JP4635901B2 - Module package - Google Patents
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Description
本発明は、LSI(Large Scale Integration)やIC(Integrated Circuit)、またはLSIやICを混載したMCM(Multi Chip Module)やSIP(System In Package)などのモジュールにおけるモジュール内の半導体のジャンクション温度の測定を可能にする検査用端子を備えたモジュールパッケージに関するものである。 The present invention measures the junction temperature of a semiconductor in a module such as an LSI (Large Scale Integration) or an IC (Integrated Circuit), or a module such as an MCM (Multi Chip Module) or SIP (System In Package) in which LSI or IC is embedded. those related to the module package with terminals for inspection to enable.
近年、デジタルテレビなどのデジタル家電の高性能化、高機能化が進んでいる。高性能化のためにデジタル信号処理の高速化、そして多くの機能を実現するために回路の高集積化が取り組まれている。デジタル信号処理の高速化は、システムLSIの動作クロックの向上およびデータバスの拡大、DDRなどの高速のメモリデバイスを採用するなどが図られている。また、回路の高集積化は、MCMやSIP技術を用いて、システムLSIまたはメモリデバイスを一つのパッケージに封じ格納するなどが図られている。一般的にはBGA(Ball Grid Array)パッケージに格納される場合が多い。 In recent years, digital home appliances such as digital television have been improved in performance and functionality. In order to achieve high performance, digital signal processing has been speeded up, and circuit integration has been promoted in order to realize many functions. In order to increase the speed of digital signal processing, the operation clock of the system LSI is increased, the data bus is expanded, and a high-speed memory device such as DDR is employed. In order to achieve high integration of circuits, a system LSI or a memory device is sealed and stored in one package by using MCM or SIP technology. Generally, it is often stored in a BGA (Ball Grid Array) package.
高速化が進むことによって、パッケージに内蔵されるシステムLSIやメモリなどの半導体チップの発熱量は大きくなる。また、高集積化が進むことによって、パッケージに格納されるそれぞれの半導体チップの発熱も加算され、パッケージあたりの発熱量は更に増加する傾向にある。 As the speed increases, the amount of heat generated by a semiconductor chip such as a system LSI or memory incorporated in the package increases. Further, with the progress of higher integration, the heat generation of each semiconductor chip stored in the package is added, and the heat generation amount per package tends to further increase.
パッケージに格納する半導体のジャンクション温度を動作保証範囲に抑える為に、ヒートシンクや放熱フィンをパッケージに用意し、放熱効果を上げる取り組みが行われている。 In order to keep the junction temperature of the semiconductor housed in the package within the guaranteed operating range, heat sinks and heat radiating fins are prepared in the package to increase the heat radiation effect.
それに伴いパッケージの材料費や放熱フィンにかかるコストも増加しており、厚みも増加している。コストと厚みの増加を抑えながら内蔵する半導体のジャンクション温度を動作保証範囲に抑えるためには、内蔵する半導体のジャンクション温度を正確に計測し、コスト、部品厚みにおいて必要最低限の放熱対策を取ることが望ましい。 Along with this, the material cost of the package and the cost for the heat radiating fins are increasing, and the thickness is also increasing. In order to keep the junction temperature of the built-in semiconductor within the guaranteed operating range while suppressing the increase in cost and thickness, measure the built-in semiconductor junction temperature accurately and take the minimum heat dissipation measures in terms of cost and component thickness. Is desirable.
そこで、半導体チップに温度測定素子を内蔵させ一定温度以上にならないように制御する方が考えられる。(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, it is conceivable to control the semiconductor chip so that it does not exceed a certain temperature by incorporating a temperature measuring element. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、メモリなどの汎用品については、このような温度測定素子は内蔵されていないのが一般的である。従って、内蔵するメモリなどの半導体のジャンクション温度はパッケージ表面に熱電対を取り付けて測定していた。熱電対を被測定体に取り付けて温度を測定する方法は既に一般的であり、専用測定器も存在することから、詳細説明は省略する。 However, general-purpose products such as memories generally do not include such a temperature measuring element. Therefore, the junction temperature of a semiconductor such as a built-in memory is measured by attaching a thermocouple to the package surface. Since a method of attaching a thermocouple to a measurement object and measuring the temperature is already common and there is a dedicated measuring device, a detailed description is omitted.
