JP3730625B2 - フリップチップボンディングのための有機基板 - Google Patents
フリップチップボンディングのための有機基板 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3730625B2 JP3730625B2 JP2003009853A JP2003009853A JP3730625B2 JP 3730625 B2 JP3730625 B2 JP 3730625B2 JP 2003009853 A JP2003009853 A JP 2003009853A JP 2003009853 A JP2003009853 A JP 2003009853A JP 3730625 B2 JP3730625 B2 JP 3730625B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pad
- pads
- disposed
- points
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49838—Geometry or layout
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49827—Via connections through the substrates, e.g. pins going through the substrate, coaxial cables
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01078—Platinum [Pt]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Geometry (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体パッケージングに関し、特に、フリップチップ半導体パッケージのための有機基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
図1及び図2は、支持基板14に機械的及び電気的に接続された半導体ダイ12を含む半導体パッケージ10のためのフリップチップボンディングの構成を示す。ダイ12の底面18上の各金属性バンプ16は、基板14の頂面24上に配設されたダイボンディング領域22に対応するように配置された各金属性パッド20にオーバーラップする。典型的には、金属性バンプ16は半田26によって下側のパッド20に接続され、従って、ダイ12及び基板14間の直接的な電気的結合が提供される。
【0003】
フリップチップボンディング構成10によって提供されるダイ12及び基板14間の直接的且つ電気的な相互接続は、ボンディングワイヤを不要とすると共に、低抵抗値及び低インダクタンス値をもたらすという利点を有する。従って、フリップチップボンディング構成は、ワイヤボンディング、テープ自動化ボンディング等の他のボンディング技術に比べて、より良好なダイ12に対する双方向の配電及び信号保全性を提供する。
【0004】
ダイ12の底面18は数百の金属性バンプ16を含む場合があり、各金属性バンプは、種々の電気的信号、コア電力、入力/出力(I/O)電力、及びグラウンドのための、ダイ12に対する双方向の電気的インターフェイスを提供する。電気的信号、コア電力、及びグラウンドはダイの内部ロジック回路(図示せず)に供給される。同様に、I/O電力及びグラウンドはダイのI/Oインターフェイス回路(図示せず)、即ち、入力及び出力ドライバに供給される。
【0005】
金属性(metallic)バンプ16、及び従って基板14の頂面24上の対応のパッド20は、概ね同心状の複数の矩形リング(図示せず)の態様で配置されると共に、隣接する金属性バンプ/パッド間の電気的短絡を防止するように互いに離間される。しかしながら、金属性バンプ16及びパッド20は、同心状の矩形リング以外にも種々のパターンに配置可能である。
【0006】
基板14は、多層プリント回路ボード、セラミック基板、或いは他の半導体チップからなることができる。典型的には、基板14の底面30上のパッド28は、例えば半田32によって、マザーボード34として言及される他のプリント回路ボードに接合される。基板14は、ダイ12の底面18上の、多くの場合は密集度の高い複数の金属性バンプ16とマザーボード34上の密集度の低い複数のパッド(図示せず)との間の機械的及び電気的インターフェイスを提供する。基板底面30上のパッド28は、マザーボード34上のパッド(図示せず)に対応するように配置される。
【0007】
基板14の種々の層は、集積回路及びプリント回路ボードを製造するために使用される公知のプロセスにより形成される。個々の層は、導電性または半導体材料からなることができる。多くの場合、導電性材料は金属、例えば、銅系材料からなり、これは、半導体材料層上にメッキされると共に、パッド及び配線を形成するようにフォトリソグラフィによってこの金属を除去することによりパターン化される。マザーボード34に近い熱膨張特性を提供すると共に、ボード組み立ての信頼性を改善するため、有機材料が銅系材料と組み合わされる場合は、基板14は有機基板として言及可能である。
【0008】
配線(図示せず)は、基板14の頂面24または底面30上でパッド20、28を電気的に相互に、或いは基板14の種々の層の電気的な相互接続に寄与する孔であるビア(図示せず)に接続する。例えば、ビアは、基板14の単一若しくは複数の層を通してビアホールを機械的に若しくはレーザにより穿孔することにより形成することができる。ビアホールを包囲して各レベルには、導電性材料からなる円形のランド(図示せず)を配設することができる。典型的には、基板の種々の層上でビアホールを包囲するビアランドが電気的に相互接続されるように、ビアホールには導電性材料が充填される。
【0009】
ビアは基板14の底面30まで貫通すると共に、パッド28に接続されることも可能である。従って、基板14の頂面24及び底面30夫々の上のパッド20及びパッド28が、配線及びビアによって互いに接続される。マザーボード34上の対応のパッド(図示せず)に、基板14の底面30上のパッド28を半田付けするため、半田ボール32が各パッド28に個々に接続される。基板14の底面30上のパッド28に接続された半田ボール32は、ボールグリッドアレイ36と総称される。
