集成ic封裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及集成電路領(lǐng)域，特別涉及集成電路的封裝。
【背景技術(shù)】
[0002]在電子器件制造中，集成電路（“1C”）封裝是半導(dǎo)體裝置制作中的步驟，其中IC被裝入防止物理損傷和露出元件的支撐殼體內(nèi)。殼體（即，“封裝”）對(duì)將裝置連接至電路板的電接觸進(jìn)行支撐。有各種不同類型的封裝（例如，過孔、表面貼裝、引腳柵格陣列、基于引線框架的封裝（例如TSSOP、QFP、QFN)、芯片尺寸封裝（CSP)、球柵陣列（BGA)、多芯片封裝（MCM)等）。一些封裝類型具有標(biāo)準(zhǔn)化的尺寸和公差并且在諸如JEDEC等的貿(mào)易行業(yè)協(xié)會(huì)登記。其他類型的封裝可以適配于特定的IC芯片。
[0003]例如，BGA是用于IC的表面貼裝封裝的類型。BGA能夠提供比諸如雙列直插或引線框架封裝等的其他典型封裝更多的互連引腳。BGA允許封裝的整個(gè)下表面用于互連，而不是僅周緣。于是，BGA在維持小封裝技術(shù)（small form factor)的情況下提供了很多互連。
[0004]BGA可以用于共享共有芯片核（chip core)(例如，電路區(qū)塊）的產(chǎn)品系列（即，IC芯片）。產(chǎn)品系列可以包括不同代的IC芯片和/或具有共有核的但可包括不同和/或附加的特征和功能的IC芯片。應(yīng)該理解的是，附加的特征和功能典型地使用附加的引腳。傳統(tǒng)上，為維持成本并為了設(shè)計(jì)兼容性，用于產(chǎn)品系列的封裝上的引腳輸出（Pin-OUt)對(duì)于芯片核而言被維持不變，而在大小上從中心開始對(duì)稱地增大封裝以容納（accommodate)用于附加電路/功能的附加引腳（例如，BGA封裝中的焊錫球）。這樣的線性縮放可能不必要地增加封裝尺寸、成本和復(fù)雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于此，本公開的目的旨在解決或緩解上述問題的至少一方面。
[0006]根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種集成電路（IC)封裝，包括：封裝核，所述封裝核包括具有與產(chǎn)品系列中的芯片核兼容的引腳輸出的第一組焊盤；以及第二組焊盤，所述第二組焊盤位于與所述第一組焊盤大致相同的平面內(nèi)并在所述封裝核的外側(cè)并且被配置成容納位于所述芯片核外側(cè)的電路，其中所述封裝核的幾何中心與所述IC封裝的幾何中心不同。
[0007]通過相對(duì)于封裝核的中心非對(duì)稱地安置附加焊盤，封裝大小被更好地優(yōu)化。此外，對(duì)于產(chǎn)品系列，維持了用于芯片核的焊盤的兼容性。配置用于產(chǎn)品系列的任何封裝都能夠接受芯片核。
[0008]根據(jù)本公開的另一方面，提供一種配置集成電路（IC)封裝的方法，包括：創(chuàng)建封裝核，所述封裝核包括具有與產(chǎn)品系列中的芯片核兼容的引腳輸出的第一組焊盤；以及添加第二組焊盤，所述第二組焊盤位于與所述第一組焊盤大致相同的平面內(nèi)并在所述封裝核的外側(cè)，其中所述第二組焊盤容納所述芯片核外側(cè)的電路，以及將所述第二組焊盤安置成使得所述封裝核的幾何中心與所述IC封裝的幾何中心不同。
[0009]根據(jù)本公開的另一方面，提供一種集成電路（IC)封裝系統(tǒng)，包括：封裝核，所述封裝核包括具有與產(chǎn)品系列中的芯片核兼容的引腳輸出的第一組焊盤；第二組焊盤，所述第二組焊盤位于與所述第一組焊盤大致相同的平面內(nèi)并在所述封裝核的外側(cè)并且被配置成容納位于所述芯片核外側(cè)的電路；和插座，所述插座被配置成接受所述產(chǎn)品系列中的不同封裝，其中：所述封裝核的幾何中心與所述第一組焊盤和所述第二組焊盤的組合的幾何中心不同；并且所述第一組焊盤和所述第二組焊盤的所述組合的幾何中心與所述插座的幾何中心不同。
【附圖說明】
[0010]圖I圖示了可以用作芯片核的集成電路。
[0011]圖2a圖示了被配置成容納圖I中的芯片核的芯片封裝上的球輸出（bailout)。
[0012]圖2b圖示了容納芯片核以及除了芯片核的那些功能和/或特征以外的功能和/或特征的典型芯片封裝的球輸出。
[0013]圖3a圖示了具有在封裝的第一方向上添加的第二組焊盤的示例性封裝。
[0014]圖3b圖示了具有在封裝的多個(gè)方向上添加的第二組焊盤的示例性封裝。
[0015]圖3c圖示了具有在封裝的多個(gè)方向上添加的第二組焊盤的另一示例性封裝。
[0016]圖3d圖示了具有在封裝的多個(gè)方向上添加的第二組焊盤的另一示例性封裝。
[0017]圖4圖示了在對(duì)稱中心具有芯片封裝的示例性插座。
[0018]圖5a圖示了具有芯片封裝的示例性插座，其中封裝的幾何中心與封裝的幾何中心不同。
[0019]圖5b圖示了具有芯片封裝的另一示例性插座，其中封裝的幾何中心與封裝的幾何中心不同。
[0020]圖5c圖示了具有新的安裝孔的示例性插座。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本公開總的來講涉及為共享共有芯片核、在此稱作“芯片核”的芯片產(chǎn)品的系列提供封裝的方法和系統(tǒng)。芯片核具有對(duì)于產(chǎn)品系列中的每一個(gè)封裝來說共有的封裝引腳輸出(在此稱作“封裝核”）。產(chǎn)品系列可以包括除了芯片核100以外的電路以提供附加功能和/或特征。系列中的各封裝都被配置成在維持用于芯片核100的封裝引腳輸出不變的情況下通過提供附加引腳來容納附加功能和/或特征。附加引腳相對(duì)于封裝核的中心非對(duì)稱地安置。
[0022]圖I圖示了典型的集成電路（1C)，有時(shí)稱作半導(dǎo)體芯片。IC可以包括模擬電路102、數(shù)字電路104、諸如閃存108等的存儲(chǔ)器、諸如用于控制器局域網(wǎng)（CAN) 106和聯(lián)合測(cè)試行為組織（JTAG) 110的接口電路和端口等的接口電路和端口、以及諸如鎖相環(huán)（PLL) 112等的控制系統(tǒng)中的任何一個(gè)。于是，半導(dǎo)體芯片可以是模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)或混合信號(hào)（即，在同一芯片上既包括模擬電路區(qū)塊也包括數(shù)字電路區(qū)塊）。區(qū)塊（例如，圖I中的電路區(qū)塊102至112)中的一個(gè)或任何組合可以代表芯片核100。芯片核100是芯片產(chǎn)品的系列中共有的一個(gè)或多個(gè)電路或電路區(qū)塊。換句話說，產(chǎn)品系列包括共享共有芯片核100的IC芯片，但可以包括附加的功能和/或特征。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，附加的功能和/或特征由置于芯片核100外側(cè)的電路實(shí)現(xiàn)。