図3を用いて従来のモジュールパッケージおよび熱電対による測定方法の概略を説明する。図3は従来のモジュールパッケージであるBGAパッケージの構成を示す側面図である。半導体チップ111、基板101、モールド107、複数の半田ボール104から構成される。熱抵抗102と測定点103は概念を示した物であり、実際は内蔵されていない。
An outline of a conventional measurement method using a module package and a thermocouple will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a side view showing a configuration of a BGA package which is a conventional module package. A semiconductor chip 111, a
モールド107内に内蔵される半導体チップ111と基板101との物理的な接合は、半導体チップ111を基板に図示しない数μmの厚さの接着シートを挟んで接着する。電気的には、フリップチップ工法やワイヤボンディング工法を用いて接続する。何れの工法も一般的であるため説明を省略する。半田ボール4は、外部基板(図示せず)との接続手段である。つまり、基板101の下面に半田ボール4が複数配置されるBGA(Ball Grid Array)の一例をここでは示している。BGAパッケージと外部基板との物理的な接合は、外部基板の半田ボール4に対応したランドと半田ボール4とを、リフロー工程により半田付けすることになされる。
The physical bonding between the semiconductor chip 111 incorporated in the
従来のBGAパッケージにおける内蔵する半導体チップ111のジャンクション温度の測定方法は以下の通りである。 A method for measuring the junction temperature of the built-in semiconductor chip 111 in the conventional BGA package is as follows.
所定の動作条件で半導体チップ111を動作させた状態において、モールド107の表面の測定ポイント103に熱電対を取り付けてパッケージの表面温度Tcを測定する。次にBGAパッケージの熱抵抗θjc102と所定の動作条件における半導体チップ111の消費電力Paを用いて、半導体チップ111のジャンクション温度Tjを算出する。算出式はTj=Tc+(Pa×θjc)である。
In a state where the semiconductor chip 111 is operated under predetermined operating conditions, a thermocouple is attached to the measurement point 103 on the surface of the
また、被温度測定体に接続固定される抵抗体を用いて4端子抵抗測定法により温度を測定することも考えられる。(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら上記のような特許文献2の構成では、温度測定用に抵抗体の部品を別途追加する必要があり、抵抗体のコストが余分に必要であり、コストが増加する問題が生じていた。また、抵抗体を被測定体に上積みするために、抵抗体の厚み分パッケージの厚みが増加するという問題が生じていた。
However, in the configuration of
また、マルチチップを内蔵するモジュールの場合、半導体チップのTjは、他の半導体チップの発熱に炙られることにより上昇する。また、Tcは全ての半導体チップの発熱の影響を受ける。よって、それぞれの半導体チップのTjを求めるためには、全ての半導体チップのθjcに加え、全ての半導体チップ間の熱抵抗が新たに必要となり、算出式は複雑となる。また、一般的に熱抵抗は誤差の大きなパラメータであるので、算出式の誤差は熱抵抗の割合が増えることにより大きくなる。従って、従来の熱電対によるジャンクション温度の測定方法では、Tcと各チップTjとの関係式が複雑になり、算出したジャンクション温度と実際のジャンクション温度の誤差が大きくなる問題が生じていた。 In the case of a module incorporating a multichip, the Tj of the semiconductor chip rises due to heat generated by other semiconductor chips. Further, Tc is affected by the heat generation of all the semiconductor chips. Therefore, in order to obtain Tj of each semiconductor chip, in addition to θjc of all the semiconductor chips, a thermal resistance between all the semiconductor chips is newly required, and the calculation formula becomes complicated. In general, since the thermal resistance is a parameter with a large error, the error in the calculation formula increases as the ratio of the thermal resistance increases. Therefore, in the conventional junction temperature measurement method using a thermocouple, the relational expression between Tc and each chip Tj is complicated, and there is a problem that an error between the calculated junction temperature and the actual junction temperature becomes large.
上記課題を解決するために、本発明のモジュールパッケージは、第一の半導体を実装する第一の基板と、前記半導体の上方かつ前記第一の基板の厚み方向に積層される封じ部材と、前記第一の基板に前記第一の半導体の下部領域を含んで配線され、その両端は二股に分岐されて外部より接触可能な第一の4端子に接続された第一の銅配線を備え前記第一の4端子は前記第一の半導体のジャンクション温度の検査用端子であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a module package of the present invention includes a first substrate on which a first semiconductor is mounted, a sealing member stacked above the semiconductor and in the thickness direction of the first substrate, The first substrate is wired including the lower region of the first semiconductor, and both ends thereof are bifurcated and provided with a first copper wiring connected to first four terminals that can be contacted from the outside. One of the four terminals is a terminal for inspecting the junction temperature of the first semiconductor.
