本申请
发明人等,对作为主要的适用对象产品适合于组装到各种 便携信息终端(掌上PC、手持终端)、数字
照相机等内的半导体盘器件 进行了研究。所要求的技术规格,在安装面积、重量和功耗中都分别 要求更小的产品。此外,控制器作为面向各种用途应对方法有多种品 种,此外,作为安全保密对策,由于可以预料性能规格的更新频度高, 故要缩短新的封装产品的开发周期,重视民用机器所共有的降低价格 的问题。
在上述特开平6-250799号公报中公开的在单一的半导体芯片中构 成半导体盘器件的所谓的系统LSI化中,可以举出以下的问题:①由 于需要开发新的工艺,此外,工艺工时也要增加,故招致成本增加, ②当用同一工艺制造所有的构成单元时,与用专用工艺制造每一个单 元的情况比较,存在着个别单元的性能降低的问题,③伴随着控制器 规格的变更,要重新进行整个芯片的设计,对于降低开发成本、缩短 开发周期是不利的,④由于平面配置各个构成单元,故作为单一芯片 来说会变大。
此外,如在特开平11-86546号公报中所讲述的那样,把多个芯片 并列配置起来汇总到一个封装内的LSI,同样,其安装面积,在根本 不比各个芯片的面积的总和小的范围内,安装面积缩小停步不前。
(1)本发明的第1个目的在于提出适合于向可以携带的小型信息 终端等中安装安装面积小,而且可以迅速地应对因控制器的规格变更 等引起的机种变更的、缩短开发周期(周转期:从素材投入到产品上市 为止所需要的时间。从着手开发到开发完毕所需要的天数),而且压低 开发成本的半导体盘器件的封装形态。
此外,本发明人等,在用MCP构成的半导体盘器件的方案中, 研究了把存储器芯片和控制器芯片安装到一个封装内的产品的测试问 题。现存的存储器和控制器(逻辑)个别地封装化、个别地实施测试、并 安装到印制
基板上边后连接起来在把该使用形态的2个芯片的组合作 为一个封装而产品化的情况下,通常,存储器和控制器在印制基板上 边的 布线’也要放到封装内部。然而,在产品上市前的测试中却会 产生问题。在现存的存储器和控制器一起作为单一的封装进行测试的 情况下,存储器用存储器测试仪进行测试,控制器则用逻辑测试仪进 行测试。这些现存的测试环境,如上所述,当把存储器和控制器放入 到一个封装内而且还进行内部连接的情况下,就不能与
现有技术一样 在同一条件下使用。归因于进行了内部连接,例如在用存储器测试仪 进行存储器测试的情况下,由于归因于连接上控制器的影响(漏
电流等) 根本不会完全消失,故就不能用现有技术中现存的存储器测试环境实 施同等的测试。对于控制器的测试情况也是同样的。就是说,即便是 尽可能地降低内部连接的影响,或采用已经考虑到影响的解析,测试 品质的恶化仍会纠缠不放地存在着。
此外,以下对存储器测试仪和逻辑测试仪的特性进行比较。在伴 随着存储器大容量化的测试时间很长的情况下,存储器测试仪以同时 测试多个存储器为
基础,采用提高测试生产率的方式。另一方面,逻 辑测试仪,虽然为了给被测试LSI加上大的测试图形要使用许多的信 号
端子,但是测试所需要的时间,与存储器测试时间比较起来一般地 说要小2个数量级。由于这一特性,在逻辑测试仪的情况下,采用因 被测试LSI的装载旋转快而提高生产率的方式。如果假定要开发这样 特性不同的兼备两方测试仪功能的混合测试仪,则虽然可以使安装到 该混合测试仪上的被测试(MCP)封装执行两种功能的测试,但是,结 果却变成为在逻辑测试结束后,到存储器测试之前的长的时间,逻辑 测试用的端子被闲置不用,结果是可以预料会有损于测试生产率。
为此,从效率良好地利用昂贵的测试系统这一测试生产率的观点 来看,人们认为个别地对MCP内的存储器芯片和逻辑芯片进行2度 测试的方式是有
力的。因此,可以预测结果就变成为要加上这样的修 正:给存储器测试仪和被测试封装附加上切断因连接上控制器而产生 的影响的功能,给逻辑测试仪和被测试封装附加上切断因连接存储器 而产生的影响的功能。
于是
(2)本申请的第2个目的在于:提出可以效率良好地利用被构成 为可以应对现有个别芯片的昂贵的测试系统,压低开发新的测试环境 的成本,缩短产品开发周期的MCP安装形态的方案。
(3)此外,还探究这样的情况:考虑了测试环境开发效率的上述 (2)的解决手段,即便是可能进行组合的多个芯片的种别、内置的功能 和封装形态发生了改变,是否仍可普遍地应用于所有的MCP。
(4)此外,在系统LSI中,如果考虑多个LSI核心的测试环境开 发的问题,则要探究是否可以同样地使用本发明。
当考察适合于面向各种便携信息终端、数字照相机等装入的半导 体盘器件的实施形态时,特别是如果用①安装面积小,②造价便宜的 观点进行评价,则在芯片面积为40mm2以上的情况下,人们估计比起 系统LSI化以形成1个芯片来,还是使存储器芯片和控制器芯片封装 (3维安装化)到堆叠式封装内为好(参看nikkei microdevices 1999年8 月号pp.40~pp.45)。
探讨使多个不同种类的芯片(存储器芯片和控制器芯片的组合等) 进行3维安装以形成1个封装化的形态。通常,由于多个芯片的外形 形状和
电极焊盘配置不同,故形态与像DDP、堆叠存储器那样使同一 形状、规格的多个芯片进行叠层的封装不同。考虑到归因于用现在广 为使用的封装类型且可兼用现有设备而得以使造价下降这一点和安装 面积的缩小效果高这一点,可以举出以下的2种形式。
①把第2半导体芯片叠层到LOC构造的半导体芯片上,4方向 引线排列构造的TQFP(薄型四方扁平封装)型。
②以小型的BGA(球栅阵列)类型为基础的叠层芯片CSP(芯片 尺寸封装)型。
CSP型虽然在安装面积的缩小效果上是优秀的,但是从产品设计 等的开发期间短而且造价低的观点看,还是使用成本便宜的
引线框架 的TQFP型更好。
作为适合于组装到各种便携信息终端、数字照相机等内的半导体 盘器件的封装形态,把现存的
芯片组合起来封装化的产品设计等的开 发周期短,归因于把多个芯片叠层到单一的引线框架内的构造使得造 价低的TQFP型作为第1个解决方案,将在实施形态1中公开。至于 半导体盘器件的存储器扩展,则要在封装内设置扩展端子。控制器与 内置存储器同样,具备可以对连接到外部的扩展存储器进行存取的功 能。
此外,作为本发明的第2个目的的已经组装到MCP内的多个芯 片的测试容易化的对策,提案如下。
在实施形态1中,在构成半导体盘器件的封装内的控制器和闪速 存储器之间不进行内部连接。这样一来,控制器芯片和闪速存储器芯 片的各个电极焊盘就分别独立地与封装的外部端子进行连接。另外, 电源或接地线有时候两个芯片都要连接到共通的外部端子上。在使用 上述半导体盘器件时就要把它安装到
电路板上边,并用电路板上边的 布线把上述外部端子间连结起来。控制器则经由外部端子、和电路板 上边的布线对闪速存储器进行存取。
归因于作成为这样的构成,本发明的封装内的闪速存储器和控制 器,如果通过外部端子从封装外部来看,则分别独立地动作。因此, 可以把本发明的封装安装到现有的为应对个别的芯片而开发的测试环 境内,与个别芯片的情况下同样地,依次进行存储器测试和逻辑测试。 倘采用本发明的方式,在存储器测试和逻辑测试的环境内,即便是不 附加屏蔽别的芯片的影响的功能,也可以分别执行具有与现有技术同 等的可靠性的测试。
