專利名稱：多配置處理器－存儲設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文的領(lǐng)域涉及電子集成電路。更具體地，本文涉及印刷電路板設(shè)備。本文涉及多配置處理器存儲基板設(shè)備。
背景技術(shù)：
數(shù)字計算機系統(tǒng)今天被用于執(zhí)行廣范圍的任務(wù)。商業(yè)、工業(yè)、政府、教育、娛樂的很多不同領(lǐng)域，以及最近地家庭正在進入為今天日益強大的計算機設(shè)備開發(fā)的龐大的和快速增長的應(yīng)用列表。
現(xiàn)代計算機系統(tǒng)通常以強大的數(shù)字處理器集成電路設(shè)備為特征。所述處理器用于執(zhí)行軟件指令以實施復(fù)雜的功能，例如，3-D圖像應(yīng)用，語音識別，數(shù)據(jù)可視化等。很多這些應(yīng)用的性能直接從更強大，能力更強的處理器受益。另外，強大的現(xiàn)代計算機系統(tǒng)已經(jīng)降低了成本以使它們對普通用戶而言比以前更能獲得。
現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的增長的能力以及它們降低的成本的主要特征是集成電路設(shè)備制造技術(shù)的平穩(wěn)進展。現(xiàn)代半導(dǎo)體制造技術(shù)導(dǎo)致集成水平的增加，增加的能力，以及所述計算機設(shè)備的降低的成本(例如便攜式計算機系統(tǒng)，桌面計算機系統(tǒng)，工作站，服務(wù)器等)。
計算機系統(tǒng)設(shè)備制造商已經(jīng)發(fā)現(xiàn)緊湊的尺寸是期望的市場特性。典型地，設(shè)備越緊湊，其制造成本越低。另外，緊湊的尺寸(例如增加的集成)產(chǎn)生許多其他益處，例如降低的功率消耗以及增加的便攜性。因此，很多計算機系統(tǒng)設(shè)備制造商的主要目標是降低給出設(shè)備的形狀因素，同時保持或者甚至增加該設(shè)備的性能。
降低計算機系統(tǒng)設(shè)備的形狀因素的目標已經(jīng)導(dǎo)致幾個現(xiàn)有技術(shù)集成的電路封裝方案。一現(xiàn)有技術(shù)封裝方案涉及多芯片模塊的實施。多芯片模塊，或MCM是指包括與高密度線，或在該封裝中或該封裝上嵌入的信號跡線緊密連接的兩個或者多個“原始的”芯片的芯片封裝。原始的芯片通常是指沒有相關(guān)封裝的半導(dǎo)體集成電路片。該原始的芯片被典型地直接安裝在一基底上或嵌入其中。一現(xiàn)有技術(shù)MCM實施節(jié)省空間并且在某些情況下由于芯片之間的短導(dǎo)線(例如與常規(guī)地安裝在印刷電路板上的幾個不連續(xù)的芯片相比)從而能加速處理。陶瓷的基底被典型地與芯片線接合在一起使用(MCM-C)，或者與沉積的薄膜互連一起使用(MCM-D)。MCM已經(jīng)被安裝在硅基板(MCM-S)以及基于樹脂的層積的印刷電路板(MCM-L)上，所述后者，低成本的版本演化成多芯片封裝(MCP)。
另一現(xiàn)有技術(shù)封裝方案涉及多芯片封裝的實施。多芯片封裝，或MCP是指一芯片封裝包括兩個或者多個封裝的芯片，所述封裝的芯片是與原始的芯片相對而言的。重要的是MCM使用層積的，印刷電路板類的基板(MCM-L)而不是陶瓷(MCM-C)。
但是，上面的現(xiàn)有技術(shù)封裝實施有許多問題。使用MCM和MCP很難路由信號跡線通過所述基底或者所述基板。例如，現(xiàn)代處理器集成電路片可以有500或更多個需要耦合或者路由通過所述基板的互連。在具有許多這樣的片的MCM或者MCP中，布線問題可能是重要的。
