(57)【要約】【課題】高周波信号を接続するワイヤボンディング構造における特性インピーダンスを低減する。【解決手段】第１シグナル電極１０２と第２シグナル電極１０６とが第１ワイヤ１０９で接続され、第１グランド電極１０３と第４グランド電極１０８とが、第２ワイヤ１１０で接続され、第２グランド電極１０４と第３グランド電極１０７とが、第３ワイヤ１１１で接続されている。第２ワイヤ１１０および第３ワイヤ１１１が、第１ワイヤ１０９の上方において１カ所のみで交差している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板の主表面上に形成された第１シグナル電極と、
前記第１基板の主表面上で前記第１シグナル電極を挟んで形成された第１グランド電極および第２グランド電極と、
第２基板の主表面上に形成された第２シグナル電極と、
前記第２基板の主表面上で前記第２シグナル電極を挟んで形成された第３グランド電極および第４グランド電極と、
前記第１シグナル電極と前記第２シグナル電極とを接続する第１ワイヤと、
前記第１グランド電極と前記第４グランド電極とを接続する第２ワイヤと、
前記第２グランド電極と前記第３グランド電極とを接続する第３ワイヤと
を備え、
前記第２ワイヤおよび前記第３ワイヤは、前記第１ワイヤの上方において１カ所のみで交差することを特徴とするワイヤボンディング構造。
【請求項２】
請求項１記載のワイヤボンディング構造において、
前記第１基板の主表面と前記第２基板の主表面とは、互いに平行とされていることを特徴とするワイヤボンディング構造。
【請求項３】
請求項１または２記載のワイヤボンディング構造において、
前記第１シグナル電極、前記第１グランド電極、および前記第２グランド電極の配列方向と、
前記第２シグナル電極、前記第３グランド電極、および前記第４グランド電極の配列方向とは、
互いに平行とされていることを特徴とするワイヤボンディング構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属の線により電極間を接続するワイヤボンディング構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波モジュールに用いられる実装技術に、ワイヤボンディングによる接続がある。ワイヤボンディングは、基板上の集積回路とチップや半導体パッケージとの電極間を、金属ワイヤで実施する技術である。ワイヤボンディングでは、アルミ電極や金端子に、金ワイヤを熱と超音波と荷重で接合する。ワイヤボンディングの技術は、例えば、集積回路チップの内部と外部とを電気的に接合するために用いられる。また、ワイヤボンディングの技術は、集積回路と他の電子部品との接続や、プリント基板同士の接続、集積回路間の接続に用いられることもある。
【０００３】
ワイヤボンディングによる接続例について、図３，図４を用いて説明する。このワイヤボンディング構造は、まず、第１基板２０１の上に、第１シグナル電極２０２、第１グランド電極２０３、および第２グランド電極２０４が形成されている。第１グランド電極２０３および第２グランド電極２０４は、第１シグナル電極２０２を挟んで形成されている。
【０００４】
また、第２基板２０５の上に、第２シグナル電極２０６、第３グランド電極２０７、および第４グランド電極２０８が形成されている。第３グランド電極２０７および第４グランド電極２０８は、第２シグナル電極２０６を挟んで形成されている。
【０００５】
また、第１シグナル電極２０２と第２シグナル電極２０６とが第１ワイヤ２０９で接続され、第１グランド電極２０３と第３グランド電極２０７とが、第２ワイヤ２１０で接続され、第２グランド電極２０４と第４グランド電極２０８とが、第３ワイヤ２１１で接続されている。
【０００６】
なお、第１シグナル電極２０２、第１グランド電極２０３、および第２グランド電極２０４は、第１基板２０１の上に実装されている第１集積回路チップ２１２に接続されている。第１集積回路チップ２１２は、第１基板２０１の上に、グランドプレーン２１３を介して形成されている。
【０００７】
また、第２シグナル電極２０６、第３グランド電極２０７、および第４グランド電極２０８は、第２基板２０５の上に実装されている第２集積回路チップ２１４に接続されている。第２集積回路チップ２１４は、第２基板２０５の上に、グランドプレーン２１５を介して形成さている。また、第１基板２０１は、第２基板２０５の上に、グランドプレーン２１６を介して形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０７−０５８１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したワイヤボンディングは、コストが低く、自由度の高い接続技術であると考えられており、半導体パッケージや集積回路の接続の大部分がワイヤボンディングで行われている。しかし、高周波信号を扱う高周波モジュールにおいて、ワイヤボンディングによる接続部分で特性インピーダンスの整合を行うことは難しく、高周波帯での急激なインピーダンス変化による伝送特性の劣化をまねくという問題がある。
【００１０】
