JP6200236B2 - 電子装置 - Google Patents

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Description

本発明は、一の半導体部品に複数の他の半導体部品をフライバイ形態で接続する実装技術に関し、例えば、実装基板上でマイクロコンピュータに複数のDDR3−SDRAM(Double Data Rate3−SDRAM)をフライバイ形態で実装したマザーボード又はシステムボードなどと称される電子装置に適用して有効な技術に関する。
夫々半導体部品としてのマイクロコンピュータ等のコントロールデバイス及び複数のメモリデバイスを有する電子装置において、メモリアクセスに伴うコマンド・アドレス及びコントロール系などの信号の品質向上について記載された文献の例として以下がある。
特許文献1には、実装基板にマイクロコンピュータと複数個のメモリデバイスとを実装するとき、データ系配線をコマンド・アドレス系配線よりも短くすることについて記載がある。データ系配線はメモリデバイスの間の空き領域を利用して敷設される。コマンド・アドレス系配線は実装基板の側方を迂回する。これによって、データ及びデータストローブ系統の配線の配線インピーダンスを下げることができ、且つ、当該配線の短配線化を実現することができる。
特許文献2には、マイクロコンピュータで複数のDDR−SDRAM(Double-Data-Rate SDRAM))を制御する場合に、クロック配線を少なくするためにクロック配線を複数のDDR−SDRAMに共有させるとき、信号負荷の相違によるコマンド・アドレス信号とクロック信号との位相を容易に整合させるための対策について記載がある。ここでは、クロック信号のサイクル開始位相よりも早いタイミングでコマンド・アドレス信号を出力可能にする。
特許文献3には、複数のDIMM((Dual Inline Memory Module)が搭載されたシステムボードにおいてDIMM内の配線構造としてT分岐構造もあればフライバイ構造もあり、その違いをメモリコントローラによるレベリング制御のようなタイミング制御だけでは対処できない場合の対策について記載される。ここでは、レベリング制御対象とされるイネーブル信号などのコントロール系信号に対して、その伝播経路から分岐してグランドプレーンに至る経路に容量素子を介在させる。この容量素子はコントロール系信号の高調波成分に対してショート経路として機能することによって、コントロール系信号の信号品質を向上させることができる。
特開2006−237385号公報 特開2009−223854号公報 特開2012−8920号公報
本願発明者は、メモリデバイス(メモリチップを含む半導体部品)と、このメモリデバイスを制御するコントロールデバイス(上記メモリチップを制御するコントロールチップを含む半導体装置)などを混載したモジュール品(電子装置)について検討した。
これまでのメモリデバイス(またはこのメモリデバイス内に搭載されるメモリチップ)は、その1個(1枚)あたりの記憶容量(集積度)が例えば512Mb(メガビット)と小さかった(低かった)。そのため、モジュール品の記憶容量を例えば16Gb(ギガビット)と大容量化する場合には、512Mbのメモリデバイス(または、512Mbのメモリチップを1枚含むメモリデバイス)を32個使用(搭載)しなければならない。
ここで、この多数のメモリデバイスをモジュール品のマザーボードに直接実装すると、マザーボードの外形サイズが大きくなり、モジュール品の小型化を実現することが困難となる。
そこで、特許文献3の図11にも例示されるように、モジュール品のマザーボードとは異なるインタポーザ(配線基板)に複数のメモリデバイスを搭載した、所謂DIMMを用意し、マザーボードに設けられたコネクタにこのDIMMのインタポーザを挿入(接続)するモジュール品が採用されていた。
しかし、近年では、メモリデバイス(メモリチップ)1個(1枚)当たりの記憶容量が増えた。そのため、これまでと同じ容量(例えば16Gb)のモジュール品を製造する際、使用するメモリデバイスの数を低減できるようになった。
また、近年では、電子装置の低コスト化の要求もある。
そのため、本願発明者は、上記のインタポーザを使用せず、コントロールデバイスが実装される実装基板に直接、複数のメモリデバイスを搭載することについて検討したところ、以下の課題を見出した。
先ず、高速で動作するメモリデバイスと、このメモリデバイスを制御するコントロールデバイスを混載したモジュール品では、T分岐構造の配線トポロジよりも、フライバイ構造の配線トポロジを採用した方が、配線負荷が低減され、信号の波形品質の劣化を抑制する。さらには、高速動作を実現する上で好ましい。
しかし、この高速で動作する各メモリデバイスと、この各メモリチップを制御するコントロールデバイスとを、フライバイ接続形態(フライバイトポロジ)で接続すると、図21に示すように、信号の波形が乱れることがわかった。
なお、この原因は、コントロールデバイスと各メモリデバイスとを電気的に接続する主配線からそれぞれ分岐した分岐配線の長さが長くなったためであり、分岐配線上での不所望な信号反射による影響を無視することができなくなるからである。
上記並びにその他の課題と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される実施の形態のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、クロック信号に同期動作する複数の第1半導体部品とそれらを制御する第2半導体部品とが実装される実装基板に、前記第2半導体部品と複数個の前記第1半導体部品とを電気的に接続する信号経路として、複数個の主配線と、夫々の主配線における複数の分岐点で夫々分岐した分岐配線とを設け、第1半導体部品とは重ならずに離間した位置にある前記分岐点に関しては、そこから対応する第1半導体部品に至る分岐配線の途中にチップ抵抗を直列に接続する。
本願において開示される実施の形態のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、フライバイトポロジによる主配線の分岐配線に挿入されたチップ抵抗は、主配線から分岐した経路が長くても分岐配線上での不所望な信号反射による影響を緩和することがきる。
図1は電子装置の一例として配線を透視した上面を例示する説明図である。 図2は電子装置の一例として配線を透視した下面を例示する説明図である。 図3は配線を透視しない場合の上面を例示する説明図である。 図4は配線を透視しない場合の下面を例示する説明図である。 図5は実装基板の縦断面構造を例示する概略断面図である。 図6は電子装置におけるコマンド・アドレス信号経路CALの1ビットの信号経路の縦断面構造を概略的に示す断面図である。 図7は分岐点PSBcafを持つコマンド・アドレス信号経路のフライバイトポロジの詳細を例示する説明図である。 図8はクロック信号経路のフライバイトポロジの詳細を例示する説明図である。 図9は第1ランクのコントロール信号経路のフライバイトポロジの詳細を例示する説明図である。 図10はデータ系信号経路のT分岐トポロジの詳細を例示する説明図である。 図11は実装基板3の表面に形成された半導体部品の搭載領域が例示される説明図である。 図12は実装基板3の裏面に形成された半導体部品の搭載領域が例示される説明図である。 図13はメモリデバイスの搭載領域の近傍として図11のAの部分の詳細を例示する説明図である。 図14はコントロールデバイスの外部端子の配列状態を例示する平面図である。 図15はコントロールデバイスの断面構造の詳細として図14のI−I’断面を例示する断面図である。 図16はコントロールデバイスの組立工程における基材準備工程の組立状態を例示する断面図である。 図17はチップマウント(ダイボンド)工程における基材準備工程の組立状態を例示する断面図である。 図18はワイヤボンディング工程における基材準備工程の組立状態を例示する断面図である。 図19はモールド工程における基材準備工程の組立状態を例示する断面図である。 図20はボールマウント工程における基材準備工程の組立状態を例示する断面図である。 図21は分岐配線が不所望に長くなった場合におけるコマンド・アドレス信号波形を示す波形図である。
1.実施の形態の概要
先ず、本願において開示される実施の形態について概要を説明する。実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
〔1〕<フライバイトポロジによる主配線の分岐配線にチップ抵抗挿入>
電子装置(1)は、実装基板(3)と、第1半導体部品(11)と、第2半導体部品(17)と、第3半導体部品(2)とを含む。第1半導体部品はクロック信号に同期して動作する第1半導体チップ(11_CHP)を有し、前記実装基板の第1半導体部品搭載領域(21)に搭載される。第2半導体部品はクロック信号に同期して動作する第2半導体チップを有し、前記第1半導体部品搭載領域の隣に位置する前記実装基板の第2半導体部品搭載領域(27)に搭載される。第3半導体部品は、前記第1半導体チップ及び第2半導体チップをそれぞれ制御する第3半導体チップ(2_CHP)を有し、前記第1及び第2半導体部品搭載領域の隣に位置する前記実装基板の第3半導体部品搭載領域(20)に搭載される。前記第3半導体部品は、前記実装基板に設けられた主配線(CALmn)、及び前記主配線の第1分岐点(PSBcaf_1)及び第2分岐点(PSBcaf_4)において前記主配線からそれぞれ分岐した第1分岐配線(CALsb_1)及び第2分岐配線(CALsb_7)を介して、前記第1半導体部品及び第2半導体部品とそれぞれ電気的に接続されている。前記第1分岐点及び第2分岐点は、前記実装基板のうち、前記第1半導体部品搭載領域及び第2半導体部品搭載領域の外にそれぞれ配置されている。前記第1分岐配線及び第2分岐配線上には、第1チップ抵抗(RS_CA)及び第2チップ抵抗(RS_CA)がそれぞれ直列に実装されている。
これによれば、フライバイトポロジによる主配線の第1分岐配線及び第2分岐配線の夫々に直列に実装されたチップ抵抗は、主配線から分岐した経路が長くても当該分岐配線上での不所望な信号反射による影響を緩和することがきる。したがって、第3半導体デバイスが実装される実装基板に直接、複数の第1及び第2半導体デバイスをフライバイトポロジで搭載することによって、第3半導体デバイスによる第1及び第2半導体デバイスの高速アクセスを実現しようとするとき、フライバイトポロジによるインタフェース信号の波形品質の劣化を抑制することができる。
〔2〕<メモリデバイス、コントロールデバイス>
項1記載の電子装置において、前記第1半導体部品及び第2半導体部品はクロック信号に同期動作される第1メモリデバイス及び第2メモリデバイスであり、前記第3半導体部品は前記第1メモリデバイス及び第2メモリデバイスを制御するコントロールデバイスである。
