WO2016208081A1 - 電子装置 - Google Patents

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隆文 別井
諏訪 元大
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ルネサスエレクトロニクス株式会社
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    • H01L2924/15311Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA

Definitions

  • the present invention relates to, for example, a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are mounted side by side on a wiring board, and an electronic device in which the semiconductor device is mounted.
  • Patent Document 1 JP-A-2006-237385 (Patent Document 1) and JP-A-2007-213375 (Patent Document 2), a plurality of memory chips and a data processing chip for controlling the plurality of memory chips are wired A semiconductor device mounted side by side on a substrate is described.
  • Patent Document 3 discloses a semiconductor in which ground pins and power pins among a plurality of pins (terminals) of a wiring board are continuously arranged from the inside to the outside. An apparatus is described.
  • a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are arranged side by side on a wiring board, and the plurality of semiconductor chips are electrically connected via the wiring board.
  • a technique for increasing the amount of data that can be processed by the semiconductor device is required.
  • An electronic device includes a first wiring board and a semiconductor device mounted on the first wiring board.
  • the semiconductor device includes a second wiring board having a plurality of terminals, a plurality of first semiconductor chips mounted on the second wiring board, and a second semiconductor chip mounted on the second wiring board.
  • the first wiring board includes a first power supply line and a second power supply line for supplying a plurality of different power supply potentials to the second semiconductor chip.
  • the second power supply line is disposed so as to straddle the first substrate side of the second wiring substrate and the first chip side of the second semiconductor chip.
  • the first power supply line extends between the second power supply line and a part of the plurality of first semiconductor chips toward a region overlapping with the second semiconductor chip. Placed in.
  • the area of the first power supply line that overlaps with the second power supply line in the thickness direction is smaller than the area of the first power supply line that does not overlap with the second power supply line. is there.
  • the performance of an electronic device equipped with a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are electrically connected to each other via a wiring board can be improved.
  • FIG. 1 is an enlarged plan view illustrating a configuration example of an electronic device including a semiconductor device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an electrical connection relationship of components included in the electronic device in a cross section taken along line AA in FIG. 1.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view showing an example of a wiring layout in a plan view of the motherboard shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view showing an example of a terminal layout in a plan view of the motherboard shown in FIG. 1. It is an expanded sectional view which expands and shows the periphery of the some terminal shown in FIG. FIG.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an outline of a configuration of a plurality of transmission paths that are electrically connected to a plurality of semiconductor chips included in the semiconductor device illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line BB of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 2 is a plan view showing a structure on the lower surface side of the semiconductor device shown in FIG. 1. It is a top view of the surface side of the logic chip shown in FIG.
  • FIG. 2 is a plan view of the surface side of the memory chip shown in FIG. 1.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view showing a part of a wiring layer in which a power supply line is formed in the wiring board shown in FIG. 4.
  • FIG. 9 is an enlarged plan view showing the terminal array on the lower surface side of the wiring board shown in FIG. 8 and the power supply line shown in FIG. It is an enlarged plan view which shows the modification with respect to FIG.
  • FIG. 14 is an enlarged plan view showing an example of a terminal layout in a plan view of the motherboard shown in FIG. 13.
  • FIG. 12 is an enlarged plan view showing a positional relationship between an extending direction of a power supply line and a through-hole wiring in a wiring board included in an electronic device according to a modified example with respect to FIG.
  • FIG. 8 is a plan view showing a layout example of conductor planes provided in one wiring layer included in the wiring board shown in FIG. 7.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a configuration of a path for supplying a power supply potential to an analog circuit included in the semiconductor device shown in FIG. 6. It is an expanded sectional view which shows the example of examination with respect to FIG.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram showing an outline of a manufacturing process of the semiconductor device described with reference to FIGS. 1 to 18; It is a top view which shows the chip mounting surface side of the wiring board prepared by the wiring board preparation process shown in FIG.
  • FIG. 21 is a plan view showing a state in which a plurality of semiconductor chips are mounted on the wiring board shown in FIG. 20. It is a top view which shows the electronic device by which the semiconductor device which is a modification with respect to FIG. 1 is mounted.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram showing an outline of a manufacturing process of the semiconductor device described with reference to FIGS. 1 to 18; It is a top view which shows the chip mounting surface side of the wiring board prepared by the wiring board preparation process shown in FIG.
  • FIG. 23 is an enlarged plan view showing an example of a wiring layout in a plan view of the motherboard shown in FIG. 22. It is an expanded sectional view which shows the structural example of the electronic device which is a modification with respect to FIG. It is explanatory drawing which shows the modification of the manufacturing process shown in FIG.
  • X consisting of A is an element other than A unless specifically stated otherwise and clearly not in context. It does not exclude things that contain.
  • the component it means “X containing A as a main component”.
  • silicon member is not limited to pure silicon, but includes a SiGe (silicon-germanium) alloy, other multi-component alloys containing silicon as a main component, and other additives. Needless to say, it is also included.
  • gold plating, Cu layer, nickel / plating, etc. unless otherwise specified, not only pure materials but also members mainly composed of gold, Cu, nickel, etc. Shall be included.
  • hatching or the like may be omitted even in a cross section when it becomes complicated or when it is clearly distinguished from a gap.
  • the contour line of the background may be omitted even if the hole is planarly closed.
  • hatching or a dot pattern may be added in order to clearly indicate that it is not a void or to clearly indicate the boundary of a region.
  • the car navigation device taken as an example in this embodiment is an electronic device mounted on a car. 2. Description of the Related Art
  • a car navigation device has various functions (systems) such as a music playback system and a video playback system in addition to a car navigation system that displays the current position of a car and provides route guidance to a destination.
  • functions such as a music playback system and a video playback system
  • a car navigation device has various functions (systems) such as a music playback system and a video playback system in addition to a car navigation system that displays the current position of a car and provides route guidance to a destination.
  • functions such as a music playback system and a video playback system in addition to a car navigation system that displays the current position of a car and provides route guidance to a destination.
  • An electronic device including a plurality of systems as described above includes a plurality of semiconductor devices having different functions (for example, a control semiconductor device and a storage semiconductor device) mounted on a motherboard, and the mother board is connected between the plurality of semiconductor devices.
  • a method of electrical connection by wiring is conceivable.
  • electrical characteristics can be improved in the case of a system in which a plurality of semiconductor devices are connected through wiring on a motherboard. difficult.
  • a semiconductor device PKG1 (see FIG. 1) described below is a multi-chip module (MCM: Multi-Chip Module) having a plurality of semiconductor chips.
  • MCM Multi-Chip Module
  • the semiconductor device PKG1 is a SiP (System in Package) in which a system is formed in one semiconductor package.
  • the wiring board IP1 (see FIG. 2) provided in the semiconductor device PKG1 has a smaller plane area than the wiring board MB1 that is a mother board, and can form wiring with high processing accuracy. For this reason, when a plurality of semiconductor chips are electrically connected, high electrical characteristics can be obtained.
  • a large current exceeding 5 A may be required.
  • the impedance increases as the cross-sectional area of the power supply path decreases.
  • the margin of the power supply potential for operating the circuit is small, there is a concern that the circuit may not operate due to a voltage drop. Therefore, it is preferable to widen the wiring width in the path for supplying the driving power supply potential.
  • the resistance value of the drive voltage supply path is large, there is a concern that the temperature of the semiconductor device PKG1 rises and the circuit operation becomes unstable.
  • a power supply path through which a large current flows as described above and a high-speed signal transmission path of 1.6 Gbps (Giga bit per bit second) or more coexist it is necessary to consider noise countermeasures for the high-speed signal transmission path.
  • noise countermeasures for the high-speed signal transmission path.
  • signals are transmitted using a differential pair, or when the amount of signal transmission per unit time is increased by increasing the bus width, the number of signal transmission paths increases. For this reason, a technique for efficiently forming a wiring path on the wiring board of the interposer having a smaller plane area than the mother board is required.
  • FIG. 1 is an enlarged plan view illustrating a configuration example of the electronic device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an electrical connection relationship of components of the electronic device in a cross section taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing an example of a wiring layout in plan view of the motherboard shown in FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged plan view showing an example of a terminal layout in plan view of the motherboard shown in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the plurality of terminals shown in FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view, hatching is omitted and a plurality of wirings WM are represented by a solid line, a two-dot chain line, and a dotted line in order to make it easy to see an example of the electrical connection relationship of the components of the electronic device EDV1. Shown in one of them.
  • the power supply line WVH1 and the power supply line WVH2 that supply the power supply potential to the logic chip LC do not overlap in the thickness direction.
  • FIG. 1 In the cross section along the line AA shown in FIG. 1, in the vicinity of the power supply device RGL1, the power supply line WVH1 and the power supply line WVH2 that supply the power supply potential to the logic chip LC do not overlap in the thickness direction.
  • FIG. 1 In the cross section along the line AA shown in FIG. 1, in the vicinity of the power supply device RGL1, the power supply line WVH1 and the power supply line WVH2 that supply the power supply potential to the logic chip LC do not overlap in the
  • the power supply line WVH ⁇ b> 1 and the power supply line WVH ⁇ b> 2 are explicitly connected to the logic chip LC and the power supply device RGL ⁇ b> 1.
  • a part in the vicinity of the device RGL1 (a part not overlapping with the power supply line WVH1) is indicated by a two-dot chain line.
  • the signal line WSG for transmitting an electrical signal is indicated by a dotted line.
  • the memory chip MC is not mounted on the cross section along the line AA shown in FIG. However, in FIG. 2, in order to explicitly indicate that the logic chip LC and the memory chip MC are electrically connected, the memory chip MC is schematically shown by a one-dot chain line.
  • the power supply line WVH1, the power supply line WVH2, the power supply line WVQ1, and the power supply line WVQ2 shown in FIG. 3 are formed in the wiring layer of the wiring board MB1 which is a multilayer wiring board.
  • the power supply line WVH1, the power supply line WVH2, the power supply line WVQ1, and the power supply line WVQ2 are indicated by solid lines for easy understanding of the wiring layout.
  • the power supply line WVH1 is provided with a pattern. Further, on the upper surface MBt of the wiring board MB1 shown in FIG.
  • a plurality of terminals CN shown in FIG. 4 are exposed at positions where the semiconductor device PKG1 is mounted.
  • the wiring board MB1 has a large number of signal lines WSG, but a part of the large number of signal lines WSG is indicated by dotted lines for the sake of clarity.
  • FIG. 4 is a plan view, a plurality of terminals CN are shown with different patterns depending on the type of current flowing, and the meanings of the patterns are indicated by symbols next to the legend. Yes.
  • An electronic device (electronic device) EDV1 shown in FIG. 1 includes a wiring board (motherboard, mounting board) MB1, a semiconductor device PKG1 mounted on the wiring board MB1, and a power supply device (regulator) RGL1 mounted on the wiring board MB1. And having.
  • a plurality of electronic components such as a capacitor CC1 (see FIG. 2) are mounted on the wiring board MB1.
  • the power supply device RGL1 mounted on the wiring board MB1 is a power supply component that supplies power to each of a plurality of electronic components included in the electronic device EDV1.
  • the power supply device RGL1 has, for example, a power conversion circuit, and uses power input from an external power source (not shown) provided outside the electronic device EDV1 corresponding to operating voltages and operating currents of various circuits included in the electronic device EDV1. Converted to voltage and current values.
  • the power converted by the power supply device RGL1 is supplied to each of a plurality of circuits (circuits included in electronic components not shown) included in the electronic device EDV1 via the wiring WM included in the wiring board MB1.
  • the wiring board MB1 included in the electronic device EDV1 includes an upper surface (surface, semiconductor device mounting surface) MBt that is a mounting surface of the semiconductor device PKG1, and a lower surface (surface, back surface) MBb opposite to the upper surface MBt (see FIG. 2).
  • the wiring board MB1 is a board that mounts and electrically connects a plurality of electronic components including the semiconductor device PKG1 and constitutes a module, and is required to have strength to support the plurality of electronic components. For this reason, the thickness of the wiring board MB1 is larger (thicker) than the thickness of the wiring board IP1 of the semiconductor device PKG1.
  • the thickness of the wiring board MB1 is 1.4 mm.
  • the thickness of the wiring board IP1 is 1.2 mm, which is smaller than the thickness of the wiring board MB1.
  • the thickness of each substrate is not limited to the above values, and the thickness of the wiring substrate MB1 is, for example, about 1.0 mm to 2.0 mm, and the thickness of the wiring substrate IP1 is, for example, about 0.2 mm to 1.5 mm. May be used.
  • the thickness of the wiring board MB1 is a distance from one surface to the other surface of the upper surface MBt and the lower surface MBb.
  • the thickness of the wiring board IP1 is a distance from one surface to the other surface of the upper surface IPt and the lower surface IPb.
  • the wiring board MB1 has a base material made of an insulating material such as a prepreg material in which, for example, a glass cloth is impregnated with an epoxy resin.
  • the wiring board MB1 is formed by alternately laminating a plurality of insulating layers made of prepreg and a plurality of wiring layers made of a conductor film such as a copper foil. Laminated substrate).
  • the wiring board IP1 may also have a base material (core material) made of prepreg, but the wiring board MB1 requires a base material that is relatively thicker than the base material that the wiring board IP1 has.
  • the insulating layer may be formed of an insulating material made of not only a prepreg but also an epoxy resin.
  • the wiring board MB1 has a plurality of wirings (mounting board wiring, motherboard wiring) WM.
  • the wiring board MB1 is a multilayer wiring board having a plurality of wiring layers, and a wiring WM is formed in each of the plurality of wiring layers.
  • the wiring board MB1 has a wiring layer MBL1, a wiring layer MBL2, a wiring layer MBL3, a wiring layer MBL4, along the thickness direction (Z direction) from the upper surface MBt side to the lower surface MBb side. It has six wiring layers including a wiring layer MBL5 and a wiring layer MBL6.
  • the plurality of wirings WM include a power supply line WVH1 and a power supply line WVH2 for supplying a power supply potential to the logic chip (semiconductor chip) LC among the plurality of semiconductor chips included in the semiconductor device PKG1.
  • the plurality of wirings WM include a power supply line WVQ1 (see FIG. 3) and a power supply line WVQ2 (see FIG. 3) for supplying a power supply potential to the memory chip (semiconductor chip) MC. It is.
  • the plurality of wirings WM include signal lines WSG that transmit or receive electrical signals to the logic chip LC. Although many signal lines WSG are formed on the wiring board MB1, two of the many signal lines WSG are shown as an example in FIG.
  • the signal line WSG for transmitting an electric signal is mainly provided in the first wiring layer MBL1 provided on the uppermost surface MBt side among the plurality of wiring layers of the wiring board MB1. It has been.
  • a reference potential line WVS to which a reference potential (for example, a ground potential) is supplied is mainly provided in the second wiring layer MBL2 next to the upper surface MBt next to the first layer.
  • the third wiring layer MBL3 next to the upper surface MBt next to the second layer is mainly provided with a power supply line WVH2 to which a power supply potential is supplied.
  • the fourth wiring layer MBL4 next to the upper surface MBt next to the third layer is mainly provided with a power supply line WVH1 to which a power supply potential is supplied.
  • a reference potential line WVS to which a reference potential is supplied is mainly provided in the fifth wiring layer MBL5 next to the upper surface MBt next to the fourth layer.
  • the wiring layer MBL6 of the sixth layer next to the upper surface MBt next to the fifth layer is mainly provided with wirings for supplying potentials and electric signals to other components not shown.
  • the power supply lines WVQ1 and WVQ2 shown in FIG. 3 are provided in the third wiring layer MBL3 or the fourth wiring layer MBL4 shown in FIG.
  • the reference potential line WVS of the wiring layer MBL2 and the reference potential line WVS of the wiring layer MBL5 are electrically connected via a through-hole wiring WTH that penetrates the wiring board MB1 in the thickness direction. Supplied.
  • the layout of power supply line WVH1, power supply line WVH2, power supply line WVQ1, and power supply line WVQ2 will be described in detail later.
  • the wiring board MB1 has a plurality of terminals CN formed on the upper surface MBt side.
  • the plurality of terminals CN are mounting terminals for electrically connecting the semiconductor device PKG1 and the wiring board MB1.
  • the plurality of terminals CN are supplied with a power supply potential to a terminal CNVH1, a terminal CNVH2, and a memory chip (semiconductor chip) MC that supply a power supply potential to the logic chip (semiconductor chip) LC.
  • a terminal CNVQ1 and a terminal CNVQ2 to be supplied are included.
  • the plurality of terminals CN include terminals CNSG that transmit or receive electrical signals to the logic chip LC.
  • the plurality of terminals CN include a terminal CNVS that supplies a reference potential to the logic chip LC and the memory chip MC. Note that the plurality of terminals CN include terminals that are used for purposes other than those described above, but in FIG. 4, the terminals CN other than those described above are shown without a pattern in the same manner as the terminal CNVS.
  • the plurality of terminals CN are conductor patterns formed in the uppermost layer (first layer) among the plurality of wiring layers of the wiring board MB1. Specifically, as shown in FIG. 5, the conductor pattern formed in the uppermost layer of the plurality of wiring layers of the wiring board MB1 is covered with the insulating film SR1 formed so as to cover the upper surface MBt of the wiring board MB1. . In addition, a plurality of openings SRk1 are formed in the insulating film SR1, and a part of the conductor pattern formed in the uppermost layer is exposed in each of the plurality of openings SRk1.
  • the conductor pattern constituting the terminal CN includes individual conductor patterns that are electrically separated from other terminals CN and formed independently for each terminal CN, like the terminal CN1 shown in FIG. .
  • the number per unit area (specifically, the number of signal transmission paths) Number) can be increased.
  • each of the terminal CNVH1, the terminal CNVH2, the terminal CNVQ1, the terminal CNVQ2, and the terminal CNVS illustrated in FIG. 4 can be formed independently.
  • the conductor pattern constituting the terminal CN may include a conductor pattern in which adjacent terminals CN are integrally formed and have a larger area than the terminal CN1, like the terminal CN2 shown in FIG.
  • a conductor pattern having a large area is used as a part of the terminal CN, a plurality of openings SRk1 are provided on one conductor pattern. For example, if the area of the conductor pattern constituting the supply path for the power supply potential and the reference potential is increased, the resistance in the supply path can be reduced. As a result of reducing the resistance of the supply path of the power supply potential and the reference potential, the circuit operation can be stabilized.
  • some of the plurality of terminals CN are connected to a through-hole wiring WTH that penetrates the wiring board MB1 in the thickness direction.
  • a through-hole wiring WTH that penetrates the wiring board MB1 in the thickness direction.
  • the conductor pattern constituting the terminal CN may include a terminal CN that is not connected to the through-hole wiring WTH, like the terminal CN3 shown in FIG.
  • the wiring is routed using the uppermost wiring layer among the plurality of wiring layers of the wiring board MB1.
  • a signal line for example, an analog signal path, etc.
  • it is preferable not to be connected to the hall wiring WTH.
  • the electronic device EDV1 of the present embodiment has a semiconductor device PKG1 mounted on the upper surface MBt of the wiring board MB1.
  • a detailed configuration of the semiconductor device PKG1 will be described.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an outline of a configuration of a plurality of transmission paths that are electrically connected to a plurality of semiconductor chips included in the semiconductor device illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 6 a control circuit CTL that controls the memory chip MC among a plurality of circuits included in the logic chip LC and an arithmetic processing circuit PRC that performs arithmetic processing such as an image display system are illustrated as representative examples. .
  • FIG. 6 representatively shows an input / output circuit CAC that performs an input / output operation of a data signal and a memory circuit RAM that stores the data signal among a plurality of circuits included in the memory chip MC.
  • the semiconductor device PKG1 of the present embodiment includes a wiring board IP1 and a plurality of semiconductor chips mounted on the upper surface IPt of the wiring board IP1.
  • the plurality of semiconductor chips include two memory chips MC (memory chips M ⁇ b> 1 and M ⁇ b> 2) each having a memory circuit (memory circuit) and two memory chips MC.
  • a logic chip LC provided with a control circuit for controlling the operation.
  • the number of the plurality of semiconductor chips is not limited to the above, and various modifications can be applied.
  • the number of memory chips MC differs in required storage capacity depending on the system provided in the semiconductor device PKG1.
  • the number of memory chips MC may be two or more, or one.
  • a plurality of logic chips LC may be mounted on the upper surface IPt.
  • a semiconductor chip having functions other than the logic chip LC and the memory chip MC may be mounted.
  • Each of the plurality of memory chips MC shown in FIG. 6 performs an input / output operation of a data circuit for a memory circuit (hereinafter referred to as a memory circuit RAM) called a DRAM (Dynamic Random Access Memory) and a memory circuit RAM.
  • An output circuit CAC is provided.
  • the logic chip LC electrically connected to each of the plurality of memory chips MC includes a control circuit CTL that controls the operation of the memory circuit RAM of the memory chip MC, and an arithmetic process that performs an arithmetic process on the data signal.
  • a circuit PRC is provided.
  • Each of the plurality of memory chips MC includes a power supply potential supply path VDQ1P (or a power supply potential supply path VDQ2P that supplies the power supply potential VDDQ2) for supplying the power supply potential VDDQ1 for driving the input / output circuit CAC, and a reference potential.
  • a reference potential supply path VSSP for supplying VSS is provided.
  • the power supply potential VDDQ1 for the memory chip M1 and the power supply potential VDDQ2 for the memory chip M2 are shown separately, but the power supply potential VDDQ1 and the power supply potential VDDQ2 are the same potential.
  • the power supply potential VDDQ1 and the power supply potential VDDQ2 are about 1.1 V, respectively, and a current of about 4 A flows.
  • the reference potential VSS is a potential having a value different from the power supply potential, such as a ground potential (GND potential).
  • the power supply potential supply paths VDQ1P and VDQ2P and the reference potential supply path VSSSP are connected to a terminal (land) LD which is an external terminal provided in the wiring board IP1.
  • the power supply potential supply paths VDQ1P and VDQ2P and the reference potential supply path VSSP branch off on the wiring board IP1 and are connected to the electrode PDL of the logic chip LC.
  • each of the plurality of memory chips MC has a plurality of signal transmission paths SGP1 (see FIG. 2) for transmitting an electrical signal.
  • the plurality of signal transmission paths SGP1 include a data signal transmission path DTP1 for transmitting the data signal SGDAT1, a clock signal transmission path CKP1 for transmitting the clock signal SGCLK1 for synchronizing operation timing, and a control signal SGCTL1 for controlling the input / output operation. Is included in the control signal transmission path CTP1.
  • Each of the data signal transmission path DTP1, the clock signal transmission path CKP1, and the control signal transmission path CTP1 connects the electrode PDL of the logic chip LC and the electrode PDM of the memory chip MC.
  • a power supply potential supply path VDQ1P for supplying a power supply potential VDDQ1 for driving the input / output circuit CAC a power supply potential supply path VDQ2P for supplying a power supply potential VDDQ2
  • the reference potential supply path VSSSP for supplying the reference potential VSS is also shown.
  • a power supply potential supply path for a core circuit for driving a main circuit (core circuit) such as a power supply control circuit and a clock oscillation circuit (not shown) may be included, or another reference potential supply path may be included. good.
  • FIG. 6 shows an example in which the data signal transmission path DTP1, the clock signal transmission path CKP1, and the control signal transmission path CTP1 are connected to each of the plurality of memory chips MC. However, a plurality of data signal transmission paths DTP1, a plurality of clock signal transmission paths CKP1, and a plurality of control signal transmission paths CTP1 are connected to the memory chip MC.
  • the memory chip MC is connected with a number of data signal transmission paths corresponding to the number of channels of the memory circuit RAM and the width of the data bus of each channel. For example, when each of the memory chips MC has four channels with a bus width of 8 bits, a data signal transmission path DTP1 for 64 bits is connected. In addition to the data signal SGDAT1, the number of data signal transmission paths DTP1 further increases in consideration of data strobe signals and data mask signals (not shown).
  • the signal current transmitted through the clock signal transmission path CKP1 shown in FIG. 6 includes a clock signal SGCLK1 that is a timing signal and a clock enable signal that controls the activation of the clock signal SGCLK1.
  • the control signal SGCTL1 shown in FIG. 6 includes command signals such as a chip select signal, a row address strobe signal, a column address strobe signal, and a write enable signal, and address designation signals such as an address signal and a bank address signal. It is. Therefore, a number of control signal transmission paths CTP1 corresponding to the number of types of control signals SGCTL1 are connected to each of the plurality of memory chips MC.
  • the logic chip LC also includes a power supply potential supply path VDH1P that supplies a power supply potential VDDH1 for driving the arithmetic processing circuit PRC, a power supply potential supply path VDH2P that supplies a power supply potential VDDH2 for driving the control circuit CTL, A reference potential supply path VSSSP for supplying the reference potential VSS.
  • VDH1P that supplies a power supply potential VDDH1 for driving the arithmetic processing circuit PRC
  • VDH2P that supplies a power supply potential VDDH2 for driving the control circuit CTL
  • a reference potential supply path VSSSP for supplying the reference potential VSS.
  • the amount of power consumed varies depending on the type of system. For example, a relatively large amount of power is consumed to drive the arithmetic processing circuit PRC that performs arithmetic processing for forming graphics, moving images, and the like.
  • the power consumption of the control circuit CTL that controls the input / output operation is smaller than the power consumption of the arithmetic processing circuit PRC, and the value of the current flowing through the power supply potential supply path VDH2P for the control circuit CTL is relatively small.
  • the function of the semiconductor device PKG1 is increased, a large number of control circuits CTL may be operated at the same time.
  • the value of the current flowing through the power supply potential supply path VDH2P is also large when evaluated by the maximum value.
  • a current of about 10 A at the maximum flows through the power supply potential supply path VDH2P for the control circuit CTL that supplies the power supply potential VDDH2 of 0.80 V (volts).
  • the current value flowing through the power supply potential supply path VDH1P for the arithmetic processing circuit PRC is larger than the current value flowing through the power supply potential supply path VDH2P for the control circuit CTL.
  • the power supply potential VDDH1 supplied for driving the arithmetic processing circuit PRC may be the same as the power supply potential VDDH2 supplied for driving the control circuit CTL.
