CN116344504A - 用于互连服务器体系结构上的模块化系统的液态金属互连 - Google Patents

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J·L·斯莫利
G·穆尔塔吉安
S·内坎蒂
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P·塔代永
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Abstract

本发明涉及用于互连服务器体系结构上的模块化系统的液态金属互连。公开了一种电子系统和相关方法。在一个示例中，一种电子系统包括：处理器封装，其包括至少一个处理器集成电路（IC）；中介层，其包括导电中介层互连；第一液态金属阱阵列，其包括布置在处理器封装和中介层之间的多个液态金属阱，其中第一液态金属阱阵列附接到处理器封装的表面并且附接到中介层互连以及中介层的第一表面；印刷电路板（PCB），其附接到中介层互连以及中介层的第二表面；第二液态金属阱阵列，其包括附接到中介层互连以及中介层的第一表面的第一表面；以及第一伴随部件封装，其附接到第二液态金属阱阵列的第二表面。

Description

用于互连服务器体系结构上的模块化系统的液态金属互连
技术领域
本文中描述的实施例总体上涉及集成电路（IC）的封装。一些实施例涉及使用液态金属结构的IC的互连。
背景技术
传统服务器和封装体系结构创新已经被约束，主要是由于处理单元（例如，诸如中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、基础设施处理单元（IPU）等之类的XPU）与服务器系统的其余部分的互连的挑战。对高密度互连的期望已经导致通常承受持续的机械负载力以维持CPU与基板（例如，母板）之间的电连接的互连类型（例如，平面栅格阵列（LGA）插座）。该力与所需的连接数量成正比。随着连接数量增长得更大，基板上的部件所消耗的面积增加，并且专用于机械负载的面积显著增加，以在基板没有过度弯曲的情况下维持负载。目前，服务器互连的范围可以在4000与6000个连接之间，从而需要300磅力（300lbf）到600lbf，以维持可以使用15与20平方英寸之间的基板空间的电气路径。这大大地限制了部件直接在基板上的共同定位，从而限制了可以提供性能中的实质增益的体系结构方案。解决互连问题的一种方法是增加处理器封装的功能性，使得信号/功能保留在处理器封装内，并且到处理器封装的互连的数量被减少。
然而，通过将更多部件直接集成到处理器封装中来增加处理器封装的功能性导致了类似的挑战，因为处理器封装的物理大小会增加以容纳附加的管芯。这导致了机械负载硬件的增长以避免更大的处理器封装，从而推动了用于机械负载的增加的跨度和更大的禁区。为了最小化这种影响，所述特征被放置成与非常紧凑/密集的永久性互连非常靠近。因此，处理器封装的总体成品率损失会随着复杂性增加而增加，从而推高总体处理器制造成本。期望具有一种解决这些担忧和其他技术挑战的IC封装解决方案。
附图说明
图1A和1B是根据一些示例实施例的处理器封装和母板之间的液态金属互连（LMI）的示例的图示。
图2是根据一些示例实施例的对于片上系统有用的互连的方法的侧视图的图示。
图3是根据一些示例实施例的用于片上系统互连的液态金属互连方法的侧视图的图示。
图4是根据一些示例实施例的液态金属互连方法的另一个示例的侧视图的图示。
图5是根据一些示例实施例的液态金属互连方法的另一个示例的侧视图的图示。
图6A-6B图示了根据一些示例实施例的液态金属互连方法的另一个示例。
图7A-7B图示了根据一些示例实施例的液态金属互连方法的另一个示例。
图8是根据一些示例实施例的包括液态金属互连的电子器件的制造方法的方法示例的流程图。
图9-10图示了根据一些示例实施例的中介层上系统组件的示例。
图11是根据一些示例实施例的中介层上系统组件的另一个示例的侧视图的图示。
图12-15图示了根据一些示例实施例的中介层上系统组件的附加示例。
图16是根据一些示例实施例的中介层上系统体系结构的另一个示例的侧视图的图示。
图17是根据一些示例实施例的包括液态金属互连的系统的另一个示例的侧视图的图示。
图18是根据一些示例实施例的制造具有中介层上系统体系结构的电子器件的方法的示例的流程图。
图19是根据一些示例实施例的包括液态金属互连的系统的另一个示例的侧视图的图示。
图20是根据一些示例实施例的具有中介层上系统体系结构的电子系统的另一个示例的侧视图的图示。
图21-23图示了根据一些示例实施例的中介层上系统组件的附加示例。
图24是根据一些示例实施例的制造具有中介层上系统体系结构的电子系统的方法的另一个示例的流程图。
图25图示了根据一些示例实施例的可以并入液态金属互连的系统以及方法。
具体实施方式
以下描述和附图充分图示了特定实施例，以使得本领域技术人员能够实践它们。其他实施例可以并入结构、逻辑、电气、过程和其他改变。一些实施例的部分和特征可以被包括在其他实施例的部分和特征中，或者代替其他实施例的部分和特征。权利要求中阐述的实施例涵盖了这些权利要求的所有可用等同物。
如先前本文中所解释，期望在不增加成品率损失的情况下增加处理器封装（或任何涉及高成本部件的组件）的物理大小。部件之间的非永久性互连将提高成品率，但是非永久性互连解决方案通常具有不太合期望的电气性质，诸如由于高接触电阻导致的功率消耗增加、由于环路电感导致的压降增加、以及由于接触几何形状导致的信号损失和时延增加。
图1A是处理器封装102和母板104之间的液态金属互连（LMI）的示例的图示。LMI包括两半，液态金属阱阵列（liquid metal well array）106和引脚栅格阵列插座108。液态金属阱阵列106包括与引脚栅格阵列插座108的引脚109相接触的液态金属阱。液态金属阱阵列106的液态金属可以是具有在室温处或接近室温的熔点的任何金属。一些示例包括铯、镓和铷。在一些示例中，液态金属是镓和铟的合金。液态金属也可以是共晶，共晶是具有在室温处或接近室温的熔点的合金。
