JP2010010288A - Stacked semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層型半導体装置に係り、特に複数の半導体パッケージが積層・接合された構造、いわゆるパッケージ・オン・パッケージ(Package on Package:PoP)構造を有する半導体装置に関する。 The present invention relates to a stacked semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a structure in which a plurality of semiconductor packages are stacked and bonded, that is, a so-called package on package (PoP) structure.
半導体装置に対する高機能化、小型化等の要請に応えうる技術として、複数の半導体チップを1つのパッケージ内に収容したシステム・イン・パッケージ(System in Package:SiP)技術が知られている。また、最近では、半導体チップを内蔵したパッケージが複数個積層されたパッケージ・オン・パッケージ(PoP)技術が開発されている。PoPは、SiPに比べて、種々のパッケージ部品を組み合わせることにより、種々の仕様の半導体装置を柔軟かつ容易に構成することができる。 A system in package (SiP) technology in which a plurality of semiconductor chips are accommodated in one package is known as a technology that can meet demands for higher functionality and downsizing of semiconductor devices. Recently, a package-on-package (PoP) technology in which a plurality of packages incorporating semiconductor chips are stacked has been developed. As compared with SiP, PoP can flexibly and easily configure semiconductor devices with various specifications by combining various package parts.
一般に、半導体装置には検査用の端子または電極が設けられる場合があり、当該端子等を利用して出荷前や実装前の検査、不良解析等が行われる。SiP型やPoP型の半導体装置の高機能を十分に発揮させるために、上記の検査、解析等を行うことは好ましい。 In general, a semiconductor device may be provided with a terminal or an electrode for inspection, and the terminal or the like is used to perform inspection before shipment or mounting, failure analysis, or the like. In order to sufficiently exhibit the high functions of the SiP type or PoP type semiconductor device, it is preferable to perform the above inspection, analysis, and the like.
なお、SiP型およびPoP型の半導体装置ではないが、検査のための構造を有した半導体装置が特許文献1,2に開示されている。
Although not SiP type and PoP type semiconductor devices,
特許文献1は、テスト用端子にも利用可能な追加電極を有したボール・グリッド・アレイ(Ball Grid Array:BGA)パッケージを開示している。具体的には、BGAを成すボール電極はパッケージの外周から一定領域(ボール配置禁止エリア)をおいた内側のボール配置エリアに格子状に配置され、追加電極は上記ボール配置禁止エリアに配置されている。追加電極はパッケージ基板の素子搭載面の裏面に露出している。
特許文献2は、BGAパッケージに内蔵されたメモリ素子を当該パッケージがモジュール基板(実装基板)に実装された状態で検査するためのモジュール構造を開示している。具体的には、BGAパッケージの外部電極リードを成すソルダーボール(ボール電極)は、BGAモジュールにおいてソルダーボール整列群の外側へ引き出されたパッケージ用テスト信号ラインと、接続部と、モジュール基板上に設けられた基板用テスト信号ラインとを介して、モジュール基板上のプローブパッドに接続されている。上記接続部は、上記各信号ラインに連結されたパッドと、当該両パッド間を接続する接続部材(ソルダーボールのようにボール形に製作することが望ましい)とで構成されている。
半導体装置の検査・解析においては、パッケージ外部へ出力される信号(出力信号)のみならず、パッケージ内部で使用される信号(内部信号)もモニタするのが有用である。このためには内部信号をパッケージ外部へ引き出す必要があるが、信号引き出しのための配線はオープン・スタブとして作用して信号品質を低下させてしまうことがある。 In inspection / analysis of a semiconductor device, it is useful to monitor not only a signal (output signal) output to the outside of the package but also a signal (internal signal) used inside the package. For this purpose, it is necessary to draw an internal signal to the outside of the package. However, the wiring for drawing out the signal may act as an open stub and degrade the signal quality.
また、SiP型やPoP型の半導体装置は多数の端子、配線等を有するが、これらの配置形態が原因となって信号品質を低下させてしまうこともある。 In addition, SiP type and PoP type semiconductor devices have a large number of terminals, wirings, and the like, but their arrangement may cause a reduction in signal quality.
また、検査・解析等の理由から、内部回路の一部のみに選択的に電源を供給するための構成や、半導体装置の外部で別個に生成した信号を内部回路へ入力するための構成が採用される場合があるが、これらの構成が信号品質の低下を招くこともある。 In addition, for inspection and analysis, a configuration for selectively supplying power to only a part of the internal circuit and a configuration for inputting signals generated separately outside the semiconductor device to the internal circuit are adopted. In some cases, these configurations may cause a decrease in signal quality.
このように種々の要因で信号品質の低下が生じうる。 As described above, the signal quality may be deteriorated due to various factors.
上記のようにPoP構造は種々の仕様に対して柔軟かつ容易に対応可能であるので、今後、需要増大が予想される。このため、PoP構造に対する信号品質向上の要請はますます強くなると考えられる。 As described above, the PoP structure can flexibly and easily cope with various specifications, so that an increase in demand is expected in the future. For this reason, it is thought that the request | requirement of the signal quality improvement with respect to a PoP structure will become increasingly strong.
本発明は、複数の半導体パッケージが積層された積層型半導体装置(いわゆるPoP型の半導体装置)について信号品質を向上可能な半導体装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving the signal quality of a stacked semiconductor device (so-called PoP type semiconductor device) in which a plurality of semiconductor packages are stacked.
本発明に係る一実施の形態では、積層型半導体装置は上側半導体パッケージと下側半導体パッケージとを含んでいる。下側半導体パッケージの半導体集積回路に接続された信号線は、下側半導体パッケージの配線基板上面の上面電極を介して上側半導体パッケージに接続されているとともに、上面電極から配線基板下面のランドへ引き出されている。上面電極とランドとは配線基板の周縁領域において近接配置されている。 In one embodiment according to the present invention, the stacked semiconductor device includes an upper semiconductor package and a lower semiconductor package. The signal line connected to the semiconductor integrated circuit of the lower semiconductor package is connected to the upper semiconductor package via the upper surface electrode on the upper surface of the wiring substrate of the lower semiconductor package, and is drawn from the upper surface electrode to the land on the lower surface of the wiring substrate. It is. The upper surface electrode and the land are arranged close to each other in the peripheral region of the wiring board.
また、本発明に係る他の一の実施の形態では、半導体集積回路は複数のインターフェース部を有し、各インターフェース部は半導体チップのチップ角部に設けられている。各インターフェース部に接続される上面電極は、配線基板の輪郭を成す辺のうちで当該インターフェース部に近接する2辺に沿って配置されている。 In another embodiment of the present invention, the semiconductor integrated circuit has a plurality of interface units, and each interface unit is provided at a chip corner of the semiconductor chip. The upper surface electrode connected to each interface unit is arranged along two sides adjacent to the interface unit among the sides forming the outline of the wiring board.
上記一実施の形態によれば、下側半導体パッケージと上側半導体パッケージとの間で伝送される信号(内部信号)が基板下面のランドへ引き出される。当該ランドを利用することにより、内部信号の検査等を行うことが可能である。このとき、上面電極とランドとは基板周縁側において近接配置されているので、ランドが基板中央側すなわち端子配列の内部側(内周側)に配置された構成に比べて、信号引き出し線を短くすることが可能である。このため、信号引き出し線による信号の反射を抑制して、信号品質を向上させることができる。 According to the embodiment, a signal (internal signal) transmitted between the lower semiconductor package and the upper semiconductor package is drawn to the land on the lower surface of the substrate. By using the land, it is possible to inspect an internal signal. At this time, since the upper surface electrode and the land are disposed close to each other on the peripheral edge side of the substrate, the signal lead-out line is shortened as compared with the configuration in which the land is disposed on the central side of the substrate, that is, the inner side (inner peripheral side) of the terminal array. Is possible. For this reason, it is possible to improve signal quality by suppressing signal reflection by the signal lead-out line.
また、上記一実施の形態によれば、上側半導体パッケージと信号引き出し線とが上面電極において信号線に接続されている。このため、信号引き出し線を上面電極から離れた位置で信号線に接続した構成に比べて、信号反射の原因となりうる電気的接続箇所を減らすことができる。これにより、信号品質の向上を図ることができる。 Further, according to the embodiment, the upper semiconductor package and the signal lead line are connected to the signal line at the upper surface electrode. For this reason, compared with the configuration in which the signal lead-out line is connected to the signal line at a position away from the upper surface electrode, the number of electrical connection points that can cause signal reflection can be reduced. Thereby, the signal quality can be improved.
上記他の一の実施の形態によれば、インターフェース部と上面電極とを接続する配線について半導体集積回路を迂回した配置を無くすことが可能である。このため、配線の短縮化によって信号品質を向上させることができる。 According to another embodiment described above, it is possible to eliminate the arrangement that bypasses the semiconductor integrated circuit for the wiring connecting the interface unit and the upper surface electrode. For this reason, signal quality can be improved by shortening wiring.
図1に本発明の実施の形態に係る積層型半導体装置50の構造を概説する断面図を例示する。なお、図1には説明のために、積層型半導体装置50が実装される基板(またはマザーボード)56を一点鎖線で併記している。
FIG. 1 illustrates a cross-sectional view outlining the structure of a
積層型半導体装置50は、図1の例では2つの半導体装置(または半導体パッケージ)52,54が積層された構造を有しており、いわゆるパッケージ・オン・パッケージ(PoP)構造をしている。以下では説明を分かりやすくするために、実装基板56に近い側の半導体パッケージ54を下側パッケージ54と呼び、当該下側パッケージ54上に積層されており実装基板56から遠い側の半導体パッケージ52を上側パッケージ52と呼ぶことにする。
In the example of FIG. 1, the
なお、本明細書で用いる「上側」という表現は、積層型半導体装置50において実装基板56に実装される側を「下側」と呼ぶ場合に相対的に規定されるものである。すなわち本明細書での「上側」および「下側」という表現は、重力方向等を基準にして定められる絶対的な位置関係を意図するものではない。この点は、後出する「上面」および「下面」等の表現についても同様である。
The expression “upper side” used in this specification is relatively defined when the side mounted on the
上側パッケージ52は、図1の例では、配線基板60と、上側半導体集積回路90と、ボンディングワイヤ98と、封止樹脂100と、端子(または電極)110とを含んでいる。
In the example of FIG. 1, the
配線基板60は、所定の配線構造を有した多層配線基板である。上側半導体集積回路90は、配線基板60の一方の主面62(以下、基板上面62とも呼ぶ)の中央部に実装されている。ここでは上側半導体集積回路90が2つの半導体チップ92a,92bで構成され、両チップ92a,92bが基板上面62上に積層されている。
The
なお、例えば、2つの半導体チップ92a,92bは、積層されずに、それぞれが基板上面62上に配置されていてもよい。また、例えば2つの半導体チップ92a,92bの構造を1チップに集積した半導体チップを用いることも可能である。
For example, the two
ボンディングワイヤ98はそれぞれ半導体チップ92a,92bの所定の端子と配線基板60の所定の配線とを接続している。図1に示した断面位置では、半導体チップ92bに接続されたボンディングワイヤ98は図示されていないが例えば図面に垂直な断面において延在している。なお、配線基板60上に直接配置される半導体チップ92aは、フリップチップ(Flip chip:FC)接続技術によって配線基板60の所定配線に接続してもよい。
The
封止樹脂100は、半導体集積回路90の半導体チップ92a,92bとボンディングワイヤ98とを覆って、基板上面62上に配置されている。
The
端子110は、上側パッケージ52における外部接続端子を構成するものであり、配線基板60の他方の主面64、すなわち上記主面62と表裏の関係を成す主面64(以下、基板下面64とも呼ぶ)に設けられている。端子110はそれぞれ、配線基板60の所定の配線に接続されており、当該配線等を介して半導体集積回路90に接続されている。ここでは、端子110はそれぞれ半田ボールによるボール電極(バンプ電極とも呼ばれる)で構成されている。
The
下側パッケージ54は、図1の例では、配線基板120と、下側半導体集積回路180とを含んでいる。
In the example of FIG. 1, the
配線基板120は、所定の配線構造を有した多層配線基板である。下側半導体集積回路180は、配線基板120の一方の主面122(以下、基板上面122とも呼ぶ)の中央部に実装されている。なお、基板上面122は配線基板120において上側パッケージ52に対向する面である。
The
ここでは下側半導体集積回路180が1つの半導体チップ182で構成され、当該チップ182が金バンプ188を介して配線基板120の配線とフリップチップ接続されている場合を例示するが、ワイヤボンディング技術を利用することも可能である。図1の例では、半導体チップ182と配線基板120との間に絶縁樹脂等からなるアンダーフィル189が充填されている。なお、半導体チップ182全体を不図示のモールド樹脂で覆ってもよい。
In this example, the lower semiconductor integrated
配線基板120は、端子190と、ランド200とを有している。
The
端子190は、下側パッケージ54における外部接続端子を構成するものであり、また積層型半導体装置50における外部接続端子を構成するものである。配線基板120の他方の主面124、すなわち上記主面122と表裏の関係を成す主面124(以下、基板下面124とも呼ぶ)に設けられている。端子190はそれぞれ配線基板120の所定の配線に接続されており、当該配線を介して半導体集積回路180等に接続されている。ここでは端子190はそれぞれ半田ボールによるボール電極で構成されている。
The terminal 190 constitutes an external connection terminal in the
ランド200は、配線基板120内のランドのうちで基板下面124の開口部に設けられたランドである。ランド200はそれぞれ配線基板120の所定の配線に接続されている。ランド200は端子(ボール電極)190に比べて配線基板120の内部側に退いた位置に在り、このためボール電極190が実装基板56に接触した状態(実装された状態)であってもランド200は実装基板56に接触しない。
The
ここで、図2に積層型半導体装置50の拡大断面図を例示し、配線基板60,120の構造の一例を説明する。なお、図2では封止樹脂100の図示を省略している。
Here, FIG. 2 illustrates an enlarged cross-sectional view of the stacked
図2に例示した配線基板60では、絶縁層70の一方の主面72(または上面72)上に配線層LL1と絶縁層82とがこの順序で積層されており、絶縁層70の他方の主面74(または下面74)上に配線層LL2と絶縁層86とがこの順序で積層されている。配線層LL1,LL2は例えば銅等で構成され、絶縁層70は例えばガラスエポキシ樹脂等で構成され、絶縁層82,86は例えばポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂等で構成されている。なお、絶縁層70は、他の層LL1,82,LL2,86よりも厚く、コア材と呼ばれる場合がある。なお、絶縁層82,86はソルダーレジストである。
In the
配線層LL1,LL2はそれぞれ所定の導電パターンで形成されており、当該導電パターンにより信号線、電源線等が構成される。図2に例示した部分では配線層LL1は配線80を有し、配線層LL2は配線84を有しており、両配線80,84は、絶縁層70の両主面72,74間を貫通するスルーホール(またはビアホール)76を介して電気的に接続されている。
The wiring layers LL1 and LL2 are each formed with a predetermined conductive pattern, and a signal line, a power supply line, and the like are configured by the conductive pattern. In the portion illustrated in FIG. 2, the wiring layer LL1 has a
配線層LL2はボール電極110が接続されるランドを有しており、当該ランド上において絶縁層86は開口している。また、図2には図示されていないが、配線層LL1はワイヤボンディング実装用のランドを有しており、当該ランド上において絶縁層82は開口している。
The wiring layer LL2 has a land to which the
図2に例示した配線基板120では、絶縁層130の一方の主面132(または上面132)上に、配線層L3と、絶縁層142と、配線層L2と、絶縁層148と、配線層L1と、絶縁層156とがこの順序で積層されている。また、絶縁層130の他方の主面134(または下面134)上に、配線層L4と、絶縁層162と、配線層L5と、絶縁層168と、配線層L6と、絶縁層176とがこの順序で積層されている。
In the
配線層L1〜L6は例えば銅等で構成され、絶縁層130は例えばガラスエポキシ樹脂等で構成され、絶縁層142,148,156,162,168,176は例えばポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂等で構成されている。なお、絶縁層130は、他の層L1〜L6,142,148,156,162,168,176よりも厚く、コア材と呼ばれる場合がある。また、絶縁層130と配線層L3,L4とを合わせてコア層と呼び、絶縁層142,148と配線層L2,L1とを基板上面側のビルドアップ層と呼び、絶縁層162,168と配線層L5,L6とを基板下面側のビルドアップ層と呼ぶ場合がある。なお、絶縁層156,176はソルダーレジストである。
The wiring layers L1 to L6 are made of, for example, copper, the insulating layer 130 is made of, for example, glass epoxy resin, and the insulating
なお、例えば、配線層L1は信号線やランドの形成に利用され、配線層L2は信号線の形成に利用され、配線層L3はグランド(GND)プレーンの形成に利用され、配線層L4は電源プレーンの形成に利用され、配線層L5は信号線や電源プレーンの形成に利用され、配線層L6は端子190やランド200や電源プレーンの形成に利用される。
For example, the wiring layer L1 is used for forming signal lines and lands, the wiring layer L2 is used for forming signal lines, the wiring layer L3 is used for forming a ground (GND) plane, and the wiring layer L4 is a power source. The wiring layer L5 is used for forming signal lines and power planes, and the wiring layer L6 is used for forming
配線層L1〜L6はそれぞれ所定の導電パターンを有しており、図2に例示した部分では配線層L1〜L6は配線152,146,140,160,166,172をそれぞれ含んでいる。
Each of the wiring layers L1 to L6 has a predetermined conductive pattern. In the portion illustrated in FIG. 2, the wiring layers L1 to L6 include
配線層L1の配線152は絶縁層148に設けられたスルーホール150を介して配線層L2の配線146に(より具体的には当該配線146のランド部分に)接続されており、配線層L2の配線146は絶縁層142のスルーホール144を介して配線層L3の配線140に接続されている。また、配線層L3,L4の配線140,160はその間の絶縁層130のスルーホール136を介して接続されている。また、配線層L6の配線172は絶縁層168のスルーホール170を介して配線層L5の配線166に接続されており、配線層L5の配線166は絶縁層162のスルーホール164を介して配線層L4の配線160に接続されている。これにより、図2に例示した部分では、配線層L1の配線152と配線層L6の配線172とが電気的に接続されている。
The
配線層L1は、図2には図示されていないが、半導体チップ182(図1参照)のフリップチップ実装用のランドを有しており、当該ランド上において絶縁層156は開口している。当該ランドは例えば配線層L1の配線152に接続される。
Although the wiring layer L1 is not shown in FIG. 2, the wiring layer L1 has a land for flip chip mounting of the semiconductor chip 182 (see FIG. 1), and the insulating
また、図2の例において、配線層L1は配線152の端部に接続されたランド154を有しており、これによりランド154が配線152と上記のフリップチップ実装用ランドと金バンプ188とを介して半導体集積回路180(図1参照)に電気的に接続される。なお、ランド154と上記フリップチップ実装用ランドとの電気的接続を例えば配線層L2の配線等を経由して行うことも可能である。
In the example of FIG. 2, the wiring layer L1 has
ランド154上では絶縁層156が開口しており、当該開口部を介してランド154に上側パッケージ52のボール電極110が接続される(接合される)。すなわち、ランド154はパッド電極(またはランド電極)を構成している。なお、ランド154は基板上面122(図1参照)側に設けられているので、以下、ランド154を上面電極154とも呼ぶことにする。
An insulating
配線層L6はランド174を有しており、当該ランド174上において絶縁層176は開口している。ランド174には、ボール電極190が接合されたものと、ボール電極190が設けられずに上記のランド200を構成するものとがある。ボール電極を有さないランド200は、図2に示すように、配線172の端部に接続されており、これにより配線層L6〜L1の配線172,166,160,140,146,152を介して上面電極154に電気的に接続されている。
The wiring layer L6 includes a
