存储器封装制造技术

一种存储器芯片封装，该存储器芯片封装在印制电路板的一面具有控制器，并且在电路板的另一面具有存储器。存储器芯片封装被集成到微处理器控制设备中，或者可选地，被集成到便携存储器卡中。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体存储器芯片封装，尤其涉及堆叠的多个存储器芯片封装。
技术介绍
由于印制电路板(PCB)的尺寸限制，只有有限数量的封装芯片可以被放到PCB上。随着应用复杂度的增加，PCB上需要大量芯片以实现必要的功能，这需要大尺寸的PCB。然而还期望降低PCB和包含PCB的设备的尺寸。一个达到这两个目的的方法是提高封装中的芯片数量，例如通过堆叠芯片，这种方式不会增加封装的平面面积。堆叠芯片可以使总体封装占用面积较小。然而，直接在彼此上面堆叠芯片的方式具有其自身的缺点。当芯片被堆叠在基芯片上时，基芯片会在加工过程中受到损伤。会出现许多不同类型的损伤，其中包含对引线的损伤。此外，虽然可以减少占用面积，然而堆叠芯片增加了高度或纵横比。
技术实现思路
因此，需要能够解决这些问题的半导体芯片封装和封装方法。本专利技术的一个方面是存储器封装，该存储器封装在印制电路板的一面具有控制器电路小片(die)，并且在其另一面具有存储器电路小片。另一个方面涉及将存储器封装集成到具有可选附加存储器的存储器卡中。另一个方面是集成存储器封装的微处理器控制设备，所述存储器封装在印制电路板的一面具有控制器电路小片，并且在另一面具有存储器电路小片。附图说明图1是制造之前的多个芯片封装的透视图。图2a-2c是芯片封装100在制程的各个阶段的剖视图。图3是芯片封装300的剖视图。图4是芯片封装400的剖视图。图5是诸如芯片封装100、300或400的芯片封装的示意图。图6是集成诸如芯片封装100、300或400的芯片封装的设备的示意图。图7a是通过本专利技术另一个实施例的存储器芯片封装构成的存储器卡500的第一面的顶视图。图7b是图7a示出的存储器卡500的第二面的顶视图。图7c是图7a和7b示出的存储器卡500的剖视图。图7d是图7a和7b示出的存储器卡500的剖视图。图7e是图7a和7b示出的存储器卡500的剖视图。图8是通过本专利技术另一个实施例的存储器芯片封装构成的存储器卡600的顶视图。具体实施例方式包含控制器的存储器芯片封装可用于许多不同的应用。在所有应用中，空间是宝贵的，并且长期可靠性是必要的。封装可以被集成到诸如蜂窝电话的复杂嵌入式系统或任何微处理器控制的设备中，并且封装也可以被用来制造存储器卡。本专利技术的存储器封装通常包括存储器电路小片和控制器电路小片，控制器电路小片用于组织与外部设备的通信，并且控制针对存储器电路小片的存储器位置的数据读取和写入。于是，控制器简化了存储器单元的数据读取和写入，使得集成封装的设备只需通过简单命令与控制器通信，并且不需通过复杂得多的信号直接访问存储器单元。以后会参照图5和6更详细地讨论控制器电路小片和存储器电路小片的功能。每个电路小片的存储器容量正在迅速增加。一个电路小片可以具有从几千字节到几兆字节的容量。某些嵌入式应用可能不需要高容量，而数字音频和图象的存储器需要尽可能高的密度。本专利技术的封装可以被配置成适于许多不同应用的许多不同容量。存储器可以是只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)或快闪型RAM。当前，单个闪速存储器电路小片的最大容量大约为64兆字节。在本申请提出时，总体封装尺寸为13×17mm并且厚度小于1mm的电路小片估计会容纳256兆字节的快闪存储器。在存储器电路小片上面背载控制器电路小片的方法是已知的。然而这种布局会导致损坏所述电路小片中的一个或全部。在印制电路板的相对侧装配存储器电路小片避免了这种潜在的损伤，于是减少了测试之后必须废弃的封装的数量，并且提高了那些通过最初的测试考验(burn)但在产品的生命周期内可能出现故障的封装的长期可靠性。图1图解了形成存储器封装组的初始步骤。在组件被锯切(saw cut)成单个封装之前，2个印制电路板110和112被层叠在一起。可以锯切或剪切出单个封装。在图1中标记出这样的2个封装100a和100b。各个PCB内具有若干导电层，所述导电层被用来连接PCB上安装的各个部件，以构成许多电路。印制电路板(PCB)112具有一组在其内部形成的矩形或正方形孔118。可以通过任何方式在PCB 112中机械加工出这些孔，也可以在PCB 112中预先形成这些孔。图2a-2c图解了制造期间单个封装100，例如图1的100a或100b的各个阶段的剖视图。如图2a所示，控制器电路小片120被安装到PCB 110上，并且位于PCB 112的矩形孔内。可选地，一个PCB可被用来取代2个PCB 110和112。在这种情况下，PCB 110的厚度会近似等于PCB 110和112的厚度，并且在PCB 110内形成用于控制器的中央凹座。可以通过诸如研磨的工艺机械加工出这种中央凹座，也可以通过有选择地层叠具有预先形成的剪切部分的层来形成中央凹座。图2b示出了穿过PCB 110和PCB 112以连接封装100的上侧和底侧上的部件的通孔128。焊接线124将控制器电路小片120连接到通孔128。在形成焊接线之后，使用密封层132封装控制器电路小片120。密封层132可以是任何本领域众所周知的物质，例如合成树脂、苯酚、环氧或热定形复合物。