傳輸線橋接互連制造技術

本申請涉及傳輸線橋接互連。在一個實施例中，一種集成電路封裝件包括封裝件基板、印刷電路板、中介層結構和中介層內的傳輸線橋接互連件。包括多個中介層的中介層結構可以被形成在封裝件基板的頂表面上。印刷電路板可以通過傳輸線橋接互連件耦合到封裝件基板。傳輸線可以被形成在中介層的至少一個上。傳輸線可以用于在封裝件基板與印刷電路板之間輸送信號。傳輸線可以為帶狀線傳輸線或微帶傳輸線。傳輸線可以具有低的寄生電感并且傳輸線的實施在整個信號路徑中不引入大的尺寸中斷。集成電路封裝件可以為包括外部電路的電路系統的部分。

Transmission line interconnection

This application relates to the transmission line bridge interconnection. In one embodiment, an integrated circuit package includes a package substrate, a printed circuit board, an intermediate layer structure, and a transmission line bridging interconnect in the intermediate layer. An intermediary layer structure including a plurality of intermediate layers may be formed on the top surface of the package substrate. A printed circuit board can be coupled to a package substrate via a transmission line bridging interconnect. The transmission line may be formed on at least one of the dielectric layers. The transmission line can be used to transmit signals between the package substrate and the printed circuit board. The transmission line can be a stripline transmission line or a microstrip transmission line. The transmission line may have a low parasitic inductance and the implementation of the transmission line does not introduce a large size interrupt throughout the signal path. An integrated circuit package may be a part of a circuit system including an external circuit.