なお、配線基板60,120の配線層の数は上記例示に限定されるものではない。
Note that the number of wiring layers of the
ここで、図3に下側パッケージ54を基板上面122の側から見た模式的な平面図を例示する。ここでは配線基板120および半導体チップ182がともに平面視上、略正方形の場合を例示するが、かかる形状に限定されるものではない。
Here, FIG. 3 illustrates a schematic plan view of the
図3の例示では、半導体チップ182は、基板上面122の中央部に配置されており、半導体チップ182の輪郭を成す辺(以下、チップ辺と呼ぶ)184を配線基板120の輪郭を成す辺(以下、基板辺と呼ぶ)126に略平行にした状態で配置されている。
In the illustration of FIG. 3, the
また、基板上面122上において複数の上面電極154が、半導体集積回路180の外側に、より具体的には配線基板120の周縁領域に配置され、2列を成して半導体集積回路180の全周回を囲んでいる。また、当該2列の各列は基板辺126に沿って延在している。換言すれば、これらの上面電極154は、半導体集積回路180のために中央部を中空にしたランド・グリッド・アレイ(Land Grid Array:LGA)態様で配置されている。なお、上面電極154の配列は上記の2列に限定されるものではない。
A plurality of
ここで、上面電極154は上記のように上側パッケージ52(図1参照)の端子110と接続されるので、図3における上面電極154の配置は、上側パッケージ52を配線基板60の基板上面62(図1参照)の側から見た(透視した)場合の端子110の配置態様として把握することも可能である。
Here, since the
なお、4つの基板辺126を区別する場合には符号126a,126b,126c,126dを用い、これらの基板辺126a,126b,126c,126dは図3等の上面図において反時計回りにこの順序で連続している(隣接している)とする。同様に、4つのチップ辺184を区別する場合には符号184a,184b,184c,184dを用いる。このとき、チップ辺184a,184b,184c,184dは基板辺126a,126b,126c,126dにそれぞれ近接しているものとする。
In order to distinguish the four
このとき、連続した基板辺126a,126bの交差点として配線基板120の頂点(以下、基板頂点と呼ぶ)128abが構成され、同様に、基板辺126b,126cの交差によって基板頂点128bcが構成され、基板辺126c,126dによって基板頂点128cdが構成され、基板辺126d,126aによって基板頂点128daが構成されている。なお、各基板頂点128ab,128bc,128cd,128daを区別しない場合は符号128を用いることにする。
At this time, a vertex (hereinafter referred to as a substrate vertex) 128ab of the
同様に、チップ辺184a,184bの交差によって半導体チップ182の頂点(以下、チップ頂点と呼ぶ)186abが構成され、チップ辺184b,184cによってチップ頂点186bcが構成され、チップ辺184c,184dによってチップ頂点186cdが構成され、チップ辺184d,184aによってチップ頂点186daが構成されている。なお、各チップ頂点186ab,186bc,186cd,186daを区別しない場合は符号186を用いることにする。
Similarly, a vertex (hereinafter referred to as a chip vertex) 186ab of the
図4に、配線基板120の基板下面124側の構成を基板上面122の側から透視した模式的な平面図を示す。なお、図4では、説明を分かりやすくするために、ボール電極190を白抜きの円形で示し、ランド200を黒塗りの円形で示し、また、半導体チップ182を一点鎖線で併記している。
FIG. 4 shows a schematic plan view of the configuration of the
図4の例では、複数のボール電極190が、直交する2本の基板辺126それぞれに平行を成したボール・グリッド・アレイ(BGA)態様で配置されており、ボール・グリッド・アレイの中央部は中空になっている。ボール電極190が配置されていない中空領域は半導体チップ182の中央部に対応し、ボール電極190(またはボール電極190の群)の配置範囲は各チップ辺184(図3参照)の位置を跨いで半導体チップ182の内側および外側に広がっている。すなわち、これら複数のボール電極190の配置範囲は半導体チップ182の外形寸法よりも広い。ボール電極190の配列は各基板辺126付近まで広がっている。
In the example of FIG. 4, a plurality of
ボール電極190の配列の最外周よりも外側に、より具体的には配線基板120の周縁領域に、ランド200が配置されている。図4の例では、1列のランド200が、基板辺126に沿って、ボール電極190群の全周回を囲んでいる。なお、各ランド200はボール電極190によるBGA配列の延長上に整列しており、このためボール電極190によるBGA配列をランド200によるLGA配列が囲んだグリッド・アレイ(格子点状配列)になっている。
配線基板120の下面124に設けられたボール電極190およびランド200の総数(725個)は、上面電極(ランド)154の数、すなわち上側半導体パッケージ52のボール電極110の数(160個)より多い。また、複数のボール電極190の配列ピッチ(基板辺126に沿った縦方向および横方向にそれぞれ隣接する2つのボール電極190の中心どうしの間隔)は、上側半導体パッケージ52の複数のボール電極110の配列ピッチよりも小さい。例えばボール電極190のピッチは約0.5mm、ボール電極110のピッチは約0.65mmである。
The total number (725) of
ランド200は、図1〜図4から分かるように、配線基板120の厚さ方向において上面電極154と近接している。図示の例では、ランド200の配列領域と上面電極154の配列領域(ここでは2列分の配列領域)とが基板厚さ方向において対向することによって、上記の近接配置が実現されている。
As can be seen from FIGS. 1 to 4, the
ここで、本実施の形態では、上側パッケージ52の半導体チップ92a,92bとしてメモリチップ、より具体的にはMobile DDR−SDRAM(Double Data Rate−Synchronous Dynamic Random Access Memory)を例示する。なお、DDR−SDRAMの国際標準として例えばJEDEC標準(JEDEC STANDARD)が知られており、これによれば端子配列、端子機能、動作モード等についての規格が標準化されている。
Here, in the present embodiment, a memory chip, more specifically, a mobile DDR-SDRAM (Double Data Rate-Synchronous Dynamic Random Access Memory) is exemplified as the
また、下側パッケージ54の半導体チップ182、すなわち半導体集積回路180として、上記2つのDDR−SDRAMを制御する機能を有したロジックチップ(換言すればマイクロコンピュータ)を例示する。当該マイクロコンピュータは例えばSOC(System On Chip)として構成可能である。
Further, as the
なお、以下の説明では、半導体チップ92a,92bをSDRAM92a,92bとも呼び、半導体チップ182(換言すれば半導体装置180)をSOC182とも呼ぶことにする。
In the following description, the
図5に、かかる例示における積層型半導体装置50を概説するブロック図を示す。図5に例示するように、SOC182は、コア回路部300と、当該コア回路部300に接続されたインターフェース(I/F)部305およびメモリI/F部310a,310bとを含んでいる。また、SDRAM92aは、I/F部380と、当該I/F部380に接続されたメモリセル部(制御部を有する)390とを含んでいる。
FIG. 5 is a block diagram outlining the
SOC182のコア回路部300は、例えば、中央演算処理装置(CPU)、当該中央処理装置が実行するプログラムを格納し作業領域を提供するメモリ、メモリI/F部310a,310bを制御するメモリ・コントローラ等を有しており、これにより種々の演算、処理、制御等を行う。ここでは2つのメモリI/F部310a,310bに対して1つのコア回路部300が設けられた構成を例示するが、各I/F部310a,310bごとにコア回路部300を設けることも可能である。I/F部305は、コア回路部300が外部デバイスとの間でデータ等の信号の送受信を行うI/Fであり、コア回路部300と端子190とに接続されている。
The core circuit unit 300 of the
SOC182のメモリI/F部310aは、配線350を介してSDRAM92aのI/F部380に接続されている。SOC182とSDRAM92aを接続している配線350は、その途中で分岐しており、分岐した配線358は端子190またはランド200に接続されている。
The memory I /
ここでは、配線350,358は信号伝達用の配線すなわち信号線とし、信号線350から端子190またはランド200へ引き出された信号線358を信号引き出し線と呼ぶことにする。また、信号線350において、SOC182から信号線350,358の接続点(または分岐点)354までの部分を信号線352と呼び、接続点354からSDRAM92aまでの部分を信号線356と呼ぶことにする。
Here, the
このとき、図5に加えて図1および図2も参照すると、信号線352は金バンプ188と配線基板120の配線152とを含んで構成される経路(配線経路、導電経路)が対応し、信号線356はボール電極110と配線基板60の配線80,84とボンディングワイヤ98とを含んで構成される経路に対応し、信号引き出し線358は配線基板120の配線152,146,140,160,166,172によって構成される経路に対応する。また、配線接続点354は配線基板120の上面電極154が対応する。
At this time, referring to FIG. 1 and FIG. 2 in addition to FIG. 5, the
他方、もう一つのSDRAM92bは、図5では図示を省略しているが、SDRAM92aと同様の構成を有している。また、SDRAM92bは、SDRAM92aについての上記形態と同様に、SOC182のI/F部310bに接続されているとともに、端子190またはランド200に接続されている。
On the other hand, the
また、図5に例示するように、半導体装置50には、低電位側電源電圧としてのグランド電圧VSSと、高電位側電源電圧としての電源電圧VCCQa,VCCQb,VCCMa,VCCMb,VCC,VCCQcとがそれぞれ端子190を介して供給される。なお、電圧VCCQa,VCCQb,VCCMa,VCCMb,VCC,VCCQcは、それぞれ電圧供給先回路のいわゆるVDD電圧に対応し、半導体装置50内ではそれぞれ電気的に分離された配線で供給される。
Further, as illustrated in FIG. 5, the
具体的には、SOC182とSDRAM92a,92bにはグランド線を成す配線を介してグランド電圧VSSが供給される。
Specifically, the ground voltage VSS is supplied to the
また、SOC182において、I/F部310aには電源線を成す配線を介して電源電圧VCCQaが供給され、同様に、I/F部310bには電源電圧VCCQbが供給され、コア回路部300には電源電圧VCCが供給され、I/F部305には電源電圧VCCQcが供給される。
In the
また、SDRAM92aにおいて、I/F部380およびメモリセル部390に電源電圧VCCMaが供給される。なお、I/F部380とメモリセル部390との電源線はパッケージ内部において、例えば配線基板60において接続されており、当該共通化された電源線にパッケージ外部から電源電圧VCCMaが印加される。同様に、SDRAM92bには電源電圧VCCMbが供給される。
In
この電源供給構成によれば、上記のように電源電圧VCCQa,VCCQb,VCCMa,VCCMb,VCC,VCCQc用にそれぞれ端子190が設けられているので、SOC182のコア回路部300およびI/F部305,310a,310bならびにSDRAM92a,92bのI/F部380にそれぞれ独立に電源電圧を供給可能である。
According to this power supply configuration, since the
なお、電圧VCCQa,VCCQb,VCCMa,VCCMbの電圧値は同じ(例えば1.8V)であり、電圧VCCの電圧値は電圧VCCQa,VCCQb,VCCMa,VCCMbよりも低く(例えば1.0V〜1.2V)、電圧VCCQcの電圧値は電圧VCCおよび/または電圧VCCQa,VCCQb,VCCMa,VCCMbとは異なる(高い場合、低い場合のいずれの場合もある)。 Note that the voltages VCCQa, VCCQb, VCCMA, and VCCMb are the same (for example, 1.8V), and the voltage value of the voltage VCC is lower than the voltages VCCQa, VCCQb, VCCMA, and VCCMb (for example, 1.0V to 1.2V). ), The voltage value of the voltage VCCQc is different from the voltage VCC and / or the voltages VCCQa, VCCQb, VCCMA, and VCCMb (in either case of high or low).
図6に下側パッケージ54の各端子190および各ランド200の機能割り当てを例示する平面図を示し、図7に下側パッケージ54の各上面電極154の機能割り当てを例示する平面図を示す。図6および図7では各端子等を四角形の升目で模式的に表し、図6ではランド200を太枠の升目(最外周の全グリッドと最内周のグリッドY−10〜Y−13とを参照)で表している。なお、図面における升目の接触は、隣接する端子等の電気的接続を意味するものではない。なお、各升目の位置を分かりやすくするために図面外周に便宜的に数字およびアルファベットを記している。
FIG. 6 is a plan view illustrating the function assignment of each terminal 190 and each
図6および図7では上記升目中の各種記号によって、割り当てられた機能、換言すれば信号等の種別を表している。また、黒塗りの各種記号はSDRAM92a用の信号等であることを表し、白抜きの各種記号SDRAM92b用の信号等であることを表している。
In FIG. 6 and FIG. 7, the assigned functions, in other words, the types of signals and the like are represented by various symbols in the above-described cells. Further, various black symbols indicate signals for the
各SDRAM92a,92bにおいて、SOC182との間でのデータの入出力、すなわちデータの書き込みおよび読み出しは、クロック系信号とアドレス/コマンド系信号とデータ入出力制御信号とに従って行われる。このとき、SOC182(図5参照)においてデータの入出力はI/F部310a,310b(図5参照)を介して行われ、また、クロック系信号とアドレス/コマンド系信号とデータ入出力制御信号はSOC182(図5参照)で生成されI/F部310a,310b(図5参照)から出力される。
In each
これらのクロック系信号とアドレス/コマンド系信号とデータ入出力制御信号とデータ(データ信号)とは、信号線350を介してSOC182とSDRAM92a,92bとの間で伝達される内部信号である。なお、データ入出力制御信号とデータ信号との総称をデータ系信号と呼ぶことにする。
These clock signal, address / command signal, data input / output control signal, and data (data signal) are internal signals transmitted between the
クロック系信号には、ここでは、差動のクロック信号(CK,CK#)が含まれる。なお、”#”の付されている信号はローアクティブの信号であることを示し、かかる表記方法は以下においても用いることにする。図6および図7ではクロック系信号を丸記号で示しており、図6および図7の各図において黒塗り丸記号(SDRAM92a用)と白抜きの丸記号(SDRAM92b用)とはそれぞれ2個(CKとCK#)ずつ図示されている。
Here, the clock signals include differential clock signals (CK, CK #). It should be noted that the signal with “#” indicates that it is a low-active signal, and this notation method will be used in the following. 6 and 7, the clock signals are indicated by circle symbols, and in each of FIGS. 6 and 7, there are two black circle symbols (for
アドレス/コマンド系信号はアドレス系信号とコマンド系信号とを含む。ここでは、前者のアドレス系信号にはアドレス信号(A)、バンクアドレス信号(BA)等が含まれ、後者のコマンド系信号にはロウアドレスストローブ信号(RAS#)、カラムアドレスストローブ信号(CAS#)、ライトイネーブル信号(WE#)、クロックイネーブル信号(CKE)、チップ選択信号(CS#)等が含まれる。図6および図7ではアドレス/コマンド系信号を四角形記号で示しており、図6および図7の各図において黒塗りの四角形記号(SDRAM92a用)と白抜きの四角形記号(SDRAM92b用)とはそれぞれ16個(アドレス信号:A0〜A13、バンクアドレス信号:BA0〜BA1、ロウアドレスストローブ信号:RAS#、カラムアドレスストローブ信号:CAS#、ライトイネーブル信号:WE#、クロックイネーブル信号:CKEA,CKEB、チップ選択信号:CSA,CSB)ずつ図示されている。
The address / command system signal includes an address system signal and a command system signal. Here, the former address system signal includes an address signal (A), a bank address signal (BA), and the like, and the latter command system signal includes a row address strobe signal (RAS #) and a column address strobe signal (CAS #). ), A write enable signal (WE #), a clock enable signal (CKE), a chip selection signal (CS #), and the like. 6 and 7, the address / command signals are indicated by square symbols. In each of FIGS. 6 and 7, black square symbols (for
データ入出力制御信号には、ここでは、データストローブ信号(DQS,DQS#)、データマスク信号(DM)等が含まれる。図6および図7ではデータ入出力制御信号とデータ信号(DQ)とを総称したデータ系信号を三角形記号で示しており、図6および図7の各図において黒塗りの三角形記号(SDRAM92a用)と白抜きの三角形記号(SDRAM92b用)とはそれぞれ40個(データ信号:DQ0〜DQ31、データストローブ信号:DQS0〜DQS3、データマスク信号:DM0〜DM3)ずつ図示されている。
Here, the data input / output control signal includes a data strobe signal (DQS, DQS #), a data mask signal (DM), and the like. 6 and 7, data system signals that collectively refer to the data input / output control signal and the data signal (DQ) are indicated by triangle symbols. In each of FIGS. 6 and 7, black triangle symbols (for
図6および図7において菱形記号はSOC182の上記電源電圧VCCQa,VCCQb(図5参照)が割り当てられていることを示し、図6において黒塗りの菱形記号(SDRAM92a用)と白抜きの菱形記号(SDRAM92b用)とはそれぞれ12個ずつ図示されている。また、図6および図7において星形記号はSDRAM92a,92bの上記電源電圧VCCMa,VCCMb(図5参照)を示し、図6および図7の各図において黒塗りの星形記号(SDRAM92a用)と白抜きの星形記号(SDRAM92b用)とはそれぞれ8個ずつ図示されている。また、図6および図7においてアスタリスク記号はグランド電圧VSS(図5参照)を表している。
6 and 7, the rhombus symbols indicate that the power supply voltages VCCQa and VCCQb (see FIG. 5) of the
なお、図6において記号を付していない端子190は、外部デバイスとSOC182との間でやりとりされる信号の端子、SOC182のコア回路部300の電源電圧、その他のIF部305の電源電圧の端子である。
6 are terminals for signals exchanged between an external device and the
図6に例示するように、三角形記号で示したデータ系信号と、四角形記号で示したアドレス/コマンド系信号の一部とは、ランド200へ引き出される。すなわち、これらの信号の経路のそれぞれに対して信号引き出し線358が設けられている。ランド200へ引き出されるアドレス/コマンド系信号として、アドレス信号、バンクアドレス信号、ロウアドレスストローブ信号、カラムアドレスストローブ信号が例示される。他方、端子190に接続されるアドレス/コマンド系信号(図6のグリッドC−26〜F−26,D−25,AE−8,AE−7,AD−6〜AD−4参照)として、コマンド系信号のうちのクロックイネーブル信号、チップ選択信号およびライトイネーブル信号が例示される。また、図6の例によれば、丸記号で示したクロック系信号は端子190に割り当てられている。
As illustrated in FIG. 6, the data system signal indicated by the triangle symbol and a part of the address / command system signal indicated by the square symbol are extracted to the
クロックイネーブル信号、チップ選択信号、ライトイネーブル信号およびクロック系信号が接続される端子190(ボール電極190)は実装基板56(図1参照)のランドに接合されるが、当該ランドは実装基板56中の配線には接続されておらずフローティング状態にある。なお、クロックイネーブル信号、チップ選択信号、ライトイネーブル信号およびクロック系信号に接続されるボール電極190のうちの少なくとも一部を、ランド200に替えることも可能である。この場合、複数のランド200がボール電極190の配列中にも設けられることになる。
A terminal 190 (ball electrode 190) to which a clock enable signal, a chip selection signal, a write enable signal, and a clock system signal are connected is joined to a land of the mounting board 56 (see FIG. 1). It is not connected to this wiring and is in a floating state. Note that at least a part of the
上記の例では、最外周のランド200には個数に限りがあるため、一部の信号をボール電極190へ引き出している。換言すれば、最外周のランド200の個数がデータ系信号とアドレス/コマンド系信号との総数以上であれば、データ系信号とアドレス/コマンド系信号との全てをランド200へ引き出すことが可能である。なお、上記例示のように最外周のランド200の個数がデータ系信号とアドレス/コマンド系信号との総数よりも少ない場合、ランド200に割り当てる優先度はデータ系信号を最も高く設定し、次いでアドレス系信号を2番目に高く設定し、コマンド系信号を3番目に設定するのが好ましい。かかる優先度付けによれば後述の検査、解析等において有用度の高い信号をランド200でモニタすることが可能になる。
In the above example, since the number of the
また、図6の例によれば、電源電圧VCCQa,VCCQb,VCCMa,VCCMb,VSSは端子190に割り当てられている。 Further, according to the example of FIG. 6, the power supply voltages VCCQa, VCCQb, VCCMa, VCCMb, and VSS are assigned to the terminal 190.
上記構成によれば、信号線350を介してSOC182とSDRAM92a,92bとの間で伝達される内部信号を、信号引き出し線358によってランド200へ、すなわちパッケージ外部へ引き出すことができる。これにより、ランド200へ引き出された信号をモニタして半導体装置50の検査、解析等を行うことができる。この観点においてランド200を信号モニタ用端子(または電極)と呼んでもよい。なお、各電極190,200を下面電極と呼ぶとき、上記例示の構成は複数の下面電極の配列において最外周の下面電極200がランドで構成されていると表現できる。
According to the above configuration, an internal signal transmitted between the
さらに、上面電極154とランド200とは基板周縁において近接配置されているので、ランド200が基板中央側すなわち端子190の配列の内部側(内周側)に配置された構成に比べて、信号引き出し線358を短くすることが可能である。このため、信号引き出し線358による信号の反射を抑制して、信号品質を向上させることができる。
Further, since the
また、上記構成によれば、上側パッケージ52の端子110と信号引き出し線358とが上面電極154において配線基板120の信号線352に接続されている。このため、信号引き出し線358を上面電極154から離れた位置で信号線352に接続した構成に比べて、信号反射の原因となりうる電気的接続箇所を減らすことができる。これにより、信号品質の向上を図ることができる。
Further, according to the above configuration, the terminal 110 and the signal lead-out
また、一般に信号の反射は信号周波数が高くなるほど大きくなるが、当該半導体装置50によれば上記反射抑制効果に伴って信号の高速化を図ることができる。
In general, the reflection of the signal increases as the signal frequency increases. However, according to the
また、ランド200は端子190の配列の外側に配置されているので、上面電極154から信号引き出し線358を介してランド200へ至る配線構造が他の配線構造と錯綜するのを防止することができる。このため、配線基板120の配線構造を全体としてシンプルにすることができる。その結果、配線基板120の面積や配線層を削減して半導体装置50の小型化を図ることができる。
Further, since the
また、上記構成によれば、上面電極154に電解めっきを施す場合、ランド200を利用することにより、めっき線の配線が容易になる。すなわち、上面電極154が在る配線層L1は半導体チップ182に繋がる配線等により配線密度が高いので、当該配線層L1にめっき線を配置するのは難しい場合がある。また、ランド200が端子190の配列の内部側に配置された構成の場合、端子190等を避けてめっき線を配置しなければならないし、基板辺126までの距離が長くなってしまう。これに対し、上面電極154に電気的に接続されたランド200が端子190よりも外側に配置された上記構成によれば、配線基板120中の配線等を容易に回避してランド200から基板辺126へめっき線を引き出すことができる。
Further, according to the above configuration, when electrolytic plating is performed on the
なお、ランド200を利用した検査等の終了後、半導体装置50を実装基板56(図1参照)へ実装する前に、ランド200上の開口を塞いでもよい。かかる開口部の閉塞は、例えばランド200上に絶縁性樹脂を塗布することにより、または、例えば絶縁性シートを貼付することにより、行うことが可能である。このように絶縁性部材でランド200を被覆することにより、例えば異物等を介してランド200と実装基板56の配線等とがショートするのを防止することができる。
Note that the opening on the
また、ランド200上に半田ボールによるボール電極を設けてボール電極190(端子190)と同様の構造としてもよい。この場合、ランド200上のボール電極は実装基板56(図1参照)のランドに接合されるが、当該ランドは実装基板56中の配線には接続されずフローティング状態にされる。
Further, a ball electrode made of a solder ball may be provided on the
ここで、図7に例示した上面電極154の配置について、図8も用いてさらに説明する。図8は図3に対応する平面図であるが、各上面電極154を図7で用いた記号で示している(電極154が各記号の形状に形成されているわけではない)。図8ではクロック系信号とデータ系信号とアドレス/コマンド系信号が割り当てられた電極154を抽出して図示している。
Here, the arrangement of the
図8に例示されるように、SOC182のメモリI/F部310aは、チップ頂点186ab付近の角部(以下、チップ角部と呼ぶ)に設けられており、当該チップ角部を構成するチップ辺184a,184bに渡っている。もう一つのメモリI/F部310bは、上記チップ頂点186abの対角位置に在るチップ頂点186cd付近のチップ角部に設けられており、当該チップ角部を構成するチップ辺184c,184dに渡っている。
As illustrated in FIG. 8, the memory I /
I/F部310aは、当該I/F部310aに近接する基板辺126a,126b、換言すればI/F部310aが設けられているチップ辺184a,184bに近接する基板辺126a,126bに沿って配置された上面電極154(黒塗りの記号で図示される)に接続されている。なお、I/F部310aに接続されている上面電極154をまとめて上面電極群410aと呼ぶことにする。同様に、もう一つのI/F部310bは、当該I/F部310bに近接する基板辺126a,126bに沿って配置された上面電極154(白抜きの記号で図示されており、まとめて上面電極群410bと呼ぶことにする)に接続されている。
The I /
なお、図8では、図面の煩雑化を避けるため、I/F部310a,310bと各上面電極154とを接続する配線352(図5参照)は矢印で模式的に図示している。
In FIG. 8, wirings 352 (see FIG. 5) that connect the I /
ここで、仮にチップ辺184bのみにI/F部310aを集約した場合では、電極群410aは基板辺126bだけでなく基板辺126a,126cにも及ぶことになる。この場合、I/F部310aと基板辺126a,126cの電極154とを結線するには半導体チップ182を迂回して、具体的にはチップ頂点186ab,186bcの外側を曲がって通過する配線形態にしなければならない。
Here, if the I /
これに対し、I/F部310a,310bおよび電極群410a,410bについて図8に例示した上記配置によれば、I/F部310a,310bと電極群410a,410bとを接続する配線を、半導体チップ182(半導体集積回路180)を迂回させずに配線することが可能である。このため、配線の短縮化によって信号品質を向上させることができる。
On the other hand, according to the above arrangement illustrated in FIG. 8 with respect to the I /
図9に図8をより詳述した図を示す。 FIG. 9 shows a more detailed view of FIG.
図9の例では、SOC182のI/F部310aは、クロック系信号を出力するクロック系I/F部311aと、データ系信号の入出力を行うデータ系I/F部(2つのI/F部313a,314aに分割されている)と、アドレス/コマンド系信号を出力するアドレス/コマンド系I/F部(2つのI/F部315a,316aに分割されている)とを含んでいる。
In the example of FIG. 9, the I /
データ系I/F部313aと、アドレス/コマンド系I/F部315aとはチップ辺184aに設けられており、データ系I/F部313aの方がアドレス/コマンド系I/F部315aよりもチップ頂点186abに近い側に位置している。また、クロック系I/F部311aと、データ系I/F部314aと、アドレス/コマンド系I/F部316aとはチップ辺184bに設けられている。クロック系I/F部311aはI/F部314a,316aよりもチップ頂点186abに近い側に位置し、また、データ系I/F部314aの方がアドレス/コマンド系I/F部316aよりもチップ頂点186abに近い側に位置している。このとき、クロック系I/F部311aは、連続するチップ辺184a,184bにおいて、データ系I/F部313a,314aの間に配置されている。
The data system I /
I/F部310aの接続先である上面電極群410aは、クロック系I/F部311aに接続されるクロック系電極群411aと、データ系I/F部313a,314aに接続されるデータ系電極群(2つの電極群413a,414aに分割されている)と、アドレス/コマンド系I/F部315a,316aに接続されるアドレス/コマンド系電極群415a,416aとを含んでいる。なお、各電極群411a,413a〜416aに属する上面電極154は以下に説明する所定部位に集約されている。
The
クロック系電極群411aは、クロック系I/F部311aの近傍に配置されており、図9の例では接続先のクロック系I/F部311aが配置されたチップ辺184bに対向する基板辺126bに設けられている。データ系電極群413aは基板辺126aに設けられ、データ系電極群414aは基板頂点128ab付近から基板辺126bに設けられている。アドレス/コマンド系電極群415a,416aは基板辺126a,126bにそれぞれ設けられている。このとき、データ系電極群413a,414aの方がアドレス/コマンド系電極群415a,416aよりも基板頂点128abに近い側に位置している。
The clock
他方、SOC182のI/F部310bは、クロック系I/F部311bと、データ系I/F部(2つのI/F部313b,314bに分割されている)と、アドレス/コマンド系I/F部(2つのI/F部315b,316bに分割されている)とを含んでいる。
On the other hand, the I /
クロック系I/F部311bと、データ系I/F部313bと、アドレス/コマンド系I/F部315bとはチップ辺184cに設けられている。クロック系I/F部311bはI/F部313b,315bよりもチップ頂点186cdに近い側に位置し、また、データ系I/F部313bの方がアドレス/コマンド系I/F部315bよりもチップ頂点186cdに近い側に位置している。また、データ系I/F部314bと、アドレス/コマンド系I/F部316bとはチップ辺184dに設けられており、データ系I/F部314bの方がアドレス/コマンド系I/F部316bよりもチップ頂点186cdに近い側に位置している。このとき、クロック系I/F部311bは、連続するチップ辺184c,184dにおいて、データ系I/F部313b,314bの間に配置されている。
The clock system I /
I/F部310bの接続先である上面電極群410bは、クロック系I/F部311bに接続されるクロック系電極群411bと、データ系I/F部313b,314bに接続されるデータ系電極群(2つの電極群413b,414bに分割されている)と、アドレス/コマンド系I/F部315b,316bに接続されるアドレス/コマンド系電極群415b,416bとを含んでいる。
The upper
クロック系電極群411bは、クロック系I/F部311bの近傍に配置されており、図9の例では接続先のクロック系I/F部311bが配置されたチップ辺184cに対向する基板辺126cに設けられている。データ系電極群413b,414bは基板辺126c,126dにそれぞれ設けられ、アドレス/コマンド系電極群415b,416bは基板辺126c,126dにそれぞれ設けられている。このとき、データ系電極群413b,414bの方がアドレス/コマンド系電極群415b,416bよりも基板頂点128cdに近い側に位置している。
The clock system electrode group 411b is disposed in the vicinity of the clock system I /
なお、図9では、図面の煩雑化を避けるため、I/F部311a,313a〜316a,311b,313b〜316bと各上面電極154とを接続する配線352(図5参照)を矢印で模式的に図示している。
In FIG. 9, wiring 352 (see FIG. 5) for connecting the I /
ここで、半導体チップ182におけるI/F部311a,313a〜316aのパッド(図示せず)よりも上面電極154の方が大きいので、I/F部311a,313a〜316aはチップ頂点186ab付近の角部に集約されているのに対し、対応する電極群411a,413a〜416aは基板辺126a,126bに広がっている。
Here, since the
このため、上記構成によれば、アドレス/コマンド系I/F部315a,316aとアドレス/コマンド系電極群415a,416aとを接続する配線(アドレス/コマンド系配線)よりも、データ系I/F部313a,314aとデータ系電極群413a,414aとを接続する配線(データ系配線)を短くすることが可能である。
Therefore, according to the above configuration, the data system I / F is more than the wiring (address / command system wiring) connecting the address / command system I /
一般にDDR―SDRAMにおいては、データ系信号はクロック信号の立上がりおよび立下りに同期して伝送されるのに対し、アドレス/コマンド系信号はクロック信号の立ち上がり(または立下り)のみに同期して伝送されるので、アドレス/コマンド系信号よりもデータ系信号の方が信号速度は速い(すなわち信号レベルの遷移周期単位が短い、換言すれば動作周波数が高い)。このため、上記構成によれば、高速信号を伝達する配線を短縮化して、信号品質を向上させることができる。なお、一般にデータ系信号とクロック系信号との信号速度は同程度である。 In general, in a DDR-SDRAM, a data system signal is transmitted in synchronization with the rise and fall of a clock signal, whereas an address / command system signal is transmitted in synchronization with only the rise (or fall) of a clock signal. Therefore, the data system signal has a higher signal speed than the address / command system signal (ie, the signal level transition period unit is short, in other words, the operating frequency is high). For this reason, according to the said structure, the wiring which transmits a high-speed signal can be shortened and signal quality can be improved. In general, the data system signal and the clock system signal have the same signal speed.
また、上記構成によれば、クロック系I/F部311aは近接配置されたクロック系電極群411aに接続されているので、クロック系I/F部311aとクロック系電極群411aとを接続する配線(クロック系配線)をアドレス/コマンド系配線およびデータ系配線よりも短くすることが可能である。
Further, according to the above configuration, since the clock system I /
一般にSDRAM等では、アドレス/コマンド系信号はクロック系信号のタイミングに基づいて出力され、また、データストローブ信号はクロック系信号に基づき生成される。このため、クロック系信号はアドレス/コマンド系信号およびデータ系信号よりも動作上基幹的な役割が高い。このため、上記構成によれば、基幹的な役割の高い信号を伝達する配線を短縮化して、信号品質を向上させることができる。 In general, in an SDRAM or the like, an address / command system signal is output based on the timing of a clock system signal, and a data strobe signal is generated based on a clock system signal. For this reason, the clock signal plays a more fundamental role in operation than the address / command signal and the data signal. For this reason, according to the said structure, the wiring which transmits the signal with a high fundamental role can be shortened, and signal quality can be improved.
かかる信号品質の向上は、I/F部311b,313b〜316bと電極群411b,413b〜416bとの上記配置形態によっても得られる。
Such an improvement in signal quality can also be obtained by the arrangement form of the I /
また、配線の短縮化に伴って配線長差が小さくなる(配線長が揃う)ので、信号遅延差すなわち信号タイミング差が小さくなり、信号品質を均質化することができる。その結果、動作の信頼性が向上する。 In addition, since the wiring length difference is reduced (wiring length is uniform) as the wiring is shortened, the signal delay difference, that is, the signal timing difference is reduced, and the signal quality can be made uniform. As a result, operation reliability is improved.
