專利名稱：具有加溫元件的集成電路與具有上述架構(gòu)的電子系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路與包括所述集成電路的電子系統(tǒng)，特別是有關(guān)一種可被加溫到可操作狀態(tài)的集成電路與包括所述集成電路的電子系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
商規(guī)的電子元件一般具有溫度介于O 70°C的工作溫度，而工規(guī)的電子元件必須符合溫度介于-40 85°C的工作溫度，和商規(guī)相較起來(lái)有較大的可工作溫度范圍。雖然大多數(shù)商規(guī)的閃存在溫度達(dá)到85°C時(shí)如同工規(guī)能夠運(yùn)作，但在溫度低于_20°C時(shí)則無(wú)法運(yùn)作，因?yàn)殚W存不像CPU或者DRAM在低溫中變得更適合在高頻操作。要知道產(chǎn)品是否能使用在符合工規(guī)的環(huán)境中，也許可采用一些方法。一種方法是選用產(chǎn)品的所有元件必須符合工規(guī)需求，或者另一種方法是產(chǎn)品需通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)程序，即揀選(sorting),以知道是否符合工規(guī)需求。·然而，揀選是一種額外的支出，當(dāng)在低溫(例如低于_20°C )進(jìn)行揀選程序時(shí)，也必須考慮其它議題，像是蒸氣凝結(jié)與管路配置等。因此，如何容許電子元件(像是閃存)在溫度低于其可操作的溫度情況下仍維持正常運(yùn)作是必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例公開(kāi)了一種電子系統(tǒng)，包括集成電路、電源控制單元、力口熱控制單元與電源控制單元。集成電路包括芯片、載體以及鑄模復(fù)合物。所述載體用來(lái)承載所述芯片，所述鑄模復(fù)合物用來(lái)封裝所述芯片與所述載體，所述載體包括加溫元件用來(lái)對(duì)所述芯片加溫，與多個(gè)信號(hào)接腳用來(lái)連接所述芯片。所述電源控制單元電連接至所述集成電路并為其提供操作電源，所述加熱控制單元電連接至所述加溫元件，所述偵測(cè)單元用來(lái)偵測(cè)所述芯片的溫度。本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例公開(kāi)了一種具有加溫元件的集成電路，包括芯片、載體與鑄模復(fù)合物。所述載體用來(lái)承載并結(jié)合所述芯片，所述載體包括加溫元件用來(lái)對(duì)所述芯片加溫與多個(gè)信號(hào)接腳用來(lái)連接所述芯片，所述鑄模復(fù)合物用來(lái)封裝所述芯片與所述載體。本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例公開(kāi)了一種用在一個(gè)集成電路的加溫方法，所述集成電路包括芯片、載體以及鑄模復(fù)合物。所述載體用來(lái)承載所述芯片，所述鑄模復(fù)合物用來(lái)封裝所述芯片與所述載體，所述載體包括加溫元件用來(lái)對(duì)所述芯片加溫，與多個(gè)信號(hào)接腳用來(lái)連接所述芯片，所述方法包括使用偵測(cè)單元偵測(cè)所述芯片的溫度；當(dāng)所述芯片的溫度低于一個(gè)預(yù)定溫度時(shí)，使用加熱控制單元控制所述加溫元件以對(duì)所述芯片加熱；以及當(dāng)所述芯片的溫度達(dá)到或位于所述預(yù)定溫度以上時(shí)，由電源控制單元提供操作電源給所述芯片。本發(fā)明所公開(kāi)的電子系統(tǒng)以及具有加溫元件的集成電路，通過(guò)對(duì)芯片溫度的判斷來(lái)決定是否利用加熱控制單元對(duì)芯片加熱，使集成電路在溫度低于一般可工作溫度條件的環(huán)境中仍具有功能性。


