[发明专利]偏差补偿的多晶片封装

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年7月12日申请的美国临时申请61/506,889以及2011年11月29日申请的美国申请13/306,068的权益，其公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及微电子封装或组件以及制造这种组件的方法，以及用于这种组件的部件。

背景技术

半导体芯片通常设为单独的预封装单元。标准芯片具有带有大的前面的扁平矩形体，该前面具有连接到芯片的内部电路的触点。每个单独的芯片典型地安装在封装中，封装再安装在电路板例如印刷电路板上，封装将芯片的触点连接到电路板的导体。在很多常规的设计中，芯片封装在电路板中占用的面积比芯片本身的面积大很多。如参考具有前面的扁平芯片的本公开中所使用的，“芯片的面积”应被理解为指的是所述前面的面积。在“倒装芯片”设计中，芯片的前面面对封装衬底的面，即，通过焊球或其他连接元件将芯片载体与芯片上的触点直接键合到芯片载体的触点。通过覆盖芯片的前面的端子又可以将芯片载体键合到电路板。“倒装芯片”设计提供相对紧凑的布置；每个芯片占用的电路板的面积等于或稍大于芯片的前面的面积，例如在共同转让的美国专利5,148,265、5,148,266和5,679,977中的某些实施例中所公开的，其公开内容通过引用并入本文。

某些创新的安装技术提供的紧密度接近或等于常规倒装芯片键合的紧密度。可以在等于或稍大于芯片本身的面积的、电路板的面积中容置单个芯片的封装通常被称为“芯片级封装”。

在任何的芯片的物理布置中，尺寸都是重要的考虑因素。随着便携式电子装置的快速发展，对于更紧凑的芯片的物理布置的需求越发强烈。仅仅举例来说，通常被称为“智能手机”的装置将手机的功能集成到强大的数据处理器、存储器以及辅助装置(例如全球定位系统接收器、电子照相机以及具有高分辨率显示器和相关联的图像处理芯片的局域网络连接件)中。在袖珍型装置中，这些装置可提供例如完整的互联网连接以及包括全分辨率视频、导航、电子银行等的娱乐的功能。复杂的便携式装置要求将众多芯片封装到小的空间中。而且，一些芯片具有很多通常被称为“I/O’s”的输入和输出连接件。这些I/O’s必须与其他芯片的I/O’s互连。这种互连应当短，且应当具有低阻抗，以减少信号传播延迟。形成这种互连的部件不应当大大增加组件的尺寸。其他应用(例如，数据服务器(例如用于互联网搜索引擎的数据服务器))中也有类似需要。例如，在复杂的芯片间提供多个短且阻抗低的互连的结构可以增加搜索引擎的带宽并减少其能耗。

包含多个芯片的封装和组件对于封装包含存储器存储阵列的芯片，尤其是对于封装动态随机存取存储器芯片(DRAM)和闪存芯片来说是常见的。每个封装具有多个用于在端子(即，封装的外接点)和封装中的芯片之间承载信号、电源电压以及地电位的电连接件。该电连接件可以包括不同种类的导体，例如在相对于芯片的触点支承表面的水平方向延伸的水平导体(例如，迹线、梁式引线等)，在相对于芯片的表面的垂直方向延伸的垂直导体(例如，孔)，以及在相对于芯片的表面的水平和垂直方向延伸的线键合。

将封装中的信号传输到多芯片封装中的芯片提出了特别的挑战，尤其是为封装中两个或更多个芯片所共用的信号(例如，时钟信号以及存储器芯片的地址信号和选通信号)。这种多芯片封装中，封装的端子和芯片之间的连接路径的长度可以改变。不同的路径长度可以导致信号在端子和每个芯片之间的传输花费更长或更短的时间。

信号从一点到另一点的传输时间称为“传播延迟”，且是导体长度、导体结构(即，宽度)以及与其紧邻的其他介电结构或导电结构的函数。

特定信号到达不同位置的时间差被称为“偏差”。两个不同信号到达特定位置的时间差也被称为“偏差”。特定信号到达两个或多个位置的时间上的偏差是由于传播延迟以及特定信号开始向位置传输的时间所导致的。偏差可以或可以不影响电路性能。当同步的信号组中的所有信号一起偏差时，偏差通常对性能的影响较小，这种情况下，操作所需的所有信号在需要时一起到达。但是，当操作所需的同步信号组的不同信号在不同时间到达时，情况就不是这样了。这种情况下，偏差影响性能，因为除非所需的所有信号都到达，否则不能执行操作。