これによれば、コントロールデバイスが実装される実装基板に直接、複数の第1及び第2メモリデバイスをフライバイトポロジで搭載することによって、コントロールデバイスによる第1及び第2メモリデバイスの高速アクセスを実現しようとするとき、フライバイトポロジによるインタフェース信号の波形品質の劣化を抑制することができる。例えば第1及び第2メモリデバイスがJEDEC(Joint Electron Device Engineering Councils)標準に準拠したDDR3-SDRAMのような半導体メモリデバイスであるとすると、そのコマンド・アドレス端子はデバイスの一縁辺側に集約されている関係で、その全てのコマンド・アドレス端子に接続するコマンド・アドレス分岐配線の分岐点を当該コマンド・アドレス端子の近傍でそのメモリデバイスに重ねて配置することができなくなる場合が多いと考えられる。更に、コマンド・アドレス信号のサイクル期間を既定するクロック信号や、メモリデバイスの活性化制御などに用いるコントロール系信号は、コマンド・アドレス信号の全ビットの有効性に関係する信号と位置付けられるから、そのような信号に対してはフライバイトポロジに際して対応する分岐配線が極力長くならないように考慮することが効率的であると考えられる。その意味で、コマンド・アドレス信号に対して全部又は一部の分岐配線が長くなることを許容し、それによる不都合をチップ抵抗にて解消することは、メモリデバイスに対する高速アクセス性能を確実に向上させるのに好適である。
〔3〕<コマンド・アドレス主配線、コマンド・アドレス分岐配線>
項2記載の電子装置において、前記主配線はコマンド・アドレス信号主配線であり、前記分岐配線はコマンド・アドレス信号分岐配線である。
これによれば、コマンド・アドレス信号の配線経路に対して、コマンド・アドレス信号分岐配線が長くなってもそれにおけるコマンド・アドレス信号の反射による影響を緩和することができ、コマンド・アドレス信号の波形劣化を抑制することができる。
〔4〕<フライバイ形態でメモリデバイスを接続するクロック信号配線>
項3記載の電子装置において、前記実装基板に設けられたクロック信号主配線(CKLmn)と、前記クロック信号主配線の第1及び第2分岐点(PSBck_1,PSBck_4))において前記クロック信号主配線からそれぞれ分岐したクロック信号分岐配線(CKLsb_1,CKLsb_7))とを介して、前記コントロールデバイスから前記第1メモリデバイス及び第2メモリデバイスにクロック信号が供給される。
これによれば、クロック信号の配線経路におけるクロック信号分岐配線が長くならなければそれにおける信号反射による影響は無視できる程度であるからチップ抵抗の挿入を要しない。逆に、クロック信号主配線の第1及び第2分岐点が半導体メモリデバイスと重ならない領域に離間する場合には、コマンド・アドレス信号と同様に当該分岐点に係るクロック信号分岐配線の途中にチップ抵抗を直列に介在させればよい。
〔5〕<クロック信号のサイクル単位同期でコマンド・アドレス信号を出力>
項4記載の電子装置において、前記コントロールデバイスは、前記クロック信号主配線に出力するクロック信号のサイクル単位で前記コマンド・アドレス信号主配線にコマンド・アドレス信号を出力する。
これによれば、コマンド・アドレス信号の信号波形の劣化が抑制されているので、コマンド・アドレス信号の確定期間をクロック信号に複数サイクルに伸ばすことを要せず、メモリデバイスの高速アクセスに好適である。
〔6〕<フライバイ形態でメモリデバイスを接続するコントロール信号配線>
項4記載の電子装置において、前記実装基板に設けられたコントロール信号主配線(CNTLmn)と、前記コントロール信号主配線の第1及び第2分岐点(PSBcnt_1,PSBcnt_4)において前記コントロール信号主配線からそれぞれ分岐したコントロール信号分岐配線(CNTLsb_1,CNTLsb_7)とを介して、前記コントロールデバイスから前記第1メモリデバイス及び第2メモリデバイスにコントロール信号が供給される。
これによれば、コントロール信号の配線経路におけるコントロール信号分岐配線が長くならなければそれにおける信号反射による影響は無視できる程度であるからチップ抵抗の挿入を要しない。逆に、コントロール信号主配線の第1及び第2分岐点が半導体メモリデバイスと重ならない領域に離間する場合には、コマンド・アドレス信号と同様に当該分岐点に係るコントロール信号分岐配線の途中にチップ抵抗を直列に介在させればよい。
〔7〕<個別的にメモリデバイスを接続するデータ系配線>
項5に記載の電子装置において、前記実装基板は前記コントロールデバイスを前記第1メモリデバイスに接続する第1データ系配線(DTLmn,DTLsb_1)と、前記コントロールデバイスを前記第2メモリデバイスに接続する第2データ系配線とを含む。前記コントロールデバイスは、前記コントロール信号によって活性化された前記第1メモリデバイス及び第2メモリデバイスとの間でデータの入力又は出力を行う。
これによれば、第1メモリデバイス及び第2メモリデバイスにはコマンド・アドレス信号及びクロック信号は位相差を持って入力される。それを供給する経路はフライバイトポロジを有するからである。データ系配線は第1メモリデバイスと第2メモリデバイスに夫々個別接続されるので、コントロールデバイスから第1メモリデバイスと第2メモリデバイスへのデータ系信号の出力タイミングにはコマンド・アドレス信号及びクロック信号が持つ位相差が形成されることになる。第1メモリデバイスと第2メモリデバイスがリードデータを出力する場合も同じである。したがって、その位相差に従ってデータ出力タイミングがずれることにより、出力バッファの出力動作に伴う電源ノイズが過大になるのを抑制することができる。
〔8〕<”コントロールデバイスと初段分岐点間の距離 < 分岐点間最大距離”の許容>
項1に記載の電子装置において、前記第1分岐点(PSBcaf_1)から最も離れた分岐点である前記第2分岐点(PSBcaf_4)までの配線長は、前記コントロールデバイスから前記第1分岐点までの配線長よりも長い。例えば、複数のDIMMを用いた場合、コントロールデバイスから各DIMMにデータ信号を供給するための配線は、主にフライバイ形態で接続される。そのため、信号品質を確保する上では、この配線(主配線)に接続された複数のDIMMのうち、最もコントロールデバイスの近くに接続されたDIMMへの分岐点から、コントロールデバイスから最も離れたDIMMとの接続点までの配線長を、できるだけ短くしておく必要がある。
これに対し、本実施の形態では、複数のメモリデバイスをDIMMで構成するのではなく、直接、実装基板に搭載(実装)している。そして、上記のように、コントロールデバイスと、第1メモリデバイスおよびこの第1メモリデバイスの搭載面と同じ面に搭載された第2メモリデバイスとを、それぞれ個別で接続している。そのため、例えばコマンド・アドレス信号を参照すると、第1分岐点(PSBcaf_1)から最も離れた分岐点である第2分岐点(PSBcaf_4)までの配線長が、コントロールデバイスから第1分岐点までの配線長より長くなっているが、上記のように、データ信号用の配線は各メモリデバイスと個別に接続しているため、このデータ信号に関する信号品質への影響は低い。
〔9〕<フライバイトポロジによる主配線の分岐配線にチップ抵抗挿入>
電子装置(1)は、実装基板(3)と、i×j(iは2以上の整数、jは正の整数であって、j≦i)個の第1半導体部品(11〜18)と、第2半導体部品(2)とを含む。i×j個の第1半導体部品は、クロック信号に同期して動作する第1半導体チップ(11_CHP、…)をそれぞれが有し、前記実装基板のi×j個のデバイス搭載領域(21〜28)に個別に搭載される。第2半導体部品は、前記i×j個の第1半導体部品(メモリデバイス)を制御する第2半導体チップ(2_CHP)を有し、前記実装基板上の前記デバイス搭載領域の隣の領域(20)に搭載される。前記実装基板は、前記第2半導体部品とi×j個の前記第1半導体部品とを電気的に接続する複数の第1信号経路として、複数個の第1信号主配線(CALmn)と、夫々の前記第1信号主配線(コマンド・アドレス信号配線)のi個の分岐点(PSBcaf_1,2,3,4)で夫々分岐した第1信号分岐配線(CALsb_1,3,5,7、CALsb_2,4,6,8)とを含む。前記i個の分岐点の全部又は一部は、前記実装基板のうち、前記デバイス搭載領域外にそれぞれ配置されている。前記全部又は一部の分岐点から分岐された第1信号分岐配線の途中にはチップ抵抗(RS_CA)が直列に接続されている。
これによれば、フライバイトポロジによる第1信号主配線から分岐された全部又は一部の第1信号分岐配線の夫々に直列に実装されたチップ抵抗は、第1信号主配線から分岐した経路が長くても当該第1信号分岐配線上での不所望な信号反射による影響を緩和することがきる。したがって、第2半導体デバイスが実装される実装基板に直接、複数の第1半導体デバイスをフライバイトポロジで搭載することによって、第2半導体デバイスによる第1半導体デバイスの高速アクセスを実現しようとするとき、フライバイトポロジによるインタフェース信号の波形品質の劣化を抑制することができる。
〔10〕<メモリデバイス、コントロールデバイス>
項9記載の電子装置において、前記第1半導体部品はクロック信号に同期動作されるメモリデバイスである。前記第2半導体部品は前記メモリデバイスを制御可能なコントロールデバイスである。
これによれば、コントロールデバイスが実装される実装基板に直接、i×j個のメモリデバイスをフライバイトポロジで搭載することによって、コントロールデバイスによるi×j個のメモリデバイスの高速アクセスを実現しようとするとき、フライバイトポロジによるインタフェース信号の波形品質の劣化を抑制することができる。i×j個のメモリデバイスがJEDEC標準に準拠したDDR3-SDRAMのような半導体メモリデバイスであるとすると、そのコマンド・アドレス端子はデバイスの一縁辺側に集約されている関係で、その全てのコマンド・アドレス端子に接続するコマンド・アドレス分岐配線の分岐点を当該コマンド・アドレス端子の近傍でそのメモリデバイスに重ねて配置することができなくなる場合が多いと考えられる。更に、コマンド・アドレス信号のサイクル期間を既定するクロック信号や、メモリデバイスの活性化制御などに用いるコントロール系信号は、コマンド・アドレス信号の全ビットの有効性に関係する信号と位置付けられるから、そのような信号に対してはフライバイトポロジに際して対応する分岐配線が極力長くならないように考慮することが効率的であると考えられる。その意味で、コマンド・アドレス信号に対して全部又は一部の分岐配線が長くなることを許容し、それによる不都合をチップ抵抗にて解消することは、メモリデバイスに対する高速アクセス性能を確実に向上させるのに好適である。
〔11〕<コマンド・アドレス主配線、コマンド・アドレス分岐配線>
項10記載の電子装置において、前記第1信号主配線はコマンド・アドレス信号主配線であり、前記第1信号分岐配線はコマンド・アドレス信号分岐配線である。
これによれば、コマンド・アドレス信号の配線経路に対して、コマンド・アドレス信号分岐配線が長くなってもそれにおけるコマンド・アドレス信号の反射による影響を緩和することができ、コマンド・アドレス信号の波形劣化を抑制することができる。
〔12〕<i×j個のメモリデバイスをjランクのメモリモジュールとして制御>
項11に記載の電子装置において、前記コントロールデバイスは、前記i×j個のメモリデバイスをi個単位のjランクのメモリモジュールとして制御する。
これによれば、i×j個のメモリデバイスをi個単位のjランクのメモリモジュールとして制御可能なフライバイトポロジにおいても、インタフェース信号の波形品質の劣化を抑制することができる。
