JP2003347909A - 半導体パッケージ及び半導体パッケージの端子の共有化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージングされた半導体回路の端子数を
削減することにより、このパッケージの小型化と実装の
容易化、及びこのパッケージを受ける基板のコストダウ
ンと配線の簡単化を実現することができる半導体パッケ
ージ及び半導体パッケージの端子の共有化方法を提供す
ること。 【解決手段】 外部入出力端子に導通可能な１又は２以
上の入出力部を備えた半導体チップを複数搭載した半導
体パッケージ１において、１つの半導体チップと外部入
出力端子の導通と、他の半導体チップの入出力部と外部
入出力端子の導通を切り替える切替手段４を有すること
を特徴とする半導体パッケージ及び半導体パッケージの
端子の共有化方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体パッケージ及
び半導体パッケージの端子の共有化方法に関し、詳しく
は小型化と実装の容易な半導体パッケージ及び半導体パ
ッケージの端子の共有化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体はＣＰＵやメモリ等、１つ
１つが独立したチップを持つものであったが、近年で
は、ＣＰＵやメモリ等の複数のチップを１つの半導体に
搭載した半導体パッケージが注目されている。半導体パ
ッケージによる回路は、従来の半導体による回路に比
べ、その必要面積が少なくて済み、近年の半導体回路の
小型化の要請と相まってその普及に拍車がかかってい
る。

【０００３】このような半導体回路のパッケージング形
態には、複数の半導体チップを１つにパッケージングし
たＭＣＰ（Multi-Chip Package）やＭＣＭ（Multi-Chip
Module）などがある。このような半導体パッケージに
おいては、同時に使うことのない端子があった場合にも
それぞれに端子が必要であるため、端子数が多くなると
いう問題点があった。端子数が多くなるということはそ
れだけ必要面積が大きくなるので、小型化が命題である
半導体パッケージにおいてはかなり大きい問題であっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、半導体パ
ッケージにおいて同時に使うことのない端子が存在する
点に着目し、本発明に至った。

【０００５】そこで、本発明の課題は、パッケージング
された半導体回路の端子数を削減することにより、この
パッケージの小型化と実装の容易化、及びこのパッケー
ジを受ける基板のコストダウンと配線の簡単化を実現す
ることができる半導体パッケージ及び半導体パッケージ
の端子の共有化方法を提供することにある。

【０００６】本発明の他の課題は、以下の記載によって
明らかになる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の各発
明によって解決される。

【０００８】（請求項１）外部入出力端子に導通可能な
１又は２以上の入出力部を備えた半導体チップを複数搭
載した半導体パッケージにおいて、１つの半導体チップ
と外部入出力端子の導通と、他の半導体チップの入出力
部と外部入出力端子の導通を切り替える切替手段を有す
ることを特徴とする半導体パッケージ。

【０００９】（請求項２）前記切替手段は、電気信号の
入力によって切り替わるマルチプレクサ回路、アナログ
スイッチ回路又はリレースイッチ回路のいずれかである
ことを特徴とする請求項１記載の半導体パッケージ。

【００１０】（請求項３）前記電気信号は、端子から適
宜に入力されることを特徴とする請求項２記載の半導体
パッケージ。

【００１１】（請求項４）前記電気信号は、通電すると
絶対時間をカウントするタイマーを設け、該タイマーに
より所定時間がカウントされると入力されることを特徴
とする請求項２記載の半導体パッケージ。

【００１２】（請求項５）センサを有し、該センサで所
定の感知をした場合に入力前記電気信号が入力されるこ
とを特徴とする請求項２記載の半導体パッケージ。

【００１３】（請求項６）前記切替手段は、機械的スイ
ッチであることを特徴とする請求項１記載の半導体パッ
ケージ。

【００１４】（請求項７）前記機械的スイッチは、タイ
マーにより物理的力が加えられて切り替わることを特徴
とする請求項６記載の半導体パッケージ。

【００１５】（請求項８）外部入出力端子に導通可能な
１又は２以上の入出力部を備えた半導体チップを複数搭
載した半導体パッケージにおいて、１つの半導体チップ
と外部入出力端子の導通と、他の半導体チップの入出力
部と外部入出力端子の導通を切り替える切替手段を有す
ることを特徴とする半導体パッケージの端子の共有化方
法。

【００１６】（請求項９）前記切替手段は、電気信号の
入力によって切り替わるマルチプレクサ回路、アナログ
スイッチ回路又はリレースイッチ回路のいずれかである
ことを特徴とする請求項８記載の半導体パッケージの端
子の共有化方法。

【００１７】（請求項１０）前記電気信号は、端子から
適宜に入力されることを特徴とする請求項９記載の半導
体パッケージの端子の共有化方法。

【００１８】（請求項１１）前記電気信号は、通電する
と絶対時間をカウントするタイマーを設け、該タイマー
により所定時間がカウントされると入力されることを特
徴とする請求項９記載の半導体パッケージの端子の共有
化方法。

【００１９】（請求項１２）予め設けられたセンサで所
定の感知をした場合に、前記電気信号が入力されること
を特徴とする請求項９記載の半導体パッケージの端子の
共有化方法。

【００２０】（請求項１３）前記切替手段は、機械的ス
イッチであることを特徴とする請求項８記載の半導体パ
ッケージの端子の共有化方法。

【００２１】（請求項１４）前記機械的スイッチは、タ
イマーにより物理的力が加えられて切り替わることを特
徴とする請求項１３記載の半導体パッケージの端子の共
有化方法。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳述する。

【００２３】図１及び図２に基づいて、本発明に係る半
導体パッケージの一例について説明する。

【００２４】図１は、本発明に係る半導体パッケージを
示す概略構成図である。

【００２５】図1において、１は半導体パッケージであ
り、該半導体パッケージ１は複数の半導体チップを搭載
している。本発明において半導体パッケージとは、ＣＰ
Ｕ、メモリ、ＲＡＭ等の半導体チップの複数をパッケー
ジングした半導体モジュールのことをいう。本実施形態
では、半導体チップとして、ＣＰＵ２とメモリ３を搭載
する例を挙げているが、搭載する半導体チップはこれに
限定されるわけではない。

【００２６】半導体パッケージ１は外部入出力端子５
ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを備えており、また、各半導体チ
ップ２、３は、１又は２以上の入出力部を備えている。
図示の例では、ＣＰＵ２は入出力部２ａ、２ｂ、２ｃ、
２ｄを備え、メモリ３は入出力部３ａ、３ｂ、３ｃを備
えており、ここではＣＰＵ２側の入出力部２ａ、２ｂ、
２ｃとメモリ３側の入出力端子３ａ、３ｂ、３ｃとは、
同時に使用することがない端子とされる。

【００２７】ＣＰＵ２の入出力部２ａは外部入出力端子
５ａと、入出力部２ｂは外部入出力端子５ｂと、入出力
部２ｃは外部入出力端子５ｃとそれぞれ後述する切替手
段４を介して導通可能とされている。一方、メモリ３の
入出力部３ａは外部入出力端子５ａと、入出力部３ｂは
外部入出力端子５ｂと、入出力部３ｃは外部入出力端子
５ｃとそれぞれ後述する切替手段４を介して導通可能と
されている。また、入出力部２ｄは外部入出力端子５ｄ
と接続されており、本発明の半導体パッケージにおいて
は、外部入出力端子５ｄのように切替手段４を介さない
端子も存在してもよい。

【００２８】本発明の特徴とする切替手段４は、前記Ｃ
ＰＵ２及びメモリ３の各入出力部２ａ、２ｂ、２ｃ及び
３ａ、３ｂ、３ｃと半導体パッケージ１の外部入出力端
子５ａ、５ｂ、５ｃとの間で、該外部入出力端子５ａ、
５ｂ、５ｃをＣＰＵ２及びメモリ３のいずれの入出力部
２ａ、２ｂ、２ｃ及び３ａ、３ｂ、３ｃと入出力を行う
ために導通可能とするかを選択的に切り替えるようにな
っている。

【００２９】即ち、切替手段４により半導体パッケージ
１の外部入出力端子５ａ、５ｂ、５ｃをＣＰＵ２側と導
通可能に切り替えると、図２（ａ）に示すように、ＣＰ
Ｕ２の入出力部２ａ、２ｂ、２ｃと外部入出力端子５
ａ、５ｂ、５ｃとが接続状態となる一方、メモリ３の入
出力部３ａ、３ｂ、３ｃと外部入出力端子５ａ、５ｂ、
５ｃとは非接続状態となり導通しない。また、切替手段
４により半導体パッケージ１の外部入出力端子５ａ、５
ｂ、５ｃをメモリ３側と導通可能に切り替えると、図２
（ｂ）に示すように、メモリ３の入出力部３ａ、３ｂ、
３ｃと外部入出力端子５ａ、５ｂ、５ｃとが接続状態と
なる一方、ＣＰＵ２の入出力部２ａ、２ｂ、２ｃと外部
入出力端子５ａ、５ｂ、５ｃとは非接続状態となり導通
しない。

【００３０】従って、半導体パッケージ１は、外部入出
力端子５ａ、５ｂ、５ｃをＣＰＵ２の入出力部２ａ、２
ｂ、２ｃとメモリ３の入出力部３ａ、３ｂ、３ｃとで共
有化され、半導体パッケージ１に設ける端子数を削減す
ることができ、パッケージの小型化と実装の容易化、及
びこの半導体パッケージ１を受ける基板のコストダウン
と配線の簡単化を実現することが可能となる。

【００３１】ここで、切替手段４の具体例について説明
する。

【００３２】本発明において、この切替手段４として
は、半導体パッケージ１に容易に搭載可能であり、搭載
されている各半導体チップと外部入出力端子５ａ、５
ｂ、５ｃとの導通状態を選択的に切り替え可能であれば
どのような手段を用いることも可能であるが、中でも、
マルチプレクサ回路、アナログスイッチ回路、リレー回
路を用いると電気信号の入力で切り替えを行いたい場合
に好ましく、また、機械的スイッチを用いると、電気信
号によらず物理的な力で切り替えを行いたい場合に好ま
しい。

【００３３】まず、切替手段４として、マルチプレクサ
回路、アナログスイッチ回路、リレー回路を用いた場合
について説明する。

【００３４】マルチプレクサ回路とは、電気信号の入力
により、「Ｈｉ」と「Ｌｏｗ」のデジタル信号の導通状
態を選択的に切り替えることができる回路である。例え
ば、図３及び図４に示すように、回路を２つの演算器と
インバータにより構成し、２つの演算器に入力される切
り替え信号としての電気信号の入力をインバータで反転
させることにより、どちらか一方の入出力部のみが端子
と導通される。

【００３５】アナログスイッチ回路とは、電気信号の入
力により２つのアナログ信号の導通状態を選択的に切り
替えることができる回路である。例えば、図５に示すよ
うに、回路の２つの入出力をトランジスタとインバータ
により構成し、２つのトランジスタに入力される切り替
え信号としての電気信号の入力をインバータで反転させ
ることにより、どちらか一方の入出力部のみが端子と導
通される。

【００３６】リレー回路とは、電磁石によって可動鉄片
を動かし、これによって別の電気回路の接点を開閉する
回路である。例えば、図６に示すように、回路を電磁石
と機械接点により構成し、電磁石に電気信号を入力をす
る・しないにより電磁力を発生させて機械接点を移動さ
せることによりどちらか一方の入出力部のみが端子と導
通される。

【００３７】切替手段４を切り替える電気信号は、端子
から適宜に入力されると、必要に応じて端子の入出力切
り替えができるので好ましい。この態様は、例えば、図
３乃至図６の例において、電気信号発生源を制御する制
御手段の利用によりユーザが適宜に電気信号の発生を制
御する。

【００３８】また、切替手段４を切り替える電気信号
は、通電すると絶対時間をカウントするタイマーにより
入力されることも好ましい。この態様は、例えば、図３
乃至図６の例において、端子に通電すると絶対時間をカ
ウントするタイマーを電気信号発生源に併設することに
より、タイマーに通電してから所定時間が経過する（カ
ウントされる）と電気信号発生源が電気信号の発生をす
る。このように、通電すると絶対時間をカウントするタ
イマーにより電気信号が入力されると、テストモードの
ために初期一定時間内のみに切り替えたいという場合に
好ましい。

【００３９】本発明で用いることができるタイマーとし
ては、例えば、発信回路を用いることができる。発信回
路の例としては、図８に示すように、ＣＰＵ内の時計と
判断機能を利用し、メモリに絶対時間と設定した切替時
間を記録したタイマーなどが挙げられる。

【００４０】切替手段４を切り替える電気信号は、予め
設けられたセンサで所定の感知をした場合に入力される
ことが、遠隔操作ができるので好ましい。この態様で
は、例えば、図３乃至図５において、遠隔から外部信号
を発信することにより、電気信号発生源の電気信号の発
生を制御できる。

【００４１】センサとは、例えば、電磁波、電波、温
度、圧力、磁力、音波（超音波含む）、光等を感知する
ことができるセンサが挙げられるが特に限定されない。
所定の感知とは、例えば、温度センサにおいて、所定の
温度として３０度を設定しておき、３０度と感知した場
合は、前記電気信号発生源により電気信号を発生して、
切替手段による切替を行うことができる。

【００４２】本発明において、電磁波に対するセンサと
しては、例えば、電磁誘導作用を応用した磁気ヘッド、
カレント・トランス、タコ・ジェネレータ、サーチ・コ
イル、マグネスケール、磁気飽和素子、差動トランス、
インダクトシン、レゾルバ、渦電流センサーや、磁電変
換作用（電流磁気効果）を利用した磁気トランジスタ、
ホール素子（ホールＩＣ）、マグネット・ダイオード、
磁気抵抗素子（半導体ＭＲ、強磁性体ＭＲ）、ＩＣ化Ｍ
Ｒ、複合化ＭＲ、磁気エンコーダ等を用いることができ
る。

【００４３】熱に対するセンサとしては、例えば、サー
ミスタ、白金測温抵抗体、熱電対、ＩＣ化温度センサ、
水晶温度計、水銀温度計、アルコール温度計、放射温度
計等を用いることができる。

【００４４】圧力に対するセンサとしては、例えば、ス
トレンゲージ、圧電素子、加圧導伝シート、感圧ポリ
マ、ＰＤ、ダイアフラム、ブルトン管、ベローズ、差動
トランス、トーションバー、水晶式等の圧力センサを用
いることができる。

【００４５】磁力に対するセンサとしては、例えば、リ
ード・スイッチ（リード・リレー）、磁針（コンパ
ス）、磁石、磁性流体、磁性粉体等を用いることができ
る。

【００４６】音波に対するセンサとしては、例えば、マ
イクロフォン等を用いることができる。

【００４７】次いで、切替手段４として機械的スイッチ
を用いた場合を例に挙げて説明する。

【００４８】機械的スイッチは、信号側（信号が流れる
側）と負荷側（信号が流れない側）が電気的に絶縁され
たスイッチである。この態様では、例えば、図７に示す
ような機械接点によりスイッチを構成し、該機械接点を
物理的力で移動させることにより、どちらか一方の入出
力部のみが端子と導通される。

【００４９】このとき、通電すると絶対時間をカウント
するタイマーにより入力される該機械接点を移動させる
と好ましい。この態様は、例えば、７の例において、端
子に通電すると絶対時間をカウントするタイマーを機械
接点に併設することにより、端子に通電してから所定時
間が経過すると機械接点が物理的力で移動される。この
ように、通電すると絶対時間をカウントするタイマーに
より機械接点が移動されると、テストモードのために初
期一定時間内のみに切り替えたいという場合に好まし
い。

【００５０】尚、以上説明した実施の形態では、切替手
段４で外部入出力端子５ａ、５ｂ、５ｃに対する入出力
信号を入出力部２ａ、２ｂ、２ｃの入出力信号と３ａ、
３ｂ、３ｃの入出力信号との間で切り替える態様を例に
挙げたが、これに限定されない。

【００５１】

【発明の効果】以上本発明によれば、パッケージングさ
れた半導体回路の端子数を削減することにより、このパ
ッケージの小型化と実装の容易化、及びこのパッケージ
を受ける基板のコストダウンと配線の簡単化を実現する
ことができる半導体パッケージ及び半導体パッケージの
端子の共有化方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体パッケージを示す概略構成
図

【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、切替手段による切替を
説明する図

【図３】マルチプレクサ回路の一例を示す回路図

【図４】アナログスイッチ回路の一例を示す回路図

【図５】アナログスイッチ回路の他の一例を示す回路図

【図６】リレー回路の一例を示す回路図

【図７】機械スイッチの一例を示す回路図

【図８】発信回路の一例を示す図

【符号の説明】

１：半導体パッケージ ２：ＣＰＵ ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ：入出力部 ３：メモリ ３ａ、３ｂ、３ｃ：入出力部 ４：切替手段 ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ：外部入出力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋野 弘義 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社内 (72)発明者 江口 俊哉 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社内 (72)発明者 居川 幸平 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社内 Ｆターム(参考） 5J055 AX45 AX46 BX03 BX17 CX27 DX12 DX27 EY21 EZ00 EZ07 EZ13 EZ29 EZ39 GX01

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外部入出力端子に導通可能な１又は２以上
   の入出力部を備えた半導体チップを複数搭載した半導体
   パッケージにおいて、１つの半導体チップと外部入出力
   端子の導通と、他の半導体チップの入出力部と外部入出
   力端子の導通を切り替える切替手段を有することを特徴
   とする半導体パッケージ。
2. 【請求項２】前記切替手段は、電気信号の入力によって
   切り替わるマルチプレクサ回路、アナログスイッチ回路
   又はリレースイッチ回路のいずれかであることを特徴と
   する請求項１記載の半導体パッケージ。
3. 【請求項３】前記電気信号は、端子から適宜に入力され
   ることを特徴とする請求項２記載の半導体パッケージ。
4. 【請求項４】前記電気信号は、通電すると絶対時間をカ
   ウントするタイマーを設け、該タイマーにより所定時間
   がカウントされると入力されることを特徴とする請求項
   ２記載の半導体パッケージ。
5. 【請求項５】センサを有し、該センサで所定の感知をし
   た場合に入力前記電気信号が入力されることを特徴とす
   る請求項２記載の半導体パッケージ。
6. 【請求項６】前記切替手段は、機械的スイッチであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の半導体パッケージ。
7. 【請求項７】前記機械的スイッチは、タイマーにより物
   理的力が加えられて切り替わることを特徴とする請求項
   ６記載の半導体パッケージ。
8. 【請求項８】外部入出力端子に導通可能な１又は２以上
   の入出力部を備えた半導体チップを複数搭載した半導体
   パッケージにおいて、１つの半導体チップと外部入出力
   端子の導通と、他の半導体チップの入出力部と外部入出
   力端子の導通を切り替える切替手段を有することを特徴
   とする半導体パッケージの端子の共有化方法。
9. 【請求項９】前記切替手段は、電気信号の入力によって
   切り替わるマルチプレクサ回路、アナログスイッチ回路
   又はリレースイッチ回路のいずれかであることを特徴と
   する請求項８記載の半導体パッケージの端子の共有化方
   法。
10. 【請求項１０】前記電気信号は、端子から適宜に入力さ
    れることを特徴とする請求項９記載の半導体パッケージ
    の端子の共有化方法。
11. 【請求項１１】前記電気信号は、通電すると絶対時間を
    カウントするタイマーを設け、該タイマーにより所定時
    間がカウントされると入力されることを特徴とする請求
    項９記載の半導体パッケージの端子の共有化方法。
12. 【請求項１２】予め設けられたセンサで所定の感知をし
    た場合に、前記電気信号が入力されることを特徴とする
    請求項９記載の半導体パッケージの端子の共有化方法。
13. 【請求項１３】前記切替手段は、機械的スイッチである
    ことを特徴とする請求項８記載の半導体パッケージの端
    子の共有化方法。
14. 【請求項１４】前記機械的スイッチは、タイマーにより
    物理的力が加えられて切り替わることを特徴とする請求
    項１３記載の半導体パッケージの端子の共有化方法。