JP2008047771A - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an interconnection structure for minimizing the number of positions where reflection or impairment of a signal takes place by minimizing the number of vias in a semiconductor device having a microstrip line structure or a strip line structure. <P>SOLUTION: The semiconductor device has a strip line structure including a power supply layer 1, a first ground layer 2, a signal layer 3, and a second ground layer 4. The first ground layer 2 is provided between the power supply layer 1 and the signal layer 3; and the power supply layer 1, the first ground layer 2, and the signal layer 3 are wire bonded to a semiconductor chip 100 in an opening 10 for a semiconductor chip. The inner circumferential end on the side of the opening 10 for a semiconductor chip has a step structure, and the inner circumferential end on the side of the opening 10 for a semiconductor chip is located closest to the semiconductor chip 100 so that the wire 71 of the signal layer 3 becomes shortest. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、マイクロストリップライン構造またはストリップライン構造を持つ半導体装置の配線構造に関するものである。   The present invention relates to a wiring structure of a semiconductor device having a microstrip line structure or a strip line structure.

伝送信号の高周波化に伴い、マイクロストリップライン構造またはストリップライン構造を持つ半導体装置において、各層をビアで接続した多層配線構造がしばしば採用されている(たとえば特許文献1、非特許文献1参照)。
特開2006−13029号公報 今岡俊一,他4名,"超薄型・高周波対応多層配線ISBモジュール技術", SANYO TECHNICAL REVIEW, VOL.37, NO.2, MAR. 2006, pp.37-44
As a transmission signal becomes higher in frequency, a semiconductor device having a microstrip line structure or a strip line structure often employs a multilayer wiring structure in which layers are connected by vias (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).
JP 2006-13029 A Shunichi Imaoka and 4 others, "Ultra-thin, high-frequency multilayer ISB module technology", SANYO TECHNICAL REVIEW, VOL.37, NO.2, MAR. 2006, pp.37-44

しかしながら、ビアを用いた多層配線構造では、複数のビアが不連続点として続き、信号の反射や劣化が生じ得る箇所が多く存在していた。   However, in a multilayer wiring structure using vias, a plurality of vias continue as discontinuous points, and there are many places where signal reflection and degradation can occur.

本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、マイクロストリップライン構造またはストリップライン構造を持つ半導体装置において、できる限りビアを少なくして、信号の反射や劣化が発生する箇所を最小限に抑えた配線構造、およびそれを備えた半導体装置を提供することを課題としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a semiconductor device having a microstripline structure or a stripline structure, the number of vias is reduced as much as possible to minimize signal reflection and deterioration. It is an object of the present invention to provide a wiring structure suppressed to a low level and a semiconductor device including the wiring structure.

上記の課題を解決するため、本発明の配線構造は、電源層、第一のグランド層、および信号層を備えたマイクロストリップライン構造、またはさらに第二のグランド層を備えたストリップライン構造を持つ半導体装置の配線構造であって、第一のグランド層は、電源層と信号層の間に設けられており、電源層、第一のグランド層、および信号層は、半導体チップ用開口部に納められた半導体チップにワイヤボンディングされており、且つ、信号層のワイヤが最も短くなるように、半導体チップ用開口部側の内周端部が階段構造になっているとともに信号層の内周端部が半導体チップに最も近く位置していることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the wiring structure of the present invention has a microstrip line structure including a power supply layer, a first ground layer, and a signal layer, or a strip line structure further including a second ground layer. A wiring structure of a semiconductor device, wherein a first ground layer is provided between a power supply layer and a signal layer, and the power supply layer, the first ground layer, and the signal layer are accommodated in an opening for a semiconductor chip. The inner peripheral end of the semiconductor chip opening side is a staircase structure and the inner peripheral end of the signal layer so that the wire of the signal layer is shortest and is wire-bonded to the semiconductor chip. Is located closest to the semiconductor chip.

この配線構造は、信号層のワイヤが1mm以内であること、電源層およびグランド層のいずれか一方または両方のワイヤがリボンワイヤであること、電源層およびグランド層のいずれか一方または両方の線幅が太くなっていることをさらに特徴とする。   In this wiring structure, the signal layer wire is within 1 mm, one or both of the power supply layer and the ground layer are ribbon wires, and the line width of one or both of the power supply layer and the ground layer It is further characterized by being thick.

また、電源層が最上層に配置されていることをさらに特徴とする。   Further, the power supply layer is further arranged as the uppermost layer.

また、ボールグリッドアレイを備えていること、ストリップライン構造においてはんだボール下に第二のグランド層を設けていないことをさらに特徴とする。   Further, it is further characterized in that a ball grid array is provided and a second ground layer is not provided under the solder balls in the stripline structure.

本発明の半導体装置は、これらの配線構造を有することを特徴とする。   The semiconductor device of the present invention has these wiring structures.

また、この半導体装置は、半導体チップの裏側に放熱体が設けられていることをさらに特徴とする。   The semiconductor device is further characterized in that a heat radiator is provided on the back side of the semiconductor chip.

さらに、各層のはんだボールの高さに合わせた階段構造を持つ接続治具を介してマザーボードに接続されること、各層のはんだボールの高さに合わせた階段構造を持つマザーボードに接続されること、各層のはんだボールの大きさが、マザーボードとの接続高さを各層間で同じにするように調整されていることをも特徴とする。   Furthermore, it is connected to the motherboard via a connection jig having a staircase structure that matches the height of the solder balls of each layer, connected to a motherboard that has a staircase structure that matches the height of the solder balls of each layer, It is also characterized in that the size of the solder balls in each layer is adjusted so that the connection height with the motherboard is the same between the layers.

以上のとおりの特徴を有する本発明によれば、できる限りビアを少なくして、信号の反射や劣化が発生する箇所を最小限に抑えた配線構造、およびそれを備えた半導体装置を実現することができる。   According to the present invention having the features as described above, it is possible to realize a wiring structure in which the number of vias is reduced as much as possible to minimize signal reflection and deterioration, and a semiconductor device including the wiring structure. Can do.

[第一実施形態]
図1〜図3は、各々、本発明の一実施形態を示す断面図、一部拡大断面図、および平面図である。
[First embodiment]
1 to 3 are a sectional view, a partially enlarged sectional view, and a plan view, respectively, showing an embodiment of the present invention.

本実施形態では、電源層1、第一のグランド層2、信号層3、および第二のグランド層4を備えたストリップライン構造となっており、このストリップライン構造において、第一のグランド層2は、電源層1と信号層3の間に設けられており、また、電源層1、第一のグランド層2、および信号層3は、半導体チップ用開口部10に納められた半導体チップ100にワイヤボンディングされており、且つ、信号層3のワイヤ73が最も短くなるように、半導体チップ用開口部10側の内周端部が階段構造になっているとともに信号層3の内周端部が半導体チップ100に最も近く位置している。   The present embodiment has a stripline structure including a power supply layer 1, a first ground layer 2, a signal layer 3, and a second ground layer 4. In this stripline structure, the first ground layer 2 is formed. Is provided between the power supply layer 1 and the signal layer 3, and the power supply layer 1, the first ground layer 2, and the signal layer 3 are provided on the semiconductor chip 100 accommodated in the semiconductor chip opening 10. The inner peripheral end of the semiconductor chip opening 10 side has a staircase structure and the inner peripheral end of the signal layer 3 is wire-bonded so that the wire 73 of the signal layer 3 is the shortest. It is located closest to the semiconductor chip 100.

