JP2010034286A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体チップ上の電極パッドにボンディングワイヤを介して外部電源からの電圧を供給する半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device for supplying a voltage from an external power source to an electrode pad on a semiconductor chip via a bonding wire.
LSI(Large-Scale Integrated circuit)の電源は、半導体チップの周縁部に設けられたボンディングパッドに供給され、電源配線を介してチップの周縁部から中心部へと供給される。このとき、電源配線の抵抗に起因する電圧降下によって中心部に供給される電圧が低くなり、LSIが誤動作する場合がある。IRドロップと呼ばれるこの現象を緩和するために、これまでいくつかの技術が提案されている。 The power of an LSI (Large-Scale Integrated circuit) is supplied to a bonding pad provided at the peripheral portion of the semiconductor chip, and is supplied from the peripheral portion of the chip to the central portion through a power supply wiring. At this time, the voltage supplied to the central portion is lowered due to the voltage drop caused by the resistance of the power supply wiring, and the LSI may malfunction. In order to alleviate this phenomenon called IR drop, several techniques have been proposed so far.
たとえば、特開2004−221260号公報(特許文献1)に開示される技術は、複数の機能領域が形成された半導体チップに関するものである。この従来技術では、周縁部に外部接続用端子に接続される第1のパッドが形成されるとともに、機能領域と接続された第2のパッドを、前記第1のパッドが形成された位置よりも内側に設ける。そして、第1のパッドと第2のパッドとをワイヤ接続する。第1のパッドと第2のパッドとは、ワイヤおよび配線パターンで並列接続することもできる。 For example, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-221260 (Patent Document 1) relates to a semiconductor chip in which a plurality of functional regions are formed. In this prior art, the first pad connected to the external connection terminal is formed in the peripheral portion, and the second pad connected to the functional region is positioned more than the position where the first pad is formed. Provide inside. Then, the first pad and the second pad are wire-connected. The first pad and the second pad can be connected in parallel by a wire and a wiring pattern.
また、特開2005−85829号公報(特許文献2)に開示される技術では、半導体チップの周辺部に周縁部パッドが設けられ、半導体チップの周縁部パッド以外の部分に、電源を供給する中央部パッドが設けられる。中央部パッドは複数個格子状に配置され、これら中央部パッド相互間がワイヤボンディングにより接続される。 Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Laying-Open No. 2005-85829 (Patent Document 2), a peripheral pad is provided in the peripheral part of the semiconductor chip, and a center for supplying power to a part other than the peripheral pad of the semiconductor chip. Part pads are provided. A plurality of center pads are arranged in a lattice pattern, and the center pads are connected to each other by wire bonding.
また、特開平11−307483号公報(特許文献3)に開示される技術は、課題が異なるが、上述の従来技術と類似する。この技術の目的は、チップが配線変更されてもパッケージや配線基板等を変更しなくて済むような半導体装置を提供することである。具体的には、半導体ウェハにチップを形成する際に、スクライブ線領域にボンディングパッドと同じ導電性材料からなる、不連続線状パターンを形成し中継パッドとする。パッケージする際に、チップのセンタパッドと中継パッド、および中継パッドとリードとをそれぞれワイヤボンディングする。 Further, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-307383 (Patent Document 3) is similar to the above-described conventional technique, although the problem is different. An object of this technique is to provide a semiconductor device that does not require a package, a wiring board, or the like to be changed even if the wiring of a chip is changed. Specifically, when a chip is formed on a semiconductor wafer, a discontinuous linear pattern made of the same conductive material as the bonding pad is formed in the scribe line region to form a relay pad. When packaging, the center pad and the relay pad of the chip, and the relay pad and the lead are respectively wire-bonded.
なお、上記の電源配線の問題は、接地配線にも同様に生じる。すなわち、接地配線の抵抗によって接地電位が上昇するために、LSIが誤動作する場合がある。
ところで、近年、高速のシリアルデータ転送を行なう様々なインターフェース回路が規格化されている。システムの性能アップのため、これらのインターフェース回路を半導体チップへ搭載することが要求されるようになってきている。 In recent years, various interface circuits that perform high-speed serial data transfer have been standardized. In order to improve system performance, it has been required to mount these interface circuits on a semiconductor chip.
ところが、これらの高速のインターフェース回路は、従来のインターフェース回路に比べて回路面積が大きく、しかも、コア回路と異なる電源を必要とする。このため、高速インターフェース回路の周辺では、コア回路に接続される電源配線および接地配線の配置、ならびに、コア電源用のパッドの数が制限される。通常、IRドロップを防止するためには、基板の周縁領域に多数のボンディングパッドを設けて、複数箇所から電源電圧および接地電圧をコア回路に供給するのであるが、そのような対策が困難になる。この結果、電源電圧や接地電圧が迂回してコア回路へ供給されることになり、コア回路の電圧に不均一が生じる。 However, these high-speed interface circuits have a larger circuit area than conventional interface circuits and require a power supply different from that of the core circuit. For this reason, in the periphery of the high-speed interface circuit, the arrangement of the power supply wiring and the ground wiring connected to the core circuit and the number of core power supply pads are limited. Usually, in order to prevent IR drop, a large number of bonding pads are provided in the peripheral region of the substrate and the power supply voltage and the ground voltage are supplied to the core circuit from a plurality of locations. However, such a countermeasure becomes difficult. . As a result, the power supply voltage and the ground voltage are bypassed and supplied to the core circuit, resulting in non-uniformity in the core circuit voltage.
この問題に対して、高速インターフェース回路の領域内にコア回路用の多数のパッドや電源配線などを追加することは、大幅な設計変更を伴なうのでコストや歩留まりの点で問題がある。しかも、チップサイズが増大することになるので好ましくない。また、ワイヤボンディング接続に代えてフリップチップ接続を採用すればIRドロップの問題は解消すると考えられるが、同時にパッケージの製造コストがかさむことになる。 In contrast to this problem, adding a large number of pads for the core circuit, power supply wirings, etc. in the area of the high-speed interface circuit involves a significant design change, and thus there is a problem in terms of cost and yield. In addition, the chip size increases, which is not preferable. Further, if flip chip connection is used instead of wire bonding connection, it is considered that the problem of IR drop is solved, but at the same time, the manufacturing cost of the package is increased.
また、上記の問題に対して前述の従来技術を用いたとしても、十分な効果は得られない。たとえば、前述の特開2005−85829号公報(特許文献2)に開示される技術は、多電源の場合には適していない。多電源で動作する半導体チップに対して格子状に配列したパッド間でワイヤボンディングを行なうと、異電源電圧間で短絡するおそれがあるからである。 Moreover, even if the above-described conventional technique is used for the above problem, a sufficient effect cannot be obtained. For example, the technique disclosed in the aforementioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-85829 (Patent Document 2) is not suitable in the case of multiple power supplies. This is because if wire bonding is performed between pads arranged in a lattice pattern on a semiconductor chip operating with multiple power supplies, there is a risk of short-circuiting between different power supply voltages.
したがって、この発明の目的は、ワイヤボンディング接続の半導体パッケージ(半導体装置)において、半導体チップの周縁領域に設けられるボンディングパッドの数や、電源配線および接地配線の配置に制約がある場合でも、配線抵抗に起因する電源電圧の低下および接地電圧の上昇を効果的に抑制することができる半導体装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide wiring resistance even when there are restrictions on the number of bonding pads provided in the peripheral region of a semiconductor chip and the arrangement of power supply wiring and ground wiring in a semiconductor package (semiconductor device) connected by wire bonding. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of effectively suppressing a decrease in power supply voltage and an increase in ground voltage due to the above.
この発明は要約すれば半導体装置であって、装置外部から第1の電源電圧を受ける第1の外部接続端子と、半導体チップと、第1、第2のボンディングワイヤとを備える。ここで、半導体チップは、基板と、基板上に形成された第1の半導体回路と、表面保護膜と、半導体チップ内に設けられ、基板上に形成され、第1の半導体回路と接続された第1の配線パターンとを含む。第1の配線パターンは、互いに離間して設けられた第1〜第3のパッドを有する。第1〜第3のパッドの各々は、第1の配線パターンの一部が表面保護膜から露出した部分である。第1のパッドは、基板の周縁領域に設けられ、第2、第3のパッドは、第1のパッドよりも基板の内側に設けられる。第1のボンディングワイヤは、第2、第3のパッド間を接続する。第2のボンディングワイヤは、第1の外部接続端子と第1のパッドとの間を接続する。 In summary, the present invention is a semiconductor device, and includes a first external connection terminal that receives a first power supply voltage from the outside of the device, a semiconductor chip, and first and second bonding wires. Here, the semiconductor chip is provided on the substrate, the first semiconductor circuit formed on the substrate, the surface protective film, and the semiconductor chip, is formed on the substrate, and is connected to the first semiconductor circuit. A first wiring pattern. The first wiring pattern has first to third pads provided to be separated from each other. Each of the first to third pads is a portion where a part of the first wiring pattern is exposed from the surface protective film. The first pad is provided in the peripheral region of the substrate, and the second and third pads are provided on the inner side of the substrate than the first pad. The first bonding wire connects the second and third pads. The second bonding wire connects between the first external connection terminal and the first pad.
この発明によれば、第2、第3のパッド間では、第1の配線パターンと並列に第1のボンディングワイヤが接続されるので、配線抵抗を低減することができる。このとき、第2、第3のパッドを第1の電源電圧の供給が不十分な配線に配置することによって、効果的に電源電圧の低下または接地電圧の上昇を抑制することができる。 According to the present invention, since the first bonding wire is connected in parallel with the first wiring pattern between the second and third pads, the wiring resistance can be reduced. At this time, by disposing the second and third pads on the wiring in which the supply of the first power supply voltage is insufficient, it is possible to effectively suppress a decrease in the power supply voltage or an increase in the ground voltage.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による半導体パッケージ101の主要部の構成を模式的に示す平面図である。図1において、図面の左右方向をX方向とし、上下方向をY方向とする。基板10の左辺10Lおよび右辺10RはY方向に沿い、上辺10Uおよび下辺10DはX方向に沿う。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a plan view schematically showing a configuration of a main part of a
図1を参照して、半導体パッケージ101(半導体装置)は、パッケージ基板100と、パッケージ基板100上に接着された矩形状の半導体チップ1と、半導体チップ1の周囲のパッケージ基板100上に形成された複数の外部接続端子17とを含む。なお、図1で、半導体チップ1の上辺10U側および下辺10D側の外部接続端子17およびボンディングワイヤは、図示を省略している。
Referring to FIG. 1, a semiconductor package 101 (semiconductor device) is formed on a
図1に示す半導体パッケージ101の構造は、ワイヤボンディング接続によるBGA(Ball Grid Array)パッケージなどによく見られるものである。BGAパッケージでは、パッケージ基板100の裏面に格子状に設けられたはんだボールによって実装用のプリント基板のパッドと接続される。パッケージ基板100の表面には、はんだボールと電気的に接続された導体パターンが形成される。導体パターンは、外部接続端子17として用いられ、半導体チップ1の周縁領域のパッドとワイヤボンディングによって接続される。これによって、半導体チップ1は、外部接続端子17を介して外部との間でデータ信号の入出力を行なうとともに、半導体パッケージ101の外部の外部電源と電気的に接続される。図1の場合、外部接続端子17を介して接続される外部電源には、電源電圧VDDA,VDDB,VDDCを出力する正電源、および接地GNDなどがある。この明細書では、これらの複数の電源電圧および接地電圧を総称して単に電源電圧とも称する。
The structure of the
半導体チップ1は、半導体基板10と、半導体基板10の上面10A上に形成された半導体回路および配線パターンと、半導体基板10の表面を覆って半導体回路および配線パターンを保護する表面保護膜(図3の参照符号69)とを含む。半導体回路は複数の機能ブロックによって構成される。ここでは、半導体回路としてマイクロプロセッサを例に挙げる。図1の場合、半導体回路は、演算装置やレジスタなどのコア回路11と、周辺回路として高速インターフェース回路12(高速I/O回路とも称する)および低速インターフェース回路13(低速I/O回路とも称する)とを含む。
The
また、配線パターンには、コア回路11に電源電圧VDDBを供給するための電源配線パターン14、コア回路11を接地GNDと接続するための接地配線パターン15、および高速I/O回路12に電源電圧VDDCを供給するための電源配線パターン16などがある。これらの配線パターン14,15,16は、たとえば、アルミニウムまたは銅などの薄膜を用いて形成される。
The wiring patterns include a power
なお、この明細書において、配線パターンは、電気的につながっている配線全体を意味する。したがって、配線パターンは、コンタクトホールを介して相互に接続されることによって多層にわたって配置される場合もある。また、この明細書では、配線パターンの一部を示すときに配線と称し、さらに配線の一部を示すときに配線部と称することにする。したがって、配線には、複数の配線部がコンタクトホールを介して接続された場合も含まれる。 In this specification, the wiring pattern means the entire wiring that is electrically connected. Therefore, the wiring patterns may be arranged over multiple layers by being connected to each other through contact holes. Further, in this specification, when a part of the wiring pattern is shown, it is called a wiring, and when a part of the wiring is shown, it is called a wiring part. Therefore, the wiring includes a case where a plurality of wiring portions are connected through contact holes.
コア回路11は、基板10上の中央付近を含む領域41に設けられるマイクロプロセッサの中核部分の回路である。
The
高速I/O回路12は、基板10の左辺10Lおよび領域41に隣接する領域42に設けられ、約1Gb/s以上の高速のシリアル転送によってデータ信号の入出力行なう。高速I/O回路12が設けられた領域42に含まれる基板周縁領域には、信号入出力用の複数のボンディングパッド26が設けられる。
The high-speed I /
低速I/O回路13は、高速I/O回路12が設けられている領域42を除く、基板10の4辺10R,10L,10U,10Dの周縁領域に設けられ、100Mb/s程度の低速のパラレル転送によってデータ信号の入出力を行なう。低速I/O回路13が設けられた基板10の周縁領域には、データ入出力用の複数のボンディングパッド25と、外部接続端子17Aから低速I/O回路13用の電源電圧VDDAの供給を受けるボンディングパッド21が設けられる。ボンディングパッド21は、外部接続端子17Aとボンディングワイヤ18Aによって接続される。
The low-speed I /
電源配線パターン14および接地配線パターン15の幹線部分は、コア回路11に均等に電源電圧VDDBおよび接地電圧GNDを供給するために、基板10上に格子状に配設されてコア回路11に接続される。また、ノイズを抑制するために、電源配線パターン14および接地配線パターン15は互いに並行して配設される。基板10の周縁領域には、コア回路11用に電源電圧VDDBを受ける複数のボンディングパッド22と、接地電圧GNDを受ける複数のボンディングパッド23とが設けられる。ボンディングパッド22,23は、それぞれ、電源配線パターン14および接地配線パターン15の表面の一部を表面保護膜から露出させた部分である。ボンディングパッド22,23は、それぞれ、ボンディングワイヤ18B,18Gを介して外部接続端子17B,17Gと接続される。通常、多数のボンディングパッド22,23を介して電源電圧VDDBおよび接地電圧GNDをコア回路11にそれぞれ供給することによって、電源配線パターン14の抵抗に起因する電源電圧VDDBの低下、ならびに接地配線パターン15の抵抗に起因する接地電圧GNDの上昇を抑制する。
The main line portions of the power
高速I/O回路12用の電源配線パターン16の幹線部分は、図1に示すように基板10上の領域42に格子状に配設されて高速I/O回路12に接続される。また、電源配線パターン16と並行して、高速I/O回路12用の接地配線パターン(図示省略)も配設される。図1に示すように、領域42の基板周縁領域には、データ入出力用の複数のボンディングパッド26と、高速I/O回路12用の電源電圧VDDCを受ける複数のボンディングパッド24とが設けられる。ボンディングパッド24は、電源配線パターン16の表面の一部を表面保護膜から露出させた部分であり、ボンディングワイヤ18Cを介して外部接続端子17Cと接続される。
The main line portion of the power
ここで、図1に示すように、高速I/O回路12が設けられた領域42では、コア回路11用のボンディングパッド22,23の数、ならびに電源配線パターン14および接地配線パターン15の配線数がその他の領域に比べて制限される。この理由は、半導体チップ1は設計資産(IP:Intellectual Property)を活用して設計されるので、既に設計された高速I/O回路12に、コア回路11用の電源配線、接地配線、およびボンディングパッドを新たに追加することが困難だからである。この結果、高速I/O回路12の周辺では、電源電圧VDDBおよび接地電圧GNDのコア回路11へ供給が制限されることになり、コア回路11の電圧に不均一が生じる。そして、電圧の不均一が生じれば、電圧動作マージンの低下や半導体回路の誤動作などが生じる。特に、コア回路11が、高速I/O回路12などよりも低電圧で動作する場合には、電圧動作マージンの低下はより問題になる。
Here, as shown in FIG. 1, in the
そこで、このような電圧の不均一を抑制するために、実施の形態1の半導体チップ1では、電源配線パターン14のうち領域42を通過する配線にボンディングパッド27,28が設けられ、これらのパッド27,28間がボンディングワイヤ29によって接続される。さらに、接地配線パターン15のうち領域42を通過する配線にもボンディングパッド31,32が設けられ、これらのパッド31,32間がボンディングワイヤ33によって接続される。半導体チップ1内に設けられたパッド間を接続するためのこれらのボンディングワイヤ29,33を補助ワイヤとも称する。以下、図2、図3を参照して詳しく説明する。
Therefore, in order to suppress such voltage non-uniformity, in the
図2は、半導体チップ1の一部の領域を拡大して模式的に示す平面図である。図2において、図面の左右方向をX方向とし、上下方向をY方向とし、紙面に垂直な方向をZ方向とする。基板10の左辺10LはY方向に沿う。
FIG. 2 is a plan view schematically showing an enlarged partial region of the
図2に示すように、基板10の左辺10Lに隣接する領域42に高速I/O回路12が設けられ、領域42とX方向に隣接する領域41にコア回路11が設けられる。電源配線パターン16のうち図2の領域42には、X方向に直線状に延びる配線部16Aと、Y方向に直線状に延びる配線部16B,16Cとが含まれる。配線部16Aは、最上層の金属層に形成され、その1層下の金属層に形成された配線部16B,16Cとコンタクトホール53,54をそれぞれ介して接続される。配線部16Aのうち基板10の周縁領域には、電源電圧VDDCを受けるボンディングパッド24が形成される。
As shown in FIG. 2, the high-speed I /
電源配線パターン14のうち図2に示す領域には、基板10の左辺10L側の周縁領域内を起点として基板内側のX方向に略直線状に延び、領域42内を通過して領域41に至る配線部14Aと、領域41に設けられY方向に延びる配線部14Bとが含まれる。図2の場合、配線部14Aは最上層の金属層に形成され、その1層下の金属層に形成された配線部14Bとコンタクトホール51を介して接続される。図2の領域41の配線部14Bが、図1で格子状に設けられた電源配線パターン14の幹線うち最外周の配線に対応する。配線部14B上には、次図3に示すように、ボンディングパッド22,27,28が設けられる。
In the region shown in FIG. 2 of the power
図3は、図2の切断面線III−IIIから見た断面図である。図3に示すように、最上層の金属層に配線部14Aが形成され、層間絶縁膜68Aを挟んで1層下の金属層に配線部14B,15B,16B,16Cが形成されている。配線部14B,15B,16B,16Cの下層側には層間絶縁膜68Bが設けられる。このように半導体チップ1は、層間絶縁膜を間に挟んで複数の金属層が積層された構造を有する。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along section line III-III in FIG. As shown in FIG. 3, the
配線部14Aの表面の一部は表面保護膜69から露出され、ボンディングパッド22,27,28として用いられる。ボンディングパッド22は、基板10の周縁領域に設けられ、ボンディングワイヤ18Bによって外部接続端子(図1の参照符号17B)と接続される。これにより、ボンディングパッド22は電源電圧VDDBを受ける。ボンディングパッド28は、基板厚み方向から見て配線部15Bと配線部16Cとの間に設けられる。ボンディングパッド27は、基板厚み方向から見て配線部16Bと重ならない位置で、ボンディングパッド22に近接して設けられる。ボンディングパッド27と28とは、補助ワイヤ29によって互いに接続される。ボンディングパッド27,28間の配線部14Aと並列に補助ワイヤ29を設けることによって、配線部14Aの抵抗に起因する電圧降下を抑制することができる。これによって、コア回路11に供給される電源電圧VDDBの不均一を緩和する。
A part of the surface of the
再び図2を参照して、接地配線パターン15は、電源配線パターン14と同様に、基板10の周縁領域内を起点として基板10の内側のX方向に略直線状に延び、領域42内を通過して領域41に至る配線部15Aと、領域41に設けられY方向に延びる配線部15Bとを含む。図2の場合、配線部15Aは最上層の金属層に形成され、その1層下の金属層に形成された配線部15Bとコンタクトホール52を介して接続される。配線部15A,15Bは、配線部14A,14Bとそれぞれ並行して設けられる。配線部15Aの表面の一部は、表面保護膜69から露出され、ボンディングパッド23,31,32として用いられる。ボンディングパッド23,31,32は、ボンディングパッド22,27,28にそれぞれ近接して設けられる。基板周縁領域のボンディングパッド23は、ボンディングワイヤ18Gによって外部接続端子(図1の参照符号17G)と接続され、接地電圧GNDを受ける。基板周縁領域と領域41との間に設けられるボンディングパッド31,32は、補助ワイヤ33によって接続される。ボンディングパッド31,32間の配線部15Aと並列に補助ワイヤ33を設けることによって、配線部15Aの抵抗に起因する接地電圧GNDの上昇を抑制することができる。これによって、コア回路11に供給される接地電圧GNDの不均一を緩和する。
Referring to FIG. 2 again, similarly to the power
ここで、実施の形態1の半導体パッケージ101では、基板周縁領域に設けられたボンディングパッド22,23と、補助ワイヤ29,33が接続されるボンディングパッド27,31とを離間させて設けている点に特徴がある。さらに、基板周縁領域に設けられたボンディングパッド22,23には、それぞれ、ボンディングワイヤ18B,18Gのみがボンディングされている点にも特徴がある。この理由を次に説明する。
Here, in the
超音波や熱圧着などを用いるボンディング工程では、ボンディングパッドの下層側にダメージが及ぶ。このため、ボンディングパッドよりも下層側には、通常、トランジスタを配置することができない。また、ボンディングパッドの下層側に設けられる金属配線の幅にも制限がある。したがって、もし仮に、ボンディングパッド22,23とボンディングパッド27,31とを近接して配置すると、その部分には、高速I/O回路12の部品や電源配線パターン16の幹線部分などが配置できないことになる。ところが、通常、基板10の周縁領域に設けられたボンディングパッド22,23に隣接する領域には、高速I/O回路12用の最外周の配線部16Bや、次図4に示すような静電気放電(ESD:Electro Static Discharge)保護回路61などを設ける必要がある。したがって、これらの回路部品や配線の配置が制約されることは好ましくない。
In a bonding process using ultrasonic waves, thermocompression bonding, or the like, damage is applied to the lower layer side of the bonding pad. For this reason, a transistor cannot usually be disposed on the lower layer side than the bonding pad. In addition, the width of the metal wiring provided on the lower layer side of the bonding pad is also limited. Therefore, if the
さらに、1つのボンディングパッド22に対して、ボンディングワイヤ18B,29の両方のボンディングを行なうと、下層側へのダメージが大きくなるのでクラックなどが生じる問題もある。
Furthermore, if both the
図4は、ESD保護回路61の一例を示す回路図である。ESD保護回路61は、データ信号用のボンディングパッド26に印加された静電気を電源配線パターン16や接地配線に逃して内部回路を保護するための回路である。したがって、ESD保護回路61は、基板10の周縁領域の電源配線パターン16に近接して設ける必要がある。図4に示すように、ESD保護回路61は、接続ノード66および電源ノードVDDC間に逆バイアス方向に接続されるダイオード62と、接続ノード66および接地ノードGND間に逆バイアス方向に接続されるダイオード63とを含む。接続ノード66は、ボンディングパッド26と入出力用のバッファ回路64,65との間のノードである。ここで、ダイオード62,63は、たとえば、ダイオード接続されたMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)によって構成される。図4のESD保護回路では、ボンディングパッド26に印加された静電気による電圧が電源電圧VDDCを超える場合は、ダイオード62が導通するので静電気が電源配線に流れる。逆にボンディングパッド26に印加された静電気による電圧が接地電圧GNDより小さくなる場合は、ダイオード63が導通するので静電気が接地配線に流れる。これによって、内部回路を保護することができる。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of the
このように、図2の基板周縁領域に設けられたボンディングパッド22,23に隣接する領域には、最外周の電源配線および接地配線や、ESD保護回路用のトランジスタなどを設ける必要がある。そこで、図2のボンディングパッド22,23とボンディングパッド27,31とを離間させることによって、こららの配線やトランジスタを設置するスペースを確保する。
As described above, in the region adjacent to the
特に、実施の形態1の場合、ボンディングパッド22,23とボンディングパッド27,31との間隔は、自由に調整することができる。たとえば、補助ワイヤ29,33が長くなりすぎて、補助ワイヤ29,33が互いにショートするのを防止するために、ボンディングパッド27,31をさらにボンディングパッド28,32寄りに配置することもできる。
In particular, in the case of the first embodiment, the distance between the
図5は、実施の形態1の変形例による半導体チップ1Aの構成を模式的に示す平面図である。図5の半導体チップ1Aは、ボンディングパッド28,32の配置が領域42から領域41に変更されている点で、図2の半導体チップ1と異なる。その他の点は図2と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
FIG. 5 is a plan view schematically showing a configuration of a
高速I/O回路12の回路構成によっては、下層にダメージを与える可能性があるボンディングパッド28,32を配置するスペースを、領域42内にとれない場合がある。この場合、コア回路11が設けられる領域41にボンディングパッド28,32を設けてもよい。このように、補助ワイヤ29,33の開始点および着地点となるボンディングパッドの位置は、回路構成に応じて自由に変更することができる。
Depending on the circuit configuration of the high-speed I /
図6は、実施の形態1の他の変形例による半導体チップ1Bの構成を模式的に示す平面図である。図6の半導体チップ1Bでは、電源配線パターン14および接地配線パターン15のうち基板10の左辺10Lの周縁領域から領域42内を通過して領域41内に至る部分が並列化された部分を含む。この点で、図6の半導体チップ1Bは、図2の半導体チップ1と異なる。以下では、図2の半導体チップ1と異なる点について主に説明し、図2と同一または相当する部分については同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
FIG. 6 is a plan view schematically showing a configuration of a semiconductor chip 1B according to another modification of the first embodiment. In the semiconductor chip 1B of FIG. 6, the power
図6に示す電源配線パターン14のうち、X方向に延びる配線部14A,14C,14Dは、領域42内をY方向に延びる配線部14Eとコンタクトホール55A,55B,55Cをそれぞれ介して接続される。また、配線部14A,14C,14Dは、領域41内の最外周の配線である配線部14Bとコンタクトホール51A,51B,51Cをそれぞれ介して接続される。したがって、図6では、基板10の周縁領域内を起点として領域42内を通過して領域41内至る第1の配線(配線部15A)に、第1の配線の途中のコンタクトホール55Aを起点として領域41内に至る第2の配線(配線部14Eの一部と配線部14D)が並列に接続されることになる。また、コンタクトホール55Aを起点として領域41内に至る第3の配線(配線部14Eの一部と配線部14C)も、第1の配線に並列に接続されることになる。なお、図6では、X方向の配線部14A,14C,14Dが最上層の金属層に形成され、Y方向の配線部14B,14Eがその1層下の金属層に形成される。
In the power
上記構成の電源配線パターン14に対して、配線部14Aのうち基板10の周縁領域にボンディングパッド22が設けられ、外部から電源電圧VDDBを受ける。さらに、配線部14Aには、補助ワイヤ29Aがボンディングパッド27A、28Aを介して接続される。また、配線部14Cに補助ワイヤ29Bがボンディングパッド27B、28Bを介して接続される。配線部14Dに補助ワイヤ29Cがボンディングパッド27C、28Cを介して接続される。ここで、ボンディングパッド27A,27B,27Cは、コンタクトホール55A,55B,55Cにそれぞれ近接して設けられる。ボンディングパッド28A,28B,28Cは、領域41,42の境界近傍で配線部14Bと16Cとの間に設けられる。
With respect to the power
同様に、図6に示す接地配線パターン15のうち、X方向に延びる配線部15A,15C,15Dは、領域42内をY方向に延びる配線部15Eとコンタクトホール55A,55B,55Cをそれぞれ介して接続される。また、配線部15A,15C,15Dは、領域41内の最外周の配線である配線部15Bとコンタクトホール51A,51B,51Cをそれぞれ介して接続される。したがって、図6では、第1の配線(配線部15A)に、第1の配線の途中のコンタクトホール55Aを起点として領域41に至る第2の配線(配線部15Eの一部と配線部15D)が並列に接続されることになる。また、コンタクトホール55Aを起点として領域41に至る第3の配線(配線部15Eの一部と配線部15C)も、第1の配線に並列に接続されることになる。なお、図6では、X方向の配線部15A,15C,15Dが最上層の金属層に形成され、Y方向の配線部15B,15Eがその1層下の金属層に形成される。
Similarly, in the
上記構成の接地配線パターン15に対して、配線部15Aのうち基板10の周縁領域にボンディングパッド23が設けられ、外部から接地電圧GNDを受ける。さらに、配線部15Aには、補助ワイヤ33Aがボンディングパッド31A、32Aを介して接続される。また、配線部15Cに補助ワイヤ33Bがボンディングパッド31B、32Bを介して接続される。配線部15Dに補助ワイヤ33Cがボンディングパッド31C、32Cを介して接続される。ここで、ボンディングパッド31A,31B,31Cは、コンタクトホール56A,56B,56Cにそれぞれ近接して設けられる。ボンディングパッド32A,32B,32Cは、領域41,42の境界近傍で配線部15Bと16Cの間に設けられる。
With respect to the
このように、上記変形例では、電源配線パターン14および接地配線パターン15のうち基板10の左辺10Lの周縁領域から領域41,42の境界に至る部分を並列化するとともに、並列化された各配線に補助ワイヤが設けられている。これによって、当該部分の配線の抵抗値をさらに低減することができる。この結果、配線抵抗に起因する電源電圧VDDBの低下および接地電圧GNDの上昇を緩和することができる。
