JP2007294089A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】単一パッケージ内の第1の半導体チップの1つの信号出力端子と半導体装置の第1の外部端子とを独立に内部接続し、第2の半導体チップの1つの信号入力端子と前記半導体装置の第2の外部端子とを独立に内部接続し、前記半導体装置の前記第1、及び第2の外部端子が前記半導体装置の外部で接続されることによって、前記信号出力端子と前記信号入力端子との接続が完結される仕様とする。
【選択図】図1
Description
(2)本願発明の第2の目的は、従来個別のチップ対応で構築された高価なテストシステムを効率よく利用可能で、新たなテスト環境を開発するコストと工数を押さえて、製品開発TATを短縮するMCPの実装形態を提案することである。
図1に本願発明の単一の半導体パッケージ10にて構成された半導体ディスク装置100のブロック図を示す。半導体ディスク装置100を構成するメモリチップ20とコントローラチップ30は、半導体パッケージ10内においては内部接続せずに、該半導体パッケージ10が有する外部端子群11〜16(各外部端子群は複数の外部端子により構成されるが、以後まとめて「外部端子」と呼ぶ)に、メモリチップ20とコントローラチップ30の各信号端子(複数の電極パッドを以後まとめて「電極パッド21,22,31〜34」と呼ぶ)をそれぞれ独立に内部接続する。すなわち、コントローラチップ30は、外部ホスト装置よりアドレス/各種アクセス信号を入出力する電極パッド31及びデータ/コマンド信号を入出力する電極パッド32を前記半導体パッケージ10のホスト装置への接続用の外部端子11(ホストインタフェース)と内部接続317,318し、メモリへアドレス/データ/コマンド各信号を出力し、及びメモリからのデータ信号を入力するための電極パッド33を前記半導体パッケージ10の外部端子12(メモリインタフェース)と内部接続し、さらに、メモリへのアクセス制御信号を入出力する電極パッド34を前記半導体パッケージ10のアクセス制御信号用の外部端子13,16と内部接続している。また、メモリチップ20は、コントローラ30からのアドレス/データ/コマンド各信号を入力し、及びコントローラ30へデータ信号を出力するための電極パッド21を前記半導体パッケージ10の外部端子14と内部接続し、コントローラとの間でアクセス制御信号を入出力する電極パッド22を前記半導体パッケージ10のアクセス制御信号用の外部端子15と内部接続している。前記以外のコントローラチップ30、メモリチップ20それぞれが、前記半導体パッケージ10の外部と接続して入出力を行う必要がある信号、電源(Vcc)、グランド(Vss)などは、適宜、コントローラチップ30、メモリチップ20のその他の電極パッドと前記半導体パッケージ10のその他の外部端子とが内部接続される。その際に、グランド(Vss)、電源(Vcc)などの電極パッドが共通の外部端子へ、又は一部の信号が共通の外部端子へ、又は内部接続されることも考えられる。
メモリインタフェースコントロールユニット37によってアクセス制御する例えばフラッシュメモリ20の全体的な構成を図9に示す。
図12に、図6に示した外部端子例とは別案で、半導体装置100の外部で短絡接続をするし易さを考慮した外部端子配列案を示す。図6より変更をした考え方は、コントローラチップ30からの外部端子と、メモリチップ20からの外部端子との外部接続距離を短くするため、外部接続を要する端子を可能な範囲で隣接して配置することである。
図13に本願発明を実施するスタックドCSPの断面図の例を示す。実施の形態1と同様に、例えばコントローラチップ30とメモリチップ20とを1パッケージに納めた例であり、各チップの電極パッドよりワイヤ114によって配線層112の電極部に接続し、該配線層112のランド部117に絶縁性基板111の貫通孔116を通して外部端子115が接続して形成されている。前記配線層112は単層よりは多層となることが多い。
図16に示すようなリードフレームタイプMCM(Multi Chip Module)の実装形態においても本願発明を実施すれば、すなわち各チップを内部接続せずに、独立して外部端子と接続することにより、実施例1において述べた通り、MCM内の各チップのテスト環境を、個別のチップに対して開発したテスト環境と同じものにすることが出来る。図16の(a)は回路基板を用いたモジュールの例、(b)はリードフレームを用いたモジュールの例、(c)は回路基板とリードフレームを用いたモジュールの例であり、161は第1のLSIチップ、162は第2のLSIチップ、163は樹脂、164はワイヤ、165はリードフレーム、166は厚膜抵抗、167はチップコンデンサを示す。
上記した実施の形態1から実施の形態4までに記載した本願発明の技術思想を纏めると、複数チップを1パッケージ化する対象に対して同様に適用できる。
図18には、メモリとしてDRAMを使用して、画像処理等を実行するコントローラと組み合わせたパッケージの例を示す。
図21には、半導体パッケージ10内に収納した複数チップのテストを容易化するため、実施の形態1に開示する半導体ディスク装置100の別解を示す。本実施の形態7の半導体ディスク装置100は、半導体パッケージ10にテストモード切換え外部端子17を設け、外部よりテストモード切換え信号を入力する。半導体パッケージ10内の複数チップ20,30間は内部接続を行い、例えば内部バス311,312との交点、及び内部バス313,314,315との交点に接続切換えセレクタ61,62を設ける。
図23に、前記実施の形態1,7にて説明したMCP型の半導体ディスク装置100の変形例を示す。本実施の形態の半導体ディスク装置100は、コントローラ30が内蔵メモリ20を選択して、活性化させるチップイネーブル信号CE1の信号経路をを、コントローラ30と内蔵メモリ20との間で内部接続する。また、コントローラ30が半導体ディスク装置100の外部に実装された拡張メモリ51,52を選択するチップイネーブル信号CE2、CEnを外部端子19を介して出力する。コントローラ30がメモリをアクセスするために必要なその他の全ての入出力信号は、内部バス316を経由して、内蔵メモリ20に内部接続する。また、前記内部バスは拡張メモリインタフェース41に接続して、マザーボード上の拡張メモリバス301を介して、コントローラ30は拡張メモリ51,52をアクセスすることが可能となる。なお、図23の実施例では、内部バス316を経由してその他の全ての入出力信号が内蔵メモリ20に内部接続しているが、その中の一部の信号を、実施の形態1の図1に示す様に、外部端子へ出して外部接続を経由してコントローラ30と内蔵メモリ20との接続を行うことを適宜取り入れることは考えられる。
図24に、1個のLSI上にコントローラユニット70とメモリユニット80とを盛り込んだ半導体ディスクLSI60の構成例を示す。この様な構成のLSIのテストにおいても、各ユニットのテストを個別に、信頼性良く実施するためには、ユニット間の内部接続をなるべく避けた方が良いと考えられる。そのため、実施の形態1の例と同様に、当該LSIチップを封止した半導体パッケージ10の外部端子12,13,14,15,16と、各ユニット70,80の入出力部73,74,81,82とを独立に接続する半導体ディスクLSI60を構成する。本半導体ディスクLSIをボード上に実装後に、外部端子をボード上で接続して、半導体ディスク装置を構成する。コントローラ70は、外部端子(メモリインタフェース)12、メモリバス301、外部端子14を介してメモリユニット80をアクセスする。
前記第1の半導体チップと、前記第2の半導体チップと、及び前記パッケージの外部端子との間の信号の内部接続部に設けられ、内部接続を切換えるセレクタと、
前記セレクタへテストモード信号を入力するテストモード入力外部端子と、
前記セレクタが前記テストモード信号に従って、前記第1の半導体チップの各入出力端子を前記パッケージの各外部端子と独立に接続して、前記第2の半導体チップの接続を切り離す第1のテストモードと、
前記セレクタが前記テストモード信号に従って、前記第2の半導体チップの各入出力端子を前記パッケージの各外部端子と独立に接続して、前記第1の半導体チップの接続を切り離す第2のテストモードと、
前記セレクタが通常モード信号に従って、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップとを内部接続する通常モードと、
を備えたことを特徴とする半導体装置。
前記第1の半導体チップの各信号電極パッドと前記パッケージの第1の外部端子群の各端子とをそれぞれ1対1に前記パッケージ内で接続し、
前記第2の半導体チップの各信号電極パッドと前記パッケージの第2の外部端子群の各端子とをそれぞれ1対1に前記パッケージ内で接続し、
電源端子、又はグランド端子のいずれかが前記第1の半導体チップ、及び第2の半導体チップに共通接続していることを特徴とする半導体装置。
リードフレームの支持リード部が前記第2の半導体チップの回路形成面に接着固定されて、樹脂封止されたことを特徴とする態様1又は態様4に記載の半導体装置。
ホスト装置に接続するための複数の入出力外部端子を有するホストインタフェースと、
前記ホストインタフェースを介して前記ホスト装置から受信したメモリアクセス要求に従って、前記メモリチップをアクセス制御するコントローラチップと、
前記コントローラチップが前記メモリをアクセスする信号の前記コントローラチップの各入出力端子と独立に接続された第1の複数の外部端子と、
前記メモリチップが前記コントローラよりアクセスされる信号の前記メモリチップの各入出力端子と独立に接続された第2の複数の外部端子とを備え、
前記第1の複数の外部端子と、前記第2の複数の外部端子とがそれぞれ外部接続されることにより前記コントローラにより前記メモリがアクセスされる仕様となっていることを特徴とする半導体装置。
ホスト装置に接続するための複数の入出力外部端子を有するホストインタフェースと、
前記ホストインタフェースを介して前記ホスト装置から受信したメモリアクセス要求に従って、前記メモリチップをアクセス制御するコントローラチップと、
前記コントローラチップが前記メモリをアクセスする信号の前記コントローラチップの各入出力端子と1対1に接続された第1の複数の外部端子と、
前記メモリチップが前記コントローラチップよりアクセスされる信号の前記メモリチップの各入出力端子と1対1に接続された第2の複数の外部端子とを備えた半導体装置をマザーボードに実装して、
前記マザーボード上の配線にて、前記第1の複数の外部端子と、前記第2の複数の外部端子とをそれぞれ接続して構成されることを特徴とする半導体ディスク装置。
前記コントロールユニットの1つの信号出力と前記半導体チップの第1の外部端子とが独立に内部接続され、
前記メモリユニットの1つの信号入力と前記半導体チップの第2の外部端子とが独立に内部接続され、
前記半導体チップの前記第1、及び第2の外部端子が前記半導体チップの外部で接続されることによって、前記コントロールユニットの信号出力と前記メモリユニットの信号入力との接続が完結される仕様を備えたことを特徴とする半導体装置。
前記コントロールユニットの出力信号Aが、前記メモリチップへ入力する経路が、
前記コントロールユニットの出力部と前記半導体チップの第1の外部端子とを結ぶ第1の部分経路と、
前記半導体チップの第2の外部端子と前記メモリチップの入力部とを結ぶ第2の部分経路と、及び
前記半導体チップの第1の外部端子と第2の外部端子とを、前記半導体チップの外部にて短絡接続する第3の部分経路とによって構成されることを特徴とする半導体装置。
ホスト装置に接続するための複数の入出力外部端子を有するホストインタフェースと、
前記ホストインタフェースを介して前記ホスト装置から受信したメモリアクセス要求に従って、前記メモリチップをアクセス制御するコントローラチップと、
前記コントローラチップが外部の拡張メモリをアクセスするための複数の入出力外部端子を有するメモリインタフェースとを含む半導体装置と、
前記半導体装置を実装するマザーボードと、
前記マザーボード上の配線にて、前記半導体装置のメモリインタフェースと接続された拡張メモリとにより構成されることを特徴とする半導体ディスク装置。
Claims (22)
- メモリチップと、
ホスト装置に接続するための複数の入出力外部端子を有する第1のインタフェースと、
前記第1のインタフェースを介して前記ホスト装置から受信したメモリアクセス要求に応答する機能と、
前記メモリアクセス要求に従って、前記メモリチップ固有のアクセスに変換して前記メモリチップをアクセス制御する機能とを備えたコントローラチップとを単一パッケージ内に含み、
前記コントローラチップが前記メモリチップをアクセスするための信号のインタフェースを前記パッケージの第1の複数の外部端子に設け、及び、
前記メモリチップがアクセスされるための信号のインタフェースを前記パッケージの第2の複数の外部端子に設けたことを特徴とする半導体装置。 - 第1の半導体チップが裏面に第1の絶縁性接着層を形成され、表面に配線層及び裏面に前記配線層と電気的に接続された実装用外部端子を形成された絶縁性基板、又は絶縁性フィルムの表面に、前記第1の絶縁性接着層を介して前記第1の半導体チップが搭載され、
第2の半導体チップが裏面に第2の絶縁性接着層を形成され、前記第1の半導体チップの回路形成面上に、前記第2の絶縁性接着層を介して前記第2の半導体チップが搭載され、
前記第1の半導体チップ及び第2の半導体チップの電極パッドと、前記配線層の電極部とがワイヤにより接続され、
前記ワイヤによって接続された各接続部とワイヤが樹脂により封止されて成る半導体装置であって、
前記第1又は第2の半導体チップからの出力信号Aが前記半導体装置の第1の外部端子へ出力され、及び前記半導体装置の第2の外部端子を信号Aの入力端子として、前記第2の外部端子が他方の半導体チップの電極パッドへ接続される構成を備えたことを特徴とする半導体装置。 - 絶縁性接着層を介して相互に接着して積層した、第1の半導体チップ、第2の半導体チップ、及び支持リードと、
前記第1及び第2の半導体チップの外側辺に配置され、インナー部とアウター部からなり、かつ前記第1及び第2の各半導体チップの各電極パッドと前記インナー部とが導電性のワイヤを介して電気的に接続された複数のリードと、
前記第1及び第2の半導体チップ、ワイヤ並びにリードのインナー部を樹脂封止した樹脂封止体とを有する半導体装置であって、
前記第1又は第2の半導体チップからの出力信号Aが前記半導体装置の第1の外部端子へ出力され、及び前記半導体装置の第2の外部端子を信号Aの入力端子として、前記第2の外部端子が他方の半導体チップの電極パッドへ接続される構成を備えたことを特徴とする半導体装置。 - 回路基板又は支持リードの上面若しくは下面に搭載された第1の半導体チップ 及び第2の半導体チップと、
前記第1及び第2の半導体チップの外側辺に配置され、インナー部とアウター部からなり、かつ前記第1及び第2の各半導体チップの各電極パッドと前記インナー部とが導電性のワイヤを介して電気的に接続された複数のリードと、
前記第1及び第2の半導体チップ、ワイヤ並びにリードのインナー部を樹脂封止した樹脂封止体とを有する半導体装置であって、
前記第1又は第2の半導体チップからの出力信号Aが前記半導体装置の第1の外部端子へ出力され、及び前記半導体装置の第2の外部端子を信号Aの入力端子として、前記第2の外部端子が他方の半導体チップの電極パッドへ接続される構成を備えたことを特徴とする半導体装置。 - 単一パッケージ内に第1の半導体チップと、第2の半導体チップとを含む半導体装置において、
前記第1の半導体チップの信号A出力端子と前記半導体装置の第1の外部端子とが前記パッケージ内で他に接続されないで内部接続され、
前記第2の半導体チップの信号A入力端子と前記半導体装置の第2の外部端子とが前記パッケージ内で他に接続されないで内部接続され、
前記半導体装置の前記第1、及び第2の外部端子が前記半導体装置の外部で短絡接続されることによって、前記第1、第2の半導体チップ間の信号Aの接続が完結される仕様を備えたことを特徴とする半導体装置。 - 単一のパッケージに実装された第1の半導体チップと、第2の半導体チップにおいて、
前記第1の半導体チップの出力信号Aが、前記第2の半導体チップへ入力する経路が、
前記第1の半導体チップの出力端子と前記パッケージの第1の外部端子とを結ぶ第1の部分経路と、
前記パッケージの第2の外部端子と前記第2の半導体チップの入力端子とを結ぶ第2の部分経路と、
前記パッケージの第1の外部端子と第2の外部端子とを、前記パッケージの外部にて短絡接続する第3の部分経路とによって構成されることを特徴とする半導体装置。 - 前記第1の半導体チップがコントローラチップであり、及び前記第2の半導体チップがメモリチップであることを特徴とする請求項2乃至請求項6のいずれかの請求項に記載の半導体装置。
- 前記第1の半導体チップは、方形状の半導体基板の回路形成面(表面)に複数の電極パッドが形成され、
前記第2の半導体チップは、前記第1の半導体チップの半導体基板よりも大きい寸法の方形状の半導体基板の回路形成面に複数の電極パッドが形成され、
前記第1及び第2の半導体チップの外側辺に配置され、インナー部とアウター部からなり、かつ前記第1及び第2の各半導体チップの各電極パッドと前記インナー部とが導電性のワイヤを介して電気的に接続された複数のリードと、
前記第2の半導体チップを支持する支持リードと、
前記第1及び第2の半導体チップ、ワイヤ並びにリードのインナー部を樹脂封止した樹脂封止体とを有することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の半導体装置。 - 前記第1の半導体チップは前記第2の半導体チップの上に載置され、かつ前記第1の半導体チップの回路形成面と反対側の面(裏面)と第2の半導体チップの回路形成面が接着固定され、
前記支持リードは、前記第2の半導体チップの回路形成面に接着固定されてなることを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。 - 前記第1の半導体チップの厚さよりも、前記第2の半導体チップの厚さの方を厚くすることを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の半導体装置。
- 前記第1の半導体チップが裏面に第1の絶縁性接着層を形成され、表面に配線層及び裏面に貫通孔を通して前記配線層と電気的に接続された実装用外部端子を有する絶縁性基板に、前記第1の絶縁性接着層を介して前記第1の半導体チップが搭載され、
前記第2の半導体チップが裏面に第2の絶縁性接着層を形成され、
前記第1の半導体チップの回路形成面上に、前記第2の絶縁性接着層を介して前記第2の半導体チップが搭載され、
前記第1の半導体チップ及び前記第2の半導体チップの電極パッドと、前記配線層の電極部とがワイヤにより接続され、
前記第1の半導体チップ、前記第2の半導体チップ及び前記ワイヤが樹脂封止されていることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の半導体装置。 - 回路基板又は支持リードの上面若しくは下面に、前記第1の半導体チップ及び前記第2の半導体チップが搭載され、
前記第1及び第2の半導体チップの外側辺に配置され、インナー部とアウター部からなり、かつ前記第1及び第2の各半導体チップの各電極パッドと前記インナー部とが導電性のワイヤを介して電気的に接続された複数のリードと、
前記第1及び第2の半導体チップ、回路基板又は支持リード、ワイヤ、並びにリードのインナー部を樹脂封止した樹脂封止体とを有することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の半導体装置。 - 前記第2の半導体チップの回路形成面に形成された複数の電極パッドが1列配置であることを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の半導体装置。
- 前記第2の半導体チップがメモリチップであり、
ホスト装置に接続するための第1の複数の入出力外部端子を有するインタフェースと、
前記第1の半導体チップが、前記インタフェースを介して前記ホスト装置から受信したメモリアクセス要求に従って、前記メモリチップをアクセス制御するコントローラチップであり、
前記コントローラチップが前記メモリチップをアクセスするために使われる信号の前記コントローラチップの各入出力端子とそれぞれ独立に内部接続された第2の複数の外部端子と、
前記メモリチップが前記コントローラチップよりアクセスされるために使われる信号の前記メモリチップの各入出力端子とそれぞれ独立に内部接続された第3の複数の外部端子とを備え、
前記第2の複数の外部端子と、前記第3の複数の外部端子とがそれぞれボード上において短絡接続されることにより前記コントローラチップにより前記メモリチップがアクセスされる仕様となっていることを特徴とする請求項5、請求項6、請求項8乃至請求項13のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記コントローラチップが、前記半導体装置の外部に接続される拡張メモリをアクセス制御するためのアクセス制御信号を入出力する第3の複数の外部端子をさらに備えたことを特徴とする請求項14に記載の半導体装置。
- 前記コントローラチップが前記メモリチップのアクセス制御を行う際に実行するプログラムを、あらかじめ前記メモリチップに記憶しておくことを特徴とする請求項14又は請求項15に記載の半導体装置。
- 前記コントローラチップと前記メモリチップのそれぞれのアドレス、データ、及びアクセス制御信号の各入出力用電極パッドにそれぞれ1対1に接続された前記外部端子において、前記コントローラチップに接続された外部端子と、前記メモリチップに接続された外部端子との少なくとも1組の接続対象の外部端子同士を隣接した配置とすることを特徴とする請求項14に記載の半導体装置。
- 前記第1の半導体チップがDRAMチップであり、及び前記第2の半導体チップがフラッシュメモリであることを特徴とする請求項5、請求項6、又は請求項8乃至請求項13のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記第1の半導体チップ、及び前記第2の半導体チップの各信号電極パッドと、前記パッケージの外部端子とをそれぞれ1対1で前記パッケージ内で接続し、
前記第1又は第2の半導体チップのいずれか一方の半導体チップからの出力信号Aを出力する前記パッケージの第1の外部端子と、前記信号Aを入力して他方の半導体チップの電極パッドへ接続される前記パッケージの第2の外部端子との配置を、前記パッケージ内で隣接する位置としたことを特徴とする請求項2乃至請求項6、又は請求項8乃至請求項13のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記第1、及び第2の外部端子が、前記絶縁性基板、又は前記絶縁性フィルムの中央部に近い位置に配置された隣接する外部端子同士であることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- メモリチップと、
パッケージ外に接続するための複数の入出力外部端子を有する第1のインタフェースと、
前記第1のインタフェースを介して前記パッケージ外から受信したメモリアクセス要求に応答する機能と、及び前記メモリアクセス要求に従って、前記メモリチップ固有のアクセスに変換して前記メモリチップをアクセス制御する機能とを備えたコントローラチップとを単一パッケージ内に含み、
前記コントローラチップが前記メモリチップをアクセスするための信号のインタフェースを前記パッケージの複数の第1の外部端子に設け、及び前記メモリチップがアクセスされるための信号のインタフェースを前記パッケージの複数の第2の外部端子に設け、
前記メモリチップは、前記コントローラから前記第1および第2の外部端子を介することでアクセスされる半導体装置。 - 前記パッケージは、前記メモリチップと前記コントローラの両方に電源電圧を与える第3の外部端子と、前記メモリチップと前記コントローラの両方にグランド電圧を与える第4の外部端子と、を有する請求項21に記載の半導体装置。
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