圖I繪示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)集成電路的示意圖。圖2繪示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第一實(shí)施例的電子系統(tǒng)的功能方塊示意圖。圖3繪示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第二實(shí)施例的電子系 統(tǒng)的功能方塊示意圖。圖4繪示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第三實(shí)施例的電子系統(tǒng)的功能方塊示意圖。圖5繪示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第四實(shí)施例的電子系統(tǒng)的功能方塊示意圖。圖6繪示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第五實(shí)施例的電子系統(tǒng)的功能方塊示意圖。圖7繪示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的對(duì)一個(gè)集成電路加溫的方法流程圖。圖8繪示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的集成電路的示意圖。其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下1,2,3,4,100 電子系統(tǒng)10，10’，50，60，70 集成電路11，11’芯片12，12’載體13，13’鑄模復(fù)合物20電源控制單元30加熱控制單元40偵測(cè)單元41傳感器121，121’信號(hào)接腳122，122’加溫元件123，123’連接端124，124’連接端125電源輸入接腳125’介層孔126’錫球150印刷電路板302 308步驟
具體實(shí)施例方式為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。請(qǐng)參閱圖1，其繪示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)集成電路10的示意圖。集成電路10整合一個(gè)加熱元件在其內(nèi)部，并能夠在低溫環(huán)境被加熱以正常運(yùn)作。上述的低溫其定義為溫度低于一個(gè)電子元件在正常操作環(huán)境下的溫度。例如，商用的電子元件一般具有溫度介于O 70°C的工作溫度，而工業(yè)用的電子元件必須符合溫度介于-40 85°C的工作溫度。集成電路10包括一個(gè)芯片(chip die) 11、一個(gè)載體12與一個(gè)鑄模復(fù)合物(molding compound) 13。在這個(gè)實(shí)施例中，載體12是一種導(dǎo)線架(lead frame),包括多個(gè)信號(hào)接腳121與一個(gè)加溫元件122，載體12用來(lái)結(jié)合與承載芯片11。更具體來(lái)說(shuō)，加溫元件122用來(lái)對(duì)芯片11加溫，因此芯片11設(shè)置在加溫元件122上以容易被加溫。信號(hào)接腳121通過(guò)布線(wirings)(并未繪示在圖I)連結(jié)到芯片11，并用來(lái)通過(guò)表面黏著技術(shù)(SMT)，插入或連結(jié)到一個(gè)印刷電路板(像是圖6的標(biāo)號(hào)150元件)上特定的節(jié)點(diǎn)，其中印刷電路板上固設(shè)有集成電路10，例如閃存。加溫元件122可以是包括有兩個(gè)連接端(123、124)的電阻布線(resistance wiring)。加溫元件122放置在導(dǎo)線架上并獨(dú)立地和信號(hào)接腳121分開(kāi)。實(shí)際上，用在集成電路10的載體12可從平整的金屬片開(kāi)始簡(jiǎn)單制成，通常是一個(gè)銅片，其具有已架構(gòu)好的布線(layout)，包括信號(hào)接腳121與加溫元件122。因此，信號(hào)接腳121與加溫元件122優(yōu)選地可在單一工藝中形成。鑄模復(fù)合物13用來(lái)封裝芯片11與載體12以形成集成電路10。圖2公開(kāi)了一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其繪示一個(gè)電子系統(tǒng)I的功能方塊示意圖。在前面定義的低溫環(huán)境下，電子系統(tǒng)I可增加其內(nèi)的集成電路10的溫度以俱有正常功能性。電子系統(tǒng)I包括可如前述被加溫的至少一個(gè)集成電路10、一個(gè)電源控制單元20、一個(gè)加熱控制單元30與一個(gè)偵測(cè)單元40。電源控制單元20電連接至集成電路10并為其提供操作電源。更具體來(lái)說(shuō)，電源控制單元20通過(guò)圖2中至少一個(gè)信號(hào)接腳121 (指定為電源輸入接腳125)，為芯片11提供操作電源。