封装基板及其设计方法、计算机可读存储介质及设备与流程

本技术涉及半导体封装，具体地，涉及一种封装基板及其设计方法、计算机可读存储介质及设备。

背景技术：

1、随着半导体封装技术向高密度、高集成、高传输速率方向快速发展，封装基板作为芯片与外部电路的核心互连载体，其结构设计对芯片的供电稳定性、信号传输可靠性起到关键作用。电源网络是封装基板的重要组成部分，主要通过过孔结构实现不同金属层之间的电源互连，为芯片各功能模块提供稳定的供电电流，其布局设计直接影响封装基板的空间利用率、供电传输效率以及电磁兼容性能。

2、当前，封装基板的电源网络多采用阵列式排布的过孔结构，为提升供电能力，通常会在核心过孔周边设置多个周边小孔以形成一体化的电源网络单元，然后将多个电源网络单元阵列排布以实现全域供电。但在实际设计中，受限于封装基板有限的平面空间，电源网络单元在阵列排布时，难以兼顾排布紧凑性与间距合理性的双重需求，无法适配高端封装基板的高密度、高可靠性设计要求。

技术实现思路

1、本技术第一方面提供一种封装基板，该封装基板包括排布为多行、多列的多个电源网络，每个电源网络包括核心孔和多个周边孔，多个周边孔包括两个第一过孔和两个第二过孔，周边孔彼此间隔且环绕核心孔排布。在每个电源网络中，周边孔的形心依次相连以构成梯形，两个第一过孔的形心确定的线段为梯形的顶边，两个第二过孔的形心确定的线段为梯形的底边，顶边的中心和底边的中心确定的直线为对称轴，对称轴的延伸方向与列方向相同且经过核心孔的形心，核心孔的形心为起点至经过两个第一过孔的形心的射线所确定的夹角为锐角，核心孔的形心为起点至经过两个第二过孔的形心的射线所确定的夹角为钝角。多个电源网络包括彼此间隔的第一类电源网络和第二类电源网络，第一类电源网络和第二类电源网络的电属性不同；在每一行中，第一类电源网络和第二类电源网络交替排布，且分别对应的锐角的朝向相反；在每一列中，第一类电源网络和第二类电源网络交替排布，且分别对应的锐角的朝向相同。

2、在核心孔和周边孔处，与电源网络属性不同的导电平面会被选择性挖空，以避免与电源网络产生干涉，然而，随着封装基板集成度的提高，电源网络的排布密度越来越高，相应的，相邻电源网络和电源网络之间的孔间隙也越来越小，如果孔间隙过小，可能会导致导电平面在预设的相邻挖空区域直接断开，从而引起性能不良问题。在上述方案中，通过对电源网络的孔结构布局和两类电源网络的交错排布设计，优化了封装基板中电源网络的空间布局，在保证电源网络排布密度的前提下，保证相邻同属性电源网络之间存在更大的间隙，以降低导电平面被断开的风险，从而保持了金属平面的连续性，提高了导电平面的金属保留率，改善了电源分配网络的阻抗特性，降低了直流压降和回路电感，同时扩大了横向散热路径，提升了热性能。

3、在本技术第一方面的一个具体实施方式中，封装基板还可以包括核心层以及位于核心层两侧的多个金属层和多个介质层，核心层或介质层位于相邻的金属层之间。金属层通过电源网络相连，核心层中设置有核心孔，介质层中设置有第一过孔和第二过孔。

4、在上述方案中，金属层构成导电平面，而介质层将各个导电平面分隔开，此外，介质层中设置第一过孔和第二过孔，以使得核心孔通过第一过孔和第二过孔能够与对应的导电平面（金属层）连接。

5、在本技术第一方面的一个具体实施方式中，对于同行中相邻的第一类电源网络和第二类电源网络，在第一类电源网络的对称轴和第二类电源网络的对称轴之间的区域。第一类电源网络的核心孔、第一过孔和第二过孔中至少两个的边缘，至第二类电源网络的第二过孔的边缘的最小距离相等。

6、在上述方案中，在电源网络的核心孔位置固定的情况下，将每个周边孔与相邻电源网络的最小距离的点位设置为至少两个，据此确定周边孔相对于核心孔的具体位置，从而避免电源网络的周边孔与相邻电源网络之间存在过小间隙，以降低导电平面被断开的风险。

7、在本技术第一方面的一个具体实施方式中，对于同行中相邻的第一类电源网络和第二类电源网络，距离最近且分属于第一类电源网络的第二过孔的边缘和第二类电源网络的第二过孔的边缘之间的最小距离，等于：第一类电源网络的核心孔的边缘至第二类电源网络中相邻的第二过孔的边缘之间的最小距离。

8、在本技术第一方面的另一个具体实施方式中，距离最近且分属于第一类电源网络的第二过孔的边缘和第二类电源网络的第二过孔的边缘之间的最小距离，等于：距离最近且分属于第一类电源网络的第一过孔的边缘和第二类电源网络的第二过孔的边缘之间的最小距离。

9、在本技术第一方面的另一个具体实施方式中，对于同行中相邻的第一类电源网络和第二类电源网络，第一类电源网络的核心孔的边缘至第二类电源网络中相邻的第二过孔的边缘之间的最小距离，等于：距离最近且分属于第一类电源网络的第一过孔的边缘和第二类电源网络的第二过孔的边缘之间的最小距离。

10、在本技术第一方面的一个具体实施方式中，在行方向上相邻的核心孔的形心之间的距离，等于在列方向上相邻的核心孔的形心之间的距离。

11、在本技术第一方面的一个具体实施方式中，第一类电源网络和第二类电源网络的电气参数不同，其中，电气参数包括电流、电压中的至少一个；或者，第一类电源网络用于工作电流输入，第二类电源网络用于工作电流输出并接地。

