專利名稱:用于增加堆疊管芯帶寬的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種堆疊管芯的封裝結(jié)構(gòu)及其形成方法。
背景技術(shù):
為增加數(shù)據(jù)存儲能力和帶寬而將管芯堆疊起來。堆疊管芯還具有減小封裝面積的優(yōu)勢。通常,襯底通孔(TSV)用于在堆疊管芯之間傳送數(shù)據(jù)。通常需要使數(shù)據(jù)帶寬和每個堆疊管芯中制造的TSV的數(shù)量平衡。隨著對數(shù)據(jù)存儲能力和帶寬更嚴(yán)格的要求,需要在管芯中形成更多的TSV。不過,增加TSV的數(shù)量要求堆疊管芯的尺寸增加,并且更需要定制堆疊管芯以用于具體封裝結(jié)構(gòu)。相應(yīng)地,堆疊管芯不能再用于其他封裝結(jié)構(gòu)。這產(chǎn)生了對TSV總數(shù)量的限制,其轉(zhuǎn)而弓I起了對封裝結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)帶寬的限制。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供一種封裝結(jié)構(gòu),包括多個管芯載具,所述多個管芯載具相互電連接,并且其中所述多個管芯載具中每一個包括多個電連接件,所述多個電連接件連接相鄰管芯載具;多個數(shù)據(jù)總線;以及多個第一器件管芯,其中所述多個第一器件管芯中每一個與所述多個管芯載具之一接合,以及其中將所述多個數(shù)據(jù)總線中的每一個設(shè)置成專用于所述多個第一器件管芯之一的數(shù)據(jù)傳送。優(yōu)選地,所述多個第一器件管芯彼此相同。優(yōu)選地,所述多個管芯載具彼此相同。優(yōu)選地,所述多個管芯載具中每個均包括管芯載具ID線,設(shè)置所述管芯載具ID線以接收來自下層的管芯載具的第一載具ID,并且將不同于所述第一載具ID的第二載具ID傳送至上層的管芯載具。優(yōu)選地,該封裝結(jié)構(gòu)進一步包括多個啟用信號產(chǎn)生電路,設(shè)置所述多個啟用信號產(chǎn)生電路以利用所述管芯載具ID線上的信號作為輸入產(chǎn)生啟用信號;以及多個傳輸門,所述多個傳輸門中每個將所述多個器件管芯之一連接至所述多個數(shù)據(jù)總線之一,其中所述多個啟用信號產(chǎn)生電路中每一個的輸出控制所述多個傳輸門之一。優(yōu)選地,該封裝結(jié)構(gòu)進一步包括中介層,所述中介層堆疊有所述多個管芯載具,其中所述中介層包括多個數(shù)據(jù)總線,并且其中所述多個管芯載具中的所述多個數(shù)據(jù)總線中每一個與所述中介層中的所述多個數(shù)據(jù)總線之一電連接。優(yōu)選地,該封裝結(jié)構(gòu)進一步包括附加器件管芯,所述附加器件管芯與所述多個第一器件管芯相同,其中所述附加器件管芯與所述中介層接合;以及附加總線,所述附加總線將所述附加器件管芯連接至所述中介層中的所述多個數(shù)據(jù)總線之一。優(yōu)選地,該封裝結(jié)構(gòu)進一步包括多個地址線以及控制線,所述多個地址線以及控制線通過所述多個管芯載具中的多個TSV與所述多個器件管芯電連接。優(yōu)選地,該封裝結(jié)構(gòu)進一步包括多個第二器件管芯,其中所述多個第二器件管芯中每一個與所述多個管芯載具之一接合。優(yōu)選地,所述多個第一器件管芯之一和所述多個第二器件管芯之一接合在所述多個管芯載具中的相應(yīng)一個的相同側(cè)。優(yōu)選地,所述多個第一器件管芯之一和所述多個第二器件管芯之一接合在所述多個管芯載具中的相應(yīng)一個的相對側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供一種封裝結(jié)構(gòu),包括中介層,所述中介層包括多個第一數(shù)據(jù)總線;多個第一器件管芯,所述多個第一器件管芯彼此相同;以及多個管芯載具,所述多個管芯載具堆疊在所述中介層上并且所述多個管芯載具相互電連接,其中所述多個第一器件管芯中每一個與所述多個管芯載具之一或中介層接合,其中將所述多個第一數(shù)據(jù)總線中的每一個設(shè)置成專用于所述多個第一器件管芯之一的數(shù)據(jù)傳送,以及其中所述多個管芯載具中每一個包括多個電連接件,所述多個電連接件使與所述中介層相鄰的和多個管芯載具互連。