(57)【要約】【課題】パッケージ全体としての配線インピーダンスを、配線経路によらず一定にする。【解決手段】インターポーザ基板１２０と半導体チップ１００とを接続するための配線用チップ１１０であって、前記半導体チップ１００側に放射線状に設けられた複数の第１ボンディングパッド１１２と、前記インターポーザ基板１２０側に放射線状に設けられた複数の第２ボンディングパッド１１４と、前記複数の第１ボンディングパッド１１２と前記複数の第２ボンディングパッド１１４とを接続する複数の配線１１６と、を備え、前記複数の配線１１６は、それぞれ、同じ長さ及び同じ幅を有することを特徴とする配線用チップ１１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターポーザ基板と半導体チップとを接続するための配線用チップであって、
前記半導体チップ側に放射線状に設けられた複数の第１ボンディングパッドと、
前記インターポーザ基板側に放射線状に設けられた複数の第２ボンディングパッドと、
前記複数の第１ボンディングパッドと前記複数の第２ボンディングパッドとを接続する複数の配線と、を備え、
前記複数の配線は、それぞれ、同じ長さ及び同じ幅を有することを特徴とする配線用チップ。
【請求項２】
インターポーザ基板と半導体チップとを接続するための配線用チップであって、
前記半導体チップ側に直線状に設けられた複数の第１ボンディングパッドと、
前記インターポーザ基板側に直線状に設けられた複数の第２ボンディングパッドと、
前記複数の第１ボンディングパッドと前記複数の第２ボンディングパッドとを接続する複数の配線と、を備え、
前記複数の配線の幅は、それぞれ、前記複数の第１ボンディングパッドと前記半導体チップとの間のインピーダンスに反比例することを特徴とする配線用チップ。
【請求項３】
半導体チップと、前記半導体チップとインターポーザ基板とを接続するための配線用チップと、を含む半導体装置であって、
前記配線用チップ上の前記半導体チップ側に設けられた複数の第１ボンディングパッドと、
前記配線用チップ上の前記インターポーザ基板側に設けられた複数の第２ボンディングパッドと、
前記複数の第１ボンディングパッドと前記複数の第２ボンディングパッドとを接続する前記配線用チップ上に設けられた複数の配線と、
前記複数の第１ボンディングパッドと前記半導体チップとを接続する複数のボンディングワイヤと、を備え、
前記複数の配線及び前記複数のボンディングワイヤは、前記複数の第２ボンディングパッドと前記半導体チップとの間のインピーダンスが、それぞれ等しくなるように構成されることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置であって、
前記複数の第１ボンディングパッド及び前記複数の第２ボンディングパッドは、それぞれ、前記半導体チップに対して放射線状に設けられ、
前記複数のボンディングワイヤ及び前記複数の配線は、それぞれ、同じ長さ及び幅を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項３に記載の半導体装置であって、
前記複数の第１ボンディングパッド及び前記複数の第２ボンディングパッドは、それぞれ、前記半導体チップに対して直線状に設けられ、
前記複数の配線の幅又は前記複数のボンディングワイヤの幅は、前記複数のボンディングワイヤの長さに反比例することを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線用チップ及び当該配線用チップを有する半導体装置に関し、特に、半導体チップとインターポーザ基板とを電気的に接続するために用いられる配線用チップ及び当該配線用チップを有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の配線用チップは、配線用チップ上に複数のチップ側ボンディングパッド及び複数の基板側ボンディングパッドがそれぞれ直線状に設けられ、複数の配線によって両者が電気的に接続されている。複数のチップ側ボンディングパッドは、それぞれ、複数のチップ側ボンディングワイヤを介して半導体チップと接続されている。
