專利名稱：去耦電容的表面安裝焊料方法和設(shè)備及制造過程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例涉及改進型去耦電容的表面安裝焊料方法和設(shè)備。
背景信息相關(guān)技術(shù)描述功率傳遞在微電子設(shè)備的設(shè)計和操作中是極為重要的。當微電子設(shè)備為處理器或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)時，足夠的電流傳遞、穩(wěn)定的電壓以及可接受的處理器瞬態(tài)響應(yīng)都是整個微電子設(shè)備組期望的特性。響應(yīng)處理器瞬態(tài)的方法之一就是將高性能電容器置于盡可能靠近處理器的位置以縮短瞬態(tài)響應(yīng)時間。雖然大容量和高性能的電容器對于響應(yīng)處理器瞬態(tài)是較佳的，但是該電容器要占據(jù)緊鄰處理器的空間。這可能包含切去板或插口的一部分以留出電容器的空間。板中的挖切是導(dǎo)致整個設(shè)備組尺寸增加的因素，這同小型化的趨勢是相背離的。挖切也是導(dǎo)致設(shè)備組回路電感路徑增加的因素，這會對微電子設(shè)備的性能產(chǎn)生負面影響。
回路電感路徑通常是使設(shè)備組的電抗復(fù)雜化的旋繞路徑。

圖11描述了現(xiàn)有的系統(tǒng)10，它包括襯底12和包含電子部件26的頂結(jié)構(gòu)24。去耦電容器30安裝在襯底12上。旋繞電流路徑64沿著電容器30、電子部件26并回到電容器30。將旋繞路徑64或旋繞電感回路定義為以第一部件前方向66并以實質(zhì)反向的第二部件前方向68流動的電流?！安考啊币鉃殡娏餍@的電流回路路徑64的這部分電流的整體或部分都未通過部件26，但其流動方向已反向。也將旋繞路徑定義為以第一部件后方向70并以實質(zhì)反向的第二部件后方向72流動的電流?！安考蟆币鉃樾@電流回路路徑64的這部分電流的整體或部分都未通過部件26，但其流動方向同樣已反向。這樣的電流反向產(chǎn)生了對性能有害的復(fù)雜電感。
附圖簡述為了理解獲取本發(fā)明實施例的方式，將參照附圖給除以上簡要描述的本發(fā)明各實施例的更特定描述。理解了這些附圖僅僅描述了本發(fā)明的典型實施例而不是描述了必要的尺度，也并不將其考慮為對本發(fā)明范圍的限制，通過使用附圖將描述了本發(fā)明實施例的附加特性和細節(jié)，其中圖1是根據(jù)一實施例的系統(tǒng)的正面剖視圖；圖2是根據(jù)一實施例的另一系統(tǒng)的正面剖視圖；圖2A是沿著線2A取得的圖2的詳細截面；圖3是根據(jù)一實施例的又一系統(tǒng)的正面剖視圖；圖4是沿著截面線4-4取得的圖1所示襯底的俯視圖；圖5是沿著截面線4-4取得的圖1所示襯底的替換俯視圖；圖5A是圖1所示襯底112的另一替換俯視圖；圖6是根據(jù)一實施例的另一系統(tǒng)的正面剖視圖；圖7是根據(jù)一實施例的又一系統(tǒng)的正面剖視圖；圖8是根據(jù)一實施例的另一系統(tǒng)的正面剖視圖；圖9是根據(jù)一實施例的又一系統(tǒng)的正面剖視圖；圖10是根據(jù)一實施例的又一系統(tǒng)的正面剖視圖；圖11是現(xiàn)有系統(tǒng)的正面剖視圖；圖12是根據(jù)一實施例的方法流程圖。
詳細描述以下描述包含各種術(shù)語，如上、下、第一、第二等，它們僅僅是用于說明性的目的，而并不形成限制。這里所描述的本發(fā)明設(shè)備或物品的實施例可以按眾多位置和方向制造、使用或載送。術(shù)語“模具”和“處理器”一般指作為通過各工藝操作而轉(zhuǎn)變成期望的集成電路設(shè)備的基本工件的物理對象。部件通常是由在集成處理之后從晶片分割的半導(dǎo)體材料制造的成組模具。晶片可由半導(dǎo)體材料、非半導(dǎo)體材料或半導(dǎo)體和非半導(dǎo)體材料的組合制造。
現(xiàn)在將參考附圖，其中相似的結(jié)構(gòu)具有相似的標號。為了最清楚地示出本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)，這里包括的附圖是創(chuàng)造性特點的圖面表示。這樣，所制造結(jié)構(gòu)的實際外觀(如在顯微照片中的)仍舊結(jié)合本發(fā)明實施例的必要結(jié)構(gòu)而可能出現(xiàn)不同。此外，附圖僅僅示出對于理解本發(fā)明實施例必要的結(jié)構(gòu)。而對于本領(lǐng)域已知的其他結(jié)構(gòu)則不包括在內(nèi)以保持附圖的清楚。
圖1是根據(jù)一實施例的系統(tǒng)110的正截面圖。系統(tǒng)110涉及去耦電容器系統(tǒng)。系統(tǒng)110包括襯底112和附著于襯底第一焊盤116的電氣第一凸起114。
