KR100605434B1 - Stacked type semiconductor device - Google Patents
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Abstract
반도체 집적회로 칩을 포함하고 또한 사양을 갖는 반도체 집적회로 디바이스가 복수 적층된 적층형 반도체 디바이스로서, 상기 반도체 집적회로 디바이스 중 적어도 3개 이상의 소정의 반도체 집적회로 디바이스는, 상기 사양 값의 크기 순서에 따라 적층되어 있다. A stacked semiconductor device comprising a plurality of semiconductor integrated circuit devices including a semiconductor integrated circuit chip and having specifications, wherein at least three or more predetermined semiconductor integrated circuit devices of the semiconductor integrated circuit devices are arranged according to the order of the specification values. It is stacked.
적층형 디바이스, 3차원 적층, 사양, LSI 칩, 멀티칩 디바이스Stacked Devices, 3D Stacked, Specifications, LSI Chip, Multichip Devices
Description
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 일 예로서, 그 단면 구성을 모식적으로 예시한 도면.1A is a diagram schematically illustrating a cross-sectional configuration as an example of a stacked semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 다른 예로서, 그 단면 구성을 모식적으로 예시한 도면.1B is a diagram schematically illustrating a cross-sectional configuration of another stacked semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 또 다른 예로서, 그 단면 구성을 모식적으로 예시한 도면.1C is a diagram schematically illustrating a cross-sectional configuration of another stacked semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 유형1의 일 예에 대하여 모식적으로 예시한 도면.2A and 2B schematically illustrate an example of
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 유형1의 다른 예에 대하여 모식적으로 예시한 도면.3A and 3B schematically illustrate another example of
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 유형1의 다른 예에 대하여 모식적으로 예시한 도면.4A and 4B schematically illustrate another example of
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 유형1의 다른 예에 대하여 모식적으로 예시한 도면.5A and 5B schematically illustrate another example of
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 유형1의 다른 예에 대하여 모식적으로 예시한 도면.6A and 6B schematically illustrate another example of
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 유형2의 일 예에 대하여 모식적으로 예시한 도면.7A and 7B schematically illustrate an example of
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 유형3의 일 예에 대하여 모식적으로 예시한 도면.8 is a diagram schematically illustrating an example of a
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 유형4의 일 예에 대하여 모식적으로 예시한 도면.9 is a diagram schematically illustrating an example of a
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 유형4의 다른 예에 대하여 모식적으로 예시한 도면.10 is a diagram schematically illustrating another example of a
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 유형4의 다른 예에 대하여 모식적으로 예시한 도면.FIG. 11 is a diagram schematically illustrating another example of a
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 다른 예로서 그 단면 구성을 모식적으로 예시한 도면.12 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional configuration of another stacked semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
BS : 베이스 기판BS: Base Board
S1∼S5 : 반도체 집적회로 칩S1 to S5: semiconductor integrated circuit chip
TP : 관통 플러그 TP: Through Plug
CN : 도전성 접속재CN: Conductive Connecting Material
TM : 단자TM: Terminal
본 발명은 다수의 반도체 집적회로 디바이스가 적층된 적층형 반도체 디바이스에 관한 것이다. The present invention relates to a stacked semiconductor device in which a plurality of semiconductor integrated circuit devices are stacked.
휴대 기기나 모바일 기기 등의 전자 기기의 소형 경량화에 따라, 전자 기기를 구성하는 전자 부품에 대해서도, 소형화 및 고집적화가 요구되고 있다. 그래서, 반도체 집적회로 칩(LSI칩)을 3차원적으로 적층한 적층형 반도체 디바이스(멀티 칩 디바이스)가 요구되고 있다. Background Art With the miniaturization and weight reduction of electronic devices such as portable devices and mobile devices, miniaturization and high integration are required for electronic components constituting electronic devices. Therefore, there is a demand for a stacked semiconductor device (multi-chip device) in which a semiconductor integrated circuit chip (LSI chip) is stacked three-dimensionally.
그러나, 반도체 집적회로 칩의 효과적인 적층 방법에 대해서는 제안되어 있지 않다. However, no effective stacking method for semiconductor integrated circuit chips has been proposed.
본 발명의 제1 관점은, 반도체 집적회로 칩을 포함하고 또한 사양을 갖는 반도체 집적회로 디바이스가 다수 적층된 적층형 반도체 디바이스에 있어서, 상기 반도체 집적회로 디바이스 중 적어도 3개 이상의 소정의 반도체 집적회로 디바이스가 상기 사양값의 크기 순서에 따라 적층되어 있다. A first aspect of the present invention is a stacked semiconductor device in which a plurality of semiconductor integrated circuit devices including a semiconductor integrated circuit chip and having specifications are stacked, wherein at least three or more predetermined semiconductor integrated circuit devices of the semiconductor integrated circuit devices are provided. Laminated | stacked according to the magnitude | size order of the said specification value.
본 발명의 제2 관점은, 반도체 집적회로 칩을 포함하고 또한 사양을 갖는 반도체 집적회로 디바이스가 적어도 3개 이상 적층된 적층형 반도체 디바이스에 있어서, 상기 반도체 집적회로 디바이스 중에서, 최하층 또는 최상층의 반도체 집적회로 디바이스의 사양값이 최소 또는 최대이다. A second aspect of the present invention is a stacked semiconductor device in which at least three or more semiconductor integrated circuit devices including a semiconductor integrated circuit chip and having specifications are stacked, wherein the lowermost or uppermost semiconductor integrated circuit is among the semiconductor integrated circuit devices. The specification value of the device is minimum or maximum.
본 발명의 제3 관점은, 반도체 집적회로 칩을 포함하고 또한 사양을 갖는 반 도체 집적회로 디바이스가 적어도 2개 이상 적층된 적층형 반도체 디바이스에 있어서, 인접하는 상기 반도체 집적회로 디바이스끼리는, 상기 반도체 집적회로 디바이스를 관통하는 도전재료에 의해 전기적으로 접속되어 있고, 상기 반도체 집적회로 디바이스 중에서 최하층 또는 최상층의 반도체 집적회로 디바이스의 사이즈 이외의 사양값이 최소 또는 최대이다. A third aspect of the present invention is a stacked semiconductor device in which at least two or more semiconductor integrated circuit devices including a semiconductor integrated circuit chip and having specifications are stacked, wherein the adjacent semiconductor integrated circuit devices are adjacent to each other. It is electrically connected by the electrically conductive material which penetrates a device, and specification values other than the size of the lowermost or uppermost semiconductor integrated circuit device among the said semiconductor integrated circuit devices are minimum or maximum.
본 발명의 제4 관점은, 반도체 집적회로 칩을 포함하고 또한 사양을 갖는 반도체 집적회로 디바이스가 다수 적층된 적층형 반도체 디바이스에 있어서, 상기 적층형 반도체 디바이스는, 상기 반도체 집적회로 디바이스 중 소정 개수의 특정한 반도체 집적회로 디바이스를 포함하는 그룹을 가지며, 상기 소정 개수는 2이상 그리고 상기 반도체 집적회로 디바이스의 총 개수보다 적고, 상기 특정한 반도체 집적회로 디바이스의 사양값은 모두 소정 범위 이내이며, 또 상기 특정한 반도체 집적회로 디바이스는 연속하여 적층되어 있다. A fourth aspect of the present invention is a stacked semiconductor device in which a plurality of semiconductor integrated circuit devices including a semiconductor integrated circuit chip and having specifications are stacked, wherein the stacked semiconductor device includes a predetermined number of specific semiconductors among the semiconductor integrated circuit devices. Has a group comprising integrated circuit devices, wherein the predetermined number is two or more and less than the total number of the semiconductor integrated circuit devices, the specification values of the specific semiconductor integrated circuit devices are all within a predetermined range, and the specific semiconductor integrated circuit The devices are stacked in series.
본 발명의 제5 관점은 반도체 집적회로 칩을 포함하는 반도체 집적회로 디바이스가 다수 적층된 적층형 반도체 디바이스에 있어서, 상기 반도체 집적회로 디바이스 중에서 상호간 신호의 송수신량이 가장 많은 특정한 반도체 집적회로 디바이스끼리 연속하여 적층되어 있다. A fifth aspect of the present invention is a stacked semiconductor device in which a plurality of semiconductor integrated circuit devices including a semiconductor integrated circuit chip are stacked, wherein the specific semiconductor integrated circuit devices having the largest amount of transmission and reception of signals among the semiconductor integrated circuit devices are sequentially stacked. It is.
본 발명의 제6 관점은, 반도체 집적회로 칩을 포함하고 또한 동일 면내에 다수 설치된 제1 반도체 집적회로 디바이스와, 반도체 집적회로 칩을 포함하고 또한 상기 다수의 제1 반도체 집적회로 디바이스를 사이에 둔 다수의 제2 반도체 집적회로 디바이스를 포함하는 적층형 반도체 디바이스이다. According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a first semiconductor integrated circuit device including a semiconductor integrated circuit chip and provided in the same plane, and a plurality of first semiconductor integrated circuit devices including a semiconductor integrated circuit chip and interposed therebetween. A stacked semiconductor device comprising a plurality of second semiconductor integrated circuit devices.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도1a는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 제1 구성 예를 예시한 것이다.1A illustrates a first configuration example of a stacked semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
베이스 기판(BS) 상에는 다수의 반도체 집적회로 칩(LSI칩)(S1~S5)이 적층되어 있다. 베이스 기판(BS)은 마더보드로 기능하며, 단자(TM) 및 도시하지 않은 배선 패턴이나 전원 등이 제공되어 있다. A plurality of semiconductor integrated circuit chips (LSI chips) S1 to S5 are stacked on the base substrate BS. The base substrate BS functions as a motherboard and is provided with a terminal TM and a wiring pattern, a power supply, and the like (not shown).
