共用型基板とそれを用いる半導体装置

【課題】基板配線の再設計と製作とに要る時間を大幅に縮短可能な共用型基板を提供する。
【解決手段】複数の内接パッド３１１、３１２、３１３と複数の外接パッド３２１、３２２、３２３とを有する。全ての内接パッド３１１、３１２、３１３を外接パッド３２１、３２２、３２３群に電気接続し、且つ随意にヒューズを焼切るため、基板の一表面には複数の分岐配線３３０とそれらの分岐配線３３０に直列連結される複数のヒューズＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２を形成している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種の実装基板に関し、特に一種の共用型基板とそれを用いる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、例えば半導体パッケージ構造或はカード型半導体装置であって、基板を用いてチップ内のボンディングパッドと電気接続している。基板は複数の外接パッド、例えばスズボールもしくは金属針などを設置し、それらの外接パッドを直接に外接電極や外接端子として使っている。標準規格品で言えば、基板の外接パッドの位置と電気機能とは必ず一定となり変ることができない。しかし、同一機能を持つ半導体装置には、異なるウエーハの製造と設計とによってボンディングパッド配列順序も多様になる。それにより、一旦チップのボンディングパッド配列順序が変ったら、もはや元基板の適用性はなくなり、他に対応する配線パターンを有する基板を設計や交換することが必要となるがゆえに基板の種類は増える一方である。また、基板製造に要する時間ももっとかかるはずである。
【０００３】
図１に示すように、一種の半導体装置は、例えば、メモリカード、主要に基板１００、チップ１０、複数のボンディングワイヤ３０、及び封止体４０を有する。図２を参照して、その基板１００は複数の内接パッド１１１、１１２、１１３、複数の外接パッド１２１、１２２、１２３、複数の配線１３０、及び複数の電気貫通孔１４０を具する。それらの内接パッド１１１、１１２、１１３は基板１００の上表面１０１に設置され、それらの外接パッド１２１、１２２、１２３は基板１００の下表面１０２に設置されている。それらの配線１３０とそれらの電気貫通孔１４０とを介して内接パッド１１１、１１２、１１３群を対応する外接パッド１２１、１２２、１２３群に接続している。そのチップ１０は、基板１００の上表面１０１に設置され、複数のボンディングパッドを有する。図２に示すように、上から下までボンディングパッドの配列順序はＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３になり、そして、ボンディングワイヤ３０群を介してそれらのボンディングパッドＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３をそれぞれ内接パッド１１１、１１２、１１３群に電気接続している。封止体４０は基板１００の上表面１０１に形成されてチップ１０とボンディングワイヤ３０群とを封止している。
【０００４】
図２に示すように、内接パッド１１１、１１２、１１３群は第一内接パッド１１１、第二内接パッド１１２、及び第三内接パッド１１３に番号付けられ、外接パッド１２１、１２２、１２３群も第一外接パッド１２１、第二外接パッド１２２、及び第三外接パッド１２３に番号付けられている。配列順序と機能により、ボンディングパッドＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３群は第一ボンディングパッドＣＰ１、第二ボンディングパッドＣＰ２、及び第三ボンディングパッドＣＰ３に番号付けられている。再び図２を参照して、第一ボンディングパッドＣＰ１はボンディングワイヤ３０を介して第一内接パッド１１１に接続され、再び配線１３０を介して第一外接パッド１２１に接続される。同様に、第二ボンディングパッドＣＰ２も第二内接パッド１１２を経由して第二外接パッド１２２に接続され、第三ボンディングパッドＣＰ３も第三内接パッド１１３を経由して第三外接パッド１２３に接続される。
【０００５】
