(57)【要約】  電子装置は、半導体装置（１０）、特に集積回路と、第１の面（２１）及び第２の面（２２）上に導電層を有すると共に、チェス盤パターンに従って相互に配列された電圧供給接続部（６２）及び接地接続部（６１）を有するキャリア基板（２０）とを備える。これらの接続部（６１、６２）は、垂直相互接続部及びバンプ（４１、４２）を経由して、集積回路のボンド・パッドまで直通路の形で延び、集積回路のボンド・パッドは対応するチェス盤パターンで配列される。その結果、直通路のアレイが形成され、電圧供給接続部（６２）が、できるだけ多くの同軸構造の同軸中心導体を形成する。
2007519224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のボンド・パッドが設けられ、前記複数のボンド・パッドの第１の部分が接地接続用に画定され、第２の部分が電圧供給用に画定され、第３の部分が信号伝送用に画定されている半導体装置と、
誘電体材料層を備え、導電層がそれぞれ設けられた第１の面及び反対側の第２の面を有し、前記第１の面上には前記半導体装置の前記複数のボンド・パッドに対応する複数のボンド・パッドが存在し、前記第２の面上には外部結合用コンタクト・パッドが設けられ、前記複数のコンタクト・パッド及び前記複数のボンド・パッドが所望のパターンに従って電気的に相互接続され、前記複数のコンタクト・パッドが前記半導体装置の複数部分に対応する第１、第２及び第３の部分に細分され、前記複数のボンド・パッドの前記第１及び第２の部分が内部領域内に横方向に存在し、前記第３の部分が前記内部領域の周囲の外部領域内に横方向に存在する、キャリア基板とを備える電子装置であって、
前記半導体装置がフリップチップ方向に前記キャリア基板に結合され、
前記基板の前記複数のコンタクト・パッドから前記半導体装置の対応する前記複数のボンド・パッドまでの直通路を設けるように、前記複数の電圧供給及び接地接続用ボンド・パッド及び前記複数のコンタクト・パッドが配置され、
電源電圧接続部専用の少なくとも１つの直通路が同軸の中心導体として働くように、前記第１及び第２の部分のパッドが配置される、電子装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の部分の前記複数のボンド・パッドが、縁部及び内部領域を有する接合アレイを形成し、前記縁部にある前記第２の部分の前記複数のボンド・パッドには複数のＥＳＤ保護構造が設けられ、前記内部領域にある前記第２の部分の前記複数のボンド・パッドにはそのような複数のＥＳＤ保護構造がない、請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記複数の接地及び電源接続用パッドがチェス盤パターンに従って配列される、請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
誘電体材料層が前記基板の前記第１の面から前記第２の面まで延びる、請求項１に記載の電子装置。
【請求項５】
前記第３の部分の前記複数のボンド・パッドと前記対応する複数の外部結合用コンタクト・パッドとが、
前記キャリア基板の前記第１の面上の前記導電層内に画定された相互接続部と、
前記第２の面上の前記導電層上に直投影した場合に複数の信号伝送用コンタクト・パッドと実質的に重なる、前記キャリア基板を貫通する垂直相互接続部とを介して相互接続されることを特徴とする、請求項１に記載の電子装置。
【請求項６】
前記キャリア基板の前記第２の面上の前記導電層内に接地層が画定され、前記相互接続部が伝送線路の特性を有するように、前記相互接続部間の相互距離及び前記キャリア基板の前記誘電体の厚みが選択されることを特徴とする、請求項５に記載の電子装置。
【請求項７】
前記キャリア基板の前記第１の面上に機械的補剛材層をさらに備える、請求項１又は６に記載の電子装置。
【請求項８】