なお、上記では半導体チップ182のI/F部は上記の2個(310a,310b)に限られない。すなわち、半導体チップ182が四角形であれば4つのチップ角部があるのでI/F部を4個まで設けることが可能である。また、半導体チップ182を五角形以上の多角形にすれば5個以上のI/F部を設けることが可能である。また、半導体集積回路180を複数の半導体チップで構成することも可能であり、この場合、より多くのチップ角部がI/F部配設箇所として提供される。当該複数の半導体チップは積層されていてもよいし、それぞれが基板上面122に配置されていてもよい。
In the above description, the I / F portion of the
図10に半導体装置50の電源系統を概説する回路図を例示する。図10の例では、SOC182(図5参照)のI/F部310aに設けられた出力バッファ312aの出力端と、SDRAM92a(図5参照)のI/F部380に設けられた入力バッファ382aの入力端とが信号線350で接続されている。これにより、出力バッファ312aから入力バッファ382aへクロック系信号等の各種信号が伝送される。
FIG. 10 illustrates a circuit diagram outlining the power supply system of the
また、出力バッファ312aは、グランド線を成す配線500を介してグランド電圧VSSの端子190に接続されているとともに、電源線を成す配線600を介して電源電圧VCCQaの端子190に接続されている。同様に、入力バッファ382は、配線520を介してグランド電圧VSSの端子190に接続されているとともに、配線620を介して電源電圧VCCMaの端子190に接続されている。
The
両バッファ312a,382間の配線350が充放電される場合、例えば出力バッファ312aの出力端から出力される信号がハイ・レベル(Hレベル)とロー・レベル(Lレベル)との間で遷移する場合、図10に矢印A,Bで模式的に示すように、リターン電流(帰還電流)が流れる。
When the
具体的には、両バッファ312a,382間の配線350の電荷が放電することによる電流(放電電流)は、配線500,520間に接続された経路540をリターンパス(帰還電流経路)として流れる(図10中の矢印A参照)。他方、両バッファ312a,382間の配線350の充電による電流(充電電流)は、配線600,620間に接続された経路640をリターンパスとして流れる(図10中の矢印B参照)。
Specifically, a current (discharge current) due to the discharge of the charge of the
リターンパスとしての経路540,640を設けることによって上記充放電がより速やかに行われる。その結果、信号のレベル遷移が急峻になり、これにより信号の品質向上および高速化を図ることができる。
By providing the
放電用リターンパス540は例えば配線層L3(図2参照)に設けられたグランドプレーンを利用して構成可能である。具体的には、配線500,520を配線基板120(図2参照)内で同じグランドプレーンを経由して形成することにより、配線500,520間にグランドプレーンによるリターンパス540を設けることが可能である。平面状のグランドプレーンによれば線状の配線に比べてリターンパス540のインピーダンスを低くできるので、上記放電をより速やかに行うことができ、信号の品質向上および高速化をいっそう推進することができる。
The
充電用リターンパス640は例えば配線層L4(図2参照)に設けられた電源プレーンを利用して構成可能である。平面状の電源プレーンによれば、上記のグランドプレーンと同様に、リターンパス640のインピーダンスを低減して、信号の品質向上および高速化をいっそう推進することができる。
The charging
ここで、図10に加え、図11に例示する半導体装置50の断面図を参照して、充電用リターンパス640を説明する。なお、図11では説明のために半導体装置50が実装基板56に実装された状態を図示している。
Here, in addition to FIG. 10, the charging
既述したように、電源電圧VCCQa,VCCMaは独立供給を可能にするために別々の端子190に割り当てられている(図5および図6参照)。このため、配線600,620を配線基板120内で同じ電源プレーンに接続したのでは、かかる電圧独立供給性を確保することができない。
As described above, the power supply voltages VCCQa and VCCMA are assigned to
かかる点に鑑み、半導体装置50では充電用リターンパス640を、配線基板120内の電源プレーンによる経路642と、実装基板56の配線644とを利用して構成している。具体的には、経路642を構成する電源プレーンを電源電圧VCCQaの配線600と所定の端子190に接続し、当該所定の端子190と電源電圧VCCMaの端子190とを実装基板56の配線644で接続している。
In view of this point, in the
図10および図11の例では、実装基板56の配線644中にバイパスコンデンサ646を挿入している。バイパスコンデンサ646は図11に例示するように実装基板56に実装されている。バイパスコンデンサ646により、電源電圧VCCQa,VCCMa間を直流的には分離しつつ交流的に短絡させることが可能である。すなわち、直流電圧VCCQa,VCCMaの独立供給と、充電時の高周波域でのリターンパス640の形成との両方を確保しうる。
10 and 11, a
図11の例では、電源電圧VCCQaの配線600は金バンプ188と配線基板120の配線602とを含んで構成され、また、電源電圧VCCMaの配線620は配線基板120の配線622と、上面電極154と、端子110と、配線基板60中の配線624と、ボンディングワイヤ98とを含んで構成される。基板60,120,56中の配線は、図11では簡略的に図示しているが、図2の例示と同様に各配線層中の所定導電パターンを接続することにより構成される。
In the example of FIG. 11, the
なお、図12の回路図および図13の断面図に示すように、上記例示の図10および図11の構成から配線644中のバイパスコンデンサ646を取り除いてもよい。また、上記ではSOC182のI/F部310aの出力バッファ312aとSDRAM92aのI/F部380の入力バッファ382aとの接続部分について例示したが、I/F部310aの入力バッファとI/F部380の出力バッファとの接続部分についても同様に構成可能である。また、SOC182のI/F部310bとSDRAM92bとの接続部分についても同様に構成可能である。
As shown in the circuit diagram of FIG. 12 and the cross-sectional view of FIG. 13, the
ここで、図14〜図17の模式的な平面図を参照して、下側パッケージ54の配線基板120の構造を説明する。図14および図15は、図3および図4と同様の平面図であるが、電源VCCMa,VCCMb,VCCQa,VCCQb用の上面電極154および端子190を図6等で用いた記号で記している。なお、図14には電源VSS用の上面電極154も記号で図示している。また、図16は図14と図15とを重ね合わせた平面図であり、電源用の上面電極154および端子190を抽出して図示している。また、図17は図15と同様の平面図であり、電源用の端子190を抽出して図示している。
Here, the structure of the
図14〜図16の例において、黒塗り星印で示されるように、上側パッケージ52へ供給される電源VCCMa用の上面電極154は基板辺126に最も近い最外周に設けられ、電源VCCMa用端子190は当該端子190の配列の最外周から数えて1〜3列の範囲内に配置されている。また、電源VCCMa用上面電極154の直下を中心として端子190の約3〜4個分の配列長を半径とする範囲内に、電源VCCMa用端子190が配置されている。かかる配置関係は、上側パッケージ52へ供給される電源VCCMb用の上面電極154と端子190とについても同様である(白抜き星印で示されている)。
14 to 16, the
上記の配置関係について図6および図7も参照して説明する。図7中のグリッドAA−22の電源VCCMa用上面電極154を例に挙げると、当該電極154を中心にして上下左右に2ピッチ分(2グリッド分)の範囲の領域AR122を図6の基板下面124に射影すると領域AR124が対応する。当該射影領域AR124は、上記例示の配列ピッチに鑑みれば、グリッドAE−29〜AJ−29,AE−28〜AJ−28,AE−27〜AJ−27,AE−26〜AJ−26を含む範囲である。なお、図6および図7中の砂状ハッチングは領域AR124,AR122を分かりやすくするために施したものである。図6および図7から分かるように、電源VCCMa用上面電極154を中心にした領域AR122に対応する(対向する)領域AR124内に電源VCCMa用端子190が配置されている(グリッドAF−28,AF−27参照)。電源VCCMa用の他の各上面電極154と各端子190とについても同様であり、電源VCCMb用の各上面電極154と各端子190とについても同様である。
The arrangement relationship will be described with reference to FIGS. Taking the
ここで、データ系信号(三角形記号で図示される)の上面電極154と端子190との配置関係を上記領域AR122,AR124と同様の領域を用いて説明すると、データ系信号用上面電極154は、当該電極154を中心にして電源VCCMa,VCCMbについての上記2ピッチよりも多いピッチ分(例えば6ピッチ分)の領域に対応する、基板下面124の領域のランド200に接続されている。かかるデータ系信号用上面電極154とデータ系信号用ランド200との配置関係は全てのデータ系信号(DQ,DQS,DM)について当てはまる。
Here, the arrangement relationship between the
また、配線基板120において、複数の電源VCCMa用上面電極154と複数の電源VCCMa用端子190とが同じ電源プレーンに接続されているので、各電源VCCMa用上面電極154と複数の電源VCCMa用端子190との間には電源供給経路が複数在る。このとき、これらの複数の電源供給経路には最短の経路が含まれている。例えば図7のグリッドAA−22の上面電極154については図6のグリッドAF−28の端子190との間の電源供給経路が最短になる。
Further, in the
このとき、上面電極154と端子190とランド200との配置関係によれば、電源VCCMa用上面電極154のそれぞれについての上記最短の電源供給経路は、配線基板120におけるデータ系信号用の上面電極154とランド200とを接続する配線経路(信号引き出し線358が対応する)のうちで最長の配線経路に比べて短くなる。なお、データ系信号用の上面電極154とランド200とは配線基板120において1対1で接続されてその間に上記配線経路を有する。データ系信号に関する当該配線経路は配線基板120中にデータ系信号の数(上記例示ではSDRAM92a用と白SDRAM92b用とはそれぞれ40個ずつ)と同数在る。なお、最短の電源供給経路と最長の配線経路との上記関係は電源VCCMb用の各上面電極154についても同様である。
At this time, according to the arrangement relationship between the
このように近接配置された上面電極154と端子190とを接続することにより、電源VCCMa,VCCMb用の配線622(図10参照)を短くすることが可能である。その結果、電源線622(図10参照)のインピーダンス、換言すれば電源線622による電圧降下等を低減することができる。換言すれば、電源供給能力を上げることができる。
By connecting the
また、電源線の低インピーダンス化については、上側パッケージ52(図10参照)において、電源VCCMa,VCCMb用上面電極154に接続される端子110と、SDRAM92a,92bの電源VCCMa,VCCMb用入力端との間の経路(配線基板60中の配線624とボンディングワイヤ98で構成される)を短縮化することも好ましい。
Further, regarding the lowering of the impedance of the power supply line, in the upper package 52 (see FIG. 10), the terminal 110 connected to the
例えば、上記の端子110と経路とSDRAM92a,92bの入力端とを、上側パッケージ52(の配線基板60)の平面視において、上側パッケージ52の外縁すなわち配線基板60の基板辺の略法線方向に並ぶように構成することにより、当該経路を最短化することが可能である。
For example, the terminal 110, the path, and the input ends of the
また、リターンパス640の低インピーダンス化については、上記のように線状の配線よりも平面状の電源プレーンを利用した方が有効である。かかる点に鑑みれば、電源VCCMa,VCCMb用端子190と実装基板56の配線644を介して接続されるリターンパス640用端子190を、電源VCCMa,VCCMb用端子190に隣接配置するのが好ましい。なぜなら、リターンパス640において電源プレーンによる経路642の割合を増加させることができるからである。
For reducing the impedance of the
図17に経路642用電源プレーンを模式的に図示している。なお、図17には説明のために半導体チップ182を一点鎖線で併記している。
FIG. 17 schematically shows a power supply plane for the
図17の例示によれば、経路642用電源プレーンは、電源VCCQa,VCCQbの供給用端子190とリターンパス用端子190と包括するように広がっているが、当該電源プレーンには直接接続しない電源VCCMa,VCCMb用の端子190および配線622(図11参照)を避けて配置されている。
According to the illustration of FIG. 17, the power plane for the
また、図17および図11に例示されるように、経路642用電源プレーンは、半導体チップ182の電源VCCQa,VCCQb用入力端の下方まで延在している。このため、半導体チップ182の上記入力端から当該入力端直下またはその近傍の端子190へ向けて電源VCCQa,VCCQb用配線600を形成することにより、当該配線600を短くする(さらには最短化する)ことが可能であるとともに、その配線途中で経路642用電源プレーンに接続することが可能である。
Further, as illustrated in FIGS. 17 and 11, the power supply plane for the
なお、図11等では最外周の上面電極154を電源VCCMa,VCCMb用電極154として例示したが、最外周から2周目の上面電極154を電源VCCMa,VCCMb用に用いてもよい。また、リターン用端子190から電源電圧VCCQa,VCCQbを供給することも可能である。
In FIG. 11 and the like, the outermost
なお、電源用の上面電極154および端子190とデータ系信号用の上面電極154およびランド200との上記関係は、クロック信号(CK,CK#)を半導体装置50のパッケージ外部から上側パッケージ52のSDRAM92a,92bに供給する場合にも適用することが可能である。具体的には、配線基板120には、複数のクロック用上面電極154と複数のクロック用端子190とをそれぞれ接続する複数のクロック供給経路と、データ系信号についての上記複数の配線経路とが含まれている。この場合、複数のクロック用上面電極154のそれぞれについて、上記複数のクロック供給経路のうちで最短のクロック供給経路は、データ系信号についての上記複数の配線経路のうちで最長の配線経路に比べて短く設定される。かかる関係により、クロック供給経路を短縮してクロック系信号の信号品質を向上させることができる。
Note that the relationship between the
さて、上記例示の構成ではクロックイネーブル信号、チップ選択信号、ライトイネーブル信号を端子190に引き出しており、これによればSOC182からSDRAM92a,92bへ伝達されるクロックイネーブル信号等を検査、解析することが可能である。
In the above-described configuration, the clock enable signal, the chip selection signal, and the write enable signal are drawn to the terminal 190. According to this, the clock enable signal transmitted from the
これに対し、クロックイネーブル信号等を、SOC182からではなく、半導体装置50の外部から印加すれば、SDRAM92a,92bを単体で検査等することが可能である。このとき、SDRAM92a,92bにSOC182等の回路が接続されていると、SDRAM92a,92bの単体検査を正確に行えない場合がある。
On the other hand, if a clock enable signal or the like is applied not from the
かかる点に鑑み、以下では、SDRAM92a,92bの単体検査をより正確に実施可能な構成を、図18を参照して説明する。図18は当該構成を概説する半導体装置50の断面図であり、説明のために半導体装置50が実装基板56に実装された状態を図示している。
In view of this point, a configuration capable of more accurately performing a single inspection of the
図18に示すように、SOC182が有するクロックイネーブル信号、チップ選択信号、ライトイネーブル信号の出力端は配線(第1信号線)700を介して下側パッケージ54の端子(第1端子)190に接続されている。当該配線700は、図18の例では、金バンプ188と配線基板120の配線702とを含んで構成されている。また、SDRAM92aが配線(第2信号線)720を介して別の端子(第2端子)190に接続されている。当該配線720は、図18の例では、ボンディングワイヤ98と、配線基板60の配線724と、上側パッケージ52の端子110と、配線基板54の上面電極154および配線722とを含んで構成されている。また、配線700,720が接続された上記端子190は実装基板56の配線740を介して接続されている。
As shown in FIG. 18, the output terminals of the clock enable signal, the chip selection signal, and the write enable signal included in the
なお、基板60,120,56中の配線は、図18では簡略的に図示しているが、図2の例示と同様に各配線層中の所定導電パターンを接続することにより構成される。また、図18の例示と同様の構成により、SOC182ともう一つのSDRAM92bとが電気的に接続される。
The wirings in the
上記構成によれば、半導体装置50が実装基板56に実装された状態では、SOC182から出力されたクロックイネーブル信号、チップ選択信号、ライトイネーブル信号は、実装基板56の配線740を介してSDRAM92a,92bへ入力される。これに対し、実装基板56への実装前であれば、SDRAM92a,92bへ電気的に接続された端子190からクロックイネーブル信号、チップ選択信号、ライトイネーブル信号を入力することが可能である。このとき、SDRAM92a,92bはSOC182と電気的に分離されているので、SOC182の影響を受けずにSDRAM92a,92bの単体検査を正確に行うことができる。
According to the above configuration, when the
実装基板56の配線740中に例えば機械的接点によるスイッチ部品を挿入し当該スイッチ部品を断状態にすることによっても、SOC182をSDRAM92a,92bから電気的に分離することは可能である。
The
なお、配線700を介してSOC182に接続された端子190を信号引き出し端子190と呼び、配線720を介してSDRAM92a,92bに接続された端子190を外部入力端子190と呼ぶことにする。
The terminal 190 connected to the
信号引き出し端子190および外部入力信号190の配置例を図19〜図22を参照して説明する。図19および図21は端子190,200の機能割り当てを概説する拡大平面図であり、図20および図22は上面電極154の機能割り当てを概説する拡大平面図である。これらの図19〜図22での升目による図示方法は図6等と同様である。また、図19および図21には説明のために実装基板56(図18参照)の配線740を模式的に図示している。
An arrangement example of the signal lead-out
図19〜図22において、符号CKEA1〜CKEA4,CKEB1〜CKEB4はクロックイネーブル信号が割り当てられ、符号CSA1〜CSA4,CSB1〜CSB4はチップ選択信号が割り当てられ、符号WE1〜WE4はライトイネーブル信号が割り当てられていることを示す。その他の機能割り当てについては記載を省略している。 19 to 22, reference numerals CKEA1 to CKEA4, CKEB1 to CKEB4 are assigned clock enable signals, reference signs CSA1 to CSA4 and CSB1 to CSB4 are assigned chip selection signals, and reference signs WE1 to WE4 are assigned write enable signals. Indicates that Description of other function assignments is omitted.
また、符号末尾の数字が”1”および”2”の端子190および上面電極154はSDRAM92a用であり、符号末尾が”3”および”4”の端子190および上面電極154はSDRAM92b用である。
Further, the terminal 190 and the
また、符号末尾が”1”および”3”の端子190、例えば符号CKEA1,CKEA3の端子190は信号引き出し端子190であり、符号末尾が”2”および”4”の端子190例えば符号CKEA2,CKEA4の端子190は外部入力端子190である。
Further, the terminal 190 whose code ends are “1” and “3”, for example, the terminal 190 whose code ends are CKEA1 and CKEA3, is a signal lead-out
また、符号末尾の数字を除いた文字列が同じでありかつ符号末尾が”1”の端子190と”2”の端子190とが実装基板56の配線740で接続される。例えば符号CKEA1の信号引き出し端子190と符号CKEA2の外部接続端子190とが配線740で接続される。同様に、符号末尾の数字を除いた文字列が同じでありかつ符号末尾が”3”の端子190と”4”の端子190、例えば符号CKEA3の信号引き出し端子190と符号CKEA4の外部接続端子190とが配線740で接続される。また、上面電極154は同じ符号の外部入力端子190に接続されている。
Further, the terminal 190 having the same character string excluding the number at the end of the code and having the code end of “1” and the terminal 190 having “2” are connected by the
図19および図21の例では、配線740によって接続される端子(第1端子および第2端子)190の対は隣接配置されている。かかる配置形態によれば、配線740を短くする(最短化する)ことができるので、実装基板56における配線740の配置範囲を抑制することができる。
In the example of FIGS. 19 and 21, the pair of terminals (first terminal and second terminal) 190 connected by the
また、図19および図21の例では、配線740によって接続される端子190はSDRAM92a,92bごとに集約されている。かかる集約配置によれば、実装基板56において他の配線が配線740を回避しやすくなり当該他の配線の配置が容易になる。
In the example of FIGS. 19 and 21, the
また、上面電極154が配線基板120の周縁領域に配列されていることに鑑みれば、信号引き出し端子190および外部入力端子190を端子190の配列の最外周またはその付近(例えば最外周から数えて1〜5周以内)に配置し、かつ、接続先の上面電極154の近傍に配置するのが好ましい。すなわち、かかる配置形態によれば、配線長および配線経路(配線トポロジ)の点について、クロックイネーブル信号、チップ選択信号、ライトイネーブル信号用の経路(図18の例示では配線”700”→”740”→”720”の経路)を、ランド200へ引き出されている他のアドレス/コマンド系信号用の経路(図1の例示では”352”→”354”→”358”→”200”→”358”→”354”→”356”の経路)と同様にすることが可能である。これにより、クロックイネーブル信号、チップ選択信号およびライトイネーブル信号は、他のアドレス/コマンド系信号との間での信号遅延差すなわち信号タイミング差が小さくなり、アドレス/コマンド系信号について信号品質を均質化することができる。その結果、半導体装置50の信頼性向上を図ることができる。
In view of the fact that the
なお、3つ以上の半導体パッケージを積層・接合して積層型半導体装置を構成することも可能であり、かかる場合においても当該半導体装置が上記例示の構成を含むことにより上記各種効果が得られる。 Note that a stacked semiconductor device can be configured by stacking and joining three or more semiconductor packages. Even in such a case, the various effects described above can be obtained by including the above-described exemplary configuration in the semiconductor device.
50 積層型半導体装置、52 上側半導体パッケージ、54 下側半導体パッケージ、90 上側半導体集積回路、92a,92b SDRAM(メモリ回路)、120 配線基板、122 基板上面、124 基板下面、126,126a,126b,126c,126d 基板辺、128,128ab,128cd 基板頂点、152,352 信号線、154,354 上面電極、180 下側半導体集積回路、182 半導体チップ、184,184a,184b,184c,184d チップ辺、186,186ab,186cd チップ頂点、358 信号引き出し線、190 ボール電極(端子)、200 ランド、310a,310b インターフェース部、311a,311b クロック系インターフェース部、313a,314a,313b,314b データ系インターフェース部、315a,316a,315b,316b アドレス/コマンド系インターフェース部、410a,410b 上面電極群、411a,411b クロック系電極群、413a,414a,413b,414b データ系電極群、415a,416a,415b,416b アドレス/コマンド系電極群。 50 stacked semiconductor device, 52 upper semiconductor package, 54 lower semiconductor package, 90 upper semiconductor integrated circuit, 92a, 92b SDRAM (memory circuit), 120 wiring board, 122 substrate upper surface, 124 substrate lower surface, 126, 126a, 126b, 126c, 126d substrate side, 128, 128ab, 128cd substrate apex, 152, 352 signal line, 154, 354 upper surface electrode, 180 lower semiconductor integrated circuit, 182 semiconductor chip, 184, 184a, 184b, 184c, 184d chip side, 186 , 186ab, 186cd Chip apex, 358 Signal lead-out line, 190 ball electrode (terminal), 200 land, 310a, 310b interface unit, 311a, 311b Clock system interface unit, 313a, 314a, 13b, 314b Data system interface unit, 315a, 316a, 315b, 316b Address / command system interface unit, 410a, 410b Upper surface electrode group, 411a, 411b Clock system electrode group, 413a, 414a, 413b, 414b Data system electrode group, 415a , 416a, 415b, 416b Address / command system electrode group.
Claims (11)
前記下側半導体パッケージ上に積層された上側半導体パッケージと、
を備え、
前記下側半導体パッケージは、
前記上側半導体パッケージに対向する基板上面および当該基板上面と表裏の関係を成す基板下面を有する、配線基板と、
前記基板上面に実装された半導体集積回路と、
を含み、
前記配線基板は、
前記基板上面において前記半導体集積回路の外側に設けられ前記上側半導体パッケージに接続された上面電極と、
前記上面電極と前記半導体集積回路とを接続する信号線と、
前記基板下面に設けられた複数の端子と、
前記基板下面において前記複数の端子の配列の最外周よりも外側に設けられ前記上面電極に近接配置されたランドと、
前記ランドと前記上面電極とを接続する信号引き出し線と、
を有することを特徴とする積層型半導体装置。 A lower semiconductor package;
An upper semiconductor package stacked on the lower semiconductor package;
With
The lower semiconductor package is
A wiring substrate having a substrate upper surface facing the upper semiconductor package and a substrate lower surface having a front-back relationship with the substrate upper surface;
A semiconductor integrated circuit mounted on the upper surface of the substrate;
Including
The wiring board is
An upper surface electrode provided outside the semiconductor integrated circuit on the upper surface of the substrate and connected to the upper semiconductor package;
A signal line connecting the upper surface electrode and the semiconductor integrated circuit;
A plurality of terminals provided on the lower surface of the substrate;
A land that is provided outside the outermost periphery of the array of the plurality of terminals on the lower surface of the substrate and is disposed in proximity to the upper surface electrode;
A signal lead line connecting the land and the upper surface electrode;
A stacked semiconductor device comprising:
前記上側半導体パッケージは、メモリチップを有し、
前記下側半導体パッケージの前記半導体集積回路は、前記メモリチップにアクセスしてデータの読み出しおよび書き込みを行うロジックチップを有し、
前記データの読み出しおよび書き込み用の経路に対して前記信号引き出し線が設けられていることを特徴とする積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 1,
The upper semiconductor package has a memory chip,
The semiconductor integrated circuit of the lower semiconductor package has a logic chip that accesses the memory chip to read and write data;
A stacked semiconductor device, wherein the signal lead-out line is provided for a path for reading and writing data.
前記ロジックチップは、アクセス先のメモリ番地を特定するアドレス系信号を送信し、
前記アドレス系信号用の経路に対して前記信号引き出し線が設けられていることを特徴とする積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 2,
The logic chip transmits an address signal that specifies a memory address of an access destination,
The stacked semiconductor device, wherein the signal lead-out line is provided for the address signal path.
前記ロジックチップは、前記メモリチップを制御するコマンド系信号を送信し、
前記コマンド系信号用の経路に対して前記信号引き出し線が設けられていることを特徴とする積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 3,
The logic chip transmits a command signal for controlling the memory chip,
The stacked semiconductor device, wherein the signal lead-out line is provided for the command signal path.
前記上側半導体パッケージは、前記下側半導体パッケージの前記配線基板に接合された複数の端子を含み、
前記上側半導体パッケージの前記複数の端子の配列ピッチよりも、前記下側半導体パッケージの前記複数の端子の配列ピッチの方が小さいことを特徴とする積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 1,
The upper semiconductor package includes a plurality of terminals bonded to the wiring board of the lower semiconductor package,
The stacked semiconductor device, wherein an arrangement pitch of the plurality of terminals of the lower semiconductor package is smaller than an arrangement pitch of the plurality of terminals of the upper semiconductor package.
前記複数の端子はそれぞれボール電極で構成され、前記ランド上にはボール電極が設けられていないことを特徴とする積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 1,
The plurality of terminals are each constituted by a ball electrode, and no ball electrode is provided on the land.
前記基板下面の前記複数の端子は、パッケージ外部から前記上側半導体パッケージ用の電源を供給するための複数の電源用端子を含み、
前記配線基板は前記上面電極と前記ランドとをそれぞれ複数有し、
前記複数の上面電極は、
前記上側半導体パッケージ用電源を前記上側半導体パッケージへ供給するための複数の電源用上面電極と、
前記下側半導体パッケージと前記上側半導体パッケージとの間でデータの伝送を行うための複数のデータ系信号用上面電極と、
を含み、
前記複数のランドは、前記複数のデータ系信号用上面電極にそれぞれ接続された複数のデータ系信号用ランドを含み、
前記配線基板は、
前記複数の電源用上面電極のそれぞれについて当該電源用上面電極と前記複数の電源用端子との間の複数の電源供給経路と、
前記複数のデータ系信号用上面電極と前記複数のデータ系信号用ランドとをそれぞれ接続する複数の配線経路と、
を有し、
前記複数の電源用上面電極のそれぞれについて、前記複数の電源供給経路のうちで最短の電源供給経路は、前記複数の配線経路のうちで最長の配線経路に比べて短いという関係を満たすことを特徴とする積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 1,
The plurality of terminals on the lower surface of the substrate includes a plurality of power supply terminals for supplying power for the upper semiconductor package from the outside of the package,
The wiring board has a plurality of the upper surface electrodes and the lands, respectively.
The plurality of upper surface electrodes are:
A plurality of power supply upper surface electrodes for supplying the upper semiconductor package power supply to the upper semiconductor package;
A plurality of data system signal upper surface electrodes for transmitting data between the lower semiconductor package and the upper semiconductor package;
Including
The plurality of lands include a plurality of data system signal lands connected to the plurality of data system signal upper surface electrodes, respectively.
The wiring board is
A plurality of power supply paths between the power top electrode and the plurality of power terminals for each of the plurality of power top electrodes;
A plurality of wiring paths respectively connecting the plurality of data system signal upper surface electrodes and the plurality of data system signal lands;
Have
For each of the plurality of power supply upper surface electrodes, the shortest power supply path among the plurality of power supply paths satisfies a relationship of being shorter than the longest wiring path among the plurality of wiring paths. A stacked semiconductor device.
前記基板下面の前記複数の端子は、パッケージ外部から前記上側半導体パッケージ用のクロック信号を供給するための複数のクロック用端子を含み、
前記配線基板は前記上面電極と前記ランドとをそれぞれ複数有し、
前記複数の上面電極は、
前記複数のクロック用端子にそれぞれ接続された複数のクロック用上面電極と、
前記下側半導体パッケージと前記上側半導体パッケージとの間でデータの伝送を行うための複数のデータ系信号用上面電極と、
を含み、
前記複数のランドは、前記複数のデータ系信号用上面電極にそれぞれ接続された複数のデータ系信号用ランドを含み、
前記配線基板は、
前記複数のクロック用上面電極と前記複数のクロック用端子とをそれぞれ接続する複数のクロック供給経路と、
前記複数のデータ系信号用上面電極と前記複数のデータ系信号用ランドとをそれぞれ接続する複数の配線経路と、
を有し、
前記複数のクロック用上面電極のそれぞれについて、前記複数のクロック供給経路のうちで最短のクロック供給経路は、前記複数の配線経路のうちで最長の配線経路に比べて短いという関係を満たすことを特徴とする積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 1,
The plurality of terminals on the lower surface of the substrate includes a plurality of clock terminals for supplying a clock signal for the upper semiconductor package from the outside of the package,
The wiring board has a plurality of the upper surface electrodes and the lands, respectively.
The plurality of upper surface electrodes are:
A plurality of clock top electrodes respectively connected to the plurality of clock terminals;
A plurality of data system signal upper surface electrodes for transmitting data between the lower semiconductor package and the upper semiconductor package;
Including
The plurality of lands include a plurality of data system signal lands connected to the plurality of data system signal upper surface electrodes, respectively.
The wiring board is
A plurality of clock supply paths respectively connecting the plurality of clock top electrodes and the plurality of clock terminals;
A plurality of wiring paths respectively connecting the plurality of data system signal upper surface electrodes and the plurality of data system signal lands;
Have
For each of the plurality of clock upper surface electrodes, the shortest clock supply path among the plurality of clock supply paths satisfies the relationship that it is shorter than the longest wiring path among the plurality of wiring paths. A stacked semiconductor device.
前記下側半導体パッケージ上に積層された上側半導体パッケージと、
を備え、
前記下側半導体パッケージは、
前記上側半導体パッケージに対向する基板上面を有する、配線基板と、
前記基板上面に実装された半導体チップを少なくとも1つ含み、当該少なくとも1つの半導体チップに設けられた複数のインターフェース部を有する、半導体集積回路と、
を含み、
前記配線基板は、
前記基板上面に前記半導体集積回路を囲んで設けられた複数の上面電極と、
前記複数の上面電極と前記複数のインターフェース部とを接続する複数の配線と、
を有し、
前記各インターフェース部は、
前記少なくとも1つの半導体チップのチップ角部に設けられ、
前記複数の上面電極のうちで当該インターフェース部に近接する前記配線基板の2本の基板辺に沿って配置された上面電極群に接続されていることを特徴とする積層型半導体装置。 A lower semiconductor package;
An upper semiconductor package stacked on the lower semiconductor package;
With
The lower semiconductor package is
A wiring board having a substrate upper surface facing the upper semiconductor package;
A semiconductor integrated circuit including at least one semiconductor chip mounted on the upper surface of the substrate and having a plurality of interface portions provided on the at least one semiconductor chip;
Including
The wiring board is
A plurality of upper surface electrodes provided around the semiconductor integrated circuit on the upper surface of the substrate;
A plurality of wirings connecting the plurality of upper surface electrodes and the plurality of interface units;
Have
Each interface unit is
Provided at a corner of the at least one semiconductor chip;
2. A stacked semiconductor device comprising: a plurality of upper surface electrodes connected to an upper surface electrode group disposed along two substrate sides of the wiring substrate adjacent to the interface unit.
前記上側半導体パッケージは、前記上面電極群を介して前記インターフェース部に接続され当該インターフェース部から出力されるクロック系信号とアドレス/コマンド系信号とデータ入出力制御信号とに従ってデータの入出力を行うメモリ回路を複数含み、
前記各インターフェース部は、
当該インターフェース部が配置された前記チップ角部を成す2本のチップ辺に分割して配置され前記アドレス/コマンド系信号を出力するアドレス/コマンド系インターフェース部と、
前記2本のチップ辺に分割され前記アドレス/コマンド系インターフェース部よりも前記2本のチップ辺が成すチップ頂点の側に配置され、前記データの入出力および前記データ入出力制御信号の出力を行う、データ系インターフェース部と、
前記分割されたデータ系インターフェース部の間に配置され前記クロック系信号を出力するクロック系インターフェース部と、
を含み、
前記各上面電極群は、
前記接続先のインターフェース部の前記クロック系インターフェース部に接続された電極群であって、当該クロック系インターフェース部の近傍に配置されたクロック系電極群と、
前記接続先のインターフェース部の前記アドレス/コマンド系インターフェース部に接続された電極群であって、前記2本の基板辺に分割して配置されたアドレス/コマンド系電極群と、
前記接続先のインターフェース部の前記データ系インターフェース部に接続された電極群であって、前記2本の基板辺に分割され前記アドレス/コマンド系電極群よりも前記2本の基板辺が成す基板頂点の側に配置された、データ系電極群と、
を含むことを特徴とする積層型半導体装置。 The stacked semiconductor device according to claim 9, wherein
The upper semiconductor package is connected to the interface unit through the upper surface electrode group, and inputs / outputs data according to a clock signal, an address / command signal, and a data input / output control signal output from the interface unit. Including multiple circuits,
Each interface unit is
An address / command interface unit that outputs the address / command system signal that is divided into two chip sides that form the chip corner where the interface unit is disposed;
Divided into the two chip sides, arranged on the chip apex side formed by the two chip sides with respect to the address / command interface unit, and performs the input / output of the data and the output of the data input / output control signal. , Data system interface part,
A clock system interface unit arranged between the divided data system interface units and outputting the clock system signal;
Including
Each upper surface electrode group includes:
A group of electrodes connected to the clock system interface unit of the interface unit of the connection destination, the clock system electrode group disposed in the vicinity of the clock system interface unit;
An electrode group connected to the address / command system interface unit of the interface unit of the connection destination, the address / command system electrode group arranged separately on the two substrate sides;
A group of electrodes connected to the data system interface unit of the connection destination interface unit, the substrate vertex being divided into the two substrate sides and formed by the two substrate sides with respect to the address / command system electrode group A data system electrode group disposed on the side of
A stacked semiconductor device comprising:
前記下側半導体パッケージ上に積層され前記配線基板に接合されており、上側半導体集積回路を含む、上側半導体パッケージと、
前記下側半導体集積回路と前記上側半導体集積回路との間で信号を伝送するための信号線と、
を備え、
前記配線基板は、前記上側半導体パッケージが接合された基板上面と表裏の関係を成す基板下面に設けられた複数の端子を有し、
前記信号線は、
前記下側半導体集積回路と前記複数の端子のうちの第1端子とを接続する第1信号線と、
前記上側半導体集積回路と前記複数の端子のうちで前記第1端子に隣接する第2端子とを接続する第2信号線と、
を含むことを特徴とする積層型半導体装置。 A lower semiconductor integrated circuit comprising: a lower semiconductor integrated circuit; and a wiring board on which the lower semiconductor integrated circuit is mounted;
An upper semiconductor package stacked on the lower semiconductor package and bonded to the wiring substrate, including an upper semiconductor integrated circuit;
A signal line for transmitting a signal between the lower semiconductor integrated circuit and the upper semiconductor integrated circuit;
With
The wiring board has a plurality of terminals provided on the lower surface of the substrate forming a front-back relationship with the upper surface of the substrate to which the upper semiconductor package is bonded;
The signal line is
A first signal line connecting the lower semiconductor integrated circuit and a first terminal of the plurality of terminals;
A second signal line connecting the upper semiconductor integrated circuit and a second terminal adjacent to the first terminal among the plurality of terminals;
A stacked semiconductor device comprising:
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