〔13〕<フライバイ形態でメモリデバイスを接続するクロック信号配線>
項12に記載の電子装置において、前記実装基板は、前記コントロールデバイスとi×j個の前記メモリデバイスとを電気的に接続する複数の第2信号経路として、クロック信号主配線(CKLmn)と、前記クロック信号主配線のi個の分岐点(PSBck_1,2,3,4)で夫々分岐したクロック信号分岐配線(CKLsb_1,3,5,7、CKLsb2,4,6,8)とを含む。
これによれば、クロック信号の配線経路におけるクロック信号分岐配線が長くならなければそれにおける信号反射による影響は無視できる程度であるからチップ抵抗の挿入を要しない。逆に、クロック信号主配線の分岐点が半導体メモリデバイスと重ならない領域に離間する場合には、コマンド・アドレス信号と同様に当該分岐点に係るクロック信号分岐配線の途中にチップ抵抗を直列に介在させればよい。
〔14〕<クロック信号のサイクル単位同期でコマンド・アドレス信号を出力>
項13記載の電子装置において、前記コントロールデバイスは、前記クロック信号主配線に出力するクロック信号のサイクル単位で前記コマンド・アドレス信号主配線にコマンド・アドレス信号を出力する。
これによれば、コマンド・アドアドレス信号の信号波形の劣化が抑制されているので、コマンド・アドアドレス信号の確定期間をクロック信号に複数サイクルに伸ばすことを要せず、メモリデバイスの高速アクセスに好適である。
〔15〕<フライバイ形態でメモリデバイスを接続するコントロール信号配線>
項13に記載の電子装置において、前記実装基板は、前記コントロールデバイスとi×j個の前記メモリデバイスとを電気的に接続する複数の第3信号経路として、同一ランクに属するi個のメモリデバイスの集合単位で前記実装基板に設けられたコントロール信号主配線(CNTLmn)と、前記コントロール信号主配線のi個のコントロール信号分岐点(PSBcnt_1,2,3,4)で夫々分岐したコントロール信号分岐配線(CNTLsb_1,3,5,7、CNTLsb_2,4,6,8)とを含む。前記コントロールデバイスは、同一ランクに属する前記i個のメモリデバイスの集合単位で前記コントロール信号主配線にコントロール信号を出力する。
これによれば、コントロール信号の配線経路におけるコントロール信号分岐配線が長くならなければそれにおける信号反射による影響は無視できる程度であるからチップ抵抗の挿入を要しない。逆に、コントロール信号主配線の分岐点が半導体メモリデバイスと重ならない領域に離間する場合には、コマンド・アドレス信号と同様に当該分岐点に係るコントロール信号分岐配線の途中にチップ抵抗を直列に介在させればよい。
〔16〕<個別的にメモリデバイスを接続するデータ系配線>
項15に記載の電子装置において、前記実装基板は、前記コントロールデバイスとi×j個の前記メモリデバイスとを電気的に接続する複数の第4信号経路として、同一ランク内ではメモリデバイス毎に個別であって且つjランクのランク間では対応するメモリデバイス毎に共通化して設けられたデータ系信号主配線(DTLmn)と、前記データ系信号主配線データ系信号分岐点で分岐したj個のデータ系信号分岐配線(DTLsb_1,DTLsb_2)とを含む。前記コントロールデバイスは、前記コントロール信号によって活性化されたランクのメモリデバイスとの間でデータの入力又は出力を行う。
これによれば、同一ランク内の複数個のメモリデバイスにはコマンド・アドレス信号及びクロック信号は位相差を持って入力される。それを供給する経路はフライバイトポロジを有するからである。データ系配線は同一ランク内のメモリデバイスに夫々個別接続されるので、コントロールデバイスから同一ランク内のメモリデバイスへのデータ系信号の出力タイミングにはコマンド・アドレス信号及びクロック信号が持つ位相差が形成されることになる。同一ランク内のメモリデバイスがリードデータを出力する場合も同じである。したがって、その位相差に従ってデータ出力タイミングがずれることにより、出力バッファの出力動作に伴う電源ノイズが過大になるのを抑制することができる。
2.実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
≪電子装置(電子機器、モジュール品)≫
電子装置の一例として、図1は配線を透視した場合のマザーボードの上面(表面)図、図2は配線を透視した場合のマザーボードの下面(裏面)図、図3は配線を透視しない場合の上面(表面)図、図4は配線を透視しない場合の下面(裏面)図である。
同図に示される電子装置1はプリンタ、イメージスキャナ、又は携帯情報端末装置などの電子機器に搭載されてその動作制御に用いられるコントロールボード若しくはマザーボードなどと称される装置である。同図において電子装置1は制御対象機器に応じた制御機能を実現するためのシステムオンチップのマイクロコンピュータ等のコントロールデバイス(SOC)2と、コントロールデバイス2のワーク領域若しくはデータの一次記憶領域などに用いられる「i(2以上の整数)×j(正の整数であってj≦i)」個、例えば8個のメモリデバイス(DRAM1〜DRAM8)11〜18などが実装基板3に実装されて成る。詳細は後述するが、jはランク数、iは同一ランクで動作するメモリデバイスの数である。以下の説明では、特に制限されないが、8個のメモリデバイス(DRAM1〜DRAM8)11〜18は、2ランクのメモリモジュールとして動作される。すなわち、本実施の形態では、「i(2以上の整数)×j(正の整数であってj≦i、かつ、j=2)」個である。そのため、メモリデバイス11,13,15,17はコントロールデバイス2と共に実装基板3の上面に実装されて一方のランクを構成し、メモリデバイス12,14,16,18は実装基板3の下面に実装されて他方のランクを構成する。
図示は省略するが実装基板3にはその他の半導体部品が実装されて良いことは言うまでもない。
コントロールデバイス2は、特に制限されないが、中央処理装置と共にメモリコントローラやその他の周辺回路などが内部バスに接続されて構成され、中央処理装置がプログラムにしたがって命令を実行することによって機器制御を行う。メモリコントローラは、特に制限されないが、DDR3−SDRAMやDDR2−SDRAMに対するメモリインタフェース制御機能を備える。特に制限されないが、ここでは、メモリデバイス11〜18はDDR3−SDRAMの半導体チップを搭載して構成されるものとする。中央処理装置などによるアクセス対象がメモリデバイス11〜18であるとき、メモリコントローラは内部バスから供給されるアクセスアドレスにしたがってメモリデバイス11〜18をDDR3−SDRAMの仕様にしたがってアクセスするために必要なタイミングでインタフェース信号を生成して、メモリデバイス11〜18を制御する。
コントロールデバイス2とメモリデバイス11〜18との接続は実装基板3に複数層で形成された配線などによって構成される信号経路によって接続される。信号経路としては、前記コントロールデバイス2からメモリデバイス11〜18にクロック信号(CK)を供給するクロック信号経路CKLを有する。コントロールデバイス2からメモリデバイス11〜18にコマンド(CMD)・アドレス(ADR)信号を供給するコマンド・アドレス信号経路CALを有する。マイクロコンピュータ2とメモリデバイス11〜18との間でデータ信号(DQ)及びデータストローブ信号(DQS)などのデータ系信号を伝送するデータ系信号経路DTLを有する。コントロールデバイス2からメモリデバイス11〜18にチップ選択信号(CS)、クロックイネーブル信号(CKE)及びオンダイターミネーション信号(ODT)などのコントロール信号を供給するためのコントロール信号経路CNTLを有する。
ここで、アドレス信号(ADR)はアクセス対象とするメモリセルを指定するための複数ビットの信号とされる。バンク・アドレス信号はアクセスするメモリバンクを指定するアドレス情報とされる。データ系信号としてデータ信号(DQ)はアクセスされるデータである。データストローブ信号(DQS)はデータの読み出し動作(および書き込み動作)におけるデータ確定タイミングなどを示すタイミング信号である。データ系信号にはその他に、書き込み動作時に、デバイスへのデータ書き込み可否を制御するデータ・マスク信号(DM)がある。
クロック信号(CK)はメモリ動作の基準となるタイミングを決定する信号であり、例えば、差動クロック信号である。コマンド(CMD)はロー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)、及びライトイネーブル信号(WE)などのストローブ信号のレベルの組み合わせに応じてコマンドを指示する。クロック信号(CK)はクロックイネーブル信号(CKE)のアサートによって有意とされ、DDR3−SDRAMはクロック信号(CK)の立ち上がりと立下りの夫々のタイミングに同期して外部へのデータの読出し及び書き込みが可能にされる。また、アドレス信号(ADR)はクロック信号(CK)のサイクル単位で確定される。DDR3−SDRAMに対するコマンド入力はチップセレクト信号(CS)がイネーブルレベルのときに有効とされ、コマンド(CMD)は信号RAS、CAS、WEのレベルの組み合わせ等によって指示される
コマンドにはローアドレス系のアクティブコマンド(ACT)、カラムアドレス系コマンドとしてのリードコマンド(RD)及びライトコマンド(WR)等がある。アクティブコマンドはローアドレスを指示してローアドレス系をアクティブにするためのコマンドである。リードコマンドは、ローアドレス系がアクティブにされた後にカラムアドレスを指示してカラム系をリード動作させるコマンドである。ライトコマンドはローアドレス系がアクティブにされた後にカラムアドレスを指示してカラム系をライト動作させるコマンドである。ライトコマンド及びリードコマンドで指示されるカラム系動作はバーストアクセス動作とされ、カラムアドレスで指示されたアドレスを基点にバースト数分のデータを連続的にリード又はライトする。DDR3−SDRAMはバースト数8を基本とする。ライトコマンド及びリードコマンドで指示されるカラム系動作によって最初の読出しデータが確定し、或いは最初に書き込みデータを入力可能になるまでには、カラム系回路の動作が所定の状態に到達するのを待たなければならない。リード動作におけるそのような遅延時間をリードレイテンシ、ライト動作におけるそのような遅延時間をライトレイテンシと称し、回路構成上クロック信号(CK)の複数周期分の時間として決められる。オンダイターミネーション信号(ODT)はDDR3−SDRAMが内蔵するデータ系配線の終端に配置された終端抵抗を有効にするか否かを指示する信号であり、DQ,DQSなどのデータ系信号のチップ内配線に対してだけ有意とされる。
コントロールデバイス2は8個のメモリデバイス11〜18を、実装基板3の表面に実装されているメモリデバイス11、13、15及び17の第1ブロック(第1ランク)と、実装基板3の裏面に実装されているメモリデバイス12、14、16及び18の第2ブロック(第2ランク)とに分けて、ブロック単位でデータの入出力を行う。要するに、コントロールデバイス2は8個のメモリデバイス11〜18を2ランク(j=2)のメモリモジュールとして制御する。特に制限されないが、メモリデバイス11〜18は、夫々8ビット(1バイト)単位でデータの入出力を行い、コントロールデバイス2は4個のメモリデバイスを一単位として(i=4)、ランク毎に32ビット単位でデータの入出力を行う。
