JP2000340737A - 半導体パッケージとその実装体 - Google Patents

半導体パッケージとその実装体

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Kyoji Yamazaki
恭治 山崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 集積回路パッケージを実装基板の表裏面に搭
載するための通常のパッケージと鏡面対称パッケージを
小形化できるCSP(Chip Size Pakage またはChip Sca
le Pakage)構造の半導体パッケージとその実装体を提供
すること。 【解決手段】(a)電極パッドを複数列に配列すること
で小形化したチップで通常パッケージを小形化し、
(b)パッケージ内フレーム配線により電極パッドと電
極バンプ間の接続の仕方を変えることでチップを共通化
し、小形ミラーパッケージを形成する。(c)フレーム
配線を相互に+隣接する電極パッド間/フレーム配線間
を通過する位置に形成することで共通化チップを更に小
形化し、電極パッドを更に多列化できる。(d)得られ
たCSPを実装基板の表裏に搭載することで実装密度を
2倍以上に向上できる。また(e)チップ内の接続配線
層にスイッチまたはヒユーズを配設し、パッケージ製造
後、ミラー信号を受けてチップ内部回路と電極パッド間
の接続の仕方を選択切替えができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体パッケージ
とその実装体に関し、特に集積回路チップを実装基板の
表裏面に搭載するための通常パッケ一ジと鏡面対称パッ
ケ一ジを小形化できるCSP( Chip Size Pakageまたは
Chip Scale Pakage )構造の半導体パッケージとその実
装体に関する。
【0002】
【従来の技術】実装密度を飛躍的に向上できるCSP構
造の半導体パッケージは、例えば特開平9−10704
8公報に開示されている。上記公報の図31に対応する
CSPの斜視図を図12に示す。図12において9はC
SPであり、9は電極パッド3がパッケージ内の接続配
線であるフレーム配線2を介して電極バンプ1に接続さ
れ、CSP9の外部接続用電極である電極バンプ1を溶
融することで図示しない実装基板に搭載される。しか
し、CSP9は、電極パッド3などを集積回路チップ8
上の任意の位置に形成できるという特徴を有しているに
も拘わらず、電極バンプ1下層の集積回路素子に加えら
れる電極バンプ1の形成時やCSP9の実装時のストレ
スを軽減する必要があるため、電極バンプ1や接続配線
や電極パッド3の配置位置の設計には種々の制約がある
という問題点があった。
【0003】CSPを実装基板の表裏両面に搭載するた
めには、実装基板の上面側の表面に搭載する通常パッケ
一ジ(以後表面用、反転ミラー用、非ミラー用などとも
記す)と、実装基板の下面側の裏面に搭載する裏面用パ
ッケ一ジ(以後ミラー用とも記す)とからなる1対のC
SP(以後CSPミラー対と記す)を必要とする。例え
ば図13の平面図を参照して、CSPミラー対はCSP
91とCSP92からなり、何れか一方のCSPが表面
用CSPとして、他方が裏面用CSPとしてモジュール
基板に搭載される。CSPミラー対の特徴は、CSPの
主面に配設される複数の電極バンプの配置位置の各々が
表面用CSPと裏面用CSPとでは互いに鏡面対称位置
に配置されることである。例えば図13のCSPミラー
対を主面上から見ると、電極バンプ1A〜1E配列と1
N〜1S配列の関係はCSP91とCPS92とでは互
いに鏡面対称の位置に配置されており、このCSPミラ
ー対を用いて、モジュール基板など各種の実装基板に対
して表裏両面に搭載することができる。表裏ー対として
表裏両面に搭載する限り表面用CSPと裏面用CSPと
は互換性がある。
【0004】従来のCSPミラー対としては、図14の
平面図に示すような1列の電極パッドと2列の電極バン
プをもつCSPミラー対100が多用されている。これ
は上述の電極バンプなどの配置位置の制約が比較的緩
く、パッケ一ジ内部の配線接続が容易化できるためであ
る。図14において、表面用パッケ一ジ101と裏面用
パッケ一ジ102の各主面の下層に表面用チップ103
と裏面用チップ104が形成されており、複数の電極パ
ッド3A〜3Sを各チップ主面の中央部に1列に配列す
るCSP構造である。すなわち、各電極パッド3A〜3
Eと3N〜3Sがパッケ一ジ内部のフレーム配線2A〜
2Eと2N〜2Sを介して図中の左右に振り分けられ
て、CSPの外部接続用電極である電極バンプ1A〜1
Eと1N〜1Sの左右2列に振り分けて接続されるため
配線接続が容易化できる。なお図14においてチップ1
03、104や各電極パッド1、各フレーム配線2など
はパッケ一ジ101、102の主面からは見えないが、
鎖線や実線で表示してあり、後述の各図においても同様
である。
【0005】LSI高集積・高密度化やメモリとロジッ
ク混載回路の高機能化によるCSPの大容量・多ピン化
が進行するとともに、上述の電極パッドをチップ主面の
中央部に1列に配置するCSP構造では、CSPから外
れて大形化してしまい、実装面積が増大化してしまうと
いう問題点があった。特に近年のチップ内部回路の微細
化が急速で、それに対して実装面積の小形化が遅れをと
っていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述のよう
な課題を解決するためになされたもので、第1の目的は
実装基板の表裏両面に搭載するための小形化CSPを提
供することである。
【0007】この発明の第2の目的は、電極パッドやチ
ップ内部の集積回路の配置位置が同一のチップを用いて
実装基板の表裏両面に搭載するためのミラーCSPを提
供することである。
【0008】この発明の第3の目的は、集積回路の配置
位置が同一のチップを用いて実装基板の表裏両面に搭載
するためのミラーCSPを提供することである。
【0009】この発明の第4の目的は、小形化CSPミ
ラー対が実装基板の表裏両面に搭載された小面積で高密
度化された実装体を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1によ
る半導体パッケージは、チップの内部に複数列複数段に
形成されて各々が信号を送受信する集積回路と、上記集
積回路に接続して上記チップ主面に複数列複数段に形成
された電極パッドと、上記電極パッドに接続して上記集
積回路の外部電極となる複数列複数段に形成された電極
バンプとを含む半導体パッケージであって、上記半導体
パッケージ主面上の上記電極バンプをフリップさせる前
の第1状態と、上記第1状態の上記パッケージ主面を裏
返して上記電極バンプをフリップさせた第2状態とにお
いて、上記チップ内部でJ列K段目の上記集積回路は相
互にJ列K段目の同一位置に配置されるように、上記チ
ップ主面でJ列K段目の上記電極パッドは相互にJ列K
段目の同一位置に配置されるように、かつ上記半導体パ
ッケージ主面でJ列K段目の上記電極バンプは相互にJ
列K段目との鏡面対称位置に配置されるように、上記第
1状態の半導体パッケージは上記電極パッドと上記電極
バンプを接続可能とするための第1の接続配線手段を備
えるとともに、上記第2状態の半導体パッケージは上記
電極パッドと上記電極バンプを接続可能とするための第
2の接続配線手段を備えることを特徴とするものであ
る。
【0011】この発明の請求項2による半導体パッケー
ジは、チップの内部に複数列複数段に形成されて各々が
信号を送受信する集積回路と、上記集積回路に接続して
上記チップ主面に複数列複数段に形成された電極パッド
と、上記電極パッドに接続して上記集積回路の外部電極
となる複数列複数段に形成された電極バンプとを含む半
導体パッケージであって、上記電極バンプを介在して上
記電極パッドを実装基板の第1面側に接続するための上
記第1の接続配線手段を有する上記第1状態の半導体パ
ッケージと、上記電極バンプを介在して上記電極パッド
を上記実装基板の第2面側に接続するための上記第2の
接続配線手段を有する上記第2状態の半導体パッケージ
とは、互いに、上記チップ内部でJ列K段目の上記集積
回路は相互にJ列K段目の同一位置に配置され、上記チ
ップ主面でJ列K段目の上記電極パッドは相互にJ列K
段目の同一位置に配置され、かつ上記半導体パッケージ
主面でJ列K段目の上記電極バンプは相互にJ列K段目
との鏡面対称位置に配置されることを特徴とするもので
ある。
【0012】この発明の請求項3による半導体パッケー
ジは、上記J列K段目同志の上記電極パッドと上記電極
バンプとを夫々接続可能とするための上記第1の接続配
線手段または上記第2の接続配線手段は、上記チップ外
部の半導体パッケージ内部に配設されることを特徴とす
るものである。
【0013】この発明の請求項4による半導体パッケー
ジは、上記J列K段目同志の上記電極パッドと上記電極
バンプとを夫々接続可能とするための上記第1の接続配
線手段または上記第2の接続配線手段は、上記チップ外
