JPH0513662A - マルチチツプモジユール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロコンピュータ機能を有する複数のチ
ップを共通のパッケージに搭載したマルチチップモジュ
ールにおいて、各チップは相互接続した状態での信号処
理以外に各チップ独立の信号処理を可能とする。 【構成】 パッケージ内各チップ（ａ，ｂ）の信号入出
力電極パッド群（Ｐ３，Ｐ４）間に信号経路を確立する
接続状態と、該信号入出力電極パッド群（Ｐ３，Ｐ４）
をそれぞれ単独に共用の信号入出力端子群（Ｔ３）と接
続する状態とに切り換え可能なスイッチング用チップ
（ｃ）を搭載する。パッケージ内各チップをそれぞれ独
立に使用することができ、例えばテストモードのとき、
各チップごとの標準化プログラムでテストを行うことが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の半導体チップを
１つのパッケージに搭載したマルチチップモジュールに
関し、その各内部半導体チップ間の配線を施すことな
く、内部半導体チップ間での信号の授受と、外部回路及
び各内部半導体チップの一つとの間での信号の授受とを
可能とするものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の多機能化が進み、ハードウエ
アの構成として、複数のマイクロコンピュータを相互接
続したマルチコンピュータ方式が常用されるようになっ
てきている。このようなシステムにおける実装方法は、
各パッケージ化された個々のマイクロコンピュータパッ
ケージを共通の印刷配線基板に搭載する構成を採るか、
チップ状態のマイクロコンピュータ（以下、半導体チッ
プと呼ぶ）を１つのパッケージ内に内蔵させる、いわゆ
るモジュール化する方法が採られる。今日では、ハード
ウエアの小型化の要求により、後者のモジュール化する
方法が注目されている。

【０００３】複数の半導体チップを１つの集積回路パッ
ケージにモジュール化した場合、例えば特開平２−２４
４７５３号公報に記載されているように、個々の半導体
チップは集積回路モジュール内で相互接続のための配線
措置が採られる。そのモジュール内配線ラインの種類
は、データ信号やコントロール信号を導くための信号ラ
イン及びクロック信号や電源を導くための共通ライン等
からなる。また、モジュールの基板となる集積回路パッ
ケージには、内部半導体チップを外部回路に接続するた
めの外部端子が配列される。これにより、複数の半導体
チップを一つの集積回路パッケージに搭載したマルチチ
ップモジュールは、チップ間信号処理と対外部回路間信
号処理を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記複数の
半導体チップを内蔵させたマルチチップモジュールは、
例えば電気性能テスト，バーインテスト等のテストモー
ドで使用するときなどには、個々の半導体チップごとに
テストモードにする方が、各半導体チップ間を接続した
マルチチップモジュールとしてテストモードにする方法
より、以下の点で有利である。すなわち、マルチチップ
モジュールとしてテストモードにすると、チップの変更
に対応してテストプログラムも変更しなければならな
い。その点、個々の半導体チップについてのテストプロ
グラムであれば、それぞれの半導体チップについての標
準化されたプログラムでテストを行うことができるため
である。また、半導体チップ間が相互接続されている
と、一つの半導体チップが例えばプログラムやデータを
書き込み可能なＯＴＰ（Ｏｎｅ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏ−ｇ
ｒａｍｍａｂｌｅ ）マイクロコンピュータである場
合、書き込み可能な半導体チップが他の一つの半導体チ
ップからの信号電圧の影響を受け、正しくデータを書き
込めない場合や、反対に書き込み信号電圧によって、他
の一つの半導体チップを破壊することがあるからであ
る。

【０００５】しかしながら、既述した従来のモジュール
化した構成では、上記のような要請に沿わず半導体チッ
プ間が相互接続されているため、テストプログラムの変
更作業を余儀無くされるとともに、書き込みデータ不良
の発生又は半導体チップの破壊に常に配慮が必要であっ
た。一方、上記マルチチップモジュールの各半導体チッ
プを共通ライン等を除きモジュール内で独立させる、す
なわち、それぞれの半導体チップ上の電極パッドをパッ
ケージから突出する外部端子に接続する構成を採ると、
外部端子数が増加し、外部配線が大規模化してハードウ
エアの物理的構成が大型化してしまう。

