JPH10256474A - 高容量メモリモジュール - Google Patents
高容量メモリモジュールInfo
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Abstract
の高集積化が可能なメモリモジュールに改善するととも
に、生産効率を向上でき低コストの高容量メモリモジュ
ールを提供する。 【解決手段】 チップ中心から左右自在に配線可能なセ
ンターパッド3aを有するメモリベアチップ3を設け、
中層配線パターン等によりI/O端子9とヴァイアホー
ルを有する接続パッド10とが接続されたガラエポ基板
1を設け、このガラエポ基板1の裏表両面に複数の凹部
を備えメモリベアチップ3を複数搭載し、ボンディング
ワイヤ4によりチップから裏表面の接続パッド10に2
本以上の共通信号を接続し配線パターンを減少させ、こ
のガラエポ基板の凹部周囲にダム枠2を装着し、封止樹
脂5を流入させ封止するとともに、高速アクセスモード
と、リフレッシュサイクルとを選択可能なジャンパ8と
を設ける。
Description
ュールに係り、より詳しくはパーソナルコンピュータ等
に用いられるメモリモジュールの構造に関する。
ンラインパッケージ、またはフラットパッケージのよう
なプラスティックによりモールドされた主流のメモリI
Cチップ(16M DRAM)を複数ガラエポ基板等の
片面もしくは両面に半田付けした構造を有するメモリモ
ジュールがよく知られている。しかし、パーソナルコン
ピュータなどに用いられるメモリモジュールは、時代の
ニーズにより高容量化、高集積化が要求され、メモリを
実装するため高度な高密度実装技術が必要とされる。こ
の高容量化、高集積化を実現する方法として、次世代タ
イプのメモリICチップ(64M DRAM)を用いる
方法がある。このような次世代タイプのメモリICチッ
プ(64M DRAM)を用いることにより、従来の主
流メモリICチップ(16M DRAM)を使用するの
に対し同じスペースで高いメモリ容量を得ることができ
る。また従来、高容量化、高集積化を実現するための方
法として、テープキャリアパッケージ(TCP)ICを
用いて2段に実装することにより、従来のプラスティッ
クモールドされたメモリICチップに比べICチップの
厚みが薄くなり、小スペースを実現することができる。
るための方法として、ベアチップを基板に接着しボンデ
ィングワイヤによりワイヤリングしたCOBメモリモジ
ュールがよく知られている。このような技術としては、
例えば特願平6−293059号公報に記載がある。こ
のようなCOBメモリモジュールを使用することによ
り、基板上にメモリベアチップを搭載し、チップのパッ
ドと基板とをワイヤボンディングした構造を有している
ため小型化、薄型が容易に実現できコストを低減するこ
とができる。このように従来のメモリモジュールは、時
代のニーズによる高容量化、高集積化に応じて高密度実
装技術により高容量化、高集積化を実現していた。
メモリモジュールは、プラスティックモールドされた主
流のメモリICチップ(16M DRAM)を用いて、
JEDEC規格(144pin 8−byte SO
DIMM)のモジュール(高さ25.4mm)にて、3
2MBのメモリモジュールを実現することは実装面積
(体積)の制約により困難であるという不具合があっ
た。また、次世代メモリICチップ(64M DRA
M)を用いてメモリモジュールにより小型化が実現でき
るが、世代交代するまでメモリICのビット単価は高く
最適なコストパフォーマンスが望めないという不具合が
あった。
モリモジュールを実現すると、世代交代し主流になるま
でメモリICの供給メーカが限られ、メモリICの製品
ラインナップも乏しいため、所望の性能(アクセスタイ
ム、リフレッシュレート、電圧仕様等)を付加するモジ
ュール設計において自由度が少くなくなる。また、テー
プキャリアパッケージ(TCP)実装にてメモリモジュ
ールを実現すると、構造上リード部からの熱伝導のみで
放熱効果を期待しなければならないため高い放熱特性を
得ることができないという不具合があった。また、テー
プキャリアパッケージは、搭載DRAMメモリICの電