LMI提供了用于将部件直接集成到处理器封装102的非永久性零力互连。LMI提供了与部件之间的直接焊料连接相当的电气性质，并且在形状上是紧凑的，从而允许高密度功能性，而没有显著的封装增长。LMI提供了体系结构灵活性，而不会增加诸如处理器之类的高价格部件的成品率损失。
在图1A的示例中，液态金属阱阵列106附接到处理器封装102，而引脚栅格阵列插座108焊接到母板104。部件的位置可以颠倒。液态金属阱阵列106可以直接附接到母板104，并且引脚栅格阵列插座108可以附接到处理器封装102。在一些示例中，密封膜或盖密封件110可以用于将液态金属保持在位，直到形成附接。
图1B是图1A的示例处理器封装的图示，其中添加了散热器112和用于机械保持的机械负载机构114（例如夹具）。LMI方法可以扩展成与处理器封装一起使用，作为用于创建片上系统（SoC）体系结构的伴随器件和部件的细间距可分离互连。
图2是对于片上系统有用的常规互连方法的侧视图的图示。该电子封装包括处理器IC 216和伴随部件封装220，伴随部件封装220使用焊料凸块223或直接铜到铜键合被安装在封装衬底222的顶表面上。伴随部件封装220是包括对于处理器IC的功能性的伴随部件的电子封装。示例包括一个或多个存储器IC、现场可编程门阵列（FPGA）、输入输出（I/O）控制器等。伴随部件封装220使用封装衬底222的电气互连而电连接到处理器IC 216。在图2的示例中，该封装互连包括管芯到管芯桥224（D2D桥），该管芯到管芯桥224连接到伴随部件封装220的导电柱（例如，金属引脚）。可以使用焊料凸块将导电柱连接到封装衬底222的导电柱。到处理器IC 216的电气连续性通过管芯到管芯桥224。管芯到管芯桥224提供了在一个或多个处理器和伴随部件之间提供紧密耦合的细间距连接。然而，器件之间的这种类型的耦合是永久性连接。这种永久性连接可以是高成本的，因为引起伴随部件损失的问题也会导致处理器IC的损失，该处理器IC可能是昂贵的部件。
图3是用于SoC互连的LMI方法的的侧视图的图示。液态金属阱阵列326用于将伴随部件封装220的导电柱311连接到管芯到管芯桥224以及封装衬底222的顶表面上的导电柱。液态金属阱阵列326包括多个双侧液态金属阱。液态金属阱阵列326可以在顶表面和底表面上包括盖密封件310。在一些示例中，液态金属具有零流速，并且液态金属阱阵列326不包括盖密封件310。
因为这不是永久性连接，所以伴随器件的成品率损失不会显著地影响系统封装的成本。而且，液态金属阱具有与焊料凸块相同的电气特性，所以系统封装的电气功能性不会改变。封装衬底222可以使用如图1A中的另一液态金属阱阵列106或使用焊料凸块被安装到引脚栅格阵列插座108。
图4是LMI的另一个示例的侧视图的图示。图4的示例封装互连428包括在封装衬底中形成的导电迹线，并且不包括图3的示例的管芯到管芯桥224。封装互连428提供了用于连接到封装衬底222的导电柱的细间距连接。该结果也是伴随部件封装220和封装衬底222之间的非永久性连接。
图5是LMI的另一个示例的侧视图的图示。LMI具有包括单侧液态金属阱的液态金属阱阵列526。伴随部件封装220的导电柱311附接到液态金属阱阵列526的顶侧，如在图3和4的示例中那样。液态金属阱阵列526的底侧可以包括固态金属接触焊盘530，该固态金属接触焊盘530向液态金属阱提供了电气连续性并且直接附着到封装衬底222的接触焊盘。液态金属阱阵列526的顶侧可以包括盖密封件310。液态金属阱阵列526到封装衬底222的连接是永久性连接，但是到伴随部件封装220的连接是非永久性可分离连接。
伴随部件封装220可以包括对于处理器的功能伴随部件，诸如存储器IC、现场可编程门阵列（FPGA）、输入输出（I/O）控制器等。在一些示例中，伴随部件是功率部件，诸如电压调节器IC或电压调节器电路。伴随部件封装220可以为处理器IC 216提供经调节电压供给，以向处理器IC 216提供顶侧功率递送。电压调节器电路可以是转换器电路。在某些示例中，电压转换器电路使用脉宽调制来生成经调节电压供给。
图6A是LMI另一个示例的侧视图的图示。在该示例中，伴随部件封装包括电压调节器电路的一部分。处理器IC 216可以包括更多的电压调节器电路，但是电压调节器电路可以使用不被包括在处理器IC 216中的分立元件。这些分立元件可以使用LMI来连接。在图6A的示例中，电压调节器电路可以是开关转换器电路，并且分立元件可以包括电感器632和功率场效应晶体管（FET）634。每个分立部件使用液态金属阱阵列626、627连接到封装衬底222，所述液态金属阱阵列626、627包括双侧液态金属阱以连接到分立部件和封装衬底222的导电柱。
在图6B的示例中，每个分立元件使用液态金属阱阵列636、637连接到封装衬底222，所述液态金属阱阵列636、637包括单侧液态金属阱以连接到分立元件的导电柱并连接到封装衬底222的接触焊盘。图6A、图6B中的方法将与伴随部件相关联的成品率损失问题进行解耦作为封装成本的一部分，并且允许在现场维修和更换伴随部件。这种LMI方法允许放置通常将由于可靠性担忧而不考虑直接集成在封装上的部件。直接焊料附接的电气特性下的LMI的非永久性连接也允许顶侧信号出口选项。
图7A是LMI的另一个示例的侧视图的图示。高速I/O（HSIO）连接器740或这种连接器的一部分直接附着到伴随部件封装720的封装上。HSIO连接器740可以是电连接或光连接，并且可以被包括在HSIO通道中。伴随部件封装720使用包括双侧液态金属阱的液态金属阱阵列326连接到封装衬底222。在图7B中，伴随部件封装720使用包括单侧液态金属阱的液态金属阱阵列526连接到封装衬底222。液态金属阱阵列526连接到封装衬底222。到HSIO连接器的顶侧连接减少了需要通过该封装的底侧外出到母板的连接的数量。由于HSIO的伴随IC的连接是非永久性且可分离的，因此在故障的情况下可以容易地更换伴随IC。
图8是形成包括LMI的电子器件的方法800的示例的流程图。电子器件可以包括SoC。在框805处，处理器集成电路（IC）被放置在IC封装衬底的第一表面上。处理器IC可以包括一个或多个处理器。处理器IC可以是CPU或图形处理单元（GPU）。处理器IC可以被包括在包括导电封装互连的处理器封装衬底中，并且处理器IC电连接到封装互连。