在一個實施例中，襯底112是用于數(shù)字計算機、電子設(shè)備等的母板。在另一實施例中，襯底112是用于諸如手持個人數(shù)字助理(PDA)等專用設(shè)備的主板。在一個實施例中，襯底112是用于無線設(shè)備等的板。
電氣第一凸起114通常是包括頂端118和底端120的高熔點焊料。由低熔點焊料122將電氣第一凸起114附著于襯底第一焊盤116。電氣第一凸起114和低熔點焊料122可以都是包含鉛的焊料或?qū)嵸|(zhì)無鉛的焊料?！皩嵸|(zhì)無鉛的焊料”意為根據(jù)工業(yè)趨勢將焊料設(shè)計為不含有鉛。含鉛焊料的例子包括錫鉛焊料。在可選實施例中，含鉛焊料是諸如來自Sn97Pb的錫鉛焊料組合物，可用于安裝在襯底上的頂結(jié)構(gòu)124的一種錫鉛焊料組合物是Sn37Pb組合物。在任意情況下，含鉛焊料可以是包含SnxPby的錫鉛焊料，其中x+y的總數(shù)為1，而x的范圍從約0.3到約0.99。在一個實施例中，用于電氣第一凸起114的含鉛焊料是Sn97Pb的錫鉛焊料組合物，而較低熔點焊料122是Sn37Pb的錫鉛焊料組合物。
頂結(jié)構(gòu)124置于電氣第一凸起114的頂端118。在一個實施例中，頂結(jié)構(gòu)124包括諸如處理器、ASIC等的電子部件126。在一個實施例中，頂結(jié)構(gòu)124包括支持電子部件126的電源插座128。在一個實施例中，頂結(jié)構(gòu)124包括可與電子部件和/或電源插座連接的插入機構(gòu)(一般也示為標號128)。在一個實施例中，頂結(jié)構(gòu)124包括電子部件、電源插座以及插入機構(gòu)中至少兩個的組合。替換地，頂結(jié)構(gòu)124是不具有電源插座等或不具有插入結(jié)構(gòu)等或兩者都沒有的成組電子部件。
去耦電容器130置于襯底112之上并實質(zhì)鄰近電氣第一凸起114。電容器130包括電源或Vcc端子132以及地或Vss端子134?！皩嵸|(zhì)鄰近”意為電容器130和電氣第一凸起114電氣接觸于電源端子132或附近。在另一實施例中，“實質(zhì)鄰近”意為沒有結(jié)構(gòu)比電容器130的電源端子132在側(cè)向上更靠近電氣第一凸起114。在又一實施例中，“實質(zhì)鄰近”意為去耦電容器置于鄰近電氣第一凸起114處范圍在電氣第一凸起114的約一個側(cè)直徑(在X方向上)內(nèi)。
在一個實施例中，電容器130置于電子部件126之下并實質(zhì)沿著在X方向上平分電子部件126的對稱線136居中。特別是，電容器130置于電氣第一凸起114和實質(zhì)鄰近地端子134的電氣第二凸起138之間。電氣第二凸起138附著于襯底第二焊盤140。類似于電氣第一凸起114，電氣第二凸起138通常是包括頂端142和底端144的高熔點焊料。由低熔點焊料122將電氣第二凸起138附著于襯底第二焊盤140。
電氣第一凸起114包括從襯底第一焊盤116或附近開始并在頂結(jié)構(gòu)附近終止的第一特定縱向尺寸(在Z方向上)。電氣第二凸起138包括實質(zhì)等于電氣第一凸起114的第一特定縱向尺寸的第二特定縱向尺寸。電容器130包括從襯底第一焊盤116或附近開始并終止于頂結(jié)構(gòu)124之下的第三特定縱向尺寸。在一個實施例中，提供電容器130和與電子部件126有關(guān)的至少一個其他電容器(未畫出，但可在圖1平面之上或之下)并聯(lián)。
圖1示出了其它電氣凸起146和148。在一個實施例中，其它電氣凸起146和148是電子部件126的附加電源和地焊盤。在圖1所述的一實施例中，示出電源平面150和地平面152在襯底112內(nèi)。而沒有示出其它電氣凸起146和148連接于電源平面150或地平面150并由此用于對電子部件126的數(shù)據(jù)和控制信令。
圖1示出了簡化電氣路徑。給定電位(Vcc)處的電流從電源平面150傳遞到電氣第一凸起114。在由電子部件126中瞬態(tài)負載引起的適當瞬態(tài)條件下，電源還通過電容器130的電源端子并繼續(xù)通過向電子部件126提供電源的回路轉(zhuǎn)向子路徑154(一般描述)。隨后，地電流從回路轉(zhuǎn)向子路徑154傳遞到電氣第二凸起138以及電容130的地端子134。
該簡化路徑具有各個特點。一個特點就是電流回路比傳統(tǒng)的要短，達到短大約15倍的水平。在另一實施例中，電流回路比傳統(tǒng)的要短，達到短大約40倍的水平。另一特點就是在襯底112中不需要任何附加的導(dǎo)電材料，而在傳統(tǒng)應(yīng)用中是需要的。還有一個特點就是DC路徑和AC路徑是相同的。
