專(zhuān)利名稱(chēng)：電路板疊層模塊和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路板疊層模塊(laminated module)，其中第二電路板安裝在第一電 路板上，并且半導(dǎo)體芯片是安裝在第二電路板的上表面上的裸芯片。此外，本發(fā)明涉及一種 電子裝置，其中作為母板的第一電路板具有電路板疊層模塊的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
電子產(chǎn)品已小型化、厚度減少、功能改進(jìn)并且對(duì)于高頻得到改進(jìn)。電子產(chǎn)品的電路 部分通常通過(guò)將半導(dǎo)體集成電路(以下稱(chēng)為IC芯片)和許多其它電路部件安裝在印刷布 線板上來(lái)構(gòu)造。在構(gòu)成電子產(chǎn)品的IC芯片中，精細(xì)度的改進(jìn)和集成的改進(jìn)進(jìn)步，并且通過(guò)一個(gè)半 導(dǎo)體芯片形成實(shí)現(xiàn)整個(gè)功能塊的系統(tǒng)LSI，該功能塊傳統(tǒng)上由印刷布線板、多個(gè)IC和其它 電路部件構(gòu)成。另一方面，要求印刷布線板和安裝的部件支持更高頻率和更高速度，以及實(shí)現(xiàn)精 細(xì)度和更高集成的改進(jìn)。對(duì)于電子裝置的小型化和厚度的減少，除了 IC芯片，要求將如電感器、電容器和 電阻器的無(wú)源元件的多個(gè)電路元件(器件)安裝在相同板上的小的空間內(nèi)。為了符合該要 求，其中多個(gè)IC芯片和無(wú)源部件安裝在一個(gè)封裝上的封裝內(nèi)系統(tǒng)(SiP)被投入實(shí)際使用。此外，為了進(jìn)一步小型化和高度減少(厚度減少)，積極開(kāi)發(fā)了在印刷布線板的內(nèi) 部形成無(wú)源元件的技術(shù)。通過(guò)該技術(shù)，減少了目前情況下難以并入IC中的外部部件的成 本，此外，防止外部部件阻礙整個(gè)板的小型化和高度減少變?yōu)榭赡?。?dāng)小型化和高度減少進(jìn)步時(shí)，擔(dān)心出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，其中在電路操作主要包括有 源元件時(shí)，周?chē)鸁o(wú)源元件的特性通過(guò)從電路發(fā)射的電磁波或電磁場(chǎng)輻射而改變，這反饋到 電路，并且電路特性劣化。為了防止如上所述的電磁干擾，必須通過(guò)適當(dāng)?shù)匦纬善帘谓Y(jié)構(gòu)來(lái)避免影響。然而，例如，在如自身生成電磁場(chǎng)的電感器的無(wú)源元件中，當(dāng)保持在地電勢(shì)的導(dǎo)電 層在其附近存在時(shí)，通過(guò)進(jìn)入地電勢(shì)的層中的磁通量生成渦流損失。然后，因?yàn)榉祷仉姼衅?的磁通量的強(qiáng)度減少，所以Q值和電感(L值)減少。作為避免這種缺點(diǎn)的對(duì)策，屏蔽層與電感分開(kāi)(例如，見(jiàn)JP-A-10-199734 (專(zhuān)利文 獻(xiàn) 1))。

發(fā)明內(nèi)容
然而，如在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，用于將屏蔽層或接地層與如電感的電路元件分開(kāi)的對(duì) 策要求大的屏蔽盒，并且阻礙電路板疊層模塊的小型化和成本減少。此外，在電路板疊層模塊中，接地層在其許多層中安排，并且它們相互電連接。因 此，存在這樣的情況，其中來(lái)自包括有源元件的電路的輻射噪聲(電磁波等)使接地層的電 勢(shì)波動(dòng)，并且這被傳播并劣化了電路特性。
由于無(wú)源元件通過(guò)使用多層布線結(jié)構(gòu)安裝在電路板中，并且必須防止無(wú)源元件之 間的干擾，因此在許多層中提供接地層。因此，不能沒(méi)有理由地移除接地層。因此，期望提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的電路板疊層模塊，其中快速減少?gòu)碾娐分猩?成的電磁噪聲的影響而不顯著改變電路板疊層模塊中的接地層的形狀。此外，期望提供一 種電子裝置，其中作為母板的第一電路板包括電路板疊層模塊。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種電路板疊層模塊，包括第一電路板、第二電路板 和半導(dǎo)體芯片。第一電路板具有多層結(jié)構(gòu)，其中在多個(gè)層中提供接地層。第二電路板安裝在第一電路板上。半導(dǎo)體芯片安裝在第二電路板上。