(57)【要約】  同様のシステムＳＩＰアセンブリのための特殊な、一般的な、または標準の基板の使用を可能にするための方法、システム、およびデバイスが開示される。システムの相互接続スキームによって定義される、必要とされるカスタム化は、カスタム化という目的のために基板上に配置され、故意に開いたままにされたパッド上で、ワイヤボンドを使用して適切な接続を作成することにより、パッケージ組立て中に行なわれる。ワイヤボンドリンクは、所与のシステム設計にとって必要とされるように変更され得る。
2017525164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一のパッケージにおける複数の回路のためのパッケージ（２４０）であって、
予め選択された数の導電層を含む基板（２５０）を含み、各層は、前記基板の表面上のダイパッド（２５２）用の１つ以上のデバイスワイヤボンドパッド（２９０ａ、２９０ｂ、２９０ｃ、２９０ｄ）に少なくとも１つのビアを使用して接続されたエッチング部分を含み、前記基板は、少なくとも１つのアレイ（３０６）状に配置され、前記導電層の予め選択された部分にビアを用いて接続された、予め選択された数の構成パッド（３６０、３６２）を、前記基板の前記表面上に含み、前記パッケージはさらに、
前記デバイスワイヤボンドパッドを使用して前記基板の前記表面上に組立てるための、外部コネクタ（３３０、３３２）を有する複数の回路（３０２、３０４）を含み、少なくとも１つのデバイスワイヤボンドパッドが少なくとも１つの構成パッドに電気的に接続され、前記パッケージはさらに、
前記予め選択された数の構成パッドを使用して前記複数の回路の一部同士を相互接続する、第１の予め選択された数のボンドワイヤ（３６８）を含み、前記複数の回路、前記基板、および前記ボンドワイヤは、パッケージ内に含まれる、パッケージ。
【請求項２】
前記導電層の前記エッチング部分を使用した、前記回路間の第２の予め選択された数の配線をさらに含む、請求項１に記載のパッケージ。
【請求項３】
予め定められたシステム統合のためのパッケージ（２４０）であって、
予め選択された数のダイパッド（２５２、２５４、２５６、２５８、２６０）をその表面上に含む基板（２５０）を含み、各ダイパッドは、予め選択された数のデバイスワイヤボンドパッド（２９０ａ、２９０ｂ、２９０ｃ、２９０ｄ）を有し、前記基板は、前記基板表面上の予め選択された数の構成パッド（３６０、３６２）に少なくとも１つのビアを使用して接続するエッチング部分を有する１つ以上の導電層を含み、前記構成パッドは、少なくとも１つのアレイ（２７０）状に配置され、前記パッケージはさらに、
前記デバイスワイヤボンドパッドのうちの１つ以上と別々に接続するための外部コネクタを有する、前記基板の前記表面上の前記ダイパッドのうちの１つの上に組立てるための複数の回路（３０２、３０４）と、
前記基板の前記表面上の前記予め選択された数の構成パッドを使用して前記回路の一部同士を相互接続する、予め選択された数のボンドワイヤ（３６８）とを含む、パッケージ。
【請求項４】
前記基板は、前記パッケージの外側の外部コネクタと相互接続される、予め選択された入力および出力をさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載のパッケージ。
【請求項５】
前記回路は、電力管理、他のＳＩＰ、基板、通信または非シリコンベースの回路といった、センサ、メモリ、デジタル、アナログおよび他のディスクリートデバイスおよびコンポーネントのうちの１つ以上を含む、請求項１〜４のいずれかに記載のパッケージ。
【請求項６】
前記基板導電層は、シリコン、セラミック、ＦＲ４、プラスチック、金属、非金属のうちの１つ以上を含む、請求項１〜５のいずれかに記載のパッケージ。
【請求項７】
前記構成パッドのうちの少なくとも１つはジャンパーパッドである、請求項１〜６のいずれかに記載のパッケージ。
【請求項８】
前記基板は、異なるコンポーネントまたは動作特性を有するシステムに当てはまるように構成された共通基板である、請求項１〜７のいずれかに記載のパッケージ。
【請求項９】
基板（２５０）であって、
予め定められたエッチング部分を含む、前記基板内の予め選択された数の導電層と、
前記エッチング部分と相互接続された、少なくとも１つのアレイ（３０６）状に配置された前記基板の表面上の複数の構成パッド（３６０、３６２）と、
前記基板の前記表面上に配置された複数のダイパッドとを含み、
各ダイパッドは１つ以上の関連付けられたデバイスワイヤボンドパッドを有し、前記デバイスワイヤボンドパッドは、前記デバイスワイヤボンドパッドを前記構成パッドと相互接続するために前記エッチング部分と相互接続される、基板。
【請求項１０】
前記基板導電層は、シリコン、セラミック、ＦＲ４、プラスチック、金属、非金属のうちの１つ以上を含む、請求項９に記載の基板。
【請求項１１】
前記基板は、少なくとも１つのインダクタ（４５０）をさらに含み、前記インダクタは、前記インダクタと関連付けられたボンドパッドを有する、請求項９または１０に記載の基板。
【請求項１２】
前記基板は、１つ以上のキャパシタ（４３２、４３４）用の１つ以上のアタッチメントをさらに含む、請求項９〜１１のいずれかに記載の基板。
【請求項１３】
デバイス用の実装パッドを有するリードフレーム（５００）と、
前記デバイスとの相互接続のためのリードフィンガー（５２０、５２２、５２４、５２６）と、
前記フレームに着脱自在に取付けられた相互接続レール（５５０、５５２）とを含む、回路実装構造。
【請求項１４】
外部サポートフレーミングと、
前記フレーミングに取外し可能に取付けられた複数のリードフィンガー（５２０、５２２、５２４、５２６）と、
前記リードフィンガーによって前記フレーミングに取外し可能に取付けられた複数のダイパッド（５０２、５０４）と、
前記フレーミングに取外し可能に取付けられた複数の内部相互接続レールとを含む、リードフレーム。
【請求項１５】
前記複数の内部相互接続レールの一部は、前記リードフィンガーの一部に取付けられている、請求項１４に記載のリードフレーム。
【請求項１６】
基板（２５０）上で回路（３０２、３０４）を相互接続するための方法（６００）であって、
アレイ（３０６）状に配置された複数の構成パッド（３６０、３６２）をその表面上に含む基板上に、複数の回路を配置するステップ（６０１）を含み、前記複数の回路は、前記複数の構成パッドのうちの少なくとも２つのパッドと電気的に接続され、前記方法はさらに、
２つ以上の構成パッドを接続するために、ワイヤボンド（３６８）を使用して、前記回路のうちの少なくとも２つの間に予め選択された配線を作るステップ（６０２）を含む、方法。
【請求項１７】
前記基板における導電層を使用して、前記回路の一部同士の間に予め選択された固定配線を作るステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記構成パッドのうちの少なくとも１つはジャンパーパッドであり、ワイヤボンドを使用した前記回路のうちの少なくとも２つの間の前記予め選択された配線は、前記ジャンパーパッドへの結線を含む、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
統合システムを組立てる方法（７００）であって、
複数のダイパッド（２５２、２５４、２５６、２５８、２６０）、複数のワイヤボンドパッド（２９０ａ、２９０ｂ、２９０ｃ、２９０ｄ）、およびアレイ（３０６）状に配置された複数の構成パッド（３６０、３６２）をその表面上に有する第１の基板（２５０）上に、第１の複数の回路（３０２、３０４）を第１の構成で配置するステップ（７０１）を含み、前記複数の回路の各々は、前記複数のワイヤボンドパッドのうちの少なくとも１つと電気的に接続され（３３０、３３２）、前記複数のワイヤボンドパッドの各々は、前記複数の構成パッドのうちの少なくとも１つと電気的に接続され（３４０、３４２）、前記方法はさらに、
前記第１の複数の回路を相互接続して第１の統合システムを形成するために、ボンドワイヤ（３６８）を使用して前記複数の構成パッドのうちの２つ以上を接続するステップ（７０２）と、
第２の基板上に、第２の複数の回路を第２の構成で配置するステップ（７０３）とを含み、前記第２の基板は、前記第１の基板と同じレイアウトおよび構造を有し、前記方法はさらに、
前記第２の複数の回路を相互接続して第２の統合システムを形成するために、ボンドワイヤを使用して前記第２の基板の前記複数の構成パッドのうちの２つ以上を接続するステップ（７０４）を含み、前記第１の統合システムは前記第２の統合システムとは異なる、方法。
【請求項２０】
前記回路のうちの少なくとも１つは、電力管理、他のＳＩＰ、基板、通信または非シリコンベースの回路といった、センサ、メモリ、デジタル、アナログおよび他のディスクリートデバイスおよびコンポーネントのうちの１つ以上を含む、請求項１６〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも１つの基板は、前記基板内に少なくとも１つの金属層を有する、請求項１６〜２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
前記複数の回路の各々は少なくとも１つの外部コネクタを含み、前記方法は、前記外部コネクタをワイヤボンドパッドに電気的に接続するステップをさらに含む、請求項１６〜２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
前記構成パッドのうちの少なくとも１つはジャンパーパッドである、請求項１９〜２２のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は、単一のパッケージにおける、１つまたは２つ以上の半導体回路および他のデバイスのためのパッケージングに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
