(57)【要約】ＩＣパッケージは、実質的に理想のＥＭＣ性能を助長するようダイ１１０とパッケージ入出力ピン１２４を相互に接続するためのリードフレームダイパッド１１２及び供給基準コーム１１４を有する。ダイフレームダイパッドは、ダイパッドフィンガー１１８及び細長部を有する。リードフレームダイパッド及びダイパッドフィンガーは、接地基準ボンドパッド１２８に接続されている。供給基準コームは、リードフレームダイパッドの細長部とのカップリングを容易にするとともにリターン電流の局所的な結束を容易にするためにリードフレームダイパッドの細長部に沿って隣接して配置された細長スパイン部１２０及びフィンガーを有する。供給基準コームはまた、細長スパイン部から実質的に同一方向に外方に延びる複数のフィンガー１１６を有し、入出力ピン用のフィンガー間に十分な間隔を付与する。
2009515357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周辺接地基準ボンドパッド及び供給基準ボンドパッドを含む基準ボンドパッドと、複数の入出力ボンドパッドとを有する集積回路ダイと、
各入出力ボンドパッドのそれぞれに接続されるよう配置された複数の入出力ピンと、
集積回路ダイに取り付けられるとともにダイパッドフィンガー及び細長部を有し、周辺接地基準ボンドパッドに電気的に接続されたリードフレームダイパッドと、
リードフレームダイパッドの細長部に沿って隣接して配置され、該リードフレームダイパッドの細長部とのカップリング及びリターン電流の局所的な結束を容易にする細長スパイン部を有するとともに細長スパイン部から実質的に同一方向に外方に延びる複数のフィンガーを有し、入出力ピン間に十分な間隔を付与する供給基準コームであり、供給基準ボンドパッドに電気的に接続された供給基準コームと、を備えることを特徴とする集積回路パッケージ。
【請求項２】
供給基準コームは、電磁環境両立性を持つようリードフレームダイパッドに対して配置される、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
【請求項３】
周辺接地基準ボンドパッド、供給基準ボンドパッド及び入出力ボンドパッドによってそれぞれ伝達される高周波電流間の電磁環境両立性を増大させるようリードフレームダイパッドに対して配置される、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
【請求項４】
ダイパッドフィンガーは、リードフレームダイパッドと融合している、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
【請求項５】
供給基準コームの細長スパイン部から外方に延びる複数のフィンガーのうちの一つは、ダイパッドフィンガーに隣接して位置する、請求項４に記載の集積回路パッケージ。
【請求項６】
供給基準コームの細長スパイン部から外方に延びる複数のフィンガーのうちの一つは、ダイパッドフィンガーの近傍に位置する、請求項４に記載の集積回路パッケージ。
【請求項７】
入出力ピンは、各入出力ボンドパッドをパッケージ外部の回路にそれぞれ接続するよう配置されている、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
【請求項８】
入出力ピンは、高周波電流パスループ領域を限定するよう複数の供給基準コームフィンガーに対して配置されている、請求項７に記載の集積回路パッケージ。
【請求項９】
入出力ピンは、高周波電流パスループ領域を限定するよう複数の供給基準コームフィンガー及び複数の周辺接地基準フィンガーに対して配置されている、請求項７に記載の集積回路パッケージ。
【請求項１０】
供給基準コームの細長スパイン部から外方に延びる複数のフィンガーのうちの一つは、ダイパッドフィンガーに隣接して位置し、入出力ピンは、高周波電流パスループ領域を限定するよう複数の供給基準コームフィンガーに対して配置されている、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
【請求項１１】
基準ボンドパッドのそれぞれが接続されている、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
【請求項１２】
周辺接地基準ボンドパッドはリードフレームダイパッドに接続されている、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
【請求項１３】
周辺接地基準ボンドパッドは周辺接地フィンガーに接続されている、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
【請求項１４】
周辺接地フィンガーはリードフレームダイパッドに接続されている、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
【請求項１５】
供給基準ボンドパッドのそれぞれは供給基準コームに接続されている、請求項１に記載の集積回路パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は概して、パッケージされた集積回路、特に電磁干渉に課題を有したパッケージされた集積回路を対象とするものである。
【背景技術】
【０００２】
近年における集積回路（ＩＣ）は大抵、電磁環境両立性（ＥＭＣ）に関して特別の配慮を必要とする高速の入出力（Ｉ／Ｏ）回路ボンドパッドを有している。ＥＭＣは、電源と接地との間に形成された導電回路ループの影響を受ける。一例としての導電回路ループは、ＩＣ内部の電源供給パス、ＩＣパッケージピン、ＩＣの入出力ボンドパッドをＩＣパッケージピンに接続するボンドワイヤ、ＩＣが搭載された金属製のリードフレーム、及び外部電源供給デカップリングコンデンサを含む。大抵、ＩＣのＥＭＣに対処するには、多くの周辺接地及び供給ＩＣボンドパッドを必要とし、有効パッケージピン当りのボンドパッドが増大し続けている場合、ボンドパッド及びパッケージピン相互間のインターフェースの影響は、回路性能にとって極めて重大な要素となり得る。
【０００３】
このインターフェースに対処するため種々の提案がなされている。例えば、米国特許第５，５６３，４４３号では、リード・オン・チップ（ＬＯＣ）型のリードフレーム用にＩＣ上のバスバーを用いている。似たようなものとして、米国特許第５，７６３，９４５号では、多数の（供給）ボンドパッドの接続用のバーを構成するために、延長リードとＵ字状部材を用いることを説示している。米国特許第６，１４４，０８９号では、他の提案として、チップ上に配置され、ダイへの供給接続部として用いられるバーを備えるＬＯＣ構造用のバーを用いている。このバーはまた、複数のボンドパッドの、少数のパッケージピンへの接続をも可能としている。しかしながら、これら多様な形状のバーは、ＥＭＣを検討する上で十分ではない。
【０００４】
これらの及び他のリードフレームパッケージの設計に際しては、選択されたパーケージ内で有効なパーケージピンの数が限られることから、大抵はＩＣのＥＭＣを妥協している。一例では、接地のためボンドパッドが専用のリードフィンガー又はリードフレームのダイパッドにワイヤボンディングされているものがある。「Deep-Submicron CMOS ICs」という題号の書籍（第２版、Harry Veendrick著、２０００年発行）の中で述べられているように、高速の周辺入出力ＩＣ信号トラック及び大電流過渡（トランジェント）能力を有する出力ドライバは、ＩＣ／プリント基板（ＰＣＢ）割合での電磁波障害の主要な発生源であるとともにチップレベルでの供給ノイズの主要な発生源である。このような弊害は、ドライバの一部をなすオンチップ供給リング及びパッドリング接続部と、（密結合された供給ペアトラックによる）電磁場の一次相殺を許容する小閉鎖領域を有する、近接及び／又は隣接した周辺の接地（Ｖｓｓｐ）及び供給トラック（Ｖｄｄｐ）と、周辺の接地及び供給トラック間に配置され、それらのリターンパスとの密結合をもたらす入出力トラックと、を含む種々の提案を組み合わせることで低減することが可能である。
【０００５】
上述したような及びその他の問題は、例えば、所定のピン数を備えたパッケージ型式やその他の経済的動機に適合させつつリードフレームベースのＩＣパッケージにおけるＥＭＣ性能を管理することへの課題を提示し続けている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、上述の課題の他、デバイスの型式に関連する問題や出願人が前述した問題を解決することを目的とする。この発明にかかるこれらの及びその他の態様は、多くの図示された実施と応用で例示されており、その一部が以下に図面で示されるとともに特許請求の範囲で述べられている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の種々の態様は、集積回路ダイ、複数の入出力ピン、リードフレームダイパッド及び供給基準コームを含む集積回路パッケージに適用可能である。集積回路ダイは、接地基準ボンドパッド及び供給基準ボンドパッドを含む基準ボンドパッドと、複数の入出力ピンが各入出力ボンドパッドのそれぞれに接続されるように配置されている複数の入出力ボンドパッドとを有する。リードフレームダイパッドは、集積回路ダイに取り付けられるとともにダイパッドフィンガー及び細長部を有する。リードフレームダイパッドは、接地基準ボンドパッドに電気的に接続されている。供給基準コームはまた、リードフレームダイパッドの細長部とのカップリングを容易にするとともにリターン電流の局所的な結束を容易にするためにリードフレームダイパッドの細長部に沿って隣接して配置された細長スパイン部を有し、そして供給基準コームは供給基準ボンドパッドに電気的に接続されている。供給基準コームはまた、細長スパイン部から実質的に同一方向に外方に延びる複数のフィンガーを有し、入出力ピン用のフィンガー間に十分な間隔を付与する。コームフィンガーは、ダイパッドフィンガー及び入出力パッドとの電磁結合を容易にする。
【０００８】
この発明の他の態様は、供給及び接地ボンドパッドの数とは異なる供給及び接地パッケージピンの数を可能にする供給基準コームを有したリードフレームベースのＩＣパッケージを目的とする。供給基準コームはまた、電磁結合レベルの増大を保持することによって、パッケージピン数の減少によるＥＭＣ性能の低下を抑制するよう配置されている。
【０００９】
上述したこの発明の要旨は、各図示例またはこの発明の全実施を記載することを意図したものではない。図面及び詳細な説明は、より具体的で例示的な実施形態に従うものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明は、添付図面に関連したこの発明の以下の種々の実施の形態を考慮すれば、より明確に理解されるであろう。ここで図１は、この発明の一例に従う半導体パッケージの配置図であり、図２は、充放電のループシナリオが示された、この発明の一例に従う他の半導体パッケージの配置図である。
【００１１】
この発明は種々の変更及び代替形態の影響を受け易く、それらの詳細は一例として図面で示され詳細に説明されているが、この発明は、記載した具体的な実施形態に限定されるものではないことに留意されたい。この発明はむしろ、付記された特許請求の範囲で定義される発明の範囲内にある全ての変更、同等のもの及び代替を包含するものである。
【００１２】
この発明は、ＩＣのＥＭＣ性能を向上させつつ所定のピン数を備えるパッケージ形式に適合したＩＣパッケージの設計に有用であると考えられる。この発明はこのような用途に限定される必要はないが、この発明の種々の態様は、この状況を踏まえた種々の実施例の説明により理解されるであろう。
【００１３】
