使用底部填充的电压调节模块设计制造技术

提供了一种电压调节模块设计。在一个方面，电压调节模块(VRM)包含：第一层，被配置为输出基于逐步降低的电压的调节电压；第二层，与第一层堆叠；以及多个触头(诸如球栅阵列(BGA))，在第一层上。第二层包含被配置为向第一层提供逐步降低的电压的多个有源部件。第一层和第二层具有重叠的凹部，并且第一层的凹部具有比第二层的凹部更大的占用空间。多个VRM能够被布置为形成包含埋头孔的开口。紧固件(诸如螺栓)可以被定位在开口中。第一层与被定位在开口中的紧固件的间隙可以比第二层大。位在开口中的紧固件的间隙可以比第二层大。位在开口中的紧固件的间隙可以比第二层大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用底部填充的电压调节模块设计
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年1月22日提交的标题为“底部填充的电压调节模块设计(VOLTAGE REGULATING MODULE DESIGN FOR UNDERFILL)”的美国临时专利申请第63/140,547号的权益，该专利申请的公开内容通过引用整体并入本文并且用于所有目的。


[0003]本公开总体涉及电子器件，并且更特别地，涉及电压调节模块(VRM)。

技术介绍

[0004]多芯片模块可以包含多个专用集成电路(ASIC)设备和多个VRM，该多个VRM被配置为向ASIC中的每个供电。给定的VRM可以经由球栅阵列(BGA)电耦合到ASIC设备中的一个ASIC设备。为了保护BGA，可以使用底部填料来封装BGA。

