JP4707095B2 - 半導体回路 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体回路に関し、特に複数の電源端子を備える半導体回路に関する。
IC(半導体集積回路)チップは、QFP(Quad Flat Package)、又はSSOP(Shrink Small Outline Package)でパッケージ化されることが多い。QFPは、ICチップのパッケージ方法の1つであり、外部入出力用のピンをパッケージの四辺に配したものである。SSOPは、端子がパッケージの2側面から取り出されると共にL字型に成型されたパッケージである。
従来のICチップを搭載したパッケージにおける電源端子及び接地端子の配置について、図1の(a)を参照して説明する。
従来、ICチップ300を搭載したパッケージ1000は、システムを構成するために他のチップと実装基板上で接続され、実装基板は、ICチップ300に電源を供給するためのVDD系電源配線100、VSS系電源配線200を含んでいる。
ICチップ300を搭載したパッケージ1000では、通常、アナログ回路に電圧を供給するための第1電源端子(AVDD)110、第1接地端子(AVSS)210、及びデジタル回路に電圧を供給するための第2電源端子(VDD)120、第2接地端子(VSS)220を備える。第1電源端子(AVDD)110と第2電源端子(VDD)120とに同じ電圧を供給する場合においても、これらの端子はノイズ対策といった理由から別々の端子に分離され、同様に、第1接地端子(AVSS)210と第2接地端子(VSS)220とも別々の端子に分離されている。第1電源端子(AVDD)110及び第2電源端子(VDD)120は、端子(リード)の先端部分で実装基板上のVDD系電源配線100に接続され、同様に、第1接地端子(AVSS)210及び第2接地端子(VSS)220は、端子の先端部分で実装基板上のVSS系電源配線200に接続されている。また、第1電源端子(AVDD)110は、ICチップ300上の電極パッド(AVDD)11にボンディングされており、第2電源端子(VDD)120は、ICチップ300上の電極パッド(VDD)12にボンディングされている。同様に、第1接地端子(AVSS)210は、ICチップ300上の電極パッド(AVSS)21にボンディングされており、第2接地端子(VSS)220は、ICチップ300上の電極パッド(VSS)22にボンディングされている。
前記のパッケージ1000を矩形とした時、第1電源端子(AVDD)110及び第1接地端子(AVSS)210は前記のパッケージ1000の第1の辺に配置されており、第2電源端子(VDD)120及び第2接地端子(VSS)220は第1の辺と対面する第2の辺に配置されている。ここで、辺に配置されているとは、辺に沿って辺の近傍に配置されている場合を含む。また、前記のパッケージ1000は、矩形の対角線上に位置する第1角部と第2角部を有し、第1電源端子(AVDD)110及び第1接地端子(AVSS)210は、第1角部近傍に配置されており、第2電源端子(VDD)120及び第2接地端子(VSS)220は、第2角部近傍に配置されている。更に、第1電源端子(AVDD)110を基準として第1接地端子(AVSS)210が位置する方向を第1方向、第2電源端子(VDD)120を基準として第2接地端子(VSS)220が位置する方向を第2方向とした場合、第1方向と第2方向が正反対の方向になるように、第1電源端子(AVDD)110、第1接地端子(AVSS)210、第2電源端子(VDD)120及び第2接地端子(VSS)220は配置されている。この時、VDD系電源配線100とVSS系電源配線200は交差している状態になる。
図1の(b)に、VDD系電源配線100とVSS系電源配線200が交差する部分の断面図を示す。ここでは、VDD系電源配線100とVSS系電源配線200が交差する部分において、VSS系電源配線200は、コンタクト部201を介して他の配線層に設けられているVSS系電源配線202に接続されている。
現在、ICチップを搭載したパッケージを実装するプリント配線基盤に関しては、ピンの配置により、接続配線の基板占有面積の増大を防ぐ従来技術が知られている。例えば、基板占有面積の増大を抑制しつつ、ノイズレベル低減を図るプリント配線基板がある(特許文献1参照)。
この従来技術では、電子部品の各端子と電気的に接続される複数のピンが多角形状に配置されてなるプリント配線基板において、前記複数のピンのうち、前記多角形状を構成する辺の端部に配置されているピンを接地端子にしているとともに、この接地端子に隣合わせに配置されているピンを電源端子にしている。更に、前記多角形状のうち前記接地端子が配置されている角部から前記電子部品と同一面で放射状に延設されるように第1の導体領域が形成され、該第1の導体領域と前記接地端子とが電気的に接続されている。すなわち、この従来技術では、前記角部から放射状に延設された前記第1の導体領域を配線として用いている。