部の半導体パッケージ内部に配設されるフレーム配線で
あることを特徴とするものである。
【0014】この発明の請求項5による半導体パッケー
ジは、上記J列K段目同志の上記電極パッドと上記電極
バンプとを夫々接続可能とするためのフレーム配線は、
少なくとも1本の上記フレーム配線が相互に隣接する上
記電極パッド間または/および相互に隣接する上記フレ
ーム配線間を通過する位置に形成されることを特徴とす
るものである。
【0015】この発明の請求項6による半導体パッケー
ジは、上記J列K段目同志の上記電極パッドと上記電極
バンプとを夫々接続可能とするためのフレーム配線は、
上記電極パッドと上記電極バンプ間の配線距離が相互に
ほぼ同一となるように形成することを特徴とするもので
ある。
【0016】この発明の請求項7による半導体パッケー
ジは、チップの内部に複数列複数段に形成されて各々が
信号を送受信する集積回路と、上記集積回路に接続して
上記チップ主面に複数列複数段に形成された電極パッド
と、上記電極パッドに接続して上記集積回路の外部電極
となる複数列複数段に形成された電極バンプとを含む半
導体パッケージであって、上記半導体パッケージ主面上
の上記電極バンプをフリップさせる前の第1状態と、上
記第1状態の上記パッケージ主面を裏返して上記電極バ
ンプをフリップさせた第2状態とにおいて、上記チップ
内部でJ列K段目の上記集積回路は相互にJ列K段目の
同一位置に配置されるように、上記チップ主面でJ列K
段目の上記電極パッドは相互にJ列K段目との鏡面対称
位置に配置されるように、かつ上記半導体パッケージ主
面でJ列K段目の上記電極バンプは相互にJ列K段目と
の鏡面対称位置に配置されるように上記集積回路と上記
電極パッドを接続可能とするために、上記第1状態では
第3の接続配線手段を備えるとともに、上記第2状態で
は第4の接続配線手段を備えることを特徴とするもので
ある。
【0017】この発明の請求項8による半導体パッケー
ジは、チップの内部に複数列複数段に形成されて各々が
信号を送受信する集積回路と、上記集積回路に接続して
上記チップ主面に複数列複数段に形成された電極パッド
と、上記電極パッドに接続して上記集積回路の外部電極
となる複数列複数段に形成された電極バンプとを含む半
導体パッケージであって、上記電極バンプを介在して上
記集積回路を実装基板の第1面側に接続するための上記
第3の接続配線手段を有する上記第1状態の半導体パッ
ケージと、上記電極バンプを介在して上記集積回路を上
記実装基板の第2面側に接続するための上記第4の接続
配線手段を有する上記第2状態の半導体パッケージと
は、互いに、上記チップ内部でJ列K段目の上記集積回
路は相互にJ列K段目の同一位置に配置され、上記チッ
プ主面でJ列K段目の上記電極パッドは相互にJ列K段
目との鏡面対称位置に配置され、かつ上記半導体パッケ
ージ主面でJ列K段目の上記電極バンプは相互にJ列K
段目との鏡面対称位置に配置されることを特徴とするも
のである。
【0018】この発明の請求項9による半導体パッケー
ジは、上記J列K段目同志の上記集積回路と上記電極パ
ッドとを夫々接続可能とするための上記第3の接続配線
手段または上記第4の接続配線手段は、上記チップ内部
に配設されることを特徴とするものである。
【0019】この発明の請求項10による半導体パッケ
ージは、上記J列K段目同志の上記集積回路と上記電極
パッドとを夫々接続可能とするための上記第3の接続配
線手段または上記第4の接続配線手段は、上記チップ内
部に配設される接続配線層であることを特徴とするもの
である。
【0020】この発明の請求項11による半導体パッケ
ージは、上記J列K段目同志の上記集積回路と上記電極
パッドとを夫々接続可能とするための上記チップ内部に
配設される上記接続配線層は、上記チップ内部の多層配
線層のうちの最上層に形成されることを特徴とするもの
である。
【0021】この発明の請求項12による半導体パッケ
ージは、上記J列K段目同志の上記集積回路と上記電極
パッドとを夫々接続可能とするための上記チップ内部に
配設される上記接続配線層は、少なくとも1本の上記接
続配線層が相互に隣接する上記集積回路間または/およ
び相互に隣接する上記接続配線層間を通過する位置に形
成されることを特徴とするものである。
【0022】この発明の請求項13による半導体パッケ
ージは、上記J列K段目同志の上記集積回路と上記電極
パッドとを夫々接続可能とするための上記チップ内部に
配設される上記接続配線層は、上記集積回路と上記電極
パッド間の配線距離を相互にほぼ同一となるように形成
することを特徴とするものである。
【0023】この発明の請求項14による半導体パッケ
ージは、上記J列K段目同志の上記集積回路と上記電極
パッドとを夫々接続可能とするための上記第3の接続配
線手段または上記第4の接続配線手段は、上記チップ内
部に配設されて上記集積回路と上記電極パッド間の接続
の仕方を切替え可能とするためのスイッチまたはヒュー
ズを含むことを特徴とするものである。
【0024】この発明の請求項15による半導体パッケ
ージは、上記スイッチまたは上記ヒューズは、上記チッ
プ内部に配設される上記接続配線層に形成されて、上記
集積回路と上記電極パッドとの間の接続の仕方を切替え
るためのミラー信号と反転ミラー信号を発生可能なミラ
ー信号発生回路によって制御されることを特徴とするも
のである。
【0025】この発明の請求項16による半導体パッケ
ージは、上記複数列複数段に形成される列数は、上記集
積回路、上記電極パッドおよび上記電極バンプの各々が
段数以下であることを特徴とするものである。
【0026】この発明の請求項17による半導体パッケ
ージは、上記複数列複数段に形成される列数は、上記集
積回路、上記電極パッド、および上記電極バンプの各々
が同数であることを特徴とするものである。
【0027】この発明の請求項18による半導体パッケ
ージは、上記複数列複数段に形成される配置パターン
は、上記集積回路、上記電極パッドおよび上記電極バン
プの各々が直線状、格子状、ジグザグ状または千鳥状に
配置されることを特徴とするものである。
【0028】この発明の請求項19による半導体パッケ
ージは、上記複数列複数段に配列する上記内部回路と上
記電極パッドと上記電極バンプの夫々の列数を少なくと
も2列を備え、上記チップとほぼ同じ面積サイズをもつ
樹脂モールドで被覆されることを特徴とするものであ
る。
【0029】この発明の請求項20による半導体パッケ
ージは、チップの内部に複数列複数段に形成されて各々
が信号を送受信する集積回路と、上記集積回路に接続し
て上記チップ主面に複数列複数段に形成された電極パッ
ドと、上記電極パッドに接続して上記集積回路の外部電
極となる複数列複数段に形成された電極バンプとを含む
半導体パッケージであって、上記半導体パッケージ主面
上の上記電極バンプをフリップさせる前の第1状態と、
上記第1状態の上記パッケージ主面を裏返して上記電極
バンプをフリップさせた第2状態とにおいて、上記チッ
プ内部でJ列K段目の上記集積回路は相互にJ列K段目
の同一位置に配置されるように、かつ上記半導体パッケ
ージ主面でJ列K段目の上記電極バンプは相互にJ列K
段目との鏡面対称位置に配置されるように、上記第1状
態と上記第2状態とでは上記集積回路と上記電極バンプ
と間の接続の仕方が異なる接続配線手段を備えることを
特徴するものである。
【0030】この発明の請求項21による半導体パッケ
ージの実装体は、チップの内部に複数列複数段に形成さ
れて各々が信号を送受信する集積回路と、上記集積回路
に接続して上記チップ主面に複数列複数段に形成された
電極パッドと、上記電極パッドに接続して上記集積回路
の外部電極となる複数列複数段に形成された電極バンプ
とを含む半導体パッケージを用意して、上記チップ内部
でJ列K段目の上記集積回路は相互にJ列K段目の同一
位置に配置されるように、かつ上記半導体パッケージ主
面でJ列K段目の上記電極バンプは相互にJ列K段目と
の鏡面対称位置に配置されるように、上記第1状態と上
記第2状態とでは上記集積回路と上記電極バンプと間の
接続の仕方が異なる接続配線手段を備える1対の半導体
パッケージの各々の上記電極バンプを介在して実装基板
の第1面側と第2面側とに接続されてなるものである。
【0031】
【発明の実施の形態】線手段を備える1対の半導体パッ
ケージの各々の上記電極バンプを介在して実装基板の第
1面側と第2面側とに接続されてなるものである。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。なお図面は何れも接続と
構成を概略的に表す模式図であり、また図中同一の符号
はそれぞれ同一または相当部分を示す。
【0033】実施の形態1.図1はこの発明の実施の形
態1による半導体パッケージ対の平面接続を表す模式図
であり、図6は図1の半導体パッケージ対を用いた実装
体の断面接続を表す模式図である。また図2、図3およ
び図4は図1に示される半導体パッケージ対の変形例を
表す平面図である。
【0034】はじめに図6を参照して、表面用CSP1
1と裏面用CSP12からなるCSPミラー対の実装体
