有的北桥芯片封装结构的基底板示意图。此处所绘示的是基底板100用以黏贴晶粒的一面，其中为简化图式使其更容易辨识起见，许多可以用金属线与晶粒上的接线垫连接的焊垫及引出晶粒I/O接脚的布线均已省略。
一般来说，北桥芯片通常会连接中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、加速图形端口(Accelerated Graphic Port，简称AGP)装置、系统内存及南桥芯片。因此，北桥芯片内部就具有中央处理器控制单元，加速图形端口控制单元，内存控制单元，以及南桥芯片控制单元(未绘示)等几个部分的功能方块电路。而北桥芯片的I/O为了与连接的装置的I/O之间作信息的传递，因此，北桥芯片的基底板100上必须提供这些装置的电源。
因此，其电源布局如图中所示，包括一接地区110及多个电源区120、130、140、150和160。其中接地区110用来黏贴晶粒及连接晶粒的接地脚位。电源区120为用以提供晶粒的加速图形端口控制单元的I/O部分的电源(Vcc1)的电源脚位，一般为1.5V电压。电源区130为用以提供晶粒的南桥芯片控制单元的I/O部分的电源(Vcc2)的电源脚位，一般也是1.5V电压。电源区140为用以提供晶粒的内存控制单元的I/O部分的电源(Vcc3)的电源脚位，一般为2.5V电压。电源区150为用以提供晶粒的中央处理器控制单元的I/O部分的电源(Vtt)的电源脚位，一般也是1.5V电压，而电源区160则为连接晶粒的各单元的核心部分的电源(Vcore)的电源脚位，Vcore的电压为2.5V。
北桥芯片上的各个单元为了要和外部装置间作信息的传递，因此，各个单元的信号与其I/O之间就必须作电压的转换。请参考图2所示，其为信号驱动示意图。图中显示输入信号Sin经核心驱动器210及I/O驱动器220的驱动成为输出信号Sout，Vcore提供核心驱动器210的电源，而Vtt则提供I/O驱动器220的电源。由图1及图2的说明中可知，现有的北桥芯片封装结构的基底板因未将各控制单元的核心部分的电源隔离，故在高频的信号变化时核心部分的电源区160会产生电压扰动，并因而干扰到北桥芯片其它单元的运作，导致发生不稳定状况的可能。
为实现上述及其它目的，本实用新型提供一种芯片封装结构的基底板，适用于封装一晶粒，其包括一第一核心电源区，用以提供该晶粒的一第一部分电路电源；一第二核心电源区，用以提供该晶粒的一第二部分电路电源，其中该第一核心电源区以及该第二核心电源区具有相同的一电压；以及一π型滤波器，耦接该第一电源区及该第二电源区之间。
该π型滤波器包括一第一电容器，一端耦接该第一核心电源区，且另一端接地；一第二电容器，一端耦接该第二核心电源区，且另一端接地；以及一电感器，两端分别耦接第一核心电源区以及该第二核心电源区，以构成该π型滤波器。
该π型滤波器还可包括一第三电容器，该第三电容器的一端耦接该第二核心电源区，而另一端则接地。
另外，本实用新型还提供一种芯片封装结构，其包括一晶粒；以及一基底板，用以安置该晶粒及提供该晶粒的布线结构，且具有一π型滤波器，以隔离该基底板的不同核心电源区。
该种芯片封装结构的基底板还可以包括一第一核心电源区，用以提供该晶粒的一第一部分电路电源；以及一第二核心电源区，用以提供该晶粒的一第二部分电路电源，其中，该第一核心电源区以及该第二核心电源区具有相同的一电压。
该π型滤波器包括一第一电容器，一端耦接该第一核心电源区，且另一端接地；一第二电容器，一端耦接该第二核心电源区，且另一端接地；以及一电感器，两端分别耦接该第一核心电源区及该第二核心电源区。
该π型滤波器还可以包括一第三电容器，该第三电容器的一端耦接该第二核心电源区，而另一端则接地。
此外，本实用新型还提供了一种芯片封装结构的基底板，适用于封装一晶粒，其包括一第一核心电源区，用以提供该晶粒的一第一部分电路电源；一第二核心电源区，用以提供该晶粒的一第二部分电路电源，其中该第一核心电源区以及该第二核心电源区具有相同的一电压；以及至少一电感器，耦接该第一电源区及该第二电源区之间。
该芯片封装结构的基底板还可以包括一第一电容器，一端耦接该第一核心电源区，且另一端接地；以及一第二电容器，一端耦接该第二核心电源区，且另一端接地。