從施加到所述基板的設(shè)計的增加的復(fù)雜性出現(xiàn)了其他的問題。所述路由問題導(dǎo)致基板的設(shè)計更加復(fù)雜。例如，要路由幾千個不同的跡線，很多基板被實施在多個層中并且以緊密分組的方式實施信號跡線，其能夠反過來導(dǎo)致另一組問題(例如串擾，不均勻的路徑延遲等)。另外，高度復(fù)雜的基板難以制造。例如，安裝多個芯片的高性能MCM具有很緊密的制造公差。所述緊密的公差減少了MCM的產(chǎn)出和可靠性。這增加了作為結(jié)果的計算機系統(tǒng)設(shè)備的成本。另一個增加成本的因素是原始芯片的使用。所述原始的芯片必須典型地安裝在所述基板上并且所述設(shè)備必須在測試之前完成。因此，在設(shè)備完成之前難以檢測有缺陷的片。這就減少了設(shè)備制作處理的整體產(chǎn)出。
現(xiàn)有技術(shù)MCM和MCP封裝實施的另一問題是該事實即對于緊湊封裝的MCM/MCP設(shè)備，很難管理熱量耗散。更難以從所述多個芯片去除熱量。另外，該設(shè)備可能會熱不平衡，其中熱量能夠從“熱”部件傳播到“冷”部件，影響它們的性能和可靠性。另外，設(shè)備的基板和陶瓷基底不是很好的熱導(dǎo)體。結(jié)果，現(xiàn)有技術(shù)MCM/MCP設(shè)備可能需要復(fù)雜的熱沉設(shè)備以保持高性能等級。大多數(shù)廢熱需要傳送到周圍的空氣中(例如需要熱管道，高氣流，噪音風扇等)。隨著部件封裝密度增加以及時鐘速度增加，必須被消散的熱能也增加。為了保持高性能，必須保持一個穩(wěn)定的操作溫度。因此，高性能現(xiàn)有技術(shù)MCM/MCP設(shè)備必須被配置與精細的熱消散設(shè)備(例如熱沉風扇，液體冷卻，散熱器等)一起使用。這增加了整體封裝的尺寸并且能夠抵消使用MCM/MCP設(shè)計的主要益處。
因此，所需要的是一個解決方案，其有效地封裝多個集成電路部件同時保持節(jié)省成本的封裝規(guī)格。所需要的是一個解決方案，其證明有助于產(chǎn)出和性能的特征，并且具有小的封裝占地面積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施方式提供了多配置的處理器-存儲設(shè)備，其具有用于耦合到印刷電路板的一標準化的接口。本發(fā)明的實施方式提供了一解決方案，其有效地封裝多個集成電路部件同時保持節(jié)省成本的封裝規(guī)格。另外，本發(fā)明的實施方式提供了有助于產(chǎn)出和性能的特征，并且具有小的封裝占地面積。
在一實施方式中，本發(fā)明被實施為多配置的處理器-存儲設(shè)備，用于耦合到印刷電路板的PCB接口。該設(shè)備包括一基板，支持多個存儲部件的配置，以及一個處理器，其具有與印刷電路板的一接口區(qū)連接的單個的共用接口。(例如，在一實施方式中，設(shè)置在所述印刷電路板表面上的焊盤陣列)。在第一配置中，所述基板支持一處理器和第一數(shù)目的存儲部件。在第二配置中，所述基板支持處理器和一附加數(shù)目的存儲部件(例如四個或者更多的存儲芯片)。所述存儲部件可以被預(yù)先測試，封裝的存儲部件安裝在所述基板上。所述處理器可以是一表面安裝(或線接合的)處理器片。另外，所述處理器可以倒裝芯片(flip chip)配置被安裝在一中，面相對于(side-opposite)該存儲部件。在第一配置(處理器和存儲部件在所述基板的同側(cè))中，一散熱器可以安裝在存儲部件和處理器上以耗散熱量。在第二個倒裝芯片配置中(處理器和存儲部件在所述基板的相對側(cè))，所述處理器面可以被焊接到所述印刷電路板的PCB接口的非電功能區(qū)以耗散熱量，并且在相對側(cè)散熱器將簡單地只為所述存儲部件耗散熱量。
在一實施方式中，取決于特定的配置，所述處理器可以是一GPU(圖形處理單元)并且該存儲部件可以是DDR(雙數(shù)據(jù)速率)存儲部件。該GPU可以是安裝在所述基板上的一裸片，同時所述存儲部件被預(yù)測試，封裝的存儲部件被安裝在所述基板上。
在另一實施方式中，多配置處理器-存儲設(shè)備包括一散熱器，其耦合到存儲部件以獨立于來自GPU的熱量從所述存儲部件傳導(dǎo)熱量。所述GPU以倒裝芯片配置安裝在基板上，在所述基板的與所述存儲部件相對的一側(cè)。在此實施方式中，所述GPU包括一個熱傳導(dǎo)表面，其被配置用于附著到一熱沉，其中所述熱沉被配置以通過印刷電路板的開口突出，并且傳導(dǎo)熱量從所述GPU通過所述開口到所述印刷電路板的與所述GPU設(shè)備相對的一側(cè)，從而為所述GPU提供魯棒的熱傳導(dǎo)路徑，其獨立于所述存儲部件的散熱器。
在此方式中，本發(fā)明的實施方式實施了一具有緊湊尺寸和小的形狀因素的處理器-存儲設(shè)備，導(dǎo)致更低的制造成本和更小的應(yīng)用占地面積。由于來自所述存儲部件和所述處理器的熱耗散被解耦合，因而高性能可以被保持，從而允許更高的時鐘速度和更均衡的熱量耗散。另外，預(yù)測試的，預(yù)封裝的存儲部件的使用增加了所述設(shè)備制造過程的產(chǎn)出。


本發(fā)明通過并非用于限制的附圖中的例子來說明，附圖中相同的參考數(shù)字指示相同的元件，并且其中圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的處理器-存儲設(shè)備的第一配置和第二配置。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的多配置處理器-存儲設(shè)備的第一配置(配置A)和第二配置(配置B)的側(cè)視圖。
圖3A是表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的配置B的基板相關(guān)于PCB(印刷電路板)的共用PCB接口的側(cè)視圖。
圖3B是表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的共用PCB接口的頂部向下視圖。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的在基板和共用PCB接口之間的焊接互連的特寫側(cè)視圖。
圖5A是表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的在基板，倒裝芯片安裝的處理器，以及共用PCB接口之間的焊接交互的第一側(cè)視圖。
圖5B是表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的多個焊料膏沉積物與多個焊料球之間的關(guān)系的PCB的第二側(cè)視圖。
圖6是表示一可選實施例的側(cè)視圖，其中所述焊料球被用于電互連，并且其中粘著層用于將所述處理器附著到所述共用PCB接口的非功能區(qū)。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的以類似網(wǎng)格的型式設(shè)置的共用PCB接口的非功能區(qū)的焊盤。
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的在所述非功能區(qū)的表面上的所述網(wǎng)格的側(cè)視圖。
圖9是表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的在所述非功能區(qū)的表面上的焊料球和網(wǎng)格的側(cè)視圖。
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的一可選實施例的處理器-存儲設(shè)備實施，其中所述處理器-存儲設(shè)備的倒裝芯片配置被安裝到一熱沉，其被設(shè)計以通過PCB內(nèi)的開口附著到所述處理器。
具體實施例方式
下面詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并結(jié)合附圖對實施例進行說明。盡管本發(fā)明是結(jié)合該優(yōu)選實施例描述的，但是要理解本發(fā)明并不限于這些優(yōu)選實施例。相反，本發(fā)明的意圖在于覆蓋替代、修正和等價物，其有可能被包括在附加的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。此外，在以下對本發(fā)明的實施例的詳細描述中，很多具體細節(jié)被闡述以提供對本發(fā)明的徹底理解。然而，一該領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠知道本發(fā)明可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實施。在另一個例子中，眾所周知的方法、程序，部件和電路沒有被詳細描述，以避免不必要地使本發(fā)明的實施例的方面變模糊。
本發(fā)明的實施例提供了一個多配置處理器-存儲設(shè)備，其具有耦合到印刷電路板的標準化的接口。本發(fā)明的實施例提供了一個解決方案，其有效地封裝多個集成電路部件，同時保持了節(jié)省成本的封裝規(guī)格。另外，本發(fā)明的實施例提供了有助于產(chǎn)出和性能的特性，同時具有小的封裝占地面積。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例中的處理器-存儲設(shè)備的第一配置和第二配置。如圖1所示，所述第一配置，配置A，包括一個處理器130和多個安裝在基板110上的存儲部件121-124。第二配置，配置B，包括一個處理器150和安裝在基板120上的多個存儲部件141-142。配置A和配置B都被設(shè)計安裝在一個共用的PCB的接口160上。
仍然參考圖1，本發(fā)明的實施例被設(shè)計用一個可配置的基板，該基板適于支持處理器和存儲部件的多種組合安裝配置，同時，仍然保持一個例如，到印刷電路板(例如，母板等)接口區(qū)的共用接口。如圖1所示，配置A有4個存儲部件121-124和一個單獨的處理器130。配置B有2個存儲部件141-142和一個單個的處理器150。兩個配置都利用一個共用的基板接口，該接口被設(shè)計耦合到共用PCB接口160。值得注意的是，實施例可以被配置以支持存儲部件和處理器的其他組合(例如，一個處理器和一個存儲部件，八個存儲部件，16個存儲部件等)。
在一個實施例中，存儲部件121-124和141-142是預(yù)封裝的存儲部件。如這里所使用的，預(yù)封裝的存儲部件是指不是裸露片或原始的芯片的存儲部件。該存儲部件以傳統(tǒng)方式封裝，并在安裝在基板110或基板120上之前被測試。預(yù)封裝的預(yù)測試的存儲部件的使用與利用原始的芯片的現(xiàn)有技術(shù)的MCM或MCP設(shè)備相比，增加了整體設(shè)備制作過程的產(chǎn)出。另外，使用預(yù)封裝的存儲部件簡化了它們的獲得過程。例如，預(yù)封裝的存儲部件能從大量的供應(yīng)商處購買，提供在價格和/或質(zhì)量方面的更好的靈活性。
在如圖1所示的配置A和B實施例中，存儲部件被表面安裝在基板110或120上。在配置B中，處理器150與存儲部件一起被表面安裝在基板120上。在配置A中，處理器130以倒裝芯片配置安裝在基板110上，如表示處理器130的輪廓的虛線所示。
在一個實施例中，處理器130和140是GPU(圖形處理器單元)，在其它實施例中，處理器130和140是其它類型的處理器，如，DSP(數(shù)字信號處理器)，CPU(中央處理單元)等。類似地，在一個實施例中，存儲部件121-124和141-142是DDR存儲部件。在另一個實施例中，存儲部件121-124和141-142是其它類型的存儲部件，如，RDRAM存儲部件，SDRAM存儲部件等。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的多配置處理器-存儲設(shè)備的配置A和B的側(cè)視圖。如圖2所示，在配置B中，處理器150被表面安裝在基板120的上同側(cè)。在配置A中，處理器130以倒裝芯片配置安裝在基板110上。在配置A中，存儲部件121-124被表面安裝在所述基板上，同時處理器130被倒裝芯片安裝在基板的與存儲部件相對的側(cè)面上。
在配置A中，處理器130倒裝芯片安裝提供了增加的部件密度以及更小的形狀因素。通過將處理器130倒裝芯片安裝在與存儲部件相對的側(cè)面，附加數(shù)目的存儲部件可以被包括在相同的形狀因素內(nèi)。類似地，對于給定數(shù)目的部件，具有更小應(yīng)用占地面積的更小的形狀因素可以實施。所述更小的形狀因素以及增加的部件密度導(dǎo)致減少的制造成本。另外，所述處理器130的倒裝芯片配置簡化了用于所述基板的信號跡線路由實施。