【０００６】そこで本発明は、外部端子数を増大させる
ことなく、モジュール内半導体チップをそれぞれ独立に
使用することができ、かつ、チップ間信号処理も外部配
線を用いることなく行い得るようにしたマルチチップモ
ジュールの提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、外部回路に接
続される信号入力端子群及び信号出力端子群並びに共用
の信号入出力端子群を有する集積回路パッケージ、該パ
ッケージに共に搭載され、上記信号入力端子群からの信
号が導かれる入力用電極パッド群及び出力用電極パッド
群を有する第１の半導体チップ並びに上記信号出力端子
群へ信号を導く出力用電極パッド群及び入力用電極パッ
ド群を有する第２の半導体チップ、上記第１の半導体チ
ップの出力用電極パッド群及び第２の半導体チップの入
力用電極パッド群間を接続する第１の状態と、上記共用
の信号入出力端子群を上記第１の半導体チップの出力用
電極パッド群又は第２の半導体チップの入力用電極パッ
ド群と接続するとともに、上記第１の半導体チップ側の
出力用電極パッド群及び第２の半導体チップ側の入力用
電極パッド群間を切断する第２の状態とに切換え可能な
スイッチング用チップとから構成される。

【０００８】

【作用】本発明によるスイッチング用チップによって設
定される第１の状態は、モジュール内の第１及び第２の
半導体チップ間で信号経路が確立され信号処理を行うこ
とができる。第２の状態は、第１の半導体チップの出力
用電極パッド群及び共用の信号入出力端子群との間が接
続され、第１の半導体チップが第２の半導体チップから
切り離されて、第１の半導体チップ単独での外部回路と
の信号処理を行うことができる。第２の状態にすること
で、例えばテストモード又は半導体チップへの書き込み
に対応したモジュール内半導体チップのそれぞれ独立使
用が可能となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例によって詳細に
説明する。図１は本発明に係るマルチチップモジュール
の一実施例を示す構成図である。図１において、ｄは例
えば印刷配線基板によって形成された集積回路パッケー
ジであり、本実施例は、上記集積回路パッケージｄに、
電気的に書き込み可能な半導体チップａ（以下、第１の
半導体チップと呼ぶ）、通常のプログラムＲＯＭ，作業
ＲＡＭ等を備えた半導体チップｂ（以下、第２の半導体
チップと呼ぶ）及び複数の二端子切換えスイッチ要素が
配列したスイッチング用チップｃを搭載したものであ
る。

【００１０】上記集積回路パッケージｄは、外部回路に
接続される信号入力端子群Ｔ１及び同じ外部回路又は別
の外部回路に接続される信号出力端子群Ｔ２を有すると
ともに、第１及び第２の半導体チップａ，ｂの各単独で
の信号入出力処理時に共通に使用する共用の信号入出力
端子群Ｔ３を有している。これら信号入力端子群Ｔ１，
信号出力端子群Ｔ２及び信号入出力端子群Ｔ３は、集積
回路パッケージｄの外部端子に相当する。そして、信号
入力端子群Ｔ１は、第１の半導体パッケージａの入力用
電極パッド群Ｐ１へ接続され、信号出力端子群Ｔ２に
は、第２の半導体チップｂの出力用電極パッド群Ｐ２が
接続されている。

【００１１】第１の半導体チップａと第２の半導体チッ
プｂは、第１の半導体チップａから第２の半導体チップ
ｂへの信号処理を行うため、出力用電極パッド群Ｐ３及
び入力用電極パッド群Ｐ４を有し、入力用電極パッド群
Ｐ３から出力用電極パッド群Ｐ４への信号経路には、ス
イッチング用チップｃが介装されている。また、本実施
例では、共用の信号入出力端子群Ｔ３を介した第１の半
導体チップａと外部回路との間での信号処理を行うた
め、同じくスイッチング用チップｃを共用の信号入出力
端子群Ｔ３と出力用電極パッド群Ｐ３との間に介在させ
ている。

