JP2012064892A - Semiconductor device - Google Patents

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敦史 冨島
Yoshinori Fukuba
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device capable of mounting decoupling capacitors that can obtain a high effect against variation in power supply voltage.SOLUTION: A semiconductor device 10 includes: a semiconductor substrate 23; a plurality of through electrodes 21 that penetrate through the semiconductor substrate 23 and are electrically connected to a power supply line 12 and a ground line 13; and a plurality of terminals 22 that are provided on the rear surface of the semiconductor substrate 23, are electrically connected to the plurality of electrodes 21, and on which decoupling capacitors 40 are mounted.

Description

本発明の実施形態は、半導体装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a semiconductor device.

半導体集積回路は、プリント回路基板(PCB:Printed Circuit Board)に複数の半導体チップが実装されて構成され、これら複数の半導体チップが例えば1つのシステムを構成する。システム全体で安定した動作のために、電源ネットワークの最適化を行うが、電源設計の評価や検討を時間軸で行うことは非常に困難である。このため、例えば、電圧供給源に接続された電源ライン−接地ライン間のインピーダンスを周波数領域で解析し、インピーダンスを許容値以下に抑えることで、時間軸領域での電圧変動の最適化を図る手法が用いられる。そして、システムのインピーダンス解析により、その値がターゲット以下となるように、シリコン基板、パッケージ、或いはPCBなどにデカップリングキャパシタを複数個搭載し、電源ネットワークの最適化を図っている。   A semiconductor integrated circuit is configured by mounting a plurality of semiconductor chips on a printed circuit board (PCB), and the plurality of semiconductor chips configure one system, for example. The power supply network is optimized for stable operation of the entire system, but it is very difficult to evaluate and examine the power supply design on a time axis. For this reason, for example, by analyzing the impedance between the power supply line and the ground line connected to the voltage supply source in the frequency domain, and suppressing the impedance below the allowable value, a method for optimizing the voltage fluctuation in the time axis domain Is used. Then, a plurality of decoupling capacitors are mounted on a silicon substrate, a package, a PCB, or the like so that the value is equal to or less than the target by analyzing the impedance of the system to optimize the power supply network.

これらのデカップリングキャパシタは、対象デバイスにできるだけ近接して配置し、電流ループをできるだけ小さく保つことにより、最善の効果を得ることができる。このため、一般的には、対象デバイスの直下のPCB上へデカップリングキャパシタを複数個搭載する対策が取られているが、パッケージの半田ボール(バンプ)が狭ピッチ化するのに伴い、デカップリングキャパシタを搭載する領域を確保することが困難になりつつある。また、PCBにデカップリングキャパシタを搭載する領域を設けることにより、PCB上の信号線を作製する際に、配線できなかったり、迂回を余儀なくされるなど、配線を作製する工程への影響も大きくなっている。   These decoupling capacitors are placed as close as possible to the target device, and the best effect can be obtained by keeping the current loop as small as possible. For this reason, in general, measures are taken to mount a plurality of decoupling capacitors on the PCB directly under the target device. However, as the solder balls (bumps) of the package become narrower in pitch, decoupling is performed. It is becoming difficult to secure an area for mounting a capacitor. Also, by providing an area for mounting a decoupling capacitor on the PCB, when producing a signal line on the PCB, the influence on the production process of the wiring is increased, such as being unable to wire or being forced to bypass. ing.

また、PCBやパッケージ内部にデカップリングキャパシタを埋め込む手法もとられるが、このような構造では後から特性を調整することができない。また、デカップリングキャパシタが故障した際には、部品だけを交換することができないため、パッケージ全体若しくはPCB全体を不良品として交換しなければならず、コストの増大を招く結果となる。   Further, although a method of embedding a decoupling capacitor in a PCB or a package is used, the characteristics cannot be adjusted later in such a structure. In addition, when the decoupling capacitor fails, it is not possible to replace only the components, so the entire package or the entire PCB must be replaced as a defective product, resulting in an increase in cost.

