JPH113968A - 多層構造化lsi - Google Patents

多層構造化lsi

Info

Publication number
JPH113968A
JPH113968A JP9152736A JP15273697A JPH113968A JP H113968 A JPH113968 A JP H113968A JP 9152736 A JP9152736 A JP 9152736A JP 15273697 A JP15273697 A JP 15273697A JP H113968 A JPH113968 A JP H113968A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chip
chips
lsi
pads
pad
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9152736A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Uchida
浩一 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP9152736A priority Critical patent/JPH113968A/ja
Publication of JPH113968A publication Critical patent/JPH113968A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50Bond wires
    • H10W72/531Shapes of wire connectors
    • H10W72/536Shapes of wire connectors the connected ends being ball-shaped
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50Bond wires
    • H10W72/531Shapes of wire connectors
    • H10W72/5363Shapes of wire connectors the connected ends being wedge-shaped
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • H10W90/701Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/756Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より実装効率の良いLSIを実現する。 【解決手段】 チップ6及び7をLSIパッケージ1の
中に封入する際に、そのパッド同士が電気的に接続され
るように積層する。 【効果】 チップを複数段重ね合わせることによって、
物理的なチップ面積を増やし、搭載ゲート数を増やすこ
とができる。チップ間だけでやり取りする信号を極力減
らし、半導体の配線領域だけで済ませることによって、
外部に引き出す信号を最小限にとどめる。かかる構成を
採用して基板上のLSIの点数を減らすことにより、配
線領域を減らすこともできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は多層構造化LSI
(Large Scale IntegratedCi
rcuit)に関し、特にLSIチップのパッケージン
グに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のLSIチップは、LSIパッケー
ジ内に2次元的に配置されている。すなわち、図3に示
されているように、従来のLSIチップは、金属製のア
イランド5の上にLSIチップ20が搭載され、このチ
ップ20に設けられている外部パッドと外部端子(リー
ド)2とが電気的に接続されている。図中の3は、その
外部パッドと外部端子2とを接続するボンディングワイ
ヤであり、4はボンディングワイヤ3と外部パッドとの
接続点である。そして、これらアイランド5,LSIチ
ップ20,外部端子2,ボンディングワイヤ3がプラス
チックモールド1内に封入されている。
【0003】LSIチップ20は、図4に示されている
ように、チップ周辺部に設けられた外部パッド21と、
チップ中心部に設けられた内部セル領域23と、これら
外部パッド21と内部セル領域23との間に設けられた
I/O(Input/Output)セル領域22とを
含んで構成されている。このチップ20が上述した図3
に示されているように搭載されることで、所定の機能を
実現することができるのである。
【0004】ところで、LSIの中には、複数の半導体
チップが1つのLSIパッケージに搭載されているもの
もある。しかし、その中身は複数のチップが基板上に搭
載され、各チップ間の信号は基板上の配線パターンによ
って伝達される。したがって、配線領域が大変場所をと
るので、実装効率の良いパッケージの使い方をしている
とはいえない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のLSIチップでは実装効率が悪い。したがって、この
従来の2次元的な配置では搭載できるゲート数に限界が
あった。このため、より実装効率の良いLSIパッケー
ジの実現が望まれていた。
【0006】本発明は上述した従来技術の欠点を解決す
るためになされたものであり、その目的はより実装効率
の良いLSIを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による多層構造化
LSIは、互いの電極パッド同士が電気的に接続される
ように積層された第1及び第2の半導体チップが単一の
集積パッケージに封入されてなることを特徴とする。
【0008】要するに本LSIでは、チップを複数段重
ね合わせることによって、物理的なチップ面積を増や
し、搭載ゲート数又は換算ゲート数を増やすのである。
つまり、1つしか機能を有しないチップをLSIパッケ
ージの中に封入する際に数段重ね合わせる。さらにチッ
プ間だけでやり取りする信号を極力減らし、半導体の配
線領域だけで済ませることによって、外部に引き出す信
号を最小限にとどめる。このような構成を採用して基板
上のLSIの点数を減らすと、配線領域も減らすことが
できる。このように本発明は、3次元的な配置によっ
て、より多くのチップ面積をパッケージ内に収めようと
するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の一形態につ
いて図面を参照して説明する。
【0010】図1は本発明による多層構造化LSIの実
施の一形態を示す断面図である。同図において、図3と
同等部分は同一符号により示されており、その部分の詳
細な説明は省略する。本LSIは、アイランド5の上
に、LSIチップ6が搭載され、さらにこのチップ6に
対向するようにチップ7が搭載されている。また、チッ
プ7に設けられている外部パッドと外部端子2とが電気
的に接続されている。そして、図3の場合と同様に、こ
れらがプラスチックモールド1内に封入されている。す
なわち、互いの電極パッド同士が電気的に接続されるよ
うに積層されたチップ6及び7単一の集積パッケージに
封入されているのである。
