JP2007318049A - Semiconductor circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、集積回路部品と回路基板の間にキャパシタを実装した半導体回路装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor circuit device in which a capacitor is mounted between an integrated circuit component and a circuit board.
高性能な集積回路チップ(以下、ICチップ)は、電源線上のノイズを除く役割を担うバイパスキャパシタや、他回路からのノイズ進入を防ぐためのデカップリングキャパシタ必要とする場合がある。その際、ICチップの端子から出来るだけ近い距離に、キャパシタを実装すれば、ICチップの端子とキャパシタの間の配線における等価抵抗成分(ESR)や等価インダクタンス成分(ESL)が低減することができる。等価抵抗成分(ESR)や等価インダクタンス成分(ESL)が低いほど、ノイズ除去の効果は大きい。特に、ノイズ除去のためには、ICチップの直下にバイパスキャパシタやデカップリングキャパシタを実装することが望ましい。 A high-performance integrated circuit chip (hereinafter referred to as an IC chip) may require a bypass capacitor that plays a role of removing noise on the power supply line and a decoupling capacitor for preventing noise from entering from other circuits. At that time, if the capacitor is mounted as close as possible to the terminal of the IC chip, the equivalent resistance component (ESR) and the equivalent inductance component (ESL) in the wiring between the terminal of the IC chip and the capacitor can be reduced. . The lower the equivalent resistance component (ESR) and the equivalent inductance component (ESL), the greater the noise removal effect. In particular, in order to remove noise, it is desirable to mount a bypass capacitor or a decoupling capacitor directly under the IC chip.
図1は、従来技術によって回路基板31の一方の面にバイパスキャパシタ34を実装し、他方の面にBGA(Ball Grid Array)−IC30を実装したものを回路基板31の裏面からみた状態を示す。また、図2は、図1のA−A’矢視断面図である。BGA−IC30は半田ボール32を介して、複数のビア33が設けられた回路基板31に実装されている。BGA−IC30の端子からできるだけ近い距離に、バイパスキャパシタ34を電気的に接続することをねらって、バイパスキャパシタ34は、回路基板31の裏面に実装されている。図1及び図2に示すように、回路基板31が多層であって層間を接続するメッキ穴(ビア33)を有する場合、バイパスキャパシタ34を実装するために、バイパスキャパシタ34を実装する場所にはビア33を設けることができない。 FIG. 1 shows a state in which a bypass capacitor 34 is mounted on one surface of a circuit board 31 and a BGA (Ball Grid Array) -IC 30 is mounted on the other surface as viewed from the back surface of the circuit board 31 according to the prior art. 2 is a cross-sectional view taken along arrow A-A ′ of FIG. The BGA-IC 30 is mounted on a circuit board 31 provided with a plurality of vias 33 via solder balls 32. The bypass capacitor 34 is mounted on the back surface of the circuit board 31 in order to electrically connect the bypass capacitor 34 as close as possible to the terminal of the BGA-IC 30. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, when the circuit board 31 is a multilayer and has plated holes (vias 33) connecting the layers, there is a place where the bypass capacitor 34 is mounted in order to mount the bypass capacitor 34. The via 33 cannot be provided.
一方、近年、ICチップの内部回路の高集積化や回路基板に実装する電子部品の縮小化、高密度化に伴い、BGA−IC等のICチップの端子の多ピン化及び狭ピッチ化が進んでいる。 On the other hand, in recent years, with the high integration of internal circuits of IC chips and the miniaturization and high density of electronic components mounted on circuit boards, the number of pins of IC chips such as BGA-ICs and the reduction in pitch have progressed. It is out.
したがって、ICチップの電源端子の個数も増加し、それに応じて必要とされるバイパスキャパシタ等の個数も増加している。また、キャパシタそのものの大きさが縮小する傾向にある。 Therefore, the number of power supply terminals of the IC chip is increased, and the number of bypass capacitors and the like required is increased accordingly. In addition, the size of the capacitor itself tends to be reduced.
他方、回路基板に実装するICチップは、ノイズの進入を受けることがあるとともに、自らノイズを放射することもある。また、ICチップの動作中には、ICチップ自身から熱が発生することもある。 On the other hand, an IC chip mounted on a circuit board may receive noise and may emit noise itself. In addition, during the operation of the IC chip, heat may be generated from the IC chip itself.
