专利名称：通用凸点阵列结构的制作方法
通用凸点阵列结构
背景技术：
凸点阵列结构的使用在应用中受到欢迎，这类应用需要在高频率下的低信号损失 或需要大量的输入/输出(I/O)的引脚。多种多层基板封装件通常与凸点阵列结构一同使
用。通常，多层基板封装件可以划分为高成本且高性能或者低成本且低性能。低性能封装
件通常包含少数的导电层并且直接在电路顶层上路由1/0线路为微带导线以减少设计所
需的层数。相比之下，高性能封装件通常由于密度和信号完整性的原因而需要带线电路，并
进一步要求封装件上去耦(onpackage decoupling, OPD)。封装件上去耦要求在I/O线路 被路由前，在多层基板封装件的顶层上放置接地线和/或电源线。 由于在不同类型的多层基板封装件中电源和接地面的不同位置，凸点阵列配置通 常可以为高性能封装件或低性能封装件而被优化。典型的凸点阵列配置具有电源和接地网 络，其在凸点阵列的外围为集成电路提供电源和接地电路。对于高性能多层基板封装件，电 源和接地凸点通常位于凸点阵列的最外排，其连接到置于封装件的两个最顶层电源和接地 面，以最大化OPD电容器的效率。低性能的多层基板封装件与高性能基板封装件相比通常 具有在封装件基板上减少的层数，并且不具有OPD。当配置凸点阵列结构，1/0线路从多层 基板封装件的顶层开始散开到多层基板封装件的较低导电层，因此提供电源和接地给集成 电路的凸点是次要优先项目，并且一般在I/O信号层后被路由。在其他情况下，低性能的多 层基板可能没有专用的层用于电源和接地。 要解决的问题是满足带有或不带有OPD电容器实现的不同凸点阵列封装件的高
端和底端产品路由要求，以及能够在不同配置中路由i/o和电源/接地网络。需要提供一种
使用通用凸点阵列结构以灵活路由输出和输出的方法和设备，以解决现有技术中的问题。
发明内容
—般来说，本发明通过提供采用所谓的通用凸点阵列结构以用于灵活路由信号的 方法和设备从而满足了这些需要。 依照本发明的一方面，提供了用于集成电路的凸点阵列结构。金属合金凸点阵列 被置于集成电路的表面上。金属合金凸点阵列被配置为接收来自多层基板封装件的输入并 传输输出到多层基板封装件。该阵列限定围绕集成电路表面外围的金属合金凸点的第一部 分，其被配置以提供电源和接地信号给集成电路。此外，提供电源和接地的金属合金凸点的 第二部分被限定在集成电路外围的相对侧面之间。至于凸点阵列结构的第一部分和第二部 分之间的金属合金凸点被配置在集成电路和多层基板封装件之间接收输入信号并传输的 输出信号。 依照本发明的另一方面，详细描述了用于集成电路的多层基板封，其适应交替位 置的电源/接地金属合金凸点。该层基板方封装包括安排在表面上的多个导电焊点。多个 导电焊点的第一部分被配置为传输输入信号并接收来自集成电路的输出信号。导电焊点的 第二部分被配置以提供电源和接地信号，并被选择性地定位以连接金属合金凸点从而为集 成电路提供电源和接地。多层基板封装件表面上的每个导电焊点被连接到多层基板封装件的导电层。 本发明的其他方面和优势将通过下文的以举例方式说明本发明原理的详细描述
并结合附图而变得明显。 附图简述 通过参考下文描述并结合附图可以更好地理解本发明及其进一步的优势。
图1说明依照本发明一个实施例的用于集成电路的多层基板封装件，其适应交替
位置的电源/接地金属合金凸点。
图2说明依照本发明一个实施例的集成电路上的通用凸点阵列结构的截面图。
图3说明依照本发明一个实施例的通用凸点阵列的仰视图。 图4说明了依照本发明一个实施例的通用凸点阵列的仰视图，所述通用凸点阵列 被配置在集成电路表面上的多个子阵列中。 图5说明了依照本发明一个实施例的通用凸点阵列结构，其提供多方向输入和输
出信号路由能力。 优选实施例的详细描述 下文的实施例描述了使用通用凸点阵列结构而用于灵活输入输出路由的设备和 方法。然而可以看出，本领域技术人员将意识到本发明可以在不带有一些或全部这些特定 细节的情况下被实施。此外，公知的处理操作没有被详细描述以避免不必要地模糊本发明。
