JP2019114675A - 半導体装置 - Google Patents

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Shuichi Kariyazaki
修一 仮屋崎
航 白井
Wataru Shirai
航 白井
晋二 片山
Shinji Katayama
晋二 片山
土屋 恵太
Keita Tsuchiya
恵太 土屋
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Abstract

【課題】半導体装置の性能を向上させる。【解決手段】半導体装置は、第1回路を備える半導体チップと、半導体チップが搭載される配線基板SUB1とを有する。配線基板SUB1は、半導体チップに入力される入力信号が伝送される複数の配線(入力信号配線)Rw、半導体チップから出力される出力信号が伝送される複数の配線(出力信号配線)Tw、および基準電位が供給される複数の導体プレーン2PLを備える。配線の延在方向に対して直交する方向における配線の断面積を、配線断面積と定義すると、複数の配線Rwのそれぞれの配線断面積は、複数の配線Twのそれぞれの配線断面積より小さい。また、配線基板SUB1の厚さ方向において、複数の配線Rwのそれぞれは、基準電位が供給される複数の導体プレーン2PS2、2PS4に挟まれ、かつ、複数の配線Twと複数の配線Rwとの間には基準電位が供給される導体プレーン2PS4が配置される。【選択図】図12

Description

本発明は、半導体装置に関し、例えば、高速で信号を伝送する回路を備える半導体装置に適用して有効な技術に関する。
特許文献1(特開2003―264256号公報)には、主面の中央領域に隣接する第1領域にデータ信号入出力用のバンプ電極が配置され、第1領域の外側にアドレス信号入力用のバンプ電極が配置された半導体チップが記載されている。
特許文献2(特開2008―311682号公報)には、差動信号を伝送する配線に接続される貫通導体の周囲に接地電位が供給される複数の貫通導体を配列する構造が記載されている。
特許文献3(特開2013―110293号公報)には、高速信号配線の幅および厚さが低速信号配線の幅および厚さよりも大きい構造の配線基板が記載されている。
特開2003―264256号公報 特開2008―311682号公報 特開2013―110293号公報
本願発明者は、半導体装置の性能を向上させる技術開発を行っている。この一環として、配線基板上に搭載された半導体チップに入力される信号、あるいは半導体チップから出力される信号の伝送速度の高速化に取り組んでいる。高速で信号を伝送する高速伝送経路を備える半導体装置の性能(例えば、伝送信頼性や大型化の抑制など)を向上させる観点から、改善の余地があることが判った。
例えば、多くのデータを高速で処理し、通信することが要求されるデバイスの場合、データ信号の入出力回路の高速化と、データを処理するコア回路への電力供給の安定化を両立させる技術が必要である。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
一実施の形態による半導体装置は、第1回路を備える半導体チップと、上記半導体チップが搭載される配線基板とを有する。上記配線基板は、上記半導体チップに入力される入力信号が伝送される複数の入力信号配線、上記半導体チップから出力される出力信号が伝送される複数の出力信号配線、および基準電位が供給される複数の導体パターンを備える。配線の延在方向に対して直交する方向における上記配線の断面積を、配線断面積と定義すると、上記複数の入力信号配線のそれぞれの配線断面積は、上記複数の出力信号配線のそれぞれの配線断面積より小さい。また、上記配線基板の厚さ方向において、上記複数の入力信号配線のそれぞれは、上記基準電位が供給される上記複数の導体パターンに挟まれ、かつ、上記複数の出力信号配線のそれぞれと上記複数の入力信号配線のそれぞれとの間には上記基準電位が供給される導体パターンが配置される。
上記一実施の形態によれば、半導体装置性能を向上させることができる。
電子装置の構成例を示す説明図である。 図1に示す電子装置が備える回路の構成例を示す説明図である。 図2に示す二つの半導体装置のうちの一つが備える回路の構成例の詳細を示す説明図である。 図1に示す二個の半導体装置のうちの一方の半導体装置の上面図である。 図4に示す半導体装置の下面図である。 図4のA−A線に沿った断面図である。 図6に示す半導体チップの電極配置面の平面図である。 図7に示す半導体チップが備える回路の平面視におけるレイアウトの例を示す平面図である。 図6に示す配線基板の上面を示す平面図である。 図9に示すソルダレジスト膜を取り除いた状態を示す平面図である。 図9に示す配線基板の上面のうち、図6に示す半導体チップと重畳する領域の拡大平面図である。 図9のA−A線に沿った拡大断面図である。 図11に示す配線層の下層(第2層目)の配線層の拡大平面図である。 図13のA部の拡大平面図である。 図13に示す配線層の下層(第3層目)の配線層の平面図である。 図15のA部の拡大平面図である。 図15のB部の拡大平面図である。 図15に示す配線層の下層(第4層目)の配線層の平面図である。 図18のA部の拡大平面図である。 図18に示す配線層の下層(第5層目)の配線層の平面図である。 図20のA部の拡大平面図である。 図20のB部の拡大平面図である。 図20に示すスルーホール配線のうちの一つの拡大断面図である。 図10のA部の拡大平面図である。 図20に示す出力信号用配線と、図15に示す入力信号用配線とを重ねあわせた状態を示す平面図である。 図20に示す配線層の下層(第6層目)の配線層の平面図である。 図26に示す配線層の下層(第7層目)の配線層の平面図である。 図27に示す配線層の下層(第8層目)の配線層の平面図である。 図28に示す配線層の下層(第9層目)の配線層の平面図である。 図20に示す配線層の下層(第10層目)の配線層の平面図である。 図6に示す信号伝送経路の断面構造例を示す要部拡大断面図である。 図31に対する変形例を示す要部拡大断面図である。 図11に対する変形例である半導体装置が備える配線基板の第1配線層におけるパッドのレイアウト例を示す拡大平面図である。 図6に対する変形例である半導体装置の断面図である。 図34に示す配線層の第3配線層の平面図である。
(本願における記載形式・基本的用語・用法の説明)
本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクション等に分けて記載するが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、記載の前後を問わず、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しの説明を省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「AからなるX」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、A以外の要素を含むものを排除するものではない。たとえば、成分についていえば、「Aを主要な成分として含むX」等の意味である。たとえば、「シリコン部材」等といっても、純粋なシリコンに限定されるものではなく、SiGe(シリコン・ゲルマニウム)合金やその他シリコンを主要な成分とする多元合金、その他の添加物等を含む部材も含むものであることはいうまでもない。また、金メッキ、Cu層、ニッケル・メッキ等といっても、そうでない旨、特に明示した場合を除き、純粋なものだけでなく、それぞれ金、Cu、ニッケル等を主要な成分とする部材を含むものとする。
さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。
また、実施の形態の各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。
また、添付図面においては、却って、煩雑になる場合または空隙との区別が明確である場合には、断面であってもハッチング等を省略する場合がある。これに関連して、説明等から明らかである場合等には、平面的に閉じた孔であっても、背景の輪郭線を省略する場合がある。更に、断面でなくとも、空隙でないことを明示するため、あるいは領域の境界を明示するために、ハッチングやドットパターンを付すことがある。
<電子装置>
まず、図1〜図3を用いて、マザーボード上に複数の半導体装置(半導体パッケージ)が搭載され、複数の半導体装置の間で、電気信号を伝送する電子装置の構成例について説明する。図1は、本実施の形態の半導体装置を含む電子装置の構成例を示す説明図である。また、図2は、図1に示す電子装置が備える回路の構成例を示す説明図である。また、図3は、図2に示す二つの半導体装置のうちの一つが備える回路の構成例の詳細を示す説明図である。なお、図1では、半導体装置PKG1と半導体装置PKG2とが電気的に接続されていることを明示的に示すため、図2に示す信号伝送経路SGPを太線により模式的に示す。
図1に示す電子装置(電子機器)EDV1は、配線基板(マザーボード、実装基板)MB1と、配線基板MB1に搭載される半導体装置PKG1および半導体装置PKG2と、を有する。半導体装置PKG1と半導体装置PKG2とは、配線基板MB1に形成された信号伝送経路SGPを介して、互いに電気的に接続される。信号伝送経路SGPを介して伝送される信号には、半導体装置PKG1から出力される信号SGTと、半導体装置PKG1に入力される信号SGRとが含まれる。また、信号伝送経路SGPは、信号SGTが伝送される信号伝送経路SGPTと、信号SGRが伝送される信号伝送経路SGPRと、を含む。
図1に示す例では、信号SGTは、半導体装置PKG1から出力され、かつ、半導体装置PKG2に入力される。また、信号SGRは、半導体装置PKG2から出力され、かつ、半導体装置PKG1に入力される。ただし、信号SGTの出力先や信号SGRの出力元は、図1に示す例には限定されず、種々の変形例がある。図1に示す半導体装置PKG1と半導体装置PKG2とは、同様の構造なので、以下では代表的に半導体装置PKG1について説明する。
図2に示すように、電子装置EDV1は、複数の信号伝送経路SGPを有する。図2に示す例では、半導体装置PKG1に接続される複数の信号伝送経路SGPのそれぞれは、例えば50Gbps(Gigabit per second)以上の伝送速度で電気信号が伝送される高速信号伝送経路(高速伝送経路)である。
また、半導体チップCHP1と半導体チップCHP2とを電気的に接続する複数の信号伝送経路SGPのそれぞれは、シリアル伝送方式により電気信号を伝送する。詳しくは、半導体チップCHP1は、シリアル方式とパラレル方式とを相互に変換する、SerDes回路(SERializer / DESerializer)を備える。シリアル伝送方式で入力された入力信号は、SerDes回路(入出力回路)によりパラレル方式に変換される。SerDes回路は図3に示す半導体チップCHP1の入出力回路IOC1に含まれる。また、パラレル方式の信号は、SerDes回路によりシリアル方式に変換された後、出力される。
信号の伝送方式は、複数の伝送経路を用いて複数のビットを同時に伝送するパラレル伝送方式と、一つまたは数本の伝送経路を用いて複数のビットを順番に伝送するシリアル伝送方式に大別される。パラレル伝送方式の場合、複数の信号伝送経路のそれぞれのクロック周波数の高周波化を抑制しつつ、データ転送レートの帯域幅を広くすること(データ転送速度を高速化すること)ができる。ただし、パラレル伝送方式においてデータ転送レートの帯域幅を広くすると、複数の伝送経路間の伝送速度の差に起因するスキューの問題が大きくなる。また、パラレル伝送方式において、信号伝送速度を高速化する場合、伝送経路の数が増大する。このため、隣り合う信号伝送経路の間でのクロストークノイズの影響が増大する。また、クロストークノイズ対策として、隣り合う信号伝送経路の離間距離を大きくすると、半導体装置のサイズが増大する。
一方、シリアル伝送方式の場合は、信号伝送速度を高速化した際のスキューの影響は、パラレル伝送方式と比較して、実質的に無視できる程小さい。また、シリアル伝送方式は、パラレル伝送方式と比較して、信号伝送経路SGPの数を低減できる。このため、隣り合う信号伝送経路間でのクロストークノイズの影響を低減できる。あるいは、信号伝送経路の数が低減されることにより、半導体装置のサイズを小さくすることができる。
なお、図示は省略したが、半導体装置PKG1が、信号伝送経路SGPの伝送速度(例えば50Gbps以上)より低い伝送速度(例えば3Gbps以下程度)で電気信号が伝送される低速信号伝送経路を有していても良い。言い換えれば、半導体装置PKG1は、第1の伝送速度で電気信号が伝送される低速信号伝送経路と、第1の伝送速度よりも速い第2の伝送速度で電気信号が伝送される高速信号伝送経路と、を有していても良い。
また、図2に示す信号伝送経路SGPは、差動信号が伝送される、一対の差動信号伝送経路DSp、DSnにより構成される。一対の差動信号伝送経路DSp、DSnは、差動対を構成する。差動信号伝送経路DSpと差動信号伝送経路DSnには互いに逆相の電流が流れる。差動信号は、差動対の間の電位差として伝送される。差動伝送方式の場合、一本の信号伝送経路に電気信号を流すシングルエンド伝送方式と比較して、信号波形の振幅を小さくできる。また、差動伝送方式は、シングルエンド伝送方式と比較して、外部からのノイズの影響を低減できる。なお、本実施の形態では、信号伝送経路SGPの一例として、一対の差動信号伝送経路DSp、DSnを介して、差動信号を伝送する実施態様を取り上げて説明するが、信号伝送経路SGPの伝送方式は、差動伝送方式の他、例えばシングルエンド伝送方式など、種々の変形例が適用できる。
また、図2に示す半導体装置PKG1が有する半導体チップCHP1は、複数の電極を備えている。半導体チップCHP1が有する複数の電極は、出力信号(送信信号)である信号SGT(図1参照)が伝送される電極(出力信号電極)Tx(詳しくは、一対の差動信号が出力される電極Txpと電極Txn)を含む。また、半導体チップCHP1が有する複数の電極は、入力信号(受信信号)である信号SGR(図1参照)が伝送される電極(入力信号電極)Rx(詳しくは、一対の差動信号が入力される電極Rxpと電極Rxn)を含む。
また、図3に示すように、半導体チップCHP1が有する複数の電極は、半導体チップCHP1のメモリ回路(コア回路、第1回路)MC1に基準電位VSSを供給する電極Vxsと、メモリ回路MC1に基準電位VSSとは異なる電源電位(第1電位)VD1を供給する電極Vx1と、を含む。半導体チップCHP1(詳しくは、半導体チップCHP1が備えるメモリ回路MC1)には、電極Vx1を介して電源電位VD1が供給される。また、半導体チップCHP1(詳しくは、半導体チップCHP1が備えるメモリ回路MC1)には、電極Vxsを介して基準電位VSSが供給される。
また、図3に示す例では、半導体チップCHP1は、データを記憶することができるメモリ回路MC1の他、信号の入力または出力を実行する入出力回路IOC1、メモリ回路MC1および入出力回路IOC1の動作を制御するロジック回路LGC1、およびルックアップテーブル(転送先情報記憶回路)LUT1を有している。入出力回路IOC1は、上記したSerDes回路やドライバ回路などを含み、半導体チップCHP1の外部と内部の間での信号の入力および出力を制御するインタフェース回路である。また、ロジック回路LGC1は、信号データのヘッダ情報から抽出された転送先情報やルックアップテーブルLUT1に記憶された情報に基づいて、記憶するメモリセルの位置、あるいは出力するポートの位置を算出する。また、ルックアップテーブルLUT1には、データの転送先(記憶したメモリセルの位置)などのデータが記憶される。
