JPH10163414A - マルチチップ半導体装置 - Google Patents

マルチチップ半導体装置

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JPH10163414A
JPH10163414A JP8244459A JP24445996A JPH10163414A JP H10163414 A JPH10163414 A JP H10163414A JP 8244459 A JP8244459 A JP 8244459A JP 24445996 A JP24445996 A JP 24445996A JP H10163414 A JPH10163414 A JP H10163414A
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semiconductor
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spacer
terminal
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勝 坂口
Kunihiko Nishi
邦彦 西
Aizo Kaneda
愛三 金田
Koji Serizawa
弘二 芹沢
Michiharu Honda
美智晴 本田
Toru Yoshida
亨 吉田
Michio Tanimoto
道夫 谷本
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto

Abstract

(57)【要約】 【目的】従来のパッケージと同じ実装面積に対して、複
数倍のメモリ容量を有するパッケージ構造を提供するこ
とを目的とする。 【構成】上記目的は、フィルムキャリア半導体モジュー
ルを2個以上積み重ねて電気的に接続することによって
達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の構造とその
製造方法に係り、特に従来のICパッケージと同じ実装
面積に対し複数倍のメモリ容量を有する大容量マルチチ
ップ半導体装置の構造及び製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体メモリは、大型コンピュータを始
めパソコン,ワープロ,ワークステーション,ファクシ
ミリ等のOA機器からデジタルVTR,TV等の映像機
器に至るまで広範囲に使用されており、今後これらの機
器の発展はさらに進むことからここに使われる半導体メ
モリの需要は加速度的に増大していくと予想される。こ
れと平行して、半導体メモリの製造においてはメモリの
高密度化による1チップ当りのメモリ容量を増加させる
努力が続けられており、チップ内のメモリ容量は3年に
4倍の割合で増大して、現在は1MbitDRAMが量
産,4MbitDRAMがサンプル出荷,16MDRA
Mが試作段階にある。しかし、チップの大容量化に対し
ては、基本技術及び製造プロセス上の種々の問題が多
く、特に現在の1Mbitから4Mbitへの移行に対
しては新しいメモリセルの開発,サブミクロン配線技
術,パッケージング技術等の開発に膨大な費用を必要と
している。
【0003】従来、メモリ用途のパッケージは、リード
フレームのタブ上にチップを搭載し、内部リード先端と
チップのボンディングパッドとをワイヤボンディングし
て結線し、レジンモールドしてなるプラスチックパッケ
ージが主流である。
【0004】パッケージ形態はメモリ容量が256Kb
itを境にして、これより以前はDIP(Dual i
n line Package)が主流であったが、そ
の後高密度実装の要求が強くなり、実装面積をDIPよ
り小さくしたSOJ(small outline J
−lead package),ZIP(zigzag
in−line package)に移ってきている。
【0005】ここでDIPとは、パッケージ長辺2方向
にリードを2列にはり出し、このリードをパッケージ下
方に折り曲げ形のもので、リードをプリント板のスルー
ホールに挿入して実装する。またZIPはパッケージ長
辺一方向にリードをはり出させ、このリードを交互に折
り曲げたもので、パッケージを縦形に実装したスルーホ
ール挿入タイプである。またSOJはパッケージを長辺
2方向にはり出すがリードピッチをDILの1/2と小
さくし、リードをパッケージ下方に「J」形に折り曲げ
てプリント板表面に直接に搭載する面実装タイプで、D
ILに比べてパッケージの長手方向の縮小とプリント板
への両面実装をねらったものである。
【0006】従来のパッケージについて、パッケージ形
態とプリント板への実装に関し日経マイクロデバイス別
冊No.1 p73〜80及び87〜89について述べら
れており、ここで、DIPはパッケージを横形に実装し
スルーホールにリード線を挿入することから両面実装が
出来ず実装効率はよくない。これに対し、ZIPは縦形
にした分DIPより高密度実装が可能である。すなわち
DIPのリード列間の寸法がプリント板の3格子ピッチ
であるのに対し、ZIPでは1格子ピッチであり、プリ
ント板上での実装密度はDIPのほぼ2倍になる。また
SOJは横形実装であるが、リードピン配置がプリント
板の格子の制約を受けないこと及び両面実装ができるこ
とからDIPの2倍以上の高密度実装が図れる等の特徴
がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
パッケージでは、大きく3種類が使われているが、どれ
も1パッケージに1チップを組み込んだものでチップ側
の容量が増えないかぎりパッケージ当りのメモリ容量は
増大しないという欠点があった。また、パッケージ形態
の違いによるプリント板への実装密度においても、2倍
程度の差があるのみであり、従来パッケージでは大容
量,高密度実装が難かしいという問題があった。
【0008】本発明の目的は、上記課題を取り除き、従
来のパッケージと同じ実装面積に対して、複数倍のメモ
リ容量を有するパッケージ構造を提供することにある。
また、他の目的は、そのパッケージ構造を製造する方法
を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的は、フィルムキ
ャリア半導体モジュールを2個以上積み重ねて電気的に
接続することによって達成される。
【0010】
【作用】すなわち、第1のフィルムキャリア半導体モジ
ュールと第2のフィルムキャリア半導体モジュールのア
ウタリード位置に、チップ選択用配線パターンを形成し
たスペーサを介在させて、上記第1及び第2のフィルム
キャリア半導体モジュールを電気的に接続することによ
り、従来のパッケージと同じ実装面積及びパッケージ厚
さで2倍のメモリ容量を有することができる。なお、ス
ペーサをフィルムキャリア半導体モジュールの厚さと同
等か、それより若干厚くすることにより、スペーサを介
して2個以上のフィルムキャリア半導体モジュールを容
易に積み重ねることが可能であり、メモリ容量を、チッ
プの個数倍に容易に増やすことができる。
【0011】
【実施例】以下本発明の一実施例を図1〜図25により
説明する。
【0012】図1は4個のフィルムキャリア半導体モジ
ュール28a〜28dを積み重ね電気的に接続した本発
明になるマルチチップ半導体装置の断面図である。
【0013】図2は、図1に示すマルチチップ半導体装
置をマザーボードに実装した状態での下から第1段目及
び第2段目のフィルムキャリア半導体モジュールの接続
部を拡大した断面図である。
【0014】図3は、図1に示すマルチチップ半導体装
置の下から2段目のフィルムキャリア半導体モジュール
28bの平面図である。
【0015】図4〜図6はチップ選択端子部の詳細を示
す斜視図で、図4は下から第2段目、図5は下から第1
段目のフィルムキャリア半導体モジュール、図6はマザ
ーボードである。
【0016】図7は、半導体チップを4個積み重ねたマ
ルチチップ半導体装置の各半導体チップの電気的接続状
態を示す回路ブロック図である。
【0017】まず、図1〜図7において、本発明になる
マルチチップ半導体装置の構成を説明する。なお、各図
において同一符号は同一内容を示している。
【0018】図1及び図2において、半導体チップ2a
にはバンプ4aが形成されており、バンプ4aとフィル
ムキャリアテープ6aはインナーリード部10aで電気
的に接続され、アウターリード部12aを半導体チップ
2aの外側に張り出している。
【0019】半導体チップ2aの上面及びインナリード
部10aを含む半導体チップ2aの側部には保護コート
樹脂14aがコートしてある。
【0020】スペーサ20aには、表面パターン22a
と裏面パターン24aが形成され、両パターンはスルー
ホール26aで電気的につながっており、表面パターン
22aと前記アウターリード12aは第1接続層16a
によって電気的につながっており、フィルムキャリア半
導体モジュール28aを形成している。
【0021】上記において図1の最下段のフィルムキャ
リア半導体モジュール28aの構成について説明した
が、下から第2段目,第3段目,第4段目もほぼ同様の
構成であり、以降各図において最下段のフィルムキャリ
ア半導体モジュールには前記のように符号の後に「a」
を、また第2段目には「b」を、第3段目には「c」
を、第4段目には「d」をつけて表示する。
【0022】第2接続層18bは、第1段目のフィルム
キャリア半導体モジュール28aと第2段目のフィルム
キャリア半導体モジュール28bを電気的に接続する。
【0023】マザーボード30の上面には、配線パター
ン32が形成されており、第3接続層34で最下段フィ
ルムキャリア半導体モジュール28aと電気的につなが
る。
【0024】図3において、複数本のリード線は1本の
チップ選択リード線40bと、チップ選択リード線40
bを除くそれ以外の複数本の共通リード線42bに区分
けされ、スペーサ20bに形成される表面パターンも前
記リード線に対応したチップ選択端子パターン44bと
複数個の共通端子パターン46bに区分けされる。
【0025】図4において、半導体チップ2bの上面に
は共通端子パッド5bとチップ選択端子パッド7bが形
成されている。スペーサ20bの表面には、共通リード
線42bと接続する共通端子パターン46b,チップ選
択リード線40bと接続するチップ選択端子パターン4
4b,チップ選択端子パターン44bと接続パターン4
8bによってつながるチップ選択専用パターン50bが
形成されており、共通リード線42bは共通端子パッド
5bとチップ選択リード線40bはチップ選択端子パッ
ド7bとつながっている。また裏面には前記共通端子パ
ターン46bに相対して裏面共通端子パターン52b、
チップ選択端子パターン44bに相対して裏面チップ選
択端子パターン54b、チップ選択専用パターン50b
に対応して裏面チップ選択専用パターン56bが形成さ
れ、表裏の共通端子パターン46bと52bはスルーホ
ール58bによって、また表裏のチップ選択専用パター
ン50bと56bはスルーホール60bによって電気的
につながっている。
【0026】図5において、表裏のチップ選択端子パタ
ーン44aと54aはスルーホール62aによって電気
的につながっており、チップ選択端子44aとチップ選
択専用パターン50aは電気的に絶縁されており、その
他は図4と同じ構成である。
【0027】図6においてマザーボード30の上面には
チップ選択端子パターン64,チップ選択専用パターン
66,共通端子パターン68が形成されており、それぞ
れの端子パターンにはライン70,72,74がつなが
っている。
【0028】図7において半導体チップ2a,2b,2
c,2dにはアドレス端子80,データ入出力端子8
2,ライトイネーブル端子84,アウトイネーブル端子
86,電源端子88,グランド端子90,チップ選択端
子92a,92b,92c,92dが電気的につながっ
ている。これらの端子のうち、チップ選択端子92a〜
92dはそれぞれの半導体チップ2a〜2dに独立して
接続されているが、その他の端子は半導体チップ2a〜
2dに共通に接続されている。
【0029】ここで、まず初めに半導体メモリチップへ
の情報の記憶(データ入力)及び記憶されている情報の
読み出し(データ出力)法について図7で概要を説明す
る。
【0030】情報の入出力は、チップ内に設定された番
地単位で行われる。ある番地への情報の書き込みは、番
地を指定するアドレス信号,書き込みを許可するライト
イネーブル信号,記憶するデータを含むデータ信号が必
要である。ところが、情報量が多くなり1個のチップで
は情報を収容しきれなくなると、複数個のチップを使う
必要が生ずる。図7はチップ4個についての一例を示す
もので、例えば1チップに100個の番地が設定できる
とすれば、各チップ共0〜99番地を設定しておく。こ
のようにして今、半導体チップ2aの99番地へあるデ
ータを書き込む動作を例にとれば、アドレス端子88に
は「99番地」を示す信号を、データ入出力端子82に
は書き込むためのデータ信号を、ライトイネーブル端子
84に書き込み許可信号を印加し、同時に半導体チップ
2aにつながるチップ選択端子92aにチップ選択94
用の信号を送ることにより、アドレス信号,データ信
号,ライトイネーブル信号は4個の半導体チップ2a〜
2dのうち半導体チップ2aのみ有効となり、他の半導
体チップ2b〜2dには作用しない。すなわち、半導体
チップ2aの99番地には必要なデータが書き込まれる
が、他の3個の非選択半導体チップの99番地は変化な
いことになる。
【0031】データの読み出しについては、読み出し許
可信号用のアウトイネーブル信号が作用して、その他は
書き込みと同じ接続状態でデータ入出力端子82に半導
体チップ2aの99番地に記憶されているデータが出力
されることになる。
【0032】このように、2個以上のチップを多重にし
てメモリ容量を増加させる場合、チップ選択端子を各チ
ップ独立に設けることによりその他の端子は、全て共通
で使える。
【0033】なお、図7において、アドレス端子80及
びデータ入出力端子82は一本のラインで示してある
が、実際の配線では複数本で構成されている。これに対
しライトイネーブル端子84,アウトイネーブル端子8
6,電源端子88,グランド端子90及びチップ選択端
