JP2961673B2 - 直接式マイクロ回路の減結合装置 - Google Patents
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Description
る減結合コンデンサに関する。
ときどき、印刷配線基板上に取り付けられ、二重インラ
インないし他のタイプの集積回路パッケージに対する帰
線接続と電源にわたって配線される別の素子となってい
た。ところでインダクタンスは電流が流れるループ領域
とループを通る磁束に依存し、インダクタンスによる電
圧降下はLdi/dtに等しい。回路基板上の分離コン
デンサの従来の方法では、電流がコンデンサからチップ
へ到達するため流れる経路の長さは、Ldi/dtによ
る電圧降下に貢献している。別の従来の方法は、減結合
コンデンサをチップ・パッケージに取り付けてコンデン
サとチップ間のリード長を削減するというものであっ
た。従来の方法は多くのアプリケーションに対して適切
な減結合を提供しているが、改善型の減結合を必要とす
る他のアプリケーションもある。
ションの1例として、特定の集積回路は電離放射線の衝
撃に対して影響を受けないようにするというニーズがあ
る。電離放射線の基本的な作用は、半導体材に電子ホー
ル・ペアを生成することである。電源電圧基準と接地基
準を有する集積回路では、照射作用により電圧基準と接
地基準間のチップに高い電流がもたらされる。更にその
作用により、電源から流れる電流は、電源からの接続リ
ード内でインダクタンスに遭遇するようになる。その結
果、チップ上の電圧は事実上、落ち込むことになる。そ
の解決方法は、コンデンサがチップ電源電圧に対して充
電されるように集積回路にわたってコンデンサをできる
だけ集積回路に近く配置することである。そして放射な
いし何らかの原因によりトランジェントが生じた時、基
板のコンデンサを集積回路に瞬時に電流を供給するのに
利用することができる。従って集積回路にできるだけ近
く配置できる減結合装置のニーズがある。本発明はこれ
らのニーズを、集積回路チップの不動態化した表面に直
接配置する減結合装置を提供することで解決するもので
ある。
コンデンサをチップの上部表面に直接配置したり、ある
いはチップ下に配置することができる。別の発明では、
チップ表面上で標準チップ・コンデンサの使用を可能に
している。不動態化したチップ表面に金属バーを設置し
て、チップの電源と電力帰線ないしアクセス可能な接地
を形成し、ワイヤ・ボンド接続で金属バーからコンデン
サの端末への接続を行う。
素子を示す。図1、2に示すようにマイクロチップ12は
上部表面11と下部表面13を有している。ボンディング・
パッドの形をした電源接続14と電力帰線接続16は上部表
面11上にある。電源Vddと隣接する電力帰線Vssの組合
せはVdd−Vssペアを形成している。Vdd−Vssペアは
30で示されており、図1では上部表面11の側端部15、17
の近くないしそれに沿って配置されている。マイクロチ
ップ12には信号接続用のボンディング・パッド18も含ま
れている。
ンデンサ20は不動態化された上部表面11に直接置かれて
いる。カスタム・コンデンサ20はどの様な結合剤で物理
的に上部表面11に付着することもできる。カスタム・コ
ンデンサ20は各々の端部に1つだけの端末を有する代わ
りに、ボンディング・パッド・タイプの個々の端末22、
24で構成された端末ペア23で設計されている。ワイヤ・
ボンド26により電源接続14を端末22に接続し、ワイヤ・
ボンド28により電力帰線接続16を端末24に接続する。端
末22、24は端末ペア23を形成している。図から分かるよ
うに、カスタム・コンデンサ20はVdd−Vssペア30に対
する端末ペア23で設計されている。
ペアの代わりとして、カスタム・コンデンサの上部表面
31上の連続的な同心円的リング状の電源バス22A及
び接地バス24Aによれば、ワイヤ・ボンド・パッド2
3をマイクロチップ12の必要に応じて配置できる、よ
り汎用的なコンデンサ設計が可能になる。
マイクロチップ12’は上部表面11’、下部表面1
3’、電源接続14’、電力帰線接続16’を有してい
る。電源接続14’と電力帰線接続16’はマイクロチ
ップ上部表面11’上に配置されたボンディング・パッ
ドの形をしている。電源接続14’ないしVdd及び電
力帰線接続16’ないしVssは、30’で示すVdd
−Vssペアを形成している。Vdd−Vssペアは上
部表面11’の側端部15’、17’近くないしそれに
沿って配置されている。マイクロチップ12’には信号
接続用のボンディング・パッド18’も含まれている。
図3、4に示すように、カスタム・コンデンサ20’は
マイクロチップ12’の下にあり、下部表面13’に直
接結合剤で固定されている。カスタム・コンデンサ2
0’は、ボンディング・パッド・タイプの個々の端末2
2’、24’で構成された端末ペア23’で設計されて
いる。
プ・コンデンサを利用した第2の別の設計方法を示す。
図5、6で、マイクロチップ12"は電源接続と電力帰線
接続を標準コンデンサ・サイズと適応する位置の表面1
1" に持って来るように設計された上部レベル・メタラ
イゼーションを有している。例えば図6で、電源接続は
40に持ってきて、電力帰線接続は42と44に持って来るこ
とができる。第2の別の設計により、標準チップ・コン
デンサ46、48を使用することが可能となる。例えばコン
デンサ46は、マイクロチップ12" の上部表面11" 上に直
接乗った標準チップ・コンデンサである。コンデンサ46
は金メッキを施した端末50と52を有している。58、60、
62を典型とする金属バーは金メッキとし、上部表面11上
に直接配置され、42、40、44ではんだバンプ接続により
電源40と電力帰線42に電気接続されている。金属バー5
8、60からコンデンサ46への電気接続は、それぞれワイ
ヤ・ボンド64、66によりなされる。金属バー60、62から
コンデンサ48への電気接続はそれぞれワイヤ・ボンド6
8、70によりなされる。60を典型とする金属バーは、不
動態化された上部表面11" と接触する大きな面積を提供
する。この接触面積によりワイヤ・ボンド操作中に圧力
配分がもたらされる。従ってキャップ取り付けワイヤ結
合を、マイクロ回路に損害を与える事なく、またチップ
・エリアに衝撃を与えることなく活動回路で行うことが
できる。
が、次に本発明の特定の特徴と効果を述べる。本発明
は、コンデンサの上にダイを置く代わりにコンデンサを
チップないしダイ上に配置するものである。この特徴の
利点は、減結合コンデンサをオプションとして用いるこ
とができ、パッケージ・テスト後まで付け加えなくてよ
いということである。このアプローチにより、パッケー
ジ・テストで不合格なダイでコンデンサが浪費されると
いうことはなくなる。コンデンサをダイ上に配置するこ
との更なる利点は、マルチチップ・モジュールで生じ
る。ダイの大きさによりダイ間のスペース配分が決まる
ので、ダイのスペース配分を増大してダイよりも大きな
コンデンサを収容する必要はないのである。
複数位置のコンデンサないしVdd−Vssペアへの電気接
続を備えている。隣接するボンド・ワイヤは、互いに相
互作用し部分的に相殺する磁場を形成する。これにより
インダクタンスはかなり低くなり、即ちLdi/dtの
電圧降下は低くなる。
タム・コンデンサの同じ側に接続することができる。こ
れにより接続のインダクタンスを削減でき、対する側に
端末を有する従来のコンデンサに比べて自己インダクタ
ンスは低くなる。本発明のダイ上にあるコンデンサは特
にマルチチップ・モジュール設計に有用である。そのよ
うな設計の1つではセラミック・モジュールを用いて複
数ダイを取り付け、ダイ間のルート付けはセラミック・
モジュール内にある。本発明により、減結合コンデンサ
に必要な更なるセラミック・モジュール面ないし印刷配
線基板面なしにカスタム・コンデンサを直接個々のチッ
プ表面に配置することができる。
リケーションの必要に応じて集積回路の設計に容易に組
み込むことのできる単純なマイクロ回路減結合装置を開
発した。本発明のメカニズムの特定の実施例を例示のた
めに説明したが、通常の当業者には数々の変形や修正が
あることは明かである。本発明の範囲は開示した実施例
には限定されず、特許請求の範囲の条件によってのみ限
定されるものとする。
ある。
ある。
面図である。
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】 不動態化した上部表面に電源接続手段
(40)及び電力帰線接続手段(42,44)が設けら
れているマイクロ回路用の減結合装置であって、前記電源接続手段(40)と前記電力帰線接続手段(4
2,44)とに挟まれた領域において 前記不動態化した
上部表面に直接に置かれ、導電端末(50,52)を両
端に有している平面コンデンサ(46,48)と、 前記不動態化した上部表面において、前記電源接続手段
(40)に重ねた状態で前記導電端末の一方(50)に
平行に配設された第1の金属バー(60)と、 前記不動態化した上部表面において、前記電力帰線接続
手段(42,44)に重ねた状態で前記導電端末の他方
(48)に平行に配設された第2の金属バー(58,6
2)とを備え、 前記第1の金属バー(60)は、前記電源接続手段(4
0)にバンプ接続されるとともに、前記導電端末の一方
(50)にワイヤ・ボンド接続されており、前記第2の
金属バー(58,62)は、前記電力帰線接続手段(4
2,44)にバンプ接続されるとともに、前記導電端末
の他方(48)にワイヤボンド接続されている、減結合
装置。
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