專利名稱:使用工業(yè)標準存儲晶片的重疊式雙密度存儲模塊的制作方法
發(fā)明的背景1.技術領域：
:本發(fā)明涉及半導體存儲器或陣列，特別涉及一種重疊式雙密度存儲模塊，它用的是工業(yè)標準存儲晶片。
集成電路半導體存儲晶片被廣泛應用于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，其范圍自花費不多的家用或個人用計算機到大型主機系統(tǒng)。集成電路存儲晶片(以下稱做存儲晶片或晶片)包括密封式(或囊封式)半導體存儲陣列，并接有多個輸入/輸出管腳?，F(xiàn)在，讀/寫存儲片(亦稱動態(tài)隨機存取存儲器DRAM)是由世界很多地區(qū)供應商提供的，全部具有相同位存儲容量的存儲晶片，其包裝尺寸及管腳分配都是標準化的，因此無論怎樣的供應商，位數(shù)相同的存儲容易的存儲晶片都是可互換的。一種常用的存儲晶片是64KDRAM。此64KDRAM可存儲大約65，000的數(shù)據(jù)，并以雙列直插式塑膠，陶瓷或塑膠/陶瓷包裝大量供應。無論是怎樣的供應商，由于包裝尺寸及管腳分配的標準化，使所有64KDRAM都能互換。舉例而言，工業(yè)標準64KDRAM是以16腳包裝的，它具有以下的管腳分配。(這些管腳的序號是由晶片正面的左下腳開始，以逆時針方向計算)
管腳序號 腳的功能1 空接-未使用。
2 數(shù)據(jù)輸入。
3 允許寫入。
4 允許行地址選擇晶片。
5-7;9-13 地址。
8;16 電源。
14 數(shù)據(jù)輸出。
15 列地址選擇。
2.現(xiàn)有技術描述在進一步增加存儲密度的探索中，計算機設計者知道重疊存儲晶片可以在一定的印刷電路板上將存儲密度加倍。更特別的是由于對應的地址，電源及數(shù)據(jù)線是并行的，兩存儲晶片便可以物理方式互相重疊，而將其F層晶片裝在一個印刷電路板或另外第二級包裝上。每片晶片，必須有分離的晶片的允許管腳位置，以用來選擇上層晶片或F層晶片。當重疊式存儲模塊被使用時，每個印刷電路板的單位面積記憶存儲密度便有效地倍增。以此有利的觀念出發(fā)，為了使現(xiàn)有的分離晶片在上層及下層晶片選擇，管腳位置來重疊存儲晶片，技術上便帶來兩個基本的問題。
(1)較大的印刷電路板底板座由于置于電路板上的每片重疊式晶片位置都要兩條晶片選擇路線，來自上層及下層晶片的晶片選擇管腳便要送到兩個分離的印刷電路板位置上。因此，例如兩只標準16管腳的64K DRAM可被裝在一個18腳的插座上，此插座是為來自上層及下層晶片的晶片允許管腳提供分離路線的。由于重疊兩個16管腳晶片需要一個18腳的底板座，這種辦法顯然浪費了印刷電路板的空間。再者，一般都需要有連接器或外套裝在重疊式DRAM上，使其在16管腳至18管腳間提供接線。由于連接器或外套亦浪費了印刷電路板的空間，增加了成本及減低了重疊式模塊的可靠度，因而抵銷了重疊式晶片的一些優(yōu)點。
(2)修改管腳分配按照允許重疊的工業(yè)標準，一片或兩片晶片的管腳分配可能要做重新安排。因此，例如在64KDRAM的標準工業(yè)管腳分配中，管腳1是空接(未使用)的及管腳4是行地址選擇(晶片允許)管腳。修正的64KDRAM晶片可能要改成管腳1是行地址選擇(晶片允許管腳)，而管腳4是空接(未使用)的腳。因此一工業(yè)標準64KDRAM便可與修改的64KDRAM重疊。當這種辦法確實以16管腳的底板座在印刷電路板使用時，應當懂得的是修改的晶片會比標準工業(yè)晶片貴，因為前者并不是現(xiàn)用項目所能提供的。因此，非標準晶片所增加的成本便抵銷了重疊式晶片的一些優(yōu)點。
