JP2010003799A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】携帯電話等の無線機能を有する電子機器に搭載する際に、電磁波の放射を低減することができる半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置50は、少なくとも1つの半導体集積回路チップ1と、半導体集積回路チップ1の一方の面に配置されるパッケージ基板2と、半導体集積回路チップ1を覆う封止樹脂2Rとを有し、半導体装置50は、半導体集積回路チップ1の他方の面に配置され導電層を有するシールド用チップ9と、シールド用チップ9の導電層とパッケージ基板2のグランド端子2Tが電気的に接続されている。
【選択図】図1
【解決手段】半導体装置50は、少なくとも1つの半導体集積回路チップ1と、半導体集積回路チップ1の一方の面に配置されるパッケージ基板2と、半導体集積回路チップ1を覆う封止樹脂2Rとを有し、半導体装置50は、半導体集積回路チップ1の他方の面に配置され導電層を有するシールド用チップ9と、シールド用チップ9の導電層とパッケージ基板2のグランド端子2Tが電気的に接続されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、半導体装置に関し、特に例えば携帯電話等の無線機器に搭載されてシールド機能を内蔵している半導体装置に関する。
電子機器の小型化と動作の高速化の進展に伴って、電子機器内部の電磁気的干渉が問題となっている。携帯電話等の無線機能を有する電子機器では、デジタル回路が発生するノイズが無線回路に干渉する現象、いわゆる自家中毒現象が問題となっている。
特に、電子機器の中でも携帯電話では、受信する電波の電界強度が小さいために、携帯電話内のデジタル回路のノイズにより、受信回路の受信感度が低下するという問題がある。
図7は、従来の携帯電話のプリント配線板の回路例を示している。
図7に示す従来の携帯電話のプリント配線板の回路例では、受信感度が低下する問題を解決するために、送信回路ブロック130、受信回路ブロック131、ベースバンド回路ブロック133等の各回路ブロックは、プリント配線板103上でまとまって配置されている。例えば、送信回路ブロック130にはLSI(大規模集積回路:半導体集積回路の一例)チップ132Bが搭載され、受信回路ブロック131にはLSIチップ132Cが搭載され、さらにベースバンド回路ブロック133には、LSIチップ132が搭載されている。
図8は、図7の携帯電話のプリント配線板回路のA−A線における構造を示す断面図である。図8に示すように、各ブロック間は、シールドカバー134により電磁シールドして相互間の電磁的干渉を防止している。シールドカバー134は、プリント配線板103の表層に形成されたシールドパターン135に対して、はんだ付けや接触により電気的な導通をとっており、シールドカバー134はシールドパターン135とビアホール145を介してグランド層144に対して電気的に接続されている。
電磁的な干渉を防ぐためのシールドカバーを施している半導体装置は、特許文献1に開示されている。特許文献1に開示された技術では、接地電極に接続された金属膜が、複数の半導体チップの側面と主面に渡ってカバーして電磁シールドとして機能するように配置されている。
特開2006−179806号公報
しかし、携帯電話は常に新しい機能を追加しなければならない一方で、一定の大きさや重さ等を維持する制約を満たさなければならない。従って、プリント配線板の実装密度も常に向上させなければならない。
上記特許文献1に開示された技術では、上述したシールドカバー134は、図9に示すように、シールドカバー134自体の厚みや、シールドカバー134と搭載部品との間隔を保持するために高さ方向の占有空間140を確保する必要があるので、携帯電話のケースの厚みが増加してしまう。あるいは、シールドカバー134とプリント配線板103を電気的に接続するための破線で示す領域139を確保する必要がある。このため、携帯電話が大型化してしまう。
図10は、従来の半導体装置132が搭載された携帯電話のメイン基板であるプリント配線板103を示している。この半導体装置132はLSIチップ101を搭載しており、LSIチップ101はパッケージ基板102に対して、ボンディングワイヤ148によりワイヤボンディングされている。
