JPH06334055A - モジュール組込用半導体集積回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モジュール装置の素子間の配線面積を小さく
してモジュール装置の小型化を図れるモジュール組込専
用の半導体集積回路装置を提供する。 【構成】 ディスクリート回路素子７，９及び集積化回
路素子３，５を含む多数の回路素子と共にモジュール装
置に組込まれる半導体集積回路装置２０である。この半
導体集積回路装置は、電源とは異なる同一の信号を入出
力する複数の入出力用端子２３，２４を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、モジュールに組込ま
れる半導体集積回路装置、即ち、チップ化された複数の
半導体集積回路装置を例えば基板上に実装して１つのモ
ジュール装置として用いるパッケージ組込み用の装置に
係り、更に詳しくは完成品としてのモジュール装置（パ
ッケージ）における個々の装置（チップ）の割当て面積
を有効に利用するための半導体集積回路装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この明細書においてモジュール装置と
は、標準の寸法に組立てられ、かつ、標準端子（パッ
ド）が取付けられた各種電気回路（半導体集積回路及び
ディスクリート素子の両者を含む）を所定の配線により
接続し、一定の機能を有するように組合わせた複合的な
装置のことをいう。種々の個別的な機能を有する個々の
電気回路を例えば１つの基板上に実装することを、この
明細書ではモジュール化という。このように構成された
１つのモジュールは、同様に構成された他の１又は複数
のモジュールと組合わせて全体の装置の中で一部の役割
を分担することになる。

【０００３】上記モジュール装置は、従来図８及び図９
に示すように構成されていた。以下、夫々の従来例につ
き説明する。

【０００４】図８は、第１例に係る従来の半導体集積回
路装置を用いたモジュール装置の配置を示す図である。
同図において、モジュール装置は、半導体集積回路装置
（以下、ＩＣ素子とする）１，３及び５と、ディスクリ
ート素子７及び９と、これらを接続するためにモジュー
ル基板上にパターニングされた配線１０と、より構成さ
れている。ＩＣ素子１，３及び５は、それぞれ入出力端
子としてのパッド２，４及び６を有しており、ディスク
リート素子７は入出力端子８を備えている。パッド２，
４及び６は、ボンディング等により配線１０に接続され
ており、それぞれの接続点は、配線側の端子１０ａ，１
０ｂ及び１０ｃとなっている。このように構成された第
１例による従来の半導体集積回路装置においては、配線
１０は端子１０ａから端子１０ｃまでの長さでモジュー
ル基板上に配置しなければならず、ＩＣ素子１及び５の
間に配線１０を形成するための間隙を確保するためモジ
ュール装置全体が大型化すると共に配線も長く引き回し
ておかなければならないためトータルコストが上昇する
という問題点があった。

【０００５】また、図９は、第２例に係る従来の半導体
集積回路装置を用いたモジュール装置の配置を示す図で
ある。図９において、モジュール装置が、ＩＣ素子１，
３及び５と、ディスクリート素子７及び９を備えている
構成は図８の第１例の半導体集積回路装置を用いたモジ
ュール装置と同じである。ＩＣ素子１，３及び５のそれ
ぞれが、パッド２，４及び６を備えている点も第１例と
同じである。異なる点は、配線１１がＩＣ素子１のパッ
ド２に接続される端子１１ａからディスクリート素子７
の入出力端子８までの間にしか設けられていない点と、
ＩＣ素子５への信号の入出力をモジュール装置の外部配
線を用いて行なう点との２点である。このように構成す
ると、内部の配線１１は第１例における配線１０に比べ
て引き回す距離を短かくできると共に、ＩＣ素子１及び
５の間の間隙は、配線１０を設けなくとも良い分だけ狭
く設定することができる。しかしながら、この第２例に
係るモジュール装置においては、プリント基板等による
外部配線１２と、この外部配線１２にＩＣ素子１及び５
のパッド２及び６を接続するための外部ピン１２ａ及び
１２ｂを必要とし、これらの外部ピン１２ａ及び１２ｂ
とパッド２及び６とのそれぞれの間はボンディングワイ
ヤ等により接続されている。このため、この第２例のモ
ジュール装置においてもプリント配線１２や外部ピン１
２ａ及び１２ｂ等の部品点数が増加し、装置全体のコス
トが増大するという問題点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のモジュ
ール（パッケージ）に組込まれる半導体集積回路装置に
おいては、集積回路装置（ＩＣチップ）間で直接接続が
困難な信号については何れの構成のモジュールでも基板
にプリント配線等を設けたり個々のチップのパッドから
外部ピンにより信号線を引き出して外部で接続したりし
ている。このため、従来の半導体ＩＣ装置のモジュール
においては、モジュール基板が大きくなってモジュール
組込みコストが増大したり、機器への実装が困難となっ
たり、また、ＩＣ装置間の高速動作が損なわれたりして
いた。

