JPH1084074A - 半導体パッケージ - Google Patents

半導体パッケージ

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JPH1084074A
JPH1084074A JP8238054A JP23805496A JPH1084074A JP H1084074 A JPH1084074 A JP H1084074A JP 8238054 A JP8238054 A JP 8238054A JP 23805496 A JP23805496 A JP 23805496A JP H1084074 A JPH1084074 A JP H1084074A
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JP
Japan
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capacitor
semiconductor chip
die pad
die
bonded
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JP8238054A
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English (en)
Inventor
Takashi Harada
尚 原田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップの微細化に伴って外来ノイズや
チップ自身から発生されるノイズに起因してチップの誤
動作が起きると共に外部回路へも影響を与えるという課
題があった。 【解決手段】 ダイパッド１２上に渦巻状のコンデンサ
２２が接着され、この渦巻状のコンデンサ２２の上に半
導体チップ１６がダイボンディングされている。対向電
極面が粗面化されたコンデンサを用いることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体パッケージ
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の半導体パッケージの断面図
であり、図において、１１は樹脂封止型の半導体パッケ
ージ、１２はダイパッド、１４はリード、１６は半導体
チップ、１８はボンディングワイヤであり、半導体チッ
プ１６の表面に形成されたパッドとリード１４とを接続
するためのものである。２０はモールド樹脂であり、ダ
イパッド１２，半導体チップ１６，ボンディングワイヤ
１８などを封止して外部の水分や傷から保護する。３４
は半導体チップ１６をダイパッド１２上にダイボンドす
るためのダイボンディング樹脂である。
【０００３】次に動作について説明する。ウエハプロセ
スを経て個々のチップに分割された半導体チップ１６
は、ダイボンディング樹脂３４によってダイパッド１２
上にダイボンディングされる。次いで半導体チップ１６
の表面に形成されたパッドとリード１４とがボンディン
グワイヤ１８によってワイヤボンディング接続される。
その後、ダイパッド１２，半導体チップ１６，ボンディ
ングワイヤ１８などは、モールド樹脂２０によって樹脂
封止されて半導体パッケージ１１が完成する。
【０００４】半導体チップ１６は、裏面がダイボンディ
ング樹脂３４によってダイパッド１２上へ接着されるこ
とにより半導体パッケージ１１内部に固定されており、
表面に形成されたパッドがボンディングワイヤ１８によ
って対応するリード１４と電気的に接続されている。半
導体パッケージ１１はリード１４の半導体パッケージ１
１外部に導出された部分（アウターリード）をプリント
基板の配線に半田付けすることにより実装された後、各
種の電気機器に組み込まれる。半導体チップ１６はプリ
ント基板の配線（プリント配線）から電源の供給を受け
たり、プリント配線を介して外部の集積回路装置（Ｉ
Ｃ，ＬＳＩ）や表示装置（ＬＣＤ）などとの間でデータ
や制御信号など各種信号の入出力を行っている。半導体
チップ１６とプリント配線との間の電気的接続は、プリ
ント配線−リード１４−ボンディングワイヤ１８−パッ
ド−半導体チップ１６から成る経路を有する。
【０００５】モールド樹脂２０はリード１４の半導体パ