—种通用凸点阵列结构可被用于多种多层基板封装件，其允许来自凸点阵列结构 外围或内部的电源和接地的路由。在凸点阵列结构外围的电源和接地部分可以被连接到高 性能多层基板封装件的顶表面上的电源和接地板。对于带有包含在顶表面下的导电层内含 有的电源和接地板的低性能的多层基板封装件，在凸点阵列结构外围的电源和接地部分可 以被置于浮置(floating)。同时，在相同凸点阵列结构的内部之内的电源和接地部分可以 被用于连接到顶表面之下的导电层内含有的接地板，而不阻碍接近过多层板封装件的顶表 面的导电层内输入和输出信号的路由。 图1说明基于本发明一个实施例的用于集成电路的多层基板封装件的截面图，其 适应的交替位置的电源/接地金属合金凸点。多层基板封装件18被配置为夹在电介质材 料层12之间的多个导电层20。多层基板封装件18通过采用多个接触焊点24和多个金属 合金凸点26以适应集成电路22，并且多个金属合金凸点26被配置为通用凸点阵列。多个 接触焊点32被至于多层基板封装件18的表面14，其中表面14与含有金属合金凸点阵列 26的集成电路22的表面相对。多个键合焊点16被置于多层基板封装件18的表面14，其 相对于含有多个导电焊点32的多层基板封装件18的表面。连接到多层基板封装件18的 键合焊点16是多个金属合金凸点28。多个金属合金凸点28连接多层基板封装件18到印 刷电路板30。 多层基板封装件18的多个导电焊点32提供在多层基板封装件18和集成电路22 之间的电通信，其中多个导电焊点32与连接到集成电路接触焊点24的金属合金凸点26的 阵列相协作。在多层基板封装件18的表面14上的多个导电焊点32中的每个被连接到多 层基板封装件18的对应导电层20。多个导电焊点32的第一部分传输输入信号并接收来自 集成电路22的输出信号。提供电源和接地的多个导电焊点32的第二部分被选择性地布置 以连接提供电源和接地信号给集成电路22的金属合金凸点26。
在一个实施例中，多层基板封装件18被配置为与集成电路22配对，其适应交替位 置的电源/接地金属合金凸点26。多层基板封装件18支持具有金属合金凸点26的阵列的 集成电路22，所述金属合金凸点26的阵列通过外部外围和内部部分配置以接受电源和接 地平面。金属合金凸点26的阵列的内部部分被金属合金凸点26的外部外围围绕。多层基 板封装件18被配置以允许对选择性放置导电焊点的灵活性，所述导电焊点基于输入和输 出信号的路由需要为集成电路22提供电源/接地。 在另一个实施例中，提供电源和接地信号的多层基板封装件18的多个接触板16 被配置为支持通用凸点阵列，所述通用凸点阵列允许输入和输出信号在至少四个方向内离 开。通过不提供导电焊点32给集成电路22的金属合金凸点26的外部外围部分的选择子 集，多层基板封装件18移除电源/接地信号。相反，外部外围的金属合金凸点26的选择子 集被允许浮置，这使得能够让导电板32的第二部分接入金属合金凸点26的内部部分，其中 金属合金凸点26通过特定的侧面提供电源和接地给集成电路22。 图2说明了依照本发明的一个实施例的集成电路的通用凸点阵列结构的截面图。 凸点阵列结构包含金属合金凸点26的阵列，其被置于集成电路22的表面。在另一个实施 例中，被配置为接收来自多层基板封装件的电源102和接地104的金属合金凸点的第一部 分被限定在集成电路22的外围。此外，被配置为接收来自多层基板封装件的电源106和接 地108的金属合金凸点的第二部位于集成电路22的外围的相对侧面之间。此外，没有包括 在凸点阵列结构的第一部分或第二部分内的金属合金凸点26在多层基板封装件和集成电 路22之间接收输入并传输输出信号。被配置为接收输入或传输输出的金属合金凸点26被 连接到位于多层基板封装件的表面之下的对应的输入/输出导电层。 图3说明了基于本发明一个实施例的通用凸点阵列的仰视图。当多层基板封装件 的电源和接地板位于表面时，金属合金凸点的第一部分内的金属合金凸点102和104被限 定在凸点阵列结构的外围，其被连接到多层基板封装件的表面上的导电板。在一个实施例 中，当电源/接地板位于多层基板结构的表面之下的导电层时，多层基板封装的导电板被 配置为与金属合金凸点的第二部分配对，以提供电源和接地给集成电路22。在另一个实施 例中，金属合金凸点的第二部分被形成图案为交叉的行和列。 图4说明了依照本发明的一个实施例的通用凸点阵列的仰视图，其被配置在集成 电路的表面上的多个子阵列内。每个子阵列包含置于集成电路表面之上的金属合金凸点， 如图3所示。出于清楚目的，被配置为接收电源和接地的金属凸点被表示在凸点阵列结构 的区域202和204。此外，被配置为在集成电路22和多层基板封装件之间接收输入和传输 输出信号的金属合金凸点被表示为凸点阵列结构中的区域206。 每个子阵列208与围绕金属合金凸点的内部部分204的金属合金凸点的外部外围 部分202形成图案，其中内部部分204在外部部分202的每个相对侧面之间延伸。外部外 围部分202和内部部分204为集成电路22提供电源和接地信号。为集成电路22配置多个 子阵列208内的凸点阵列结构允许在多方向的输入/输出路由。 在一个实施例中，每个子阵列208被配置为与多层基板封装件的导电焊点配对。 在子阵列208的外部外围部分204内，金属合金凸点给集成电路22提供电源和接地信号， 并且如果电源/接地板位于多层基板封装件的表面上，那么金属合金凸点可以被连接到多 层基板封装件的表面上的导电焊点。子阵列208的内部部分204内的金属合金凸点提供电源和接地给集成电路，并且可以被连接到位于导电层内的电源/接地平面，其中导电层位 于多层基板封装件的表面之下。没有包含在子阵列208的外部外围部分202或内部部分204 内的每个子阵列208金属合金凸点在集成电路22和多层基板封装件之间接收输入并传输 输出。用于输入/输出206路由的金属合金凸点被连接到位于导电层内的输入/输出板， 所述导电层位于多层基板封装件的表面之下。 在另一个实施例中，凸点阵列结构的子阵列208可以被处理为模块，并延外围方 向或通过集成电路的中心被重复地复制，因此构成带有子阵列208的集成电路的表面。
图5说明了依照本发明的一个实施例，通过通用凸点阵列结构提供的多方向输入 和输出信号的路由能力。如图4所示，通用凸点阵列结构的每个子阵列208被限定有外部 外围部分202和内部部分204，其被配置以接收来自多层基板封装件的电源和接地。不作为 外部外围部分202或内部部分204的部分的金属合金凸点被配置为用于集成电路22和多 层基板封之间的输入和输出信号。输入和输出路由方向由箭头210表示。
在一个实施例中，凸点阵列结构被配置在子阵列208内，其使来自集成电路22的 四个侧面中任一侧面的输入和输出信号路由成为可能。被配置为在集成电路22的侧面上 传输电源和接地的内部部分204可以被选择性地连接到被配置为传输电源和接地的多层 基板封装件的导电焊点。通过选择性地将金属合金凸点的子阵列208的内部部分204连接 到多层基板封装件表面下的导电电源和接地层，输入或输出信号可以通过集成电路22的 侧面被路由而不受电源和接地路由的阻碍。另外，在不用于路由输入和输出信号的集成电 路22的侧面，为电源和接地信号配置的金属合金凸点的子阵列208的外部外围部分202可 以被连接到多层基板封装件的表面的导电板。 在另一个实施例中，一个或多于一个子阵列208被至于集成电路22的角落，通过 选择性将输入输出信号连接到子阵列208的内部部分204的金属合金凸点，使对角地来自 集成电路22的角落的输入和输出信号210的路由成为可能。通过选择性地连接沿子阵列 208侧面的内部部分204与输入和输出信号路由210，输入或输出信号可以通过集成电路22 的角落路由210，而不被电源和接地路由阻碍。 在此，虽然所描述实施例关于集成电路，但本文描述的方法和设备可合并到任何 合适的电路中，包括微处理器，特定用途集成电路或可编程逻辑器件。 虽然上述发明已经出于清楚理解的目的而被详细描述，可以看出某些变化和修改 可以在所附权利要求的范围内实现。因此，当前的实施例被认为是说明性的，而不是限制性 的；并且本发明并不限于本文给出的细节，而是所附权利要求的范围和等价物内而被修改。
权利要求
一种用于集成电路的通用凸点阵列结构，包含金属合金凸点阵列，其被布置在所述集成电路的表面上，所述金属合金凸点阵列被配置为接收来自多层基板封装件的输入并传输输出到所述多层基板封装件，其中所述阵列包括金属合金凸点的第一部分以及金属合金凸点的第二部分，所述第一部分为所述集成电路提供电源和地线信号，所述第一部分限定围绕所述集成电路的所述表面的外围，所述第二部分为所述集成电路提供电源和地线，所述第二部分位于所述外围的相对侧面之间或所述外围的内侧。
2. 根据权利要求1所述的凸点阵列结构，进一步被配置为与所述多层基板封装件的导 电焊点配对，其中在提供电源和地线到所述集成电路的金属合金凸点的第一部分内，当所 述多层基板封装件的电源/地线板位于所述多层基板封装件的顶表面上时， 一个或多于一 个金属合金凸点被连接到所述多层基板封装件的所述表面上的导电焊点，其中所述多层基 板封装件的顶表面与所述集成电路中含有所述凸点阵列结构的表面相对。
3. 根据权利要求1所述的凸点阵列结构，进一步被配置为与所述多层基板封装的导电 焊点配对，其中在提供电源和地线到所述集成电路的金属合金凸点的第二部分内，一个或 多于一个金属合金凸点被连接到位于所述多层基板封装的顶表面之下的导电层内的电源/ 地线板。
4. 根据权利要求1所述的凸点阵列结构，其中置于所述凸点阵列结构的所述第一部分 和第二部分之间的金属合金凸点接收来自所述多层基板封装的输入信号并将输出信号传 输到所述多层基板封装，并且一个或多于一个金属合金凸点被连接到位于所述多层基板封 装的顶表面之下的导电层内的输入/输出板。
5. 根据权利要求1所述的凸点阵列结构，其中通过将从集成电路的四个侧面路由的输 入和输出信号选择性地连接到所述集成电路中输入或输出信号被路由的侧面上用于电源 和地线信号的金属合金凸点的所述第二部分，使得能够从所述集成电路的四个侧面路由输 入和输出信号，并且所述凸点阵列结构的所述第二部分被选择性地连接到位于所述多层基 板封装的顶表面之下的导电层内的电源和地线板。
6. 根据权利要求1所述的凸点阵列结构，其中通过将金属合金凸点的所述第一部分连 接到位于所述多层基板封装的顶表面上的电源和地线板，从而使得能够从集成电路的四个 侧面中不用于路由输入和输出信号的任意侧面路由电源和地线。
7. 根据权利要求1所述的凸点阵列结构，其中金属合金凸点的所述第二部分被形成图 案为交叉的行和列。
8. —种用于集成电路的多层基板封装，所述集成电路容纳电源/地线金属合金凸点的 交替位置，所述多层基板封装包括在所述多层基板封装的顶表面上安排的多个导电焊点；所述多个导电焊点的第一部分，其传输输入信号并接收来自所述集成电路的输出信号；提供电源和地线信号的所述多个导电焊点的第二部分，其被选择性地放置以连接为所 述集成电路提供电源和地线信号的金属合金凸点，所述多个导电焊点的所述第二部分支持 具有用于接受电源和地线板的金属合金凸点的外部外围的集成电路以及具有用于接受所 述电源和地线板的金属合金凸点的内部部分的集成电路，所述金属合金凸点的内部部分被所述金属合金凸点的外部外围围绕；以及被连接到所述多层基板封装的导电层的所述多层基板封装的所述顶表面上的每个所 述多个导电焊点。
9. 根据权利要求8所述的多层基板封装，其中所述多层基板封装的所述顶表面通过金 属合金凸点阵列与集成电路配对。
10. 根据权利要求9所述的多层基板封装，其中提供电源和地线信号的所述多个导电 焊点支持至少四个方向的信号出口。
11. 根据权利要求io所述的多层基板封装，进一步被配置与集成电路的金属合金凸点配对，通过不提供到金属合金凸点的所述外部外围的选择子集的导电焊点但使导电焊点的 所述第二部分能够接入到通过特定侧面为所述集成电路提供电源和地线的金属合金凸点 的所述内部部分，允许灵活地移除所述集成电路的特定侧面上的任何电源/地线互联。
12. 根据权利要求8所述的多层基板封装，其中所述多层基板封装是球栅阵列封装。
13. —种用于集成电路的凸点阵列结构，所述集成电路允许在多方向路由输入/输出， 所述凸点阵列结构包含置于所述集成电路表面上的金属合金凸点阵列，所述金属合金凸点阵列包含多个金 属合金凸点子阵列，每个所述金属合金凸点子阵列与金属合金凸点的外部外围部分形成图 案，所述金属合金凸点的外部外围部分围绕所述金属合金凸点的内部部分，所述内部部分 在所述外部外围部分每个相对侧面之间延伸，所述外部外围部分和所述内部部分为所述集 成电路提供电源和地线信号。
14. 根据权利要求13所述的凸点阵列结构，其中每个子阵列进一步被配置以与多层基 板封装的表面的导电焊点配对，其中在所述每个所述多个子阵列的外部外围部分内，当所 述多层基板封装的所述电源/地线板位于所述多层基板封装的所述表面上时，为所述集成 电路提供电源和地线信号的一个或多于一个金属合金凸点被连接到在所述多层基板封装 的所述表面上的导电焊点，其中所述多层基板封装的所述表面和所述集成电路中包含所述 凸点阵列结构的所述表面相对。
15. 根据权利要求14所述的凸点阵列结构，每个子阵列进一步被配置为与多层基板封 装的接触焊点配对，其中在所述子阵列的所述内部部分内，为所述集成电路提供电源和地 线的一个或多于一个金属合金凸点被连接到位于所述多层基板封装的所述表面之下的导 电层内的电源/地线板。
16. 根据权利要求15所述的凸点阵列结构，其中不包含在所述子阵列的所述外部外围 部分或所述内部部分的每个子阵列的金属合金凸点接收来自多层基板封装的输入并将输 出传输到所述多层基板封装，并且用于输出/输出的一个或多于一个金属合金凸点被连接 到位于所述导电层内的对应输入/输出板，所述导电层位于所述多层基板封装的所述表面 之下。
17. 根据权利要求16所述的凸点阵列结构，其中置于所述集成电路的角落的一个或多 于一个子阵列通过将对角地来自所述角落的输入和输出信号选择性地连接到一个或多于 一个子阵列的所述内部部分的所述金属合金凸点，从而使能对角地来自所述角落的输入和 输出信号的路由。
18. 根据权利要求15所述的凸点阵列结构，其中通过将从所述集成电路的四个侧面路由的输入和输出信号连接到金属合金凸点的所述子阵列的所述内部部分，从而使得能够从 所述集成电路的四个侧面路由输入和输出信号，其中用于电源和地线信号的所述金属合金 凸点的所述子阵列的所述内部部分在所述集成电路中输入和输出信号被路由的侧面上。
19. 根据权利要求16所述的凸点阵列结构，其中通过将从集成电路的四个侧面路由的 输入和输出信号连接到金属合金凸点的所述子阵列的所述外部外围部分，从而使得能够从 所述集成电路的四个侧面路由输入和输出信号，其中所述金属合金凸点的所述子阵列的所 述外部外围部分用于电源和地线信号并且在所述集成电路中不用于路由输入和输出信号 的侧面上。
20. 根据权利要求13所述的凸点阵列结构，其中所述凸点阵列结构的子阵列沿外围方 向之一或通过所述集成电路的中心被重复复制。
全文摘要
本发明涉及一种用于集成电路的凸点阵列结构。金属合金凸点阵列被置于集成电路的表面。该金属合金凸点阵列被配置为接收来自多层基板封装件的输入并传输输出到多层基板封装件。该阵列限定围绕集成电路表面外围的金属合金凸点的第一部分，其被配置为为集成电路提供电源和地信号。该阵列还限定了金属合金凸点的第二部分，其为集成电路提供电源和地线，并位于集成电路外围的相对侧面之间。不包含在阵列的第一或第二部分的金属合金凸点被配置为用于集成电路和多层基板封装件之间的输入和输出信号。
文档编号H01L23/482GK101714537SQ20091017413
公开日2010年5月26日 申请日期2009年9月30日 优先权日2008年9月30日
发明者L-T·常, Y·谢 申请人:阿尔特拉公司