[发明专利]LSI封装及其装配方法

说明书

本申请是于2004年2月18日提交的申请号为2004100055602的申请的分案申请，并要求于2003年2月18日提交的日本专利申请039828/2003的优先权。

相关申请的交叉参考

本申请基于并要求2003年2月18日提出的在先日本专利申请No.2000-039828的优先权，其整个内容在此引用以供参考。

技术领域

本发明涉及带有接口组件的LSI封装(package)及其安装方法，更具体地讲，涉及带有在外部接线和接口组件之间高速传输信号的接口组件的LSI封装及其安装方法。

背景技术

近年来，LSI的时钟频率已做得愈来愈高，在GHz量级时钟频率下运作的个人计算机的CPU已经被投入实际使用。然而，比起时钟频率的提高，在相邻LSI之间接口上的吞吐量的改进步伐是不快的，从而构成个人计算机性能的一个瓶颈。在这种情况下，改进在接口上吞吐量的研发工作正有力的进行着。

为了改进接口的吞吐量，就必须提高每个终端(terminal)的信号频率以及增加终端的数目。然而，终端数目的增加量受到限制，因为如果终端数目增加，为了增加内部连线的长度LSI的面积以及其封装的面积要增大，其结果是LSI就不可能在高频率下运作。因而提高每个终端的频率就十分重要。然而，如果每个终端的频率被提高了，那么电信号的衰减就增加，并增加了由于阻抗不匹配引起的影响。在这种情况下，线的长度被限制。此情况下，就有必要用这样一种传输线，它能大大压缩阻抗失配和衰减值，来作为高速信号的传输线。

用光纤作为长距离传输线是有效的，由于阻抗失配和由于损失所引起的影响是小的。因而，要用实现光电转换功能的光接口组件作为接口组件。用光接口组件已使之商业化的这种接口组件包括，例如，在“Proceedings 51^st Electronic Components and TechnologyConference，P.P.880-5，2001”公布的收发器组件。

在上面引用的文献中公布的收发器组件中，用于处理信号的LSI被加入到PGA(可编程序门阵列)封装中。该PGA封装被安装在安装板上。从LSI来的输入输出信号通过该封装被传输进安装在安装板上的光接口组件，再从光接口组件传输进信号线。该光接口组件包括像半导体激光器元件(LD)和光检测元件(PD)这样的光学元件以及一条光纤，而光信号通过该光纤从一个外部电路接收到或传输到外部电路去。另外，用以驱动光学元件的接口IC被置于光接口组件中以通过电输入输出终端连接到安装板上的信号线、所需的控制信号线和电源线(未画出)。LSI和光接口组件中的每一个都提供一个热壑(heatsink)，以散热冷却。

在上述结构的板边缘安装型光接口组件中，用光电转换功能把电信号转换成光信号以使转化了的光信号得以被引入光纤。因为损失很小，在光纤中对频带的限制小，因而可能以高传输信号，即使传输线比较长，如在安装板之间或器件之间传输那样。然而，在光接口组件中，电信号是通过在安装板上的信号线接收和传输的，因而信号传输要受到在安装板上电信号的衰减或受到阻抗失配的影响。因为安装板上信号线的最大长度超过30cm，就要求一种很昂贵的传输线以传输具有高频率的信号，例如10Gbps的信号，这就产生安装板成本增加的问题。

在这种情况下，在高速下信息传输的改进技术被提出来，如“HOT9 Interconnects，Symposium on High PerformanceInterconnects，P.P.31-5，2001”及“Nikkei Electronics No.810，December3，2001，pp.121-122”中所述。具体地讲，提出让信号只在LSI封装的插入器(interposer)内传输而不用安装板，从尽可能缩短电连接线，而电信号是在插入器中，转换为光信号的而插入器用以从外部器件接收信号或把信号传输到外部器件。

上面引用的两篇文献中的每一篇都公布这样的结构，即用焊接把光接口组件固定到LSI的插入器，而LSI的插入器用包含光接头的光纤光连接到接口组件。

在这种结构中，进行信号处理的LSI通过焊接凸起(solder bump)被电连接至插入器，光接口组件通过焊接凸起被安装至插入器。LSI的输入输出端被连接到导线，而导线又连接光接口组件。接口IC和光学元件被置于光接口组件内，而电信号被接口IC和光学元件转换为光信号。该接口IC和光学元件置于封装内，其上有光信号的输入输出窗口，以保证作为光接口组件的可靠性。