在第一電路板的多個(gè)接地層上，形成用于將半導(dǎo)體芯片中生成的電磁噪聲引導(dǎo)到 下層側(cè)的噪聲引導(dǎo)貫通孔(through via)。在電磁噪聲的發(fā)生地點(diǎn)的周?chē)较蛏希谂c期望 保護(hù)不受電磁噪聲影響的電路部分或電路元件不同的一側(cè)不均勻地提供噪聲引導(dǎo)貫通孔。這里，考慮這樣的情況，其中不同于上述結(jié)構(gòu)，不存在噪聲引導(dǎo)貫通孔。在半導(dǎo)體芯片中生成的電磁噪聲穿過(guò)疊層板的絕緣層，首先進(jìn)入第一電路板中的 最接近的接地層，并且使電勢(shì)波動(dòng)。當(dāng)接地層是平面形狀并具有大的面積時(shí)，電磁噪聲二維 擴(kuò)散。然而，當(dāng)噪聲強(qiáng)度高并且噪聲不能被單個(gè)接地層吸收時(shí)，接地層的電勢(shì)顯著變化。因 為該變化直接變?yōu)榘雽?dǎo)體芯片的共同噪聲，所以對(duì)電路特性施加大的影響。此外，還對(duì)在第 一和第二電路板的內(nèi)部或上表面上形成的無(wú)源元件施加影響。順帶提及，盡管接地層還連接到另一接地層，但是連接地點(diǎn)受限，并且不能總是執(zhí) 行快速的噪聲傳播。在該實(shí)施例中，在有效地點(diǎn)安排用于將電磁噪聲傳播到下層側(cè)的噪聲引導(dǎo)貫通 孔。這里，有效地點(diǎn)例如是與期望保護(hù)不受電磁噪聲影響的電路元件不同的一側(cè)，并且更期 望是包括與電路元件相對(duì)的一側(cè)的特定范圍。當(dāng)存在多個(gè)噪聲引導(dǎo)貫通孔時(shí)，確保各通孔 之間的距離到一定程度，并且選擇孔的數(shù)量以有效地用于快速引導(dǎo)電磁噪聲。當(dāng)接收電磁 噪聲的范圍大到一定程度時(shí)，這是優(yōu)選的。噪聲引導(dǎo)貫通孔自身可以是小的，并且其位置和數(shù)量是重要的。因?yàn)殡姶旁肼暤?強(qiáng)度高，所以噪聲通過(guò)小的通孔有效地泄露到下層。通孔(噪聲貫通孔)可以形成為具有 容易制造的尺寸。在一般的印刷布線板的形成期間可以形成貫通孔，因?yàn)橥ㄟ^(guò)利用鉆孔機(jī) 鉆孔和電鍍生長(zhǎng)，可以對(duì)貫通孔給予導(dǎo)電性。因此，貫通孔的大小優(yōu)選與普通的貫通孔的大 小相同，但是即使該貫通孔大于或小于普通的貫通孔也不導(dǎo)致任何問(wèn)題。將參考下面描述 的剖面結(jié)構(gòu)給出貫通孔的制造的細(xì)節(jié)。從上面可知，本發(fā)明實(shí)施例的噪聲引導(dǎo)貫通孔在幾乎沒(méi)有影響的情況下快速傳播 并擴(kuò)散具有高能量強(qiáng)度的輻射噪聲到下面區(qū)域，同時(shí)保持在導(dǎo)電層中傳播的傳播噪聲的移 除性能。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種電子裝置，其在裝置外殼的內(nèi)部包括作為 母板的第一電路板。類(lèi)似于前述電路板疊層模塊，第一電路板包括第二電路板、半導(dǎo)體芯片 和噪聲引導(dǎo)貫通孔。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以提供具有用于快速減少電磁噪聲的影響的結(jié)構(gòu)的電路板疊層模塊。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以提供這樣的電子裝置，其中作為母板的第一 電路板是電路板疊層模塊。


圖1是實(shí)施例的電路板疊層模塊的示意性剖面圖。圖2是示出依賴(lài)于電感器和接地層之間的距離的L值改變率數(shù)據(jù)的曲線圖。圖3是形成為圖1的半導(dǎo)體芯片中的一個(gè)芯片的TV調(diào)諧器的前端電路的方塊結(jié) 構(gòu)圖。圖4A到4D是示出通過(guò)電磁場(chǎng)仿真獲得的電場(chǎng)分布的圖，該電場(chǎng)分布與Ll面到L4 面的接地層圖案重疊，并且在采取根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)策之前獲得。圖5A到5D是示出通過(guò)電磁場(chǎng)仿真獲得的電場(chǎng)強(qiáng)度分布的圖，該電場(chǎng)強(qiáng)度分布與 Ll面到L4面的接地層圖案重疊，并且在安排根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的噪聲引導(dǎo)貫通孔之后獲得。圖6是是示出對(duì)其應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的電視的透視圖。