特開2002−57418号公報
従来のICチップを搭載したパッケージの電源端子と接地端子の配置では、複数の電源端子を実装基板上で接続する第1電源配線パターンと複数の接地端子を実装基板上で接続する第2電源配線パターンとが交差してしまう。第1電源配線パターンと第2電源配線パターンを交差させるためには、交差部分において第1電源配線パターンを設ける層と第2電源配線パターンを設ける層を別にしなければならず、実装基板上での第1電源配線パターン、第2電源配線パターンが単層でレイアウトできないことによって他の配線のレイアウトが複雑になってしまうため層数が増加し、実装基板のコストが増大する。その上、異なる層にある電源配線パターン同士を接続するためのコンタクトを設ける必要があるが、コンタクトを設けることは配線とコンタクトとを接続する部分のコンタクト抵抗があるため、配線の抵抗値増大を招く。また、第1電源配線パターンと第2電源配線パターンを交差させる時、各々の電源配線パターンを細くして電源配線の多層化を防止する場合もある。電源配線パターンが細くなれば、その細くなった箇所の抵抗が大きくなり、パッケージに対して安定した電源を供給することができず、システムとしての実装基板の性能(安定性)が劣化する。
従って、本発明の目的は、実装基板(多層配線パターン基板)上の複数の電源配線パターンを交差させずに配置することで電源供給用の配線パターン層を減少させることを可能とする半導体回路を提供することである。
以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]との対応関係を明らかにするために付加されたものである。但し、それらの番号を、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
第1配線パターン(100)と第2配線パターン(200)を有する配線基板に実装された半導体回路(1000)であって、
前記半導体回路(1000)の第1の辺には前記第1配線パターン(100)に接続されるべき第1電源端子(110)及び前記第2配線パターン(200)に接続されるべき第1接地端子(210)が設けられ、前記第1の辺に対向する第2の辺には前記第1配線パターン(100)に接続されるべき第2電源端子(120)及び前記第2配線パターン(200)に接続されるべき第2接地端子(220)が設けられ、
前記第1電源端子(110)、前記第2電源端子(120)、前記第1接地端子(210)及び前記第2接地端子(220)は、前記第1配線パターン(100)と前記第2配線パターン(200)とが前記配線基板上で交差しないように配置されている
半導体回路(1000)。
プリント配線基盤において、電源配線の配線パターンを2層にすると途中でビアコンタクトを作って引き回さなければならず、設計の手間がかかるだけでなく、電源配線に余計な抵抗や容量がついてしまう。本発明に関するチップを搭載したパッケージを実装するプリント配線基板では、電源配線の配線パターンを1層にすることができ、パターン設計が容易になるとともに、電源配線の太さを変化させる必要がないため電源配線のインピーダンスの増大を防止することができる。
以下に、本発明について添付図面を参照して説明する。
図2に、本発明の第1の実施形態を示す。
本発明のIC(半導体集積回路)チップ300を搭載したパッケージ1000は、システムを構成するために他のチップと実装基板上で接続され、実装基板は、ICチップ300に電源を供給するためのVDD系電源配線100、VSS系電源配線200を含んでいる。
ICチップ300を搭載したパッケージ1000では、通常、アナログ回路に電圧を供給するための第1電源端子(AVDD)110、第1接地端子(AVSS)210、及びデジタル回路に電圧を供給するための第2電源端子(VDD)120、第2接地端子(VSS)220を備える。第1電源端子(AVDD)110と第2電源端子(VDD)120とに同じ電圧を供給する場合においても、これらの端子はノイズ対策といった理由から別々の端子に分離され、同様に、第1接地端子(AVSS)と第2接地端子(VSS)とも別々の端子に分離されている。第1電源端子(AVDD)110及び第2電源端子(VDD)120は、端子(リード)の先端部分で実装基板上のVDD系電源配線100に接続されている。同様に、第1接地端子(AVSS)210及び第2接地端子(VSS)220は、端子の先端部分で実装基板上のVSS系電源配線200に接続されている。また、第1電源端子(AVDD)110は、ICチップ300上の電極パッド(AVDD)11にボンディングされており、第2電源端子(VDD)120は、ICチップ300上の電極パッド(VDD)12にボンディングされている。同様に、第1接地端子(AVSS)210は、ICチップ300上の電極パッド(AVSS)21にボンディングされており、第2接地端子(VSS)220は、ICチップ300上の電極パッド(VSS)22にボンディングされている。なお、ボンディングにはワイヤボンディングとワイヤレスボンディングとを含む。