圖1描述了橢圓形的電氣第一凸起114和電氣第二凸起138，每個凸起的高寬比(高∶寬)大于1。在一個實施例中，有了高寬比大于1的電氣凸起就可以增加間隔156，襯底112和頂結(jié)構(gòu)124之間的凈測量值，雖然高寬比實質(zhì)上可以等于1。當選擇高性能的電容器時，它可以具有小于電氣第一凸起114的第一特定縱向尺寸的第三特定縱向尺寸。
示出間隔156是基于電氣第一凸起114和電氣第二凸起138的高寬比而實現(xiàn)的。雖然在圖1(以及圖2-3和6-10)的每個電耦合處描述了高熔點焊料，但是應(yīng)該注意，在一個實施例中，不是所有電耦合都具有高熔點焊料。在一個實施例中，至少一個包括電容器(如圖1所示的電容器130)的電耦合不包括高熔點焊料。在另一實施例中，只有環(huán)形電耦合包括高熔點焊料。在另一實施例中，諸如分組或交互電耦合的散置電耦合包括高熔點焊料。通過該實施例非限制性的例子，環(huán)繞諸如襯底112的襯底周圍對高熔點焊料進行交替分布。在另一實施例中，至少一個鄰近電容器的電耦合(如圖1中的電氣凸起146和148)具有高熔點焊料，而接觸電容器130的電耦合沒有。在另一實施例中，根據(jù)允許維持間隔156的特定應(yīng)用，將高熔點焊料分布于小于總數(shù)量的所選電耦合。在另一實施例中，部分電容器共享電耦合具有高熔點焊料。如圖所示，一個實施例中在每一電耦合處都包括高熔點焊料。
在一般的實施例中，選擇將去耦電容器安裝在襯底上還是安裝在頂機構(gòu)上受一些其它因素影響，如瞬態(tài)時間響應(yīng)，di/dt、電容器結(jié)構(gòu)和其所安裝的結(jié)構(gòu)之間熱膨脹的不同以及它們的組合。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的另一系統(tǒng)210的正面剖視圖。圖2中所示的去耦電容器系統(tǒng)210類似于圖1所示的去耦電容器系統(tǒng)110。在一些實施例中，將電容器230置于頂結(jié)構(gòu)224上而不是襯底212上。這樣使得在足夠間隔256允許的情況下電容器230更接近于電子部件226。
圖2A是沿著線2A取得的圖2的詳細截面。圖2A描述了一替換實施例。與圖2中的電容器230不同，圖2A中的電容器230已經(jīng)安裝于焊料222中并具有電容器間隔231，從而電容器230沒有直接與插座228的下側(cè)接觸。電容器間隔231考慮了更多的熱膨脹差異，因為電容器230實質(zhì)懸掛于較軟焊料222中。類似于圖1所示的結(jié)構(gòu)，本結(jié)構(gòu)包括襯底112、電氣第一凸起214。通過低熔點焊料222將電氣第一凸起214附著于襯底第一焊盤216。頂結(jié)構(gòu)224包括支持電子部件(未畫出)的電源插座228。去耦電容器230置于襯底212之上并實質(zhì)鄰近電氣第一凸起214。電容器230包括電源或Vcc端子232和地或Vss端子234。“實質(zhì)鄰近”意為電容器230和電氣第一凸起214在電源端子232處或附近電耦合。電氣第二凸起238與Vss端子234通過焊料222耦合。
通過具有電容器間隔231的實施例的揭示，應(yīng)該注意，該實施例是用于該揭示所描述的每一結(jié)構(gòu)的替換實施例。
圖3是根據(jù)一實施例的又一系統(tǒng)310的正面剖視圖。圖3中所示的去耦電容器系統(tǒng)310類似于圖1所示的去耦電容器系統(tǒng)110以及圖2所示的去耦電容器系統(tǒng)210。在圖3所示的實施例中，將電容器330置于頂結(jié)構(gòu)324和襯底312上。與圖1和2所示的電容器相比較，電容器230有更大的放電量，但其具有對于電子部件326的瞬態(tài)，di/dt，更慢的響應(yīng)時間。在一個實施例中，通過去耦電容器系統(tǒng)310的間隔356限制電容器330的特定縱向尺寸。
圖4是沿著截面線4-4取得的圖1所示襯底的俯視圖。沿著圖1的截面線4-4的圖像就是在圖4的截面線A-A’處看到的圖像。襯底112包括與電氣第一凸起114(參考圖1)接觸的襯底第一焊盤116，并且還包括與電氣第二凸起138(參考圖1)接觸的襯底第二焊盤140。應(yīng)該注意，襯底第一焊盤116和襯底第二焊盤140的一端的外周配置為適合凸起的實質(zhì)圓形的形狀，而在相對端的外周配置為適合電容器的實質(zhì)矩形的形狀。
仍舊參照圖4，還示出了多個數(shù)據(jù)/控制焊盤158。圖4以虛線的外周示出了電容器130的輪廓。圖4以虛線的外周示出了另一電容器的輪廓130’。電容器130’出現(xiàn)在圖1的圖面以下。如所示，襯底第一焊盤116適合電氣第一凸起114(參照圖1)以及電容器130的電源端子132(參考圖1)兩者。因此，存在一個包括襯底第一焊盤116(耦合于Vcc)的物品實施例，該襯底第一焊盤116包括具有電氣第一凸起114(耦合于Vcc)的形狀或輪廓特點的第一區(qū)域以及具有電源端子132的形狀或輪廓特點的第二區(qū)域。
