公开了一种优化线接合跳接的基于规则的方法，该方法使用于线接合的线的量最少和/或使基底上的用于支持所有有线连接的电源垫和接地垫的量最少。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
实施方式涉及一种多管芯半导体封装件内的半导体管芯的基于规则的堆叠和线接合(wire bonding)。
技术介绍
对便携式消费类电子产品的需求的强劲增长驱动了对高容量存储设备的需要。如快闪存储器存储卡等非易失性半导体存储器件越来越多地用于满足对数字信息存储和交 换的空前增长的需求。这些存储器件的便携性、通用性和强健的设计以及高可靠性和大容量已经使得这样的存储器件能够理想地用于多种电子设备中，包括例如数字照相机、数字音乐播放器、电视游戏控制台、个人数字助理以及移动电话。虽然已知多种封装配置，然而通常可以将快闪存储器存储卡制造为系统级封装(SiP)或多芯片模块(MCM)，其中，在所谓的三维堆叠配置中，多个管芯安装在基底上。图I和图2的现有技术中示出了传统的半导体封装件20 (没有模制化合物)的边视图。典型的封装件包括安装至基底26的多个半导体管芯22、24。虽然示出了两个这样的管芯，但是，已知可以在半导体封装件中堆叠八个或更多个管芯。半导体管芯可以在管芯的上表面上形成有管芯接合垫，本文中称为引脚。基底26可以由夹在上导电层与下导电层之间的电绝缘核形成。可以对上和/或下导电层进行蚀刻以形成包括电引线和接触垫的导电图案。接触垫在本文中被称作指状物(finger)。在半导体管芯22、24的引脚与基底26的指状物之间焊接有线接合物以将半导体管芯电耦接至基底。基底上的电引线又在管芯与主机装置之间提供电路径。一旦在管芯与基底之间进行了电连接，则接着通常将组件装入模制化合物中以提供保护封装件。如图I的现有技术所示，已知，可以将两个或更多个半导体管芯直接叠放，从而占据基底上的很小的区域。但是，在堆叠配置中，在相邻半导体管芯之间必须提供用于接合线30的空间。除了接合线30本身的高度，接合线上方必须留有额外的空间，这是因为一个管芯与下一个管芯的接合线30的接触可能导致电短路。如图I所示，因此，已知，可以提供介电间隔层34，以便为将线接合物30接合至较低管芯24上的引脚提供足够的空间。作为半导体管芯的对准堆的可替选物，已知，可以将半导体管芯以如图2至4的现有技术所示的偏移量叠放，使得下一个较低管芯的引脚暴露。例如，在Lin等人的题为“Multichip Module Having A Stacked Chip Arrangement(具有堆叠的芯片布置的多芯片模块)”的美国专利No. 6，359，340中示出了这样的配置。偏移配置提供了便于接入每个半导体管芯上的引脚的优点。对于如图2所示的具有少量管芯的配置，例如2个管芯，已知，可以将堆中的每个管芯直接线接合至基底。但是，如上所述，管芯堆通常包括8个或更多个堆叠的半导体管芯。在这种情况下，堆中的每个管芯可以线接合至紧下方的管芯，或可能是两个管芯下方的管芯。图3至4的现有技术中示出了该配置。在图3和图4所示的示例中，堆包括三个半导体管芯22、24和34，每个管芯通过线30接合至堆中的下方管芯。底部管芯24可以线接合至基底26。此外，各个管芯上的相应引脚被线接合在一起。因此，管芯34上的引脚被线接合至管芯24上的第一引脚；管芯24上的第一引脚又线接合至管芯22上的第一引脚；管芯22上的第一引脚又线接合至基底26上的第一指状物。在图4中，跨管芯34、24和22的每个相应管芯正是如此。虽然以上布线配置可以用于数据引脚和控制引脚，然而，在多于四个管芯的更大的管芯堆中，管芯的地址引脚的布线变得更加困难。除了竖直线接合，还需要对角地进行线接合，并且要求堆中的间隔开的两个管芯之间的跳接很长。如关于图5的现有技术更加详细地说明的，该复杂情况的一个原因是管芯在基底上按升数序进行传统堆叠。图5是包括安装至基底26的八个管芯的典型的NAND半导体管芯堆的示意图。传统上，从管芯0开始，依次前进至管芯7，以一定的偏移将管芯叠放。图5还示出了来自每个管芯的对准的多行引脚，即，引脚19至23 (未示出其他引脚)。在这些引脚中，引脚20、21和23用作用于识别管芯堆中的管芯0-7中的每个管芯的芯片地址引脚(CADD2x、CADDlx和CADDOx)。对于堆中给定的管芯，引脚20、21、23中的一个引脚的低电压表示逻辑0，引脚20、21,23中的一个引脚的高电压表示逻辑I。因此，使用每个管芯上的三个地址引脚，可以依次从在堆底部处的000 (管芯0)到在堆顶部处的111 (管芯7)唯一地寻址图5的传统堆中·的每个管芯。图5还示出了可以是用于每个管芯0-7的电源信号V。。的引脚19以及可以是电压监控器乂_的引脚22。如NAND半导体封装件中所示出(没有线接合连接)的，通常可以省略V_或使V_断开。堆中的各个管芯上的处于低电压状态的地址引脚20、21、23可以经由多组竖直的和/或对角的线接合而电耦接在一起，然后这些多组已接合的引脚可以接合至基底上的接地接触垫。类似地，堆中的各个管芯上的处于高电压状态的地址引脚20、21、23可以经由多组竖直的和/或对角的线接合而电耦接在一起，然后这些多组已接合的引脚可以接合至基底上的电源接触垫。