本発明のICチップ300を搭載したパッケージ1000を矩形とした時、第1電源端子(AVDD)110及び第1接地端子(AVSS)210は前記のパッケージ1000の第1の辺に配置されており、第2電源端子(VDD)120及び第2接地端子(VSS)220は第1の辺と対面する第2の辺に配置されている。ここで、辺に配置されているとは、辺に沿って辺の近傍に配置されている場合を含む。また、前記のパッケージ1000は、矩形の対角線上に位置する第1角部と第2角部を有し、第1電源端子(AVDD)110及び第1接地端子(AVSS)210は、第1角部近傍に配置されており、第2電源端子(VDD)120及び第2接地端子(VSS)220は、第2角部近傍に配置されている。更に、第1電源端子(AVDD)110を基準として第1接地端子(AVSS)210が位置する方向を第1方向、第2電源端子(VDD)120を基準として第2接地端子(VSS)220が位置する方向を第2方向とした場合、第1方向と第2方向が同じ方向となるように、第1電源端子(AVDD)110、第1接地端子(AVSS)210、第2電源端子(VDD)120及び第2接地端子(VSS)220は配置されている。これにより、VDD系電源配線100の配線パターンとVSS系電源配線200の配線パターンを互いに交差しないように設けることが可能となる。例えば、VDD系電源配線100の配線パターンとVSS系電源配線200の配線パターンを平行に設けることが可能となる。但し、実際には、VDD系電源配線100の配線パターンとVSS系電源配線200の配線パターンは、前記の矩形のパッケージ1000の四辺で囲まれる領域内、すなわち、ICチップ300からのリードが実装基板と接続する点で定義されるパッケージの領域内で交差しなければ良く、必ずしも平行でなくとも良い。なお、交差には、ねじれの位置といった立体的な交差を含む。
VDD系電源配線100は高電位の電圧が供給され、VSS系電源配線200は低電位の電圧が供給される。なお、VSS系電源配線200は接地されていても良い。
この時、第1電源端子(AVDD)110及び第2電源端子(VDD)120はVDD系電源配線100に接続されているため、第1電源端子(AVDD)110及び第2電源端子(VDD)120に供給される電圧の電位は、VDD系電源配線100に供給される電圧の電位と等しい。同様に、第1接地端子(AVSS)210及び第2接地端子(VSS)220はVSS系電源配線200に接続されているため、第1接地端子(AVSS)210及び第2接地端子(VSS)220に供給される電圧の電位は、VSS系電源配線200に供給される電圧の電位と等しい。
また、同じ電位が供給されるリードの先端同士を結ぶ線分(VDD−AVDDの線分とVSS―AVSSの線分)が交差しないようにリードを配置することによって上記パッケージの領域内でVDD系とVSS系の電源配線が交わらないように配置することもできる。
図3に、本発明の第2の実施形態を示す。
本発明の第2の実施形態では、パッケージ1000において、第1電源端子(AVDD)110と第2電源端子(VDD)120を対面させる形に配置し、同様に、第1接地端子(AVSS)210と第2接地端子(VSS)220を対面させる形に配置し、対面する端子間を繋ぐ電源配線同士を平行に設けられるようにする。
第2の実施形態の構成も第1の実施形態と同様であり、本発明のIC(半導体集積回路)チップ300を搭載したパッケージ1000は、システムを構成するために他のチップと実装基板上で接続され、実装基板は、ICチップ300に電源を供給するためのVDD系電源配線100、VSS系電源配線200を含んでいる。
ICチップ300を搭載したパッケージ1000では、通常、アナログ回路に電圧を供給するための第1電源端子(AVDD)110、第1接地端子(AVSS)210、及びデジタル回路に電圧を供給するための第2電源端子(VDD)120、第2接地端子(VSS)220を備える。第1電源端子(AVDD)110と第2電源端子(VDD)120とに同じ電圧を供給する場合においても別々の端子に分離され、同様に、第1接地端子(AVSS)と第2接地端子(VSS)とも別々の端子に分離されている。第1電源端子(AVDD)110及び第2電源端子(VDD)120は、端子(リード)の先端部分で実装基板上のVDD系電源配線100に接続されている。同様に、第1接地端子(AVSS)210及び第2接地端子(VSS)220は、端子の先端部分で実装基板上のVSS系電源配線200に接続されている。また、第1電源端子(AVDD)110は、ICチップ300上の電極パッド(AVDD)11にボンディングされており、第2電源端子(VDD)120は、ICチップ300上の電極パッド(VDD)12にボンディングされている。同様に、第1接地端子(AVSS)210は、ICチップ300上の電極パッド(AVSS)21にボンディングされており、第2接地端子(VSS)220は、ICチップ300上の電極パッド(VSS)22にボンディングされている。なお、ボンディングにはワイヤボンディングとワイヤレスボンディングとを含む。
本発明の第2の実施形態では、本発明のICチップ300を搭載したパッケージ1000を矩形とした時、第1電源端子(AVDD)110及び第1接地端子(AVSS)210は前記のパッケージ1000の第1の辺に配置されており、第2電源端子(VDD)120及び第2接地端子(VSS)220は第1の辺と対面する第2の辺に配置されている。この時、例えば、各々の辺の中央部といった同じ位置に配置することで、第1電源端子(AVDD)110と第2電源端子(VDD)120が対面するように配置する。同様に、第1接地端子(AVSS)210と第2接地端子(VSS)220が対面するように配置する。これにより、VDD系電源配線100の配線パターンとVSS系電源配線200の配線パターンを互いに交差しないように設けることが可能となる。例えば、VDD系電源配線100の配線パターンとVSS系電源配線200の配線パターンを平行に設けることが可能となる。但し、実際には、VDD系電源配線100の配線パターンとVSS系電源配線200の配線パターンは、前記の矩形のパッケージ1000の四辺で囲まれる領域内、すなわち、ICチップ300からのリードが実装基板と接続する点で定義されるパッケージの領域内で交差しなければ良く、必ずしも平行でなくとも良い。
また、同じ電位が供給されるリードの先端同士を結ぶ線分(VDD−AVDDの線分とVSS―AVSSの線分)が交差しないようにリードを配置することによって上記パッケージの領域内でVDD系とVSS系の電源配線が交わらないように配置することもできる。
図4では、本発明の第2の実施形態のパッケージ1000と実装基板の関係を示している。
実装基板上には、VDD系の電源から電力を供給されるVDD系電源配線100と、VSS系の電源から電力を供給されるVSS系電源配線200が設けられている。VDD系電源配線100及びVSS系電源配線200は配線パターンでも良い。
この実装基板上にICチップ300を搭載したパッケージ1000が実装されている。パッケージ1000の第1電源端子(AVDD)110及び第2電源端子(VDD)120はVDD系電源配線100と接続されている。また、パッケージ1000の第1接地端子(AVSS)210及び第2接地端子(VSS)220はVSS系電源配線200と接続されている。従って、第1電源端子(AVDD)110及び第2電源端子(VDD)120はVDD系の電源から電力を供給され、第1接地端子(AVSS)210及び第2接地端子(VSS)220はVSS系の電源から電力を供給される。
なお、図4では本発明の第2の実施形態を例に説明したが、第1の実施形態についても同様である。
図5に、本発明のパッケージの参考例を示す。
図5の(a)は、端子(電極リード)がパッケージ1000の2側面から取り出されるSOP(Small Outline Package)を示す。2側面から取り出される端子を、前記の第1又は第2の実施形態で説明した位置に配置するようにする。
図5の(b)は、端子(電極リード)をパッケージ1000の四辺に配置したQFP(Quad Flat Package)を示す。QFPの場合もSOPと同様に、対面する2側面から取り出される端子に注目し、これらの端子を前記の第1又は第2の実施形態で説明した位置に配置するようにする。
図5の(c)は、パッケージ1000裏面に、格子状に配列した外部端子(バンプ)を形成し、多ピン化と高密度化を図ったBGA(Ball Grid Array)を示す。バンプの例としては、はんだボールがある。BGAの場合、本発明のICチップ300を搭載したパッケージ1000を矩形とした時、前記のパッケージ1000は、矩形の対角線上に位置する第1角部と第2角部を有する。第1角部近傍に配置されているバンプのうち少なくとも1つを第1電源端子(AVDD)110とし、第1電源端子(AVDD)110の近傍に配置されているバンプのうち少なくとも1つを第1接地端子(AVSS)210とする。同様に、第2角部近傍に配置されているバンプのうち少なくとも1つを第2電源端子(VDD)120とし、第2電源端子(VDD)120の近傍に配置されているバンプのうち少なくとも1つを第2接地端子(VSS)220とする。この時、第1電源端子(AVDD)110を基準として第1接地端子(AVSS)210が位置する方向と、第2電源端子(VDD)120を基準として第2接地端子(VSS)220が位置する方向は、同じ方向となるようにする。
この時、同じ電位が供給されるバンプを結ぶ線分(VDD−AVDDの線分とVSS―AVSSの線分)が交差しないようにバンプを配置することによって上記パッケージの領域内でVDD系とVSS系の電源配線が交わらないように配置することもできる。
なお、実際には、本発明のパッケージ1000は前記の参考例に限定されるものではなく、VDD系の電源配線に接続される端子とVSS系の電源配線に接続される端子とを持つパッケージ1000であれば良い。
また、本発明のパッケージ1000の各端子の配置と同様に、ICチップ300上の電極パッドを配置することも可能である。この時、パッケージ1000の各々の端子は、対応する電極パッドにボンディングされている。ボンディングにはワイヤボンディングとワイヤレスボンディングとを含む。
本発明のICチップ300は、電極パッド(AVDD)11、電極パッド(VDD)12、電極パッド(AVSS)21及び電極パッド(VSS)22を備えている。
電極パッド(AVDD)11は、第1電源端子(AVDD)110と接続されている。電極パッド(VDD)12は、第2電源端子(VDD)120と接続されている。電極パッド(AVSS)21は、第1接地端子(AVSS)210と接続されている。電極パッド(VSS)22は、第2接地端子(VSS)220と接続されている。
本発明のICチップ300を矩形とした時、電極パッド(AVDD)11及び電極パッド(AVSS)21は前記のICチップ300の第1の辺に配置されている。同様に、電極パッド(VDD)12及び電極パッド(VSS)22は第1の辺と対面する第2の辺に配置されている。ここで、辺に配置されているとは、辺に沿って辺の近傍に配置されている場合を含む。更に、前記のICチップ300は、矩形の対角線上に位置する第1角部と第2角部を有し、電極パッド(AVDD)11及び電極パッド(AVSS)21は、第1角部近傍に配置されている。また、電極パッド(VDD)12及び電極パッド(VSS)22は、第2角部近傍に配置されている。電極パッド(AVDD)11を基準として電極パッド(AVSS)21が位置する方向を第1方向、電極パッド(VDD)12を基準として電極パッド(VSS)22が位置する方向を第2方向とした場合、第1方向と第2方向が同じ方向になるようにする。これにより、本発明のパッケージ1000の各端子の配置が容易になるとともに、ICチップ300に対しても、VDD系電源配線100の配線パターンとVSS系電源配線200の配線パターンを互いに交差しないように平行に設けることが可能となる。
図6に、本発明のICチップ300上でのパッド配置の例を示す。
ICチップ300において、電極パッド(AVDD)11及び電極パッド(AVSS)21がICチップ300の第1の辺に配置されている。また、電極パッド(VDD)12及び電極パッド(VSS)22に加えて、更に、電極パッド(REGC)30、電極パッド(X1端子)31及び電極パッド(X2端子)32が第1の辺と対面する第2の辺に配置されている。なお、電極パッド(REGC)30、電極パッド(X1端子)31及び電極パッド(X2端子)32は、電極パッド(VDD)12及び電極パッド(VSS)22の近傍に設けられる。
電極パッド(AVDD)11及び第2電源端子(VDD)120はVDD系の電源から電力を供給される。第1接地端子(AVSS)210及び第2接地端子(VSS)220はVSS系の電源から電力を供給される。
電極パッド(REGC)30はレギュレータ(regulator)に接続されているREGC端子の電極パッドである。電極パッド(X1端子)31及び電極パッド(X2端子)32は、水晶発振子を用いた水晶発振器(crystal oscillator)といった発振器に接続されている発振器用端子の電極パッドである。
図6の(a)は、電極パッド(VSS)22と、前記の電極パッドに隣接する電極パッド(REGC)30を同電位とした2電源の場合について示した第1の例である。
第1の例では、電極パッド(AVDD)11と電極パッド(VDD)12はVDD系電源配線100に接続されており、電極パッド(AVSS)21と電極パッド(VSS)22及び電極パッド(REGC)30はVSS系電源配線200に接続されている。
なお、電極パッド(X1端子)31及び電極パッド(X2端子)32についても、電極パッド(VSS)22と同電位であればVSS系電源配線200に接続されるようにしても良い。この場合でも、電源配線上の細くなった箇所でインピーダンスが増大することがないように、VSS系電源配線200の太さを常に一定に保つようにする。
図6の(b)は、電極パッド(VSS)22と、前記の電極パッドに隣接する電極パッド(REGC)30を異電位とした3電源の場合について示した第2の例である。
第2の例では、電極パッド(AVDD)11と電極パッド(VDD)12はVDD系電源配線100に接続されており、電極パッド(AVSS)21と電極パッド(VSS)22はVSS系電源配線200に接続されている。ここでは、電極パッド(REGC)30は、VSS系電源配線200とは接続されておらず、レギュレータの信号線と接続されている。電極パッド(REGC)30の電位は、この信号線から供給される信号の電位と等しくなる。
以下に、電極パッド(AVDD)11と電極パッド(AVSS)21が設けられた第1の辺に、更に、リファレンス電源から電圧が供給される第3電源端子(AVREF)に接続されている電極パッド(AVREF)40が設けられる場合について説明する。
図6の(c)は、電極パッド(AVDD)11及び電極パッド(AVREF)40を同電位とした2電源の場合について示した第3の例である。
