JP2014120612A - 半導体装置、およびそれを用いた半導体モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】基板上に複数の半導体装置を積層させて実装しても、信号の伝送性能の劣化を抑えることのできる半導体モジュールを提供すること。
【解決手段】半導体モジュールは、プリント基板の実装面に半導体装置50が実装される。半導体装置は、第2面1b側に露出された複数のチップ側接続端子5を有する。複数の半導体装置50が、プリント基板の実装面に第2面1bを対向させて実装される。複数のチップ側接続端子5は、境界辺と平行に並べて形成される。チップ側接続端子5には、複数のイネーブル端子が含まれる。イネーブル端子は、並べて形成されたチップ側接続端子5の中央部分に配設される。イネーブル端子には、チップイネーブル端子、ライトイネーブル端子、およびアウトプットイネーブル端子が含まれる。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体装置、およびそれを用いた半導体モジュールに関する。
従来より、プリント基板上に複数の半導体チップ(半導体装置)を積層して実装した半導体モジュールが用いられている。このような半導体モジュールでは、金属ワイヤを用いたワイヤボンディングによって、プリント基板の配線層と半導体チップの配線層との間や、半導体チップ同士の配線層の間が電気的に接続される場合がある。また、半導体チップに貫通ビアホールを形成し、貫通ビアホール内に充填させた金属を介して、プリント基板の配線層と半導体チップの配線層との間や、半導体チップ同士の配線層の間が電気的に接続される場合がある。
金属ワイヤを用いたワイヤボンディングでは、金属ワイヤの長さにバラつきが生じることで、信号の伝送性能にばらつきが生じる場合がある。また、貫通ビアホールに金属を充填させた場合には、貫通ビアホールに充填された金属と周囲のシリコン基板との間で寄生のキャパシタンスが形成されて、信号の伝送性能が劣化してしまう場合がある。
そこで、基板上に複数の半導体装置を積層させて実装しても、信号の伝送性能の劣化を抑えることのできる半導体装置、およびそれを用いた半導体モジュールを得ることが求められている。
特開2009−158739号公報
本発明の実施の形態は、基板上に複数の半導体装置を積層させて実装しても、信号の伝送性能の劣化を抑えることのできる半導体装置、およびそれを用いた半導体モジュールを提供することを目的とする。
実施の形態の半導体モジュールによれば、プリント基板の実装面に半導体装置が実装される。半導体装置は、内部に第1の配線層が形成されたシリコン基板と、シリコン基板の表面のうち第1の配線層と略平行な第1面に積層された絶縁膜と、配線層と電気的に接続されて第1面から略垂直に連続する第2面側に露出された複数のチップ側接続端子と、を有する。プリント基板は、内部に第2の配線層が形成されるとともに配線層と電気的に接続された基板側接続端子が実装面から露出される。複数の半導体装置が、プリント基板の実装面に第2面を対向させて実装される。複数の半導体装置同士は、互いに密着して第1面同士を対向させて並べられる。複数のチップ側接続端子は、第1面と第2面との境界となる境界辺と平行に並べて形成される。チップ側接続端子には、複数のイネーブル端子、アドレス端子および偶数個の電源端子が含まれる。イネーブル端子は、並べて形成されたチップ側接続端子の中央部分に配設される。イネーブル端子には、チップイネーブル端子、ライトイネーブル端子、およびアウトプットイネーブル端子が含まれる。アドレス端子は、イネーブル端子を挟んだ両側に配設される。電源端子は、境界辺を通り第1面と垂直となる中央線を挟んで対称に配設される。プリント基板には、実装面に実装された半導体装置を囲む囲み壁が形成されている。
図1は、第1の実施の形態にかかる半導体装置の概略構成を示す斜視図である。 図2は、図1に示す矢印Xに沿って見た断面図である。 図3は、第1の実施の形態の変形例にかかる半導体装置の概略構成を示す斜視図である。 図4は、図3に示す矢印Yに沿って見た矢視断面図である。 図5−1は、本実施の形態にかかる半導体装置を備える半導体モジュールの断面構成を示す図である。 図5−2は、半導体モジュールの断面構成の他の例を示す図である。 図5−3は、半導体モジュールの断面構成のさらに他の例を示す図である。 図6−1は、プリント基板を実装面側から見た図である。 図6−2は、表面電極の下層である第1層に形成された基板内配線を示す図である。 図6−3は、第1層の下層である第2層に形成された基板内配線を示す図である。 図6−4は、第2層の下層である第3層に形成された基板内配線を示す図である。 図6−5は、第3層の下層である第4層に形成された基板内配線を示す図である。 図6−6は、実装面の裏面に形成されたボール電極を示す図である。 図6−7は、プリント基板を実装面側から見た図であって、表面電極の他の例を示す図である。 図7は、プリント基板上に実装された半導体装置の一例を示す図であって、半導体装置を第2面側から見た図である。 図8は、プリント基板上に実装された半導体装置の他の例を示す図であって、半導体装置を第2面側から見た図である。 図9−1は、チップ側接続端子への機能の割り当ての一例を示す模式図である。 図9−2は、チップ側接続端子への機能の割り当ての他の例を示す模式図である。 図10は、半導体装置を個片化する前の半導体ウエハの平面図である。 図11−1は、半導体装置の製造手順を説明するための図であって、図10に示すA−A線に沿った矢視断面図である。 図11−2は、半導体装置の製造手順を説明するための図であって、図10に示すB−B線に沿った矢視断面図である。 図12−1は、半導体装置の製造手順を説明するための図であって、図10に示すA−A線に沿った矢視断面図である。 図12−2は、半導体装置の製造手順を説明するための図であって、図10に示すB−B線に沿った矢視断面図である。 図13−1は、半導体装置の製造手順を説明するための図であって、図10に示すA−A線に沿った矢視断面図である。 図13−2は、半導体装置の製造手順を説明するための図であって、図10に示すB−B線に沿った矢視断面図である。 図14−1は、半導体装置の製造手順を説明するための図であって、図10に示すA−A線に沿った矢視断面図である。 図14−2は、半導体装置の製造手順を説明するための図であって、図10に示すB−B線に沿った矢視断面図である。 図15は、半導体装置の製造手順の他の例を説明するための断面図である。 図16は、半導体装置の製造手順の他の例を説明するための断面図である。 図17は、半導体装置の製造手順の他の例を説明するための断面図である。 図18は、半導体装置の製造手順の他の例を説明するための断面図である。 図19は、半導体装置の製造手順の他の例を説明するための断面図である。 図20は、半導体装置の製造手順の他の例を説明するための断面図である。 図21は、半導体装置の製造手順の他の例を説明するための断面図である。 図22は、テスト用電極を形成した状態の半導体ウエハの平面図である。 図23は、テスト用電極が形成された状態の半導体ウエハの平面図である。 図24は、図23に示すC−C線に沿った矢視断面図である。 図25は、半導体ウエハの平面図である。 図26−1は、図25に示すD−D線に沿った矢視断面図である。 図26−2は、図25に示すE−E線に沿った矢視断面図である。 図27−1は、図25に示すD−D線に沿った矢視断面図である。 図27−2は、図25に示すE−E線に沿った矢視断面図である。 図28−1は、図25に示すD−D線に沿った矢視断面図である。 図28−2は、図25に示すE−E線に沿った矢視断面図である。 図29−1は、図25に示すD−D線に沿った矢視断面図である。 図29−2は、図25に示すE−E線に沿った矢視断面図である。 図30−1は、図25に示すD−D線に沿った矢視断面図である。 図30−2は、図25に示すE−E線に沿った矢視断面図である。 図31は、半導体モジュールの他の構成例を示す図である。 図32は、図31に示す半導体モジュールが備える半導体装置をチップ側接続端子側から見た図である。 図33は、並べて設けられた半導体装置の他の構成例を示す図であって、チップ側接続端子側から見た図である。 図34は、並べて設けられた半導体装置のさらに他の構成例を示す図であって、チップ側接続端子側から見た図である。
以下に添付図面を参照して、実施の形態にかかる半導体装置、およびそれを用いた半導体モジュールを詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
(第1の実施の形態)
<半導体装置の構成>
図1は、第1の実施の形態にかかる半導体装置の概略構成を示す斜視図である。図2は、図1に示す矢印Xに沿って見た断面図である。半導体装置50は、平面形状が方形形状を呈し、全体として薄板状の形状を呈している。図2に示すように、半導体装置50は、シリコン基板1、内部配線層(第1の配線層)2、外部配線3、絶縁層4、チップ側接続端子5を備える。
