JPH1140754A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH1140754A
JPH1140754A JP9192876A JP19287697A JPH1140754A JP H1140754 A JPH1140754 A JP H1140754A JP 9192876 A JP9192876 A JP 9192876A JP 19287697 A JP19287697 A JP 19287697A JP H1140754 A JPH1140754 A JP H1140754A
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pad
pads
buffer
semiconductor device
buffers
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Hideo Kameda
英夫 亀田
Naoto Ueda
直人 上田
Yoichi Goi
陽一 五井
Hideki Taniguchi
秀樹 谷口
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Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＣ集積度向上に伴い半導体装置のパッド間
隔が狭小化しワイヤボンディング工程やＩＣの信頼性に
影響を与えるという課題があった。 【解決手段】 半導体チップの一辺に対して配置された
複数バッファからなるバッファ領域と、少なくともバッ
ファ数分のパッドを含みバッファ領域よりもチップの外
側に配置されたパッド領域と、パッドとバッファをそれ
ぞれ接続する信号線と、余剰パッドと接続する電源線お
よび接地線とを備え、これらの少なくとも一方は信号線
と絶縁層を介して部分的に重なり合うように構成した。

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、ゲートアレイ等
のマスタ・スライス型半導体装置に関し、特にワイヤボ
ンディングを行う際に狭ピッチに対応したボンディング
パッドおよびバッファのレイアウトに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来の狭ピッチに対応するボンデ
ィングパッドおよびバッファを用いたマスタスライス方
式の半導体装置のチップ構成図であり、図９は図８の囲
い部分Ａのボンディングパッドおよびバッファの構成を
示す部分拡大図である。図において、１はボンディング
パッド、１ａ，１ｂはそれぞれ外周および内周ボンディ
ングパッド、２はバッファ、３は外周および内周ボンデ
ィングパッド１ａ，１ｂとバッファ２を接続する配線、
４は電源用ボンディングパッド、５は接地用ボンディン
グパッド、６は電源用ボンディングパッド４と電源線を
接続する配線、７は接地用ボンディングパッド５と接地
線を接続する配線、８はバッファ２と内部回路を接続す
る内部配線、ａはジグザグに配置された外周および内周
ボンディングパッド１ａ，１ｂのピッチである。配線３
にはそれぞれ信号線、電源線および接地線が含まれてお
り、電源線ないし接地線とバッファとを接続する配線の
幅は、通過電流量が大きいためエレクトロマイグレーシ
ョン等の信頼性対策から、信号線と接続する配線の幅に
比べて通常太めに設定されている（図７参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は以
上のように構成されているので、外周ボンディングパッ
ド１ａと内周ボンディングパッド１ｂが近接しており、
さらにボンディングパッドのピッチａを小さくするため
にはボンディングパッド１のサイズを小さくしなければ
ならず、これが小さくなればワイヤボンディング工程が
困難になる。加えて、バッファ２の幅が小さくなるとそ
の形状が細長くなり、バッファ設計に制約を受けるとと
もに、ボンディングパッド１とバッファ２を接続する配
線の幅を細くしなければならないので、集積回路ＩＣの
信頼性に影響を与えてしまうなどの課題があった。
【０００４】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、半導体チップの四辺に配列されて
いるＩ／Ｏ（入力および出力回路構成）等を含むバッフ
ァと各々接続するボンディングパッドを極端に小さくす
ることなくパッドピッチを小さくでき、ボンディングパ