システム・イン・パッケージ（System In Package：ＳＩＰ）は、半導体産業において、複数の集積回路、他のデバイスおよび受動部品を１つのパッケージに組立てるために使用することができる。ＳＩＰは、マイクロ電子システムの小型化を可能にするため、魅力的である。たとえば、サイズが数十平方センチメートルであるプリント回路基板（printed circuit board：ＰＣＢ）を、およそ５平方センチメートル以下の単一のパッケージに小型化することができる。ＳＩＰは、デジタル、アナログ、メモリおよび他のデバイスといった多様なデバイス作製技術を用いたデバイスを、特定用途向け集積回路（Application-specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）またはシステム・オン・チップ（System-on-a-Chip：ＳｏＣ）のような単一のシリコン回路に集積することがともすれば不可能または非実用的である、ディスクリート回路、デバイス、センサ、電力管理および他のＳＩＰといったコンポーネントと集積することを可能にする。ＳｏＣとは、シリコンの単一のモノリシックブロック上に異なる機能回路ブロックを組込んで１つのシステム回路を形成する、半導体産業において使用されるデバイスを指す。ＳＩＰで使用されるディスクリート回路は、非シリコンベースの回路を含んでいてもよい。
【０００３】
ＳＩＰの別の利点は、それが、ＳｏＣを生成するためにコンポーネントのいくつかまたはすべてを単一のモノリシックシリコン回路にさらに集積する前に、システムを検査するために試作品を構築することを可能にする、ということである。
【０００４】
マルチチップモジュール（Multi-Chip Module：ＭＣＭ）としても公知である、従来のＳＩＰについては、新しい従来のＳＩＰシステムは各々、独特のカスタム基板を必要とする。そのようなカスタム基板は、独特の設計、広範なエンジニアリング、および広範な製造設置コストを伴うことが多く、このため、高コストおよびより長いサイクル時間を招く。これらは、低コストおよび迅速な試作が重要である場合、かなりの障壁である。これらの追加のコストおよびより長いサイクル時間はまた、複数のチップをシステムに集積するためにＳＩＰを使用する追加の利点を利用するための少量システムの開発を妨げる。したがって、ＳＩＰのためのこれらの重要な機能すべてを依然として行なうことができる修正可能な基板およびＰＣＢに対する、満たされていない要求が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
概要
いくつかの実施形態によれば、ＳＩＰで使用される層の数を減少させることによってシステム設計および基板（ＰＣＢ）設計の単純化が達成され、ワイヤボンドアレイを採用することによってシステムのファミリーのための単一基板の再使用を可能にする。ワイヤボンドアレイは、ファミリーの各システムによって必要とされるワイヤボンド接続に依存してワイヤボンド接続の変更を可能にし、修正可能な基板およびＰＣＢを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
いくつかの実施形態では、ＳＩＰデバイス用の改良された基板が提供される。
いくつかの実施形態によれば、予め選択されたシステムのための単一のパッケージにおいて複数の回路を選択的に相互接続するためのシステムが提供される。このシステムは、予め選択された数のデバイスパッドをその表面上に含む基板を使用し、各デバイスパッドは、予め選択された数のデバイスワイヤボンドパッドを有する。基板はまた、予め選択された導電層を基板内に含んでいてもよく、各導電層はエッチング部分を含む。基板の表面はまた、アレイ状に配置され、前記導電層の予め選択されたエッチング部分に複数のビアを使用して接続された、予め選択された数の構成パッドを含む。別々に組立てるための外部コネクタを各々有する複数の回路が、基板上のデバイスパッド上に配置され、ダイパッドに関連付けられたデバイスワイヤボンドパッドに接続され得る。また、これらの回路は次に、デバイスワイヤボンドパッドおよび構成パッドを使用して相互接続されてもよい。回路を相互接続して統合システムを形成するために、予め選択された数のボンドワイヤを使用して、基板の表面上の構成パッドを相互接続することができる。回路、基板、およびワイヤボンドは、パッケージ内に含まれてもよい。
【０００７】
いくつかの実施形態によれば、パッケージと、基板上に実装された複数の回路とを有する、改良された統合システムが提供され、前記さまざまな回路間の基板配線の一部は、前記基板における配線によって作られ、前記さまざまな回路間の追加の予め選択された配線は、組立てプロセス中にワイヤボンディング手法を使用して予め定められる。
【０００８】
ある局面では、実施形態は、ＳＩＰアセンブリを使用する同様のシステムのファミリーのための共通または標準基板の使用を可能にする。システムの予め選択された独特の相互接続スキームによって定義され得る、必要とされるシステムカスタム化は、システムで使用されるシステムコンポーネントおよびそのシステムのアプリケーションに依存して、複数の異なる独特のカスタム化されたワイヤボンドリンクパターンを作成できるという目的のために、基板の表面上に戦略的に配置され、故意に開いたままにされ、または接続されない構成パッド間に、ワイヤボンドを用いて予め選択された適切なリンクを作成することにより、組立て中に行なわれる。これらのワイヤボンドリンクは、たとえば最終パッケージングの直前に、システムの設計によって必要とされるように変更され得る。場合によっては、コンポーネント、用途、動作特性、および／または複雑性の点で著しく異なるシステムのために、共通または標準基板が使用されてもよい。
【０００９】
いくつかの実施形態によれば、基板は、たとえば電力レールおよび他の共通配線を扱うために、表面上のボンドワイヤに加えて、回路の異なる部分の相互接続のための複数の導電層も有することができ、そのため、変更可能な配線が表面上にあってもよく、固定配線が基板に埋め込まれていてもよい。いくつかの実現化例については、ワイヤボンドリンクは基板の追加層として作用してもよく、このため、基板内の導電層の数を減少させる。ワイヤボンドリンクは、基板および関連付けられたコンポーネントを新しいシステム実現のために再構成または再プログラミングするための柔軟性を提供する。
【００１０】
いくつかの実施形態によれば、回路実装構造が提供される。この構造は、回路およびデバイス用の実装パッドのためのリードフレームと、回路との相互接続のためのリードフィンガーと、フレームに取付けられ得る相互接続レールとを含んでいてもよい。
【００１１】
別の実施形態によれば、基板上で回路を相互接続するための方法が提供される。この方法では、構成パッドのアレイを含む基板上に、複数の回路が配置される。回路は、少なくとも１つの構成パッドと電気的に接続される。次に、導電層を使用して、配線が回路の一部同士の間に作られる。１つ以上の構成パッドを接続するために、回路間の配線はまた、ボンドワイヤを使用して作られる。
【００１２】
いくつかの実施形態では、リードフレームが提供される。リードフレームは、外部サポートフレーミングと、フレーミングに取外し可能に取付けられ得る複数のリードフィンガーと、リードフィンガーを使用してフレーミングに取外し可能に取付けられた複数のダイパッドと、フレーミングに取外し可能に取付けられた複数の内部相互接続レールとを含んでいてもよい。
【００１３】
別の実施形態によれば、基板上で回路を相互接続するための方法が提供される。この方法では、基板上に複数の回路が配置される。基板の表面上には、構成パッドがアレイ状に配置される。複数の回路は、少なくとも２つの構成パッドと接続される。次に、少なくとも２つの回路を相互接続するために、２つの構成パッド間の接続が、ワイヤボンドを使用して行なわれる。
【００１４】
別の実施形態によれば、統合システムを組立てるための方法が提供される。この方法では、第１の複数の回路が、第１の構成で、第１の基板上に配置される。基板の表面上には、複数のダイパッドおよび複数のワイヤボンドパッドがある。ある局面では、複数の回路の各々は、複数のワイヤボンドパッドのうちの少なくとも１つと電気的に接続される。基板の表面上には、アレイ状に配置された複数の構成パッドもある。次に、第１の複数の回路を相互接続して第１の統合システムを形成するために、複数の構成パッドのうちの２つ以上が、ボンドワイヤを使用して接続されてもよい。第２の組の回路も、第２の構成で、第２の基板上に配置され、第２の基板は第１の基板と同じレイアウトおよび構造を有する。場合によっては、第１および第２の基板は同一であってもよい。次に、第２の複数の回路を相互接続して第２の統合システムを形成するために、第２の基板の複数の構成パッドのうちの２つ以上が、ボンドワイヤを使用して接続され、第２の統合システムは第１の統合システムとは異なる。場合によっては、第１および第２のシステムは、コンポーネント、用途、動作特性、および／または複雑性の点で著しく異なっていてもよい。
【００１５】
この発明のこれらおよび他の特徴は、添付図面を用いてともに解釈される以下の詳細な開示から、当業者には明らかとなるであろう。
【００１６】
図面の簡単な説明
ここに援用され、明細書の一部を形成する添付図面は、この開示のさまざまな実施形態を示しており、この開示の原理を説明するために、および、当業者がここに開示された実施形態を作成して使用することを可能にするために、記載とともにさらに機能する。これらの図面では、同様の参照番号は、同一であるかまたは機能的に同様の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】先行技術のシステム基板を示す図である。
【図１Ｂ】先行技術のＳＩＰ実装を示す図である。
【図１Ｃ】先行技術のＳＩＰ実装を示す図である。
【図２】例示的な実施形態に従った構成可能ＳＩＰ基板上に形成されたシステムを示す図である。
【図３Ａ】例示的な実施形態に従った２チップシステムを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示すアレイの拡大図である。
【図４】例示的な実施形態に従ったシステムを示す図である。
【図５】例示的な実施形態に従った２チップリードフレームを示す図である。
【図６】例示的な一実施形態に従った、基板上で回路を相互接続するための方法を示すフローチャートである。
【図７】例示的な一実施形態に従った、システム統合のための方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
詳細な説明
ここで図１Ａを参照すると、この図は、個々のパッケージ化コンポーネント１０２、１０４、１０６、１０８、１１０が組立てられた先行技術のシステムプリント回路基板（ＰＣＢ）１００の概要を示す。コンポーネント１０２、１０４、１０６、１０８、および１１０間の線１２０、１２２、１２４、および１２６は、ＰＣＢ１００内の同じまたは異なる導電層における、もしくはＰＣＢ１００の表面上の、相互接続する金属導電トレースを示す。例示を容易にするために、結線１２０、１２２、１２４、および１２６は単一の線として示されているが、各々は、コンポーネント１０２、１０４、１０６、１０８、１１０間の複数の異なる配線であってもよい。
【００１９】
ここで図１Ｂを参照すると、この図は、同様の一組のデバイス１０２、１０４、１０６、１０８、および１１０のためのものであるものの、パッケージ化されていないデバイスが表わされた、先行技術のＳＩＰ構成１３０を示す。図１Ｂでは、シリコンダイ１４０、１４２、１４４、１４６、および１４８が、図１Ａからのデバイス１０２、１０４、１０６、１０８、１１０を表わしてそれらに取って代わり、ＳＩＰ基板１３０上へと組立てられて基板にワイヤボンディングされている。ＳＩＰ基板は、各ダイ用のダイ接着パッドと、ワイヤボンドパッドとを有し、ワイヤボンドパッドは、例示を容易にするために、ダイ１４０用の１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃ、１５６ｄ、同様に残りのダイ１４２用（ワイヤボンドパッド１５４）、１４４用（ワイヤボンドパッド１５２）、１４６用（ワイヤボンドパッド１５０）、１４８用（ワイヤボンドパッド１５８）のように集合的に描かれる。対応する配線はＳＩＰ基板内にあり、代表的な配線１６０、１６２、１６４、および１６６によって示される。各配線は、例示を容易にするために単一の線として示されているが、複数のそのような配線を各々表わしていてもよい。ダイサイズが典型的には、図１ＡのＰＣＢ１００上に実装された個々のパッケージ化コンポーネント１０２、１０４、１０６、１０８、および１１０よりもはるかに小さいため、結果として生じるＳＩＰサイズは、はるかにより小さい。にもかかわらず、図１ＢのＳＩＰ用の基板１３０は、所望のシステムのために必要とされる代表的なダイ１４０、１４２、１４４、１４６、および１４８間の独特の配線のため、任意の所与のシステム設計のためにカスタム作製されなければならない。ＳＩＰの利点は、スペースの節約、電力の減少、性能の向上、および、異なる技術で作られたデバイスを使用する能力を含む。欠点は、各システムがそれ自体の独特のネットリストを有するため、各ＳＩＰ基板１３０は独特のルーティング線１６０、１６２、１６４、および１６６を用いてカスタム製作され、パターン化される、ということである。これは、サンプルを作製するためのより高い設計、製作および認定コスト、ならびにより長いリードタイムをもたらす。
【００２０】
図１Ｃを参照すると、この図は、ダイパッド１７２、１７４、１７６、１７８、および１８０と、ダイ１７２用のワイヤボンドパッド１８８ａ、ｂ、ｃ、ｄ、同様に残りのダイ１７４、１７６、１７８、および１８０用のワイヤボンドパッドとを示す、先行技術ＳＩＰを示す。この例では、基板は、たとえば、さまざまな線１９０、１９２、１９４、１９６で示すような必要な配線のために、ＰＣＢ１７０で金属トレース１９０、１９２、１９４、および１９６をエッチングすることによって、有線接続されている。たとえば、配線１９０は、１つのダイ１７２の１つのボンドパッド１８８ｃを、異なるダイ１８０のボンドパッド１８６ｃに接続する。各配線１９０、１９２、１９４、１９６は、例示のために単一の配線として示されているが、あるダイの複数のパッド間の複数のそのような配線を各々表わしていてもよい。これらの配線は、半導体技術において周知であるように、ＰＣＢを作る際に別々にエッチングされ、他の金属層から適切に絶縁されるものの、いわゆるビアを介してダイのワイヤボンドパッドに接続された１つ以上の金属レベルとして、ＰＣＢ１７０の表面上にあってもよく、または基板に埋め込まれていてもよい。
【００２１】
図２を参照すると、この図は、ダイパッド２５２、２５４、２５６、２５８、および２６０を含む構成可能ＳＩＰ基板２５０を含むパッケージ２４０の一実施形態を示す。この図は、ダイパッド２５２用のワイヤボンドパッド２９０（ａ〜ｄ）も示す。ダイパッド２５４、２５６、２５８、および２６０も同様に、ワイヤボンドパッドに関連付けられてもよい。基板２５０は、構成パッドのアレイ２７０をさらに含む。ダイパッド２５２はダイを実装するために使用されてもよく、一方、ワイヤボンドパッド２９０（ａ〜ｄ）は、基板とダイとの間、または基板と回路との間に局所的接続を作るために使用されてもよい。アレイ２７０に見られる構成パッドは、次に個々のダイまたは回路を相互接続する際に使用するために、ワイヤボンドパッドに電気的に結合される。
【００２２】
いくつかの実施形態によれば、ボンドワイヤ（ワイヤボンドとも呼ばれる）は、アレイ２７０の選択された構成パッド間に接続を形成して、選択された回路を相互接続するために使用されてもよい。ある局面によれば、構成パッドアレイ２７０は、基板２５０の中央に位置する。いくつかの実施形態では、基板２５０は、固定接続または有線接続のためにエッチングされた導電層およびビアを使用したＰＣＢである。いくつかの点で、基板２５０は部分的にしか完成されておらず、図１Ｃに示す配線１９０、１９２、１９４、および１９６といった、必要とされるシステム結線をすべて有するとは限らない。追加の接続は、選択された構成パッド間のワイヤボンド接続によって提供されてもよい。
【００２３】
図２に示す実施形態を引き続き参照すると、構成パッドのアレイ２７０は、ＳＩＰ基板（またはＰＣＢ）２５０の表面上の中央の位置で作製されるように示されているが、他のあらゆる所望の位置に配置されてもよい。アレイ２７０における各構成パッドは、ＳＩＰ基板（またはＰＣＢ）２５０上の、ダイ２５２用の１つ以上の独特の個々のワイヤボンドパッド２９０（ａ〜ｄ）、同様に他の各ダイ２５４、２５６、２５８、および２６０用のワイヤボンドパッドに、別々に相互接続されてもよい。加えて、アレイ２７０には、ジャンパーパッドと呼ばれる、ワイヤボンドパッドに直接接続されない構成パッドが含まれていてもよく、それらは、パッド間により長い距離の結線を作るためのジャンパーコネクタとして機能できる。ある局面では、回路（たとえば１〜５）間の任意の所望のまたは予め選択された配線が、アレイのパッド上の任意の選択可能なワイヤボンドパターン（たとえば２７２、２７４、２７６、２７８、および２８０）を使用して、ワイヤボンディングによって完成されてもよい。これは、たとえば、１つ以上のジャンパーパッドの使用を含んでいてもよい。
【００２４】
ある局面では、構成パッドアレイ２７０は、予め選択され、かつ変更可能であるワイヤボンド接続を容易に行なうために、回路／ダイ位置から中央位置または他の便利な位置にパッドを入れ替える。このワイヤボンドパターン２７２、２７４、２７６、２７８、および２８０は、所望のシステムアプリケーションの機能としての異なるシステムダイと所望のシステムのために使用されるダイまたはコンポーネントとの間に必要とされる配線を達成するために、組立て中に変更されてもよい。いくつかのコンポーネントは電気的に同じであってもよいが、異なる製造業者によって作られていてもよく、異なるピン配列を有していてもよい。アレイ２７０に示されるような構成パッドの使用は、同じ同等のコンポーネントの代わりに異なるベンダーコンポーネントを用いることを容易に可能にする。同様に、ここに示す実施形態は、複数のシステムのパッケージングが、共通または標準基板を使用して、コンポーネント、用途、および／または複雑性の点で著しく異なっていてもよい、ということを可能にする。
【００２５】
いくつかの実施形態に従ったＳＩＰは、デジタル、アナログ、メモリおよび他のデバイスといった多様なデバイス作製技術を用いたデバイスと、ＡＳＩＣまたはＳｏＣのような単一のシリコン回路に集積することがともすれば不可能または非実用的である、デバイス、センサ、電力管理、さらには他のＳＩＰを含むディスクリート回路といったコンポーネントとを集積することを可能にする。ＳＩＰで使用されるこれらの他のディスクリート回路は、非シリコンベースの回路を含んでいてもよい。
【００２６】
図３Ａを参照すると、いくつかの実施形態に従った２チップＳＩＰ基板３００が示されている。図３Ａでは、回路３０２および３０４は外部パッドを有する。たとえば、回路３０２は合計２４個の外部パッドを有し、回路３０４は１６個の外部パッドを有する。いくつかの実施形態では、回路３０２および３０４は個々のデバイスであってもよい。
【００２７】
回路３０２および３０４はまた、パッケージ化された回路用の関連付けられたリードフィンガー、またはパッケージ化されていないダイ用のボンドワイヤといった、ワイヤボンドパッド３１０および３１２への電気的接続のためのコンポーネントをそれぞれ含む。それらのコンポーネントは、基板の表面上でリードフィンガー（またはボンドワイヤ）を介して回路３０２または回路３０４をワイヤボンドパッドに電気的に接続するために使用されてもよい。図３Ａに示すように、リードフィンガー３３０は回路３０２をワイヤボンドパッド３１０に接続し、リードフィンガー３３２は回路３０４をワイヤボンドパッド３１２に接続する。例示を容易にするために、回路３０２、３０４間の、および他の外部パッドとの他の配線が存在していてもよいが、個々には標示されない。構成パッドのアレイ３０６も示され、図２の構成パッド２７０のアレイと同様である。アレイ３０６に見られる構成パッドは、電気的結線３４０および３４２を使用してワイヤボンドパッド３１０および３１２に電気的に結合され、構成パッドが次に個々の回路３０２、３０４を相互接続する際に使用されることを可能にする。例示を容易にするために、回路３０２、３０４、ならびに追加のワイヤボンドパッドおよび構成パッド間の他の配線が存在していてもよいが、個々には標示されない。
【００２８】
図３Ｂを参照すると、図３Ａからのアレイ３０６の拡大図が提供される。この例では、図３Ａの回路３０２用のリードフィンガー（またはボンドワイヤ）３３０は、構成パッドアレイ３０６における少なくとも１つの関連付けられた構成パッド３６０を有する。ワイヤボンドパッド３１０は、リードフィンガー３３０を介して回路３０２に接続され得るが、電気的結線３４０を使用して構成パッド３６０にも接続され得る。同様に、回路３０４用のリードフィンガー（またはボンドワイヤ）３３２のために、対応するパッド３６２がある。ワイヤボンドパッド３１２は、リードフィンガー３３２を介して回路３０４に接続され得るが、電気的結線３４２を使用して構成パッド３６２にも接続され得る。回路３０２、３０４と構成パッドアレイ３０６との他の接続が存在していてもよいが、例示を容易にするために標示されない。構成パッドアレイ３０６は、基板３００の中央にあるとして示されているものの、基板３００上のさまざまな位置における複数のアレイであってもよい。アレイ３０６における任意の構成パッドと回路に関連付けられた外部パッドとの間の配線は、基板のさまざまな層において導電性エッチングを使用して作られる。アレイにおけるどの構成パッドも、アレイにおける他のパッド、または基板上の他の素子への複数の配線を有していてもよい。例示的な基板については、ＰＣＢ３００のための始点は、固定接続または有線接続のためにエッチングされた導電層およびビアを使用してもよく、これまで図１Ｃに示されたものの図３Ｂには示されていない配線１９０、１９２、１９４、および１９６といったすべてのシステム結線について部分的にしか完成されておらず、または、入力、出力および電力のためのオフ基板結線を含むすべての必要とされる配線についてアレイ３０６のみに依存する。
【００２９】
引き続き図３Ｂを参照すると、構成パッド３６１は、複数の構成パッドが単一のワイヤボンドパッドおよび回路３０２に接続され得ることを実証する。この接続は内部で起こってもよい。この接続はまた、冗長性を提供し、回路３０２および／または回路３０４のためのワイヤボンディングを容易にすることを助けてもよい。図３Ｂは、回路３０２に電気的に接続された構成パッドを「空白の」矩形として示し、回路３０４に電気的に接続された構成パッドを「斜行平行模様の」矩形として示す。アレイ３０６はまた、基板内のどの層にも接続されない追加のジャンパーパッド３６４を有していてもよい。図３Ｂは、ジャンパーパッド３６４を「塗りつぶされた」矩形として示す。これらのジャンパーパッド３６４は基板の表面上に載っていてもよく、たとえば、互いに離れた構成パッド３６０および３６２を接続するために使用されてもよい。ジャンパーパッド３６４はまた、高周波信号を含むワイヤ間のクロストークを回避するためといった、ワイヤボンドルートを移動させる他の理由がある場合に、使用されてもよい。配線はまた、ボンドワイヤ３６８で形成された結線からわかるように、ジャンパーパッド３６４を使用せずに作られてもよい。そのような相互接続する複数のボンドワイヤが、基板上に位置するダイ間に適切な配線を作るために採用されてもよい。したがって、基板上のシステムの機能性は、基板上の回路を表わすアレイにおける構成パッド間の異なる一組のボンドワイヤを用いて、予め選択された異なる一組の配線を単に使用するだけで、組立て中に容易にプログラミングされ、必要に応じて変更されてもよい。
【００３０】
図４を参照すると、基板４００が示されている。いくつかの実施形態によれば、電力リング４２０および接地リング４２２といった追加の電力および接地結線が、ダイパッド４０２の周りに設けられる。これらのリング４２０、４２２は、チップまたはダイ上の任意の周辺位置からの電力および接地のためのワイヤボンディングにおける柔軟性を可能にする。追加の回路またはダイ４０４、４０６、４０８、および４１０が各々、それらの関連付けられたダイパッドとともに示されている。構成パッドのアレイ４８０も示されている。また、インダクタ４５０および減結合キャパシタパッド４３２、４３４がダイ４０２、４０４について示されているが、他の受動回路素子（抵抗器など）がそのように配置され利用されてもよい。同様のキャパシタパッドが、ダイ４０８、４１０用のダイワイヤボンドパッドの近くに示されている。インダクタ４５０は、ボンドワイヤ４９０を介してダイパッド４０６用のワイヤボンドパッドに相互接続されるように示されている。図示されていないものの、ボンドワイヤ４９０はまた、ダイパッド４０６用のワイヤボンドパッドではなく、アレイ４８０における任意のパッドと相互接続してもよい。同様の態様で、ボンドワイヤ４８２、４８４は、組立て中、ダイパッド位置４０２、４０４、４０６、４０８、および４１０に位置する基板４００上のコンポーネント（能動素子および／または受動素子であり得る）のために、アレイにおいて配線を作る。ＰＣＢ４００は、固定接続または有線接続のためにエッチングされた導電層およびビアを使用してもよく、または、アレイ４８０を使用してすべての配線を作ることに依存してもよい。
【００３１】
図５を参照すると、ある実施形態に従った２チップリードフレームパッケージ５００が示されている。パッケージ５００は、２つのダイパッド５０２、５０４を含む。ボンドワイヤ５２０、５２２、５２４、および５２６は、パッケージ５００用のダイとリード５１０、５１２、５１４、および５１６との間の配線を示す。金属レール５５０が、リードフレーム支持構造に相互接続されたパッケージの中央に設けられる。この金属レール５５０は、チップ５０４の向こう側のパッドに接続するためのジャンパーレールとして使用されてもよく、もしくは、それは電力または接地レールとして使用されてもよい。図５には、そのようなレール５５０、５５２が２つだけ示されている。ボンドワイヤ５３０、５３２は、組立て中に作られた、ダイと金属レール５５０との間の配線を示す。リードフレームパッケージは、そのようなレールを複数含んでいてもよい。これらのレールはリードフレーム作製中にリードフレーム支持構造の残りに接続されるが、レールからリードフレーム構造まで延在する支持区分は、リードフレーム支持構造の残りが除去されるパッケージ単体化動作中、切り取られて分離される。図５では、図３Ｂのアレイ３０６は、選択可能な配線を作るためにパッドのアレイと同じ役割を果たす金属レールまたはフィンガー５５０、５５２によって取って代わられている。リードフレームパッケージの場合、関連付けられたリードフィンガーは、分離されたリードフレームパッドにワイヤボンディングされてもよく、分離されたリードフレームパッドは、リードフレームパッケージ内に含まれた２つ以上の異なるチップを接続するための、または、同じチップの２つ以上の部分を接続するための接合部として使用されてもよい。
【００３２】
ここで図６を参照すると、基板上で回路を相互接続するための方法を示すフローチャート６００が示されている。方法６００の第１のステップ６０１で、基板、たとえば基板２５０上に複数の回路が配置される。回路は、電力管理、他のＳＩＰ、基板、通信または非シリコンベースの回路といった、センサ、メモリ、デジタル、アナログまたは他のディスクリートデバイスおよびコンポーネントのうちの１つ以上であってもよい。例示的な一実施形態では、基板は、アレイ２７０状に配置された構成パッドを基板表面上に含み、複数の回路は、少なくとも２つの構成パッドに電気的に接続される。ステップ６０２で、少なくとも２つの回路を相互接続するために、２つ以上の構成パッドが、ワイヤボンドを使用して接続される。
【００３３】
ここで図７を参照すると、システム統合のための方法を示すフローチャート７００が示されている。方法７００の第１のステップ７０１で、基板２５０などの第１の基板のダイパッド上に、第１の複数の回路が第１の構成で配置される。例示的な一実施形態では、第１の基板上の回路は、基板への電気的接続のためのワイヤボンドパッドと関連付けられる。また、ワイヤボンドパッドは、構成パッドに電気的に接続される。構成パッドは、構成パッドのアレイ２７０などのアレイ形状で配置されてもよい。いくつかの実施形態では、複数の回路は、基板への電気的接続のための少なくとも１つの外部コネクタを、ワイヤボンドパッドで含む。また、回路は、電力管理、他のＳＩＰ、基板、通信または非シリコンベースの回路といった、センサ、メモリ、デジタル、アナログまたは他のディスクリートデバイスおよびコンポーネントのうちの１つ以上であってもよい。
【００３４】
ステップ７０２で、第１の複数の回路を相互接続して第１の統合システムを形成するために、２つ以上の構成パッドが、たとえばボンドワイヤを使用して接続される。例示的な一実施形態では、アレイの少なくとも１つの構成パッドは、ワイヤボンドパッドに直接接続されないジャンパーパッドである。いくつかの実施形態では、ジャンパーパッドは、構成パッドを接続するために使用されてもよい。構成パッドは、ワイヤ長を最小限にする態様で接続されてもよい。
【００３５】
ステップ７０３で、第２の基板のダイパッド上に、第２の一組の回路が第２の構成で配置される。例示的な一実施形態では、第２の構成は第１の構成とは異なる。しかしながら、第２の基板は、第１の基板と同じレイアウトおよび構造を有する。ある局面では、第１および第２の基板は同一であってもよい。第２の基板上の回路は、第２の基板への電気的接続のためのワイヤボンドパッドと関連付けられる。また、ワイヤボンドパッドは、構成パッドに電気的に接続される。構成パッドは、アレイ形状で配置されてもよい。また、第２の一組の回路は、電力管理、他のＳＩＰ、基板、通信または非シリコンベースの回路といった、センサ、メモリ、デジタル、アナログまたは他のディスクリートデバイスおよびコンポーネントのうちの１つ以上であってもよい。
【００３６】
ステップ７０４で、第２の複数の回路を相互接続して第２の統合システムを形成するために、第２の基板上の２つ以上の構成パッドが、ボンドワイヤを使用して接続される。例示的な一実施形態では、アレイの少なくとも１つの構成パッドは、ダイパッドに直接接続されないジャンパーパッドである。いくつかの実施形態では、ジャンパーパッドは、構成パッドを接続するために使用されてもよい。構成パッドは、ワイヤ長を最小限にする態様で接続されてもよい。ある局面によれば、第２の統合システムは、第１の統合システムとは異なる。いくつかの実施形態では、第１および第２のシステムは、共通または標準基板を使用して、コンポーネント、用途、および／または複雑性の点で著しく異なっていてもよい。
【００３７】
この開示はある例示的な実施形態を説明してきたが、この発明は必ずしもこれらの実施形態に限定されない。したがって、ここに説明されていない他の実施形態、変形、および改良は、この発明の範囲から除外されない。そのような変形は、基板に取付けられ得る、新しい基板材料、説明されなかったものの半導体技術において周知である異なる種類のデバイス、または、採用され得る新しいパッケージング概念を含むものの、それらに限定されない。添付された請求項によって定義されるようなこの発明の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな変更、置換および修正をここに行なうことができる。
【図１Ａ】
2017525164.tif 000003
【図１Ｂ】
2017525164.tif 000004
【図１Ｃ】
2017525164.tif 000005
【図２】
2017525164.tif 000006
【図３Ａ】
2017525164.tif 000007
【図３Ｂ】
2017525164.tif 000008
【図４】
2017525164.tif 000009
【図５】
2017525164.tif 000010
【図６】
2017525164.tif 000011
【図７】
2017525164.tif 000012
【国際調査報告】
2017525164.tif 000013
2017525164.tif 000014