在一個實施例中，較佳地，將多個Vcc源連在一起作為焊盤并將多個Vss源連在一起作為焊盤，現(xiàn)在參照圖5來討論這個方面。
圖5是沿著截面線4-4取得的圖1所示襯底112的替換俯視圖。圖5中襯底112的圖像類似于圖3中襯底112的圖像。沿著圖1的截面線4-4所的圖像就是圖5的截面線B-B’處的圖像。襯底112包括與電氣第一凸起114(參考圖1)接觸的襯底第一焊盤116，并且還包括與電氣第二凸起138(參考圖1)接觸的襯底第二焊盤140。仍舊參照圖5，還示出了多個數(shù)據(jù)/控制焊盤158。圖5以虛線的外周示出了電容器130的輪廓。圖5以虛線的外周示出了另一電容器的輪廓130’。電容器130’出現(xiàn)在圖1的圖面以下。如所示，襯底第一焊盤116適合電氣第一凸起114(參照圖1)以及電容器130的電源端子132(參考圖1)。
圖5A是沿著截面線4-4取得的圖1所示襯底112的另一替換俯視圖。圖5A中襯底112的圖像是包括與電氣第一凸起114(參考圖1)接觸的襯底第一焊盤116的特寫，其中還包括與電氣第二凸起138(參考圖1)接觸的襯底第二焊盤140，雖然其形狀有所不同。圖5A以虛線的外周示出了電容器130的輪廓。圖5A以虛線的外周示出了另一電容器的輪廓130’。電容器130’出現(xiàn)在圖1的圖面以下。圖5A以虛線的外周示出了另一電容器的輪廓130”。電容器130”出現(xiàn)在圖1的圖面以下。如所示，襯底第一焊盤116適合電氣第一凸起114(參照圖1)以及電容器130的電源端子132(參考圖1)。
在一個實施例中，在襯底和頂結(jié)構(gòu)之間沿X方向配置若干電容器以對電子部件進行服務(wù)，現(xiàn)在參照圖6來討論這個方面。
圖6是根據(jù)一實施例的另一系統(tǒng)610的正截面。系統(tǒng)610涉及去耦電容器系統(tǒng)。系統(tǒng)610包括襯底612和附著于襯底第一焊盤616的電氣第一凸起614。
在一個實施例中，襯底612是用于數(shù)字計算機、電子設(shè)備等的母板。在另一實施例中，襯底612是用于諸如手持個人數(shù)字助理(PDA)等專用設(shè)備的主板。在一個實施例中，襯底612是用于無線設(shè)備等的板。
電氣第一凸起614通常是包括頂端618和底端620的高熔點焊料。由低熔點焊料622將電氣第一凸起614附著于襯底第一焊盤616。電氣第一凸起614和焊料可以都是含鉛焊料或?qū)嵸|(zhì)無鉛的焊料。
頂結(jié)構(gòu)624置于電氣第一凸起614的頂端618。在一個實施例中，頂結(jié)構(gòu)624包括諸如處理器、ASIC等的電子部件626。在一個實施例中，頂結(jié)構(gòu)624包括支持電子部件626的電源插座628。在一個實施例中，頂結(jié)構(gòu)624包括可與電子部件和/或電源插座連接的插入機構(gòu)(一般也示為標號628)。在一個實施例中，頂結(jié)構(gòu)624包括電子部件、電源插座以及插入機構(gòu)中至少兩個的組合。替換地，頂結(jié)構(gòu)624是不具有電源插座等或不具有插入結(jié)構(gòu)等或兩者都沒有的成組電子部件。
第一電容器630A置于襯底612之上并實質(zhì)鄰近電氣第一凸起614。電容器630A包括電源或Vcc端子632A以及地或Vss端子634A。“實質(zhì)鄰近”意為電容器630A和電氣第一凸起614電氣接觸于電源端子632A。在另一實施例中，“實質(zhì)鄰近”意為沒有結(jié)構(gòu)比電容器630A的電源端子632A更靠近電氣第一凸起614。在又一實施例中，“實質(zhì)鄰近”意為電容器置于鄰近電氣第一凸起范圍在電氣第一凸起的約一個側(cè)直徑(在X方向上)內(nèi)。
在一個實施例中，電容器630A是在電子部件626之下成陣列的多個電容器630A、630B和630C中之一，該陣列實質(zhì)沿著在X方向上平分電子部件626的對稱線636居中。在該實施例中，當三個電容器630A、630B和630C在電子部件626之下成陣列時，電容器630B由對稱線636平分，而電容器630A和630C通過對稱線636隔開而彼此相對。
電容器630A置于電氣第一凸起614和實質(zhì)鄰近地端子634A的電氣第二凸起638之間。電氣第二凸起638附著于襯底第二焊盤640。類似于電氣第一凸起614，電氣第二凸起638通常是包括頂端642和底端644的高熔點焊料。由低熔點焊料622將電氣第二凸起638附著于襯底第二焊盤640。
