JPH067551B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH067551B2
JPH067551B2 JP60074438A JP7443885A JPH067551B2 JP H067551 B2 JPH067551 B2 JP H067551B2 JP 60074438 A JP60074438 A JP 60074438A JP 7443885 A JP7443885 A JP 7443885A JP H067551 B2 JPH067551 B2 JP H067551B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 高速ディジタル信号処理用のディジタル集積回路等用の
半導体装置に関し、信号線のインピーダンス整合の実
現、隣接する信号端子間の信号クロストークおよび信号
端子導体とＩＣチップの間の信号クロストークの防止を
目的とし、 パッケージ内に収容されたＩＣチップと、前記ＩＣチッ
プの周囲に配置され、外部導体に直接接続される複数の
信号端子導体と、 該信号端子導体の両側にそれぞれ平行に所定の間隔をお
いて設けられ且つ外部導体に直接接続される複数のグラ
ウンド端子導体と、 パッケージの絶縁基板上に設けられ、前記グラウンド端
子導体が接続される金属板であって、該ＩＣチップと該
複数の信号端子導体との間において該ＩＣチップを包囲
するよう配置されるもの、とを備えるようにする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置に関し、特に高速ディジタル信号を
処理するためのディジタル集積回路あるいは高周波アナ
ログ信号を処理するためのアナログ集積回路、すなわち
高速ＩＣ、がプリント板上に多数実装されている半導体
装置に関する。
〔従来の技術〕
一般にこの種の半導体装置においてプリント板上に実装
されている集積回路が特に高速ＩＣである場合には、駆
動側ＩＣから送出される高速信号、例えばローレベルか
らハイレベルに高速に変化する信号、を、該プリント板
上に印刷配線された伝送線路を介して受信側ＩＣに伝送
するようにされている。
第４図は、従来技術におけるこの種半導体装置の１例を
概略的に示す平面図であって、プリント板２上に実装さ
れているＩＣパッケージ１′における絶縁基板１２上に
は、その中央部に１個又は複数個のＩＣチップ１３が設
けられ、その周囲にはパッケージ１′の内部である絶縁
基板１２の上部からその外部であるプリント板２上に亘
って各種の端子、すなわち信号端子である入力端子およ
び出力端子、グラウンド端子、および電源端子が例えば
メッキあるいは薄膜状の導電材料等により適宜配置形成
されている。そして第４図ではそれらの端子が符号11
1′，113′，114′…によって示されており、これらの
各端子はプリント板２上において、それぞれ対応する信
号伝送用の印刷配線、通常プリント板裏面に設けられる
接地金属面と共に伝送線路としてのマイクロストリップ
ラインを形成する印刷配線211′，212′，213′，214′
…と接続される。なお131，132…はＩＣチップ１３上に
設けられるパッド、１６は該パッド131，132…とそれら
に対応する端子とを接続するワイヤである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら従来の半導体装置においては、該ＩＣパッ
ケージの端子部分において、該端子に接続される信号線
とのインピーダンス整合が十分にとられておらず、した
がって、特に、いわゆる高速信号として、伝送される信
号の周波数が増大してそのレベル変化が高速に行われる
ようになると、該信号端子部分のインピーダンス特性を
無視することができなくなるという問題点を生ずる。
もっとも該信号端子部分をも上述したマイクロストリッ
プラインとして形成することによりその部分のインピー
ダンス整合をとることも考えられるが、その場合には該
マイクロストリップラインを形成するために、該信号端
子と対向する絶縁基板内にグラウンド面を設けることが
必要となり、そのためには絶縁基板を二層構造にする必
要があることなどによりその構成が複雑化することにな
る。
更にまた上記従来型の半導体装置においては、第４図に
示されるように互に隣接して配置された信号端子を通し
て入出力される隣接信号間においてクロストークを生ず
るという問題点もあり、特に該信号の周波数が高くなる
ほどその現象が著しくなって、信号波形の乱れ、特に論
理回路の場合における信号波形の乱れを生じたり、発
振、特に増巾回路の場合における発振を生じさせること
になる。
本発明の目的は信号端子導体とその両側に設けられたグ
ラウンド端子導体とによりコプレーナ形伝送路を形成
し、該信号端子導体に接続される信号線のインピーダン
ス整合をとり、隣接する信号端子導体間の信号クロスト
ークを防止し、かつ、信号端子導体とＩＣチップの間の