使独立的测试成为可能的本发明的MCP的构成,并不限于实施 形态1的闪速存储器和控制器(ASIC)的组合的MCP,在任意封装形态 的任意多个芯片的组合的MPC中,都可以具有同样的效果地应用。
此外,作为本发明的
变形例,也可以考虑用选择器选择以下模式 的方式:采用在MCP内的多个芯片间的内部布线上边设置选择器, 借助于外部端子向选择器输入测试模式
信号的办法,切断多个芯片间 的连接,用外部端子独立地测试每一个芯片的模式,和使多个芯片间 进行内部连接使得可在封装内部进行芯片间的存取的模式。在该情况 下,结果就变成为在封装内的内部布线上边或在控制器芯片内实质上 具备借助于模式信号切换连接的
开关功能的选择器。
提供一种封装,该封装保证把基于闪速存储器和控制器的组合的 系统程序内置于闪速存储器内,并使其系统程序运行。
附图说明
图1是本发明的一个
实施例的半导体盘器件的
框图。
图2是将本发明的一个实施例的半导体盘器件的
树脂密封体的上 部除去后的状态的平面图。
图3是沿着图2所示的A-A’线的模式性的剖面图。
图4是沿着图2所示的B-B’线的模式性的剖面图。
图5是沿着图2所示的C-C’线的模式性的剖面图。
图6是分配给本发明的一个实施例的半导体盘器件的半导体封装 的外部端子的信号配置例。
图7是把本发明的一个实施例的半导体盘器件安装到电路板上时 的连接布线例。
图8是在本发明的实施形态1的半导体盘器件中具备的控制器的 框图。
图9是在本发明的实施形态1的半导体盘器件中具备的闪速存储 器的框图。
图10是在本发明的实施形态1的半导体盘器件中具备的64Mb闪 速存储器的存储器映像图(memory mat)。
图11是把扩展存储器连接到本发明的实施形态1的半导体盘器件 上的例子。
图12是考虑到在电路板上边连接本发明的实施形态2的半导体盘 器件的连接容易性的向外部端子进行的信号分配的例子。
图13是实施本发明的堆叠式CSP的剖面图。
图14是使各个信号连往图13的CSP的外部端子的一个例子。
图15是在电路板上边连接图13的CSP的外部端子的例子。
图16a是实施本发明的引线框架型MCM的例子。
图16b是实施本发明的引线框架型MCM的另一个例子。
图16c是实施本发明的引线框架型MCM的再一个例子。
图17是用来说明多个芯片的独立端子1个封装化的说明图。
图18示出了使控制器和DRAM1个封装化的例子。
图19示出了使DRAM和闪速存储器1个封装化的例子。
图20是闪速存储器的存储单元的剖面图的例子。
图21是内置测试用选择器的半导体盘器件的框图。
图22是把测试用选择器内置于控制器芯片内的半导体盘器件的 框图。
图23是MCP具备扩展存储器用扩展端子的实施例。
图24是在系统LSI中构成本发明的半导体盘器件的框图。
图25是扩展存储器的叠层型封装的例子。
以下,参看附图详细地说明本发明的实施形态(实施例)。另外,在 用来说明发明的实施形态的全部附图中,对于那些具有同一功能的部 分赋予同一标号而省略其重复的说明。
(实施形态1)
图1示出了本发明的用单一半导体封装构成的半导体盘器件100 的框图。构成半导体盘器件100的存储器芯片20和控制器芯片30, 在半导体封装10内不进行内部连接,把存储器芯片20和控制器芯片 30的各个信号端子(以后,把多个电极焊盘归纳起来叫做电极焊盘 21、22、31~34’)分别独立地连接到该半导体封装10所具有的外部 端子群11~16(各个外部端子群虽然由多个外部端子构成,但是,以后 归纳起来叫做外部端子’)上。就是说,控制器芯片30,使从外部主 机输入输出地址/各种存取信号的电极焊盘31和输入输出数据/指令信 号的电极焊盘32与上述半导体封装10连往主机的连接用外部端子 11(主机接口)进行内部连接317、318,把用来向存储器输出地址/数据 /指令各个信号,和用来输入来自存储器的数据信号的电极焊盘33与 上述半导体封装10的外部端子12(存储器接口)进行内部连接,此外, 使输入输出对存储器进行存取的存取
控制信号的电极焊盘34与上述 半导体封装10的存取控制信号用的外部端子13、16进行内部连接。 此外,存储器芯片20,使用来输入来自控制器30的地址/数据/指令各 个信号和用来向控制器30输出数据信号的电极焊盘21与上述半导体 封装10的外部端子14进行内部连接,使在与控制器之间输入输出存 取控制信号的电极焊盘22与上述半导体封装10的存取控制信号用的 外部端子15进行内部连接。上述之外的每一个控制器芯片30、存储 器芯片20,与需要和上述半导体封装10的外部进行连接以进行输入 输出的信号、电源(Vcc)、接地线(Vss)等,适宜地与控制器芯片30、 存储器芯片20的除此之外的电极焊盘以及上述半导体封装10的除此 之外的外部端子进行内部连接。这时,接地线(Vss)、电源(Vcc)等的电 极焊盘也可以考虑连往共通的外部端子或使一部分的信号连往外部端 子或进行内部连接。
本发明的一个实施例的半导体封装10安装在母板150上,借助于 电路板上边的存储器总线301和上述半导体封装10的外部端子12(存 储器接口)、外部端子14进行外部连接,同样,借助于电路板150上 边的控制总线302与上述半导体封装10的外部端子13和外部端子15 进行外部连接,借助于此,就可以进行上述控制器30和上述存储器 20的连接,就可以进行作为半导体盘器件的存取控制。
如上所述,采用作成为极力避免在内部把半导体封装10内的控制 器芯片30和存储器芯片20连接起来的安装形态的办法,在借助于测 试系统从外部端子个别地分别对各个芯片执行测试时,就可以抑制来 自别的芯片的影响,可以执行具有可靠性的测试。
此外,本发明的一个实施例的半导体盘器件100,为了使扩展存 储器的存储容量成为可能,在外部设置把扩展存储器50连接起来的存 储器扩展端子16,使得可以用控制器30进行存取。存储器扩展,在 同一阶层(共通地供给地址、各种控制信号等的连接形态)上把同样地 安装到母板150上边的扩展存储器50连接到把控制器30和内置存储 器20连接起来的存储器总线301和控制总线302上。存取控制信号 303的一部分也与控制器30和内置存储器20之间的输入输出共通地 对扩展存储器50进行输入输出。扩展存储器专用存取控制信号304从 控制器30通过存储器扩展端子16直接向扩展存储器50进行输入输 出。究竟对内置存储器20还是控制器30进行存取由后边讲述的片选 信号F_CEA_1~F_CEA_5中的究竟产生哪一个来决定。扩展存储器 50,可以使与内置存储器20同一规格的存储器芯片或存储容量不同的 存储器芯片作成为单一或多个封装后进行安装。
图2示出了本发明的一个实施例的在单一封装内构成半导体盘器 件100的例子。图2是除去了本发明的一个实施例的半导体盘器件的 树脂密封体上部后的状态的平面图,图3是沿着图2所示的A-A’线的 模式性的剖面图,图4是沿着图2所示的B-B’线的模式性的剖面图, 图5是沿着图2所示的C-C’线的模式性的剖面图。
如图2、图3、图4和图5所示,本实施形态的半导体盘器件100 具有:在矩形形状的半导体衬底的主面30X上形成了多个电极焊盘4 的控制器芯片30;在比该控制器芯片30的半导体衬底尺寸还大的矩 形形状的半导体衬底的主面20X上形成了多个电极焊盘4的存储器芯 片20;配置在上述控制器芯片30和上述存储器芯片20的外侧一边, 由内部部分7A和外部部分7B构成,而且通过