具體實(shí)施例方式將參考附圖按照下面的順序描述本發(fā)明的實(shí)施例，同時(shí)高頻電路模塊用作示例。1.模塊的剖面結(jié)構(gòu)2.電感器下面的接地層開(kāi)口3.高頻電路的示例4.噪聲引導(dǎo)貫通孔的適當(dāng)安排及其效果5.產(chǎn)品應(yīng)用的示例<1.模塊的剖面結(jié)構(gòu)〉圖1是實(shí)施例的電路板疊層模塊的示意性剖面圖。圖1所示的電路板疊層模塊1大致包括第一電路板10和安裝在第一電路板10的 上表面上的第二電路板20。第一電路板10包括核心基底11，布線層12A形成在核心基底11的前表面上，并且 布線層13A形成在核心基底11的后表面上。因?yàn)橐蕾?lài)于電路配置布線層12A可以用作電源層，所以布線層12A與接地層分開(kāi) 地形成圖案。作為基底樹(shù)脂層的絕緣基底12粘合到在其上形成布線層12A的核心基底11的前 表面?zhèn)?。?lèi)似地，作為另一基底樹(shù)脂層的絕緣基底13粘合到在其上形成布線層13A的核心 基底11的后表面?zhèn)取Ｗ優(yōu)椴季€層的導(dǎo)電膜(如銅箔)之前形成在與核心基底相對(duì)的絕緣基底12和13 的每個(gè)的表面上，并且通過(guò)對(duì)導(dǎo)電膜形成圖案來(lái)形成布線層。在圖1中，省略了在絕緣基底12的前表面?zhèn)鹊牟季€層的說(shuō)明。另一方面，絕緣基 底13的后表面?zhèn)鹊牟季€層形成為接地平面14的后表面，該接地平面14是在絕緣基底13 的后表面上占據(jù)相對(duì)大的面積的導(dǎo)電層。順帶提及，接地平面是根據(jù)本發(fā)明的接地層中的 最低層。因?yàn)樘貏e形成最低層的接地層以具有相對(duì)寬的面積，所以使用該名稱(chēng)。
圖1所示的第一電路板10具有內(nèi)建的多層布線結(jié)構(gòu)，其中四個(gè)布線層(在圖示示 例中所有層都是接地層)從最低層的后表面接地平面14到未示出的最上布線層按順序向 上層壓。布線層不限于四層，并且層數(shù)可以是大于二的任何數(shù)字。當(dāng)使得疊層的層數(shù)為四 或更多時(shí)，將在上表面具有導(dǎo)電層(如銅箔)的絕緣基底粘合到絕緣基底12，并且后表面?zhèn)?的層壓也通過(guò)粘合具有銅箔的絕緣基底來(lái)執(zhí)行。以任何方式，稱(chēng)為后表面接地平面的層最 終位于第一電路板10的后表面上，并且形成為具有相對(duì)大的面積的導(dǎo)電層。使用電鍍方法或任何導(dǎo)電層形成技術(shù)執(zhí)行各個(gè)層的布線層的圖案形成。電鍍方法 可以使用無(wú)電鍍或電解電鍍。作為另一導(dǎo)電層形成技術(shù)，可以采用蝕刻，其使用通過(guò)雙側(cè)掩 膜對(duì)準(zhǔn)形成的抗蝕圖。在核心基底11中的基底貫通孔的形成中，在形成布線層12A、13A、14和16后，通 過(guò)鉆孔或激光處理預(yù)先形成通孔(via hole)。當(dāng)通過(guò)電解電鍍形成布線層12A、13A、14和 16時(shí)，在形成方法中要求的薄導(dǎo)電膜覆蓋通孔的內(nèi)壁，并且還對(duì)通孔的內(nèi)部執(zhí)行電鍍生長(zhǎng)， 使得形成基底貫通孔。當(dāng)不能通過(guò)電鍍嵌入導(dǎo)電層時(shí)，額外要求嵌入絕緣樹(shù)脂的處理。
一些基底貫通孔用于提取基底內(nèi)部的無(wú)源元件的電極，并且用于各元件之間的連 接，并且其它一些通孔還用于接地布線連接。在圖1中用參考標(biāo)號(hào)15表示用于接地布線連 接的基底貫通孔的示例。后表面接地平面14、第一電路板10內(nèi)部的接地布線層和最上層的 接地布線層(前表面)通過(guò)第一基底貫通孔15具有幾乎相同的電勢(shì)(地電勢(shì))。稍后描述的噪聲引導(dǎo)貫通孔GH以與基底貫通孔相同的方式同時(shí)形成。作為其它疊層電路板的第二電路板20安裝在具有上述結(jié)構(gòu)的第一電路板10的上 表面。包括IC的電路部件安裝在例如第一電路板相對(duì)側(cè)上的第二電路板20的主要表面 (前表面)上。圖1示出作為電路部件的裸的半導(dǎo)體芯片和電感器L。在如上所述的電路板疊層模塊結(jié)構(gòu)中，稍后所述的電子裝置的所謂印刷布線板對(duì) 應(yīng)于第一電路板10，并且這通常稱(chēng)為母板。插入在構(gòu)成電子電路的電子部件組和母板之間 的第二電路板20通常稱(chēng)為插入器，并且與母板不同。作為插入器的第二電路板20具有與第一電路板10 (內(nèi)建電路板)相同的基本結(jié) 構(gòu)。S卩，第二電路板20包括核心基底21，未示出的布線層形成在核心基底21的前表面 上，并且未示出的布線層還形成在核心基底21的后表面上。作為基底樹(shù)脂層的絕緣基底22粘合到其上形成布線層的核心基底21的前表面 側(cè)。