ッケージ１１外部に導出された部分（アウターリード）
を除き、ダイパッド１２，リード１４，半導体チップ１
６，ボンディングワイヤ１８などを封止して外部の水分
や傷などから保護している。
【０００６】このように半導体チップ１６は半導体パッ
ケージ１１に組み立てることにより、外部の水分や傷な
どから保護されているので取り扱いが容易になり、各種
電気機器に搭載されるプリント基板などへの実装が容易
になっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体パッケー
ジは以上のように構成されているので、以下のような課
題があった。半導体チップ１６は、高性能化、高機能
化、低コスト化などを目的とした高集積化に伴って微細
化が進んでいる。この微細化に伴い、外来ノイズに起因
する誤動作や半導体チップ１６自身から発生するノイズ
による外部回路への悪影響が問題となってくる。このよ
うな問題が生じる原因として、半導体チップ１６にトラ
ンジスタを集積させるときに作られる寄生容量、あるい
は半導体チップ１６の表面に作り込まれるコンデンサの
容量がデザインルールの微細化に伴って減少するため
に、外来ノイズやチップ内部から発生するノイズを吸収
できないことが考えられる。
【０００８】半導体チップ１６に集積されているトラン
ジスタはクロックによって動作している。クロックは半
導体パッケージ１１の外部から供給されたり、発振子を
用いて発生させたり、あるいはＣＲによる発振などの方
法によって得ている。クロックが変化（立ち上がり，立
ち下がり）する際にトランジスタがオンあるいはオフす
るから、電源から接地へ貫通電流が流れ、このために電
源電圧が揺らぐ。この電源電圧の揺らぎが、半導体チッ
プ１６から発生するノイズである。
【０００９】トランジスタのデザインルールが大きかっ
たときには、トランジスタの寄生容量や作り込まれたコ
ンデンサの容量が大きいから、電源電圧の揺らぎをトラ
ンジスタの寄生容量や作り込まれたコンデンサによって
吸収することができた。しかしながら半導体集積回路装
置の高集積化・微細化に伴ってデザインルールが縮小す
ると、トランジスタの寄生容量が減少すると共に作り込
みコンデンサの面積が縮小のために容量が小さくなるか
ら、電源電圧の揺らぎをトランジスタの寄生容量や作り
込みコンデンサによって吸収することができないという
課題があった。
【００１０】また、デザインルールの縮小に伴うトラン
ジスタの高速動作が、さらに大きな電源電圧の揺らぎを
作り出すという課題もあった。
【００１１】さらに、プリント配線などを介してパッケ
ージの外部から供給される電源電圧にノイズ（以下、電
源ノイズという）が乗ると、半導体チップ１６全体の電
源電圧が揺らいでしまうから、誤動作を引き起こす。こ
のような電源ノイズも、デザインルールが大きいときに
は、トランジスタの寄生容量や作り込みコンデンサの容
量によって吸収することができたが、デザインルールの
縮小に伴い、上述したのと同じ理由により電源ノイズを
吸収できない課題があった。
【００１２】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、半導体チップの微細化に伴って問
題となる、外来ノイズや半導体チップ自身から発生され
るノイズを吸収できるようにして、半導体チップの誤動
作を防止すると共に外部回路への影響を低減することの
できる半導体パッケージを得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る半導体パッケージは、半導体チップと、渦巻状のコン
デンサとが同一パッケージ内に格納されたものである。
【００１４】請求項２記載の発明に係る半導体パッケー
ジは、ダイパッドと、該ダイパッドの上面に接着された
渦巻状のコンデンサと、該コンデンサ上にダイボンディ
ングされた半導体チップとを備えたものである。
【００１５】請求項３記載の発明に係る半導体パッケー
ジは、ダイパッドと、該ダイパッドの上面にダイボンデ
ィングされた半導体チップと、前記ダイパッドの下面に
接着された渦巻状のコンデンサとを備えたものである。
【００１６】請求項４記載の発明に係る半導体パッケー
ジは、ダイパッドと、該ダイパッドの上面に接着された
渦巻状のコンデンサと、該コンデンサ上にダイボンディ