子92a〜92dは実際の配線ではそれぞれ各1本の場
合が多い。
【0034】次に図1〜図7を用いて、本発明になるマ
ルチチップ半導体装置の各部構成の詳細と動作を説明す
る。
【0035】図1〜図2において半導体チップ2aは内
部に記憶素子を集積化したメモリ用半導体チップであ
り、マザーボード30から供給される信号に応じてデー
タの書き込み及び読み出しを行うものである。
【0036】データの書き込み及び読み出し時の電気信
号の流れは、まずマザーボード30の配線パターン32
に外部から信号が供給され、第3接続層34,スペーサ
20aの裏面パターン24a,スルーホール26a,表
面パターン22a,第1接続層16aを経てフィルムキ
ャリア6aのアウターリード部12a,インナリード部
10a,バンプ4aを通って第1段目の半導体チップ2
a内の素子に供給される。同様に第2段目の半導体チッ
プ2b及び第3段目,第4段目の半導体チップ2c,2
dにも同時に信号が供給される。
【0037】ここで、前記したように複数個のチップに
対し特定の半導体チップを選択して、その選択した半導
体チップのみに有効に信号を送ることが必要であり、こ
の目的を実現するための配線構造を図4及び図6にて説
明する。
【0038】図4において、チップ選択リード線40b
は図7に示すチップ選択端子92aに相当し、各チップ
独立に接続されるが、それ以外の複数本の共通リード線
42bは同じく図7のアドレス端子80,データ入出力
端子82,ライトイネーブル端子84,アウトイネーブ
ル端子86,電源端子88,グランド端子90に相当し
ており、各端子に共通して接続されている。
【0039】すなわち、図4〜図6に示すように、共通
端子に供給される信号はマザーボード30の共通端子パ
ターン68を経てスペーサ20aの裏面パターン52
a,スルーホール58a,表面パターン46a,共通リ
ード線42aを経て第1段目の半導体チップ2aに供給
され、さらに第2段目のスペーサ20bの裏面パターン
52bから共通リード線42に供給されて、前述したよ
うに各チップに同時に供給される。
【0040】これに対しチップ選択端子パターン64に
供給されるチップ選択信号は、スペーサ20aの裏面パ
ターン54a,スルーホール62a,表面パターン44
a,チップ選択リード線40aを経て第1段目の半導体
チップ2aに供給されるが、スペーサ20bの裏面パタ
ーン54bと表面パターン44bは電気的に接続されて
おらず、第2段目の半導体チップ2bには供給されな
い。
【0041】同様にマザーボード30のチップ選択端子
パターン66に供給されるチップ選択用信号は第1段目
の半導体チップ2aには供給されず、第2段目の半導体
チップ2bのみに選択的に供給することができる。な
お、第2段目以上のチップについても各段のスペーサに
同様の回路パターンを設けることによって、独立してチ
ップ選択が行える。
【0042】次にその他の実施例について図8〜図17
で説明する。
【0043】第1の実施例では、図3に示すように外形
が矩形のスペーサについて説明したが、図8に示すよう
なフィルムキャリアのリード線配置の2面のみにスペー
サを有する構造も可能である。
【0044】また、図1おいて第1段目から第4段目ま
でのスペーサを半導体チップの表裏両面位置にスペーサ
部材を有しない構造として、全て同じ形状にしている
が、第1段目のスペーサを図9に示すように半導体チッ
プ2aの下面にもスペーサ部材96aを介在させたスペ
ーサ64aとし、そのスペーサ部材のマザーボードと接
続する任意の面に任意形状の配線パターン98aを形成
した構造とすることもできる。すなわち、マザーボード
の標準化された接続パターンと合致するパターン配置を
任意に形成できる構造である。
【0045】第1の実施例においては、スペーサに表裏
パターンを形成し、スルーホール導通パターンによって
この表裏パターンを電気的に接続する構造について説明
したが、スルーホールの表裏導通を図る方法としてフィ
ルムキャリアのアウターリードをスペーサ表面,側面を
経由して裏面に折り曲げる方法あるいは、折り曲げた表
裏導通リード線を用いる方法も可能である。図10にこ
の一例としてアウターリードを折り曲げる方法を示す。
【0046】図10は、フィルムキャリア半導体モジュ
ールのスペーサとアウターリードの接合部を示す断面図
で、スペーサ20aには表面パターン100a,裏面パ
ターン24aが形成されている。折り曲げられたアウタ
ーリード12aの先端と裏面パターン24aは下面接続
層104aによって固定される。
【0047】以上の構造において、アウターリード12
aをスペーサ20aの上面を通り、折り曲げによってス
ペーサ20aの側面、さらに下面に伸延させて、裏面パ
ターン24aに接合しスペーサの表裏導通をはかってい
る。
【0048】チップ選択端子構造の第2の実施例を図1
1〜図13にて説明する。
【0049】図11〜図13は前図図4〜図6と同じ位
置を示したもので、同一符号は同一内容を示している。
ただし、共通端子パターンについては省略している。
【0050】本実施例では、第1段目のフィルムキャリ
ア半導体モジュール28aとマザーボード30との接続
は図5及び図6にて説明したのと同じ構造であり、同様
の方法で半導体チップ2aが選択される。
【0051】本実施例の特徴は、図11に示すスペーサ
20aとフィルムキャリアのアウターリード40bであ
る。すなわち、スペーサ20bに形成される表裏パター
ン及び表裏パターンを接続するスルーホール導通パター
ンはスペーサ20aと同じ構造で形成されている。
【0052】これに対し、フィルムキャリアのアウター
リード形状を40aと40bとに示すように異なる配置
にすることによって、それぞれの半導体チップを独立に
選択できる構造となっている。前図図10にて説明した
アウターリード線折り曲げ方式はこの構造を適用するこ
とにより、容易に目的を達成することができる。
【0053】チップ選択端子構造の第3の実施例を図1
4〜図16にて説明する。
【0054】本実施例では、スペーサ20aと20bと
は同じ構造であり、フィルムキャリアのアウターリード
40a,40a’,40b,40b’も同じ構造であ
る。半導体チップの選択は半導体チップ2a及び2bに
形成されたチップ選択パターンによって行われる。
【0055】すなわち、図14及び図15にはチップ選
択パッド102b,102a,パッド接続ライン104
b,104a及びチップ選択予備パッド106b,10
8b,106a,108aが形成されており、第1段目
の半導体チップ2aはチップ選択パッド102aとチッ
プ選択予備パッド106aがパッド接続ライン104a
によってつながっており、チップ選択予備パッド108
aはチップ選択パッド102aと絶縁されている。
【0056】また、第2段目の半導体チップ2bはチッ
プ選択パッド102bとチップ選択予備パッド108b
とつながっており、チップ選択予備パッド106bとは
つながっていない。
【0057】以上の構成とすることによってマザーボー
ド30のチップ選択端子64に信号が印加された時は半
導体チップ2aに信号は伝達されるが、半導体チップ2
bには伝達されない。また、チップ選択端子66への信
号印加に対しては半導体チップ2bが独立に選択でき
る。
【0058】スペーサ構造に関する第2の実施例を図1
7で説明する。
【0059】図17において、リード付スペーサ110
の表面にはインナリード部112まで伸延したリードパ
ターン114が固着した状態で表面パターンが形成され
ている。裏面には裏面パターン116が形成され、スル
ーホール118で表裏パターンを電気的に接続してい
る。
【0060】半導体チップ2上に形成したバンプ4はイ
ンナリード112と電気的に接続されている。接続部を
含む半導体チップ2の表面及び側面には保護コート14
が塗布されている。
【0061】リード付スペーサ110の形成には基材の
片面にのみパターン用導電材の固着された基板に半導体
チップ2がはまり込む孔を打ち抜いた後、他面にリード
パターン形成用の導電材を前記孔部分を含めて貼り付
け、この後は印刷配線板の製造プロセスを使って図17
に示すような基材の一端にリードパターンを張り出させ
たリード付スペーサ110を形成する。
【0062】リード付スペーサ110と半導体チップ2
の接合は金−金,金−すず等の既に知られているインナ
リードボンディングの方法を用いる。本リード付スペー
サを用いたフィルムキャリア半導体モジュールの積み重
ねにおいては、図2に示す第1接続部16aが不要であ
り、組み立て工程上非常に有利となる。
【0063】なお、前記スペーサにマザーボードと同質
の材料を用いることによって、マザーボードへの実装後
の接続信頼性を大巾に向上させることができる。
【0064】次に本マルチチップ半導体装置の製造方法
の一実施例について説明する。
【0065】製造工程の概略を図18に示す。図1,図
2及び図18において、まず、パターニングしたフィル
ムキャリアテープのインナリード10aと半導体チップ
2aの表面に形成したバンプ4aを位置合わせし、イン
ナリード部のボンディングを行なう。このボンディング
法は、TAB(Tape Automated Bon
ding)のインナリードボンディングとして一般的に
知られている方法である。次いでボンディング面とチッ
プ選択端子表面及び側面に保護コートを施す。この時点
で半導体チップ2a及びボンディング部の検査を行い良
否の区分けを行う。
【0066】次いでフィルムキャリアテープからフィル
ムキャリアモジュール6aを切り出す。これと並行して
複数個のスペーサを同時形成したプリント配線板から1
個のスペーサを外形切断して取り出し、前記フィルムキ
ャリアモジュール6aと位置合わせを行って、第1接続
を行い、第1接続層16を形成する。これで、図1に示
すフィルムキャリア半導体モジュールの単体ができる。
【0067】次いでフィルムキャリア半導体モジュール
4個を位置合わせ治具に設置した後、各フィルムキャリ
ア半導体モジュールの裏面パターン24とアウターリー
ド12を接触させて端子部のみを溶融はんだ槽に浸積し
て、第2接続を行う。この後、マザーボードへの接続部
を残して樹脂コートを行う。
【0068】この工程図において、外形切断前のフィル
ムキャリアテープに外形切断したスペーサを第1接続し
た後、フィルムキャリアテープを切断する方法、さらに
外形切断前のスペーサプリント配線板に外形切断したフ
ィルムキャリアモジュールを第1接続する方法も可能で
ある。
【0069】また、本実施例における第1接続は、スル
ーホールの端子部に予め付着させておいたSn−Pb系
はんだを用いたはんだを熱圧着ヘッドで加熱溶融してボ
ンディングするはんだリフロー法を採用したが、Au−
Au熱圧着 Au−Snボンディング、導電ペーストを
用いた接続法等ももちろん適用できる。
【0070】マルチチップ半導体装置の製造方法の第2
の実施例について、図19で説明する。
【0071】図19は製造工程の概略を示すもので、特
に図17に示すリード付スペーサを用いたマルチチップ
半導体装置の製造方法について示している。
【0072】まず、パターニングしたリード付スペーサ
のインナリードと半導体チップのバンプを接続する。こ
の状態が、図17に示す構造である。次にチップ表面の
保護コート及びボンディング部を含めたチップ全体の検
査を行い良否の区分けを行って、良品のみ外形切断を行
う。この後は前記図18の説明と同じ方法によって積み
重ね、位置合わせ、第2接続,性能検査,樹脂コートを
行ってマルチチップ半導体装置が完成する。
【0073】以下に本発明になるマルチチップ半導体装
置の応用例を示す。
【0074】図20は内部にマルチチップ半導体装置1
20を包含したマルチチップモジュール122であり、
端子124がモジュールの一面に配置されている。
【0075】モジュールは端子124を除く全面に樹脂
コート126を施してモジュール外形を形成している。
端子124は表面にAuめっき処理を施してある。本構
成のマルチチップモジュールを端子124と相対する端
子を有するマザーボードに押しつけ保持することによ
り、電子機器の記憶装置としたものである。
【0076】図21は別の応用例を示すもので、内部に
マルチチップモジュール半導体装置120を包含したマ
ルチチップモジュール128であり、マルチチップ半導
体装置120は、モジュール内部で配線基板130に電
気的に接続され、各信号端子は配線基板130の一端に
コネクター端子132として取り出されている。
【0077】図22は、さらに別の応用例で、コネクタ
ー端子132をモジュール134の下方2個所に取りだ
したもので、多数個のマルチチップ半導体装置を積み重
ねたもの、あるいは多端子を有する半導体チップに対し
て有利な構造である。
【0078】図23はさらに別の応用例で、従来のデュ
アルインラインICパッケージと同一の配置としたリー
ドピン136を有するパッケージ基板138に、本発明
になるマルチチップ半導体装置120と従来外部取り付
けになっていたコンデンサを電気的に接続したマルチチ
ップモジュール140で、従来のパターン設計にて配線
されたマザーボードに容易に取付けられる構造とした。
【0079】図24はさらに別の応用例で、リードピン
144はパッケージ基板146の下面に配置した基板上
に、本発明になるマルチチップ半導体装置120及びコ
ンデンサ142を電気的に接続したマルチチップモジュ
ール148である。
【0080】図25はさらに別の応用例で、コネクター
端子150を有する配線基板152に本発明になるマル
チチップ半導体装置120とコンデンサ142を複数個
電気的に接続したマルチチップモジュール154であ
る。
【0081】図23〜図25に示すマルチチップモジュ
ールは図に示してないが、基板面に保護コート及びカバ
ーを行って機械的な保護を行っている。
【0082】以上の応用例に示すように、本マルチチッ
プモジュールでは搭載されるマルチチップ半導体装置が
複数個の半導体チップによって形成されていることか
ら、従来のモジュールとほぼ同じ実装面積に対して複数
倍の記憶容量を有する構造であり、小形で大容量のメモ
リを要求される携帯用電子機器に非常に有効である。
【0083】本実施例では、フィルムキャリア半導体モ
ジュール単体でエージング及び性能チェックを行ない、