本発明のモジュールパッケージは、半導体チップを実装する基板上の銅配線を温度計測用の抵抗体とするため、温度計測用の抵抗体部品を追加する必要がなく、コストは増加しない。また、抵抗体部品を半導体チップに上積みする必要は無く、厚みの追加は発生しない。また、モジュール内部に封じられる複数の半導体チップの真下に配置された抵抗体から分岐され引き出された4つの温度検査端子を外部から測定可能に設けることにより、モジュール内部に封じる複数の半導体チップのジャンクション温度をそれぞれ正確に検査することが可能である。 In the module package of the present invention, since the copper wiring on the substrate on which the semiconductor chip is mounted is used as a temperature measurement resistor, it is not necessary to add a temperature measurement resistor component, and the cost does not increase. Further, it is not necessary to stack the resistor parts on the semiconductor chip, and no additional thickness is generated. In addition, by providing four temperature test terminals branched and drawn out from the resistors arranged directly under the plurality of semiconductor chips sealed inside the module so that they can be measured from the outside, the junction of the plurality of semiconductor chips sealed inside the module Each temperature can be accurately checked.
従って、内蔵する複数の半導体のジャンクション温度をそれぞれ正確に計測することができるため、コスト、部品厚みにおいて必要最低限の放熱対策を取ることが可能となる。結果、高性能、高品質であり安価なモジュールを実現可能である。 Accordingly, since the junction temperatures of a plurality of built-in semiconductors can be accurately measured, it is possible to take a minimum heat dissipation measure in terms of cost and component thickness. As a result, a high-performance, high-quality and inexpensive module can be realized.
(実施の形態1)
以下本発明の第一の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第一の実施の形態に係るモジュールパッケージの構成を示す斜視図である。また、図2に同じ構成の(a)平面透視図、(b)側面透視図を示す。なお、両図においては同一の構成要素については同一の番号を付すものとする。なお、実際には、(a)平面透視図は、半田ボール4やそれぞれのIC(半導体)チップからの配線パターンが多数存在し示されるべきであるが、分かりやすくする為に省略している。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the module package according to the first embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 shows (a) a plan perspective view and (b) a side perspective view of the same configuration. In addition, in both figures, the same number shall be attached | subjected about the same component. Actually, (a) the plane perspective view should be shown because there are many wiring patterns from the
図1および図2に示すモジュールパッケージは、第一の基板1、第二の基板2、第三の基板3、複数の半田ボール4、2つのコンポジットシート8、ICチップ11、ICチップ12、IC13、温度検査端子51、52、53、54、61、62、63、64、銅配線パターン31、33、34、36、37、41、43、44、46、47、銅配線分岐32、35、42、45より構成される。
The module package shown in FIGS. 1 and 2 includes a
第一の基板1と第二の基板2と第三の基板3は、基板の厚み方向に積層されている3層の多層型プリント基板である。基板間に絶縁体であるコンポジットシート8を挟んで積層されている。第三の基板3の上面にはIC13やメモリなどの汎用ICを実装できるプリント基板の領域が確保されている。
The
コンポジットシート8は、エポキシ樹脂などが含有される粘着性のある樹脂シートであることが考えられる。上下の基板とは接着接合される。また、基板間の電気的接続はコンポジットシートに貫通孔を空けておき、導電体を充填させておけば可能である。コンポジットシートは、一例として特開2005−26573においてプリプレグとしても記載されている。
The