前記キャリア基板の前記第１の面上に放熱層で覆われたスペーサ層をさらに備え、前記複数ボンド・パッドを備える面とは反対側の面で前記半導体装置と前記放熱層とが熱的に接触している、請求項１に記載の電子装置。
【請求項９】
前記放熱層が前記キャリア基板のヒート・シンクに熱的に接続される、請求項８に記載の電子装置。
【請求項１０】
第２の半導体装置をさらに備え、前記半導体装置にはそのボンド・パッドから前記キャリア基板の前記第２の面まで接地及び電圧供給接続用直通路が設けられ、前記第２の面上には複数の接地及び電圧供給接続用コンタクト・パッドが存在する、請求項１に記載の電子装置。
【請求項１１】
誘電体材料層を備え、導電層がそれぞれ設けられた第１の面及び反対側の第２の面を有し、前記第１の面上には半導体装置の複数のボンド・パッドに結合するための複数のボンド・パッドが存在し、前記第２の面上には複数の外部結合用コンタクト・パッドが設けられ、前記複数のコンタクト・パッド及び前記複数のボンド・パッドが所望のパターンに従って電気的に相互接続され、前記複数のコンタクト・パッドが電圧供給接続用第１の部分、接地接続用第２の部分及び信号伝送用第３の部分に細分され、前記複数のボンド・パッドの前記第１及び第２の部分が内部領域内に横方向に存在し、前記第３の部分が前記内部領域の周囲の外部領域内に横方向に存在し、
前記複数のボンド・パッドの前記第１及び第２の部分がアレイを共同構成し、直通路を形成するように前記キャリア基板の前記第２の面上の前記複数のコンタクト・パッドまで前記アレイが延び、
前記複数の電源接続用パッドのそれぞれがその最も近い隣接パッドとして複数の接地接続用パッドを有するように、前記複数の接地接続用及び電源接続用パッドが前記アレイ状に配列される、キャリア基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のボンド・パッドが設けられた半導体装置であって、この複数のボンド・パッドの第１の部分が接地接続用に画定され、第２の部分が電圧供給用に画定され、第３の部分が信号伝送用に画定されている、半導体装置と、誘電体材料層を備え、導電層がそれぞれ設けられた第１の面及び反対側の第２の面を有するキャリア基板であって、第１の面上には半導体装置のボンド・パッドに対応するボンド・パッドが存在し、第２の面上には外部結合用コンタクト・パッドが設けられ、コンタクト・パッド及びボンド・パッドが所望のパターンに従って電気的に相互接続され、コンタクト・パッドが、半導体装置の諸部分に対応する第１、第２及び第３の部分に細分され、ボンド・パッドの第１及び第２の部分が内部領域内に横方向に存在し、第３の部分が内部領域の周囲の外部領域内に横方向に存在する、キャリア基板とを備える電子装置に関する。
【０００２】
本発明はまた、かかるキャリア基板にも関する。
【背景技術】
【０００３】
かかる電子装置及びかかるキャリア基板は、米国特許６４４８６３９号から知られる。既知の装置は、ボール・グリッド・アレイ・パッケージとして知られている。この種のパッケージは、様々な集積回路でよく知られており、主要な利点として、外部キャリア上にはんだボールを配置しやすいことや、一般にＩ／Ｏパスとして知られる極めて多数のコンタクト・パッド、従って極めて多くの信号接続部を設けることが可能なことがある。
【０００４】
