JPH0613540A - マルチチップモジュール - Google Patents
マルチチップモジュールInfo
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- JPH0613540A JPH0613540A JP3318297A JP31829791A JPH0613540A JP H0613540 A JPH0613540 A JP H0613540A JP 3318297 A JP3318297 A JP 3318297A JP 31829791 A JP31829791 A JP 31829791A JP H0613540 A JPH0613540 A JP H0613540A
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- insulating substrate
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- substrates
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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-
- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/065—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
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-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】電気絶縁基板の大きさを極力小さくし電気配線
長を短くすることによって高速動作可能とする。 【構成】半導体チップ6が収納された電気絶縁基板1,
2,3を上下に設置する。上下に設置された電気絶縁基
板1,2,3は外部リード4を介して電気的に接続され
ている。1つの電気絶縁基板の両面に半導体チップを収
納し、その電気絶縁基板同士を上下に設置してもよい。
下側の電気絶縁基板1,2にはキャッシュメモリを、上
側の電気絶縁基板3にはCPU,FPU,BIUを収納
する。また、電気絶縁基板3にはヒートシンク9を取り
付ける。
長を短くすることによって高速動作可能とする。 【構成】半導体チップ6が収納された電気絶縁基板1,
2,3を上下に設置する。上下に設置された電気絶縁基
板1,2,3は外部リード4を介して電気的に接続され
ている。1つの電気絶縁基板の両面に半導体チップを収
納し、その電気絶縁基板同士を上下に設置してもよい。
下側の電気絶縁基板1,2にはキャッシュメモリを、上
側の電気絶縁基板3にはCPU,FPU,BIUを収納
する。また、電気絶縁基板3にはヒートシンク9を取り
付ける。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は複数の半導体チップが収
納されるマルチチップモジュールに関する。
納されるマルチチップモジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のマルチチップモジュールは図5の
断面図に示すように、複数の半導体チップ6が電気配線
パターン(図示せず)を有する電気絶縁基板1に収納さ
れ、この電気絶縁基板1と半導体チップ6とは金属細線
7によって電気的に接続され、電気絶縁基板1の電気配
線パターンは外部リード4によって電気的に接続されて
いる。電気絶縁基板1はアルミナセラミックから成り、
キャップ5でAu−Sn封止によって機密封止される。
この封止はシームウェルドであってもよい。このマルチ
チップモジュールは半導体チップ6から発生する熱を効
果的に逃がすために、電気絶縁基板1の半導体チップ6
収納面と反対側の面にヒートシンク9が高熱伝導性樹脂
8またはAu−Snろう材によって接続されている。
断面図に示すように、複数の半導体チップ6が電気配線
パターン(図示せず)を有する電気絶縁基板1に収納さ
れ、この電気絶縁基板1と半導体チップ6とは金属細線
7によって電気的に接続され、電気絶縁基板1の電気配
線パターンは外部リード4によって電気的に接続されて
いる。電気絶縁基板1はアルミナセラミックから成り、
キャップ5でAu−Sn封止によって機密封止される。
この封止はシームウェルドであってもよい。このマルチ
チップモジュールは半導体チップ6から発生する熱を効
果的に逃がすために、電気絶縁基板1の半導体チップ6
収納面と反対側の面にヒートシンク9が高熱伝導性樹脂
8またはAu−Snろう材によって接続されている。
【0003】この従来構造で、例えばCPU(Cent
ral Processing Unit)1個,FP
U(Floating Processing Uni
t)1個,BIU(Buth Interface U
nit)1個,キャッシュメモリ6個の合計9個の半導
体チップで構成されるマルチチップモジュールであれ
ば、電気絶縁基板の大きさは85mm角になる。上記半
導体チップの構成は、例えばワークステーションのなか
で最も高速で動作する部分として使用される。
ral Processing Unit)1個,FP
U(Floating Processing Uni
t)1個,BIU(Buth Interface U
nit)1個,キャッシュメモリ6個の合計9個の半導
体チップで構成されるマルチチップモジュールであれ
ば、電気絶縁基板の大きさは85mm角になる。上記半
導体チップの構成は、例えばワークステーションのなか
