[go: up one dir, main page]

JP2014179484A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device Download PDF

Info

Publication number
JP2014179484A
JP2014179484A JP2013052803A JP2013052803A JP2014179484A JP 2014179484 A JP2014179484 A JP 2014179484A JP 2013052803 A JP2013052803 A JP 2013052803A JP 2013052803 A JP2013052803 A JP 2013052803A JP 2014179484 A JP2014179484 A JP 2014179484A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor memory
semiconductor
controller
memory device
chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2013052803A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Aoki
秀夫 青木
eigo Matsuura
永悟 松浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2013052803A priority Critical patent/JP2014179484A/en
Priority to TW102126727A priority patent/TW201436129A/en
Priority to CN201310346534.5A priority patent/CN104051374A/en
Publication of JP2014179484A publication Critical patent/JP2014179484A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H10W72/5522
    • H10W90/24
    • H10W90/752

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

【課題】コントローラで発生する熱を効率よく放熱できる半導体記憶装置を提供すること。
【解決手段】本発明の実施形態に係る半導体記憶装置は、半導体メモリと、半導体メモリ上に配置され、半導体メモリを制御するコントローラと、を備える。
【選択図】図1
A semiconductor memory device capable of efficiently dissipating heat generated by a controller.
A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor memory and a controller that is disposed on the semiconductor memory and controls the semiconductor memory.
[Selection] Figure 1

Description

本発明の実施形態は、半導体記憶装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a semiconductor memory device.

半導体記憶装置には、小型化や高密度実装を実現するために複数枚の半導体メモリチップとメモリチップを制御するコントローラチップを1つのパッケージ内に積層して封止したものがある。また、近年では、さらなる小型化や高密度実装の目的で、半導体メモリチップを積層して封止したパッケージと、コントローラチップを封止したパッケージとを積層した、いわゆるPOP(Package on Package)が提案されている。   Some semiconductor memory devices have a plurality of semiconductor memory chips and a controller chip for controlling the memory chips stacked and sealed in one package in order to realize miniaturization and high-density mounting. In recent years, so-called POP (Package on Package) has been proposed in which a package in which semiconductor memory chips are stacked and a package in which controller chips are sealed is stacked for the purpose of further miniaturization and high-density mounting. Has been.

このような半導体記憶装置では、通常、ホストとの通信のためにコントローラを配線基板上に配置している。そして、このコントローラ上に半導体メモリチップを積層している。しかしながら、コントローラの性能の向上(特に、動作周波数の増大)に伴い、コントローラの消費電力も増大している。この結果、コントローラでの発熱が無視できなくなっている。このため、コントローラで発生する熱を効率よく放熱できる半導体記憶装置が求められている。   In such a semiconductor memory device, a controller is usually arranged on a wiring board for communication with a host. A semiconductor memory chip is stacked on the controller. However, as the performance of the controller is improved (particularly, the operating frequency is increased), the power consumption of the controller is also increasing. As a result, heat generated by the controller cannot be ignored. Therefore, there is a demand for a semiconductor memory device that can efficiently dissipate the heat generated by the controller.

米国特許第8310855号公報US Pat. No. 8,310,855 米国特許第7868441号公報U.S. Pat. No. 7,868,441 米国特許第7564126号公報US Pat. No. 7,564,126 米国特許第7464225号公報U.S. Pat. No. 7,464,225 米国公開特許2012/238725号公報US Published Patent No. 2012/238725

本発明の実施形態は、コントローラで発生する熱を効率よく放熱できる半導体記憶装置を提供することを目的とする。   An object of an embodiment of the present invention is to provide a semiconductor memory device that can efficiently dissipate heat generated by a controller.

本発明の実施形態に係る半導体記憶装置は、半導体メモリと、半導体メモリ上に配置され、半導体メモリを制御するコントローラと、を備える。   A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor memory and a controller that is disposed on the semiconductor memory and controls the semiconductor memory.

実施形態に係る半導体記憶装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a semiconductor memory device according to an embodiment. 実施形態に係る半導体記憶装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a semiconductor memory device according to an embodiment. 実施形態に係る半導体記憶装置の接続関係を示した模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a connection relationship of a semiconductor memory device according to an embodiment. 実施形態に係る半導体記憶装置の接続関係を示した模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a connection relationship of a semiconductor memory device according to an embodiment. 実施形態の変形例に係る半導体記憶装置の構成図である。It is a block diagram of the semiconductor memory device which concerns on the modification of embodiment. 実施形態の変形例に係る半導体記憶装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor memory device which concerns on the modification of embodiment.

以下、図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

(実施形態)
図1は、実施形態に係る半導体記憶装置100の構成図(俯瞰図)である。図1に示すように、半導体記憶装置100は、配線基板110、半導体パッケージ120A〜120E、放熱板130、ヒートパイプ140、温度センサ150、電源素子160、受動素子170を備える。
(Embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram (overhead view) of a semiconductor memory device 100 according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the semiconductor memory device 100 includes a wiring substrate 110, semiconductor packages 120A to 120E, a heat sink 130, a heat pipe 140, a temperature sensor 150, a power supply element 160, and a passive element 170.

