JP2003521810A - Surface mount IC lamination method and apparatus - Google Patents

Surface mount IC lamination method and apparatus

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チューン、アン、アウ
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Abstract

(57)【要約】 整合した最上接点および最下接点を有するパッケージした表面実装(SMT)チップを積層する。チップの特徴は、非常に製造容易で、チップ層間に所望の接続性を与えるように選んである。一実施例では、追加の間隔保持および経路設定層が層間に任意に設けてある。もう一つでは、任意に異なる導体および/または不揮発性セル構成を設けることによって、チップを特殊化する。更にもう一つでは、少数の基板接点を間隔保持層または基板の誘電体領域と整列するように構成して積層したチップ間に非常に低静電容量の信号経路を創る。 (57) Abstract: Stack packaged surface mount (SMT) chips with matched top and bottom contacts. The features of the chip have been chosen to be very easy to manufacture and to provide the desired connectivity between chip layers. In one embodiment, additional spacing and routing layers are optionally provided between the layers. In another, the chip is specialized by optionally providing different conductors and / or non-volatile cell configurations. Yet another is to configure a small number of substrate contacts to align with the spacing layer or dielectric region of the substrate to create a very low capacitance signal path between the stacked chips.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 (関連出願) この出願は、1999年5月7日に提出した米国特許仮出願第60/133,
019号の恩典を主張する。
(Related Application) This application is related to US Provisional Application No. 60/133, filed on May 7, 1999.
Claims the benefits of No. 019.

【0002】 (発明の分野) 本発明は、一般的にはプリント回路基板(PCB)のような基板上に配置した
集積回路(IC)の密度を増すための方法および装置に関し、更に詳しくは、表
面実装技術(SMT)チップパッケージを含むチップを積層するための方法およ
び装置に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to methods and apparatus for increasing the density of integrated circuits (ICs) located on a substrate such as a printed circuit board (PCB), and more particularly, A method and apparatus for stacking chips, including surface mount technology (SMT) chip packages.

【0003】 (発明の背景) 数年に亘って、電子および電気機械的システムのメーカは、IC積層方法およ
び積層した装置が時には基板の与えられた面積に更に多くの部品を実装できるこ
とを知っていた。例えば、米国特許第5,612,570号(エイド外が199
5年4月13日に提出)は、一つのチップを幾つかのフレームの各々に積層し、
次にこれらのフレームを積層する構成を教示する。チップリードとフレーム間の
信号経路設定は、これらのフレームを通した線によってもたらす。
BACKGROUND OF THE INVENTION Over the years, manufacturers of electronic and electromechanical systems have known that IC stacking methods and stacked devices can sometimes mount more components on a given area of a substrate. It was For example, US Pat. No. 5,612,570 (199 outside Aid
Filed April 13, 5), one chip is stacked on each of several frames,
Next, the construction of stacking these frames is taught. Signal routing between the chip leads and the frame is provided by lines through these frames.

【0004】 多くの既知の積層方法が所望のPCB占有密度を与えることができるが、まだ
適切に対応されていない第1の問題は、垂直に整列したグループの同一(または
非常に似た)チップが少なくともチップ層と同数のインタフェースを含む経路設
定(即ち、水平にオフセットした垂直導体)を要することである。チップ層とイ
ンタフェース構造が各々交互に反復することは、積層を組立てるために要する取
扱装置のコストを増す。
While many known stacking methods can provide the desired PCB occupancy, the first issue that has not yet been adequately addressed is the vertically aligned group of identical (or very similar) chips. Requires at least as many routings as chip layers (ie, vertically offset horizontal conductors). Each alternating repetition of chip layers and interface structures adds to the cost of handling equipment required to assemble the stack.

【0005】 米国特許第4,956,694号(エイド外が1988年11月4日に出願)
は、僅かに異なるLCCチップを小さい基板上に積層し、次にそれを大きな基板
上に横から実装できる構成を教示する。この積層装置は、厳密に並列に接続した
厳密に同位置のICダイが、個々に論理機能を実行することができないので、機
能するためにはこれらのダイ間のわずかな差に依存する。この技術でまだ適切に
対応されていない第2の問題は、この種の積層装置の構成がダイを異なるマスク
を使って製作し、次に異なる在庫目録に保持することを要求することである。そ
れで、全く同じに製作したダイで作られ、次に製造の後の工程で別個のチップに
作られる積層装置に対して要求がある。
US Pat. No. 4,956,694 (filed by Aid et al. On Nov. 4, 1988)
Teaches a configuration in which slightly different LCC chips can be stacked on a small substrate and then mounted laterally on a large substrate. This stacking device relies on small differences between the dies in order to function because the strict co-located IC dies connected in strict parallel cannot individually perform logical functions. A second problem that has not yet been adequately addressed by this technique is that this type of stacker configuration requires that the die be fabricated using different masks and then held in different inventory. Therefore, there is a need for a stacking device that is made with identically made dies and then made into separate chips in later steps of manufacture.

【0006】 この技術に存在する第3の問題は、非常に長く、高静電容量のコンジットを典
型的に異なるダイ上の内部回路素子間に設けることである。ある従来の積層構成
は、基板の内部線を含む電気経路に比べてそのようなコンジットの長さおよび静
電容量を偶然に減らすが、全ての既知の構成は、製造困難か比較的低性能の難点
がある。
A third problem that exists with this technique is the provision of very long, high capacitance conduits typically between internal circuit elements on different dies. While some conventional stacked configurations happen to reduce the length and capacitance of such conduits compared to electrical paths that include the internal lines of the substrate, all known configurations are either difficult to manufacture or have relatively poor performance. There are difficulties.

【0007】 (発明の概要) これらの問題の一つ以上を解決できる方法および装置を示す。本発明は、パッ
ケージの外部へ伸びる導体に特徴がある、パッケージした表面実装(SMT)チ
ップを積層するために有用であり、これらの導体は、各々この積層した装置を実
装すべき基板に対して最上接点および最下接点を有する種類のものである。最上
層の各チップの最上接点は、完全に非接続のままであるのが望ましく、最下層の
各チップの最下接点は、平面の基板表面と結合するように構成してあるのが望ま
しい。本発明の好適方法および装置は、最後には特殊化しなければならないチッ
プを製造工程で永く実質的に同一のままにすることによって製造を単純化する。
SUMMARY OF THE INVENTION A method and apparatus are presented that can solve one or more of these problems. The present invention is useful for stacking packaged surface mount (SMT) chips, which are characterized by conductors extending to the outside of the package, each of these conductors being associated with a substrate on which the stacked device is to be mounted. It is of the type that has a top contact and a bottom contact. The top contact of each chip in the top layer preferably remains completely unconnected, and the bottom contact of each chip in the bottom layer is preferably configured to mate with a planar substrate surface. The preferred method and apparatus of the present invention simplifies manufacturing by leaving the chips, which must ultimately be specialized, in the manufacturing process substantially the same for many years.

【0008】 本発明の第1実施例は、積層のチップ間のオフセット導体または水平経路設定
のどれをもサンドイッチし、それによってチップ層より少ない数のインタフェー
スを可能にすることによって組立を単純化することに特徴がある積層方法および
装置を提供する。これは、完全に同一のチップでも対応できるように個々の信号
を結合するための機構を提供する。詳細例を図4ないし図12に示す。これらは
、テスト、ヒートシンク、単一化、およびインタフェース構築のための特別の装
置を含む。
The first embodiment of the present invention simplifies assembly by sandwiching any offset conductors or horizontal routing between chips in a stack, thereby allowing fewer interfaces than chip layers. In particular, the present invention provides a laminating method and apparatus. This provides a mechanism for combining the individual signals so that they can be handled by the exact same chip. Detailed examples are shown in FIGS. These include special equipment for testing, heatsinks, singulation, and interface construction.

【0009】 本発明の第2実施例は、チップを積層の中で垂直に整列するように構成し、異
なる導体および/または不揮発性セル構成を設けることによって特殊化すること
に特徴がある積層方法および装置を提供する。これは、全てのダイおよびパッケ
ージ間の共通性を少なくとも導体を設置するまで維持できるようにする。詳細例
を図12ないし図20に示す。これらは、基板接続性の制御、非類似チップの対
応、同一チップの対応、積層前または後の同一装置の特殊化、および電気、機械
または光学手段を使うチップの修正のための特別の装置を含む。
A second embodiment of the present invention is characterized by the fact that the chips are arranged to be vertically aligned in the stack and specialized by providing different conductor and / or non-volatile cell configurations. And a device. This allows commonality between all dies and packages to be maintained at least until conductors are installed. Detailed examples are shown in FIGS. These include special equipment for controlling substrate connectivity, handling dissimilar chips, handling identical chips, specializing identical devices before or after stacking, and modifying chips using electrical, mechanical or optical means. Including.

【0010】 本発明の第3実施例は、間隔保持層または基板の誘電体領域と整列するように
構成した少数のチップ接点に特徴がある積層方法および装置を提供する。これは
、非常に容易に製造可能な構成で積層したチップ間に非常に短く、低静電容量の
信号経路を可能にする。詳細例を図5、図12、図15および図17に示す。こ
れらは、組立、基板表面上の限定された水平経路設定、およびチップ内経路設定
のための特別の装置を含む。
A third embodiment of the present invention provides a stacking method and apparatus featuring a small number of chip contacts configured to align with a dielectric layer of a spacing layer or substrate. This allows a very short, low capacitance signal path between stacked chips in a very easily manufacturable configuration. Detailed examples are shown in FIGS. 5, 12, 15, and 17. These include special equipment for assembly, limited horizontal routing on the substrate surface, and in-chip routing.

【0011】 (詳細な説明) 以下の多くの例の各々は、当業者に本発明を実施させるに十二分な詳細を示す
が、この発明に関する主題は、以下のどの単一例よりも広い。しかし、本発明の
範囲は、この明細書の冒頭の請求項にはっきりと定義してある。この明細書で使
う多くの用語は、全てこの技術での普通の用法と矛盾せずに提供するが、幾つか
は非常な特殊性を有して記述してある。
DETAILED DESCRIPTION While each of the many examples below provides more than sufficient detail for one skilled in the art to practice the invention, the subject matter of the invention is broader than any single example below. However, the scope of the invention is defined explicitly in the claims at the beginning of this specification. Many of the terms used in this specification are provided consistent with their common usage in the art, but some have been described with great peculiarity.

【0012】 本発明の積層装置は、基板に結合するように構成してある。ここで使う“最上
”、“最下”、“上”等は、この積層装置の“下”であるべき基板、またはこの
積層を横から取付けるべきこの積層装置の任意に選択した“底面”を基準に記述
してある。
The laminating apparatus of the present invention is configured to be bonded to a substrate. As used herein, "top", "bottom", "top", etc. refer to the substrate that should be "bottom" of this stacker, or the arbitrarily selected "bottom" of this stacker to which this stack should be mounted from the side It is described in the standard.

【0013】 “導体”は、金属の電気伝導度にほぼ等しい電気伝導度を有する連続構造体ま
たは材料である。“接点”は、もう一つの導体の一部と接触して物理的および電
気的結合を同時に作るように構成してある導体の表面である。ここで使うICダ
イの“接点”は、ダイの外部のこれらの接点を指す。
A “conductor” is a continuous structure or material that has an electrical conductivity that is approximately equal to that of a metal. A "contact" is a surface of a conductor that is configured to contact a portion of another conductor to simultaneously make a physical and electrical connection. As used herein, "contacts" of an IC die refer to these contacts outside the die.