良品のみ積重ねる方式であるため、複数個のチップを積
重ねるにもかかわらずパッケージの歩留りを高めること
ができる。
【0084】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、従来パ
ッケージと同じ実装面積に対し複数倍のメモリ容量を有
するパッケージ構造を得ることができる。更に、そのパ
ッケージを簡単なプロセスで形成することができる効果
がある。また、フィルムキャリア半導体モジュールは単
体での厚さが非常に薄く出来ることから複数個の積み重
ねにおいても、パッケージの厚さを薄く抑えることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になるマルチチップ半導体装置の断面
図。
【図2】本発明になるマルチチップ半導体装置の断面
図。
【図3】本発明になるマルチチップ半導体装置の平面
図。
【図4】本発明になるチップ選択端子構造の斜視図。
【図5】本発明になるチップ選択端子構造の斜視図。
【図6】本発明になるチップ選択端子構造の斜視図。
【図7】マルチチップ半導体装置の回路ブロック図。
【図8】本発明になるスペーサ構造の平面図及び断面
図。
【図9】本発明になるスペーサ構造の平面図及び断面
図。
【図10】本発明になるスペーサ構造の平面図及び断面
図。
【図11】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図12】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図13】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図14】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図15】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図16】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図17】本発明になるリード付スペーサの断面図。
【図18】本発明になるマルチチップ半導体装置の製造
工程図。
【図19】本発明になるマルチチップ半導体装置の製造
工程図。
【図20】本発明の応用例を示す斜視図である。
【図21】本発明の応用例を示す斜視図である。
【図22】本発明の応用例を示す斜視図である。
【図23】本発明の応用例を示す斜視図である。
【図24】本発明の応用例を示す斜視図である。
【図25】本発明の応用例を示す斜視図である。
【符号の説明】
2…半導体チップ、 6…フィルムキャリア、 10…インナリード、 12…アウタリード、 16…第1接続層、 18…第2接続層、 20…スペーサ、 28…フィルムキャリア半導体モジュール、 30…マザーボード、 44…チップ選択端子パターン、 110…リード付スペーサ。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年10月4日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】 1. 半導体チップと電気的に接続する半導体モジュール
を複数個積み重ねてなるマルチチップ半導体装置におい
て、 各半導体モジュール間に設けられ、各々を電気的に接続
することで所定の機能を有する複数個の電極を構成する
接合部と、 前記各半導体モジュール毎に前記半導体チップの有する
端子から前記接合部までの接続パターンの異なるチップ
セレクト用パターンとを備え、 前記複数個の電極のいずれかを前記各半導体チップのチ
ップセレクタ用電極として構成したことを特徴とするマ
ルチチップ半導体装置。 2. 半導体チップと電気的に接続する半導体モジュー
ルを複数個積み重ねてなるマルチチップ半導体装置にお
いて、 各半導体モジュール間に設けられ、各々を電気的に接続
することで所定の機能を有する複数個の電極を構成する
接合部と、 前記半導体チップに配置した前記接合部と電気的に接続
するパッドと、 前記各半導体モジュール毎に前記半導体チップの有する
端子から前記パッドまでの接続パターンの異なるチップ
セレクト用パターンとを備え、 前記複数個の電極のいずれかを前記各半導体チップのチ
ップセレクタ用電極として構成したことを特徴とするマ
ルチチップ半導体装置。 3. 半導体チップと電気的に接続する半導体モジュー
ルを複数個積み重ねてなるマルチチップ半導体装置にお
いて、 各半導体モジュール間に設けられ、各々を電気的に接続
することで所定の機能を有する複数個の電極を構成する
接合部と、 前記各半導体モジュール毎に前記半導体モジュールに設
けられた接合部間の接続パターンの異なるチップセレク
タ用パターンとを備え、 前記複数個の電極のいずれかを前記各半導体チップのチ
ップセレクタ用電極として構成したことを特徴とするマ
ルチチップ半導体装置。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年9月29日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】 マルチチップ半導体装置
【特許請求の範囲】 1. 半導体チップと電気的に接続する半導体モジュール
を複数個積み重ね、該半導体モジュール間を電気的に接
続して複数個の電極を形成したマルチチップ半導体装置
であって、 該半導体チップと該電極とを電気的に接続する接続パタ
ーンを該各半導体モジュールで異ならせて形成し、該異
なる接続パターンと電気的に接続する電極を該異なる接
続パターンと電気的に接続する該半導体チップに固有な
ップセレクタ用電極として構成したことを特徴とする
マルチチップ半導体装置。 2. 半導体チップと電気的に接続する半導体モジュール
を複数個積み重ね、該半導体モジュール間を電気的に接
続して複数個の電極を形成し、該半導体チップと該電極
とを電気的に接続する接続パターンを該各半導体モジュ
ールで異ならせて形成したマルチチップ半導体装置であ
って、 該接続パターンのうち該半導体チップ上に形成したパタ
ーンを該各半導体モジュールで異ならせて形成し、該異
なる接続パターンと電気的に接続する電極を該異なる接
続パターンと電気的に接続する該半導体チップに固有な
ップセレクタ用電極として構成したことを特徴とする
マルチチップ半導体装置。 3. 半導体チップと電気的に接続する半導体モジュール
を複数個積み重ね、該半導体モジュール間を電気的に接
続して複数個の電極を形成し、該半導体モジュールを選
択するチップセレクタ用電極を該半導体モジュール毎に
形成したマルチチップ半導体装置であって、 該チップセレクタ用電極を形成する積み重ねた該半導体
モジュールの個数を異ならせて形成し、該チップセレク
タ用電極と電気的に接続する最上層の半導体モジュール
を該チップセレクタ用電極を介して選択できるように
成したことを特徴とするマルチチップ半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の積層構造に
係り、特に従来のICパッケージと同じ実装面積に対し
複数倍のメモリ容量を有する大容量マルチチップ半導体
装置の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体メモリは、大型コンピュータを始
めパソコン、ワープロ、ワークステーション、ファクシ
ミリ等のOA機器からデジタルVTR、TV等の映像機
器に至るまで広範囲に使用されており、今後これらの機
器の発展はさらに進むことからここに使われる半導体メ
モリの需要は加速度的に増大していくと予想される。こ
れと平行して、半導体メモリの製造においてはメモリの
高密度化による1チップ当りのメモリ容量を増加させる
努力が続けられており、チップ内のメモリ容量は3年に
4倍の割合で増大して、現在は1MbitDRAMが量
産、4MbitDRAMがサンプル出荷、16MDRA
Mが試作段階にある。しかし、チップの大容量化に対し
ては、基本技術及び製造プロセス上の種々の問題が多
く、特に現在の1Mbitから4Mbitへの移行に対
しては新しいメモリセルの開発、サブミクロン配線技
術、パッケージング技術等の開発に膨大な費用を必要と
している。
【0003】従来、メモリ用途のパッケージは、リード
フレームのタブ上にチップを搭載し、内部リード先端と
チップのボンディングパッドとをワイヤボンディングし
て結線し、レジンモールドしてなるプラスチックパッケ
ージが主流である。
【0004】パッケージ形態はメモリ容量が256Kb
itを境にして、これより以前はDIP(Dual i
n line Package)が主流であったが、そ
の後高密度実装の要求が強くなり、実装面積をDIPよ
り小さくしたSOJ(small outline J
−lead package)、ZIP(zigzag
in−line package)に移ってきてい
る。
【0005】ここでDIPとは、パッケージ長辺2方向
にリードを2列にはり出し、このリードをパッケージ下
方に折り曲げ形のもので、リードをプリント板のスルー
ホールに挿入して実装する。またZIPはパッケージ長
辺一方向にリードをはり出させ、このリードを交互に折
り曲げたもので、パッケージを縦形に実装したスルーホ
ール挿入タイプである。またSOJはパッケージを長辺
2方向にはり出すがリードピッチをDILの1/2と小
さくし、リードをパッケージ下方に「J」形に折り曲げ
てプリント板表面に直接に搭載する面実装タイプで、D
ILに比べてパッケージの長手方向の縮小とプリント板
への両面実装をねらったものである。
【0006】従来のパッケージについて、パッケージ形
態とプリント板への実装に関し日経マイクロデバイス別
冊No.1 p73〜80及び87〜89について述べら
れており、ここで、DIPはパッケージを横形に実装し
スルーホールにリード線を挿入することから両面実装が
出来ず実装効率はよくない。これに対し、ZIPは縦形
にした分DIPより高密度実装が可能である。すなわち
DIPのリード列間の寸法がプリント板の3格子ピッチ
であるのに対し、ZIPでは1格子ピッチであり、プリ
ント板上での実装密度はDIPのほぼ2倍になる。また
SOJは横形実装であるが、リードピン配置がプリント
板の格子の制約を受けないこと及び両面実装ができるこ
とからDIPの2倍以上の高密度実装が図れる等の特徴
がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
パッケージでは、大きく3種類が使われているが、どれ
も1パッケージに1チップを組み込んだものでチップ側
の容量が増えないかぎりパッケージ当りのメモリ容量は
増大しないという欠点があった。また、パッケージ形態
の違いによるプリント板への実装密度においても、2倍
程度の差があるのみであり、従来パッケージでは大容
量、高密度実装が難かしいという問題があった。
【0008】本発明の目的は、上記課題を取り除き、従
来のパッケージと同じ実装面積に対して、複数倍のメモ
リ容量を有するパッケージ構造を提供することにある。
特に、複数個のパッケージ(メモリ)を積層した場合
に、動作すべきパッケージを選択することが可能なパッ
ケージ構造を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、半導体チップと電気的に接続する半導体
モジュールを複数個積み重ね、該半導体モジュール間を
電気的に接続して複数個の電極を形成したマルチチップ
半導体装置であって、該半導体チップと該電極とを電気
的に接続する接続パターンを該各半導体モジュールで異
ならせて形成し、該異なる接続パターンと電気的に接続
する電極を該異なる接続パターンと電気的に接続する該
半導体チップに固有なチップセレクタ用電極として構成
したものである。
【0010】また、半導体チップと電気的に接続する半
導体モジュールを複数個積み重ね、該半導体モジュール
間を電気的に接続して複数個の電極を形成し、該半導体
チップと該電極とを電気的に接続する接続パターンを該
各半導体モジュールで異ならせて形成したマルチチップ
半導体装置であって、該接続パターンのうち該半導体チ
ップ上に形成したパターンを該各半導体モジュールで異
ならせて形成し、該異なる接続パターンと電気的に接続
する電極を該異なる接続パターンと電気的に接続する該
半導体チップに固有なチップセレクタ用電極として構成
したものである。
【0011】また、半導体チップと電気的に接続する半
導体モジュールを複数個積み重ね、該半導体モジュール
間を電気的に接続して複数個の電極を形成し、該半導体
モジュールを選択するチップセレクタ用電極を該半導体
モジュール毎に形成したマルチチップ半導体装置であっ
て、該チップセレクタ用電極を形成する積み重ねた該半
導体モジュールの個数を異ならせて形成し、該チップセ
レクタ用電極と電気的に接続する最上層の半導体モジュ
ールを該チップセレクタ用電極を介して選択できるよう
に構成したものである。
【0012】
【作用】このように半導体チップを有する半導体モジュ
ールを複数個、積層することにより、従来のパッケージ
と同じ実装面積及びパッケージ厚さで2倍のメモリ容量
を有することができる。
【0013】また、半導体モジュール間を電気的に接続
して電極を形成し、該電極と半導体チップとを電気的に
接続する接続パターンを該各半導体モジュールで異なら
せて形成することにより、該異なる接続パターンと電気
的に接続する電極を該異なる接続パターンと電気的に接
続する該半導体チップに固有なチップセレクタ用電極と
して構成することができる。
【0014】同様に、半導体チップと電極とを接続する
接続パターンのうち該半導体チップ上に形成したパター
ンを該各半導体モジュールで異ならせて形成することに
より、該異なる接続パターンと電気的に接続する電極を
該異なる接続パターンと電気的に接続する該半導体チッ
プに固有なチップセレクタ用電極として構成することが
できる。
【0015】すなわち、いずれの場合も、半導体チップ
と電極とを接続する接続パターンを各半導体モジュール
で異ならせることで、各半導体モジュールに固有なチッ
プセレクタ用電極を容易に形成することができる。な
お、電極は、半導体モジュールを単に積層して接続する
