JP2003318325A - 表面実装型電子部品 - Google Patents
表面実装型電子部品Info
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- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
においてもアナログ特性を確保できる表面実装型電子部
品を提供する。 【解決手段】デジタル部とアナログ部を有するシリコン
チップ10の表面10aから離間した位置において同一
面に多数のハンダ電極25が配置され、再配線18を用
いてシリコンチップ10とハンダ電極25とが電気的に
接続されている。シリコンチップ10とハンダ電極25
との間、または、シリコンチップ10と再配線18との
間に、電位が固定される導電性シールド層16が配置さ
れている。
Description
スケール・パッケージ)やBGA(ボール・グリッド・
アレイ)といった表面実装型電子部品に係り、特に、デ
ジタル・アナログ混在のICチップをアセンブリ化する
場合のノイズ対策に関するものである。
は、CPUや論理回路などのデジタル部と、A/D変換
器やゲインアンプなどといったアナログ処理部とが混在
した、いわゆるデジアナ混在ICがある。
01−521288号公報においてCSP構造が提案さ
れており、この種の装置を図10,11に示す。つま
り、図10はCSP(チップ・スケール・パッケージ)
100の斜視図を示し、図10でのW部における断面構
造を図11に示す。図11において、シリコンチップ1
01には素子が形成されている。チップ上面にはアルミ
配線102が延設されるとともにチップ外周部において
アルミパッド103が形成されている。また、チップ上
面には絶縁膜104が形成され、その上において層間絶
縁膜105を介して再配線(導体パターン)106が形
成されている。さらに、その上には保護膜107が形成
され、その上にはバンプ108を介してハンダ電極10
9が形成されている。ハンダ電極109はバンプ108
と再配線106を介してアルミパッド103(アルミ配
線102)と接続されている。
化した場合、チップサイズとバンプ(端子)数の制約な
どにより、全ての端子についてノイズの影響を受けにく
いようにバンプを配置したり、再配線したり(再配線1
06を形成したり)することはかなり難しい。つまり、 (1)CPUなど高速に動作するデジタル部の上側に、
A/D変換するためのアナログ信号などノイズの影響を
受けやすい信号のバンプを置いたり、その信号の再配線
を行う必要がある。 (2)A/D変換器などのコンデンサ部分の上側に、マ
イコン間の高速通信信号のバンプを置いたり、その信号
の再配線を行う必要がある。
場合には、端子数を減らすか、アナログ特性の精度を緩
和する必要があった。
景の下になされたものであり、その目的は、デジアナ混
在ICチップをアセンブリ化する際においてもアナログ
特性を確保できる表面実装型電子部品を提供することに
ある。
は、半導体チップと接続端子との間、または、半導体チ
ップと配線との間に、電位が固定される導電性シールド
層を配置したことを特徴としている。このように導電性
シールド層を設けることにより、接続端子または配線
と、半導体チップとの間のノイズを遮断することがで
き、アナログ特性の変動を抑制することができる(ノイ
ズの影響を受けにくくできる)。その結果、デジアナ混
在ICチップをアセンブリ化する際においてもアナログ
特性を確保できる。
ールド層を、アナログ部用とデジタル部用とに分けるこ
とにより、デジタル部のノイズが導電性シールド層を通
じてアナログ部へ伝搬することを防ぐことができる。
ば、アナログ部上にデジタル部用の接続端子または配線
がある場合、あるいは、デジタル部上にアナログ部用の
接続端子または配線がある場合には導電性シールド層に
よるノイズ遮断効果は特に大きい。
ップより導電性シールド層を大きくすることにより、ノ
イズを遮断する効果が大きくなる。請求項6に記載の発
明によれば、導電性シールド層は、表面実装型電子部品
内で、直接、半導体チップに接続されず、専用の接続端
子を持つことにより、表面実装型電子部品内でのノイズ
の伝搬を無くすことができる。
ールド層を配線基板上で接続端子を通してグランド電位
配線パターンまたは電源電位配線パターンと接続するこ
とにより、表面実装型電子部品内でのノイズの伝搬を無
くすことができる。
