集成电路封装及具有该封装的计算机系统技术方案

一种用于连接印制电路（ＰＣ）板和放置集成电路管芯的高性能的集成电路封装，集成电路管芯具有第一电源信号焊盘和第二电源信号焊盘，该封装包括： ａ）第一介质层； ｂ）与ＰＣ板电连接用于接收第一电源信号的金属化管芯焊盘，所述金属化管芯焊盘贴合在第一介质层上，所述金属化管芯焊盘用于放置所述集成电路管芯并连接所述第一电源信号焊盘；并且 ｃ）环绕金属化管芯焊盘的第一金属环，所述第一金属环与ＰＣ板电连接用于接收第二电源信号，并连接所述第二电源信号焊盘。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1.专利
本专利技术涉及高性能的集成电路封装。2.
技术介绍
一般来说，由于电性能和热性能的要求，微处理器封装在陶瓷针栅阵列的封装中。特别是，指令执行速度很高的微处理器封装在微处理器设计上面临两个限制。首先，由于指令执行速度与功率消耗成一定的函数关系，并且由于微处理器高在指令执行速度下工作，所以节约能量成为微处理器封装设计上面临的一个限制。第二，高指令执行速度的微处理器要求封装减小向微处理器提供和撤消瞬时电源电流(例如，瞬时接地和瞬时Vcc电流源)的时间，以便电路节点尽可能快地充电和放电。可以在印制电路(PC)板至管芯之间提供电源信号(例如，外加接地信号和Vcc电源信号)的最短通路来同时满足节约能源和时间限制。换句话说，由于电源信号在通路中遇到很少的障碍(即，电阻和电感)，所以可减小电源信号由PC板传输到管芯之间的距离来节约能源。而且，通过减小电源信号由PC板传输到管芯之间的距离也减小了由PC板到管芯之间提供和撤消瞬时电源电流的时间。在过去，由于现有技术缩短电源信号通路(由PC板到芯片)的办法在其他类型的封装中经常不是很成功，所以微处理器大多数封装在陶瓷针栅阵列的封装中。现有技术缩短电源信号通路的一个方法是在封装中放置容性带电板。这些容性带电板(也称做薄层电容)接电源信号，这样就提供了一种可很快访问芯片的局部芯片上电源。然而，容性带电板仅在几种类型的材料中实行。容性带电板生效的可行性取决于每个电源和接地板之间的最小间距以及封装的介电常数。这样，由于陶瓷外壳有很高的介电常数并能提供很小的间隔距离，因此容性带电板可以在陶瓷封装中实行。然而，如上面所提到的，容性带电板不能在所有类型的封装中实行。例如，由于塑料封装具有较低的介电常数，并且不能在相邻的带电板之间提供很小的间距，所以便宜的塑料封装技术不能使用容性带电板来缩短电源信号的通路。现有技术缩短电源信号通路的另一个方法是在封装上安装片式电容器，并将这些电容器与电源信号相接，以便这些电容器作为电源的局部源。然而，由于片式电容器很昂贵，所以这种现有技术的方法增加了微处理器的工艺成本。因此，需要提供一种用于微处理器能有效地节约能源和缩短电源信号由PC板传递到管芯的时间的封装方法和装置。特别是，用于微处理器能提供由PC板到管芯的最短电源信号通路，而不必使用容性带电板(不能在所有类型的封装中实行)且不必利用片式电容器(价格昂贵)的一种封装方法和装置。专利技术概述本专利技术的目的在于提供一种用于能有效地节约能源和缩短电源信号由PC板传递到管芯的时间的微处理器的封装方法和装置。特别是，本专利技术的目的在于提供一种用于微处理器的封装方法和装置，它能提供由PC板到管芯的最短电源信号通路，而不必使用容性带电板以及片式电容器。本专利技术的这些和其他目的由放置在印制电路(PC)板上的高性能集成电路的封装实现。这种高性能的封装有第一介质层，其上为金属化管芯焊盘和第一金属环，第一金属环环绕金属化管芯焊盘。金属化管芯焊盘和第一金属环与PC板电连接用于分别接受第一电源信号和第二电源信号。然后将集成电路管芯贴在金属化管芯焊盘上。该集成电路管芯有第一电源信号焊盘和第二电源信号焊盘，分别连接金属化管芯焊盘和第一金属环。因此，金属化管芯焊盘和第一金属环用作第一电源板和第二电源板，将来自PC板上的第一和第二电源信号接到集成电路管芯的第一和第二电源信号的焊盘上。附图简述浏览以下的详细说明和附图之后，对本领域的普通技术人员来说，本专利技术的目的和优点将更明显。