导电性的金属丝8把上 述控制器芯片30和上述存储器芯片20的各个电极焊盘4与上述内部 部分7A电连起来的多个引线7;支持上述存储器芯片20的支持引线 6;对上述控制器芯片30和上述存储器芯片20、金属丝8以及引线7 的内部部分7A进行树脂密封的树脂密封体9。
上述支持引线6,由配置在由一体化地形成上述多个引线7构成 的引线群之间的悬空引线部分6A和配置在被引线7的内部部分7A的 顶端围起来的中央空间部分上的半导体芯片支持引线部分(bus bar,汇 流条)6B的引线构成。由上述多个引线7和上述支持引线6构成的引 线框架,例如可以采用对由
铁(Fe)-镍(Ni)系的
合金或者
铜(Cu)或铜系 的合金构成的平板板材施行
腐蚀加工或
冲压加工形成规定的引线图形 的办法制造。
与上述控制器芯片30的主面30X相反的一面(背面),被载置到上 述存储器芯片20的主面(表面)20X上边,在保持原状的状态下用粘接 剂5把上述控制器芯片30的背面和上述存储器芯片20的主面20X固 定起来构成半导体芯片叠层体。把上述半导体芯片支持引线6B固定到 上述半导体芯片叠层体的上述半导体芯片20的主面20X上,支持上述 半导体芯片叠层体。上述支持引线6B的上表面变得比金属丝8的顶部 还低。
树脂密封体9的平面形状被形成为矩形形状,在本实施形态1中, 例如,被形成为长方形。沿着该树脂密封体9的四边,排列多个引线 的外部部分7B。引线的外部部分7B作为表面安装形状例如被形成为 鸥翼状。
上述半导体封装10,由于在从上述控制器芯片30的主面30X到 上述存储器芯片20的主面20X之间不存在薄片,故可以实现薄形化。 此外,采用把上述半导体芯片支持引线6B粘接固定到上述存储器芯片 20的主面20X上的办法,使上述支持引线6的厚度被金属丝8的环路 高度抵消,由上述支持引线6产生的对树脂密封体9的厚度影响就不 复存在。结果是可以实现使多个芯片叠层起来的上述半导体封装10的 薄形化,可以用TSOP型构成。
另外,在实施例中,与控制器芯片30的面积比较起来存储器芯片 20的面积这一方变大。在这样的情况下,由于大面积的芯片这一方弯 曲强度减弱,故人们认为与其把两芯片的厚度作成为相同,还不如增 厚大面积一侧的芯片的厚度。
为了用TSOP型构成以上堆叠型MCP,在用金属丝8把各个芯片 的各个电极焊盘4和配置在四边上的引线7的内部引线7A连接起来 的情况下,为了避免金属丝的邻接、交叉,就必须把多个芯片的电极 焊盘的总配置数,与各边的引线数之比对应地分配给各个方向。在图 2的例子中,把控制器芯片30的1边一侧的电极焊盘的配置,与其它 的3边一侧的电极焊盘的配置比较起来形成得粗一些,使存储器芯片 20的电极焊盘集中到对应的一边一侧,把两个芯片组合起来。借助于 此,4边的电极焊盘数的比就变成为与引线数之比大体上相同,从而 将消除连接金属丝的交叉。
图6标上了端子名地示出了如上所述进行了金属丝连接的图2所 示的半导体封装10的外部端子(引线的外部部分7B)的信号配置例。
例如,VCC端子是控制器用电源电位端子,例如,为3.3伏(V) 或5伏(V)。VCCf端子是存储器用电源电位端子,例如为3.3伏(V)。 VSS端子是把电位固定到基准电位(例如0伏)上的基准电位端子。I/O0 端子~I/O7端子与存储器芯片20的电极焊盘21连接,是向存储器输 入地址/数据/指令的输入端子。F_DA(0)端子~F_DA(7)端子与控制器 芯片30的电极焊盘33连接,是输入输出与存储器之间的地址/数据/ 指令的输入输出端子。F_CEA_1端子~F_CEA_5端子,在控制器选 择封装内的存储器20的情况下,就从F_CEA_1端子输出片选信号1, 在选择外部的扩展存储器50的情况下,就输出存储器片选信号2~5。 在从F_OEA端子读出数据的情况下,就用控制器进行设定。 F_RDY_1,F_RDY_2端子,在向存储器写入、擦除动作的情况下, 用控制器进行设定。F_WEA端子用控制器设定存储器写入允许信号。 F_SC_A1、F_SC_A2端子,用控制器设定串行时钟。F_CDEA端子, 在存储器写入时,用控制器设定用于控制多路复用总线。F_RES端子 用控制器设定RESET信号。表1示出了分配给各个外部端子的功能 的一览表。
表1 # 端子名 功能 # 端子名 功能 1 Vss 接地 51 H_D(5) 数据5 2 Vcc 电源 52 H_D(6) 数据6 3 Vccf 接地(闪速) 53 H_D(11) 数据11 4 /RES 复位 54 H_D(12) 数据12 5 RDY∥Busy 忙/闲 55 H_D(13) 数据13 6 /CDE 指令数据允许 56 Vss 接地 7 /OE 输出允许 57 H_D(14) 数据14 8 Vss 接地 58 H_D(7) 数据7 9 I/O0 输入输出0 59 H_CE1 片选1 10 I/O1 输入输出1 60 H_A(10) 地址10 11 F_RDY_2 就绪(2个存储区用) 61 H_OE 输出允许 12 I/O2 输入输出2 62 H_D(15) 数据15 13 F_RES 复位 63 H_CE2 片选 14 I/O3 输入输出3 64 H_IORD 读数据控制 15 TEST1 诊断模式选择1 65 H_IOWR 写数据控制 16 Vcc 电源 66 Vcc 电源 17 Vccf 电源(闪速) 67 H_A(9) 地址9 18 I/O4 输入输出4 68 H_A(8) 地址8 19 I/O5 输入输出5 69 H_A(7) 地址7 20 I/O6 输入输出6 70 H_A(6) 地址6 21 I/O7 输入输出7 71 Vss 接地 22 F_CEA_1 片选1 72 H_WE 写允许 23 F_CEA_2 片选2 73 H_IREQ 中断
请求 24 Vcc 电源 74 CSEL 卡选 25 SC 串行时钟输入1 75 TEST2 诊断模式选择2 26 F_SC_A1 串行时钟输出1 76 H_RESET 复位 27 /WE 写允许 77 WAIT 等待 28 /CE 片选 78 H_A(5) 地址5 29 Vss 接地 79 H_A(4) 地址4 30 F_SC_A2 串行时钟输出2 80 H_A(3) 地址3 31 Vss 接地 81 H_A(2) 地址2 32 F_CEA_3 片选3 82 H_INPACK 输入响应 33 F_CEA_4 片选4 83 H_REG 寄存器 34 F_CEA_5 片选5 84 DASP 握手控制 35 F_WEA 写允许 85 H_STSCHG 状态信号 36 F_DA(7) 数据7 86 H_A(1) 地址1 37 F_DA(6) 数据6 87 H_A(0) 地址0 38 F_DA(5) 数据5 88 H_D(0) 数据0 39 Vcc 电源 89 H_D(1) 数据1 40 F_DA(4) 数据4 90 H_D(2) 数据2 41 F_DA(3) 数据3 91 H_IOIS16 16位激活信号 42 F_DA(2) 数据2 92 H_D(8) 数据8 43 F_DA(1) 数据1 93 H_D(9) 数据9 44 F_DA(0) 数据0 94 H_D(10) 数据10 45 F_OEA 输出允许 95 Vcc 电源 46 F_CDEA 指令数据允许 96 PORST 端口 47 F_RDY_1 就绪信号 97 TEST3 诊断模式选择3 48 Vcc 电源 98 TEST4 诊断模式选择4 49 H_D(3) 数据3 99 XIN 晶振(IN) 50 H_D(4) 数据4 100 XOUT 晶振(OUT)
