JP2003243576A - 半導体装置 - Google Patents
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- H01L2224/45001—Core members of the connector
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- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
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- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
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- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
- H01L2224/48464—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area also being a ball bond, i.e. ball-to-ball
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- H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
- H01L2224/49112—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting a common bonding area on the semiconductor or solid-state body to different bonding areas outside the body, e.g. diverging wires
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Abstract
2cの列設ピッチが端子1cの列設ピッチより狭いまま
でも高周波信号(Sig*)を適切に処理できるようにす
る。 【解決手段】集積回路2a,2bの基準電圧線2ddに
接続された基準用電極2c(GND)を複数にして、半
導体片2上で、集積回路2a,2bの信号線2dに接続
された信号用電極2c(Sig*)の両側に配置するとと
もに、導体層2eで短絡させる。信号用電極2c(Sig
*)と基準用電極2c(GND)とが一直線に並ばない
ように位置をずらす。さらに、基準用電極2c(GN
D)又は導体層2eから信号用電極2c(Sig*)の両
脇に導体層2fを延ばす。
Description
む幾つかの信号を処理する集積回路を搭載した多ピン
(外部接続用端子)の半導体装置に関し、詳しくは、半
導体チップ(半導体片)上のパッド(電極)と、パッケ
ージ側の端子(外部接続用端子)とが、それぞれ対応す
るもの同士、ボンディングワイヤ(金属細線)にて接続
されている半導体装置に関する。
入出力端での不所望な反射等を低減すべく、例えば、信
号リードと並走するグランドリードを半導体チップの裏
面へ直に接続したり、更にグランド電極と平行な金属板
まで設けたりして、共振周波数では接地インピーダンス
が零になるようにしている(特開平8−237001号
公報)。このような高周波用半導体装置は、一般に、集
積度が高く無く、単一の又は少数の信号を処理する単機
能品・専用品として提供されるので、半導体チップ上の
パッドやパッケージ側の外部接続用端子の個数が少な
い。
いが、外部とやり取りする信号数の多い半導体装置で
は、高集積化と共に多ピン化が進み、ボンディングパッ
ドやボンディングワイヤの個数も多くなっている。その
一例として図7にIC1を示したが、これは、半導体チ
ップ2(半導体片)をプラスチックモールド1aでパッ
ケージングしたものであり、多数の端子1b(外部接続
用端子)も一部を露出して組み込まれている。チップ2
は、主表面の中央部に、信号処理を行う信号処理回路2
a(集積回路)が形成され、その周りに信号入力回路や
信号出力回路2b(集積回路)が形成され、最も外側の
周辺部・辺縁部に、ボンディングパッド2c(電極)が
所定ピッチで列設されている。
か(電源用電極)は、チップ2に形成されたパターン配
線層等にて、信号処理回路2aや信号出力回路2b等の
電源線に接続されるとともに、該当ボンディングワイヤ
3にて、電源電圧印可用端子1b(Vcc)に接続されて
いる。また、何れか他のボンディングパッド2c(基準
用電極)は、やはりチップ2に形成されたパターン配線
層等にて、信号処理回路2aや信号出力回路2b等の基
準電圧線に接続されるとともに、該当する他のボンディ
ングワイヤ3にて、接地用端子1b(GND)に接続さ
れている。残りのボンディングパッド2c(信号用電
極)は、それぞれ、該当パターン配線層等にて、該当信
号出力回路2b等を介して間接的に又は介さず直に信号
処理回路2aの該当信号線に接続されるとともに、該当
ボンディングワイヤ3にて、該当信号用端子1b(Si
g)に接続されている。
に形成されるボンディングパッド2cの個数が多いう
え、回路集積度の高いチップ2はプラスチックモールド
1aの中に囲い込まれて納まるほど小さいのに対し、端
子1bは個数がほぼ同じでプラスチックモールド1aの
表面部位に来ているうえ外部の実装条件に適合するよう
並んでいるので、ボンディングパッド2cの列設ピッチ
は端子1bの列設ピッチより狭くなっており、ボンディ
ングワイヤ3は放射状になっている。
(Laser Video Disc System )等に用いられる高速デジ
タル信号処理回路や、無線LAN(Local Area Networ
k)等に用いられるRF信号処理回路などでは、上述し
たような異質のICを使い分けたり併用したりしてい
る。そして、電子機器に関して高機能化,高速化,小形
化が同時に進んでいる現況の先には、処理すべき信号の
総数やそれに含まれる高周波信号の個数は増やす一方で
半導体チップの個数は抑えるといった要請が見えてく
る。
体装置では、周波数特性を改善するための条件や、ボン
ディング箇所に関する条件などが異なるため、総ての回
路を単純にワンチップ化する訳にはいかない。そこで、
高周波信号を含む多くの信号を処理する集積回路をワン
チップ化するに際して、多ピンのICに付きもののボン
ディングパッド(電極)とピン(外部接続用端子)との
接続条件等を満たしつつ、高周波信号については特にそ
の周波数特性が劣化しないよう、工夫を凝らすことが技
術的課題となる。
めになされたものであり、電極および外部接続用端子が
多いうえ電極の列設ピッチが外部接続用端子の列設ピッ
チより狭いままでも高周波信号を適切に処理しうる半導
体装置を実現することを目的とする。
るために発明された第1乃至第5の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。
体装置は、出願当初の請求項1に記載の如く、信号処理
を行う集積回路の形成された半導体片と、この半導体片
に形成され前記集積回路の信号線に接続された信号用電
極と、前記半導体片に形成され前記集積回路の基準電圧
線に接続された基準用電極と、前記半導体片を囲むパッ
ケージと、前記信号用電極とその隣の電極との距離より
も広い間隔で前記パッケージに列設された外部接続用端
子と、前記パッケージ内に複数設けられそのうち何れか
が前記外部接続用端子の何れかと前記信号用電極とを接
続し何れか他のものが前記外部接続用端子の何れか他の
ものと前記基準用電極とを接続する金属細線とを備えた
半導体装置において、前記基準用電極を複数にしてそれ
らを前記半導体片上で前記信号用電極の両側に配置する
とともに、その前記基準用電極同士を前記半導体片上で
短絡させる導体層等の短絡手段を前記半導体片に設けた
ものである。
あっては、高周波信号の伝達される信号用電極とそれに
接続された金属細線および外部接続用端子の両側に、短
絡された基準用電極とそれに接続された金属細線および
外部接続用端子がそれぞれ配置されるので、高周波信号
の伝達経路が他の信号の伝達経路から明確に引き離され
るうえ、高周波信号の直接的な伝達電流ばかりかそれと
は逆に戻る電流についても電流経路が明確となる。これ
により、ノーマルモード及びコモンモード何れのノイズ
に関しても抑制されることとなる。