【０００７】従来、同一信号は１つのパッドから取り出
して、ＩＣの外部で複数に分岐させて利用していたた
め、同一信号を２個以上のパッドから取り出す必要性は
なかった。

【０００８】尚、小規模な集積回路装置においては、１
つの信号を入力用パッドを介して入力し同一信号を複数
の出力用パッドから出力するものも提案されているが、
これは１０個程度のトランジスタで１つのアンプを構成
し、このアンプを複数段設けるようなバッファ回路とし
て用いられているものであり、その目的とするところは
あくまでも出力駆動能力を向上させようという点にあ
る。

【０００９】この発明の目的は、半導体等のＩＣ素子や
ディスクリート素子を多数組込んでモジュール装置を構
成する場合に、モジュール基板上の配線面積やモジュー
ル装置のピン数を減少させるために個々の半導体集積回
路装置に電源とは異なる同一信号を入出力するためのパ
ッドを複数個設けるようにして、モジュール化されたと
きの配線数、ピン数及び面積を少なくし、モジュール装
置のコストを低減させることのできる半導体集積回路装
置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係るモジュール組込用半導体集積回路装
置は、ディスクリート回路素子及び集積化回路素子を含
む多数の他の回路素子と共にモジュール装置に組込まれ
る半導体集積回路装置において、電源端子とは別個のも
ので、かつ、同一信号を入出力する複数の入出力端子を
備えているものである。

【００１１】

【作用】この発明に係るモジュール組込用半導体集積回
路装置は、少なくとも電源端子とは異なる複数の入出力
端子を有し、かつ、この入出力端子は、複数の他の回路
素子との間で同一信号を入出力するために用いられてい
る。 また、この発明に係るモジュール組込用半導体集
積回路装置を少なくとも３個用いて第１、第２及び第３
の集積回路装置（素子）間で信号の送受を行なう場合、
第１の素子からの出力信号を第２及び第３の素子に伝送
するためにまず第２の素子のみに供給し、上記構成を有
する第２の素子の１つの端子から他の端子を介して第３
の端子へと、第１の素子の出力信号を通過させるように
構成しても良い。このように第１の素子の出力信号を通
過させるための構成として第２の素子に同一信号のため
のパッドを２個以上設け、これらのパッド間を素子内配
線により接続しても良い。

【００１２】以上のようにして、モジュール組込用半導
体集積回路装置は入出力回路部の複数のパッドを介して
他の回路素子との間で、モジュール装置内の接続手段を
用いることなく、電源端子ではない複数の端子から同一
信号を入力又は出力することになる。

【００１３】この発明に係る半導体集積回路装置の場
合、チップ化された集積回路装置に予め同一信号を入出
力する複数の端子を設けておくものであるから、この回
路装置がモジュール基板等に実装されてモジュール装置
の一構成部分として用いられることを予定しているもの
であり、そのためある程度の高集積化や汎用性を犠牲に
している。しかしながら、モジュール装置への組込みに
ついては優れた適応性を有することになる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明に係るモジュール組込用半導
体集積回路装置の好適な実施例につき、図１ないし図７
を参照しつつ詳細に説明する。

【００１５】図２は、この発明の第１実施例に係るモジ
ュール組込用半導体集積回路装置を示す概略図である。
図２において、半導体集積回路装置２０は、所定の信号
処理を行なう内部回路部２１と、この内部回路部２１に
対して処理対象としての信号を入力させると共に処理後
の信号を装置２０外へ出力する入出力回路部２２と、よ
り構成されている。前記入出力回路部２２は、電源でな
い同一信号を入出力する複数即ち２以上の入出力用の端
子としての入出力パッド２３及び２４を有している。両
パッド２３及び２４には、前記内部回路部２１より出力
用の配線２５が接続されており、この配線２５の分岐端
子２５ａと一方のパッド２３との間には第１のバッファ
２６が設けられ、端子２５ａと他方のパッド２４との間
には第２のバッファ２７が設けられている。 上記第１
実施例においては、端子２５ａを含む配線２５を入出力
回路部２２に設けるものとして説明したが、配線２５は
内部回路部２１内の両回路部２１及び２２の境界部に沿
って設けるようにしても良い。