結果，雖然64KDRAM被廣泛使用于個人、小型及主體計算機，以及使用于非計算機方面的產(chǎn)品，如電視游戲，在此以前并不知道有一種由重疊兩個64KDRAM得到的雙密度存儲模塊，并不會增加印刷電路板底板座的大小，也不需使用插座或外套，又無需修正管腳分配。
發(fā)明的公開由此，本發(fā)明的目標是提供一個重疊式雙密度存儲模塊，它使用與單一晶片相同大小的印刷電路板底板座。
本發(fā)明的另一目標是提供一個重疊式雙密度存儲模塊，它能直接裝在電路板、多層陶瓷基底或其它第二級包裝上，不需要連接器或外套。
本發(fā)明的再一目標是提供一個重疊式雙密度存儲模塊，此模塊利用了兩片工業(yè)標準化集成電路存儲晶片。
本發(fā)明還有一目標是提供一種重疊工業(yè)標準存儲晶片的方法，它是適合大量生產(chǎn)的。
這些及其它目標是由一重疊式雙密度存儲模塊實現(xiàn)的，其中包括二片工業(yè)標準晶片，每晶片含有一個空接(未使用)管腳及一個晶片允許(選擇)管腳。上層晶片的空接管腳及晶片允許管腳是電跨接的。上層晶片的晶片選擇管腳是彎曲的，或此晶片選擇管腳的末端是被去掉的，使得上層晶片的晶晶片選擇管腳在兩晶片重疊時不會接觸到下層晶片的晶片選擇管腳上。
然后將跨接(上層)晶片重疊在下層晶片之上，除晶片選擇管腳以外，上層晶片的每一管腳與下層晶片相對應的管腳相接。而下層晶片便可以裝在印刷電路板或其它二級包裝上。由此，對比重疊式存儲模塊，工業(yè)標準空接管腳位置變成了上層晶片選擇管腳位置。而下層晶片選擇管腳位置便是工業(yè)標準晶片選擇管腳位置。
對于上述的64KDRAM上層晶片的管腳(空接)及管腳4(行地址選擇)是跨接的，而且管腳4是彎曲或其末端是剪掉的。除管腳4外，兩晶片的管腳重疊時所有管腳都是相接觸的。對于重疊式存儲模塊而言，管腳1成了上層晶片選擇管腳，而腳4成了下層晶片選擇管腳。
在本發(fā)明的最佳實施方案中，對64KDRAM而言，其行地址選擇管腳(管腳4)及空接管腳(管腳1)是以一U形金屬片來跨接的。U形片的各末端都有一洞，U形片的大小是要使管腳1及4能裝入其相應的一個洞內，而U形片的本身是沿著晶片的本體安放的。當放上U形片后，將管腳4彎向晶片本體，用以將U形片保持在相當?shù)奈恢蒙?。于是，上層晶片便置于晶片的上面，而此組件便以傳統(tǒng)的方法浸焊或波峰焊，焊接過程中將U形金屬片與管腳1及4焊接。
上述的雙密度存儲模塊及模塊的制造過程允許了工業(yè)標準16管腳64KDRAM與一個16管腳集成電路板的底座重疊，不需要使用外套或連接器。每步加工過程都是傳統(tǒng)的，而且只在兩只64K DRAM的共同成本上增加一點費用。于是雙密度存儲模塊便可在對成本或可靠性的輕微影響下實現(xiàn)。
對于本領域的專業(yè)人員來說，應當懂得，本發(fā)明可以應用于重疊任何包括空接管腳在內的工業(yè)標準化管腳分配的DRAM晶片。由此，本發(fā)明可應用在包括空接管腳在內的工業(yè)標準化管腳分配的一兆位DRAM上。只要工業(yè)標準化管腳分配包括一個空接管腳，本發(fā)明便可應用在任何讀/寫或只讀存儲器上。因此，本發(fā)明可應用于重疊靜態(tài)RAM、ROM(只讀存儲器)、PROM(可編程序只讀存儲器)及EPROM(可擦可編程序只讀存儲器)。還可知道的是，只要工業(yè)標準晶片管腳分配還有一晶片選擇管腳及一空接管腳，便可應用本發(fā)明來重疊其它晶片的陣列晶片，例如可編程序邏輯陣列。