图7,示出了如图6所示在把信号分配给半导体封装10的外部端 子的实施形态1中,在把该半导体封装10安装到电路板上使用时,使 用者必须在电路板上边用布线进行
短路连接(在电路中电位不同的2点 间用
电阻极低的导体进行连接)的外部端子的组合例和电路板上边的 布线例。就是说,例如已在控制器内进行了内部连接的引脚序号44的 F_DA(0)端子和已在存储器内进行了内部连接的引脚序号9的I/O 0端 子进行外部连接。此外,已和控制器进行了内部连接的引脚序号47的 F_RDY_1端子和与存储器进行了内部连接的引脚序号5的RDY/Busy 端子进行外部连接。其它的端子也如图7的组合所示进行外部连接, 归因于此,就可以使本发明的半导体器件100作为半导体盘器件发挥 作用。如果使电路板上边的外部连接布线如图7所示无交叉地进行布 线,则可以在电路板上边用单一布线层进行短路连接。压低电路板上 边的布线层的增加,对别的布线的干扰程度小。如上所述,人们认为 给标上了尽量不使电路板上边布线产生交叉那样的顺序的外部端子分 配信号是必要的。
图8示出了控制器30的框图的一个例子,图9示出了闪速存储器 20的框图的一个例子。
图8所示的控制器的功能,与主机之间的接口以PCMCIA(个人计 算机存储器卡国际协会)所规定的规格为标准,也支持存储器卡模式、 I/O卡模式、和IDE(集成电路
电子学)标准模式中的任何一种模式的动 作。使用主机,用与存储器卡或I/O卡(PC卡)同样的存取方法,或者 用有现有IDE标准的
硬盘装置同样的接口,就可以进行对存储器进行 存取。本控制器如图所示以16位CPU为核心处理器38,由主机接口 控制单元35,数据传送控制单元36和存储器接口控制单元37构成。
在用PC卡规格对主机接口控制单元35进行存取的情况下,在 CCR(卡构造寄存器)中具备记录可以从主机一侧参照的硬盘资源的各 种
属性信息CIS(卡信息构造)的寄存器,和各种卡标准规格。在从主机 对半导体盘器件100进行存取的情况下,从主机经由主机连接用的外 部端子(主机接口)11,发送例如以ATA规格(ANSI(美国标准协会)使作 为硬盘的接口之一的IDE标准化后的规格)为标准的指令,在参照上述 CIS确立了连接之后,执行数据的读写等。上述主机接口控制单元35, 取入上述指令进行解释,暂时把表示存取的开头
位置的地址、数据长 度和传送过来的写入数据,存放到任务寄存器内。此外,在要读出数 据的情况下,在先把从存储器读出来的数据暂时存放到任务寄存器内 之后,再用以ATA规格为标准的指令送往主机。
存储器接口控制单元37,是根据在本半导体盘器件100中内置或 扩展的存储器的固有特性构成接口的单元。使用由存储器固有所决定 的存储器指令对存储器进行存取控制。如果存储器的规格变了,则仅 仅变更本存储器接口控制单元17的规格。存储器接口控制单元37, 判定由主机进行存取的地址究竟是与内置的(闪速)存储器对应还是与 外部的扩展(闪速)存储器对应,以产生与相应的(闪速)存储器对应的片 选信号。与此同时,来自主机的ATA标准指令,被变换成控制存储器 的存储器指令,并通过外部端子12(存储器接口)被送往相应的(闪速) 存储器,接收到片选信号的(闪速)存储器就变成为有效状态,在借助 于来自存储器接口控制单元37的存储器指令设定动作模式进行存取 控制。
<闪速存储器的整体构成>
借助于存储器接口控制单元37进行存取控制的例如闪速存储器 20的整体性的构成示于图9。
存储器矩阵(存储器阵列)201阵列状地具有多个可电擦除可电写 入的非易失性的存储单元晶体管。存储单元晶体管,例如如图20所示, 其构成为具有在半导体衬底或存储器晶片SUB上形成的源极S和漏极 D,在
沟道区上中间存在着隧道
氧化膜地形成浮置栅极FG,和中间存 在着层间绝缘膜地重叠到浮置栅极上的控制栅极CG。控制栅极CG 被连接到字线221上,漏极D则被连接到位线220上,源极S被连接 到未画出来的源极线上。
外部输入输出端子I/O0~I/O7兼用做地址输入端子、数据输入端 子、数据输出端子和指令输入端子。从外部输入输出端子I/O0~I/O7 输入进来的X地址信号(扇区地址信号)通过多路复用器202被供往X 地址
缓冲器203。X地址译码器204对从X地址缓冲器203输出的内 部互补地址信号进行译码以驱动字线221。
(在上述位线220的一端一侧,设有未画出来的读出
锁存电路,在 另一端则设有同样未画出来的数据锁存电路)。上述位线220根据从Y 地址译码器206输出的选择信号用Y
门阵列电路207进行选择。从外 部输入输出端子I/O0~I/O7输入的Y地址信号被预置到Y地址计数 器205内,以预置值为起点依次增值的地址信号被提供给上述Y地址 译码器206。被Y门阵列电路207选中的位线220在数据输出动作时 与输出缓冲器208的输入端子导通,在数据输入动作时,则通过数据 控制电路209与输出缓冲器210的输出端子导通。在上述位线220上 设有保持1个扇区的量的写入数据的数据寄存器215。写入数据从外 部输入输出端子I/O0~I/O7每次8位地输入进来并存储到数据寄存器 215内,在保持1个扇区的量的写入数据时,可以进行向由X地址指 定的扇区内写入。
输出缓冲器208、输入缓冲器210和上述外部输入输出端子I/O0~ I/O7之间的连接,可用上述多路复用器202进行控制。从输入输出端 子I/O0~I/O7供给的指令,通过多路复用器202和输入缓冲器210被 提供给模式控制电路211。上述数据控制电路209,除去从输入输出端 子I/O0~I/O7供给的数据之外,还可以把遵循模式控制电路211的控 制的逻辑值的数据供给存储器阵列201。
控制信号缓冲器212,作为存取控制信号供给片选信号CE、输出 允许信号OE、写入允许信号WE、串行
时钟信号SC、复位信号RES 和指令允许信号CDE。模式控制电路211根据这些信号的状态对与外 部之间的信号接口功能进行控制,此外,还根据指令代码控制内部动 作。在对输入输出端子I/O0~I/O7的指令或数据输入的情况下,上述 信号CDE被激活,如果是指令则进一步激活信号WE,如果是数据则 使WE无效。如果是地址输入,则使上述信号CDE无效,而激活信 号WE。借助于此,模式控制电路211就可以区别从外部输入输出端 子I/O0~I/O7多路复用输入进来的指令、数据和地址。模式控制电路 211可以在擦除或写入动作中激活忙闲信号RDY/Busy并把该状态通 知外部。
内部电源电路213,产生写入、擦除验证、读出等的各种动作电源 222,并供往上述X地址译码器204和存储单元阵列201。
上述模式控制电路211,按照存储器指令整体性地控制闪速存储 器20。闪速存储器20的动作,基本上由存储器指令决定。分配给闪 速存储器20的存储器指令,例如如表2所示,规定有读出、擦除、追 加写入、改写、擦除验证、复位和状态寄存器读和清除等各种指令。