【００１６】次に、この発明の第２実施例に係る半導体
集積回路装置について図３に従い詳細に説明する。図３
において、半導体集積回路装置３０は、内部回路部３１
と、入出力回路部３２と、より構成されている。入出力
回路部３２は、同一信号入出力用の端子としての３つの
入出力パッド３３，３４及び３５を有しており、パッド
３３には内部回路部３１からの配線３６が接続され、分
岐端子３６ａより分岐する配線３７はパッド３４に接続
され、配線３７の分岐端子３７ａより分岐する配線３８
はパッド３５に接続されている。前記配線３６のパッド
３３近傍にはバッファ３６ｂが介挿されており、また配
線３７における端子３６ａ及び３７ａ間における内部回
路部３１の領域内には、バッファ３７ｂが介挿されてい
る。

【００１７】この第２実施例における信号動作を説明す
ると、端子３６ａにおける信号は配線３６を介してバッ
ファ３６ｂに入力されてパッド３３を介して装置３０の
外部へ出力される。また、端子３６ａにおける信号は、
内部回路部３１の領域内のバッファ３７ｂに入力され、
このバッファ３７ｂにより駆動力を制御された信号は、
端子３７ａで分岐され、一方は配線３７及びパッド３４
を介して外部へ出力され、他方は配線３８及びパッド３
５を介して外部へ出力される。

【００１８】なお、上記第２実施例においては、配線３
６の大部分とバッファ３６ｂ、配線３７の一部分と端子
３７ａ、及び配線３８の全てを入出力回路部３２に設け
たが、これらを全て内部回路部３１内に設けるようにし
ても良い。また、端子３６ａと端子３７ａとの間の内部
回路部３１の領域内にバッファ３７ｂを挿入している
が、パッド３３からの出力信号とパッド３４及び３５か
らの出力信号が論理的に、又は信号の利用上で同一とさ
れるように構成を変更しても良い。例えば、内部バッフ
ァ３７ｂに代えて、端子３６ａと端子３７ａとの間にパ
ッド３３と３４及び３５とのそれぞれの出力信号の駆動
力を適切に制御するような回路を挿入するようにしても
良い。

【００１９】図２に示される第１実施例のモジュール組
込用半導体集積回路装置をモジュールとして組込んだ例
が図１に示されている。図１において、図８及び図９に
示される符号と同一符号を付したものは、従来例と同一
又は相当する構成要素を示している。図１において、半
導体集積回路装置２０は、パッド２３及びボンディング
ワイヤ１３を介してモジュール基板上の配線１１に接続
され、また、パッド２４及びボンディングワイヤ１４を
介して別個の半導体集積回路装置５のパッド６に接続さ
れている。モジュール組込みの際のボンディングワイヤ
１３及び１４等による接続パターンが若干相違するだけ
で図３に示される第３実施例の半導体集積回路装置でも
同様に配線することができる。

【００２０】従って、図８及び図９に示される従来の半
導体集積回路装置に比べて、第１及び第２実施例の半導
体集積回路装置においては、装置内部の配線により内部
回路部から外部へ信号を出力しているので半導体集積回
路の消費電力を抑えることができ、また、駆動力の小さ
いバッファによっても信号転送の高速性を担保できると
いう特有の効果を有する。

【００２１】なお、上述した第１及び第２実施例は何れ
も内部回路部２１又は３１が処理した同一信号を入出力
回路部２２又は３２のパッド２３及び２４又は３３ない
し３５を介して出力する場合について説明したが、この
発明は半導体集積回路装置に同一信号を入力する場合に
も適用できることはいうまでもない。