去用コンデンサを設けることにより、ノイズ自体を小さ
くすることができるため、更にノイズの伝搬を防ぐこと
ができる。
施の形態を図面に従って説明する。図1には、本実施形
態における表面実装型電子部品(半導体チップアセンブ
リ)1の斜視図を示す。表面実装型電子部品1はCSP
(チップ・スケール・パッケージ)であり、ベース材2
に接続端子としてのハンダ電極3が格子状に多数形成さ
れている。図1でのY部における平面図を図2に示す。
この図2は、四角板形状をなすCSP1における角部で
の平面図である。図2におけるA1−A2線での縦断面
を図3に示す。図3において、シリコンチップ10上に
多層配線が形成され、ここに本実施形態の特徴的構成部
材である導電性シールド層16が配置されている。
図を示す。つまり、図3でのB1−B2線、C1−C2
線、D1−D2線における分解斜視図を示す。図4にお
いてD1−D2の断面構造として、シリコンチップ10
には、A/D変換器を含むアナログ部30、ゲインアン
プを含むアナログ部31、CPUを含むデジタル部3
2、論理回路を含むデジタル部33が区画形成されてい
る。また、C1−C2の断面構造として、導電性シール
ド層16が形成されている。
1を、配線基板としてのプリント基板40の上に実装し
た構造を示す。図5において、プリント基板40は第1
層40a〜第4層40dの各層を積層したものであり、
1層目40aには各種の電子部品と共にCSP1が実装
され、電子制御装置(ECU)を構成している。ここ
で、プリント基板40(1層目40a)には電源IC(チ
ップ)41が実装されている。このプリント基板40上
に実装された電源IC41はCSP1のシリコンチップ
10へ電力を供給するための電子部品である。プリント
基板40の1層目40aにおいて電源IC41からグラ
ンド電位配線パターン42と電源電位配線パターン43
が延設されている。この両配線パターン42,43はシ
リコンチップ10でのデジタル部およびアナログ部と電
気的に接続される。このうちのグランド電位配線パター
ン42がプリント基板40上で図1のハンダ電極3のう
ちの特定のハンダ電極3aを通して図3,4の導電性シ
ールド層16と電気的に接続されている。これにより、
導電性シールド層16がグランド電位に固定されること
になる。換言すると、全ハンダ電極3のうちシールド層
用ハンダ電極3a以外のハンダ電極を通してシリコンチ
ップ10のデジタル・アナログ部とプリント基板40
(の実装部品)とが電気的に接続されている。
線パターン43と接続して導電性シールド層16を電源
電位(5ボルト)に固定してもよい。以下、詳しく説明
していく。
ップ)10の上面10aにおける表層部が素子領域11
となっている。シリコンチップ10の上面10aにはア
ルミ配線12が延設されるとともに、チップ外周部にお
いてアルミパッド13が多数形成されている(図4参
照)。アルミパッド13はアルミ配線12を介して素子
領域と電気的に接続されている。図3のアルミ配線12
とアルミパッド13は絶縁膜(酸化膜等)14により被
覆されている。絶縁膜(酸化膜等)14の上には層間絶
縁膜としてのポリイミド膜15が形成され、ポリイミド
膜15の上には導電性シールド層(導体パターン)16
が形成されている。さらに、導電性シールド層16の上
には層間絶縁膜としてのポリイミド膜17が形成されて
いる。つまり、導電性シールド層16はポリイミド膜1
5,17の間に挟み込まれている。
ターン)18、シールド層用配線(導体パターン)19
および再配線(導体パターン)20が形成されている。
再配線20は前述のアルミパッド13と接続されるとと
もに、図2に示すごとく再配線18と接続されている。
図3のシールド層用配線19は導電性シールド層16と
接続されている。図3の再配線18、シールド層用配線
19および再配線20の上には保護膜としてのポリイミ
ド膜21が形成されている。ポリイミド膜21の上には
バンプ22,23が形成され、バンプ22はシールド層
用配線19と接続され、また、バンプ23は再配線18
と接続されている。バンプ22,23の上には接続端子
としてのハンダ電極24,25が形成されている。
から離間した位置において、図1に示すように、多数の
ハンダ電極(接続端子)3が同一面に格子状に配置され
ている。このハンダ電極3のうちの図3に示すハンダ電
極25は、再配線18,20、パッド13、配線12を
介してシリコンチップ10の素子と電気的に接続されて
いる。また、ハンダ電極3のうちのシールド層用ハンダ
電極3a(図3に示すハンダ電極24)は、バンプ22
および配線19を介して導電性シールド層16と接続さ
れている。図1に示すように、シールド層用ハンダ電極
3aは、CSP1のベース材2における角部に一個ずつ
設けられるとともにベース材2の中央部に四つ設けられ
ている。このように1枚の導電性シールド層16に対し
8つのハンダ電極3aを用いて8箇所で接続され、均等
に電圧が印加されるようになっている。
ールド層16は、シリコンチップ10とハンダ電極(接
続端子)3との間、または、シリコンチップ10と再配
線18との間に配置されている。また、導電性シールド
層16は、図4におけるC1−C2断面で示すように、
シリコンチップ10における素子領域の全体を覆ってい
る。特に、図4に示すように、アナログ部(A/D変換
器)30での入力信号が通過する配線・電極材(バンプ
・ハンダ電極や配線)が、デジタル部(CPU)32の
上にあり、その間において導電性シールド層16が配置
されている。これにより、アナログ部(A/D変換器)
30をデジタル部(CPU)32での高周波ノイズから
保護することができる。詳しくは、デジタル部(CP
U)32はその占有面積での入出力端子数が少なく、ア
ナログ部(A/D変換器)30はその占有面積での入力
端子数が多い。そのため、デジタル部(CPU)32の
形成領域の上にアナログ部(A/D変換器)30での入
力用配線を形成する必要がある。即ち、アナログ部30
への入力信号のバンプはスペースの都合上、デジタル部
(CPU)32の上に配線される。この場合においてデ
ジタル部のノイズが導電性シールド層16により遮断さ
れるため悪影響を受けない。
ことにより、ハンダ電極3または再配線18と、シリコ
ンチップ10との間のノイズを遮断することができ、ア
ナログ特性の変動を抑制することができる(ノイズの影
響を受けにくくできる)。その結果、デジアナ混在IC
チップをアセンブリ化する際においてもアナログ特性を
確保できる。
ダ電極または配線がある場合、あるいは、アナログ部上
にデジタル部用のハンダ電極または配線がある場合には
特に効果が大きい。つまり、デジタル部(CPU)32
の上に、アナログ部(A/D変換器)30につながる配
線またはハンダ電極が配置され、このデジタル部(CP
U)32と、アナログ部(A/D変換器)30につなが
る配線またはハンダ電極との間に導電性シールド層16
を配置する。あるいは、アナログ部(A/D変換器)3
0の上に、デジタル部(CPU)32につながる配線ま
たはハンダ電極が配置され、このアナログ部(A/D変
換器)30と、デジタル部(CPU)32につながる配
線またはハンダ電極との間に導電性シールド層16を配
置する。このようにすると、導電性シールド層16によ
るノイズ遮断効果は特に大きい。
ールド層16は、グランドライン(又は5ボルト電源ラ
イン)へ接続して電位を固定するが、ICチップ内のグ
ランドライン(または電源ライン)には接続せずに、プ
リント基板40へ実装する際、プリント基板40のグラ
ンド電位配線パターン42(または5ボルト電源電位配
線パターン43)へ接続している。つまり、図5におい
て、導電性シールド層16につながるハンダ電極3aを
プリント基板40上においてアナログ部やデジタル部の
グランド電位配線パターン42と接続する。その際、ア
ナログ部(A/D変換器)のグランド電位配線パターン
42と電源電位配線パターン43との間にノイズ除去用
コンデンサ44を挿入するとともに、デジタル部(CP
U)のグランド電位配線パターン42と電源電位配線パ
ターン43との間にノイズ除去用コンデンサ45を挿入
している。そして、グランド電位配線パターン42(ま
たは電源電位配線パターン43)におけるノイズ除去用
コンデンサ44,45と電源IC41との間において導
電性シールド層16を電気的に接続している。即ち、シ
リコンチップ10のデジタル・アナログ部につながる配
線パターン42,43においてノイズ除去用コンデンサ
44,45を通した後に、導電性シールド層16を接続
している。
は、CSP1内で、直接、シリコンチップ10に接続せ
ずに、複数のハンダ電極3のうちの少なくとも1つ以上
に接続されている。そして、専用のハンダ電極3aを持
つことにより、CSP1内でのノイズの伝搬を無くすこ
とができる。詳しくは、図5のごとく導電性シールド層
16をプリント基板40上でハンダ電極3aを通してグ
ランド電位配線パターン42(または電源電位配線パタ
ーン43)と接続することにより、CSP1内でのノイ
ズの伝搬を無くすことができる。
などは、微小のインピーダンスを有する。デジタル部の
グランドノイズは、電極を通じてプリント基板40へ接
続した場合、上記微小インピーダンスのあるアナログ部
や導電性シールド層16での配線やハンダ電極側へはい
かず、インピーダンスの極めて低い電源IC41やコン
デンサなどへ抜ける。ここで、本実施形態では、図5の
プリント基板40上において電源IC41から延びるグ
ランド電位配線パターン42と電源電位配線パターン4
3の間にノイズ除去用コンデンサ44,45を設け、こ
のノイズ除去用コンデンサ44,45と電子部品41と
の間の配線パターン42(または43)に導電性シール
ド層16を電気的に接続した。よって、ノイズ除去用コ
ンデンサ44,45によりノイズ自体を小さくすること
ができるため、更にノイズの伝搬を防ぐことができる。
ールド層16は、図6に示すようにアナログ部とデジタ
ル部を分離するようにしてもよい。つまり、導電性シー
ルド層16は、デジタル部(CPU)32と、ハンダ電
極3または配線18との間のデジタル部シールド層16
aと、アナログ部(A/D変換器およびゲインアンプ)
30,31と、ハンダ電極3または配線18との間のア
ナログ部シールド層16bと、を含む2つ以上に分かれ
ている。よって、導電性シールド層16を、アナログ部
用とデジタル部用とに分けることにより、デジタル部
(CPU)32では大きなノイズが発生するがこのノイ
ズが導電性シールド層16を通じてアナログ部へ伝搬す
ることを防ぐことができる。 (第2の実施の形態)次に、第2の実施の形態を、第1
の実施の形態との相違点を中心に説明する。
が、第2の実施の形態ではBGA(ボール・グリッド・
アレイ)に適用している。図7には、本実施形態におけ
る表面実装型電子部品(半導体チップアセンブリ)であ
るBGA50を示す。
コンチップ52が搭載され、シリコンチップ52は樹脂
基板51の上面において樹脂53にてモールドされてい
る。シリコンチップ52の上面における外周部にはアル
ミパッド54が形成され、ボンディングワイヤ55を介
して樹脂基板51上の再配線(導体パターン)56と電
気的に接続されている。再配線(導体パターン)56は
樹脂基板51内の再配線(導体)57と接続され、この
再配線57はハンダ電極(ハンダボール)58と電気的
に接続されている。つまり、シリコンチップ52の表面
52aから離間した位置において同一面に多数のハンダ
電極(接続端子)58が格子状に配置されるとともに、
配線57を用いてシリコンチップ52とハンダ電極58
とが電気的に接続されている。
ド層(導体)59が埋設され、この導体59はハンダ電
極60と電気的に接続されている。つまり、シリコンチ
ップ52とハンダ電極58との間、または、シリコンチ
ップ52と配線57との間に、導電性シールド層59が
配置されている。第1の実施形態と同様、導電性シール
ド層59はハンダ電極60を介してプリント基板経由で
ICチップのデジタル・アナログ部のグランド電位配線
パターンまたは電源電位配線パターンに接続され、導電
性シールド層59の電位が固定されている。
図8において、樹脂基板51とシリコンチップ52との
間に導電性シールド層(導電性板材)70を挟んでい
る。樹脂基板51の上面には配線パターン71が形成さ
れ、導電性シールド層70は配線パターン71を介して
ハンダ電極72と電気的に接続されている。また、導電
性シールド層70の中央部において導電性シールド層7
0は配線パターン71を介さずに直接、ハンダ電極73
と電気的に接続されている。
図9において、シリコンチップ52よりも大きな導電性
シールド層(導電性板材)80を用いており、導電性シ
ールド層80の外周部をシリコンチップ52から露出さ
せている。そして、この部分においてパッド81が形成
され、導電性シールド層80はボンディングワイヤ82
を介して導体パターン83と接続され、さらに、導体パ
ターン83はハンダ電極84と電気的に接続されてい
る。また、導電性シールド層80の中央部において導電
性シールド層80はパッド81やワイヤ82等を介さず
に直接、ハンダ電極85と電気的に接続されている。こ
のように、導電性シールド層80のサイズをシリコンチ
ップ52のサイズより大きくすると、ノイズを遮断する
効果が大きくなる。
(CSP)の斜視図。
構造を示す斜視図。
説明するための斜視図。
図。
図。
品(CSP)を示す図。
…シリコンチップ、16…導電性シールド層、18…再
配線、25…ハンダ電極、40…プリント基板、41…
電源IC、42…グランド電位配線パターン、43…電
源電位配線パターン、44…ノイズ除去用コンデンサ、
45…ノイズ除去用コンデンサ、50…BGA、52…
シリコンチップ、57…配線、58…ハンダ電極、59
…導電性シールド層、70…導電性シールド層,80…
導電性シールド層。
Claims (8)
- 【請求項1】 デジタル部とアナログ部を有する半導体
チップ(10,52)と、 前記半導体チップ(10,52)の表面(10a,52
a)から離間した位置において同一面に配置された多数
の接続端子(3,58)と、 前記半導体チップ(10,52)と前記接続端子(3,
58)とを電気的に接続する配線(18,57)と、を
具備し、 前記半導体チップ(10,52)と前記接続端子(3,
58)との間、または、前記半導体チップ(10,5
2)と前記配線(18,57)との間に、電位が固定さ
れる導電性シールド層(16,59,70,80)を配
置したことを特徴とする表面実装型電子部品。 - 【請求項2】 前記導電性シールド層(16)は、 前記デジタル部(32)と、前記接続端子(3)または
前記配線(18)との間のデジタル部シールド層(16
a)と、 前記アナログ部(30,31)と、前記接続端子(3)
または前記配線(18)との間のアナログ部シールド層
(16b)と、を含む2つ以上に分かれていることを特
徴とする請求項1に記載の表面実装型電子部品。 - 【請求項3】 前記アナログ部(30)の上に、前記デ
ジタル部(32)につながる配線または接続端子が配置
され、 このアナログ部(30)と、デジタル部(32)につな
がる配線または接続端子との間に前記導電性シールド層
(16)を配したことを特徴とする請求項1に記載の表
面実装型電子部品。 - 【請求項4】 前記デジタル部(32)の上に、前記ア
ナログ部(30)につながる配線または接続端子が配置
され、 このデジタル部(32)と、アナログ部(30)につな
がる配線または接続端子との間に前記導電性シールド層
(16)を配したことを特徴とする請求項1に記載の表
面実装型電子部品。 - 【請求項5】 前記導電性シールド層(80)のサイズ
は、前記半導体チップ(52)のサイズより大きいこと
を特徴とする請求項1に記載の表面実装型電子部品。 - 【請求項6】 前記導電性シールド層(16)は、前記
複数の接続端子(3)のうちの少なくとも1つ以上に接
続されていることを特徴とする請求項1に記載の表面実
装型電子部品。 - 【請求項7】 配線基板(40)の上に他の電子部品
(41)と共に実装された状態において、前記導電性シ
ールド層(16)は、前記配線基板(40)上で前記接
続端子(3a)を通してグランド電位配線パターン(4
2)または電源電位配線パターン(43)と接続される
ことを特徴とする請求項6に記載の表面実装型電子部
品。 - 【請求項8】 前記配線基板(40)上において前記半
導体チップ(10)へ電力を供給するための電子部品
(41)が実装されるとともにこの電子部品(41)か
らグランド電位配線パターン(42)と電源電位配線パ
ターン(43)が延設され、両配線パターン(42,4
3)の間にノイズ除去用コンデンサ(44,45)を設
け、このグランド電位配線パターン(42)と電源電位
配線パターン(43)におけるノイズ除去用コンデンサ
(44,45)と前記電子部品(41)との間において
前記導電性シールド層(16)を電気的に接続したこと
を特徴とする請求項7に記載の表面実装型電子部品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002124782A JP3951788B2 (ja) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 表面実装型電子部品 |
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JP2002124782A JP3951788B2 (ja) | 2002-04-25 | 2002-04-25 | 表面実装型電子部品 |
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