子の列設ピッチより狭いという多ピンICの特質は維持
されていることから、半導体片やパッケージが小形のま
までも、電極や外部接続用端子を多数確保できるので、
その他の多くの信号も並列かつ独立に入出力しうること
となる。これにより、多くの信号を扱う多機能な集積回
路と高周波信号を扱う回路とが、何れの機能・性能も損
なうこと無くワンチップに搭載されることとなる。した
がって、この発明によれば、電極の列設ピッチが外部接
続用端子の列設ピッチより狭いままでも高周波信号を適
切に処理しうる半導体装置を実現することができる。
体装置は、出願当初の請求項2に記載の如く、上記の第
1の解決手段の半導体装置であって、前記信号用電極が
前記基準用電極の並びからずれている、というものであ
る。すなわち、前記信号用電極の両側に位置する前記基
準用電極同士を結ぶ直線を仮想したとき、その仮想直線
から外れたところに前記信号用電極が設けられている。
あっては、高周波信号の伝達を担うところでは、信号用
電極と基準用電極との何れか一方または双方が、その他
の電極も含めた多数電極の列から、ワイヤボンディング
の可能な範囲で脇に逸れている。そのため、電極の列は
局所で多少乱れるが、その乱れを無視した全体的・大極
的・基本的な列方向のピッチは概ね従来通りの狭さに維
持されるにも拘わらず、その局所における電極間の距離
は基本の列設ピッチより広がることとなる。
量すなわち信号用電極から外部接続用端子に至る金属細
線と基準用電極から外部接続用端子に至る金属細線との
間に分布する寄生容量の急変が緩和されて、より適切に
インピーダンスマッチングがとられるので、金属細線が
放射状になっていても、そのことが高周波信号に及ぼす
不所望な影響は抑制される。したがって、この発明によ
れば、電極の列設ピッチが外部接続用端子の列設ピッチ
より狭いままでも高周波信号をより適切に処理しうる半
導体装置を実現することができる。
体装置は、出願当初の請求項3に記載の如く、上記の第
2の解決手段の半導体装置であって、前記基準用電極ま
たはそれらを短絡しているところから前記信号用電極の
両脇に導電体が延びている、というものである。
あっては、基準用電極が信号用電極から離れても、基準
用電極から延びた導電体が基準用電極の両脇へ戻ってい
て、基準用電極は依然として基準用電極の延長部によっ
て挟まれている。これにより、信号用電極と基準用電極
とをずらしても、当該信号用電極と他の信号用電極との
電気的な分離状態は、基準用電極およびその延長部によ
って、確実に維持される。しかも、そのような延長部す
なわち導電体は、パターン配線層等を利用して簡便に形
成することが可能である。したがって、この発明によれ
ば、電極の列設ピッチが外部接続用端子の列設ピッチよ
り狭いままでも高周波信号をより適切に処理しうる半導
体装置を簡便に実現することができる。
体装置は、出願当初の請求項4に記載の如く、上記の第
1〜第3の解決手段の半導体装置であって、前記半導体
片から離してテーパ状導電体が設けられており、而も、
前記金属細線のうち前記信号用電極に接続されているも
のの近くに前記テーパ状導電体の先端側が置かれてお
り、且つ、前記テーパ状導電体の基端側は、当該金属細
線から前記先端側より遠いところに置かれるとともに、
前記基準用電極に対して間接的に接続されている、とい
うものである。
あっては、高周波信号の伝達を担うところでは、信号用
電極やそれに接続された金属細線の近傍に、基準用電極
と同電位のテーパ状導電体の先端側が来ている。このテ
ーパ状導電体と信号用電極から外部接続用端子に至る金
属細線との間に分布する寄生容量と、その金属細線と基
準用電極から外部接続用端子に至る金属細線との間に分
布する寄生容量とが相殺しあって、インピーダンス分布
の急変が緩和される。そのため、金属細線が放射状にな
っていても、そのことが高周波信号に及ぼす不所望な影
響は抑制される。したがって、この発明によれば、電極
の列設ピッチが外部接続用端子の列設ピッチより狭いま
までも高周波信号をより適切に処理しうる半導体装置を
実現することができる。
体装置は、出願当初の請求項5に記載の如く、上記の第
1〜第4の解決手段の半導体装置であって、前記信号用
電極とそれに前記金属細線にて接続された前記外部接続