【００２２】図４及び図５は、この発明に係るモジュー
ル組込用半導体集積回路装置の第３実施例を示してい
る。図４は、半導体集積回路装置４０がモジュールに組
込まれた状態を示す配置図である。図８、図９及び図１
と同一符号を付したものは、従来例及び第１実施例の半
導体集積回路装置及びこれが組込まれたモジュールと同
一又は相当する構成要素を示すものとしてその説明を省
略する。図４において、符号４３及び４４はそれぞれ入
出力用端子としての入力パッドを示し、両入力パッド４
３及び４４間は装置内配線４５により接続されている。
入力パッド４３はモジュール内配線１１と例えばボンデ
ィングワイヤ１３により接続され、入力パッド４４は他
の半導体集積回路装置５の入出力パッド６と例えばボン
ディングワイヤ１４を介して接続されている。

【００２３】図５は、第３実施例に係るモジュール組込
用半導体集積回路装置４０の詳細な構成を示している。
図５において、半導体集積回路装置４０は、内部回路部
４１と、入出力回路部４２と、入出力用の端子としての
入力パッド４３及び４４と、入出力回路部４２に設けら
れた配線４５と、そして、この配線４５より前記内部回
路部４１に信号を取込むための端子４６と、より構成さ
れている。

【００２４】図４及び図５に示す第３実施例において
は、他のＩＣ装置やディスクリート素子等より電源とは
異なる同一信号を取入れるための入力パッドを２つ設け
るものとして説明したが、この発明はこれに限定され
ず、入力パッドは３つ又はそれ以上であっても良い。

【００２５】上記第３実施例においては、入出力回路部
４２の構成について特に詳細には言及しなかったが、入
出力回路部の構成は図６に示す第４実施例のようにして
もよい。

【００２６】図６において、第４実施例に係るモジュー
ル組込用半導体集積回路装置５０は、入力された信号を
処理する内部回路部５１と、この内部回路部５１の外周
側に設けられた入出力回路部５２と、を備えている。入
出力回路部５２は、多数の入出力（Ｉ／Ｏ）セル５３と
入出力端子としての入出力セル５４及び５５と、２つの
入出力セル５４及び５５を接続する配線５６と、を備え
ている。配線５６の途中の任意の箇所には、外部より入
出力セル５４又は５５を介して入力された信号を内部回
路部５１に取込むための端子５７が設けられる。この第
４実施例による半導体集積回路装置５０は、入出力回路
部５２に構成として多数の入出力セルを備え、２又はそ
れ以上の入出力セルを配線により接続してこれを入出力
端子として用いるものである。

【００２７】上述した第１ないし第４実施例によるモジ
ュール組込用半導体集積回路装置は何れも処理済みの同
一信号を同時に外部へ出力するか、又は、外部からの同
一信号を同時に内部回路部に取入れるために用いられて
いたが、この発明はこれらの構成に限定されず、複数の
入出力端子を入出力回路部に設けると共に一部を入力端
子として用いて外部から電源とは異なる同一信号を取り
入れると共に、他の一部を出力端子として用いて内部回
路部からの同一信号を外部へ出力するようにしても良
い。

【００２８】図７は、上述の概念に基づいて構成された
第６実施例に係るモジュール組込用半導体集積回路装置
を示している。図７において、半導体集積回路装置６０
は、所定の信号処理を行なう内部回路部６１と、この内
部回路部６１の外周側に設けられた入出力回路部６２
と、を有している。入出力回路部６２は、多数の入出力
（Ｉ／Ｏ）セル６３より構成されており、その中の特定
の幾つかが電源でない同一信号を入出力するための入出
力端子として用いられる。図示の構成においては、入出
力セル６４が入力端子として用いられており、入出力セ
ル６５が出力端子として用いられている。符号６６は、
入力用のセル６４から内部回路部６１へと信号を入力さ
せるための配線であり、端子６６ａにより内部回路部６
１に接続されている。また、内部回路部６１の出力端子
６７ａを介して入力用セル６４から取込まれた信号と同
一の信号は配線６７へと送出され、出力セル６５を介し
て装置６０外へ出力される。