データ系信号経路DTLによるコントロールデバイス2と8個のメモリデバイス11〜18との接続形態はランク単位での個別接続とされる。即ち、コントロールデバイス2のメモリ用データ端子の第1ワードCTdw1がメモリデバイス11とメモリデバイス12の対応端子MTd1、MTd2に途中の分岐点PSBdでT分岐されて接続される。同様に、コントロールデバイス2のメモリ用データ端子の第2ワードCTdw2がメモリデバイス13とメモリデバイス14の対応端子MTd3、MTd4に途中の分岐点PSBdでT分岐されて接続され、コントロールデバイス2のメモリ用データ端子の第3ワードCTdw3がメモリデバイス15とメモリデバイス16の対応端子MTd5、MTd6に途中の分岐点PSBdでT分岐されて接続される。同じく、コントロールデバイス2のメモリ用データ端子の第4ワードCTdw4がメモリデバイス17とメモリデバイス18の対応端子MTd7、MTd8に途中の分岐点PSBdでT分岐されて接続される。
クロック信号経路CKLによるコントロールデバイス2と8個のメモリデバイス11〜18との接続形態は1分岐点PSBckに2個のメモリデバイスの対応端子を共通接続したフライバイトポロジとされる。即ち、コントロールデバイス2のクロック出力端子CTckに接続するクロック信号経路CKLの上流から最初の分岐点PSBckにメモリデバイス11,12のクロック入力端子MTckが接続され、次の分岐点PSBckにメモリデバイス13,14のクロック入力端子MTckが接続され、次の分岐点PSBckにメモリデバイス15,16のクロック入力端子MTckが接続され、最後の分岐点PSBckにメモリデバイス17,18のクロック入力端子MTckが接続される。
コマンド・アドレス信号経路CALによるコントロールデバイス2と8個のメモリデバイス11〜18との接続形態は1分岐点PSBcan又はPSBcafに2個のメモリデバイスの対応端子を共通接続したフライバイトポロジとされる。即ち、コントロールデバイス2のコマンド・アドレス出力端子CTcaに接続するコマンド・アドレス信号経路CALの上流から最初の分岐点PSBcan又はPSBcafにメモリデバイス11,12のコマンド・アドレス入力端子MTcaが接続される。次の分岐点PSBcan又はPSBcafにメモリデバイス13,14のコマンド・アドレス入力端子MTcaが接続される。次の分岐点PSBcan又はPSBcafにメモリデバイス15,16のコマンド・アドレス入力端子MTcaが接続される。最後の分岐点PSBcan又はPSBcafにメモリデバイス17,18のコマンド・アドレス入力端子MTcaが接続される。
コントロール信号経路CNTLによるコントロールデバイス2と8個のメモリデバイス11〜18との接続形態はランク単位でメモリデバイスの対応端子を共通接続したフライバイトポロジとされる。即ち、コントロールデバイス2の第1ランク用のコントロール出力端子CTcntに接続するコントロール信号経路CNTLには順次上流側からその分岐点PSBcntにメモリデバイス11,13,15,17のコントロール入力端子MTcntが接続される。一方、コントロールデバイス2の第2ランク用のコントロール出力端子CTcntに接続するコントロール信号経路CNTLには順次上流側からその分岐点PSBcntにメモリデバイス12,14,16,18のコントロール信号入力端子MTcntが接続される。
実装基板3上において、上記差動のクロック信号経路CKLの終端には差動終端抵抗RD_CKが実装され、同じくコマンド・アドレス信号経路CALの終端には終端抵抗RT_CAが実装され、コントロール信号経路CNTLの終端には終端抵抗RT_CNTが実装される。データ系信号経路DTLについてはメモリデバイス11〜18のオンダイターミネーション機能を用いることによって外付けの終端抵抗は実装されていない。差動終端抵抗RD_CK、終端抵抗RT_CNT、及び終端抵抗RT_CAには夫々チップ抵抗が用いられる。
実装基板3上において、コマンド・アドレス信号経路CALの一部の分岐点PSBcanはメモリデバイス11〜18と表裏方向において重なる位置に配置されている。一方、コマンド・アドレス信号経路CALのその他の分岐点PSBcafはメモリデバイス11〜18と表裏方向において重ならずに離間した位置に配置されている。分岐点PSBcafがメモリデバイス11〜18から離れた位置に形成されている場合には、当該分岐点PSBcafからメモリデバイス11〜18の対応端子に至るまでの分岐経路が長くなる。フライバイトポロジにおいて分岐点はインピーダンスの状態に不連続を発生させ、信号を劣化させる負荷となるから、信号の歪みを最小限に抑えるには分岐経路を極力短くすることが望ましい。当該分岐点PSBcafからメモリデバイス11〜18の対応端子に至るまでの分岐経路の如く経路長が他に比べて長い場合には当該分岐経路の途中にスタブ抵抗RS_CAが実装されている。スタブ抵抗RS_CAにはチップ抵抗が用いられている。ここでは分岐経路が長いか短いかの判断として、フライバイトポロジの分岐点がメモリデバイスとその表裏方向に重なっていない場合には長いとものとして、スタブ抵抗RS_CAを介在させる。
図5には実装基板3の縦断面構造が例示される。同図に例示されるように実装基板3は8層基板とされ、L1〜L8の8層の配線層を有する。Coreはコア層。PPは接着剤の役割を果たすプリプレグ層、SRは表面保護層である。L1、L3、L6、L8が信号配線に利用され、L2、L4,L7はグランドパターン等に利用され、L5は電源パターン等に利用される。THは配線を層間で接続するために利用される貫通スルーホールの一例を示す。
図6には電子装置1におけるコマンド・アドレス信号経路CALの1ビットの信号経路の縦断面構造が概略的に示される。同図において、コマンド・アドレス信号経路CALの1ビットの信号経路は、コントロールデバイス2のコマンド・アドレス出力端子CTcaからL1層配線とL3層配線を介して終端抵抗RT_CAに至るコマンド・アドレス信号主配線CALmnと、コマンド・アドレス信号主配線CALmnの分岐点PSBcafから夫々のメモリデバイス11〜18のコマンド・アドレス入力端子MTcaに至る分岐配線CALsbとによってフライバイトポロジが形成されている。ここで、分岐点PSBcafは、例えば図5における貫通するーホールTHとL3層配線との接続部分が該当する。したがって、分岐点PSBcafは貫通スルーホールTHを形成するドリル径(例えば0.3mm)に応ずる比較的大きな面積を必要とする。尚、図6において2_CHPはコントロールデバイス2に含まれる半導体集積回路チップとしてのコントローラチップである。11_CHP〜18_CHPはメモリデバイス11〜18に含まれる半導体集積回路チップとしてのメモリチップ(DDR3−SDRAMチップ)である。
図7には分岐点PSBcafを持つコマンド・アドレス信号経路のフライバイトポロジの詳細が例示される。ここでは図5の8層基板を用いた場合を一例とする。コマンド・アドレス信号主配線CALmnは、コントロールデバイス2側より、L1層配線、スルーホールTH、L3層配線、スルーホールTH、L3層配線、スルーホールTH、L3層配線、スルーホールTH、L3層配線、スルーホールTH、L3層配線、スルーホールTH、及びL8層配線から成る。コマンド・アドレス信号主配線CALmnの途中には分岐点PSBcaf_1、PSBcaf_2、PSBcaf_3、PSBcaf_4が形成され、分岐点PSBcaf_1からメモリデバイス11、12に至るコマンド・アドレス信号分岐配線CALsb_1、CALsb_2が形成される。分岐点PSBcaf_2からメモリデバイス13、14に至るコマンド・アドレス信号分岐配線CALsb_3、CALsb_4が形成される。分岐点PSBcaf_3からメモリデバイス15、16に至るコマンド・アドレス信号分岐配線CALsb_5、CALsb_6が形成される。分岐点PSBcaf_4からメモリデバイス17、18に至るコマンド・アドレス信号分岐配線CALsb_7、CALsb_8が形成される。
コマンド・アドレス信号分岐配線CALsb_1、CALsb_3、CALsb_5、CALsb_7にはL1層配線が用いられ、夫々の途中にはスタブ抵抗RS_CAが直列に実装されている。
コマンド・アドレス信号分岐配線CALsb_2、CALsb_4、CALsb_6、CALsb_8にはL8層配線が用いられ、夫々の途中にはスタブ抵抗RS_CAが直列に実装されている。
尚、分岐点PSBcafを持たないコマンド・アドレス信号経路のフライバイトポロジの詳細は図示を省略するが、図7に対してスタブ抵抗RS_CAが配置されていない。図1に例示されたとおり分岐点PSBcanは対応するメモリデバイスと表裏方向に重なった位置に配置され、そこから分岐される分岐配線は不所望に長くならないからである。
図8にはクロック信号経路のフライバイトポロジの詳細が例示される。同図には差動のクロック信号経路の反転又は非反転の一方の経路を示しており、他方は図示を省略してある。ここでは図5の8層基板を用いた場合を一例とする。クロック信号主配線CKLmnは、コントロールデバイス2側より、L1層配線、スルーホールTH、L3層配線、スルーホールTH、L3層配線、スルーホールTH、L3層配線、スルーホールTH、L3層配線、スルーホールTH、L3層配線、スルーホールTH、及びL8層配線から成る。クロック信号主配線CKLmnの途中には分岐点PSBck_1、PSBck_2、PSBck_3、PSBck_4が形成され、分岐点PSBck_1からメモリデバイス11、12に至るクロック信号分岐配線CKLsb_1、CKLsb_2が形成される。分岐点PSBck_2からメモリデバイス13、14に至るクロック信号分岐配線CKLsb_3、CALsb_4が形成される。分岐点PSBck_3からメモリデバイス15、16に至るクロック信号分岐配線CKLsb_5、CKLsb_6が形成される。分岐点PSBck_4からメモリデバイス17、18に至るクロック信号分岐配線CKLsb_7、CKLsb_8が形成される。
クロック信号分岐配線CKLsb_1、CKLsb_3、CKLsb_5、CKLsb_7にはL1層配線が用いられ、夫々の途中にはスタブ抵抗は介在されていない。クロック信号分岐配線CKLsb_2、CKLsb_4、CKLsb_6、CKLsb_8にはL8層配線が用いられ、夫々の途中にはスタブ抵抗は介在されていない。図1に例示されたとおり分岐点PSBckは対応するメモリデバイスと表裏方向に重なった位置に配置され、そこから分岐される分岐配線は不所望に長くならないからである。
図9には第1ランクのコントロール信号経路のフライバイトポロジの詳細が例示される。コントロール信号経路はランク毎に個別され、これによってランク毎の4個のメモリデバイスを単位にメモリ制御が可能にされる。ここでは図5の8層基板を用いた場合を一例とする。コントロール信号主配線CNTLmnは、コントロールデバイス2側より、L1層配線、スルーホールTH、L3層配線、スルーホールTH、L3層配線、スルーホールTH、L3層配線、スルーホールTH、L3層配線、スルーホールTH、L3層配線、スルーホールTH、及びL8層配線から成る。コントロール信号主配線CNTLmnの途中には分岐点PSBcnt_1、PSBcnt_2、PSBcnt_3、PSBcnt_4が形成され、分岐点PSBcnt_1からメモリデバイス11に至るコントロール信号分岐配線CNTLsb_1が形成される。分岐点PSBcnt_2からメモリデバイス13に至るコントロール信号分岐配線CNTLsb_3が形成される。分岐点PSBcnt_3からメモリデバイス15に至るコントロール信号分岐配線CNTLsb_5が形成される。分岐点PSBcnt_4からメモリデバイス17に至るコントロール信号分岐配線CNTLsb_7が形成される。