配線基板110は、例えば、マザーボートもしくはドーターボードである。配線基板110は、例えば、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシに配線を形成した配線基板である。半導体パッケージ120A〜120Eは、配線基板110上に同順に積層されている。なお、図1に示すように半導体パッケージ120A〜120Dの上面には、高熱伝導樹脂E(例えば、シリコーン熱伝導グリス)やフィルムが塗布・貼付されている。半導体パッケージ120A〜120D内には、1枚もしくは複数枚の半導体メモリチップが封止されている。半導体メモリチップは、例えば、NAND型フラッシュメモリである。   The wiring board 110 is, for example, a mother boat or a daughter board. The wiring board 110 is, for example, a wiring board in which wiring is formed on glass epoxy obtained by impregnating glass fiber with an epoxy resin. The semiconductor packages 120 </ b> A to 120 </ b> E are stacked on the wiring substrate 110 in the same order. As shown in FIG. 1, a high thermal conductive resin E (for example, silicone thermal conductive grease) or a film is applied and pasted on the upper surfaces of the semiconductor packages 120A to 120D. One or a plurality of semiconductor memory chips are sealed in the semiconductor packages 120A to 120D. The semiconductor memory chip is, for example, a NAND flash memory.

半導体パッケージ120Eは、半導体パッケージ120D上に積層されている。半導体パッケージ120E内には、半導体パッケージ120A〜120Dを制御するコントローラチップが封止されている。つまり、半導体記憶装置100は、半導体メモリチップ上にコントローラチップを積層した構造を有する。なお、半導体パッケージ120A〜120Eの積層構造については、図2を参照して後述する。   The semiconductor package 120E is stacked on the semiconductor package 120D. A controller chip that controls the semiconductor packages 120A to 120D is sealed in the semiconductor package 120E. That is, the semiconductor memory device 100 has a structure in which a controller chip is stacked on a semiconductor memory chip. The stacked structure of the semiconductor packages 120A to 120E will be described later with reference to FIG.

半導体パッケージ120E内のコントローラチップは、図示しないホスト(Host)からの制御信号に基づいて、半導体パッケージ120A〜120D内の半導体メモリチップへのデータの書き込み、読み出し、消去などを行う。また、半導体パッケージ120Eは、後述の温度センサ150から出力される温度に応じて、動作を制御する。具体的には、温度センサ150から出力される温度が所定の値(閾値)を超えると動作速度を落とすか、動作を停止する。   The controller chip in the semiconductor package 120E performs data writing, reading, erasing, and the like on the semiconductor memory chips in the semiconductor packages 120A to 120D based on a control signal from a host (not shown). The semiconductor package 120E controls the operation according to a temperature output from a temperature sensor 150 described later. Specifically, when the temperature output from the temperature sensor 150 exceeds a predetermined value (threshold), the operation speed is reduced or the operation is stopped.

放熱板130は、ヒートスプレッダー(Heat Spreader)である。放熱板130は、熱伝導性に優れる金属(例えば、銅(Cu)やアルミニウム(Al)やニッケル(Ni)など)を用いている。放熱板130は、半導体パッケージ120E上に配置されている。また、ヒートスレッダと半導体パッケージ120Eの間に高熱伝導樹脂(例えば、シリコーン熱伝導グリス)やフィルムを塗布・貼付してもよい。なお、放熱板130の大きさは、コントローラチップと同等か少し大きければよく、半導体パッケージ120E上面の放熱板130以外の部分には、温度センサ150、電源素子160、受動素子170を配置できる。   The heat sink 130 is a heat spreader. The heat radiating plate 130 uses a metal having excellent thermal conductivity (for example, copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), etc.). The heat sink 130 is disposed on the semiconductor package 120E. Further, a high thermal conductive resin (for example, silicone thermal conductive grease) or a film may be applied and pasted between the heat threader and the semiconductor package 120E. Note that the size of the heat sink 130 may be equal to or slightly larger than the controller chip, and the temperature sensor 150, the power supply element 160, and the passive element 170 can be disposed on the upper surface of the semiconductor package 120E other than the heat sink 130.

ヒートパイプ140は、放熱板130と熱的に接触した状態で放熱板130上に配置されている。ヒートパイプ140は、図示しないヒートシンク、フィンなどの熱交換器に接続されている。このため、放熱板130及びヒートパイプ140を介して半導体パッケージ120A〜120Eで発生する熱が電子機器の外部へ放熱される。   The heat pipe 140 is disposed on the heat sink 130 in a state of being in thermal contact with the heat sink 130. The heat pipe 140 is connected to a heat exchanger such as a heat sink or a fin (not shown). For this reason, the heat generated in the semiconductor packages 120 </ b> A to 120 </ b> E is radiated to the outside of the electronic device via the heat sink 130 and the heat pipe 140.

温度センサ150は、半導体パッケージ120E上に配置されている。温度センサ150は、半導体パッケージ120Eの温度を検出する。温度センサ150は、検出した温度を半導体パッケージ120E内のコントローラチップへ出力する。   The temperature sensor 150 is disposed on the semiconductor package 120E. The temperature sensor 150 detects the temperature of the semiconductor package 120E. The temperature sensor 150 outputs the detected temperature to the controller chip in the semiconductor package 120E.