加熱控制單元30電連結(jié)至加溫元件122的兩個(gè)連接端(123、124)，并用來(lái)依據(jù)芯片11所在的 環(huán)境情況選擇性地提供電壓，使具有電阻布線的加溫元件122將選擇性地產(chǎn)生熱能以增加芯片11的溫度。如在先所述，對(duì)于那些在定義的低溫中可能無(wú)法良好運(yùn)作的元件，這些元件的溫度需事先被提升以具有正常的操作。換句話說(shuō)，對(duì)于集成電路10，例如閃存來(lái)說(shuō)，在其溫度增加至或超過(guò)一個(gè)預(yù)定條件之前，其可以不被電源控制單元20供給電源。該預(yù)定條件可以是該電子元件在可工作環(huán)境狀況下的最低溫度。因此，電子系統(tǒng)I提供的偵測(cè)單元40可用來(lái)偵測(cè)集成電路10的目前狀況。優(yōu)選地，偵測(cè)單元40連結(jié)到配置在芯片11之處的一個(gè)傳感器41，以用來(lái)偵測(cè)芯片11在目前狀況的溫度。傳感器41可另外封裝在鑄模復(fù)合物13之中或是集成電路10與生俱有。為了準(zhǔn)確地判定芯片11是否需被加溫，當(dāng)芯片11的溫度被偵測(cè)單元40偵測(cè)到位于預(yù)定溫度以下時(shí)，加熱控制單元30提供電壓給加溫元件122以對(duì)芯片11加溫。當(dāng)芯片11的溫度被偵測(cè)單元40偵測(cè)其達(dá)到或位于預(yù)定溫度以上時(shí)，集成電路10變成可操作的，接著電源控制單元20通過(guò)電源輸入接腳125提供操作電源。為了確保集成電路10總是處在可操作狀況，加熱控制單元30可進(jìn)一步控制加溫元件122持續(xù)對(duì)芯片11加溫，優(yōu)選情況是提供一個(gè)較低的電壓與較少的熱能，以維持住芯片11的溫度。在圖2的實(shí)施例中，電源控制單元20、加熱控制單元30與偵測(cè)單元40均和集成電路10分開(kāi)以控制該加溫過(guò)程，然而在本發(fā)明中可以有其它變化的實(shí)施例。例如，在圖3的實(shí)施例中，加熱控制單元30可整合到集成電路50之中以形成一個(gè)獨(dú)立的元件，然而電源控制單元20與偵測(cè)單元40仍然和集成電路50(位于電子系統(tǒng)2的印刷電路板上)分開(kāi)。在圖4的電子系統(tǒng)3的實(shí)施例中，電源控制單元20可整合至集成電路60之中或僅使用集成電路60的內(nèi)建的電源控制單元以形成一個(gè)獨(dú)立的元件，然而加熱控制單元30與偵測(cè)單元40仍然和集成電路60(位于電子系統(tǒng)3的印刷電路板上)分開(kāi)。在圖5的電子系統(tǒng)4的實(shí)施例中，偵測(cè)單元40可整合到集成電路70之中或僅使用集成電路70的內(nèi)建的偵測(cè)單元以形成一個(gè)獨(dú)立的元件，然而電源控制單元20與加熱控制單元30仍然和集成電路70(位于電子系統(tǒng)4的印刷電路板上)分開(kāi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以將電源控制單元20、加熱控制單元30與偵測(cè)單元40之中任意兩個(gè)整合至集成電路之中以形成一個(gè)獨(dú)立的元件。在另一個(gè)實(shí)施例中，電源控制單元20、加熱控制單元30與偵測(cè)單元40可一并整合至集成電路之中以形成一個(gè)獨(dú)立的元件。請(qǐng)參閱圖6，其繪示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電子系統(tǒng)100，包括設(shè)置在印刷電路板150上的多個(gè)集成電路10，其處在溫度低于集成電路10的可操作溫度的環(huán)境中。電源控制單元20、加熱控制單元30與偵測(cè)單元40依照在先實(shí)施例所述，連結(jié)并控制每一集成電路10。在此架構(gòu)下，電子系統(tǒng)100可以使用一個(gè)電源控制單元20、一個(gè)加熱控制單元30與一個(gè)偵測(cè)單元40作為一個(gè)中央控制組，控制任一個(gè)集成電路10使其在可操作溫度正常運(yùn)作。請(qǐng)參閱圖7，其繪示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，對(duì)一集成電路加溫的方法流程圖，包括以下步驟步驟302 :偵測(cè)一個(gè)集成電路中一個(gè)芯片的溫度并且檢查該偵測(cè)溫度是否小于針對(duì)該芯片的一個(gè)預(yù)定溫度，如是，則運(yùn)行步驟304，如否，則運(yùn)行步驟308 ；