用端子との間を埋めるパッケージ材についてその誘電率
が前記金属細線の向きに沿って即ち信号用電極と外部接
続用端子との間で連続的に又は段階的に異なっている、
というものである。
あっては、信号用電極から外部接続用端子に至る金属細
線と基準用電極から外部接続用端子に至る金属細線との
距離が狭いところでは、パッケージ材の誘電率が小さく
され、金属細線間の距離が広いところでは、誘電率が大
きくされる。これにより、金属細線の間に分布する寄生
容量の分布変化は、金属細線間の距離の変化に比べて、
緩やかになる。したがって、この発明によれば、電極の
列設ピッチが外部接続用端子の列設ピッチより狭いまま
でも高周波信号をより適切に処理しうる半導体装置を実
現することができる。
本発明の半導体装置について、これを実施するための具
体的な形態を、以下の第1〜第6実施例により説明す
る。図1に示した第1実施例は、上述した第1〜第3の
解決手段を具現化したものである。また、図2に示した
第2実施例は、上述した第1〜第4の解決手段を具現化
したものであり、図3の第3実施例や図4の第4実施例
は、その変形例である。さらに、図5に示した第5実施
例は、上述した第1〜第5の解決手段を具現化したもの
であり、図6の第6実施例は、その変形例である。な
お、それらの図示に際し従来と同様の構成要素には同一
の符号を付して示したので、重複する再度の説明は割愛
し、以下、従来との相違点を中心に説明する。
て、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図
1(a)はパッケージを透かして視た部分斜視図であ
り、従来例の図7(b)と対比されるものである。ま
た、図1(b)は、高周波信号の伝達を担う要部につい
ての拡大図である。なお、図中の要素について電源電圧
印可用,信号伝搬用,高周波信号伝搬用,接地用のもの
であることを明記するときには、その符号に(Vcc),
(Sig),(Sig*),(GND)を付して示した。
1と相違するのは、多数の信号に加えて高周波信号もチ
ップ2上の信号処理回路2aで処理するようになった点
と、その高周波信号を外部伝達するために例えばその信
号の出力用に順次接続された一組の信号出力回路2b
(Sig*)と出力ライン2d(Sig*)とボンディング
パッド2c(Sig*)とボンディングワイヤ3(Sig
*)と端子1b(Sig*)とが割り当てられている点
と、その隣でやはり順次接続されたボンディングパッド
2c(GND)とボンディングワイヤ3(GND)と端
子1b(GND)とが両隣の二組とも接地用に割り当て
られている点である。
(GND)が導体層2e(GND)によって短絡させら
れている点や、それらのボンディングパッド2c(GN
D)を結ぶ仮想直線から外れたところにボンディングパ
ッド2c(Sig*)が設けられている点、ボンディング
パッド2c(GND)又は導体層2eの両端のところか
らボンディングパッド2c(Sig*)の両脇に導体層2
f(導電体)が延びて来ている点でも相違する。
ig*)とボンディングパッド2c(GND)と導体層2
eと導体層2fは、他のボンディングパッド2c(Si
g)やボンディングパッド2c(Vcc)と同じメタル層
等にて、チップ2の同一平面上に一括してパターン形成
されるが、出力ライン2dは、別のパターン配線層等も
利用して形成され、導体層2eと立体交差している。ま
た、短絡し合っているボンディングパッド2c(GN
D)と導体層2eは、同じパターン配線層や他のパター
ン配線層等にて信号処理回路2aや信号出力回路2b等
のグランドライン2dd(基準電圧線)に接続されてい
て、何れも基準用電極となっている。
信号用電極、基準用電極)は、一辺10μm〜100μ
m程度の正方形や長方形に形成されて、15μm〜15
0μm程度の所定ピッチで列設されている。各ボンディ
ングワイヤ3(金属細線)は、直径10μm〜30μm
程度の金線が多用されるが、他の金属でも良い。端子1
b(外部接続用端子)は、大抵のものが既定のパッケー
ジング規格に則っており、金属製のピンや,リード,パ
ッド,直方体状の良導体などからなり、200μm〜8
00μm程度の所定ピッチで列設されている。
パッド2cの列設ピッチは90μmで、端子1bの列設
ピッチは300μmで、何れも5個ずつ並んでいるが、
ボンディングパッド2cのうち接地用の2個(GND)
は、信号処理回路2aのあるY方向へ120μmほど寄
っている。これにより、局所的・相対的には高周波信号
用のボンディングパッド2c(Sig*)が2個の接地用
ボンディングパッド2c(GND)の並びからずれると
ともに、そこのボンディングパッド2c(Sig*),2
c(GND)間の距離が150μmに広がっている。な
お、ボンディングパッド2cや端子1bの個数は、現在
は30個〜300個程度が一般的であるが、増加傾向が
強い。
ウム砒素などが多いが、その他の半導体からなるもので
も良い。信号処理回路2aや信号出力回路2b(集積回
路)は、デジタル回路の場合もあれば、アナログ回路
や、その混在回路のこともあり、アプリケーションに応
じて種々のものが作られるので、内部の詳細な説明は割
愛するが、要するに幾つか複数の信号を外部とやり取り
するものであってそのうちの高周波信号を出力ライン2
d経由で外部送出する又は同様の入力ラインを介して外
部から入力するとともにグランドライン2ddに接地等
の基準電圧を受けるようになっていれば良い。プラスチ
ックモールド1aによるパッケージは、セラミックや他
の材料で置き換わっていても良く併用されていても良
い。
用態様及び動作を説明する。
し、外部のプリント基板等の実装先でプリント配線等に
て、端子1b(Vcc)が電源電圧の印可される電源ライ
ン等に接続され、端子1b(GND)が基準電圧の印可
される接地ライン等に接続され、端子1b(Sig)がそ
れぞれ該当する信号の伝達を担う信号ライン等に接続さ
れる。そのうち、特に端子1b(Sig*)は高周波信号
を伝達する信号ラインに接続される。
D)間に所定の電源電圧が印可されると、信号処理回路
2aや信号出力回路2bが動作を開始して、或る端子1
b(Sig)からは信号が信号処理回路2aに入力される
一方、他の端子1b(Sig)からは信号処理回路2aで
生成された信号が出力される。こうして応用目的に従っ
て多数の信号が処理されるが、その際、信号処理回路2
aによって高周波信号が生成され、それが信号出力回路
2b(Sig*)から出力ライン2d(Sig*)に出力さ
れると、その信号伝送を担う電流がボンディングパッド
2c(Sig*)とボンディングワイヤ3(Sig*)と端
子1b(Sig*)とを流れる。また、それに伴ってその
周囲には変位電流・漏洩電流が流れることになるが、そ
の大部分は両隣のボンディングワイヤ3等(GND)を
通る。このため、他の信号伝搬用ボンディングワイヤ3
等(Sig)に放射ノイズ等が及ぶおそれは無い又は少な
い。
イヤ3(Sig*)と両隣の接地用ボンディングワイヤ3
(GND)との距離について見ると、端子1b側は広く
(X方向に300μm)、ボンディングパッド2c側は
それより狭いが、ここのところが狭いながらも従来より
は広がっている。すなわち、そのワイヤ接続先の高周波
信号伝搬用ボンディングパッド2c(Sig*)と接地用
ボンディングパッド2c(GND)との距離(X方向に
90μm及びY方向に120μmの対角方向で150μ
m)が、従来と同じく基本の列設ピッチのままである他
のボンディングパッド2c(Sig),2c(Vcc)間の
距離(X方向に90μm)より広い。このように、狭い
方を従来よりは広げたことから、ボンディングワイヤ3
(Sig*)に沿って見た特性インピーダンスの変化がそ
の分だけ穏やかになっているので、反射ノイズの発生や
信号波形の歪みが少ない。しかも、基本の列設ピッチ
(X方向に90μm)は維持されている。
回路2a,2bによって多くの一般的信号(Sig)と高
周波信号(Sig*)とが適切に処理される。上述した仕
様ばかりでなく出力パワーや使用環境などによっても動
作状況は異なるので一概には言えないが、例えば、一般
的信号(Sig)が500MHz即ち0.5GHz以下に
制限されるようなときでも、高周波信号(Sig*)は3
GHz程度まで許容される。しかも、このようなIC4
は、従来のIC1とほぼ同じ手法や工程で製造すること
ができるものとなっている。
(半導体装置)が上述した第1実施例のIC4と相違す
るのは、導体層6が追加されていることである。導体層
6は、チップ2と同程度かそれより多少広い又は狭い層
状・板状の良電導体からなり、プラスチックモールド1
aの表面・上面に対して張り付けるように付設されてチ
ップ2からは離れてそれと概ね平行になっている。
1b(Sig*)に近いところからは、その端子1b(S
ig*)に向けて、プラスチックモールド1aの表面に沿
ってそこを這うようにして徐々に細くなりながら、テー
パ部6a(テーパ状導電体)が延びている。テーパ部6
aの先端は、高周波信号用ボンディングパッド2c(S
ig*)と端子1b(Sig*)とを繋ぐボンディングワイ
ヤ3(Sig*)の上方まで即ちその近傍までは来ている
が、端子1b(Sig*)よりは手前で止まっている。必
然的に、ボンディングワイヤ3(Sig*)に対して先端
側は近くに基端側は遠くに位置することとなる。
aの基端部の両脇からは、高周波信号用端子1b(Sig
*)の両隣の接地用端子1b(GND)に向けて、それ
ぞれライン部6bが延びている。これらは何れも端子1
b(GND)に達しており、そのライン部6bと端子1
b(GND)とボンディングワイヤ3(GND)とを介
することで間接的に、テーパ部6aの基端部がボンディ
ングパッド2c(GND)に接続されることとなる。
ンピーダンスを定める又は調整しうる要因として、径が
一定なためインダクタンス分布の一様なボンディングワ
イヤ3(Sig*)と、それとの間のキャパシタンス分布
の急変を上述のように距離で緩和調整する両隣のボンデ
ィングワイヤ3(GND)とに、ボンディングワイヤ3
(Sig*)と導体層6のテーパ部6aとの間に分布する
寄生容量も加わってくる。しかも、テーパ部6aにあっ
ては、距離だけでなく形状の変化によってもキャパシタ
ンス分布を調整することが可能である。
とるのが楽になるばかりかマッチングの精度も上がっ
て、例えば、導体層6以外の仕様が上述した第1実施例
と同じ場合、テーパ部6aの仕様を詰めることで容易
に、高周波信号(Sig*)の許容周波数を5GHz程度
まで上げることができる。
は、上述した第2実施例のものの導体層6を印刷にて形
成したものである。その印刷は導電性ペイントを所望の
パターンで塗布する等のことで行われる。この場合、図
示したのはQFN(Quad Flat Non leaded package)で
あるが、導電性ペイントの塗布前は(図3(a)参
照)、従来と同じQFN手法・工程でパッケージングを
行い、その後(図3(b)参照)、導電性ペイントを塗
布して固めることで、仕上がる。
イン部6bとを交互に配することで、もちろんそれに対
応して内部の図示しないボンディングワイヤ3(Sig
*)等とボンディングワイヤ3(GND)等も交互に割
り当てることで、ボンディングワイヤ3(GND)や,
端子1b(GND),ボンディングパッド2c(GN
D)の割当数の増加を抑制しながら、取り扱う高周波信
号の個数増加に対処している。
た本発明の半導体装置は、上述した第2実施例のものの
導体層6をリードフレーム7にて形成したものである。
Small Outlin Package)であるが、そのように端子1
bとしてリードを具備しているものについては、リード
1bの列設されたリードフレーム7に、テーパ部6aや
ライン部6bの付いた導体層6も形成しておき、リード
1bの部分をボンディングパッド2cにボンディングす
るとともにプラスチックモールド1aにて固定した後、
フレーム部分を切り落とし、それから導体層6を折り曲
げてプラスチックモールド1aの上面に張り付けるので
ある。これによっても、上述したIC4,IC5と同様
のものが簡便に出来上がる。
た本発明の半導体装置が上述したIC4,IC5と相違
するのは、プラスチックモールド1aの誘電率がボンデ
ィングワイヤ3の周辺部分1cで変化していることであ
る。上述したようにボンディングパッド2cと端子1b
は、電源電圧印可用,信号伝搬用,高周波信号伝搬用,
接地用のもの何れも、ボンディングワイヤ3にて接続さ
れており、そのような周辺部分1cもプラスチックモー
ルド1aに埋まっているが、その周辺部分1cには、誘
電率調整用の浸透物質が含ませられていて、その濃度差
に応じて誘電率が異なっている。
グラスファイバー等が好適であり、誘電率を下げるので
あればポリイミド等が好適であるが、大抵は、ボンディ
