JP2009231480A - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device preventing malfunction thereof and having high reliability in performance. <P>SOLUTION: Relating to a first package of the semiconductor device where a semiconductor chip and a spacer are mounted on a wiring board 2, a noise shielding layer 1 which is connected to a ground wiring different from a reference potential wiring that keeps a reference potential of a power source, is formed on the wiring board 2. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体チップを搭載したパッケージを備えている半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device including a package on which a semiconductor chip is mounted.

携帯電話をはじめとする携帯用電子機器においては、小型化、薄型化、軽量化が求められ、これらの要求を満たすために、複数個の半導体チップを単一のパッケージに搭載したマルチチップ半導体装置の構造が種々提案されている。例えば、1つのパッケージに複数の半導体チップを積層し、ワイヤボンドもしくはフリップチップなどの方法で接続される半導体装置が実用化され、現在の小型化、軽量化を担っている。   In portable electronic devices such as mobile phones, miniaturization, thinning, and weight reduction are required, and in order to satisfy these requirements, a multi-chip semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are mounted in a single package Various structures have been proposed. For example, a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are stacked in one package and connected by a method such as wire bonding or flip chip has been put into practical use, and is currently responsible for miniaturization and weight reduction.

更に、半導体チップのみならず、インダクタ、キャパシタ、抵抗などの受動素子を内蔵し、整合回路やフィルタなどを搭載したSiP(System in Package)と呼ばれるパッケージの開発が進められ、パッケージの構造は複雑なものとなってきている。   Furthermore, the development of a package called SiP (System in Package) that incorporates not only semiconductor chips but also passive elements such as inductors, capacitors, resistors, etc., and a matching circuit, a filter, etc. has been promoted, and the package structure is complicated. It has become a thing.

様々な能動素子(半導体チップ)や受動素子が密接した構造となるにつれ、また能動素子の動作の高速化が進むにつれ、各素子や配線から発生するノイズの影響は無視できない問題として取り上げられてきており、素子間のノイズの影響の低減が望まれている。   As various active elements (semiconductor chips) and passive elements have a close structure, and as the operation speed of active elements increases, the influence of noise generated from each element and wiring has been taken up as a problem that cannot be ignored. Therefore, it is desired to reduce the influence of noise between elements.

例えば、特許文献1では、パッケージ内の半導体チップ間にグランド配線に接続された導電板を設け、半導体チップ間のノイズの伝播を遮る構造をとっている。   For example, Patent Document 1 employs a structure in which a conductive plate connected to a ground wiring is provided between semiconductor chips in a package to block noise propagation between the semiconductor chips.

また、特許文献2では、セラミック積層基板に設けたキャビティに半導体素子を収め、キャビティ間または同一キャビティ内のチップ間に電磁シールド層を付加することで、半導体素子間のノイズの伝播を遮る構造をとっている。   In Patent Document 2, a semiconductor element is housed in a cavity provided in a ceramic multilayer substrate, and an electromagnetic shield layer is added between cavities or between chips in the same cavity, thereby blocking the propagation of noise between semiconductor elements. I'm taking it.

ところで、互いに異なる、または互いに同一の機能を実現した2つ以上のパッケージをマザーボードに設置する場合、マザーボード上での占有領域を最小限に留めるために、パッケージ同士を積層(スタック)する構造のものが知られている。
特開2004−111656号公報(2004年4月8日公開) 特開平8−250650号公報(1996年9月27日公開)
By the way, when two or more packages having different or identical functions are installed on a motherboard, the packages are stacked so as to minimize the occupied area on the motherboard. It has been known.
JP 2004-111656 A (published April 8, 2004) JP-A-8-250650 (published September 27, 1996)

複数のパッケージを上述したように積層する形態は、装置の小型化を実現する上で益々注目される形態である一方、パッケージから他のパッケージへのノイズの影響が十分に解決されていない。例えば、特許文献1及び2に示す半導体装置を用いた場合、1つのパッケージ内に封止されている半導体チップと半導体チップとの間において発生したノイズの伝播を遮ることはできるものの、1つのパッケージの最外部(最上部)に位置する基板を介して信号が伝達されるのに伴ってノイズも伝播される。そのため、パッケージから他のパッケージにノイズが伝播され、誤動作を引き起こす。   The form of laminating a plurality of packages as described above is a form that is attracting more and more attention in realizing downsizing of the device, but the influence of noise from one package to another package has not been sufficiently solved. For example, when the semiconductor devices shown in Patent Documents 1 and 2 are used, the propagation of noise generated between a semiconductor chip and a semiconductor chip sealed in one package can be blocked, but one package As the signal is transmitted through the substrate located on the outermost part (uppermost part), noise is also propagated. For this reason, noise is propagated from one package to another, causing malfunction.

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の誤動作を防ぎ、性能面において高い信頼性を有する半導体装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device that prevents malfunction of the device and has high reliability in terms of performance.

本発明に係る半導体装置は、上述した課題を解決するために、実装基板の一面に半導体チップ及びスペーサーを実装したパッケージを、マザーボード上に配置した半導体装置であって、上記実装基板は、当該半導体チップに電源を供給する電源配線を少なくとも含む配線と、当該電源の基準電位を保持する基準電位配線とを含む配線層を有しており、上記半導体チップは、上記実装基板の上記配線と電気的に接続しており、上記スペーサーは、上記実装基板の上記配線を介して、当該実装基板に実装されている当該半導体チップと電気的に接続しており、且つ、上記スペーサーは、当該半導体チップを囲むように配置されており、上記パッケージは、上記スペーサーを上記マザーボードに接続することによって実装されており、上記実装基板には、上記配線層よりも上記一面とは反対側の面の側に、当該実装基板の上記一面に沿って配設された導電層と、当該導電層に接続する、上記基準電位配線とは異なる接地配線とが設けられていることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, a semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which a package in which a semiconductor chip and a spacer are mounted on one surface of a mounting substrate is disposed on a motherboard, and the mounting substrate includes the semiconductor A wiring layer including at least a power wiring that supplies power to the chip and a reference potential wiring that holds a reference potential of the power; and the semiconductor chip is electrically connected to the wiring of the mounting substrate. The spacer is electrically connected to the semiconductor chip mounted on the mounting substrate via the wiring of the mounting substrate, and the spacer is connected to the semiconductor chip. The package is mounted by connecting the spacer to the motherboard, and the package is mounted on the mounting board. Is different from the reference potential wiring connected to the conductive layer and the conductive layer disposed along the one surface of the mounting substrate on the surface opposite to the one surface from the wiring layer. A ground wiring is provided.

上記の構成を採用することにより、本発明に係る半導体装置は、装置の誤動作を防ぎ、性能面において高い信頼性を有する半導体装置を提供することができる。   By adopting the above configuration, the semiconductor device according to the present invention can prevent malfunction of the device and provide a semiconductor device having high reliability in terms of performance.

具体的には、本発明に係る半導体装置は、半導体チップを実装する実装基板に、電源配線を少なくとも含む配線と、基準電位配線とからなる配線層が設けられている他、更に、導電層と当該導電層に接続する接地配線とが設けられている。このような実装基板を有していることにより、当該実装基板の実装面(一面)に実装された半導体チップ、及び上記配線から、当該実装基板を突き抜けて当該実装面とは反対側に、ノイズが放射されることを防ぐことができる。   Specifically, the semiconductor device according to the present invention is provided with a wiring layer including a wiring including at least a power supply wiring and a reference potential wiring on a mounting substrate on which a semiconductor chip is mounted. A ground wiring connected to the conductive layer is provided. By having such a mounting substrate, the noise from the semiconductor chip mounted on the mounting surface (one surface) of the mounting substrate and the wiring through the mounting substrate to the side opposite to the mounting surface Can be prevented from being emitted.

従って、本発明に係る半導体装置は、上記の構成を具備することにより、パッケージのノイズによる悪影響を回避して誤作動を防ぎ、高い信頼性を有する半導体装置を提供することができる。   Therefore, the semiconductor device according to the present invention can provide a semiconductor device having high reliability by avoiding an adverse effect due to noise of the package by preventing the malfunction by having the above structure.

ここで、ノイズとは、静電誘導、電磁誘導および電磁波によるノイズのことを示す。   Here, the noise refers to noise caused by electrostatic induction, electromagnetic induction, and electromagnetic waves.

本発明に係る半導体装置は、上記の構成に加えて、上記実装基板の上記一面に、更に、受動素子を実装しており、上記スペーサーは、上記半導体チップとともに、上記受動素子も囲むように配置されていることが好ましい。   In addition to the above configuration, the semiconductor device according to the present invention further includes a passive element mounted on the one surface of the mounting substrate, and the spacer is disposed so as to surround the passive element together with the semiconductor chip. It is preferable that

上記の構成によれば、受動素子を設けたSiP形態のパッケージとしても、受動素子から放射されるノイズを、上記実装基板の上記導電層が遮蔽することができる。   According to said structure, even if it is a package of the SiP form which provided the passive element, the said conductive layer of the said mounting substrate can shield the noise radiated | emitted from a passive element.

