DE10047147B4

DE10047147B4 - Integrierte Halbleiterschaltung, insbesondere Halbleiterspeicherschaltung und diese verwendendes Halbleiterschaltungsmodul

Info

Publication number: DE10047147B4
Application number: DE2000147147
Authority: DE
Inventors: Gerd Meyhöfer; Martin Schober
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2020-09-23
Also published as: DE10047147A1

Abstract

Integrierte Halbleiterschaltung, insbesondere Halbleiterspeicherschaltung, bei der Adressen-, Daten- und Steuerleitungen aus einem chipartigen Gehäuse an äußere Anschlusspins (12, 13; 24) führen, wobei wenigstens ein Teil der äußeren Anschlußpins (12, 13; 24) wahlweise mit zwei verschiedenen Signalen bzw. Signalgruppen (DQ₀, DQ₁, ..., DQ₄; A₀, A₁, ..., A₁₂) belegt ist und Mittel (20, 21) zur Auswahl der jeweiligen Signalbelegung dieser äußeren Anschlußpins vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Pinbelegungsauswahlmittel elektronische Fuses (20, 21) aufweisen, mit denen eine Pinbelegungsauswahl durch entsprechendes Schießen oder Nichtschießen der Fuses bewirkt wird.

Description

Integrierte Halbleiterschaltung, insbesondere Halbleiterspeicherschaltung und diese verwendendes Halbleiterschaltungsmodul Die Erfindung betrifft eine integrierte Halbleiterschaltung und insbesondere Halbleiterspeicherschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Halbleiterschaltungsmodul, das eine solche Halbleiterschaltung aufweist. Eine integrierte Halbleiterschaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ist aus DE 197 56 529 A1 bekannt.

Bei den zur Zeit hergestellten Halbleiterschaltungsmodulen und insbesondere Halbleiterspeichermodulen müssen, besonders wenn die Speicherchips sehr kompakte Gehäuse, wie CSP-, BOC-, BGA-Gehäuse aufweisen, die Adressen-, Daten- und Steuerleitungen über viele Lagen der Schaltungsplatine geführt werden. Eine solche Leitungsführung oder ein solches Leitungsrouting kann sich sehr schwierig gestalten, da die Anschlüsse, z. B. der DRAMs auf der unteren Seite der Platine gegenüber den DRAMs der oberen Platinenseite seitenverkehrt liegen. Dadurch ergeben sich beim Verbinden Kreuzungen. Um diese Kreuzungen herzustellen, sind zusätzliche Lagen der gedruckten Schaltungsplatine notwendig. Weiterhin verschlechtert sich die Performance, z. B. verringert sich die Arbeitsgeschwindigkeit der Speicher, da lange Leitungen zum Ausgleich der Laufzeitunterschiede zwischen der Oberseite und Unterseite der Schaltungsplatine notwendig sind.

Ein Beispiel eines bekannten Halbleiterschaltungsmoduls ist in 2 gezeigt. Auf der Oberseite a der Schaltungsplatine 1 soll z. B. ein erster DRAM-Speicherchip und diesem gegenüberliegend auf der Unterseite b der Schaltungsplatine 1 ein zweiter gleicher DRAM-Speicherchip vorgesehen sein. Mehrere Adressen-, Daten- und/oder Steuerleitungen 2 des auf der Oberseite a liegenden DRAM-Speicherchips sind mit entsprechenden Adressen-, Daten- und/oder Steuerleitungen 3 des auf der Unterseite b der Schaltungsplatine 1 liegenden DRAM-Speicherchips durch entsprechende Verbindungsleitungen 11 über Durchkontaktierungen 4 verbunden. Zum Ausgleich der größeren Leitungslängen der zu dem auf der Oberseite a der Schaltungsplatine 1 liegenden DRAM-Speicherchip führenden Leitungen weisen die Verbindungsleitungen zu dem auf der Unterseite b liegenden DRAM-Speicherchip Ausgleichsleitungen 7, 8, 9 auf.