表2 指令 总线 周期 第1个总线 周期 第2个总线 周期 第3个总 线周期 第4个总线 周期 操作数据 模式in 操作数据模 式in/out 操作数据 模式in 操作数据 模式in 读出 3 写OOH 写SA(1) 写SA(2) 擦除 (单个扇区) 4 写2OH 写SA(1) 写SA(2) 写BOH 擦除 (存储
块) 4 写7FH 写BA(1) 写BA(2) 写BOH 追加写入 4 写1OH 写SA(1) 写SA(2) 写4OH 改写 (先擦除) 4 写1FH 写SA(1) 写SA(2) 写4OH 追加写入 (Control bytes) 4 写OFH 写SA(1) 写SA(2) 写4OH 擦除验证 4 写AOH 写SA(1) 写SA(2) 写AOH 复位 1 写FFH 读状态寄存器 2 写7OH 读SRD 清除状态寄存器 1 写5OH
SA(1)=扇区地址(A0到A7),SA(2)=扇区地址(A8到A13)
BA(1)=块地址(A3到A7),BA(2)=块地址(A8到A13),{A0到A2 的输入不要}
SRD=状态寄存器数据
闪速存储器20,为了表示其内部状态具有状态寄存器214,其内 容可以采用激活信号OE的办法从输入输出端子I/O0~I/O7读出。例 如,根据追加写入指令,上述模式控制电路211进行数据写入的控制, 写入结果可以验证。在出错的情况下,就进行规定次数的重试,在仍 有错误的情况下,就把写入异常的标志置位到上述状态寄存器214内。 控制器30在发出了追加写入指令后,就可以采用发出状态寄存器读指 令的办法来确认数据写入是否已正常结束。
图8的存储器接口控制单元37,定义表示由主机
指定的存取开头 位置的盘地址(磁道序号、扇区序号等)和(闪速)存储器的存储器地址 (块序号、扇区序号、芯片序号等)之间的对应关系,参照该对应关系, 把由主机指定的盘地址变换成对应的(闪速)存储器的存储器地址。例 如,图10示出了64M位闪速存储器的存储器映像图,1个扇区由512 字节单位的数据字节和16字节的控制字节构成。存储器接口控制单元 37,控制该存储器的1个扇区单位的顺序读/写存取。在数据写入模式 的情况下,以512字节单位切出存放在数据缓冲器中的写入数据,通 过存储器接口12、存储器总线301,以例如8位单位把它向闪速存储 器传送。此外,在读出模式的情况下,则从闪速存储器以8位单位传 送读出数据,把它写入到数据缓冲器39内。从闪速存储器20的状态 寄存器214中读出来的内部状态,被写入到控制/状态寄存器内。然后, 正常读出的数据缓冲器39的读出数据,通过主机接口11借助于主机 接口控制单元35被送往主机。在写入模式中,也可以采用再次读出已 写入到闪速存储器20内的数据,并与写入数据进行核对的办法,进行 确认已正常地写入。在以上的闪速存储器20的读/写控制中,要发出 上述的存储器指令(表2)、存取控制信号。存储器接口控制单元37,通 过上述存储器接口12多路复用地发送接收存储器指令、地址和数据。
向作为附加到图10所示的每一个扇区上的冗余字节的控制字节 中,写入1个扇区的数据区域的错误校正码(ECC)、可存储区/代替区/ 不合格区等的识别代码、逻辑地址、改写次数等的信息。各个扇区, 都要进行在初始阶段或是否可随时进行存储的核查,给已产生了错误 的扇区标上上述不合格区’的识别代码进行管理。在图10所示的闪 速存储器中,保证合格扇区(指定为可存储区/代替区的扇区)至少要在 16057(98%)以上。此外,产生了写入错误的存储单元可以用控制字节 的存储单元代替。
图8的数据传送控制单元36在把从主机传送过来的写入数据存放 到数据缓冲器39内之后,根据BCH代码 (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem code,博斯-乔赫里-霍克文黑姆代码) 逻辑等,编制错误校正码ECC,向写入字节写入。存储器接口控制单 元37,向存储器写入存放在数据缓冲器39内的写入数据和错误校正 码ECC。此外,数据传送控制单元36在把从存储器读出来的读出数 据存放到数据缓冲器39内之后,据之读出出来的控制字节内的上述错 误校正码ECC,进行读出数据的订正处理。错误订正处理,例如对1 个扇区512字节的数据的位错误进行订正一直到2位为止。
此外,在对存放在存储器内的信息要求特别的安全
保密性的情况 下,就要实施种种的加密处理。数据传送控制单元36对保持在数据缓 冲器39内的写入数据进行加密处理以及对读出数据进行解密处理。作 为可以使用的密码,在‘共通密钥’中,可以举‘MULTI2’或美 国密码标准DES(数据加密标准),在‘公开密钥’中,则可以举出 RSA密码等。另外,也可以考虑对向主机送出的读出数据施行加密处 理,对从主机接收到到的数据进行解密处理。
如上所述,采用把图8所示的控制器30分成功能块的办法,在与 主机之间的接口规格变化的情况下,就可以仅仅变更主机接口控制对 单元35的功能进行应对。此外,在存储器的规格变化的情况下同样, 也可以仅仅变更存储器接口控制单元37的功能进行应对。
图11示出了在已把图7所示的本发明的半导体器件100安装到电 路板上边的实施形态中进一步扩展(闪速)存储器的情况下的连接例 子。扩展(闪速)存储器的I/O0~I/O7端子,与内置(闪速)存储器的 I/O0~I/O7端子同样,在半导体器件100的外部(电路板上边)与控制 器的F_DA(0)~F_DA(7)端子进行连接。在存储器总线中,内置(闪速) 存储器和扩展存储器都在同一阶层(共通供给地址、数据、各种控制信 号等的连接形态)进行连接。其它的存取控制信号,片选信号CE,则 把控制器的输出端子F_CEA_1、F_CEA_2个别地分别连接到内置(闪 速)存储器和扩展(闪速)存储器上。串行时钟SC也同样地分别个别地 连接控制器的输出端子F_SC_A1、F_SC_A2。忙闲信号RDY/Busy也 同样地分别个别地连接控制器的输出端子F_RDY_1、F_RDY_2。指 令允许信号CDE、输出允许信号OE、和写入允许信号WE的连接, 则共通地把控制器的信号端子、内置(闪速)存储器和扩展(闪速)存储器 的各个信号端子连接起来。
因此,作为扩展(闪速)存储器用的存储器扩展端子(图1的外部端 子16),是片选信号CE、串行时钟信号SC、和忙闲信号RDY/Busy 的各个外部端子的总称。
扩展存储器50的安装形态,例如如图25所示,在已把多个存储 器芯片3维安装起来的封装的形态下安装到电路板上边。随着所要求 的存储器容量的增大,可以考虑那些可靠性高的安装形态。半导体芯片 51、52,例如构成64兆位的闪速存储器EEPROM。半导体芯片51、 52,使各自的背面间彼此相向,在对于电极焊盘4的排列方向进行直 交的方向上在使各自的位置错开的状态下中间存在着粘接剂层5地进 行粘接固定。各个半导体芯片51、52中的每一个,都被支持引线6B 支持,各个电极焊盘4和引线7中的每一个都用金属丝8进行电连, 用树脂密封体9进行密封。
