JP5011338B2 - Wiring board with built-in capacitor - Google Patents
Wiring board with built-in capacitor Download PDFInfo
- Publication number
- JP5011338B2 JP5011338B2 JP2009083752A JP2009083752A JP5011338B2 JP 5011338 B2 JP5011338 B2 JP 5011338B2 JP 2009083752 A JP2009083752 A JP 2009083752A JP 2009083752 A JP2009083752 A JP 2009083752A JP 5011338 B2 JP5011338 B2 JP 5011338B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitor
- region
- conductor
- wiring board
- conductor pattern
- 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
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims description 129
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 149
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 36
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims description 31
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 10
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 26
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 26
- 102100036285 25-hydroxyvitamin D-1 alpha hydroxylase, mitochondrial Human genes 0.000 description 11
- 101000875403 Homo sapiens 25-hydroxyvitamin D-1 alpha hydroxylase, mitochondrial Proteins 0.000 description 11
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Description
本発明は、コア材に開口された収容穴部にキャパシタを収容したキャパシタ内蔵配線基板に関するものである。 The present invention relates to a capacitor built-in wiring board in which a capacitor is housed in a housing hole opened in a core material.
従来から、半導体素子を載置するためのパッケージの構造として、コア材とその上下に導体層及び絶縁層を交互に積層した配線積層部とからなる配線基板が広く知られている。この種の配線基板には、外部基板から半導体チップに対して電源を供給するための配線構造を設ける必要がある。半導体チップの動作の安定化及び高速化を図るためには、パッケージにキャパシタを配置して電源配線に接続し、半導体素子に供給される電源のノイズを除去することが望ましい。この場合、半導体基板上にキャパシタを搭載する構造は、そのための配置領域を確保する必要があり、かつキャパシタと半導体素子との配線距離が長くなって配線インピーダンスの増大につながる。よって、このような欠点を是正すべく、配線基板の内部にキャパシタを内蔵する構造が提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a package structure for mounting a semiconductor element, a wiring board including a core material and a wiring stacked portion in which conductor layers and insulating layers are alternately stacked on top and bottom of the core material is widely known. This type of wiring board needs to be provided with a wiring structure for supplying power to the semiconductor chip from an external substrate. In order to stabilize and speed up the operation of the semiconductor chip, it is desirable to dispose the capacitor in the package and connect it to the power supply wiring to remove the noise of the power supply supplied to the semiconductor element. In this case, in the structure in which the capacitor is mounted on the semiconductor substrate, it is necessary to secure an arrangement region for that purpose, and the wiring distance between the capacitor and the semiconductor element becomes long, leading to an increase in wiring impedance. Therefore, in order to correct such a defect, a structure in which a capacitor is built in the wiring board has been proposed.
一方、近年の半導体素子は複数の電源を供給する構成が広く採用されている。例えば、プロセッサチップの場合、主要回路であるプロセッサコア部に第1の電源を供給し、周辺のI/O回路等に第2の電源を供給する構成が知られている。複数の異なる電源を半導体素子に供給するために、それぞれの半導体素子に対応する複数のキャパシタを上述のように配線基板に内蔵することも可能であるが、これは配線基板のサイズの増大を招くことから望ましくない。そのため、1つのキャパシタを複数の領域に区分し、それぞれの領域を正極と負極からなる容量として機能させ、複数の電源に接続可能な構造が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
On the other hand, in recent years, a structure for supplying a plurality of power supplies is widely adopted for semiconductor elements. For example, in the case of a processor chip, a configuration is known in which a first power supply is supplied to a processor core unit which is a main circuit, and a second power supply is supplied to peripheral I / O circuits and the like. In order to supply a plurality of different power supplies to a semiconductor element, it is possible to incorporate a plurality of capacitors corresponding to each semiconductor element in the wiring board as described above, but this leads to an increase in the size of the wiring board. That is undesirable. Therefore, a structure has been proposed in which one capacitor is divided into a plurality of regions, each region functions as a capacitor composed of a positive electrode and a negative electrode, and can be connected to a plurality of power supplies (see, for example,
上記従来の構造を採用したパッケージにおいて、例えば、複数の電源に対応して複数の領域に区分されるキャパシタをコア材に収容する場合、アレイ状にビア導体を配置し、その上下の端子電極を介して領域ごとに異なる電源に接続する必要がある。一方、配線基板の上部には、キャパシタの上面の導体層と近距離で対向配置される所定の導体層が形成され、その導体層には多様な導体パターンが含まれる。しかしながら、所定の導体層には、通常、複数の電源を伝送する導体パターンも含まれるものの、それぞれの導体パターンの配置が、その下方のキャパシタの領域区分に一致するとは限らない。例えば、第1の電源の導体パターンが上部の導体層に形成された部分の直下では、キャパシタの第2の電源用の領域と積層方向で重なるという位置関係が想定される。本来、異なる電源同士の干渉を避けるには両者の導体パターンを近接させないことが望ましいにもかかわらず、上記従来の構造では、異なる電源同士が所定の導体層とキャパシタの上面との間で近距離に配置される結果、クロストーク等を発生させる要因となり、半導体素子の動作性能を劣化させる恐れがあった。 In the package employing the above-described conventional structure, for example, when a capacitor divided into a plurality of regions corresponding to a plurality of power supplies is accommodated in a core material, via conductors are arranged in an array, and upper and lower terminal electrodes are arranged. It is necessary to connect to different power sources for each region. On the other hand, a predetermined conductor layer is formed on the upper portion of the wiring board so as to be opposed to the conductor layer on the upper surface of the capacitor at a short distance, and the conductor layer includes various conductor patterns. However, although the predetermined conductor layer usually includes conductor patterns for transmitting a plurality of power supplies, the arrangement of each conductor pattern does not always coincide with the capacitor area section below it. For example, a positional relationship in which the conductor pattern of the first power supply overlaps with the second power supply region of the capacitor in the stacking direction is directly below the portion where the conductor pattern of the first power supply is formed on the upper conductor layer. Originally, in order to avoid interference between different power sources, it is desirable not to make both conductor patterns close to each other, but in the conventional structure, different power sources are close to each other between a predetermined conductor layer and the upper surface of the capacitor. As a result, the crosstalk and the like may be generated, and the operation performance of the semiconductor element may be deteriorated.