第3の例では、電極パッド(AVDD)11、電極パッド(AVSS)21及び電極パッド(AVREF)40は第1の辺に設けられ、電極パッド(VDD)12、電極パッド(VSS)22、電極パッド(REGC)30、電極パッド(X1端子)31、電極パッド(X2端子)32は第2の辺に設けられる。電極パッド(AVDD)11、電極パッド(VDD)12及び電極パッド(AVREF)40はVDD系電源配線100に接続されており、電極パッド(AVSS)21と電極パッド(VSS)22及び電極パッド(REGC)30はVSS系電源配線200に接続されている。この時、第1電源端子(AVDD)110、第2電源端子(VDD)120及び第3電源端子(AVREF)40は同じVDD系の電源から電力を供給されている。また、第1接地端子(AVSS)210、第2接地端子(VSS)220及び電極パッド(REGC)30は同じVSS系の電源から電力を供給されている。
図6の(d)は、電極パッド(AVDD)11及び電極パッド(AVREF)40を異電位とした3電源の場合について示した第4の例である。
第4の例では、電極パッド(AVDD)11、電極パッド(AVSS)21及び電極パッド(AVREF)40は第1の辺に設けられ、電極パッド(VDD)12、電極パッド(VSS)22、電極パッド(REGC)30、電極パッド(X1端子)31、電極パッド(X2端子)32は第2の辺に設けられる。電極パッド(AVDD)11、電極パッド(VDD)12はVDD系電源配線100に接続されている。第3電源端子(AVREF)40は、接続されている電源配線から、VDD系電源配線100及びVSS系電源配線200のいずれとも異なる電位の電力を供給されている。電極パッド(AVSS)21と電極パッド(VSS)22及び電極パッド(REGC)30はVSS系電源配線200に接続されている。この時、第1電源端子(AVDD)110及び第2電源端子(VDD)120は同じVDD系の電源から電力を供給されている。同様に、第1接地端子(AVSS)210、第2接地端子(VSS)220及び電極パッド(REGC)30は同じVSS系の電源から電力を供給されている。
なお、前記の図6の説明においては、ICチップ300の各電極パッドの配置について述べているが、パッケージ1000の各端子の配置についても同様の配置を行うことが可能である。この場合、前記の図6の説明において、ICチップ300をパッケージ1000に読み替え、電極パッドを対応する端子に読み替える。例えば、電極パッド(AVDD)11を、第1電源端子(AVDD)110と読み替える。
以下に、本発明のICチップ300の内部回路について、VDD系、VSS系に分けて説明する。ここで、VDD系とは、VDD系の電源から電力を供給される電源配線、電源端子及び信号用電極パッドを示す。また、VSS系とは、VSS系の電源から電力を供給される電源配線、接地端子及び信号用電極パッドを示す。
VDD系については、図7の(a)に示すように、電極パッド(VDD)12がリセット信号が入力される電極パッド(Reset)50とプルアップ抵抗51を介して接続されている。また、図7の(b)に示すように、Pチャネルオープンドレイン出力となる信号が入力される電極パッド(Pch−OD)60とプルアップ抵抗61及びPchトランジスタ62を介して接続されている。この時、電極パッド(Pch−OD)60とプルアップ抵抗61が接続されており、プルアップ抵抗61とPchトランジスタ62のドレイン側が接続されており、Pchトランジスタ62のソース側と電極パッド(VDD)12が接続されている。なお、電極パッド(VDD)12は、VDD系電源配線100でも良い。
また、VSS系については、図8の(a)に示すように、電極パッド(X1端子)31はプルダウン抵抗71及びNchトランジスタ72を介して電極パッド(VSS)22に接続されている。この時、電極パッド(X1端子)31とプルダウン抵抗71が接続されており、プルダウン抵抗71とNchトランジスタ72のドレイン側が接続されており、Nchトランジスタ72のソース側が電極パッド(VSS)22に接続されている。また、Nchトランジスタ72のゲートには制御信号(CTL)70が入力される。また、図8の(b)に示すように、電極パッド(X2端子)32はプルダウン抵抗73及びNchトランジスタ74を介して電極パッド(VSS)22に接続されている。この時、電極パッド(X1端子)31とプルダウン抵抗73が接続され、プルダウン抵抗73とNchトランジスタ74のドレイン側が接続され、Nchトランジスタ74のソース側が電極パッド(VSS)22に接続されている。また、Nchトランジスタ74のゲートには制御信号(CTL)70が入力される。なお、電極パッド(VSS)22は、VSS系電源配線200でも良い。また、電極パッド(VSS)22は、接地されていても良い。
図9に、図7の(a)(b)に示すVDD系と、図8の(a)(b)に示すVSS系とを分けたレイアウト図を示す。図9の(a)はVDD系のレイアウト図であり、ここでは、図7の(a)に示す電極パッド(VDD)12とプルアップ抵抗51とは、VDD系電源配線100を介して接続されている。同様に、図7の(b)に示す電極パッド(VDD)12とPchトランジスタ62とは、VDD系電源配線100を介して接続されている。また、図9の(b)はVSS系のレイアウト図であり、ここでは、図8の(a)に示すNchトランジスタ72のソース側は、VSS系電源配線200を介して電極パッド(VSS)22に接続されている。同様に、Nchトランジスタ74のソース側は、VSS系電源配線200を介して電極パッド(VSS)22に接続されている。なお、電極パッド(VSS)22及びVSS系電源配線200は接地されていても良い。
VDD系、VSS系の端子を混在させて配置すると、チップの周辺にVDD系、VSS系の両方の配線を引き回さなければならず、チップサイズの増加を招く。そこで、VDD端子の近くにVDD系の端子を、また、VSS端子の近くにVSS系の端子をまとめて配置することにより、それぞれの配線を引き回すだけで済ませることができる。
以上のように、本発明のパッケージのようにVDD系の端子及びVSS系の端子を配置することで、VDD系及びVSS系の電源配線を交差させることなく1層に配置することが可能となる。VDD系及びVSS系の電源配線が交差する場合、例えば、VDD系の電源配線を第1層、VSS系の電源配線を第2層に配置すると、他の信号線を第3層以降に配置することになる。しかし、VDD系及びVSS系の電源配線を第1層に配置できれば、他の信号線を第2層に配置することが可能となり、多層配線基板における配線層を減少させることが可能である。また、VDD系及びVSS系の電源配線を交差させることなく配置できれば、各々の電源配線を交差部分で細くする必要がないため、電源配線を細くすることによるインピーダンスの増加を抑制することが可能となる。
図1は、従来のパッケージを示す図である。(a)はパッケージの構成図、(b)は、配線の交差する部分の断面図である。 図2は、本発明のパッケージの第1の実施形態を示す図である。 図3は、本発明のパッケージの第2の実施形態を示す図である。 図4は、本発明のパッケージの実装基板を示す図である。 図5は、本発明のパッケージの参考例を示す図である。(a)はSOP、(b)はQFP、(c)はBGAを示す図である。 図6は、本発明のICチップ上のパッド配置の例を示す図である。(a)(c)は2電源、(b)(d)は3電源の場合を示す図である。 図7は、VDD系の詳細を示す図である。(a)はResetについて、(b)はPch−ODについての図である。 図8は、VSS系の詳細を示す図である。(a)はX1(発振器用端子)について、(b)はX2(発振器用端子)についての図である。 図9は、VDD系とVSS系を分けたレイアウト図である。(a)はVDD系について、(b)はVSS系についての図である。
符号の説明
11… 第1電源端子(AVDD)の電極パッド
12… 第2電源端子(VDD)の電極パッド
21… 第1接地端子(AVSS)の電極パッド
22… 第2接地端子(VSS)の電極パッド
30… REGC(レギュレータ)の電極パッド
31… X1(発振器用端子)の電極パッド
32… X2(発振器用端子)の電極パッド
40… 第3電源端子(AVREF)の電極パッド
50… Resetの電極パッド
51… プルアップ抵抗
60… Pch−OD(Pチャネルオープンドレイン出力)の電極パッド
61… プルアップ抵抗
62… Pchトランジスタ
71… プルダウン抵抗
72… Nchトランジスタ
73… プルダウン抵抗
74… Nchトランジスタ
100… VDD系電源配線
110… 第1電源端子(AVDD)
120… 第2電源端子(VDD)
200… VSS系電源配線
201… コンタクト部
202… VSS系電源配線
210… 第1接地端子(AVSS)
220… 第2接地端子(VSS)
300… ICチップ
1000… パッケージ

Claims (15)

  1. 第1配線パターンと第2配線パターンを有する配線基板に実装された半導体回路であって、
    前記半導体回路の第1の辺には
    前記第1配線パターンに接続される第1電源端子及び前記第2配線パターンに接続される第1接地端子が設けられ、
    前記第1の辺に対向する第2の辺には
    前記第1配線パターンに接続される第2電源端子及び前記第2配線パターンに接続される第2接地端子と、
    ソース側が前記第2接地端子に接続され、ゲートに入力された制御信号に応じて電流を可変にするnMOS素子と、
    前記nMOS素子のドレイン側に接続されているプルダウン抵抗と、
    前記プルダウン抵抗に接続されている発振器用端子と
    が設けられ、
    前記第1電源端子、前記第2電源端子、前記第1接地端子及び前記第2接地端子は、前記配線基板上で前記第1配線パターンと前記第2配線パターンとが同一配線層で交差しないように配置されており、
