CN116075113A - 堆叠ssd半导体设备 - Google Patents

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R·舒克拉
C·U·谭
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Abstract

一种也被称为固态驱动器的半导体存储器设备，该半导体存储器设备包括热传导部件，诸如用于从半导体封装件中吸走热量的传导涂层。该涂层也可以具有电传导性，以提供对电磁干扰的屏蔽和吸收。在示例中，包括基板的半导体设备可以用焊料球附连到边缘连接器印刷电路板以形成固态驱动器。在另外的示例中，该基板可以省略，并且半导体存储器管芯、控制器管芯和其他电子部件可以被直接表面安装到边缘连接器印刷电路板以形成固态驱动器。

Description

堆叠SSD半导体设备
背景技术
便携式消费电子设备需求的强劲增长推动了对高容量存储设备的需求。非易失性半导体存储器设备越来越广泛地用于满足对数字信息存储和交换的日益增长的需求。它们的便携性、多功能性和坚固耐用的设计以及它们的高可靠性和大容量已使得此类存储器设备理想地用于包括例如数字照相机、数字音乐播放器、视频游戏控制器、SSD(固态驱动器)、PDA和蜂窝电话在内的多种电子产品中。
虽然已知许多不同的封装配置，但是闪存半导体设备通常可以被组装为系统级封装(SIP)或多芯片模块(MCM)，其中多个半导体管芯被安装并互连到小占有面积基板的上表面。基板通常可以包括刚性的电介质基部，该基部具有蚀刻到一个侧面或两个侧面上的焊盘和迹线的图案中的传导层。然后将一个或多个半导体存储器管芯和控制器管芯安装并电耦合到基板，然后将管芯封装在模塑化合物中。
半导体封装件的设计者当前面临若干挑战。随着半导体封装件变得越来越小，运行频率越来越高，控制器管芯产生的热量可能会成为重要问题，因为热量会损害半导体封装件的运行。另外，半导体封装件当前用于从LGA存储卡到BGA固态驱动器的多种应用中。提供一种可缩放用于与各种数量的半导体管芯一起使用并可调适用于包括固态驱动器在内的各种应用的半导体封装件设计将是非常有利的。
附图说明
图1是根据本技术的实施方案的基板和使用该基板的半导体设备的总体制造工艺的流程图。
图2是根据本技术的实施方案的基板的面板的顶视图。
图3是根据本技术的实施方案的在组装过程中的第一步骤处的半导体设备的基板的顶视图。
图4A是根据本技术的实施方案的在组装过程中的第一步骤处的半导体设备的基板的底视图。
图4B是根据本技术的替代实施方案的在组装过程中的第一步骤处的半导体设备的基板的底视图。
图5是根据本技术的实施方案的安装在基板上的多个存储器管芯的侧视图。
图6是根据本技术的实施方案的安装在基板上的多个存储器管芯、控制器管芯和散热器块的侧视图。
图7是根据本技术的实施方案的引线键合到基板上的多个存储器管芯的侧视图。
图8是根据本技术的实施方案的封装半导体设备的侧视图。
图9是根据本技术的实施方案的封装半导体设备的侧视图，该封装半导体设备具有暴露在该设备的表面处的散热器块。
图10和图11分别是根据本技术的实施方案的具有热传导涂层的封装半导体设备的侧视图和透视图。
图12是根据本技术的替代实施方案的具有热传导涂层的封装半导体设备的侧视图。
图13是被配置成LGA封装件的根据本技术的实施方案的半导体设备的侧视图。
图14是在存储卡内使用的根据本技术的实施方案的LGA半导体设备的顶视图。
图15是根据本技术的实施方案的半导体设备的侧视图，该半导体设备被配置成安装到诸如PCB的主机设备的BGA封装件。
图16是根据本技术的实施方案的多个BGA半导体设备的侧视图，该半导体设备被安装到诸如PCB的主机设备的第一表面。
图17是根据本技术的实施方案的多个BGA半导体设备的侧视图，该半导体设备被安装到诸如PCB的主机设备的第一和第二相对表面。
图18是被配置在USB存储器存储设备内的根据本技术的实施方案的BGA半导体设备的顶视图。
图19是被配置在边缘连接器卡上的SSD内的根据本技术的实施方案的BGA半导体设备的顶视图。
图20是被配置在SSD的另一示例内的根据本技术的实施方案的BGA半导体设备的顶视图。
图21至图23是主机设备的各种配置的侧视图，该主机设备包括具有各种数量的存储器管芯的半导体设备。
图24至图26是根据本技术的实施方案的SSD边缘连接器卡的侧视图和顶视图。
具体实施方式
现在将参考附图描述本技术，附图在实施方案中涉及半导体存储器设备，该半导体存储器设备包括热传导部件，该热传导部件包括用于将热量从半导体封装件中吸走的传导涂层。该涂层也可以具有电传导性，以提供对电磁干扰的屏蔽和吸收。本技术的半导体设备可以以不同的配置制造。在一个示例中，半导体设备可以被配置成LGA(平面网格阵列)设备并且被封装为存储卡。在另一示例中，半导体设备可以被配置成安装在印刷电路板上的BGA(球栅阵列)设备。BGA设备然后可以用作USB驱动器，或通过边缘连接器安装到母板。