本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、キャパシタ内蔵配線基板に載置される半導体素子に複数の電源を供給する場合、キャパシタとその上面で対向する導体層との間で複数の電源に対応する領域区分を共通にし、異なる電源同士のクロストークを低減して半導体素子の高速かつ安定な動作を実現可能なキャパシタ内蔵配線基板を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve these problems. When a plurality of power supplies are supplied to a semiconductor element mounted on a wiring board with a built-in capacitor, the present invention is provided between a capacitor and a conductor layer facing the upper surface. An object of the present invention is to provide a wiring board with a built-in capacitor that can realize a high-speed and stable operation of a semiconductor element by sharing a region section corresponding to a plurality of power supplies and reducing crosstalk between different power supplies.
上記課題を解決するために、本発明のキャパシタ内蔵配線基板は、コア材と、前記コア材に収容されるキャパシタと、前記コア材の上面側及び下面側に絶縁層及び導体層を交互に積層形成した積層部とを備え、前記積層部の上部に半導体素子を載置可能に構成され、前記積層部のうち前記キャパシタに近接する所定の導体層には、第1の電源の配線を含む第1の導体パターンと、第2の電源の配線を含む第2の導体パターンとが形成され、前記キャパシタは、第1の正極と負極との間の容量を形成する第1の領域と、第2の正極と負極の間の容量を形成する第2の領域とを有し、前記キャパシタのうち前記所定の導体層の側の表面には、前記第1の正極用の端子電極を前記第1の電源に接続する配線を含む第1のキャパシタ側導体パターンと、前記第2の正極用の端子電極を前記第2の電源に接続する配線を含む第2のキャパシタ側導体パターンとが形成され、前記第1の導体パターンと前記第1のキャパシタ側導体パターンとは、互いに同一のパターン形状であって積層方向に直接対向し、前記第2の導体パターンと前記第2のキャパシタ側導体パターンとは、互いに同一のパターン形状であって積層方向に直接対向するように構成されている。 In order to solve the above problems, a wiring board with a built-in capacitor according to the present invention includes a core material, a capacitor accommodated in the core material, and an insulating layer and a conductor layer alternately stacked on the upper surface side and the lower surface side of the core material. A stacked layer portion formed thereon, and configured to be capable of mounting a semiconductor element on top of the stacked portion, and a predetermined conductor layer adjacent to the capacitor in the stacked portion includes a first power supply wiring. A first conductive pattern and a second conductive pattern including a second power supply wiring are formed, and the capacitor includes a first region that forms a capacitance between the first positive electrode and the negative electrode, A second region that forms a capacitance between the positive electrode and the negative electrode of the first capacitor, and the first positive electrode terminal electrode is disposed on the surface of the capacitor on the predetermined conductor layer side. A first capacitor side conductor pattern including wiring connected to a power source; A second capacitor side conductor pattern including a wiring for connecting the second positive terminal electrode to the second power source is formed, and the first conductor pattern and the first capacitor side conductor pattern are The second conductor pattern and the second capacitor side conductor pattern have the same pattern shape and are directly opposed to each other in the stacking direction. It is configured.
本発明の配線基板によれば、半導体素子を載置し、キャパシタを内蔵した配線基板において、複数の異なる電源を半導体素子に供給する場合、複数のキャパシタに応じて領域区分されたキャパシタがその上方の導体層に対向する配置であっても、同一の電源の導体パターン同士を同一のパターン形状として積層方向で対向させる一方、異なる電源の導体パターン同士が積層方向で直接対向する配置を避けることができる。よって、異なる電源の導体パターン同士が近距離で対向する際のクロストークの発生を防止でき、クロストークに起因する電源ノイズを抑制することが可能となる。 According to the wiring board of the present invention, when a plurality of different power supplies are supplied to a semiconductor element in a wiring board on which a semiconductor element is mounted and a capacitor is built in, the capacitor divided into regions according to the plurality of capacitors is located above the capacitor. Even if the arrangement is to face the conductor layers of the same, the conductor patterns of the same power supply are made to face each other in the stacking direction as the same pattern shape, while the arrangement in which the conductor patterns of different power supplies are directly facing each other in the stacking direction is avoided. it can. Therefore, it is possible to prevent occurrence of crosstalk when conductor patterns of different power sources face each other at a short distance, and it is possible to suppress power supply noise caused by crosstalk.
本発明の前記キャパシタとしては、セラミック誘電体層と内部電極層とを交互に積層し、前記内部電極層に接続された複数のビア導体をアレイ状に配置した積層セラミックキャパシタを採用することができる。この場合、前記キャパシタの前記第1の領域に、前記第1の正極用の複数のビア導体と負極用の複数のビア導体をアレイ状に配置し、前記キャパシタの前記第2の領域に、前記第2の正極用の複数のビア導体と負極用の複数のビア導体をアレイ状に配置してもよい。 As the capacitor of the present invention, a multilayer ceramic capacitor in which ceramic dielectric layers and internal electrode layers are alternately stacked and a plurality of via conductors connected to the internal electrode layers are arranged in an array can be employed. . In this case, the plurality of first positive electrode via conductors and the plurality of negative electrode via conductors are arranged in an array in the first region of the capacitor, and the second region of the capacitor includes the A plurality of via conductors for the second positive electrode and a plurality of via conductors for the negative electrode may be arranged in an array.
本発明の前記キャパシタの表面において、前記第1のキャパシタ側導体パターンを中央部に形成し、前記第2のキャパシタ側導体パターンを周囲部に形成してもよい。この場合、前記第1のキャパシタ側導体パターンは、前記中央部から前記周囲部の一部に突出して前記キャパシタの外縁に延設される突出部を形成してもよい。 On the surface of the capacitor according to the present invention, the first capacitor side conductor pattern may be formed in a central portion, and the second capacitor side conductor pattern may be formed in a peripheral portion. In this case, the first capacitor-side conductor pattern may form a protruding portion that protrudes from the central portion to a part of the peripheral portion and extends to the outer edge of the capacitor.
本発明において、前記第1の電源は前記半導体素子の主要回路に供給される主電源とし、前記第2の電源は前記半導体素子のI/O回路に供給されるI/O回路用電源としてもよい。 In the present invention, the first power source may be a main power source supplied to the main circuit of the semiconductor element, and the second power source may be an I / O circuit power source supplied to the I / O circuit of the semiconductor element. Good.
また、上記課題を解決するために、本発明のキャパシタ内蔵配線基板は、コア材と、前記コア材に収容されるキャパシタと、前記コア材の上面側及び下面側に絶縁層及び導体層を交互に積層形成した積層部とを備え、前記積層部の上部に半導体素子を載置可能に構成され、前記積層部のうち所定の導体層には、N個の異なる電源の配線の各々を含むN個の導体パターンが形成され、前記キャパシタは、N個の正極の各々と負極との間の容量をそれぞれ形成するN個の領域を有し、前記キャパシタの上面には、前記N個の正極用の各々の端子電極を前記N個の電源の各々に接続する配線を含むN個のキャパシタ側導体パターンが形成され、前記N個の導体パターンの各々と、これに対応する前記N個のキャパシタ側導体パターンの各々は、互いに同一のパターン形状であって積層方向に直接対向するように構成されている。 In order to solve the above problems, a wiring board with a built-in capacitor according to the present invention includes a core material, a capacitor accommodated in the core material, and an insulating layer and a conductor layer alternately on the upper surface side and the lower surface side of the core material. And a laminated portion formed on the laminated portion so that a semiconductor element can be placed on the laminated portion, and a predetermined conductor layer of the laminated portion includes N wirings of different power sources. Conductor patterns are formed, and the capacitor has N regions each forming a capacitance between each of the N positive electrodes and the negative electrode, and the N positive electrodes are disposed on the upper surface of the capacitor. N capacitor-side conductor patterns including wirings connecting the respective terminal electrodes to each of the N power sources are formed, and each of the N conductor patterns and the corresponding N capacitor side Each of the conductor patterns Identical to a by stacking direction pattern shape is configured so as to face directly.
本発明によれば、複数の異なる電源を供給する必要のある半導体素子を載置したキャパシタ内蔵配線基板において、各々の電源のクロストークに起因する電源ノイズを抑制する場合、キャパシタの上面と上方の導体層との間で領域区分を共通にし、同一の電源の導体パターン同士を積層方向で対向させ、異なる電源の導体パターン同士が直接対向しないような配置を実現することができる。これにより、上記のクロストークを十分に低減し、クロストークに起因するノイズを抑制して半導体素子の高速かつ安定な動作を実現し得るキャパシタ内蔵配線基板を実現することができる。 According to the present invention, in a wiring board with a built-in capacitor on which semiconductor elements that need to supply a plurality of different power supplies are placed, when suppressing power supply noise caused by crosstalk of each power supply, It is possible to realize an arrangement in which the region sections are shared with the conductor layers, the conductor patterns of the same power source are opposed to each other in the stacking direction, and the conductor patterns of different power sources are not directly opposed to each other. Thereby, it is possible to realize a wiring board with a built-in capacitor that can sufficiently reduce the above-described crosstalk and suppress noise caused by the crosstalk and realize high-speed and stable operation of the semiconductor element.
以下、本発明を適用した配線基板の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a wiring board to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の配線基板の概略の断面構造を示す図である。図1に示す配線基板10は、コア材11と、コア材11の上面側の第1配線積層部20と、コア材11の下面側の第2配線積層部30とを含む構造を有している。本実施形態の配線基板10は、上部に半導体素子としての半導体チップ60が載置されるとともに、その下方にキャパシタ70が内蔵されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic cross-sectional structure of the wiring board of the present embodiment. The
コア材11は、例えば、ガラス繊維を含んだエポキシ樹脂からなる。コア材11の上面には樹脂絶縁層12が積層され、コア材11の下面には樹脂絶縁層13が積層されている。コア材11には、中央を矩形状に貫通する収容穴部11aが形成され、この収容穴部11aにキャパシタ70が埋め込まれた状態で収容されている。収容穴部11aとキャパシタ70の側面との間隙部には、樹脂充填材50が充填されている。本実施形態においてキャパシタ70は、平面方向で2つの領域に区分され、2系統の電源系に接続される独立した2つの容量として機能するが、キャパシタ70の詳細な構造については後述する。樹脂充填材50としては、例えば高分子材料からなる熱硬化性樹脂が用いられる。樹脂充填材50はキャパシタ70を固定する役割を有し、キャパシタ70及びコア材11の変形を樹脂充填材50が吸収するように作用する。
The core material 11 is made of, for example, an epoxy resin containing glass fiber. A
コア材11には、所定箇所を積層方向に貫通する複数のスルーホール導体42が形成されている。スルーホール導体42の内部は、例えばガラスエポキシ等からなる閉塞体43で埋められている。スルーホール導体42及び閉塞体43は上下に延伸され、コア材11の上下の各樹脂絶縁層12、13を貫通し、上部の導体層21と下部の導体層31を積層方向に接続導通している。上部の樹脂絶縁層12には、キャパシタ70の上面に形成された導体層71と、樹脂絶縁層12の上面に形成された導体層21を積層方向に接続導通する複数のビア導体14が形成されている。また、下部の樹脂絶縁層13には、キャパシタ70の下面に形成された導体層72と、樹脂絶縁層13の下面に形成された導体層31を積層方向に接続導通する複数のビア導体15が形成されている。
The core material 11 is formed with a plurality of through-
なお、図1においては、キャパシタ70の上面及び下面の位置がコア材11の上面及び下面の位置と一致している場合を例示しているが、両者の上面及び下面の位置は一致していなくても本発明の適用は可能である。すなわち、コア材11に比べ、キャパシタ70の厚さが大きく収容穴部11aからはみ出す場合、あるいはキャパシタ70の厚さが小さく凹状に収容される場合であってもよい。なお、キャパシタ70の上面及び下面の各導体層71、72の構造については後述する。
1 illustrates the case where the positions of the upper surface and the lower surface of the
第1配線積層部20は、樹脂絶縁層12の上面に形成された導体層21と、導体層21を挟んで樹脂絶縁層12の上面に積層形成された樹脂絶縁層22と、樹脂絶縁層22の上面に形成された複数の端子パッド23と、樹脂絶縁層22の上面を覆うソルダーレジスト層24とからなる構造を有する。樹脂絶縁層22の所定位置には、導体層21と端子パッド23を積層方向に接続導通する複数のビア導体25が設けられている。ソルダーレジスト層24は、複数箇所が開口されて複数の端子パッド23が露出し、そこに複数の半田バンプ40が形成されている。各々の半田バンプ40は、配線基板10に載置される半導体チップ60の各パッド61に接続される。
The first wiring laminated portion 20 includes a