ッドとバッファ間の配線幅を十分確保できる半導体装置
を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る半導体装置は、半導体チップの一辺に対して配置され
た複数個のバッファを有するバッファ領域と、少なくと
もバッファ数分のパッドを有しておりバッファ領域より
も外側に配置されたパッド領域と、パッドとバッファを
それぞれ接続する信号線と、パッドの余剰分と接続する
電源線および接地線とを備えるものであり、電源線およ
び接地線の少なくとも一方は信号線と絶縁層を介して重
なり合うものである。
【０００６】請求項２記載の発明に係る半導体装置は、
半導体チップの一辺に対して複数個のバッファが配置さ
れたバッファ領域と、少なくともバッファ数分のパッド
を有しておりバッファ領域よりも外側に配置され信号線
を介して上記バッファとそれぞれ接続するパッド領域
と、バッファ領域よりも内側に配置され電源線および接
地線と接続するパッドとを備えるものである。
【０００７】請求項３記載の発明に係る半導体装置は、
信号線が第１信号線と第２信号線とからなり、これらが
他の絶縁層を介して部分的に重なり合うものである。
【０００８】請求項４記載の発明に係る半導体装置は、
パッド領域のパッドの一部は電源線および接地線の少な
くとも一方とも接続しており、この一方は信号線と絶縁
層を介して部分的に重なり合うものである。
【０００９】
【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
導体装置の構成図、図２は図１の囲い部分Ｂの構成図、
図３は図２のＩ−Ｉ線に沿った断面図であり、図におい
て、１はボンディングパッド（パッド）、１ａ，１ｂは
それぞれ外周および内周ボンディングパッド（パッ
ド）、２はバッファ、３は外周および内周ボンディング
パッド１ａ，１ｂとバッファ２を接続する配線（信号
線）、４は電源用ボンディングパッド（パッド）、５は
接地用ボンディングパッド（パッド）、６は電源用ボン
ディングパッド４と電源線を接続する配線（電源線）、
７は接地用ボンディングパッド５と接地線を接続する配
線（接地線）、８はバッファ２と内部回路を接続する内
部配線、１１ａはＡｌ等からなる信号線（第２信号線）
３ｂと接続するボンディングパッド、１１ｂは信号線
（第１信号線）３ａと接続するボンディングパッド、２
１は他の絶縁層としての第１絶縁膜、２２は絶縁層とし
ての第２絶縁膜、２３は表面保護膜、ａはジグザグに配
列された外周および内周ボンディングパッド１ａ，１ｂ
のピッチ、ｃは電源用ボンディングパッド４とボンディ
ングパッド１１ａ間距離、ｄはボンディングパッド１１
ａ，１１ｂ間の距離である。
【００１０】電源線や接地線と接続する配線６，７は通
過する電流量が大きいのでエレクトロマイグレーション
対策から信号線と接続する配線３よりも配線幅が太めに
形成されており、配線３を構成する第１および第２Ａｌ
配線とは別に第３Ａｌ配線により与えられている。な
お、ワイヤボンディングするためには通常ワイヤ線同士
が絡み合ってショートしないように半導体チップの一辺
に対して垂直方向からみてボンディングパッドが重なり
合っていてはいけない。
【００１１】この実施の形態１の構成によれば、チップ
角に近いボンディングパッド１１ａ，１１ｂをチップの
角方面に引き出して、その空いた領域に電源用および／
または接地用のボンディングパッド４，５を配置してい
る。これにより、電源用および／または接地用の配線は
バッファ２が配列されているバッファ領域に対応して確
保されているため、バッファ領域の該当箇所に電源用お
よび／または接地用のバッファ領域を新たに確保する必
要はない。なお、図３によれば、電源線および／または
接地線である配線６，７は第３Ａｌ配線により与えられ
ているが、設計上可能であれば第１および／または第２
Ａｌ配線により与えることができる。
【００１２】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、パッドピッチａを広げることなく電源ないし接地電
位を配線することができ、使用できるＩ／Ｏ数を減らす
ことなく電源ないし接地電位をチップに供給することが
できる。また、該当する電源用および接地用ボンディン
グパッド４，５と電源線および接地線をそれぞれ接続す
る配線６，７の幅は十分確保できるため、ＩＣの信頼性
にも影響を与えないという効果が得られる。
【００１３】実施の形態２．図４はこの発明の実施の形
態２による半導体装置の構成図、図５は図１の囲い部分
Ｃの構成図であり、図において、１はボンディングパッ
ド、１ａ，１ｂはそれぞれボンディングパッド１の外周
および内周ボンディングパッド、２はバッファ、３は外
周および内周ボンディングパッド１ａ，１ｂとバッファ
２を接続する配線、４は電源用ボンディングパッド、５
は接地用ボンディングパッド、６は電源用ボンディング
パッド４と電源線を接続する配線、７は接地用ボンディ
ングパッド５と接地線を接続する配線、８はバッファ２
と内部回路を接続する内部配線である。
【００１４】外周および内周ボンディングパッド１ａ，
１ｂは信号用としてのみ使用し、バッファ領域よりも内
側に配置された最内周のボンディングパッド４，５は電
源ないし接地用としてのみ使用する。このため、従来電
源ないし接地用としてバッファ領域に確保していた領域
を全て信号用のバッファ２のために使用できるので、チ
ップ上に必要となる電源および接地ピンの本数に依存す
ることなく半導体チップのサイズを小さくすることがで
きる。また、外周および内周ボンディングパッド１ａ，
１ｂとバッファ２を接続する配線３の幅を十分に確保す
ることができる。
【００１５】これを図６と図７を用いて説明する。図６
はこの実施の形態２の部分説明図、図７は従来例のそれ
である。図において、ａはジグザグに配置されたボンデ
ィングパッド１ａ，１ｂのピッチ、ｂは隣り合うボンデ
ィングパッド１ｂ間に電源用または接地用ボンディング
パッド４，５およびその配線６，７を配置した場合のピ
ッチであり、その他の構成は同様であるから同一部分に
は同一符号を付して重複説明を省略する。これによれ
ば、従来例を示す図７では、複数のバッファ２からなる
バッファ領域に対して同じ側に信号用の外周および内周
ボンディングパッド１ａ，１ｂと電源用または接地用ボ
ンディングパッド４，５が配置されているので、通過電
流量の関係から配線幅を太めに確保する必要がある（電
源用または接地用ボンディングパッド４，５と接続す
る）配線６，７の影響を受けてピッチｂが通常ピッチａ
に比べて大きくなっている。一方、この実施の形態２を
示す図６では、バッファ２からなるバッファ領域に対し
て反対側に信号用の外周および内周ボンディングパッド
１ａ，１ｂと電源用または接地用ボンディングパッド
４，５が配置されているので通常ピッチａを前記のよう
にピッチ差（ｂ−ａ）分広げる必要はない。
【００１６】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、最内周のボンディングパッド４，５は電源ないし接
地線に使用し、外周および内周ボンディングパッド１
ａ，１ｂは信号線に使用するように設定できるので、従
来はバッファ領域に確保していた領域を信号線に割り当
てることができ、これにより使用可能なＩ／Ｏ数を増加
させることができる効果がある。加えて、ボンディング
パッド１とバッファ２を接続する配線３の幅を十分に確
保できるので、ＩＣの信頼性に影響を与えることなく半
導体チップのサイズを小さくできる効果がある。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、バッファ数よりも多い余剰分のパッドと接続する
電源線ないし接地線を信号線と絶縁層を介して部分的に
重なり合うように構成したので、各バッファに接続する
信号線のパッドを半導体チップの角方面に引き延ばして
配置することができる。したがって、引き延ばした信号
線のパッドの分だけバッファ数分の配列パッドのピッチ
を狭ピッチにしなくて済むので、パッドの大きさを極端
に小さくせずに済み、ワイヤボンディング工程を容易に
する効果がある。加えて、重なり合う信号線が接続する
バッファ領域も上記の構成によりＩ／Ｏとして使用する
ことができる効果がある。
【００１８】請求項２記載の発明によれば、バッファ領
域よりも外側に配置され信号線と接続するパッドからな
るパッド領域と、バッファ領域よりも内側に配置され電
源線および接地線と接続するパッドとが別々に与えられ
るように構成したので、パッド領域には信号用のバッフ
ァと接続するパッドを専用に配置することができ、従来
は電源ないし接地用のパッド領域の確保のために使用で
きなかったＩ／Ｏを有効利用できる効果がある。また、
パッド領域のパッドピッチをバッファ数に合わせて設定
できるので、パッドの大きさおよびバッファと接続する
配線の幅も余裕をもって与えることができ、したがっ
て、ワイヤボンディング工程およびＩＣの信頼性に影響
を与えないでチップサイズを小さくできる効果がある。
【００１９】請求項３記載の発明によれば、信号線が第
１信号線と第２信号線とからなり、これらが他の絶縁層
を介して部分的に重なり合うように構成したので、パッ
ド領域が狭くても信号線の重なり合いを利用しながらピ
ッチが極端に小さくならないように漸次的に設定するこ
とでパッドの大きさを極端に小さくせずに済み、上記効
果に加えて設計余裕を確保できる効果がある。
【００２０】請求項４記載の発明によれば、パッド領域
のパッドの一部は電源線および接地線の少なくとも一方
とも接続しており、この一方は信号線と絶縁層を介して
部分的に重なり合うように構成したので、バッファ領域
の内側で何らかの制約により電源線および接地線と接続
するパッドを配置できない場合でも、上記の重なり合い
を利用してパッド領域のピッチを狭めずに済ませること
ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による半導体装置を
示すチップ構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による半導体装置を
示す部分拡大図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による半導体装置を
示す断面図である。
【図４】 この発明の実施の形態２による半導体装置を
示すチップ構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態２による半導体装置を
示す部分拡大図である。
【図６】 この発明の実施の形態２による半導体装置を
示す部分説明図である。
【図７】 従来の半導体装置を示す部分説明図である。
【図８】 従来の半導体装置を示すチップ構成図であ
る。
【図９】 従来の半導体装置を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
１ ボンディングパッド（パッド）、１ａ 外周ボンデ
ィングパッド（パッド）、１ｂ 内周ボンディングパッ
ド（パッド）、２ バッファ、３ 配線（信号線）、３
ａ，３ｂ 信号線（第１信号線、第２信号線）、４ 電
源用ボンディングパッド（パッド）、５ 接地用ボンデ
ィングパッド（パッド）、６ 配線（電源線）、７ 配
線（接地線）、２１ 第１絶縁膜（他の絶縁層）、２２
第２絶縁膜（絶縁層）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 秀樹 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップの一辺に対して配置された
    複数個のバッファを有するバッファ領域と、少なくとも
    バッファ数分のパッドを有しており、上記バッファ領域
    よりも上記半導体チップの外側に配置されたパッド領域
    と、上記パッドと上記バッファをそれぞれ接続する信号
    線と、上記パッドの余剰分と接続する電源線および接地
    線とを備えた半導体装置において、 上記電源線および接地線の少なくとも一方は上記信号線
    と絶縁層を介して部分的に重なり合うことを特徴とする
    半導体装置。
  2. 【請求項２】 半導体チップの一辺に対して複数個のバ
    ッファが配置されたバッファ領域と、少なくともバッフ
    ァ数分のパッドを有しており、これらが上記バッファ領
    域よりも上記半導体チップの外側に配置され信号線を介
    して上記バッファとそれぞれ接続するパッド領域と、上
    記バッファ領域よりも上記チップの内側に配置され電源
    線および接地線と接続するパッドとを備えた半導体装
    置。
  3. 【請求項３】 信号線が第１信号線と第２信号線とから
    なり、これらが他の絶縁層を介して部分的に重なり合う
    ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体
    装置。
  4. 【請求項４】 パッド領域の信号線と接続していないパ
    ッドは電源線および接地線の少なくとも一方とも接続し
    ており、この一方は信号線と絶縁層を介して部分的に重
    なり合うことを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
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