なお、基板間の積層はコンポジットシート8を挟む例を示したが、必ずしも必要でない。基板を切り抜きキャビティを形成し、半導体チップを埋設し、コンポジットシート8を挟まずに基板を積層しても良い。また、積層する基板は3枚の例を示したが、3枚に関わらず1枚以上であれば良い。
In addition, although the example which pinches | interposes the
半田ボール4は、外部基板(図示せず)との接続手段である、温度検査端子61、62、63、64を含む。つまり、第一の基板1の下面に半田ボール4が複数配置されるBGA(Ball Grid Array)の一例をここでは示している。モジュールパッケージと外部基板との物理的な接合は、外部基板の半田ボール4に対応したランドと半田ボール4とを、リフロー工程により半田付けすることになされる。もちろん半田ボール4の変わりにコネクタ端子を設け、外部基板とコネクタ接続する構成であっても良い。
The
半田ボール4はモジュールパッケージの外部インターフェースでもある。第一の基板1に実装されるICチップ11、第二の基板2に実装されるICチップ12、第三の基板3に実装されるIC13などの回路と、外部基板上に用意される回路とは、半田ボール4を介して電気的にも接続される。
The
ICチップ11の封じ部材である第二の基板2、ICチップ12の封じ部材である第三の基板3は、概ね数百μm程の厚みを持ち、ICチップ11、ICチップ12の封じ部材であるコンポジットシート8も概ね数百μm程の厚みを持つ。ICチップ11、ICチップ12は、それぞれ第二の基板2、第三の基板3により上方向、コンポジットシート8により横方向が封じられるために、コンポジットシートの厚みを超えない高さ、ならびにコンポジットシートのキャビティ部を超えないサイズに実装する必要がある。
The
そこで、半導体ウェハーをコンポジットシートの厚みよりも薄く研磨した後、コンポジットシートのキャビティサイズ以下にダイシングしたベアダイを用いる。ICチップ11およびICチップ12と基板との物理的な接合は、ベアダイを基板に図示しない数μmの厚さの接着シートを挟んで接着する。電気的には、フリップチップ工法やワイヤボンディング工法を用いて接続する。何れの工法も一般的であるため説明を省略する。ICチップ13は第三の基板3の上面に確保されているプリント基板の領域に実装される為、厚み方向の制約が無い。よって、パッケージに格納されている汎用のICを通常のリフロー工程にて物理的、電気的に接続する。なお、ICチップ11、ICチップ12の封じ部材は基板とコンポジットシートの例を示したが、限定されるものでない。例えばコンポジットシートと基板の代わりにモールドにより封じされる場合も考えられる。その場合は封じ部材はモールド材となる。
Therefore, a bare die is used in which the semiconductor wafer is polished to be thinner than the thickness of the composite sheet and then diced to a size smaller than the cavity size of the composite sheet. In the physical bonding of the IC chip 11 and the
ICチップ11およびICチップ12はモジュールパッケージの内部に封じられる。よって、ICチップ11およびICチップ12は外部より熱電対を接続することができない。
The IC chip 11 and the
銅配線パターン31、33、34、36、37、41、43、44、46、47は、第一の基板1、第二の基板2、第三の基板3における、半田ボール4やそれぞれのIC(半導体)チップからの電気配線用パターンと同じ銅配線であり、プリント基板の絶縁層上に銅配線を形成するエッチング工程にて生成される。よって、銅配線パターン31、33、34、36、37、41、43、44、46、47は、電気配線用パターンと全く同じ厚みとなる。なお、銅配線パターン31、33、34、36、37、41、43、44、46、47の厚みは一般的には10数μm程の厚みとなる。
The
一般的に金属は温度変化に応じて電気抵抗特性が変化する特性を有する。銅の場合も同様に有し、銅の抵抗温度係数は4.3×10−3 (Ω/℃)と知られている。また、温度変化を銅の抵抗値、抵抗温度係数を用いて計算する式は、T2=(T1+1/(4.3×10−3))×(R2/R1)−1/(4.3×10−3)と知られている。ここで、T2は変化後の温度、T1は変化前の温度、R2は変化後の抵抗値、R1は変化前の抵抗値である。 In general, a metal has a characteristic that an electric resistance characteristic changes according to a temperature change. In the case of copper as well, the resistance temperature coefficient of copper is known to be 4.3 × 10 −3 (Ω / ° C.). The equation for calculating the temperature change using the resistance value of copper and the temperature coefficient of resistance is T2 = (T1 + 1 / (4.3 × 10−3)) × (R2 / R1) −1 / (4.3 × 10-3). Here, T2 is the temperature after change, T1 is the temperature before change, R2 is the resistance value after change, and R1 is the resistance value before change.