Die dadurch sich ergebenden langen Verbindungsleitungen und die schwierige Leitungsführung (Routen), die durch die Leitungsführung bedingten Kreuzungen und die relativ vielen Durchkontaktierungen 4 (es sind in dem Beispiel der 2 acht Durchkontaktierungen 4 vorhanden) machen das gesamte Halbleiterschaltungsmodul störanfälliger und verringern dessen Arbeitsfrequenz. Ferner ist der durch den Pfeil 6 angedeutete Routekanal durch die Verbindungsleitungen 11 belegt und deshalb zum Routen anderer Leitungen nicht verfügbar.

Die oben zum Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zitierte DE 197 56 529 A1 weist als Pinbelegungsauswahlmittel ein Schaltnetz auf, das die von den jeweiligen Anschlußpins zugeführten Signale abhängig von einem von außen angelegten Schaltsignal (SPIEGEL EN) umschaltet.

Aus der DE 40 32 370 A1 ist eine Schaltungsanordnung gemäß dem, Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, die wenigstens 2 identische integrierte Schaltungen enthält. Diese Schaltungsanordnung weist sogenannte Kautz-Zellen zur Auswahl der an den äußeren Anschlüssen zugeführten Signale auf. Die Kautz-Zellen können auch durch von außen zugeführtes Schaltsignal umgeschaltet werden.

US 5,903,443 beschreibt eine integrierte Halbleiterschaltung, die zur Auswahl der von jeweiligen Anschlußpins zugeführten Signale Drahtbrücken aufweist, die bereits bei der Fertigung des Chips, d.h. vor dem Häusen desselben in der entsprechend Position angebracht werden müssen. Eine nachträgliche Veränderung dieser Drahtbrücken, d.h. nach dem Häusen, ist dann nicht mehr möglich. Tatsächlich ergeben sich durch verschieden verbundene Drahtbrükken verschiedenartige Halbleiterschaltungen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung eine wetere integrierte Halbleiterschaltung, insbesondere Halbleiterspeicherschaltung, und ein Halbleiterschaltungsmodul, das auf beiden Seiten mit paarweise einander gegenüberliegenden derartigen Halbleiterschaltungen, insbesondere Speicherchips bestückbar ist, zu ermöglichen, bei denen die Leitungsführung (das Routen) deutlich vereinfacht ist und die eine vereinfachte Entwicklung neuer hochkompakter und schneller Speichermodule der nächsten Generation ermöglichen.

Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt verkörpert die vorliegende Erfindung eine integrierte Halbleiterschaltung, insbesondere Halbleiterspeicherschaltung, bei der Adressen-, Daten- und Steuerleitun gen aus einem chipartigen Gehäuse an äußere Anschlusspins führen, wobei wenigstens ein Teil der äußeren Anschlußpins wahlweise mit zwei verschiedenen Signalen bzw. Signalgruppen (DQ₀, DQ₁, ..., DQ₄; A₀, A₁, ..., A₁₂) belegt ist und Mittel zur Auswahl der jeweiligen Signalbelegung dieser äußeren Anschlußpins vorgesehen sind, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Pinbelegungsauswahlmittel elektronische Fuses aufweisen, mit denen eine Pinbelegungsauswahl durch entsprechendes Schießen oder Nichtschießen der Fuses bewirkt wird.

Dadurch, dass bei einer erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterschaltung, insbesondere Halbleiterspeicherschaltung, wenigstens ein Teil der äußeren Anschlusspins wahlweise mit zwei verschiedenen Signalen bzw. Signalgruppen belegt ist und dass Mittel zur Auswahl der jeweiligen Signalbelegung vorgesehen sind, ist die Leitungsführung (das Routen) deutlich vereinfacht. Dadurch ergibt sich bei der Herstellung von mit gleichartigen Halbleiterspeicherschaltungen (Chips) paarweise auf beiden Seiten bestückten Halbleiterschaltungsmodulen, insbesondere bei Halbleiterspeichermodulen, ein Platz- und Zeitgewinn, und die Fehleranfälligkeit bei der Herstellung, im Test und im Betrieb ist verringert, da die jeweiligen Signale bzw. die die Signale führenden Leitungen auf der Ober- und Unterseite der Schaltungsplatine direkt übereinanderliegen.