반도체 집적회로 칩(S1~S5)에는 반도체 집적회로 칩을 관통하는 도전재료로 이루어지는 관통 플러그(TP)가 제공되어 있다. 베이스 기판(BS)의 단자(TM)와 최하층의 관통 플러그(TP) 사이, 및 인접하는 관통 플러그(TP) 사이는 도전성 접속재(CN)에 의해 접속되어 있다. 도전성 접속재(CN)에는 예를 들면 볼 그리드 어레이(BGA)가 이용되고 있다. 관통 플러그(TP) 및 도전성 접속재(CN)를 통해 베이스 기판과 반도체 집적회로칩 간, 및 반도체 집적회로 칩간에서 신호의 송수신이 행해진다. The semiconductor integrated circuit chips S1 to S5 are provided with a through plug TP made of a conductive material penetrating the semiconductor integrated circuit chip. The conductive connecting material CN is connected between the terminal TM of the base substrate BS and the lowermost through plug TP and between the adjacent through plugs TP. For example, a ball grid array BGA is used for the conductive connection material CN. Signals are transmitted and received between the base substrate and the semiconductor integrated circuit chip and between the semiconductor integrated circuit chip through the through plug TP and the conductive connecting material CN.
도1b는 본 발명의 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 제2 구성예를 예시한 것이다.1B illustrates a second configuration example of the stacked semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
베이스 기판(BS) 상에는, 다수의 반도체 집적회로 칩(S1~S5)이 적층되어 있다. 베이스 기판(BS)은 마더보드로 기능하며, 단자(TM) 및 도시하지 않은 배선 패턴이나 전원 등이 제공되어 있다. On the base substrate BS, a plurality of semiconductor integrated circuit chips S1 to S5 are stacked. The base substrate BS functions as a motherboard and is provided with a terminal TM and a wiring pattern, a power supply, and the like (not shown).
반도체 집적회로 칩(S1~S5)은, 기판(SBA1~SBA5)에 탑재되어 있다. 기판(SBA1~SBA5) 상에는, 반도체 집적회로 칩(S1~S5)의 단자와 후술하는 관통 플러그(TP)를 전기적으로 접속하는 배선(도시하지 않음)이 제공되어 있다. 베이스 기판(BS)과 최하층의 기판(SBA1)과의 사이, 및 인접하는 기판(SBA1~SBA5)의 사이에는 기판(SBB1~SBB5)이 개재되어 있다. 기판(SBB1~SBB5)의 중앙에 구멍이 형성되어 있으며, 이 구멍에 대응하여 반도체 집적회로 칩(S1~S5)이 배치되어 있다. The semiconductor integrated circuit chips S1 to S5 are mounted on the substrates SBA1 to SBA5. On the board | substrates SBA1-SBA5, the wiring (not shown) which electrically connects the terminal of semiconductor integrated circuit chips S1-S5 and the through plug TP mentioned later is provided. Substrates SBB1 to SBB5 are interposed between the base substrate BS and the lowermost substrate SBA1 and between adjacent substrates SBA1 to SBA5. Holes are formed in the centers of the substrates SBB1 to SBB5, and semiconductor integrated circuit chips S1 to S5 are disposed corresponding to the holes.
기판(SBA1~SBA5) 및 기판(SBB1~SBB5)에는, 이들 기판을 관통하는 도전재료로 이루어지는 관통 플러그(TP)가 제공되어 있다. 베이스 기판(BS)의 단자(TM)와 최하층의 관통 플러그(TP) 사이, 및 인접하는 관통 플러그(TP) 사이는, 도전성 접속재(CN)에 의해 접속되어 있다. 도전성 접속재(CN)에는 예를 들면 납땜이 이용되고 있다. 관통 플러그(TP), 도전성 접속재(CN) 및 기판(SBA1~SBA5)에 제공된 배선(도시하지 않음)을 통해 베이스 기판과 반도체 집적회로 칩 간, 및 반도체 집적회로 칩 간에서 신호의 송수신이 행해진다. The through plugs TP made of a conductive material penetrating these substrates are provided on the substrates SBA1 to SBA5 and the substrates SBB1 to SBB5. The conductive connecting material CN is connected between the terminal TM of the base substrate BS and the through plug TP of the lowest layer, and between the adjacent through plugs TP. For example, soldering is used for the conductive connecting material CN. Signal transmission and reception are performed between the base substrate and the semiconductor integrated circuit chip and between the semiconductor integrated circuit chip through the through plug TP, the conductive connecting member CN, and the wirings (not shown) provided on the substrates SBA1 to SBA5. .
또한, 예를 들면 도1a에 도시한 바와 같이, 관통 플러그에 의해 반도체 집적회로 칩(S1~S5)끼리 직접 접속되어 있는 경우에는, 반도체 집적회로 칩 자체가 반도체 집적회로 디바이스에 대응한다. For example, as shown in Fig. 1A, when the semiconductor integrated circuit chips S1 to S5 are directly connected by a through plug, the semiconductor integrated circuit chip itself corresponds to the semiconductor integrated circuit device.
또한, 예를 들면 도1b에 도시한 바와 같이, 반도체 집적회로 칩(S1~S5)이 탑재된 기판(SBA1~SBA5)이 관통 플러그에 의해 접속되어 있는 경우에는, 반도체 집적회로 칩(예를 들면 S1) 및 기판(예를 들면 SBA1)으로 이루어지는 칩 부착 기판이 반도체 집적회로 디바이스에 대응한다. 이러한 칩 부착 기판에서는, 반도체 집적회로 디바이스의 사양은, 반도체 집적회로 칩 자체의 사양이어도 되며, 칩 부착 기판의 사양이어도 된다. For example, as shown in FIG. 1B, when the substrates SBA1 to SBA5 on which the semiconductor integrated circuit chips S1 to S5 are mounted are connected by a through plug, a semiconductor integrated circuit chip (for example, A substrate with a chip composed of S1) and a substrate (for example, SBA1) corresponds to a semiconductor integrated circuit device. In such a board | substrate with a chip, the specification of a semiconductor integrated circuit device may be a specification of a semiconductor integrated circuit chip itself, or the specification of a board | substrate with a chip may be sufficient.
요약하면, 반도체 집적회로 디바이스는, 반도체 집적회로 칩이어도 되며, 반 도체 집적회로 칩과 다른 요소(기판 등)를 포함한 디바이스여도 된다. 또한 반도체 집적회로 디바이스의 사양은, 반도체 집적회로 칩의 사양이어도 되며(케이스1), 반도체 집적회로 칩과 다른 요소(기판 등)를 포함한 디바이스의 사양이어도 된다(케이스2).In summary, the semiconductor integrated circuit device may be a semiconductor integrated circuit chip or may be a device including a semiconductor integrated circuit chip and other elements (substrate and the like). In addition, the specification of a semiconductor integrated circuit device may be the specification of a semiconductor integrated circuit chip (case 1), or may be the specification of the device containing a semiconductor integrated circuit chip and another element (substrate etc.) (case 2).
이하의 설명에서는 설명을 간단히 하기 위하여, 케이스1을 상정하여 설명하고 있으나, 케이스2에 관해서도 마찬가지이다. In the following description, for the sake of simplicity,
이하, 본 실시예에 따른 적층형 반도체 디바이스의 적층 방법에 대해서, 그 기본적인 유형에 대해서 설명한다. Hereinafter, the basic type of the lamination method of the laminated semiconductor device according to the present embodiment will be described.
(유형1)(Type 1)
본 유형은, 적어도 3개 이상의 소정의 반도체 집적회로 칩이, 사양값의 크기 순서에 따라 적층되어 있는 것이다. In this type, at least three or more predetermined semiconductor integrated circuit chips are stacked in the order of the specification values.
도2a 및 도2b는 본 유형의 일 예를 모식적으로 예시한 것이다. 가로축은 반도체 집적회로 칩(S1~S5)의 적층 순이며, 세로축은 각 반도체 집적회로 칩(S1~S5)의 사양값(소비전력 등)이다. 도2a 및 도2b의 예에서는, 칩(S2~S4)의 적층 범위에서, 사양값이 증대 또는 감소하고 있으나, 물론 4층 이상의 적층 범위에서 사양값이 증대 또는 감소해도 된다. 2A and 2B schematically illustrate an example of this type. The horizontal axis represents the stacking order of the semiconductor integrated circuit chips S1 to S5, and the vertical axis represents the specification values (power consumption, etc.) of the semiconductor integrated circuit chips S1 to S5. In the example of FIGS. 2A and 2B, the specification value is increased or decreased in the stacking range of the chips S2 to S4, but of course, the specification value may be increased or decreased in the stacking range of four or more layers.
도3a 및 도3b는 본 유형의 다른 예를 모식적으로 예시한 것이다. 이렇게 사양값이 동일한 2 이상의 칩(도면의 예에서는 S3 및 S4)이 인접해도 된다. 즉, 사양값이 동일한 다수의 칩이라 해도 적어도 2단계 이상에 걸쳐 물성값이 증대 또는 감소되면 된다. 3A and 3B schematically illustrate another example of this type. Thus, two or more chips (S3 and S4 in the example of the figure) having the same specification may be adjacent to each other. In other words, even in the case of a plurality of chips having the same specification value, the property value may be increased or decreased in at least two or more steps.
도4a 및 도4b는 본 유형의 다른 예를 모식적으로 예시한 것이다. 본 예는, 3이상의 소정의 칩에, 최하층의 칩(S1) 및 최상층 칩(S5)의 적어도 어느 한쪽이 포함되는 예이다. 도면의 예에서는 3개 이상의 소정의 칩에, S1 및 S2가 함께 포함되며, 전 적층범위에 걸쳐 사양값이 증대 또는 감소하고 있다. 또한, 도3a 및 도3b에 도시한 바와 같이, 사양값이 동일한 칩이 인접하고 있어도 된다. 4A and 4B schematically illustrate another example of this type. This example is an example in which at least one of the lowermost chip S1 and the uppermost chip S5 is included in three or more predetermined chips. In the example of the figure, S1 and S2 are included together in three or more predetermined chips, and the specification value increases or decreases over the entire lamination range. 3A and 3B, chips with the same specification may be adjacent to each other.