特許文献1に、並列接続された容量が異なる複数個のキャパシタを両端一対の端子で一体化した複合キャパシタが開示されている。
また、特許文献2に、プラスチック基体と、この基体の第1の面から第2の面まで貫通している複数の導電部材とを有する接続部材であって、前記基体の第1の面と第2の面の少なくとも片面に、前記複数の導電部材のうちの隣接する少なくとも一組の導電部材間に電気的に接続された、これらの導電部材を覆わない薄膜キャパシタが形成されており、前記薄膜キャパシタを構成する誘電体層が、隣接する一組の導電部材の間に形成された単位キャパシタごとに分離されていることを特徴とする、薄膜キャパシタ付き接続部材が開示されている。
Further,
また、特許文献3に、少なくとも一方の面に第1及び第2電極を有する半導体素子と、半導体素子の搭載面に第1及び第2接続パッドを有する配線基板と、前記半導体素子の前記一面を前記配線基板の搭載面側に向けて配置し、これらの間にわずかな隙間が形成されるように、前記第1電極と前記第1接続パッドとの間を電気的に接続する接続手段と、前記半導体素子の第2電極の領域と前記配線基板の第2接続パッドの領域との間の前記隙間に配置された特定の付加機能を有する素子と、を具備し、該付加機能素子は一方の面で前記第2電極に接続され、他方の面で前記第2接続パッドに接続されて特定の電気的機能を発揮するようにされていることを特徴とする、付加機能を有する半導体装置が開示されている。
また、特許文献4に、内部に半導体ICを収容し、底面に他の装置との接続のために複数のパッドが設けられたBGAパッケージにおいて、前記複数のパッドのうちの少なくとも1つに、回路部品が接続されたことを特徴とするBGAパッケージが開示されている。
本発明の目的は、回路基板とICチップとキャパシタ部品を備え、回路基板とICチップの間に設けられたキャパシタ部品が、ICチップとキャパシタとの間の配線におけるノイズを除去することができる半導体回路装置と、当該半導体回路装置及び当該キャパシタ部品の製造方法とを提供することである。 An object of the present invention is a semiconductor that includes a circuit board, an IC chip, and a capacitor component, and the capacitor component provided between the circuit board and the IC chip can remove noise in the wiring between the IC chip and the capacitor. It is to provide a circuit device and a method for manufacturing the semiconductor circuit device and the capacitor component.
本発明の目的は、回路基板とICチップとキャパシタ部品を備え、回路基板とICチップの間に設けられたキャパシタ部品が、ICチップへのノイズの進入及びICチップからのノイズの放射を防止することができる半導体回路装置と、当該半導体回路装置及び当該キャパシタ部品の製造方法とを提供することである。 An object of the present invention includes a circuit board, an IC chip, and a capacitor component, and the capacitor component provided between the circuit board and the IC chip prevents noise from entering the IC chip and radiating noise from the IC chip. A semiconductor circuit device that can be used, and a method for manufacturing the semiconductor circuit device and the capacitor component.
本発明の目的は、回路基板とICチップとキャパシタ部品を備え、回路基板とICチップの間に設けられたキャパシタ部品が、ICチップから発生する熱を伝導、放射することができる半導体回路装置と、当該半導体回路装置及び当該キャパシタ部品の製造方法とを提供することである。 An object of the present invention is to provide a semiconductor circuit device including a circuit board, an IC chip, and a capacitor component, and a capacitor component provided between the circuit board and the IC chip can conduct and radiate heat generated from the IC chip. And providing a method of manufacturing the semiconductor circuit device and the capacitor component.
本発明の目的は、回路基板とICチップとキャパシタ部品を備え、回路基板とICチップの間に複数のキャパシタを高密度かつ短時間に実装して製造することができる半導体回路装置と、当該半導体回路装置及び当該キャパシタ部品の製造方法とを提供することである。 An object of the present invention is to provide a semiconductor circuit device that includes a circuit board, an IC chip, and a capacitor component, and can be manufactured by mounting a plurality of capacitors between the circuit board and the IC chip at high density and in a short time, and the semiconductor It is to provide a circuit device and a method for manufacturing the capacitor component.
以下に、(発明を実施するための最良の形態)で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、(特許請求の範囲)の記載と(発明を実施するための最良の形態)との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、(特許請求の範囲)に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 Hereinafter, means for solving the problem will be described using the numbers used in (Best Mode for Carrying Out the Invention). These numbers are added to clarify the correspondence between the description of (Claims) and (Best Mode for Carrying Out the Invention). However, these numbers should not be used to interpret the technical scope of the invention described in (Claims).
本発明の半導体回路装置(100)は、回路基板(3)と、集積回路部品(1)と、回路基板(3)と集積回路部品(1)との間に設けられ、貫通導体(2b)を有し、集積回路部品(1)の特定端子を貫通導体(2b)を介して回路基板(3)上のパターン(3b)に接続するキャパシタ部品(2)とを具備し、キャパシタ部品(2)は、パターン(3b)に接続された第1端子(2d)と予め決められた電圧に接続された第2端子(2a)とを有し、第1端子(2d)と第2端子(2a)の間にキャパシタ(2c)を有する半導体回路装置。 The semiconductor circuit device (100) of the present invention is provided between the circuit board (3), the integrated circuit component (1), the circuit board (3), and the integrated circuit component (1), and the through conductor (2b). And a capacitor component (2) for connecting a specific terminal of the integrated circuit component (1) to the pattern (3b) on the circuit board (3) through the through conductor (2b). ) Has a first terminal (2d) connected to the pattern (3b) and a second terminal (2a) connected to a predetermined voltage, the first terminal (2d) and the second terminal (2a). A semiconductor circuit device having a capacitor (2c) between them.
本発明の半導体回路装置(100)において、キャパシタ部品(2)は、集積回路部品(1)と同等以上の平面サイズを有する。 In the semiconductor circuit device (100) of the present invention, the capacitor component (2) has a planar size equal to or greater than that of the integrated circuit component (1).