附图说明图1为本专利技术的一个实施例球栅阵列封装的俯视图；图2为图1球栅阵列封装的侧面剖视图；图3为图1球栅阵列封装的放大剖视图。图4为本专利技术内置有通用计算机系统的微处理器的高性能集成电路封装。专利技术详述本专利技术提供一种利用高性能的球栅阵列(BGA)封装的集成电路封装的方法和装置。特别是，由于焊料球以相邻球之间较小的距离(例如，50密耳)贴到集成电路的封装中，因此BGA封装可以有很高的焊料球密度。同样，BGA封装很高的焊料球密度使的它有较小的尺寸。如下面将介绍的，本专利技术的封装设计将利用高焊料球密度及小尺寸的BGA封装提供最短的电源信号通路。在以下的说明中，介绍大量的细节是为了更彻底地理解本专利技术。然而，很明显本领域的普通技术人员可以不采用这些特定的细节也可以实施本专利技术。例如，虽然本专利技术下面的介绍是针对BGA封装，但是本领域的普通技术人员应该理解，如果针栅阵列(PGA)封装的管脚密度和相邻管脚的间距与BGA封装的球密度和相邻球的间距相当，那么针栅阵列(PGA)封装也可以采用本专利技术。图1-3为本专利技术的封装方法和装置的一个实施例。如图中所示，塑料封装10内有集成电路12，本专利技术的一个实施例为微处理器。此外，虽然介绍了塑料封装作为本专利技术的图1-3所示实施例，但应该理解，封装10可以由其他类型的材料组成。封装10有多个贴在封装下表面的连接体14。这些连接体与PC板上的金属焊盘形成接触，因此将封装10连到PC板上。对于图1-3的本专利技术实施例，连接体为焊料球。然而，如上面提到的，如果密度和相邻的间距与BGA封装的球密度和相邻球的间距相当，那么也可以使用其他类型的连接体(例如，管脚)。对于图1-3中本专利技术的实施例，封装10有以下三层介质材料第一介质层16、第二介质层18，和第三介质层20。在封装10的第一介质层的上表面上，第一金属化管芯焊盘22贴到封装10上。在本专利技术的一个实施例中，第一金属化管芯焊盘22通过层压工艺贴合到封装10上。该管芯焊盘通过电镀通孔24与第二金属化焊盘26进行电连接和热连接，而第二金属化焊盘26附着在第一介质层16的下表面上。同样，通过与第二金属化焊盘26相连的焊料球14a，第一金属化管芯焊盘22接PC板上的第一电源信号。在图1-3的本专利技术的实施例中，第一电源信号为中心接地电源信号Vss。然而，应该理解，第一电源信号可以为许多不同类型电源信号中的任何一种。然后通过电和热导电粘合剂将微处理器管芯12粘合在第一金属化管芯焊盘22上。微处理器管芯12包含多个焊盘，这些焊盘包括中心接地焊盘28、周边接地焊盘30、中心Vcc焊盘32、周边Vcc焊盘34、和分立的信号焊盘36。中心接地焊盘通过焊线与管芯焊盘22短接。这样，由管芯上的中心接地焊盘到PC板上的中心接地电源信号间的最短电通路(即，最低电感)就通过第一金属化管芯焊盘22、通孔24、第二金属化焊盘26，和焊料球14a建立起来。这个最短通路与管芯尺寸和封装尺寸无关。封装10还包括在第一介质层16的顶面和底面上环绕金属化焊盘的第一金属环38。第一组金属环的顶面环38a和底面环38b通过电镀通孔40相互电连接和热连接。通过焊料球14b，底面的第一金属环接PC板上的第二电源信号。在图1-3的本专利技术实施例中，第二电源信号为中心Vcc电源信号。然而，应该理解，第二电源信号可以为许多不同类型电源信号中的任何一种。微处理器管芯上的中心Vcc焊盘都通过焊线与顶面的第一金属环短接。这样，由管芯上的中心Vcc焊盘到PC板上的中心Vcc电源信号间的最短电(即，低电感)通路就通过顶部第一金属环38a、通孔40、底面的第一金属环38b，和焊料球14b建立起来。还如图所示，封装10还包括在第一介质层16的顶面和底面上环绕金属化焊盘及第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：L·莫斯雷，A·马里德，S·那塔拉雅，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：