【００１２】なお、スイッチング用チップｃは、制御端
子ｅからの制御信号によって、第１の半導体チップａ及
び第２の半導体チップｂ間の信号処理を行うか、第１の
半導体チップａと外部回路との間の信号処理を行うか
の、接続状態を切換え設定できるようになっている。上
記構成において、本マルチチップモジュールを通常のマ
ルチコンピュータシステムとして機能させるときは、ス
イッチング用チップｃの各スイッチ要素が図の破線に示
す接続状態に設定される制御信号を、制御端子ｅへ供給
する。これにより、第１の半導体チップａの出力用電極
パッド群Ｐ３と、第２の半導体チップｂの入力用電極パ
ッド群Ｐ４との間が接続状態となり、第１の半導体チッ
プａから第２の半導体チップｂへ信号が伝送されて信号
処理を行うことができる。

【００１３】また、第１の半導体チップａと外部回路と
の間で信号処理を行う場合は、スイッチング用チップｃ
の各スイッチ要素が図の実線に示す接続状態に設定され
る制御信号を、制御端子ｅへ供給する。これにより、第
１の半導体チップａの出力用電極パッド群Ｐ３と、共用
の信号入出力端子群Ｔ３間が接続状態となり、第１の半
導体チップａから外部回路へ信号が伝送されて、第１の
半導体チップａと外部回路との間で信号処理を行うこと
ができる。この場合、書き込み可能な半導体チップであ
る第１の半導体チップａに対し書き込みを行う場合であ
っても、第２の半導体チップｂの入力用電極パッド群Ｐ
４がスイッチング用チップｃによって、第１の半導体チ
ップａの入力用電極パッド群Ｐ３と電気的に切断されて
いるので、第１の半導体チップａの入力用電極パッド群
Ｐ１に加えられる書き込み電圧が出力用電極パッド群Ｐ
３に現れて、第２の半導体チップｂを破壊するようなこ
とはなく、また、反対に第２の半導体チップｂの入力用
電極パッド群Ｐ４に現れる信号電圧が上記書き込電圧に
影響することもない。

【００１４】また、本実施例のマルチチップモジュール
の外部端子数は、第１及び第２の半導体チップａ，ｂの
各電極パッド群Ｐ１，Ｐ３及びＰ２，Ｐ４を全て集積回
路パッケージｄ上の外部端子とする場合より、大略以下
の数だけ減らすことができる。いま、第１及び第２の半
導体チップａ，ｂのクロック信号や電源等の共通信号を
導くための電極パッドを含めたすべての電極パッド数を
それぞれｍ個とし、その内、ｍ／２個がスイッチング用
チップｃを介した処理の可能な電極パッドとすると、外
部端子の数は、外部回路に対する入力端子群としてｍ／
２個と、出力端子群としてｍ／２個と、それに共用の信
号入出力端子群としてｍ／２個の合計３ｍ／２個とな
る。これに対し、すべての電極パッドを外部端子とする
と２ｍ個必要になる。したがって、本実施例のように、
半導体チップａ，ｂを独立に使用するためのスイッチン
グ用チップｃを設け、これに共用の信号入出力端子群を
設けることで、ｍ／２の端子数を省略することが可能と
なる。これによる外部配線の節約量は多大である。

【００１５】図２は上記マルチチップモジュールのテス
ト回路を説明するための説明図である。本マルチチップ
モジュールは、各半導体チップをそれぞれ単独で使用す
ることができる。図２の構成では、第１の半導体チップ
ａを単独でテストしている。すなわち、スイッチング用
チップｃが第１の半導体チップａの出力用電極パッド群
Ｐ３と共用の信号入出力端子群Ｔ３との間を接続してお
り、第１の半導体チップａを第２の半導体チップｂから
切り離した状態としている。そして、検査ベンチＧ及び
ピン変換アタッチメントＦから成るテスト用回路から信
号入力端子群Ｔ１を介して第１の半導体チップａの入力
用電極パッド群Ｐ１にテスト用信号を送り、第１の半導
体スイッチａの出力用電極パッド群Ｐ３から導出される
応答信号をスイッチング用チップｃ及び信号入出力端子
群Ｔ３を介してテスト用回路にフィードバックしてい
る。

