專利名稱：半導(dǎo)體封裝件中芯片與芯片的電隔離的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式一般涉及電路，并且更具體地說(shuō)，涉及在半導(dǎo)體封裝件 (semiconductor package)中獲得芯片與芯片(die-to-die)的電隔離。
背景技術(shù)：
本文提供的背景描述是用于一般地介紹公開(kāi)的背景的目的?，F(xiàn)稱作發(fā)明人的工 作，到在背景部分中描述的程度，以及在遞交時(shí)可能未以其他方式成為現(xiàn)有技術(shù)的描述的 方面，既不明確地也不隱含地被認(rèn)為是相對(duì)于本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。圖1示意性地示出了半導(dǎo)體封裝件100。半導(dǎo)體封裝件100包括第一芯片108a和 第二芯片108b，它們都被附接至芯片框架104。第一芯片108a包括多個(gè)芯片墊110a，...， IlOf，而第二芯片108b包括多個(gè)芯片墊112a，···，112d。半導(dǎo)體封裝件100包括多個(gè)引腳116a，... , 116e,它們通過(guò)使用接合線(bond wire) 124a,.. .，124e分別電耦合到多個(gè)芯片墊110a，. . . ,IlOe0半導(dǎo)體封裝件100還包括 多個(gè)引腳118a，...，118c，它們通過(guò)使用接合線126a，...，126c分別電耦合到多個(gè)芯片墊 112a, ... , 112c。半導(dǎo)體封裝件100的一個(gè)或多個(gè)引腳(例如引腳120a和120b)可以不 電耦合到任何芯片墊110a，... ,IlOe0在各種應(yīng)用中，可能需要將信號(hào)從第一芯片108a傳輸至第二芯片108b，和/或?qū)?信號(hào)從第二芯片108b傳輸至第一芯片108a。例如，這可能是通過(guò)使用接合線128將第一芯 片108a的芯片墊IlOf與第二芯片108b的芯片墊112d進(jìn)行電耦合的方式。盡管圖1未示 出，但是芯片墊IlOf和112d也可通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)接合線經(jīng)由半導(dǎo)體封裝件100的一 個(gè)或多個(gè)引腳被電耦合(例如替代或者除了通過(guò)使用接合線128將芯片墊IlOf和112d 進(jìn)行直接耦合的方式之外)。在一些應(yīng)用中，兩個(gè)芯片108a和108b可工作在不同的電壓下。例如，第一芯片 108a可工作在比第二芯片108b的工作電壓更高的電壓下。在這些應(yīng)用的一些當(dāng)中(例如 當(dāng)兩個(gè)芯片的工作電壓之間的差別相對(duì)較高時(shí))，可能需要對(duì)這兩個(gè)芯片進(jìn)行電隔離。因 此，在這些應(yīng)用中，可能不需要將這兩個(gè)芯片108a和108b進(jìn)行電耦合。然而，仍然需要在 這兩個(gè)芯片108a和108b之間傳輸信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
在各種實(shí)施方式中，本公開(kāi)提供了包含第一芯片、第二芯片和感應(yīng)器布置的半導(dǎo) 體封裝件，所述感應(yīng)器布置被配置為將第一芯片與第二芯片進(jìn)行感應(yīng)耦合并且同時(shí)保持第 一芯片的有源電路組件與第二芯片的有源電路組件之間的電隔離。
在各種實(shí)施方式中，本公開(kāi)還提供了在被包含在半導(dǎo)體封裝件中的第一芯片與第 二芯片之間傳輸信號(hào)的方法，該方法包括提供將第一芯片與第二芯片進(jìn)行感應(yīng)耦合的感應(yīng) 器布置，同時(shí)保持第一芯片的有源電路組件與第二芯片的有源電路組件之間的電隔離，其 中感應(yīng)器布置包括第一感應(yīng)器電路和第二感應(yīng)器電路；使第一信號(hào)從第一芯片傳輸通過(guò)第 一感應(yīng)器電路以使第二信號(hào)在第二感應(yīng)器電路中感應(yīng)生成；以及在第二芯片中接收第二信 號(hào)，其中第二信號(hào)表示第一信號(hào)。


在下面的詳細(xì)描述中，對(duì)形成了本公開(kāi)的一部分的附圖進(jìn)行參照，其中相同的號(hào) 碼始終指代相同的部件，并且其中，通過(guò)闡釋的方式對(duì)本發(fā)明可進(jìn)行實(shí)踐的實(shí)施方式來(lái)進(jìn) 行顯示。將理解到，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，其它實(shí)施方式可被利用并且可進(jìn)行結(jié) 構(gòu)改變或邏輯改變。因此，下面的詳細(xì)描述不應(yīng)從限制意義上去理解，并且根據(jù)本發(fā)明的實(shí) 施方式的范圍由附加權(quán)利要求以及它們的等價(jià)形式界定。圖1示意性地示出了示例性的半導(dǎo)體封裝件；圖2示意性地示出了根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝件；圖3A和圖3B示意性地示出了根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式的圖2的半導(dǎo)體封裝件 的第一芯片的截面圖；圖4示意性地示出了根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式的圖2的半導(dǎo)體封裝件的第一芯 片和第二芯片與芯片框架的附接；圖5A至圖5B示意性地示出了根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式的兩個(gè)芯片附接到兩個(gè) 不同的芯片框架的相應(yīng)半導(dǎo)體封裝件；圖6A至圖6C示意性地示出了根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式的被附接到兩個(gè)不同芯 片框架的兩個(gè)芯片之間不使用接合線的相應(yīng)半導(dǎo)體封裝件；圖7示出了根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式的用于在被包含在半導(dǎo)體封裝件中的第 一芯片與第二芯片之間傳輸信號(hào)的方法；和圖8示出了根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式的用于在被包含在半導(dǎo)體封裝件中的第 一芯片與第二芯片之間傳輸信號(hào)的另一種方法。
具體實(shí)施例方式在下面的詳細(xì)描述中，對(duì)形成了本公開(kāi)的一部分的附圖進(jìn)行參照，其中相同的號(hào) 碼始終指代相同的部件，并且其中，通過(guò)闡釋的方式對(duì)本發(fā)明可進(jìn)行實(shí)踐的實(shí)施方式來(lái)進(jìn) 行顯示。將理解到，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，其它實(shí)施方式可被利用并且可進(jìn)行結(jié) 構(gòu)改變或邏輯改變。因此，下面的詳細(xì)描述不應(yīng)從限制意義上去理解，并且根據(jù)本發(fā)明的實(shí) 施方式的范圍由附加權(quán)利要求以及它們的等價(jià)形式界定。按照可幫助理解本發(fā)明的實(shí)施方式的方式，各種操作可被描述為依次進(jìn)行的多個(gè) 離散操作；然而，描述的順序不應(yīng)該被解釋為暗示這些操作是依賴于順序的。本描述可使用短語(yǔ)“在實(shí)施方式中”或“在多種實(shí)施方式中”，其中每個(gè)實(shí)施方式可 指代相同的實(shí)施方式或不同的實(shí)施方式中的一個(gè)或多個(gè)。短語(yǔ)“在一些實(shí)施方式中”被重 復(fù)使用。短語(yǔ)通常不指代相同的實(shí)施方式；然而，它可指代相同的實(shí)施方式。除非上下文規(guī)定，否則術(shù)語(yǔ)“包含”、“具有”和“包括”是同義的。短語(yǔ)“A和/或B”意味著(A)、(B)或(A 和B)。與短語(yǔ)“A和/或B”相似，短語(yǔ)“A/B”意味著㈧、⑶或(A和B)。短語(yǔ)“A、B和C 中的至少一個(gè)”意味著(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。短語(yǔ)“ (A) B”意味著(B)或(A和B)，S卩，A是可選的。圖2示意性地示出了根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝件200。半導(dǎo)體封 裝件200包括第一芯片208a和第二芯片208b，它們都被附接到芯片框架204。盡管半導(dǎo)體封裝件200包括一個(gè)或多個(gè)引腳、芯片208a和208b中的一個(gè)或多個(gè) 芯片墊和/或?qū)⑿酒?08a和/或208b中的一個(gè)或多個(gè)芯片墊耦合到一個(gè)或多個(gè)引腳的一 個(gè)或多個(gè)接合線，但是為了清楚并且避免使本公開(kāi)的教導(dǎo)原則模糊的目的，這些組件中的 一些未在圖2中被示出。第一芯片208a包括多個(gè)連接器210a、210b、210c和210d，而第二芯片208b包括 多個(gè)連接器212a、212b、212c和212d。在各種實(shí)施方式中，第一芯片208a的連接器210a、 210b、210c和210d中的每一個(gè)通過(guò)相對(duì)應(yīng)的接合線220a、220b、220c和220d被電耦合到第 二芯片208b的相應(yīng)連接器212a、212b、212c和212d，如圖2所示。在各種實(shí)施方式中，連接 器210a，... , 210d包括第一芯片208a的芯片墊，而連接器212a，... , 212d包括第二芯片 208b的芯片墊。通過(guò)使用互連件224a電耦合第一芯片208a的連接器210b和210c，并且通過(guò)使用 互連件224b電耦合第二芯片208b的連接器212a和212d。在圖2中，為了清楚并且更好 地將這些互連件與半導(dǎo)體封裝件200的各種其它組件區(qū)分的目的，這些互連件(例如互連 件224a和224b)是通過(guò)使用網(wǎng)紋線被示出的?；ミB件224a和224b包括任何合適的導(dǎo)電 材料，例如包括任何合適的金屬互連或金屬線。第一芯片208a還包括端子A和A’。端子A通過(guò)連接件228a被電耦合到連接器 210a,而端子A，通過(guò)連接件228b被電耦合到連接器210b。第二芯片208b還包括端子B和 B’。端子B通過(guò)連接件228c被電耦合到連接器212b，而端子B’通過(guò)連接件228d被電耦 合到連接器212c。在圖2中，為了清楚和更好地將這些連接與半導(dǎo)體封裝件200的各種其 它組件區(qū)分的目的，連接件228a，...，228d是通過(guò)使用灰線被示出的。連接件228a，..., 228d包括任何合適的導(dǎo)電材料，例如。任意導(dǎo)電金屬。應(yīng)該注意到，連接件228c和228d與互連件224b是電隔離的。例如，連接件228c 和228d可位于第二芯片208b的平面內(nèi)，該平面不同于互連件224b所處的平面，而連接件 228c和228d可通過(guò)使用任何合適的絕緣材料(圖2未示出)與互連件224b電隔離。盡管圖2未示出，但是第一芯片208a包括多個(gè)有源電路組件(例如一個(gè)或多個(gè) 電氣組件(例如邏輯門(mén)、晶體管等)、一個(gè)或多個(gè)與電氣組件相關(guān)聯(lián)的金屬層、芯片墊、被 配置為接收、傳輸和/或處理電信號(hào)的任何組件，和/或諸如此類(lèi))。為了本公開(kāi)的目的并 且除非另外說(shuō)明，假設(shè)第一芯片208a的有源電路組件不包括連接器210a，...，210d。并且， 為了本公開(kāi)的目的并且除非另外說(shuō)明，因?yàn)榛ミB件224a不是第一芯片208a的一部分，假設(shè) 第一芯片208a的有源電路組件不包括互連件224a。同樣地，盡管圖2未示出，但是第二芯 片208b包括多個(gè)有源電路組件。為了本公開(kāi)的目的并且除非另外說(shuō)明，假設(shè)第二芯片208b 的有源電路組件不包括連接器212a，...，212d。并且，為了本公開(kāi)的目的以及除非另外說(shuō) 明，因?yàn)榛ミB件224b不是第二芯片208b的一部分，假設(shè)第二芯片208b的有源電路組件不包括互連件224b。盡管圖2未示出，但是端子A和A’可電耦合到第一芯片208a的一個(gè)或多個(gè)有源 電路組件。因此，連接件228a和228b、接合線220a和220d以及互連件224b通過(guò)端子A和 A’被電耦合到第一芯片208a的一個(gè)或多個(gè)有源電路組件。盡管圖2未示出，但是端子B和B’可電耦合到第二芯片208b的一個(gè)或多個(gè)有源 電路組件。因此，連接件228c和228d、接合線220b和220c以及互連件224a通過(guò)端子B和 B’被電耦合到第二芯片208b的一個(gè)或多個(gè)有源電路組件。接合線220a和220d、連接器212a和212d以及互連件224b與第二芯片208b的 有源電路組件電隔離。例如，互連件224b可為第二芯片208b中的浮動(dòng)線。同樣地，接合線 220b和220c、連接器210b和210c以及互連件224a與第一芯片208a的有源電路組件電隔 離。例如，互連件224a可為第一芯片208a中的浮動(dòng)線。圖3A示意性地示出了根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式的圖2的半導(dǎo)體封裝件200的 第一芯片208a的截面圖。圖3A還示出了圖2的互連件224a。第一芯片208a是通過(guò)虛線 被示出的，以闡明在各種實(shí)施方式中，互連件224a可以不是第一芯片208a的一部分。在圖 3A的實(shí)施方式中，互連件224a與第一芯片208a的有源電路組件電隔離。第一芯片208a包 括二氧化硅(SiO2)層334，在SiO2層334下，第一芯片208a的其它層和組件338 (例如一 個(gè)或多個(gè)有源電路組件)被形成。為了進(jìn)一步使互連件224a與第一芯片208a的有源電路 組件電隔離，絕緣層330形成于SiO2層334之上。絕緣層330包括任何合適的電絕緣材料， 例如適當(dāng)類(lèi)型的聚酰亞胺(polymide)。因此，互連件224a至少通過(guò)絕緣層330和SiO2層 334與第一芯片208a的有源電路組件分離。在各種實(shí)施方式中，互連件224a與第一芯片208a的其它金屬層和有源電路組件 分離至少一第一距離。第一距離至少部分地基于絕緣層330和SiO2層334的擊穿電壓和/ 或傳輸通過(guò)互連件224a的信號(hào)的電壓水平。例如，第一距離可被確定以使第一距離足以防 止在信號(hào)正被傳輸通過(guò)互連件224a時(shí)絕緣層330和SiO2層334的電擊穿。在各種實(shí)施方 式中，第一距離可約等于10微米。盡管圖3A未示出，但是與互連件224a相似，至少通過(guò)使用合適的絕緣層和SiO2 層，第二芯片208b的互連件224b也與第二芯片208b的金屬層和有源電路組件電隔離?；?連件224b與第二芯片208b的其它金屬層和有源電路組件分離至少一第二距離。第二距離 至少部分地基于第二芯片208b中的絕緣層和SiO2層的擊穿電壓和/或通過(guò)互連件224b傳 輸?shù)男盘?hào)的電壓水平。在各種實(shí)施方式中，第二距離可約等于10微米。圖3B示意性地示出了根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式的圖2的半導(dǎo)體封裝件200的 第一芯片208a的另一截面圖。圖3B還示出了接合線220b。第一芯片208a是通過(guò)虛線被 示出的，以闡明在各種實(shí)施方式中，接合線220b可以不是第一芯片208a的一部分。在圖3B 的實(shí)施方式中，連接器210b與第一芯片208a的有源電路組件電隔離。第一芯片208a包括 SiO2層334b (其可與圖3A的SiO2層334相似)，在SiO2層334b下方第一芯片208a的其 它層和組件338b (例如一個(gè)或多個(gè)有源電路組件)被形成。為了進(jìn)一步將連接器210b與 第一芯片208a的有源電路組件電隔離，絕緣層330b形成于SiO2層334b之上。在各種實(shí) 施方式中，絕緣層330b可與圖3A的絕緣層330相似。因此，至少通過(guò)絕緣層330b和SiO2 層334b，連接器210b與第一芯片208a的一個(gè)或多個(gè)有源電路組件分離。在各種實(shí)施方式
8中，連接器210b與第一芯片208a的其它金屬層和有源電路組件分離至少一第三距離，該第 三距離部分地基于絕緣層330b和SiO2層334b的擊穿電壓和/或傳輸通過(guò)連接器210b的 信號(hào)的電壓水平。例如，第三距離可足以防止在信號(hào)正傳輸通過(guò)連接器201b時(shí)絕緣層330b 和SiO2層334b的電擊穿。在各種實(shí)施方式中，第三距離可約等于10微米。同樣地，其它連接器(例如連接器210a、210C、210d、212a，... , 212d)與相應(yīng)芯 片的金屬層和有源電路組件分離至少相應(yīng)的最小距離，該最小距離部分基于相應(yīng)絕緣層和 SiO2層的擊穿電壓和/或傳輸通過(guò)相應(yīng)連接器的信號(hào)的電壓水平。圖4示意性地示出了根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式的圖2的半導(dǎo)體封裝件200的第 一芯片208a和第二芯片208b與芯片框架204的連接。圖4示出了半導(dǎo)體封裝件200的截 面圖。如圖4所示，通過(guò)使用芯片附接膠層412，第一芯片208a被附接到芯片框架204。通 過(guò)使用第一芯片附接膠層420a、電絕緣層416和第二芯片附接膠層420b，第二芯片208b被 附接到芯片框架204。芯片附接膠層412、420a和/或420b是導(dǎo)電的和/或?qū)岬?，并且?括任何合適的芯片附接膠(例如銀粘合劑)。在各種實(shí)施方式中，第一芯片208a通過(guò)導(dǎo) 電芯片附接膠層412被電耦合到芯片框架204。電絕緣層416可為導(dǎo)熱的，但是其具有較高的電阻，從而將第二芯片208b與芯片 框架204電隔離。電絕緣層416包括任何合適的電絕緣材料，例如玻璃或聚酰亞胺。盡管圖4未示出，但是在各種其它實(shí)施方式中，不使用第一芯片附接膠層420a、電 絕緣層416和第二芯片附接膠層420b，通過(guò)使用不導(dǎo)電的芯片附接膠層(例如包括環(huán)氧 樹(shù)脂)，第二芯片208b可被附接到芯片框架204。參照?qǐng)D2和圖4，因?yàn)榈诙酒?08b與芯片框架204電隔離(例如因?yàn)殡娊^緣層 416)，第一芯片208a和第二芯片208b不通過(guò)芯片框架204被電耦合。此外，如前所述，圖2 的接合線220a和220d、連接器212a和212d以及互連件224b與第二芯片208b的有源電路 組件電隔離。同樣地，接合線220b和220c、連接器210b和210c以及互連件224a與第一芯 片208a的有源電路組件電隔離。因此，第一芯片208a的有源電路組件以及第二芯片208b 的有源電路組件不通過(guò)接合線220a，...，220d、互連件224a和224b、連接器210a，...， 210d、212a，...，212d和/或連接件228a，...，228d中的任何一個(gè)被電耦合。因此，第一芯 片208a的有源電路組件以及第二芯片208b的有源電路組件未通過(guò)芯片框架204或通過(guò)接 合線210a，. . .，210d被電耦合。S卩，兩個(gè)芯片208a和208b的有源電路組件被電隔離。再次參照?qǐng)D2，在半導(dǎo)體封裝件200中，接合線220a與接合線220b鄰近放置，而接 合線220c與接合線220d鄰近放置。在各種實(shí)施方式中，接合線220a、互連件224b和接合 線220d形成第一感應(yīng)器電路。同樣地，接合線220b、互連件224a和接合線220c形成第二 感應(yīng)器電路。因此，第一感應(yīng)器電路被形成為跨過(guò)端子A和A’，而第二感應(yīng)器電路被形成為 跨過(guò)端子B和B’。在各種實(shí)施方式中，由于接合線220a和接合線220b非常鄰近以及接合 線220c與接合線220d非常鄰近，感應(yīng)耦合在第一感應(yīng)器電路與第二感應(yīng)器電路之間形成。 第一感應(yīng)器電路與第二感應(yīng)器電路聯(lián)合地起變壓器的作用，其中第一感應(yīng)器電路與第二感 應(yīng)器電路中的一個(gè)起變壓器的初級(jí)繞組的作用，而第一感應(yīng)器電路與第二感應(yīng)器電路中的 另一個(gè)起變壓器的次級(jí)繞組的作用。因此，在各種實(shí)施方式中，半導(dǎo)體封裝件200包括感應(yīng)器布置(包括第一感應(yīng)器電 路和第二感應(yīng)器電路)，其被配置為感應(yīng)耦合第一芯片208a與第二芯片208b，并且被配置為在第一芯片208a與第二芯片208b之間感應(yīng)地傳輸信號(hào)，同時(shí)保持第一芯片208a的有源 電路組件與第二芯片208b的有源電路組件之間的電隔離。例如，在各種實(shí)施方式中，輸入信號(hào)在第一芯片208a中的端子A和A’之間傳輸 (即通過(guò)包含接合線220a、互連件224b和接合線220d的第一感應(yīng)器電路傳輸)。輸入信 號(hào)可為相對(duì)高頻的信號(hào)(例如具有窄脈寬、高頻率調(diào)制，和/或諸如此類(lèi))。由于第一感應(yīng) 器電路與第二感應(yīng)器電路之間的互感，輸出信號(hào)至少部分地基于在第一感應(yīng)器電路中傳輸 著的輸入信號(hào)(例如在接合線220a和/或220d中傳輸)而在第二感應(yīng)器電路中被生成 (例如被感生)(例如在接合線220b和/或220c中被生成或被感生)。輸出信號(hào)表示 輸入信號(hào)(例如正比于輸入信號(hào))，并且通過(guò)端子B和B’接收。因此，輸入信號(hào)從第一芯 片208a感應(yīng)地傳輸至第二芯片208b，同時(shí)保持第一芯片208a的有源電路組件與第二芯片 208b的有源電路組件之間的電隔離。在各種實(shí)施方式中，當(dāng)保持兩個(gè)芯片208a與208b的 有源電路組件之間的電隔離時(shí)，兩個(gè)芯片208a與208b的這種感應(yīng)耦合允許兩個(gè)芯片208a 和208b工作在彼此不同的電壓水平。例如，由第一芯片208a控制的信號(hào)的電壓水平可不 同于(例如相對(duì)高于)由第二芯片208b控制的信號(hào)的電壓水平。第二芯片208b也可通過(guò)感應(yīng)布置將信號(hào)傳輸至第一芯片208a。例如，輸入信號(hào) 在第二芯片208a中的端子B與B’之間傳輸(即通過(guò)包含接合線220b、互連件224a和接 合線220c的第二感應(yīng)器電路傳輸)。輸入信號(hào)可為相對(duì)高頻的信號(hào)。由于第一感應(yīng)器電 路與第二感應(yīng)器電路之間的互感，輸出信號(hào)至少部分地基于在第二感應(yīng)器電路中被傳輸著 的輸入信號(hào)(例如在接合線220b和/或220c中被傳輸)而在第一感應(yīng)器電路中被生成 (例如被感生)(例如在接合線220a和/或220d中被生成或被感生)。輸出信號(hào)表示輸 入信號(hào)(例如正比于輸入信號(hào))，并且通過(guò)端子A和A’接收。因此，輸入信號(hào)從第二芯片 208b感應(yīng)地傳輸至第一芯片208a，并且同時(shí)保持第一芯片208a的有源電路組件與第二芯 片208b的有源電路組件之間的電隔離。雙向信號(hào)傳輸(例如從第一芯片208a至第二芯片208b以及從第二芯片208b至 第一芯片208a的信號(hào)傳輸)也可通過(guò)使用圖2的感應(yīng)器布置實(shí)現(xiàn)。這種雙向信號(hào)傳輸可 通過(guò)使用如時(shí)分復(fù)用實(shí)現(xiàn)。例如，在第一多個(gè)時(shí)隙期間，信號(hào)從第一芯片208a傳輸至第二 芯片208b，而在第二多個(gè)時(shí)隙期間，信號(hào)從第二芯片208b傳輸至第一芯片208a，其中第二 多個(gè)時(shí)隙與第一多個(gè)時(shí)隙交錯(cuò)。例如，通過(guò)使用不同的頻率來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)制信號(hào)，雙向信號(hào)傳輸也可被實(shí)現(xiàn)。例如， 具有第一頻率的第一信號(hào)可從第一芯片208a傳輸至第二芯片208b，而具有第二頻率(不同 于第一頻率)的第二信號(hào)可從第二芯片208b傳輸至第一芯片208a。因?yàn)榈谝恍盘?hào)與第二 信號(hào)的頻率不同，兩個(gè)信號(hào)基本上可同時(shí)傳輸(或者至少以交疊的方式)，從而導(dǎo)致第一芯 片208a與第二芯片208b之間實(shí)質(zhì)上同時(shí)的雙向信號(hào)傳輸。在各種實(shí)施方式中，兩個(gè)芯片208a與208b之間傳輸?shù)男盘?hào)被奇偶保護(hù)，以使當(dāng)信 號(hào)在兩個(gè)芯片208a與208b之間感應(yīng)傳輸時(shí)任何誤差源可在稍后被校正。兩個(gè)感應(yīng)器電路 之間的電感可以相對(duì)較低。為了克服這種低電感的影響，相對(duì)高頻的信號(hào)(例如具有窄脈 寬、高頻率調(diào)制，和/或諸如此類(lèi))可在兩個(gè)芯片208a與208b之間傳輸。盡管圖2僅示出了四個(gè)接合線220a，220d形成感應(yīng)器布置，但是，在各種其它 實(shí)施方式中，任何其它數(shù)量的接合線(例如兩個(gè)、六個(gè)、八個(gè)等)也可被用于形成感應(yīng)器布
10置，從而在第一芯片208a與第二芯片208b之間感應(yīng)傳輸信號(hào)，同時(shí)保持第一芯片208a的 有源電路組件與第二芯片208b的有源電路組件之間的電隔離。 如本文前面所述，接合線220a與接合線220b鄰近放置，而接合線220c與接合線 220d鄰近放置。例如，接合線220a和220b可被放置地足夠近以使接合線220a與220b中 任何一個(gè)中的信號(hào)可對(duì)接合線220a與220b中的另一個(gè)有感應(yīng)作用(例如在接合線中的 另一個(gè)中生成或感生電流)。同樣地，接合線220c和220d可被放置地足夠近以使接合線 220c與220d中任何一個(gè)中的信號(hào)可對(duì)接合線220c與220d中的另一個(gè)有感應(yīng)作用。
如果接合線220a和220b (和/或接合線220c和220d)彼此相距太近，那么接合線 220a與220b (和/或接合線220c與220d)之間可能有電擊穿。然而，因?yàn)榻雍暇€220a,..., 220d(以及芯片208a和208b)被模制在具有相對(duì)高電絕緣性質(zhì)的封裝模制物(例如，其可 為塑料外殼)中，接合線220a和220b (和/或接合線220c和220d)之間的擊穿電壓上升， 從而允許接合線220a和220b (和/或接合線220c和220d)彼此相距足夠近以使接合線中 的一個(gè)對(duì)另一個(gè)有感應(yīng)作用。在圖2中，芯片208a和208b被附接到單個(gè)芯片框架204。然而，在各種其他實(shí)施 方式中，芯片208a和208b可被附接到不同芯片框架。圖5A示意性地示出了根據(jù)本公開(kāi)的 各種實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝件500，其中兩個(gè)芯片被附接到兩個(gè)不同的芯片框架。圖5A的 半導(dǎo)體封裝件500的各種組件與圖2的半導(dǎo)體封裝件200的相應(yīng)組件至少部分地相似。然 而，與半導(dǎo)體封裝件200 (其中芯片208a和208b被連接到單個(gè)芯片框架204)不同，半導(dǎo)體 封裝件500包括第一芯片框架204a和第二芯片框架204b。第一芯片208a和第二芯片208b 被附接到相應(yīng)的芯片框架204a和204b。在半導(dǎo)體封裝件500中，因?yàn)閮蓚€(gè)芯片208a和208b附接到獨(dú)立的芯片框架，兩個(gè) 芯片208a和208b不能通過(guò)共同的芯片框架電耦合。相應(yīng)地，在各種實(shí)施方式中，芯片208a 和208b中的一個(gè)或兩個(gè)可通過(guò)使用導(dǎo)熱和/或?qū)щ娔z層(例如以與圖4中第一芯片208a 附接到芯片框架204相似的方式)附接到相應(yīng)的芯片框架204a和204b。圖5B示出了另一個(gè)半導(dǎo)體封裝件510，其中第一芯片框架204c的邊緣204c_l位 于第一芯片208c的邊緣208c-l以內(nèi)。換句話說(shuō)，邊緣204c-l未延伸超出邊緣208c-l。同 樣地，第二芯片框架204d的邊緣204d-l也位于第二芯片208d的邊緣208d_l以內(nèi)。通過(guò)使 第一芯片框架204c和第二芯片框架204d的邊緣204c-l和204d_l位于第一芯片208c和第 二芯片208d的相應(yīng)的邊緣208c-l和208d-l的后部，與圖5A所示的第一芯片208a和第二 芯片208b相比，第一芯片208c和第二芯片208d可彼此移得更近，從而縮短接合線220a_d 之間的長(zhǎng)度?；诒疚奶峁┑墓_(kāi)和教導(dǎo)，應(yīng)該理解到，在其它實(shí)施方式中，第一芯片框架 的邊緣可位于相應(yīng)的第一芯片的邊緣后部，而第二芯片框架的邊緣可位于相應(yīng)的第二芯片 的邊緣以外。圖6A示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的半導(dǎo)體封裝件600，其中未使用接合線對(duì)第一芯 片608a和第二芯片608b進(jìn)行物理連接。第一芯片框架604a和第二芯片框架604b是由提 供電隔離的間隙630分離的。第一芯片框架604a包括第一芯片608a。第一芯片608a進(jìn) 一步包括端子A和A，。端子A和A，之間存在由連接件628a、連接器610b、互連件624b、連 接器610d、接合線620a、連接器610a、互連件624a、連接器610c和連接件628b形成的電路 或信號(hào)通道。連接件628a和628b、連接器610a、610b、610c和610d、互連件624a和624b
11以及接合線620a與圖2和圖5所示的那些元件相似。接合線620a通常被設(shè)置在第一芯片 608a的表面以上，其兩端被連接到連接器610a和610d。在一種配置中，接合線620a在連 接器610a和610d之間形成半環(huán)。第二芯片608b包括與第一芯片608a相似的元件。同樣 地，端子B與B’之間也存在電路或信號(hào)通道。端子A和A’以及端子B和B’之間相應(yīng)的電 路通道實(shí)際上構(gòu)成了感應(yīng)器布置，其對(duì)第一和第二芯片608a與608b進(jìn)行感應(yīng)耦合或磁耦 合。當(dāng)信號(hào)沿著一個(gè)電路通道被傳輸時(shí)，相應(yīng)的信號(hào)在另一個(gè)電路通道中被感應(yīng)地產(chǎn)生，反 之亦然，從而允許第一芯片608a和第二芯片608b進(jìn)行通信。圖6B示出了根據(jù)各種實(shí)施方式的另一個(gè)半導(dǎo)體封裝件660，其中未使用接合線對(duì) 第一芯片668a和第二芯片668b進(jìn)行物理連接。第一芯片框架664a和第二芯片框架664b 與圖6A所示的第一芯片框架604a和第二芯片框架604b相似。與圖6A所示的第一芯片框 架604a相似，第一芯片框架664a包括第一芯片668a。第一芯片668a進(jìn)一步包括端子C 和C，。在端子C和C，之間存在由連接件628a、連接器610b、接合線620c、連接器610d、互 連件624e、連接器610a、接合線620d、連接器610c和連接件628b形成的電路或信號(hào)通道。 接合線620c和620d通常被設(shè)置在第一芯片668a的表面以上，其兩端分別被連接到連接器 610b和610d以及610a和610c。在一種配置中，接合線620c和620d中的每一個(gè)分別在連 接器610b和610d以及連接器610a和610c之間形成半環(huán)。第二芯片668b包括與第一芯片 668a相似的元件。同樣地，端子D和D’之間也存在電路或信號(hào)通道。端子C和C’以及端 子D和D，之間相應(yīng)的電路實(shí)際上構(gòu)成了感應(yīng)器布置，其對(duì)第一和第二芯片668a和668b進(jìn) 行感應(yīng)耦合或磁耦合。當(dāng)信號(hào)沿著一個(gè)電路通道傳輸時(shí)，相應(yīng)的信號(hào)在另一個(gè)電路通道中 被感應(yīng)地產(chǎn)生，反之亦然，從而允許第一芯片668a和第二芯片668b進(jìn)行通信?；诒疚奶?供的公開(kāi)和教導(dǎo)，應(yīng)該注意到，芯片中使用的接合線和互連件的數(shù)量可根據(jù)具體的設(shè)計(jì)和/ 或應(yīng)用而改變。圖6C示出了半導(dǎo)體封裝件680，其與圖6B所示的半導(dǎo)體封裝件相似，只不過(guò)第一 芯片框架684a和第二芯片框架684b的邊緣684a_l和684b_l分別位于第一芯片688a和第 二芯片688b的邊緣688a-l和688b_l以內(nèi)。半導(dǎo)體封裝件680的邊緣位置與圖5B所示的 半導(dǎo)體封裝件510的邊緣位置相似。通過(guò)使第一芯片框架684a和第二芯片框架684b的邊 緣684a-l和684b-l位于第一芯片688a和第二芯片688b的相應(yīng)的邊緣688a_l和688b_l 的后部，與圖6B所示的第一芯片668a和第二芯片668b相比，第一芯片688a和第二芯片 688b可彼此移得更近，從而允許接合線620c-f也更近。通過(guò)使接合線620c-f更近，更強(qiáng)的 感應(yīng)耦合或磁耦合可被實(shí)現(xiàn)。基于本文提供的公開(kāi)和教導(dǎo)，應(yīng)該理解到，第一芯片688a和 第二芯片688b之間的距離可根據(jù)具體的設(shè)計(jì)或應(yīng)用而改變。圖7示出了用于在被包含在半導(dǎo)體封裝件(例如半導(dǎo)體封裝件200和/或500) 中的第一芯片(例如第一芯片208a)與第二芯片(例如第二芯片208b)之間傳輸信號(hào)的 方法700。方法700包括在704，提供這樣的感應(yīng)器布置，其將第一芯片208a與第二芯片 208b感應(yīng)耦合，同時(shí)保持第一芯片208a的有源電路組件與第二芯片208b的有源電路組件 之間的電隔離，其中感應(yīng)器布置包括第一感應(yīng)器電路和第二感應(yīng)器電路。例如，如前所述， 接合線220a和220d以及互連件224b形成第一感應(yīng)器電路。接合線220b和220c以及互 連件224a形成第二感應(yīng)器電路。該方法進(jìn)一步包括在708，使第一信號(hào)從第一芯片208a (例如從端子A和A’ )傳輸通過(guò)第一感應(yīng)器電路，以使第二信號(hào)在第二感應(yīng)器電路中感應(yīng)生成。第二信號(hào)的生成 是基于第一感應(yīng)器電路與第二感應(yīng)器電路之間的變壓器作用。該方法進(jìn)一步包括在712，在第二芯片208b中接收第二信號(hào)(例如在第二芯片 208b的端子B和B’中)，其中第二信號(hào)表示(例如正比于)第一信號(hào)。因此，第一信號(hào)以 第二信號(hào)的形式(因?yàn)榈诙盘?hào)表示第一信號(hào))通過(guò)感應(yīng)器布置從第一芯片208a傳輸至 第二芯片208b。圖8示出了用于在被包含在半導(dǎo)體封裝件(例如半導(dǎo)體封裝件200和/或500) 中的第一芯片(例如第一芯片208a)與第二芯片(例如第二芯片208b)之間傳輸信號(hào) 的方法800。方法800包括在804，將第一接合線(例如接合線220a)附接在第一芯片 208a中的第一連接器(例如連接器210a)與第二芯片208b中的第二連接器(例如連接 器212a)之間，將第一互連件(例如互連件224b)附接在第二芯片208b中的第二連接器 212a和第三連接器(例如連接器212d)之間，以及將第二接合線(例如接合線220d)附 接在第三連接器212d和第一芯片208a中的第四連接器(例如連接器210d)之間。第二 連接器212a、第三連接器212d和第一互連件224b與第二芯片208b的有源電路組件電隔 罔。該方法進(jìn)一步包括在808，將第三接合線(例如接合線220b)附接在第二芯片 708b中的第五連接器(例如連接器212b)與第一芯片208a中的第六連接器(例如連接 器210b)之間，將第二互連件(例如互連件224a)附接在第一芯片208a中的第六連接器 210b與第七連接器(例如連接器210c)之間，以及將第四接合線(例如接合線220c)附 接在第七連接器210c與第二芯片208b中的第八連接器(例如連接器212c)之間。如前 所述，第六連接器210b、第七連接器210c和第二互連件224a與第一芯片208a的有源電路 組件電隔離。第三接合線220b、第二互連件224a和第四接合線220c形成第二感應(yīng)器電路。該方法進(jìn)一步包括在812，使第一信號(hào)從第一芯片208a傳輸通過(guò)第一感應(yīng)器電 路(例如從端子A和A’)。該方法進(jìn)一步包括在816，至少部分地基于第一信號(hào)通過(guò)第 一感應(yīng)器電路的傳輸在第二感應(yīng)器電路中感應(yīng)生成第二信號(hào)。第二信號(hào)是基于第一感應(yīng)器 電路與第二感應(yīng)器電路之間的變壓器作用生成的。該方法進(jìn)一步包括在820，在第二芯片 208b中接收第二信號(hào)(例如在第二芯片208b的端子B和B’中)，其中第二信號(hào)表示(例 如正比于)第一信號(hào)。因此，第一信號(hào)以第二信號(hào)的形式(因?yàn)榈诙盘?hào)表示第一信號(hào)) 通過(guò)第一感應(yīng)器電路和第二感應(yīng)器電路從第一芯片208a處傳輸至第二芯片208b。盡管本文已經(jīng)示出并描述了具體的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將了解到，多 種替代形式和/或等價(jià)的實(shí)現(xiàn)形式可替換示出的和描述的具體實(shí)施方式
，而不偏離本發(fā)明 的范圍。本發(fā)明涵蓋照字面或按等價(jià)原則完全落入隨附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有方法、裝 置和制品。該申請(qǐng)意欲涵蓋本文討論的實(shí)施方式的任何改編或變化。因此，表明和期望本 發(fā)明僅由權(quán)利要求及其等價(jià)形式限制。
1權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體封裝件，包括第一芯片；第二芯片；以及感應(yīng)器布置，其被配置為將所述第一芯片與所述第二芯片進(jìn)行感應(yīng)耦合，同時(shí)保持所述第一芯片的有源電路組件與所述第二芯片的有源電路組件之間的電隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中所述感應(yīng)器布置被配置為在所述第一芯 片與所述第二芯片之間感應(yīng)地傳輸信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中所述感應(yīng)器布置包括第一感應(yīng)器電路， 所述第一感應(yīng)器電路包括第一接合線，其電耦合在所述第一芯片的第一連接器與所述第二芯片的第二連接器之間；第一互連件，其電耦合在所述第二芯片的所述第二連接器與所述第二芯片的第三連接 器之間；以及第二接合線，其電耦合在所述第二芯片的所述第三連接器與所述第一芯片的第四連接 器之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體封裝件，其中所述第二連接器、所述第三連接器和所 述第一互連件與所述第二芯片的有源電路組件電隔離。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體封裝件，還包括絕緣層，其形成于所述第一互連件與所述第二芯片的所述有源電路組件之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體封裝件，其中所述感應(yīng)器布置進(jìn)一步包括第二感應(yīng)器 電路，所述第二感應(yīng)器電路包括第三接合線，其電耦合在所述第二芯片的第五連接器與所述第一芯片的第六連接器之間；第二互連件，其電耦合在所述第一芯片的所述第六連接器與所述第一芯片的第七連接 器之間，其中所述第六連接器、所述第七連接器和所述第二互連件與所述第一芯片的有源 電路組件電隔離；以及第四接合線，其電耦合在所述第一芯片的所述第七連接器與所述第二芯片的第八連接 器之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體封裝件，其中所述第一芯片被配置為通過(guò)所述第一感應(yīng)器電路傳輸?shù)谝恍盘?hào)以使第二信號(hào)在所述 第二感應(yīng)器電路中被感應(yīng)生成；所述第二信號(hào)正比于所述第一信號(hào)；以及 所述第二芯片被配置為接收所述第二信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體封裝件，其中所述第二芯片被配置為通過(guò)所述第二感應(yīng)器電路傳輸?shù)谌盘?hào)以使第四信號(hào)在所述 第一感應(yīng)器電路中被感應(yīng)生成；所述第四信號(hào)正比于所述第三信號(hào)；以及 所述第一芯片被配置為接收所述第四信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體封裝件，其中所述第一信號(hào)在第一多個(gè)時(shí)隙期間被傳輸； 所述第三信號(hào)在第二多個(gè)時(shí)隙期間被傳輸；以及 所述第一多個(gè)時(shí)隙和所述第二多個(gè)時(shí)隙是交錯(cuò)的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體封裝件，其中 所述第一信號(hào)和所述第三信號(hào)實(shí)質(zhì)上被同時(shí)傳輸；以及 所述第一信號(hào)的第一頻率不同于所述第三信號(hào)的第二頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體封裝件，其中所述第一信號(hào)的電壓水平不同于所述 第二信號(hào)的電壓水平。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，其中所述第一芯片和所述第二芯片工作在 不同的電壓水平。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，還包括 芯片框架；其中所述第一芯片通過(guò)使用導(dǎo)電膠被連接到所述芯片框架以使所述第一芯片被電耦 合到所述芯片框架；以及其中所述第二芯片通過(guò)電隔離層被連接到所述芯片框架以使所述第二芯片與所述芯 片框架電隔離。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝件，還包括第一芯片框架，其中所述第一芯片被附接到所述第一芯片框架；以及 第二芯片框架，其中所述第二芯片被附接到所述第二芯片框架。
15.一種在包括在半導(dǎo)體封裝件中的第一芯片和第二芯片間傳輸信號(hào)的方法，所述方 法包括提供感應(yīng)器布置，該感應(yīng)器布置將所述第一芯片與所述第二芯片進(jìn)行感應(yīng)耦合，同時(shí) 保持所述第一芯片的有源電路組件與所述第二芯片的有源電路組件之間的電隔離，其中， 所述感應(yīng)器布置包括第一感應(yīng)器電路和第二感應(yīng)器電路；從所述第一芯片通過(guò)所述第一感應(yīng)器電路傳輸?shù)谝恍盘?hào)以使第二信號(hào)在所述第二感 應(yīng)器電路中被感應(yīng)生成；在所述第二芯片中接受所述第二信號(hào)，其中，所述第二信號(hào)表示所述第一信號(hào)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括從所述第二芯片通過(guò)所述第二感應(yīng)器電路傳輸?shù)谌盘?hào)以使第四信號(hào)在所述第一感 應(yīng)器電路中被感應(yīng)生成；以及在所述第一芯片中接收所述第四信號(hào)，其中，所述第四信號(hào)表示所述第三信號(hào)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中 所述第一信號(hào)在第一多個(gè)時(shí)隙期間被傳輸； 所述第三信號(hào)在第二多個(gè)時(shí)隙期間被傳輸；以及 所述第一多個(gè)時(shí)隙和所述第二多個(gè)時(shí)隙是交錯(cuò)的。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第一信號(hào)和所述第三信號(hào)實(shí)質(zhì)上被同時(shí)傳 輸；以及所述第一信號(hào)的第一頻率不同于所述第三信號(hào)的第二頻率。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述第一信號(hào)是高頻信號(hào)。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述第一芯片和所述第二芯片被附接到芯片框 架，以使所述第一芯片和所述第二芯片不通過(guò)所述芯片框架電耦合。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，其中 所述第一芯片被附接到所述第一芯片框架；以及 所述第二芯片被附接到所述第二芯片框架。
全文摘要
本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體封裝件中芯片與芯片的電隔離。本公開(kāi)的實(shí)施方式中的一些實(shí)施方式提供了一種半導(dǎo)體封裝件，其包括第一芯片、第二芯片和感應(yīng)器布置，所述感應(yīng)器布置被配置為將第一芯片與第二芯片進(jìn)行感應(yīng)耦合并同時(shí)保持第一芯片的有源電路組件與第二芯片的有源電路組件之間的電隔離。對(duì)其它實(shí)施方式也進(jìn)行了描述和權(quán)利上的要求。
文檔編號(hào)H01L23/66GK101944526SQ20101022471
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月6日
發(fā)明者塞哈特·蘇塔迪嘉 申請(qǐng)人:馬維爾國(guó)際貿(mào)易有限公司