電氣第一凸起614包括從襯底第一焊盤616或附近開始并在頂結(jié)構(gòu)624附近終止的第一特定縱向尺寸(在Z方向上)。電氣第二凸起638包括實質(zhì)等于電氣第一凸起614的第一特定縱向尺寸的第二特定縱向尺寸。電容器630A、630B和630C包括從襯底第一焊盤616或附近開始并終止于頂結(jié)構(gòu)624之下的第三特定縱向尺寸。在一個實施例中，提供電容器630A、630B和630C與電子部件626并聯(lián)。此外，在一個實施例中，其他電容器可在圖面之上或之下或兩者兼而有之。
圖6示出了其它電氣凸起646、648、660和662。對于電氣第一凸起614和電氣第二凸起638，電氣凸起660和662分別表示第三和第四凸起。在該實施例中，電氣凸起646和648是用于電子部件626的數(shù)據(jù)/控制信號凸起。電源平面(未畫出)和地平面(未畫出)連同附加電氣凸起646和648的信號平面(未畫出)也在襯底612內(nèi)。
圖6的說明描述了電氣第一凸起614、電氣第二凸起638、電氣第三凸起660和電氣第四凸起662，其為橢圓形，每個凸起的高寬比(高∶寬)大于1。在一個實施例中，有了高寬比大于1的電氣凸起就可以增加間隔656，雖然高寬比實質(zhì)上可以等于1。當選擇高性能的電容器時，它可以具有小于電氣第一凸起614的第一特定縱向尺寸的第三特定縱向尺寸。
在圖6的實施例中，所有去耦電容器置于襯底612之上。當可采用將所有去耦電容器置于頂結(jié)構(gòu)624之上時，使用類似于圖7所示的系統(tǒng)，如下所述。
圖7是根據(jù)一實施例的又一系統(tǒng)710的正面剖視圖。在圖7中，系統(tǒng)710包括襯底712和頂結(jié)構(gòu)724。置于襯底712之上的是電氣第一凸起714、電氣第二凸起738、電氣第三凸起760和電氣第四凸起762。電容器730A置于電氣第一凸起714和電氣第二凸起738之間的頂結(jié)構(gòu)724上。電容器730B置于電氣第二凸起738和電氣第三凸起760之間的頂結(jié)構(gòu)上。類似地，電容器730C置于電氣第三凸起760和電氣第四凸起762之間的頂結(jié)構(gòu)上。將電容器730A、730B和730C的位置更靠近電子部件726可以達到使得電容器瞬態(tài)負載響應(yīng)更快速的效果。
雖然圖6和7的實施例描述了X方向上三個電容器，但是其他實施例包括在X方向上線性排列的兩個電容器的實施例以及在X方向上線性排列的多于三個電容器的實施例。另外的實施例在圖面上和/或下設(shè)置更多的電容器。
根據(jù)另一實施例，電容器的組合的一部分置于襯底上，一部分置于頂結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在參照圖8描述該特點。
圖8是根據(jù)一實施例的另一系統(tǒng)810的正面剖視圖。系統(tǒng)810涉及去耦電容器系統(tǒng)。系統(tǒng)810包括襯底812和包括電子部件826的頂結(jié)構(gòu)824。系統(tǒng)810示出了電容器830A、830B、830C、830D和830E的組合。電容器830A、830B、830C置于襯底812上，而電容器830D和830E置于頂結(jié)構(gòu)824上。在一個實施例中，電容器830A、830B、830C具有第一電容和第一響應(yīng)時間，而電容器830D和830E具有大于第一電容的第二電容。在另一實施例中，電容器830D和830E具有慢于第一響應(yīng)時間的第二響應(yīng)時間。
在以下情況下使用圖8所示的實施例，在該情況中，對于電容器830A、830B和830C以及頂結(jié)構(gòu)824各異的熱膨脹系數(shù)(CTE)使得在測試和/或現(xiàn)場使用期間電容器830A、830B和830C會產(chǎn)生破裂和斷開的情況。在一個實施例中，當熱源是電子部件826的情況下，離開電子部件826和電容器830D和830E的距離是足夠的，使得CTE的差異在測試和/或現(xiàn)場使用期間的影響是次要的。雖然在本揭示中描述了這里所提出的每幅圖的替換實施例，但是還是應(yīng)該注意，電容器30A、830B、830C、830D和830E或它們中之一，或它們的子組合可以具有類似于圖2A所示電容器間隔231的電容器間隔。因此，不管給定的電容器是安裝于襯底812上還是安裝在頂結(jié)構(gòu)824下側(cè)，電容器都可以具有電容器間隔，使得電容器不直接與襯底和/或頂結(jié)構(gòu)824下側(cè)接觸。電容器間隔考慮了更多的熱膨脹差異，因為電容實質(zhì)上是懸掛于較軟的焊料中。
圖9中示出了替換實施例，現(xiàn)在將描述。
