JP2004356147A - Mounting structure for semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、LSIなどの半導体装置または半導体装置をプリント基板に実装したユニットであるモジュールの実装構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、電気機器のモバイル化が急速に進み、より小さくするために、機器に用いる半導体装置においても小型化が進んでいる。また機能をユニット化するモジュールにおいても同様に小型化が進んでいる。一方でより高性能がユーザーからは求められ、マイコンなどの処理速度も年々向上することもあり、半導体装置においても動作周波数の高速化が進んでいる。動作周波数の高速化は機器におけるEMIの悪化、およびその他部品に対するノイズの増大を引き起こす。それらの対策の為、半導体装置の入出力する信号の内、高速な物においてはダンピング抵抗やEMIフィルタなどを挿入している。高速化に伴いこれらのノイズ対策用部品の追加は増加する傾向にあるが、これらの実装面積は馬鹿にならない。最初に示したように小型化も求められている事から、ノイズ対策用部品の低減が課題となっている。ノイズ対策用部品の低減の従来の技術としては、例えば特許文献1に記載されている方法がある。特許文献1には半導体装置の導電パターン上にチップ抵抗などの部品を配置して、マザーボードにチップ部品を配置しない事により実装密度を向上させる方法が記載されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2003−37239号公報 (段落0023−0028)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような構成では、半導体素子の導電パターン上に新たにチップ部品を固着する必要があることから、半導体素子の実装工法が複雑になるという問題と、チップ部品を越える長さの金属細線が必要であることから、金属細線のコストが上がるという問題が生じていた。
【0005】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、半導体素子の実装工法が複雑にならず、金属細線のコストが上がらない半導体装置の実装構造を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
第一の本発明(請求項1に対応)は、導電パターン上に固着された半導体素子と、前記半導体素子の電極に一端を接続され、他端を金属ボールに接続する半導体装置において、ノイズ対策が求められる前記半導体素子の電極には前記金属ボールにダンピングのための抵抗値を持たせた金属ボールを使用することを特徴とする。
【0007】
第二の本発明(請求項2に対応)は、第一の本発明において、前記金属ボールは、抵抗値の小さい導電性の金属ボールと抵抗値の大きい抵抗性の金属ボールから選択される事を特徴とする。
【0008】
第三の本発明(請求項3に対応)は、第一の本発明において、前記半導体素子は、絶縁性樹脂により封止される事を特徴とする。
【0009】
第四の本発明(請求項4に対応)は、第一の本発明において、前記抵抗性の金属ボールは、絶縁製のボールの表面に導電性の金属薄膜を形成することを特徴とする。
【0010】
第五の本発明(請求項5に対応)は、第四の本発明において、前記抵抗性の金属ボールの抵抗値の調整は前記導電性の金属薄膜の材質または厚さを調整して行なうことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下では、当該発明にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
【0012】
(実施の形態1)
以下本発明の実施の形態1を図面を参照しながら説明する。
【0013】
図1は本発明の実施の形態1におけるマザーボードのプリント基板との接続形態を示すものである。
【0014】
図1において、6は半導体モジュールであり、後述するLSIや抵抗、コンデンサなどの部品をプリント基板上に集積するユニットである。1および2は、モジュール6に用いる電子部品であり、例えば1は抵抗やコンデンサなどの部品、2はLSIなどの半導体素子である。4そして7はモジュール6の接合用の部品であるが、4は導電性の金属ボールであり、7は抵抗性の金属ボールである。8はモジュールを形成する為のプリント基板である。5はモジュールを実装するマザーボードのプリント基板である。3は半田ペーストで、金属ボール4および7をプリント基板8および5に電気的、物理的に接続する。半導体素子2の入出力信号などには高周波数でスイッチングされる信号があり、これらの信号にはEMIやノイズ対策としてダンピング抵抗を仲介させてEMIやノイズを低減させるが、本発明ではモジュール6とマザーボードのプリント基板5を接合する部品である金属ボールに抵抗値を持たせたものを用意し、ダンピングを施す適所に半田ペースト3を用いて実装する。
【0015】
図2を用いて金属ボールの実装後を示す。図2はモジュールを底面から見た図である。23はモジュールのプリント基板、21は導電性の金属ボール、22は抵抗性の金属ボール、24は部品面に実装されている半導体素子を示している。図2で示すように、抵抗性のボールが混在して実装される事が分かる。この実装の選択は通常のマウンタ設備を用いて、予めダンピングの必要な信号の場所を抵抗性の金属ボールを実装するように、そしてダンピングの不要な信号には導電性の金属ボールを実装するようにプログラミングさせておく事で実装可能である。
【0016】
図3に抵抗性金属ボールの構造を示す。31は金属薄膜であり、32は絶縁体である。抵抗値は抵抗率×長さ/断面積で求められる事は一般的である。図3では、導電性の金属薄膜を安価なセラミックなどの絶縁体のボールの表面に形成し、その金属薄膜の材質または厚さを調整する事で、前述した公式における抵抗率または断面積を変化させる事で金属ボールの抵抗値を調整する事ができる。ここで抵抗値の高い金属ボールを得る為には、抵抗率の高い金属を用い、薄膜の厚さを薄くする事で実現することができる。
【0017】
以上のように本発明の実施の形態においては、半導体素子の導電パターン上に新たにチップ部品を固着する必要が無いことから、半導体素子の実装工法が複雑になるという問題が生じない。またチップ部品を越える長さの金属細線が必要でないことから、金属細線のコストが上がるという問題が生じない。そして、半導体阻止を樹脂で封止した後にも、抵抗性のボールの配置を変更する事ができるため、より融通の高いノイズ対策が可能となる。
【0018】
【発明の効果】
以上のように本発明の半導体装置の実装構造は、マザーボードとの接合のために従来一様に導電性の金属ボールを用いた構造に対し、適所にノイズ対策用の抵抗性の金属ボールを代わりに配置することで、簡易に低コストにダンピング抵抗を半導体装置に形成する事ができる。それにより、マザーボードのプリント基板上のダンピング抵抗を削減することが可能となるために、実装密度を上げる事ができる。そして、抵抗性のボールの配置の変更によりノイズ対策の場所を簡単に変更可能となることから、融通の高いノイズ対策が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるマザーボードのプリント基板との接続形態図
【図2】本発明の実施の形態1における金属ボールの実装図
【図3】本発明の実施の形態1における抵抗性金属ボールの構造図
【符号の説明】
1 電子部品
2 半導体素子
3 半田ペースト
4 導電性金属ボール
5 マザーボードのプリント基板
6 モジュール
7 抵抗性金属ボール
8 モジュールのプリント基板
21 導電性金属ボール
22 抵抗性金属ボール
23 モジュールのプリント基板
24 半導体素子
31 金属薄膜
32 絶縁体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device such as an LSI or a mounting structure of a module which is a unit in which the semiconductor device is mounted on a printed circuit board.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, the mobility of electric devices has been rapidly increasing, and miniaturization of semiconductor devices used in the devices has been progressing in order to make the devices smaller. In addition, miniaturization of the module that integrates functions is also progressing. On the other hand, higher performance is demanded by users, and the processing speed of microcomputers and the like may be improved year by year, and the operating frequency of semiconductor devices is also increasing. Higher operating frequencies cause EMI degradation in equipment and increase noise for other components. In order to cope with such a problem, a damping resistor, an EMI filter, and the like are inserted in a high-speed signal among signals input and output by the semiconductor device. With the increase in speed, the addition of these noise suppression components tends to increase, but their mounting area does not become stupid. Since the miniaturization is also required as shown at the beginning, the reduction of the noise countermeasure parts is an issue. As a conventional technique for reducing the number of components for noise suppression, for example, there is a method described in
[0003]
[Patent Document 1]
JP, 2003-37239, A (paragraph 0023-0028)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above configuration, since it is necessary to newly fix the chip component on the conductive pattern of the semiconductor device, there is a problem that the mounting method of the semiconductor device becomes complicated, and a thin metal wire having a length exceeding the chip component. Is required, so that there has been a problem that the cost of the thin metal wire increases.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device mounting structure in which a method of mounting a semiconductor element is not complicated and a cost of a thin metal wire is not increased.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention (corresponding to claim 1) provides a semiconductor device fixed on a conductive pattern and a semiconductor device having one end connected to an electrode of the semiconductor element and the other end connected to a metal ball. A metal ball having the metal ball having a resistance value for damping is used as an electrode of the semiconductor element which requires the following.
[0007]
According to a second invention (corresponding to claim 2), in the first invention, the metal ball is selected from a conductive metal ball having a small resistance value and a resistance metal ball having a large resistance value. It is characterized by.
[0008]
A third invention (corresponding to claim 3) is characterized in that, in the first invention, the semiconductor element is sealed with an insulating resin.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention (corresponding to claim 4), in the first aspect of the invention, the resistive metal ball is formed by forming a conductive metal thin film on the surface of an insulating ball.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention (corresponding to claim 5), in the fourth aspect of the present invention, the resistance value of the resistive metal ball is adjusted by adjusting the material or thickness of the conductive metal thin film. It is characterized by.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
(Embodiment 1)
Hereinafter,
[0013]
FIG. 1 shows a connection mode of a motherboard to a printed circuit board according to the first embodiment of the present invention.
[0014]
In FIG. 1,
[0015]
FIG. 2 shows a state after mounting the metal balls. FIG. 2 is a view of the module as viewed from the bottom. 23 is a printed circuit board of the module, 21 is a conductive metal ball, 22 is a resistive metal ball, and 24 is a semiconductor element mounted on the component surface. As shown in FIG. 2, it can be seen that resistive balls are mounted in a mixed manner. The choice of this mounting is to use a conventional mounting equipment to mount resistive metal balls in advance for the locations of signals that need damping, and to mount conductive metal balls for signals that do not need damping. It can be implemented by letting it be programmed.
[0016]
FIG. 3 shows the structure of the resistive metal ball. 31 is a metal thin film and 32 is an insulator. It is general that the resistance value is obtained by resistivity × length / cross-sectional area. In FIG. 3, a conductive metal thin film is formed on the surface of an insulating ball such as an inexpensive ceramic and the material or thickness of the metal thin film is adjusted to change the resistivity or the cross-sectional area in the above-described formula. By doing so, the resistance value of the metal ball can be adjusted. Here, in order to obtain a metal ball having a high resistance value, it can be realized by using a metal having a high resistivity and reducing the thickness of the thin film.
[0017]
As described above, in the embodiment of the present invention, it is not necessary to newly fix a chip component on the conductive pattern of the semiconductor element, and therefore, there is no problem that the mounting method of the semiconductor element becomes complicated. Further, since a metal thin wire having a length exceeding the chip component is not required, there is no problem that the cost of the metal thin wire increases. Then, even after the semiconductor block is sealed with resin, the arrangement of the resistive balls can be changed, so that more flexible noise countermeasures can be taken.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, the mounting structure of the semiconductor device according to the present invention is different from the conventional structure using uniformly conductive metal balls for bonding with the motherboard, in which resistive metal balls for noise suppression are substituted in place. In this case, the damping resistor can be easily formed on the semiconductor device at low cost. This makes it possible to reduce the damping resistance on the printed circuit board of the motherboard, thereby increasing the mounting density. Since the location of the noise countermeasure can be easily changed by changing the arrangement of the resistive balls, a highly flexible noise countermeasure is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a connection configuration between a mother board and a printed circuit board according to the first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a mounting diagram of metal balls according to the first embodiment of the present invention; FIG. Structural diagram of resistive metal ball [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003148729A JP2004356147A (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Mounting structure for semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003148729A JP2004356147A (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Mounting structure for semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004356147A true JP2004356147A (en) | 2004-12-16 |
Family
ID=34045019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2003148729A Pending JP2004356147A (en) | 2003-05-27 | 2003-05-27 | Mounting structure for semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004356147A (en) |
-
2003
- 2003-05-27 JP JP2003148729A patent/JP2004356147A/en active Pending
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