도5a및 도5b는 본 유형의 다른 예를 모식적으로 예시한 것이다. 본 예는 3이상의 소정의 칩에, 최하층의 칩(S1) 및 최상층 칩(S5)의 적어도 한쪽이 포함되지 않는 예이다. 도면의 예에서는 사양값이 최대 또는 최소인 칩(S3)이 최하층 칩(S1) 및 최상층 칩(S5)의 이외의 위치에 존재한다. 그리고, 도3a 및 도3b에서 도시한 바와 같이, 사양값이 동일한 칩이 인접해 있어도 된다. 5A and 5B schematically illustrate another example of this type. This example is an example in which at least one of the lowermost chip S1 and the uppermost chip S5 is not included in three or more predetermined chips. In the example of the figure, the chip S3 having the maximum or minimum specification value exists at positions other than the lowermost chip S1 and the uppermost chip S5. 3A and 3B, chips with the same specification may be adjacent to each other.
도6a 및 도6b는 본 유형의 다른 예를 모식적으로 예시한 것이다. 본 예는, 소정의 칩 사이에 특정한 칩이 끼워져 있는 예이다. 도면의 예에서는, 특정한 칩(S3)은, 칩(S3)의 양측에 인접하는 칩(S2 및 S4)보다도 사양 값이 크거나 또는 작게 되어 있다. 특정한 칩(S3) 이외의 칩(S1,S2,S4 및 S5)에 대해서는 사양값이 증대 또는 감소하고 있다. 6A and 6B schematically illustrate another example of this type. This example is an example in which a specific chip is sandwiched between predetermined chips. In the example of the figure, the specific chip S3 has a larger or smaller specification value than the chips S2 and S4 adjacent to both sides of the chip S3. For chips S1, S2, S4 and S5 other than the specific chip S3, the specification value is increased or decreased.
(유형2)(Type 2)
본 유형은, 전 적층범위의 반도체 집적회로 칩 중, 최하층 또는 최상층의 반도체 집적회로 칩의 사양 값이, 최소 또는 최대가 되는 것이다. 반도체 집적회로 칩의 전체 적층 수는 2 이상 또는 3이상이다. In this type, among the semiconductor integrated circuit chips of the whole stacking range, the specification value of the lowermost or uppermost semiconductor integrated circuit chip is minimum or maximum. The total number of stacks of semiconductor integrated circuit chips is two or more or three or more.
도7a 및 도7b는 본 유형의 일 예를 모식적으로 예시한 것이다. 도면에 도시 한 예에서는 최하층 칩(S1)의 사양 값이 최소 또는 최대가 되어 있으나, 물론 최상층 칩(S5)의 사양 값이 최소 또는 최대가 되어도 된다.7A and 7B schematically illustrate an example of this type. In the example shown in the figure, the specification value of the lowermost chip S1 is minimum or maximum, but of course, the specification value of the uppermost chip S5 may be minimum or maximum.
그리고, 최하층 칩(S1)의 사양 값이 최소(또는 최대)인 경우에, 그 다음에 사양 값이 작은(혹은 큰) 칩을 최상층 칩(S5)으로 해도 된다. 반대로 최상층 칩(S5)의 사양 값이 최소(또는 최대)인 경우에, 그 다음에 사양 값이 작은(혹은 큰) 칩을 최하층 칩(S1)으로 해도 된다. 또한 사양 값이 최소 또는 최대인 칩이 다수인 경우에는 그것들을 최하층 및 최상층에 배치해도 되며, 도5a 및 5b는 이러한 예이고, 본 유형의 예에도 상당한다.In the case where the specification value of the lowermost chip S1 is minimum (or maximum), the chip having the smallest (or large) specification value may be the uppermost chip S5 next. On the contrary, when the specification value of the uppermost chip S5 is minimum (or maximum), the chip having the smallest (or large) specification value may be the lowermost chip S1 next. Moreover, when there are many chips with the minimum or maximum specification value, you may arrange them in the lowest layer and the uppermost layer, and FIG. 5A and 5B are such an example, and correspond to this type of example.
(유형3)(Type 3)
본 유형은, 사양값이 소정의 범위 내에 있는 것끼리 그룹을 구성하고, 그 그룹에 포함되는 적어도 2이상의 반도체 집적회로 칩을 연속해서 적층한 것이다. In this type, a group of specifications having a predetermined value constitutes a group, and at least two or more semiconductor integrated circuit chips included in the group are successively stacked.
도8은 본 유형의 일예를 모식적으로 나타낸 것이다. 도8에 도시한 예에서는 칩 (S1)과 (S2), 칩 (S3)과 (S4), 칩 (S5)와 (S6)이 각각 하나의 그룹을 구성하고 있다. 그리고, 도8에 도시한 예에서는 하나의 그룹에 포함되는 칩 수는 2개이지만, 3개 이상이어도 된다. 또한, 각 그룹에 포함되는 칩수가 달라도 된다. 그리고, 어느 그룹에도 포함되지 않은 칩이 존재해도 된다. Fig. 8 schematically shows an example of this type. In the example shown in Fig. 8, chips S1 and S2, chips S3 and S4, and chips S5 and S6 each constitute one group. In the example shown in Fig. 8, although the number of chips included in one group is two, three or more chips may be used. Moreover, the number of chips contained in each group may differ. And chips which are not included in any group may exist.
(유형4)(Type 4)
본 유형은, 다수의 반도체 집적회로 칩 중, 1 또는 2 이상의 특정한 반도체 집적회로 칩을 소정의 적층위치에 배치하는 것이다. This type is to arrange one or two or more specific semiconductor integrated circuit chips in a predetermined stacking position among a plurality of semiconductor integrated circuit chips.
도9는, 본 유형의 일 예를 모식적으로 나타낸 것이다. 본 예는, 다수의 칩 중, 특정한 반도체 집적회로 칩(도9에 도시한 예에서는, S2 및 S3)끼리 연속해서 적층하는 것이다. 대표적으로는 모든 칩 중 상호간에 신호의 송수신량이 가장 많은 특정한 칩끼리 연속해서 적층한다. 또한, 사양값이 가장 근접한 것끼리 연속해서 적층해도 된다(이것은, 유형3의 그룹화 개념에도 포함된다).9 schematically shows an example of this type. In this example, among a plurality of chips, specific semiconductor integrated circuit chips (in the example shown in Fig. 9, S2 and S3) are successively stacked. Typically, among the chips, specific chips having the largest amount of signal transmission / reception are stacked successively. Further, the nearest ones of the specification values may be laminated successively (this is also included in the
도10은, 본 유형의 다른 예를 모식적으로 나타낸 것이다. 도면의 예에서는 모든 칩 중, 베이스 기판(BS)과의 신호의 송수신량이 가장 많은 칩(S1)이 베이스 기판(BS)으로부터 가장 가까운 위치에 배치되어 있다. 그리고 도10에 도시한 개념은, 유형2의 개념에도 포함된다. Fig. 10 schematically shows another example of this type. In the example of the figure, the chip S1 which has the largest amount of transmission / reception with the base board | substrate BS among all the chips is arrange | positioned in the position closest to the base board | substrate BS. The concept shown in FIG. 10 is also included in the concept of
도11은 본 유형의 다른 예를 모식적으로 나타낸 것이다. 도면의 예에서는 모든 칩 중 외부와 신호의 송수신량이 가장 많은 칩(S5)이, 베이스 기판(BS)에 가장 먼 위치에 배치되어 있다. 그리고 도11에 도시한 개념은, 유형2의 개념에도 포함된다. Fig. 11 schematically shows another example of this type. In the example of the figure, the chip S5 with the largest amount of transmission / reception of signals with the outside among all the chips is arranged at the position farthest from the base substrate BS. The concept shown in Fig. 11 is also included in the
또한, 상기 각 유형에서, 반도체 집적회로 칩의 사양으로서는 소비전력, 동작 전압, 동작 전압 수, 동작 전류, 보증 동작 온도, 발생 전자파량, 동작 주파수, 치수, 접속 단자 수, 접속 단자 피치, 두께, 상기 반도체 집적회로 칩이 탑재되는 베이스 기판과의 신호의 송수신량, 및 외부와의 신호의 송수신량을 들 수 있다. In each of the above types, the specifications of the semiconductor integrated circuit chip include power consumption, operating voltage, operating voltage number, operating current, guaranteed operating temperature, generated electromagnetic wave amount, operating frequency, dimensions, connection terminal number, connection terminal pitch, thickness, And an amount of transmission and reception of signals to and from the base substrate on which the semiconductor integrated circuit chip is mounted.
이상과 같이, 반도체 집적회로 칩의 적층 방법을 최적화함으로써 우수한 성능을 갖는 적층형 반도체 디바이스를 얻을 수 있다. As described above, a multilayer semiconductor device having excellent performance can be obtained by optimizing a stacking method of a semiconductor integrated circuit chip.
또한, 상술한 적층 방법은, 도1a 혹은 도1b에 도시한 것과 같은 관통 플러그를 이용하여 인접하는 칩 간의 전기적인 접속을 행하는 적층형 반도체 디바이스에 대하여 효과적이다. 예를 들면 와이어 본딩에 의해 칩간의 전기적인 접속을 행할 경우에는 와이어 본딩의 실시 용이의 관점에서, 예를 들어 커다란 칩 상에 작은 칩을 배치하는 것과 같이 칩의 치수에 기초한 제약이 있다. 그 때문에 칩의 적층 방법에 자유도는 적다고 생각할 수 있다. 관통 플러그에 의해 칩간의 전기적인 접속을 행할 경우에는, 상술한 바와 같은 제약이 없으며, 예를 들면 도1c에 도시한 바와 같은 구성 예를 채용하는 것이 가능하기 때문에, 칩 치수 이외의 사양에 기초하여, 전술한 바와 같은 각종 적층 방법을 적용하는 것이 가능하다. In addition, the above-described lamination method is effective for a stacked semiconductor device which makes electrical connections between adjacent chips using a through plug as shown in Fig. 1A or 1B. For example, when electrical connection between chips is made by wire bonding, there are limitations based on the dimensions of the chip, for example, disposing a small chip on a large chip from the viewpoint of ease of wire bonding. Therefore, it can be considered that the degree of freedom is small in the chip stacking method. When the electrical connection between the chips is performed by the through plugs, there are no restrictions as described above. For example, it is possible to adopt a configuration example as shown in Fig. 1C. It is possible to apply various lamination methods as described above.
이하, 각 사양 값에 대한 반도체 집적회로 칩의 구체적인 적층 방법에 대하여 설명한다. 그리고, 이하의 구체 예에서 설명하는 적층 방법은 일 예이며, 기본적으로는 상기 각 유형에서 설명한 바와 같은 각종 적층 방법을 채용하는 것이 가능하다. Hereinafter, the specific lamination method of a semiconductor integrated circuit chip with respect to each specification value is demonstrated. In addition, the lamination | stacking method demonstrated in the following specific example is an example, It is possible to employ | adopt the various lamination | stacking methods as basically demonstrated by each said type.
(구체예1)(Example 1)
본 예는, 반도체 집적회로 칩(S1~S5)의 소비전력(예를 들면 최대 소비전력)에 기초하여, 각 칩을 적층하는 것이다. In this example, the chips are stacked based on the power consumption (for example, maximum power consumption) of the semiconductor integrated circuit chips S1 to S5.
서로 다른 기능을 내장시킨 다수의 칩을 적층할 경우, 각 칩의 소비 전력을 고려해서, 바꿔 말하면 각 칩에서 생긴 열의 흐름을 고려하여, 모듈 전체의 방열(냉각)을 행할 필요가 있다. 그래서, 각 칩을 이하의 구체예1A 혹은 구체예1B와 같이 적층한다. In the case of stacking a plurality of chips incorporating different functions, it is necessary to perform heat dissipation (cooling) of the entire module in consideration of power consumption of each chip, in other words, in consideration of heat flow generated from each chip. Thus, each chip is stacked as in the following specific example 1A or specific example 1B.
(구체예1A)(Example 1A)
본 예는 열의 확산·전파 방향에 대하여, 소비전력이 많은 즉 발열량이 많은 칩 순으로, 칩을 적층하는 것이다. 예를 들면 각 칩을 도4b와 같이 하여 적층한다. In this example, chips are stacked in the order of the chips with the highest power consumption, that is, the amount of heat generated, in the heat diffusion and propagation directions. For example, each chip is stacked as shown in Fig. 4B.
이렇게, 베이스 기판(BS) 측 즉, 히트 싱크(heat sink) 측으로 소비전력이 많은 칩을 배치함으로써, 소비전력이 많은 칩의 열을 빨리 효율적으로 히트 싱크로 보낼 수 있다. 즉, 소비전력이 많은 칩의 온도를 재빨리 낮출 수 있다. 따라서, 소비전력이 적은 칩의 열도 효율적으로 히트 싱크로 보낼 수 있기 때문에, 모듈 전체의 방열(냉각)을 효율적으로 행할 수 있다.In this way, by disposing a chip with high power consumption on the base substrate BS side, that is, a heat sink side, heat of a chip with high power consumption can be quickly and efficiently sent to the heat sink. In other words, the temperature of the chip with high power consumption can be reduced quickly. Therefore, since heat of a chip with low power consumption can be efficiently sent to the heat sink, heat dissipation (cooling) of the entire module can be efficiently performed.
그리고, 히트 싱크가 칩의 양측(칩(S1)측 및 칩(S5)측)에 배치되어 있는 경우에는, 예를 들면 도 5b와 같이 각 칩을 적층해도 된다. 그 외, 본 예에서는, 예를 들면 도 2b, 도 3b, 도 6b, 도 7b등과 같이 각 칩을 적층하는 것도 가능하다.And when the heat sink is arrange | positioned at the both sides (chip S1 side and chip S5 side) of a chip | tip, you may laminate | stack each chip like FIG. 5B. In addition, in this example, it is also possible to laminate | stack each chip like FIG. 2B, FIG. 3B, FIG. 6B, FIG. 7B, etc., for example.
(구체예1B)(Example 1B)
본 예는, 열의 확산 전파방향에 대하여 소비 전력이 적은 즉, 발열량이 적은 칩 순으로, 칩을 적층하는 것이다. 예를 들면 각 칩을 도4a와 같이 적층한다. In this example, chips are stacked in the order of the chips with the lowest power consumption, that is, the amount of heat generated in the diffusion propagation direction of heat. For example, each chip is stacked as shown in Fig. 4A.
베이스 기판(BS)측 즉 히트 싱크측에 소비 전력이 많은 칩이 존재하면, 이러한 소비 전력이 많은 칩이 열확산 배리어로 작용하는 경우가 있다. 그 때문에 소비 전력이 적은 칩으로부터 히트 싱크로의 열확산이 방해받을 우려가 있다. If a chip with a large amount of power consumption exists on the base substrate BS side, that is, a heat sink side, the chip with a lot of power consumption may act as a thermal diffusion barrier. As a result, heat diffusion into the heat sink may be disturbed from the chip with low power consumption.
본 예에서는, 베이스 기판(BS)측에 소비전력이 적은 칩을 배치하기 때문에, 소비 전력이 많은 칩이 열 확산 배리어가 되지는 않는다. 그 때문에 온도구배에 의해 소비 전력이 많은 칩으로부터 적은 칩으로, 더욱이 히트 싱크로 효율적으로 열 확산을 행할 수 있어, 모듈 전체의 방열(냉각)을 효율적으로 행할 수 있다. In this example, since a chip with low power consumption is disposed on the side of the base substrate BS, the chip with high power consumption does not become a heat diffusion barrier. Therefore, due to the temperature gradient, heat diffusion can be efficiently performed from a chip with a large amount of power to a small chip with a heat sink, and heat dissipation (cooling) of the entire module can be efficiently performed.
그리고, 히트 싱크가 칩의 양측(칩(S1)측 및 칩(S5)측)에 배치되어 있는 경우에는, 예를 들면 도 5a와 같이 각 칩을 적층해도 된다. 그 외 본 예에서는 예를 들면 도 2a, 도 3a, 도 6a, 도 7a등과 같이 하여, 각 칩을 적층하는 것도 가능하다. And when the heat sink is arrange | positioned at the both sides (chip S1 side and chip S5 side) of a chip | tip, you may laminate | stack each chip like FIG. 5A. In other examples, the chips can be stacked in the same manner as in FIGS. 2A, 3A, 6A, 7A, and the like.
(구체예2)(Example 2)
본 예는, 반도체 집적회로 칩(S1~S5)의 동작 전압(전원 전압)이나 동작 전압수(전원 전압수)에 기초하여 각 칩을 적층하는 것이다. In this example, the chips are stacked based on the operating voltage (power supply voltage) and the operating voltage number (power supply voltage) of the semiconductor integrated circuit chips S1 to S5.
다수의 칩을 적층하여 모듈화할 경우, 각 칩에서 동작 전압이나 동작전압수가 다른 경우가 있다. 이러한 경우에는 전압강하나 전원과의 접속 등을 고려하여 각 칩을 적층할 필요가 있다. 그래서, 각 칩을 이하의 구체예2A~구체예2D와 같이 적층한다. When a plurality of chips are stacked and modularized, the operating voltage or the number of operating voltages may be different in each chip. In such a case, it is necessary to stack each chip in consideration of voltage drop and connection with a power supply. Therefore, each chip is laminated as in the following specific example 2A to specific example 2D.
(구체예2A)(Example 2A)
본 예는, 동작전압(전원 전압)이 높은 칩 순으로, 칩을 적층하는 것이다. 예를 들면 도 4b와 같이 각 칩을 적층한다. 또한, 하나의 칩내에 다수의 동작전압이 존재할 경우는, 예를 들면 최대 동작 전압을 기준으로 하여, 각 칩의 동작전압을 비교한다. In this example, chips are stacked in the order of the chips having the highest operating voltage (power supply voltage). For example, as shown in FIG. 4B, each chip is stacked. When a plurality of operating voltages exist in one chip, for example, the operating voltages of the respective chips are compared based on the maximum operating voltage.
베이스 기판 즉, 전원 기판으로부터 전압을 각 칩으로 공급할 경우, 전원으로부터 먼 측의 칩에는, 도중의 칩을 경유해서 전압이 공급된다. 일반적으로 동작 전압이 낮은 칩은 허용 동작 전압도 낮다. 그 때문에, 전압 공급 경로가 되는 도중의 칩의 동작 전압이 낮을 경우에는, 오동작이나 파손 등의 신뢰성의 저하로 이어진다. When the voltage is supplied to each chip from the base substrate, that is, the power supply substrate, the voltage is supplied to the chip on the side far from the power supply via the chip in the middle. In general, chips with lower operating voltages also have lower allowable operating voltages. For this reason, when the operating voltage of the chip on the way to become the voltage supply path is low, it leads to a decrease in reliability such as malfunction or damage.
본 예에서는, 베이스 기판(BS)측에 동작 전압이 높은 칩을 배치하고 있다. 그 때문에, 전압 공급 경로인 도중의 칩에는 베이스 기판의 전원으로부터는, 그 도중의 칩의 동작 전압보다 높은 전압은 공급되지 않는다. 따라서, 오동작이나 파손 등의 신뢰성의 저하를 방지할 수 있게 된다. In this example, a chip having a high operating voltage is arranged on the base substrate BS side. Therefore, a voltage higher than the operating voltage of the chip in the middle is not supplied to the chip in the middle of the voltage supply path from the power source of the base substrate. Therefore, the fall of the reliability, such as a malfunction or damage, can be prevented.
그리고, 전원 기판이 칩의 양측(칩(S1)측 및 칩(S5)측)에 배치되어 있을 경우에는, 예를 들면 도 5b와 같이 각 칩을 적층해도 된다. 그 외, 본 예에서는 예를 들면 도 2b, 도 3b, 도 6b, 도 7b등과 같이 각 칩을 적층할 수도 있다. And when the power supply board is arrange | positioned at the both sides (chip S1 side and chip S5 side) of a chip, you may laminate | stack each chip like FIG. 5B. In addition, in this example, each chip can also be laminated | stacked like FIG. 2B, FIG. 3B, FIG. 6B, FIG.
(구체예2B)(Example 2B)
본 예는, 동작전압(전원전압)이 낮은 칩 순으로, 칩을 적층하는 것이다. 예를 들면 도4a와 같이 각 칩을 적층한다. 그리고, 하나의 칩내에 다수의 동작 전압이 존재할 경우에는, 예를 들면 최대 동작 전압을 기준으로 하여, 각 칩의 동작전압을 비교한다. In this example, chips are stacked in the order of the chips having the lowest operating voltage (power supply voltage). For example, as shown in FIG. 4A, each chip is stacked. When a plurality of operating voltages exist in one chip, for example, the operating voltages of the respective chips are compared based on the maximum operating voltage.
베이스 기판 즉, 전원 기판으로부터 전압을 각 칩으로 공급할 경우, 전원으로부터 먼 측의 칩은, 전원에 가까운 측의 칩에 비해 전압공급 경로가 길기 때문에, 전압강하가 생기기 쉽다. 전압 강하의 영향은, 동작 전압이 낮은 칩일수록 커진다. 본 예에서는, 베이스 기판(BS)측에 동작전압이 낮은 칩을 배치하고 있다. 그 때문에 모듈 전체로 본 경우에, 전압강하의 영향을 저감할 수 있어, 신뢰성의 향상 등을 도모할 수 있다. When a voltage is supplied to each chip from the base board, that is, the power board, the chip on the side farther from the power source tends to have a voltage drop because the voltage supply path is longer than that of the chip on the side close to the power source. The effect of the voltage drop is greater for chips with lower operating voltages. In this example, a chip having a low operating voltage is arranged on the base substrate BS side. Therefore, in the case of the whole module, the influence of a voltage drop can be reduced and reliability improvement can be aimed at.
그리고, 전원 기판이 칩의 양측(칩(S1)측 및 칩(S5)측)에 배치되어 있을 경우에는, 예를 들면 도 5a와 같이 각 칩을 적층해도 된다. 그 외, 본 예에서는 예를 들면 도 2a, 도 3a, 도 6a, 도 7a등과 같이 칩을 적층하는 것도 가능하다.And when the power supply board is arrange | positioned at the both sides (chip S1 side and chip S5 side) of a chip | tip, you may laminate | stack each chip like FIG. 5A. In addition, in this example, it is also possible to stack chips as shown in Figs. 2A, 3A, 6A, 7A and the like.
(구체예2C)(Example 2C)
본 예는, 각 칩의 동작 전압 수(전원 전압 수)가 다를 경우, 예를 들어 하나의 동작 전압을 갖는 칩과 두개의 동작 전압을 갖는 칩을 적층할 경우에, 동작 전압수가 많은 칩을 베이스 기판(BS)측 즉, 전원 기판측에 배치하는 것이다. 예를 들면 도 4b와 같이 각 칩을 적층한다. In this example, when the number of operating voltages (power supply voltage) of each chip is different, for example, when a chip having one operating voltage and a chip having two operating voltages are stacked, a chip having a large number of operating voltages is used. It is arrange | positioned at the board | substrate BS side, ie, a power supply board side. For example, as shown in FIG. 4B, each chip is stacked.
이렇게 동작 전압 수가 많은 칩을 베이스 기판(BS)측 즉 전원 기판 측에 배치함으로써, 베이스 기판(BS)으로부터 각 칩으로 전원 전압을 공급하기 위한 관통 플러그 수를 적게 할 수 있다. 그 때문에 공정 단가의 저감이나 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다. By arranging the chips having a large number of operating voltages on the base substrate BS side, that is, on the power supply substrate side, the number of through plugs for supplying the power supply voltage from the base substrate BS to each chip can be reduced. Therefore, the process cost can be reduced and the reliability can be improved.
그리고, 전원 기판이 칩의 양측(칩(S1)측 및 칩(S5)측)에 배치되어 있을 경우에는, 예를 들면 도 5b와 같이 각 칩을 적층해도 된다. 그 외, 본 예서는 예를 들면 도 2b, 도 3b, 도 6b, 도 7b등과 같이 각 칩을 적층하는 것도 가능하다. And when the power supply board is arrange | positioned at the both sides (chip S1 side and chip S5 side) of a chip, you may laminate | stack each chip like FIG. 5B. In addition, in this example, each chip can be laminated | stacked like FIG. 2B, FIG. 3B, FIG. 6B, FIG. 7B, etc., for example.
(구체예2D)(Example 2D)
본 예는, 예를 들면 단일 동작 전압 수의 칩에 의해 모듈이 구성되어 있을 경우에, 동작 전압이 근접한, 혹은 동일한 다수의 칩을 그룹화하여, 그 그룹내의 칩을 연속적으로 적층하는 것이다. 예를 들면 도8과 같이 각 칩을 적층한다. In this example, in the case where the module is constituted by chips of a single operating voltage number, for example, a plurality of chips having close or identical operating voltages are grouped to stack chips in the group continuously. For example, each chip is stacked as shown in FIG.
예를 들면, 동작 전압이 동일한 칩끼리 그룹을 구성함으로써, 전원 단자를 공통화할수 있으며, 베이스 기판(BS)으로부터 각 칩으로 전원 전압을 공급하기 위한 관통 플러그 수를 적게할수있다. 그 때문에, 공정 단가의 저감이나 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다. For example, by forming groups of chips having the same operating voltage, the power supply terminals can be made common, and the number of through plugs for supplying the power supply voltage from the base substrate BS to each chip can be reduced. Therefore, reduction of process cost and improvement of reliability can be aimed at.
(구체예3)(Example 3)
본 예는, 반도체 집적회로 칩(S1~S5)의 동작 전류에 기초하여, 각 칩을 적층하는 것이다. In this example, the chips are stacked based on the operating currents of the semiconductor integrated circuit chips S1 to S5.
각 칩의 동작 전류가 다를 경우, 각 칩의 동작 전류를 고려하여 각 칩을 적층할 필요가 있다. 그래서, 이하와 같이 각 칩을 적층한다. If the operating current of each chip is different, it is necessary to stack each chip in consideration of the operating current of each chip. Therefore, each chip is laminated as follows.
본 예는, 각 칩의 동작 전류가 다를 경우에, 동작 전류(예를 들면 최대 동작 전류)가 큰 순서로 각 칩을 적층하는 것이다. 예를 들면 도4b와 같이 각 칩을 적층한다. In this example, when the operating currents of the respective chips are different, the chips are stacked in the order in which the operating currents (for example, the maximum operating currents) are large. For example, as shown in FIG. 4B, each chip is stacked.
베이스 기판 즉, 전원 기판으로부터 각 칩으로 전류를 공급할 경우, 전원 기판으로부터 먼 측의 칩에서는 전원 기판으로부터 가까운 측의 칩에 비해 전류 공급 경로가 길어진다. 그 때문에 전원 기판으로부터 먼 측의 칩에서는 전류 공급 경로에서의 저항 성분이 커진다. 전원으로부터 먼 측의 칩에 동작 전류가 큰 칩을 배치하면, 전압=전류X저항의 관계로부터, 전압의 손실이 커져 버린다. 본 예에서는, 베이스 기판(BS)측 즉, 전원 기판 측에 동작 전류가 큰 칩을 배치한다. 즉 전류 경로의 저항성분이 작아지는 위치에 동작 전류가 큰 칩을 배치하므로 전압의 손실을 최소한으로 억제할 수 있다. When current is supplied to each chip from the base substrate, that is, the power substrate, the current supply path is longer in the chip on the side farther from the power substrate than in the chip on the side near the power substrate. For this reason, the resistance component in the current supply path increases in the chip on the side far from the power supply board. If a chip with a large operating current is placed on a chip far from the power supply, the voltage loss increases due to the relationship of voltage = current X resistance. In this example, a chip with a large operating current is arranged on the base substrate BS side, that is, on the power supply substrate side. In other words, since the chip with the large operating current is disposed at the position where the resistance component of the current path becomes small, the loss of voltage can be minimized.
그리고, 전원 기판이 칩의 양측(칩(S1)측 및 칩(S5)측)에 배치되어 있을 경우에는, 예를 들면 도 5b와 같이 각 칩을 적층해도 된다. 그 외, 본 예에서는, 예를 들면 도 2b, 도 3b, 도 6b, 도 7b등과 같이, 각 칩을 적층하는 것도 가능하다.And when the power supply board is arrange | positioned at the both sides (chip S1 side and chip S5 side) of a chip, you may laminate | stack each chip like FIG. 5B. In addition, in this example, it is also possible to laminate | stack each chip like FIG. 2B, FIG. 3B, FIG. 6B, FIG. 7B, etc., for example.
(구체예4)(Example 4)
본 예는, 반도체 집적회로 칩(S1~S5)의 보증 동작온도에 기초하여, 각 칩을 적층하는 것이다. In this example, the chips are stacked based on the guaranteed operating temperatures of the semiconductor integrated circuit chips S1 to S5.
다수의 칩을 적층하여 모듈화할 경우, 각 칩의 보증 동작 온도(신뢰성 기준)를 고려하여, 모듈 전체의 신뢰성을 확보할 필요가 있다. 그래서, 이하와 같이 각 칩을 적층한다. In the case of stacking and modularizing a plurality of chips, it is necessary to secure the reliability of the entire module in consideration of the guaranteed operating temperature (reliability criteria) of each chip. Therefore, each chip is laminated as follows.
본 예는, 칩간의 보증동작 온도가 다른 경우에, 보증 동작온도가 근접한, 혹은 동일한 칩끼리 그룹화하여, 그 그룹내의 칩을 연속적으로 적층함으로써 신뢰성 기준을 확보하는 것이다. 예를 들면 도8의 개념에 대응한다. 그리고 보증 동작 온도가 가장 낮은 칩을, 온도가 가장 낮아지는 적층위치(온도가 가장 낮아지도록 열 설계된 적층위치)에 배치하도록 해도 된다. 그리고 모듈 전체의 보증 동작 온도를, 보증 동작 온도가 가장 낮은 칩의 기준에 맞추도록 해도 된다. In this example, when the guaranteed operating temperatures between the chips are different, the chips having the guaranteed operating temperatures close to or identical to each other are grouped, and chips in the group are successively stacked to ensure reliability standards. For example, it corresponds to the concept of FIG. The chip having the lowest guaranteed operating temperature may be arranged at the stacking position where the temperature is lowest (lamination position designed to be the lowest temperature). The guaranteed operating temperature of the entire module may be adjusted to the standard of the chip having the lowest guaranteed operating temperature.
이렇게 보증 동작 온도를 고려하여 각 칩을 적층하므로써, 모듈 전체의 신뢰성의 확보(수명의 장기화등)를 도모할 수 있으며, 보증 동작 온도가 근사한 칩 끼리 근접하여 적층함으로써, 신뢰성 관리를 행하기가 쉬워진다. By stacking each chip in consideration of the guaranteed operating temperature in this manner, it is possible to secure the reliability of the entire module (extending the lifespan, etc.), and it is easy to perform the reliability management by stacking chips close to the guaranteed operating temperature. Lose.
(구체예5)(Example 5)
본 예는 반도체 집적회로 칩(S1~S5)의 신호의 송수신에 기초하여 각 칩을 적층하는 것이다. In this example, the chips are stacked based on the transmission and reception of signals of the semiconductor integrated circuit chips S1 to S5.
다수의 칩을 적층하여 모듈화할 경우, 신호 송수신량이나 신호 송수신 속도라고 하는 신호의 송수신을 고려하지 않으면 신호 지연 등에 의해 모듈의 기능 저하나 오동작이 생길 우려가 있다. 그래서, 이하의 구체예5A~5C와 같이 각 칩을 적층한다. In the case of stacking and modularizing a plurality of chips, there is a possibility that a module may be degraded or malfunction due to signal delay or the like unless the transmission and reception of signals such as a signal transmission / reception amount and a signal transmission / reception rate are considered. Therefore, each chip is laminated | stacked like the following specific examples 5A-5C.
(구체예5A)(Example 5A)
본 예는, 가장 밀접한 관계를 갖는 특정한 칩끼리 서로 인접하여 배치하는 것이다. 즉, 도9와 같이 가장 밀접한 관계를 갖는 특정한 칩끼리(도9의 예에서는 S2와 S3) 인접하여 배치한다. In this example, specific chips having the closest relationship are arranged adjacent to each other. That is, as shown in Fig. 9, specific chips having the closest relationship (S2 and S3 in the example of Fig. 9) are disposed adjacent to each other.
예를 들면 상호간에서의 신호의 송수신량이 가장 맣은 칩끼리 서로 인접하게 배치한다. 구체적으로는, 신호 처리 기능을 갖는 로직 칩과, 로직 칩의 사이에서 데이터의 송수신을 행하는 메모리 칩(DRAM 이나 SRAM등의 캐시 칩)을 인접하게 적층한다. 반대로, 신호의 송수신을 행하지 않는 칩, 예를 들면 전원 제어용 칩 등은 먼 위치에 배치한다. 데이터의 송수신을 행하는 칩 사이에 다른 칩을 두면 신호 지연에 의해 처리 속도가 늦어져 시스템 전체의 기능이 저하되어 버린다. 상술한 바와 같은 칩끼리 인접하여 배치함으로써, 처리 속도가 향상되어 시스템 전체의 기능을 향상시킬 수 있다. For example, the largest chips are placed adjacent to each other. Specifically, a logic chip having a signal processing function and a memory chip (cache chip such as DRAM or SRAM) that transmits and receives data between the logic chips are stacked adjacently. On the contrary, a chip which does not transmit or receive a signal, for example, a power supply control chip, is disposed at a distant position. If another chip is placed between the chips for transmitting and receiving data, the processing speed is slowed down by signal delay, and the function of the entire system is degraded. By arranging the chips as described above adjacent to each other, the processing speed can be improved and the function of the entire system can be improved.
또한, 상호간의 신호의 송수신이 있을 경우에, 동작 주파수가 가장 가까운 칩끼리 서로 인접하여 배치해도 된다. 이렇게 함으로써, 데이터 송수신 시의 타이밍의 어긋남을 최소한으로 억제할 수 있어 시스템 전체의 기능을 향상시킬 수 있다. In the case where signals are transmitted and received to each other, chips closest to the operating frequency may be arranged adjacent to each other. In this way, the timing shift at the time of data transmission / reception can be suppressed to the minimum and the function of the whole system can be improved.
(구체예5B)(Example 5B)
본 예는, 인터페이스 기판인 마더 보드와의 송수신이 가장 많은 칩(예를 들면 고속 신호를 처리하는 신호 처리 칩)을, 마더보드에 인접하여 배치하는 것이다. 즉, 도10에 도시한 바와 같이, 마더 보드(베이스 기판(BS))와의 신호의 송수신이 가장 많은 칩(S1)을 마더 보드에 인접하여 배치한다. 이로써, 마더 보드와의 신호의 송수신에 있어서 신호 지연을 최소한으로 억제할 수 있어 시스템 전체의 기능을 향상시킬 수 있다. In this example, a chip (e.g., a signal processing chip for processing a high-speed signal) having the most transmission / reception with the motherboard, which is an interface substrate, is arranged adjacent to the motherboard. That is, as shown in Fig. 10, the chip S1 having the most transmission and reception of signals to and from the motherboard (base substrate BS) is arranged adjacent to the motherboard. Thereby, the signal delay in the transmission and reception of the signal to and from the motherboard can be suppressed to a minimum, and the function of the entire system can be improved.
(구체예5C)(Example 5C)
본 예는, 예를 들면 도11에 도시한 바와 같이, 외부와의 신호의 송수신이 많은 칩(S5)을 마더 보드(베이스 기판(BS))로부터 가장 먼 위치에 배치하는 것이다. 예를 들면, CCD나 CMOS센서의 화상신호, 음성신호, 안테나 신호 등의 외부 신호를 처리하는 칩을, 최상층에 배치한다. 이렇게 배치함으로써, CCD나 안테나 등이 칩(S5)의 위쪽에 제공되어 있을 경우, 다른 칩(S1~S4)에 의해 차폐되지 않고, 칩(S5)과 외부와의 사이에서 신호의 송수신을 행할 수 있다. In this example, for example, as shown in Fig. 11, the chip S5, which has a large amount of transmission and reception of signals to and from the outside, is arranged at a position farthest from the motherboard (base substrate BS). For example, a chip for processing external signals such as image signals, audio signals, and antenna signals of CCD and CMOS sensors is arranged on the uppermost layer. With this arrangement, when a CCD, an antenna, or the like is provided above the chip S5, the signals can be transmitted and received between the chip S5 and the outside without being shielded by the other chips S1 to S4. have.
(구체예6)(Example 6)
본 예는, 반도체 집적회로 칩(S1~S5)의 발생 전자파량에 기초하여, 각 칩을 적층하는 것이다. In this example, the chips are laminated on the basis of the generated electromagnetic waves of the semiconductor integrated circuit chips S1 to S5.
다수의 칩을 적층하여 모듈화할 경우, 각 칩간에서 신호의 송수신량의 증가나 신호의 고속화와 함께 동작 전압도 저하되어 간다. 그 때문에, 각 칩은 잡음의 영향을 받기 쉬워진다. 즉, 각 칩, 전원선, 그라운드 선 등으로부터 발생하는 전자파에 의해 생기는 전자기 방해(EMI)에 의해, 오동작이나 음성, 화상의 왜곡 등이 생길 우려가 있다. 그래서, 이하의 구체예6A 및 6B와 같이 각 칩을 적층한다. When a plurality of chips are stacked and modularized, the operating voltage also decreases with the increase in the amount of transmission and reception of signals and the speed of the signals between the chips. As a result, each chip is susceptible to noise. That is, there is a possibility that malfunction, sound, or distortion of an image may occur due to electromagnetic interference (EMI) generated by electromagnetic waves generated from each chip, power line, ground line, or the like. Therefore, each chip is laminated as in the following specific examples 6A and 6B.