Es sind keine langen und aufwendigen Ausgleichsleitungen mehr notwendig. Lagen der gedruckten Schaltungsplatine, die für die Kreuzungen der Leitungen benötigt wurden, können eingespart, und die Fläche der gedruckten Schaltungsplatine kann reduziert werden. Insgesamt lässt sich ein mit solchen gleichartigen und elek tronisch gespiegelten schnellen Halbleiterspeicherschaltungen (Chips) beidseitig und paarweise bestücktes Halbleiterschaltungsmodul vorteilhaft für eine hohe Arbeitsfrequenz realisieren.

In der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Halbleiterspeicherschaltungen gemäß der Erfindung und eines mit derartigen Halbleiterspeicherschaltungen beidseitig und paarweise und gegenüberliegend bestückten Halbleiterschaltungsmoduls gemäß der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungsfiguren zeigen im Einzelnen:

1 schematisch Ober- und Unterseite eines beidseitig und paarweise mit erfindungsgemäßen, elektrisch gespiegelten Halbleiterspeicherschaltungen bestückten Halbleiterschaltungsmoduls,

2 schematisch die bereits beschriebene bekannte Version eines Halbleiterschaltungsmoduls, das auf der Vorder- und Rückseite mit bekannten Halbleiterspeicherchips bestückt ist,

3 schematisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Halbleiterschaltung mit einer ersten Art von Pinbelegungsauswahlmitteln, und

4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer integrierten Halbleiterschaltung mit einer zweiten Art von Pinbelegungsauswahlmitteln, welche nicht im Umfang der beiliegenden Patentansprüche liegt.

Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterschaltungsmoduls 10 sind eine erste und gleichartige zweite durch ihre Anschlusspins 12 und 13 symbolisierte Halbleiterspeicherschaltung jeweils auf der Oberseite a und der Unterseite b einer gedruckten Schaltungsplatine angeordnet. Die beiden Halbleiterschaltungen (Chips) liegen auf der Ober- und Unterseite a und b der Schaltungsplatine paarweise Rücken an Rücken einander direkt gegenüber. Die äußeren Anschlusspins 12 der auf der Oberseite a liegenden Halbleiterschaltung sind durch (in 1 nicht gezeigte) Pinbelegungsauswahlmittel elektronisch gegenüber der Belegung der Anschlusspins 13 der auf der Unterseite b der Schaltungsplatine liegenden Halbleiterschaltung gespiegelt, d. h. es handelt sich um elektronisch gespiegelte Halbleiterschaltungen (electronic mirrored devices).
Mit dieser Maßnahme kann die Leitungsführung, d. h. das Routen der Verbindungsleitungen zu den beiden paarweise auf der Ober- und Unterseite a, b der Schaltungsplatine angeordneten Halbleiterschaltungen gegenüber der Leitungsführung bei dem bereits beschriebenen, bekannten, in 2 dargestellten Halbleiterschaltungsmodul deutlich vereinfacht werden. Es sind nur noch vier Durchkontaktierungen (VIAs) 14 und keine Ausgleichsleitungen mehr notwendig, da die jeweiligen Signalleitungen auf der Oberseite a und der Unterseite b der Schaltungsplatine direkt übereinanderliegen. Lagen der gedruckten Schaltungsplatine, die für die Kreuzungen gemäß 2 benötigt wurden, sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 eingespart. Die durch Leitungszüge belegte Fläche der gedruckten Schaltungsplatine ist reduziert. Durch die kürzere und vereinfachte Leitungsführung kann ein derartiges Halbleiterschaltungsmodul mit einer höheren Arbeitsfrequenz be trieben werden. Der durch den Pfeil 16 in 1 symbolisierte Routekanal ist frei und kann für andere Leitungen verwendet werden.
Eine Art von Pinbelegungsauswahlmitteln in einer erfindungsgemäßen integrierten Halbleiterschaltung ist in 3 schematisch dargestellt. Dabei sind Pinbelegungsauswahlmittel in Form von zwei elektronischen Fuses 20, 21 angeordnet, um ein äußeres IC-Anschlusspin 24 wahlweise mit zwei verschiedenen Signalen, im dargestellten Beispiel mit den Signalen DQ₀ bzw. DQ₄ eines Datenbusses B₁ zu verbinden. Bei der Chipherstellung oder bei der Platinenbestückung wird eine der beiden Fuses 20, 21 geschossen, wodurch das IC-Anschlusspin 24 entweder mit dem Signal DQ₀ oder mit dem Signal DQ₄ des Bussystems B1 verbunden wird. Mit 23 ist ein Ausgangs-/Eingangssignaltreiber bezeichnet.
In 4 ist eine Art von Pinbelegungsauswahlmitteln in Form von elektrischen Schaltern 25, 26 dargestellt, die nicht im Umfang der beiliegenden Patentansprüche liegt, die durch ein äußeres Schaltsignal 27 je nach ausgewählter Pinbelegung des IC-Anschlusspins 24 geschaltet und mit einem Signal A₀ oder einem Signal A₁₂ eines Bussystems B2 verbunden werden. Für die Zufuhr des die Umschaltung der Schalter 25, 26 bewirkenden Schaltsignals 27 ist ein (nicht gezeigtes) zusätzliches Pin der integrierten Halbleiterschaltung notwendig.
In 4 wird durch Umschalten der Schalter 25, 26 durch das von außen zugeführte Schaltsignal 27 eine Auswahl zwischen zwei einem gemeinsamen Anschlusspin 24 zugeführten Signalen genau wie beim Schießen einer der elektronischen Fuses 20, 21 gemäß 3 ge troffen und damit eine elektronische Spiegelung äußerer Anschlusspins einer integrierten Halbleiterschaltung erreicht.
Mit Hilfe einer mit den Pinbelegungs-Auswahlmitteln bewirkbaren Spiegelung von an die äußeren Anschlusspins einer integrierten Halbleiterschaltung geführten Signalen so, dass ein erfindungsgemässes Halbleiterschaltungsmodul gemäß 1 hergestellt werden. kann, lässt sich eine deutliche Vereinfachung der Leitungsführung (des Routens) bei mit integrierten Halbleiterschaltungen, insbesondere Halbleiterspeicherschaltungen, beidseitig und paarweise bestückten Halbleiterschaltungsmodulen, bzw. Speichermodulen, erreichen. Damit ist die Entwicklung neuer hochkompakter und schneller Speichermodule der nächsten Generation vereinfacht und die Zeitspanne bis zur Markteinführung verkürzt.

