一种电路板键合区域阻抗补偿装置制造方法及图纸

本申请公开了一种电路板键合区域阻抗补偿装置，用于补偿连接第一信号焊盘和第二信号焊盘的键合线，与传输线的特征阻抗匹配，所述键合线包含相互平行的第一键合线和第二键合线。第一信号焊盘和第一接地焊盘之间通过第一贴片电容连接。第二信号焊盘和第二接地焊盘之间通过第二贴片电容连接。第一接地焊盘和第二接地焊盘分别通过第一接地过孔和第二接地过孔连接电路板接地层。本申请的方案尤其适用于电路板表面长键合线的应用。电路板表面长键合线的应用。电路板表面长键合线的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种电路板键合区域阻抗补偿装置


[0001]本申请涉及电子线路封装
，尤其涉及一种电路板键合区域阻抗补偿装置。

技术介绍

[0002]键合线广泛地应用于芯片封装中，如：引线框架类封装、功率器件封装、多芯片叠层封装、消费级控制器芯片封装等。除芯片封装外，键合线也常用于射频电路，如：功率放大器电路、天线等，用于连接电路中尺寸较小的结构。为了提高电路的功率容量，工程应用中，两连接点之间通常使用两根平行键合线连接。
[0003]随着信息技术的进步，信号向着超高速、超高频方向发展，因此电路所传输的电磁波的波长非常短。对于高频电磁波，电路中任何阻抗不匹配都会引起信号反射、显著降低信号完整性。键合线的电感效应最为明显，当传输线中的高频电磁波经过键合区域时，电感效应会引起电路的感性阻抗失配，使信号反射明显增加。
[0004]现阶段对于键合线电/电磁特性的研究主要是根据键合线的尺寸和材料，建立其等效电路；而键合区域的阻抗补偿技术研究的样本也多是短键合线，对于长键合线的阻抗补偿技术研究的还很不充分。与短键合线相比，长键合线的电感效应更明显，设计时需要补偿装置提供足够的电容量以改善电路的感性阻抗失配。

技术实现思路

[0005]本申请提出一种电路板键合区域阻抗补偿装置，用于提高带有键合线的电路板的信号完整性，改善键合区域的感性阻抗不连续。尤其适用于电路板表面长键合线的应用。
[0006]本申请实施例提供一种电路板键合区域阻抗补偿装置，用于补偿连接第一信号焊盘和第二信号焊盘的键合线，与传输线的特征阻抗Z0匹配。所述键合线包含相互平行的第一键合线和第二键合线。第一信号焊盘和第一接地焊盘之间通过第一贴片电容连接；第二信号焊盘和第二接地焊盘之间通过第二贴片电容连接。第一接地焊盘和第二接地焊盘分别通过第一接地过孔和第二接地过孔连接电路板接地层。
[0007]优选地，第一键合线和第二键合线长度相同。
[0008]优选地，第一贴片电容和第二贴片电容特征相同。
[0009]优选地，第一信号焊盘和第二信号焊盘结构相同。
[0010]进一步优选地，所述第一贴片电容和第一接地焊盘的谐振频率大于工作频率的2倍，和/或，所述第二贴片电容和第二接地焊盘的谐振频率大于工作频率的2倍。
[0011]进一步地，根据电路的工作频率和集总电容值选择贴片电容，应使第一贴片电容、第二贴片电容的最大使用频率大于电路工作频率的2倍，以保证补偿效果不受贴片电容寄生效应的影响。
[0012]本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
[0013]可以有效补偿长键合线引起的感性阻抗不匹配问题。补偿设计中没有特别精细的
结构，对加工制造精度要求较低。补偿效果明显，电路的信号反射和损耗显著下降。
附图说明
[0014]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0015]图1为本申请装置的实施例结构图；
[0016]图2为本申请装置的等效电路图。
具体实施方式
[0017]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0018]以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
[0019]图1为本申请装置的实施例结构图。申请实施例提供一种电路板键合区域阻抗补偿装置，用于补偿连接位于电路板介质层6表面的第一信号焊盘11和第二信号焊盘12的键合线，与传输线的特征阻抗Z0匹配。所述键合线包含相互平行的第一键合线21和第二键合线22。第一信号焊盘和位于电路板介质层表面的第一接地焊盘31之间通过第一贴片电容41连接；第二信号焊盘和位于电路板介质层表面的第二接地焊盘32之间通过第二贴片电容42连接。第一接地焊盘和第二接地焊盘分别通过第一接地过孔51和第二接地过孔52连接电路板接地层7。
[0020]优选地，第一键合线和第二键合线长度相同。
[0021]优选地，第一贴片电容和第二贴片电容特征相同。
[0022]优选地，第一信号焊盘和第二信号焊盘结构相同。
[0023]进一步优选地，所述第一贴片电容和第一接地焊盘的谐振频率大于工作频率的2倍，和/或，所述第二贴片电容和第二接地焊盘的谐振频率f
resonance
大于工作频率f0的2倍。
[0024]图2为本申请装置的等效电路图。将键合线视为等效电感L
eq
；每一个信号焊盘等效为等效电感一端与地之间的等效电容C
pad
。为实现阻抗匹配，在所述等效电感的两端都引入一个集总电容，每一个集总电容连接在等效电感一端与地之间。
[0025]按照图1的实施例，集总电容一端与信号焊盘焊接，另一端与接地焊盘焊接，而接地焊盘通过金属过孔与地连接。接地过孔可以简化等效为电感L
via1
、L
via2
。因此，如图2所示，实际上贴片电容的补偿电容相当于和过孔等效电感串联后再接地。考虑到电路并联谐振对补偿效果的影响，电路的串联谐振频点f
resonance
应保证大于或等于2f0。
[0026]在本申请的以下实施例中，根据键合线的长度、半径、间距等参数，计算键合区域的等效电感值；根据键合的信号焊盘的结构和尺寸，计算信号焊盘的等效电容值。进一步地，根据传输线的特征阻抗、键合区域的等效电感值和信号焊盘的等效电容值，计算补偿所需要的集总电容值；根据电路的使用频率和过孔的等效电路，计算确定接地过孔的内径。
[0027]通常情况下，两根平行键合线形状、尺寸基本相同，故自电感也基本相同。在此，可简化认为两键合线完全相同，根据键合线的长度Len，半径r，计算两键合线的自电感l1和l2。
[0028][0029]根据两根键合线的长度、间距s计算两根键合线之间的互电感为l
12
：
[0030][0031]由于两根键合线是并联关系，根据自电感和互电感，计算得到键合区域的等效电感L
eq
为：
[0032][0033]在等效电感两端使用并联的信号焊盘电容C
pad
和集总补偿电容C
c
接地，为实现阻抗匹配，满足：
[0034][0035]根据信号焊盘的结构和尺寸、介质层介电常数和厚度，计算信号焊盘的对地等效电容。当第一信号焊盘和第二信号焊盘结构相同时，第一信号焊盘等效电容C
pad1
和第二信号焊盘等效电容C
pad2
为：
[0036][0037]其中：ε0为真空介电常数；ε
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电路板键合区域阻抗补偿装置，用于补偿连接第一信号焊盘和第二信号焊盘的键合线，与传输线的特征阻抗Z0匹配，其特征在于：所述键合线包含相互平行的第一键合线和第二键合线；第一信号焊盘和第一接地焊盘之间通过第一贴片电容连接；第二信号焊盘和第二接地焊盘之间通过第二贴片电容连接；第一接地焊盘和第二接地焊盘分别通过第一接地过孔和第二接地过孔连接电路板接地层。2.如权利要求1所述电路板键合区域阻抗补偿装置，其特征在于，第一键合线和第二键合线长度相同。3.如权利要求1所述电路板键合区域阻抗补偿装置，其特征在于，第一贴片电容和第二贴片电容特征相同。4.如权利要求1所述电路板键合区域阻抗补偿装置，其特征在于，第一信号焊盘和第二信号焊盘结构相同。5.如权利要求1所述电路板键合区域阻抗补偿装置，其特征在于，所述第一贴片电容和第一接地焊盘的谐振频率大于工作频率的2倍，和/或，所述第二贴片电容和第二接地焊盘的谐振频率大于工作频率的2倍。6.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王紫任，安少赓，孟梦，陈林，王守源，潘娟，
申请(专利权)人：中国信息通信研究院，
类型：新型
国别省市：