ングされた半導体チップと、前記ダイパッドの下面に接
着された渦巻状のコンデンサとを備えたものである。
【００１７】請求項５記載の発明に係る半導体パッケー
ジは、半導体チップと、対向電極の少なくとも一方の表
面が粗面化されたコンデンサとが同一パッケージ内に格
納されたものである。
【００１８】請求項６記載の発明に係る半導体パッケー
ジは、ダイパッドと、該ダイパッドの上面に接着され、
対向電極の少なくとも一方の表面が粗面化されたコンデ
ンサと、該コンデンサ上にダイボンディングされた半導
体チップとを備えたものである。
【００１９】請求項７記載の発明に係る半導体パッケー
ジは、ダイパッドと、該ダイパッドの上面にダイボンデ
ィングされた半導体チップと、前記ダイパッドの下面に
接着され、対向電極の少なくとも一方の表面が粗面化さ
れたコンデンサとを備えたものである。
【００２０】請求項８記載の発明に係る半導体パッケー
ジは、ダイパッドと、該ダイパッドの上面に接着された
渦巻状のコンデンサと、該コンデンサ上にダイボンディ
ングされた半導体チップと、前記ダイパッドの下面に接
着され、対向電極の少なくとも一方の表面が粗面化され
たコンデンサとを備えたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による半
導体パッケージの断面図であり、図において、１１は樹
脂封止型の半導体パッケージ、１２はダイパッド、１４
はリード、１６は半導体チップ、１８はボンディングワ
イヤであり、半導体チップ１６の表面に形成されたパッ
ドとリード１４とを接続するためのものである。２０は
モールド樹脂であり、ダイパッド１２，半導体チップ１
６，ボンディングワイヤ１８などを封止して外部の水分
や傷から保護する。２２はノイズ除去用のコンデンサ、
２４はコンデンサ２２を構成する電源用メタル層、２６
はコンデンサ２２を構成する誘電体層、２８はコンデン
サ２２を構成する接地用メタル層である。３０はコンデ
ンサ２２をダイパッド１２上に接着するための接着剤で
ある。３２は半導体チップ１６をコンデンサ２２上にダ
イボンドするためのダイボンディング樹脂である。
【００２２】この実施の形態１による半導体パッケージ
では、ダイパッド１２上に渦巻状のコンデンサ２２を接
着し、その上に半導体チップ１６をダイボンディングし
ている。
【００２３】次に動作について説明する。コンデンサ２
２は、電源用メタル層２４と接地用メタル層２８との間
に誘電体層２６を挟み込んだものをロールして渦巻状と
なした後、押しつぶして偏平にすることにより作製され
る。渦巻状とすることにより小さな容積で大きな容量が
得られる。
【００２４】このようにして作製されたコンデンサ２２
は、接着剤３０によってダイパッド１２上に接着され
る。ダイパッド１２に接着されたコンデンサ２２上に、
半導体チップ１６がダイボンディング樹脂３２によって
ダイボンディングされる。
【００２５】次いでワイヤボンディングが施される。図
２は図１に示す半導体パッケージ１１の上面透視図であ
り、図において、１４ａは電源用リード、１４ｂは接地
用リード、１７は半導体チップ１６上に形成されたパッ
ドである。以下、図１および図２を参照してワイヤボン
ディングを説明する。パッド１７とリード１４とは、通
常通り対応関係にあるもの同士がボンディングワイヤ１
８によってワイヤボンディングされる。この実施の形態
１では、さらにコンデンサ２２を構成する電源用メタル
層２４と電源用リード１４ａとの間、およびコンデンサ
２２を構成する接地用メタル層２８と接地用リード１４
ｂとの間もボンディングワイヤ１８によってワイヤボン
ディングされる。
【００２６】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、半導体パッケージ１１内において電源用リード１４
ａと接地用リード１４ｂとの間にコンデンサ２２が設け
られているので、電源電圧の揺らぎに起因して半導体チ
ップ１６自身から発生するノイズや外部から供給される
電源電圧に乗った電源ノイズを効率的に除去することが
できる。この実施の形態１によるコンデンサ２２は、半
導体チップ１６に形成されたトランジスタの寄生容量や
作り込みコンデンサとは別に設けることができるうえ
に、これらの容量よりも大きな容量のものを作製するこ