【0010】
基板14の設計時に種々の電気的特性が考慮され、これらには、ダイ12に対する双方向の電力及びグラウンド接続を行う部分の低DC抵抗及び低ACインダクタンスを維持すること、及びクロストークや電気的短絡の可能性を最小化するように、配線(図示せず)、パッド20、28、及びビアランド(図示せず)の各部材間に広い間隔を維持すること、が含まれる。ダイ12のための配電に関し、コア電力配電のための基板14の頂面24上のパッド20と、電力を実際に消費するロジック回路との間の距離は、できる限り短くすべきである。
【0011】
近年、多くの半導体パッケージが、C4フリップチップボンディング技術を使用して設計されている。図3は代表的なC4ボンディング技術パッド配列38を示す平面図である。更に図1及び図2を参照して説明すると、C4ボンディング技術は、基板14の頂面24上のダイボンディング領域22内にエリアアレイとして配列されたパッド40を使用し、これらは互いにピッチ「P」だけ離間される。図3において、パッド40は格子点41(1行及び1列に沿ったものだけに符号を付してある)に配置され、ここで、各格子点41は各パッド40の中心点の下に位置する。
【0012】
図3において、ダイのエッジに隣接するパッド40の上側の2行42、44は、ダイ12に対して双方向に種々の電気的信号の転送を行う信号パッド46の行である。ダイのエッジ48に隣接するパッド40の上側の2行42、44が信号パッド46を含むのは、ダイ12内のロジック回路の大部分がダイのエッジ48に近接して配設されると共に、基板14の頂面24上の信号配線(図示せず)が典型的にはダイボンディング領域22の外側に引き回されるからである。
【0013】
ダイのエッジ48から数えて、パッド40の第3及び第4の行50、52は、ダイ12内のロジック回路に対して電力を転送するためのコア電力パッド54、ダイ12内のI/Oインターフェイスに対して電力を転送するためのI/O電力パッド56、及びダイに対するグラウンド接続を提供するためのグラウンドパッド58を含む。ダイのエッジ48から数えて、パッド40の第5及び第6の行60、62は、再び信号パッド46の行となる。パッド40の第7及び第8の行64、66は、コア電力パッド54及びグラウンドパッド58である。
【0014】
従って、電力及びグラウンドパッド54、58は夫々信号パッド46と混ざり合う。これにより、電力及びグラウンドパッド54、58がダイのエッジから3乃至4行より離れて配設されるような状態が多数の信号パッド46によりもたらされた場合に発生する問題を回避するようにする。図3の上側左手コーナ、上側右手コーナ、及び底部の3つのドット68は、パッド配列38内に含まれるパッド40の数及び間隔が、これらの方向において基板14の頂面24に沿って変更可能であることを示している。
【0015】
図3は、ロジック回路が配設されたと仮定されるダイのエッジ48と、コア電力パッド54及びI/O電力パッド56との間の最大距離の例を示す。ダイのエッジ及びコア電力パッド間の最大距離は約3.354p(3.354×p)で、ここで、pは隣接パッド40の中心点間のピッチ若しくは距離である。また、ダイのエッジ及びI/O電力パッド間の最大距離は約4.272p(4.272×p)である。pが0.25mmの場合、ダイのエッジ及びコア電力パッド間の距離は約0.8385mmに到達し、ダイのエッジ及びI/O電力パッド間の距離は約1.068mmに到達する。これらの距離は、増大したDC抵抗及びACインダクタンス値をもたらす可能性がある。
【0016】
図4は図3図示のパッド40に接続されたビア70の下側層を示す平面図である。ビア70もまた、基板14の頂面24より下の層に対して、電気的信号、コア電力、I/O電力、及びグラウンド電位を送るために使用される。各ビア70は内側の円73によって示されたビアホール72を含み、ビアホール72は、第2の同心状の円75によって示されるようにリング状ビアランド74によって包囲される。各下側層内のビア70は、基板14の頂面上の格子点41において、対応のパッド40の直下に配設され、即ち、パッド−オン−ビア構造を利用する。
【0017】
従って、ダイのエッジ48に隣接するビア70の上側の2行76、78は、種々の電気的信号の転送を行う信号ビア80の行である。ダイのエッジ48から数えて、ビア70の第3及び第4の行82、84は、コア電力ビア86、I/O電力ビア88、及びグラウンドビア90を含む。ダイのエッジ48から数えて、ビア70の第5及び第6の行92、94は、再び信号ビア80の行となる。ビア70の第7及び第8の行96、98は、コア電力ビア86及びグラウンドビア90である。図4の上側左手コーナ、上側右手コーナ、及び底部の3つのドット68は、ビア70の配列内に含まれるビア70の数及び間隔が、これらの方向において各層に沿って変更可能であることを示している。
【0018】
図5は図3図示のパッド配列38に基づく他のC4ボンディング構成パッド配列100を示す平面図である。ここで、追加のコア電力パッド54及び追加のグラウンドパッド58が、格子間点106において、コア電力パッド102の列及びグラウンドパッド104の列として交互に配置される(1行及び1列に沿ったものだけに符号を付してある)。各格子間点106は4つの隣接格子点41の間の中心点である。図3と同様に、図5は、信号パッド46、コア電力パッド54、I/O電力パッド56、及びグラウンドパッド58を含む。図5の上側左手コーナ、上側右手コーナ、及び底部の3つのドット68は、パッド配列100内に含まれるパッド40の数及び間隔が、これらの方向において基板14の頂面24に沿って変更可能であることを示している。
【0019】
図5図示のように、コア電力パッド54と、おそらくダイのエッジ48に近接して配設されるダイのロジック回路との間の最大距離は、たった約1.803p(1.803×p)である。pが0.25mmの場合、コア電力パッド及びロジック回路間の距離は約0.4508mmとなる。従って、格子間点106にコア電力パッド54及びグラウンドパッド58を追加することにより、図5図示のパッド配列100は、図3図示のパッド配列38と比較して、改善された配電性能を提供する。