【００２９】上記のように構成することにより、同一構
成の半導体集積回路装置６０を複数個、例えば第１、第
２及び第３のＩＣ装置のように用意してそれぞれの装置
のパッド６４及び６５を相互にボンディングワイヤ１３
及び１４等により接続して用いることができる。このよ
うに構成するとモジュール基板上の配線面積を大幅に節
約できると共に、第１のＩＣ装置の出力信号を第２及び
第３のＩＣ装置に供給する場合に、モジュールの配線を
全く用いることなく第１のＩＣ装置の出力セル６５と第
２のＩＣ装置の入力セル６４を接続し、また、第２のＩ
Ｃ装置の出力セル６５と第３のＩＣ装置の入力セル６４
とを接続して、第２のＩＣ装置に供給された信号を第２
のＩＣ装置の入出力回路部６２及び内部回路部６１内に
設けられた配線６６及び６７をそのまま通過させて第３
のＩＣ装置に供給することもできる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明に
係るモジュール組込用半導体集積回路装置は、ディスク
リート回路素子及び集積化回路素子を含む多数の他の回
路素子と共にモジュール装置に組込まれるものであっ
て、外部から電源以外の同一の信号を同時に入出力する
複数の入力用端子を有するので、モジュール装置内の配
線を省略することができ、モジュール装置全体の面積を
大幅に節約することが可能となる。

【００３１】また、半導体集積回路装置の複数の入出力
端子を同一信号の出力専用のものとして同時に使用する
場合、出力用バッファを小さくすることができると共に
半導体集積回路装置として構成するチップのサイズも小
さくできるので、同時にモジュールに組込む他の回路素
子の消費電力の低減にも寄与することができる。

【００３２】なお、入出力端子としてのパッドを入出力
回路部に複数設けることは、その半導体集積回路装置を
単体で考えるとパッド部のために面積を余計に提供する
ことになるが、このことはモジュール組込のための専用
のチップとして構成し必ずモジュールに組込むものとす
れば、寸法上の長所及び短所はモジュール組込みにより
充分相殺できる。また、入出力端子としてのパッド間
は、モジュールに組込まれた異なる素子間で例えばボン
ディングワイヤ等により接続して別途の配線を必要とす
るが、回路素子を微細化する技術の進歩によりチップサ
イズの現状を維持しつつ充分に対応することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に係る半導体集積回路装
置をモジュール装置に組込んだ際の配置を示す平面図。

【図２】この発明の第１実施例に係るモジュール組込用
半導体集積回路装置を示す平面図。

【図３】この発明の第２実施例に係るモジュール組込用
半導体集積回路装置を示す平面図。

【図４】この発明の第２実施例に係る半導体集積回路装
置をモジュール装置に組込んだ際の配置を示す平面図。

【図５】この発明の第３実施例に係るモジュール組込用
半導体集積回路装置を示す平面図。

【図６】この発明の第４実施例に係るモジュール組込用
半導体集積回路装置を示す平面図。

【図７】この発明の第５実施例に係るモジュール組込用
半導体集積回路装置を示す平面図。

【図８】従来の半導体集積回路装置をモジュール装置に
組込んだ際の第１の配置例を示す平面図。

【図９】従来の半導体集積回路装置をモジュール装置に
組込んだ際の第２の配置例を示す平面図。

【符号の説明】

２０，３０，４０，５０，６０ モジュール組込用半導
体集積回路装置 ２１，３１，４１，５１，６１ 内部回路部 ２２，３２，４２，５２，６２ 入出力回路部 ２３，２４，３３，３４，３５，４３，４４ 入出力端
子（入出力パッド） ５４，５５，６４，６５ 入出力端子（Ｉ／Ｏセル） ２５，３６，３７，３８，４５，５６，６６，６７ 配
線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスクリート回路素子及び集積化回路素
   子を含む多数の他の回路素子と共にモジュール装置に組
   込まれるモジュール組込用半導体集積回路装置におい
   て、 電源端子とは別個のものであり、かつ、同一信号を入出
   力する複数の入出力用端子を備えていることを特徴とす
   るモジュール組込用半導体集積回路装置。
2. 【請求項２】入出力端子を介して入出力される電源とは
   異なる同一信号について所定の信号処理を行なう内部回
   路と、前記入出力端子が設けられる入出力回路と、を備
   えていることを特徴とする請求項１に記載のモジュール
   組込用半導体集積回路装置。
3. 【請求項３】複数の入出力端子の一部が電源とは異なる
   同一入力信号を入力するための入力用端子であり、他の
   一部が同一信号を出力するための出力用端子であること
   を特徴とする請求項１に記載のモジュール組込用半導体
   集積回路装置。