可重構PoP的制作方法
【專利說明】可重構PoP
[0001]相關串請的交叉參考
[0002]本申請是2013年5月21日提交的美國專利申請第13/898，952號的繼續，該申請要求2013年3月15日提交的美國臨時專利申請第61/798，475號的權益，其內容以引用的方式引入本申請。
技術領域
[0003]本申請的主題涉及微電子封裝件以及結合有微電子封裝件的組件。
【背景技術】
[0004]半導體芯片通常設置為獨立的封裝單元。標準芯片具有平坦、矩形的主體，其較大的正面具有連接至芯片的內部電路裝置的接觸件。每個獨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)被配置為電連接至電路板(諸如印刷電路板)。在許多傳統的設計中，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。如在本公開中參照具有正面的平坦芯片所使用的，“芯片的面積”應該理解為是指前面的面積。
[0005]在“倒裝芯片”設計中，芯片的前面面對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，襯底可以通過上覆襯底的外部端子接合至電路板。“倒裝芯片”設計提供了相對緊湊的布置；每個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專利第5，148，265,5, 148，266和5，679，977的特定實施例中所公開的，它們的內容以引用的方式引入本申請。特定創新的安裝技術提供了緊湊的方案或者等于傳統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芯片的封裝件通常被稱為“芯片級封裝件”。
[0006]在芯片的任何物理布置中尺寸是需要重點考慮的。隨著可便攜電子設備的快速發展，對芯片的更緊湊物理布置的需求變得更加強烈。僅通過示例，通常被稱為“智能手機”的設備將蜂窩電話的功能與強力有的數據處理器、存儲器和輔助設備(諸如全球定位系統接收器、電子相機和局域網連接，以及高分辨率顯示器和相關聯的圖像處理芯片)進行集成。這種設備可以在封裝件大小的設備中提供諸如全因特網連接、娛樂(包括全分辨率視頻)、導航、電子銀行等的能力。復雜的便攜式設備要求將多個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該顯著增加組件的尺寸。在其他應用中也存在類似需求，例如諸如在因特網搜索引擎中所使用的數據服務器中，其中需要性能增強和尺寸減小。
[0007]包含存儲器存儲陣列的半導體芯片(具體為動態隨機存取存儲器芯片(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、功率和地電平的電連接。電連接可以包括不同種類的導體，諸如水平導體(例如，跡線、梁式引線等，其相對于芯片的接觸件支撐面在水平方向上延伸)、垂直導體(諸如通孔，其相對于芯片的表面在垂直方向上延伸)和引線接合(相對于芯片的表面在水平和垂直方向上延伸)。
[0008]封裝件內信號到多芯片封裝件的芯片的傳輸提出了特定的挑戰，尤其對于封裝件中的兩個以上芯片公用的信號(諸如時鐘信號以及用于存儲器芯片的地址和選通信號)。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度可以變化。不同的路徑長度會使得信號通常較長或較短的時間在端子和每個芯片之間行進。信號從一個點到另一個點的行進時間被稱為“傳播延遲”，并且是導體長度、導體的結構及與其接近的其他介電或導電結構的函數。
[0009]傳統的微電子封裝件可以結合被配置為主要提供存儲器存儲陣列功能的微電子元件(即，實施為大量有源器件的微電子元件)來提供除任何其他功能之外的存儲器存儲陣列功能。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或多個外圍邊緣相鄰的列集合中。
[0010]鑒于上述內容，可以對多芯片微電子封裝件和組件進行特定的改進以提高電性能。本發明的這些屬性可以通過以下描述的微電子封裝件和組件的構造來實現。
【發明內容】
[0011]根據本發明的一個方面，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，均具有存儲器存儲陣列功能；以及導電互連件，每一個都在至少一個下端子處與至少一個上端子電連接。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平面中。第一和第二微電子元件均可以具有位于對應元件面處的接觸件。導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]導電互連件可以包括:第一導電互連件，被配置為承載地址信息，并且可以包括設置在垂直于下封裝面的理論面的相應第一和第二相對側上的互連件的第一集合和第二集合。互連件的第一集合的信號分配相對于微電子封裝件的理論旋轉軸與互連件的第二集合的信號分配具有180°旋轉對稱性。旋轉軸垂直于下封裝面并且可以在理論面中延伸。