【０００３】
ここで、複数の配線のそれぞれのインピーダンスは互いに等しい。一方、チップ側ボンディングパッドが直線状に設けられているため、複数のチップ側ボンディングワイヤと複数のチップ側ボンディングパッドとを直角に接続することができず、複数のチップ側ボンディングワイヤのそれぞれの長さは一定ではなかった。従って、複数のチップ側ボンディングワイヤのそれぞれのインピーダンスも一定ではなかった。
【０００４】
他方、複数の配線及び複数の基板側ボンディングワイヤのそれぞれの長さ及び幅は一定であるため、パッケージ全体としての配線インピーダンス（すなわち、チップ側ボンディングワイヤ、配線チップ、及び基板側ボンディングワイヤのインピーダンスの総和）が配線経路毎に異なってしまうという問題があった。
【０００５】
特に、高速信号配線においては、配線経路によらず、配線インピーダンスを等しくすることが電気設計上で重要となる。それにもかかわらず、従来の配線用チップでは、パッケージの電気的性能が低下させてしまうという問題が生じていた。
【特許文献１】特開２００１−１７７０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、パッケージ全体としての配線インピーダンスを、配線経路によらず一定にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１態様によれば、インターポーザ基板と半導体チップとを接続するための配線用チップであって、前記半導体チップ側に放射線状に設けられた複数の第１ボンディングパッドと、前記インターポーザ基板側に放射線状に設けられた複数の第２ボンディングパッドと、前記複数の第１ボンディングパッドと前記複数の第２ボンディングパッドとを接続する複数の配線と、を備え、前記複数の配線は、それぞれ、同じ長さ及び同じ幅を有することを特徴とする配線用チップが提供される。
【０００８】
本発明の第２態様によれば、インターポーザ基板と半導体チップとを接続するための配線用チップであって、前記半導体チップ側に直線状に設けられた複数の第１ボンディングパッドと、前記インターポーザ基板側に直線状に設けられた複数の第２ボンディングパッドと、前記複数の第１ボンディングパッドと前記複数の第２ボンディングパッドとを接続する複数の配線と、を備え、前記複数の配線の幅は、それぞれ、前記複数の第１ボンディングパッドと前記半導体チップとの間のインピーダンスに反比例することを特徴とする配線用チップが提供される。
【０００９】
本発明の第３態様によれば、半導体チップと、前記半導体チップとインターポーザ基板とを接続するための配線用チップと、を含む半導体装置であって、前記配線用チップ上の前記半導体チップ側に設けられた複数の第１ボンディングパッドと、前記配線用チップ上の前記インターポーザ基板側に設けられた複数の第２ボンディングパッドと、前記複数の第１ボンディングパッドと前記複数の第２ボンディングパッドとを接続する前記配線用チップ上に設けられた複数の配線と、前記複数の第１ボンディングパッドと前記半導体チップとを接続する複数のボンディングワイヤと、を備え、前記複数の配線及び前記複数のボンディングワイヤは、前記複数の第２ボンディングパッドと前記半導体チップとの間のインピーダンスが、それぞれ等しくなるように構成されることを特徴とする半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の目的は、パッケージ全体としての配線インピーダンスを、配線経路によらず一定にすることができ、ひいては、パッケージの電気的性能を向上させることのできる配線用チップを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、以下の実施例は、本発明の実施の一形態に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施例１の配線用チップの構造を示す概略図である。