在实施方案中，包含基板的半导体设备可以通过焊料球附连到边缘连接器印刷电路板以形成固态驱动器。在另外的实施方案中，可以省略基板，并且半导体存储器管芯、控制器管芯和其他电子部件可以被直接表面安装到边缘连接器印刷电路板以形成固态驱动器。
例如，使用不同数量的闪存存储器管芯和/或随机存取存储器管芯，可以很容易地将半导体存储器设备缩放或调适成具有针对不同应用特制的存储容量。本技术的半导体存储器设备提供了进一步优势：简化制造组件和测试程序。
可以理解，本技术可体现为许多不同形式并且不应解释为限于本文所阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案是为了使本公开将是周密且完整的，并且将充分地将本技术传达给本领域的技术人员。实际上，本技术旨在覆盖这些实施方案的另选方案、修改和等同物，这些均包括在由所附权利要求书所限定的本技术的范围和实质内。此外，在本技术的以下具体实施方式中，给出了许多具体细节，以便提供对本技术的周密理解。然而，对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，本技术可在不存在此类具体细节的情况下实施。
如本文所用的术语“顶部”和“底部”、“上”和“下”以及“垂直”和“水平”仅为了举例和说明，并且不旨在限制技术的描述，因为所引用的项目可在位置和取向上交换。另外，如本文所用，术语“基本上”、“约”和/或“大约”意指指定的尺寸或参数可在给定应用的可接受的制造公差内变化。在一个实施方案中，可接受的制造公差为给定尺寸的±2.5％。
出于本公开的目的，连接可为直接连接或间接连接(例如，经由一个或多个其他部件)。在一些情况下，当提及第一元件连接、附连、安装或耦接到第二元件时，该第一元件和该第二元件可以直接连接、附连、安装或耦接到彼此或者间接连接、附连、安装或耦接到彼此。当提及第一元件直接连接、附连、安装或耦接到第二元件时，则该第一元件与该第二元件之间不存在中间元件(除了可能被用于连接、附连、安装或耦接该第一元件和该第二元件的粘合剂或熔融金属之外)。
现在将参见图1的流程图和图2至图26的顶视图、侧视图以及透视图解释本技术的实施方案。半导体设备150的组装开始于在步骤200中在面板102上连续形成的多个基板100，如图2所示。图2示出了基板100的面板102的一种表示，尽管在另外的实施方案中，面板102可以具有各种其他配置和各种数量的基板100。基准标记104设置在基板面板102上，以允许在加工工具中对基板面板进行机器视觉对准。同样，基准标记仅以举例的方式示出，并且在其他基板面板中可以变化。
基板100在图3至图4B中示出。基板100是被提供用于在安装在芯片载体介质上的一个或多个管芯与如下所解释的主机设备之间传递信号、数据和/或信息的芯片载体介质的示例。然而，应当理解，可以使用芯片载体介质的其他示例，包括印刷电路板(PCB)、引线框或带式自动键合(TAB)带。下面解释了其中芯片载体介质是PCB的示例。在基板100是基板的情况下，该基板可以由一个或多个芯层形成，每个芯层夹在两个传导层之间。该一个或多个芯层可由各种介电材料诸如例如聚酰亚胺层压板、环氧树脂(包括FR4和FR5)、双马来酰亚胺三嗪(BT)等形成。在替代实施方案中，该一个或多个芯层可以是陶瓷或有机的。
在步骤204中，可以将两个或更多个传导层蚀刻成包括电连接器的传导性图案(conductance pattern)。电连接器可以包括电迹线108、接触焊盘110和通孔112，该通孔将基板100的不同传导层的传导性图案电互连。图3中的传导性图案仅以举例的方式示出，并且在另外实施方案中可以变化。在基板100包括内部传导层(在外部的上传导层与下传导层之间)的情况下，一个或多个内部传导层中的传导性图案可以在将该层组装到基板100中之前形成。各层中的传导性图案可以通过光刻、丝网印刷和其他方法形成。
虽然可以提供各种电连接器图案，但在一个实施方案中，电连接器可以包括用于物理附接和电附接不同部件的接触焊盘。这些接触焊盘可以包括用于附连闪存存储器管芯的接触焊盘110a、用于附连控制器管芯的接触焊盘110b以及用于附连动态RAM的接触焊盘110c，如下文中所述。在另外的实施方案中，接触焊盘110c可以省略。接触焊盘110还包括接地接触焊盘110d，用于连接到用于半导体设备150的EMI/RFI屏蔽的设备盖，如下文中所解释的。接触焊盘110a、110b、100c和/或110d(统称为接触焊盘110)的数量仅以举例的方式示出，并且在另外的实施方案中可以变化。接触焊盘110和电连接器通常可以由各种材料，例如铜、铜合金、镀覆铜合金、合金42(42Fe/58Ni)或其他金属和材料形成。
图4A和图4B是基板100的底表面的两个替代实施方案的底视图。这两个实施方案都包括测试焊盘114，该测试焊盘能够在完成后和/或在组装期间测试半导体设备150，如下文中所解释。图4A的实施方案可以被配置成BGA(球栅阵列)设备，该设备包括用于接收焊料球的焊料球焊盘115，如下文中所解释。焊料球焊盘和焊料球允许已完成的(completed)半导体设备150物理地和电地安装到诸如印刷电路板的主机设备。焊料球焊盘115的数量和图案仅以举例的方式示出，并且在另外的实施方案中可以变化。图4B的实施方案被配置成包括接触指116的LGA(平面网格阵列)设备。接触指116使得已完成的半导体设备150能够被可移除地插入诸如移动电话、膝上型电脑或其他计算设备的主机设备的狭槽中。接触指116的数量和图案仅以举例的方式示出，并且在另外的实施方案中可以变化。
再次参考图1，接下来可以在步骤208中，例如在自动光学检测(AOI)中检查基板100。一旦被检查，接触焊盘110就可以在步骤212中在已知的电镀或薄膜沉积工艺中被镀覆上例如Ni/Au、合金42等。基板100可以接下来在步骤216中经受运行测试，以确保基板100正常工作。在步骤220中，可对基板进行目视检查(包括例如自动外观检查(AVI)和最终外观检查(FVI))以检查污染、划痕和脱色。在另外的实施方案中，这些步骤中的一个或多个步骤可被省略或以不同次序被执行。例如，如下文中所解释，在一个实施方案中，SSD是通过将管芯和其他电子部件直接安装到边缘连接器PCB上而形成的。在此类实施方案中，可以省略检查步骤208和步骤220，并且可以省略运行测试步骤216。
假设基板100通过检查，接下来可以在步骤224中将无源部件118(图3和图5)附连到基板100。该一个或多个无源部件可包括例如一个或多个电容器、电阻器和/或电感器，尽管也设想了其他部件。所示的无源部件118仅以举例的方式示出，并且数量、类型和位置在另外的实施方案中可以变化。
在步骤230中，一个或多个半导体管芯120可以被安装到基板100上，如图5的侧视图中所示。半导体管芯120可以例如包括存储器管芯，诸如2D NAND闪存或3D BiCS(比特成本缩放)、V-NAND或其他3D闪存，但可以使用其他类型的管芯120。在包括多个半导体管芯120的情况下，半导体管芯120可以以偏移的阶梯型配置彼此堆叠以形成如所示的管芯堆叠体(stack)。堆叠体中示出的管芯120的数量仅以举例的方式示出，并且实施方案可以包括不同数量的半导体管芯，包括例如1、2、4、8、16、32或64个管芯。在另外的实施方案中，可能存在其他数量的管芯，并且堆叠不必处于所示的偏置布置中。可以使用管芯附接膜将管芯120附连到基板和/或将该管芯和基板彼此附连。作为一个示例，管芯附接膜可以被固化到B级以将管芯120初步地附连到叠堆体内，并且随后被固化到最终C级以将管芯120永久地附连到基板100。
可选地，添加存储器管芯可以包括在步骤232中将RAM(随机存取存储器)管芯122表面安装到基板100上。RAM管芯122可以例如是SDRAM、DDR SDRAM、LPDDR和/或GDDR。在另外的实施方案中，RAM管芯122可以省略。在包括RAM管芯122的情况下，该RAM管芯可以以倒装芯片被安装到焊盘110c。
在步骤234中，控制器管芯124可以另外被安装到基板，如图6所示。控制器管芯124可以例如是用于控制信号和数据进出存储器管芯120和RAM管芯122的传输的ASIC。控制器管芯124可以以倒装芯片被安装到焊盘110b。
如背景部分所指出的那样，控制器管芯124可能会不利地产生热量。为了将热量从控制器管芯传导出去，可以在步骤236中将散热器块(HSB)126附连到控制器管芯的顶部上。HSB 126可以由包括诸如铜和铝的金属在内的各种热传导材料形成。它可以由包括硅在内的其他材料制成。在另外的实施方案中，HSB 126的长度和宽度可以至少与控制器管芯124的长度和宽度相同，但是HSB 126的长度和/或宽度可以大于或小于控制器管芯124的长度和/或宽度。HSB 126的高度可以延伸到与封装半导体管芯的模塑化合物的最终上表面齐平或略低于该最终上表面，如下文中所述。HSB 126可以使用各种热传导粘合剂中的任一种粘合剂附连到控制器管芯124的上表面。
在步骤238中，半导体管芯120可以彼此电互连并且与基板100上的接触焊盘110a电互连。图7示出了键合引线128的侧视图，该键合引线形成在叠堆体下方各个管芯120上的对应管芯键合焊盘之间，然后被键合到基板100的上表面上的接触焊盘110a上。可以使用已知技术和引线键合机来形成引线键合，诸如通过球键合技术来进行，在球键合技术中，引线键合毛细管(未示出)将球凸块施加到接触焊盘110a上，并且然后放出引线以在下一个管芯键合焊盘处进行针脚式键合(stitch bond)。其他引线键合技术也是可能的。在另外的实施方案中，半导体管芯120可以通过其他方法(包括通过硅通孔(TSV)和倒装芯片技术)彼此电互连并且与基板100电互连。