【0011】このように本LSIでは、チップ6の上に
別のチップ7が搭載され、チップ6及びチップ7の内部
パッド同士を電気的に接続して2段構造にしている。そ
して本例では、従来のチップ20(図3参照)とほぼ同
一な大きさのチップ6の上にひとまわり小さなチップ7
が搭載されている。
【0012】チップ6は、図2に示されているように、
チップ周辺部に設けられた外部パッド10と、チップ中
心部に設けられた内部セル領域12及び14と、外部パ
ッド10と内部セル領域12との間に設けられたI/O
セル領域11とを含んで構成されている。さらに、内部
セル領域12と内部セル領域14との間には、内部パッ
ド13が設けられている。
【0013】一方チップ7には、チップ周辺部に設けら
れた内部パッド8と、チップ中心部に設けられた内部セ
ル領域9とを含んで構成されている。チップ7の内部パ
ッド8の設けられている位置は、チップ6の内部パッド
13の設けられている位置に対応している。
【0014】これらチップ6とチップ7との接続は以下
のように行われる。すなわち、同図中の矢印Yに示され
ているように、チップ7を裏返す。そして、チップ7の
内部パッド8の対応する部分とチップ6の内部パッド1
3の対応する部分とが重なるように、チップ6の上にチ
ップ7を被せる。このチップの積層状態で、両チップを
固定する。この後は、従来の製造工程と同様に、ボンデ
ィング工程やプラスチックモールド工程等を経ることに
よって、図1の様なLSIができあがるのである。
【0015】このように、LSIチップを立体的に接続
することによって、同じ面積を占有するLSIパッケー
ジよりも多くのゲートを確保することができるのであ
る。内部パッド8と内部パッド13とは一対一に対応
し、対応するもの同士が接続される。したがって、パッ
ドの配列や形状、大きさ等は同一でなければならない。
その仕様を標準化しておけば、チップ本体の材質やプロ
セスは必ずしも同じでなくても構わない。したがって、
標準化することにより、製造メーカの異なる複数のチッ
プ同士を接続したり、もともと同じ外部インタフェース
を持つLSI同士をチップ上で複数接続することもでき
る。
【0016】なお、内部パッド同士の電気的接続には、
既存の技術であるビーム・リード(beam lea
d)方式を使用する。この接続方法は一方のチップのボ
ンディング・パッドを逆さまにしてAu(金)を用いて
加熱して他方のチップのパッドと接続する方法である。
【0017】また、内部パッド同士の間隔を十分にと
り、導電性接着剤を用いて内部パッド同士を接続しても
良い。
【0018】
【実施例】再び図2を参照して説明する。いま、チップ
6が汎用のコンピュータのコアロジックであると仮定す
る。汎用コンピュータの回路において、一般にコアロジ
ックは、マイクロプロセッサに対して、ローカルバスと
呼ばれる一連の信号群によって接続される。このローカ
ルバスは、コアロジックとマイクロプロセッサとの間だ
けで接続されている場合が多く、しかも信号遅延等が生
じるために基板上の配線に制約条件がつくためにかなり
のスペースが要求される。
【0019】そこで、マイクロプロセッサをチップ7の
ような形で製造し、ローカルバスであった部分を内部パ
ッド8として標準化しておく。同様に、チップ6の内部
パッド13もローカルバスの仕様で設計し、パッドの大
きさや位置を予め合わせておく。こうしておけば、図1
に示されているように、チップ6とチップ7とを重ね合
わせて直接接続できるようになる。
【0020】他にも同様に、配線領域を大量に必要とす
るものにPCI(Peripheral Compon
ent Interconnect)バスやISA(I
ndustry Standard Architec
ture)バス等がある。特に拡張性を追及せずにこれ
らの汎用バスも外部に出す必要がなければ、コアロジッ
クの内部にPCIバスやISAバス等の内部パッドを設
け必要に応じて画像用チップや汎用のI/Oチップを次
々に重ねて接続していけば、全てのLSIチップが1つ
のパッケージの中に収まることになる。
【0021】そのためには、チップに形成される内部パ
ッドは片面だけでなく、両面に形成する必要がある。よ
って、チップ及びパッケージの厚みを無視すれば、理論
的には、何段でもチップを重ね合わせることができるの
である。
【0022】なお本実施例では、チップ7には外部パッ
ドが形成されていない。両チップの大きさを同一にしチ
ップ7にも外部パッドを設ければ、両チップの外部パッ
ド同士が接続されることになる。つまり、チップの大小
にかかわらず、2つのチップの対応するパッド同士が電
気的に接続されるように両チップが積層されるのであ
る。
【0023】以上のように、LSIを多層構造にするこ
とにより、複数のチップを同じLSIパッケージ内に収
めることができ、小スぺースで高機能を実現できる他、
汎用インタフェースを内部パッドとして標準化しておく
ことにより、異なるメーカのさまざまな種類のチップに
ついて、その仕様を理解せずに、汎用品として取込むこ
とができるのである。このことにより、汎用品として存
在するチップは新たに開発する必要がなくなり、開発期
間の短縮が図れるのである。しかも、チップ個々の製造
プロセスは必ずしも同一である必要がなくなる。
【0024】また、PCIバスやISAバスのような汎
用バスを内部で完結させるようにすれば、基板上にそれ
らの信号を引き出さずに済むので、基板上の配線数が減
少し、基板がコンパクトになる。さらに、汎用バスが内
部で完結しているということは、チップ間に配線容量等
の余計な負荷容量がかからないため、チップ間の負荷容
量は単純にロジックのみの負荷容量に極めて近くなるの
で信号波形が安定し、チップ間における波形の乱れから
起こる誤動作が激減する。同時に、チップ間の信号波形
を整形するために使用されていたダンピング抵抗等の波
形成形用の部品も実装する必要がなくなるのである。
【0025】請求項の記載に関連して本発明は更に次の
態様をとりうる。
【0026】(1)前記第1の電極パッドと前記第2の
電極パッドとの電気的接続は、ビームリード方式によっ
て行われることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに
記載の多層構造化LSI。
【0027】(2)前記第1の電極パッドと前記第2の
電極パッドとの電気的接続は、導電性接着剤を用いて行
われることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載
の多層構造化LSI。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、両チップ
に設けられたパッド同士が電気的に接続されるようにチ
ップを積層することにより、LSIの実装効率を高める
ことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態による多層構造化LSI
の構成を示す断面図である。
【図2】図1中の各LSIチップの構造を示す図であ
る。
【図3】従来のLSIの構成を示す断面図である。
【図4】図3中のLSIチップの構造を示す図である。
【符号の説明】
1 プラスチックモールド 2 外部端子 3 ボンディングワイヤ 4 接続点 5 アイランド 6,7 LSIチップ 8,13 内部パッド 10 外部パッド 9,14 内部セル領域 13 I/Oセル領域