通常、半導体パッケージや集積回路の終端抵抗は５０Ωに設定されていることが多い。このため、これらをワイヤボンディングにより接続する際、理想的にはワイヤで接続する領域の特性インピーダンスも５０Ωにすることが望ましい。これは、伝送線路に進行波を加えた時に、特性インピーダンスの不連続面に遭遇すると、進行波の一部（あるいは全部）が反射されるためである。しかし、ワイヤ部分の高い特性インピーダンス値を低減することは難しく、伝送特性の劣化をまねいている。
【００１１】
このようなワイヤ部分（信号ワイヤ）の高い特性インピーダンス値を低減するワイヤボンディング技術としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。しかし、特許文献１に記載の構造では、接着剤を用いて信号ワイヤとグランドワイヤとを相互に固定し、これらワイヤ間の距離により特性インピーダンスを制御するため、正確性や再現性に疑問が生じる。また、信号ワイヤとグランドワイヤとを接着する工程が必要となるため、製造コストや製造時間が増大するという問題がある。
【００１２】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、高周波信号を接続するワイヤボンディング構造における特性インピーダンスの低減を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るワイヤボンディング構造は、第１基板の主表面上に形成された第１シグナル電極と、 第１基板の主表面上で第１シグナル電極を挟んで形成された第１グランド電極および第２グランド電極と、第２基板の主表面上に形成された第２シグナル電極と、 第２基板の主表面上で第２シグナル電極を挟んで形成された第３グランド電極および第４グランド電極と、第１シグナル電極と第２シグナル電極とを接続する第１ワイヤと、第１グランド電極と第４グランド電極とを接続する第２ワイヤと、第２グランド電極と第３グランド電極とを接続する第３ワイヤとを備え、第２ワイヤおよび第３ワイヤは、第１ワイヤの上方において１カ所のみで交差する。
【００１４】
上記ワイヤボンディング構造において、第１基板の主表面と第２基板の主表面とは、互いに平行とされていればよい。また、第１シグナル電極、第１グランド電極、および第２グランド電極の配列方向と、第２シグナル電極、第３グランド電極、および第４グランド電極の配列方向とは、互いに平行とされていればよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、第２ワイヤおよび第３ワイヤを、第１ワイヤの上方において交差させるようにしたので、高周波信号を接続するワイヤボンディング構造における特性インピーダンスが低減できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態におけるワイヤボンディング構造の構成を示す斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施の形態におけるワイヤボンディング構造の構成を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施の形態におけるワイヤボンディング構造の構成を示す側面図である。
【図３】図３は、従来のワイヤボンディング構造の構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、従来のワイヤボンディング構造の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態おけるワイヤボンディング構造ついて図１，図２Ａ，図２Ｂを参照して説明する。
【００１８】
まず、第１基板１０１の主表面上に、第１シグナル電極１０２、第１グランド電極１０３、および第２グランド電極１０４が形成されている。第１グランド電極１０３および第２グランド電極１０４は、第１シグナル電極１０２を挟んで形成されている。
【００１９】
また、第２基板１０５の主表面上に、第２シグナル電極１０６、第３グランド電極１０７、および第４グランド電極１０８が形成されている。第３グランド電極１０７および第４グランド電極１０８は、第２シグナル電極１０６を挟んで形成されている。
【００２０】
また、第１シグナル電極１０２と第２シグナル電極１０６とが第１ワイヤ１０９で接続されている。また、第１グランド電極１０３と第４グランド電極１０８とが、第２ワイヤ１１０で接続されている。また、第２グランド電極１０４と第３グランド電極１０７とが、第３ワイヤ１１１で接続されている。第１ワイヤ１０９は、信号ワイヤであり、第２ワイヤ１１０，第３ワイヤ１１１が、グランドワイヤである。各ワイヤは、例えば、金（Ａｕ）から構成され、公知のワイヤボンディング技術により形成されている。
【００２１】
上述した構成において、実施の形態では、第２ワイヤ１１０および第３ワイヤ１１１が、第１ワイヤ１０９の上方において１カ所のみで交差している。なお、第２ワイヤ１１０および第３ワイヤ１１１は、交差する箇所で接触してもよい。ただし、第１シグナル電極１０２と第２シグナル電極１０６とを結ぶ仮想の直線の、一方の側に、第１グランド電極１０３および第３グランド電極１０７が配置されている。また、第１シグナル電極１０２と第２シグナル電極１０６とを結ぶ仮想の直線の、他方の側に、第２グランド電極１０４および第４グランド電極１０８が配置されている。この状態で、第１グランド電極１０３と第４グランド電極１０８とを第２ワイヤ１１０で接続し、第２グランド電極１０４と第３グランド電極１０７とを第３ワイヤ１１１で接続すれば、第２ワイヤ１１０および第３ワイヤ１１１は、第１ワイヤ１０９の上方において１カ所のみで交差する状態となる。
【００２２】
なお、実施の形態において、第１基板１０１の主表面と第２基板１０５の主表面とは、互いに平行とされている。また、第１シグナル電極１０２、第１グランド電極１０３、および第２グランド電極１０４の配列方向と、第２シグナル電極１０６、第３グランド電極１０７、および第４グランド電極１０８の配列方向とは、互いに平行とされている。
【００２３】
ここで、実施の形態において、第１シグナル電極１０２、第１グランド電極１０３、および第２グランド電極１０４は、第１基板１０１の上に形成（実装）されている第１集積回路チップ１１２に接続されている。第１集積回路チップ１１２は、第１基板１０１の上に、グランドプレーン１１３を介して形成されている。
【００２４】
また、第２シグナル電極１０６、第３グランド電極１０７、および第４グランド電極１０８は、第２基板１０５の上に形成（実装）されている第２集積回路チップ１１４に接続されている。第２集積回路チップ１１４は、第２基板１０５の上に、グランドプレーン１１５を介して形成さている。また、第１基板１０１は、第２基板１０５の上に、グランドプレーン１１６を介して形成されている。
【００２５】
上述した実施の形態におけるワイヤボンディング構造によれば、第１ワイヤ１０９と第２ワイヤ１１０、第３ワイヤ１１１との距離を、図３，４を用いて説明した従来よりも小さくすることが可能となる。この結果、実施の形態によれば、信号線となる第１ワイヤ１０９の特性インピーダンスを低減することができるようになる。
【００２６】
通常、集積回路チップを実装する半導体パッケージにおける電極間距離は、数ｍｍのオーダーであり、信号ワイヤとグランドワイヤの距離（間隔）も同程度の値になる。しかし、実施の形態によれば、第２ワイヤ１１０および第３ワイヤ１１１を、第１ワイヤ１０９の上方において交差させるので、信号ワイヤとグランドワイヤの距離（間隔）は、〜数十μｍ程度の値にすることが可能となる。また、信号ワイヤとグランドワイヤの距離は、第１シグナル電極１０２と第２シグナル電極１０６との中間点に近づくほど徐々に小さくなる。従って、特性インピーダンスの急激な変化は起きにくく、特性劣化しにくい構造になっている。なお、上記距離は、第２ワイヤ１１０および第３ワイヤ１１１が、第１ワイヤ１０９の直上にある状態で最小になる。従って、実施の形態によれば、ワイヤによる接続部分での急激な特性インピーダンス変化を抑えることになり、高周波信号を低損失で接続することが可能となる。
【００２７】
なお、上述では、シグナル電極（Ｓ）とグランド電極（Ｇ）が交互に配置されるいわゆるＧＳＧ構造を例に説明したが、これに限るものではない。例えば、ＧＳＧＳＧ構造において、１つの電極に２本の信号線あるいは３本以上の信号線を接続するマルチレーンの場合であっても同様に適用可能である。
【００２８】
以上に説明したように、本発明によれば、グランドワイヤである第２ワイヤおよび第３ワイヤを、信号ワイヤである第１ワイヤの上方において交差させるようにしたので、高周波信号を接続するワイヤボンディング構造における特性インピーダンスが低減できるようになる。
【００２９】
信号の流れる部分の周囲の金属、誘電体、磁性体全てが電磁エネルギーを蓄えるのに影響するため、これらすべてが特性インピーダンスに影響を与える。すなわち、信号ワイヤの周囲の物理的な配置が変化すれば信号ワイヤの特性インピーダンスは変化する。ワイヤの周辺に何もない場合、信号ワイヤの特性インピーダンスはグランドワイヤとの距離に依存性を持つ。
【００３０】
本発明では、信号ワイヤを可能な範囲で直線上に形成して距離を短くし、グランドワイヤは信号ワイヤの上側で交差する構成とした。この構成とすることで、信号ワイヤとグランドワイヤとの距離を、従来技術よりも小さくすることが可能となり、信号ワイヤの特性インピーダンスを低減することが可能となる。
【００３１】
本発明におけるワイヤボンディング構造は、従来のワイヤボンディング構造の製造工手に対し、新たな構成の追加は必要なく、２つのグランドワイヤを交差させてボンディングするのみである。
【００３２】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。例えば、上述した実施の形態では、基板上の集積回路同士の接続を取り上げているが、例えば集積回路とその他の電子部品との接続や、プリント基板同士の接続など、電気的に接合するための用途全般に適応可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０１…第１基板、１０２…第１シグナル電極、１０３…第１グランド電極、１０４…第２グランド電極、１０５…第２基板、１０６…第２シグナル電極、１０７…第３グランド電極、１０８…第４グランド電極、１０９…第１ワイヤ、１１０…第２ワイヤ、１１１…第３ワイヤ、１１２…第１集積回路チップ、１１３…グランドプレーン、１１４…第２集積回路チップ、１１５…グランドプレーン、１１６…グランドプレーン。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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