本発明の半導体回路装置(100)において、キャパシタ部品(2)は、複数個の貫通導体(2b)を備える。 In the semiconductor circuit device (100) of the present invention, the capacitor component (2) includes a plurality of through conductors (2b).
本発明の半導体回路装置(100)において、キャパシタ部品(2)は、複数個のキャパシタ(2c)を備える。 In the semiconductor circuit device (100) of the present invention, the capacitor component (2) includes a plurality of capacitors (2c).
本発明の半導体回路装置(100)において、複数個のキャパシタ(2c)は、複数の種類の容量を備える。 In the semiconductor circuit device (100) of the present invention, the plurality of capacitors (2c) includes a plurality of types of capacitors.
本発明の半導体回路装置(100)において、キャパシタ部品(2)の第2端子(2a)は、接地(2g)に接続される。 In the semiconductor circuit device (100) of the present invention, the second terminal (2a) of the capacitor component (2) is connected to the ground (2g).
本発明の半導体回路装置(100)において、回路基板(3)上のパターン(3b)は、複数の前記第1端子(2d)と接続する。 In the semiconductor circuit device (100) of the present invention, the pattern (3b) on the circuit board (3) is connected to the plurality of first terminals (2d).
本発明の半導体回路装置(100)において、キャパシタ部品(2)は、貫通導体(2b)と、キャパシタ(2c)及び第1端子(2d)及び第2端子(2a)との間に絶縁体(2f)を備える。 In the semiconductor circuit device (100) of the present invention, the capacitor component (2) includes an insulator (between the through conductor (2b), the capacitor (2c), the first terminal (2d), and the second terminal (2a). 2f).
本発明のキャパシタ部品(2)は、本発明の半導体回路装置(100)で使用される。 The capacitor component (2) of the present invention is used in the semiconductor circuit device (100) of the present invention.
本発明の半導体回路装置(10000)の製造方法は、回路基板(3)の上に、第一の半田を印刷する工程と、第一の半田の上に、キャパシタ部品(2)をマウントする工程と、キャパシタ部品(2)がマウントされた回路基板(3)を加熱し、キャパシタ部品(2)を回路基板(3)に接合する工程と、キャパシタ部品(2)の上に第二の半田を印刷する工程と、第二の半田の上に集積回路部品(1)をマウントする工程と、集積回路部品(1)がマウントされたキャパシタ部品(2)及び回路基板(3)を加熱し、集積回路部品(1)をキャパシタ部品(2)に接合する工程とを備えている。 The method for manufacturing a semiconductor circuit device (10000) of the present invention includes a step of printing a first solder on a circuit board (3) and a step of mounting a capacitor component (2) on the first solder. And heating the circuit board (3) on which the capacitor component (2) is mounted, joining the capacitor component (2) to the circuit board (3), and applying a second solder on the capacitor component (2). The step of printing, the step of mounting the integrated circuit component (1) on the second solder, the capacitor component (2) on which the integrated circuit component (1) is mounted, and the circuit board (3) are heated and integrated. Joining the circuit component (1) to the capacitor component (2).
本発明のキャパシタ部品(2)の製造方法は、抵抗値が0Ωであるチップ抵抗(110)とチップキャパシタ(120)を治具(130)にマウントする工程と、チップ抵抗(110)とチップキャパシタ(120)の間に接着剤(140)を注入する工程と、チップキャパシタ(120)の上面に半田(150)を印刷する工程とを備えている。 The method of manufacturing a capacitor component (2) according to the present invention includes a step of mounting a chip resistor (110) having a resistance value of 0Ω and a chip capacitor (120) on a jig (130), a chip resistor (110), and the chip capacitor. (120) and a step of injecting an adhesive (140) and a step of printing solder (150) on the upper surface of the chip capacitor (120).
本発明によれば、回路基板とICチップとキャパシタ部品を備え、回路基板とICチップの間に設けられたキャパシタ部品が、ICチップとキャパシタとの間の配線におけるノイズを除去することができる半導体回路装置と、当該半導体回路装置及び当該キャパシタ部品の製造方法とが提供される。 According to the present invention, a semiconductor device including a circuit board, an IC chip, and a capacitor component, and the capacitor component provided between the circuit board and the IC chip can remove noise in the wiring between the IC chip and the capacitor. A circuit device, a semiconductor circuit device, and a method for manufacturing the capacitor component are provided.
本発明によれば、回路基板とICチップとキャパシタ部品を備え、回路基板とICチップの間に設けられたキャパシタ部品が、ICチップへのノイズの進入及びICチップからのノイズの放射を防止することができる半導体回路装置と、当該半導体回路装置及び当該キャパシタ部品の製造方法とが提供される。 According to the present invention, a circuit board, an IC chip, and a capacitor component are provided, and the capacitor component provided between the circuit board and the IC chip prevents noise from entering the IC chip and radiating noise from the IC chip. A semiconductor circuit device that can be used, and a method for manufacturing the semiconductor circuit device and the capacitor component are provided.