【００１６】なお、本発明の他の実施例として、図３に
示すように、第１の半導体チップａからスイッチング用
チップｃに制御信号を送出するようにしてもよい。上記
実施例では、二つある半導体チップのうち一つをテスト
モードにする構成であるが、スイッチング用チップｃの
種類を図４に示す構成のものに代えることで、第１の半
導体チップａ及び第２の半導体チップｂの双方を単独で
テストモードにすることができる。図４の実施例に使用
したスイッチング用チップｃは、コモン端子Ｓ０を第１
端子Ｓ１，第２端子Ｓ２及び第３端子Ｓ３にそれぞれ切
り換え選択接続可能な三端子スイッチと、第１端子Ｓ１
と共通接続された端子Ｓ４及び第２端子Ｓ２と共通接続
された端子Ｓ４の開閉スイッチとから成る。そして、コ
モン端子Ｓ０を第１の半導体チップａの出力用電極パッ
ド群Ｐ３に接続し、第２端子Ｓ２を第２の半導体チップ
ｂの入力用電極パッド群Ｐ３に接続する。第３端子Ｓ３
は空端子である。勿論、図のスイッチ要素は信号経路一
つについての構成を示す。

【００１７】このような構成によれば、三端子スイッチ
が第３端子Ｓ３を選択してるときに、開閉スイッチの端
子Ｓ４及びＳ５間を接続するすることにより、第２の半
導体チップｂの入力用電極パッド群Ｐ４と共用の信号入
出力端子群Ｔ３との間を接続することができ、第２の半
導体チップｂを単独で使用することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、モジ
ュール内各半導体チップの信号入出力電極パッド群間に
信号経路を確立する接続状態と、該信号入出力電極パッ
ド群をそれぞれ単独に共用の信号入出力端子群と接続す
る状態とに切り換え可能なスイッチング用チップを搭載
したので、パケージ内各半導体チップ間の信号処理及び
対外部回路との信号処理を外部端子を増加することな
く、かつ、モジュール内半導体チップをそれぞれ独立に
使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るマルチチップモジュールの一実
施例を示す構成図

【図２】 図１に示すマルチチップモジュールのテスト
回路を示す構成図

【図３】 本発明の他の実施例を示す構成図

【図４】 本発明の更に他の実施例を示す構成図

【符号の説明】

ａ…第１の半導体チップ、ｂ…第２の半導体チップ、ｃ
…スイッチング用チップ、ｄ…集積回路パッケージ、Ｔ
１…信号入力端子群、Ｔ２…信号出力端子群、Ｔ３…共
用の信号入出力端子群、Ｐ１，Ｐ４…入力用電極パッド
群、Ｐ２，Ｐ３…出力用電極パッド群。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 外部回路に接続される信号入力端子群及
   び信号出力端子群並びに共用の信号入出力端子群を有す
   る集積回路パッケージと、 該集積回路パッケージに共に搭載され、前記信号入力端
   子群からの信号が導かれる入力用電極パッド群及び出力
   用電極パッド群を有する第１の半導体チップ並びに前記
   信号出力端子群へ信号を導く出力用電極パッド群及び入
   力用電極パッド群を有する第２の半導体チップと、 前記第１の半導体チップの出力用電極パッド群及び第２
   の半導体チップの入力用電極パッド群間を接続する第１
   の状態と、前記共用の信号入出力端子群を前記第１の半
   導体チップの出力用電極パッド群又は第２の半導体チッ
   プの入力用電極パッド群と接続するとともに、前記第１
   の半導体チップ側の出力用電極パッド群及び第２の半導
   体チップ側の入力用電極パッド群間を切断する第２の状
   態とに切換え可能なスイッチング用チップとを、 具備することを特徴とするマルチチップモジュール。