JP4343727B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関し、特に、複数の半導体チップを有した半導体装置に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a technique effective when applied to a semiconductor device having a plurality of semiconductor chips.
従来の複数の半導体チップを有した半導体装置(マルチチップモジュール)では、そのパッケージ基板の主面上に実装された3個のチップのうち、DRAM(Dynamic Random Access Memory) が形成されたチップおよびフラッシュメモリが形成されたチップは、それぞれAuバンプを介してパッケージ基板の配線と電気的に接続されており、さらに2個のチップの上には高速マイクロプロセッサが形成されたチップが実装され、このチップはAuワイヤを介してパッケージ基板のボンディングパッドと電気的に接続されている(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional semiconductor device (multi-chip module) having a plurality of semiconductor chips, among three chips mounted on the main surface of the package substrate, a chip in which a DRAM (Dynamic Random Access Memory) is formed and a flash Each chip on which the memory is formed is electrically connected to the wiring of the package substrate through Au bumps, and a chip on which a high-speed microprocessor is formed is mounted on the two chips. Are electrically connected to the bonding pads of the package substrate via Au wires (see, for example, Patent Document 1).
さらに、複数個のテープキャリアが積層されたパッケージでは、前記テープキャリアの一面に形成されたリードの一端が半導体チップの接続端子と電気的に接続され、前記リードの他端が前記テープキャリアに形成されたスルーホールと電気的に接続されており、複数個の半導体チップに共通の接続端子は、前記複数個のテープキャリアの同一個所に形成され、互いに貫通し合う複数のスルーホールを通じて前記同一の外部接続端子に引き出されている(例えば、特許文献2参照)。 Further, in a package in which a plurality of tape carriers are stacked, one end of a lead formed on one surface of the tape carrier is electrically connected to a connection terminal of a semiconductor chip, and the other end of the lead is formed on the tape carrier. The connection terminals common to the plurality of semiconductor chips are formed at the same location of the plurality of tape carriers, and are connected to the same through the plurality of through holes penetrating each other. It is pulled out to the external connection terminal (see, for example, Patent Document 2).
また、IC(Integrated Circuit)チップが内蔵された配線基板において、この基板の製造方法は、表面に粘着剤を有するシート材により、収容部の一方の開口部を粘着剤が収容部の内側に露出するように塞ぐ工程と、ICチップをシート材に粘着した状態となるように収容部内に配置する工程と、収容部内に固定用樹脂を充填し硬化させてICチップをコア基板内に固定する工程とを備える(例えば、特許文献3参照)。
複数の半導体チップを有する半導体装置の一例として、演算処理機能を有する半導体チップ(以降、マイコンチップという)と、メモリ回路を有する半導体チップ(以降、メモリチップという)とが配線基板上に搭載されたSIP(System In Package)と呼ばれる半導体装置が知られている。SIPにおいては、メモリチップは、複数個搭載されている場合が多く、したがって、チップ積層型の構造を採用する場合が多い。しかしながら、SIPにおいてもその小型化が要求される。 As an example of a semiconductor device having a plurality of semiconductor chips, a semiconductor chip having an arithmetic processing function (hereinafter referred to as a microcomputer chip) and a semiconductor chip having a memory circuit (hereinafter referred to as a memory chip) are mounted on a wiring board. A semiconductor device called SIP (System In Package) is known. In SIP, a plurality of memory chips are often mounted, and therefore, a chip stack type structure is often employed. However, downsizing of SIP is also required.
本発明者は、SIPの小型化を図るに当たり、配線基板内に半導体チップを埋め込む構造を検討した結果、以下のような問題点を見い出した。 As a result of studying a structure in which a semiconductor chip is embedded in a wiring board in order to reduce the SIP size, the present inventor has found the following problems.
すなわち、マイコンチップとメモリチップと外部端子との接続においてその配線の引き回しを、埋め込まれる半導体チップの表裏両面側に分散させないと、配線基板における配線層の数が増えて半導体装置を小型化できないという問題が起こる。 That is, if the wiring of the wiring in the connection between the microcomputer chip, the memory chip and the external terminal is not distributed to both the front and back sides of the embedded semiconductor chip, the number of wiring layers in the wiring board increases and the semiconductor device cannot be reduced in size. Problems arise.
なお、特許文献1(国際公開番号WO 02/103793 A1号公報)には、配線基板内に半導体チップを埋め込む構造は記載されておらず、したがって、マイコンチップの表裏両面側に配線層を形成するような構造は記載されていない。 Note that Patent Document 1 (International Publication No. WO 02/103793 A1) does not describe a structure in which a semiconductor chip is embedded in a wiring board. Therefore, a wiring layer is formed on both front and back sides of a microcomputer chip. Such a structure is not described.
また、特許文献2(国際公開番号WO 98/25304 A1号公報)には、マイコンチップの表裏両面側に配線が配置された構造が記載されているが、全てのボール(外部端子)がマイコンチップの外側領域に配置され、かつ全てのボールがそれぞれ別々のスルーホールの配線と接続されるため、マイコンチップの外側周囲の領域に少なくとも全てのボールと同じ数のスルーホールの配線を配置しなければならず、半導体装置の小型化が図れない。 Patent Document 2 (International Publication No. WO 98/25304 A1) describes a structure in which wirings are arranged on both front and back sides of a microcomputer chip, but all the balls (external terminals) are connected to the microcomputer chip. Since all the balls are connected to different through-hole wirings, at least the same number of through-hole wirings as all the balls must be arranged in the outer peripheral area of the microcomputer chip. In other words, the semiconductor device cannot be reduced in size.
また、特許文献3(特開2003−309243号公報)には、半導体チップが埋め込まれた配線基板の製造方法については記載されているが、外部装置と信号のやり取りを行う外部端子全てが配線基板(パッケージ基板)の片方の面に配置された半導体装置の構造については全く記載されていない。 Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-309243) describes a method for manufacturing a wiring board in which a semiconductor chip is embedded, but all external terminals that exchange signals with external devices are connected to the wiring board. The structure of the semiconductor device arranged on one side of the (package substrate) is not described at all.
本発明の目的は、配線基板の配線層の数を少なくして小型化を図ることができる半導体装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a semiconductor device that can be reduced in size by reducing the number of wiring layers of a wiring board.
また、本発明の他の目的は、電気的特性の向上を図ることができる半導体装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving electrical characteristics.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、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。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。 Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
すなわち、本発明は、第1主面、前記第1主面に形成された第1半導体素子、前記第1主面の周縁部に形成され、前記第1半導体素子と電気的に接続された第1パッド、および前記第1主面と反対側の第1裏面を有し、演算処理機能を備えた第1半導体チップと、表面、および前記表面と反対側の裏面を有し、前記第1半導体チップを封止するコア層、前記コア層の前記表面と前記コア層の前記裏面との間で、前記第1半導体チップの周囲に形成された第1貫通孔、前記コア層の前記表面と前記コア層の前記裏面との間で、前記第1半導体チップの周囲に形成された第2貫通孔、前記第1貫通孔の内部に形成された第1導体部、前記第2貫通孔の内部に形成された第2導体部、前記第1導体部と接続され、前記コア層の前記表面上に形成された第1配線層、前記第2導体部と接続され、前記コア層の前記表面上において前記第1半導体チップと対向する領域に形成された基準電位を有する第1GNDプレーン、前記第1導体部と接続され、前記コア層の前記裏面上に形成された第2配線層、および前記第2導体部と接続され、前記コア層の前記裏面上において前記第1半導体チップと対向する領域に形成された基準電位を有する第2GNDプレーンを有する配線基板と、第2主面、前記第2主面に形成された第2半導体素子、前記第2主面に形成され、前記第2半導体素子と電気的に接続された第2パッド、および前記第2主面と反対側の第2裏面を有し、メモリ回路を備え、前記配線基板の前記第1配線層と前記第2パッドが電気的に接続され、前記第1配線層上に搭載された第2半導体チップと、前記第2配線層とそれぞれ電気的に接続され、前記第2配線層上に形成された第1外部端子と、を含むものである。
That is, the present invention includes a first main surface, the first semiconductor element formed on the first main surface, is formed on the peripheral portion of the first main surface, is connected to the first semiconductor element and the electrical first pad, and have a first back surface opposite the first major surface includes a first semiconductor chip having an arithmetic processing function, the front surface, and a back surface of said surface opposite , before SL core layer which seals the first semiconductor chip, between the rear surface of the surface and the core layer of the core layer, the first through-hole is formed around the first semiconductor chip, the core A second through hole formed around the first semiconductor chip between the front surface of the layer and the back surface of the core layer, a first conductor portion formed in the first through hole, the first second conductor portion formed in the interior of the second through-hole, is connected to the first conductor portion, is formed on the surface of the core layer First wiring layer, which is connected to the second conductor portion, the 1GND plane having a reference potential formed in the first semiconductor chip opposite to a region at said upper surface of said core layer, connected to the first conductor portion And a second wiring layer formed on the back surface of the core layer and a reference connected to the second conductor and formed in a region facing the first semiconductor chip on the back surface of the core layer. a wiring substrate having a first 2GND plane having a potential, the second main surface, a second semiconductor element formed on the second main surface, is formed on the second major surface, said second semiconductor device electrically connected second pad, and having a second back surface of the second main surface opposite, comprising a memory circuit, the said first wiring layer of the wiring board second pad electrically connected And mounted on the first wiring layer. And the semiconductor chip, the second is wiring layer and electrically connected, a first external terminal formed on the second wiring layer, is intended to include.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
マイコンチップとメモリチップを有した半導体装置において、マイコンチップを配線基板内に埋め込むとともに、マイコンチップの上側の主面側配線層の配線と下側の裏面側配線層の配線とがコア層の接続用導体部を介して接続され、前記裏面側配線層は、マイコンチップの外部接続用入出力回路に接続する電極と裏面側の外部端子搭載電極とを接続しかつ接続用導体部および主面側配線層の配線とは接続しない第1の配線を有していることにより、マイコンチップに接続する配線を裏面側配線層のみに配置することができる。その結果、配線基板における全ての配線を主面側配線層と裏面側配線層とに分散させて配置することができ、配線基板における配線層の数を少なくすることができる。これにより、配線基板の薄型化を図って半導体装置の小型化を図ることができる。 In a semiconductor device having a microcomputer chip and a memory chip, the microcomputer chip is embedded in the wiring board, and the wiring on the main surface side wiring layer on the upper side of the microcomputer chip and the wiring on the lower side wiring layer on the lower side are connected to the core layer. The back side wiring layer is connected to the external connection input / output circuit of the microcomputer chip and the back side external terminal mounting electrode, and is connected to the connecting conductor part and the main surface side. By having the first wiring that is not connected to the wiring of the wiring layer, the wiring connected to the microcomputer chip can be arranged only in the back surface side wiring layer. As a result, all the wirings in the wiring board can be distributed and arranged in the main surface side wiring layer and the back surface side wiring layer, and the number of wiring layers in the wiring board can be reduced. As a result, the wiring board can be thinned and the semiconductor device can be miniaturized.
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。 In the following embodiments, the description of the same or similar parts will not be repeated in principle unless particularly necessary.
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。 Further, in the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments, but they are not irrelevant to each other unless otherwise specified. The other part or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like are related.
また、以下の実施の形態において、要素の数など(個数、数値、量、範囲などを含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。 Also, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), particularly when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and it may be more or less than the specific number.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1の半導体装置の構造の一例を示す断面図、図2は図1に示す半導体装置のシステムの一例を示すブロック構成図、図3は図1に示す半導体装置に組み込まれる配線基板の最上配線層の配線パターンの一例を示す平面図、図4は図3に示すA部を拡大して示す拡大部分平面図、図5は図1に示す半導体装置に組み込まれる配線基板の上から2層めの配線層の配線パターンの一例を示す平面図、図6は図1に示す半導体装置に組み込まれる配線基板の上から3層めの配線層の配線パターンの一例を示す平面図、図7は図1に示す半導体装置に組み込まれる配線基板の上から4層めの配線層の配線パターンの一例を示す平面図、図8は図1に示す半導体装置に組み込まれる配線基板の上から5層めの配線層の配線パターンの一例を示す平面図、図9は図1に示す半導体装置に組み込まれる配線基板の上から6層めの配線層の配線パターンの一例を示す平面図、図10は図8に示す配線パターンにおけるグランド電位(基準電位)のプレーン配線とその周囲の配線パターンを示す拡大部分平面図、図11は図3に示す最上配線層の配線パターンにおけるマイコンチップ−メモリチップ間の配線の一例を示す拡大部分平面図、図12は図5に示す2層めの配線層の配線パターンにおけるマイコンチップ−メモリチップ間の配線の一例を示す拡大部分平面図、図13は図6に示す3層めの配線層の配線パターンにおけるマイコンチップ−メモリチップ間の配線の一例を示す拡大部分平面図、図14は図7に示す4層めの配線層の配線パターンにおけるマイコンチップ−メモリチップ間の配線の一例を示す拡大部分平面図、図15は図8に示す5層めの配線層の配線パターンにおけるマイコンチップ−メモリチップ間の配線とマイコンチップ−半田ボール間の配線の一例を示す拡大部分平面図、図16は図9に示す6層めの配線層の配線パターンにおけるマイコンチップ−メモリチップ間の配線とマイコンチップ−半田ボール間の配線の一例を示す拡大部分平面図、図17は図1に示す半導体装置をグランド電位のプレーン配線上で切断した構造の一例を示す断面図、図18は図1に示す半導体装置をグランド電位のスルーホール配線上で切断した構造の一例を示す断面図である。
(Embodiment 1)
1 is a sectional view showing an example of the structure of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of the system of the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a semiconductor device shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged partial plan view showing an enlarged portion A shown in FIG. 3, and FIG. 5 is incorporated in the semiconductor device shown in FIG. FIG. 6 is a plan view showing an example of the wiring pattern of the second wiring layer from the top of the wiring board. FIG. 6 shows an example of the wiring pattern of the third wiring layer from the top of the wiring board incorporated in the semiconductor device shown in FIG. FIG. 7 is a plan view showing an example of a wiring pattern of a fourth wiring layer from the top of the wiring board incorporated in the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. 8 is a wiring incorporated in the semiconductor device shown in FIG. Wiring pattern of the fifth wiring layer from the top of the board FIG. 9 is a plan view showing an example of a wiring pattern of a sixth wiring layer from the top of the wiring board incorporated in the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG. 10 is a diagram of the wiring pattern shown in FIG. FIG. 11 is an enlarged partial plan view showing a plane wiring of a ground potential (reference potential) and a wiring pattern around it, and FIG. 11 is an enlarged portion showing an example of wiring between a microcomputer chip and a memory chip in the wiring pattern of the uppermost wiring layer shown in FIG. FIG. 12 is an enlarged partial plan view showing an example of wiring between the microcomputer chip and the memory chip in the wiring pattern of the second wiring layer shown in FIG. 5, and FIG. 13 is a third wiring layer shown in FIG. FIG. 14 is an enlarged partial plan view showing an example of wiring between the microcomputer chip and the memory chip in the wiring pattern of FIG. 14, and FIG. 14 is a microcomputer chip in the wiring pattern of the fourth wiring layer shown in FIG. FIG. 15 is an enlarged partial plan view showing an example of wiring between memory chips, and FIG. 15 is an example of wiring between a microcomputer chip and a memory chip and wiring between microcomputer chips and solder balls in the wiring pattern of the fifth wiring layer shown in FIG. FIG. 16 is an enlarged partial plan view showing an example of the wiring between the microcomputer chip and the memory chip and the wiring between the microcomputer chip and the solder ball in the wiring pattern of the sixth wiring layer shown in FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the semiconductor device shown in FIG. 1 cut on the ground potential plane wiring. FIG. 18 is an example of the structure of the semiconductor device shown in FIG. 1 cut on the ground potential through-hole wiring. FIG.
図1に示す本実施の形態1の半導体装置は、演算処理機能を備えた半導体チップ(CPU(Central Processing Unit))であるマイコンチップ1と、メモリ回路を備えた半導体チップであるメモリチップとを有するものであり、本実施の形態1では、前記半導体装置の一例として、1つのマイコンチップ1と、3つのメモリチップが組み込まれたSIP(System In Package)4を取り上げて説明する。
The semiconductor device according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes a