とができるから、半導体チップ１６内の電源電圧の揺ら
ぎや外部からの電源ノイズを吸収するのに必要な容量を
容易に確保することができる。また、半導体チップ１６
上にノイズ除去用のコンデンサを作り込む必要がないか
ら、半導体チップ１６の回路設計が容易になる。
【００２７】上述した実施の形態１による半導体パッケ
ージではコンデンサ２２をダイパッド１２の上面に設け
る例を示したが、コンデンサ２２をダイパッド１２の下
面に設けてもよい。こうすると、半導体チップ１６をダ
イパッド１２上に接着するダイボンディング工程を通常
通り行えるという利点がある。
【００２８】また、コンデンサ２２をダイパッド１２の
上面および下面の両面に設けることもできる。これによ
り、より大きな容量が得られる。
【００２９】この実施の形態１では半導体パッケージと
して樹脂封止型パッケージを例に説明したが、これに限
らずこの発明はセラミックパッケージなど他の形式のパ
ッケージにも適用することができる。
【００３０】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２による半導体パッケージの断面図であり、図におい
て、１１は樹脂封止型の半導体パッケージ、１２はダイ
パッド、１４はリード、１６は半導体チップ、１８はボ
ンディングワイヤであり、半導体チップ１６の表面に形
成されたパッドとリード１４とを接続するためのもので
ある。２０はモールド樹脂であり、ダイパッド１２，半
導体チップ１６，ボンディングワイヤ１８などを封止し
て外部の水分や傷から保護する。２２はノイズ除去用の
コンデンサ、２４はコンデンサ２２を構成する電源用メ
タル層、２６ａ，２６ｂはコンデンサ２２を構成する誘
電体層、２８ａ，２８ｂはコンデンサ２２を構成する接
地用メタル層である。３２は半導体チップ１６をコンデ
ンサ２２上にダイボンドするためのダイボンディング樹
脂である。
【００３１】この実施の形態２による半導体パッケージ
では、ダイパッド１２上に誘電体層２６ａ，２６ｂを挟
んで対向する電極層（電源用メタル層２４，接地用メタ
ル層２８ａ，２８ｂ）の表面が粗面化されたコンデンサ
２２が接着され、その上に半導体チップ１６がダイボン
ディングされている。
【００３２】次に動作について説明する。コンデンサ２
２は、電源用メタル層２４の上下両面の表面を粗面化し
た後、対向面を粗面化した接地用メタル層２８ａ，２８
ｂを誘電体層２６ａ，２６ｂを介在させて被着すること
により作製される。電源用メタル層２４の上下両面およ
び接地用メタル層２８ａ，２８ｂの対向面が粗面化され
ているので、コンデンサ２２を構成する対向電極の表面
積を大きくすることができるから、小さな容積で大きな
容量が得られる。電源用メタル層２４および接地用メタ
ル層２８ａ，２８ｂの粗面化は種々の形状によって実現
される。例えば多数の波形から成る形状，多数のディン
プルから成る形状，多数の凸部から成る形状などを採用
することができる。
【００３３】このようにして作製されたコンデンサ２２
は、接地用メタル層２８ｂを半田付けなどによってダイ
パッド１２に接着することにより搭載される。ダイパッ
ド１２に搭載されたコンデンサ２２の上面を構成する接
地用メタル層２８ａ上に、半導体チップ１６がダイボン
ディング樹脂３２によってダイボンディングされる。
【００３４】次いでワイヤボンディングが施される。図
４は図３に示す半導体パッケージ１１の上面透視図であ
り、図において、１４ａは電源用リード、１４ｂは接地
用リード、１７は半導体チップ１６上に形成されたパッ
ドである。以下、図３および図４を参照してワイヤボン
ディングを説明する。パッド１７とリード１４とは、通
常通り対応関係にあるもの同士がボンディングワイヤ１
８によってワイヤボンディングされる。この実施の形態
２では、さらにコンデンサ２２を構成する電源用メタル
層２４と電源用リード１４ａとの間、およびダイパッド
１２と接地用リード１４ｂとの間もボンディングワイヤ
１８によってワイヤボンディングされる。下側の接地用
メタル層２８ｂはダイパッド１２と電気的に接続されて
いるから、ダイパッド１２と接地用リード１４ｂとの間
をボンディングワイヤ１８によって接続することにより
コンデンサ２２を構成する接地用メタル層２８ｂが接地
される。上側の接地用メタル層２８ｂはダイボンディン
グ樹脂３２によって半導体チップ１６の下面と電気的に
接続されているから、半導体チップ１６上に形成された
接地用パッド１７を介して接地される。
【００３５】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、半導体パッケージ１１内において電源用リード１４
ａと接地用リード１４ｂとの間にコンデンサ２２が設け
られているので、電源電圧の揺らぎに起因して半導体チ
ップ１６自身から発生するノイズや外部から供給される
電源電圧に乗った電源ノイズを効率的に除去することが
できる。この実施の形態２によるコンデンサ２２は、半
導体チップ１６に形成されたトランジスタの寄生容量や
作り込みコンデンサとは別に設けることができるうえ
に、これらの容量よりも大きな容量のものを作製するこ
とができるから、半導体チップ１６内の電源電圧の揺ら
ぎや外部からの電源ノイズを吸収するのに必要な容量を
容易に確保することができる。また、半導体チップ１６
上にノイズ除去用のコンデンサを作り込む必要がないか
ら、半導体チップ１６の回路設計が容易になる。
【００３６】上述した実施の形態２による半導体パッケ
ージでは、電源用メタル層２４の上下両面に誘電体層２
６ａ，２６ｂを介在させて２層の接地用メタル層２８
ａ，２８ｂを被着させたコンデンサ２２の例を示した
が、電源用メタル層２４に対向させる接地用メタル層は
１層でもよい。この場合は、電源用メタル層２４下面の
誘電体層２６ｂおよび接地用メタル層２８ｂのみでコン
デンサ２２を構成する。さらに、接地用メタル層２８ｂ
を省略してダイパッド１２自体を接地用メタル層とする
こともできる。
【００３７】また、上述した実施の形態２ではコンデン
サ２２を構成する電源用メタル層２４および２層の接地
用メタル層２８ａ，２８ｂの表面を全て粗面化する例を
示したが、粗面化は対向する２層のメタル層のどちらか
一方のみでもよい。
【００３８】また、図３に示す実施の形態２による半導
体パッケージではコンデンサ２２をダイパッド１２の上
面に設ける例を示したが、コンデンサ２２をダイパッド
１２の下面に設けてもよい。こうすると、半導体チップ
１６をダイパッド１２上に接着するダイボンディング工
程を通常通り行えるという利点がある。
【００３９】さらに、コンデンサ２２をダイパッド１２
の上面および下面の両面に設けることもできる。これに
より、より大きな容量が得られる。
【００４０】この実施の形態２では半導体パッケージと
して樹脂封止型パッケージを例に説明したが、これに限
らずこの発明はセラミックパッケージなど他の形式のパ
ッケージにも適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、半導体パッケージを、半導体チップと、渦巻状の
コンデンサとを同一パッケージ内に格納するように構成
したので、半導体チップの微細化に伴って問題となる、
外来ノイズや半導体チップ自身から発生されるノイズを
吸収できるから、半導体チップの誤動作を防止できると
共に外部回路への影響を低減できる効果がある。
【００４２】請求項２記載の発明によれば、半導体パッ
ケージを、ダイパッドと、該ダイパッドの上面に接着さ
れた渦巻状のコンデンサと、該コンデンサ上にダイボン
ディングされた半導体チップとを備えるように構成した
ので、小さな容積で大きな容量が得られる効果がある。
【００４３】請求項３記載の発明によれば、半導体パッ
ケージを、ダイパッドと、該ダイパッドの上面にダイボ
ンディングされた半導体チップと、前記ダイパッドの下
面に接着された渦巻状のコンデンサとを備えるように構
成したので、半導体チップのダイボンディング工程を通
常通り行える効果がある。
【００４４】請求項４記載の発明によれば、半導体パッ
ケージを、ダイパッドと、該ダイパッドの上面に接着さ
れた渦巻状のコンデンサと、該コンデンサ上にダイボン
ディングされた半導体チップと、前記ダイパッドの下面
に接着された渦巻状のコンデンサとを備えるように構成
したので、より大きな容量が得られる効果がある。
【００４５】請求項５記載の発明によれば、半導体パッ
ケージを、半導体チップと、対向電極の少なくとも一方
の表面が粗面化されたコンデンサとを同一パッケージ内
に格納するように構成したので、半導体チップの微細化