電源素子160は、レギュレータ(Regulator)である。電源素子160は、配線基板110及びスルーパッケージビア(図2の10、11)を介して外部から入力される電力を降圧及び/又は昇圧して所望の電圧に変換する。電源素子160は、変換後の電圧を半導体パッケージ120Eへ供給する。なお、電源素子160で降圧及び/又は昇圧された電圧を他の半導体パッケージ120A〜120Dに供給してもよい。   The power supply element 160 is a regulator. The power supply element 160 steps down and / or boosts electric power input from the outside through the wiring board 110 and through package vias (10 and 11 in FIG. 2) and converts the electric power into a desired voltage. The power supply element 160 supplies the converted voltage to the semiconductor package 120E. The voltage stepped down and / or stepped up by the power supply element 160 may be supplied to the other semiconductor packages 120A to 120D.

受動素子170は、例えば、コンデンサ(condenser)、インダクタ(inductor)、抵抗器(resistor)、水晶発振子(crystal unit)などである。受動素子170は、配線基板110や半導体パッケージ120E上に載置されている。   The passive element 170 is, for example, a capacitor, an inductor, a resistor, a crystal unit, or the like. The passive element 170 is placed on the wiring board 110 or the semiconductor package 120E.

なお、半導体パッケージ120A〜120Eは、図2を参照して後述する貫通電極(Through-Package via, TPV)により電気的に接続されている。また、温度センサ150、電源素子160及び受動素子170も、配線基板110及び半導体パッケージ120A〜120Eと電気的に接続されている。なお、半導体パッケージ120Eの上面には、温度センサ150、電源素子160及び受動素子170を実装するための実装パッド11Aが形成される。また、必要に応じて貫通電極と実装パッド11Aを電気的に接続する配線が形成される。   The semiconductor packages 120A to 120E are electrically connected through through-package vias (TPVs) described later with reference to FIG. The temperature sensor 150, the power supply element 160, and the passive element 170 are also electrically connected to the wiring substrate 110 and the semiconductor packages 120A to 120E. A mounting pad 11A for mounting the temperature sensor 150, the power supply element 160, and the passive element 170 is formed on the upper surface of the semiconductor package 120E. Further, a wiring for electrically connecting the through electrode and the mounting pad 11A is formed as necessary.

図2は、積層された半導体パッケージ120A〜120Eの断面図である。なお、図2では、半導体パッケージ120A〜120E以外の図示を省略している。以下、図2を参照して、半導体パッケージ120A〜120Eの積層構造について説明する。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the stacked semiconductor packages 120A to 120E. In FIG. 2, illustrations other than the semiconductor packages 120 </ b> A to 120 </ b> E are omitted. Hereinafter, a stacked structure of the semiconductor packages 120A to 120E will be described with reference to FIG.

半導体パッケージ120A〜120Eは、各々配線基板2上に積層された複数枚の半導体チップ6を封止樹脂12で封止した構成を有する。また、各配線基板2は、表面2aに第1の配線層3を、裏面2bに第2の配線層4を有している。半導体パッケージ120A〜120Dの各配線基板2の表面2aは、中央部付近が半導体チップ6の搭載領域となっている。   Each of the semiconductor packages 120 </ b> A to 120 </ b> E has a configuration in which a plurality of semiconductor chips 6 stacked on the wiring substrate 2 are sealed with a sealing resin 12. Each wiring board 2 has a first wiring layer 3 on the front surface 2a and a second wiring layer 4 on the back surface 2b. The surface 2 a of each wiring board 2 of the semiconductor packages 120 </ b> A to 120 </ b> D has a semiconductor chip 6 mounting area near the center.

第1の配線層3と第2の配線層4とは、ビア5を介して電気的に接続されている。第1の配線層3は、チップ搭載領域の周囲に配置された第1の接続パッド(不図示)と、第1の接続パッドより外周側に配置された第2の接続パッド(不図示)とを有している。第2の配線層4は、第2の接続パッドと対応するように配置された第3の接続パッド(不図示)を有している。   The first wiring layer 3 and the second wiring layer 4 are electrically connected through a via 5. The first wiring layer 3 includes a first connection pad (not shown) arranged around the chip mounting area, and a second connection pad (not shown) arranged on the outer peripheral side from the first connection pad. have. The second wiring layer 4 has third connection pads (not shown) arranged so as to correspond to the second connection pads.

第1の接続パッドは、配線基板2上に搭載される半導体チップ6との接続部として機能する。第2および第3の接続パッドは、後述する突起電極の形成部として機能するものであり、半導体チップ6の搭載領域およびそれに対応する領域を除く外周領域に設けられている。   The first connection pad functions as a connection portion with the semiconductor chip 6 mounted on the wiring board 2. The second and third connection pads function as projecting electrode forming portions to be described later, and are provided in the outer peripheral region excluding the mounting region of the semiconductor chip 6 and the corresponding region.

配線基板2の搭載領域には、半導体チップ6が搭載されている。各半導体チップ6は、1つの外形辺に沿って配列された電極パッド(不図示)を有している。なお、図2では、半導体チップ6が5枚積層されている。しかし、半導体チップ6を積層する枚数は特に限定されない(例えば、1枚でもよい)。なお、半導体パッケージ120Aから120Dでは、NAND型フラッシュメモリ等の半導体メモリチップが半導体チップ6として積層されている。また、半導体パッケージ120Eでは、半導体メモリチップを制御するコントローラチップが半導体チップ7が1枚又は複数枚搭載されている。   A semiconductor chip 6 is mounted in the mounting area of the wiring board 2. Each semiconductor chip 6 has an electrode pad (not shown) arranged along one outer side. In FIG. 2, five semiconductor chips 6 are stacked. However, the number of stacked semiconductor chips 6 is not particularly limited (for example, one may be used). In the semiconductor packages 120A to 120D, semiconductor memory chips such as NAND flash memories are stacked as the semiconductor chip 6. In the semiconductor package 120E, one or more semiconductor chips 7 are mounted as controller chips for controlling the semiconductor memory chips.