20の接続構成を説明する。図6において各々のCSP
は、主面から突出するように2列に配設された例えばP
b−Snからなる半田ボール状の電極バンプ1(1A〜
1E列と1N〜1S列からなる)以外の全面を例えばエ
ポキシ系樹脂で薄皮状にモールドされている。一方の表
面用CSP11は電極バンプ1が配設されたCSP主面
を下向きにして、また他方の裏面用CSP12は電極バ
ンプ1が配設されたCSP主面を上向きにして、各々C
SPが例えばポリイミド系樹脂からなるメモリモジュー
ル用の実装基板25を挟み込むように図中の上下から搭
載されている。実装基板25は、基板表面(上面)に配
設された接続端子27と基板裏面(下面)に配設された
接続端子28が基板内配線26に共通接続されるので、
上面の接続端子27と下面の接続端子28の位置が互い
に鏡面対称に配置されている。なお、図6においては実
装基板を上下から挟み込むように搭載する事例を述べた
が、これに限定されず左右、前後、表裏、その他各種の
挟み込み形態に適用できる。
【0035】図6において、実装基板の表裏両面の接続
端子に対応して各々の電極バンプがミラー接続できるよ
うに、表面用CSP11と裏面用CSP12の2列配列
の電極バンプ1の1A〜1E列同志が上下に対向し、ま
た1N〜1S列同志が上下に対向し合って、上下配列が
互いに入れ替わらないように対向させ、かつ2列配列の
電極パッド3(3A〜3E列と3N〜3S列からなる)
を上下配列が互い入れ替わるように対向させるために
は、電極バンプ1と電極パッド3を接続する銅箔からな
るフレーム配線2は、例えばエポキシ系樹脂からなるパ
ッケージ基板の表面または内部に上下配線位置が異なる
ように対向される。すなわち、表面用CSP11のフレ
ーム配線2A〜2S(添字符号が英アルファベット大文
字)と、図1において後述されるように裏面用CSP1
2の電極パッド間を通過するフレーム配線2b〜2e、
2n〜2r(添字が英アルファベット小文字)と、は互
いに上下対向位置が異なるように形成される。
【0036】各電極パッド3は、各チップ主面に露出す
るように形成された例えばアルミ配線層からなる接続配
線層4の開口部を介して集積回路からなる内部回路6と
接続されている。半導体メモリチップの例では、電源、
グランド、制御信号、アドレス信号、デ−タ信号および
チップ選択信号などの各信号の入出力用の電極パッドと
して割当てられる。図6の断面図において、2列配列の
電極パッド3を上下配列が互いに入れ替わるように構成
された表面用チップ13と裏面用チップ14は、実は、
後述の図1で明らかになるように、例えば全く同一の機
能または役割をもつ電極パッド3をチップ主面上から見
て同一列の同一位置に備えた2個の半導体メモリチップ
であってよい。また例えば同一の製造ロットで製造され
た全く同一の中間製品または完成製品である2個の半導
体メモリチップであってもよい。
【0037】図6におけるCSP対を用いた実装体20
は上述のように接続構成されているので、表面用チップ
13と裏面用チップ14を同時に動作させることが可能
になる。つまり実装面積を増加せずに実装密度を2倍に
向上することができる。
【0038】次に図1を参照して、表面用CSP11A
と裏面用CSP12AからなるCSPミラー対10Aの
平面接続を説明する。図1は、2列、5段に形成された
電極バンプ1、フレーム配線2および電極パッド3から
なる各段の接続要素を平面図中でー直線状の位置に整列
配置するCSP構成を表している。まず各CSP主面の
左右周辺部に形成される10個の電極バンプは、5個づ
つ規則ピッチで2列状に1A〜1E列と1N〜1S列が
各CSP主面上で互いに対称配置になるように配列され
るとともに、また表面用CSP11Aと裏面用CSP1
2Aとで互いに鏡面対称配置になるように配列される。
2列に配列すること以外は、電極バンプ間の列方向ピッ
チや配置位置など従来例の図14と同様である。
【0039】図1において、シリコンからなる表面用チ
ップ13Aと裏面用チップ14Aは、CSP主面がモー
ルド層で覆われているため実際には見えないが、図中の
矩形状鎖線で囲まれた領域に形成される。表面用チップ
13Aと裏面用チップ14Aは図6で上述したように、
例えば全く同一に製造された2つの半導体メモリチップ
あってもよい。鎖線で囲まれたチップ領域の左右周辺部
の主面に露出するように形成される5個づつの電極パッ
ド3A〜3E列と3N〜3S列は、各チップ主面上で互
いに対称配置となるように配列されるとともに、また表
面用CSP11Aと裏面用CSP12Aとで互いに同一
の位置同志となるように配置される。
【0040】図1の10個の電極パッド3A〜3E列と
3N〜3S列を従来例の図14と比較対照して説明す
る。図1でチップ領域右辺の電極パッド3A〜3E列は
図14の中央電極パッド3A〜3E列を紙面中の右下へ
移動したものであり、また図1のチップ領域左辺の電極
パッド3N〜3S列は図14の中央極パッド3N〜3S
列を紙面中の左上へ移動したものである。すなわち、図
1の電極パッド配列は、図14のチップ主面中央部1列
に配列されていた電極パッド3A〜3E列と電極パッド
3N〜3S列が夫々中央部から、右周辺部3A〜3E列
と左周辺部3N〜3S列の左右2列に振り分けられたも
のである。1列を2列に振り分けたので、電極パッド間
の列方向ピッチや列方向間隙は従来例の図14のそれの
2倍以上に拡大される。
【0041】更にまた図1において、表面用CSP11
Aの主面を図中の左右に裏返して電極バンプをフリップ
した時は、電極バンプ1A〜1E列と電極バンプ1N〜
1S列は互いに配列を交換して図中の左右が入れ替わ
る。これに対して、電極パッド1A〜1E列と電極パッ
ド1N〜1S配列は互いに配列を固定して変化せず図中
の左右が入れ替わらないように構成されることを特徴と
するものである。つまり電極バンプをフリップした時
は、電極バンプが元の配列の反転状態となるのに対し
て、電極パッドはフリップさせる前の元の配列と同一状
態を維持するように配置構成される。
【0042】フレーム配線2は、図6で既述されたよう
にパッケージ内部に配設されて、電極バンプ1と電極パ
ッド3のそれぞれを接続している。図1を参照して、一
方の表面用CSP11Aのフレーム配線2A〜2Eとフ
レーム配線2N〜2Sとは図中の左右に素直に振り分け
て接続される。これに対して他方の裏面用CSP12A
のフレーム配線2A、2b〜2eとフレーム配線2n〜
2r、2Sとは互いに図中の左右反対側に夫々振り分け
て接続される。しかも裏面用CSP12Aの中のフレー
ム配線2b〜2eとフレーム配線2n〜2rとは、図中
の配線が互いに相手フレーム配線の線間を通るように、
また互いに相手電極パッドの電極間を通るように配設さ
れることを特徴とするものである。図1においては電極
パッドが2列に振り分け配列されたので、電極パッド間
の列方向ピッチや列方向間隙は従来例の図14のそれの
2倍以上に拡大されている。従って、図14のCSP中
央1列方式の電極パッド配列では電極パッド間ピッチが
狭くてフレーム配線を電極パッドの電極間に通すことは
困難であったが、CSP周辺2列方式の電極パッド配列
では、CSPサイスが同じであれば、互いに相手列の電
極パッド間や相手列のフレーム配線の線間に1本以上の
フレーム配線を余裕をもって通るように構成することが
できる。
【0043】上述の通り、図1における裏面用CSP1
2Aのフレーム配線2b〜2eおよびフレーム配線2b
〜2eのように、「互いに相手のフレーム配線の線間を
通るか、または/および互いに相手の電極パッドの電極
間を通るように配設される」特徴をもつフレーム配線に
は、「フレーム配線2の添字符号に英アルファベット小
文字を付与」してある。この特徴の定義を満たさないフ
レーム配線には、図1における裏面用CSP12Aのフ
レーム配線2A、2Sのように、「フレーム配線2の添
字符号に英アルファベット大文字を付与」してある。
【0044】図1の2列電極パッド配列のチップ14A
を用いた裏面用CSP12Aは、一見すると外観上から
は上述図12のCSP斜視図と同様の電極バンプ配列の
ようにに見えるが、従来の1列電極パッド配列の図14
とは顕著に異なっている。すなわち、半導体メモリチッ
プの例では、従来と同じメモリ容量で同じ面積サイズの
パッケージに対して、2倍以上の電極パッドと、2倍以
上の配線フレームを配設することが可能になる。従っ
て、実装面積を殆ど増加せずに、CSPミラー対のパッ
ケージをモジュール基板の表裏両面に搭載することによ
って実装密度を2倍以上に向上することが可能とされ
る。
【0045】以下図2〜図4を参照して、CSP対10
Aの変形例であるCSPミラー対10B〜CSPミラー
対10Dの平面接続を説明する。CSP対10B〜CS
P対10Dは、一方の表面用CSPまたは他方の裏面用
CSPの何れかが、上述の「互いに相手のフレーム配線
の線間を通るか、または/および互いに相手の電極パッ
ドの電極間を通るように配設される(フレーム配線2の
添字符号に英アルファベット小文字を付与されてい
る)」フレーム配線を含むことを特徴とするものであ
る。
