(57)【要約】【課題】意図しない半導体チップの機能切替を防止することができ、且つ機能切替に際しては半導体チップにダメージを与えずに半導体チップの機能切替ができる半導体装置を提供すること。【解決手段】複数の機能を持つ半導体チップ３に対して機能切替を指示する手段として、半導体チップ３に内包された機能切替手段に接続されたオプション端子５ａ〜５ｄを基板２上に設けた。初期状態（通常状態）におけるオプション端子５ａ〜５ｄは、レジン７及び埋設部１２により保護されている。機能切替を行う場合、半導体チップ３にダメージを与えないように埋設部１２又はレジン７の一部を除去してオプション端子５ａ〜５ｄの接続関係を変更する。【選択図】図２
2008294225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの機能を持つ半導体チップと、前記半導体チップに対して前記機能の切替えを指示するための指示手段とを備えた半導体装置であって、
前記指示手段は、前記半導体チップの外部に設けられており、
前記半導体装置は、前記指示手段を該半導体装置の外部と絶縁し且つ当該外部から保護するための保護手段を更に備えている
半導体装置。
【請求項２】
前記指示手段は、第１の端子及び第２の端子を備えており、
前記第１の端子及び前記第２の端子の接続状態を変えることにより前記指示をする
請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記半導体チップは、前記第１の端子に接続された切替部を備えており、
前記切替部は、前記第１の端子及び前記第２の端子の接続状態に応じて、前記機能の切替えを行う
請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
初期状態において、前記第１の端子及び前記第２の端子は未接続であり、
該初期状態において、前記切替部は、前記機能のうちの１つである初期機能を活性化しており、
前記第１の端子及び前記第２の端子を接続すると、前記切替部は、前記初期機能を非活性にすると共に前記初期機能とは異なる前記機能の一つを活性化する
請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半導体チップは、２Ｎ個の機能を有しており、
前記半導体装置は、前記第１の端子をＮ個備えており、
前記Ｎ個の前記第１の端子の夫々と前記第２の端子を接続状態又は未接続状態にすることにより、前記２Ｎ個の機能を切替える
請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体装置は、前記半導体チップを搭載するための基板を更に備えており、
前記指示手段は、前記基板面上に設けられている
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記基板は、絶縁テープ上に配線を形成してなるものである
請求項６記載の半導体装置。
【請求項８】
前記基板は、開口部を有しており、
前記指示手段は、該指示手段の一部を前記開口部上に突出させるようにして前記基板上に設けられている
請求項６又は請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記半導体装置は、樹脂で封止されたパッケージであり、
前記保護手段は、前記樹脂の少なくとも一部により構成されている
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の半導体装置を対象とする検査方法であって、
前記保護手段の少なくとも一部を除去することにより前記指示手段を露出させる工程と、該露出した指示手段を用いて前記指示をする工程を含む
検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に搭載される半導体パッケージのような半導体装置に関し、特に、樹脂モールド後に半導体チップの機能を切替えることができる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
不良解析等の目的で、樹脂でモールドされた後に半導体チップの機能切替が必要な場合がある。このような切替えを行うために、従来、外部からの電気信号入力により導通状態を変化させることが可能なアンチヒューズを半導体チップに設けてなる半導体装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１の半導体装置では、半導体パッケージの外部に露出している端子に所定の電気信号を印加することにより、半導体チップ上に存在しているヒューズを非導通の状態から導通の状態へ変化させて、半導体チップの機能を切替えることができる。
【０００３】
