專利名稱：用于電子設(shè)備的封裝式組合存儲(chǔ)器的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般涉及用于電子設(shè)備的存儲(chǔ)器或外存儲(chǔ)器(storage)。
廣泛的存儲(chǔ)器種類可用于各種專有應(yīng)用。例如，諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)和靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)的易失性存儲(chǔ)器可以用于快速存取數(shù)據(jù)。然而，DRAM存儲(chǔ)器難以集成而SRAM成本相對(duì)高些。
另一種類型的存儲(chǔ)器是閃速存儲(chǔ)器。然而，閃速存儲(chǔ)器在寫模式下較慢且具有有限的寫和擦除周期數(shù)。因?yàn)樗欠且资源鎯?chǔ)器，所以閃速存儲(chǔ)器適用于代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用兩者。
在廣泛的電子設(shè)備種類中，存在對(duì)執(zhí)行各種不同功能的、成本相對(duì)低的存儲(chǔ)器的需求。這種設(shè)備的例子包括便攜式設(shè)備，舉幾個(gè)例子，諸如移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、筆記本電腦、可穿帶型(wearable)計(jì)算機(jī)、車載計(jì)算設(shè)備、web平板電腦、尋呼機(jī)、數(shù)字圖像設(shè)備、以及無(wú)線通信設(shè)備。
目前，在很大程度上由諸如SRAM和DRAM的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器以及諸如光盤驅(qū)動(dòng)器和磁盤驅(qū)動(dòng)器的機(jī)械設(shè)備來(lái)處理處理器基系統(tǒng)上的存儲(chǔ)。磁盤驅(qū)動(dòng)器相對(duì)便宜但具有相對(duì)較慢的讀寫存取時(shí)間。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器較貴但具有較快的存取時(shí)間。因此，利用磁盤驅(qū)動(dòng)器和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的結(jié)合來(lái)存儲(chǔ)的電子設(shè)備可以在磁盤驅(qū)動(dòng)器中放置大量的數(shù)據(jù)和代碼而在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)頻繁使用的或高速緩存的數(shù)據(jù)。
然而，還沒有任何現(xiàn)有技術(shù)能充分地提供真正的、便攜式設(shè)備需要的、包括低成本、低功耗、非易失性存儲(chǔ)器緊密且容易集成的屬性。因此，需要新型的存儲(chǔ)器。
一種新的存儲(chǔ)器類型為聚合物存儲(chǔ)器。聚合物存儲(chǔ)器包括具有偶極矩的聚合物鏈。數(shù)據(jù)通過改變導(dǎo)線之間聚合物的極性加以存儲(chǔ)。例如，可以將聚合物膜涂覆在大量導(dǎo)線上。當(dāng)兩個(gè)橫向線都被充電時(shí)，選擇位于兩線交叉點(diǎn)的存儲(chǔ)器位置。由于該特性，聚合物存儲(chǔ)器是一種交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器。由Nantero，Inc.(Woburn，MA)開發(fā)著的另一種交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器使用交叉的碳毫微管。
由于不需要晶體管來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的每一位且聚合物層可以堆疊至大量的層來(lái)增加存儲(chǔ)器的容量，所以交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器是有利的。此外，聚合物存儲(chǔ)器為非易失性的且具有相對(duì)快的讀寫速度。它們還具有每位相對(duì)低的成本和較低的功耗。因此，聚合物存儲(chǔ)器具有低成本和高容量的結(jié)合，非常適合于手持(handheld)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的應(yīng)用。
還可以利用相變材料來(lái)制造存儲(chǔ)器。在相變存儲(chǔ)器中，相變材料可以暴露于溫度以改變相變材料的相。通過可檢測(cè)的電阻率來(lái)表征每個(gè)相的特征。為了確定在讀周期期間存儲(chǔ)器的相，電流可以穿過相變材料來(lái)檢測(cè)其電阻率。
相變存儲(chǔ)器為非易失性的且高密度。它們使用相對(duì)較低的功率且易于與邏輯相集成。相變存儲(chǔ)器適合于許多代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用。然而，對(duì)于高速緩存和其他頻繁的寫操作，仍需要某個(gè)高速易失性存儲(chǔ)器。
因此，仍需要對(duì)應(yīng)低成本、便攜式應(yīng)用的存儲(chǔ)器技術(shù)方案。
附圖的簡(jiǎn)要說明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的封裝的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的封裝的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的封裝的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的封裝的剖面圖；和圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝的剖面圖。