技术实现思路

[0005]在一个方面，提供了一种电压调节模块(VRM)，其包括：第一层，其被配置为输出基于逐步降低的电压的调节电压，该第一层具有第一凹部；第二层，其与该第一层堆叠，该第二层包括多个有源部件，该多个有源部件被配置为接收电压，基于该电压生成该逐步降低的电压，并且将该逐步降低的电压提供给该第一层，该第二层具有与该第一凹部重叠的第二凹部，该第一凹部具有比该第二凹部更大的占用空间；以及多个触头，其在第一层上并且被配置为输出调节电压。
[0006]多个触头可以包含球栅阵列。
[0007]球栅阵列可以用底部填料封装。
[0008]VRM还可以包括与第一层和第二层堆叠的第三层，该第三层可以包括多个有源元件。
[0009]第三层可以具有第三凹部，该第三凹部具有基本上为第二凹部的面积的面积。
[0010]第一层可以包括多个分立部件，该多个分立部件被配置为倍增逐步降低的电压的电流。
[0011]分立部件可以包括无源电路元件。
[0012]在另一个方面，提供了一种多芯片模块，其包括：多个集成电路(IC)管芯；电压调节模块(VRM)阵列，其中VRM阵列被布置成使得在VRM阵列的一组邻近VRM之间存在包含埋头孔的开口，并且其中多个VRM中的每个都与多个IC管芯中的相应IC管芯堆叠；以及紧固件，其位于VRM阵列的邻近VRM组之间的开口中。
[0013]VRM阵列中的每个VRM可以包含封装在底部填料中的球栅阵列。
[0014]该组VRM中的每个VRM都可以具有第一层和第二层，其中第一层与紧固件的间隙大于第二层，并且其中第一层包含无源部件并且第二层包含无源部件。
[0015]在又一个方面，一种多芯片模块，其包括：多个集成电路(IC)管芯；多个电压调节
模块(VRM)，其中VRM中的每个VRM与多个IC管芯中的相应IC管芯堆叠；以及多个紧固件，其位于多个VRM的VRM之间的开口中；其中该多个VRM中的第一VRM包括：第一层，其被配置为输出基于逐步降低的电压的调节电压，该第一层具有第一凹部；第二层，其与第一层堆叠，第二层包括多个有源部件，该多个有源部件被配置为接收电压并且将逐步降低的电压提供给第一层，第二层具有与第一凹部重叠的第二凹部，第一层与多个紧固件中的第一紧固件的间隙比第二层大，第一紧固件位于开口的第一开口中，第一开口至少部分地由第一凹部和第二凹部限定；以及多个触头，其在第一层上并且电连接到与第一VRM堆叠的多个IC管芯中的第一IC管芯，该多个触头被配置为向第一IC管芯提供调节电压。
[0016]多个触头可以包含球栅阵列。
[0017]bah栅格阵列可以用底部填料封装。
[0018]第一层的间隙可被配置为阻止或防止底部填料堵塞第一凹部。
[0019]底部填料可以形成从第一层的边缘朝向紧固件延伸的圆角。
[0020]圆角从第一层的边缘朝向紧固件延伸的距离可以小于第一层间隙和第二层间隙之间的距离。
[0021]第一层可以包括多个无源电路元件，该多个无源电路元件被配置为倍增逐步降低的电压的电流。
[0022]紧固件可以包括螺栓。
[0023]多芯片模块还可以包括冷却系统，该冷却系统被配置为主动冷却VRM。
[0024]晶片上系统(SoW)可以包含IC管芯。
[0025]多芯片模块还可以包括散热结构，该散热结构形成于SoW的与第一层和第二层相对的一侧上。
附图说明
[0026]图1为根据本公开内容的各个方面构建的多芯片模块的一个实施例的侧截面框图。
[0027]图2A和图2B图示了根据本公开的各方面的处理系统。
[0028]图3为图2A和图2B的晶片上系统模块的局部横截面视图。
[0029]图4A和图4B图示了根据本公开的各方面的包含用于螺栓的凹部的VRM的局部平面图。
[0030]图4C图示了根据本公开的各方面的布置成阵列的多个VRM的平面图。
[0031]图5A和图5B图示了根据本公开的各方面的用于底部填充的VRM设计的横截面视图。
[0032]图6图示了根据本公开的各方面的安装到ASIC的VRM的横截面视图。
具体实施方式
[0033]某些实施例的以下具体实施方式呈现了特定实施例的各种描述。然而，本文所描述的创新可以以多种不同的方式(例如，根据权利要求所限定和涵盖的方式)来实施。在本说明书中，参考了附图，其中相同的附图标记和/或术语可以指示相同或功能类似的元件。应理解的是，图中所示的元件不一定是按比例绘制的。此外，应理解的是，某些实施例可以
包含比附图中所示更多的元件和/或附图中所示元件的子集。此外，一些实施例可以结合来自两个或更多附图的特征的任何合适的组合。
[0034]在某些实现方式中，除多个专用集成电路(ASIC)设备外，基板上系统的机械架构还涉及基板上电压调节模块(VRM)的高密度封装。存在许多影响基板上VRM的尺寸、布局、密度、间距等的设计权衡和/或挑战。一个特别的挑战涉及在VRM内层中为有源和无源部件、用于将VRM紧固到基板的带肩螺栓以及底部填充分配空间。本公开提供了针对此类挑战的技术解决方案。
[0035]本公开涉及VRM设计，该VRM设计在VRM的底部球栅阵列(BGA)附着层上具有凹部区域，此设计的某些优点包含有助于节省VRM布局内的物理空间，使得VRM可以满足底部填充和螺栓间隙规范，这是使能后端组装过程的重要因素。此外，本公开的方面还可以保持VRM内层空间规格，特别是对于有源部件，并且基板上的整体VRM封装密度不会受到显著影响。
[0036]前几代BGA型VRM不具有能够使能高封装密度的灵活设计。制造挑战很多，范围从工具对准和钻孔真实位置公差。相比之下，根据本公开的方面的设计是独特的并且还没有被用于解决前述挑战。
[0037]本公开的各方面涉及可以集成到涉及具有相对高封装密度的后端组件的产品中的VRM架构。该架构可以集成到紧邻放置的产品中。在某些实现方式中，VRM可以由能够承受机加工以实现尺寸稳定性的材料形成。可以用于VRM的材料的非限制性示例包含：印刷电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电压调节模块(VRM)，包括：第一层，被配置为输出基于逐步降低的电压的调节电压，所述第一层具有第一凹部，与所述第一层堆叠的第二层，所述第二层包括多个有源部件，所述多个有源部件被配置为接收电压、基于所述电压生成所述逐步降低的电压，并且将所述逐步降低的电压提供给所述第一层，所述第二层具有与所述第一凹部重叠的第二凹部，所述第一凹部具有比所述第二凹部更大的占用空间；以及在所述第一层上的多个触头，被配置为输出所述调节电压。2.根据权利要求1所述的VRM，其中所述多个触头包括球栅阵列。3.根据权利要求2所述的VRM，其中所述球栅阵列用底部填料封装。4.根据权利要求1所述的VRM，还包括与所述第一层和所述第二层堆叠的第三层，所述第三层包括多个有源部件。5.根据权利要求4所述的VRM，其中所述第三层具有第三凹部，所述第三凹部具有与所述第二凹部的面积基本上相同的面积。6.根据权利要求1所述的VRM，其中所述第一层包括多个分立部件，所述多个分立部件被配置为倍增所述逐步降低的电压的所述电流。7.根据权利要求6所述的VRM，其中所述分立部件包括无源电路元件。8.一种多芯片模块，包括：多个集成电路(IC)管芯；电压调节模块(VRM)阵列，其中所述VRM阵列被布置成使得在所述VRM阵列的一组邻近VRM之间存在包括埋头孔的开口，并且其中所述VRM中的每个VRM都与所述多个IC管芯中的相应IC管芯堆叠；以及紧固件，位于所述VRM阵列的所述一组邻近VRM之间的所述开口中。9.根据权利要求8所述的多芯片模块，其中所述VRM阵列中的所述VRM中的每个VRM都包括被封装在底部填料中的球栅阵列。10.根据权利要求8所述的多芯片模块，其中所述一组VRM中的所述VRM中的每个VRM都具有第一层和第二层，其中所述第一层与所述紧固件的间隙大于所述第二层，并且其中所述第一层包括无源部件并且所述第二层包括无源部件。11.一种多芯片模块，包括：多个集成电路(IC)管芯；多个电压调节模块(VRM)，其中所述VRM中的每个VRM...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：特斯拉公司，
类型：发明
国别省市：