気特性によりサブストレートには各ICに内蔵された負
電源回路によりマイナス電位にバイアス(バックバイア
ス)されているので、電気的故障を防止するため保護カ
バーにより絶縁する必要がありコストが高くなる不具合
があった。
リICを用いてメモリモジュールを実現した場合、モジ
ュール仕様に対応した搭載メモリICおよびモジュール
基板を用意する必要があった。さらに従来のベアチップ
を利用しCOBメモリモジュールを実現した場合、ボン
ディングワイヤは、ベアチップの周囲に形成されたI/
Oパッドによりワイヤリングされるため実装において基
板上にスペースを確保しなければならず、基板上に搭載
できるベアチップの個数も限定されてしまう不具合があ
った。
解決し、高容量のメモリベアチップを複数実装でき基板
上の高集積化が可能なメモリモジュールに改善するとと
もに、生産効率を向上でき低コストの高容量メモリモジ
ュールを提供することを目的とする。
決するために、メモリベアチップの長手方向で対向する
両辺の中心にパッドを備え左右自在に配線可能なセンタ
ーパッドを有するメモリベアチップを設け、ヴァイアホ
ールを備えメモリベアチップのボンディングワイヤを少
なくとも2本以上の信号接続が可能な接続パッドを備え
これに連通したI/O端子を有するガラエポ基板を設
け、この基板に複数の凹部を設けこの凹部にメモリベア
チップを複数搭載するとともに、メモリベアチップのセ
ンターパッドとガラエポ基板上の接続パッドとを接続す
るボンディングワイヤと、ガラエポ基板に搭載したメモ
リベアチップを封止する封止樹脂と、ガラエポ基板の表
裏両面に装着し凹部周囲を包囲し封止樹脂の積層を容易
にするダム枠とを設ける。
信号を基板内に接続する中層配線パターンおよび表層パ
ターンを設け、この中層配線パターンおよび表層パター
ンをI/O端子に信号接続するとともに、ガラエポ基板
に高速アクセスモード、リフレッシュサイクルなどの信
号線がパターン化され電源へのプルアップ、グランドへ
のプルダウンをジャンパ線の有無によりモジュールの仕
様を自由に変更できるよう設け、電源インピーダンスを
下げるためコンデンサと、モジュール識別用のEEPR
OMとを実装し、メモリベアチップ、ダム枠、封止樹脂
を、ガラエポ基板上でモジュール厚み方向を中心に表裏
が対称に設け、表面または裏面では左右対称の構造を有
するように設ける。
よる高容量メモリモジュールの実施形態を詳細に説明す
る。図1は、本発明による高容量メモリモジュールの実
施形態を一部切り欠いた状態を示す斜視図であり、図2
は図1に示すメモリモジュールのA−A’断面図であ
り、また図3は図1に示すメモリモジュールのボンディ
ングワイヤのワイヤリング例を示す上面図である。ま
た、図4は図1に示すメモリモジュールによる32MB
メモリを実現したモジュールのブロック図を示してい
る。
容量メモリモジュールは、中心部にセンターパッド3a
を有するメモリベアチップ3をガラエポ基板1に接着し
COB技術により実装するとともに、封止樹脂5でメモ
リベアチップ3を気密封止したメモリモジュールであ
る。メモリベアチップ3は、矩形の板状の本体に複数の
メモリ素子が形成されており、この本体の長手方向に対
向する左右両辺の中心にセンターパット3aを設けたL
OC用チップである。このメモリベアチップ3は、中心
から左右自由にボンディングワイヤ4を振り分けてワイ
ヤリングできるように中心部にI/Oパッドが形成され
ている。この際、メモリベアチップ3の長手方向に対向
する両辺エッジ部とボンディングワイヤ4とが電気的に
接触しないように(図2参照)ワイヤリングしている。
モリベアチップ3を接着し実装するため、基板表面に凹
部1a、1bを、また裏面には凹部1c、1dが各々設
けてある。この基板の表面および裏面に設けられた凹部
1a、1b、1c、1dは、深さをメモリベアチップ3
の厚みと同寸法に設けてある。この際、メモリベアチッ
プのボンディング面とガラエポ基板のボンディング面
は、ほぼ±50μm以内に収まるようになる。また基板
表面の凹部1aと凹部1bとは、お互いに左右対称の形
状に設けてあり、同様に基板裏面の凹部1c、1dも左