信号クロストークを防止することにある。
〔問題点を解決するための手段、および作用〕
本発明においては、パッケージ内に収容されたＩＣチッ
プと、 前記ＩＣチップの周囲に配置され、外部導体に直接接続
される複数の信号端子導体と、 該信号端子導体の両側にそれぞれ平行に所定の間隔をお
いて設けられ且つ外部導体に直接接続される複数のグラ
ウンド端子導体と、 パッケージの絶縁基板上に設けられ、前記グラウンド端
子導体が接続される金属板であって、該ＩＣチップと該
複数の信号端子導体との間において該ＩＣチップを包囲
するよう配置されるもの、とを備え、該信号端子導体と
その両側に設けられた該グラウンド端子導体とによりコ
プレーナ形伝送路が形成され、該信号端子導体に接続さ
れる信号線のインピーダンス整合がとられ、隣接する信
号端子導体間の信号クロストークが防止され、かつ、信
号端子導体とＩＣチップの間の信号クロストークが防止
される、 ことを特徴とする半導体装置、が提供される。
本発明による装置においては、信号端子とその両側に設
けられたグラウンド端子とによりコプレーナ形伝送路が
形成され、比較的簡単な構成によって該信号端子部分の
インピーダンス整合がとられ、隣接する信号端子導体間
の信号クロストークが防止され、かつ、信号端子導体と
ＩＣチップの間の信号クロストークが防止される。
〔実施例〕
第１図および第２図は本発明にかかる半導体装置の１実
施例を示すもので、プリント板２上に実装されているＩ
Ｃパッケージ１における絶縁基板１２上には、その中央
部に１個又は複数個のＩＣチップ１３が設けられ、その
周囲には該パッケージ１の内部、すなわち絶縁基板１２
の上部、からその外部であるプリント板２上に亘って多
数の信号端子、すなわち入力端子および出力端子111，1
12…が設けられ、これらの各端子はプリント板２上にお
いてそれぞれ対応する信号伝送用の印刷配線211，212…
と接続される。ここで該印刷配線211，212…は通常プリ
ント板２の裏面に設けられる接地金属面２０と共に伝送
線路としてのマイクロストリップラインを形成してい
る。なお131，132…はＩＣチップ１３畳に設けられるパ
ッド、１６は該パッド131，132…とそれらに対応する端
子とを接続するワイヤである。
そして上記信号端子111，112…の両側にはそれぞれ所定
の間隔をおいてグラウンド端子101，102，103が設けら
れており、該信号端子111，112…とその両側に設けられ
た該グラウンド端子101，102，103…、例えば信号端子1
11とその両側のグラウンド端子101，102、とによりコプ
レーナ形伝送路を形成させ、それによって該信号端子11
1，112…に接続される信号線、すなわちプリント板上に
マイクロストリップラインとして形成された伝送線路、
とのインピーダンス整合がとられる。ここで第１図に示
される実施例においては、上記各グラウンド端子101，1
02，103…を連結するための金属板１０が形成されてお
り、該金属板１０上にＩＣチップ１３が載置される（第
２図）。
このようにして本発明においてはＩＣパッケージに設け
られる各信号端子は、その両側に設けられたグラウンド
端子とともにコプレーナ形伝送路を形成することによっ
て、該信号端子に接続される信号線、これは通常上記し
たようにマイクロストリップラインとして形成されるも
のである、とのインピーダンス整合をとるようにされて
おり、該コプレーナ形伝送路のインピーダンスは、該信
号端子の巾、該信号端子とその両側の各グラウンド端子
との間隔、該信号端子とその両側の各グラウンド端子と
の間に存在する絶縁材料の誘電率などによって決定され
る。
いま、信号線の特性インピーダンスを５０オームとし、
信号端子をこの特性インピーダンスの値に整合させる場
合を例にとると、該絶縁基板、これは通常セラミック板
で構成される、の誘電率、すなわち信号端子とその両側
のグラウンド端子との間の絶縁層の誘電率、を１０とし
た場合、第１図に示される寸法Ｄ、即ち信号端子の中心
からグラウンド端子までの距離、と寸法ｄ、すなわち信
号端子の中心からその縁部までの距離、との比d/Dがほ
ぼ0.53、例えばＤを755μｍ、ｄを400μm、に設定され
る。なお該特性インピーダンスを更に低下させる場合に
はそれに応じて該比率d/Dは更に大きくされる。
なお各グラウンド端子101，102，103…は各信号端子の
両側に沿ってパッケージ１の内部である絶縁基板１２の
上部からその外部であるプリント板２上に亘って形成さ
れており、該プリント板２上においてそれぞれ印刷配線
201，202，203…と接続され、該印刷配線201，202，203
は例えばプリント板２に設けられたスルーホールを通し
てプリント板２裏面の接地金属面２０と接続されるなど
の手段によって最終的にアース側に接続される。またＩ
Ｃパッドのうちでグラウンド端子と接続されるべきパッ
ド、例えば第１図のパッド133、は上記多数のグラウン
ド端子のうちの何れかに接続される。
第１図および第２図の装置においては、比較的簡単な構
成によってＩＣパッケージに設けられる信号端子部分の
インピーダンス整合を確実にとることができ、しかも隣
接する信号端子間にグラウンド端子を設けることによっ
て該隣接する信号端子導体間の信号クロストークを確実
に防止することができる。また、信号端子導体111，11
2，…とパッド131，132，…の間にグラウンドレベルの
金属板１０が介在することにより、信号端子導体111，1
12，…とＩＣチップ１３またはパッド131，132，…の分
離が行われ、信号端子導体・パッド間の信号クロストー
クを確実に防止することができる。なお図示されるＩＣ
パッケージには各信号端子と各ＩＣパッドとを接続する
ワイヤが存在するが、通常該ワイヤ部分のインピーダン
ス特性についてはこれを無視することができる。また必
要があれば、該ワイヤによる接続を行う代わりに該信号
端子とＩＣチップとを直接接続するようにしてもよい。
本発明の他の実施例としての半導体装置が第３図に示さ
れる。第３図の装置においては、各グラウンド端子10
1，102，103…を連結する金属板部分が金属枠10′とし
て形成される。また第３図中、信号端子113については
その右側にしかグラウンド端子が存在せず、したがって
上述したコプレーナ形伝送路を形成していない。したが
ってこのような信号端子には、特に信号端子部分のイン
ピーダンス整合までを問題とする必要がないような例え
ば比較的低周波の信号を入出力させるようにすればよ
い。
〔発明の効果〕
本発明によれば、比較的簡単な構成によってＩＣパッケ
ージにおける信号端子部分のインピーダンス整合がとら
れ、高速信号の伝送特性が向上させられ信号の波形の乱
れや発振現象が防止され、また隣接信号導体間の信号ク
ロストークの防止、および信号端子導体とＩＣチップの
間の信号クロストークの防止が確実に行われる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明にかかる半導体装置の１実施例を示す
平面図、 第２図は、第１図に示される半導体装置の断面図、 第３図は、本発明にかかる半導体装置の他の実施例を示
す平面図、 第４図は、従来の半導体装置の１例を示す平面図であ
る。 （符号の説明） １：本発明の半導体装置に用いられるＩＣパッケージ、 10，10′：グラウンド端子を連結する連結部、 101，102，103：グラウンド端子、 111，112：信号端子、 １２：絶縁基板、 １３：ＩＣチップ、 ２：プリント板、 ２０：プリント板裏面の接地金属面、 201，202，203，211，212：印刷配線、 １′：従来型のＩＣパッケージ、 111′，112′，113′，114′：各種端子（信号端子、電
源端子、アース端子）、 211′，212′，213′，214′：印刷配線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/50 Ｋ 9272−4Ｍ (72)発明者 杉本 正浩 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 宮内 彰 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 北相模 博夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−154861（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−87462（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】パッケージ内に収容されたＩＣチップと、
    前記ＩＣチップの周囲に配置され、外部導体に直接接続
    される複数の信号端子導体と、 該信号端子導体の両側にそれぞれ平行に所定の間隔をお
    いて設けられ且つ外部導体に直接接続される複数のグラ
    ウンド端子導体と、 パッケージの絶縁基板上に設けられ、前記グラウンド端
    子導体が接続される金属板であって、該ＩＣチップと該
    複数の信号端子導体との間において該ＩＣチップを包囲
    するよう配置されるもの、とを備え、 該信号端子導体とその両側に設けられた該グラウンド端
    子導体とによりコプレーナ形伝送路が形成され、該信号
    端子導体に接続される信号線のインピーダンス整合がと
    られ、隣接する信号端子導体間の信号クロストークが防
    止され、かつ、信号端子導体とＩＣチップの間の信号ク
    ロストークが防止される、 ことを特徴とする半導体装置。
JP60074438A 1985-03-30 1985-04-10 半導体装置 Expired - Fee Related JPH067551B2 (ja)

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