As described above, in the above-described modification, portions of the power
図7は、実施の形態1のさらに他の変形例による半導体チップ1Cの構成を模式的に示す平面図である。図7の半導体チップ1Cも、図6の半導体チップ1Bと同様に、電源配線パターン14および接地配線パターン15のうち基板10の周縁領域から領域41,42の境界に至る部分が並列化された部分を含む点で、図2の半導体チップ1と異なる。以下、図2の半導体チップ1と異なる点について主として説明し、図2と同一または相当する部分については同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
FIG. 7 is a plan view schematically showing a configuration of a semiconductor chip 1C according to still another modification of the first embodiment. Similarly to the semiconductor chip 1B of FIG. 6, the semiconductor chip 1C of FIG. 7 is a portion in which the portion from the peripheral region of the
図7に示す電源配線パターン14のうち、X方向に延びる配線部14A,14Cは、領域42内をY方向に延びる配線部14Eと接続される。また、配線部14A,14Cは、領域41内の最外周の配線である配線部14Bとコンタクトホール51A,51Bをそれぞれ介して接続される。したがって、図7では、基板10の周縁領域内を起点として領域42内を通過して領域41内至る第1の配線(配線部14A)に、配線部14Aと14Eとの接続部を起点として領域41に至る第2の配線(配線部14E,14C)が並列に接続されることになる。なお、図7では、X方向の配線部部14A,14Cが最上層の金属層に形成され、Y方向の配線部14B,14Eがその1層下の金属層に形成される。
Of the power
上記構成の電源配線パターン14に対して、配線部14Aのうち基板10の周縁領域にボンディングパッド22が設けられ、外部から電源電圧VDDBを受ける。さらに、配線部14Aに補助ワイヤ29Aがボンディングパッド27A,28Aを介して接続される。また、配線部14Cに補助ワイヤ29Bがボンディングパッド27B,28Bを介して接続される。ボンディングパッド27A,27Bは、配線部14Eに近接して設けられる。ボンディングパッド28A,28Bは、領域41,42の境界近傍で配線部14Bと16Cとの間に設けられる。さらにまた、配線部14Eに補助ワイヤ36がボンディングパッド34,35を介して接続される。ボンディングパッド34,35は、配線部14Eの両端に設けられる。
With respect to the power
同様に、図7に示す接地配線パターン15のうち、X方向に延びる配線部15A,15Cは、領域42内をY方向に延びる配線部15Eとコンタクトホールを介して接続される。また、配線部15A,15Cは、領域41内の最外周の配線である配線部15Bとコンタクトホール51A,51Bをそれぞれ介して接続される。したがって、図7では、基板10の周縁領域内を起点として領域42内を通過して領域41内至る第1の配線(配線部15A)に、配線部15Aと配線部15Eとの接続部を起点として領域41に至る第2の配線(配線部15E,15C)が並列に接続されることになる。なお、図7では、X方向の配線部部15A,15Cが最上層の金属層に形成され、Y方向の配線部15B,15Eがその1層下の金属層に形成される。
Similarly, in the
上記構成の接地配線パターン15に対して、配線部15Aのうち基板10の周縁領域にボンディングパッド23が設けられ、外部から接地電圧GNDを受ける。さらに、配線部15Aに補助ワイヤ33Aがボンディングパッド31A,32Aを介して接続される。また、配線部15Cに補助ワイヤ33Bがボンディングパッド31B,32Bを介して接続される。ボンディングパッド31A,31Bは、配線部15Eに近接して設けられる。ボンディングパッド32A,32Bは、領域41,42の境界近傍で配線部15Bと16Cとの間に設けられる。さらにまた、配線部15Eに補助ワイヤ39がボンディングパッド37,38を介して接続される。ボンディングパッド37,38は、配線部15Eの両端に設けられる。
With respect to the
このように、この変形例では、電源配線パターン14および接地配線パターン15のうち基板10の左辺10Lの周縁領域から領域41,42の境界に至る部分が並列化されている。そして、並列化された各配線部ごとに複数の補助ワイヤが直列に接続されている。これによって、電源配線パターン14および接地配線パターン15の抵抗値をさらに低減することができるので、配線抵抗に起因する電源電圧VDDBの低下および接地電圧GNDの上昇を抑制することができる。
As described above, in this modification, portions of the power
[実施の形態2]
図8は、この発明の実施の形態2による半導体パッケージ102の構成を模式的に示す平面図である。図8の半導体パッケージ102の半導体チップ2は、領域44に第2のコア回路43をさらに含む点で、図1の半導体チップ1と異なる。ここで、領域44は、右辺10Rの低速I/O回路13、下辺10Dの低速I/O回路13、および領域41にそれぞれ隣接する。以下、図1と異なる点について主に説明する。図1と同一または相当する部分については同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
[Embodiment 2]
FIG. 8 is a plan view schematically showing the configuration of the
半導体パッケージ102(半導体装置)は、パッケージ基板100と、パッケージ基板100上に接着された半導体チップ2と、半導体チップ2の周囲のパッケージ基板100上に形成された複数の外部接続端子17とを含む。図8の外部接続端子17には、電源電圧VDDA,VDDB,VDDC,VDDDを半導体チップ2にそれぞれ供給するための外部接続端子17A,17B,17C、17D、半導体チップ2を接地GNDに接続するための外部接続端子17G、および入出力信号用の端子(図示省略)などがある。なお、半導体チップ2の上辺10U側および下辺10D側の外部接続端子17およびボンディングワイヤは、図示を省略している。
The semiconductor package 102 (semiconductor device) includes a
半導体チップ2は、基板10と、基板10上に形成された第1のコア回路11、第2のコア回路43、高速I/O回路12、低速I/O回路13、および配線パターンとを含む。配線パターンには、第1のコア回路11用の電源配線パターン14および接地配線パターン15、高速I/O回路12用の電源配線パターン16、ならびに第2のコア回路43用の電源配線パターン71などがある。
The
第2のコア回路43は、第1のコア回路11と同様にマイクロプロセッサの中核部分の回路であるが、第1のコア回路11およびI/O回路12,13とは別電源で動作する。
The
コア回路43用の電源配線パターン71の幹線部分は、図8に示すように、領域44内で格子状に配設されてコア回路43に接続される。電源配線パターン71と並行してコア回路43用の接地配線パターン(図示省略)も配設される。電源配線パターン71の幹線部分の一部は、基板10の右辺10Rおよび下辺10Dの周縁領域まで延びる。電源配線パターン71のうち基板10の周縁領域には、コア回路43用の電源電圧VDDDを受ける複数のボンディングパッド72が設けられる。ボンディングパッド72は、電源配線パターン71の表面の一部を表面保護膜から露出させた部分であり、ボンディングワイヤ18Dを介して外部接続端子17Dと接続される。
As shown in FIG. 8, the trunk portion of the power
ここで、高速I/O回路12の場合と同様に、第2のコア回路43が設けられた領域44では、第1のコア回路11用のボンディングパッド22,23の数、ならびに電源配線パターン14および接地配線パターン15の配線数がその他の領域に比べて制限される。このため、第2のコア回路43の周辺では、電源電圧VDDBおよび接地電圧GNDの不均一が生じる可能性がある。
Here, as in the case of the high-speed I /
そこで、このような電圧の不均一を抑制するために、電源配線パターン14のうち領域44を通過する部分にボンディングパッド73,74が設けられ、これらのパッド間が補助ワイヤ75によって接続される。さらに、接地配線パターン15のうち領域42を通過する部分にもボンディングパッド76,77が設けられ、これらのバッド76,77間が補助ワイヤ78によって接続される。これによって、電源配線パターン14および接地配線パターン15のうち領域44を通過する部分での電源電圧VDDBの低下および接地電圧GNDの上昇を抑制することができるので、回路の誤動作を防止することができる。
Therefore, in order to suppress such voltage non-uniformity,
このように、異電源によって動作する機能ブロックの数が増加するにつれて、各機能ブロックに割当てられるボンディングパッドの数が制限される。さらに、電源配線パターン14および接地配線パターン15の配置が制約される。このため、配線抵抗に起因する電源電圧VDDBの低下や接地電圧GNDの上昇が生じやすい。そこで、実施の形態2のように、電源電圧VDDBの低下または接地電圧GNDの上昇をもたらす配線の部分と並列に補助ワイヤを設けることによって、効果的に電源電圧の低下および接地電圧の上昇を抑制することができる。
As described above, as the number of functional blocks operated by different power sources increases, the number of bonding pads allocated to each functional block is limited. Furthermore, the arrangement of the power
図9は、実施の形態2の変形例による半導体パッケージ102Aの構成を模式的に示す平面図である。図9の半導体パッケージ102Aは、ボンディングパッド79,80間を接続する補助ワイヤ81と、ボンディングパッド82,83を接続する補助ワイヤ84とをさらに含む点で、図8の半導体パッケージ102と異なる。以下では、主として図8と異なる点について説明し、図8と同一または対応する部分については同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
FIG. 9 is a plan view schematically showing a configuration of a semiconductor package 102A according to a modification of the second embodiment. The semiconductor package 102A of FIG. 9 differs from the
図9を参照して、半導体チップ2Aの電源配線パターン14のうち、ボンディングパッド73,74が設けられたX方向の配線上には、さらに、ボンディングパッド79,80が設けられる。ボンディングパッド79,80は、ボンディングパッド73,74よりも基板10の周縁領域のボンディングパッド22から離反する箇所に設けられる。ボンディングパッド79,80は、補助ワイヤ81によって接続される。
Referring to FIG. 9,
同様に、接地配線パターン15のうち、ボンディングパッド76,77が設けられたX方向の配線上には、さらに、ボンディングパッド82,83が設けられる。ボンディングパッド82,83は、ボンディングパッド76,77よりも基板10の周縁領域のボンディングパッド23から離反する箇所に設けられる。ボンディングパッド82,83は、補助ワイヤ84によって接続される。
Similarly,
このように、複数の補助ワイヤを直列に設けることによって、半導体チップ2Aのより中央の領域まで、電源電圧VDDBおよび接地電圧GNDを低抵抗で供給することができる。したがって、効果的に電源電圧の低下および接地電圧の上昇を抑制することができる。ここで、最も基板10の右辺10R寄りのボンディングパッド73,76と右辺10Rから最も離反したボンディングパッド80,83とを直接ボンディングワイヤによってそれぞれ接続した場合には、ワイヤの湾曲によって短絡を引起こす可能性がある。そこで、図9のように複数の補助ワイヤを直列に配置することによって、補助ワイヤ間の短絡を防止している。
Thus, by providing a plurality of auxiliary wires in series, the power supply voltage VDDB and the ground voltage GND can be supplied to the central region of the