(구체예6A)(Example 6A)
본 예에서는, 전자파의 발생량이 많은 칩을, 마더보드에 가까운 위치에 배치한다. 예를 들면, 도7B에 도시한 바와 같이, 전자파의 발생량이 가장 많은 칩(S1) 을, 베이스 기판(BS)에 가장 가까운 위치에 배치한다. 반대로, 전자파의 발생량이 가장 적은 칩을 베이스 기판으로부터 가장 먼 위치에 배치해도 된다.In this example, a chip with a large amount of electromagnetic wave generation is arranged at a position close to the motherboard. For example, as shown in Fig. 7B, the chip S1 having the greatest amount of electromagnetic waves is disposed at the position closest to the base substrate BS. Conversely, you may arrange | position the chip with the smallest generation amount of electromagnetic waves at the position farthest from a base substrate.
예를 들면, 발생 전자파량이 가장 많은 칩(예를 들면, 대전류가 순간적으로 흐르는 동작 전류가 큰 칩, 센서용 칩, 음성.화상 처리용 칩, 송수신용 안테나의 신호를 처리하는 칩 등)을 베이스 기판에 가장 가까운 위치에 배치하고, 전자파의 영향을 받기 쉬운 칩을 베이스 기판으로부터 먼 위치에 배치한다. 이렇게 배치하므로써, 칩(S1)으로부터 다른 칩(S2~S5)으로의 전자파의 영향을 억제할 수 있으며, 전자파에 의한 오동작 등을 방지할 수 있다. For example, it is based on a chip having the highest amount of generated electromagnetic waves (for example, a chip having a large operating current in which a large current flows instantaneously, a sensor chip, a voice / image processing chip, a chip processing a signal of a transmitting / receiving antenna, etc.). The chip is placed closest to the substrate, and the chip susceptible to electromagnetic waves is placed at a position far from the base substrate. By arranging in this way, the influence of the electromagnetic waves from the chip S1 to the other chips S2 to S5 can be suppressed, and malfunctions due to the electromagnetic waves can be prevented.
또한, 도7b 외에, 유형1, 유형2에서 설명한 바와 같은 각종 적층 방법에 따라, 각 칩을 적층하는 것도 가능하다. In addition to Fig. 7B, it is also possible to stack each chip in accordance with various stacking methods as described in
(구체예6B)(Example 6B)
본 예는, 전자파의 영향을 받기 쉬운 칩을, 예를 들면 유형2에 따라, 마더보드(베이스 기판)로부터 가장 먼 위치에 배치한다. 이렇게 전자파의 영향을 받기 쉬운 칩(예를 들면 센서용 칩, 음성. 화상 처리용 칩, 송수신용 안테나의 신호를 처리하는 칩 등)을, EMI등의 발생원인 전원기판(베이스 기판)으로부터 먼 적층위치에 배치하므로써, 전자파에 의한 오동작등을 방지할 수 있다. In this example, a chip susceptible to electromagnetic waves is disposed at a position farthest from the motherboard (base substrate), for example, in accordance with
(구체예7)(Example 7)
본 예는, 반도체 집적회로 칩(S1~S5)의 칩 치수에 기초하여, 각 칩을 적층한 것이다. In this example, the chips are stacked based on the chip dimensions of the semiconductor integrated circuit chips S1 to S5.
적층되는 각 칩의 치수가 모두 동일할 수는 없으므로, 각종 치수의 칩이 혼 재하여 적층되는 경우도 많다. 이렇게 각종 칩 치수가 혼재해 있을 경우, 각 칩의 적층 순서가 적절하지 않다면, 응력에 의한 크랙, 접속불량, 제조 단가의 상승이란 문제점이 생긴다. Since the dimensions of each chip to be stacked may not all be the same, chips of various dimensions are often stacked. When various chip dimensions are mixed in this way, if the stacking order of each chip is not appropriate, problems such as cracking due to stress, poor connection, and increase in manufacturing cost arise.
3차원으로 적층된 모듈은, 일반적으로 고기능, 고밀도이기 때문에, 모듈과 외부와의 접속단자수는 상당히 많아진다. 이러한 모듈의 패키지에는, 접속단자를 격자형태로 배치하는 플립 칩이라는 접속이 이용된다. 또한, 마더 보드나 패키지에는, 중량이나 가격면에서, 글래스 에폭시등의 수지가 많이 이용된다. 이러한 수지와, 실리콘이나 GsAs등의 반도체와의 열팽창 계수의 비는 5배 정도이기 때문에, 양자간에 열팽창계수의 상이에 따른 응력이 발생한다. 3차원 적층 모듈에서는, 각 칩을 수평방향으로 나란히 배치한 2차원 모듈에 비해, 단자 피치가 급격하게 파세화되기 때문에 마더 보드와 칩간의 신뢰성 높은 접속이 곤란해진다. Since modules stacked in three dimensions are generally high-performance and high-density, the number of connection terminals between the module and the outside increases considerably. In the package of such a module, a connection called a flip chip is used in which the connection terminals are arranged in a lattice form. Moreover, resin, such as glass epoxy, is used for a motherboard and a package from a weight and a price. Since the ratio of the thermal expansion coefficient between such a resin and a semiconductor such as silicon or GsAs is about five times, a stress due to the difference in the thermal expansion coefficient is generated between them. In the three-dimensional stacked module, since the terminal pitch is rapidly abrupt compared to the two-dimensional module in which each chip is arranged side by side in the horizontal direction, a reliable connection between the motherboard and the chip becomes difficult.
이런 관점에서, 본 예에서는, 예를 들면 도7b에 도시한 바와 같이, 칩 치수가 가장 큰 칩(S1)을 베이스 기판(BS)(마더 보드)에 가장 가까운 적층위치에 배치한다. 칩 치수의 결정 방법으로서는, 이하의 방법을 들 수 있다. In view of this, in this example, as shown in Fig. 7B, the chip S1 having the largest chip size is disposed at the stacking position closest to the base substrate BS (mother board). The following method is mentioned as a determination method of a chip dimension.
(구체예7A)(Example 7A)
본 예에서는, 각 칩의 긴변(적층방향에 수직한 칩면을 직사각형이라고 했을 때의 그 직사각형의 긴변, 단 그 칩면이 정사각형인 경우는 임의의 변)의 길이에 기초하여 칩 치수를 판정하여, 긴변의 길이가 가장 긴 칩을 베이스 기판(마더 보드)에 가장 가까운 위치에 배치한다.In this example, the chip dimensions are determined based on the length of each chip's long side (the long side of the rectangle when the chip surface perpendicular to the stacking direction is called a rectangle, or any side when the chip surface is square). The chip with the longest side is placed at the position closest to the base substrate (mother board).
(구체예7B)(Example 7B)
본 예에서는, 각 칩의 긴변(적층방향에 수직한 칩면을 직사각형이라고 했을 때의 그 직사각형의 긴변, 단 그 칩면이 정사각형인 경우는 임의의 변)의 길이와, 짧은 변(적층방향으로 수직한 칩면을 직사각형이라고 했을 때의 그 직사각형의 짧은 변, 단 그 칩면이 정사각형의 경우는 임의의 변)의 길이의 합에 기초하여 칩 치수를 판정하여, 길이의 합이 가장 큰 칩을 베이스 기판에 가장 가까운 위치에 배치한다.In this example, the length of the long side of each chip (the long side of the rectangle when the chip surface perpendicular to the stacking direction is called a rectangle, or any side when the chip surface is a square) and the short side (the vertical side in the stacking direction) The chip dimensions are determined based on the sum of the lengths of the short sides of the rectangle when the chip surface is a rectangle, or any side when the chip surface is a square), and the chip having the largest sum is the most on the base substrate. Place it close to you.
(구체예7C)(Example 7C)
본 예에서는, 각 칩의 면적(적층방향에 수직한 칩면의 면적)에 기초하여 칩 치수를 판정하여, 면적이 가장 큰 칩을 베이스 기판에 가장 가까운 위치에 배치한다. In this example, the chip size is determined based on the area of each chip (the area of the chip surface perpendicular to the stacking direction), and the chip having the largest area is placed at the position closest to the base substrate.
이렇게, 본 예에서는, 칩 치수가 큰 것 순으로 각 칩을 적층하므로써, 응력에 의한 접속불량이 억제되어, 모듈 전체에 신뢰성을 향상시킬 수 있다. Thus, in this example, by stacking each chip in the order of the largest chip size, connection failure due to stress is suppressed, and the reliability of the entire module can be improved.
또한, 구체예7에 있어서도, 유형1, 유형2에서 설명한 것과 같은 각종 적층방법에 따라 각 칩을 적층하는 것이 가능하다. In addition, also in the specific example 7, it is possible to laminate | stack each chip according to the various lamination | stacking methods similar to what was demonstrated by
(구체예8)(Example 8)
본 예는, 반도체 집적회로 칩(S1~S5)의 접속단자 수 혹은 접속단자 피치에 기초하여, 각 칩을 적층한 것이다. In this example, each chip is laminated on the basis of the number of connection terminals or the connection terminal pitch of the semiconductor integrated circuit chips S1 to S5.
적층되는 각 칩은 관통 플러그 등의 접속단자에 의해, 칩 간 상호 혹은 칩과 마더 보드(베이스 기판)간이 접속된다. 그러나, 적층되는 각 칩의 단자 수나 단자 피치가 모두 동일하지만은 않으므로, 각종 단자 수나 단자 피치의 칩이 혼재하여 적층되어 있는 경우도 많다. 이렇게 각종 단자 수나 단자 피치가 혼재해 있을 경우, 각 칩의 적층 순서가 적절하지 않으면, 응력에 의한 크랙, 접속 불량, 제조 단가의 상승이라는 문제가 생긴다. 즉, 구체예7에서 설명한 것과 같은 문제가 생긴다. 또한, 마더 보드와의 신호의 송수신을 행하는 단자 수도 각 칩에 따라 다양하여, 적절한 적층 순서를 선택하지 않으면, 각 칩의 효율적인 배치나 모듈 전체의 성능향상을 도모할 수 없게 된다. 이러한 관점에서 본 예에서는, 이하의 구체예8A 및 8B와 같이 각 칩을 적층한다. Each chip to be stacked is connected to each other or between the chip and the motherboard (base substrate) by a connection terminal such as a through plug. However, since the number of terminals and the terminal pitch of each chip to be stacked are not the same, chips of various terminal numbers and terminal pitches are mixed and stacked in many cases. When various numbers of terminals and terminal pitches are mixed in this manner, if the stacking order of each chip is not appropriate, problems such as cracking due to stress, poor connection, and increase in manufacturing cost arise. That is, the same problem as described in Embodiment 7 occurs. In addition, the number of terminals for transmitting and receiving signals to and from the motherboard varies according to each chip, and unless the proper stacking order is selected, efficient placement of each chip and improvement of the performance of the entire module cannot be achieved. In this example, each chip is laminated as in the following specific examples 8A and 8B.