本発明によれば、回路基板とICチップとキャパシタ部品を備え、回路基板とICチップの間に設けられたキャパシタ部品が、ICチップから発生する熱を伝導、放射することができる半導体回路装置と、当該半導体回路装置及び当該キャパシタ部品の製造方法とが提供される。 According to the present invention, there is provided a semiconductor circuit device including a circuit board, an IC chip, and a capacitor component, wherein the capacitor component provided between the circuit board and the IC chip can conduct and radiate heat generated from the IC chip. The semiconductor circuit device and the capacitor component manufacturing method are provided.
本発明によれば、回路基板とICチップとキャパシタ部品を備え、回路基板とICチップの間に複数のキャパシタを高密度かつ短時間に実装して製造することができる半導体回路装置と、当該半導体回路装置及び当該キャパシタ部品の製造方法とが提供される。 According to the present invention, a semiconductor circuit device including a circuit board, an IC chip, and a capacitor component, and capable of being manufactured by mounting a plurality of capacitors between the circuit board and the IC chip in high density and in a short time, and the semiconductor A circuit device and a method for manufacturing the capacitor component are provided.
添付図面を参照して、本発明の半導体回路装置、半導体回路装置に用いるキャパシタ部品、当該半導体回路装置及び当該キャパシタ部品の製造方法の実施の形態を以下に説明する。 Embodiments of a semiconductor circuit device, a capacitor component used in the semiconductor circuit device, a semiconductor circuit device, and a method of manufacturing the capacitor component will be described below with reference to the accompanying drawings.
図3は、回路基板3に、キャパシタ部品2及びBGA−IC1を実装し構成した半導体回路装置100を示す外観斜視図である。図4Aは、キャパシタ部品2を示す外観斜視図である。また、図5は、回路基板3を示す外観斜視図である。
FIG. 3 is an external perspective view showing a semiconductor circuit device 100 in which the
図4Aに示すキャパシタ部品2について説明する。キャパシタ部品2は、貫通導体2bと、グラウンド端子2gと、キャパシタ2cの両端にグラウンド層2aもしくはキャパシタ・セルの電極2dを有するキャパシタ・セル40とが一体となったものである。キャパシタ・セルの電極2dは、回路基板3側と電気的に接続する。また、貫通導体2bとキャパシタ・セル40との間には絶縁体2fを設け、電気的に絶縁する。また、キャパシタ・セル40同士が隣接する場合は、隣り合うキャパシタ・セル40のキャパシタ2cの間及びキャパシタ・セルの電極2dの間も、絶縁体2fを設け電気的に絶縁する。なお、キャパシタ部品2を構成する全てのキャパシタ・セル40のBGA−IC1に対面する側は、べた面として一体形成されたグラウンド層2aがキャパシタ2cと接合されている。つまり、キャパシタ・セル40を構成している全てのキャパシタ2cは、グラウンド層2aと電気的に接続する。また、図3に示すように、キャパシタ部品2の外形の大きさ(平面サイズ)は、BGA−IC1の外形の大きさと、同等あるいはより大きな外形となる。
The
貫通導体2bの個数と、BGA−IC1に実装済みの半田ボール1aの個数は、同数である。キャパシタ・セル40とグラウンド端子2gと貫通導体2bの各々は、半田ボール2eを介して回路基板3と電気的に接続される。
The number of through
本発明のキャパシタ部品2の製造方法について図4A及び図4Bを参照して説明する。以下の説明におけるカッコ内の番号は、図4Bの番号と対応している。ただし、本発明のキャパシタ部品2の製造方法は、以下に説明する方法に限られるものではなく、他の多くの方法が可能である。
A method of manufacturing the
(1)貫通導体2bになるものとして、抵抗値が0Ωのチップ抵抗110を用意する。さらにグラウンド端子2gになるものとして、やはり抵抗値が0Ωのチップ抵抗110を用意する。貫通導体2bあるいはグラウンド端子2gは、導電性に優れた材料であれば、チップ抵抗110でなくてもよく、銅材をダイシング等により切り出して形成した部材でもよい。キャパシタ・セル40になるものとして、必要な容量を備えたチップキャパシタ120を用意する。
(1) A
チップ抵抗110及びチップキャパシタ120をマウンタ装置等を用いて、治具130にマウントする。治具130は、金属あるいはカーボン、セラミック等によってつくられる。ただし、治具130は後工程にて加熱されることがあるため、耐熱性を有する材料であることが好ましい。治具130の表面には、チップ抵抗110及びチップキャパシタ120がマウントされる位置に応じて、若干の深さをもった図示しない凹部が設けられており、チップ抵抗110及びチップキャパシタ120を位置決めする。また、チップ抵抗110とチップキャパシタ120は、絶縁体2fの厚さの分だけ離れて治具130の上にマウントされる。
The
(2)次に、絶縁体2fとなるものとして、接着剤140をディスペンサ装置等で、チップ抵抗110とチップキャパシタ120の隙間をねらって注入する。接着剤140は、例えばエポキシ樹脂系を用いる。絶縁体2fは、電気を絶縁する性質を有するものであればよいので、ポリイミド系接着剤等を使うこともできる。ただし、キャパシタ部品2は、後述する工程等でリフローにて加熱されるため、接着剤140は、耐熱性を有する材料であることが好ましい。ここで、チップキャパシタ120に接着剤140が付着しないようにマスク等をかけていてもよい。
(2) Next, as an insulator 2f, an adhesive 140 is injected with a dispenser device or the like, aiming at the gap between the
(3)次に上記接着剤140を硬化させる。用いる接着剤140の性質に応じて、常温硬化させてもよく、リフローに入れる等して加熱硬化させてもよい。 (3) Next, the adhesive 140 is cured. Depending on the properties of the adhesive 140 to be used, it may be cured at room temperature, or may be cured by heating by being put in a reflow.
(4)さらに、半田印刷機等を用いて、チップキャパシタ120の上に半田150を印刷する。半田150は、ディスペンサ装置等を用いて、チップキャパシタ120の上に塗布してもよい。なお、この半田ペースト150が、グラウンド層2aを形成することになる。
(4) Further, the
(5)次に、リフローによって、半田150が加熱溶融され、半田150はチップキャパシタ120の上面に接合される。
(5) Next, the
このようにして、本発明にかかるキャパシタ部品2が、製造される。
In this way, the
図5に示す回路基板3について説明する。回路基板3は、プラスチックの板に薄い銅箔を密着して貼り付け、必要な電気配線(図示しない電気配線やフットプリント3b、グラウンド層3c)のパターンのレジストをプリントし、不要な部分をエッチングで除いて作られる。また、回路基板3の厚さ方向に多層にわたる配線が必要な場合は、ビア3aを設ける。フットプリント3bやグラウンド層3c及び図示しない電気配線の形状は、回路基板3の設計者がCADなどを用いて任意に設計する。なお、グラウンド層3cは、接地することを目的として設けられている。
The
次にBGA−IC1とキャパシタ部品2を回路基板3の上に実装する方法について説明する。図3、図6を参照して、キャパシタ部品2と、BGA−IC1を回路基板3に実装する方法を説明する。
Next, a method for mounting the BGA-
最初に、半田印刷機等によって、半田ペーストが、回路基板3の上面に塗布される(S2)。
First, a solder paste is applied to the upper surface of the
次にマウンタ装置等によって、回路基板3の上に、キャパシタ部品2や他の各種ICチップがマウントされる(S3)。この際、すでにキャパシタ部品2の上にBGA−IC1が実装されている場合は、それらをリフローへ移動する(S4)。そして、それらをリフロー内で加熱する。回路基板3に塗布した半田ペースト及びキャパシタ部品2の下に実装されている半田ボール2eが溶融し(S8)、キャパシタ部品2は回路基板3と接合し、実装を完了する(S9)。
Next, the
一方、キャパシタ部品2の上にBGA−IC1が実装されていない場合(S4)について説明する。半田印刷機等によって半田ペーストが回路基板3の上面に塗布された後(S2)、マウンタ装置等によって、キャパシタ部品2や各種ICチップを回路基板3にマウント(S3)する。そして、それらをリフローへ移動する。そして、リフロー内でそれを加熱する。回路基板3に塗布した半田ペースト及びキャパシタ部品2の下に実装されている半田ボール2eが溶融し(S5)、キャパシタ部品2は回路基板3と接合する。
On the other hand, the case where the BGA-
その後、半田印刷機等によって、半田ペーストがキャパシタ部品2の上面に塗布される(S6)。
Thereafter, a solder paste is applied to the upper surface of the
そして、マウンタ装置等によって、キャパシタ部品2の上にBGA−IC1がマウントされる(S7)。図3に示すように、本発明のキャパシタ部品2の外形の大きさ(平面サイズ)は、BGA−IC1の外形の大きさと、同等あるいはより大きいため、複数の小さなチップコンデンサをBGA−IC1と回路基板3の間に実装する場合に比べ、実装が容易である。
Then, the BGA-
その後、それらをリフローに入れ、リフロー内で加熱する。キャパシタ部品2の上に塗布した半田ペースト及びBGA−IC1の下に実装されている半田ボール1aが溶融し(S8)、集積回路部品1はキャパシタ部品2と接合し、実装を完了する(S9)。
They are then placed in a reflow and heated in the reflow. The solder paste applied on the
図3を参照して、実装後の各部品の電気的な接続について以下に説明する。BGA−IC1の端子は、半田ボール1aを介してキャパシタ部品2の貫通導体2bと電気的に接続する。また、キャパシタ部品2の貫通導体2bは、半田ボール2eを介して回路基板3のフットプリント3bとも電気的に接続する。
With reference to FIG. 3, the electrical connection of each component after mounting will be described below. The terminal of the BGA-
さらにキャパシタ・セル40のキャパシタ・セルの電極2dは、半田ボール2eを介して回路基板3のフットプリント3bと電気的に接続する。あるいは、フットプリント3bの面積の大きさを変えることによって、キャパシタ・セルの電極2dがフットプリント3dと電気的に接続しないようにすることもできる。
Further, the capacitor cell electrode 2d of the
また、キャパシタ・セル40は、グラウンド層2aを介し、グラウンド端子2gと接続し、グラウンド端子2gは、回路基板3のグラウンド層3cと電気的に接続し接地する。
The
次に、BGA−IC1が、バイパスキャパシタとして本発明のキャパシタ部品2を用いる場合の動作について説明する。
Next, the operation when the BGA-
図7は、BGA−IC1とキャパシタ部品2が、回路基板3に実装された状態の断面図を示す。
FIG. 7 shows a cross-sectional view of a state in which the BGA-
まず、BGA−IC1の、ある端子に対してバイパスキャパシタを適用しない場合から説明する。バイパスキャパシタを適用しない端子1bは、キャパシタ部品2の貫通導体2bと電気的に接続する。貫通導体2bは、回路基板3のフットプリント3bを小さくしたフットプリント小10aとも電気的に接続する。回路基板3の設計者は、フットプリント小10aがキャパシタ部品2の貫通導体2bにのみ、電気的に接続することを意図して設計している。したがって、キャパシタ・セルの電極2dは、フットプリント小10aとは電気的に接続しないので、BGA−IC1のバイパスキャパシタを適用しない端子1bは、キャパシタ部品2のキャパシタ・セル40と電気的に接続しないことになる。
First, the case where the bypass capacitor is not applied to a certain terminal of the BGA-
