(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のＩＣチップ、第２のＩＣチップ、及び、該第２のＩＣチップが収まる程度の穴が形成された基板を有し、前記第１のＩＣチップと前記第２のＩＣチップとを接合させることにより電気的に接続しているとともに、前記第２のＩＣチップが前記基板の前記穴に収まるように前記第１のＩＣチップが前記基板に実装され、前記穴の側面及び底面を覆う形状のシールド材が前記穴に固定されることを特徴とする集積回路装置。
【請求項２】
前記シールド材は外径が前記穴の径よりも大きな部分を有することを特徴とする請求項１に記載の集積回路装置。
【請求項３】
前記シールド材は銅、アルミ、または、鉄であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の集積回路装置。
【請求項４】
前記基板と前記第１のＩＣチップはワイヤレスで接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の集積回路装置。
【請求項５】
前記第１のＩＣチップと前記基板は電気的に接続していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の集積回路装置。
【請求項６】
第１のＩＣチップ、第２のＩＣチップ、及び、該第２のＩＣチップが収まる程度の凹部が形成された多層基板を有し、前記第１のＩＣチップと前記第２のＩＣチップとを接合させることにより電気的に接続しているとともに、前記第２のＩＣチップが前記多層基板の前記凹部に収まるように前記第１のＩＣチップが前記多層基板に実装され、前記凹部を取り囲む形で基準電位に接続された配線層及び層間コンタクトが形成されることを特徴とする集積回路装置。
【請求項７】
前記多層基板と前記第１のＩＣチップはワイヤレスで接続されていることを特徴とする請求項６に記載の集積回路装置。
【請求項８】
前記第１のＩＣチップと前記多層基板は電気的に接続していることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の集積回路装置。
【請求項９】
前記多層基板の前記凹部は前記多層基板からくりぬかれることにより形成されることを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれかに記載の集積回路装置。
【請求項１０】
前記第１のＩＣチップにおいて前記第２のＩＣチップと接合していない側の面はシールド効果を備えることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の集積回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つのＩＣチップをバンプを介して接合するなどして電気的に接続した構造を有する集積回路装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、２つの半導体チップを基板に実装するにあたって、両方のチップをバンプを介して接合するなどして電気的に接続した構造（以下、「チップ・オン・チップ構造」と称する）にする場合がある。このチップ・オン・チップ構造を採用することによって、各チップを別々に実装する場合に比して、基板の面積を小さくできるというメリットがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、図７に示すように、チップ・オン・チップ構造のＩＣチップ１００及び２００を基板３００上に単に積み重ねた構成になっており、厚みが大きくなるという問題があった。また、ＩＣチップ１００の表面（すなわち、ＩＣチップ２００が接合する、電極が設けられている側の面）が基板３００と反対側になるため、基板３００に形成された不図示の配線パターンとＩＣチップ１００との間を金線などのワイヤ４００で接続する必要があった。特に高周波信号を取り扱う回路の場合には、ワイヤ４００のインダクタンス成分に起因して、感度が取れない、感度がばらつくなどの問題がある。
【０００４】
また、高周波信号を取り扱う回路の場合には、ノイズ対策としてシールドを行う必要があるが、従来では、図８に示すように、シールド材５００を設けることになり、シールド材が多く必要であるとともに、厚みが一層大きくなり、ＩＣカードや携帯電話等の薄いものでは使用できないこともあった。
【０００５】
そこで、本発明は、小型化を促進するとともに、高周波信号を取り扱う場合にインダクタンス成分に起因して発生する不具合を低減したチップ・オン・チップ構造の集積回路装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、シールドを行うにあたって、必要となるシールド材の量を低減させた、あるいは、シールド材を不要とすることにより、低廉化や軽量化を実現可能としたチップ・オン・チップ構造の集積回路装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本明細書中に開示されている集積回路装置では、第１のＩＣチップ、第２のＩＣチップ、及び、該第２のＩＣチップが収まる程度の穴が形成された基板を有し、前記第１のＩＣチップと前記第２のＩＣチップとを接合させることにより電気的に接続しているとともに、前記第２のＩＣチップが前記基板の前記穴に収まるように前記第１のＩＣチップが前記基板に実装されている（第１の構成）。