在形成管芯120与基板100的电互连件(electrical interconnection)后，半导体设备150可以在步骤240中被容纳到壳体内，如图8的侧视图所示。壳体可以是封装半导体管芯、键合引线128和基板100上的其他部件的模塑化合物130。模塑化合物130可以包括例如固体环氧树脂、酚醛树脂、熔融二氧化硅、结晶二氧化硅、炭黑和/或金属氢氧化物。预期其他模塑化合物。模塑化合物可通过各种已知工艺(包括通过压缩模塑、转移模塑或注塑模塑技术)来施加。半导体设备150可以通过包括FFT(无压流薄)模塑的其他方法封装。如上所述，HSB 126的上表面可以位于模塑化合物130的上表面的平面中，或略低于该平面。
根据本技术的各方面，可以在半导体设备150的至少一个上表面上施加热传导涂层，该传导涂层与HSB 126的上表面接触。在实施方案中，HSB 126的上表面可以略低于模塑化合物130的上平面表面。在此类实施方案中，可以在步骤244中去除HSB 126上方的模塑化合物，以在模塑化合物的上表面的平面中形成凹陷部132，如图9的侧视图中所示。HSB 126上方的模塑化合物可以通过多种方法(包括通过激光、化学蚀刻或磨削)去除。
如图10的侧视图中所示，可以在步骤246中将热传导涂层136施加到半导体设备150的至少上表面。热传导涂层136填充凹陷部132并且与HSB 126的上表面接触。热传导涂层136也可以被施加到模塑化合物130的表面上的厚度t。在示例中，厚度t可以是5μm至20μm，但是该厚度可以比另外的实施方案中的厚度更薄或更厚。在一个此类实施方案中，厚度t可以是零，热传导涂层136仅被施加到HSB 126上方的凹陷部132中。
热传导涂层136可以由各种热传导膜形成，所述热传导膜包括例如石墨烯、碳化硅、CNT(碳纳米管)、碳纳米材料和其他具有高热导率的金属或合金。热传导涂层136可以通过各种方法(包括通过涂漆、印刷、溅射、镀覆或薄膜沉积技术，诸如PVD(物理气相沉积)或CVD(化学气相沉积))施加到半导体设备的上表面。在实施方案中，除了热传导之外，涂层136还可以具有电传导性，以提供EMI/RFI屏蔽和/或吸收，如下文所述。
在组装中的这一阶段，单个的半导体设备150仍是面板102的一部分，因此热传导涂层136可以被施加到面板102的整个表面上。一旦施加了热传导涂层136，就可以在步骤248中从面板102中单切出单个半导体设备150，并且例如图11和12的透视图所示。可以使用包括通过锯片、激光、喷水或其他方法在内的各种切割方法中的任一种方法来从面板102中单切出单个半导体设备。
图11和12是已完成的半导体设备150的透视图。如上所述，热传导涂层136可以被施加到基板面板102的整个表面上，使得一旦被单切，涂层136就位于半导体设备150的上表面上，如图11所示。在此类实施方案中，来自控制器管芯的热量从控制器124传导到HSB126，并且从HSB126传导到传导涂层136，在那里热量从半导体设备150的上表面辐射到围绕设备150的周围环境。在另外的实施方案中，在单切之后，涂层136也可以被施加到半导体设备150的一个或多个侧边缘，如图12所示。在一个或多个侧边缘上提供涂层136可以进一步增强来自半导体设备150的热耗散。
如上所述，在实施方案中，完整的半导体设备150可以用作附连到诸如印刷电路板的主机设备的BGA封装件。对于此类实施方案，焊料球140可以在步骤240中被附连到基板100的下表面上的接触焊盘115(图4A)，并且如图11和图12所示，用于将半导体设备150焊接到主机设备。
虽然图1的流程图示出了一定顺序的组装步骤，但是应当理解，图1中的至少一些步骤可以以与所示顺序不同的顺序执行。例如，可以在设备组装中的较早阶段施加焊料球140，例如在单切之前施加。管芯120、122和124也可以不同的顺序施加，并以不同的顺序电连接到基板。如上所述，在另外的实施方案中也可以省略某些组装步骤。
半导体设备150可以被配置成带有焊料球140的BGA封装件，或省略了焊料球140的LGA封装件。图13和图14分别是其中设备150被配置成LGA封装件的示例的边缘视图和底视图。在此类实施方案中，半导体设备150可以密封在塑料外壳152内并且根据各种标准和非标准格式中的任一种格式用作存储卡154。包括半导体设备150的存储卡154可以可移除地插入主机设备的狭槽内，其中接触指116(图4B和图14)与主机设备的狭槽内的引脚连接，以实现半导体设备150与主机设备之间的数据交换。
图15是半导体设备150的侧视图，该半导体设备被配置成BGA封装件，该BGA封装件通过焊料球140安装到主机设备162内的印刷电路板(PCB)160。PCB 160可以具有单个的半导体设备150，如图15所示。另选地，PCB 160可以具有安装在其上的多个半导体设备150，如图16和图17所示。在图16中，半导体设备150安装到PCB的第一表面160a。在图17中，半导体设备150安装到PCB 160的相对表面160a和160b两者。在示例中，在一个或两个表面160a、160b上可能存在2、4、8或16个半导体设备150，但是在表面160a和/或160b上可能存在其他数量的设备150。在PCB 160的两个表面上提供半导体设备150增加了主机设备162的总存储器容量。
主机设备162可以是各种主机设备中的任一设备。图18示出了其中主机设备162是USB设备的示例。USB设备162包括如上所述的PCB 160和半导体设备150。图18中的PCB 160可以具有一个或多个半导体设备150，其被定位于PCB 160的一侧或两侧上，如上所述。USB设备162包括用于嵌入另一设备的狭槽中的接口连接器164。接口连接器164可以根据各种USB标准中的任一种标准来形成。
图19示出了其中主机设备162是边缘连接器卡的示例，该边缘连接器卡被配置成安装到计算设备(未示出)的母板。边缘连接器卡162由PCB165形成，在本文中也称为边缘连接器印刷电路板。各种电子部件可以安装到包括一个或多个半导体设备150的边缘连接器PCB 165。在下面参照图24到图26描述的另外的实施方案中，闪存存储器管芯120、控制器管芯124和其他电子部件可直接安装到边缘连接器卡162的边缘连接器PCB 165(不带基板100)，并且封装在模塑化合物130中。
在图19的实施方案中，一个或多个半导体设备150可以安装在图19中所示的表面165a上和/或安装在与表面165a相对的图19中未示出的表面165b上。安装到边缘连接器卡162的边缘连接器PCB 165的其他电子部件中的一种部件可以是控制器166。控制器166可用于在一个或多个半导体设备150与边缘连接器卡162所连接到的计算设备之间交换数据和信息。在另外的实施方案中，控制器166可以集成到一个或多个半导体设备150内的一个或多个控制器管芯124中(图10)。
边缘连接器卡162可以包括边缘连接器170，该边缘连接器被配置成可移除地装配在主机计算设备的边缘连接器的狭槽内。边缘连接器卡162可以还包括拇指夹持件172，以便于将边缘连接器卡162插入边缘连接器狭槽中和从边缘连接器狭槽中移除。一旦安装在边缘连接器狭槽中，数据和信息就可以在边缘连接器卡162与主机计算设备之间交换。边缘连接器170可以根据各种标准来配置。
在实施方案中，图19所示的边缘连接器卡本身可以用作SSD(固态驱动器)。在另外的实施方案中，如图19所示的多个边缘连接器卡可以一起用作SSD 162。在另外的实施方案中，SSD 162可以由其他部件形成。例如，图20是具有三个半导体设备150的SSD 162的顶视图，该三个半导体设备安装到PCB 160。在另外的示例中，图20的SSD 162中可能存在更多或更少的半导体设备150。SSD 162可以包括包封在外壳176内的其他电子部件174(诸如控制器)，并且可以具有用于连接到其他设备的连接器接口178。
如上所述，本技术的特征是提供具有可以根据不同应用的需要进行定制和缩放的存储器容量的半导体设备150和主机设备162。图21是主机设备162的侧视图，该主机设备包括m个安装在PCB 160的第一表面160a上的半导体设备150。每个半导体设备可以包括n个闪存存储器管芯120。半导体设备150中的每个设备可以具有相同数量或不同数量的半导体管芯120。通过改变每个半导体设备150中的半导体管芯120的数量n，和/或通过改变半导体设备150的数量m，可以根据需要针对特定应用对设备162的存储容量进行特制和定制。
半导体设备150内的闪存存储器管芯120的堆叠在不同实施方案中可以变化，以进一步为主机设备162实现定制的增大的存储容量。图22是示例主机设备162的侧视图，其中一个或多个半导体设备150可以具有两个独立的存储器管芯120堆叠体，以在每个设备150中提供总共2n个管芯120。该堆叠体可以如图所示的那样朝向彼此步进(step)，或者该堆叠体可以在相同方向上步进或远离彼此地步进。给定的主机设备162可以包括一些具有两个独立的闪存存储器管芯120堆叠体的半导体设备150，以及另一些具有单个闪存存储器管芯120堆叠体的半导体设备150。
图23示出了一种实施方案，该实施方案在PCB 160的两个表面160a和160b上包括m个半导体设备150。每个设备150包括n个闪存存储器管芯120。表面160a和160b可以具有相同数量或不同数量的半导体设备150，并且半导体设备150可以具有相同数量或不同数量的闪存存储器管芯120。虽然示出了单个管芯120堆叠体，但是其中一个或多个半导体设备150可以具有多个管芯堆叠体，例如如图22所示。
使用图21至图23中所示的半导体设备150和闪存存储器管芯120或它们的组合，在所得的主机设备162的存储容量方面提供了极大的灵活性和可缩放性。这样，主机设备162的存储容量就可以针对特定应用很容易地进行定制。当放置于例如如图19所示的边缘连接器卡上时，存储容量也可以通过增加边缘连接器卡的占地面积(长度和/或宽度)来增加，以允许为边缘连接器卡的前侧和/或后侧上的额外半导体设备150留出空间。
本技术的另一特征是图21至图23所示的一些或全部半导体封装件150可以包括RAM管芯122(图10)。相比于包括单个RAM管芯的设备，在主机设备162中提供多个RAM管芯122可以允许主机设备162中的读取/写入速度更快。
在上述描述的实施方案中，制成的(finished)半导体设备150(包括基板100)可以安装在边缘连接器卡162上。在另外的实施方案中，可以省略基板100，并且可以将管芯和无源部件直接安装到边缘连接器PCB 165上以形成SSD边缘连接器卡180，如图24至图26所示。如图24的侧视图和图25的顶视图所示，闪存存储器管芯120、(可选地)RAM管芯122和控制器管芯124可直接安装到边缘连接器卡180的边缘连接器PCB 165的表面(例如，表面165a)上。PCB 165可以与上文在图19中描述的PCB 165相同，包括边缘连接器170。虽然示出了四个闪存存储器管芯120，但是边缘连接器卡180可以具有任何数量和配置的上文所描述的闪存存储器管芯，例如如图21至图23中任一图所示。如上所述，无源部件118也可以安装到PCB165，并且HSB 126可以安装到控制器管芯124的顶部上。
一旦将管芯和部件安装到PCB 165上并且如上所述进行电连接，就可以将模塑化合物130施加到PCB 165的表面上以封装管芯和无源部件。在HSB 126凹入模塑化合物的表面下方的情况下，然后可以如上所述的那样去除在HSB 126上方的模塑化合物，并且可以将热传导涂层136施加到模塑化合物130的至少上表面上，如图26的顶视图所示。如上所述，热传导涂层136填充在HSB 126上方的凹陷部中并且与HSB 126的上表面和模塑化合物130接触。图26中所示的已完成的边缘连接器卡180然后可以嵌入计算设备的边缘连接器的狭槽中并且用作SSD设备。在另外的实施方案中，可以从图26中所示的边缘连接器卡中省略HSB126和热传导涂层136。
图24至图26中所示的边缘连接器卡180提供若干优点。卡180可以使用图1的流程图中的步骤224至步骤246制成，其中用PCB 165取代基板100和基板面板102。省略基板100可节省材料和减少组装步骤。相似地，由于没有基板面板，因此不需要从面板中单切出制好的模制封装件。此外，焊料球可以附连到常规的半导体封装件的底表面，该焊料球稍后用于将常规的半导体封装件附连到PCB，例如PCB 160。在图24至图26的实施方案中，管芯和组件被直接表面安装到PCB 165，并且可以省略焊料球，从而节省材料和减少组装步骤。
此外，在常规的半导体封装件的组装期间，需要对基板、单个半导体管芯和制成的封装件执行若干工艺和检测步骤。在边缘连接器卡180中，可以简化和/或完全省略这些工艺和检查步骤中的若干工艺和检查步骤。例如，存在与基板的检查和基板的底表面上焊料球的形成相关联的检查步骤。同样，由于没有基板或焊料球，可以省略与基板和焊料球相关联的检查和工艺步骤，包括对基板的底表面上围绕所述焊料球的空间进行底部填充(underfilling)的步骤。此外，在制备要运送的用于将焊料球键合到PCB的常规封装件中存在若干检查步骤和工艺步骤。在该实施方案中，可以省略这些检查和工艺步骤。
图24至图26的边缘连接器卡180在简化边缘连接器卡及其部件的测试方面还提供了优点。常规地，一旦将管芯、电连接件和其他部件安装到基板上，就需要对它们进行测试。然后，再次测试制好的半导体设备，并且一旦将其安装到PCB，就再次对其进行测试。在这里，仅需要在将该部件全部安装到PCB 165上之后测试部件。此外，PCB 165的底表面165b(与图25中所示的表面165a相对)可以包括测试引脚，例如图4A和4B中所示的测试引脚114的图案。底表面165b上的这些测试焊盘114可由测试引脚访问，以使得能够从PCB 165的底部测试PCB 165上的所有管芯和可能的其他电子部件。这是对常规的测试工艺的改进，在常规的测试工艺中，每个带有存储器管芯的边缘连接器卡的边缘连接器均被嵌入到专用测试插座中。
如将从以上描述中理解的，如本文所用的术语“固态驱动器”或“SSD”旨在涵盖各种存储器设备或主机设备中的任一设备，该存储器设备或主机设备通常在没有旋转盘式驱动器中常规发现的某些移动零件的情况下组装。在一个实施方案中，半导体设备150(例如，图11和图12)是固态驱动器的示例。在另一示例中，包括安装到PCB 160的一个或多个半导体设备150的主机设备(例如，图19和图20)是固态驱动器的示例。在另一示例中，直接安装到边缘连接器PCB 165的表面上的一个或多个存储器管芯、控制器管芯和其他部件(例如，图24至图26)是固态驱动器的示例。
概括地说，在一个示例中，本技术涉及一种固态驱动器，该固态驱动器包括：芯片载体介质；一个或多个半导体存储器管芯，该一个或多个半导体存储器管芯安装到该芯片载体介质；半导体控制器管芯，该半导体控制器管芯具有第一表面和第二表面，该半导体控制器的该第一表面被安装到该芯片载体介质；散热器块，该散热器块具有第三表面和第四表面的，该散热器块的该第三表面被安装到该半导体控制器管芯的该第二表面上，该散热器块被配置成从该半导体控制器管芯中去除热量；壳体，该壳体围绕至少该一个或多个半导体存储器管芯和该半导体控制器管芯，该散热器块的该第四表面暴露在该壳体的表面处；和热传导膜，该热传导膜位于该壳体的表面上并且与该散热器块的该第四表面接触，位于该壳体的该表面上的该热传导膜被配置成从该散热器块中去除热量。
在另一示例中，本技术涉及一种固态驱动器，该固态驱动器包括：边缘连接器印刷电路板，该边缘连接器印刷电路板包括边缘连接器，该边缘连接器被配置成配合在边缘连接器插座内；一个或多个半导体存储器管芯，该一个或多个半导体存储器管芯被直接表面安装到该边缘连接器印刷电路板；半导体控制器管芯，该半导体控制器管芯被直接表面安装到该边缘连接器印刷电路板；和壳体，该壳体附连到该边缘连接器印刷电路板并且包封该一个或多个半导体存储器管芯和该半导体控制器管芯。
在另一示例中，本技术涉及一种固态驱动器，该固态驱动器包括：芯片载体介质；一个或多个半导体存储器管芯，该一个或多个半导体存储器管芯安装到该芯片载体介质；半导体控制器管芯，该半导体控制器管芯具有第一表面和第二表面，该半导体控制器的该第一表面被安装到该芯片载体介质；块装置，该块装置用于将热量从该半导体控制器管芯传导出去；壳体，该壳体围绕至少该一个或多个半导体存储器管芯、该半导体控制器管芯，以及该块装置的至少一部分；和膜装置，该膜装置围绕该壳体的至少一部分并与该块装置通信，该膜装置用于将热量从该块装置传导到围绕该固态驱动器的环境。
已出于说明和描述的目的提出本技术的前述具体实施方式。它并非旨在是穷尽的或将本技术限制为所公开的精确形式。根据以上教导内容，很多修改和变型都是可能的。选择所描述的实施方案是为了最佳地解释本技术的原理以及其实际应用，以由此使得本领域的其他技术人员能够最佳地以各种实施方案以及以适合于所构想的特定用途的各种修改利用本技术。本技术的范围旨在由所附权利要求书限定。

Claims (20)

1.一种固态驱动器，所述固态驱动器包括：
芯片载体介质；
一个或多个半导体存储器管芯，所述一个或多个半导体存储器管芯安装到所述芯片载体介质；
半导体控制器管芯，所述半导体控制器管芯具有第一表面和第二表面，所述半导体控制器管芯的所述第一表面被安装到所述芯片载体介质；
散热器块，所述散热器块具有第三表面和第四表面，所述散热器块的所述第三表面被安装在所述半导体控制器管芯的所述第二表面上，所述散热器块被配置成从所述半导体控制器管芯中去除热量；
壳体，所述壳体围绕至少所述一个或多个半导体存储器管芯和所述半导体控制器管芯，所述散热器块的所述第四表面暴露在所述壳体的表面处；和
热传导膜，所述热传导膜位于所述壳体的表面上并且与所述散热器块的所述第四表面接触，位于所述壳体的所述表面上的所述热传导膜被配置成从所述散热器块中去除热量。
2.根据权利要求1所述的固态驱动器，其中所述芯片载体介质是基板。
3.根据权利要求1所述的固态驱动器，其中所述芯片载体介质是印刷电路板。
4.根据权利要求3所述的固态驱动器，其中所述一个或多个半导体存储器管芯和所述控制器管芯被直接安装到所述印刷电路板的表面。
5.根据权利要求1所述的固态驱动器，所述固态驱动器还包括印刷电路板，其中所述芯片载体介质是基板，并且其中所述一个或多个半导体存储器管芯和所述控制器管芯被直接安装到所述基板的第一表面，并且所述基板的与所述基板的所述第一表面相对的第二表面被直接安装到所述印刷电路板。
6.根据权利要求5所述的固态驱动器，其中所述一个或多个半导体存储器管芯彼此堆叠。
7.根据权利要求1所述的固态驱动器，其中所述壳体的所述表面包括平坦表面，并且其中所述散热器块的所述第四表面驻留在形成于所述平坦表面中的凹陷部内，并且其中所述热传导膜抵靠所述散热器块的所述第四表面驻留在所述凹陷部内。
8.根据权利要求1所述的固态驱动器，其中所述热传导膜也具有电传导性，以吸收电磁干扰和/或为所述固态驱动器屏蔽电磁干扰。
9.根据权利要求1所述的固态驱动器，其中所述壳体还包括从所述壳体的所述表面以一定角度延伸的侧面，并且其中所述热传导膜还被设置在所述侧面中的一个或多个侧面上。
10.根据权利要求1所述的固态驱动器，其中所述芯片载体介质包括第一侧面和第二侧面，并且