次に、BGA−IC1の、ある端子にバイパスキャパシタを適用する場合について説明する。バイパスキャパシタを適用する端子1cは、キャパシタ部品2の貫通導体2bと電気的に接続する。貫通導体2bは、回路基板3のフットプリント3bを大きくしたフットプリント大10bとも電気的に接続する。回路基板3の設計者は、フットプリント大10bがキャパシタ部品2の貫通導体2bとキャパシタ・セルの電極2dの両方と電気的に接続することを意図して設計している。したがって、BGA−IC1のバイパスキャパシタを適用する端子1cは、キャパシタ部品2のキャパシタ・セル40と電気的に接続し、さらにキャパシタ・セル40はグラウンド層2aを介して、さらにグラウンド端子2gを介して回路基板3のグラウンド層3cに電気的に接続することになる。
Next, a case where a bypass capacitor is applied to a certain terminal of the BGA-
図8は、図7を回路図として展開したものであり、動作等についての説明は省略する。 FIG. 8 is a development of FIG. 7 as a circuit diagram, and a description of the operation and the like is omitted.
以上のように、バイパスキャパシタの役目を担うキャパシタ部品2を、ICチップの直下に実装することにより、ICチップとバイパスキャパシタの間にある配線における等価抵抗成分(ESR)や等価インダクタンス成分(ESL)を低減することができる。つまり、ICチップとバイパスキャパシタとの間の配線におけるノイズ除去が可能となる。
As described above, by mounting the
さらに、回路基板3のフットプリント3bの面積の大きさを任意に設計することによって、そのフットプリント3bと、キャパシタ部品2の貫通導体2b及びキャパシタ・セルの電極2d、あるいはグラウンド端子2gとの電気的な接続をするのか否かの選択が可能となる。つまり、ICチップの任意の端子に対して、バイパスキャパシタを接続するか否かの選択が可能となる。
Furthermore, by designing the size of the area of the footprint 3b of the
図9は、本実施例におけるキャパシタ部品2を上面から見た図である。図9に示すように、図4A中の貫通導体2bに相当する貫通導体が数箇所と、グラウンド端子2gに相当するグラウンド端子が数箇所と、キャパシタ・セル40の容量を0.1μFとしたキャパシタ・セル40が数箇所と、キャパシタ・セル40の容量を10μFとしたキャパシタ・セル40が数箇所、格子状に配置されている。また、図10は、図9に示すキャパシタ部品2を実装するために用いる回路基板3を上面からみた図であり、フットプリント3bの配置を示している。なお、図9においては、絶縁体2fの図示を省略している。また、本実施例によれば、キャパシタ・セル40と貫通導体2bとグラウンド端子2gの各々が正方形断面で、格子状に配置しているが、断面形状は、円形や楕円、矩形であってもよい。キャパシタ・セル40に複数種の容量のチップキャパシタ120を用いれば、容量に応じて断面形状が異なることも有り得る。
FIG. 9 is a view of the
図9、10を参照して、BGA−IC1が必要とするキャパシタの容量を任意に定める場合について詳細に説明する。図9に示すように、2種類の容量を持つキャパシタ・セル40を有したキャパシタ部品2を用意する。同一容量あるいは異なる容量のキャパシタ・セル40を複数個選択し、それらが1つのフットプリント3bと電気的に接続する。つまり、複数のキャパシタ・セル40が電気的に接続できるような大きさのフットプリント3bを設計すれば、BGA−IC1が必要な任意のキャパシタの容量を得ることができる。
With reference to FIGS. 9 and 10, the case where the capacitance of the capacitor required by the BGA-
例えば、BGA−IC1が、40.4μFのキャパシタの容量を必要とする場合、図9のキャパシタ部品2を用いることを前提に、回路基板3の設計者は、図10に示すような「40.4μFの容量のキャパシタに対応するフットプリント20」を設計する。この場合、「40.4μFの容量のキャパシタに対応するフットプリント20」が、図9のキャパシタ部品2と電気的に接続する位置には、「40.4μFの容量のキャパシタと貫通導体20a」が存在する。その内訳は、0.1μFのキャパシタ・セル40が4個と、10μFのキャパシタ・セル40が4個と、1個の貫通導体2bである。そして、それらが、「40.4μFの容量のキャパシタに対応するフットプリント20」と電気的に接続する。つまり、BGA−IC1は、40.4μFの容量のキャパシタと接続することになる。
For example, when the BGA-
また、BGA−IC1が、0.3μFのキャパシタの容量を必要とする場合、やはり図9のキャパシタ部品2を用いることを前提に、回路基板3の設計者は、図10に示すような「0.3μFの容量のキャパシタに対応するフットプリント22」を有した回路基板3を設計する。この場合、「0.3μFの容量のキャパシタに対応するフットプリント22」が、図9のキャパシタ部品2と電気的に接続する位置には、「0.3μFの容量のキャパシタと貫通導体22a」が存在する。その内訳は、0.1μFのキャパシタ・セル40が3個と、1個の貫通導体2bである。そして、それらが、「0.3μFの容量のキャパシタに対応するフットプリント22」と電気的に接続する。つまり、BGA−IC1は、0.3μFの容量のキャパシタと接続することになる。
Further, when the BGA-
さらに、BGA−IC1が、0.1μFのキャパシタの容量を必要とする場合、やはり図9のキャパシタ部品2を用いることを前提に、回路基板3の設計者は、図10に示すような「0.1μFの容量のキャパシタに対応するフットプリント23」を設計する。この場合、「0.1μFの容量のキャパシタに対応するフットプリント23」が、図9のキャパシタ部品2と電気的に接続する位置には、「0.1μFの容量のキャパシタと貫通導体23a」が存在する。その内訳は、0.1μFのキャパシタ・セル40が1個と、1個の貫通導体2bである。そして、それらが、「0.1μFの容量のキャパシタに対応するフットプリント23」と電気的に接続する。つまり、BGA−IC1は、0.1μFの容量のキャパシタと接続することになる。
Further, when the BGA-