既知のキャリア基板には２つの導電層が設けられ、それによって、かかるパッケージの原価が低減するという利点がある。接地及び電圧供給接続用コンタクト・パッドの第１及び第２の部分は、キャリア基板の第１の面上の対応するボンド・パッドの真下に配置される。これらのボンド・パッドは、ボンド・ワイヤで半導体装置のボンド・パッドに結合された同心円状の接地リング及び電源リングとして実施される。この構造により、ボンド・パッドと対応するコンタクト・パッドとの間の接続部が短くなり、それによって電気的及び熱的性能が改善される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既知の装置の欠点は、接地バウンス電圧が依然としてかなり高いことである。この接地バウンス電圧は、電子装置が取り付けられている外部キャリアの接地層と半導体装置内の接地接続部との間の動的電圧差と定義される。接地バウンス電圧が高いほど、半導体装置内の供給電圧と接地電圧との間の差が小さくなり、それによって、動作マージンも小さくなる。この動作マージンが小さくなると、外乱に対する感受性が増大し、半導体技術の進歩でより重大な意味を持つ。チャネル長が短いほど、とにかく動作マージンが小さくなる。別法として、接地バウンス電圧は、より高い電圧を供給することによって平坦化され得るが、これにより、熱拡散が所要の熱放散よりも高くなる。さらに、この問題は、接地バウンス電圧の問題が予測できないものなので、それによって解決されない。
【０００６】
言い換えれば、本発明の第１の目的は、接地バウンス電圧が低減された、冒頭部分に記載されている種類の電子装置を提供することである。
【０００７】
本発明の第２の目的は、本発明の装置での使用に適したキャリア基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の目的は、前記半導体装置がフリップチップ方向に前記キャリア基板に結合されることで達成される。前記基板の前記複数のコンタクト・パッドから前記半導体装置の対応する前記複数のボンド・パッドまでの直通路を設けるように、前記複数の電圧供給及び接地接続用ボンド・パッド及び前記複数のコンタクト・パッドが配置される。さらに、電源電圧接続部専用の少なくとも１つの直通路が同軸の中心導体として働くように、前記第１及び第２の部分のパッドが配置される。
【０００９】
本発明の装置には、電圧供給接続部が同軸構造として存在するという長所がある。その結果、これらの電力経路のそれぞれの実効インダクタンスは、電源即ち電圧供給と接地との間の相互インダクタンスによって低減される。これにより、所望のより低い接地バウンス電圧となる。同軸構造の効果は大きく、接地経路の実効インダクタンスは５０％超低減され得る。
【００１０】
この構造の一利点は、前記キャリア基板の第１の面上の電圧供給接続部のボンド・パッドが、そこに存在する導電層内に形成され得ることである。言い換えれば、追加の再分配層が不要であり、両面上にのみ導電層を有する基板が使用されることができる。これにより、内部導体を有するキャリア基板に比べてコスト低減になる。
【００１１】
効果的な一実施形態では、前記第１及び第２の部分の前記複数のボンド・パッドが、縁部及び内部領域を有する接合アレイを形成し、前記縁部にある前記第２の部分の前記複数のボンド・パッドには複数のＥＳＤ保護構造が設けられ、前記内部領域にある前記第２の部分の前記複数のボンド・パッドにはそのような複数のＥＳＤ保護構造がない。電力経路の導電性は十分良いので、電圧勾配はＥＳＤストレス中に最小限になるはずである。従って、ＥＳＤ保護構造の数は限定されてもよい。
【００１２】
別の変更形態では、前記複数の接地及び電源接続用パッドがチェス盤パターンに従って配列される。これには、何よりも、得られる構造が小型化されるという効果がある。従って、コンタクト・パッドはプリント回路板への組付けに適したサイズとすることができ、同時に、半導体装置のサイズが大きい必要はない。
【００１３】
特にこの変更形態の場合、半導体装置のボンド・パッドは、全表面積を覆う通常のパターンで分布される。従って、これらのボンド・パッドは、活性領域の上面上にも設けられる。従って、例えばボンド・パッドがパッシベーション層の上面上に存在するので、ボンド・パッドの機械的支持は強化され得る。しかし、これは、どんな場合にも必要というわけではない。いずれにせよ、半導体装置の縁部にスタガーパッドは必要ない。さらに、即座に複雑性を軽減する単一のリング状の信号伝送用ボンド・パッド（Ｉ／Ｏパッド）が使用されてもよい。