事實上應當了解只要兩工業(yè)標準晶片均有一晶片選擇管腳及一空接管腳，而且兩晶片的每個管腳位置的功能相同(即相同的管腳位置應用在地址、電源、數(shù)據(jù)、允許及空接各功能上)，所重疊的晶片是不需要相同的。因此，舉例而言，根據(jù)本發(fā)明便可以將一ROM及一PROM重疊在一起。只要每對重疊管腳位置的功能是相同的，重疊晶片時底板座的大小甚至是可以不相同的。
這里還可知道的是與上述的跨接技術不同的方式是可以應用的。例如，可以使用C、V或其它形狀的金屬片。換言之，金屬片是可以由一個連接于晶片允許管腳及空接管腳之間的繞線取代的。還應知道的是如有需要，金屬片可與外套或連接器合并，以使晶片可被容易的裝卸。
附圖描述圖1說明根據(jù)本發(fā)明而形成的一重疊式64KDRAM模塊的上層晶片的最佳實施方案。
圖2說明根據(jù)本發(fā)明而形成的一重疊式雙密度64KDRAM模塊的最佳實施方案。
圖3說明圖2中重疊式雙密度存儲模塊的管腳分配。
發(fā)明詳述現(xiàn)在參看圖1，圖中顯示了根據(jù)本發(fā)明而形成的一重疊式模塊的上層晶片。64KDRAM的上層晶片20包括1-16個管腳，它們是根據(jù)上述工業(yè)標準管腳分配，以槽21為基礎來標記的。在工業(yè)標準管腳分配中，管腳1是空接的，即未使用的;而管腳4是行地址選擇管腳，它是做為64KDRAM的晶片允許之用。根據(jù)本發(fā)明，管腳1與管腳4是跨接的。如圖1所示，接片是一U形金屬片22，其兩端分別有洞23及24。U形金屬片的大小是要使洞23及洞24分別能與管腳1和管腳4相連。為了保證在晶片重疊時管腳4不與所對應的下層晶片管腳4接觸，并且保證U形片22能保持在適當位置上，如在U形片插入管腳1與管腳4后，將管腳4彎向DRAM本體。在最佳實施方案中，U形片22是以鍍錫的黃銅制成的，以便能與鍍錫的晶片管腳及傳統(tǒng)的錫線相熔和。
在本領域的專業(yè)人員應當懂得，金屬片22可以為C形(半圓形)V形或其它形狀，并且該片可以沿著晶片20的上面或旁邊安放在管腳1及管腳4之間。對于本領域的專業(yè)人員還應該了解，金屬片22可以不需要有洞23與24。進一步說，金屬片的末端可以緊靠管腳1及4，并將管腳4彎曲以將該片保持在適當?shù)奈恢蒙?。在焊接之前，可以使用膠將該片固定在金屬片的適當位置上。
還應該知道的是與其將管腳4彎曲，不如將此腳的末端剪掉，以保證此腳在晶片重疊時不與下層晶片的管腳4接觸。如果腳4是剪掉而不是彎曲，則可以使用膠將金屬片22保持在適當位置上。最后，還應了解，可以用一導線將管腳1纏繞，確定路線于晶片20的上面或下面，再纏繞管腳4以提供必要的跨接。
現(xiàn)在參看圖2，圖中顯示了根據(jù)本發(fā)明而形成的重疊式雙密度模塊30，模塊30提供了128K位的儲存量。上層晶片20放在下層晶片25上，以使上層晶片20的各管腳除了行地址選擇管腳4外，都能與下層晶片25相應的各管腳對應。這樣，模塊30可以用傳統(tǒng)的方法浸焊或波峰焊。焊接過程中，可將導電的U形片焊接至管腳1和管腳4。本領域的專業(yè)人員應當知道，如果將一沒洞的導電片緊靠上層晶片20的管腳1及4，便要先以一個高溫焊接過程將該片焊在管腳1和管腳4上。再將上層晶片20與下層晶片25重疊，并以一個低溫焊接過程焊接，因而保證不會干擾金屬片。
還應了解的是，除焊接外，電連接器或外套可以用來裝配晶片20和晶片25。該外套亦可含安裝在內部的跨接片，用來將上層晶片20的管腳1和管腳4電連接。這種外套亦可靠度及包裝密度為代價提供了容易拆裝的晶片。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明而形成的128K重疊式存儲模塊30的管腳分配。除了腳1現(xiàn)已是上層晶片的行地址選擇(晶片允許)管腳，管腳4是下層晶片行地址選擇(晶片允許)管腳外其它管腳分配與工業(yè)標準64KDRAM管腳分配相同，模塊已不再含有空接管腳位置。此模塊可以按傳統(tǒng)方法裝在一個印刷電路板上或其它第二級包裝上，以分離的信號線引出上層晶片行地址選擇管腳位置1及下層晶片行地址選擇管腳位置4。
本領域專業(yè)技術人員應懂得，文中使用的“晶片”一詞是指一片或多片半導體材料而言，其中包括一囊裝或包裝在塑料、陶瓷或其它材料內而具有多個輸入/輸出管腳的存儲陣列。本文所使用的“模塊”一詞是指根據(jù)本發(fā)明所重疊的兩晶片。要注意的是其它參考文獻中有時所用的名詞IC(集成電路)、LSI(大規(guī)模集成電路)、DIP(雙列直插組件)或模塊是與本文中所使用的名詞“晶片”同義，在這些參考文獻中使用名詞晶片來稱呼半導體材料本身。
只要本發(fā)明詳細地表示并描述了關于最佳實施方案，本領域的專業(yè)技術人員就應懂得，在不脫離本發(fā)明的實施與范圍的前提下是可以在形式和細節(jié)上做出各種各樣的更改的。
權利要求
1.一雙密度存儲模塊包含第一及第二工業(yè)標準存儲晶片，每一晶片包含一些地址、電源及數(shù)據(jù)管腳，以及一晶片選擇管腳和一末使用管腳，它們在所說的第一及第二晶片上都有相同的管腳位置，除了所說的晶片選擇管腳外，在所說的第一晶片上的各管腳都與所說的第二晶片上的各對應的管腳電連接。所說的模塊特征在于有一跨接裝置用來將在所說的第一晶片上的所說的晶片選擇管腳和所說的未使用管腳進行電連接。
2.根據(jù)要求1所述的雙密度存儲模塊，其中所說的跨接裝置是一導電金屬片，它安裝在所說的第一晶片上的所說的晶片選擇管腳和所說的未使用管腳之間。
3.根據(jù)要求1所述的雙密度存儲模塊，其中所說的跨接裝置是一U、V或C形金屬片，它安放在所說的第一晶片上的所說的晶片選擇管腳和所說的未使用管腳之間。
4.根據(jù)要求1所述的雙密度存儲模塊，其中所說的第一晶片上的晶片選擇管腳是彎向第一晶片的，以使所說的第一晶片選擇管腳不會與所說的第二晶片上的晶片選擇管腳接觸。
5.根據(jù)要求1所述的雙密度存儲模塊，其中所說的第一晶片上的晶片選擇管腳的末端被去掉，以使所說的第一晶片上的選擇管腳不會與所說的第二晶片上的晶片選擇管腳接觸。
專利摘要
重疊式雙密度存儲模塊可由兩片標準工業(yè)存儲晶片構成。它是將一晶片的空接管腳與晶片允許管腳跨接，并將此晶片重疊在另一晶片上，除晶片選擇管腳外，將已跨接(上層)晶片與相應的另一(下層)晶片的管腳相連。在最佳實施方案中，使用了64K或1兆位的DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器)，上層晶片以U型金屬片跨接于空管腳與晶片允許管腳之間，而此晶片允許管腳是彎向晶片本體的，使該晶片能保持在適當?shù)奈恢蒙?。此技術亦可用于重疊其他標準工業(yè)存儲器或陣列晶片。
文檔編號G11C11/34GK85102336SQ85102336
公開日1987年1月31日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者梅勒·胡夫根·費特列殊, 格威尼·烏雷斯·思奔塞爾第二 申請人:國際商業(yè)機器公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan