用于兩個(gè)或更多個(gè)裸片的多裸片倒裝堆疊的制作方法
【專利說明】用于兩個(gè)或更多個(gè)裸片的多裸片倒裝堆疊
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是2013年I月15日提交的申請?zhí)枮?3/741，890的美國專利申請的繼續(xù)申請，申請?zhí)枮?3/741,890的美國專利申請是2012年8月2日提交的申請?zhí)枮?3/565,613的美國專利申請的繼續(xù)申請，申請?zhí)枮?3/565，613的美國專利申請是2011年11月29日提交的申請?zhí)枮?3/306，300的美國專利申請的部分繼續(xù)申請，申請?zhí)枮?3/306，300的美國專利申請要求2011年4月21日提交的申請?zhí)枮?1/477，877的美國臨時(shí)專利申請的申請日的權(quán)益，上述專利申請的公開內(nèi)容特此通過引用并入本文。以下共同擁有的申請?zhí)卮送ㄟ^引用并入本文:2011年4月21日提交的申請?zhí)枮?1/477，820,61/477, 883和61/477，967的美國臨時(shí)專利申請。
[0003]發(fā)明背景
[0004]本發(fā)明涉及包括倒裝定向的堆疊半導(dǎo)體芯片的微電子組件以及其制造方法。
[0005]半導(dǎo)體芯片通常設(shè)置在封裝中，該封裝便于在制造期間以及將芯片安裝到外部襯底(例如電路板或其他電路面板)期間處理芯片。例如，許多半導(dǎo)體芯片設(shè)置在適于表面安裝的封裝中。已經(jīng)提出了大量這種一般類型的封裝用于各種應(yīng)用。最常見的是，這種封裝包括襯底，一般稱為“芯片載體”，端子形成為在介質(zhì)上的電鍍或刻蝕的金屬結(jié)構(gòu)。這些端子典型地通過特征(例如沿芯片載體自身延伸的細(xì)跡線)以及通過在芯片的觸點(diǎn)和端子或跡線之間延伸的精細(xì)的引線或者線連接至芯片自身的觸點(diǎn)。在表面安裝操作中，將封裝放置在電路板上，以便封裝上的每個(gè)端子與電路板上的相應(yīng)的觸點(diǎn)焊盤對齊。在端子和觸點(diǎn)焊盤之間設(shè)置焊料或者其他鍵合材料。通過加熱組件以熔融或“回流”焊料或者以其他方式活化鍵合材料可以將封裝永久地鍵合在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br>[0006]許多封裝包括附接至封裝的端子的焊錫球(典型地直徑為約0.1mm和約0.8mm(5和30密耳))形式的焊料塊。具有從其底表面突出的焊錫球陣列的封裝一般稱為球柵陣列或“BGA”封裝。稱為平面柵陣列或“LGA”封裝的其他封裝通過由焊料形成的薄層或焊區(qū)緊固至襯底。這種類型的封裝可以相當(dāng)緊湊。一般稱為“芯片級封裝”的某些封裝占用的電路板的面積等于或僅僅略大于置入封裝內(nèi)的器件的面積。這是有利的，因?yàn)槠錅p小了組件的整體尺寸且允許使用襯底上的各種器件之間的短互連，這又限制了器件之間的信號傳播時(shí)間，由此便于組件的高速操作。
[0007]還需要生產(chǎn)顯示出與電路面板的平面垂直的總高度或尺寸小的芯片封裝。該薄微電子封裝允許將具有安裝在其中的封裝的電路面板放置為很靠近鄰近結(jié)構(gòu)，由此產(chǎn)生包含電路面板的產(chǎn)品的總尺寸。已經(jīng)提出了用于在單個(gè)封裝或模塊中設(shè)置多個(gè)芯片的各種建議。在常規(guī)的“多芯片模塊”中，芯片并排安裝在單個(gè)封裝襯底上，該襯底又可以安裝至電路面板。該方法僅僅提供了電路面板的被芯片占用的總面積的有限減小。該總面積仍大于模塊中的各個(gè)芯片的總表面積。
[0008]也已經(jīng)提出將多個(gè)芯片封裝在“堆疊”布置(即，其中多個(gè)芯片放置為一個(gè)在另一個(gè)之上的布置)中。在堆疊布置中，多個(gè)芯片可以安裝在比芯片的總面積小的電路面板的區(qū)域中。例如，在上述美國專利N0.5，679，977,N0.5，148，265和美國專利N0.5，347，159的一些實(shí)施例中，公開了一些堆疊芯片布置，上述美國專利的公開內(nèi)容通過引用并入本文。美國專利N0.4，941，033公開了一種布置，其中芯片堆疊為一個(gè)在另一個(gè)之上且通過與芯片相關(guān)聯(lián)的所謂的“布線薄膜”上的導(dǎo)體彼此互連，該美國專利也通過引用并入本文。
[0009]盡管在本領(lǐng)域中進(jìn)行了這些努力，但是在用于具有基本上位于芯片中心區(qū)域內(nèi)的觸點(diǎn)的芯片的多芯片封裝的情況下，需要進(jìn)一步的改進(jìn)。一些半導(dǎo)體芯片(例如一些存儲芯片)一般制造為觸點(diǎn)在基本上沿芯片的中心軸線定位的一行或兩行上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種微電子組件可以包括:襯底，所述襯底具有:相對的第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面中的每一個(gè)在橫交的第一方向和第二方向上延伸；周邊邊緣，所述周邊邊緣在所述第二方向上在所述第一表面與所述第二表面之間延伸；第一開口和第二開口，所述第一開口和所述第二開口在所述第一表面與所述第二表面之間延伸；和所述第二表面的周邊區(qū)域，所述第二表面的所述周邊區(qū)域在所述周邊邊緣與所述第一開口和所述第二開口中的一個(gè)開口之間延伸。所述第一開口和所述第二開口中的每一個(gè)可以具有在所述第一方向上延伸的細(xì)長的第一尺寸和比所述第一尺寸短的在所述第二方向上的第二尺寸。
[0011]所述微電子組件還可以包括第一微電子元件，所述第一微電子元件具有面向所述第一表面的前表面、在所述前表面處且與所述第一開口對齊的鍵合焊盤、與所述前表面相對的后表面、和在所述前表面與所述后表面之間延伸的邊緣。所述微電子組件還可以包括第二微電子元件，所述第二微電子元件具有面向所述第一微電子元件的所述后表面且突出超過所述第一微電子元件的所述邊緣的前表面、和在所述第二微電子元件的所述前表面處且與所述第二開口對齊的鍵合焊盤。
[0012]所述微電子組件還可以包括多個(gè)端子，所述多個(gè)端子暴露在所述第二表面處且與所述第一微電子元件和所述第二微電子元件的所述鍵合焊盤電連接。所述多個(gè)端子可以用于將所述微電子組件連接至所述微電子組件外部的至少一個(gè)部件。所述多個(gè)端子中的至少一個(gè)端子可以至少部分地設(shè)置在所述周邊區(qū)域內(nèi)，使得在所述第一方向上延伸且穿過所述至少一個(gè)端子的直線穿過所述第一開口和所述第二開口中的至少一個(gè)開口或者經(jīng)過所述第一開口和所述第二開口中的至少一個(gè)開口上方。
[0013]在一個(gè)示例中，所述周邊邊緣可以為第一周邊邊緣，所述周邊區(qū)域可以為第一周邊區(qū)域，且所述多個(gè)端子中的所述至少一個(gè)端子可以為第一端子。所述襯底可以具有與所述第一周邊邊緣相對且在所述第二方向上在所述第一表面與所述第二表面之間延伸的第二周邊邊緣。所述襯底可以具有在所述第二周邊邊緣與所述第一開口和所述第二開口中的所述一個(gè)開口之間延伸的所述第二表面的第二周邊區(qū)域。所述多個(gè)端子中的至少一個(gè)端子可以為第二端子，所述第二端子至少部分地設(shè)置在所述第二周邊區(qū)域內(nèi)，使得在所述第一方向上延伸且穿過所述第二端子的直線穿過所述第一開口和所述第二開口中的至少一個(gè)開口或者經(jīng)過所述第一開口和所述第二開口中的至少一個(gè)開口上方。
[0014]在特定的實(shí)施例中，所述周邊區(qū)域可以為第一周邊區(qū)域，所述第一開口和所述第二開口中的所述一個(gè)開口可以為所述第一開口，且所述多個(gè)端子中的所述至少一個(gè)端子可以為第一端子。所述襯底可以具有在所述周邊邊緣與所述第二開口之間延伸的所述第二表面的第二周邊區(qū)域。所述多個(gè)端子中的至少一個(gè)端子可以為第二端子，所述第二端子至少部分地設(shè)置在所述第二周邊區(qū)域內(nèi)，使得在所述第一方向上延伸且穿過所述第二端子的直線穿過所述第二開口或者經(jīng)過所述第二開口上方。
[0015]在示例性的實(shí)施例中，所述周邊邊緣可以為第一周邊邊緣，所述襯底可以具有與所述第一周邊邊緣相對且在所述第二方向上在所述第一表面與所述第二表面之間延伸的第二周邊邊緣，且所述襯底可以具有在所述第二周邊邊緣與相應(yīng)的所述第一開口和所述第二開口之間延伸的所述第二表面的第三周邊區(qū)域和第四周邊區(qū)域。所述多個(gè)端子中的至少一個(gè)端子可以為第三端子，所述第三端子至少部分地設(shè)置在所述第三周邊區(qū)域內(nèi)，使得在所述第一方向上延伸且穿過所述第三端子的直線穿過所述第一開口或者經(jīng)過所述第一開口上方。所述多個(gè)端子中的至少一個(gè)端子可以為第四端子，所述第四端子至少部分地設(shè)置在所述第四周邊區(qū)域內(nèi)，使得在所述第一方向上延伸且穿過所述第四端子的直線穿過所述第二開口或者經(jīng)過所述第二開口上方。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一微電子元件和所述第二微電子元件的所述鍵合焊盤可以電連接至所述襯底的導(dǎo)電元件。在特定的示例中，所述第一微電子元件的所述鍵合焊盤可以通過具有與所述第一開口對齊的部分的第一引線電連接至所述導(dǎo)電元件，且所述第二微電子元件的所述鍵合焊盤可以通過具有與所述第二開口對齊的部分的第二引線電連接至所述導(dǎo)電元件。在一個(gè)示例中，以下情況中的至少一種:所述第一引線可以不延伸穿過所述第一開口，或者所述第二引線可以不延伸穿過所述第二開口。在特定的實(shí)施例中，所述第一微電子元件的所述鍵合焊盤可以通過延伸穿過所述第一開口的第一焊線電連接至所述導(dǎo)電元件，且所述第二微電子元件的所述鍵合焊盤可以通過延伸穿過所述第二開口的第二焊線電連接至所述導(dǎo)電元件。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一焊線可以僅僅延伸穿過所述第一開口，且所述第二焊線可以僅僅延伸穿過所述第二開口。
[0017]在特定的示例中，所述第一微電子元件的所述邊緣可以為第一邊緣，且所述第一微電子元件可以具有與所述第一邊緣相對的第二邊緣。所述第二微電子元件可以具有相對的第一邊緣和第二邊緣。每個(gè)微電子元件可以具有至少一行鍵合焊盤，所述至少一行鍵合焊盤具有五個(gè)或更多個(gè)所述鍵合焊盤，所述至少一行鍵合焊盤在所述每個(gè)微電子組件的所述前表面的中心區(qū)域內(nèi)在所述第一方向上延伸。每個(gè)中心區(qū)域可以延伸對應(yīng)的所述第一邊緣與所述第二邊緣之間的距離的中間三分之一。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)微電子元件可以配備有數(shù)量比提供任何其他功能的有源器件多的用于提供存儲器陣列功能的有源器件。在示例性的實(shí)施例中，所述第一微電子元件可以具有在所述第一微電子元件的所述前表面與所述后表面之間延伸的所述邊緣與相對的邊緣之間的寬度，且所述第二微電子元件可以具有在所述第二微電子元件的所述前表面與所述后表面之間延伸的相對的邊緣之間的寬度。所述第一微電子元件的所述寬度可以大于所述第一開口的所述第二尺寸，且所述第二微電子元件的所述寬度可以大于所述第二開口的所述第二尺寸。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一開口和所述第二開口中的一個(gè)可以延伸至比所述第一開口和所述第二開口中的另一個(gè)更接近所述周邊邊緣的位置。在特定的示例中，所述襯底可以具有在所述第一表面與所述第二表面之間延伸的第三開口和第四開口，所述第三開口和所述第四開口中的每一個(gè)具有在所述第二方向上延伸的細(xì)長的第一尺寸和比所述第一尺寸短的在所述第一方向上的第二尺寸。所述微電子組件還可以包括第三微電子元件和第四微電子元件，所述第三微電子元件和所述第四微電子元件中的每個(gè)微電子元件具有面向所述襯底的所述第一表面的前表面，所述第三微電子元件和所述第四微電子元件中的每個(gè)微電子元件具有在所述每個(gè)微電子元件的前表面處且與相應(yīng)的所述第三開口或所述第四開口對齊的鍵合焊盤。所述第三微電子元件和所述第四微電子元件的所述鍵合焊盤可以電連接至所述襯底的導(dǎo)電元件。在一個(gè)示例中，所述襯底還可以包括在所述周邊區(qū)域內(nèi)在所述第一表面與所述第二表面之間延伸的孔。所述孔可以用于允許密封劑或底部填充材料流動穿過所述孔。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種微電子組件可以包括:襯底，所述襯底具有:相對的第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面中的每一個(gè)在橫交的第一方向和第二方向上延伸；周邊邊緣，所述周邊邊緣在所述第二方向上在所述第一表面與所述第二表面之間延伸；第一開口和第二開口，所述第一開口和所述第二開口在所述第一表面與所述第二表面之間延伸，所述第一開口位于所述第二開口與所述周邊邊緣之間；和所述第二表面的周邊區(qū)域，所述第二表面的所述周邊區(qū)域在所述周邊邊緣與所述第一開口之間延伸。所述第一開口可以具有在所述第一方向上延伸的細(xì)長的第一尺寸和比所述第一尺寸短的在所述第二方向上的第二尺寸。所述第二開口可以具有在所述第二方向上延伸的細(xì)長的第一尺寸和比所述第一尺寸短的在所述第一方向上的第二尺寸。
[0020]所述微電子組件還可以包括第一微電子元件，所述第一微電子元件具有面向所述第一表面的前表面、在所述前表面處且與所述第一開口對齊的鍵合焊盤、與所述前表面相對的后表面、和在所述前表面與所述后表面之間延伸的邊緣。所述微電子組件還可以包括第二微電子元件，所述第二微電子元件具有面向所述第一微電子元件的所述后表面且突出超過所述第一微電子元件的所述邊緣的前表面、和在所述第二微電子元件的所述前表面處且與所述第二開口對齊的鍵合焊盤。
[0021]所述微電子組件還可以包括多個(gè)端子，所述多個(gè)端子暴露在所述第二表面處且與所述第一微電子元件和所述第二微電子元件的所述鍵合焊盤電連接。所述多個(gè)端子可以用于將所述微電子組件連接至所述微電子組件外部的至少一個(gè)部件。所述多個(gè)端子中的至少一個(gè)端子可以至少部分地設(shè)置在所述周邊區(qū)域內(nèi)，使得在所述第一方向上延伸且穿過所述至少一個(gè)端子的直線穿過所述第一開口或者經(jīng)過所述第一開口上方。
[0022]在一個(gè)示例中，所述周邊邊緣可以為第一周邊邊緣，所述周邊區(qū)域可以為第一周邊區(qū)域，且所述多個(gè)端子中的所述至少一個(gè)端子可以為第一端子。所述襯底可以具有在所述第一方向上在所述第一表面與所述第二表面之間延伸的第二周邊邊緣，且所述襯底可以具有在所述第二周邊邊緣與所述第二開口之間延伸的所述第二表面的第二周邊區(qū)域。所述多個(gè)端子中的至少一個(gè)端子可以為第二端子，所述第二端子至少部分地設(shè)置在所述第二周邊區(qū)域內(nèi)，使得在所述第二方向上延伸且穿過所述第二端子的直線穿過所述第二開口或者經(jīng)過所述第二開口上方。
[0023]在特定的實(shí)施例中，所述襯底可以具有與所述第二周邊邊緣相對且在所述第一方向上在所述第一表面與所述第二表面之間延伸的第三周邊邊緣，且所述襯底可以具有在所述第三周邊邊緣與所述第二開口之間延伸的所述第二表面的第三周邊區(qū)域。所述多個(gè)端子中的至少一個(gè)端子可以為第三端子，所述第三端子至少部分地設(shè)置在所述第三周邊區(qū)域內(nèi)，使得在所述第二方向上延伸且穿過所述第三端子的直線穿過所述第二開口或者經(jīng)過所述第二開口上方。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的再另一個(gè)方面，一種微電子組件可以包括:襯底，所述襯底具有:相對的第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面中的每一個(gè)在橫交的第一方向和第二方向上延伸；周邊邊緣，所述周邊邊緣在所述第一方向上在所述第一表面與所述第二表面之間延伸；第一開口，所述第一開口在所述第一表面與所述第二表面之間延伸且具有在所述第一方向上延伸的細(xì)長的第一尺寸和比所述第一尺寸短的在所述第二方向上的第二尺寸；第二開口，所述第二開口在所述第一表面與所述第二表面之間延伸且具有在所述第二方向上延伸的細(xì)長的第一尺寸和比所述第一尺寸短的在所述第一方向上的第二尺寸；和所述第二表面的周邊區(qū)域，所述第二表面的所述周邊區(qū)域在所述周邊邊緣與所述第二開口之間延伸。
[0025]所述微電子組件還可以包括第一微電子元件，所述第一微電子元件具有面向所述第一表面的前表面、在所述前表面處且與所述第一開口對齊的鍵合焊盤、與所述前表面相對的后表面、和在所述前表面與所述后表面之間延伸的邊緣。所述微電子組件還可以包括第二微電子元件，所述第二微電子元件具有面向所述第一微電子元件的所述后表面且突出超過所述第一微電子元件的所述邊緣的前表面、和在所述第二微電子元件的所述前表面處且與所述第二開口對齊的鍵合焊盤。
[0026]所述微電子組件還可以包括多個(gè)端子，所述多個(gè)端子暴露在所述第二表面處且與所述第一微電子元件和所述第二微電子元件的所述鍵合焊盤電連接。所述多個(gè)端子可以用于將所述微電子組件連接至所述微電子組件外部的至少一個(gè)部件。所述多個(gè)端子中的至少一個(gè)端子可以至少部分地設(shè)置在所述周邊區(qū)域內(nèi)，使得在所述第二方向上延伸且穿過所述至少一個(gè)端子的直線穿過所述第二開口或者經(jīng)過所述第二開口上方。
[0027]在一個(gè)示例中，所述周邊邊緣可以為第一周邊邊緣，所述周邊區(qū)域可以為第一周邊區(qū)域，且所述多個(gè)端子中的所述至少一個(gè)端子可以為第一端子。所述襯底可以具有與所述第一周邊區(qū)域相對且在所述第一方向上在所述第一表面與所述第二表面之間延伸的第二周邊邊緣，且所述襯底可以具有在所述第二周邊邊緣與所述第二開口之間延伸的所述第二表面的第二周邊區(qū)域。所述多個(gè)端子中的至少一個(gè)端子可以為第二端子，所述第二端子至少部分地設(shè)置在所述第二周邊區(qū)域內(nèi)，使得在所述第二方向上延伸且穿過所述第二端子的直線穿過所述第二開口或者經(jīng)過所述第二開口上方。
[0028]在特定的實(shí)施例中，所述周邊區(qū)域可以為第一周邊區(qū)域，所述多個(gè)端子中的所述至少一個(gè)端子可以為第一端子，所述第一微電子元件的所述邊緣可以為第一邊緣，且所述襯底可以具有第三開口，所述第三開口在所述第一表面與所述第二表面之間延伸且具有在所述第二方向上延伸的細(xì)長的第一尺寸和比所述第一尺寸短的在所述第一方向上的第二尺寸。所述襯底可以具有在所述周邊邊緣與所述第三開口之間延伸的所述第二表面的第二周邊區(qū)域。所述多個(gè)端子中的至少一個(gè)端子可以為第二端子，所述第二端子至少部分地設(shè)置在所述第二周邊區(qū)域內(nèi)，使得在所述第二方向上延伸且穿過所述第二端子的直線穿過所述第三開口或者經(jīng)過所述第三開口上方。所述微電子組件還可以包括第三微電子元件，所述第三微電子元件具有面向所述第一微電子元件的所述后表面且突出超過與所述第一微電子元件的所述第一邊緣相對的所述第一微電子元件的第二邊緣的前表面、和在所述第三微電子元件的所述前表面處且與所述第三開口對齊的鍵合焊盤。
[0029]在示例性的實(shí)施例中，所述第二微電子元件和所述第三微電子元件的前表面可以定位在單個(gè)平面上。在一個(gè)實(shí)施例中，所述周邊邊緣可以為第一周邊邊緣，所述襯底可以具有與所述第一周邊邊緣相對且在所述第一方向上在所述第一表面與所述第二表面之間延伸的第二周邊邊緣，且所述襯底可以具有在所述第二周邊邊緣與相應(yīng)的所述第二開口和所述第三開口之間延伸的所述第二表面的第三周邊區(qū)域和第四周邊區(qū)域。所述多個(gè)端子中的至少一個(gè)端子可以為第三端子，所述第三端子至少部分地設(shè)置在所述第三周邊區(qū)域內(nèi)，使得在所述第二方向上延伸且穿過所述第三端子的直線穿過所述第一開口或者經(jīng)過所述第一開口上方。所述多個(gè)端子中的至少一個(gè)端子可以為第四端子，所述第四端子至少部分地設(shè)置在所述第四周邊區(qū)域內(nèi)，使得在所述第二方向上延伸且穿過所述第四端子的直線穿過所述第二開口或者經(jīng)過所述第二開口上方。
[0030]在特定的示例中，所述襯底可以具有第四開口，所述第四開口在所述第一表面與所述第二表面之間延伸且具有在所述第一方向上延伸的細(xì)長的第一尺寸和比所述第一尺寸短的在所述第二方向上的第二尺寸。所述微電子組件還可以包括第四微電子元件，所述第四微電子元件具有在所述第四微電子元件的前表面處且與所述第四開口對齊的鍵合焊盤。在一個(gè)示例中，所述第二微電子元件、所述第三微電子元件和所述第四微電子元件中的每個(gè)微電子元件可以具有相對的第一邊緣和第二邊緣。每個(gè)微電子元件可以具有至少一行鍵合焊盤，所述至少一行鍵合焊盤具有五個(gè)或更多