類(lèi)似地，作為另一基底樹(shù)脂層的絕緣基底23粘合到其上形成其它布線層的核心基底21 的后表面層。變?yōu)椴季€的導(dǎo)電膜(如銅箔)之前形成在核心基底的相對(duì)側(cè)的絕緣基底22和23 的每個(gè)的表面上，并且導(dǎo)電膜形成圖案使得形成布線層。在圖1中，除了電感器部分，幾乎省略前側(cè)的基底樹(shù)脂層22的布線層(以下稱(chēng)為 上布線層)的說(shuō)明。從板的內(nèi)部到前表面，通過(guò)相互連接多個(gè)線圈布線圖案形成電感器L，該線圈布線 圖案通過(guò)貫通孔由第二電路板20的多個(gè)分層布線層形成。所示示例的電感器L通過(guò)層壓通過(guò)將布線層處理成螺旋形狀的布線層而獲得的 四層線圈布線形成在第二電路板20中。層數(shù)和處理的線圈布線的形狀不受限制。因此，線圈布線的形狀不限于曲線，并且可以是正方形、直線或那些的組合。順帶提及，盡管未示出，圖1所示的電感器L的導(dǎo)線布線通過(guò)在圖1未示出的地點(diǎn) 處的布線粘合或通過(guò)第二電路板20的內(nèi)部布線和通過(guò)芯片后側(cè)連接電連接到半導(dǎo)體芯片 30的特定電路塊。該實(shí)施例的特征是在第一電路板10的四個(gè)接地層的布線層中，在來(lái)自包括后表 面接地表面14的三層(即，布線層10、13A和14)中的上層的一些層中，提供稱(chēng)為噪聲引導(dǎo) 貫通孔GH的小的貫通孔。噪聲引導(dǎo)貫通孔GH的數(shù)量不受限制。然而，關(guān)于位置，用半導(dǎo)體芯片的電磁噪聲 的發(fā)生地點(diǎn)(噪聲源NSG)作為參考，并且在與期望保護(hù)不受電磁噪聲影響的電路元件(這 里是電感器L)不同的一側(cè)，更優(yōu)選地，在包括相對(duì)側(cè)的指定范圍內(nèi)，安排噪聲引導(dǎo)貫通孔 GH。稍后將描述噪聲引導(dǎo)貫通孔GH的操作和效果、詳細(xì)的安排形式和安排示例。這里，最上層的布線層16稱(chēng)為L(zhǎng)l面，低層的布線層12A稱(chēng)為L(zhǎng)2面，下一低層的布 線層13A稱(chēng)為L(zhǎng)3面，并且最低層的后表面接地平面14稱(chēng)為L(zhǎng)4面。<2.電感器下面的接地層開(kāi)口〉此外，該實(shí)施例的另一特征是移除電感器L的下面區(qū)域中的Ll面(布線層16)、L2 面(布線層12A)和L3面(布線層13A)的部件，并且形成開(kāi)口 16B、12B和13B。開(kāi)口的大 小大于電感器L的占據(jù)區(qū)域。因此，電感器L的接地層實(shí)際上是后表面接地平面14。該結(jié)構(gòu)具有以下的操作和效果防止從電感器L發(fā)射的磁通量在導(dǎo)電層中生成渦 流，以及由于渦流導(dǎo)致的損失(磁通量的吸收)減少電感器L的Q值和L值。圖2示出依賴(lài)于電感器和接地層之間的距離的L值改變率數(shù)據(jù)。圖2的曲線圖的水平軸指示電感器L和接地層之間在板厚度方向上的距離x(單 位mm)，并且垂直軸指示L值減少率(單位％ )。這里，準(zhǔn)備了三種L值(初始值)，它們是參考值、參考值兩倍的值和大于參考值 20倍的值，并檢查L(zhǎng)值改變的距離依賴(lài)性。從該曲線圖，隨著接地層接近電感器L，L值的減少率增加。當(dāng)L值高時(shí)，當(dāng)距離變 為Imm或更少時(shí)減少率變得顯著，并且變化變大。盡管依賴(lài)于L值，但當(dāng)距離為Imm或更多 時(shí)，獲得穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。<3.高頻電路的示例〉通過(guò)半導(dǎo)體芯片30實(shí)現(xiàn)的電路的功能不限于本發(fā)明的應(yīng)用。然而，在該實(shí)施例中，為了更具體和實(shí)用的描述，將使用半導(dǎo)體芯片30作為示例 來(lái)進(jìn)行描述，在半導(dǎo)體芯片30中，將電視接收機(jī)等中使用的調(diào)諧器電路的前端部分的部件 形成為一個(gè)芯片。通常，為了將振蕩器、濾波器、匹配電路、調(diào)制電路等集成到一個(gè)封裝中，必須使用 多個(gè)電感器和多個(gè)電容器。例如，在TV調(diào)諧器中，通過(guò)包括電容器和電感器的調(diào)諧電路將通過(guò)天線接收的廣 播信號(hào)調(diào)諧到目標(biāo)頻率是必須的。此外，經(jīng)由高頻放大器，通過(guò)包括電容器和電感器的級(jí)間 調(diào)諧電路調(diào)諧接收的信號(hào)是必須的。