そこで、本発明は、銅の抵抗温度係数と抵抗値を用いて、内蔵する半導体チップのジャンクション温度を測定可能にしている。本発明のモジュールパッケージは、内蔵する半導体チップ下部の基板部に所定の配線長に銅配線パターンを引き回し、その銅配線パターンの両端を分岐させて引き伸ばし、引き伸ばされた2対の銅配線パターンにそれぞれ接続され、抵抗値を測定するための外部より接触可能な4つの端子を設ける構成を特徴とする。 Therefore, the present invention makes it possible to measure the junction temperature of a built-in semiconductor chip using the resistance temperature coefficient and resistance value of copper. In the module package of the present invention, a copper wiring pattern is routed to a predetermined wiring length on a substrate portion below a built-in semiconductor chip, both ends of the copper wiring pattern are branched and stretched, and two pairs of copper wiring patterns are stretched. It is characterized by providing four terminals that are connected and can be contacted from the outside for measuring the resistance value.
銅配線パターン31は、半導体チップ11真下の第一の基板1の上面領域に所定の配線長となるように引き回される。半導体チップ11真下の第一の基板1の上面領域は、半導体チップ11の下面と直接接触しており、半導体チップ11と同じ温度となる。実際は数μmの厚さの接着シートを挟む場合が多いが無視できる。接着シートはごく薄く熱伝導性も良いために影響は少ないためである。よって、銅配線パターン31の温度を測定することにより、半導体チップ11の温度を測定できる。銅配線パターン31の温度は、上記計算式を用い、抵抗温度係数と銅配線パターン31の抵抗値より算出する。
The copper wiring pattern 31 is routed around the upper surface region of the
最も正確に半導体チップ11のジャンクション温度を測定するためには、銅配線パターン31を半導体チップ11真下の第一の基板1の上面領域内に配置することが望ましい。しかしながら、実装上の制約などにより、半導体チップ11真下の第一の基板1の上面領域内に配置できない場合は、半導体チップ11の真下でなく周りに配置することや、図2の41に示すように半導体チップ真下の基板の下面領域など上面以外の下部領域に配置する場合も考えられる。その場合は、半導体チップ11と銅配線パターン31は直接接触していないため、基板に熱が伝導し放熱する分だけ温度が低下した値が測定される。その場合は、その温度低下分を基板の熱伝導特性より求め、更に足し算することにより補正できる。
In order to measure the junction temperature of the semiconductor chip 11 most accurately, it is desirable to dispose the copper wiring pattern 31 in the upper surface region of the
銅配線パターン31を図2のように波状に引き回すのは、半導体チップ11の温度を正確に測定するために、銅配線パターン31を半導体チップ11の真下に配置する場合に、半導体チップ11の真下に相当する限られた面積において、引き回す銅配線パターン31の配線長を長くするためである。銅配線パターン31の抵抗値は配線長に比例して大きくなる一方、抵抗温度係数は配線長に関わらず一定であるので、銅配線パターン31の抵抗値が大きいほど温度変化に対する抵抗値の変化量が大きくなる。即ち、小さな温度変化にも対応して抵抗値の変化を計測するためには、配線長を長くして抵抗値を大きくするほうがより小さな温度変化まで観測できるので有利である。一方、、半導体チップ11は数mm各のサイズが一般的であり、基板上の銅配線の幅、銅配線間の絶縁距離は数10〜数100μmが一般的である。半導体チップ11の真下の第一の基板1上面領域は限られていることから、引き回せる配線長も限られてくるため、銅配線パターン31は、配線長が最も短い場合は直線である場合も考えられる。
The copper wiring pattern 31 is drawn in a wave shape as shown in FIG. 2 when the copper wiring pattern 31 is arranged directly below the semiconductor chip 11 in order to accurately measure the temperature of the semiconductor chip 11. This is because the wiring length of the copper wiring pattern 31 to be routed is increased in a limited area corresponding to. While the resistance value of the copper wiring pattern 31 increases in proportion to the wiring length, the resistance temperature coefficient is constant regardless of the wiring length. Therefore, as the resistance value of the copper wiring pattern 31 increases, the amount of change in the resistance value with respect to the temperature change Becomes larger. That is, in order to measure a change in resistance value in response to a small temperature change, it is advantageous to increase the resistance value by increasing the wiring length because a smaller temperature change can be observed. On the other hand, the semiconductor chip 11 is generally several mm in size, and the width of the copper wiring on the substrate and the insulation distance between the copper wiring are generally several tens to several hundreds of micrometers. Since the upper surface region of the