【０００８】
この構成により、チップ・オン・チップ構造の一方のＩＣチップが基板に形成された貫通穴に収まっているので、厚みが小さくなり、また、ＩＣチップの表面が基板側になるので、ＩＣチップを基板とバンプ接続することによりワイヤレスで接続することが可能となる。
【０００９】
また、上記第１の構成から成る集積回路装置において、前記基板には前記第１のＩＣチップとの接続部の周囲にシールドパターンが形成されている（第２の構成）。これにより、シールド効果が高まる。
【００１０】
また、上記第１または第２の構成から成る集積回路装置において、前記基板の穴に、定電位点に接続されたシールド材を設けている（第３の構成）。
【００１１】
この構成により、チップ・オン・チップ構造のＩＣチップが搭載される部分は、基準電位に接続されたシールド材と、シールド効果を持つＩＣチップの裏面（ＩＣチップ同士が接合していない側の面）とによって囲まれることになる。また、上記シールド材としては大きい方のＩＣチップよりも若干大きめの寸法にすれば、更にシールド効果が期待できる。
【００１２】
また、本明細書中に開示されている集積回路装置では、第１のＩＣチップ、第２のＩＣチップ、及び、該第２のＩＣチップが収まる程度の凹部が形成された多層基板を有し、前記第１のＩＣチップと前記第２のＩＣチップとを接合させることにより電気的に接続しているとともに、前記第２のＩＣチップが前記多層基板の前記凹部に収まるように前記第１のＩＣチップが前記多層基板に実装されており、さらに、前記多層基板の前記凹部の周囲には定電位点に接続された配線が形成されている（第４の構成）。
【００１３】
この構成により、チップ・オン・チップ構造のＩＣチップが搭載される部分は、基準電位に接続された、多層基板に形成された配線と、シールド効果を持つＩＣチップの裏面（ＩＣチップ同士が接合していない側の面）とによって囲まれるとともに、多層基板のある層に形成した配線をシールド材として利用しているので、シールド材を別途設ける必要はなくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１の（イ）は本発明の第１実施形態である集積回路装置の基板部分の上面図、図１の（ロ）は図１の（イ）に示す基板にＩＣチップを搭載した場合における図１の（イ）中のＸ−Ｘ’での断面図である。第１実施形態では、第１のＩＣチップ１と、第２のＩＣチップ２とが、金などのバンプ３を介して電気的に接続されることにより、チップ・オン・チップ構造となっている。基板４のバンプ３からは配線が引き出されている。樹脂やセラミック等から成る基板４には、小さい方のチップである第２のＩＣチップ２が収まる程度の貫通穴５が形成されている。第１のＩＣチップ１は、第２のＩＣチップ２が基板４の貫通穴５に収まるような位置にて、バンプ３を介することにより基板４に形成されている配線とワイヤレスで電気的に接続されている。また、基板４の特定のバンプ３の周囲には例えばグランドなどの定電位点に接続された配線パターン１２が形成されて、シールドを形成している。
【００１５】
この第１実施形態の構成によれば、チップ・オン・チップ構造の一方のＩＣチップが基板に形成された貫通穴の内側に収まっているので、厚みが小さくなり薄型化が促進される。また、ＩＣチップと基板の配線との間の電気的な接続をワイヤレスで行っているので、高周波信号を取り扱う回路の場合にインダクタンス成分に起因して発生する不具合が低減する。
【００１６】
尚、図２に示すように、基板４に貫通穴５を形成する代わりに、基板４に凹部６を形成して、この凹部６に第２のＩＣチップ２が収まるように第１のＩＣチップ１を基板４にバンプ接続するようにしても、同様の効果を得ることができる。
【００１７】
次に、本発明の第２実施形態である集積回路装置の断面図を図３に示す。尚、上記第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図１との違いは、貫通穴５の側面及び底面を覆う形状のシールド材７が貫通穴５にはめ込まれて固定されている点である。シールド材７は例えばグランドなどの定電位点に接続される。シールド材７は外径が貫通穴５の径よりも大きな部分であるストッパー部７１を有しており、これにより、シールド材７の位置決め及び固定を容易にしている。シールド材７の材質は、例えば、銅、アルミ、鉄などである。
【００１８】
また、図４に示すように、貫通穴５の底面側のみを貫通穴５の径よりも若干大きな寸法のシールド材７で塞ぐようにしてもよい。この場合、シールド材７と配線パターン１２とをスルーホール１３で接続するようにしてもよい。また、図５に示すように、第１のＩＣチップ１よりも若干大きな寸法のシールド材７で貫通穴５の底面側のみを塞ぐようにしてもよい。
【００１９】
この第２実施形態の構成によれば、第１のＩＣチップ１及び第２のＩＣチップ２が搭載される部分は、基準電位に接続されたシールド材７と、シールド効果を持つ第１のＩＣチップ１の裏面（第２のＩＣチップ２が接合されていない側の面）とによって囲まれるので、十分なシールド効果を得ることができるとともに、シールド材７は小さい方のチップである第２のＩＣチップ２よりも若干大きめの寸法〜第１のＩＣチップ１程度の寸法であればよいので、必要となるシールド材の量を低減することができ、これにより、低廉化や軽量化を実現することができる。
【００２０】
次に、本発明の第３実施形態である集積回路装置の断面図を図６に示す。尚、上記第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。８はＭ個の層８−１、８−２、…、８−Ｍから成る多層基板であり、第２のＩＣチップ２が収まる程度の大きさで第１層８−１〜第Ｎ層８−Ｎまでがくり抜かれることにより凹部９が形成されている。基板８には凹部９の周囲を取り囲む形で配線１０及びビアコン（層間コンタクト）１１が形成されており、この配線１０及びビアコン１１は、例えばグランドなどの定電位点に接続された配線パターン１２と導通状態にある。第１のＩＣチップ１は、第２のＩＣチップ２が多層基板８の凹部９に収まるような位置で、バンプ３を介することによりワイヤレスで基板８に形成されている配線と電気的に接続されている。
【００２１】
この第３実施形態の構成によれば、第１のＩＣチップ１及び第２のＩＣチップ２が搭載される部分は、基準電位に接続された、多層基板８に形成された配線１０及びビアコン１１と、シールド効果を持つ第１のＩＣチップ１の裏面（第２のＩＣチップ２が接合されていない側の面）とによって囲まれるので、十分なシールド効果を得ることができるとともに、多層基板８に形成した配線をシールド材として利用しているので、シールド材を別途設ける必要はなくなり、これにより、一層の低廉化や軽量化を実現することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の構成から成る集積回路装置によれば、チップ・オン・チップ構造の一方のＩＣチップが基板に形成された貫通穴に収まっているので、厚みが小さくなり小型化が促進され、また、ＩＣチップと基板の配線との間の電気的な接続をバンプで行っているので、高周波信号を取り扱う回路の場合にインダクタンス成分に起因して発生する不具合が低減する。
【００２３】
また、第２の構成から成る集積回路装置によれば、チップ・オン・チップ構造のＩＣチップと基板の配線との間の電気的な接続を行うバンプ周辺の配線をシールドとして用いるようにしているので、シールド効果を高めることができる。
【００２４】
また、第３の構成から成る集積回路装置によれば、チップ・オン・チップ構造のＩＣチップが搭載される部分は、基準電位に接続されたシールド材と、シールド効果を持つＩＣチップの裏面（ＩＣチップ同士が接合していない側の面）とによって囲まれるので、十分なシールド効果を得ることができるとともに、シールド材はチップ・オン・チップ構造の小さい方のＩＣチップよりも若干大きめの寸法であればよいので、必要となるシールド材の量を低減することができ、これにより、低廉化や軽量化を実現することができる。
【００２５】
また、第４の構成から成る集積回路装置によれば、チップ・オン・チップ構造のＩＣチップが搭載される部分は、基準電位に接続された、多層基板に形成された配線と、シールド効果を持つＩＣチップの裏面（ＩＣチップ同士が接合していない側の面）とによって囲まれるので、十分なシールド効果を得ることができるとともに、多層基板のある層に形成した配線をシールド材として利用しているので、シールド材を別途設ける必要はなくなり、これにより、一層の低廉化や軽量化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態である集積回路装置の基板上面図及び断面図である。
【図２】  本発明の別の実施形態である集積回路装置の断面図である。
【図３】  本発明のさらに別の実施形態である集積回路装置の断面図である。
【図４】  本発明のさらに別の実施形態である集積回路装置の断面図である。
【図５】  本発明のさらに別の実施形態である集積回路装置の断面図である。
【図６】  本発明のさらに別の実施形態である集積回路装置の断面図である。
【図７】  チップ・オン・チップ構造の従来の集積回路装置の断面図である。
【図８】  シールドを設けたチップ・オン・チップ構造の従来の集積回路装置の断面図である。
【符号の説明】
１    第１のＩＣチップ
２    第２のＩＣチップ
３    バンプ
４    基板
５    貫通穴
６    凹部
７    シールド材
８    多層基板
９    凹部
１０    配線
１１    ビアコン
１２    配線パターン
１３    スルーホール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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