右対称の形状に設けられている。
1dには、各々メモリベアチップ3が4個づつ接着され
ている。この4個のメモリベアチップ3は、ガラエポ基
板1とメモリベアチップ3との長手方向の辺がお互いに
平行になるように設置し縦2個、横2個に配列させ搭載
してある。このように本発明による高容量メモリモジュ
ールは、ガラエポ基板1の表裏両面にメモリベアチップ
3を16個実装できるように設けてあり、ガラエポ基板
1とチップとが密着しているため放熱効果が向上する。
また本発明による高容量メモリモジュールは、チップを
実装した後も基板上の左右が対称であり、また基板の表
面と裏面とはお互いに同一形状を有し対称に設けられて
いる。これにより熱応力が基板上で均一とな反りなどに
高い効果を得ることができる。
エポ基板1と、メモリベアチップ3とを組合わせること
により、モジュールの厚み寸法がTCP品3.8mmに
対して本発明のモジュールは3.0mmと20%薄くで
きる。さらに、ガラエポ基板に凹部1を設けキャビティ
構造にすることにより、ボンディングワイヤとメモリベ
アチップとの距離を、ほぼ100μm確保できるように
なる。図3に示すように、ガラエポ基板上の凹部1a、
1bに搭載されたメモリベアチップ3のワイヤリング方
法は、LOC用のメモリベアチップ3−1、3−2の中
心に設けたセンターパッド3aからガラエポ基板1上の
接続パッド10a、10b、10cにボンディングワイ
ヤ4により左右に振り分けられワイヤリングされる。こ
のように、センターパッド3aから交互に左右に振り分
けることによりボンディングワイヤ4の長さが長くて
も、隣接したワイヤ同志が接触しないよう配線すること
可能である。
アチップ3−2との間に設けた接続パッド10bには、
メモリベアチップ3−1からのボンディングワイヤ4
と、メモリベアチップ3−2からのボンディングワイヤ
4とが2本ワイヤリングできるように設けてある。ボン
ディングワイヤ4がワイヤリングされた接続パッド10
a、10b、10cには、ガラエポ基板1を貫通するヴ
ィアホールが設けられてあり、表裏面の配線を容易にで
きるよう形成されている(図2参照)。このように、ワ
イヤリングの工夫により配線パターンを半減し高容量メ
モリモジュールを実現するため、2本以上のボンディン
グワイヤ4をワイヤリングできる接続パッド10を設け
るとともに、中心にセンターパド3aを有し左右自由に
ワイヤリングできるメモリベアチップ3を使用し、これ
により特別な方法を用いなくても高集積化を実現するこ
ができる。
1の表面と裏面とに各々設けた左右の凹部に左右対称に
実装され、表面と裏面とが同じ形状になるよう実装され
る。さらにガラエポ基板を貫通するヴィアホールを有す
る接続パッド10を設け実装するため、メモリベアチッ
プ3のワイヤリングが容易に行え配線効率を向上するこ
とが可能となる。図1に示すように、凹部1a、1b、
1c、1dに実装されたメモリベアチップ3は、長手方
向に対向する両辺エッジ部と、ボンディングワイヤ4と
の接触を防止し、メモリベアチップ3が外気に触れ汚染
物質により汚染されないように封止樹脂5により封止さ
れている。この封止樹脂5を流入する際、基板周辺に樹
脂が流れないようにダム枠2をガラエポ基板上に装着し
ている。
れる凹部1a、1bを包囲する略正方形の2つの枠2
a、2bを設け、この枠2a、2bを接合する補助部材
2cにより形成されている。枠2aと枠2bとは、同寸
法で補助部材2cを中心に対称であり、裏表の両面は対
称に設けられている。このダム枠2は、ガラエポ基板1
の裏表の両面に装着され、図2に示すように裏面にダム
枠2−2、表面にダム枠2−1が各々装着されている。
このようにダム枠2をガラエポ基板1の裏表両面に装着
しているため基板の反りを防止することができる。また
ダム枠2またはメモリベアチップ3のように部品を共用
して使用することにより製造を容易に行えるとともにコ
ストを低減することが可能になる。
ダンスを下げるためのコンデンサ6とモジュール識別用
のEEPROM7が半田付けされている。さらにメモリ
モジュールの仕様選択が行えるI/O端子9を設けてい
る。このコンデンサ6、EEPROM7およびI/O端