コントロール信号分岐配線CNTLsb_1、CNTLsb_3、CNTLsb_5、CNTLsb_7にはL1層配線が用いられ、夫々の途中にはスタブ抵抗は介在されていない。図1に例示されたとおり分岐点PSBcntは対応するメモリデバイスと表裏方向に重なった位置に配置され、そこから分岐される分岐配線は不所望に長くならないからである。
尚、第2ランクのコントロール信号経路のフライバイトポロジの詳細は図9とほぼ同様でり、コントロール信号分岐配線CNTLsb_2、CNTLsb_4、CNTLsb_6、CNTLsb_8にはL8層配線が用いられる点が相違するだけであるから、その詳細については図示を省略する。
図10にはデータ系信号経路のT分岐トポロジの詳細が例示される。データ系信号経路は、メモリデバイス11とメモリデバイス12のペア、メモリデバイス13とメモリデバイス14のペア、メモリデバイス15とメモリデバイス16のペア、そしてメモリデバイス17とメモリデバイス18のペアで、各ペア毎に個別化される。メモリデバイス11とメモリデバイス12のペアに着目した図10に従えば、データ系信号経路については、同一ランク内ではメモリデバイス毎に個別であって且つ2(j=2)ランクのランク間では対応するメモリデバイス毎に共通化して設けられたデータ系信号主配線DTLmnと、前記データ系信号主配線DTLmnからデータ系信号分岐点PSBdで分岐した2(j=2)個のデータ系信号分岐配線DTLsb_1、DTLsb_2とを含む。その他のメモリデバイスのペアについても同様である。
図10についても図5の8層基板を用いた場合を一例とする。データ系信号主配線DTLmnは、コントロールデバイス2側より、L1層配線、スルーホールTH、L3層配線、及びスルーホールTHから成る。データ系信号主配線DTLmnの途中には分岐点PSBdが形成され、分岐点PSBdからメモリデバイス11に至るデータ系信号分岐配線DTLsb_1がスルーホールTH及びL1層配線で形成される。分岐点PSBdからメモリデバイス12に至るデータ系信号分岐配線DTLsb_2がスルーホールTH及びL8層配線で形成される。メモリデバイス11〜18はそのデータ系端子についてオンダイターミネーション機能を有しているので、ここでは終端抵抗もスタブ抵抗も必要としない。
図11には実装基板3の表面に形成された半導体部品の搭載領域が例示される。図12には実装基板3の裏面に形成された半導体部品の搭載領域が例示される。
図において20はコントロールデバイス2の搭載領域、21〜28はメモリデバイス11〜18の搭載領域である。コントロールデバイス2の搭載領域20にはコントロールデバイス2のメモリ用データ端子CTdw1〜CTdw4、クロック出力端子CTck、コマンド・アドレス信号出力端子CTca、コントロール信号出力端子CTcntなどの外部端子(例えば半田バンプ電極)が搭載される電極パッド(電極ランド)30が表面に形成されている。
メモリデバイス11〜18の搭載領域21〜28には、メモリデバイス11〜18のデータ系端子MTd1〜MTd8、クロック入力端子MTck、コマンド・アドレス入力端子MTca、コントロール信号入力端子MTcntなどの外部端子(例えば半田バンプ電極)が搭載される電極パッド(電極ランド)31が表面に形成されている。
尚、図1及び図2においてコントロールデバイス2の外部端子とメモリデバイス11〜18の外部端子はその一部を図示してあり、残りは図示を省略してあるが、コントロールデバイス2については、図11のコントロールデバイス2の搭載領域の電極パッド30の配置と同様に、コントロールデバイス2の外周から同心円状に複数列で配置されている。また、メモリデバイス11〜18の外部端子についても、その搭載領域21〜28の電極パッド31の配置と同様に裏面の複数列で配置されている。
図13にはメモリデバイスの搭載領域の近傍として図11のAの部分の詳細が例示される。図において一重の○印は電極パッド31であり、二重の○印はスルーホールTHである。スルーホールTHはドリル孔40の周囲に導電材41が流し込まれて配線経路を構成する。31_canは分岐点PSBcanに接続する電極パッド、31_cafは分岐点PSBcafに接続する電極パッドである。電極パッド31_cafから分岐点PSBcafまでの距離は、電極パッド31_canから分岐点PSBcanまでの距離に比べて長くされるから、電極パッド31_cafを分岐点PSBcafに接続するコマンド・アドレス信号分岐配線CALsb_3の途中には、電極パッド50を介してスタブ抵抗RS_CAが直列に実装されている。特に図示はしないが、他のメモリデバイス11,12、14〜18についても同様である。
ここで、半導体部品としてのコントロールデバイス2及びメモリデバイス11〜18は図6にも図示するように半導体集積回路のチップ(半導体チップ)がパッケージングされて構成される。コントロールデバイス2はマイクロコンピュータチップのようなコントローラチップ2_CHPを有し、コントローラチップ2_CHPがパッケージされ、コントローラチップ2_CHPの電極がパッケージの外部端子に接続されてコントロールデバイス2が形成される。メモリデバイス11〜18の夫々は、DDR3−SDRAMチップ11_CHP〜18_CHPが個別にパッケージングされ、DDR3−SDRAMチップ11_CHP〜18_CHPの電極がパッケージの外部端子に接続されてメモリデバイス11〜18が形成される。
以上の説明を基に、本実施の形態の電子装置(電子機器、モジュール品)の構成を換言すると、以下の通りである。
すなわち、図1〜4、6に示すように、電子装置(電子機器、モジュール品)1は、実装基板(マザーボード、モジュール基板)3と、この実装基板2の上面(表面)に搭載されたメモリデバイス(半導体部品、半導体装置、DRAM)11、12、13、14、15、16、17、18と、この実装基板2の上面(表面)に搭載され、かつ、メモリデバイス11〜18を制御するコントロールデバイス(半導体部品、半導体装置、ロジックデバイス、SOC)2と、を含んでいる。
また、実装基板3は、上面(表面)と、上面とは反対側の下面(裏面)と、を有している。そして、図11に示すように、実装基板3は、上面のメモリデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域)21に設けられた複数のランド(電極パッド)31を有している。また、図12に示すように、実装基板3は、実装基板3の厚さ方向において上記メモリデバイス搭載領域21と重なる下面のメモリデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域)22に設けられた複数のランド(電極パッド)31を有している。また、図11に示すように、実装基板3は、上記メモリデバイス搭載領域21の隣に位置する上面のメモリデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域)23に設けられた複数のランド(電極パッド)31を有している。また、図12に示すように、実装基板3は、実装基板3の厚さ方向において上記メモリデバイス搭載領域23と重なり、かつ、上記メモリデバイス搭載領域22の隣に位置する下面のメモリデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域)24に設けられた複数のランド(電極パッド)31を有している。また、図11に示すように、実装基板3は、上記メモリデバイス搭載領域23の隣に位置する上面のメモリデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域)25に設けられた複数のランド(電極パッド)31を有している。また、図12に示すように、実装基板3は、実装基板3の厚さ方向において上記メモリデバイス搭載領域25と重なり、かつ、上記メモリデバイス搭載領域24の隣に位置する下面のメモリデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域)26に設けられた複数のランド(電極パッド)31を有している。また、図11に示すように、実装基板3は、上記メモリデバイス搭載領域25の隣に位置する上面のメモリデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域)27に設けられた複数のランド(電極パッド)31を有している。また、図12に示すように、実装基板3は、実装基板3の厚さ方向において上記メモリデバイス搭載領域27と重なり、かつ、上記メモリデバイス搭載領域26の隣に位置する下面のメモリデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域)28に設けられた複数のランド(電極パッド)31を有している。また、図11に示すように、実装基板3は、上記メモリデバイス搭載領域21、23、25、27の隣に位置する上面のコントロールデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域、ロジックデバイス搭載領域)20に設けられた複数のランド(電極パッド)30を有している。
また、メモリデバイス11は、図1、図3、図6および図11に示すように、インタポーザ(配線基板)21aと、上記インタポーザ21a上に搭載され、クロック信号に同期して動作する図示しないメモリチップ(半導体チップ)と、上記メモリチップを封止する封止体(樹脂)21bと、メモリチップと電気的に接続された複数の半田ボール(外部端子)21cと、を有する。そして、メモリデバイス11は、実装基板3の上面の上記メモリデバイス搭載領域21に搭載され、かつ、上記複数の半田ボール21cが上記メモリデバイス搭載領域21に設けられた上記複数のランド31とそれぞれ電気的に接続されている。
また、メモリデバイス12は、図2、図4、図6および図11に示すように、インタポーザ(配線基板)22aと、上記インタポーザ22a上に搭載され、クロック信号に同期して動作する図示しないメモリチップ(半導体チップ)と、上記メモリチップを封止する封止体(樹脂)22bと、メモリチップと電気的に接続された複数の半田ボール(外部端子)22cと、を有する。そして、メモリデバイス12は、実装基板3の上面の上記メモリデバイス搭載領域22に搭載され、かつ、上記複数の半田ボール22cが上記メモリデバイス搭載領域22に設けられた上記複数のランド31とそれぞれ電気的に接続されている。
また、メモリデバイス13は、図1、図3、図6および図11に示すように、インタポーザ(配線基板)23aと、上記インタポーザ23a上に搭載され、クロック信号に同期して動作する図示しないメモリチップ(半導体チップ)と、上記メモリチップを封止する封止体(樹脂)23bと、メモリチップと電気的に接続された複数の半田ボール(外部端子)23cと、を有する。そして、メモリデバイス13は、実装基板3の上面の上記メモリデバイス搭載領域23に搭載され、かつ、上記複数の半田ボール23cが上記メモリデバイス搭載領域23に設けられた上記複数のランド31とそれぞれ電気的に接続されている。