実施例１の配線用チップ１１０は、シリコンチップ１００及びインターポーザ基板１２０と接続される。シリコンチップ１００は、複数のボンディングパッドを含むメモリ回路又はロジック回路等の集積回路機能を有する半導体シリコンチップである。
【００１３】
配線用チップ１１０上には、複数のチップ側（第１）ボンディングパッド１１２ａ〜ｉが放射状に設けられたチップ側（第１）ボンディングパッド群１１１と、複数の基板側（第２）ボンディングパッド１１４ａ〜ｉが放射状に設けられた基板側（第２）ボンディングパッド群１１３とが設けられている。複数のチップ側（第１）ボンディングパッド１１２ａ〜ｉ及び複数の基板側（第２）ボンディングパッド１１４ａ〜ｉは、それぞれ、複数の配線１１６ａ〜ｉによって電気的に接続されている。チップ側（第１）ボンディングパッド群１１１及び基板側（第２）ボンディングパッド群１１３は、放射状に設けられている。
【００１４】
複数のチップ側（第１）ボンディングパッド１１２ａ〜ｉは、それぞれ、複数のチップ側（第１）ボンディングワイヤ１１５ａ〜ｉを介してシリコンチップ１００と接続されている。複数のチップ側（第１）ボンディングパッド１１２ａ〜ｉが放射状に設けられているので、複数のチップ側（第１）ボンディングワイヤ１１５ａ〜ｉのそれぞれの長さは互いに等しい。一方、複数のチップ側（第１）ボンディングワイヤ１１５ａ〜ｉのそれぞれの幅は互いに等しい。従って、複数のチップ側（第１）ボンディングワイヤ１１５ａ〜ｉのそれぞれのインピーダンスは互いに等しい。
【００１５】
また、複数のチップ側（第１）ボンディングパッド１１２ａ〜ｉは、それぞれ、複数の配線１１６ａ〜ｉを介して複数の基板側（第２）ボンディングパッド１１４ａ〜ｉと接続されている。複数の基板側（第２）ボンディングパッド１１４ａ〜ｉは、複数のチップ側（第１）ボンディングパッド１１２ａ〜ｉと同様の放射状に設けられているので、複数の配線１１６ａ〜ｉのそれぞれの長さは互いに等しい。一方、複数の配線１１６ａ〜ｉのそれぞれの幅は互いに等しい。従って、複数の配線１１６ａ〜ｉのそれぞれのインピーダンスは互いに等しい。
【００１６】
複数の基板側（第２）ボンディングパッド１１４ａ〜ｉは、それぞれ、複数の基板側（第２）ボンディングワイヤ１１７をａ〜ｉ介してインターポーザ基板１２０と接続されている。複数の基板側（第２）ボンディングワイヤ１１７ａ〜ｉの長さ及び幅は互いに等しい。従って、複数の基板側（第２）ボンディングワイヤ１１７ａ〜ｉのインピーダンスは、互いに等しい。
【００１７】
シリコンチップ１００とインターポーザ基板１２０との間の配線インピーダンスは、チップ側（第１）ボンディングワイヤ１１５ａ〜ｉ、配線１１６ａ〜ｉ、及び基板側（第２）ボンディングワイヤ１１７ａ〜ｉのインピーダンスの総和により与えられる。従って、チップ側（第１）ボンディングパッド１１２ａを経由する配線経路を配線経路ａとすると、配線経路ａのインピーダンスは、配線経路ｂ〜ｉのインピーダンスと等しくなる。
【００１８】
なお、実施例１の配線用チップ１１０の材質は、例えば、シリコン、樹脂（例えば、ガラスエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂等）、又はこれらの樹脂とガラスクロスであっても良い。
【００１９】
実施例１によれば、配線用チップ１１０上の複数のチップ側（第１）ボンディングパッド１１２ａ〜ｉ及び複数の基板側（第２）ボンディングパッド１１４ａ〜ｉが放射状に設けられているので、シリコンチップ１００とインターポーザ基板１２０との間の配線経路ａ〜ｉのそれぞれの配線インピーダンスを互いに等しくすることができる。