半導体チップ6は、電極パッドが露出するように階段状に積層されている。各半導体チップ6の導体チップ6の電極パッドは、その近傍に位置する第1の接続パッドと金属ワイヤ(Auワイヤ等)9を介して電気的に接続されている。なお、半導体チップ6の電極パッドと第1の接続パッドとを、インクジェット印刷等で形成した配線層(導体層)等で接続してもよく、微細な半田バンプで接続してもよい。   The semiconductor chips 6 are stacked stepwise so that the electrode pads are exposed. The electrode pads of the conductor chip 6 of each semiconductor chip 6 are electrically connected to a first connection pad located in the vicinity thereof via a metal wire (Au wire or the like) 9. Note that the electrode pads of the semiconductor chip 6 and the first connection pads may be connected by a wiring layer (conductor layer) formed by inkjet printing or the like, or may be connected by fine solder bumps.

第1の配線層3の第2の接続パッド上には、第1の突起電極10が形成されている。また、第2の配線層4の第3の接続パッド上には、第2の突起電極11が形成されている。第1および第2の突起電極10、11は、例えば半田ボールである。第2および第3の接続パッド上に半田ボールをそれぞれ載置してリフローすることによって、半田ボール(半田バンプ)を用いた第1および第2の突起電極10、11を形成することができる。なお、第1および第2の突起電極10、11は、貫通電極(Through-Package via, TPV)を構成する。   A first protruding electrode 10 is formed on the second connection pad of the first wiring layer 3. A second protruding electrode 11 is formed on the third connection pad of the second wiring layer 4. The first and second protruding electrodes 10 and 11 are, for example, solder balls. First and second protruding electrodes 10 and 11 using solder balls (solder bumps) can be formed by mounting and reflowing solder balls on the second and third connection pads, respectively. Note that the first and second protruding electrodes 10 and 11 constitute a through-package via (TPV).

配線基板2の第1の面2a上には、半導体チップ6を金属ワイヤ9や第1の突起電極10と共に封止する樹脂封止層12が形成されている。樹脂封止層12は第1の突起電極10の一部を露出させる凹部13を有している。すなわち、半導体チップ6や金属ワイヤ9は、樹脂封止層12で封止されている。しかし、第1の突起電極10は外部接続端子として機能させるため、その一部が樹脂封止層12の凹部13から露出している。   A resin sealing layer 12 that seals the semiconductor chip 6 together with the metal wires 9 and the first protruding electrodes 10 is formed on the first surface 2 a of the wiring board 2. The resin sealing layer 12 has a recess 13 that exposes a part of the first protruding electrode 10. That is, the semiconductor chip 6 and the metal wire 9 are sealed with the resin sealing layer 12. However, since the first protruding electrode 10 functions as an external connection terminal, a part of the first protruding electrode 10 is exposed from the recess 13 of the resin sealing layer 12.

凹部13は樹脂封止層12の第1の突起電極10に相当する部分を切削もしくは溶融させたり、あるいは樹脂封止用の金型に凹部13に対応する凸部を設けておくことにより形成される。また、第1および第2の突起電極10、11の高さは、半導体パッケージ120A〜120Dを積層した際に、上下の半導体パッケージ間を電気的に接続することが可能な高さに設定されている。   The concave portion 13 is formed by cutting or melting a portion corresponding to the first protruding electrode 10 of the resin sealing layer 12 or by providing a convex portion corresponding to the concave portion 13 in a resin sealing mold. The Further, the height of the first and second protruding electrodes 10 and 11 is set to a height at which the upper and lower semiconductor packages can be electrically connected when the semiconductor packages 120A to 120D are stacked. Yes.

すなわち、半導体パッケージ120A〜120Eは、下段側の半導体パッケージの第1の突起電極10と上段側の半導体パッケージの第2の突起電極11とを接続することによって、上下の半導体パッケージ間を電気的に接続されている。   That is, the semiconductor packages 120A to 120E are electrically connected between the upper and lower semiconductor packages by connecting the first protruding electrode 10 of the lower semiconductor package and the second protruding electrode 11 of the upper semiconductor package. It is connected.

図3及び図4は、半導体記憶装置100内の接続を示した模式図である。図3に示すように、コントローラチップが封止されている半導体パッケージ120Eは、配線基板110の外部接続用の端子ETを介して外部のホスト(Host)と接続される。なお、ホストとの接続には、Srial ATA、PCI Express等が使用されている。半導体パッケージ120Eは、図2を参照して説明した第1および第2の突起電極10、11により構成される貫通電極により配線基板110を介してホストと接続されている。   3 and 4 are schematic diagrams showing connections in the semiconductor memory device 100. FIG. As shown in FIG. 3, the semiconductor package 120E in which the controller chip is sealed is connected to an external host (Host) via an external connection terminal ET of the wiring board 110. For connection with the host, Serial ATA, PCI Express, or the like is used. The semiconductor package 120E is connected to the host via the wiring substrate 110 by the through electrode constituted by the first and second protruding electrodes 10 and 11 described with reference to FIG.

また、半導体パッケージ120Eには、受動素子170の一つである水晶発振子及び温度センサ150が接続されている。受動素子170(水晶発振子)及び温度センサ150からは、それぞれ、クロック信号及び検出された温度が、図2を参照して説明した第1および第2の突起電極10、11により構成される貫通電極を介して入力される。   In addition, a crystal oscillator, which is one of the passive elements 170, and a temperature sensor 150 are connected to the semiconductor package 120E. From the passive element 170 (crystal oscillator) and the temperature sensor 150, the clock signal and the detected temperature are respectively penetrated by the first and second protruding electrodes 10 and 11 described with reference to FIG. Input via electrodes.

また、半導体パッケージ120A〜120E及び電源素子160は、図2を参照して説明した第1および第2の突起電極10、11により構成される貫通電極により配線基板110を介して外部電源と接続されている。電源素子160は、配線基板110及び貫通電極を介して供給される電力を降圧及び/又は昇圧して所望の電圧に変換し、半導体パッケージ120A〜120Eへ供給する。   Further, the semiconductor packages 120A to 120E and the power supply element 160 are connected to an external power supply through the wiring substrate 110 by the through electrode constituted by the first and second protruding electrodes 10 and 11 described with reference to FIG. ing. The power supply element 160 steps down and / or steps up the electric power supplied through the wiring substrate 110 and the through electrode, converts it to a desired voltage, and supplies it to the semiconductor packages 120A to 120E.

以上のように、本実施形態に係る半導体記憶装置100は、発熱量の多いコントローラチップを封止した半導体パッケージ120Eを、半導体メモリチップを封止した半導体パッケージ120A〜120Dの上段に配置している。つまり、発熱量の多い半導体パッケージ120Eを最上段に配置している。このため、半導体パッケージ120Eで発生する熱を効率よく放熱することができる。   As described above, in the semiconductor memory device 100 according to the present embodiment, the semiconductor package 120E in which the controller chip with a large amount of heat generation is sealed is arranged on the upper stage of the semiconductor packages 120A to 120D in which the semiconductor memory chip is sealed. . That is, the semiconductor package 120E that generates a large amount of heat is disposed at the top. For this reason, the heat generated in the semiconductor package 120E can be efficiently radiated.

また、半導体パッケージ120E上に放熱板130を設けているので、半導体パッケージ120Eで発生する熱をより効率的に放熱を行うことができる。また、コントローラチップと同様に、発熱量の多い電源素子160を半導体パッケージ120E上に配置している。このため、電源素子160で生じる熱を効率よく放熱することができる。   Moreover, since the heat sink 130 is provided on the semiconductor package 120E, the heat generated in the semiconductor package 120E can be radiated more efficiently. Similarly to the controller chip, the power supply element 160 that generates a large amount of heat is disposed on the semiconductor package 120E. For this reason, the heat generated in the power supply element 160 can be radiated efficiently.

さらに、半導体パッケージ120Eの温度を検出する温度センサ150を備えている。このため、半導体パッケージ120Eの温度が所定の値(閾値)を超えた場合に動作を停止することができる。この結果、半導体記憶装置100が、いわゆる熱暴走するのを抑制することができる。また、温度センサ150を、発熱量の多いコントローラチップを封止した半導体パッケージ120E上に発熱量の多い電源素子160を配置し、当該半導体パッケージ120E上に備えているので、より高い精度で熱暴走を抑制できる。   Furthermore, a temperature sensor 150 that detects the temperature of the semiconductor package 120E is provided. Therefore, the operation can be stopped when the temperature of the semiconductor package 120E exceeds a predetermined value (threshold value). As a result, it is possible to suppress the so-called thermal runaway of the semiconductor memory device 100. In addition, since the temperature sensor 150 is provided on the semiconductor package 120E having the heat generation amount disposed on the semiconductor package 120E in which the controller chip having a large amount of heat generation is sealed, thermal runaway with higher accuracy is provided. Can be suppressed.

(実施形態の変形例)
なお、図1〜図4を参照して説明した半導体記憶装置100では、電源素子160をコントローラチップが封止された半導体パッケージ120E上に配置している。しかしながら、半導体パッケージ120Eの大きさが半導体パッケージ120Dよりも小さい場合には、図5に示すように、電源素子160を半導体パッケージ120D上に配置するようにしてもよい。なお、図5では、図1〜図4を参照して説明した半導体記憶装置100と同じ構成に同一の符号を付している。
(Modification of the embodiment)
In the semiconductor memory device 100 described with reference to FIGS. 1 to 4, the power supply element 160 is disposed on the semiconductor package 120 </ b> E in which the controller chip is sealed. However, when the size of the semiconductor package 120E is smaller than that of the semiconductor package 120D, the power supply element 160 may be disposed on the semiconductor package 120D as shown in FIG. In FIG. 5, the same components as those of the semiconductor memory device 100 described with reference to FIGS.

また、図1〜図4を参照して説明した半導体記憶装置100では、半導体パッケージ120A〜120Eが積層されたPOP構造の半導体記憶装置について説明した。しかし、ベアチップを積層して半導体記憶装置を構成してもよい。図6は、ベアチップを積層して構成した半導体記憶装置200の断面図である。なお、以下の説明では、図1〜図4を参照して説明した半導体記憶装置100と同じ構成に同一の符号を付し重複する説明を省略する。   In the semiconductor memory device 100 described with reference to FIGS. 1 to 4, the POP structure semiconductor memory device in which the semiconductor packages 120 </ b> A to 120 </ b> E are stacked has been described. However, a semiconductor memory device may be configured by stacking bare chips. FIG. 6 is a cross-sectional view of a semiconductor memory device 200 configured by stacking bare chips. In the following description, the same components as those of the semiconductor memory device 100 described with reference to FIGS.

半導体記憶装置200は、配線基板210、半導体チップ220A〜220E、封止樹脂230、放熱板130、温度センサ150、電源素子160を備える。なお、図6には示していないが、配線基板210上には、コンデンサ、インダクタ、抵抗器、水晶発振子などの受動素子が配置されている。   The semiconductor memory device 200 includes a wiring substrate 210, semiconductor chips 220A to 220E, a sealing resin 230, a heat sink 130, a temperature sensor 150, and a power supply element 160. Although not shown in FIG. 6, passive elements such as capacitors, inductors, resistors, and crystal oscillators are arranged on the wiring board 210.

配線基板210は、例えば、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシに配線を形成した配線基板である。配線基板210は、表面210aに第1の配線層211を、裏面210bに第2の配線層212を有している。また、配線基板210は、第1の配線層211と第2の配線層212とを電気的に接続する貫通ビア213を有する。配線基板210の表面210aは、中央部付近が半導体チップ220A〜220Eの搭載領域となっている。   The wiring board 210 is, for example, a wiring board in which wiring is formed on glass epoxy obtained by impregnating glass fiber with an epoxy resin. The wiring board 210 has a first wiring layer 211 on the front surface 210a and a second wiring layer 212 on the back surface 210b. In addition, the wiring substrate 210 includes a through via 213 that electrically connects the first wiring layer 211 and the second wiring layer 212. On the surface 210a of the wiring substrate 210, the vicinity of the center is a mounting area for the semiconductor chips 220A to 220E.

半導体チップ220A〜220Dは、例えば、フラッシュメモリ(flash memory)などのメモリチップである。また、半導体チップ220Eは、メモリチップである半導体チップ220A〜220Dを制御するコントローラチップである。半導体チップ220A〜220Dには、それぞれ内部を垂直に貫通する貫通電極220b及びバンプ220aが形成されている。また、半導体チップ220D上には、再配線220cが形成されている。   The semiconductor chips 220A to 220D are memory chips such as a flash memory, for example. The semiconductor chip 220E is a controller chip that controls the semiconductor chips 220A to 220D that are memory chips. The semiconductor chips 220A to 220D are formed with through electrodes 220b and bumps 220a penetrating the inside vertically. A rewiring 220c is formed on the semiconductor chip 220D.

封止樹脂230は、半導体チップ220A〜220Eを封止する。また、封止樹脂230には、レーザ等により形成されたスルーホールに金属(例えば、Cu,Au,Ag,Ni,Pd,Sn)が充填され、ビア導体230aが形成されている。さらに、封止樹脂230の上面には、温度センサ150、電源素子160及び受動素子170を実装するための実装パッド230bが形成されている。また、必要に応じて貫通電極と実装パッド230bを電気的に接続する配線が形成される。   The sealing resin 230 seals the semiconductor chips 220A to 220E. In addition, the sealing resin 230 is filled with metal (for example, Cu, Au, Ag, Ni, Pd, Sn) in a through hole formed by a laser or the like, and a via conductor 230a is formed. Further, a mounting pad 230 b for mounting the temperature sensor 150, the power supply element 160 and the passive element 170 is formed on the upper surface of the sealing resin 230. Further, a wiring for electrically connecting the through electrode and the mounting pad 230b is formed as necessary.

半導体チップ220A〜220Eは、各貫通電極220a及びバンプ220b、再配線層220cを介して互いに電気的に接続されている。また、温度センサ150、電源素子160及び受動素子170は、封止樹脂230に形成されているビア導体230aや実装パッド230bを介して半導体チップ220A〜220Eや配線基板210と接続されている。   The semiconductor chips 220A to 220E are electrically connected to each other through each through electrode 220a, the bump 220b, and the rewiring layer 220c. Further, the temperature sensor 150, the power supply element 160, and the passive element 170 are connected to the semiconductor chips 220 </ b> A to 220 </ b> E and the wiring substrate 210 through via conductors 230 a and mounting pads 230 b formed in the sealing resin 230.

封止樹脂230は、半導体チップ220A〜220Eを封止する。なお、図1〜図4を参照して説明した半導体記憶装置100と同様に、熱抵抗を下げるため放熱板130と封止樹脂230との間に金属薄膜を設けたり、導電性グリスを塗布してもよい。   The sealing resin 230 seals the semiconductor chips 220A to 220E. Similar to the semiconductor memory device 100 described with reference to FIGS. 1 to 4, a metal thin film is provided between the heat sink 130 and the sealing resin 230 or conductive grease is applied in order to lower the thermal resistance. May be.

なお、図1〜図5を参照して説明した半導体記憶装置100では、各半導体パッケージ120A〜120E内に封止されている半導体チップが金属ワイヤ9により電気的に接続されている。しかし、半導体記憶装置100の各半導体パッケージ120A〜120E内に封止されている半導体チップを、図6に示すような貫通電極220a及びバンプ220bを介して互いに電気的に接続するようにしてもよい。   In the semiconductor memory device 100 described with reference to FIGS. 1 to 5, the semiconductor chips sealed in the respective semiconductor packages 120 </ b> A to 120 </ b> E are electrically connected by the metal wires 9. However, the semiconductor chips sealed in the respective semiconductor packages 120A to 120E of the semiconductor memory device 100 may be electrically connected to each other through the through electrodes 220a and the bumps 220b as shown in FIG. .

(その他の実施形態)
以上のように、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図するものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を変更しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形が、発明の範囲や要旨に含まれるのと同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
(Other embodiments)
As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, the said embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. The above embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and gist of the invention.

100…半導体記憶装置、110…配線基板、120A〜120E…半導体パッケージ、130…放熱板、140…ヒートパイプ、150…温度センサ、160…電源素子、170…受動素子、200…半導体記憶装置、210…配線基板、220A〜220E…半導体チップ、230…封止樹脂。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Semiconductor memory device, 110 ... Wiring board, 120A-120E ... Semiconductor package, 130 ... Heat sink, 140 ... Heat pipe, 150 ... Temperature sensor, 160 ... Power supply element, 170 ... Passive element, 200 ... Semiconductor memory device, 210 ... wiring board, 220A-220E ... semiconductor chip, 230 ... sealing resin.

Claims (5)

半導体メモリと、
前記半導体メモリ上に配置され、前記半導体メモリを制御するコントローラと、
前記半導体メモリ上又は前記コントローラ上に配置され、前記半導体メモリ及び前記コントローラの少なくとも一方に電力を供給する電源素子と、
前記コントローラ上に配置され、前記コントローラの温度を検出する温度センサと、
前記コントローラ上に配置された放熱手段と、
を備え、
前記半導体メモリは、半導体メモリチップと、前記半導体メモリチップを封止する封止樹脂と、第1の外部接続端子とを備え、
前記コントローラは、コントローラチップと、前記コントローラチップを封止する封止樹脂と、第2の外部接続端子とを備え、
前記第1の外部接続端子と前記第2の接続端子とが電気的に接続される半導体装置。
Semiconductor memory,
A controller disposed on the semiconductor memory and controlling the semiconductor memory;
A power supply element disposed on the semiconductor memory or the controller and supplying power to at least one of the semiconductor memory and the controller;
A temperature sensor disposed on the controller for detecting the temperature of the controller;
A heat dissipating means disposed on the controller;
With
The semiconductor memory includes a semiconductor memory chip, a sealing resin for sealing the semiconductor memory chip, and a first external connection terminal,
The controller includes a controller chip, a sealing resin that seals the controller chip, and a second external connection terminal.
A semiconductor device in which the first external connection terminal and the second connection terminal are electrically connected.
半導体メモリと、
前記半導体メモリ上に配置され、前記半導体メモリを制御するコントローラと、
を備える半導体記憶装置。
Semiconductor memory,
A controller disposed on the semiconductor memory and controlling the semiconductor memory;
A semiconductor memory device.
前記半導体メモリ上又は前記コントローラ上に配置され、前記半導体メモリ及び前記コントローラの少なくとも一方に電力を供給する電源素子を備える請求項2に記載の半導体記憶装置。   The semiconductor memory device according to claim 2, further comprising: a power supply element that is disposed on the semiconductor memory or the controller and supplies power to at least one of the semiconductor memory and the controller. 前記コントローラ上に配置され、前記コントローラの温度を検出する温度センサを備える請求項2又は請求項3に記載の半導体記憶装置。   The semiconductor memory device according to claim 2, further comprising a temperature sensor that is disposed on the controller and detects a temperature of the controller. 前記コントローラ上に配置された放熱手段を備える請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の半導体記憶装置。   The semiconductor memory device according to claim 2, further comprising a heat dissipating unit disposed on the controller.
JP2013052803A 2013-03-15 2013-03-15 Semiconductor memory device Abandoned JP2014179484A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013052803A JP2014179484A (en) 2013-03-15 2013-03-15 Semiconductor memory device
TW102126727A TW201436129A (en) 2013-03-15 2013-07-25 Semiconductor memory device
CN201310346534.5A CN104051374A (en) 2013-03-15 2013-08-09 Semiconductor Storing Device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013052803A JP2014179484A (en) 2013-03-15 2013-03-15 Semiconductor memory device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014179484A true JP2014179484A (en) 2014-09-25

Family

ID=51504037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013052803A Abandoned JP2014179484A (en) 2013-03-15 2013-03-15 Semiconductor memory device

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2014179484A (en)
CN (1) CN104051374A (en)
TW (1) TW201436129A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017022241A (en) * 2015-07-09 2017-01-26 株式会社東芝 Semiconductor device and electronic equipment
JP2018503929A (en) * 2014-11-21 2018-02-08 マイクロン テクノロジー, インク. Memory device with controller under memory package and related systems and methods
CN110211953A (en) * 2019-06-06 2019-09-06 深圳佰维存储科技股份有限公司 Storage chip, solid state hard disk and its temprature control method