この発明の一例としての実施形態に関連し、集積回路パッケージは集積回路ダイ、複数の入出力ピン、ダイフレームダイパッド及び供給基準コーム（comb）を含む。集積回路ダイは、接地基準ボンドパッド及び供給基準ボンドパッドを含む基準ボンドパッドと、複数の入出力ピンが各入出力ボンドパッドにそれぞれ接続されるよう配置された複数の入出力ボンドパッドとを有する。リードフレームのダイパッドは、集積回路ダイに取り付けられるとともにダイパッドフィンガーと細長部とを有する。リードフレームのダイパッドは、接地基準ボンドパッドに電気的に接続されている。供給基準コームはまた、リードフレームダイパッドの細長部との電磁結合（電磁的なカップリング）を容易にするとともにリターン電流の局所的な結束を容易にするためにリードフレームダイパッドの細長部に沿って隣接して配置された細長スパイン部を有し、そして供給基準コームは供給基準ボンドパッドに電気的に接続されている。供給基準コームはまた、細長スパイン部から実質的に同一方向に外方に延びる複数のフィンガーを有するとともに入出力ピン用のフィンガー間に十分な間隔を付与する。コームフィンガーは、ダイパッドフィンガー及び入出力ピンとの電磁結合を容易にする。
【００１４】
ダイパッドとリードフレームとの間に供給基準コームを介在させることは、様々な態様においてＩＣのＥＭＣを向上させる。例えば、供給ボンドパッドは、供給パッケージピンが少ない場合にも接続することができる。また、リードフレームのダイパッドを接地ボンドパッドのコネクションとして用いることができ、そして供給基準コームがリターン電流を局所的に結束することから、一般的に可能とされる有効接地パッケージピンよりも多くの接地ボンドパッドを接続することができる。供給基準コームがない場合、リターン電流は結束されず、敏感なダイロケーションにてノイズを誘発するおそれがある。従って、ＩＣパッケージは、ピンの少数化、低コスト化、（噴流はんだ付け式のプリント基板の製造を低コスト化し得る）ピンの広ピッチ化、及び十分なＥＭＣ性能で実施されている。さらには、リードフレームを、供給基準コームに影響を受ける外部のデカップリングコンデンサに接続することは、デカップリング電流の閉ループ領域を減少させる。これは実効インダクタンスを減少させ、ノイズ及び電磁放射をもたらす結果となる。
【００１５】
より具体的な実施形態の一例では、リードフレームベースのパッケージは、一又は複数のピンコネクション（若しくはフィンガー）を有する供給基準コームを含み、より多くのフィンガーは、さらなるＥＭＣ性能の向上と機械的な安定性をもたらす。供給基準コームは、パッケージ内の包囲テープ上に載せることによってコームを支持するフィンガーを含んでいても良い。これらのフィンガーは、実質的に同一方向に配置され、交差したりオーバーラップしたりすることなしにコームの後部（スパイン）から離れるように延び、入出力ピンの接続を短絡させる。よって、支持フィンガーは全ピン総数に影響を与えることがない。供給基準コームの後部は、リードフレームダイパッドの隣接端においてリターン電流と最適に結合（カップリング）し、該リターン電流を局所的に結束するためにリードフレームダイパッドにできる限り近くに配置されている。さらに、リードフレームダイパッドは、リードフレームダイパッドに接続され、かつ供給基準コームに隣接するか又は少なくとも可能な限り近づいて配置された少なくとも一つのリードフィンガーを有する。このカップリングの最適化は、実際的なＩＣの製造上の制約及び特定用途における回路の電力／信号属性が考慮されているものであり、よって伝導パスを相互に可能な限り近づけることが、唯一実効可能なものとして性能を最適化するものであることに留意されたい。
【００１６】
一実施形態によれば、図１は、供給基準コームを有するリードフレームが取り付けられたダイ１００を含むリードフレームベースのパッケージを示すものである。リードフレームは、ダイ１１０が上に取り付けられたリードフレームダイパッド１１２と供給基準コーム１１４の双方を含む。供給基準コーム１１４は、コームフィンガー（一例として参照符号１１６を付したフィンガー）を含み、これらの一つは、リードフレームダイパッド１１２に接続されるダイパッドフィンガー１１８の近傍に配置されている。供給基準コームはまた、リードフレームダイパッド１１２の細長部に接近して位置合わせされた後部１２０を有するよう構成されている。特定の実施形態では、供給基準コーム１１４はまた、パッケージ内の包囲テープ又は他のサポート固定部材上に載せることによってコームを支持し、パッケージのピン数には影響を与えない一つ以上の支持フィンガー１２２を有する。リードフレームに含まれる他のピンコネクションは、（一例として参照符号１２４を付した）入出力信号ピン及び（一例として参照符号１２６を付した）周辺接地ピンである。