[0023]例如，數(shù)字集成電路區(qū)塊104可以包括一個(gè)到數(shù)百萬的晶體管、邏輯門、觸發(fā)器、多路復(fù)用器以及使用二進(jìn)制邏輯來通信信號(hào)的其他電路。模擬電路區(qū)塊102可以包括運(yùn)算放大器、傳感器、功率管理電路等。模擬電路區(qū)塊102可以通過處理連續(xù)的信號(hào)執(zhí)行像放大、濾波、解調(diào)以及混合等功能。模擬電路典型地以不同電壓域操作，并且可以使用與數(shù)字集成電路區(qū)塊104不同的電源。
[0024]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，每個(gè)電路區(qū)塊類型（例如，模擬、數(shù)字、存儲(chǔ)器，等等）都優(yōu)選地置于其自己的區(qū)域內(nèi)。因此，芯片被劃區(qū)成各種模擬信號(hào)區(qū)塊102、數(shù)字信號(hào)區(qū)塊104和混合信號(hào)區(qū)塊以克服信號(hào)、功率和可靠性的約束。如上面所指出的，模擬電路區(qū)塊102可以以與數(shù)字區(qū)塊104不同的功率水平操作。此外，可能分別在區(qū)塊之間存在著可能破壞每個(gè)區(qū)塊中載運(yùn)的信號(hào)的串?dāng)_擔(dān)憂（cross-talk concern)。于是,在產(chǎn)品系列中,超出芯片核100范圍的電路典型地置于靠近其區(qū)塊類型的區(qū)域中。例如，附加的模擬電路挨著模擬電路區(qū)塊102安置，而附加的閃存存儲(chǔ)器更靠近區(qū)塊108安置。
[0025]設(shè)計(jì)工程師所面對(duì)的一個(gè)常見挑戰(zhàn)是如何優(yōu)化芯片、封裝以及用戶板（例如，印刷電路板（PCB))上的布線。因?yàn)閷?duì)于產(chǎn)品系列而言特征和電路大小增加（即，超出芯片核100的范圍），所以包括附加的輸入/輸出（I/O)和/或功率引腳以容納附加的信令和功率命令。
[0026]圖2a和圖2b —起圖不了廣品系列中的兩個(gè)不冋成員的芯片封裝的典型擴(kuò)展。為了代表性示例的目的，附圖示出了并且我們將要討論的BGA封裝。然而，通過示例提供BGA封裝；并且在此描述的主題并不試圖限制于此。因此，也可以使用其他已知封裝類型。于是，可互換地使用術(shù)語“引腳”、“球”和“焊盤”。
[0027]圖2a圖示了芯片封裝上的球輸出（例如，焊錫球的位置）。在圖2a的示例中，球柵陣列（BGA)的球輸出容納芯片核100。換句話說，對(duì)同一產(chǎn)品系列中的所有封裝而言共有的是封裝核200。在圖2a的示例中，封裝核200分別具有用于模擬電路204、數(shù)字電路206、電源210、PLL212和JTAG214的預(yù)定的焊錫球位置。
[0028]圖2b圖示了容納有芯片的附加功能和/或特征的典型芯片封裝上的球輸出。如上面所討論的，由于在產(chǎn)品系列中功能和特征增加，所以除了芯片核100以外的電路被引入1C。于是，附加的I/O和/或功率引腳可以用于產(chǎn)品系列的不同成員。為此目的，除了封裝核200以外還引入附加的焊錫球以容納產(chǎn)品系列中的增加的芯片復(fù)雜性。
[0029]如圖2b所示，典型途徑是在封裝中相對(duì)于封裝核200的幾何中心202對(duì)稱地增加引腳（例如，焊錫球）的數(shù)量。為降低設(shè)計(jì)成本并維持產(chǎn)品系列中的兼容性，封裝核200被保持相同（即，在封裝核200中維持球輸出），而在大小上沿各平面方向（即，左側(cè)、右側(cè)、上側(cè)和下側(cè)）對(duì)稱地增大封裝（和焊盤的數(shù)量）。因此，即使在芯片上只擴(kuò)展了模擬區(qū)塊，也不僅在封裝的右上區(qū)域中而且在每個(gè)方向上都引入了附加引