JPH0878609A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0878609A
JPH0878609A JP21127794A JP21127794A JPH0878609A JP H0878609 A JPH0878609 A JP H0878609A JP 21127794 A JP21127794 A JP 21127794A JP 21127794 A JP21127794 A JP 21127794A JP H0878609 A JPH0878609 A JP H0878609A
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leads
lead
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chip
semiconductor device
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JP21127794A
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Atsushi Nakamura
篤 中村
Kunihiko Nishi
邦彦 西
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
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    • HELECTRICITY
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item

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  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 絶縁破壊対策の効果を損ねることなく同時切
替ノイズによる誤動作を低減する半導体装置を提供す
る。 【構成】 ICチップ3の周囲にはガルウィングタイプ
の複数のリード4が取り出され、複数のリード4の内、
ICチップ3の入力回路の接地用配線の一部を構成する
リード4Aと、出力回路の接地用配線の一部を構成する
リード4Bとの間は各リード上で短絡用のボンディング
ワイヤ7を通じて電気的に接続されている。一方、IC
チップ3上では電気的に接続されていない。この場合、
各リード4A、4B間には入力回路及び出力回路以外の
回路に接続された他のリード4が配置されており、短絡
用のボンディングワイヤ7はこれら他のリード4を跨い
で接続されている。このボンディングワイヤ7としては
例えば絶縁膜被覆リードを用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
に、出力回路で発生する同時切替ノイズが出力回路以外
の回路に伝搬しにくい静電破壊対策を行う場合に適用し
て有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体集積回路装置(IC)にお
いては、高集積化に伴って入出力用リードの数が著しく
増加しつつあり、又、性能向上のため動作の高速化が要
求されるに伴って、出力信号の切替時間が非常に短くな
ってきている。このようなICによる信号処理時に多数
の出力信号を瞬時に切替えると、これらが接続された電
源経路に急激な電流変化が生じて、電源経路のインダク
タンスの影響でノイズ電圧が発生する。このノイズ電圧
はICの動作に重大な影響を及ぼし、“同時切替ノイ
ズ”と称される現象となっている。これは特に電源経路
を共有する多数の出力信号を全て“0”に、又は“1”
に切替える際に著しく、接地(グランド)電位が一時的
に変動する現象となり、これらの電位変動はICの誤動
作の原因となる。
【0003】この誤動作は、出力回路自身よりむしろ出
力回路以外の比較的ノイズに弱い回路で発生することが
多い。この比較的ノイズに弱い回路としては、クロック
のような入力バッファーがある。この入力バッファーで
特にノイズ対策を入念に設計する場合には、出力回路の
接地用配線とは別に、入力回路専用の接地用配線を設け
ることで対処している。
【0004】このような誤動作は入力電圧が小さいほど
起こりやすくなるため、誤動作に対する強さを表す尺度
として、誤動作に対する入力電圧マージンが利用され
る。ICとしては一定の入力電圧を確保しないと安定な
システムを構成できないので、入力電圧マージン確保の
ために、高速化を犠牲にせざるを得ない場合がある。
【0005】一方、同時切替ノイズの対策のために接地
用配線を入力回路と出力回路で別々に設けても、性能向
上のため高速動作が要求されているICにあっては、静
電破壊(Electro−Static Discha
rge)に対する対策が重要になっている。このような
ESDに関しては、例えば日経マグロウヒル社発行、
「日経マイクロデバイス」、昭和61年11月1日発
行、11月号、P131〜P138に記載されている。
【0006】このため、静電破壊対策の理由から従来の
ICにおいては、図5に模式図で示すように、チップ上
で入力回路(入力バッファー)と出力回路(出力バッフ
ァー)の接地用配線は相互に接続されるように構成され
ている。すなわち、チップ上からパッケージに引き出さ
れた複数の配線のうち、入力回路に設けられた接地用配
線20と出力回路に設けられた接地用配線21は、チッ
プ上で短絡用配線17を通じて接続されることにより、
同電位に保たれている。これにより、静電破壊耐圧を大
きくとることができる。
【0007】なお、各接地用配線20、21のパッケー
ジ内の途中位置には、ボンディングワイヤ16及びリー
ド14A、14Bが接続されている。又、14は入力バ
ッファー、出力バッファー以外に接続される配線を示し
ている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のICのようにチ
ップ上で入力回路と出力回路の接地用配線を相互に接続
することは、静電破壊対策上からは望ましい効果が得ら
れるが、本発明者の研究結果によると、そのような配線
接続構造は同時切替ノイズによるICの誤動作を低減す
る上からは好ましくないことが明らかになった。
【0009】すなわち、同時切替ノイズは電源経路のイ
ンダクタンス成分に比例して発生する起電力であるの
で、接地用配線の位置に応じてその大きさが異なってく
るようになり、接地点から離れるほど大きくなる。図5
の出力回路の接地用配線上では、接地点から最も近いC
点でのノイズ電圧が最も小さく(ほとんど0)、以下B
点、A点と順次大きくなり、チップ上でのA点でのノイ
ズ電圧が最大となる。
【0010】このように出力回路のA点で発生した最大
のノイズ電圧は、短絡用配線17を通じて入力回路に伝
搬するようになるので、クロックのような入力バッファ
ーは誤動作し易くなる。
【0011】本発明の目的は、絶縁破壊対策の効果を損
ねることなく同時切替ノイズによる誤動作を低減する半
導体装置を提供することにある。
【0012】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0013】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記の通りである。
【0014】本発明の半導体装置は、半導体チップの周
囲にこの電極パッドと導通するリードが引き出され、こ
れら半導体チップ及びリードがパッケージによって封止
されてなる半導体装置において、前記リードのうち複数
の接地用リード同士はこれらリード上で導体を通じて電
気的に接続され、前記半導体チップ上では電気的に接続
されていない。
【0015】
【作用】上述した手段によれば、本発明の半導体装置
は、半導体チップの周囲に引き出されたリードのうち、
複数の接地用リード同士はこれらリード上で導体を通じ
て電気的に接続され、半導体チップ上では電気的に接続
されていないので、出力回路で発生した同時切替ノイズ
は入力回路に伝搬しない。これによって、絶縁破壊対策
の効果を損ねることなく同時切替ノイズによる誤動作を
低減することができる。
【0016】
【実施例】
(実施例1)以下図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
【0017】図1は本発明の実施例1による半導体装置
を示す断面図で、ICに適用した例を示している。本実
施例のIC1は、例えばQFPタイプからなりパッケー
ジ2の内部にはICチップ3が封止されていて、このI
Cチップ3の周囲にはガルウィングタイプの複数のリー
ド4が取り出されている。ICチップ3の表面に形成さ
れた電極パッド5と、これに対応したリード4との間に
はボンディングワイヤ6が接続されている。なお、図で
は説明を簡単にするため電極パッド5は一部のみ示して
おり、又、パッケージ2は開封した状態で示している。
【0018】複数のリード4の内、ICチップ3の入力
回路の接地用配線の一部を構成するリード4Aと、出力
回路の接地用配線の一部を構成するリード4Bとの間は
各リード上で短絡用のボンディングワイヤ7を通じて電
気的に接続されている。この場合、各リード4A、4B
間には入力回路及び出力回路以外の回路に接続された他
のリード4が配置されており、短絡用のボンディングワ
イヤ7はこれら他のリード4を跨いで接続されている。
このボンディングワイヤ7としては例えば絶縁膜被覆リ
ードを用いることができる。
【0019】図2は図1のIC1の配線接続構造の模式
図を示すもので、図5と比較して明らかなように、IC
チップ3上からパッケージ2に引き出された複数のリー
ド4のうち、入力回路(入力バッファー)の接地用配線
10として設けられたリード4Aと出力回路(出力バッ
ファー)の接地用配線11として設けられたリード4B
は、パッケージ2内の各リード上で短絡用のボンディン
グワイヤ7を通じて接続されることにより、同電位に保
たれている。一方、従来のようにICチップ3上では各
リード4A、4B間にはボンディングワイヤ7は接続さ
れていない。
【0020】すなわち、短絡用のボンディングワイヤ7
は出力回路の接地用配線11の一部であるリード4Bの
B点と、入力回路の接地用配線10の一部であるリード
4AのD点との間に接続されており、出力回路で発生す
るノイズ電圧は、C点、B点、A点の順序で大きくな
る。C点のノイズ電圧はほとんど0とみなせるため、B
点とA点のノイズ電圧の比は、BC間とAC間のインダ
クタンスの比にほぼ等しくなる。小型パッケージにおい
ては、この比は1:2程度の場合が多いので、B点のノ
イズ電圧はA点のほぼ半分となる。
【0021】又、このB点のノイズ電圧はボンディング
ワイヤ7を通じて入力回路のD点に伝搬するが、入力回
路のE点が接地されていることにより、D点でのノイズ
電圧は出力回路のB点のノイズ電圧よりさらに小さくな
る。この結果、入力回路にはD点のノイズ電圧以上のノ
イズは伝搬しないので、従来の配線接続構造に比較して
1/3〜1/10程度にノイズ電圧、すなわち同時切替
ノイズを低減することができる。一方、入力回路と出力
回路の各接地用配線の一部を構成しているリード4A、
4Bはボンディングワイヤ7を通じて相互に接続されて
いるので、静電破壊対策の効果は損なわれずに得られ
る。
【0022】入力回路と出力回路の各接地用配線の一部
を構成しているリード4A、4Bの配置方向と、これら
を相互に接続するボンディングワイヤ7の配置方向は、
両者の磁気的結合が最小となるように互いにほぼ直交す
る方向に配置するようにする。これは出力回路のB点か
らボンディングワイヤ7が入力回路のD点に分岐してい
ても、AB間のリードと磁気的結合が強くなると、相互
コンダクタンスが影響してD点のノイズ電圧がA点のノ
イズ電圧と変わりない大きさに増加するのを防止するた
めである。
【0023】本実施例では、この観点から、出力回路の
接地用配線11のリード4Bから近い範囲では前記両者
をほぼ直交するように配置することで磁気的結合を抑
え、入力回路の接地用配線10リード4Aに接続する部
分では距離を大きくとることで磁気的結合が小さくなる
ように配慮している。
【0024】又、静電破壊対策の観点からは、ICチッ
プ3及びパッケージ2を含むIC1内では入力回路及び
出力回路の各接地用配線10、11の各リード4A、4
Bがボンディングワイヤ7を通じて接続されているの
で、どのリードが接地されても一定の破壊耐圧が保持で
きるため問題はない。これは、ICチップ上で接続した
場合と比較して、接地用パッド間を接続する経路は遠回
りになるが、このように遠回りしても静電破壊対策上必
要な放電時間を十分確保できるためである。
【0025】このような実施例1によれば次のような効
果が得られる。
【0026】入力回路の接地用配線10の一部を構成し
ているリード4Aと出力回路の接地用配線11の一部を
構成しているリード4Bは、パッケージ2内の各リード
上で短絡用のボンディングワイヤ7を通じて接続される
と共に、入力回路と出力回路の各接地用敗線10、11
の各リード4A、4Bはボンディングワイヤ7を通じて
相互に接続されているので、絶縁破壊対策の効果を損ね
ることなく同時切替ノイズによる誤動作を低減すること
ができる。
【0027】(実施例2)図3は本発明の実施例2によ
る半導体装置を示す斜視図で、多層基板を利用してIC
1を組み立てる例を示している。多層基板8の表面には
ICチップ3の電極パッドと導通するボンディングワイ
ヤ6が接続される複数のリード4が印刷されている。複
数のリード4の内、ICチップ3の入力回路の接地用配
線の一部を構成するリード4Aと、出力回路の接地用配
線の一部を構成するリード4Bとの間は、多層基板8に
設けられたスルーホール9を介して下層パターンに延長
されているスルーホール配線12を通じて電気的に接続
されている。
【0028】このような実施例2によっても、入力回路
の接地用配線のリード4Aと出力回路の接地用配線のリ
ード4Bは、多層基板8内のスルーホール9に接続され
ると共に、スルーホール配線12を通じて相互に接続さ
れているので、絶縁破壊対策の効果を損ねることなく同
時切替ノイズによる誤動作を低減することができる。
【0029】(実施例3)図4は本発明の実施例3によ
る半導体装置を示す斜視図で、LOC(LeadOn
Chip)構造に適用した例を示している。基板13の
表面にはICチップの電極パッドと導通するボンディン
グワイヤ6が接続される複数のリード4が絶縁体14上
に設けられており、複数のリード4の内、ICチップの
入力回路の接地用配線のリード4Aと、出力回路の接地
用配線のリード4Bとの間は、短絡用のボンディングワ
イヤ7を通じて電気的に接続されている。各リード4
A、4B間には入力回路及び出力回路以外の回路に接続
された他のリード4が配置されており、短絡用のボンデ
ィングワイヤ7はこれら他のリード4を跨いで接続され
ている。このボンディングワイヤ7としては例えば絶縁
膜被覆リードを用いることができる。
【0030】このような実施例3によっても、入力回路
の接地用配線のリード4Aと出力回路の接地用配線のリ
ード4Bは、ボンディングワイヤ7を通じて相互に接続
されているので、絶縁破壊対策の効果を損ねることなく
同時切替ノイズによる誤動作を低減することができる。
【0031】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
【0032】例えば、前記実施例では短絡用のボンディ
ングワイヤ7を通じて接続される入力回路の接地用配線
のリード4Aと出力回路の接地用配線のリード4Bは、
一組を相互に接続する例で示したが、必要に応じて複数
組を相互に接続することができる。
【0033】又、短絡用のボンディングワイヤ7を接続
する各リードの箇所にはボンディング性を確保するため
にメッキ処理を行うようにすることができ、さらに各リ
ードのボンディング箇所は部分的にリード幅を広げるよ
うにしても良い。
【0034】さらに、短絡用のボンディングワイヤ7は
通常用いられていボンディング線を用いて、通常のリー
ドフレームによって形成される各リードに対して接続を
行えば良いので、高価な材料を用いずに目的を達成する
ことができるため、価格対性能比を大幅に向上すること
ができる。
【0035】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である半導体
装置の技術に適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではない。本発明は、少なくともパッケ
ージから複数のリードが引き出されていて、これらリー
ドを入力回路及び出力回路として使用する条件のものに
は適用できる。
【0036】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。
【0037】絶縁破壊対策の効果を損ねることなく同時
切替ノイズによる誤動作を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1による半導体装置を示す断面
図である。
【図2】実施例1による半導体装置の配線接続構造を示
す模式図である。
【図3】本発明の実施例2による半導体装置を示す斜視
図である。
【図4】本発明の実施例3による半導体装置を示す斜視
図である。
【図5】従来の半導体装置の配線接続構造を示す模式図
である。
【符号の説明】
1…IC、2…パッケージ、3…ICチップ、4…IC
のリード、5…ICの電極パッド、6…ボンディングワ
イヤ、7…短絡用のボンディングワイヤ、8…多層基
板、9…スルーホール、10…入力回路の接地用配線、
11…出力回路の接地用配線、12…スルーホール配
線、13…基板、14…絶縁体。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップの周囲にこの電極パッドと
    導通するリードが引き出され、これら半導体チップ及び
    リードがパッケージによって封止されてなる半導体装置
    において、前記リードのうち複数の接地用リード同士を
    これらリード上で導体を通じて電気的に接続し、前記半
    導体チップ上では電気的に接続しないことを特徴とする
    半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記複数の接地用リード同士を電気的に
    接続する導体は、ボンディングワイヤからなることを特
    徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記複数の接地用リード同士を電気的に
    接続する導体は、スルーホール配線からなることを特徴
    とする請求項1に記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記複数の接地用リード同士は、これら
    リード間に配置された他のリードを、跨いで電気的に接
    続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3の
    いずれか1つに記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記複数のリード同士は、これらリード
    の配置方向に対してほぼ直交する方向に配置された導体
    を通じて電気的に接続されていることを特徴とする請求
    項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の半導体装置。
JP21127794A 1994-09-05 1994-09-05 半導体装置 Pending JPH0878609A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011049198A (ja) * 2009-08-25 2011-03-10 Nec Tokin Corp リードフレーム及びインターポーザ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011049198A (ja) * 2009-08-25 2011-03-10 Nec Tokin Corp リードフレーム及びインターポーザ

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