堆疊式存儲(chǔ)器封裝件、其制造方法和ic封裝基板的插腳引線設(shè)計(jì)的制作方法
【專利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]各種類型的非易失性存儲(chǔ)器(“NVM”)諸如閃存存儲(chǔ)器(例如NAND閃存存儲(chǔ)器和NOR閃存存儲(chǔ)器)可被用于進(jìn)行海量存儲(chǔ)。例如，消費(fèi)電子設(shè)備(例如便攜式媒體播放器)使用閃存存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，包括音樂(lè)、視頻、圖像、和其它媒體或信息類型。消費(fèi)電子工業(yè)中目前的趨勢(shì)涉及在更小的設(shè)備中使用更多NVM，從而導(dǎo)致需要增加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度的創(chuàng)新封裝方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]本發(fā)明提供了用于堆疊式半導(dǎo)體存儲(chǔ)器設(shè)備的系統(tǒng)和方法。堆疊式半導(dǎo)體存儲(chǔ)器封裝件可包括封裝基板和被布置成箭頭形疊層的多個(gè)NVM裸片。NVM裸片疊層可用表面安裝插座(諸如例如矩柵陣列(“LGA”))被安裝在封裝基板上并且通信地耦接到該封裝基板。NVM裸片可以箭頭形構(gòu)型被堆疊在封裝件內(nèi)，其中一半的NVM裸片沿第一方向形成階梯，并且一半的NVM裸片旋轉(zhuǎn)180°并沿相反的第二方向繼續(xù)所述堆疊。存儲(chǔ)器控制器可經(jīng)由印刷電路板(“PCB”)或印刷線路板(“PWB”)、封裝基板、和引線鍵合所提供的電連接來(lái)與NVM裸片通信。
[0003]根據(jù)一些實(shí)施例，可與上述堆疊式半導(dǎo)體存儲(chǔ)器設(shè)備一起使用新型表面安裝插腳引線設(shè)計(jì)。插腳引線設(shè)計(jì)可被配置為通過(guò)例如使承載高速信號(hào)的連接的差分對(duì)之間的距離最小化、使引線鍵合長(zhǎng)度最小化、避免封裝件內(nèi)高速信號(hào)的交叉、在高速引腳的中央提供接地(“GND”)引腳、以及將高速引腳和低速引腳分開來(lái)提高信號(hào)完整性。根據(jù)其他實(shí)施例，可優(yōu)化高速引腳的放置，以改善每個(gè)單獨(dú)NVM封裝件內(nèi)或在整個(gè)NVM系統(tǒng)上的信號(hào)完整性。表面安裝插腳引線設(shè)計(jì)可適應(yīng)兩個(gè)通信通道，所述兩個(gè)通信通道被配置為使得每個(gè)通道的相應(yīng)引腳在旋轉(zhuǎn)180°時(shí)對(duì)稱地放置。
【附圖說(shuō)明】
[0004]本發(fā)明的上述及其他方面、其性質(zhì)和各種特征將在考慮到下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述后變得更為顯而易見，附圖中相似的附圖標(biāo)記始終指示相似的部件，并且其中:
[0005]圖1是示出根據(jù)各種實(shí)施例的包括主機(jī)和具有存儲(chǔ)器控制器的NVM封裝件的示例性系統(tǒng)的示意圖；
[0006]圖2為根據(jù)各種實(shí)施例的圖1的NVM封裝件的剖視圖；
[0007]圖3為根據(jù)各種實(shí)施例的原生NVM封裝件的剖視圖；
[0008]圖4是根據(jù)各種實(shí)施例的示出插腳引線設(shè)計(jì)的表面安裝封裝基板的仰視平面圖；
[0009]圖5是根據(jù)各種實(shí)施例的示出另一插腳引線設(shè)計(jì)的表面安裝封裝基板的另一仰視平面圖；并且
[0010]圖6為根據(jù)各種實(shí)施例的用于制造堆疊式半導(dǎo)體存儲(chǔ)器設(shè)備的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]近年來(lái)隨著每個(gè)集成電路(“1C”)所需要的互連數(shù)量已經(jīng)增大超過(guò)了傳統(tǒng)通孔IC封裝件(例如雙列直插式封裝件(“DIP”)和針柵陣列(“PGA”))的能力，用于IC的表面安裝封裝件已經(jīng)變得普及。表面安裝IC封裝件的示例包括球柵陣列(“BGA”)和矩柵陣列(“LGA”)。BGA或LGA可包括在封裝基板的底表面上布置在x-y平面中的觸點(diǎn)陣列。觸點(diǎn)可被焊接到第二基板(諸如例如PCB或PWB)的相應(yīng)觸點(diǎn)。第二基板可包括用于向IC封裝件承載信號(hào)的導(dǎo)電跡線和從IC封裝件承載信號(hào)的導(dǎo)電跡線。
[0012]本文所公開的示例性實(shí)施例可涉及IC封裝基板，為清楚起見將其稱為L(zhǎng)GA。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到，可用任何合適類型的表面安裝封裝件或通孔封裝件來(lái)替代LGA，而不會(huì)背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。
[0013]特別地，LGA的底表面上的觸點(diǎn)可利用穿過(guò)封裝基板形成的導(dǎo)電通路而被引導(dǎo)到頂表面。LGA還可包括封裝基板的頂表面上的導(dǎo)電焊盤和/或跡線，用于通信地耦接到安裝在LGA之上的一個(gè)或多個(gè)1C。在一些實(shí)施例中，引線鍵合焊盤可形成在LGA的頂表面上，用于將觸點(diǎn)通信地耦接到一個(gè)或多個(gè)1C。另外，疊層中的第一 IC可被倒裝芯片鍵合到封裝基板的頂表面。在一些實(shí)施例中，IC封裝件可以是NVM封裝件，并且倒裝芯片鍵合的IC可以是NVM封裝件的存儲(chǔ)器控制器。
[0014]在一些實(shí)施例中，NVM封裝件可包括安裝到LGA的頂表面的NVM裸片的疊層。該疊層可以是箭頭形的，其中第一一半的NVM裸片沿第一方向形成階梯，并且第二一半的NVM裸片繼續(xù)該堆疊并沿相反的方向形成階梯。這個(gè)箭頭形堆疊式裸片布局可在每個(gè)NVM裸片的頂表面上提供暴露部分，用于接收引線鍵合線。第一一半的NVM裸片可從LGA的與階梯的臺(tái)階相鄰的側(cè)引線鍵合到封裝基板，而第二一半的NVM裸片可從相對(duì)側(cè)(即與第二階梯的臺(tái)階相鄰)引線鍵合到LGA。第二階梯中的NVM裸片可相對(duì)于第一一半中的那些NVM裸片旋轉(zhuǎn)180°，使得鍵合焊盤面向正確的方向來(lái)接收引線鍵合線。
[0015]形成在LGA的底側(cè)面上的觸點(diǎn)可被布置為使得第一組觸點(diǎn)(例如第一通道)可被布置在封裝基板的與第一階梯的臺(tái)階最靠近的側(cè)上，以使那些觸點(diǎn)與頂表面上的引線鍵合焊盤之間的布線距離最小。第一組觸點(diǎn)可專用于第一一半的NVM裸片。類似地，第二組觸點(diǎn)(例如第二通道)可被布置在封裝基板的與第二階梯的臺(tái)階最靠近的側(cè)上。第二組觸點(diǎn)可專用于第二一半的NVM裸片。下文中將參考圖4和5更詳細(xì)地討論各種觸點(diǎn)布置的進(jìn)一步優(yōu)化。
[0016]圖1是示出系統(tǒng)100的示意圖，包括主機(jī)102和NVM封裝件104。主機(jī)102可與NVM封裝件104通信，NVM封裝件104可包括存儲(chǔ)器控制器106、主機(jī)接口 110、和具有相應(yīng)NVM 128a-n的存儲(chǔ)器裸片112a_n。主機(jī)102可以是多種主機(jī)設(shè)備和/或系統(tǒng)中的任一種，諸如便攜式媒體播放器、蜂窩電話、口袋大小的個(gè)人計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(“PDA”)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、和/或平板計(jì)算設(shè)備。NVM封裝件104可包括NVM128a-n (例如在存儲(chǔ)器裸片112a-n中)，并且可以是球柵陣列封裝件或其他合適類型的集成電路(“1C”)封裝件。NVM封裝件104可以是主機(jī)102的一部分，和/或可以與主機(jī)102分開。例如，主機(jī)102可以是板級(jí)設(shè)備，并且NVM封裝件104可以是安裝在板級(jí)設(shè)備上的存儲(chǔ)器子系統(tǒng)。在其它實(shí)施例中，NVM封裝件104可以有線(例如SATA)或無(wú)線(例如藍(lán)牙?)接口耦接到主機(jī)102。
[0017]主機(jī)102可包括被配置為與NVM封裝件104交互的主機(jī)控制器114。例如，主機(jī)102可將各種訪問(wèn)請(qǐng)求(諸如讀取、編程、和擦除操作)傳輸?shù)絅VM封裝件104。主機(jī)控制器114可包括被配置為基于軟件和/或固件指令的運(yùn)行來(lái)執(zhí)行操作的一個(gè)或多個(gè)處理器和/或微處理器。除此之外和/或另選地，主機(jī)控制器114可包括被配置為執(zhí)行各種操作的基于硬件的部件，諸如專用集成電路(“ASIC”)。主機(jī)控制器114可根據(jù)主機(jī)102與NVM封裝件104之間共享的通信協(xié)議來(lái)為傳輸給NVM封裝件104的信息(例如命令、數(shù)據(jù))制定格式。
[0018]主機(jī)102可包括存儲(chǔ)部件134，存儲(chǔ)部件可包括易失性存儲(chǔ)器108。易失性存儲(chǔ)器108可以是多種易失性存儲(chǔ)器類型中的任何一種，諸如高速緩存存儲(chǔ)器或RAM。主機(jī)102可使用易失性存儲(chǔ)器108來(lái)執(zhí)行存儲(chǔ)器操作和/或暫時(shí)存儲(chǔ)正從NVM封裝件104讀取和/或正被寫入到NVM封裝件104的數(shù)據(jù)。例如，易失性存儲(chǔ)器108可暫時(shí)存儲(chǔ)要被發(fā)送到NVM封裝件104或要存儲(chǔ)從NVM封裝件104接收的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器操作隊(duì)列。
[0019]主機(jī)102可通過(guò)通信通道116與NVM封裝件104通信。通信通道116可以是固定的(例如固定的通信通道)、可拆卸的(例如通用串行總線(USB)、串行高級(jí)技術(shù)(SATA))、或者無(wú)線的(例如藍(lán)牙?)。與NVM封裝件104的交互可包括提供訪問(wèn)請(qǐng)求和傳輸數(shù)據(jù)(諸如要被編程到一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器裸片112a-n的數(shù)據(jù))給NVM封裝件104。通過(guò)通信通道116的通信可在NVM封裝件104的主機(jī)接口 110處被接收。主機(jī)接口 110可以是存儲(chǔ)器控制器106的一部分和/或可以通信地連接到存儲(chǔ)器控制器106。在一些實(shí)施例中，例如當(dāng)存儲(chǔ)器控制器106位于NVM封裝件104之外時(shí)，也可從NVM封裝件104中省略主機(jī)接口 110。
[0020]類似于主機(jī)控制器114，存儲(chǔ)器控制器106可包括被配置為基于軟件和/或固件指令的運(yùn)行來(lái)執(zhí)行操作的一個(gè)或多個(gè)處理器和/或微處理器120。除此之外和/或另選地，存儲(chǔ)器控制器106可包括被配置為執(zhí)行各種操作的基于硬件的部件，諸如ASIC。存儲(chǔ)器控制器106可執(zhí)行多種操作，諸如執(zhí)行主機(jī)102發(fā)起的訪問(wèn)請(qǐng)求。
[0021]主機(jī)控制器114和存儲(chǔ)器控制器106單獨(dú)地或組合地可執(zhí)行各種存儲(chǔ)器管理功能，諸如垃圾回收和磨損均衡。在存儲(chǔ)器控制器106被配置