Claims

Integrierte Halbleiterschaltung, insbesondere Halbleiterspeicherschaltung, bei der Adressen-, Daten- und Steuerleitungen aus einem chipartigen Gehäuse an äußere Anschlusspins (12, 13; 24) führen, wobei wenigstens ein Teil der äußeren Anschlußpins (12, 13; 24) wahlweise mit zwei verschiedenen Signalen bzw. Signalgruppen (DQ₀, DQ₁, ..., DQ₄; A₀, A₁, ..., A₁₂) belegt ist und Mittel (20, 21) zur Auswahl der jeweiligen Signalbelegung dieser äußeren Anschlußpins vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Pinbelegungsauswahlmittel elektronische Fuses (20, 21) aufweisen, mit denen eine Pinbelegungsauswahl durch entsprechendes Schießen oder Nichtschießen der Fuses bewirkt wird.
Halbleiterschaltungsmodul, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Ober- und Unterseite (a, b) einer gedruckten Schaltungsplatine (10) mehrere gleiche integrierte Halbleiterschaltungen (Chips), insbesondere Halbleiterspeicherschaltungschips, nach Anspruch 1 paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei mit den Pinbelegungsauswahlmitteln jeweils bei der einen der beiden einander gegenüberliegenden Halbleiterschaltungen die erste Pinbelegung und bei der anderen der beiden Halbleiterschaltungen die zweite Pinbelegung gewählt ist, und Anschlusspins der Platine, die einander entsprechende Signale zu/von den beiden Halbleiterschaltungen führen auf der Ober- und Unterseite (a, b) der Schaltungsplatine (10) direkt übereinanderliegen: