JPH0750368A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH0750368A JPH0750368A JP19487793A JP19487793A JPH0750368A JP H0750368 A JPH0750368 A JP H0750368A JP 19487793 A JP19487793 A JP 19487793A JP 19487793 A JP19487793 A JP 19487793A JP H0750368 A JPH0750368 A JP H0750368A
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- power supply
- semiconductor chip
- cap
- semiconductor device
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
Landscapes
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体チップで発生する熱をより効果的に放
熱するとともに、外部回路との間の接続信号数の増加を
実現すること。 【構成】 パッケージ２５に載置された半導体チップ２
０の上面には電源用パッド２２が固定され、この電源用
パッド２２はキャップ２３内面に固定された電源用電極
２４にハンダ３２によって接合されている。これによっ
て、半導体チップ２０で発生した熱を電源用電極２４を
介してキャップ２３へ伝達することができ、放熱を効果
的に行うことができる。また、半導体チップ２０への電
源供給が電源用電極２４を介して行われるので、以前、
電源用に用いていたボンディングパッド２１を信号用に
用いることができ、信号線数を増加させることができ
る。
熱するとともに、外部回路との間の接続信号数の増加を
実現すること。 【構成】 パッケージ２５に載置された半導体チップ２
０の上面には電源用パッド２２が固定され、この電源用
パッド２２はキャップ２３内面に固定された電源用電極
２４にハンダ３２によって接合されている。これによっ
て、半導体チップ２０で発生した熱を電源用電極２４を
介してキャップ２３へ伝達することができ、放熱を効果
的に行うことができる。また、半導体チップ２０への電
源供給が電源用電極２４を介して行われるので、以前、
電源用に用いていたボンディングパッド２１を信号用に
用いることができ、信号線数を増加させることができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に係り、特に
パッケージ上に半導体チップが載置され、その半導体チ
ップをキャップで覆った構造の半導体装置に関するもの
である。
パッケージ上に半導体チップが載置され、その半導体チ
ップをキャップで覆った構造の半導体装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術によるパッケージングの一例
として、図２５にピングリッドアレイ型のパッケージン
グを示す。図２５において、１は半導体チップ、２はボ
ンディングパッド、３はキャップ、４はパッケージ、７
はリード、８は配線、９はピン、１０はボンディングワ
イヤである。半導体チップ１は裏面でパッケージ４に固
定され、キャップ３とパッケージ４によって封入され、
半導体チップ１からの放熱は大部分の熱がパッケージ４
を通して行なわれる。また、半導体チップ１と外部回路
の電気的な接続は、ボンディングパッド２、ボンディン
グワイヤ１０、リード７、配線８、ピン９を通して行な
われている。
として、図２５にピングリッドアレイ型のパッケージン
グを示す。図２５において、１は半導体チップ、２はボ
ンディングパッド、３はキャップ、４はパッケージ、７
はリード、８は配線、９はピン、１０はボンディングワ
イヤである。半導体チップ１は裏面でパッケージ４に固
定され、キャップ３とパッケージ４によって封入され、
半導体チップ１からの放熱は大部分の熱がパッケージ４
を通して行なわれる。また、半導体チップ１と外部回路
の電気的な接続は、ボンディングパッド２、ボンディン
グワイヤ１０、リード７、配線８、ピン９を通して行な
われている。
【０００３】図２６はキャップ３を除いたときの上面図
を示している。ボンディングパッド２は半導体チップ１
の周辺部に配置され、半導体チップ１に対する電源の供
給及び半導体チップ１と外部回路との信号のやり取り
は、全てボンディングパッド２を介して行われるように
なっている。
を示している。ボンディングパッド２は半導体チップ１
の周辺部に配置され、半導体チップ１に対する電源の供
給及び半導体チップ１と外部回路との信号のやり取り
は、全てボンディングパッド２を介して行われるように
なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体装置
では、半導体チップは裏面側がパッケージに接触してい
るだけで、上面側にはキャップとの間に空隙が存在して
いる。このため、半導体チップで発生した熱が上記空隙
を介してキャップへ伝達されるのは僅かであり、その大
部分は半導体チップの裏面側からパッケージに伝達さ
れ、さらにパッケージから外部へ放熱されることにな
る。しかし、パッケージからの放熱だけでは放熱能力に
限界があり、特に発熱量の大きい半導体チップを設けた
場合には充分な放熱を行うことができないという問題が
ある。
では、半導体チップは裏面側がパッケージに接触してい
るだけで、上面側にはキャップとの間に空隙が存在して
いる。このため、半導体チップで発生した熱が上記空隙
を介してキャップへ伝達されるのは僅かであり、その大
部分は半導体チップの裏面側からパッケージに伝達さ
れ、さらにパッケージから外部へ放熱されることにな
る。しかし、パッケージからの放熱だけでは放熱能力に
限界があり、特に発熱量の大きい半導体チップを設けた
場合には充分な放熱を行うことができないという問題が
ある。
【０００５】また、高速ＬＳＩでは、ＬＳＩの電気的特
性上、過渡的に流れる電流の変化により発生するノイズ
等を抑えるために、電源供給用のピンを信号用のピンの
１／２程度確保しなければならない。このため、信号用
のピンの数が制限されて外部回路との間で信号数を増や
すことができないという問題もある。
性上、過渡的に流れる電流の変化により発生するノイズ
等を抑えるために、電源供給用のピンを信号用のピンの
１／２程度確保しなければならない。このため、信号用
のピンの数が制限されて外部回路との間で信号数を増や
すことができないという問題もある。
【０００６】本発明の目的は、半導体チップで発生した
熱をより効果的に放熱するとともに、外部回路との間の
信号数の増加を図ることができる半導体装置を提供する
ことである。
熱をより効果的に放熱するとともに、外部回路との間の
信号数の増加を図ることができる半導体装置を提供する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、半導体チップと、該半導体チップが載置
され半導体チップと外部回路とを接続する配線が内部に
埋設されたパッケージと、周辺部が前記パッケージに接
合されて中央部で前記半導体チップを覆ったキャップと
を備え、前記半導体チップ上方で且つ前記キャップの内
面側に空隙を有する構成の半導体装置において、前記半
導体チップに電源を供給するための電源供給手段を前記
半導体チップ上面と前記キャップ内面に密着させて複数
個設けるとともに、前記電源供給手段と外部回路とを接
続する配線を前記キャップ内に埋設したものである。
に、本発明は、半導体チップと、該半導体チップが載置
され半導体チップと外部回路とを接続する配線が内部に
埋設されたパッケージと、周辺部が前記パッケージに接
合されて中央部で前記半導体チップを覆ったキャップと
を備え、前記半導体チップ上方で且つ前記キャップの内
面側に空隙を有する構成の半導体装置において、前記半
導体チップに電源を供給するための電源供給手段を前記
半導体チップ上面と前記キャップ内面に密着させて複数
個設けるとともに、前記電源供給手段と外部回路とを接
続する配線を前記キャップ内に埋設したものである。
【０００８】また、本発明は、半導体チップと、該半導
体チップが載置され半導体チップと外部回路とを接続す
る配線が内部に埋設されたパッケージと、周辺部が前記
パッケージに接合されて中央部で前記半導体チップを覆
ったキャップとを備え、前記半導体チップ上方で且つ前
記キャップの内面側に空隙を有する構成の半導体装置に
おいて、前記半導体チップに電源を供給するための電源
用電極を前記キャップ内面に複数個設け、且つ前記電源
用電極に接続された電源用パッドを前記半導体チップ上
面に複数個設けるとともに、前記電源用電極と外部回路
とを接続する配線を前記キャップ内に埋設したものであ
る。
体チップが載置され半導体チップと外部回路とを接続す
る配線が内部に埋設されたパッケージと、周辺部が前記
パッケージに接合されて中央部で前記半導体チップを覆
ったキャップとを備え、前記半導体チップ上方で且つ前
記キャップの内面側に空隙を有する構成の半導体装置に
おいて、前記半導体チップに電源を供給するための電源
用電極を前記キャップ内面に複数個設け、且つ前記電源
用電極に接続された電源用パッドを前記半導体チップ上
面に複数個設けるとともに、前記電源用電極と外部回路
とを接続する配線を前記キャップ内に埋設したものであ
る。
【０００９】
【作用】上記構成によれば、電源供給手段を半導体チッ
プ上面とキャップ内面に密着させて設けたことにより熱
抵抗を小さくすることができる。すなわち、半導体チッ
プで発生した熱は、半導体チップの裏面側からパッケー
ジに伝達される以外に、半導体チップの上面側から電源
供給手段を介してキャップへ伝達されるようになり、充
分な放熱能力を得ることができる。また半導体チップへ
の電源供給が電源供給手段を介して行われるので、その
分、チップ周辺部のボンディングパッドを介しての電源
供給が減ることになり、これによって、ボンディングパ
ッドの大部分を信号用として使用することが可能にな
り、外部回路との間の信号数を増やすことができる。
プ上面とキャップ内面に密着させて設けたことにより熱
抵抗を小さくすることができる。すなわち、半導体チッ
プで発生した熱は、半導体チップの裏面側からパッケー
ジに伝達される以外に、半導体チップの上面側から電源
供給手段を介してキャップへ伝達されるようになり、充
分な放熱能力を得ることができる。また半導体チップへ
の電源供給が電源供給手段を介して行われるので、その
分、チップ周辺部のボンディングパッドを介しての電源
供給が減ることになり、これによって、ボンディングパ
ッドの大部分を信号用として使用することが可能にな
り、外部回路との間の信号数を増やすことができる。
【００１０】電源供給手段としては、例えば、キャップ
内面に電源用電極を、半導体チップ上面に電源用パッド
をそれぞれ設け、電源用電極と電源用パッドをはんだ等
で互いに接合することによって実現できる。この場合
は、半導体チップで発生した熱は電源用パッド及び電源
用電極を介してキャップに伝達され、また半導体チップ
へは電源用電極及び電源用パッドを介して電源が供給さ
れる。
内面に電源用電極を、半導体チップ上面に電源用パッド
をそれぞれ設け、電源用電極と電源用パッドをはんだ等
で互いに接合することによって実現できる。この場合
は、半導体チップで発生した熱は電源用パッド及び電源
用電極を介してキャップに伝達され、また半導体チップ
へは電源用電極及び電源用パッドを介して電源が供給さ
れる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。 （第１実施例）図１は、本発明の半導体装置の全体構成
を示した断面図である。図において、２０は半導体チッ
プ、２１はボンディングパッド、２２は電源用パッド、
２３はキャップ、２４は電源用電極、２５はパッケー
ジ、２６はリード、２７，２８は配線、２９，３０はピ
ン、３１はボンディングワイヤ、３２はハンダである。
る。 （第１実施例）図１は、本発明の半導体装置の全体構成
を示した断面図である。図において、２０は半導体チッ
プ、２１はボンディングパッド、２２は電源用パッド、
２３はキャップ、２４は電源用電極、２５はパッケー
ジ、２６はリード、２７，２８は配線、２９，３０はピ
