堆叠式存储器封装件、其制造方法和ic封装基板的插脚引线设计的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]各种类型的非易失性存储器(“NVM”)诸如闪存存储器(例如NAND闪存存储器和NOR闪存存储器)可被用于进行海量存储。例如，消费电子设备(例如便携式媒体播放器)使用闪存存储器来存储数据，包括音乐、视频、图像、和其它媒体或信息类型。消费电子工业中目前的趋势涉及在更小的设备中使用更多NVM，从而导致需要增加数据存储密度的创新封装方案。
【发明内容】
[0002]本发明提供了用于堆叠式半导体存储器设备的系统和方法。堆叠式半导体存储器封装件可包括封装基板和被布置成箭头形叠层的多个NVM裸片。NVM裸片叠层可用表面安装插座(诸如例如矩栅阵列(“LGA”))被安装在封装基板上并且通信地耦接到该封装基板。NVM裸片可以箭头形构型被堆叠在封装件内，其中一半的NVM裸片沿第一方向形成阶梯，并且一半的NVM裸片旋转180°并沿相反的第二方向继续所述堆叠。存储器控制器可经由印刷电路板(“PCB”)或印刷线路板(“PWB”)、封装基板、和引线键合所提供的电连接来与NVM裸片通信。
[0003]根据一些实施例，可与上述堆叠式半导体存储器设备一起使用新型表面安装插脚引线设计。插脚引线设计可被配置为通过例如使承载高速信号的连接的差分对之间的距离最小化、使引线键合长度最小化、避免封装件内高速信号的交叉、在高速引脚的中央提供接地(“GND”)引脚、以及将高速引脚和低速引脚分开来提高信号完整性。根据其他实施例，可优化高速引脚的放置，以改善每个单独NVM封装件内或在整个NVM系统上的信号完整性。表面安装插脚引线设计可适应两个通信通道，所述两个通信通道被配置为使得每个通道的相应引脚在旋转180°时对称地放置。
【附图说明】
[0004]本发明的上述及其他方面、其性质和各种特征将在考虑到下面结合附图进行的详细描述后变得更为显而易见，附图中相似的附图标记始终指示相似的部件，并且其中:
[0005]图1是示出根据各种实施例的包括主机和具有存储器控制器的NVM封装件的示例性系统的示意图；
[0006]图2为根据各种实施例的图1的NVM封装件的剖视图；
[0007]图3为根据各种实施例的原生NVM封装件的剖视图；
[0008]图4是根据各种实施例的示出插脚引线设计的表面安装封装基板的仰视平面图；
[0009]图5是根据各种实施例的示出另一插脚引线设计的表面安装封装基板的另一仰视平面图；并且
[0010]图6为根据各种实施例的用于制造堆叠式半导体存储器设备的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0011]近年来随着每个集成电路(“1C”)所需要的互连数量已经增大超过了传统通孔IC封装件(例如双列直插式封装件(“DIP”)和针栅阵列(“PGA”))的能力，用于IC的表面安装封装件已经变得普及。表面安装IC封装件的示例包括球栅阵列(“BGA”)和矩栅阵列(“LGA”)。BGA或LGA可包括在封装基板的底表面上布置在x-y平面中的触点阵列。触点可被焊接到第二基板(诸如例如PCB或PWB)的相应触点。第二基板可包括用于向IC封装件承载信号的导电迹线和从IC封装件承载信号的导电迹线。
[0012]本文所公开的示例性实施例可涉及IC封装基板，为清楚起见将其称为LGA。然而，本领域的技术人员可认识到，可用任何合适类型的表面安装封装件或通孔封装件来替代LGA，而不会背离本发明的实质。
[0013]特别地，LGA的底表面上的触点可利用穿过封装基板形成的导电通路而被引导到顶表面。LGA还可包括封装基板的顶表面上的导电焊盘和/或迹线，用于通信地耦接到安装在LGA之上的一个或多个1C。在一些实施例中，引线键合焊盘可形成在LGA的顶表面上，用于将触点通信地耦接到一个或多个1C。另外，叠层中的第一 IC可被倒装芯片键合到封装基板的顶表面。在一些实施例中，IC封装件可以是NVM封装件，并且倒装芯片键合的IC可以是NVM封装件的存储器控制器。