プリント配線板103の表層は、部品実装領域を除き、ほとんどグランドパターン138で覆われている。従って、無線回路と干渉する電磁波を放射する主な対象は、プリント配線板103内の信号線136等ではなく、各半導体装置132内部のパッケージ配線137やボンディングワイヤ148である。
そこで、本発明者は、半導体装置132内部のパッケージ配線137やボンディングワイヤ148をシールドすることで、ベースバンド等のデジタル回路が発生する電磁波を低減して、無線回路の受信感度を確保することができることを見いだした。
近年の傾向としては、シールドカバーを部分的に削除したり、シールドカバーの一部領域を削減したりして、実装密度の向上を図る手法が検討されており、このような実装密度の向上を図る手法は、一部の電子機器では既に採用され始めている。しかし、この手法では、シールドのどの部分を削除したら電磁放射を低減でき電磁的に問題がないかを見極めるためには、テストサンプルによる電子機器の実機評価やシミュレーションが必要であり、電磁的に問題がないかを見極めることは容易ではない。また、シールドを完全に除去することは難しいために、プリント配線板103の実装密度の向上には限界がある。
また、上記特許文献1に開示された技術では、接地電極に接続された金属膜を、各半導体チップの側面と主面に渡ってカバーして形成する必要があるので、半導体チップの数が増えると金属膜の形成作業が面倒になる。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、例えば携帯電話等の無線機能を有する電子機器に搭載する際に、電磁波の放射を低減することができる半導体装置を提供することである。
本発明の半導体装置は、少なくとも1つの半導体集積回路チップと、前記半導体集積回路チップの一方の面に配置されるパッケージ基板と、前記半導体集積回路チップの他方の面に配置され導電層を有するシールド用チップと、前記半導体集積回路チップを覆う封止樹脂と、を有し、前記半導体集積回路チップの他方の面に配置され導電層を有するシールド用チップと、前記導電層と前記パッケージ基板のグランド端子とが電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明によれば、例えば携帯電話等の無線機能を有する電子機器に搭載する際に、電磁波の放射を低減することができる半導体装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の半導体装置の好ましい第1実施形態を示す断面図である。図2は、図1に示す半導体装置の第1実施形態を示す平面図である。
図1は、本発明の半導体装置の好ましい第1実施形態を示す断面図である。図2は、図1に示す半導体装置の第1実施形態を示す平面図である。
図1と図2に示す半導体装置50は、プリント配線板3の上に搭載されている。プリント配線板3は、電子機器の一例である携帯電話のメイン基板である。図1に示すように、プリント配線板3内には、所定のパターンのグランド層4と複数のビアホール5が形成されている。
図1と図2に示すように、半導体装置50は、パッケージ基板2と、1つの平板状のLSIチップ1と、平板状のシールド用シリコンチップ(シールド用チップの一例)9と、複数のボンディングワイヤ8と、複数のシールド用ボンディングワイヤ(接続部材の一例)10と、複数の接着層6B、6Cを有している。パッケージ基板2は、LSIチップ1の一方の面に配置され、シールド用チップ9はLSIチップ1の他方の面に配置されている。
LSIチップ1は、半導体集積回路チップの一例であり、パッケージ基板2の上面に接着層6Bを用いて接着されている。シールド用シリコンチップ9は、LSIチップ1の上面に接着層6Cを用いて接着されている。これにより、1つのLSIチップ1と1つのシールド用シリコンチップ9は、パッケージ基板2の上に積層した状態で固定されている。
LSIチップ1の電極パッド1Dとパッケージ基板2のボンディングパッド11は、ボンディングワイヤ8により電気的に接続されている。また、シールド用シリコンチップ9のボンディングパッド9Dとパッケージ基板2のパッケージグランドパターン12は、シールド用ボンディングワイヤ10により電気的に接続されている。シールド用シリコンチップ9自体は、導電性を有する。パッケージ基板2上のLSIチップ1と、シールド用シリコンチップ9と、ボンディングワイヤ8と、シールド用ボンディングワイヤ10と、接着層6B、6Cは、例えば封止用樹脂2Rにより封止されている。
図1に示すように、パッケージ基板2はスルーホール2Hと電極パッド2Pを有している。パッケージ基板2の電極パッド2Pとプリント配線板3のビアホール5の電極パッド5Pは、はんだボール7により電気的に接続されている。パッケージグランドパターン12とスルーホール2Hと電極パッド2Pは、パッケージ基板2のグランド端子2Tを構成している。
ここで、図3を参照して、導電性を有するシールド用シリコンチップ9の構造例について詳しく説明する。
図3(A)、図3(B)、図3(C)は、それぞれ図1に示すシールド用シリコンチップ9の構造例を示している。これらのどの構造のシールド用シリコンチップ9も採用することができる。
図3(A)に示すシールド用シリコンチップ9は、シリコンの基材15と、シリコンの基材15の表層に形成された導電層13と、導電層13の上に形成された保護層14と、を有している。導電層13のボンディングパッド9Dは、図1に示すシールド用ボンディングワイヤ10の端部を接続するための部分であり、ボンディングパッド9Dに対応する位置には、保護層14は開口部15Mを有している。
図3(A)に示すシールド用シリコンチップ9では、アルミニウムまたは金等の導電層13が平板状の基材(基板ともいう)15の一方の面の全面に渡って形成されている。保護層14が、導電層13と基材15に、開口部15Mを除いて形成されている。シリコンの基材15上に導電層13を形成する場合には、密着性や信頼性を向上させるためにチタンやニッケル等のバリアメタル層を形成することが一般的であるが、ここでは特に材料と厚さ等の条件は指定しない。
基材15としてはシリコンを用いることにより、シールド用シリコンチップ9の製造には通常用いられているLSI製造設備を使用することができるので、新たな投資が不要であるという利点がある。基材15として使用するシリコンの抵抗率が、10オームcm以下の場合には、シリコンの基材15は導体とみなすことができる。このため、このシリコンの基材15自体をシールド材として使用することができる。
また、シールド用シリコンチップ9の別の実施例を、図3(B)に示している。
図3(B)に示すように、シールド用シリコンチップ9は、シリコンの基材18と、導電層としてのボンディングパッド9Dと、保護層14と、を有している。ボンディングパッド9Dは、シリコンの基材18の表層に形成されており、図1に示すボンディングワイヤ10の端部をボンディングする導電層である。保護層14は、シリコンの基材18の表層に形成されており、ボンディングパッド9Dに対応する位置には開口部15Mを有する。
シリコンの基材18には、ボンディングパッド9Dの直下に高濃度ドープ領域17が形成され、ボンディングパッド9Dとシリコンの基材18とは高濃度ドープ領域17を介してオーミックコンタクトされている。高濃度ドープ層17は、金属である導電層13と半導体であるシリコンの基材15の合金(アロイ)部分であり、これにより、ボンディングパッド9Dとシリコンの基材18間の導電性を高めている。シリコンの基材18の抵抗率は、10オームcm以下である。
さらに、シールド用シリコンチップ9のさらに別の実施例を、図3(C)に示している。
図3(C)に示すように、シールド用シリコンチップ9は、シリコンの基材18と、導電層としてのボンディングパッド9Dと、保護層14と、を有している。ボンディングパッド9Dは、シリコンの基材18の表層に形成されており、図1に示すボンディングワイヤ10の端部をボンディングする導電層である。保護層14は、シリコンの基材18の表層に形成されており、ボンディングパッド9Dに対応する位置には開口部15Mを有する。シリコンの基材18の抵抗率は、10オームcm以下である
シールドする周波数帯が携帯電話の無線周波数のような高周波に限定される場合には、図3(C)に示すように、低抵抗のシリコン基材18の上に、アルミニウムや金のボンディングパッド9Dを形成しただけでも、ボンディングパッド9Dと低抵抗のシリコンの基材18が容量的に結合するために、シールド性能を達成することが可能である。