(구체예8A)(Example 8A)
본 예에서는, 예를 들면 도7b에 도시한 바와 같이, 단자 수가 가장 많은 칩(S1)을 베이스 기판(BS)(마더 보드)에 가장 가까운 위치에 배치한다. 보다 구체적으로는, 마더 보드에 접속되는 단자수가 가장 많은 칩을 마더 보드에 가장 가까운 적층 위치에 배치한다. 이렇게 배치함으로써, 효율적인 접속을 행할 수 있게 되며, 또한 모듈 전체의 성능 향상을 도모할 수 있다. In this example, for example, as shown in Fig. 7B, the chip S1 having the largest number of terminals is disposed at the position closest to the base substrate BS (motherboard). More specifically, the chip with the largest number of terminals connected to the motherboard is arranged at the stacking position closest to the motherboard. By arranging in this way, efficient connection can be performed and the performance of the whole module can be improved.
(구체예8B)(Example 8B)
본 예에서는, 예를 들면 도7b에 도시한 바와 같이, 단자 피치가 가장 넓은 칩을 마더 보드에 가장 가까운 위치에 배치한다. 단자수의 관점에서는, 단자수가 가장 적은 칩을 마더 보드에 가장 가까운 위치에 배치한다. 이렇게 배치하므로써 마더 보드와 칩간의 응력을 완화할 수 있게 된다. 따라서, 신뢰성이 높은 접속을 행할 수 있기 때문에, 모듈 전체의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. In this example, for example, as shown in Fig. 7B, the chip having the widest terminal pitch is arranged at the position closest to the motherboard. In terms of the number of terminals, the chip with the smallest number of terminals is placed at the position closest to the motherboard. This arrangement reduces the stress between the motherboard and the chip. Therefore, since a highly reliable connection can be made, the reliability of the whole module can be improved.
또한, 구체예8에서도, 유형1, 유형2에서 설명한 바와 같은 각종 적층 방법에 따라, 각 칩을 적층하는 것이 가능하다. In addition, also in the specific example 8, it is possible to laminate | stack each chip according to the various lamination | stacking methods as demonstrated in
(구체예9)(Example 9)
본 예는, 반도체 집적회로 칩(S1~S5)의 칩 두께에 기초하여, 각 칩을 적층한 것이다. In this example, the chips are stacked based on the chip thicknesses of the semiconductor integrated circuit chips S1 to S5.
적층되는 각 칩의 두께가 모두 동일하지만은 않으므로, 각종 두께의 칩이 혼재하여 적층되어 있는 경우도 많다. 이렇게 각종 칩의 두께가 혼재하여 있을 경우, 각 칩의 적층 순서가 적절하지 않으면 응력에 의한 크랙, 접속 불량 등의 문제가 생긴다. 즉, 3차원으로 적층된 모듈은, 고기능, 고밀도화를 목적으로 하고 있기 때문에, 각 칩의 두께를 가능한 한 얇게 하는 것이 바람직하지만, 칩 두께가 지나치게 얇으면, 칩 강도가 약해진다. 그 때문에 모듈 전체의 신뢰성이 저하된다는 문제가 있다. 이런 관점에서, 본 예에서는 이하의 구체예9A 및 9B와 같이 각 칩을 적층한다. Since the thickness of each chip to be stacked is not all the same, chips of various thicknesses are often mixed and stacked. In the case where the thicknesses of the various chips are mixed in this way, problems such as cracking due to stress and poor connection may occur if the stacking order of the respective chips is not appropriate. That is, since the module laminated | stacked in three dimensions aims at high function and high density, it is preferable to make each chip thickness as thin as possible, but when chip thickness is too thin, chip strength becomes weak. Therefore, there exists a problem that the reliability of the whole module falls. In view of this, in this example, the chips are stacked as in the following specific examples 9A and 9B.
(구체예9A)(Example 9A)
본 예에서는, 예를 들면 도7b에 도시한 바와 같이, 칩 두께가 가장 두꺼운 칩(S1)을 베이스 기판(BS)(마더 보드)에 가장 가까운 위치에 배치한다. In this example, for example, as shown in Fig. 7B, the chip S1 having the thickest chip thickness is disposed at the position closest to the base substrate BS (motherboard).
구부러짐이나 응력등의 부하에 대한 항복 응력(강도)의 절대값은, 두께에 비례하기 때문에, 일반적으로 두꺼운 칩 쪽의 강도가 크다. 3차원으로 적층된 모듈에서는, 이미 설명한 열팽창 계수가 다르기 때문에, 최하층의 칩과 마더보드와의 사이가 가장 응력이 커진다. 따라서, 가장 두꺼운 칩을 마더 보드측에 배치함으로써 모듈 전체의 강도가 향상되어, 신뢰성이 높은 3차원 모듈을 얻을 수 있다. Since the absolute value of the yield stress (strength) with respect to loads such as bending and stress is proportional to the thickness, the strength of the thick chip is generally large. In the modules stacked three-dimensionally, the thermal expansion coefficients described above are different, so that the stress between the chip of the lowest layer and the motherboard is the greatest. Therefore, by arranging the thickest chip on the motherboard side, the strength of the entire module is improved, and a highly reliable three-dimensional module can be obtained.
(구체예9B)(Example 9B)
본 예는, 예를 들면 도7a에 도시한 바와 같이, 칩 두께가 가장 얇은 칩을 베이스 기판(BS)(마더 보드)에 가장 가까운 위치에 배치한다. In this example, for example, as shown in Fig. 7A, the chip having the thinnest chip thickness is disposed at the position closest to the base substrate BS (mother board).
전술한 바와 같이, 항복 응력(강도)의 절대값은 두께에 비례하지만, 응력에 대한 변위, 즉 구부러지는 점에 있어서는 얇은 쪽이 우수하다. 구부러지기 쉬운 칩, 즉 얇은 칩이라면, 마더 보드와의 사이에 응력이 작용해도, 칩 자체가 갖는 플렉서블성에 의해 칩이 깨지기 어렵다. 그 때문에 모듈 전체의 강도가 향상되어 신뢰성이 높은 3차원 모듈을 얻을 수 있다. As described above, the absolute value of the yield stress (strength) is proportional to the thickness, but the thinner is superior in the displacement with respect to the stress, that is, the bending point. In the case of a chip which is easy to bend, that is, a thin chip, even if a stress acts on the motherboard, the chip is less likely to be broken due to the flexibility of the chip itself. Therefore, the strength of the whole module is improved and a highly reliable three-dimensional module can be obtained.
또한, 구체예9에서도, 유형1, 유형2에서 설명한 바와 같은 각종 적층 방법에 따라 각 칩을 적층하는 것이 가능하다. In addition, also in the specific example 9, it is possible to laminate | stack each chip according to the various lamination | stacking methods as demonstrated in
(구체예10)(Example 10)
본 예는, 반도체 집적회로 디바이스 칩의 위치관계를 고려하여 각 칩을 배치하는 것이다. In this example, each chip is arranged in consideration of the positional relationship of the semiconductor integrated circuit device chips.
전술한 바와 같이, 적층되는 각 칩의 치수가 모두 동일하기만 한 것은 아니므로, 각종 치수의 칩이 혼재하여 적층되어 있는 경우도 많다. 이렇게 각종 칩 치수가 혼재해 있을 경우, 각 칩의 적층 방법이 적절하지 않으면, 효율적인 배치를 행할 수 없다. As described above, since the dimensions of each chip to be stacked are not all the same, chips of various sizes are often stacked and stacked. When various chip dimensions are mixed in this way, an efficient arrangement cannot be performed unless the stacking method of each chip is appropriate.
본 예에서는, 치수가 큰 칩 사이에 치수가 작은 다수의 칩을 둔다. 도12는 그 일 예를 도시한 도면이다. 부호에 대해서는, 도1a와 동일하다. 도12에 도시한 바와 같이, 칩(S1)과 칩(S3)의 위치에는 치수가 큰 칩을 배치하여, 칩(S1)과 칩(S3) 사이의 위치에는 치수가 작은 다수의 칩(S2)을 수평방향(동일 면)으로 배치한다. 이러한 배치를 행함으로써, 각 칩을 고밀도로 배치할 수 있어, 고성능의 모듈을 얻을 수 있다. In this example, a large number of small chips are placed between the large chips. 12 is a diagram illustrating an example thereof. About the code | symbol, it is the same as FIG. 1A. As shown in Fig. 12, a large chip is disposed at the positions of the chip S1 and the chip S3, and a large number of chips S2 are small at the position between the chip S1 and the chip S3. In the horizontal direction (same plane). By performing such arrangement, each chip can be arranged in a high density, and a high performance module can be obtained.
본 발명에 따르면, 반도체 집적회로 칩의 효과적인 적층 방법을 제공할 수 있는 효과를 갖는다. According to the present invention, it is possible to provide an effective stacking method of a semiconductor integrated circuit chip.
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