また、半導体チップ上に切断方式のヒューズを有する半導体装置の場合には、パッケージの樹脂モールドを全て除去することによりヒューズ部を露出させ、その後に所定のヒューズを切断することにより、半導体チップの機能を切替えることもできる。
【０００４】
一方、パッケージ表面に露出した端子を半導体装置に設け、その端子同士を導電性テープで導通させることにより、半導体チップの機能を切替えることができる半導体装置も提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
また、半導体パッケージの外部端子（パッケージピン）に、あらかじめ定められた電気信号を外部から入力することにより、半導体チップの機能を切替えることも可能である。この方式はテストモード等と呼ばれており、このような切替え機能を有する半導体装置も実用化されている。
【特許文献１】特開２００５−２７６９０７号公報
【特許文献２】特開平６−１６３７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、通常、アンチヒューズ部を導通状態にさせるには高電圧を印加する必要があることから、あらかじめ半導体チップ上に高電圧発生のための専用の回路を設けておく必要がある。高電圧発生回路は、電源電圧以上の電圧まで昇圧する必要があるため、回路構成が複雑であり、大きな面積を必要とする。従って、その回路の分だけチップ面積が大きくなるというデメリットがある。
【０００７】
また、ヒューズ部を露出させてから切断する方法では、パッケージの樹脂を分解除去する際に半導体チップがダメージを受けることがある。
【０００８】
更に、アンチヒューズ又はヒューズを用いた方法では、一度導通状態を変化させてしまうと元に戻すことができないという欠点がある。
【０００９】
一方、特許文献２に記載の方法では、導電性テープを貼っていない場合、パッケージ表面に露出している端子同士が異物等の付着で短絡し、動作評価を必要としない通常動作時において誤作動を起こす危険性がある。
【００１０】
更に、半導体パッケージが実機のプリント基板上に搭載された状態で、機能を切替えて半導体チップの評価を行う必要が生じた場合に、テストモードや、アンチヒューズ方式を用いて機能を切替えるには、外部から所定の電気信号を半導体パッケージの外部端子に入力する必要がある。このためには、所定の電気信号を生成するように実機側のソフトウェアを変更することが必要となってしまうので、事実上不可能である。
【００１１】
そこで、本発明は、複雑且つ大規模な回路構成を必要とせずに、半導体チップの意図しない機能切替を防止する一方で、実際に機能切替を行う場合には半導体チップにダメージを与えずに半導体チップの機能の切替えをできる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、第１の半導体装置として、少なくとも２つの機能を持つ半導体チップと、前記半導体チップに対して前記機能の切替えを指示するための指示手段とを備えた半導体装置であって、前記指示手段は、前記半導体チップの外部に設けられており、前記半導体装置は、前記指示手段を該半導体装置の外部と絶縁し且つ当該外部から保護するための保護手段を更に備えている半導体装置が得られる。
【００１３】
さらに、本発明によれば、第２の半導体装置として、第１の半導体装置において、前記指示手段は、第１の端子及び第２の端子を備えており、前記第１の端子及び前記第２の端子の接続状態を変えることにより前記指示をする半導体装置が得られる。
【００１４】
さらに、本発明によれば、第３の半導体装置として、第２の半導体装置において、前記半導体チップは、前記第１の端子に接続された切替部を備えており、前記切替部は、前記第１の端子及び前記第２の端子の接続状態に応じて、前記機能の切替えを行う半導体装置が得られる。
【００１５】
さらに、本発明によれば、第４の半導体装置として、第３の半導体装置において、初期状態において、前記第１の端子及び前記第２の端子は未接続であり、該初期状態において、前記切替部は、前記機能のうちの１つである初期機能を活性化しており、前記第１の端子及び前記第２の端子を接続すると、前記切替部は、前記初期機能を非活性にすると共に前記初期機能とは異なる前記機能の一つを活性化する半導体装置が得られる。
【００１６】
さらに、本発明によれば、第５の半導体装置として、第２乃至第４のいずれかの半導体装置において、前記半導体チップは、２Ｎ個の機能を有しており、前記半導体装置は、前記第１の端子をＮ個備えており、前記Ｎ個の前記第１の端子の夫々と前記第２の端子を接続状態又は未接続状態にすることにより、前記２Ｎ個の機能を切替える半導体装置が得られる。
【００１７】
さらに、本発明によれば、第６の半導体装置として、第１乃至第５のいずれかの半導体装置において、前記半導体装置は、前記半導体チップを搭載するための基板を更に備えており、前記指示手段は、前記基板面上に設けられている半導体装置が得られる。
【００１８】
さらに、本発明によれば、第７の半導体装置として、第６の半導体装置において、前記基板は、絶縁テープ上に配線を形成してなるものである半導体装置が得られる。
【００１９】
さらに、本発明によれば、第８の半導体装置として、第６又は第７の半導体装置において、前記基板は、開口部を有しており、前記指示手段は、該指示手段の一部を前記開口部上に突出させるようにして前記基板上に設けられている半導体装置が得られる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、第９の半導体装置として、第１乃至第８のいずれかの半導体装置において、前記半導体装置は、樹脂で封止されたパッケージであり、前記保護手段は、前記樹脂の少なくとも一部により構成されている半導体装置が得られる。
【００２１】
さらに、本発明によれば、第１乃至第９のいずれかの半導体装置を対象とする検査方法であって、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の半導体装置を対象とする検査方法であって、前記保護手段の少なくとも一部を除去することにより前記指示手段を露出させる工程と、該露出した指示手段を用いて前記指示をする工程を含む検査方法が得られる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、意図しない半導体チップの機能切替を防止することができ、且つ機能切替に際しては半導体チップにダメージを与えずに半導体チップの機能切替ができる。また、機能切替後に再び元の状態に戻すこともできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態による半導体装置について、図１〜図５を用いて詳細に説明する。
【００２４】
図１及び図２に示されるように、本実施の形態による半導体装置１は、ＢＧＡ型パッケージであり、パッケージ配線（図示せず）が形成された絶縁テープからなる基板２を備えている。
【００２５】
基板２の上面上には、８つの機能（モード）を有する半導体チップ３、半導体チップ３に接続された金線４、金線４と電気的に接続されているパッケージ配線及びパッケージ配線に接続されているオプション端子５ａ〜５ｄが配置されている。なお、半導体チップ３の有する機能の数は、少なくとも２つあればよく、本実施の形態に限定されるものではない。
【００２６】
基板２の下面には、半田ボール６が取付けられている。半田ボール６は、基板２の裏面に設けられたボール・ランド（図示せず）に固着されており、ビアを通して上面上のパッケージ配線と電気的に接続されている。これにより半導体チップ３は、金線４、パッケージ配線、ビア及び半田ボール６を通して、半導体装置１が実装される相手側装置（図示せず）の回路と電気的に接続される。
【００２７】
図１及び図３から理解されるように、基板２には、開口部１０が設けられている。この開口部１０で規定されるオプション端子エリア１１にはオプション端子５ａ〜５ｄが配置されている。
【００２８】
図２から理解されるように、本実施の形態による半導体装置１において、レジン７は、基板２の上面上を覆うようにして設けられている。一方、開口部１０内にもレジンが充填され、埋設部１２を構成している。これにより、半導体チップ３、金線４、パッケージ配線、オプション端子５ａ〜５ｄの夫々は、半導体装置１の外部と絶縁されている。
【００２９】
図３に示すように、オプション端子５ａ〜５ｄの夫々は、開口部１０に突出するように設けられており、夫々に接続された配線８（パッケージ配線の一部）と電気的に接続されている。なお、図３においては、端子間の関係等の把握を容易にするため、埋設部１２（レジン）は図示していない。
【００３０】
図４は、半導体チップ３の機能を切替えるための構成例を示しており、オプション端子５ａ〜５ｂと、モード検出部３３ｂ〜３３ｄとで構成されている。オプション端子５ａは電源に接続されており、オプション端子５ｂ〜５ｄは、夫々、配線８を介してモード検出部３３ｂ〜３３ｄに接続されている。モード検出部３３ｂ〜３３ｄは、半導体チップ３内に設けられている。
【００３１】
以下、オプション端子５ａ、オプション端子５ｂ、及びモード検出部３３ｂを例にとって説明する。本実施の形態において、オプション端子５ｂとオプション端子５ａは初期状態において、未接続である。初期状態においては、モード検出部３３ｂへの入力はなく、モード検出部３３ｂは、その回路構成により定まる初期値を出力しているが、オプション端子５ａとオプション端子５ｂが接続されると、モード検出部３３ｂに電源電圧が入力信号として供給されることになり、モード検出部３３ｂはそれに応じて出力値を変更する。
【００３２】
詳しくは、本実施の形態におけるモード検出部３３ｂは、例えば、ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタ（以下、トランジスタという）３４及び３５とインバータ（反転回路）３６とから構成されており、半導体チップ３に対してＯＵＴＰＵＴ信号Ｔを出力する。
【００３３】
トランジスタ３４は、ソースが接地され、ドレインが検出部配線３７と接続され、ゲートが電源線に接続されており、インバータ３６の入力端子のプルダウン抵抗として設けられていている。
【００３４】
トランジスタ３５は、ソースが接地され、ドレインが検出部配線３７と接続され、ゲートがインバータ３６の出力端子に接続されておりインバータ３６の入力端子の電圧を安定化させるために設けられている。
【００３５】
インバータ３６は、「Ｈ」レベルの信号が入力されると、ＯＵＴＰＵＴ信号Ｔを「Ｌ」レベルにて出力し、「Ｌ」レベルの信号が入力されると、ＯＵＴＰＵＴ信号Ｔを「Ｈ」レベルにて出力する。すなわち、モード検出部３３ｂはオプション端子５ｂに印加されている電圧レベルが「Ｈ」レベルであるか「Ｌ」レベルであるかを検出し、それに応じたＯＵＴＰＵＴ信号Ｔを出力している。オプション端子５ａ、５ｃ及びモード検出部３３ｃの組み合わせ、並びにオプション端子５ａ、５ｄ及びモード検出部３３ｄの組み合わせも同様に動作する。
【００３６】
上述した構成によれば、初期状態においてはオプション端子５ａとオプション端子５ｂ〜５ｄとが接続されていないため、トランジスタ３４で構成されるプルダウン抵抗が機能することから、モード検出部３３ｂ〜３３ｄからのＯＵＴＰＵＴ信号Ｔはすべて「Ｈ」レベルとなる。一方、オプション端子５ａとオプション端子５ｂとが接続されると、入力信号としての電源電圧がモード検出部３３ｂに対する入力信号として与えられ、モード検出部３３ｂからのＯＵＴＰＵＴモード信号Ｔは「Ｌ」レベルになる。同様に、オプション端子５ａとオプション端子５ｃ、オプション端子５ａとオプション端子５ｄを接続することによりモード検出部３３ｃ、３３ｄのＯＵＴＰＵＴ信号Ｔを「Ｌ」レベルにすることができる。即ち、３つのモード検出部３３ｂ〜３３ｄのＯＵＴＰＵＴ信号Ｔが夫々２つの状態（「Ｈ」、「Ｌ」）を有することになるので、これらの組み合わせにより、半導体チップ３に対して８通りの指示ができる。このようにして、本実施の形態においては、半導体チップ３の有する８つの機能のうちのいずれか１つのみを活性化し、他を非活性化することができる。
【００３７】
また、上述したように、本発明の機能切替手段は、非常に簡単な回路構成で実現することができるので、アンチヒューズの導通状態変更に必要とされるような大面積の回路を必要としない。
【００３８】
上述したような構成を有する半導体装置において、パッケージングした後に半導体チップ３の機能を切替える場合、図５に示したように、まず半導体装置１の裏側から埋設部１２を構成しているレジン７を削ることによりオプション端子５ａ及びオプション端子５ｂ〜５ｄを露出させる。続いて、オプション端子５ａ及びオプション端子５ｂ〜５ｄとの接続状態の組み合わせを変えることにより、半導体チップ３の機能を切替えることができる。
【００３９】
なお、オプション端子を露出させる手段は、レジンを物理的に削り取る以外に、溶媒を用いてオプション端子部のみが露出するようにレジンを溶かしてもよい。
【００４０】
本発明では、動作評価を必要としない通常の使用状態において、オプション端子は外部に露出していないので、異物付着等によるオプション端子間の意図しない短絡を引き起こすことはない。
【００４１】
以上述べたように、本発明の実施の形態によれば、埋設部１２としてのレジン７を取り除いた後に、露出したオプション端子５ａ〜５ｄ同士を短絡させることで半導体チップ３の機能を切替えることができ、更に、一度短絡させたオプション端子同士を切り離すことで半導体チップの機能を元の状態に戻すことができる。
【００４２】
オプション端子を短絡させる手段は特に限定される物ではないが、短絡状態を確実に保ちたいような場合には、例えば、半田を用いてオプション端子を短絡させればよい。
【００４３】
本実施の形態において、オプション端子５ａ及びオプション端子５ｂ〜５ｄの夫々は初期状態では、未接続のものとして説明したが、初期状態で接続されているものを機能切替の際に切断するという構成にしてもよい。その場合も、一旦切断状態にしたオプション端子間を、半田等を用いて短絡状態に戻すことは容易である。また、本実施の形態においては、オプション端子５ａとオプション端子５ｂ〜５ｄの接続状態の組み合わせにより、半導体チップ３に対して８通りの指示をする構成のものとして説明したが、本発明の実施の形態はこれに限定されるものではなく、例えば、２つの機能を有する半導体チップに対しては、オプション端子５ａと接続されるオプション端子を１つとして、それらの端子にて機能切替を指示するものとしてもよい。また、２Ｎ個の機能を有する半導体チップに対しては、オプション端子５ａに接続されるオプション端子をＮ個用意することにより、２Ｎ通りの機能切替を指示するものとしてもよい。
