[发明专利]浇铸栅格阵列(CGA)封装和插槽

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及集成电路(IC)封装，并且更特别地，涉及可直接焊接到板或安装在机械插槽内的中央处理单元(CPU)封装。

背景技术

目前半导体制造商采用两种主要的技术用于中央处理单元(CPU)封装。第一种称为插针栅格阵列(PGA)插槽，并且第二种通常称为平面栅格阵列(LGA)插槽。

插针栅格阵列(Pin Grid Array)插槽使用附接在封装底部的高强度的插针栅格阵列，该阵列随后接合入插针栅格阵列插槽。插针横向地装配在插槽内，这增加了插槽的高度、成本和复杂性。这些插针也增加了封装的成本。由于这些插针，PGA封装一般具有更大的组装和材料成本。另外，对于插针间距和可实际制造的插针数量存在限制。

LGA封装的成本可以较低，因为可能没有插孔(hole)，而是LGA上的插针触及CPU底部上的接触点并且通过诸如用于T插槽(socket T)的直接插槽装配(DSL)的整体装配方案或具有如B插槽(socket B)所采用的背板的独立装配机构(ILM)而被保持(retain)在该插槽中。T插槽和B插槽指当前使用的插槽变体中的两种类型。LGA利用封装底部上的连接盘(lands)，但是触头在插槽的使用寿命期间需要相对大的法向力(normal force)以维持电连续性。对于每个插槽来说，大的法向力通常要求相对昂贵的装配解决方案并且在历史上负载分散器(load spreader)或者集成散热器(integrated heat spreader)已被用来将使能负载分配在触点阵列上。负载分散器/散热器增大了封装的成本并且插槽装配机构增大了插槽/平台的成本。

因此，半导体制造商一直在努力寻找将CPU可靠地紧固在限定区域内可负担(affordable)的新方法。

发明内容

本发明提供一种设备，包括：基板，具有用于封装集成电路(IC)芯片的顶部；以及与IC芯片电接触的模制焊料柱阵列，其从所述基板的底部凸出，其中导电焊料柱中的每一个包括：与所述基板的底部最靠近的第一部分，其成形为大体圆柱状；和渐尖的大体锥形的尖端。

本发明还提供了一种方法，包括：准备模具，该模具具有开口阵列，所述开口具有过渡到圆柱状顶部的锥形渐尖的底部；在开口周围放置密封件；用回流的焊料填充所述模具；在所述模具上方放置封装基板；将所述模具与所述基板一起夹紧；翻转所述模具以使重力压在所述模具上；冷却并释放所述模具，以形成集成电路(IC)封装，所述集成电路封装包括成形的焊料柱阵列，其中的每一个具有圆柱状的基底和渐尖的锥形尖端。

本发明还提供了一种用于封装集成电路(IC)芯片的系统，包括：封装，所述封装包括在顶部安装有集成电路的基板；多个浇铸焊料柱，所述浇铸焊料柱电连接到IC芯片；其中，所述浇铸焊料柱中的每一个具有过渡成渐尖的锥形尖端的圆柱状基底；其中，浇铸柱的尺寸和形状能够以固态插入到与板相连的插槽内，或者回流成液态然后固化用于直接与板相连。

附图说明

通过结合附图阅读以下装置和实例实施例以及权利要求书的详细描述，前面的描述以及本发明更好的理解可以变得明显，以上所有内容形成本发明公开的一部分。尽管前面的描述和接下来的文字以及示例性的公开集中于公开本发明的装置和实例实施例，但应清楚理解，所述装置和实例实施例仅作为示例和实例，而本发明不限于此。

图1为浇铸栅格阵列(cast grid array，CGA)封装和板上相应的CGA插槽(socket)的平面图；

图2为CGA插槽上触头阵列的近视图；

图3为根据一个实施例用于CGA插槽的壳体的平面图；

图4为根据一个实施例用于CGA插槽的触头的平面图；

图5为CGA封装底部的平面图；

图6为根据一个实施例、示出了渐尖的模制焊料柱的CGA封装的侧视图；

图7A-7F为示出用于制造带有模制焊料柱的CGA封装的一种工艺的视图；

图8为准备用于组装的浇铸栅格阵列(CGA)封装和板上相应的CGA插槽的平面图；

图9为沿图8中剖线A-A’的CGA封装和插槽的横截面图；

图10为用于将CGA封装固定到插槽中(seating the CGApackage in the socket)的组装工具的一个实施例的平面图；

图11为组装工具的局部剖视图(cut-away view)；

图12为组装后CGA封装和插槽沿图8中剖线A-A’的横截面图；