JP3805188B2 - 複合メモリモジュールおよびその選別方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１つのパッケージ内に複数のＩＣチップを搭載し、それぞれのチップと外部端子とを接続して形成される複合メモリモジュール及びその選別方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機やコンピュータシステム等の機器の高性能化に伴い、それらの機器に搭載されるメモリ装置には、高密度かつ大容量のメモリチップが必要となっている。また同時に小型軽量な実装形態も求められている。そのため、複数のＩＣチップを高密度実装に適したパッケージ内に搭載し、樹脂などで封止してなる複合メモリモジュール（装置）が作られている。
【０００３】
図４は、複合メモリ装置の出荷前における一般的な工程の流れを示したフローチャートである。複合メモリモジュールは、それぞれのチップの作製に適した工程で各チップを作製し、必要な複数のチップを１つのパッケージに実装し、封止する組み立て（アセンブリ）工程（ステップＳ１）の後、最終テストにより良品であるか不良品であるかの判定が行われる（ステップＳ２）。良品と判定された複合メモリモジュールは、さらにバーンインと呼ばれる高温高圧の試験により初期不良のスクリーニングが行われ（ステップＳ３）、所定の出荷テスト（ステップＳ４）の後、良品と判定された複合メモリモジュールのみマーキング（ステップＳ５）、外観検査（ステップＳ６）を経て出荷される（ステップＳ７）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に、最終テスト（Ｓ２）およびバーンイン（Ｓ３）を行ったモジュールの中には、搭載されている複数のメモリチップのうちパターン欠陥等による不良メモリチップが含まれている場合や、本来は正常に動作するチップ（以下、良品チップと称す）が、製造工程（実装工程）やテスト工程の途中で熱的もしくは電気的な過剰なストレスを受けて、正常に動作しなくなったチップ（以下、不良チップと称す）が含まれる場合がある。
【０００５】
上記のように不良チップを有するモジュールは、その他のチップは正常に作動していても、その製品（モジュール）自体（全体）を不良品と判断し、従来は除去していた。そのため、歩留まり低下の要因となると共に、正常に動作するメモリチップの有効利用が望まれていた。
特に、従来は不良となった複合モジュールを別仕様（バージョン、ランク）に変更して再利用を図る場合には、その不良となった複合モジュールに対して別仕様（バージョン、ランク）のための選別テストを再度実施する必要があり、多大な費用と労力を必要とし、効率の悪いものであった。
【０００６】
また、正常動作する複合メモリモジュールも、出荷後における経年変化等で特性が劣化したものについては、不良品として返品される可能性があり、この場合、早急に劣化の原因を究明すべく解析を行い、解析内容を製造工程にフイードバックして、より信頼性の高い製品を創り出す必要がある。
従って、各製品の製造工程途中での履歴、テスト時の履歴（あるいは市場での使用時の履歴等）を知ることが重要である。
【０００７】
しかしながら、その不良品の製造履歴等を参照する場合には、製造工場の生産管理データを調べて履歴を追うこととなり、大変に時間と手間がかかり、解析の効率は良くなかった。
【０００８】
本発明は、前記の問題点を解消するためになされたものであって、簡単に複合メモリモジュールの製造履歴等を参照でき、かつ、不良ＩＣチップを含む複合メモリモジュールを有効活用し、歩留まりを向上することのできる複合メモリモジュールとその選別方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、次の構成を有する。
本発明の第１の要旨は、複数個のＩＣチップを１つのパッケージ内に実装、封止している複合メモリモジュールにおいて、複数個のＩＣチップのうちのいづれかが、不揮発性メモリチップであり、不揮発性メモリチップの所定の領域には、複合メモリモジュール内の不揮発性メモリチップ以外のＩＣチップの動作テストの結果を含む履歴情報が書き込まれていることを特徴とする複合メモリモジュールにある。
【００１０】
本発明の第２の要旨は、不揮発性メモリチップに書き込まれた履歴情報を特定の者のみが読み出せるようにするセキュリティ機能を備えたことを特徴とする要旨１記載の複合メモリモジュールにある。
【００１１】
本発明の第３の要旨は、要旨１または２記載の複合メモリモジュールを選別する方法であって、不良品と判断された複合メモリ装置内の各ＩＣチップの履歴情報を前記不揮発性メモリチップから読み出す読出工程と、読出工程で読み出した情報に基づいて、仕様変更の選別を行う選別工程と、を有することを特徴とする複合メモリモジュールの選別方法にある。