    前記発振器用端子は、前記nMOS素子がON状態の場合、前記プルダウン抵抗を介して前記第2接地端子の電位と同じ電位となる
    半導体回路。
  2. 請求項1に記載の半導体回路において、
    前記第1電源端子を基準として前記第1接地端子が位置する方向と、前記第2電源端子を基準として前記第2接地端子が位置する方向とは、同じ方向である
    半導体回路。
  3. 請求項1又は2に記載の半導体回路において、
    前記半導体回路の第1角部及び第2角部は、前記半導体回路の対角線上に位置し、
    前記第1電源端子及び前記第1接地端子は、前記第1角部近傍に配置されており、
    前記第2電源端子及び前記第2接地端子は、前記第2角部近傍に配置されている
    半導体回路。
  4. 請求項1又は2に記載の半導体回路において、
    前記第1電源端子及び前記第1接地端子は、前記第1の辺の中央近傍に配置されており、
    前記第2電源端子及び前記第2接地端子は、前記第2の辺の中央近傍に配置されている
    半導体回路。
  5. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の半導体回路において、
    前記第1配線パターンには、更に、前記第1電源端子と同電位の第3電源端子が接続されている
    半導体回路。
  6. 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体回路において、
    前記第1配線パターンは、プルアップ抵抗を介して信号出力装置と接続されている
    半導体回路。
  7. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の半導体回路において、
    前記第2接地端子は、前記第2の辺で、前記第2電源端子と前記発振器用端子との間の領域に位置し、
    前記発振器用端子は、前記半導体回路が前記配線基板に実装された場合、前記第2配線パターンの近傍に位置する
    半導体回路。
  8. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体回路において、
    前記半導体回路はパッケージであり、
    前記第1電源端子、前記第2電源端子、前記第1接地端子及び前記第2接地端子は、前記パッケージの電極リードである
    半導体回路。
  9. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体回路において、
    前記半導体回路はパッケージであり、
    前記第1電源端子、前記第2電源端子、前記第1接地端子及び前記第2接地端子は、前記パッケージのバンプである
    半導体回路。
  10. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体回路において、
    前記半導体回路は半導体チップであり、
    前記第1電源端子、前記第2電源端子、前記第1接地端子及び前記第2接地端子は、前記半導体チップの電極パッドである
    半導体回路。
  11. 線基板の第1の電源配線パターンと接続される第1の電源端子及び第2の電源端子と、
    前記配線基板の第2の電源配線パターンと接続される第3の電源端子及び第4の電源端子と
    ソース側が前記第4電源端子に接続され、ゲートに入力された制御信号に応じて電流を可変にするnMOS素子と、
    前記nMOS素子のドレイン側に接続されているプルダウン抵抗と、
    前記プルダウン抵抗に接続されている発振器用端子と
    具備し
    前記第1乃至第4の電源端子は、前記配線基板上で前記第1の電源配線パターンと前記第2の電源配線パターンとが同一配線層で交差しないように配置されており、
    前記発振器用端子は、前記nMOS素子がON状態の場合、前記プルダウン抵抗を介して前記第4電源端子の電位と同じ電位となることを特徴とする半導体回路。
  12. 前記第1乃至第4の電源端子は、前記第1の電源配線パターンと前記第2の電源配線パターンとが前記配線基板上の前記半導体回路に対応する領域において交差しないように配置されていることを特徴とする請求項11記載の半導体回路。
  13. 前記第1の電源端子と第2の電源端子とを結ぶ線分と前記第3の電源端子と第4の電源端子とを結ぶ線分とが交差しないよう前記第1乃至第4の電源端子が配置されていることを特徴とする請求項12記載の半導体回路。
  14. 前記第1の電源端子及び第2の電源端子は、それぞれ前記半導体回路の第1の辺及び前記第1の辺に対向する第2の辺に設けられていることを特徴とする請求項11記載の半導体回路。
  15. 前記第1の電源端子及び第2の電源端子は、それぞれ前記半導体回路の第1の辺及び前記第1の辺以外の第2の辺に設けられていることを特徴とする請求項11記載の半導体回路。
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