帶有電容器的集成電路用送電連接器的制作方法

專利名稱：帶有電容器的集成電路用送電連接器的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及集成電路用系統。更具體地說，本發明涉及集成電路用的用于支持半導體技術進步的送電系統、信號傳送系統、封裝設計系統、熱管理系統、以及電磁干擾(EMI)發射控制系統。
背景技術：
I.半導體技術消費者需要功能更多、性能更好、尺寸更小、重量更輕、可靠性更高、成本更少和上市時間更快的創新電子產品。半導體技術是消費者期望的創新電子產品的核心組成部分。多年來，半導體技術的進步已導致集成電路(IC)裝置的功能和性能的巨大增長，同時使集成電路裝置的尺寸、重量、缺陷和成本最小。
歷史上，電子工業可安裝在半導體芯片上的晶體管數量大約每十八個月翻一番。這種快速發展周期可使新型創新產品能快速投放市場。例如，半導體制造商花了近三十年才把微處理器時鐘速率完善到以1GHz運行，而目前制造商在達到1GHz后的不到十八個月就達到了2GHz的微處理器時鐘速率。制造商預計，通過制造速度更快的硅晶體管來拓展半導體技術今后十年的快速進步不存在根本障礙。這些晶體管預計尺寸約20納米，并將可使制造商在今后幾年內制造包含以接近20GHz的速度運行并以不到1伏特的電壓操作的十億晶體管的微處理器。這些新型晶體管如同用于對微處理器內的電子流進行控制的開關一樣，將每秒通斷一萬億次以上。
半導體技術的這種進步將產生時鐘速率更快、功率更高、電源電壓更低、直流電流更高、瞬態電流更高、電壓容限更窄、非均勻熱密度更高、以及電磁干擾發射頻率更高的微處理器。這些進步帶來的附加好處包括互連密度增加、電路板占用空間和封裝體積減少、以及產品制造能力和可靠性提高的微處理器。
不久將來的微處理器的規范要求操作電壓1.0V，電流100A，瞬態電流300A/微秒，效率大于90％，穩定性在5％以內，以及電壓脈動小于1％。這些要求表明了超出當前微處理器設計的顯著進步。具有這些特性和要求的微處理器和具有苛求更高的特性和要求的未來微處理器將需要新型支持系統，例如，送電系統，信號傳送系統、封裝系統、熱管理系統，以及電磁干擾(EMI)發射控制系統。
II.送電送電涉及到向需要電的裝置供電。傳統上，假定有一個理想電源，并幾乎不考慮送電，直到設計結束。印刷電路板(PCB)設計者試圖生成在印刷電路板內具有常規電源和接地平面并在印刷電路板上具有寬而粗跡線的理想送電系統，用于在印刷電路板上的各裝置之間進行配電。高頻率陶瓷電容器對由接通和斷開晶體管產生的高頻率噪聲進行控制的方式是使高頻率噪聲短路接地。較低頻率的大容量電容器(例如鉭電容器)接著給高頻率陶瓷電容器重新充電。在對各種集成電路所需的各類型電容器的量進行確定方面，存在各種經驗法則。
為了對該送電系統進行電氣建模，考慮因素包括接收裝置和電源的電纜、連接器、印刷電路板、管腳、觸點和諸如電阻器和電容器那樣的部件的電感和電阻。在過去，由于電感(V＝Ldi/dt)和電阻(V＝IR)引起的電壓降相對于大多數系統中的裝置公差已將近可忽略不計。同樣，簡單的經驗法則確定高頻率噪聲去耦方法。
各代半導體技術均已降低了電源電壓，以支持深度亞微米半導體技術的要求和提高可靠性。較低電源電壓應使耗電量降低。然而，即使在較低電源電壓時，微處理器的耗電量也會由于晶體管較多、模上的晶體管密度增加、使電容增加的絕緣體較薄、以及操作頻率較高而不斷增加。微處理器的耗電量每兩年就持續上升三倍之多，而微處理器的電源電壓接近1.0V。根據公式(P＝CfV2)，耗電量(P)與微處理器的操作頻率(f)、電源電壓(V)和芯片電容(C)有關。舉一例，典型芯片電容是20納法、電源電壓是1.65伏特、以及操作頻率是1GHz的微處理器將耗電55瓦特(0.020×1.65×1.65×1,000)。再舉一例，典型芯片電容是40納法、電源電壓是1伏特、以及操作頻率是3GHz的微處理器將耗電120瓦特(0.040×1.0×1.0×3,000)。
根據公式(P＝VI)，耗電量(P)也與電源電壓(V)和電流(I)有關。該公式表明，在低電源電壓(V)時的高耗電量(P)要求把高電流(I)(I＝P/V)被送到微處理器。繼續以上兩例，耗電量是55瓦特以及電源電壓是1.65伏特的微處理器需要電源電流33安培(55/1.65)，并且耗電量是120瓦特以及電源電壓是1.0伏特的微處理器需要電源電流120安培(120/1)，這表明比起33安培微處理器增加約3.6倍。
在這些電壓級和電流級時，由于沿著配電路徑產生不可接受的電壓降的阻抗級，因而要使中央電源在整個計算機系統中輸送高電流低電壓電是更困難的。計算機系統當前使用分布式電源系統，用于在整個計算機系統中傳送高電壓低電流的電能，然后根據微處理器的需要變換成低電壓高電流。用于提供必要低電壓高電流電的電壓調整器或模塊化直流/直流變換器在母板上設置成盡可能接近微處理器，以使阻抗和所產生的電壓降最小。配電路徑在母板上的設置占用可用于其他部件的寶貴空間。
即使使用分布式送電系統，配電路徑的各部分也必須仍具有低阻抗，以使所產生的電壓降最小。通常，電壓調整器處的電壓變動比微處理器處的電壓變動小(例如，約一半)。傳統上，使用管腳計數高以及銅電源/接地平面大的連接器來使阻抗最小。然而，這些解決方案也耗用額外的印刷電路板空間并增加成本。
在一種配電方案中，微處理器和電壓調整器各自形成模塊并依靠對應插座來把各模塊與母板連接。該微處理器可以安裝到內置板上，并且母板具有用于容納電壓調整器的一個插座和用于容納內置板的另一插座。微處理器和電壓調整器是模塊化的，使得更換快速和容易，以實現高效的制造和服務。電流從電壓調整器途經一條從電壓調整器開始，通過其插座、母板、內置插座和內置板、微處理器封裝件，并在模結束的路徑流到微處理器。這種較長路徑的電流流動引起阻抗和電壓降，而這對于高級微處理器設計來說是不期望有的。
一種替代電源系統方案繞過母板和微處理器插座。在該方案中，內置板承載微處理器模和電壓調整器。電流從電壓調整器途經一條從電壓調整器開始，通過電壓調整器插座、內置板、微處理器封裝件，并在模結束的路徑流到微處理器。由于該方案繞過母板和內置插座，因而電流流動路徑較短。因此，該方案改善了較短路徑的阻抗和所產生的電壓降。
有朝一日，可能會把電壓調整器集成到微處理器封裝件內，使電流流動路徑非常短，減少阻抗和所產生的電壓降。然而，半導體技術還未先進到足以提供這種水平的集成系統的程度。
微處理器響應時間或瞬態電流要求(di/dt)，即電流需求變化速率，是與電源有關的另一考慮因素。微處理器的不斷變化的計算需求需要來自電源的不斷變化的電流需求。計算需求由于高時鐘速度電路和節電設計技術，例如時鐘選通和睡眠方式而變化。這些技術導致電源電流的快速、無法預料的大幅變化，最終在幾納秒內需要數百安培。根據公式(dV＝IR+Ldi/dt)，微處理器所需要的從電壓調整器產生的電流浪涌會給送電電壓造成不可接受的電壓尖峰。
已嘗試通過把去耦電容器設置在整個送電系統中，例如設置在電壓調整模塊上、母板上、內置印刷電路板上、模封裝上以及模自身上來管理浪涌電流。去耦電容器通常位于微處理器封裝件外部的電路板上，通常使用安裝在電路板上的微處理器封裝件附近的若干分立去耦電容器。在該方案中，電路板上的導電跡線把去耦電容器與微處理器上的電源管腳和接地管腳連接。在另一方案中，分立去耦電容器形成為集成電路的一部分。
這些去耦電容器普遍用于確保電源系統可在需要時向微處理器提供浪涌電流。去耦電容器把電源與微處理器的電源引線連接。所需去耦電容器的量取決于微處理器的電量需求。微處理器能夠從存儲在去耦電容器內的電能中吸取其所需的浪涌電流，因此，去耦電容器通過把電能存儲在微處理器附近來使送電系統穩定，以滿足微處理器的浪涌電流需求。然而，使用分立的廣泛安裝的去耦電容器不僅增加送電系統的成本，而且耗用集成電路或電路板上或其他地方的附加區域。
隨著微處理器需電量的增加，對更多去耦電容器的需求也增加，而這需要較大數值或尺寸的去耦電容器和更多空間來容納它們。遺憾的是，較大數值或尺寸的去耦電容器耗用電路板上的更多區域。
根據公式(XL＝2_fL)，隨著晶體管開關速度的增加，與在半導體模和去耦電容器之間的互連相關的由電感引起的不期望的電阻量也增加。用于使微處理器內的去耦電容器和半導體模互連的導電路徑越長，電感就越高。微處理器的操作頻率越高，由電感引起的系統電阻就越高，產生較高電壓降的電阻就越高。因此，期望的是，例如如上所述通過把去耦電容器設置在微處理器封裝件的內部，把去耦電容器設置成盡可能接近半導體模，以使導電路徑最短，從而使電感最小。
并且，電容器除了電容特性以外還具有電感特性和電阻特性，并可被電氣建模成串聯RLC電路。在諸如高于100MHz的較高頻率時，電感特性限制常規分立去耦電容器的有效性。如果微處理器需要大浪涌電流，則該殘留電感會產生不可接受的電壓降和交流噪聲。
歷史上，電能一直是通過集成電路插座內的管腳被帶到集成電路的。隨著集成電路需電量的增加，將需要附加管腳來滿足該電能，這些附加管腳使集成電路封裝件的尺寸增加，因此占用電路板上的寶貴空間。管腳數的增加也使得把集成電路插入電路板中的其插座內和把集成電路從電路板中的其插座內取出所需的力的量增加。電源管腳途經集成電路的相同表面，通常是底表面，并且在高密度時，電源管腳和信號管腳應彼此隔離以防止串音和噪聲。
因此，需要一種用于把低電壓、窄電壓容限、高電流和高瞬態電流的電能送到諸如微處理器那樣的高性能集成電路，并使成本和空間最少同時提高可靠性的送電系統。
III.信號傳送信號完整性是涉及到數字和模擬設計、電路和傳輸線路理論并涉及到諸如串音、接地跳動和電源噪聲那樣的現象的復雜研究領域。盡管信號完整性總是重要的，然而在過去，微處理器晶體管的開關速度如此緩慢，以致數字信號實際類似于代表1的高脈沖和代表0的低脈沖。信號傳播的電氣建模經常是不必要的。遺憾的是，在當今1GHz及以上的微處理器速度時，甚至諸如配線、印刷電路板、連接器和微處理器封裝件那樣的高速設計的簡單無源元件也會對信號的波形和電壓級產生顯著影響。并且，這些無源元件會產生假信號脈沖、復位、邏輯誤差和其他問題。
通常，微處理器使用諸如基板柵格陣列(LGA)、球柵陣列(BGA)、引腳網格陣列(PGA)和焊料那樣的電鍍(即金屬到金屬)連接來與母板接觸，以便在微處理器和母板之間傳送信號。根據公式(XL＝2_fL)，隨著晶體管開關速度的增加，與在位于微處理器內部的半導體模和母板之間的導電互連相關的由電感引起的不期望的電阻量也增加。用于使微處理器內的半導體模和母板互連的導電路徑越長，電感就越高。微處理器的較高操作頻率由于信號路徑上的電感而產生較高電阻，并且該電阻產生信號電平的較高電壓降。因此，期望的是，隨著微處理器操作頻率的增加，使信號路徑的電感最小。通過導電觸點進行信號發送的其他缺點在發布于1997年5月13日的第5,629,838號美國專利中作了揭示。在增加微處理器的期望操作頻率和系統的信號完整性之間存在工程折衷方案。
因此，需要一種可使微處理器的操作頻率增加而又不使信號完整性惡化的系統。該系統將使在高速數字信號設計中使用的互連技術的性能最高、成本最小。
IV.集成電路封裝設計半導體技術的進步提供了性能更高且尺寸更小的微處理器，這直接對微處理器封裝設計產生影響。與微處理器封裝設計有關的因素包括每觸點和每插座的電流，接地管腳數和電源管腳數，信號觸點數和每平方區域信號觸點數，觸點間距，總觸點數和每平方區域總觸點數，沿Z軸觸點力，匹配的觸點高度，信號帶寬，半導體模尺寸和其他因素。
增加微處理器內的晶體管的數量和功率通常除了使接地管腳數和電源管腳數增加以外，還使每觸點和每插座電流增加。增加微處理器的性能將需要增加信號觸點數和半導體模尺寸。增加微處理器的功率和性能將使總觸點數增加并將使觸點間距減少。增加總觸點數同時減少觸點間距將使沿Z軸所需觸點力增加，這可能會需要增加配合觸點高度。增加微處理器的操作頻率將使信號帶寬減少。因此，應該理解，在這些因素之間存在工程折衷方案，以制造具有最佳封裝設計的微處理器。
V.熱管理電子封裝設計的進步提供了性能更高且尺寸更小的裝置，這導致發熱量和熱密度增加，而這又可能會使得在封裝設計中更優先考慮熱管理，以保持裝置可靠性。
對于微處理器來說，性能提高、集成水平增加、以及模尺寸優化已導致微處理器模的某些區域內的非均勻熱密度增高。發熱量和熱密度繼續隨著更先進的半導體技術增加。微處理器的可靠性按指數取決于模接合部的操作溫度，而該操作溫度取決于具有模接合部的晶體管的耗電量。
微處理器的熱管理與電壓調整器的熱管理有關。必須把電壓調整器的效率和微處理器的耗電量一起加以考慮。例如，以85％的效率進行操作并驅動耗電量為120瓦特的微處理器的電壓調整器的耗電量約18瓦特。該電量必須從電壓調整器和微處理器中抽出，以使裝置冷卻，從而保持其可靠性。因此，在如上所述把電壓調整器設置成接近微處理器以使阻抗和所產生的電壓降最小和把電壓調整器設置成遠離微處理器以使發熱量和熱密度最小之間存在工程折衷方案。
因此，需要一種可把高功率微處理器設置成接近電壓調整器以使阻抗和所產生的電壓降最小、同時有效地使發熱量和熱密度耗散以使可靠性最大的熱管理解決方案。
VI.電磁干擾電磁干擾(EMI)發射的源包括微處理器內的晶體管和電路板和電纜上的信號路徑。微處理器是計算機系統中的最大電磁源之一。當今，微處理器時鐘信號的頻率已增至1GHz及以上。在1GHz時，這些時鐘信號可生成達到5GHz的諧波頻率信號，這兩種信號生成波長與信號頻率成反比(即頻率越高，波長越短)的電磁干擾波。
通常，使用導電屏蔽或蓋來控制電磁干擾。將該屏蔽接地是為了提供電磁干擾耗散路徑，以防止其干擾其他電路。該屏蔽通常包含熱管理用的孔，用于生成氣流以使產生電磁干擾的裝置冷卻。然而，屏蔽中的大孔可使電磁干擾通過屏蔽泄露出，這樣，屏蔽孔的尺寸必須設計成使電磁干擾不會泄露出，而又不對使裝置冷卻的氣流進行限制。高頻率信號需要屏蔽中的較小孔用于電磁干擾容器，但較小孔對可供冷卻使用的氣流進行限制。因此，在把屏蔽中的孔的尺寸設計成用于冷卻和電磁干擾密閉目的方面存在工程折衷方案。
屏蔽可以位于微處理器級或底盤級或者兩者。微處理器生成產生電磁干擾的高頻諧波信號，這樣，把屏蔽設置成接近微處理器可以有效地包含電磁干擾源附近的諧波信號。局部化密閉防止電磁干擾干擾計算機系統中的其他電路，但是它也對使微處理器散熱所需的氣流進行限制。或者，可以使用計算機系統的底盤作為屏蔽，這雖然改善微處理器周圍的氣流，但卻可使電磁干擾干擾系統中的其他電路。底盤級解決方案需要底盤中的小孔用于電磁干擾封閉，但卻減少氣流。
使位于微處理器附近的散熱器接地是減少電磁干擾的另一方式。然而，來自與散熱器耦合的微處理器的電磁干擾可能會使散熱器充當天線并使電磁干擾輻射。使散熱器通過微處理器封裝件接地是困難的，并且盡管使散熱器接地可以減少電磁干擾，然而單單該解決方案不能充分通過所要求的FCC發射測試。可能會需要附加屏蔽來屏蔽電磁干擾。因此，需要一種用于密閉來自高頻率信號的電磁干擾而又不有損系統熱管理的電磁干擾密閉系統。
總之，需要集成電路用的與送電、信號傳送、封裝設計、熱管理和電磁干擾(EMI)發射控制有關的系統來支持半導體技術的未來和當前進步。

發明內容
因此，本發明的一般目的是提供一種在向集成電路送電時克服上述缺點而又不占用電路板上的大量空間的改進型送電系統和設備。
本發明的另一目的是提供一種用于通過利用由與集成電路嚙合的蓋或類似部件支撐的一個或多個電容器來向集成電路供電的系統和設備。
本發明的又一目的是提供一種集成電路用的連接器，該連接器在連接器本體部內包含送電裝置，并優選地能夠沿著集成電路的側部或頂部向集成電路供電，這使得集成電路所需的導電管腳(引線)數減少，而這又減少為把集成電路插入連接器和把集成電路從連接器中取出所需的力，并騰出附加管腳，供在與集成電路之間的信號傳輸中使用。
本發明的再一目的是提供一種采用插座或蓋的形式的送電部件，該送電部件包括形成在內部的多個平面電容器，這些電容器包括至少兩個金屬板，該兩個金屬板通過優選地采用薄膜形式的電介質材料彼此分離，這些電容器還彼此與送電部件分離，從而使電容器把多個不同電壓提供給集成電路的不同區域。
本發明的還一目的是提供一種用于把一個或多個電容器集成在內部并包括多個各自觸點臂的送電部件，這些觸點臂從該送電部件延伸，以便與集成電路上的引線嚙合，這些引線設置成圍繞集成電路的頂部、底部或側部。
本發明的還一目的是提供一種占用電路板上的較少空間并不依賴于電鍍耦合來與電路板上的引線匹配的微處理器封裝件，該封裝件包括用于在上面容納集成電路的外殼，該外殼具有用于形成外殼壁的介質板，該外殼還具有形成在其內表面的多個接觸焊盤，集成電路的引線端接于該接觸焊盤，該介質板使外殼的內部接觸焊盤與設置在電路板的對置表面的接觸焊盤分離，該外殼的內部接觸焊盤與電路板上的對應接觸焊盤對準，以實現兩者間的電容耦合，從而實現從集成電路到電路板的信號傳送，該外殼還具有由其支撐的至少一個電容器，該電容器實現向集成電路的供電。
本發明的再一目的是提供一種用于與集成電路一起使用的送電連接器，該連接器采用蓋部件的形式，該蓋部件的尺寸被設計成位于安裝在電路板上的集成電路上面，無論集成電路是否安裝在安裝插座內，該蓋部件包括設置在內部的多個彼此隔開的導電電容器板，該連接器還具有從電容器板延伸的多個端子，用于當蓋部件被施加給集成電路時，與集成電路上的導電跡線接觸，這些電容器板在有電壓被施加給其時選擇性儲電并根據需要向集成電路選擇性放電，電容器板端子從集成電路的側部或頂部與集成電路接觸，從而無需電路板上或安裝插座內的電源觸點或端子，這導致內部的端子數量減少和集成電路所需的安裝力減少。
本發明的又一目的是提供一種用于以電容方式向微處理器供電并包含用于使由微處理器在操作中產生的熱耗散的裝置。
本發明依靠其獨特新穎的結構來達到這些和其他目的。
本發明的送電系統包括電源，電壓調整器模塊，以及采用分立和/或整體電容器形式的去耦電容器。該電壓調整器模塊和去耦電容器各自位于與集成電路嚙合的連接器內。該連接器可以采用以一種方式與集成電路嚙合的蓋、插座或框架的形式，使得該系統向集成電路的一側或多側送電。該系統可以包括信號傳送系統，該信號傳送系統使來自集成電路的信號通過導體或印刷電路板跡線與位于集成電路所在電路板上的連接器內的遠程電路耦合。
本發明的封裝設計系統可使信號和/或電能與利用連接器的集成電路上的一個或多個表面耦合，這些連接器位于半導體封裝件的外部、與半導體封裝件齊平、半導體封裝件的凹部或內部。該封裝設計系統優選地可使所傳送的信號具有不同頻率，例如具有不同類型的信號接口的高頻率和低頻率，例如電導、電容、電感、光、傳輸線路和無線類型。
本發明還針對其各種系統設想了一種熱管理方面，其中，可以采用一種方式把散熱器和風扇裝設到連接器上，使得散熱器與集成電路的發熱表面接觸，這樣，散熱器可以把由集成電路和送電系統，包括在內部使用的電壓調整器模塊所產生的熱量耗散。
本發明還可以利用一種電磁干擾控制系統，該系統形成為連接器的一部分，用于屏蔽由集成電路輻射的電磁干擾。所有這些系統的有利方面是可實現互連密度的增加、電路板占用空間和集成電路封裝體積的減少、以及產品制造能力和可靠性的提高。
通過閱讀以下詳細說明，將清楚了解本發明的這些和其他目的、特點和優點。