12、在本技术第一方面的一个具体实施方式中，在每个电源网络中，在对称轴的同一侧，第一过孔的形心与核心孔的形心所确定的线段，与第二过孔的形心与核心孔的形心所确定的线段所确定的夹角为直角。

13、在本技术第一方面的一个具体实施方式中，核心孔和周边孔都为圆形，且在每个电源网络中，核心孔与周边孔在封装基板所在面上的投影彼此相切。

14、在上述方案中，可以减小每个电源网络所占的面积，从而也会减小导电平面的挖空面积，这等效于增加相邻电源网络之间孔间隙的宽度，以进一步降低导电平面在电源网络之间断开的风险。

15、本技术第二方面提供一种封装基板的设计方法，该设计方法基于预设的约束条件设置多个电源网络以及多个电源网络的排布方式，其中，约束条件包括：多个电源网络排布为多行、多列，每个电源网络包括核心孔和多个周边孔，多个周边孔包括两个第一过孔和两个第二过孔，周边孔彼此间隔且环绕核心孔排布；在每个电源网络中，周边孔的形心依次相连以构成梯形，两个第一过孔的形心确定的线段为梯形的顶边，两个第二过孔的形心确定的线段为梯形的底边，顶边的中心和底边的中心确定的直线为对称轴，对称轴的延伸方向与列方向相同且经过核心孔的形心，核心孔的形心为起点至经过两个第一过孔的形心的射线所确定的夹角为锐角，核心孔的形心为起点至经过两个第二过孔的形心的射线所确定的夹角为钝角；多个电源网络包括彼此间隔的第一类电源网络和第二类电源网络，第一类电源网络和第二类电源网络的电属性不同；在每一行中，第一类电源网络和第二类电源网络交替排布，且分别对应的锐角的朝向相反；在每一列中，第一类电源网络和第二类电源网络交替排布，且分别对应的锐角的朝向相同。

16、在本技术第二方面的一个具体实施方式中，约束条件包括第一子约束条件，设计方法包括基于第一子约束条件设置每个电源网络中周边孔相对于核心孔的位置，其中，第一子约束条件包括：对于同行中相邻的第一类电源网络和第二类电源网络，在第一类电源网络的对称轴和第二类电源网络的对称轴之间的区域，第一类电源网络的核心孔、第一过孔和第二过孔中至少两个的边缘，至第二类电源网络的第二过孔的边缘的最小距离相等。

17、在本技术第二方面的一个具体实施方式中，在每个电源网络中，周边孔调整为与核心孔相切，其中，对于同行中相邻的第一类电源网络和第二类电源网络，距离最近且分属于第一类电源网络的第二过孔的边缘和第二类电源网络的第二过孔的边缘之间的最小距离为第一距离，第一类电源网络的核心孔的边缘至第二类电源网络中相邻的第二过孔的边缘之间的最小距离为第二距离，距离最近且分属于第一类电源网络的第一过孔的边缘和第二类电源网络的第二过孔的边缘之间的最小距离为第三距离。周边孔相对于核心孔的方位设置为使得第一距离、第二距离和第三距离中的至少两个相等，其中，周边孔与核心孔相切，且第一类电源网络和第二类电源网络的锐角和钝角分别保持相等。

18、在本技术第二方面的一个具体实施方式中，关于周边孔相对于核心孔的方位设置为使得第一距离、第二距离和第三距离中的至少两个相等的步骤，可以包括：在每个电源网络中，将两个第一过孔相切且相切位置位于对称轴上，且调节第二过孔的位置，以使得第一过孔的形心与核心孔的形心所确定的线段，与第二过孔的形心与核心孔的形心所确定的线段所确定的夹角为直角，获得初始角度，其中，第一过孔的形心与核心孔的形心所确定的连线与对称轴的夹角为转动角，转动角为锐角的二分之一，且初始角度为转动角的最小值；同步移动周边孔的位置以在与核心孔相切的情况下增加转动角，其中，转动角的移动幅度为初始角度至45度；基于同行且相邻的电源网络的核心孔之间的间距、核心孔的半径、周边孔的半径和转动角，在转动角的移动幅度内，计算获得第一距离与转动角之间关系的第一函数关系式、第二距离与转动角之间关系的第二函数关系式、第三距离与转动角之间关系的第三函数关系式；基于第一函数关系式、第二函数关系式和第三函数关系式，在第一距离、第二距离和第三距离中的至少两个相等的情况下获得转动角的数值结果，并基于数值结果确定周边孔相对于核心孔的位置。

19、在上述方案中，通过对电源网络的孔结构布局和两类电源网络的交错排布设计，优化了封装基板中电源网络的空间布局，在保证电源网络排布密度的前提下，保证相邻电源网络之间存在更大的间隙，以降低导电平面被断开的风险，从而保证导电平面的性能。

20、在本技术第二方面的一个具体实施方式中，基于第一函数关系式和第二函数关系式，确定第一距离和第二距离相等的情况下的初始角度，并作为第一位置角度；基于第一函数关系式和第三函数关系式，确定第一距离和第三距离相等的情况下的初始角度，并作为第二位置角度；在第一位置角度不小于第二位置角度的情况下，基于第二位置角度确定周边孔的位置；在第一位置角度小于第二位置角度的情况下，基于第二函数关系式和第三函数关系式，确定第二距离和第三距离相等的情况下的初始角度，并作为第三位置角度，并基于第三位置角度确定周边孔的位置。

21、本技术第三方面提供一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，存储器用于存储指令，处理器用于根据存储器存储的指令，执行上述第二方面中的封装基板的设计方法。

22、本技术第四方面提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有用于执行第二方面中的封装基板的设计方法的指令。