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6503202B2 (en) * 2015-03-12 2019-04-17 エイブリック株式会社 Semiconductor device
US10276585B2 (en) 2016-08-12 2019-04-30 Toshiba Memory Corporation Semiconductor memory device
JP2018026518A (en) * 2016-08-12 2018-02-15 東芝メモリ株式会社 Semiconductor memory device
CN109192734B (en) * 2018-09-28 2020-10-16 长江存储科技有限责任公司 3D memory device
JP2022002261A (en) * 2020-06-22 2022-01-06 キオクシア株式会社 Storage device
CN120659340B (en) * 2025-06-11 2026-02-10 青岛展诚科技有限公司 Radio frequency integrated capacitor structure based on RDL technology and preparation method thereof

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59144161A (en) * 1983-02-07 1984-08-18 Hitachi Ltd Semiconductor device
JPH0613540A (en) * 1991-12-03 1994-01-21 Nec Corp Multi-chip module
JPH07302136A (en) * 1994-05-09 1995-11-14 Toshiba Corp Electronics
JPH0831997A (en) * 1994-07-20 1996-02-02 Fujitsu Ltd Semiconductor cooling device
JP2003086754A (en) * 2001-09-12 2003-03-20 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit module and method of manufacturing and using same
JP2005244143A (en) * 2004-03-01 2005-09-08 Hitachi Ltd Semiconductor device
JP2011086766A (en) * 2009-10-15 2011-04-28 Renesas Electronics Corp Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device
JP2012238725A (en) * 2011-05-12 2012-12-06 Toshiba Corp Semiconductor device, manufacturing method of the same and semiconductor module using the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5930110A (en) * 1994-03-28 1999-07-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Computer system having detachable expansion unit
JP4191167B2 (en) * 2005-05-16 2008-12-03 エルピーダメモリ株式会社 Manufacturing method of memory module

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59144161A (en) * 1983-02-07 1984-08-18 Hitachi Ltd Semiconductor device
JPH0613540A (en) * 1991-12-03 1994-01-21 Nec Corp Multi-chip module
JPH07302136A (en) * 1994-05-09 1995-11-14 Toshiba Corp Electronics
JPH0831997A (en) * 1994-07-20 1996-02-02 Fujitsu Ltd Semiconductor cooling device
JP2003086754A (en) * 2001-09-12 2003-03-20 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit module and method of manufacturing and using same
JP2005244143A (en) * 2004-03-01 2005-09-08 Hitachi Ltd Semiconductor device
JP2011086766A (en) * 2009-10-15 2011-04-28 Renesas Electronics Corp Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device
JP2012238725A (en) * 2011-05-12 2012-12-06 Toshiba Corp Semiconductor device, manufacturing method of the same and semiconductor module using the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018503929A (en) * 2014-11-21 2018-02-08 マイクロン テクノロジー, インク. Memory device with controller under memory package and related systems and methods
US10128217B2 (en) 2014-11-21 2018-11-13 Micron Technology, Inc. Memory devices with controllers under memory packages and associated systems and methods
US10727206B2 (en) 2014-11-21 2020-07-28 Micron Technology, Inc. Memory devices with controllers under memory packages and associated systems and methods
US11658154B2 (en) 2014-11-21 2023-05-23 Micron Technology, Inc. Memory devices with controllers under memory packages and associated systems and methods
JP2017022241A (en) * 2015-07-09 2017-01-26 株式会社東芝 Semiconductor device and electronic equipment
US10409338B2 (en) 2015-07-09 2019-09-10 Toshiba Memory Corporation Semiconductor device package having an oscillator and an apparatus having the same
CN110211953A (en) * 2019-06-06 2019-09-06 深圳佰维存储科技股份有限公司 Storage chip, solid state hard disk and its temprature control method

Also Published As

Publication number Publication date
TW201436129A (en) 2014-09-16
CN104051374A (en) 2014-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014179484A (en) Semiconductor memory device
CN213752684U (en) Stacked silicon package assembly with vertical thermal management
US9230876B2 (en) Stack type semiconductor package
KR102134133B1 (en) A semiconductor package and method of fabricating the same
US7928590B2 (en) Integrated circuit package with a heat dissipation device
JP4332567B2 (en) Manufacturing method and mounting method of semiconductor device
US20180045882A1 (en) Optical emitter packages
US20130208426A1 (en) Semiconductor package having heat spreader and method of forming the same
US20130093073A1 (en) High thermal performance 3d package on package structure
US10096534B2 (en) Thermal performance of logic chip in a package-on-package structure
KR20160056378A (en) Semiconductor packages and methods for fabricating the same
CN102456660A (en) Stacked semiconductor package, semiconductor device including the stacked semiconductor package and method of manufacturing the stacked semiconductor package
JP2016063178A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR20140113029A (en) Heat slug having thermoelectric elements and semiconductor package including the same
CN1319138C (en) Method of forming a packaged semiconductor device
WO2013098929A1 (en) Semiconductor chip and semiconductor module mounted with same
CN101322450B (en) IC package with internal heat dissipation structure
JP2012009717A (en) Semiconductor chip and semiconductor module mounting it
US20070176182A1 (en) Structure for integrating LED circuit onto heat-dissipation substrate
CN103050455A (en) Stack package structure
CN100417312C (en) Printed circuit board with improved heat dissipation structure and electronic device
KR101259851B1 (en) Chip package and manufacturing method thereof
JP2016219535A (en) Electronic circuit device
JP2011061132A (en) Interposer
CN214226906U (en) Chip heat dissipation structure, packaged chips and electronic equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150202

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150413

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150421

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150622

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151117

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160118

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160524

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20160622