で最も高速で動作する部分として使用される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来のマルチチッ
プモジュールでは、半導体チップ6が電気絶縁基板1の
片方の面にのみ収納されているため、半導体チップ6の
数が増えると電気絶縁基板の大きさが大きくなる。従っ
て電気配線の線路長が長くなる。電気配線の線路長が長
くなると配線の持つキャパシタンスが大きくなり、信号
の伝播遅延時間が大きくなる。信号の伝播遅延時間が大
きくなると、マルチチップモジュールを高速動作させよ
うとした場合、1つのクロックの時間内に信号が戻らな
くなり、マルチチップモジュールが高速動作しなくなる
問題があった。この問題は非常に大きな問題であり、高
速動作すればするほど信号の処理スピードが上がらなく
なるという問題であった。
プモジュールでは、半導体チップ6が電気絶縁基板1の
片方の面にのみ収納されているため、半導体チップ6の
数が増えると電気絶縁基板の大きさが大きくなる。従っ
て電気配線の線路長が長くなる。電気配線の線路長が長
くなると配線の持つキャパシタンスが大きくなり、信号
の伝播遅延時間が大きくなる。信号の伝播遅延時間が大
きくなると、マルチチップモジュールを高速動作させよ
うとした場合、1つのクロックの時間内に信号が戻らな
くなり、マルチチップモジュールが高速動作しなくなる
問題があった。この問題は非常に大きな問題であり、高
速動作すればするほど信号の処理スピードが上がらなく
なるという問題であった。
【0005】また、1つの電気絶縁基板のなかに収納さ
れている半導体チップのうち、他の全ての半導体チップ
が良品であっても1個の半導体チップが不良であればそ
の電気絶縁基板は不良となるため、1つの電気絶縁基板
のなかに多くの半導体チップを収納すると極端に基板の
製品歩留りが悪くなる問題があった。例えば1個の半導
体チップの歩留りが90%である場合、9個の半導体チ
ップを使用すると電気絶縁基板の歩留りは39%になっ
てしまう。
れている半導体チップのうち、他の全ての半導体チップ
が良品であっても1個の半導体チップが不良であればそ
の電気絶縁基板は不良となるため、1つの電気絶縁基板
のなかに多くの半導体チップを収納すると極端に基板の
製品歩留りが悪くなる問題があった。例えば1個の半導
体チップの歩留りが90%である場合、9個の半導体チ
ップを使用すると電気絶縁基板の歩留りは39%になっ
てしまう。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のマルチチップモ
ジュールは、半導体チップが収納された電気絶縁基板同
士が上下に設置され、かつ前記電気絶縁基板同士は外部
リードを介して電気的に接続され、また、少くとも一部
の半導体チップは電気絶縁基板の両面に収納され、ま
た、上下に設置された電気絶縁基板のうち下側に属する
電気絶縁基板には少くともキャッシュメモリが収納さ
れ、また、上下に設置された電気絶縁基板のうち、下側
に属する電気絶縁基板にはキャッシュメモリが収納され
ると共に上側に属する電気絶縁基板には少くともCP
U,FPU,BIUが収納され、また、最上段の電気絶
縁基板にはヒートシンクが取り付けられている。
ジュールは、半導体チップが収納された電気絶縁基板同
士が上下に設置され、かつ前記電気絶縁基板同士は外部
リードを介して電気的に接続され、また、少くとも一部
の半導体チップは電気絶縁基板の両面に収納され、ま
た、上下に設置された電気絶縁基板のうち下側に属する
電気絶縁基板には少くともキャッシュメモリが収納さ
れ、また、上下に設置された電気絶縁基板のうち、下側
に属する電気絶縁基板にはキャッシュメモリが収納され
ると共に上側に属する電気絶縁基板には少くともCP
U,FPU,BIUが収納され、また、最上段の電気絶
縁基板にはヒートシンクが取り付けられている。
【0007】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【0008】図1は本発明の第1の実施例のマルチチッ
プモジュールの断面図である。半導体チップの構成およ
びその発熱量を表1に示す。
プモジュールの断面図である。半導体チップの構成およ
びその発熱量を表1に示す。
【0009】
【表1】
【0010】キャッシュメモリは3個ずつ、第一の電気
絶縁基板1および第二の電気絶縁基板2に各々収納さ
れ、金属細線7によって電気的に接続された後、キャッ
プ5によって封止されている。CPU,FPU,BIU
は第三の電気絶縁基板3に収納され、同様に金属細線に
よって電気的に接続された後、キャップ5によって封止
されている。
絶縁基板1および第二の電気絶縁基板2に各々収納さ
れ、金属細線7によって電気的に接続された後、キャッ
プ5によって封止されている。CPU,FPU,BIU
は第三の電気絶縁基板3に収納され、同様に金属細線に
よって電気的に接続された後、キャップ5によって封止
されている。
【0011】第一,第二および第三の電気絶縁基板1,
2,3には各々外部リード4が付いている。第二の電気
絶縁基板2は第一の電気絶縁基板1の上に設置され、外
部リードを介して第一の電気絶縁基板1上に設けられた
電極(図示せず)と電気的に接続されている。同様に第
三の電気絶縁基板3は第二の電気絶縁基板2の上に載置
され、外部リード4を介して第二の電気絶縁基板2上に
設けられた電極(図示せず)と電気的に接続されてい
る。このようなリード接続は半田を使ったベイパーフェ
イズソルダリング法によって容易に実現可能である。第
三の電気絶縁基板3の上には熱伝導性接着剤8によって
ヒートシンク9が取り付けられている。
2,3には各々外部リード4が付いている。第二の電気
