JPH02148860A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JPH02148860A
JPH02148860A JP63300780A JP30078088A JPH02148860A JP H02148860 A JPH02148860 A JP H02148860A JP 63300780 A JP63300780 A JP 63300780A JP 30078088 A JP30078088 A JP 30078088A JP H02148860 A JPH02148860 A JP H02148860A
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JP
Japan
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clock
pin
pins
lead
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP63300780A
Other languages
English (en)
Inventor
Norio Nakagawa
中川 典夫
Takuo Okabashi
岡橋 卓夫
Masao Naito
雅夫 内藤
Atsushi Hasegawa
淳 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Microcomputer Engineering Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Priority to US07/437,373 priority patent/US4994902A/en
Priority to DE68922073T priority patent/DE68922073T2/de
Priority to EP89312170A priority patent/EP0371696B1/en
Priority to EP93116046A priority patent/EP0602338A1/en
Publication of JPH02148860A publication Critical patent/JPH02148860A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161Cap
    • H01L2924/1615Shape
    • H01L2924/16152Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap

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  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体装置に関するもので、さらに詳しくは
、クロック入力を有する半導体装置に適用して有効な技
術に関するものである。
[従来の技術] 半導体集積回路の高集積化に伴って、パッケージからの
取出しピン数が増え、従来のパッケージのようにパッケ
ージの周辺部のみを利用してリード線を取り出す方式で
は対応できなくなった。そこで、近年、パッケージの裏
面にリードピンを垂設した構造のPGA (ピングリッ
ドアレイ)が用いられるようになってきた。このPGA
については、例えば、特公昭62−58533号公報に
記載されている。
[発明が解決しようとする課題] ところで、このようなPGAには例えばFPU(浮動小
数点演算ユニット)等の半導体チップが搭載されるが、
FPU等にあってはその取出しピン数が多く、そのため
パッケージ裏面に多重にリードピンを配することが行な
われている。
このような事情の下において、従来、クロックピンの周
りのピン配置については格別な配慮がされてはおらず、
クロックピンの周りにデータピン等、クロック信号に電
場的・磁場的に影響を与えるリードピンが無造作に配置
されているのが実情であった。
この場合、クロックピンがアンテナとして機能し1例え
ばデータ信号のハイからロー、ローからハイへの切替わ
りの際、電磁誘導が引き起こされてクロック信号にノイ
ズが乗り、クロック信号波形が歪んでしまうことになる
。取り扱うクロック信号が低周波数の場合にはクロック
信号波形の多少の歪は問題はないが、高周波のクロック
信号を取り扱い、クロック同期バスを行うシステムでは
クロック信号波形の僅かな歪がシステムの信頼性の低下
や性能低下を引き起こす可能性があった。
例えば、コプロセッサの1種である浮動小数点演算素子
(以下、FPU)では、演算速度の高速化、バスサイク
ルの高速化のために、クロック入力が1例えば40 M
 Hzとなっており、また、CPUとFPUとの間でク
ロック同期バスを使用している。そのため、CPUとF
PUとがクロック同期していることが必須であるが、ク
ロックに僅かなノイズが乗ることでクロック同期が取れ
なくなってしまうという問題があった。
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、信頼性およ
び性能向上に資する半導体装置を提供することを目的と
している。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。
[課題を解決するための手段] 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
を説明すれば、下記のとおりである。
第1の発明に係る半導体装置は、パッケージの裏面に垂
設されたリードピンのうちクロックピンの周りに電源ピ
ンまたは接地ピンのような固定電位を供給するリードピ
ンを配設するようにしたものである。
また、第2の発明に係る半導体装置は、パッケージ裏面
の辺部中程にクロックピンを配設し、このクロックピン
の周りに固定電位を供給するり−ドピンを配設すると共
に、上記クロックピンが設けられる辺と直交しかつ上記
クロックピンを通る直線上にあるリードピンを電源ピン
または接地ピンのような固定電位を供給するリードピン
としたものである。
さらに、第3の発明に係る半導体装置は、パッケージ裏
面の辺部中程にクロックピンを配設し、このクロックピ
ンの周りに固定電位を供給するリードピンを配設すると
共に、上記クロックピンが設けられる辺と直交しかつ上
記クロックピンを通る直線上にあるリードピンを電源ピ
ンまたは接地ピンのような固定電位を供給するリードピ
ンとし、さらに、上記クロックピンの設けられる辺に隣
接する2辺にデータピンを配設するようにしたものであ
る。
[作用] 上記した第1〜第3の発明によれば、クロックピンが固
定電位を供給するリードピンで取り囲まれているので、
換言すれば、クロック信号に電場的および磁場的に影響
の大きい位置にあるリードピンを固定電位を供給するリ
ードピンとしているので、データ信号の切替わりに起因
する電磁誘導の影響をクロック信号が受けづらくなると
いう作用によって、クロック信号へのノイズの侵入が防
止される。
また、上記した第2の発明によれば、パッケージ裏面の
辺部中程にクロックピンが設けられ、上記クロックピン
が設けられる辺と直交しかつ上記クロックピンを通る直
線上にあるリードピンが電源ピンまたは接地ピンのよう
な固定電位を供給するリードピンとされているので、ク
ロック同期を取るべき同種の半導体装置を複数上記直線
に沿って直列に併設すれば、クロック配線が直線状に構
成できることとなる。その結果、クロック配線が短くな
ってクロック配線容量が小さくなり、ドライブ力の低下
を防止することができる。さらに、クロック配線の直上
およびその近傍にはデータピンが存在しなくなる。換言
すれば、クロック信号に電場的および磁場的に影響の大
きい位置にあるリードピンが固定電位を供給するリード
ピンとなるので、クロック配線を流れるクロック信号へ
のノイズの侵入が防げることとなる。
さらにまた、上記した第3の発明によれば、クロックピ
ンの設けられる辺に隣接する2辺にデータピンが配設さ
れているので、実装ボード上でクロック配線とデータ配
線との交差および接近が防止でき、その結果、クロスト
ークおよび電磁誘導が防止でき、ひいてはクロック信号
へのノイズの侵入が防げることとなる。
[実施例] 以下、本発明に係る半導体装置の実施例を図面に基づい
て説明する。
第1図には実施例の半導体装置の裏面が、第2図には実
施例の半導体装置の縦断面が示されている。
第2図において符号1はセラミックPGAのパッケージ
を表わし、このパッケージ1はベース2とキャップ3と
から構成されている。
ベース2の中央に設けられた座ぐり穴2aにはFPUを
構成する半導体チップ4が固着されている。また、ベー
ス2の上面にはメタライズ層からなるリード2bが形成
され、このリード2bの外端はベース2の裏面に垂設さ
れたリードピン5にベース2内に形成された積層配線(
図示せず)を通じて接続されている。一方、リード2b
の内端は、第3図にも示されるように、半導体チップ4
のポンディングパッド4aにワイヤ6を介して接続され
ている。ベース2の裏面に垂設されるり一部ピン5は、
この実施例では、第1図に示すように3重に計135本
配設されている。このFPUを構成する半導体装置にお
ける各ピンの機能については下表に示されている。
上記機にも示されるように、この半導体装置においては
、互いに逆相の信号が入力されるクロックピンCLKI
、CLK2はパッケージ1の裏面の辺部中程に隣合せで
設けられ、それらの周りには電源ピンV c c、接地
ピンGNDが配設されている。ちなみに、このようなピ
ン配置を実現するため、半導体チップ4においては、第
3図に示すように、クロックピンCLKI、CLK2に
接続されるポンディングパッドの近くには、電源ピン■
cc、接地ピンGNDに接続されるパッドが設けられて
いる。また、図示はされていないが、上記クロックピン
CLKI、CLK2接続されるリード2bの近くにデー
タ信号用のり−ド2bが位置しないように配慮しである
。それらリード2bの間のクロストークおよび電磁誘導
を防止するためである。
また、この半導体装置においては、クロックピンCLK
I、CLK2が設けられる辺に隣接する2つの辺にデー
タピンD、、Dよ、・・・・、D3□がそれぞれ集中し
て配置されている。つまり、データピンD、、D1・・
・・、D、1がクロックピンCLKI、CLK2と隔離
されるようにして設けられている。
さらに、この半導体装置では、クロックピンCLK1、
CLK2と対向する部分に配設されるリードピン5が電
源ピンVcc、接地ピンGND、非接続ピンNGとなっ
ている。つまり、クロックピンCLKI、CLK2を結
ぶ直線上にあるリードピン5は全て固定電位を供給する
リードピンとなっている。このようにした理由を次に説
明する。
第4図には上記半導体装置、即ちFPUを搭載する半導
体装置(符号11a、llbで示される)を複数搭載す
るシングルボードコンピュータが示されており、このコ
ンピュータは、FPUを搭載する2個の半導体装置11
a、llbと、CPUを構成する1個の半導体装置12
と、上記半導体装11!lla、llb、12に向けて
クロック信号を供給するクロック発生装置13とを含ん
で構成され、半導体装i!lla、llb、12はデー
タバスを介してメモリシステム15および周辺LS11
4との間でデータ信号のやり取りができるような構成と
なっている。
また、このコンピュータでは、CPUを搭載する半導体
装置12にあっても、図示はしないがクロックピンCL
KI、CLK2の周りに固定電位を供給するリードピン
5が設けられている。そして、このコンピュータにあっ
ては、半導体装置11a、llb、12におけるクロッ
クピンC,LK1、CLK2が直線状に並ぶように各半
導体装置11a、llb、12が直列に配設されるよう
になっており、半導体装置11a、llb、12のクロ
ックピンCLKI、CLK2は直線状に延びるクロック
配線16a、16bによって接続されている。
一方、FPUのデータピンは上記クロック配線16a、
16bとは互いに交差しないように敷設されデータバス
を構成するデータ配線17に接続されている。
上記のように構成された半導体装置によれば下記のよう
な効果を得ることができる。
上記半導体装置によれば、クロックピンCLK1、CL
K2が固定電位を供給するリードピン5で取り囲まれて
いる。即ち、クロック信号に電場的および磁場的に影響
の大きい位置にあるリードピン5が固定電位を供給する
リードピンとなっている。したがって、クロック信号が
信号の切替わりに起因する電磁誘導の影響を受けづらく
なるという作用によって、クロック信号へのノイズの侵
入が防止される。
また、クロックピンCLK’l、CLK2が設けられる
辺と直交しかつ上記クロックピンCLKI。
CLK2を通る直線上にあるリードピン5が電源ピンV
 c cまたは接地ピンGNDのような固定電位を供給
するリードピン5とされているので、クロック同期を取
るべき同種の半導体装置11a。
11bを複数上記直線に沿って半導体装置11a。
11bを併設すれば、クロック配fi16a、16bを
直線状に敷設できることとなり、クロック配線16a、
16bを短くすることができる。その結果、クロック配
線容量を小さくすることができる。さらに、その場合、
クロック配A!16atl6bの直上およびその近傍に
はデータピンが存在しないので、換言すれば、クロック
信号に電場的および磁場的に影響の大きい位置にあるリ
ードピンが一定の電圧を示す固定電位を供給するリード
ピン5となっているので、クロック配線16a。
16bを流れるクロック信号へのノイズの侵入が防げる
こととなる。
さらにまた、クロックピンCLKI、CLK2の設けら
れる辺に隣接する2辺にデータピンが配設されているの
で、実装ボード上でクロック配線16a、16bとデー
タ配線17との交差および近接が防止できる。その結果
、クロストークおよび電磁誘導が防止でき、ひいてはク
ロック信号へのノイズの侵入が防げることとなる。
その結果、信頼性および性能の向上が図れることになる
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
上記実施例では、クロック信号を必要とする半導体装置
としてFPUについて述べてきたが、FPUに限定され
ず、クロック信号を必要とする半導体装置一般に適用で
きる。
[発明の効果コ 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下記のとおりである
上記した第1〜第3の発明によれば、クロックピンが固
定電位を供給するリードピンで取り囲まれている。換言
すれば、クロック信号に電場的および磁場的に影響の大
きい位置にあるリードピンを一定の電圧を示す固定電位
を供給するリードピンとしているので、クロック信号が
データ信号の切替わりに起因する電磁誘導の影響を受け
づらくなり、クロック信号へのノイズの侵入が防止され
る。
また、上記した第2の発明によれば、パッケージ裏面の
辺部中程にクロックピンが設けられ、クロックピンが設
けられる辺と直交しかつ上記クロックピンを通る直線上
にあるリードピンが電源ピンまたは接地ピンのような固
定電位を供給するリードピンとされているので、クロッ
ク同期を取るべき同種の半導体装置を上記直線に沿って
直列に併設すれば、クロック配線を直線状に敷設できる
こととなり、クロック配線を短くすることができる結果
、クロック配線容量を小さくすることができる。さらに
、クロック配線の直上およびその近傍にはデータピンが
存在しなくなり、換言すれば。
クロック信号に電場的および磁場的に影響の大きい位置
にあるリードピンが一定の電圧を示す固定電位を供給す
るリードピンとなるので、クロック配線を流れるクロッ
ク信号へのノイズの侵入が防げることとなる。
さらにまた、上記した第3の発明によれば、クロックピ
ンの設けられる辺に隣接する2辺にデータピンが配設さ
れているので、実装ボード上でクロック配線とデータ配
線との交差および近接が防止できる結果、クロストーク
および電磁誘導が防止でき、ひいてはクロック信号への
ノイズの侵入が防げることとなる。
その結果、半導体装置の信頼性および性能の向上が図れ
ることになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る半導体装置の裏面図、第2図は第
1図の半導体装置の縦断面図、第3図は第1図の半導体
装置における半導体チップのポンディングパッドの配設
状態を示す平面図、 第4図は第1図の半導体装置を適用した計算機システム
の概略構成図である。 1・・・・パッケージ、2・・・・ベース、3・・・・
キャップ、4・・・・半導体チップ、5・・・・リード
ピン。 CLKI、CLK2・・・・クロックピン、Vcc・・
・・電源ピン、GND・・・・接地ピン。 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、パッケージの裏面にクロックピンを含むリードピン
    が垂設された半導体装置において、クロックピンが電源
    ピンまたは接地ピンのような固定電位を供給するリード
    ピンによって取り囲まれていることを特徴とする半導体
    装置。 2、上記パッケージの裏面の辺部中程に上記クロックピ
    ンが位置し、上記クロックピンが設けられる辺と直交し
    かつ上記クロックピンを通る直線上にあるリードピンが
    電源ピンまたは接地ピンのような固定電位を供給するリ
    ードピンとなっていることを特徴とする請求項1記載の
    半導体装置。 3、クロックピンの設けられる辺に隣接する2辺にデー
    タピンが配置されていることを特徴とする請求項2記載
    の半導体装置。
JP63300780A 1988-11-30 1988-11-30 半導体装置 Pending JPH02148860A (ja)

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JP63300780A JPH02148860A (ja) 1988-11-30 1988-11-30 半導体装置
US07/437,373 US4994902A (en) 1988-11-30 1989-11-15 Semiconductor devices and electronic system incorporating them
DE68922073T DE68922073T2 (de) 1988-11-30 1989-11-23 Elektronisches System mit einem Mikroprozessor und Koprozessor, die auf einer Schaltplatte montiert sind.
EP89312170A EP0371696B1 (en) 1988-11-30 1989-11-23 Electronic system having a microprocessor and a coprocessor disposed on a circuit mounting board
EP93116046A EP0602338A1 (en) 1988-11-30 1989-11-23 Semiconductor devices and electronic system incorporating them

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992005583A1 (en) * 1990-09-19 1992-04-02 Fujitsu Limited Semiconductor device having many lead pins
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