【0020】
図3及び図4図示のC4ボンディング構成と同様に、図5図示のC4ボンディング構成は、図6で提供される下側層の平面図に示すようなパッド−オン−ビア構造を利用する。ここでも、信号ビア80、コア電力ビア86、I/O電力ビア88、及びグラウンドビア90が、基板14の頂面24より下の層に対して、電気的信号、コア電力、I/O電力、及びグラウンド電位を送るために使用される。図6の上側左手コーナ、上側右手コーナ、及び底部の3つのドット68は、このビア配列内に含まれるビアの数及び間隔が、これらの方向において各層に沿って変更可能であることを示している。
【0021】
図6図示のC4ボンディング構成に関連する1つの問題は、隣接ビア間の最小ピッチがたった約0.707p(0.707×p)、即ち、pが0.25mmの場合に約0.1767mmとなることである。このビア間のピッチは、図4図示のC4ボンディング構成よりも小さい。ビアピッチが小さいと、下記のように、ビア間に配線(図示せず)通す場合に懸念が生じる。
【0022】
半導体パッケージングの設計において、隣接金属性領域同士の配置を制限し、従って半導体デバイス内にショート回路及び/またはオープン回路が発生しないようにするため、プロセス設計ルールが使用される。プロセス設計ルール値は、少なくとも部分的に、基板14の金属性層を形成する際に使用されるフォトリソグラフィ及び/またはエッチング技術の精度における固有の制限に基づいて決定される。
【0023】
図7は、図3及び図4図示のC4ボンディング構成のために、2つの隣接ビア70間に通される2つの信号配線108を示す拡大平面図である。図7図示のように、ビアランド74の直径が約0.11mmで、プロセス設計ルールが28μmの場合、28μm配線幅を有する2つの配線108は、隣接金属間に28μmスペースを残すようにビア70間を通すことができる。
【0024】
図8は、図5及び図6図示のC4ボンディング技術構成のために、2つの隣接ビア70間に通される信号配線110を示す拡大平面図である。ここで、図7とは対照的に、1本の配線110だけをビア70間に通すことができる。また、図8においては、28μmの代わりに、約22μmという、より微細な設計間隔値が要求される。
【0025】
このため、図5、図6、及び図8図示のC4ボンディング構成が使用される場合、より多くの層及びより微細な設計間隔ルールが必要となり、これらは基板14全体のコストを増加させる。従って、より多くの層及びより微細な設計間隔ルールが必要となって基板全体のコストを増加させることのないように、コア電力パッド54及びダイのロジック回路間の距離を減少させる必要がある。
関連出願として下記の特許文献1が存在する。
[特許文献1] 特開2000−349191公報
【0026】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のボンディングパッド及びビア構成と比較して、改善された性能を提供し、従来の設計間隔規則を維持しながら、改善された配電を実現することを目的とする。
【0027】
【課題を解決するための手段】
本発明のある視点において、格子点及び格子間点を有する基板が提供される。前記基板は、前記基板の表面上で前記格子点及び前記格子間点とに配設された複数のパッドと、前記基板内で、前記格子点に配設されるとともに前記格子間点の少なくとも一部には配設されないように形成された複数のビアと、を含む。
【0028】
本発明の別の視点において、ダイエッジを有する半導体ダイと、前記半導体ダイに接続されると共に格子点及び格子間点を有する基板と、を含む半導体パッケージが提供される。前記基板は、前記基板の表面上で前記格子点及び前記格子間点とに配設された複数のパッドと、前記基板内で、前記格子点に配設されるとともに前記格子間点の少なくとも一部には配設されないように形成された複数のビアと、を含む。
【0029】
本発明の別の視点において、格子点及び格子間点を有する基板内に複数のビアを配設すると共に、前記基板の表面上に複数のパッド配設するための方法が提供される。前記方法は、前記基板の前記表面上で格子間点にパッドを配設する工程と、前記基板内で格子点のみにビアを配設する工程と、を含む。
【0030】
更に、本発明の実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が省略されることで発明が抽出された場合、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が周知慣用技術で適宜補われるものである。
【0031】
【発明の実施の形態】
図9は本発明の代表的な実施の形態に係る基板14の頂面24上のダイボンディング領域22を示す平面図である。図10は対応の下側ビア層を示す平面図である。図9は格子点118に配置されたパッド116の垂直な列114を示す(1行及び1列に沿ったものだけに符号を付してある)。
【0032】
格子点に配置されたパッド116は、同様に格子点118に配置されたビア120(1行及び1列に沿ったものだけに符号を付してある)に電気的に接続される。ビア120は、図10図示のように、基板14の下側の層を貫通する。ビア120上のパッド116は「パッド−オン−ビア」として言及されると共に、3つの同心状の円122によって示される。下側のビア120のないパッド140が格子間点142に配置され(1行及び1列に沿ったものだけに符号を付してある)、これらは単一の円によって示される。
【0033】
図9図示の代表的な実施の形態において、ダイのエッジ48に隣接するパッド−オン−ビアの上側の2行124、126は、ダイ12に対して双方向に種々の電気的信号の転送を行う信号パッド46の行である。ダイのエッジ48から数えて、パッド−オン−ビア116の第3及び第4の行128、130は、ダイ12内のロジック回路に対して電力を転送するためのコア電力パッド54、ダイ12内のI/Oインターフェイスに対して電力を転送するためのI/O電力パッド56、及びダイ12に対するグラウンド接続を提供するためのグラウンドパッド58を含む。ダイのエッジ48から数えて、パッド−オン−ビア116の第5及び第6の行132、134は、再び信号パッド46の行となる。パッド−オン−ビア116の第7及び第8の行136、138は、コア電力パッド54及びグラウンドパッド58である。
【0034】
図9図示のパッド配列112はまた、格子間点142に配置された、下側のビア120のないパッド140の垂直な列139を含む(1行及び1列に沿ったものだけに符号を付してある)。パッド140は、コア電力パッド54若しくはグラウンドパッド58とすることができる。図9図示のように、下側のビア120のないパッド140の幾つかは、広い配線144により電気的に相互接続される。また、下側のビア120のないパッド140の幾つかは、広い配線146若しくは3角形状の金属性層148のいずれかにより、パッド−オン−ビア116に電気的に相互接続される。
【0035】
この構成により、コア電力及びグラウンドが、ビア120を介して基板14の下側層に至ることができる。図9の上側左手コーナ、上側右手コーナ、及び底部の3つのドット68は、パッド配列112内に含まれるパッド116の数及び間隔が、これらの方向において基板14の頂面24に沿って変更可能であることを示している。
【0036】
換言すれば、格子点118に配置されたパッド116及び格子間142点に配置されたパッド140は、例えば、次のような態様で配設することができる。即ち、格子間点142に配設された少なくとも1つのコア電力パッド54が、格子点118に配設されたパッド116に電気的に結合される。格子間点142に配設された少なくとも1つのグラウンドパッド58が、格子点118に配設されたパッド116に電気的に結合される。格子間点142に配設された少なくとも1つのコア電力パッド54が、格子間点142に配設された他のコア電力パッド54に配線144により電気的に結合される。格子間点142に配設された少なくとも1つのグラウンドパッド58が、格子間点142に配設された他のグラウンドパッド58に配線144により電気的に結合される。
【0037】
更に、図10を参照して説明すると、基板14の頂面24の下にビア120が配設され、これらはパッド−オン−ビア116が配設された格子点118の下のビア配列149として配置される(1行及び1列に沿ったものだけに符号を付してある)。ここでも、格子点118に配置されたビア120が、基板14の頂面24より下の層に対して、電気的信号、コア電力、I/O電力、及びグラウンド電位を送るために使用される。各ビアホール72は内側の円73によって示され、ビアホール72は、第2の同心状の円75によって示されるようにリング状ビアランド74によって包囲される。
【0038】
図10図示の代表的な実施の形態において、ダイのエッジ48に隣接したビアの上側の2行150、152は、種々の電気的信号の転送を行う信号ビア80の行である。ダイのエッジから数えて、ビアの第3及び第4の行154、156は、コア電力ビア86、I/O電力ビア88、及びグラウンドビア90を含む。ダイのエッジから数えて、ビアの第5及び第6の行158、160は、再び信号ビア80の行となる。ビア120の第7及び第8の行162、164は、コア電力ビア86及びグラウンドビア90である。図10の上側左手コーナ、上側右手コーナ、及び底部の3つのドット68は、ビア配列149内に含まれるビア120の数及び間隔が、これらの方向において各層に沿って変更可能であることを示している。
【0039】
更に図1及び図2を参照して説明すると、操作中、ダイ12は基板14の頂面24に機械的に接続され、これは、例えば、ダイ12の底面18上の金属バンプ(図示せず)を、基板14の頂面24のダイボンディング領域22内に配設されたパッド20に対して半田付けすることにより行われる。基板14の底面30はマザーボード34に機械的に接続することができ、これは、例えば、基板14の底面30上のパッド28を、マザーボード34上のパッド(図示せず)に対して半田付けすることにより行われる。
【0040】
ダイ12、基板14、及びマザーボード34は電気的に相互接続されるため、電気的信号、コア電力、I/O電力、及びグラウンドが、基板の頂面24及び底面30上のパッド20、28及び基板のビア120によって、基板14を通して、ダイの内部回路、即ち、ロジック回路及びI/O回路に対して双方向に電気的に結合することができる。
【0041】
本発明の実施の形態は、コア電力、I/O電力、及びグラウンドのパッド54、56、58と、ダイのエッジ48の近傍に配設されたロジック回路との間の距離を削減できるという利点を有する。本発明の実施の形態はまた、図4及び図7図示のビア間隔を維持し、従って、少なくとも2つの配線108を隣接ビアランド74間に通せるようにすることができると共に、基板14全体のコストを増加させる追加の層及びより狭い設計間隔を不必要とする。更に、本発明の実施の形態は、コア電力及びグラウンドの配電のための広い配線144を提供し、これらはDC抵抗及びACインダクタンスを低減させる。
【0042】
従って、本発明の実施の形態は、図3乃至図8図示のC4ボンディングパッド及びビア構成と比較して、改善された性能を提供する。その結果、本発明の実施の形態は、従来の設計間隔規則を維持しながら、改善された配電を実現することができる。
【0043】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のボンディングパッド及びビア構成と比較して、改善された性能を提供し、従来の設計間隔規則を維持しながら、改善された配電を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のフリップチップボンディングの構成を示す斜視図である。
【図2】基板に半田付けされたダイを示す側面図である。
【図3】従来のパッド配列を示す平面図であり、ここでパッドは各格子点に配置される。
【図4】従来のビア配列を示す平面図であり、ここでビアは各格子点に配置される。
【図5】従来のパッド配列を示す平面図であり、ここでパッドは各格子点及び各格子間点に配置される。
【図6】従来のビア配列を示す平面図であり、ここでビアは各格子点及び各格子間点に配置される。
【図7】図4図示のビア配列に従う2つのビア及び2つの配線を示す平面図である。
【図8】図6図示のビア配列に従う2つのビア及び1つの配線を示す平面図である。
【図9】本発明の代表的な実施の形態に係るパッド配列を示す平面図である。
【図10】本発明の代表的な実施の形態に係るビア配列を示す平面図である。
【符号の説明】
10…半導体パッケージ、12…半導体ダイ、14…支持基板、16…金属性バンプ、20…金属性パッド、22…ダイボンディング領域、26…半田、28…パッド、32…半田、34…マザーボード、46…信号パッド、48…ダイのエッジ、54…コア電力パッド、56…I/O電力パッド、58…グラウンドパッド、70…ビア、72…ビアホール、80…信号ビア、86…コア電力ビア、88…I/O電力ビア、90…グラウンドビア、108、110…信号配線、116…パッド、118…格子点、120…ビア、140…パッド、142…格子間点、144、146…広い配線、148…3角形状の金属性層148。
Claims (10)
- ダイエッジを有する半導体ダイに相互接続するように構成され且つ格子点及び格子間点を有する基板であって、
前記基板の表面上で前記格子点及び前記格子間点に配設された複数のパッドと、
前記基板内で、前記格子点の全てに配設されるとともに前記格子間点の少なくとも一部には配設されないように形成された複数のビアと、
を具備し、
前記複数のパッドは、電気的信号の転送を行うための信号パッドと、電力を転送するためのコア電力パッドと、グラウンド接続を提供するためのグラウンドパッドとを含むことと、
前記ダイエッジに沿う方向に延びる前記ダイエッジ側から第1行目の格子点に配設されたパッドは前記信号パッドであることと、
前記第1行目の格子点とその次の第2行目の格子点との間に位置する第1行目の格子間点はビアが配設されていない格子間点であり、且つ前記第1行目の格子間点に配設されたパッドは前記コア電力パッド及び前記グランドパッドからなる群から選択されたパッドであることと、
前記コア電力パッドは、前記ダイエッジに交差する方向に延びる列の格子間点上に配設されたパッドを具備すると共に、前記グラウンドパッドは、前記ダイエッジに交差する方向に延びる列の格子間点上に配設されたパッドを具備し、前記第1行目の格子間点に配設された前記パッドは、前記ダイエッジに交差する方向に延びる同じ列の格子間点上に配設されたパッドに、前記表面上に配設された配線により電気的に結合されることと、
を特徴とする基板。 - 前記ダイエッジに交差する方向に延びる列の格子間点上に配設された前記コア電力パッドの少なくとも1つは、格子点に配設されたパッドに電気的に結合されることを特徴とする請求項1に記載の基板。
- 前記ダイエッジに交差する方向に延びる列の格子間点上に配設された前記グラウンドパッドの少なくとも1つは、格子点に配設されたパッドに電気的に結合されることを特徴とする請求項1または2に記載の基板。
- 隣接ビア間を通される少なくとも2つの信号配線を更に具備することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の基板。
- 前記基板内で、前記格子間点の全てには前記ビアが形成されていないことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の基板。
- ダイエッジを有する半導体ダイと、
格子点及び格子間点を有すると共に前記半導体ダイに接続された基板と、
を具備し、前記基板は、
前記基板の表面上で前記格子点及び前記格子間点に配設された複数のパッドと、
前記基板内で、前記格子点の全てに配設されるとともに前記格子間点の少なくとも一部には配設されないように形成された複数のビアと、
を具備し、
前記複数のパッドは、電気的信号の転送を行うための信号パッドと、電力を転送するためのコア電力パッドと、グラウンド接続を提供するためのグラウンドパッドとを含むことと、
前記ダイエッジに沿う方向に延びる前記ダイエッジ側から第1行目の格子点に配設されたパッドは前記信号パッドであることと、
前記第1行目の格子点とその次の第2行目の格子点との間に位置する第1行目の格子間点はビアが配設されていない格子間点であり、且つ前記第1行目の格子間点に配設されたパッドは前記コア電力パッド及び前記グランドパッドからなる群から選択されたパッドであることと、
前記コア電力パッドは、前記ダイエッジに交差する方向に延びる列の格子間点上に配設されたパッドを具備すると共に、前記グラウンドパッドは、前記ダイエッジに交差する方向に延びる列の格子間点上に配設されたパッドを具備し、前記第1行目の格子間点に配設された前記パッドは、前記ダイエッジに交差する方向に延びる同じ列の格子間点上に配設されたパッドに、前記表面上に配設された配線により電気的に結合されることと、
を特徴とする半導体パッケージ。 - 前記ダイエッジに交差する方向に延びる列の格子間点上に配設された前記コア電力パッドの少なくとも1つは、格子点に配設されたパッドに電気的に結合されることを特徴とする請求項6に記載の半導体パッケージ。
- 前記ダイエッジに交差する方向に延びる列の格子間点上に配設された前記グラウンドパッドの少なくとも1つは、格子点に配設されたパッドに電気的に結合されることを特徴とする請求項6または7に記載の半導体パッケージ。
- 隣接ビア間を通される少なくとも2つの信号配線を更に具備することを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の半導体パッケージ。
- 前記基板内で、前記格子間点の全てには前記ビアが形成されていないことを特徴とする請求項6乃至9のいずれかに記載の半導体パッケージ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/141,685 US6768206B2 (en) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | Organic substrate for flip chip bonding |
US10/141,685 | 2002-05-07 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003332377A JP2003332377A (ja) | 2003-11-21 |
JP3730625B2 true JP3730625B2 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=29249820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003009853A Expired - Fee Related JP3730625B2 (ja) | 2002-05-07 | 2003-01-17 | フリップチップボンディングのための有機基板 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6768206B2 (ja) |
EP (1) | EP1361612B1 (ja) |
JP (1) | JP3730625B2 (ja) |
DE (1) | DE60323003D1 (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4170137B2 (ja) * | 2003-04-24 | 2008-10-22 | 新光電気工業株式会社 | 配線基板及び電子部品実装構造 |
US7105926B2 (en) * | 2003-11-24 | 2006-09-12 | Lsi Logic Corporation | Routing scheme for differential pairs in flip chip substrates |
US7057284B2 (en) * | 2004-08-12 | 2006-06-06 | Texas Instruments Incorporated | Fine pitch low-cost flip chip substrate |
US7081672B1 (en) * | 2005-03-07 | 2006-07-25 | Lsi Logic Corporation | Substrate via layout to improve bias humidity testing reliability |
US7368667B2 (en) * | 2005-08-10 | 2008-05-06 | Alcatel | Using rows/columns of micro-vias to create PCB routing channels in BGA interconnect grid (micro-via channels) |
US7671450B2 (en) * | 2007-12-17 | 2010-03-02 | Agere Systems Inc. | Integrated circuit package for high-speed signals |
US8186051B2 (en) * | 2008-03-28 | 2012-05-29 | Intel Corporation | Method for fabricating package substrate and die spacer layers having a ceramic backbone |
US8552563B2 (en) | 2009-04-07 | 2013-10-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Three-dimensional semiconductor architecture |
US8561004B2 (en) * | 2010-02-04 | 2013-10-15 | Advanced Micro Devices, Inc. | Ring power gating with distributed currents using non-linear contact placements |
US8338948B2 (en) | 2010-06-30 | 2012-12-25 | International Business Machines Corporation | Ball grid array with improved single-ended and differential signal performance |
EP2503594A1 (en) * | 2011-03-21 | 2012-09-26 | Dialog Semiconductor GmbH | Signal routing optimized IC package ball/pad layout |
EP2808890A4 (en) | 2012-01-27 | 2015-08-19 | Panasonic Corp | MULTILAYER PRINTED CIRCUIT BOARD |
US9955605B2 (en) * | 2016-03-30 | 2018-04-24 | Intel Corporation | Hardware interface with space-efficient cell pattern |
US11398415B2 (en) * | 2018-09-19 | 2022-07-26 | Intel Corporation | Stacked through-silicon vias for multi-device packages |
KR102254166B1 (ko) * | 2019-12-27 | 2021-05-20 | 주식회사 텔레칩스 | 볼 그리드 어레이 인쇄회로기판 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5917229A (en) * | 1994-02-08 | 1999-06-29 | Prolinx Labs Corporation | Programmable/reprogrammable printed circuit board using fuse and/or antifuse as interconnect |
JPH07245343A (ja) | 1994-03-03 | 1995-09-19 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JP3412942B2 (ja) * | 1995-01-11 | 2003-06-03 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
KR970053805A (ko) | 1995-12-04 | 1997-07-31 | 김광호 | 반도체 메모리 장치의 파워라인 배치방법 |
JPH09199587A (ja) | 1996-01-12 | 1997-07-31 | Nec Corp | 半導体装置 |
US5763947A (en) * | 1996-01-31 | 1998-06-09 | International Business Machines Corporation | Integrated circuit chip package having configurable contacts and a removable connector |
US5889326A (en) | 1996-02-27 | 1999-03-30 | Nec Corporation | Structure for bonding semiconductor device to substrate |
JP3504421B2 (ja) | 1996-03-12 | 2004-03-08 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置 |
US5686764A (en) | 1996-03-20 | 1997-11-11 | Lsi Logic Corporation | Flip chip package with reduced number of package layers |
US6160705A (en) * | 1997-05-09 | 2000-12-12 | Texas Instruments Incorporated | Ball grid array package and method using enhanced power and ground distribution circuitry |
US5959348A (en) | 1997-08-18 | 1999-09-28 | International Business Machines Corporation | Construction of PBGA substrate for flip chip packing |
US6031258A (en) | 1998-03-06 | 2000-02-29 | S3 Incorporated | High DC current stagger power/ground pad |
US6323118B1 (en) | 1998-07-13 | 2001-11-27 | Taiwan Semiconductor For Manufacturing Company | Borderless dual damascene contact |
US6084779A (en) | 1998-10-02 | 2000-07-04 | Sigrity, Inc. | Ground and power patches on printed circuit board signal planes in the areas of integrated circuit chips |
US6166441A (en) | 1998-11-12 | 2000-12-26 | Intel Corporation | Method of forming a via overlap |
DE19908428C2 (de) | 1999-02-26 | 2000-12-07 | Siemens Ag | Halbleiterspeicheranordnung mit Bitleitungs-Twist |
US6140710A (en) * | 1999-05-05 | 2000-10-31 | Lucent Technologies Inc. | Power and ground and signal layout for higher density integrated circuit connections with flip-chip bonding |
US6177732B1 (en) | 1999-05-27 | 2001-01-23 | Intel Corporation | Multi-layer organic land grid array to minimize via inductance |
US6037677A (en) * | 1999-05-28 | 2000-03-14 | International Business Machines Corporation | Dual-pitch perimeter flip-chip footprint for high integration asics |
JP2000349191A (ja) * | 1999-06-04 | 2000-12-15 | Toshiba Corp | 半導体装置および配線回路装置 |
US6207476B1 (en) * | 1999-06-10 | 2001-03-27 | Vlsi Technology, Inc. | Methods of packaging an integrated circuit and methods of forming an integrated circuit package |
US6150729A (en) * | 1999-07-01 | 2000-11-21 | Lsi Logic Corporation | Routing density enhancement for semiconductor BGA packages and printed wiring boards |
US6340631B1 (en) | 2000-05-31 | 2002-01-22 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd | Method for laying out wide metal lines with embedded contacts/vias |
US6542377B1 (en) * | 2000-06-28 | 2003-04-01 | Dell Products L.P. | Printed circuit assembly having conductive pad array with in-line via placement |
-
2002
- 2002-05-07 US US10/141,685 patent/US6768206B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-01-17 JP JP2003009853A patent/JP3730625B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-30 DE DE60323003T patent/DE60323003D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-30 EP EP03002079A patent/EP1361612B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6768206B2 (en) | 2004-07-27 |
EP1361612A3 (en) | 2006-05-17 |
JP2003332377A (ja) | 2003-11-21 |
US20030209807A1 (en) | 2003-11-13 |
EP1361612A2 (en) | 2003-11-12 |
DE60323003D1 (de) | 2008-10-02 |
EP1361612B1 (en) | 2008-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11088064B2 (en) | Fine pitch copper pillar package and method | |
US10134663B2 (en) | Semiconductor device | |
US6770963B1 (en) | Multi-power ring chip scale package for system level integration | |
JP3730625B2 (ja) | フリップチップボンディングのための有機基板 | |
US8637999B2 (en) | Low-noise flip-chip packages and flip chips thereof | |
US7253526B2 (en) | Semiconductor packaging substrate and method of producing the same | |
US20070158857A1 (en) | Semiconductor device having a plurality of semiconductor constructs | |
JPWO2009048154A1 (ja) | 半導体装置及びその設計方法 | |
JP2001274288A (ja) | 集積回路チップ・キャリア構造体 | |
EP1714530B1 (en) | Method for increasing a routing density for a circuit board and such a circuit board | |
KR20020016867A (ko) | 라우팅층에 대한 신호 라인수를 최대화하기 위한 가변피치 콘택 어레이를 가진 집적 회로 다이 및/또는 패키지 | |
US7271495B2 (en) | Chip bond layout for chip carrier for flip chip applications | |
US6793500B1 (en) | Radial contact pad footprint and wiring for electrical components | |
US7105926B2 (en) | Routing scheme for differential pairs in flip chip substrates | |
JP2001319997A (ja) | 半導体パッケージおよび半導体チップ | |
JP3869220B2 (ja) | 半導体装置 | |
US20040246691A1 (en) | Dual pitch contact pad footprint for flip-chip chips and modules | |
CN116190342A (zh) | 半导体封装 | |
JP2006319237A (ja) | 半導体装置 | |
KR20040014460A (ko) | 고밀도 플립-칩 상호접속 | |
JP2005191591A (ja) | 半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050412 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050613 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050712 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050907 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050912 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051004 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051006 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081014 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091014 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101014 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111014 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111014 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121014 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131014 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |