JP3566157B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、スタックドパッケージ内に収容するためのIC(集積回路)チップを備えた半導体装置およびその製造方法に関する。
【0002】
ここでスタックドパッケージとは、複数個のICチップを積層して、その積層状態の複数個のICチップを搭載することにより実装密度を高めている構造のパッケージをいう。
【0003】
【従来の技術】
プリント基板に実装されたICのテスト手法としてインサーキットテスト手法が主流である。このインサーキットテスト手法は、外部のホストコンピュータに接続されたテスト針を、実装されたICの外部ピンに接続することにより、各ピンで発生する事象の観測、制御を行うテスト手法である。しかし、近年のIC高集積化に伴いピン数が著しく増加しており、また高密度実装の需要からパッケージの小型化およびピン間隔の狭ピッチ化が進んでいる。そのピン間隔の狭ピッチ化により、ピン間隔がテスト針の径より狭くなりデバイステストが困難になってきている。
【0004】
また、外部ピンをパッケージ裏面にエリアアレイ状に配置するBGA(Ball Grid Array)パッケージの登場により、インサーキットテスト手法での試験がますます困難な状況にある。その結果、上記インサーキットテスト手法に変わるテスト手法としてバウンダリスキャンテスト手法の採用が推進されている。
【0005】
上記バウンダリスキャンテスト手法は、JTAG(Joint Test Action Group)テスト手法またはIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)1149.1準拠のテスト手法とも言う。このバウンダリスキャンテスト手法とは、バウンダリスキャンテスト対応デバイスが搭載されたテスト対象のICチップを、外部のホストコンピュータから5本の信号線で観測、制御するテスト手法である。その為、本テスト手法を用いるには、上記テスト対象のICチップにバウンダリスキャン専用回路が組み込まれていなければならない。また、上記ICチップ内の観測、制御を行う為の5本の信号線(外部入出力端子)を追加する必要がある。つまり、上記バウンダリスキャンテスト手法では、ICチップに内蔵されたバウンダリスキャン専用回路と追加された信号線とによりインサーキット手法のテスト針と等価な働きを実現するものである。
【0006】
従来、このようなバウンダリスキャンテストを行うための半導体装置としては、バウンダリスキャン専用回路と通常デバイス用設計回路とを有するICチップを備えたものがある。通常、このバウンダリスキャン専用回路は、ICチップの設計工程において通常デバイス用設計回路に組み込んでいる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、通常デバイス用設計回路にバウンダリスキャン専用回路を組み込む手法が従来技術であるが、この場合、通常デバイス用設計回路内に設けられるバウンダリスキャン専用回路領域がデバイス本来の機能領域に対して大きな割合を持つ(オーバーヘッドが増大)ために、設計回路規模の増大つまりチップ面積の拡大といった弊害が生じるという問題点がある。
【0008】
また、上記通常デバイス用設計回路にバウンダリスキャン専用回路を組み込むには、通常デバイス用設計回路の修正を行うと共に、バウンダリスキャン専用回路に対して、ファンクションテスト作業、故障検証作業等の検証作業を実施する必要がある。その結果、上記通常デバイス用設計回路にバウンダリスキャン専用回路を追加しないケースと比べて、ICチップの設計時における作業工程数が増加し、設計日数が大幅に増加するという問題点がある。なお、これらの設計および検証作業は、現状で10日程度要する。
【0009】
また、上記バウンダリスキャン専用回路が組み込まれていないICチップに対してバウンダリスキャンテストを実施することは不可能であるため、実装状態での動作確認を行うことができないという問題点がある。
【0010】
そこで、本発明の目的は、チップ面積の増大を防ぐことができ、設計期間を短縮できると共に、バウンダリスキャン専用回路が組み込まれていないICチップにおいても実装状態で動作確認を実施することができる半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の半導体装置は、1つの第1のICチップを、その第1のICチップをバウンダリスキャンするためのバウンダリスキャン専用回路のみからなる1つの第2のICチップ上にスタックし、上記両ICチップを樹脂封止し、上記第1のICチップは上記第2のICチップよりも小さく、上記第2のICチップは、上記第1のICチップ側の表面における縁近傍には、ワイヤを介して外部に接続されるワイヤボンディングパッドが形成されていることを特徴としている。
【0012】
上記構成の半導体装置によれば、まずバウンダリスキャン専用回路のみで構成された第2のICチップを事前に準備し、その第2のICチップと、設計者が所望する機能のみを有する第1のICチップとスタックして、第1のICチップと第2のICチップとを接続することにより、第1のICチップに対してバウンダリスキャン回路の追加を実現する。つまり、従来技術では、設計段階でしか追加不可能であったバウンダリスキャン専用回路の追加を、第1,第2のICチップのデバイス間接続により実現する。したがって、上記バウンダリスキャン専用回路が第1のICチップに組み込まれていなくても、実装状態で第1のICチップの動作確認を行うことができる。
【0013】
また、上記バウンダリスキャン専用回路のみからなる第2のICチップを有するので、第1のICチップに対してバウンダリスキャン専用回路を組み込む必要がない。したがって、上記第1のICチップのチップ面積の増大を防ぐことができる。
【0014】