銅配線パターン31の両端は、分岐点32、35を有し、それぞれ二股に分岐される。分岐点32からは銅配線パターン33、34となり、分岐点35からは銅配線パターン36、37となる。銅配線パターン33には温度検査端子61、銅配線パターン34には温度検査端子62、銅配線パターン36には温度検査端子64、銅配線パターン37には温度検査端子63が設けられる。温度検査端子61、62、63、64は全てモジュールの外部端子である半田ボール4の一部である。従って、外部より温度検査端子61、62、63、64を用いて、銅配線パターン31の抵抗値を測定し、半導体チップ11のジャンクション温度を算出、検査することができる。
Both ends of the copper wiring pattern 31 have
ここで、銅配線パターン31の両端に分岐点32、35を有し、それぞれ二股に分岐させるのは、銅配線パターン33、34、36、37の抵抗値の影響を受けずに銅配線パターン31の抵抗値を測定する為である。この手法は抵抗体を用いる4端子法として、特許文献2にも開示されているため、詳細説明は省略する。
Here, the branching
本発明の特徴は、以上の銅配線パターン31、33、34、36、37が半導体チップ11からの配線される電気配線用パターンと同じ銅配線であることにある。つまり、温度を算出するための抵抗体は、半導体チップ11からの電気配線用パターンと同じ銅配線であり、4端子法においては二股に分岐され引き出される。
The feature of the present invention is that the above
よって、温度計測用の抵抗体部品を追加する必要が無く、抵抗体部品を半導体チップに上積みする必要も無い。 Therefore, it is not necessary to add a resistor component for temperature measurement, and it is not necessary to stack the resistor component on the semiconductor chip.
更にモジュールに内蔵する第二の半導体チップである半導体チップ12においても同様にジャンクション温度を測定可能にしている。半導体チップ12は第二の基板2上に実装されている。図2に示したように内部の配線については半導体チップ11の場合と同等であるので、相違点に注目して説明する。
Further, the junction temperature can be similarly measured in the
半導体チップ12の場合は、第一の基板1と封じ部材となる第三の基板3との間に積層され備えられた第二の基板2上に実装されている。よって、温度検査端子は配線距離の短いモジュール上面に設けられている。つまり第三の基板3上に温度検査端子51、52、53、54は設けられている。
In the case of the
温度検査端子51、52、53、54は半田ボール4と異なり外部基板との接続手段でない。よって、図2に記載のように、温度検査端子51、52、53、54の直径は半田ボール4の直径より小さい。なぜなら、半田ボールの直径は、外部基板との接合工法や外部基板の配線密度にも依存して決まるため、小さくするにも限界があるが、温度検査端子51、52、53、54は外部基板に依存しないため、より小さくすることができるからである。従って、上面に設ける温度検査端子51、52、53、54の所要面積は、裏面の半田ボール4に設ける場合に比較して小さくすることができる。結果として、モジュールパッケージのサイズを小さくすることができる。
Unlike the
また、半導体チップ13については、モジュール上面に配置されていることから、従来のように熱電対を接続してジャンクション温度を測定可能である。
Further, since the
従って、半導体チップ11、12、13の3石を内蔵するモジュールにおいても、全ての半導体チップのジャンクション温度を正確に測定、検査可能である。本実施の形態においては3石の例を示したが、2石以上の何石であっても同様に可能である。
Therefore, even in a module incorporating three
モジュールパッケージに封じられる半導体チップ11のジャンクション温度は、温度検査端子61、62、63、64を用い抵抗値を測定して前述した計算式を用い正確に測定、検査可能である。モジュールパッケージに封じられる半導体チップ12のジャンクション温度は、温度検査端子51、52、53、54を用い抵抗値を測定して前述した計算式を用い正確に測定、検査可能である。モジュールパッケージの上面に実装される半導体チップ12のジャンクション温度は、熱電対を接続しTcを測定して、前述した計算式を用いジャンクション温度を測定、検査可能である。
The junction temperature of the semiconductor chip 11 sealed in the module package can be measured and inspected accurately by measuring the resistance value using the
従って、本発明におけるモジュールパッケージと内蔵する半導体の温度検査方法においては、半導体チップを実装する基板上の銅配線を温度計測用の抵抗体とするため、温度計測用の抵抗体部品を追加する必要がないので、コストは増加しない。また、抵抗体部品を半導体チップに上積みする必要は無いので、厚みの追加は発生しない。 Therefore, in the temperature inspection method for a module package and a built-in semiconductor according to the present invention, the copper wiring on the substrate on which the semiconductor chip is mounted is used as a temperature measurement resistor, so that it is necessary to add a resistor component for temperature measurement. There is no increase in cost. Further, since it is not necessary to stack the resistor parts on the semiconductor chip, no additional thickness is generated.
また、モジュール内部に封じられる複数の半導体チップの真下に配置された銅配線から分岐され引き出された4つの温度検査端子を外部から接触できるように測定可能に設けることにより、半導体チップの真下に配置された銅配線の抵抗値を四端子法で正確に測定することができる。測定された抵抗値を元に前述した計算式を用いて、内蔵する複数の半導体チップのジャンクション温度をそれぞれ正確に測定、検査することが可能である。 In addition, the four temperature test terminals branched and drawn out from the copper wiring arranged directly under the plurality of semiconductor chips sealed inside the module are arranged so that they can be measured from the outside so that they can be measured from the outside. The resistance value of the formed copper wiring can be accurately measured by the four probe method. Using the above-described calculation formula based on the measured resistance value, it is possible to accurately measure and inspect each junction temperature of a plurality of built-in semiconductor chips.
よって、温度測定用に抵抗体の部品を別途追加する必要があり、抵抗体のコストが余分に必要であり、コストが増加する問題を解決できる。また、抵抗体を被測定体に上積みするために、抵抗体の厚み分パッケージの厚みが増加するという問題を解決できる。また、従来のジャンクション温度の測定方法では、マルチチップを内蔵するモジュールの場合、Tcと各チップTjとの関係式が複雑になり、算出したジャンクション温度と実際のジャンクション温度の誤差が大きくなる問題を解決できる。 Therefore, it is necessary to separately add a resistor component for temperature measurement, and it is possible to solve the problem that the cost of the resistor is extra and the cost increases. Further, since the resistor is stacked on the object to be measured, the problem that the thickness of the package increases by the thickness of the resistor can be solved. Further, in the conventional junction temperature measurement method, in the case of a module incorporating a multichip, the relational expression between Tc and each chip Tj becomes complicated, and the error between the calculated junction temperature and the actual junction temperature becomes large. can be solved.
本発明にかかるモジュールパッケージは、高性能、高品質であり安価なモジュールを実現可能な効果を有し、LSIやICまたはMCMやSIP等のパッケージとして有用である。 The module package according to the present invention has an effect of realizing a high-performance, high-quality and inexpensive module, and is useful as a package of LSI, IC, MCM, SIP, or the like.
1 第一の基板
2 第二の基板
3 第三の基板
4 半田ボール
8 コンポジットシート
11 ICチップ
12 ICチップ
13 IC
51、52、53、54、61、62、63、64 温度検査端子
31、33、34、36、37、41、43、44、46、47 銅配線パターン
32、35、42、45 銅配線分岐
DESCRIPTION OF
51, 52, 53, 54, 61, 62, 63, 64
Claims (6)
前記第一の4端子は前記外部端子に含まれることを特徴とする請求項1から請求項2のいずれかに記載のモジュールパッケージ。 Equipped with external terminals for external board connection,
The module package according to claim 1, wherein the first four terminals are included in the external terminals.
第二の半導体を実装する第二の基板を前記第一の基板と前記封じ部材の間に備え、前記第二の基板に前記第二の半導体の下部領域を含んで配線され、その両端は二股に分岐されて外部より接触可能な第二の4端子に接続された第二の銅配線と、前記第一の4端子は前記外部端子に含まれ、前記第二の4端子は前記モジュールパッケージの上面に設けられ、
さらに、前記第一の4端子は前記第一の半導体のチップの温度の検査用端子であり、前記第二の4端子は前記第二の半導体のチップの温度の検査用端子であることを特徴とする請求項1に記載のモジュールパッケージ。 Equipped with external terminals for external board connection,
A second substrate for mounting a second semiconductor is provided between the first substrate and the sealing member, and the second substrate is wired including the lower region of the second semiconductor, and both ends thereof are bifurcated. The second copper wiring connected to the second four terminals that are branched to the outside and are accessible from the outside, the first four terminals are included in the external terminals, and the second four terminals are included in the module package. Provided on the top surface,
Further, characterized in that the first 4 terminal is testing terminal of the temperature of the first semiconductor chip, the second 4 terminals are terminals for inspection of the temperature of the second semiconductor chip The module package according to claim 1.
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