【００１２】
本発明の第４の要旨は、選別工程は、履歴情報に含まれるにメモリ容量、動作速度、動作電圧、動作電流、スタンバイ電流、消費電流、動作温度範囲、機能等に関する評価結果情報に基づいてランク別に選別するようにしたことを特徴とする要旨３記載の複合メモリモジュールの選別方法にある。
【００１３】
本発明の第５の要旨は、履歴情報に基づいて不具合のあるＩＣチップを特定し、正常なＩＣチップから電気的に切断する分離工程を有することを特徴とする要旨３または４記載の複合メモリモジュールの選別方法にある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本実施形態に係る複合メモリモジュールは、複数のＩＣチップの内、少なくとも１のＩＣチップを不揮発性メモリチップにより構成し、その不揮発性メモリチップに複合メモリモジュール内のＩＣチップに関するテスト、履歴データを書込、読出可能とするものである。
【００１５】
すなわち、不揮発性メモリチップ、例えばフラッシュメモリは、不揮発性であるため、電源を切っても記録した情報は消えることはないので、後から、つまり複合メモリモジュールとして完成した後からでも、記録した情報を読み出すことが可能となるからである。このように、複合メモリモジュール自体の中に記録した履歴情報等を読み出すという簡単な操作によりその必要とする情報が参照でき、従来のように製造工場の生産管理データを調べる等の煩雑な作業が必要無くなり、迅速な対応が可能となる。
【００１６】
一方、従来の複合メモリモジュールを構成していた不揮発性メモリチップ以外の通常のＩＣチップは、記録した情報を電源を切っても記録した情報を消失しない機能をそれ自体には持っていないため、単体での出荷を行う複合メモリモジュールではその意味をなさず、前記したような従来の問題を生じる結果となっていた。
【００１７】
また、本実施形態に係る複合メモリモジュールでは、テスト、履歴データを書き込んでおき、後にそのデータを参照するだけで、簡単に良品チップを判断でき、仕様変更等の再利用が簡単にできる。これにより、不良品として処理される複合メモリモジュールの割合を小さくして、実質的に歩留まりを向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。尚、前記した構成と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００１８】
図１は、本発明に係る複合メモリモジュールの構成を例示する縦断面図である。ＣＳＰ（Chip Size Package）の複合メモリモジュール１は、ＩＣチップ２、４、及び不揮発性メモリチップ３を実装、封止してなる。５は、リードフレーム、６は半田ボール端子、７はパッド端子、８はボンディング配線を示している。
【００１９】
本実施形態では、揮発性メモリチップ３とＩＣチップ４は良品チップ、ＩＣチップ２は不良チップと仮定する。また、ＩＣチップ２、４は、不揮発性メモリチップまたはその他の機能のＩＣチップで構成できる。
【００２０】
１つのパッケージ１の中に実装、封止された３つのＩＣチップ２、３、４のうち１つのＩＣチップ２が不良チップと判定されると、従来は、この複合メモリモジュール１は不良品として処理されていた。
本実施の形態では、３つのＩＣチップ２、３、４の製造履歴、テスト履歴を不揮発性メモリチップ３に記録することで、後の処理にて不良チップ２を読出して使用不能とするとともに、他の良品ＩＣチップ３、４を使用することでメモリモジュール１の有効利用を図るものである。
【００２１】
図２は、不揮発性メモリチップ３のメモリ領域の構成図である。図２において、３１はフラッシュメモリのメインメモリ領域、３２はフラッシュメモリ自身の製造履歴およびテスト履歴を記録する領域、３３は複合メモリモジュール１内に搭載されている他のＩＣチップ２、４の製造履歴およびテスト履歴を記録する領域を示している。ここで、「製造履歴」とは、製造日付や製造番号、ロット番号などの情報を意味し、「テスト履歴」とは、ＩＣチップの動作スピード、スタンバイ電流、動作電流、動作温度範囲、テスト不良項目などの情報を意味する。
【００２２】
前記メインメモリ領域３１は、標準品としてユーザーに提供される領域であるため、１６Ｍビットや、３２Ｍヒット等といった標準的なメモリ容量を有している。これに対し履歴を記憶する領域３２、３３は、それぞれ数十から百バイト程度の小さな容量の記録エリアである。
【００２３】
図３は、図１に示した複合メモリモジュールの組み立てから出荷に至る工程の流れを示したフローチャートである。
複合メモリモジュール１は、高密度実装に通したパッケージ内に複数（この例では３つ）のＩＣチップ２、３、４を実装し封止する組み立て（アセンブリ）工程（ステップＳ１）の後、最終テスト（ステップＳ２）により良品であるか不良品であるかの判定が行われる。
【００２４】
前記最終テストで良品（ＯＫ）と判定された複合メモリモジュール１は、さらにバーンイン（ステップＳ３）の高温高圧の試験により初期不良のスクリーニングが行われる。
【００２５】
バーンイン試験後の出荷テストでは、図示しないテストソケット（試験装置）と接触するボール端子６、リードフレーム５、ボンディング配線８およびパッド端子７を通じて、各ＩＣチップ２、３、４にテスト信号を入出力することにより実施される（ステップＳ４）。
また、最終、出荷テストでは、各ＩＣチップ２、３、４それぞれの動作スピード、スタンバイ電流、動作電流等のテスト項目が行われる。
【００２６】
この出荷テストにおいて、各ＩＣチップ２、３、４それそれに対するテスト履歴データが確定した時点で、テスターを用いて確定した各ＩＣチップの製造履歴およびテスト履歴情報が、不揮発性メモリ３内の所定の領域３２、３３に書き込まれる（ステップＳ４ａ、Ｓ４ｂ）。その際、不揮発性メモリ３自身のテスト履歴は領域３２に書き込まれ、その他のＩＣチップ２、４のテスト履歴は領域３３に書き込まれる。
【００２７】
どちらのテスト履歴等も、製造者以外は知る必要はないので、製造者以外はこれらの領域２２、２３から情報を読み出せないようにしておく。例えば、ユーザーには公開しないテストモードに各チップを設定し、その状態において、外部からアドレスおよびデータを入力して各領域３２、３３を指定してデータを書き込む方法がある。
また、これらの領域３２、３３にはセキュリティのためにロックをかけ、製造者でなければ読出し・解除ができないようにしておく。その一つの方法として、記憶領域３２および３３に製造者のみが知り得るアクセス制限用のロックビットを付加しておき、テスト履歴等を書き込んだ後そのロックビットをセットする方法がある。メモリ内容を読み出すためには、製造者によりこのビットをリセットしなければならず、これにより、製造者以外はテスト履歴等を外部に読み出すことが出来ないようにできる。
【００２８】
上記出荷テスト（Ｓ４）で良品（ＯＫ）と判定された複合メモリモジュール１は、テスト履歴および製造履歴の書き込み工程（Ｓ４ａ）の後、マーキング工程（Ｓ５）、外観検査工程（Ｓ６）を経て出荷（Ｓ７）される。
【００２９】
一方、出荷テスト（Ｓ４）で不良品（ＮＯ）と判定された複合メモリモジュール１は、テスト履歴および製造履歴の書き込み工程（ステップＳ４ｂ）の後、選別工程（ステップＳ４ｃ）に移される。尚、本実施の形態では、テスト履歴および製造履歴の書き込み工程（Ｓ４ｂ）を前記ステップＳ４ａと別個に記載するが、ステップＳ４ａにより行い、その後において選別工程（ステップＳ４ｃ）に進んでもよい。
【００３０】
前記選別工程（Ｓ４ｃ）において、製造者は図示しない簡易テスタを使用して複合メモリモジュール１の不揮発性メモリ３から必要な履歴情報を読み出すことにより、複合メモリモジュール１をメモリ容量、動作スピード、消費電流、動作温度範囲、機能等に基づく仕様やランク別に選別することができる。本実施形態では、不揮発性メモリ３から読み出された履歴情報によってＩＣチップ２が不良チップであることを知ることができるので、本来３チップ搭載品である複合メモリモジュール１を、２チップ搭載品すなわち２つのＩＣチップ３、４のみ使用する別の製品として選別することができる。
【００３１】
この例のように３チップ搭載品を２チップ搭載品に仕様変更する場合、不具合なＩＣチップ２の外部電源端子を切断することによって、他の２つのＩＣチップ３、４は悪影響を受けることなく正常に動作できるようにすることができる。
また、不揮発性メモリ３から動作速度、スタンバイ電流、動作温度範囲などのテスト情報を読み出すことにより（ステップＳ４ｃ）、仕様やランク別に選別することができる（ステップＳ４ｄ）。この工程で使用する簡易センサは、数十から数百バイト程度のデータを読み出すだけなので、出荷テスト時に使用されるもののように高速動作の必要はなく、安価なテスタで良いために、より臨機応変な対応ができる。
【００３２】
このようにして選別された複合メモリモジュール１は、次の工程（ステップＳ５）で各仕様やランク別にマーキングが施され、外観検査（ステップＳ６）に合格した後、出荷（Ｓ１４）される。
【００３３】
このように、不良品と判断された複合メモリモジュール１内の不揮発性メモリチップ３に書き込まれている各ＩＣチップ２、３、４の履歴情報に基づいて、その複合メモリモジュール１を所期の仕様と異なる別の仕様の製品として選別するようにしたことで、不良品として処理される複合メモリモジュール１の割合を小さくして、実質的に歩留まりを向上させ、複合メモリモジュール１の生産性を高めることができる。
【００３４】
また、出荷後、市場での経年変化等で性能が劣化した複合メモリモジュール１が、不良品等として返品されてきた場合でも、出荷前のテスト履歴が複合メモリモジュール１自体に記録されていることにより、原因解析を容易に行うことができ、その解析結果を迅速に製造工程にフイードバックすることができる。
【００３５】
なお、上記実施の形態では、３チップ搭載品の複合メモリモジュールについて説明したが、２チップ、４チップ以上のＩＣチップを搭載した複合メモリモジュールについても有効に適用できることはいうまでもない。搭載しているチップ数が多いほど本発明は有効である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の要旨によれば、複合メモリモジュールは、搭載されている不揮発性メモリチップの特定領域に、各ＩＣチップの動作テストの結果を含む履歴情報が書き込まれているため、出荷前のテストなどで不良品と判断された場合でも、その不揮発性メモリチップから各ＩＣチップの動作テストの結果を含む履歴情報を読み出すことにより、不良品化の原因となったＩＣチップを特定できるので、不良でない残りのＩＣチップを有効利用して、別の用途の製品などに転用することができる。その結果、不良品として処理される複合メモリモジュールの割合を小さくして、実質的に歩留まりを向上させ、複合メモリモジュールの生産性を高めることができる。
【００３７】
また、出荷後における経年変化等で特性が劣化したものについても、出荷前のテスト履歴が複合メモリモジュール自体に記録されているため、原因解析を容易に行うことができ、その解析結果を迅速に製造工程にフイードバックすることができるので、より信頼性の高い製品を創り出すことができる。
【００３８】
また、本発明の複合メモリモジュールの選別方法では、不良品と判断された複合メモリモジュール内の不揮発性メモリチップに書き込まれている各ＩＣチップの履歴情報に基づいて当該複合メモリモジュールを所期の仕様と異なる別の仕様の製品として選別するようにしたので、不良品として処理される複合メモリモジュールの割合を小さくして、実質的に歩留まりを向上させ、複合メモリモジュールの生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る複合メモリモジュールの構成例を示した縦断面図である。
【図２】図１に示す複合メモリモジュールに搭載されている不揮発性メモリのメモリ領域の構成例を示した説明図である。
【図３】図１に示す複合メモリモジュールの組み立てから出荷に至る工程の流れを示したフローチャートである。
【図４】従来の複合メモリモジュールの組み立てから出荷に至る工程の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１ 複合メモリモジュール
２、４ ＩＣチップ
３ ＩＣチップ（不揮発性メモリチップ）
３１ メインメモリ領域
３２ フラッシュメモリの製造履歴およびテスト履歴を記憶する領域
３３ 他のＩＣの製造履歴およびテスト履歴を記憶する領域

Claims (5)

1. 複数個のＩＣチップを１つのパッケージ内に実装、封止している複合メモリモジュールにおいて、
   前記複数個のＩＣチップのうちのいづれかが、不揮発性メモリチップであり、
   前記不揮発性メモリチップの所定の領域には、該複合メモリモジュール内の該不揮発性メモリチップ以外のＩＣチップの動作テストの結果を含む履歴情報が書き込まれていることを特徴とする複合メモリモジュール。
2. 前記不揮発性メモリチップに書き込まれた前記履歴情報を特定の者のみが読み出せるようにするセキュリティ機能を備えたことを特徴とする請求項１記載の複合メモリモジュール。
3. 請求項１または２記載の複合メモリモジュールを選別する方法であって、
   不良品と判断された複合メモリモジュール内の各ＩＣチップの前記履歴情報を前記不揮発性メモリチップから読み出す読出工程と、
   前記読出工程で読み出した情報に基づいて、仕様変更の選別を行う選別工程と、を有することを特徴とする複合メモリモジュールの選別方法。
4. 前記選別工程は、前記履歴情報に含まれる評価結果情報に基づいてランク別に選別するようにしたことを特徴とする請求項３記載の複合メモリモジュールの選別方法。
5. 前記履歴情報に基づいて不具合のあるＩＣチップを特定し、正常なＩＣチップから電気的に切断する分離工程を有することを特徴とする請求項３または４記載の複合メモリモジュールの選別方法。

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