さらに説明すると、まず、電源層1、第一のグランド層2、および信号層3は、中央領域が開口した絶縁基板11,21,31の表面に電源線12、グランド線22、信号線32が設けられたものであり(図2参照)、それぞれ信号層3から順に放熱板300上に積層されている。放熱板300と信号層3との間は接着剤301で固定されている。   More specifically, first, the power supply layer 1, the first ground layer 2, and the signal layer 3 are provided with the power supply line 12, the ground line 22, and the signal line 32 on the surfaces of the insulating substrates 11, 21, 31 whose central regions are opened. They are provided (see FIG. 2), and are stacked on the heat sink 300 in order from the signal layer 3. The heat sink 300 and the signal layer 3 are fixed with an adhesive 301.

絶縁基板11,21,31は、互いに異なる大きさの平面領域を持ち、放熱板300から見て、信号層3から順に小さくなっており、その逆に中央に形成された四角形の開口部13,23,33(図2参照)は信号層3から順に大きく開口している。   The insulating substrates 11, 21, 31 have planar areas of different sizes, and are sequentially reduced from the signal layer 3 when viewed from the heat sink 300, and conversely, the rectangular openings 13, 23 and 33 (see FIG. 2) are opened from the signal layer 3 in order.

これにより、各層が積層されて開口部13,23,33が重なった状態になると、信号層3から電源層1にかけて開口領域が広がっていく一つの半導体チップ用開口部10が形成され、この半導体チップ用開口部10に面する各層の内周端部は、信号層3の内周端部が最も内側に突出した階段構造(段差構造とも呼べる)となる。   As a result, when the layers are stacked and the openings 13, 23, 33 are overlapped, one semiconductor chip opening 10 is formed in which the opening region extends from the signal layer 3 to the power supply layer 1. The inner peripheral edge of each layer facing the chip opening 10 has a staircase structure (also called a step structure) in which the inner peripheral edge of the signal layer 3 protrudes inward.

この階段構造を持つ半導体チップ用開口部10には、ICチップ等の半導体チップ100が納められ、放熱板300上にAgペースト等の接着剤200を介して固定されている。   A semiconductor chip 100 such as an IC chip is accommodated in the semiconductor chip opening 10 having this staircase structure, and is fixed on the heat sink 300 via an adhesive 200 such as an Ag paste.

そして、各層と半導体チップ100は、ワイヤ71,72,73によってワイヤボンディングされている。   Each layer and the semiconductor chip 100 are wire-bonded with wires 71, 72, and 73.

ワイヤ71,72,73はそれぞれ、半導体チップ100に設けられたワイヤパッド101(図3参照)と、半導体チップ用開口部10内の階段構造において露出している電源線12、グランド線22、信号線32(図2参照)とを結線しており、このとき、半導体チップ100に最も近く位置している信号線32を結線するワイヤ73が最も短くなる。このワイヤ73は、好ましくは1mm以内とする。   The wires 71, 72, and 73 are the wire pad 101 (see FIG. 3) provided on the semiconductor chip 100, the power supply line 12 that is exposed in the staircase structure in the semiconductor chip opening 10, the ground line 22, and the signal, respectively. The wire 32 (see FIG. 2) is connected. At this time, the wire 73 that connects the signal line 32 closest to the semiconductor chip 100 is the shortest. The wire 73 is preferably within 1 mm.

以上のとおりの多層配線構造によれば、電源層1、第一のグランド層2、および信号層3を結ぶビアを必要としないビアレス構造となっているため、従来のようなビアに起因した信号反射および信号劣化が発生せず、高周波信号伝送に適したローコストな半導体装置が実現される。   According to the multilayer wiring structure as described above, a via-less structure that does not require a via connecting the power supply layer 1, the first ground layer 2, and the signal layer 3 is used. A low-cost semiconductor device suitable for high-frequency signal transmission is realized without reflection and signal degradation.

なお、本実施形態は、マイクロストリップライン構造よりもさらに高周波に適している、第二のグランド層4を信号層3の絶縁基板31に埋め込むようにして最下層に設けて、信号の漏れをより効果的に抑えることが可能なストリップライン構造を採用している。このストリップライン構造においては、信号層3を貫通して第一,第二グランド層2,4を結ぶスルーホール形状のビア5を設けているが、第一,第二グランド層2,4を結ぶだけのビア5に起因する信号反射や信号劣化は少なく、さらなる高周波の対応を考慮すると、ストリップライン構造の方が好ましいともいえる。   In this embodiment, the second ground layer 4 is suitable for higher frequencies than the microstrip line structure, and the second ground layer 4 is provided in the lowermost layer so as to be embedded in the insulating substrate 31 of the signal layer 3, thereby further preventing signal leakage. A stripline structure that can be effectively suppressed is adopted. In this stripline structure, through-hole-shaped vias 5 that pass through the signal layer 3 and connect the first and second ground layers 2 and 4 are provided, but the first and second ground layers 2 and 4 are connected. Therefore, it can be said that the stripline structure is more preferable in consideration of the further high frequency response.

また、各層の積層構造については、第一のグランド層2を電源層1と信号層3で挟む順番としている。   The stacked structure of each layer is the order in which the first ground layer 2 is sandwiched between the power supply layer 1 and the signal layer 3.

これにより、電源層1による信号層3へのノイズを低減することができる。   Thereby, the noise to the signal layer 3 by the power supply layer 1 can be reduced.

また電源層1を最上層(後述のフェースダウン実装時には最下層といえる)に配置することで、電源層1の層厚を自由に設計変更できるので、層厚を厚くしてより多くの電流を流し、電力供給量の増加を容易に図ることもできる。   In addition, by arranging the power supply layer 1 as the uppermost layer (which can be said to be the lowermost layer when face-down mounting is described later), the design of the power supply layer 1 can be freely changed, so that the current can be increased by increasing the layer thickness. It is also possible to easily increase the amount of power supply.

ワイヤボンディング構造については、たとえば、電源層1および第一のグランド層2のワイヤ71,72のいずれか一方または両方にはリボンワイヤを使用することが好ましく、さらには電源線12およびグランド線22は線幅を太くすることが好ましい。   As for the wire bonding structure, for example, it is preferable to use a ribbon wire for one or both of the wires 71 and 72 of the power supply layer 1 and the first ground layer 2, and further, the power supply line 12 and the ground line 22 are It is preferable to increase the line width.

これにより、半導体チップ100と電源層1および第一のグランド層2の間のグランド効果を高め、また電源を効率よく接続することができる。また、電源層1、第一のグランド層2、および信号層3それぞれの間のノイズを少なくすることができる。なお、リボンワイヤについては、リボンワイヤと同等の性能が得られるワイヤであっても良く、リボンワイヤよりも細いワイヤも含まれるものとする。   Thereby, the ground effect between the semiconductor chip 100 and the power supply layer 1 and the first ground layer 2 can be enhanced, and the power supply can be efficiently connected. In addition, noise between the power supply layer 1, the first ground layer 2, and the signal layer 3 can be reduced. In addition, about a ribbon wire, the wire which can obtain the performance equivalent to a ribbon wire may be sufficient, and a wire thinner than a ribbon wire shall also be included.

また、ワイヤボンディング構造であるため、半導体チップ100の裏側(回路面とは反対側)へ、放熱体を容易に接続させることが可能となる。放熱体としては、放熱板300はもちろんのこと、さらに放熱フィン400をも設けることができる(図1参照)。   Moreover, since it is a wire bonding structure, it becomes possible to easily connect the heat radiating body to the back side of the semiconductor chip 100 (the side opposite to the circuit surface). As a radiator, not only the radiator plate 300 but also a radiator fin 400 can be provided (see FIG. 1).

これにより、高周波伝送で懸念される放熱性を、容易に且つ効果的に向上させることができる。   Thereby, the heat dissipation which is anxious about high frequency transmission can be improved easily and effectively.

本実施形態では、さらに、ボールグリッドアレイ(BGA:Ball Grid Array)を備えており、電源層1用のはんだボール81、第一のグランド層2用のはんだボール82、信号層3用のはんだボール83が、それぞれ対応する電源層1、第一のグランド層2、信号層3上に設けられている。   In the present embodiment, a ball grid array (BGA) is further provided, a solder ball 81 for the power supply layer 1, a solder ball 82 for the first ground layer 2, and a solder ball for the signal layer 3. 83 are provided on the corresponding power supply layer 1, first ground layer 2, and signal layer 3, respectively.

より具体的には、各層は、上述したように異なる大きさの絶縁基板11,21,31を有しており、その半導体チップ用開口部10側の内周端部が階段構造になっている一方で、外周端部も信号層3が最も外側に突出した階段構造となっている。そしてこの階段構造にて露出している絶縁基板11,21,31上の電源線12、グランド線22、信号線32に、はんだボール81,82,83が取り付けられている。   More specifically, each layer has the insulating substrates 11, 21, 31 having different sizes as described above, and the inner peripheral end of the semiconductor chip opening 10 side has a staircase structure. On the other hand, the outer peripheral end also has a staircase structure in which the signal layer 3 protrudes outward. Solder balls 81, 82, 83 are attached to the power supply line 12, the ground line 22, and the signal line 32 on the insulating substrates 11, 21, 31 exposed in this staircase structure.

このBGA構造については、さらに、ストリップライン構造において、はんだボール81,82,83下に第二のグランド層4を設けないようにしている。   In the BGA structure, the second ground layer 4 is not provided under the solder balls 81, 82, 83 in the stripline structure.

はんだボール81,82,83下に第二のグランド層4が設けられていると、はんだボール81,82,83が接触しているランド(図示なし)と第二のグランド層4との間でキャパシタンスとなっていまい、信号に遅れが生じるので、上記構造によって、高速信号を伝送する上でより好ましいインダクティブな構造を実現できる。   When the second ground layer 4 is provided under the solder balls 81, 82, 83, a land (not shown) with which the solder balls 81, 82, 83 are in contact with the second ground layer 4 is provided. Since the signal is delayed due to the capacitance, the above structure can realize an inductive structure that is more preferable for transmitting a high-speed signal.

以上のとおりの半導体装置は、半導体パッケージ(PKG)として扱うことができ、図4および図5に例示したようにフェースダウン方式でマザーボード500上に搭載できる。   The semiconductor device as described above can be handled as a semiconductor package (PKG), and can be mounted on the mother board 500 in a face-down manner as illustrated in FIGS.

図4の実施形態では、PKGのBGAとマザーボード500とを結線するため、PKGを構成する各層の階段構造に対応した、より具体的には各層の階段構造上に搭載されたBGAの高さに合わせた階段構造を持つ接続治具501を、マザーボード500上に設置している。接続治具501からマザーボード500に延びる配線は、グランドで囲まれた配線にし、同軸線と同じ状態にし、PKGからまたはPKGへの信号の劣化を抑えることが好ましい。また、マザーボード500の配線部への半導体チップ部品の配置も可能となる。   In the embodiment of FIG. 4, in order to connect the PKG BGA and the mother board 500, it corresponds to the staircase structure of each layer constituting the PKG, more specifically, the height of the BGA mounted on the staircase structure of each layer. A connection jig 501 having a combined staircase structure is installed on the mother board 500. The wiring extending from the connecting jig 501 to the mother board 500 is preferably a wiring surrounded by a ground, and is in the same state as the coaxial line, and suppresses signal deterioration from or to the PKG. In addition, semiconductor chip components can be arranged on the wiring portion of the mother board 500.

図5の実施形態では、マザーボード500そのものを、PKGの階段構造に対応した階段構造に加工して、PKGをマザーボード500に埋め込むようにしている。信号線はエンベデットストリップライン、はんだボール部はマイクロストリップラインとなり、良好な伝送特性が実現されており、PKGからまたはPKGへの信号の劣化が抑制されている。また、マザーボード500の配線部への半導体チップ部品の配置も可能となり、さらにはPKGを搭載してもより薄型にできるメリットがある。   In the embodiment of FIG. 5, the mother board 500 itself is processed into a staircase structure corresponding to the staircase structure of the PKG, and the PKG is embedded in the mother board 500. The signal line is an embedded strip line, and the solder ball portion is a microstrip line. Good transmission characteristics are realized, and signal deterioration from or to PKG is suppressed. Further, semiconductor chip components can be arranged on the wiring portion of the mother board 500, and further, there is an advantage that it can be made thinner even if PKG is mounted.

また、これら図4および図5の実施形態は、各層に同径のはんだボール81,82,83を使用している場合に階段状の接続治具501を採用した実装、およびマザーボード500を階段状加工した実装についてのものであるが、たとえば、接続治具501の採用が困難であったり、マザーボード500の階段状加工ができないもしくは困難である場合には、図6に示したように、各層の階段の大きさに合わせて大きさの異なるはんだボール81,82,83を設置することで、ボール高さを均一として、マザーボード500の加工等がなくても結線することのできる実施形態も可能である。   4 and FIG. 5, when the solder balls 81, 82, 83 having the same diameter are used for each layer, the mounting using the step-like connection jig 501 and the mother board 500 are stepped. For example, when the connection jig 501 is difficult to adopt, or when the mother board 500 cannot be stepped or difficult, as shown in FIG. By installing solder balls 81, 82 and 83 having different sizes according to the size of the staircase, an embodiment is possible in which the ball height is made uniform and can be connected without processing the motherboard 500 or the like. is there.

この図6の実施形態では、信号層3が実装時のマザーボード500から最も離れているので、最大径のはんだボール83を設置し、以後第一のグランド層2、電源層1と順に小さく調整した径のはんだボール82,81を採用して、最終的にはんだボール81,82,83のマザーボード500側の高さ位置を同じにする。これにより、マザーボード500との接続高さが均一になるので、図4および図5における接続治具501の使用やマザーボード500の階段状加工が不要となる。   In the embodiment of FIG. 6, since the signal layer 3 is farthest from the mother board 500 at the time of mounting, the solder ball 83 having the maximum diameter is installed, and thereafter the first ground layer 2 and the power supply layer 1 are adjusted to be smaller in order. The solder balls 82 and 81 having the same diameter are adopted, and finally the height positions of the solder balls 81, 82 and 83 on the mother board 500 side are made the same. Thereby, since the connection height with the mother board 500 becomes uniform, the use of the connecting jig 501 in FIG. 4 and FIG.

以下に、本実施形態に係る半導体装置の製造プロセスの一例について、図7を参照して説明する。なお、この製造プロセスでは第二のグランド層4は省略している。   Hereinafter, an example of a manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the manufacturing process, the second ground layer 4 is omitted.

まず、図7(A)に示すように、開口部13,23,33を中央に持つ絶縁基板11,21,31上に電源線12、グランド線22、信号線32を設けてなる電源層1、第一のグランド層2、信号層3を、接着剤(図示なし)を介して貼り合わせる。   First, as shown in FIG. 7A, a power supply layer 1 in which a power supply line 12, a ground line 22, and a signal line 32 are provided on insulating substrates 11, 21, 31 having openings 13, 23, and 33 at the center. The first ground layer 2 and the signal layer 3 are bonded together with an adhesive (not shown).

次に、図7(B)に示すように、貼合せ後の電源層1、第一のグランド層2、信号層3に、接着剤301を介して放熱板300を貼り付ける。   Next, as shown in FIG. 7B, a heat dissipation plate 300 is attached to the power source layer 1, the first ground layer 2, and the signal layer 3 after bonding through an adhesive 301.

次に、図7(C)に示すように、電源層1、第一のグランド層2、信号層3の開口部13,23,33が重なって形成された一つの半導体チップ用開口部10内にて露出している、放熱板300上の領域に、接着剤200を塗布する。   Next, as shown in FIG. 7C, in the opening 10 for a semiconductor chip formed by overlapping the openings 13, 23, 33 of the power supply layer 1, the first ground layer 2, and the signal layer 3. The adhesive 200 is applied to the region on the heat dissipation plate 300 exposed at.

次に、図7(D)に示すように、半導体チップ100を、接着剤200を介して放熱板300上に搭載して、半導体チップ用開口部10内に納める。   Next, as shown in FIG. 7D, the semiconductor chip 100 is mounted on the heat sink 300 via the adhesive 200 and placed in the semiconductor chip opening 10.

次に、図7(E)に示すように、半導体チップ100と各層をワイヤボンディングする。具体的には、半導体チップ100のワイヤパッド101(図3参照)と、段差構造において露出している各層の電源線12、グランド線22、信号線32とをワイヤ7で接続する。このとき、信号線32のワイヤ73(図1,図3参照)が最も短くなることは上述したとおりである。   Next, as shown in FIG. 7E, the semiconductor chip 100 and each layer are wire-bonded. Specifically, the wire pad 101 (see FIG. 3) of the semiconductor chip 100 is connected to the power line 12, the ground line 22, and the signal line 32 of each layer exposed in the step structure by the wire 7. At this time, the wire 73 (see FIGS. 1 and 3) of the signal line 32 is the shortest as described above.

次に、図7(F)に示すように、封止樹脂9で封止を行う。具体的には、半導体チップ100、ワイヤ7を含めて半導体チップ用開口部10を封止する。   Next, as shown in FIG. 7F, sealing is performed with a sealing resin 9. Specifically, the semiconductor chip opening 10 including the semiconductor chip 100 and the wire 7 is sealed.

そして、図7(G)に示すように、BGAを設ける。具体的には、各層の外周部に設けられた階段構造上にはんだボール8を取り付ける。   Then, a BGA is provided as shown in FIG. Specifically, the solder balls 8 are attached on the step structure provided on the outer peripheral portion of each layer.

以上組み立てられた半導体装置は、前述したようにマザーボード500にフェースダウンで搭載することができる。   The semiconductor device assembled as described above can be mounted face down on the mother board 500 as described above.

以上のとおりの本実施形態の半導体装置では、以下に示した材料や寸法が一つの好ましい例である。もちろんこの例には限定されない。   In the semiconductor device of the present embodiment as described above, the following materials and dimensions are one preferable example. Of course, it is not limited to this example.

・封止樹脂9・・・材料=エポキシ系絶縁材
・はんだボール8・・・直径=100μm〜600μm
・ワイヤ7・・・材料Au、直径=25μm〜100μm
・電源線12,グランド線22,信号線32・・・幅=10μm〜100μm、厚さ=5μm〜30μm、材料=Cu
・接着剤301・・・材料=エポキシ系絶縁材
・接着剤200・・・材料=Agペースト
・放熱板300,放熱フィン400・・・材料=Al,SiO2,AlNなど
・絶縁基板11,21,31・・・厚さ=10μm〜100μm、誘電率εr=2〜5、材料=ポイリイミド,液晶ポリマー,BTレジンなど
・ボールランド・・・直径rBL(図2参照)=100μm〜600μm
・ビア5・・・直径=50μm〜200μm
[第二実施形態]
図8〜図10は、各々、本発明の別の一実施形態を示す断面図、一部拡大断面図、および平面図である。
-Sealing resin 9 ... Material = Epoxy-based insulating material-Solder ball 8 ... Diameter = 100 m to 600 m
-Wire 7 ... material Au, diameter = 25 micrometers-100 micrometers
Power supply line 12, ground line 22, signal line 32... Width = 10 μm to 100 μm, thickness = 5 μm to 30 μm, material = Cu
· Adhesive 301 ··· Material = Epoxy insulating material · Adhesive 200 · · · Material = Ag paste · Heat sink 300, heat sink 400 · · · Material = Al, SiO 2 , AlN, etc. · Insulating substrates 11 and 21 , 31 ... Thickness = 10 µm to 100 µm, Dielectric constant ε r = 2 to 5, Material = Polyimide, Liquid crystal polymer, BT resin, etc. · Ball land ... Diameter r BL (see Fig. 2) = 100 µm to 600 µm
・ Via 5... Diameter = 50 μm to 200 μm
[Second Embodiment]
8 to 10 are a sectional view, a partially enlarged sectional view, and a plan view, respectively, showing another embodiment of the present invention.

本実施形態では、第一実施形態と異なり、BGAを裏側に設けている。   In the present embodiment, unlike the first embodiment, the BGA is provided on the back side.

