专利名称：集成电路芯片封装衬底及包括该衬底的装置及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明的实施例一般涉及集成电路封装领域，更具体地说，涉及对电子封装的直 接功率输送。
背景技术：
图1是常规电子封装的实现的横截面图的图例。如图所示，系统100包括母板102， 该母板102包括提供恒定电压(如器件工作电压或更高电压)的电源104。对于更高电压， 在封装110上提供电压调节(VR)电路114。通过母板102内的路线106将该功率送到下面 的插座108。通过插座108内的接点将功率送到器件封装110上的衬垫。在器件封装110 内，将功率送到电压调节(VR)电路114，在该电压调节电路114内，功率转换为管芯112的 工作电压(通常<2V)。经过调节的这个工作电压通过器件封装110送回到管芯112。随 着集成电路组件的复杂度的增加及其形体尺寸的减小，将所有的必需输入/输出(I/O)和 功率送到管芯正变得越来越困难。
发明内容
根据本发明的一方面，本发明涉及一种集成电路芯片封装衬底，包括设计成与功 率电缆物理连接的导电衬底芯体。根据本发明的另一方面，本发明涉及一种装置，包括集成电路管芯；衬底，包括 用于与功率输送电缆耦合的连接器。根据本发明的又一方面，本发明涉及一种电子设备，包括网络控制器；系统存储 器；和处理器，其中所述处理器包括衬底，所述衬底包括用于与功率输送电缆耦合的连接
ο根据本发明的再一方面，本发明涉及一种方法，包括在导电衬底芯体的第一区内 钻孔；覆盖所述第一区内的所述孔；以及在所述衬底芯体上构建第二区之上的迹线和特征 布线。
附图中的各图举例并且非限制性地说明本发明，各图中，类似的标记指示类似的 元件，并且其中图1是常规电子封装的实现的横截面图的图例；图2是根据本发明一个示例实施例的电子封装的实现的横截面图的图例；图3是根据本发明一个示例实施例的电子封装的俯视图的图例；图4是根据本发明一个示例实施例的用于制造电子封装的示例方法的流程图5是根据本发明一个示例实施例的适用于实现电子封装的示例电子设备的框 图。
具体实施例方式在以下说明中，为了解释的目的，提出许多特定的细节，以便充分了解本发明。但 是，所属领域的技术人员应了解，在没有这些特定细节的情况下，也可以实现本发明的实施 例。在其它实例中，采用框图的形式示出结构和装置，以免使本发明难于理解。在本说明书中，提到“一个实施例”时，意思是指在本发明的至少一个实施例中包 括结合该实施例描述的特定特征、结构或特性。因此，在本说明书的各个位置出现短语“在 一个实施例中”时，不一定都指相同的实施例。另外，在一个或多个实施例中，特定的特征、 结构或特性能以任何合适的方式进行组合。图2是根据本发明一个示例实施例的电子封装的实现的横截面图的图例。根据所 示示例实施例，封装实现200包括功率电缆202、内插器204、连接器206、衬底芯体208、插 座210、堆积层212/214和管芯216。功率电缆202代表运送来自系统内的电源的功率的绝缘电缆。功率电缆202可以 包括多条电压线和一条接地线。在一个实施例中，功率来自向管芯216提供工作电压的VR 电路(未图示)。在另一个实施例中，功率电缆202传输未经调节的功率，并且用于向管芯 216提供工作电压的VR电路设置在内插器204上或衬底芯体208上。内插器204通过连接器206连接功率电缆202与衬底芯体208。内插器可以包括 具有VR或其它电路的电路板。连接器206代表用于将功率从内插器204传输到衬底芯体208的连接。在一个实 施例中，连接器206包括来自内插器204的管脚，这些管脚与衬底芯体208的扩展区域内的 孔耦合。其它实施例可以利用其它公知类型的连接器。衬底芯体208代表可以由铜之类的金属制成的芯体。衬底芯体208可以与作为衬 底堆积的一部分的介质材料层压在一起，并且可以有绝缘迹线布线通过该芯体。可以利用 衬底芯体208的电隔离区来传输功率，将功率输送至与管芯216连接的迹线。