圖9是根據(jù)一實施例的又一系統(tǒng)910的正面剖視圖。系統(tǒng)910涉及去耦電容器系統(tǒng)。系統(tǒng)910包括襯底912和包括電子部件926的頂結(jié)構(gòu)924。系統(tǒng)910示出了電容器930A、930B、930C、930D和930E的組合。電容器930A、930B和930C置于頂結(jié)構(gòu)924上，而電容器930D和930E置于襯底912上。在一個實施例中，電容器930B具有第一電容和第一響應(yīng)時間。電容器930A和930C具有第二電容和第二響應(yīng)時間。電容器930D和930E具有大于第一電容和第二電容的第三電容。在另一實施例中，電容器930D和930E具有慢于第一響應(yīng)時間的第三響應(yīng)時間。在另一實施例中，電容器930A和930C的響應(yīng)時間慢于電容器930B但快于電容器930D和930E。因此，在一個實施例中，電容器930B具有最快的響應(yīng)時間和最低的電容。
在以下情況下使用圖9所示的實施例，在該情況中對于電容器930A、930B和930C以及頂結(jié)構(gòu)824的熱膨脹系數(shù)(CTE)差異沒有大到足以引起測試和/或現(xiàn)場使用期間的破裂和斷開情況。此外，在襯底912和頂結(jié)構(gòu)924之間的區(qū)域內(nèi)放置電容器930A、930B和930C盡量靠近電子部件926是該實施例的特點。示出了將電容器930D和930E置于襯底912上，但替換實施例包括將它們置于頂結(jié)構(gòu)924上(未畫出)。
另一實施例涉及在去耦電容器系統(tǒng)中形成電流回路的方法。根據(jù)各個實施例，該電流回路是不旋繞的?，F(xiàn)參照圖10描述該特點。
圖10是根據(jù)一實施例的又一系統(tǒng)810的正面剖視圖。系統(tǒng)1010具有單一的電流回路1064。系統(tǒng)1010包括襯底1012和包含電子部件1026的頂結(jié)構(gòu)1024。根據(jù)一實施例，單一的電流回路1064從襯底1012的電源平面(未畫出)出發(fā)。單一的電流回路1064向上通過電容器Vcc端子1032和電氣凸起1014。接著，單一的電流回路1064通過頂結(jié)構(gòu)1024進入電源平面(未畫出)和/或電源(未畫出)并進入電子部件1026。之后，單一的電流回路1064從電子部件1026穿出通過頂結(jié)構(gòu)1024進入地平面(未畫出)和/或地(未畫出)。最后，單一的電流回路1064在電容器Vss端子1034和地電氣凸起1038中終止并且它終結(jié)于襯底1012的地平面(未畫出)。因此，與圖11所示的回路64相比，該單一電流回路1064的實施例不是旋繞的。
在一個實施例中，電流回路形成單一的偏離回路，但它并不形成任何旋繞。圖8是單一偏離電流回路864的例子。該單一偏離電流回路864向上通過電容器Vcc端子832和電氣凸起814。接著，單一的偏離電流回路864通過頂結(jié)構(gòu)824進入電源平面(未畫出)和/或電源(未畫出)并進入電子部件826。之后，單一的偏離電流回路864從電子部件826穿出通過頂結(jié)構(gòu)824進入地平面(未畫出)和/或地(未畫出)。最后，單一的偏離電流回路864在電容器Vss端子834和地電氣凸起838中終止并且它終結(jié)于襯底812的地平面(未畫出)。因此，與圖11所示的旋繞回路64相比，該單一偏離電流回路864的實施例也不是旋繞的。
還是應(yīng)該注意，單一回路和單一偏離回路的每一個都短于傳統(tǒng)技術(shù)中現(xiàn)有的電流回路。
圖9示出了單一偏離電流回路964的另一實施例。該單一偏離電流回路964向上通過電容器Vcc端子932和電氣凸起914。接著，單一的偏離電流回路964通過頂結(jié)構(gòu)924進入電源平面(未畫出)和/或電源(未畫出)并進入電子部件926。之后，單一的偏離電流回路964從電子部件926穿出通過頂結(jié)構(gòu)924進入地平面(未畫出)和/或地(未畫出)。最后，單一的偏離電流回路964在電容器Vss端子934和地電氣凸起938中終止并且它終結(jié)于襯底912的地平面(未畫出)。根據(jù)定義，該單一偏離電流回路964的實施例也不是旋繞的。
圖12示出了根據(jù)一實施例的方法流程圖1200。
在1210中，在電氣第一凸起和電氣第二凸起之間提供去耦電容器。
在1220中，在去耦電容器處響應(yīng)部件瞬態(tài)。
在1230中，將電源電壓Vcc從電容器向上傳送到該部件。
在1240中，將地電壓Vss從該部件向下送回電容器。
在一個實施例中，該方法如這里所示出的形成單一電流回路。在另一實施例中，該方法如這里所示出的形成單一偏離電流回路。