【実施例２】
【００２０】
実施例１では、配線用チップ１１０上に設けられた複数のチップ側（第１）ボンディングパッド１１２ａ〜ｉ及び複数の基板側（第２）ボンディングパッド１１４ａ〜ｉが放射状に設けられている例について説明したが、実施例２では、直線状に設けられている例について説明する。なお、実施例１と同様の内容については説明を省略する。
【００２１】
図２は、本発明の実施例２の配線用チップの構造を示す概略図である。配線チップ２１０上には、複数のチップ側（第１）ボンディングパッド２１２ａ〜ｉが直線状に設けられたチップ側（第１）ボンディングパッド群２１１と、複数の基板側（第２）ボンディングパッド２１４ａ〜ｉが直線状に設けられた基板側（第２）ボンディングパッド群２１３とが設けられている。複数のチップ側（第１）ボンディングパッド２１２ａ〜ｉ及び複数の基板側（第２）ボンディングパッド２１４ａ〜ｉは、それぞれ、複数の配線２１６ａ〜ｉによって電気的に接続されている。
【００２２】
複数のチップ側（第１）ボンディングパッド２１２ａ〜ｉは、それぞれ、複数のチップ側（第１）ボンディングワイヤ２１５ａ〜ｉを介してシリコンチップ１００と接続されている。実施例２では、チップ側（第１）ボンディングパッド２１２ａ〜ｉが直線状に設けられているので、チップ側（第１）ボンディングワイヤ２１５ａ〜ｉの長さは、中央部（２１５ｅ）が最も短く、端部（２１５ａ、ｉ）が最も長い。一方、複数のチップ側（第１）ボンディングワイヤ２１５ａ〜ｉのそれぞれの幅は互いに等しい。従って、中央部のチップ側（第１）ボンディングワイヤ２１５ｅのインピーダンスが最も小さく、端部のチップ側（第１）ボンディングワイヤ２１５ａ及びｉのインピーダンスが最も大きい。
【００２３】
複数のチップ側（第１）ボンディングパッド２１２ａ〜ｉは、それぞれ、複数の配線２１６ａ〜ｉを介して複数の基板側（第２）ボンディングパッド２１４ａ〜ｉと接続されている。実施例２では、複数のチップ側（第１）ボンディングパッド２１２ａ〜ｉと複数の基板側（第２）ボンディングパッド２１４ａ〜ｉが互いに平行に設けられているので、複数の配線２１６ａ〜ｉのそれぞれの長さは互いに等しい。一方、複数の配線２１６ａ〜ｉの幅は、中央部の配線２１６ｅが最も細く、端部の配線２１６ａ及びｉが最も太い。
【００２４】
ここで、複数の配線２１６ａ〜ｉのそれぞれの幅（Ｐｗａ−ｉ）は、チップ側（第１）ボンディングワイヤ２１５の単位長さ当りの抵抗値をα［Ω／ｍ］、配線２１６の単位面積当りの抵抗値をβ［Ω／ｍ２］、配線用チップ２１０に設定するシリコンチップ１００とインターポーザ基板１２０との間の配線インピーダンスをγ（Ω）、複数のチップ側（第１）ボンディングワイヤ２１５ａ〜ｉのそれぞれの長さをＷｌａ−ｉ、配線２１６の長さをＰｌとすると、式１により与えられる。
【数１】
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【００２５】
複数の基板側（第２）ボンディングパッド２１４ａ〜ｉは、それぞれ、複数の基板側（第２）ボンディングワイヤ２１７ａ〜ｉを介してインターポーザ基板１２０と接続されている。複数の基板側（第２）ボンディングワイヤ２１７ａ〜ｉのそれぞれの長さ及び幅は互いに等しい。従って、複数の基板側（第２）ボンディングワイヤ２１７ａ〜ｉのそれぞれのインピーダンスは互いに等しい。
【００２６】
シリコンチップ１００とインターポーザ基板１２０との間の配線インピーダンスは、チップ側（第１）ボンディングワイヤ２１５ａ〜ｉ、配線２１６ａ〜ｉ、及び基板側（第２）ボンディングワイヤ２１７ａ〜ｉのインピーダンスの総和により与えられる。従って、チップ側（第１）ボンディングパッド２１２ａを経由する配線経路を配線経路ａとすると、配線経路ａのインピーダンスは、配線経路ｂ〜ｉのインピーダンスと等しくなる。
【００２７】
なお、実施例２の配線用チップ２１０の材質は、シリコン、樹脂（例えば、ガラスエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂等）、又はこれらの樹脂とガラスクロスであっても良い。
【００２８】
実施例２によれば、複数の配線２１６ａ〜ｉのそれぞれの幅（Ｐｗａ−ｉ）を式１に基づいて定めるので、複数のチップ側（第１）ボンディングワイヤ２１５ａ〜ｉのそれぞれのインピーダンスの差分を、複数の配線２１６ａ〜ｉのそれぞれのインピーダンスの差分で吸収することができる。従って、配線用チップ２１０上のチップ側（第１）ボンディングパッド群２１１と基板側（第２）ボンディングパッド２１３群が直線状に設けられている場合であっても、シリコンチップ１００とインターポーザ基板１２０との間の配線経路ａ〜ｉのそれぞれの配線インピーダンスを互いに等しくすることができる。
【００２９】
また、配線用チップ２１０上のチップ側（第１）ボンディングパッド群２１１と基板側（第２）ボンディングパッド２１３群とが直線状に設けられているので、配線用チップ２１０の大きさを実施例１より小さくすることができる。
【実施例３】
【００３０】
実施例２では、複数の配線２１６ａ〜ｉのそれぞれの幅が異なる例について説明したが、実施例３では、複数のチップ側（第１）ボンディングワイヤ３１５ａ〜ｉのそれぞれの幅が異なる例について説明する。なお、実施例１及び２と同様の内容については説明を省略する。
【００３１】
図３は、本発明の実施例３の配線用チップの構造を示す概略図である。配線チップ３１０上には、複数のチップ側（第１）ボンディングパッド３１２ａ〜ｉが直線状に設けられたチップ側（第１）ボンディングパッド群３１１と、複数の基板側（第２）ボンディングパッド３１４ａ〜ｉが直線状に設けられた基板側（第２）ボンディングパッド群３１３とが設けられている。複数のチップ側（第１）ボンディングパッド３１２ａ〜ｉ及び複数の基板側（第２）ボンディングパッド３１４ａ〜ｉは、それぞれ、複数の配線３１６ａ〜ｉによって電気的に接続されている。
【００３２】
複数のチップ側（第１）ボンディングパッド３１２ａ〜ｉは、それぞれ、複数のチップ側（第１）ボンディングワイヤ３１５ａ〜ｉを介してシリコンチップ１００と接続されている。実施例３では、チップ側（第１）ボンディングパッド３１２ａ〜ｉが直線状に設けられているので、チップ側（第１）ボンディングワイヤ３１５ａ〜ｉの長さは、中央部（２１５ｅ）が最も短く、端部（２１５ａ、ｉ）が最も長い。一方、チップ側（第１）ボンディングワイヤ２１５ａ〜ｉの幅は、中央部（２１５ｅ）が最も細く、端部（２１５ａ、ｉ）が最も太い。
【００３３】
ここで、複数のチップ側（第１）ボンディングワイヤ３１５ａ〜ｉのそれぞれの幅（Ｗｗａ−ｉ）は、チップ側（第１）ボンディングワイヤ３１５の単位面積当りの抵抗値をα′［Ω／ｍ２］、配線３１６の単位長さ当りの抵抗値をβ′［Ω／ｍ］、配線用チップ３１０に設定するシリコンチップ１００とインターポーザ基板１２０との間の配線インピーダンスをγ（Ω）、複数のチップ側（第１）ボンディングワイヤ３１５ａ〜ｉのそれぞれの長さをＷｌａ−ｉ、配線３１６の長さをＰｌａ−ｉ、とすると、式２により与えられる。複数のチップ側（第１）ボンディングワイヤ３１５ａ〜ｉのそれぞれの幅（Ｗｗａ−ｉ）を式２に基づいて定めることにより、複数のチップ側（第１）ボンディングワイヤ３１５ａ〜ｉのそれぞれのインピーダンスは互いに等しくなる。
【数２】
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【００３４】
複数のチップ側（第１）ボンディングパッド３１２ａ〜ｉは、それぞれ、複数の配線３１６ａ〜ｉを介して複数の基板側（第２）ボンディングパッド３１４ａ〜ｉと接続されている。実施例３では、複数のチップ側（第１）ボンディングパッド３１２ａ〜ｉと複数の基板側（第２）ボンディングパッド３１４ａ〜ｉとが互いに平行に設けられているので、複数の配線３１６ａ〜ｉのそれぞれの長さは互いに等しい。一方、複数の配線３１６ａ〜ｉのそれぞれの幅は等しい。従って、複数の配線３１６ａ〜ｉのそれぞれのインピーダンスは互いに等しい。
【００３５】
複数の基板側（第２）ボンディングパッド３１４ａ〜ｉは、それぞれ、複数の基板側（第２）ボンディングワイヤ３１７をａ〜ｉ介してインターポーザ基板１２０と接続されている。複数の基板側（第２）ボンディングワイヤ３１７ａ〜ｉのそれぞれの長さ及び幅は互いに等しい。従って、複数の基板側（第２）ボンディングワイヤ２１７ａ〜ｉのそれぞれのインピーダンスは互いに等しい。
【００３６】
シリコンチップ１００とインターポーザ基板１２０との間の配線インピーダンスは、チップ側（第１）ボンディングワイヤ３１５ａ〜ｉ、配線３１６ａ〜ｉ、及び基板側（第２）ボンディングワイヤ３１７ａ〜ｉのインピーダンスの総和により与えられる。従って、チップ側（第１）ボンディングパッド３１２ａを経由する配線経路を配線経路ａとすると、配線経路ａのインピーダンスは、配線経路ｂ〜ｉのインピーダンスと等しくなる。
【００３７】
なお、実施例３の配線用チップ２１０の材質は、シリコン、樹脂（例えば、ガラスエポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂等）、又はこれらの樹脂とガラスクロスであっても良い。
【００３８】
実施例３によれば、チップ側（第１）ボンディングワイヤ３１５ａ〜ｉのそれぞれの幅（Ｗｗａ−ｉ）を式２に基づいて定めるので、配線用チップ３１０上に設けられたチップ側（第１）ボンディングパッド群３１１と基板側（第２）ボンディングパッド３１３群が直線状に設けられている場合であっても、シリコンチップ１００とインターポーザ基板１２０との間の配線経路ａ〜ｉのそれぞれの配線インピーダンスを互いに等しくすることができる。
【００３９】
また、配線用チップ３１０上のチップ側（第１）ボンディングパッド群３１１と基板側（第２）ボンディングパッド３１３群が直線状に設けられているので、配線用チップ３１０の大きさを実施例１の配線用チップ１１０より小さくすることができる。
【００４０】
なお、以上の実施例１〜３においては、半導体チップとしてシリコンチップを例に挙げて説明した。しかしながら、本発明はシリコンチップに限定されず、その他の半導体チップにも適用することができる。このように、本発明は、実施段階ではその要旨を変更しない範囲で種々に変形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例１の配線用チップの構造を示す概略図である。
【図２】本発明の実施例２の配線用チップの構造を示す概略図である。
【図３】本発明の実施例３の配線用チップの構造を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００  シリコンチップ
１１０、２１０、３１０  配線用チップ
１１１、２１１、３１１  チップ側（第１）ボンディングパッド群
１１２ａ〜ｉ、２１２ａ〜ｉ、３１２ａ〜ｉ  チップ側（第１）ボンディングパッド
１１３、２１３、３１３  基板側（第２）ボンディングパッド群
１１４ａ〜ｉ、２１４ａ〜ｉ、３１４ａ〜ｉ  基板側（第２）ボンディングパッド
１１５ａ〜ｉ、２１５ａ〜ｉ、３１５ａ〜ｉ  チップ側（第１）ボンディングワイヤ
１１６ａ〜ｉ、２１６ａ〜ｉ、３１６ａ〜ｉ  配線
１１７ａ〜ｉ、２１７ａ〜ｉ、３１７ａ〜ｉ  基板側（第２）ボンディングワイヤ
１２０  インターポーザ基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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