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采用确好芯片开发MCP闪存系统

发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:471

        

    

    

       采用需要认真规划的确好管芯来开发一个可靠、低成本的存储器子系统。  最近在手机存储器系统开发者中产生了一个增长的趋势,他们把管芯垂直堆叠在一个封装外壳里——通常称为mcp(multi-chip packaging,多芯片封装),设计者采用此方法去节约小巧的印刷电路板空间,这种方法在小型化的终端用户产品(比如移动电话)上应用日益广泛。这些设计采用多层布线、多模块,或者多层布线和多模块相结合的办法对各个不同厂商生产的存储器管芯进行多芯片或系统级封装。这些封装包括一个或一个以上的处理器、存储器,甚至外围电路。通过把管芯堆叠在一个封装外壳里,不仅节约了电路板空间,而且简化了印刷电路板的设计,简化的方法包括减少信号布线需要的路径长度、降低功耗,以及通过使用更短的布线来改善性能。

       然而,这种趋势带来了新的经济方面的挑战,这个挑战就是降低了封装良品率,从而削减了利润。这种潜在损失使很多存储器厂商确信,他们的商业模型应该是基于kgd(确好管芯)的,这种确好管芯是被供应商广泛测试和验证过并且证明是良好的。和那些仅仅在封装整合之后才测试的管芯相反,kgd能够使存储器厂商保证在整合之前每个管芯都有一个特定的质量和可靠水平。

       但是kgd的实现是耗时并且昂贵的,而且是基于各种可变的精确等级的非标准测试方案。你决定是否采用kgd,以及在何种程度上采用它来确保低成本,这个过程是很艰难的。

       想做得好为何这么难?

       不幸的是,现在还不存在针对kgd的普遍接受的定义。通常,这些管芯是裸露、未包装的,而且已经被制造商全功能测试和验证过,并且满足全范围器件规范和特定等级的可靠性要求。然而,供应商为kgd指定不同的可靠等级,甚至可靠特性的定义有时候也由于供应商的不同而不同。由于获得这些可靠等级所付出的努力变化特别大,所以评估kgd的先决条件之一就是必须精确的定义所需的可靠等级。

       当决定是否要使用kgd的时候,我们主要考虑它的使用只是达到众多目的的手段,而它本身不是目的,这些目的中最重要的一个就是kgd能够产生堆叠封装的高良品率,就像多芯片和系统级封装。在封装外壳里面堆越多的管芯,由于其中一个管芯的缺陷所造成的经济上的损失就越多,尤其是封装装配之后才发现造成的损失就更大。如果不丢弃一个坏管芯,那么你可能需要在最后的制造阶段丢弃若干好管芯,同时在时间和原料上的花费将非常多。尤其痛苦的情况是,你的缺陷管芯相当便宜而你的系统级封装还包括其它昂贵的部分,例如处理器。由于这个原因,独立的封装元件必须保证是可靠的。

       使用kgd的另一个目的是允许你在一个独立单元里面使用从不同制造商那里得到的最合适的元件,这样你就能够获得一个最佳的系统级封装。如果制造商能够确保封装外壳里面的所有管芯满足预定的质量和可靠等级,你就可以为封装设计测试程序,这个程序负责测试组合的封装功能,而不是独立的管芯性能,这样将节约测试时间和开销。

       尽管使用kgd的好处显而易见,但是当你准备采用那些能够低成本地使用kgd的测试方法和等级时,需要了解实际制造和标准测试以及它们的不足在哪里。

       对测试进行研究

       在过去几年,供应商从典型的八英寸(20cm)闪存晶圆切割下来的管芯数目已经从300增长到了500甚至更多。尽管为了满足更小的终端用户产品要求和减少硅片费用,管芯做的更小了,但是由于他们采用了更高密度的90nm闪存工艺,所以他们包含了更多的电路。管芯在前封装和后封装阶段的测试过程如图1所示。

     图1,标准晶圆和管芯的加工流程包括前封装和后封装测试。  制造商在前测试阶段完成的电气测试是标准测试过程的一部分。当测试发现与管芯上的坏块相关的缺陷时,后端处理流程采用fuse blowing——一种激光修复工序——来尝试改正它们。

       供应商在预定的测试点完成最初的电气测试从而定位总缺陷。电气测试把那些不能正常工作的器件与那些供应商有可能修复的器件分离开。这个过程使用供应商为这个步骤特别设计并预留的闲置模块,通过fuse blowing技术来映射和替换坏的模块,fuse blowing技术修复一些这样的缺陷,然后供应商就丢弃掉那些他们无法修复的器件。

       一旦制造商封装了一个器件,它就要经过老化工序处理,这个工序包括在一个125℃~150℃的烤箱里经受几个小时高压测试。在这期间,测试程序在管芯上完

        

    

    

       采用需要认真规划的确好管芯来开发一个可靠、低成本的存储器子系统。  最近在手机存储器系统开发者中产生了一个增长的趋势,他们把管芯垂直堆叠在一个封装外壳里——通常称为mcp(multi-chip packaging,多芯片封装),设计者采用此方法去节约小巧的印刷电路板空间,这种方法在小型化的终端用户产品(比如移动电话)上应用日益广泛。这些设计采用多层布线、多模块,或者多层布线和多模块相结合的办法对各个不同厂商生产的存储器管芯进行多芯片或系统级封装。这些封装包括一个或一个以上的处理器、存储器,甚至外围电路。通过把管芯堆叠在一个封装外壳里,不仅节约了电路板空间,而且简化了印刷电路板的设计,简化的方法包括减少信号布线需要的路径长度、降低功耗,以及通过使用更短的布线来改善性能。

       然而,这种趋势带来了新的经济方面的挑战,这个挑战就是降低了封装良品率,从而削减了利润。这种潜在损失使很多存储器厂商确信,他们的商业模型应该是基于kgd(确好管芯)的,这种确好管芯是被供应商广泛测试和验证过并且证明是良好的。和那些仅仅在封装整合之后才测试的管芯相反,kgd能够使存储器厂商保证在整合之前每个管芯都有一个特定的质量和可靠水平。

       但是kgd的实现是耗时并且昂贵的,而且是基于各种可变的精确等级的非标准测试方案。你决定是否采用kgd,以及在何种程度上采用它来确保低成本,这个过程是很艰难的。

       想做得好为何这么难?

       不幸的是,现在还不存在针对kgd的普遍接受的定义。通常,这些管芯是裸露、未包装的,而且已经被制造商全功能测试和验证过,并且满足全范围器件规范和特定等级的可靠性要求。然而,供应商为kgd指定不同的可靠等级,甚至可靠特性的定义有时候也由于供应商的不同而不同。由于获得这些可靠等级所付出的努力变化特别大,所以评估kgd的先决条件之一就是必须精确的定义所需的可靠等级。

       当决定是否要使用kgd的时候,我们主要考虑它的使用只是达到众多目的的手段,而它本身不是目的,这些目的中最重要的一个就是kgd能够产生堆叠封装的高良品率,就像多芯片和系统级封装。在封装外壳里面堆越多的管芯,由于其中一个管芯的缺陷所造成的经济上的损失就越多,尤其是封装装配之后才发现造成的损失就更大。如果不丢弃一个坏管芯,那么你可能需要在最后的制造阶段丢弃若干好管芯,同时在时间和原料上的花费将非常多。尤其痛苦的情况是,你的缺陷管芯相当便宜而你的系统级封装还包括其它昂贵的部分,例如处理器。由于这个原因,独立的封装元件必须保证是可靠的。

       使用kgd的另一个目的是允许你在一个独立单元里面使用从不同制造商那里得到的最合适的元件,这样你就能够获得一个最佳的系统级封装。如果制造商能够确保封装外壳里面的所有管芯满足预定的质量和可靠等级,你就可以为封装设计测试程序,这个程序负责测试组合的封装功能,而不是独立的管芯性能,这样将节约测试时间和开销。

       尽管使用kgd的好处显而易见,但是当你准备采用那些能够低成本地使用kgd的测试方法和等级时,需要了解实际制造和标准测试以及它们的不足在哪里。

       对测试进行研究

       在过去几年,供应商从典型的八英寸(20cm)闪存晶圆切割下来的管芯数目已经从300增长到了500甚至更多。尽管为了满足更小的终端用户产品要求和减少硅片费用,管芯做的更小了,但是由于他们采用了更高密度的90nm闪存工艺,所以他们包含了更多的电路。管芯在前封装和后封装阶段的测试过程如图1所示。

     图1,标准晶圆和管芯的加工流程包括前封装和后封装测试。  制造商在前测试阶段完成的电气测试是标准测试过程的一部分。当测试发现与管芯上的坏块相关的缺陷时,后端处理流程采用fuse blowing——一种激光修复工序——来尝试改正它们。

       供应商在预定的测试点完成最初的电气测试从而定位总缺陷。电气测试把那些不能正常工作的器件与那些供应商有可能修复的器件分离开。这个过程使用供应商为这个步骤特别设计并预留的闲置模块,通过fuse blowing技术来映射和替换坏的模块,fuse blowing技术修复一些这样的缺陷,然后供应商就丢弃掉那些他们无法修复的器件。

       一旦制造商封装了一个器件,它就要经过老化工序处理,这个工序包括在一个125℃~150℃的烤箱里经受几个小时高压测试。在这期间,测试程序在管芯上完

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