【0014】 ICダイの“内部回路”は、このダイ上の抵抗および能動素子を含むが、通常
の信号線およびダイ接点に非常に近く接続した可融性リンクを除外する。
The “internal circuitry” of an IC die includes the resistive and active elements on the die, but excludes fusible links connected very close to normal signal lines and die contacts.

【0015】 ここで使う“直接結合した”は、物理的に接触している物体を指す。二つの部
材は、もしそれらが共に第3の部材にまたは結合剤に直接結合していれば、“間
接的に”物理的に結合していると言う。二つの導体は、もしそれらが共にICパ
ッケージのような物体内を伸びれば、“内部的に”電気的に結合されていて、そ
れらの間にこの物体内に連続導電経路が存在する。
As used herein, “directly coupled” refers to objects that are in physical contact. Two members are said to be "indirectly" physically bonded if they are both directly bonded to the third member or to the binder. The two conductors are electrically coupled "internally" if they extend together in an object such as an IC package, between which there is a continuous conductive path in the object.

【0016】 ここで使うIC“パッケージ”は、このパッケージが意図するダイを収容する
に十分大きい空洞がある誘電性本体を有する表面実装技術(SMT)パッケージ
である。それもダイと電気的に結合するためのこの本体内部の接点およびこれら
の内部接点と電気的に結合した本体外部の接点を有する。本発明に使うパッケー
ジは、各々、チップ積層を容易にするように構成した、整合した“上”および“
下”外部接点を各々有する幾つかの導体を有する。パッケージリードの対向する
側にある“整合した”対の接点は、互いに接触しない。
As used herein, an IC “package” is a surface mount technology (SMT) package that has a dielectric body with a cavity large enough to accommodate the die for which the package is intended. It also has contacts inside the body for electrically coupling to the die and contacts outside the body electrically coupling with these internal contacts. The packages used in the present invention each have a matching "top" and "top" configured to facilitate chip stacking.
It has several conductors each having a "bottom" external contact. "Matched" pairs of contacts on opposite sides of the package lead do not touch each other.

【0017】 本発明のICパッケージは、ICダイに使うための従来のセラミックまたはプ
ラスチックパッケージを含む。ここで使う“パッケージ”という用語は、従来パ
ッケージの内部に加えた部品(例えば、裸のダイ、エポキシ被覆ダイ、TAB部
品のようなテープベースのダイキャリア、およびボンド線)を除外するが、パッ
ケージ蓋および幾つかの経路指定した導体を含む。典型的に各導体は、ICダイ
に電気的に結合するように構成した内部接点およびソケット、PCBパッド、ジ
ャンパ、または何か他の導体に電気的に結合するように構成した一つ以上の外部
接点を含む。外部接点は、例えば、かもめ翼またはフラットパック・リードの表
面の一部および底面の一部を含んでもよい。
The IC package of the present invention includes a conventional ceramic or plastic package for use in an IC die. As used herein, the term "package" excludes components traditionally added to the interior of the package (eg, bare die, epoxy coated die, tape-based die carriers such as TAB components, and bond lines), but the package It includes a lid and some routed conductors. Typically each conductor is an internal contact and socket configured to electrically couple to an IC die, a PCB pad, a jumper, or one or more external configured to electrically couple to some other conductor. Including contacts. The external contacts may include, for example, a portion of the surface and a portion of the bottom surface of the seagull wing or flat pack lead.

【0018】 各従来のICパッケージは、このパッケージが意図するダイを収容するに十分
大きい空洞を有する誘電性本体を含む。それもダイと電気的に結合するためのこ
の本体内部の接点およびこれらの内部接点と電気的に結合した本体外部の接点を
有する。本発明に使う表面実装ICパッケージは、チップ積層を容易にするため
に、整合した、非重複“上”および“下”外部接点を有する。従来のパッケージ
は、典型的に長方形固体のような単純な本体形状をを有し、その外部にリードが
突出してもよい。二つのICパッケージは、もしこの単純な形状の内側のパッケ
ージ部分が同じであれば、外部に突出するリードが同一であろうとなかろうと、
“内部的に同一”であると言う。
Each conventional IC package includes a dielectric body having a cavity large enough to accommodate the die for which the package is intended. It also has contacts inside the body for electrically coupling to the die and contacts outside the body electrically coupling with these internal contacts. The surface mount IC package used in the present invention has matched, non-overlapping "top" and "bottom" external contacts to facilitate chip stacking. Conventional packages typically have a simple body shape, such as a rectangular solid, with leads protruding outside. Two IC packages have the same internal package part of this simple shape, whether or not the leads protruding to the outside are the same,
Say “internally identical”.

【0019】 ここで使う“内部的に結合可能”は、内部電気結合をもたらすために容易に接
続できるように構成されている導体および導電性接点を指す。ここで使う“非接
続”は、目標導体(即ち、ICダイおよび/またはパッケージの)に内部的に結
合可能であるように構成されている(または、あった)が、誘電体によってこの
目標から分離されている部材を指す。“無接続”は、ある分岐導体とそれらの接
点を表す、もう一つの技術で知られている用語である。上記の文を除いて、この
明細書の何処かで使う“導体”は、連続導体を意味する。
As used herein, “internally couplable” refers to conductors and conductive contacts that are configured to be easily connectable to provide internal electrical coupling. As used herein, "disconnected" is constructed (or was) capable of being internally coupled to a target conductor (ie, of an IC die and / or package), but from this target by a dielectric. Refers to separate members. "Disconnected" is another term known in the art to describe some branch conductors and their contacts. Except for the above text, "conductor" as used elsewhere in this specification means a continuous conductor.

【0020】 ここで使う“チップ”は、少なくとも一つのダイを含み、この少なくとも一つ
のダイの少なくとも幾つかの電気的に機能する接点に電気的に結合した外部接点
を有するパッケージを指す。
As used herein, a “chip” refers to a package that includes at least one die and has external contacts electrically coupled to at least some electrically functional contacts of the at least one die.

【0021】 ここで使うように、“足跡”という用語は、チップの実装レイアウトのような
、与えられた平面での素子の二次元平面図、レイアウト、または投影面積を指す
As used herein, the term “footprint” refers to a two-dimensional plan view, layout, or projected area of a device on a given plane, such as the mounting layout of a chip.

【0022】 ここで使う“類似の”ダイは、同一に製造したダイ、および共通の電気的に機
能する接点の実質的に全ての大部分が厳密に同じ順序で、各々の内部回路装置に
対して同じ公称位置にあるダイを指す。ここで使う“実質的に全て”は、少なく
とも約90%を意味する。それで、複合ダイを収容できるパッケージは、事実上
常に“類似”であるがより単純なダイを収容できる。ここで使う“非類似”は、
この定義に合わないダイ、または非類似のダイを含むチップを指す。
As used herein, “similar” dies are identically manufactured dies, and substantially all of the common electrically functional contacts are in exactly the same order for each internal circuit device. The die at the same nominal position. As used herein, "substantially all" means at least about 90%. Thus, a package that can accommodate a composite die can in fact accommodate a "similar" but simpler die. "Dissimilarity" used here is
A chip that contains dies that do not meet this definition, or dissimilar dies.

【0023】 ここで使う“実質的同一”は、一つのダイの全ての電気的に機能する接点がそ
の内部回路装置に対して他のダイのものと同じ公称位置にあるダイを指す。同一
データファイルから作ったマスクで作り、または同じ公称配置で全て同じ構造を
有するダイは、“実質的同一”である。一つか二つの接点が違うダイでも、もし
一つが他の意図する用途に役立ち、その差が業者の付けた製品番号を変える必要
のない程であれば、まだ“実質的同一”である。単一製品に関する複数改訂番号
は、IC産業ではめずらしくない。
As used herein, “substantially identical” refers to a die in which all electrically functional contacts of one die are in the same nominal position with respect to their internal circuitry as the other die. Dies made with a mask made from the same data file, or all having the same structure with the same nominal placement, are "substantially identical." Even dies with one or two contacts that are different are still "substantially identical" if one serves another intended application and the difference does not require the vendor to change the product number. Multiple revision numbers for a single product are not uncommon in the IC industry.

【0024】 ここで使う“同一”は、電気的に機能する接点が全て同一に構成してあるダイ
を指す。処理変動または同一に製造したマスク間の差から生ずるもののような製
造差は、一つが他の意図する目的に機能できるならば、二つのダイが同一である
ことを妨げない。ここで使う“異なる”は、“同一”の定義に合わないダイ(ま
だ“実質的同一”であっても、電気的特性を修正したもののような)を指す。
As used herein, “identical” refers to a die in which all electrically functional contacts are configured identically. Manufacturing differences, such as those resulting from process variations or differences between identically manufactured masks, do not preclude two dies from being identical, provided that one can serve the other intended purpose. As used herein, "different" refers to dies that do not meet the definition of "identical" (such as still "substantially identical" but with modified electrical properties).

【0025】 二つのパッケージは、もしその一つが他の意図する目的に機能できるならば、
ここでは“同一”と見做す。二つのパッケージは、もしそれらがパッケージ本体
から突出するリードの形状を除いて同一ならば、“内部的に”同一である。パッ
ケージは、空洞の内容物が互いに違っても、内部的に同一であることがある。二
つのパッケージは、もしそれらの接点が一つか二つだけ違っても“実質的に”同
一かも知れず、またそれらは、もしそれらの実質的に全ての電気的に機能する接
点がそれらの意図する用途で同じ一般的配置を有するならば、“類似”である。
Two packages, if one can serve the other intended purpose,
Here, they are regarded as “identical”. Two packages are "internally" identical if they are identical except for the shape of the leads protruding from the package body. The packages can be internally identical, even though the contents of the cavities are different from each other. Two packages may be "substantially" identical if their contacts differ by one or two, and they are said to be such that if substantially all of their electrically functional contacts are of their intent. "Similar" if they have the same general arrangement in the intended application.

【0026】 ここで使うパッケージの“内部”は、パッケージの本体およびパッケージ空洞
の内容物を指す。これらの内容物には、典型的に、“コンジット構成”によって
ダイ接点に結合した内部接点がある。ここで使う“コンジット構成”は、パッケ
ージ内に配置したコンジットの数およびこれらのコンジットのダイまたはパッケ
ージ内部に対する大体の位置を指し、そのダイおよびパッケージ内部接点の選択
は、これらのコンジットによって電気的に結合すべきである。それで、ワイヤボ
ンディング機が必要なダイおよびパッケージ特有の情報を含む“ボンドマップ”
は、それがループ高さについての特定の情報を欠いても、十分に完全な“コンジ
ット構成”の例である。
As used herein, the “inside” of a package refers to the contents of the package body and package cavity. These contents typically have internal contacts coupled to the die contacts by a "conduit arrangement." As used herein, "conduit configuration" refers to the number of conduits placed in the package and their approximate location with respect to the die or package interior, and the selection of die and package internal contacts is determined electrically by these conduits. Should be combined. So a "bond map" containing die and package specific information that the wirebonder needs
Is an example of a sufficiently complete "conduit construction" even though it lacks specific information about loop height.

【0027】 ここで使う“インタフェース”は、二つの実在物の各々上の与えられた接点の
集合を、これらの接点に結合した導体および二つの実在物の外のこれらの導体を
含む構造部材と共に指す。従ってここで議論するダイインタフェースは、各々少
なくとも二つのICパッケージを含む。ここで議論するチップインタフェースは
、半田ボンドのパターンしか含まないかも知れない。
As used herein, an “interface” is a set of contacts provided on each of two entities, together with the conductors coupled to those contacts and the structural member containing those conductors outside the two entities. Point to. Therefore, the die interfaces discussed herein each include at least two IC packages. The chip interface discussed here may only contain a pattern of solder bonds.