また、メモリデバイス14は、図2、図4、図6および図11に示すように、インタポーザ(配線基板)24aと、上記インタポーザ24a上に搭載され、クロック信号に同期して動作する図示しないメモリチップ(半導体チップ)と、上記メモリチップを封止する封止体(樹脂)24bと、メモリチップと電気的に接続された複数の半田ボール(外部端子)24cと、を有する。そして、メモリデバイス14は、実装基板3の上面の上記メモリデバイス搭載領域24に搭載され、かつ、上記複数の半田ボール24cが上記メモリデバイス搭載領域24に設けられた上記複数のランド31とそれぞれ電気的に接続されている。
また、メモリデバイス15は、図1、図3、図6および図11に示すように、インタポーザ(配線基板)25aと、上記インタポーザ25a上に搭載され、クロック信号に同期して動作する図示しないメモリチップ(半導体チップ)と、上記メモリチップを封止する封止体(樹脂)25bと、メモリチップと電気的に接続された複数の半田ボール(外部端子)25cと、を有する。そして、メモリデバイス15は、実装基板3の上面の上記メモリデバイス搭載領域25に搭載され、かつ、上記複数の半田ボール25cが上記メモリデバイス搭載領域25に設けられた上記複数のランド31とそれぞれ電気的に接続されている。
また、メモリデバイス16は、図2、図4、図6および図11に示すように、インタポーザ(配線基板)26aと、上記インタポーザ26a上に搭載され、クロック信号に同期して動作する図示しないメモリチップ(半導体チップ)と、上記メモリチップを封止する封止体(樹脂)26bと、メモリチップと電気的に接続された複数の半田ボール(外部端子)26cと、を有する。そして、メモリデバイス16は、実装基板3の上面の上記メモリデバイス搭載領域26に搭載され、かつ、上記複数の半田ボール26cが上記メモリデバイス搭載領域26に設けられた上記複数のランド31とそれぞれ電気的に接続されている。
また、メモリデバイス17は、図1、図3、図6および図11に示すように、インタポーザ(配線基板)27aと、上記インタポーザ27a上に搭載され、クロック信号に同期して動作する図示しないメモリチップ(半導体チップ)と、上記メモリチップを封止する封止体(樹脂)27bと、メモリチップと電気的に接続された複数の半田ボール(外部端子)27cと、を有する。そして、メモリデバイス17は、実装基板3の上面の上記メモリデバイス搭載領域27に搭載され、かつ、上記複数の半田ボール27cが上記メモリデバイス搭載領域27に設けられた上記複数のランド31とそれぞれ電気的に接続されている。
また、メモリデバイス18は、図2、図4、図6および図11に示すように、インタポーザ(配線基板)28aと、上記インタポーザ28a上に搭載され、クロック信号に同期して動作する図示しないメモリチップ(半導体チップ)と、上記メモリチップを封止する封止体(樹脂)28bと、メモリチップと電気的に接続された複数の半田ボール(外部端子)28cと、を有する。そして、メモリデバイス18は、実装基板3の上面の上記メモリデバイス搭載領域28に搭載され、かつ、上記複数の半田ボール28cが上記メモリデバイス搭載領域28に設けられた上記複数のランド31とそれぞれ電気的に接続されている。
また、コントロールデバイス2は、図1、図3、図6、図11および図15に示すように、インタポーザ(配線基板)100と、上記インタポーザ100上に搭載され、メモリデバイス11〜18を制御するコントロールチップ(半導体チップ、ロジックチップ)2_CHPと、上記コントロールチップ2_CHPを封止する封止体(樹脂)106と、コントロールチップ2_CHPと電気的に接続された複数の半田ボール(外部端子)107と、を有する。そして、コントロールデバイス2は、実装基板3の上面の上記コントロールデバイス搭載領域20に搭載され、かつ、上記複数の半田ボール107が上記コントロールデバイス搭載領域20に設けられた上記複数のランド30とそれぞれ電気的に接続されている。
そして、上記複数のランド30のうちのコマンド・アドレス信号用パッド(コントロールデバイス2のコマンド・アドレス出力端子CTcaが接続されるパッド)は、図1、図2および図6に示すように、上記実装基板3に設けられた複数の配線のうちのコマンド・アドレス信号用主配線(主配線)CALmnと、上記コマンド・アドレス信号用主配線CALmnの分岐点PSBcan、PSBcafにおいて上記コマンド・アドレス信号用主配線CALmnから分岐したコマンド・アドレス分岐配線(スタブ配線)CALsbを介して、メモリデバイス搭載領域21〜28に設けられた複数のランド31のうちのコマンド・アドレス信号用パッド(メモリデバイス11〜18のコマンド・アドレス入力端子MTcaが接続されるパッド)31_can、31_cafと電気的に接続されている。
ここで、分岐点PSBcanは、図13に示すように、実装基板3のうち、各半導体部品搭載領域(コントロールデバイス搭載領域20、メモリデバイス搭載領域21〜28)内、すなわち、各半導体部品(コントロールデバイス2、メモリデバイス11〜18)と重なる位置に配置されている。一方、分岐点PSBcafは、図13に示すように、実装基板3のうち、各半導体部品搭載領域(コントロールデバイス搭載領域20、メモリデバイス搭載領域21〜28)外、すなわち、各半導体部品(コントロールデバイス2、メモリデバイス11〜18)と重ならない位置に配置されている。
また、コマンド・アドレス信号の伝達(伝送)は、上記コマンド・アドレス信号用主配線CALmnを介してコントロールデバイス2から各メモリデバイス11〜18に向かって、一方向に行われる。なお、クロック信号およびコントロール信号の伝達についても、コマンド・アドレス信号の伝達と同様である。一方、データ信号の伝達については、コントロールデバイス2から各メモリデバイス11〜18に向かって、さらには、各メモリデバイス11〜18からコントロールデバイス2に向かって、双方向に行われる
また、各メモリデバイス11〜18と電気的に接続される各コマンド・アドレス信号用パッド(メモリデバイス11〜18のコマンド・アドレス入力端子MTcaが接続されるパッド)31_can、31_cafは、コマンド・アドレス信号用主配線CALmnにフライバイ形態でそれぞれ接続されている。
そして、各コマンド・アドレス分岐配線(スタブ配線)CALsbには、チップ抵抗RS_CAが直列接続(実装)されている。
≪コントロールデバイス(半導体部品、半導体装置、ロジックデバイス、SOC)≫
次に、本実施の形態で使用するコントロールデバイス2の構成について、以下に説明する。
図14はコントロールデバイス2の下面(実装面)図、図15は図14に示すI−I´断面線に沿った断面図である。
図15に示すように、コントロールデバイス2は、インタポーザ(配線基板)100と、インタポーザ100の上面(チップ搭載面)に搭載されたコントロールチップ(半導体チップ、ロジックチップ)2_CHPと、コントロールチップ2の主面(素子形成面)上に形成されたボンディングパッド(電極)103とインタポーザ100の上面に形成されたボンディングリード(電極)101とを電気的に接続するワイヤ(導電性部材)105と、コントロールチップ2および導電性部材105を封止する封止体(樹脂)106と、インタポーザ100の上面とは反対側の下面(実装面)に形成され、かつ、ボンディングリード101と図示しない内層配線を介して電気的に接続されたバンプランド(電極パッド)102と、バンプランド102の表面に接合された半田ボール(外部端子)107と、を含んでいる。
また、図14に示すように、インタポーザ100の下面に形成された複数のバンプランド102(または複数の半田ボール107)は、平面視において、インタポーザ100の下面における各辺に沿って、かつ、複数列に亘って配置されている。
なお、メモリデバイス11〜18の構成に関する説明については省略するが、コントロールデバイス2の構成と同じ構成を採用してもよい。
≪コントロールデバイスの製造方法≫
次に、本実施の形態のコントロールデバイス2の製造方法について、以下に説明する。
図16〜図20にはコントロールデバイス2の組立工程に応じた状態が例示される。コントロールデバイス2の製造工程は、主に、基材準備工程、チップマウント(ダイボンド)工程、ワイヤボンディング工程、モールド工程、及びボールマウント工程から成る。
1.基材準備
基材準備工程(図16)では、母材を準備する。本実施の形態で使用する母材は、特に制限されないが、所謂、多数個取り基板ではなく、配線基板100とされ、平面形状が四角形から成り、ボンディングリード101及びバンプランド102が上下面それぞれに形成される。
2.ダイボンド
チップマウント(ダイボンド)工程において配線基板100のデバイス領域にマイクロコンピュータチップのようなコントローラチップ2_CHPが搭載される(図17参照)。上記したコントローラチップ2_CHPを配線基板100のデバイス領域における上面(チップ搭載面)上に、接着材(ダイボンド材)を介して搭載する。詳細に説明すると、コントローラチップ2_CHPの裏面(背面)が配線基板100の上面と対向するように、接着材(ダイボンド材)を介して配線基板100の上面に搭載する。このとき、配線基板100の上面に形成された複数のボンディングリード101がコントローラチップ2_CHPから露出するように搭載する。尚、ここで用いる接着材は、例えばフィルム状の接着材であり、絶縁性を有する。これは、ペースト状(流動性を有する)の接着材(流動性を有する接着材)であってもよい。
3.ワイヤボンド
ワイヤボンディング工程では、図18のようにコントローラチップ2_CHPの複数の電極パッド103を対応するボンディングリード101に、導電性部材であるワイヤ105を介してそれぞれ電気的に接続する。
尚、導電性部材として、ワイヤを介してコントローラチップ2のボンディングパッドと配線基板100のボンディングパッド(ボンディングフィンガ)とを電気的に接続したが、突起電極を介してコントローラチップ2の電極パッド(ボンディングパッド)と配線基板の電極パッド(ボンディングフィンガ)とを電気的に接続してもよい。
4.モールド
モールド工程では、配線基板100の周縁部が露出するように、成型金型に形成された1つキャビティで1つのコントローラチップ2を覆う、所謂、個片モールド方式により封止体106を形成する(図19参照)。封止体106には、例えばエポキシ系の熱硬化性樹脂を用いることができる。
尚、配線基板として、複数のデバイス形成領域を有する多数個取り基板を用い、更に、成型金型に形成された1つキャビティで複数のデバイス領域を纏めて覆い、一括してモールドする、所謂、一括モールド方式により封止体を形成してもよいことは言うまでもない。
5.ボールマウント
ボールマウント工程では、封止体106で封止された配線基板100を図示しない成形金型から取り出した後、各デバイス領域における下面に形成されたバンプランド102に、外部端子となる半田ボール(半田材)107を形成(接続)する(図20参照)。尚、半田ボール107は、例えば錫(Sn)と銀(Ag)と銅(Cu)の合金からなる、所謂、鉛フリー半田材を使用している。尚、前記鉛フリー半田材とは、RoHS(Restriction of Hazardous Substances)指令に基づいて、鉛(Pb)の含有率が1000ppm(0.1wt%)以下のものを言う。尚、錫(Sn)を含有する半田材を使用した場合には、銅(Cu)が拡散しやすいことから、本実施の形態は、前記鉛フリー半田材に限らず、鉛(Pb)を含有する半田材を使用した場合にも適用することができるが、環境汚染対策を考慮した場合は、本実施の形態のように、鉛フリー半田材を使用することが好ましい。
尚、メモリデバイス11〜18の組立工程もコントロールデバイス2の組立とほぼ同じ工程から成るため、その説明は省略する。
≪モジュール品(電子装置)の製造方法≫
上記組立工程を経て得られたコントロールデバイス2及びメモリデバイス11〜18などの半導体部品を実装基板3に実装する部品マウント工程において、主な半導体部品の搭載順は、実装基板3の第1面(表面)にコントロールデバイス2を先に実装してから、複数のメモリデバイス11,13,15,17を搭載し、その後に、実装基板3の第2面(裏面)に複数のメモリデバイス12,14,16,18を搭載すればよい。或いはその逆に、実装基板3の第2面(裏面)に複数のメモリデバイス12,14,16,18を搭載し、その後に、実装基板3の第1面(表面)にコントロールデバイス2を先に実装してから、複数のメモリデバイス11,13,15,17を搭載してもよい。終端抵抗やスタブ抵抗はコントロールデバイス2及びメモリデバイス11〜18の搭載順に合わせて実装すればよい。
上記実施の形態によれば以下の作用効果を得る。
〔1〕コマンド・アドレス信号経路のフライバイトポロジによるコマンド・アドレス信号主配線CALmnから分岐するコマンド・アドレス信号分岐配線CALsbにチップ抵抗RS_CAを挿入した。これによれば、フライバイトポロジによるコマンド・アドレス信号主配線CALmnから分岐するコマンド・アドレス信号分岐配線CALsbにチップ抵抗RS_CAは、コマンド・アドレス信号分岐配線CALsbが長くても当該分岐配線上での不所望な信号反射による影響を緩和することがきる。したがって、コントロールデバイス2が実装される実装基板3に直接、複数のメモリデバイス11〜18をフライバイトポロジで搭載することによって、コントロールデバイス2によるメモリデバイス11〜18の高速アクセスを実現しようとするとき、フライバイトポロジによるインタフェース信号の波形品質の劣化を抑制することができる。更に詳しくは、コントロールデバイス2が実装される実装基板3に直接、各ランクi個で合計jランクを構成するi×j(例えば4×2)個のメモリデバイス11〜18をフライバイトポロジで搭載することによって、コントロールデバイス2による8個のメモリデバイス11〜18の高速アクセスを実現しようとするとき、フライバイトポロジによるインタフェース信号の波形品質の劣化を抑制することができる。例えば図21にはコントロールデバイス2に近い位置のコマンド・アドレス信号分岐配線の信号波形と、コントロールデバイス2から遠い位置のコマンド・アドレス信号分岐配線の信号波形とを、チップ抵抗RS_CAを設けた場合(実線の信号波形)と設けない場合(破線の信号波形)で区別して例示してある。図からも明らかなように、何れの場合にもチップ抵抗RS_CAを設けた場合には反射による影響を抑えることができる。
また、i×j個のメモリデバイスは、例えばJEDEC標準に準拠したDDR3-SDRAMのような半導体メモリデバイスであるとすると、デバイスの中央部にコントロール信号端子、その一方側にデータ系端子、その他方側にコマンド・アドレス信号端子が配置されるという、外部端子のマッピングが標準化されている。そうすると、そのコマンド・アドレス端子は当該メモリデバイスの一縁辺側に集約されている関係で、その全てのコマンド・アドレス端子に接続するコマンド・アドレス信号分岐配線CALsbの分岐点PSBcan,PSBcafを当該コマンド・アドレス端子の近傍でそのメモリデバイスに重ねて配置することができなくなる場合が多いと考えられる。更に、コマンド・アドレス信号のサイクル期間を既定するクロック信号(CK)や、メモリデバイスの活性化制御などに用いるコントロール系信号(CS)は、コマンド・アドレス信号の全ビットの有効性に関係する信号と位置付けられるから、そのような信号に対してはフライバイトポロジに際して対応する分岐配線CALsbが極力長くならないように考慮することが効率的であると考えられる。その意味で、コマンド・アドレス信号に対して全部又は一部のコマンド・アドレス信号分岐配線CALsbが長くなることを許容し、それによる不都合をチップ抵抗RS_CAにて解消することで、メモリデバイスに対する高速アクセス性能を確実に向上させるのに資することができる。
更に、スタブ配線の長さが長くなる別の理由もある。即ち、電子装置の小型化という観点より実装基板が小型可される傾向にあり、そうするとメモリデバイスには大容量メモリが使用され、しかもメモリデバイスを実装基板の片面だけでなく、両面に直接実装されるようになる。このような事情の下でコントロールデバイスとメモリデバイスとの間のインタフェース信号の波形品質を改善して高速動作に対応しようとする場合に、コントロールデバイスとメモリデバイスとの間の配線トポロジとしてT分岐構造の配線トポロジではなく、フライバイ構造の配線トポロジの採用が有望視される。しかしながら、そうすると、主配線から分岐するスタブ配線の長さ(分岐点(スルーホール)から各メモリチップの外部端子までの距離)が長くなった。この要因は、ビルドアップ基板のような多層配線構造の実装基板はその厚さが、DIMMに使用するようなインタポーザの厚さよりも大きいため、実装基板に形成するスルーホールの径が大きくなり、メモリデバイスの外部端子の近傍に全てのスルーホールを配置(形成)できないことにある。具体的には、実装基板の厚さは、DIMMで使用していたインタポーザに比べて大きいため(例えば1.6mm)、実装基板に貫通孔(スルーホール)を形成する際に使用するドリルの径(例えば0.3mm)についても、DIMMのインタポーザに対して使用してドリルの径(例えば0.1mm)よりも大きいものを使用せざるを得ない。この結果、形成された各貫通孔の径は大きくなり、全ての貫通孔を半導体部品搭載領域内に配置しきれなくなった。これにより、半導体部品搭載領域外に設けられた貫通孔の内部に形成された貫通配線(スルーホール配線)に繋がる分岐配線(スタブ配線)の長さが長いものが生じ、信号品質を劣化させる原因になることが想定された。このように、長くなる分岐配線CALsbに対してスタブ抵抗を介在させることによって当該分岐配線上での信号波形の劣化を抑制することができる。
〔2〕フライバイ形態でメモリデバイスに接続するクロック信号配線については分岐点がメモリデバイスの搭載領域から離れず、その分岐配線は不所望に長くならないので、それにおける信号反射による影響は無視できる程度であるからチップ抵抗の挿入を要しない。逆に、クロック信号主配線の分岐点がメモリデバイスと重ならない領域に離間する場合には、コマンド・アドレス信号と同様に当該分岐点に係るクロック信号分岐配線の途中にチップ抵抗を直列に介在させればよい。
〔3〕コマンド・アドアドレス信号の信号波形の劣化が抑制されているので、コマンド・アドアドレス信号の確定期間をクロック信号に複数サイクルに伸ばすことを要せず、クロック信号のサイクル単位同期でコマンド・アドレス信号を出力することができ、この点でも、メモリデバイスの高速アクセスに好適である。
〔4〕フライバイ形態でメモリデバイスに接続するコントロール信号配線については分岐点がメモリデバイスの搭載領域から離れず、その分岐配線は不所望に長くならないので、それにおける信号反射による影響は無視できる程度であるからチップ抵抗の挿入を要しない。逆に、コントロール信号主配線の分岐点がメモリデバイスと重ならない領域に離間する場合には、コマンド・アドレス信号と同様に当該分岐点に係るコントロール信号分岐配線の途中にチップ抵抗を直列に介在させればよい。
〔5〕データ系配線については、同一ランク内ではメモリデバイス毎に個別であって且つ2ランクのランク間では対応するメモリデバイス毎に共通化して設けられたデータ系信号主配線DTLmnと、データ系信号主配線のデータ系信号分岐点(データ系信号経路の分岐点)PSBdで分岐した2個のデータ系信号分岐配線DTLsbとを含む。このとき、コントロールデバイス2は、チップセレクト信号CSによって活性化されたランクのメモリデバイスとの間でデータの入力又は出力を行うことによって、ランク単位でメモリデバイスと個別にデータの入出力を行うことができる。同一ランク内の複数個のメモリデバイスにはコマンド・アドレス信号及びクロック信号は位相差を持って入力される。それを供給する経路はフライバイトポロジを有するからである。データ系配線は同一ランク内のメモリデバイスに夫々個別接続されるので、コントロールデバイス2から同一ランク内のメモリデバイスへのデータ系信号の出力タイミングにはコマンド・アドレス信号及びクロック信号が持つ位相差が形成されることになる。同一ランク内のメモリデバイスがリードデータを出力する場合も同じである。したがって、その位相差に従ってデータ出力タイミングがずれることにより、出力バッファの出力動作に伴う電源ノイズが過大になるのを抑制することができる。
〔6〕図1に例示されるようにフライバイトポロジにおいて、分岐点PSBcafの間の最大距離、例えばコントロールデバイス2の近端側(メモリデバイス11側)の分岐点PSBcafと、コントロールデバイス2の遠端側(メモリデバイス17側)の分岐点とPSBcafとの距離が、コントロールデバイス2と初段分岐点PSBcafとの間の距離よりも長くされる。DIMMのようなソケット利用の搭載形式ではなくメモリデバイス11〜18を平面的に重ねて実装基板3に直接実装する実装形態だからである。そのような実装形態によるフライバイトポロジ故にコマンド・アドレス信号の配線長に上記の如き関係があっても、その分岐配線が長くなることによる不都合はスタブ抵抗によって解消されている。
≪変形例≫
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
(変形例1)
例えば、上記実施の形態では、各半導体部品を組み立てた後、実装基板上に搭載することについて説明したが、各半導体部品は、予め完成したものを準備しておいてもよい。
(変形例2)
また、上記実施の形態では、多層配線構造の実装基板のうち、主に3層目の配線層(内部配線層)においてコマンド・アドレス信号用配線を引き回すことについて説明したが、内部配線層であれば、3層目に限らず、例えば6層目の配線層において各メモリデバイスの近傍まで引き回してもよい。
(変形例3)
また、フライバイトポロジで実装基板に搭載するメモリデバイスはDDR3−SDRAMに限定されず、その他の構成を有するメモリ、更にはその他の半導体部品であってもよい。
(変形例4)
また、コントロールデバイスはマイクロコンピュータに限定されず、適宜のシステムオンチップのデータ処理デバイス、或いはメモリコントロールデバイスなどであってもよい。
(変形例5)
i×jこのメモリデバイスは2ランクの8個のメモリデバイスに限定されない。ランク数と1ランク当たりのメモリデバイス数はコントロールデバイスのメモリコントロール機能に応じて適宜変更可能である。
(変形例6)
分岐配線にスタブ抵抗としてチップ抵抗を挿入する信号線の種類はアドレス・コマンド信号線に限定されない。フライバイトポロジの分岐点が半導体部品と表裏で重なる位置から離れることになる分岐点を持つ信号線であれば、その信号の種類は問わない。
