(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップ等の電子部品が配線基板に実装されてなる半導体モジュールが２つ以上組み合わされて接続されてなる半導体装置であって、
前記各半導体モジュールの配線基板が、半導体モジュール単位ごとにそれぞれ分けて形成されると共に、その各半導体モジュールの配線基板の配線回路が、該半導体モジュール用の固有配線部分と、該半導体モジュールの接続用及び機能の拡張又は向上用の共通配線部分とに分けて形成されて、その各半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の接続端子同士が、互いに着脱可能に接続されてなることを特徴する半導体装置。
【請求項２】
前記２つ以上の半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の接続端子同士が、雌雄のコネクタにより着脱可能に接続されてなる請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
半導体チップ等の電子部品が配線基板に実装されてなる半導体モジュールが２つ以上組み合わされて接続されてなり、前記各半導体モジュールの配線基板が、半導体モジュール単位ごとにそれぞれ分けて形成されると共に、その各半導体モジュールの配線基板の配線回路が、該半導体モジュール用の固有配線部分と、該半導体モジュールの接続用及び機能の拡張又は向上用の共通配線部分とに分けて形成されて、その各半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の接続端子同士が、互いに着脱可能に接続されてなる半導体装置の設計方法において、
機能を拡張又は向上させた半導体チップ等の電子部品が実装された半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の設計が、その機能を拡張又は向上させる前の半導体チップ等の電子部品が実装された半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の設計が用いられて、行われると共に、その機能を拡張又は向上させた半導体チップ等の電子部品が実装された半導体モジュールの配線基板の配線回路の固有配線部分の設計が、その機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュールの配線基板の配線回路の固有配線部分の設計が用いられて、又はその機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュールの配線基板の配線回路の固有配線部分の設計が用いられずに、行われてなることを特徴とする半導体装置の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つ以上の半導体モジュールが着脱可能に組み合わせ接続されてなる半導体装置と、該装置の設計方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、所定の機能を持つ２つ以上の半導体モジュールが組み合わされて接続されてなる半導体装置は、半導体チップと該チップ動作用のＲ（抵抗）、Ｌ（コイル）、Ｃ（キャパシタ）等からなる電子部品又は半導体チップのみからなる電子部品が収納された２つ以上のパッケージが、共通のプリント配線基板に実装されて形成されている。又は、ＣＯＢ（チップオンボードの略）と呼ばれるものでは、２つ以上のベア状態の半導体チップと該チップ動作用のＲ、Ｌ、Ｃ等からなる電子部品又は半導体チップのみからなる電子部品が、そのまま共通のプリント配線基板に実装されて形成されている。又は、最近のＣＯＣ（サーキットオンチップスの略）と呼ばれるものでは、２つ以上のベア状態の半導体チップと該チップ動作用のＲ、Ｌ、Ｃ等からなる電子部品又は半導体チップのみからなる電子部品が、配線基板に埋め込まれた状態で、共通の配線基板に実装されて形成されている。
【０００３】
この２つ以上の半導体モジュールが組み合わされて接続されてなる半導体装置においては、パッケージに収納された半導体チップ又はベア状態の半導体チップ（以下、纏めて半導体チップという）等の電子部品が、ソケットを介して、交換可能に配線基板に実装されている。そして、その半導体チップ等の電子部品を、機能を拡張又は向上させた半導体チップと交換できるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の半導体装置では、半導体チップ等の電子部品が実装された配線基板に、半導体チップ等の電子部品の間を電気的に接続するための固有の配線回路部分と、半導体チップ等の電子部品が電気的に接続されてなる２つ以上の半導体モジュールの間を電気的に接続するための共通の配線回路部分とが、互いに複雑に混在させた状態で形成されていて、その一部の半導体モジュールの機能を拡張又は向上させる際に、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュール以外の他の半導体モジュールの配線基板を有効に再利用できなかった。
それと共に、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュールの配線基板の配線回路の設計に、機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュールの配線基板の配線回路の設計の一部等を有効に再利用できなかった。