ングワイヤ3が放射状に広がって外側ほどキャパシタン
スが低下しがちなので、それを補償すべく、ボンディン
グワイヤ3の向きに沿って外側に行くほど即ちボンディ
ングパッド2c側から端子1b側へ進むにつれて誘電率
が上がるようにされる。その分布変化は、連続的でも良
く、段階的でも良い。
チックモールド1aでパッケージングした後であってテ
ーパ部6aの付いた導体層6を張り付ける前に(図5
(c)参照)、浸透物質からなる又はそれを含ませた塗
布剤8を周辺部分1cのところに塗り付け(図5(d)
参照)、それから加温・加熱等も必要に応じて行って浸
透拡散させる、といったことで行える。その後、余分な
塗布剤8を取り除けば、プラスチックモールド1aの周
辺部分1cに浸透したものが残り(図5(e)参照)、
そこの誘電率が安定する。塗布剤8の厚みを緩やかに変
えれば誘電率の分布変化は連続的になり、塗布剤8を多
重リングにすれば誘電率の分布変化は段階的になる。
ンピーダンスを調整するに際し、ボンディングワイヤ3
(Sig*)の両隣のボンディングワイヤ3(GND)
と、ボンディングワイヤ3(Sig*)の近傍に先端を延
ばしたテーパ状導電体6aとが使えるばかりか、それら
に加えて、プラスチックモールド1aの周辺部分1cに
おける誘電率も利用することが可能である。これによ
り、インピーダンスマッチングをとるのが一層楽になる
ばかりかマッチングの精度も上がって、例えば、上述し
た第1〜第4実施例をベースにしたもので、高周波信号
(Sig*)の許容周波数を10GHz程度まで上げるこ
とができる。
体装置は、他の手法でプラスチックモールド1aの周辺
部分1cに誘電率調整用物質を含ませたものである。
る又はそれを含んでいる植付剤9を、マスキング9aを
介在させて、チップ2にボンディングされているボンデ
ィングワイヤ3のところへ例えばFIB(Focused Ion
Beam)等を用いて打ち込む(図6(a)参照)。それか
ら、プラスチックモールド1aでパッキングし(図6
(b)参照)、その後、必要であれば加温・加熱等も行
って植付剤9を周辺部分1cに拡散させるのである。
達部の具体例として、信号出力回路2bや信号出力ライ
ン2dを挙げたが、高周波信号の伝達部は、これに限ら
れるものでなく、信号入力回路や信号入力ラインでも良
く、信号入出力回路や信号入出力ラインでも良い。ま
た、基準電圧は、接地GNDに限らず、電源電圧と対を
なす安定電位であれば良く、デジタルグランドでも良
く、アナロググランドでも良い。
等の正電圧の他、負電圧の場合もあり、複数の端子1b
を介して異種電圧が用いられる場合もある。また、上記
の各実施例で導体層6は露出していたが、これは絶縁被
覆されていても良く、チップ2から離れていればプラス
チックモールド1aに埋もれていても良い。
の第1の解決手段の半導体装置にあっては、ワイヤボン
ディング接続箇所に関して高周波信号の伝達経路を基準
電圧の経路で挟む又は囲むようにしたことにより、高周
波のリターン電流経路が明確となって放射ノイズや反射
ノイズが抑制され、その結果、電極の列設ピッチが外部
接続用端子の列設ピッチより狭いままでも高周波信号を
適切に処理しうる半導体装置を実現することができたと
いう有利な効果が有る。
置にあっては、電極の列に局所的な乱れを導入して基本
の列設ピッチを広げなくても局所の電極間距離は広がる
ようにもしたことにより、ボンディング箇所のインピー
ダンス変化が緩和され、その結果、電極の列設ピッチが
外部接続用端子の列設ピッチより狭いままでも高周波信
号をより適切に処理しうる半導体装置を実現することが
できたという有利な効果を奏する。
装置にあっては、信号用電極と基準用電極とのずれによ
る分離能力の低下を基準用電極の延長にて補償するよう
にしたことにより、電極の列設ピッチが外部接続用端子
の列設ピッチより狭いままでも高周波信号をより適切に
処理しうる半導体装置を簡便に実現することができたと
いう有利な効果が有る。
置にあっては、金属細線間に分布する寄生容量の急変を
テーパ状導電体にて緩和するようにもしたことにより、
電極の列設ピッチが外部接続用端子の列設ピッチより狭
いままでも高周波信号をより適切に処理しうる半導体装
置を実現することができたという有利な効果を奏する。
置にあっては、パッケージ材の誘電率を調整してボンデ
ィング箇所のインピーダンス変化が緩和されるようにも
したことにより、電極の列設ピッチが外部接続用端子の
列設ピッチより狭いままでも高周波信号をより適切に処
理しうる半導体装置を実現することができたという有利
な効果が有る。
(a)がパッケージを透かして視た部分斜視図、(b)
がその要部の拡大図である。
(a)が全体外観の斜視図、(b)が要部拡大図、
(c)が信号用電極のところの縦断面図、(d)が基準
用電極のところの縦断面図である。
その全体外観斜視図であり、(a)はパッケージ外面に
導電体を形成する前、(b)はその導電体の形成後であ
る。
(a)がリードフレームの平面図、(b)がそれを装着
したところの外観斜視図である。
(a)が縦断面図、(b)がその要部拡大図、(c)〜
(e)が全体外観斜視図であり、(c)が塗布前、
(d)が塗布後、(e)が浸透拡散後である。
(a)〜(c)何れも縦断面図であり、(a)が植え付
け中、(b)がモールド後、(c)が拡散後である。
の斜視図、(b)がパッケージを透かして視た部分図で
ある。
置) 1a プラスチックモールド(セラミック封止部、
パッケージ) 1b 端子(ピン、アウターリード、外部パッド、
外部接続用端子) 2 チップ(ダイ、半導体チップ、半導体片) 2a 信号処理回路(集積回路) 2b 信号出力回路(入力回路又は入出力回路、集
積回路) 2c ボンディングパッド(信号用電極、基準用電
極) 2d 出力ライン(信号線) 2dd グランドライン(基準電圧線) 2e 導体層(パターン配線層、低抵抗接続部、短
絡手段) 2f 導体層(パターン配線層、半導体片上で延長
された導電体) 3 ボンディングワイヤ(多数・複数の金属細線) 4 IC(多ピンLSI、集積回路装置、半導体装
置) 5 IC(多ピンLSI、集積回路装置、半導体装
置) 6 導体層(パッケージ側に設けられた導電体) 6a テーパ部(テーパ状導電体) 6b ライン部(並走部、間接的接続手段) 7 リードフレーム(端子と導電体との一括形成手
段) 8 塗布剤(誘電率調整手段) 9 植付剤(蒸着剤、注入剤、成膜剤、誘電率調整手
段) 9a マスキング
Claims (5)
- 【請求項1】信号処理を行う集積回路の形成された半導
体片と、この半導体片に形成され前記集積回路の信号線
に接続された信号用電極と、前記半導体片に形成され前
記集積回路の基準電圧線に接続された基準用電極と、前
記半導体片を囲むパッケージと、前記信号用電極とその
隣の電極との距離よりも広い間隔で前記パッケージに列
設された外部接続用端子と、前記パッケージ内に複数設
けられそのうち何れかが前記外部接続用端子の何れかと
前記信号用電極とを接続し何れか他のものが前記外部接
続用端子の何れか他のものと前記基準用電極とを接続す
る金属細線とを備えた半導体装置において、前記基準用
電極を複数にして前記半導体片上で前記信号用電極の両
側に配置するとともに短絡させたことを特徴とする半導
体装置。 - 【請求項2】前記信号用電極が前記基準用電極の並びか
らずれていることを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。 - 【請求項3】前記基準用電極またはそれらを短絡してい
るところから前記信号用電極の両脇に導電体が延びてい
ることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。 - 【請求項4】前記半導体片から離してテーパ状導電体が
設けられ、その基端側が前記基準用電極に対して間接的
に接続され、その先端側が前記金属細線のうち前記信号
用電極に接続されているものの近くに置かれていること
を特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載され
た半導体装置。 - 【請求項5】前記信号用電極とそれに前記金属細線にて
接続された前記外部接続用端子との間を埋めるパッケー
ジ材は、前記金属細線の向きに沿って連続的に又は段階
的に誘電率の異なるものであることを特徴とする請求項
1乃至請求項4の何れかに記載された半導体装置。
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