【0046】まず図2における表面用CSP11Bのフ
レーム配線2A、2b〜2e、2n〜2r、2Sは、図
1における裏面用CSP12Aのフレーム配線を殆どそ
のまま移し替えるとともに、裏面用CSP12Bのフレ
ーム配線2A〜2Sは図1における表面用CSP11A
のフレーム配線2A、2b〜2e、2n〜2r、2Sを
そのまま移し替えてCSPミラー対10Bを構成したも
のである。このようにCSPミラー対10Bを、図1の
表面用CSPの接続と役割を裏面用CSPに移し替えて
構成しても、「互いに相手のフレーム配線の線間を通る
か、または/および互いに相手の電極パッドの電極間を
通るように配設される」フレーム配線を含むCSPミラ
ー対」であるから、モジュール基板の表裏両面に搭載す
ることによって実装密度を図1と同様に向上することが
できる。
【0047】図3を参照して、表面用CSP11Cと裏
面用CSP12CからなるCSPミラー対10Cは、鎖
線で囲まれたチップ領域の左右周辺部の主面に10個の
「電極パッドがジグザグ状に2列に配置される」ことを
特徴とするものである。このジグザグ状2列の電極パッ
ド配列は、従来例の図14の中央1列配置の10個の電
極パッド3A〜3E列と3N〜3S列を、単にチップ領
域の中央部から左右周辺部へ並行移動して得られる構成
である。図3の裏面用CSP12Cは、互いに相手のフ
レーム配線の線間を通るか、または/および互いに相手
の電極パッドの電極間を通るように配設されるフレーム
配線を備えている。電極パッドのジグザグ配置方式は、
フレーム配線の配線長が一方の表面用CSP11Cでは
上述図1の表面用CSP11Aよりも長くなり、他方の
裏面用CSP12Cでは図1の裏面用CSP12Aより
も短くなるので、その結果CSPミラー対上のフレーム
配線長のアンバランスが改善される特徴を有する。
【0048】次に図4を参照して、CSP対10Dも電
極パッドがジグザグ配置方式のCSP対であり、表面用
CSP11Dのフレーム配線は、図3における裏面用C
SP12Cのフレーム配線を殆どそのまま移し替えて、
互いに相手のフレーム配線の線間を通るか、または/お
よび互いに相手の電極パッドの電極間を通るように配設
されるフレーム配線を備えている。このようにCSPミ
ラー対10Dを、図3の裏面用CSPの接続と役割を表
面用CSPに移し替えて構成しても、電極パッドをジグ
ザグ状に2列に配置することによって、上述の図3と同
様に、CSPミラー対におけるフレーム配線長のアンバ
ランスが改善される特徴を有する。図3、図4の「電極
パッドをジグザグ配置するCSPミラー対の構成方式」
は、上述図1、図2における「複数列の各段の電極バン
プ、フレーム配線および電極パッドからなる接続要素を
ー直線状に配置するCSPミラー対の構成方式」より
も、CSPミラー対におけるフレーム配線の配線距離の
アンバランスが改善される特徴を有する。
【0049】次に実施の形態1.のその他の変形例につ
いて説明する。 (ア)以上、実装基板を表裏から挟み込むように搭載す
るCSP対は、CSP主面上の電極バンプ全数が表裏か
ら接続されるように述べたが、これに限定されず、形成
された電極バンプ数の一部づつが表裏接続される場合な
ど、必要に応じてその他各種の表裏搭載形式にも適用で
きる。 (イ)電極バンプをCSP主面に2列、5段を形成する
場合を述べたが、列数と段数はこれに限定されず、更に
多数の各電極を形成することができる。 (ウ)フレーム配線をエポキシ系パッケージ基板の表面
または内部に配設する場合を述べたが、これに限定され
ず、樹脂モールド内に配設されてもよい。
【0050】以上のようにこの発明の実施の形態1によ
る半導体パッケージ対とその実装体は、 (1)実装基板を表裏から挟み込むように搭載する2列
配列の電極バンプをもつCSPミラー対を、チップ主面
上に同一の機能または役割をもつ電極パッドを同一列の
同一位置に備えた2個のチップを用いて提供可能にする
ものである。以下特徴点を列挙すると、 (2)表面用CSPの主面を裏返して電極バンプをフリ
ップした時は、電極バンプの一方の1列と電極バンプの
他方の1列が互いに配列を交換して入れ替わる。これに
対して、電極パッドの一方の1列と電極パッドの他方の
1列は互いに配列を固定して変化せず入れ替わらないよ
うに構成される。 (3)表面用CSPまたは裏面用CSPの夫々のチップ
主面上では、電極パッドの一方の1列と他方の1列は、
互いに同一の位置同志とはならず、互いに対称配置に配
列される。 (4)上述(1)〜(3)のように、表面用CSPと裏
面用CSPの2列電極バンプの一方の1列同志が表裏に
対向しまた他方の1列同志が表裏に対向し合って、表裏
配列が互いに入れ替わらないように対向させ、かつ2列
電極パッドの一方の1列と他方の1列を表裏配列が互い
入れ替わるように対向させるための「接続配線ちゅ段」
として、チップ外部のパッケージ内に電極バンプと電極
パッドを接続するフレーム配線が「表・裏CSPでは配
線位置が異なるように対向配置」される。 (5)表面用CSPまたは裏面用CSPの夫々のチップ
主面の上では、フレーム配線の一方の1列と他方の1列
は互いに対称配置に配列される。 (6)フレーム配線の一方または他方のどちらかの列
は、「互いに隣接する相手のフレーム配線の線間を通る
か、または/および互いに相手の電極パッドの電極間を
通るように配設される」特徴をもつフレーム配線を有す
ることを特徴とするものである。 (7)列方向・段方向の配置パターンは、電極バンプ、
フレーム配線および電極パッドからなる接続要素をー直
線状に配置する「直線状配置方式」または電極パッドを
ジグザグ配置する「ジグザグ配置方式」で構成される。 (8)半導体メモリチップの例では、従来と同じメモリ
容量で同じ面積サイズのパッケージに対して、2倍以上
の電極パッドと2倍以上の配線フレームを配設すること
が可能になる。従って実装面積を殆ど増加せずに、CS
Pミラー対のパッケージをモジュール基板の表裏両面に
搭載することによって実装密度を2倍以上に向上できる
ことを特徴とするものである。
【0051】実施の形態2.図5と図7はこの発明の実
施の形態2による半導体パッケージ対の平面接続を表す
模式図である。なお、図5または図7のCSPミラー対
を用いた実装体の断面接続を表す図は省略されている
が、上述の図2を援用する。また図1〜図4と同一また
は相当部分の符号は説明を省略する。
【0052】図5において、2列5段の配置パターンを
もつCSPミラー対10Eは、面接続において上述図
1、図2と同じ「直線状配置方式」と、図3、図4と同
じ「ジグザグ配置方式」を列方向に混在配置して構成し
たものである。この配置方式を「直線ジグザグ直列形配
置方式」と呼ぶ。すなわち、表面用CSP11Eの2列
1段目の接続要素である電極バンプ1N、フレーム配線
2N、電極パッド3N、3A、フレーム配線2Aおよび
電極バンプ1Aは、上述図1における2列1段目の接続
要素と同じで配置ある。同様に裏面用CSP12Eの、
2列1段目の接続要素も、上述図1における2列1段目
の接続要素と同じ配置である。また、表面用CSP11
Eおよび裏面用CSP12Eの各々の2列2段目の接続
要素は、上述図2における2列2段目の接続要素と同じ
配置である。以下同様に、表裏CSPの各々の2列3段
目の接続要素は、上述図3における2列3段目の接続要
素と同じ配置で、更にまた表裏CSPの各々の2列4段
目の接続要素は、上述図4における2列4段目の接続要
素と同じ配置である。
【0053】図5のように、2列5段の配置パターンを
「直線ジグザグ直列形配置方式」で構成することによっ
て、表面用CSP11Eには「フレーム配線2b〜2d
と2p〜2r」を配設し、また裏面用CSP12Eには
「フレーム配線2cと2n〜2s」を配設することがで
きる。すなわち、CSPミラー対10Eは、フレーム配
線2が「互いに隣接する相手のフレーム配線2の線間を
通るか、または/および互いに隣接する相手の電極パッ
ド3の電極間を通るように配設される(フレーム配線2
に英アルファベット小文字の添字符号が付与された)フ
レーム配線を、一方の表面用CSP11Eおよび他方の
裏面用CSP12Eの両方に含むことを特徴とするもの
である。その結果、図5のCSPミラー対10Eは、
「CSPミラー対におけるフレーム配線の配線距離のア
ンバランス」が、上述の同じ2列5段の配置パターンを
もつ「ジグザグ配置方式」だけで構成される図3や図4
よりも、更に改善できることを特徴とするものである。
【0054】次に図7を参照すると、4列5段の配置パ
ターンをもつCSPミラー対30は、各CSP主面の周
縁部に2列5段の「直線状配置方式」を適用し、直線状
2列5段配置の内周部に並行して2列5段の「ジグザグ
配置方式」を適用した、いわば「直線ジグザグ並行形配
置方式」に構成されている。CSPミラー対30は、2
列5段の「直線状配置方式」と2列5段の「ジグザグ配
置方式」を列方向に対して並行的に配置して4列5段に
構成することによって、表面用CSP31には「フレー
ム配線2a〜2dと2n〜2r」を配設し、また裏面用
CSP32には「フレーム配線2a〜2eと2n〜2