[0014]在一些实施例中，NVM封装件可包括安装到LGA的顶表面的NVM裸片的叠层。该叠层可以是箭头形的，其中第一一半的NVM裸片沿第一方向形成阶梯，并且第二一半的NVM裸片继续该堆叠并沿相反的方向形成阶梯。这个箭头形堆叠式裸片布局可在每个NVM裸片的顶表面上提供暴露部分，用于接收引线键合线。第一一半的NVM裸片可从LGA的与阶梯的台阶相邻的侧引线键合到封装基板，而第二一半的NVM裸片可从相对侧(即与第二阶梯的台阶相邻)引线键合到LGA。第二阶梯中的NVM裸片可相对于第一一半中的那些NVM裸片旋转180°，使得键合焊盘面向正确的方向来接收引线键合线。
[0015]形成在LGA的底侧面上的触点可被布置为使得第一组触点(例如第一通道)可被布置在封装基板的与第一阶梯的台阶最靠近的侧上，以使那些触点与顶表面上的引线键合焊盘之间的布线距离最小。第一组触点可专用于第一一半的NVM裸片。类似地，第二组触点(例如第二通道)可被布置在封装基板的与第二阶梯的台阶最靠近的侧上。第二组触点可专用于第二一半的NVM裸片。下文中将参考图4和5更详细地讨论各种触点布置的进一步优化。
[0016]图1是示出系统100的示意图，包括主机102和NVM封装件104。主机102可与NVM封装件104通信，NVM封装件104可包括存储器控制器106、主机接口 110、和具有相应NVM 128a-n的存储器裸片112a_n。主机102可以是多种主机设备和/或系统中的任一种，诸如便携式媒体播放器、蜂窝电话、口袋大小的个人计算机、个人数字助理(“PDA”)、台式计算机、膝上型计算机、和/或平板计算设备。NVM封装件104可包括NVM128a-n (例如在存储器裸片112a-n中)，并且可以是球栅阵列封装件或其他合适类型的集成电路(“1C”)封装件。NVM封装件104可以是主机102的一部分，和/或可以与主机102分开。例如，主机102可以是板级设备，并且NVM封装件104可以是安装在板级设备上的存储器子系统。在其它实施例中，NVM封装件104可以有线(例如SATA)或无线(例如蓝牙?)接口耦接到主机102。
[0017]主机102可包括被配置为与NVM封装件104交互的主机控制器114。例如，主机102可将各种访问请求(诸如读取、编程、和擦除操作)传输到NVM封装件104。主机控制器114可包括被配置为基于软件和/或固件指令的运行来执行操作的一个或多个处理器和/或微处理器。除此之外和/或另选地，主机控制器114可包括被配置为执行各种操作的基于硬件的部件，诸如专用集成电路(“ASIC”)。主机控制器114可根据主机102与NVM封装件104之间共享的通信协议来为传输给NVM封装件104的信息(例如命令、数据)制定格式。
[0018]主机102可包括存储部件134，存储部件可包括易失性存储器108。易失性存储器108可以是多种易失性存储器类型中的任何一种，诸如高速缓存存储器或RAM。主机102可使用易失性存储器108来执行存储器操作和/或暂时存储正从NVM封装件104读取和/或正被写入到NVM封装件104的数据。例如，易失性存储器108可暂时存储要被发送到NVM封装件104或要存储从NVM封装件104接收的数据的存储器操作队列。
[0019]主机102可通过通信通道116与NVM封装件104通信。通信通道116可以是固定的(例如固定的通信通道)、可拆卸的(例如通用串行总线(USB)、串行高级技术(SATA))、或者无线的(例如蓝牙?)。与NVM封装件104的交互可包括提供访问请求和传输数据(诸如要被编程到一个或多个存储器裸片112a-n的数据)给NVM封装件104。通过通信通道116的通信可在NVM封装件104的主机接口 110处被接收。主机接口 110可以是存储器控制器106的一部分和/或可以通信地连接到存储器控制器106。在一些实施例中，例如当存储器控制器106位于NVM封装件104之外时，也可从NVM封装件104中省略主机接口 110。
[0020]类似于主机控制器114，存储器控制器106可包括被配置为基于软件和/或固件指令的运行来执行操作的一个或多个处理器和/或微处理器120。除此之外和/或另选地，存储器控制器106可包括被配置为执行各种操作的基于硬件的部件，诸如ASIC。存储器控制器106可执行多种操作，诸如执行主机102发起的访问请求。
[0021]主机控制器114和存储器控制器106单独地或组合地可执行各种存储器管理功能，诸如垃圾回收和磨损均衡。在存储器控制器106被配置