在框810处，将液态金属阱阵列的第一表面附接到IC封装衬底的第一表面。在一些示例中，液态金属阱阵列包括双侧液态金属阱，并且液态金属阱阵列的第一表面附接到导电柱（例如，引脚），导电柱附接到IC封装衬底的第一表面。在一些示例中，液态金属阱阵列可以包括单侧液态金属阱，并且液态金属阱阵列的第一表面使用焊料附接到IC封装衬底的第一表面的接触焊盘。
在框815处，将伴随部件附接到液态金属阱阵列的第二表面。伴随部件可以是经封装的伴随部件，其包括附接到液态金属阱阵列的第二表面上的液态金属阱的导电柱。
本文中描述的LMI方法导致片上系统组件成品率损失有所改善，因为有缺陷的伴随部件可以被容易地移除和更换，从而降低总体封装成本。LMI方法在没有应用永久性的直接焊料的情况下提供了与处理器封装上的部件之间的直接焊料连接等同的电气性能。此外，提高了计算密度，因为伴随部件可以成本高效地附接到处理器。
图9是中介层上系统组件示例的侧视图的图示。处理器封装916附接到具有液态金属阱阵列106的LMI中介层942。液态金属阱阵列106可以包括双侧液态金属阱，或者液态金属阱阵列106可以包括单侧液态金属阱，其中液态金属阱阵列附接到中介层942。伴随部件封装还使用焊料凸块941附接到中介层942。处理器封装916作为功能块直接附接到中介层942，并且中介层942的液态金属阱阵列106使用引脚栅格阵列插座108附接到母板104。因此，引脚栅格阵列插座108和中介层942之间的连接是可分离的非永久性连接。处理器封装916可以以一个引脚间距附接到中介层942，并且中介层942可以以另一个引脚间距附接到母板104。这种中介层上系统组件将母板间距约束与处理器间距解耦，从而允许优化的处理器大小确定。
该体系结构中的中介层的并入还允许在处理器附近添加伴随部件（例如，存储器、FPGA、VR模块、HSIO等）。伴随部件可以与处理器封装916邻近地共同定位在中介层942上，而没有到母板104的互连上的增加的引脚计数的附加负担。中介层942包括互连928，以将伴随部件电连接到处理器。在某些示例中，中介层互连可以包括管芯到管芯桥。
图10是图9的示例组件的图示，其中添加了散热器112和机械负载机构114（例如夹具）。由于液态金属阱阵列106，与常规的LGA插座方法相比，LMI中介层942具有更低的机械负载要求。这允许减小的机械禁区面积，其释放了母板104上的空间。
图11是中介层上系统组件的示例的侧视图的图示。中介层942在底表面上包括液态金属阱阵列106，并且中介层942使用如图9中的引脚栅格阵列插座108将处理器封装916附接到母板104。中介层942在顶表面上包括另一液态金属阱阵列526。在图11的示例中，第二液态金属阱阵列526包括单侧液态金属阱，以连接到伴随部件封装220的导电柱311。第二液态金属阱阵列526可以在顶表面上包括盖密封件310。在一些示例中，第二液态金属阱阵列526包括双侧液态金属阱，以连接到伴随部件封装220的导电柱311以及连接到中介层942的顶表面上的引脚（未示出）。双侧液态金属阱可以在第二液态金属阱阵列526的底表面上包括盖密封件310。
图11的示例中的伴随部件的非永久性连接允许在故障的情况下容易更换伴随部件。因此，伴随部件的成品率损失不会贡献于处理器系统的成本。而且，因为液态金属阱具有与焊料凸块相同的电气特性，所以伴随部件、处理器和母板之间的电气功能性不改变。
通过选择放置在中介层942上的部件器件连同处理器封装916的一个或多个处理器，可以实现不同的功能拓扑。与图3和图4的示例一样，伴随部件可以是功能伴随器件，如FPGA、存储器或I/O控制器。图12是中介层上处理器系统组件的图示，其中伴随部件包括存储器IC 1220作为对于处理器封装916的处理器的伴随存储器。
伴随部件可以是伴随功率部件。图13是中介层上处理器系统组件的图示，其中伴随部件是向处理器封装916提供基本或附加功率的伴随电压调节器电路1320。图14是中介层上处理器系统体系结构的图示，其中伴随部件提供与处理器封装916共同定位的近堆叠HSIO连接1420以用于改进的信号完整性性能。这些非限制性示例示出了：使用中介层942允许不同的伴随器件被组合在中介层942上，以在中介层体系结构上创建不同的系统，而不会增加来自个体伴随部件的成品率损失。
图15是中介层上系统体系结构的示例，其中对于该处理器的多个伴随部件被包括在中介层942上。伴随部件包括伴随电压调节器电路1320、存储器IC 1220和近堆叠HSIO连接1420。中介层942在顶表面上包括多个液态金属阱阵列526A、526B、526C，以将伴随部件附接到中介层942。附接到中介层942的顶表面的液态金属阱阵列具有比附接到引脚栅格阵列插座108的液态金属阱阵列106更细的间距，并且可以具有与处理器封装916相同的间距。
图16是中介层上系统体系结构的示例的侧视图的图示，其中中介层使用LMI附接到多个印刷电路板（PCB）。该系统包括附接到中介层942的处理器封装916。多个伴随部件使用液态金属阱阵列526A、526B附接到中介层的顶表面。中介层942的底表面上的液态金属阱阵列106连接到两个引脚栅格阵列插座108。液态金属阱阵列106中的一些液态金属阱附接到引脚栅格阵列插座中的一个，并且液态金属阱阵列106中的一些液态金属阱附接到另一个引脚栅格阵列插座。引脚栅格阵列插座108连接到PCB。PCB可以是不同的母板。在图16的示例中，PCB是片（tile）板，包括存储器片板1646和I/O片板1648。存储器片板1646包括系统存储器1630，并且I/O片板1648可以包括一个或多个I/O器件1674。
中介层上系统提供了一种分片式体系结构，用于传统服务器的解聚合，其中中介层上系统提供主要计算功能。该分片式体系结构允许较小的伴随板，而不是更传统的用于该体系结构的单母板方法。这种方法简化了母板体系结构方法。改善了板成品率损失，从而为目标应用提供了将不同板组合与单个中介层相结合的机会。因为液态金属阱阵列106提供了中介层942和片板之间的非永久性连接，所以系统存储器1630或I/O器件1674的成品率损失不会影响中介层上处理器系统封装的成品率。