第2配線積層部30は、樹脂絶縁層13の下面に形成された導体層31と、導体層31を挟んで樹脂絶縁層13の下面に積層形成された樹脂絶縁層32と、樹脂絶縁層32の下面に形成された複数のBGA用パッド33と、樹脂絶縁層32の下面を覆うソルダーレジスト層34とからなる構造を有する。樹脂絶縁層32の所定位置には、導体層31とBGA用パッド33を積層方向に接続導通する複数のビア導体35が設けられている。ソルダーレジスト層34は、複数箇所が開口されて複数のBGA用パッド33が露出し、そこに複数の半田ボール41が接続される。配線基板10をBGAパッケージとして用いる場合、複数の半田ボール41を介して、外部基材(不図示)と配線基板10の各部との電気的接続が可能となる。
The second wiring laminated
次に、図1のキャパシタ70の構造について、図2〜図4を参照して説明する。それぞれ、図2にキャパシタ70の断面図を示し、図3にキャパシタ70の上面図を示している。本実施形態のキャパシタ70は、いわゆるビアアレイタイプのキャパシタであり、例えばチタン酸バリウム等の高誘電率セラミックからなるセラミック焼結体を用いて、複数のセラミック誘電体層73を積層形成した構造を有する。図2に示すように、キャパシタ70は、その平面方向において中央部の領域R1(第1の領域)と周辺部の領域R2(第2の領域)とに区分されている。領域R1には、第1の正極と負極の間に第1の容量が形成され、領域R2には、第2の正極と負極の間に第2の容量が形成される。本実施形態においては、領域R1に形成される第1の容量を後述の電源電圧VDD1(第1の電源)及びグランド(負極)の間に接続し、領域R2に形成される第2の容量を後述の電源電圧VDD2(第2の電源)及びグランドの間に接続することを想定する。
Next, the structure of the
領域R1において、各々のセラミック誘電体層73の間には、内部電極層101と内部電極層102が交互に配置されている。一方の内部電極層101は第1の正極用の電極として機能し、他方の内部電極層102は負極用の電極として機能し、両電極が各セラミック誘電体層73を挟んで対向することで第1の容量が形成される。また、領域R2において、各々のセラミック誘電体層73の間には、内部電極層201と内部電極層202が交互に配置されている。一方の内部電極層201は第2の正極用の電極として機能し、他方の内部電極層202は負極用の電極として機能し、両電極が各セラミック誘電体層73を挟んで対向することで第2の容量が形成される。なお、第1の容量と第2の容量の間の距離をある程度確保して干渉を抑えるため、キャパシタ70の領域R1、R2の間に所定幅の境界部分を設ける構造になっている。
In the region R1, the internal electrode layers 101 and the internal electrode layers 102 are alternately arranged between the ceramic dielectric layers 73. One
キャパシタ70には、全てのセラミック誘電体層73を積層方向に貫通する多数のビアホールにニッケル等を埋め込んだ複数のビア導体111、112、211、212が形成されている。領域R1では、各々のビア導体111が内部電極層101に接続され、かつ各々のビア導体112が内部電極層102に接続され、一方のビア導体111と他方のビア導体112が交互に配置されている。領域R2では、各々のビア導体211が内部電極層201に接続され、かつ各々のビア導体212が内部電極層202に接続され、一方のビア導体211と他方のビア導体212が交互に配置されている。
The
上述の複数のビア導体111、112、211、212のそれぞれは、その上端が端子電極121、122、221、222に接続され、その下端が端子電極131、132、231、232に接続されている。すなわち、領域R1では、一方のビア導体111が上方の端子電極121と下方の端子電極131を接続導通し、他方のビア導体112が上方の端子電極122と下方の端子電極132を接続導通している。また、領域R2では、一方のビア導体211が上方の端子電極221と下方の端子電極231を接続導通し、他方のビア導体212が上方の端子電極222と下方の端子電極232を接続導通している。
Each of the plurality of via
ここで、図3を参照すると、中央部の領域R1には、その一部が周辺部の領域R2に突出した2箇所の突出部R1aが付随している。すなわち、キャパシタ70の平面内において、領域R1は、図3の2箇所の突出部R1aを介してキャパシタ70の外縁に接し、領域R2は、領域R1を挟んで図3の左側及び右側の2つの対称領域を含んでいる。これらの突出部R1aは、キャパシタ70の作製時に導体層71の領域R1に電解めっきを施す場合、外部に電極を取り出すために設けられている。図3に示すように、導体層71の2方向に突出部R1aを設けたので、多数のキャパシタ70をパネル内に並べて効率的に電解めっきを施すことができる。
Here, referring to FIG. 3, the central region R1 is accompanied by two projecting portions R1a partially projecting into the peripheral region R2. That is, in the plane of the
キャパシタ70の導体層71において、領域R1には、第1の正極用の端子電極121と負極用の端子電極122が交互に配置され、領域R2には、第2の正極用の端子電極221と負極用の端子電極222が交互に配置されている。図3では省略しているが、領域R1の端子電極121、122の下方には、ビア導体111、112及び端子電極131、132が重なって配置され、領域R2の端子電極221、222の下方には、ビア導体211、212及び端子電極231、232が重なって配置されている。なお、図3における配置は一例であって、それぞれの端子電極121、122、221、222の形状及び間隔は適宜に設定することができる。
In the
図3では簡単のため、同形状の多数の端子電極121、122、221、222が規則的に配置されている状態を示しているが、実際には、領域R1には各々の端子電極121を電源電圧VDD1に接続する導体パターンが形成され、領域R2には各々の端子電極221を電源電圧VDD2に接続する導体パターンが形成されている。図4は、導体層71の領域R1における導体パターンの構成を部分的に拡大して示す図である。図4に示すように、領域R1において、電源電圧VDD1用の導体パターンP1は、第1の正極用の各々の端子電極121を一体的に接続するように形成される。一方、負極用の各々の端子電極122の外周部分には導体パターンP1が形成されず、各々の端子電極122と導体パターンP1が電気的に非接続の状態になっている。なお、領域R2の場合は、図4の端子電極121、122を端子電極221、222に置き換えれば同様の構成となる。
For the sake of simplicity, FIG. 3 shows a state in which a large number of