本発明に係る他の半導体装置は、上述した課題を解決するために、実装基板の一面に半導体チップ及びスペーサーを実装したパッケージを、複数個積層してなるパッケージスタック型の半導体装置であって、上記実装基板は、当該半導体チップに電源を供給する電源配線を少なくとも含む配線と、当該電源の基準電位を保持する基準電位配線とを含む配線層を有しており、上記半導体チップは、実装された上記実装基板の上記配線と電気的に接続しており、上記スペーサーは、上記実装基板の上記配線を介して、当該実装基板に実装されている当該半導体チップと電気的に接続しており、且つ、上記スペーサーは、当該半導体チップを囲むように配置されており、上記パッケージは、当該パッケージに設けられた上記スペーサーを介して、マザーボードと電気的に接続されているか、当該パッケージとは異なる上記パッケージの上記実装基板における上記一面とは反対側の面において当該実装基板と電気的に接続されており、上記実装基板には、上記配線層よりも上記一面とは反対側の面の側に、当該実装基板の上記一面に沿って配設された導電層と、当該導電層に接続する、上記基準電位配線とは異なる接地配線とが設けられていることを特徴としている。   Another semiconductor device according to the present invention is a package stack type semiconductor device in which a plurality of packages each having a semiconductor chip and a spacer mounted on one surface of a mounting substrate are stacked in order to solve the above-described problem. The mounting substrate has a wiring layer including a wiring including at least a power supply wiring for supplying power to the semiconductor chip and a reference potential wiring for holding a reference potential of the power supply, and the semiconductor chip is mounted. The spacer is electrically connected to the wiring of the mounting substrate, and the spacer is electrically connected to the semiconductor chip mounted on the mounting substrate via the wiring of the mounting substrate. In addition, the spacer is arranged so as to surround the semiconductor chip, and the package is connected to the spacer via the spacer provided in the package. -It is electrically connected to the mounting substrate, or is electrically connected to the mounting substrate on a surface opposite to the one surface of the mounting substrate of the package different from the package. A conductive layer disposed along the one surface of the mounting substrate on the side opposite to the one surface from the wiring layer, and a ground wiring different from the reference potential wiring connected to the conductive layer. It is characterized by being provided.

上記の構成を採用することにより、本発明に係る半導体装置は、装置の誤動作を防ぎ、性能面において高い信頼性を有する半導体装置を提供することができる。   By adopting the above configuration, the semiconductor device according to the present invention can prevent malfunction of the device and provide a semiconductor device having high reliability in terms of performance.

具体的には、本発明に係る半導体装置は、実装基板に、電源配線を少なくとも含む配線と、基準電位配線とからなる配線層が設けられている他、更に、導電層と当該導電層に接続する接地配線とが設けられており、この実装基板を有したパッケージが、複数個、積層(スタック)した構造を有している。このような実装基板を有していることにより、当該実装基板の実装面に実装された半導体チップ及び上記配線から、当該実装基板を突き抜けて当該実装面とは反対側に、ノイズが放射されることを防ぐことができる。そのため、上述のように、パッケージが、当該パッケージに設けられた上記スペーサーを介して、上記マザーボードもしくは別のパッケージに設けられた実装基板に接続されて積層(スタック)した構造であっても、パッケージ(仮に、第1のパッケージとする)と、当該第1のパッケージ上に積層されるパッケージ(仮に、第2のパッケージとする)との間には、第1のパッケージの実装基板が配設されている。そのため、従来問題となっていたパッケージから他のパッケージへのノイズの伝播を遮断することができる。   Specifically, in the semiconductor device according to the present invention, the mounting substrate is provided with a wiring layer including a wiring including at least a power supply wiring and a reference potential wiring, and further connected to the conductive layer and the conductive layer. And a plurality of packages having the mounting substrate are stacked (stacked). By having such a mounting substrate, noise is radiated from the semiconductor chip mounted on the mounting surface of the mounting substrate and the wiring to the opposite side of the mounting surface through the mounting substrate. Can be prevented. Therefore, as described above, even if the package has a structure in which the package is connected to the mounting board provided on the motherboard or another package via the spacer provided on the package, the package is stacked (stacked). A mounting substrate of the first package is disposed between the temporary package (assumed to be the first package) and the package stacked on the first package (tentatively referred to as the second package). ing. Therefore, it is possible to block the propagation of noise from the package which has been a problem in the past to other packages.

また、本発明に係る他の半導体装置は、上記の構成に加えて、複数の上記パッケージのうちの少なくとも1つのパッケージには、上記実装基板の上記一面に、更に、受動素子が実装されており、上記受動素子は、上記半導体チップとともに、上記実装基板によって囲まれていることが好ましい。   In addition to the above-described configuration, another semiconductor device according to the present invention further includes a passive element mounted on the one surface of the mounting substrate in at least one of the plurality of packages. The passive element is preferably surrounded by the mounting substrate together with the semiconductor chip.

上記の構成によれば、受動素子を設けたSiP形態のパッケージとしても、受動素子から放射されるノイズを、上記実装基板の上記導電層が遮蔽することができる。   According to said structure, even if it is a package of the SiP form which provided the passive element, the said conductive layer of the said mounting substrate can shield the noise radiated | emitted from a passive element.

また、本発明に係る半導体装置は、上記の構成に加えて、上記導電層が、ニッケル被覆が施されているものであっても良い。   In the semiconductor device according to the present invention, in addition to the above structure, the conductive layer may be nickel-coated.

上記の構成によれば、高周波だけでなく、より低い周波数の電磁誘導ノイズにも対応できるので、より一層効率的に遮蔽することができる。   According to said structure, since it can respond not only to a high frequency but electromagnetic induction noise of a lower frequency, it can shield more efficiently.

上記スペーサーにおける、上記半導体チップに対向する面とは反対側の面に、接地電位に保持される接地配線に接続されている導電体が設けられていることが好ましい。   It is preferable that a conductor connected to a ground wiring held at a ground potential is provided on a surface of the spacer opposite to the surface facing the semiconductor chip.

上記の構成によれば、スペーサーの側面に上記導電体を設けたことによって、ノイズ遮蔽機能を実現することができる。これにより、上記実装基板に上記導電層を具備しただけの構成と比較して、パッケージ内から外部に放射されるノイズをより一層防ぐことができるとともに、ノイズが外部からパッケージ内に及ぶことをより一層抑制することができる。   According to said structure, a noise shielding function is realizable by providing the said conductor on the side surface of a spacer. As a result, it is possible to further prevent noise radiated from the inside of the package to the outside as compared with the configuration in which the mounting substrate is provided with the conductive layer, and to prevent the noise from reaching the outside from the outside. Further suppression can be achieved.

本発明に係る半導体装置は、以上のように、実装基板の一面に半導体チップ及びスペーサーを実装したパッケージを、マザーボード上に配置した半導体装置であって、上記実装基板は、当該半導体チップに電源を供給する電源配線を少なくとも含む配線と、当該電源の基準電位を保持する基準電位配線とを含む配線層を有しており、上記半導体チップは、上記実装基板の上記配線と電気的に接続しており、上記スペーサーは、上記実装基板の上記配線を介して、当該実装基板に実装されている当該半導体チップと電気的に接続しており、且つ、上記スペーサーは、当該半導体チップを囲むように配置されており、上記パッケージは、上記スペーサーを上記マザーボードに接続することによって実装されており、上記実装基板には、上記配線層よりも上記一面とは反対側の面の側に、当該実装基板の上記一面に沿って配設された導電層と、当該導電層に接続する、上記基準電位配線とは異なる接地配線とが設けられていることを特徴としている。また、本発明に係る別の半導体装置は、以上のように、実装基板の一面に半導体チップ及びスペーサーを実装したパッケージを、複数個積層してなるパッケージスタック型の半導体装置であって、上記実装基板は、当該半導体チップに電源を供給する電源配線を少なくとも含む配線と、当該電源の基準電位を保持する基準電位配線とを含む配線層を有しており、上記半導体チップは、実装された上記実装基板の上記配線と電気的に接続しており、上記スペーサーは、上記実装基板の上記配線を介して、当該実装基板に実装されている当該半導体チップと電気的に接続しており、且つ、上記スペーサーは、当該半導体チップを囲むように配置されており、上記パッケージは、当該パッケージに設けられた上記スペーサーを介して、マザーボードと電気的に接続されているか、当該パッケージとは異なる上記パッケージの上記実装基板における上記一面とは反対側の面において当該実装基板と電気的に接続されており、上記実装基板には、上記配線層よりも上記一面とは反対側の面の側に、当該実装基板の上記一面に沿って配設された導電層と、当該導電層に接続する、上記基準電位配線とは異なる接地配線とが設けられていることを特徴としている。   As described above, a semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which a package in which a semiconductor chip and a spacer are mounted on one surface of a mounting substrate is disposed on a motherboard, and the mounting substrate supplies power to the semiconductor chip. A wiring layer including at least a power supply wiring to be supplied and a reference potential wiring for holding a reference potential of the power supply; and the semiconductor chip is electrically connected to the wiring of the mounting substrate. The spacer is electrically connected to the semiconductor chip mounted on the mounting substrate via the wiring of the mounting substrate, and the spacer is disposed so as to surround the semiconductor chip. The package is mounted by connecting the spacer to the motherboard, and the wiring board includes the wiring layer. In addition, a conductive layer disposed along the one surface of the mounting substrate and a ground wiring different from the reference potential wiring connected to the conductive layer are provided on the surface opposite to the one surface. It is characterized by being. Another semiconductor device according to the present invention is a package stack type semiconductor device in which a plurality of packages each having a semiconductor chip and a spacer mounted on one surface of a mounting substrate are stacked as described above. The substrate has a wiring layer including a wiring including at least a power supply wiring for supplying power to the semiconductor chip and a reference potential wiring for holding a reference potential of the power supply. The semiconductor chip is mounted on the substrate. The spacer is electrically connected to the wiring of the mounting substrate, the spacer is electrically connected to the semiconductor chip mounted on the mounting substrate via the wiring of the mounting substrate, and The spacer is arranged so as to surround the semiconductor chip, and the package is connected to the motherboard via the spacer provided in the package. The wiring board is electrically connected to or electrically connected to the mounting board on a surface opposite to the one surface of the mounting board of the package different from the package. A conductive layer disposed along the one surface of the mounting substrate and a ground wiring different from the reference potential wiring connected to the conductive layer are provided on the surface opposite to the one surface. It is characterized by being.

これにより、パッケージ同士のノイズによる悪影響を回避して誤作動を防ぎ、高い信頼性を有する半導体装置を提供することができる。   As a result, it is possible to avoid an adverse effect due to noise between packages, prevent malfunctions, and provide a highly reliable semiconductor device.

〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態を図1から図14に基づいて説明する。尚、以下の説明では、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の実施の形態及び図面に限定されるものではない。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, various technically preferable limitations for carrying out the present invention are given, but the scope of the present invention is not limited to the following embodiments and drawings.

図1は、2つのパッケージを積層した半導体装置の構成を示した図である。図1に示すように、本実施形態では、第1のパッケージ20aが、第2のパッケージ20bの上に積まれていることによって、パッケージスタック型の半導体装置を構成している。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor device in which two packages are stacked. As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the first package 20a is stacked on the second package 20b to constitute a package stack type semiconductor device.

以下では、まず各々のパッケージについて説明し、続いて、積層構造と、マザーボード上への配置態様について説明する。   In the following, each package will be described first, and then the stacked structure and the arrangement mode on the mother board will be described.

<第1のパッケージ>
図2は、上記第1のパッケージ20aのみを示したものである。
<First package>
FIG. 2 shows only the first package 20a.

第1のパッケージ20aには、図2に示すように、配線基板2(実装基板)と、半導体チップ5aと、スペーサー4とが設けられている。   As shown in FIG. 2, the first package 20 a is provided with a wiring board 2 (mounting board), a semiconductor chip 5 a, and a spacer 4.

上記半導体チップ5aは、所望の能動素子としての機能を有するものであれば特に限定されるものではない。半導体チップ5aは、図2に示すように、接着フィルム9を介して、配線基板2に接着される。   The semiconductor chip 5a is not particularly limited as long as it has a function as a desired active element. As shown in FIG. 2, the semiconductor chip 5 a is bonded to the wiring substrate 2 through an adhesive film 9.

半導体チップ5aと配線基板2とは、図2に示すワイヤ6を介して、半導体チップ5a上に設けられたパッド(不図示)と、配線基板2に設けられたパッド10との接続によって電気的に接続される。上記ワイヤ6には、金線が主に用いられるが、これに限定されるものではない。   The semiconductor chip 5a and the wiring board 2 are electrically connected to each other by a connection between a pad (not shown) provided on the semiconductor chip 5a and a pad 10 provided on the wiring board 2 via a wire 6 shown in FIG. Connected to. The wire 6 is mainly a gold wire, but is not limited to this.

また、配線基板2とスペーサー4とは、詳細は後述するが、配線基板2に設けられた複数個の突起電極と、スペーサー4に設けられた複数個の突起電極とが接触することによって電気的に接続される。   The wiring substrate 2 and the spacer 4 will be described in detail later. The plurality of protruding electrodes provided on the wiring substrate 2 and the plurality of protruding electrodes provided on the spacer 4 come into contact with each other. Connected to.

以下、上記スペーサー4の具体的な構成について詳述する。   Hereinafter, a specific configuration of the spacer 4 will be described in detail.

スペーサー4は、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂によって作製されたものであり、第1のパッケージ20aを、図1に示した第2のパッケージ20bに電気的に接続するための構成である。スペーサー4の形状は、半導体チップ5aを搭載する部分をくり抜いた形状が主に使用される。すなわち、半導体チップ5aの周囲を囲む形態になっている。   The spacer 4 is made of an insulating resin such as an epoxy resin, and has a configuration for electrically connecting the first package 20a to the second package 20b shown in FIG. As the shape of the spacer 4, a shape in which a portion on which the semiconductor chip 5 a is mounted is cut out. That is, the semiconductor chip 5a is surrounded.

スペーサー4の厚さ(図2の紙面上下方向の長さ)は、突起電極の厚さにも因るが、概ね搭載する半導体チップ5aの厚さよりも厚く設定すればよい。一例としては、半導体チップ5aの厚さが100μmの場合は、スペーサー4の厚さを150μmにすればよい。   The thickness of the spacer 4 (length in the vertical direction in FIG. 2) depends on the thickness of the protruding electrode, but may be set to be thicker than the thickness of the semiconductor chip 5a to be mounted. As an example, when the thickness of the semiconductor chip 5a is 100 μm, the thickness of the spacer 4 may be 150 μm.

図3は、上記スペーサー4の詳細な構成を示すべく、第1のパッケージ20aの断面図を示したものである。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the first package 20a to show the detailed configuration of the spacer 4. As shown in FIG.

スペーサー4における配線基板2との対向面と、当該対向面の反対側に位置する面には、図3に示すように、突起電極8が形成されている。尚、図3のスペーサー4には、対向する辺に2列ずつの電極を有しているものを例として示しているが、電極の数に応じて、列の数を変えて作製することができる。   As shown in FIG. 3, protruding electrodes 8 are formed on the surface of the spacer 4 facing the wiring substrate 2 and on the surface opposite to the facing surface. The spacer 4 shown in FIG. 3 is shown as an example having two rows of electrodes on opposite sides. However, the spacer 4 can be produced by changing the number of rows according to the number of electrodes. it can.

スペーサー4の上下両面の突起電極8を結ぶのが、図3に示す貫通電極12である。突起電極8及び貫通電極12の主な材料は銅(Cu)であり、突起電極8の表面にはニッケル(Ni)、金(Au)などの電気抵抗の小さい金属のメッキを施してある。また、用途に応じてハンダメッキを施すこともできる。   A through electrode 12 shown in FIG. 3 connects the protruding electrodes 8 on the upper and lower surfaces of the spacer 4. The main material of the protruding electrode 8 and the through electrode 12 is copper (Cu), and the surface of the protruding electrode 8 is plated with a metal having a low electric resistance such as nickel (Ni) or gold (Au). Also, solder plating can be applied depending on the application.

次に、上述した半導体チップ5aとスペーサー4とが実装される配線基板2の具体的な構成について詳述する。   Next, a specific configuration of the wiring board 2 on which the semiconductor chip 5a and the spacer 4 described above are mounted will be described in detail.