图17是包括LMI的系统的另一个示例的侧视图的图示。该系统包括背靠背连接的中介层1750。在图17的示例中，母板被用作中介层1750。中介层1750包括导电中介层互连1748，并且处理器封装916附接到中介层1750和中介层互连1748的一个表面。图17的示例示出了中介层1750上的两个处理器封装，但是任何昂贵的电子器件封装都可以附接到中介层1750，并且中介层上的器件可以彼此不同。系统存储器1730附接到与处理器封装916相同的中介层表面。LMI连接1750中介层。LMI是夹层类型连接，并且允许背靠背系统配置，以提高总体计算密度。
中介层每个都在与处理器封装916相对的中介层的表面上包括液态金属阱阵列1706。液态金属阱阵列1706可以包括双侧液态金属阱，或者液态金属阱阵列1706可以包括单侧液态金属阱，其中液态金属阱阵列使用焊料凸块附接到中介层1750。每个中介层1750包括连接到中介层互连的导电柱1711。一个中介层的液态金属阱阵列1706附接到另一个中介层的导电柱1711。应当注意的是，背靠背LMI是非永久性连接，而不管液态金属阱阵列1706是包括单侧液态金属阱还是双侧液态金属阱。
图18是制造具有中介层上系统体系结构的电子器件的方法的示例的流程图。电子器件可以是具有本文中描述的中介层上系统组件的任何器件。在框1805处，在中介层的第一表面（例如，顶表面）上放置处理器封装。中介层可以由PCB材料（例如FR4）或陶瓷材料制成。中介层包括导电中介层互连，并且处理器封装电连接到中介层互连。
在框1810处，将第一液态金属阱阵列的第一表面附接到中介层互连以及中介层的第二表面（例如，底表面）。在框1815处，将第二液态金属阱阵列的第一表面附接到中介层互连以及中介层的第一表面。第一液态金属阱阵列和第二液态金属阱阵列中的一个或两个可以包括单侧液态金属阱或双侧液态金属阱。
在框1820处，将伴随部件封装附接到第二液态金属阱阵列的第二表面。伴随部件封装包括对于处理器封装的处理器的伴随部件，并且可以包括本文中描述的任何伴随部件。
图19是包括LMI的电子系统的另一个示例的侧视图的图示。该系统包括附接到液态金属阱阵列106的处理器封装916。因为与常规的永久性连接方法相比液态金属阱阵列106具有更低的机械负载要求，所以机械禁区面积减小，这释放了母板1904上的空间。液态金属阱阵列106可以附接到引脚栅格阵列插座1908的引脚1952，引脚栅格阵列插座1908可以被制造得更大以容纳多个封装。引脚栅格阵列插座1908使用焊料凸块1954附接到母板1904。该系统包括伴随部件封装220，该伴随部件封装220可以使用另一个液态金属阱阵列1926与处理器封装916邻近地放置。由于缩短的布线长度，这允许改进的信号完整性。然而，电信号在处理器封装916和伴随部件封装220之间通过母板1904传递，这使母板1904复杂化，并且增加了器件之间的时延。
图20是具有中介层上系统体系结构的电子系统的另一个示例的侧视图的图示。通过用引脚栅格电路板来更换引脚载体，图19的引脚栅格阵列插座主体被转换成中介层2042。通过这样做，中介层2042可以被设计成具有电气功能性。如果引脚栅格阵列插座并入了具有电气功能性的中介层，则功能可以从母板2004转移到引脚栅格插座中介层2042，这简化了母板2004。
处理器封装916和液态金属阱阵列106附接到中介层的引脚2052。中介层2042可以在底表面上包括接触焊盘，并且中介层2042可以使用焊料凸块2054附接到母板。该系统包括附接到中介层2042的第二液态金属阱阵列2026。伴随部件封装220使用导电柱2011连接到液态金属阱阵列2026。该系统包括直接附接到中介层2042的另一个伴随部件封装2020。可以包括机械负载机构114以提供机械保持。
液态金属阱阵列106、液态金属阱阵列2026和焊料凸块2054中的每一个的间距可以不同。液态金属阱阵列2026的间距可以比液态金属阱阵列106的间距更细，液态金属阱阵列106的间距比到母板2004的连接的间距更细。中介层2042可以包括导电互连2048，以提供处理器封装916、伴随部件封装220、2020和母板2004之间的间距转化。这将母板制造约束与封装边界约束解耦。
液态金属阱阵列106和液态金属阱阵列2026分别为处理器封装916和伴随部件封装220提供非永久性连接。液态金属阱阵列中的任一个可以是单侧或双侧液态金属阱阵列。如果液态金属阱阵列106是双侧液态金属阱阵列，则处理器封装916可以包括附接到液态金属阱阵列106的液态金属阱的导电柱。如果液态金属阱阵列106是单侧液态金属阱阵列，则处理器封装916可以包括附接到液态金属阱阵列106的接触焊盘的接触焊盘。单侧液态金属阱阵列的接触焊盘提供了对于液态金属阱阵列的液态金属阱的电气连续性。
如果液态金属阱阵列2026是双侧液态金属阱阵列，则中介层2042可以包括附接到液态金属阱阵列2026的液态金属阱的导电柱。如果液态金属阱阵列2026是单侧液态金属阱阵列，则中介层2042可以包括附接到液态金属阱阵列2026的接触焊盘的接触焊盘。
伴随部件封装220、2020将处理器伴随功能从母板2004转移到中介层2042。通过伴随部件的特定功能可以永久地附接到中介层2042，或者伴随部件可以使用可分离的连接被附接。图21是中介层上系统体系结构的示例的图示，其中伴随部件封装220、2020包括电压调节器电路1320。图22是中介层上系统体系结构的示例，其中伴随部件封装220、2020包括一个或多个存储器IC 1220。在一些示例中，伴随部件封装220、2020包括FPGA。在一些示例中，伴随部件封装220、2020包括近堆叠HSIO连接。
图20中的伴随部件封装220、2020可以包括不同的伴随部件。图23是中介层上系统体系结构的示例的图示，其中伴随部件封装220包括对于处理器IC的伴随电压调节器电路1320，并且伴随部件封装2020包括伴随近堆叠HSIO连接1420。在中介层2042上可以包括多于两个的部件封装，并且部件封装的任何组合可以使用液态金属阱阵列附接到中介层2042，或者永久地附接到中介层2042（例如，使用焊料）。