ン、３１はボンディングワイヤ、３２はハンダである。
【００１２】図１において、半導体チップ２０はその裏
面でパッケージ２５と固定され、キャップ２３及びパッ
ケージ２５によって形成される空間内に封入されてい
る。そして、半導体チップ２０の上面とキャップ２３の
内面との間には空隙が形成されている。半導体チップ２
０への電源は、ピン２９、配線２７、電源用電極２４、
ハンダ３２、電源用パッド２２を通して外部回路から供
給される。また外部回路と半導体チップ２０との間の信
号は、ピン３０、配線２８、リード３１、ボンディング
ワイヤ３１、ボンディングパッド２１を通してやり取り
される。
面でパッケージ２５と固定され、キャップ２３及びパッ
ケージ２５によって形成される空間内に封入されてい
る。そして、半導体チップ２０の上面とキャップ２３の
内面との間には空隙が形成されている。半導体チップ２
０への電源は、ピン２９、配線２７、電源用電極２４、
ハンダ３２、電源用パッド２２を通して外部回路から供
給される。また外部回路と半導体チップ２０との間の信
号は、ピン３０、配線２８、リード３１、ボンディング
ワイヤ３１、ボンディングパッド２１を通してやり取り
される。
【００１３】図３は、図１における電源用電極２４と半
導体チップ２０との接続部の拡大図である。図におい
て、３３は半導体基板、３４は絶縁層、３５は電源用層
間配線、３６は電源用配線層、３７は信号用層間配線、
３８は信号用配線層である。外部回路から電源用電極２
４を通して半導体チップ２０に供給された電源は、半導
体チップ２０内部では、電源用パッド２２、電源用層間
配線３５、電源用配線層３６を介して半導体基板３３に
流れる。また、信号についても同様に、外部回路からボ
ンディングワイヤ３１を通して半導体チップ２０に送ら
れた信号は、半導体チップ２０内部では、ボンディング
パッド２１、信号用層間配線３７、信号用配線層３８を
介して半導体基板３０に流れる。このように、本実施例
による半導体装置は、電源のみの配線層と、電源と信号
混在の配線層により構成されている。
導体チップ２０との接続部の拡大図である。図におい
て、３３は半導体基板、３４は絶縁層、３５は電源用層
間配線、３６は電源用配線層、３７は信号用層間配線、
３８は信号用配線層である。外部回路から電源用電極２
４を通して半導体チップ２０に供給された電源は、半導
体チップ２０内部では、電源用パッド２２、電源用層間
配線３５、電源用配線層３６を介して半導体基板３３に
流れる。また、信号についても同様に、外部回路からボ
ンディングワイヤ３１を通して半導体チップ２０に送ら
れた信号は、半導体チップ２０内部では、ボンディング
パッド２１、信号用層間配線３７、信号用配線層３８を
介して半導体基板３０に流れる。このように、本実施例
による半導体装置は、電源のみの配線層と、電源と信号
混在の配線層により構成されている。
【００１４】図２は、図１からキャップ２３及び電源用
電極２４等を取り除いたときの上面図である。図に示す
ように、半導体チップ２０の表面の電源用パッド２２は
面積を大きくすることができる。このため、半導体チッ
プ２０で発生した熱は、半導体チップ２０の裏面からパ
ッケージ２５に伝達される一方、電源用パッド２２、ハ
ンダ３２及び電源用電極２４を介してキャップに伝達さ
れる。このように、パッケージ２５及びキャップ２３の
両方から等価的に放熱を行なうことが可能となり、半導
体チップ２０で発生する熱を外部へ充分に放熱すること
ができる。
電極２４等を取り除いたときの上面図である。図に示す
ように、半導体チップ２０の表面の電源用パッド２２は
面積を大きくすることができる。このため、半導体チッ
プ２０で発生した熱は、半導体チップ２０の裏面からパ
ッケージ２５に伝達される一方、電源用パッド２２、ハ
ンダ３２及び電源用電極２４を介してキャップに伝達さ
れる。このように、パッケージ２５及びキャップ２３の
両方から等価的に放熱を行なうことが可能となり、半導
体チップ２０で発生する熱を外部へ充分に放熱すること
ができる。
【００１５】また、電源用電極２４や電源用パッド２２
を設けたことにより、ボンディングパッド２１を介して
の半導体チップ２０への電源供給を減らすことができ、
その減った分だけボンディングパッド２１を半導体チッ
プ２０と外部回路との間の信号用に用いることができ
る。その結果、ボンディングパッド２１の信号用として
の個数を、従来に比べて増やすことができる。
を設けたことにより、ボンディングパッド２１を介して
の半導体チップ２０への電源供給を減らすことができ、
その減った分だけボンディングパッド２１を半導体チッ
プ２０と外部回路との間の信号用に用いることができ
る。その結果、ボンディングパッド２１の信号用として
の個数を、従来に比べて増やすことができる。
【００１６】図４から図７は、上述した電源用パッドに
ついてその形状をいろいろと変えた場合の構成例を示し
ている。図４は電源用パッドの第１の構成例であり、図
１〜３に示した電源用パッド２２と同じである。この第
１の構成例では、２個の長方形の電源用パッド２２Ａで
構成されている。この場合には、半導体チップ２０のほ
ぼ中央部の全てを電源用パッド２２Ａで覆うことができ
るため、放熱性に優れた半導体装置を得ることができ
る。さらに電源用パッド２２Ａの面積が大きいため、電
源用電極２４の形状の自由度を大きくでき、電源用電極
２４の加工が容易になる。さらに電源用パッド２２Ａを
形成する場合は、半導体チップ２０の製造上のプロセス
の微細化技術よりも更に荒いルールを用いることで形成
可能であるから、半導体チップ２０の製造上の加工が容
易になる。
ついてその形状をいろいろと変えた場合の構成例を示し
ている。図４は電源用パッドの第１の構成例であり、図
１〜３に示した電源用パッド２２と同じである。この第
１の構成例では、２個の長方形の電源用パッド２２Ａで
構成されている。この場合には、半導体チップ２０のほ
ぼ中央部の全てを電源用パッド２２Ａで覆うことができ
るため、放熱性に優れた半導体装置を得ることができ
る。さらに電源用パッド２２Ａの面積が大きいため、電
源用電極２４の形状の自由度を大きくでき、電源用電極
２４の加工が容易になる。さらに電源用パッド２２Ａを
形成する場合は、半導体チップ２０の製造上のプロセス