以上のように、回路基板3のフットプリント3bの面積の大きさを任意に設計し、そのフットプリント3bと、キャパシタ部品2の貫通導体2b及びキャパシタ・セルの電極2dとの電気的な接続数を選択することによって、BGA−IC1が必要とするキャパシタの容量を、任意に選択することが可能である。つまり、複数のキャパシタを必要とする場合であっても、1つのキャパシタ部品2を用意し、任意の面積のフットプリント3bを有した回路基板3を設計すればよく、複数の小さなキャパシタを時間をかけて実装する必要がない。いいかえれば、BGA−IC1と回路基板3の間に、必要な個数あるいは容量のキャパシタを高密度かつ短時間に実装することができる。
As described above, the size of the area of the footprint 3b of the
他方、1個の貫通導体2bと1個のグラウンド端子2gとが、1つのフットプリント3bに電気的に接続するような回路基板3を設計した場合の動作を説明する。回路基板3に形成された、「グラウンド端子2g及び貫通導体2bに接続するフットプリント21」は、回路基板3のグラウンド層3cに相当する。「グラウンド端子2g及び貫通導体2bに接続するフットプリント21」は、キャパシタ部品2の「グラウンド端子と貫通導体21a」と電気的に接続する。その結果、BGA−IC1の信号出力に対するリターンパスを短くすることができる。リターンパスとは、回路基板3の接地とBGA−IC1の接地とをつなぐ距離を示す。ここで、回路基板3のグラウンド層3cとBGA−IC1のグラウンドを担う端子の間には、半田ボール1aやグラウンド層2a、貫通導体2b、グラウンド端子2gが存在するだけである。したがって、回路基板3のグラウンド層3cとBGA−IC1のグラウンドを担う端子は、余分な回路を介さず、ほぼ直接に接続されているため、リターンパスは短い。リターンパスが短かければ、両接地間の電位差が低く抑えられ、回路全体の動作が安定する。
On the other hand, an operation when the
一方、図3に示すように、本発明のキャパシタ部品2を用いることにより、BGA−IC1の直下にキャパシタ部品2のグラウンド層2aが配置される。したがって、グラウンド層2aが金属材料であることから、グラウンド層2aがシールド効果を発揮しノイズを吸収する。つまり、キャパシタ部品2が、BGA−IC1へのノイズ進入及びICチップから回路基板3へのノイズの放射を防止する。
On the other hand, as shown in FIG. 3, by using the
また、キャパシタ部品2のグラウンド層2aが金属材料であることから、グラウンド層2aがBGA−IC1から発生する熱を伝導、放射することができる。
Moreover, since the
1 BGA−IC
1a 半田ボール
1b バイパスキャパシタを適用しない端子
1c バイパスキャパシタを適用する端子
2 キャパシタ部品
2a グラウンド層
2b 貫通導体
2c キャパシタ
2d キャパシタ・セルの電極
2e 半田ボール
2f 絶縁体
2g グラウンド端子
3 回路基板
3a ビア
3b フットプリント
3c 基板のグラウンド層
10a フットプリント小
10b フットプリント大
12 電源
13 入出力端子
20 40.4μFの容量のキャパシタに対応するフットプリント
20a 40.4μFの容量のキャパシタと貫通導体
21 グラウンド端子及び貫通導体に接続するフットプリント
21a グラウンド端子と貫通導体
22 0.3μFの容量のキャパシタに対応するフットプリント
22a 0.3μFの容量のキャパシタと貫通導体
23 0.1μFの容量のキャパシタに対応するフットプリント
23a 0.1μFの容量のキャパシタと貫通導体
30 BGA−IC
31 回路基板
32 半田ボール
33 ビア
34 バイパスキャパシタ
40 キャパシタ・セル
100 半導体回路装置
110 チップ抵抗
120 チップキャパシタ
130 治具
140 接着剤
150 半田
1 BGA-IC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Solder ball 1b Terminal 1c to which a bypass capacitor is not applied
31 Circuit board 32 Solder ball 33 Via 34
Claims (11)
集積回路部品と、
前記回路基板と前記集積回路部品との間に設けられ、貫通導体を有し、前記集積回路部品の特定端子を前記貫通導体を介して前記回路基板上のパターンに接続するキャパシタ部品とを具備し、
前記キャパシタ部品は、前記パターンに接続された第1端子と予め決められた電圧に接続された第2端子とを有し、前記第1端子と第2端子の間にキャパシタを有する
半導体回路装置。 A circuit board;
Integrated circuit components;
A capacitor component provided between the circuit board and the integrated circuit component, having a through conductor, and connecting a specific terminal of the integrated circuit component to a pattern on the circuit board through the through conductor. ,
The capacitor component includes a first terminal connected to the pattern and a second terminal connected to a predetermined voltage, and a semiconductor circuit device having a capacitor between the first terminal and the second terminal.
前記キャパシタ部品は、前記集積回路部品と同等以上の平面サイズを有する
半導体回路装置。 The semiconductor circuit device according to claim 1,
The capacitor component is a semiconductor circuit device having a planar size equal to or greater than that of the integrated circuit component.
前記キャパシタ部品は、複数個の前記貫通導体を備える
半導体回路装置。 The semiconductor circuit device according to claim 1 or 2,