そのため、その半導体装置に組み込まれた一部の半導体モジュールの機能を拡張又は向上させる際には、従前の半導体装置に用いられていた配線基板の全てを無駄に廃棄するしかなかった。
それと共に、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュールの配線基板の配線回路の設計に際しては、機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュールの配線基板の配線回路の一部等の設計を有効に生かすことができずに、その配線回路の全ての部分を設計し直さなければならなかった。
【０００５】
なお、配線基板を用いずに、半導体チップ等の電子部品が収納されたパッケージからなる２つ以上の半導体モジュール同士が互いに直接に組み合わされて接続されてなるメモリモジュール等の半導体装置や、ピギーバックと呼ばれる親亀子亀方式により、半導体チップ等の電子部品が収納されたパッケージからなる複数の半導体モジュール同士が上下に積み重ねられた状態で互いに直接に組み合されて接続されてなる半導体装置も、開発されている。
【０００６】
しかしながら、これらの複数の半導体モジュール同士が互いに直接に組み合されて接続されてなる半導体装置のみでは、所定の機能を持つシステム機器は、構成できず、それらの複数の半導体モジュールを用いて、所定の機能を持つシステム機器用の半導体装置を形成する際にも、前述の半導体装置と同様に、それらの複数の半導体モジュールを２つ以上並べて実装するための共通のマザーボード等の配線基板を必要とした。
そのため、それらの複数の半導体モジュールが用いられた半導体装置においても、その一部の半導体モジュールの機能を拡張又は向上させる際には、その複数の半導体モジュールが実装されたマザーボード等の配線基板の全てを無駄に廃棄するしかなかった。
それと共に、その機能を拡張又は向上させる一部の半導体モジュールの配線基板の配線回路の設計に際しては、機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュールの配線基板の配線回路の一部等の設計を有効に生かすことができずに、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュールの配線基板の配線回路の全ての部分を、設計し直すしかなかった。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、２つ以上の半導体モジュールが組み合わされて接続されてなる半導体装置において、その一部の半導体モジュールの機能を拡張又は向上させる際に、それ以外の半導体モジュールに用いられていた配線基板を有効に再利用できる半導体装置と、その機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュールに用いられていた配線基板の配線回路の設計をでき得る限り有効に生かすことのできる半導体装置の設計方法とを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の半導体装置は、半導体チップ等の電子部品が配線基板に実装されてなる半導体モジュールが２つ以上組み合わされて接続されてなる半導体装置であって、
前記各半導体モジュールの配線基板が、半導体モジュール単位ごとにそれぞれ分けて形成されると共に、その各半導体モジュールの配線基板の配線回路が、該半導体モジュール用の固有配線部分と、該半導体モジュールの接続用及び機能の拡張又は向上用の共通配線部分とに分けて形成されて、その各半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の接続端子同士が、互いに着脱可能に接続されてなることを特徴としている。
【０００９】
この半導体装置においては、配線基板が半導体モジュール単位ごとにそれぞれ分けて形成されている。そして、その半導体モジュール形成用の配線基板の配線回路が、半導体モジュール形成用の固有配線部分と、半導体モジュールの接続用及び機能の拡張又は向上用の共通配線部分とに分けて形成されている。そして、その配線基板を用いて形成された２つ以上の各半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の接続端子同士が、互いに着脱可能に接続されている。
そのため、その２つ以上の半導体モジュールが組み合わされて接続されてなる半導体装置の一部の半導体モジュールの機能を拡張又は向上させる際には、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の接続端子を、それが着脱可能に接続された他の半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の接続端子から容易かつ迅速に分離できる。
次いで、機能を拡張又は向上させた半導体チップ等の電子部品が実装された半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の接続端子を、機能を拡張又は向上させていない他の半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の接続端子に着脱可能に容易かつ迅速に接続し直すことができる。
そして、２つ以上の半導体モジュールが組み合わされて接続されてなる半導体装置の一部の半導体モジュールの機能を拡張又は向上させた半導体装置を、手数を掛けずに容易かつ迅速に形成できる。
【００１０】
その際には、その機能を拡張又は向上させた半導体モジュールの配線基板以外の、機能を拡張又は向上させていない半導体モジュールの配線基板を、そのまま有効に利用して、２つ以上の半導体モジュールが組み合わされて接続されてなる半導体装置であって、一部の半導体モジュールの機能を拡張又は向上させた半導体装置を、その機能を拡張又は向上させた半導体モジュールの配線基板を交換するのみで、それ以外の機能を拡張又は向上させていない半導体モジュールの配線基板を、そのまま用いて、容易かつ的確に形成できる。
【００１１】
本発明の半導体装置においては、前記２つ以上の半導体モジュールの配線基板の共通配線部分の接続端子同士が、雌雄のコネクタにより着脱可能に接続されてなる構造とすることを好適としている。
【００１２】
この半導体装置にあっては、２つ以上の半導体モジュールの配線基板の共通配線部分の接続端子同士を互いに着脱可能に接続している雌雄のコネクタを、分離させることができる。そして、その分離した一方の雄又は雌のコネクタに、機能を拡張又は向上させた半導体モジュールの配線基板の共通配線部分の接続端子に電気的に接続された雌又は雄のコネクタを接続し直すことができる。そして、２つ以上の半導体モジュールが組み合わされて接続されてなる半導体装置の一部の半導体モジュールの機能を容易かつ的確に拡張又は向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の半導体装置の設計方法は、半導体チップ等の電子部品が配線基板に実装されてなる半導体モジュールが２つ以上組み合わされて接続されてなり、前記各半導体モジュールの配線基板が、半導体モジュール単位ごとにそれぞれ分けて形成されると共に、その各半導体モジュールの配線基板の配線回路が、該半導体モジュール用の固有配線部分と、該半導体モジュールの接続用及び機能の拡張又は向上用の共通配線部分とに分けて形成されて、その各半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の接続端子同士が、互いに着脱可能に接続されてなる半導体装置の設計方法において、機能を拡張又は向上させた半導体チップ等の電子部品が実装された半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の設計が、その機能を拡張又は向上させる前の半導体チップ等の電子部品が実装された半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の設計が用いられて、行われると共に、その機能を拡張又は向上させた半導体チップ等の電子部品が実装された半導体モジュールの配線基板の配線回路の固有配線部分の設計が、その機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュールの配線基板の配線回路の固有配線部分の設計が用いられて、又はその機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュールの配線基板の配線回路の固有配線部分の設計が用いられずに、行われてなることを特徴としている。
【００１４】
この半導体装置の設計方法においては、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュールの配線基板の配線回路の設計変更に際して、機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の設計をそのまま用いることができる。
それと共に、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュールの配線基板の配線回路のうちの、機能を拡張又は向上させた半導体チップ等の電子部品に合わせて修正の必要な固有配線部分の設計変更を、機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュールの配線基板の配線回路の固有配線部分の設計を有効に用いて、又は機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュールの配線基板の配線回路の固有配線部分の設計を用いずに、行うことができる。
そして、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュール形成用の配線基板の配線回路の設計を、機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュールの配線基板の配線回路の設計をでき得る限り有効に生かして、手数を掛けずに容易かつ迅速に行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３は本発明の半導体装置の好適な実施の形態を示し、図１又は図２はその概略構造説明図、図３はその１つの半導体モジュールの構造説明図である。以下に、この半導体装置を説明する。
【００１６】
図の半導体装置では、半導体チップ（パッケージに収納された半導体チップ又はベア状態の半導体チップ）と該チップ動作用のＲ、Ｌ、Ｃ等からなる電子部品１０又は半導体チップのみからなる電子部品１０が、配線基板３０に実装されてなる所定の機能を持つ半導体モジュール５０が、２つ以上（図は３つ）組み合わされて接続されて形成されていて、その半導体装置が、所定の機能を持つシステム機器に形成されている。
【００１７】