用于中介层上系统的这种方法允许不同的互连组合与引脚栅格插座中介层和母板之间的公共母板占用空间一起使用，从而在单个母板的情况下引入不同级别的性能。利用中介层上系统方法引入焊料层次体系允许引脚栅格插座中介层的后期集成，并且提供了即插即用体系结构，该即插即用体系结构允许来自母板的公共基础平台的集中功能性。
图24是制造具有中介层上系统体系结构的电子系统的方法的另一个示例的流程图。电子器件可以是具有本文中描述的中介层上系统组件的任何器件，诸如例如图20的电子系统。在框2405处，将第一液态金属阱阵列的顶表面附接到处理器封装。处理器封装包括至少一个处理器IC。第一液态金属阱阵列可以是双侧第一液态金属阱阵列。第一液态金属阱阵列可以在其顶表面和底表面上包括盖密封件，以将液态金属保持在液态金属阱中。处理器封装可以包括导电柱，并且导电柱附接到液态金属阱。第一液态金属阱阵列可以是单侧第一液态金属阱阵列，该单侧第一液态金属阱阵列仅在一个表面上包括盖密封件，并且可以在另一个表面上包括接触焊盘。处理器封装可以包括接触焊盘，并且接触焊盘永久地附接到第一液态金属阱阵列的接触焊盘。
在框2410处，将第一液态金属阱阵列的底表面附接到中介层的顶表面。中介层可以是引脚阵列插座中介层，并且第一液态金属阱阵列的液态金属阱附接到引脚。中介层包括一层或多层导电互连。第一液态金属阱阵列提供了处理器封装和中介层互连之间的电气连续性。
在框2415处，将中介层的底表面附接到PCB。PCB可以是母板。到PCB的附接可以是永久性附接，诸如通过使用焊料凸块。该附接提供了中介层互连和PCB的一层或多层互连之间的电气连续性。
在框2420处，将第二液态金属阱阵列附接到中介层的顶表面。第二液态金属阱阵列可以是双侧第一液态金属阱阵列。第二液态金属阱阵列可以在其顶表面和底表面上包括盖密封件，以将液态金属保持在液态金属阱中。导电柱可以部署在中介层的顶表面上，以附接到第二液态金属阱阵列的液态金属阱。第二液态金属阱阵列可以是单侧第一液态金属阱阵列，该单侧第一液态金属阱阵列仅在顶表面上包括盖密封件，并且可以在底表面上包括接触焊盘。接触焊盘可以部署在中介层的顶表面上，以附接到第二液态金属阱阵列的接触焊盘。
在框2425处，将伴随部件封装附接到第二液态金属阱阵列的顶表面。伴随部件封装可以包括导电柱以附接到第二液态金属阱阵列的液态金属阱。伴随部件封装包括对于一个或多个处理器IC的伴随部件。第二液态金属阱阵列附接到中介层连接。中介层互连和液态金属阱阵列提供了伴随部件和处理器封装的一个或多个处理器IC之间的电气连续性。
在某些示例中，伴随封装的导电柱的间距与处理器封装的间距相同。在某些示例中，伴随封装的导电柱、中介层的引脚以及母板的连接的间距可以全部不同。伴随封装的导电柱的间距可以比中介层的引脚的间距更细，并且中介层的引脚的间距可以比母板的连接的间距更细。因此，中介层在处理器封装、伴随部件封装和母板之间提供间距转化。
图25图示了系统级图，其描绘了可以包括上面描述的液态金属互连LMI和/或方法的电子设备（例如，系统）的示例。在一个实施例中，系统2500包括但不限于桌面型计算机、膝上型计算机、上网本、平板电脑、笔记本计算机、个人数字助理（PDA）、服务器、工作站、蜂窝电话、移动计算设备、智能电话、互联网设备或任何其他类型的计算设备。在一些实施例中，系统2500包括片上系统（SOC）系统。在一些实施例中，系统2500包括中介层上系统的系统。
在一个实施例中，处理器2510具有一个或多个处理器核2512和2512N，其中2512N表示处理器2510内部的第N个处理器核，其中N是正整数。在一个实施例中，系统2500包括多个处理器，包括2510和2505，其中处理器2505具有与处理器2510的逻辑相似或相同的逻辑。在一些实施例中，处理器核2512包括但不限于用以对指令进行取出的预取出逻辑、用以解码指令的解码逻辑、用以执行指令的执行逻辑等等。在一些实施例中，处理器2510具有缓存存储器2516，用以对系统2500的指令和/或数据进行缓存。缓存存储器2516可以被组织成包括一个或多个级别的缓存存储器的层次体系。
在一些实施例中，处理器2510包括存储器控制器2514，该存储器控制器2514可操作以执行使得处理器2510能够访问包括易失性存储器2532和/或非易失性存储器2534的存储器2530并与其通信的功能。在一些实施例中，处理器610与诸如存储器2530和芯片组2520之类的伴随部件耦合。处理器2510还可以耦合到无线天线2578以便与被配置成传输和/或接收无线信号的任何设备进行通信。在一个实施例中，用于无线天线2578的接口根据但不限于IEEE 802.11标准及其相关族、家用插电AV（HPAV）、超宽带（UWB）、蓝牙、WiMax或任何形式的无线通信协议进行操作。
在一些实施例中，易失性存储器2532包括但不限于同步动态随机存取存储器（SDRAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、RAMBUS动态随机存取存储器（RDRAM）和/或任何其他类型的随机存取存储器设备。非易失性存储器2534包括但不限于闪速存储器、相变存储器（PCM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）或任何其他类型的非易失性存储器设备。
存储器2530存储要由处理器2510执行的信息和指令。在一个实施例中，存储器2530还可以在处理器2510正在执行指令的同时存储临时变量或其他中间信息。在图示的实施例中，芯片组2520经由点对点（PtP或P-P）接口2517和2522与处理器2510连接。芯片组2520使得处理器2510能够连接到系统2500中的其他元件。在示例系统的一些实施例中，接口2517和2522根据诸如Intel®快速路径互连（QuickPath Interconnect，QPI）等等的PtP通信协议进行操作。在其他实施例中，可以使用不同的互连。
在一些实施例中，芯片组2520可操作于与处理器2510、2505N、显示设备2540和其他设备进行通信，所述其他设备包括总线桥2572、智能TV 2576、I/O设备2574、非易失性存储器2560、存储介质（诸如，一个或多个大容量存储设备）2562、键盘/鼠标2564、网络接口2566、以及各种形式的消费电子产品2577（诸如，PDA、智能电话、平板电脑等）等。在一个实施例中，芯片组2520通过接口2524与这些设备耦合。芯片组2520还可以耦合到无线天线2578，以便与被配置成传输和/或接收无线信号的任何设备进行通信。在一个示例中，芯片组中的部件的任何组合可以由如本公开中所描述的连续柔性屏蔽件所分隔。
芯片组2520经由接口2526连接到显示设备2540。显示器2540可以是例如液晶显示器（LCD）、发光二极管（LED）阵列、有机发光二极管（OLED）阵列或任何其他形式的视觉显示设备。在示例系统的一些实施例中，处理器2510和芯片组2520被合并到单个SOC中。此外，芯片组2520连接到一个或多个总线2550和2555，这些总线对各种系统元件进行互连，所述各种系统元件诸如I/O设备2574、非易失性存储器2560、存储介质2562、键盘/鼠标2564和网络接口2566。总线2550和2555可以经由总线桥2572而互连在一起。
在一个实施例中，大容量存储设备2562包括但不限于固态驱动器、硬盘驱动器、通用串行总线闪速存储器驱动器或任何其他形式的计算机数据存储介质。在一个实施例中，由任何类型的公知网络接口标准来实现网络接口2566，该公知网络接口标准包括但不限于以太网接口、通用串行总线（USB）接口、外围部件互连（PCI）快速接口、无线接口和/或任何其他适合类型的接口。在一个实施例中，无线接口根据但不限于IEEE 802.11标准及其相关族、家用插电AV（HPAV）、超宽带（UWB）、蓝牙、WiMax或任何形式的无线通信协议进行操作。
虽然图25中所示的模块被描绘为系统2500内的分离的块，但是由这些块中的一些执行的功能可以被集成在单个半导体电路内，或者可以使用两个或更多个分离的集成电路来实现。例如，尽管高速缓冲存储器2516被描绘为处理器2510内的分离的块，但是可以将高速缓冲存储器2516（或2516的所选方面）并入处理器核2512中。
为了更好地说明本文中公开的方法和装置，本文中提供了实施例的非限制性列表：
示例1包括主题（诸如一种电子系统），其包括：处理器封装，其包括至少一个处理器集成电路（IC）；中介层，其包括导电中介层互连；第一液态金属阱阵列，其包括布置在处理器封装和中介层之间的多个液态金属阱，其中第一液态金属阱阵列附接到处理器封装的表面并且附接到中介层互连以及中介层的第一表面；印刷电路板（PCB），其附接到中介层互连以及中介层的第二表面；第二液态金属阱阵列，其包括附接到中介层互连以及中介层的第一表面的第一表面；以及第一伴随部件封装，其附接到第二液态金属阱阵列的第二表面，其中第一伴随部件封装包括对于处理器IC的伴随部件。
在示例2中，示例1的主题可选地包括：中介层是引脚栅格阵列插座，并且PCB是母板。
在示例3中，示例1和2中的一个或两个的主题可选地包括：中介层包括多个引脚，并且第一液态金属阱阵列的间距与中介层的引脚的间距相同，并且第二液态金属阱阵列的间距比第一液态金属阱阵列的间距更细。
在示例4中，示例1-3中的一个或任何组合的主题可选地包括：第二液态金属阱阵列的液态金属阱附接到中介层的第一表面上的导电柱以及伴随部件封装的导电柱。
在示例5中，示例1-4中的一个或任何组合的主题可选地包括：第二液态金属阱阵列在第一表面上包括固态金属接触焊盘，所述固态金属接触焊盘使用焊料凸块附接到中介层的第一表面；并且第二液态金属阱阵列的液态金属阱在液态金属阱阵列的第二表面处附接到伴随部件封装的导电柱。
在示例6中，示例1-5中的一个或任何组合的主题可选地包括：第一液态金属阱阵列的液态金属阱附接到中介层的引脚和处理器封装的导电柱。
在示例7中，示例1-6中的一个或任何组合的主题可选地包括：第一液态金属阱阵列在第一表面上包括固态金属接触焊盘，所述固态金属接触焊盘使用焊料凸块附接到处理器封装的表面，并且第一液态金属阱阵列的液态金属阱在第一液态金属阱阵列的第二表面处附接到中介层的引脚。
在示例8中，示例1-7中的一个或任何组合的主题可选地包括：直接附接到中介层的第一表面的第二部件封装，并且第二伴随部件封装包括对于处理器IC的第二伴随部件。
在示例9中，示例8的主题可选地包括：其中第一和伴随部件封装中的至少一个包括存储器IC。
在示例10中，示例8和9中的一个或两个的主题可选地包括：第一和伴随部件封装中的至少一个包括现场可编程门阵列（FPGA）。
在示例11中，示例8-10中的一个或任何组合的主题可选地包括：第一和伴随部件封装中的至少一个包括电压调节器电路。
在示例12中，示例8-11中的一个或任何组合的主题可选地包括：第一和伴随部件封装中的至少一个包括高速输入-输出（HSIO）连接器。
示例13包括主题（诸如一种形成电子器件的方法），或者可以可选地与示例1-12中的一个或任何组合相组合以包括这种主题，包括：将第一液态金属阱阵列的第一表面附接到包括至少一个处理器集成电路（IC）的处理器封装；将第一液态金属阱阵列的第二表面附接到中介层的第一表面并且附接在中介层的导电互连中；将中介层的第二表面和中介层的互连附接到印刷电路板（PCB）；将第二液态金属阱阵列的第一表面附接到中介层互连以及中介层的第一表面；以及将伴随部件封装附接到第二液态金属阱阵列的第二表面，其中第一伴随部件封装包括对于处理器IC的伴随部件。
在示例14中，示例13的主题可选地包括：将第一液态金属阱阵列的第二表面附接到具有导电互连的引脚栅格阵列插座的第一表面；以及将引脚栅格阵列插座的第二表面和引脚栅格阵列插座的互连附接到母板。
在示例15中，示例13和14中的一个或两个的主题可选地包括：在中介层的第一表面上部署引脚；在中介层的第一表面上部署导电柱，其中所述导电柱具有比所述引脚更细的间距；将第一液态金属阱阵列的多个液态金属阱附接到所述引脚，以及将第二液态金属阱阵列的多个液态金属阱附接到所述导电柱。
在示例16中，示例13-15中的一个或任何组合的主题可选地包括：在中介层的第二表面上部署接触焊盘，其中中介层的第一表面上的引脚具有比中介层的第二表面上的接触焊盘更细的间距；以及使用焊料凸块将中介层的第二表面的接触焊盘附接到PCB。
在示例17中，示例13-16中的一个或任何组合的主题可选地包括：在中介层的第一表面上部署接触焊盘，其中所述接触焊盘电连接到中介层互连；以及将第二液态金属阵列的液态金属阱电连接到中介层的第一表面上的接触焊盘。
在示例18中，示例13-17中的一个或任何组合的主题可选地包括：在处理器封装的表面上部署接触焊盘；以及将第一液态金属阵列的液态金属阱电连接到处理器封装的接触焊盘。
示例19包括主题（诸如一种电子系统），或者可以可选地与示例1-18中的一个或任何组合相组合以包括这种主题，包括：处理器封装，其包括至少一个处理器集成电路（IC）；液态金属阱阵列，其布置在处理器封装和引脚栅格阵列插座中介层之间，其中液态金属阱阵列附接到处理器封装的表面，并且包括附接到中介层互连以及引脚栅格阵列插座中介层的第一表面的多个液态金属阱；母板，其附接到中介层互连以及引脚栅格阵列插座中介层的第二表面；以及伴随部件封装，其附接到第二液态金属阱阵列的第二表面，其中第一伴随部件封装包括对于处理器IC的伴随部件。
在示例20中，示例19的主题可选地包括：引脚栅格阵列插座中介层包括：第一表面上的多个引脚，其电连接到中介层互连和液态金属阱阵列；第一表面上的多个接触焊盘，其电连接到中介层互连和伴随部件封装，其中第一表面上的多个接触焊盘具有比引脚更细的间距；以及第二表面上的多个接触焊盘，其电连接到中介层互连和母板，其中第一表面上的多个引脚具有比第二表面上的接触焊盘更细的间距。
在示例21中，示例19和20中的一个或两个的主题可选地包括：处理器封装的表面包括多个导电柱，液态金属阱阵列是双侧液态金属阱阵列，并且液态金属阱阵列的多个液态金属阱附接到处理器封装的多个导电柱。
在示例22中，示例19-21中的一个或任何组合的主题可选地包括：处理器封装的表面包括多个接触焊盘，液态金属阱阵列是单侧液态金属阱阵列，单侧液态金属阱阵列包括附接到液态金属阱阵列的多个液态金属阱的多个接触焊盘，并且单侧液态金属阱阵列的多个接触焊盘使用焊料凸块附接到处理器封装的多个接触焊盘。这些非限制性示例可以以任何排列或组合来组合。
贯穿于本说明书，多个实例可以实现被描述为单个实例的部件、操作或结构。尽管一个或多个方法的个体操作被图示和描述为分离的操作，但是一个或多个个体操作可以同时执行，并且不需要以所图示的次序来执行操作。在示例配置中呈现为分离的部件的结构和功能可以实现为组合结构或部件。类似地，呈现为单个部件的结构和功能可以实现为分离的部件。这些和其他变型、修改、添加和改进落在本文中的主题的范围内。
尽管已经参考特定示例实施例描述了本发明主题的概述，但是在不脱离本公开的实施例的更宽范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和改变。本发明主题的这种实施例在本文中可以单独地或共同地用术语“本发明”来指代，这仅仅是为了方便，并且如果实际上公开了多于一个，则不旨在将本申请的范围主动地限制为任何单个公开或发明概念。
本文中所说明的实施例被足够详细地描述，以使得本领域技术人员能够实践所公开的教导。可以使用其他实施例并从中导出其他实施例，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下做出结构和逻辑的替换和改变。因此，本详细描述不应以限制性意义来看待，并且各种实施例的范围仅由所附权利要求连同赋予这些权利要求的等同物的全部范围来限定。
如本文中所使用，术语“或”可以以包含性或排他性的意义来解释。此外，可以针对本文中描述为单个实例的资源、操作或结构提供多个实例。此外，各种资源、操作、模块、引擎和数据存储之间的边界在某种程度上是任意的，并且特定操作在具体说明性配置的上下文中说明。可设想功能性的其他分配，并且这些分配可以落入本公开的各种实施例的范围内。一般而言，在示例配置中呈现为分离的资源的结构和功能可以实现为组合的结构或资源。类似地，呈现为单个资源的结构和功能可以实现为分离的资源。这些和其他变型、修改、添加和改进落入由所附权利要求表示的本公开的实施例的范围内。因此，说明书和附图被认为是说明性的，而不是限制性的。
出于解释的目的，已经参考特定示例实施例描述了前述描述。然而，上面的说明性讨论并不旨在是穷举性的或将可能的示例实施例限制为所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变型是可能的。选择和描述示例实施例是为了最好地解释所涉及的原理及其实际应用，从而使得本领域的其他技术人员能够最好地利用具有适合于所考虑的特定用途的各种修改下的各种示例实施例。
还应当理解的是，尽管术语“第一”、“第二”等在本文中可用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语所限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本示例实施例的范围的情况下，第一接触部可以被称为第二接触部，并且类似地，第二接触部可以被称为第一接触部。第一接触部和第二接触部两者都是接触部，但它们不是同一个接触部。
在本文中的示例实施例的描述中使用的术语仅仅是出于描述特定示例实施例，而不是旨在进行限制。如在示例实施例和所附示例的描述中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指示。还应当理解的是，本文中使用的术语“和/或”指代并涵盖一个或多个相关联的所列项目的任何和所有可能的组合。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。

Claims (22)

1.一种电子系统，包括：
处理器封装，其包括至少一个处理器集成电路（IC）；
中介层，其包括导电中介层互连；
第一液态金属阱阵列，其包括布置在处理器封装和中介层之间的多个液态金属阱，其中第一液态金属阱阵列附接到处理器封装的表面并且附接到中介层互连以及中介层的第一表面；
印刷电路板（PCB），其附接到中介层互连以及中介层的第二表面；
第二液态金属阱阵列，其包括附接到中介层互连以及中介层的第一表面的第一表面；以及
第一伴随部件封装，其附接到第二液态金属阱阵列的第二表面，其中第一伴随部件封装包括对于处理器IC的伴随部件。
2.根据权利要求1所述的电子系统，其中中介层是引脚栅格阵列插座，并且PCB是母板。
3.根据权利要求1所述的电子系统，其中中介层包括多个引脚，并且第一液态金属阱阵列的间距与中介层的引脚的间距相同，并且第二液态金属阱阵列的间距比第一液态金属阱阵列的间距更细。
4.根据权利要求1所述的电子系统，其中第二液态金属阱阵列的液态金属阱附接到中介层的第一表面上的导电柱以及伴随部件封装的导电柱。
5.根据权利要求1所述的电子系统，
其中第二液态金属阱阵列在第一表面上包括固态金属接触焊盘，所述固态金属接触焊盘使用焊料凸块附接到中介层的第一表面；以及
其中第二液态金属阱阵列的液态金属阱在液态金属阱阵列的第二表面处附接到伴随部件封装的导电柱。
6.根据权利要求1所述的电子系统，其中第一液态金属阱阵列的液态金属阱附接到中介层的引脚和处理器封装的导电柱。
7.根据权利要求1所述的电子系统，
其中第一液态金属阱阵列在第一表面上包括固态金属接触焊盘，所述固态金属接触焊盘使用焊料凸块附接到处理器封装的表面；以及
其中第一液态金属阱阵列的液态金属阱在第一液态金属阱阵列的第二表面处附接到中介层的引脚。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的电子系统，包括直接附接到中介层的第一表面的第二部件封装，其中第二伴随部件封装包括对于处理器IC的第二伴随部件。
9.根据权利要求8所述的电子系统，其中第一和伴随部件封装中的至少一个包括存储器IC。
10.根据权利要求8所述的电子系统，其中第一和伴随部件封装中的至少一个包括现场可编程门阵列（FPGA）。
11.根据权利要求8所述的电子系统，其中第一和伴随部件封装中的至少一个包括电压调节器电路。
12.根据权利要求8所述的电子系统，其中第一和伴随部件封装中的至少一个包括高速输入-输出（HSIO）连接器。
13.一种形成电子器件的方法，所述方法包括：
将第一液态金属阱阵列的第一表面附接到包括至少一个处理器集成电路（IC）的处理器封装；
将第一液态金属阱阵列的第二表面附接到中介层的第一表面并且附接在中介层的导电互连中；
将中介层的第二表面和中介层的互连附接到印刷电路板（PCB）；
将第二液态金属阱阵列的第一表面附接到中介层互连以及中介层的第一表面；以及
将伴随部件封装附接到第二液态金属阱阵列的第二表面，其中第一伴随部件封装包括对于处理器IC的伴随部件。
14.根据权利要求13所述的方法，
其中附接第一液态金属阱阵列的第二表面包括将第一液态金属阱阵列的第二表面附接到具有导电互连的引脚栅格阵列插座的第一表面；以及
其中附接中介层的第二表面包括将引脚栅格阵列插座的第二表面和引脚栅格阵列插座的互连附接到母板。
15.根据权利要求13所述的方法，包括：
在中介层的第一表面上部署引脚；
在中介层的第一表面上部署导电柱，其中所述导电柱具有比所述引脚更细的间距；
其中附接第一液态金属阱阵列的第二表面包括将第一液态金属阱阵列的多个液态金属阱附接到所述引脚，以及
其中附接第二液态金属阱阵列的第二表面包括将第二液态金属阱阵列的多个液态金属阱附接到所述导电柱。
16.根据权利要求13所述的方法，包括：
在中介层的第二表面上部署接触焊盘，其中中介层的第一表面上的引脚具有比中介层的第二表面上的接触焊盘更细的间距；以及
其中附接中介层的第二表面包括使用焊料凸块将中介层的第二表面的接触焊盘附接到PCB。
17.根据权利要求13所述的方法，包括：
在中介层的第一表面上部署接触焊盘，其中所述接触焊盘电连接到中介层互连；以及
其中附接第二液态金属阵列的第一表面包括将第二液态金属阵列的液态金属阱电连接到中介层的第一表面上的接触焊盘。
18.根据权利要求13-17中任一项所述的方法，包括：
在处理器封装的表面上部署接触焊盘；以及
其中附接第一液态金属阵列的第一表面包括将第一液态金属阵列的液态金属阱电连接到处理器封装的接触焊盘。
19.一种电子系统，包括：
处理器封装，其包括至少一个处理器集成电路（IC）；
引脚栅格阵列插座中介层，其包括导电中介层互连；
液态金属阱阵列，其布置在处理器封装和引脚栅格阵列插座中介层之间，其中液态金属阱阵列附接到处理器封装的表面，并且包括附接到中介层互连以及引脚栅格阵列插座中介层的第一表面的多个液态金属阱；
母板，其附接到中介层互连以及引脚栅格阵列插座中介层的第二表面；以及
伴随部件封装，其附接到第二液态金属阱阵列的第二表面，其中第一伴随部件封装包括对于处理器IC的伴随部件。
20.根据权利要求19所述的电子系统，其中引脚栅格阵列插座中介层包括：
第一表面上的多个引脚，其电连接到中介层互连和液态金属阱阵列；
第一表面上的多个接触焊盘，其电连接到中介层互连和伴随部件封装，其中第一表面上的多个接触焊盘具有比引脚更细的间距；以及
第二表面上的多个接触焊盘，其电连接到中介层互连和母板，其中第一表面上的多个引脚具有比第二表面上的接触焊盘更细的间距。
21.根据权利要求19所述的电子系统，
其中处理器封装的表面包括多个导电柱；以及
其中液态金属阱阵列是双侧液态金属阱阵列，并且液态金属阱阵列的多个液态金属阱附接到处理器封装的多个导电柱。
22.根据权利要求19-21中任一项所述的电子系统，
其中处理器封装的表面包括多个接触焊盘；以及
其中液态金属阱阵列是单侧液态金属阱阵列，单侧液态金属阱阵列包括附接到液态金属阱阵列的多个液态金属阱的多个接触焊盘，并且单侧液态金属阱阵列的多个接触焊盘使用焊料凸块附接到处理器封装的多个接触焊盘。
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US20090001576A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Surinder Tuli Interconnect using liquid metal
US9523713B2 (en) * 2013-05-28 2016-12-20 Intel Corporation Interconnects including liquid metal
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