s」を配設することができる。すなわちCSPミラー対
30は、フレーム配線2が「互いに隣接する相手のフレ
ーム配線2の線間を通るか、または/および互いに隣接
する相手の電極パッド3の電極間を通るように配設され
る(フレーム配線2に英アルファベット小文字の添字符
号が付与された)フレーム配線を、一方の表面用CSP
31と他方の裏面用CSP32の両方のCSPに必ず含
ませ得るとともに、しかも、両方のCSPの全段にも必
ず含ませ得ることを特徴とするものである。その結果、
「直線ジグザグ並行形配置方式」に構成される図7のC
SPミラー対30は、「CSPミラー対におけるフレー
ム配線の配線距離のアンバランス」が、「直線ジグザグ
直列形配置方式」で構成される図5よりも、更に一層改
善できることを特徴とするものである。
【0055】図6を援用して、図5または図7のCSP
ミラー対を用いた実装体の断面接続は、図6の現行の表
面用フレーム配線「2A〜2S」を表面用フレーム配線
「2b〜2eと2n〜2r」に代えて、現行の裏面用フ
レーム配線と同様の2重配線を追加した図面として表示
すればよい。
【0056】次に実施の形態2.の変形例について説明
する。 (カ)以上、配置パターンは「直線ジグザグ直列形配置
方式」や「直線ジグザグ並行形配置方式」に限定され
ず、「直線状配置方式」だけで構成することも、また
「ジグザグ配置方式」だけで構成することもできる。 (キ)2列5段、および4列5段の配置例を述べたが、
配列数は偶数に限定されず、また電極バンプの配置位置
はパッケージ主面上の周辺部に限定されない。例えば電
極バンプの配列数は奇数であってもよく、奇数番目の1
列をパッケージ主面上の中央部または中心部に配設する
ことができる。また電極バンプをパッケージ主面上の周
辺部に「コの字」または「ロの字」形に配設することが
できる。 (ク)「互いに隣接する相手のフレーム配線の線間また
は/および互いに隣接する相手の電極パッドの電極間を
通るフレーム配線」を表裏CSPの全段に配設すること
も可能であって、従って電極バンプをパッケージ主面上
のほぼ全面に配設するBGA(BallGrid Array)構造の
CSPに適用してもよい。 (ケ)CSP/BGA構造で上述の「互いに隣接する相
手のフレーム配線の線間、電極パッドの電極間を通るフ
レーム配線」を配設するためには、複数列複数段に形成
される列数は最大でも段数と同数に構成することが望ま
しい。
【0057】以上のようにこの発明の実施の形態2によ
る半導体パッケージと、CSPミラー対とその実装体の
特徴点は「配置パターン」であって、 (1)「直線状配置方式」または/および「ジグザグ配
置方式」の接続要素を列方向直列形または列方向並行形
とする「直線ジグザグ直列形配置方式」または「直線ジ
グザグ並行形配置方式」で構成される。 (2)「互いに隣接する相手のフレーム配線の線間を通
るか、または/および互いに隣接する相手の電極パッド
の電極間を通る」フレーム配線を、表面用CSPと裏面
用CSPの両方に配設できること、更に両方の接続要素
の全段に配設できることを特徴とする。 (3)CSPミラー対の接続要素を偶数または奇数の複
数配列で任意の複数段に構成し、更にCSP電極バンプ
をBGA構造で構成することもできる。 (4)以上の構成によって、CSPミラー対におけるフ
レーム配線の配線距離のアンバランス」が更に一層改善
される結果、信号の伝達遅れを均一化できることを特徴
とするものである。
【0058】実施の形態3.図8はこの発明の実施の形
態3による半導体パッケージ対の平面接続を表す模式図
であり、図9は図8の半導体パッケージ対を用いた実装
体の断面接続を表す模式図である。なお、図1〜図5、
図6および図7と同一または相当部分の符号は説明を省
略する。
【0059】図8を参照して、2列5段のCSPミラー
対40は、新たな接続配線手段としてのチップ内部の接
続配線層(4A〜4S、4b〜4e、4n〜4r)を、
チップの内部回路(6A〜6S)とともに上述図1〜図
7に追加することによって構成したものである。図8に
おいて、チップの内部回路6A〜6Sは、半導体メモリ
チップの例では、電源、グランド、制御信号、アドレス
信号、デ−タ信号およびチップ選択信号などの各信号の
入出力用集積回路からなる。また、チップの内部回路6
A〜6Sと接続されたチップ内部の接続配線層4A〜4
S、4b〜4e、および4n〜4rは、例えばアルミ配
線層からなり、信号を送受信するチップの内部回路と電
極パッド間の配線距離が最小になるように形成され、チ
ップ主面上の露出開口部で電極パッド3A〜3Nと接続
する。接続配線手段としてのアルミ配線層は、内部回路
と電極パッド間の信号伝達の遅れを最小にするように、
通常のチップ内の多層配線のうちの最上層に形成されの
が望ましい。
【0060】次に図9において、図8の新たなCSP対
のミラー形成手段の断面接続を説明する。図9で、表面
用CSP41の接続配線層(4A〜4E)列と裏面用C
SP42の接続配線層(4A、4b〜4e)列が上下に
対向し、また表面用CSP41の接続配線層(4N〜4
S)列と裏面用CSP42の接続配線層(4n〜4r、
4S)列が上下に対向し合うように配設される。また、
表面用CSP41の内部回路(6A〜6E)列と裏面用
CSP42の接続配線層(6N〜6S)列が上下に対向
し、また表面用CSP41の内部回路(6N〜6S)列
と裏面用CSP42の内部回路(6A〜6E)列が上下
に対向し合うように配設される。
【0061】図9の表面用CSP41と裏面用CSP4
2からなるCSP対の新たなミラー形成手段としての接
続配線層(4A〜4E)と(4A、4b〜4e)の列同
志が上下に対向し、また(4N〜4S)と(4n〜4
r、4S)の列同志が上下に対向し合うように形成する
ことによって、2列配列の(6A〜6E)列と(6N〜
6S)列からなる上下配列が互いに入れ替わるように対
向配置された内部回路は、上下配列が互いに入れ替わら
ないように対向配置された電極パッド3の同一列の同一
位置に接続できることになる。このように電極チップが
2列に配列された2個のチップを2列配列の電極バンプ
1をもつケージに収納し、CSPミラー対として実装基
板の表裏から挟み込むように搭載することができる。
【0062】図8に戻って、一方の表面用CSP41の
接続配線層4A〜4Eと4N〜4Sとは夫々、配線距離
がほぼ同一になるように図中の左右に素直に振り分けて
接続される。これに対して他方の裏面用CSP42の接
続配線層(4A、4b〜4e)と接続配線層(4n〜4
r、4S)とは互いに図中の左右反対側に夫々、配線距
離がほぼ同一になるように振り分けて接続される。ま
た、反対側に振り分けて接続されるCSP42の接続配
線層の配線距離と、素直に振り分けて接続される表面用
CSP41の接続配線層の配線距離ともほぼ同一に構成
される。両者の接続配線層をチップの多層配線層の最上
層に形成することで、配線距離だけでなくインピーダン
スマッチングも得易い特徴がある。しかし接続配線層4
の形成工程以降では表面用と裏面用チップとは別々に管
理する必要がある。
【0063】図8の裏面用CSP42中の接続配線層
(4b〜4e)と接続配線層(4n〜4r)とは、図中
の接続配線層が互いに隣接する相手の接続配線層の線間
を通るように、また互いに隣接する相手の内部回路6の
回路間を通る位置に配設されている。この互いに隣接す
る相手の内部回路6の回路間を通る位置に配設すること
も容易で、一方の表面用CSP41または他方の裏面用
CSP42の何れか一方に含むことを特徴とする。
【0064】以上、CSP主面上の電極バンプをフリッ
プさせる前の第1状態(表面用CSP)と、第1状態の
CSP主面を裏返して電極バンプをフリップさせた後の
第2状態(裏面用CSP)とは、図8の2列5段に形成
された配列パターンでは、例えば左から1列目、上から
1段目同志の内部回路、電極パッド、電極バンプの相対
的位置関係に注目すると、内部回路6Nは6N同志が同
一位置に配置され、電極パッド3Nは3N同志が鏡面対
称位置に配置され、また電極バンプ1Nは3N同志が鏡
面対称位置に配置されている。このように表面用と裏面
用とで接続の仕方が異なる接続配線層を用いることによ
って、この電極バンプをフリップさせる前後で信号を入
出力する内部回路6Nだけが位置を換えないように配列
パターン形成されたCSP対を構成することができる。
【0065】実施の形態4.図10はこの発明の実施の
形態4による半導体パッケージ対の平面接続を表す模式
図であり、図11は図10の半導体パッケージ対におけ
る接続配線層のミラースイッチ制御用の信号ミラー対の
発生回路を表す回路図である。なお図8と同一または相
当部分の符号は説明を省略する。
【0066】図10を参照して、2列5段のCSPミラ
ー対60は、接続配線手段としての上述図9の接続配線
層に、更にミラースイッチ(5A1〜5N1)および反
転ミラースイッチ(5A2〜5N2)を追加することに
よって構成したものである。図を簡明にするため2列5
段のうち(A、C、E)と(N、Q、S)の2列3段の
みを示している。
【0067】図10のCSP61において、ミラースイ
ッチ(5A1〜5S1)の各々は、ミラー信号を受けて
論理信号MIRRORが「H」の時にオンして、例えば
図中の左から、電極バンプ1N−フレーム配線2N−電
極パッド3N−ミラースイッチ5N1−内部回路6Aの
経路が接続される。また図中右から、電極バンプ1A−
フレーム配線2A−電極パッド3A−ミラースイッチ5
A1−内部回路6Nの経路が接続される。接続された電
気的経路は上述図8の裏面用CSP42と同ーである。
また、図10のCSP62において、ミラースイッチ
(5A1〜5S1)の各々は、ミラー信号を受けて論理
信号MIRRORが「H」の時にオンして、例えば図中
の右から、電極バンプ1N−フレーム配線2N−電極パ
ッド3N−ミラースイッチ5N1−内部回路6Nの経路
が接続される。また図中左から、電極バンプ1A−フレ
ーム配線2A−電極パッド3A−ミラースイッチ5A1
−内部回路6Aの経路が接続される。接続された電気的
経路は上述図8の裏面用CSP42と同ーである。
【0068】すなわち、論理信号MIRRORが「H」
の時にミラースイッチ(5A1〜5S1)がオンして、
ミラースイッチ(5A1〜5S1)の全ての電気的経路
が接続状態となって、接続状態の全てがミラー用(裏面
用)回路となる。逆に論理信号MIRRORが「L」の
時にオフして、ミラースイッチ(5A1〜5S1)の全
ての電気的経路が非接続状態となる。
【0069】次に、図10のCSP61において、反転
ミラースイッチ(5A2〜5S2)の各々は、反転ミラ
ー信号を受けて反転論理信号/MIRRORが「H」の
時にオンして、例えば図中の左から、電極バンプ1N−
フレーム配線2N−電極パッド3N−ミラースイッチ5
N2−内部回路6Nの経路が接続される。また図中右か
ら、電極バンプ1A−フレーム配線2A−電極パッド3
A−ミラースイッチ5A2−内部回路6Aの経路が接続
される。接続された電気的経路は上述図8の表面用CS
P41と同ーである。また、図10のCSP62におい
て、ミラースイッチ(5A2〜5S2)の各々は、反転
ミラー信号を受けて反転論理信号/MIRRORが
「H」の時にオンして、例えば図中の右から、電極バン
プ1N−フレーム配線2N−電極パッド3N−ミラース
イッチ5N2−内部回路6Aの経路が接続される。また
左から、電極バンプ1A−フレーム配線2A−電極パッ
ド3A−ミラースイッチ5A2−内部回路6Nの経路が
接続される。接続された電気的経路は上述図8の表面用
CSP41と同ーである。
【0070】すなわち、論理信号MIRRORが「H」
の時にミラースイッチ(5A2〜5S2)がオンして、
反転ミラースイッチ(5A2〜5S2)の全ての電気的
経路が接続状態となって、接続状態の全てが反転ミラー
用(表面用)回路となる。逆に反転論理信号/MIRR
ORが「L」の時にオフして、ミラースイッチ(5A2
〜5S2)の全ての電気的経路が非接続状態となる。
【0071】図10のCSPミラー対60は、ミラース
イッチと反転ミラースイッチからなる相補ミラースイッ
チを備えた接続配線層を用いることによって、1個のチ
ップまたは1個のCSPを表面用CSP、裏面用CSP
の何れにも切替えることができる。すなわち双方のチッ
プは全製造プロセスを全く同一で生産した後、パッケー
ジの製造組立工程の最終段階で選択的に切替えることが
できるので、量産効果は極めて大きいものである。
【0072】ミラースイッチ5は例えば、通常のCMO
Sトランジスタからなるアナログスイッチによって構成
される(図示しない)。図10のミラー・反転ミラース
イッチ5を制御するための制御信号MIRRORと/M
IRRORは、例えば、図11に示される信号ミラー対
の発生回路から出力されるMIRROR信号と、その反
転信号を表す/MIRROR信号を用いることができ
る。図11の信号ミラー対の発生回路70において、高
抵抗71とヒューズ72からなる電位切替回路のヒュー
ズ非切断またはヒューズ切断の状態変化に対応して、2
個のインバータ73、74の出力としてMIRRORま
たは/MIRROR信号が得られる。ヒューズを切断し
ない状態では、論理信号MIRRORが「L」、/MI
RRORが「H」となって、図10の反転ミラースイッ
チ(5A2〜5S2)がオンして非ミラーチップ(表面
用CSP)が得られる。ヒューズを切断すると、論理信
号MIRRORが「H」、/MIRRORが「L」とな
って図10のミラースイッチ(5A1〜5S1)がオン
してミラーチップ(裏面用CSP)が得られる。なお、
ヒューズの非切断とヒューズ切断の切替え処置は、例え
ばメモリチップのウェーハテスト工程で行われる。な
お、ヒューズの非切断とヒューズ切断の切替え処置は、
例えばメモリチップのウェーハテスト工程で行われる。
【0073】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。
【0074】請求項1の発明によれば、電極パッドを複
数列に配列することで、小形化されたチップで通常パッ
ケージを小形化するとともに、この小形化チップをその
まま用いてチップ内部回路と電極パッドは配列位置が変
わらない形式のミラーパッケージを形成することができ
る。1対の通常用とミラー用パッケージのチップを共通
化して量産性を向上できる効果を奏する。
【0075】請求項2の発明によれば、通常用とミラー
用ミラーパッケージとでチップ内部回路と電極パッドは
配列位置が変わらない形式のミラーパッケージの電極パ
ッドと電極バンプ間に接続配線手段を備えることで、実
装基板の表裏に小形化された通常パッケージとミラーパ
ッケージを搭載して実装密度を2倍以上に向上できる効
果を奏する。
【0076】請求項3の発明によれば、電極パッドと電
極バンプ間の接続配線手段をパッケージ内のチップ外に
備えることで、共通化チップの複数列に配列された電極
パッドの同一列同志と通常用とミラー用パッケージの電
極バンプの複数列に配列される電極バンプの同一列同志
との相互接続を容易化できる効果を奏する。
【0077】請求項4の発明によれば、パッケージ内に
配設されるフレーム配線によってパッドと電極バンプ間
の接続の仕方を変えることで、共通化チップの複数列に
配列された電極パッドの同一列同志と通常用とミラー用
パッケージの電極バンプの複数列に配列される電極バン
プの同一列同志との相互接続を更に容易化できる効果を
奏する。
【0078】請求項5の発明によれば、フレーム配線を
相互に隣接する電極パッド間または/およびフレーム配
線間を通過する位置に形成することで、共通化チップを
更に小形化できる、または電極パッドを更に多列化でき
る効果を奏する。
【0079】請求項6の発明によれば、電極パッドと電
極バンプ間のフレーム配線の配線距離をパッケージ内の
配列間同志または/および通常用とミラー用パッケージ
間同志でほぼ同一に形成することで、信号の伝達遅れが
均一化され、信頼性の高いパッケージミラー対が構成で
きる効果を奏する。
【0080】請求項7の発明によれば、電極パッドを複
数列に配列することで、小形化されたチップで通常パッ
ケージを小形化するとともに、この小形化チップをその
まま用いてチップ内部回路は配列位置が変わらない形式
のミラーパッケージを形成することができる。1対の通
常用とミラー用パッケージのチップを共通化して量産性
を向上できる効果を奏する。
【0081】請求項8の発明によれば、通常用とミラー
用ミラーパッケージとでチップ内部回路は配列位置が変
わらない形式のミラーパッケージのチップ内部回路と電
極パッド間に接続配線手段を備えることで、実装基板の
表裏に小形化された通常パッケージとミラーパッケージ
を搭載して実装密度を2倍以上に向上できる効果を奏す
る。
【0082】請求項9の発明によれば、チップ内部回路
と電極パッド間の接続配線手段をチップ内に備えること
で、共通化チップの複数列に配列された電極パッドの同
一列同志と通常用とミラー用パッケージの電極バンプの
複数列に配列される電極バンプの同一列同志との相互接
続を容易化できる効果を奏する。
【0083】請求項10の発明によれば、チップ内に配
設される接続配線層によってチップ内部回路と電極バン
プ間の接続の仕方を変えることで、共通化チップの複数
列に配列された電極パッドの同一列同志と、通常用とミ
ラー用パッケージの電極バンプの複数列に配列される電
極バンプの同一列同志との相互接続を更に容易化できる
効果を奏する。
【0084】請求項11の発明によれば、接続配線層を
チップ内に配設される多層配線層のうちの最上層に形成
することで、信号の伝達遅れを短縮化できるとともに、
共通化チップの製造プロセス共通性が向上するととも
に、信号伝達の遅れが短縮され、信頼性の高いミラーパ
ッケージが容易に構成できる効果を奏する。
【0085】請求項12の発明によれば、接続配線層を
相互に隣接する電極パッド間または/および接続配線層
の線間を通過する位置に形成することで、共通化チップ
を更に小形化できる、または電極パッドを更に多列化で
きる効果を奏する。
【0086】請求項13の発明によれば、チップ内部回
路と電極バンプ間の接続配線層の配線距離をパッケージ
内の配列同志間または/および通常用とミラー用パッケ