图11的扩展存储器50如上所述在由多芯片51、52构成的情况下, 各个扩展存储器51、52,除去分别个别地连接与存储器芯片对应的存 取控制信号(片选信号CE、串行时钟信号SC和忙闲信号RDY/Busy 等)之外,还共通地连接到控制器30和内置存储器20之间的连接总线 上。如上所述那样地进行处理,就可以构成把扩展存储器加到母板上 边的半导体盘器件。
以上所说明的本发明的实施例的半导体器件100,在1个封装内 内置有多个不同种类的半导体芯片,由于作为不同种类的半导体芯片, 因而测试内容不一样,故在在对封装进行了组装后就必须对每一个半 导体芯片进行彼此不同的测试,在测试中为了提高特定不合格部位的
精度就必须避免起因于一方的半导体芯片的
漏电流混入到另一方的半 导体芯片的输入端子和输出端子上。作为为此目的的解决方案,可以 考虑极力避免上述半导体器件100内的多个芯片间的内部连接,分别 独立地连接到封装的外部端子上。只有接地Vss,可以采用作为最低 限度公用,把各个芯片的电源Vcc作成为独立端子的办法,提高备用 电流屏蔽的试验精度。
上述半导体器件100的测试,进行在存储器测试系统中多个同时 进行存储器测试的步骤和在逻辑测试系统中高速地进行控制器的测试 的步骤这2个阶段测试,效率是好的。这种做法可以利用个别的半导 体芯片的测试环境,缩短半导体器件的开发的周转周期(TAT)的效果 大。
(实施形态2)
图21是与图6所示的外部端子不同的另外的方案,示出了考虑到 在半导体器件100的外部进行短路连接的容易性的外部端子排列方 案。
从图6进行变更的想法,由于会缩短来自控制器芯片30的外部端 子和来自存储器芯片20的外部端子的外部连接距离,故在可能的范围 内把需要进行外部连接的端子相邻接地进行配置。
图6所示的实施形态1是把现存的控制器芯片和存储器芯片安装 到1个封装内的例子。控制器芯片、存储器芯片的各个电极焊盘的配 置,原来是以作成为个别的封装用的配置为主。示出的是这样的例子: 即便是利用这样的现存的芯片,取决于对叠层后的多个芯片的
水平方 向的位置关系、电极焊盘的多少的变更、金属丝连接位置的研究,如 图2所示,用金属丝把各个电极焊盘连接到引线上,也可以把外部端 子配置在四边上。但是,也要考虑必须在电路板上边用布线把外部端 子连接起来的使用者的负担。
图12只要进行使得每一个需要连接的控制器芯片和存储器芯片 的的外部端子邻接配置那样地,例如,使控制器的电极焊盘的配置适 合于MCP用途的设计,则使用者在电路板上边的短路连接就会变得 容易起来。另外,由于在芯片上边的电极焊盘的配置存在着种种的制 约,故人们认为为结果就变成为在可能的范围内实现连接对象的外部 端子的邻接。
(实施例3)
图13示出了实施本发明的叠层化CSP的剖面图。与实施形态1 同样,是例如把控制器芯片30和存储器芯片20收纳于1个封装内的 例子,它是这样地形成的:用各个芯片的电极焊盘借助于金属丝114 连接到布线层112的电极部分上,通过绝缘性衬底111的贯通孔116 把外部端子115连接到该布线层112的焊区(land)部分117上。上述布 线层112比起
单层来大多数的情况下是多层。
本实施例的情况下也和实施例1同样,控制器芯片30和存储器芯 片20的地址、数据、指令和存取控制信号的输入输出端子分别独立地 连接到上述外部端子115上,基本上不进行内部连接。至于除此之外 的信号、电源,也基本上分别独立地连接到输入输出端子115上。
图14是示出了使需要向图13的CSP的外部端子115进行外部连 接的各个信号的CSP内部连接布线层内连接的情况的
概念图的一个例 子。信号名与图6所示的信号名是共通的。如图14所示,进行向外部 端子连接的理由,在已把CSP安装到电路板上的情况下,在外部端子 的排列中,向位于内部一侧的外部端子115进行的电路板上边的布线, 具有这样的倾向:由于外部端子的布线
节距越小则就越不得不提高布
线密度而变得困难起来,所以要尽量选择内部一侧的邻接的外部端子, 以决定在电路板上边进行外部连接的外部端子。
图15示出了对在图14中对向外部端子进行输出的对应的各个信 号端子在电路板上边进行外部连接的例子。
(实施形态4)
在图16a~图16c所示的那种引线框架型MCM(多芯片组件)的安 装形态中,倘采用本发明,就是说,采用使各个芯片独立地与外部端 子进行连接而不进行内部连接的办法,也可以像在实施例1中所讲述 的那样,把MCM内的芯片测试环境作成为与对袼褙的芯片所开发的 测试环境相同的测试环境。图16a是使用电路基板的组件的例子,图 16b是使用引线框架的组件的例子,图16c是使用电路基板和引线框 架的组件的例子,161是第1LSI芯片,162是第2LSI芯片,163是 树脂,164是金属丝,165是引线框架,166是厚膜电阻,167是芯片 电容器。
(实施形态5)
若对从上边所说的实施形态到实施形态4所述的本发明的技术思 想进行
整理归纳,则对于使多个芯片1个封装化的对象同样可以适用。
例如,在图17所示的现有安装形态’中,人们认为只要对安装 到母板或MCM电路基板上边实现了规定的功能的现存的多个芯片(假 定在封装形态或裸芯片形态下进行安装),提出了提高安装密度的要 求,而且产品数量预计很大,就可以把形成了适当的集体的多个芯片 收纳于1个封装内。特别是3维芯片安装,对于提高安装密度是有效 的。
如上所述,在把多个芯片收纳于1个封装内的情况下,在本发明 的情况下,其特征在于:独立地与封装的外部端子进行连接并引出到 外部而尽可能地不把多个芯片间的连接拿到封装内去。借助于此,对 封装内的各个芯片进行测试的环境,就可以在与把每一个芯片收纳于 单一的封装内进行测试的环境非常接近的状况或在同一环境下进行测 试。这样的测试具有可以不加变动地使用现存的测试环境的可能性高, 可以保证测试可靠性的优点。此外,由于还可以削减在开发新的封装 时的测试开发所花费的时间,故可以实现开发成本的降低,和开发期 间的缩短。
如果假定把多个芯片间的一部分连接收纳于封装内,则在测试各 个芯片的情况下只要不施行把上述一部分的连接的影响去掉的对策后 再进行测试,就不可能保证测试可靠性。如上所述,作为把多个芯片 间的一部分连接收纳于1封装内的情况,可以考虑为了进行高速处理 必须缩短布线长度的情况等。
本发明的应用,不仅图7所示的电路板上边等直接连接起来使用 的具有紧密连接芯片间(chipA,chipB){关系密切的芯片集体},在虽然 不直接进行连接,但被看作是为了实现某种功能所不可或缺的组合的 芯片间(chipD,chipE){关系不密切的芯片的集体}中,也具有同样的效 果。
此外,特别是上述关系不密切的芯片的集体的封装,由于变成了 在封装内部连接独立的构成(可以认为电源或接地线是共通的),故即 便是在因例如1个芯片变成为不合格而不能使用的情况下只要其它的 芯片是可用的,就可以在其它的芯片的功能的范围内使用封装。
(实施形态6)
图18示出了作为存储器使用DRAM,与执行图象处理的控制器 组合起来的封装的例子。此外,图19示出了把DRAM和闪速存储器 组合起来的封装的例子。人们认为这是一种在图形通信等需要大量的 暂时存储存储器的
移动电话用途等方面今后需求会增加的封装。
在上述不论哪一种中,都可以考虑本发明的独立端子的构成,预 计会有同样的效果。
(实施形态7)
图21示出了为了收纳于半导体封装10内的多个芯片的测试容易 化,在实施形态1中所公开的半导体盘器件100的另外的解决方案。 本实施形态7的半导体盘器件100,在半导体封装10内设置测试模式 切换外部端子17,从外部输入测试模式切换信号。在半导体封装10 内的多个芯片20、30间进行内部连接,例如,在内部总线311、312 之间的交点和内部总线33、314、315之间的交点上设置连接切换选择 器61、62。
在根据从外部输入进来的测试模式切换信号,例如,指定控制器 芯片30的测试模式的情况下,选择器61就通过内部总线311把控制 器芯片30连接到外部端子12上,把内部总线312从连接切断。此外, 选择器62,则把内部总线313、314连接起来把控制器芯片30连接到 外部端子18上。
此外,在指定存储器芯片20的测试模式的情况下,选择器61就 把外部端子12一侧的内部总线311和内部总线312连接起来,切断控 制器一侧的内部总线311。选择器62把内部总线314、315连接起来, 把存储器芯片20连接到外部端子18上,切断内部总线313。
借助于以上的测试模式切换,借助于连接到外部端子112、18上 的测试系统,就可以分别独立地测试控制器芯片30或存储器芯片20。 这可以得到与在实施形态1中分别把各个芯片独立连接到外部端子上 进行测试的情况相同的效果。
在把本实施形态的半导体盘器件100安装到母板上使用的情况 下,向上述测试模式切换外部端子17输入通常模式的信号,根据该信 号,选择器61把内部总线311、312连接起来,选择器62把内部总线 313、314连接起来。控制器30,就可以在与内置存储器20同一阶层 上对连接到外部端子12、18上的扩展存储器进行存取。
上述连接切换选择器61、62具备解读测试模式信号的译码器,借 助于内置开关手段把要切断的内部总线一侧控制成高输出阻抗状态。 另外,上述连接切换选择器61、62,也可以理解为配置到上述多个芯 片20、30内的各个输出电路上的三态(3态)形式的输出电路。
把上述连接切换选择器61、62设置到半导体封装10内的场所, 可以考虑例如组装到控制器芯片30内的输入输出端子部分内。如图 22所示,连接到控制器芯片30内的连接切换选择器63、64,分别组 装并连接到输入输出端子(电极焊盘)33、34上。输入输出端子33、34, 由于要进行与外部端子之间的连接和与存储器芯片20之间的连接,故 虽然预计电极焊盘数会增加,但是,却具有可以在控制器芯片30内内 置连接切换选择器63、64的优点。连接切换选择器63、64的功能实 质上与图21的连接切换选择器61、62的功能是一样的。但是,连接 切换选择器63、64结果却变成为切换与控制器内部电路之间的连接。 测试模式切换信号,共通地向控制器30的电极焊盘45输入。
在图2所示的实施例中,若举出与芯片A30和芯片B20相当的具 体例,则可以考虑表3所示的组合。
表3 芯片A 芯片B SRAM FLASH SRAM DRAM 控制器 FLASH 控制器 DRAM
此外,图21、图22所示的测试模式切换信号端子17没有必要是 专用的外部端子,在借助于多个其它的信号的组合变成为测试模式切 换信号的代用信号的情况下,也可以不设置测试模式切换信号端子17。
如上所述,倘把连接切换选择器61、62、63、64设置在封装10 内。则与实施形态1所述的半导体盘器件100同样,可以在个别的测 试环境下对每一个芯片进行测试。此外,不同点是本实施例的半导体 盘器件100可以把多个芯片间的连接布线312、313、315取入到半导 体封装10内。
(实施形态8)
图23示出了在上述实施形态1、7中说明的MCP型的半导体盘器 件100的变形例。本实施形态的半导体盘器件100,控制器30选择内 置存储器20,在控制器30和内置存储器20之间对要使之活性化的片 选信号CE1的信号路径进行内部连接。此外,控制器30,通过外部端 子19输出选择已安装到半导体盘器件100的外部上的扩展存储器51、 52的片选信号CE2、CEn。控制器30存取存储器所需要的其它的所 有的输入
输出信号,都经由内部总线316,内部连接到内置存储器20 上。此外,上述内部总线连接到扩展存储器接口41上,并通过母板上 边的扩展存储器总线301,使得控制器30可以对扩展存储器51、52 进行存取。另外,在图23的实施例中,虽然其它的所有的输入输出信 号都可以经由内部总线316连接到内置存储器20上,但是,却可以考 虑适当采取把其中的一部分的信号,如实施形态1的图1所示,向外 部引出并经由外部连接进行与控制器30和内置存储器20之间的连接 的做法。
本实施例和众所周知的例子特开平6-250799号公报’之间的不 同在于:本实施例是以MCP形式构成的半导体盘器件,相对于此, 众所周知的例子,是在1个芯片的LSI上边构成的半导体盘器件,以 及本实施例的扩展存储器接口是使地址/数据/指令进行多路复用的接 口。此外,如上所述,倘实施使一部分的信号向外部引出并经由接口 进行与控制器30和内置存储器20之间的连接的做法,则扩展存储器 接口41就将变成为扩展存储器51、52与内置存储器20的共通的接口, 这与上述众所周知的例子的扩展存储器接口是扩展存储器专用接口这 一点明确地不一样。
(实施形态9)
图24示出了在1个LSI上边放进控制器单元70和存储器单元80 的半导体盘LSI 60的构成例。在这样的构成的LSI的测试中,人们认 为,为了个别地、可靠性良好地实施各个单元的测试,也是以尽量避 免单元间的内部连接的一方为好。为此,与实施形态1同样,要构成 独立地把密封该LSI芯片的半导体封装10的外部端子12、13、14、 15、16和各个单元70、80的输入输出部分73、74、81、82连接起来 的半导体盘LSI 60。在把半导体盘LSI安装到电路板上边后,在电路 板上边把外部端子连接起来构成半导体盘器件。控制器70通过外部端 子(存储器接口)12、存储器总线301、外部端子14对存储器80进行存 取。
本实施例和众所周知的例子特开平6-250799号公报’之间的不 同在于:本实施例是通过半导体封装10的外部端子,借助于电路板上 边的外部连接完成连接的规格,而不是在内部把在单一的LSI上边构 成的控制器和存储器连接起来。这将使得存储器接口12变成为内置存 储器20和扩展存储器50之间的共通的接口,与公知例的接口明确地 不一样。
另外,如上所述,不仅使控制器单元70和存储器单元80之间的 信号连接都变成为外部连接,在个别的单元的测试中,还可以考虑作 成为通过外部端子仅仅把与别的单元之间的连接的影响大的信号在外 部进行连接的办法,把其它的影响小的作成为内部连接的做法。
把以上所说明的本发明的若干实施形态归纳整理如下。
(形态1)一种在单一封装内含有第1半导体芯片和第2半导体芯 片的半导体器件,其特征在于具备:
上述第1半导体芯片,上述第2半导体芯片,和设置在与上述封 装的外部端子之间的信号的内部连接部分上,切换内部连接的选择器;
向上述选择器输入测试模式信号的测试模式输入外部端子;
上述选择器根据上述测试模式信号,使上述第1半导体芯片的各 个输入输出端子与上述封装的各个外部端子独立地进行连接,切断上 述第2半导体芯片的连接的第1测试模式;
上述选择器根据上述测试模式信号,使上述第2半导体芯片的各 个输入输出端子与上述封装的各个外部端子独立地进行连接,切断上 述第1半导体芯片的连接的第2测试模式;
