CN1832121A - 利用桥层的多芯片模块的信号再分配 - Google Patents
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Abstract
一种多芯片模块(MCM)包括第一集成电路和第二集成电路,在第二集成电路的至少一部分上方的桥层,导电连接在第一集成电路的一个或多个接触区域与桥层的一个或多个第一接触区域之间的一个或多个第一互连,以及导电连接在桥层的一个或多个第二接触区域与组件的一个或多个接触区域之间的一个或多个第二互连。第一集成电路的至少一部分位于第二集成电路的一部分上方。桥层的一个或多个实施例可以限定在桥层的一个或多个第一接触区域与桥层的一个或多个第二接触区域之间的一个或多个信号路径。桥层的一个或多个实施例可以限定桥层的一个或多个第一接触区域与第二集成电路的输入/输出(I/O)电路之间的一个或多个信号路径,并且可以限定第二集成电路的I/O电路与桥层的一个或多个第二接触区域之间的一个或多个信号路径,从而将信号从第一集成电路传输到组件外部,和/或从组件外部接收信号给第一集成电路。
Description
技术领域
本发明通常涉及一种多芯片模块(MCMs)。
背景技术
许多电子设备都需要一套组装在一起的集成电路(IC)芯片,例如,组装在普通印制电路(PC)板上。例如,许多设备需要在相同的PC板上包括一种处理器和一些型号的存储器或者不同型号的存储器,例如动态随机存取存储器(DRAM)和非易失性(例如,闪存)存储器。如果规定了经济规模,则有时需要较多的花费来将这些集成电路组装到单个多芯片模块(MCM)中,从而使设备紧密的集成并且占用较少的PC板空间。
图1和图2示出了在组件封装之前的MCM100的现有技术。MCM100包括位于下部集成电路120上方的上部集成电路(IC)110,其中下部集成电路120位于组件基底140上方。由于上部集成电路110的尺寸比下部集成电路120的尺寸小,因此利用引线接合技术形成MCM100需要长的接合线,例如接合线150,从而从上部集成电路110越过下部集成电路120跨接到组件基底140。但是,当要保持接合线的稳定性时,这样的长接合线会限制MCM100的组件可以形成的薄度。
因此,需要改进MCM组件的技术和装置。
发明内容
用于组装第一集成电路和第二集成电路的一种或多种所公开的方法包括,设置第一集成电路的至少一部分到第二集成电路的一部分上方,在第二集成电路的至少一部分上方连接第一集成电路的一个或多个接触区域到桥层的一个或多个第一接触区域,并且连接桥层的一个或多个第二接触区域到组件的一个或多个接触区域。桥层限定了桥层的一个或多个第一接触区域与桥层的一个或多个第二接触区域之间的一个或多个信号路径。
用于组装第一集成电路和第二集成电路的一个或多个所公开的方法包括,设置第一集成电路的至少一部分到第二集成电路的一部分上方,在第二集成电路的至少一部分上方连接第一集成电路的一个或多个接触区域到桥层的一个或多个第一接触区域,并且连接桥层的一个或多个第二接触区域到组件的一个或多个接触区域。一个或多个第一接触区域导电连接到第二集成电路的输入/输出(I/O)电路。一个或多个第二接触区域导电连接到第二集成电路的I/O电路,以将第一集成电路的信号传输到组件外部,和/或从组件外部接收信号给第一集成电路。
一个或多个所公开的多芯片模块(MCM)包括第一集成电路和第二集成电路、在第二集成电路的至少一部分上方的桥层、导电连接在第一集成电路的一个或多个接触区域与桥层的一个或多个第一接触区域之间的一个或多个第一互连、以及导电连接在桥层的一个或多个第二接触区域与组件的一个或多个接触区域之间的一个或多个第二互连。第一集成电路的至少一部分位于第二集成电路的一部分的上方。桥层限定了桥层的一个或多个第一接触区域与桥层的一个或多个第二接触区域之间的一个或多个信号路径。
一个或多个所公开的多芯片模块(MCM)包括第一集成电路和第二集成电路、在第二集成电路的至少一部分上方的桥层,导电连接在第一集成电路的一个或多个接触区域与桥层的一个或多个第一接触区域之间的一个或多个第一互连、以及导电连接在桥层的一个或多个第二接触区域与组件的一个或多个接触区域之间的一个或多个第二互连。第一集成电路的至少一部分位于第二集成电路的一部分上方。该桥层限定了桥层的一个或多个第一接触区域与第二集成电路的输入/输出(I/O)电路之间的一个或多个信号路径,并且限定了在第二集成电路的I/O电路与桥层的一个或多个第二接触区域之间的一个或多个信号路径,从而将第一集成电路的信号传输到组件外部,和/或从组件外接收信号给第一集成电路。
附图说明
因此为了详细理解本发明的上述被列举的特征,将参照实施例来更加具体的描述之前仅简要说明的本发明内容,其中一些实施例在附图中被说明。但是,应当注意,附图仅仅描述本发明的典型实施例,因此不能认为限制了本发明的范围,因为本发明可以是其它等同效果的实施例。
图1示出了在组件封装之前的多芯片模块(MCM)现有技术的平面图;
图2示出了图1的现有技术MCM的部分侧面、截面图;
图3示出了在组件封装之前的MCM的一个或多个实施例的平面图,其具有用于信号再分配的桥层;
图4示出了一个或多个实施例的图3的MCM的部分侧面、截面图;
图5示出了在组件封装之前的另一个MCM的部分侧面、截面图的一个或多个实施例,其具有用于信号再分配的桥层;
图6示出了在组件封装之前的另一个MCM的放大、透视图的一个或多个实施例,其具有用于信号再分配的桥层;以及
图7示出了一个或多个实施例的利用信号再分配的桥层形成MCM的流程图。
具体实施方式
本发明的实施例通常利用多芯片模块(MCM)的桥层提供信号再分配,以帮助提供MCM的一个或多个集成电路的更加稳定的输入/输出(I/O)互连。对于一个或多个实施例,较短的互连可以被用来在下部集成电路上导电连接上部集成电路到桥层,并且导电连接桥层到用于容纳上部和下部集成电路的组件的一个或多个接触区域。在这种方式中,可以避免例如长接合线的长互连,从而当保持互连的稳定性的同时使组件可以做得更薄。
图3和图4示出了组件封装之前的多芯片模块(MCM)300的一个或多个实施例。MCM300包括上部集成电路310、下部集成电路320、在下部集成电路320的至少一部分上的桥层330,以及组件基底340。
上部和下部集成电路310和320可以包括任意合适的电路。一个例子是,上部集成电路310可以包括动态随机存取存储器(DRAM)电路,并且下部集成电路320可以包括闪存或者电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)电路。另一个例子是,上部集成电路310可以包括任意合适的存储电路,下部集成电路320可以包括处理器电路。另一个例子是,上部集成电路310可以包括使用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的任意合适的电路,下部集成电路320可以包括使用双极技术的任意合适的电路。一个或多个实施例的上部和下部集成电路310和320可以包括形成作为组件中系统(SiP)的MCM300的电路。
上部集成电路310的至少一部分位于下部集成电路320的上方,留下桥层330的至少一部分,其中该部分具有暴露的接触区域。如图3所示,一个或多个实施例的上部集成电路310的长度和/或宽度可以比下部集成电路320的长度和/或宽度小。下部集成电路320的至少一部分位于组件基底340的一部分上,留下组件基底340的至少一部分,其中该部分具有一个或多个暴露的接触区域。
桥层330限定了在桥层330的一个或多个第一接触区域和桥层330的一个或多个第二接触区域之间的一个或多个信号路径,其中第一接触区域例如是焊接区331和332,第二接触区域例如是焊接区336和337。
一个或多个第一互连导电连接在上部集成电路310的一个或多个接触区域与桥层330的一个或多个第一接触区域之间。一个或多个实施例的上部集成电路310可以在上部集成电路310背对下部集成电路320的一个表面处具有一个或多个接触区域,例如焊接区311和312。一个或多个实施例的第一互连可以包括,例如接合线。如图3和4所示,例如接合线351可以用来互连焊接区311和331。
一个或多个第二互连导电连接到桥层330的一个或多个第二接触区域与组件基底340的一个或多个接触区域之间,例如焊接区346和347。一个或多个实施例的第二互连可以包括,例如接合线。如图3和4所示,例如接合线356可以用来互连焊接区336和346。
桥层330可以限定在桥层330上的任何合适位置的第一和第二接触区域之间的信号路径,从而提供在上部集成电路310上的任意合适位置的接触区域与组件基底340上的任意合适位置的接触区域之间的信号路径。在这种方式中,一个或多个实施例的上部集成电路310的设计可以减少对形成上部集成电路310的输入/输出(I/O)在哪里与组件基底340互连的关注。如图3和4所示,一个或多个实施例的桥层330可以提供位于上部集成电路310上更接近于组件基底340的一侧的接触区域与沿着组件基底340相同侧位于组件基底340上的接触区域之间的信号路径。一个或多个实施例的桥层330可以提供一种位于上部集成电路310上更接近于组件基底340的一侧的接触区域与沿着组件基底340的不同侧位于组件基底340上的接触区域之间的信号路径。
一个或多个实施例的桥层330也可以限定下部集成电路320中的任意合适位置上的任何合适电路与在桥层320上的任意合适位置上的一个或多个接触区域之间的一个或多个信号路径。一个或多个实施例的这样的接触区域可以通过例如接合线的互连,而导电连接到组件基底340上的接触区域,从而提供下部集成电路320的输入/输出(I/O)互连到组件基底340。这样的一个或多个实施例的接触区域可以通过例如接合线的互连导电连接到在上部集成电路310上的接触区域,从而提供上部集成电路310和下部集成电路320之间的输入/输出(I/O)互连。
一个或多个实施例的桥层330可以限定用于上部集成电路310和下部集成电路320的一个或多个信号路径,从而共享一个或多个组件的输入/输出(I/O)互连。在这种方式中,一个或多个实施例的MCM300可以被设计为减少I/O互连的数量。例如,MCM300可以包括不同类型的存储设备(例如,DRAM和闪存),这些存储设备通过桥层330共享从外部管脚到达它们的多条公共的地址、数据或者命令线。
如图5所示,一个或多个实施例的桥层330可以限定桥层330上的第一和第二接触区域之间的信号路径,例如焊接区531和536,并可以通过例如垫片321限定桥层330上的第二接触区域与下部集成电路320的电路之间的信号路径,从而利用相同的互连提供一种用于上部集成电路310和下部集成电路320的I/O互连到组装基底340,该相同的互连例如是导电连接在桥层330的第二接触区域和组件基底340之间的引线接合556。尽管在垫片321上限定了第二接触区域,但是一个或多个实施例的桥层330可以限定桥层330上的第二接触区域与下部集成电路320中的任意合适位置处的任何合适电路之间的信号路径。
桥层330可以以任何适合的方式形成在下部集成电路320上方,从而以任意合适的方式限定任何合适的一个或多个信号路径。一个或多个实施例的桥层330可以形成为多个子层,以限定相互交叉的信号路径。一个或多个实施例的桥层330可以形成为在下部集成电路320上方的一个或多个附加金属层。
图6示出了在组件封装之前的多芯片模块(MCM)600的一个或多个实施例。MCM600包括上部集成电路610、下部集成电路620、在下部集成电路620的至少一部分上方的桥层630以及组件基底640。上部集成电路610、下部集成电路620、桥层630和组件基底640通常对应于图3和图4的上部集成电路310、下部集成电路320、桥层330和组件基底340。
图6的桥层630限定了桥层630的一个或多个第一接触区域与下部集成电路620的输入/输出(I/O)电路628之间的信号路径,其中第一接触区域例如是焊接区631,并且限定了I/O电路628与桥层630的一个或多个第二接触区域之间的一个或多个信号路径,其中第二接触区域例如是焊接区636。
一个或多个第一互连,例如接合线651,导电连接在上部集成电路610的一个或多个接触区域与桥层630的一个或多个第一接触区域之间,其中上部集成电路610的一个或多个接触区域例如是焊接区611。一个或多个第二互连,例如接合线656,导电连接在桥层630的一个或多个第二接触区域与组件基底640的一个或多个接触区域之间,其中组件基底640的一个或多个接触区域例如是焊接区646。
通过以这种方式将上部集成电路610互连到组件基底640,上部集成电路610然后可以利用下部集成电路620的I/O电路628,传输信号到MCM600的组件外部和/或从MCM600的组件外部接收信号。一个或多个实施例的I/O电路628可以包括任意合适的电路来切换上部集成电路610的I/O信号。一个或多个实施例的I/O电路628可以包括任意合适的电路来用作为上部集成电路610的I/O接口。互连上部集成电路610到下部集成电路620的I/O电路628的一个或多个实施例也可以提供一种在上部集成电路610和下部集成电路620之间的更快的信号连接,并可以提供一种在下部集成电路620的组件I/O互连上的稳定的负载。
图7示出了一个或多个实施例使用用于信号再分配的桥层形成多芯片模块(MCM)的流程图700。可以使用流程图700来形成例如图3的MCM300或者图6的MCM600。
如图7所示,对于块702,形成第一集成电路,对于块704,形成第二集成电路。第一和第二集成电路可以以任意合适的方式形成,从而包括任意合适的电路。第一集成电路通常对应于图3-5的上部集成电路310或者图6的上部集成电路610,第二集成电路通常对应于图3-5的下部集成电路320或者图6的下部集成电路620。
对于块706,桥层形成在第二集成电路的至少一部分上。桥层可以以任何合适的方式形成在第二集成电路的任意合适的一个或多个部分或全部上方。对于块708,第一集成电路的至少一部分位于第二集成电路的一部分上方。一个或多个实施例的第一集成电路可以直接位于桥层上并且以任意合适的方式连接到桥层。对于桥层仅仅形成在第二集成电路的一个或多个部分上的一个或多个实施例,一个或多个实施例的第一集成电路可以直接位于第二集成电路上方,并且以任意合适的方式连接到第二集成电路。
对于块710,第一集成电路的一个或多个接触区域连接到桥层的一个或多个接触区域。对于块712,桥层的一个或多个接触区域连接到组件的一个或多个接触区域。
这样的接触区域可以以任意合适的方式限定,例如以焊接区的形式限定。一个或多个实施例的组件的一个或多个接触区域可以限定在组件基底上,其中第二集成电路可以位于组件基底上方。该组件基底可以由任意合适的材料形成。一个或其它的多个实施例的组件的一个或多个接触区域可以限定在组件引线框上。
接触区域可以利用任何适合的互连以任意合适的方式相互连接,例如利用接合线。对于一个或多个实施例,可以使用任意合适的引线接线技术。
对于块714,第一和第二集成电路被封装。可以利用任意合适的材料以任意合适的方式封装第一和第二集成电路。
块702、704、706、708、710、712和/或714的操作可以以任意合适的顺序执行,并且可以被执行或可以不被执行,从而及时使得任何合适操作和任意其它合适操作的性能叠加。一个例子是,可以在块704中形成第二集成电路之后在块702中形成第一集成电路。
该详细描述中所使用的这些方向术语,例如上部、下部和上方,是为了便于相对于参考的一个框架描述多芯片模块(MCM),而跟MCM在空间可能的方向无关。
本发明的实施例已经描述了通常利用多芯片模块(MCM)的桥层提供信号再分配,从而给MCM的一个或多个集成电路提供更加稳定的输入/输出(I/O)互连。虽然前述的内容描述的是本发明的实施例,但是,不脱离本发明的基本范围的情况下,可以设计本发明的其它和进一步实施例,并且本发明的范围由附属的权利要求所确定。
Claims (22)
1、一种用于组装第一集成电路和第二集成电路的方法,包括:
将第一集成电路的至少一部分置于第二集成电路的一部分上方;
在第二集成电路的至少一部分上方连接第一集成电路的一个或多个接触区域到桥层的一个或多个第一接触区域,该桥层限定在该桥层的一个或多个第一接触区域与该桥层的一个或多个第二接触区域之间的一个或多个信号路径;以及
连接该桥层的一个或多个第二接触区域到组件的一个或多个接触区域。
2、如权利要求1的方法,其中连接桥层的一个或多个第二接触区域到组件的一个或多个接触区域的步骤包括,将导电连接到第二集成电路的电路的一个或多个第二接触区域连接到组件的一个或多个接触区域。
3、如权利要求1的方法,其中连接第一集成电路的一个或多个接触区域到桥层的一个或多个第一接触区域的步骤包括,将在第一集成电路背对第二集成电路的一个表面上的一个或多个接触区域连接到桥层的一个或多个第一接触区域。
4、如权利要求1的方法,其中连接第一集成电路的一个或多个接触区域到桥层的一个或多个第一接触区域的步骤包括,使用引线接线技术。
5、如权利要求1的方法,其中连接桥层的一个或多个第二接触区域到组件的一个或多个接触区域的步骤包括,使用引线接线技术。
6、一种用来组装第一集成电路和第二集成电路的方法,包括:
将第一集成电路的至少一部分放置在第二集成电路的一部分上方;
在第二集成电路的至少一部分上方连接第一集成电路的一个或多个接触区域到桥层的一个或多个第一接触区域,一个或多个第一接触区域导电连接到第二集成电路的输入/输出(I/O)电路;以及
连接桥层的一个或多个第二接触区域到组件的一个或多个接触区域,一个或多个第二接触区域导电连接到第二集成电路的I/O电路,以将来自第一集成电路的信号传输到组件外部,和/或从组件外部接收信号给第一集成电路。
7、如权利要求6的方法,其中连接第一集成电路的一个或多个接触区域到桥层的一个或多个第一接触区域的步骤包括,连接第一集成电路背对第二集成电路的一个表面上的一个或多个接触区域到桥层的一个或多个第一接触区域。
8、如权利要求6的方法,其中连接第一集成电路的一个或多个接触区域到桥层的一个或多个第一接触区域的步骤包括,使用引线接线技术。
9、如权利要求6的方法,其中连接桥层的一个或多个第二接触区域到组件的一个或多个接触区域的步骤包括,使用引线接线技术。
10、一种多芯片模块(MCM),包括:
第一集成电路和第二集成电路,其中第一集成电路的至少一部分位于第二集成电路的一部分上方;
在第二集成电路的至少一部分上方的桥层,该桥层限定在该桥层的一个或多个第一接触区域与该桥层的一个或多个第二接触区域之间的一个或多个信号路径;
导电连接在第一集成电路的一个或多个接触区域与桥层的一个或多个第一接触区域之间的一个或多个第一互连;以及
导电连接在桥层的一个或多个第二接触区域与组件的一个或多个接触区域之间的一个或多个第二互连。
11、如权利要求10的多芯片模块(MCM),其中所述桥层限定在该桥层的一个或多个第二接触区域与第二集成电路的电路之间的一个或多个信号路径。
12、如权利要求10的多芯片模块(MCM),其中一个或多个第一互连导电连接在第一集成电路背对第二集成电路的一个表面上的一个或多个接触区域与桥层的一个或多个第一接触区域之间。
13、如权利要求10的多芯片模块(MCM),其中一个或多个第一互连包括接合线。
14、如权利要求10的多芯片模块(MCM),其中一个或多个第二互连包括接合线。
15、如权利要求10的多芯片模块(MCM),包括组件基底,其中第二集成电路位于组件基底的上方,并且其中组件的一个或多个接触区域被限定在组件基底上。
16、如权利要求10的多芯片模块(MCM),其中第一集成电路包括动态随机存取存储器,和第二集成电路包括闪存。
17、一种多芯片模块(MCM),包括:
第一集成电路和第二集成电路,其中第一集成电路的至少一部分位于第二集成电路的一部分上方;
桥层位于第二集成电路的至少一部分上方;
一个或多个第一互连,其导电连接在第一集成电路的一个或多个接触区域与桥层的一个或多个第一接触区域之间;以及
一个或多个第二互连,其导电连接在桥层的一个或多个第二接触区域与组件的一个或多个接触区域之间,
其中该桥层限定在该桥层的一个或多个第一接触区域与第二集成电路的输入/输出(I/O)电路之间的一个或多个信号路径,并且限定在第二集成电路的I/O电路与该桥层的一个或多个第二接触区域之间的一个或多个信号路径,从而将信号从第一集成电路传输到组件外部,和/或从组件外部接收信号给第一集成电路。
18、如权利要求17的多芯片模块(MCM),其中一个或多个第一互连导电连接在第一集成电路背对第二集成电路的一个表面上的一个或多个接触区域与桥层的一个或多个第一接触区域之间。
19、如权利要求17的多芯片模块(MCM),其中一个或多个第一互连包括接合线。
20、如权利要求17的多芯片模块(MCM),其中一个或多个第二互连包括接合线。
21、如权利要求17的多芯片模块(MCM),包括组件基底,其中第二集成电路位于该组件基底的上方,并且其中组件的一个或多个接触区域被限定在该组件基底上。
22、如权利要求17的多芯片模块(MCM),其中第一集成电路包括动态随机存取存储器,和第二集成电路包括闪存。
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