【0028】 図1は、パッケージ型メモリチップ616および従来技術の経路設定層606
を示す。このパッケージ型チップ616は、18のかもめ翼状リード699を有
し、その各々は、経路設定層606上の対応する内側接点696に向けて配置し
てある最下接点691を有する。経路設定層606は、内側接点696を互いか
ら絶縁し、幾つかの外側接点697への内部導電経路を提供する。各外側接点6
97も、この経路設定層606の下側の最下接点698に電気的に結合してある
。大抵の外側接点697は、“通常の”垂直導体693を介して結合するが、幾
つかの外側接点697は、“オフセット”垂直導体694を介して結合する。
FIG. 1 illustrates a packaged memory chip 616 and a prior art routing layer 606.
Indicates. The packaged chip 616 has 18 gull wing leads 699, each having a bottom contact 691 located toward a corresponding inner contact 696 on the routing layer 606. The routing layer 606 insulates the inner contacts 696 from each other and provides an internal conductive path to some of the outer contacts 697. Each outer contact 6
97 is also electrically coupled to the bottommost contact 698 below this routing layer 606. Most outer contacts 697 couple via "normal" vertical conductors 693, while some outer contacts 697 couple via "offset" vertical conductors 694.

【0029】 図2は、基板605に実装した、米国特許第5,612,570号に教示する
ような既知の積層装置600を示す。この装置600は、各々対応するパッケー
ジ型チップ616、617、618を保持する、幾つかの同じ経路設定層606
、607、608で出来ている。最下経路設定層606の各外側接点697は、
第2経路設定層607の下側の対応する最下接点698に直接結合する。同様に
、最下経路設定層606の下側の最下接点698は、基板605上の接点(図示
せず)に直接結合する。
FIG. 2 shows a known laminating apparatus 600 mounted on a substrate 605, as taught in US Pat. No. 5,612,570. The device 600 includes several identical routing layers 606, each holding a corresponding packaged chip 616, 617, 618.
, 607, 608. Each outer contact 697 of the bottom path setting layer 606 is
Directly coupled to the corresponding bottom contact 698 on the underside of the second routing layer 607. Similarly, the bottom bottom contact 698 below the bottom routing layer 606 directly couples to a contact (not shown) on the substrate 605.

【0030】 垂直導体693をオフセット導体694で結合する既知の表面実装積層インタ
フェース方式によっては、各パッケージ型チップ616、671、618が“個
々の信号結合”、即ち、この積層装置600の他のパッケージ型チップから電気
的に絶縁した少なくとも一つの信号経路を有する。これは、同じパッケージ型チ
ップを使っても、各パッケージ型チップ606、607、608を一意的に指定
できるようにする。
Depending on the known surface mount stacking interface scheme in which vertical conductors 693 are coupled with offset conductors 694, each packaged chip 616, 671, 618 is an “individual signal coupling”, ie another package of this stacking device 600. It has at least one signal path electrically isolated from the mold tip. This allows each packaged chip 606, 607, 608 to be uniquely specified even if the same packaged chip is used.

【0031】 図3は、これを書く前に販売されたシーゲートのチータ18LPディスクドラ
イブを分解形で示す。以下に説明するように、この電気機械システムは、その形
状係数仕様を満たすためには積層IC装置が必要である。簡単に言えば、このデ
ィスクドライブ10は、ハウジングベース42および最上カバー490を含み、
それらがガスケット495と係合してこのディスクドライブ10の内部を清浄環
境に維持する密封ハウジングを形成する。複数のディスク46がスピンドルモー
タハブ44上に回転するように取付けてある。複数の変換器ヘッド60がアクチ
ュエータ本体56に取付けてある。このアクチュエータ本体56は、ヘッド60
を弓形経路62に沿って所望のトラック48へ制御可能に動かすために、ボイス
コイル54および磁石50を含むボイスコイルモータ(VCM)の制御の下でピ
ボット運動するようになっている。このVCMおよびヘッド60を制御するため
に使う信号は、フレキシブル回路64およびコネクタ68を経由して制御器基板
500上の電子回路に出入りする。図示のように、この制御器基板500は、フ
ァイバチャンネルインタフェース550、シーリアルポートコネクタ560、お
よびスピンドルコネクタ570を含む。実際、この基板500は、非常に混雑し
ている。
FIG. 3 shows an exploded view of the Seagate Cheetah 18LP disk drive sold prior to writing this. As will be described below, this electromechanical system requires a stacked IC device to meet its shape factor specifications. Briefly, the disc drive 10 includes a housing base 42 and a top cover 490,
They engage the gasket 495 to form a hermetic housing that maintains the interior of the disk drive 10 in a clean environment. A plurality of disks 46 are mounted for rotation on the spindle motor hub 44. A plurality of transducer heads 60 are mounted on the actuator body 56. The actuator body 56 is a head 60
Is pivotally controlled under the control of a voice coil motor (VCM) that includes a voice coil 54 and a magnet 50 to controllably move along the arcuate path 62 to the desired track 48. The signals used to control this VCM and head 60 enter and exit electronic circuitry on controller board 500 via flexible circuit 64 and connector 68. As shown, the controller board 500 includes a fiber channel interface 550, a serial port connector 560, and a spindle connector 570. In fact, this substrate 500 is very crowded.

【0032】 図4は、図3の基板500から本発明の積層装置580、581の置換によっ
て修正した制御器基板501を示す。一つの積層装置580の上外部接点は、全
て空気に曝され、それで外部リードおよびこれらのリードの下の間隔保持層部分
584を見えるようにする。他の積層装置581の上外部接点は、全て堆積エポ
キシのような保護(固体)誘電体585で完全に覆われている。図示するチップ
は、全て単一リフロー作業によって基板501に結合してあるのが好ましい。
FIG. 4 shows a controller board 501 modified from the board 500 of FIG. 3 by replacing the laminating apparatus 580, 581 of the present invention. The upper outer contacts of one lamination device 580 are all exposed to air, thus exposing the outer leads and spacing layer portions 584 under these leads. The top external contacts of the other stacking device 581 are all completely covered with a protective (solid) dielectric 585, such as a deposited epoxy. The chips shown are preferably all bonded to the substrate 501 by a single reflow operation.

【0033】 図5は、本発明の積層装置の断面図を種々の製造段階で示す。プリント回路基
板のようなスペーサ層880がその対向する面上の接点891、892上に半田
ペーストを備える。この層を準備した後、少なくとも一つのチップ270を作業
面83上に置く。スペーサ層880を含む組立体部品が各チップ270のリード
と接触して置いてある。チップ170の少なくとも一つ以上の層が、その接点の
幾つかがスペーサ層880上の接点892と直接結合するように半田87を備え
る。電気プローブ86を使ってどの積層装置580、581が機能するかをテス
トする。クランプ面88を使ってこれらの装置を固着し、一方、ルータのような
切抜き装置79でそれらを個々のユニットに分離(単一化)する。これらの単独
にした装置を組立設備83、88から取出す。次にそれらを内部導体568を有
する基板503に、例えば、接点592への半田付けによって、結合することが
できる。一実施例で、この積層装置の少なくとも一つ最下接点がこの基板の誘電
体領域にのみ結合し、この積層の最上チップ270の全ての最上接点が誘電体5
85で被覆してある。その代りに、積層装置580に結合した少なくとも一つの
基板接点592がこの基板の内部導体568のどれからも電気的に絶縁してある
FIG. 5 shows cross-sectional views of the laminating apparatus of the present invention at various stages of manufacture. A spacer layer 880, such as a printed circuit board, comprises solder paste on the contacts 891, 892 on its opposite surface. After preparing this layer, at least one tip 270 is placed on the work surface 83. An assembly component including a spacer layer 880 is placed in contact with the leads of each chip 270. At least one or more layers of chip 170 include solder 87 so that some of its contacts are directly bonded to contacts 892 on spacer layer 880. The electrical probe 86 is used to test which laminating device 580, 581 works. Clamping surface 88 is used to secure these devices, while a cutting device 79 such as a router separates them (single unit). These separate devices are taken out from the assembly equipment 83, 88. They can then be bonded to the substrate 503 having inner conductors 568, for example by soldering to contacts 592. In one embodiment, at least one bottom contact of the stack is coupled only to the dielectric area of the substrate, and all top contacts of the top chip 270 of the stack are dielectric 5.
It is covered with 85. Instead, at least one substrate contact 592 coupled to the stacker 580 is electrically isolated from any of the substrate's internal conductors 568.

【0034】 図6は、図5と矛盾しない本発明の方法の更なる詳細を示す。プリント回路基
板をこの技術で知られるように検査し1220、次に前処理し1225および半
田ペーストでスクリーン印刷する1240。チップを選び出し最初にリフローパ
レット上に置き1240、次に追加の基板およびチップをリフローパレット上に
置く1245、1250。このリフローパレットの最上カバーを置き1255、
リフローをこの技術で知られるように行う1265。これらの装置が電気テスト
を受ける1270。好適実施例では、工程1270が、更に詳しくは、この積層
の垂直に整列したチップの各々、または少なくともそれらの一つを残して全部の
電気特性を修正する工程を含む。次にこれらの工程を単独にし1280および検
査し1285、基板に取付ける前に必要な再加工があれば行う。
FIG. 6 shows further details of the method of the invention consistent with FIG. The printed circuit board is inspected 1220 as is known in the art, then pretreated 1225 and screen printed 1240 with solder paste. Chips are picked and placed 1240 on the reflow pallet first, then additional substrates and chips are placed on the reflow pallet 1245, 1250. Place the top cover of this reflow pallet 1255,
Reflow 1265 as is known in the art. These devices undergo an electrical test 1270. In a preferred embodiment, step 1270 more specifically includes modifying all electrical properties of each, or at least one of, the vertically aligned chips of this stack. These steps are then singulated 1280 and inspected 1285, with any necessary rework prior to mounting on the substrate.

【0035】 図7は、本発明の積層装置582を、積層のリード付きチップ180、280
の下側171、271を見せるために上方に傾けた分解図で示す。最下チップ1
80は、下外方に突出するガル翼リードを備える18の導体101〜118を有
するパッケージ型装置である。図示のように、各導体101〜118は、二体構
成の間隔保持層880と直接接触するように構成した上接点192および1次P
CB(図示せず)と直接接触するように構成してもよい下接点191を有する。
FIG. 7 shows a stacking device 582 of the present invention, which is used for stacking leaded chips 180, 280.
Shown in exploded view with the lower side 171, 271 tilted upward to show. Bottom chip 1
80 is a packaged device having 18 conductors 101-118 with gull wing leads projecting outwardly downward. As shown, each of the conductors 101 to 118 has an upper contact 192 and a primary P that are configured to be in direct contact with the two-membered spacing layer 880.
It has a bottom contact 191 which may be configured to be in direct contact with a CB (not shown).