關(guān)于上述調(diào)諧器，盡管調(diào)諧電路的電容器可以并入前 述電路板疊層模塊1中的IC中，但是在目前情況下將電感器從外部附接到IC。順帶提及，在不同于電視接收機(jī)的使用中，在例如調(diào)制便攜式無(wú)線終端的基帶信號(hào)并獲得無(wú)線信號(hào)的調(diào)制電路、執(zhí)行與此相反的處理的解調(diào)電路或包括本地振蕩電路以生 成用于調(diào)制和解調(diào)的載波的高頻電路中使用電感器。圖3是形成為在圖1的半導(dǎo)體芯片30 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)為IC)中的一個(gè)芯片的TV調(diào)諧 器的前端電路的方塊結(jié)構(gòu)圖。圖3所示的調(diào)諧器前端IC (半導(dǎo)體芯片30)支持46到147MHz (VL頻帶)、147到 401MHz (VH頻帶)和401到887MHz (U頻帶)的接收頻率的三個(gè)頻帶。這些對(duì)應(yīng)于在不同國(guó) 家的電視廣播中使用的頻帶。半導(dǎo)體芯片30包括三組帶通濾波器(BPF)和RF放大器作為 用于接收三個(gè)頻帶中的輸入信號(hào)的結(jié)構(gòu)。具體地，在輸入端并行提供對(duì)應(yīng)于VL頻帶的濾波 器3IVL和RF放大器32VL、對(duì)應(yīng)于VH頻帶的濾波器3IVH和RF放大器32VH和對(duì)應(yīng)于U頻 帶的濾波器3IU和RF放大器32U。每個(gè)帶通濾波器(濾波器31)包括用于每個(gè)頻帶的電容器和電感器，以便選擇每 個(gè)接收頻帶中的期望頻率。盡管圖3中未示出，但是電感器提供為外部電路元件。接收部分的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于這樣的裝置(contrivance)，其用于通過(guò)簡(jiǎn)化電路來(lái)替代 其中為每個(gè)頻帶提供使用變?nèi)荻O管、RF放大器和級(jí)間調(diào)諧電路的調(diào)諧電路的接收系統(tǒng)來(lái) 執(zhí)行頻帶劃分。調(diào)諧電路還要求相對(duì)大L值的電感器，并且本發(fā)明可以應(yīng)用。因此，結(jié)構(gòu)可 以變?yōu)檫m于調(diào)諧電路系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)。在該情況下，要求用于給出可變?nèi)萘孔鳛閿?shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 的如存儲(chǔ)器的裝置。順帶提及，作為不同于IC的單獨(dú)部件的平衡-不平衡變換器(balim)40(用于阻 抗調(diào)整的相位調(diào)整器)連接在輸入端和天線端子Tl之間。此外，在IC的初級(jí)提供未示出 的天線開(kāi)關(guān)。對(duì)于通過(guò)平衡-不平衡變換器40從天線輸入到IC的接收信號(hào)，可以通過(guò)未 示出的天線開(kāi)關(guān)選擇用于三個(gè)頻帶的處理路徑(包括濾波器(BPF)和RF放大器的處理路 徑)。用于混合振蕩信號(hào)和接收信號(hào)并執(zhí)行頻率轉(zhuǎn)換(下轉(zhuǎn)換)的兩個(gè)混頻器33A和 3 連接到接收部分的IC中的后級(jí)。此外，提供振蕩器(VC0 34)和用于分頻VCO輸出并將 其轉(zhuǎn)換為相位上90°不同的兩個(gè)振蕩信號(hào)的IQ生成部分35。圖像拒絕部分36、用于噪聲移除的濾波器37和IF放大器38串聯(lián)連接到兩個(gè)混頻 器33A和33B的后級(jí)。在用于每個(gè)頻帶的IF放大器38和RF放大器32中，可以通過(guò)外部 輸入執(zhí)行增益控制。另一方面，作為與VCO 34 —起構(gòu)成PLL的一部分的用于PLL控制的電路，提供PLL 控制電路41、振蕩電路43等。VCO 34以對(duì)應(yīng)于來(lái)自PLL控制電路41的控制電壓的頻率振蕩。PLL控制電路41通過(guò)內(nèi)置分頻器來(lái)分頻VCO輸出，并且內(nèi)置相位比較器比較VCO 輸出和從外部給出的參考信號(hào)。比較結(jié)果提供到PLL控制電路41中的環(huán)路濾波器，并且提 取其電平根據(jù)分頻器的輸出和參考信號(hào)之間的相位差改變的DC電壓。該DC電壓作為振蕩 頻率的控制電壓給到VCO 34。振蕩電路43基于外部晶體振蕩器控制環(huán)路濾波器的控制時(shí) 鐘。在TV調(diào)諧器中，以亂真(spurious)性能為典型，要求抑制噪聲特性等。噪聲特性(電阻屬性)涉及高頻失真，并且高頻失真主要由混頻器的非線性導(dǎo)致。 因此，通過(guò)圖像拒絕部分36下轉(zhuǎn)換的接收信號(hào)經(jīng)歷噪聲抑制。然而，用于生成高頻噪聲的噪聲源(如PLL)在混頻器的附近存在以便處理數(shù)字信號(hào)。盡管通常在IC內(nèi)部采取針對(duì)噪 聲源的對(duì)策，但是重要的是防止公共噪聲模式中的噪聲傳播，其主要通過(guò)接地路徑影響外 部電路元件。然而，在其中為了小型化要求高密度安裝的電路板疊層模塊中，難以確保噪聲源 和電路元件之間的距離。此外，即使確保了距離，通常也不能防止通過(guò)接地層的噪聲傳播。特別是，當(dāng)噪聲通過(guò)接地層傳播到電感器L時(shí)，減少了 TV調(diào)諧器的亂真性能。由于以上原因，通過(guò)接地層的噪聲傳播是阻礙小型化和更高密度的因素。因此，必 須改進(jìn)包括接地層的地電勢(shì)提供層。<4.噪聲引導(dǎo)貫通孔的適當(dāng)安排及其效果〉在該實(shí)施例中，通過(guò)噪聲引導(dǎo)貫通孔GH的適當(dāng)安排有效地防止了噪聲傳播到噪 聲傳播阻斷對(duì)象，例如電感器L。此后，將對(duì)通過(guò)使用電磁場(chǎng)仿真的反復(fù)試驗(yàn)處理獲得的噪聲引導(dǎo)貫通孔GH的適 當(dāng)安排位置、及其存在的效果差進(jìn)行描述。圖4A到4D示出通過(guò)電磁場(chǎng)仿真獲得的電場(chǎng)強(qiáng)度分布，其與Ll面到L4面的接地
層圖案重疊。這里，通過(guò)使用圖4A的Ll面(布線層16)說(shuō)明附圖。粗實(shí)線指示布線層輪廓。此 外，最接近Ll面的中心并且其中安排4X4小的圓形標(biāo)記的部分對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體芯片的后表 面BMP，并且半導(dǎo)體芯片30主要安排在該部分中。對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體芯片30的上側(cè)和左側(cè)的反L型部分對(duì)應(yīng)于電感器L的安排區(qū)域下 面的開(kāi)口 16B。在圖4B的1^2面(布線層12A)中，在類(lèi)似位置提供開(kāi)口 12B。此外，在圖4C 的L3面(布線層13A)中，在類(lèi)似位置提供開(kāi)口 13B。另一方面，在L4面(后表面接地平面 14)中不形成開(kāi)口。噪聲源NSG (例如，PLL)存在于半導(dǎo)體芯片30的左邊角的附近。在電磁場(chǎng)仿真結(jié)果中，指示500A/m或更高的高電場(chǎng)區(qū)域(斜線部分)、中間電場(chǎng)區(qū) 域下限和低電場(chǎng)區(qū)域下限。當(dāng)注意斜線的高電場(chǎng)區(qū)域時(shí)，在最接近噪聲源的Ll面中，高電場(chǎng)區(qū)域集中在相對(duì) 窄的區(qū)域中。然而，在L2面和L3面中，高電場(chǎng)區(qū)域傳播并擴(kuò)散到非常寬的區(qū)域。這延伸到 剛好在電感器L的安排區(qū)域下面的部分。盡管這個(gè)因?yàn)闆](méi)有導(dǎo)電層而不能仿真，但是這個(gè) 可以從周?chē)鷶U(kuò)散的狀態(tài)容易地推斷。此外，輸入/輸出電路也包括在高電場(chǎng)區(qū)域中。在最下層的L4面中，高電場(chǎng)區(qū)域趨于減少。圖5A到5D示出在適當(dāng)?shù)匕才旁肼曇龑?dǎo)貫通孔GH以采取對(duì)策后的電磁場(chǎng)仿真結(jié)^ ο圖5A的圖案與圖4A的圖案不同在于存在四個(gè)噪聲引導(dǎo)貫通孔GH，其安排為接 近噪聲源NSG，并且沿著與安排電感器L的一側(cè)的芯片側(cè)不同的芯片側(cè)逐漸地遠(yuǎn)離噪聲源 NSG，盡管它們是小的并且難以看到。此外，因?yàn)殡姶艌?chǎng)趨于依賴(lài)于導(dǎo)電層圖案而被引導(dǎo)，所以在跨越反L形的右邊角 附近的導(dǎo)電層(L3面和L4面)的狹窄部分的開(kāi)口的相對(duì)側(cè)形成三個(gè)橫向安排的噪聲引導(dǎo) 貫通孔GH。順帶提及，在圖4A和4B以及圖5A和5B中，每個(gè)具有比噪聲引導(dǎo)貫通孔GH大 10倍或更多倍的直徑的圓形、六邊形和葫蘆型孔是貫通孔的通孔。
因?yàn)長(zhǎng)2表面是電源線，所以噪聲引導(dǎo)貫通孔GH沒(méi)有連接到相鄰的布線。然而，電 磁場(chǎng)通過(guò)通孔引導(dǎo)到低層。當(dāng)比較圖5A到5D和圖4A到4D時(shí)，大大地減少了高電場(chǎng)區(qū)域。這是因?yàn)殡姶艌?chǎng) 通過(guò)噪聲引導(dǎo)貫通孔GH并且快速分散和傳送到低層，由此，充分展示了四個(gè)接地層的總的 電磁場(chǎng)吸收能力。此外，要理解高電場(chǎng)區(qū)域的分布中心在與電感器L分開(kāi)的方向上移動(dòng)。由此，可以 說(shuō)噪聲引導(dǎo)貫通孔GH將電磁場(chǎng)噪聲快速引導(dǎo)到低層，并且還在與電感器L分開(kāi)的方向上移 動(dòng)分布中心。關(guān)于噪聲引導(dǎo)貫通孔GH的適當(dāng)安排，上面的視圖總結(jié)如下。(1)期望噪聲引導(dǎo)貫通孔在噪聲源的周?chē)较蛏喜痪鶆虻靥峁┰谂c期望保護(hù)不受 電磁噪聲影響的電路元件的一側(cè)不同的一側(cè)。(2)更期望地，噪聲引導(dǎo)貫通孔提供在包括關(guān)于噪聲源與電路元件分開(kāi)的方向的 指定范圍內(nèi)。當(dāng)存在多個(gè)噪聲引導(dǎo)貫通孔時(shí)，根據(jù)噪聲引導(dǎo)貫通孔的數(shù)目和噪聲引導(dǎo)貫通 孔之間的間隔，從安排的必要性確定指定范圍。此外，確定指定范圍同時(shí)關(guān)于噪聲源在與電 路元件分開(kāi)的方向上提供對(duì)稱(chēng)軸不是必須的。存在這樣的情況，其中可以形成噪聲引導(dǎo)貫 通孔的地點(diǎn)受到接地層的圖案的限制。例如，即使在這種情況下，如果噪聲引導(dǎo)貫通孔的形 成地點(diǎn)不是關(guān)于噪聲源的電路元件的一側(cè)也是足夠的，并且更優(yōu)選地，形成地點(diǎn)包括遠(yuǎn)離 電路元件的一側(cè)。此外，除了上述(1)和O)，優(yōu)選安排噪聲引導(dǎo)貫通孔GH以滿足下面的因素(3)和 ⑷之一。(3)即使在噪聲引導(dǎo)貫通孔的直徑近似比用于連接不同層的電路布線的貫通孔的 通孔小一位數(shù)時(shí)，也具有足夠的電磁場(chǎng)引導(dǎo)效果。因此，噪聲引導(dǎo)貫通孔可以小于貫通孔的 通孔。然而，噪聲引導(dǎo)貫通孔可以具有基本上與貫通孔或其通孔相同的大小。(4)關(guān)于噪聲源，將噪聲引導(dǎo)貫通孔提供在最靠近噪聲源的電路元件的安排中心 的相對(duì)側(cè)?？商娲兀瑑?yōu)選將噪聲引導(dǎo)貫通孔提供在遠(yuǎn)離電路元件的一側(cè)。同樣在該情況 下，類(lèi)似于上面，優(yōu)選將多個(gè)噪聲引導(dǎo)貫通孔安排在指定范圍內(nèi)，同時(shí)確保它們之間的距離。順帶提及，除了上述(1)到的任一或它們的任意組合，期望第二電路板20的 至少一個(gè)接地層電連接到其中提供噪聲引導(dǎo)貫通孔的第一電路板10的至少一個(gè)接地層。 電磁噪聲同樣通過(guò)各接地層之間的電連接路徑引導(dǎo)到下層側(cè)。因此，獲得更快的噪聲消除 效果。根據(jù)實(shí)施例，可以獲得下面的效果。當(dāng)使用調(diào)諧器IC和插入器的布線層形成具有多個(gè)內(nèi)置電感器的SiP時(shí)，接地層不 形成在插入器中，而是形成在母板側(cè)。此時(shí)，為了確保離電感器的距離，只在最低層中形成 接地層以便面對(duì)電感器的下表面。由此，可能有效地防止電感器的L值和Q值減少。關(guān)于母板側(cè)的接地層的布局，在噪聲生成源的正下面及其附近提供噪聲引導(dǎo)貫通 孔GH，并且提供用于將高磁場(chǎng)的分布引導(dǎo)到盡可能最低層的電流路徑，以便防止通過(guò)相同 層和各層之間的傳播發(fā)生。此外，提供噪聲引導(dǎo)貫通孔GH，使得電磁場(chǎng)分布的中心遠(yuǎn)離電感 器和輸入/輸出電路。
當(dāng)噪聲傳播路徑遠(yuǎn)離電感器和輸入/輸出電路時(shí)，大大地改進(jìn)以亂真性能為典型 的高頻電路的噪聲特性。<5.產(chǎn)品應(yīng)用的示例〉上面的結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于例如圖6所示的電視顯示設(shè)備(以下稱(chēng)為電視)和其它電子 裝置，特別是包括調(diào)諧器的電子裝置。此后，將描述對(duì)其應(yīng)用實(shí)施例的電子裝置的典型示 例。圖6是示出對(duì)其應(yīng)用本發(fā)明的電視的透視圖。應(yīng)用示例的電視包括圖像顯示屏幕 部分110，其包括前面板120、濾色鏡130等。本發(fā)明可應(yīng)用于外殼中的未示出的印刷線路 板或其上安裝的模塊盤(pán)。本申請(qǐng)包含涉及于2009年12月25日向日本專(zhuān)利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專(zhuān)利申請(qǐng) JP 2009-296130中公開(kāi)的主題，在此通過(guò)引用并入其全部?jī)?nèi)容。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依賴(lài)于設(shè)計(jì)需求和其它因素可以出現(xiàn)各種修改、組合、 子組合和更改，只要它們?cè)跈?quán)利要求或其等效物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電路板疊層模塊，包括具有多層結(jié)構(gòu)的第一電路板，其中在多個(gè)層中提供接地層；安裝在所述第一電路板上的第二電路板；以及安裝在所述第二電路板上的半導(dǎo)體芯片，其中在所述第一電路板中，在電磁噪聲的發(fā)生地的周?chē)较蛏?，在與期望保護(hù)不受所述電 磁噪聲影響的電路部分或電路元件不同的一側(cè)提供噪聲引導(dǎo)貫通孔，所述噪聲引導(dǎo)貫通孔 將在所述半導(dǎo)體芯片中生成的電磁噪聲引導(dǎo)到下層側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的電路板疊層模塊，其中所述噪聲引導(dǎo)貫通孔的直徑等于或小于 用于連接不同層的電路布線的貫通孔的通孔的直徑。
3.如權(quán)利要求2所述的電路板疊層模塊，還包括作為所述半導(dǎo)體芯片的外部元件的多 個(gè)電路元件，其安排在所述第二電路板上，并且使用基底布線層形成，其中關(guān)于所述電磁噪聲的發(fā)生地，在與其中安排多個(gè)電路元件的特定電路元件的安排中心 相對(duì)的一側(cè)提供所述噪聲引導(dǎo)貫通孔，當(dāng)不存在所述噪聲引導(dǎo)貫通孔時(shí)，所述電磁噪聲被 施加到所述特定電路元件。
4.如權(quán)利要求3所述的電路板疊層模塊，其中多個(gè)所述噪聲引導(dǎo)貫通孔提供在與其中 安排所述特定電路元件的安排中心相對(duì)的一側(cè)，并且相互隔開(kāi)。
5.如權(quán)利要求2所述的電路板疊層模塊，還包括多個(gè)電路元件，其是所述半導(dǎo)體芯片 的外部元件，安排在所述第二電路板上，并且使用基底布線層形成，其中關(guān)于所述電磁噪聲的發(fā)生地，所述噪聲引導(dǎo)貫通孔提供在與最靠近所述發(fā)生地的電路 元件的安排中心相對(duì)的一側(cè)。
6.如權(quán)利要求5所述的電路板疊層模塊，其中多個(gè)所述噪聲引導(dǎo)貫通孔相互隔開(kāi)，并 且關(guān)于所述電磁噪聲的發(fā)生地，提供在作為安排中心并且與其中安排最靠近所述電磁噪聲 的發(fā)生地的多個(gè)電路元件中的一個(gè)電路元件的安排中心相對(duì)的一側(cè)。
7.如權(quán)利要求1到6任一所述的電路板疊層模塊，其中所述第二電路板的多個(gè)層包括 至少一個(gè)接地層，其電連接到提供有所述噪聲引導(dǎo)貫通孔的所述第一電路板的接地層。
8.如權(quán)利要求7所述的電路板疊層模塊，其中所述電路元件包括使用所述第二電路板 的布線層形成的疊層電感器。
9.如權(quán)利要求1所述的電路板疊層模塊，其中所述電路元件包括使用所述第二電路板 的布線層形成的疊層電感器。
10.如權(quán)利要求8或9所述的電路板疊層模塊，其中在所述疊層電感器下面的區(qū)域中， 在所述第二電路板的接地層和除了所述第一電路板的最底層的后表面接地層外的所述第 一電路板的接地層的所有接地層中，形成大于所述疊層電感器的面積的開(kāi)口。
11.一種電子裝置，包括裝置外殼中的第一電路板，所述第一電路板是包括多個(gè)層中的接地層的母板，其中所述第一電路板包括安裝在所述第一電路板上的第二電路板；以及安裝在所述第二電路板上的半導(dǎo)體芯片，并且在所述第一電路板中，在電磁噪聲的發(fā)生地的周?chē)较蛏希谂c期望保護(hù)不受所述電 磁噪聲影響的電路部分或電路元件不同的一側(cè)提供噪聲引導(dǎo)貫通孔，所述噪聲引導(dǎo)貫通孔將在所述半導(dǎo)體芯片中生成的電磁噪聲引導(dǎo)到下層側(cè)。
全文摘要
一種電路板疊層模塊，包括具有多層結(jié)構(gòu)的第一電路板，其中在多個(gè)層中提供接地層；安裝在第一電路板上的第二電路板；以及安裝在第二電路板上的半導(dǎo)體芯片，其中在第一電路板中，在電磁噪聲的發(fā)生地點(diǎn)的周?chē)较蛏希谂c期望保護(hù)不受電磁噪聲影響的電路部分或電路元件不同的一側(cè)提供噪聲引導(dǎo)貫通孔，其將在半導(dǎo)體芯片中生成的電磁噪聲引導(dǎo)到下層側(cè)。
文檔編號(hào)H05K1/14GK102137540SQ201010595218
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者六波羅真仁, 岡修一, 松本一治, 柳川周作 申請(qǐng)人:索尼公司