の微細化技術よりも更に荒いルールを用いることで形成
可能であるから、半導体チップ２０の製造上の加工が容
易になる。
【００１７】図５は電源用パッドの第２の構成例であ
る。図５の構成例では、電源用パッドが１６個の正方形
の電源用パッド２２Ｂで構成されている。この場合は、
電源用パッド２２Ｂの各々は半導体チップ２０との接触
面積が小さいので、半導体チップ２０が高温となって半
導体チップ２０と電源用パッド２２Ｂとの熱膨張係数差
により、半導体チップ２０と電源用パッド２２Ｂの界面
に応力が発生しても、その影響を小さくできる。
る。図５の構成例では、電源用パッドが１６個の正方形
の電源用パッド２２Ｂで構成されている。この場合は、
電源用パッド２２Ｂの各々は半導体チップ２０との接触
面積が小さいので、半導体チップ２０が高温となって半
導体チップ２０と電源用パッド２２Ｂとの熱膨張係数差
により、半導体チップ２０と電源用パッド２２Ｂの界面
に応力が発生しても、その影響を小さくできる。
【００１８】図６は電源用パッドの第３の構成例であ
る。図６の構成例では、電源用パッドが２個の櫛形の電
源用パッド２２Ｃで構成されている。この場合は、半導
体チップ２０内の任意の場所について電源用パッド２２
Ｃからの距離を短くできるため、電源の供給を電源配線
層で行なわずに、直接電源用パッド２２Ｃから供給する
ことが可能になる。そのため、電源を配線する層のチャ
ネル使用率が上がり、半導体チップ２０の集積密度を向
上させることが可能となる。
る。図６の構成例では、電源用パッドが２個の櫛形の電
源用パッド２２Ｃで構成されている。この場合は、半導
体チップ２０内の任意の場所について電源用パッド２２
Ｃからの距離を短くできるため、電源の供給を電源配線
層で行なわずに、直接電源用パッド２２Ｃから供給する
ことが可能になる。そのため、電源を配線する層のチャ
ネル使用率が上がり、半導体チップ２０の集積密度を向
上させることが可能となる。
【００１９】図７は電源用パッドの第４の構成例であ
る。図８の構成例では、電源用パッドが、正方形の電源
用パッド２２Ｄと、それを囲む環状の電源用パッド２２
Ｅで構成されている。この場合は、電源用パッド２２Ｄ
に接続される電源を、電源用パッド２２Ｅに接続される
電源でシールドすることができるため、ノイズの影響を
小さくできる。
る。図８の構成例では、電源用パッドが、正方形の電源
用パッド２２Ｄと、それを囲む環状の電源用パッド２２
Ｅで構成されている。この場合は、電源用パッド２２Ｄ
に接続される電源を、電源用パッド２２Ｅに接続される
電源でシールドすることができるため、ノイズの影響を
小さくできる。
【００２０】図８から図１８は、上述した電源用電極に
ついてその形状をいろいろと変えた場合の構成例を示し
ている。図８は電源用電極の第１の構成例である。な
お、図の（ａ）は電源用電極が取付けられたキャップ２
３の側面図を、（ｂ）は前記キャップを半導体チップ側
からみた底面図を、（ｃ）はＡ−Ａ´線に沿った断面図
をそれぞれ示している。このことは図９から図１８につ
いても同じである。図８の構成例では、電源用電極が円
柱形の電源用電極２４Ａで構成されている。この場合
は、電源用パッドとの接触面積を大きくできるため、熱
抵抗を小さくできる。
ついてその形状をいろいろと変えた場合の構成例を示し
ている。図８は電源用電極の第１の構成例である。な
お、図の（ａ）は電源用電極が取付けられたキャップ２
３の側面図を、（ｂ）は前記キャップを半導体チップ側
からみた底面図を、（ｃ）はＡ−Ａ´線に沿った断面図
をそれぞれ示している。このことは図９から図１８につ
いても同じである。図８の構成例では、電源用電極が円
柱形の電源用電極２４Ａで構成されている。この場合
は、電源用パッドとの接触面積を大きくできるため、熱
抵抗を小さくできる。
【００２１】図９は電源用電極の第２の構成例である。
図９の構成例では、電源用電極が円筒形の電源用電極２
４Ｂで構成されている。この場合は、インダクタンスを
小さくできるため、ノイズの影響を小さくできる。
図９の構成例では、電源用電極が円筒形の電源用電極２
４Ｂで構成されている。この場合は、インダクタンスを
小さくできるため、ノイズの影響を小さくできる。
【００２２】図１０は電源用電極の第３の構成例であ
る。図１０の構成例では、電源用電極が角柱形の電源用
電極２４Ｃで構成されている。この場合は、電源用パッ
ドとの接触面積を大きくできるため、熱抵抗を小さくで
きる。
る。図１０の構成例では、電源用電極が角柱形の電源用
電極２４Ｃで構成されている。この場合は、電源用パッ
ドとの接触面積を大きくできるため、熱抵抗を小さくで
きる。
【００２３】図１１は電源用電極の第４の構成例であ
る。図１１の構成例では、電源用電極が角筒形の電源用
電極２４Ｄで構成されている。この場合は、インダクタ
ンスを小さくできるため、ノイズの影響を小さくでき
る。
る。図１１の構成例では、電源用電極が角筒形の電源用
電極２４Ｄで構成されている。この場合は、インダクタ
ンスを小さくできるため、ノイズの影響を小さくでき
る。
【００２４】図１２は電源用電極の第５の構成例であ
る。図１２の構成例では、電源用電極が、円柱形の電源
用電極２４Ｅと、それを囲む円筒形の電源用電極２４Ｆ
とで構成されている。この場合は、電源用電極２４Ｅに
接続される電源を、電源用電極２４Ｆに接続される電源
でシールドすることができるため、ノイズの影響を小さ
くできる。
る。図１２の構成例では、電源用電極が、円柱形の電源
用電極２４Ｅと、それを囲む円筒形の電源用電極２４Ｆ
とで構成されている。この場合は、電源用電極２４Ｅに
接続される電源を、電源用電極２４Ｆに接続される電源
でシールドすることができるため、ノイズの影響を小さ
くできる。
【００２５】図１３は電源用電極の第６の構成例であ
る。図１３の構成例では、電源用電極がキャップ２３を
貫通した円筒形の電源用電極２４Ｇで構成されている。
この場合は、電源用電極２４Ｇがキャップ２３を貫通し
ているため、キャップ２３上面に放熱器を取付ける際
に、放熱をより効果的に行なうことができる。
る。図１３の構成例では、電源用電極がキャップ２３を
貫通した円筒形の電源用電極２４Ｇで構成されている。
この場合は、電源用電極２４Ｇがキャップ２３を貫通し
ているため、キャップ２３上面に放熱器を取付ける際
に、放熱をより効果的に行なうことができる。
【００２６】図１４は電源用電極の第７の構成例であ
る。図１４の構成例では、電源用電極が針状の電源用電
極２４Ｈで構成されている。この場合は、１つの電源に
対して並列に接続する電源用電極２４Ｈの数を複数にす
ることができるため、インダクタンスを小さくできる。
る。図１４の構成例では、電源用電極が針状の電源用電
極２４Ｈで構成されている。この場合は、１つの電源に
対して並列に接続する電源用電極２４Ｈの数を複数にす
ることができるため、インダクタンスを小さくできる。
【００２７】図１５は電源用電極の第８の構成例であ
る。図１５の構成例では、電源用電極がキャップ２３を
貫通した針状の電源用電極２４Ｉで構成されている。こ
の場合には、１つの電源に対して並列に接続する電源用
電極２４Ｉの数を複数にすることができるため、インダ
クタンスを小さくできることができる。さらに、電源用
電極２４Ｉを冷却フィンとしても使用できるため、放熱
性を向上させることもできる。
る。図１５の構成例では、電源用電極がキャップ２３を
貫通した針状の電源用電極２４Ｉで構成されている。こ
の場合には、１つの電源に対して並列に接続する電源用
電極２４Ｉの数を複数にすることができるため、インダ
クタンスを小さくできることができる。さらに、電源用
電極２４Ｉを冷却フィンとしても使用できるため、放熱
性を向上させることもできる。
【００２８】図１６は電源用電極の第９の構成例であ
る。図１６の構成例では、電源用電極がバネ状の電源用
電極２４Ｊで構成されている。この場合は、組立時に半
導体チップ２０と電源用電極２４Ｊとの間の位置合わせ
を精密に行なわなくとも、例えば半導体チップ２０と電
源用電極２４Ｊの間の距離が短すぎても、電源用電極２
４Ｊがたわむことによって半導体チップ２０表面に働く
応力を緩和できるため、組立の簡略化を図ることができ
る。さらに、電源用電極２４Ｊがたわむことによって、
電源用電極２４Ｊと電源用パッドとの電気的接続が確実
となり、半導体装置の信頼性向上を図ることができる。
る。図１６の構成例では、電源用電極がバネ状の電源用
電極２４Ｊで構成されている。この場合は、組立時に半
導体チップ２０と電源用電極２４Ｊとの間の位置合わせ
を精密に行なわなくとも、例えば半導体チップ２０と電
源用電極２４Ｊの間の距離が短すぎても、電源用電極２
４Ｊがたわむことによって半導体チップ２０表面に働く
応力を緩和できるため、組立の簡略化を図ることができ
る。さらに、電源用電極２４Ｊがたわむことによって、
電源用電極２４Ｊと電源用パッドとの電気的接続が確実
となり、半導体装置の信頼性向上を図ることができる。
【００２９】図１７は電源用電極の第１０の構成例であ
る。図１７の構成例では、電源用電極が接触面積の大き
なバネ状の電源用電極２４Ｋで構成されている。この場
合は、バネ状の電源用電極２４Ｋが設けられているの
で、上記図１６の場合と同様の効果を得ることができ
る。さらに、電源用パッドと電源用電極２４Ｋの接触す
る面積が大きいので、熱抵抗を小さくできる。
る。図１７の構成例では、電源用電極が接触面積の大き
なバネ状の電源用電極２４Ｋで構成されている。この場
合は、バネ状の電源用電極２４Ｋが設けられているの
で、上記図１６の場合と同様の効果を得ることができ
る。さらに、電源用パッドと電源用電極２４Ｋの接触す
る面積が大きいので、熱抵抗を小さくできる。
【００３０】図１８は電源用電極の第１１の構成例であ
る。図１８の構成例では、電源用電極がバネ状の電源用
電極２４Ｌと補助電極２４Ｍで構成されている。この場
合は、補助電極２４Ｍが設けられているので、電源用電
極２４Ｌと電源用パッドとの電気的接続が確実となり、
半導体装置の信頼性向上を図ることができる。
る。図１８の構成例では、電源用電極がバネ状の電源用
電極２４Ｌと補助電極２４Ｍで構成されている。この場
合は、補助電極２４Ｍが設けられているので、電源用電
極２４Ｌと電源用パッドとの電気的接続が確実となり、
半導体装置の信頼性向上を図ることができる。
【００３１】図１９に、図１８に示した電源用電極２４
Ｌを設ける際の組立フローの一例を示している。まず、
同図(ａ)のようにパッケージ２５上に半導体チップ２０
を固定し、同図(ｂ)のようにリード２６とボンディング
パッド２１間をボンディングワイヤ３１で接続する。次
に、同図(ｃ)のように電源用パッド２２の上に補助電極
２４Ｍをハンダ３２によって固定し、同図(ｄ)のように
半導体チップ２０をゲル３９で覆って空気から遮蔽す
る。最後に、同図(ｄ)のようにパッケージ２５にキャッ
プ２３を接合する。このとき、キャップ２３に取付けら
れた電源用電極２４Ｌと補助電極２４Ｍはハンダ３２で
接合される。このように、補助電極２４Ｍと電源用パッ
ド２２とを接続してから補助電極２４Ｍと電源用電極２
４Ｌとを接続するので、組立時に電源用パッド２２もし
くは半導体チップ２０に機械的な損傷を与えることを防
ぐことができ、半導体装置の信頼性が向上する。
Ｌを設ける際の組立フローの一例を示している。まず、
同図(ａ)のようにパッケージ２５上に半導体チップ２０
を固定し、同図(ｂ)のようにリード２６とボンディング
パッド２１間をボンディングワイヤ３１で接続する。次
に、同図(ｃ)のように電源用パッド２２の上に補助電極
２４Ｍをハンダ３２によって固定し、同図(ｄ)のように
半導体チップ２０をゲル３９で覆って空気から遮蔽す
る。最後に、同図(ｄ)のようにパッケージ２５にキャッ
プ２３を接合する。このとき、キャップ２３に取付けら
れた電源用電極２４Ｌと補助電極２４Ｍはハンダ３２で
接合される。このように、補助電極２４Ｍと電源用パッ
ド２２とを接続してから補助電極２４Ｍと電源用電極２
４Ｌとを接続するので、組立時に電源用パッド２２もし
くは半導体チップ２０に機械的な損傷を与えることを防
ぐことができ、半導体装置の信頼性が向上する。
【００３２】（第２実施例）図２０及び図２１は本発明
の第２実施例を示している。４０は配線、４１はピン、
４２はボンディングワイヤであり、他の構成は図１及び
図２と同じである。本実施例では、図２０に示すよう
に、電源を半導体チップ２０に供給するためのパスが２
系統用意されている。すなわち、ピン２９、配線２７、
電源用電極２４を介してのパスと、ピン４１、配線４
０、リード２６、ボンディングワイヤ３１、ボンディン
グパッド２１、ボンディングワイヤ４２を介してのパス
との２系統が設けられている。
の第２実施例を示している。４０は配線、４１はピン、
４２はボンディングワイヤであり、他の構成は図１及び
図２と同じである。本実施例では、図２０に示すよう
に、電源を半導体チップ２０に供給するためのパスが２
系統用意されている。すなわち、ピン２９、配線２７、
電源用電極２４を介してのパスと、ピン４１、配線４
０、リード２６、ボンディングワイヤ３１、ボンディン
グパッド２１、ボンディングワイヤ４２を介してのパス
との２系統が設けられている。
【００３３】図２１は、図２０からキャップ２３や電源
用電極２４等を取り除いたときの上面図である。図に示
すように、従来のパッケージングと同様にボンディング
パッド２１を介して電源の供給と信号のやり取りが行わ
れるため、ボンディングパッド２１を通して接続するパ
スは、パッケージ２５とキャップ２３で封入する前の半
導体チップ２０の針あてテストを行なうときに使用で
き、従来と同じ工程で半導体チップ２０のテストができ
る。
用電極２４等を取り除いたときの上面図である。図に示
すように、従来のパッケージングと同様にボンディング
パッド２１を介して電源の供給と信号のやり取りが行わ
れるため、ボンディングパッド２１を通して接続するパ
スは、パッケージ２５とキャップ２３で封入する前の半
導体チップ２０の針あてテストを行なうときに使用で
き、従来と同じ工程で半導体チップ２０のテストができ
る。
【００３４】また、組立はパッケージ２５に半導体チッ
プ２０を固定した後にキャップ２３を被せるようにして
行なうが、外部からピン２９、配線２７、電源用電極２
４、ハンダ３２、電源用パッド２２、ボンディングワイ
ヤ４２、ボンディングパッド２１、ボンディングワイヤ
３２、リード３１、配線４０、ピン４１のパスの導電検
査をすることで、パッケージ２５とキャップ２３の接続
及び電源用電極２４と電源用パッド２２の接続の確認を
行なうことができ、半導体装置の信頼性を向上させるこ
とができる。
プ２０を固定した後にキャップ２３を被せるようにして
行なうが、外部からピン２９、配線２７、電源用電極２
４、ハンダ３２、電源用パッド２２、ボンディングワイ
ヤ４２、ボンディングパッド２１、ボンディングワイヤ
３２、リード３１、配線４０、ピン４１のパスの導電検
査をすることで、パッケージ２５とキャップ２３の接続
及び電源用電極２４と電源用パッド２２の接続の確認を
行なうことができ、半導体装置の信頼性を向上させるこ
とができる。
【００３５】また、ボンディングワイヤ４２の代わり
に、半導体チップ２０内の内部配線を使う構成や、図２
１において、電源の供給用に使用したボンディングパッ
ド２１と電源用パッド２２が直接に接合している構成に
おいても、図２１の構成と同様に半導体装置の信頼性を
向上させることができる。
に、半導体チップ２０内の内部配線を使う構成や、図２
１において、電源の供給用に使用したボンディングパッ
ド２１と電源用パッド２２が直接に接合している構成に
おいても、図２１の構成と同様に半導体装置の信頼性を
向上させることができる。
【００３６】（第３実施例）図２２は本発明の第３実施
例を示している。２４Ｘ，２４Ｙは電源用電極、４３は
コンデンサであり、他の構成は図１及び図２と同じであ
る。本実施例では、図に示すように、電源用電極２４Ｘ
と電源用電極２４Ｙとの間に大容量のコンデンサ４３が
接続されている。このように、両電源用電極２４Ｘ，２
４Ｙを大容量のコンデンサ４３で結線することにより、
ノイズの影響を小さくすることができる。
例を示している。２４Ｘ，２４Ｙは電源用電極、４３は
コンデンサであり、他の構成は図１及び図２と同じであ
る。本実施例では、図に示すように、電源用電極２４Ｘ
と電源用電極２４Ｙとの間に大容量のコンデンサ４３が
接続されている。このように、両電源用電極２４Ｘ，２
４Ｙを大容量のコンデンサ４３で結線することにより、
ノイズの影響を小さくすることができる。
【００３７】（第４実施例）図２３は本発明の第４実施
例を示している。本実施例は、第１実施例で示した半導
体装置をマルチチップモジュールに適用した例である。
図において、４４はキャップ、４５はパッケージ、４６
はリードである。図に示すように、半導体チップ２０を
複数個集積したマルチモジュールにおいても、外部回路
からの電源の供給を、キャップ４４と各半導体チップ２
０を電源用電極２４で接続することにより、半導体チッ
プ２０の中央部で行なうことが容易に実現可能である。
例を示している。本実施例は、第１実施例で示した半導
体装置をマルチチップモジュールに適用した例である。
図において、４４はキャップ、４５はパッケージ、４６
はリードである。図に示すように、半導体チップ２０を
複数個集積したマルチモジュールにおいても、外部回路
からの電源の供給を、キャップ４４と各半導体チップ２
０を電源用電極２４で接続することにより、半導体チッ
プ２０の中央部で行なうことが容易に実現可能である。
【００３８】図２４は、マルチチップモジュールに適用
した場合の変形例である。２０Ａはボンディングパッド
２１から電源を供給される半導体チップ、２０Ｂは電源
用パッド２４から電源を供給される半導体チップ、４７
はキャップ、４８はパッケージである。図に示すよう
に、マルチモジュールにおいて、半導体チップ２０Ａと
半導体チップ２０Ｂを同一のパッケージ４８上に集積す
ることも可能である。
した場合の変形例である。２０Ａはボンディングパッド
２１から電源を供給される半導体チップ、２０Ｂは電源
用パッド２４から電源を供給される半導体チップ、４７
はキャップ、４８はパッケージである。図に示すよう
に、マルチモジュールにおいて、半導体チップ２０Ａと
半導体チップ２０Ｂを同一のパッケージ４８上に集積す
ることも可能である。
【００３９】図では、電源用電極２４は半導体チップ２
０の個数分のみキャップ４７に取付けられているが、電
源用電極２４をキャップ４７から取り外し可能な構造に
することで、図２３に示したマルチチップモジュールで
のキャップ４４と共用することができる。また、電源用
電極２４のキャップ４７への取付け位置の調整機能を持
たせることで、組立時の半導体チップ２０と電源用電極
２４との位置合わせが容易に行なえるため、コストの低
減が可能になる。
０の個数分のみキャップ４７に取付けられているが、電
源用電極２４をキャップ４７から取り外し可能な構造に
することで、図２３に示したマルチチップモジュールで
のキャップ４４と共用することができる。また、電源用
電極２４のキャップ４７への取付け位置の調整機能を持
たせることで、組立時の半導体チップ２０と電源用電極
２４との位置合わせが容易に行なえるため、コストの低
減が可能になる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体チップに電源を供給するための電源供給手段を半
導体チップ上面とキャップ内面との間に設けたので、放
熱効率の向上と外部回路との接続信号数の増加を図るこ
とができる。
半導体チップに電源を供給するための電源供給手段を半
導体チップ上面とキャップ内面との間に設けたので、放
熱効率の向上と外部回路との接続信号数の増加を図るこ
とができる。
【００４１】さらに、本発明による半導体装置を使用し
て計算機を構成すれば、半導体装置の消費電力が従来と
同じであれば、半導体装置の放熱効率が高いため、冷却
ファンの風力を弱くすることが可能になり、騒音を抑え
ることができる。また、冷却ファンの風力が同じなら
ば、従来よりも半導体装置に大きな電流を供給して高速
な動作をさせることが可能になり、計算機の高性能化を
実現できる。
て計算機を構成すれば、半導体装置の消費電力が従来と
同じであれば、半導体装置の放熱効率が高いため、冷却
ファンの風力を弱くすることが可能になり、騒音を抑え
ることができる。また、冷却ファンの風力が同じなら
ば、従来よりも半導体装置に大きな電流を供給して高速
な動作をさせることが可能になり、計算機の高性能化を
実現できる。
【図１】本発明の第１実施例による半導体装置の断面図
である。
である。
【図２】図１からキャップ部分を取り除いたときの上面
図である。
図である。
【図３】電源用電極と半導体チップとの接続部の拡大図
である。
である。
【図４】電源用パッドの第１の構成例を示した図であ
る。
る。
【図５】電源用パッドの第２の構成例を示した図であ
る。
る。
【図６】電源用パッドの第３の構成例を示した図であ
る。
る。
【図７】電源用パッドの第４の構成例を示した図であ
る。
る。
【図８】電源用電極の第１の構成例を示した図である。
【図９】電源用電極の第１の構成例を示した図である。
【図１０】電源用電極の第２の構成例を示した図であ
る。
る。
【図１１】電源用電極の第３の構成例を示した図であ
る。
る。
【図１２】電源用電極の第４の構成例を示した図であ
る。
る。
【図１３】電源用電極の第５の構成例を示した図であ
る。
る。
【図１４】電源用電極の第６の構成例を示した図であ
る。
る。
【図１５】電源用電極の第７の構成例を示した図であ
る。
る。
【図１６】電源用電極の第８の構成例を示した図であ
る。
る。
【図１７】電源用電極の第９の構成例を示した図であ
る。
る。
【図１８】電源用電極の第１０の構成例を示した図であ
る。
る。
【図１９】図１８に示した電源用電極を有する半導体装
置の組立手順を示した図である。
置の組立手順を示した図である。
【図２０】本発明の第２実施例による半導体装置の断面
図である。
図である。
【図２１】図２０からキャップ部分を取り除いたときの
上面図である。
上面図である。
【図２２】本発明の第３実施例による半導体装置の断面
図である。
図である。
【図２３】本発明の第４実施例による半導体装置の断面
図である。
図である。
【図２４】第４実施例の変形例を示した図である。
【図２５】従来技術による半導体装置の断面図である。
【図２６】図２５からキャップ部分を取り除いたときの
上面図である。
上面図である。
２０ 半導体チップ ２１ ボンディングパッド ２２，２２Ａ〜２２Ｅ 電源用パッド ２３ キャップ ２４，２４Ａ〜２４Ｌ 電源用電極 ２４Ｍ 補助電極 ２５ パッケージ ２６ リード ２７，２８，４０ 配線 ２９，３０，４１ ピン ３１，４２ ボンディングワイヤ ３２ ハンダ ３３ 半導体基板 ３４ 絶縁層 ３５ 電源用層間配線 ３６ 電源用配線層 ３７ 信号用層間配線 ３８ 信号用配線層 ３９ ゲル ４３ コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/50 Ｘ Ｐ (72)発明者 桂 晃洋 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 堀田 多加志 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (16)
- 【請求項１】 半導体チップと、該半導体チップが載置
され半導体チップと外部回路とを接続する配線が内部に
埋設されたパッケージと、周辺部が前記パッケージに接
合されて中央部で前記半導体チップを覆ったキャップと
を備え、前記半導体チップ上方で且つ前記キャップの内
面側に空隙を有する構成の半導体装置において、 前記半導体チップに電源を供給するための電源供給手段
を前記半導体チップ上面と前記キャップ内面に密着させ
て複数個設けるとともに、前記電源供給手段と外部回路
とを接続する配線を前記キャップ内に埋設したことを特
徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体装置において、 前記半導体チップには、前記電源供給手段から以外に、
パッケージ内に埋設された前記配線の一部を用いても電
源が供給されることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の半導体装置において、 前記半導体チップには、前記電源供給手段の下側にも素
子が形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の半導体装置において、 前記複数の電源供給手段間にコンデンサを接続したこと
を特徴とする半導体装置。 - 【請求項５】 半導体チップと、該半導体チップが載置
され半導体チップと外部回路とを接続する配線が内部に
埋設されたパッケージと、周辺部が前記パッケージに接
合されて中央部で前記半導体チップを覆ったキャップと
を備え、前記半導体チップ上方で且つ前記キャップの内
面側に空隙を有する構成の半導体装置において、 前記半導体チップに電源を供給するための電源用電極を
前記キャップ内面に複数個設け、且つ前記電源用電極に
接続された電源用パッドを前記半導体チップ上面に複数
個設けるとともに、前記電源用電極と外部回路とを接続
する配線を前記キャップ内に埋設したことを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の半導体装置において、 前記電源用パッドは、前記半導体チップの周辺部以外の
箇所に設けられていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項７】 請求項５又は６に記載の半導体装置にお
いて、 前記電源用パッドは四角形に形成されていることを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項８】 請求項５又は６に記載の半導体装置にお
いて、 前記電源用パッドは櫛形に形成されていることを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項９】 請求項５又は６に記載の半導体装置にお
いて、 前記電源用パッドは環状に形成されていることを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項１０】 請求項５，６，７，８，９のいずれか
に記載の半導体装置において、 前記電源用パッドは金属または半導体で形成されている
ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項１１】 請求項５に記載の半導体装置におい
て、 前記電源用電極は、前記半導体チップに沿った断面形状
が筒状に形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項１２】 請求項５に記載の半導体装置におい
て、 前記電源用電極は、前記半導体チップに沿った断面形状
が柱状に形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項１３】 請求項５に記載の半導体装置におい
て、 前記電源用電極は、前記半導体チップに沿った断面形状
が環状に形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項１４】 請求項５に記載の半導体装置におい
て、 前記電源用電極は、針状に形成されていることを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項１５】 請求項５に記載の半導体装置におい
て、 前記電源用電極は、バネ状に形成されていることを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項１６】 請求項５，１１，１２，１３，１４，
１５のいずれかに記載の半導体装置において、 前記電源用電極は、金属または導電性のセラミックスで
形成されていることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19487793A JPH0750368A (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19487793A JPH0750368A (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0750368A true JPH0750368A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=16331805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19487793A Pending JPH0750368A (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750368A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6054759A (en) * | 1998-01-08 | 2000-04-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor chip and package with heat dissipation |
| JP2003068974A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-07 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
-
1993
- 1993-08-05 JP JP19487793A patent/JPH0750368A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6054759A (en) * | 1998-01-08 | 2000-04-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor chip and package with heat dissipation |
| KR100301649B1 (ko) * | 1998-01-08 | 2001-10-19 | 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시 | 반도체장치 |
| JP2003068974A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-07 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
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