【0036】 二つの狭い部分が垂直部分によって結合してある大文字“I”のような形状の
ヒートシンク780を備える。任意に、それが最下チップ180と直接接触し、
そこに高温シリコン接着剤で固着してある。ヒートシンクは、通常大きいチップ
にしか使わないが、ヒートシンク780は、説明目的で異常に小さいチップ18
0、280と共に図示してあり、インタフェース199が図示する間隔保持層8
80およびオフセット導体経路設定層980を含む。本発明の好適実施例によれ
ば、L個のチップ層を有する積層は、適当な経路設定のためにそのようなインタ
フェースを(L−1)個しか必要ない。間隔保持層880および経路設定層98
0は、チップ180、280と組付ける前に互いに固着するのが望ましい。これ
らの層880、980の大抵の導体801〜818、901〜918は、他の層
の接点と直接結合するように構成した接点を有し、それでこの固着を半田ペース
トで実施すると都合がよい。
A heat sink 780 shaped like an uppercase “I” with two narrow portions joined by a vertical portion is provided. Optionally, it makes direct contact with the bottom tip 180,
It is fixed there with a high temperature silicone adhesive. Although heatsinks are normally only used for large chips, heatsinks 780 are used for unusually small chips 18 for purposes of illustration.
0, 280, and the spacing layer 8 shown as interface 199.
80 and an offset conductor routing layer 980. In accordance with the preferred embodiment of the present invention, a stack having L chip layers requires only (L-1) such interfaces for proper routing. Interval holding layer 880 and routing layer 98
The zeros are preferably attached to each other prior to assembly with the chips 180, 280. Most of the conductors 801-818, 901-918 of these layers 880, 980 have contacts configured to mate directly with the contacts of the other layers, so that it is convenient to carry out this attachment with solder paste.

【0037】 図示のように、経路設定層980の底面971上の線168は、導体901を
導体913に結合し、それで四つのパッケージ導体101、113、201、2
13を結合する。もし、この積層のチップ180、280が同一であれば、この
線は、これらのパッケージ導体101、113、201、213への個々の信号
結合をできるようにしない。積層ICパッケージ180の二つ以上の側の導体へ
結合するようにされた導体を有する経路設定層上の線は、それにも拘らず二体構
成の間隔保持層880か図1のフレーム606かだけに新規な許容度を与える。
即ち、経路設定層980は、図示のように、仮令ヒートシンク780を省略して
も、積層装置582の占有面積に何程の付加もしない。
As shown, the line 168 on the bottom surface 971 of the routing layer 980 couples the conductor 901 to the conductor 913 so that the four package conductors 101, 113, 201, 2
Combine 13 If the chips 180, 280 of this stack are identical, this line does not allow individual signal coupling to these package conductors 101, 113, 201, 213. The lines on the routing layer that have conductors adapted to couple to conductors on more than one side of the stacked IC package 180 are nevertheless only the two-piece spacing layer 880 or the frame 606 of FIG. Give a new tolerance to.
That is, as shown in the drawing, the route setting layer 980 does not add to the area occupied by the laminating apparatus 582 even if the provisional heat sink 780 is omitted.

【0038】 図示のように、経路設定基板980は、個々の信号結合をもたらすというもう
一つの特徴を有する。経路設定層980の接点を含む他の導体901〜911、
913〜918と違って、導体912は、図示のようにその表面971、972
の一つにだけ接点991、992を含む。本発明の好適実施例は、当業者が知る
方法によって作った、少なくとも一つのオフセット導体169を備える経路設定
層が特徴である。本発明の好適実施例では、導体114および214が無接続(
即ち、内部でこのチップの内部回路に接続していない接点を含むパッケージ導体
)であり、チップ180、280が同一である。それで、図示のように、導体1
12は、正確に一つのチップ180と電気的に結合し、導体114は、正確に一
つのチップ280と電気的に結合し、個々の信号結合の便利な実現方式である。
As shown, the routing board 980 has the additional feature of providing individual signal coupling. Other conductors 901-911 including contacts of the routing layer 980,
Unlike 913-918, the conductor 912 has its surfaces 971, 972 as shown.
Only one of them includes contacts 991 and 992. The preferred embodiment of the present invention features a routing layer with at least one offset conductor 169 made by methods known to those skilled in the art. In the preferred embodiment of the invention, conductors 114 and 214 are unconnected (
That is, a package conductor including a contact which is not internally connected to the internal circuit of this chip), and the chips 180 and 280 are the same. So, as shown, conductor 1
12 is electrically coupled to exactly one chip 180, and conductor 114 is electrically coupled to exactly one chip 280, which is a convenient implementation of individual signal coupling.

【0039】 やはり図7に関して、ヒートシンク780の上面は、チップ160、260間
の経路設定層980上の導体168との電気的結合を避けるために、誘電体コー
ティングで被覆してあるのが望ましい。ヒートシンク780に使用可能な材料は
、この技術で知られているが、大抵は導電性である。その代りに、この経路設定
層980の下に隙間を与えるに十分な厚さ(図示のような)の間隔保持層880
をこの経路設定層980から離して固着したヒートシンク780と共に使うこと
ができる。
Still referring to FIG. 7, the top surface of the heat sink 780 is preferably coated with a dielectric coating to avoid electrical coupling with the conductor 168 on the routing layer 980 between the chips 160, 260. The materials that can be used for the heat sink 780 are known in the art, but are often electrically conductive. Instead, a spacing layer 880 (as shown) of sufficient thickness to provide a clearance underneath this routing layer 980.
Can be used with a heat sink 780 secured away from this routing layer 980.

【0040】 図8は、図7の積層装置582の断面図を示す。経路設定基板980の下側の
導体168は、ヒートシンク780から、基板980とこのヒートシンクの間の
誘電体195によって電気的に分離してある。もし、このヒートシンクを最下チ
ップ180に固着するなら、誘電体195は、空隙でもよい。さもなければ、誘
電体195がヒートシンクか基板980の表面上にコーティングを含むことがで
きる。図示のように、外的に同一のパッケージを有する平らな構成では、間隔保
持部分584が一つのチップ180の厚さプラス一つのヒートシンク780の厚
さより大きい厚さ881を有するのが好ましい。図7および図8に示すように、
各間隔保持部分584は、水平線経路設定を欠き、少なくともほぼその幅882
程の厚さ881を有する。
FIG. 8 shows a cross-sectional view of the laminating apparatus 582 of FIG. The lower conductor 168 of the routing substrate 980 is electrically isolated from the heat sink 780 by a dielectric 195 between the substrate 980 and the heat sink. If the heat sink is fixed to the bottom chip 180, the dielectric 195 may be a void. Otherwise, the dielectric 195 can include a coating on the surface of the heat sink or substrate 980. As shown, in a flat configuration with an externally identical package, the spacing portion 584 preferably has a thickness 881 that is greater than the thickness of one chip 180 plus the thickness of one heat sink 780. As shown in FIGS. 7 and 8,
Each spacing portion 584 lacks horizon routing and is at least approximately its width 882.
It has a thickness of 881.

【0041】 図8に示すようなもう一つの実施例では、下チップ180の本体がリード17
9の底面より低く伸びる。1次基板が下チップの本体を入れるに十分な大きさの
くぼみ部を設けることによってそのようなチップを収容でき、例えば、フラット
パッケージリードを収容するために有利である(図11参照)。
In another embodiment as shown in FIG. 8, the main body of the lower chip 180 is the lead 17
9 extends lower than the bottom surface. The primary substrate can accommodate such chips by providing an indentation large enough to accommodate the body of the lower chip, which is advantageous for accommodating, for example, flat package leads (see FIG. 11).

【0042】 図9は、下チップ180のリード179より長いパッケージリード279を有
する上チップ280を含む積層装置583の断面図を示す。上パッケージ280
の導体は、各々上側268および下側267を有するリード279を含む。図示
のように、各リードの下側の部分は、下外部接点191、291である。外部リ
ードの構成の変形は、この技術で周知である。図9の構成の経路指定または間隔
保持層の代りに、長いリード279の下外部接点291が下パッケージ180の
導体の上外部接点192に直接結合する。高電流(および/または四辺にリード
)を有する大きいチップを収容するために、大きいヒートシンク780を示す。
内的に同一のパッケージのための異なるリードの構成を図5〜8および図12〜
20に示す実施例に関連するある利点のために任意に使用する。
FIG. 9 shows a cross-sectional view of a stacking device 583 including an upper chip 280 having a package lead 279 that is longer than the leads 179 of the lower chip 180. Upper package 280
Of conductors include leads 279 each having an upper side 268 and a lower side 267. As shown, the lower portion of each lead is the lower external contact 191, 291. Variations on the outer lead configuration are well known in the art. Instead of the routing or spacing layer of the arrangement of FIG. 9, the lower external contact 291 of the long lead 279 is directly coupled to the upper external contact 192 of the conductor of the lower package 180. A large heat sink 780 is shown to accommodate large chips with high current (and / or leads on all sides).
Different lead configurations for internally identical packages are shown in Figures 5-8 and 12-
It is optionally used for certain advantages associated with the embodiment shown in FIG.

【0043】 図10は、三つの重要な特徴のある、図7に示すものと違う積層構成を示す。
第1に、インタフェース199が、各下導体101〜118とそれぞれの上導体
201〜218の間の間隔保持ももたらす、単品経路設定層980を含む。この
経路設定層は、少なくとも一つのくぼみ部994を含み、その中に少なくとも一
つのチップ180が突出する。このくぼみ部994は、四辺に端子を有するチッ
プ180用にバスタブ型でもよい。第2に、チップ180、280の各層は、複
数のチップを含む。これは、あるチップ積層システムとは互換性のない、貴重な
省スペース特徴である。第3に、図示する経路設定層980は、積層チップ18
0、280の何れかの占有面積の外部に伸びる線968をせいぜい積層装置の占
有面積サイズの僅かな増加(即ち、約5%未満)で可能にするに十分な幅の拡が
った部分996を含む。図示のように、この広がった部分996は、少なくとも
一つの線969をこの層980の外側部分(即ち、最近チップの占有面積の外部
)へ再配置できるようにする。次に、これは、上面線968を図7の各下面線1
68の代りに使えるようにし、経路設定層980とヒートシンク780の間の絶
縁体の必要をなくする。せいぜい僅かな修正で、当業者は、これら三つの特徴の
何れかを、ここで説明したように図5〜7または図10〜13の何れかに示す実
施例に使えるようにできるだろう。
FIG. 10 illustrates a stacked configuration different from that shown in FIG. 7 with three important features.
First, interface 199 includes a single piece routing layer 980 that also provides spacing between each lower conductor 101-118 and respective upper conductor 201-218. The routing layer includes at least one recess 994 in which at least one chip 180 projects. The recess 994 may be a bathtub type for the chip 180 having terminals on four sides. Second, each layer of chips 180, 280 includes multiple chips. This is a valuable space saving feature that is not compatible with certain chip stacking systems. Thirdly, the routing layer 980 shown in the figure is used for the laminated chip 18
Includes a widened portion 996 that is wide enough to allow an outlying line 968 of any of the 0, 280 footprints with at most a slight increase in the footprint size of the laminator (ie, less than about 5%). . As shown, this flared portion 996 allows the at least one line 969 to be relocated to the outer portion of this layer 980 (ie, outside the footprint of the most recent chip). Next, this is done by replacing the top line 968 with each bottom line 1 of FIG.
Instead of 68, it eliminates the need for an insulator between routing layer 980 and heat sink 780. With at most minor modification, one of ordinary skill in the art will be able to utilize any of these three features in the embodiments shown in either Figures 5-7 or Figures 10-13 as described herein.