  • the current value flowing through the power supply potential supply path VDH1P is larger than the current value flowing through the power supply potential supply path VDH2P.
  • the value of the current described above varies depending on the operation of the load-side circuit, that is, the circuit that consumes power. Therefore, in designing, the maximum value of the current is evaluated assuming that the power consumption of the circuit on the load side is the largest.
  • power consumption can be reduced when the power supply potential VDDH1 and the power supply potential VDDH2 are smaller. Further, if the power consumption is reduced, the heat generation in the conductive path is suppressed, so that the operation can be stabilized. Therefore, in this embodiment, the values of power supply potential VDDH1 and power supply potential VDDH2 are smaller than the values of power supply potential VDDQ1 and power supply potential VDDQ2.
  • each of the power supply potential supply path VDH1P, the power supply potential supply path VDH2P, and the reference potential supply path VSSP is connected to a terminal LD that is an external terminal provided in the wiring board IP1.
  • the logic chip LC has a plurality of signal transmission paths SGP1 (see FIG. 2) for transmitting electrical signals.
  • the plurality of signal transmission paths SGP1 include a data signal transmission path DTP1 that transmits a data signal SGDAT1 to and from the memory chip MC, a clock signal transmission path CKP1 that transmits a clock signal SGCLK1 for synchronizing operation timing, and an input
  • a control signal transmission path CTP1 for transmitting a control signal SGCTL1 for controlling the output operation is included.
  • a plurality of signal transmission paths include a data signal transmission path DTP2 for transmitting the data signal SGDAT2 and a clock signal transmission path for transmitting a clock signal SGCLK2 for synchronizing operation timings with an external device of the semiconductor device PKG1.
  • CKP2 and control signal transmission path CTP2 for transmitting control signal SGCTL2 for controlling the input / output operation are included.
  • the plurality of signal transmission paths SGP2 include an analog signal transmission path ANLP for inputting the analog signal SGANL to the logic chip LC.
  • the electrode PDL that is a signal transmission path transmits an internal interface electrode (the clock signal SGCLK1, the control signal SGCTL1, and the data signal SGDAT1) to and from the memory chip MC. Interface terminal) IIF.
  • the electrode PDL serving as a signal transmission path includes an external interface electrode (interface terminal) OIF that transmits a clock signal SGCLK2, a control signal SGCTL2, and a data signal SGDAT2 to and from an external device of the semiconductor device PKG1.
  • the data signal SGDAT2 transmitted between the terminal LD of the wiring board IP1 and the logic chip LC and the data signal SGDAT1 transmitted between the logic chip LC and the memory chip MC are different data signals. Also good.
  • the arithmetic processing circuit PRC of the logic chip LC performs arithmetic processing, the input signal and the output signal may be different before and after the processing.
  • control signal SGCTL2 transmitted between the terminal LD of the wiring board IP1 and the logic chip LC includes a signal for controlling the control circuit CTL and the arithmetic processing circuit PRC. Therefore, the control signal SGCTL2 transmitted between the terminal LD of the wiring board IP1 and the logic chip LC and the control signal SGCTL1 transmitted between the logic chip LC and the memory chip MC are different from each other.
  • the clock signal SGCLK2 transmitted between the terminal LD of the wiring board IP1 and the logic chip LC may include a timing signal for the arithmetic processing circuit PRC in addition to a timing signal for the control circuit CTL circuit. Therefore, the clock signal SGCLK2 transmitted between the terminal LD of the wiring board IP1 and the logic chip LC and the clock signal SGCLK1 transmitted between the logic chip LC and the memory chip MC may be different from each other. .
  • the input of the data signal SGDAT1 to the memory circuit RAM and the output of the data signal SGDAT1 from the memory circuit RAM are performed via the logic chip LC. Therefore, most of the signal transmission path (see FIG. 2) connected to the memory chip MC is electrically connected to the terminal LD of the wiring board IP1 via the logic chip LC, and the wiring board is not connected via the logic chip LC. There are almost no signal transmission paths electrically connected to the terminal LD of IP1.
  • the electrode PDL constituting the signal transmission path of the logic chip LC includes a plurality of external interface electrodes OIF and a plurality of internal interface electrodes IIF.
  • most of the electrodes PDM constituting the signal transmission path of the memory chip MC are internal interface electrodes IIF that transmit signals to and from the logic chip LC, and there are no or few external interface electrodes OIF.
  • all signal transmission paths connected to the memory chip MC are electrically connected to the logic chip LC.
  • the external interface electrode OIF of the memory chip MC does not exist.
  • a signal transmission path other than the signal transmission path shown in FIG. 6 may be electrically connected to the terminal LD of the wiring board IP1 without going through the logic chip LC.
  • a signal transmission path for testing for individually testing the memory chip MC after the assembly of the semiconductor device PKG1 does not go through the logic chip LC but the terminal LD of the wiring board IP1. And may be electrically connected.
  • a plurality of signal terminals electrically connected to the MC may be included.
  • the above-mentioned “number of signal terminals electrically connected to the memory chip MC without going through the logic chip LC” means the memory chip MC without going through the logic chip LC as in the example shown in FIG. This also includes the case where the number of signal terminals electrically connected to each other is zero.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 8 is a plan view showing the structure of the lower surface side of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 9 is a plan view of the surface side of the logic chip shown in FIG.
  • FIG. 10 is a plan view of the surface side of the memory chip shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view, hatching of the insulating layers IL, SR2, SR3 and the underfill resin UF is omitted for easy viewing.
  • the wiring board IP1 includes an upper surface (surface, main surface, chip mounting surface) IPt on which the logic chip LC and the memory chip MC are mounted, and a lower surface (surface, main surface, Mounting surface) IPb and a plurality of side surfaces IPs arranged between the upper surface IPt and the lower surface IPb, and form a rectangular outer shape in plan view as shown in FIG.
  • the planar size of the wiring substrate IP1 is, for example, a quadrangle whose side is about 30 mm to 100 mm.
  • the peripheral portion of the wiring board IP1 includes a substrate side Sip1, a substrate side Sip2 located on the opposite side of the substrate side Sip1, a substrate side Sip1, and a substrate side Sip3 that intersects the substrate side Sip2. And a substrate side Sip4 located on the opposite side of the substrate side Sip3.
  • the substrate side Sip1 and the substrate side Sip2 each extend along the Y direction.
  • the substrate side Sip3 and the substrate side Sip4 extend along the X direction orthogonal to the Y direction.
  • the semiconductor device PKG1 is mounted on the wiring board MB1 so that a part of the board side Sip3 of the four sides of the wiring board IP1 and the power supply device RGL1 face each other.
  • the wiring board IP1 is an interposer (relay) for electrically connecting a plurality of semiconductor chips including the logic chip LC mounted on the upper surface IPt side and the wiring board MB1 which is the mother board (mounting board) shown in FIG. Substrate).
  • the wiring board IP1 is an interposer for electrically connecting the logic chip LC mounted on the upper surface IPt side and the plurality of memory chips MC.
  • the wiring board IP1 has a plurality of wiring layers (10 layers in the example shown in FIG. 7) that electrically connect the upper surface IPt side that is the chip mounting surface and the lower surface IPb side that is the mounting surface.
  • Each wiring layer is formed with a conductor pattern such as a wiring that is a path for supplying an electric signal or electric power, and is covered with an insulating layer IL.
  • most of the wiring layer WL1 disposed on the uppermost surface IPt side is covered with the insulating film SR3 which is a solder resist film.
  • most of the wiring layer WL10 disposed on the lowermost surface IPb side among the plurality of wiring layers is covered with the insulating film SR2 which is a solder resist film.
  • the wiring board IP1 is formed by, for example, laminating a plurality of wiring layers on the upper and lower surfaces of a core layer (core material, core insulating layer) CR made of a prepreg obtained by impregnating glass fiber with a resin by a build-up method. And formed.
  • the core layer CR has a structure in which three insulating layers IL are stacked, and the insulating layer between the wiring layer WL4 and the wiring layer WL7 is the core layer CR.
  • the uppermost wiring layer WL4 and the lowermost wiring layer WL7 of the core layer CR have a plurality of through holes provided so as to penetrate from one to the other of the upper and lower surfaces of the core layer CR. They are electrically connected via a plurality of through-hole wirings TW embedded in (through-holes).
  • a plurality of bonding pads (bonding leads, semiconductor chip connection terminals) TCS electrically connected to the logic chip LC or the memory chip MC are formed on the upper surface IPt of the wiring board IP1.
  • a plurality of terminals (lands, external connection terminals) LD which are external input / output terminals of the semiconductor device PKG1 are formed on the lower surface IPb of the wiring board IP1.
  • the plurality of bonding pads TCS and the plurality of terminals LD are electrically connected to each other via a wiring WR, a via VA, and a through-hole wiring TW formed on the wiring board IP1.
  • the wiring board IP1 is a wiring board in which a plurality of wiring layers are laminated on the upper surface side and the lower surface side of the core layer CR that is a core material.
  • a so-called coreless substrate is used that does not have a core layer CR made of a hard material such as a prepreg material, and is formed by sequentially laminating a conductor pattern such as an insulating layer IL and a wiring WR. May be.
  • the through-hole wiring TW is not formed, and each wiring layer is electrically connected via the via VA.
  • the wiring board IP1 having 10 wiring layers is exemplarily shown.
  • a wiring board having 11 or more wiring layers or 9 or less wiring layers is used. Also good.
  • the plurality of terminals LD shown in FIG. 7 are conductor patterns formed in the lowest layer (the tenth wiring layer WL10 in the example shown in FIG. 7) among the plurality of wiring layers of the wiring board IP1. .
  • the conductor pattern formed in the lowermost layer is covered with an insulating film SR2 formed so as to cover the lower surface IPb of the wiring board IP1.
  • a plurality of openings SRk2 are formed in the insulating film SR2, and a part of the conductor pattern formed in the lowermost wiring layer WL10 is exposed in each of the plurality of openings SRk2.
  • the plurality of conductor patterns constituting the terminal LD shown in FIG. 7 are electrically separated from the other terminals LD as the terminal LD1 shown in FIG. Includes individual conductor patterns.
  • the adjacent terminals LD may be formed integrally and may include a conductor pattern having a larger area than the other terminals LD1.
  • a conductor pattern with a large area is used as part of the terminal LD, a plurality of openings SRk2 are provided on one conductor pattern. For example, if the area of the conductor pattern constituting the supply path for the power supply potential and the reference potential is increased, the resistance in the supply path can be reduced. As a result of reducing the resistance of the supply path of the power supply potential and the reference potential, the circuit operation can be stabilized.
  • solder ball SBp solder material, external terminal, electrode, external electrode
  • the solder ball SBp electrically connects the plurality of terminals CN (see FIG. 4) on the wiring board MB1 side and the plurality of terminals LD. It is a member.
  • the solder ball SBp is, for example, a Sn—Pb solder material containing lead (Pb), or a solder material made of so-called lead-free solder that does not substantially contain Pb.
  • lead-free solder examples include tin (Sn) only, tin-bismuth (Sn-Bi), tin-copper-silver (Sn-Cu-Ag), tin-copper (Sn-Cu), and the like.
  • the lead-free solder means a lead (Pb) content of 0.1 wt% or less, and this content is defined as a standard of the RoHS (Restriction of az Hazardous Substances) directive.
  • the plurality of terminals LD are arranged in a plurality of rows (regularly) along the outer periphery of the lower surface IPb of the wiring board IP1.
  • a plurality of solder balls SBp (see FIG. 7) joined to the plurality of terminals LD are also arranged in a plurality of rows (regularly) along the outer periphery of the lower surface IPb of the wiring board IP1.
  • the plurality of terminals LD provided on the lower surface IPb side of the wiring board IP1 and the plurality of solder balls SBb connected to the plurality of terminals LD are arranged in a matrix.
  • a semiconductor device in which a plurality of external terminals (solder balls SBp, terminals LD) are arranged in a plurality of rows on the mounting surface side of the wiring board IP1 is referred to as an area array type semiconductor device.
  • the mounting surface (lower surface IPb) side of the wiring board IP1 can be effectively used as an arrangement space for the external terminals. Therefore, even if the number of external terminals increases, the mounting area of the semiconductor device increases. It is preferable at the point which can suppress. That is, a semiconductor device in which the number of external terminals increases with higher functionality and higher integration can be mounted in a space-saving manner.
  • the semiconductor device PKG1 has a logic chip LC and a plurality of memory chips MC mounted on the wiring board IP1.
  • the logic chip LC and the plurality of memory chips MC are mounted side by side on the wiring board IP1.
  • the logic chip LC and the plurality of memory chips MC are not stacked and do not overlap each other in plan view.
  • the logic chip LC has a quadrangular outer shape having a smaller plane area than the wiring board IP1 in plan view.
  • the peripheral portion of the logic chip LC includes a chip side Scp1, a chip side Scp2 located on the opposite side of the chip side Scp1, a chip side Scp1, a chip side Scp3 intersecting with the chip side Scp2, and a chip side Scp3.
  • Chip side Scp4 located on the opposite side.
  • the logic chip LC is mounted on the wiring board IP1 so that the chip side Scp1 and the substrate side Sip1 extend side by side.
  • the logic chip LC includes a wiring substrate such that the chip side Scp1 and the substrate side Sip1, the chip side Scp2 and the substrate side Sip2, the chip side Scp3 and the substrate side Sip3, and the chip side Scp4 and the substrate side Sip4 are aligned with each other. Mounted on IP1.
  • each of the plurality of memory chips MC has a rectangular outer shape having a smaller plane area than the wiring board IP1 in plan view.
  • each of the plurality of memory chips MC has a rectangular shape.
  • the peripheral edge of the memory chip MC intersects the chip side Smc1, the chip side Smc2, the chip side Smc1, and the chip side Smc2 located on the opposite side of the chip side Smc1. It has a side Smc3 and a chip side Smc4 located on the opposite side of the chip side Smc3.
  • the chip side Smc1 and the chip side Smc2 are long sides
  • the chip side Smc3 and the chip side Smc4 are short sides.
  • the area of each of the plurality of memory chips MC is larger than the area of the logic chip LC.
  • the storage capacity of the memory chip MC increases in proportion to the area of the formation region of the memory circuit RAM (see FIG. 6). For this reason, the storage capacity of the memory chip MC can be increased by making the area of each of the plurality of memory chips MC larger than the area of the logic chip LC.
  • the memory chip M1 is mounted between the chip side Scp2 of the logic chip LC and the substrate side Sip2 of the wiring board IP1.
  • the memory chip M2 is mounted between the chip side Scp3 of the logic chip LC and the substrate side Sip3 of the wiring board IP1.
  • the memory chip M1 and the memory chip M2 are mounted so as to face the chip side Scp2 and the chip side Scp3, thereby electrically connecting the memory chip MC and the logic chip LC. Therefore, it is possible to secure a wide arrangement space for the wiring to be connected.
  • the logic chip LC includes a front surface (main surface, upper surface) LCt, a back surface (main surface, lower surface) LCb opposite to the surface LCt, and between the front surface LCt and the back surface LCb. Has side LCs located.
  • a plurality of electrodes (chip terminals, bonding pads) PDL are formed on the surface LCt side of the logic chip LC.
  • the plurality of electrodes PDL are exposed from the protective film protecting the surface LCt of the logic chip LC on the surface LCt of the logic chip LC.
  • the plurality of electrodes PDL are arranged in a plurality of rows (in an array) on the surface LCt of the logic chip LC along the outer periphery of the surface LCt.
  • the present invention can be applied to a semiconductor chip of a type in which a plurality of electrodes PDL are formed on the peripheral portion of the surface LCt.
  • the logic chip LC is mounted on the wiring board IP1 in a state where the surface LCt is disposed opposite to the upper surface IPt of the wiring board IP1.
  • a mounting method is called a face-down mounting method or a flip-chip connection method.
  • the main surface of the logic chip LC (specifically, the semiconductor element formation region provided on the element formation surface of the semiconductor substrate that is the base material of the logic chip LC) includes a plurality of semiconductor elements (circuits). Element) is formed.
  • the plurality of electrodes PDL are connected to the plurality of electrodes via wiring (not shown) formed in a wiring layer disposed inside the logic chip LC (specifically, between the surface LCt and a semiconductor element formation region (not shown)). Each is electrically connected to the semiconductor element.
  • the logic chip LC (specifically, the base material of the logic chip LC) is made of, for example, silicon (Si).
  • an insulating film that covers the base material and wiring of the logic chip LC is formed on the surface LCt, and a part of each of the plurality of electrodes PDL is formed from the insulating film in the opening formed in the insulating film. Exposed.
  • each of the plurality of electrodes PDL is made of metal, and in this embodiment, is made of, for example, aluminum (Al).
  • the material constituting the electrode PDL is not limited to aluminum (Al), but may be copper (Cu).
  • the plurality of electrodes PDL are connected to the protruding electrodes SBc, and the plurality of electrodes PDL of the logic chip LC and the plurality of bonding pads TCS of the wiring board IP1 are connected to the plurality of protruding electrodes SBc.
  • the protruding electrode (bump electrode) SBc is a metal member (conductive member) formed so as to protrude on the surface LCt of the logic chip LC.
  • the protruding electrode SBc is a so-called solder bump in which a solder material is laminated on the electrode PDL via a base metal film (under bump metal).
  • the base metal film is, for example, a laminated film in which titanium (Ti), copper (Cu), and nickel (Ni) are laminated from the connection surface side with the electrode PDL (when a gold (Au) film is further formed on the nickel film) Can also be exemplified.
  • solder material constituting the solder bump a lead-containing solder material or lead-free solder can be used in the same manner as the solder ball SBp described above.
  • solder bumps are formed in advance on both the plurality of electrodes PDL and the plurality of bonding pads TCS, and the heat treatment (reflow) is performed with the solder bumps in contact with each other. By applying the processing, the solder bumps are integrated with each other to form the protruding electrode SBc.
  • a pillar bump in which a solder film is formed on the tip surface of a conductor column made of copper (Cu) or nickel (Ni) may be used as the protruding electrode SBc.
  • each of the memory chips MC includes a front surface (main surface, upper surface) MCt, a back surface (main surface, lower surface) MCb opposite to the surface MCt, and a front surface MCt and a back surface MCb. It has side surfaces MCs located between them.
  • a plurality of electrodes (chip terminals, bonding pads) PDM are formed on the surface MCt side of the memory chip MC.
  • the plurality of electrodes PDM are exposed from the protective film that protects the surface MCt of the memory chip MC at the surface MCt of the memory chip MC.
  • the plurality of electrodes PDM are arranged in a plurality of rows (in an array) on the surface MCt of the memory chip MC along the outer periphery of the surface MCt.
  • the memory chip MC is divided into four channel regions of channels ChA0, ChA1, ChB0, and ChB1, and a plurality of electrodes PDM are arranged in a matrix in each channel region.
  • Each channel region of the memory chip MC has a region in which a memory circuit RAM (see FIG. 6) is formed, and each of the memory circuit RAMs in each channel region has a logic chip LC shown in FIG. And electrically connected.
  • the surface MCt of the memory chip MC can be used effectively as an electrode arrangement space, so that the number of electrodes of the memory chip MC increases.
  • the memory chip MC is mounted on the wiring board IP1 in a state where the surface MCt is disposed opposite to the upper surface IPt of the wiring board IP1. That is, like the logic chip LC, it is mounted on the wiring board IP1 by the face-down mounting method.
  • a plurality of semiconductor elements are formed on the main surface of the memory chip MC (specifically, a semiconductor element formation region provided on an element formation surface of a semiconductor substrate that is a base material of the memory chip MC).
  • the plurality of electrodes PDM are connected to the plurality of electrodes via wiring (not shown) formed in a wiring layer disposed inside the memory chip MC (specifically, between the surface MCt and a semiconductor element formation region not shown). Each is electrically connected to the semiconductor element.
  • the memory chip MC (specifically, the base material of the memory chip MC) is made of, for example, silicon (Si).
  • an insulating film is formed on the surface MCt so as to cover the base material and the wiring of the memory chip MC.
  • a part of each of the plurality of electrodes PDM is formed from the insulating film in the opening formed in the insulating film. Exposed.
  • Each of the plurality of electrodes PDM is made of metal, and in the present embodiment, is made of, for example, aluminum (Al).
  • the plurality of electrodes PDM are connected to the protruding electrodes SBc, respectively, and the plurality of electrodes PDM of the memory chip MC and the plurality of bonding pads TCS of the wiring board IP1 are connected to the plurality of protruding electrodes SBc.
  • the protruding metal (bump electrode) SBc and the base metal film disposed between the protruding electrode SBc and the electrode PDM are as described above, the overlapping description is omitted.
  • underfill resin (insulating resin) UF is disposed between the logic chip LC and the wiring board IP1 and between the memory chip MC and the wiring board IP1.
  • the underfill resin UF is disposed so as to block the space between the surface LCt of the logic chip LC and the upper surface IPt of the wiring board IP1 and the space between the surface MCt of the memory chip MC and the upper surface IPt of the wiring board IP1.
  • the underfill resin UF is made of an insulating (non-conductive) material (for example, a resin material), and an electrical connection portion (a plurality of protruding electrodes) between the semiconductor chip (logic chip LC and memory chip MC) and the wiring board IP1. SBc bonding portion) is arranged to be sealed.
  • the stress generated in the electrical connection portion between the semiconductor chip and the wiring board IP1 can be relaxed.
  • the stress generated at the joints between the plurality of electrodes PDL and the plurality of protruding electrodes SBc of the logic chip LC can be relaxed.
  • the main surface on which the semiconductor element (circuit element) of the logic chip LC is formed can be protected.
  • the supply path of the power supply potential through which a large current exceeding 5 A (ampere) flows is formed with a wider wiring width than the signal line in order to stably supply the current.
  • the wiring width Wh1 of the power supply line WVH1 and the wiring width Wh2 of the power supply line WVH2 are each thicker (larger) than the wiring width Wsg of the signal line WSG.
  • the wiring width Wq1 of the power supply line WVQ1 and the wiring width Wq2 of the power supply line WVQ2 are the wiring width of the signal line WSG. Thicker (larger) than Wsg.
  • the wiring width Wh1 of the power supply line WVH1 is thicker (larger) than the wiring width Wh2, the wiring width Wq1, and the wiring width Wq2.
  • the wiring width Wh2 of the power supply line WVH2 is thicker (larger) than the wiring width Wq1 and the wiring width Wq2.
  • the power supply potential VDDH1 (see FIG. 6) supplied to the power supply line WVH1 and the power supply potential VDDH2 (see FIG. 6) supplied to the power supply line WVH2 are the power supply potential supplied to the power supply line WVQ1. It is lower than the power supply potential VDDQ2 (see FIG. 6) supplied to VDDQ1 (see FIG. 6) and the power supply line WVQ2. Further, the power supply potential VDDH1 supplied to the power supply line WVH1 is lower than the power supply potential VDDH2 supplied to the power supply power WVH2.
  • FIG. 6 exemplarily shows a typical drive power supply, and another power supply potential may be supplied in addition to the power supply potential described above.
  • one supply path affects the electrical characteristics of the other supply path. For example, when supply paths that supply different power supply potentials overlap each other in the thickness direction, a supply path that supplies a relatively high potential affects a supply path that supplies a relatively low potential. In addition, for example, in two supply paths that overlap in the thickness direction, when the value of the current flowing through one of the supply paths changes suddenly, the impedance of the other supply path may change.
  • the noise effect between the supply paths described above is caused by the electrical coupling of two supply paths that overlap in the thickness direction. Therefore, in order to reduce the influence of noise, it is preferable to reduce the area of the portion where the supply path overlaps in the thickness direction.
  • the electronic device EDV1 when viewing the electronic device EDV1 of the present embodiment shown in FIG. 3, the electronic device EDV1 has the following configuration. That is, the memory chip MC is mounted along each of the chip side Scp2 and the chip side Scp3 among the four sides of the logic chip LC. Since the power supply line WVQ1 is drawn into the memory chip M1 and the power supply line WVQ2 is drawn into the memory chip M2, it is difficult to provide the power supply lines WVH1 and WVH2 across the memory chips M1 and M2.
  • a plurality of signal lines WSG are provided along the chip side Scp4.
  • terminals CNSG that transmit or receive electrical signals to the logic chip LC are concentrated in the region between the chip side Scp4 and the substrate side Sip4. It has been.
  • the terminal CNSG is provided in a region other than the region between the chip side Scp4 and the substrate side Sip4.
  • the plurality of terminals CNSG have the highest density. Is arranged. For this reason, in the region between the chip side Scp4 and the substrate side Sip4, the signal lines WSG connected to the plurality of terminals CNSG are arranged with the highest density.
  • the power lines WVH1 and WVH2 through which a large current flows do not overlap the signal line WSG.
  • the analog signal transmission path ANLP for inputting the analog signal SGANL (see FIG. 6) to the plurality of signal lines WSG provided between the chip side Scp4 and the substrate side Sip4.
  • a plurality of signal lines WSG are included.
  • power supply line WVH1 and power supply line WVH2 through which a large current flows are not provided in the region between chip side Scp4 and substrate side Sip4.
  • the memory chip MC and a large number of signal lines WSG are provided outside the chip side Scp2, the chip side Scp3, and the chip side Scp4.
  • a plurality of memory chips MC are not mounted between the chip side Scp1 and the substrate side Sip1. Therefore, in the present embodiment, power supply line WVH1 and power supply line WVH2 are drawn from the chip side Scp1 side of logic chip LC.
  • the power supply line WVH2 is arranged to straddle the substrate side Sip1 of the wiring board IP1 and the chip side Scp1 of the logic chip LC in a plan view. Further, in plan view, the power supply line WVH2 is disposed so as to extend toward the region overlapping with the logic chip through between the power supply line WVH1 and the plurality of memory chips M2. Further, the power supply line WVH1 and the power supply line WVH2 are provided so as not to overlap as much as possible except in a region overlapping with the logic chip LC. Therefore, the area of the power supply line WVH2 that overlaps with the power supply line WVH1 in the thickness direction is smaller than the area of the power supply line WVH2 that does not overlap with the power supply line WVH1.