ことで形成できるので、その電極形成は容易となる。
【0016】一方、チップセレクタ用電極を形成する積
み重ねた該半導体モジュールの個数を異ならせて形成
し、該チップセレクタ用電極と電気的に接続する最上層
の半導体モジュールを該チップセレクタ用電極を介して
選択できるように構成することによっても、各半導体モ
ジュールに固有なチップセレクタ用電極を形成すること
ができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図25によ
り説明する。
【0018】図1は4個のフィルムキャリア半導体モジ
ュール28a〜28dを積み重ね電気的に接続した本発
明になるマルチチップ半導体装置の断面図である。
【0019】図2は、図1に示すマルチチップ半導体装
置をマザーボードに実装した状態での下から第1段目及
び第2段目のフィルムキャリア半導体モジュールの接続
部を拡大した断面図である。
【0020】図3は、図1に示すマルチチップ半導体装
置の下から2段目のフィルムキャリア半導体モジュール
28bの平面図である。
【0021】図4〜図6はチップ選択端子部の詳細を示
す斜視図で、図4は下から第2段目、図5は下から第1
段目のフィルムキャリア半導体モジュール、図6はマザ
ーボードである。
【0022】図7は、半導体チップを4個積み重ねたマ
ルチチップ半導体装置の各半導体チップの電気的接続状
態を示す回路ブロック図である。
【0023】まず、図1〜図7において、本発明になる
マルチチップ半導体装置の構成を説明する。なお、各図
において同一符号は同一内容を示している。
【0024】図1及び図2において、半導体チップ2a
にはバンプ4aが形成されており、バンプ4aとフィル
ムキャリアテープ6aはリード部の一部であるインナー
リード部10aで電気的に接続され、またリード部の一
部であるアウターリード部12aは半導体チップ2aの
外側に張り出してスペーサ20aと接続されている。
【0025】スペーサ20aは、枠状に形成されており
(以下、枠状に形成したスペーサを枠状スペーサと呼
ぶ。)、フィルムキャリア半導体モジュール間を電気的
に接続するため、表面パターン22a、裏面パターン2
4a、表面パターン22aと裏面パターン24aとを電
気的に接続するスルーホール26aが形成されている。
また、その表面パターン22aと前記アウターリード1
2aは第1接続層16aによって電気的に接続されてい
る。これによって、半導体チップ2aから裏面パターン
24aまでは、電気的に接続された状態となる。
【0026】なお、半導体チップ2aの上面及びインナ
リード部10aを含む半導体チップ2aの側部には保護
コート樹脂14aがコートしてある。
【0027】以上のような構成が、フィルムキャリア半
導体モジュール28aの基本構造となる。上記において
図1の最下段のフィルムキャリア半導体モジュール28
aの構成について説明したが、下から第2段目、第3段
目、第4段目もほぼ同様の構成である。以降各図におい
て最下段のフィルムキャリア半導体モジュールには前記
のように符号の後に「a」を、また第2段目には「b」
を、第3段目には「c」を、第4段目には「d」をつけ
て表示する。
【0028】このフィルムキャリア半導体モジュール間
については、第1段目のフィルムキャリア半導体モジュ
ール28aの表面パターン22aと第2段目のフィルム
キャリア半導体モジュール28bの裏面パターン24b
とを第2接続層18bを介して電気的に接続する。その
他のフィルムキャリア半導体モジュール間も同様に接続
する。また、マザーボード30の上面に形成された配線
パターン32とは、最下段フィルムキャリア半導体モジ
ュール28aの裏面パターン24aとは第3接続層34
を介して電気的に接続する。
【0029】このように複数のフィルムキャリア半導体
モジュールを積層したマルチチップ半導体装置において
は、マザーボードからの信号の供給を受ける、例えば、
スペーサ20a〜dの有する裏面パターン24a〜d、スル
ーホール26a〜d、表面パターン22a〜dと、スペーサ
間を接続する第1の接続層16a〜d、第2の接続層18
a〜d等が、マルチチップ半導体装置の電極となる。
【0030】また、この電極と半導体チップとを接続す
る、例えば、バンプ4a〜d、インナーリード10a〜d、
アウターリード12a〜d、表面パターン22a〜d等がマ
ルチチップ半導体装置を構成するフィルムキャリア半導
体モジュールの接続パターンとなる。
【0031】すなわち、フィルムキャリア半導体モジュ
ール間を電気的に接続し、マザーボード30等の配線パ
ターン32と電気的に接続するものが電極となり、この
電極と接続した半導体チップまでの配線が接続パターン
となる。
【0032】次に、フィルムキャリア半導体モジュール
の有する配線等の詳細を図3等を用いて更に説明する
と、図3において、前述のアウターリード部12aとイ
ンナーリード部10a を含む複数本のリード部は、1本
のチップ選択リード線40bと、それ以外の複数本の共
通リード線42bとに区分けすることができ、それぞれ
半導体チップ2aと枠状スペーサ20aに形成された表面
パターンとを接続している。このチップ選択リード線4
0は、マザーボードから送られる読み込み・書き込み動
作を許可する信号を半導体チップ2aに供給するもので
ある。そのためチップ選択リード線40は、前述の電極
のうちで各フィルムキャリア半導体モジュールに固有と
なるチップセレクタ用電極と接続している。
【0033】次に、各フィルムキャリア半導体モジュー
ルに固有となるような、チップセレクタ用電極と、該チ
ップセレクタ用電極と半導体チップとを接続する接続パ
ターンとの一例を図4〜図6を用いて説明する。
【0034】図4から分かるように、共通リード線42
bは、表面パターンである共通端子パターン46bと接
続している。また、チップ選択リード線40bは、チッ
プ選択端子パターン44b、チップ選択専用パターン5
0b、チップ選択端子パターン44bとチップ選択専用
パターン50bとを接続するパターン48bとからなる
表面パターンと接続している。この場合、共通端子パタ
ーン46bと、裏面パターン52bとは、スルーホール5
8bを介して電気的に接続され、同様に、チップ選択専
用パターン50bと裏面パターン56bとはスルーホール
60bを介して電気的に接続されている。また、チップ
選択端子パターン44bと裏面パターン54bとの間には
スルーホールは形成されていない。
【0035】これに対して、図5は、チップ選択端子パ
ターン44aと裏面パターン54aとがスルーホール6
2aによって電気的に接続した点、チップ選択端子44
aとチップ選択専用パターン50aとが電気的に絶縁し
た点を除き、その他は図4と同じ構成となっている。
【0036】図6は、マザーボードの配線パターンを示
したものであり、図においてマザーボード30の上面に
はチップ選択端子パターン64、チップ選択専用パター
ン66、共通端子パターン68が形成されており、それ
ぞれの端子パターンにはライン70、72、74がつな
がっている。
【0037】マルチチップ半導体装置では、図6に示す
マザーボード上に、図5に示すフィルムキャリア半導体
モジュール、図4に示すフィルムキャリア半導体モジュ
ールを順に積層して構成する。従って、マザーボード上
のチップ選択端子パターン64、これと接続するフィル
ムキャリア半導体モジュールの裏面パターン54a、ス
ルーホール62a、チップ選択端子パターン44aが、チ
ップ選択リード線40aと接続する半導体チップ2a固有
のチップセレクタ電極となる。また、チップ選択端子パ
ターン44a、チップ選択リード線40aが、チップセレ
クタ電極と半導体チップ2aとを電気的に接続する接続
パターンとなる。
【0038】同様に、マザーボード上のチップ選択端子
パターン66、これと接続する裏面パターン56a、ス
ルーホール60a、チップ選択専用パターン50a、これ
と接続する裏面パターン56b、スルーホール60b、チ
ップ選択専用パターン50bが、チップ選択リード線4
0bと接続する半導体チップ2b固有のチップセレクタ電
極となる。また、チップ選択端子パターン44b、チッ
プ選択リード線40bが、チップセレクタ電極と半導体
チップ2bとを電気的に接続する接続パターンとなる。
【0039】また、マザーボード上の共通端子パターン
66、これと接続する裏面パターン52a、スルーホー
ル58a、共通端子パターン46a、これと接続する裏面
パターン52b、スルーホール58b、共通端子パターン
46bが、それぞれの接続パターンである共通リード線
42a、bを介して半導体チップ2a、bに電気的に接続
し、各フィルムキャリア半導体モジュールに共通な電極
となる。
【0040】このように、それぞれのチップセレクタ電
極と接続する接続パターンを異ならせることにより、そ
の異なる接続パターンと接続するチップセレクタ電極を
各半導体モジュールに固有なものとして形成することが
できる。
【0041】また、フィルムキャリア半導体モジュール
を積層することで電極を形成するので、その電極は容易
に形成することができる。
【0042】すなわち、それぞれのチップセレクタ電極
と接続する接続パターンを異ならせることにより、電極
の形成が容易な上、チップセレクタ電極を各半導体モジ
ュールに固有なものとして形成することができる。
【0043】また、各フィルムキャリア半導体モジュー
ルのチップセレクタ用電極を形成する場合に、チップセ
レクタ用電極が、該当するフィルムキャリア半導体モジ
ュールより上層に積層したフィルムキャリア半導体モジ
ュールに対して電気的に接続されないように構成するこ
とにより、チップセレクタ用電極を各半導体モジュール
に固有なものとして形成することができる。すなわち、
チップセレクタ用電極を形成する積み重ねたフィルムキ
ャリア半導体モジュールの個数を該当するフィルムキャ
リア半導体モジュール毎にそれぞれ異ならせて形成する
ことにより、該チップセレクタ用電極と電気的に接続す
る最上層のフィルムキャリア半導体モジュールを該チッ
プセレクタ用電極を介して選択できるように構成するこ
とができる。
【0044】このようにマルチチップ半導体装置を構成
すれば、その電気的接続状態を示す回路ブロック図は図
7のようになる。
【0045】ここで、マルチチップ半導体装置における
半導体メモリチップへの情報の記憶(データ入力)及び
記憶されている情報の読み出し(データ出力)法につい
て説明する。
【0046】図において半導体チップ2a、2b、2
c、2dにはアドレス端子80、データ入出力端子8
2、ライトイネーブル端子84、アウトイネーブル端子
86、電源端子88、グランド端子90、チップ選択端
子92a、92b、92c、92dが電気的につながっ
ている。これらの端子のうち、チップ選択端子92a〜
92dはそれぞれの半導体チップ2a〜2dに独立して
接続されているが、その他の端子は半導体チップ2a〜
2dに共通に接続されている。
【0047】情報の入出力は、チップ内に設定された番
地単位で行われる。ある番地への情報の書き込みは、番
地を指定するアドレス信号、書き込みを許可するライト
イネーブル信号、記憶するデータを含むデータ信号が必
要である。ところが、情報量が多くなり1個のチップで
は情報を収容しきれなくなると、複数個のチップを使う
必要が生ずる。図7はチップ4個についての一例を示す
もので、例えば1チップに100個の番地が設定できる
とすれば、各チップ共0〜99番地を設定しておく。こ
のようにして今、半導体チップ2aの99番地へあるデ
ータを書き込む動作を例にとれば、アドレス端子88に
は「99番地」を示す信号を、データ入出力端子82に
は書き込むためのデータ信号を、ライトイネーブル端子
84に書き込み許可信号を印加し、同時に半導体チップ
2aにつながるチップ選択端子92aにチップ選択用の
信号を送ることにより、アドレス信号、データ信号、ラ
イトイネーブル信号は4個の半導体チップ2a〜2dの
うち半導体チップ2aのみ有効となり、他の半導体チッ
プ2b〜2dには作用しない。すなわち、半導体チップ
2aの99番地には必要なデータが書き込まれるが、他
の3個の非選択半導体チップの99番地は変化ないこと
になる。
【0048】同様に、データの読み出しについては、読
み出し許可信号用のアウトイネーブル信号が作用して、
その他は書き込みと同じ接続状態でデータ入出力端子8
2に半導体チップ2aの99番地に記憶されているデー
タが出力されることになる。
【0049】なお、図7において、アドレス端子80及
びデータ入出力端子82は一本のラインで示してある
が、実際の配線では複数本で構成されている。これに対
しライトイネーブル端子84、アウトイネーブル端子8
6、電源端子88、グランド端子90及びチップ選択端
子92a〜92dは実際の配線ではそれぞれ各1本の場
合が多い。
【0050】次に本発明になるマルチチップ半導体装置
の動作を説明する。
【0051】図1〜図2において半導体チップ2aは内
部に記憶素子を集積化したメモリ用半導体チップであ
り、マザーボード30から供給される信号に応じてデー
タの書き込み及び読み出しを行うものである。
【0052】データの書き込み及び読み出し時の電気信
号の流れは、まずマザーボード30の配線パターン32
に外部から信号が供給され、第3接続層34、スペーサ
20aの裏面パターン24a、スルーホール26a、表
面パターン22a、第1接続層16aを経てフィルムキ
ャリア6aのアウターリード部12a、インナリード部
10a、バンプ4aを通って第1段目の半導体チップ2
a内の素子に供給される。同様に第2段目の半導体チッ
プ2b及び第3段目、第4段目の半導体チップ2c、2
dにも同時に信号が供給される。
【0053】ここで、図4に示す、チップ選択リード線
40bは図7に示すチップ選択端子92aに相当し、各
半導体チップに独立に接続されるが、それ以外の複数本
の共通リード線42bは同じく図7のアドレス端子8
0、データ入出力端子82、ライトイネーブル端子8
4、アウトイネーブル端子86、電源端子88、グラン
ド端子90に相当しており、各端子に共通して接続され
ている。
【0054】すなわち、図4〜図6に示すように、共通
端子に供給される信号はマザーボード30の共通端子パ
ターン68を経てスペーサ20aの裏面パターン52