【００１４】
チェス盤パターンの第１の利点は、半導体装置及び特にそのコア機能部の電圧供給用に十分なパッドが割り当てられることができることである。縦１０パッド×横１０パッドの配列は、０．１２μｍのチャネル長を有する集積回路内に４アンペアを超える直流電流の使用に十分な電力を提供する。チェス盤パターンの第２の利点は、ＩＲ降下が最小限に抑えられることができ、半導体装置によって決まることである。集積回路内の相互接続構造の上部金属部はキャリア基板の金属部よりも厚みが薄い。従って、基板での損失が低減する。これは、電圧供給接続部及び接地接続部がキャリア基板の内部領域に均等分布された場合に有効となり、従って、２つの直交する横方向に同じ導電性を有するチェス盤パターンとなる。
【００１５】
ＩＲ降下は先進的なＩＣプロセスにとって特に重要である。古いＣＭＯＳプロセスでは１０％のＩＲ降下が許容されたが、チャネル長が０．１８μｍ以下の先進的なＩＣプロセスでは５％しか許容されない。しかし、そうした先進的なＩＣプロセスでは、供給電圧を下げると平均供給電流が増加する。少なくともコア部に対するパッケージ相互接続を並列スイッチングすることによって、ＩＣのＩＲ降下は減少する。
【００１６】
別の実施形態では、誘電体材料層が前記基板の前記第１の面から前記第２の面まで延びる。即ち、誘電体基板が使用される。これはコスト低減につながる。従って、基板の材料は、ポリイミド、ポリマー強化ガラス繊維、ＦＲ−４（エポキシ樹脂）、ＦＲ−５、ＢＴ樹脂などの適切な材料とすることができる。代替材料としては、比較的高誘電率の粒子で充填された材料（ペロブスカイト型材料など）、ＳｉＯ２やＡｌ−Ｃ−Ｏ−Ｎを含んでいるセラミック材料、半導体粒子が埋め込まれたマトリックス状の熱伝導性材料を焼結することによって得られる材料などがある。特にマトリックス材料と埋込み粒子との組合せは、これにより誘電率、熱膨張率、機械的強度及び熱伝導率を含む様々なパラメータの最適化が可能になるので好ましい。例が国際公開ＷＯ０１／１５１８２号、欧州特許出願ＥＰ−Ａ７４３９２９、欧州特許出願ＥＰ０３０７５０７９．８（ＰＨＮＬ０３００４０、未公開）に示されている。内部導体が不要なので、材料選択の幅はかなり広い。
【００１７】
別の実施形態では、前記第３の部分の前記複数のボンド・パッドと前記対応する複数の外部結合用コンタクト・パッドとが、前記キャリア基板の前記第１の面上の前記導電層内に画定された相互接続部と、前記第２の面上の前記導電層上に直投影した場合に複数の信号伝送用コンタクト・パッドと実質的に重なる、前記キャリア基板を貫通する垂直相互接続部とを介して相互接続される。この実施形態は、キャリア基板の複雑性を軽減するのに特に適している。さらに、それにより、いくつかの有益な別の変更形態が可能となる。
【００１８】
第１の変更形態では、半導体装置の様々な部分に異なる電源電圧が使用される。特に、半導体装置は、コア機能部と周辺機能部とに分割されることができる。次に、基板の内部領域は、コア部への電圧供給接続及び接地接続に使用される。外部領域は、信号伝送並びに周辺部への電圧供給接続及び接地接続に使用される。半導体装置の分割、特に集積回路をコア部と周辺部とに分割することは、熱放散を制限するためにすべてのＩＣに適しており、特にミックスドシグナルＩＣに適している。
【００１９】
これに関する別の変更形態では、周辺領域内のコンタクト・パッドはサブグループに画定され、各サブグループは、１個の電圧接続用コンタクト・パッド又は１個の接地接続用コンタクト・パッドといくつかの信号伝送用コンタクト・パッドとを備え、信号伝送用パッドはすべて、電圧接続又は接地接続用コンタクト・パッドを隣接パッドとして備える。特に、電圧接続又は接地接続用コンタクト・パッドは、グループの中心接地パッドとなる。こうしてサブグループに細分すると、一方向の信号経路と逆方向の信号経路との間を最小距離にすることができる（接地用又は電圧供給用コンタクト・パッド）。こうした細分は、キャリア基板から外部キャリアまで適切な伝送経路にするために特に重要である。従って、その伝送経路は、外部キャリア上に装置を実装するために、はんだボールの高さに、従ってキャリア基板の前記第２の面上のコンタクト・パッドの形で実装される必要がある。