シールドする周波数帯が携帯電話の無線周波数のような高周波に限定される場合には、図3(C)に示すように、低抵抗のシリコン基材18の上に、アルミニウムや金のボンディングパッド9Dを形成しただけでも、ボンディングパッド9Dと低抵抗のシリコンの基材18が容量的に結合するために、シールド性能を達成することが可能である。
なお、シールド用シリコンチップ9では、シリコンの基材15に鉄、ニッケル等の高透磁率層と、アルミニウム、金等の導電層を積層したものも採用できる。
図1に戻ると、上述したように、シールド用シリコンチップ9自体は、導電性を有する。従って、図1に示す半導体装置における電磁放射の抑制用のシールド構造は、シールド用シリコンチップ9、シールド用ボンディングワイヤ10、パッケージ基板2のグランド端子2Tを構成するパッケージグランドパターン12とスルーホール2Hと電極パッド2P、はんだボール7、およびプリント配線板3内のグランド層4により、LSIチップ1とボンディングワイヤ8とパッケージ基板2を囲むようにして形成することができる。このために、LSIチップ1とボンディングワイヤ8とパッケージ基板2のシールド効果が得られる。
シールド用シリコンチップ9とパッケージ基板2のパッケージグランドパターン12とを接続するシールド用ボンディングワイヤ10は、配列密度を高めるほど、シールド効果が向上する。従って、必要とされるシールド性能によって、シールド用ボンディングワイヤ10の配列する本数や配列間隔を調整することができる。
本発明の第1実施形態の半導体装置50では、例えば携帯電話等の無線機能を有する電子機器に搭載する際に、半導体装置50のLSIチップ1とボンディングワイヤ8とパッケージ基板2からの電磁波の放射を低減することができる。
次に、本発明の別の実施形態を説明する。なお、以下に説明する本発明の各実施形態の半導体装置の構成要素が、図1に示す半導体装置50の対応する構成要素と実質的に同じである場合には、同じ符号を記す。
(第2実施形態)
図4は、本発明の半導体装置の好ましい第2実施形態を示す断面図である、
図1に示す半導体装置50が1つの平板状のLSIチップ1を搭載しているのに対して、図4に示す半導体装置50Bは平板状の第1LSIチップ19と平板状の第2LSIチップ20を積層して搭載している点が異なる。
図4は、本発明の半導体装置の好ましい第2実施形態を示す断面図である、
図1に示す半導体装置50が1つの平板状のLSIチップ1を搭載しているのに対して、図4に示す半導体装置50Bは平板状の第1LSIチップ19と平板状の第2LSIチップ20を積層して搭載している点が異なる。
半導体装置50Bは、パッケージ基板2と、平板状の第1LSIチップ19と第2LSIチップ20と、ボンディングワイヤ8,8Bと、シールド用ボンディングワイヤ10と、接着層6B、6C、6Dを有している。パッケージ基板2は、第1LSIチップ19の下面に配置され、シールド用チップ9は第2LSIチップ20の上面に配置されている。
第1LSIチップ19と第2LSIチップ20は、半導体集積回路チップの一例である。第1LSIチップ19は、パッケージ基板2の上面に接着層6Bを用いて接着されている。第2LSIチップ20は、第1LSIチップ19の上面に接着層6Cを用いて接着されている。さらに、シールド用シリコンチップ9は、第2LSIチップ20の上面に接着層6Dを用いて接着されている。これにより、第1LSIチップ19と第2チップLSIチップ20とシールド用シリコンチップ9は、パッケージ基板2の上に積層した状態で固定されている。
図4に示す第1LSIチップ19の電極パッド19Dとパッケージ基板2のボンディングパッド11は、ボンディングワイヤ8により電気的に接続されている。第2LSIチップ20の電極パッド20Dとパッケージ基板2のボンディングパッド11Bは、ボンディングワイヤ8Bにより電気的に接続されている。
また、シールド用シリコンチップ9のボンディングパッド9Dとパッケージ基板2のパッケージグランドパターン12は、シールド用ボンディングワイヤ10により電気的に接続されている。シールド用シリコンチップ9自体は、導電性を有する。パッケージ基板2上の第1LSIチップ19と第2LSIチップ20と、シールド用シリコンチップ9と、ボンディングワイヤ8,8Bと、シールド用ボンディングワイヤ10と、接着層6B、6C、6Dは、例えば封止用樹脂2Rにより封止されている。シールド用シリコンチップ9の大きさは、第1LSIチップ19と第2LSIチップ20の大きさよりも大きいので、小さい場合に比べて、よりシールド効果を高めることができる。
図4に示すように、パッケージ基板2はスルーホール2Hと電極パッド2Pを有している。パッケージ基板2の電極パッド2Pとプリント配線板3のビアホール5の電極パッド5Pは、はんだボール7により電気的に接続されている。
図4に示すシールド用シリコンチップ9自体は、導電性を有する。従って、図4に示すシールド構造では、シールド用シリコンチップ9、シールド用ボンディングワイヤ10、パッケージ基板2のパッケージグランドパターン12、はんだボール7、およびプリント配線板3内のグランド層4により、第1LSIチップ19と第2LSIチップ20とボンディングワイヤ8,8Bとパッケージ基板2を囲むシールド構造を形成することができるために、第1LSIチップ19と第2LSIチップ20とボンディングワイヤ8,8Bとパッケージ基板2のシールド効果が得られる。
シールド用シリコンチップ9とパッケージ基板2のパッケージグランドパターン12とを接続するシールド用ボンディングワイヤ10は、配列密度を高めるほど、シールド効果が向上する。従って、必要とされるシールド性能によって、シールド用ボンディングワイヤ10の配列する本数や配列間隔を調整することができる。
本発明の第2実施形態の半導体装置50Bは、例えば携帯電話等の無線機能を有する電子機器に搭載する際に、半導体装置50Bの第1LSIチップ19と第2LSIチップ20とボンディングワイヤ8,8Bとパッケージ基板2からの電磁波の放射を低減することができる。
なお、LSIチップの搭載数は、2つに限らず3つ以上の複数個のLSIチップを搭載しても良い。
(第3実施形態)
図5は、本発明の半導体装置の好ましい第3実施形態を示す断面図である、
既に説明した図1に示す半導体装置50のLSIチップ1と、図4に示す半導体装置50Bの第1LSIチップ19と第2LSIチップ20は、それぞれボンディングワイヤ8,8Bを介してパッケージ基板2のボンディングパッド11に接続されている。
図5は、本発明の半導体装置の好ましい第3実施形態を示す断面図である、
既に説明した図1に示す半導体装置50のLSIチップ1と、図4に示す半導体装置50Bの第1LSIチップ19と第2LSIチップ20は、それぞれボンディングワイヤ8,8Bを介してパッケージ基板2のボンディングパッド11に接続されている。
これに対して、図5に示す半導体装置50Cでは、LSIチップ1がパッケージ基板2のパッド11Bに、はんだバンプ21を用いてフリップチップ実装されている点が異なる。シールド用シリコンチップ9の大きさは、LSIチップ1の大きさよりも大きいので、小さい場合に比べて、よりシールド効果を高めることができる。
シールド用シリコンチップ9自体は、導電性を有する。従って、図5に示すシールド構造では、シールド用シリコンチップ9、シールド用ボンディングワイヤ10、パッケージ基板2のパッケージグランドパターン12、はんだボール7、およびプリント配線板3内のグランド層4により、LSIチップ1とはんだバンプ21とパッケージ基板2を囲むシールド構造を形成することができるために、LSIチップ1とはんだバンプ21とパッケージ基板2のシールド効果を得られる。
シールド用シリコンチップ9とパッケージ基板2のパッケージグランドパターン12とを接続するシールド用ボンディングワイヤ10は、配列密度を高めるほど、シールド効果が向上する。従って、必要とされるシールド性能によって、シールド用ボンディングワイヤ10の配列する本数や配列間隔を調整することができる。
本発明の第3実施形態の半導体装置50Cは、例えば携帯電話等の無線機能を有する電子機器に搭載する際に、半導体装置50CのLSIチップ1とはんだバンプ21とパッケージ基板2からの電磁波の放射を低減することができる
(第4実施形態)
図6は、本発明の半導体装置の好ましい第4実施形態を示す断面図である、
図6に示す第4実施形態の半導体装置50Dでは、第1LSIチップ19がパッケージ基板2のパッド11Bに、はんだバンプ21を用いてフリップチップ実装され、しかも第2LSIチップ20が第1LSIチップ19の上面に接着層6Cを介して積層した状態で固定されている。シールド用シリコンチップ9は、第2LSIチップ20の上面に接着層6Dを用いて接着されている。これにより、第1LSIチップ19と第2チップLSIチップ20とシールド用シリコンチップ9は、パッケージ基板2の上面に積層した状態で固定されている。
(第4実施形態)
図6は、本発明の半導体装置の好ましい第4実施形態を示す断面図である、
図6に示す第4実施形態の半導体装置50Dでは、第1LSIチップ19がパッケージ基板2のパッド11Bに、はんだバンプ21を用いてフリップチップ実装され、しかも第2LSIチップ20が第1LSIチップ19の上面に接着層6Cを介して積層した状態で固定されている。シールド用シリコンチップ9は、第2LSIチップ20の上面に接着層6Dを用いて接着されている。これにより、第1LSIチップ19と第2チップLSIチップ20とシールド用シリコンチップ9は、パッケージ基板2の上面に積層した状態で固定されている。
第2LSIチップ20の電極パッド20Dとパッケージ基板2のボンディングパッド11Bは、ボンディングワイヤ8Bにより電気的に接続されている。
また、シールド用シリコンチップ9のボンディングパッド9Dとパッケージ基板2のパッケージグランドパターン12は、シールド用ボンディングワイヤ10により電気的に接続されている。シールド用シリコンチップ9自体は、導電性を有する。パッケージ基板2上のLSIチップ1と、シールド用シリコンチップ9と、ボンディングワイヤ8,8Bと、シールド用ボンディングワイヤ10と、接着層6C、6Dは、例えば封止用樹脂2Rにより封止されている。シールド用シリコンチップ9の大きさは、第1LSIチップ19と第2LSIチップ20の大きさよりも大きいので、小さい場合に比べて、よりシールド効果を高めることができる。
図6に示すシールド用シリコンチップ9自体は、導電性を有する。従って、図6に示すシールド構造では、シールド用シリコンチップ9、シールド用ボンディングワイヤ10、パッケージ基板2のパッケージグランドパターン12、はんだボール7、およびプリント配線板3内のグランド層4により、第1LSIチップ19と第2LSIチップ20とボンディングワイヤ8Bとパッケージ基板2を囲むシールド構造を形成することができるために、第1LSIチップ19と第2LSIチップ20とボンディングワイヤ8Bとパッケージ基板2のシールド効果を得られる。
シールド用シリコンチップ9とパッケージ基板2のパッケージグランドパターン12とを接続するシールド用ボンディングワイヤ10は、配列密度を高めるほど、シールド効果が向上する。従って、必要とされるシールド性能によって、シールド用ボンディングワイヤ10の配列する本数や配列間隔を調整することができる。
本発明の第4実施形態の半導体装置50Dは、例えば携帯電話等の無線機能を有する電子機器に搭載する際に、半導体装置50DのLSIチップ19,20とボンディングワイヤ8Bとパッケージ基板2からの電磁波の放射を低減することができる。
なお、LSIチップの搭載数は、2つに限らず3つ以上の複数個のLSIチップを搭載しても良い。
上述した本発明の実施形態の半導体装置は、携帯電話等の無線機能を有する電子機器に搭載される。半導体装置では、LSIチップを囲むようなシールド部材を別途必要としない。携帯電話のプリント配線板は、プリント配線板からの電磁放射を抑制するために、表層の大部分はグランドパターンとなっているため、電磁放射の主要因はLSIチップである。従って、LSIチップをシールドすることができれば、LSIチップを囲むようなシールド部材を別途必要としない。
上述した本発明の実施形態の半導体装置は、携帯電話等の無線機能を有する電子機器に搭載される。半導体装置では、LSIチップを囲むようなシールド部材を別途必要としない。携帯電話のプリント配線板は、プリント配線板からの電磁放射を抑制するために、表層の大部分はグランドパターンとなっているため、電磁放射の主要因はLSIチップである。従って、LSIチップをシールドすることができれば、LSIチップを囲むようなシールド部材を別途必要としない。
本発明の実施形態の半導体装置では、1つのLSIチップの上面あるいは複数のLSIチップの内の最上層のLSIチップの上面には、シリコンチップ等で形成された導電性を有するシールド用チップを搭載している。このシールド用チップとパッケージ基板のグランドパターンを接続するシールド用ボンディングワイヤが、LSIチップと、このLSIチップとパッケージ基板と接続するボンディングワイヤとを覆うように配置することにより、シールド対象であるLSIチップを確実にシールドすることができる。
従来の携帯電話等の無線装置では、回路ブロックにシールドカバーを設置するために、高さ方向の占有空間を確保する必要があるので、携帯電話のケースの厚みが増加し、シールドカバーとプリント配線板を電気的に接続するための領域を確保する必要がある。このため、携帯電話が大型化してしまう。これに対して、本発明の実施形態の半導体装置では、LSIチップを囲むようなシールドカバーが不要であるので、半導体装置の小型化と薄型化ができる。
半導体装置の内部にLSIチップのシールド構造を形成することで、LSIチップから発生する電磁放射を抑制することができ、回路ブロックをシールドするための大きなシールド部材が不要になるか、シールド領域を削減できる。
半導体装置の内部に搭載されるシールド用チップは、通常のLSI実装工程と同様の工程で実装でき、シールド用チップとパッケージ基板を接続するボンディングワイヤも通常のLSI実装工程と同様の工程で行えるので、新たな装置の導入は不要である。
また、シールド用チップにシリコン基板を使用した場合には、シールド用チップは通常のLSI実装工程と同様の工程で作成できるため、新たな装置の導入が不要である。さらに、本発明の各実施形態は、通常の半導体装置の製造工程と同様の工程でプリント配線板に対して実装できる。
本発明の半導体装置は、少なくとも1つの半導体集積回路チップと、半導体集積回路チップの一方の面に配置されるパッケージ基板と、半導体集積回路チップの他方の面に配置され導電層を有するシールド用チップと、半導体集積回路チップを覆う封止樹脂と、を有し、この導電層とパッケージ基板のグランド端子とが電気的に接続されている。これにより、半導体装置が例えば携帯電話等の無線機能を有する電子機器に搭載される際に、半導体集積回路チップとパッケージ基板からの電磁波の放射を低減することができる。
また、シールド用チップは、シリコンの基材と、シリコンの基材の表層に形成された導電層と、導電層の上に形成された保護層とを有し、保護層には前記ボンディングワイヤの端部が接続される導電層を露出させる開口部が形成され、導電層とパッケージ基板のグランド端子がボンディングワイヤにより電気的に接続されている。これにより、シールド用チップは、半導体集積回路チップとパッケージ基板からの電磁波の放射を低減することができる。
また、シールド用チップは、シリコンの基材と、シリコンの基材の表層に形成された導電層としてのパッドと、シリコンの基材の表層に形成された保護層とを有し、保護層にはボンディングワイヤの端部が接続されるパッドを露出させる開口部が形成され、導電層とパッケージ基板のグランド端子がボンディングワイヤにより電気的に接続され、シリコンの基材にはパッドの直下に高濃度ドープ層が形成され、シリコンの基材の抵抗率は、10オームcm以下である。これにより、シールド用チップは、半導体集積回路チップとパッケージ基板からの電磁波の放射を低減することができる。
さらに、シールド用チップは、シリコンの基材と、シリコンの基材の表層に形成された導電層としてのパッドと、シリコンの基材の表層に形成された保護層とを有し、保護層にはボンディングワイヤの端部が接続されるパッドを露出させる開口部が形成され、導電層とパッケージ基板のグランド端子がボンディングワイヤにより電気的に接続され、シリコンの基材の抵抗率は、10オームcm以下である。これにより、シールド用チップは、半導体集積回路チップとパッケージ基板からの電磁波の放射を低減することができる。
シールド用チップの基材としてはシリコンを用いることにより、シールド用チップの製造には通常用いられているLSI製造設備を使用することができるので、新たな投資が不要であるという利点がある。
なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。シールド用チップの導電層とパッケージ基板のグランド端子を接続している接続部材としてのシールド用ボンディングワイヤ10は、リボンボンディング等の幅広ワイヤでも良い。
また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
1…LSIチップ(半導体集積回路チップの一例)、2…パッケージ基板、2T…パッケージ基板2のグランド端子、2R…封止用樹脂、3…プリント配線板、4…グランド層、5…ビアホール、6B、6C…接着層、7…はんだボール、8…ボンディングワイヤ、9…シールド用シリコンチップ(シールド用チップ)、9D…ボンディングパッド(導電層)、10…シールド用ボンディングワイヤ(接続部材の一例)、11…ボンディングパッド、12…パッケージグランドパターン、13…導電層、14…保護層、15…基材、16…金属のパッド、19…第1LSIチップ(半導体集積回路チップの一例)、20…第2LSIチップ(半導体集積回路チップの一例)、21…はんだバンプ、50…半導体装置。
Claims (4)
- 少なくとも1つの半導体集積回路チップと、
前記半導体集積回路チップの一方の面に配置されるパッケージ基板と、
前記半導体集積回路チップの他方の面に配置され導電層を有するシールド用チップと、前記半導体集積回路チップを覆う封止樹脂と、
を有し、
前記導電層と前記パッケージ基板のグランド端子とが電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 前記シールド用チップは、シリコンの基材と、前記シリコンの基材の表層に形成された前記導電層と、前記導電層の上に形成された保護層とを有し、前記保護層には前記ボンディングワイヤの端部が接続される前記導電層を露出させる開口部が形成され、
前記導電層と前記パッケージ基板のグランド端子がボンディングワイヤにより電気的に接続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。 - 前記シールド用チップは、シリコンの基材と、前記シリコンの基材の表層に形成された前記導電層としてのパッドと、前記シリコンの基材の表層に形成された保護層とを有し、前記保護層には前記ボンディングワイヤの端部が接続される前記パッドを露出させる開口部が形成され、
前記導電層と前記パッケージ基板のグランド端子がボンディングワイヤにより電気的に接続され、前記シリコンの基材には前記パッドの直下に高濃度ドープ層が形成され、前記シリコンの基材の抵抗率は、10オームcm以下であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記シールド用チップは、シリコンの基材と、前記シリコンの基材の表層に形成された前記導電層としてのパッドと、前記シリコンの基材の表層に形成された保護層とを有し、前記保護層には前記ボンディングワイヤの端部が接続される前記パッドを露出させる開口部が形成され、
前記導電層と前記パッケージ基板のグランド端子がボンディングワイヤにより電気的に接続され、前記シリコンの基材の抵抗率は、10オームcm以下であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008160194A JP2010003799A (ja) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | 半導体装置 |
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JP2008160194A JP2010003799A (ja) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | 半導体装置 |
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JP2010003799A true JP2010003799A (ja) | 2010-01-07 |
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JP2008160194A Pending JP2010003799A (ja) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | 半導体装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2010003799A (ja) |
-
2008
- 2008-06-19 JP JP2008160194A patent/JP2010003799A/ja active Pending
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