優(yōu)選地,所述多個管芯載具中每一個包括載具ID線,設(shè)置所述載具ID線以接收來 自下層管芯載具的第一載具ID,并且將不同于所述第一載具ID的第二載具ID傳送至上層管芯載具。優(yōu)選地,該封裝結(jié)構(gòu)進一步包括多個啟用信號產(chǎn)生電路,設(shè)置所述多個啟用信號產(chǎn)生電路以利用所述載具ID線上的信號作為輸入產(chǎn)生啟用信號;以及多個傳輸門,所述多個傳輸門中每一個將所述多個第一器件管芯之一連接至所述多個第一數(shù)據(jù)總線之一,其中設(shè)置所述啟用信號產(chǎn)生電路中的每一個的輸出以控制所述多個傳輸門之一。根據(jù)本發(fā)明的再一方面,提供一種封裝結(jié)構(gòu),包括多個器件管芯,所述多個器件管芯彼此相同;中介層;以及多個管芯載具,所述多個管芯載具堆疊在一起,其中所述多個器件管芯中的第一個和第二個與所述多個管芯載具中的兩個以及所述中介層接合,以及其中所述多個管芯載具中每一個包括多個電連接件,所述多個電連接件使與所述中介層相鄰的和所述多個管芯載互連;以及多個數(shù)據(jù)總線,其中將所述多個數(shù)據(jù)總線中的每一個設(shè)置成專用于所述多個器件管芯之一的數(shù)據(jù)傳送。優(yōu)選地,所述多個器件管芯的所述第一個和所述第二個接合在所述多個管芯載具中的相應(yīng)一個的相同側(cè)。優(yōu)選地,所述多個器件管芯的所述第一個和所述第二個接合在所述多個管芯載具中的相應(yīng)一個的相對側(cè)。優(yōu)選地,該封裝結(jié)構(gòu)進一步包括中介層,所述中介層堆疊有所述多個管芯載具,其中所述中介層包括多個數(shù)據(jù)總線,以及其中所述多個管芯載具中的所述多個數(shù)據(jù)總線中每一個與所述中介層中的所述多個數(shù)據(jù)總線之一電連接。優(yōu)選地,所述多個管芯載具中每一個包括管芯載具ID線,設(shè)置所述管芯載具ID線以接收來自下層管芯載具的第一載具ID,并且將不同于所述第一載具ID的第二載具ID傳送至上層的管芯載具。優(yōu)選地,該封裝結(jié)構(gòu)進一步包括多個啟用信號產(chǎn)生電路,設(shè)置所述多個啟用信號產(chǎn)生電路以利用所述管芯載具ID線上的信號作為輸入產(chǎn)生啟用信號;以及多個傳輸門,所述多個傳輸門中每一個連接所述多個器件管芯之一和所述多個數(shù)據(jù)總線之一,其中設(shè)置所述啟用信號產(chǎn)生電路中的每一個的輸出以控制所述多個傳輸門之一。
為更完整的理解實施例及其優(yōu)點,現(xiàn)結(jié)合附圖對以下描述進行說明,其中圖1、2和圖3是根據(jù)多個實施例的封裝結(jié)構(gòu)的截面圖、俯視圖、以及立體圖;圖4描繪了封裝結(jié)構(gòu)的截面圖,其中描繪了示例管芯載具ID線;圖5描繪了啟用信號產(chǎn)生電路,其根據(jù)管芯載具ID線上的信號產(chǎn)生啟用信號;圖6和圖7分別描繪了根據(jù)多個可選實施例的封裝結(jié)構(gòu)的立體圖和俯視圖,其中堆疊了 8個器件管芯;圖8和圖9分別描繪了根據(jù)多個可選實施例的封裝結(jié)構(gòu)的立體圖和俯視圖,其中 兩個器件管芯與相同管芯載具的同一個側(cè)面接合;圖10、11和圖12分別描繪了根據(jù)多個可選實施例的封裝結(jié)構(gòu)的截面圖、立體圖、以及俯視圖,其中兩個器件管芯與相同管芯載具的同一個側(cè)面接合,并且其中堆疊了八個器件管芯;以及圖13、14和圖15分別描繪了根據(jù)多個可選實施例的封裝結(jié)構(gòu)的截面圖、俯視圖和仰視圖,其中兩個器件管芯與相同管芯載具的相對的側(cè)面接合,并且堆疊了八個器件管芯。
具體實施例方式下面,詳細討論本發(fā)明各實施例的制造和使用。然而,應(yīng)該理解,本發(fā)明提供了許多可以在各種具體環(huán)境中實現(xiàn)的可應(yīng)用的概念。所討論的具體實施例僅僅是示例性的,而不用于限制本發(fā)明的范圍。根據(jù)一個實施例,提供一種包括堆疊管芯的封裝結(jié)構(gòu)及其形成方法。然后討論實施例的變型和操作。在所有視圖和描述的實施例中,同樣的參考標(biāo)號表不相同的兀件。圖I描繪了封裝結(jié)構(gòu)20的截面圖,該封裝結(jié)構(gòu)包括中介層22、管芯載具200 (包括 200A、200B、以及 200C)、器件管芯 100 (包括 100A、100B、100C、以及 100D)、載具 ID 線 24、地址和控制線26 (以下稱作地址/控制線)、以及數(shù)據(jù)總線28。器件管芯100A、100B、以及100C通過例如倒裝芯片接合或引線接合分別與管芯載具200A、200B、以及200C接合。器件管芯100D可以直接接合在中介層22上。通過電連接件32 (其可以是管芯載具200中的金屬線),在器件管芯100和地址/控制線26以及數(shù)據(jù)總線28之間傳送數(shù)據(jù)。器件管芯100A、100B、100C、以及100D可以是存儲管芯或其他類型的管芯,并且可以彼此相同。管芯載具200A、200B、以及200C可以彼此相同,并且可以與中介層22相同或不同。在一個實施例中,在封裝結(jié)構(gòu)20的俯視圖中,管芯載具200A、200B、以及200C以相同方向設(shè)置,并且不可以相對彼此轉(zhuǎn)動或翻轉(zhuǎn),以便管芯載具200之一中的相應(yīng)部件24、26、32以及36與其他管芯載具200中的相應(yīng)部件垂直對齊。在一個實施例中,器件管芯100中不包括襯底通孔(TSV)。不過,管芯載具200中包括TSV36,其用于載具ID線24、地址/控制線26、以及數(shù)據(jù)總線28的互連。TSV36還形成了載具ID線24、地址/控制線26、以及數(shù)據(jù)總線28的部件。在整個說明中,在截面圖中,每個管芯載具200中所描繪的一個TSV 36的實際表示多個TSV。在一個實施例中,相鄰管芯載具200中的TSV36可以通過焊接凸點38連接。在整個說明中,TSV36和/焊接凸點38也被稱作連接件,其用于連接相鄰的管芯載具200??梢詫SV36形成為,或不形成為凸出超過管芯載具200表面的金屬柱,并且相鄰管芯載具200中的TSV36直接或通過焊接凸點38相互接合。相鄰管芯載具200之間的間距足夠大,以供設(shè)置器件管芯100。圖2描繪了管芯載具200(其可以是管芯載具200A、200B、200C中任一個)以及與所描繪的管芯載具200接合的相應(yīng)管芯100 (其可以是管芯100A、100B、以及100C中任一個)的俯視圖。在一個實施例中,多個TSV36形成數(shù)據(jù)總線28A,其專用于器件管芯100A的數(shù)據(jù)傳送,從而不用于包括起器件管芯100BU00C以及100D的任意其他器件管芯的數(shù)據(jù)傳送。類似地,數(shù)據(jù)總線28B、28C分別專用于器件管芯100B和100C的數(shù)據(jù)傳送,并且不用于其他器件管芯的數(shù)據(jù)傳送??梢杂山饘倬€和過孔形成的連接件32(包括32A、32B、以及32C)可以由傳輸門40(包括40A、40B、以及40C)控制。傳輸門40的控制輸入端42 (包括42A、42B、以及42C)接收來自啟用信號產(chǎn)生電路46 (包括46A、46B、以及46C)的啟用信號(enablement signal),該電路進一步接收來自管芯載具ID線24 (圖I中未示出,參見圖4)的輸入信號。當(dāng)啟用信號為“I”時,傳輸門40接通,并且當(dāng)啟用信號為“0”時,傳輸 門斷開。而且,多個TSV36形成地址/控制線26,該地址/控制線還與器件管芯100連接。不同管芯載具200中的連接件32可以彼此相同。另外要說明的是,堆疊一層器件管芯和管芯載具(例如器件管芯100B和管芯載具200B)可以是堆疊下層器件管芯和管芯載具(例如器件管芯100A和管芯載具200A)的簡單重復(fù),而不需要改變連接件32。圖3描繪了部分封裝結(jié)構(gòu)20的示意性立體圖,其中用線條示意性地描繪了每組數(shù)據(jù)總線28 (包括從28A至28D),盡管實際上每個線條包括多條線和/或TSV。由于每個數(shù)據(jù)總線28A、28B、28C、以及28D (如圖I中,數(shù)據(jù)總線28D與器件管芯100D連接)專用于一個器件管芯100,器件管芯100A、100B、100C、以及100D可以同時被讀取或同時被寫入。因此,中介層22上的數(shù)據(jù)總線28的帶寬增加至每個數(shù)據(jù)總線28A、28B、28C、以及28D的帶寬的四倍。圖4和圖5描繪了用于產(chǎn)生啟用信號的示例實施例,該啟用信號用于控制圖2中的傳輸門40,其中利用管芯載具200中的管芯載具ID產(chǎn)生啟用信號。每個管芯載具200A、200B、200C 的位(bit)包括 ID[3]、ID[2]、ID[1]、以及 ID