各半導体モジュールの配線基板３０は、半導体モジュール５０単位ごとに分けて形成されていて、その各配線基板３０の配線回路６０が、図３に示したように、半導体モジュール形成用の半導体チップ等の電子部品１０の間を電気的に接続するための固有配線部分６２と、半導体モジュール５０の接続用及び機能の拡張又は向上用のバス配線回路等の共通配線部分６４とに、配線基板３０の上下等に分けて形成されている。
【００１８】
２つ以上の半導体モジュール５０の配線基板３０の共通配線部分の接続端子６４ａ同士は、互いに着脱可能に接続されている。
具体的には、図１に示した半導体装置では、その共通配線部分の接続端子６４ａ同士が、互いに重ね合わせられて、着脱可能に、例えばはんだ付け接続されている。
図２に示した半導体装置では、その共通配線部分の接続端子６４ａ同士が、該端子に電気的に接続された雌雄のコネクタ７０ａ、７０ｂにより、互いに着脱可能に接続されている。
【００１９】
図１ないし図３に示した半導体装置は、以上のように構成されていて、この半導体装置においては、その２つ以上の半導体モジュール５０が組み合わされて接続されてなるシステム機器用の半導体装置の一部の半導体モジュール５０の機能を拡張又は向上させる際に、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュール５０の半導体モジュール５０単位ごとに分けて形成された配線基板３０の配線回路の共通配線部分の接続端子６４ａを、該端子が着脱可能に接続された他の半導体モジュール５０の配線基板３０の配線回路の共通配線部分の接続端子６４ａから、それらの接続端子６４ａ同士を互いに接続しているはんだ８０を溶融させたり、又はそれらの接続端子６４ａ同士を互いに着脱可能に接続している雌雄のコネクタ７０ａ、７０ｂを分離させたりして、容易かつ迅速に分離できる。
次いで、機能を拡張又は向上させた半導体チップ等の電子部品１０が実装されて、その機能が拡張又は向上された半導体モジュール５０の配線基板３０の配線回路の共通配線部分の接続端子６４ａを、機能が拡張又は向上されていない他の半導体モジュール５０の配線基板３０の配線回路の共通配線部分の接続端子６４ａに、容易かつ迅速にはんだ付け接続し直したり、又は雌雄のコネクタ７０ａ、７０ｂを介して容易かつ迅速に接続し直したりできる。
そして、その２つ以上の半導体モジュール５０が組み合わされて接続されてなる所定の機能を持つシステム機器用の半導体装置の一部の半導体モジュール５０の機能を容易かつ的確に拡張又は向上させることができる。
【００２０】
その際には、その機能を拡張又は向上させた半導体モジュール５０の配線基板３０以外の、機能を拡張又は向上させていない半導体モジュール５０の配線基板３０を、そのまま有効に利用して、２つ以上の半導体モジュール５０が組み合わされて接続されてなる半導体装置であって、一部の半導体モジュール５０の機能を拡張又は向上させた半導体装置を、その機能を拡張又は向上させた半導体モジュール５０の配線基板３０を交換するのみで、それ以外の機能を拡張又は向上させていない半導体モジュール５０の配線基板３０をそのまま有効に再利用して、容易かつ的確に形成できる。
【００２１】
図４は本発明の半導体装置の設計方法の好適な実施の形態を示し、図４はその機能を拡張又は向上させた半導体モジュールの設計方法説明図である。以下に、この半導体装置の設計方法を説明する。
【００２２】
図の半導体装置の設計方法においては、半導体チップ等の電子部品１０が配線基板３０に実装されてなる半導体モジュール５０が２つ以上組み合わされて接続されてなり、各半導体モジュールの配線基板３０が、半導体モジュール単位ごとにそれぞれ分けて形成されると共に、その各半導体モジュールの配線基板の配線回路６０が、該半導体モジュール用の固有配線部分６２と、該半導体モジュールの接続用及び機能の拡張又は向上用の共通配線部分６４とに分けて形成されて、その各半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の接続端子６４ａ同士が、互いに着脱可能に接続されてなる半導体装置の設計方法において、機能を拡張又は向上させた半導体チップ等の電子部品１０が実装されて、その機能が拡張又は向上された半導体モジュール５０の配線基板３０の配線回路の共通配線部分６４の設計が、機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュール５０の配線基板３０の配線回路の共通配線部分６４の設計がそのまま用いられて、行われている。
それと共に、その機能を拡張又は向上させた半導体チップ等の電子部品１０が実装された半導体モジュール５０の配線基板３０の配線回路の固有配線部分６２の設計変更が、機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュール５０の配線基板３０の配線回路の固有配線部分６２の設計が用いられて、又は機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュール５０の配線基板３０の配線回路の固有配線部分６２の設計が用いられずに、行われている。
【００２３】
その他は、図１ないし図３に示した前述の半導体装置の設計方法と同様に設計されていて、この半導体装置の設計方法においては、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュール５０の配線基板３０の配線回路６０の設計変更に際して、機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュール５０の配線基板３０の配線回路の共通配線部分６４の設計をそのまま用いることができる。