a、スルーホール58a、表面パターン46a、共通リ
ード線42aを経て第1段目の半導体チップ2aに供給
され、さらに第2段目のスペーサ20bの裏面パターン
52bから共通リード線42に供給されて、前述したよ
うに各チップに同時に供給される。
【0055】これに対してチップ選択端子パターン64
に供給されるチップ選択信号は、スペーサ20aの裏面
パターン54a、スルーホール62a、表面パターン4
4a、チップ選択リード線40aを経て第1段目の半導
体チップ2aに供給されるが、スペーサ20bの裏面パ
ターン54bと表面パターン44bは電気的に接続され
ていないため、第2段目の半導体チップ2bには供給さ
れない。
【0056】同様にマザーボード30のチップ選択端子
パターン66に供給されるチップ選択用信号は第1段目
の半導体チップ2aには供給されず、第2段目の半導体
チップ2bのみに選択的に供給することができる。な
お、第2段目以上のチップについても各段のスペーサに
同様の回路パターンを設けることによって、独立してチ
ップ選択が行える。
【0057】これにより、チップセレクタ用電極を用い
て所望の半導体チップを動作させることができ、積層し
たフィルムキャリア半導体モジュールに対して誤動作な
くデータの書き込み・読み出しを実現することができ
る。
【0058】次にその他の実施例について図8〜図17
で説明する。
【0059】第1の実施例では、図3に示すように外形
が矩形のスペーサについて説明したが、図8に示すよう
なフィルムキャリアのリード線配置の2面のみにスペー
サを有する構造も可能である。
【0060】すなわち、図8に示すように対向して配置
した第一、第二のスペーサ20b1、20b2を有する構造
によっても、フィルムキャリアテープ半導体モジュール
を積層することができる。
【0061】また、図1おいて第1段目から第4段目ま
での枠状スペーサを半導体チップの表裏両面位置にスペ
ーサ部材を有しない構造として、全て同じ形状にしてい
るが、第1段目のスペーサを図9に示すように半導体チ
ップ2aの下面にもスペーサ部材96aを介在させたス
ペーサ64aとし、そのスペーサ部材のマザーボードと
接続する任意の面に任意形状の配線パターン98aを形
成した構造とすることもできる。すなわち、マザーボー
ドの標準化された接続パターンと合致するパターン配置
を任意に形成できる構造である。
【0062】また、第1の実施例においては、スペーサ
に表裏パターンを形成し、スルーホールによってこの表
裏パターンを電気的に接続する構造について説明した
が、表裏パターンの導通を図る接続用パターンとして
は、フィルムキャリアのアウターリードをスペーサ表
面、側面を経由して裏面に折り曲げた構造あるいは、折
り曲げた表裏導通リード線を用いた構造であっても良
い。図10にこの一例としてアウターリードを折り曲げ
て形成した接続用パターンを示す。この場合、実施例1
で示したような表面パターン、裏面パターン、スルーホ
ールは不要となる。
【0063】図10は、フィルムキャリア半導体モジュ
ールのスペーサとアウターリードの接合部を示す断面図
で、スペーサ20aには表面パターン100a、裏面パ
ターン24aが形成されている。折り曲げられたアウタ
ーリード12aの先端と裏面パターン24aは下面接続
層104aによって固定される。
【0064】以上の構造において、アウターリード12
aをスペーサ20aの上面を通り、折り曲げによってス
ペーサ20aの側面、さらに下面に伸延させて、裏面パ
ターン24aに接合しスペーサの表裏導通をはかってい
る。
【0065】チップセレクタ用電極の第2の実施例を図
11〜図13にて説明する。
【0066】図11〜図13は図4〜図6と同じ位置を
示したもので、同一符号は同一内容を示している。ただ
し、共通端子パターンについては省略している。
【0067】本実施例の特徴は、チップセレクタ用電極
と半導体チップとを接続する接続パターンを半導体チッ
プ上で異ならせて形成した点であり、また、スペーサ2
0bに形成される表裏パターン及び表裏パターンを接続
するスルーホール導通パターンをスペーサ20aと同じ
構造で形成した点である。
【0068】このように、フィルムキャリアのアウター
リード形状を40aと40bとに示すように異なる配置
にすることによって、それぞれのチップセレクタ電極を
介して該当する半導体チップを独立に選択できる構造と
なっている。図10にて説明したアウターリード線折り
曲げ方式はこの構造を適用することにより、容易に目的
を達成することができる。
【0069】チップセレクタ用電極の第3の実施例を図
14〜図16にて説明する。
【0070】本実施例でも、チップセレクタ用電極と半
導体チップとを接続する接続パターンを半導体チップ上
で異ならせて形成しているが、スペーサ20aと20b
とを同じ構造とし、フィルムキャリアのアウターリード
40a、40a’、40b、40b’も同じ構造とし
た。
【0071】すなわち、図14及び図15ではチップ選
択パッド102b、102a、パッド接続ライン104
b、104a及びチップ選択予備パッド106b、10
8b、106a、108aを形成し、第1段目の半導体
チップ2aではチップ選択パッド102aとチップ選択
予備パッド106aとをパッド接続ライン104aによ
り接続詞、チップ選択予備パッド108aはチップ選択
パッド102aと絶縁している。また、第2段目の半導
体チップ2bではチップ選択パッド102bとチップ選
択予備パッド108bとを接続し、チップ選択予備パッ
ド106bとは絶縁している。
【0072】このような構成によってもマザーボード3
0のチップ選択端子64に信号が印加された時は半導体
チップ2aが独立に選択でき、チップ選択端子66への
信号印加に対しては半導体チップ2bが独立に選択でき
る。
【0073】次にスペーサ構造に関する第2の実施例を
図17で説明する。
【0074】図17は、半導体チップ2とバンプ4を介
して接続したリード部が、スペーサ110に形成された
スルーホールを電気的に接続するように伸延したもので
ある。すなわち、表面パターンを形成しない例である。
【0075】このリード付スペーサ110の形成には基
材の片面にのみパターン用導電材の固着された基板に半
導体チップ2がはまり込む孔を打ち抜いた後、他面にリ
ードパターン形成用の導電材を前記孔部分を含めて貼り
付け、この後は印刷配線板の製造プロセスを使って図1
7に示すような基材の一端にリードパターンを張り出さ
せたリード付スペーサ110を形成する。
【0076】リード付スペーサ110と半導体チップ2
の接合は金−金、金−すず等の既に知られているインナ
リードボンディングの方法を用いる。本リード付スペー
サを用いたフィルムキャリア半導体モジュールの積み重
ねにおいては、図2に示す第1接続部16aが不要であ
り、組み立て工程上非常に有利となる。
【0077】なお、前記スペーサにマザーボードと同質
の材料を用いることによって、マザーボードへの実装後
の接続信頼性を大巾に向上させることができる。
【0078】次に本マルチチップ半導体装置の製造方法
の一実施例について説明する。
【0079】製造工程の概略を図18に示す。図1、図
2及び図18において、まず、パターニングしたフィル
ムキャリアテープのインナリード10aと半導体チップ
2aの表面に形成したバンプ4aを位置合わせし、イン
ナリード部のボンディングを行なう。このボンディング
法は、TAB(Tape Automated Bon
ding)のインナリードボンディングとして一般的に
知られている方法である。次いでボンディング面とチッ
プ選択端子表面及び側面に保護コートを施す。この時点
で半導体チップ2a及びボンディング部の検査を行い良
否の区分けを行う。
【0080】次いでフィルムキャリアテープからフィル
ムキャリアモジュール6aを切り出す。これと並行して
複数個のスペーサを同時形成したプリント配線板から1
個のスペーサを外形切断して取り出し、前記フィルムキ
ャリアモジュール6aと位置合わせを行って、第1接続
を行い、第1接続層16を形成する。これで、図1に示
すフィルムキャリア半導体モジュールの単体ができる。
【0081】次いでフィルムキャリア半導体モジュール
4個を位置合わせ治具に設置した後、各フィルムキャリ
ア半導体モジュールの裏面パターン24とアウターリー
ド12を接触させて端子部のみを溶融はんだ槽に浸積し
て、第2接続を行う。この後、マザーボードへの接続部
を残して樹脂コートを行う。
【0082】この工程図において、外形切断前のフィル
ムキャリアテープに外形切断したスペーサを第1接続し
た後、フィルムキャリアテープを切断する方法、さらに
外形切断前のスペーサプリント配線板に外形切断したフ
ィルムキャリアモジュールを第1接続する方法も可能で
ある。
【0083】また、本実施例における第1接続は、スル
ーホールの端子部に予め付着させておいたSn−Pb系
はんだを用いたはんだを熱圧着ヘッドで加熱溶融してボ
ンディングするはんだリフロー法を採用したが、Au−
Au熱圧着 Au−Snボンディング、導電ペーストを
用いた接続法等ももちろん適用できる。
【0084】マルチチップ半導体装置の製造方法の第2
の実施例について、図19で説明する。
【0085】図19は製造工程の概略を示すもので、特
に図17に示すリード付スペーサを用いたマルチチップ
半導体装置の製造方法について示している。
【0086】まず、パターニングしたリード付スペーサ
のインナリードと半導体チップのバンプを接続する。こ
の状態が、図17に示す構造である。次にチップ表面の
保護コート及びボンディング部を含めたチップ全体の検
査を行い良否の区分けを行って、良品のみ外形切断を行
う。この後は前記図18の説明と同じ方法によって積み
重ね、位置合わせ、第2接続、性能検査、樹脂コートを
行ってマルチチップ半導体装置が完成する。
【0087】以下に本発明になるマルチチップ半導体装
置の応用例を示す。
【0088】図20は内部にマルチチップ半導体装置1
20を包含したマルチチップモジュール122であり、
端子124がモジュールの一面に配置されている。
【0089】モジュールは端子124を除く全面に樹脂
コート126を施してモジュール外形を形成している。
端子124は表面にAuめっき処理を施してある。本構
成のマルチチップモジュールを端子124と相対する端
子を有するマザーボードに押しつけ保持することによ
り、電子機器の記憶装置としたものである。
【0090】図21は別の応用例を示すもので、内部に
マルチチップモジュール半導体装置120を包含したマ
ルチチップモジュール128であり、マルチチップ半導
体装置120は、モジュール内部で配線基板130に電
気的に接続され、各信号端子は配線基板130の一端に
コネクター端子132として取り出されている。
【0091】図22は、さらに別の応用例で、コネクタ
ー端子132をモジュール134の下方2個所に取りだ
したもので、多数個のマルチチップ半導体装置を積み重
ねたもの、あるいは多端子を有する半導体チップに対し
て有利な構造である。
【0092】図23はさらに別の応用例で、従来のデュ
アルインラインICパッケージと同一の配置としたリー
ドピン136を有するパッケージ基板138に、本発明
になるマルチチップ半導体装置120と従来外部取り付
けになっていたコンデンサを電気的に接続したマルチチ
ップモジュール140で、従来のパターン設計にて配線
されたマザーボードに容易に取付けられる構造とした。
【0093】図24はさらに別の応用例で、リードピン
144はパッケージ基板146の下面に配置した基板上
に、本発明になるマルチチップ半導体装置120及びコ
ンデンサ142を電気的に接続したマルチチップモジュ
ール148である。
【0094】図25はさらに別の応用例で、コネクター
端子150を有する配線基板152に本発明になるマル
チチップ半導体装置120とコンデンサ142を複数個
電気的に接続したマルチチップモジュール154であ
る。
【0095】図23〜図25に示すマルチチップモジュ
ールは図に示してないが、基板面に保護コート及びカバ
ーを行って機械的な保護を行っている。
【0096】以上の応用例に示すように、本マルチチッ
プモジュールでは搭載されるマルチチップ半導体装置が
複数個の半導体チップによって形成されていることか
ら、従来のモジュールとほぼ同じ実装面積に対して複数
倍の記憶容量を有する構造であり、小形で大容量のメモ
リを要求される携帯用電子機器に非常に有効である。
【0097】本実施例では、フィルムキャリア半導体モ
ジュール単体でエージング及び性能チェックを行ない、
良品のみ積重ねる方式であるため、複数個のチップを積
重ねるにもかかわらずパッケージの歩留りを高めること
ができる。
【0098】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、従来パ
ッケージと同じ実装面積に対し複数倍のメモリ容量を有
するパッケージ構造を得ることができる。更に、複数個
のパッケージを積層した場合に、動作すべきパッケージ
を選択することが可能なパッケージ構造を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になるマルチチップ半導体装置の断面
図。
【図2】本発明になるマルチチップ半導体装置の断面
図。
【図3】本発明になるマルチチップ半導体装置の平面
図。
【図4】本発明になるチップ選択端子構造の斜視図。
【図5】本発明になるチップ選択端子構造の斜視図。
【図6】本発明になるチップ選択端子構造の斜視図。
【図7】本発明になるマルチチップ半導体装置の回路ブ
ロック図。
【図8】本発明になるスペーサ構造の平面図及び断面
図。
【図9】本発明になるスペーサ構造の平面図及び断面
図。
【図10】本発明になるスペーサ構造の平面図及び断面
図。
【図11】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図12】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図13】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図14】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図15】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図16】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図17】本発明になるリード付スペーサの断面図。
【図18】本発明になるマルチチップ半導体装置の製造
工程図。
【図19】本発明になるマルチチップ半導体装置の製造
工程図。
【図20】本発明の応用例を示す斜視図。
【図21】本発明の応用例を示す斜視図。
【図22】本発明の応用例を示す斜視図。
【図23】本発明の応用例を示す斜視図。
【図24】本発明の応用例を示す斜視図。
【図25】本発明の応用例を示す斜視図。
【符号の説明】 2…半導体チップ、 6…フィルムキャリア、 10…インナリード、 12…アウタリード、 16…第1接続層、 18…第2接続層、 20…スペーサ、 28…フィルムキャリア半導体モジュール、 30…マザーボード、 44…チップ選択端子パターン、 110…リード付スペーサ ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年1月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】 マルチチップ半導体装置
【特許請求の範囲】 1. 半導体チップと電気的に接続する半導体モジュー
をスペーサを介して複数個積み重ね、該半導体モジュ
ール間を電気的に接続して複数個の電極を形成したマル
チチップ半導体装置であって、 該半導体チップと該電極とを電気的に接続する接続パタ
ーンのパターン形状該半導体モジュール毎に異ならせ
て形成し、該異なるパターン形状の接続パターンと電気
的に接続する電極を該異なるパターン形状の接続パター
ンと電気的に接続する該半導体チップチップセレクタ
用電極として構成したことを特徴とするマルチチップ半
導体装置。 2. 半導体チップと電気的に接続する半導体モジュー
をスペーサを介して複数個積み重ね、該半導体モジュ
ール間を電気的に接続して複数個の電極を形成したマル
チチップ半導体装置であって、該半導体チップと該電極とを電気的に接続する接 続パタ
ーンのうち該半導体チップ上に形成したパターン形状
該半導体モジュール毎に異ならせて形成し、該半導体チ
ップ上に形成したパターン形状の異なる接続パターンと
電気的に接続する電極を該半導体チップ上に形成したパ
ターン形状の異なる接続パターンと電気的に接続する該
半導体チップチップセレクタ用電極として構成したこ
とを特徴とするマルチチップ半導体装置。 3. 半導体チップと電気的に接続する半導体モジュー
ルをスペーサを介して複数個積み重ね、該半導体モジュ
ール間を電気的に接続して各該半導体モジュールの有す
る半導体チップのそれぞれと電気的に接続する共通電極
と各該半導体モジュールの有する半導体チップを選択す
る各該半導体モジュールのチップセレクタ用電極とを形
成したマルチチップ半導体装置であって、 該チップセレクタ用電極と該半導体チップとを電気的に
接続する接続パターンの形状を該半導体モジュール毎に
異ならせて形成したことを特徴とするマルチチップ半導
体装置 。 4. 半導体チップと電気的に接続する半導体モジュー
ルをスペーサを介して複数個積み重ね、該半導体モジュ
ール間を電気的に接続して各該半導体モジュールの有す
る半導体チップのそれぞれと電気的に接続する共通電極
と各該半導体モジュールの有する半導体チップを選択す
る各該半導体モジュールのチップセレクタ用電極とを形
成したマルチチップ半導体装置であって、 該チップセレクタ用電極と該半導体チップとを電気的に
接続する接続パターンのうち該半導体チップ上に形成し
たパターン形状を該半導体モジュール毎に異ならせて形
成したことを特徴とするマルチチップ半導体装置。 5. 選択対象となる半導体チップを有する半導体モジ
ュールの位置まで前記半導体モジュール間を電気的に接
続することにより前記チップセレクタ用電極を形成した
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のマ
ルチチップ半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の積層構造に
係り、特に従来のICパッケージと同じ実装面積に対し
複数倍のメモリ容量を有する大容量マルチチップ半導体
装置の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体メモリは、大型コンピュータを始
めパソコン、ワープロ、ワークステーション、ファクシ
ミリ等のOA機器からデジタルVTR、TV等の映像機
器に至るまで広範囲に使用されており、今後これらの機
器の発展はさらに進むことからここに使われる半導体メ
モリの需要は加速度的に増大していくと予想される。こ
れと平行して、半導体メモリの製造においてはメモリの
高密度化による1チップ当りのメモリ容量を増加させる
努力が続けられており、チップ内のメモリ容量は3年に
4倍の割合で増大して、現在は1MbitDRAMが量
産、4MbitDRAMがサンプル出荷、16MDRA
Mが試作段階にある。しかし、チップの大容量化に対し
ては、基本技術及び製造プロセス上の種々の問題が多
く、特に現在の1Mbitから4Mbitへの移行に対
しては新しいメモリセルの開発、サブミクロン配線技
術、パッケージング技術等の開発に膨大な費用を必要と
している。
【0003】従来、メモリ用途のパッケージは、リード
フレームのタブ上にチップを搭載し、内部リード先端と
チップのボンディングパッドとをワイヤボンディングし
て結線し、レジンモールドしてなるプラスチックパッケ
ージが主流である。
【0004】パッケージ形態はメモリ容量が256Kb
itを境にして、これより以前はDIP(Dual i
n line Package)が主流であったが、そ
の後高密度実装の要求が強くなり、実装面積をDIPよ
り小さくしたSOJ(small outline J
−lead package)、ZIP(zigzag
in−line package)に移ってきてい
る。
【0005】ここでDIPとは、パッケージ長辺2方向
にリードを2列にはり出し、このリードをパッケージ下
方に折り曲げ形のもので、リードをプリント板のスルー
ホールに挿入して実装する。またZIPはパッケージ長
辺一方向にリードをはり出させ、このリードを交互に折
り曲げたもので、パッケージを縦形に実装したスルーホ
ール挿入タイプである。またSOJはパッケージを長辺
2方向にはり出すがリードピッチをDILの1/2と小
さくし、リードをパッケージ下方に「J」形に折り曲げ
てプリント板表面に直接に搭載する面実装タイプで、D
ILに比べてパッケージの長手方向の縮小とプリント板
への両面実装をねらったものである。
【0006】従来のパッケージについて、パッケージ形
態とプリント板への実装に関し日経マイクロデバイス別
冊No.1 p73〜80及び87〜89について述べら
れており、ここで、DIPはパッケージを横形に実装し
スルーホールにリード線を挿入することから両面実装が
出来ず実装効率はよくない。これに対し、ZIPは縦形
にした分DIPより高密度実装が可能である。すなわち
DIPのリード列間の寸法がプリント板の3格子ピッチ
であるのに対し、ZIPでは1格子ピッチであり、プリ
ント板上での実装密度はDIPのほぼ2倍になる。また
SOJは横形実装であるが、リードピン配置がプリント
板の格子の制約を受けないこと及び両面実装ができるこ
とからDIPの2倍以上の高密度実装が図れる等の特徴
がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
パッケージでは、大きく3種類が使われているが、どれ
も1パッケージに1チップを組み込んだものでチップ側
の容量が増えないかぎりパッケージ当りのメモリ容量は
増大しないという欠点があった。また、パッケージ形態
の違いによるプリント板への実装密度においても、2倍
程度の差があるのみであり、従来パッケージでは大容
量、高密度実装が難かしいという問題があった。
【0008】本発明の目的は、上記課題を取り除き、従
来のパッケージと同じ実装面積に対して、複数倍のメモ
リ容量を有するパッケージ構造を提供することにある。
特に、複数個のパッケージ(メモリ)を積層した場合
に、動作すべきパッケージを選択することが可能なパッ
ケージ構造を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、半導体チップと電気的に接続する半導体
モジュールをスペーサを介して複数個積み重ね、該半導
体モジュール間を電気的に接続して複数個の電極を形成
したマルチチップ半導体装置であって、該半導体チップ
と該電極とを電気的に接続する接続パターンのパターン
形状を該半導体モジュール毎に異ならせて形成し、該異
なるパターン形状の接続パターンと電気的に接続する電
極を該異なるパターン形状の接続パターンと電気的に接
続する該半導体チップのチップセレクタ用電極として構
成したものである。
【0010】また、半導体チップと電気的に接続する半
導体モジュールをスペーサを介して複数個積み重ね、該
半導体モジュール間を電気的に接続して複数個の電極を
形成したマルチチップ半導体装置であって、該半導体チ
ップと該電極とを電気的に接続する接続パターンのうち
該半導体チップ上に形成したパターン形状を該半導体モ
ジュール毎に異ならせて形成し、該半導体チップ上に形
成したパターン形状の異なる接続パターンと電気的に接
続する電極を該半導体チップ上に形成したパターン形状
の異なる接続パターンと電気的に接続する該半導体チッ
プのチップセレクタ用電極として構成したものである。
【0011】また、半導体チップと電気的に接続する半
導体モジュールをスペーサを介して複数個積み重ね、該
半導体モジュール間を電気的に接続して各該半導体モジ
ュールの有する半導体チップのそれぞれと電気的に接続
する共通電極と各該半導体モジュールの有する半導体チ
ップを選択する各該半導体モジュールのチップセレクタ
用電極とを形成したマルチチップ半導体装置であって、
該チップセレクタ用電極と該半導体チップとを電気的に
接続する接続パターンの形状を該半導体モジュール毎に
異ならせて形成したものである。
【0012】また、半導体チップと電気的に接続する半
導体モジュールをスペーサを介して複数個積み重ね、該
半導体モジュール間を電気的に接続して各該半導体モジ
ュールの有する半導体チップのそれぞれと電気的に接続
する共通電極と各該半導体モジュールの有する半導体チ
ップを選択する各該半導体モジュールのチップセレクタ
用電極とを形成したマルチチップ半導体装置であって、
該チップセレクタ用電極と該半導体チップとを電気的に
接続する接続パターンのうち該半導体チップ上に形成し
たパターン形状を該半導体モジュール毎に異ならせて形
成したものである。
【0013】これらの場合、選択対象となる半導体チッ
プを有する半導体モジュールの位置まで前記半導体モジ
ュール間を電気的に接続することにより前記チップセレ
クタ用電極を形成しても良い。
【0014】
【作用】このように半導体チップを有する半導体モジュ
ールを複数個、積層することにより、従来のパッケージ
と同じ実装面積及びパッケージ厚さで2倍のメモリ容量
を有することができる。
【0015】また、半導体チップと電気的に接続する半
導体モジュールをスペーサを介して複数個積み重ね、該
半導体モジュール間を電気的に接続して複数個の電極を
形成し、該半導体チップと該電極とを電気的に接続する
接続パターンのパターン形状を該半導体モジュール毎に
異ならせて形成することにより、該異なるパターン形状
の接続パターンと電気的に接続する電極を該異なるパタ
ーン形状の接続パターンと電気的に接続する該半導体チ
ップのチップセレクタ用電極として構成することができ
る。
【0016】同様に、半導体チップと電気的に接続する
半導体モジュールをスペーサを介して複数個積み重ね、
該半導体モジュール間を電気的に接続して複数個の電極
を形成し、該半導体チップと該電極とを電気的に接続す
る接続パターンのうち該半導体チップ上に形成したパタ
ーン形状を該半導体モジュール毎に異ならせて形成する
ことにより、該半導体チップ上に形成したパターン形状
の異なる接続パターンと電気的に接続する電極を該半導
体チップ上に形成したパターン形状の異なる接続パター
ンと電気的に接続する該半導体チップのチップセレクタ
用電極として構成することができる。
【0017】すなわち、いずれの場合も、半導体チップ
と電極とを接続する接続パターンのパターン形状を半導
体モジュール毎に異ならせることで、各半導体モジュー
ルのチップセレクタ用電極を容易に形成することができ
る。なお、電極は、半導体モジュールを単に積層して接
続することで形成できるので、その電極形成は容易とな
る。
【0018】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図19によ
り説明する。
【0019】図1は4個のフィルムキャリア半導体モジ
ュール28a〜28dを積み重ね電気的に接続したマル
チチップ半導体装置の断面図である。
【0020】図2は、図1に示すマルチチップ半導体装
置をマザーボードに実装した状態での下から第1段目及
び第2段目のフィルムキャリア半導体モジュールの接続
部を拡大した断面図である。
【0021】図3は、図1に示すマルチチップ半導体装
置の下から2段目のフィルムキャリア半導体モジュール
28bの平面図である。
【0022】図4〜図6はマルチチップ半導体装置の有
するチップ選択端子部の詳細を示す斜視図で、図4は下
から第2段目、図5は下から第1段目のフィルムキャリ
ア半導体モジュール、図6はマザーボードである。図
4、図5では、各半導体モジュールの接続パターンのパ
ターン形状が異なっていることが分かる。これについて
は後述する。
【0023】図7は、半導体チップを4個積み重ねたマ
ルチチップ半導体装置の各半導体チップの電気的接続状
態を示す回路ブロック図である。
【0024】まず、図1〜図7におけるマルチチップ半
導体装置の構成を説明する。なお、各図において同一符
号は同一内容を示している。
【0025】図1及び図2において、半導体チップ2a
にはバンプ4aが形成されており、バンプ4aとフィル
ムキャリアテープ6aはリード部の一部であるインナー
リード部10aで電気的に接続され、またリード部の一
部であるアウターリード部12aは半導体チップ2aの
外側に張り出してスペーサ20aと接続されている。
【0026】スペーサ20aは、枠状に形成されており
(以下、枠状に形成したスペーサを枠状スペーサと呼
ぶ。)、フィルムキャリア半導体モジュール間を電気的
に接続するため、表面パターン22a、裏面パターン2
4a、表面パターン22aと裏面パターン24aとを電
気的に接続するスルーホール26aが形成されている。
また、その表面パターン22aと前記アウターリード1
2aは第1接続層16aによって電気的に接続されてい
る。これによって、半導体チップ2aから裏面パターン
24aまでは、電気的に接続された状態となる。
【0027】なお、半導体チップ2aの上面及びインナ
リード部10aを含む半導体チップ2aの側部には保護
コート樹脂14aがコートしてある。
【0028】以上のような構成が、フィルムキャリア半
導体モジュール28aの基本構造となる。上記において
図1の最下段のフィルムキャリア半導体モジュール28
aの構成について説明したが、下から第2段目、第3段
目、第4段目もほぼ同様の構成である。以降各図におい
て最下段のフィルムキャリア半導体モジュールには前記
のように符号の後に「a」を、また第2段目には「b」
を、第3段目には「c」を、第4段目には「d」をつけ
て表示する。
【0029】このフィルムキャリア半導体モジュール間
については、第1段目のフィルムキャリア半導体モジュ
ール28aの表面パターン22aと第2段目のフィルム
キャリア半導体モジュール28bの裏面パターン24b
とを第2接続層18bを介して電気的に接続する。その
他のフィルムキャリア半導体モジュール間も同様に接続
する。また、マザーボード30の上面に形成された配線
パターン32とは、最下段フィルムキャリア半導体モジ
ュール28aの裏面パターン24aとは第3接続層34
を介して電気的に接続する。
【0030】このように複数のフィルムキャリア半導体
モジュールを積層したマルチチップ半導体装置において
は、マザーボードからの信号の供給を受ける、例えば、
スペーサ20a〜dの有する裏面パターン24a〜d、スル
ーホール26a〜d、表面パターン22a〜dと、スペーサ
間を接続する第1の接続層16a〜d、第2の接続層18
a〜d等が、マルチチップ半導体装置の電極となる。
【0031】また、この電極と半導体チップとを接続す
る、例えば、バンプ4a〜d、インナーリード10a〜d、
アウターリード12a〜d、表面パターン22a〜d等がマ
ルチチップ半導体装置を構成するフィルムキャリア半導
体モジュールの接続パターンとなる。
【0032】すなわち、フィルムキャリア半導体モジュ
ール間を電気的に接続し、マザーボード30等の配線パ
ターン32と電気的に接続するものが電極となり、この
電極と接続した半導体チップまでの配線が接続パターン
となる。
【0033】次に、フィルムキャリア半導体モジュール
の有する配線等の詳細を図3等を用いて更に説明する
と、図3において、前述のアウターリード部12aとイ
ンナーリード部10a を含む複数本のリード部は、1本
のチップ選択リード線40bと、それ以外の複数本の共
通リード線42bとに区分けすることができ、それぞれ
半導体チップ2aと枠状スペーサ20aに形成された表面
パターンとを接続している。このチップ選択リード線4
0は、マザーボードから送られる読み込み・書き込み動
作を許可する信号を半導体チップ2aに供給するもので
ある。そのためチップ選択リード線40は、前述の電極
のうちで各フィルムキャリア半導体モジュールに固有と
なるチップセレクタ用電極と接続している。
【0034】次に、各フィルムキャリア半導体モジュー
ルに固有となるような、チップセレクタ用電極と、該チ
ップセレクタ用電極と半導体チップとを接続する接続パ
ターンとの一例を図4〜図6を用いて説明する。
【0035】図4から分かるように、共通リード線42
bは、表面パターンである共通端子パターン46bと接
続している。また、チップ選択リード線40bは、チッ
プ選択端子パターン44b、チップ選択専用パターン5
0b、チップ選択端子パターン44bとチップ選択専用
パターン50bとを接続するパターン48bとからなる
表面パターンと接続している。この場合、共通端子パタ
ーン46bと、裏面パターン52bとは、スルーホール5
8bを介して電気的に接続され、同様に、チップ選択専
用パターン50bと裏面パターン56bとはスルーホール
60bを介して電気的に接続されている。また、チップ
選択端子パターン44bと裏面パターン54bとの間には
スルーホールは形成されていない。
【0036】これに対して、図5は、チップ選択端子パ
ターン44aと裏面パターン54aとがスルーホール6
2aによって電気的に接続した点、チップ選択端子44
aとチップ選択専用パターン50aとが電気的に絶縁し
た点を除き、その他は図4と同じ構成となっている。
【0037】図6は、マザーボードの配線パターンを示
したものであり、図においてマザーボード30の上面に
はチップ選択端子パターン64、チップ選択専用パター
ン66、共通端子パターン68が形成されており、それ
ぞれの端子パターンにはライン70、72、74がつな
がっている。
【0038】マルチチップ半導体装置では、図6に示す
マザーボード上に、図5に示すフィルムキャリア半導体
モジュール、図4に示すフィルムキャリア半導体モジュ
ールを順に積層して構成する。従って、マザーボード上
のチップ選択端子パターン64、これと接続するフィル
ムキャリア半導体モジュールの裏面パターン54a、ス
ルーホール62a、チップ選択端子パターン44aが、チ
ップ選択リード線40aと接続する半導体チップ2a固有
のチップセレクタ電極となる。また、チップ選択端子パ
ターン44a、チップ選択リード線40aが、チップセレ
クタ電極と半導体チップ2aとを電気的に接続する接続
パターンとなる。
【0039】同様に、マザーボード上のチップ選択端子
パターン66、これと接続する裏面パターン56a、ス
ルーホール60a、チップ選択専用パターン50a、これ
と接続する裏面パターン56b、スルーホール60b、チ
ップ選択専用パターン50bが、チップ選択リード線4
0bと接続する半導体チップ2b固有のチップセレクタ電
極となる。また、チップ選択端子パターン44b、チッ
プ選択リード線40bが、チップセレクタ電極と半導体
チップ2bとを電気的に接続する接続パターンとなる。
【0040】また、マザーボード上の共通端子パターン
66、これと接続する裏面パターン52a、スルーホー
ル58a、共通端子パターン46a、これと接続する裏面
パターン52b、スルーホール58b、共通端子パターン
46bが、それぞれの接続パターンである共通リード線
42a、bを介して半導体チップ2a、bに電気的に接続
し、各フィルムキャリア半導体モジュールに共通な電極
となる。
【0041】このように、それぞれのチップセレクタ電
極と接続する接続パターンのパターン形状を異ならせる
ことにより、そのパターン形状の異なる接続パターンと
接続するチップセレクタ電極を各半導体モジュールに固
有なものとして形成することができる。
【0042】また、フィルムキャリア半導体モジュール
を積層することで電極を形成するので、その電極は容易
に形成することができる。
【0043】すなわち、それぞれのチップセレクタ電極
と接続する接続パターンのパターン形状を異ならせるこ
とにより、電極の形成が容易な上、チップセレクタ電極
を各半導体モジュールに固有なものとして形成すること
ができる。
【0044】このようにマルチチップ半導体装置を構成
すれば、その電気的接続状態を示す回路ブロック図は図
7のようになる。
【0045】ここで、マルチチップ半導体装置における
半導体メモリチップへの情報の記憶(データ入力)及び
記憶されている情報の読み出し(データ出力)法につい
て説明する。
【0046】図において半導体チップ2a、2b、2
c、2dにはアドレス端子80、データ入出力端子8
2、ライトイネーブル端子84、アウトイネーブル端子
86、電源端子88、グランド端子90、チップ選択端
子92a、92b、92c、92dが電気的につながっ
ている。これらの端子のうち、チップ選択端子92a〜
92dはそれぞれの半導体チップ2a〜2dに独立して
接続されているが、その他の端子は半導体チップ2a〜
2dに共通に接続されている。
【0047】情報の入出力は、チップ内に設定された番
地単位で行われる。ある番地への情報の書き込みは、番
地を指定するアドレス信号、書き込みを許可するライト
イネーブル信号、記憶するデータを含むデータ信号が必
要である。ところが、情報量が多くなり1個のチップで
は情報を収容しきれなくなると、複数個のチップを使う
必要が生ずる。図7はチップ4個についての一例を示す
もので、例えば1チップに100個の番地が設定できる
とすれば、各チップ共0〜99番地を設定しておく。こ
のようにして今、半導体チップ2aの99番地へあるデ
ータを書き込む動作を例にとれば、アドレス端子88に
は「99番地」を示す信号を、データ入出力端子82に
は書き込むためのデータ信号を、ライトイネーブル端子
84に書き込み許可信号を印加し、同時に半導体チップ
2aにつながるチップ選択端子92aにチップ選択用の
信号を送ることにより、アドレス信号、データ信号、ラ
イトイネーブル信号は4個の半導体チップ2a〜2dの
うち半導体チップ2aのみ有効となり、他の半導体チッ
プ2b〜2dには作用しない。すなわち、半導体チップ
2aの99番地には必要なデータが書き込まれるが、他
の3個の非選択半導体チップの99番地は変化ないこと
になる。
【0048】同様に、データの読み出しについては、読
み出し許可信号用のアウトイネーブル信号が作用して、
その他は書き込みと同じ接続状態でデータ入出力端子8
2に半導体チップ2aの99番地に記憶されているデー
タが出力されることになる。
【0049】なお、図7において、アドレス端子80及
びデータ入出力端子82は一本のラインで示してある
が、実際の配線では複数本で構成されている。これに対
しライトイネーブル端子84、アウトイネーブル端子8
6、電源端子88、グランド端子90及びチップ選択端
子92a〜92dは実際の配線ではそれぞれ各1本の場
合が多い。
【0050】次に本発明になるマルチチップ半導体装置
の動作を説明する。
【0051】図1〜図2において半導体チップ2aは内
部に記憶素子を集積化したメモリ用半導体チップであ
り、マザーボード30から供給される信号に応じてデー
タの書き込み及び読み出しを行うものである。
【0052】データの書き込み及び読み出し時の電気信
号の流れは、まずマザーボード30の配線パターン32
に外部から信号が供給され、第3接続層34、スペーサ
20aの裏面パターン24a、スルーホール26a、表
面パターン22a、第1接続層16aを経てフィルムキ
ャリア6aのアウターリード部12a、インナリード部
10a、バンプ4aを通って第1段目の半導体チップ2
a内の素子に供給される。同様に第2段目の半導体チッ
プ2b及び第3段目、第4段目の半導体チップ2c、2
dにも同時に信号が供給される。
【0053】ここで、図4に示す、チップ選択リード線
40bは図7に示すチップ選択端子92aに相当し、各
半導体チップに独立に接続されるが、それ以外の複数本
の共通リード線42bは同じく図7のアドレス端子8
0、データ入出力端子82、ライトイネーブル端子8
4、アウトイネーブル端子86、電源端子88、グラン
ド端子90に相当しており、各端子に共通して接続され
ている。
【0054】すなわち、図4〜図6に示すように、共通
端子に供給される信号はマザーボード30の共通端子パ
ターン68を経てスペーサ20aの裏面パターン52
a、スルーホール58a、表面パターン46a、共通リ
ード線42aを経て第1段目の半導体チップ2aに供給
され、さらに第2段目のスペーサ20bの裏面パターン
52bから共通リード線42に供給されて、前述したよ
うに各チップに同時に供給される。
【0055】これに対してチップ選択端子パターン64
に供給されるチップ選択信号は、スペーサ20aの裏面
パターン54a、スルーホール62a、表面パターン4
4a、チップ選択リード線40aを経て第1段目の半導
体チップ2aに供給されるが、スペーサ20bの裏面パ
ターン54bと表面パターン44bは電気的に接続され
ていないため、第2段目の半導体チップ2bには供給さ
れない。
【0056】同様にマザーボード30のチップ選択端子
パターン66に供給されるチップ選択用信号は第1段目
の半導体チップ2aには供給されず、第2段目の半導体
チップ2bのみに選択的に供給することができる。な
お、第2段目以上のチップについても各段のスペーサに
同様の回路パターンを設けることによって、独立してチ
ップ選択が行える。
【0057】これにより、チップセレクタ用電極を用い
て所望の半導体チップを動作させることができ、積層し
たフィルムキャリア半導体モジュールに対して誤動作な
くデータの書き込み・読み出しを実現することができ
る。
【0058】次に、他のチップセレクタ用電極の一例を
図11〜図13に示す。
【0059】図11〜図13は図4〜図6と同じ位置を
示したもので、同一符号は同一内容を示している。ただ
し、共通端子パターンについては省略している。
【0060】この特徴は、チップセレクタ用電極と半導
体チップとを接続する接続パターンのパターン形状を半
導体チップ上で異ならせて形成した点であり、また、ス
ペーサ20bに形成される表裏パターン及び表裏パター
ンを接続するスルーホール導通パターンをスペーサ20
aと同じ構造で形成した点である。
【0061】このように、フィルムキャリアのアウター
リード形状を40aと40bとに示すように異なる配置
にすることによって、それぞれのチップセレクタ電極を
介して該当する半導体チップを独立に選択できる構造と
なっている。図10にて説明するアウターリード線折り
曲げ方式はこの構造を適用することにより、容易に目的
を達成することができる。
【0062】さらに他のチップセレクタ用電極の一例を
図14〜図16に示す。
【0063】これも、チップセレクタ用電極と半導体チ
ップとを接続する接続パターンのパターン形状を半導体
チップ上で異ならせて形成しているが、スペーサ20a
と20bとを同じ構造とし、フィルムキャリアのアウタ
ーリード40a、40a’、40b、40b’も同じ構
造とした点が異なる。
【0064】すなわち、図14及び図15ではチップ選
択パッド102b、102a、パッド接続ライン104
b、104a及びチップ選択予備パッド106b、10
8b、106a、108aを形成し、第1段目の半導体
チップ2aではチップ選択パッド102aとチップ選択
予備パッド106aとをパッド接続ライン104aによ
り接続し、チップ選択予備パッド108aはチップ選択
パッド102aと絶縁している。また、第2段目の半導
体チップ2bではチップ選択パッド102bとチップ選
択予備パッド108bとを接続し、チップ選択予備パッ
ド106bとは絶縁している。
【0065】このような構成によってもマザーボード3
0のチップ選択端子64に信号が印加された時は半導体
チップ2aが独立に選択でき、チップ選択端子66への
信号印加に対しては半導体チップ2bが独立に選択でき
る。
【0066】次にその他のスペーサ形状の一例を図8、
図9に示す。
【0067】これまでは、図3に示すように外形が矩形
のスペーサについて説明したが、図8に示すようなフィ
ルムキャリアのリード線配置の2面のみにスペーサを有
する構造も可能である。
【0068】すなわち、図8に示すように対向して配置
した第一、第二のスペーサ20b1、20b2を有する構造
によっても、フィルムキャリアテープ半導体モジュール
を積層することができる。
【0069】また、図1おいて第1段目から第4段目ま
での枠状スペーサを半導体チップの表裏両面位置にスペ
ーサ部材を有しない構造として、全て同じ形状にしてい
るが、第1段目のスペーサを図9に示すように半導体チ
ップ2aの下面にもスペーサ部材96aを介在させたス
ペーサ64aとし、そのスペーサ部材のマザーボードと
接続する任意の面に任意形状の配線パターン98aを形
成した構造とすることもできる。すなわち、マザーボー
ドの標準化された接続パターンと合致するパターン配置
を任意に形成できる構造である。
【0070】次に、スペーサに形成する他の表裏パター
ンの一例を図10に示す。
【0071】これまでは、スペーサに表裏パターンを形
成し、スルーホールによってこの表裏パターンを電気的
に接続する構造について説明したが、表裏パターンの導
通を図る接続用パターンとしては、フィルムキャリアの
アウターリードをスペーサ表面、側面を経由して裏面に
折り曲げた構造あるいは、折り曲げた表裏導通リード線
を用いた構造であっても良い。図10にこの一例として
アウターリードを折り曲げて形成した接続用パターンを
示す。この場合、これまでの表面パターン、裏面パター
ン、スルーホールは不要となる。
【0072】図10は、フィルムキャリア半導体モジュ
ールのスペーサとアウターリードの接合部を示す断面図
で、スペーサ20aには表面パターン100a、裏面パ
ターン24aが形成されている。折り曲げられたアウタ
ーリード12aの先端と裏面パターン24aは下面接続
層104aによって固定される。
【0073】以上の構造において、アウターリード12
aをスペーサ20aの上面を通り、折り曲げによってス
ペーサ20aの側面、さらに下面に伸延させて、裏面パ
ターン24aに接合しスペーサの表裏導通をはかってい
る。
【0074】さらに他のスペーサ形状の一例を図17に
示す。
【0075】図17は、半導体チップ2とバンプ4を介
して接続したリード部が、スペーサ110に形成された
スルーホールを電気的に接続するように伸延したもので
ある。すなわち、表面パターンを形成しない例である。
【0076】このリード付スペーサ110の形成には基
材の片面にのみパターン用導電材の固着された基板に半
導体チップ2がはまり込む孔を打ち抜いた後、他面にリ
ードパターン形成用の導電材を前記孔部分を含めて貼り
付け、この後は印刷配線板の製造プロセスを使って図1
7に示すような基材の一端にリードパターンを張り出さ
せたリード付スペーサ110を形成する。
【0077】リード付スペーサ110と半導体チップ2
の接合は金−金、金−すず等の既に知られているインナ
リードボンディングの方法を用いる。本リード付スペー
サを用いたフィルムキャリア半導体モジュールの積み重
ねにおいては、図2に示す第1接続部16aが不要であ
り、組み立て工程上非常に有利となる。
【0078】なお、前記スペーサにマザーボードと同質
の材料を用いることによって、マザーボードへの実装後
の接続信頼性を大巾に向上させることができる。
【0079】次に本マルチチップ半導体装置の製造方法
の一実施例について説明する。
【0080】製造工程の概略を図18に示す。図1、図
2及び図18において、まず、パターニングしたフィル
ムキャリアテープのインナリード10aと半導体チップ
2aの表面に形成したバンプ4aを位置合わせし、イン
ナリード部のボンディングを行なう。このボンディング
法は、TAB(Tape Automated Bon
ding)のインナリードボンディングとして一般的に
知られている方法である。次いでボンディング面とチッ
プ選択端子表面及び側面に保護コートを施す。この時点
で半導体チップ2a及びボンディング部の検査を行い良
否の区分けを行う。
【0081】次いでフィルムキャリアテープからフィル
ムキャリアモジュール6aを切り出す。これと並行して
複数個のスペーサを同時形成したプリント配線板から1
個のスペーサを外形切断して取り出し、前記フィルムキ
ャリアモジュール6aと位置合わせを行って、第1接続
を行い、第1接続層16を形成する。これで、図1に示
すフィルムキャリア半導体モジュールの単体ができる。
【0082】次いでフィルムキャリア半導体モジュール
4個を位置合わせ治具に設置した後、各フィルムキャリ
ア半導体モジュールの裏面パターン24とアウターリー
ド12を接触させて端子部のみを溶融はんだ槽に浸積し
て、第2接続を行う。この後、マザーボードへの接続部
を残して樹脂コートを行う。
【0083】この工程図において、外形切断前のフィル
ムキャリアテープに外形切断したスペーサを第1接続し
た後、フィルムキャリアテープを切断する方法、さらに
外形切断前のスペーサプリント配線板に外形切断したフ
ィルムキャリアモジュールを第1接続する方法も可能で
ある。
【0084】また、本実施例における第1接続は、スル
ーホールの端子部に予め付着させておいたSn−Pb系
はんだを用いたはんだを熱圧着ヘッドで加熱溶融してボ
ンディングするはんだリフロー法を採用したが、Au−
Au熱圧着 Au−Snボンディング、導電ペーストを
用いた接続法等ももちろん適用できる。
【0085】マルチチップ半導体装置の製造方法の第2
の実施例について、図19で説明する。
【0086】図19は製造工程の概略を示すもので、特
に図17に示すリード付スペーサを用いたマルチチップ
半導体装置の製造方法について示している。
【0087】まず、パターニングしたリード付スペーサ
のインナリードと半導体チップのバンプを接続する。こ
の状態が、図17に示す構造である。次にチップ表面の
保護コート及びボンディング部を含めたチップ全体の検
査を行い良否の区分けを行って、良品のみ外形切断を行
う。この後は前記図18の説明と同じ方法によって積み
重ね、位置合わせ、第2接続、性能検査、樹脂コートを
行ってマルチチップ半導体装置が完成する。
【0088】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、従来パ
ッケージと同じ実装面積に対し複数倍のメモリ容量を有
するパッケージ構造を得ることができる。更に、複数個
のパッケージを積層した場合に、動作すべきパッケージ
を選択することが可能なパッケージ構造を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になるマルチチップ半導体装置の断面
図。
【図2】本発明になるマルチチップ半導体装置の断面
図。
【図3】本発明になるマルチチップ半導体装置の平面
図。
【図4】本発明になるチップ選択端子構造の斜視図。
【図5】本発明になるチップ選択端子構造の斜視図。
【図6】本発明になるチップ選択端子構造の斜視図。
【図7】本発明になるマルチチップ半導体装置の回路ブ
ロック図。
【図8】本発明になるスペーサ構造の平面図及び断面
図。
【図9】本発明になるスペーサ構造の平面図及び断面
図。
【図10】本発明になるスペーサ構造の平面図及び断面
図。
【図11】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図12】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図13】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図14】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図15】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図16】本発明になるチップ選択端子構造の他の例の
斜視図。
【図17】本発明になるリード付スペーサの断面図。
【図18】本発明になるマルチチップ半導体装置の製造
工程図。
【図19】本発明になるマルチチップ半導体装置の製造
工程図。
【符号の説明】 本発明になるマルチチップ半導体装置の製造工程図。 2…半導体チップ、 6…フィルムキャリア、 10…インナリード、 12…アウタリード、 16…第1接続層、 18…第2接続層、 20…スペーサ、 28…フィルムキャリア半導体モジュール、 30…マザーボード、 44…チップ選択端子パターン、 110…リード付スペーサ
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図20
【補正方法】削除
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図21
【補正方法】削除
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図22
【補正方法】削除
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図23
【補正方法】削除
【手続補正6】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図24
【補正方法】削除
【手続補正7】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図25
【補正方法】削除
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芹沢 弘二 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所 (72)発明者 本田 美智晴 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 吉田 亨 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 谷本 道夫 東京都小平市上水本町1450番地株式会社日 立製作所武蔵工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体チップと電気的に接続する半導体モ
    ジュールを複数個積み重ねてなるマルチチップ半導体装
    置において、 各半導体モジュール間を複数個の接合部を介して電気的
    に接続し、前記各半導体モジュール間に設けられた接合
    部間を電気的に接続することで所定の機能を有する複数
    個の電極を構成し、 前記半導体チップの有する端子から前記接合部までの接
    続パターンを各半導体モジュールで異ならせることで、
    前記複数個の電極のいずれかを前記各半導体チップの固
    有な電極として構成したことを特徴とするマルチチップ
    半導体装置。
  2. 【請求項2】半導体チップと電気的に接続する半導体モ
    ジュールを複数個積み重ねてなるマルチチップ半導体装
    置において、 半導体モジュール間を複数個の接合部を介して電気的に
    接続し、前記各半導体モジュール間に設けられた接合部
    間を電気的に接続することで所定の機能を有する複数個
    の電極を構成し、 前記半導体チップに前記接合部と電気的に接続するパッ
    ドを配置し、 前記半導体チップの有する端子から前記パッドまでの接
    続パターンを各半導体モジュールで異ならせることで、
    前記複数個の電極のいずれかを前記各半導体チップの固
    有な電極として構成したことを特徴とするマルチチップ
    半導体装置。
  3. 【請求項3】半導体チップと電気的に接続する半導体モ
    ジュールを複数個積み重ねてなるマルチチップ半導体装
    置において、 半導体モジュール間を複数個の接合部を介して電気的に
    接続し、前記各半導体モジュール間に設けられた接合部
    間を電気的に接続することで所定の機能を有する複数個
    の電極を構成し、 前記各半導体モジュール間に設けられた接合部間の接続
    パターンを各半導体モジュールで異ならせることで、前
    記複数個の電極のいずれかを前記各半導体チップの固有
    な電極として構成したことを特徴とするマルチチップ半
    導体装置。ア半導体モジュールを2個以上積み重ねてな
    るマルチチップ半導体装置において、フィルムキャリア
    間にスペーサを介在させて、前記フィルムキャリア半導
    体モジュールを接続したことを特徴とするマルチチップ
    半導体装置。
  4. 【請求項4】マザーボードと接続するスペーサのチップ
    選択端子は、表裏パターンを導通パターンで接続し、上
    記以外のスペーサのチップ選択端子は、表裏パターンを
    導通パターンで接続しない構成のスペーサ用いたことを
    特徴とするマルチチップ半導体装置。
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