该芯片封装结构的基底板还可以包括一第三电容器，该第三电容器的一端耦接该第二核心电源区，而另一端则接地。
换言之，本实用新型提供一种芯片封装结构，包括晶粒及基底板。基底板用以安置晶粒及提供晶粒的布线结构，且具有一π型滤波器，以隔离基底板的不同核心电源区。其中，基底板还包括用以提供晶粒的第一部分电路电源的第一核心电源区、及用以提供晶粒的第二部分电路电源的第二核心电源区。
本实用新型的较佳实施例中，其π型滤波器包括一端耦接第一核心电源区，且另一端接地的第一电容器、一端耦接第二核心电源区，且另一端接地的第二电容器、以及两端分别耦接第一核心电源区及第二核心电源区，以构成π型滤波器的电感器。其中，第一电容器及第二电容器的值为0.1μF，而电感器的规格为于频率1.6GHz时，阻抗为100Ω。
较佳地，此π型滤波器还包括一第三电容器，其值为0.001μF，且其一端耦接第二电源区，而另一端则接地。其配置的位置为基底板中的两个边连接的角落处。
较佳地，此基底板还包括另一π型滤波器，其配置的位置为基底板中的另两个边连接的角落处。
由上述的说明中可知，本实用新型所提供的一种芯片封装结构及结构中的基底板，其运用一个或两个π型滤波器来隔离基底板的不同电源区，以避免噪声相互干扰，故可使芯片工作更加稳定。
为让本实用新型的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特以较佳实施例，并配合所附图式，加以详细说明。
图式标号的简单说明100、300基底板110、310、340、345、350、355、360、365接地区120、130、140、150、160电源区210核心驱动器220I/O驱动器315、320、325、330、335电源区372、382电感器374、376、378、384、386、388电容器390、395π型滤波器396、397、398、399基底板边由于配合AMD公司K8系列使用的北桥芯片会连接中央处理器、加速图形端口装置及南桥芯片，因此，北桥芯片内部就具有中央处理器控制单元，加速图形端口控制单元，以及南桥芯片控制单元(未绘示)等几个部分的功能方块电路。而北桥芯片的I/O为了与连接的装置的I/O之间作信息的传递，因此，北桥芯片的基底板300上必须提供这些装置的电源。
因此，其电源布局如图中所示，包括一接地区310及多个电源区315、320、325、330和335。其中接地区310通常用来黏贴晶粒及连接晶粒的接地脚位。电源区315为用以提供晶粒的加速图形端口控制单元的I/O部分的电源(Vcc1)的电源脚位，一般为1.5V电压。电源区320为用以提供晶粒的南桥芯片控制单元的I/O部分的电源(Vcc2)的电源脚位，一般也是1.5V电压。电源区325为用以提供晶粒的中央处理器控制单元的I/O部分的电源(Vtt)的电源脚位，一般也是1.5V电压。
此外，本实施例将连接晶粒的各单元核心部分的电源脚位的电源区区分为第一核心电源区330及第二核心电源区335两部分，其电压均为2.5V。其中，第一核心电源区330为用以提供晶粒的中央处理器控制单元的核心部分的电源(Vcore1)的电源脚位。而第二核心电源区335为用以提供晶粒的加速图形端口控制单元及南桥芯片控制单元的核心部分的电源(Vcore2)的电源脚位。而为了隔离第一核心电源区330及第二核心电源区335间的噪声干扰，以提高芯片工作的稳定度，本实施例于基底板300中的两个边396及397连接的角落处配置一π型滤波器390，并于基底板300中的另两个边398及399连接的角落处配置另一π型滤波器395。π型滤波器390至少包括电容器374、376及电感器372，电容器374连接于第二核心电源区335与接地区340之间，电容器376连接于第一核心电源区330与接地区345之间，电感器372连接于第一核心电源区330与第二核心电源区335之间。同理，π型滤波器395则至少包括电容器384、386及电感器382，电容器384连接于第二核心电源区335与接地区355之间，电容器386连接于第一核心电源区330与接地区360之间，电感器382连接于第一核心电源区330与第二核心电源区335之间。当然，于本实施例中，π型滤波器390及395分别还包括一电容器378及388分别连接于第一核心电源区330与接地区350，365之间。
现在请参考图4，其为根据本实用新型较佳实施例的π型滤波器图标，此处以图3的π型滤波器390为例，并将其布线结构改绘成一般电路图，以利于了解其电路结构。图中显示，此π型滤波器390包括分别分布于电感器372两侧的电容器374、376及378，其中较佳地电容器374及376的值为0.1μF，电容器378的值为0.001μF，而电感器372的规格为于频率1.6GHz时，阻抗为100Ω，当然，本领域的熟练技术人员应当了解，其值当视不同的应用需求而有不同的变化。由图标可知，当第一核心电源区(Vcore1)或者第二核心电源区(Vcore1)产生高频的电压扰动时，电感器372均可以有效的防止另一核心电源区的电压扰动。
由上述的说明中可知，对于功能愈来愈复杂的半导体应用电路而言，必然会增加其功率消耗，使得产生的噪声干扰源也随之增加。此时，如应用本实用新型的一种芯片封装结构及结构中的基底板，将可有效隔离噪声干扰源，使得芯片工作更趋于稳定。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域的熟练技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。
权利要求1.一种芯片封装结构的基底板，适用于封装一晶粒，其特征在于，包括一第一核心电源区，用以提供该晶粒的一第一部分电路电源；一第二核心电源区，用以提供该晶粒的一第二部分电路电源，其中该第一核心电源区以及该第二核心电源区具有相同的一电压；以及一π型滤波器，耦接该第一电源区及该第二电源区之间。
2.如权利要求1所述的芯片封装结构的基底板，其特征在于该π型滤波器包括一第一电容器，一端耦接该第一核心电源区，且另一端接地；一第二电容器，一端耦接该第二核心电源区，且另一端接地；以及一电感器，两端分别耦接第一核心电源区以及该第二核心电源区，以构成该π型滤波器。
3.如权利要求2所述的芯片封装结构的基底板，其特征在于还包括一第三电容器，该第三电容器的一端耦接该第二核心电源区，而另一端则接地。
4.一种芯片封装结构，其特征在于，包括一晶粒；以及一基底板，用以安置该晶粒及提供该晶粒的布线结构，且具有一π型滤波器，以隔离该基底板的不同核心电源区。
5.如权利要求4所述的芯片封装结构，其特征在于该基底板还包括一第一核心电源区，用以提供该晶粒的一第一部分电路电源；以及一第二核心电源区，用以提供该晶粒的一第二部分电路电源，其中，该第一核心电源区以及该第二核心电源区具有相同的一电压。
6.如权利要求5所述的芯片封装结构，其特征在于该π型滤波器包括一第一电容器，一端耦接该第一核心电源区，且另一端接地；一第二电容器，一端耦接该第二核心电源区，且另一端接地；以及一电感器，两端分别耦接该第一核心电源区及该第二核心电源区。
7.如权利要求6所述的芯片封装结构，其特征在于还包括一第三电容器，该第三电容器的一端耦接该第二核心电源区，而另一端则接地。
8.一种芯片封装结构的基底板，适用于封装一晶粒，其特征在于，包括一第一核心电源区，用以提供该晶粒的一第一部分电路电源；一第二核心电源区，用以提供该晶粒的一第二部分电路电源，其中该第一核心电源区以及该第二核心电源区具有相同的一电压；以及至少一电感器，耦接该第一电源区及该第二电源区之间。
9.如权利要求8所述的芯片封装结构的基底板，其特征在于，还包括一第一电容器，一端耦接该第一核心电源区，且另一端接地；以及一第二电容器，一端耦接该第二核心电源区，且另一端接地。
10.如权利要求9所述的芯片封装结构的基底板，其特征在于还包括一第三电容器，该第三电容器的一端耦接该第二核心电源区，而另一端则接地。
专利摘要本实用新型公开了一种芯片封装结构及结构中的基底板，其将连接晶粒的各控制单元的核心部分的电源脚位的电源区至少区分为两部分，并运用至少一π型滤波器来隔离基底板的不同电源区，以避免噪声相互干扰，使芯片工作更趋于稳定。此外，并将π型滤波器配置于基底板中的两个边连接的角落处，以使基底板的线路布局更易于完成。
文档编号H01L23/50GK2574216SQ0223870
公开日2003年9月17日 申请日期2002年6月13日 优先权日2002年6月13日
发明者张乃舜 申请人:威盛电子股份有限公司