在該詳細說明過程中，將時常參照附圖，在附圖中圖1是本發明最廣泛方面的功能方框圖，示出了本發明的各種系統方面與集成電路的相關性；圖2是圖1的系統的詳細方框圖；圖3是列出圖2的系統各方面的替代位置并列出系統方面之間的替代連接的表；圖4A、圖4B、圖4C、圖4D和圖4E是圖1、圖2和圖3的集成電路的示意圖，分別示出了遞增的集成水平0、1、2、3和4以及本發明的封裝設計系統方面；圖5是圖4A～圖4E的集成電路的示意圖，示出了根據本發明原理的IC封裝設計電源和信號連接；圖6A是與圖5相同的圖，但示出了與集成電路的不同側耦合的高頻率和低頻率信號接口；圖6B是與圖5相同的圖，但示出了與集成電路的相同側耦合的第一(高)和第二(低)頻率信號接口對；圖7A是與圖5相同的圖，但示出了與集成電路的不同側耦合的第一和第二信號類型接口；圖7B是與圖5相同的圖，但示出了與集成電路的相同側耦合的不同的第一和第二類型信號接口；圖8A、圖8B、圖8C和圖8D是圖4C和圖5的集成電路的示意斷面圖，示出了位于半導體封裝件的外部、與半導體封裝件齊平、半導體封裝件的凹部或內部的信號連接器和/或電源連接器；圖9A、圖9B和圖9C是圖5和圖8A～圖8D所示的集成電路的示意圖，示出了集成電路的各自頂部、底部和/或側部的信號觸點和/或電源觸點的位置；圖10A、圖10B和圖10C示出了圖8A、圖8B、圖8C或圖8D和圖5所示的集成電路的平面圖，該集成電路具有位于代表根據本發明優選實施例的封裝設計系統的集成電路的頂部、側部和/或底部的信號觸點和/或電源觸點；圖11是位于連接器內的圖5的集成電路的示意視圖；圖12A是位于形成為集成電路的蓋的連接器內的圖11的集成電路的示意視圖；圖12B是位于形成為用于容納集成電路的插座的連接器內的圖11的集成電路的示意視圖；圖12C是位于形成為用于容納集成電路的框架的連接器內的圖11的集成電路的示意視圖；圖13是與位于連接器內或電路板上的遠程電路耦合的圖11的集成電路的示意視圖；
圖14是采用層疊配置耦合在一起的圖13的集成電路的示意視圖；圖15是圖13或圖14的集成電路和遠程電路的示意視圖，該各電路均包括位于連接器內的電壓調整器模塊和去耦電容器；圖16是圖13或圖14的集成電路和遠程電路的示意視圖，各電路均包括電壓調整器模塊和去耦電容器；圖17是圖13或圖14的集成電路和遠程電路的示意視圖，各電路均包括位于電路板上的電壓調整器模塊和去耦電容器；圖18是圖13或圖14的集成電路和遠程電路的示意視圖，各電路均包括位于導體上的電壓調整器模塊和位于連接器內的去耦電容器；圖19是圖13或圖14的集成電路和遠程電路的示意視圖，各電路均包括位于電路板上的電壓調整器模塊和位于連接器內的去耦電容器；圖20是與熱管理系統和電磁干擾(EMI)控制系統組合的圖11的集成電路的示意視圖；圖21是根據本發明原理構成的帶有直立半導體模和電容型信號接口并且向集成電路側供電的二級半導體封裝件的斷面圖；圖22是根據本發明原理構成的帶有倒裝(flip)半導體模并利用電容型信號接口以及向集成電路側供電的二級半導體封裝件的斷面圖；圖23是裝設有散熱部件的圖21的集成電路封裝件的斷面圖；圖24是帶有直立半導體模和電容型信號接口并從封裝件側壁供電的二級半導體封裝件的斷面圖；圖25是在封裝件的頂部具有倒裝半導體模、電容型信號接口和電源觸點的本發明的二級半導體封裝件的斷面圖；圖26是在集成電路的頂部具有倒裝半導體模、電容型信號接口和電源觸點的一級半導體封裝件的斷面圖；圖27是由插座連接器攜帶的圖26的集成電路的斷面圖，該插座連接器支撐去耦電容器和散熱器，與圖12B和圖19所示類似；
圖28是包含本發明的系統的集成電路組件的透視圖，該集成電路組件形成為在連接器內承載的二級半導體封裝件，該連接器形成為用于支撐去耦電容器和散熱器的蓋和插座；圖29是圖28的系統組件的分解圖；圖30是沿著圖28的線30-30所取的圖28的組件的斷面圖；圖31是根據本發明原理構成的替代系統組件的斷面圖；圖32是從下側所取的本發明的送電部件的另一實施例的透視組裝圖，示出了用于向其電容器結構供電的替代裝置；其中，該集成電路形成為圖4C所示的二級半導體封裝件；圖33是與圖4C所示的二級半導體封裝件一起使用并具有用于與電源連接的外部裝置的另一系統組件蓋的透視圖；圖34是利用位于片狀封裝件上部位置的本發明的電容器送電結構并具有用于與散熱器連通的裝置的系統組件的替代實施例的透視圖；圖35是沿著圖34的線34-34所取的斷面圖；圖36是在本發明的送電系統中使用并用于把不同等級的電供給集成電路的電容器結構的替代實施例的從下側所取的透視圖；圖37是與圖36相同但從不同角度所取的圖，為清晰起見取下外殼；圖38是沿著圖37的線38-38所取的圖37的電容器結構的斷面圖；圖39是根據本發明原理構成并具有從其延伸的交錯電源引線的電容器結構的另一實施例的部分端視圖；圖40是根據本發明原理構成的送電結構的另一實施例的一角的放大透視詳圖，示出了兩個以上電容器板的使用；圖41是安裝在集成電路上安裝的外殼內的本發明的送電部件的透視圖，為清晰起見，外殼顯示成透明；圖42是圖35的斷面的端視圖；圖43是根據本發明原理構成的連接器結構的透視圖；圖44是根據本發明原理構成并利用支撐在用于支撐集成電路的外殼內的多個分立電源電容器的替代送電系統的分解圖；圖45是與圖44相同的圖，但是各部件一起組裝在電路板上；圖46是沿著圖45的線46-46所取的圖45的組件的斷面圖；圖47是帶有位于集成電路和組件上的散熱部件的圖45的組件的透視圖；圖48是圖45的組件的一部分的放大詳圖，示出了在內部使用的分立電容器；圖49是沿著圖47的線49-49所取的圖47的連接器組件的斷面圖；圖50是圖45的組件的一角的放大詳圖，示出了用于把組件保持就位的裝置；圖51是根據本發明原理構成的插座連接器的替代構成的放大詳圖，示出了用于與集成電路和分離電容器接觸的配線觸點的使用；圖52是圖51的連接器組件的透視圖；圖53是圖52的連接器組件的內部區域“A”的放大詳細斷面圖；圖54是圖52的連接器組件的一部分的詳細分解圖，示出了分立電容器的位置；圖55是在圖52的連接器組件中使用的包含引線的承載帶的透視圖；圖56和圖57是在圖30所示的系統中使用的蓋部件的下側透視圖；以及圖58是用于把分立電容器安裝在本發明的連接器內的替代方式的放大詳圖。
具體實施例方式
本發明針對的是集成電路22用的改進型送電系統12、信號傳送系統14、封裝設計系統16、熱管理系統18、以及電磁干擾發射控制系統20。半導體技術的當前和預見的進步已生產并將生產諸如微處理器那樣的時鐘速率更快、功率更高、電源電壓更低、直流電流更高、瞬態電流更高、電壓容限更窄、非均勻熱密度更高、以及電磁干擾發射頻率更高的集成電路。這些進步帶來的附加好處包括互連密度增加以及產品制造能力和可靠性提高的微處理器。半導體制造商預計，不久將來的微處理器通常將要求操作電壓1.0V或以下，電流100A或以上，瞬態電流300A/μ秒或更快，電壓調整器效率大于90％，電壓調整率在5％以內或以下，以及電壓脈動小于1％。這些要求表明了超出當前微處理器設計的顯著進步，具有這些特性的微處理器與未來封裝一樣將需要用于送電、信號傳送、封裝、熱管理、以及電磁干擾發射控制的新型支持系統。本發明針對的是這些系統和其他系統的改進，所有這些都將有利支持先進的半導體技術。
圖1～圖20一般性示出，并且圖21～圖58更具體地示出了集成電路22用的送電系統12、信號傳送系統14、封裝設計系統16、熱管理系統18、以及電磁干擾發射控制系統20，所有都在本文中所述的本發明的不同實施例內。圖1示出了電子裝置或系統10的一般方框圖，該電子裝置或系統10包括集成電路22用的送電系統12、信號傳送系統14、封裝設計系統16、熱管理系統18、以及電磁干擾發射控制系統20。圖2示出了圖1的送電系統、信號傳送系統和封裝設計系統的更詳細方框圖32，該圖對集成電路22用的送電系統12、信號傳送系統14和封裝設計系統16之間的關系進行說明。
圖3是列出在圖2所示的各系統方框的替代位置，以及在這些系統方框之間的替代連接的表56。圖4～圖10示出了圖1～圖3所示的集成電路22用的各種封裝設計系統16。圖11以及圖12A、圖12B和圖12C示出了圖5所示的位于形成為蓋、插座、或框架的連接器112內或位于印刷電路板(PCB)114上并具有形成為導體116和/或印刷電路板跡線118的信號連接器26和/或電源連接器24的集成電路。圖13和圖14示出了圖11所示的與位于連接器140內或印刷電路板114上的遠程電路52耦合的集成電路22的兩種配置。圖15～圖19示出了圖13和圖14所示的具有各自位于連接器112內、導體116上、或印刷電路板114上的其中一方、或者三方任何組合的電壓調整器38和去耦電容42的集成電路22和遠程電路52。圖20示出了圖11所示的具有圖1所示的熱管理系統18和電磁干擾發射控制系統20的更多詳情的集成電路22。圖21和圖22示出了具有位于集成電路22側部的電源觸點的集成電路22用的封裝設計系統16。圖23示出了使用圖21所示的集成電路22的系統10的組裝。圖24～圖26示出了具有位于集成電路22頂部的電源觸點的集成電路22用的封裝設計系統16。圖27示出了使用圖26所示的集成電路22的系統10的組裝。圖28～圖31示出了系統10的各種組裝圖。圖32和圖33示出了具有形成為整體電容器的去耦電容器42的形成為插座或蓋的連接器112。圖34～圖44示出了由形成為蓋、插座或框架的單獨或整體連接器112承載的形成為整體電容器的去耦電容器42的各種實施例。圖45～圖60示出了由形成為蓋、插座或框架的連接器112承載的形成為多個分立電容器的去耦電容器42的各種實施例。
返回參照圖1，該圖示出了電子裝置10的方框圖，該電子裝置10包括集成電路22的送電系統12、信號傳送系統14、封裝設計系統16、熱管理系統18和電磁干擾控制系統20。本發明在與采用在計算機領域使用的微處理器形式的集成電路一起使用時獲得其最大功效，但是應該理解，本發明的原理和結構可以適用于在其他應用中使用的其他集成電路。送電系統12向集成電路22供電，而信號傳送系統14傳送去往或來自集成電路22的信號。封裝設計系統涉及可以把集成電路22保持在內的封裝件或外殼的構成，而熱管理系統18在集成電路22的操作中使集成電路22冷卻，以及電磁干擾控制系統20屏蔽來自或朝向集成電路22的電磁干擾。
送電系統12通過電源連接器24的方法與集成電路22耦合，該電源連接器24優選地包括電源部件和接地部件(未示出)。電源連接器24在圖1和圖2中作了圖示，并優選的是雙向連接器，這表示電從送電系統12途經電源路徑傳送到集成電路22，并還表示接地路徑從集成電路22通向送電系統12。
信號傳送系統14通過信號連接器26的方法與集成電路22耦合，該信號連接器26可以包括一個或多個信號路徑，使得單個信號可以沿著單個路徑傳送，并使得多個信號可以途經單獨路徑傳送或者途經一個或多個路徑進行復用。信號連接器26也優選的是雙向連接器，這表示信號從集成電路22沿著信號傳送系統14傳送，以及信號從信號傳送系統14傳送到集成電路22。該信號通常包括數據和/或控制信息。
封裝設計系統16通常是集成電路22所固有的，并包括采用一種方式與各種上述系統12、14、18和20一起工作的集成電路22的構成。熱管理系統18優選地直接耦合或裝設到集成電路22上，與集成電路的發熱表面對置，并優選地在表示熱流路徑的熱連接器28上面。熱連接器28顯示為雙向連接器，用于表示熱從集成電路22耗散到熱管理系統18，并表示冷卻從熱管理系統18被引導到集成電路22。
電磁干擾控制系統20通過電磁干擾連接器30與集成電路22耦合。電磁干擾連接器20表示電磁干擾30的路徑。電磁干擾連接器20顯示為雙向連接器，用于表示電磁干擾30由集成電路22產生和輻射，以及由其他電路向集成電路22輻射。
集成電路22包括具有上述用于支持先進半導體技術的一個或多個特性和要求的半導體裝置。集成電路22優選的是微處理器，但也可以是任何其他類型的信號處理器，例如數字信號處理器(DSP)或特定用途集成電路(ASIC)。或者，在合適應用中，集成電路22可以是另一類型，例如存儲裝置、控制器、發送機或接收機。
圖1的電子裝置或系統10代表使用集成電路的任何類型的電氣和/或機械系統，例如計算機、電信和醫療裝置和系統。計算機通常可以包括工作站，臺式和筆記本計算機，手持式計算機，個人數字助理等。電信裝置和系統可以包括通信系統，衛星系統，微波系統，陸基電話交換系統，因特網系統和無線電話系統，以及諸如服務器和路由器那樣的因特網系統。醫療裝置和系統包括診斷、分析和處理裝置和系統等。所有這些裝置可以是也可以不是便攜式裝置。“便攜式”裝置在本領域中通常是指具有是臨時性的并需要定期充電的送電系統的裝置。該便攜式裝置通過可再充電或非可再充電的直流電源從送電系統12抽取直流(DC)電。
非便攜式電子裝置是具有用于把電采用交流(AC)形式從交流電源插座抽到送電系統12的固定送電系統的裝置。通常，這些裝置把交流電變換成直流電，這是因為集成電路22抽取直流電。然而，在某些應用中，集成電路22可以抽取交流電。
圖2是示出集成電路22用的送電系統12、信號傳送系統14和封裝設計系統16的詳細方框圖32。送電系統12包括電源34；連接器36，其位于電源和電壓調整器模塊之間；電壓調整器模塊38；連接器40，其位于電壓調整器模塊和去耦電容器42之間；連接器44，其位于去耦電容器和集成電路之間；以及，如果期望的話，連接器54，其位于電壓調整器模塊和集成電路之間。信號傳送系統14包括遠程電路52和位于遠程電路52和集成電路之間的連接器50，而封裝設計系統16優選地包括集成電路電源連接器46和集成電路信號連接器48。
在操作中，電源34可以在電源連接器36產生相對粗調整的直流電。電壓調整器模塊38在電源連接器40的下游把該粗調整直流電變換成相對細調整的直流電，并根據需要把該直流電發送到去耦電容器42，該去耦電容器42存儲預定量的該調整的直流電，并把該直流電沿著電源連接器44供給集成電路到其電源連接器或輸入46。或者，電壓調整器模塊38可以把所調整的直流電直接供給集成電路的集成電路電源連接器46，而不使用去耦電容器42。該集成電路信號連接器48通過信號連接器50分別收發去往和來自遠程電路52的信號。
在送電系統12中，電源連接器36、40、44和54中的各方均顯示為雙向連接器，用于表示電源部件和接地部件在鄰接系統方框之間延伸。圖1中的電源連接器24與圖2中的電源連接器44相同。同樣，正如以上參照信號連接器26所述，信號連接器50顯示為雙向連接器，用于表示信號從集成電路22路由到遠程電路52，并表示信號從遠程電路52路由到集成電路22。同樣，圖1中的信號連接器26與圖2中的信號連接器50相同。
如圖3中的表56的列A行2所示，電源34優選地位于電子裝置或系統10內的遠程位置。該遠程位置可以是適合于向電子裝置或系統10送電的任何位置。因此，如果電子裝置或系統10具有外殼、封殼(enclosure)等，則電源可以位于外殼、封殼等的內部或外部。優選的是，電源34將位于外殼的內部并安裝到諸如底盤或電路板那樣的結構上。如果電源34位于外殼的外部，則電源通常可以安裝到外殼的外部上。電源34是用于產生電并優選地在或沿著電源連接器36把采用交流(AC)形式的電變換成采用直流(DC)形式的電的任何類型裝置。如上所述，這種交流電到直流電的變換在非便攜式電子裝置中是典型的。或者，電源34可以直接從諸如電池、電容器等的直流電源產生直流電。電源34優選地產生相對粗調整級的直流電，以使電源34的成本和復雜性最小。
電源34通常將在電源連接器36產生較高電壓和較低電流的直流電，這在電源領域是公知的。然而，集成電路22可能會需要較低電壓和較高電流的直流電。因此，根據本發明的優選實施例，對從高電壓和低電流到低電壓和高電流進行的直流電變換的場合，以及高電壓、低電流直流電用的電源連接器和低電壓、高電流直流電用的電源連接器的位置和類型給予特別考慮。
高電壓、低電流直流電的有利方面是可通過諸如配線或電路板跡線那樣的采用重量較輕的適量導電材料構成的電源連接器來傳送電，該導電材料使電源連接器的成本最小。這些導電材料可以包括金屬、導電墨等。形成電源連接器的電路板上的跡線設計通常將決定電路板上的導電電鍍的最大量。電路板上的導電電鍍厚度在整個電路板的兩端之間是相同的，這是因為在電路板的不同區域選擇性施加不同量或不同厚度的電鍍是不具有成本效益的。與電路板電源連接器相關的成本有時可以抬高電路板的成本。例如，一盎司的鍍銅通常用于把來自電源34的高電壓、低電流直流電途經電路板上的跡線傳送到安裝在電路板上的各種電氣部件。相比之下，如果電源34將輸出低電壓、高電流電，則將在電路板上需要四盎司的鍍銅，用于把相同量的電傳送到電路板上的部件。這種具有四倍于電鍍量的電路板明顯是更昂貴的。
根據本發明的優選實施例并正如以下詳細所述，用于形成電路板上的電源連接器的電路板跡線優選地傳送高電壓、低電流直流電而不是低電壓、高電流直流電，以使電路板的成本最小。在此情況下，導體把直接來自電壓調整器模塊38和/或去耦電容器42的低電壓、高電流直流電傳送到集成電路22，而不通過電路板跡線傳送。
電壓調整器模塊38可以是用于把電源連接器36處的高電壓、低電流直流電變換成適合于集成電路22的低電壓、高電流直流電的任何裝置。優選的是，該電壓調整器模塊38產生相對精調整級的直流電，以使電壓調整器模塊38的成本和復雜性最小，同時使電壓調整器模塊38的性能最大。在本文中使用的術語“粗”和“精”以及“高”和“低”是用于對電源34和電壓調整器模塊38的性能和操作進行區分的相對術語，而不用于受限于任何特定值或級。期望的是，電壓調整器模塊38構成為分立和/或集成電路部件的模塊，并且如有必要，安裝在單獨電路板上。或者，電壓調整器模塊38可以根據必要或需要，僅采用分立電路部件或僅采用集成電路部件構成。
去耦電容器42可以包括用于使電與集成電路22去耦的任何類型電容器。如上所述，去耦電容器42的有利方面是當需要時向集成電路22提供高瞬態電流。去耦電容器42可以由單獨的分立電容器或整體電容器形成。分立電容器包括(但不限定于)具有引導或表面安裝端部連接器的陶瓷、鉭或凝膠(例如，封入氣凝膠)電容器等。該電容器還包括片狀電容器。分立電容器的有利方面是提供預定規范并具有公知尺寸。與分立電容器的連接可以利用諸如沖壓成形的單股線或多股線、模壓及成型、沖切引線(blanked lead)等的導體。上述分立電容器可以與承載引線框整體形成，并可以包括通過合適電介質材料分離的較大平行板。該整體電容器可以是剛性或撓性的，并可以采用固體、液體、膏體、凝膠或氣體形成。整體電容器的有利方面是可實現定制規范、形狀和構成。以下對去耦電容器42作進一步詳細說明。
電源34、電壓調整器模塊38和去耦電容器42中的各方均可以采用任何合適方式進行組合，以形成單獨或整體的模塊、裝置或部件等。優選的是，電源34、電壓調整器模塊38和去耦電容器42單獨或者采用替代構成來構成，電源34和電壓調整器模塊38可以設計成用于產生低電壓、高電流、精調整直流電的單個集成裝置。并且，電壓調整器模塊38和去耦電容器42可以設計成能夠產生去耦的、低電壓、高電流、精調整直流電的單個集成裝置。
集成電路22可以通過電源連接器44從去耦電容器42抽取電能，也可以根據期望，通過電源連接器54從電壓調整器模塊38抽取電能。通常，集成電路22的規范將規定從去耦電容器42和/或電壓調整器模塊38所需的功率輸出。如果集成電路22需要單獨電壓調整器模塊38不能滿足的高瞬態電流，則需要合適量的去耦電容器42。或者，如果電壓調整器模塊38可滿足集成電路22所需的瞬態電流，則不連續需要去耦電容器42。
電源連接器44包括任何類型的連接器，例如包括電導、電容、電感和類似連接器。在集成電路和電路板之間的信號連接器可以包括焊料、基板柵格陣列(LGA)、引腳網格陣列(PGA)、球柵陣列(BGA)、彈簧觸點和其他類似連接器。電容信號接口提供用于在具有合適尺寸并通過合適電介質材料分離的兩個導電板之間傳輸信號的接口。電感信號接口提供用于在彼此具有特定方位并通過預定距離來分離的兩個導體之間傳輸信號的接口。
