JPH0423827B2 - - Google Patents

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JPH0423827B2
JPH0423827B2 JP57115115A JP11511582A JPH0423827B2 JP H0423827 B2 JPH0423827 B2 JP H0423827B2 JP 57115115 A JP57115115 A JP 57115115A JP 11511582 A JP11511582 A JP 11511582A JP H0423827 B2 JPH0423827 B2 JP H0423827B2
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impedance matching
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semiconductor device
insulating substrate
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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。詳しくは、
GHzオーダーの高速入力信号に対し多重反射現
象の発生が防止されている半導体装置に関する。
〔従来の技術〕
交流回路特に高周波回路においてインピーダン
ス整合が必要であることは周知である。半導体装
置を使用してなす高周波回路においてもインピー
ダンス整合は必要であるが、半導体装置に含まれ
るそれぞれの能動素子や受動素子は極めて微細で
あるから、半導体装置にインピーダンス整合を施
すことは必ずしも容易ではない。特に、ヒ化ガリ
ウム(GaAs)等の化合物半導体を使用した電界
効果トランジスタによつて構成されるGHzオー
ダーの超高速論理集積回路等において、多重反射
によつて発生する高周波パルスにもとづく誤動作
を防止するため、インピーダンス整合の問題は重
要である。
半導体装置におけるインピーダンス整合は、従
来、第1図に示すようにしてなされていた。すな
わち、接地された固定抵抗8を入力端子と並列に
接続するものである。図において、1は半導体装
置チツプであり、2は絶縁体からなる半導体装置
用パツケージの絶縁基板である。また、3は導電
層パターンであり、4は外部接続端子であり、5
はボンデイングワイヤであり、12はボンデイン
グパツドである。また、6はプリント基板7上に
形成される高速信号入力ブスであり、8はインピ
ーダンス整合用終端抵抗であり、9はプリント基
板7上に形成される接地用導電層パターンであ
る。換言すれば、半導体装置チツプ1が搭載され
る半導体装置用パツケージと終端抵抗8とはプリ
ント基板7上に載置され、終端抵抗8はボンデイ
ングワイヤ10,10′によつて信号入力ブス6
及び接地用導電層パターン9に接続される。すな
わち、第5図にその等価ブロツク図を示すよう
に、信号入力ブス6が導電層パターン3を介して
信号入力用ボンデイングパツド12と接続される
点に終端抵抗8(他端は接地)が接続されてい
る。なお、Z1は信号入力ブス6のインピーダンス
(入力側インピーダンス)であり、Z2は導電層パ
ターン3のインピーダンスである。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のような従来技術に係る構成によつては、
入力ブス6と信号入力用導電層パターン3との接
続点より入力側の区間における入力信号パルスの
反射は防止しうるが、この接続点より出力側、つ
まり、パツケージに設けられている導電層パター
ン3やボンデイングワイヤ5等における入力信号
パルスの反射は防止することができない。特に、
パツケージがセラミツクパツケージである場合
は、導電層パターン3における信号伝播速度が遅
くなり、入力信号パルスの周波数が高いときは多
重反射を惹起しやすい。換言すれば、もし、パツ
ケージの絶縁基板2を構成するセラミツク材がア
ルミナAl2O3であると、アルミナAl2O3の比誘電
率εは9.6であり、信号伝播速度は√に反比例
して約1/3に減少するから、導電層パターン3中
の信号伝播には自由空間における場合の約3倍の
時間を要することになる。そのため、導電層パタ
ーン3の電気長は実長の約3倍に延長されると等
価の結果となる。例えば、導電層パターン3の実
際の長さが約1mmであると仮定すると電気長は3
mmとなり、信号パルスがこの導電層パターン3を
通過する時間は約10psとなり、20ps程度の時間間
隔をもつて信号パルスは反射し、多重反射現象が
発生することになる。
この多重反射の問題は、スイツチング速度が比
較的遅い場合はそれ程重大な問題とはならない
が、例えばヒ化ガリウムGaAs等の化合物半導体
を使用した電界効果トランジスタによつて構成さ
れるGHzオーダーの超高速論理集積回路等スイ
ツチング間隔が100ps程度であるものに対しては
十分誤動作の原因となり、重大な欠点となる。
このような欠点を解消する手段として、特開昭
55−87464号(特公昭58−32786号)公報に記載さ
れている発明が知られている。この発明は、入力
信号が印加されるリード端子と終端接地される他
のリード端子とを、セラミツク基板上に形成され
る導電パターンをもつて電気的に短絡させたもの
であるが、この発明は、下記の二つの欠点を有
し、なお、改良の余地を残していた。
第1の欠点は、ボンデイングワイヤ部等におけ
る反射を防止することはできないことである。
第2の欠点は、汎用性に欠け、自由度を損ねる
ことである。換言すれば、高速入力信号入力用兼
接地抵抗接続用の導電パターンのみは、他の導電
パターンと異なる形状である必要があり、云わ
ば、専用の導電パターンを有する専用パツケージ
である必要があり、汎用性に欠けることである。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあ
り、数GHzオーダーの高速入力信号に対し多重
反射現象の発生が完全に防止されており、しか
も、パツケージの汎用性が高い半導体装置を提供
することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的は、下記いづれの手段によつても達
成される。
第1の手段は、絶縁基板2とこの絶縁基板2上
に載置された半導体素子1と、この半導体素子1
周囲の前記の絶縁基板2上に配設された複数の導
電層3とを備え、前記の半導体素子1の入力端子
12が、高速入力信号を受ける第1の導電層3
と、終端抵抗8に接続される第2の導電層3′と
に、それぞれボンデイングワイヤ5,5′を介し
てそれぞれ接続されている半導体装置である。
第2の手段は、絶縁基板2とこの絶縁基板2上
に載置された半導体素子1と、この半導体素子1
周囲の前記の絶縁基板2上に配設された複数の導
電層3とを備え、前記の半導体素子1の入力端子
12に接続され高速入力信号を受ける第1の導電
層3が、終端抵抗8に接続され前記の第1の導電
層3とは別に形成されている第2の導電層3′に
ワイヤ手段5″を介して電気的に接続されている
半導体装置である。
〔作用〕 本発明は、上記の多重反射現象の発生原因が、
第1図に示す伝統的な構成においては、インピー
ダンス整合用終端抵抗の接続される位置の選択が
必ずしも適切ではなかつたことにある点に着目し
て、インピーダンス整合用終端抵抗を第2図の等
価回路に示す位置に移動することゝしたものであ
る。第2図において、Z1は、入力側のインピーダ
ンス(主として信号入力ブス6のインピーダン
ス)であり、Z2は導電層パターン3(インピーダ
ンス整合用導電層パターン3′のインピーダンス
も同一値である。)のインピーダンスであり、1
2はボンデイングパツドであり、Rは終端抵抗8
である。このような接続とすることにより一点鎖
線11によつて囲まれる範囲においては入力パル
ス信号は終端抵抗8によつて吸収されることにな
るので、多重反射が発生することが防止される。
なお、上述した特開昭55−87464号(特公昭58
−32786号)公報に記載されている発明と比較し
ても、この特開昭55−87464号公報記載の発明に
おいて、終端抵抗が、半導体素子の入力端子手前
のセラミツク基板上に形成されている導電パター
ンと接続されているに反し、本発明にあつてはイ
ンピーダンス整合用終端抵抗が半導体素子の入力
端子部を経由して接続されているので、ボンデイ
ングワイヤ部等を含めて、すべての領域での反射
が有効に防止される。
また、特開昭55−87464号公報記載の発明にお
いては、高速入力信号入力用兼接地抵抗接続用の
導電パターンのみは、他の導電パターンと異なる
形状である必要があつたに反し、本発明にあつて
は、そのような制約は全くなく、自由度が高く、
汎用性に富む。
〔実施例〕
以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る
半導体装置について説明し、本発明の構成と特有
の効果とを明らかにする。
第3図は、本発明の一実施例に係る、セラミツ
クパツケージに素子が封入されている半導体装置
の高速入力信号入力端子部とインピーダンス整合
部とを示した図である。図において、1は半導体
装置チツプであり、2は絶縁体からなる半導体装
置用パツケージの絶縁基板である。また、3,
3′は導電層パターンであるが、3は高速入力信
号受け入れ用を含む一般の導電層パターンであ
り、3′はインピーダンス整合用終端抵抗用導電
層パターンである(但し、3も3′も、特性・形
状とも同一である。)。4,4′は外部接続端子で
あるが、4は高速入力信号受け入れ用を含む一般
の外部接続端子であり、4′はインピーダンス整
合用終端抵抗用外部接続端子である(但し、4も
4′も、特性・形状とも同一である。)。5,5′は
ボンデイングワイヤであるが、5は高速入力信号
受け入れ用を含む一般のボンデイングワイヤであ
り、5′はインピーダンス整合用終端抵抗用ボン
デイングワイヤである。12はボンデイングパツ
ドである。また、6はプリント基板7上に形成さ
れる高速信号入力ブスであり、6′はプリント基
板7上に形成されるインピーダンス整合用信号ブ
スであり、インピーダンス整合用終端抵抗接続用
である。7はプリント配線板であり、8はインピ
ーダンス整合用終端抵抗であり、9は接地用導電
層パターンであり、10,10′はボンデイング
ワイヤである。導電層パターン3,3′はパツケ
ージのセラミツク基板2の表面にモリブデン
Mo・マンガンMn等をメタライズして形成され
ており、その一端にはコバール製外部接続端子
4,4′がろう付けされ、導電層パターン3,
3′と外部接続端子4,4′とは金メツキされてい
る。高速信号入力ブス6は、外部接続端子4と高
速入力信号受け入れ用導電層パターン3と高速入
力信号受け入れ用ボンデイングワイヤ5とを介し
て入力信号用ボンデイングパツド12に接続され
ている。そして、入力信号用ボンデイングパツド
12は、インピーダンス整合用ボンデイングワイ
ヤ5′とインピーダンス整合用導電層パターン
3′とインピーダンス整合用外部接続端子4′とイ
ンピーダンス整合用信号ブス6′とボンデイング
ワイヤ10とを介して、終端抵抗8と接続されて
おり、この終端抵抗8はボンデイングワイヤ1
0′を介して接地用導電層パターン9と接続され
て接地されている。
以上の構成によつて、第2図に示す等価回路が
実現される。すなわち、高速信号入力パルスは終
端抵抗8の中で吸収されるので、ボンデイングワ
イヤ5,5′内を含めて、パツケージ内において
多重反射されることはない。
本実施例によれば、ボンデイングワイヤ5,
5′の部分での高速入力信号パルスの反射も防止
することができ、前述の特開昭55−87464号(特
公昭58−32786号)公報に記載されている発明と
比較しても、GHzオーダーの高速入力信号パル
スの多重反射の防止に対し、その効果は顕著に向
上している。
なお、本発明の他の実施例によれば、第4図に
示されるように、高速入力信号入力用導電パター
ン3とインピーダンス整合用導電層パターン3′
とはボンデイングワイヤ5″によつて直接接続す
ることゝされているが、第1の実施例とおゝむね
同一の効果を実現することができる。
いづれの実施例においても、インピーダンス整
合用終端抵抗8を接続する導電層パターン3は任
意に選ぶことができ、特開昭55−87464号(特公
昭58−32786号)公報に記載されている発明と比
較しても、自由度が向上しており、汎用性が顕著
にすぐれている。
また、本発明が論理回路のみならず、リニヤ回
路にも適用しうることは云うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したとおり、本発明に係る半導体装置
においては、インピーダンス整合用終端抵抗が半
導体素子の入力端子部を経由して接続されている
ので、ボンデイングワイヤ部等を含めて、すべて
の領域での反射が有効に防止されるばかりでな
く、すべての導電パターンは同一特性・同一形状
でよいため、汎用性も向上しており、これらの効
果が相剰的に機能して、GHzオーダーの高速入
力に対し多重反射現象の発生が防止される半導体
装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来技術に係る半導体装置のインピ
ーダンス整合部の模式的構成図である。第2図
は、本発明に係る半導体装置のインピーダンス整
合部の等価ブロツク図である。第3図は本発明の
第1実施例に係る半導体装置のインピーダンス整
合部の構成を示す平面図である。第4図は本発明
の第2実施例に係る半導体装置のインピーダンス
整合部の構成を示す平面図である。第5図は、従
来技術に係る半導体装置のインピーダンス整合部
の等価ブロツク図である。 1……半導体装置チツプ、2……半導体装置用
パツケージの絶縁基板、3……導電層パターン
(高速入力信号受け入れ用を含む)、3′……イン
ピーダンス整合用導電層パターン、4……外部接
続端子(高速入力信号受け入れ用を含む)、4′…
…インピーダンス整合用外部接続端子、5……ボ
ンデイングワイヤ、5′,5″……インピーダンス
整合用ボンデイングワイヤ、6……信号入力ブス
(高速入力信号受け入れ用を含む)、6′……イン
ピーダンス整合用信号ブス、7……プリント配線
板、8……インピーダンス整合用接地抵抗(終端
抵抗)、9……接地用導電層パターン、10,1
0′……ボンデイングワイヤ、11……多重反射
の発生が防止される範囲、12……ボンデイング
パツド、Z1……入力側インピーダンス、Z2……導
電層パターンのインピーダンス。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 絶縁基板2と該絶縁基板2上に載置された半
    導体素子1と、該半導体素子1周囲の前記絶縁基
    板2上に配設された複数の導電層3とを備え、 前記半導体素子1の入力端子12が、高速入力
    信号を受ける第1の導電層3と、終端抵抗8に接
    続される第2の導電層3′とに、それぞれボンデ
    イングワイヤ5,5′を介してそれぞれ接続され
    てなる ことを特徴とする半導体装置。 2 絶縁基板2と該絶縁基板2上に載置された半
    導体素子1と、該半導体素子1周囲の前記絶縁基
    板2上に配設された複数の導電層3とを備え、 前記半導体素子1の入力端子12に接続され高
    速入力信号を受ける第1の導電層3が、終端抵抗
    8に接続され前記第1の導電層3とは別に形成さ
    れている第2の導電層3′にワイヤ手段5″を介し
    て電気的に接続されてなる ことを特徴とする半導体装置。
JP57115115A 1982-07-01 1982-07-01 半導体装置 Granted JPS595640A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57115115A JPS595640A (ja) 1982-07-01 1982-07-01 半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57115115A JPS595640A (ja) 1982-07-01 1982-07-01 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS595640A JPS595640A (ja) 1984-01-12
JPH0423827B2 true JPH0423827B2 (ja) 1992-04-23

Family

ID=14654609

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