The capacitor component is a semiconductor circuit device comprising a plurality of the through conductors.
前記キャパシタ部品は、複数個のキャパシタを備える
半導体回路装置。 The semiconductor circuit device according to any one of claims 1 to 3,
The capacitor component is a semiconductor circuit device including a plurality of capacitors.
前記複数個のキャパシタは、複数の種類の容量を備える
半導体回路装置。 The semiconductor device according to claim 4,
The plurality of capacitors are semiconductor circuit devices having a plurality of types of capacitors.
前記キャパシタ部品の第2端子は、接地に接続される
半導体回路装置。 The semiconductor circuit device according to any one of claims 1 to 5,
The second terminal of the capacitor component is a semiconductor circuit device connected to ground.
前記回路基板上のパターンは、複数の前記第1端子と接続する
半導体回路部品。 The semiconductor circuit device according to any one of claims 1 to 6,
The pattern on the circuit board is a semiconductor circuit component connected to the plurality of first terminals.
前記キャパシタ部品は、前記貫通導体と、前記キャパシタ及び前記第1端子及び前記第2端子との間に絶縁体を備える
半導体回路装置。 The semiconductor circuit device according to any one of claims 1 to 7,
The capacitor component is a semiconductor circuit device including an insulator between the through conductor, the capacitor, the first terminal, and the second terminal.
前記回路基板の上に、第一の半田を印刷する工程と、
前記第一の半田の上に、前記キャパシタ部品をマウントする工程と、
前記キャパシタ部品がマウントされた前記回路基板を加熱し、前記キャパシタ部品を前記回路基板に接合する工程と、
前記キャパシタ部品の上に第二の半田を印刷する工程と、
前記第二の半田の上に前記集積回路部品をマウントする工程と、
前記集積回路部品がマウントされた前記キャパシタ部品及び前記回路基板を加熱し、前記集積回路部品を前記キャパシタ部品に接合する工程と
を具備する
半導体回路装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor circuit device according to any one of claims 1 to 8,
Printing a first solder on the circuit board;
Mounting the capacitor component on the first solder;
Heating the circuit board on which the capacitor component is mounted, and bonding the capacitor component to the circuit board;
Printing a second solder on the capacitor component;
Mounting the integrated circuit component on the second solder;
Heating the capacitor component and the circuit board on which the integrated circuit component is mounted, and bonding the integrated circuit component to the capacitor component.
抵抗値が0Ωであるチップ抵抗とチップキャパシタを治具にマウントする工程と、
前記チップ抵抗と前記チップキャパシタの間に接着剤を注入する工程と、
前記チップキャパシタの上面に半田を印刷する工程と
を具備する
キャパシタ部品の製造方法。 A method of manufacturing a capacitor component according to claim 9,
Mounting a chip resistor having a resistance value of 0Ω and a chip capacitor on a jig;
Injecting an adhesive between the chip resistor and the chip capacitor;
And a step of printing solder on the upper surface of the chip capacitor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006148937A JP2007318049A (en) | 2006-05-29 | 2006-05-29 | Semiconductor circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=38851618
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JP2006148937A Withdrawn JP2007318049A (en) | 2006-05-29 | 2006-05-29 | Semiconductor circuit device |
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