【技術實現步驟摘要】
相關申請的交叉引用本申請要求2015年9月21日提交的美國專利申請No.14/860,565的優先權權益，該專利申請全文據此以引用方式并入本文。
技術介紹
一般來講，電路系統具有多個設置在印刷電路板(PCB)上的集成電路封裝件。每個集成電路封裝件都使用具體類型的互連結構耦合到印刷電路板。封裝/PCB接口處的公知互連結構包括球柵格陣列(BGA)、平面柵格陣列(LGA)、針柵格陣列(PGA)和表面安裝技術(SMT)針(pin，針/引腳)。然而，這些互連結構可能不能支持高速電路系統(例如，其中數據傳送速率大于25千兆比特每秒(Gbps)的電路系統)。此類限制可能由于：(i)用于在封裝件基板內傳輸信號的結構與封裝/PCB接口處的結構之間的尺寸不匹配，以及(ii)互連結構的寄生電感。在大多數互連結構中，最大的尺寸不匹配存在于微通路(via，通孔/通路)、電鍍的穿孔(PTH)通路與BGA球之間。寄生電感可以為形成互連結構的部分的針的固有特性。寄生電感使得傳輸的信號的感抗不匹配。因此，兩個限制能夠減小互連結構的帶寬并且能夠增加高速電路系統中不期望的高階模式信號問題。上述問題有時使用微波互連技術解決。然而，微波互連技術一般涉及由于類似于共軸針結構的設計導致的大尺寸(即，3毫米(mm))。這顯著地降低集成電路封裝件與印刷電路板之間的通道密度。
技術實現思路
本文所述實施例包括傳輸線橋接互連。應當明白，能夠以很多方式(諸如過程、裝置、系統、設備或方法)實施所述實施例。以下描述了若干實施例。在一個實施例中，一種集成電路封裝件包括封裝件基板、中介層結構、印刷電路板和傳輸線。包括多個中介層的中介層結構可以形成在封裝件基板的頂表面處。印刷電路板可以耦合到封裝件基板。傳輸線可以形成在中介層中的至少一個上。傳輸線可以用于在封裝件基板與印刷電路板之間輸送信號。在一個實施例中，傳輸線可以為帶狀線傳輸線或微帶傳輸線。傳輸線可以具有低的寄生電感并且傳輸線的實施在整個信號路徑中不引入大的尺寸中斷(dimensionaldiscontinuity)。集成電路封裝件可以為包括外部電路的電路系統的部分。從附圖和下列對優選實施例的詳細描述，本專利技術的進一步特征、其本質和各種優點將更明顯。附圖說明圖1示出根據本專利技術的一個實施例的將集成電路封裝件耦合到印刷電路板的說明性傳輸線橋接互連件。圖2示出根據本專利技術的一個實施例的說明性中介層的底表面(左邊)和印刷電路板的頂表面(右邊)。圖3示出根據本專利技術的一個實施例的通過微焊料接頭橋接互連件耦合到印刷電路板的說明性集成電路封裝件。圖4示出根據本專利技術的一個實施例的使用多層次橋接互連件耦合到印刷電路板的說明性集成電路封裝件。圖5示出根據本專利技術的一個實施例的當通過傳輸線互連信號路徑傳輸差分I/O信號時可以如何優化信號性能。具體實施方式下列實施例描述帶有傳輸線橋接互連件的集成電路封裝件。對于本領域技術人員將明顯的是，可以在沒有一些或全部這些具體細節的情況下實踐本示例性實施例。在其它情況下，沒有詳細描述已知操作以避免不必要地模糊本實施。圖1意在說明性而非限制性地示出根據本專利技術的一個實施例的將集成電路封裝件耦合到印刷電路板的傳輸線橋接互連件。集成電路封裝件100包括集成電路管芯120、封裝件基板110、散熱器140和中介層150。印刷電路板130包括其中可以放置或形成封裝件基板110的腔。在一個實施例中，集成電路封裝件100可以為專用集成電路(ASIC)設備或專用標準產品(ASSP)設備。ASIC設備或ASSP設備具有固定功能并因此ASIC設備或ASSP設備可以具有執行固定功能的專用電路系統。在一個實施例中，ASIC設備或ASSP設備可以為存儲器控制器設備。可選地，集成電路封裝件100可以為可編程邏輯器件(PLD)，諸如現場可編程門陣列(FPGA)設備。FPGA設備可以被編程以執行不同功能。因此，FPGA設備可以包括多個可編程邏輯元件以使它本身能夠被編程以執行各種功能。集成電路管芯120可以為半導體管芯(例如，硅管芯)。一般來講，集成電路管芯120執行集成電路封裝件100的核心功能。集成電路管芯120可以包括多個電路結構，例如，互補金屬氧化物半導體(CMOS)晶體管、電容器和電感器結構。電路結構可以形成功能電路系統，該功能電路系統執行針對集成電路管芯120定義的功能。例如，集成電路管芯120可以具有多個將數據從ASIC設備或ASSP設備(例如，存儲器控制器設備)傳送到存儲器設備(例如，外部設備)的功能電路系統(例如，收發器電路系統)。收發器電路系統能夠傳輸信號(即，TX信號)或接收信號(即，RX信號)。可選地，集成電路管芯120可以具有在FPGA設備內的多個可編程邏輯元件和可編程互連件，其中FPGA設備基于用于要求執行各種功能。仍參考圖1，集成電路管芯120安裝在封裝件基板110的頂表面上。集成電路管芯120可以通過凸塊121耦合到封裝件基板110(例如，以倒裝芯片裝配)。在一個實施例中，凸塊121可以為可控塌陷芯片連接(C4)凸塊。在一個實施例中，每個凸塊121可以耦合到集成電路管芯120內的其對應的收發器電路系統(未示出)。如圖1中的實施例所示，對于集成電路管芯120上的每個凸塊121，封裝件基板110上可以存在相應的凸塊焊盤113。輸入/輸出(I/O)信號可以通過凸塊121和凸塊焊盤113中的至少一些在集成電路管芯120與封裝件基板110之間傳輸。在一個實施例中，I/O信號可以為高速信號，其以高數據速率諸如25千兆比特每秒(Gbps)或更高的速率來運送信息。可選地，射頻數據信號可以通過凸塊121和凸塊焊盤113中的一部分來傳輸。剩余的凸塊121和凸塊焊盤113可以用于向集成電路管芯120提供電力和接地電壓信號。如圖1所示，散熱器140可以耦合到集成電路管芯120的背面。散熱器140可以為集成電路管芯120維持最佳操作溫度。應當明白，散熱器140可以有助于消散由集成電路管芯120在操作期間生成的過量的熱。應當注意，集成電路管芯(例如，集成電路管芯120)的最佳操作溫度可以根據集成電路管芯120的功能及其操作范圍而變化。如圖1中的實施例所示，封裝件基板110可以使用倒裝芯片技術耦合到集成電路管芯120的頂表面。封裝件基板110可以包括凸塊焊盤113、微通路(μ通路)112、114、116和118、電鍍的穿孔(PTH)通路117以及傳輸線111。凸塊焊盤113中的任一個可以通過一系列微通路116、PTH通路117和一系列微通路118耦合到焊球115。在圖1中的實施例中，焊球115可以為球柵格陣列(BGA)球。可選地，實施平面柵格陣列(LGA)技術、針柵格陣列(PGA)技術或表面安裝技術(SMT)的封裝件基板110可以包括代替焊球115的相應針結構(未示出)。焊球115可以直接耦合到印刷電路板130。在一個實施例中，低速I/O信號、由外部源提供的電力和/或接地電壓信號(例如，印刷電路板130上的電源或耦合到印刷電路板130的電源)可以通過包括凸塊焊盤113、微通路116和118、PTH通路117以及BGA球115的路徑傳輸到集成電路管芯120。未耦合到電源的凸塊焊盤113可以耦合到微通路112。如圖1中的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種集成電路封裝件，所述集成電路封裝件包括：封裝件基板；中介層結構，所述中介層結構形成在所述封裝件基板的頂表面處，其中所述中介層結構包括多個中介層；和傳輸線，所述傳輸線形成在所述多個中介層中的至少一個上，其中所述傳輸線在所述封裝件基板與外部電路之間輸送信號。