遠程電路52指定存儲裝置，微處理器，數字信號處理器，特定用途集成電路(ASIC)，硬盤驅動器，用戶界面裝置，發送機，接收機等。在某些應用中，遠程電路52和集成電路22可以是相同或不同的電子電路或裝置。
信號連接器50可以包括信號接口，例如電導、電容、電感、光、傳輸線路和無線信號接口等。電導信號接口提供依賴于諸如在本領域公知的包括焊料、基板柵格陣列(LGA)、引腳網格陣列(PGA)、球柵陣列(BGA)等連接器的金屬到金屬接觸的電鍍信號接口。電容信號接口是可以在優選地具有類似尺寸并通過合適電介質材料或空氣來分離的兩個彼此隔開的導電板之間傳輸信號的信號接口。電感信號接口是用于在彼此具有特定方位并通過預定距離來分離的兩個導體之間傳輸信號的信號接口。光信號接口提供用于通過一個通道途徑諸如光纖那樣的光波導傳送在光頻率時由發送機調制和由接收機解調的例如光那樣的信號的接口。傳輸線路信號接口提供用于在包括同軸導體、微帶導體、共面導體、帶狀線導體等的兩個平行導體之間或之上傳送信號的接口。無線信號接口提供用于通過射頻通道途經諸如空氣或空間那樣的無線電傳輸介質傳送在射頻時由發送機調制并由接收機解調的信號的接口。電源連接器44和信號連接器50中的各方均可以通過諸如電路板、插件卡組件、管腳和插座組件、插頭組件、焊料、導電粘合劑、管腳、彈簧指等那樣的任何類型的配合配置傳送到集成電路22。
圖3示出了列出在圖2所示的各系統方框34、38、42、22和52的列A、C、E、H中列出的替代位置和在圖2的系統方框36、40、44、46、48和50之間的列B、D、F、G、I和J中列出的替代連接器的表56。直接與表56中的列對應的圖2的系統方框參考編號36、40、44和50在表56中不用括號圍住。例如，電源連接器36直接與列B、行1所述的電源連接器對應。不直接與表56中的列對應的圖2的系統方框參考編號34、38、42、46、22、48和52用括號圍住，例如表示電源自身的圖2的電源34，并且列A、行1對電源位置進行說明。在表56中，為了清晰起見，未示出圖2的替代電壓調整器模塊至集成電路電源連接器54。然而，替代電源連接器54包括導體和電路板跡線，這與在圖3的表32中列出的所有其他連接器相同。
在表56中，如列A、行2所示，電源位置被描述為遠程。術語“遠程”在本說明中一般是指電源位于遠離電子裝置10的剩余電路的任何合適位置。本說明用于反映電源的當前和預計未來設計，這些電源憑其本身性質來說是較復雜的電路，并且通常形成為通過接口與剩余電路連接的模塊。術語“遠程”不包含電源設置成遠離剩余電路的距離關系，這是因為，實際來說，電源34與剩余電路電氣耦合。
在行1、列C、E、H和K分別所述的電壓調整器模塊38、去耦電容器42、集成電路22和遠程電路52的位置各自被描述成位于在相同四列的行2、3和4分別所述的連接器內、PCB上、和/或導體上。
連接器是用于使電氣信號與電子裝置電氣耦合的裝置。由連接器傳送的電氣信號通常包括電源和/或信息信號。該連接器還具有便于與電氣裝置電氣連接的機械裝置。在本發明的優選實施例中，該連接器形成為集成電路的蓋、框架和/或插座。
電路板是包括用于承載導電路徑，或者稱為跡線或接觸焊盤的一層或多層非導電材料的基板。而導體是用于使來自一個電子裝置的電氣信號與另一電子裝置電氣耦合的裝置。由導體傳送的電氣信號通常包括電源和/或信號。該導體可以是撓性，也可以是剛性，或者兩者的組合。撓性導體的例子包括撓性電路、帶形電纜、配線、電纜等。剛性導體的一例包括上面設有導電跡線的常規電路板。導體通常設置成遠離主電路板，通常稱為母板。
在行1、列B、D、F和J分別描述的電源連接器36、40和44以及信號連接器50各自被描述成在相同四列的行2和行3分別描述的導體和/或電路板跡線。術語“導體”在本說明中一般是指與以上參照功能方框的位置所述相同。因此，導體可以用作功能方框以及電源連接器和/或信號連接器的位置。跡線提供設置在一層或多層非導電材料上用于傳送電氣信號的導電路徑。由跡線傳送的電氣信號通常包括電源信號和/或信息信號。
在行1、列G和I分別描述的集成電路電源連接器46和集成電路信號連接器48的位置各自被描述成位于在相同兩列的行2、3和4分別描述的集成電路22的頂部、側部和/或底部。在本說明中，術語“頂部”、“側部”和“底部”是指集成電路22的不同側或表面，其通常可以是方形、圓形或矩形，并且這些術語是僅用于說明目的的相對術語，并不應視為受限于可以常規上稱為的集成電路22的頂部、側部或底部。通常，集成電路22的頂表面和底表面的表面積具有大于集成電路的各側的表面積，這對于當今形成為微處理器的集成電路是典型的。以下對集成電路電源連接器46和集成電路信號連接器48的位置作進一步詳細說明。
對于圖3的表56的該一般概述，列A、B、C、D、E、F、G、H、I、J和K在行2、3和4分別對1、2、3、2、3、2、3、3、3、2和3個單獨替代方案進行說明。因此，表56單獨并且無任何其他說明或圖，揭示了各種單獨替代方案的11,664個可能組合(即1×2×3×2×3×2×3×3×3×2×3＝11,664)。可能組合數表明了集成電路22用的送電系統12、信號傳送系統14和封裝設計系統16可以被實施的許多方式。本發明不是用來受限于該可能組合數，這是因為在本說明書中所述和在本說明書附圖中所示的許多其他特點和替代方案可以與在表56中列出的替代方案進行組合。并且，同時使用的各種單獨替代方案的組合也將增加可能組合數。
如圖2所示，如果使用替代電源連接器54而不是去耦電容器42和電源連接器44，則總組合數將減少去耦電容器42的位置的3個單獨替代方案，并減少電源連接器44類型的2個單獨替代方案(即11,664/(3×2)＝1,994個可能組合)。
圖4A、圖4B、圖4C、圖4D和圖4E示出了圖1、圖2和圖3所示的代表封裝設計系統16的集成水平遞增、并分別表示為水平0、1、2、3和4的集成電路22。圖4A示出了使用集成水平0構成的集成電路22，并包括半導體模58，或者稱為芯片、晶片等。圖4B示出了使用集成水平1構成的集成電路22，并包括圖4A所示的安裝在半導體基板60上的半導體模58。圖4C示出了使用集成水平2構成的集成電路22，并包括安裝在圖4B所示的封閉在諸如塑料、陶瓷等那樣的半導體封裝件62內的半導體基板60上的半導體模58。圖4D示出了使用集成水平3構成的集成電路22，并包括圖4C所示的安裝在有時稱為內置板的電路板64上的半導體封裝件62。圖4E示出了使用集成水平4構成的集成電路22，并包括圖4D所示的安裝在有時稱為母板的較大電路板66上的半導體封裝件62和印刷電路板64。優選的是，如圖4C所示，使用集成水平2來構成集成電路22。然而，如圖4B所示，預計使用集成水平1來構成集成電路。
各種集成水平是僅為參考而示出的，并不應認為是關鍵性定義的。集成水平的各種組合是可行的，并沒有專門示出。例如，如圖4B所示，安裝在半導體基板60上的半導體模58可以直接安裝在印刷電路板64上，而不使用半導體封裝件62。同樣，如圖4C所示，半導體封裝件62可以直接安裝在母板66上，而不使用印刷電路板64。因此，集成電路22的所示水平的各自部件可以進行混合和匹配，以提供未在圖4A、圖4B、圖4C、圖4D和圖4E中專門示出的眾多集成組合。
在圖4B～圖4E中，該封裝件具有多個表面，該多個表面一般可以被認為是“頂”表面或“側”表面。這些多個表面是由一個壓一個層疊或安裝以形成階梯輪廓(stair-step profile)的元件產生的。因此，術語“頂部”或“側部”可以包括面向相同方向的所有表面，并不限于在一個方向離得最遠的表面。
在圖5中示意性示出了集成電路22、送電系統12、信號傳送系統14。在該圖中，集成電路22一般包括具有與其一起形成的集成電路電源連接器46和集成電路信號連接器48的封裝設計系統16。因此，圖5所示的方框圖一般與圖2所示的方框圖相同，只不過集成電路22是作為示意視圖而示出的。圖5示出了適用于所有圖的若干常規圖示。實線表示信號連接器26和優選的電源連接器24的優選路徑。短虛線表示信號連接器26的替代路徑。長虛線表示電源連接器24的替代路徑。提供這些常規圖示是為了增加清晰和對附圖和本說明的理解，并不應認為在任何方面進行限制，例如暗示任一連接器比另一連接器更重要或更好。
正如參照圖2所述，信號傳送系統14通過信號連接器26與集成電路22的集成電路信號連接器48電氣耦合。信號連接器26可以與集成電路22的頂部68、底部70和/或側部74電氣耦合。優選的是，信號連接器26與集成電路22的底部70電氣耦合。因此，在集成電路22的視圖內所示的集成電路信號連接器48表示信號連接器26可以位于集成電路22的任何表面。
正如參照圖2所述，送電系統12通過電源連接器24與集成電路22的集成電路電源連接器46電氣耦合。電源連接器24可以與集成電路22的頂部68、底部70和/或側部74電氣耦合。優選的是，電源連接器24與集成電路22的側部72電氣耦合。因此，在集成電路22的視圖內所示的集成電路電源連接器46表示電源連接器24可以位于集成電路22的任何表面。
在本發明的優選實施例中，信號連接器26和電源連接器24位于集成電路22的不同側(即分別為底部70和側部72)。把信號連接器26和電源連接器24設置在集成電路22的不同側提供了與集成電路22的封裝設計系統16有關的若干優點。這些優點包括減少接地觸點數和電源觸點數，增加信號觸點數，增加每平方區域信號觸點數，減少信號觸點間距，減少總觸點數，增加每平方區域總觸點數，減少沿Z軸每平方區域的每觸點力，減少匹配觸點高度，增加信號帶寬，增加半導體模尺寸，減少集成電路22尺寸，以及改善與電子、機械和材料有關的其他因素。
或者，信號連接器26和電源連接器24可以位于集成電路22的相同一側或多側(即頂部68，底部70和側部72)。在此情況下，將對信號連接器26和電源連接器24在集成電路22相同側的位置給予特別考慮，以便針對各種工程原因而優化連接器，以下對此作進一步詳細說明。
圖6A示出了圖5所示的具有第一(高)頻率信號接口76和與第一(高)頻率信號接口76不同的第二(低)頻率信號接口78的集成電路22，其中，各自接口與代表根據本發明優選實施例的封裝設計系統16的集成電路22的不同側耦合。因此，信號連接器26包括第一(高)頻率信號接口76和第二(低)頻率信號接口78。第一(高)頻率信號接口76的頻率和第二(低)頻率信號接口78的頻率通過至少一赫茲來分離。然而，根據頻率在集成電路22的不同側分離信號接口的好處隨著頻率間的分離變大而增加。
第一(高)頻率信號接口76和第二(低)頻率信號接口78中的各方均可以與集成電路22的任一側(即頂部68，底部70和側部72)連接。優選的是，第一(高)頻率信號接口76與集成電路22的頂部68連接，第二(低)頻率信號接口78與集成電路22的底部70連接。該位置配置的有利方面是可使電源連接器24與集成電路22的側部72連接，而不考慮信號連接器26在集成電路22的側部72的位置。
并且，該位置配置的有利方面是與要在集成電路22的一側使用的一種類型的信號接口(在圖7A和圖7B中的表84所示)和要在集成電路22的另一側使用的另一類型的信號接口對應。例如，第一(高)頻率信號接口76可以使用電容型信號接口，而第二(低)頻率信號接口78可以使用電導型信號接口。在該例中，使第二(低)頻率信號接口78通過電導型信號接口傳送去往和來自印刷電路板的信號將是有利的，并且使第一(高)頻率信號接口76通過電容型信號接口傳送去往和來自導體的信號將是有利的。換句話說，低頻率信號將通過印刷電路板上的印刷電路板跡線傳送，高頻率信號將通過導體傳送。導體把高頻率信號直接傳送到其他電路，而不進入印刷電路板，或者通過進入印刷電路板傳送到其他電路，并經由印刷電路板跡線在短距離內繼續。該特定配置可使印刷電路板的成本和尺寸最小，這是因為使多個印刷電路板層之間的高頻率傳輸線路的復雜路由選擇最小或消除。
圖6B是圖5所示的具有第一(高)頻率信號接口76和與第一(高)頻率信號接口76不同的第二(低)頻率信號接口78的集成電路22的視圖，其中，各自接口與代表根據本發明優選實施例的封裝設計系統16的集成電路22的相同側耦合。因此，圖6B與圖6A相同，除了第一(高)頻率信號接口76和第二(低)頻率信號接口78在集成電路22的側部的位置(即頂部68，底部70和側部72)。
第一(高)頻率信號接口76和第二(低)頻率信號接口78可以位于集成電路22的任一側(即頂部68，底部70和側部72)。優選的是，第一(高)頻率信號接口76和第二(低)頻率信號接口78位于集成電路22的底部70。或者，第一(高)頻率信號接口76和第二(低)頻率信號接口78可以位于集成電路22的頂部68或側部74。
把第一(高)頻率信號接口76和第二(低)頻率信號接口78設置在集成電路22的相同側的有利方面是可使高頻率信號和低頻率信號與相同印刷電路板、連接器、導體或其他集成電路電氣耦合。該位置配置在信號連接器26很多具有一個頻率信號接口并很少有另一頻率信號接口的情況是實用的，其中，把它們分配給集成電路的不同側將比把它們分配給集成電路22的相同側更昂貴或更復雜。
該位置配置可能會在集成電路22和印刷電路板、連接器、導體或其他集成電路之間需要混合接口連接器，以適應不同頻率。例如，第一(高)頻率信號接口76可以使用電容型信號接口，第二(低)頻率信號接口78可以使用電導型信號接口。在此情況下，混合接口連接器適應電容型信號和電導型信號。更具體地說，混合接口連接器將包括電容型信號用的介質元件和電導型信號用的電鍍(galvanic)觸點。
圖7A是圖5所示的具有第一類型的信號接口80和與該類型的信號接口80不同的第二類型的信號接口82的集成電路22的視圖，其中，各自接口與代表根據本發明優選實施例的封裝設計系統16的集成電路22的不同側(即頂部68，底部70和側部72)耦合。因此，信號連接器26包括第一類型的信號接口80和第二類型的信號接口82。第一類型的信號接口80和第二類型的信號接口82可以使用相同或不同頻率傳送信號。
如圖7A中的表84所示，第一類型的信號接口80和第二類型的信號接口82中的各方均包括(但不限定)電導、電容、電感、光、傳輸線路和無線信號接口。這些類型的信號接口各例均在以上作了詳細說明。注意，這些類型的信號接口還包括由這些類型的信號接口傳送的信號特性。該信號特性包括(但不限定)頻率、振幅、調制等。
第一類型的信號接口80和第二類型的信號接口82中的各方均可以與集成電路22的任一側(即頂部68，底部70和側部72)連接。優選的是，第一類型的信號接口80與集成電路22的頂部68連接，第二類型的信號接口82與集成電路22的底部70連接。或者，第二類型的信號接口82可以與集成電路22的側部74連接。
當各類型的信號接口的電氣和/或機械特性如此不同以致把它們設置在集成電路22的不同側不太昂貴或更容易時，這種類型的信號接口配置是有利的。例如，第一類型的信號接口80可以是光信號接口，第二類型的信號接口82可以是電容信號接口。在此情況下，光接口采用光形式傳送信號，電容接口采用電子形式傳送電氣信號。因此，把光信號接口構成在集成電路22的一側、并把電容信號接口構成在集成電路22的另一側將是有利的。
圖7B示出了圖5所示的具有第一類型的信號接口80和與該類型的信號接口80不同的第二類型的信號接口82的集成電路22，其中，各自接口與代表根據本發明優選實施例的封裝設計系統16的集成電路22的相同側耦合。因此，圖7B與圖7A相同，除了第一類型的信號接口80和第二類型的信號接口82在集成電路22側(即頂部68，底部70和側部72)的位置以外。
第一類型的信號接口80和第二類型的信號接口82可以與集成電路22的任一側(即頂部68，底部70和側部72)連接。優選的是，第一類型的信號接口80和第二類型的信號接口82都與集成電路22的底部70連接。或者，第一類型的信號接口80和第二類型的信號接口82都可以與集成電路22的頂部68或側部74連接。該配置的優點與圖6B中參照混合接口連接器所述類似。
注意，在圖6A和圖6B中所述的頻率信號接口和在圖7A和圖7B中所述類型的信號接口有某種重疊，這是因為在圖6A和圖6B所述的頻率信號接口必定具有某種類型的信號接口，例如在圖7A和圖7B中所述的信號接口。例如，在圖6A中，第一(高)頻率信號接口76優選的是電容型信號接口，第二(低)頻率信號接口78優選的是電導型信號接口。在該例中，各類型的信號接口使用不同頻率傳送信號。因此，通過該符號表示和通過該例，圖6A、圖6B、圖7A和圖7B的各種組合是可行的并在本發明的范圍內。
圖8A、圖8B、圖8C和圖8D示出了圖4C和圖5所示的代表根據本發明優選實施例的封裝設計系統16的具有信號連接器48和/或電源連接器46的集成電路22的斷面圖，其中，信號連接器48和/或電源連接器46分別位于半導體封裝件22的外部、與半導體封裝件62齊平、半導體封裝件22的凹部或內部。優選的是，如以上圖4C所示，集成電路22是形成為二級設計的半導體封裝件62。或者，如圖4A、圖4B、圖4C、圖4D和圖4E所示，集成電路22可以形成為任何級設計，或者其任何組合。注意，為清晰起見，圖4C所示的半導體模58和半導體基板60都未在圖8A、圖8B、圖8C和圖8D這四個圖中的各方框內示出。
如上所述，圖8A、圖8B、圖8C和圖8D各自具有的共同特征包括半導體封裝件62(包括頂部68，底部70，側部72和74)，集成電路信號連接器48，集成電路電源連接器46，信號連接器26和電源連接器24。集成電路電源連接器46和信號連接器26與上述相同。
半導體封裝件62具有預定厚度88。該預定厚度88可以具有任何值，并可以在半導體封裝件62的一側或多側是不同的。半導體封裝件62可以采用任何合適材料形成。優選的是，預定的厚度88的值適合于使用半導體封裝件62用的塑料或陶瓷材料的微處理器。優選的是，預定厚度88的值在半導體封裝件62的所有側是相同的。
集成電路22可以具有可使集成電路22與另一結構對準和/或裝設到該另一結構上的機械部件(未示出)，該另一結構包括(但不限定)印刷電路板，連接器、形成蓋、插座或框架、導體，另一集成電路等。這些機械部件可以形成為裝設到集成電路22上或與集成電路22整體形成的分離部件。這些機械部件包括(但不限定)延伸到集成電路22的一個或多個表面外部的銷、脊、柱、栓、凸部等，和/或延伸到集成電路22的一個或多個表面內部的孔、凹部、槽等。該機械部件可以形成固定器自身，也可以與單獨固定器合作，以便與集成電路22對準和/或裝設到集成電路22上。
集成電路信號連接器48包括信號觸點90。信號觸點90提供可使信號連接器26上的信號由集成電路22接收和/或由集成電路22發送的任何類型的路徑。因此，該信號觸點90可與圖7A和圖7B中的表84所示的各種類型的信號接口兼容，該信號接口類別包括(但不限定)電導、電容、電感、光、傳輸線路和無線信號接口。根據所用信號接口類型，該信號觸點90具有各種機械和電氣特點和特性。當信號觸點可與電導型信號接口兼容時，信號觸點90優選地采用金屬制成，以提供電鍍觸點。
當信號觸點90可與電容型信號接口兼容時，信號觸點90優選地采用金屬制成，以提供電容信號傳送所必要的導電板的一側。或者，將電介質材料和集成電路22設置在導電板上。注意，導電板的另一側(未示出)可以設置在印刷電路板或連接器上，以下對此作進一步詳細說明。
當信號觸點90可與電感型信號接口兼容時，信號觸點90優選地采用金屬制成，以提供電感信號傳送所必要的導電元件的一側。注意，導電元件的另一側(未示出)可以設置在印刷電路板或連接器上，以下對此作進一步詳細說明。
當信號觸點90可與光型信號接口兼容時，信號觸點90優選地形成一個或多個光發送機和/或光接收機，以下對此作進一步詳細說明。
當信號觸點90可與傳輸線路型信號接口兼容時，信號觸點90優選地形成傳輸線路接口，用于在集成電路22外部的信號連接器26和集成電路22內部的信號連接器(未示出)之間實現正確阻抗匹配。
當信號觸點90可與無線型信號接口兼容時，信號觸點90優選地形成天線接口，用于在集成電路22外部的信號連接器26和集成電路22內部的信號連接器(未示出)之間通過天線(未示出)實現正確阻抗匹配。或者，信號觸點90可以形成和提供天線自身。
信號觸點90與位于半導體封裝件62內部的半導體模58(未示出)電氣耦合。用于提供電氣耦合的常規方法包括(但不限定)配線接合、接片接合、彈拋片接合等，這在半導體制造領域是公知的。優選的是，在信號觸點90和半導體模58之間的電氣耦合是使用各自在半導體制造領域是公知的配線和配線接合器進行的。
信號觸點90可以位于集成電路22的任一側或所有側(即頂部68，底部70，側部72和74)。優選的是，該信號觸點90位于集成電路22的底部70，以便與上述信號連接器26的優選位置匹配。信號觸點90的替代位置在半導體封裝件62的頂部68和側部74示出。為清晰起見，信號觸點90在各圖中作為簡單方框進行圖示。實際上，信號觸點90包括與各信號路徑對應的多個單獨信號觸點。信號觸點90可以具有相對于半導體封裝件62的任何仰角。優選的是，信號觸點90全部具有相對于半導體封裝件62的相同仰角。該配置可便于制造半導體封裝件62和便于與信號觸點90連接。或者，信號觸點90各自可以具有相對于封裝件62的不同仰角，以適應各種期望的工程考慮因素。該信號觸點90可以具有任何形狀、尺寸、間距、材料等。形狀包括(但不限定)方形、矩形、圓形、橢圓形等。優選的是，其尺寸在0.5～1.0mm×0.5～1.0mm平方范圍內。優選的是，其材料是電鍍材料。
集成電路電源連接器46包括采用金屬形成的導電電源觸點92。電源觸點提供可把電源連接器24上的電力送到集成電路22的任何類型的路徑。電源觸點92與位于半導體封裝件62內部的半導體模58(未示出)耦合。優選的是，在電源觸點92和半導體模58之間的電氣耦合是使用各自在集成電路封裝設計領域中公知的配線和配線接合器進行的。優選的是，電源觸點92的尺寸一般比信號觸點90大，并且在電源觸點92和半導體模58之間的電氣耦合比在信號觸點90和半導體模58之間的電氣耦合強。該構成的有利方面是可使通過電源觸點92傳送到半導體模58的電流比通過信號觸點90傳送到半導體模58的電流多。
電源觸點92可以位于集成電路22的任一側或所有側(即頂部68，底部70，側部72和74)。優選的是，電源觸點92位于集成電路22的側部72，以便與上述電源連接器24的優選位置匹配，并且如果期望，空出可用于信號和其他非電源應用的集成電路上的更多觸點。電源觸點92的替代位置在半導體封裝件62的頂部68和底部70示出。把電源觸點設置在集成電路22的側部72顯著減少了沿集成電路22的底部70的Z軸的每平方區域每信號觸點力，這是因為每電源觸點力在X軸和Y軸。把電源觸點設置在集成電路22的頂部68顯著減少了沿集成電路22的底部70的Z軸的每平方區域每信號觸點力，這是因為當信號觸點90和電源觸點92分布在集成電路22的對置側時，需要較少觸點力。為清晰起見，電源觸點92在各圖中作為簡單方框進行圖示。實際上，正如參照圖1所述，電源觸點92包括與各電源路徑和接地路徑對應的多個單獨電源觸點和接地觸點。
電源觸點92可以具有相對于半導體封裝件62的任何仰角，并且優選的是，電源觸點92全部具有相對于半導體封裝件62的相同仰角。該配置可便于制造半導體封裝件62和便于與電源觸點92連接。或者，如果合適，電源觸點92各自可以具有相對于半導體封裝件62的不同仰角，以適應各種工程考慮因素。
圖8A示出了信號觸點90和/或電源觸點92位于半導體封裝件62的外部。在此情況下，信號觸點90和/或電源觸點92在半導體封裝件62的外表面上面突起預定高度94。信號觸點90和/或電源觸點92的預定高度94可以具有任何值，并可以在半導體封裝件62的一側或多側是不同的。優選的是，預定高度94的值適合于使用半導體封裝件62用的塑料或陶瓷材料的微處理器。優選的是，信號觸點90和/或電源觸點92的預定高度94的值在半導體封裝件62的所有側是相同的。
圖8B示出了信號觸點90和/或電源觸點92設置成與半導體封裝件62齊平。在此情況下，信號觸點90和/或電源觸點92與半導體封裝件62的外表面一般齊。圖8C示出了信號觸點90和/或電源觸點92設置成部分凹入在形成于半導體封裝件62內的對應凹槽98內部。在此情況下，信號觸點90和/或電源觸點92在半導體封裝件62的外表面下面凹入預定高度96。信號觸點90和/或電源觸點92的預定高度96可以具有任何值，并可以在半導體封裝件62的一側或多側是不同的。優選的是，預定高度96的值適合于使用半導體封裝件62用的塑料或陶瓷材料的微處理器。優選的是，信號觸點90和/或電源觸點92的預定高度96的值在半導體封裝件62的所有側是相同的。凹入的有利方面是減少信號觸點90和/或電源觸點92的污染和/或損壞。凹入還可以為電源連接器24和/或信號連接器26提供機械對準或裝設部件。
圖8D示出了信號觸點90和/或電源觸點92位于半導體封裝件62的內部。在此情況下，信號觸點90和/或電源觸點92設置在半導體封裝件62的內表面的內部。該配置的有利方面是消除了信號觸點90和/或電源觸點92的污染和/或損壞。
集成電路信號連接器48包括信號封裝接口100。信號封裝接口100是可使位于半導體封裝件62內部的信號觸點90與位于半導體封裝件62外部的信號連接器26一起操作的任何類型的接口。信號封裝接口100可以形成為脫離半導體封裝件62的單獨部件，然后可以使用諸如插入模制、過度模制(over molding)、按扣、干涉壓入配合、粘接等那樣的各種方法與半導體封裝件62機械接合。該單獨部件可以采用與半導體封裝件62相同或不同的材料形成。或者，信號封裝接口100可以形成為半導體封裝件62的整體部分。為清晰起見，信號封裝接口100在各圖中作為簡單方框進行圖示。實際上，信號封裝接口100可以包括與各信號路徑對應的一個或多個單獨信號封裝接口100。
如圖7A和圖7B中的表84所示，信號封裝接口100的機械和電氣特點和特性取決于所用信號接口類型。例如，電容型信號接口可能會要求信號封裝接口100形成為電介質材料。在此情況下，信號觸點90提供電容信號傳送所需的導電板的一側。導電板的第二側(未示出)位于半導體封裝件62的外部，并可以設置在印刷電路板或連接器上。信號封裝接口100形成具有合適介電常數的電介質材料，以便可使具有合適頻率、振幅等的信號的導電板之間實現電容信號傳送。
例如，光型信號接口可能會要求信號封裝接口100形成為光透鏡。在此情況下，信號觸點90形成光發送機和/或光接收機。信號封裝接口100形成光透鏡，以便引導采用光波形式的已調制信號通過半導體封裝件62。或者，信號封裝接口100可以形成通過半導體封裝件62延伸的一個或多個孔，以便可使形成為光纖的信號連接器26與集成電路22內部的光發送機和/或光接收機機械對準。在該替代方案中，一個或多個孔也可以把光纖固定到集成電路22上。再舉一例，傳輸線路型或無線型信號接口可能會要求信號封裝接口100形成為阻抗匹配裝置。
集成電路電源連接器46包括電源封裝接口102。電源封裝接口102是可使位于半導體封裝件62內部的電源觸點92與位于半導體封裝件62外部的電源連接器24一起操作的任何類型的接口。
電源封裝接口102可以形成為脫離半導體封裝件62的單獨部件，然后可以使用諸如插入模制、過度模制、按扣、干涉壓入配合、粘接等那樣的方法與半導體封裝件62機械接合。該單獨部件可以采用與半導體封裝件62相同或不同的材料形成。或者，電源封裝接口102可以形成為半導體封裝件62的整體部分。為清晰起見，電源封裝接口102在各圖中作為簡單方框進行圖示。實際上，電源封裝接口102可以包括與各信號路徑對應的一個或多個單獨電源封裝接口102。電源封裝接口102的機械和電氣特點和特性取決于用于把電力從電源連接器24通過電源觸點92送到集成電路22的方法類型。
在圖8A、圖8B、圖8C和圖8D中，該特征是為了說明和不是為了限制而示出的，并且這些圖中的任一圖的裝置都可以與另一圖中的任何裝置進行組合，以提供裝置的多個組合。例如，位于圖8D所示的半導體封裝件62內部的信號觸點90可以與分別位于圖8A、圖8B和圖8C所示的半導體封裝件62的外部、與半導體封裝件62齊平、或者半導體封裝件62的凹部的電源觸點92進行組合。
圖9A、圖9B和圖9C示出了圖8A、圖8B、圖8C或圖8D和圖5所示的代表根據本發明優選實施例的封裝設計系統16的具有信號觸點90和/或電源觸點92的集成電路22的平面圖，其中，信號觸點90和/或電源觸點92分別位于集成電路22的頂部68、底部70和/或側部72。在這三個圖中的各圖內，信號觸點90和/或電源觸點92顯示為僅用于說明目的的等間隔的方形。實際上，信號觸點90和/或電源觸點92可以具有任何合適的尺寸、形狀、厚度、大小、間距等。因此，信號觸點90和/或電源觸點92在集成電路22的頂部68、底部70和/或側部72中的一方或多方上的配置提供了在本說明書范圍內的多個實施例。
更具體地說，圖9A示出了可用于承載信號觸點90和/或電源觸點92的集成電路22的頂部68。圖9B示出了可用于承載信號觸點90和/或電源觸點92的集成電路22的底部70。在本發明的優選實施例中，如圖9B所示，信號觸點90位于集成電路22的底部70。圖9C示出了可用于承載信號觸點90和/或電源觸點92的集成電路22的側部72。在本發明的優選實施例中，如圖9C所示，電源觸點92位于集成電路22的側部72。
圖10A、圖10B和圖10C示出了信號觸點90和/或電源觸點92在集成電路22的頂部68、底部70和/或側部72中的一方或多方上的配置和位置的更多限定例。圖10A示出了可用于承載信號觸點90和/或電源觸點92的集成電路22的頂部68的外部104。集成電路22的內部106可用于容納散熱器、熱擴散器等。優選的是，散熱器與集成電路22機械接觸，以提供用于把熱從集成電路22抽走的熱路徑。
圖10B示出了可用于承載信號觸點90和/或電源觸點92的集成電路22的頂部68的外部108和內部110。優選的是，外部108承載電源觸點92，而且內部110承載信號觸點90。當電源觸點92和信號觸點90具有圖7A和圖7B所示的不同類型的信號接口時，例如，當電源觸點92是電導型，并且信號觸點是電容型時，該配置是有利的。
圖10C示出了各自可用于承載信號觸點90和/或電源觸點92的集成電路22的頂部68的外部112和內部114。優選的是，外部112承載電源觸點92，而內部114承載信號觸點90。
在圖11中，連接器112包括合適的電氣和機械裝置和特性，用于提供在信號連接器26和/或電源連接器24與集成電路22之間的電氣接口。連接器112可與圖7A和圖7B中的表84所述的各種類型的信號接口兼容。
根據本發明的優選實施例，連接器112承載電壓調整器模塊38和/或去耦電容器42，以下對此作進一步詳細說明。由于連接器112承載集成電路22，因而電壓調整器模塊38和/或去耦電容器42設置成盡可能接近集成電路22，從而使電源連接器24的長度最短。而使電源連接器24的長度最短，依次使電源連接器24的阻抗和電感最小，從而可使電壓調整器模塊38和/或去耦電容器42把低電壓、窄電壓容限和高電流的電傳送到高性能集成電路22。
連接器112可以具有各種形式、形狀和尺寸，并可以采用各種材料制成，這取決于各種工程考慮因素。各種形式、形狀和尺寸在圖11中用集成電路22的側部74的虛線120、122和124以及集成電路22的側部72的虛線126、128和130表示。虛線120、122和124分別與虛線126、128和130水平對準。該虛線表示連接器112可以端接以形成連接器112的特定形式、形狀或尺寸的各種位置。注意，虛線僅用于說明目的，而不應視為對連接器112的范圍進行限定。
例如，位于集成電路22的頂部68上面的連接器112的上部可以僅延伸到虛線120和126，從而在集成電路22上面實質形成蓋，或者稱為板或帽。在此情況下，形成為蓋的連接器112具有底表面，該底表面設置成與集成電路22的頂部68共面或在該頂部68上面。形成為蓋的連接器112可以進一步沿著集成電路22的側部72和74延伸到虛線122和128。在此情況下，形成為蓋的連接器112具有底表面，該底表面位于集成電路22的頂部68和底部70之間。形成為蓋的連接器112可以進一步沿著集成電路22的側部72和74延伸到虛線124和130。在此情況下，形成為蓋的連接器112具有底表面，該底表面設置成與集成電路22的底部70共面或位于該底部70下面，并可以延伸到印刷電路板114的頂表面，如果存在的話。注意，形成為蓋的連接器112顯示成延伸到集成電路22的各側72和74的外部，但不應視為受此限制。或者，形成為蓋的連接器112可以與集成電路22的側部72和74齊平或位于該側部72和74的內部。圖12A示出了形成為蓋的連接器112的更詳細圖示。
再舉一例，位于集成電路22的底部70下面的連接器112的下部可以僅延伸到虛線124和130，從而在集成電路22下面實質形成插座，或者稱為杯或袋。在此情況下，形成為插座的連接器112具有頂表面，該頂表面設置成與集成電路22的底部70共面或位于該底部70下面。形成為插座的連接器112可以進一步沿著集成電路22的側部72和74延伸到虛線122和128。在此情況下，形成為插座的連接器112具有頂表面，該頂表面位于集成電路22的底部70和頂部68之間。形成為插座的連接器112可以進一步沿著集成電路22的側部72和74延伸到虛線120和126。在此情況下，形成為插座的連接器112具有頂表面，該頂表面設置成與集成電路22的頂部68共面或位于該頂部68上面。注意，形成為插座的連接器112顯示成延伸到集成電路22的各側72和74的外部，但不應解釋為受此限制。或者，形成為插座的連接器112可以與集成電路22的側部72和74齊平或位于該側部72和74的內部。圖12B示出了形成為插座的連接器112的更詳細圖示。
再舉另一例，位于集成電路22的側部72和74周圍的連接器112的中部圍繞集成電路22的周邊實質形成框架，或者稱為環或邊界。在此情況下，形成為框架的連接器112可以具有頂表面，該頂表面位于集成電路22的頂部68上面，或位于集成電路22的頂部68和底部70之間，由虛線122和128表示。形成為框架的連接器112可以具有底表面，該底表面位于集成電路22的底部70下面，或位于集成電路22的頂部68和底部70之間，由虛線124和130表示，并可以延伸到印刷電路板114的頂表面，如果存在的話。圖12C示出了形成為框架的連接器112的更詳細圖示。
形成為蓋、框架或插座的連接器112的這三例對連接器112可具有的各種形式、形狀和尺寸的例作了說明。注意，以上例中的說明彼此混合。例如，蓋的說明與框架的說明混合，而框架的說明與插座的說明混合。因此，這些示例表明，連接器112可以位于集成電路22的任何一側或多側，而不限于圖11中的圖示。
連接器112可以具有(不限定于)包括塑料、金屬在內的任何合適材料，并可以具有(不限定于)包括導電或非導電在內的任何合適特性。優選的是，連接器采用非導體、塑料材料形成，并承載分別與由集成電路22承載的對應信號觸點90和電源觸點92一起操作的合適信號觸點(未示出)和電源觸點。或者，如以上圖2所示，連接器112可以形成為用于承載電壓調整器模塊38和/或去耦電容器42的電路板。或者，連接器112可以形成為具有整體電容器結構的去耦電容器42自身。以下對這兩種替代方案作進一步詳細說明。或者，連接器112可以形成為用于提供電壓調整器模塊38和/或去耦電容器42的功能，而不具有可能視為常規外殼的分立部件的組件。
連接器112可以具有可使連接器112與另一結構對準和/或裝設到該另一結構上的機械裝置(未示出)，該另一結構包括(不限定于)電路板114，形成蓋、插座或框架的另一連接器(圖13和圖14所示)，導體116等。這些機械部件可以形成為裝設到連接器112上或與連接器112整體形成的單獨部件。這些機械部件包括(不限定于)延伸到連接器112的一個或多個表面外部的銷、脊、柱、栓、凸部等，和/或延伸到連接器112的一個或多個表面內部的孔、凹部、槽等。該機械部件可以形成固定器自身，例如按扣、夾等，也可以與單獨固定器合作，以便與連接器112對準和/或裝設到連接器112上。
如上所述，信號連接器26和/或電源連接器24采用這種方式與連接器112電氣和機械耦合，以使信號連接器26和/或電源連接器24與集成電路22上的優選和/或替代位置對準。如上所述，信號連接器26和/或電源連接器24可以形成為導體116或印刷電路板跡線118。
當信號連接器26和電源連接器24形成為導體116、連接器112時，印刷電路板114可以根本不使用或者可以僅用于為連接器112提供機械穩定性。在此情況下，連接器112可以視為集成電路22和導體116的保持器，導體116把信號和電力傳送到集成電路22。如果存在印刷電路板用于為連接器112提供機械穩定性，則連接器112可能會顯得有點懸垂在電路板上面。
電路板114可以用于使用導電跡線118為信號連接器26和/或電源連接器24確定去往和/或來自集成電路22的線路。當使用電路板114時，優選地使用集成電路到電路板信號和/或電源接口132來提供在集成電路22和電路板114之間的合適連接。優選的是，接口132位于集成電路22的底部70和電路板114的頂部之間。電路板114可以具有用于使集成電路22、連接器112和/或導體116對準和/或固定的各種類型的機械裝置，該機械裝置類型包括(不限定于)孔、凹部等，并與配合結構上的對應機械裝置機械合作，或者使用諸如銷、螺釘、栓、按扣、夾等那樣的單獨固定器，用于使配合結構對準和/或固定。
接口132可以單獨使用，也可以與連接器112組合使用。當接口132與連接器112組合使用時，連接器112優選地形成為插座或框架，以有助于使接口132貼住集成電路22保持和對準。在此情況下，接口132位于形成為插座或框架的連接器112的內部，該插座或框架在接口132的周邊形成連接器112的外部。接口132可以形成為脫離集成電路22的單獨部件，也可以與集成電路22整體形成為一體。當接口132形成為脫離集成電路22的單獨部件時，接口132可以與集成電路22分離，也可以裝設到集成電路22上。優選的是，接口132形成為單獨部件并與集成電路22分離。當接口132與集成電路22整體形成為一體時，接口132可以形成為圖4B所示的半導體基板60，例如，作為圖4C和圖8D所示的半導體封裝件62的側部，或者作為圖4D或圖4E所示的印刷電路板64或114。接口132可以采用各種形狀和尺寸，并可以采用各種材料形成。作為整體或作為單個部件的接口132的各種形狀可以包括圓形、方形、多邊形等，并且接口132可以是扁平的，也可以彎曲或形成為具有特定形狀。
接口132的材料特性可以包括固體、液體、膏體、凝膠或氣體。接口132的材料可以具有任何硬度級，包括剛性、撓性和可壓縮性。撓性接口132的有利方面是可更好地符合集成電路封裝件和/或電路板114的制造變化，并更易于制造。在某些應用中，可能會期望的是使用溫度、壓力等來對接口132的諸如介電常數那樣的材料特性進行調整。接口132可以使用制造技術來形成為單層或多層材料，該制造技術包括(不限定于)分層建立方案、噴涂或真空淀積方案、擠壓方案等。該接口132可以采用相同材料或不同材料形成。對于不同材料的情況，第一材料形成承載體，第二材料形成信號和/或電源路徑。形成信號和/或電源路徑的第二材料可以采用諸如壓入配合、插入模制、過度模制、滾壓等方式裝設到第一材料上。
接口132、集成電路22上的信號觸點90和/或電源觸點92、以及印刷電路板64或114、導體116、連接器112或遠程電路52上的對應信號觸點和/或電源觸點可以采用各種方式配置。例如，這些觸點和接口132的各種配置可以包括(不限定于)觸點到接口132，觸點到接口132到觸點，接口132到觸點到接口132，接口132到接口132，觸點到接口132到接口132到觸點，以及觸點到接口132到觸點到接口132到觸點等。因此，接口132可以形成在集成電路22、印刷電路板64或114、導體116、連接器112或遠程電路52的外表面，也可以形成為其內層。在電氣方面，接口132可以支持在集成電路22和遠程電路52之間的任何類型的信號傳送，該信號傳送類型包括(不限定于)單端串行、單端并行、差動串行和差動并行信號傳送。并且，接口132和/或信號觸點90和/或電源觸點92被設計成使電氣工程考慮因素優化，該電氣工程考慮因素包括電感，電容，串音，傳播延遲，歪斜失真和阻抗。
采用與參照通過接口與電路板114連接所述類似的方式，也可以選擇性地使用接口132作為在集成電路22和導體116、連接器112和另一集成電路之間的接口。接口132可與圖7A和圖7B所示的表84中列出的各種類型的信號接口兼容。例如，當接口132可與電導型信號接口兼容時，接口132優選地形成用于承載多個分立導電段的非導電材料，該多個分立導電段與可與電導型信號接口兼容的信號觸點90的位置對應和對準。當接口132可與電容型信號接口兼容時，接口132優選地形成具有合適介電常數和合適預定厚度的電介質材料。在此情況下，信號觸點90優選地采用金屬制成，以提供電容信號傳送所必要的導電板的一側。導電板的另一側(未示出)將被提供在電路板114上。
當接口132可與電感型信號接口兼容時，接口132優選地形成具有合適預定厚度的非導電材料。在此情況下，接口132使集成電路22內的一個導電元件(未示出)和電路板內或上的另一導電元件(未示出)之間實現最佳分離。當接口132可與光型信號接口兼容時，接口132優選地形成諸如透鏡那樣的適合于采用已調制光波形式傳送光信號的光傳輸通道。另一方面或者與光傳輸通道組合，接口132可以用于使集成電路22和電路板114之間的光信號對準和/或聚焦。當接口132可與傳輸線路型信號接口兼容時，接口132優選地形成傳輸線路接口或通道，用于使集成電路22和電路板114之間實現正確阻抗匹配。當接口132可與無線型信號接口兼容時，接口132優選地形成適合于把來自集成電路22的射頻(RF)信號傳送到電路板114的射頻通道。
接口132與封裝設計系統16合作的有利方面是可使微處理器的操作頻率增加而不使信號完整性惡化。例如，形成電介質材料的接口132，以及用于把導電板形成為信號觸點90的封裝設計系統16一起提供電容型信號接口。在此情況下，使用電容型信號接口可使與位于微處理器內部的半導體模和母板之間的導電互連相關的由電感引起的電阻最小。可以傳遞高頻率信號操作，而不增加有損信號完整性的信號路徑的阻抗。因此，該構成可使性能最大，并可使用于實現高速數字信號設計所用的互連技術成本最小。
圖12A示出了形成為蓋的連接器112，其中，連接器112具有延伸到集成電路22的各側72和74外部的側部，具有位于集成電路22的頂部68上面的上部，以及具有設置成與集成電路22的底部70齊平或位于該底部70下面一點的下部。優選的是，形成為蓋的連接器112圍繞集成電路22的所有四側(72，74，一側面向頁外，一側面向頁內)。當集成電路22直接安裝在印刷電路板114上時，形成為蓋的連接器112是有利的。
圖12B示出了圖11所示的根據本發明優選實施例的位于形成為插座的連接器112內的集成電路22的視圖。圖12B示出了形成為插座的連接器112，其中，連接器112具有延伸到集成電路22的各側72和74外部的側部，具有位于集成電路22的底部下面的下部，以及具有設置成與集成電路22的頂部68齊平或位于該頂部68上面一點的上部。優選的是，形成為插座的連接器112圍繞集成電路22的所有四側(72，74，一側面向頁外，一側面向頁內)。優選的是，形成為插座的連接器112安裝在印刷電路板114上，并承載集成電路到印刷電路板信號和/或電源接口132。當插座直接安裝在印刷電路板114上并且插座承載集成電路22時，形成為插座的連接器112是有利的。
圖12C示出了圖11所示的根據本發明優選實施例的位于形成為框架的連接器112內的集成電路22的視圖。圖12C示出了形成為框架的連接器112，其中，連接器112具有延伸到集成電路22的各側72和74外部的側部，具有設置成與集成電路22的底部齊平或位于該底部下面一點的下部，以及具有設置成與集成電路22的頂部68齊平或位于該頂部68上面一點的上部。當集成電路22直接安裝在印刷電路板114上時，形成為框架的連接器112是有利的。
圖13示出了圖11所示的根據本發明優選實施例的與位于連接器112內或印刷電路板114上的遠程電路52耦合的集成電路22的視圖。該遠程電路52包括遠程電路信號連接器134和遠程電路電源連接器136，并具有頂部144、底部146以及側部148和150。該連接器140被設置在遠程電路52的一側或多側上。該遠程電路52可以由連接器140承載，也可以安裝在印刷電路板114上。遠程電路到印刷電路板信號和/或電源接口138提供用于分別在印刷電路板114和遠程電路52之間傳送信號和/或電力的路徑。遠程電路52、連接器140、接口138、印刷電路板114、遠程電路信號連接器134和遠程電路電源連接器136分別具有與上述的集成電路22、連接器112、接口132、印刷電路板114、集成電路信號連接器48和集成電路電源連接器46類似的裝置、特性、功能和操作。
此外，形成為導體116或印刷電路板跡線118的信號連接器26可以在集成電路22的頂部68、底部70和側部72和74中的任何一方或多方與遠程電路52的頂部144、底部146和側部148和150中的任何一方或多方之間傳送信號。優選的是，信號連接器26形成為印刷電路板跡線118，并在集成電路的底部70和遠程電路52的底部146之間傳送信號。
形成為導體116或印刷電路板跡線118的電源連接器24可以與遠程電路52的頂部144、底部146和側部148和150中的任何一方或多方耦合。優選的是，電源連接器24形成為導體116并使電力與遠程電路52的側部148和150耦合。注意，與遠程電路52耦合的電源連接器24是附加裝置，為了使這兩圖清晰起見，該附加裝置未在圖1和圖2中示出。通常，有源的遠程電路需要來自送電系統12的電力，而無源遠程電路不需要來自送電系統12的電力。
集成電路22和遠程電路52可以承載相同類型或不同類型的電路，該電路類型包括(不限定于)微處理器、數字信號處理器(DSP)、存儲裝置、聲頻-視頻接口裝置，用戶界面裝置，并可以是有源裝置和/或無源裝置。
印刷電路板114中的分隔(break)142表明，集成電路22的印刷電路板114可以與遠程電路52的印刷電路板相同或不同。當集成電路22和遠程電路52安裝在相同印刷電路板114上時，信號連接器26和/或電源連接器24可以通過導體116或印刷電路板跡線118來實現。當集成電路22和遠程電路52安裝在不同印刷電路板上時，信號連接器26和/或電源連接器24可以通過導體116或通過各印刷電路板上的印刷電路板跡線118來實現，其中，導體(未示出)形成不同印刷電路板上的印刷電路板跡線118之間的跳線。
連接器112可以與連接器140整體形成為集成電路22和遠程電路52用的單個連接器。或者，連接器112和連接器140可以形成為單獨部件，然后機械上相互連接，或者單獨使用。當這些部件機械上相互連接裝時，連接器112的任一側可以連接到連接器140的任一側上。
接口132可以與接口138整體形成為集成電路22和遠程電路52用的單個接口。或者，接口132和接口138可以形成為單獨部件，然后機械上相互連接，或者單獨使用。當這些部件機械上相互連接時，接口132的任一側可以連接到接口138的任一側上。
盡管圖13示出了采用并排配置彼此接近的集成電路22和遠程電路52，然而圖13不受限于該配置。實際上，集成電路22和遠程電路52可以具有相對于彼此的任何物理配置。例如，如圖14中更詳細所示，集成電路22和遠程電路52可以具有層疊配置。并且，盡管圖13僅示出了兩個電路(即集成電路22和遠程電路52)，然而圖13不受限于僅兩個電路。實際上，任何數量的集成電路和/或遠程電路都可以使用在集成電路22和遠程電路52之間的上述相同裝置、特性、功能和操作一起操作。
圖14示出了圖13所示的根據本發明優選實施例的采用層疊配置耦合在一起的集成電路22和遠程電路52的視圖。圖14示出了位于用于承載集成電路22的連接器112上面或頂部的用于承載遠程電路52的連接器140。信號連接器26可以通過導體116或通過印刷電路板跡線(未示出)路由選擇到另一遠程電路152。圖14示出了當集成電路22和遠程電路52采用層疊配置耦合在一起時，其是可行的各種信號連接器26和/或電源連接器24。該層疊配置對于伙伴型、群集型或主/從型集成電路是有利的，這些集成電路實質專用于彼此工作，但是單獨封裝，以使各個半導體封裝件的成本和/或性能優化。該伙伴型集成電路包括(但不限定)微處理器和存儲裝置。
圖15、圖16、圖17、圖18和圖19各自示出了圖13或圖14所示的根據本發明優選實施例的各自具有設置在各種位置的電壓調整器模塊38和去耦電容器42的集成電路22和遠程電路52的視圖。在這些圖的各圖中，集成電路信號連接器46、集成電路電源連接器48、遠程電路信號連接器134、遠程電路電源連接器136、集成電路22和遠程電路52的頂部、底部和側部的參考編號，以及各連接器112和140的六條虛線的參考編號在這些圖中為清晰起見未作圖示。
信號連接器26和電源連接器24各自在這五個圖中為清晰起見顯示成與集成電路22和遠程電路52的一側耦合。實際上，如上所述，信號連接器26和/或電源連接器24可以與集成電路22和/或遠程電路52的一側或多側耦合。
這五個圖引入了新系統方框，包括出于在圖13的說明中所述的原因而未在圖1和圖2中示出的電壓調整器模塊154和去耦電容器158。電壓調整器模塊154和/或去耦電容器158的引入通過引入用于把信號和/或電力傳送到集成電路22和遠程電路52的各種替代路徑來提供與電壓調整器模塊38和去耦電容器42的協同作用。實線表示優選路徑，而虛線表示替代路徑。該協同作用適用于這五個圖中的各圖。協同作用采用與以上針對集成電路22、電壓調整器模塊38和去耦電容器42所述的類似方式涉及遠程電路52、電壓調整器模塊154、去耦電容器158、集成電路22、電壓調整器模塊38以及去耦電容器42的規范。集成電路22和遠程電路52的規范通常確定是否需要一個或兩個電壓調整器模塊或者是否需要一個或兩個去耦電容器。如上所述，集成電路22和遠程電路52物理接近于電壓調整器模塊和去耦電容器也是使阻抗和所產生的電壓降最小的因素。因此，遠程電路52和集成電路22的規范可以允許遠程電路52與集成電路22一起共享電壓調整器模塊38和/或去耦電容器42。否則，遠程電路52必須使用其自己的電壓調整器模塊154和/或去耦電容器158。
僅用于說明目的和為了使圖清晰起見，電壓調整器模塊38、去耦電容器42、電壓調整器模塊154和去耦電容器158在連接器112或140的特定部分示出。正如以上參照圖11所述，這些元件中的每個均可以位于連接器112或140的任何部分，如圖12A、圖12B和圖12C所示，該任何部分包括(但不限定)蓋、插座和/或框架。
圖15示出了圖13或圖14所示的根據本發明優選實施例的各自具有分別位于連接器112和140內的電壓調整器模塊38和154和去耦電容器42和158的集成電路22和遠程電路52的視圖。正如以上參照圖2所述，送電系統12與集成電路22耦合，以便向集成電路22供電。正如以上參照圖2所述，高電壓、低電流送電用的優選路徑是使用導體116或印刷電路板跡線118從電源34經由電源連接器36到電壓調整器模塊38，然后使用導體116經由電源連接器40到去耦電容器42成為低電壓、高電流電，然后使用導體116經由電源連接器44耦合到集成電路22成為低電壓、高電流電。而且正如參照圖2所述，電壓調整器模塊38也可以使用導體116而不使用去耦電容器42經由電源連接器54直接與集成電路22耦合成為低電壓、高電流電。
采用與參照圖2所述的類似方式，將送電系統12與遠程電路52耦合，以便向遠程電路52供電。送電用的優選路徑是使用導體116或印刷電路板跡線118從電源34經由電源連接器36到電壓調整器模塊154成為高電壓、低電流電，然后使用導體116經由電源連接器156到去耦電容器158成為低電壓、高電流電，然后使用導體116經由電源連接器166到遠程電路52成為低電壓、高電流電。而且采用與參照圖2所述的類似方式，電壓調整器模塊154也可以使用導體116而不使用去耦電容器158經由電壓調整器模塊到遠程電路電源連接器160直接與遠程電路52耦合成為低電壓、高電流電。
或者，電壓調整器模塊38可以使用導體116把低電壓、高電流電經由電源連接器162送到去耦電容器158，也可以使用導體116而不使用電壓調整器模塊154經由電源連接器162和160直接送到遠程電路52。或者，去耦電容器42可以使用導體116而不使用電壓調整器模塊154或去耦電容器158把低電壓、高電流電經由電源連接器164直接送到遠程電路52。
因此，在圖15中，連接器112可以僅承載電壓調整器模塊38、僅承載去耦電容器42，或者也可以承載電壓調整器模塊38和去耦電容器42兩者。同樣，連接器140可以既不承載電壓調整器模塊154也不承載去耦電容器158，即電壓調整器模塊154和去耦電容器158中的僅一方，或者電壓調整器模塊154和去耦電容器158雙方。特定期望組合取決于各種工程考慮因素，該工程考慮因素包括(但不限定)在集成電路22和遠程電路52中使用的電路類型，如圖7A和圖7B的表84中所示的所用信號接口類型，在本文中所述的熱管理系統18的期望特性等。
圖16示出了圖13或圖14所示的根據本發明優選實施例的各自具有分別位于導體116和117上的電壓調整器模塊38和154和去耦電容器42和158的集成電路22和遠程電路52的視圖。正如參照圖2所述，送電系統12與集成電路22耦合，以便向集成電路22供電。正如參照圖2所述，高電壓、低電流送電用的優選路徑是使用導體116從電源34經由電源連接器36到電壓調整器模塊38，然后使用導體116經由電源連接器40到去耦電容器42成為低電壓、高電流電，然后使用導體116經由電源連接器44到集成電路22成為低電壓、高電流電。而且正如參照圖2所述，電壓調整器模塊38也可以使用導體116而不使用去耦電容器42經由電源連接器54直接與集成電路22耦合成為低電壓、高電流電。
采用與參照圖2所述的類似方式，送電系統12與遠程電路52耦合，以便向遠程電路52供電。送電用的優選路徑是使用導體117從電源34經由電源連接器36到電壓調整器模塊154成為高電壓、低電流電，然后使用導體117經由電源連接器156到去耦電容器158成為低電壓、高電流電，然后使用導體117經由電源連接器166到遠程電路52成為低電壓、高電流電。而且采用與參照圖2所述的類似方式，電壓調整器模塊154也可以使用導體117而不使用去耦電容器158經由電壓調整器模塊到遠程電路電源連接器160直接與遠程電路52耦合成為低電壓、高電流電。
或者，電壓調整器模塊38可以使用導體116和/或117把低電壓、高電流電經由電源連接器162送到去耦電容器158，或者也可以使用導體116和/或117而不使用電壓調整器模塊154經由電源連接器162和160直接送到遠程電路52。
或者，去耦電容器42可以使用導體116和/或117而不使用電壓調整器模塊154或去耦電容器158把低電壓、高電流電經由電源連接器164直接送到遠程電路52。
因此，在圖16中，導體116可以僅承載電壓調整器模塊38、僅承載去耦電容器42，也可以承載電壓調整器模塊38和去耦電容器42雙方。同樣，導體117可以既不承載電壓調整器模塊154也不承載去耦電容器158，即電壓調整器模塊154和去耦電容器158中的僅一方，或者電壓調整器模塊154和去耦電容器158雙方。特定期望組合取決于各種工程考慮因素，該工程考慮因素包括(但不限定于)在集成電路22和遠程電路52中使用的電路類型，如圖7A和圖7B的表84中所示的所用信號接口類型，在本文中所述的熱管理系統18的期望特性等。
圖17是圖13或圖14所示的根據本發明優選實施例的各自具有分別位于印刷電路板114上的電壓調整器模塊38和154和去耦電容器42和158的集成電路22和遠程電路52的視圖。正如參照圖2所述，送電系統12與集成電路22耦合，以便向集成電路22供電。正如參照圖2所述，高電壓、低電流送電用的優選路徑是使用印刷電路板跡線118從電源34經由電源連接器36到電壓調整器模塊38，然后使用印刷電路板跡線118經由電源連接器40到去耦電容器42成為低電壓、高電流電，然后使用印刷電路板跡線118和導體116經由電源連接器44到集成電路22成為低電壓、高電流電。而且正如參照圖2所述，電壓調整器模塊38也可以使用印刷電路板跡線118和導體116而不使用去耦電容器42經由電源連接器54直接與集成電路22耦合成為低電壓、高電流電。
采用與參照圖2所述的類似方式，送電系統12與遠程電路52耦合，以便向遠程電路52供電。送電用的優選路徑是使用印刷電路板跡線118從電源34經由電源連接器36到電壓調整器模塊154成為高電壓、低電流電，然后使用印刷電路板跡線118經由電源連接器156到去耦電容器158成為低電壓、高電流電，然后使用印刷電路板跡線118和導體116經由電源連接器166到遠程電路52成為低電壓、高電流電。而且采用與參照圖2所述的類似方式，電壓調整器模塊154也可以使用印刷電路板跡線118和導體116而不使用去耦電容器158經由電壓調整器模塊到遠程電路電源連接器160直接與遠程電路52耦合成為低電壓、高電流電。
或者，電壓調整器模塊38可以使用印刷電路板跡線118把低電壓、高電流電經由電源連接器162送到去耦電容器158，也可以使用印刷電路板跡線118和導體116而不使用電壓調整器模塊154經由電源連接器162和160直接送到遠程電路52。或者，去耦電容器42可以使用印刷電路板跡線118和導體116而不使用電壓調整器模塊154或去耦電容器158把低電壓、高電流電經由電源連接器164直接送到遠程電路52。
因此，在圖17中，印刷電路板114可以僅承載電壓調整器模塊38、僅承載去耦電容器42，也可以承載電壓調整器模塊38和去耦電容器42雙方。同樣，導體117可以既不承載電壓調整器模塊154也不承載去耦電容器158，即電壓調整器模塊154和去耦電容器158中的僅一方，或者電壓調整器模塊154和去耦電容器158雙方。特定期望組合取決于各種工程考慮因素，該工程考慮因素包括(但不限定)在集成電路22和遠程電路52中使用的電路類型，如圖7A和圖7B的表84中所示的所用信號接口類型，在本文中所述的熱管理系統18的期望特性等。
圖18是圖13或圖14所示的根據本發明優選實施例的各自具有分別位于導體116和117上的電壓調整器模塊38和154和分別位于連接器112和140內的去耦電容器42和158的集成電路22和遠程電路52的視圖。正如參照圖2所述，送電系統12與集成電路22耦合，以便向集成電路22供電。正如參照圖2所述，高電壓、低電流送電用的優選路徑是使用導體116從電源34經由電源連接器36到電壓調整器模塊38，然后使用導體116經由電源連接器40到去耦電容器42成為低電壓、高電流電，然后使用導體116經由電源連接器44到集成電路22成為低電壓、高電流電。而且正如參照圖2所述，電壓調整器模塊38也可以使用導體116而不使用去耦電容器42經由電源連接器54直接與集成電路22耦合成為低電壓、高電流電。
采用與參照圖2所述的類似方式，送電系統12與遠程電路52耦合，以便向遠程電路52供電。送電用的優選路徑是使用導體117和116從電源34經由電源連接器36到電壓調整器模塊154成為高電壓、低電流電，然后使用導體117經由電源連接器156到去耦電容器158成為低電壓、高電流電，然后使用導體117經由電源連接器166到遠程電路52成為低電壓、高電流電。而且采用與參照圖2所述的類似方式，電壓調整器模塊154也可以使用導體117而不使用去耦電容器158經由電壓調整器模塊到遠程電路電源連接器160直接與遠程電路52耦合成為低電壓、高電流電。
或者，電壓調整器模塊38可以使用導體116把低電壓、高電流電經由電源連接器162送到去耦電容器158，也可以使用導體116而不使用電壓調整器模塊154經由電源連接器162和160直接送到遠程電路52。或者，去耦電容器42可以使用導體116而不使用電壓調整器模塊154或去耦電容器158把低電壓、高電流電力經由電源連接器164直接送到遠程電路52。
因此，在圖18中，導體116承載電壓調整器模塊38，而連接器112承載去耦電容器42。同樣，該導體117承載電壓調整器模塊154，而連接器140承載去耦電容器158。
圖19是圖13或圖14所示的根據本發明優選實施例的各自具有位于印刷電路板114上的電壓調整器模塊38及154和分別位于連接器112和140內的去耦電容器42和158的集成電路22和遠程電路52的視圖。正如參照圖2所述，送電系統12與集成電路22耦合，以便向集成電路22供電。正如參照圖2所述，高電壓、低電流送電用的優選路徑是優選地使用印刷電路板跡線118和選擇性地使用導體116從電源34經由電源連接器36到電壓調整器模塊38，然后優選地使用導體116和選擇性地使用印刷電路板跡線118經由電源連接器40到去耦電容器42成為低電壓、高電流電，然后優選使用導體116和選擇性使用印刷電路板跡線118經由電源連接器44到集成電路22成為低電壓、高電流電。而且正如參照圖2所述，該電壓調整器模塊38也可以分別優選性地使用導體116經由電源連接器54以及替代使用印刷電路板跡線和導體116經由電源連接器162和44而不使用去耦電容器42直接與集成電路22耦合成為低電壓、高電流電。
采用與參照圖2所述的類似方式，該送電系統12被耦合到遠程電路52、以便向遠程電路52供電。送電用的優選路徑是優選地使用印刷電路板跡線118和替代使用導體116從電源34經由電源連接器36到電壓調整器模塊154成為高電壓、低電流電，然后優選地使用導體116和選擇性地使用印刷電路板跡線118經由電源連接器156到去耦電容器158成為低電壓、高電流電，然后優選使用導體116和選擇性地使用印刷電路板跡線118經由電源連接器166到遠程電路52成為低電壓、高電流電。而且采用與參照圖2所述的類似方式，該電壓調整器模塊154也可以優選地使用導體116和選擇性使用印刷電路板跡線118而不使用去耦電容器158經由電壓調整器模塊到遠程電路電源連接器160來直接與遠程電路52耦合成為低電壓、高電流電。
或者，電壓調整器模塊38可以優選地使用導體116和選擇性使用印刷電路板跡線118把低電壓、高電流電經由電源連接器162送到去耦電容器158，也可以優選使用導體116或選擇性使用印刷電路板跡線118而不使用電壓調整器模塊154經由電源連接器162直接送到遠程電路52。或者，去耦電容器42可以優選使用導體116和選擇性使用印刷電路板118而不使用電壓調整器模塊154或去耦電容器158把低電壓、高電流電經由電源連接器164直接送到遠程電路52。
因此，在圖19中，印刷電路板114承載電壓調整器模塊38，而連接器112承載去耦電容器42。同樣，印刷電路板114承載電壓調整器模塊154，而連接器140承載去耦電容器158。
在圖15、圖18和圖19中，位于連接器內的去耦電容器42可以采用直接焊接到集成電路22的頂部68和/或側部72和74的電源觸點92上的整體電容器或多個分立電容器的形式。去耦電容器42經由安裝在集成電路22上的連接器(未示出)接收來自形成為導體116的電源連接器24的電力，而不是經由印刷電路板跡線118接收來自集成電路22的電。在此情況下，該連接器112包括去耦電容器42，形成為電源觸點92的集成電路電源連接器46，可能地是用于使去耦電容器42和電源觸點92電氣耦合的焊料，以及可能地是使導體116和去耦電容器42連接的連接器(未示出)。在該例中，該連接器112表示采用特定方式組裝的分立部件的集合，而不是諸如塑料蓋那樣的常規整體結構。
圖20示出了圖11～圖19所示的根據本發明優選實施例的具有熱管理系統18和電磁干擾(EMI)發射控制系統20的集成電路22的視圖。在圖20中，為了清晰起見，送電系統12、信號傳送系統14、信號連接器26、電源連接器24、集成電路信號連接器48、集成電路電源連接器46和虛線120、122、124、126、128和130各自均未在圖中示出，而是為形成更詳細設計而包含的。
熱管理系統18包括第一散熱器200和選擇性包括第一熱擴散器202和第一風扇204，其各自優選地位于集成電路22的頂部68上面。或者，熱管理系統18包括第二散熱器206和選擇性包括第二熱擴散器208和第二風扇210，其各自優選位于集成電路22的底部70下面。
如圖1所示，第一散熱器200和第二散熱器206提供用于把熱經由熱連接器28從集成電路22中抽走的路徑。第一散熱器200和第二散熱器206可以采用任何類型的材料制成，并優選采用金屬制成。第一散熱器200和第二散熱器206可以具有與集成電路22、熱擴散器202和/或印刷電路板114接觸的一個或多個點。第一散熱器200和第二散熱器206可以具有任何類型的設計，并優選具有多個散熱片，該多個散熱片可使空氣在鄰接散熱片之間移動。或者，該第一散熱器200和第二散熱器206可以形成為包含響應于溫度而改變狀態(例如，在液體和氣體之間)的材料的熱管。第一散熱器200和第二散熱器206可以固定到連接器112、印刷電路板114或導體116上。第一散熱器200和第二散熱器206優選地形成為單獨部件，但也可以形成一個整體部件。
第一熱擴散器202和第二熱擴散器208提供用于把來自集成電路22的熱分別傳導到第一散熱器200和第二散熱器206的導熱路徑。第一熱擴散器202和第二熱擴散器208可以采用任何類型的材料制成，優選地采用金屬制成，并選擇性采用凝膠或膠體制成。通常，第一熱擴散器202和第二熱擴散器208與集成電路22直接接觸。第一熱擴散器202和第二熱擴散器208優選地形成為單獨部件，但也可以形成一個整體部件。
第一風扇204和第二風扇210迫使空氣分別通過第一散熱器200和第二散熱器206，以便分別從第一散熱器200和第二散熱器206中抽走熱。第一風扇204和第二風扇210可以具有適合于推動和/或拉動空氣分別通過第一散熱器200和第二散熱器206的任何類型的設計。該第一風扇204和第二風扇210可以經由印刷電路板114、連接器112或導體116接收電力。第一風扇204和第二風扇210可以與連接器112、印刷電路板114和/或導體116對準和/或固定到連接器112、印刷電路板114和/或導體116上。第一風扇204和第二風扇210優選地形成為單獨部件，但也可以形成一個整體部件。
第一熱擴散器202、第一散熱器200和第一風扇204優選地采用層疊配置設置在集成電路22的頂部68上面，以便從集成電路22中抽走熱。同樣，第二熱擴散器208、第二散熱器206和第二風扇210優選地采用層疊配置設置在集成電路22的底部70下面，以便從集成電路22中抽走熱。
如上所述，第二熱擴散器208也可以提供集成電路到印刷電路板信號和/或電源接口132。在此情況下，集成電路到印刷電路板信號和/或電源接口132按上述構成，并進一步構成為具有導熱特性，以提供熱擴散器。因此，第二熱擴散器208也可以提供集成電路到印刷電路板信號和/或電源接口132，該接口132的有利方面是提供信號和/或電源接口功能和熱導管功能中的各個功能。
第二熱擴散器208把熱傳導到印刷電路板114或者使用印刷電路板通路、熱管等通過印刷電路板114傳導到位于印刷電路板114的底部的第二散熱器206。第二風扇210使第二散熱器206冷卻。連接器112和/或印刷電路板114可以為第一散熱器200、第一熱擴散器202、第一風扇204、第二風扇210、第二散熱器206和第二熱擴散器208中的一方或多方提供合適的對準和/或安裝機構。
熱油脂(未示出)可以用在集成電路22和第一熱擴散器202之間、第一熱擴散器202和第一散熱器200之間、集成電路22和第二熱擴散器208之間、第二熱擴散器208和印刷電路板114之間、和/或第二熱擴散器208和第二散熱器206之間。該熱油脂提高鄰接部件之間的導熱率。
如上所述，電磁干擾發射控制系統20與表示電磁干擾發射路徑的電磁干擾連接器30上面的集成電路22耦合。如圖20所示，該電磁干擾發射控制系統20可以位于集成電路22的一側或多側，并優選地位于集成電路22的四側72和74。該電磁干擾發射控制系統20可以采用任何類型的合適導電材料形成，該導電材料類型包括(但不限定于)金屬、金屬涂敷塑料、撓性電路、導電墨涂敷塑料等。該電磁干擾發射控制系統20可以是剛性或撓性的。該電磁干擾發射控制系統20可以具有任何合適的形式、形狀和尺寸。優選的是，該電磁干擾發射控制系統20由連接器112承載，該連接器112提供合適的對準和/或裝設機構。在此情況下，電磁干擾發射控制系統20可以位于連接器112的內表面，可以嵌入連接器112內，也可以位于連接器112的外表面。電磁干擾發射控制系統20和連接器112優選地形成為單獨部件，這些單獨部件使用插入模制、過度模制、壓入配合、按扣、夾、粘接等機械對準和固定在一起，也可以整體形成為一體。
該電磁干擾發射控制系統20可以分別通過電磁干擾接合部212和214與第一熱擴散器202和/或第一散熱器200耦合。同樣，該電磁干擾發射控制系統20可以分別通過電磁干擾接合部216和218與第二熱擴散器208和/或第二散熱器206耦合。該電磁干擾接合部212、214、216和218表示用于把各自部件與電磁干擾發射控制系統20電氣連接的導電路徑。指向第一熱擴散器202和/或第一散熱器200的任何電磁干擾發射將分別通過第一熱擴散器202和/或第一散熱器200、然后通過電磁干擾接合部212和214路由選擇到電磁干擾發射控制系統20。因此，第一熱擴散器202和/或第一散熱器200的有利方面是在集成電路22的頂部68上面提供電磁干擾發射控制。同樣，指向第二熱擴散器208和/或印刷電路板114的任何電磁干擾發射將分別通過第二熱擴散器208和/或印刷電路板114、然后分別通過電磁干擾接合部216和/或218路由選擇到電磁干擾發射控制系統20。因此，第二熱擴散器208和/或印刷電路板114的有利方面是在集成電路22的底部70下面提供電磁干擾發射控制。電磁干擾發射控制系統20通過電磁干擾接地路徑220與合適接地電位電氣耦合，以使由集成電路22輻射的任何不期望電磁干擾發射正確接地，而不干擾該區域內的其他電路和/或使朝向集成電路22輻射的任何不期望電磁干擾發射正確地接地，而不干擾集成電路22。
圖21示出了形成為帶有直立半導體模58的二級半導體封裝件62的集成電路22的斷面圖，如圖4C、圖5、圖8A、圖8B、圖9A、圖9B、圖9C和圖11所示，該集成電路22在集成電路22的底部70具有電容型信號接口并在集成電路22的側部72和74具有電源觸點92。該封裝件62優選地形成為低溫共燒陶瓷(“LTCC”)封裝件，這在本領域是公知的。使用LTCC封裝件，如圖4C所示，半導體基板60和半導體封裝件62的底側整體形成為一體。
半導體基板60承載信號引線框220、電源引線框222和半導體模58。該信號引線框220和電源引線框222各自從半導體封裝件62的內部延伸到半導體封裝件62的外部。如圖5、圖9B和圖11所示，信號引線框220各自具有信號衰減器226，其位于半導體封裝件的內部并設置在半導體基板60的頂部；以及信號觸點90，其位于半導體封裝件62的外部并設置在半導體封裝件62的底部。注意，正如參照圖8B所述，信號觸點90與半導體封裝件62齊平。優選的是，如圖7A和圖7B的表84所示，信號觸點90形成適合于與電容型信號連接器一起使用的導電板的一側。
同樣，如圖5、圖9C和圖11所示，電源引線框222各自具有電源衰減器228，其位于半導體封裝件62的內部并設置在半導體基板60的頂部；以及電源觸點92，其位于半導體封裝件62的外部并設置在半導體封裝件62的側部72和74。優選的是，電源觸點92位于集成電路22的側部72。或者，電源觸點92位于集成電路22的側部74。注意，正如參照圖8A所述，電源觸點92突起并位于半導體封裝件62的外部。
半導體模58以直立方位安裝在半導體基板60上，其中，具有電源衰減器和/或信號衰減器(未示出)的半導體模58的頂部232背對(faceaway)半導體基板60。
信號配線接合器230把半導體模58的頂部232的合適信號焊點與設置在半導體基板60的頂部的對應信號焊點226連接。同樣，電源配線接合器234把半導體模58的頂部232的合適電源焊點與設置在半導體基板60的頂部的對應電源焊點228連接。
將集成電路到印刷電路板信號和/或電源接口132設置在集成電路22的底部70。優選的是，如上所述，接口132形成具有合適介電常數的電介質材料。優選的是，接口132形成為單獨部件，然后裝設到集成電路22的底部70上。
圖22示出了形成為帶有倒裝半導體模58的二級半導體封裝件62的集成電路22的斷面圖，如圖4C、圖5、圖8A、圖8B、圖9A、圖9B、圖9C和圖11所示，該集成電路22在集成電路22的底部具有電容型信號接口并在集成電路22的側部72和74具有電源觸點92。圖22中的集成電路22與在圖21中描述的集成電路22相同，只不過半導體模58采用倒轉方式，或者稱為“倒裝片”方位設置在半導體基板60上，這在半導體設計領域是公知的。倒裝片方位要求采用與直立方位不同的方式，把信號和電力分別傳送到信號觸點90和電源觸點92。
在圖22中背對半導體基板60的半導體模58的頂部232面朝圖22中的半導體基板60。因此，在圖22中，可以常規稱為的圖21中的集成電路22的頂部232可以常規稱為集成電路22的底部232。使用圖22中的倒裝片方位，在集成電路22的底部232的電源焊點和/或信號焊點(未示出)面朝半導體基板60。集成電路22的底部232的信號焊點(未示出)使用在半導體制造領域公知的耦合技術與設置在半導體基板60的頂部的對應信號焊點226電氣耦合。
第二電源引線框236具有與第二電源引線框236的對置端電氣耦合的第一電源焊點238和第二電源焊點240。第一電源焊點238和第二電源焊點240各自位于半導體封裝件62的內部，并設置在半導體基板60的頂部。第一電源焊點238位于半導體模58的外部，并通過半導體模58暴露，并且第二電源焊點240位于半導體模58下面。優選的是，電源配線接合器234把第一電源焊點238與對應電源焊點228連接。或者，第一電源焊點238可以與對應電源焊點228整體形成。或者，第一電源焊點238可以焊接到對應電源焊點228上。
圖23示出了圖21所示的集成電路22的斷面圖，如圖4C、圖5、圖8A、圖8B、圖10A、圖10B、圖10C、圖11、圖12B和圖20所示，該集成電路22由形成為插座并支撐散熱器200的連接器112承載。圖23中的集成電路22與在圖21中描述的集成電路相同。圖23所示的附加元件包括形成為插座的連接器112和散熱器200。
如圖12B所示，集成電路22由形成為插座的連接器112承載。集成電路到印刷電路板信號和/或電源接口132由從連接器112的底側兩端之間的電源觸點90延伸的曲線表示。在圖23中，接口132僅與位于集成電路22和印刷電路板114之間的信號電容耦合，這是因為向集成電路22的側部72或74送電。優選的是，接口132與連接器112的底部一起承載，作為分離部件部分或者作為連接器112的整體部分。
該電力是通過位于集成電路22的側部72或74的電源觸點92向集成電路22發送的。優選的是，通過形成為導體116的電源連接器24向位于集成電路22的側部72的電源觸點92送電。或者，通過形成為印刷電路板上的印刷電路板跡線116和形成為由連接器116承載的導體116的電源連接器24、向位于集成電路22的側部74的電源觸點92送電。連接器112通過由連接器112承載的對應電源觸點242與電源觸點92電氣耦合。由連接器112承載的電源觸點92采用諸如金屬那樣的合適導電材料制成，并與集成電路22上的電源觸點92物理接觸和電氣接觸。
將散熱器200設置在集成電路22的頂部68并與集成電路22的頂部68直接接觸。該散熱器200從集成電路22中抽走熱。正如參照以上圖20所述，該散熱器200對準和/或固定就位。
圖24示出了形成為帶有直立半導體模58的二級半導體封裝件62的集成電路22的斷面圖，如圖4C、圖5、圖8A、圖8B、圖9A、圖9B、圖9C和圖11所示，該集成電路22在集成電路22的底部70具有電容型信號接口，并在集成電路的頂部68具有電源觸點92。圖24中的集成電路22與在圖21中描述的集成電路相同，只不過電源觸點92位于集成電路22的頂部68。
電源引線框222具有在電源引線框222的各端電氣連接的電源焊點228和電源觸點92。該引線框222被路由選擇通過半導體基板60并一直通過半導體封裝件62的側部72和74。電源焊點228位于半導體封裝件62的內部并設置在半導體基板60的頂部。如圖5、圖9A或圖10A所示，電源觸點92位于半導體封裝件62的外部，并設置在半導體封裝件62的頂部68。注意，正如參照圖8B所述，電源觸點92與半導體封裝件62齊平。電源配線接合器234把半導體模58的頂部232的合適電源焊點與對應的電源焊點228連接。
圖25示出了形成為帶有倒裝半導體模58的二級半導體封裝件62的集成電路22的斷面圖，如圖4C、圖5、圖8A、圖8B、圖9A、圖9B、圖9C和圖11所示，該集成電路22在集成電路22的底部70具有電容型信號接口、并在集成電路22的頂部68具有電源觸點92。圖25中的集成電路22是圖22和圖24中描述的集成電路22的組合，除了電源焊點228的位置以外。正如參照圖22所述，圖25中的集成電路22在倒裝片方位具有半導體模58；并且正如參照圖24所述，圖25中的集成電路22具有位于集成電路22的頂部68的電源觸點92。該電源焊點228與信號焊點226一起位于半導體模58下面，并采用常規方式與半導體模58的底部232的對應電源焊點(未示出)連接。
圖26示出了形成為帶有倒裝半導體模58的一級半導體封裝件的集成電路22的斷面圖，如圖4B、圖5、圖8A、圖8B、圖10A、圖10B、圖10C、圖11和圖20所示，該集成電路22在集成電路22的底部70具有電容型信號接口并在集成電路22的頂部68具有電源觸點92。圖26中的集成電路22與圖22和圖25中描述的集成電路22類似，除了所用半導體封裝件62的類型以外。在圖26中，正如參照圖22和圖25所述，半導體模58以倒裝片方位安裝在半導體基板60上。
圖22和圖25各自示出了用于封裝半導體模58的LTCC型半導體封裝件62，正如首次參照圖21所述。然而，圖26示出了形成為封裝材料242和熱擴散器202的組合的半導體封裝件。
封裝材料242，或者稱為“球形頂(glob top)”，是一種具有液體、膏體或凝膠稠度并直接施加在半導體模58上面的順應性材料，這在半導體制造領域是公知的。優選的是，封裝材料242被施加給半導體模58的周邊并被允許沿著半導體模58的側部延伸，并與半導體基板60接觸。或者，封裝材料242也可以被施加給半導體模58的頂部和側部。在該選擇性情況下，封裝材料242的施加使半導體模58貼住半導體基板60完全封裝。
熱擴散器202設置成與半導體模58的頂表面直接接觸。熱擴散器優選地采用諸如金屬那樣的導熱材料形成。優選的是，該熱擴散器202依靠設置在半導體模58的周邊的封裝材料242并利用封裝材料242干燥和凝固或者利用封裝材料242的膠粘或粘著特性保持就位。在此情況下，把熱擴散器202與在半導體模58的周邊施加封裝材料242進行組合將使半導體模58貼住半導體基板60完全封裝。或者，熱擴散器202可以與半導體基板60對準和/或裝設到半導體基板60上。或者，熱擴散器202可以依靠設置在半導體模58的頂部的封裝材料242固定就位。
在圖26中，半導體基板60的頂部承載電源觸點92。在此情況下，半導體封裝件的頂部由參考編號68表示，并包括熱擴散器202的頂部和半導體基板60的頂部。
圖27示出了圖26所示的集成電路22的斷面圖，如圖12B和圖19進一步所示，該集成電路22由形成為插座并支撐去耦電容器42和散熱器200的連接器112承載。圖27中的集成電路22和半導體封裝件62與圖26中描述的集成電路22和半導體封裝件62相同。圖27所示的附加元件包括形成為插座的連接器112、散熱器200和去耦電容器42。
去耦電容器42包括通過用于形成去耦電容器42的電介質材料(未示出)來分離的第一導電板244和第二導電板246，這在電容器設計領域是公知的。將去耦電容器42設置在集成電路22的頂部68，更具體地說，設置在熱擴散器202的頂部68。
位于去耦電容器42的對置側的第一電源連接器256和選擇性第二電源連接器258可使來自電源連接器24的電力與去耦電容器42電氣耦合。電源34通過電壓調整器模塊38向第一電源連接器256送電。第二電源連接器258也可以通過電壓調整器模塊38接收來自電源34的電力，也可以向遠程電路52供電。
第一電源連接器256包括第一電源端子255和第二電源端子257。第二電源連接器258包括第一電源端子251和第二電源端子253。優選的是，第一電源連接器256的第一電源端子255和第二電源連接器258的第一電源端子251例如通過金屬沖壓、沖切或成形與第二導電板246整體形成為一體，但也可以例如通過焊接、熔接等形成為與第二導電板246電氣耦合的單獨部件。同樣，第一電源連接器256的第二電源端子257和第二電源連接器258的第二電源端子253例如通過金屬沖壓、沖切或成形與第一導電板244整體形成為一體，但也可以例如通過焊接、熔接等形成為與第一導電板244電氣耦合的單獨部件。
電源連接器24包括電源線254和接地線252，這在本領域是公知的并正如以上參照圖1所提及。電源線254承載預定電壓電位，而接地線252承載接地電位。電源線254把電力傳送到去耦電容器42，而接地線252提供來自去耦電容器42的接地電位的返回路徑。電源線254與第一電源連接器256的第一電源端子255電氣耦合，并與第二電源連接器258的第一電源端子251電氣耦合。接地線252與第一電源連接器256的第二電源端子257電氣耦合，并與第二電源連接器258的第二電源端子253電氣耦合。采用這些連接器，第一導電板244承載預定電壓電位，且第二導電板246承載接地電位。
去耦電容器42的第一導電板244包括一個或多個電源部件250，該電源部件250例如通過金屬沖壓、沖切或成形優選地與第一導電板244一起形成，但也可以例如通過焊接、熔接等形成為單獨部件并然后與第一導電板244電氣耦合。如圖27所示，電源部件250與優選地位于二級半導體封裝件62的半導體基板60的頂部的集成電路22上的對應于電壓電位的電源觸點92電氣接觸。
去耦電容器42的第二導電板246包括一個或多個接地部件248，該接地部件248優選地例如通過金屬沖壓、沖切或成形與第二導電板246一起形成，但也可以例如通過接焊、熔接等形成為單獨部件、并然后與第二導電板246電氣耦合。如圖27所示，該接地部件248與優選地位于二級半導體封裝件62的半導體基板60的頂部的集成電路22上的對應于接地電位的接地觸點92電氣接觸。
優選的是，電源部件250和接地部件248各自形成為順應性彈簧部件，但也可以形成為諸如銷、柱等的剛性部件。優選的是，形成為順應性彈簧部件的電源部件250和接地部件248具有遠離半導體模58形成角度的腿和遠離半導體基板60向上翻轉的腳。或者，形成為順應性彈簧部件的電源部件250和接地部件248可以具有采用半圓形或半橢圓形方式向內卷曲的臂和朝向圓形或橢圓形的中心向內卷曲的手。向上翻轉的腳或向內卷曲的手可實現無焊料連接，以使組裝容易和方便。該順應性彈簧部件的有利方面是減少沿Z軸的集成電路22上的壓縮力。
將散熱器200設置在集成電路22的頂部68。更具體地說，將散熱器200設置在去耦電容器42的頂部68。熱擴散器202使半導體模58上的不均勻熱密度耗散。該散熱器200通過熱擴散器202和/或去耦電容器42從半導體模58中導走熱量。
優選的是，去耦電容器42具有通過第一導電板244、第二導電板246和電介質材料的中心部延伸的孔，以便可使散熱器200與熱擴散器202直接接觸。在此情況下，盡管由集成電路22產生的大多數熱通過熱擴散器202傳導到散熱器200，然而某些熱通過去耦電容器42傳導到散熱器200。或者，可以消除去耦電容器42中的孔，以便可使散熱器200通過去耦電容器42傳導所有熱量。或者，散熱器200可以具有一個或多個區域，該一個或多個區域圍繞去耦電容器42的周邊的至少一部分與熱擴散器202直接接觸。
圖28示出了形成為二級半導體封裝件62的集成電路22的系統10的側部透視組裝圖，如圖4C、圖5、圖8A、圖8B、圖9A、圖9B、圖9C、圖11、圖12A、圖12B、圖19和圖20所示，該集成電路22由形成為雙件式蓋和插座、并支撐去耦電容器42和散熱器200的連接器112承載。連接器112承載形成為二級半導體封裝件62的集成電路22(圖28未示出)、去耦電容器42、以及集成電路到印刷電路板信號和/或電源接口132(圖28未示出)。將連接器112設置在印刷電路板114上。將散熱器200設置在連接器112上。該風扇未在圖28中直接示出，而是通常裝設到用B表示的散熱器200的頂部上。
連接器112包括第一電源連接器256和第二電源連接器258，與圖27所示類似。第一電源連接器256優選地示出為插件卡連接器。第二電源連接器258優選地示出為管腳連接器。系統10包括優選地位于系統10的四角的一個或多個孔260。該孔260優選地通過連接器112和去耦電容器42延伸，以使系統10機械對準和固定。
圖29是圖27所示的系統10的組裝圖的分解圖，如從頂到底所示，該系統10包括散熱器200，第一電源連接器256，第二電源連接器258，連接器112的頂部262，第一導電板244，第二導電板246，連接器112的中心部264，信號觸點板268，集成電路22，印刷電路板64，連接器112的底部266，以及印刷電路板114。
散熱器200被設置在連接器112的頂部262。連接器112的頂部262具有適合于容納第一電源連接器256和第二電源連接器258的整體模制特征。連接器112的頂部262具有通過其中心區域延伸的孔，該孔適合于容納散熱器200的底部的中心部。連接器112的頂部262也在其四角具有四個孔260。
用于承載電壓電位的第一導電板244包括第二電源連接器258的第二電源端子253，第一電源連接器256的第二電源端子257，以及多個電源觸點250。電源部件250從第一導電板244的四側中的各側延伸。第二電源連接器258的第二電源端子253和第一電源連接器256的第二電源端子257向上彎曲。電源部件250向下彎曲。第一導電板244也在其四角具有四個孔260。
用于承載接地電位的第二導電板246包括第一電源連接器256的第一電源端子255，第二電源連接器258的第一電源端子251，以及接地部件248。接地觸點248從第二導電板246的四側中的各側延伸。第一電源連接器256的第一電源端子255和第二電源連接器258的第一電源端子251向上彎曲。接地部件248向下彎曲。第二導電板246也在其四角具有四個孔260。
優選的是，第一電源連接器256的與第二導電板246一起承載的第一電源端子255和第一電源連接器256的與第一導電板244一起承載的第二電源端子257在第一電源連接器256中按預定間距配置成彼此鄰接，但也可以具有任何配置。優選的是，第二電源連接器258的與第二導電板246一起承載的第一電源端子251和第二電源連接器258的與第一導電板244一起承載的第二電源端子253在第二電源連接器258中配置成彼此鄰接，但也可以具有任何配置。優選的是，與第二導電板246一起承載的電源觸點250和與第二導電板246一起承載的接地觸點248配置成彼此鄰接，但也可以具有任何配置。
連接器112的中心部264具有適合于容納第一電源連接器256和第二電源連接器258的整體模制裝置。該連接器112的頂部262和連接器112的中心部264的整體模制裝置彼此機械對準和配合，以便為其各自端子提供連接器外殼。該連接器外殼適合于容納第一電源連接器256和第二電源連接器258。連接器112的中心部264和連接器112的頂部262彼此機械對準和匹配，以便為去耦電容器42提供外殼，或者稱為圖12A所示的蓋。連接器112的中心部264還在其四角具有四個孔260。
信號觸點板268把第二電源連接器258的與第二導電板246一起承載的第一電源端子251和第二電源連接器258的與第一導電板244一起承載的第二電源端子253對準和固定。集成電路22被安裝到電路板64，或者稱為內置板上，形成圖4D所示的二級集成電路22，這在集成電路制造領域是公知的。
形成為圖12B所示的插座或者形成為圖12C所示的框架的連接器112的底部266承載集成電路到印刷電路板的信號和/或電源接口132。連接器112的底部266適合于把印刷電路板64與接口132機械對準和固定到接口132上，以便可使印刷電路板64的底部的信號觸點90(未示出)與優選位于接口132和選擇性位于印刷電路板114上的對應信號觸點對準。該連接器112的底部266還在其四角具有四個孔260。
在連接器112的頂部262、第一導電板244、第二導電板246、連接器112的中心部264、以及連接器112的底部266中的各方中的四角內的孔260沿著各角的四個共用軸彼此對準。
如圖28所示，固定器通過在四角中的各角的共用軸對準的五個孔延伸，以便把連接器112機械固定在一起作為系統10的組件。或者，與系統10的組件中的四個孔對準的四個孔可以通過印刷電路板114延伸，以便把系統10裝設到印刷電路板114上。該固定器可以采用任何類型，該類型包括(但不限定)螺釘，熱樁、銷、栓、夾等。固定器可以是單獨部件，也可以與連接器112的一部分整體形成。優選的是，固定器形成為四個單獨螺釘。或者，固定器形成與連接器112的至少一部分整體形成并使連接器112的至少另一部分上的配合裝置機械嚙合的按扣或夾。在該選擇性方案中，形成為按扣或夾的固定器優選地生成可容易組裝和拆卸以實現修理或再利用的系統組件，但也可以生成在某種意義上永久性組裝的系統10的組件，即它不能拆卸而且不使系統10的組件受損。
電路板114承載連接器112和散熱器200。電路板114通稱稱為母板，這是因為它還承載通過接口與集成電路22連接的許多電路。電路板114包括多個導電觸點(未示出)，該多個導電觸點與集成電路22上或接口132上的導電觸點90對應。印刷電路板也包括多個印刷電路板跡線118(圖29未示出)，該多個印刷電路板跡線118把印刷電路板上的導電觸點(未示出)與通過接口和集成電路22連接的各種其他電路電氣耦合。
注意，圖29未示出圖27所示的去耦電容42的第一導電板244和第二導電板246的中心區域內的孔。并且，注意，圖29未示出圖27所示的熱擴散器202。圖29中不存在這兩種部件表明了參照圖27所述的選擇性方案，其中，圖29中的去耦電容器42執行圖27中的熱擴散器202的功能，并且散熱器200與去耦電容器42的頂部直接接觸。以下參照圖30和圖31對該選擇性方案作進一步說明。
圖30示出了圖28和圖29所示的系統10的組件的斷面圖。該印刷電路板114承載連接器112。如上所述，接口132提供在印刷電路板64和印刷電路板144之間的信號接口。印刷電路板64承載集成電路22。去耦電容器42被設置在集成電路22上面。去耦電容器42具有熱擴散器的特性，并與集成電路22的頂部直接接觸，以便在去耦電容器42的整個結構中使集成電路22的熱擴散。用于形成參照圖27所述的延伸腿和向上翻轉腳的電源部件248和接地部件250與印刷電路板64的頂部的對應電源觸點92(未示出)和接地觸點92(未示出)接觸。散熱器200被承載在連接器112的頂部。散熱器200的中心區域通過連接器112的頂部262內的孔延伸，以便與去耦電容器42的頂部直接接觸。
圖31示出了圖28所示的系統10的組件的選擇性斷面圖。圖30中的系統10的組件與圖31中的系統10的組件相同，只不過電源觸點92設置在集成電路22的側部(72和74)，電源部件248和接地部件250顯示成向內卷曲的臂和手，以及信號接口132形成電介質材料，以使在集成電路22和印刷電路板114之間的信號電容性耦合。
印刷電路板114承載連接器112。該接口132在集成電路22和印刷電路板144之間提供電容信號接口。注意，印刷電路板64不存在于圖31中。在此情況下，集成電路22具有一組信號觸點90(未示出)，形成各自電容器的一側，并且印刷電路板114具有另一組對應信號觸點(未示出)，形成各自電容器的另一側。接口132在集成電路22和印刷電路板114上的對應信號觸點之間提供具有合適介電常數的電介質材料，以實現在集成電路22和印刷電路板114之間的電容性信號耦合。
將去耦電容器42設置在集成電路22上面。用于形成向內卷曲的臂和手的電源部件248和接地部件250除了后側(示出)和前側(未示出)以外，還與集成電路22的側部72和74的對應電源觸點92和接地觸點92接觸。散熱器200被承載在連接器112的頂部并與去耦電容器42直接接觸。
圖32示出了本發明的連接器112，該連接器112在某種意義上是兼具兩種性質的，即它可以用作帶有用于在內部容納集成電路的凹部的插座，也可以用作可以裝配在集成電路上面的蓋。該類型構成適合于與圖4C、圖5、圖8A、圖8B、圖9A、圖9B、圖9C、圖11、圖12A和圖12B所示類型的二級型半導體封裝件一起使用。在該構成中，連接器包括用于與電源連接的顯示為一對邊緣電路插件板或電路板256、258的外部裝置，其可用作各自第一和第二電源連接器。該構成適合于在可以從集成電路封裝件的側部向集成電路封裝件供電的情況下使用。連接器112承載優選地采用包括不同的電源觸點248和接地觸點250的板電容器形式的去耦電容器42。連接器112具有形成為連接器112的一部分的凹部或空腔，并且電源觸點248和接地觸點250被設置在連接器112的周邊的凹部內。該凹部具有適合于容納集成電路22的合適形狀和深度，以便可采用圖34一般所示的方式使電源觸點248和接地觸點250與集成電路22上的對應電源或接地觸點92對準和接觸。
連接器112也可以視為圖12A示意性所示的蓋，該蓋裝配在圖31所示的集成電路22的頂部上面。在此情況下，去耦電容器42設置在集成電路22的頂部68上面，并且電源部件248和觸點部件250與設置在集成電路22的各側的對應觸點92接觸。或者，連接器112也可以視為圖12B所示的插座。在此情況下，連接器112顯示成直立，以展現插座內部的裝置。作為插座，集成電路22裝配到圖23所示的連接器112內。去耦電容器42被設置在集成電路22的底部70下面，并且電源觸點248和接地觸點250與設置在集成電路22的各側的對應電源觸點92接觸。在此情況下，該信號將通過集成電路22的頂部68經由信號導體傳送，這是因為去耦電容器42阻擋信號通過連接器112的底部傳送。顯示成插件卡連接器的第一電源連接器256和第二電源連接器258把電壓電位和接地電位與去耦電容器42連接。
圖33示出了形成為適合于與圖4C、圖5、圖8A、圖8B、圖9A、圖9B、圖9C、圖11、圖12A和圖12B所示的二級半導體封裝件62一起使用的蓋的選擇性連接器112，并且連接器112可以視為與圖32所示類似，倒裝連接器本體部具有不同類型的電源部件配合部件。在本實施例中，用于與電源連接的外部裝置采用兩個管腳座256、258的形式設置，該兩個管腳座256、258中的各方包括在圖33中從蓋向外延伸或者向上延伸的導電管腳255、257。該類型構成可把電力從頂部送到封裝件。在連接器內形成多個導電電容器板。
圖34示出了本發明的另一實施例，其中，送電系統被包含在裝配于集成電路22上面的蓋部件(未示出)內。在本實施例中，送電系統包括至少一對導電板244、246，該導電板對244、246在尺寸方面類似并且在垂直(Z軸)方向彼此對準。這兩個導電板通過介入介質層300來分離，可以對該介質層300的介電常數和/或厚度進行選擇，以提供用于存儲足夠電量的某種電容器，以便把正常操作或浪涌電流供給集成電路。在底部電容器板246的底表面設置第二絕緣層302，以使其與集成電路絕緣。如上所述，送電系統包括多個觸點248、250，該多個觸點248、250可以包括交織的電源和接地(電源返回)觸點，這些觸點優選地采用所示的懸臂或波紋管方式從板244、246并一直沿著集成電路封裝件的側部向外延伸，其中，它們與形成在集成電路內的觸點303嚙合。兩個板264、266和觸點248、250的一部分通常在諸如塑料那樣的外部絕緣材料內封裝或模制。
這些觸點248、250形成在兩個板244、246中的每個內部，并且它們與集成電路封裝件接觸。本實施例適合于與散熱器(未示出)組合使用，因此，本實施例可以設有開 305，該開口305通過兩個板244、246以及介入介質層300和下部絕緣層302延伸。散熱器的一部分可以通過該開口305延伸到與集成電路22的發熱表面接觸。在某些構成中，導熱部件可以用于裝配在開口內，并在集成電路發熱表面和散熱器之間延伸。
圖35是圖34的斷面圖，但為清晰起見，未示出下部絕緣層302，并且示出了在集成電路22、其封裝件114和送電系統之間的關系。如圖35所示，下部絕緣層302與集成電路的頂表面22a對接，并且為了另外的冷卻目的，可以設置附加但較小的開口306。為更清晰起見，圖42示出了該部分的端部。如圖所示，觸點248、250設置成圍繞周邊，并且該配置減少了插入和取下所需力的量，其中，觸點沿著水平作用線而不是垂直作用線與集成電路嚙合。
圖36和圖37示出了本發明的另一實施例，該另一實施例包含能夠在集成電路本體的各種位置把多個不同電壓供給集成電路的送電系統。這是通過在蓋部件內包含多個不同電容器來實現的，該多個不同電容器形成為各個下部導電板310～313。如圖37最佳所示，這些板中的各個板均通過介入空間315彼此隔開，并且如圖所示，該各個板均包括各個觸點部件316，該觸點部件316從各板向外延伸并從各板向下延伸就位，用于與集成電路或集成電路封裝件的觸點接觸。與上述討論的實施例一樣，各個板310～313通過介入介質層300與頂部、單個或多個分段的電容器板244分離，使得系統的下部板310～313通過介入介質層300在垂直方向與上部板244分離，并通過空間315內的空氣或介入介質在X和Y方向彼此分離。也可以設想，該各下部板310～313可以具有與其相關的對應單獨頂部板，使得連接器將在圖32的實施例中支撐四組電容板對。
圖36示出了嵌入或封裝在也優選地采用電介質材料或電氣絕緣材料形成的外殼或蓋部112內的一組多個板(以及上部板244和介入介質層300)。在該類型結構中，用于形成蓋部112的材料將填充在下部電容器板310～313之間的介入空間315。延伸的板觸點316也可以部分嵌入蓋部112內，也可以設置在內部形成的一系列槽316內，以便不對觸點的彈簧作用進行過度限制。圖38是圖37的送電結構(以及圖34的一部分)在嵌入蓋部112前的斷面圖。采用該結構，可把諸如0.5V、1.0V、-2.0V等那樣的不同電壓送到集成電路的不同部分。
圖39示出了可以與本發明的送電系統一起使用的交錯觸點配置。在圖39中，兩個導電板244、246顯示成通過介入介質層300來分離，并且各板的觸點248、250按照與各板所成的近直角從各板向下延伸，但是觸點248、250在垂直方向具有不同的觸點位置。如圖所示，下部板246的觸點248具有第一長度，而上部板244的觸點250具有第二長度，這兩個長度顯示成相等，然而，觸點248、250的觸點臂按照不同仰角進行配置。該交錯配置有助于減少在集成電路或其封裝件上插入和取下蓋部112所需的力，其中，與集成電路/封裝件嚙合的觸點數在第一觸點進行二等分。該配置還可實現送電結構的先合(first mate)后分(lastbreak)方面的實施，以減少在連接中發生的短路和燃弧的可能性。
圖40示出了根據本發明原理構成的送電系統的又一實施例，其中，送電系統375包括通過介入電介質材料層300、323來分離的三個電容器板318、319和321。頂部和底部電容器板318、319通過互連部件320優選地在所示的其側部互連在一起。這些互連點通過間隔或間隙322與中部或內部電容器板321隔離和分離。成組的三個觸點248、250、325配置成圍繞送電系統的周邊，用于與集成電路或其封裝件上的對應觸點接觸。采用該形式和以前形式的送電系統由于其可以插入蓋和插座部件等內的結構而可以在一個方面視為一種模塊。該圖示出了具有伸長、懸臂或波紋管臂部360的觸點248、250和325的示范性構成，這些臂部360向下和略微向內彎曲并端接于用于定義觸點的內觸點臂部362的自由端部361。該各觸點臂部優選地具有向內形成角度的觸點表面363，用于實現與集成電路/封裝件側部的接觸。
使用在本實施例中設置在內電容器板側部的兩個外電容器板由于頂部板和底部板的表面積增加而具有增加去耦電容器總電容的效果。換句話說，采用本實施例，可增加由連接器本體部提供的相同水平表面區域的電容(以及供給集成電路的電流)。這樣，在設計者具有電路板的可用有限空間量的情況下，或者在集成電路較小的情況下，可以使用該結構。在該結構中，該電容器板優選地按照電源-接地-電源或接地-電源-接地的順序進行垂直配置。
圖41示出了包含在裝配于集成電路22上面的蓋部112內的送電系統，為了清晰起見，該蓋部112顯示成透明，以表明它如何圍繞其周邊與集成電路/封裝件嚙合。
圖43示出了內部包含送電結構的已組裝的集成電路封裝件的外部，其中，去耦電容器42依靠蓋部件262保持在集成電路上面。該組件具有形成在其本體部內的用于把組件安裝到電路板上的多個安裝孔，并還具有用于與外部電源引線配合以便向去耦電容器42供電的裝置256、258。
圖44～圖50示出了本發明的另一實施例，其中，集成電路132被保持在插座式連接器112內，該連接器112具有包含在內部的去耦電容器42。如圖所示，該插座連接器112在形狀方面是矩形或方形，并具有本體部400，該本體部400由多個側壁401形成，該多個側壁401合作定義設置在內部的用于容納集成電路132的中心開口402。該開口402可以是通孔，其中，集成電路位于與觸點或端子890接觸的電路板上(圖46)。去耦電容器42包括多個分立電容器403，各分立電容器403均可以把相同電壓或不同電壓送到設置在集成電路132(未示出)上的合適觸點。蓋板404把集成電路封閉和密封在插座連接器112內。電容器403通過跡線路徑接收來自安裝到電路板406上的電源405的電力(圖45)。把這些分立電容器包含在插座連接器內將騰出在電路板406上圍繞集成電路132的空間。
該電容器403被容納在諸如槽那樣的開口410內，或者設置在插座連接器側壁401上的本體部內的開口內。該電容器可以包括圖44～48所示的利用導電引線411用于連接目的的常規電容器或者片型電容器505。為了收納這些引線411，本體部側壁401還可以包括形成在內部的用于容納引線的通道412，以保持插座連接器的不引人注目和低空間方面(圖48)。本體部側壁401可以具有某一高度以形成用于將收納諸如散熱器200那樣的傳熱部件的微小凹部。該類型連接器可以使用固定器415固定到電路板上(圖50)。電容器容納開口410優選地如圖所示圍繞插座周邊彼此隔開，也可以按照與集成電路上的不同電源觸點或端子的位置對應的不同間隔隔開。
圖51～54示出了根據本發明原理構成的送電系統500的另一實施例，其中，該連接器112采用插座501的形式，該插座501具有形成在其側壁504內的多個分立開口502，該各開口502均容納采用片狀電容器505形式的去耦電容器42。一種不同的端子或引線結構可以與本實施例一起使用，并且該結構的引線506顯示成具有普通U狀構成的線材成形引線，該引線在一端端接于環端507，并在對置端508端接于自由尾509，該自由尾509可以焊接到電路板上。環引線506通過插座連接器112的側壁504，并可以在插座連接器的制造中容易在內部模制就位，其環端507略微向上彎曲，使得其將與插入插座連接器內的集成電路的底部進行有效電接觸。端子506的該部分的“環回”性質可實現一條通向集成電路的冗余電路路徑，并且還降低端子和整個連接器的電感。引線用作一組第一或“電源”端子，該端子組采用一種用于包含配置在連接器插座內部的多個第二，優選的是非電源端子550的圖案或陣列進行配置，并用于使集成電路的方面與位于下面的電路板連接。這些非電源端子550可以包括LGA、PGA、BGA、彈簧觸點等。
內部承載框架510可以設置成封裝件的一部分，并且該內框架510位于插座連接器側壁內，以形成集成電路的支撐。為了容納引線506的環形端，框架510可以如圖所示設有凹部515，該凹部515包圍環形端507，并可使其在插入插座連接器開口內時，在集成電路的插入力下偏轉。引線506可以易于以低成本沖壓形成，作為整個承載帶520的一部分，并可以在所示方向以外的其他方向形成，以便容納集成電路的位置。該內框架510和側壁504可以通過插入或過度模制一起形成為一體，這樣，實際上，該內框架510用作插座連接器外殼的基部或底部。
圖58示出了分立電容器403具有其端子，或者引線44通過形成在連接器本體部側壁401內的槽430延伸的另一方式。在此情況下，引線與端子連接，并且圍繞電容器容納開口410的側壁401可以把額外材料追加給這些開口410，也可以構成為便于電容器403及其引線的熱壓凹接合，以便將其在連接器本體部內保持就位。或者，通過與在440一樣，使用附加材料來密封開口410，或者通過把電容器和引線在連接器本體部內模制就位，可以把分立電容器403完全地封裝在側壁401內。
最后，圖56和圖57是在圖30所示的系統中使用的蓋部件的下側透視圖，其示出了電容器板244、246在已組裝狀態下在其外支撐部件262、264內的設置。
本說明書和附圖分別對本發明優選實施例的許多特點和特性作了說明和圖示。在本說明書中的任一部分內所述或者在任一附圖內所示的任何特點或特性可以與在本說明書中的任何其他部分內所述或者在相同或不同附圖中的任何其他部分內所示的任何特點或特性進行組合。例如，盡管在送電系統方面編寫了以上說明，然而應該意識到，本發明可以用于信號傳送，并且各種電容器板的尺寸是為實現最佳性能而設計的。
盡管以上對本發明的優選實施例作了圖示和說明，然而本領域技術人員應該明白，可以在不背離本發明精神的情況下進行變更和修改，本發明的范圍由所附權利要求來定義。
權利要求
1.一種用于向集成電路供電的電源連接器，該集成電路具有本體并帶有通過至少一個側表面互連的對置頂表面和底表面，所述集成電路的側表面具有設置在上面的導電跡線，該電源連接器包括電氣絕緣本體部，帶有設置在上面的用于在內部容納所述集成電路的集成電路容納凹部，該凹部至少部分地由從所述連接器本體部向下懸垂的側壁部件來定義，所述凹部的尺寸被設計成當所述電源連接器設置在所述集成電路上面時，在內部容納所述集成電路的至少一部分，電源儲存器，其與所述連接器本體部一體，用于向所述集成電路電源跡線選擇性放電；以及多個導電端子，其從所述電源儲存器與所述集成電路導電跡線對置延伸，當所述電源連接器設置在所述集成電路上面時，該端子與所述集成電路導電跡線接觸。
2.根據權利要求1所述的電源連接器，其中，所述電源儲存器包括由所述連接器本體部支撐的至少一對彼此隔開的電容器板。
3.根據權利要求2所述的電源連接器，其中，所述連接器本體部包括從其延伸的多個側壁，該多個側壁共同地定義所述集成電路容納凹部。
4.根據權利要求2所述的電源連接器，其中，所述電容器板對包括彼此垂直隔開的不同的第一和第二導電板，第一和第二導電板中的每一個均具有水平延伸的表面區域，所述端子配置在不同組的第一和第二端子內，該第一端子從所述第一電容器板向下延伸，而所述第二端子從所述第二電容器板向下延伸，所述第一和第二端子具有設置在其自由端的接觸部，該第一和第二端子接觸部設置在所述凹部內。
5.根據權利要求2所述的電源連接器，其中，所述電容器板通過填充電介質材料的介入空間來分離。
6.根據權利要求5所述的電源連接器，其中，所述第一電容器板包括多個第一端子，而所述第二電容器板包括多個第二端子，所述第一和第二端子沿著所述第一和第二板的邊緣設置成彼此鄰接。
7.根據權利要求4所述的電源連接器，其中，所述第一和第二端子接觸部彼此隔開，以便與所述集成電路的不同接觸跡線接觸。
8.根據權利要求1所述的電源連接器，該電源連接器進一步包括用于把所述電源儲存器與電源連接的裝置，該電源儲存器連接裝置包括從所述本體部延伸的至少一個電路板，該電路板包括多個導電跡線，該多個導電跡線定義引導到所述第一和第二板的電路路徑。
9.根據權利要求1所述的電源連接器，該電源連接器進一步包括用于把所述電源儲存器與電源連接的裝置，該電源儲存器連接裝置包括設置在所述本體部的頂表面的至少一個管腳座，所述管腳座包括多個導電管腳，該多個導電管腳定義引導到所述第一和第二導電板的電路路徑。
10.根據權利要求2所述的電源連接器，該電源連接器進一步包括第三電容器板，該第三電容器板設置在所述第一和第二電容器板之間、并與所述第一和第二電容器板隔開。
11.根據權利要求4所述的電源連接器，該電源連接器進一步包括第三導電板，該第三導電板設置在所述第一和第二導電板之間、并與所述第一和第二導電板隔開。
12.根據權利要求11所述的電源連接器，其中，在所述第一導電板和所述第三導電板之間定義第一介入空間，而在所述第二導電板和所述第三導電板之間定義第二介入空間，所述第一和第二介入空間填充電介質材料。
13.根據權利要求10所述的電源連接器，其中，所述第三導電板包括從所述第三導電板向下延伸的多個第三導電端子，該第三端子具有用于與所述集成電路導電跡線接觸的接觸部。
14.根據權利要求13所述的電源連接器，其中，所述第三端子配置成使該各第三端子的側部連接有第一端子和第二端子。
15.根據權利要求1所述的電源連接器，其中，所述電源儲存器包括由所述連接器本體部支撐的至少第一、第二和第三電容器板，該第二和第三電容器板與所述第一電容器板隔開，所述端子配置在分別從所述第一、第二和第三電容器板的邊緣懸垂的不同組的第一、第二和第三端子內。
16.根據權利要求15所述的電源連接器，其中，所述第二和第三電容器板彼此水平隔開。
17.根據權利要求16所述的電源連接器，其中，所述第二和第三電容器板按不同尺寸設計并具有不同的表面區域。
18.根據權利要求2所述的電源連接器，其中，所述連接器本體部具有形成在內部的開口，該開口通過所述第一和第二電容器板延伸。
19.根據權利要求15所述的電源連接器，其中，所述第一、第二和第三電容器板被嵌入在所述本體部內，并當所述連接器被施加給所述集成電路時，與所述集成電路的接觸被隔離。
20.根據權利要求2所述的電源連接器，其中，所述連接器本體部定義裝配在所述集成電路上面的蓋部件。
21.一種用于向集成電路供電的電源去耦蓋，該集成電路具有定義形狀并帶有通過至少一個側表面互連的對置頂表面和底表面，該底表面包括用于與安裝連接器的導電端子接觸的多個導電部，該安裝連接器用于把所述集成電路與所述電路板連接，該去耦蓋包括絕緣外殼，該外殼包括形成在內部并用于在內部容納所述集成電路的插座，該插座具有至少一個限定的邊緣，并且所述插座的尺寸被設計成在內部容納所述集成電路的所述頂表面和一個側表面的至少一部分；用于采用嵌入在所述外殼內的去耦電容器的形式向設置在所述連接器外殼內的所述集成電路供電的裝置，該去耦電容器能夠把預定量的電供給所述集成電路用于其操作，從而減少把分立電源安裝在接近于所述集成電路的所述電路板上的需求；以及多個導電電源端子，其由所述外殼支撐、并與所述去耦電容器連接，當所述蓋設置在所述集成電路上面時，該電源端子從所述外殼延伸成與所述集成電路導電部接觸。
22.根據權利要求21所述的電源去耦蓋，其中，所述去耦電容器包括由所述連接器本體部支撐的至少一對彼此隔開的電容器板。
23.根據權利要求22所述的電源去耦蓋，其中，所述電容器板對包括在所述外殼內彼此垂直隔開的不同的第一和第二導電板，第一和第二導電板中的每一個均具有在所述外殼內水平延伸的表面區域，所述電源端子配置在所述外殼內的不同組的第一和第二端子內，該第一端子從所述第一電容器板向下延伸，而所述第二端子從所述第二電容器板向下延伸，所述第一和第二端子具有在其自由端設置的接觸部，該第一和第二端子接觸部設置在所述凹部內。
24.根據權利要求22所述的電源去耦蓋，其中，所述電容器板通過填充電介質材料的介入空間來分離。
25.根據權利要求22所述的電源去耦蓋，其中，所述第一電容器板包括多個第一端子，而所述第二電容器板包括多個第二端子，所述第一和第二端子沿著所述第一和第二板的邊緣設置成彼此鄰接。
26.根據權利要求23所述的電源去耦蓋，其中，所述第一和第二端子接觸部彼此隔開，以便與位于所述集成電路側表面的所述集成電路的不同接觸跡線接觸。
27.根據權利要求22所述的電源去耦蓋，其中，所述電容器板通過填充電介質材料的介入空間來分離。
28.根據權利要求22所述的電源去耦蓋，其中，所述第一電容器板包括多個第一端子，而所述第二電容器板包括多個第二端子，所述第一和第二端子沿著所述第一和第二板的邊緣設置成彼此鄰接。
29.根據權利要求23所述的電源去耦蓋，其中，所述第一和第二端子接觸部彼此隔開，以便與所述集成電路的不同接觸跡線接觸。
30.根據權利要求22所述的電源去耦蓋，該電源去耦蓋進一步包括第三電容器板，該第三電容器板被設置在所述第一和第二電容器板之間、并與所述第一和第二電容器板隔開。
31.根據權利要求23所述的電源去耦蓋，該電源去耦蓋進一步包括第三導電板，該第三導電板被設置在所述第一和第二導電板之間、并與所述第一和第二導電板隔開。
32.根據權利要求31所述的電源去耦蓋，其中，在所述第一導電板和所述第三導電板之間定義第一介入空間，以及在所述第二導電板和所述第三導電板之間定義第二介入空間，所述第一和第二介入空間用填充電介質材料填充。
33.根據權利要求31所述的電源去耦蓋，其中，所述第三導電板包括從所述第三導電板向下延伸的多個第三導電端子，該第三端子具有用于與所述集成電路導電跡線接觸的接觸部。
34.根據權利要求33所述的電源去耦蓋，其中，所述第三端子配置成使該各第三端子的側部連接有第一端子和第二端子。
35.根據權利要求31所述的電源去耦蓋，其中，所述第一、第二和第三導電板中的每個均嵌入在所述外殼內。
36.根據權利要求21所述的電源去耦蓋，其中，所述去耦電容器包括由所述連接器本體部支撐的至少第一、第二和第三電容器板，該第二和第三電容器板與所述第一電容器板隔開，所述端子配置在分別從所述第一、第二和第三電容器板的邊緣懸垂的不同組的第一、第二和第三端子內。
37.根據權利要求36所述的電源去耦蓋，其中，所述第二和第三電容器板彼此水平隔開。
38.根據權利要求37所述的電源去耦蓋，其中，所述第二和第三電容器板按不同尺寸設計并具有不同的表面區域。
39.根據權利要求36所述的電源去耦蓋，其中，所述第一、第二和第三電容器板被嵌入在所述本體部內，并當所述連接器被施加給所述集成電路時，與所述集成電路的接觸被隔離。
40.一種用于把來自電源的電力送到集成電路(“IC”)的送電連接器，該集成電路在其本體部內包含多個電源電路和非電源電路，該集成電路本體部包括頂表面、底表面和側表面，以及設置在引導到所述電源電路的所述側表面的多個導電部，該連接器包括絕緣蓋部件，其具有設置在內部的本體部和凹部，該絕緣蓋部件的尺寸被設計成在內部容納所述集成電路的至少一部分；用于采用嵌入在所述蓋部件本體部內的去耦電容器的形式向所述集成電路電源電路供電的裝置；以及多個導電端子，其具有接觸端，該接觸端延伸到所述蓋部件本體部凹部內與所述集成電路側表面導電部對置，用于當所述蓋部件被施加在所述集成電路上面時，與所述蓋部件接觸。
41.一種用于與集成電路一起使用的電源連接器，該電源連接器包括外殼，其采用蓋部件的形式，該蓋部件具有形成在內部的凹部，該凹部的尺寸被設計成位于集成電路上面，該蓋部件包括設置在內部的多個彼此隔開的導電電容器板，該多個電容器板各自具有從其延伸的端子，用于當蓋部件被施加在所述集成電路上面時與集成電路上的導電跡線接觸，該電容器板在有電壓被施加給其時選擇性儲電，并根據需要向集成電路選擇性放電，所述電容器板端子沿著集成電路的側表面與集成電路接觸。
全文摘要
一種用于向集成電路送電的系統，其包括耦合電容器，該耦合電容器位于形成為集成電路的插座或框架的連接器內。該送電系統采用集成到連接器內的電源儲存器的形式，從而無需把復雜昂貴的電源跡線形成在與集成電路連接的電路板內或把分立電容器安裝在該電路板上。該系統包括連接器，該連接器采用蓋部件的形式，該蓋部件裝配在集成電路上面，并包含用于在內部收納集成電路的一部分的凹部。該蓋部件包括設置在內部的至少一對彼此隔開的電容器板。向這些板供電，使得它們將充電作為電容器，并且這些板由多個端子形成，該多個端子延伸成與集成電路接觸，使得這些板可以向集成電路選擇性放電，從而為集成電路提供操作電流和浪涌電流。
文檔編號H01R13/66GK1545828SQ02816295
公開日2004年11月10日 申請日期2002年9月26日 優先權日2001年9月26日
發明者約翰D·洛帕塔, 約翰D 洛帕塔, 托P 帕內拉, 阿古斯托P·帕內拉, 姆 杜塔, 阿林杜姆·杜塔, L 麥格拉思, 詹姆士L·麥格拉思 申請人:莫萊克斯公司