より具体的には、電源層1、第一のグランド層2、信号層3、および第二のグランド層4を備えたストリップライン構造において、第一のグランド層2は、電源層1と信号層3の間に設けられており、また、電源層1、第一のグランド層2、および信号層3は、その中央領域に設けた半導体チップ用開口部10に納められている半導体チップ100にワイヤボンディングされており、且つ、信号層3のワイヤ73が最も短くなるように、半導体チップ用開口部10側の内周端部が階段構造になっているとともに信号層3の内周端部が半導体チップ100に最も近く位置していることは、第一実施形態と同じであり、また、各層の外周端部が階段構造を持っていることも、第一実施形態と同じである。第一実施形態と同様なその他の部分については説明を省略する。   More specifically, in the stripline structure including the power supply layer 1, the first ground layer 2, the signal layer 3, and the second ground layer 4, the first ground layer 2 includes the power supply layer 1 and the signal layer. 3, and the power source layer 1, the first ground layer 2, and the signal layer 3 are connected to the semiconductor chip 100 accommodated in the semiconductor chip opening 10 provided in the central region thereof. The inner peripheral end of the semiconductor chip opening 10 side has a staircase structure and the inner peripheral end of the signal layer 3 is a semiconductor so that the wire 73 of the signal layer 3 is shortest. The position closest to the chip 100 is the same as in the first embodiment, and the outer peripheral end of each layer has a step structure as in the first embodiment. Description of other parts similar to those of the first embodiment is omitted.

この一方で、本実施形態では、外周端部の階段構造において、信号層3の外周端部が半導体チップ100に最も近く位置しているとともに、各段差面が下方を向いているつまり各層を構成する絶縁基板11,21,31に設けられた電源線12、グランド線22、信号線32(図9参照)が外周端部において下方に露出している。   On the other hand, in this embodiment, in the staircase structure of the outer peripheral end portion, the outer peripheral end portion of the signal layer 3 is located closest to the semiconductor chip 100, and each step surface faces downward, that is, each layer is configured. The power supply line 12, the ground line 22, and the signal line 32 (see FIG. 9) provided on the insulating substrates 11, 21, 31 to be exposed are exposed downward at the outer peripheral end.

そして、この露出した電源線12、グランド線22、信号線32に、はんだボール81,82,83が設けられている。   Solder balls 81, 82, and 83 are provided on the exposed power supply line 12, ground line 22, and signal line 32.

これにより、信号層32において、その内側端部にて上方に露出した信号線32に接続されているワイヤ73と、外側端部にて下方に露出した信号線32に接続されているはんだボール83との間の距離が最も短くなり、信号層32内での信号伝送線路をも短くして、より一層高速伝送に対応できる半導体装置が実現される。   Thereby, in the signal layer 32, the wire 73 connected to the signal line 32 exposed upward at the inner end portion thereof, and the solder ball 83 connected to the signal line 32 exposed downward at the outer end portion thereof. The distance between the two is the shortest, the signal transmission line in the signal layer 32 is shortened, and a semiconductor device that can cope with higher speed transmission is realized.

なお、上述したとおりにBGAを裏側に設けたことに伴い、放熱体としての放熱板300および放熱フィン400は、半導体装置全体を覆うように表側に設けている。   As described above, with the BGA provided on the back side, the heat radiating plate 300 and the heat radiating fins 400 as heat radiating bodies are provided on the front side so as to cover the entire semiconductor device.

以上のとおりの本実施形態の半導体装置も、第一実施形態と同様にして半導体パッケージPKGとして扱うことができ、図11および図12に例示したように、図4および図5と同様に、半導体装置の階段構造に対応する階段構造を持つ接続治具501を介してマザーボード500上に、または階段構造を直接形成したマザーボード500上に、フェースダウン方式で搭載できる。また、図13に例示したように、図6と同様に、各層に大きさの異なるはんだボール81,82,83を設置してマザーボード500との接続高さを各層間で同じにすることで、接続治具501の使用やマザーボード500の加工が必要のない実装も可能である。   The semiconductor device of the present embodiment as described above can also be handled as the semiconductor package PKG similarly to the first embodiment. As illustrated in FIGS. 11 and 12, the semiconductor device is similar to that of FIGS. It can be mounted on the mother board 500 via a connecting jig 501 having a staircase structure corresponding to the staircase structure of the apparatus, or on the mother board 500 in which the staircase structure is directly formed. Further, as illustrated in FIG. 13, similarly to FIG. 6, by installing solder balls 81, 82, 83 having different sizes in each layer and making the connection height with the mother board 500 the same between the layers, Mounting that does not require the use of the connecting jig 501 or the processing of the mother board 500 is also possible.

以下に、本実施形態に係る半導体装置の製造プロセスの一例について、図14を参照して説明する。なお、この製造プロセスでは第二のグランド層4は省略している。   Hereinafter, an example of a manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the manufacturing process, the second ground layer 4 is omitted.

まず、図14(A)に示すように、開口部13,23,33を中央に持つ絶縁基板11,21,31上に電源線12、グランド線22、信号線32を設けてなる電源層1、第一のグランド層2、信号層3を、接着剤(図示なし)を介して貼り合わせる。さらには、これらに、開口部61を持つ、絶縁基板11,21,31と同じ材料のカバー板6をも接着剤(図示なし)を介して貼り合わせる。なお、信号層3の開口部33は、他層の貫通形状の開口部13,23,61とは異なり、底部を持つ凹形状となっている。   First, as shown in FIG. 14A, a power supply layer 1 in which a power supply line 12, a ground line 22, and a signal line 32 are provided on insulating substrates 11, 21, 31 having openings 13, 23, and 33 in the center. The first ground layer 2 and the signal layer 3 are bonded together with an adhesive (not shown). Furthermore, a cover plate 6 having the opening 61 and made of the same material as that of the insulating substrates 11, 21, 31 is also bonded to these via an adhesive (not shown). Note that the opening 33 of the signal layer 3 is a concave shape having a bottom, unlike the through-shaped openings 13, 23, 61 of the other layers.

次に、図14(B)に示すように、貼合せ後の電源層1、第一のグランド層2、信号層3、カバー板6の開口部13,23,33,61が重なって形成された、一つの基板のボール配置部分を削り取った階段状の半導体チップ用開口部10の内底面に、接着剤200を塗布する。 次に、図14(C)に示すように、半導体チップ100を、接着剤200を介して半導体チップ用開口部10内に搭載する。   Next, as shown in FIG. 14B, the power source layer 1, the first ground layer 2, the signal layer 3 and the openings 13, 23, 33, 61 of the cover plate 6 after the bonding are formed to overlap each other. Further, the adhesive 200 is applied to the inner bottom surface of the stepped semiconductor chip opening 10 obtained by scraping off the ball placement portion of one substrate. Next, as shown in FIG. 14C, the semiconductor chip 100 is mounted in the semiconductor chip opening 10 via the adhesive 200.