詳細(xì)說明參考圖1，封裝的集成電路設(shè)備10可以包括總線12，它將多個(gè)不同存儲(chǔ)類型器的存儲(chǔ)器耦合于處理器14的。通過將在相同封裝內(nèi)的多個(gè)不同類型的存儲(chǔ)器與處理器14組合起來(lái)，可以提供一種針對(duì)便攜式設(shè)備裝置制造商的廣泛種類的變化的存儲(chǔ)器需求的技術(shù)方案。
交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器16可以為聚合物存儲(chǔ)器且主要用于數(shù)據(jù)的大容量存儲(chǔ)。易失性存儲(chǔ)器22可以針對(duì)高速緩存和頻繁的寫功能而加以提供。相變存儲(chǔ)器18可以針對(duì)數(shù)據(jù)和代碼的存儲(chǔ)需要這兩方面而加以利用，而非易失性存儲(chǔ)器20還可以為代碼存儲(chǔ)的目的而加以提供。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器16、18、20和22可以被集成在作為獨(dú)立的管芯的、相同的集成電路封裝內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，總線12可以與處理器14集成在相同的管芯內(nèi)。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，包含存儲(chǔ)器16、18、20和22的管芯的每一個(gè)可以電耦合于包含處理器14和總線12的管芯。例如，包含存儲(chǔ)器16、18、20和22的管芯可以簡(jiǎn)單地堆疊在包含處理器14和總線12的管芯之上且然后管芯被封裝在相同的封裝10內(nèi)。
通過將各種存儲(chǔ)器類型與處理器14一起封裝在單個(gè)封裝10內(nèi)，可以基本上為任意便攜式設(shè)備的任意存儲(chǔ)器需求提供技術(shù)方案。因此，便攜式設(shè)備制造商可以簡(jiǎn)單地使用封裝10且可以使其確信一種完全的解決方案可用于他們所有的存儲(chǔ)器需求。這可以改進(jìn)便攜式設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化，以及由此可以降低成本。
參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，封裝10a可以包括四個(gè)獨(dú)立的管芯的一個(gè)堆疊。最低的管芯可以包括處理器14。向上移，處理器14上的下一個(gè)管芯可以包含非易失性存儲(chǔ)器20，而非易失性存儲(chǔ)器20管芯上的下一管芯包括交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器16。最上層的管芯可以包括易失性存儲(chǔ)器22。每一個(gè)管芯可以與另一個(gè)相互電耦合。
接著參考圖3，處理器14、總線12和非易失性存儲(chǔ)器20可以被集成在封裝10b中的相同管芯中。在這種實(shí)施例中，一個(gè)堆疊可以包括在底部的、用于處理器14和非易失性存儲(chǔ)器14和20的管芯，如果需要，該管芯后跟隨著用于交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器16和易失性存儲(chǔ)器22的管芯。
參考圖4，在又一實(shí)施例中，一個(gè)封裝10c包括一個(gè)集成著處理器14、易失性存儲(chǔ)器20和非易失性存儲(chǔ)器22的管芯，且根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)獨(dú)立的管芯可以包括交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器16。當(dāng)然，還可以包括廣泛種類的存儲(chǔ)器類型的其他集成式組合。
參考圖5，封裝10d可以包括被集成在相同管芯中的處理器14和非易失性存儲(chǔ)器16與20。另一管芯可以包括相變存儲(chǔ)器18、又一管芯可以包括交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器16，還有一管芯包可以括易失性存儲(chǔ)器22。在各種實(shí)施例中可以省略一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器類型。
最后，參考圖6，示出用于根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的封裝10e的具體封裝結(jié)構(gòu)。在這種情況中，基板30可以提供電連接以及總線12。例如，可以為處理器14和一個(gè)或多個(gè)其它存儲(chǔ)器16、18、20或22提供一個(gè)獨(dú)立的管芯42。還有一管芯40可以包含存儲(chǔ)器16、18、20或2 2中的另一個(gè)，而在該堆疊體中的第三管芯38還可以包括又一種存儲(chǔ)器類型，諸如存儲(chǔ)器16、18、20或22的一個(gè)。
可以提供從各管芯38、40或42到基板30的電連接以在處理器14與存儲(chǔ)器16、18、20和22(以及總線12)之間提供電連接。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以在包括焊球32的封裝10e上提供到外界的任意類型的電連接。
參考圖7，本發(fā)明的又一實(shí)施例使用折疊的堆疊封裝10f。在這種情況中，可以通過提供由柔性可折疊帶子50連接的管芯54來(lái)形成封裝10f。帶子50可以被分成段，一個(gè)段包括焊球32和管芯52c，另一段包括管芯54a而又一段包括管芯54b。這些段為朝中心折疊的翼。結(jié)果，在各管芯54之間可以制作表面安裝互連56。還可以提供焊球連接58。因此，在一些實(shí)施例中，管芯54可以包括處理器14和一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器16、18、20或22。折疊的堆疊封裝技術(shù)從TesseraTechnologies，Inc.，San Jose，California，95134中可得到。
此外，折疊的堆疊封裝可以依序被堆疊以形成折疊的堆疊封裝的堆疊。
如另外可選擇地，諸如處理器的較大管芯具有堆疊在處理器頂部上的其它管芯的多個(gè)堆疊。例如，處理器可以具有兩組在處理器管芯頂部上的堆疊管芯。
雖然已經(jīng)關(guān)于有限量的實(shí)施例描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到根據(jù)其所進(jìn)行的大量修改和變形。旨在附屬的權(quán)利要求書覆蓋所有這種落在本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神和范圍內(nèi)的修改和變形。
權(quán)利要求
1.一種封裝的集成電路，包括處理器；易失性存儲(chǔ)器；和交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，包括第一管芯和第二管芯，其中所述處理器在所述第一管芯上而所述交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器在所述第二管芯上。
3.如權(quán)利要求2所述的電路，其中所述第一管芯包括處理器和將所述處理器耦合于易失性存儲(chǔ)器和交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的總線。
4.如權(quán)利要求1所述的電路，還包括相變存儲(chǔ)器。
5.如權(quán)利要求1所述的電路，包括一封裝，該封裝含有堆疊的管芯。
6.如權(quán)利要求1所述的電路，其中所述封裝為折疊的堆疊封裝。
7.如權(quán)利要求2所述的電路，其中所述第一管芯包括處理器和非易失性存儲(chǔ)器。
8.如權(quán)利要求1所述的電路，包括非易失性存儲(chǔ)器。
9.如權(quán)利要求1所述的電路，包括球柵陣列封裝。
10.一種方法，包括在獨(dú)立的管芯上提供處理器和交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器；和將所述交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器和所述處理器封裝在相同的封裝中。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，包括將獨(dú)立的管芯上的易失性存儲(chǔ)器封裝在所述封裝中。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，包括將所述處理器和所述交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器封裝在折疊的堆疊封裝中。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，包括將相變存儲(chǔ)器封裝在所述封裝中。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，包括在具有所述處理器的所述管芯上設(shè)置總線且通過所述總線將所述處理器耦合于所述交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，包括將所述管芯堆疊在相互的頂部。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，包括將易失性存儲(chǔ)器與所述處理器和所述交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器一起封裝在相同的封裝中。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，包括在所述封裝上提供球柵陣列。
18.一種封裝的集成電路，包括包括處理器的第一管芯；和包括交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的第二管芯。
19.如權(quán)利要求18所述的電路，包括具有易失性存儲(chǔ)器的第三管芯。
20.如權(quán)利要求18所述的電路，包括在所述第一管芯上的總線，用于將所述處理器耦合于所述交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器。
21.如權(quán)利要求18所述的電路，包括相變存儲(chǔ)器。
22.如權(quán)利要求18所述的電路，包括多個(gè)堆疊的管芯。
23.如權(quán)利要求18所述的電路，包括折疊的堆疊封裝。
24.如權(quán)利要求18所述的電路，包括球柵陣列封裝。
全文摘要
提供一種完全的存儲(chǔ)器技術(shù)方案的各種不同類型的存儲(chǔ)器(16、18、20、22)可以與處理器(14)封裝在一起。因此，在一個(gè)封裝(10)中可提供各種不同的存儲(chǔ)器需求，對(duì)于便攜式應(yīng)用而言尤其如此。被封裝的集成電路(10)包括交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器(16)和易失性存儲(chǔ)器(22)。
文檔編號(hào)G06F15/78GK1625738SQ02821808
公開日2005年6月8日 申請(qǐng)日期2002年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月30日
發(fā)明者D·基斯 申請(qǐng)人:英特爾公司