[发明专利]重复利用不合格的多晶元封装

说明书

技术领域

本发明涉及用于重复利用包含不合格晶元的多晶元(multi-die)封装的系统和方法。通过隔离封装的有效(functional)部分并将不合格的多晶元存储器封装用作较小的存储器封装来重复利用它。

背景技术

多晶元封装在数字存储器制造领域是众所周知的。当由于晶元制造的限制而无法在实践中以单个芯片提供所需的存储器容量时经常使用多晶元封装。

由于在多晶元封装中使用的晶元自身很大，它们的产量有限并且受到限制。有时，在未切割的晶片中测试晶元的“晶元拣选”过程中会发现不合格晶元。但是，有些不合格晶元直到晶片被切割并且组装好晶元之后才被检测出来。在此阶段，如果在封装中相邻晶元不合格的话，则无法利用有效晶元。这导致产量显著降低，并且制造商的利润受到极大损失。

通过数字实例的方式，如果在组装之后才发现晶元不合格的概率是10％，则双晶元封装不合格的概率是19％，并且从表达式：1-(0.9＊0.9+0.1＊0.1)得出，封装具有一个有效晶元的概率是18％。

这些百分比会导致显著影响生产质量。不合格的多晶元封装不能被实际用作单晶元封装，因为它通常被标记为不合格。换言之，不挑选出有效晶元，并且在很多情况下，不合格晶元的存在妨碍了有效晶元的使用。这就需要提供一种方法和装置，用于将这种不合格的多晶元封装用作单晶元封装。

以上描述的问题在大晶元叠层很普遍的情况下尤为显著。典型地，这些情况主要出现于高密度闪存器件(当前主要是NAND型存储器)的生产以及大DRAM器件的生产过程中。叠层的存储器晶元在实践中很受欢迎，因为此过程以相同的封装面积提供了更大的晶元密度。

制造大晶元的成本很高。另外，大晶元有相对高的不合格率。当在其它类型的集成数字电路中无法利用元件的一部分时，存储器芯片是功能同质的。因此，存储器件的一部分在原则上可以用作较小容量的存储器芯片。对于在生产过程中受到部分破坏的存储器芯片的使用方法，目前没有现有技术进行描述。

需要一种方法来重复利用(即，转换)不合格的多晶元封装为可实际使用的具有较小数量的有源晶元的封装。

发明内容

为了清楚起见，以下多个术语被具体定义以在本申请的上下文中使用。在本申请中使用术语“多晶元”来表示包含多于一个相似类型的存储器晶元的封装(也被称为多晶元封装)。本申请中使用术语“SDP”来表示单晶元封装。本申请中使用术语“DDP”来表示包含两个相似晶元的多晶元(即双晶元封装)。本申请中使用术语“QDP”来表示包含四个相似晶元的多晶元(即四晶元封装)。

本申请中使用术语“顶晶元”来表示DDP中被选为上层晶元的晶元。本申请中使用术语“底晶元”来表示DDP中被选为下层晶元的晶元。本申请中使用术语“有效晶元”来表示合格的晶元。

此外，本申请中使用术语“晶元焊垫(die pad)”来表示晶元外围用于典型地通过焊接和管脚将晶元连接到外部系统的传导区。本申请中使用术语“封装体”来表示封装的实心部分，不包括连接管脚。本申请中使用术语“自隔离设计”来表示被设计为当电压源或VCC断开时不加载其它互联设备的I/O电路。本申请中使用术语“有源”来表示有电源供给的晶元。类似地，无源的晶元指没有电源供给的晶元。

本发明的目的是提供用于设计多晶元封装的方法和装置，使得当检测到不合格晶元时，易于将其改进以成为具有较小量有源晶元的可用封装。

为了清楚起见，将描述根据本发明的用于将不合格的DDP变成可用SDP的方法和装置的概述。这些方法可以包括：(1)分开封装中的某些管脚使得在需要时可以外部隔离不合格的晶元；(2)在晶元中嵌入在需要时可以通过电涌将其烧断的熔丝连接；以及(3)电子工程领域内已知的其它类似方式。

当两个相似晶元被用作DDP中的顶晶元和底晶元时，它们中的每个都必须指定其作为顶或底的状态，使得主机系统可以分别寻址到它们中的每一个。在现有技术中，这是以若干种替代性方式来实现的。为了更好地理解本发明，在此描述了对于实现来说可行的若干种替代性方式。这些方式的代表性实施例包括：

(1)永久性(即，硬连线)区分晶元，可以在晶元中形成将被制造用作顶晶元的晶元从被制造用于底晶元的晶元区分开的区别；