次に、図14(D)に示すように、半導体チップ100と各層をワイヤボンディングする。具体的には、半導体チップ100のワイヤパッド101(図3参照)と各層の電源線12、グランド線22、信号線32とをワイヤ7で接続する。このとき、信号線32のワイヤ73(図8,図10参照)が最も短くなることは上述したとおりである。   Next, as shown in FIG. 14D, the semiconductor chip 100 and each layer are wire-bonded. Specifically, the wire pad 101 (see FIG. 3) of the semiconductor chip 100 and the power supply line 12, the ground line 22, and the signal line 32 of each layer are connected by the wire 7. At this time, as described above, the wire 73 (see FIGS. 8 and 10) of the signal line 32 is the shortest.

次に、図14(E)に示すように、封止樹脂9で封止を行う。具体的には、ワイヤ7を含めた半導体チップ用開口部10内の一部空間を封止する。このとき、半導体チップ100上のワイヤ7を含まない空間は封止しない。   Next, as shown in FIG. 14E, sealing is performed with a sealing resin 9. Specifically, a partial space in the semiconductor chip opening 10 including the wire 7 is sealed. At this time, the space on the semiconductor chip 100 that does not include the wire 7 is not sealed.

次に、図14(F)に示すように、封止せずに残しておいた上記空間に露出している半導体チップ100上に、接着剤302を塗布する。この接着剤302は、絶縁性および高熱伝導性を持つものとする。   Next, as shown in FIG. 14F, an adhesive 302 is applied onto the semiconductor chip 100 exposed in the space left without being sealed. The adhesive 302 has insulating properties and high thermal conductivity.

次に、図14(G)に示すように、放熱板300を搭載する。放熱板300と半導体チップ100との間は、上記接着剤302により固定される。   Next, as shown in FIG. 14G, the heat sink 300 is mounted. The heat sink 300 and the semiconductor chip 100 are fixed by the adhesive 302.

そして、図14(H)に示すように、BGAを設ける。具体的には、各層の外周部における下方に露出した段差面にはんだボール8を取り付ける。   Then, a BGA is provided as shown in FIG. Specifically, the solder ball 8 is attached to the step surface exposed downward in the outer peripheral portion of each layer.

以上組み立てられた半導体装置は、前述したようにマザーボード500にフェースダウンで搭載することができる。   The semiconductor device assembled as described above can be mounted face down on the mother board 500 as described above.

以上のとおりの本実施形態の半導体装置では、以下に示した材料や寸法が一つの好ましい例である。もちろんこの例には限定されない。   In the semiconductor device of the present embodiment as described above, the following materials and dimensions are one preferable example. Of course, it is not limited to this example.

・封止樹脂9・・・材料=エポキシ系絶縁材
・はんだボール8・・・直径=100μm〜600μm
・ワイヤ7・・・材料Au、直径=25μm〜100μm
・電源線12,グランド線22,信号線32・・・幅=10μm〜100μm、厚さ=5μm〜30μm、材料=Cu
・接着剤301・・・材料=エポキシ系絶縁材
・接着剤200・・・材料=Agペースト
・放熱板300,放熱フィン400・・・材料=Al,SiO2,AlNなど
・絶縁基板11,21,31・・・厚さ=10μm〜100μm、誘電率εr=2〜5、材料=ポイリイミド,液晶ポリマー,BTレジンなど
・ボールランド・・・直径rBL(図9参照)=100μm〜600μm
・ビア5・・・直径=50μm〜200μm
・接着剤302・・・材料=エポキシ系絶縁材料
[第三実施形態]
図15〜図17は、各々、本発明のさらに別の一実施形態を示す断面図、一部拡大断面図、および平面図である。
-Sealing resin 9 ... Material = Epoxy-based insulating material-Solder ball 8 ... Diameter = 100 m to 600 m
-Wire 7 ... material Au, diameter = 25 micrometers-100 micrometers
Power supply line 12, ground line 22, signal line 32... Width = 10 μm to 100 μm, thickness = 5 μm to 30 μm, material = Cu
· Adhesive 301 ··· Material = Epoxy insulating material · Adhesive 200 · · · Material = Ag paste · Heat sink 300, heat sink 400 · · · Material = Al, SiO 2 , AlN, etc. · Insulating substrates 11 and 21 31 = thickness = 10 μm to 100 μm, dielectric constant ε r = 2 to 5, material = polyimide, liquid crystal polymer, BT resin, etc. ・ Ball land—diameter r BL (see FIG. 9) = 100 μm to 600 μm
・ Via 5... Diameter = 50 μm to 200 μm
-Adhesive 302 ... Material = Epoxy insulating material [Third embodiment]
15 to 17 are a sectional view, a partially enlarged sectional view, and a plan view, respectively, showing still another embodiment of the present invention.

本実施形態では、第一,第二実施形態と異なり、各層の外側端部を階段構造ではなくしている。   In the present embodiment, unlike the first and second embodiments, the outer end of each layer is not a staircase structure.

より具体的には、電源層1、第一のグランド層2、信号層3、および第二のグランド層4を備えたストリップライン構造において、第一のグランド層2は、電源層1と信号層3の間に設けられており、また、電源層1、第一のグランド層2、および信号層3は、その中央領域に設けた半導体チップ用開口部10に納められている半導体チップ100にワイヤボンディングされており、且つ、信号層3のワイヤ73が最も短くなるように、半導体チップ用開口部10側の内周端部が階段構造になっているとともに信号層3の内周端部が半導体チップ100に最も近く位置していることは、第一、第二実施形態と同じである。第一,第二実施形態と同様なその他の部分については説明を省略する。   More specifically, in the stripline structure including the power supply layer 1, the first ground layer 2, the signal layer 3, and the second ground layer 4, the first ground layer 2 includes the power supply layer 1 and the signal layer. 3, and the power source layer 1, the first ground layer 2, and the signal layer 3 are connected to the semiconductor chip 100 accommodated in the semiconductor chip opening 10 provided in the central region thereof. The inner peripheral end of the semiconductor chip opening 10 side has a staircase structure and the inner peripheral end of the signal layer 3 is a semiconductor so that the wire 73 of the signal layer 3 is shortest. The position closest to the chip 100 is the same as in the first and second embodiments. Description of other parts similar to those of the first and second embodiments is omitted.

この一方で、本実施形態では、各層の外周端部を階段構造ではなくしている。   On the other hand, in the present embodiment, the outer peripheral end of each layer is not a staircase structure.

これにより、2次実装用のはんだボール8の取付け部分である外周端部を階段構造にする必要がなく、またマザーボード500に階段構造を設ける必要もない(図4,図5等参照)。   Accordingly, it is not necessary to provide a staircase structure at the outer peripheral end portion where the solder ball 8 for secondary mounting is attached, and it is not necessary to provide a staircase structure on the mother board 500 (see FIGS. 4 and 5).

また、本実施形態では、できる限り形状の異なる不連続点、例えば配線からビア5へ繋がる時などの不連続点およびビア5を少なくすることが好ましいため、一箇所のみの不連続点としている。   In the present embodiment, it is preferable to reduce discontinuous points having different shapes as much as possible, for example, discontinuous points such as when connecting from the wiring to the via 5 and the vias 5, so that only one discontinuous point is set.

これにより、本実施形態におけるビア5は、電源層1の電源線12および信号層3の信号線32を結ぶビア5と、電源層1の電源線12および第一のグランド層2のグランド線22を結ぶビア5のみに、抑えられている。   As a result, the via 5 in the present embodiment includes the via 5 that connects the power line 12 of the power layer 1 and the signal line 32 of the signal layer 3, the power line 12 of the power layer 1, and the ground line 22 of the first ground layer 2. It is suppressed only by the via 5 connecting the two.

電源線12および信号線32間のビア5については、電源層1と信号層3の間に設けられている第一のグランド層2のグランド線22を貫通する必要があるため、グランド線22には、ビア5がグランド線22とは絶縁状態で通るビア用開口部24が設けられている(図16参照)。   The via 5 between the power supply line 12 and the signal line 32 needs to penetrate the ground line 22 of the first ground layer 2 provided between the power supply layer 1 and the signal layer 3. Is provided with a via opening 24 through which the via 5 is insulated from the ground line 22 (see FIG. 16).

以下に、本実施形態に係る半導体装置の製造プロセスの一例について、図18を参照して説明する。なお、この製造プロセスでは第二のグランド層4は省略している。   Hereinafter, an example of the manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the manufacturing process, the second ground layer 4 is omitted.

まず、図18(A)に示すように、開口部13,23,33を中央に持つ絶縁基板11,21,31上に電源線12、グランド線22、信号線32を設けてなる電源層1、第一のグランド層2、信号層3を、接着剤(図示なし)を介して貼り合わせる。   First, as shown in FIG. 18A, a power supply layer 1 in which a power supply line 12, a ground line 22, and a signal line 32 are provided on an insulating substrate 11, 21, 31 having openings 13, 23, and 33 at the center. The first ground layer 2 and the signal layer 3 are bonded together with an adhesive (not shown).

次に、図18(B)に示すように、貼合せ後の電源層1、第一のグランド層2、信号層3において、上述したとおりのビア5を形成する。   Next, as shown in FIG. 18B, vias 5 as described above are formed in the power supply layer 1, the first ground layer 2, and the signal layer 3 after bonding.

次に、図18(C)に示すように、接着剤301を介して放熱板300を貼り付ける。   Next, as illustrated in FIG. 18C, the heat dissipation plate 300 is attached through the adhesive 301.

次に、図18(D)に示すように、電源層1、第一のグランド層2、信号層3の開口部13,23,33が重なって形成された一つの半導体チップ用開口部10内にて露出している、放熱板300上の領域に、接着剤200を塗布する。   Next, as shown in FIG. 18D, inside the opening 10 for a semiconductor chip formed by overlapping the openings 13, 23, 33 of the power supply layer 1, the first ground layer 2, and the signal layer 3. The adhesive 200 is applied to the region on the heat dissipation plate 300 exposed at.

次に、図18(E)に示すように、半導体チップ100を、接着剤200を介して放熱板300上に搭載して、半導体チップ用開口部10内に納める。   Next, as shown in FIG. 18E, the semiconductor chip 100 is mounted on the heat sink 300 via the adhesive 200 and placed in the semiconductor chip opening 10.

次に、図18(F)に示すように、半導体チップ100と各層をワイヤボンディングする。具体的には、半導体チップ100のワイヤパッド101(図17参照)と各層の電源線12、グランド線22、信号線32とをワイヤ7で接続する。このとき、信号線32のワイヤ73(図15,図17参照)が最も短くなることは第一,第二実施形態と同じである。   Next, as shown in FIG. 18F, the semiconductor chip 100 and each layer are wire-bonded. Specifically, the wire pad 101 (see FIG. 17) of the semiconductor chip 100 and the power supply line 12, the ground line 22, and the signal line 32 of each layer are connected by the wire 7. At this time, the wire 73 (see FIGS. 15 and 17) of the signal line 32 is the shortest as in the first and second embodiments.

次に、図18(G)に示すように、封止樹脂9で封止を行う。具体的には、半導体チップ100、ワイヤ7を含めて半導体チップ用開口部10を封止する。   Next, as shown in FIG. 18G, sealing is performed with a sealing resin 9. Specifically, the semiconductor chip opening 10 including the semiconductor chip 100 and the wire 7 is sealed.

そして、図18(H)に示すように、上述したとおりのBGAを設ける。   Then, as shown in FIG. 18H, the BGA as described above is provided.

以上組み立てられた半導体装置は、第一実施形態と同様にしてマザーボード500にフェースダウンで搭載することができるが、マザーボード500との接続用の階段構造は不要である。   The assembled semiconductor device can be mounted face-down on the mother board 500 in the same manner as in the first embodiment, but a staircase structure for connection to the mother board 500 is not necessary.

以上のとおりの本実施形態の半導体装置では、以下に示した材料や寸法が一つの好ましい例である。もちろんこの例には限定されない。   In the semiconductor device of the present embodiment as described above, the following materials and dimensions are one preferable example. Of course, it is not limited to this example.

・封止樹脂9・・・材料=エポキシ系絶縁材
・はんだボール8・・・直径=100μm〜600μm
・ワイヤ7・・・材料Au、直径=25μm〜100μm
・電源線12,グランド線22,信号線32・・・幅=10μm〜100μm、厚さ=5μm〜30μm、材料=Cu
・接着剤301・・・材料=エポキシ系絶縁材
・接着剤200・・・材料=Agペースト
・放熱板300,放熱フィン400・・・材料=Al,SiO2,AlNなど
・絶縁基板11,21,31・・・厚さ=10μm〜100μm、誘電率εr=2〜5、材料=ポイリイミド,液晶ポリマー,BTレジンなど
・ボールランド・・・直径rBL(図16参照)=100μm〜600μm
・ビア用開口部24・・・直径rGND(図16参照)=ランド径rBLに合わせた100μm〜600μm
・ビア5・・・直径50μm〜200μm
-Sealing resin 9 ... Material = Epoxy-based insulating material-Solder ball 8 ... Diameter = 100 m to 600 m
-Wire 7 ... material Au, diameter = 25 micrometers-100 micrometers
Power supply line 12, ground line 22, signal line 32... Width = 10 μm to 100 μm, thickness = 5 μm to 30 μm, material = Cu
· Adhesive 301 ··· Material = Epoxy insulating material · Adhesive 200 · · · Material = Ag paste · Heat sink 300, heat sink 400 · · · Material = Al, SiO 2 , AlN · Insulating substrates 11 and 21 , 31 ... Thickness = 10 µm to 100 µm, Dielectric constant ε r = 2 to 5, Material = Polyimide, Liquid crystal polymer, BT resin, etc. · Ball land ... Diameter r BL (see Fig. 16) = 100 µm to 600 µm
・ Via opening 24... Diameter r GND (see FIG. 16) = 100 μm to 600 μm according to land diameter r BL
・ Via 5 ... 50 μm to 200 μm in diameter

本発明の第一実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows 1st embodiment of this invention. 第一実施形態の一部拡大断面図。The partially expanded sectional view of 1st embodiment. 第一実施形態の平面図。The top view of a first embodiment. 第一実施形態に係る半導体装置のマザーボードへの搭載例を示した断面図。Sectional drawing which showed the example of mounting to the motherboard of the semiconductor device which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る半導体装置のマザーボードへの別の搭載例を示した断面図。Sectional drawing which showed another example of mounting to the motherboard of the semiconductor device which concerns on 1st embodiment. マザーボードへのさらに別の搭載例を示した断面図。Sectional drawing which showed another example of mounting to a motherboard. (A)−(G)は第一実施形態の製造プロセスの一例について説明するための図。(A)-(G) is a figure for demonstrating an example of the manufacturing process of 1st embodiment. 本発明の第二実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows 2nd embodiment of this invention. 第二実施形態の一部拡大断面図。The partially expanded sectional view of 2nd embodiment. 第二実施形態の平面図。The top view of 2nd embodiment. 第二実施形態に係る半導体装置のマザーボードへの接続例を示した断面図。Sectional drawing which showed the example of a connection to the motherboard of the semiconductor device which concerns on 2nd embodiment. 第二実施形態に係る半導体装置のマザーボードへの別の接続例を示した断面図。Sectional drawing which showed another example of the connection to the motherboard of the semiconductor device which concerns on 2nd embodiment. マザーボードへのさらに別の搭載例を示した断面図。Sectional drawing which showed another example of mounting to a motherboard. (A)−(H)は第一実施形態の製造プロセスの一例について説明するための図。(A)-(H) is a figure for demonstrating an example of the manufacturing process of 1st embodiment. 本発明の第三実施形態を示す断面図。Sectional drawing which shows 3rd embodiment of this invention. 第三実施形態の一部拡大断面図。The partially expanded sectional view of 3rd embodiment. 第三実施形態の平面図。The top view of 3rd embodiment. (A)−(H)は第三実施形態の製造プロセスの一例について説明するための図。(A)-(H) is a figure for demonstrating an example of the manufacturing process of 3rd embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 電源層
11 絶縁基板
12 電源線
13 開口部
2 第一のグランド層
21 絶縁基板
22 グランド線
23 開口部
24 ビア用開口部
3 信号層
31 絶縁基板
32 信号線
33 開口部
4 第二のグランド層
5 ビア
6 カバー板
61 開口部
7,71,72,73 ワイヤ
8,81,82,83 はんだボール
9 封止樹脂
10 半導体チップ用開口部
100 半導体チップ
101 ワイヤパッド
200 接着剤
300 放熱板
301 接着剤
302 接着剤
400 放熱フィン
500 マザーボード
501 接続治具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply layer 11 Insulating substrate 12 Power supply line 13 Opening 2 1st ground layer 21 Insulating substrate 22 Ground line 23 Opening 24 Via opening 3 Signal layer 31 Insulating substrate 32 Signal line 33 Opening 4 Second ground layer 5 Via 6 Cover plate 61 Opening 7, 71, 72, 73 Wire 8, 81, 82, 83 Solder ball 9 Sealing resin 10 Opening for semiconductor chip 100 Semiconductor chip 101 Wire pad 200 Adhesive 300 Heat sink 301 Adhesive 302 Adhesive 400 Radiation fin 500 Motherboard 501 Connection jig

Claims (12)

電源層、第一のグランド層、および信号層を備えたマイクロストリップライン構造、またはさらに第二のグランド層を備えたストリップライン構造を持つ半導体装置の配線構造であって、
第一のグランド層は、電源層と信号層の間に設けられており、
電源層、第一のグランド層、および信号層は、半導体チップ用開口部に納められた半導体チップにワイヤボンディングされており、且つ、信号層のワイヤが最も短くなるように、半導体チップ用開口部側の内周端部が階段構造になっているとともに信号層の内周端部が半導体チップに最も近く位置している
ことを特徴とする配線構造。
A wiring structure of a semiconductor device having a microstrip line structure including a power supply layer, a first ground layer, and a signal layer, or a strip line structure including a second ground layer,
The first ground layer is provided between the power supply layer and the signal layer,
The power supply layer, the first ground layer, and the signal layer are wire-bonded to the semiconductor chip housed in the semiconductor chip opening, and the wire for the signal layer is shortest so that the wire for the signal layer is the shortest. A wiring structure characterized in that the inner peripheral end portion on the side has a staircase structure and the inner peripheral end portion of the signal layer is located closest to the semiconductor chip.
信号層のワイヤが1mm以内であることを特徴とする請求項1記載の配線構造。   2. The wiring structure according to claim 1, wherein the wire of the signal layer is within 1 mm. 電源層およびグランド層のいずれか一方または両方のワイヤがリボンワイヤであることを特徴とする請求項1または2記載の配線構造。   3. The wiring structure according to claim 1, wherein one or both of the power supply layer and the ground layer are ribbon wires. 電源層およびグランド層のいずれか一方または両方の配線幅が太くなっていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の配線構造。   4. The wiring structure according to claim 1, wherein the wiring width of either one or both of the power supply layer and the ground layer is large. 電源層が最上層に配置されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の配線構造。   5. The wiring structure according to claim 1, wherein the power supply layer is disposed on the uppermost layer. ボールグリッドアレイを備えていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の配線構造。   The wiring structure according to claim 1, further comprising a ball grid array. ストリップライン構造においてはんだボール下に第二のグランド層を設けていないことを特徴とする請求項6記載の配線構造。   7. The wiring structure according to claim 6, wherein the second ground layer is not provided under the solder ball in the stripline structure. 請求項1ないし7のいずれかに記載の配線構造を有する半導体装置。   A semiconductor device having the wiring structure according to claim 1. 半導体チップの裏側に放熱体が設けられていることを特徴とする請求項8記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 8, wherein a heat radiator is provided on the back side of the semiconductor chip. 各層のはんだボールの高さに合わせた階段構造を持つ接続治具を介してマザーボードに接続されることを特徴とする請求項8記載の半導体装置。   9. The semiconductor device according to claim 8, wherein the semiconductor device is connected to the mother board via a connection jig having a step structure adapted to the height of the solder ball of each layer. 各層のはんだボールの高さに合わせた階段構造を持つマザーボードに接続されることを特徴とする請求項8記載の半導体装置。   9. The semiconductor device according to claim 8, wherein the semiconductor device is connected to a mother board having a staircase structure corresponding to the height of solder balls of each layer. 各層のはんだボールの大きさが、マザーボードとの接続高さを各層間で同じにするように調整されていることを特徴とする請求項8記載の半導体装置。   9. The semiconductor device according to claim 8, wherein the size of the solder balls in each layer is adjusted so that the connection height with the mother board is the same between the layers.
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