それと共に、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュール５０の配線基板３０の配線回路６０のうちの、機能を拡張又は向上させた半導体チップ等の電子部品１０に合わせて修正の必要な固有配線部分６２の設計変更を、機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュール５０の配線基板３０の配線回路の固有配線部分６２の設計を有効に再利用して、又は機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュール５０の配線基板３０の配線回路の固有配線部分６２の設計を用いずに、行うことができる。
そして、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュール５０形成用の配線基板３０の配線回路６０の設計を、機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュール５０の配線基板３０の配線回路６０の設計をでき得る限り有効に生かして、手数を掛けずに容易かつ迅速に行うことができる。
【００２４】
図１ないし図４に示した半導体装置や、該装置の設計方法において、２つ以上の半導体モジュール５０の配線基板３０の共通配線部分の接続端子６４ａ又は該端子に電気的に接続された雌雄のコネクタ７０ａ、７０ｂは、その２つ以上の半導体モジュール５０を左右方向に組み合わせて接続するか、その２つ以上の半導体モジュール５０を前後方向に組み合わせて接続するか、又はその２つ以上の半導体モジュール５０を上下方向に組み合わせて接続するかによって、半導体モジュール５０の配線基板３０の左右の側面、半導体モジュール５０の配線基板３０の前後の側面、又は半導体モジュール５０の配線基板３０の上下の側面のいずれかに配置すると良い。
【００２５】
図１ないし図４に示した２つ以上の半導体モジュール５０が組み合わされて接続されてなる半導体装置や、該装置の設計方法において、その半導体モジュール５０の配線基板３０の共通配線部分の接続端子６４ａ同士を互いに着脱可能に接続する手段は、その接続端子６４ａ同士を互いに着脱可能に引っ掛け合う手段でも良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体装置によれば、２つ以上の半導体モジュールが組み合わされて接続されてなる半導体装置の一部の半導体モジュールの機能を拡張又は向上させる際に、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュール以外の機能を拡張又は向上させていない半導体モジュールの配線基板を、そのまま有効に再利用できる。そして、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュールの配線基板の交換を行うのみで、２つ以上の半導体モジュールが組み合わされて接続されてなる半導体装置の一部の半導体モジュールの機能を手数を掛けずに容易かつ迅速に拡張又は向上させることができる。
また、本発明の半導体装置の設計方法によれば、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュールの配線基板の配線回路の設計に際しては、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分の設計を、機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュールの配線基板の配線回路の共通配線部分をそのまま用いて、手数を掛けずに容易かつ迅速に行うことができる。それと共に、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュールの配線基板の配線回路の固有配線部分の設計に際しては、機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュールの配線基板の配線回路の固有配線部分の設計を用いて、又は機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュールの配線基板の配線回路の固有配線部分の設計を用いずに、容易かつ迅速に行うことができる。そして、その機能を拡張又は向上させる半導体モジュールの配線基板の配線回路の設計を、機能を拡張又は向上させる前の半導体モジュールの配線基板の配線回路の設計をでき得る限り有効に生かして、手数を掛けずに容易かつ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の半導体装置の概略構造説明図である。
【図２】  本発明の半導体装置の概略構造説明図である。
【図３】  本発明の半導体装置の１つの半導体モジュールの概略構造説明図である。
【図４】  本発明の半導体装置の機能を拡張又は向上させた半導体モジュールの設計方法説明図である。
【符号の説明】
１０  半導体チップ等の電子部品
３０  配線基板
５０  半導体モジュール
６０  配線回路
６２  配線回路の固有配線部分
６４  配線回路の共通配線部分
６４ａ  配線回路の共通配線部分の接続端子
７０ａ、７０ｂ  雌雄のコネクタ
８０  はんだ
【図１】
0003841612.tif 000002
【図２】
0003841612.tif 000003
【図３】
0003841612.tif 000004
【図４】
0003841612.tif 000005