ージ間でほぼ同一に形成するため、信号の伝達遅れが均
一化して信頼性の高いパッケージミラー対が構成できる
効果を奏する。
【0087】請求項14の発明によれば、チップ内部回
路と電極パッド間の接続配線層にスイッチまたはヒユー
ズを配設することで、共通化チップ製造プロセスの最終
工程で、チップ内部回路と電極パッド間の接続配線層の
接続の仕方を通常用またはミラー用に切替えて、製造プ
ロセス共通性を更に向上できるとともに、通常用とミラ
ー用パッケージの信号伝達遅れが更に均一化して信頼性
の高いパッケージミラー対が構成できる効果を奏する。
【0088】請求項15の発明によれば、共通チップ製
造後においてもミラー信号と反転ミラー信号を受けて、
チップ内部回路と電極パッド間の接続配線層の接続の仕
方を通常用またはミラー用に切替えて、パッケージミラ
ー対が構成できる効果を奏する。更に共通のパッケージ
においてもミラー信号と反転ミラー信号を受けて、通常
用またはミラー用に選択切替えができる効果を奏する。
【0089】請求項16の発明によれば、複数列複数段
に配列する内部回路と電極パッドと電極バンプの列数を
多くとも段数に制限することで、多列化する程チップと
パッケージの面積効率が向上して更に小形化できる効果
を奏する。
【0090】請求項17の発明によれば、複数列複数段
に配列する内部回路と電極パッドと電極バンプの列数を
同一数に制限することで、多列化する程チップとパッケ
ージの接続配線が整然かつ均一化して、信頼性が向上で
きる効果を奏する。
【0091】請求項18の発明によれば、複数列複数段
に配列する内部回路と電極パッドと電極バンプの配列パ
ターンを直線状・格子状・ジグザグ状または千鳥状に制
限することで、多列化する程チップとパッケージの面積
効率と接続配線の均一性が向上して、特にCSP構造で
ありながらBGA構造のパッケージが構成できる効果を
奏する。
【0092】請求項19の発明によれば、複数列複数段
に配列する内部回路と電極パッドと電極バンプの列数を
少なくとも2列に制限することで、樹脂モールドで被覆
するパッケージ面積をチップサイズとほぼ同じ程度に小
形化できる効果を奏する。
【0093】請求項20の発明によれば、複数列複数段
に配列するチップ内部回路とパッケージ電極バンプとの
間に異なる接続配線手段を備えることで、共通チップを
用いて通常パッケージを小形化するとともに、チップ内
部回路とパッケージ電極バンプとの接続位置が変わらな
い形式のミラーパッケージを形成することができる。
【0094】請求項21の発明によれば、複数列複数段
に配列するチップ内部回路とパッケージ電極バンプとの
間に通常用とミラー用とで異なる接続配線手段を備える
通常パッケージとミラーパッケージを基板の表裏に搭載
することで、実装体の実装密度を2倍以上に向上できる
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による半導体パッケ
ージのCSPミラー対を表す平面図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による半導体パッケ
ージのCSPミラー対を表す平面図である。
【図3】 この発明の実施の形態1による半導体パッケ
ージのCSPミラー対を表す平面図である。
【図4】 この発明の実施の形態1による半導体パッケ
ージのCSPミラー対を表す平面図である。
【図5】 この発明の実施の形態2による半導体パッケ
ージのCSPミラー対を表す平面図である。
【図6】 この発明の実施の形態1による半導体パッケ
ージのCSPミラー対の実装体を表す断面図である。
【図7】 この発明の実施の形態2による半導体パッケ
ージのCSPミラー対を表す平面図である。
【図8】 この発明の実施の形態3による半導体パッケ
ージのCSPミラー対を表す平面図である。
【図9】 この発明の実施の形態3による半導体パッケ
ージのCSPミラーラー対の実装体を表す断面図であ
る。
【図10】 この発明の実施の形態4による半導体パッ
ケージのCSPミラー対を表す平面図である。
【図11】 この発明の実施の形態4による信号ミラー
対の発生回路である。
【図12】 一般的な半導体パッケージのCSP構造を
表す斜視図である。
【図13】 一般的な半導体パッケージのCSP主面を
表す平面図である。
【図14】 従来の半導体パッケージのCSPミラーを
表す平面図である。
【符号の説明】
1、1A〜1S 電極バンプ、 2、2A〜2S、2a
〜2s フレーム配線、 3、3A〜3S 電極パッ
ド、 4、4A〜4S、4a〜4s 接続配線層、 5
A1〜5S1、5A2〜5S2 接続配線層のミラー/
反転ミラースイッチ、 6A〜6S チップの内部回
路、 8 チップ、 9 CSPパッケー、 10A〜
10E、30、40、60、90、100 CSPミラ
ー対、 11、11A〜11E、31、41、61、9
1、101 表面用CSP、 12、12A〜12E、
32、42、62、92、102 裏面用CSP、 1
3、13A〜13E、43、103 表面用チップ、
14、14A〜14E、44、104 裏面用チップ、
20、50 CSPミラー対の実装体、 25、5
5、 実装基板、 26、56 基板の内部配線、 2
7、28、57、58基板裏面の接続端子、 33、4
3、63 表面用チップ、 34、44、64、 裏面
用チップ、 70 信号ミラー対の発生回路、 71
高抵抗、 72ヒユーズ 73、74 インバータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/12 23/52

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チップの内部に複数列複数段に形成され
    て各々が信号を送受信する集積回路と、上記集積回路に
    接続して上記チップ主面に複数列複数段に形成された電
    極パッドと、上記電極パッドに接続して上記集積回路の
    外部電極となる複数列複数段に形成された電極バンプと
    を含む半導体パッケージであって、上記半導体パッケー
    ジ主面上の上記電極バンプをフリップさせる前の第1状
    態と、上記第1状態の上記パッケージ主面を裏返して上
    記電極バンプをフリップさせた第2状態とにおいて、 上記チップ内部でJ列K段目の上記集積回路は相互にJ
    列K段目の同一位置に配置されるように、上記チップ主
    面でJ列K段目の上記電極パッドは相互にJ列K段目の
    同一位置に配置されるように、かつ上記半導体パッケー
    ジ主面でJ列K段目の上記電極バンプは相互にJ列K段
    目との鏡面対称位置に配置されるように、上記第1状態
    の半導体パッケージは上記電極パッドと上記電極バンプ
    を接続可能とするための第1の接続配線手段を備えると
    ともに、上記第2状態の半導体パッケージは上記電極パ
    ッドと上記電極バンプを接続可能とするための第2の接
    続配線手段を備えることを特徴とする半導体パッケー
    ジ。
  2. 【請求項2】 チップの内部に複数列複数段に形成され
    て各々が信号を送受信する集積回路と、上記集積回路に
    接続して上記チップ主面に複数列複数段に形成された電
    極パッドと、上記電極パッドに接続して上記集積回路の
    外部電極となる複数列複数段に形成された電極バンプと
    を含む半導体パッケージであって、 上記電極バンプを介在して上記電極パッドを実装基板の
    第1面側に接続するための上記第1の接続配線手段を有
    する上記第1状態の半導体パッケージと、上記電極バン
    プを介在して上記電極パッドを上記実装基板の第2面側
    に接続するための上記第2の接続配線手段を有する上記
    第2状態の半導体パッケージとは、互いに、上記チップ
    内部でJ列K段目の上記集積回路は相互にJ列K段目の
    同一位置に配置され、上記チップ主面でJ列K段目の上
    記電極パッドは相互にJ列K段目の同一位置に配置さ
    れ、かつ上記半導体パッケージ主面でJ列K段目の上記
    電極バンプは相互にJ列K段目との鏡面対称位置に配置
    されることを特徴とする請求項1に記載の半導体パッケ
    ージ。
  3. 【請求項3】 上記J列K段目同志の上記電極パッドと
    上記電極バンプとを夫々接続可能とするための上記第1
    の接続配線手段または上記第2の接続配線手段は、上記
    チップ外部の半導体パッケージ内部に配設されることを
    特徴とする請求項1および2に記載の半導体パッケー
    ジ。
  4. 【請求項4】 上記J列K段目同志の上記電極パッドと
    上記電極バンプとを夫々接続可能とするための上記第1
    の接続配線手段または上記第2の接続配線手段は、上記
    チップ外部の半導体パッケージ内部に配設されるフレー
    ム配線であることを特徴とする請求項1〜3に記載の半
    導体パッケージ。
  5. 【請求項5】 上記J列K段目同志の上記電極パッドと