本実施の形態1のSIP4では、マイコンチップ1がフェイスダウン実装で配線基板内に配置されており、さらに、3つのメモリチップが配線基板の主面5a上に配置され、これら3つのメモリチップは、フェイスアップ実装でそれぞれ配線基板上に配置されるとともに、ワイヤ接続によって配線基板に電気的に接続されている。
In the SIP 4 of the first embodiment, the
また、配線基板の主面5aに対するその反対側の裏面5bには、外部端子である複数の半田ボール8がマトリクス配置で設けられているとともに、主面5a側にはメモリチップや金属細線を樹脂封止する封止体7が形成されている。
In addition, a plurality of
すなわち、SIP4は、BGA(Ball Grid Array)型の半導体装置である。 That is, the SIP 4 is a BGA (Ball Grid Array) type semiconductor device.
図1に示すSIP4の詳細構造について説明すると、その主面1aに半導体素子および複数の電極であるパッド1cを有しており、かつ演算処理機能を備えた第1の半導体チップであるマイコンチップ1と、それぞれ主面2a,3aに半導体素子および複数の電極であるパッド2c,3cを有しており、かつそれぞれメモリ回路を備えた第2の半導体チップであるフラッシュメモリ2およびDRAM(Dynamic Random Access Memory) 3と、配線基板であるパッケージ基板5と、パッケージ基板5の主面5a上でフラッシュメモリ2およびDRAM3を樹脂封止する封止体7と、パッケージ基板5の裏面5b側において外部端子搭載電極である図9に示すバンプランド5hに接続する複数の半田ボール8とから成る。
The detailed structure of the SIP 4 shown in FIG. 1 will be described. A
なお、パッケージ基板5は、主面5aと、裏面5bと、主面5aと裏面5bの間に配置された絶縁性のコア層5cと、コア層5cより主面5a側に配置された主面側配線層5dと、コア層5cより裏面5b側に配置された裏面側配線層5eと、コア層5cを貫通して形成された貫通孔5f内に配置されたスルーホール配線(接続用導体部)5gと、裏面5bのみに配置された複数のバンプランド5hとを有しており、主面側配線層5dの配線5jと裏面側配線層5eの配線5kとがスルーホール配線5gによって電気的に接続されている。
The
さらに、主面側配線層5dおよび裏面側配線層5eそれぞれにおいて、各配線5jや各配線5kはそれぞれ絶縁層5iを介して配置され、隣接する層の配線5j同士や配線5k同士がビア配線5tを介して電気的に接続されている。
Further, in each of the main surface
また、第1の半導体チップであるマイコンチップ1は、その主面1aをパッケージ基板5の裏面5b側に向けてパッケージ基板5のコア層5cに配置されており、マイコンチップ1のパッド1cと裏面側配線層5eの配線5kとが金バンプ1dを介して電気的に接続されている。すなわち、マイコンチップ1は、その主面1aを下方側に向け、かつ裏面1bを上方に向けてコア層5cに配置されている。したがって、主面1aと裏面側配線層5eとが対向している。
Further, the
なお、コア層5cにおいては、マイコンチップ1の周囲に複数のスルーホール配線5gが形成されている。
In the
また、第2の半導体チップであり、かつメモリチップであるフラッシュメモリ2およびDRAM3は、パッケージ基板5の主面5a上に配置されており、さらにフラッシュメモリ2のパッド2cと主面側配線層5dの配線5jとが、またDRAM3のパッド3cと主面側配線層5dの配線5jとが金線などのワイヤ(金属細線)6によって電気的に接続されている。
Further, the
さらに、SIP4には、1つのフラッシュメモリ2と2つのDRAM3が搭載されており、それぞれのメモリチップは、その裏面2b,3bがパッケージ基板5の主面5aに接合材によって接合されているとともに、複数のワイヤ6といっしょに封止体7によって樹脂封止されている。
Further, the SIP 4 is equipped with one
なお、パッケージ基板5の裏面側配線層5eには、マイコンチップ1内の図2に示す外部接続用入出力回路1eに接続するパッド1cと、これに対応するバンプランド5hとを電気的に接続するとともにスルーホール配線5gおよび主面側配線層5dの配線5jとは接続しない複数の第1の配線5mが設けられている。
Note that a pad 1c connected to the external connection input / output circuit 1e shown in FIG. 2 in the
すなわち、第1の配線5mは、主面側配線層5dには配置されず、裏面側配線層5eのみに配置されるものであり、コア層5cに設けられた何れのスルーホール配線5gおよび主面側配線層5dの配線5jとも接続されず、マイコンチップ1の外部接続用入出力回路1eに接続するパッド1cからこれに対応するバンプランド5hまでを裏面側配線層5eのみで引き回しており、SIP4では、このような第1の配線5mがパッケージ基板5において裏面側配線層5eのみに多数設けられている。
That is, the
また、裏面側配線層5eには、マイコンチップ1のメモリ接続用入出力回路1fに接続するパッド1cと、フラッシュメモリ2のパッド2cとをスルーホール配線5gおよび主面側配線層5dの配線5jを介して電気的に接続する第2の配線5nが配置されている。さらに、この第2の配線5nは、裏面側配線層5eにおいてバンプランド5hに接続する第3の配線5pと接続している。
Further, on the back surface
次に、図2を用いてSIP4のシステムの構成について説明する。 Next, the configuration of the SIP4 system will be described with reference to FIG.
マイコンチップ1は、システムの外部とシステムの内部に設けられたフラッシュメモリ2およびDRAM3との間を仲介してデータの入出力を制御している。そのため外部接続用入出力回路1eとメモリ接続用入出力回路1fを有しており、外部接続用入出力回路1e用の論理アドレスをフラッシュメモリ2またはDRAM3用のアドレスに変換する。
The
すなわち、アドレス、コマンド、クロックなどの情報をフラッシュメモリ2やDRAM3との間でやり取りしている。
That is, information such as an address, a command, and a clock is exchanged with the
本実施の形態1のSIP4では、マイコンチップ1の外部接続用入出力回路1eに接続するパッド1cと、これに対応するバンプランド5h(半田ボール8)とが裏面側配線層5eのみに配置された第1の配線5mによって接続されている。さらに、マイコンチップ1のメモリ接続用入出力回路1fに接続するパッド1cと、フラッシュメモリ2のパッド2cとが、裏面側配線層5eの第2の配線5n、スルーホール配線5gおよび主面側配線層5dの配線5jを介して接続されている。さらに、第2の配線5nとバンプランド5h(半田ボール8)とを接続する第3の配線5pが裏面側配線層5eに形成されている。
In the SIP 4 of the first embodiment, the pad 1c connected to the external connection input / output circuit 1e of the
このように本実施の形態1のSIP4は、マイコンチップ1をパッケージ基板5のコア層5c内に配置するとともにマイコンチップ1の主面1aを外部端子側に向けて配置し、さらにマイコンチップ1の上側の主面側配線層5dに3つのメモリチップ関係の配線5jを配置し、かつマイコンチップ1の下側の裏面側配線層5eに、マイコンチップ1から直接バンプランド5hに繋がる複数の第1の配線5m、マイコンチップ1のメモリ接続用入出力回路1fに接続するパッド1cとフラッシュメモリ2のパッド2cとをスルーホール配線5gおよび主面側配線層5dの配線5jを介して接続する第2の配線5n、および第2の配線5nと接続し、かつバンプランド5hに接続する第3の配線5pを配置することにより、マイコンチップ1の上側と下側に全配線を分散させて配置することができ、したがって、従来の配線基板上に全ての半導体チップを搭載した構造の半導体装置に比較して、パッケージ基板5の配線層数を少なくすることができる。
As described above, the SIP 4 according to the first embodiment arranges the
なお、SIP4には、外部接続用入出力回路1eに接続する外部端子(半田ボール8)が、例えば、116個設けられており、また、メモリ接続用入出力回路1fに接続する外部端子(半田ボール8)が、例えば、67個設けられている。すなわち、外部接続用入出力回路1eに接続する外部端子の数(116個)>メモリ接続用入出力回路1fに接続する外部端子の数(67個)となっている。 The SIP 4 is provided with, for example, 116 external terminals (solder balls 8) connected to the external connection input / output circuit 1e, and the external terminals (solder) connected to the memory connection input / output circuit 1f. For example, 67 balls 8) are provided. That is, the number of external terminals connected to the external connection input / output circuit 1e (116)> the number of external terminals connected to the memory connection input / output circuit 1f (67).
次に、SIP4に組み込まれるパッケージ基板5の各配線層の配線パターンの詳細について説明する。
Next, details of the wiring pattern of each wiring layer of the
図3はパッケージ基板5の最上配線層、図5は上(主面5a側)から2層めの配線層、図6は上から3層めの配線層、図7は上から4層めの配線層、図8は上から5層めの配線層、図9は上から6層めの配線層を示しており、それぞれ各層における配線パターンを示すものである。
3 is the uppermost wiring layer of the
なお、最上配線層、上から2層めの配線層および上から3層めの配線層が主面側配線層5dであり、また、上から4,5および6層めの配線層が裏面側配線層5eである。最上配線層には、図3および図4の拡大図に示すように、フラッシュメモリ2やDRAM3のそれぞれのパッド2c,3cにワイヤ6を介して接続する複数の端子5uと、これらの端子5uに接続する配線5jとが設けられている。
The uppermost wiring layer, the second wiring layer from the top, and the third wiring layer from the top are the main surface
また、2層めの配線層には、図5に示すように、最上配線層および3層めの配線層への中継配線となる複数の配線5jが設けられており、さらに、3層めの配線層には、図6に示すように、略全面に亘ってグランド(GND)電位のプレーン配線であるGNDプレーン5qが設けられている。すなわち、3層めの配線層は、ほぼ全面に広がったGND層である。ただし、3層めの配線層には、このGNDプレーン5qと絶縁された状態で信号用などのスルーホール配線5gも複数個設けられている。なお、GNDプレーン5qには、その外周部に沿ってグランド電位の第1接続用導体部であるGNDスルーホール5sが複数個設けられている。
In addition, as shown in FIG. 5, the second wiring layer is provided with a plurality of
また、4層めの配線層には、図7に示すように、電源電位のプレーン配線である電源プレーン5rや電源用配線5vが設けられている。すなわち、4層めの配線層は、電源層になっている。ただし、4層めの配線層には、この電源プレーン5rと絶縁された状態で信号用などのスルーホール配線5gが複数個設けられている。なお、4層めの配線層には、その外周部に沿って、かつ電源プレーン5rとは絶縁された状態でGNDスルーホール5sが複数個設けられている。さらに、4層めの配線層の中央付近には、マイコンチップ1の主面1aが配置されるため、配線禁止領域5wが形成されている。
In the fourth wiring layer, as shown in FIG. 7, a
また、5層めの配線層には、図8に示すように、マイコンチップ1のパッド1cと金バンプ1dを介して接続する複数の端子5xと、端子5xに接続する配線5kと、四角形に配列された複数の端子5x群の内側領域に形成されたGND電位のプレーン配線であるGNDプレーン5qとが設けられている。すなわち、裏面側配線層5eにおける5層めの配線層のマイコンチップ1の主面1aに対向する箇所に、GND電位のGNDプレーン5qが設けられている。これにより、SIP4の、特にマイコンチップ1から放射されるEMIノイズをシールドすることが可能となり、SIP4のEMI特性を改善できる。なお、図10に示すように、GNDプレーン5qは、マイコンチップ1のGND用のパッド1cに接続するGND用端子5yと配線5kによって接続されており、B部に示すように、各端子5xとGNDプレーン5qとの間に配線5kが1本通る程度の隙間を空けておくことにより、EMIに対するシールド性を損なわずに配線5kの引き回し性を向上させることが可能になる。
Further, as shown in FIG. 8, the fifth wiring layer includes a plurality of
また、6層めの配線層には、図9に示すように、外部端子である半田ボール8と接続する複数のバンプランド5hと、各バンプランド5hに接続する配線5kとが設けられている。複数のバンプランド5hは、中央部を除いてマトリクス配置で設けられており、バンプランド5hの配列が外部端子である半田ボール8の配列となる。
Further, as shown in FIG. 9, the sixth wiring layer is provided with a plurality of
本実施の形態1のSIP4では、パッケージ基板5において、マイコンチップ1の下側の裏面側配線層5eに、マイコンチップ1から直接バンプランド5hに繋がる複数の第1の配線5mと、マイコンチップ1のメモリ接続用入出力回路1fに接続するパッド1cとフラッシュメモリ2のパッド2cとをスルーホール配線5gおよび主面側配線層5dの配線5jを介して接続する第2の配線5nと、第2の配線5nと接続し、かつバンプランド5hに接続する第3の配線5pとを有している。
In the SIP 4 according to the first embodiment, on the
この第1〜3の配線5m,5n,5pを一例を挙げて具体的に説明すると、図11に示す最上配線層のC部のフラッシュメモリ用の端子5uに接続する配線5jと、D部のDRAM用の端子5uに接続する配線5jとが、図12に示す2層めの配線層のE部の配線5jおよびビア配線5tを介して接続され、さらに、図11のD部の配線5jがその端部のビア配線5tを介して図12に示すF部の配線5jと接続されている。
The first to
図12に示すF部の配線5jは、ビア配線5tを介して図13に示す3層めの配線層のG部の配線5jに接続し、さらにスルーホール配線5gを介してコア層5cを通過して図14に示す4層めの配線層のH部のスルーホール配線5gに接続し、さらにスルーホール配線5gと接続するH部の第2の配線5nがビア配線5tを介して図15に示す5層めの配線層のI部の第2の配線5nに接続し、このI部の第2の配線5nがマイコンチップ用の端子5xに接続している。
The
なお、コア層5cの絶縁層は、ビルドアップ層の絶縁層5iより大きいため、コア層5cに形成されるスルーホール(貫通孔5f)は、ビルドアップ層に形成されるビアホールに比較して大きくなる。したがって、半導体装置(SIP4)の小型化のためには、スルーホール配線5gの数を少なくするのが有効である。
Since the insulating layer of the
さらに、I部において第2の配線5nは、第3の配線5pに接続し、この第3の配線5pの端部でビア配線5tを介して図16に示す6層めの配線層のJ部の第3の配線5pに接続し、この第3の配線5pがバンプランド5hに接続している。このようにしてマイコンチップ−メモリチップ−バンプランド間配線が形成されている。
Further, in the I portion, the
また、図15に示す5層めの配線層のK部において、マイコンチップ用の端子5xと第1の配線5mとが接続し、この第1の配線5mがビア配線5tを介して図16に示す6層めの配線層のL部の第1の配線5mに接続し、この第1の配線5mがバンプランド5hに接続している。このようにしてマイコンチップ−バンプランド間配線が形成されており、このマイコンチップ−バンプランド間配線の第1の配線5mは、裏面側配線層5eのみに複数形成されているとともに、スルーホール配線5gおよび主面側配線層5dの配線5jとは接続していない。
In addition, in the K portion of the fifth wiring layer shown in FIG. 15, the
以上のように本実施の形態1のSIP4では、マイコンチップ1がパッケージ基板5のコア層5c内に埋め込まれるとともに、マイコンチップ1の上側に配置された主面側配線層5dの配線5jと、下側に配置された裏面側配線層5eの配線5kとがコア層5cのスルーホール配線5gを介して接続され、さらに裏面側配線層5eは、マイコンチップ1の外部接続用入出力回路1eに接続するパッド1cと裏面5b側のバンプランド5hとを接続し、かつスルーホール配線5gおよび主面側配線層5dの配線5jとは接続しない第1の配線5mを有していることにより、マイコンチップ1に接続する配線5kを裏面側配線層5eのみに配置することができる。
As described above, in the SIP 4 according to the first embodiment, the
このような構成にすることにより、パッケージ基板5に形成される配線5j,5kのうち、マイコンチップ1の外部接続用入出力回路1eと、外部端子を構成するバンプランド5hとを接続する配線(第1の配線5m)を、直径の大きなスルーホール配線5gと接続させずに構成することができ、パッケージ基板5に形成するスルーホール配線5gの数を減らすことができる。したがって、パッケージ基板5の小型化を図ることができる。
With such a configuration, of the wirings 5j and 5k formed on the
また、パッケージ基板5における配線5j,5kを主面側配線層5dと裏面側配線層5eとに分散させて配置することができ、これにより、パッケージ基板5における配線層の数を少なくすることができる。
Further, the
したがって、パッケージ基板5の薄型化を図ることができ、これにより、SIP4などの半導体装置の小型化を図ることができる。
Therefore, the
さらに、パッケージ基板5における配線層の数を少なくすることができるため、パッケージ基板5の低コスト化を図ることができる。その結果、SIP4などの半導体装置の低コスト化を図ることができる。
Furthermore, since the number of wiring layers in the
また、図10、図15および図17に示すように、パッケージ基板5の裏面側配線層5eにおけるマイコンチップ1の主面1aに対向する箇所に、グランド電位のプレーン配線であるGNDプレーン5qが形成されていることにより、シールド効果を向上させることができ、EMIの低減化を図ることができる。その結果、SIP4の電気的特性を向上させることができる。
Further, as shown in FIGS. 10, 15 and 17, a
なお、本実施の形態1のSIP4では、パッケージ基板5においてマイコンチップ1の裏面1b側(上側)の3層めの配線層に図6に示すように全面に亘るGNDプレーン5qが形成されており、かつ4層めの配線層に電源プレーン5rが形成されていることにより、マイコンチップ1をGNDプレーン5qと電源プレーン5rとで取り囲むことができる。これにより、シールド効果をさらに向上させることができる。その結果、EMIの低減化をさらに図ることができる。
In the SIP 4 of the first embodiment, the
また、SIP4においては、マイコンチップ1の外部接続用入出力回路1eと、外部端子を構成するバンプランド5hとを接続する配線(第1の配線5m)を、スルーホール配線5gと接続させずに構成することにより、パッケージ基板5におけるGND以外の接続配線を構成するためのスルーホール配線5gの数を少なくすることができるため、パッケージ基板5のコア層5cにおいてGND電位の複数のGNDスルーホール(第1接続用導体部)5sを形成することが可能になる。その際、GNDスルーホール5sをマイコンチップ1の周囲、好ましくは図6および図18に示すようにGNDプレーン5qの外周部に沿って複数形成することにより、EMIの低減化を図ることができる。その結果、SIP4の電気的特性を向上させることができる。
In SIP4, the wiring (
ここで、コア層5cに形成するGNDスルーホール5sの配置ピッチの一例について説明すると、例えば、SIP4を携帯用電話機などに搭載する場合、ノイズの波長(L)は、L=C/(εr 1/2 ×f)で表され、Cは光速でありC=3×1011mm/s、εrは樹脂の誘電率でありεr ≒4、fは切りたいノイズの周波数でありf=2.5×109Hzとして計算すると、L≒50mmとなる。さらに、ノイズを通さないための十分なマージンを含めてLを計算値の10分の1の値とする。すなわち、コア層5cにおける隣接するGNDスルーホール5s同士の間隔(配置ピッチ)を5mm以下とすることにより、携帯用電話機においては、確実にノイズを切ることができ、SIP4の電気的特性を向上させて携帯用電話機の信頼性の向上を図ることができる。
Here, an example of the arrangement pitch of the GND through
なお、マイコンチップ1などの半導体チップを埋め込んだ配線基板の製造方法の一例については、特許文献3(特開2003−309243号公報)に記載されている。
An example of a method for manufacturing a wiring board in which a semiconductor chip such as the
(実施の形態2)
図19は本発明の実施の形態2の半導体装置の構造の一例を示す断面図、図20は図1
9に示す半導体装置のシステムの一例を示すブロック構成図である。
(Embodiment 2)
FIG. 19 is a sectional view showing an example of the structure of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 9 is a block configuration diagram showing an example of a system of the semiconductor device shown in FIG.
図19に示す本実施の形態2の半導体装置は、半導体チップが配線基板であるパッケージ基板5に埋め込まれたものであり、パッケージ基板5内にマイコンチップ1を埋め込むとともに、パッケージ基板5の主面5a側にメモリチップなどの半導体チップを有した他の半導体装置を接続可能な構造となっており、出荷後にユーザ側においてメモリチップを有した他の半導体装置を接続して実施の形態1で説明したSIP4と同様の半導体装置(System In Package)を製造可能にするものである。
The semiconductor device according to the second embodiment shown in FIG. 19 has a semiconductor chip embedded in a
図19および図20に示す半導体装置の詳細な構造について説明すると、その主面1aに半導体素子および複数のパッド1cを有しており、かつ演算処理機能とメモリ接続用入出力回路1fと外部接続用入出力回路1eとを有するCPU(Central Processing Unit)であるマイコンチップ(第1の半導体チップ)1と、配線基板であるパッケージ基板5と、パッケージ基板5の裏面5b側において外部端子搭載電極であるバンプランド5h(図9参照)に接続する複数の半田ボール8とから成るBGA(Ball Grid Array)型半導体装置9である。
The detailed structure of the semiconductor device shown in FIGS. 19 and 20 will be described. The main surface 1a has a semiconductor element and a plurality of pads 1c, and has an arithmetic processing function, a memory connection input / output circuit 1f, and an external connection. A microcomputer chip (first semiconductor chip) 1 which is a CPU (Central Processing Unit) having an input / output circuit 1e, a
なお、パッケージ基板5は、主面5aと、その反対側の裏面5bと、主面5aと裏面5bの間に配置された絶縁性のコア層5cと、コア層5cより主面5a側に配置された主面側配線層5dと、コア層5cより裏面5b側に配置された裏面側配線層5eと、コア層5cを貫通して形成された貫通孔5f内に配置されたスルーホール配線(接続用導体部)5gと、裏面5bのみに配置された複数のバンプランド5h(図9参照)とを有しており、主面側配線層5dの配線5jと裏面側配線層5eの配線5kとがスルーホール配線5gによって電気的に接続されている。
The
さらに、主面側配線層5dおよび裏面側配線層5eそれぞれにおいて、各配線5jや各配線5kはそれぞれ絶縁層5iを介して配置され、隣接する層の配線5j同士や配線5k同士がビア配線5tを介して電気的に接続されている。
Further, in each of the main surface
また、第1の半導体チップであるマイコンチップ1は、その主面1aをパッケージ基板5の裏面5b側に向けてパッケージ基板5のコア層5cに配置されており、マイコンチップ1のパッド1cと裏面側配線層5eの配線5kとが金バンプ1dを介して電気的に接続されている。すなわち、マイコンチップ1は、その主面1aを下方側に向け、かつ裏面1bを上方に向けてコア層5cに配置されている。したがって、主面1aと裏面側配線層5eとが対向している。
Further, the
なお、コア層5cにおいては、マイコンチップ1の周囲に複数のスルーホール配線5gが形成されている。
In the
また、パッケージ基板5の裏面側配線層5eには、マイコンチップ1内の図20に示す外部接続用入出力回路1eに接続するパッド1cと、これに対応するバンプランド5hとを電気的に接続するとともに、スルーホール配線5gおよび主面側配線層5dの配線5jとは接続しない複数の第1の配線5mが設けられている。
Further, a pad 1c connected to the external connection input / output circuit 1e shown in FIG. 20 in the
すなわち、第1の配線5mは、実施の形態1のSIP4と同様に、主面側配線層5dには配置されず、裏面側配線層5eのみに配置されるものであり、コア層5cに設けられた何れのスルーホール配線5gおよび主面側配線層5dの配線5jとも接続されず、マイコンチップ1の外部接続用入出力回路1eに接続するパッド1cからこれに対応するバンプランド5hまでの間を裏面側配線層5eのみにおいて接続しており、BGA型半導体装置9においても、このような第1の配線5mがパッケージ基板5の裏面側配線層5eのみに多数設けられている。
That is, the
さらに、本実施の形態2のBGA型半導体装置9のパッケージ基板5の主面5aには、メモリ回路を備えた半導体チップを有するCSP(Chip Size Package)10などの他の半導体装置と電気的に接続可能な複数の接続用電極5zが設けられている。
Furthermore, the
また、裏面側配線層5eには、マイコンチップ1のメモリ接続用入出力回路1fに接続するパッド1cと、主面側配線層5dの接続用電極5zとをスルーホール配線5gおよび主面側配線層5dの配線5jを介して電気的に接続する第2の配線5nが配置されている。さらに、この第2の配線5nは、裏面側配線層5eにおいてバンプランド5hに接続する第3の配線5pと接続している。
Further, on the back surface
なお、BGA型半導体装置9の外部と信号のやり取りを行う外部端子である複数の半田ボール8は、パッケージ基板5の裏面5b側のみに全て配置されている。
The plurality of
また、パッケージ基板5上にユーザ側で接続する他の半導体装置は、半導体チップなどの封止が行われているパッケージ製品であってもよいし、あるいは半導体チップが露出したベアチップ製品であってもよい。さらに、他の半導体装置のパッケージ基板5との接続用電極5zを介しての電気的な接続は、フリップチップ接続であってもよいし、あるいはワイヤ接続であってもよい。
The other semiconductor device connected on the
したがって、パッケージ基板5の接続用電極5zは、その表面に金めっき層または半田めっき層が形成されている。
Therefore, the
ただし、図19に示すBGA型半導体装置9のようにパッケージ基板5の裏面5b側に半田ボール8が設けられていると、主面5a側でワイヤボンディングを行うのは困難であり、したがって、主面5a側での他の半導体装置の接続は、バンプ電極11を介したフリップチップ接続が好ましく、その結果、接続用電極5zはフリップチップ接続用の電極であることが好ましい。
However, if the
次に、図20に示すBGA型半導体装置9のシステムの構成について説明すると、マイコンチップ1は、システムの外部と、システムに後付けで接続されたメモリチップとの間を仲介してデータの入出力を制御している。そのため外部接続用入出力回路1eとメモリ接続用入出力回路1fを有しており、外部接続用入出力回路1e用の論理アドレスをメモリチップ用のアドレスに変換する。
Next, the system configuration of the BGA
すなわち、アドレス、コマンド、クロックなどの情報をメモリチップとの間でやり取りしている。 That is, information such as an address, a command, and a clock is exchanged with the memory chip.
本実施の形態2のBGA型半導体装置9においても、実施の形態1のSIP4と同様に、マイコンチップ1の外部接続用入出力回路1eに接続するパッド1cと、これに対応するバンプランド5h(半田ボール8)とが裏面側配線層5eのみに配置された第1の配線5mによって接続されている。さらに、マイコンチップ1のメモリ接続用入出力回路1fに接続するパッド1cと、主面側配線層5dの接続用電極5zとが、裏面側配線層5eの第2の配線5n、スルーホール配線5gおよび主面側配線層5dの配線5jを介して接続されている。さらに、第2の配線5nとバンプランド5h(半田ボール8)とを接続する第3の配線5pが裏面側配線層5eに形成されている。
Also in the BGA
なお、BGA型半導体装置9のパッケージ基板5の各配線層の配線パターンについては、図3に示す最上配線層の配線パターンのうち、端子5uを接続用電極5zに置き換えるだけであり、2層めから6層めまでの各配線層の配線パターンは、実施の形態1のSIP4のパッケージ基板5のものと同様である。
As for the wiring pattern of each wiring layer of the
このように本実施の形態2のBGA型半導体装置9では、ユーザ側でパッケージ基板5の主面5aにCSP10などの他の半導体装置を接続することにより、実施の形態1のSIP4と同様に、マイコンチップ1がパッケージ基板5のコア層5c内に配置されるとともにマイコンチップ1の主面1aが外部端子側に向けて配置され、さらにマイコンチップ1の上側の主面側配線層5dにメモリチップ関係の配線5jを配置し、かつマイコンチップ1の下側の裏面側配線層5eに、マイコンチップ1から直接バンプランド5hに繋がる複数の第1の配線5m、マイコンチップ1のメモリ接続用入出力回路1fに接続するパッド1cと主面側配線層5dの接続用電極5zとをスルーホール配線5gおよび主面側配線層5dの配線5jを介して接続する第2の配線5n、および第2の配線5nと接続し、かつバンプランド5hに接続する第3の配線5pを配置することができ、したがって、マイコンチップ1の上側と下側に全配線を分散させて配置することができる。
Thus, in the BGA
その結果、従来の配線基板上に全ての半導体チップを搭載した構造の半導体装置に比較して、パッケージ基板5の配線層数を少なくすることができ、これにより、BGA型半導体装置9の小型化を図ることができる。
As a result, the number of wiring layers of the
本実施の形態2のBGA型半導体装置9のその他の構造と、これによって得られるその他の効果については、実施の形態1のSIP4と同様であるため、その重複説明は省略する。
Since the other structure of the BGA
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の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言うまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments of the invention. However, the present invention is not limited to the embodiments of the invention, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.
例えば、前記実施の形態1,2では、パッケージ基板5が6層の配線層を有している場合を例に取り上げて説明したが、配線層の数は、パッケージ基板5に埋め込まれる第1の半導体チップの上側と下側とに分かれて配置される主面側配線層5dと裏面側配線層5eを有していれば、何層であってもよい。
For example, in the first and second embodiments, the case where the
また、前記実施の形態1,2では、半導体装置が、外部端子として半田ボール8を有している場合を例に取り上げて説明したが、前記外部端子は、パッケージ基板5の片方の面(例えば、裏面5b)側に全て設けられていれば、半田ボール8以外のものであってもよく、半導体装置は、例えば、LGA(Land Grid Array)型のものであってもよい。
In the first and second embodiments, the case where the semiconductor device has the
本発明は、電子装置および半導体装置に好適である。 The present invention is suitable for electronic devices and semiconductor devices.
1 マイコンチップ(第1の半導体チップ)
1a 主面
1b 裏面
1c パッド(電極)
1d 金バンプ
1e 外部接続用入出力回路
1f メモリ接続用入出力回路
2 フラッシュメモリ(第2の半導体チップ)
2a 主面
2b 裏面
2c パッド(電極)
3 DRAM(第2の半導体チップ)
3a 主面
3b 裏面
3c パッド(電極)
4 SIP(半導体装置)
5 パッケージ基板(配線基板)
5a 主面
5b 裏面
5c コア層
5d 主面側配線層
5e 裏面側配線層
5f 貫通孔
5g スルーホール配線(接続用導体部)
5h バンプランド(外部端子搭載電極)
5i 絶縁層
5j,5k 配線
5m 第1の配線
5n 第2の配線
5p 第3の配線
5q GNDプレーン(プレーン配線)
5r 電源プレーン(プレーン配線)
5s GNDスルーホール(第1接続用導体部)
5t ビア配線
5u 端子
5v 電源用配線
5w 配線禁止領域
5x 端子
5y GND用端子
5z 接続用電極
6 ワイヤ(金属細線)
7 封止体
8 半田ボール(外部端子)
9 BGA型半導体装置
10 CSP(他の半導体装置)
11 バンプ電極
1 Microcomputer chip (first semiconductor chip)
1a main surface 1b back surface 1c pad (electrode)
1d Gold bump 1e Input / output circuit for external connection 1f Input / output circuit for
3 DRAM (second semiconductor chip)
3a
4 SIP (semiconductor device)
5 Package board (wiring board)
5h Bump land (external terminal mounting electrode)
5r power plane (plane wiring)
5s GND through hole (first connecting conductor)
5t via
7 Sealing
9 BGA
11 Bump electrode
Claims (22)
表面、および前記表面と反対側の裏面を有し、前記第1半導体チップを封止するコア層、前記コア層の前記表面と前記コア層の前記裏面との間で、前記第1半導体チップの周囲に形成された第1貫通孔、前記コア層の前記表面と前記コア層の前記裏面との間で、前記第1半導体チップの周囲に形成された第2貫通孔、前記第1貫通孔の内部に形成された第1導体部、前記第2貫通孔の内部に形成された第2導体部、前記第1導体部と接続され、前記コア層の前記表面上に形成された第1配線層、前記第2導体部と接続され、前記コア層の前記表面上において前記第1半導体チップと対向する領域に形成された基準電位を有する第1GNDプレーン、前記第1導体部と接続され、前記コア層の前記裏面上に形成された第2配線層、および前記第2導体部と接続され、前記コア層の前記裏面上において前記第1半導体チップと対向する領域に形成された基準電位を有する第2GNDプレーンを有する配線基板と、
第2主面、前記第2主面に形成された第2半導体素子、前記第2主面に形成され、前記第2半導体素子と電気的に接続された第2パッド、および前記第2主面と反対側の第2裏面を有し、メモリ回路を備え、前記配線基板の前記第1配線層と前記第2パッドが電気的に接続され、前記第1配線層上に搭載された第2半導体チップと、
前記第2配線層とそれぞれ電気的に接続され、前記第2配線層上に形成された第1外部端子と、
を含むことを特徴とする半導体装置。 A first main surface, the first semiconductor element formed on the first main surface, is formed on the peripheral portion of the first major surface, the first semiconductor element and electrically connected to the first pad, and have a first back surface opposite the first major surface, a first semiconductor chip having an arithmetic processing function,
Front surface, and has a back surface of said surface opposite the front SL core layer which seals the first semiconductor chip, between the rear surface of the surface and the core layer of the core layer, said first A first through- hole formed around the semiconductor chip; a second through-hole formed around the first semiconductor chip between the front surface of the core layer and the back surface of the core layer; A first conductor portion formed in the through hole, a second conductor portion formed in the second through hole, and a first conductor portion connected to the first conductor portion and formed on the surface of the core layer. 1 wiring layer, connected to the second conductor part, and connected to the first conductor part, a first GND plane having a reference potential formed in a region facing the first semiconductor chip on the surface of the core layer. the second wiring layer formed on the back surface of the core layer, and the second Is connected to the conductor portion, a wiring board having a first 2GND plane having a reference potential formed in the first semiconductor chip opposite to the region on the back surface of the core layer,
Second main surface, a second semiconductor element formed on the second main surface, is formed on the second major surface, said second semiconductor element and electrically connected to the second pad, and the second a second back surface of the main surface opposite, comprising a memory circuit, the second pad and the first wiring layer of the wiring substrate are electrically connected, it mounted on the first wiring layer A second semiconductor chip;
Said second wiring layer and is electrically connected, a first external terminal formed on the second wiring layer,
A semiconductor device comprising:
前記第1半導体チップの前記第1パッドは、前記第2配線層を介して前記第1導体部と電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first semiconductor chip is disposed in the core layer such that the first main surface of the first semiconductor chip faces the back surface.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first pad of the first semiconductor chip is electrically connected to the first conductor portion through the second wiring layer .
前記第1半導体チップの前記第1裏面と前記第1GNDプレーンとの間には、前記コア層が配置されていることを特徴とする半導体装置。 13. The semiconductor device according to claim 12, wherein the core layer is made of an insulating material,
The semiconductor device, wherein the core layer is disposed between the first back surface of the first semiconductor chip and the first GND plane .
前記第1半導体チップと前記第2GNDプレーンとの間には、前記第2配線層は形成されていないことを特徴とする半導体装置。The semiconductor device, wherein the second wiring layer is not formed between the first semiconductor chip and the second GND plane.
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