可重構(gòu)PoP的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】可重構(gòu)PoP
[0001]相關(guān)串請(qǐng)的交叉參考
[0002]本申請(qǐng)是2013年5月21日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第13/898，952號(hào)的繼續(xù)，該申請(qǐng)要求2013年3月15日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)第61/798，475號(hào)的權(quán)益，其內(nèi)容以引用的方式引入本申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請(qǐng)的主題涉及微電子封裝件以及結(jié)合有微電子封裝件的組件。
【背景技術(shù)】
[0004]半導(dǎo)體芯片通常設(shè)置為獨(dú)立的封裝單元。標(biāo)準(zhǔn)芯片具有平坦、矩形的主體，其較大的正面具有連接至芯片的內(nèi)部電路裝置的接觸件。每個(gè)獨(dú)立的芯片通常都包含在封裝件中，其中封裝件具有連接至芯片的接觸件的外部端子。另外，端子(即，封裝件的外部連接點(diǎn))被配置為電連接至電路板(諸如印刷電路板)。在許多傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，芯片封裝件占用的電路板的面積顯著大于芯片本身的面積。如在本公開(kāi)中參照具有正面的平坦芯片所使用的，“芯片的面積”應(yīng)該理解為是指前面的面積。
[0005]在“倒裝芯片”設(shè)計(jì)中，芯片的前面面對(duì)封裝介電元件的表面(S卩，封裝件的襯底)，并且芯片上的接觸件通過(guò)焊料凸塊或其他連接元件直接接合至襯底表面上的接觸件。此外，襯底可以通過(guò)上覆襯底的外部端子接合至電路板。“倒裝芯片”設(shè)計(jì)提供了相對(duì)緊湊的布置；每個(gè)封裝件占用的電路板的面積都等于或稍大于芯片的正面的面積，諸如在共同受讓的美國(guó)專(zhuān)利第5，148，265,5, 148，266和5，679，977的特定實(shí)施例中所公開(kāi)的，它們的內(nèi)容以引用的方式引入本申請(qǐng)。特定創(chuàng)新的安裝技術(shù)提供了緊湊的方案或者等于傳統(tǒng)倒裝芯片接合的方案。在等于或稍大于芯片本身的面積的電路板的面積中可容納單個(gè)芯片的封裝件通常被稱(chēng)為“芯片級(jí)封裝件”。
[0006]在芯片的任何物理布置中尺寸是需要重點(diǎn)考慮的。隨著可便攜電子設(shè)備的快速發(fā)展，對(duì)芯片的更緊湊物理布置的需求變得更加強(qiáng)烈。僅通過(guò)示例，通常被稱(chēng)為“智能手機(jī)”的設(shè)備將蜂窩電話(huà)的功能與強(qiáng)力有的數(shù)據(jù)處理器、存儲(chǔ)器和輔助設(shè)備(諸如全球定位系統(tǒng)接收器、電子相機(jī)和局域網(wǎng)連接，以及高分辨率顯示器和相關(guān)聯(lián)的圖像處理芯片)進(jìn)行集成。這種設(shè)備可以在封裝件大小的設(shè)備中提供諸如全因特網(wǎng)連接、娛樂(lè)(包括全分辨率視頻)、導(dǎo)航、電子銀行等的能力。復(fù)雜的便攜式設(shè)備要求將多個(gè)芯片封裝到小空間中。此外，一些芯片具有許多輸入和輸出連接，通稱(chēng)為“I/o”。這些I/O必須與其他芯片的I/O互連。形成互連件的部件不應(yīng)該顯著增加組件的尺寸。在其他應(yīng)用中也存在類(lèi)似需求，例如諸如在因特網(wǎng)搜索引擎中所使用的數(shù)據(jù)服務(wù)器中，其中需要性能增強(qiáng)和尺寸減小。
[0007]包含存儲(chǔ)器存儲(chǔ)陣列的半導(dǎo)體芯片(具體為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器芯片(DRAM)和閃存芯片)通常被封裝在單芯片或多芯片封裝件和組件中。每個(gè)封裝件均具有許多用于在其中的端子和芯片之間承載信號(hào)、功率和地電平的電連接。電連接可以包括不同種類(lèi)的導(dǎo)體，諸如水平導(dǎo)體(例如，跡線(xiàn)、梁式引線(xiàn)等，其相對(duì)于芯片的接觸件支撐面在水平方向上延伸)、垂直導(dǎo)體(諸如通孔，其相對(duì)于芯片的表面在垂直方向上延伸)和引線(xiàn)接合(相對(duì)于芯片的表面在水平和垂直方向上延伸)。
[0008]封裝件內(nèi)信號(hào)到多芯片封裝件的芯片的傳輸提出了特定的挑戰(zhàn)，尤其對(duì)于封裝件中的兩個(gè)以上芯片公用的信號(hào)(諸如時(shí)鐘信號(hào)以及用于存儲(chǔ)器芯片的地址和選通信號(hào))。在這種多芯片封裝件中，封裝件的端子和芯片之間的連接路徑的長(zhǎng)度可以變化。不同的路徑長(zhǎng)度會(huì)使得信號(hào)通常較長(zhǎng)或較短的時(shí)間在端子和每個(gè)芯片之間行進(jìn)。信號(hào)從一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)的行進(jìn)時(shí)間被稱(chēng)為“傳播延遲”，并且是導(dǎo)體長(zhǎng)度、導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)及與其接近的其他介電或?qū)щ娊Y(jié)構(gòu)的函數(shù)。
[0009]傳統(tǒng)的微電子封裝件可以結(jié)合被配置為主要提供存儲(chǔ)器存儲(chǔ)陣列功能的微電子元件(即，實(shí)施為大量有源器件的微電子元件)來(lái)提供除任何其他功能之外的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)陣列功能。微電子元件可以是或者包括DRAM芯片或者這種半導(dǎo)體芯片的堆疊電互連組件。典型地，這種封裝件的所有端子都被置于與安裝有微電子元件的封裝件襯底的一個(gè)或多個(gè)外圍邊緣相鄰的列集合中。
[0010]鑒于上述內(nèi)容，可以對(duì)多芯片微電子封裝件和組件進(jìn)行特定的改進(jìn)以提高電性能。本發(fā)明的這些屬性可以通過(guò)以下描述的微電子封裝件和組件的構(gòu)造來(lái)實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種微電子封裝件可以包括:下封裝面、與下封裝面相對(duì)的上封裝面以及界定下封裝面和上封裝面的外圍封裝邊緣；下端子，位于下封裝面處，被配置用于與第一部件連接；上端子，位于上封裝面處，被配置用于與第二部件連接；第一和第二微電子元件，均具有存儲(chǔ)器存儲(chǔ)陣列功能；以及導(dǎo)電互連件，每一個(gè)都在至少一個(gè)下端子處與至少一個(gè)上端子電連接。第一和第二微電子元件的元件面可以被配置在與下封裝面平行的單個(gè)平面中。第一和第二微電子元件均可以具有位于對(duì)應(yīng)元件面處的接觸件。導(dǎo)電互連件中的至少一些可以與微電子元件的接觸件電連接。
[0012]導(dǎo)電互連件可以包括:第一導(dǎo)電互連件，被配置為承載地址信息，并且可以包括設(shè)置在垂直于下封裝面的理論面的相應(yīng)第一和第二相對(duì)側(cè)上的互連件的第一集合和第二集合?；ミB件的第一集合的信號(hào)分配相對(duì)于微電子封裝件的理論旋轉(zhuǎn)軸與互連件的第二集合的信號(hào)分配具有180°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性。旋轉(zhuǎn)軸垂直于下封裝面并且可以在理論面中延伸。
[0013]導(dǎo)電互連件還可以包括第二導(dǎo)電互連件，被配置為承載去向和來(lái)自一個(gè)微電子元件的數(shù)據(jù)信息，并且可以包括設(shè)置在理論面的對(duì)應(yīng)第一和第二側(cè)上的互連件的第三集合和第四集合。每個(gè)第二導(dǎo)電互連件的位置相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸與對(duì)應(yīng)非連接導(dǎo)電互連件的位置具有180°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性，其中非連接導(dǎo)電互連件與微電子封裝件內(nèi)的微電子元件電絕緣。
[0014]在一個(gè)示例中，下封裝面可具有位于相鄰的外圍封裝邊緣之間的交點(diǎn)處的邊角。下封裝面可以在第一線(xiàn)和第二線(xiàn)之間的交點(diǎn)處限定中心，第一線(xiàn)在第一相對(duì)的邊角對(duì)之間延伸，第二線(xiàn)在第二相對(duì)的邊角對(duì)之間延伸。旋轉(zhuǎn)軸可與下封裝面的中心處的位置或者下封裝面的中心附近的位置相交。在特定實(shí)施例中，微電子元件的元件面可以在單個(gè)平面的方向上相互隔開(kāi)，以在微電子元件的相鄰邊緣之間限定中心區(qū)域以及在元件面的外圍邊緣與對(duì)應(yīng)的相鄰?fù)鈬庋b邊緣之間限定外圍區(qū)域。第一導(dǎo)電互連件可與中心區(qū)域?qū)R。
[0015]在示例性實(shí)施例中，第二導(dǎo)電互連件可與至少一個(gè)外圍區(qū)域?qū)R。在具體示例中，第一導(dǎo)電互連件中的至少一些可被配置為承載可被微電子封裝件內(nèi)的電路使用的地址信息，以從至少一個(gè)微電子元件的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)陣列的所有可用可尋址存儲(chǔ)器位置中確定可尋址存儲(chǔ)器位置。在一個(gè)實(shí)施例中，第一導(dǎo)電互連件可被配置為承載可被微電子封裝件內(nèi)的電路使用的所有地址信息，以從微電子元件內(nèi)的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)陣列的所有可用可尋址存儲(chǔ)器位置中確定可尋址存儲(chǔ)器位置。
[0016]在一個(gè)示例中，第一導(dǎo)電互連件可被配置為承載地址信息和命令信息。在具體實(shí)施例中，介電層可形成在微電子元件的表面上。微電子封裝件還可以包括形成在介電層上并且與微電子元件的接觸件以及第一和第二導(dǎo)電互連件連接的跡線(xiàn)。在示例性實(shí)施例中，跡線(xiàn)可以包括第一跡線(xiàn)和第二跡線(xiàn)。第一跡線(xiàn)可在微電子元件的接觸件與第一導(dǎo)電互連件之間沿第一方向延伸。第二跡線(xiàn)可在微電子元件的接觸件與第二導(dǎo)電互連件之間延伸沿平行于第一軸的第二方向延伸。
[0017]在具體示例中，微電子封裝件還可以包括襯底。限定上封裝面或下封裝面中的一個(gè)的介電層的表面是襯底的第一表面。在一個(gè)實(shí)施例中，襯底可具有穿過(guò)其厚度延伸的至少一個(gè)開(kāi)口。一個(gè)或多個(gè)微電子元件的接觸件可與至少一個(gè)開(kāi)口對(duì)齊并且可通過(guò)多個(gè)引線(xiàn)在襯底的第一表面處與襯底接觸件電連接。在一個(gè)示例中，至少一些引線(xiàn)可包括延伸穿過(guò)至少一個(gè)開(kāi)口的引線(xiàn)接合。
[0018]在具體實(shí)施例中，微電子封裝件還可以包括與至少一個(gè)微電子元件進(jìn)行熱連通的散熱器。在示例性實(shí)施例中，微電子封裝件還可以包括第三和第四微電子元件，每一個(gè)均具有存儲(chǔ)器存儲(chǔ)陣列功能。第一、第二、第三和第四微電子元件的元件面可被配置在平行于下封裝面的單個(gè)平面中。第三和第四微電子元件均可以具有位于對(duì)應(yīng)元件面處的接觸件。
[0019]在具體示例中，理論面可以是第一理論面。微電子封裝件可限定垂直于下封裝面和第一理論面的第二理論面。微電子封裝件還可以包括被配置為承載去向和來(lái)自微電子元件的芯片選擇信息的第三導(dǎo)電互連件。位于第一理論面的第一側(cè)上的第一導(dǎo)電互連件和第三導(dǎo)電互連件的信號(hào)分配是位于第一理論面的第二側(cè)上的第一導(dǎo)電互連件的信號(hào)分配的鏡像。第二理論面的第一側(cè)上的第一導(dǎo)電互連件和第三導(dǎo)電互連件的信號(hào)分配是位于第二理論面的第二側(cè)上的第一導(dǎo)電互連件的信號(hào)分配的鏡像，其中第二理論面的第二側(cè)與第二理論面的第一側(cè)相對(duì)。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，微電子封裝件還可以包括被配置為承載去向和來(lái)自微電子元件的芯片選擇信息的第三導(dǎo)電互連件，并且包括設(shè)置在理論面的對(duì)應(yīng)第一側(cè)和第二側(cè)上的互連件的第五集合和第六集合?；ミB件的第五集合或第六集合中的一個(gè)的每個(gè)第三導(dǎo)電互連件的位置相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸與互連件的第五集合或第六集合中的另一個(gè)的對(duì)應(yīng)第三導(dǎo)電互連件的位置具有180°旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性。
[0021]在一個(gè)示例中，一種堆疊微電子組件可包括上述相同的第一和第二微電子封裝件。第一微電子封裝件相對(duì)于第二微電子封裝件繞其旋轉(zhuǎn)軸具有相同的旋轉(zhuǎn)定向。第一微電子封裝件的第一、第二和第三導(dǎo)電互連件中的每一個(gè)都可以上覆具有相同信號(hào)分配的第二微電子封裝件的對(duì)應(yīng)第一、第二和第三導(dǎo)電互連件中的對(duì)應(yīng)一個(gè)并與其電連接。第一微電子封裝件的每個(gè)非連接導(dǎo)電互連件都可以上覆第二微電子封裝件的非連接導(dǎo)電互連件并與其電連接。
[0022]在具體實(shí)施例中，一種堆疊微電子組件可包括上述相同的第一和第二微電子封裝件。第一微電子封裝件相對(duì)于第二微電子封裝件繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)180°。第一微電子封裝件的第一和第三導(dǎo)電互連件中的每一個(gè)都可以上覆具有相同信號(hào)分配的第二微電子封裝件的對(duì)應(yīng)第一和第三導(dǎo)電互連件中的對(duì)應(yīng)一個(gè)并與其電連接。第一微電子封裝件的每個(gè)第二導(dǎo)電互連件均可以上覆第二微電子封裝件的非連接導(dǎo)電互連件并與其電連接。第二微電子封裝件的每個(gè)第二導(dǎo)電互連件均可以位于第一微電子封裝件的非連接導(dǎo)電互連件的下方并與其電連接。
[0023]在不例性實(shí)施例中，一種堆疊微電子部件可包括上述第一和第二堆疊微電子組件。每個(gè)微電子封裝件的旋轉(zhuǎn)軸都可以相互一致。第一堆疊微電子組件的第一微電子封裝件的第一和第二導(dǎo)電互連件可具有與第二堆疊微電子組件的第一微電子封裝件相同的位置和信號(hào)分配。
[0024]第一堆疊微電子組件的第二微電子封裝件的第一和第二導(dǎo)電互連件可具有與第二堆疊微電子組件的第二微電子封裝件相同的位置和信號(hào)分配。第一微電子組件的每個(gè)微電子封裝件的每個(gè)第三導(dǎo)電互連件都可以與第二微電子組件的每個(gè)微電子封裝件的非連接導(dǎo)電互連件電連接。第二微電子組件的每個(gè)微電子封裝件的每個(gè)第三導(dǎo)電互連件都可以與第二微電子組件的每個(gè)微電子封裝件的非連接導(dǎo)電互連件電連接。
[0025]在具體示例中，