【００１７】
ダイ１１０は、（一例として参照符号１２８を付した）周辺接地ボンドパッド、（一例として参照符号１３０を付した）供給ボンドパッド、及び（一例として参照符号１３２を付した）入出力信号ボンドパッドを含むいくつかのボンドパッドを有する。周辺接地ボンドパッドはダイ上の周辺接地リングと接続しており、供給ボンドパッドはダイ上の周辺供給リングと接続している。それぞれのボンドパッドは、リードフレームダイパッド１１２、供給基準コーム１１４及び入出力ピン１２４にそれぞれボンドワイヤを介して接続されている。周辺接地ボンドパッド１２８とリードフレームダイパッド１１２との接続には、リードフィンガー１１８への接続をも含む。また、供給ボンドパッド１３０と供給基準コーム１１４との接続には、供給基準コーム１１４の後部１２０及びコームフィンガー１１６の双方への接続を含む。
【００１８】
ＩＣパッケージは外部回路に接続される。例えば、ＩＣはノード１３４にて周辺電力供給を受ける。コイル１４４は、高周波電流を局所に保持する。周辺接地コネクションはノード１３６にある。周辺供給デカップリングは、デカップリングコンデンサ１３８によってもたらされ、３つの周辺接地リターンパス１４０が含まれている。出力デバイス（図１には示さず）が高速入出力スイッチングのための大電流及び電流過渡を駆動しているとき、コンデンサ１３８のような大きな（従って外部の）デカップリングコンデンサがデカップリングに用いられる。デカップリングコンデンサ１３８はダイパッドフィンガー１１８及びリードフィンガー１１８の近く配置されたコームフィンガー１１６の近傍に配置されている。
【００１９】
供給基準コームの構成は、大電流過渡用の低インダクタンスパスを提供する。例えば、供給及び接地信号間の密結合はコーム１２０の後部及びダイパッドフィンガー１１８の近傍に配置されたコームフィンガー１１６に沿って発生し、そのときこれらの部分はリードフレームダイパッド１１２の細長端の近傍及びダイパッドフィンガー１１８の近傍に位置する。この密な信号結合の例は、リードフレームダイパッド１１２及びコーム１２０の後部が重複する、図１の丸で囲まれた領域１４２にて示されている。この構成は、高周波のデカップリング電流ループの閉領域を可能な限り小さく保持し、低有効インダクタンス、低電圧バウンス、及び低電磁放射を実現する。これらの近接した基準パスは、デカップリング電流をこれらの特定の領域に繋ぐので、それらはダイ１１０の敏感な領域にノイズをもたらすリードフレームダイパッド１１２を通じて流れない。さらに、この構成によれば、周辺接地ボンドパッド１２８をリードフレームダイパッド１１２にダウンボンディングすることができ、また、リードフレームダイパッド１１２の他の部品を接続し他の機能用の共通回路接地として用いることができる。
【００２０】
図２は、パッケージ内の出力ドライバ２１０用の充放電電流ループの図説を含む、ＩＣパッケージの他の実施形態を示している。以下、これらの異なった電流ループに対し、これらの出力ドライバは（左方から右方に向けて）２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ及び２１０Ｄとして示され、それらの対応する電流ループシナリオには同様にＡ、Ｂ、Ｃ及びＤが付されている。最も近い結合ピンとしての周辺接地ピンを備える充電ループの一例が出力ドライバ２１０Ａに関連して示されている。より詳細には、出力ドライバ２１０Ａは、最も近い結合コンダクタである周辺接地ピン２２６Ａを用いて入出力ピン２２４に電荷を提供する。外部回路を駆動する入出力ピン２２４により、実電荷電流がコームフィンガー２１６Ａ及びスパイン２２０の一部を介してコンデンサ２３８からドライバ２１０Ａの供給部さらには入出力ピン２２４に接続されたドライバ出力部に供給される。リターンパスは入出力ピン２２４の最も近くに位置し周辺接地ピン２２６Ａに繋がるトラック２４０Ａによって形成される。リターンパスは、スパイン２２０の領域に近いダイパッドフィンガー２１８及びリードフレームダイパッドと、充電に用いられるコームフィンガー２１６Ａとを通じで続き、コンデンサ２３８の接地コネクションにてループが閉鎖するものである。上述の充電ループは小閉鎖領域を有する。