配置A中的處理器130的倒裝芯片(flip-chip)安裝允許處理器130獨立于存儲部件121-124而冷卻。例如，存儲部件121-124可以被耦合到它們各自的散熱器或熱沉?；?10的對側(cè)上的處理器130能利用其自身的熱耗散機制。更詳細的特征的描述在下面圖5A中。
圖3A所示為配置B的基板120相對于PCB(印刷電路板)170的共用PCB接口160的側(cè)視圖。如上所述，該實施例的處理器-存儲設(shè)備的兩個配置包括一個接口，其被設(shè)計為耦合到共用PCB接口160。該共用PCB接口160通過提供電互連到PCB 170起作用?；?20的接口和共用PCB接口160之間的附著典型地使用焊料來實施。該共用PCB接口可以包括一個焊盤陣列，用于接受與基板120的焊料互連。
需要注意的是，在該實施例中，該共用PCB接口160被顯示為通常與PCB 170的表面齊平或與PCB 170的表面具有相同的高度。在另一實施例中，該共用PCB接口160可以與PCB 170的表面具有不同的高度，例如，略微高于PCB 170的表面，如下面的圖5A和圖6所示。
圖3B所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的共用PCB接口160的俯視圖。如圖3B所示，該共用PCB接口160包括一個焊盤陣列，用于接受處理器-存儲設(shè)備的多個焊料互連(例如，幾百個互連)。在該實施例中，該共用PCB接口160包括一個非功能區(qū)165，其位于焊盤陣列的中心。非功能區(qū)165指的是這樣一個事實在該區(qū)沒有焊盤互連，其為有源的或被PCB 170上的部件所使用。
圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例基板120和PCB 170的共用PCB接口160之間的焊料互連的近側(cè)視圖。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的，多個焊料互連401(例如，焊料球401)被用于耦合基板120的接口至共用PCB接口160的焊盤。一旦焊料互連，就保持基板120和共用PCB接口160之間的離散距離410。在一個典型的實施中，距離410為大約500微米。該距離足以容納倒裝芯片安裝的處理器配置，如下面圖5A所示。
圖5A所示為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例基板110、倒裝芯片安裝的處理器130以及共用PCB接口160之間的焊料相互作用的側(cè)視圖。圖5A示出處理器-存儲設(shè)備的配置A實施例的焊料互連。
在該實施例中，該多個焊料球401被用于以上述圖4中所描述的基板120和共用PCB接口160之間的連接相似的方式將基板110的接口連接至共用PCB接口160。然而，除了實現(xiàn)該接口和共用PCB接口160之間的電互連的焊料球401之外，焊料膏沉積(例如，下面圖5B中更詳細描述的)也將處理器130的表面附著到共用PCB接口160的非功能區(qū)165。在該實施例中，處理器130的表面被直接焊接至非功能區(qū)165，以提供熱傳導(dǎo)路徑，由此使熱能從處理器130直接傳導(dǎo)出進入共用PCB接口160和PCB 170。
通過這種方式，處理器130的表面被配置成到印刷電路板的PCB接口160的附著，以便熱通過該附著從處理器傳導(dǎo)熱。該距離410(例如，大約500微米)為倒裝芯片安裝的處理器130在基板110的接口和PCB接口160之間提供足足夠的空間，因為處理器典型地從基板110的表面伸出大約350微米。
圖5A所示的焊料附著允許回流焊料膏從處理器130將大部分熱直接傳導(dǎo)至PCB 170。這為處理器130提供了一條獨立于存儲部件的熱傳導(dǎo)路徑。該獨立的熱傳導(dǎo)路徑將存儲部件于允許單獨的熱耗散路徑的處理器進行熱去耦。因此導(dǎo)致了在所有被安裝的集成電路設(shè)備中的更均勻受控低結(jié)溫度。此外，PCB接口160被示于圖5A和圖6中，與圖3A中所述的齊平、共面配置相比，其略微高于PCB 170的表面。
圖5B所示為PCB 170的側(cè)視圖，其示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例多個焊料膏沉積502與焊料球401之間的關(guān)系。在圖5B所述的實施例中，焊料膏沉積502被用于實現(xiàn)到處理器130的附著。回流時，圖5A所示的焊料附著從焊料膏沉積502被生成。在一個實施例中，焊料球401典型地為標準尺寸.63mm的焊料球。圖5B的實施例還示出被嵌入在PCB 501中的多個熱通道501，以將熱從該附著傳導(dǎo)至處理器130中。
圖6所示為一個可選實施例的側(cè)視圖，其中焊料球401被用于電互連且其中粘著層601被用于粘著處理器130至共用PCB接口160的非功能區(qū)165。圖6所述的實施例基本上與圖5A所示的實施例相似，除了熱粘著層601被用于附著處理器130的表面且因此實現(xiàn)熱傳導(dǎo)路徑之外，這與焊料相對。根據(jù)圖5A所示的實施例，熱粘著層601為處理器130提供獨立的熱傳導(dǎo)路徑。
圖7、圖8和圖9更詳細地示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的共用PCB接口160的非功能區(qū)165的視圖。如圖7所述，非功能區(qū)165的焊盤以網(wǎng)格形式被安置。在該實施例中，網(wǎng)格被實施為防止用于連接處理器130的表面的焊料球401擴散并可能從處理器401的表面分離。
參考圖8，其示出非功能區(qū)165的表面上的網(wǎng)格的側(cè)視圖。圖8還示出處理器130的表面131，其被配置為附著到非功能區(qū)165。在一個實施例中，表面131是一個金屬化的表面(例如，銅等)，或熱傳導(dǎo)表面，其適合有利于從處理器130的熱傳導(dǎo)?？蛇x地，表面131可以是裸片表面。
參考圖9，其示出焊料球401和非功能區(qū)165的表面上的網(wǎng)格的側(cè)視圖。如上所述，網(wǎng)格被實施為防止焊料球401擴散并可能從處理器130的表面131分離。網(wǎng)格的“脊”從區(qū)165的表面向上延伸大約20至30微米。
在一個實施例中，網(wǎng)格使用“焊料屏蔽”(solder-mask)材料被實施。該焊料屏蔽材料在與其他焊料屏蔽特征被實施在PCB 170的表面上相同的制造步驟過程中，可以被應(yīng)用于非功能區(qū)165的表面，且因此實施網(wǎng)格圖案。包括網(wǎng)格的材料可以是聚合物材料，如典型的SMOBC(soldermask over bare copper，裸銅上的焊料屏蔽)中所使用的?？蛇x地，在另一實施例中，網(wǎng)格可以通過刻蝕非功能區(qū)165的表面(例如，銅)而得以實施。
圖10示出根據(jù)本發(fā)明的一個可選實施例的處理器-存儲設(shè)備。在該實施例中，處理器-存儲設(shè)備的倒裝芯片配置(例如，配置A)通過PCB1070中的開口(例如，孔)被安裝到被設(shè)計為附著到處理器130的熱沉1025。
在該實施例中，多配置處理器-存儲設(shè)備包括被耦合至存儲部件的散熱器1020，以從熱獨立于處理器130的存儲部件傳導(dǎo)熱。處理器130以倒裝芯片配置被安裝在基板上，位于相對存儲部件的基板一側(cè)上。在該實施例中，處理器130包括被配置用于附著到熱沉1025的導(dǎo)熱表面。熱沉1025被配置為通過1070的開口伸出并通過該開口將熱從處理器130傳導(dǎo)到PCB 1070相對于處理器130設(shè)備的一側(cè)，由此以一種獨立于存儲部件(其使用散熱器1020)的方式從處理器130傳導(dǎo)出熱。處理器的表面被安裝到熱沉1025，與共用PCB接口160的非功能區(qū)165相對。共用PCB接口160的電互連將沿PCB 1070內(nèi)的開口的周邊被安置。
該實施例提供被耦合至處理器130的一個非常魯棒的熱傳遞設(shè)備(例如，熱沉1025)的優(yōu)點。這允許處理器產(chǎn)生比相反的可能較大量的熱，因此允許產(chǎn)生較高的時鐘速度、較高的性能等。熱沉1025可以自選地包括一個扇，以增加氣流，由此耗散來自處理器130的更大量的熱。
因此，本發(fā)明的實施例提供具有用于耦合至印刷電路板的標準化接口的多配置處理器-存儲設(shè)備。本發(fā)明的實施例提供一個有效封裝多個集成電路部件同時維持節(jié)省成本封裝規(guī)范的方案。此外，本發(fā)明的實施例提供令人滿意的產(chǎn)出和性能特征以及小的封裝面積。由于從存儲部件的熱耗散且處理器被去耦，高性能可以被維持，這允許較高的時鐘速度和較均勻的熱耗散。此外，預(yù)測試預(yù)封裝存儲部件的使用增加設(shè)備制造工藝的產(chǎn)出。
廣義上講，這種寫法描述了一種用于耦合至PCB(印刷電路板)接口的多配置處理器-存儲設(shè)備。該設(shè)備包括基板，其支持存儲部件的多個配置；以及處理器，同時具有一個單一的、與印刷電路板的PCB接口的共用接口。在第一配置中，該基板支持一個處理器和第一數(shù)目的存儲部件。在第二配置中，該基板支持一個處理器和附加數(shù)目的存儲部件。存儲部件可以是被安裝到基板上的預(yù)測試的、封裝的存儲部件。處理器可以是表面安裝的處理器片。此外，處理器可以倒裝芯片配置被安裝，面相對于存儲部件。在第一配置中，散熱器可以被安裝在存儲部件和處理器上以耗散熱。在第二配置中，倒裝芯片、配置、處理器面可以被焊接到印刷電路板的PCB接口的非電功能區(qū)上以耗散熱。
出于解說和描述的目的，上面給出本發(fā)明的特定實施例的描述。它們不應(yīng)被認為是窮盡的或?qū)⒈景l(fā)明限制在公開的精確形式，而且顯然根據(jù)上述教義可能做出修改和變化。實施例被選擇且被描述以最好地解釋發(fā)明的原理及其實際應(yīng)用，因此允許本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能最好地使用本發(fā)明和具有各種修改的各種實施例，如同被編成序列的所構(gòu)想的特定用途。預(yù)想本發(fā)明的范圍有后附的權(quán)利要求及其等同來限定。
權(quán)利要求
1.一種多配置處理器-存儲設(shè)備，用于耦合至印刷電路板的PCB(印刷電路板)接口，包括基板，其具有第一配置和第二配置，其中所述基板被配置成在第一配置中安裝一個處理器和第一數(shù)目的存儲部件，以及在第二配置中安裝所述處理器和一個附加數(shù)目的存儲部件；以及接口，其被構(gòu)建于基板中，用于耦合至印刷電路板的PCB接口。
2.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中存儲部件和處理器被表面安裝在基板上。
3.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中處理器以倒裝芯片配置被安裝在基板上。
4.權(quán)利要求3的設(shè)備，其中處理器以倒裝芯片配置被安裝在基板上，位于安裝有存儲部件的基板的一相對側(cè)上。
5.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中處理器為GPU(圖形處理器單元)。
6.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中存儲部件為DDR(雙數(shù)據(jù)速率)存儲部件。
7.權(quán)利要求6的設(shè)備，其中存儲部件為經(jīng)封裝的存儲部件。
8.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中處理器以倒裝芯片配置被安裝在基板的接口同側(cè)上。
9.權(quán)利要求8的設(shè)備，其中處理器的表面被配置成到印刷電路板的PCB接口的一個區(qū)的附著，以通過該附著從處理器傳導(dǎo)熱。
10.權(quán)利要求9的設(shè)備，其中所述附著為焊料附著。
11.權(quán)利要求9的設(shè)備，其中所述附著為粘著附著。
12.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中存儲部件被配置為容納散熱器，以從存儲部件傳導(dǎo)熱。
13.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中第一配置的第一數(shù)目的存儲部件為兩個存儲部件，且第二配置的第二數(shù)目的存儲部件為至少四個存儲部件。
14.一種用于耦合至印刷電路板的多配置GPU(圖形處理器單元)設(shè)備，包括基板，其具有第一配置和第二配置，其中所述基板被配置成在第一配置中安裝一個GPU和第一數(shù)目的存儲部件，以及在第二配置中安裝所述GPU和一個附加數(shù)目的存儲部件；以及共用接口，其被構(gòu)建于基板中，用于耦合至印刷電路板的PCB接口，其中所述共用接口被配置成為第一配置和第二配置提供到PCB接口的標準化互連。
15.權(quán)利要求14的設(shè)備，其中該設(shè)備為用于耦合至印刷電路板的PCB(印刷電路板)接口的封裝。
16.權(quán)利要求15的設(shè)備，其中GPU以倒裝芯片配置被安裝在基板上，位于基板相對存儲部件的一側(cè)上，且其中GPU包括熱傳導(dǎo)表面，其被配置成到印刷電路板的PCB接口的附著，用于通過該附著從GPU傳導(dǎo)熱。
17.權(quán)利要求16的設(shè)備，其中GPU被安裝在與共用接口的焊料球平面共面的基板上，以實現(xiàn)到印刷電路板的PCB接口的附著。
18.權(quán)利要求16的設(shè)備，其中所述附著通過使用焊料來實現(xiàn)。
19.權(quán)利要求16的設(shè)備，其中所述附著通過使用粘著物來實現(xiàn)。
20.權(quán)利要求16的設(shè)備，其中所述存儲部件是經(jīng)封裝的DDR(雙數(shù)據(jù)速率)存儲部件。
21.權(quán)利要求16的設(shè)備，其中所述存儲部件被配置以容納一散熱器以從所述存儲部件傳導(dǎo)熱。
22.權(quán)利要求16的設(shè)備，其中所述插座包括一非電功能區(qū)，用于實施到所述GPU的熱傳導(dǎo)表面的附著，并且其中所述非功能區(qū)上設(shè)置有一網(wǎng)格，用于接受多個焊料球以實施所述附著。
23.權(quán)利要求22的設(shè)備，其中所述網(wǎng)格包括使用SMOBC(裸銅上的焊料屏蔽)工藝沉積的焊料屏蔽。
24.權(quán)利要求22的設(shè)備，其中所述網(wǎng)格包括使用刻蝕工藝形成的金屬材料。
25.權(quán)利要求14的設(shè)備，其中構(gòu)建于基板中的共用接口用于耦合到印刷電路板的PCB(印刷電路板)接口，所述設(shè)備還包括耦合到所述存儲部件的散熱器，用于獨立于來自所述GPU的熱傳導(dǎo)來自存儲部件的熱量。
26.權(quán)利要求25的設(shè)備，其中所述GPU以倒裝芯片配置被安裝在基板上，位于與基板相對存儲部件的一側(cè)上，并且其中GPU包括熱傳導(dǎo)表面，其被配置用于附著到熱沉，其中所述熱沉被配置以通過所述印刷電路板的開口突出，并且通過所述開口將熱從所述GPU傳導(dǎo)到所述印刷電路板相對所述GPU設(shè)備的一側(cè)。
27.權(quán)利要求15或25的設(shè)備，其中所述存儲部件為表面安裝在所述基板上。
28.權(quán)利要求1或25的設(shè)備，其中所述存儲部件是經(jīng)封裝的DDR(雙數(shù)據(jù)速率)存儲部件。
全文摘要
一種多配置處理器－存儲設(shè)備，用于耦合到一個PCB(印刷電路板)接口。所述設(shè)備封裝括一基板，支持多個存儲部件的配置，以及一個處理器，其具有與印刷電路板的PCB接口的單個的共用接口。在第一配置中，所述基板支持處理器和第一數(shù)目的存儲部件。在第二配置中，所述基板支持處理器和一附加數(shù)目的存儲部件。
文檔編號G11C5/00GK1669141SQ03817043
公開日2005年9月14日 申請日期2003年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月16日
發(fā)明者貝達德·賈法里, 喬治·索倫森 申請人:尼韋迪亞公司