絶縁基板2は第一の電気絶縁基板1の上に設置され、外
部リードを介して第一の電気絶縁基板1上に設けられた
電極(図示せず)と電気的に接続されている。同様に第
三の電気絶縁基板3は第二の電気絶縁基板2の上に載置
され、外部リード4を介して第二の電気絶縁基板2上に
設けられた電極(図示せず)と電気的に接続されてい
る。このようなリード接続は半田を使ったベイパーフェ
イズソルダリング法によって容易に実現可能である。第
三の電気絶縁基板3の上には熱伝導性接着剤8によって
ヒートシンク9が取り付けられている。
【0012】このように、第一,第二および第三の電気
絶縁基板を電気的に接続させることによって、回路上は
従来のマルチチップモジュールと同じままでマルチチッ
プモジュールの大きさを非常に小さくすることができ
る。本実施例では32mm×32mmとすることができ
た。従って電気配線の線路長を短くすることができ、従
ってその分、伝播遅延時間を短くすることができ、より
高速動作が可能となった。また、半導体チップを収納し
た第一,第二,および第三の電気絶縁基板を個別に電気
的に選別したりバイアス印加テストをおこなうことによ
って良品の電気絶縁基板のみを使って最終的にマルチチ
ップモジュールに組立てることができるため、組立歩留
り向上とそれによるコストダウンができる。
絶縁基板を電気的に接続させることによって、回路上は
従来のマルチチップモジュールと同じままでマルチチッ
プモジュールの大きさを非常に小さくすることができ
る。本実施例では32mm×32mmとすることができ
た。従って電気配線の線路長を短くすることができ、従
ってその分、伝播遅延時間を短くすることができ、より
高速動作が可能となった。また、半導体チップを収納し
た第一,第二,および第三の電気絶縁基板を個別に電気
的に選別したりバイアス印加テストをおこなうことによ
って良品の電気絶縁基板のみを使って最終的にマルチチ
ップモジュールに組立てることができるため、組立歩留
り向上とそれによるコストダウンができる。
【0013】なお、以上の実施例は電気絶縁基板として
Al2 O3 を使用しているがAl2O3 に限る必要はな
く、熱伝導性のよいAlNであってもよい。また、図2
の断面図に示すようにガラス・エポキシ製基板であって
もよい。その場合、Cu板の両側にガラス・エポキシを
貼り合わせるメタルコア構造とすると基板の熱伝導性が
より良くなる。この際、第3の電気絶縁基板3はメタル
コア構造とせずに、Cu等の熱伝導板12を埋設するこ
とによって熱伝導性はさらに向上する。また、半導体チ
ップ6は各電気絶縁基板に固着されたセラミック等の枠
11の内部にダイボンディングされ、樹脂10で封止さ
れる。
Al2 O3 を使用しているがAl2O3 に限る必要はな
く、熱伝導性のよいAlNであってもよい。また、図2
の断面図に示すようにガラス・エポキシ製基板であって
もよい。その場合、Cu板の両側にガラス・エポキシを
貼り合わせるメタルコア構造とすると基板の熱伝導性が
より良くなる。この際、第3の電気絶縁基板3はメタル
コア構造とせずに、Cu等の熱伝導板12を埋設するこ
とによって熱伝導性はさらに向上する。また、半導体チ
ップ6は各電気絶縁基板に固着されたセラミック等の枠
11の内部にダイボンディングされ、樹脂10で封止さ
れる。
【0014】いずれにしても、発熱量の少いキャッシュ
メモリを第一および第二の電気絶縁基板に収納し、発熱
量の多いCPU,FPU,BIUを第三の電気絶縁基板
に収納することによって、ヒートシンクは第三の電気絶
縁基板の上にのみ取り付ければ十分となるために、半導
体チップの種類と電気絶縁基板の位置関係は本実施例の
ようにすることが効果的である。
メモリを第一および第二の電気絶縁基板に収納し、発熱
量の多いCPU,FPU,BIUを第三の電気絶縁基板
に収納することによって、ヒートシンクは第三の電気絶
縁基板の上にのみ取り付ければ十分となるために、半導
体チップの種類と電気絶縁基板の位置関係は本実施例の
ようにすることが効果的である。
【0015】図3および図4は本発明の第二の実施例を
示す断面図である。キャッシュメモリは第一の電気絶縁
基板1の両面に収納されている。図3は電気絶縁基板と
してAl2 O3 ,図4はメタルコア構造のガラス・エポ
キシである。効果は第一の実施例と同じである。
示す断面図である。キャッシュメモリは第一の電気絶縁
基板1の両面に収納されている。図3は電気絶縁基板と
してAl2 O3 ,図4はメタルコア構造のガラス・エポ
キシである。効果は第一の実施例と同じである。
【0016】なお、以上の実施例において各々の電気絶
縁基板に半導体チップが複数個収納されているが、本発
明はこの構成に限られるものではなく、1個の電気絶縁
基板に1個の半導体チップを収納してもよい。また、C
PUとFPUが1つの半導体チップの中に入っていても
よいし、CPUとFPUとキャッシュメモリの一部が1
つの半導体チップの中に入っていてもよい。また、本実
施例において電源とグランド間にバイパスコンデンサと
してチップコンデンサを取付けてもよい。
縁基板に半導体チップが複数個収納されているが、本発
明はこの構成に限られるものではなく、1個の電気絶縁
基板に1個の半導体チップを収納してもよい。また、C
PUとFPUが1つの半導体チップの中に入っていても
よいし、CPUとFPUとキャッシュメモリの一部が1
つの半導体チップの中に入っていてもよい。また、本実
施例において電源とグランド間にバイパスコンデンサと
してチップコンデンサを取付けてもよい。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、電気絶縁