應(yīng)該強調(diào)，提供的摘要符合37 C.F.R.§1.72(b)的規(guī)定，即摘要需使讀者快速獲取技術(shù)揭示的特點及要點。提交該摘要，應(yīng)理解為并不用于解釋或限制權(quán)利要求書的范圍或含義。
在以上本發(fā)明的實施例詳述中，為了簡化描述的目的，在單個實施例中將各個特點組合在一起。這種描述方法不應(yīng)解釋為反映如下意思，即本發(fā)明所描述的實施例需要比每一權(quán)利要求中所描述的更多的特征。而是，如以下權(quán)利要求書所反映的，創(chuàng)造性主題的內(nèi)容少于單個所揭示實施例的所有特征。這樣，以下權(quán)利要求書就結(jié)合到本發(fā)明的實施例詳述中，而每一權(quán)利要求獨立地代表單個較佳實施例。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地理解，可對為了揭示本發(fā)明的特點而描述和示出的部分和方法步驟的細節(jié)、材料和設(shè)置作各種其他的變化，而并不離開所結(jié)合權(quán)利要求書表達的本發(fā)明的原理和范圍。
權(quán)利要求
1.一種去耦電容器系統(tǒng)，包括包括襯底第一焊盤和襯底第二焊盤的襯底；包括底端和頂端的電氣第一凸起，其中所述底端附著于所述第一焊盤；包括底端和頂端的電氣第二凸起，其中所述底端附著于所述第二焊盤；置于所述焊盤上并實質(zhì)鄰近所述電氣第一凸起的第一電容器；以及置于所述電氣第一凸起頂端的頂結(jié)構(gòu)，其中所述頂結(jié)構(gòu)與所述第一電容器進行電氣傳送，并且所述頂結(jié)構(gòu)是從電子部件、插入機構(gòu)、插座以及它們組合中選擇的。
2.如權(quán)利要求1所述的去耦電容器系統(tǒng)，其特征在于所述電氣第一凸起包括第一特定縱向尺寸，其中所述電氣第二凸起包括第二特定縱向尺寸，其中所述電容器包括第三特定縱向尺寸，并且其中所述第一特定縱向尺寸大于所述第三特定縱向尺寸。
3.如權(quán)利要求1所述的去耦電容器系統(tǒng)，其特征在于所述電氣第一凸起包括第一特定縱向尺寸，其中所述電氣第二凸起包括第二特定縱向尺寸，其中所述電容器包括第三特定縱向尺寸，并且其中所述第一特定縱向尺寸實質(zhì)等于所述第三特定縱向尺寸。
4.如權(quán)利要求1所述的去耦電容器系統(tǒng)，其特征在于所述電氣第一凸起包括第一特定縱向尺寸，其中所述電氣第二凸起包括第二特定縱向尺寸，其中所述電容器包括第三特定縱向尺寸，并且其中所述第一特定縱向尺寸大于所述第三特定縱向尺寸，并且所述電容器置于所述襯底上。
5.如權(quán)利要求1所述的去耦電容器系統(tǒng)，其特征在于所述電氣第一凸起包括第一特定縱向尺寸，其中所述電氣第二凸起包括第二特定縱向尺寸，其中所述電容器包括第三特定縱向尺寸，并且其中所述第一特定縱向尺寸大于所述第三特定縱向尺寸，并且所述電容器置于所述頂結(jié)構(gòu)上。
6.如權(quán)利要求1所述的去耦電容器系統(tǒng)，其特征在于所述第一電容器還包括Vcc端子；以及Vss端子，其中所述第一焊盤與所述第一電氣凸起和電容器Vcc端子電連接，并且其中所述第二焊盤與所述第二電氣凸起和電容器Vss端子電連接。
7.如權(quán)利要求1所述的去耦電容器系統(tǒng)，其特征在于所述第一電容器還包括Vcc端子；Vss端子；頂結(jié)構(gòu)第一焊盤，其中所述電氣第一凸起的頂端附著于所述頂結(jié)構(gòu)第一焊盤；頂結(jié)構(gòu)第二焊盤，其中所述電氣第二凸起的頂端附著于所述頂結(jié)構(gòu)第二焊盤；以及其中所述頂結(jié)構(gòu)第一焊盤與所述第一電氣凸起和電容器Vcc端子電連接，并且其中所述頂結(jié)構(gòu)第二焊盤與所述第二電氣凸起和電容器Vss端子電連接。
8.如權(quán)利要求1所述的去耦電容器系統(tǒng)，其特征在于還包括與所述第一電容器線性排列以及包括所述第一電容器的至少一個電容器，其中所述至少一個電容器置于所述襯底上。
9.如權(quán)利要求1所述的去耦電容器系統(tǒng)，其特征在于還包括與所述第一電容器線性排列以及包括所述第一電容器的至少一個電容器，其中所述至少一個電容器置于所述頂結(jié)構(gòu)上。
10.一種設(shè)備，包括第一去耦電容器；電子部件；以及電流回路，它在所述去耦電容器中開始，通過所述電子部件并終止于所述去耦電容器中。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于所述第一去耦電容器是在襯底上線性排列的多個電容器之一，其中所述襯底與所述電子部件相互隔開。
12.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于所述第一去耦電容器是在頂結(jié)構(gòu)上線性排列的多個電容器之一，其中所述頂結(jié)構(gòu)是從電子部件、插入機構(gòu)、插座以及它們組合中選擇的。