,其中添加后綴“A”、“B”、以及“C”用于表明ID所屬的管芯載具。在所描繪的示例實施例中,以轉(zhuǎn)動的方式連接器件ID線24,并且因此中介層22的管芯載具ID和管芯載具200A、200B、200C也相比于各自下層管芯載具的位,向左轉(zhuǎn)動一位。要注意的是中介層22還可以具有管芯載具ID。當(dāng)中介層22具有管芯載具ID
時,管芯載具200A、200B、以及200C分別具有管芯載具ID
、
、以及[1000]。在可選實施例中,管芯載具ID的轉(zhuǎn)動可以向右轉(zhuǎn)而不是向左轉(zhuǎn)。在其他實施例中,可以使用其他方法構(gòu)造基于下層管芯載具的管芯載具ID的上層管芯載具的管芯載具ID。例如,管芯載具的每個管芯載具ID可以是下層管芯載具的管芯載具ID加I。應(yīng)該說明的是,雖然描繪了四條ID線24,但是ID線24可以有更多,例如8或16條,從而如果堆疊更多層管芯載具和器件管芯,不需要改變管芯載具200的設(shè)計。圖5描繪了用于產(chǎn)生啟用信號的示例啟用信號產(chǎn)生電路46 (包括46A、46B、以及46C),該啟用信號用于為具體器件管芯100啟用數(shù)據(jù)傳送。啟用信號carrierl_data_en、carrier2_data_en> 以及 carrier_3data_en 分別與節(jié)點 42A、42B、以及 42C 連接(參見圖2),并且分別用于啟用管芯載具200A/管芯100A、管芯載具200B/管芯100B、以及管芯載具200C/管芯100C。在一個實施例中,啟用信號產(chǎn)生電路46包括“AND”門。如果中介層22的管芯載具ID為
,啟用信號的推理方式可以如下表示carrierl_data_en = ID[3]AND ID[2]AND ID[I]AND ID
[Eq. I]carrier2_data_en = ID[3]AND ID[2]AND ID[I]AND ID
[Eq. 2]carrier3_data_en = ID[3]AND ID[2]AND ID[I]AND ID
[Eq. 3]可以將用于產(chǎn)生啟用信號的電路(例如“AND”門46)內(nèi)置在管芯載具200中??梢园l(fā)現(xiàn),對于管芯載具 200A, carrierl_data_en 為“I”,而 carrier2_data_en 和 carrier3_data_en 為 “O”。對于管芯載具 200B, carrier2_data_en 為 “I”,而 carrierl_data_en 和carrier3_data_en 為 “O,,。對于管芯載具 200C, carrier3_data_en 為 “I,,,而 carrier 1_
data_en和carrier2_data_en為“O”。相應(yīng)地,參見圖2,可以發(fā)現(xiàn),每條數(shù)據(jù)總線28A、28B、28C分別被器件管芯100A、100B、以及100C專用于數(shù)據(jù)傳送。進一步,圖3中的數(shù)據(jù)總線28D用于器件管芯100D,而不是器件管芯100A、100B、以及100C。從而實現(xiàn)專用數(shù)據(jù)傳送。圖6和圖7描繪了根據(jù)可選實施例的封裝結(jié)構(gòu)。除非明確表示,以下可選實施例中的參考標(biāo)號表示圖I至圖5描繪的實施例中的相似元件。而且,為簡化論述,在可選實施例中未描述圖I至圖5中的所有部件,例如24、26、36、40、46等。對這些未示出部件的論述也已經(jīng)省略。不過,當(dāng)適用的時候,也可以存在這些部件,并且從圖I至圖5所示實施例的描述中也可以發(fā)現(xiàn)這些部件的詳細說明。圖6描繪了示意性立體圖,其中堆疊了七個管芯載具200A至200G和八個器件管芯100A至100H。