(変形例7)
さらに、上記実施の形態で説明した技術思想の要旨を逸脱しない範囲内において、変形例同士を組み合わせて適用することができる。
1 電子装置(電子機器、モジュール品)
2 コントロールデバイス(半導体部品、半導体装置、ロジックデバイス、SOC)
2_CHP コントロールチップ(半導体チップ、ロジックチップ)
3 実装基板(マザーボード、モジュール基板)
11 メモリデバイス(半導体部品、半導体装置、DRAM1)
12 メモリデバイス(半導体部品、半導体装置、DRAM2)
13 メモリデバイス(半導体部品、半導体装置、DRAM3)
14 メモリデバイス(半導体部品、半導体装置、DRAM4)
15 メモリデバイス(半導体部品、半導体装置、DRAM5)
16 メモリデバイス(半導体部品、半導体装置、DRAM6)
17 メモリデバイス(半導体部品、半導体装置、DRAM7)
18 メモリデバイス(半導体部品、半導体装置、DRAM8)
11_CHP〜18_CHP メモリチップ(半導体チップ)
CKL クロック信号経路
CAL コマンド・アドレス信号経路
DTL データ系信号経路
CNTL コントロール信号経路
CTdw1〜CTdw4 メモリ用データ端子
CTck クロック出力端子
CTca コマンド・アドレス出力端子
CTcnt コントロール出力端子
MTd1 データ端子
MTd2 データ端子
MTd3 データ端子
MTd4 データ端子
MTd5 データ端子
MTd6 データ端子
MTd7 データ端子
MTd8 データ端子
MTck クロック入力端子
MTca コマンド・アドレス入力端子
MTcnt コントロール入力端子
PSBd データ系信号経路の分岐点
PSBck クロック信号経路の分岐点
PSBcan メモリデバイスに表裏方向に重なるコマンド・アドレス信号経路の分岐点
PSBcaf メモリデバイスに表裏方向に重ならないコマンド・アドレス信号経路の分岐点
PSBcnt コントロール信号経路の分岐点
RD_CK クロック信号経路の差動終端抵抗
RT_CA コマンド・アドレス信号経路の終端抵抗
RT_CNTコントロール信号経路の終端抵抗
RS_CA スタブ抵抗
CALmn コマンド・アドレス信号主配線(主配線)
PSBcaf(PSBcaf_1〜PSBcaf_4) 分岐点
CALsb(CALsb_1〜CALsb_8) コマンド・アドレス分岐配線(スタブ配線)
CKLmn クロック信号主配線
PSBck_1〜PSBck_4クロック信号主配線CKLmnの分岐点
CKLsb_1〜CKLsb_8 クロック信号分岐配線
CNTLmn コントロール信号主配線
PSBcnt_1〜PSBcnt_4 コントロール信号主配線の分岐点
CNTLsb_1〜CNTLsb_8 コントロール信号分岐配線
20 コントロールデバイス搭載領域
21 メモリデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域)
21a インタポーザ(配線基板)
21b 封止体(樹脂)
21c 半田ボール(外部端子)
22 メモリデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域)
22a インタポーザ(配線基板)
22b 封止体(樹脂)
22c 半田ボール(外部端子)
23 メモリデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域)
23a インタポーザ(配線基板)
23b 封止体(樹脂)
23c 半田ボール(外部端子)
24 メモリデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域)
24a インタポーザ(配線基板)
24b 封止体(樹脂)
24c 半田ボール(外部端子)
25 メモリデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域)
25a インタポーザ(配線基板)
25b 封止体(樹脂)
25c 半田ボール(外部端子)
26 メモリデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域)
26a インタポーザ(配線基板)
26b 封止体(樹脂)
26c 半田ボール(外部端子)
27 メモリデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域)
27a インタポーザ(配線基板)
27b 封止体(樹脂)
27c 半田ボール(外部端子)
28 メモリデバイス搭載領域(半導体部品搭載領域)
28a インタポーザ(配線基板)
28b 封止体(樹脂)
28c 半田ボール(外部端子)
30 ランド(電極パッド)
31 ランド(電極パッド)
31_can コマンド・アドレス信号用パッド
31_caf コマンド・アドレス信号用パッド
100 インタポーザ(配線基板)
101 ボンディングリード(電極)
102 バンプランド(電極パッド)
103 ボンディングパッド(電極)
104 ワイヤ(導電性部材)
106 封止体(樹脂)
107 半田ボール(外部端子)

Claims (5)

  1. 上面、前記上面のコントロールデバイス搭載領域に設けられたクロック出力用パッド、前記コントロールデバイス搭載領域に設けられたコマンド・アドレス出力用パッド、前記クロック出力用パッドに接続されたクロック信号主配線、前記コマンド・アドレス出力用パッドに接続されたコマンド・アドレス信号主配線、前記クロック信号主配線の第1分岐点において前記クロック信号主配線から分岐した第1クロック信号分岐配線、前記クロック信号主配線の前記第1分岐点よりも前記クロック信号主配線の下流側に位置する第2分岐点において前記クロック信号主配線から分岐した第2クロック信号分岐配線、前記コマンド・アドレス信号主配線の第1分岐点において前記コマンド・アドレス信号主配線から分岐した第1コマンド・アドレス信号分岐配線、前記コマンド・アドレス信号主配線の前記第1分岐点よりも前記コマンド・アドレス信号主配線の下流側に位置する第2分岐点において前記コマンド・アドレス信号主配線から分岐した第2コマンド・アドレス信号分岐配線、前記上面の第1メモリデバイス搭載領域に設けられ、かつ、前記第1クロック信号分岐配線が接続された第1クロック入力用パッド、前記第1メモリデバイス搭載領域に設けられ、かつ、前記第1コマンド・アドレス信号分岐配線が接続された第1コマンド・アドレス入力用パッド、前記上面の第2メモリデバイス搭載領域に設けられ、かつ、前記第2クロック信号分岐配線が接続された第2クロック入力用パッド、及び前記第2メモリデバイス搭載領域に設けられ、かつ、前記第2コマンド・アドレス信号分岐配線が接続された第2コマンド・アドレス入力用パッド、を有する実装基板と、
    第1半導体チップ、第1クロック入力用端子、及び第1コマンド・アドレス入力用端子を有し、他の基板を介さずに前記実装基板の前記第1メモリデバイス搭載領域に搭載され、かつ、前記第1クロック入力用端子及び前記第1コマンド・アドレス入力用端子が前記第1クロック入力用パッド及び前記第1コマンド・アドレス入力用パッドにそれぞれ接続された第1メモリデバイスと、
    第2半導体チップ、第2クロック入力用端子、及び第2コマンド・アドレス入力用端子を有し、他の基板を介さずに前記実装基板の前記第2メモリデバイス搭載領域に搭載され、かつ、前記第2クロック入力用端子及び前記第2コマンド・アドレス入力用端子が前記第2クロック入力用パッド及び前記第2コマンド・アドレス入力用パッドにそれぞれ接続された第2メモリデバイスと、
    前記第1半導体チップ及び前記第2半導体チップのそれぞれを制御する第3半導体チップ、クロック出力用端子、及びコマンド・アドレス出力用端子を有し、他の基板を介さずに前記実装基板の前記コントロールデバイス搭載領域に搭載され、かつ、前記クロック出力用端子及び前記コマンド・アドレス出力用端子が前記クロック出力用パッド及び前記コマンド・アドレス出力用パッドにそれぞれ接続されたコントロールデバイスと、
    を含み、
    前記コマンド・アドレス出力用端子を介して前記コントロールデバイスから前記コマンド・アドレス信号主配線に出力されるコマンド・アドレス信号の確定期間は、前記クロック出力用端子を介して前記コントロールデバイスから前記クロック信号主配線に出力されるクロック信号の1サイクル分に相当し、
    前記第1半導体チップ及び前記第2半導体チップのそれぞれは、前記コントロールデバイスから出力される前記クロック信号に同期して動作し、
    前記クロック信号主配線の前記第1分岐点及び前記クロック信号主配線の前記第2分岐点は、平面視において、前記第1メモリデバイス搭載領域の内側及び前記第2メモリデバイス搭載領域の内側に、それぞれ配置されており、
    前記コマンド・アドレス信号主配線の前記第1分岐点及び前記コマンド・アドレス信号主配線の前記第2分岐点は、平面視において、前記第1メモリデバイス搭載領域の外側及び前記第2メモリデバイス搭載領域の外側に、それぞれ配置されており、
    前記第1コマンド・アドレス信号分岐配線の経路長及び前記第2コマンド・アドレス信号分岐配線の経路長は、前記第1クロック信号分岐配線の経路長及び前記第2クロック信号分岐配線の経路長よりも、それぞれ長く、
    前記第1コマンド・アドレス信号分岐配線の経路上及び前記第2コマンド・アドレス信号分岐配線の経路上には、第1チップ抵抗及び第2チップ抵抗が、それぞれ直列に実装されており、
    前記第1チップ抵抗及び前記第2チップ抵抗は、前記第1メモリデバイス及び前記第2メモリデバイスと重ならない位置に、それぞれ配置されている、電子装置。
  2. 前記実装基板に設けられたコントロール信号主配線と、前記コントロール信号主配線の第1分岐点及び前記コントロール信号主配線の第2分岐点において前記コントロール信号主配線からそれぞれ分岐した第1コントロール信号分岐配線及び第2コントロール信号分岐配線を介して、前記コントロールデバイスから前記第1メモリデバイス及び第2メモリデバイスにコントロール信号がそれぞれ供給される、請求項1に記載の電子装置。
  3. 前記実装基板は前記コントロールデバイスを前記第1メモリデバイスに接続する第1データ系配線と、前記コントロールデバイスを前記第2メモリデバイスに接続する第2データ系配線とを含み、
    前記コントロールデバイスは、前記コントロール信号によって活性化された前記第1メモリデバイス及び第2メモリデバイスとの間でデータの入力又は出力を行う、請求項2に記載の電子装置。
  4. 前記コマンド・アドレス信号主配線の前記第1分岐点から前記コマンド・アドレス信号主配線の前記第2分岐点までの配線長は、前記コマンド・アドレス出力用パッドから前記コマンド・アドレス信号主配線の前記第1分岐点までの配線長よりも長い、請求項1に記載の電子装置。
  5. 前記第1チップ抵抗及び前記第2チップ抵抗は、前記実装基板の前記上面のうち、前記実装基板の前記上面に搭載された前記第1メモリデバイス及び前記第2メモリデバイスと重ならない位置に、それぞれ配置されている、請求項1に記載の電子装置。
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