【0044】 図11は、三つのチップ180、280、380、および各々垂直導体(図示
せず)を一杯に配置したフレーム型間隔保持層880を含む二つのインタフェー
ス199、299を含む積層装置の部分分解図を示す。この上インタフェースの
間隔保持層880は、テーパ付きの端889を有する組立体タブ888を含む。
間隔保持層は、テーパ付き端で結合した多くの個々の層880を含むシートで作
り、且つ積層組立の前に各接点にリフローペーストがスクリーン印刷してあるの
が好ましい。多くの最下チップ180は、各々作業面のくぼみ部82に、リフロ
ーパレット81としてのそれのように、ロボット式組立装置によって格子に配置
できる。リフロー中、この積層は、固着し、フランジ付きプランジャ85等によ
って加える下向き力によって圧縮するのが望ましい。リフロー後、この積層装置
は、間隔保持層をそれらのテーパ付き端で破壊することによって単独にできる。
FIG. 11 shows a portion of a stacking device that includes three chips 180, 280, 380 and two interfaces 199, 299 each including a frame-type spacing layer 880 that is fully populated with vertical conductors (not shown). An exploded view is shown. The upper interface spacing layer 880 includes an assembly tab 888 having a tapered end 889.
The spacing layer is preferably made of a sheet containing a number of individual layers 880 joined together with tapered ends, and each contact is screen printed with reflow paste prior to lamination assembly. A number of bottom chips 180 can each be placed in a grid by a robotic assembly machine, such as that as a reflow pallet 81, in depressions 82 on the work surface. During reflow, the stack preferably sticks and is compressed by the downward force applied by the flanged plunger 85 or the like. After reflow, the laminator can be singularized by breaking the spacing layers at their tapered ends.

【0045】 図12は、本発明による1次基板502上に実装した積層装置の詳細例を示す
。この実施例では、ICダイが“リードレス”チップキャリア(LCC)パッケ
ージ160、260に組込んであり、それらの導体101〜158、182、1
91、192がこのパッケージの本体の基本形状の外部にあまり突出しないので
この名前がある。図12で、最下LCCパッケージ160は、その上面172が
見えるように下方に傾けてある。上の、集積LCCパッケージ1160は、58
の外部線198(このパッケージの“外部”にある線で、その半分を概略的に示
す)の半分同様、その底面側1171が見えるように、上方に傾けてある。
FIG. 12 shows a detailed example of the stacking device mounted on the primary substrate 502 according to the present invention. In this example, an IC die is incorporated into a "leadless" chip carrier (LCC) package 160, 260, and their conductors 101-158, 182, 1,
91,192 has this name because it does not project too much outside the basic shape of the body of this package. In FIG. 12, the bottom LCC package 160 is tilted downward so that its upper surface 172 is visible. The integrated LCC package 1160 above is 58
, As well as half of the outer line 198 (the line "outside" of this package, half of which is shown schematically), is tilted upward so that its bottom side 1171 is visible.

【0046】 図12で、インタフェース199は、導体101と導体1101の間、および
二つの下パッケージのその他の57の対になる導体の各々の間に単純に半田を含
んでもよい。任意に、それは、図7に示すもののような、間隔保持層および/ま
たはヒートシンクを含んでもよい。任意に、本発明は、下パッケージ160、1
160と同一の、上面2172に58の58の開放接点を有する、第2集積LC
Cパッケージ2160を含む。この最下LCCパッケージ160は、幾つかの内
部線197によってこのパッケージの上面172上のそれぞれの上接点192に
およびこのパッケージの下面171上のそれぞれの下接点191に結合した内部
回路装置100を有するダイを含む。これらの内部線197の各々は、このパッ
ケージの二つの外部接点191、192は勿論、第1ダイの外部接点181およ
びこのパッケージの内部接点182を含む。これらの下外部接点191の少なく
とも半分は、各々1次基板502上の対応する接点592と直接結合する。しか
し、以下に説明するように、この最下LCCの小数の下外部接点191は、例え
ば、1次基板502上の誘電体590に物理的に結合することによって、任意に
非結合である。例を導体130、146および150の下に示す。本発明の導体
146および1146に示すように、本発明の積層構造は、この積層装置が実装
してある基板502の内部から電気的に絶縁してあるために非常に低い容量性負
荷を有するチップ導体間に一つ以上の結合を任意に備える。
In FIG. 12, the interface 199 may simply include solder between the conductor 101 and the conductor 1101 and each of the other 57 mating conductors of the two lower packages. Optionally, it may include a spacing layer and / or heat sink, such as that shown in FIG. Optionally, the present invention provides a lower package 160,
Second integrated LC identical to 160 with 58 58 open contacts on top 2172
Includes C package 2160. This bottom LCC package 160 has internal circuit devices 100 coupled by a number of internal lines 197 to respective upper contacts 192 on the upper surface 172 of the package and to respective lower contacts 191 on the lower surface 171 of the package. Including die. Each of these internal lines 197 includes the external contacts 181 of the first die and the internal contacts 182 of the package, as well as the two external contacts 191, 192 of the package. At least half of these lower external contacts 191 each directly mate with a corresponding contact 592 on the primary substrate 502. However, as will be explained below, this fractional lower outer contact 191 of the bottom LCC is optionally uncoupled, for example by physically coupling to the dielectric 590 on the primary substrate 502. Examples are shown below conductors 130, 146 and 150. As shown by the conductors 146 and 1146 of the present invention, the laminated structure of the present invention is a chip having a very low capacitive load because it is electrically insulated from the inside of the substrate 502 on which this laminating apparatus is mounted. Optionally, one or more couplings between the conductors.

【0047】 各パッケージ160、1160は、このパッケージの内部のダイの内部回路装
置100、1100の外側に少なくとも一つの非結合接点189、1189を含
むのが好ましい。典型的な場合に、パッケージ1160に対してはっきり示すよ
うに、パッケージ導体1134か内部回路線1186が各非結合接点1189の
片側に電気的に結合してあるだろう。非結合接点189、1189は、(ボンド
線が何も取付けてないボンディングパッドのような)ダイの一部または(ボンド
線が何も取付けてないボンドフィンガのような)パッケージの一部でもよい。以
下に説明するように、非結合接点の適正な使用は、性能向上および以前に利用で
きなかった製造の容易さを可能にする。
Each package 160, 1160 preferably includes at least one unbonded contact 189, 1189 outside the internal circuit arrangement 100, 1100 of the die inside this package. In the typical case, package conductor 1134 or internal circuit wire 1186 would be electrically coupled to one side of each uncoupled contact 1189, as is clearly shown for package 1160. The unbonded contacts 189, 1189 may be part of the die (such as bond pads with no bond lines attached) or part of the package (such as bond fingers with no bond lines attached). As will be explained below, the proper use of non-bonded contacts allows for improved performance and ease of manufacture not previously available.

【0048】 パッケージ160の内部の多くの接点181、182、189を図12に示さ
ず、非結合接点189を外部接点191、192か内部回路装置100に電気的
に結合してもよい導体も示さないことを理解すべきである。非結合接点189、
1189およびそれらが取付けてある導体は、この技術で普通“無接続”と呼ぶ
Many contacts 181, 182, 189 inside package 160 are not shown in FIG. 12, and conductors that may electrically couple uncoupled contacts 189 to external contacts 191, 192 or internal circuit device 100 are also shown. It should be understood that it does not. Uncoupled contact 189,
1189 and the conductors to which they are attached are commonly referred to in the art as "disconnected."

【0049】 ダイ接点181の幾つかは非結合接点189、289でもよいが、各パッケー
ジ160の大抵の外部ダイ接点181(即ち、ダイの外部で利用できる)は、一
般的には対応する内部回路装置100と対応するパッケージ接点182の両方に
電気的に結合してある。ある状況では、二つ以上のパッケージ接点1116、1
117に各々電気的に結合した一つ以上の内部線1185を有することが有利で
ある。
Although most of the die contacts 181 may be uncoupled contacts 189, 289, most of the external die contacts 181 of each package 160 (ie, available external to the die) generally have corresponding internal circuitry. Electrically coupled to both device 100 and corresponding package contact 182. In some situations, more than one package contact 1116, 1
It is advantageous to have one or more internal lines 1185 each electrically coupled to 117.

【0050】 図13は、特にあまり似ていないチップに有用な、積層すべく与えられたチッ
プの集合に対する適当なパッケージサイズを確認するためのベン図を示す。円1
60、1160は、各々パッケージを表し、円の中の各“×”は、対応するパッ
ケージ内で伸びる導体を表す。それで領域21は、両パッケージ160、116
0の中へ伸びる導体を表す。あの14の内部で接続したパッケージを思い出すと
、導体101、108、111、114、117、118、119、125、1
30、133、138、146、150、152が各々図12で対応する内部接
続したパッケージ導体に結合してあり、これら14の結合を各々共通領域21に
“×”で示してある。同様に、チップ160に結合してあるが、チップ1160
には結合してない13の他のコネクタを各々領域11に“×”で示してある。そ
れで図12か図13を注意深く点検すると、チップ160の全部で27のパッケ
ージ導体が内部接続してある(チップ160内の内部回路装置100に)ことが
分る。上に説明したように、本発明のある側面は、個々の信号結合--最初に“排
他”領域11および22を空にする、チップ160、1160の接続性変更に向
けてある。
FIG. 13 shows a Venn diagram for identifying suitable package sizes for a given set of chips to be stacked, particularly useful for dissimilar chips. Yen 1
Reference numerals 60 and 1160 each represent a package, and each “x” in the circle represents a conductor extending in the corresponding package. Therefore, the area 21 includes both packages 160 and 116.
Represents a conductor extending into zero. Recalling the package connected inside that 14, the conductors 101, 108, 111, 114, 117, 118, 119, 125, 1
Reference numerals 30, 133, 138, 146, 150, and 152 are respectively coupled to the corresponding internally connected package conductors in FIG. 12, and these 14 couplings are shown in the common region 21 by "x". Similarly, although coupled to chip 160, chip 1160
Thirteen other connectors, which are not coupled to each other, are indicated by "x" in each area 11. Therefore, a careful inspection of FIG. 12 or FIG. 13 reveals that a total of 27 package conductors in the chip 160 are interconnected (to the internal circuit arrangement 100 in the chip 160). As explained above, one aspect of the present invention is directed to individual signal coupling--changing the connectivity of chips 160, 1160, which first empties the "exclusive" regions 11 and 22.

【0051】 図14は、三つ以上の層の結合に適合させた、図13に類似するベン図を示す
。図示のように、図14は、三つの異種チップ160、1160、2160の積
層を図12と矛盾しない実質的に非平行な構成に形成できる方法を示すようにな
っている。図示のように、第3の円2000は、最上チップ2160を表す。領
域44内の10の導体は、三つのチップ全部が共有し、(第3チップ2160を
除き)下のチップ160、1160だけが共有する領域21は、四つだけの“複
合”導体を有する。一般的に、各円160、1160、2000は、ダイか、ま
たは基板502のような選択的に設けた共平面接点を有するもう一つの層を表す
FIG. 14 shows a Venn diagram similar to that of FIG. 13, adapted for bonding three or more layers. As shown, FIG. 14 illustrates how a stack of three dissimilar chips 160, 1160, 2160 can be formed in a substantially non-parallel configuration consistent with FIG. As shown, the third circle 2000 represents the top chip 2160. The ten conductors in region 44 are shared by all three chips, and region 21, which is shared only by lower chips 160, 1160 (excluding third chip 2160), has only four "composite" conductors. In general, each circle 160, 1160, 2000 represents a die or another layer having selectively provided coplanar contacts, such as substrate 502.

【0052】 図15は、幾らか図12に類似する、本発明の積層装置を示し、チップ特殊化
アプローチを教示する。ここで教示する組立後に誘起したチップ差をどれでも検
出する技術は、知られている。これらの教示を使えば、当業者がこれらの差のど
れにでも反応する適当な内部回路装置を提供することは、単に設計選択の問題で
ある。ICダイ100は、記憶セル190を含み、それは、レーザ修正素子のよ
うな、この技術で知られる不揮発性記憶装置のどれでもよい。セル190は、E
EPROMまたはその他の読出し専用メモリまたはヒュージブルリンクを含むの
が更に好ましく、それは、透明なICパッケージカバーと共に使う、IC上の一
つ以上の感光型部品でもよい。
FIG. 15 illustrates a lamination device of the present invention, somewhat similar to FIG. 12, and teaches a chip specialization approach. Techniques for detecting any post-assembly induced chip differences taught herein are known. Using these teachings, it is simply a matter of design choice for one of ordinary skill in the art to provide suitable internal circuitry to respond to any of these differences. IC die 100 includes a storage cell 190, which may be any of the non-volatile storage devices known in the art, such as a laser modifying element. Cell 190 is E
It is further preferred to include an EPROM or other read only memory or fusible link, which may be one or more photosensitive components on the IC for use with a transparent IC package cover.

【0053】 図示のように、ダイ1100およびパッケージ1160は、それぞれ、ダイ1
00および160と実質的に同一である。一実施例で、図示する積層装置は、記
憶セル190、1190が異なって構成してあるので、機能することができる。
もう一つでは、一つのチップに存在する非接続接点189、1189がこの積層
の各他のチップには存在しない。
As shown, die 1100 and package 1160 are respectively
Substantially the same as 00 and 160. In one embodiment, the illustrated stacking device can function because the storage cells 190, 1190 are configured differently.
On the other hand, the unconnected contacts 189, 1189 present on one chip are not present on each other chip of this stack.

【0054】 図16は、2層積層装置(即ち、一つが2層のチップを有する)の各チップへ
の個々の信号結合のための非接続接点189、289の独創的な構成を示す。そ
れは、上に説明したように、図15と実質的に矛盾しないが、パッケージ160
、260の側面163から後退した外部接点191、192を描く。内部回路装
置100を有する集積回路ダイ170が最下ICパッケージ160の内部に実装
してある。この最下ICパッケージ160内に、内部線197が各々外部接点1
91、192とパッケージ160の内部接点182の間の結合、ボンド線183
、ダイ170上の接点181、および内部回路装置100に通ずる信号線の一部
を含む。図16で、最下パッケージ160内の非接続接点189が内部回路装置
100に電気的に結合してあるが、その他の点では外部接点191、192のど
れからも大きな誘電性隙間によって分離されていることが分る。
FIG. 16 shows an inventive arrangement of unconnected contacts 189, 289 for individual signal coupling to each chip of a two-layer stacker (ie one having two layers of chips). It is substantially consistent with FIG. 15 as described above, but the package 160
The external contacts 191 and 192 retracted from the side surface 163 of 260 are drawn. An integrated circuit die 170 having the internal circuit device 100 is mounted inside the bottom IC package 160. Inside this bottom IC package 160, internal lines 197 are connected to the external contacts 1 respectively.
91, 192 and the bond between the internal contact 182 of the package 160, bond wire 183.
, A contact 181 on the die 170, and a part of a signal line communicating with the internal circuit device 100. In FIG. 16, the unconnected contact 189 in the bottom package 160 is electrically coupled to the internal circuit device 100, but otherwise separated from the external contacts 191, 192 by a large dielectric gap. I know that

【0055】 実質的に同一の集積回路ダイ270が実質的に同一の積層ICパッケージ26
0の内部に実装してあるが、異なるボンド線構成で接続してある。特に、上ダイ
270上の非接続接点289は、同一下ダイの非接続接点189の直接上にはな
い。二つのダイ170、270が同一で、同一積層パッケージ160、260に
組立ててあり、一つのダイが他のダイの同一連続接点281に対応する第1およ
び第2連続接点181を有し、一つのパッケージ160がこの第1ダイの第1接
点に結合した導体142の内部接点を有し、他のパッケージ260がこの第2ダ
イの第2接点に結合した対応する導体242の内部接点を有するのが好ましい。
言換えれば、同一ダイ170、270の各々が、他のチップの非接続接点289
、189からオフセットした(即ち、対応しない)非接続接点189、289を
有するのが望ましい。更に好適な実施例では、二つの同一ダイ170、270の
連続接点181、281が各ダイの内部回路装置の中のインバータ541、54
2を介して互いに結合してある。
Substantially the same integrated circuit die 270 has substantially the same stacked IC package 26.
It is mounted inside 0, but connected with different bond wire configurations. In particular, the unconnected contacts 289 on the upper die 270 are not directly above the unconnected contacts 189 on the same lower die. The two dies 170 and 270 are the same and assembled in the same stacked package 160 and 260, and one die has first and second continuous contacts 181 corresponding to the same continuous contacts 281 of the other die. Package 160 has internal contacts of conductor 142 coupled to the first contact of this first die and another package 260 has internal contacts of corresponding conductor 242 coupled to the second contact of this second die. preferable.
In other words, each of the same die 170, 270 has a non-connecting contact 289 of another chip.
, 189, offset (ie, non-corresponding) unconnected contacts 189, 289 are desirable. In a more preferred embodiment, the continuous contacts 181, 281 of two identical dies 170, 270 have inverters 541, 54 in the internal circuit arrangement of each die.
Are connected to each other via 2.

【0056】 図17は、積層装置のチップを特殊化するための非接続接点189、289の
、上に説明した図15と実質的に矛盾しない、もう一つの独創的な構成を示す。
図17で、チップインタフェース199は、間隔保持層880を含み、それがパ
ッケージ160、260間にエアフローおよび/またはヒートシンク構造体を許
容する。図示する間隔保持層880は、上接点892を各々下接点891に結合
する垂直導体893を含む。上パッケージ260の少なくとも幾つかの下接点2
91は、間隔保持層880の上接点892に直接結合する。少なくとも一つは、
非接続であるが、スペーサ880の誘電体領域890にだけ直接結合する。図示
のように、少なくとも幾つかのパッケージ導体110、112の下外部接点19
1は、1次基板502と直接結合するために類似に構成してある。
FIG. 17 shows another inventive arrangement of non-contacting contacts 189, 289 for chip specialization in a stacking device, substantially consistent with FIG. 15 described above.
In FIG. 17, the chip interface 199 includes a spacing layer 880, which allows airflow and / or heat sink structures between the packages 160, 260. The illustrated spacing layer 880 includes vertical conductors 893 that couple the top contacts 892 to the bottom contacts 891, respectively. At least some lower contacts 2 of the upper package 260
91 is directly coupled to the upper contact 892 of the spacing layer 880. At least one
Not connected, but directly bonded only to the dielectric region 890 of the spacer 880. As shown, the lower outer contacts 19 of at least some of the package conductors 110, 112.
1 is similarly configured for direct coupling to the primary substrate 502.

【0057】 図17も、各ダイ170、270がヒューズ付きリンクの異なる構成を有する
ように飛ばした可融性リンク186、187、286、287を示す。本発明の
好適方法では、全ての同様に製作したICダイを、リンクを飛ばす前に、同様に
パッケージし且つ電気的に結合する。これは、在庫目録に保持しなければならな
い部品の種類を減らし、上パッケージデバイスと下パッケージデバイスの間の差
を作る時を遅らせることによって生産を容易にする。もし、全てか無かのリンク
を使うなら、二つの図示するリンクを四つの構成の何れかに飛ばせる。各ダイは
、図17の可融性リンク186、286のような、少なくとも一つの構成の導体
を有する。少なくともlog2L構成の導体が使用される、但し、Lは、この積層の
中の層の数である。図17で、幾つかのパッケージ端子112、212は、それ
らに結合した余分のリンク187、287を有し、2層積層に対しては、個々の
信号結合を各ダイ上のlog22=1の可融性リンク186、286だけで達成でき
ると見做してもよい。それで本発明の一実施例は、各ダイ上の余分のリンク18
7、287を省略する。しかし、そのような余分のリンクを持つことは、同一ダ
イ170、270をパッケージし、この積層装置を将に組立てようとするまで、
それらを2、3、または4層の積層のどれに使うべきかを決めずに、在庫に保持
できるので、有利である。
FIG. 17 also shows fusible links 186, 187, 286, 287 which have been blown such that each die 170, 270 has a different configuration of fused links. In the preferred method of the present invention, all similarly fabricated IC dies are similarly packaged and electrically coupled prior to the link being blown. This facilitates production by reducing the types of parts that must be kept in inventory and delaying the time between making the difference between the upper and lower package devices. If you use all or nothing links, you can skip the two illustrated links into any of the four configurations. Each die has at least one configuration of conductors, such as fusible links 186, 286 in FIG. At least a log 2 L configuration of conductors is used, where L is the number of layers in this stack. In FIG. 17, some of the package terminals 112, 212 have extra links 187, 287 coupled to them, for a two-layer stack, individual signal couplings log 2 2 = 1 on each die. The fusible links 186, 286 of FIG. Thus, one embodiment of the present invention uses extra links 18 on each die.
7, 287 are omitted. However, having such an extra link would not be possible until the same die 170, 270 were packaged and this stacker was about to be assembled.
Advantageously, they can be kept in inventory without deciding whether to use them for a 2, 3 or 4 layer stack.

【0058】 図18は、図17と矛盾のない、本発明の方法の流れ図である。積層すべきチ
ップは不揮発性構成の素子でもって1820で作られる。これは、図15を参照
して上に説明したようにセル190、図17を参照して上に説明したように可融
性リンク186、またはこの技術で知られる類似の品目でもよい。この選択した
素子は、曲げ、半田付け、または切断のような機械作業なしに容易に修正できる
種類が好ましい。既に議論したように、ソリッドステートプログラミング法に反
応する多くの不揮発性素子が利用可能である。
FIG. 18 is a flow chart of the method of the present invention, consistent with FIG. The chip to be stacked is made at 1820 with elements in non-volatile configuration. This may be a cell 190 as described above with reference to FIG. 15, a fusible link 186 as described above with reference to FIG. 17, or similar items known in the art. The selected element is preferably of a type that can be easily modified without mechanical work such as bending, soldering, or cutting. As discussed above, many non-volatile devices that respond to solid state programming methods are available.

【0059】 内部チップ特性を1830で修正し、積層した装置を上に説明したように18
00で組立てる。一実施例では、パッケージ導体が実質的に同一チップの4層以
上の積層で側面接点(図7〜図12に示すもののような)を有する。
The internal chip characteristics were modified at 1830 and the stacked device was processed as described above.
Assemble with 00. In one embodiment, the package conductors have side contacts (such as those shown in FIGS. 7-12) in a stack of four or more layers of substantially the same chip.

【0060】 図17に戻って参照して、パッケージ160、260の各々のためのプログラ
ミング導体111、211を示す。本発明の好適実施例は、プログラミング導体
用の側面接点(そのような側面接点の構成は、この技術で知られている)を提供
する。側面接点は、一時に一つのパッケージだけのプログラッミング線へのアク
セスをもたらすために最上接点若しくは最下接点の代りに、または図17のもの
のような誘電体領域890を有する間隔保持層と共に使うことができる。実質的
に同一のチップの幾つかの層の積層に対して、図18の修正工程1830は、そ
のようなプログラッミング導体を使って各縦に整列した集合のチップを特殊化す
る工程を含むのが好ましい。
Referring back to FIG. 17, programming conductors 111, 211 for each of the packages 160, 260 are shown. The preferred embodiment of the present invention provides a side contact for programming conductors (configurations of such side contacts are known in the art). Side contacts are used instead of the top or bottom contacts to provide access to programming lines for only one package at a time, or with a spacing layer having a dielectric region 890 such as that of FIG. be able to. For stacking several layers of substantially identical chips, the modification step 1830 of FIG. 18 includes the step of specializing each vertically aligned set of chips with such programming conductors. Is preferred.

【0061】 もう一つの実施例では、三つの同一チップを図17と正確に矛盾なく間隔保持
層と共に積層する(第2間隔保持層および第3積層チップは図示せず)。この実
施例の積層装置は、内部チップ特性を1830で修正する前に積層する(組立て
る)のが望ましい。有利には、これは、これらの積層を組立てるまで、どのチッ
プがどれかを追跡する必要性をなくする。最下ダイ170は、導体110と11
1の間に大電流を与え、それによってリンク186を飛ばすことによって、他の
もの270、370から特殊化する。最上ダイ370は、パッケージ導体312
に結合したリンクを飛ばすことによって、他170、270から特殊化する。こ
のチップ特殊化1830の少なくとも一部および組立1840の後に、この積層
装置は、基板上に設置する1850準備ができている。
In another embodiment, three identical chips are stacked with the spacing layer exactly as consistent with FIG. 17 (second spacing layer and third stacked chip not shown). The laminating apparatus of this embodiment is preferably laminated (assembled) before modifying the internal chip characteristics at 1830. Advantageously, this eliminates the need to keep track of which chip is which until these stacks are assembled. The bottom die 170 includes conductors 110 and 11
Specialize from the others 270, 370 by applying a large current during one, thereby blowing the link 186. The top die 370 is the package conductor 312.
Specialize from the other 170, 270 by skipping the link bound to. After at least a portion of this chip specialization 1830 and assembly 1840, the laminating apparatus is ready 1850 for installation on a substrate.

【0062】 図19は、図15、図16および図20と矛盾しない、本発明のもう一つの流
れ図を示す。ダイを特殊化せずにパッケージに1920で実装し、それによって
共通性の原理の一部を利用する。第1ダイの必要な接点を結合するためにコンジ
ットを第1パッケージに1930で設置するために、第1導管構成を使用する。
コンジットを第2パッケージに1940で設置するために、第1とは違う第2コ
ンジット構成を使用し、それでチップを特殊化する。これらの設置後、ICチッ
プを1950で積層する。
FIG. 19 illustrates another flow chart of the present invention, consistent with FIGS. 15, 16 and 20. The die are packaged 1920 in a package without specialization, thereby exploiting some of the commonality principles. The first conduit configuration is used to install the conduit in the first package at 1930 to couple the required contacts of the first die.
A second conduit configuration different from the first is used to place the conduit at 1940 in the second package, thereby specializing the chip. After these are installed, IC chips are stacked at 1950.

【0063】 図20は、上に説明したように、3層積層で、図19と矛盾しない、本発明の
構成の幾つかの非接続接点189、289、389を示す。集積回路ダイ170
、270、370がそれぞれの集積回路パッケージ160、260、360の内
部にパッケージしてある。最上チップ380の上外部接点392は、全て誘電体
隙間396、および図4および図5に示すものに似た空気または堆積コーティン
グ585のような、完全誘電体カバー395によって互いから物理的に分離して
ある。下チップ180、280の上外部接点192、292も同様に誘電体隙間
196、296によって分離してあるが、外部線198、298が何れかの対応
する誘電体カバーの少なくとも一部からずれている。
FIG. 20 shows some unconnected contacts 189, 289, 389 of a configuration of the present invention, as described above, in a three layer stack, consistent with FIG. Integrated circuit die 170
, 270, 370 are packaged within respective integrated circuit packages 160, 260, 360. The top external contacts 392 of the top chip 380 are all physically separated from each other by a dielectric gap 396 and a full dielectric cover 395, such as air or deposited coating 585 similar to those shown in FIGS. 4 and 5. There is. Upper external contacts 192, 292 of lower chips 180, 280 are similarly separated by dielectric gaps 196, 296, but external lines 198, 298 are offset from at least a portion of any corresponding dielectric cover. .

【0064】 上に説明した工程および構造は全て当業者に理解され、不当な実験なしに本発
明の実施を可能にするだろう。本発明の種々の実施例の多数の特徴および利点を
前記の説明に、この発明の種々の実施例の構造および機能の詳細と共に示したが
、この開示は例示に過ぎないことを理解すべきである。これらの詳細に、特に部
品の構造および配置に関して、前記請求項を表現する用語の広く、一般的な意味
によって示す全範囲までの本発明の原理内で変更を行ってもよい。例えば、特定
の素子は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、実質的に同じ機能性
を維持しながら、本システムの特定の用途に依って変えてもよい。その上、ここ
に説明した好適実施例は、大部分PCBの面密度の増加および積層装置用部品製
造の単純化に当ててあるが、当業者には本発明の教示が、本発明の範囲および精
神から逸脱することなく、他の性能面を改善するために適用できることが分るだ
ろう。
All of the steps and structures described above will be understood by those of ordinary skill in the art and will enable practice of the present invention without undue experimentation. While numerous features and advantages of various embodiments of the invention have been set forth in the foregoing description along with details of the structure and function of the various embodiments of the invention, it should be understood that this disclosure is merely exemplary. is there. Changes may be made in these details, particularly with respect to structure and arrangement of parts, within the principles of the invention, to the full extent shown by the broad, general meaning of the terms expressing the claims. For example, a particular element may vary depending on the particular application of the system, while maintaining substantially the same functionality without departing from the scope and spirit of the invention. Moreover, while the preferred embodiments described herein are directed, in large part, to increasing areal density of PCBs and simplifying the manufacture of components for laminator equipment, those of ordinary skill in the art will appreciate that the teachings of the present invention cover the scope and scope of the present invention. It will be appreciated that it can be applied to improve other performance aspects without departing from the spirit.

【0065】 本発明の方法を要約すると、チップ280、380の層を組立設備の床81、
82、83上に直接置く。間隔保持および/または経路設定層584、880を
チップの接点291、292上に直接置き、チップ180、280の追加の層を
この層584、880の上に直接置く。これらの層を、例えば、半田リフロー1
265によって結合後、この方法によって作った積層装置580をこの設備から
除去する前に任意に1270でテストする。
In summary of the method of the present invention, the layers of chips 280, 380 are assembled into a floor 81 of an assembly facility,
Place directly on 82, 83. Spacing and / or routing layers 584, 880 are placed directly on the contacts 291, 292 of the chip and additional layers of chips 180, 280 are placed directly on this layer 584, 880. These layers, for example, solder reflow 1
After bonding by 265, the laminator 580 made by this method is optionally tested at 1270 prior to removal from the facility.

【0066】 もう一つの方法は、ダイ170、270(それらは類似または同一でもよい)
をパッケージ160、260(それも類似または同一でもよい)に実装すること
を含む。この方法によって作ったチップ180、280を、異なる構成の導管(
例えば、ボンド線183および無接続189)を各々に設置すること1940に
よるか、または別の方法でそれらの電気特性を1830で修正すること(例えば
、リンク186を飛ばすことによってまたはセル190をプログラッミングする
ことによって)によって特殊化する。設置工程1930、1940は、単純に一
つの無接続189をもう一つ289から水平にオフセットさせることによって違
ってもよい。
Another method is the die 170, 270 (they may be similar or identical).
In a package 160, 260 (which may also be similar or identical). Chips 180 and 280 made by this method are used to connect conduits (
For example, by placing a bond wire 183 and a connection 189) on each, 1940, or otherwise modifying their electrical properties at 1830 (eg, by skipping link 186 or programming cell 190). (By minging)). The installation steps 1930, 1940 may be different by simply horizontally offsetting one connection 189 from another 289.

【0067】 もう一つの方法では、基板503が多くの導電性接点592および多くの内部
線568を有するように造ってある。積層装置580、582を幾つかの実質的
に共平面の導電性接点191を備えて組立ててある。装置接点191の幾つかは
、基板上の接点592に物理的に結合してあるが、装置接点191の少なくとも
一つは、例えば、基板接点592と共平面で少なくとも一つの装置接点191と
整列した誘電体領域590を設けることによって、全ての内部線568から電気
的に絶縁してある。
In another method, substrate 503 is constructed with many conductive contacts 592 and many internal lines 568. The laminating apparatus 580, 582 is assembled with several substantially coplanar conductive contacts 191. Although some of the device contacts 191 are physically coupled to contacts 592 on the substrate, at least one of the device contacts 191 is, for example, coplanar with the substrate contact 592 and aligned with the at least one device contact 191. By providing a dielectric region 590, it is electrically isolated from all internal lines 568.

【0068】 これらの方法の各々によって作り、またはこの記述した構造を有する装置も本
発明の実施例である。そのような装置の一つは、最上および最下パッケージ16
0、260を含み、その各々が少なくとも両側面から外方且つ下方に突出するか
もめの翼状リードを有する。これらのリードを物理的に結合するための手段が上
に教示するように設けてあり、任意にこの最上および最下パッケージのリードの
間に二つの細長いプリント回路基板(PCB)部分584を含む。これらのリー
ドを電気的に結合するための手段が同様に教示され、任意にこのPCB部分58
4内に一つ以上の水平回路線を含む。
Devices made by each of these methods, or having the structures described, are also embodiments of the invention. One such device is the top and bottom package 16
0, 260, each of which has a winged winged lead that projects outwardly and downwardly from at least opposite sides. Means for physically coupling these leads are provided as taught above and optionally include two elongated printed circuit board (PCB) portions 584 between the leads of the top and bottom packages. Means for electrically coupling these leads are also taught, optionally on this PCB portion 58.
4 includes one or more horizontal circuit lines.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 従来技術の実装したメモリチップおよび経路設定層を示す。[Figure 1]   1 illustrates a prior art implemented memory chip and routing layer.

【図2】 図1のチップを含む既知の積層装置を示す。[Fig. 2]   2 shows a known stacking device including the chip of FIG.

【図3】 本発明によって利益を得ることができる一般型の混雑した制御器基板を有する
従来技術の電気機械システムを示す。
FIG. 3 illustrates a prior art electromechanical system having a congested controller board of the general type that can benefit from the present invention.

【図4】 本発明の積層装置を置換えることによって、図3の制御器基板から修正された
、本発明の混雑した制御器基板を示す。
FIG. 4 illustrates a crowded controller board of the present invention modified from the controller board of FIG. 3 by replacing the laminating apparatus of the present invention.

【図5】 一連の製造段階に於ける本発明の積層装置の断面図を示す。[Figure 5]   FIG. 4 shows a cross-sectional view of the laminating apparatus of the present invention in a series of manufacturing steps.

【図6】 図5と矛盾しない、本発明の一方法の更なる詳細を示す。[Figure 6]   6 illustrates further details of one method of the present invention consistent with FIG.

【図7】 本発明の積層装置を、チップの下側を見せるために上方に傾けた分解図で示し
、この装置は、かもめ翼型のリードおよびヒートシンクでパッケージを特徴付け
る。
FIG. 7 illustrates the stacking device of the present invention in an exploded view, tilted upward to reveal the underside of the chip, which features the package with seagull wing leads and heat sinks.

【図8】 図7の積層装置の断面図を示す。[Figure 8]   FIG. 8 shows a sectional view of the laminating apparatus of FIG.

【図9】 本発明のリードにリードを重ねた本発明の積層装置の断面図を示す。[Figure 9]   FIG. 3 shows a cross-sectional view of a lamination device of the present invention in which leads are stacked on the leads of the present invention.

【図10】 1層当りに二つ以上のチップを示し、チップの占有面積の外部に経路設定する
ために拡げた部分を有する単品経路設定層にも特徴がある積層構成を示す。
FIG. 10 shows a stacked configuration where two or more chips are shown per layer and a single item routing layer also has features that have flared portions for routing outside the area occupied by the chips.

