[发明专利]使用可压缩结构维持多芯片模块中的对准

说明书

MCM包括面对的芯片的二维阵列，包括使用交叠连接器相互进行通信的岛芯片(120‑1，120‑2)和桥芯片(122)。为了维持这些连接器的相对垂直间隔，可压缩结构(124)位于衬底(110)中的腔体(114)中，腔体容纳了桥芯片，对桥芯片的背表面提供挤压力。这些可压缩结构包括带有形状和体积压缩的顺应性材料。如此，MCM可以确保岛芯片和桥芯片的面对的表面以及这些表面上的连接器大致是共平面的，而不使桥芯片弯曲。

技术领域

本公开总体上涉及容纳半导体芯片的多芯片模块(MCM)。更特别地，本公开涉及包括可压缩结构的MCM，可压缩结构维持MCM中的组件之间的对准。

背景技术

随着集成电路(IC)技术持续缩小到更小的临界尺寸，现有的互连技术越来越难以提供合适的通信特性，诸如：高带宽、低功率、可靠性和低成本。工程师和研究人员正在研究多芯片模块(MCM)中的芯片堆叠以解决这些问题，并且实现未来的高密度、高性能的系统。

然而，由于MCM包括多个芯片，因此解决所谓的“已知好管芯”问题是重要的。具体而言，通过确保只有好的半导体管芯或芯片包括在MCM中可以改善制造产量(并且可以降低成本)。这可以通过增加管芯级的测试量来实现。由于成本和测试时间限制，此额外测试通常需要在晶片级以IC的速度执行，这在技术上具有挑战性。可另选地，如果MCM以可重新匹配的方式组装，以便在组装和最后测试过程中或者甚至在现场坏芯片可以用好芯片替换掉，则可以提高制造产量。

此外，常常难以定位和维持MCM中可重新匹配组件的对准。这是一个问题，因为允许组件可重新匹配的自由度常常导致组件之间的未对准，这会降低MCM中的组件之间的通信。

因此，需要一种不会存在上述问题的MCM。

发明内容

本公开的一实施例提供一种多芯片模块(MCM)，其包括：衬底、岛芯片、桥芯片和可压缩结构。衬底具有第一表面和在第一表面中的由边缘定义的腔体，其中腔体的底部从第一表面垂向偏移。此外，岛芯片具有机械耦合到所述第一表面的第二表面，桥芯片具有面对所述第二表面的第三表面，其中桥芯片位于腔体中，并且机械耦合到岛芯片。此外，可压缩结构位于腔体底部与桥芯片的第四表面之间，第四表面在桥芯片的第三表面的相反侧。此可压缩结构包括形状和体积压缩的顺应性材料，可压缩结构在桥芯片上提供力，以便在不使桥芯片弯曲的情况下，第二表面和第三表面大致是共平面的。

注意，桥芯片可通过近程通信连接器电耦接到岛芯片。例如，近程通信连接器可包括：电容性近程通信连接器、电感性近程通信连接器、导电近程通信连接器和/或光学近程通信连接器。在某些实施例中，近程通信连接器包括微弹簧连接器。

另外，岛芯片可通过焊料电耦接到第一表面。

在某些实施例中，桥芯片通过第二表面和第三表面上成对的负特征以及与对应的负特征对匹配的正特征机械地耦接到岛芯片。例如，负特征可包括凹坑，正特征可包括球状体。另选地或附加地，负特征对可以在桥芯片和岛芯片的拐角附近。

此外，可压缩结构可包括：圆柱形特征、椭圆形凸块和/或小囊形特征。更一般而言，可压缩结构可以不同于弹簧。在某些实施例中，顺应性材料包括弹性体。

另一实施例提供包括MCM的系统。此系统可包括处理器和存储器。

另一实施例提供包括MCM的电子设备。

另一实施例提供一种用于维持MCM中的岛芯片和桥芯片的对准的方法。在此方法中，可压缩结构位于MCM中的衬底的第一表面中由边缘定义的腔体中，其中可压缩结构包括形状和体积压缩的顺应性材料，其中腔体的底部从第一表面垂向偏移。然后，具有第三表面和与第三表面相对的第四表面的桥芯片定位在腔体中在可压缩结构上面，其中第四表面机械耦合到可压缩结构。此外，具有第二表面的岛芯片机械耦合到第一表面和第三表面，其中可压缩结构提供对桥芯片的力，以便在不使桥芯片弯曲的情况下，第二表面和第三表面大致是共平面的。