図３に示すように、他のチップ２０は上から下まで第二ボンディングパッドＣＰ２、第三ボンディングパッドＣＰ３、及び第一ボンディングパッドＣＰ１のように異なる配列順序を有する。製品のソケット位置が一致するという要求に従うため、今まで通り第一ボンディングパッドＣＰ１を基板同一位置の第一外接パッドに電気接続し、第二ボンディングパッドＣＰ２を基板同一位置の第二外接パッドに電気接続し、また第三ボンディングパッドＣＰ３を基板同一位置の第三外接パッドに電気接続している。この際に、元基板１００はもはや通用できなくなり、他にもう一種周知の非共用型基板２００を設計しなければいけない。この非共用型基板２００は、複数の内接パッド２１１、２１２、２１３、複数の外接パッド２２１、２２２、２２３、複数の配線２３０、及び複数の貫通孔２４０を具する。チップのボンディングパッド群の配列順序が異なることにより、その非共用型基板２００の内部配線レイアウトは上記元基板１００の内部配線レイアウトとは異なるので、第一外接パッド２２１は第三内接パッド２１３に電気接続され、第二外接パッド２２２は第一内接パッド２１１に電気接続され、第三外接パッド２２３は第二内接パッド２１２に電気接続されることになる。そして、複数のボンディングワイヤ３０を用いて第三内接パッド２１３と第一ボンディングパッドＣＰ１、第一内接パッド２１１と第二ボンディングパッドＣＰ２、及び第二内接パッド２１２と第三ボンディングパッドＣＰ３をそれぞれ電気接続させる。従って、第一外接パッド２２１をチップ２０の第一ボンディングパッドＣＰ１に、第二外接パッド２２２をチップ２０の第二ボンディングパッドＣＰ２に、及び第三外接パッド２２３をチップ２０の第三ボンディングパッドＣＰ３にそれぞれ最終的に電気接続することが可能となるのは、基板内部配線パターンの変化を利用しなければならない。よって、チップのボンディングパッドの配列順序が変われば、実装する際に他種の配線パターンを有する基板を交換や製作する必要となり、基板材料種類が増えることと共に、基板製造に要する時間ももっと長く掛かってサンプル製作と少量生産のようなことにとって不利である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主な目的は一種の共用型基板を提供し、この共用型基板により、異なる配線パターンの基板を交換や製作する必要がなく、適当なヒューズを焼断することだけで各種のボンディングパッド配列順序を持つチップと電気接続することができ、同一ソケットという規格に反しない限り、基板配線の再設計と製作とに要る時間が大幅に縮短できる。
本発明のもうひとつの目的は一種の共用型基板を提供し、この共用型基板の同一表面にヒューズの焼断作業を行うことが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明では、次に述べる技術が提案されている。本発明によれば、共用型基板は、主に複数の内接パッドと複数の外接パッドとを有する。全ての内接パッドを外接パッド群に電気接続し且つ随意にヒューズを焼切るため、基板の一表面には複数の分岐配線とそれらの分岐配線に直列連結される複数のヒューズとを形成している。他の実施例には、基板はさらに複数の開口を持つ半田マスク層を含み、この半田マスク層の複数開口は分岐配線群の少数配線を露出してこの少数配線によりヒューズを形成している。
【０００８】
上記目的を達するために本発明では、更に他の技術を説明する。
上記共用型基板において、部分の分岐配線群、ヒューズ群、及び内接パッド群は基板の上表面に形成され、また外接パッド群は基板の下表面に形成されている。
上記共用型基板において、さらに両面電気接続のために複数の電気貫通孔を有する。
上記共用型基板において、分岐配線群はＴ或はＹの形にすることができる。
【０００９】
上記共用型基板において、基板の表面には半田マスク層を形成することができ、この半田マスク層は分岐配線群を覆うことになるがヒューズ群を露出している。
上記共用型基板において、ヒューズ群の直径は分岐配線群の直径よりも小さくなる。
上記共用型基板において、ヒューズ群の数量は内接パッド群数量の二倍よりも多くなる。
【００１０】
上記共用型基板において、メモリカード型半導体装置に適用するように、内接パッド群はワイヤボンディングフィンガー(wire-bonding Ｆinger)を使うことができ、外接パッドは長細いゴールドフィンガー(gold Ｆinger)である。
上記共用型基板において、全てのヒューズ群は基板の同一表面に形成されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施例は一種の共用型基板を提供し、図４はその共用型基板の配線レイアウトを示す平面図であり、図５はその共用型基板とそれに電気接続されるチップとを示す立体図であり、図６はその共用型基板が各種のボンディングパッド配列順序を持つチップと電気接続する時の複数のヒューズ開閉状態を示す比較表である。
図４に示すように、その共用型基板３００は主要に複数の内接パッド３１１、３１２、３１３と複数の外接パッド３２１、３２２、３２３を有する。本実施例には、それらの内接パッド３１１、３１２、３１３は第一内接パッド３１１、第二内接パッド３１２、及び第三内接パッド３１３に区分されることができ、それらの外接パッド３２１、３２２、３２３も第一外接パッド３２１、第二外接パッド３２２、及び第三外接パッド３２３に区分されることができる。メモリカード型半導体装置に適用するため、内接パッド３１１、３１２、３１３群がワイヤボンディングフィンガー(wire-bonding finger)を使うことと外接パッド３２１、３２２、３２３群が長細いゴールドフィンガー(gold finger)を使うこととは望まれる。
【００１２】
また、図４及び図５を参照して、ダミーパッド以外に全ての内接パッド３１１、３１２、３１３を外接パッド３２１、３２２、３２３群に電気接続し、且つ随意にヒューズを焼切ることを提供できるように、その共用型基板３００の一表面に複数の分岐配線３３０とそれらの分岐配線３３０に直列連結される複数のヒューズＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２とを形成している。本実施例には、分岐配線３３０群はＴ或いはＹの外形にすることができるが、部分の分岐配線３３０群は十字の外形になってもよい。図５に示すように、ヒューズＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２群の直径は分岐配線３３０の直径よりも小さくなってレーザの照射により焼切られて回路遮断となる。一般に、ヒューズＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２群の数量は内接パッド群数量の二倍を超える。その共用型基板３００の同一表面にヒューズの焼切り作業に行いやすくするため、全てのヒューズＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２を共用型基板３００の同一表面（上表面３０１）に形成することが望まれる。それにより、部分のヒューズＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２を随意に焼切ることが可能で、所定配線（後に詳しく述べる）を得ることができる。
【００１３】
本実施例において、図９を参照して、共用型基板３００は上表面３０１と下表面３０２とを定義することができ、部分の分岐配線３３０群、ヒューズＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２群及び内接パッド３１１、３１２、３１３群が共用型基板３００の上表面３０１に形成され、外接パッド３２１、３２２、３２３群が共用型基板３００の下表面３０２に形成されることができる。共用型基板３００は、両面電気接続を行えるようにするためさらに複数の電気貫通孔３４０を具する。
【００１４】
具体的に言えば、共用型基板３００の上表面３０１に半田マスク層３５０を形成することができ、分岐配線３３０の汚染で短絡しないようにするために分岐配線３３０を露出させず、この半田マスク層３５０は分岐配線３３０群を覆っている。また、半田マスク層３５０はヒューズ数量に相当する開口３５１を有し、それらの開口３５１はヒューズＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２群を露出させることによって随意に部分のヒューズＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２群をレーザの照射により焼切る作業を行いやすくする。他の実施例には、半田マスク層３５０の開口３５１群は分岐配線３３０群の少数配線を露出して、この少数配線によりヒューズを形成している。
【００１５】
図６に示すように、同じ機能を持つチップは異なる製造メーカーにより異なるボンディングパッド配列順序を持つ。図６に示す比較表によれば、部分のヒューズＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２群を焼切ることでその共用型基板３００に様々な配線レイアウトを得ることができる。図６において、“○”は対応するヒューズが連結状態であることを示し、“Ｘ”は対応するヒューズが切断状態であることを示している。レーザを照射することによりヒューズＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２群を随意に焼切ることができる。
【００１６】
