JP2017034092A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体装置は、第1主面と第1主面とは反対側の第2主面SAFC2とを備えた半導体チップCHと、半導体チップの第2主面が、その第1主面に対向するように、半導体チップを搭載する配線基板とを備えている。半導体チップの第2主面には、第1回路に接続された複数の第1端子と、第2回路に接続された複数の第2端子とが配置されており、複数の第1端子の配列パターンと複数の第2端子の配列パターンとは、同一の配列パターンを含んでいる。半導体チップの第1主面側から見たとき、第1回路が第2回路に近くなる領域で、第1回路へ電源電圧を供給する電圧配線が、配線基板に形成され、第2回路が第1回路に近くなる領域で、第2回路へ電源電圧を供給する電圧配線が、配線基板に形成されている。
【選択図】図12
Description
<半導体装置の構成概要>
図1は、実施の形態に係わる半導体装置SIPの構成を示す模式的な平面図である。また、図2は、実施の形態に係わる半導体装置SIPの構成を示す模式的な断面図である。先ず、図1および図2を用いて、実施の形態に係わる半導体装置SIPの構成を説明する。
図4は、実施の形態に係わる半導体チップの構成を示す平面図である。ここでは、マクロプロセッサおよびインタフェース回路を備えた半導体チップCHの平面図が、図4に示されている。図4は、半導体チップCHを、その第1主面SAFC1側から見たときの半導体チップCHの第2主面SAFC2に配置されているバンプ電極が示されている。言い換えるならば、図4には、半導体チップCHを透過して、半導体チップCHの第2主面SAFC2におけるバンプ電極の配置が、示されている。
次に、半導体チップCH内の構成を説明する。図5は、実施の形態に係わる半導体チップCHの構成を示すブロック図である。半導体チップCHは、複数の回路ブロックを備えているが、図5には、マイクロプロセッサCPUと、高速なインタフェース回路のみが、代表として描かれている。
次に、高速なインタフェース回路の構成を説明する。ここでは、MIPI−CSI規格のインタフェース回路の構成を、図6および図7を用いて説明する。図6は、2レーン分のMIPI−CSI規格のインタフェース回路CSIの構成を示すブロック図である。また、図7は、図6に示すMIPI−CSI規格のインタフェース回路CSIに対応したバンプ電極(端子)の配列を示す平面図である。
図9は、図5で説明したMIPI−CSI規格のインタフェース回路CSI0〜CSI3に接続されるバンプ電極の配置を示す平面図である。図9は、半導体チップCHの第1主面SAFC1側から第2主面SAFC2を見たときの平面図である。また、同図には、第2主面SAFC2に配置されている複数のバンプ電極のうち、インタフェース回路CSI0〜CSI3に接続される、すなわち対応するバンプ電極のみが示されている。
図10は、実施の形態に係わる配線基板SIP−Bの平面図である。図10は、第1主面SAFS1側から、配線基板SIP−Bを見たときの平面図である。
図11は、実施の形態に係わる配線基板SIP−Bの平面図である。図11は、配線基板SIP−Bを、その第1主面SAFS1から見たときの、第2主面SAFS2の平面を示している。すなわち、配線基板SIP−Bを透過して、第1主面SAFS1から第2主面SAFS2を見たときの平面図である。
図12は、実施の形態に係わる半導体装置SIPの平面図である。図12は、半導体チップCHを配線基板SIP−Bに搭載した半導体装置SIPを、半導体チップCHの第1主面SAFC1側から見たときの平面図である。同図には、半導体チップCHの第2主面SAFC2に配置されているバンプ電極と、配線基板SIP−B内のデジタル電源電圧配線と、接地電源電圧配線とが描かれている。
図13は、端子領域CSI0−BD〜CSI3−BDと第2外部端子領域CSI0−SB、CSI2−SB、RE−SB1との接続を模式的に示した平面図である。図13は、半導体チップCHを、配線基板SIP−Bに搭載した状態で、半導体チップCHの第1主面SAFC1側から、半導体装置SIPを見たときの模式的な平面図である。同図には、特に半導体チップCHの第2主面SAFC2における端子領域CIS0−BD〜CIS3−BDと、配線基板SIP−Bの第2主面SAFS2における第2外部端子領域CSI0−SB、CSI2−SBおよびRE−SB1との間を接続する信号配線が描かれている。
図14は、端子領域LV0−SB、LV1−SBと半導体チップCHとの接続を模式的に示した平面図である。図14は、半導体チップCHを、配線基板SIP−Bに搭載した状態で、半導体チップCHの第1主面SAFC1側から、半導体装置SIPを見たときの模式的な平面図である。同図には、特に半導体チップCHに形成されているインタフェース回路LVDSと、配線基板SIP−Bにおける第2外部端子領域LV0−SB、LV1−SB内の信号用第2外部端子およびクロック信号用第2外部端子との間の信号配線が描かれている。
CH1〜CH5 半導体パッケージ
CSI0〜CSI3 インタフェース回路
CSI0−BD〜CSI3−BD 端子領域
SAFC1、SAFS1、SAFU1 第1主面
SAFC2、SAFS2、SAFU2 第2主面
SIP 半導体装置
SIP−B 配線基板
Vd−L デジタル電源電圧配線
Vs−L1、Vs−L2 接地電源電圧配線
Claims (14)
- 第1回路と、第2回路と、第1主面と、前記第1主面とは反対側の面であって、前記第1主面と対向する第2主面と、前記第2主面に、2次元的に形成され、前記第1回路に接続された複数の第1端子と、前記第2主面に、2次元的に形成され、前記第2回路に接続された複数の第2端子とを備え、平面形状が四角形状の半導体チップと、
複数の第1外部端子が配置された第1主面と、配線層と、前記配線層を挟んで、前記複数の第1外部端子が配置された前記第1主面とは反対側に配置され、複数の第2外部端子が配置された第2主面とを備えた配線基板と、
前記半導体チップの前記第2主面が、前記配線基板の前記第1主面と対向するように搭載され、前記複数の第1端子と前記複数の第2端子とを、前記複数の第1外部端子に接続する導電性部材と、
を備え、
前記半導体チップの前記第1主面側から見たとき、前記複数の第1端子による配列パターンと、前記複数の第2端子による配列パターンは、同一の配列パターンを含み、
前記半導体チップの前記第1主面側から見たとき、前記第1回路は、前記第2回路よりも前記半導体チップの第1辺に近くなるように配置され、
前記複数の第1端子は、前記第1回路に電源電圧を供給する第1電源端子を含み、前記複数の第2端子は、前記第2回路に電源電圧を供給する第2電源端子を含み、
前記半導体チップの第1主面側から見たとき、前記第1回路において、前記第2回路に近い領域で、前記第1電源端子に電源電圧を供給する第1電源配線が、前記配線層に形成され、前記第2回路において、前記第1回路に近い領域で、前記第2電源端子に電源電圧を供給する第2電源配線が、前記配線層に形成されている、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記第1電源端子は、前記第1回路と前記第1電源配線とが重なる領域に配置され、前記第2電源端子は、前記第2回路と前記第2電源配線とが重なる領域に配置されている、半導体装置。 - 請求項2に記載の半導体装置において、
前記半導体チップは、第3回路と、第4回路と、前記半導体チップの第2主面に、2次元的に形成され、前記第3回路に接続された複数の第3端子と、前記半導体チップの第2主面に、2次元的に形成され、前記第4回路に接続された複数の第4端子とを備え、
前記半導体チップの第1主面側から見たとき、前記複数の第3端子による配列パターンと、前記複数の第4端子による配列パターンとは、同じ配列パターンを含み、
前記半導体チップの第1主面側から見たとき、前記第3回路は、前記第4回路よりも前記半導体チップの前記第1辺に近くなるように配置され、
前記複数の第3端子は、前記第3回路に電源電圧を供給する第3電源端子を含み、前記複数の第4端子は、前記第4回路に電源電圧を供給する第4電源端子を含み、
前記半導体チップの第1主面側から見たとき、前記第3回路において、前記第4回路に近い領域で、前記第3電源端子が、前記第1電源配線と重なるように配置され、前記第4回路において、前記第3回路に近い領域で、前記第4電源端子が、前記第2電源配線と重なるように配置され、前記第1電源配線と前記第2電源配線とによって、前記第3回路と前記第4回路とに電源電圧が供給される、半導体装置。 - 請求項3に記載の半導体装置において、
前記第1端子による配列パターンと、前記第3端子による配列パターンとは、同一であり、前記第2端子による配列パターンと、前記第4端子による配列パターンとは、同一である、半導体装置。 - 請求項4に記載の半導体装置において、
前記半導体チップは、
前記第1辺に対向する第2辺と、
前記第1辺および前記第2辺と交差する第3辺と、
前記第3辺に対向し、前記第1辺および前記第2辺と交差する第4辺と、
前記第1辺、前記第2辺、前記第3辺および前記第4辺のそれぞれが交差することにより形成される複数の角部と、
を備え、
前記第1回路、前記第2回路、前記第3回路および前記第4回路は、前記複数の角部のうち、前記第1辺と前記第3辺により形成される角部に近い領域に配置されている、半導体装置。 - 請求項5に記載の半導体装置において、
前記第1回路、前記第2回路、前記第3回路および前記第4回路は、同じ機能を有する、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記複数の第1端子は、基準信号が供給される第1基準端子を有し、前記第1回路は、前記第1基準端子に供給される基準信号によって特性が設定され、
前記複数の第2端子は、基準信号が供給される第2基準端子を有し、前記第2回路は、前記第2基準端子に供給される基準信号によって特性が設定され、
前記配線層は、前記第1電源配線および前記第2電源配線が形成される配線層よりも、前記配線基板の前記第2主面に近い配線層に形成された第1信号配線と、第2信号配線と、所定の電圧が供給される第1電圧配線と、所定の電圧が供給される第2電圧配線とを備え、
前記第1信号配線と前記第2信号配線は、前記第1電圧配線と前記第2電圧配線とに挟まれるように配置され、前記第1基準端子に、前記第1信号配線が接続され、前記第2基準端子に前記第2信号配線が接続され、前記第1電圧配線と前記第2電圧配線との間には、基準信号を伝達する信号配線以外は配置されていない、半導体装置。 - 第1回路と、第2回路と、第1主面と、前記第1主面とは反対側の面であって、前記第1主面と対向する第2主面と、前記第2主面に、2次元的に形成され、前記第1回路に接続された複数の第1端子と、前記第2主面に、2次元的に形成され、前記第2回路に接続された複数の第2端子とを備えた半導体チップと、
複数の第1外部端子が配置された第1主面と、複数の導電性配線層を有する配線層と、前記配線層を挟んで、前記複数の第1外部端子が配置された前記第1主面とは反対側に配置され、複数の第2外部端子が配置された第2主面とを備えた配線基板であって、前記半導体チップの前記第2主面が、前記配線基板の前記第1主面に対向するように搭載され、前記複数の第1端子と前記第2端子が、前記複数の第1外部端子に接続される配線基板と、
を備え、
前記半導体チップの前記第1主面側から見たとき、前記複数の第1端子は、互いに対向する第1領域辺と第2領域辺と、前記第1領域辺と前記第2領域辺のそれぞれと交差し、互いに対向する第3領域辺と第4領域辺とを備えた第1端子領域内に配置され、
前記半導体チップの前記第1主面側から見たとき、前記複数の第2端子は、互いに対向する第5領域辺と第6領域辺と、前記第5領域辺と前記第6領域辺のそれぞれと交差し、互いに対向する第7領域辺と第8領域辺とを備えた第2端子領域内に配置され、
前記半導体チップの前記第1主面側から見たとき、前記第1端子領域の第1領域辺と、前記第2端子領域の第2領域辺とが対向するように、前記第1端子領域と前記第2端子領域は配置され、
前記半導体チップの前記第1主面側から見たとき、前記第1端子領域の前記第1領域辺に近い領域に、前記第1領域辺に沿って配置された複数の第1端子が、前記第1回路を動作させる電源電圧が供給される複数の第1電源端子とされ、前記第2端子領域の前記第5領域辺に近い領域に、前記第5領域辺に沿って配置された複数の第2端子が、前記第2回路を動作させる電源電圧が供給される複数の第2電源端子とされ、
前記半導体チップの前記第1主面側から見たとき、前記配線層は、前記複数の第1電源端子と重なるように配置され、前記複数の第1電源端子へ電源電圧を供給する第1電源配線と、前記複数の第2電源端子と重なるように配置され、前記複数の第2電源端子へ電源電圧を供給する第2電源配線とを備える、半導体装置。 - 請求項8に記載の半導体装置において、
前記半導体チップの第1主面側から見たとき、前記半導体チップの第2主面は、互いに対向する第1辺と第2辺と、前記第1辺と第2辺のそれぞれと交差し、互いに対向する第3辺と第4辺とを備え、
前記半導体チップの第1主面側から見たとき、前記第1端子領域の第1領域辺と第2領域辺と、前記第2端子領域の第5領域辺と第6領域辺は、前記第2主面の第1辺と第2辺と、平行するように延在し、前記第1端子領域の第3領域辺と第4領域辺と、前記第2端子領域の第7領域辺と第8領域辺は、前記第2主面の第3辺と第4辺と、平行するように延在し、
前記半導体チップの第1主面側から見たとき、前記第1端子領域の第1領域辺は、前記第2端子領域の第5領域辺よりも、前記第2主面の第1辺の近くに配置され、
前記半導体チップの第1主面側から見たとき、前記第1端子領域の第3領域辺は、第4領域辺よりも、第2主面の第3辺の近くに配置され、前記第2端子領域の第7領域辺は、第8領域辺よりも、前記第2主面の第3辺の近くに配置され、
前記第1端子領域の第3領域辺の近くに配置された第1端子が、前記第1回路の特性を設定する基準信号を供給する第1基準端子とされ、前記第2端子領域の第7領域辺の近くに配置された第2端子が、前記第2回路の特性を設定する基準信号を供給する第2基準端子とされ、
前記半導体チップの第1主面側から見たとき、前記配線層は、前記複数の導電性配線層のうちの所定の導電性配線層により形成された第1信号配線と、第2信号配線と、前記第1信号配線と前記第2信号配線とを挟むように配置された第1電圧配線と第2電圧配線とを備え、
前記第1信号配線は、前記第1基準端子に接続され、前記第2信号配線は、前記第2基準端子に接続され、前記第1電圧配線および前記第2電圧配線には、所定の電圧が供給される、半導体装置。 - 請求項9に記載の半導体装置において、
前記第1回路は、前記複数の第1端子のうちの1対の第1端子を介して1対の差動信号が供給される第1差動回路を備え、
前記半導体チップの第1主面側から見たとき、前記配線層は、前記所定の導電性配線層により形成された1対の信号配線を備え、前記1対の信号配線と、前記第1信号配線および前記第2信号配線との間に、前記第1電圧配線が配置されている、半導体装置。 - 請求項9に記載の半導体装置において、
前記第1回路と前記第2回路は、同じ機能を有する、半導体装置。 - 第1主面と、前記第1主面の反対側であって、その平面形状が四角形状の第2主面と、差動回路を有する第1ハードマクロと、差動回路を有する第2ハードマクロと、前記第1ハードマクロに接続され、前記第2主面に2次元的に配置された複数の第1バンプ電極と、前記第2ハードマクロに接続され、前記第2主面に2次元的に配置された複数の第2バンプ電極とを備える半導体チップと、
前記半導体チップの前記第2主面と対向させられるように、前記半導体チップが搭載される第1主面と、配線層と、前記配線層を挟んで、前記半導体チップが搭載される前記第1主面とは反対側の第2主面とを備える配線基板と、
を備え、
前記半導体チップの前記第1主面側から見たとき、前記第1ハードマクロと前記第2ハードマクロとが、前記半導体チップの前記第2主面において互いに対向する第1辺と第2辺との間に挟まれるように配置され、かつ前記第1ハードマクロが、前記第2ハードマクロよりも、前記第1辺の近くに配置され、
前記半導体チップの前記第1主面側から見たとき、前記複数の第1バンプ電極と、前記複数の第2バンプ電極とは、前記第1辺と前記第2辺との間に挟まれるように配置され、かつ前記複数の第1バンプ電極は、前記複数の第2バンプ電極よりも、前記第1辺の近くに配置され、
前記半導体チップの前記第1主面側から見たとき、2次元的に配置された前記複数の第1バンプ電極のうち、2次元的に配置された前記複数の第2バンプ電極に近接した複数の第1バンプ電極が、前記第1ハードマクロを動作させる電源電圧を供給する第1バンプ電極とされ、2次元的に配置された前記複数の第2バンプ電極のうち、2次元的に配置された前記複数の第1バンプ電極に近接した複数の第2バンプ電極が、前記第2ハードマクロを動作させる電源電圧を供給する第2バンプ電極とされ、
前記半導体チップの前記第1主面側から見たとき、前記配線層は、電源電圧を供給する前記複数の第1バンプ電極と重なるように配置され、前記第1ハードマクロへ供給される電源電圧を伝達する第1電源配線と、電源電圧を供給する前記複数の第2バンプ電極と重なるように配置され、前記第2ハードマクロへ供給される電源電圧を伝達する第2電源配線とを備える、半導体装置。 - 請求項12に記載の半導体装置において、
前記半導体チップの前記第1主面側から見たとき、2次元的に配置された前記複数の第1バンプ電極のうち、前記半導体チップの前記第2主面の第3辺の近くに配置された第1バンプ電極は、前記第1ハードマクロに基準信号を供給する第1バンプ電極とされ、
2次元的に配置された前記複数の第2バンプ電極のうち、前記半導体チップの前記第2主面の第3辺の近くに配置された第2バンプ電極は、前記第2ハードマクロに基準信号を供給する第2バンプ電極とされ、
前記配線層は、基準信号を供給する前記第1バンプ電極に接続される第1信号配線と、基準信号を供給する前記第2バンプ電極に接続される第2信号配線と、所定の電圧が供給される第1電圧配線と、上記所定の電圧が供給される第2電圧配線とを形成する所定の導電性配線層を備え、
前記半導体チップの前記第1主面から見たとき、前記配線層において、前記第1電圧配線と前記第2電圧配線は、前記第1信号配線および前記第2信号配線を挟むように、配置されている、半導体装置。 - 請求項13に記載の半導体装置において、
前記第1ハードマクロと前記第2ハードマクロは、同一の機能を有する、半導体装置。
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