步驟304 :對(duì)芯片加溫；步驟306 :偵測(cè)芯片的溫度是否達(dá)到預(yù)定溫度，如是，則運(yùn)行步驟308，如否，則運(yùn)行步驟304 ；步驟308 :提供操作電源給集成電路。在步驟302中，利用偵測(cè)單元40偵測(cè)芯片11的溫度。流程圖可進(jìn)一步包括當(dāng)芯片11的溫度被偵測(cè)單元40偵測(cè)其達(dá)到或位于預(yù)定溫度以上時(shí)，利用加熱控制單元30控制加溫元件122以維持芯片11的溫度。在步驟304中，加熱控制單元30用來(lái)加熱控制芯片11。在步驟308中，電源控制單元20用來(lái)提供操作電源給集成電路。請(qǐng)參閱圖8，其繪示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的集成電路10’的示意圖。集成電路10’具有一個(gè)基板作為載體12’以承載芯片11’，且芯片11’與基板通過(guò)鑄模復(fù)合物13’封裝在一起。如在先實(shí)施例所述，載體12’包括一個(gè)加溫元件122’，其具有兩個(gè)連接端(123’、124’ )連結(jié)到先前所述的加熱控制單元。載體12’也包括多個(gè)介層孔125’與多個(gè)信號(hào)接腳121’，其通過(guò)布線(圖8未繪示)與芯片11’連接并且電連接到特定的銅片或位在基板(集成電路10’，例如閃存固定之處)的每一層布線，并且通過(guò)介層孔125’電連接到位在基板底部的每一 PCB墊或錫球126’。集成電路10’的細(xì)部特征與先前所述相似，在此不再贅述。以上的實(shí)施例公開(kāi)了一種集成電路，特別是商規(guī)的閃存，在溫度低于一般定義的可工作溫度的環(huán)境中仍具有功能性，該集成電路在設(shè)計(jì)上包括一個(gè)加溫元件，其與載體(例如導(dǎo)線架)上的信號(hào)接腳整合并受控于一個(gè)加熱控制單元，以增加芯片的溫度。當(dāng)偵測(cè)單元偵測(cè)到芯片的溫度低于預(yù)定溫度，加熱控制單元將提供電壓給加溫元件；當(dāng)芯片的溫度被偵測(cè)單元偵測(cè)其達(dá)到或位于預(yù)定溫度以上時(shí)，電源控制單元提供操作電源給芯片。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電子系統(tǒng),其特征在于,所述電子系統(tǒng)包括 集成電路，包括芯片、載體與鑄模復(fù)合物，所述載體用來(lái)承載所述芯片，所述鑄模復(fù)合物用來(lái)封裝所述芯片與所述載體，所述載體包括加溫元件，用來(lái)對(duì)所述芯片加溫，并包括多個(gè)信號(hào)接腳用以連接所述芯片； 電源控制單元，電連接到所述集成電路并為其提供操作電源； 加熱控制單元，電連接到所述加溫元件；以及 偵測(cè)單元，用來(lái)偵測(cè)所述芯片的溫度。
2.如權(quán)利要求I所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，其中所述偵測(cè)單元進(jìn)一步包括傳感器，配置在所述芯片之處并用來(lái)偵測(cè)所述芯片的溫度。
3.如權(quán)利要求I所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，其中所述電源控制單元整合在所述集成電路中。
4.如權(quán)利要求I所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，其中所述加熱控制單元整合在所述集成電路中。
5.如權(quán)利要求I所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，其中所述偵測(cè)單元整合在所述集成電路中。
6.如權(quán)利要求I所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，其中所述電源控制單元、所述加熱控制單元與所述偵測(cè)單元均整合在所述集成電路中。
7.如權(quán)利要求I所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，其中所述載體是一種導(dǎo)線架，所述加溫元件是一種電阻布線包括有兩個(gè)連接端，所述兩個(gè)連接端電連接到所述加熱控制單元，并接收由所述加熱控制單元所提供的電壓。
8.如權(quán)利要求I所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，其中所述載體是具有介層孔的基板，所述加溫元件包括有兩個(gè)連接端的電阻布線，所述兩個(gè)連接端電連接到所述加熱控制單元，并接收由所述加熱控制單元所提供的電壓。
