JPH02180056A - 多機能接地面 - Google Patents

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〕 この発明は、複数の絶縁分離セグメントからなる接地面
を具備する複数の接続された電気的導体に対する多機能
接地面に関し、複数の接続された導体よりも低いインピ
ーダンスを具備する別の導体（ａｌｔｅｒｎａｔｅ　ｃ
ｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）を提供するものであり、より具体
的には本発明は、集積回路のような電気的デバイスに結
合された複数の導体に対する多機能接地面に関し、そこ
ではこの接地面は、集積回路へのより低いインピーダン
ス導電性パス（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｐａｔｈ）を供
給する複数の絶縁分離部分を含んでいる。

〔従来の技術〕

集積回路のような電気的デバイスの複雑さが増加するに
つれて、その構成部品のサイズ（ｓｉｚｅ）は対応して
小さ《なり、集積回路の動作を可能にするため集積回路
に接続、または、結合される電気的導体またはリードの
数は、その数を増し、対応してそのサイスは小さくなる
。例えば、現在ては１つの集積回路が、そこに接続され
る数百の導体またはリードを持つのはきわめて普通で、
典型的にこれらは、わずかに約ｈミルの厚さしかないが
、約２ミルの幅を持ち、互いに約２ミルの間隔である。

これらの小導体はかなりの値のインピーダンスを持つの
で、その集積回路へ動作電力を供給する導体の長さ方向
に沿ってかなりの電圧降下が生ずる。さらには、ＤＣ（
直流）動作電流の変動はこれらの導体の高インピーダン
スによりスイッチング雑音を発生する。さらに加えて、
これらの導体の間の容量性結合はその集積回路に対して
人出力する信号ライン（線）上のクロストーク結合を発
生する。従来の技術において今までは、複数の導体と結
合された接地面は導体間の容量性結合を減少するために
用いられており結果として信号ライン」二のクロストー
ク結合を減少していた。この接地面はまた、集積回路に
エネルギーを供給するために使用される、ＤＣ（直流電
源）供給源の片側の導体として利用された。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、複数の絶縁分離セグメントからなる接
地面を具備する複数の接続された電気的導体に対する多
機能接地面を提供し、複数の接続された導体よりも低い
インピーダンスを具備する別の導体（ａｌｔｅｒｎａｔ
ｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）を提供するものであり、よ
り具体的には集積回路のような電気的デバイスに結合さ
れた複数の導体に対する多機能接地面を提供することで
あり、そこではこの接地面は、集積回路へのより低いイ
ンピーダンス導電性パス（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｐａ
ｔｈ）を供給する複数の絶縁分離部分を含んでいる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にもとづく多機能接地面は、複数の導体に結合さ
れた接地面により達成され、また、複数の電気的に絶縁
分離されたセグメント、または、部分を含む。複数の導
体は、そのＩ端において、集積回路のような電気的デバ
イスに接続、または、結合される。導体の内のあるもの
を、接地面の内の選択されたある分離部分と選択的に電
気的接続することにより、集積回路に信号を加え、また
は、集積回路より信号を受けるために、より低いインピ
ーダンスパスを供給することはもちろん、同様に、その
集積回路に動作電力を供給するために、より低いインピ
ーダンスパスが提供されている。

集積回路へ、また集積回路よりのより低いインピーダン
スパスの提供に加えて、セグメント化された接地面はま
た、複数の結合された電気的導体に対して１つの接地面
の機能を演する。

〔実施例〕

第１図を参照すると、集積回路１１のような１つの電気
的なデバイスが図示されている。集積回路１１は一般に
はその周辺に複数の接続パッドＩ３を具備する１つのプ
レーナ形状のデバイスであり、そのパッドは集積回路に
動作電力１５が加えられるのを可能にし、集積回路１１
に動作信号が加えられ、また、そこより動作信号が発生
されることを可能にする。集積回路１１のまわりには、
多数の電気的導体１４が取りまいている。集積回路１１
に隣接する導体１４の端部（ｅｎｄ）は、いくつもの既
知の手段により、パッド１３に接続される。例えば、導
体Ｉ４の端部は、い（つもの既知プロセスに従って、温
度及び／または圧力の手段により、パット１３に直接的
に接続できる。さらに加えて、導体１４の端部は、既知
の技術に従って、薄いワイヤ（図示されていない）の手
段によってパッド１３に結合できる。集積回路１１より
遠く隔った導体１４の端部は、金属性リードフレーム（
図示されていない）に延長して伸ばすこともでき、或い
はテープ自動ホンディング（ＴＡＢ）アセンブリ（ｔａ
ｐｅ　ａｕｔｏｍａｔｅｄ　ｂｏｎｄｉｎｇ（ＴＡＢ）
ａｓｓｅｍｂｌｙ）に対して伸ばし、また、その一部分
とすることもでき、既知のピンクリッドアレイ（ｐｉｎ
ｇｒｉｄ　ａｒｒａｙ）（ＰＧＡ）アセンブリに伸ばし
、また、その一部分とすることもでき、集積回路に電気
的に接続のための、マルチチップアセンブリの一部分と
することもでき、または、いくつもの他の既知のコネク
タ及び／またはパッケーンンク技術の一部分とすること
もてきる。電気的導体１４のサイズが物理的に小さいた
め電気的導体１４は、集積回路１１に対して加えられる
動作電圧及び電流（動作電力）　１５に対して著しいイ
ンピーダンスを表現し、導体１４の長さ方向に沿ってか
なりの望ましくない電圧降下をおこす。さらに加えて、
導体１４の間の容量性結合は、集積回路１１に信号を加
え、かつ／或いはそれより信号を受ける導体１４上での
クロストーク（ｃｒｏｓｓ　ｔａｌｋ）を引きおこす。

さらにまた導体Ｉ４のインピーダンスは、集積回路ＩＩ
に加えられるＤＣ，動作電流（動作電力）１５が変動す
る時に、スイッチング雑音を発生する。

導体１４の間の容量性クロストーク結合は、また集積回
路１１を囲み、複数の導体■４に隣接して位置する接地
面２０により減少される。従来の技術では今までこの接
地面２０は電気的に導電性材料から形成された一体成型
部品（ｕｎｉｔａｒｙ　ｐｉｅｃｅ）であった。

この接地面２０は、信号ライン（線）として使用され、
またときには、集積回路１１に加えられる動作電圧（動
作電力）　１５用の端子の一方に対するリターン導体（
接地導体）として働く電気的導体１４上のクロストーク
結合を減少した。

本発明に従って接地面２０は、複数の電気的に絶縁分離
された接地面部分２１よりなる。これらの絶縁分離され
た接地面部分２１は、集積回路１１に隣接する一部分を
持ち、電気的導体１４の部分と同様に瞠集積回路より外
側に伸びる別の部分を持っている。

接地面２０の厚さは、電気的導体１４の厚さと実質的に
等しくてもよい。しかしながら、接地面２０の絶縁分離
された接地面部分２１の幅は、電気的導体１４よりもか
なり広（、それにより、電気的導体１４よりも非常に低
い電気的インピーダンスを供給する。

セグメント化された接地面２０は導体■４と電気的に絶
縁分離されかつポリイミドのような何らかの適当な材料
から形成される絶縁層１６の手段により導体１４と実質
的に平行に維持されている。絶縁材料はその上に選・択
的に配置されたピアス（ｖｉａｓ）１８を具備し、それ
は、銅のような導電性材料ｔ９により充填され或いはメ
ツキされている。絶縁層１６の対向する両面］二に結果
として形成された銅のような導電性材料１９の各端部（
ｅｎｄ）は、絶縁分離された接地面部分２１の内の選択
された１つのもの、及び、選択された電気的導体１４に
接続される。これは、いくつもの既知プロセスにもとづ
き行なわれ、プロセスでは、圧力及び／または温度が電
気的導体１４及び接地面２０に加えられ、それらとピア
ス（ＶｉａｓＮ８の中の導電性材料Ｉ９との間に良好な
電気的接続を形成する。選択された接地面部分２１を選
択された導体１４に接続する別の方法は、回路基板産業
において既知のメツキ貫通穴加工技術（１）ｆａｔｅｄ
ｔｈｒｏｕｇｈ　ｈｏｌｅ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）を
用いることによって行なわれるであろう。

説明だけの目的のために、ピアス（ｖｉａｓ）１８の中
の導電性材料Ｉ９の絶縁分離された接地面部分２１との
近似的な接触点は、絶縁分離された接地面部分２Ｉ上の
ドツト（ｄｏｔｓ）２２により図示されている。当業技
術者には明らかなように、ドツト２２は、接地面２０の
絶縁分離されたセグメントとしての接地面部分２１の」
二には物理的には存在しない。

第１図は分解組立図でそのアセンブリを図示しているが
、接地面２０、絶縁層１６及び電気的導体１４は、１つ
の薄い積層板を形成し、その厚さは、導体１４、絶縁層
１６、及び接地面２０のセグメントとしての接地面部分
２１の厚さにより決定される。−度パッド１３により導
体１４に接続されれば、集積回路１１はそれがその中で
使用されるパッケージによって、適当なカバリング（ｃ
ｏｖｅｒ　ｉｎｇ　）または被覆（ｃｏａ−ｔｊｎｇ）
により保護されうる。例えば、集積回路ＩＩ及び接続さ
れた導体１４及びセグメント化された接地面２０は、既
知のＴＡＢ、　ＰＧＡ、プラスチックカプセル封止（ｅ
ｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）または他の技術によってパ
ッケージ封止されていてもよい。集積回路１１がプラス
チックでカプセル封止される時には、周囲のセグメント
化された接地面２０及び下にしかれた電気的導体１４を
完全に囲みかつカプセル封止することもまたオプション
として行なわれてもよい。

本発明に従って、ピアス（ｖｉａｓＨ８の中の電気的導
電性材料１９は、半導体ダイに隣接する部分において接
地面セグメントを、下地電気的導体１４に電気的に接続
するために使用できる。同様に集積回路１１より離れた
、または、遠く隔った絶縁分離された接地面２０の接地
面部分２Ｉの端部（ｅｎｄ）は、同じ導体１４に接続さ
れ、それにより、それが接続される（接地面セグメント
２１Ｂを参照）セグメント化された接地面部分２１に平
行な導体１４を含む、集積回路１１に対するパス（ｐａ
ｔｈ）を供給する。逆に、電気的導体】４は、絶縁分離
された接地面部分２１にそれを接続する２つのピアス（
ｖｉａｓ）１８の中間を切断できるので、集積回路１１
へのパス（ｐａｔｈ）は絶縁分離された接地面部分２１
（導体１４Ａを参照）により作られる。単一の導体１４
の電流導通容量が接地面部分２１　（接地面部分２１Ａ
を参照）に対する信頼できる接続を供給するのに不十分
である時には、同様に１つ以上の導体即ち、複数の導体
Ｉ４が同一の接地面部分２１へ接続されていてもよい。

さらに、接地面部分２１は２つまたはそれ以上のピアス
（ｖｉａｓ）１８　（接地面部分２１Ａを参照）により
下地導体Ｉ４に、その一端または両端で接続可能である
。今や明白であるように、動作電圧及び電流、そこに加
えられる信号、そこより受けられる信号等に対する集積
回路１１へのアクセス（ａｃｃｅｓｓ）は、導体Ｉ４、
接地面２０の絶縁分離されたセグメントとしての接地面
部分２１に並列な導体１４、または、接地面２０の種々
のセグメントとしての接地面部分２１、のどんな組合せ
によっても供給可能である。

第２図を参照すると、集積回路１１上の２つのパッド１
３への接続回路図が図示されている。集積回路ｌｌへの
一方の接続はインピーダンスＺｌを持チ、集積回路への
他方の接続はインピーダンスＺ２を持つ。もしも集積回
路への接続が導体Ｉ４によって行なわれるのであるなら
ば、Ｚｌ及びＺ２は相対的に高インピーダンスとなるで
あろう。しかしながら、このインピーダンスは、集積回
路■１への接続が絶縁分離された接地面２０の接地面部
分２１の内の１つによって行なわれるのであるならば、
著しく減少できるであろう。

従って、絶縁分離された接地面部分２１を介して集積回
路１１に動作電圧及び電流（動作電力）　１５を加える
ことによって、そこへのインピーダンスは実質的に減少
され、それにより、そこを隔てて通る結果としての電圧
降下は減少化されるであろう。

そしてＤＣ動作電流（動作電力）Ｉ５におけるとのよう
な変動によってもおきうるスイッチンク雑音もまた低減
化するであろう。信号を集積回路１１に供給し、集積回
路１１より信号を受けるために、接地面部分２１の使用
はまた、そのような信号に低インピータンスパスを提供
する。これは、出力信シシ・が実質的に相当量の電流を
含むスマーＩ・パワーデバイス（ｓｍａｒｔ　ｐｏｗｅ
ｒ　ｄｅｖｉｃｅｓ）に関して特に取要である。

今や明白なとおり、電気的な導体Ｉ４に対して選択的に
電気的接続か可能な絶縁分離された接地面部分２１は、
低インピータンスパスによって集積回路１１にアクセス
し、または、集積回路１１からの情報または信号を導き
出すためにその様々な組み合わせを可能にしている３、
集積回路１１に対して、またそれより、低インピータン
スを供給するのに加えて、絶縁分離された接地面部分２
１はひとまとめに考えて、複数の導体１４に７・］シて
１つの接地面２０を構成する。これは、集積回路１１に
信弓を搬送し、または、それより信号を受ける導体１４
の間の漏話を結果として減少する、導線１４間のクロス
ト−り結合キャパシタンスの値を減少化する。逆に、集
積回路１１に隣接する接地面２１の部分は、導体１４を
介する代わりに、パットＩ３に直接的に接続することも
てきる。

記述されたこの発明に対して前記特許請求の範囲に定義
された発明の精神及び展望範囲より逸脱することなく種
々の変更や修正を行なうことは当業技術者にとって容易
であり、明瞭であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にもとづ（接地面電気的導体アセンフ
リからなる多機能接地面の１つの分解組立等角投影図（
ｅｘｐｌｏｄｅｄ　ｉｓｏｍｅｔｒｉｃ　ｖｉｅｗ）で
ある。 第２図は、本発明の接地面導体アセンフリからなる多機
能接地面により供給されるインピーダンスバス（ｐａｔ
ｈ）の論理的表現図（回路図）である１、１１・・集積
回路、１３・・・（複数の接続）パワｌ’　、］　４・
・（複数の電気的）導体、目Ａ　・導体、１５・動作電
力（ＤＣ動作電流）、１６・絶縁層、１８・・ヒアス（
ｖｉａｓ）、１９・・・導電性＋Ａ利、２０・接地面、
２１・絶縁分離された接地面部分、２＋Ａ、　２１１３
・・・（セクメント化された）接地面、２２−　Ｆツｌ
□　（ｄｏｔｓ）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体デバイスの動作を可能にするべくその上に
   多数の接続パッドを具備する前記半導体デバイスと、 前記半導体デバイスに隣接し、少なくとも１つの前記パ
   ッドに電気的に結合するべく適合された複数の導体と、 前記複数の導体に隣接して配置され、かつ電気的に絶縁
   分離され、また、前記複数の導体に対して１つの接地面
   としての機能をする、１つの接地面とから構成され、 前記接地面は前記電気的に絶縁分離された部分の内の少
   なくともいくつかが前記半導体デバイスに隣接する領域
   を具備する複数の電気的に絶縁分離された部分を含み、 前記絶縁分離された接地面部分の内の少なくとも１つの
   部分は前記半導体デバイスに対する、または、前記半導
   体デバイスからの電気的な導体としての機能を行う前記
   パッドの内の少なくとも１つに電気的に結合されている
   ことを特徴とする、マルチ半導体接地面アセンブリから
   なる多機能接地面。
2. （２）前記接地面部分の導体が前記複数の導体の内のい
   かなる導体のインピーダンスよりも小さいインピーダン
   スを持つことを特徴とする前記請求項１記載のアセンブ
   リからなる多機能接地面。
3. （３）前記複数の電気的導体及び前記接地面部分が、動
   作電圧及び／または動作信号が前記半導体デバイスに印
   加されかつ半導体デバイスよりの出力がそこから導き出
   されることを可能にすることを特徴とする前記請求項１
   記載のアセンブリからなる多機能接地面。
4. （４）前記接地面及び前記複数の導体との間に配置され
   電気的な絶縁分離を与え及び実質的に均等な間隙を供給
   する絶縁性材料をさらに含むことを特徴とする前記請求
   項１記載のアセンブリからなる多機能接地面。
5. （５）前記接地面は前記複数の導体に実質的に平行であ
   ることを特徴とする前記請求項４記載のアセンブリから
   なる多機能接地面。
6. （６）前記接地面部分の内の選択されたものと前記導体
   の内の選択されたものとの間に電気的接続部分をさらに
   含み、前記接地面部分の内の選択されたものを前記パッ
   ドの内の選択されたものに電気的に結合することを特徴
   とする前記請求項１記載のアセンブリからなる多機能接
   地面。
7. （７）動作電圧が、前記絶縁分離された接地面部分を介
   して、前記半導体デバイスに加えられることを特徴とす
   る前記請求項１記載のアセンブリからなる多機能接地面
   。
8. （８）前記半導体デバイスからの出力が、前記接地面部
   分の内の選択されたものを介して、前記半導体デバイス
   より引き出されることを特徴とする前記請求項１記載の
   アセンブリからなる多機能接地面。