  • each of the power supply line WVQ1 and the power supply line WVQ2 is disposed so as to straddle the substrate side Sip3 of the wiring board IP1, and each of the power supply line WVQ1 and the power supply line WVQ2 is a logic chip. Does not overlap with LC in the thickness direction.
  • the power supply potential VDDQ1 and the power supply potential VDDQ2 are power supply potentials for driving the input / output circuit CAC. Therefore, the power supply potential VDDQ1 and the power supply potential VDDQ2 are supplied to the logic chip LC in addition to the memory chip MC.
  • the power supply line WVQ1 when attention is paid to the stability of power supply to the power supply potential VDDQ1, the power supply line WVQ1 preferably passes through the region overlapping the memory chip M1 to the region overlapping the logic chip LC. . Focusing on the stability of power supply to the power supply potential VDDQ2, the power supply line WVQ2 preferably passes through a region overlapping the memory chip M2 to a region overlapping the logic chip LC.
  • the power supply line WVQ1 and the power supply line WVQ2 are drawn to a region overlapping the logic chip LC, a part of the power supply line WVQ1 and the power supply line WVQ2 overlaps with a part of the power supply line WVH1 or the power supply line WVH2. Therefore, if the power supply line WVQ1 and the power supply line WVQ2 are arranged so as not to overlap the logic chip LC in the thickness direction as in the present embodiment, the power supply lines WVQ1 and WVQ2 are partially powered. Even if it overlaps with part of the line WVH1 or the power supply line WVH2, the area of the overlapping part can be reduced.
  • the power supply line WVQ1 and the power supply line WVQ2 may be configured not to overlap the power supply line WVH1 and the power supply line WVH2. As a result, the influence of noise on the power supply line WVH1 or the power supply line WVH2 by the power supply line WVQ1 and the power supply line WVQ2 can be reduced.
  • the power supply line WVQ1 does not overlap the power supply line WVH1 and the power supply line WVH2. Thereby, it is possible to reduce the influence of noise from power supply line WVQ1 to power supply line WVH1 and power supply line WVH2.
  • the power supply line WVQ2 does not overlap with the power supply line WVH1 and the power supply line WVH2. Thereby, it is possible to reduce noise influence from the power supply line WVQ2 to the power supply line WVH1 and the power supply line WVH2.
  • power supply line WVQ1, power supply line WVQ2, and power supply line WVH1 are formed in the same wiring layer (for example, wiring layer MBL4 shown in FIG. 2).
  • the power supply line WVH2 is formed in a wiring layer (for example, the wiring layer MBL3 shown in FIG. 2) different from the power supply line WVQ1, the power supply line WVQ2, and the power supply line WVH1.
  • the power supply line WVH1 does not overlap with the power supply line WVQ1 and the power supply line WVQ2, but may overlap with the power supply line WVQ1 or the power supply line WVQ2 depending on the wiring layout of the power supply line WVH2.
  • the power supply line WVH2 is provided so as to pass between the power supply line WVH1 and the power supply line WVQ2, depending on the respective wiring widths of the power supply line WVH2 and the power supply line WVQ2, a part of the power supply line WVH2 overlaps the power supply line WVQ2.
  • a part of the power supply line WVH2 overlaps with a part of the power supply line WVQ2 (or power supply line WVQ1)
  • the area of the overlapping part does not overlap with the power supply line WVQ2 (or power supply line WVQ1).
  • the area is preferably smaller than the area of the portion.
  • the separation distance PT2 between the memory chip M2 and the logic chip LC is larger than the separation distance PT1 between the memory chip M1 and the logic chip LC.
  • the memory chip M2 has a wide gap (separation distance PT2) between the logic chip LC.
  • the chip side Scp3 of the logic chip LC and the chip side Smc4 of the memory chip M2 are arranged.
  • the space can be used as a space for the power line WVH2.
  • the power supply line WVH2 is provided so as to straddle the chip side Scp3 of the logic chip LC. Thereby, the area of the region where power supply line WVH1 and power supply line WVH2 overlap can be further reduced.
  • each of the power supply line WVH1 and the power supply line WVH2 through which a large current exceeding 5 amperes flows is the top surface of the plurality of wiring layers provided in the wiring board MB1. It is provided in a wiring layer other than the wiring layer MBL1 provided on the MBt side. In other words, each of the power supply line WVH1 and the power supply line WVH2 is provided in a wiring layer other than the wiring layer MBL1 closest to the semiconductor device PKG1. Thereby, the influence of electromagnetic noise (EMI: Electro-Magnetic Interference) on the semiconductor device PKG1 can be reduced.
  • EMI Electro-Magnetic Interference
  • Each of power supply line WVH1 and power supply line WVH2 through which a large current exceeding 5 amperes flows is formed in the inner layer (wiring layer other than wiring layer MBL1 and wiring layer MBL6 shown in FIG. 2) of wiring board MB1. Therefore, electromagnetic noise generated by the electronic device EDV1 can be reduced.
  • FIG. 11 is an enlarged plan view showing a part of the wiring layer in which the power supply line is formed in the wiring board shown in FIG.
  • FIG. 12 is an enlarged plan view showing the terminal array on the lower surface side of the wiring board shown in FIG.
  • the opening WVh in the conductor pattern constituting the power supply line. Further, if the number of intersections between the power supply lines and the through-hole wirings WTH increases, the number of openings WVh formed in the conductor pattern constituting the power supply lines increases. If the opening WVh is increased, the plane area of the power supply line is reduced. Therefore, it is preferable to reduce the number of intersections between the power supply line and the through-hole wiring WTH as much as possible.
  • the arrangement of the signal terminals CN is reduced as compared with other regions. ing.
  • the plurality of terminals LD are arranged in a plurality of rows on the lower surface IPb of the wiring board IP1 along the outer periphery of the lower surface IPb.
  • the plurality of terminals LD include a terminal LDVH1 and a terminal LDVH2 that supply a power supply potential to the logic chip LC, and a terminal LDVQ1 and a terminal LDVQ2 that supply a power supply potential to the memory chip MC.
  • the plurality of terminals LD include terminals LDSG that transmit or receive electrical signals to the logic chip LC.
  • the plurality of terminals LD include a terminal LDVS that supplies a reference potential to the logic chip LC and the memory chip MC.
  • the lower surface IPb of the wiring board IP is mainly arranged with terminals LD for power supply potentials or terminals LDVS for reference potentials (the terminals LD for power supply potentials or the terminals LDVS for reference potentials are used for signals).
  • a first terminal arrangement portion (arranged more than terminals LDSG).
  • the lower surface IPb of the wiring board IP is mainly arranged with signal terminals LDSG (the LDVS signal terminals LDSG are arranged more than the number of power supply potential terminals LD and reference potential terminals LDVS.
  • a second terminal array portion Since the signal terminals LD are mainly provided on the outer peripheral side of the lower surface IPb, the second terminal arrangement portion is provided on the outer peripheral side rather than the first terminal arrangement portion described above.
  • the lower surface IPb that overlaps the region sandwiched between the power supply line WVQ1 and the power supply line WVQ2 Compared with the second region, the number of columns of the second terminal array portion is small.
  • the number of columns of the second terminal array portion is one.
  • the number of columns of the second terminal array portion is three.
  • the number of columns of the second terminal array portion is one in a region overlapping any one of the power supply line WVH1 (see FIG. 4) and the power supply line WVH2 (see FIG. 4). ing.
  • the first region of the lower surface IPb that overlaps any one of the power supply line WVH1, the power supply line WVH2, the power supply line WVQ1, and the power supply line WVQ2 is sandwiched between the power supply line WVQ1 and the power supply line WVQ2.
  • the number of columns of the second terminal array portion is small.
  • the signal terminal CN is reduced by reducing the arrangement of the signal terminals CN compared to other regions. While reducing the number of CNSGs, it is possible to suppress a reduction in the planar area of the power supply line. Thereby, for example, it becomes possible to supply power stably in response to a sudden change in the required power amount.
  • the signal terminal CNSG is provided in a region overlapping with the power supply line WVH1, the power supply line WVH2, the power supply line WVQ1, or the power supply line WVQ2 shown in FIG. If not connected to the wiring WTH, the plane area of the power supply line is not affected.
  • the signal terminal CNSG provided in the region overlapping with the power supply line WVH1, the power supply line WVH2, the power supply line WVQ1, or the power supply line WVQ2 is the wiring layer MBL shown in FIG. There is a case where it is routed and not connected to another wiring layer.
  • FIG. 13 is an enlarged plan view showing a modification to FIG.
  • FIG. 14 is an enlarged plan view showing an example of a terminal layout in a plan view of the motherboard shown in FIG.
  • the semiconductor device PKG2 included in the electronic device EDV2 of the modification shown in FIG. 13 is that the semiconductor chip FMC is mounted between the chip side Scp1 and the substrate side Sip1 on the upper surface IPt of the wiring board IP1.
  • the semiconductor chip FMC is a so-called nonvolatile memory chip including a nonvolatile memory circuit, and the nonvolatile memory circuit is electrically connected to the logic chip LC.
  • a plurality of signal terminals CNSG are provided at positions overlapping with the semiconductor chip FMC, but most of the signal terminals CNSG are provided in the uppermost layer of the wiring board MB2.
  • the wiring layers other than the wiring layer MBL1 are not connected and are routed by the wiring layer MBL1.
  • the number of first terminals connected to a wiring layer other than the wiring layer MBL1 is larger than the number of second terminals not connected to a wiring layer other than the wiring layer MBL1. Few.
  • the modified examples shown in FIGS. 13 and 14 can be considered from the following viewpoints. That is, when the number of semiconductor chips connected to the logic chip LC increases, it is necessary to mount the semiconductor chips so as to face each of the four sides of the logic chip LC. In this case, it becomes difficult to secure a lead-in path for the power supply line WVH1 and the power supply line WVH2 that supply the power supply potential to the logic chip LC.
  • the semiconductor chip FMC connected mainly to the uppermost wiring layer MBL1 (see FIG. 2) among the plurality of wiring layers of the wiring board MB2, like the semiconductor chip FMC, the power supply line WVH1 and the power supply line There is little influence on the wiring width of WVH2. Therefore, the electronic device EDV2 can be downsized by allowing the space for mounting the semiconductor chip FMC and the power supply line WVH1 and the lead-in path of the power supply line WVH2 to the logic chip LC to overlap in the thickness direction. .
  • FIG. 15 is an enlarged plan view showing the positional relationship between the extending direction of the power supply line and the through-hole wiring in the wiring board included in the electronic device of the modification example with respect to FIG.
  • a wiring board MB3 included in the electronic device EDV shown in FIG. 15 is different from the wiring board MB1 shown in FIG. 11 in that the power supply line WVH1 or the power supply line WVH2 and the through-hole wiring WTH intersect at many places.
  • the wiring board MB1 has a plurality of through-hole wirings WTH penetrating at least one of the power supply line WVH1 and the power supply line WVH2 in the thickness direction.
  • the power supply line WVH1 or the power supply line WVH2 has a plurality of openings WVh provided at intersections with the plurality of through-hole wirings WTH.
  • the plurality of through-hole wirings WTH and the plurality of openings WVh are arranged along the X direction that is the extending direction of the power supply line WVH1 or the power supply line WVH2. Further, among the plurality of openings WVh, the separation distance PTh1 between the openings WVh adjacent along the X direction is smaller than the separation distance PTh2 between the openings WVh adjacent along the Y direction orthogonal to the X direction. . In other words, the separation distance PTh2 is larger than the separation distance PTh1.
  • the wiring width of the power supply line WVH1 or the power supply line WVH2 is reduced.
  • the plurality of openings WVh so that the separation distance PTh2 is greater than the separation distance PTh1, it is possible to suppress a reduction in the cross-sectional area of the power supply path formed by the power supply line WVH1 or the power supply line WVH2. .
  • the power supply line WVQ1 included in the wiring board MB1 does not overlap with the power supply line WVH1 and the power supply line WVH2. Thereby, it is possible to reduce the influence of noise from power supply line WVQ1 to power supply line WVH1 and power supply line WVH2.
  • the power supply line WVQ2 does not overlap with the power supply line WVH1 and the power supply line WVH2. Thereby, it is possible to reduce noise influence from the power supply line WVQ2 to the power supply line WVH1 and the power supply line WVH2.
  • the region overlapping the logic chip LC in the thickness direction is covered with the power supply line WVH2, so that each of the power supply line WVQ1 and the power supply line WVQ1 overlaps the logic chip LC in the thickness direction. Don't be.
  • the power supply potential VDDQ1 and the power supply potential VDDQ2 are power supplies that drive the input / output circuit CAC between the logic chip LC and the memory chip MC.
  • a part of the power supply potential VDDQ2 is also supplied to the logic chip LC.
  • the semiconductor device PKG1 has a conductor pattern having a larger area than a normal wiring in one of the plurality of wiring layers (in the example of FIG. 16) of the wiring board IP1. Then, the power supply potential VDDQ1 and the power supply potential VDDQ2 shown in FIG. 6 are supplied through this conductor pattern.
  • FIG. 16 is a plan view showing a layout example of conductor planes provided in one wiring layer of the wiring board shown in FIG.
  • a conductor pattern (conductor film) having a relatively large area is referred to as a conductor plane among conductor patterns constituting an electric signal or power transmission path.
  • a conductor plane that constitutes a supply path for the power supply potential is referred to as a power supply plane.
  • a conductor plane constituting a reference potential supply path is referred to as a ground plane.
  • the wiring board IP1 includes a power plane (conductor pattern) VQ1P that supplies a power supply potential VDDQ1 (see FIG. 6) to the logic chip LC and the memory chip M1. Further, the wiring board IP1 has a power plane (conductor pattern) VQ2P that supplies the power supply potential VDDQ2 (see FIG. 6) to the logic chip LC and the memory chip M2. The wiring board IP1 has a ground plane (conductor pattern) VSP that supplies the reference potential VSS (see FIG. 6) to the logic chip LC and the plurality of memory chips MC.
  • the areas of the power plane VQ1P and the power plane VQ2P are larger than the plane areas of the plurality of memory chips MC.
  • the resistance in the supply path of the power supply potential can be reduced.
  • the power supply can be stabilized.
  • the temperature rise of the semiconductor device PKG1 during driving can be suppressed, so that the circuit operation can be stabilized.
  • each of the power plane VQ1P and the power plane VQ2P is formed so as to partially overlap the logic chip LC in the thickness direction. For this reason, the transmission distance from the logic chip LC to the power supply planes VQ1P and VQ2P can be reduced.
  • the plurality of signal transmission paths included in the electronic device EDV1 of the present embodiment include the analog signal transmission path ANLP for inputting the analog signal SGANL to the logic chip LC as shown in FIG. .
  • the semiconductor device PKG1 of the present embodiment has an analog circuit.
  • FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a configuration of a path for supplying a power supply potential to an analog circuit included in the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view showing a study example for FIG.
  • the plurality of terminals LD of the wiring board IP1 include terminals (analog power supply terminals) LDVA for supplying a power supply potential to the analog circuit described above.
  • the terminal LDVA is electrically connected to the through-hole wiring WTH2 that penetrates the wiring board MB1 in the thickness direction via the solder ball SBp and the terminal CN.
  • the terminal LD of the wiring board IP1 includes a terminal (power supply terminal) LDVH2 electrically connected to the power supply line WVH2 through the through-hole wiring WTH1.
  • the terminal LDVA is electrically connected to the terminal LDVH2 through the through-hole wiring WTH1, the through-hole wiring WTH2, and the connection wiring WBY.
  • the terminal LDVA is electrically connected to the power supply line WVH2 through the through-hole wiring WTH1, the through-hole wiring WTH2, and the connection wiring WBY.
  • the analog power supply potential is supplied from the power supply line WVH2.
  • FIG. 17 shows an embodiment in which the analog power supply potential is supplied from the power supply line WVH2 of the power supply line WVH1 and the power supply line WVH2 shown in FIG. It can also be supplied from the power supply line WVH1.
  • the power supply line WVH2 is extended to the position of the through-hole wiring WTH2 as in the wiring board MBh shown in FIG. A method of directly connecting the wiring WTH2 is conceivable.
  • connection wiring WBY that electrically connects the through-hole wiring WTH1 and the through-hole wiring WTH2 is lower than the wiring layer MBL3 and the wiring layer MBL4 (on the lower surface MBb side). ). Further, the connection wiring WBY is not provided in the wiring layer MBL3 and the wiring layer MBL4. Further, the connection wiring WBY is not provided in an upper layer (on the lower surface MBb side) than the wiring layer MBL3 and the wiring layer MBL4.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram showing an outline of the manufacturing process of the semiconductor device described with reference to FIGS. Note that FIG. 19 shows a process from manufacturing a semiconductor device to mounting it on a motherboard and manufacturing the electronic device shown in FIG.
  • the manufacturing method a method of manufacturing the semiconductor device PKG1 for one layer by preparing the wiring board IP1 formed in advance in the product size will be described.
  • a modification after preparing a so-called multi-chip substrate divided into a plurality of product formation regions and assembling each of the plurality of product formation regions, it is divided into product formation regions.
  • the present invention can also be applied to a multi-cavity method that acquires a plurality of semiconductor devices. In this case, after the ball mounting process shown in FIG. 19 (flow diagram) or after the electrical test process, a singulation process for cutting the multi-piece substrate and dividing it into product formation regions is added.
  • the wiring board IP1 shown in FIG. 20 is prepared.
  • 20 is a plan view showing the chip mounting surface side of the wiring board prepared in the wiring board preparation step shown in FIG. 20 is the same as that obtained by removing the logic chip LC, the memory chip MC, the underfill resin UF, and the plurality of solder balls SBc and SBp shown in FIG. 7, and will be described with reference to FIG.
  • the upper surface IPt of the wiring board IP1 includes a plurality of chip mounting areas DBA that are areas where a plurality of semiconductor chips are mounted in the semiconductor chip mounting step shown in FIG. 19 (flow diagram).
  • the chip mounting area DBA is a planned area where the logic chip LC and the plurality of memory chips MC shown in FIG. 1 are mounted, and there may be no visible boundary line.
  • a two-dot chain line is added to indicate the boundary of the chip mounting area DBA.
  • a plurality of bonding pads TCS are formed in each of the plurality of chip mounting areas DBA.
  • the plurality of bonding pads TCS are electrode terminals that are electrically connected to the logic chip LC and the memory chip MC via the protruding electrodes SBc shown in FIG. 7 in the die bonding mounting step shown in FIG. 19 (flow diagram).
  • FIG. 20 shows an example in which the bonding pads TCS are arranged in rows and columns along the contour of the chip mounting area as an example of the arrangement of the bonding pads TCS. is there.
  • the bonding pads TCS may be arranged along the periphery of the chip mounting area DBA, and the bonding pads TCS may not be formed in the center of the chip mounting area DBA.
  • the method of manufacturing the wiring board IP1 having the core layer CR that is a core material is, for example, the upper surface side of the core layer CR with the core layer CR having a plurality of through-hole wirings TW formed as a base material. It can be manufactured by laminating a wiring layer on the bottom surface side by a build-up method. When the core material is not used, a wiring board can be manufactured by laminating a plurality of wiring layers on a base material (not shown) and then peeling the base material.
  • FIG. 21 is a plan view showing a state in which a plurality of semiconductor chips are mounted on the wiring board shown in FIG. 20 is the same as that obtained by removing the plurality of solder balls SBc and the plurality of solder balls SBp shown in FIG. 7, and will be described with reference to FIG.
  • the logic chip LC shown in FIG. 9 and the memory chip MC shown in FIG. 10 are prepared (semiconductor chip preparation step) and mounted on the chip mounting area DBA (see FIG. 20) of the wiring board IP1.
  • mounting is performed by a so-called face-down mounting method in a state where the surface LCt (see FIG. 7) of the logic chip LC and the upper surface IPt of the wiring board IP1 face each other.
  • mounting is performed by the face-down mounting method with the surface MCt (see FIG. 7) of the memory chip MC and the upper surface IPt of the wiring board IP1 facing each other.
  • the plurality of electrodes PDL formed on the surface LCt side of the logic chip LC and the plurality of bonding pads TCS of the wiring board IP1 are respectively connected via the plurality of protruding electrodes SBc. Electrically connected. Further, as shown in FIG. 7, the plurality of electrodes PDM formed on the surface MCt side of the memory chip MC and the plurality of bonding pads TCS of the wiring board IP1 are electrically connected through the plurality of protruding electrodes SBc, respectively. Is done.
  • a solder bump in which a solder material is formed into a spherical shape is often used as the plurality of protruding electrodes SBc.
  • the protruding electrode SBc is not limited to a solder bump, and for example, a pillar bump formed of a metal material such as copper in a columnar shape may be used.
  • underfill resin (insulating resin) UF is disposed between the logic chip LC and the wiring board IP1 and between the plurality of memory chips MC and the wiring board IP1.
  • the underfill resin UF is disposed so as to seal an electrical connection portion between the semiconductor chip and the wiring board IP1 (joint portion between the plurality of protruding electrodes SBc).
  • the underfill resin UF is disposed on the chip mounting area DBA (see FIG. 20) before mounting the semiconductor chip.
  • the logic chip LC is pressed from above the underfill resin UF to electrically connect the wiring board IP1 and the logic chip LC.
  • the underfill resin UF is cured.
  • the resin material is arranged before mounting the semiconductor chip, not only the paste-like resin material as described above but also a film-like resin material can be used.
  • the logic chip LC and the wiring board IP1 are electrically connected before the underfill resin UF is disposed. Thereafter, a liquid resin is injected into the gap between the logic chip LC and the wiring board IP1 and cured. In this step, either the above-described pre-bonding method or post-injection method may be used.
  • the thickness of the memory chip MC (the separation distance between the front surface MCt and the back surface MCb) is larger than the thickness of the logic chip LC (the separation distance between the front surface LCt and the back surface LCb).
  • the semiconductor chips it is preferable to mount the memory chip MC after mounting the relatively thin logic chip LC.
  • a mounting jig (not shown) from coming into contact with the already mounted semiconductor chip.
  • the logic chip LC is mounted first.
  • the logic chip LC is mounted on the wiring board IP1 so that the chip side Scp1 is along the board side Sip1 of the wiring board IP1.
  • the plurality of memory chips MC are respectively provided between the substrate side Sip2 of the wiring board IP1 and the chip side Scp2 of the logic chip LC, and between the substrate side Sip3 of the wiring board IP1 and the chip side Scp3 of the logic chip LC. Installed.
  • solder balls SBp are attached to the lower surface IPb side of the wiring board IP1.
  • the solder balls SBp are arranged on the terminals LD exposed from the insulating film SR2 shown in FIG. 7 and subjected to a reflow process (a process of heating and melting the solder components and then cooling them) to perform soldering.
  • Ball SBp is joined to terminal LD.
  • this step may be omitted when the solder ball SBp is not used as the conductive material for electrically connecting the wiring board MB1 and the semiconductor device PKG1 shown in FIG.
  • a metal film such as a thin solder film may be formed on the exposed surface of the terminal LD instead of the solder ball SBp.
  • the semiconductor device PKG1 that has passed the inspection is transported to the semiconductor device mounting process shown in FIG. 19 (flow diagram).
  • a packing process for packing the semiconductor device PKG1 and a shipping process for shipping to another establishment are performed after the inspection process. Also good.
  • the semiconductor device PKG1 is mounted on the wiring board MB1 as shown in FIG.
  • the wiring board MB1 shown in FIG. 3 is prepared (mounting board preparation step), and the semiconductor device PKG1 shown in FIG. 1 is mounted on the upper surface MBt of the wiring board MB1.
  • a plurality of terminals CN for connecting the semiconductor device PKG1 are formed on the upper surface (mounting surface) MBt of the wiring board MB1.
  • the semiconductor device PKG1 includes a plurality of solder balls SBp that are external terminals.
  • the power supply device (regulator) RGL1 may be mounted on the wiring board MB1 in advance at the stage of the mounting board preparation process. Alternatively, the power supply device RGL1 may be mounted immediately before mounting the semiconductor device PKG. Although the power supply device RGL1 can be mounted after mounting the semiconductor device PKG, as shown in FIG. 2, when the thickness of the power supply device RGL1 is thinner than the thickness of the semiconductor device PKG1, The supply device RGL1 is preferably mounted before the semiconductor device PKG1.
  • the semiconductor device PKG1 is mounted on the side of the power supply device RGL1 mounted on the wiring board MB1, with the substrate side Sip1 of the wiring board IP1 included in the semiconductor device PKG1 facing.
  • the plurality of solder balls SBp of the semiconductor device PKG1 are respectively joined to the plurality of terminals CN of the wiring board MB1, thereby electrically connecting the semiconductor device PKG1 and the wiring board MB1.
  • a plurality of solder materials for example, cream solder
  • the plurality of solder materials are brought into contact with the plurality of solder balls SBp of the semiconductor device PKG1.
  • solder material and the solder ball SBp are integrated with each other by performing a heat treatment (reflow treatment) in a state where the solder material and the solder ball SBp are in contact with each other.
  • a heat treatment reflow treatment
  • the plurality of terminals LD of the semiconductor device PKG1 and the plurality of terminals CN of the wiring board MB1 are electrically connected through the plurality of solder balls SBp, respectively.
  • an electronic component other than the semiconductor device PKG1 when mounted like the capacitor CC1 shown in FIG. 2, it can be mounted before the semiconductor device PKG is mounted or after the semiconductor device PKG1 is mounted.
  • ⁇ Modification 1> For example, in the above-described embodiment, an example in which the logic chip LC and the two memory chips MC are mounted on the wiring board IP1 and no electronic component other than the semiconductor chip is mounted has been described. However, as a modification to the above embodiment, electronic components (including other semiconductor chips) other than the logic chip LC and the memory chip MC may be mounted.
  • a capacitor (not shown) may be mounted.
  • electronic components such as a capacitor (not shown) may be mounted.
  • a bypass capacitor or a decoupling capacitor may be mounted on the wiring board IP1 as the termination power supply.
  • the number of semiconductor chips mounted on the wiring board IP1 has various modifications other than the above embodiment.