に伴って問題となる、外来ノイズや半導体チップ自身か
ら発生されるノイズを吸収できるから、半導体チップの
誤動作を防止できると共に外部回路への影響を低減でき
る効果がある。
【００４６】請求項６記載の発明によれば、半導体パッ
ケージを、ダイパッドと、該ダイパッドの上面に接着さ
れ、対向電極の少なくとも一方の表面が粗面化されたコ
ンデンサと、該コンデンサ上にダイボンディングされた
半導体チップとを備えるように構成したので、小さな容
積で大きな容量が得られる効果がある。
【００４７】請求項７記載の発明によれば、半導体パッ
ケージを、ダイパッドと、該ダイパッドの上面にダイボ
ンディングされた半導体チップと前記ダイパッドの下面
に接着され、対向電極の少なくとも一方の表面が粗面化
されたコンデンサとを備えるように構成したので、半導
体チップのダイボンディング工程を通常通り行える効果
がある。
【００４８】請求項８記載の発明によれば、半導体パッ
ケージを、ダイパッドと、該ダイパッドの上面に接着さ
れた渦巻状のコンデンサと、該コンデンサ上にダイボン
ディングされた半導体チップと、前記ダイパッドの下面
に接着され、対向電極の少なくとも一方の表面が粗面化
されたコンデンサとを備えるように構成したので、より
大きな容量が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による半導体パッケ
ージの断面図である。
【図２】 図１に示す実施の形態１による半導体パッケ
ージの上面透視図である。
【図３】 この発明の実施の形態２による半導体パッケ
ージの断面図である。
【図４】 図３に示す実施の形態２による半導体パッケ
ージの上面透視図である。
【図５】 従来の半導体パッケージの断面図である。
【符号の説明】
１２ ダイパッド、１６ 半導体チップ、２２ コンデ
ンサ。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップと、渦巻状のコンデンサと
    が同一パッケージ内に格納されたことを特徴とする半導
    体パッケージ。
  2. 【請求項２】 ダイパッドと、該ダイパッドの上面に接
    着された渦巻状のコンデンサと、該コンデンサ上にダイ
    ボンディングされた半導体チップとを備えたことを特徴
    とする請求項１記載の半導体パッケージ。
  3. 【請求項３】 ダイパッドと、該ダイパッドの上面にダ
    イボンディングされた半導体チップと、前記ダイパッド
    の下面に接着された渦巻状のコンデンサとを備えたこと
    を特徴とする請求項１記載の半導体パッケージ。
  4. 【請求項４】 ダイパッドと、該ダイパッドの上面に接
    着された渦巻状のコンデンサと、該コンデンサ上にダイ
    ボンディングされた半導体チップと、前記ダイパッドの
    下面に接着された渦巻状のコンデンサとを備えたことを
    特徴とする請求項１記載の半導体パッケージ。
  5. 【請求項５】 半導体チップと、対向電極の少なくとも
    一方の表面が粗面化されたコンデンサとが同一パッケー
    ジ内に格納されたことを特徴とする半導体パッケージ。
  6. 【請求項６】 ダイパッドと、該ダイパッドの上面に接
    着され、対向電極の少なくとも一方の表面が粗面化され
    たコンデンサと、該コンデンサ上にダイボンディングさ
    れた半導体チップとを備えたことを特徴とする請求項５
    記載の半導体パッケージ。
  7. 【請求項７】 ダイパッドと、該ダイパッドの上面にダ
    イボンディングされた半導体チップと、前記ダイパッド
    の下面に接着され、対向電極の少なくとも一方の表面が
    粗面化されたコンデンサとを備えたことを特徴とする請
    求項５記載の半導体パッケージ。
  8. 【請求項８】 ダイパッドと、該ダイパッドの上面に接
    着された渦巻状のコンデンサと、該コンデンサ上にダイ
    ボンディングされた半導体チップと、前記ダイパッドの
    下面に接着され、対向電極の少なくとも一方の表面が粗
    面化されたコンデンサとを備えたことを特徴とする請求
    項５記載の半導体パッケージ。
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