【００４４】
また、例えば、図６に示すように、オプション端子５ａ〜５ｄの位置を基板２の上面と下面の間とし、半導体装置１の外部に近くなるように配置してもよい。オプション端子５ａ〜５ｄの位置を基板２上面と同じ高さにし、埋設部１２の厚さを薄くしてもよい。
【００４５】
また、図７に示すように、オプション端子５ａ〜５ｄと埋設部１２との間にスペーサー１３を設けてもよい。スペーサー１３を設けることにより、埋設部１２は、オプション端子５ａ〜５ｄ自体に固着しない。このため、埋設部１２を取り除いた後にスペーサー１３を取り外すことで容易にオプション端子５ａ〜５ｄを露出させることができる。なお、スペーサー１３はオプション端子５ａ〜５ｄに固着しない材料又はオプション端子５ａ〜５ｄから容易に剥がすことができるもの等で作られているものであればなんでもよい。
【００４６】
以上述べた本発明の実施の形態において、埋設部１２は、基板２上を覆うレジン７と同じ材料にて構成されるものとして説明したが、異なる材料にて構成してもよい。また、例えば、特定の溶媒に溶けやすいものや、軟らかい材質のもの等、オプション端子５ａ〜５ｄを露出させることが容易なものにて構成することとしてもよい。
【００４７】
更に、本実施の形態における基板２は、開口部１０を有しているが、開口部１０を有さない基板を用いてもよい。この場合、当該基板のオプション端子エリア１１に相当する領域を削り、又は取り除くことでオプション端子５ａ〜５ｄを露出させる。その場合でも、オプション端子エリア１１を半導体チップ３の直上又は直下以外の場所に設けておくことにより、半導体チップにはダメージを与えることなくオプション端子を露出させることが可能である。しかしながら、前述の実施の形態のように、基板２に設けられた開口部１０内に、埋設部１２を設ける構成の方が、オプション端子５ａ〜５ｄに対する露出の際のオプション端子部へのダメージを減らすことができ、且つ作業が容易になるため、基板は、開口部を有していることが好ましい。
【００４８】
また、オプション端子５ａ〜５ｄを露出させる方法として、オプション端子５ａ〜５ｄを基板２の下面側から露出させる方法を説明してきたが、基板２の上面側から露出させるものでもよい。この場合、半導体チップ３にダメージを与えないようにオプション端子エリア１１の上面側のレジン７を部分的に取り除きオプション端子５ａ〜５ｄを露出させることが好ましい。オプション端子を基板の上面側から露出させることにより、例えば半導体パッケージが実機のプリント基板上に搭載されている場合でも、そのままの状態でオプション端子部のみを露出させることが可能となる。従って、半導体パッケージを実機に搭載した状態で、半導体チップの機能を切替えて評価を行うことが可能となる。
【００４９】
なお、上述の実施例においては、ＢＧＡ型パッケージを用いて説明を行ったが、本発明はＢＧＡ型パッケージへの適用に限定されるものではなく、半導体チップをＴＳＯＰ型等の他の形状を有するパッケージに搭載する場合にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態による半導体装置の裏面を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態による半導体装置の断面図である。
【図３】図１のオプション端子エリアの部分拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態によるモード切替部の構成例を示す図である。
【図５】図２のオプション端子エリアの部分拡大図である。
【図６】オプション端子及びその近傍についての変形例を示す部分拡大図である。
【図７】オプション端子及びその近傍についての他の変形例を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  半導体装置
２  基板
３  半導体チップ
４  金線
５ａ〜５ｂ  オプション端子
６  半田ボール
７  レジン
８  配線
１０  開口部
１１  オプション端子エリア
１２  埋設部
１３  スペーサー
３３ｂ〜３３ｄ  モード検出部
３４、３５  トランジスタ
３６  インバータ
３７  検出部配線
【図１】
2008294225.tif 000003
【図２】
2008294225.tif 000004
【図３】
2008294225.tif 000005
【図４】
2008294225.tif 000006
【図５】
2008294225.tif 000007
【図６】
2008294225.tif 000008
【図７】
2008294225.tif 000009