【００２０】
第２の変更形態では、前記キャリア基板の前記第２の面上の前記導電層内に接地層が画定され、そして、前記相互接続部が伝送線路の特性を有するように、前記相互接続部間の相互距離及び前記キャリア基板の前記誘電体の厚みが選択される。従って、信号伝送時のインピーダンス損失はかなり抑えられる。
【００２１】
第３の変更形態では、両方の変更形態が適用され、さらに、周辺部に追加のオンチップ・デカップリング・コンデンサが設けられる。このように、コア機能部と周辺機能部との通信が最適化される。
【００２２】
別の変更形態では、前記キャリア基板の前記第１の面上に機械的補剛材層が存在する。
【００２３】
この解決策により、相互接続部の伝送線路の特徴をゆがませないようにしながら、誘電体層の厚みをさらに薄くすることができる。相互接続部の伝送線路の特徴により、キャリア基板の厚みを１００又は５０μｍに、或いは、さらに薄くできる可能性もあり、所望の伝送線路の特性を得るようにする。それにかかわらず装置が所望の機械的安定性を有するように、カプセル化されてもよい。しかし、これは、熱管理上の理由から好ましくない。前記第１の面上のボンド・パッドが露出したままで誘電体補剛材を用いるのが実際的な解決策である。誘電体補剛材がキャリア基板の誘電体材料と同じ材料であることが好ましいが、そうである必要はない。使用される補剛材の材料によっては、伝送線路の特性を維持するために追加のスペーサが必要になることもあり得る。
【００２４】
別の実施形態では、前記キャリア基板の前記第１の面上に放熱層で覆われたスペーサ層が存在し、前記複数ボンド・パッドを備える面とは反対側の面で前記半導体装置と前記放熱層とが熱的に接触している。これは、本発明の装置の熱管理を改善するための一選択肢である。当然ながら、スペーサは機械的補剛材層によって形成される。
【００２５】
これに関する変更形態では、前記放熱層が前記キャリア基板のヒート・シンクに熱的に接続される。放熱層の存在自体は、かかる放熱層と空気との接触面でのパッシブ冷却があまり強くないことが分かっているので、熱管理を向上させるのに十分ではない。これを向上させるためには、ヒート・パイプなどのアクティブ冷却が使用されてもよいが、大きくなるという欠点がある。従って、キャリア基板のヒート・シンクに熱接続を行うことが好ましい。熱接続は、キャリア基板に組み付けられる半導体装置のような構成要素を含んでいてもよい。別法として、例えば貫通孔がスペーサ内に設けられる薄膜技術及び厚膜技術が使用されてもよい。基板のヒート・シンクは、前記基板の第２の面上の接地層として実施されてもよい。
【００２６】
別の実施形態では、装置には、電源直列インダクタがさらに設けられる。かかる直列インダクタは、０．５〜１．０μＨ程度の大きさを有することが好ましい。これは、クロック周期にわたって動作を維持するために有利な実装である。インダクタは、ディスクリート部品として、外部キャリアに、より好ましくは前記コア領域に相当する領域内に設けられることが好ましい。別法として、インダクタは、前記外部キャリア又は前記キャリア基板内に組み込まれてもよい。このインダクタンスを大きくするために、誘電体材料に例えばフェライト材の磁性粒子が適切に付着されることが好ましい。
【００２７】
本発明の電子装置は少なくとも１つの半導体装置を備えることが指摘される。一般に、この半導体装置は集積回路である。或いは、集積回路とダイオード、増幅器とトランシーバ、増幅器とフィルタやアンテナ・スイッチなど他のＲＦ部品、第１の集積回路と第２の集積回路など複数の半導体装置が設けられてもよい。２つの集積回路の場合、前記コア機能部は第１の集積回路内に存在してもよく、前記周辺機能部は第２の集積回路内に存在してもよい。
【００２８】
本発明の別の実施形態では、第２の電子装置が存在し、この電子装置には、そのボンド・パッドから前記キャリア基板の第２の面まで接地及び電圧供給接続用直通路が設けられ、その第２の面上には、接地及び電圧供給接続用コンタクト・パッドが存在する。半導体装置に電圧供給及び接地を直接に設けることを可能にする構造は、第２の装置に対して繰り返されてもよい。装置同士の相互接続は、前記キャリア基板の第１の面上で相互接続部によって実現される。この場合、信号伝送接続部は、１つのアレイに組み込まれることができる。これらのアレイは、通常、ボール・グリッド・アレイのＪＥＤＥＣ規格に従ってリング状である。第２の電子装置は、半導体装置であることが好ましいが、代わりに、磁気抵抗センサなどのセンサ、バルク弾性波共振器などの共振器、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）素子などでもよい。
【００２９】
本発明の装置及びキャリア基板のこれら及びその他の態様は、図を参照してさらに説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図は原寸に比例して描かれておらず、同じ参照番号は類似部分又は同じ部分を示す。図は好ましい一実施形態を示すが、それに関する多くの変更形態が当業者には明らかであろう。
【００３１】
図１は、本発明の装置１００が示されている図である。装置１００は、この場合は集積回路である半導体装置１０を備える。半導体１０は、コア機能部１１０及び周辺機能部２１０を備える。装置１００は、コア領域３１及び周辺領域３２が設けられたキャリア基板２０をさらに備える。コア機能部１１０は、能動素子１１２とデカップリング・コンデンサ１１１とを備え、電圧供給接続部４２及び接地接続部４１が設けられている。コア部デカップリングを有する電源デカップリング・トポロジーによって、接地バウンスへの寄与、即ちコア部からのＲＦ放射が効果的に低減される。
【００３２】
周辺機能部２１０は、Ｉ／Ｏ手段２１２と同調手段２１１、この場合Ｉ／Ｏ手段２１２に直列に配置されたデカップリング・コンデンサとを備える。周辺機能部２１０には、電圧供給、接地及び信号伝送用接続部４３がさらに設けられる。周辺機能部１１０及びコア機能部２１０の接地接続部４１、４３は、キャリア基板２０内の相互接続部２２を介して相互接続される。デカップリング・コンデンサ２１１は、この場合動作を安定させるために使用される。キャリア基板２０は、プリント回路板に接続するためのコンタクト・パッド６１、６２、６３、６４、６５をさらに備える。
【００３３】
図２は、本発明の装置１００の一実施形態の横断面を示す。図３は、外部接続用コンタクト・パッド６１〜６５が存在するキャリア基板２０の第２の面から、この実施形態の装置１００を示す。図４は、キャリア基板２０の第１の面から装置を示す。集積回路１０のレイアウトは、それが透視できるかのように示されており、ボンド・パッド１１〜１３を有する面１８を示す。図３及び４では基板の一部しか示されておらず、即ち、基板は通常は横方向に延び、コンタクト・パッド６３〜６５は一般に集積回路の周囲に閉リングを形成する。従って、当業者なら理解するように、この実施形態は、典型的なボール・グリッド・アレイ・パッケージの一例である。このようなパッケージは好ましいが、本発明はそれに限定されない。当業者なら図３と比較すれば分かるように、図２が真の断面ではないことがさらに指摘される。
【００３４】
この実施形態の装置１００は、コア領域３１及び周辺領域３２に細分されているキャリア基板２０を備える。キャリア基板２０は、第１の面２１及び第２の面２２を有する。キャリア基板２０は、誘電体材料の本体２０Ａと、第１の面２１及び第２の面２２上にそれぞれ導電層２０Ｂ及び２０Ｃとを備える。誘電体材料はこの場合約８０μｍの厚みを有するエポキシ樹脂（ＦＲ−４）であり、導電材料は銅製である。この実施形態では、銅で画定された相互接続部及びその他のトラックの分解能は５０μｍ程度であり、隣接するトラック間の最短距離は１００μｍである。
【００３５】
キャリア基板２０には、この場合、周辺領域３２内に延びる、基板の第２の面上に接地層５１が設けられると共に、伝送線路の特徴を有する相互接続部５３が設けられる。伝送線路が明確に画定され、且つそれらの挙動がボンド・ワイヤなどによって悪影響を受けないように、周辺機能部用ボンド・パッド４３がコア領域３１の縁部の近傍に設けられる。第１の面２１上には、付加的な機械的安定性を提供する機械的補剛材層２９が存在する。機械的補剛材層２９は、この場合約３００μｍの厚みを有し、本体２０Ａと同じ材料でできている。
【００３６】
集積回路１０は、ボンド・パッド１１、１２、１３が設けられる第１の面１８を有する（図３参照）。ボンド・パッド１１は、接地接続のための第１の部分のものである。ボンド・パッド１２は、電圧供給接続のための第２の部分のものである。ボンド・パッド１３は、信号伝送のための第３の部分のものを含む。この実施形態では、集積回路にコア機能部１１０及び周辺機能部２１０が設けられ、ボンド・パッド１３は、周辺機能部２１０の電圧供給接続部及び接地接続部を提供するためにも使用される。ボンド・パッド１１、１２は、チェス盤パターンに従って集積回路１０の利用可能な表面領域に均等に分布される。キャリア基板２０上に組み付けると、ボンド・パッド１１、１２からキャリア基板２０の第２の面上の対応するコンタクト・パッド及びはんだボールまでの直通路ができる。
【００３７】
本発明の集積回路には、コア機能部及び周辺機能部が設けられる。本発明では、機能ごとに別々の領域、即ちコア機能部用コア領域３１及び周辺機能部用周辺領域３２がキャリア基板２０内に画定される。実施形態では、周辺領域３２は、コア領域３１の周囲に横方向に位置する。これは好ましいが、そうである必要はない。コア機能部用（４２）及び周辺機能部用（４３）の特定のボンド・パッドが、キャリア基板２０の第１の面２１上に存在する。周辺機能部用ボンド・パッド４３は、信号伝送及び電圧供給用ボンド・パッドを含む。コア機能部用ボンド・パッド４２は、電圧供給用ボンド・パッドを含む。さらに、接地接続用ボンド・パッド（４１）も存在する。
【００３８】
キャリア基板２０のコア領域３１及び周辺領域３２は、別々に設計される。コア領域３１では、第１の面上のボンド・パッド４１、４２は、誘電損失を最小限に抑えるために、第２の面２２に直接接続される。接地接続用コンタクト・パッド６１は、対応するボンド・パッド４１の真下に位置される。できるだけ標準化された接地を設けるためには、接地用ボンド・パッド４１は、キャリア基板２０の第１の面２１上の接地層５２を介して相互接続される。電圧供給接続用コンタクト・パッド６２は、キャリア基板２０の第２の面２２上の相互接続部６７及び垂直相互接続部６６を介して、対応するボンド・パッド４２に結合される。
【００３９】
キャリア基板２０の周辺領域３２には、その第２の面２２上に接地層５1が設けられる。ボンド・パッド４３を対応するコンタクト・パッド６３、６５に接続するために、第１の面２１上に相互接続部５３が画定される。第２の面２２上に接地層５１が存在し、隣接する相互接続部５３間の相互距離が好ましくは本体２０Ａの厚みよりも大きいので、相互接続部５３は伝送線路として機能する。その結果、誘導損失は、少なくとも９０％低減され、一般に約９５％も低減される。
【００４０】
相互接続部５３は、図４に示されているように、垂直相互接続部７３、７５で終端する。相互接続部７５は、周辺機能部の電圧供給接続用コンタクト・パッド６５に対応する。相互接続部７３は、信号伝送に使用されるコンタクト・パッド６３に対応する。さらに、周辺領域３２の接地接続部用コンタクト・パッド６４もある。コンタクト・パッド６４は、キャリア基板２０の第２の面２２上の接地層５１を介して、ボンド・パッド４１に接続される。接地用コンタクト・パッド６４は、コンタクト・パッドのアレイ、一般にボール・グリッド・アレイの外周に配置される。これは、電磁妨害に対していくらかの保護となる。
【００４１】
電圧供給接続部向けのコンタクト・パッド６５のいくつかは、接地接続に使用されてもよい。これは、設計の問題であり、外部キャリアへの電圧供給接続部及び接地接続部の必要数に依存する。しかし、コンタクト・パッド６３〜６５は、サブグループ１６４、１６５に細分されることが好ましい。サブグループ１６４、１６５には、最多で８個の信号伝送用コンタクト・パッド６３が、接地用又は電圧供給用パッドのいずれかである中心コンタクト・パッド６４、６５の周囲に存在する。このように、信号経路及びその信号の帰路は隣接することができ、従って両経路間の距離が最小となる。これにより、キャリア基板２０から外部キャリアまで適切な伝送経路となる。
【００４２】
半導体装置１０がキャリア基板２０に対してフリップチップ方向であるこの実施形態には、多くの利点がある。第１に、キャリア基板２０の第１の面２１上に、ワイヤ・ボンディングに必要な追加のボンド・パッド層が不要である。再分配層（即ち、相互接続部６６、６７を介する）もスタガーパッド・アレイも不要である。集積回路のボンド・パッド１１、１２、１３とキャリア基板２０のボンド・パッド４１、４２、４３との間のはんだボールは、導電層２０Ｂ上に直接設けられてもよい。
【００４３】
第２に、両コンタクト・パッド６１、６２と対応するボンド・パッド４１、４２及び１１、１２とは、「チェス盤」パターンで配列される。このパターンでは、電圧供給用パッド１２、４２、６２の最隣接部がそれぞれ接地用パッド１１、４１、６１であり、逆の場合も同様である。従って、ボール・グリッド・アレイは、実効インダクタンスが約５０％低減し、且つ接地バウンス電圧が低下する同軸構造を有する。集積回路１０のボンド・パッド１１、１２は、この場合内部領域に設けられる。これらのパッド１１、１２は、集積回路の基板上に直投影の形で見られる、活性領域と重なった部分を示す。ボンド・パッドのこのような設計は、活性領域上のボンド・パッドとしても知られている。それらは、十分な強度をもたらすように、パッシベーション層の上に設けられてもよい。
【００４４】
第３に、キャリア基板内の、コア電圧供給の相互接続部の良好な導電性（低インピーダンス、低損失）により、ＥＳＤ保護構造の数は減らされてもよい。実際には、それらは、コア領域３１の外縁部にのみ必要である。これは、良好な導電性の結果として、コア領域３１内の電圧勾配がＥＳＤストレス中に最小になるという洞察に基づいている。接地接続部については、ＥＳＤ保護構造は、コア領域３１内及び周辺領域３２内に必要である。
【００４５】
第４に、装置１００の熱管理は、キャリア基板の第１の面２１及び集積回路１０の背面、例えばボンド・パッド１１〜１３から外方に向く面の上に熱拡散層１５が設けられることで改善されてもよい。集積回路１０の半導体基板が薄くされ、それによって熱拡散層１５までの熱抵抗経路を短くすることが特に好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の装置の図である。
【図２】この装置の概略横断面図である。
【図３】この装置の概略下面図である。
【図４】この装置の概略上面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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