半導体チップCHP1が有する複数の電極は、半導体チップCHP1の入出力回路IOC1に基準電位VSSを供給する電極Vxsと、入出力回路IOC1に電源電位VD2を供給する電極Vx2と、を含む。また、半導体チップCHP1が有する複数の電極は、半導体チップCHP1のロジック回路LGC1に基準電位VSSを供給する電極Vxsと、ロジック回路LGC1に電源電位VD2を供給する電極Vx2と、を含む。また、半導体チップCHP1が有する複数の電極は、半導体チップCHP1のルックアップテーブルLUT1に基準電位VSSを供給する電極Vxsと、ルックアップテーブルLUT1に電源電位VD2を供給する電極Vx2と、を含む。本実施の形態の例では、図3に示す電源電位VD1と電源電位VD2とは互いに異なる。ただし、変形例として、電源電位VD1および電源電位VD2とが同じ電位であっても良い。また、基準電位VSSは例えば接地電位であって、電源電位VD1およびVD2のそれぞれは、基準電位VSSより電位レベルが高い。
なお、半導体チップCHP1が備える各回路に供給される電源電位は、図3に示す例には限定されない。例えば、4種類の回路に互いに異なる4種類の電位が供給されても良い。また例えば、電源電位VD1と電源電位VD2が同じ電位レベルであっても良い。
<半導体装置>
次に、図1に示す半導体装置PKG1を例として、半導体装置PKG1内における信号伝送経路の構造例について説明する。まず、半導体装置PKG1の概要を説明した後、信号伝送経路の構造について説明する。図4は、図1に示す二個の半導体装置のうちの一方の半導体装置の上面図である。図5は、図4に示す半導体装置の下面図である。また、図6は、図4のA−A線に沿った断面図である。また、図7は、図6に示す半導体チップの電極配置面の平面図である。
なお、本実施の形態では、電極の数、端子の数、あるいは配線の数が少ない実施態様を例示的に取り上げて説明している。ただし、電極の数、端子の数、あるいは配線の数は、本実施の形態に示す例の数には限定されず、種々の変形例が適用可能である。
図4に示す本実施の形態の半導体装置PKG1は、配線基板SUB1、および配線基板SUB1に搭載された半導体チップCHP1を備える。
図6に示すように、配線基板SUB1は、半導体チップCHP1が搭載される上面(面、主面、チップ搭載面、第1主面)2t、上面2tとは反対側の下面(面、主面、実装面、第2主面)2bを有する。また、配線基板SUB1は、上面2tおよび下面2bのそれぞれの外縁に交差する複数の側面2s(図4参照)を有する。本実施の形態の場合、配線基板SUB1の上面2t(図4参照)および下面2b(図5参照)はそれぞれ四角形である。
配線基板SUB1は、上面2t上に搭載された半導体チップCHP1と、マザーボード(実装基板)である配線基板MB1(図1参照)と、を互いに電気的に接続するインタポーザ(中継基板)である。配線基板SUB1は、チップ搭載面である上面2t側の端子と実装面である下面2b側の端子とを電気的に接続する複数の配線層(図6に示す例では10層)WL1、WL2、WL3、WL4、WL5、WL6、WL7、WL8、WL9、WL10を有する。各配線層は、電気信号や電力を供給する経路である配線などの導体パターンを有する。また各配線層の間には、絶縁層2eが配置されている。各配線層は、絶縁層2eを貫通する層間導電路であるビア2v、あるいはスルーホール配線2THWを介して電気的に接続されている。配線基板SUB1は、複数の配線層のそれぞれに大面積の導体パターンである導体プレーン(導体パターン)2PLを備える。
また、複数の配線層のうち、最も上面2t側に配置される配線層WL1の大部分は、ソルダレジスト膜である絶縁層SR1に覆われる。また、複数の配線層のうち、最も下面2b側に配置される配線層WL10の大部分は、ソルダレジスト膜である絶縁層SR2に覆われる。
また、配線基板SUB1は、例えば、ガラス繊維に樹脂を含浸させたプリプレグからなる絶縁層(コア材、コア絶縁層)2CRの上面2Ctおよび下面2Cbに、それぞれ複数の配線層をビルドアップ工法により積層することで、形成されている。また、絶縁層2CRの上面2Ct側の配線層WL5と下面2Cb側の配線層WL6とは、上面2Ctと下面2Cbのうちの一方から他方までを貫通するように設けられた複数の貫通孔(スルーホール)に埋め込まれた、複数のスルーホール配線2THWを介して電気的に接続されている。
配線基板SUB1の上面2tには、半導体チップCHP1と電気的に接続される複数のパッド(端子、ボンディングパッド、ボンディングリード、半導体チップ接続用端子)2PDが形成されている。また、配線基板SUB1の下面2bには、半導体装置PKG1の外部入出力端子である複数のランド2LDが形成されている。複数のパッド2PDと複数のランド2LDは、配線基板SUB1に形成された配線2d、ビア2v、およびスルーホール配線2THWを介して、それぞれ電気的に接続されている。
なお、図6では、10層の配線層を有する配線基板SUB1を例示的に示しているが、変形例としては、例えば、11層以上、あるいは8層以下の配線層を有する配線基板を用いても良い。
また、図6に示す例では、複数のランド2LDのそれぞれには、半田ボール(半田材、外部端子、電極、外部電極)SBが接続されている。半田ボールSBは、半導体装置PKG1を図1に示す配線基板MB1に実装する際に、配線基板MB1側の複数の端子(図示は省略)と複数のランド2LDを電気的に接続する、導電性部材である。半田ボールSBは、例えば、鉛(Pb)入りのSn−Pb半田材、あるいは、Pbを実質的に含まない、所謂、鉛フリー半田からなる半田材である。鉛フリー半田の例としては、例えば錫(Sn)のみ、錫−ビスマス(Sn−Bi)、または錫−銅−銀(Sn−Cu−Ag)、錫−銅(Sn−Cu)などが挙げられる。ここで、鉛フリー半田とは、鉛(Pb)の含有量が0.1wt%以下のものを意味し、この含有量は、RoHS(Restriction of Hazardous Substances)指令の基準として定められている。
また、図5に示すように複数の半田ボールSBは、行列状(アレイ状、マトリクス状)に配置されている。また、図5では図示を省略するが、複数の半田ボールSBが接合される複数のランド2LD(図6参照)も行列状(マトリクス状)に配置されている。このように、配線基板SUB1の実装面側に、複数の外部端子(半田ボールSB、ランド2LD)を行列状に配置する半導体装置を、エリアアレイ型の半導体装置と呼ぶ。エリアアレイ型の半導体装置は、配線基板SUB1の実装面(下面2b)側を、外部端子の配置スペースとして有効活用することができるので、外部端子数が増大しても半導体装置の実装面積の増大を抑制することが出来る点で好ましい。つまり、高機能化、高集積化に伴って、外部端子数が増大する半導体装置を省スペースで実装することができる。
また、半導体装置PKG1は、配線基板SUB1上に搭載される半導体チップCHP1を備えている。図6に示すように、半導体チップCHP1のそれぞれは、表面(主面、上面)3t、表面3tとは反対側の裏面(主面、下面)3bを備える。また半導体チップCHP1は、表面3tおよび裏面3bと交差する複数の側面3sを備える。半導体チップCHP1は、図4に示すように平面視において配線基板SUB1よりも平面積が小さい四角形の外形形状を成す。図4に示す例では、半導体チップCHP1が配線基板SUB1の上面2tの中央部に搭載され、かつ、半導体チップCHP1の四つの側面3sのそれぞれが、配線基板SUB1の四つの側面2sのそれぞれに沿って延びている。
また、図7に示すように、半導体チップCHP1の表面3t側には、複数の電極(パッド、電極パッド、ボンディングパッド)3PDが形成されている。複数の電極3PDは、半導体チップCHP1の表面3tにおいて半導体チップCHP1の表面3tの大部分を覆う絶縁膜(パッシベーション膜、保護絶縁膜)3PFから露出している。複数の電極3PDは、表面3tにおいて表面3tの外縁に最も近い最外周から表面3tの中心に向かって複数列で配列される。本実施の形態では、半導体チップCHP1の表面3tには、複数の電極3PDが行列状(マトリクス状、アレイ状)に配置されている。半導体チップCHP1の複数の電極3PDを行列状に配置することで、半導体チップCHP1の表面3tを電極の配置スペースとして有効活用することができるので、半導体チップCHP1の電極数が増大しても平面積の増大を抑制することが出来る点で好ましい。
また、図6に示すように、半導体チップCHP1は、表面3tが配線基板SUB1の上面2tと対向した状態で、配線基板SUB1上に搭載されている。このような搭載方式は、フェイスダウン実装方式、あるいはフリップチップ接続方式と呼ばれる。
また、図示は省略するが、半導体チップCHP1の主面(詳しくは、半導体チップCHP1の基材である半導体基板の素子形成面に設けられた半導体素子形成領域)には、複数の半導体素子(回路素子)が形成されている。複数の電極3PDは、半導体チップCHP1の内部(詳しくは、表面3tと図示しない半導体素子形成領域の間)に配置される配線層に形成された配線(図示は省略)を介して、この複数の半導体素子と、それぞれ電気的に接続されている。
半導体チップCHP1(詳しくは、半導体チップCHP1の基材)は、例えばシリコン(Si)から成る。また、表面3tには、半導体チップCHP1の基材および配線を覆う絶縁膜3PF(図7参照)が形成されており、複数の電極3PDのそれぞれの一部は、この絶縁膜3PFに形成された開口部において、絶縁膜から露出している。また、複数の電極3PDは、それぞれ金属からなり、本実施の形態では、例えばアルミニウム(Al)からなる。
また、図6に示すように、複数の電極3PDにはそれぞれ突起電極3BPが接続され、半導体チップCHP1の複数の電極3PDと、配線基板SUB1の複数のパッド2PDとは、複数の突起電極3BPを介して、それぞれ電気的に接続されている。突起電極(バンプ電極)3BPは、半導体チップCHP1の表面3t上に突出するように形成された金属部材(導電性部材)である。突起電極3BPは、本実施の形態では、電極3PD上に、下地金属膜(アンダーバンプメタル)を介して半田材が積層された、所謂、半田バンプである。下地金属膜は、例えば、電極3PDとの接続面側からチタン(Ti)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)が積層された積層膜(ニッケル膜上にさらに金(Au)膜を形成する場合もある)を例示することができる。また、半田バンプを構成する半田材としては、上記した半田ボールSBと同様に、鉛入りの半田材や鉛フリー半田を用いることができる。半導体チップCHP1を配線基板SUB1に搭載する際には、複数の電極3PDおよび複数のパッド2PDの双方に、予め半田バンプを形成しておき、半田バンプ同士を接触させた状態で加熱処理(リフロー処理)を施すことで、半田バンプ同士が一体化して、突起電極3BPが形成される。また、本実施の形態に対する変形例としては、銅(Cu)やニッケル(Ni)からなる導体柱の先端面に半田膜を形成したピラーバンプ(柱状電極)を突起電極3BPとして用いても良い。
また、図6に示すように半導体チップCHP1と配線基板SUB1の間には、アンダフィル樹脂(絶縁性樹脂)UFが配置される。アンダフィル樹脂UFは、半導体チップCHP1の表面3tと配線基板SUB1の上面2tの間の空間を塞ぐように配置される。また、アンダフィル樹脂UFは、絶縁性(非導電性)の材料(例えば樹脂材料)から成り、半導体チップCHP1と配線基板SUB1の電気的接続部分(複数の突起電極3BPの接合部)を封止するように配置される。このように、複数の突起電極3BPと複数のパッド2PDとの接合部をアンダフィル樹脂UFで覆うことで、半導体チップCHP1と配線基板SUB1の電気的接続部分に生じる応力を緩和させることができる。また、半導体チップCHP1の複数の電極3PDと複数の突起電極3BPとの接合部に生じる応力についても緩和させることができる。さらには、半導体チップCHP1の半導体素子(回路素子)が形成された主面を保護することもできる。
なお、図6に示す例では、半導体チップCHP1の裏面3b上には他の部材が搭載されていないが、変形例として、半導体チップCHP1の裏面3b上にさらに別の部材が搭載されていても良い。例えば、半導体チップCHP1の裏面3b上に金属板が貼りつけられていても良い。金属板は、放熱板(ヒートスプレッダ、放熱部材)として機能し、半導体装置PKG1の放熱特性を向上させることができる。
また、図4および図6に示す例では、半導体装置PKG1の配線基板SUB1には、半導体チップCHP1のみが搭載され、他の電子部品が搭載されていない。ただし、変形例として、配線基板SUB1に半導体チップCHP1に加え、他の電子部品が搭載されていても良い。例えば、半導体チップCHP1に供給される駆動電圧を安定化させる目的で、配線基板SUB1上にコンデンサが搭載されていても良い。また、例えば、半導体チップCHP1に接続される信号伝送経路中に直列接続で挿入され、交流信号中の直流成分をカットするコンデンサが配線基板SUB1上に搭載されていても良い。
<半導体チップの回路動作>
次に、半導体装置PKG1が備える半導体チップCHP1の回路動作について説明する。図8は、図7に示す半導体チップが備える回路の平面視におけるレイアウトの例を示す平面図である。図7および図8では、後述する領域PDR1〜領域PDR6の境界を二点鎖線で示している。また、図7では、各伝送経路に供給される信号や電位の種類を識別するため、ハッチングや模様を付している。出力信号(送信信号)の伝送経路および入力信号(受信信号)の伝送経路には、互いに異なるハッチングを付している。また、基準電位の伝送経路および電源電位の伝送経路には、供給される電位の種類ごとに、互いに濃さの異なるドットパターンを付している。
図1を用いて説明したように、半導体チップCHP1から半導体チップCHP2に至る信号伝送経路SGPでは、シリアル伝送方式により信号が伝送される。本実施の形態の半導体装置PKG1を含む電子装置EDV1(図1参照)は、例えば50Gbps以上の伝送速度で電気信号を伝送する信号伝送経路SGPを含んでいる。例えば、56Gbpsの伝送速度で電気信号が伝送される信号伝送経路SGPが16本ある場合、半導体装置PKG1のデータ転送レートの帯域幅は、約900Gbpsになる。本実施の形態のように、差動信号が伝送される場合、信号伝送経路として必要な配線の本数は2倍の32本である。また、本実施の形態の半導体装置PKG1のように、出力信号用の信号伝送経路と入力信号用の信号伝送経路とを別々に備える場合、信号伝送経路として必要な配線の本数は、さらに2倍の64本である。また、半導体装置PKG1に要求されるデータ転送レートの帯域幅が、例えば2Tbps(Terabit per second)とすると、信号伝送経路SGPが36本(差動信号なので、配線の数としては72本)あれば良い。上記したように、シリアル伝送方式の場合、複数の信号伝送経路のそれぞれにおいて、50Gbps以上の伝送速度で電気信号が伝送されたとしても、スキューの問題は殆ど考慮しなくて良い。
ただし、信号伝送のクロック周波数が高くなると、外部からのノイズにより、信号波形が劣化し易くなる。このため、信号伝送経路SGPでは、外部からのノイズ影響を低減する対策を行うことが重要である。また、データ転送レートの帯域幅が大きくなると、単位時間当たりに処理されるデータの量が多くなり、これに伴って、コア回路の消費電力が大きくなる。このため、コア回路の電力需要が急激に上昇した場合に、コア回路の電力需要変動に対応して電力を安定的に供給することが可能な電力供給経路が必要になる。
図6に示す半導体チップCHP1が備える配線は、配線基板SUB1が備える配線より幅が狭く、かつ、厚さが薄い。このため、半導体チップCHP1内における配線経路は、配線基板SUB1内での配線経路と比較して配線抵抗が大きい。したがって、信号や電位の信号の伝送ロスを低減する観点から、半導体チップCHP1内での配線の引き回し距離は短くすることが好ましい。また、半導体チップCHP1内でのデータの伝送に要する時間はできる限り短いことが好ましい。
図8に示す半導体チップCHP1の入出力回路IOC1に電気信号が入力されると、ロジック回路LGC1が、信号データのヘッダ情報に基づいて、メモリ回路MC1が備える複数のメモリセルのうちから、データを記憶するメモリセルの位置を算出する。入力信号のデータは、ロジック回路LGC1からのコマンドに基づいて指定されたメモリセルの位置に伝送され、記憶される。また、ロジック回路LGC1は、データに含まれるヘッダ情報から転送先情報を抽出し、この転送先情報およびルックアップテーブルLUT1に記憶された情報に基づいて、出力ポートを算出する。入出力回路IOC1は、複数の出力ポートを備え、この複数の出力ポートのうち、どの出力ポートから信号を出力するのかが算出される。またロジック回路LGC1は、算出された出力ポートの送信準備を行い、記憶されたメモリセルから出力ポートにデータを移動させるコマンドを送信する。そして入出力回路IOC1は、データを出力信号として半導体チップCHP1の外部に出力する。このような回路動作の場合、入出力回路IOC1とメモリ回路MC1との間でのデータの伝送時間を短縮する他、ロジック回路LGC1と入出力回路IOC1との間、あるいはロジック回路LGC1とメモリ回路MC1との間でのデータの伝送時間を短縮することで、データの書き込み処理および読み出し処理の時間を短縮できる。また、入出力回路IOC1とメモリ回路MC1との間でのデータの伝送距離を短縮することにより、データの書き込み処理および読み出し処理における信号レベルの低下を抑制できる。
本実施の形態の半導体チップCHP1の場合、図8に示すように、平面視のY方向において、入出力回路IOC1は、二箇所に配置されたメモリ回路MC1の間に配置されている。言い換えれば、平面視において、半導体チップCHP1は、辺(長辺、第1辺)3sL1と、辺3sL1の反対側の辺(長辺、第2辺)3sL2と、辺3sL1と辺3sL2との間にある領域PDR1と、領域PDR1と辺3sL2との間にある領域PDR2と、領域PDR1と領域PDR2との間にある領域PDR3と、を有する。メモリ回路MC1は、領域PDR1および領域PDR2に有り、かつ、領域PDR3には無い。また、入出力回路IOC1は、領域PDR3に有り、かつ領域PDR1および領域PDR2には無い。
図8に対する検討例として、Y方向において、辺3sL1および辺3sL2に沿って入出力回路IOC1が配置され、入出力回路IOC1の間にメモリ回路MC1が配置される半導体チップがある。入出力回路IOC1に入力されたデータは、メモリ回路MC1のうち、常に直近のメモリセルに記憶されるとは限らない。このため、入出力回路IOC1とメモリ回路MC1との間でのデータの伝送時間を短縮するためには、入出力回路IOC1とメモリ回路MC1とを電気的に接続する経路の最大距離を短くする必要がある。図8に示す半導体チップCHP1の回路レイアウトの場合、上記検討例と比較して、入出力回路IOC1とメモリ回路MC1とを電気的に接続する経路の最大距離を短くできる。
また、図8に示す例では、Y方向において、ロジック回路LGC1およびルックアップテーブルLUT1のそれぞれは、入出力回路IOC1の間に配置される。言い換えれば、領域PDR3は、領域PDR1と領域PDR2との間に位置する領域PDR4と、領域PDR4と領域PDR2との間に位置する領域PDR5と、領域PDR4と領域PDR5との間に位置する領域PDR6と、を有する。入出力回路IOC1は、領域PDR4および領域PDR5に有り、かつ、領域PDR6には無い。また、ロジック回路LGC1およびルックアップテーブルLUT1は、領域PDR6に有り、かつ領域PDR4および領域PDR5には無い。図8に示す半導体チップCHP1のように、Y方向において、入出力回路IOC1およびロジック回路LGC1がメモリ回路MC1の内側にある回路レイアウトを有する場合、半導体チップCHP1内におけるデータやコマンドの伝送時間を低減することができる。
図7に示すように、本実施の形態の半導体チップCHP1は、表面3tに複数列で配列される複数の電極3PDを備える。半導体チップCHP1の複数の電極3PDは、半導体チップCHP1に入力される入力信号(図1に示す信号SGR)が伝送される複数の電極(入力信号電極、受信電極)Rxを含む。詳しくは、電極Rxは、差動対を構成する電極Rxpと、電極Rxnと、を含む。また、複数の電極3PDは、半導体チップCHP1から出力される出力信号(図1に示す信号SGT)が伝送される複数の電極(出力信号電極)Txを含む。詳しくは、電極Txは、差動対を構成する電極Txpと、電極Txnと、を含む。また、複数の電極3PDは、半導体チップCHP1のメモリ回路MC1に基準電位VSS(図3参照)を供給する複数の(基準電位電極)電極Vxs、およびメモリ回路MC1に基準電位VSSと異なる電源電位VD1(図3参照)を供給する複数の電極(第1電位電極)Vx1、を含む。また、複数の電極3PDは、半導体チップCHP1のロジック回路LGC1に基準電位VSS(図3参照)を供給する複数の電極(基準電位電極)Vxs、およびロジック回路LGC1に電源電位VD2(図3参照)を供給する複数の電極(第2電位電極)Vx2、を含む。
複数の電極3PDのうち、信号伝送経路を構成する複数の電極Rxおよび複数の電極Txは、それぞれ領域PDR3に配列される。詳しくは、複数の電極Rxおよび複数の電極Txは、それぞれ領域PDR4および領域PDR5のそれぞれに配列される。言い換えれば、複数の電極Rxおよび複数の電極Txは、平面視において、図8に示す入出力回路IOC1と重なる。このように、入出力回路IOC1と電気的に接続される電極Rxおよび電極Txが、平面視に置いて入出力回路IOC1と重なる位置に配列されていることにより、半導体チップCHP1内での信号伝送経路の経路距離を短くできる。
また、複数の電極3PDのうち、複数の電極Vx1および複数の電極Vxsのそれぞれは、領域PDR1および領域PDR2に配列される。言い換えれば、複数の電極Vx1および複数の電極Vxsのそれぞれは、平面視において、図8に示すメモリ回路MC1と重なる。このように、メモリ回路MC1と電気的に接続される電極Vx1および電極Vxsが、平面視に置いてメモリ回路MC1と重なる位置に配列されていることにより、半導体チップCHP1内での電力供給経路の経路距離を短くできる。この場合、半導体チップCHP1内での電力のロスを低減できるので、メモリ回路MC1への電力供給を安定化できる。また、領域PDR1および領域PDR2に複数の電極Vx1および複数の電極Vxsが配列されているので、一つのメモリ回路MC1に電力を供給する経路が複数の経路に分岐する。この場合、メモリ回路MC1の一部分において、急激に電力需要が大きくなった時に、複数の電力供給経路から電力需要が大きい部分に電力が供給される。この結果、電力需要の変動に対応して安定的に電力供給することができる。
また、複数の電極3PDのうち、複数の電極Vx2および複数の電極Vxsのそれぞれは、領域PDR6に配列される。言い換えれば、複数の電極Vx2および複数の電極Vxsのそれぞれは、平面視において、図8に示すロジック回路LGC1と重なる。このように、ロジック回路LGC1と電気的に接続される電極Vx2および電極Vxsが、平面視に置いてロジック回路LGC1と重なる位置に配列されていることにより、半導体チップCHP1内での電力供給経路の経路距離を短くできる。この場合、半導体チップCHP1内での電力のロスを低減できるので、ロジック回路LGC1への電力供給を安定化できる。また、領域PDR6に複数の電極Vx2および複数の電極Vxsが配列されているので、一つのロジック回路LGC1に電力を供給する経路が複数の経路に分岐する。この場合、ロジック回路LGC1の一部分において、急激に電力需要が大きくなった時に、複数の電力供給経路から電力需要が大きい部分に電力が供給される。この結果、電力需要の変動に対応して安定的に電力供給することができる。
ところが、図8に示すように、Y方向において、入出力回路IOC1が半導体チップCHP1の中央部に集約配置される構造の場合、新たな課題が生じることが判った。例えば、入出力回路IOC1が半導体チップCHP1の周辺領域に配列され、コア回路であるメモリ回路MC1が半導体チップCHP1の中央に配置されている構造の場合、配線基板SUB1(図6参照)において、コア回路であるメモリ回路MC1と重なる領域に大面積の導体パターンを配置することができる。この場合、コア回路への電力供給を安定化させることができる。しかし、図8に示すように、メモリ回路MC1の間に入出力回路IOC1が配置されている場合、メモリ回路MC1への電力供給経路が信号伝送経路により分断される。この結果、メモリ回路MC1への電力供給を安定化させる別の対策が必要になる。
また、信号伝送経路が電力供給経路の間に配置される場合、電力供給経路が発する電磁的ノイズの影響が信号伝送経路に及ぶことを抑制する対策が必要になる。信号伝送経路のノイズ低減対策として、信号伝送経路の周囲を囲むように、基準電位が供給される導体パターンを配置する技術がある。例えば、配線基板SUB1(図6参照)において、信号伝送経路を構成する配線が設けられた配線層、その上層配線層、およびその下層配線層のそれぞれに、大面積で、かつ、基準電位が供給される導体パターンを配置し、信号伝送経路が導体パターンに挟まれる構造にする対策がある。この対策の場合、基準電位が供給される導体パターンが、電磁的なシールドとして機能することで、信号伝送経路に流れる電気信号が外部ノイズの影響を受けることを抑制することができる。
ただし、信号伝送経路を構成する全ての配線を上記の方法でシールドすると、配線基板の配線層数が多くなる。配線層数が増加すると、例えば、パッケージサイズの増加、あるいは配線構造の複雑化による製造効率の低下、などの課題が生じる。したがって、半導体装置PKG1全体として、性能を向上させる観点から、上記した半導体チップCHP1の回路配置および電極配列に対応した配線設計が必要となる。
<配線基板の構造>
次に、半導体チップCHP1が搭載される配線基板SUB1が備える配線レイアウトの例について、詳細に説明する。図9は、図6に示す配線基板の上面を示す平面図である。図10は、図9に示すソルダレジスト膜を取り除いた状態を示す平面図である。図11は、図9に示す配線基板の上面のうち、図6に示す半導体チップと重畳する領域の拡大平面図である。図12は、図9のA−A線に沿った拡大断面図である。また、図13は、図11に示す配線層の下層(第2層目)の配線層の拡大平面図である。図14は、図13のA部の拡大平面図である。図15は、図13に示す配線層の下層(第3層目)の配線層の平面図である。図16は、図15のA部の拡大平面図である。図17は、図15のB部の拡大平面図である。図18は、図15に示す配線層の下層(第4層目)の配線層の平面図である。図19は、図18のA部の拡大平面図である。図20は、図18に示す配線層の下層(第5層目)の配線層の平面図である。図21は、図20のA部の拡大平面図である。図22は、図20のB部の拡大平面図である。図23は、図20に示すスルーホール配線のうちの一つの拡大断面図である。
図6に示す配線基板SUB1の複数の配線層のそれぞれは、半導体チップCHP1と重なる領域(チップ重畳領域)CHR1(図9参照)と、領域CHR1の周囲を囲み、かつ、半導体チップCHP1と重ならない領域(チップ非重畳領域)CHR2(図9参照)を有している。図9〜図11、図13、図15、図18、および図20では、領域CHR1と領域CHR2との境界を二点鎖線で示している。また、図9〜図11、および図13〜図22では、各伝送経路に供給される信号や電位の種類を識別するため、図7と同様にハッチングや模様を付している。出力信号(送信信号)の伝送経路および入力信号(受信信号)の伝送経路には、互いに異なるハッチングを付している。また、基準電位VSS(図3参照)の伝送経路には、ドットパターンを付している。また、電源電位VD2(図3参照)の伝送経路には、基準電位VSSの伝送経路よりも濃いドットパターンを付している。また、電源電位VD1(図3参照)の伝送経路には、電源電位VD2の伝送経路よりもさらに濃いドットパターンを付している。
また、図6に示す各配線層の導体プレーン2PLを電気的に接続する複数のビア2vは、平面視において、領域CHR1(図9参照)および領域CHR2(図9参照)の両方に配置されている。図15、図18、および図20では、領域CHR2に配置される複数のビア2vsの一部について、図示を省略している。また、図17および図22では、上層の配線層に接続されるビア2vsを実線で示し、下層の配線層に接続されるビア2vsを点線で示している。ただし、図6に示す配線層WL1の導体プレーン2PV1と配線層WL2の導体プレーン2PS2とには、互いに異なる電位が供給される。したがって、図13に示すように、領域CHR2において、配線層WL1と配線層WL2との間には、基準電位が供給される経路間を電気的に接続するビア2vsが配置されていない。
図9〜図11に示すように配線基板SUB1は、半導体チップCHP1の複数の電極3PDと対向する複数のパッド2PDを有する。複数のパッド2PDのそれぞれは、配線基板SUB1が備える複数の配線層のうち、最もチップ搭載面に近い配線層WL1に(図11参照)に設けられ、図7に示す複数の電極3PDのそれぞれと互いに対向する。また、複数のパッド2PDのそれぞれは、配線基板SUB1の上面2tのうち、平面視において、半導体チップCHP1(図7参照)と重なる領域(チップ重畳領域)CHR1に配列され、領域CHR1の外側には無い。
配線基板SUB1の複数のパッド2PDは、半導体チップCHP1(図7参照)に入力される入力信号(図1に示す信号SGR)が伝送される複数のパッド(入力信号パッド、受信パッド)Ryを含む。詳しくは、パッドRyは、差動対を構成するパッドRypと、パッドRynと、を含む。また、複数のパッド2PDは、半導体チップCHP1から出力される出力信号(図1に示す信号SGT)が伝送される複数のパッド(出力信号パッド)Tyを含む。詳しくは、パッドTyは、差動対を構成するパッドTypと、パッドTynと、を含む。また、複数のパッド2PDは、半導体チップCHP1のメモリ回路MC1(図8参照)に基準電位VSS(図3参照)を供給する複数の(基準電位パッド)パッドVys、およびメモリ回路MC1に基準電位VSSと異なる電源電位VD1(図3参照)を供給する複数のパッド(第1電位パッド)Vy1、を含む。また、複数のパッド2PDは、半導体チップCHP1のロジック回路LGC1(図8参照)に基準電位VSS(図3参照)を供給する複数のパッド(基準電位パッド)Vys、およびロジック回路LGC1に電源電位VD2(図3参照)を供給する複数のパッド(第1電位パッド)Vy2、を含む。
複数のパッドTyのそれぞれは、図7に示す複数の電極Txと対向する。複数のパッドRyのそれぞれは、図7に示す複数の電極Rxと対向する。複数のパッドVy1のそれぞれは、図7に示す複数の電極Vx1と対向する。複数のパッドVy2のそれぞれは、図7に示す複数の電極Vx2と対向する。複数のパッドVysのそれぞれは、図7に示す複数の電極Vxsと対向する。
また、図11に示すように、Y方向において、複数の電極Txおよび複数の電極Rxのそれぞれは、互いに異なる列に配列されている。図11に示す例では、配線基板SUB1の上面2tにおいて、領域CHR1のY方向における外縁(辺SL1)と領域CHR1の中心との間の列(第1列目)PDL1には、複数のパッドRyが配列される。Y方向において、列PDL1と領域CHR1の中心との間の列(第2列目)PDL2には、複数のパッドVysが配列される。Y方向において、列PDL2と領域CHR1の中心との間の列(第3列目)PDL3には、複数のパッドTyが配列される。本実施の形態のように、入力用のパッドRyと出力用のパッドTyとが互いに異なる列に配置されていることにより、配線基板における配線のレイアウトを単純化し、出力信号と入力信号のクロストークノイズを低減できる。
本実施の形態の場合、図1に示す信号SGTおよび信号SGRのそれぞれは、差動信号である。このため、パッドRyには、一対の差動信号が出力されるパッドRypとパッドRynが含まれる。図11に示すように、差動対を構成するパッドRypとパッドRynは、複数のパッドRyの配列方向であるX方向に沿って互いに隣り合うように配列される。また、パッドTyには、一対の差動信号が入力されるパッドTypとパッドTynが含まれる。差動対を構成するパッドTypとパッドTynは、複数のパッドTyの配列方向であるX方向に沿って互いに隣り合うように配列される。
図9と図10を比較してわかるように、配線層WL1(図10参照)には複数の導体パターンが形成されている。複数のパッド2PDは、配線層WL1に形成された導体パターンのうち、絶縁層SR1に設けられた開口部において、絶縁層SR1から露出した部分である。
また、図10に示すように、配線層WL1には、大面積の導体パターンである導体プレーン2PV1が形成されている。導体プレーン2PV1には、電源電位VD1(図3参照)が供給される。導体プレーン2PV1は、配線層WL1に形成された複数の導体パターンのうち、最も面積が大きい。導体プレーン2PV1は、平面視において、領域CHR2の大部分を覆うように配置される。また、導体プレーン2PV1の一部分は、領域CHR1(図9参照)にも配置されている。本実施の形態のように、図6に示す複数の配線層のうち、半導体チップCHP1に最も近い配線層WL1に電源電位VD1が供給される大面積の導体プレーン2PV1を配置することにより、図8に示すメモリ回路MC1において、瞬間的に電力需要が大きくなった場合でも、電圧降下などの発生を抑制できる。言い換えれば、配線層WL1に配置された導体プレーン2PV1により、メモリ回路MC1への電力供給経路が強化される。
また、図9に示すように、配線基板SUB1の複数の配線層のそれぞれは、半導体チップCHP1(図6参照)と重なる領域(チップ重畳領域)CHR1と、領域CHR1の周囲にあり、かつ、半導体チップCHP1と重ならない領域(チップ非重畳領域、周辺領域)CHR2と、を備える。複数の信号伝送経路のそれぞれは、複数の配線層の何れかにおいて、領域CHR1から領域CHR2に引き出される。本実施の形態の場合、出力信号の複数の信号伝送経路と入力信号の複数の信号伝送経路とは、互いに異なる配線層において領域CHR1から領域CHR2に引き出される。
図6に示すように、配線基板SUB1の複数の配線層は、上面2tと下面2bとの間にある配線層WL1、配線層WL1と下面2bとの間にある配線層WL2、配線層WL2と下面2bとの間にある配線層WL3、配線層WL3と下面2bとの間にある配線層WL4、および配線層WL4と下面2bとの間にある配線層WL5、を含む。入力信号の複数の信号伝送経路は、配線層WL3において領域CHR1(図9参照)から領域CHR2(図9参照)に引き出される。また、出力信号の複数の信号伝送経路は、配線層WL5において、領域CHR1から領域CHR2に引き出される。
詳しくは、配線基板SUB1は、配線層WL3に形成され、電極Rx(図7参照)に接続される配線(入力信号配線、信号配線、信号線)Rwを備える。入力信号の信号伝送経路は、配線層WL3において、配線Rwを介して領域CHR1(図9参照)から領域CHR2(図9参照)に引き出される。また、配線基板SUB1は、配線層WL5に形成され、電極Tx(図7参照)に接続される配線(出力信号配線、信号配線、信号線)Twを備える。出力信号の信号伝送経路は、配線層WL5において、配線Twを介して領域CHR1(図9参照)から領域CHR2(図9参照)に引き出される。配線Rwおよび配線Twのそれぞれは、平面視において、領域CHR1と領域CHR2との境界を跨ぐように延びる。
また、配線層WL2、WL3、WL4、およびWL5のそれぞれには、基準電位が供給され、かつ互いに電気的に接続される大面積の導体パターンである導体パターン2PLが形成されている。詳しくは、配線層WL2には、基準電位が供給される導体プレーン(導体パターン)2PS2がある。配線層WL3には、導体プレーン2PS2と電気的に接続される導体プレーン(導体パターン)2PS3がある。配線層WL4には、導体プレーン2PS3と電気的に接続される導体プレーン(導体パターン)2PS4がある。また、配線層WL5には、導体プレーン2PS4と電気的に接続される導体プレーン(導体パターン)2PS5がある。導体プレーン2PS2、2PS3、2PS4、および2PS5のそれぞれは、図13〜図22に示す複数のビア2vsを介して互いに電気的に接続されている。導体プレーン2PS2、2PS3、2PS4、および2PS5のそれぞれは、平面視において互いに重なる。また、配線Rwは、導体プレーン2PS2と導体プレーン2PS4との間にある。言い換えれば、配線Rwは、導体プレーン2PS2と導体プレーン2PS4とに挟まれている。この構造により、配線層WL3以外の配線層から、配線層WL3の配線Rwに付与される電磁的ノイズを低減することができる。また、平面視において、配線Twは、導体プレーン2PS4と重なっている。この構造により、配線層WL4より上層(配線層WL3、WL2、およびWL1)から配線層WL5の配線Twに付与される電磁的ノイズを低減することができる。
本実施の形態によれば、配線Twと配線Rwとが互いに異なる配線層に配置され、かつ、配線Twと配線Rwとの間に導体プレーン2PS4が介在する。このため、入力信号の伝送経路と出力信号の伝送経路との間でのクロストークノイズを低減することができる。信号伝送経路間でのクロストークノイズのうち、出力信号の伝送経路から入力信号の伝送経路へのクロストークノイズの影響は、他のモードと比較して特に大きい。しかし、本実施の形態によれば、特に影響が大きいクロストークノイズが導体プレーン2PS4によるシールド効果により低減する。
また、配線Twと配線Rwとを同じ配線層に配置する場合、上記したクロストークノイズ対策として、配線Twと配線Rwとの離間距離を広くとる必要がある。しかし、本実施の形態の場合、配線Twと配線Rwとが異なる配線層に配置されているので、配線Twおよび配線Rwの配置間隔を小さくできる。この結果、単位面積当たりの信号伝送経路の数を増加させることができる。
また、半導体チップCHP1と重なる領域CHR1およびその近傍領域では、多数の信号伝送経路が密集する。このため、信号伝送経路間でのクロストークノイズの影響は、領域CHR1およびその周辺領域において特に大きい。図6に示すように、半導体装置PKG1の場合、半導体チップCHP1と重なる領域CHR1、および領域CHR1の近傍において、配線Twと配線Rwとの間に導体プレーン2PS3が介在する。言い換えれば、半導体装置PKG1の場合、半導体チップCHP1と重なる領域CHR1において、配線Twから発生するノイズの電磁的影響をシールドし、配線Rwに伝達しない構造になっている。このため、クロストークノイズの影響が特に大きい領域において、ノイズ影響を低減させることができる。逆に言えば、半導体装置PKG1の場合、領域CHR1およびその近傍において、ノイズ影響を低減させることができるので、多数の信号伝送経路を集積することができる。
また、図6に示すように、配線基板SUB1の配線層WL6には、導体プレーン2PS5とスルーホール配線2THWを介して電気的に接続される、導体プレーン(導体パターン)2PS6がある。配線Twの大部分は、導体プレーン2PS4と導体プレーン2PS6との間に挟まれている。ただし、配線層WL5は、ガラス繊維に樹脂を含浸させたプリプレグからなる絶縁層(コア材、コア絶縁層)2CRの上面2Ct上にある。また、絶縁層2CRは、配線基板SUB1の支持強度を確保する基板であって、他の絶縁層2eと比較して厚さ(上面2Ctおよび下面2Cbのうち、一方から他方に向かうZ方向の長さ)が厚い(大きい)。例えば、配線層WL5と配線層WL6との離間距離は、配線層WL4と配線層WL5との離間距離より長い。言い換えれば、配線Twと導体プレーン2PS6との離間距離は、配線Twと導体プレーン2PS4との離間距離より長い。信号伝送経路に付与される電磁的ノイズを抑制する観点からは、信号伝送経路に近い位置に基準電位が供給される導体プレーン2PLを配置することが好ましい。したがって、配線層WL3の配線構造と配線層WL5の配線構造とをノイズ対策の観点から比較すると、配線層WL3の方がクロストークノイズを抑制し易い構造と言える。
ただし、コア層である絶縁層2CR上の配線層WL5に信号伝送経路を構成する配線Twを配置する構造は、配線基板SUB1の配線層数を少なくできるというメリットがある。配線Twの周囲を配線Rwと同様にシールドする場合、図6に示す絶縁層2CR上にさらにもう一層配線層を追加し、その追加した配線層に配線Twを設ける方法がある。この場合、コア層である絶縁層2CR上の配線層WL5に配線Twと重なり、かつ基準電位が供給される導体プレーン2PLを配置することができる。この方法の場合、配線Twのノイズ耐性を向上させることができるが、配線層数は増加する。配線基板の配線層数が増加すると、製造上の困難性が増加する。言い換えれば、製造効率を向上させる観点で考えると、配線基板の配線層数は少ない方が良い。
また、上記したように絶縁層2CRの厚さは、他の絶縁層2eの厚さより厚い。また、絶縁層2CRにガラス繊維が含まれる場合、絶縁層2CRは、ガラス繊維を含まない絶縁層2eより誘電率が高い。このため、本実施の形態のように、配線層WL5に信号伝送経路を構成する配線Twを形成する場合、信号伝送経路の特性インピーダンスを考慮する必要がある。すなわち、配線層WL5に配置される配線Twの特性インピーダンスと、配線層WL3に配置される配線Rwの特性インピーダンスとを揃えるため、図12に示すように配線Rwの断面積は、配線Twの断面積よりも小さくなっている。配線の延在方向に対して直交する方向(図12ではX方向)における配線の断面積を、配線断面積と定義すると、複数の配線Rwのそれぞれの配線断面積は、複数の配線Twのそれぞれの配線断面積より小さい。言い換えれば、複数の配線Twのそれぞれの配線断面積は、複数の配線Rwのそれぞれの配線断面積より大きい。
なお、図12に示す例では、複数の配線Twのそれぞれの厚さ(図6に示す上面2tに直交するZ方向の長さ)は、複数の配線Rwのそれぞれの厚さより大きい。また、複数の配線Twのそれぞれの幅(配線Twの延在方向に直交する方向の長さ)は、複数の配線Rwのそれぞれの幅より大きい(広い)。ただし、上記した配線断面積は配線の厚さと幅の要素により規定される。例えば、配線の断面形状を長方形と仮定すると、上記した配線断面積は配線の厚さと幅の積で定義される。また例えば、配線の断面形状を台形と仮定すると、上記した配線断面積は、配線の厚さ×(上底(上面の幅)+下底(下面の幅))×1/2で定義される。したがって、上記した「複数の配線Twのそれぞれの配線断面積は、複数の配線Rwのそれぞれの配線断面積より大きい」という定義には、例えば、配線Twの厚さが配線Rwの厚さ以下で、かつ配線Twの幅が配線Rwの幅より大きい場合を含む。また、「複数の配線Twのそれぞれの配線断面積は、複数の配線Rwのそれぞれの配線断面積より大きい」という定義には、例えば、配線Twの幅が配線Rwの幅以下で、かつ配線Twの厚さが配線Rwの厚さより大きい場合を含む。
ところで、外部から付与されるノイズ影響による信号品質に影響の程度を考えると、入力信号の伝送経路に対する影響は、出力信号に対する影響より大きい。図1に示すように、出力信号である信号SGTは、半導体チップCHP1から出力される信号であるため、信号レベルが高い(信号強度が強い)状態で半導体装置PKG1から出力される。一方、入力信号である信号SGRは、半導体チップCHP2から出力され、半導体装置PKG2の配線基板SUB2やマザーボードである配線基板MB1を経由して半導体装置PKG1に入力される。このため、信号伝送経路SGPRの経路中で信号が減衰することで、半導体装置PKG1内では信号レベルが低い(信号強度が弱い)状態になっている。したがって、信号SGTと信号SGRとを比較すると、半導体装置PKG1が備える配線基板SUB1においては、信号SGRの方が信号SGTよりもノイズ影響を受けやすい。
一般に、信号レベルの低下を抑制するためには、信号伝送経路の配線抵抗を小さくすることが好ましい。このため、本実施の形態のように、配線層WL3と配線層WL5とで、配線の断面積が互いに異なる場合、信号レベルの低下のみを考慮すると、配線Rwを配線層WL5に配置した方が良いと考えられる。
しかし、高速で信号伝送を行う信号伝送経路では、外部から付与されるノイズの影響を低減することが特に重要である。このため、本実施の形態の場合、相対的にノイズ影響を受けやすい配線Rwは、基準電位が供給される導体プレーン2PLに挟まれるように配置することができる配線層WL3に配置されている。一方、相対的にノイズ影響を受けにくい配線Twは、配線層WL5に配置されている。また、配線Twと配線Rwとの間には、導体プレーン2PS4が配置されているので、配線Twからのノイズ影響が配線Rwに及ぶことを抑制できる。
また、図13に示すように、配線層WL2において、基準電位が供給される導体プレーン2PS2は、配線層WL2に形成された複数の導体パターンのうち、最も面積が大きい。図13に示す例では配線層WL2の大部分は、導体プレーン2PS2に覆われている。導体プレーン2PS2は領域CHR1および領域CHR2にある。また、図14に示すように、導体プレーン2PS2には複数の開口部が設けられ、複数の開口部のそれぞれの内側に、信号伝送経路や電源電位の供給経路を構成する導体パターンが配置されている。上記導体パターンは、導体プレーン2PS2と離間している(電気的に分離されている)。送信信号を伝送するビア2vt、入力信号を伝送するビア2vr、電源電位VD1(図3参照)が供給されるビア2vv1、および電源電位VD2(図3参照)が供給されるビア2vv2のそれぞれは、導体プレーン2PS2内の開口部に設けられた導体パターンに接続されている。一方、基準電位が供給される複数のビア2vsのそれぞれは、領域CHR1において、導体プレーン2PS2に接続されている。なお、上記したように、配線層WL2の場合、領域CHR2に配置される導体プレーン2PS2には、上層の配線層WL1(図10参照)の導体プレーン2PV1と異なる電位が流れる。したがって、領域CHR2には、配線層WL1と配線層WL2とを接続するビア2vsが配置されていない。
また、図15に示すように、配線層WL3には、基準電位が供給される導体プレーン2PS3の他、電源電位VD1(図3参照)が供給される複数の導体プレーン(導体パターン)2PV1、および電源電位VD2(図3参照)が供給される導体プレーン(導体パターン)2PV2が形成されている。配線層WL3において、基準電位が供給される導体プレーン2PS3は、配線層WL3に形成された複数の導体パターンのうち、最も面積が大きい。図15に示す例では、導体プレーン2PS3は領域CHR1および領域CHR2にある。
また、配線層WL3には、入力信号の信号伝送経路を構成する複数の配線Rwがある。複数の配線Rwのそれぞれは、端部RwE1(図16に示す円形の部分)、端部RwE1の反対側の端部RwE2(図17に示す円形の部分)、および端部RwE1と端部RwE2とを電気的に接続する配線部(延在部)を備える。図16に示すように、複数の配線Rwのそれぞれは、ビア2vrを介して配線層WL1(図11参照)のパッドRy(図11参照)と電気的に接続されている。また、平面視において、複数の配線Rwのそれぞれの一方の端部RwE1は、領域CHR1にある。ビア2vrは、配線Rwの端部RwE1に接続される。また、図17に示すように複数の配線Twのそれぞれの他方の端部RwE2は、領域CHR2にある。複数の配線Rwのそれぞれ(詳しくは、配線Rwの配線部)は、領域CHR1と領域CHR2との境界を跨ぐように延びる。
また、図16に示すように、導体プレーン2PS3には複数の開口部が設けられ、複数の開口部のそれぞれの内側に出力信号の伝送経路を構成する導体パターン、複数の配線Rw、複数の導体プレーン2PV1、および導体プレーン2PV2が配置されている。上記導体パターン、複数の配線Rw、複数の導体プレーン2PV1、および導体プレーン2PV2のそれぞれは、導体プレーン2PS3と離間している(電気的に分離されている)。出力信号を伝送するビア2vtは、開口部内の導体パターンに接続されている。入力信号を伝送するビア2vrは、上記したように配線Rwの端部RwE1に接続されている。電源電位VD1(図3参照)を伝送する複数のビア2vv1は、導体プレーン2PV1に接続されている。電源電位VD2(図3参照)を伝送する複数のビア2vv2は、導体プレーン2PV2に接続されている。
また、配線層WL3に形成された複数の導体プレーン2PV1のそれぞれには、複数の開口部が設けられている。導体プレーン2PV1の複数の開口部内には、基準電位が供給される導体パターンが配置されている。基準電位が供給される複数のビア2vsのうちの一部は、導体プレーン2PV1の複数の開口部内に形成された導体パターンに接続される上記導体パターンは、導体プレーン2PV1と離間している(電気的に分離されている)。
また、本実施の形態の場合、入力信号である信号SGR(図1参照)は差動信号である。したがって、複数の配線Rwは、差動対(第1差動対、入力信号用差動対)を含む。図16および図17に示すように、差動対を構成する二本の配線Rwp、Rwnの間には、導体プレーン2PS3は配置されていない。また、差動対を構成する二本の配線Rwp、Rwnのそれぞれは互いに隣り合って配置さている。言い換えれば、差動対を構成する二本の配線Rwp、Rwnのそれぞれは、並走するように配置されている。二本の配線Rwp、Rwnの離間距離はできる限り一定値であることが好ましい。
また、図12、図16、および図17に示すように、平面視において、複数の配線Rwの複数の差動対(配線Rwpと配線Rwn)のうち、互いに隣り合う差動対の間には、導体プレーン2PS3が有る。これにより、異なる信号が伝送される信号伝送経路間でのクロストークノイズを低減することができる。
また、図16に示すように、平面視において、複数の配線Rwの複数の差動対(配線Rwpと配線Rwn)のうち、互いに隣り合う差動対の間には、複数の導体プレーン2PV1の一部(図16では一つ)、および導体プレーン2PS3がある。また、複数の導体プレーン2PV1のそれぞれと複数の配線Rwのそれぞれとの間には、導体プレーン2PS3がある。複数の導体プレーン2PV1のそれぞれの面積の合計値は、配線層WL3に形成された複数の導体パターンのうち、導体プレーン2PS3の面積の次に大きい。ただし、導体プレーン2PV2の面積が、複数の導体プレーン2PV1のそれぞれの面積と同程度である場合もある。図15に示す例では、配線層WL3には、互いに離間する10個の導体プレーン2PV1がある。10個の導体プレーン2PV1には、導体プレーン2PV2の面積より大きい導体プレーン2PV1と、導体プレーン2PV2の面積より小さい導体プレーン2PV1と、を含む。複数の導体プレーン2PV1のそれぞれは、図7に示す半導体チップCHP1の複数の電極Vx1と電気的に接続されている。
配線Rwへのノイズ影響のみを考慮すると、高速信号伝送経路である配線Rwの間には、高い電位が供給される導体プレーン2PV1が無い方が良い。しかし、本実施の形態のように配線Rwの間に導体プレーン2PV1を配置することを許容すれば、平面視において、メモリ回路MC1(図8参照)と重なる位置に大面積の導体パターンである導体プレーン2PV1を配置することができる。言い換えれば、本実施の形態によれば、電源電位VD1(図3参照)の供給経路の途中であり、かつ、メモリ回路MC1の近傍に、大面積の導体プレーン2PV1が設けられる。これにより、メモリ回路MC1への電力供給を安定化させることができる。
また、導体プレーン2PV1と配線Rwとの間に、導体プレーン2PS3を介在させることにより、導体プレーン2PV1から配線Rwに対するノイズ影響を低減させることができる。
また、本実施の形態の場合、配線層WL3に大面積の導体パターンである導体プレーン2PV2が設けられている。導体プレーン2PV2は図21に示すビア2vv2を介してスルーホール配線2TV2と電気的に接続される。導体プレーン2PV2の面積は、配線層WL3に形成された複数の導体パターンのうち、複数の導体プレーン2PV1の次に大きい。導体プレーン2PV2は、図7に示す半導体チップCHP1の複数の電極Vx2と電気的に接続されている。また、平面視において、導体プレーン2PV2は、図8に示すロジック回路LGC1およびルックアップテーブルLUT1が配置される領域PDR6と重なる位置に配置される。この場合、入出力回路IOC1、ロジック回路LGC1、あるいはルックアップテーブルLUT1などへの電力供給を安定化させることができる。
また、図16に示すように、導体プレーン2PV2とビア2vtとの間、および導体プレーン2PV2と配線Rwとの間には、それぞれ導体プレーン2PS3が介在する。このため、導体プレーン2PV2から信号伝送経路へのノイズ影響を低減することができる。
また、図18に示すように、配線層WL4において、基準電位が供給される導体プレーン2PS4は、配線層WL4に形成された複数の導体パターンのうち、最も面積が大きい。図18に示す例では配線層WL4の大部分は、導体プレーン2PS4に覆われている。導体プレーン2PS4は領域CHR1および領域CHR2にある。また、図19に示すように、導体プレーン2PS4には複数の開口部が設けられ、複数の開口部のそれぞれの内側に信号伝送経路や電源電位の供給経路を構成する導体パターンが配置されている。上記導体パターンは導体プレーン2PS4と離間している(電気的に分離されている)。送信信号を伝送するビア2vt、電源電位VD1(図3参照)が供給されるビア2vv1、および電源電位VD2(図3参照)が供給されるビア2vv2のそれぞれは、導体プレーン2PS4内の開口部に設けられた導体パターンに接続されている。一方、基準電位が供給される複数のビア2vsのそれぞれは、導体プレーン2PS4に接続されている。また、入力信号の信号伝送経路は、図15に示す配線層WL3で既に周辺領域に引き出されている。したがって、図18に示す配線層WL4領域CHR1には、入力信号の信号伝送経路は無い。また、図19に示すように、配線層WL4において、図16に示す配線Rwの端部RwE1と重なる位置には、導体プレーン2PS4が配置されている。このため、入力信号の信号伝送経路を構成する配線Rwの端部RwE1が、配線層WL4より下層の配線層から電磁的なノイズ影響を受けることを抑制できる。同様に、図15に示す複数の配線Rwのそれぞれは、その配線経路の大部分(図17に示す端部RwE2を除く部分)において、導体プレーン2PS2(図13参照)と導体プレーン2PS4(図18参照)に挟まれている。このため、配線Rwが、他の配線層から電磁的なノイズ影響を受けることを抑制できる。
また、図20に示すように、配線層WL5において、基準電位が供給される導体プレーン2PS5は、配線層WL5に形成された複数の導体パターンのうち、最も面積が大きい。図20に示す例では、導体プレーン2PS5は領域CHR1および領域CHR2にある。また、配線層WL5には、基準電位が供給される導体プレーン2PS5の他、電源電位VD1(図3参照)が供給される複数のスルーホール配線2TV1、電位VD2(図3参照)が供給されるスルーホール配線2TV2、および基準電位VSS(図3参照)が供給される複数のスルーホール配線2TVSが形成されている。図20では、配線層WL5の領域CHR2に形成された複数のスルーホール配線2TVSのうち、領域CHR1の近傍に配置されているものを例示的に示している。配線層WL5の領域CHR2には、例えば、スルーホール配線2TRwや図22に示す配線Twの周囲などに多数のスルーホール配線2TVSが形成されているが、見易さのため、図20では、図示を省略している。また、配線層WL5には、入力信号が伝送される複数のスルーホール配線2TRw、および出力信号が伝送される複数のスルーホール配線2TTwが形成されている。スルーホール配線2TTwは、配線Twの一部分を兼ねる。
なお、図23に示すように、スルーホール配線2TV1、2TV2、2TVS、2TRw、および2TTwのそれぞれは、貫通部THP、ランド部(スルーホールランド)THL1、およびランド部(スルーホールランド)THL2を有する。貫通部THPは、コア層である絶縁層2CRの上面2Ctおよび下面2Cbのうち、一方から他方まで貫通する。また、ランド部THL1は、絶縁層2CRの上面2Ct上に形成され、貫通部THPに接続される。またランド部THL2は、絶縁層2CRの下面2Cbと接するように形成され、貫通部THPに接続される。ランド部THL1、THL2の平面形状は、例えば円形である。図20〜図22では、スルーホール配線2TV1、2TV2、2TVS、2TRw、および2TTwのランド部THL1(図23参照)を示している。また、複数のスルーホール配線2TVSのランド部THL1は、導体プレーン2PS5と接続されている。
また、配線層WL5には、出力信号の信号伝送経路を構成する複数の配線Twがある。複数の配線Twのそれぞれは、端部TwE1(図21に示す円形の部分)、端部TwE1の反対側の端部TwE2(図22に示す円形の部分)、および端部TwE1と端部TwE2とを電気的に接続する配線部(延在部)を備える。図21に示す複数の配線Twのそれぞれは、図14、図16、図19、および図21に示すビア2vtを介して配線層WL1(図11参照)のパッドTy(図11参照)と電気的に接続されている。また、平面視において、複数の配線Twのそれぞれの一方の端部TwE1は、領域CHR1にある。ビア2vtは、配線Twの端部TwE1に接続される。また、図22に示すように複数の配線Twのそれぞれの他方の端部TwE2は、領域CHR2にある。複数の配線Twのそれぞれ(詳しくは、配線Twの配線部)は、領域CHR1と領域CHR2とを跨ぐように延びる。
また、図20〜図22に示すように、導体プレーン2PS5には複数の開口部が設けられ、複数の開口部のそれぞれの内側に複数の配線Tw、入力信号の伝送経路を構成する複数のスルーホール配線2TRw(図20参照)、複数のスルーホール配線2TV1(図21参照)、および複数のスルーホール配線2TV2(図21参照)が配置されている。配線Tw、スルーホール配線2TRw、スルーホール配線2TV1、およびスルーホール配線2TV2のそれぞれは、導体プレーン2PS4と離間している(電気的に分離されている)。
入力信号を伝送するビア2vr(図20参照)は、開口部内のスルーホール配線2TRwに接続されている。出力信号を伝送するビア2vtは、配線Twの端部TwE1(図21参照)に接続されている。電源電位VD1(図3参照)を伝送するビア2vv1は、開口部内のスルーホール配線2TV1に接続されている。電源電位VD2(図3参照)を伝送するビア2vv2は、開口部内のスルーホール配線2TV2に接続されている。
また、本実施の形態の場合、出力信号である信号SGT(図1参照)は、差動信号である。したがって、複数の配線Twは、差動対(第2差動対、出力信号用差動対)を含む。図21および図22に示すように、差動対を構成する二本の配線Twp、Twnの間には、導体プレーン2PS5は配置されていない。また、差動対を構成する二本の配線Twp、Twnのそれぞれは互いに隣り合って配置さている。言い換えれば、差動対を構成する二本の配線Twp、Twnのそれぞれは、並走するように配置されている。二本の配線Twp、Twnの離間距離は、可能な限り一定であることが好ましい。
また、図12、図21、および図22に示すように、平面視において、複数の配線Twの複数の差動対(配線Twpと配線Twn)のうち、互いに隣り合う差動対の間には、導体プレーン2PS5が有る。これにより、異なる信号が伝送される信号伝送経路間でのクロストークノイズを低減することができる。
また、図21に示すように、平面視において、複数の配線Twの複数の差動対(配線Twpと配線Twn)のうち、互いに隣り合う差動対の間には、複数のスルーホール配線2TVSに接続される導体プレーン2PS5と、導体プレーン2PS5と離間する複数のスルーホール配線2TV1と、が配列される。複数のスルーホール配線2TV1のそれぞれと、複数の配線Twのそれぞれとの間には、導体プレーン2PS5がある。
複数のスルーホール配線2TV1のそれぞれは、ビア2vv1を介して図15に示す複数の導体プレーン2PV1に接続される。配線Twへのノイズ影響のみを考慮すると、高速信号伝送経路である配線Twの間には、スルーホール配線2TV1が無い方が良い。しかし、本実施の形態のように配線Twの間に複数のスルーホール配線2TV1を配置することにより、図15に示す複数の導体プレーン2PV1を配置することができる。また、スルーホール配線2TV1と配線Twとの間に、導体プレーン2PS5を介在させることにより、スルーホール配線2TV1から配線Twに対するノイズ影響を低減させることができる。
また、図15に示すように、配線基板SUB1は、配線層WL3に、メモリ回路MC1(図8参照)に電源電位VD1(図3参照)を供給する大面積の導体パターンである複数の導体プレーン2PV1を備えている。この複数の導体プレーン2PV1の面積を大きくすることにより、メモリ回路MC1への電力供給を安定化することができるが、本実施の形態の場合、以下のように導体プレーン2PV1の大面積化を図っている。すなわち、配線層WL3において、複数の導体プレーン2PV1のそれぞれは、領域CHR1と領域CHR2との境界を跨ぐように配置される。単にメモリ回路MC1と重なる領域のみに導体プレーン2PV1を配置する目的であれば、導体プレーン2PV1を領域CHR2に配置する必要はない。しかし、本実施の形態では、領域CHR1と領域CHR2との境界を跨ぐように複数の導体プレーン2PV1のそれぞれを配置することで、導体プレーン2PV1の面積を大きくしている。
また、図15に示すように、配線層WL3において、複数の配線Rwと導体プレーン2PV1との間にある導体プレーン2PS3は、配線Rwに沿って、領域CHR1と領域CHR2との境界を跨ぐように配置されている。詳しくは、配線層WL3において、互いに隣り合う差動対(図16に示す導体プレーン2PV1を介して隣り合う二対の差動対)と、上記差動対の間にある導体プレーン2PV1と、の間に導体プレーン2PS3がある。この導体プレーン2PS3は、上記差動対を構成する配線Rwに沿って領域CHR1と領域CHR2との境界を跨ぐように配置される。これにより、複数の導体プレーン2PV1のそれぞれが、領域CHR1と領域CHR2との境界を跨ぐように延びている場合でも、領域CHR2において、導体プレーン2PV1から配線Rwに対するノイズ影響を低減できる。
また、図20に示すように、配線層WL5において、複数のスルーホール配線2TV1のそれぞれは、領域CHR1と領域CHR2の両方に配置される。また、平面視において、複数のスルーホール配線2TV1のそれぞれは、図15に示す複数の導体プレーン2PV1のそれぞれと重なる。電源電位VD1(図3参照)は、図6に示す半田ボールSBが配置された配線基板SUB1の下面2b側から供給され、複数のスルーホール配線2THWを経由して半導体チップCHP1に供給される。このため、図15に示す複数の導体プレーン2PV1のそれぞれに接続されるスルーホール配線2TV1の数が増えれば、電源電位VD1の供給経路の数が増大する。本実施の形態のように、複数のスルーホール配線2TV1のそれぞれが、領域CHR1および領域CHR2のそれぞれに配置されていることで、複数の導体プレーン2PV1のそれぞれに接続されるスルーホール配線2TV1の数を増やすことができる。この結果、導体プレーン2PV1に電源電位VD1を供給する経路の数が増加するので、メモリ回路MC1(図8参照)への電力供給を安定化させることができる。
また、図15に示すように、配線層WL5において、複数のスルーホール配線2TV1のそれぞれと、複数の配線Twのそれぞれとの間にある導体プレーン2PS3は、配線Twに沿って、領域CHR1と領域CHR2との境界を跨ぐように配置されている。詳しくは、配線層WL5において、互いに隣り合う差動対(図21に示す複数のスルーホール配線2TV1を介して隣り合う二対の差動対)と、上記差動対の間にある複数のスルーホール配線2TV1と、の間に導体プレーン2PS5がある。この導体プレーン2PS5は、上記差動対を構成する配線Twに沿って領域CHR1と領域CHR2との境界を跨ぐように配置される。これにより、複数のスルーホール配線2TV1のそれぞれが、領域CHR2に配置される場合でも、領域CHR2において、スルーホール配線2TV1のから配線Twに対するノイズ影響を低減できる。
ただし、図示は省略するが、配線基板SUB1に対する変形例としては、図15に示す複数の導体プレーン2PV1のそれぞれが、領域CHR1に有り、かつ、領域CHR2には無い場合もある。この変形例の場合、図20に示す複数のスルーホール配線2TV1のそれぞれは、領域CHR1に配置され、かつ領域CHR2には配置されない。
また、本実施の形態では、図15に示す配線層WL3に複数の導体パターン2PV1を配置する他、図10に示す配線層WL1でも、メモリ回路MC1(図8参照)への電力供給を安定化させる対策を行っている。図24は、図10のA部の拡大平面図である。
図6示すように、配線基板SUB1の配線層WL1には、突起電極3BPを介して半導体チップの複数の電極3PDと電気的に接続される複数のパッド(端子)2PDが配置される。配線基板SUB1の複数のパッド2PDは、半導体チップCHP1の複数の電極Vx1(図7参照)と電気的に接続される複数のパッドVy1(図24参照)を含む。また、図24に示すように、複数のパッドVy1のそれぞれは、複数のパッドVy1を互いに連結する連結部Vy1jを介して配線層WL1の領域CHR2にある導体プレーン(導体パターン)2PV1と電気的に接続される。
このように互いに隣り合うパッドVy1を電気的に接続することにより、複数のパッドVy1のうち、一部のパッドVy1における電力需要が瞬間的に大きくなった場合に、他のパッドVy1の電力供給経路を利用することができる。また、複数のパッドVy1が大面積の導体パターンである導体プレーン2PV1に接続されているので、電力供給をさらに安定化することができる。
また、図6示す配線基板SUB1の複数のパッド2PDは、半導体チップCHP1の複数の電極Vx2(図7参照)と電気的に接続される複数のパッドVy2(図24参照)を含む。また、図24に示すように、複数のパッドVy2のそれぞれは、複数のパッドVy2を互いに連結する連結部Vy2jを介して互いに電気的に接続されている。
このように互いに隣り合うパッドVy2を電気的に接続することにより、複数のパッドVy1のうち、一部のパッドVy2における電力需要が瞬間的に大きくなった場合に、他のパッドVy2の電力供給経路を利用することができる。なお、上記したように本実施の形態の場合、図3に示す電源電位VD1と電源電位VD2とが互いに異なるため、パッドVy2は導体プレーン2PV1に接続されていない。言い換えれば、複数のパッドVy1と複数のパッドVy2とは電気的に分離されている。さらに言い換えれば、図7に示す複数の電極Vx1と複数の電極Vx2とは、電気的に分離されている。
ただし、本実施の形態に対する変形例として、電源電位VD1と電源電位VD2とが同電位である場合、複数のパッドVy2を導体プレーン2PV1に接続しても良い。この場合、パッドVy2を経由する電力供給をさらに安定化することができる。
また、図6示す配線基板SUB1の複数のパッド2PDは、半導体チップCHP1の複数の電極Vxs(図7参照)と電気的に接続される複数のパッドVys(図24参照)を含む。また、図24に示すように、複数のパッドVysのそれぞれは、複数のパッドVysを互いに連結する連結部Vysjを介して互いに電気的に接続されている。複数のパッドVysおよびこれを連結する複数の連結部Vysjは、入力信号の伝送経路であるパッドRy(詳しくは差動対を構成するパッドRypおよびパッドRyn)の周囲を囲むように配置される。また、複数のパッドVysおよびこれを連結する複数の連結部Vysjは、出力信号の伝送経路であるパッドTy(詳しくは差動対を構成するパッドTypおよびパッドTyn)の周囲を囲むように配置される。このように、平面視において、信号伝送経路の周囲を囲むように基準電位の供給経路を配置することで、信号伝送経路に対するクロストークノイズを低減することができる。
なお、図10に示すように、配線層WL1の領域CHR1の周囲は導体プレーン2PV1に囲まれ、図24に示すように、領域CHR1内の複数のパッドVy1は導体プレーン2PV1に接続されている。このため、互いに連結された複数のパッドVysは、複数のブロックに分割されている。複数のパッドVysのそれぞれは、図13に示す導体プレーン2PS2を介して電気的に接続されている。このため、複数のパッドVysのうち、一部のパッドVysにおける基準電位需要が瞬間的に大きくなった場合に、他のパッドVysの供給経路を利用することができる。
また、図15に示すように、配線層WL3に配置される複数の導体プレーン2PV1のそれぞれは、Y方向に延在する。図24に示すように、配線層WL1に配置される複数のパッドVy1のそれぞれは、Y方向と交差する(図24では直交する)X方向に沿って配列され、かつ、連結部Vy1jを介して互いに連結される。
図15に示すように、複数の導体プレーン2PV1は、配線Rwの間に配置されるので、配線WL3内で複数の導体プレーン2PV1を電気的に接続することは難しい。しかし、メモリ回路MC1(図8参照)への電力供給経路を多くすることにより、電力供給を安定化させる観点からは、複数の導体プレーン2PV1を互いに電気的に接続することが好ましい。図24に示すように、X方向に沿って配列される複数のパッドVy1が互いに電気的に接続されている場合、図15に示す複数の導体プレーン2PV1をメモリ回路MC1の近傍で電気的に接続することができる。この結果、図15に示す複数の導体プレーン2PV1のそれぞれが電気的に接続されていない場合と比較して、メモリ回路への電力供給経路の数を増やすことができる。
また、図25は、図20に示す出力信号用配線と、図15に示す入力信号用配線とを重ねあわせた状態を示す平面図である。図25では、配線層WL5に形成された導体パターンを示しているが、図15の配線層WL3に形成された複数の配線Rwを点線で示している。
図25に示すように、配線層WL3(図15参照)に配置される複数の配線Rwと配線層WL5に配置される複数の出力信号配線とは、領域CHR1において、互いに重なっている。詳しくは、領域CHR1において、配線Twの一部分は、配線Rwの一部分と重なる。また、領域CHR1において、複数の配線Twと複数の配線Rwのそれぞれは、互いに重なり、かつ、同じ方向に延びる。言い換えれば、領域CHR1において、配線Twと配線Rwとは、導体プレーン2PS4(図12参照)を介して重なった状態で並走する。また、領域CHR2において、配線Twの一部分は、配線Rwの一部分と重なる。また、領域CHR2において、複数の配線Twと複数の配線Rwのそれぞれは、互いに重なり、かつ、同じ方向に延びる。言い換えれば、領域CHR2において、配線Twと配線Rwとは、導体プレーン2PS4(図12参照)を介して重なった状態で並走する。平面視において配線Twと配線Rwとが重ならない部分もあるが、配線Twと配線Rwと重なる部分の長さは、配線Twと配線Rwとが重ならない部分の長さより長い。また、少なくとも領域CHR1と領域CHR2との境界では、配線Twと配線Rwは重なる。
図15および図20を用いて説明したように、配線層WL3において隣り合う配線Rwの間に導体プレーン2PV1が配置され、配線層WL5において、隣り合う配線Twの間に複数のスルーホール配線2TV1が配置されている場合、配線Twと配線Rwとが重なるように配置することで、導体プレーン2PV1とスルーホール配線2TV1とが重なるように配置できる。これにより、電源電位VD1(図3参照)の供給経路を短くできるので、電力供給経路におけるロスを低減できる。
また、本実施の形態の場合、配線Rwと配線Twとの間には、図18に示す配線層WL4に形成された導体プレーン2PS4が介在する。このため、配線Rwと配線Twとが重なっていても、配線Twから配線Rwへのノイズ影響を低減できる。
次に、図6に示す配線層WL6〜配線層WL10の構造例を簡単に説明する。図26は、図20に示す配線層の下層(第6層目)の配線層の平面図である。図27は、図26に示す配線層の下層(第7層目)の配線層の平面図である。図28は、図27に示す配線層の下層(第8層目)の配線層の平面図である。図29は、図28に示す配線層の下層(第9層目)の配線層の平面図である。図30は、図20に示す配線層の下層(第10層目)の配線層の平面図である。図26〜図30では、領域CHR1と領域CHR2との境界を二点鎖線で示している。また、図26〜図30では、各伝送経路に供給される信号や電位の種類を識別するため、図7と同様にハッチングや模様を付している。
図26に示すように、配線層WL6には、基準電位が供給される導体プレーン2PS6および複数のスルーホール配線2TVSが形成されている。また、配線層WL6には、電源電位VD1(図3参照)が供給される複数のスルーホール配線2TV1および電源電位VD2が供給される複数のスルーホール配線2TV2が形成されている。また、配線層WL6には、出力信号が伝送される複数のスルーホール配線2TTwおよび入力信号が伝送される複数のスルーホール配線2TRwが形成されている。配線層WL6において、複数のスルーホール配線2TV1の一部は、領域CHR1に有り、複数のスルーホール配線2TV1の他部は、領域CHR2にある。
導体プレーン2PS6は、配線層WL6に形成された複数の導体パターンのうち、最も面積が大きい。導体プレーン2PS6には複数の開口部が設けられ、複数の開口部のそれぞれの内側に、複数のスルーホール配線2TV1、2TV2、2TTw、および2TRwのそれぞれが配置されている。複数のスルーホール配線2TV1、2TV2、2TTw、および2TRwのそれぞれは、導体プレーン2PS6と離間している(電気的に分離されている)。また、複数のスルーホール配線2TVSは、導体プレーン2PS6と一体に形成されている。
入力信号を伝送するビア2vrは、開口部内のスルーホール配線2TRwに接続されている。出力信号を伝送するビア2vtは、配線Twのスルーホール配線2TTwに接続されている。電源電位VD1(図3参照)を伝送するビア2vv1は、開口部内のスルーホール配線2TV1に接続されている。電源電位VD2(図3参照)を伝送するビア2vv2は、開口部内のスルーホール配線2TV2に接続されている。また、図26では図示を省略したが、基準電位が供給されるビア(基準電位用ビア)は、配線層WL6の領域CHR2において、導体プレーン2PS6に接続される。配線層WL6において、複数のビア2vv1の一部は、領域CHR1でスルーホール配線2TV1に接続され、複数のビア2vv1の他部は、領域CHR2でスルーホール配線2TV1に接続される。図26に示す複数のビア2vv1のそれぞれは、図27に示す導体プレーン2PV1に接続される。
また、図27に示すように、配線層WL7には、基準電位が供給される導体プレーン2PS7が形成されている。また、配線層WL7には、電源電位VD1(図3参照)が供給される導体プレーン2PV1および電源電位VD2が供給される導体プレーン2PV2が形成されている。また、配線層WL7には、出力信号が伝送されるビア2vtが接続される複数の導体パターンおよび入力信号が伝送されるビア2vrが接続される複数の導体パターンが形成されている。
導体プレーン2PS7は、配線層WL7に形成された複数の導体パターンのうち、最も面積が大きい。導体プレーン2PS7には複数の開口部が設けられ、複数の開口部のそれぞれの内側に、信号伝送経路を構成する複数の導体パターンおよび導体プレーン2PV1が配置されている。上記複数の導体パターンおよび導体プレーン2PV1のそれぞれは、導体プレーン2PS7と離間している(電気的に分離されている)。また、本実施の形態の場合、配線層WL7に形成された導体プレーン2PV1には開口部が形成され、開口部内に導体プレーン2PV2が配置されている。導体プレーン2PV2は、導体プレーン2PV1と離間している(電気的に分離されている)。
出力信号を伝送する複数のビア2vtおよび入力信号を伝送する複数のビア2vrのそれぞれは、開口部内の複数の導体パターンに接続されている。電源電位VD1(図3参照)が供給される複数のビア2vv1は、導体プレーン2PV1に接続されている。配線層WL7において、複数のビア2vv1の一部は、領域CHR1に有り、複数のビア2vv1の他部は、領域CHR2にある。電源電位VD2(図3参照)が供給される複数のビア2vv2は、導体プレーン2PV2に接続されている。また、基準電位VSS(図3参照)が供給される複数のビア2vsは、配線層WL7の領域CHR2において、導体プレーン2PS7に接続されている。
また、図28に示すように、配線層WL8には、基準電位が供給される導体プレーン2PS8が形成されている。また、配線層WL8には、電源電位VD1(図3参照)が供給される複数の導体パターンおよび電源電位VD2が供給される複数の導体パターンが形成されている。また、配線層WL8には、出力信号が伝送されるビア2vtが接続される複数の導体パターンおよび入力信号が伝送されるビア2vrが接続される複数の導体パターンが形成されている。
導体プレーン2PS8は、配線層WL8に形成された複数の導体パターンのうち、最も面積が大きい。導体プレーン2PS8には複数の開口部が設けられ、複数の開口部のそれぞれの内側に、信号伝送経路を構成する複数の導体パターンおよび電源電位VD1または電源電位VD2が供給される複数の導体パターンが配置されている。上記複数の導体パターンのそれぞれは、導体プレーン2PS8と離間している(電気的に分離されている)。
出力信号を伝送する複数のビア2vtおよび入力信号を伝送する複数のビア2vrのそれぞれは、開口部内の複数の導体パターンに接続されている。電源電位VD1(図3参照)が供給される複数のビア2vv1は、導体プレーン2PV1に接続されている。電源電位VD2(図3参照)が供給される複数のビア2vv2は、導体プレーン2PV2に接続されている。また、基準電位VSS(図3参照)が供給される複数のビア2vsは、配線層WL8の領域CHR2において、導体プレーン2PS8に接続されている。
また、図29に示すように、配線層WL9には、基準電位が供給される導体プレーン2PS9が形成されている。また、配線層WL9には、電源電位VD1(図3参照)が供給される導体プレーン2PV1および電源電位VD2が供給される導体プレーン2PV2が形成されている。また、配線層WL9には、出力信号が伝送されるビア2vtが接続される複数の導体パターンおよび入力信号が伝送されるビア2vrが接続される複数の導体パターンが形成されている。
導体プレーン2PS9は、配線層WL9に形成された複数の導体パターンのうち、最も面積が大きい。導体プレーン2PS9には複数の開口部が設けられ、複数の開口部のそれぞれの内側に、信号伝送経路を構成する複数の導体パターンおよび導体プレーン2PV1が配置されている。上記複数の導体パターンおよび導体プレーン2PV1のそれぞれは、導体プレーン2PS9と離間している(電気的に分離されている)。また、本実施の形態の場合、配線層WL9に形成された導体プレーン2PV1には開口部が形成され、開口部内に導体プレーン2PV2が配置されている。導体プレーン2PV2は、導体プレーン2PV1と離間している(電気的に分離されている)。
出力信号を伝送する複数のビア2vtおよび入力信号を伝送する複数のビア2vrのそれぞれは、開口部内の複数の導体パターンに接続されている。電源電位VD1(図3参照)が供給される複数のビア2vv1は、導体プレーン2PV1に接続されている。電源電位VD2(図3参照)が供給される複数のビア2vv2は、導体プレーン2PV2に接続されている。また、基準電位VSS(図3参照)が供給される複数のビア2vsは、配線層WL9の領域CHR2において、導体プレーン2PS9に接続されている。
また、図30に示すように、配線層WL10には、基準電位が供給される導体プレーン2PS10が形成されている。また、配線層WL10には、複数のランド2LDが形成されている。複数のランド2LDは、電源電位VD1(図3参照)が供給される複数のランド(第1電源電位用ランド)2LV1および電源電位VD2(図3参照)が供給される複数のランド(第2電源電位用ランド)2LV2を含む。また、複数のランド2LDは、出力信号が伝送される複数のランド(出力信号ランド)2LTwおよび入力信号が伝送される複数のランド(入力信号ランド)2LRwを含む。また、複数のランド2LDは、基準電位VSS(図3参照)が供給される複数のランド(基準電位用ランド)2LVSを含む。ただし、複数のランド2LVSは、導体プレーン2PS10と一体に形成されている。
導体プレーン2PS10は、配線層WL10に形成された複数の導体パターンのうち、最も面積が大きい。導体プレーン2PS10には、複数の開口部が設けられ、複数の開口部のそれぞれの内側に、複数のランド2LV1、複数のランド2LV2、複数のランド2LTw、および複数のランド2LRwが配置されている。複数のランド2LV1、複数のランド2LV2、複数のランド2LTw、および複数のランド2LRwのそれぞれは、導体プレーン2PS10と離間している(電気的に分離されている)。
図29に示す複数のビア2vtは、図30に示す複数のランド2LTwに接続されている。図29に示す複数のビア2vrは、図30に示す複数のランド2LRwに接続されている。図29に示す複数のビア2vv1は、図30に示す複数のランド2LV1に接続されている。図29に示す複数のビア2vv2は、図30に示す複数のランド2LV2に接続されている。また、図29に示す複数のビア2vsは、図30に示す導体プレーン2PS10に接続されている。
本実施の形態の半導体装置PKG1(図6参照)が備える配線基板SUB1は、上記の構造になっている。図7に示す電極Rxは、図11に示すパッドRy、図15に示す配線Rw、図20に示すスルーホール配線2TRw、各配線層間を電気的に接続する複数のビア2vr、およびビア2vrが接続される各配線層の導体パターンを介して図30に示すランド2LRwと電気的に接続されている。また、図7に示す電極Txは、図11に示すパッドTy、図20に示す配線Tw、スルーホール配線2TTw、各配線層間を電気的に接続する複数のビア2vt、およびビア2vtが接続される各配線層の導体パターンを介して図30に示すランド2LTwと電気的に接続されている。また、図7に示す電極Vx1は、図11に示すパッドVy1、図13、図15、図27、および図29に示す導体プレーン2PV1、図20に示すスルーホール配線2TV1、各配線層間を電気的に接続する複数のビア2vv1、およびビア2vv1が接続される各配線層の導体パターンを介して図30に示すランド2LV1と電気的に接続されている。また、図7に示す電極Vx2は、図11に示すパッドVy2、図15、図27、および図29に示す導体プレーン2PV2、図20に示すスルーホール配線2TV2、各配線層間を電気的に接続する複数のビア2vv2、およびビア2vv2が接続される各配線層の導体パターンを介して図30に示すランド2LV2と電気的に接続されている。また、図7に示す電極Vxsは、図11に示すパッドVys、配線層WL2〜配線層WL10に形成された導体プレーン2PS2〜2PS10、および各配線層間を電気的に接続する複数のビア2vsを介して図30に示すランド2LVSと電気的に接続されている。
ところで、図14、図16、図19、および図21に示す例では、出力信号の伝送経路を構成するビア2vtは、領域CHR1において互いに重なっている。また、図14および図16に示すように、入力信号の伝送経路を構成するビア2vrは、領域CHR1において互いに重なっている。図31は、図6に示す信号伝送経路の断面構造例を示す要部拡大断面図である。図32は、図31に対する変形例を示す要部拡大断面図である。
信号伝送経路を構成するビア2vrが平面視において重なっている場合、図31に示すように電極Rxに接続される信号伝送経路の経路距離を短くできる。図31に示すように配線層WL1と配線層WL2とを電気的に接続するビア2vr1と、配線層WL2と配線層WL3とを電気的に接続するビア2vr2とは、平面視における中心点が重なっているので、電極Rxから配線層WL3に至る信号伝送経路の経路距離は最短距離になる。
同様に、電極Txに接続される信号伝送経路を構成するビア2vtは、配線層WL1と配線層WL2とを電気的に接続するビア2vt1と、配線層WL2と配線層WL3とを電気的に接続するビア2vt2と、配線層WL3と配線層WL4とを電気的に接続するビア2vt3と、配線層WL4と配線層WL5とを電気的に接続するビア2vt4とを含む。ビア2vt1、2vt2、2vt3、および2vt4のそれぞれが平面視において重なっている場合、電極Txから配線層WL5に至る信号伝送経路の経路距離を短くすることができる。
信号伝送経路の経路距離を短くすれば、ノイズ影響を受けるリスクが低減する。また信号強度が低下し難くなる。したがって、信号伝送信頼性を向上させる観点からは、電極Rxに接続される複数のビア2vr、または電極Rxに接続される複数のビア2vtが平面視において互いに重なっていることが特に好ましい。
ただし、図31に示す配線基板SUB1に対する変形例として、図32に示す配線基板SUB3のように、平面視において、ビア2vr1とビア2vr2とが重なっていない場合もある。図32に示す例では、平面視において、ビア2vr1とビア2vr2とは重ならない。また、図32に示す例では、平面視において、ビア2vt2とビア2vt3とは重ならない。本実施の形態のようにスルーホール配線2THWが配置される配線層である配線層WL5に信号伝送経路を構成する配線Twを配置する場合、スルーホール配線2THWのランド部THL1を避けて信号伝送経路を配置する場合がある。この時、ランド部THL1を避けるために、複数のビア2vtまたは複数のビア2vtが平面視において重なるようにレイアウトすることが困難になる場合もある。
図32に示すビア2vr1とビア2vr2とのずれ量を、平面視におけるビア2vr1とビア2vr2の中心間距離VG1として表すと、中心間距離VG1は極力短い方が良い。同様に、図32に示すビア2vt2とビア2vt3とのずれ量を、平面視におけるビア2vt2とビア2vt3の中心間距離VG2として表すと、中心間距離VG2は極力短い方が良い。
中心間距離VG1は電極Rxに接続される配線Rwの延在距離より短い方が良い。また、図21に示すように、配線層WL5において複数のスルーホール配線2THW(図23参照)のランド部THL1(図23参照)が、互いに隣り合うように配列されている場合、図32に示す中心間距離VG1は、互いに隣り合うランド部THL1の中心間距離以下であることが好ましい。また、図32に示す中心間距離VG1は、ランド部THL1の直径以下であることが特に好ましい。
同様に中心間距離VG2は電極Txに接続される配線Twの延在距離より短い方が良い。また、図21に示すように、配線層WL5において複数のスルーホール配線2THW(図23参照)のランド部THL1(図23参照)が、互いに隣り合うように配列されている場合、図32に示す中心間距離VG2は、互いに隣り合うランド部THL1の中心間距離以下であることが好ましい。また、図32に示す中心間距離VG2は、ランド部THL1の直径以下であることが特に好ましい。
なお、上記実施の形態中でもいくつかの変形例について説明したが、以下では、上記実施の形態で説明した変形例以外の代表的な変形例について説明する。
<変形例1>
上記した半導体装置PKG1の場合、図3に示す電源電位VD1と電源電位VD2とが互いに異なっている実施例を取り上げて説明した。半導体装置PKG1に対する変形例として、電源電位VD1と電源電位VD2とが導電位であっても良い。この変形例では、図24に示す複数のパッドVy2のそれぞれと、導体プレーン2PV1とが連結部Vy2jを介して連結されていても良い。また、図27や図29に示す導体プレーン2PV1と導体プレーン2PV2とを連結し、一枚の導体プレーン2PV1にしても良い。この場合、電源電位の供給経路が半導体装置PKG1と比較してさらに増える。この結果、図3に示すメモリ回路MC1、ロジック回路LGC1、入出力回路IOC1、あるいはルックアップテーブルLUT1への電力供給をさらに安定化させることができる。
<変形例2>
上記した半導体装置PKG1の場合、高速で信号伝送を行うのみを示して説明した。しかし、半導体装置PKG1に対する変形例は、高速信号伝送経路である信号伝送経路SGP(図1参照)の伝送速度より低い伝送速度(例えば3Gbps以下程度)で電気信号が伝送される低速信号伝送経路を有していても良い。図33は、図11に対する変形例である半導体装置が備える配線基板の第1配線層におけるパッドのレイアウト例を示す拡大平面図である。
図33に示す配線基板SUB4は、配線層WL1に、パッド(端子、低速信号端子)Lyを有している点で、図1に示す配線基板SUB1と相違する。図33に示す複数のパッドLyのそれぞれには、図1に示す信号SGTおよび信号SGRより遅い伝送速度で低速信号が伝送される。複数のパッドLyのそれぞれは、図31に示すパッドTyやパッドRyの例と同様に、半導体チップの電極(低速信号用電極)と対向する位置に配置され、かつ、電極(低速信号用電極)と電気的に接続されている。
このように、高速信号と低速信号とが混在する場合、低速信号からのクロストークノイズが高速信号に及ぶことを回避するため、高速信号伝送経路と低速信号伝送経路とは離れて配置されていることが好ましい。図33に示す例では、領域CHR1の外縁は、辺(長辺、第1辺)SL1と、辺SL1の反対側に位置する辺(長辺、第2辺)SL2と、辺SL1および辺SL2と交差する辺(短辺、第3辺)SL3と、辺SL3の反対側に位置する辺(短辺、第4辺)SL4と、を有する。
上記した配線基板SUB1の例と同様に、図33に示す複数のパッドRyに接続される複数の配線Rw(図15参照)、および複数のパッドTyに接続される複数の配線Tw(図20参照)のそれぞれは、辺SL1または辺SL2を跨ぐように配置される。言い換えれば、高速信号伝送経路は、領域CHR1の辺SL1または辺SL2を跨いで領域CHR2(図15参照)に引き出される。一方、図33に示すように複数のパッドLyのそれぞれは、辺SL1および辺SL2よりも、辺SL3または辺SL4に近い位置に配置されている。このため、複数のパッドLyに接続される複数の配線Lwは、図33に示すように、辺SL3または辺SL4を跨ぐように配置される。言い換えれば、低速信号伝送経路は、領域CHR1の辺SL3または辺SL4を跨いで領域CHR2(図15参照)に引き出される。
図33に示すレイアウトにより、高速信号伝送経路と低速信号伝送経路との離間距離が大きくなるので、低速信号からのクロストークノイズが高速信号に及ぶことを回避することができる。
<変形例3>
上記実施の形態では、高速で信号伝送を行う半導体装置に係る複数の技術について説明したが、複数の技術のうちの一部を抽出しても良い。例えば、上記した複数の技術のうち、コア層である絶縁層2CR(図6参照)に信号伝送用の配線を形成する技術を適用すれば、配線基板SUB1より配線層数が少ない配線基板SUB5(図34参照)が得られる。図34は、図6に対する変形例である半導体装置の断面図である。また、図35は、図34に示す配線層の第3配線層の平面図である。
図34に示す半導体装置PKG3が備える配線基板SUB5は、配線層数が6層構造である点で、図6に示す半導体装置PKG1の配線基板SUB1と相違する。また、配線基板SUB5は、複数のスルーホール配線2THW(詳しくは図23に示すスルーホール配線2THWのランド部THL1)が形成される配線層WL3に、複数の配線Twおよび複数の配線Rwが配置されている点で配線基板SUB1と相違する。
図35に示すように、配線基板SUB5は辺2ss1および辺2ss1の反対側に位置する辺2ss2を備える。複数の配線Twのそれぞれは、配線層WL3において、領域CHR1から配線基板SUB5の辺2ss1に向かって延びる。一方、複数の配線Twのそれぞれは、領域CHR1から辺2ss2に向かって延びる。言い換えれば、複数の配線Rwと複数の配線Twのそれぞれは、互いに反対方向に向かって延びる。
このように、配線Rwと配線Twとを反対方向にすることにより、入力信号と出力信号とのクロストークノイズを低減できる。ただし、配線層WL3のノイズ低減特性は、図6に示す配線基板SUB1の配線層WL5と同程度である。したがって、入力信号の伝送経路である配線Rwのノイズ低減特性を向上させる観点からは、図6を用いて説明した配線基板SUB1の構造の方がより好ましい。
<変形例4>
また、図9に示すように半導体装置PKG1の場合、配線基板SUB1の上面2t上には、半導体チップCHP1のみが搭載されている。ただし、変形例としては、半導体チップCHP1の他、複数のコンデンサ部品や放熱板などの部品が配線基板SUB1上にさらに搭載されていても良い。
<変形例5>
また、例えば、上記の通り種々の変形例について説明したが、上記で説明した各変形例同士を組み合わせて適用することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
その他、上記実施の形態に記載された内容の一部を以下に記載する。
〔付記1〕
第1表面、前記第1表面の反対側の第1裏面、および前記第1表面に複数列で配列される複数の電極を備える半導体チップと、
前記半導体チップが搭載される第1主面、前記第1主面の反対側の第2主面、前記第1主面と前記第2主面との間にある複数の配線層、前記第1主面と前記第2主面との間にあり、第3主面および前記第3主面の反対側の第4主面を有する第1絶縁層、および前記第1絶縁層を厚さ方向に貫通し、前記第3主面と前記第4主面とを電気的に接続する複数のスルーホール配線を備える配線基板と、
を有し、
前記半導体チップの前記複数の電極は、前記半導体チップに入力される入力信号が伝送される複数の入力信号電極、前記半導体チップから出力される出力信号が伝送される複数の出力信号電極、前記半導体チップの第1回路に基準電位を供給する複数の基準電位電極、および前記第1回路に前記基準電位と異なる第1電位を供給する複数の第1電位電極、を含み、
平面視において、前記半導体チップは、第1辺と、前記第1辺の反対側の第2辺と、前記第1辺と前記第2辺との間にある第1領域と、前記第1領域と前記第2辺との間にある第2領域と、前記第1領域と前記第2領域との間にある第3領域と、を有し、
前記半導体チップの前記複数の第1電位電極および前記複数の基準電位電極のそれぞれは、前記第1領域および前記第2領域のそれぞれに配列され、
前記半導体チップの前記複数の入力信号電極および前記複数の出力信号電極のそれぞれは、前記第3領域に配列され、
前記配線基板の前記複数の配線層は、
前記第1主面と前記第2主面との間にある第1配線層と、
前記第1配線層と前記第2主面との間にある第2配線層と、
前記第2配線層と前記第2主面との間にあり、かつ、前記第1絶縁層の前記第3主面上に形成される第3配線層と、
を含み、
前記配線基板は、
前記第3配線層に形成され、前記複数の入力信号電極のそれぞれに接続される複数の入力信号配線と、
前記第3配線層に形成され、前記複数の出力信号電極のそれぞれに接続される複数の出力信号配線と、
前記第1配線層に形成され、前記第1電位が供給される第1導体パターンと、
前記第2配線層に形成され、前記基準電位が供給される第2導体パターンと、
前記第3配線層に形成され、前記第2導体パターンと電気的に接続される第3導体パターンと、
を備え、
平面視において、前記複数の入力信号配線および前記複数の出力信号配線のそれぞれは、前記第2導体パターンと重なり、
前記配線基板の前記複数の配線層のそれぞれは、平面視において前記半導体チップと重なるチップ重畳領域と、平面視において前記チップ重畳領域より前記配線基板の周縁部側にあるチップ非重畳領域と、を含み、
前記配線基板の外縁は、第1基板辺および前記第1基板辺の反対側に位置する第2基板辺を有し、
平面視において、前記複数の入力信号配線のそれぞれは、前記チップ重畳領域から前記第1基板辺に向かって延び、前記複数の出力信号配線のそれぞれは、前記チップ重畳領域から前記第2基板辺に向かって延びる、半導体装置。
2b 下面(面、主面、実装面、第2主面)
2Cb 下面
2CR 絶縁層(コア材、コア絶縁層)
2Ct 上面
2d 配線
2e 絶縁層
2LD ランド
2LRw ランド(入力信号ランド)
2LTw ランド(出力信号ランド)
2LV1 ランド(第1電源電位用ランド)
2LV2 ランド(第2電源電位用ランド)
2LVS ランド(基準電位用ランド)
2PD パッド(端子、ボンディングパッド、ボンディングリード、半導体チップ接続用端子)
2PL,2PS2,2PS3,2PS4,2PS5,2PS6,2PS7,2PS8,2PS9,2PS10,2PV1,2PV2 導体プレーン(導体パターン)
2PV1 導体パターン
2s 側面
2ss1,2ss2 辺
2t 上面(面、主面、チップ搭載面、第1主面)
2THW,2TRw,2TTw,2TV1,2TV2,2TVS スルーホール配線
2v,2vr,2vr1,2vr2,2vs,2vt,2vt1,2vt2,2vt3,2vt4,2vv1,2vv2 ビア
3b 裏面(主面、下面)
3BP 突起電極(バンプ電極)
3PD 電極(パッド、電極パッド、ボンディングパッド)
3PF 絶縁膜(パッシベーション膜、保護絶縁膜)
3s 側面
3sL1 辺(長辺、第1辺)
3sL2 辺(長辺、第2辺)
3t 表面(主面、上面)
CHP1,CHP2 半導体チップ
CHR1 領域(チップ重畳領域)
CHR2 領域(チップ非重畳領域、周辺領域)
DSn,DSp 差動信号伝送経路
EDV1 電子装置(電子機器)
IOC1 入出力回路
LGC1 ロジック回路
LUT1 ルックアップテーブル(転送先情報記憶回路)
Lw 配線
Ly パッド(端子、低速信号端子)
MB1 配線基板(マザーボード、実装基板)
MC1 メモリ回路(コア回路、第1回路)
PDL1 列(第1列目)
PDL2 列(第2列目)
PDL3 列(第3列目)
PDR1,PDR2,PDR3,PDR4,PDR5,PDR6 領域
PKG1,PKG2,PKG3 半導体装置
Rw,Rwn,Rwp 配線(入力信号配線、信号配線、信号線)
RwE1,RwE2 端部
Rx,Rxn,Rxp 電極(入力信号電極、受信電極)
Ry,Ryn,Ryp パッド(入力信号パッド、受信パッド)
SB 半田ボール(半田材、外部端子、電極、外部電極)
SGP,SGPR,SGPT 信号伝送経路
SGR,SGT 信号
SL1 辺(長辺、第1辺)
SL2 辺(長辺、第2辺)
SL3 辺(短辺、第3辺)
SL4 辺(短辺、第4辺)
SR1,SR2 絶縁層
SUB1,SUB2,SUB3,SUB4,SUB5 配線基板
THL1,THL2 ランド部(スルーホールランド)
THP 貫通部
Tw,Twn,Twp 配線(出力信号配線、信号配線、信号線)
TwE1,TwE2 端部
Tx,Txn,Txp 電極(出力信号電極)
Ty,Tyn,Typ パッド(出力信号パッド)
UF アンダフィル樹脂(絶縁性樹脂)
VD1 電源電位(第1電位)
VD2 電源電位(第2電位)
VG1,VG2 中心間距離
VSS 基準電位
Vx1 電極(第1電位電極、第1電源電位電極)
Vx2 電極(第2電位電極、第2電源電位電極)
Vx2 電源電位電極
Vxs 電極(基準電位電極)
Vy1 パッド(第1電位パッド)
Vy1j,Vy2j,Vysj 連結部
Vy2 パッド(第1電位パッド)
Vys パッド(基準電位パッド)
WL1,WL2,WL3,WL4,WL5,WL6,WL7,WL8,WL9,WL10 配線層

Claims (19)

  1. 第1表面、前記第1表面の反対側の第1裏面、および前記第1表面に複数列で配列される複数の電極を備える半導体チップと、
    前記半導体チップが搭載される第1主面、前記第1主面の反対側の第2主面、前記第1主面と前記第2主面との間にある複数の配線層、前記第1主面と前記第2主面との間にあり、第3主面および前記第3主面の反対側の第4主面を有する第1絶縁層、および前記第1絶縁層を厚さ方向に貫通し、前記第3主面と前記第4主面とを電気的に接続する複数のスルーホール配線を備える配線基板と、
    を有し、
    前記半導体チップの前記複数の電極は、前記半導体チップに入力される入力信号が伝送される複数の入力信号電極、前記半導体チップから出力される出力信号が伝送される複数の出力信号電極、前記半導体チップの第1回路に基準電位を供給する複数の基準電位電極、および前記第1回路に前記基準電位と異なる第1電位を供給する複数の第1電位電極、を含み、
    平面視において、前記半導体チップは、第1辺と、前記第1辺の反対側の第2辺と、前記第1辺と前記第2辺との間にある第1領域と、前記第1領域と前記第2辺との間にある第2領域と、前記第1領域と前記第2領域との間にある第3領域と、を有し、
    前記半導体チップの前記複数の第1電位電極および前記複数の基準電位電極のそれぞれは、前記第1領域および前記第2領域のそれぞれに配列され、
    前記半導体チップの前記複数の入力信号電極および前記複数の出力信号電極のそれぞれは、前記第3領域に配列され、
    前記配線基板の前記複数の配線層は、
    前記第1主面と前記第2主面との間にある第1配線層と、
    前記第1配線層と前記第2主面との間にある第2配線層と、
    前記第2配線層と前記第2主面との間にある第3配線層と、
    前記第3配線層と前記第2主面との間にある第4配線層と、
    前記第4配線層と前記第2主面との間にあり、かつ、前記第1絶縁層の前記第3主面上に形成される第5配線層と、
    を含み、
    前記配線基板は、
    前記第3配線層に形成され、前記複数の入力信号電極のそれぞれに接続される複数の入力信号配線と、
    前記第5配線層に形成され、前記複数の出力信号電極のそれぞれに接続される複数の出力信号配線と、
    前記第1配線層に形成され、前記第1電位が供給される第1導体パターンと、
    前記第2配線層に形成され、前記基準電位が供給される第2導体パターンと、
    前記第3配線層に形成され、前記第2導体パターンと電気的に接続される第3導体パターンと、
    前記第4配線層に形成され、前記第3導体パターンと電気的に接続される第4導体パターンと、
    前記第5配線層に形成され、前記第4導体パターンと電気的に接続される第5導体パターンと、
    を備え、
    前記複数の入力信号配線のそれぞれは、前記第2導体パターンおよび前記第4導体パターンの間にあり、
    前記複数の出力信号配線のそれぞれと前記複数の入力信号配線のそれぞれとの間には、前記第4導体パターンがあり、
    配線の延在方向に対して直交する方向における前記配線の断面積を、配線断面積と定義すると、
    前記複数の入力信号配線のそれぞれの配線断面積は、前記複数の出力信号配線のそれぞれの配線断面積より小さい、半導体装置。
  2. 請求項1において、
    前記入力信号および前記出力信号のそれぞれは、差動信号であり、
    前記複数の入力信号電極および前記複数の入力信号配線は、第1差動対を含み、
    前記複数の出力信号電極および前記複数の出力信号配線は、第2差動対を含み、
    平面視において、前記複数の入力信号配線のうち、前記第1差動対を構成する二本の配線の間には、前記第3導体パターンが無く、かつ、前記第1差動対を構成する二本の配線が互いに隣り合って配置され、
    平面視において、前記複数の出力信号配線のうち、前記第2差動対を構成する二本の配線の間には、前記第5導体パターンが無く、かつ、前記第2差動対を構成する二本の配線が互いに隣り合って配置される、半導体装置。
  3. 請求項2において、
    前記複数の入力信号電極および前記複数の入力信号配線は、複数の前記第1差動対を含み、
    前記複数の出力信号電極および前記複数の出力信号配線は、複数の前記第2差動対を含み、
    平面視において、前記複数の入力信号配線の前記複数の第1差動対のうち、互いに隣り合う前記第1差動対の間には、前記第3導体パターンがあり、
    平面視において、前記複数の出力信号配線の前記複数の第2差動対のうち、互いに隣り合う前記第2差動対の間には、前記第5導体パターンがある、半導体装置。
  4. 請求項3において、
    前記半導体チップの前記第1回路はメモリ回路であって、
    平面視において、前記メモリ回路は、前記半導体チップの前記第1領域および前記第2領域にある、半導体装置。
  5. 請求項3において、
    前記複数のスルーホール配線は、
    前記第1電位が供給される複数の第1電位スルーホール配線と、
    前記基準電位が供給される複数の基準電位スルーホール配線と、
    を含み、
    平面視において、前記複数の出力信号配線の前記複数の第2差動対のうち、互いに隣り合う前記第2差動対の間には、前記複数の基準電位スルーホール配線に接続される前記第5導体パターンと、前記第5導体パターンと離間する前記複数の第1電位スルーホール配線と、が配列され、
    前記複数の第1電位スルーホール配線のそれぞれと、前記複数の出力信号配線のそれぞれとの間には、前記第5導体パターンがある、半導体装置。
  6. 請求項5において、
    前記配線基板は、前記第3配線層に形成され、前記複数の第1電位スルーホール配線と電気的に接続される複数の第1電位導体パターンを備え、
    前記複数の第1電位導体パターンのそれぞれは、前記半導体チップの複数の第1電位電極と電気的に接続され、
    平面視において、前記複数の入力信号配線の前記複数の第1差動対のうち、互いに隣り合う前記第1差動対の間には、前記複数の第1電位導体パターンの一部、および前記第3導体パターンがあり、
    前記複数の第1電位導体パターンのそれぞれと前記複数の入力信号配線のそれぞれとの間には、前記第3導体パターンがある、半導体装置。
  7. 請求項6において、
    前記配線基板の前記複数の配線層のそれぞれは、平面視において前記半導体チップと重なるチップ重畳領域と、平面視において前記チップ重畳領域より前記配線基板の周縁部側にあるチップ非重畳領域と、を含み、
    前記第3配線層において、前記複数の第1電位導体パターンのそれぞれは、前記チップ重畳領域と前記チップ非重畳領域との境界を跨ぐように配置される、半導体装置。
  8. 請求項7において、
    前記第3配線層において、隣り合う前記第1差動対と、隣り合う前記第1差動対の間にある前記第1電位導体パターンと、の間にある前記第3導体パターンは、前記第1差動対を構成する前記入力信号配線に沿って前記チップ重畳領域と前記チップ非重畳領域との境界を跨ぐように配置される、半導体装置。
  9. 請求項7において、
    前記第5配線層において、前記複数の第1電位スルーホール配線のそれぞれは、前記チップ重畳領域および前記チップ非重畳領域の両方に配置され、
    平面視において、前記複数の第1電位スルーホール配線のそれぞれは、前記第3配線層の前記複数の第1電位導体パターンのそれぞれと重なる、半導体装置。
  10. 請求項9において、
    前記第5配線層において、前記複数の第1電位スルーホール配線のそれぞれと、前記複数の出力信号配線のそれぞれとの間にある前記第5導体パターンは、前記出力信号配線に沿って前記チップ重畳領域と前記チップ非重畳領域との境界を跨ぐように配置される、半導体装置。
  11. 請求項7において、
    前記配線基板の前記第1配線層には、突起電極を介して前記半導体チップの前記複数の電極と接続される複数の端子が配置され、
    前記配線基板の前記複数の端子は、前記半導体チップの前記複数の第1電位電極と電気的に接続される複数の第1電位端子を含み、
    前記複数の第1電位端子のそれぞれは、前記複数の第1電位端子を互いに連結する第1連結部を介して前記第1導体パターンと電気的に接続される、半導体装置。
  12. 請求項11において、
    前記第3配線層に配置される前記複数の第1電位導体パターンのそれぞれは、第1方向に延在し、
    前記第1配線層に配置される前記複数の第1電位端子のそれぞれは、前記第1方向と交差する第2方向に沿って配列され、かつ、前記第1連結部を介して互いに連結される、半導体装置。
  13. 請求項9において、
    前記第3配線層に配置される前記複数の入力信号配線と前記第5配線層に配置される前記複数の出力信号配線とは、前記チップ重畳領域において、互いに重なっている、半導体装置。
  14. 請求項4において、
    前記半導体チップは、前記メモリ回路と、信号の入力または出力を実行する入出力回路と、前記メモリ回路および前記入出力回路の動作を制御するロジック回路と、有し、
    平面視において、前記半導体チップの前記第3領域は、前記第1領域と前記第2領域との間にある第4領域と、前記第4領域と前記第2領域との間にある第5領域と、前記第4領域と前記第5領域との間にある第6領域と、を有し、
    平面視において、前記ロジック回路は前記半導体チップの前記第6領域にあり、前記入出力回路は、前記半導体チップの前記第4領域および前記第5領域にあり、
    前記半導体チップの前記複数の電極は、前記半導体チップの前記ロジック回路に前記基準電位と異なる第2電位を供給する複数の第2電位電極、を含み、
    前記半導体チップの前記複数の入力信号電極および前記複数の出力信号電極のそれぞれは、前記第4領域および前記第5領域のそれぞれに配列され、
    前記半導体チップの前記複数の第1電位電極および前記複数の基準電位電極のそれぞれは、前記第6領域に配列される、半導体装置。
  15. 請求項14において、
    前記複数のスルーホール配線は、
    前記第1電位が供給される複数の第1電位スルーホール配線と、
    前記第1電位が供給される複数の第2電位スルーホール配線と、
    前記基準電位が供給される複数の基準電位スルーホール配線と、
    を含み、
    平面視において、前記複数の出力信号配線の前記複数の第2差動対のうち、互いに隣り合う前記第2差動対の間には、前記複数の基準電位スルーホール配線に接続される前記第5導体パターンと、前記第5導体パターンと離間する前記複数の第1電位スルーホール配線と、が配列され、
    前記複数の第1電位スルーホール配線のそれぞれと、前記複数の出力信号配線のそれぞれとの間には、前記第5導体パターンがある、半導体装置。
  16. 請求項15において、
    前記配線基板は、前記第3配線層に形成され、前記複数の第2電位スルーホール配線と電気的に接続される第2電位導体パターンを備え、
    前記第2電位導体パターンのそれぞれは、前記半導体チップの複数の第2電位電極と電気的に接続され、
    平面視において、前記第2電位導体パターンは、前記半導体チップの前記ロジック回路が配置される前記第6領域と重なる位置に配置される、半導体装置。
  17. 請求項16において、
    前記配線基板の前記第1配線層には、突起電極を介して前記半導体チップの前記複数の電極と接続される複数の端子が配置され、
    前記配線基板の前記複数の端子は、前記半導体チップの前記複数の第2電位電極と電気的に接続される複数の第2電位端子を含み、
    前記複数の第2電位端子のそれぞれは、前記複数の第2電位端子を互いに連結する第2連結部を介して互いに電気的に接続される、半導体装置。
  18. 請求項17において
    前記第1電位と前記第2電位とは異なり、
    前記複数の第1電位電極と前記複数の第2電位電極とは電気的に分離されている、半導体装置。
  19. 請求項1において、
    前記基準電位は接地電位である、半導体装置。
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