13.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于所述第一去耦電容器是在襯底上線性排列的多個電容器之一，其中所述襯底于所述電子部件相互隔開，其中所述第一去耦電容器還置于頂結(jié)構(gòu)上，并且其中所述頂結(jié)構(gòu)是從電子部件、插入機構(gòu)、插座以及它們組合中選擇的。
14.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于所述電流回路是單一偏離電流回路。
15.一種在去耦電容器系統(tǒng)中的電流回路，包括包括電源端子和地端子的電容器；置于所述電容器上的部件；所述電源端子中的回路起點；從所述電源端子到所述部件的回路第一方向；在所述部件內(nèi)的回路第二方向；從所述部件到所述地端子的回路第三方向；以及在所述地端子中的回路終點。
16.如權(quán)利要求15所述的電流回路，其特征在于所述電流回路是單一電流回路。
17.如權(quán)利要求15所述的電流回路，其特征在于所述電流回路是單一偏離電流回路。
18.一種在去耦電容器系統(tǒng)中形成電流回路的方法，包括在電氣第一凸起和電氣第二凸起之間提供去耦電容器，其中所述去耦電容器包括Vcc端子和Vss端子；響應(yīng)跟所述去耦電容器、所述電氣第一凸起和所述電氣第二凸起有關(guān)的部件的瞬態(tài)。將Vcc從所述去耦電容器和所述電氣第一凸起向上傳送到所述部件。將Vss從所述部件向下送回所述去耦電容器和所述電氣第二凸起。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于響應(yīng)部件的瞬態(tài)包括形成單一電流回路。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于響應(yīng)部件的瞬態(tài)包括形成單一偏離電流回路。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于響應(yīng)部件的瞬態(tài)包括形成單一電流回路和至少一個單一偏離電流回路。
22.一種物品，包括包括電源平面和地平面的襯底；置于所述襯底上并分別與所述電源平面和所述地平面進行電氣傳送的Vcc第一焊盤和Vss第二焊盤；置于所述Vcc第一焊盤上的Vcc電氣第一凸起；置于所述Vss第二焊盤上的Vss電氣第二凸起；在所述電氣第一凸起和所述電氣第二凸起之間設(shè)置并包括Vcc端子和Vss端子的電容器，其中所述Vcc端子置于所述Vcc第一焊盤上，而所述Vss端子置于所述Vss第二焊盤上。
23.如權(quán)利要求22所述的物品，其特征在于還包括置于所述Vcc電氣第一凸起和所述Vss電氣第二凸起上的頂結(jié)構(gòu)，其中所述頂結(jié)構(gòu)是從電子部件、插入機構(gòu)、插座以及它們組合中選擇的。
24.如權(quán)利要求22所述的物品，其特征在于所述Vcc第一焊盤包括具有所述Vcc電氣第一凸起的形狀特點的第一區(qū)域以及具有所述Vcc端子的形狀特點的第二區(qū)域。
25.如權(quán)利要求22所述的物品，其特征在于所述Vcc第一焊盤包括多個第一區(qū)域和多個第二區(qū)域，每個第一區(qū)域具有所述Vcc電氣第一凸起的形狀特點，而每個第二區(qū)域具有所述Vcc端子的形狀特點。
26.如權(quán)利要求22所述的物品，其特征在于所述Vss第二焊盤包括具有所述Vss電氣第二凸起的形狀特點的第一區(qū)域以及具有所述Vss端子的形狀特點的第二區(qū)域。
27.如權(quán)利要求22所述的物品，其特征在于所述Vss第一焊盤包括多個第一區(qū)域和多個第二區(qū)域，每個第一區(qū)域具有所述Vss電氣第一凸起的形狀特點，而每個第二區(qū)域具有所述Vss端子的形狀特點。
全文摘要
一種使諸如處理器等的高性能微電子設(shè)備成組的系統(tǒng)響應(yīng)部件瞬態(tài)。在一個實施例中，該系統(tǒng)包括置于Vcc電氣凸起和Vss電氣凸起之間的去耦電容器。去耦電容器具有Vcc和Vss端子。Vcc和Vss端子與Vcc電氣凸起和Vss電氣凸起共享電氣焊盤。產(chǎn)生單一電流回路，從而改進系統(tǒng)的功率傳送。
文檔編號H01L21/60GK1669142SQ03816883
公開日2005年9月14日 申請日期2003年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月21日
發(fā)明者D·謝爾斯, W·羅斯, J·杰克遜 申請人:英特爾公司