基板を複数個に分け、互いに上下に設置することにより
電気絶縁基板の大きさを小さくしたので伝播遅延時間を
短くでき、従って高速化できる効果を有する。また、複
数個に分けられた電気絶縁基板を個々に選別し、良品の
基板のみを上下に設置し、最終的マルチチップモジュー
ルとしたので組立歩留りが向上する効果を有する。
基板を複数個に分け、互いに上下に設置することにより
電気絶縁基板の大きさを小さくしたので伝播遅延時間を
短くでき、従って高速化できる効果を有する。また、複
数個に分けられた電気絶縁基板を個々に選別し、良品の
基板のみを上下に設置し、最終的マルチチップモジュー
ルとしたので組立歩留りが向上する効果を有する。
【図1】本発明の第一の実施例の断面図である。
【図2】本発明の第一の実施例において他の電気絶縁基
板を用いた断面図である。
板を用いた断面図である。
【図3】本発明の第二の実施例の断面図である。
【図4】本発明の第二の実施例において他の電気絶縁基
板を用いた断面図である。
板を用いた断面図である。
【図5】従来のマルチチップモジュールの断面図であ
る。
る。
1 第一の電気絶縁基板 2 第二の電気絶縁基板 3 第三の電気絶縁基板 4 外部リード 5 キャップ 6 半導体チップ 7 金属細線 8 熱伝導性接着剤 9 ヒートシンク 10 樹脂 11 枠 12 熱伝導板
Claims (5)
- 【請求項1】 複数の半導体チップを収納し、前記半導
体チップと電気的に接続された電気配線パターンと、前
記電気配線パターンと電気的に接続された外部リードを
有する電気絶縁基板からなるマルチチップモジュールに
おいて、半導体チップが収納された電気絶縁基板同士が
上下に設置され、かつ前記電気絶縁基板同士は外部リー
ドを介して電気的に接続されていることを特徴とするマ
ルチチップモジュール。 - 【請求項2】 少くとも一部の前記半導体チップは電気
絶縁基板の両面に収納されている請求項1記載のマルチ
チップモジュール。 - 【請求項3】 上下に設置された電気絶縁基板のうち、
下側に属する電気絶縁基板には少くともキャッシュメモ
リが収納されている請求項1および2記載のマルチチッ
プモジュール。 - 【請求項4】 上下に設置された電気絶縁基板のうち、
下側に属する電気絶縁基板には少くともキャッシュメモ
リが収納され、上側に属する電気絶縁基板には少くとも
CPU,FPU,BIUが収納されている請求項1およ
び2記載のマルチチップモジュール。 - 【請求項5】 最上段の電気絶縁基盤にはヒートシンク
が取り付けられている請求項1および2記載のマルチチ
ップモジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3318297A JP2901401B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | マルチチップモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3318297A JP2901401B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | マルチチップモジュール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0613540A true JPH0613540A (ja) | 1994-01-21 |
JP2901401B2 JP2901401B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=18097632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3318297A Expired - Fee Related JP2901401B2 (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | マルチチップモジュール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2901401B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100247631B1 (ko) * | 1996-12-18 | 2000-03-15 | 김영환 | 열방출형 3차원 멀티 칩 모듈 |
US6731001B2 (en) | 2000-08-10 | 2004-05-04 | Denso Corporation | Semiconductor device including bonded wire based to electronic part and method for manufacturing the same |
JP2014179484A (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55165661A (en) * | 1979-06-12 | 1980-12-24 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
JPS6336052U (ja) * | 1986-08-27 | 1988-03-08 |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP3318297A patent/JP2901401B2/ja not_active Expired - Fee Related
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