次に、キャパシタ70と対向する上部の導体層21の構成について図5を参照して説明する。図5は、導体層21のうち、積層方向でキャパシタ70と対向する範囲の領域区分を示している。図5に示すように、導体層21は、中央部の領域R11と周辺部の領域R12とに区分されている。図3と図5を比較すると明らかなように、導体層21の領域区分はキャパシタ70の領域区分に合致し、導体層21の領域R11がキャパシタ70の領域R1と同一のパターン形状であって積層方向で対向配置され、導体層21の領域R12がキャパシタ70の領域R2と同一のパターン形状であって積層方向で対向配置されている。また、領域R11は、キャパシタ70の領域R1の突出部R1aと同様、領域R12に突出して外縁に接する2箇所の突出部R11aが付随している。
Next, the configuration of the
導体層21において、領域R11には一方の電源電圧VDD1の配線となる導体パターンが形成され、領域R12には他方の電源電圧VDD2の配線となる導体パターンが形成されている。なお、領域R11、R12には、それぞれ部分的に他の導体パターンを含んでいてもよいが、電源電圧VDD1の導体パターンが領域R11の面積の大部分を占め、かつ電源電圧VDD2の導体パターンが領域R12の面積の大部分を占めることが望ましい。このように、キャパシタ70と導体層21との間では、領域R1と領域R11により電源電圧VDD1の導体パターンが積層方向で対向し、領域R2と領域R12により電源電圧VDD2の導体パターンが積層方向で対向する関係にある。
In the
上述の本実施形態の構造により、キャパシタ70と導体層21が同一の領域区分で構成され、異なる電源電圧VDD1、VDD2の導体パターン同士が近距離で積層方向に直接対向する配置を避けることができる。仮に、異なる電源電圧VDD1、VDD2の導体パターン同士が近距離の積層方向で対向配置される場合は、両者の間のクロストークが増大する。これに対し、本実施形態の構造では、異なる電源電圧VDD1、VDD2の間のクロストークを十分に低減させることができ、クロストークに起因する電源ノイズを抑制することができる。半導体チップ60において、例えば、電源電圧VDD1はプロセッサコア部に供給される主電源として利用され、電源電圧VDD2は周辺のI/O回路に供給される電源として利用される。一般にプロセッサ部と周辺のI/O回路との間の干渉が生じると、半導体チップ60の動作に不具合を生じる恐れがあるが、本実施形態の構造を採用してノイズを抑制することにより、半導体チップ60において高速かつ安定な動作を実現可能となる。
With the structure of the present embodiment described above, the
以上、本実施形態に基づき本発明の内容を具体的に説明したが、本発明は上述の実施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多様な変更を施すことができる。特に、キャパシタ70の領域区分と、これに対向する導体層21の領域区分については様々な変形例がある。以下、図6〜図8には、図5に対応する導体層21の領域区分と、それに重なるキャパシタ70の領域区分に関する変形例をそれぞれ示している。なお、図6〜図8は、導体層21及びキャパシタ70の領域区分が同一であることを前提として示した図である。
The contents of the present invention have been specifically described above based on the present embodiment, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. In particular, there are various modified examples of the region division of the
図6の変形例では、上述の領域R1、R11に付随する突出部R1a、R11aを設けない場合の領域区分を示している。すなわち、中央部に矩形の領域R1、R11が設けられ、その周囲を取り囲む周辺部の領域R2、R12が設けられている。図6においては、中央部の領域R1、R11が島状に配置されるが、キャパシタ70の作製上の制約が特にない場合は図6の変形例の構造を採用することができる。
In the modified example of FIG. 6, the region division in the case where the protrusions R1a and R11a associated with the regions R1 and R11 are not provided is shown. That is, rectangular regions R1 and R11 are provided in the center, and peripheral regions R2 and R12 surrounding the periphery are provided. In FIG. 6, the central regions R <b> 1 and R <b> 11 are arranged in an island shape. However, when there is no particular limitation on the manufacturing of the
図7の変形例では、領域R1、R11と領域R2、R12が平面方向の両側に配置される場合の領域区分を示している。すなわち、図7の右半分に領域R1、R11が設けられ、図7の左半分に領域R2、R12が設けられている。例えば、2つの半導体チップ60が載置される配線基板10において、図7の右半分の上方に一方の半導体チップ60を、図7の左半分の上方に他方の半導体チップ60をそれぞれ配置し、両者を別電源にする場合に図7の変形例の構造を採用することができる。
In the modification of FIG. 7, region divisions in the case where the regions R1 and R11 and the regions R2 and R12 are arranged on both sides in the plane direction are shown. That is, regions R1 and R11 are provided in the right half of FIG. 7, and regions R2 and R12 are provided in the left half of FIG. For example, in the
図8の変形例では、領域R1、R11及び領域R2、R12に加えて、領域R3、R13を含めた3領域が配置される場合の領域区分を示している。すなわち、図8の中央に領域R1、R11が設けられ、図8の左側に領域R2、R12が設けられ、図8の右側に新たに領域R3、R13を設け、それぞれを順に電源電圧VDD1、VDD2、VDD3に接続したものである。例えば、配線基板10上に別電源の3つの半導体チップ60を載置する場合のほか、1つの半導体チップ60の領域ごとに3電源を供給する場合において、図8の変形例の構造を採用することができる。
In the modified example of FIG. 8, region classification is shown in the case where three regions including regions R3 and R13 are arranged in addition to regions R1 and R11 and regions R2 and R12. That is, regions R1 and R11 are provided in the center of FIG. 8, regions R2 and R12 are provided on the left side of FIG. 8, regions R3 and R13 are newly provided on the right side of FIG. 8, and power supply voltages VDD1 and VDD2 are sequentially provided. , Connected to VDD3. For example, in the case where three
なお、図8の変形例をさらに一般化し、導体層21及びキャパシタ70をそれぞれN個の領域に区分し、各々の領域に異なるN個の電源用の導体パターンを形成する場合であっても、本発明の適用が可能である。
In addition, even when the modification of FIG. 8 is further generalized and the
10…配線基板
11…コア材
11a…収容穴部
21、31…導体層
12、13、22、32…樹脂絶縁層
14、15、25、35…ビア導体
20…第1配線積層部
23…端子パッド
24、34…ソルダーレジスト層
30…第2配線積層部
33…BGA用パッド
40…半田バンプ
41…半田ボール
42…スルーホール導体
43…閉塞体
50…樹脂充填材
60…半導体チップ
61…パッド
70…キャパシタ
71、72…導体層
73…誘電体層
101、102、201、202…内部電極層
111、112、211、212…ビア導体
121、122、131、132、221、222、231、232…端子電極
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記積層部のうち前記キャパシタに近接する所定の導体層には、第1の電源の配線を含む第1の導体パターンと、第2の電源の配線を含む第2の導体パターンとが形成され、
前記キャパシタは、第1の正極と負極との間の容量を形成する第1の領域と、第2の正極と負極の間の容量を形成する第2の領域とを有し、
前記キャパシタのうち前記所定の導体層の側の表面には、前記第1の正極用の端子電極を前記第1の電源に接続する配線を含む第1のキャパシタ側導体パターンと、前記第2の正極用の端子電極を前記第2の電源に接続する配線を含む第2のキャパシタ側導体パターンとが形成され、
前記第1の導体パターンと前記第1のキャパシタ側導体パターンとは、互いに同一のパターン形状であって積層方向に直接対向し、前記第2の導体パターンと前記第2のキャパシタ側導体パターンとは、互いに同一のパターン形状であって積層方向に直接対向する、ことを特徴とするキャパシタ内蔵配線基板。 A core material; a capacitor accommodated in the core material; and a laminated portion in which an insulating layer and a conductor layer are alternately laminated on the upper surface side and the lower surface side of the core material. A wiring board that can be placed,
A first conductor pattern including a first power supply wiring and a second conductor pattern including a second power supply wiring are formed in a predetermined conductor layer adjacent to the capacitor in the stacked portion,
The capacitor has a first region that forms a capacitance between the first positive electrode and the negative electrode, and a second region that forms a capacitance between the second positive electrode and the negative electrode,
On the surface of the capacitor on the side of the predetermined conductor layer, a first capacitor side conductor pattern including a wiring connecting the first positive electrode terminal electrode to the first power source, and the second capacitor A second capacitor side conductor pattern including a wiring for connecting a positive electrode terminal electrode to the second power source is formed;
The first conductor pattern and the first capacitor side conductor pattern have the same pattern shape and are directly opposed in the stacking direction. The second conductor pattern and the second capacitor side conductor pattern are A wiring board with a built-in capacitor, which has the same pattern shape and is directly opposed in the stacking direction.
前記キャパシタの前記第2の領域には、前記第2の正極用の複数のビア導体と負極用の複数のビア導体がアレイ状に配置される、
ことを特徴とする請求項2に記載のキャパシタ内蔵配線基板。 In the first region of the capacitor, a plurality of via conductors for the first positive electrode and a plurality of via conductors for the negative electrode are arranged in an array,
A plurality of via conductors for the second positive electrode and a plurality of via conductors for the negative electrode are arranged in an array in the second region of the capacitor;
The wiring board with a built-in capacitor according to claim 2.
前記積層部のうち所定の導体層には、N個の異なる電源の配線の各々を含むN個の導体パターンが形成され、
前記キャパシタは、N個の正極の各々と負極との間の容量をそれぞれ形成するN個の領域を有し、
前記キャパシタの上面には、前記N個の正極用の各々の端子電極を前記N個の電源の各々に接続する配線を含むN個のキャパシタ側導体パターンが形成され、
前記N個の導体パターンの各々と、これに対応する前記N個のキャパシタ側導体パターンの各々は、互いに同一のパターン形状であって積層方向に直接対向することを特徴とするキャパシタ内蔵配線基板。 A core material; a capacitor accommodated in the core material; and a laminated portion in which an insulating layer and a conductor layer are alternately laminated on the upper surface side and the lower surface side of the core material, and a semiconductor element is provided above the laminated portion. A wiring board that can be placed,
N conductor patterns including each of N different power supply wirings are formed on a predetermined conductor layer of the laminated portion,
The capacitor has N regions each forming a capacitance between each of the N positive electrodes and the negative electrode,
On the upper surface of the capacitor, N capacitor-side conductor patterns including wirings connecting the N terminal electrodes for the positive electrodes to the N power sources are formed,
Each of the N conductor patterns and the corresponding N capacitor-side conductor patterns have the same pattern shape and are directly opposed to each other in the stacking direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009083752A JP5011338B2 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Wiring board with built-in capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009083752A JP5011338B2 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Wiring board with built-in capacitor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010238826A JP2010238826A (en) | 2010-10-21 |
JP5011338B2 true JP5011338B2 (en) | 2012-08-29 |
Family
ID=43092914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009083752A Expired - Fee Related JP5011338B2 (en) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Wiring board with built-in capacitor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5011338B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11374000B2 (en) | 2020-03-10 | 2022-06-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Trench capacitor with lateral protrusion structure |
US11735624B2 (en) | 2021-03-05 | 2023-08-22 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Multi-lateral recessed MIM structure |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06338571A (en) * | 1993-05-28 | 1994-12-06 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
JP4795860B2 (en) * | 2006-06-15 | 2011-10-19 | 日本特殊陶業株式会社 | Capacitor, wiring board |
JP4880485B2 (en) * | 2007-01-15 | 2012-02-22 | 日本特殊陶業株式会社 | Capacitor, wiring board |
JP4975507B2 (en) * | 2007-04-17 | 2012-07-11 | 日本特殊陶業株式会社 | Wiring board with built-in capacitor |
-
2009
- 2009-03-30 JP JP2009083752A patent/JP5011338B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010238826A (en) | 2010-10-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5222509B2 (en) | Semiconductor device | |
US8149565B2 (en) | Circuit board device and integrated circuit device | |
US6606237B1 (en) | Multilayer capacitor, wiring board, decoupling circuit, and high frequency circuit incorporating the same | |
JP5145293B2 (en) | Semiconductor integrated circuit chip, multilayer chip capacitor, and semiconductor integrated circuit chip package | |
KR101564070B1 (en) | Printed circuit board and semiconductor package using the same | |
US9648794B2 (en) | Wiring board and electronic apparatus | |
US20140084416A1 (en) | Stacked Package and Method of Manufacturing the Same | |
KR20010039561A (en) | Multi-layer capacitor, wiring board, and high-frequency circuit | |
US7791896B1 (en) | Providing an embedded capacitor in a circuit board | |
US7586756B2 (en) | Split thin film capacitor for multiple voltages | |
KR20060063436A (en) | Multilayered chip capacitor and capacitor array | |
JP2012114395A (en) | Multilayer ceramic capacitor | |
US20100213611A1 (en) | Semiconductor device | |
JP5124150B2 (en) | Multilayer printed wiring board | |
US11037879B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2009076815A (en) | Semiconductor device | |
KR20040014473A (en) | Integrated circuit package with a capacitor | |
US8027170B2 (en) | Substrate and electronic device using the same | |
JP5011338B2 (en) | Wiring board with built-in capacitor | |
US20130228895A1 (en) | Package substrate and semiconductor and semiconductor package | |
US20150181708A1 (en) | Semiconductor package module | |
JP4280179B2 (en) | Multilayer semiconductor device | |
JP4817110B2 (en) | Multilayer circuit board and IC package | |
JP2007129046A (en) | Mounting structure of capacitor array | |
JP2006344680A (en) | Ic package, its manufacturing method, and integrated circuit device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111110 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120424 |
|
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: 20120508 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120604 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5011338 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150608 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |