[发明专利]用于嵌入式互连桥封装的直接外部互连

说明书

技术领域

本描述涉及半导体晶片（die）封装的领域，以及具体来说，涉及采用封装对晶片的互连区提供直接外部连接。

背景技术

已经开发封装，其包含附连到衬底的两个或更多半导体晶片以及具有将一个晶片连接到一个或多个其它晶片的连接器、例如焊盘或焊台的互连桥。在一个示例中，互连桥将通用或中央处理单元附连到图形处理单元。在另一个示例中，互连桥将中央处理单元附连到存储器。这允许晶片相互之间直接传递数据。否则，这些晶片将信号发送给封装外部至集线器或其它装置，其然后将数据回送到封装中以及至其它晶片。其它类型的晶片和连接也可以是可能的。这种封装中的晶片嵌入衬底中。在一个示例中，这种封装称作嵌入式互连桥(EmIB)架构。

这种封装中的晶片使其总互连区的某个部分用作桥附连区。对于某些存储器部分，桥可附连到存储器芯片的C4(可控塌陷芯片连接)高密度区的大约20%。桥附连区部分外部的高密度互连区可包含电力轨、测试端口等。该区域可使用C4或者多种其它连接技术的任一种。桥嵌入封装衬底中，并且与硅插入物不同，嵌入式互连桥晶片没有穿硅通孔以实现从封装外部到桥的电力连接。这部分上是因为这种桥的超薄结构所造成的。

附图说明

通过附图、作为举例而不是限制来说明本发明的实施例，附图中，相似的参考标号表示相似的元件。

图1是按照本发明的一个实施例、使用嵌入式互连桥(EmIB)架构的半导体封装的截面图。

图2是示出按照本发明的一个实施例、桥上方的电力轨的图1的半导体封装的截面图。

图3是按照本发明的一个实施例的封装的电力轨的顶部垂直视图。

图4是按照本发明的一个实施例的封装的备选电力轨的顶部垂直视图。

图5是按照本发明的一个实施例的封装的电力轨的透视图。

图6是按照本发明的一个实施例的封装的电力轨的侧部垂直视图。

图7是按照本发明的一个实施例、附连到公共衬底的一组存储器晶片和CPU的简图。

图8是按照本发明的一个实施例、图7的简图的细节。

图9是按照本发明的一个实施例的计算装置500的框图。

具体实施方式

设计成用于EmIB(嵌入式互连桥)架构的晶片具有一个互连区，用于通过封装衬底连接到封装外部的外部连接。晶片的另一个互连区、即桥附连区提供到封装中的互连桥的连接。晶片在晶片的互连区中还具有电力轨，以允许到正和接地平面电源的连接。如果在这个区域中除了用于数据通信的连接器之外还存在电力和接地引脚，则桥附连区中的数据通信的质量可得到改进。桥附连区域中的电力轨可与外部的并且仅在桥附连区中可访问的那些分离。电力可通过桥来提供，但是独立电力轨提供优良质量的电力并且避免对桥上的附加应力。如以下所述，使用唯一配置和连接，电力能够从封装直接到达桥附连区的C4区，并且然后传导到它在芯片中需要到达的位置。

图1是使用嵌入式互连桥(EmIB)架构的半导体封装的截面图。封装10在承载半导体晶片的封装衬底12上形成。在这种情况下，存储器晶片14和中央处理单元(CPU)16固定到衬底。盖体18覆盖衬底，并且两个晶片和集成散热件（heat spreader）20附连到盖体18的顶部。如这个示例所示，冷却方案22、例如冷却鳍片附连到集成散热件20的顶部。可使用多种不同的冷却方案，例如传导板、液体冷却、热管或者辐射鳍片，如根据具体实施例所示。备选地，封装可无需冷却方案以及甚至无需散热件而被制作。

封装衬底12能够包括用于电力和数据的内部低密度互连布线。衬底可由半导体材料(例如硅、镓、铟、锗或者其变化或组合以及其它衬底)、一个或多个绝缘层(例如，玻璃增强环氧树脂、例如FR-4、聚四氟乙烯(特氟隆)、棉纸增强环氧树脂(CEM-3)、酚醛玻璃(G3)、纸酚醛树脂(FR-1或FR-2)、聚酯玻璃(CEM-5))、任何其它介电材料(例如玻璃)或者例如能够在印刷电路板(PCB)中使用的它们的任何组合来形成。衬底能够使用无凸点堆积层过程(BBUL)或其它技术来制成。BBUL过程包括在元件(例如高密度互连元件或桥28或者晶片14、16)下面所形成的一个或多个堆积层。微通孔形成过程、例如激光钻孔能够形成堆积层与晶片接合焊盘之间的连接。堆积层可使用高密度集成图案化技术来形成。