專利名稱：鏡像式屏蔽結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種屏蔽結構，特別是涉及一種鏡像式屏蔽結構。
背景技術：
電子產品在高功能和高速化的趨勢下，須在半導體封裝件上整合各種被動組件(passive component)，例如電阻組件(resistors)、電容組件(capacitors)及電感組件(inductors)等，以提升或穩(wěn)定電子產品的電性功能。
傳統(tǒng)上，被動組件設置于一般印刷電路板或半導體芯片的基板的表面上。然而，隨著電子產品朝向高功能性與小尺寸的方向發(fā)展，電路板的迭層(lanination)技術也就必須具備厚度薄、多層數(shù)與高密度等特點。因此，為了能在有限的基板面積中，創(chuàng)造出更大的空間并提升模塊的多功性，常以縮小或內埋被動組件的方式來縮短電路布局以及減少信號傳輸距離，進而創(chuàng)造更多空間來架構主動組件與提高整體組件性能，于是便發(fā)展出埋藏型被動組件(例如電阻組件、電容組件、電感組件等)的基板結構。
然而，要在此架構下設計出具有良好電氣特性的電路模塊，其內層的埋藏型組件電氣質量將扮演著決定性的角色。為了實現(xiàn)高密度封裝，組件間的間距勢必要縮小，因此當埋藏型組件通過多種不同的制作流程埋入后，將產生許多雜散的寄生效應。并且，當組件與上下層組件(例如信號傳輸線路、電容組件、電感組件等)越來越近，再加上許多復合材料的使用，整體產生的耦合效應必然增大，造成諸如信號失真等串音(cross talk)現(xiàn)象，進而影響信號完整性(signal integrity；SI)。
對于公知的埋藏型組件基板架構而言，通常是利用全面金屬層或全面金屬網(wǎng)(mesh)來形成全面金屬屏蔽面120’ (shielding plane/isolationplane)，如圖1所示(為方便說明，圖中未顯示各個介電層)。然而，這將會因屏蔽面而產生大量的非必要寄生效應140，造成寄生電容的形成。再有，使用全面金屬層或全面金屬網(wǎng)也會造成材料的浪費，并且需占用大量的面積。
舉例來說，請參考美國專利第6066537號，其以多個垂直接觸金屬環(huán)繞電容組件而設置，并相對于電容組件而在基材中形成屏蔽擴散區(qū)塊，再利用垂直接觸金屬連接至屏蔽擴散區(qū)塊和與外部靜電壓源相連的環(huán)狀金屬導線，從而在電容組件的四周形成一屏蔽結構。但是，在此種結構下，電容組件須借助跨線的方式或是穿孔的方式繞過或穿過屏蔽結構，與外部電路相連接。因此，其雖然可以有效地屏蔽電容組件，但由于整面金屬的連接方式而破壞了高頻電氣特性，并且需占用許多面積來形成屏蔽結構。
由上述可知，要將埋藏式組件應用在各種電路中并保持信號完整性，組件間耦合效應的去除便成為最重要的目標。因此，提出一種可用在任何埋藏式組件，且其本身可以具有較好的電氣特性，又可有效地阻絕耦合效應的屏蔽布局方式，是此領域的相關人員的一重要研究方向。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種鏡像式屏蔽結構，來解決公知技術中所存在的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鏡像式屏蔽結構，包括有電子組件和位于電子組件下方的接地屏蔽面；其中，接地屏蔽面的形狀相似于電子組件的投影形狀，且接地屏蔽面的水平尺寸大于等于電子組件的水平尺寸。
再有，電子組件可包括有多個子構件，而接地屏蔽面的形狀可為相似于最靠近于接地屏蔽面的子構件的投影形狀，且水平尺寸不小于電子組件的水平尺寸。舉例來說，此電子組件可為電容組件，而此電容組件可利用二金屬片形成，此時接地屏蔽面的形狀可為相似于最靠近于接地屏蔽面的金屬片的投影形狀，且水平尺寸不小于最靠近于接地屏蔽面的金屬片的的水平尺寸。
這里，接地屏蔽面可為金屬片，或是為金屬網(wǎng)。
如此一來，即可有效地縮小電子組件與接地屏蔽面(ground shieldingplane/ground isolation plane)的寄生效應，且減少電子組件間的垂直耦合效應。并且，可阻絕傳輸線走線方式垂直影響內藏組件信號完整性。再有，此種鏡像式屏蔽結構的布局方式可適用于半導體集成電路(IC)、印刷電路板(PCB)、陶瓷基板、納米、微機電等各種制作技術與材料來實現(xiàn)。
以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為公知的埋藏型組件基板架構的立體圖；圖2A為本發(fā)明第一實施例的鏡像式屏蔽結構的立體圖；圖2B為本發(fā)明第二實施例的鏡像式屏蔽結構的立體圖；圖2C為本發(fā)明第三實施例的鏡像式屏蔽結構的立體圖；圖2D為本發(fā)明第四實施例的鏡像式屏蔽結構的立體圖；圖3為本發(fā)明第五實施例的鏡像式屏蔽結構的立體圖；圖4為另一公知的埋藏型組件基板架構的立體圖；圖5為顯示耦合效應的實驗模擬結果；圖6A、圖6B為顯示屏蔽電感值的實驗模擬結果；圖7為顯示質量因素(Q factor)的實驗模擬結果；圖8為本發(fā)明第六實施例的鏡像式屏蔽結構的立體圖；以及圖9為本發(fā)明第七實施例的鏡像式屏蔽結構的立體圖。
其中，附圖標記110電子組件110a 子構件110b 子構件112 電子組件120 接地屏蔽面120’ 全面金屬屏蔽面130 介質材料130a 第一介質130b 第二介質132 介質材料140 寄生效應
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明，是在兩組件的中間以垂直鏡像式金屬屏蔽面隔絕，換句話說，此接地屏蔽面的形狀可為組件的垂直投影面的相似形狀，或者是在最靠近接地屏蔽面的組件的垂直投影面的相似形狀。
請參考圖2A、圖2B、圖2C、圖2D，為根據(jù)本發(fā)明的鏡像式屏蔽結構；其具有電子組件110和接地屏蔽面120。接地屏蔽面120位于電子組件110下方。其中，接地屏蔽面120的形狀相似于電子組件110的投影形狀，且接地屏蔽面120的水平尺寸大于等于電子組件110的水平尺寸。此外，接地屏蔽面120與電子組件110之間可通過介質材料130來實現(xiàn)電性隔離(即圖中虛線內可充滿介質材料，但為方便說明圖中未示)。并且，此介質材料130可為復合材料，以加強電子組件的電氣特性。在這里，電子組件110可為電阻組件(如圖2A所示)、電容組件(如圖2B所示)、電感組件(如圖2C所示)或信號傳輸線路(如圖2D所示)等。舉例來說，若電子組件為電感組件時，介質材料可具有磁性材料；而若電子組件為電容組件時，介質材料可具有高介質常數(shù)材料；再有，若電子組件為信號傳輸線路時，介質材料可具有低介質常數(shù)且低介電損耗的材料。
在此，接地屏蔽面的水平尺寸較佳范圍可介于電子組件的水平尺寸的約1.1倍到4倍之間。
此外，在接地屏蔽面120下方具有另一電子組件112，如圖3所示。此電子組件112可為電阻組件、電容組件、電感組件或信號傳輸線路等。并且，接地屏蔽面120與電子組件110、112之間可利用介質材料130、132來實現(xiàn)電性隔離(即圖式中虛線內可充滿介質材料，但為方便說明圖中未示)，而且在接地屏蔽面120與電子組件110之間的介質材料130和接地屏蔽面120與電子組件112之間的介質材料132可為相同材質，也可為相異材質。
以電感組件為例，請參考圖3，假設電子組件110為電感組件，而另一電子組件112為信號傳輸線路。介質材料130可為由第一介質130a和第二介質130b所組成的復合材料，在第一介質130a下方設置有接地屏蔽面120，而第二介質130b則位于電子組件110和第一介質130a之間。此接地屏蔽面120的形狀相似于電感組件(即電子組件110)的投影形狀，并且接地屏蔽面120的水平尺寸大于等于電感組件的水平尺寸。而此接地屏蔽面120下方用介質材料132電性隔離信號傳輸線路(即電子組件112)。
在這里，以上述架構進行實驗仿真，其中電感組件均采用線寬線距為5mil(千分之一英寸)的螺旋電感；第一介質130a，其厚度約為2mil，介質常數(shù)(Dielectric Constant；DK)約為40，而散失因素(Dissipation Factor；DF)約為0.04；第二介質130b，其厚度約為2mil，介質常數(shù)約為3.2，而散失因素約為0.002(例如Rogers RO4403的材料)；介質材料132，其厚度約為20mil，介質常數(shù)約為4.2，而散失因素約為0.04(例如玻璃纖維板(FR4))。根據(jù)本發(fā)明的接地屏蔽面120，其形狀相似于電感組件(即電子組件110)的投影形狀，并且接地屏蔽面120的水平尺寸大于等于電感組件的水平尺寸，如圖3所示。而公知的屏蔽結構，則是采用全面金屬屏蔽面120’，如圖4所示。實驗模擬結果可得根據(jù)本發(fā)明的鏡像式屏蔽結構，其采用鏡像式接地屏蔽面，已能有效地將耦合效應(例如串音(cross talk)現(xiàn)象)減至-40分貝(dB)以下，其符合隔離度要求，如圖5所示。再有，可得根據(jù)本發(fā)明的鏡像式屏蔽結構，是采用鏡像式接地屏蔽面，其屏蔽電感值可比采用全面金屬屏蔽面的公知屏蔽結構的屏蔽電感值高，如圖6A和圖6B所示。并且，在縮小屏蔽面面積的情況下，根據(jù)本發(fā)明的鏡像式屏蔽結構相比于采用全面金屬屏蔽面的公知屏蔽結構，其質量因素相當，如圖7所示，但根據(jù)本發(fā)明的鏡像式屏蔽結構可減少材料浪費，并降低占用面積，同時仍可有效地縮小非必要的寄生效應，并減少垂直耦合效應產生。再有，還可阻絕傳輸線走線方式垂直影響內藏組件信號完整性(signal integrity；SI)。
此外，電子組件110可由多個子構件110a、110b所組成，如圖2B所示。其中，接地屏蔽面120的形狀相似于電子組件110的投影形狀，且接地屏蔽面120的水平尺寸大于等于電子組件110的水平尺寸。此外，接地屏蔽面120與電子組件110之間可通過介質材料130來達到電性隔離(即圖式中虛線內可充滿介質材料，但為方便說明圖中未示)。并且，此介質材料130可為復合材料，以加強電子組件的電氣特性。在這里，介質材料130可為由第一介質130a和第二介質130b所組成的復合材料，第一介質130a位于子構件110b和接地屏蔽面120之間，而第二介質130b位于子構件110a、110b之間。其中，第一介質130a和第二介質130b可為相同材質，也可為相異材質。
以電容組件為例，假設電子組件110為電容組件，而子構件110a、110b可為金屬片，即利用兩相互耦合的金屬片來形成電容組件。此時，第二介質130b可采用具有高介質常數(shù)的材料，以加強電子組件的電氣特性。
再有，此接地屏蔽面120的形狀也可僅相似于最靠近于接地屏蔽面120的子構件110b的投影形狀，且接地屏蔽面120的水平尺寸不小于最靠近于接地屏蔽面120的子構件110b的水平尺寸，如圖8所示。
在這里，接地屏蔽面的水平尺寸較佳范圍可為最靠近于接地屏蔽面的子構件的水平尺寸的約1.1倍到4倍之間。
此外，此接地屏蔽面120可為金屬片(如圖2B所示)，或為金屬網(wǎng)(如圖9所示)。
如此一來，即可有效地縮小電子組件與接地屏蔽面的寄生效應，且減少電子組件間的垂直耦合效應。并且，可阻絕傳輸線走線方式垂直影響內藏組件信號完整性。再有，此種鏡像式屏蔽結構的布局方式可適用于半導體集成電路、印刷電路板、陶瓷基板、納米、微機電等各種制作技術與材料來實現(xiàn)。
當然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種鏡像式屏蔽結構，其特征在于，包括有一電子組件；以及一接地屏蔽面，位于該電子組件下方；其中，該接地屏蔽面的形狀相似于該電子組件的投影形狀，且該接地屏蔽面的水平尺寸大于等于該電子組件的水平尺寸。
2.根據(jù)權利要求1所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，還包括有一另一電子組件，位于該接地屏蔽面下方。
3.根據(jù)權利要求2所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，該另一電子組件選自電阻組件、電容組件、電感組件和信號傳輸線路的群組。
4.根據(jù)權利要求2所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，還包括有一介質材料，用來電性隔離該電子組件和該接地屏蔽面；以及一另一介質材料，用來電性隔離該另一電子組件和該接地屏蔽面。
5.根據(jù)權利要求4所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，該介質材料和該另一介質材料為相同材質。
6.根據(jù)權利要求4所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，該介質材料和該另一介質材料為相異材質。
7.根據(jù)權利要求4所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，該介質材料為一復合材料。
8.根據(jù)權利要求1所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，該接地屏蔽面系選自金屬片和金屬網(wǎng)的組群。
9.根據(jù)權利要求1所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，該電子組件包括有數(shù)個子構件；其中，該接地屏蔽面的形狀相似于最靠近于該接地屏蔽面的該子構件的投影形狀，且該接地屏蔽面的水平尺寸大于等于該電子組件的水平尺寸。
10.根據(jù)權利要求9所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，該接地屏蔽面選自金屬片和金屬網(wǎng)的組群。
11.根據(jù)權利要求9所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，該子構件為一金屬片。
12.根據(jù)權利要求9所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，還包括有一介質材料，用來電性隔離該電子組件和該接地屏蔽面。
13.根據(jù)權利要求12所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，該介質材料為一復合材料。
14.根據(jù)權利要求13所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，該復合材料包括有一第一介質，位于該子構件和該接地屏蔽面之間；以及一第二介質，位于該子構件之間。
15.根據(jù)權利要求14所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，該第二介質用來加強該電子組件的電氣特性。
16.根據(jù)權利要求1所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，還包括有一第一介質，位于該接地屏蔽面上；以及一第二介質，位于該第一介質和該電子組件之間。
17.根據(jù)權利要求16所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，該第二介質用來加強該電子組件的電氣特性。
18.根據(jù)權利要求1所述的鏡像式屏蔽結構，其特征在于，該電子組件選自電阻組件、電容組件、電感組件和信號傳輸線路的群組。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鏡像式屏蔽結構，包括有電子組件和位于電子組件下方的接地屏蔽面；其中，接地屏蔽面的形狀相似于電子組件的投影形狀，且接地屏蔽面的水平尺寸大于等于電子組件的水平尺寸。如此一來，即可有效地縮小電子組件與接地屏蔽面的寄生效應，且減少電子組件間的垂直耦合效應。并且，可阻絕傳輸線走線方式垂直影響內藏組件信號完整性。
文檔編號H05K1/02GK101018473SQ20061000743
公開日2007年8月15日 申請日期2006年2月10日 優(yōu)先權日2006年2月10日
發(fā)明者卓威明, 徐欽山, 陳昌升, 李明林, 賴信助 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院