【技術特征摘要】
2015.09.21 US 14/860,5651.一種集成電路封裝件，所述集成電路封裝件包括：封裝件基板；中介層結構，所述中介層結構形成在所述封裝件基板的頂表面處，其中所述中介層結構包括多個中介層；和傳輸線，所述傳輸線形成在所述多個中介層中的至少一個上，其中所述傳輸線在所述封裝件基板與外部電路之間輸送信號。2.根據權利要求1所述的集成電路封裝件，其中所述傳輸線包括選自包括以下項的組中的傳輸線：微帶傳輸線和帶狀線傳輸線。3.根據權利要求1所述的集成電路封裝件，所述集成電路封裝件進一步包括：附加傳輸線，所述附加傳輸線形成在所述多個中介層中的所述至少一個上，其中所述傳輸線將第一信號從所述封裝件基板傳輸到印刷電路板，其中所述附加傳輸線將第二信號從所述印刷電路板傳輸到所述封裝件基板，并且其中從所述封裝件基板傳輸的所述第一信號包括選自包括下列項的組中的信號：單端信號和差分信號。4.根據權利要求1所述的集成電路封裝件，其中所述傳輸線的特性阻抗為至少50Ohm。5.根據權利要求1所述的集成電路封裝件，其中所述中介層結構具有帶有多個階梯的邊緣，其中相應的傳輸線形成在所述多個階梯中的每個所述階梯上。6.根據權利要求1所述的集成電路封裝件，其中所述信號包括選自包括以下項的組中的信號：輸入-輸出信號、射頻數據信號、電力信號以及接地信號。7.根據權利要求1所述的集成電路封裝件，所述集成電路封裝件進一步包括：集成電路管芯，所述集成電路管芯形成在所述封裝件基板上，其中所述中介層結構圍繞所述集成電路管芯。8.一種系統，所述系統包括：集成電路管芯；基板，其中所述集成電路管芯被安裝在所述基板的頂表面上；形成在所述基板上方的中介層，所述中介層至少部分圍繞所述集成電路管芯；和傳輸線，所述傳輸線形成在所述中介層內，其中所述傳輸線在所述集成電路管芯與外部電路之間傳輸信號。9.根據權利要求8所述的系統，所述系統進一步包括：印刷電路板，其中所述印刷電路板包括腔，其中所述基板形成在所述腔內，并且其中所述印刷電路板進一步包括：附加傳輸線，所述附加傳輸線在面向所述中介層的所述印刷電路板的表面處，其中所述中介層上的所述傳輸線與所述印刷電路板上的所述附加傳輸線部分重疊，以便所述信號在所述印刷電路板上的所述附加傳輸線與所述中介層上的所述傳輸線之間傳輸。10.根據權利要求8所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：X·蔣，Y·謝，
申請(專利權)人：阿爾特拉公司，
類型：發明
國別省市：美國;US