特開2007−311676号公報JP 2007-311676 A

実施形態は、電源電圧の変動に対して高い効果が得られるデカップリングキャパシタを搭載可能な半導体装置を提供する。   The embodiment provides a semiconductor device in which a decoupling capacitor capable of obtaining a high effect against fluctuations in power supply voltage can be mounted.

実施形態に係る半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板を貫通し、かつ電源ライン及び接地ラインに電気的に接続された複数の貫通電極と、前記半導体基板の裏面に設けられ、かつ前記複数の貫通電極に電気的に接続され、かつデカップリングキャパシタが実装される複数の端子とを具備する。   The semiconductor device according to the embodiment is provided with a semiconductor substrate, a plurality of through electrodes that penetrate the semiconductor substrate and are electrically connected to a power supply line and a ground line, the back surface of the semiconductor substrate, and the plurality of the plurality of through electrodes And a plurality of terminals that are electrically connected to the through electrode and on which a decoupling capacitor is mounted.

実施形態に係る半導体パッケージ10の構成を示す断面図。1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor package 10 according to an embodiment. 図1に示した半導体チップ20の構成を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor chip 20 illustrated in FIG. 1. 半導体パッケージ10が実装された半導体集積回路30の一例を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor integrated circuit 30 on which the semiconductor package 10 is mounted. デカップリングキャパシタ40が実装された半導体チップ20の構成を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor chip 20 on which a decoupling capacitor 40 is mounted. 半導体チップ20の一例を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing an example of a semiconductor chip 20. 実施例1に係る半導体パッケージ10の構成を示す断面図。1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor package 10 according to a first embodiment. 実施例2に係る半導体パッケージ10の製造工程を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor package 10 according to the second embodiment. 実施例2に係る半導体パッケージ10の構成を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor package 10 according to a second embodiment.

以下、実施形態について図面を参照して説明する。ただし、図面は模式的または概念的なものであり、各図面の寸法および比率などは必ずしも現実のものと同一とは限らないことに留意すべきである。また、図面の相互間で同じ部分を表す場合においても、互いの寸法の関係や比率が異なって表される場合もある。特に、以下に示す幾つかの実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための装置および方法を例示したものであって、構成部品の形状、構造、配置などによって、本発明の技術思想が特定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. However, it should be noted that the drawings are schematic or conceptual, and the dimensions and ratios of the drawings are not necessarily the same as the actual ones. Further, even when the same portion is represented between the drawings, the dimensional relationship and ratio may be represented differently. In particular, the following embodiments exemplify an apparatus and a method for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention depends on the shape, structure, arrangement, etc. of components. Is not specified. In the following description, elements having the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

図1は、実施形態に係る半導体パッケージ(半導体装置)10の構成を示す断面図である。パッケージ基板(インターポーザ)11の内部には、電源ライン(VDDライン)12、接地ライン(VSSライン)13、及び信号線を含む複数の配線が設けられている。VDDライン12には、電源電圧VDDが供給される。VSSライン13には、接地電圧VSSが供給される。   FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor package (semiconductor device) 10 according to an embodiment. Inside the package substrate (interposer) 11, a plurality of wirings including a power supply line (VDD line) 12, a ground line (VSS line) 13, and a signal line are provided. The power supply voltage VDD is supplied to the VDD line 12. A ground voltage VSS is supplied to the VSS line 13.

インターポーザ11の表面には、半導体チップ20がフリップチップ接続されている。すなわち、インターポーザ11の表面と半導体チップ20の表面とが向き合うようにして、半導体チップ20は、複数の突起状電極(バンプ)を介してインターポーザ11に実装(マウント)されている。   A semiconductor chip 20 is flip-chip connected to the surface of the interposer 11. That is, the semiconductor chip 20 is mounted (mounted) on the interposer 11 via a plurality of protruding electrodes (bumps) so that the surface of the interposer 11 and the surface of the semiconductor chip 20 face each other.

半導体チップ20は、例えば樹脂からなるモールド(封止材)15によってインターポーザ11上に封止されている。具体的には、インターポーザ11と半導体チップ20との間がモールド15によって満たされ、かつ半導体チップ20の裏面及び側面がモールド15によって覆われている。インターポーザ11の裏面には、インターポーザ11内の配線に電気的に接続されるようにして、複数のバンプ14が設けられている。以上のようにして、半導体パッケージ10が構成される。   The semiconductor chip 20 is sealed on the interposer 11 by a mold (sealing material) 15 made of, for example, resin. Specifically, the space between the interposer 11 and the semiconductor chip 20 is filled with the mold 15, and the back surface and side surfaces of the semiconductor chip 20 are covered with the mold 15. A plurality of bumps 14 are provided on the back surface of the interposer 11 so as to be electrically connected to the wiring in the interposer 11. The semiconductor package 10 is configured as described above.

図2は、図1に示した半導体チップ20をより詳細に示している。例えばシリコン基板からなる半導体基板23の表面には、半導体素子や配線を含む半導体回路24が設けられている。半導体回路24は、電源電圧VDDが供給されるVDDライン、及び接地電圧VSSが供給されるVSSラインを備えている。図2では、半導体基板23の下側の面が表面に対応し、半導体基板23の上側の面が裏面に対応する。   FIG. 2 shows the semiconductor chip 20 shown in FIG. 1 in more detail. For example, a semiconductor circuit 24 including semiconductor elements and wirings is provided on the surface of a semiconductor substrate 23 made of a silicon substrate. The semiconductor circuit 24 includes a VDD line to which the power supply voltage VDD is supplied and a VSS line to which the ground voltage VSS is supplied. In FIG. 2, the lower surface of the semiconductor substrate 23 corresponds to the front surface, and the upper surface of the semiconductor substrate 23 corresponds to the back surface.

半導体回路24上(図2では下側)には、半導体チップ20をインターポーザ11に電気的に接続するための複数のバンプ25が設けられている。このバンプ25は図1には図示していないが、半導体チップ20のバンプ25がインターポーザ11の表面に接するようにして、半導体チップ20がインターポーザ11上に実装される。   A plurality of bumps 25 for electrically connecting the semiconductor chip 20 to the interposer 11 are provided on the semiconductor circuit 24 (lower side in FIG. 2). Although the bumps 25 are not shown in FIG. 1, the semiconductor chip 20 is mounted on the interposer 11 so that the bumps 25 of the semiconductor chip 20 are in contact with the surface of the interposer 11.

半導体基板23内には、これを上下に貫通する複数の貫通電極21が設けられている。半導体基板23の裏面には、絶縁膜26を介して、デカップリングキャパシタを実装するための複数の端子22が設けられている。複数の貫通電極21の一端は、複数の端子22に電気的に接続され、複数の貫通電極21の他端は、半導体回路24及びバンプ25を介してインターポーザ11内のVDDライン12及びVSSライン13に電気的に接続されている。以上のようにして、半導体チップ20が構成される。   A plurality of through electrodes 21 are provided in the semiconductor substrate 23 so as to penetrate vertically therethrough. A plurality of terminals 22 for mounting a decoupling capacitor are provided on the back surface of the semiconductor substrate 23 via an insulating film 26. One end of the plurality of through electrodes 21 is electrically connected to the plurality of terminals 22, and the other end of the plurality of through electrodes 21 is connected to the VDD line 12 and the VSS line 13 in the interposer 11 via the semiconductor circuit 24 and the bumps 25. Is electrically connected. The semiconductor chip 20 is configured as described above.

図3は、半導体パッケージ10が実装された半導体集積回路30の一例を示す断面図である。プリント回路基板(プリント配線基板)31内には、電源ライン(VDDライン)32、接地ライン(VSSライン)33、及び信号線を含む複数の配線が設けられている。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the semiconductor integrated circuit 30 on which the semiconductor package 10 is mounted. In the printed circuit board (printed wiring board) 31, a plurality of wirings including a power line (VDD line) 32, a ground line (VSS line) 33, and a signal line are provided.

プリント回路基板31上には、電源回路34が設けられている。電源回路34は、プリント回路基板31のVDDライン32に電源電圧VDDを供給し、VSSライン33に接地電圧VSSを供給する。   A power supply circuit 34 is provided on the printed circuit board 31. The power supply circuit 34 supplies the power supply voltage VDD to the VDD line 32 of the printed circuit board 31 and supplies the ground voltage VSS to the VSS line 33.

また、プリント回路基板31上には、図1に示した半導体パッケージ10が実装されている。半導体パッケージ10は、これのバンプ14がプリント回路基板31の配線に電気的に接続されるように配置される。また、プリント回路基板31内のVDDライン32及びVSSライン33はそれぞれ、半導体パッケージ10内のVDDライン12及びVSSライン13にバンプ14を介して電気的に接続されている。半導体チップ20の端子22には、デカップリングキャパシタ40が電気的に接続されている。以上のようにして、半導体集積回路30が構成される。   Further, the semiconductor package 10 shown in FIG. 1 is mounted on the printed circuit board 31. The semiconductor package 10 is arranged such that the bumps 14 thereof are electrically connected to the wiring of the printed circuit board 31. Further, the VDD line 32 and the VSS line 33 in the printed circuit board 31 are electrically connected to the VDD line 12 and the VSS line 13 in the semiconductor package 10 via the bumps 14, respectively. A decoupling capacitor 40 is electrically connected to the terminal 22 of the semiconductor chip 20. The semiconductor integrated circuit 30 is configured as described above.

次に、デカップリングキャパシタ40を半導体チップ20に実装する方法について説明する。図4は、デカップリングキャパシタ40が実装された半導体チップ20の構成を示す断面図である。   Next, a method for mounting the decoupling capacitor 40 on the semiconductor chip 20 will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of the semiconductor chip 20 on which the decoupling capacitor 40 is mounted.

半導体パッケージ10や他のデバイスをプリント回路基板31に実装して半導体集積回路30を作製した後に、システム全体の電源解析を行う。その結果として、追加のデカップリングキャパシタ40が必要であると判断されたものとする。   After the semiconductor package 10 and other devices are mounted on the printed circuit board 31 and the semiconductor integrated circuit 30 is manufactured, the power supply analysis of the entire system is performed. As a result, it is determined that an additional decoupling capacitor 40 is necessary.

パッケージ作製時には、図1に示すように、半導体チップ20や端子22は、モールド15で覆われている。まず、図4に示すように、モールド15を研磨し、デカップリングキャパシタ40を実装するための複数の端子22を露出させる。続いて、電源解析によって必要と判断された容量を実現するための所定数のデカップリングキャパシタ40を端子22に実装する。回路構成としては、この所定数のデカップリングキャパシタ40は、VDDライン12とVSSライン13との間に並列に接続される。   When the package is manufactured, as shown in FIG. 1, the semiconductor chip 20 and the terminals 22 are covered with the mold 15. First, as shown in FIG. 4, the mold 15 is polished to expose a plurality of terminals 22 for mounting the decoupling capacitor 40. Subsequently, a predetermined number of decoupling capacitors 40 for realizing the capacity determined to be necessary by the power supply analysis are mounted on the terminal 22. As a circuit configuration, the predetermined number of decoupling capacitors 40 are connected in parallel between the VDD line 12 and the VSS line 13.

デカップリングキャパシタ40は、VDDライン12とVSSライン13との間に接続され、電源電圧の変動を抑えてジッタやノイズを低減するものである。このため、半導体チップ20の裏面には、VDDライン12に電気的に接続された複数の端子22と、VSSライン13に電気的に接続された複数の端子22とが交互に一方向に沿って並んでいる。そして、各デカップリングキャパシタ40は、VDDライン12に電気的に接続された1個の端子22と、VSSライン13に電気的に接続された1個の端子22とに電気的に接続される。   The decoupling capacitor 40 is connected between the VDD line 12 and the VSS line 13, and suppresses fluctuations in the power supply voltage to reduce jitter and noise. Therefore, a plurality of terminals 22 electrically connected to the VDD line 12 and a plurality of terminals 22 electrically connected to the VSS line 13 are alternately arranged along one direction on the back surface of the semiconductor chip 20. Are lined up. Each decoupling capacitor 40 is electrically connected to one terminal 22 electrically connected to the VDD line 12 and one terminal 22 electrically connected to the VSS line 13.

次に、半導体チップ20に備えられる端子22のサイズ及びレイアウトについて説明する。コスト低減を図るために、汎用キャパシタをデカップリングキャパシタ40として使用することを考える。汎用キャパシタは、容量に応じてサイズが予め決まっている。   Next, the size and layout of the terminals 22 provided in the semiconductor chip 20 will be described. Consider using a general-purpose capacitor as the decoupling capacitor 40 in order to reduce the cost. The size of the general-purpose capacitor is predetermined according to the capacity.

一方で、半導体パッケージ10が実装される半導体集積回路30の仕様や構成に応じて、システム全体の電源解析によって必要とされる容量は変わってくる。また、算出された容量を実現するために、サイズの異なる、すなわち容量の異なる複数種類の汎用キャパシタを組み合わせることが必要となる。   On the other hand, the capacity required by the power supply analysis of the entire system varies depending on the specifications and configuration of the semiconductor integrated circuit 30 on which the semiconductor package 10 is mounted. In order to realize the calculated capacity, it is necessary to combine a plurality of types of general-purpose capacitors having different sizes, that is, different capacities.

図5は、半導体チップ20の平面図の一例である。汎用キャパシタとしてのデカップリングキャパシタ40−1は、VDDライン12に電気的に接続された電源端子22A−1と、VSSライン13に電気的に接続された接地端子22B−1とに電気的に接続されている。汎用キャパシタとしてのデカップリングキャパシタ40−1のサイズが予め分かっているため、電源端子22A−1及び接地端子22B−1からなるペアは、デカップリングキャパシタ40−1のサイズに合わせて、サイズ及びレイアウトが決定される。   FIG. 5 is an example of a plan view of the semiconductor chip 20. A decoupling capacitor 40-1 as a general-purpose capacitor is electrically connected to a power supply terminal 22A-1 electrically connected to the VDD line 12 and a ground terminal 22B-1 electrically connected to the VSS line 13. Has been. Since the size of the decoupling capacitor 40-1 as a general-purpose capacitor is known in advance, the pair of the power supply terminal 22A-1 and the ground terminal 22B-1 is sized and laid out in accordance with the size of the decoupling capacitor 40-1. Is determined.

また、デカップリングキャパシタ40−1とサイズが異なる汎用キャパシタであるデカップリングキャパシタ40−2は、VDDライン12に電気的に接続された電源端子22A−2と、VSSライン13に電気的に接続された接地端子22B−2とに電気的に接続されている。電源端子22A−2及び接地端子22B−2からなるペアは、デカップリングキャパシタ40−2のサイズに合わせて、サイズ及びレイアウトが決定される。   The decoupling capacitor 40-2, which is a general-purpose capacitor having a size different from that of the decoupling capacitor 40-1, is electrically connected to the power supply terminal 22A-2 electrically connected to the VDD line 12 and the VSS line 13. Is electrically connected to the ground terminal 22B-2. The size and layout of the pair including the power supply terminal 22A-2 and the ground terminal 22B-2 are determined according to the size of the decoupling capacitor 40-2.

このように、本実施形態では、半導体チップ20に設けられる端子22として、複数種類の汎用キャパシタのサイズに合わせて、複数種類のサイズ及びレイアウトを有する端子が用意されている。   As described above, in the present embodiment, as the terminals 22 provided on the semiconductor chip 20, terminals having a plurality of types of sizes and layouts are prepared in accordance with the sizes of a plurality of types of general-purpose capacitors.

(実施例1)
図6は、実施例1に係る半導体パッケージ10の構成を示す断面図である。図6に示すように、半導体パッケージ10の作製が完了した段階で、デカップリングキャパシタ40用の端子22をモールド15で覆うことなく、最初から露出させておいても良い。
Example 1
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the semiconductor package 10 according to the first embodiment. As shown in FIG. 6, the terminal 22 for the decoupling capacitor 40 may be exposed from the beginning without being covered with the mold 15 at the stage where the production of the semiconductor package 10 is completed.

すなわち、モールド15で半導体チップ20をインターポーザ11上に封止する製造工程において、モールド15は、その上面が端子22の上面より低くなるように形成される。これは、モールド15の材料である樹脂の量を調整すればよい。これにより、モールド15を形成した状態で、端子22が露出される。そして、半導体パッケージ10が半導体集積回路30に実装された段階で、必要な数のデカップリングキャパシタ40が端子22に接続される。   That is, in the manufacturing process of sealing the semiconductor chip 20 on the interposer 11 with the mold 15, the mold 15 is formed so that the upper surface thereof is lower than the upper surface of the terminals 22. This may be achieved by adjusting the amount of resin that is the material of the mold 15. Thereby, the terminal 22 is exposed in a state where the mold 15 is formed. Then, when the semiconductor package 10 is mounted on the semiconductor integrated circuit 30, a necessary number of decoupling capacitors 40 are connected to the terminal 22.

実施例1では、システム(半導体集積回路30)全体の電源解析によってデカップリングキャパシタ40が必要となった場合に、モールド15を研磨する工程を省くことができる。これにより、製造コストを低減することができる。   In the first embodiment, when the decoupling capacitor 40 is required by the power supply analysis of the entire system (semiconductor integrated circuit 30), the step of polishing the mold 15 can be omitted. Thereby, manufacturing cost can be reduced.

(実施例2)
システム全体の電源解析によって必要となったデカップリングキャパシタ40を半導体チップ20に実装した後に、半導体チップ20及びデカップリングキャパシタ40をモールド15で覆うようにしてもよい。
(Example 2)
The semiconductor chip 20 and the decoupling capacitor 40 may be covered with the mold 15 after the decoupling capacitor 40 required by the power supply analysis of the entire system is mounted on the semiconductor chip 20.

まず、図7に示すように、半導体チップ20がモールド15で覆われていない状態で、半導体パッケージ10をプリント回路基板31に実装する。続いて、システム全体の電源解析を行い、必要な容量を実現するデカップリングキャパシタ40を算出する。続いて、デカップリングキャパシタ40を半導体チップ20に実装する。   First, as shown in FIG. 7, the semiconductor package 10 is mounted on the printed circuit board 31 in a state where the semiconductor chip 20 is not covered with the mold 15. Subsequently, a power supply analysis of the entire system is performed, and a decoupling capacitor 40 that realizes a necessary capacity is calculated. Subsequently, the decoupling capacitor 40 is mounted on the semiconductor chip 20.

続いて、図8に示すように、端子22及びデカップリングキャパシタ40を覆うようにして、半導体チップ20をインターポーザ11上に封止する。実施例2では、モールド15を形成する工程が1回で済むとともに、端子22及びデカップリングキャパシタ40をモールド15で被覆することが可能となる。   Subsequently, as shown in FIG. 8, the semiconductor chip 20 is sealed on the interposer 11 so as to cover the terminal 22 and the decoupling capacitor 40. In the second embodiment, the process for forming the mold 15 may be performed only once, and the terminal 22 and the decoupling capacitor 40 can be covered with the mold 15.

以上詳述したように本実施形態では、半導体チップ20の半導体基板23内に、これを貫通し、かつVDDライン及びVSSラインに電気的に接続された複数の貫通電極21を設ける。さらに、半導体チップ20の裏面に、貫通電極21に電気的に接続され、かつデカップリングキャパシタ40を実装するための複数の端子22を設ける。そして、半導体チップ20の表面がインターポーザ11と向き合うにようにして、半導体チップ20とインターポーザ11とをバンプ25を介してフリップチップ接続するようにしている。   As described above in detail, in the present embodiment, a plurality of through electrodes 21 that penetrate through the semiconductor substrate 23 and are electrically connected to the VDD line and the VSS line are provided. Furthermore, a plurality of terminals 22 that are electrically connected to the through electrode 21 and for mounting the decoupling capacitor 40 are provided on the back surface of the semiconductor chip 20. The semiconductor chip 20 and the interposer 11 are flip-chip connected via the bumps 25 so that the surface of the semiconductor chip 20 faces the interposer 11.

従って本実施形態によれば、デカップリングキャパシタ40を半導体チップ20の近傍に配置することができる。これにより、電源電圧の安定化に対して高い効果が得られるため、半導体チップ20が実装されるシステム(半導体集積回路30)全体に対してジッタやノイズの低減が可能となる。結果として、半導体集積回路30の誤動作を防ぐことができる。   Therefore, according to the present embodiment, the decoupling capacitor 40 can be disposed in the vicinity of the semiconductor chip 20. As a result, a high effect for stabilizing the power supply voltage can be obtained, so that jitter and noise can be reduced for the entire system (semiconductor integrated circuit 30) on which the semiconductor chip 20 is mounted. As a result, malfunction of the semiconductor integrated circuit 30 can be prevented.

また、ボードサイズの変更等、システム側の都合により、搭載される最適なデカップリングキャパシタの変更が必要な場合でも、パッケージを再設計することなくデカップリングキャパシタを追加することが可能である。これにより、製造コストが低減できる。   Further, even when it is necessary to change the optimal decoupling capacitor to be mounted due to the convenience of the system, such as changing the board size, it is possible to add a decoupling capacitor without redesigning the package. Thereby, manufacturing cost can be reduced.

また、デカップリングキャパシタ40は半導体パッケージ10の表面(すなわち、半導体チップ20の裏面)に実装されるので、デカップリングキャパシタ40が何らかの理由で破損した場合でも、デカップリングキャパシタ40の交換が容易に行える。よって、デカップリングキャパシタ40の破損に対して半導体パッケージ10全体を交換する必要がなくなるので、製造コストを低減することが可能となる。   Further, since the decoupling capacitor 40 is mounted on the front surface of the semiconductor package 10 (that is, the back surface of the semiconductor chip 20), the decoupling capacitor 40 can be easily replaced even if the decoupling capacitor 40 is damaged for some reason. . Therefore, it is not necessary to replace the entire semiconductor package 10 with respect to the damage of the decoupling capacitor 40, so that the manufacturing cost can be reduced.

また、汎用キャパシタのサイズに合わせて端子22のサイズ及びレイアウトを決定している。さらに、複数種類の汎用キャパシタを搭載できるようにするために、汎用キャパシタに合わせた複数種類のサイズ及びレイアウトを有する複数の端子22を半導体チップ20に設けるようにしている。これにより、汎用キャパシタを使用しつつ、最適な容量に対応した複数のデカップリングキャパシタ40を半導体チップ20に実装することができる。   Further, the size and layout of the terminal 22 are determined in accordance with the size of the general-purpose capacitor. Further, in order to be able to mount a plurality of types of general-purpose capacitors, a plurality of terminals 22 having a plurality of types of sizes and layouts adapted to the general-purpose capacitors are provided on the semiconductor chip 20. As a result, a plurality of decoupling capacitors 40 corresponding to the optimum capacitance can be mounted on the semiconductor chip 20 while using a general-purpose capacitor.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10…半導体パッケージ、11…インターポーザ、12,32…電源ライン、13,33…接地ライン、14,25…バンプ、15…モールド、20…半導体チップ、21…貫通電極、22…端子、23…半導体基板、24…半導体回路、26…絶縁膜、30…半導体集積回路、31…プリント回路基板、34…電源回路、40…デカップリングキャパシタ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Semiconductor package, 11 ... Interposer, 12, 32 ... Power supply line, 13, 33 ... Ground line, 14, 25 ... Bump, 15 ... Mold, 20 ... Semiconductor chip, 21 ... Through electrode, 22 ... Terminal, 23 ... Semiconductor Substrate, 24 ... semiconductor circuit, 26 ... insulating film, 30 ... semiconductor integrated circuit, 31 ... printed circuit board, 34 ... power supply circuit, 40 ... decoupling capacitor.

Claims (7)

半導体基板と、
前記半導体基板を貫通し、かつ電源ライン及び接地ラインに電気的に接続された複数の貫通電極と、
前記半導体基板の裏面に設けられ、かつ前記複数の貫通電極に電気的に接続され、かつデカップリングキャパシタが実装される複数の端子と、
を具備することを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
A plurality of through electrodes penetrating the semiconductor substrate and electrically connected to a power line and a ground line;
A plurality of terminals provided on the back surface of the semiconductor substrate and electrically connected to the plurality of through electrodes, and on which a decoupling capacitor is mounted;
A semiconductor device comprising:
前記複数の端子を覆うモールドをさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, further comprising a mold that covers the plurality of terminals. 前記複数の端子を露出するようにして前記半導体基板の裏面に設けられたモールドをさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, further comprising a mold provided on a back surface of the semiconductor substrate so as to expose the plurality of terminals. 半導体基板と、
前記半導体基板を貫通し、かつ電源ライン及び接地ラインに電気的に接続された複数の貫通電極と、
前記半導体基板の裏面に設けられ、かつ前記複数の貫通電極に電気的に接続された複数の端子と、
前記複数の端子に電気的に接続された複数のデカップリングキャパシタと、
を具備することを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate;
A plurality of through electrodes penetrating the semiconductor substrate and electrically connected to a power line and a ground line;
A plurality of terminals provided on the back surface of the semiconductor substrate and electrically connected to the plurality of through electrodes;
A plurality of decoupling capacitors electrically connected to the plurality of terminals;
A semiconductor device comprising:
前記複数の端子及び前記デカップリングキャパシタを覆うモールドをさらに具備することを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 4, further comprising a mold that covers the plurality of terminals and the decoupling capacitor. 前記複数の端子及び前記複数のデカップリングキャパシタを露出するようにして前記半導体基板の裏面に設けられたモールドをさらに具備することを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 4, further comprising a mold provided on a back surface of the semiconductor substrate so as to expose the plurality of terminals and the plurality of decoupling capacitors. 前記複数の端子は、前記電源ラインに電気的に接続された複数の第1の端子と、前記接地ラインに電気的に接続された複数の第2の端子とをそれぞれ有する複数のペアからなり、
前記複数のペアのサイズは、前記デカップリングキャパシタのサイズに応じて複数種類用意されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の半導体装置。
The plurality of terminals are composed of a plurality of pairs each having a plurality of first terminals electrically connected to the power supply line and a plurality of second terminals electrically connected to the ground line,
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein a plurality of types of sizes of the plurality of pairs are prepared according to the size of the decoupling capacitor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104851862A (en) * 2014-02-19 2015-08-19 瑞萨电子株式会社 Electronic device

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