器件管芯100H可以直接接合在中介層22上,同時每個器件管芯100A至100G與管芯載具200A至200G中的相應(yīng)的一個接合。八條總線28A至28H,每條都專用于器件管芯100A至100H之一的數(shù)據(jù)傳送。載具ID線24 (未示出,參見圖4)可以采用與圖4和圖5中所示類似的結(jié)構(gòu)(除了可以為八條或更多ID線之外),以產(chǎn)生用于每個載具200和器件管芯100的適當(dāng)?shù)膯⒂眯盘?。如圖7中,提供啟用信號以控制傳輸門40。類似地,器件管芯100A至100H可以彼此相同,并且管芯載具200A至200G可以彼此相同。而且,管芯載具200A至200H相互對齊,并且不能相對彼此轉(zhuǎn)動或翻轉(zhuǎn)。圖7描繪了每個管芯載具200以及相應(yīng)的器件管芯100的俯視圖。電連接件32連接管芯100和地址/控制線26以及七個數(shù)據(jù)總線組28 (包括28A至28G)。通過控制傳輸門40的啟用信號,數(shù)據(jù)總線28A至28H(再參見圖6)專用于相應(yīng)的器件管芯100A至100H的數(shù)據(jù)傳送。由于每個所示器件管芯100與每個數(shù)據(jù)總線28A至28G均具有電連接件,管芯載具200可以彼此相同。在該實施例中,由于有八個專用數(shù)據(jù)總線28(28A至28H),帶寬增加至每個數(shù)據(jù)總線28的帶寬的八倍。圖8和圖9描繪了根據(jù)其他實施例的封裝結(jié)構(gòu)。圖8描繪了示意性立體圖,其中堆疊了四個器件管芯100 (包括100A、100A’、100B、以及100B,)。器件管芯100B和100B,可以直接接合在中介層22上,同時器件管芯100A和100A’接合在管芯載具200A上。四條總線28A至28D,每條均專用于一個器件管芯100的數(shù)據(jù)傳送。在該實施例中,由于有四條專用數(shù)據(jù)總線28 (28A至28D),帶寬增加至每個數(shù)據(jù)總線28的帶寬的四倍。類似地,器件管芯100A至100B,可以相同。圖9描繪了管芯載具200A以及相應(yīng)的器件管芯100A和100A’的俯視圖。電連接件32包括命名為32A至32A’的兩組。在該實施例中,只有一層管芯載具200與中介層22接合,并且可以省略傳輸門40。不過,為改進擴展性,可以添加傳輸門40,以便能堆疊更多層管芯載具200和器件管芯100。圖10至圖12描繪根據(jù)其他實施例的封裝結(jié)構(gòu)。圖10是截面圖,其示出了通過管芯載具200 (包括200A、200B、以及200C)堆疊八個器件管芯100 (包括100A、100A,、100B、100B’、100C、100C’、100D、以及100D,)。而且,中介層22與堆疊管芯接合,其中,器件管芯100D和100D’直接接合在中介層22上。圖11描繪了示意性立體圖。八條總線28(28A至28H),每個均專用于器件管芯100A至100D’之一的數(shù)據(jù)傳送。在該實施例中,由于有八條專用數(shù)據(jù)總線28,帶寬增加至一個數(shù)據(jù)總線28的帶寬的八倍。類似地,器件管芯100A至100D’可以相同,管芯載具200A至200C可以相同,并且不能相對彼此轉(zhuǎn)動或翻轉(zhuǎn)。圖12描繪了每個管芯載具200(200A、200B、或200C)以及與所示管芯載具200接合的相應(yīng)器件管芯100的俯視圖。電連接件32 (包括32A至32F)將相應(yīng)的器件管芯100連接至數(shù)據(jù)總線28 (包括28A至28F),并且連接至地址/控制線26??梢园l(fā)現(xiàn),由于電連接件 32A和32B相互分隔開,并且不與相同的器件管芯100連接,所以可以利用相同的啟用信號carrier l_data_en控制電連接件32A和32B。類似地,可以利用相同的啟用信號carrier2_data_en控制電連接件32C和32D,并且可以利用相同的啟用信號carrier3_data_en控制電連接件32E和32F。通過利用啟用信號控制傳輸門40,數(shù)據(jù)總線28A至28F專用于相應(yīng)的器件管芯100A至100C’。管芯載具200可以彼此相同。而且,管芯載具200可以彼此相同,相互對齊并且不能相對彼此轉(zhuǎn)動或翻轉(zhuǎn)。載具ID線24(未示出,參見圖I至圖4)可以采用圖4和圖5中示出的類似結(jié)構(gòu),以產(chǎn)生用于每個載具200的適當(dāng)?shù)膯⒂眯盘?。在圖12中,將啟用信號提供至傳輸門40的控制輸入端。圖13至15描繪了根據(jù)其他實施例的封裝結(jié)構(gòu)。圖13是截面圖,其中示出了通過管芯載具200(包括200A以及200B)堆疊四個器件管芯100 (包括100A、100A’、100B、以及100B’)。管芯100A和100A’分別接合在管芯載具200A的頂部和底部。管芯100B和100B’分別接合在管芯載具200B的頂部和底部。在一個實施例中,管芯100A和100A’對齊。在可選實施例中,管芯100A/100B與相應(yīng)的管芯100A’ /100B’(如利用點劃線示出的)不對齊。中介層22與堆疊管芯100和管芯載具200接合。數(shù)據(jù)總線28可以包括四條總線28A至28D,每個均專用于器件管芯100A、100A’、100B、以及100B’中的一個的數(shù)據(jù)傳送。如圖14和圖15所示,啟用信號產(chǎn)生電路46 (未示出,參見圖5)可以采用類似于圖4和圖5中所示結(jié)構(gòu),以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膯⒂眯盘朿arrierl_data_en以及carrier2_data_en。在圖14和圖15中,提供啟用信號以控制傳輸門40。在該實施例中,由于有四條專用數(shù)據(jù)總線28(28A至28D,圖14和圖15),帶寬增加至任一數(shù)據(jù)總線28的帶寬的四倍。類似地,器件管芯100A至100B’可以相同,并且管芯載具200A和200B可以相同。圖14描繪管芯載具200A和200B以及相應(yīng)的器件管芯100A和100B的俯視圖。管芯載具200A和200B頂部的電連接件32包括命名為32A和32B的兩組,其將相應(yīng)的器件管芯100連接至地址/控制線26,并且連接至相應(yīng)的數(shù)據(jù)總線28 (包括28A和28B)。數(shù)據(jù)啟用信號carrierl_data_en和carrier2_data_en用于控制對數(shù)據(jù)總線28的數(shù)據(jù)傳送,以便每個數(shù)據(jù)總線28A和28B專用于一個器件管芯100A和100B。
圖15描繪了管芯載具200A和200B以及相應(yīng)的器件管芯100A’和100B’的仰視圖。管芯載具200A和200B底部的電連接件32包括命名為32A’和32B’的兩組,其將相應(yīng)的器件管芯100連接至地址/控制線26,并且連接至相應(yīng)的數(shù)據(jù)總線組28 (包括28C和28D)。數(shù)據(jù)啟用信號carrierl_data_en和carrier2_data_en用于控制對數(shù)據(jù)總線28的數(shù)據(jù)傳送,以便每個數(shù)據(jù)總線28C和28D專用于一個器件管芯100A’和100B’。在以上所述的每個實施例中,通過堆疊更多的與管芯載具200A相同的管芯載具,并且堆疊更多的與接合至管芯載具200A的器件管芯相同的器件管芯,可以擴展堆疊。由于管芯載具200相同,器件管芯100相同,并且相應(yīng)的連接件32也相同,因此不需要重新設(shè)計器件管芯和管芯載具。而且,由于器件管芯具有專用總線,由此得到的封裝結(jié)構(gòu)的帶寬增加。根據(jù)實施例,封裝結(jié)構(gòu)包括多個彼此相同的管芯載具。該多個管芯載具中每一個的相應(yīng)部件與該多個管芯載具中的其他管芯載具的相應(yīng)部件垂直重疊。多個管芯載具中每 一個均包括具有多個數(shù)據(jù)總線的多個TSV。堆疊多個管芯載具,并且通過多個TSV使該多個管芯載具相互電連接。封裝結(jié)構(gòu)進一步包括多個器件管芯。多個器件管芯中每一個均與多個管芯載具之一接合。設(shè)置多個數(shù)據(jù)總線中的每一個,使其均專用于多個器件管芯之一的數(shù)據(jù)傳送。根據(jù)其他實施例,封裝結(jié)構(gòu)包括中介層,其具有多個第一數(shù)據(jù)總線;彼此相同的多個器件管芯;以及彼此相同并堆疊在中介層上的多個管芯載具。多個器件管芯中每一個均與多個管芯載具之一接合。多個管芯載具中每一個均包括具有多個第二數(shù)據(jù)總線的多個TSV,其中多個第二數(shù)據(jù)總線中每一個與多個第一數(shù)據(jù)總線之一連接;以及多個電連接件,該多個電連接件將多個器件管芯中相應(yīng)的一個連接至多個第一和第二數(shù)據(jù)總線。仍是根據(jù)其他實施例,封裝結(jié)構(gòu)包括彼此相同的多個第一器件管芯以及多個第二器件管芯;以及堆疊在一起的彼此相同的多個管芯載具。多個第一器件管芯中每一個與多個管芯載具之一接合。多個第二器件管芯中每一個與多個管芯載具之一接合。多個管芯載具中每一個都包括接合于其上的兩個器件管芯,并且都包括多個TSV。多個TSV包括多個數(shù)據(jù)總線。設(shè)置多個數(shù)據(jù)總線,使其中每一個均專用于多個第一和第二器件管芯之一的數(shù)據(jù)傳送。多個TSV進一步包括與多個第一和第二器件管芯連接的多個地址和控制線。盡管已經(jīng)詳細地描述了實施例及其優(yōu)勢,應(yīng)該理解,可以在不背離所附權(quán)利要求限定的實施例的主旨和范圍的情況下,做各種不同的改變,替換和更改。而且,本申請的范圍并不僅限于本說明書中描述的工藝、機器、制造、材料組分、裝置、方法和步驟的特定實施例。作為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解,通過本公開,現(xiàn)有的或今后開發(fā)的用于執(zhí)行與根據(jù)本發(fā)明所采用的所述相應(yīng)實施例基本相同的功能或獲得基本相同結(jié)果的工藝、機器、制造,材料組分、裝置、方法或步驟根據(jù)本公開可以被使用。相應(yīng)地,所附權(quán)利要求應(yīng)該包括在這樣的工藝、機器、制造、材料組分、裝置、方法或步驟的范圍內(nèi)。此外,每條權(quán)利要求構(gòu)成單獨的實施例,并且多個權(quán)利要求和實施例的組合在本公開的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種封裝結(jié)構(gòu),包括 多個管芯載具,所述多個管芯載具相互電連接,并且其中所述多個管芯載具中每一個包括 多個電連接件,所述多個電連接件連接相鄰管芯載具; 多個數(shù)據(jù)總線;以及 多個第一器件管芯,其中所述多個第一器件管芯中每一個與所述多個管芯載具之一接合,以及其中將所述多個數(shù)據(jù)總線中的每一個設(shè)置成專用于所述多個第一器件管芯之一的數(shù)據(jù)傳送。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的封裝結(jié)構(gòu),其中所述多個第一器件管芯彼此相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的封裝結(jié)構(gòu),其中所述多個管芯載具彼此相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的封裝結(jié)構(gòu),其中所述多個管芯載具中每個均包括管芯載具ID線,設(shè)置所述管芯載具ID線以接收來自下層的管芯載具的第一載具ID,并且將不同于所述第一載具ID的第二載具ID傳送至上層的管芯載具。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的封裝結(jié)構(gòu),進一步包括 多個啟用信號產(chǎn)生電路,設(shè)置所述多個啟用信號產(chǎn)生電路以利用所述管芯載具ID線上的信號作為輸入產(chǎn)生啟用信號;以及 多個傳輸門,所述多個傳輸門中每個將所述多個器件管芯之一連接至所述多個數(shù)據(jù)總線之一,其中所述多個啟用信號產(chǎn)生電路中每一個的輸出控制所述多個傳輸門之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的封裝結(jié)構(gòu),進一步包括 中介層,所述中介層堆疊有所述多個管芯載具,其中所述中介層包括多個數(shù)據(jù)總線,并且其中所述多個管芯載具中的所述多個數(shù)據(jù)總線中每一個與所述中介層中的所述多個數(shù)據(jù)總線之一電連接; 附加器件管芯,所述附加器件管芯與所述多個第一器件管芯相同,其中所述附加器件管芯與所述中介層接合;以及 附加總線,所述附加總線將所述附加器件管芯連接至所述中介層中的所述多個數(shù)據(jù)總線之一。
7.—種封裝結(jié)構(gòu),包括 中介層,所述中介層包括多個第一數(shù)據(jù)總線; 多個第一器件管芯,所述多個第一器件管芯彼此相同;以及 多個管芯載具,所述多個管芯載具堆疊在所述中介層上并且所述多個管芯載具相互電連接,其中所述多個第一器件管芯中每一個與所述多個管芯載具之一或中介層接合,其中將所述多個第一數(shù)據(jù)總線中的每一個設(shè)置成專用于所述多個第一器件管芯之一的數(shù)據(jù)傳送,以及其中所述多個管芯載具中每一個包括多個電連接件,所述多個電連接件使與所述中介層相鄰的和多個管芯載具互連, 其中所述多個管芯載具中每一個包括載具ID線,設(shè)置所述載具ID線以接收來自下層管芯載具的第一載具ID,并且將不同于所述第一載具ID的第二載具ID傳送至上層管芯載具, 所述封裝結(jié)構(gòu)進一步包括 多個啟用信號產(chǎn)生電路,設(shè)置所述多個啟用信號產(chǎn)生電路以利用所述載具ID線上的信號作為輸入產(chǎn)生啟用信號;以及 多個傳輸門,所述多個傳輸門中每一個將所述多個第一器件管芯之一連接至所述多個第一數(shù)據(jù)總線之一,其中設(shè)置所述啟用信號產(chǎn)生電路中的每一個的輸出以控制所述多個傳輸門之一。
8.—種封裝結(jié)構(gòu),包括 多個器件管芯,所述多個器件管芯彼此相同; 中介層;以及 多個管芯載具,所述多個管芯載具堆疊在一起,其中所述多個器件管芯中的第一個和第二個與所述多個管芯載具中的兩個以及所述中介層接合,以及其中所述多個管芯載具中每一個包括 多個電連接件,所述多個電連接件使與所述中介層相鄰的和所述多個管芯載互連;以及 多個數(shù)據(jù)總線,其中將所述多個數(shù)據(jù)總線中的每一個設(shè)置成專用于所述多個器件管芯之一的數(shù)據(jù)傳送。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的封裝結(jié)構(gòu),進一步包括 中介層,所述中介層堆疊有所述多個管芯載具,其中所述中介層包括多個數(shù)據(jù)總線,以及其中所述多個管芯載具中的所述多個數(shù)據(jù)總線中每一個與所述中介層中的所述多個數(shù)據(jù)總線之一電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的封裝結(jié)構(gòu),其中所述多個管芯載具中每一個包括管芯載具ID線,設(shè)置所述管芯載具ID線以接收來自下層管芯載具的第一載具ID,并且將不同于所述第一載具ID的第二載具ID傳送至上層的管芯載具,其中,所述封裝結(jié)構(gòu)進一步包括 多個啟用信號產(chǎn)生電路,設(shè)置所述多個啟用信號產(chǎn)生電路以利用所述管芯載具ID線上的信號作為輸入產(chǎn)生啟用信號;以及 多個傳輸門,所述多個傳輸門中每一個連接所述多個器件管芯之一和所述多個數(shù)據(jù)總線之一,其中設(shè)置所述啟用信號產(chǎn)生電路中的每一個的輸出以控制所述多個傳輸門之一。
全文摘要
本發(fā)明用于增加堆疊管芯帶寬的裝置和方法提供一種封裝結(jié)構(gòu),其包括多個彼此相同的多個管芯載具。多個管芯載具中的每一個中的各個部件與該多個管芯載具的其他管芯載具中的對應(yīng)部件垂直重疊。多個管芯載具中每一個包括具有多個數(shù)據(jù)總線的多個襯底通孔(TSV)。多個管芯載具堆疊并且通過多個TSV相互電連接。該封裝結(jié)構(gòu)進一步包括多個器件管芯。多個器件管芯中每一個與多個管芯載具之一接合。將多個數(shù)據(jù)總線中的每一個設(shè)置成專用于多個器件管芯之一的數(shù)據(jù)傳送。
文檔編號H01L23/48GK102738129SQ20111029867
公開日2012年10月17日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者彭邁杉, 汲世安 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司