子9は、ガラエポ基板1の表裏両面に設けられ同様な構
造に構成されている。本発明による高容量メモリモジュ
ールの32MBメモリモジュールは、図4に示すよう
に、メモリチップD0、D1...D15がガラエポ基
板の裏面および表面に各々16個装着されている。これ
は、図2に示すメモリベアチップ3−1、3−2、3−
3、3−4に相当し、メモリモジュール1個当たり1b
ank×4bit仕様となっている。
アクセスタイミングを有するメモリチップを使用してお
り、センターパド3aからワイヤリングされる共通信号
は、図4に示すように例えば1/00部が16個(DQ
0、DQ4、DQ8、DQ12、DQ16、DQ20、
DQ24、DQ28、DQ32、DQ36、DQ40、
DQ44、DQ48、DQ52、DQ56、DQ60)
あり、さらに16個のメモリチップは、ガラエポ基板1
の表裏両面に2分されている。この場合、例えば表面の
DQ0と、裏面のDQ32とが1つの接続パッド10
a、10cにワイヤリングされガラエポ基板を貫通する
ヴァイアホールにより接続されている。このように1つ
の接続パッドで2つのボンディングワイヤをワイヤリン
グしている。同様に1/01、1/02、1/03部も
接続パッドのヴァイアホールにより各々ワイヤリングさ
れている。
電源ラインVcc(図示せず)、アドレスラインGND
(図示せず)などの共通信号は、接続パッド10bを用
いて1個の接続パッドにメモリベアチップ4個分(裏面
2個、表面2個)のボンディングワイヤをワイヤリング
している。このように、接続パッド10a、10b、1
0cを用いてガラエポ基板上の配線パターンを最小限に
抑えて信号接続されている。なお各接続パッドからは該
当するモジュールのI/O端子9へ中層配線パターン1
1aおよび表層パターン11b、11c(図2参照)に
て信号接続されている。これによりヴァイアホールの使
用効率が高まるため小型化が可能となり規格寸法では従
来比2倍の高容量メモリモジュールが実現できる。
ックモールドされたメモリICでは高速アクセスモード
(FP/EDO)の選択と、リフレッシュサイクル(2
k/4k)の選択とが製品の仕様毎に設定してあるのに
対し、本発明のメモリモジュールは、モールドパッケー
ジの内部ワイヤリングオプションで設けたジャンパ設定
(半田オプションJ1、J2)により切替えることがで
きる。このように、一つのメモリモジュールで自由に複
数の設定が行えるように設けてある。またジャンパ設定
は、図1に示すジャンパ8により行われ、ジャンパ8
(J1、J2)のOPEN/SHORTにより、モジュ
ールの高速アクセスモードおよびリフレッシュレートの
選択できる。
リモジュールの実施の形態を詳細に説明したが、本発明
は前述の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で変更可能である。略正方形の形状
を有するダム枠は、形状が略正方形に限定されるもので
はなく例えば、楕円形状のダム枠でもよい。また、上記
実施の形態では、本発明のメモリモジュールを高速アク
セスモードとリフレッシュサイクルとのいずれかを選択
できる半田オプションを備えたメモリモジュールを例に
説明した。しかし、本発明は特にこれに限定されるもの
ではなく、勿論半田オプションの無い、いずれかの機能
を備えたメモリモジュールにも適用可能である。この場
合、上記実施の形態に示したような汎用性が無くなる
が、その代わり回路構成が簡単になるので、個別に大量
生産を行った場合にはコストパフォーマンスの高いメモ
リモジュールを期待することができる。
ジュールによれば、プラスティックモールド品による同
容量のメモリICを用いた場合、2倍の実装数のメモリ
チップが実装でき、JEDEC規格(144pin 8
−byte SO DIMM)では、2倍の容量のメモ
リモジュールが実現できる。また、TCPを2段重し2
倍の容量を実現する方法に比べ、モジュール厚み寸法が
20%薄くできるとともに、メモリベアチップのサブス
トレートがガラエポ基板に接着しており放熱特性が良好
になる。
ドやリフレッシュサイクルをモールドパッケージの内部
ワイヤリングオプションでジャンパの有無により仕様選
