JPH06338571A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPH06338571A
JPH06338571A JP12695193A JP12695193A JPH06338571A JP H06338571 A JPH06338571 A JP H06338571A JP 12695193 A JP12695193 A JP 12695193A JP 12695193 A JP12695193 A JP 12695193A JP H06338571 A JPH06338571 A JP H06338571A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductors
conductor
power supply
noise
grounding
Prior art date
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Pending
Application number
JP12695193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naohiko Hirano
尚彦 平野
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP12695193A priority Critical patent/JPH06338571A/en
Publication of JPH06338571A publication Critical patent/JPH06338571A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make conductors uniform in effective inductance to lessen the maximum DELTAI noise in a multilayered ceramic package wherein planar conductors are used for supplying a power and a grounding to a semiconductor chip. CONSTITUTION:A metal 21b formed on an insulating layer 21a by screen printing is split into eight conductors. Power supply conductors 22a and grounding conductors 22b are alternately disposed in the same power supply conductor 21 so as to make the adjacent conductors different from each other in potential. The power supply conductors 21 are so laminated in layers in a vertical direction as to enable the power supply conductors 22a and the grounding conductors 22b to be alternately disposed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、たとえばパッケージ
や基板における電源およびグランドとして平面状の導体
を用いる半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device using planar conductors as a power source and a ground in a package or a substrate, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は、たとえばPGA(Pin Gr
id Array)タイプのセラミックパッケージにお
ける電源/グランドの形態を示すものである。すなわ
ち、このセラミックパッケージの電源導体1およびグラ
ンド導体2は、たとえばアルミナ(Al23 )などの
絶縁体3上にタングステン(W)などの導電材料4がス
クリーン印刷されて互いに積層された構成とされてい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows, for example, PGA (Pin Gr).
FIG. 3 shows a form of power supply / ground in a ceramic package of id Array type. That is, the power supply conductor 1 and the ground conductor 2 of this ceramic package have a structure in which a conductive material 4 such as tungsten (W) is screen-printed and laminated on an insulator 3 such as alumina (Al 2 O 3 ). Has been done.

【0003】この場合、上記の電源導体1およびグラン
ド導体2は、同一平面(層)内において、おのおの一平
面的に形成された1つの導体(平面導体)により構成さ
れるようになっている。
In this case, the power supply conductor 1 and the ground conductor 2 are each constituted by one conductor (planar conductor) formed in one plane in the same plane (layer).

【0004】しかしながら、従来においては、平面導体
に均一に電流を流した場合、導体の中央部ほど実効的な
インダクタンスが大きいため、その分、同時スイッチン
グ・ノイズ(ΔIノイズ)が大きくなるという欠点があ
った。
However, in the conventional case, when a current is evenly applied to the plane conductor, the effective inductance is larger toward the central portion of the conductor, so that the simultaneous switching noise (ΔI noise) becomes larger accordingly. there were.

【0005】すなわち、1つのチップ内における複数の
出力バッファ(図示していない)を同時にスイッチング
した場合、電源導体1およびグランド導体2にΔIノイ
ズと呼ばれる電位変動が発生する。このΔIノイズは同
一面内で不均一に分布しており、その最大値の大きさに
よっては誤動作を生じることがあった。
That is, when a plurality of output buffers (not shown) in one chip are simultaneously switched, a potential fluctuation called ΔI noise occurs in the power supply conductor 1 and the ground conductor 2. This ΔI noise is non-uniformly distributed in the same plane, and malfunction may occur depending on the maximum value.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、平面導体の中央部ほどその実効的なインダ
クタンスが大きいため、ΔIノイズが大きくなるなどの
問題があった。そこで、この発明は、平面導体内におけ
る実効的なインダクタンスを均一化でき、同時スイッチ
ング・ノイズの最大値を低減することが可能な半導体装
置を提供することを目的としている。
As described above, in the related art, there is a problem that the ΔI noise becomes large because the effective inductance becomes larger toward the central portion of the plane conductor. Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of uniformizing an effective inductance in a plane conductor and reducing the maximum value of simultaneous switching noise.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の半導体装置にあっては、半導体素子
と、この半導体素子に対して、電源を供給する第1の導
体部およびグランド電源を供給する第2の導体部が、同
一層内において交互に配置されてなる多層配線構成体と
から構成されている。
To achieve the above object, in a semiconductor device of the present invention, a semiconductor element, a first conductor portion for supplying power to the semiconductor element, and a ground are provided. The second conductor portion that supplies power is composed of a multilayer wiring structure that is alternately arranged in the same layer.

【0008】また、この発明の半導体装置にあっては、
半導体素子と、この半導体素子に対して、電源を供給す
る第1の導体部およびグランド電源を供給する第2の導
体部が、同一層内または上下の各層において交互に配置
されてなる多層配線構成体とから構成されている。
Further, in the semiconductor device of the present invention,
Multilayer wiring structure in which a semiconductor element and a first conductor portion for supplying power and a second conductor portion for supplying ground power to the semiconductor element are alternately arranged in the same layer or in upper and lower layers. It is composed of the body and.

【0009】[0009]

【作用】この発明は、上記した手段により、半導体素子
に電源を供給する第1,第2の導体部間の相互結合を大
きくできるようになるため、同一面内におけるノイズ分
布のばらつきを平滑化することが可能となるものであ
る。
According to the present invention, since the mutual coupling between the first and second conductor portions for supplying power to the semiconductor element can be increased by the means described above, the variation in the noise distribution in the same plane is smoothed. It is possible to do.

【0010】[0010]

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図1は、本発明にかかるPGA(Pi
n Grid Array)タイプの多層セラミックパ
ッケージの概略構成を示すものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a PGA (Pi according to the present invention.
1 shows a schematic structure of a multi-layer ceramic package of n Grid Array type.

【0011】すなわち、このパッケージは、たとえば導
体層部11、配線層部12、および多数のリードピン1
4が配設されてなり、半導体チップ13が搭載されるト
ップレイヤとしての上層部15によって構成され、これ
ら各層部を積層した状態で焼き固められることによって
形成されるようになっている。
That is, this package includes, for example, a conductor layer portion 11, a wiring layer portion 12, and a large number of lead pins 1.
4 is arranged, is constituted by an upper layer portion 15 as a top layer on which the semiconductor chip 13 is mounted, and is formed by baking each layer portion in a laminated state.

【0012】導体層部11は、前記半導体チップ13に
電源およびグランド電源を供給するための複数の電源系
導体21からなり、これら電源系導体21が多層(たと
えば、5〜15層程度)に積層された構成となってい
る。
The conductor layer portion 11 is composed of a plurality of power supply system conductors 21 for supplying power and ground power to the semiconductor chip 13, and these power supply system conductors 21 are laminated in multiple layers (for example, about 5 to 15 layers). It has been configured.

【0013】この電源系導体21は、たとえばアルミナ
(Al23 )などの絶縁層21a上にタングステン
(W)などの金属21bがスクリーン印刷されてなり、
この金属21bにより後述する電源導体22aまたはグ
ランド導体22bがそれぞれ構成されている。
The power supply conductor 21 is formed by screen-printing a metal 21b such as tungsten (W) on an insulating layer 21a such as alumina (Al 2 O 3 ).
The metal 21b constitutes a power supply conductor 22a or a ground conductor 22b, which will be described later.

【0014】配線層部12は、アルミナなどの絶縁層1
2aとタングステンなどからなる配線層12bとが多層
に積層された構成とされている。この場合、上層部15
の各リードピン14、配線層部12の各配線層12b、
および導体層部11の各金属21bにより構成される電
源導体22aまたはグランド導体22bは、適宜、図示
していないスルーホールにより接続されるようになって
いる。
The wiring layer portion 12 is an insulating layer 1 such as alumina.
2a and a wiring layer 12b made of tungsten or the like are laminated in multiple layers. In this case, the upper layer 15
Each lead pin 14, each wiring layer 12b of the wiring layer portion 12,
The power supply conductor 22a and the ground conductor 22b, which are configured by the respective metals 21b of the conductor layer portion 11, are appropriately connected by through holes (not shown).

【0015】そして、パッケージ化の後、上層部15の
チップ載置位置に半導体チップ13が搭載されて、図示
していないボンディングワイヤによりチップ13のパッ
ドとリードピン14とがおのおの接続されることによ
り、PGAタイプの多層セラミックパッケージが形成さ
れることになる。
After packaging, the semiconductor chip 13 is mounted on the chip mounting position of the upper layer portion 15, and the pads of the chip 13 and the lead pins 14 are connected to each other by bonding wires (not shown). A PGA type multilayer ceramic package will be formed.

【0016】図2は、上記した導体層部11における電
源系導体21の構成例を示すものである。電源系導体2
1のそれぞれは、同一平面(層)内において、絶縁層2
1a上の金属21bの、たとえば半導体チップ13の搭
載位置に対応する位置(図示中、破線で囲まれた部分)
13aを除く部分が溝などにより8つに分割され、おの
おの導電部が交互に電源導体22aとグランド導体22
bとに割り当てられるようになっている。
FIG. 2 shows an example of the structure of the power supply system conductor 21 in the conductor layer portion 11 described above. Power system conductor 2
Each of 1 is an insulating layer 2 in the same plane (layer).
A position of the metal 21b on 1a corresponding to, for example, a mounting position of the semiconductor chip 13 (a portion surrounded by a broken line in the drawing)
The portion excluding 13a is divided into eight by a groove or the like, and each conductive portion is alternately provided with the power supply conductor 22a and the ground conductor 22.
b and b.

【0017】また、電源系導体21の上下の各層におい
ては、電源導体22aとグランド導体22bとが交互に
配置されるようになっている。すなわち、各電源系導体
21の金属21bが統一性をもって分割され、かつ電源
導体22aおよびグランド導体22bがそれぞれ隣り合
うように規則的に配置されている。
In each of the upper and lower layers of the power supply system conductor 21, the power supply conductors 22a and the ground conductors 22b are arranged alternately. That is, the metal 21b of each power supply system conductor 21 is uniformly divided, and the power supply conductor 22a and the ground conductor 22b are regularly arranged so as to be adjacent to each other.

【0018】このような構成によれば、電源導体22a
およびグランド導体22b間における相互結合を大きく
でき、ノイズの分布を平滑化することが可能となる。し
たがって、通常動作時におけるΔIノイズを低減するこ
とができるとともに、半導体チップ13内のある出力バ
ッファで発生したノイズの他のバッファへの伝搬を容易
に防止できるようになる。
According to such a configuration, the power supply conductor 22a
Also, mutual coupling between the ground conductors 22b can be increased, and the noise distribution can be smoothed. Therefore, it is possible to reduce the ΔI noise during normal operation and easily prevent the noise generated in a certain output buffer in the semiconductor chip 13 from propagating to another buffer.

【0019】次に、この発明の他の実施例について説明
する。図3は、16分割されてなる電源系導体21の例
を示すものである。この場合も上記実施例と同様に、電
源系導体21のそれぞれは、たとえば半導体チップ13
の搭載位置に対応する位置(図示中、破線で囲まれた部
分)13aを除く金属21bの部分が溝などにより16
分割されている。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 shows an example of the power supply system conductor 21 divided into 16 parts. Also in this case, similarly to the above-described embodiment, each of the power supply system conductors 21 has, for example, the semiconductor chip 13.
The portion of the metal 21b excluding the position (the portion surrounded by the broken line in the drawing) 13a corresponding to the mounting position of
It is divided.

【0020】そして、同一層内および上下の各層におい
ては、分割されたおのおの導電部が、電源導体22aと
グランド導体22bとに交互に割り当てられて配置され
るようになっている。
In the same layer and in each of the upper and lower layers, the divided conductive portions are arranged so as to be alternately assigned to the power supply conductor 22a and the ground conductor 22b.

【0021】上記したように、半導体チップに電源を供
給する電源導体およびグランド導体間の相互結合を大き
くできるようにしている。すなわち、電源系導体を分割
し、隣り合うそれぞれの導体部の電位が異なるように別
の電源系を交互に配置するようにしている。これによ
り、実効的なインダクタンスを小さく、しかも均等化で
きるようになるため、同一面内におけるノイズ分布のば
らつきを平滑化することが可能となる。したがって、通
常動作時におけるΔIノイズを低減することができるよ
うになり、誤動作の発生を防止できるるものである。
As described above, the mutual coupling between the power supply conductor for supplying power to the semiconductor chip and the ground conductor can be increased. That is, the power supply system conductors are divided, and different power supply systems are alternately arranged so that the potentials of the adjacent conductor portions are different. As a result, the effective inductance can be made small and can be equalized, so that it is possible to smooth the variation in the noise distribution in the same plane. Therefore, it becomes possible to reduce the ΔI noise during the normal operation and prevent the occurrence of malfunction.

【0022】また、半導体チップ内の出力バッファ間に
おけるノイズの伝搬をも容易に防止できるものである。
なお、上記実施例においては、導体の分割数が8および
16の場合について説明したが、これに限らず、たとえ
ば規則的な配置が可能な2の倍数になるように分割すれ
ば良い。
Further, it is possible to easily prevent the propagation of noise between the output buffers in the semiconductor chip.
In the above embodiment, the case where the number of conductor divisions is 8 and 16 has been described, but the present invention is not limited to this, and the conductors may be divided into multiples of 2 that allow regular arrangement.

【0023】ただし、相互結合が大きくなり、インダク
タンスが小さくなるようにするためには、同一平面内に
おいて、8ないし64程度に分割するのが良い。また、
パッケージとしては、多層セラミックパッケージに限ら
ず、たとえば多層プラスチックパッケージなどにも適用
できる。その他、この発明の要旨を変えない範囲におい
て、種々変形実施可能なことは勿論である。
However, in order to increase the mutual coupling and reduce the inductance, it is preferable to divide into 8 to 64 in the same plane. Also,
The package is not limited to the multilayer ceramic package, but can be applied to, for example, a multilayer plastic package. Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、平面導体内における実効的なインダクタンスを均一
化でき、同時スイッチング・ノイズの最大値を低減する
ことが可能な半導体装置を提供できる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device in which the effective inductance in the plane conductor can be made uniform and the maximum value of simultaneous switching noise can be reduced. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例にかかるPGAタイプの多
層セラミックパッケージの概略構成を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a PGA type multilayer ceramic package according to an embodiment of the present invention.

【図2】同じく、電源系導体の構成例を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration example of a power supply system conductor.

【図3】この発明の他の実施例にかかる電源系導体の構
成例を示す斜視図。
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration example of a power supply system conductor according to another embodiment of the present invention.

【図4】従来技術とその問題点を説明するために示す電
源系導体の斜視図。
FIG. 4 is a perspective view of a power supply system conductor shown for explaining the related art and its problems.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…導体層部、12…配線層部、13…半導体チッ
プ、14…リードピン、15…上層部、21…電源系導
体、22a…電源導体、22b…グランド導体。
11 ... Conductor layer part, 12 ... Wiring layer part, 13 ... Semiconductor chip, 14 ... Lead pin, 15 ... Upper layer part, 21 ... Power supply system conductor, 22a ... Power supply conductor, 22b ... Ground conductor.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体素子と、 この半導体素子に対して、電源を供給する第1の導体部
およびグランド電源を供給する第2の導体部が、同一層
内において交互に配置されてなる多層配線構成体とを具
備したことを特徴とする半導体装置。
1. A multilayer wiring in which a semiconductor element and a first conductor portion for supplying power to the semiconductor element and a second conductor portion for supplying ground power are alternately arranged in the same layer. A semiconductor device comprising: a structure.
【請求項2】 半導体素子と、 この半導体素子に対して、電源を供給する第1の導体部
およびグランド電源を供給する第2の導体部が、同一層
内または上下の各層において交互に配置されてなる多層
配線構成体とを具備したことを特徴とする半導体装置。
2. A semiconductor element, and a first conductor portion for supplying power and a second conductor portion for supplying ground power to the semiconductor element are alternately arranged in the same layer or in upper and lower layers. A semiconductor device comprising:
JP12695193A 1993-05-28 1993-05-28 Semiconductor device Pending JPH06338571A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12695193A JPH06338571A (en) 1993-05-28 1993-05-28 Semiconductor device

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JP12695193A JPH06338571A (en) 1993-05-28 1993-05-28 Semiconductor device

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010238826A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Ngk Spark Plug Co Ltd Wiring board with built-in capacitor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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