[実施の形態3]
図10は、この発明の実施の形態3による半導体パッケージ103の構成を模式的に示す平面図である。図10の半導体チップ3は、右辺10Rおよび下辺10Dに隣接する領域95に第2の高速I/O回路94をさらに含む点で、図1の半導体チップ1と異なる。半導体チップ3は、さらに、下辺10Dの低速I/O回路13と領域95とに隣接した領域46に第2のコア回路45を含む点で、図1の半導体チップ1と異なる。以下、主として図1と異なる点について説明する。図1と同一または相当する部分については同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
[Embodiment 3]
FIG. 10 is a plan view schematically showing the configuration of the
半導体パッケージ103(半導体装置)は、パッケージ基板100と、パッケージ基板100上に接着された半導体チップ3と、半導体チップ3の周囲のパッケージ基板100上に形成された複数の外部接続端子17とを含む。図8の外部接続端子17には、電源電圧VDDA,VDDB,VDDC,VDDE,VDDFを半導体チップ3にそれぞれ供給するための外部接続端子17A,17B,17C,17E,17F、半導体チップ3を接地GNDと接続するための外部接続端子17G、および入出力信号用の端子(図示省略)などがある。なお、半導体チップ3の上辺10U側および下辺10D側の外部接続端子17およびボンディングワイヤは、図示を省略している。
The semiconductor package 103 (semiconductor device) includes a
半導体チップ3は、基板10と、基板10上に形成された第1のコア回路11、第2のコア回路45、第1の高速I/O回路12、第2の高速I/O回路94、低速I/O回路13、および配線パターンとを含む。半導体基板10上のこれらの半導体回路11,45,12,94,13は互いに異なる電源で動作する。異電源で動作する各回路に対応して、第1のコア回路11用の電源配線パターン14および接地配線パターン15、第1の高速I/O回路12用の電源配線パターン16、第2の高速I/O回路94用の電源配線パターン97、ならびに第2のコア回路45用の電源配線パターン85が設けられる。
The
第2のコア回路45は、第1のコア回路11と同様にマイクロプロセッサの中核部分の回路である。
Similar to the
第2の高速I/O回路94は、第1の高速I/O回路12と同様に、約1Gb/s以上の高速のシリアル転送によってデータ信号の入出力行なうインターフェース回路である。高速I/O回路94が設けられた領域95のうちの基板周縁領域には、データ信号の入出力用の複数のボンディングパッド98が設けられる。
Similar to the first high-speed I /
高速I/O回路94用の電源配線パターン97の幹線部分は、図10に示すように、領域95内に格子状に配設されて高速I/O回路94と接続される。電源配線パターン97と並行して高速I/O回路94用の接地配線パターン(図示省略)も配設される。領域95のうちの基板周縁領域には、高速I/O回路94用の電源電圧VDDFを受ける複数のボンディングパッド96が設けれる。ボンディングパッド96は、電源配線パターン97の表面の一部を表面保護膜から露出させた部分であり、ボンディングワイヤ18Fを介して外部接続端子17Fと接続される。
As shown in FIG. 10, the main line portion of the power
コア回路45用の電源配線パターン85の幹線部分は、図10に示すように領域46内に格子状に配設されてコア回路45に接続される。電源配線パターン85の一部は、隣接する領域95を通過して基板10の右辺10Rの周縁領域まで延びる。電源配線パターン85のうち基板10の周縁領域の配線上には、ボンディングパッド86が設けられる。ボンディングパッド86は、電源配線パターン85の表面の一部を表面保護膜から露出させた部分であり、ボンディングワイヤ18Eを介して外部接続端子17Eと接続される。また、コア回路45には、コア回路11と共通の接地GNDに接続される。したがって、領域46には、領域41と共通の接地配線パターン15が格子状に配設される。
The trunk portion of the power supply wiring pattern 85 for the core circuit 45 is arranged in a grid pattern in the
ここで、第1の高速I/O回路12の場合と同様に、第2の高速I/O回路94が設けられた領域95では、第1のコア回路11用のボンディングパッド22,23の数、ならびに電源配線パターン14および接地配線パターン15の配線数がその他の領域に比べて制限される。さらに、領域95では、第2のコア回路45用のボンディングパッド86の数、ならびに電源配線パターン85の配線数が制限される。このため、第2の高速I/O回路94の周辺の領域では、電源電圧VDDB,VDDEおよび接地電圧GNDの不均一が生じる。
Here, as in the case of the first high-speed I /
そこで、このような電圧の不均一を抑制するために、電源配線パターン14のうち領域95を通過する部分にボンディングパッド73,74が設けられ、これらのパッド間が補助ワイヤ75によって接続される。さらに、接地配線パターン15のうち領域95を通過する部分にボンディングパッド76,77が設けられ、これらのバッド76,77間が補助ワイヤ78によって接続される。さらに、電源配線パターン85のうち領域95を通過する部分にボンディングパッド76,77が設けられ、これらのパッド76,77が補助ワイヤ89によって接続される。
Therefore, in order to suppress such voltage non-uniformity,
このように、異電源によって動作する機能ブロックの数が増加するにつれて、各機能ブロックに割当てられるボンディングパッドの数が制限される。また、電源配線および接地配線の配置が制約される。このため、配線抵抗に起因する電源電圧の低下や接地電圧の上昇が生じやすい。そこで、実施の形態2のように、電源電圧の低下または接地電圧の上昇をもたらす配線の部分と並列に補助ワイヤを設けることによって、効果的に電源電圧の低下および接地電圧の上昇を抑制することができる。 As described above, as the number of functional blocks operated by different power sources increases, the number of bonding pads allocated to each functional block is limited. Further, the arrangement of the power supply wiring and the ground wiring is restricted. For this reason, a drop in power supply voltage and a rise in ground voltage are likely to occur due to wiring resistance. Therefore, as in the second embodiment, by providing an auxiliary wire in parallel with the portion of the wiring that causes the power supply voltage to drop or the ground voltage to rise, the power supply voltage drop and the ground voltage rise can be effectively suppressed. Can do.
図11は、実施の形態3の変形例による半導体パッケージ103Aの構成を模式的に示す平面図である。図11の半導体パッケージ103Aは、ボンディングパッド90,91間を接続する補助ワイヤ92と、ボンディングパッド82,83を接続する補助ワイヤ84とをさらに含む点で、図10の半導体パッケージ103と異なる。以下では、主として図10と異なる点について説明し、図10と同一または対応する部分については同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
FIG. 11 is a plan view schematically showing a configuration of a
図11を参照して、半導体チップ3Aの電源配線パターン85のうち、ボンディングパッド87,88が設けられたX方向の配線上には、さらに、ボンディングパッド90,91が設けられる。ボンディングパッド90,91は、ボンディングパッド87,88よりも基板10の周縁領域のボンディングパッド86から離反する箇所に設けられる。ボンディングパッド90,91は、補助ワイヤ92によって接続される。
Referring to FIG. 11,
同様に、接地配線パターン15のうち、ボンディングパッド76,77が設けられたX方向の配線上には、ボンディングパッド82,83が設けられる。ボンディングパッド82,83は、ボンディングパッド76,77よりも基板10の周縁領域のボンディングパッド23から離反する箇所に設けられる。ボンディングパッド82,83は、補助ワイヤ84によって接続される。
Similarly,
このように、複数の補助ワイヤを直列に設けることによって、半導体チップ3Aのより中央の領域まで、電源電圧VDDEおよび接地電圧GNDを低抵抗で供給することができる。したがって、効果的に電源電圧VDDEの低下および接地電圧GNDの上昇を抑制することができる。ここで、最も基板10の右辺10R寄りのボンディングパッド87,76と右辺10Rから最も離反したボンディングパッド91,83とを直接ボンディングワイヤによってそれぞれ接続した場合には、ワイヤの湾曲によって短絡を引起こす可能性がある。そこで、図11のように複数の補助ワイヤを直列に配置することによって、補助ワイヤ間の短絡を防止している。
Thus, by providing a plurality of auxiliary wires in series, the power supply voltage VDDE and the ground voltage GND can be supplied to the central region of the
[実施の形態4]
図12は、この発明の実施の形態4による半導体モジュールのうち半導体チップ4の一部を拡大して模式的に示す平面図である。図12において、図面の左右方向をX方向とし、上下方向をY方向とする。基板10の左辺10LはY方向に沿う。
[Embodiment 4]
FIG. 12 is a plan view schematically showing an enlarged part of a
半導体チップ4は、基板10の左辺10Lに隣接する領域42に設けられる高速I/O回路12と、領域42とX方向に隣接する領域41,46にそれぞれ設けられる第1のコア回路11および第2のコア回路45とを含む。ここで、領域41と領域46とはY方向に互いに隣接する。
The
半導体チップ4は、さらに、高速I/O回路12に電源電圧VDDCを供給するための電源配線パターン16(16A,16B,16C)と、第1のコア回路11に電源電圧VDDBを供給するための電源配線パターン14(14B,14C,14E,14F)と、第2のコア回路45に電源電圧VDDEを供給するための電源配線パターン85(85A,85B)とを含む。また、半導体チップ4は、さらに、高速I/O回路12に接地電圧を供給するための接地配線パターン(図示省略)と、第1、第2のコア回路11,45に共通の接地電圧GNDを供給するための接地配線パターン15(15A,15B,15C,15E,15F)とを含む。また、領域42の基板周縁部には、外部とデータ信号の入出力を行なうための複数のボンディングパッド26が設けられる。
The
既に説明したように、異電源で動作する複数の機能ブロックを含む場合、基板周縁領域の設けられるボンディングパッドの数や、電源配線および接地配線の配置などが制限される。特に、図12の半導体チップ4の場合、基板10の左辺10Lの周縁領域に設けられるボンディングパッド22,23A,23F,86の配置が制限される。このため、図12に示すように、ボンディングパッド22,23Fと第1のコア回路11とを接続するために、電源配線パターン14および接地配線パターン15のうち領域42に設けられる部分を屈曲させる必要が生じる。以下、図12の場合について具体的に説明する。なお、図12の電源配線パターン16(16A,16B,16C)の配置は、図2の場合と同一であるので説明を繰返さない。また、図12の各配線部のうち、X方向に延びる配線部85A,15A,14F,15F,14C,15C,16Aは最上層の金属層に形成される。Y方向に延びる配線部16B,16C,14E,15E,14B,85B,15Bは、その1層下の金属層に形成される。
As described above, when a plurality of functional blocks that operate with different power sources are included, the number of bonding pads provided in the peripheral area of the substrate, the arrangement of power supply wiring and ground wiring, and the like are limited. In particular, in the case of the
まず、第2のコア回路45への電圧供給について説明する。図12に示すように、基板10の周縁領域のボンディングパッド86,23AのX方向の延長線上に、第2のコア回路45が配置されている。したがって、電源電圧VDDE供給用の配線部85Aは、屈曲することなく、基板10の左辺10Lの周縁領域からX方向に直線状に延び、領域42内を通過して領域46内に至る。また、接地電圧GND用の配線部15Aは、基板10の左辺10Lの周縁領域からX方向に延び、領域42内を通過して領域46内に至る。領域46内で、配線部85Aは、領域46に設けられた配線部85Bとコンタクトホール99を介して接続される。また、配線部15Aは、領域41,46に設けられた配線部15Bとコンタクトホール52Aを介して接続される。
First, voltage supply to the second core circuit 45 will be described. As shown in FIG. 12, the second core circuit 45 is disposed on the extension line in the X direction of the
配線部85A上には、基板10の周縁領域のボンディングパッド86の他、ボンディングパッド87,88が設けられる。両パッド87,88は補助ワイヤ89によって接続される。これによって、配線抵抗に起因する電源電圧VDDEの低下を抑制できる。同様に、配線部15A上には、基板10の周縁領域のボンディングパッド23Aの他、ボンディングパッド31A,32Aが設けられる。両パッド31A,32Aは補助ワイヤ33Aによって接続される。これによって、配線抵抗に起因する接地電圧GNDの上昇を抑制できる。
On the
次に、第1のコア回路11への電圧供給について説明する。図12に示すように、基板10の周縁領域のボンディングパッド22,23FのX方向の延長線上には、第1のコア回路が配置されていない。そこで、ボンディングパッド22で受けた電源電圧VDDBを第1のコア回路11に供給するための配線を、領域42内の第1、第2の屈曲部で屈曲させる必要がある。具体的には、基板10の周縁領域からX方向に延びる配線部14Fは、コンタクトホール55Fを介してY方向に延びる配線部14Eに接続される。さらに、配線部14Eは、コンタクトホール55Cを介してX方向に延びる配線部14Cに接続される。配線部14Cは、領域41内に設けられた配線部14Bとコンタクトホール51Cを介して接続される。したがって、この場合、コンタクトホール55Fの近傍が第1の屈曲部であり、コンタクトホール55Cの近傍が第2の屈曲部である。第2の屈曲部と領域41,42の境界との間の配線部14Cには、ボンディングパッド27A,28Aが設けられる。両パッド27A,28Aが補助ワイヤ29Aによって接続されることによって、配線抵抗に起因する電源電圧VDDBの低下を抑制できる。
Next, voltage supply to the
同様に、ボンディングパッド23Fで受けた接地電圧GNDを第1のコア回路11に供給するための配線は、領域42内の第1、第2の屈曲部で屈曲させる必要がある。具体的には、基板10の周縁領域からX方向に延びる配線部15Fは、コンタクトホール56Fを介してY方向に延びる配線部15Eに接続される。さらに、配線部15Eは、コンタクトホール56Cを介してX方向に延びる配線部15Cに接続される。配線部15Cは、領域41内で領域41,46に設けられた配線部15Bとコンタクトホール52Cを介して接続される。したがって、この場合、コンタクトホール56Fの近傍が第1の屈曲部であり、コンタクトホール56Cの近傍が第2の屈曲部である。第2の屈曲部と領域41,42の境界との間の配線部15Cには、ボンディングパッド31B,32Bが設けられる。両パッド31B,32Bが補助ワイヤ33Bによって接続されることによって、配線抵抗に起因する接地電圧GNDの上昇を抑制できる。
Similarly, the wiring for supplying the ground voltage GND received by the
このように、異電源によって動作する領域42を通過して電圧を供給するときに、直線状に配線を設けることができない場合、配線を屈曲させる必要が生じる。この場合、屈曲させた配線にボンディングパッドを設けて補助ワイヤ29A,33Bを接続することによって配線抵抗を低減させることができる。この結果、配線抵抗に起因する電源電圧VDDBの低下および接地電圧GNDの上昇を抑制でき、電圧動作マージンの低下や回路の誤動作を防止することができる。
As described above, when the voltage is supplied through the
図13は、この発明の実施の形態4の変形例による半導体チップ4Aの一部を拡大して模式的に示す平面図である。図13の半導体チップ4Aは、配線部14E,15Eと並列に補助ワイヤ36,39がそれぞれ接続されている点で、図12の半導体チップ4と異なる。以下、図12の半導体チップ4と異なる点について主に説明し、図12と同一または相当する部分については同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
FIG. 13 is an enlarged plan view schematically showing a part of a
図13の半導体チップでは、配線部14Eにボンディングパッド34,35が形成され、両パッド34,35は補助ワイヤ36によって接続される。また、配線部15Eにボンディングパッド37,38が形成され、両パッド37,38は補助ワイヤ39によって接続される。このように、この変形例では、電源配線パターン14および接地配線パターン15のうち基板10の左辺10Lの周縁領域から領域41,42の境界に至る部分に、それぞれ複数の補助ワイヤが直列に接続される。これによって、領域42を通過する部分の配線抵抗をさらに低減することができるので、配線抵抗に起因する電源電圧VDDBの低下および接地電圧GNDの上昇をさらに抑制することができる。
In the semiconductor chip of FIG. 13,
図14は、この発明の実施の形態4の他の変形例による半導体チップ4Bの一部を拡大して模式的に示す平面図である。図14の半導体チップ4Bは、図12の場合と同様に、基板10の左辺10Lの周縁領域に設けられるボンディングパッド22,23A,23F,86の配置が制限される。このため、図14に示すように、領域42内を通過する配線を屈曲させる必要が生じる。ただし、図14の半導体チップ4Bは、領域42に隣接して3つの領域41A,46,41BがY方向に並んで設けられている点で図12の半導体チップ4と異なる。このため、図12の場合には、ボンディングパッド22,23Fで受けた電源電圧VDDBおよび接地電圧GNDを、第2のコア回路45を挟む両側の第1のコア回路11A,11Bに供給する必要がある。以下、図12の半導体チップ4と異なる点について主に説明し、同一または相当する部分については同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
FIG. 14 is a plan view schematically showing an enlarged part of a semiconductor chip 4B according to another modification of the fourth embodiment of the present invention. In the semiconductor chip 4B of FIG. 14, the arrangement of the
図14の配線部14Eは、図12の場合と異なり、配線部14Fとの接続点であるコンタクトホール55Fを起点としてY方向の両側に延びる。X方向に延びる配線部14C,14Dは、コンタクトホール55C,55Bをそれぞれ介して配線部14Eの各端と接続される。配線部14C,14Dは、領域42内を通過して領域41A,41Bにそれぞれ至る。領域41A内で、配線部14Cは配線部14Bとコンタクトホール51Cを介して接続される。また、領域41B内で、配線部14Cは配線部14Gとコンタクトホール51Bを介して接続される。このように、領域42内を通過する電源電圧VDDB供給用の配線は、コンタクトホール55Fで屈曲した後、コンタクトホール55C,55Bで屈曲する。図12の場合と同様に、配線部14Cには、ボンディングパッド27A,28Aが設けられ、両パッド27A,28Aは、補助ワイヤ29Aによって接続される。また、配線部14Dには、ボンディングパッド27B,28Bが設けられ、両パッド27B,28Bは、補助ワイヤ29Bによって接続される。これによって、配線抵抗に起因する電源電圧VDDBの低下を抑制できる。
Unlike the case of FIG. 12, the
同様に、図14の配線部15Eは、図12の場合と異なり、配線部15Fとの接続点であるコンタクトホール56Fを起点にY方向の両側に延びる。X方向に延びる配線部15C,15Dは、コンタクトホール56C,56Bをそれぞれ介して配線部15Eの各端と接続される。配線部15C,15Dは、領域42内を通過して領域41A,41Bにそれぞれ至る。領域41A内で、配線部15Cは、領域41A,46,41Bに共通に設けられた配線部15Bとコンタクトホール51Cを介して接続される。また、領域41B内で、配線部15Cは共通の配線部15Bとコンタクトホール51Bを介して接続される。このように、領域42内を通過する接地電圧GND用の配線は、コンタクトホール56Fで屈曲した後、コンタクトホール56C,56Bで屈曲する。図12の場合と同様に、配線部15Cには、ボンディングパッド31B,32Bが設けられ、両パッド31B,32Bは、補助ワイヤ33Bによって接続される。また、配線部15Dには、ボンディングパッド31C,32Cが設けられ、両パッド31C,32Cは、補助ワイヤ33Cによって接続される。これによって、配線抵抗に起因する接地電圧GNDの上昇を抑制できる。
Similarly, unlike the case of FIG. 12, the
[実施の形態5]
図15は、この発明の実施の形態5に従う半導体チップ5の一部の構成を模式的に示す断面図である。図15の半導体チップ5は、図3に示す半導体チップ1を変形したものである。なお、図15において、半導体チップ5の基板面内方向をXY方向とし、基板厚み方向をZ方向とする。図面の左右方向がX方向になり、図面の上下方向がZ方向になる。また、紙面に垂直な方向がY方向である。
[Embodiment 5]
FIG. 15 is a cross sectional view schematically showing a partial configuration of
図15の場合、基板の周縁領域からX方向に延びる電源電圧供給用の配線は、基板の垂直方向(Z方向)に積層された複数の配線部110A,110B,110C(配線110と総称する)を含む。配線部110A,110Bは最上層の金属層に形成され、その表面が表面保護膜69によって覆われる。配線部110Cはその1層下の金属層に層間絶縁膜68Aを介在して形成される。配線部110Aと配線部110Cとは、層間絶縁膜68Aに形成されたコンタクトホール112Aを介して接続される。また、配線部110Bと配線部110Cとは、層間絶縁膜68Aに形成されたコンタクトホール112B,112Cを介して接続される。配線部110Bと同一の金属層には、配線110とは別個の電源電圧を装置外部から受ける配線114も形成される。配線部110Cおよび配線114の下層には、層間絶縁膜68Bを介在してさらに金属層(図示省略)が設けられる。
In the case of FIG. 15, the power supply voltage supply wiring extending in the X direction from the peripheral region of the substrate has a plurality of
配線部110Aは、表面保護膜69から露出した部分であるボンディングパッド120,122を含む。ボンディングパッド120は基板周縁領域に設けられ、ボンディングパッド122は、ボンディングパッド120よりも基板の内側に設けられる。ボンディングパッド120には、外部から電源電圧を受けるためのボンディングワイヤ116がボンディングされる。ボンディングワイヤ116を介して受けた外部電圧は、配線部110A、コンタクトホール112A、および配線部110Cを順に介して内部回路に供給される。
The wiring portion 110 </ b> A includes
配線部110Bは、表面保護膜69から露出した部分であるボンディングパッド124を含む。ボンディングパッド122,124間には、ボンディングワイヤ(補助ワイヤ)118が設けられる。補助ワイヤ118を配線110のうちボンディングパッド122,124間を接続する部分と並列に設けることによって、配線110の配線抵抗によって生じる内部回路用の電源電圧の低下(または接地電圧の上昇)を抑制することができる。
The wiring part 110 </ b> B includes a
図3の半導体チップ1の場合には、ボンディングパッド22,27,28が共通の配線部14Aに設けられていた。これに対して、図15のように、ボンディングパッド120,122,124を、コンタクトホールを介して相互に接続された多層配線110上に形成することもできる。この場合、実施の形態1で説明したように、基板周縁領域のボンディングパッド120には、外部電源電圧を受けるボンディングワイヤ116しかボンディングすることができない。したがって、基板周縁領域のボンディングパッド120とそれに隣接する122との間には補助ワイヤを設けることができない。このため、ボンディングパッド120とボンディングパッド122とは、多層配線で接続するのでなく、図15のように共通の配線部110Aを介して接続したほうが、配線抵抗が小さくなるので電源電圧の供給のためには好ましい。
In the case of the
なお、図15の最上層の配線部110Bは、ボンディングパッド124を形成するために設けたものである。もし、層間絶縁膜68Aの一部を除去して配線部110Cの表面の一部を露出させる製造プロセスが可能であるならば、ボンディングワイヤ118を配線部110Cに直接ボンディングすることも可能である。
The
図16は、この発明の実施の形態5の変形例に従う半導体チップ5Aの一部の構成を模式的に示す断面図である。図16の半導体チップ5Aでは、配線部110D,110E,110Fの配置が図15の半導体チップ5の配線部110A,110B,110Cの配置と異なる。以下では、図16と異なる点について主に説明し、同一または相当する部分については同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
FIG. 16 is a cross sectional view schematically showing a partial configuration of
図16の場合、基板の周縁領域からX方向に延びる電源電圧供給用の配線は、基板の垂直方向(Z方向)に積層された複数の配線部110D,110E,110F(配線110と総称する)を含む。配線部110D,110Eは最上層の金属層に形成され、その表面が表面保護膜69によって覆われる。配線部110Fはその1層下の金属層に層間絶縁膜68Aを介在して形成される。配線部110Dと配線部110Fとは、層間絶縁膜68Aに形成されたコンタクトホール112Dを介して接続される。また、配線部110Eと配線部110Fとは、層間絶縁膜68Aに形成されたコンタクトホール112Eを介して接続される。
In the case of FIG. 16, the power supply voltage supply wiring extending in the X direction from the peripheral region of the substrate has a plurality of
配線部110Dは、表面保護膜69から露出した部分であるボンディングパッド120,122を含む。ボンディングパッド120は基板周縁領域に設けられ、ボンディングパッド122は、ボンディングパッド120よりも基板の内側に設けられる。ボンディングパッド120には、外部から電源電圧の供給するためのボンディングワイヤ116がボンディングされる。ボンディングワイヤ116を介して受けた外部電圧は、配線部110D、コンタクトホール112D、配線部110F、コンタクトホール112E、および配線部110Eを順に介して内部回路に供給される。
The wiring part 110 </ b> D includes
また、配線部110Eは、表面保護膜69から露出した部分であるボンディングパッド124を含む。ボンディングパッド122,124間には、ボンディングワイヤ(補助ワイヤ)118が設けられる。補助ワイヤ118を配線110のうちボンディングパッド122,124間を接続する部分と並列に設けることによって、配線110の配線抵抗によって生じる内部回路用の電源電圧の低下(または接地電圧の上昇)を抑制することができる。
The
このように、図16の半導体チップ5Aでは、図15の場合と同様に、ボンディングパッド120,122,124が、コンタクトホールを介して相互に接続された多層配線110上に形成される。
In this manner, in the
上記のとおり、この発明の実施の形態1〜5の半導体パッケージによれば、基板10の周縁領域に設けられた第1のボンディングパッド22とは別に、電源配線パターン14に第2、第3のボンディングパッド27,28が設けられる。そして、第2、第3のボンディングパッド27,28間が補助ワイヤ29によって接続される。したがって、第2、第3のボンディングパッド27,28間では、電源配線パターン14の配線と補助ワイヤ29とが並列接続されることになるので、これらのパッド27,28間の抵抗を減少させることができる。ここで、第2、第3のボンディングパッド27,28および補助ワイヤ29は、電源配線パターン14の配置が制限される領域に設けるようにする。このとき、ワイヤボンディング時に生じるボンディングパッド27,28の下層のダメージに配慮して、これらのパッド27,28を配置する。これによって、半導体チップ1の中央部での電源配線パターン14の抵抗に起因する電源電圧VDDBの低下を効果的に抑制することができる。この結果、電源電圧VDDBの低下に伴なう電圧マージンの低下や回路の誤動作を防止することができる。
As described above, according to the semiconductor packages of the first to fifth embodiments of the present invention, the second and third power
また、第2、第3のボンディングパッド27,28は、第1のボンディングパッド22よりも基板10の内側の電源配線上に設けられるので、基板10の周縁領域のボンディングパッドの数が増加することはない。したがって、ボンディングパッドの増加によってチップサイズの増加は生じない。むしろ、補助ワイヤ29を設けることによって、電源電圧VDDBの低下を効果的に抑制することができるので、基板10の周縁領域に設けられる第1のボンディングパッド22の数を減らすことも可能になる。したがって、電流消費量が大きいために基板周縁領域にボンディングパッド22が多数設けられている半導体チップの場合には、チップサイズを削減することも可能になる。
In addition, since the second and
また、上記と同様の補助ワイヤ33を接地配線パターン15に設けることもできる。これによって、接地配線パターン15の抵抗に起因する接地電圧GNDの上昇を抑制することできる。この結果、接地電圧GNDの上昇に伴なう電圧マージンの低下や回路の誤動作を防止することができる。
Also, the
また、ノイズ抑制の観点から電源配線パターン14と接地配線パターン15とは並行して配設されるので、電源配線パターン14用の補助ワイヤ29と接地配線パターン15用の補助ワイヤ33とは並行して設けられることが望ましい。このとき、補助ワイヤ29,33が湾曲することによって補助ワイヤ29,33間で短絡しないように、補助ワイヤ29,33の長さが長すぎないようにする。このため、基板10の周辺から中央までを補助ワイヤ29,33によって接続する必要がある場合には、複数の補助ワイヤ29,33を直列に設けるのが望ましい。
Further, since the power
また、このように補助ワイヤ29,33を用いてIRドロップを抑制する方法は、互いに異なる電源によって動作する複数の機能ブロックが組合された回路に好適に用いることができる。この種の回路の場合、各機能ブロックに電源を供給するためのボンディングパッドの数が制限される。さらに、基板10の周縁領域に配置されるインターフェース回路12などによって基板10の中央付近に設けられたコア回路11への電源電圧VDDBの供給が阻害される。このとき、電源電圧の低下が生じる配線に補助ワイヤを設けることによって、効果的にIRドロップを抑制することができる。実際の半導体チップの作製では、予めIRドロップの生じる可能性がある複数の配線にボンディングパッドを設けておく。そして、試作品の電気特性に応じて補助ワイヤの接続場所を決定するようにすることもできる。
In addition, the method of suppressing IR drop using the
また、上記の各実施の形態では、ワイヤボンディング接続のパッケージ基板100を含む半導体パッケージについて説明したけれども、QFP(Quad Flat Package)などのリードフレームを用いた半導体パッケージにもこの発明を適用することができる。この場合、インナーリードが外部接続端子17に対応する。
In each of the above embodiments, the semiconductor package including the
また、補助ワイヤ29,33が接続されるボンディングパッドは、最上層の金属層に形成された配線に設けられるとは限らない。下層の金属層の形成された配線についても配線より上の絶縁膜を取り除くことによってボンディングパッドを形成することができる。さらに、補助ワイヤ29,33が接続されるボンディングパッドは、必ずしも単一の金属層に形成された配線上に設ける必要はなく、コンタクトホールを介して相互に接続された多層配線上に設けることもできる。
Further, the bonding pads to which the
また、上記の各実施の形態では、電源配線パターン14の配線および接地配線パターン15の配線とそれぞれ並列に補助ワイヤ29,33を設けたけれども、補助ワイヤは必ずしも配線と並列に設ける必要はない。たとえば、電気的に分離された複数の電源配線パターンまたは接地配線パターンを補助ワイヤによって接続することによって、電源電圧または接地電圧を供給することも可能である。
In each of the above embodiments, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1〜5 半導体チップ、10A 主面、10 半導体基板、11,43,45 コア回路、12,94 高速I/O回路、13 低速I/O回路、14 電源配線、14A〜14F 配線部、15 接地配線、15A〜15F 配線部、16 電源配線、16A〜16C 配線部、71,85,97 電源配線、85A,85B 配線部、17 外部接続端子、17A〜17F 外部接続端子、17G 外部接続端子、18A〜18F,18G ボンディングワイヤ、21〜25,72,86,96,98 ボンディングパッド、27,28,31,32,34,35,37,38 ボンディングパッド、29,33,36,39 ボンディングワイヤ(補助ワイヤ)、41,42,46,95 領域、61 ESD保護回路、69 表面保護膜、73,74,76,77,79,80,82,83,87,88,90,91 ボンディングパッド、75,78,81,84,89,92 ボンディングワイヤ(補助ワイヤ)、100 パッケージ基板、101〜103 半導体パッケージ、110A〜110F 配線部、116,118 ボンディングワイヤ、120,122,124 ボンディングパッド、VDDA〜VDDF 電源電圧、GND 接地電圧。 1-5 Semiconductor chip, 10A main surface, 10 Semiconductor substrate, 11, 43, 45 Core circuit, 12, 94 High-speed I / O circuit, 13 Low-speed I / O circuit, 14 Power supply wiring, 14A-14F wiring part, 15 Ground Wiring, 15A-15F wiring section, 16 power wiring, 16A-16C wiring section, 71, 85, 97 power wiring, 85A, 85B wiring section, 17 external connection terminal, 17A-17F external connection terminal, 17G external connection terminal, 18A -18F, 18G bonding wire, 21-25, 72, 86, 96, 98 bonding pad, 27, 28, 31, 32, 34, 35, 37, 38 bonding pad, 29, 33, 36, 39 bonding wire (auxiliary Wire), 41, 42, 46, 95 region, 61 ESD protection circuit, 69 surface protection film, 73, 74 76, 77, 79, 80, 82, 83, 87, 88, 90, 91 bonding pad, 75, 78, 81, 84, 89, 92 bonding wire (auxiliary wire), 100 package substrate, 101-103 semiconductor package, 110A-110F wiring part, 116,118 bonding wire, 120,122,124 bonding pad, VDDA-VDDF power supply voltage, GND ground voltage.
Claims (16)
半導体チップとを備える半導体装置であって、
前記半導体チップは、
基板と、
前記基板上に形成された第1の半導体回路と、
表面保護膜と、
前記半導体チップ内に設けられ、基板上に形成され、前記第1の半導体回路と接続された第1の配線パターンとを含み、
前記第1の配線パターンは、互いに離間して設けられた第1〜第3のパッドを有し、
前記第1〜第3のパッドの各々は、前記第1の配線パターンの一部が前記表面保護膜から露出した部分であり、
前記第1のパッドは、前記基板の周縁領域に設けられ、
前記第2、第3のパッドは、前記第1のパッドよりも前記基板の内側に設けられ、
前記半導体装置は、
前記第2、第3のパッド間を接続する第1のボンディングワイヤと、
前記第1の外部接続端子と前記第1のパッドとの間を接続する第2のボンディングワイヤとをさらに備えた、半導体装置。 A first external connection terminal for receiving a first power supply voltage from outside the device;
A semiconductor device comprising a semiconductor chip,
The semiconductor chip is
A substrate,
A first semiconductor circuit formed on the substrate;
A surface protective film;
A first wiring pattern provided in the semiconductor chip, formed on a substrate, and connected to the first semiconductor circuit;
The first wiring pattern has first to third pads provided apart from each other,
Each of the first to third pads is a portion where a part of the first wiring pattern is exposed from the surface protective film,
The first pad is provided in a peripheral region of the substrate;
The second and third pads are provided on the inner side of the substrate than the first pad,
The semiconductor device includes:
A first bonding wire connecting between the second and third pads;
A semiconductor device further comprising: a second bonding wire that connects between the first external connection terminal and the first pad.
前記第2の半導体回路は、前記基板の周縁領域の少なくとも一部を含み、前記第1の半導体回路が設けられた第1の領域と異なる前記基板上の第2の領域に形成され、
前記第1、第2のパッドは、前記第2の領域に設けられる、請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor chip further includes a second semiconductor circuit that receives one or a plurality of second power supply voltages supplied from outside the device separately from the first power supply voltage,
The second semiconductor circuit includes at least a part of a peripheral region of the substrate, and is formed in a second region on the substrate different from the first region in which the first semiconductor circuit is provided,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first and second pads are provided in the second region.
前記第1〜第3のパッドは、前記第1〜第3のパッドの順で前記第1の配線に設けられる、請求項2に記載の半導体装置。 The first wiring pattern extends from the periphery of the substrate included in the second region to the inside of the substrate, passes through the second region, and reaches the first region. Including a first wiring;
The semiconductor device according to claim 2, wherein the first to third pads are provided on the first wiring in the order of the first to third pads.
前記第4、第5のパッドの各々は、前記第1の配線の一部が前記表面保護膜から露出した部分であり、
前記半導体装置は、前記第4、第5のパッド間を接続する第3のボンディングワイヤをさらに備える、請求項4に記載の半導体装置。 The first wiring further includes fourth and fifth pads provided farther from the first pad than the third pad and spaced apart from each other.
Each of the fourth and fifth pads is a portion where a part of the first wiring is exposed from the surface protective film,
The semiconductor device according to claim 4, further comprising a third bonding wire that connects the fourth and fifth pads.
前記第1の配線は、前記第1、第2の屈曲部の順で屈曲して前記第1の領域内に至り、
前記第2のパッドは、前記第1の配線のうち前記第2の屈曲部と前記第1、第2の領域の境界との間に設けられる、請求項4に記載の半導体装置。 The first wiring has first and second bent portions in the second region,
The first wiring is bent in the order of the first and second bent portions to reach the first region,
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the second pad is provided between the second bent portion of the first wiring and a boundary between the first and second regions.
前記第4、第5のパッドの各々は、前記第1の配線の一部が前記表面保護膜から露出した部分であり、
前記半導体装置は、前記第4、第5のパッド間を接続する第3のボンディングワイヤをさらに備える、請求項11に記載の半導体装置。 The first wiring pattern further includes fourth and fifth pads provided apart from each other between the first bent portion and the second bent portion,
Each of the fourth and fifth pads is a portion where a part of the first wiring is exposed from the surface protective film,
The semiconductor device according to claim 11, further comprising a third bonding wire for connecting the fourth and fifth pads.
前記第2のパッドは、前記第1の配線のうち前記第1、第2の配線の接続部と前記第1、第2の領域の境界との間に設けられ、
前記第2の配線は、互いに離間して設けられる第4、第5のパッドをさらに有し、
前記第4、第5のパッドの各々は、前記第2の配線の一部が前記表面保護膜から露出した部分であり、
前記第4のパッドは、前記第2の領域内に設けられる、請求項4に記載の半導体装置。 The first wiring pattern further includes a second wiring connected to the first wiring in the second region, passing through the second region and reaching the first region,
The second pad is provided between a connection part of the first and second wirings of the first wiring and a boundary between the first and second regions,
The second wiring further includes fourth and fifth pads provided apart from each other.
Each of the fourth and fifth pads is a portion where a part of the second wiring is exposed from the surface protective film,
The semiconductor device according to claim 4, wherein the fourth pad is provided in the second region.
前記第1、第2の電源電圧の一方は正電圧であり、他方は接地電圧であり、
前記半導体チップは、前記半導体チップ内に設けられ、前記基板上で前記第1の配線パターンと並行して配設され、前記第1の半導体回路と接続された第2の配線パターンをさらに含み、
前記第2の配線パターンは、前記第1〜第3のパッドにそれぞれ近接し、かつ、互いに離間して設けられた第4〜第6のパッドを有し、
前記第4〜第6のパッドの各々は、前記第2の配線パターンの一部が前記表面保護膜から露出した部分であり、
前記半導体装置は、
前記第5、第6のパッド間を接続する第3のボンディングワイヤと、
前記第2の外部接続端子と前記第4のパッドとの間を接続する第4のボンディングワイヤとをさらに備えた、請求項1に記載の半導体装置。 A second external connection terminal for receiving a second power supply voltage from outside the device;
One of the first and second power supply voltages is a positive voltage, the other is a ground voltage,
The semiconductor chip further includes a second wiring pattern provided in the semiconductor chip, disposed in parallel with the first wiring pattern on the substrate, and connected to the first semiconductor circuit,
The second wiring pattern has fourth to sixth pads provided close to the first to third pads and spaced apart from each other,
Each of the fourth to sixth pads is a portion where a part of the second wiring pattern is exposed from the surface protective film,
The semiconductor device includes:
A third bonding wire for connecting the fifth and sixth pads;
The semiconductor device according to claim 1, further comprising a fourth bonding wire that connects between the second external connection terminal and the fourth pad.
前記第1の配線パターンは、前記複数の配線部のうちの最も上の最上配線部を含み、
前記第1及び第2のパッドは、共通の前記最上配線部の表面が前記表面保護膜から露出した部分である、請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor chip has a plurality of wiring portions stacked in a direction perpendicular to the substrate with an interlayer insulating film interposed therebetween,
The first wiring pattern includes an uppermost uppermost wiring portion of the plurality of wiring portions,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first and second pads are portions where the surface of the common uppermost wiring portion is exposed from the surface protective film.
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JP2012109411A (en) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Canon Inc | Semiconductor device and printed circuit board mounting semiconductor device |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11307726A (en) * | 1998-04-22 | 1999-11-05 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit and optical interconnector |
-
2008
- 2008-07-29 JP JP2008194824A patent/JP2010034286A/en active Pending
Patent Citations (1)
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