また、図６及び図７に示すように、チップ１０のボンディングパッド配列順序は上から下まで第一ボンディングパッドＣＰ１、第二ボンディングパッドＣＰ２、第三ボンディングパッドＣＰ３となり、そして、ボンディングワイヤ３０群を介して第一ボンディングパッドＣＰ１、第二ボンディングパッドＣＰ２、及び第三ボンディングパッドＣＰ３をそれぞれ第一内接パッド３１１、第二内接パッド３１２、及び第三内接パッド３１３に電気接続している。次に、図６の「ＣＰ１−ＣＰ２−ＣＰ３」列を参考し、部分のヒューズＦ１、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１２群を焼切るべきであり、そして、図７を参照し、ヒューズＦ２の直列連結を介して第一ボンディングパッドＣＰ１の第一内接パッド３１１を第一外接パッド３２１に電気接続し、ヒューズＦ１０、Ｆ１１の直列連結を介して第二ボンディングパッドＣＰ２の第二内接パッド３１２を第二外接パッド３２２に電気接続し、ヒューズＦ６の直列連結を介して第三ボンディングパッドＣＰ３の第三内接パッド３１３を第三外接パッド３２３に電気接続している。
【００１７】
図６及び図８に示すように、もう一種のチップ２０のボンディングパッド配列順序は上から下まで第二ボンディングパッドＣＰ２、第三ボンディングパッドＣＰ３、第一ボンディングパッドＣＰ１となり、複数のボンディングワイヤ３０群を介して第二ボンディングパッドＣＰ２、第三ボンディングパッドＣＰ３、及び第一ボンディングパッドＣＰ１をそれぞれ第一内接パッド３１１、第二内接パッド３１２、及び第三内接パッド３１３に電気接続している。また、図６の「ＣＰ２−ＣＰ３−ＣＰ１」列を参考し、部分のヒューズＦ２、Ｆ３、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１１、Ｆ１２群を焼切るべきであり、次に、図８を参照し、ヒューズＦ１、Ｆ１０の直列連結を介して第二ボンディングパッドＣＰ２の第一内接パッド３１１を第二外接パッド３２２に電気接続し、ヒューズＦ４の直列連結を介して第三内接パッド３１３の第二内接パッド３１２を第三外接パッド３２３に電気接続し、ヒューズＦ７の直列連結を介して第一ボンディングパッドＣＰ１の第三内接パッド３１３を第一外接パッド３２１に電気接続している。
【００１８】
従って、ヒューズＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２群を介して随意にヒューズを切断することによって内接パッド群と外接パッド群との間の配線レイアウトを変えることができ、基板の共用性に達する。他種の基板を製作する必要なく、適当なヒューズＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２群を焼切ることだけで、多様なボンディングパッド配列順序を持つ各種のチップを同一ソケットの外接パッド群に電気接続することができるので、製造コストを減らすことと基板材料管理を簡単にすることを可能としている。
【００１９】
本発明の一実施例によれば、その共用型基板３００はさらに半導体装置に応用されることができ、メモリカードはひとつの応用例である。図９に示すように、半導体装置はその共用型基板３００とチップ１０とを有する。そのチップ１０は共用型基板３００の上に設置され、複数のボンディングパッドＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３を有する。本実施例では、そのチップ１０を周知のダイアタッチ（die attach）材料を用いて共用型基板３００の上表面３０１に粘着している。そして、複数のボンディングワイヤ３０群を介して従来のワイヤボンディング方式でそれらのボンディングパッドＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３を内接パッド３１１、３１２、３１３群に電気接続することができる。その半導体装置はさらに封止体４０を具し、その封止体４０はチップ１０とボンディングワイヤ３０群とを密封している。また図９を参考して、その半田マスク層３５０は、分岐配線３３０の汚染で短絡しないように分岐配線３３０を露出させないため、分岐配線３３０群を覆っている。次に、その半田マスク層３５０はヒューズ数量に相当する開口３５１を有し、それらの開口３５１はヒューズＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２群を露出させることによって随意に部分のヒューズＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２群をレーザの照射により焼切る作業を行いやすくする。
【００２０】
本実施例において、チップ１０の第一ボンディングパッドＣＰ１はボンディングワイヤ３０を介して第一内接パッド３１１に電気接続され、そして、ヒューズＦ２と分岐配線３３０が直列連結されることを介して再び第一外接パッド３２１に電気接続されている。