択ができるように共用設計することにより、メモリIC
の内部信号をメモリモジュールに自由に取り出せるとと
もに、ジャンパ設定によりモジュール仕様を容易に変更
することができる。これによりモジュールは、1品種の
み生産し出荷の際にユーザニーズに対応したモジュール
仕様にジャンパ設定するとともに検査して出荷すれば良
く生産効率が向上できる。またガラエポ基板、ダム枠お
よび封止樹脂を、モジュール厚み方向の裏表両面の形状
が同じに形成され対称の構造を有しているため、ガラエ
ポ基板のマウント工程が容易になり、熱応力が表裏両面
において同一であるためメモリモジュールの反りの発生
を防止できる。
ップとの距離をほぼ100μm確保できるため、従来の
ような電気的ショートを防止するため絶縁を施す前処理
が不必要になる。またメモリベアチップのボンディング
面とガラエポ基板のボンディング面とは、お互い装着す
る際、高さの誤差が少ないためボンディングの安定性と
高速ボンディングとが可能となり高い生産性が得ること
ができる。さらに、メモリベアチップの中心にセンター
パッドを設けボンディングワイヤを隣接しないよう左右
交互に振り分けてワイヤリングすることにより、ガラエ
ポ基板の接続パッドのピッチが広く取れ設計が容易にな
るとともに、ワイヤボンディングの加工コストも削減し
安定生産するこができる。
態を一部切り欠いた状態を示す斜視図。
図。
イヤのワイヤリング例を示す上面図。
モリを実現したモジュールのブロック図。
Claims (5)
- 【請求項1】 複数のI/O端子と配線パターンを有す
る基板を設け、この基板上にメモリベアチップを複数搭
載しワイヤボンディングするとともに樹脂により封止し
たCOBメモリモジュールにおいて、 前記メモリベアチップの長手方向で対向する両辺の中心
にパッドを備え左右自在に配線可能なセンターパッドを
有するメモリベアチップと、 前記基板に複数の凹部を設けキャビティ構造を有しこの
凹部に前記メモリベアチップを複数搭載するとともに、
前記基板を貫通するヴァイアホールを備えメモリベアチ
ップのボンディングワイヤを少なくとも2本以上の信号
接続が可能な接続パッドを備えこれに連通したI/O端
子とを有するガラエポ基板と、 前記メモリベアチップのセンターパッドと前記ガラエポ
基板の接続パッドとを接続すボンディングワイヤと、 前記ガラエポ基板に搭載したメモリベアチップを封止す
る封止樹脂と、前記ガラエポ基板に装着され凹部周囲を
包囲し前記封止樹脂の積層を容易にするダム枠とを設け
たことを特徴とする高容量メモリモジュール。 - 【請求項2】 請求項1に記載の高容量メモリモジュー
ルにおいて、 前記ガラエポ基板は、前記ヴァイアホールの信号を基板
内の中層配線パターンおよび表層パターンにより接続す
るとともに、これらの配線パターンは前記I/O端子に
信号接続されていることを特徴とする高容量メモリモジ
ュール。 - 【請求項3】 請求項1に記載の高容量メモリモジュー
ルにおいて、 前記ガラエポ基板には、高速アクセスモード、リフレッ
シュサイクルなどの信号線がパターン化され電源へのプ
ルアップ、グランドへのプルダウンをジャンパ線の有無
によりモジュールの部品仕様を自由に変更できるように
したことを特徴とする高容量メモリモジュール。 - 【請求項4】 請求項1に記載の高容量メモリモジュー
ルにおいて、 前記ガラエポ基板には、電源インピーダンスを下げるた
めコンデンサと、モジュール識別用のEEPROMとが
実装されていることを特徴とする高容量メモリモジュー
ル。 - 【請求項5】 請求項1に記載の高容量メモリモジュー
ルにおいて、 前記メモリベアチップ、ダム枠、封止樹脂は、ガラエポ
基板上でモジュール厚み方向を中心に表裏が対称である
とともに、表面または裏面は左右対称の構造を有してい
ることを特徴とする高容量メモリモジュール。
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JP3799120B2 (ja) | 2006-07-19 |
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