【００２１】
これらのフローは、各出力ドライバ２１０Ｂ、２１０Ｃ及び２１０Ｄに対して同様に図示されている。シナリオＢは、Ｖｄｄｐコームフィンガー２１６Ｂである最も近い結合コンダクタに電荷を提供する出力ドライバ２１０Ｂに対する流れ方向を示している。シナリオＣは、Ｖｄｄｐコームフィンガー２１６Ｃである最も近い結合コンダクタに放電を提供する出力ドライバ２１０Ｃに対する流れ方向を示している。シナリオＤは、Ｖｓｓｐリードフィンガー２２６Ｄである最も近い結合コンダクタに放電を提供する出力ドライバ２１０Ｄに対する流れ方向を示している。
【００２２】
入力又は出力信号は、大電流過渡をもたらす。従って、図２に示すようなこれらのパスを供給する供給基準コームフィンガー２１６及び周辺接地ピン２２６を有する各入出力信号に対して、（十分に結合された）低インダクタンス高周波電流のリターンパスを設けることが好ましい。供給ピン／信号ピン比を小さくした場合、入出力フィンガーの一部に近接する閉ループ領域は増大するとともにＥＭＣ性能は低下する。
【００２３】
プリント基板上（ＰＣＢ）のＩＣパッケージにより、一以上の隣接したＶｓｓｐトラックによって、又はＰＣＢが２層以上実装されていた場合にはＰＣＢのＶｓｓプレーンを介して電流リターンパスを実施することができる。
【００２４】
外部デカップリングが生じる実施形態では、供給基準コームフィンガーは、高周波電流リターンパスの電源としての周辺接地基準ピンに代替される。高周波電流リターンパスとして用いない場合であっても、安定コーム構造に所要の支持を付与するために供給基準コームフィンガーを必要としても良い。例えば、供給基準コームの機械的安定性は、供給基準コームフィンガーがない場合、供給基準コームの後部の長さを制限する。包囲テープは、供給基準コームの後部の所要な機械的サポートの延長用の固定ポイントを提供することができるとともに、機械的考察によって必然的に生じるピン数の増大を防止する。同様に、供給基準コームは、（例えば、全ての周辺接地基準ピンを供給基準コームフィンガーに置き換えることによって）高周波電流リターンパスの単一電源として用いることができる。
【００２５】
千鳥状ボンドパッド構造を有するダイを含む応用では、ボンディングに制限が生じることがある。このような構造においては、例えば、内側のボンドパッド列をリードフレームダイパッドに及び供給基準コームの後部にワイヤーボンディングすることができない。この発明の他の態様によれば、この構造内の供給ボンドパッドは、周辺接地ピン又は供給基準コームフィンガーに直接ボンディングされている。
【００２６】
以上、この発明の特定の態様を幾つかの具体的な実施形態を参照して説明したが、当業者であれば、多くの変更を行えることは認識されよう。例えば、上述の実施形態では、供給基準コームフィンガー、周辺接地ピン及び入出力信号ピンの通常パターンを提示したが、このようなパターンは、最適なＥＭＣ性能、例えば、クロック信号のような周期的な信号に隣接したカップリングパスからの利益を受けたＥＭＣ性能を得るために、入出力信号や出力デバイス（例えば、スルーレート、周期的な信号）のパラメータに適合させるべきであると認められる。このような変形や変更は必ずしもこの発明の精神と範囲から逸脱することを意図するものではない。この発明の態様は、特許請求の範囲に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、この発明の一例に従う半導体パッケージの配置図である。
【図２】図２は、充放電のループシナリオが示された、この発明の一例に従う他の半導体パッケージの配置図である。
【図１】
2009515357.tif 000003
【図２】
2009515357.tif 000004
【国際調査報告】
2009515357.tif 000005
2009515357.tif 000006