  • the number of memory chips MC differs in required storage capacity depending on the system provided in the semiconductor device PKG1. Since the value of the storage capacity increases in proportion to the number of memory chips MC, for example, the number of memory chips MC may be two or more, or one.
  • a plurality of logic chips LC may be mounted on the upper surface IPt.
  • a semiconductor chip having functions other than the logic chip LC and the memory chip MC may be mounted.
  • FIG. 22 is a plan view showing an electronic device on which a semiconductor device which is a modified example of FIG. 1 is mounted.
  • FIG. 23 is an enlarged plan view showing an example of a wiring layout in plan view of the motherboard shown in FIG.
  • the semiconductor device PKG3 shown in FIG. 22 is different from the semiconductor device PKG1 shown in FIG. 1 in that four memory chips MC are mounted on the wiring board IP1.
  • the memory chip M3 and the memory chip M4 newly added as compared with FIG. 1 are mounted between the memory chip M1 and the logic chip LC and the substrate side Sip3, respectively.
  • the memory chip M3 is mounted between the chip side Smc3 of the memory chip M1 and the substrate side Sip3.
  • the memory chip M4 is mounted between the chip side Scp3 of the logic chip LC and the substrate side Sip3.
  • the memory chips M2, M3, and M4 are mounted side by side between the extension line of the chip side Scp3 of the logic chip LC and the substrate side Sip3.
  • the memory chip M1 and the memory chip M3 are mounted so as to be aligned along the Y direction.
  • the semiconductor device PKG3 includes a plurality of memory chips M1, M2, M3, and M4, and each of the plurality of memory chips M1, M2, M3, and M4 is connected to the chip side Scp2 of the logic chip LC in a plan view. It is mounted in a concentrated manner between the substrate side Sip2 of the substrate IP1 and between the chip side Scp3 of the logic chip LC and the substrate side Sip3 of the wiring substrate IP1.
  • the above embodiment is applied even if the number of memory chips MC is three or more. The technique described in the above can be similarly applied.
  • the power supply potential VDDQ1 (see FIG. 5) is supplied to the memory chip M1 and the memory chip M3 via the power supply line WVQ1. Further, the power supply potential VDDQ2 (see FIG. 5) is supplied to the memory chip M2 and the memory chip M4 through the power supply line WVQ2.
  • a part of the power supply line WVQ2 and a part of the power supply line WVH2 may overlap each other due to the layout restriction of the memory chips M2 and M4.
  • the power supply line WVH2 is provided so as to pass between the power supply line WVH1 and the power supply line WVQ2, the area where the power supply line WVH2 and the power supply line WVQ2 overlap can be reduced. it can.
  • the separation distance PT2 between the memory chip M2 and the logic chip LC is larger than the separation distance PT1 between the memory chip M1 and the logic chip LC.
  • the separation distance PT3 between the memory chip M4 and the logic chip LC is larger than the separation distance PT1 between the memory chip M1 and the logic chip LC.
  • each of the memory chip M2 and the memory chip M4 has a wide gap (separation distance PT2) between the logic chip LC.
  • the area of the power supply line WVH2 that overlaps with the power supply line WVQ2 in the thickness direction is the area of the power supply line WVH2 that does not overlap with the power supply line WVQ2. Is smaller than the area.
  • FIG. 24 is an enlarged cross-sectional view illustrating a configuration example of an electronic device that is a modification example of FIG. 2.
  • the logic chip LC included in the electronic device EDV5 shown in FIG. 24 is mounted on the upper surface IPt of the wiring board IP1 via the wiring board IP2, which is an interposer different from the wiring board IP1.
  • the logic package LCP in which the logic chip LC is mounted on the wiring board IP2 is mounted on the upper surface IPt of the wiring board IP1.
  • the description relating to the logic chip LC described in the above embodiment may be replaced with a logic package LCP incorporating the logic chip LC as shown in FIG.
  • the plurality of electrodes PDL shown in FIG. 7 are made of, for example, a material mainly composed of copper (Cu).
  • FIG. 24 as an example of a semiconductor package mounted on the wiring board IP1, a logic package LPC that typically includes a logic chip LC has been described.
  • a memory package (semiconductor package) incorporating the memory chip MC shown in FIG. 7 may be mounted. That is, the memory chip MC shown in FIG. 7 may be replaced with a memory package.
  • the plurality of electrodes PDM shown in FIG. 7 are made of a material mainly composed of copper (Cu).
  • either one or both of the logic package LCP and the memory package may be mounted.
  • FIG. 25 is an explanatory view showing a modified example of the manufacturing process shown in FIG. 19 (flow diagram).
  • PoP Package on Package
  • the lower side semiconductor device and the upper side semiconductor device may be manufactured by different manufacturers, and the business operator who purchased the semiconductor device from each manufacturer may perform final assembly.
  • the assembly flow is as shown in FIG. That is, in the semiconductor device manufacturing process, the logic chip LC is mounted on the wiring board IP1 shown in FIG. 2, and the memory chip MC is inspected and shipped without being mounted. Further, for example, another manufacturer manufactures a memory package in which the memory chip MC is mounted on the wiring board (memory chip preparation step). Next, a semiconductor device on which the logic chip LC is mounted and an operator who has purchased the memory package each mount the memory package on the wiring board IP1. Thereafter, the semiconductor device on which the memory package is mounted is mounted on the wiring board MB shown in FIG. Through the above process, a semiconductor device manufactured by the PoP method and an electronic device on which the semiconductor device is mounted are obtained.
  • ANLP Analog signal transmission path CAC I / O circuit CC1 Capacitor ChA0, ChA1, ChB0, ChB1 Channel CKP1, CKP2 Clock signal transmission path CN, CN1, CN2, CN3, CNSG, CNVH1, CNVH2, CNVQ1, CNVQ2, CNVS terminal (CNVSQ terminal) ) CR core layer (core material, core insulation layer) CTL control circuit CTP1, CTP2 Control signal transmission path DBA Chip mounting area DTP1, DTP2 Data signal transmission path EDV1, EDV2, EDV3, EDV4, EDV5 Electronic device (electronic equipment) FMC semiconductor chip (nonvolatile memory chip) IIF Internal interface electrode (interface terminal) IL Insulation layer IP1, IP2 Wiring board (interposer) IPb bottom surface (surface, main surface, mounting surface) IPs Side surface IPt Upper surface (surface, main surface, chip mounting surface) LC logic chip (semiconductor chip) LCb, MCb Back (Main

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Abstract

電子装置は、第1配線基板および第1配線基板上に搭載される半導体装置を有する。半導体装置は、複数の端子を有する第2配線基板、第2配線基板上に搭載された複数の第1半導体チップ、および第2配線基板上に搭載される第2半導体チップを備える。また、第1配線基板は、第2半導体チップに種類の異なる複数の電源電位を供給する第1電源線および第2電源線を有する。また、平面視において、第2電源線は、第2配線基板の第1基板辺および第2半導体チップの第1チップ辺を跨ぐように配置される。また、平面視において、第1電源線は、第2電源線と複数の第1半導体チップのうちの一部との間を通って第2半導体チップと重なる領域に向かって延びるように配置される。また、第1電源線のうち、第2電源線と厚さ方向に重なる領域の面積は、第1電源線のうち、第2電源線と重ならない領域の面積よりも小さい。

Description

電子装置
 この発明は、例えば、複数の半導体チップが配線基板上に並んで搭載された半導体装置、および半導体装置を搭載した電子装置に関する。
 特開2006-237385号公報(特許文献1)や、特開2007-213375号公報(特許文献2)には、複数のメモリチップと、上記複数のメモリチップを制御するデータ処理チップとが、配線基板上に並んで搭載された半導体装置が記載されている。
 また、特開平6-151639号公報(特許文献3)には、配線基板の複数のピン(端子)のうち、グランドピンおよび電源ピンが、内側から外側へ一続きになるよう連続配置される半導体装置が記載されている。
特開2006-237385号公報 特開2007-213375号公報 特開平6-151639号公報
 複数の半導体チップが配線基板上に並べて配置され、上記複数の半導体チップが配線基板を介して電気的に接続された半導体装置がある。このような半導体装置の性能を向上させるため、半導体装置が処理可能なデータ量を増大させる技術が要求される。
 半導体装置が処理するデータ量を増大させるためには、信号の伝送速度を向上させる技術が必要である。また、半導体装置が処理するデータ量を増大させるためには、演算処理回路に供給される電流値が大きくなるので、大きな電流を効率的に演算処理回路に供給する技術が必要である。
 その他の課題と新規な特徴は、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。
 一実施の形態による電子装置は、第1配線基板および上記第1配線基板上に搭載される半導体装置を有する。上記半導体装置は、複数の端子を有する第2配線基板、上記第2配線基板上に搭載された複数の第1半導体チップ、および上記第2配線基板上に搭載される第2半導体チップを備える。また、上記第1配線基板は、上記第2半導体チップに種類の異なる複数の電源電位を供給する第1電源線および第2電源線を有する。また、平面視において、上記第2電源線は、上記第2配線基板の第1基板辺および上記第2半導体チップの第1チップ辺を跨ぐように配置される。また、平面視において、上記第1電源線は、上記第2電源線と上記複数の第1半導体チップのうちの一部との間を通って上記第2半導体チップと重なる領域に向かって延びるように配置される。また、上記第1電源線のうち、上記第2電源線と厚さ方向に重なる領域の面積は、上記第1電源線のうち、上記第2電源線と重ならない領域の面積よりも小さいものである。
 上記一実施の形態によれば、複数の半導体チップが配線基板を介して互いに電気的に接続された半導体装置が搭載された電子装置の性能を向上させることができる。
一実施の形態である半導体装置を含む電子装置の構成例を示す拡大平面図である。 図1のA-A線に沿った断面において、電子装置が有する構成部品の電気的な接続関係を示す説明図である。 図1に示すマザーボードの平面視における配線レイアウトの例を示す拡大平面図である。 図1に示すマザーボードの平面視における端子レイアウトの例を示す拡大平面図である。 図4に示す複数の端子の周辺を拡大して示す拡大断面図である。 図1に示す半導体装置が有する複数の半導体チップと電気的に接続される複数の伝送経路の構成の概要を示す説明図である。 図1に示す半導体装置のB-B線に沿った断面図である。 図1に示す半導体装置の下面側の構造を示す平面図である。 図1に示すロジックチップの表面側の平面図である。 図1に示すメモリチップの表面側の平面図である。 図4に示す配線基板において、電源線が形成された配線層の一部を示す拡大平面図である。 図8に示す配線基板の下面側の端子配列を示す図に、図4に示す電源線を重ねあわせて示す拡大平面図である。 図1に対する変形例を示す拡大平面図である。 図13に示すマザーボードの平面視における端子レイアウトの例を示す拡大平面図である。 図11に対する変形例の電子装置が有する配線基板において、電源線の延在方向とスルーホール配線との位置関係を示す拡大平面図である。 図7に示す配線基板が有する一つの配線層に設けられた導体プレーンのレイアウト例を示す平面図である。 図6に示す半導体装置が有するアナログ回路に電源電位を供給する経路の構成を模式的に示す拡大断面図である。 図17に対する検討例を示す拡大断面図である。 図1~図18を用いて説明した半導体装置の製造工程の概要を示す説明図である。 図19に示す配線基板準備工程で準備する配線基板のチップ搭載面側を示す平面図である。 図20に示す配線基板に複数の半導体チップを搭載した状態を示す平面図である。 図1に対する変形例である半導体装置が搭載された電子装置を示す平面図である。 図22に示すマザーボードの平面視における配線レイアウトの例を示す拡大平面図である。 図2に対する変形例である電子装置の構成例を示す拡大断面図である。 図19に示す製造工程の変形例を示す説明図である。
 (本願における記載形式・基本的用語・用法の説明)
 本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクション等に分けて記載するが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、記載の前後を問わず、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しの説明を省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
 同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「AからなるX」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、A以外の要素を含むものを排除するものではない。たとえば、成分についていえば、「Aを主要な成分として含むX」等の意味である。たとえば、「シリコン部材」等といっても、純粋なシリコンに限定されるものではなく、SiGe(シリコン・ゲルマニウム)合金やその他シリコンを主要な成分とする多元合金、その他の添加物等を含む部材も含むものであることはいうまでもない。また、金めっき、Cu層、ニッケル・めっき等といっても、そうでない旨、特に明示した場合を除き、純粋なものだけでなく、それぞれ金、Cu、ニッケル等を主要な成分とする部材を含むものとする。
 さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。
 また、実施の形態の各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。
 また、添付図面においては、却って、煩雑になる場合または空隙との区別が明確である場合には、断面であってもハッチング等を省略する場合がある。これに関連して、説明等から明らかである場合等には、平面的に閉じた孔であっても、背景の輪郭線を省略する場合がある。更に、断面でなくとも、空隙でないことを明示するため、あるいは領域の境界を明示するために、ハッチングやドットパターンを付すことがある。
 (実施の形態)
 本実施の形態では、複数の半導体チップが配線基板を介して電気的に接続された半導体装置、および上記半導体装置が搭載された電子装置、の一例として、カーナビゲーション装置の内部に搭載される半導体装置、および上記半導体装置を有するモジュール(電子装置)を取り上げて説明する。
 本実施の形態で一例として取り上げるカーナビゲーション装置は、自動車に搭載される電子機器である。近年、カーナビゲーション装置に対して、一つの装置内に様々な機能(システム)を付与して、高機能化を図る取り組みがある。例えば、カーナビゲーション装置には、自動車の現在位置を表示したり、目的地までの経路案内を行ったりするカーナビゲーションシステムの他、音楽再生システムや動画再生システムなど、種々の機能(システム)を有するものがある。また、上記した様々なシステムのそれぞれの性能を向上させる観点からは、各システムが単位時間に処理するデータ量を増加させることが好ましい。
 上記のような複数のシステムを備える電子装置は、マザーボード上に機能の異なる複数の半導体装置(例えば制御用の半導体装置と記憶用の半導体装置)を搭載して、複数の半導体装置間をマザーボードの配線で電気的に接続する方法が考えられる。しかし、単位時間に処理されるデータ量の増加、あるいは、データの転送速度の向上を考慮すると、マザーボードの配線を介して複数の半導体装置を接続する方式の場合、電気的特性を向上させることが難しい。
 そこで、本願発明者は、一つの半導体装置に複数の半導体チップを搭載し、インタポーザである配線基板を介して複数の半導体チップの間を電気的に接続する構成を検討した。すなわち、以下で説明する半導体装置PKG1(図1参照)は、複数の半導体チップを有するマルチチップモジュール(MCM:Multi-Chip Module)である。また、半導体装置PKG1は、一つの半導体パッケージ内にシステムが形成された、SiP(System in Package)である。半導体装置PKG1が備える配線基板IP1(図2参照)は、マザーボードである配線基板MB1と比較して、平面積が小さく、高い加工精度で配線を形成することができる。このため、複数の半導体チップ間を電気的に接続した場合、高い電気的特性を得ることができる。
 しかし、半導体装置PKG1のように、一つの半導体パッケージ内に複数のシステムを作りこみ、かつ、電気的な特性を向上させる場合、複数のシステムを駆動する電源を供給する経路、あるいは半導体装置PKG1との間で信号電流を入力または出力する経路、を効率的に配置する必要があることが判った。
 例えば、グラフィックや動画などを形成する回路を駆動するためには、5A(アンペア)を超えるような大電流が必要になる場合がある。配線密度の増大に伴って、電源の供給経路の断面積が小さくなると、インピーダンスが大きくなるが、インピーダンスが大きい電源供給経路に大電流が流れると、電圧降下量が増大する。また、回路を動作させるための電源電位のマージンが小さい場合には、電圧降下により、回路が動作しなくなる懸念がある。このため、駆動用の電源電位を供給する経路には、配線幅を広くすることが好ましい。
 また、複数種類の電源電流を供給する場合、複数種類の電源の供給経路間の相互の影響を低減することが好ましい。例えば、異なる電流をそれぞれ幅広の配線で供給する場合、配線同士が厚さ方向に互いに重なっている部分では、配線間での容量カップリングが発生する。この容量カップリングの程度によっては、電源の供給経路のノイズの原因になる。
 また、駆動電圧の供給経路の抵抗値が大きいと、半導体装置PKG1の温度が上昇して回路動作が不安定になる懸念がある。また、例えば、上記のような大電流が流れる電源経路と、1.6Gbps(Giga bit per second)以上の高速信号伝送経路が混在する場合、高速信号伝送経路に対するノイズ対策を考慮する必要がある。特に、差動対を利用して信号を伝送する場合、あるいは、バス幅を大きくして単位時間当たりの信号伝送量を増加させる場合には、信号伝送経路の数が増加する。このため、マザーボードよりも平面積の小さいインタポーザの配線基板に、効率的に配線経路を形成する技術が必要になる。
 以下、電子装置の構成、および電子装置が有する半導体装置の順で、本実施の形態の電子装置の構成例について説明する。
 <電子装置>
 まず、本実施の形態の電子装置の構成例について説明する。図1は、本実施の形態の電子装置の構成例を示す拡大平面図である。また、図2は、図1のA-A線に沿った断面において、電子装置が有する構成部品の電気的な接続関係を示す説明図である。また、図3は、図1に示すマザーボードの平面視における配線レイアウトの例を示す拡大平面図である。また、図4は、図1に示すマザーボードの平面視における端子レイアウトの例を示す拡大平面図である。また、図5は、図4に示す複数の端子の周辺を拡大して示す拡大断面図である。