[0013]導電互連件還可以包括第二導電互連件，被配置為承載去向和來自一個微電子元件的數據信息，并且可以包括設置在理論面的對應第一和第二側上的互連件的第三集合和第四集合。每個第二導電互連件的位置相對于旋轉軸與對應非連接導電互連件的位置具有180°旋轉對稱性，其中非連接導電互連件與微電子封裝件內的微電子元件電絕緣。
[0014]在一個示例中，下封裝面可具有位于相鄰的外圍封裝邊緣之間的交點處的邊角。下封裝面可以在第一線和第二線之間的交點處限定中心，第一線在第一相對的邊角對之間延伸，第二線在第二相對的邊角對之間延伸。旋轉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。在特定實施例中，微電子元件的元件面可以在單個平面的方向上相互隔開，以在微電子元件的相鄰邊緣之間限定中心區域以及在元件面的外圍邊緣與對應的相鄰外圍封裝邊緣之間限定外圍區域。第一導電互連件可與中心區域對齊。
[0015]在示例性實施例中，第二導電互連件可與至少一個外圍區域對齊。在具體示例中，第一導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的電路使用的地址信息，以從至少一個微電子元件的存儲器存儲陣列的所有可用可尋址存儲器位置中確定可尋址存儲器位置。在一個實施例中，第一導電互連件可被配置為承載可被微電子封裝件內的電路使用的所有地址信息，以從微電子元件內的存儲器存儲陣列的所有可用可尋址存儲器位置中確定可尋址存儲器位置。
[0016]在一個示例中，第一導電互連件可被配置為承載地址信息和命令信息。在具體實施例中，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電互連件連接的跡線。在示例性實施例中，跡線可以包括第一跡線和第二跡線。第一跡線可在微電子元件的接觸件與第一導電互連件之間沿第一方向延伸。第二跡線可在微電子元件的接觸件與第二導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的介電層的表面是襯底的第一表面。在一個實施例中，襯底可具有穿過其厚度延伸的至少一個開口。一個或多個微電子元件的接觸件可與至少一個開口對齊并且可通過多個引線在襯底的第一表面處與襯底接觸件電連接。在一個示例中，至少一些引線可包括延伸穿過至少一個開口的引線接合。
[0018]在具體實施例中，微電子封裝件還可以包括與至少一個微電子元件進行熱連通的散熱器。在示例性實施例中，微電子封裝件還可以包括第三和第四微電子元件，每一個均具有存儲器存儲陣列功能。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平面中。第三和第四微電子元件均可以具有位于對應元件面處的接觸件。
[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自微電子元件的芯片選擇信息的第三導電互連件。位于第一理論面的第一側上的第一導電互連件和第三導電互連件的信號分配是位于第一理論面的第二側上的第一導電互連件的信號分配的鏡像。第二理論面的第一側上的第一導電互連件和第三導電互連件的信號分配是位于第二理論面的第二側上的第一導電互連件的信號分配的鏡像，其中第二理論面的第二側與第二理論面的第一側相對。
[0020]在一個實施例中，微電子封裝件還可以包括被配置為承載去向和來自微電子元件的芯片選擇信息的第三導電互連件，并且包括設置在理論面的對應第一側和第二側上的互連件的第五集合和第六集合。互連件的第五集合或第六集合中的一個的每個第三導電互連件的位置相對于旋轉軸與互連件的第五集合或第六集合中的另一個的對應第三導電互連件的位置具有180°旋轉對稱性。
[0021]在一個示例中，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于第二微電子封裝件繞其旋轉軸具有相同的旋轉定向。第一微電子封裝件的第一、第二和第三導電互連件中的每一個都可以上覆具有相同信號分配的第二微電子封裝件的對應第一、第二和第三導電互連件中的對應一個并與其電連接。第一微電子封裝件的每個非連接導電互連件都可以上覆第二微電子封裝件的非連接導電互連件并與其電連接。
[0022]在具體實施例中，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于第二微電子封裝件繞其旋轉軸旋轉180°。第一微電子封裝件的第一和第三導電互連件中的每一個都可以上覆具有相同信號分配的第二微電子封裝件的對應第一和第三導電互連件中的對應一個并與其電連接。第一微電子封裝件的每個第二導電互連件均可以上覆第二微電子封裝件的非連接導電互連件并與其電連接。第二微電子封裝件的每個第二導電互連件均可以位于第一微電子封裝件的非連接導電互連件的下方并與其電連接。
[0023]在不例性實施例中，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。每個微電子封裝件的旋轉軸都可以相互一致。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分配。第一微電子組件的每個微電子封裝件的每個第三導電互連件都可以與第二微電子組件的每個微電子封裝件的非連接導電互連件電連接。第二微電子組件的每個微電子封裝件的每個第三導電互連件都可以與第二微電子組件的每個微電子封裝件的非連接導電互連件電連接。
[0025]在具體示例中，