図4は、配線基板2のみの構成を示した部分断面図である。配線基板2は、搭載する半導体チップ5a及びスペーサー4と電気的に接続し、スペーサー4を介して、外部から半導体チップ5aに信号を入力させることができるとともに、半導体チップ5aから信号を外部へ出力させることができる。具体的には、図4に示すように、配線基板2における半導体チップ5a及びスペーサー4の実装面及びその反対側の面には、電極11が形成されており、この電極11が、スペーサー4に形成された突起電極8と電気的に接続される。また、配線基板2における半導体チップ5a及びスペーサー4の実装面には、上記パッド10が形成されており、ワイヤ6を介して半導体チップ5aと電気的に接続される。配線基板2の両面に形成された電極11同士を電気的に連結するのが、図4に示す貫通電極13である。   FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the configuration of only the wiring board 2. The wiring board 2 is electrically connected to the semiconductor chip 5a and the spacer 4 to be mounted, and can input signals from the outside to the semiconductor chip 5a via the spacer 4, and outputs signals from the semiconductor chip 5a to the outside. Can be made. Specifically, as shown in FIG. 4, an electrode 11 is formed on the mounting surface of the semiconductor chip 5 a and the spacer 4 on the wiring substrate 2 and the opposite surface, and the electrode 11 is formed on the spacer 4. It is electrically connected to the formed protruding electrode 8. Further, the pad 10 is formed on the mounting surface of the semiconductor chip 5 a and the spacer 4 on the wiring substrate 2, and is electrically connected to the semiconductor chip 5 a through the wire 6. A through electrode 13 shown in FIG. 4 electrically connects the electrodes 11 formed on both surfaces of the wiring board 2.

パッド10および電極11は、主な材料は銅(Cu)であり、表面にニッケル(Ni)、金(Au)などの電気抵抗の小さい金属のメッキを施してある。配線基板の両面にある電極11を電気的に接続するのは、貫通電極13であり、主な材料は銅(Cu)である。   The pad 10 and the electrode 11 are mainly made of copper (Cu), and the surface thereof is plated with a metal having a low electrical resistance such as nickel (Ni) or gold (Au). It is the through electrode 13 that electrically connects the electrodes 11 on both sides of the wiring board, and the main material is copper (Cu).

配線基板2は、例えば、厚さ20μm〜100μmのフィルム状または板状のものを採用することができる。   As the wiring board 2, for example, a film or plate having a thickness of 20 μm to 100 μm can be adopted.

そして、配線基板2の特徴的構成としては、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂からなる絶縁体の内部に、複数の導体層が配設されており、当該複数の導体層のうち、最も外側に配置されている導体層にノイズ遮蔽機能を実現させている点にある。本実施形態では、上記複数の導体層として、図4に示すように、配線層15及びノイズ遮蔽層1(導電層)の計2層から構成される態様について説明する。   The wiring board 2 has a characteristic configuration in which a plurality of conductor layers are disposed inside an insulator made of an insulating resin such as an epoxy resin, and is arranged on the outermost side among the plurality of conductor layers. The noise shielding function is realized in the conductor layer. In the present embodiment, as the plurality of conductor layers, as shown in FIG. 4, an aspect composed of a total of two layers of a wiring layer 15 and a noise shielding layer 1 (conductive layer) will be described.

上記配線層15は、概して配線基板2の面方向に沿って配設された、上記パッド10と上記電極11とを電気的に接続するための配線層である。配線層15として図4で示している層は1層であるが、複数の層とすることもできる。配線層15の主な材料は銅(Cu)であるが、これに限定されるものではない。   The wiring layer 15 is a wiring layer that is disposed generally along the surface direction of the wiring substrate 2 and electrically connects the pad 10 and the electrode 11. The wiring layer 15 shown in FIG. 4 is one layer, but may be a plurality of layers. The main material of the wiring layer 15 is copper (Cu), but is not limited to this.

配線層15には、信号配線、電源配線及びシャーシ接続配線など、複数の配線が含まれる。尚、これらの配線のうち、信号配線及び電源配線のみを配線層15として設けたものであってもよい。ここで、上記電源配線とは、回路上での電源(例えば3Vとか1.8V等)と、VSSやグランドとも呼ばれる基準電位配線(例えば0V)とを合わせたものである。この基準電位配線は、仕様では例えば−0.2V〜+0.2V等の範囲を持っており、必ずしも接地(アース)されているものではない。これに対し、上記シャーシ接続配線は、金属のフレームやケースに接続された配線である。   The wiring layer 15 includes a plurality of wirings such as a signal wiring, a power supply wiring, and a chassis connection wiring. Of these wirings, only the signal wiring and the power supply wiring may be provided as the wiring layer 15. Here, the power supply wiring is a combination of a power supply (for example, 3V or 1.8V) on a circuit and a reference potential wiring (for example, 0V) also called VSS or ground. The reference potential wiring has a range of −0.2 V to +0.2 V, for example, in the specification, and is not necessarily grounded (grounded). On the other hand, the chassis connection wiring is wiring connected to a metal frame or case.

また、上記ノイズ遮蔽層1は、第1のパッケージ20aからのノイズの放射を低減させるとともに、外部から第1のパッケージ20a内へのノイズの侵入を低減させる目的で設けられた層である。ノイズとは、主に、半導体チップや他の電子部品から放出される電磁ノイズをいう。   The noise shielding layer 1 is a layer provided for the purpose of reducing noise emission from the first package 20a and reducing noise intrusion into the first package 20a from the outside. Noise mainly refers to electromagnetic noise emitted from semiconductor chips and other electronic components.

ノイズ遮蔽層1は、配線基板2内に配設される複数の導体のうちの最も上部、すなわち、配線基板2内に配設される複数の導体のうち、半導体チップ5aから最も離れた位置に形成される導体である。本形態の場合では、ノイズ遮蔽層1は、上記配線層15よりもパッケージの外側に形成されている。   The noise shielding layer 1 is the uppermost of the plurality of conductors disposed in the wiring substrate 2, that is, the position farthest from the semiconductor chip 5a among the plurality of conductors disposed in the wiring substrate 2. It is a conductor to be formed. In the case of this embodiment, the noise shielding layer 1 is formed outside the package with respect to the wiring layer 15.

ノイズ遮蔽層1は、接地電位に保持される接地配線(不図示)に接続されている。   The noise shielding layer 1 is connected to a ground wiring (not shown) held at the ground potential.

すなわち、本形態では、配線層15に含まれる上記基準電位配線とは異なる接地配線を設け、当該接地配線にノイズ遮蔽層1を接続させることによって、ノイズの遮蔽効果を実現している。   That is, in this embodiment, a noise shielding effect is realized by providing a ground wiring different from the reference potential wiring included in the wiring layer 15 and connecting the noise shielding layer 1 to the ground wiring.

ノイズ遮蔽層1は、図4に示すように、配線基板2における半導体チップ5a実装領域を越えて、スペーサー4の実装領域を覆う範囲に配設されている。これにより、配線基板2全面においてノイズ遮蔽を実現することができる。   As shown in FIG. 4, the noise shielding layer 1 is disposed in a range that covers the mounting region of the spacer 4 beyond the mounting region of the semiconductor chip 5 a in the wiring substrate 2. Thereby, noise shielding can be realized on the entire surface of the wiring board 2.

ノイズ遮蔽層1の主な材料は銅(Cu)であるが、これに限定されるものではない。また、ノイズ遮蔽層1にニッケル(Ni)を無電界めっき等で施すことで、ノイズの遮蔽効果を高めることもできる。   The main material of the noise shielding layer 1 is copper (Cu), but is not limited thereto. Moreover, the noise shielding effect can also be enhanced by applying nickel (Ni) to the noise shielding layer 1 by electroless plating or the like.

ここで、配線基板2内の貫通電極13とノイズ遮蔽層1との位置関係について、図5の(a)〜(c)に基づいて説明する。図5の(a)は、配線基板2の斜視図であり、説明の便宜上、上面側全面にノイズ遮蔽層1が形成されているものとする。以下の説明では、図5の(a)の破線で示した箇所を、上面側からみた図を図5の(b)に示し、下面側からみた図を図5の(c)に示す。図5の(b)に示すように、配線基板2には、ノイズ遮蔽層1と接続する接地配線と、配線層15と接続し、ノイズ遮蔽層1とは接続しない信号・電源配線とが設けられており、接地配線が外側、信号・電源配線が内側に配置されている。   Here, the positional relationship between the through electrode 13 in the wiring board 2 and the noise shielding layer 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 5A is a perspective view of the wiring board 2. For convenience of explanation, it is assumed that the noise shielding layer 1 is formed on the entire upper surface side. In the following description, a view of the portion indicated by a broken line in FIG. 5A viewed from the upper surface side is shown in FIG. 5B, and a view viewed from the lower surface side is shown in FIG. As shown in FIG. 5B, the wiring board 2 is provided with a ground wiring connected to the noise shielding layer 1 and a signal / power wiring connected to the wiring layer 15 and not connected to the noise shielding layer 1. The grounding wiring is arranged outside and the signal / power supply wiring is arranged inside.

また、信号・電源の配線が多く、接地配線用の電極が多い場合は、図5の(d)及び(e)に示す配置をとってもよい。この配置の場合、高いノイズ遮蔽効果を得ることができる。   When there are many signal / power supply wirings and many ground wiring electrodes, the arrangement shown in FIGS. 5D and 5E may be employed. In this arrangement, a high noise shielding effect can be obtained.

次に、図6に基づいて配線基板2の製造方法について、説明する。しかしながら、製造方法は、これに限定されるものではない。   Next, a method for manufacturing the wiring board 2 will be described with reference to FIG. However, the manufacturing method is not limited to this.

図6の(a)〜(i)は、配線基板2を、その製造過程に沿って示した断面図である。尚、下記で説明する態様は、配線層15が1層で、電極11が2列である構造のものである。   6A to 6I are cross-sectional views showing the wiring board 2 along the manufacturing process thereof. In addition, the aspect demonstrated below is a thing of the structure where the wiring layer 15 is 1 layer and the electrode 11 is 2 rows.

まず、図6の(a)に示すように、ガラスエポキシ等の絶縁基板の両面に金属層が設けられた積層板を準備する。当該積層板は、その上面がノイズ遮蔽層1となる金属層(銅)であり、下面が配線層15となる金属層(銅)である。次に、図6の(b)に示すように、従来周知の方法にて、上記積層板にドリリング(穴あけ)処理を施し、穴をあけ、続いて図6の(c)に示すように、銅メッキを施す。次に、図6の(d)に示すように、ドライフィルム(エッチングレジスト)24を貼り付け、貼り付けたドライフィルム24に、図6の(e)に示すようにパターンを作製し、エッチング処理を行なう(図6の(f))。次に、パターンを作製されたドライフィルム(エッチングレジスト)24を除去し、除去後、ニッケルメッキ、金メッキを施す(不図示)。更に、図6の(h)は、ソルダーレジスト14の貼り付け(または塗布)を行い、最後に図6の(i)に示すように貼り付け、または塗布したソルダーレジスト14にパターンを形成する。図6の(i)に示すAが接地電極の電極11となり、Bが信号・電源配線の電源11となる。以上の方法によって、配線基板2が完成する。   First, as shown to (a) of FIG. 6, the laminated board by which the metal layer was provided in both surfaces of insulating boards, such as glass epoxy, is prepared. The laminated board is a metal layer (copper) whose upper surface is the noise shielding layer 1, and a metal layer (copper) whose lower surface is the wiring layer 15. Next, as shown in FIG. 6 (b), the laminate is subjected to a drilling (drilling) process by a conventionally known method, a hole is formed, and subsequently, as shown in FIG. 6 (c), Apply copper plating. Next, as shown in FIG. 6D, a dry film (etching resist) 24 is pasted, and a pattern is produced on the pasted dry film 24 as shown in FIG. Is performed ((f) of FIG. 6). Next, the pattern-formed dry film (etching resist) 24 is removed, and after the removal, nickel plating and gold plating are performed (not shown). Further, in FIG. 6H, the solder resist 14 is attached (or applied), and finally a pattern is formed on the applied or applied solder resist 14 as shown in FIG. 6I. In FIG. 6A, A becomes the electrode 11 of the ground electrode, and B becomes the power source 11 of the signal / power wiring. The wiring board 2 is completed by the above method.

尚、上記接地配線とノイズ遮蔽層1とは、直接、接続した態様であってもよく、間接的に接続した態様であってもよい。   The ground wiring and the noise shielding layer 1 may be directly connected or indirectly connected.

尚、図2に示した第1のパッケージ20aは、半導体チップを1枚搭載した例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、図7のように2枚またはそれ以上の半導体チップを搭載した第1のパッケージ20a´とすることもできる。   The first package 20a shown in FIG. 2 is an example in which one semiconductor chip is mounted. However, the present invention is not limited to this, and two or more semiconductors are used as shown in FIG. A first package 20a ′ on which a chip is mounted may be used.

また、図2に示した第1のパッケージ20aの強度や絶縁性、防湿性の向上を目的として、図8のように、第1のパッケージ20a内を樹脂16で満たしてもよい。樹脂16はエポキシ樹脂のような絶縁性、防湿性を持つものが望ましい。   Further, the first package 20a may be filled with the resin 16 as shown in FIG. 8 for the purpose of improving the strength, insulation and moisture resistance of the first package 20a shown in FIG. The resin 16 is desirably an insulating and moisture-proof material such as an epoxy resin.

次に、図1に示した第2のパッケージ20bについて説明する。尚、以下の説明では、上述した第1のパッケージ20aとは異なる構成のみについて説明する。   Next, the second package 20b shown in FIG. 1 will be described. In the following description, only the configuration different from the first package 20a described above will be described.

<第2のパッケージ>
図9は、第2のパッケージ20bのみの構成を示した側面図である。第2のパッケージ20bは、図2に示した第1のパッケージ20aの半導体チップ5aに代えて、半導体チップ5bを備えている点で、第1のパッケージ20aと異なっている。すなわち、半導体チップの構成以外、スペーサー4や配線基板2の構成は、図2に示した第1のパッケージ20aと同一である。
<Second package>
FIG. 9 is a side view showing the configuration of only the second package 20b. The second package 20b is different from the first package 20a in that a semiconductor chip 5b is provided instead of the semiconductor chip 5a of the first package 20a shown in FIG. That is, except for the configuration of the semiconductor chip, the configuration of the spacer 4 and the wiring substrate 2 is the same as that of the first package 20a shown in FIG.

第2のパッケージ20bの半導体チップ5bは、半導体チップのボンディングパッドに設けられた電極7を介して、配線基板2のパッド10とフリップチップ方式で電気的に接続される。   The semiconductor chip 5b of the second package 20b is electrically connected to the pad 10 of the wiring substrate 2 by the flip chip method via the electrode 7 provided on the bonding pad of the semiconductor chip.

配線基板2と半導体チップ5bの間には、接合強度の補助のための樹脂17が充填または貼り付けされる。樹脂17は、液状またはフィルム状のものである。   Between the wiring board 2 and the semiconductor chip 5b, a resin 17 for assisting the bonding strength is filled or pasted. The resin 17 is liquid or film-like.

尚、第2のパッケージ20bの強度や絶縁性、防湿性の向上を目的として、図10のように、第2のパッケージ20b内を樹脂16で満たしてもよい。   For the purpose of improving the strength, insulation, and moisture resistance of the second package 20b, the inside of the second package 20b may be filled with the resin 16 as shown in FIG.

<積層構造とマザーボード上への配置>
図11は、図8の第1のパッケージ20a及び図10の第2のパッケージ20bを、マザーボード19に実装した例である。下層に位置する第2のパッケージ20bは、マザーボード19に形成された電極30と、スペーサー4の突起電極8とで電気的に接続される。
<Laminated structure and placement on the motherboard>
FIG. 11 shows an example in which the first package 20a of FIG. 8 and the second package 20b of FIG. The second package 20 b located in the lower layer is electrically connected by the electrode 30 formed on the mother board 19 and the protruding electrode 8 of the spacer 4.

また、第2のパッケージ20bとマザーボード19との間、または第1のパッケージ20aと第2のパッケージ20bとの間には、接合強度の補助のための樹脂21を充填または貼り付けてもよい。   Further, a resin 21 for assisting the bonding strength may be filled or affixed between the second package 20b and the mother board 19 or between the first package 20a and the second package 20b.

また、マザーボード19にもノイズ遮蔽膜22を設けることで、第2のパッケージ20bからのノイズの放射や外部からのノイズの侵入をより効果的に低減させることができる。ノイズ遮蔽膜22は接地電位に保持される接地配線に接続されている。   Further, by providing the mother board 19 with the noise shielding film 22, it is possible to more effectively reduce noise emission from the second package 20b and noise intrusion from the outside. The noise shielding film 22 is connected to a ground wiring that is held at a ground potential.

以上のように、本形態で説明したパッケージ(第1のパッケージ20a、第2のパッケージ20b)は、半導体チップとスペーサーとを、パッケージに設けられた配線基板2に、ノイズ遮蔽層1と、当該ノイズ遮蔽層1に接続する、上記基準電位配線とは異なる接地配線とが設けられている。これにより、配線基板2の実装面に実装された半導体チップ5aまたは5b、及び配線層15から、配線基板2を突き抜けて当該実装面とは反対側に、ノイズが放射されることを防ぐことができる。上述のように、第1のパッケージ20aが、第1のパッケージ20aのスペーサー4を介して、第2のパッケージ20bに積層され、また、第2のパッケージ20bがマザーボード19に積層した構造とした場合であっても、第1のパッケージ20aと、第2のパッケージ20bとの間、厳密に言えば、各々のパッケージに設けられた半導体チップと半導体チップとの間には、配線基板2が配されているため、従来問題となっていたパッケージから他のパッケージへのノイズの伝播を遮断することができる。尚、パッケージ同士をスタック構造としたときに、ノイズ遮蔽シートをパッケージと他のパッケージとの間に介在させることが考えられるが、ノイズ遮蔽シートは一般的に厚さが100μmよりも厚いものであるため、スタック構造に採用すると、スタック構造の厚さが厚くなり、小型化に反することになる。従って、本形態で説明しているように、配線基板2内にノイズ遮蔽層1を設けることによって、スタック構造の厚さを不都合に厚くすることなく、ノイズを遮蔽することができる。すなわち、本形態の半導体装置によれば、所望の機能をパッケージ毎に実現させた複数個のパッケージを、比較的小さな占有面積で実装することができるだけでなく、パッケージ同士のノイズによる悪影響を回避して誤作動を防ぎ、高い信頼性を有する半導体装置を提供することができる。   As described above, the package described in this embodiment (the first package 20a and the second package 20b) includes the semiconductor chip and the spacer, the wiring board 2 provided in the package, the noise shielding layer 1, A grounding wiring different from the reference potential wiring connected to the noise shielding layer 1 is provided. This prevents noise from being emitted from the semiconductor chip 5a or 5b mounted on the mounting surface of the wiring substrate 2 and the wiring layer 15 to the side opposite to the mounting surface through the wiring substrate 2. it can. As described above, the first package 20a is stacked on the second package 20b via the spacer 4 of the first package 20a, and the second package 20b is stacked on the mother board 19. Even so, between the first package 20a and the second package 20b, strictly speaking, the wiring substrate 2 is disposed between the semiconductor chip and the semiconductor chip provided in each package. Therefore, it is possible to block the propagation of noise from the package, which has been a problem in the past, to other packages. Note that when the packages have a stack structure, a noise shielding sheet may be interposed between the package and another package. However, the noise shielding sheet is generally thicker than 100 μm. Therefore, if it is adopted in the stack structure, the thickness of the stack structure is increased, which is contrary to miniaturization. Therefore, as described in this embodiment, by providing the noise shielding layer 1 in the wiring substrate 2, noise can be shielded without undesirably increasing the thickness of the stack structure. That is, according to the semiconductor device of this embodiment, not only can a plurality of packages that realize a desired function for each package be mounted with a relatively small occupation area, but also the adverse effects due to noise between the packages can be avoided. Thus, malfunction can be prevented and a highly reliable semiconductor device can be provided.

尚、本形態では、マザーボード19に2つのパッケージを実装しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、その数は1つであってもよく、または、3つ以上であってもよい。また、パッケージにおける半導体チップの実装方式も、上述したワイヤボンディングやフリップチップ方式に限定されるものではない。   In this embodiment, two packages are mounted on the mother board 19, but the present invention is not limited to this, and the number thereof may be one, or three or more. Also good. Further, the mounting method of the semiconductor chip in the package is not limited to the above-described wire bonding or flip chip method.

また、本形態では、第1のパッケージ20aが、第1のパッケージ20aのスペーサー4を介して、第2のパッケージ20bに積層された構成について説明しているが、この積層順についてもこの限りではなく、第2のパッケージ20bが、第2のパッケージ20bのスペーサー4を第1のパッケージ20aの配線基板2上に積層されてもよい。   In the present embodiment, the configuration in which the first package 20a is stacked on the second package 20b via the spacer 4 of the first package 20a is described. However, the stacking order is not limited to this. Instead, the second package 20b may be formed by stacking the spacer 4 of the second package 20b on the wiring substrate 2 of the first package 20a.

次に、本形態の変形例を説明する。   Next, a modification of this embodiment will be described.

<変形例>
図12は、図10に示した第2のパッケージ20bの変形例を示す。図12に示す第2のパッケージ20b´は、パッケージ内に、半導体チップ5bに加えて、受動素子18を搭載している。
<Modification>
FIG. 12 shows a modification of the second package 20b shown in FIG. A second package 20b ′ shown in FIG. 12 includes a passive element 18 in addition to the semiconductor chip 5b.

上記受動素子18は、配線基板2における半導体チップ5b実装側の面に実装されており、配線基板2のパッド10と電気的に接続されている。   The passive element 18 is mounted on the surface of the wiring board 2 on the semiconductor chip 5b mounting side and is electrically connected to the pad 10 of the wiring board 2.

受動素子18は、抵抗、コンデンサ、コイル等であり、目的に合わせて選択されるが、これらの他にも、フェライト・ビーズ、EMIフィルタ等の様々な機能を持った素子であってもよい。   The passive element 18 is a resistor, a capacitor, a coil, or the like, and is selected according to the purpose, but in addition to these, elements having various functions such as a ferrite bead and an EMI filter may be used.

受動素子18は、図12に示すように、半導体チップ5bと同じく、配線基板2におけるスペーサー4に囲まれた領域内に実装されている。   As shown in FIG. 12, the passive element 18 is mounted in a region surrounded by the spacer 4 in the wiring board 2 as in the semiconductor chip 5b.

ここで、各種受動素子18の挿入箇所を図13(a)〜図13(c)に示す。図13(a)は、受動素子18としてデカップリング・コンデンサを用いた場合の挿入箇所を示している。デカップリング・コンデンサ18aは、図13(a)に示すように、半導体チップ5bの電源と、基準電位との間に配置されており、ワイヤ6、パッド10、電極11、配線層15の配線パターンに接続されている。図13(b)及び図13(c)はともに、受動素子18としてフェライト・ビーズを用いた場合の挿入箇所を示している。図13(b)はフェライト・ビーズ18bが電源配線上に配置された場合を示し、図13(c)はフェライト・ビーズ18bが信号配線上に配置された場合を示している。   Here, insertion positions of various passive elements 18 are shown in FIGS. 13 (a) to 13 (c). FIG. 13A shows an insertion location when a decoupling capacitor is used as the passive element 18. As shown in FIG. 13A, the decoupling capacitor 18 a is disposed between the power supply of the semiconductor chip 5 b and the reference potential, and the wiring pattern of the wire 6, the pad 10, the electrode 11, and the wiring layer 15. It is connected to the. FIG. 13B and FIG. 13C both show the insertion location when a ferrite bead is used as the passive element 18. FIG. 13B shows the case where the ferrite bead 18b is arranged on the power supply wiring, and FIG. 13C shows the case where the ferrite bead 18b is arranged on the signal wiring.

本変形例のように、受動素子18を実装した場合であっても、配線基板2には、上述したように接地配線に接続されたノイズ遮蔽層1を具備しているので、受動素子18のノイズを外部に放射することを防ぐとともに、ノイズがパッケージ外部からパッケージ内に配設される受動素子18に及ぶことを回避することができる。   Even when the passive element 18 is mounted as in this modification, the wiring board 2 includes the noise shielding layer 1 connected to the ground wiring as described above. The noise can be prevented from being radiated to the outside, and the noise can be prevented from reaching the passive element 18 disposed in the package from the outside of the package.

また、本変形例についても、配線基板2と半導体チップ5bの間には、接合強度の補助のための樹脂17が充填または貼り付けされている。   Also in this modified example, a resin 17 for assisting the bonding strength is filled or pasted between the wiring board 2 and the semiconductor chip 5b.

また、第2のパッケージ20b´の強度や絶縁性、防湿性の向上を目的として、図14のように、第2のパッケージ20b´内を樹脂16で満たしてもよい。   Further, for the purpose of improving the strength, insulation, and moisture resistance of the second package 20b ′, the second package 20b ′ may be filled with the resin 16 as shown in FIG.

尚、本変形例では、第2のパッケージ20b´に受動素子18を実装した構成について説明したが、これに限定されず、図2に示す第1のパッケージ20aに実装してもよい。   In this modification, the configuration in which the passive element 18 is mounted on the second package 20b ′ has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be mounted on the first package 20a shown in FIG.

また、本変形例においても、パッケージの積層数は、マザーボード上に1つであってもよく、あるいは、3つ以上であってもよい。また、複数個のパッケージを積層したスタック型の場合は、全てのパッケージに受動素子が実装されていてもよく、一部のパッケージに受動素子が実装されている態様であってもよい。   Also in this modification, the number of stacked packages may be one on the mother board, or may be three or more. Further, in the case of a stack type in which a plurality of packages are stacked, passive elements may be mounted on all packages, or passive elements may be mounted on some packages.

尚、本発明に係る半導体装置は、以下の点を特徴としていると換言することができる。すなわち、本発明の半導体装置は、1つまたは複数個の半導体チップならびに受動素子から構成される半導体装置において、機能ごとに作製されるパッケージの配線基板の最上部に少なくとも1つの接地電位に保持される接地配線に接続された導電体の層を備え、上記導電体の層は信号の配線における接地配線とは別に作製され、電磁ノイズの遮蔽効果を持つことを特徴としていると換言することもできる。そして、この構成において、上記導電体の層に、電磁ノイズの遮蔽効果を高める目的で、ニッケル(Ni)を無電界めっき等で施しても良い。また、上記パッケージを積層して構成される半導体装置としても換言することができる。   In other words, it can be said that the semiconductor device according to the present invention is characterized by the following points. In other words, the semiconductor device of the present invention is held at at least one ground potential at the top of the wiring board of the package manufactured for each function in the semiconductor device composed of one or a plurality of semiconductor chips and passive elements. In other words, the conductor layer is formed separately from the ground wiring in the signal wiring and has an electromagnetic noise shielding effect. . In this configuration, nickel (Ni) may be applied to the conductor layer by electroless plating or the like for the purpose of enhancing the shielding effect of electromagnetic noise. In other words, the semiconductor device can be configured by stacking the above packages.

〔実施の形態2〕
本発明に係る他の実施形態について、図15から図17に基づいて説明すれば以下の通りである。尚、本形態では、上記実施の形態1との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態1で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
Another embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 15 to 17. In this embodiment, in order to explain the differences from the first embodiment, for the sake of convenience of explanation, members having the same functions as those described in the first embodiment are given the same member numbers, and Description is omitted.

図15は、本形態の半導体装置の構成について示した側面図である。上記した実施形態1のスペーサー4に変えて、本形態では、図15に示すように、外部側の面に、ノイズ遮蔽層1が接続している接地配線に同じく接続されたノイズ遮蔽体(導電体)が設けられたスペーサー4´を備えている。   FIG. 15 is a side view showing the configuration of the semiconductor device of this embodiment. Instead of the spacer 4 of the first embodiment described above, in this embodiment, as shown in FIG. 15, a noise shield (conductive) that is also connected to the ground wiring to which the noise shielding layer 1 is connected on the outer surface. And a spacer 4 'provided with a body.

上記ノイズ遮蔽体3は、フィルム状の導体を、スペーサー4´の樹脂表面に貼り付ける、もしくはめっきを施すことによって形成することができるが、形成方法はこれに限定されるものではない。ノイズ遮蔽体3は、例えば、Cuを用いて構成される。   The noise shield 3 can be formed by attaching a film-like conductor to the resin surface of the spacer 4 ′ or by plating, but the forming method is not limited to this. The noise shield 3 is configured using, for example, Cu.

また、図15では、ノイズ遮蔽体3は、スペーサー4´の大きさと同じ大きさで構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、遮蔽効果を更に向上させるべく、スペーサー4´の大きさよりも大きく構成してもよい。具体的には、図16に示すように、スペーサー4´の突起電極8よりも大きく、配線基板2の側部に達する大きさに構成してもよい。   In FIG. 15, the noise shield 3 is configured to have the same size as the spacer 4 ′. However, the present invention is not limited to this, and the spacer 4 is further improved to further improve the shielding effect. You may comprise larger than the magnitude | size of '. Specifically, as shown in FIG. 16, the spacer 4 ′ may be larger than the protruding electrode 8 and reach a side portion of the wiring board 2.

また、図17に、ノイズ遮蔽体3の変形例を示す。図17に示す構成では、スペーサー4´が導電性を有する材料を用いて作製されている。この場合、接地電位に接続されない配線とつながる貫通電極13の周囲には当該材料から貫通電極13を絶縁するための絶縁材料が設けられている。そして、当該材料の一部が接地電位に保持される接地配線に接続されている。   FIG. 17 shows a modification of the noise shield 3. In the configuration shown in FIG. 17, the spacer 4 ′ is manufactured using a conductive material. In this case, an insulating material for insulating the through electrode 13 from the material is provided around the through electrode 13 connected to the wiring not connected to the ground potential. A part of the material is connected to a ground wiring that is held at the ground potential.

この変形例の構成に基づけば、図15及び図16に示すノイズ遮蔽体3と比較して、熱伝導性(放熱性)、パッケージの強度を高めることができる。   Based on the configuration of this modification, the thermal conductivity (heat dissipation) and the strength of the package can be increased as compared with the noise shield 3 shown in FIGS. 15 and 16.

ここで、スペーサー4´の製造方法の一例を示す。図18は、スペーサー4´の斜視図であり、図19の(a)〜(h)は、図18に示すスペーサー4´の破線で示した箇所の断面図に相当し、スペーサー4´の製造方法を当該箇所において各過程に沿ってみた状態を示すものである。図19の(a)は、ドリリング処理を施して貫通電極12用の貫通穴50が形成されている金属等の導電体40に、ドライフィルム(エッチングレジスト)41を貼り付け、貼り付けたドライフィルム41にパターンを形成した状態を示している。続いて、図19の(b)に示すように、開口している貫通穴50、及びその周辺に絶縁膜42形成する。次に、図19の(c)に示すようにドライフィルム41を除去し、図19の(d)に示すように貫通穴50及び導電体40表面に、例えば銅などの金属膜43を形成する。そして、金属膜43の表面にドライフィルム(エッチングレジスト)44を貼り付け、貼り付けたドライフィルム44に図19の(e)に示すようにパターンを形成する。次に、ドライフィルム44が形成されていない金属膜43を除去し、最後に図19の(g)に示すように、ドライフィルム44を除去することによって、スペーサー4´が完成する。ここで、図19の(g)にAで示した箇所は、スペーサー4´と接続している突起電極8となり、Bで示した箇所は、スペーサー4´と接続していない突起電極8となる。   Here, an example of a manufacturing method of the spacer 4 'will be described. FIG. 18 is a perspective view of the spacer 4 ′, and FIGS. 19A to 19H correspond to cross-sectional views taken along broken lines of the spacer 4 ′ shown in FIG. It shows the state of the method as viewed along each process at that location. 19A shows a dry film in which a dry film (etching resist) 41 is pasted and pasted on a conductor 40 such as metal in which a through hole 50 for the through electrode 12 is formed by performing a drilling process. 41 shows a state where a pattern is formed. Subsequently, as shown in FIG. 19B, the insulating film 42 is formed in the open through hole 50 and its periphery. Next, the dry film 41 is removed as shown in FIG. 19C, and a metal film 43 such as copper is formed on the surface of the through hole 50 and the conductor 40 as shown in FIG. . Then, a dry film (etching resist) 44 is attached to the surface of the metal film 43, and a pattern is formed on the attached dry film 44 as shown in FIG. Next, the metal film 43 on which the dry film 44 is not formed is removed, and finally the dry film 44 is removed as shown in FIG. Here, the portion indicated by A in FIG. 19G is the protruding electrode 8 connected to the spacer 4 ′, and the portion indicated by B is the protruding electrode 8 not connected to the spacer 4 ′. .

以上のように、本形態によれば、配線基板2に設けられたノイズ遮蔽層1に加えて、スペーサー側にもノイズ遮蔽体を設けていることから、パッケージ内から外部に放射されるノイズをより一層防ぐことができるとともに、ノイズが外部からパッケージ内に及ぶことをより一層抑制することができる。   As described above, according to the present embodiment, in addition to the noise shielding layer 1 provided on the wiring board 2, the noise shielding body is also provided on the spacer side. While being able to prevent further, it can suppress further that a noise spreads in a package from the outside.

尚、本形態の図15では、スペーサーの外側の側面にノイズ遮蔽体を設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、スペーサーの内側の側面に設けてもよい。   In FIG. 15 of this embodiment, the noise shielding body is provided on the outer side surface of the spacer. However, the present invention is not limited to this, and may be provided on the inner side surface of the spacer.

また、本形態に係る半導体装置は、次の点を特徴としていると換言することができる。すなわち、上記パッケージからなる半導体装置において、スペーサーの側面にノイズを遮蔽するための導電性を有する導電体を備え、導電体は接地電位に保持される接地配線に接続されていることが好ましい。また、上記パッケージからなる半導体装置において、導電性を有する材料を用いて作製されたスペーサーを有し、スペーサーの導電性を有する部分が接地電位に保持される接地配線に接続されていることが好ましい。   In other words, the semiconductor device according to this embodiment is characterized by the following points. That is, in the semiconductor device including the package, it is preferable that a conductive material for shielding noise is provided on the side surface of the spacer, and the conductive material is connected to a ground wiring that is held at a ground potential. Further, the semiconductor device including the package preferably includes a spacer manufactured using a conductive material, and the conductive portion of the spacer is connected to a ground wiring that is held at a ground potential. .

尚、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and technical means disclosed in different embodiments can be appropriately combined. The obtained embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、装置の誤動作を防ぎ、性能面において高い信頼性を有する半導体装置を提供する。   The present invention provides a semiconductor device that prevents malfunction of the device and has high reliability in terms of performance.

従って、液晶表示体を駆動すべく構成された半導体チップの実装パッケージ、EL(エレクトロルミネセンス)表示体の駆動素子や、各種携帯用電子機器などの装置内部に搭載される素子の実装用パッケージとして適用することが可能である。   Therefore, as a package for mounting a semiconductor chip configured to drive a liquid crystal display, a drive element for an EL (electroluminescence) display, and an element mounted inside a device such as various portable electronic devices. It is possible to apply.

本発明に係る半導体装置の一実施形態の構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of one Embodiment of the semiconductor device which concerns on this invention. 図1に示した半導体装置の一部の構成であるパッケージの構成を示した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a package which is a partial configuration of the semiconductor device illustrated in FIG. 1. 図2に示したパッケージの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the package shown in FIG. 図3に示したパッケージの主要部である配線基板の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the wiring board which is the principal part of the package shown in FIG. 図3に示したパッケージの主要部である配線基板内の貫通電極とノイズ遮蔽層との位置関係を示した図である。It is the figure which showed the positional relationship of the penetration electrode and noise shielding layer in the wiring board which are the principal parts of the package shown in FIG. 図3に示したパッケージの主要部である配線基板の製造過程を示す図である。It is a figure which shows the manufacture process of the wiring board which is the principal part of the package shown in FIG. 図2に示したパッケージの変形例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the modification of the package shown in FIG. 図2に示したパッケージの別の変形例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed another modification of the package shown in FIG. 図1に示した半導体装置の一部の構成であるパッケージの構成を示した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a package which is a partial configuration of the semiconductor device illustrated in FIG. 1. 図9に示したパッケージの変形例を示した断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a modification of the package shown in FIG. 9. 図1に示した半導体装置の詳細な構成を示した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of the semiconductor device shown in FIG. 1. 図2に示したパッケージの別の変形例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed another modification of the package shown in FIG. (a)〜(c)は何れも、図12に示したパッケージの変形例に設けられた受動素子の詳細について説明した図である。(A)-(c) is a figure explaining the detail of the passive element provided in the modification of the package shown in FIG. 図11に示したパッケージの変形例を示した断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a modification of the package shown in FIG. 11. 本発明に係る半導体装置の他の実施形態の構成を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the structure of other embodiment of the semiconductor device which concerns on this invention. 図15に示す半導体装置の変形例を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a modified example of the semiconductor device illustrated in FIG. 15. 図15に示す半導体装置の一部の構成であるパッケージの変形例を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a modified example of a package that is a partial configuration of the semiconductor device illustrated in FIG. 15. 図15に示す半導体装置の一部の構成であるスペーサーの構成を示す斜視図である。FIG. 16 is a perspective view illustrating a configuration of a spacer that is a partial configuration of the semiconductor device illustrated in FIG. 15. 図18に示すスペーサーの製造過程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the spacer shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 ノイズ遮蔽層
2 配線基板
3 ノイズ遮蔽体
4 スペーサー
5a 半導体チップ
5b 半導体チップ
6 ワイヤ
7 電極
8 突起電極
9 接着フィルム
10 パッド
11 電極
12 貫通電極
13 貫通電極
15 配線層
16、17 樹脂
18 受動素子
19 マザーボード
20a 第1のパッケージ
20b 第2のパッケージ
21 樹脂
22 ノイズ遮蔽層
24 ドライフィルム
30 電極
40 導電体
41 ドライフィルム
42 絶縁膜
43 金属膜
44 ドライフィルム
50 貫通穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Noise shielding layer 2 Wiring board 3 Noise shielding body 4 Spacer 5a Semiconductor chip 5b Semiconductor chip 6 Wire 7 Electrode 8 Projection electrode 9 Adhesive film 10 Pad 11 Electrode 12 Through electrode 13 Through electrode 15 Wiring layers 16 and 17 Resin 18 Passive element 19 Mother board 20a First package 20b Second package 21 Resin 22 Noise shielding layer 24 Dry film 30 Electrode 40 Conductor 41 Dry film 42 Insulating film 43 Metal film 44 Dry film 50 Through hole

Claims (6)

実装基板の一面に半導体チップ及びスペーサーを実装したパッケージを、マザーボード上に配置した半導体装置であって、
上記実装基板は、当該半導体チップに電源を供給する電源配線を少なくとも含む配線と、当該電源の基準電位を保持する基準電位配線とを含む配線層を有しており、
上記半導体チップは、上記実装基板の上記配線と電気的に接続しており、
上記スペーサーは、上記実装基板の上記配線を介して、当該実装基板に実装されている当該半導体チップと電気的に接続しており、且つ、上記スペーサーは、当該半導体チップを囲むように配置されており、
上記パッケージは、上記スペーサーを上記マザーボードに接続することによって実装されており、
上記実装基板には、上記配線層よりも上記一面とは反対側の面の側に、当該実装基板の上記一面に沿って配設された導電層と、当該導電層に接続する、上記基準電位配線とは異なる接地配線とが設けられていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device in which a package in which a semiconductor chip and a spacer are mounted on one surface of a mounting substrate is disposed on a motherboard,
The mounting substrate has a wiring layer including a wiring including at least a power supply wiring for supplying power to the semiconductor chip and a reference potential wiring for holding a reference potential of the power supply;
The semiconductor chip is electrically connected to the wiring of the mounting substrate,
The spacer is electrically connected to the semiconductor chip mounted on the mounting substrate via the wiring of the mounting substrate, and the spacer is disposed so as to surround the semiconductor chip. And
The package is mounted by connecting the spacer to the motherboard,
The mounting substrate includes a conductive layer disposed along the one surface of the mounting substrate on a surface opposite to the one surface from the wiring layer, and the reference potential connected to the conductive layer. A semiconductor device comprising a ground wiring different from the wiring.
上記実装基板の上記一面には、更に、受動素子を実装しており、
上記スペーサーは、上記半導体チップとともに、上記受動素子も囲むように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
A passive element is further mounted on the one surface of the mounting substrate.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the spacer is disposed so as to surround the passive element together with the semiconductor chip.
実装基板の一面に半導体チップ及びスペーサーを実装したパッケージを、複数個積層してなるパッケージスタック型の半導体装置であって、
上記実装基板は、当該半導体チップに電源を供給する電源配線を少なくとも含む配線と、当該電源の基準電位を保持する基準電位配線とを含む配線層を有しており、
上記半導体チップは、実装された上記実装基板の上記配線と電気的に接続しており、
上記スペーサーは、上記実装基板の上記配線を介して、当該実装基板に実装されている当該半導体チップと電気的に接続しており、且つ、上記スペーサーは、当該半導体チップを囲むように配置されており、
上記パッケージは、当該パッケージに設けられた上記スペーサーを介して、マザーボードと電気的に接続されているか、当該パッケージとは異なる上記パッケージの上記実装基板における上記一面とは反対側の面において当該実装基板と電気的に接続されており、
上記実装基板には、上記配線層よりも上記一面とは反対側の面の側に、当該実装基板の上記一面に沿って配設された導電層と、当該導電層に接続する、上記基準電位配線とは異なる接地配線とが設けられていることを特徴とする半導体装置。
A package stack type semiconductor device in which a plurality of packages each having a semiconductor chip and a spacer mounted on one surface of a mounting substrate are stacked,
The mounting substrate has a wiring layer including a wiring including at least a power supply wiring for supplying power to the semiconductor chip and a reference potential wiring for holding a reference potential of the power supply;
The semiconductor chip is electrically connected to the wiring of the mounted mounting board,
The spacer is electrically connected to the semiconductor chip mounted on the mounting substrate via the wiring of the mounting substrate, and the spacer is disposed so as to surround the semiconductor chip. And
The package is electrically connected to the mother board via the spacer provided in the package, or the mounting substrate on a surface opposite to the one surface of the mounting substrate of the package different from the package. Is electrically connected to
The mounting substrate includes a conductive layer disposed along the one surface of the mounting substrate on a surface opposite to the one surface from the wiring layer, and the reference potential connected to the conductive layer. A semiconductor device comprising a ground wiring different from the wiring.
複数の上記パッケージのうちの少なくとも1つのパッケージには、上記実装基板の上記一面に、更に、受動素子が実装されており、
上記受動素子は、上記半導体チップとともに、上記実装基板によって囲まれていることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
In at least one of the plurality of packages, a passive element is further mounted on the one surface of the mounting substrate.
The semiconductor device according to claim 3, wherein the passive element is surrounded by the mounting substrate together with the semiconductor chip.
上記導電層は、ニッケル被覆が施されているものであることを特徴とする請求項1から4までの何れか1項に記載の半導体装置。   5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive layer is nickel-coated. 上記スペーサーにおける、上記半導体チップに対向する面とは反対側の面に、接地電位に保持される接地配線に接続されている導電体が設けられていることを特徴とする請求項1から5までの何れか1項に記載の半導体装置。   6. A conductor connected to a ground wiring held at a ground potential is provided on a surface of the spacer opposite to the surface facing the semiconductor chip. The semiconductor device according to any one of the above.
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