    上記電極バンプとを夫々接続可能とするためのフレーム
    配線は、少なくとも1本の上記フレーム配線が相互に隣
    接する上記電極パッド間または/および相互に隣接する
    上記フレーム配線間を通過する位置に形成されることを
    特徴とする請求項1〜4に記載の半導体パッケージ。
  6. 【請求項6】 上記J列K段目同志の上記電極パッドと
    上記電極バンプとを夫々接続可能とするためのフレーム
    配線は、上記電極パッドと上記電極バンプ間の配線距離
    が相互にほぼ同一となるように形成することを特徴とす
    る請求項1〜5に記載の半導体パッケージ。
  7. 【請求項7】 チップの内部に複数列複数段に形成され
    て各々が信号を送受信する集積回路と、上記集積回路に
    接続して上記チップ主面に複数列複数段に形成された電
    極パッドと、上記電極パッドに接続して上記集積回路の
    外部電極となる複数列複数段に形成された電極バンプと
    を含む半導体パッケージであって、 上記半導体パッケージ主面上の上記電極バンプをフリッ
    プさせる前の第1状態と、上記第1状態の上記パッケー
    ジ主面を裏返して上記電極バンプをフリップさせた第2
    状態とにおいて、 上記チップ内部でJ列K段目の上記集積回路は相互にJ
    列K段目の同一位置に配置されるように、上記チップ主
    面でJ列K段目の上記電極パッドは相互にJ列K段目と
    の鏡面対称位置に配置されるように、かつ上記半導体パ
    ッケージ主面でJ列K段目の上記電極バンプは相互にJ
    列K段目との鏡面対称位置に配置されるように上記集積
    回路と上記電極パッドを接続可能とするために、 上記第1状態では第3の接続配線手段を備えるととも
    に、上記第2状態では第4の接続配線手段を備えること
    を特徴とする半導体パッケージ。
  8. 【請求項8】 チップの内部に複数列複数段に形成され
    て各々が信号を送受信する集積回路と、上記集積回路に
    接続して上記チップ主面に複数列複数段に形成された電
    極パッドと、上記電極パッドに接続して上記集積回路の
    外部電極となる複数列複数段に形成された電極バンプと
    を含む半導体パッケージであって、 上記電極バンプを介在して上記集積回路を実装基板の第
    1面側に接続するための上記第3の接続配線手段を有す
    る上記第1状態の半導体パッケージと、上記電極バンプ
    を介在して上記集積回路を上記実装基板の第2面側に接
    続するための上記第4の接続配線手段を有する上記第2
    状態の半導体パッケージとは、互いに、 上記チップ内部でJ列K段目の上記集積回路は相互にJ
    列K段目の同一位置に配置され、上記チップ主面でJ列
    K段目の上記電極パッドは相互にJ列K段目との鏡面対
    称位置に配置され、かつ上記半導体パッケージ主面でJ
    列K段目の上記電極バンプは相互にJ列K段目との鏡面
    対称位置に配置されることを特徴とする請求項7に記載
    の半導体パッケージ。
  9. 【請求項9】 上記J列K段目同志の上記集積回路と上
    記電極パッドとを夫々接続可能とするための上記第3の
    接続配線手段または上記第4の接続配線手段は、上記チ
    ップ内部に配設されることを特徴とする請求項7および
    8に記載の半導体パッケージ。
  10. 【請求項10】 上記J列K段目同志の上記集積回路と
    上記電極パッドとを夫々接続可能とするための上記第3
    の接続配線手段または上記第4の接続配線手段は、上記
    チップ内部に配設される接続配線層であることを特徴と
    する請求項7〜9に記載の半導体パッケージ。
  11. 【請求項11】 上記J列K段目同志の上記集積回路と
    上記電極パッドとを夫々接続可能とするための上記チッ
    プ内部に配設される上記接続配線層は、上記チップ内部
    の多層配線層のうちの最上層に形成されることを特徴と
    する請求項7〜10に記載の半導体パッケージ。
  12. 【請求項12】 上記J列K段目同志の上記集積回路と
    上記電極パッドとを夫々接続可能とするための上記チッ
    プ内部に配設される上記接続配線層は、少なくとも1本
    の上記接続配線層が相互に隣接する上記集積回路間また
    は/および相互に隣接する上記接続配線層間を通過する
    位置に形成されることを特徴とする請求項7〜11に記
    載の半導体パッケージ。
  13. 【請求項13】 上記J列K段目同志の上記集積回路と
    上記電極パッドとを夫々接続可能とするための上記チッ
    プ内部に配設される上記接続配線層は、上記集積回路と
    上記電極パッド間の配線距離を相互にほぼ同一となるよ
    うに形成することを特徴とする請求項7〜12に記載の
    半導体パッケージ。
  14. 【請求項14】 上記J列K段目同志の上記集積回路と
    上記電極パッドとを夫々接続可能とするための上記第3
    の接続配線手段または上記第4の接続配線手段は、上記
    チップ内部に配設されて上記集積回路と上記電極パッド
    間の接続の仕方を切替え可能とするためのスイッチまた
    はヒューズを含むことを特徴とする請求項7〜13に記
    載の半導体パッケージ。
  15. 【請求項15】 上記スイッチまたは上記ヒューズは、
    上記チップ内部に配設される上記接続配線層に形成され
    て、上記集積回路と上記電極パッドとの間の接続の仕方
    を切替えるためのミラー信号と反転ミラー信号を発生可
    能なミラー信号発生回路によって制御されることを特徴
    とする請求項14に記載の半導体パッケージ。
  16. 【請求項16】 上記複数列複数段に形成される列数
    は、上記集積回路、上記電極パッドおよび上記電極バン
    プの各々が段数以下であることを特徴とする請求項1〜
    15に記載の半導体パッケージ。
  17. 【請求項17】 上記複数列複数段に形成される列数
    は、上記集積回路、上記電極パッド、および上記電極バ
    ンプの各々が同数であることを特徴とする請求項1〜1
    6に記載の半導体パッケージ。
  18. 【請求項18】 上記複数列複数段に形成される配置パ
    ターンは、上記集積回路、上記電極パッドおよび上記電
    極バンプの各々が直線状、格子状、ジグザグ状または千
    鳥状に配置されることを特徴とする請求項1〜17に記
    載の半導体パッケージ。
  19. 【請求項19】 上記半導体パッケージは、上記複数列
    複数段に配列する上記内部回路と上記電極パッドと上記
    電極バンプの夫々の列数を少なくとも2列を備え、上記
    チップとほぼ同じ面積サイズをもつ樹脂モールドで被覆
    されることを特徴とする請求項1〜18に記載の半導体
    パッケージ。
  20. 【請求項20】 チップの内部に複数列複数段に形成さ
    れて各々が信号を送受信する集積回路と、上記集積回路
    に接続して上記チップ主面に複数列複数段に形成された
    電極パッドと、上記電極パッドに接続して上記集積回路
    の外部電極となる複数列複数段に形成された電極バンプ
    とを含む半導体パッケージであって、 上記半導体パッケージ主面上の上記電極バンプをフリッ
    プさせる前の第1状態と、上記第1状態の上記パッケー
    ジ主面を裏返して上記電極バンプをフリップさせた第2
    状態とにおいて、 上記チップ内部でJ列K段目の上記集積回路は相互にJ
    列K段目の同一位置に配置されるように、かつ上記半導
    体パッケージ主面でJ列K段目の上記電極バンプは相互
    にJ列K段目との鏡面対称位置に配置されるように、上
    記第1状態と上記第2状態とでは上記集積回路と上記電
    極バンプと間の接続の仕方が異なる接続配線手段を備え
    ることを特徴とする半導体パッケージ。
  21. 【請求項21】 チップの内部に複数列複数段に形成さ
    れて各々が信号を送受信する集積回路と、上記集積回路
    に接続して上記チップ主面に複数列複数段に形成された
    電極パッドと、上記電極パッドに接続して上記集積回路
    の外部電極となる複数列複数段に形成された電極バンプ
    とを含む半導体パッケージを用意して、上記チップ内部
    でJ列K段目の上記集積回路は相互にJ列K段目の同一
    位置に配置されるように、かつ上記半導体パッケージ主
    面でJ列K段目の上記電極バンプは相互にJ列K段目と
    の鏡面対称位置に配置されるように、上記第1状態と上
    記第2状態とでは上記集積回路と上記電極バンプと間の
    接続の仕方が異なる接続配線手段を備える1対の半導体
    パッケージの各々の上記電極バンプを介在して実装基板
    の第1面側と第2面側とに接続されてなる実装体。
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