在图2c中，存储器电路小片144被安装到PCB 110的顶侧。焊接线148连接存储器电路小片144的焊盘和通孔128，其中一些通孔128被拘连(intern connected)到焊球156。焊球156被连接到通孔128，以便以后将封装100装配到另一个电路板上。接着使用任何众所周知的材料封装存储器电路小片144和焊接线148，以形成密封层152。由于密封层152是从电路板切割出的多个封装中的一个，所以密封层152具有平坦上表面和正方形边缘。然而，可以单独形成封装，在这种情况下密封层152会逐渐缩减到封装100边缘附近的PCB 110。存储器封装100的厚度在没有焊球156的情况下大约为0.7mm，在有焊球156的情况下略微小于1mm。PCB 110的电路走线(circuit traces)可以通过附加通孔和焊接线(未示出)将存储器电路小片144连接到控制器电路小片120，或者可以连接到存储器电路小片144和控制器电路小片120的相对侧或电路板侧的齐平式(flush mount)接点。作为在单独步骤中封装上侧和底侧(存储器电路小片144和控制器电路小片120)的方式的替代方式，可以在安装电路小片之后同时转模(transfer mold)整个封装。图3图解了根据本专利技术第二实施例的存储器封装的剖视图。存储器封装300类似于如上所述的存储器封装100，不同之处在于，存储器电路小片144是接合到PCB 110的上面的倒装片，于是省去了将存储器电路小片连接到电路板的焊接线，从而与封装100相比，减少了封装300的高度。存储器电路小片144的焊盘或端子通过通孔和PCB 110和112的导电层被导电连接到控制器电路小片120。图中封装300在PCB 110和存储器电路小片144的上侧没有任何密封层，然而可以涂敷密封层。图4图解了根据本专利技术第三实施例的存储器封装的剖视图。存储器封装400类似于存储器封装300，但是存储器电路小片144和控制器电路小片120均是接合到PCB 110的倒装片。于是，PCB 110的导电层被用来互连控制器电路小片120和存储器电路小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储器封装，包括：具有２个面的第一电路板，第一电路板包括电路板的第一面上的存储器电路小片和第二面上的控制器电路小片；具有２个面和开口的第二电路板，第二电路板的第一面与第一电路板的第二面附着在一起，使得控制器电路小片位于开口内；和 通孔，所述通孔将存储器电路小片连接到第二电路板的第二面，并且将存储器电路小片连接到控制器电路小片。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2002-3-28 10/112,9681.一种存储器封装，包括具有2个面的第一电路板，第一电路板包括电路板的第一面上的存储器电路小片和第二面上的控制器电路小片；具有2个面和开口的第二电路板，第二电路板的第一面与第一电路板的第二面附着在一起，使得控制器电路小片位于开口内；和通孔，所述通孔将存储器电路小片连接到第二电路板的第二面，并且将存储器电路小片连接到控制器电路小片。2.如权利要求1所述的存储器封装，还包括第二电路板的第二面上的焊球，焊球附着到通孔。3.如权利要求1所述的存储器封装，还包括覆盖存储器电路小片和一部分第一电路板的第一密封层。4.如权利要求1所述的存储器封装，还包括覆盖控制器电路小片的第二密封层。5.如权利要求1所述的存储器封装，其中封装的厚度大约为0.7毫米。6.如权利要求2所述的存储器封装，其中包含焊球的封装的厚度大约为1.0毫米。7.如权利要求1所述的存储器封装，还包括焊接线，焊接线将存储器电路小片和控制器电路小片连接到通孔，或第一电路板的连接到通孔的导电层。8.如权利要求1所述的存储器封装，其中在不使用焊接线的情况下将存储器电路小片导电附着到第一电路板的导电层。9.如权利要求1所述的存储器封装，其中在不使用焊接线的情况下将控制器电路小片导电附着到第一电路板的导电层。10.如权利要求1所述的存储器封装，其中存储器是快闪型存储器。11.如权利要求1所述的存储器封装，还包括第一或第二电路板上的一组接点，所述接点组被暴露出来。12.一种存储器封装，包括电路板，具有第一和第二面，第二面具有凹座；附着到电路板的第一面的存储器电路小片，存储器电路小片位于凹座上方；附着到电路板的第二面的凹座并且位于该凹座内的控制器电路小片，电路板的第二面构成封装的第二面；和通孔，将存储器电路小片连接到电路板的第二面。13.如权利要求12所述的存储器封装，还包括焊接线，焊接线将存储器电路小片和控制器电路小片连接到通孔，或电路板的连接到通孔的导电层。14.如权利要求12所述的存储器封装，其中在不使用焊接线的情况下将存储器电路小片导电附着到电路板的导电层。15.如权利要求12所述的存储器封装，其中在不使用焊接线的情况下将控制器电路小片导电附着到电路板的导电层。16.如权利要求12所述的存储器封装，其中存储器是快闪型存储器。17.如权利要求12所述的存储器封装，还包括位于电路板的面上的一组接点。18.如权利要求17所述的存储器封装，其中接点位于电路板的第二面上。19.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特F沃雷斯，
申请(专利权)人：三因迪斯克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]