上述选择器根据通常模式信号,使上述第1半导体芯片和第2半 导体芯片进行内部连接的通常模式。
(形态2)根据形态1所述的半导体器件,其特征在于:上述选择 器被组装到上述第1半导体芯片的输入输出端子部分内,上述第1半 导体芯片的输入输出端子和上述第2半导体芯片的各个输入输出端 子,以及上述第1半导体芯片的输入输出端子和上述封装的各个外部 端子进行内部连接。
(形态3)根据形态1或形态2所述的半导体器件,其特征在于: 上述测试模式信号可被多个其它的信号的组合代用,上述测试模式输 入外部端子可以被多个其它的信号输入外部端子代用。
(形态4)一种在单一封装内含有第1半导体芯片和第2半导体芯 片的半导体器件,其特征在于:
上述第1半导体芯片的各个
信号电极焊盘和上述封装的第1外部 端子群的各个端子在上述封装内分别一对一地进行连接;
上述第2半导体芯片的各个信号电极焊盘和上述封装的第2外部 端子群的各个端子在上述封装内分别一对一地进行连接;
电源端子或接地端子中的任何一者共通地连接到上述第2半导体 芯片和第2半导体芯片上。
(形态5)根据形态1或4所述的半导体器件,其特征在于:
上述第1半导体芯片被载置到上述第2半导体芯片的上边,而且, 把上述第1半导体芯片的与电路形成面相反的一侧的面(背面)和上述 第2半导体芯片的电路形成面粘接固定起来;
引线框架的支持部分粘接固定到上述第2半导体芯片的电路形成 面上,并进行树脂密封。
(形态6)根据形态1到形态5中的任何一个形态所述的半导体器 件,其特征在于:在独立地连接到上述第1半导体芯片和上述第2半 导体芯片的各自的
输入信号用的电极焊盘上的外部端子中,把连接到 上述第1半导体芯片上的外部端子,和连接到上述第2半导体芯片上 的外部端子的连接对象的外部端子间,至少一组作成为进行邻接的配 置。
(形态7)一种半导体器件,其特征在于具备:
存储器芯片;
具有用来连接到主机上的多个输入输出端子的主机接口;
根据通过上述主机接口从上述主机接收到的存储器存取要求,对 上述存储器芯片进行存取控制的控制器芯片;
上述控制器芯片对上述存储器芯片进行存取的信号与上述控制器 芯片的各个输入输出端子独立地进行连接的第1多个外部端子;
借助于上述控制器对上述存储器芯片进行存取的信号与上述存储 器芯片的各个输入输出端子独立地进行连接的第2多个外部端子,
借助于对上述第1外部端子和上述第2外部端子进行外部连接, 变成为可以用上述控制器对上述存储器进行存取的规格。
(形态8)根据形态1所述的半导体器件,其特征在于:上述控制 器芯片,还具备输入输出用来对连接到上述半导体器件的外部上的扩 展存储器进行存取控制的存取控制信号的第3多个外部端子。
(形态9)根据形态7所述的半导体器件,其特征在于:在连接到 上述控制器芯片和上述存储器芯片的各自的地址、数据输入输出用的 电极焊盘上的外部端子中,把连接到上述控制器芯片上的外部端子, 和连接到上述存储器芯片上的外部端子的连接对象的外部端子间,至 少一组作成为进行邻接的配置。
(形态10)一种半导体盘器件,其特征在于:其构成为把具备
存储器芯片;
具有用来连接到主机上的多个输入输出端子的主机接口;
根据通过上述主机接口从上述主机接收到的存储器存取要求,对 上述存储器芯片进行存取控制的控制器芯片;
上述控制器芯片对上述存储器芯片进行存取的信号与上述控制器 芯片的各个输入输出端子一对一地进连接起来的第1多个外部端子;
借助于上述控制器对上述存储器芯片进行存取的信号与上述存储 器芯片的各个输入输出端子一对一地进连接起来的第2多个外部端子 的半导体器件安装到母板上,
用上述母板上边的布线分别把上述第1多个外部端子和上述第2 多个外部端子连接起来。
(形态11)一种半导体器件,其特征在于具备这样的规格:在单一 半导体芯片内具备控制单元和存储单元,
上述控制单元的1个信号输出和上述半导体芯片的第1外部端子 独立地进行内部连接,
上述存储单元的1个信号输入和上述半导体芯片的第2外部端子 独立地进行内部连接,
采用在上述半导体芯片的外部把上述半导体芯片的第1和第2外 部端子连接起来的办法,完成上述控制单元的信号输出和上述存储单 元的信号输入之间的连接。
(形态12)一种半导体器件,其特征在于:在单一的半导体芯片内 具备控制单元和存储单元,
上述控制单元的输出信号A向上述存储器芯片进行输入的路径, 由
把上述控制单元的输出部分和上述半导体芯片的第1外部端子连 结起来的第1部分路径,
把上述半导体芯片的第1外部端子和上述存储器芯片的输入部分 连结起来的第2部分路径,和
在上述半导体芯片的外部,把上述半导体芯片的第1外部端子和 第2外部端子短路连接起来的第3部分路径构成。
(形态13)根据形态11或12所述的半导体器件,其特征在于:上 述控制单元具备对来自主机的存取进行应答的接口功能,和把来自上 述主机的存取变换成上述存储单元固有的存取以对上述存储单元进行 存取控制的功能。
(形态14)根据形态1到13中的任何一个形态所述的半导体器件, 其特征在于:上述第1半导体芯片是SRAM或控制器,上述第2半导 体芯片是闪速存储器(一揽子擦除型EEPROM)或DRAM。
(形态15)根据形态4所述的半导体器件,其特征在于:上述第1 或上述第2半导体芯片中的任何一者在测试做变成为不合格,就使之 不发挥作用,仅仅使其余的半导体芯片发挥作用。
(形态16)一种半导体盘器件,其特征在于:由以下的部分构成:
在单一封装内含有存储器芯片,
具有用来连接到主机上的多个输入输出端子的主机接口,
根据通过上述主机接口从上述主机接收到的存储器存取要求,存 取控制上述存储器芯片的控制器芯片,
具有上述控制器芯片用来存取控制外部的扩展存储器的多个输入 输出端子的存储器接口的半导体器件;
安装上述半导体器件的母板;
用上述母板上边的布线,与上述半导体器件的存储器接口进行连 接的扩展存储器。
(形态17)根据形态16所述的半导体盘器件,其特征在于:上述 半导体器件的封装构造是把上述存储器芯片和上述控制器芯片叠层起 来后进行树脂密封。
(形态18)根据形态16所述的半导体盘器件,其特征在于:上述 扩展存储器在使多个存储器芯片进行叠层起来进行树脂密封后的形态 下安装到上述母板上边。
倘采用本发明,在可以采用把多个半导体芯片收纳于单一封装内 的办法,实现安装面积的缩小,同时,采用在可能的范围内排除封装 内的多个芯片间的内部连接,使各个芯片的各个端子(电极焊盘)与封 装的外部端子独立地进行连接的办法,在对封装内的各个芯片进行测 试时,还可以排除来自被测试芯片以外的芯片的信号、漏电流等的影 响,提供可以独立地测试各个芯片的环境。这可以采用在保持以个别 芯片为被测试对象开发出来的现存的测试系统的原状不变的状态下或 者仅仅进行稍许订正的办法加以利用,若独立地对各个芯片进行测试 则还可以保证测试的可靠性。其结果是,由于在新的测试系统的开发 中不再需要花费工时和
费用,故可以压低产品的开发周期和造价。
此外,在封装内设置测试用选择器,借助于模式信号切换内部连 接,独立地对各个芯片进行测试的方式,也与上述同样,可以使用应 对个别芯片的测试系统,具有同样的效果。但是,却需要这样的设计: 把选择器配置到封装内的内部布线上边或配置到控制器芯片内等。