また、上記第1のICチップにバウンダリスキャン専用回路を組み込む工程がなくなるに伴って、通常デバイス用設計回路の修正やバウンダリスキャン専用回路の検証作業等を省略することができるので、設計期間を大幅に短縮することができる。
【0015】
【0016】
上記第1,第2のICチップの樹脂封止をスタックドパッケージを用いて行った場合、スタックドパッケージ内に第1,第2のICチップを積層状態で収容して、実装密度を高めることができる。
【0017】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、バウンダリスキャンテストの専用回路のみからなるICチップを予め用意するステップと、
上記ICチップと、このICチップよりも小さな任意のICチップとが1つのLSIとなるように、上記専用回路のみからなる1つのICチップ上に上記1つの任意のICチップをスタックして樹脂封止するステップとを有し、上記専用回路のみからなるICチップの上記任意のICチップ側の表面における縁近傍には、ワイヤを介して外部に接続されるワイヤボンディングパッドを形成することを特徴としている。
【0018】
上記構成の半導体装置の製造方法によれば、上記バウンダリスキャンテストの専用回路のみからなるICチップを予め用意して、このICチップと任意のICチップとを1つのLSIとなるようにスタックして樹脂封止するので、バウンダリスキャンテストの専用回路を任意のICチップに組み込む必要がない。したがって、上記任意のICチップのチップ面積の増大を防ぐことができる。
【0019】
また、上記任意のICチップにバウンダリスキャンテストの専用回路を組み込む工程がなくなるに伴って、通常デバイス用設計回路の修正やバウンダリスキャンテストの専用回路の検証作業等を省略することができるので、設計期間を大幅に短縮することができる。
【0020】
また、上記バウンダリスキャンテストの専用回路のみからなるICチップと任意のICチップとを1つのLSIにするので、任意のICチップに対してバウンダリスキャン回路の追加が実現されて、任意のICチップにバウンダリスキャンテストの専用回路が組み込まれていなくても、実装状態で任意のICチップの動作確認を行うことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の半導体装置およびその製造方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【0022】
図1は本発明の実施の一形態の半導体装置の断面図であり、図2は上記半導体装置のデバイス間接続を模式的に表した図である。
【0023】
上記半導体装置は、図1に示すように、第1のICチップ1と、この第1のICチップ1をバウンダリスキャンするためのバウンダリスキャン専用回路のみからなる第2のICチップ2とをスタックしている。この第1,第2のICチップ1,2は、スタックドパッケージ3内に積層状態で収容されている。また、上記第1のICチップ1は、設計者が所望する機能を実現するために必要な回路のみで構成されている一方、第2のICチップ2は、IEEE1149.1に規定されるバウンダリスキャンテスト動作に準拠する動作を行う回路のみで構成されている。この第1のICチップ1と第2のICチップ2とをワイヤ4,4…が接続している。このワイヤ4,4…は、図2に示すように、第1,第2のICチップ1,2の各端子毎に設けられたワイヤボンディングパッド8,8…,9,9…に接続している。また、上記第2のICチップ2とスタックドパッケージ3をワイヤ6,6…が接続している。このワイヤ6,6…は、第2のICチップ2とスタックドパッケージ3との各端子毎に設けられたワイヤボンディングパッド10,10…11,11…に接続している。
【0024】
図3は上記第2のICチップ2の構成を示す概略図である。この図3に示すように、上記第2のICチップ2のワイヤボンディングパッド8,8…と第2のICチップ端子12,12…との間にはバウンダリスキャンセル13が介挿されている。このバウンダリスキャンセル13によって、第1,第2のICチップ1,2の各端子で発生する事象の観測、制御が可能となる。つまり、上記バウンダリスキャンセル13,13…がインサーキットテスト手法のテスト針(金属針)と等価な働きをしていることになる。また、このバウンダリスキャンセル13,13…を制御する為に必要な試験回路が、TAP(test access port)コントローラ16に組み込まれている。このTAPコントローラ16は、TAPCとも言い、図示しないが、16ステートの遷移によって動作が表される。また、14はレジスタ群であり、15はテスト端子である。このテスト端子15は、JTAGの規格となっているTDI(test data input),TDO(test data output),TCK(test clock),TMS(test mode select)およびTRST(test reset)からなる。そして、上記テスト端子15に接続された信号線を図示しない外部のホストコンピュー夕で制御、観測することにより、バウンダリスキャンテストが実施される。また、上記レジスタ群14は、本発明の主要目的には無関係であるが、バウンダリスキャンテストと組合せて使うこともでき、TAPコントローラ16の命令ビットを読み込んでデコードするインストラクションレジスタと、スキップすべきチップを指定するバイパスレジスタと、チップのIDの情報が入っているオプションレジスタとで構成されている。このレジスタ群14はTAPコントローラ16の命令をデコードして、各種の機能を実現するために使用される。例えば、複数のチップから構成されるシステムの中で特定のチップだけをバウンダリスキャンテストをする為に、残りのチップをスキップさせたりする使い方ができる。なお、上記第2のICチップ端子12,12…およびテスト端子15,15…は、図2に示すワイヤボンディングパッド10,10を介してワイヤ6,6…に接続されている。
【0025】
上記構成の半導体装置は、まずバウンダリスキャン専用回路のみで構成された第2のICチップ2を事前に準備し、その第2のICチップ2と、設計者が所望する機能のみを有する第1のICチップ1とを接続することにより、第1のICチップ1に対してバウンダリスキャン回路の追加を実現する。つまり、従来において設計段階でしか追加不可能であったバウンダリスキャン専用回路の追加を、第1,第2のICチップ1,2のデバイス間接続により実現する。したがって、上記バウンダリスキャン専用回路が第1のICチップ1に組み込まれていなくても、実装状態で第1のICチップ1の動作確認を行うことができる。具体的には、図示しない外部のホストコンピュータからテスト端子15へ動作確認用の信号を送出して、TAPコントローラ16とレジスタ群14とバウンダリスキャンセル13とによって動作確認用の信号を解読、制御され、テスト端子4からバウンダリスキャン試験の結果を得ることができるのである。
【0026】
また、上記バウンダリスキャン専用回路のみからなる第2のICチップ2を有するので、第1のICチップ1に対してバウンダリスキャン専用回路を組み込む必要がなくなる。したがって、上記第1のICチップ1のチップ面積の増大を防ぐことができる。
【0027】
また、上記第1のICチップ1にバウンダリスキャン専用回路を追加する工程がなくなるに伴って、通常デバイス用設計回路の修正やバウンダリスキャン専用回路の検証作業等を省略することができるので、設計期間を大幅に短縮することができる。
【0028】
また、上記スタックドパッケージ3を用いて第1,第2のICチップ1,2の樹脂封止を行うことによって、スタックドパッケージ3内に第1,第2のICチップ1,2を積層状態で収容して、実装密度を高めることができる。
【0029】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明の半導体装置は、第1のICチップと、バウンダリスキャン専用回路のみからなる第2のICチップとを有しているので、第1のICチップ内にバウンダリスキャン専用回路を組み込む必要がなく、通常デバイスのチップ面積の増大を防ぐことできる。また、その結果、通常デバイスのコストアップを押さえる効果がある。
【0030】
また、上記第2のICチップを事前に準備しておくことにより、通常デバイス用設計回路の修正、バウンダリスキャン専用回路の作成、バウンダリスキャン専用回路の検証作業を省略することができるので、設計期間を大幅に短縮することができる。
【0031】
また、上記設計段階でしか追加不可能であったバウンダリスキャン専用回路の追加を、第1,第2のICチップのデバイス間接続により実現するので、バウンダリスキャン専用回路が組み込まれていない第1のICチップにも実装状態で動作確認を行うことができる。
【0032】
また、上記第1,第2のICチップの樹脂封止をスタックドパッケージを用いて行った場合、スタックドパッケージ内に第1,第2のICチップを積層状態で収容して、実装密度を高めることができる。
【0033】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、バウンダリスキャンテストの専用回路のみからなるICチップを予め用意して、このICチップと任意のICチップとを1つのLSIとなるようにスタックして樹脂封止するので、バウンダリスキャンテストの専用回路を任意のICチップに組み込む必要がなく、任意のICチップのチップ面積の増大を防ぐことができる。
【0034】
また、上記任意のICチップに対してバウンダリスキャンテストの専用回路を組み込む工程がなくなるに伴って、通常デバイス用設計回路の修正やバウンダリスキャンテストの専用回路の検証作業等を省略することができるので、設計期間を大幅に短縮することができる。
【0035】
また、上記バウンダリスキャンテストの専用回路のみからなるICチップと任意のICチップとを1つのLSIにするので、任意のICチップにバウンダリスキャンテストの専用回路が組み込まれていなくても、実装状態で任意のICチップの動作確認を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施の一形態の半導体装置の断面図である。
【図2】図2は上記半導体装置のデバイス間接続を説明するための模式図である。
【図3】図3は上記半導体装置の第2のICチップの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
1 第1のICチップ
2 第2のICチップ
3 スタックドパッケージ
Claims (2)
- 1つの第1のICチップを、その第1のICチップをバウンダリスキャンするためのバウンダリスキャン専用回路のみからなる1つの第2のICチップ上にスタックし、
上記両ICチップを樹脂封止し、
上記第1のICチップは上記第2のICチップよりも小さく、
上記第2のICチップは、上記第1のICチップ側の表面における縁近傍には、ワイヤを介して外部に接続されるワイヤボンディングパッドが形成されていることを特徴とする半導体装置。 - バウンダリスキャンテストの専用回路のみからなるICチップを予め用意するステップと、
上記ICチップと、このICチップよりも小さな任意のICチップとが1つのLSIとなるように、上記専用回路のみからなる1つのICチップ上に上記1つの任意のICチップをスタックして樹脂封止するステップとを有し、
上記専用回路のみからなるICチップの上記任意のICチップ側の表面における縁近傍には、ワイヤを介して外部に接続されるワイヤボンディングパッドを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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