内部配線層2は、シリコン基板1の内部に形成された配線層である。外部配線3は、シリコン基板1の表面のうち、内部配線層2と略平行な第1面1a上に形成されて、内部配線層2と電気的に接続されている。絶縁層4は、シリコン基板1の第1面1aに積層されて、シリコン基板1の第1面1aと外部配線3とを覆う保護膜として機能する。
チップ側接続端子5は、外部配線3に含まれるパッド電極6上に設けられる金属メッキであり、シリコン基板1の表面のうち、第1面1aから略垂直に連続する第2面1bから露出する。半導体装置50には、複数のチップ側接続端子5が設けられる。複数のチップ側接続端子5は、第1面1aと第2面1bとの境界となる辺(境界辺1c)と略平行となるように並べて配置される。
複数のチップ側接続端子5には、それぞれに機能が割り当てられており、例えば、CE(チップイネーブル)端子、WE(ライトイネーブル)端子、OE(アウトプットイネーブル)端子、VDD(電源電位)端子、VSS(接地電位)端子、ADD(アドレス)端子、I/O(入出力)端子として機能する。
図3は、第1の実施の形態の変形例にかかる半導体装置の概略構成を示す斜視図である。図4は、図3に示す矢印Yに沿って見た断面図である。図1,2で示した半導体装置50では、チップ側接続端子5が半導体装置50の第2面1b側からしか露出していないが、図3,4に示す半導体装置51では、第1面1a側となる面からもチップ側接続端子5が露出している。
<半導体モジュールの構成>
図5−1は、本実施の形態にかかる半導体装置を備える半導体モジュールの断面構成を示す図である。半導体モジュール100は、プリント基板11の実装面11a上に複数の半導体装置50(51)が実装され、実装面11aと半導体装置50(51)を覆うようにモールド部12が設けられる。
図6−1は、プリント基板11を実装面11a側から見た図である。プリント基板11の実装面11aには、複数の表面電極(基板側接続端子)13が形成されている。表面電極13は、半導体装置50(51)が並ぶ方向と略平行に延びる帯状の形状を呈している。半導体装置50(51)の第2面1b側が実装面11aに対向するように実装されることで、チップ側接続端子5と表面電極13とが電気的に接続される。なお、チップ側接続端子5と表面電極13とを確実に接続させるために半田を用いてもよい。
プリント基板11の内部には、表面電極13と略平行に形成された基板内配線が積層されており、本実施の形態では4層の基板内配線が形成されている。そして、積層される基板内配線同士の間に合成樹脂等で構成された層間絶縁膜が設けられている。
図6−2は、表面電極13の下層である第1層に形成された基板内配線を示す図である。図6−3は、第1層の下層である第2層に形成された基板内配線を示す図である。図6−4は、第2層の下層である第3層に形成された基板内配線を示す図である。図6−5は、第3層の下層である第4層に形成された基板内配線を示す図である。図6−6は、実装面11aの裏面11bに形成されたボール電極を示す図である。
図6−1〜図6−6に示すように、プリント基板11の実装面11aに形成された表面電極13と裏面11bに形成されたボール電極15とが、基板内配線14や層間に形成されたビア25を介して電気的に接続される。
なお、図6−2に示す1層目および図6−4に示す3層目に形成された基板内配線14は、グランド配線として機能する。図6−3に示す2層目に形成された基板内配線14は、電源電位(VDD)を供給するために使用されるVDD配線として機能する。
図6−7は、プリント基板11を実装面11a側から見た図であって、表面電極13の他の例を示す図である。図6−7に示すように、半導体装置50(51)のチップ側接続端子5にそれぞれ接するように島状に表面電極13を実装面11aに形成してもよい。また、帯状の表面電極13と島状の表面電極13を併設して形成してもよい。
図5−2は、半導体モジュール100の断面構成の他の例を示す図である。なお、図5−2において、ハッチングは省略している。図5−2に示すように、プリント基板11の表面電極13を側面まで引き延ばし、さらに他のプリント基板21の実装面にプリント基板11を実装してもよい。この場合、ボール電極22は、他のプリント基板21側に設けられる。