9.如權(quán)利要求I所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，其中所述載體包括多個(gè)電源輸入接腳，電連接到所述電源控制單元。
10.如權(quán)利要求I所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，其中當(dāng)所述芯片的溫度被所述偵測(cè)單元偵測(cè)到達(dá)到或位于一個(gè)預(yù)定溫度以上時(shí)，所述加熱控制單元控制所述加溫元件以維持所述芯片的溫度。
11.一種具有加溫元件的集成電路，包括-H-* I I 心片； 其特征在于，所述集成電路包括 載體，用來(lái)承載并與所述芯片結(jié)合，所述載體包括加溫元件，用來(lái)對(duì)所述芯片加溫，并包括多個(gè)信號(hào)接腳用以連接所述芯片；以及 鑄模復(fù)合物，用來(lái)封裝所述芯片與所述載體。
12.如權(quán)利要求11所述的集成電路，其特征在于，其中所述載體是一種導(dǎo)線架，所述加溫元件包括有兩個(gè)連接端的電阻布線，所述兩個(gè)連接端電連接至加熱控制單元，并接收由所述加熱控制單元所提供的電壓。
13.如權(quán)利要求12所述的集成電路，其特征在于，其中所述加熱控制單元通過(guò)所述鑄模復(fù)合物而與所述芯片和所述載體封裝在一起。
14.如權(quán)利要求11所述的集成電路，其特征在于，其中所述載體是具有介層孔的基板，所述加溫元件包括有兩個(gè)連接端的電阻布線，所述兩個(gè)連接端電連接到加熱控制單元，并接收由所述加熱控制單元所提供的電壓。
15.如權(quán)利要求11所述的集成電路，其特征在于，所述集成電路進(jìn)一步包括電源控制單元，電連接到所述芯片并通過(guò)所述鑄模復(fù)合物而與所述芯片和所述載體封裝在一起，所述電源控制單元用來(lái)提供操作電源給所述芯片。
16.如權(quán)利要求11所述的集成電路，其特征在于，所述集成電路進(jìn)一步包括偵測(cè)單元，用來(lái)偵測(cè)所述芯片的溫度并通過(guò)所述鑄模復(fù)合物而與所述芯片和所述載體封裝在一起。
17.—種用在一個(gè)集成電路的加溫方法，其特征在于，所述集成電路包括芯片、載體以及鑄模復(fù)合物，所述載體用來(lái)承載所述芯片，所述鑄模復(fù)合物用來(lái)封裝所述芯片與所述載體，所述載體包括加溫元件用來(lái)對(duì)所述芯片加溫，并包括多個(gè)信號(hào)接腳用來(lái)連接所述芯片，所述加溫方法包括 使用偵測(cè)單元偵測(cè)所述芯片的溫度； 當(dāng)所述芯片的溫度低于一個(gè)預(yù)定溫度時(shí)，使用加熱控制單元控制所述加溫元件以對(duì)所述芯片加熱；以及 當(dāng)所述芯片的溫度達(dá)到或位于所述預(yù)定溫度以上時(shí)，使用電源控制單元提供操作電源予所述芯片。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，其中所述預(yù)定溫度是所述集成電路的一個(gè)最低的操作溫度。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，其中當(dāng)所述芯片的溫度被所述偵測(cè)單元偵測(cè)到其達(dá)到或位于所述預(yù)定溫度以上時(shí)，使用所述加熱控制單元控制所述加溫元件以維持所述芯片的溫度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種集成電路，在溫度低于一般可工作溫度條件的環(huán)境中仍具有功能性。集成電路包括一個(gè)加溫元件以對(duì)一個(gè)芯片加溫，其與集成電路的載體的信號(hào)接腳整合并受控于一個(gè)加熱控制單元，其中載體用來(lái)承載芯片。當(dāng)一個(gè)偵測(cè)單元偵測(cè)到所述芯片的溫度低于一預(yù)定溫度，所述加熱控制單元將提供電壓給所述加溫元件以對(duì)所述芯片加溫；當(dāng)所述芯片的溫度被所述偵測(cè)單元偵測(cè)到達(dá)到或位于所述預(yù)定溫度以上時(shí)，由一個(gè)電源控制單元提供操作電源給所述芯片。
文檔編號(hào)H01L23/40GK102881669SQ201210234549
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者陳協(xié)駿, 陳蒼義 申請(qǐng)人:創(chuàng)見(jiàn)資訊股份有限公司