具有偏移裸片疊層的多芯片封裝及其制造方法技術(shù)

一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件具有被安裝在基底上的多個(gè)被堆疊的半導(dǎo)體裸片。每個(gè)裸片具有相似的尺寸。每個(gè)裸片具有沿該裸片的焊邊布置的第一多個(gè)焊盤。將第一組裸片安裝至所述基底，其中該焊邊在第一方向上取向。將第二組裸片安裝至所述基底，其中該焊邊在與所述第一方向相反的第二方向上取向。每個(gè)裸片相對(duì)于剩余裸片在第二方向上橫向偏移一段各自的橫向偏移距離，使得在垂直于所述基底的方向上，每個(gè)裸片的焊盤不被放置在所述基底與所述剩余裸片的任一部分之間。多個(gè)焊線將焊盤連接至基底。還公開了一種制造半導(dǎo)體器件的方法。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)總地涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。
技術(shù)介紹
半導(dǎo)體集成電路芯片(例如便攜式閃存卡)已普遍用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。這些設(shè)備的使用者總期望數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量能不斷增長，并且制造者力求以低成本方式提供較大的存儲(chǔ)容量，同時(shí)保持標(biāo)準(zhǔn)的封裝尺寸，以確保與現(xiàn)有電子器件的兼容性。已知通過在單個(gè)封裝中堆疊多個(gè)半導(dǎo)體裸片(所謂的“多芯片封裝”，MCP)能提高單個(gè)封裝中的存儲(chǔ)密度。相對(duì)于單個(gè)裸片(die)，裸片數(shù)量的增多會(huì)相應(yīng)地提高存儲(chǔ)容量。參見圖1，MCP 100由四個(gè)NAND閃存裸片102構(gòu)成。應(yīng)理解，該方法可等同應(yīng)用到其他類型的存儲(chǔ)設(shè)備中。每個(gè)裸片102具有焊盤104，該焊盤104經(jīng)焊線106電連接至共同的基底108。盡管所示的裸片102在其相對(duì)的兩側(cè)均具有焊盤，但是應(yīng)理解，每個(gè)裸片102可替代地具有不同布置方式的焊盤104，例如可以布置在單側(cè)上，或布置在相鄰的兩側(cè)上，或任一其他布置方式。基底108在其相對(duì)一側(cè)上提供其他從焊線106到焊料球110的電連接，從而形成用于連接至外部設(shè)備(未示出)的球柵陣列(BGA)。插入物112位于每對(duì)相鄰的裸片102之間，以在二者之間提供足夠的間隙以允許焊線106接附至焊盤104。該結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是，插入物112的厚度限制了在尺寸固定的封裝中可被堆疊的裸片102的數(shù)量，由此限制了MCP 100的總存儲(chǔ)容量。另外，因?yàn)槊總€(gè)裸片102懸蓋于下面裸片102的焊盤104之上，所以用于每個(gè)裸片102的焊線106必須在堆疊下一個(gè)裸片102之前進(jìn)行接附，這樣將導(dǎo)致制造步驟的增加，以及在組裝時(shí)耗時(shí)又費(fèi)力。圖2示出了另一種方法。MCP 200由四個(gè)NAND閃存裸片202構(gòu)成，每個(gè)NAND閃存裸片202沿一側(cè)具有焊盤204?？商娲?，還可以采用具有沿相鄰的兩側(cè)布置的焊盤204的裸片202，如下面將詳細(xì)討論的。裸片202在橫向上彼此偏移以暴露出每個(gè)裸片202的焊盤204。在該結(jié)構(gòu)中，所有的裸片202均可在一單獨(dú)的步驟中堆疊，然后可在一單獨(dú)的步驟中利用焊線機(jī)(未示出)接附所有的焊線206。該結(jié)構(gòu)不需要插入物來提供到焊盤204的通道，這樣在結(jié)構(gòu)上更緊湊。但是，該結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于，用于所有裸片202的所有焊線206必須沿裸片202的同一側(cè)接附，并且都接附至基底208的同一表面。所產(chǎn)生的高互連密度可能是擁擠的并且呈現(xiàn)邏輯阻礙，尤其是在諸如HLNAND 閃存設(shè)備之類的設(shè)備中，其中每個(gè)裸片202都需要在基底208上有單獨(dú)的互連跡線。盡管可以通過在基底208上提供另外的互連層來克服上述問題，但這將提高制造成本。圖3中示出了另一種方法。MCP 300由交錯(cuò)布置的四個(gè)NAND閃存裸片302A、302B、302C、302D構(gòu)成。裸片302A、302C具有沿左側(cè)取向的焊盤304，裸片302B、302D具有沿右側(cè)取向的焊盤304。在相鄰的裸片302之間的橫向偏移暴露出焊盤304，裸片302的厚度提供了用以連接焊線306的足夠的間隙。例如，裸片302B在裸片302A和裸片302C之間提供了足夠的間隙以連接焊線306至裸片302A的焊盤304。因此，通過交替焊盤304的取向減輕了基底308的互連擁擠問題，從而允許一半的互連線置于疊層的任一側(cè)上。然而，這種結(jié)構(gòu)的缺陷在于，焊線306不能在一單獨(dú)的制造步驟中都被接附，因?yàn)槁闫?02C和302D分別懸出并阻擋了到裸片302A和302B的焊盤304的通道。另外，裸片302B和302C的厚度必須提供足夠的間隙以使焊線306分別連接至裸片302A和302B。該間隙一般要求為100微米的量級(jí)。盡管可以制造出更薄的裸片302，但用在這種結(jié)構(gòu)中形成不了間隙，因此不能使用它們來減少疊層的總高度，從而限制了在尺寸固定的封裝中可被堆疊的裸片302的數(shù)量。其結(jié)果是，MCP 300的總存儲(chǔ)容量也受到限制，而且也無法通過降低裸片302的厚度來進(jìn)一步提高總存儲(chǔ)容量。圖4中示出了另一種方法。MCP 400由三個(gè)NAND閃存裸片402A、402B、402C構(gòu)成，每個(gè)裸片具有布置在其相對(duì)兩側(cè)的焊盤404。每個(gè)裸片402在長度上都足夠短于緊位于其下的裸片402，從而使上面的裸片不會(huì)疊蓋住下面裸片402的焊盤404。在該結(jié)構(gòu)中，所有的焊盤404均易于在一單獨(dú)步驟中與焊線406接附，從而連接至基底408。然而，這種結(jié)構(gòu)的其中一個(gè)缺點(diǎn)是，不能把裸片402都制造成同一尺寸，因此，這會(huì)增加制造上的復(fù)雜性。另夕卜，不同尺寸的裸片不具有相同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量，這進(jìn)而需要更復(fù)雜的控制電路。至少一部分上述方法可以改成在裸片的相鄰兩側(cè)或相鄰的更多側(cè)上具有焊盤，這例如通過圖5所示的在兩個(gè)維度上將裸片橫向偏移來實(shí)現(xiàn)。然而，這些結(jié)構(gòu)都不足以解決以上提到的缺點(diǎn)，例如焊線擁擠、懸蓋于下面裸片的焊盤上的較高的裸片。因此，需要提供具有高存儲(chǔ)容量的多芯片封裝。還需要提供具有低制造成本的多芯片封裝。還需要提供結(jié)構(gòu)緊湊的多芯片封裝。還需要提供減少了制造步驟的制造多芯片封裝的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供一種多芯片封裝，其中多個(gè)相同的芯片被堆疊在基底上，該多個(gè)相同芯片具有在相反方向上取向的焊盤，并且其中沒有一個(gè)芯片懸蓋在靠近基底的任何其他芯片的焊盤上。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供一種制造多芯片封裝的方法，其中多個(gè)相同的裸片被堆疊在基底上，該多個(gè)相同芯片具有在相反方向上取向的焊盤，以及在一單獨(dú)制作步驟中將所有裸片的焊盤連接至基底。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的是在一單獨(dú)操作中組裝一堆器件以及在一單獨(dú)操作中導(dǎo)線連接所有被堆疊的器件，無需為了在兩個(gè)裸片之間留出焊線的空隙而放置插入物或?qū)β闫淖畹秃穸茸飨拗?。根?jù)本專利技術(shù)的第一方面，提供一種半導(dǎo)體器件，包括大體平坦的基底。多個(gè)被堆疊的半導(dǎo)體裸片被安裝在所述基底上。該多個(gè)裸片中的每個(gè)裸片具有相似的尺寸。每個(gè)裸片具有沿該裸片的第一焊邊布置的第一多個(gè)焊盤。多個(gè)裸片包括:安裝至所述基底的第一組裸片，其中每個(gè)裸片的所述第一焊邊在第一方向上取向；和安裝至所述基底的第二組裸片，其中每個(gè)裸片的所述第一焊邊在與所述第一方向相反的第二方向上取向。所述多個(gè)裸片中的每個(gè)裸片相對(duì)于所述多個(gè)裸片中的剩余裸片在所述第二方向上橫向偏移一段各自的橫向偏移距離，使得在垂直于所述基底的方向上，每個(gè)裸片的焊盤不被放置在所述基底與所述剩余裸片的任一部分之間。多個(gè)焊線將焊盤連接至基底。在進(jìn)一步方面中，所述多個(gè)半導(dǎo)體裸片還包括安裝至所述基底的第三組裸片，其中每個(gè)裸片的所述第一焊邊在不同于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上取向；和安裝至所述基底的第四組裸片，其中每個(gè)裸片的所述第一焊邊在與所述第三方向相反的第四方向上取向。所述第三方向和所述第四方向中的每一個(gè)相對(duì)于所述第一方向和所述第二方向呈90度取向。