【図11】 三つのチップおよび二つのインタフェースを含む独創的な積層装置の部分分解
図を示す。
FIG. 11 shows a partial exploded view of an inventive stacking device including three chips and two interfaces.

【図12】 内部(独創的特徴を示す)およびチップ(一般的に示す)間のインタフェース
を示すために離して傾斜した積層LCCの詳細例を示す。
FIG. 12 shows a detailed example of a stacked LCC tilted apart to show the interface between the interior (showing the original features) and the chip (generally shown).

【図13】 特にあまり似ていないチップに有用な、積層すべく与えられたチップの集合に
対する適当なパッケージサイズを確認するためのベン図を示す。
FIG. 13 shows a Venn diagram for identifying suitable package sizes for a given set of chips to be stacked, particularly useful for less similar chips.

【図14】 二つ以上の層の結合に適合させた、図13に類似するベン図を示す。FIG. 14   FIG. 14 shows a Venn diagram similar to FIG. 13, adapted for joining two or more layers.

【図15】 幾らか図12に類似する、本発明の積層装置を示し、実質的に同一のチップを
特殊化するための他の特徴を示す。
FIG. 15 illustrates a stacking device of the present invention, somewhat similar to FIG. 12, showing other features for specializing substantially identical chips.

【図16】 2層積層装置の各チップへの個々の信号結合のためのパッケージ内導管および
非接続接点の独創的な構成を示す。
FIG. 16 illustrates an inventive configuration of in-package conduits and unconnected contacts for individual signal coupling to each chip of a two-layer stacker.

【図17】 積層装置のチップを特殊化するための非接続接点の、図15と実質的に矛盾し
ない、もう一つの独創的な構成を示す。
FIG. 17 shows another inventive configuration of non-contacting contacts for chip stack specialization, which is substantially consistent with FIG.

【図18】 図17と矛盾のない、本発明の方法の流れ図を示す。FIG. 18   18 shows a flowchart of the method of the present invention, consistent with FIG.

【図19】 図15、図16および図20と矛盾しない、本発明のもう一つの流れ図を示す
FIG. 19 shows another flowchart of the present invention, consistent with FIGS. 15, 16 and 20.

【図20】 3層積層で、図19と矛盾しない、本発明の構成の幾つかの非接続接点を示す
FIG. 20 shows some non-contacting contacts of the inventive construction in a three-layer stack, consistent with FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ファブリィ、マイケル、アール アメリカ合衆国 ミネソタ、アップル ヴ ァリィ、フォレスト レイン 14054 (72)発明者 ユンゲ、テリィ、エイ アメリカ合衆国 カリフォルニア、 スコ ッツ ヴァリィ、ズィンファンデル サー クル 162 (72)発明者 ティアン、フィー、イン シンガポール国 シンガポール、ナンバー 04−54、セラングーン セントラル ド ライヴ、ブロック 255 (72)発明者 チューン、アン、アウ シンガポール国 シンガポール、ナンバー 03−217、イーシュン アヴェニュー 11、ブロック 350エイ (72)発明者 オルソン、ジョナサン、イー アメリカ合衆国 ミネソタ、ミネアポリ ス、アパートメント 2、ペン アヴェニ ュー サウス 5034 Fターム(参考) 5E336 AA04 AA11 AA13 AA16 CC55 DD21 DD26 DD37 GG09 GG14 GG30 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Fabry, Michael, Earl             Apple, United States Minnesota             Ary, Forest Rain 14054 (72) Inventor Junge, Terry, A.             United States California, Scot             Ts Valley, Zinfandel Sir             Curu 162 (72) Inventor Tian, Fee, Inn             Singapore, Singapore, number               04-54, Serangoon Central             Live, block 255 (72) Inventor Tune, Anne, Au             Singapore, Singapore, number               03-217, Yishun Avenue             11, block 350 rays (72) Inventor Olson, Jonathan, Yi             Minneapolis, Minnesota, United States             Su, Apartment 2, Pen Aveni             South South 5034 F term (reference) 5E336 AA04 AA11 AA13 AA16 CC55                       DD21 DD26 DD37 GG09 GG14                       GG30

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各層が少なくとも一つのチップを含む、少なくとも二つのチ
ップ層を、床を含む組立設備に配置することによってチップを積層する方法であ
って: (a) 第1チップ層を直接前記床の上に位置決めし; (b) 第1スペーサ層を前記第1チップ層の上に位置決めし; (c) 少なくとも一つの追加のチップ層を前記スペーサ層の上において位置決
めし; (d) これらの層を一緒に結合し;そして (e) 少なくとも一つの積層装置を含む前記結合した層を前記組立設備から取
出す、工程を含むチップを積層する方法。
1. A method of stacking chips by placing at least two chip layers, each layer comprising at least one chip, in an assembly facility including a floor, comprising: (a) directing the first chip layer directly Positioning on the floor; (b) positioning a first spacer layer on the first chip layer; (c) positioning at least one additional chip layer on the spacer layer; (d) these Laminating the layers together; and (e) removing the joined layers from the assembly facility including at least one laminating apparatus.
【請求項2】 請求項1に記載された方法によって作られた積層装置。2. A laminating device made by the method of claim 1. 【請求項3】 類似し、パッケージされた第1および第2のダイを積層する
方法であって: (a) 少なくとも一つの前記第1ダイを第1パッケージ内に取付け; (b) 幾つかの電気コンジットを第1のコンジット構成体における前記第1パ
ッケージ内に設置し; (c) 少なくとも一つの前記第2のダイを第2パッケージに取付け; (d) 幾つかの電気コンジットを前記第2パッケージに、前記第1構成体とは
異なる第2コンジット構成体内に設置し、前記取付け工程(c)を前記設置工程
(d)が完了する前に完了するようにする工程;そして (e) 前記第1パッケージを前記第2パッケージに電気的に結合して積層装置
を形成する工程を含む第1および第2のダイを積層する方法。
3. A method for stacking similar, packaged first and second dies, comprising: (a) mounting at least one said first die within a first package; (b) several Placing an electrical conduit in the first package in a first conduit construction; (c) attaching at least one second die to a second package; (d) some electrical conduits in the second package. Installing in a second conduit structure different from the first structure so that the mounting step (c) is completed before the installation step (d) is completed; and (e) the A method of stacking first and second dies comprising electrically coupling one package to the second package to form a stacking device.
【請求項4】 請求項3に記載された方法であって、一つだけの前記第1の
ダイを一つだけの前記第2のダイと積層し、前記第1および第2ダイが実質的に
同一であり、各ダイが内部回路装置および該回路装置に対する1組の公称接点位
置を有し、該第1組の公称位置が第2組の公称位置を包含し、各パッケージが内
部を有し、各内部および各ダイが幾つかの接点を含み;前記各コンジットが前記
ダイ接点の一つを前記内部接点の一つへ結合するボンド線であり;設置工程(b
)および(d)が各々幾つかのボンド線の各々を直接前記ダイ接点の一つにおよ
び前記内部接点の一つに結合する工程を含み;設置工程(b)は、第1組の接点
が電気的に結合される結果となり、それが上記第1導管構成を形成し、並びに設
置工程(d)は、第2組の接点が電気的に結合される結果となり、それが前記第
2コンジット構成を画成することからなる第1および第2のダイを積層する方法
4. The method of claim 3, wherein only one said first die is laminated with only one said second die, and said first and second dies are substantially Each die having an internal circuit device and a set of nominal contact positions for the circuit device, the first set of nominal positions including a second set of nominal positions, and each package having an interior. Where each interior and each die includes several contacts; each conduit is a bond line connecting one of the die contacts to one of the internal contacts;
) And (d) each include coupling each of several bond lines directly to one of the die contacts and to one of the internal contacts; installation step (b) includes Resulting in electrical coupling, which forms the first conduit configuration, as well as installation step (d), which results in the second set of contacts being electrically coupled, which results in the second conduit configuration. Forming a first die and a second die.
【請求項5】 請求項3に記載された方法によって作られた積層装置。5. A laminating device made by the method of claim 3. 【請求項6】 少なくとも第1集積回路(IC)ダイおよび第2ICダイを
含む積層装置を作る方法であって: (a) 前記第1ダイを有する第1ICチップを第1パッケージ内に組立てる工
程; (b) 前記第2ダイを有する第2ICチップを第2パッケージ内に組立て、前
記第2ダイが前記第1ダイと同一であり、前記第2パッケージが前記第1パッケ
ージと内部的に同一である工程; (c) 上記パッケージを封止する工程; (d) 上記チップの少なくとも一つの電気特性を修正する工程;および (e) 上記第1チップを上記第2チップに電気的に結合して積層装置を作る工
程、を含む積層装置を作る方法。
6. A method of making a stacking device including at least a first integrated circuit (IC) die and a second IC die: (a) assembling a first IC chip having the first die in a first package; (B) A second IC chip having the second die is assembled in a second package, the second die being the same as the first die, and the second package being internally the same as the first package. (C) encapsulating the package; (d) modifying at least one electrical characteristic of the chip; and (e) stacking the first chip electrically coupled to the second chip. A method of making a laminated device including the steps of making the device.
【請求項7】 請求項6に記載された方法に於いて、前記修正工程(d)が
前記ダイの少なくとも一つに存在する、少なくとも一つのヒュージブルリンクを
飛ばす工程を含む方法。
7. The method of claim 6, wherein said modifying step (d) comprises the step of blowing at least one fusible link present on at least one of said dies.
【請求項8】 基板に結合するための表面実装集積回路装置であって: 各々ICダイを含みおよび幾つかの突出するリードを含む外部構成を有する、最
上パッケージおよび最下パッケージで、各リードが表面および底面を有し、前記
最上パッケージの各リードの前記表面が絶縁体で覆われ、前記最下パッケージの
幾つかの前記底面が前記基板に結合するように構成してあるパッケージ;並びに
前記最上パッケージの幾つかのリードの前記底面を前記最下パッケージの幾つか
のリードの上記表面へ結合するインタフェースの組合せを含む回路装置。
8. A surface mount integrated circuit device for coupling to a substrate comprising: a top package and a bottom package, each lead including an IC die and having an external configuration including a number of protruding leads, each lead being A package having a top surface and a bottom surface, the surface of each lead of the top package being covered with an insulator, and the bottom surface of some of the bottom packages being configured to bond to the substrate; A circuit arrangement comprising a combination of interfaces for coupling the bottom surface of some leads of a package to the surface of some leads of the bottom package.
【請求項9】 基板に結合するための積層装置であって: 表面実装パッケージを含む少なくとも二つの集積回路(IC)チップ;および前
記ICチップを一緒に機械的および電気的に結合するための積層手段、を含む積
層装置。
9. A stacking device for bonding to a substrate comprising: at least two integrated circuit (IC) chips including surface mount packages; and a stack for mechanically and electrically bonding the IC chips together. Laminating apparatus including means.
【請求項10】 請求項9に記載された電気システムを含むディスクドライ
ブにおいて、前記積層手段が1組の半田接点であり、前記表面実装パッケージの
少なくとも一つが1組の実質的に共平面のパッケージ接点を有し、更に、接点お
よび誘電体領域を有する基板を含み、前記パッケージ接点の幾つかが前記基板接
点の幾つかに結合してあり、前記パッケージ接点の少なくとも一つが前記誘電体
領域に接触するディスクドライブ。
10. A disk drive including the electrical system of claim 9, wherein the stacking means is a set of solder contacts and at least one of the surface mount packages is a set of substantially coplanar packages. A substrate having contacts and further having contacts and a dielectric region, some of the package contacts coupled to some of the substrate contacts, at least one of the package contacts contacting the dielectric region Disk drive to do.
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