必须以能够防止线交叉的方式来实现该线接合，其中，线交叉可能导致电短路。具有例如三个地址引脚的更大的管芯堆的线接合的一个缺点是，没有以使得实现所有线接合所需要的线的长度最小的方式来实施接合处理。通常，在进行线接合的第一通过之后，需要将管芯堆中彼此间隔很大的距离的剩余的引脚彼此连接。这种情况需要长度很长的线来进行连接。线接合线通常由昂贵的金形成。并且，不仅仅线的长度是问题。越长的接合线更容易折断、松弛或与相邻接合线发生短路。因此，为了提供所需要的牢固性，较长的接合线由较粗直径的材料制成。使用来自单个线轴的线对半导体封装件进行线接合。因此，即使仅有少量较长的连接需要较粗直径的线接合，相同直径的线可以用于所有连接。假定每个封装件中的大量线接合，以及大量制造的封装件，使用更多且更粗的金线明显地增加了封装件的制造成本。传统线接合封装件的另一问题是，需要超过两个接地接触垫和电源接触垫来唯一地寻址堆中的地址引脚。在图5的现有技术中，具有三个地址引脚CADD2x、CADDlx和CADDOx的传统的八个管芯的堆可能总共需要六个接地(GND)引脚和电源(PWR，Vcc)引脚来将地址引脚连接至基底。基底上的空间是非常宝贵的，并且使用较少的接地引脚和电源引脚来连接至地址引脚是有利的。附图说明图I至图3是不同传统半导体器件的现有技术侧视图。图4是半导体器件的立体图，示出了管芯堆中的每个管芯上的、竖直接合至相邻管芯上的对准的引脚的引脚。图5是包括按升数序排列的八个管芯的半导体堆的示意性表示。图6是本技术的实施方式的操作的高级别流程图。图7是按照本技术的实施方式的用于使用格雷码(gray code)来在基底上对管芯进行排序的流程图。图8是按照图7的流程图排序的管芯堆的示意性布局。图9是按照图7的流程图排序的管芯堆的俯视图。图10是用于在本技术的实施方式的线接合处理期间进行单跳竖直跳接的流程图。图11是在图10的流程图中示出的处理期间进行单跳竖直跳接的管芯堆的俯视图。图12是在图10的流程图中示出的处理完成时进行单跳竖直跳接的管芯堆的俯视图。图13A和图13B是用于在本技术的实施方式的线接合处理期间进行对角跳本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.08 US 12/702,0651.一种对在基底上包括半导体管芯堆的半导体封装件内的线接合进行优化的方法，每个半导体管芯包括用于向所述管芯传递信号以及从所述管芯传递信号的多个引脚，所述方法包括以下步骤 (a)基于通过格雷码对所述堆中的所述管芯上的所述多个引脚中的地址引脚进行排序来设定所述管芯在所述基底上的顺序；以及 (b)按照在所述步骤(a)中设定的所述顺序将所述管芯固定至所述基底。2.根据权利要求I所述的方法，所述步骤(a)和(b)包括以下步骤设定三个或更多个半导体管芯的顺序，以及将所述半导体管芯固定至所述基底。3.根据权利要求I至2中任一项所述的方法，设定所述管芯在所述基底上的顺序的所述步骤(a)包括以下步骤将具有标识O的管芯设定为所述堆中的顶部管芯。4.根据权利要求I至3中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤 (c)在所述堆中将所述管芯彼此线接合；以及 Cd)将所述堆线接合至所述基底。5.根据权利要求4所述的方法，在所述堆中将所述管芯彼此线接合的所述步骤(c)包括以下步骤 (C) (I)将所有被分配了低电压状态的地址引脚彼此电连接；以及 (c)(2)将所有被分配了高电压状态的地址引脚彼此电连接。6.根据权利要求4至5中任一项所述的方法，将所述堆线接合至所述基底的所述步骤(d)包括以下步骤 (d)(I)将所有被分配了低电压状态的地址引脚连接至所述基底上的单个接地接触垫；以及 (d)(2)将所有被分配了高电压状态的地址引脚连接至所述基底上的单个电源接触垫。7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，在所述堆中将所述管芯彼此线接合的所述步骤(C)包括以下步骤 (C) (I)将所述堆中的相邻管芯上的所述多个引脚中的所有具有相同电压状态的对准的引脚彼此电连接； Ce) (2)将所述堆中的相邻管芯上的所述多个引脚中的具有相同电压状态的对角引脚彼此电连接，所述对角是指与相邻管芯上的下一个相邻地址引脚成对角；以及 (c) (3)将隔离的任一组电连接的引脚电连接至所述堆中的与所述基底相邻的底部管-I-HO8.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，在所述堆中将所述管芯彼此线接合的所述步骤(C)包括以下步骤 (C) (I)将所述堆中的相邻管芯上的所述多个引脚中的所有具有相同电压状态的竖直对准的引脚彼此电连接； (c) (2)将所述堆中的给定管芯上的所述多个引...
【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯·弘祥·吴，
申请(专利权)人：桑迪士克技术有限公司，
类型：
国别省市：
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