図5−3は、半導体モジュール100の断面構成のさらに他の例を示す図である。なお、図5−3において、ハッチングは省略している。図5−3に示すように、プリント基板11の実装面11a上であって、半導体装置50(51)の周囲に囲み壁23を設けてもよい。囲み壁23によって半導体装置50(51)を倒れにくくすることができる。なお、囲み壁23の高さは任意に定めればよく半導体装置50(51)の高さと同程度となるように形成してももちろん構わない。
図7は、プリント基板11上に実装された半導体装置50(51)の一例を示す図であって、半導体装置50(51)を第2面1b側から見た図である。図7では、プリント基板11上の表面電極13を破線で示している。図7で示す例では、第1面1aが同じ方向を向くように半導体装置50(51)がプリント基板11上に並べられている。
図7に示すように第1面1aが同じ方向を向くように半導体装置50(51)を並べた場合、チップ側接続端子5への機能の割り当てがすべての半導体装置50(51)で同じであれば、同じ機能のチップ側接続端子5を同じ表面電極13に接触させることができる。したがって、チップ側接続端子5ごとへの機能の割り当てが同じになっている一種類の半導体装置50(51)を用意すればよい。
図8は、プリント基板11上に実装された半導体装置50(51)の他の例を示す図であって、半導体装置50(51)を第2面1b側から見た図である。図8では、プリント基板11上の表面電極13を破線で示している。図8で示す例では、第1面1a同士が対向するように半導体装置50(51)がプリント基板11上に並べられている。
図8に示すように第1面1a同士が対向するように半導体装置50(51)を並べた場合、チップ側接続端子5への機能の割り当てが対称となっていれば、同じ機能のチップ側接続端子5を同じ表面電極13に接触させることができる。したがって、チップ側接続端子5への機能の割り当てが対称となる二種類の半導体装置50(51)を用意すればよい。
図9−1は、チップ側接続端子5への機能の割り当ての一例を示す模式図である。図9−2は、チップ側接続端子5への機能の割り当ての他の例を示す模式図である。図9−1,9−2では、1つの半導体装置50(51)に15個のチップ側接続端子5が設けられている例を示している。チップ側接続端子5には、上述したように、CE(チップイネーブル)端子、WE(ライトイネーブル)端子、OE(アウトプットイネーブル)端子、ADD(アドレス)端子、VDD(電源電位)端子、VSS(接地電位)端子、I/O(入出力)端子が含まれる。
本実施の形態では、複数設けられて並べて形成されたチップ側接続端子5のうち中央部分には、イネーブル信号を扱うイネーブル端子(CE端子、WE端子、OE端子)が配置される。イネーブル端子は、中央にWE端子が配置され、WE端子を挟むようにCE端子とOE端子とが設けられている。図9−1に示す例と、図9−2に示す例とでは、WE端子を挟んだCE端子とOE端子の配置が対称になっている。
図8に示すように第1面1a同士が対向するように半導体装置50(51)を並べる場合には、図9−1に示す例と、図9−2に示す例の2種類の半導体装置50(51)を用意すれば、同じ機能のイネーブル端子同士を対向させて、同じ表面電極13に接触させることができる。
イネーブル端子の両側には、それぞれ同じ数のADD端子が並べて配置されている。第1面1a同士が対向するように半導体装置50(51)を並べた場合に、ADD端子同士が互いに向き合えばよい。ADD端子は、アドレス番号が予め設定されていなくとも、アドレス信号用の表面電極13に接触さえさせれば、その表面電極13から入力されるアドレス信号に応じたADD端子として機能する。
そのため、イネーブル端子の両側に対称にADD端子を配置しさえすれば、すなわち、境界辺1cを通って第1面と垂直となる中央線20を挟んで対称に配置さえすれば、第1面1a同士が対向するように半導体装置50(51)を並べた場合に、ADD端子同士を互いに向き合わせることができる。そして、向き合ったADD端子同士をアドレス信号用の表面電極13に接触させれば、そのアドレス信号に応じたADD端子として機能させることができる。したがって、図9−1に示す例と、図9−2に示す例とで、ADD端子の配置に違いはない。なお、各ADD端子にアドレス番号を予め設定し、図9−1に示す例と、図9−2に示す例とで、中央線20を挟んで対称となるようにADD端子を配置してもよい。ADD端子の両側には、I/0端子が並べて設けられている。I/0端子は、境界辺1cを通って第1面と垂直となる中央線20を挟んで対称に配置される。なお、I/0端子はイネーブル端子の両側に対称に配置されるので、その個数は偶数個となる。
I/O端子の両側には、電源端子としてのVSS端子およびVDD端子が並べて設けられている。VSS端子およびVDD端子は、境界辺1cを通って第1面と垂直となる中央線20を挟んで対称に配置される。本実施の形態では、VSS端子がVDD端子の内側に配置されているが、イネーブル端子の両側に対称に配置されてさえいれば、どちらが内側に配置されていてもよいし、VSS端子とVDD端子の個数も1個ずつに限られない。なお、VSS端子とVDD端子はイネーブル端子の両側に対称に配置されるので、その個数は偶数個となる。ADD端子と同様に、図9−1に示す例と、図9−2に示す例とで、VSS端子とVDD端子の配置に違いはない。
以上説明したように、第1面1aが同じ方向を向くように半導体装置50(51)を並べる場合には、図9−1に示す例または図9−2に示す例のどちらか一方の半導体装置50(51)を用意すればよいし、第1面1a同士が対向するように半導体装置50(51)を並べる場合には、図9−1に示す例および図9−2に示す例の両方の半導体装置50(51)を用意すればよい。
<半導体装置の製造手順>
次に、第1の実施の形態にかかる半導体装置50の製造手順を説明する。図10は、半導体装置50を個片化する前の半導体ウエハの平面図である。図11−1〜14−1は、半導体装置50の製造手順を説明するための図であって、図10に示すA−A線に沿った矢視断面図である。図11−2〜14−2は、半導体装置50の製造手順を説明するための図であって、図10に示すB−B線に沿った矢視断面図である。
半導体装置50は、図10に示すように複数の半導体装置50が形成された1枚の半導体ウエハ60を個片化することで得られる。
まず、内部配線層2が形成されたシリコン基板1上にパッド電極6を含む外部配線3が形成され、パッド電極6を覆うように絶縁層4が形成される。パッド電極6は、内部配線層2と電気的に接続されている。そして、パッド電極6の一部が露出するように、絶縁層4の一部がエッチングされる(図11−1,11−2を参照)。
次に、絶縁層4のエッチングされた部分に金属メッキが施されメッキ部8が形成される(図12−1,12−2を参照)。次に、メッキ部8を覆うように、さらに絶縁層4が形成されることで半導体ウエハ60が得られる(図13−1,13−2を参照)。そして、ダイシングライン9に沿って半導体ウエハ60がダイシングされることで、個片化された半導体装置50が得られる(図14−1,14−2を参照)。ここで、ダイシングライン9をメッキ部8に重ねることで、半導体装置50の側面からメッキ部8が露出し、これがチップ側接続端子5となる。
なお、図12−1,12−2に示すようにメッキ部8が半導体装置50の絶縁層4側に露出されている状態で、メッキ部8を通して半導体装置50のテストを行うことが好ましい。図14−1,14−2に示すような個片化された半導体装置50では、側面(第2面1b)の面積が小さいため、そこから露出するチップ側接続端子5も小さくなる。そのため、チップ側接続端子5を通してテストのために導通を確保するのが難しい場合がある。一方、半導体装置50の絶縁層4側(第1面1a側)となる面は側面よりも面積が大きいため、半導体装置50の絶縁層4側であればメッキ部8を大きく露出させやすく、テストのために導通を十分に確保しやすくなる。
次に、半導体装置50の製造手順の他の例を説明する。図15〜21は、半導体装置50の製造手順の他の例を説明するための断面図である。まず、内部配線層2が形成されたシリコン基板1(図15を参照)の一部がエッチングされ、エッチングした部分に金属材料が充填される(図16を参照)。この充填された金属材料が、最終的に側面から露出してチップ側接続端子5となる。
次に、内部配線層2と電気的に接続させるようにパッド電極6を含む外部配線3が形成されるとともに、パッド電極6を覆うように絶縁層4が形成される。そして、パッド電極6の一部が露出するように絶縁層4の一部がエッチングされる(図17を参照)。そして、露出されたパッド電極6上にテスト用電極16が形成される(図18を参照)。図22は、テスト用電極16を形成した状態の半導体ウエハ60の平面図である。テスト用電極16には、例えば有機溶剤にメタルを溶かしたものを塗布してキュアする塗布電極を用いてもよい。
この状態で、テスト用電極16を通して半導体装置50のテストが行われる。次に、テスト用電極16が除去され、さらに絶縁層4が形成される(図19を参照)。例えば、溶剤によってテスト用電極16を溶かすことで、テスト用電極16の除去が行われる。
次に、ダイシングライン9に沿って半導体ウエハ60がダイシングされることで、個片化された半導体装置50が得られる(図20を参照)。ここで、ダイシングライン9をチップ側接続端子5に重ねることで、半導体装置50の側面からチップ側接続端子5を露出させることができる。次に、チップ側接続端子5上に半田26が形成される(図21を参照)。
次に、半導体装置50の製造手順のさらに他の例を説明する。図23は、テスト用電極16が形成された状態の半導体ウエハ60の平面図である。図23に示すように、複数の半導体装置50の電極同士が向き合うように半導体ウエハ60を製造してもよい。図24は、図23に示すC−C線に沿った矢視断面図である。このように、テスト用電極16も向き合わせて形成することを除いては、絶縁層4の形成やダイシングライン9の位置等は、図15〜図22を用いて説明した手順と同様の手順である。
次に、複数の半導体装置50を電極同士が向き合うように半導体ウエハ60を製造する場合の製造手順の他の例を説明する。図25は、半導体ウエハ60の平面図である。図26−1〜30−1は、図25に示すD−D線に沿った矢視断面図である。図26−2〜30−2は、図25に示すE−E線に沿った矢視断面図である。
まず、内部配線層2が形成されたシリコン基板1上にパッド電極6が形成される。そして、パッド電極6を覆うように絶縁層4が形成される。そして、パッド電極6の一部が露出するように、絶縁層4の一部がエッチングされ、さらに絶縁層4が形成される(図26−1,26−2を参照)。次に、向かい合ったパッド電極6間の絶縁層4やシリコン基板1がエッチングされる。そして、エッチングされた側の面に金属メッキが施されてメッキ部17が形成される(図27−1,27−2を参照)。
次に、メッキ部17がエッチングされる(図28−1,28−2を参照)。エッチング後に残ったメッキ部17を通して半導体装置50のテストが行われる。すなわち、エッチング後に残ったメッキ部17は、テスト用電極として機能する。
次に、さらに絶縁層4が形成され(図29−1,29−2を参照)、ダイシングライン9に沿ってダイシングされることで、半導体装置50が個片化される(図30−1,30−2を参照)。ダイシングライン9をメッキ部17に重ねることで、半導体装置50の側面からメッキ部17が露出し、これがチップ側接続端子5となる。なお、この状態または個片化前の状態から、絶縁層4側から研磨を行い、メッキ部17を露出させれば、図3で示した半導体装置51を得ることができる。この場合には、絶縁層4を研磨して第1面1a側から露出したメッキ部をテスト用電極として半導体装置51のテストを行うことができる。
<半導体モジュール100等の構成例>
図31は、半導体モジュール100の他の構成例を示す図である。図32は、図31に示す半導体モジュール100が備える半導体装置50をチップ側接続端子5側から見た図である。図31に示すように、大きさの異なる半導体装置50を並べて半導体モジュール100を構成してもよい。ここで、半導体装置50の並ぶ方向に同列に並ぶチップ側接続端子5同士の機能を揃えることで、図6−1に示したような帯状の表面電極13が形成されたプリント基板11を用いることができる。
図33は、並べて設けられた半導体装置50の他の構成例を示す図であって、チップ側接続端子5側から見た図である。図33に示すように、チップ側接続端子5の位置が異なる半導体装置50を並べて構成してもよい。
図34は、並べて設けられた半導体装置50のさらに他の構成例を示す図であって、チップ側接続端子5側から見た図である。図34に示すように、チップ側接続端子5の位置および大きさが異なる半導体装置50同士を並べて構成してもよい。
1 シリコン基板、1c 境界辺、1a 第1面、1b 第2面、2 内部配線層(第1の配線層)、3 外部配線、4 絶縁層、5 チップ側接続端子、6 パッド電極、8 メッキ部、9 ダイシングライン、11 プリント基板、11a 実装面、11b 裏面、12 モールド部、13 表面電極、14 基板内配線、15 ボール電極、16 テスト用電極、17 メッキ部、25 ビア、26 半田、20 中央線、21 プリント基板、22 プリント基板、22 ボール電極、23 囲み壁、50 半導体装置、51 半導体装置、60 半導体ウエハ、100 半導体モジュール。

Claims (10)

  1. 内部に第1の配線層が形成されたシリコン基板と、前記シリコン基板の表面のうち前記第1の配線層と略平行な第1面に積層された絶縁膜と、前記配線層と電気的に接続されて前記第1面から略垂直に連続する第2面側に露出された複数のチップ側接続端子と、を有する半導体装置と、
    前記半導体装置が実装される実装面を有し、内部に第2の配線層が形成されるとともに前記配線層と電気的に接続された基板側接続端子が前記実装面から露出されたプリント基板と、
    前記実装面に前記第2面を対向させて実装された複数の前記半導体装置と、を備え、
    複数の前記半導体装置同士は互いに密着して前記第1面同士を対向させて並べられ、
    複数の前記チップ側接続端子は、前記第1面と前記第2面との境界となる境界辺と平行に並べて形成され、
    前記チップ側接続端子には、複数のイネーブル端子、アドレス端子および偶数個の電源端子が含まれ、
    前記イネーブル端子は、並べて形成された前記チップ側接続端子の中央部分に配設され、
    前記イネーブル端子には、チップイネーブル端子、ライトイネーブル端子、およびアウトプットイネーブル端子が含まれ、
    前記アドレス端子は、前記イネーブル端子を挟んだ両側に配設され、
    前記電源端子は、前記境界辺を通り前記第1面と垂直となる中央線を挟んで対称に配設され、
    前記プリント基板には、前記実装面に実装された前記半導体装置を囲む囲み壁が形成されている半導体モジュール。
  2. 内部に第1の配線層が形成されたシリコン基板と、
    前記シリコン基板の表面のうち前記第1の配線層と略平行な第1面に積層された絶縁膜と、
    前記配線層と電気的に接続されて前記第1面から略垂直に連続する第2面側に露出された複数のチップ側接続端子と、を備える半導体装置。
  3. 前記接続端子は、前記絶縁膜側にも露出されている請求項2に記載の半導体装置。
  4. 請求項2または3に記載の半導体装置が実装される実装面を有し、内部に第2の配線層が形成されるとともに前記配線層と電気的に接続された基板側接続端子が前記実装面から露出されたプリント基板と、
    前記実装面に前記第2面を対向させて実装された複数の前記半導体装置と、を備え、
    複数の前記半導体装置同士は互いに密着して並べられる半導体モジュール。
  5. 複数の前記半導体装置は、前記第1面同士を対向させて配置される請求項4に記載の半導体モジュール。
  6. 複数の前記チップ側接続端子は、前記第1面と前記第2面との境界となる境界辺と平行に並べて形成され、
    前記チップ側接続端子には、複数のイネーブル端子が含まれ、
    前記イネーブル端子は、並べて形成された前記チップ側接続端子の中央部分に配設される請求項5に記載の半導体モジュール。
  7. 前記イネーブル端子には、前記チップイネーブル端子、前記ライトイネーブル端子、および前記アウトプットイネーブル端子が含まれる請求項6に記載の半導体モジュール。
  8. 前記チップ側接続端子には、アドレス端子が含まれ、
    前記アドレス端子は、前記イネーブル端子を挟んだ両側に配設される請求項5に記載の半導体モジュール。
  9. 前記チップ側接続端子には、偶数個の電源端子が含まれ、
    前記電源端子は、前記境界辺を通り前記第1面と垂直となる中央線を挟んで対称に配設される請求項5〜8のいずれか1つに記載された半導体モジュール。
  10. 前記プリント基板には、前記実装面に実装された前記半導体装置を囲む囲み壁が形成されている請求項4〜9のいずれか1つに記載の半導体モジュール。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101726241B1 (ko) * 2014-11-12 2017-04-12 인텔 코포레이션 소형 폼 팩터 또는 웨어러블 디바이스를 위한 집적 회로 패키징 기술, 구성, 장치, 조립체 및 방법
US10134670B2 (en) 2015-04-08 2018-11-20 International Business Machines Corporation Wafer with plated wires and method of fabricating same
US11532524B2 (en) * 2020-07-27 2022-12-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Integrated circuit test method and structure thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01137581U (ja) * 1988-03-11 1989-09-20
JPH05206688A (ja) * 1992-01-24 1993-08-13 Toshiba Corp 半導体装置とその面実装方法
JPH0922959A (ja) * 1995-07-06 1997-01-21 Fujitsu Ltd 半導体装置及び半導体装置ユニット
JPH10340974A (ja) * 1997-06-10 1998-12-22 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法
US7009296B1 (en) * 2004-01-15 2006-03-07 Amkor Technology, Inc. Semiconductor package with substrate coupled to a peripheral side surface of a semiconductor die

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7189077B1 (en) * 1999-07-30 2007-03-13 Formfactor, Inc. Lithographic type microelectronic spring structures with improved contours
US6759311B2 (en) * 2001-10-31 2004-07-06 Formfactor, Inc. Fan out of interconnect elements attached to semiconductor wafer
JP2004303884A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Seiko Epson Corp 三次元実装モジュールの製造方法とその方法で得られる三次元実装モジュール
US7838983B2 (en) * 2005-04-26 2010-11-23 Kyushu Institute Of Technology Packaged semiconductor device and method of manufacturing the packaged semiconductor device
KR101185886B1 (ko) * 2007-07-23 2012-09-25 삼성전자주식회사 유니버설 배선 라인들을 포함하는 반도체 칩, 반도체패키지, 카드 및 시스템
US8786060B2 (en) * 2012-05-04 2014-07-22 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor package integrated with conformal shield and antenna
US9437490B2 (en) * 2013-11-18 2016-09-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01137581U (ja) * 1988-03-11 1989-09-20
JPH05206688A (ja) * 1992-01-24 1993-08-13 Toshiba Corp 半導体装置とその面実装方法
JPH0922959A (ja) * 1995-07-06 1997-01-21 Fujitsu Ltd 半導体装置及び半導体装置ユニット
JPH10340974A (ja) * 1997-06-10 1998-12-22 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法
US7009296B1 (en) * 2004-01-15 2006-03-07 Amkor Technology, Inc. Semiconductor package with substrate coupled to a peripheral side surface of a semiconductor die

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