 なお、図2は、断面図であるが、電子装置EDV1の構成部品の電気的な接続関係の例を見やすくするため、ハッチングを省略し、複数の配線WMを実線、二点鎖線、および点線のうちのいずれかで示している。また、図1に示すA-A線に沿った断面において、電力供給装置RGL1の近傍では、ロジックチップLCに電源電位を供給する電源線WVH1および電源線WVH2は厚さ方向に重なっていない。しかし、図2では、電源線WVH1および電源線WVH2のそれぞれが、ロジックチップLCと電力供給装置RGL1とに電気的に接続されていることを明示的に示すため、電源線WVH2のうち、電力供給装置RGL1の近傍の一部分(電源線WVH1と重ならない部分)を二点鎖線で示している。また、ロジックチップLCに接続される複数の配線WMのうち、電気信号を伝送する信号線WSGには点線を付して示している。また、図1に示すA-A線に沿った断面には、メモリチップMCが搭載されていない。しかし、図2では、ロジックチップLCとメモリチップMCとが電気的に接続されていることを明示的に示すため、メモリチップMCを一点鎖線で模式的に示している。
 また、図3に示す電源線WVH1、電源線WVH2、電源線WVQ1、および電源線WVQ2は、多層配線基板である配線基板MB1の配線層に形成されている。しかし、図3では配線レイアウトの見易さのため、電源線WVH1、電源線WVH2、電源線WVQ1、および電源線WVQ2をそれぞれ実線で示している。また、電源線WVH1と電源線WVH2との重なりの程度を判り易くするため、電源線WVH1に模様を付している。また、図3に示す配線基板MB1の上面MBtには、半導体装置PKG1が搭載される位置に、図4に示す複数の端子CNが露出している。しかし、図3では配線レイアウトの見易さのため、複数の端子CNの大部分は図示を省略し、代表例として、信号線WSGに接続される複数の端子CNSGのうちの一部を示している。また、配線基板MB1は、多数の信号線WSGを有しているが、見易さのため、多数の信号線WSGのうちの一部を点線で示している。また、上記の配線と、図1に示す半導体装置PKG1の各構成部品との平面的な位置関係を示すため、配線基板IP1、ロジックチップLC、メモリチップMC、および電力供給装置RGL1のそれぞれの輪郭を二点鎖線で示している。
 また、図4では、電源線WVH1、電源線WVH2、電源線WVQ1、および電源線WVQ2は、点線で図示している。また、図4は平面図であるが、複数の端子CNを、流れる電流の種類に応じて異なる模様を付して示し、各模様の表す意味は、凡例の隣に符号を付して示している。
 図1に示す電子装置(電子機器)EDV1は、配線基板(マザーボード、実装基板)MB1と、配線基板MB1に搭載される半導体装置PKG1と、配線基板MB1に搭載される電力供給装置(レギュレータ)RGL1と、を有する。また、配線基板MB1には、半導体装置PKG1、電力供給装置RGL1に加えて、コンデンサCC1(図2参照)などの複数の電子部品が搭載されている。
 配線基板MB1に搭載される電力供給装置RGL1は、電子装置EDV1が備える複数の電子部品のそれぞれに電力を供給する電源用部品である。電力供給装置RGL1は、例えば、電力変換回路を有し、電子装置EDV1の外部に設けられた図示しない外部電源から入力された電力を、電子装置EDV1が備える各種回路の動作電圧、動作電流に対応した電圧値、電流値に変換する。電力供給装置RGL1で変換された電力は、配線基板MB1が有する配線WMを介して、電子装置EDV1が備える複数の回路(図示しない電子部品が備える回路)のそれぞれに供給される。
 また、電子装置EDV1が有する配線基板MB1は、半導体装置PKG1の搭載面である上面(面、半導体装置搭載面)MBt、および上面MBtの反対側の下面(面、裏面)MBb(図2参照)を有する。配線基板MB1は、半導体装置PKG1を含む、複数の電子部品を搭載して電気的に接続し、モジュールを構成する基板であり、複数の電子部品を支持する強度が要求される。このため、配線基板MB1の厚さは半導体装置PKG1の配線基板IP1の厚さよりも大きい(厚い)。
 例えば、図2に示す例では、配線基板MB1の厚さは、1.4mmである。一方、配線基板IP1の厚さは、配線基板MB1の厚さよりも薄く、1.2mmである。なお、各基板の厚さは上記した値に限らず、配線基板MB1の厚さは例えば1.0mm~2.0mm程度、配線基板IP1の厚さは例えば0.2mm~1.5mm程度のものを使用しても良い。また、配線基板MB1の厚さは、上面MBtおよび下面MBbのうち、一方の面から他方の面までの距離である。また、配線基板IP1の厚さは、上面IPtおよび下面IPbのうち、一方の面から他方の面までの距離である。
 また、配線基板MB1は、例えばガラス布にエポキシ系の樹脂を含浸させた、プリプレグ材などの絶縁性材料から成る基材を有する。図2に示す例では、配線基板MB1は、プリプレグから成る複数の絶縁層と、銅箔などの導体膜からなる複数の配線層と、を交互に積層することで形成される、多層配線基板(積層基板)である。なお、配線基板IP1も、プリプレグから成る基材(コア材)を有していても良いが、配線基板MB1は、配線基板IP1が有する基材よりも相対的に厚い基材が必要である。上記のように、本実施の形態では、各配線基板MB1、IP1を構成する絶縁層としてプリプレグを用いているため、配線基板の強度を向上することができる。なお、配線基板の厚さが大きい、すなわち、各絶縁層の厚さが大きい場合には、プリプレグに限らず、エポキシ系の樹脂のみから成る絶縁性材料により絶縁層を構成しても良い。
 また、図2に示すように、配線基板MB1は、複数の配線(実装基板配線、マザーボード配線)WMを有する。配線基板MB1は、複数の配線層を有する多層配線基板であって、複数の配線層のそれぞれには配線WMが形成されている。図2に示す例では、配線基板MB1は、上面MBt側から下面MBb側に向かって、厚さ方向(Z方向)に沿って、配線層MBL1、配線層MBL2、配線層MBL3、配線層MBL4、配線層MBL5、および配線層MBL6から成る6層の配線層を有している。
 また、複数の配線WMには、半導体装置PKG1が有する複数の半導体チップのうち、ロジックチップ(半導体チップ)LCに電源電位を供給する電源線WVH1および電源線WVH2が含まれる。また、図2では図示を省略したが、複数の配線WMには、メモリチップ(半導体チップ)MCに電源電位を供給する電源線WVQ1(図3参照)および電源線WVQ2(図3参照)が含まれる。また、複数の配線WMには、ロジックチップLCに対して電気信号を送信、または受信する信号線WSGが含まれる。なお、配線基板MB1には、多数の信号線WSGが形成されているが、図3では見易さのため、多数の信号線WSGのうちの2本を例示的に示している。
 図2に示す例では、配線基板MB1が有する複数の配線層のうち、最も上面MBt側に設けられた第1層目の配線層MBL1には、電気信号を伝送する信号線WSGが主に設けられている。また、第1層の次に上面MBtに近い第2層目の配線層MBL2には、基準電位(例えば接地電位)が供給される基準電位線WVSが主に設けられている。また、第2層の次に上面MBtに近い第3層目の配線層MBL3には、電源電位が供給される電源線WVH2が主に設けられている。また、第3層の次に上面MBtに近い第4層目の配線層MBL4には、電源電位が供給される電源線WVH1が主に設けられている。また、第4層の次に上面MBtに近い第5層目の配線層MBL5には、基準電位が供給される基準電位線WVSが主に設けられている。また、第5層の次に上面MBtに近い第6層目の配線層MBL6には、図示しない他の部品に電位や電気信号を供給する配線が主に設けられる。
 なお、図3に示す電源線WVQ1およびWVQ2は、図2に示す第3層目の配線層MBL3または第4層目の配線層MBL4に設けられている。また、配線層MBL2の基準電位線WVSと配線層MBL5の基準電位線WVSとは、配線基板MB1を厚さ方向に貫通するスルーホール配線WTHを介して電気的に接続されており、同電位が供給される。電源線WVH1、電源線WVH2、電源線WVQ1、および電源線WVQ2のレイアウトについては、後で詳細に説明する。
 また、図4に示すように、配線基板MB1は、上面MBt側に形成された複数の端子CNを有する。複数の端子CNは、半導体装置PKG1と配線基板MB1とを電気的に接続するための実装端子である。複数の端子CNには、半導体装置PKG1が有する複数の半導体チップのうち、ロジックチップ(半導体チップ)LCに電源電位を供給する端子CNVH1、端子CNVH2、およびメモリチップ(半導体チップ)MCに電源電位を供給する端子CNVQ1、端子CNVQ2が含まれる。また、複数の端子CNには、ロジックチップLCに対して、電気信号を送信、または受信する端子CNSGが含まれる。また、複数の端子CNには、ロジックチップLCおよびメモリチップMCに基準電位を供給する端子CNVSが含まれる。なお、複数の端子CNには、上記以外の目的で用いられる端子もあるが、図4では、上記以外の端子CNについては、端子CNVSと同様に、模様を付さずに示している。
 また、複数の端子CNは、配線基板MB1が有する複数の配線層のうち、最上層(第1層目)に形成された導体パターンである。詳しくは、図5に示すように配線基板MB1が有する複数の配線層のうちの最上層に形成された導体パターンは、配線基板MB1の上面MBtを覆うように形成された絶縁膜SR1により覆われる。また、絶縁膜SR1には複数の開口部SRk1が形成され、複数の開口部SRk1のそれぞれにおいて、最上層に形成された導体パターンの一部が露出する。
 また、端子CNを構成する導体パターンは、図5に示す端子CN1のように、他の端子CNとは電気的に分離され、端子CN毎に独立して形成された、個別の導体パターンを含む。例えば、図4に示す信号線WSGと電気的に接続される信号用の端子CNSGの場合、隣の端子CNと電気的に分離させることで、単位面積当たりの数(詳しくは、信号伝送経路の数)を増加させることができる。また、図4に示す端子CNVH1、端子CNVH2、端子CNVQ1、端子CNVQ2、および端子CNVSのそれぞれを独立して形成することもできる。
 ただし、端子CNを構成する導体パターンは、図5に示す端子CN2のように、隣り合う端子CNが一体に形成され、端子CN1よりも面積が大きい導体パターンを含んでいても良い。このように面積が大きい導体パターンを端子CNの一部として利用する場合、一つの導体パターン上に複数の開口部SRk1が設けられる。例えば、電源電位や基準電位の供給経路を構成する導体パターンの面積を大きくすると、供給経路中の抵抗を低減できる。そして、電源電位や基準電位の供給経路の抵抗を低減する結果、回路動作を安定化させることができる。
 また、図5に示すように、複数の端子CNのうちの一部は、配線基板MB1を厚さ方向に貫通するスルーホール配線WTHに接続されている。このようにスルーホール配線WTHに接続する場合、端子CN1のように個別の端子CNには、それぞれスルーホール配線WTHを接続する必要がある。一方、端子CN2のように複数の端子CNが一体化している場合には、スルーホール配線WTHの数を低減することができるので、配線レイアウトの自由度が向上する。
 また、端子CNを構成する導体パターンは、図5に示す端子CN3のように、スルーホール配線WTHに接続されていない端子CNを含んでいても良い。この場合、配線基板MB1が有する複数の配線層のうち、最上層の配線層を利用して配線を引き回すことになる。例えば、図3に示す複数の信号線WSGのうち、特に伝送経路を短くすることで電気的特性の向上が見込める信号線(例えばアナログ信号経路など)は、図5に示す端子CN3のようにスルーホール配線WTHに接続されていないことが好ましい。
 <半導体装置の概要>
 図1および図2に示すように、本実施の形態の電子装置EDV1は、配線基板MB1の上面MBt上に搭載される、半導体装置PKG1を有する。以下、半導体装置PKG1の詳細な構成について説明する。本セクションでは、まず、半導体装置PKG1の回路構成例を説明した後、半導体装置PKG1の構造について説明する。図6は、図1に示す半導体装置が有する複数の半導体チップと電気的に接続される複数の伝送経路の構成の概要を示す説明図である。
 なお、図6では、ロジックチップLCが有する複数の回路のうちメモリチップMCを制御する制御回路CTL、および例えば画像表示システムなどの演算処理を行う、演算処理回路PRCを代表例として図示している。また、図6では、メモリチップMCが有する複数の回路のうち、データ信号の入出力動作を行う、入出力回路CACと、データ信号を記憶するメモリ回路RAMとを代表的に示している。
 図1および図6に示すように、本実施の形態の半導体装置PKG1は、配線基板IP1と、配線基板IP1の上面IPtに搭載される複数の半導体チップを有する。図1および図6に示す例では、複数の半導体チップは、記憶回路(メモリ回路)が形成された2個のメモリチップMC(メモリチップM1、M2)と、2個のメモリチップMCのそれぞれの動作を制御する制御回路を備えたロジックチップLCと、で構成される。なお、複数の半導体チップの数は、上記には、限定されず、種々の変形例が適用できる。特に、メモリチップMCの数は、半導体装置PKG1に設けられたシステムに応じて必要な記憶容量が異なる。記憶容量の値は、メモリチップMCの数に比例して大きくなるので、例えば、メモリチップMCの数は、2個以上、あるいは1個でも良い。また、上面IPt上に複数のロジックチップLCを搭載しても良い。また、ロジックチップLCおよびメモリチップMC以外の機能を備える半導体チップを搭載しても良い。
 図6に示す複数のメモリチップMCのそれぞれは、DRAM(Dynamic Random Access Memory)と呼ばれる記憶回路(以下、メモリ回路RAMと記載する)と、メモリ回路RAMに対するデータ信号の入出力動作を行う、入出力回路CACを備える。また、複数のメモリチップMCのそれぞれと電気的に接続されるロジックチップLCには、メモリチップMCのメモリ回路RAMの動作を制御する制御回路CTL、およびデータ信号に対して演算処理を行う演算処理回路PRCを備える。
 また、複数のメモリチップMCのそれぞれは、入出力回路CACを駆動するための電源電位VDDQ1を供給する電源電位供給経路VDQ1P(または、電源電位VDDQ2を供給する電源電位供給経路VDQ2P)、および基準電位VSSを供給する基準電位供給経路VSSPを有する。図6では、メモリチップM1用の電源電位VDDQ1と、メモリチップM2用の電源電位VDDQ2とを区別して図示しているが、電源電位VDDQ1と、電源電位VDDQ2とは同電位である。例えば、電源電位VDDQ1および電源電位VDDQ2は、それぞれ1.1V程度であり、それぞれ4A程度の電流が流れる。また、基準電位VSSは、例えば、接地電位(GND電位)など、電源電位とは異なる値の電位である。
 また、電源電位供給経路VDQ1P、VDQ2P、および基準電位供給経路VSSPは、配線基板IP1が備える外部端子である端子(ランド)LDに接続される。また、電源電位供給経路VDQ1P、VDQ2P、および基準電位供給経路VSSPは、配線基板IP1において分岐して、ロジックチップLCの電極PDLに接続される。
 また、複数のメモリチップMCのそれぞれは、電気信号を伝送する複数の信号伝送経路SGP1(図2参照)を有する。複数の信号伝送経路SGP1には、データ信号SGDAT1を伝送するデータ信号伝送経路DTP1、動作タイミングを同期するためのクロック信号SGCLK1を伝送するクロック信号伝送経路CKP1、および入出力動作を制御する制御信号SGCTL1を伝送する制御信号伝送経路CTP1が含まれる。データ信号伝送経路DTP1、クロック信号伝送経路CKP1、および制御信号伝送経路CTP1のそれぞれは、ロジックチップLCの電極PDLと、メモリチップMCの電極PDMとを接続する。
 なお、図6では、メモリチップMCに電源電位を供給する経路として、入出力回路CACを駆動するための電源電位VDDQ1を供給する電源電位供給経路VDQ1P、電源電位VDDQ2供給する電源電位供給経路VDQ2P、および基準電位VSSを供給する基準電位供給経路VSSPを示す。ただし、上記の他、図示しない電源制御回路やクロック発振回路などの主要回路(コア回路)を駆動するコア回路用の電源電位の供給経路、あるいは別の基準電位の供給経路が含まれていても良い。
 また、図6では、データ信号伝送経路DTP1、クロック信号伝送経路CKP1、および制御信号伝送経路CTP1が複数のメモリチップMCのそれぞれに一本ずつ接続された例を示している。しかし、メモリチップMCには、複数のデータ信号伝送経路DTP1、複数のクロック信号伝送経路CKP1、および複数の制御信号伝送経路CTP1が接続されている。
 例えば、メモリチップMCには、メモリ回路RAMが有するチャネルの数、および各チャネルのデータバスの幅に応じた数のデータ信号伝送経路が、接続される。例えば、メモリチップMCのそれぞれが、8ビットのバス幅のチャネルを4チャネル有している場合、64ビット分のデータ信号伝送経路DTP1が接続される。また、データ信号SGDAT1の他、図示しないデータストローブ信号やデータマスク信号を考慮すると、データ信号伝送経路DTP1の数はさらに増加する。
 また、図6に示すクロック信号伝送経路CKP1で伝送される信号電流には、タイミング信号であるクロック信号SGCLK1の他、クロック信号SGCLK1の有効化を制御するクロックイネーブル信号が含まれる。
 また、図6に示す制御信号SGCTL1には、チップセレクト信号、ロウアドレスストローブ信号、カラムアドレスストローブ信号、ライトイネーブル信号などのコマンド系信号や、アドレス信号、バンクアドレス信号などのアドレス指定系信号が含まれる。したがって、複数のメモリチップMCのそれぞれには、制御信号SGCTL1の種類数に応じた数の制御信号伝送経路CTP1が接続される。
 また、ロジックチップLCは、演算処理回路PRCを駆動するための電源電位VDDH1を供給する電源電位供給経路VDH1Pと、制御回路CTLを駆動するための電源電位VDDH2を供給する電源電位供給経路VDH2Pと、基準電位VSSを供給する基準電位供給経路VSSPと、を有する。演算処理回路PRCと制御回路CTLとを同じ駆動電圧で駆動させる場合には、電源電位VDDH1と電源電位VDDH2を共用できるが、異なる駆動電圧で動作させる場合には、駆動電圧の値に応じた電源電位供給経路が必要になる。なお、基準電位VSSは、演算処理回路PRCおよび制御回路CTLのそれぞれに同じ電位(例えば接地電位)が供給される。
 本実施の形態のように、一つの半導体装置PKG1の内部に複数のシステムを構築する場合、システムの種類に応じて消費する電力量が異なる。例えば、グラフィックや動画などを形成するための演算処理を行う、演算処理回路PRCを駆動するためには、相対的に多くの電力が消費される。
 例えば、図6に示す例では、0.85V(ボルト)の電源電位VDDH1を供給する演算処理回路PRC用の電源電位供給経路VDH1Pには、最大で12A程度の電流が流れる。一方、入出力動作を制御する制御回路CTLの消費電力量は、演算処理回路PRCの消費電力量よりも小さく、制御回路CTL用の電源電位供給経路VDH2Pを流れる電流値は、相対的に小さい。ただし、半導体装置PKG1の高機能化に伴って、同時に多数の制御回路CTLを動作させる場合もある。このため、電源電位供給経路VDH2Pを流れる電流値も、最大値で評価すると大きい。例えば、図6に示す例では、0.80V(ボルト)の電源電位VDDH2を供給する制御回路CTL用の電源電位供給経路VDH2Pには、最大で10A程度の電流が流れる。
 上記のように、本実施の形態では、演算処理回路PRC用の電源電位供給経路VDH1Pを流れる電流値は、制御回路CTL用の電源電位供給経路VDH2Pを流れる電流値よりも大きい。本実施の形態に対する変形例では、演算処理回路PRCの駆動用に供給される電源電位VDDH1と、制御回路CTLの駆動用に供給される電源電位VDDH2とが同じ場合もある。しかし、電源電位VDDH1と電源電位VDDH2が同じ場合でも、電源電位供給経路VDH1Pを流れる電流値は、電源電位供給経路VDH2Pを流れる電流値よりも大きい。
 なお、上記した電流の値は、負荷側の回路、すなわち、電力を消費する回路の動作に応じて変化する。したがって、設計上では、負荷側の回路の電力消費が最も大きくなった場合を想定して、電流の最大値を評価する。
 また、電源電位供給経路VDH1Pおよび電源電位供給経路VDH2Pのように大電流を流す導電経路では、電源電位VDDH1および電源電位VDDH2の値は、小さい方が消費電力を低減できる。また、消費電力を低減すれば、導電経路での発熱が抑制されるため動作を安定化させることができる。このため、本実施の形態では、電源電位VDDH1および電源電位VDDH2の値は、電源電位VDDQ1および電源電位VDDQ2の値よりも小さい。
 また、電源電位供給経路VDH1P、電源電位供給経路VDH2P、および基準電位供給経路VSSPのそれぞれは、配線基板IP1が備える外部端子である端子LDに接続される。
 また、ロジックチップLCは、電気信号を伝送する複数の信号伝送経路SGP1(図2参照)を有する。複数の信号伝送経路SGP1には、メモリチップMCとの間で、データ信号SGDAT1を伝送するデータ信号伝送経路DTP1、動作タイミングを同期するためのクロック信号SGCLK1を伝送するクロック信号伝送経路CKP1、および入出力動作を制御する制御信号SGCTL1を伝送する制御信号伝送経路CTP1が含まれる。また、複数の信号伝送経路には、半導体装置PKG1の外部機器との間で、データ信号SGDAT2を伝送するデータ信号伝送経路DTP2、動作タイミングを同期するためのクロック信号SGCLK2を伝送するクロック信号伝送経路CKP2、および入出力動作を制御する制御信号SGCTL2を伝送する制御信号伝送経路CTP2が含まれる。また、本実施の形態では、上記した複数の信号伝送経路SGP2には、ロジックチップLCにアナログ信号SGANLを入力するアナログ信号伝送経路ANLPが含まれる。
 なお、ロジックチップLCが有する複数の電極PDLのうち、信号伝送経路である電極PDLは、メモリチップMCとの間でクロック信号SGCLK1、制御信号SGCTL1、およびデータ信号SGDAT1を伝送する、内部インタフェース電極(インタフェース端子)IIFを有する。また、信号伝送経路である電極PDLは、半導体装置PKG1の外部機器との間で、クロック信号SGCLK2、制御信号SGCTL2、およびデータ信号SGDAT2を伝送する、外部インタフェース電極(インタフェース端子)OIFを有する。
 また、配線基板IP1の端子LDとロジックチップLCとの間で伝送されるデータ信号SGDAT2と、ロジックチップLCとメモリチップMCとの間で伝送されるデータ信号SGDAT1とは、異なるデータ信号であっても良い。ロジックチップLCの演算処理回路PRCで演算処理を行うことにより、処理の前後で、入力信号と出力信号が異なる場合がある。
 また、配線基板IP1の端子LDとロジックチップLCとの間で伝送される制御信号SGCTL2には、制御回路CTLや演算処理回路PRCを制御する信号などが含まれる。したがって、配線基板IP1の端子LDとロジックチップLCとの間で伝送される制御信号SGCTL2と、ロジックチップLCとメモリチップMCとの間で伝送される制御信号SGCTL1とは、互いに異なっている。
 また、配線基板IP1の端子LDとロジックチップLCとの間で伝送されるクロック信号SGCLK2には、制御回路CTL回路に対するタイミング信号の他、演算処理回路PRCに対するタイミング信号が含まれていても良い。したがって、配線基板IP1の端子LDとロジックチップLCとの間で伝送されるクロック信号SGCLK2と、ロジックチップLCとメモリチップMCとの間で伝送されるクロック信号SGCLK1とは、互いに異なっていても良い。
 上記のように、メモリ回路RAMへのデータ信号SGDAT1の入力、およびメモリ回路RAMからのデータ信号SGDAT1の出力は、ロジックチップLCを介して実施される。したがって、メモリチップMCに接続される信号伝送経路(図2参照)の大部分がロジックチップLCを介して配線基板IP1の端子LDと電気的に接続され、ロジックチップLCを介さずに、配線基板IP1の端子LDと電気的に接続される信号伝送経路は殆どない。
 言い換えれば、ロジックチップLCの信号伝送経路を構成する電極PDLには、複数の外部インタフェース電極OIFと複数の内部インタフェース電極IIFとが含まれる。一方、メモリチップMCの信号伝送経路を構成する電極PDMは、殆どが、ロジックチップLCとの間で信号を伝送する内部インタフェース電極IIFであり、外部インタフェース電極OIFは無いまたは少ない。
 図6に示す例では、メモリチップMCに接続される全ての信号伝送経路がロジックチップLCと電気的に接続されている。言い換えれば、図6に示す例では、メモリチップMCの外部インタフェース電極OIFは存在しない。しかし、図6に対する変形例としては、図6に示す信号伝送経路以外の信号伝送経路が、ロジックチップLCを介さずに、配線基板IP1の端子LDと電気的に接続されていても良い。
 図示は省略するが、例えば、半導体装置PKG1の組立後にメモリチップMCに対して個別に試験を行うためのテスト用の信号伝送経路などは、ロジックチップLCを介さずに、配線基板IP1の端子LDと電気的に接続されていても良い。言い換えれば、図6に対する変形例では、配線基板IP1が有する複数の端子LDに、ロジックチップLCを介さずにメモリチップMCと電気的に接続される信号端子と、ロジックチップLCを介してメモリチップMCと電気的に接続される複数の信号端子と、が含まれる場合がある。
 上記の場合、メモリ回路RAMは、制御回路CTLを介して入出力動作が制御されるので、ロジックチップLCを介さずに、配線基板IP1の端子LDと電気的に接続される信号伝送経路があった場合でも、その数は少ない。つまり、ロジックチップLCを介してメモリチップMCと電気的に接続される信号端子の数は、ロジックチップLCを介さずにメモリチップMCと電気的に接続される信号端子の数よりも多い。
 なお、上記した、「ロジックチップLCを介さずにメモリチップMCと電気的に接続される信号端子の数」とは、図6に示す例のように、ロジックチップLCを介さずにメモリチップMCと電気的に接続される信号端子の数が0個である場合も含む。
 <半導体装置の構造>
 次に、半導体装置PKG1の構造について説明する。図7は、図1に示す半導体装置のB-B線に沿った断面図である。また、図8は、図1に示す半導体装置の下面側の構造を示す平面図である。また、図9は、図1に示すロジックチップの表面側の平面図である。また、図10は、図1に示すメモリチップの表面側の平面図である。
 なお、図7は断面図であるが、図の見易さのため、絶縁層IL、SR2、SR3およびアンダフィル樹脂UFに対するハッチングを省略している。
 図7に示すように、配線基板IP1は、ロジックチップLCおよびメモリチップMCが搭載された上面(面、主面、チップ搭載面)IPt、上面IPtとは反対側の下面(面、主面、実装面)IPb、および上面IPtと下面IPbの間に配置された複数の側面IPsを有し、図1に示すように平面視において四角形の外形形状を成す。図1に示す例では、配線基板IP1の平面サイズ(平面視における寸法、上面IPtおよび下面IPbの寸法、外形サイズ)は、例えば一辺の長さが30mm~100mm程度の四角形を成す。
 図1に示すように、平面視において、配線基板IP1の周縁部は、基板辺Sip1、基板辺Sip1の反対側に位置する基板辺Sip2、基板辺Sip1および基板辺Sip2と交差する基板辺Sip3、および基板辺Sip3の反対側に位置する基板辺Sip4を有する。図1に示す例では、基板辺Sip1および基板辺Sip2は、それぞれY方向に沿って延びる。また、基板辺Sip3および基板辺Sip4は、それぞれY方向と直交するX方向に沿って延びる。また、図1に示す例では、配線基板IP1の四辺のうちの基板辺Sip3の一部と電源供給装置RGL1とが互いに対向するように、半導体装置PKG1は配線基板MB1上に搭載されている。
 配線基板IP1は、上面IPt側に搭載されたロジックチップLCを含む複数の半導体チップと、図1に示すマザーボード(実装基板)である配線基板MB1と、を電気的に接続するためのインタポーザ(中継基板)である。また、配線基板IP1は、上面IPt側に搭載されたロジックチップLCと、複数のメモリチップMCと、を電気的に接続するためのインタポーザである。
