用于蓝牙模组电路板的系统的制作方法

1.本发明总的涉及电路板，在特别的实施例中，涉及用于蓝牙模组电路板的系统。


背景技术：

2.由于半导体技术和通信技术的快速进展，包括蓝牙模组（蓝牙模组包括蓝牙芯片和天线）的集成电路的需求不断增长。目前包括蓝牙模组的集成电路的收发距离约为15-20米，特别是有阻挡物（如实体墙、金属块等）时其收发距离减半甚至还达不到10米的距离，不能实现更远距离的通信传输。而且目前包括蓝牙模组的集成电路的基本采用半孔工艺封装，因此抗干扰能力相对较差。


技术实现要素：

3.根据一个实施例，电路板的顶层信号层（top layer）包括相邻的天线区域和半导体封装区域。位于所述天线区域的金属导电材料形成天线图案。所述半导体封装区域设置有用于通过球形栅格阵列（bga）将集成电路（ic）键合至该电路板的ic焊盘，以及和ic焊盘电性连接的若干焊盘， 其中焊盘对应于在ic上用于射频（rf）输入或者输出的接口引脚（interface pin）。所述天线图案耦接至靠近所述天线区域的其中一焊盘。
4.为了避免其它干扰源影响信号的接收和发射，在电路板的顶层信号层上集成了天线图案，金属导电材料形成的天线图案类似于高频接收线圈的效果，从而实现信号的接收，并且天线图案被耦接至焊盘使得接收到的信号直接到ic的接口引脚附近，距离短，大大减少了被干扰的概率，从而保证了信号的完整性，以便电路准确解码。
5.根据国际蓝牙的测试方法，本实施例提供的蓝牙模组系统在空旷的环境下单独供电和操作时，能实现20m以上的收发距离，甚至在36m的距离能实现良好的接收和发射的动作，响应速度快。
附图说明
6.为更完整地理解本发明及其优点，现参考了具体实施方式以及附图，其中：图1a示出了一种实施例蓝牙模组系统的正视图；图1b示出了一种实施例蓝牙模组系统的仰视图；图2示出了一种实施例电路板的顶层信号层的详细布局视图。
7.除非另有表明，不同附图中对应的附图标记和符号指对应的部 分。附图的绘制是为了清楚地说明实施例的相关方面，并且不一定是按比例绘制的。
具体实施方式
8.各种实施例的制作和使用将在下文中详细地进行讨论。然而， 应当理解的是，本文中所描述的各种实施例可应用于各种各样的特定环境中。所讨论的特定实施例仅仅用于说明制造和使用各种实施例的特定方法，并且不应当在有限的范围内进行解释。
9.依照一个实施例，电路板的半导体封装区域上设置有导通孔，这些导通孔包括从电路板的顶部导电层延伸至底部导电层的过孔（through via），还包括从电路板的一侧延伸至中间导电层的盲孔。
10.在一个实施例中，电路板的天线区域的天线图案包括天线和传输线，天线通过传输线耦接至焊盘。传输线与焊盘的连接处可被过孔包围，以确保电路板层的顶部导电层和电路板的底部导电层之间在接近传输线处具有低阻抗的路径。在电路板的物理上紧密和拥挤的区域中，过孔的直径可被减少，以维持顶部导电层和底部导电层之间的耦接。
11.在一个实施例中，ic焊盘上布置有若干过孔，这些布置在ic焊盘上的导通孔可执行迁移来自ic的热和提升高频（hf）过渡的双重职责。
12.图1a和图1b示出了包括ic 102和电路板 101实施例蓝牙模组系统的示意图，其中ic 102可以是任何类型的芯片、晶片或者电路封装。在各种实施例中，ic 102包括用于通过天线传送和接收信号的模拟电路或者数字电路，该模拟电路或者数字电路可被包括在电路板 101中。
13.图2示出了一种用于蓝牙模组系统的实施例电路板101的顶层信号层的布局视图。电路板101的顶层信号层包括天线区域300和半导体封装区域200，半导体封装区域200内设置有ic焊盘201，以及和ic焊盘201电性连接的若干焊盘202，bga（未示出）提供电路板101和ic 102之间的连接，并且可包括提供电连接和热连接的锡球（solder ball）。在一些实施例中，ic 102是通过 bga键合至半导体封装区域300的倒装芯片（flip-chip）。为了驱散在ic 102 中产生的热，提供了具有锡球的热连接。半导体封装区域300内包括金属导电材料形成天线图案，天线图案包括一体连接的天线301和传输线302，天线301通过传输线302耦接至半导体封装区域200内的其中一焊盘202。半导体封装区域200内的焊盘202对应于在ic上用于rf输入或者输出的接口引脚。
14.如图2所示，传输线302是差分信号线；然而，在替代的实施例中，传输线302可被实施为单端传输线。 在一些实施例中，蓝牙信号通过ic 102在电路板101上被传送或者被接收。电路板101还包括导通孔400。
15.根据各种实施例，在空间中传播的蓝牙信号通过天线301进行被接收或被传送，在一些实施例中，传输线302和焊盘202的接触部分邻近地布置导通孔400可具有如下功能：（1）导通孔的功能为电磁屏蔽；（2）导通孔的功能为将电路板101的顶表面上的产生热的部件热地耦接至电路板101的底表面上；以及（3）导通孔提供将接地板（ground plane）稳固地耦接至接地连接（ground connection）。如图2所示，多个导通孔400形成将传输线302和焊盘202的接触部分的周围的导通孔围墙（via enclosure）或者导通孔围栏（via fence）。
16.图2中示出的ic焊盘201对应于图1a中电路板101上的ic 102的位置。在各种实施例中，ic裸片或裸片堆叠可被键合至ic 焊盘201。ic 焊盘201可被用作附着bga的接触点（contact point），从而将芯片或者ic键合在ic 焊盘201上。ic 焊盘201上设置有若干过孔203。根据各种实施例，过孔203可将热能从电路板200的顶表面转移至电路板200底表面上。
17.图2中示出的ic焊盘201、焊盘202、天线301和传输线302的材料均为电布线（electrical routing）的金属导电材料(比如，铜)。在各种实施例中，导通孔400的侧壁用金属导电材料进行电镀。
18.在各种实施例中，电路板101可被实施为具有一连串的层，包括导电材料层（例如
铜）和层压板（比如高频层压板），具体地，层的材料和厚度可被选择为以：（1）具有适当硬度，（2）提供良好的蓝牙信号性能，（3）提供良好的电性能，以及（4）保持高性价比。层压板可被实施为玻璃纤维和环氧层压板。
19.根据一个实施例，一种蓝牙模组系统包括具有ic焊盘、焊盘和天线图案的电路板，以及集成电路。在该实施例中，ic焊盘被配置为耦接至集成电路，该焊盘包括被配置为耦接至天线图案的信号焊盘，并且多个导通孔与该信号焊盘邻近地布置。
20.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
21.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。