插座210为电子封装提供机械支撑。在一个实施例中，插座210焊接在母板上，并 且包含用于将输入/输出(I/O)信号从母板送到管芯216的接点。就通过功率电缆202将 功率输送至管芯216这方面来说，插座210无需包括用于传送功率的接点。堆积层212/214包含构建在衬底芯体208上的导电迹线和特征以及介质材料。 通过堆积层212将处于工作电压的电流从衬底芯体208送到管芯216。另外，通过堆积层 212/214将来自插座210的I/O信号送到管芯216。信号和导电迹线可以在信号布线层212/214内布线，通孔可以布线穿过信号布线 层212/214，并且可以包含与插座接点耦合的衬垫。这些导电迹线通过衬底芯体208将I/O 信号从插座210送到管芯216。管芯216可以代表任何集成电路器件。在一个实施例中，管芯216是微处理器或 处理器。图3是根据本发明一个示例实施例的电子封装的俯视图的图例。如图所示，电子 封装300包括衬底302、堆积区域304、扩展衬底芯体区域306、第一电隔离区308、第二电隔离区310、绝缘屏障312、孔314和管芯316。衬底302与管芯316耦合，它包括在一个区域堆积、但没有在另一区域堆积的衬底 芯体。堆积区域304包括迹线和特征布线，并且对应于堆积层212/214。衬底芯体的未堆积 区域、即扩展衬底芯体区域306提供凸缘，通过该凸缘与功率电缆耦合。为了存储和传送电荷，扩展衬底芯体区域306可以包括由绝缘屏障312分隔的第 一电隔离区308和第二电隔离区310。尽管图中示为包括两个电隔离区，但是扩展衬底芯体 区域306也可以包括任意数量的电隔离区。绝缘屏障312可以包括构建在衬底芯体内的环 氧树脂或其它介质材料。在另一实施例中，扩展衬底芯体区域306包括层压在一起的多个 导电层，以便替代一个固体金属芯体。在此情况下，芯体衬底的每个导电层都相互电隔离， 并且可以存储不同的电压。孔314提供内螺纹连接，以便与来自功率电缆或内插器204的管脚配合。位于第 一电隔离区308内的孔与一些管脚耦合，这些管脚提供的电压不同于与第二电隔离区310 内的孔耦合的管脚提供的电压。这样，电子封装300能够接收并传输来自功率电缆的多种 电压。图4是根据本发明一个示例实施例的用于制造电子封装的示例方法的流程图。本 领域的技术人员应容易地明白，尽管可以将以下操作描述成一个连续的过程，但实际上，其 中许多操作可以并行或同时执行。此外，在不偏离本发明的实施例的精神的前提下，这些操 作的顺序可以重新排列，或者步骤可以重复。根据不止一个示例实施例，图4中的方法首先在衬底芯体的保留区域(306)内钻 (402)孔(314)。接着，应用掩模来覆盖(404)这些孔，以免它们在接下来的处理过程中被填充。然后，进行衬底的堆积006)，其中包含迹线和路线特征的区域小于衬底芯体的整 个区域(304)。最后，除去掩模以及扩展衬底芯体区域306内的所有堆积材料，以便露出(408)这 些孔，从而留下凸缘，用于与内插器或功率电缆耦合。可能需要另外的步骤来完成衬底，并 使衬底与集成电路管芯耦合。图5是根据本发明一个示例实施例的适用于实现电子封装的示例电子设备的框 图。电子设备500用来代表各种各样的传统及非传统的电子设备、膝上型计算机、桌上型计 算机、手机、无线通信用户装置、无线通信电话基础设施元件、个人数字助理、置顶盒、或得 益于本发明教示的电子设备中的任何一种。根据所说明的示例实施例，电子设备500可以 包括如图5所示耦合的一个(或多个)处理器502、存储器控制器504、系统存储器506、输 入/输出控制器508、网络控制器510和一个(或多个)输入/输出装置512中的一个或多 个。可以将电子设备500的这个(或这些)处理器502或其它集成电路组件收纳在之前如 本发明的实施例所描述的包括衬底的封装内。这个(或这些)处理器502可以代表各种各样的控制逻辑中的任何一种控制逻 辑，这些控制逻辑包括但不限于微处理器、可编程逻辑器件(PLD)、可编程逻辑阵列(PLA)、 专用集成电路(ASIC)、微控制器及类似装置中的一种或多种，但本发明在这方面不受限制。 