其中所述一个或多个半导体存储器管芯包括安装到所述芯片载体介质的所述第一侧面的第一组一个或多个半导体存储器管芯，
其中所述半导体控制器管芯包括安装到所述芯片载体介质的所述第一侧面的第一半导体控制器管芯，并且
其中所述壳体包括附连到所述芯片载体介质的所述第一侧面的第一壳体；
所述固态驱动器还包括：
第二组一个或多个半导体存储器管芯，所述第二组一个或多个半导体存储器管芯安装到所述芯片载体介质的所述第二侧面；
第二半导体控制器管芯，所述第二半导体控制器管芯安装到所述芯片载体介质的所述第二侧面；和
第二壳体，所述第二壳体附接到所述芯片载体介质的所述第二侧面，所述第二壳体包封至少所述第二组一个或多个半导体存储器管芯和所述第二半导体控制器管芯。
11.根据权利要求1所述的固态驱动器，其中所述芯片载体介质包括第一侧面和第二侧面，并且
其中所述一个或多个半导体存储器管芯包括安装到所述芯片载体介质的所述第一侧面的第一组一个或多个半导体存储器管芯，
其中所述半导体控制器管芯包括安装到所述芯片载体介质的所述第一侧面的第一半导体控制器管芯，并且
其中所述壳体包括附连到所述芯片载体介质的所述第一侧面的第一壳体；
所述固态驱动器还包括：
第二组一个或多个半导体存储器管芯，所述第二组一个或多个半导体存储器管芯安装到所述芯片载体介质的所述第一侧面；
第二半导体控制器管芯，所述第二半导体控制器管芯安装到所述芯片载体介质的所述第一侧面；和
第二壳体，所述第二壳体附接到所述芯片载体介质的所述第一侧面，所述第二壳体包封至少所述第二组一个或多个半导体存储器管芯和所述第二半导体控制器管芯。
12.根据权利要求1所述的固态驱动器，其中所述芯片载体介质包括接触指，并且所述固态驱动器被配置成存储卡。
13.根据权利要求1所述的固态驱动器，其中所述芯片载体介质包括焊料球，并且所述固态驱动器被配置成USB设备和边缘连接器卡中的一者。
14.一种固态驱动器，所述固态驱动器包括：
边缘连接器印刷电路板，所述边缘连接器印刷电路板包括边缘连接器，所述边缘连接器被配置成配合在边缘连接器插座内；
一个或多个半导体存储器管芯，所述一个或多个半导体存储器管芯被直接表面安装到所述边缘连接器印刷电路板；
半导体控制器管芯，所述半导体控制器管芯被直接表面安装到所述边缘连接器印刷电路板；和
壳体，所述壳体附连到所述边缘连接器印刷电路板并且包封所述一个或多个半导体存储器管芯和所述半导体控制器管芯。
15.根据权利要求14所述的固态驱动器，其中所述半导体控制器管芯包括第一表面和第二表面，所述半导体控制器管芯的所述第一表面被直接安装到所述边缘连接器印刷电路板，所述固态驱动器还包括：
散热器块，所述散热器块具有第三表面和第四表面，所述散热器块的所述第三表面被安装在所述半导体控制器管芯的所述第二表面上，所述散热器块被配置成从所述半导体控制器管芯中去除热量，所述散热器块的所述第四表面暴露在所述壳体的表面处；和
热传导膜，所述热传导膜位于所述壳体的表面上并且与所述散热器块的所述第四表面接触，位于所述壳体的所述表面上的所述热传导膜被配置成从所述散热器块中去除热量。
16.根据权利要求15所述的固态驱动器，其中所述壳体的所述表面包括平坦表面，并且其中所述散热器块的所述第四表面驻留在形成于所述平坦表面中的凹陷部内，并且其中所述热传导膜抵靠所述散热器块的所述第四表面驻留在所述凹陷部内。
17.根据权利要求15所述的固态驱动器，其中所述热传导膜也具有电传导性，以吸收电磁干扰和/或为所述固态驱动器屏蔽电磁干扰。
18.根据权利要求14所述的固态驱动器，其中所述边缘连接器印刷电路板包括第一侧面和与所述第一侧面相对的第二侧面，并且其中所述一个或多个半导体存储器管芯和所述控制器管芯被安装到所述边缘连接器印刷电路板的所述第一侧面，所述固态驱动器还包括暴露于所述边缘连接器印刷电路板的所述第二表面上的测试焊盘，所述测试焊盘被配置成接收测试引脚以测试所述固态驱动器的运行。
19.根据权利要求14所述的固态驱动器，其中所述一个或多个半导体存储器管芯包括一个或多个闪存存储器管芯和随机存取存储器管芯。
20.一种固态驱动器，所述固态驱动器包括：
芯片载体介质；
一个或多个半导体存储器管芯，所述一个或多个半导体存储器管芯安装到所述芯片载体介质；
半导体控制器管芯，所述半导体控制器管芯具有第一表面和第二表面，所述半导体控制器管芯的所述第一表面被安装到所述芯片载体介质；
块装置，所述块装置用于将热量从所述半导体控制器管芯传导出去；
壳体，所述壳体围绕至少所述一个或多个半导体存储器管芯、所述半导体控制器管芯，以及所述块装置的至少一部分；和
膜装置，所述膜装置围绕所述壳体的至少一部分并且与所述块装置通信，所述膜装置用于将热量从所述块装置传导出去到围绕所述固态驱动器的环境。
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