 また、図7に示すように、配線基板IP1は、チップ搭載面である上面IPt側と実装面である下面IPb側を電気的に接続する複数の配線層(図7に示す例では10層)WL1、WL2、WL3、WL4、WL5、WL6、WL7、WL8、WL9、WL10を有する。各配線層は、電気信号や電力を供給する経路である配線などの導体パターンが形成され、絶縁層ILにより覆われる。
 また、複数の配線層のうち、最も上面IPt側に配置される配線層WL1の大部分は、ソルダレジスト膜である絶縁膜SR3に覆われる。また、複数の配線層のうち、最も下面IPb側に配置される配線層WL10の大部分は、ソルダレジスト膜である絶縁膜SR2に覆われる。
 また、配線基板IP1は、例えば、ガラス繊維に樹脂を含浸させたプリプレグからなるコア層(コア材、コア絶縁層)CRの上面および下面に、それぞれ複数の配線層をビルドアップ工法により積層することで、形成されている。図7に示す例では、コア層CRは3層の絶縁層ILが積層された構造になっており、配線層WL4と配線層WL7との間の絶縁層がコア層CRになっている。また、コア層CRの最上面側の配線層WL4と最下面側の配線層WL7とは、コア層CRの上面と下面のうちの一方から他方までを貫通するように設けられた複数の貫通孔(スルーホール)に埋め込まれた、複数のスルーホール配線TWを介して電気的に接続されている。
 図7に示すように、配線基板IP1の上面IPtには、ロジックチップLCまたはメモリチップMCと電気的に接続される複数のボンディングパッド(ボンディングリード、半導体チップ接続用端子)TCSが形成されている。また、配線基板IP1の下面IPbには、半導体装置PKG1の外部入出力端子である複数の端子(ランド、外部接続端子)LDが形成されている。複数のボンディングパッドTCSと複数の端子LDは、配線基板IP1に形成された配線WR、ビアVA、およびスルーホール配線TWを介して、それぞれ電気的に接続されている。
 なお、図7に示す例では、配線基板IP1はコア材であるコア層CRの上面側および下面側にそれぞれ複数の配線層を積層した配線基板を示している。しかし、図7に対する変形例としては、プリプレグ材などの硬い材料からなるコア層CRを有さず、絶縁層ILと配線WRなどの導体パターンを順に積層して形成する、所謂、コアレス基板を用いても良い。コアレス基板を用いた場合、スルーホール配線TWは形成せず、各配線層は、ビアVAを介して電気的に接続される。また、図7では、10層の配線層を有する配線基板IP1を例示的に示しているが、変形例としては、例えば、11層以上、あるいは9層以下の配線層を有する配線基板を用いても良い。
 また、図7に示す複数の端子LDは、配線基板IP1が有する複数の配線層のうち、最下層(図7に示す例では第10層目の配線層WL10)に形成された導体パターンである。詳しくは、図5に示すように、最下層に形成された導体パターンは、配線基板IP1の下面IPbを覆うように形成された絶縁膜SR2により覆われる。また、絶縁膜SR2には複数の開口部SRk2が形成され、複数の開口部SRk2のそれぞれにおいて、最下層の配線層WL10に形成された導体パターンの一部が露出する。
 また、図7に示す端子LDを構成する複数の導体パターンは、図5に示す端子LD1のように、他の端子LDとは電気的に分離され、端子LD毎に独立して形成された、個別の導体パターンを含む。ただし、図5に示す端子LD2のように、隣り合う端子LDが一体に形成され他の端子LD1よりも面積が大きい導体パターンを含んでいても良い。このように面積が大きい導体パターンを端子LDの一部として利用する場合、一つの導体パターン上に複数の開口部SRk2が設けられる。例えば、電源電位や基準電位の供給経路を構成する導体パターンの面積を大きくすると、供給経路中の抵抗を低減できる。そして、電源電位や基準電位の供給経路の抵抗を低減する結果、回路動作を安定化させることができる。
 また、図7に示す例では、複数の端子LDのそれぞれには、半田ボール(半田材、外部端子、電極、外部電極)SBpが接続されている。半田ボールSBpは、半導体装置PKG1を図1に示す配線基板MB1に実装する際に、配線基板MB1側の複数の端子CN(図4参照)と複数の端子LDを電気的に接続する、導電性部材である。半田ボールSBpは、例えば、鉛(Pb)入りのSn-Pb半田材、あるいは、Pbを実質的に含まない、所謂、鉛フリー半田からなる半田材である。鉛フリー半田の例としては、例えば錫(Sn)のみ、錫-ビスマス(Sn-Bi)、または錫-銅-銀(Sn-Cu-Ag)、錫-銅(Sn-Cu)などが挙げられる。ここで、鉛フリー半田とは、鉛(Pb)の含有量が0.1wt%以下のものを意味し、この含有量は、RoHS(Restriction of Hazardous Substances)指令の基準として定められている。
 また、図8に示すように複数の端子LDは、配線基板IP1の下面IPbの外周に沿って複数列で(規則的に)配列されている。また、複数の端子LDに接合される複数の半田ボールSBp(図7参照)も配線基板IP1の下面IPbの外周に沿って複数列で(規則的に)配列されている。言い換えれば、配線基板IP1の下面IPb側に設けられた複数の端子LD、および複数の端子LDに接続された複数の半田ボールSBbは、マトリクス状に配列されている。このように、配線基板IP1の実装面側に、複数の外部端子(半田ボールSBp、端子LD)が複数列で配列されている半導体装置は、エリアアレイ型の半導体装置と呼ばれる。エリアアレイ型の半導体装置は、配線基板IP1の実装面(下面IPb)側を、外部端子の配置スペースとして有効活用することができるので、外部端子数が増大しても半導体装置の実装面積の増大を抑制することが出来る点で好ましい。つまり、高機能化、高集積化に伴って、外部端子数が増大する半導体装置を省スペースで実装することができる。
 また、図1に示すように、半導体装置PKG1は、配線基板IP1上に搭載されるロジックチップLCおよび複数のメモリチップMCを有している。ロジックチップLCおよび複数のメモリチップMCは、配線基板IP1上に並べて搭載されている。言い換えれば、ロジックチップLCおよび複数のメモリチップMCは、積層されず、平面視において、互いに重なる部分がない。
 また、ロジックチップLCは、平面視において配線基板IP1よりも平面積が小さい四角形の外形形状を成す。詳しくは、平面視において、ロジックチップLCの周縁部は、チップ辺Scp1、チップ辺Scp1の反対側に位置するチップ辺Scp2、チップ辺Scp1およびチップ辺Scp2と交差するチップ辺Scp3、およびチップ辺Scp3の反対側に位置するチップ辺Scp4を有する。図1に示す例では、ロジックチップLCは、チップ辺Scp1と基板辺Sip1とが、並んで延びるように配線基板IP1上に搭載される。詳しくは、ロジックチップLCは、チップ辺Scp1と基板辺Sip1、チップ辺Scp2と基板辺Sip2、チップ辺Scp3と基板辺Sip3、およびチップ辺Scp4と基板辺Sip4、がそれぞれ互いに並ぶように、配線基板IP1上に搭載される。
 また、複数のメモリチップMCのそれぞれは、平面視において配線基板IP1よりも平面積が小さい四角形の外形形状を成す。図1に示す例では、複数のメモリチップMCのそれぞれは長方形を成す。詳しくは、図1に示すように、平面視において、メモリチップMCの周縁部は、チップ辺Smc1、チップ辺Smc1の反対側に位置するチップ辺Smc2、チップ辺Smc1およびチップ辺Smc2と交差するチップ辺Smc3、およびチップ辺Smc3の反対側に位置するチップ辺Smc4を有する。また、図1に示す例では、チップ辺Smc1とチップ辺Smc2とが、それぞれ長辺であり、チップ辺Smc3とチップ辺Smc4とが、それぞれ短辺である。
 また、図1に示す例では、複数のメモリチップMCのそれぞれの面積は、ロジックチップLCの面積よりも大きい。メモリチップMCの記憶容量は、メモリ回路RAM(図6参照)の形成領域の面積に比例して大きくなる。このため、複数のメモリチップMCのそれぞれの面積は、ロジックチップLCの面積よりも大きくすることで、メモリチップMCの記憶容量を増大させることができる。
 また、本実施の形態では、複数のメモリチップMCのうち、メモリチップM1は、ロジックチップLCのチップ辺Scp2と配線基板IP1の基板辺Sip2との間に搭載されている。また、複数のメモリチップMCのうち、メモリチップM2は、ロジックチップLCのチップ辺Scp3と配線基板IP1の基板辺Sip3との間に搭載されている。このように、ロジックチップLCが有する四辺のうち、チップ辺Scp2およびチップ辺Scp3のそれぞれと対向するようにメモリチップM1およびメモリチップM2を搭載することで、メモリチップMCとロジックチップLCとを電気的に接続する配線の配置スペースを広く確保することができる。
 また、図7に示すように、ロジックチップLCは、表面(主面、上面)LCt、表面LCtとは反対側の裏面(主面、下面)LCb、および、表面LCtと裏面LCbとの間に位置する側面LCsを有する。
 ロジックチップLCの表面LCt側には、複数の電極(チップ端子、ボンディングパッド)PDLが形成されている。複数の電極PDLは、ロジックチップLCの表面LCtにおいてロジックチップLCの表面LCtを保護する保護膜から露出している。本実施の形態では、図9に示すように、複数の電極PDLは、ロジックチップLCの表面LCtに、表面LCtの外周に沿って複数列で(アレイ状に)に配列されている。ロジックチップLCの電極である複数の電極PDLを複数列でアレイ状に配列することで、ロジックチップLCの表面LCtを電極の配置スペースとして有効活用することができるので、ロジックチップLCの電極数が増大しても平面積の増大を抑制することが出来る点で好ましい。ただし、図示は省略するが、本実施の形態に対する変形例としては、複数の電極PDLが表面LCtの周縁部に形成されるタイプの半導体チップに適用することもできる。
 また、図7に示す例では、ロジックチップLCは、表面LCtが配線基板IP1の上面IPtと対向配置された状態で、配線基板IP1上に搭載されている。このような搭載方式は、フェイスダウン実装方式、あるいはフリップチップ接続方式と呼ばれる。
 また、図示は省略するが、ロジックチップLCの主面(詳しくは、ロジックチップLCの基材である半導体基板の素子形成面に設けられた半導体素子形成領域)には、複数の半導体素子(回路素子)が形成されている。複数の電極PDLは、ロジックチップLCの内部(詳しくは、表面LCtと図示しない半導体素子形成領域の間)に配置される配線層に形成された配線(図示は省略)を介して、この複数の半導体素子と、それぞれ電気的に接続されている。
 ロジックチップLC(詳しくは、ロジックチップLCの基材)は、例えばシリコン(Si)から成る。また、表面LCtには、ロジックチップLCの基材および配線を覆う絶縁膜が形成されており、複数の電極PDLのそれぞれの一部は、この絶縁膜に形成された開口部において、絶縁膜から露出している。また、複数の電極PDLは、それぞれ金属からなり、本実施の形態では、例えばアルミニウム(Al)から成る。なお、電極PDLを構成する材料は、アルミニウム(Al)に限らず、銅(Cu)であっても良い。
 また、図7に示すように、複数の電極PDLにはそれぞれ突起電極SBcが接続され、ロジックチップLCの複数の電極PDLと、配線基板IP1の複数のボンディングパッドTCSとは、複数の突起電極SBcを介して、それぞれ電気的に接続されている。突起電極(バンプ電極)SBcは、ロジックチップLCの表面LCt上に突出するように形成された金属部材(導電性部材)である。突起電極SBcは、本実施の形態では、電極PDL上に、下地金属膜(アンダーバンプメタル)を介して半田材が積層された、所謂、半田バンプである。下地金属膜は、例えば、電極PDLとの接続面側からチタン(Ti)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)が積層された積層膜(ニッケル膜上にさらに金(Au)膜を形成する場合もある)を例示することができる。
 また、半田バンプを構成する半田材としては、上記した半田ボールSBpと同様に、鉛入りの半田材や鉛フリー半田を用いることができる。ロジックチップLCを配線基板IP1に搭載する際には、複数の電極PDLおよび複数のボンディングパッドTCSの双方に、予め半田バンプを形成しておき、半田バンプ同士を接触させた状態で加熱処理(リフロー処理)を施すことで、半田バンプ同士が一体化して、突起電極SBcが形成される。また、本実施の形態に対する変形例としては、銅(Cu)やニッケル(Ni)からなる導体柱の先端面に半田膜を形成したピラーバンプ(柱状電極)を突起電極SBcとして用いても良い。
 また、図7に示すように、メモリチップMCのそれぞれは、表面(主面、上面)MCt、表面MCtとは反対側の裏面(主面、下面)MCb、および、表面MCtと裏面MCbとの間に位置する側面MCsを有する。
 メモリチップMCの表面MCt側には、複数の電極(チップ端子、ボンディングパッド)PDMが形成されている。複数の電極PDMは、メモリチップMCの表面MCtにおいてメモリチップMCの表面MCtを保護する保護膜から露出している。本実施の形態では、図10に示すように、複数の電極PDMは、メモリチップMCの表面MCtに、表面MCtの外周に沿って複数列で(アレイ状に)に配列されている。
 図10に示す例では、メモリチップMCはチャネルChA0、ChA1、ChB0、ChB1の四つのチャネル領域に分割され、各チャネル領域に、それぞれ複数の電極PDMが行列状に配列されている。メモリチップMCの各チャネル領域は、それぞれメモリ回路RAM(図6参照)が形成された領域を有し、各チャネル領域のメモリ回路RAMのそれぞれが、電極PDMを介して図7に示すロジックチップLCと電気的に接続される。
 このように、一つのメモリチップMCを複数のチャネル領域に分割することで、チャネル内の遅延時間が合わせこみ易くなり、高速での信号伝送の動作が安定する。
 また、メモリチップMCの電極である複数の電極PDMを複数列で配列することで、メモリチップMCの表面MCtを電極の配置スペースとして有効活用することができるので、メモリチップMCの電極数が増大しても平面積の増大を抑制することが出来る点で好ましい。
 また、図7に示す例では、メモリチップMCは、表面MCtが配線基板IP1の上面IPtと対向配置された状態で、配線基板IP1上に搭載されている。すなわち、ロジックチップLCと同様に、フェイスダウン実装方式で配線基板IP1に搭載されている。
 また、メモリチップMCの主面(詳しくは、メモリチップMCの基材である半導体基板の素子形成面に設けられた半導体素子形成領域)には、複数の半導体素子(回路素子)が形成されている。複数の電極PDMは、メモリチップMCの内部(詳しくは、表面MCtと図示しない半導体素子形成領域の間)に配置される配線層に形成された配線(図示は省略)を介して、この複数の半導体素子と、それぞれ電気的に接続されている。
 メモリチップMC(詳しくは、メモリチップMCの基材)は、例えばシリコン(Si)から成る。また、表面MCtには、メモリチップMCの基材および配線を覆う絶縁膜が形成されており、複数の電極PDMのそれぞれの一部は、この絶縁膜に形成された開口部において、絶縁膜から露出している。また、複数の電極PDMは、それぞれ金属からなり、本実施の形態では、例えばアルミニウム(Al)から成る。
 また、図7に示すように、複数の電極PDMにはそれぞれ突起電極SBcが接続され、メモリチップMCの複数の電極PDMと、配線基板IP1の複数のボンディングパッドTCSとは、複数の突起電極SBcを介して、それぞれ電気的に接続されている。突起電極(バンプ電極)SBc、および突起電極SBcと電極PDMとの間に配置される下地金属膜は、上記した通りなので重複する説明は省略する。
 また、ロジックチップLCと配線基板IP1の間、およびメモリチップMCと配線基板IP1の間には、アンダフィル樹脂(絶縁性樹脂)UFがそれぞれ配置される。アンダフィル樹脂UFは、ロジックチップLCの表面LCtと配線基板IP1の上面IPtの間の空間、およびメモリチップMCの表面MCtと配線基板IP1の上面IPtの間の空間を塞ぐように配置される。
 また、アンダフィル樹脂UFは、絶縁性(非導電性)の材料(例えば樹脂材料)から成り、半導体チップ(ロジックチップLCおよびメモリチップMC)と配線基板IP1の電気的接続部分(複数の突起電極SBcの接合部)を封止するように配置される。このように、複数の突起電極SBcと複数のボンディングパッドTCSとの接合部をアンダフィル樹脂UFで覆うことで、半導体チップと配線基板IP1の電気的接続部分に生じる応力を緩和させることができる。また、ロジックチップLCの複数の電極PDLと複数の突起電極SBcとの接合部に生じる応力についても緩和させることができる。さらには、ロジックチップLCの半導体素子(回路素子)が形成された主面を保護することもできる。
 <電源電位供給経路のレイアウトの詳細>
 次に、上記した電子装置EDV1(図1参照)が有する半導体装置PKG1の電源電位供給経路と、信号伝送経路とのレイアウトについて詳細に説明する。まず、本実施の形態のように、一つの半導体パッケージ内に複数のシステムを作りこみ、かつ、電気的な特性を向上させるためには、複数のシステムの電力需要に応じて、安定的に電力を供給する必要がある。
 例えば、5A(アンペア)を超えるような大電流が流れる電源電位の供給経路は、電流の安定供給のために、信号線と比較して太い配線幅で形成することが好ましい。例えば、本実施の形態では、図3に示すように、電源線WVH1の配線幅Wh1、電源線WVH2の配線幅Wh2のそれぞれは、信号線WSGの配線幅Wsgよりも太い(大きい)。また、電源電位VDDQ1および電源電位VDDQ2には、上記したように4アンペア程度の電流が流れるが、電源線WVQ1の配線幅Wq1、電源線WVQ2の配線幅Wq2のそれぞれは、信号線WSGの配線幅Wsgよりも太い(大きい)。また、図3に示す例では、電源線WVH1の配線幅Wh1は、配線幅Wh2、配線幅Wq1、および配線幅Wq2よりも太い(大きい)。また、電源線WVH2の配線幅Wh2は、配線幅Wq1、および配線幅Wq2よりも太い(大きい)。
 消費電力を低減する観点から、電源電位は低い方が好ましい。また、電力需要の急激な変化に対応し易くする観点からは、電源電位は低い方が好ましい。例えば、本実施の形態では、電源線WVH1に供給される電源電位VDDH1(図6参照)および電源線WVH2に供給される電源電位VDDH2(図6参照)は、電源線WVQ1に供給される電源電位VDDQ1(図6参照)および電源線WVQ2に供給される電源電位VDDQ2(図6参照)よりも低い。また、電源線WVH1に供給される電源電位VDDH1は、電源電WVH2に供給される電源電位VDDH2よりも低い。
 しかし、電源電位の供給経路の配線幅を太くする場合、レイアウトの関係上、配線の一部が厚さ方向に重なる場合がある。特に、図6に示すようにロジックチップLCには、複数種類の電源電位が供給されるので、電源供給経路が交差することは回避困難である。例えば、図6に示す例では、電源電位VDDH1、電源電位VDDH2、電源電位VDDQ1、および電源電位VDDQ2の4種類がロジックチップLCに供給されている。また、図6は代表的な駆動電源を例示的に示したものであり、上記した電源電位以外にもさらに別の電源電位が供給される場合もある。
 このように、複数種類の電源電位の供給経路が配線基板の厚さ方向において互いに重なって配置されている場合、一方の供給経路が他方の供給経路の電気的特性に対して影響を与える。例えば、互いに異なる電源電位を供給する供給経路同士が厚さ方向に重なっている場合、相対的に高い電位を供給する供給経路が相対的に低い電位を供給する供給経路に対して影響を与える。また例えば、厚さ方向に重なる二本の供給経路において、一方に流れる電流値が急激に変化すると、他方の供給経路のインピーダンスが変化する場合がある。
 上記した供給経路間のノイズ影響は、厚さ方向に重なる二本の供給経路が電気的にカップリングされることで生じる。したがって、ノイズ影響を低減するためには、供給経路が厚さ方向に重なっている部分の面積を小さくすることが好ましい。
 上記を踏まえて、図3に示す本実施の形態の電子装置EDV1を見ると、電子装置EDV1は以下の構成を有する。すなわち、ロジックチップLCが有する四辺のうちチップ辺Scp2およびチップ辺Scp3のそれぞれに沿ってメモリチップMCが搭載されている。メモリチップM1には電源線WVQ1が、メモリチップM2には電源線WVQ2がそれぞれ引き込まれているので、メモリチップM1、M2を跨ぐように電源線WVH1、WVH2を設けることは難しい。
 また、ロジックチップLCが有する四辺のうちチップ辺Scp4に沿って複数の信号線WSGが設けられている。図4に示されるように、本実施の形態では、ロジックチップLCに対して、電気信号を送信、または受信する端子CNSGは、チップ辺Scp4と基板辺Sip4との間の領域に集中的に設けられている。詳しくは、端子CNSGは、チップ辺Scp4と基板辺Sip4との間の領域以外にも設けられているが、チップ辺Scp4と基板辺Sip4との間の領域では複数の端子CNSGが最も高密度で配置されている。このため、チップ辺Scp4と基板辺Sip4との間の領域では複数の端子CNSGに接続される信号線WSGが最も高密度で配置されている。
 信号線WSGに対するノイズ影響を低減する観点から、大電流が流れる電源線WVH1、WVH2は、信号線WSGと重ならないことが好ましい。特に、本実施の形態では、チップ辺Scp4と基板辺Sip4との間に設けられる複数の信号線WSGには、アナログ信号SGANL(図6参照)を入力するアナログ信号伝送経路ANLP(図6参照)を構成する複数の信号線WSGが含まれる。アナログ信号の場合、デジタル信号と比較して、ノイズ影響が大きい。したがって、本実施の形態では、大電流が流れる電源線WVH1および電源線WVH2は、チップ辺Scp4と基板辺Sip4との間の領域には設けられていない。
 上記の通り、ロジックチップLCが備える四辺のうち、チップ辺Scp2、チップ辺Scp3、およびチップ辺Scp4の外側には、メモリチップMCや多数の信号線WSGが設けられる。一方、ロジックチップLCが備える四辺のうち、チップ辺Scp1と基板辺Sip1の間には、複数のメモリチップMCは搭載されていない。そこで、本実施の形態では、ロジックチップLCのチップ辺Scp1側から電源線WVH1および電源線WVH2を引き込む。
 詳しくは、図3に示すように、平面視において、電源線WVH2は、配線基板IP1の基板辺Sip1およびロジックチップLCのチップ辺Scp1を跨ぐように配置されている。また、平面視において、電源線WVH2は、電源線WVH1と複数のメモリチップM2との間を通ってロジックチップと重なる領域に向かって延びるように配置されている。また、ロジックチップLCと重なる領域以外では、電源線WVH1と電源線WVH2とができる限り重ならないように設けられている。このため、電源線WVH2のうち、電源線WVH1と厚さ方向に重なる領域の面積は、電源線WVH2のうち、電源線WVH1と重ならない領域の面積よりも小さい。
 このように、電源線WVH1と電源線WVH2とが重なる面積を小さくすることで、電源線WVH1と電源線WVH2との間でのノイズ影響を低減することができる。このため、電源線WVH1および電源線WVH2からロジックチップLCに対して安定的に電力を供給することが可能になる。また、ロジックチップLCが有する各種の回路に対して大きな電流を効率的に供給することができる。
 また、図3に示すように平面視において、電源線WVQ1および電源線WVQ2のそれぞれは、配線基板IP1の基板辺Sip3を跨ぐように配置され、電源線WVQ1および電源線WVQ2のそれぞれは、ロジックチップLCと厚さ方向に重ならない。図6に示すように、電源電位VDDQ1および電源電位VDDQ2は入出力回路CACを駆動するための電源電位である。このため、電源電位VDDQ1および電源電位VDDQ2は、メモリチップMCに加えてロジックチップLCにも供給される。このため、本実施の形態に対する変形例として、電源電位VDDQ1への給電の安定性に着目すると、電源線WVQ1はメモリチップM1と重なる領域を通過してロジックチップLCと重なる領域まで引き込むことが好ましい。また、電源電位VDDQ2への給電の安定性に着目すると、電源線WVQ2はメモリチップM2と重なる領域を通過してロジックチップLCと重なる領域まで引き込むことが好ましい。
 しかし、電源線WVQ1および電源線WVQ2をロジックチップLCと重なる領域まで引き込むと、電源線WVQ1および電源線WVQ2の一部が電源線WVH1または電源線WVH2の一部と重なってしまう。そこで、本実施の形態のように、電源線WVQ1および電源線WVQ2のそれぞれが、ロジックチップLCと厚さ方向に重ならないように配置すると、仮に、電源線WVQ1および電源線WVQ2の一部が電源線WVH1または電源線WVH2の一部と重なったとしても重なっている部分の面積を小さくすることができる。あるいは、電源線WVQ1および電源線WVQ2が、電源線WVH1および電源線WVH2に重ならないように構成することもできる。この結果、電源線WVQ1および電源線WVQ2による電源線WVH1または電源線WVH2に対するノイズ影響を低減することができる。
 図3に示す例では、電源線WVQ1は、電源線WVH1および電源線WVH2と重ならない。これにより、電源線WVQ1から電源線WVH1および電源線WVH2に対するノイズ影響を低減できる。また、図3に示す例では、電源線WVQ2は、電源線WVH1および電源線WVH2と重ならない。これにより、電源線WVQ2から電源線WVH1および電源線WVH2に対するノイズ影響を低減できる。
 なお、本実施の形態では、電源線WVQ1、電源線WVQ2、および電源線WVH1は互いに同じ配線層(例えば、図2に示す配線層MBL4)に形成されている。一方、電源線WVH2は、電源線WVQ1、電源線WVQ2、および電源線WVH1と異なる配線層(例えば図2に示す配線層MBL3)に形成されている。この場合、電源線WVH1は、電源線WVQ1および電源線WVQ2と重ならないが、電源線WVH2の配線レイアウトによっては、電源線WVQ1または電源線WVQ2と重なる可能性がある。特に電源線WVH2は電源線WVH1と電源線WVQ2との間を通るように設けられるので、電源線WVH2と電源線WVQ2のそれぞれの配線幅によっては、電源線WVH2の一部が電源線WVQ2と重なる場合がある。このように、電源線WVH2のうちの一部が、電源線WVQ2(または電源線WVQ1)の一部と重なる場合、上記重なる部分の面積は、電源線WVQ2(または電源線WVQ1)と重なっていない部分の面積よりも小さくなっていることが好ましい。これにより、電源線WVQ2(または電源線WVQ1)から電源線WVH1および電源線WVH2に対するノイズ影響を低減できる。
 また、図1に示すように、メモリチップM2とロジックチップLCとの離間距離PT2は、メモリチップM1とロジックチップLCとの離間距離PT1よりも大きい。言い換えれば、メモリチップM2はロジックチップLCとの間に広い隙間(離間距離PT2)を有する。このように、メモリチップM2とロジックチップLCとの間に広い隙間(離間距離PT2)を設けた場合、図3に示すようにロジックチップLCのチップ辺Scp3とメモリチップM2のチップ辺Smc4との間を電源線WVH2の引き回しスペースとして活用することができる。この場合、図3に示すように、電源線WVH2はロジックチップLCのチップ辺Scp3を跨ぐように設けられている。これにより、電源線WVH1と電源線WVH2とが重なる領域の面積をさらに低減することができる。
 また、図2に示すように、本実施の形態では、5アンペアを超えるような大電流が流れる電源線WVH1および電源線WVH2のそれぞれは、配線基板MB1が備える複数の配線層のうち、最も上面MBt側に設けられた配線層MBL1以外の配線層に設けられている。言い換えれば、電源線WVH1および電源線WVH2のそれぞれは、半導体装置PKG1に最も近い配線層MBL1以外の配線層に設けられている。これにより、半導体装置PKG1に対する電磁波ノイズの影響(EMI:Electro-Magnetic Interference)を低減することができる。また、5アンペアを超えるような大電流が流れる電源線WVH1および電源線WVH2のそれぞれは、配線基板MB1の内層(図2に示す配線層MBL1および配線層MBL6以外の配線層)に形成されているので、電子装置EDV1が発生する電磁波ノイズを低減することができる。
 また、本願発明者は、電源線WVH1および電源線WVH2のように、大きな電流を供給する配線の平面積を大きくして、電力を安定的に供給する観点から、図8に示す配線基板IP1が有する複数の端子LDの好ましい配列について検討した。図11は、図4に示す配線基板において、電源線が形成された配線層の一部を示す拡大平面図である。また、図12は、図8に示す配線基板の下面側の端子配列を示す図に、図4に示す電源線を重ねあわせて示す拡大平面図である。
 図4に示す電源線WVH1、電源線WVH2、電源線WVQ1、あるいは電源線WVQ2のように電源電位の供給経路において、電力の安定供給を考慮すると、供給経路の断面積を大きくすることが好ましい。ここで、図2に示すように、複数層の配線層を電気的に接続する層間導電経路として、配線基板MB1を厚さ方向に貫通するスルーホール配線WTHを用いる場合を考える。図11に示すように、電源線WVH1、電源線WVH2、電源線WVQ1、あるいは電源線WVQ2と、例えば電気信号用など電源電位以外の電力を供給するためのスルーホール配線WTHと、が交差する部分では、電源線を構成する導体パターンに開口部WVhを形成する必要がある。また、電源線と、スルーホール配線WTHとの交差が増えれば、電源線を構成する導体パターンに形成される開口部WVhの数が増える。開口部WVhが増えると、電源線の平面積が減少する原因になるので、電源線と、スルーホール配線WTHとの交差は、出来る限り少なくすることが好ましい。
 特に、図7に示す複数の端子CNのうち、電気信号が伝送される信号用の端子CNSGの場合、信号用の端子CNSGのそれぞれに他とは異なる信号電流が流れるスルーホール配線WTH(図11参照)が接続される。このため、信号用の端子CNSGを電源線と重なる位置に設けると、図11に示す開口部WVhの数が増加し易い。一方、図7に示す複数の端子CNのうち、基準電位が供給される端子CNVSの場合、複数の端子CNに同じ電位を供給すれば良い。したがって、基準電位供給用の端子CNVSと電源線とが厚さ方向に重なっていても、スルーホール配線WTHの形成位置を調整すれば、図11に示す開口部WVhの増加を抑制できる。
 ただし、信号用の端子CNSGの数を増加させるためには、信号用の端子CNSGと電源線とが全く重ならないように配置することは難しい。そこで、本実施の形態では、電源線WVH1、電源線WVH2、電源線WVQ1、あるいは電源線WVQ2と重なる領域では、他の領域と比較して、信号用の端子CNの配置を少なくする構成になっている。
 すなわち、図8に示すように、複数の端子LDは、配線基板IP1の下面IPbに、下面IPbの外周に沿って複数列で配列される。また、複数の端子LDには、ロジックチップLCに電源電位を供給する端子LDVH1、端子LDVH2、およびメモリチップMCに電源電位を供給する端子LDVQ1、端子LDVQ2が含まれる。また、複数の端子LDには、ロジックチップLCに対して、電気信号を送信、または受信する端子LDSGが含まれる。また、複数の端子LDには、ロジックチップLCおよびメモリチップMCに基準電位を供給する端子LDVSが含まれる。
 また、配線基板IPの下面IPbは、主に電源電位用の端子LDまたは基準電位用の端子LDVSが配列される(電源電位用の端子LDまたは基準電位用の端子LDVSの方が、信号用の端子LDSGよりも多く配列される)第1端子配列部を有する。また、配線基板IPの下面IPbは、主に信号用の端子LDSGが配列される(LDVS信号用の端子LDSGの方が、電源電位用の端子LDおよび基準電位用の端子LDVSの数以上に配列される)第2端子配列部を有する。信号用の端子LDは、主に下面IPbの外周側に設けられているので、上記した第1端子配列部よりも第2端子配列部の方が、外周側に設けられている。
 ここで、図12に示すように、電源線WVQ1および電源線WVQ2のうちのいずれかと重なる下面IPbの第1領域では、電源線WVQ1と電源線WVQ2との間に挟まれた領域と重なる下面IPbの第2領域と比較して、上記第2端子配列部の列数が少ない。
 例えば、図12に示す例では、電源線WVQ1および電源線WVQ2のうちのいずれかと重なる下面IPbの第1領域では、上記第2端子配列部の列数は1列になっている。一方、源線WVQ1と電源線WVQ2との間に挟まれた領域と重なる下面IPbの第2領域では、上記第2端子配列部の列数は3列になっている。また、本実施の形態の例では、電源線WVH1(図4参照)および電源線WVH2(図4参照)のうちのいずれかと重なる領域では、上記第2端子配列部の列数は1列になっている。すなわち、本実施の形態では、電源線WVH1、電源線WVH2、電源線WVQ1、および電源線WVQ2のうちのいずれかと重なる下面IPbの第1領域では、電源線WVQ1と電源線WVQ2との間に挟まれた領域と重なる下面IPbの第2領域と比較して、上記第2端子配列部の列数が少ない。
 このように、電源線WVH1、電源線WVH2、電源線WVQ1、あるいは電源線WVQ2と重なる領域では、他の領域と比較して、信号用の端子CNの配置を少なくすることで、信号用の端子CNSGの数を増やしつつ、かつ、電源線の平面積の低減を抑制できる。これにより、例えば、要求電力量の急激な変化などに対して、安定的に電力を供給することが可能になる。
 ただし、図4に示す電源線WVH1、電源線WVH2、電源線WVQ1、あるいは電源線WVQ2と重なる領域に信号用の端子CNSGが設けられていても、信号用の端子CNSGが図11に示すスルーホール配線WTHと接続されていなければ、電源線の平面積には影響を及ぼさない。例えば、図13に示す変形例のように、電源線WVH1、電源線WVH2、電源線WVQ1、あるいは電源線WVQ2と重なる領域に設けられた信号用の端子CNSGが、図2に示す配線層MBLで引き回され、他の配線層に接続されていない場合がある。この場合には、電源線WVH1、電源線WVH2、電源線WVQ1、あるいは電源線WVQ2と信号用の端子CNSGとが厚さ方向に重なっていても良い。図13は、図1に対する変形例を示す拡大平面図である。また、図14は、図13に示すマザーボードの平面視における端子レイアウトの例を示す拡大平面図である。
 図13に示す変形例の電子装置EDV2が有する半導体装置PKG2は、配線基板IP1の上面IPt上において、チップ辺Scp1と基板辺Sip1との間に半導体チップFMCが搭載されている点で、図1に示す電子装置EDV1が有する半導体装置PKG1と相違する。半導体チップFMCは、不揮発性メモリ回路を備える、所謂、不揮発性メモリチップであって、不揮発性メモリ回路は、ロジックチップLCと電気的に接続されている。
 不揮発性メモリ回路との間で信号伝送を行う場合、信号伝送速度を高速化する観点から、信号伝送距離を短くする傾向がある。したがって、図14に示すように、半導体チップFMCと重なる位置には、複数の信号用の端子CNSGが設けられているが、信号用の端子CNSGの多くは、配線基板MB2の最上層に設けられた配線層MBL1(図2参照)以外の配線層には接続されず、配線層MBL1で引き回される。言い換えれば、半導体チップFMC用の複数の端子CNのうち、配線層MBL1以外の配線層に接続される第1端子の数は、配線層MBL1以外の配線層に接続されない第2端子の数よりも少ない。この場合、図14に示すように、半導体チップFMC用の複数の信号用の端子CNSGが、電源線WVH1および電源線WVH2のうち、少なくとも一方と厚さ方向に重なっている場合であっても、電源線WVH1または電源線WVH2に図11に示す開口部WVhを設けなくても良い。このため、電源線WVH1または電源線WVH2の平面積が低減することを抑制できる。
 また、図13および図14に示す変形例は以下のような観点で考えることもできる。すなわち、ロジックチップLCに接続される半導体チップの数が増加した場合、ロジックチップLCが有する四辺のそれぞれに対向するように半導体チップを搭載する必要がある。この場合、ロジックチップLCに電源電位を供給する電源線WVH1および電源線WVH2の引き込み経路の確保が難しくなる。しかし、半導体チップFMCのように、配線基板MB2が有する複数の配線層のうち、主として最上層の配線層MBL1(図2参照)に接続される半導体チップFMCであれば、電源線WVH1および電源線WVH2の配線幅に対して与える影響が少ない。したがって、半導体チップFMCを搭載するスペースと、電源線WVH1および電源線WVH2のロジックチップLCへの引き込み経路とが厚さ方向に重なるようにすることで、電子装置EDV2の小型化を図ることができる。
 また、端子レイアウトによっては、図4に示す電源線WVH1や電源線WVH2と交差する位置に、多数のスルーホール配線WTH(図11参照)を配置せざるを得ない場合もある。このような場合には、図15に示す電子装置EDV3のように、複数のスルーホール配線WTHおよびスルーホール配線WTHとの交差毎に設けられた複数の開口部を、電源線WVH1または電源線WVH2の延在方向(図15では、X方向)に沿って配列することが好ましい。図15は、図11に対する変形例の電子装置が有する配線基板において、電源線の延在方向とスルーホール配線との位置関係を示す拡大平面図である。
 図15に示す電子装置EDVが有する配線基板MB3は、電源線WVH1または電源線WVH2とスルーホール配線WTHとが多数箇所で交差している点で、図11に示す配線基板MB1と相違する。詳しくは、配線基板MB1は、電源線WVH1および電源線WVH2のうちの少なくとも一方を、厚さ方向に貫通する複数のスルーホール配線WTHを有する。また、電源線WVH1または電源線WVH2には、複数のスルーホール配線WTHとの交差部分に設けられた複数の開口部WVhを有する。複数のスルーホール配線WTHおよび複数の開口部WVhは、電源線WVH1または電源線WVH2の延在方向であるX方向に沿って配列されている。また、複数の開口部WVhのうち、X方向に沿って隣り合う開口部WVh間の離間距離PTh1は、X方向に直交するY方向に沿って隣り合う開口部WVh間の離間距離PTh2よりも小さい。言い換えれば、離間距離PTh2は離間距離PTh1よりも大きい。
 電子装置EDV3の場合、電源線WVH1または電源線WVH2と重なる位置に、複数のスルーホール配線WTHが設けられているので、電源線WVH1または電源線WVH2の配線幅が狭くなる。しかし、離間距離PTh2が離間距離PTh1よりも大きくなるように、複数の開口部WVhを設けることで、電源線WVH1または電源線WVH2により形成される電力供給経路の断面積が小さくなることを抑制できる。
 また、図3を用いて説明したように、配線基板MB1が有する電源線WVQ1は、電源線WVH1および電源線WVH2と重ならない。これにより、電源線WVQ1から電源線WVH1および電源線WVH2に対するノイズ影響を低減できる。また、図3に示す例では、電源線WVQ2は、電源線WVH1および電源線WVH2と重ならない。これにより、電源線WVQ2から電源線WVH1および電源線WVH2に対するノイズ影響を低減できる。また、図3に示すようにロジックチップLCと厚さ方向に重なる領域は、電源線WVH2に覆われているので、電源線WVQ1および電源線WVQ1のそれぞれは、ロジックチップLCと厚さ方向に重ならない。
 しかし、図6を用いて説明したように、電源電位VDDQ1および電源電位VDDQ2は、ロジックチップLCとメモリチップMCとの間の入出力回路CACを駆動する電源なので、電源電位VDDQ1の一部、および電源電位VDDQ2の一部は、ロジックチップLCにも供給される。ここで、ロジックチップLCにおける入出力動作の安定性を考慮すると、電力を消費する回路に近い位置で電力供給経路の断面積を大きくすることが好ましい。
 そこで、半導体装置PKG1は、図16に示すように配線基板IP1が有する複数の配線層のうちのいずれかの層(図16の例では)に、通常の配線よりも面積が大きい導体パターンを有し、この導体パターンを介して図6に示す電源電位VDDQ1および電源電位VDDQ2を供給する。図16は、図7に示す配線基板が有する一つの配線層に設けられた導体プレーンのレイアウト例を示す平面図である。
 なお、本願では、電気信号や電力の伝送経路を構成する導体パターンのうち、比較的広い面積を有する導体パターン(導体膜)を導体プレーンと呼ぶ。また、導体プレーンのうち、電源電位の供給経路を構成する導体プレーンを、電源プレーンと呼ぶ。また、導体プレーンのうち、基準電位の供給経路を構成する導体プレーンを、グランドプレーンと呼ぶ。
 図16に示すように、半導体装置PKG1の配線基板IP1が有する配線層WL5には、複数の導体プレーンが形成されている。詳しくは、配線基板IP1は、ロジックチップLCおよびメモリチップM1に電源電位VDDQ1(図6参照)を供給する電源プレーン(導体パターン)VQ1Pを有する。また、配線基板IP1は、ロジックチップLCおよびメモリチップM2に電源電位VDDQ2(図6参照)を供給する電源プレーン(導体パターン)VQ2Pを有する。また、配線基板IP1は、ロジックチップLCおよび複数のメモリチップMCに基準電位VSS(図6参照)を供給するグランドプレーン(導体パターン)VSPを有する。
 そして、図16に示すように、電源プレーンVQ1Pおよび電源プレーンVQ2Pのそれぞれの面積は、複数のメモリチップMCのそれぞれの平面積よりも大きい。このように配線基板IP1の内部に、電源プレーンVQ1Pおよび電源プレーンVQ2Pを設けることで、電源電位の供給経路中の抵抗を低減できる。そして、電源電位の供給経路の抵抗を低減する結果、電力の供給を安定化させることができる。また、電源電位の供給経路の抵抗を低減する結果、駆動時の半導体装置PKG1の温度上昇を抑制できるので、回路動作を安定化させることができる。
 また、図16に示すように、電源プレーンVQ1Pおよび電源プレーンVQ2Pのそれぞれは、一部がロジックチップLCと厚さ方向に重なるように形成されている。このため、ロジックチップLCから電源プレーンVQ1P、VQ2Pまでの伝送距離を低減することができる。
 また、上記したように、本実施の形態の電子装置EDV1が有する複数の信号伝送経路には、図6に示すように、ロジックチップLCにアナログ信号SGANLを入力するアナログ信号伝送経路ANLPが含まれる。言い換えれば、本実施の形態の半導体装置PKG1はアナログ回路を有する。このアナログ回路を駆動する電源電位の供給経路について、好ましい態様を説明する。図17は、図6に示す半導体装置が有するアナログ回路に電源電位を供給する経路の構成を模式的に示す拡大断面図である。また、図18は、図17に対する検討例を示す拡大断面図である。
 図17に示すように、配線基板IP1の複数の端子LDには、上記したアナログ回路に電源電位を供給する端子(アナログ用電源端子)LDVAが含まれる。端子LDVAは、半田ボールSBpおよび端子CNを介して配線基板MB1を厚さ方向に貫通するスルーホール配線WTH2と電気的に接続されている。また、配線基板IP1の端子LDには、スルーホール配線WTH1を介して電源線WVH2と電気的に接続される端子(電源端子)LDVH2が含まれる。そして、端子LDVAは、スルーホール配線WTH1、スルーホール配線WTH2、および連結配線WBYを介して端子LDVH2と電気的に接続されている。言い換えれば、端子LDVAは、スルーホール配線WTH1、スルーホール配線WTH2、および連結配線WBYを介して電源線WVH2と電気的に接続されている。さらに言い換えれば、図17に示す例ではアナログ用の電源電位は、電源線WVH2から供給されている。
 本実施の形態のように、数種類の電源電位を一つのパッケージに供給する場合、電源線の引き込みスペースを確保することが難しい。したがって、兼用可能な電源電位があれば、図17に示すように兼用することが好ましい。なお、図17では、図3に示す電源線WVH1および電源線WVH2のうち、代表例として電源線WVH2からアナログ用の電源電位を供給する実施態様を示しているが、変形例として図3に示す電源線WVH1から供給することもできる。
 ここで、電源線WVH2からアナログ用の電源電位を供給する場合、図18に示す配線基板MBhのように、電源線WVH2をスルーホール配線WTH2の位置まで延在させて、電源線WVH2とスルーホール配線WTH2とを直接的に接続する方法が考えられる。しかし、アナログ用の電源の場合、デジタル信号と比較して、ノイズの影響を考慮することが好ましい。
 そこで、本実施の形態では、図17に示すように、スルーホール配線WTH1とスルーホール配線WTH2とを電気的に接続する連結配線WBYは、配線層MBL3および配線層MBL4よりも下層(下面MBb側)に設けられている。また、配線層MBL3および配線層MBL4には連結配線WBYは設けられていない。また、配線層MBL3および配線層MBL4よりも上層(下面MBb側)には連結配線WBYは設けられていない。
 これにより、図17に二点鎖線で模式的に示すように、アナログ用の電源電位の供給経路は、図18に示す例よりも長くなる。図17の配線基板MB1によれば、アナログ用の電源電位の供給経路が長くなったことにより、インダクタンスが大きくなるので、デジタルの高周波成分をフィルタリングすることができる。この結果、図18に示す例と比較して、アナログ回路に回り込むノイズを低減することができる。
 <半導体装置の製造方法>
 次に、図1~図18を用いて説明した半導体装置PKG1の製造工程について説明する。半導体装置PKG1は、図19(フロー図)に示すフローに沿って製造される。図19(フロー図)は、図1~図18を用いて説明した半導体装置の製造工程の概要を示す説明図である。なお、図19では、半導体装置を製造した後、マザーボードに搭載し、図1に示す電子装置を製造する工程までを記載している。
 なお、以下の製造方法の説明においては、予め製品サイズに形成された配線基板IP1を準備して、一層分の半導体装置PKG1を製造する方法について説明する。しかし、変形例としては、複数の製品形成領域に区画された、所謂、多数個取り基板を準備して、複数の製品形成領域のそれぞれについて組立を行ったあと、製品形成領域毎に分割して複数の半導体装置を取得する、多数個取り方式にも適用できる。この場合、図19(フロー図)に示すボールマウント工程の後、または電気的試験工程の後に、多数個取り基板を切断して製品形成領域毎に分割する、個片化工程が追加される。
 1.配線基板準備工程
 まず、図19に示す配線基板準備工程では、図20に示す配線基板IP1を準備する。図20は、図19に示す配線基板準備工程で準備する配線基板のチップ搭載面側を示す平面図である。なお、図20の断面は、図7に示すロジックチップLC、メモリチップMC、アンダフィル樹脂UF、および複数の半田ボールSBc、SBpを取り除いたものと同様なので、図7を参照して説明する。
 図20に示すように、配線基板IP1の上面IPtは、図19(フロー図)に示す半導体チップ搭載工程で、複数の半導体チップを搭載する領域である複数のチップ搭載領域DBAを備える。なお、チップ搭載領域DBAは、図1に示すロジックチップLCおよび複数のメモリチップMCを搭載する予定領域であって、目視可能な境界線が存在しなくても良い。図20では、チップ搭載領域DBAの位置を示すために二点鎖線を付してチップ搭載領域DBAの境界を示している。
 また、複数のチップ搭載領域DBAのそれぞれには、複数のボンディングパッドTCSが形成されている。複数のボンディングパッドTCSは、図19(フロー図)に示すダイボンド搭載工程において、図7に示す突起電極SBcを介してロジックチップLCおよびメモリチップMCと電気的に接続される電極端子である。
 なお、図20では、ボンディングパッドTCSの配列の一例としてチップ搭載領域の輪郭に沿って複数列で行列状に配列される例を示しているが、ボンディングパッドTCSの配列には種々の変形例がある。例えば、チップ搭載領域DBAの周縁部に沿ってボンディングパッドTCSを配列し、チップ搭載領域DBAの中央部には、ボンディングパッドTCSを形成しなくても良い。
 図20に示す配線基板IP1の配線構造は、図1~図13を用いて既に説明したので、重複する説明は省略する。ただし、本工程では、図7に記載されている半田ボールSBpは、接続されていない。本実施の形態のように、コア材であるコア層CRを有する配線基板IP1の製造方法は、例えば、複数のスルーホール配線TWが形成されたコア層CRを基材としてコア層CRの上面側と下面側に、それぞれビルドアップ工法により配線層を積層することにより製造できる。また、コア材を用いない場合には、図示しない基材上に複数の配線層を積層した後、基材を引き剥がすことにより、配線基板を製造することができる。
 2.ダイボンド工程
 次に、図19(フロー図)に示すダイボンド工程では、図21に示すように、配線基板IP1の上面IPtにロジックチップLCおよび複数のメモリチップMCを搭載する。図21は、図20に示す配線基板に複数の半導体チップを搭載した状態を示す平面図である。なお、図20の断面は、図7に示す複数の半田ボールSBcおよび複数の半田ボールSBpを取り除いたものと同様なので、図7を参照して説明する。
 本工程では、図9に示すロジックチップLC、および図10に示すメモリチップMCを準備して(半導体チップ準備工程)、配線基板IP1のチップ搭載領域DBA(図20参照)上に搭載する。図21および図7に示す例では、ロジックチップLCの表面LCt(図7参照)と配線基板IP1上面IPtが対向した状態で、所謂フェイスダウン実装方式により、実装する。また、図21および図7に示す例では、メモリチップMCの表面MCt(図7参照)と配線基板IP1上面IPtが対向した状態で、フェイスダウン実装方式により、実装する。
 また、本工程では、図7に示すようにロジックチップLCの表面LCt側に形成された複数の電極PDLと、配線基板IP1の複数のボンディングパッドTCSとが、複数の突起電極SBcを介してそれぞれ電気的に接続される。また、図7に示すようにメモリチップMCの表面MCt側に形成された複数の電極PDMと、配線基板IP1の複数のボンディングパッドTCSとが、複数の突起電極SBcを介してそれぞれ電気的に接続される。
 本実施の形態のように、複数のボンディングパッドTCSを行列状に配置する場合、複数の突起電極SBcとして半田材料を球形に成形した、半田バンプを用いる場合が多い。ただし、突起電極SBcは半田バンプには限定されず、例えば、銅などの金属材料を柱状に成形した、ピラーバンプを用いても良い。
 また、本工程では、ロジックチップLCと配線基板IP1の間、および複数のメモリチップMCと配線基板IP1の間のそれぞれに、アンダフィル樹脂(絶縁性樹脂)UFが配置される。アンダフィル樹脂UFは、半導体チップと配線基板IP1の電気的接続部分(複数の突起電極SBcの接合部)を封止するように配置される。このように、複数の突起電極SBcの接続部を封止するようにアンダフィル樹脂UFを配置することで、ロジックチップLCと配線基板IP1の電気的接続部分に生じる応力を緩和させることができる。
 このアンダフィル樹脂UFの形成方法は、大きく分けて2種類の方法がある。第1の方法である先貼り方式では、半導体チップを搭載する前に、アンダフィル樹脂UFをチップ搭載領域DBA(図20参照)上に配置しておく。次に、アンダフィル樹脂UFの上からロジックチップLCを押し付けて、配線基板IP1とロジックチップLCを電気的に接続する。その後、アンダフィル樹脂UFを硬化させる。なお、半導体チップを搭載する前に樹脂材を配置する本方式の場合、上記のようなペースト状の樹脂材に限らず、フィルム状の樹脂材を用いることもできる。
 また、第2の方法である後注入方式では、アンダフィル樹脂UFを配置する前に、ロジックチップLCと配線基板IP1を電気的に接続する。その後、ロジックチップLCと配線基板IP1の間の隙間に液状の樹脂を注入し、硬化させる。本工程では、上記した先貼り方式と後注入方式のいずれを用いても良い。
 また、図7に示すように、メモリチップMCの厚さ(表面MCtと裏面MCbとの離間距離)は、ロジックチップLCの厚さ(表面LCtと裏面LCbとの離間距離)よりも大きい。この場合、半導体チップの搭載順序としては、相対的に薄いロジックチップLCを搭載した後、メモリチップMCを搭載することが好ましい。これにより、後から搭載する半導体チップの搭載時に、図示しない搭載治具が既に搭載された半導体チップに接触することを防止できる。
 したがって、本実施の形態では、まず、ロジックチップLCを先に搭載する。ロジックチップLCは、チップ辺Scp1が配線基板IP1の基板辺Sip1に沿うように配線基板IP1上に搭載される。次に、複数のメモリチップMCは、配線基板IP1の基板辺Sip2とロジックチップLCのチップ辺Scp2との間、および配線基板IP1の基板辺Sip3とロジックチップLCのチップ辺Scp3との間にそれぞれ搭載される。
 3.ボールマウント工程
 次に、図19(フロー図)に示すボールマウント工程では、図7に示すように、配線基板IP1の下面IPb側に、複数の半田ボールSBpを取り付ける。本工程では、図7に示す絶縁膜SR2から露出する端子LD上に半田ボールSBpを配置して、リフロー処理(加熱して半田成分を溶融接合させた後、冷却する処理)を施すことにより半田ボールSBpが端子LDに接合される。なお、図1に示す配線基板MB1と半導体装置PKG1を電気的に接続する導電性材料として半田ボールSBpを用いない場合、本工程は省略することもできる。あるいは、本工程において、半田ボールSBpに代えて、端子LDの露出面に、薄い半田膜などの金属膜を形成しても良い。
 4.検査工程
 次に、図19(フロー図)に示す検査工程では、図19(フロー図)に示すボールマウント工程で、複数の半田ボールSBpが接合された検査体の検査を行う。本工程では、外観検査や、検査体に形成された回路の電気的な試験を行う。また、本工程では、予め準備された検査項目毎の評価基準に基づいて検査体の合否を判定する。そして、合格と判定された検査体が図7に示す半導体装置PKG1として取得される。
 検査で合格した半導体装置PKG1は、図19(フロー図)に示す半導体装置実装工程に搬送される。なお、半導体装置実装工程を検査工程とは別の事業所等で実施する時は、検査工程の後、半導体装置PKG1を梱包する梱包工程、および別の事業所等に出荷する出荷工程を行っても良い。
 5.半導体装置実装工程(電子装置の製造方法)
 次に、図19(フロー図)に示す半導体装置実装工程では、図1に示すように配線基板MB1上に、半導体装置PKG1を搭載する。本工程では、図3に示す配線基板MB1を準備して(実装基板準備工程)、配線基板MB1の上面MBt上に図1に示す半導体装置PKG1を搭載する。
 図4に示すように、配線基板MB1の上面(搭載面)MBtには、半導体装置PKG1を接続するための複数の端子CNが形成されている。半導体装置PKG1は、外部端子である複数の半田ボールSBpを備える。なお、電力供給装置(レギュレータ)RGL1は、実装基板準備工程の段階で予め配線基板MB1上に搭載されていても良い。あるいは、半導体装置PKGを搭載する直前に電力供給装置RGL1を搭載しても良い。なお、半導体装置PKGを搭載した後で電力供給装置RGL1を搭載することもできるが、図2に示すように、電力供給装置RGL1の厚さが半導体装置PKG1の厚さよりも薄い場合には、電力供給装置RGL1は半導体装置PKG1よりも先に搭載しておくことが好ましい。
 本実施の形態では、図1に示すように、配線基板MB1に搭載された電力供給装置RGL1側に、半導体装置PKG1が有する配線基板IP1の基板辺Sip1を向けて半導体装置PKG1を搭載する。
 本工程では、例えば図5に示すように半導体装置PKG1の複数の半田ボールSBpを、配線基板MB1の複数の端子CNにそれぞれ接合することで、半導体装置PKG1と配線基板MB1とを電気的に接続する。詳しくは、複数の端子CNの露出面に図示しない複数の半田材(例えばクリーム半田)をそれぞれ塗布する。その後、上記複数の半田材と半導体装置PKG1の複数の半田ボールSBpを接触させる。その後、半田材と半田ボールSBpとが接触した状態で加熱処理(リフロー処理)を施すことで、半田材と半田ボールSBpとが一体化する。これにより、半導体装置PKG1の複数の端子LDと配線基板MB1の複数の端子CNとは、複数の半田ボールSBpを介してそれぞれ電気的に接続される。
 また図2に示すコンデンサCC1のように、半導体装置PKG1以外の電子部品を搭載する場合には、半導体装置PKGを搭載する前、あるいは半導体装置PKG1を搭載した後で搭載することができる。
 なお、コンデンサCC1のように搭載に半田を用いて端子と電気的に接続する電子部品を搭載する場合には、リフロー処理が必要になる。この場合、リフロー処理を一括して実施すれば、各電子部品を搭載する半田材として共通する材料を使用することができる。
 (変形例)
 以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。なお、上記実施の形態中でも複数の変形例について説明したが、以下では、上記以外の変形例について説明する。
 <変形例1>
 例えば、上記実施の形態では、配線基板IP1上に、ロジックチップLCおよび2個のメモリチップMCが搭載され、半導体チップ以外の電子部品が搭載されていない例を取り上げて説明した。しかし、上記実施の形態に対する変形例としては、ロジックチップLCおよびメモリチップMC以外の電子部品(他の半導体チップも含む)を搭載しても良い。
 例えば、ロジックチップLCおよびメモリチップMCの他、図示しないコンデンサなどの電子部品が搭載されていても良い。例えばバイパスコンデンサ、あるいはデカップリングコンデンサを配線基板IP1上に搭載することにより、半導体チップが備える回路に供給される電力経路のループを小さくすることができる。また、上記の他、メモリチップMCの内部に終端電源を有していない場合、終端電源として、配線基板IP1上にコンデンサを搭載しても良い。
 <変形例2>
 また上記実施の形態では、配線基板IP1上に、ロジックチップLCおよび2個のメモリチップMCが搭載され、半導体チップ以外の電子部品が搭載されていない例を取り上げて説明した。しかし、配線基板IP1上に搭載される半導体チップの数は、上記実施の形態以外にも種々の変形例がある。特に、メモリチップMCの数は、半導体装置PKG1に設けられたシステムに応じて必要な記憶容量が異なる。記憶容量の値は、メモリチップMCの数に比例して大きくなるので、例えば、メモリチップMCの数は、2個以上、あるいは1個でも良い。また、上面IPt上に複数のロジックチップLCを搭載しても良い。また、ロジックチップLCおよびメモリチップMC以外の機能を備える半導体チップを搭載しても良い。
 以下、図22および図23用いて、4個のメモリチップMCを有する半導体装置PKG3および電子装置EDV4について説明する。図22は、図1に対する変形例である半導体装置が搭載された電子装置を示す平面図である。また、図23は、図22に示すマザーボードの平面視における配線レイアウトの例を示す拡大平面図である。
 図22に示す半導体装置PKG3は、配線基板IP1上に4個のメモリチップMCが搭載されている点で図1に示す半導体装置PKG1と相違する。図1と比較して新たに追加されたメモリチップM3およびメモリチップM4は、それぞれメモリチップM1およびロジックチップLCと基板辺Sip3との間に搭載されている。詳しくは、メモリチップM3は、メモリチップM1のチップ辺Smc3と基板辺Sip3との間に搭載されている。また、メモリチップM4はロジックチップLCのチップ辺Scp3と基板辺Sip3との間に搭載されている。言い換えれば、メモリチップM2、M3、M4は、ロジックチップLCのチップ辺Scp3の延長線と基板辺Sip3との間に並べて搭載されている。また、メモリチップM1とメモリチップM3はY方向に沿って並ぶように搭載されている。
 つまり、半導体装置PKG3は、複数のメモリチップM1、M2、M3、M4を有し、複数のメモリチップM1、M2、M3、M4のそれぞれは、平面視において、ロジックチップLCのチップ辺Scp2と配線基板IP1の基板辺Sip2との間、およびロジックチップLCのチップ辺Scp3と配線基板IP1の基板辺Sip3との間に集約して搭載されている。このように、複数のメモリチップMCのそれぞれが、ロジックチップLCが備える四辺のうちの二辺に沿って搭載されている場合、メモリチップMCの数が3個以上であっても上記実施の形態で説明した技術を同様に適用することができる。
 例えば、図23に示すように、メモリチップM1およびメモリチップM3には、電源線WVQ1を介して電源電位VDDQ1(図5参照)が供給される。また、メモリチップM2およびメモリチップM4には、電源線WVQ2を介して電源電位VDDQ2(図5参照)が供給される。
 この場合、図23に示すように、メモリチップM2、M4のレイアウトの制約から、電源線WVQ2の一部と電源線WVH2の一部とが重なってしまう場合がある。しかし、上記実施の形態で説明したように、電源線WVH2は電源線WVH1と電源線WVQ2との間を通るように設けられるので、電源線WVH2と電源線WVQ2とが重なる面積を小さくすることができる。
 また、図22に示すようにメモリチップM2とロジックチップLCとの離間距離PT2は、メモリチップM1とロジックチップLCとの離間距離PT1よりも大きい。また、メモリチップM4とロジックチップLCとの離間距離PT3は、メモリチップM1とロジックチップLCとの離間距離PT1よりも大きい。言い換えれば、メモリチップM2およびメモリチップM4のそれぞれは、ロジックチップLCとの間に広い隙間(離間距離PT2)を有する。このように、メモリチップM2、M4とロジックチップLCとの間に広い隙間(離間距離PT2、PT3)を設けた場合、電源線WVH2と電源線WVQ2とが重なる面積をさらに小さくすることができる。
 上記のような対策を施すことにより、図23に示すように、電源線WVH2のうち、電源線WVQ2と厚さ方向に重なる領域の面積は、電源線WVH2のうち、電源線WVQ2と重ならない領域の面積よりも小さい。
 <変形例3>
 また上記実施の形態では、半導体装置PKG1の例として、配線基板IP1上に、半導体チップをフェイスダウン実装方式により実装する実施態様を説明した。しかし、図7に示すロジックチップLCや、図7に示すメモリチップMCは、パッケージ基板である配線基板IP1上に直接搭載する場合の他、インタポーザを介して配線基板IP1上に搭載されていても良い。一例として、図2に対する変形例として、図2に示すロジックチップLCを配線基板IP1とは別のインタポーザ用の配線基板を介して配線基板IP1上に搭載した実施態様を説明する。図24は、図2に対する変形例である電子装置の構成例を示す拡大断面図である。
 図24に示す電子装置EDV5が有するロジックチップLCは、配線基板IP1とは異なるインタポーザである、配線基板IP2を介して、配線基板IP1の上面IPt上に搭載されている。言い換えれば、配線基板IP1の上面IPtには、ロジックチップLCが配線基板IP2に搭載されたロジックパッケージLCPが搭載されている。
 上記実施の形態で説明したロジックチップLCに係る記述を、図24に示すようにロジックチップLCが内蔵されたロジックパッケージLCPに置き換えても良い。なお、上記実施の形態で説明したロジックチップLCをロジックパッケージLCPに置き換えた場合、図7に示す複数の電極PDLは、例えば、銅(Cu)を主成分とする材料により構成される。
 また、図24では、配線基板IP1上に搭載される半導体パッケージの例として、代表的にロジックチップLCを内蔵するロジックパッケージLPCを取り上げて説明した。しかし、図24に対する変形例としては、図7に示すメモリチップMCを内蔵するメモリパッケージ(半導体パッケージ)を搭載しても良い。つまり、図7に示すメモリチップMCを、メモリパッケージに置き換えても良い。この場合、図7に示す複数の電極PDMは、銅(Cu)を主成分とする材料により構成される。
 また、本変形例の場合、ロジックパッケージLCPおよびメモリパッケージのうち、いずれか一方、または両方を搭載しても良い。
 また上記実施の形態では、図19(フロー図)を用いて半導体装置の製造工程の概要および半導体装置を製造した後、マザーボードに搭載し、図1に示す電子装置を製造する工程を例示的に説明した。しかし、半導体装置の製造工程や電子装置を製造する工程には、種々の変形例がある。
 例えば、本変形例のように、配線基板IP1上にメモリパッケージを搭載する場合、図25に示すような製造工程がある。図25は図19(フロー図)に示す製造工程の変形例を示す説明図である。
 図24を用いて説明した変形例のように、半導体パッケージの上に別の半導体パッケージを搭載する実施態様として、PoP(Package on Package)と呼ばれる方式がある。PoP方式では、下段側の半導体装置と上段側の半導体装置をそれぞれ別の製造者が製造し、各製造者から半導体装置を購入した事業者が最終的な組み立てを行う場合がある。
 この場合、図25に示すような組立フローになる。すなわち、半導体装置製造工程では、図2に示す配線基板IP1上にロジックチップLCを搭載し、メモリチップMCは搭載しない状態で検査し、出荷する。また、例えば別の製造者が、配線基板上にメモリチップMCを搭載したメモリパッケージを製造する(メモリチップ準備工程)。次に、ロジックチップLCが搭載された半導体装置と、メモリパッケージをそれぞれ購入した事業者が、配線基板IP1上にメモリパッケージを搭載する。その後、メモリパッケージが搭載された半導体装置を図2に示す配線基板MBに搭載する。以上の工程によりPoP方式で製造された半導体装置および上記半導体装置が搭載された電子装置が得られる。
 <変形例4>
 また、例えば、上記の通り種々の変形例について説明したが、上記で説明した各変形例同士を組み合わせて適用することができる。
ANLP アナログ信号伝送経路
CAC 入出力回路
CC1 コンデンサ
ChA0、ChA1、ChB0、ChB1 チャネル
CKP1、CKP2 クロック信号伝送経路
CN、CN1、CN2、CN3、CNSG、CNVH1、CNVH2、CNVQ1、CNVQ2、CNVS 端子(実装基板端子)
CR コア層(コア材、コア絶縁層)
CTL 制御回路
CTP1、CTP2 制御信号伝送経路
DBA チップ搭載領域
DTP1、DTP2 データ信号伝送経路
EDV1、EDV2、EDV3、EDV4、EDV5 電子装置(電子機器)
FMC 半導体チップ(不揮発性メモリチップ)
IIF 内部インタフェース電極(インタフェース端子)
IL 絶縁層
IP1、IP2 配線基板(インタポーザ)
IPb 下面(面、主面、実装面)
IPs 側面
IPt 上面(面、主面、チップ搭載面)
LC ロジックチップ(半導体チップ)
LCb、MCb 裏面(主面、下面)
LCP ロジックパッケージ
LCs、MCs 側面
LCt、MCt 表面(主面、上面)
LD、LD1、LD2、LDSG、LDVA、LDVH1、LDVH2、LDVQ1、LDVQ2、LDVS 端子(ランド、外部接続端子)
M1、M2、M3、M4、MC メモリチップ(半導体チップ)
MB1、MB2、MB3、MBh 配線基板(マザーボード、実装基板)
MBb 下面(面、裏面)
MBL1、MBL2、MBL3、MBL4、MBL5、MBL6、WL1、WL2、WL3、WL4、WL5、WL6、WL7、WL8、WL9、WL10 配線層
MBt 上面(面、半導体装置搭載面)
OIF 外部インタフェース電極(インタフェース端子)
PDL、PDM 電極(チップ端子、ボンディングパッド)
PKG1、PKG2、PKG3 半導体装置
PRC 演算処理回路
PT1、PT2、PT3、PTh1、PTh2 離間距離
RAM メモリ回路(記憶回路)
RGL1 電力供給装置(レギュレータ)
SBc 突起電極(バンプ電極)
SBp 半田ボール(半田材、外部端子、電極、外部電極)
Scp1、Scp2、Scp3、Scp4、Smc1、Smc2、Smc3、Smc4 チップ辺
SGANL アナログ信号
SGCLK1、SGCLK2 クロック信号
SGCTL1、SGCTL2 制御信号
SGDAT1、SGDAT2 データ信号
SGP1、SGP2 信号伝送経路
Sip1、Sip2、Sip3、Sip4 基板辺
SR1、SR2、SR3 絶縁膜
SRk1、SRk2 開口部
TCS ボンディングパッド(ボンディングリード、半導体チップ接続用端子)
THW、TW スルーホール配線
UF アンダフィル樹脂(絶縁性樹脂)
VA ビア
VDDH1、VDDH2、VDDQ1、VDDQ2 電源電位
VDH1P、VDH2P、VDQ1P、VDQ2P 電源電位供給経路
VQ1P、VQ2P 電源プレーン(電源用導体パターン)
VSP グランドプレーン(導体パターン)
VSS 基準電位
VSSP 基準電位供給経路
WBY 連結配線
Wh1、Wh2、Wq1、Wq2、Wsg 配線幅
WM 配線(実装基板配線、マザーボード配線)
WR 配線
WSG 信号線
WTH WTH1、WTH2 スルーホール配線
WVh 開口部
WVH1、WVH2、WVQ1、WVQ2 電源線(配線)
WVS 基準電位線 (配線)

Claims (19)

  1.  第1面および前記第1面の反対側に位置する第2面を有する第1配線基板と、
     第3面、前記第3面の反対側に位置する第4面、および前記第4面に形成された複数の端子を有する第2配線基板と、前記第2配線基板の前記第3面上に搭載された複数の第1半導体チップと、前記第2配線基板の前記第3面上において前記複数の第1半導体チップと並べて搭載され、かつ、前記複数の第1半導体チップのそれぞれを制御する回路を備える第2半導体チップと、を備え、前記第1配線基板の前記第1面上に搭載された半導体装置と、
     を含み、
     平面視において、前記第2配線基板の周縁部は、第1基板辺、前記第1基板辺の反対側に位置する第2基板辺、前記第1基板辺および前記第2基板辺と交差する第3基板辺、および前記第3基板辺の反対側に位置する第4基板辺を有し、
     平面視において、前記第2半導体チップの周縁部は、第1チップ辺、前記第1チップ辺の反対側に位置する第2チップ辺、前記第1チップ辺および前記第2チップ辺と交差する第3チップ辺、および前記第3チップ辺の反対側に位置する第4チップ辺を有し、
     前記第2半導体チップは、前記第2半導体チップの前記第1チップ辺が、前記第2配線基板の第1基板辺と並び、かつ、前記第2半導体チップの前記第3チップ辺が、前記第2配線基板の第3基板辺と並ぶように前記第2配線基板上に搭載され、
     前記複数の第1半導体チップのうちの一部は、前記第2半導体チップの前記第2チップ辺と前記第2配線基板の前記第2基板辺との間に搭載され、
     前記複数の第1半導体チップのうちの他の一部は、前記第2半導体チップの前記第3チップ辺と前記第2配線基板の前記第3基板辺との間に搭載され、
     前記第2半導体チップの前記第4チップ辺と前記第2配線基板の前記第4基板辺との間には、複数の信号配線が形成され、
     前記第1配線基板は、前記第2半導体チップに第1電源電位を供給する第1電源線と、前記第2半導体チップに前記第1電源電位よりも大きい第2電源電位を供給する第2電源線と、を有し、
     平面視において、前記第2電源線は、前記第2配線基板の前記第1基板辺および前記第2半導体チップの前記第1チップ辺を跨ぐように配置され、
     平面視において、前記第1電源線は、前記第2電源線と前記複数の第1半導体チップのうちの一部との間を通って前記第2半導体チップと重なる領域に向かって延びるように配置され、
     前記第1電源線のうち、前記第2電源線と厚さ方向に重なる領域の面積は、前記第1電源線のうち、前記第2電源線と重ならない領域の面積よりも小さい、電子装置。
  2.  請求項1において、
     前記第1配線基板は、前記複数の第1半導体チップのうちの一部に第3電源電位を供給する第3電源線と、前記複数の第1半導体チップのうちの他の一部に第4電源電位を供給する第4電源線と、を有し、
     平面視において、前記第3電源線および前記第4電源線のそれぞれは、前記第2配線基板の前記第3基板辺を跨ぐように配置され、
     前記第3電源線および前記第4電源線のそれぞれは、前記第2半導体チップと厚さ方向に重ならない、電子装置。
  3.  請求項2において、
     前記第3電源線は、前記第1電源線および前記第2電源線と厚さ方向に重ならない、電子装置。
  4.  請求項3において、
     前記第4電源線は、前記第1電源線および前記第2電源線と厚さ方向に重ならない、電子装置。
  5.  請求項3において、
     前記第4電源線は、前記第1電源線の一部と厚さ方向に重なり、かつ、前記第2電源線とは厚さ方向に重ならず、
     前記第2電源線のうち、前記第4電源線と厚さ方向に重なる領域の面積は、前記第2電源線のうち、前記第4電源線と重ならない領域の面積よりも小さい、電子装置。
  6.  請求項3において、
     前記第3電源電位は、前記第1電源電位および前記第2電源電位のそれぞれよりも大きい、電子装置。
  7.  請求項1において、
     前記第2電源線の配線幅は、前記第1電源線の配線幅よりも大きい、電子装置。
  8.  請求項1において、
     前記第2半導体チップの前記第4チップ辺と前記第2配線基板の前記第4基板辺との間に形成された前記複数の信号配線には、アナログ信号が供給される複数のアナログ信号配線が含まれる、電子装置。
  9.  請求項1において、
     前記複数の第1半導体チップのうち、前記第2半導体チップの前記第2チップ辺と前記第2配線基板の前記第2基板辺との間に搭載された第1半導体チップは、前記第2半導体チップとの間に第1離間距離を有し、
     前記複数の第1半導体チップのうち、前記第2半導体チップの前記第3チップ辺と前記第2配線基板の前記第3基板辺との間に搭載された第1半導体チップは、前記第2半導体チップとの間に第2離間距離を有し、
     前記第2離間距離は、前記第1離間距離よりも大きく、
     前記第1電源線は、前記第2半導体チップの前記第3チップ辺を跨ぐように配置されている、電子装置。
  10.  請求項1において、
     前記第1配線基板は、複数の配線層を有し、
     前記第1電源線および前記第2電源線のそれぞれは、前記複数の配線層のうち、最も前記第1面側に設けられた第1配線層以外の配線層に形成されている、電子装置。
  11.  請求項2において、
     前記第2配線基板の前記第4面に、前記第4面の外周に沿って複数列で配列される前記複数の端子は、
     前記第1電源電位、前記第2電源電位、前記第3電源電位、および前記第4電源電位を含む電源電位が供給される電源電位用端子と、
     基準電位が供給される基準電位用端子と、
     電気信号が伝送される信号用端子と、
     を有し、
     前記複数の端子の前記第4面は、
     前記複数の端子のうち、前記電源電位用端子または前記基準電位用端子の方が、前記信号用端子よりも多く配列される第1端子配列部と、
     前記第1端子配列部よりも前記第4面の外周側に設けられ、複数の前記信号用端子が前記電源電位用端子および前記基準電位用端子の数以上に配列される第2端子配列部と、
     を有し、
     前記第3電源線および前記第4電源線のうちのいずれかと重なる前記第4面の第1領域では、前記第3電源線と前記第4電源線との間に挟まれた領域と重なる前記第4面の第2領域と比較して、第2端子配列部の列数が少ない、電子装置。
  12.  請求項1において、
     前記第1配線基板は、前記複数の第1半導体チップのうちの一部に第3電源電位を供給する第3電源線と、前記複数の第1半導体チップのうちの他の一部に第4電源電位を供給する第4電源線と、を有し、
     前記第2配線基板の前記第4面に、前記第4面の外周に沿って複数列で配列される前記複数の端子は、
     前記第1電源電位、前記第2電源電位、前記第3電源電位、および前記第4電源電位を含む電源電位が供給される電源電位用端子と、
     基準電位が供給される基準電位用端子と、
     電気信号が伝送される信号用端子と、
     を有し、
     前記複数の端子の前記第4面は、
     前記複数の端子のうち、前記電源電位用端子または前記基準電位用端子の方が、前記信号用端子よりも多く配列される第1端子配列部と、
     前記第1端子配列部よりも前記第4面の外周側に設けられ、複数の前記信号用端子が前記電源電位用端子および前記基準電位用端子の数以上に配列される第2端子配列部と、
     を有し、
     前記第1電源線、前記第2電源線、前記第3電源線、前記第4電源線のうちのいずれかと重なる前記第4面の第1領域では、前記第3電源線と前記第4電源線との間に挟まれた領域と重なる前記第4面の第2領域と比較して、第2端子配列部の列数が少ない、電子装置。
  13.  請求項1において、
     前記半導体装置は、
     前記第2配線基板の前記第3面において、前記第2半導体チップの前記第1チップ辺と前記第2配線基板の前記第1基板辺との間には、前記第1電源線または前記第2電源線と厚さ方向に重なる位置に搭載され、前記第1半導体チップと電気的に接続される第3半導体チップを有し、
     前記第3半導体チップは、前記第2配線基板の前記第4面に形成された前記複数の端子のうちの複数の第3半導体チップ用端子と電気的に接続され、
     前記第1配線基板は、前記第1電源線が設けられた第1配線層、および前記第2電源線が設けられた第2配線層、および前記第1面の最も近くに設けられた第1面側配線層を含む複数の配線層を有し、
     前記複数の第3半導体チップ用端子のうち、前記第1面側配線層以外の配線層に接続される第1端子の数は、前記第1面側配線層以外の配線層に接続されない第2端子の数よりも少ない、電子装置。
  14.  請求項1において、
     前記第1配線基板は、前記第1電源線または前記第2電源線を厚さ方向に貫通する複数のスルーホール配線を有し、
     前記第1電源線または前記第2電源線には、前記複数のスルーホール配線との交差部分に、前記第1電源線または前記第2電源線が延在する第1方向に沿って配列された複数の開口部が設けられ、
     前記複数の開口部のうち、前記第1方向に沿って隣り合う開口部間の第1離間距離は、前記第1方向に直交する第2方向に沿って隣り合う開口部間の第2離間距離よりも小さい、電子装置。
  15.  請求項2において、
     前記第2配線基板は、
     前記第2半導体チップに前記第3電源電位を供給する第3電源電位供給経路と、
     前記第2半導体チップに前記第4電源電位を供給する第4電源電位供給経路と、
     を備え、
     前記第3電源電位供給経路および前記第4電源電位供給経路のそれぞれには、前記複数の第1半導体チップのそれぞれの平面積よりも大きい面積を有する導体パターンが含まれる、電子装置。
  16.  請求項15において、
     前記第3電源電位供給経路を構成する第1導体パターンおよび前記第3電源電位供給経路を構成する第2導体パターンのそれぞれは、前記第2半導体チップと厚さ方向に重なっている、電子装置。
  17.  請求項1において、
     前記第2配線基板の前記複数の端子は、
     前記第1配線基板を厚さ方向に貫通する第1スルーホール配線を介して前記第1電源線または前記第2電源線に接続される第1電源端子と、
     前記第2半導体チップが備えるアナログ回路に電源電位を供給するアナログ用電源端子と、
     を含み、
     前記第1配線基板は、前記第1電源線が設けられた第1配線層、および前記第2電源線が設けられた第2配線層を含む複数の配線層を有し、
     前記アナログ用電源端子は、前記第1配線基板を厚さ方向に貫通する第2スルーホール配線、および前記第1スルーホール配線と前記第2スルーホール配線とを連結する連結配線を介して前記第1電源端子と電気的に接続され、
     前記連結配線は、前記第1配線層の前記複数の配線層のうち、前記第1配線層および前記第2配線層よりも前記第2面側の配線層に設けられ、かつ、前記第1配線層と、前記第2配線層と、前記第1配線層および前記第2配線層よりも前記第1面側の配線層と、には設けられていない、電子装置。
  18.  第1面および前記第1面の反対側に位置する第2面を有する第1配線基板と、
     第3面、前記第3面の反対側に位置する第4面、および前記第4面に形成された複数の端子を有する第2配線基板と、前記第2配線基板の前記第3面上に搭載された複数の第1半導体チップと、前記第2配線基板の前記第3面上において前記複数の第1半導体チップと並べて搭載され、かつ、前記複数の第1半導体チップのそれぞれを制御する回路を備える第2半導体チップと、を備え、前記第1配線基板の前記第1面上に搭載された半導体装置と、
     を含み、
     平面視において、前記第2配線基板の周縁部は、第1基板辺、前記第1基板辺の反対側に位置する第2基板辺、前記第1基板辺および前記第2基板辺と交差する第3基板辺、および前記第3基板辺の反対側に位置する第4基板辺を有し、
     平面視において、前記第2半導体チップの周縁部は、第1チップ辺、前記第1チップ辺の反対側に位置する第2チップ辺、前記第1チップ辺および前記第2チップ辺と交差する第3チップ辺、および前記第3チップ辺の反対側に位置する第4チップ辺を有し、
     前記第2半導体チップは、前記第2半導体チップの前記第1チップ辺が、前記第2配線基板の第1基板辺と並び、かつ、前記第2半導体チップの前記第3チップ辺が、前記第2配線基板の第3基板辺と並ぶように前記第2配線基板上に搭載され、
     前記複数の第1半導体チップのうちの一部は、前記第2半導体チップの前記第2チップ辺と前記第2配線基板の前記第2基板辺との間に搭載され、
     前記複数の第1半導体チップのうちの他の一部は、前記第2半導体チップの前記第3チップ辺と前記第2配線基板の前記第3基板辺との間に搭載され、
     前記第2半導体チップの前記第4チップ辺と前記第2配線基板の前記第4基板辺との間には、複数の信号配線が形成され、
     前記第1配線基板は、前記第2半導体チップに第1電源電位を供給する第1電源線と、前記第1電源線よりも広い配線幅を備え、前記第2半導体チップに第2電源電位を供給する第2電源線と、を有し、
     平面視において、前記第2電源線は、前記第2配線基板の前記第1基板辺および前記第2半導体チップの前記第1チップ辺を跨ぐように配置され、
     平面視において、前記第1電源線は、前記第2電源線と前記複数の第1半導体チップのうちの一部との間を通って前記第2半導体チップと重なる領域に向かって延びるように配置され、
     前記第1電源線のうち、前記第2電源線と厚さ方向に重なる領域の面積は、前記第1電源線のうち、前記第2電源線と重ならない領域の面積よりも小さい、電子装置。
  19.  第1面および前記第1面の反対側に位置する第2面を有する第1配線基板と、
     第3面、前記第3面の反対側に位置する第4面、および前記第4面に形成された複数の端子を有する第2配線基板と、前記第2配線基板の前記第3面上に搭載された複数の第1半導体チップと、前記第2配線基板の前記第3面上において前記複数の第1半導体チップと並べて搭載され、かつ、前記複数の第1半導体チップのそれぞれを制御する回路を備える第2半導体チップと、を備え、前記第1配線基板の前記第1面上に搭載された半導体装置と、
     を含み、
     平面視において、前記第2配線基板の周縁部は、第1基板辺、前記第1基板辺の反対側に位置する第2基板辺、前記第1基板辺および前記第2基板辺と交差する第3基板辺、および前記第3基板辺の反対側に位置する第4基板辺を有し、
     平面視において、前記第2半導体チップの周縁部は、第1チップ辺、前記第1チップ辺の反対側に位置する第2チップ辺、前記第1チップ辺および前記第2チップ辺と交差する第3チップ辺、および前記第3チップ辺の反対側に位置する第4チップ辺を有し、
     前記第2半導体チップは、前記第2半導体チップの前記第1チップ辺が、前記第2配線基板の第1基板辺と並び、かつ、前記第2半導体チップの前記第3チップ辺が、前記第2配線基板の第3基板辺と並ぶように前記第2配線基板上に搭載され、
     前記複数の第1半導体チップのうちの一部は、前記第2半導体チップの前記第2チップ辺と前記第2配線基板の前記第2基板辺との間に搭載され、
     前記複数の第1半導体チップのうちの他の一部は、前記第2半導体チップの前記第3チップ辺と前記第2配線基板の前記第3基板辺との間に搭載され、
     前記第2半導体チップの前記第4チップ辺と前記第2配線基板の前記第4基板辺との間には、複数の信号配線が形成され、
     前記第1配線基板は、前記第2半導体チップに第1電流を供給する第1電源線と、前記第2半導体チップに前記第1電流よりも大きい第2電流を供給する第2電源線と、を有し、
     平面視において、前記第2電源線は、前記第2配線基板の前記第1基板辺および前記第2半導体チップの前記第1チップ辺を跨ぐように配置され、
     平面視において、前記第1電源線は、前記第2電源線と前記複数の第1半導体チップのうちの一部との間を通って前記第2半導体チップと重なる領域に向かって延びるように配置され、
     前記第1電源線のうち、前記第2電源線と厚さ方向に重なる第1領域の面積は、前記第1電源線のうち、前記第2電源線と重ならない第2領域の面積よりも小さい、電子装置。
     
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