在進(jìn)一步方面中，所述多個(gè)裸片以交替取向被安裝在所述基底上，使得每一對(duì)相鄰裸片包括所述第一組中的一個(gè)裸片和所述第二組中的一個(gè)裸片。在進(jìn)一步方面中，每個(gè)裸片還包括沿第二焊邊布置的第二多個(gè)焊盤。在進(jìn)一步方面中，所述第一方向與所述第二方向相反。所述第一組裸片中每個(gè)裸片的所述第二焊邊在不同于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上取向。所述第二組裸片中每個(gè)裸片的所述第二焊邊在與所述第三方向相反的第四方向上取向。在進(jìn)一步方面中，所述第一組裸片包括m個(gè)裸片。所本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.03.18 US 61/3151111.一種半導(dǎo)體器件，包括: 大體平坦的基底； 安裝在所述基底上的多個(gè)被堆疊的半導(dǎo)體裸片；所述多個(gè)裸片中的每個(gè)裸片具有相似的尺寸；每個(gè)裸片具有沿該裸片的第一焊邊布置的第一多個(gè)焊盤，所述多個(gè)裸片包括: 安裝至所述基底的第一組裸片，其中每個(gè)裸片的所述第一焊邊在第一方向上取向；和安裝至所述基底的第二組裸片，其中每個(gè)裸片的所述第一焊邊在與所述第一方向相反的第二方向上取向； 所述多個(gè)裸片中的每個(gè)裸片相對(duì)于所述多個(gè)裸片中的剩余裸片在所述第二方向上橫向偏移一段各自的橫向偏移距離，使得在垂直于所述基底的方向上，每個(gè)裸片的焊盤不被放置在所述基底與所述剩余裸片的任一部分之間；和將焊盤連接至所述基底的多個(gè)焊線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中: 所述多個(gè)半導(dǎo)體裸片還包括: 安裝至所述基底的第三組裸片，其中每個(gè)裸片的所述第一焊邊在不同于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上取向；和 安裝至所述基底的第四組裸片，其中所述第一焊邊在與所述第三方向相反的第四方向上取向； 所述第三方向和所述第四方向中的每一個(gè)相對(duì)于所述第一方向和所述第二方向呈90度取向。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述多個(gè)裸片以交替取向被安裝在所述基底上，使得每一對(duì)相鄰裸片包括所述第一組中的一個(gè)裸片和所述第二組中的一個(gè)裸片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中: 每個(gè)裸片還包括沿第二焊邊布置的第二多個(gè)焊盤。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中: 所述第一方向與所述第二方向相反； 所述第一組裸片中每個(gè)裸片的所述第二焊邊在不同于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上取向；和 所述第二組裸片中每個(gè)裸片的所述第二焊邊在與所述第三方向相反的第四方向上取向。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中: 所述第一組裸片包括m個(gè)裸片； 所述第二組裸片包括n個(gè)裸片； 所述第一組裸片的第一個(gè)裸片為最接近所述基底的裸片； 所述第一組裸片的從所述基底起的第i個(gè)裸片的橫向偏移距離A ,是:A i=(1-l) d ;和 所述第二組裸片的從所述基底起的第j個(gè)裸片的橫向偏移距離^是:Af [m+(n-j)]d ； 其中d為預(yù)定距離。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其中d為每個(gè)裸片的所述第一多個(gè)焊盤在所述第二方向上的橫向?qū)挾取?.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括: 提供具有多個(gè)電連接的基底； 安裝第一組裸片中的第一半導(dǎo)體裸片至所述基底，使得沿該第一裸片的第一焊邊布置的第一多個(gè)焊盤在第一方向上取向； 安裝所述第一組半導(dǎo)體裸片中的剩余裸片至所述基底，使得: 沿所述第一組裸片的每個(gè)裸片的第一焊邊布置的第一多個(gè)焊盤在所述第一方向上取向；...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：P·吉利厄姆，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：莫塞德技術(shù)公司，
類型：
國別省市：