在一个实施例中，这个(或这些)处理器502是htel 兼容处理器。这个(或这些)处 理器502可以具有包含多个机器级指令的指令集，这些机器级指令可以由例如应用程序或操作系统调用。存储器控制器504可以代表连接系统存储器508与电子设备500的其它组件的任 何类型的芯片集或控制逻辑。在一个实施例中，这个(或这些)处理器502和存储器控制 器504之间的连接可以称为前端总线。在另一个实施例中，存储器控制器504可以称为北 桥。系统存储器506可以代表用于存储可能已经由这个(或这些)处理器502处理或 将由处理器502处理的数据和指令的任何类型的存储装置。通常，尽管本发明在这方面不 受限制，但是系统存储器506将由动态随机存取存储器(DRAM)组成。在一个实施例中，系 统存储器506可以由Rambus DRAM (RDRAM)组成。在另一个实施例中，系统存储器506可以 由双倍数据速率同步DRAM(DDRSDRAM)组成。输入/输出(I/O)控制器508可以代表用于连接一个(或多个)I/O装置512与电 子设备500的其它组件的任何类型的芯片集或控制逻辑。在一个实施例中，I/O控制器508 可以称为南桥。在另一个实施例中，I/O控制器508遵守PCI专业组(PCI Special Interest Group)于2003年4月15日发布的外围组件互连(PCI)Express 基本规范(Peripheral Component Interconnect (PCI) Express Base Specification)(修订版 1. 0a)。网络控制器510可以代表允许电子设备500与其它电子设备或装置通信的任何类 型的装置。在一个实施例中，网络控制器510遵守电气电子工程师协会(The Institute of Electrical and Electronics Enginneers, Inc.，IEEE)802. lib 标准(1999 年 9 月 16 日 核准，它是对1999年版的ANSI/IEEE标准802. 11的补充)。在另一个实施例中，网络控制 器510可以是以太网接口卡。输入/输出(1/0)装置512可以代表用于向电子设备500提供输入或处理来自电 子设备500的输出的任何类型的装置、外围设备或组件。在以上说明中，为了解释的目的，提出了许多特定的细节，以便充分了解本发明。 但是，本领域的技术人员应了解，在没有这些特定细节的情况下，也可以实现本发明。在其 它实例中，采用框图的形式示出众所周知的结构和装置。虽然上文以最基本的形式描述了其中许多方法，但是，在不偏离本发明的基本范 围的情况下，也可以在其中任何一种方法中增加操作，或者从中删除操作，并且可以对所述 消息中的任何一种消息增加信息，或从中减去信息。预期任意数量的发明概念的变型都在 本发明的范围和精神内。在这方面，提供特别说明的示例实施例不是为了限制本发明，而只 是为了说明本发明。因此，本发明的范围不是由上文所提供的特定实例决定，而是只能由所 附权利要求的简明语言决定。
权利要求
1.一种方法，包括在导电衬底芯体的第一区内钻孔； 覆盖所述第一区内的所述孔；以及 在所述衬底芯体上构建第二区之上的迹线和特征布线。
2.如权利要求1所述的方法，还包括除去所述第一区上的覆盖，以便露出所述孔。
3.如权利要求2所述的方法，还包括将集成电路管芯耦合到堆积衬底。
全文摘要
本申请公开了集成电路芯片封装衬底及包括该衬底的装置及电子设备。在一些实施例中，介绍对电子封装的直接功率输送。在这方面，引入衬底，该衬底具有导电衬底芯体，该芯体设计成与功率电缆物理连接。还公开和要求其它实施例。
文档编号H01L21/50GK102130016SQ201010555868
公开日2011年7月20日 申请日期2007年3月21日 优先权日2006年3月22日
发明者B·罗伯茨, S·斯里尼瓦桑 申请人:英特尔公司