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いの電極パッド同士が電気的に接続さ
    れるように積層された第1及び第2の半導体チップが単
    一の集積パッケージに封入されてなることを特徴とする
    多層構造化LSI。
  2. 【請求項2】 前記第1の半導体チップの一主面の所定
    位置に設けられた第1の電極パッドに対応する前記第2
    の半導体チップの一主面の位置に第2の電極パッドが設
    けられ、前記第1及び第2の半導体チップの一主面同士
    が対向するように積層されることによって前記第1の電
    極パッドと前記第2の電極パッドとが電気的に接続され
    ることを特徴とする請求項1記載の多層構造化LSI。
  3. 【請求項3】 前記第1の半導体チップの一主面と前記
    第2の半導体チップの一主面とはその大きさが互いに異
    なることを特徴とする請求項2記載の多層構造化LS
    I。
  4. 【請求項4】 外部信号を前記第1及び第2の半導体チ
    ップに対して入出力せしめるための外部端子を更に含む
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の多層
    構造化LSI。
JP9152736A 1997-06-11 1997-06-11 多層構造化lsi Pending JPH113968A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9152736A JPH113968A (ja) 1997-06-11 1997-06-11 多層構造化lsi

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9152736A JPH113968A (ja) 1997-06-11 1997-06-11 多層構造化lsi

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH113968A true JPH113968A (ja) 1999-01-06

Family

ID=15547044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9152736A Pending JPH113968A (ja) 1997-06-11 1997-06-11 多層構造化lsi

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH113968A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7126226B2 (en) 1999-02-03 2006-10-24 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device and semiconductor chip for use therein

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7126226B2 (en) 1999-02-03 2006-10-24 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device and semiconductor chip for use therein

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100433324C (zh) 具有小型、薄型化封装的叠层大规模集成电路半导体器件
US6724074B2 (en) Stack semiconductor chip package and lead frame
US8039318B1 (en) System and method for routing signals between side-by-side die in lead frame type system in a package (SIP) devices
US6291881B1 (en) Dual silicon chip package
JP2006313798A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US5869895A (en) Embedded memory assembly
JP2003124432A (ja) 半導体装置及びその半導体装置を組み込んだ電子装置
US5641978A (en) Input/output buffer layout having overlapping buffers for reducing die area of pad-limited integrated circuit
JP2809945B2 (ja) 半導体装置
JP2560805B2 (ja) 半導体装置
CN101404279A (zh) 一种多芯片3d堆叠封装结构
JPH11168150A (ja) 半導体集積回路装置
JPH0541149U (ja) 半導体パツケージ
US20230299051A1 (en) Semiconductor package having ordered wire arrangement between differential pair connection pads
JPH113968A (ja) 多層構造化lsi
JP2007134426A (ja) マルチチップモジュール
JP2985479B2 (ja) 半導体メモリおよび半導体メモリモジュール
KR101116325B1 (ko) 반도체 장치
JPH02267947A (ja) 半導体装置
JP4278568B2 (ja) 半導体装置
JPH08306734A (ja) ボンディングパッドオプションを備えた集積回路装置とボンディングパッドオプションの実行方法
JPS617657A (ja) マルチチツプパツケ−ジ
JPH02143449A (ja) 半導体封止容器
JPH1168024A (ja) 半導体集積回路パッケージおよびシステム
CN1998078A (zh) 集成电路芯片的单排焊垫结构