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて説明したが、本発明の保護範囲は後付の特許申請範囲で限定されて、この保護範囲に基準して、本発明の精神と範囲内に触れるどんな変更や修正は本発明の保護範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】周知の非共用型基板を用いる半導体装置を示す断面図である。
【図２】周知の非共用型基板及びこの非共用型基板と適当に電気接続するチップを示す平面図である。
【図３】周知のもう一種の非共用型基板及びこの非共用型基板と適当に電気接続するチップを示す平面図である。
【図４】本発明の一実施例による共用型基板の配線レイアウトを示す平面図である。
【図５】本発明の一実施例による共用型基板及び共用型基板と電気接続するチップを示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施例による共用型基板と様々なボンディングパッド配列順序を持つ各種のチップと接続する時の複数のヒューズ開閉状態を示す比較表である。
【図７】本発明の一実施例による共用型基板及び共用型基板と電気接続するチップを示す平面図である。
【図８】本発明の一実施例による共用型基板及び共用型基板と電気接続する他種のチップを示す平面図である。
【図９】本発明の一実施例による共用型基板を用いる半導体装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０：チップ、２０：チップ、３０：ボンディングワイヤ、４０：封止体、ＣＰ１：第一ボンディングパッド、ＣＰ２：第二ボンディングパッド、ＣＰ３：第三ボンディングパッド、３００：共用型基板、３０１：上表面、３０２：下表面、３１１：第一内接パッド、３１２：第二内接パッド、３１３：第三内接パッド、３２１：第一外接パッド、３２２：第二外接パッド、３２３：第三外接パッド、３３０：分岐配線、３４０：電気貫通孔、３５０：半田マスク層、３５１：開口、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２：ヒューズ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の内接パッドと複数の外接パッドとを有し、全ての内接パッドは外接パッド群に電気接続され、随意にヒューズを焼切ることが可能であるように、表面に複数の分岐配線と前記分岐配線に直列連結される複数のヒューズとを形成することを特徴とする共用型基板。
【請求項２】
部分の分岐配線群、ヒューズ群、及び内接パッド群が共用型基板の上表面に形成され、外接パッド群が共用型基板の下表面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の共用型基板。
【請求項３】
前記分岐配線はＴまたはＹの形になっていることを特徴とする請求項１に記載の共用型基板。
【請求項４】
共用型基板の上表面に半田マスク層が形成され、前記半田マスク層は分岐配線群を覆い、ヒューズ群を露出することを特徴とする請求項１に記載の共用型基板。
【請求項５】
複数の内接パッドと複数の外接パッドとを有し、表面に複数の分岐配線と前記分岐配線に直列連結される複数のヒューズとを形成し、随意にヒューズを焼切ることが可能であり、全ての内接パッドは対応する外接パッド群に電気接続されることが可能となる共用型基板と、
前記共用型基板の上に設置され、複数のボンディングパッドを有し、前記ボンディングパッドは内接パッド群に電気接続されるチップと、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
さらに複数のボンディングワイヤと封止体とを有し、前記ボンディングワイヤを介してボンディングパッド群と内接パッド群とは電気接続され、前記封止体はチップとボンディングワイヤ群とを密封することを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記分岐配線はＴまたはＹの形になっていることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項８】
複数の内接パッドと複数の外接パッドとを有し、表面に複数の分岐配線と半田マスク層とを形成し、前記半田マスク層は複数の開口を具し、前記開口は分岐配線群の少数配線を露出して、前記少数配線群によりヒューズを形成し、前記ヒューズを介して全ての内接パッドは外接パッド群に電気接続され、かつ随意にヒューズを焼切ることが可能となることを特徴とする共用型基板。

【図１】