(57)【要約】【課題】  半導体装置のレイアウト方法が多様化しても、高速化を図ることが可能な半導体モジュール及び半導体装置の配置方法を提供にする。【解決手段】  基板上に、複数の半導体装置１０が信号バス配線２０を介して配置された半導体モジュールである。一対の第１の半導体装置１０同士が、一対の第１の半導体装置１０の間に位置する第２の半導体装置１０を跨いで信号バス配線２０を介して接続されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、複数の半導体装置が信号バス配線を介して配置された半導体モジュールであって、
一対の第１の半導体装置同士が、一対の第１の半導体装置の間に位置する第２の半導体装置を跨いで信号バス配線を介して接続されていることを特徴とする半導体モジュール。
【請求項２】
前記複数の半導体装置は、前記信号バス配線を介して従属接続されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記第２の半導体装置の数は、Ｎ個（Ｎは１以上の整数）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記半導体装置にはビアが設けられており、前記信号バス配線はこのビアに接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記半導体装置にはインデックスが設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記信号バス配線は、送端半導体から引き出されて終端素子にて終端されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記第１の半導体装置と前記第２の半導体装置とは、同じ回転角を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
前記第１の半導体装置と前記第２の半導体装置とは、互いに異なる回転角を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項９】
前記半導体装置は長方形状を成し、かつ前記回転角は９０度であり、
前記一対の第１の半導体装置同士は前記信号バス配線を介して水平方向に接続されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体モジュール。
【請求項１０】
前記一対の第１の半導体装置の回転角は同じであることを特徴とする請求項８又は９に記載の半導体モジュール。
【請求項１１】
前記第２の半導体装置の数は３個以上であり、この３個以上の第２の半導体装置は異なる回転角を有するものを含むことを特徴とする請求項３乃至１０のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項１２】
前記一対の第１の半導体装置同士は、互いに異なる回転角を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項１３】
基板上に、複数の半導体装置を信号バス配線を介して配置するための半導体装置の配置方法であって、
一対の第１の半導体装置同士を、一対の第１の半導体装置の間に位置する第２の半導体装置を跨いで信号バス配線を介して接続することを特徴とする半導体装置の配置方法。
【請求項１４】
前記複数の半導体装置を、前記信号バス配線を介して従属接続することを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置の配置方法。
【請求項１５】
前記第２の半導体装置の数は、Ｎ個（Ｎは１以上の整数）であることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の半導体装置の配置方法。
【請求項１６】
前記第１の半導体装置と前記第２の半導体装置とは、同じ回転角を有することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の半導体装置の配置方法。
【請求項１７】
前記第１の半導体装置と前記第２の半導体装置とは、互いに異なる回転角を有することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の半導体装置の配置方法。
【請求項１８】
前記半導体装置は長方形状を成し、かつ前記回転角は９０度であり、
前記一対の第１の半導体装置同士を前記信号バス配線を介して水平方向に接続することを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置の配置方法。
【請求項１９】
前記一対の第１の半導体装置の回転角は同じであることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の半導体装置の配置方法。
【請求項２０】
前記第２の半導体装置の数は３個以上であり、この３個以上の第２の半導体装置は異なる回転角を有するものを含むことを特徴とする請求項１５乃至１９のいずれか１項に記載の半導体装置の配置方法。
【請求項２１】
前記一対の第１の半導体装置同士は、互いに異なる回転角を有することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の半導体装置の配置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に複数の半導体装置が信号バス配線を介して配置された半導体モジュール及び半導体装置の配置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の多バンク化により、半導体装置の配置及びレイアウト方法の自由度が増してきた。多バンク化に伴い、レイアウト方法の自由度が増えることにより良好な伝送特性を得ることを目的とするものや、発熱量を抑えること等を目的とした用途に合わせたレイアウト方法を考えられるようになった。
【０００３】
近年、より高速化が要求されている半導体装置について、半導体装置の従属接続等による負荷容量の増大がスルーレートを鈍（なま）らせる及び送端半導体装置の出力信号の伝播遅延時間を遅らせるなどの理由が、高速化を律速している一つの原因として知られている。また、半導体装置は高速化に伴い長方形外形の重要性が高まっており、一部の製品では半導体装置を回転させて配置する等のレイアウト手法が採用されている。
【０００４】
しかし、回転された半導体装置の配置間隔が狭い場合などのケースでは、回転された半導体装置を結ぶ信号バス配線が狭い配線領域で蛇行するため、等長化が困難となって配線間スキューの発生などを招き、高速化の妨げとなる。
【０００５】
さらに、無理な等長化を図ろうとしたときに、配線間クロストークおよび層間クロストークが発生しやすいレイアウト、あるいは、半導体装置の電源ピンへの電源供給の低インピーダンス化を妨げるレイアウトなど、高速化とは逆行する要素を含むようなレイアウトを強いられる場合もある。
【０００６】
これに関連する従来技術として、特開２０００−１９４５９４号公報（特許文献１）、特開２０００−２９４６５２号公報（特許文献２）、特開２００４−１８７３１２号公報（特許文献３）、特開２００６−１７３４０９号公報（特許文献４）、特開平１０−２４２４１２号公報（特許文献５）がある。
【０００７】
ここで、特許文献１及び特許文献３には、終端で回り込んだ１本の配線にデバイス１個おきで配線する技術が開示されている。また、特許文献２には、接続点ごとに配線を駆動する技術が開示されている。また、特許文献４には、一般的なモジュールの配線技術が開示されている。また、特許文献５には、一般的な等長配線に関する技術が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１９４５９４号公報
【特許文献２】特開２０００−２９４６５２号公報
【特許文献３】特開２００４−１８７３１２号公報
【特許文献４】特開２００６−１７３４０９号公報
【特許文献５】特開平１０−２４２４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、半導体装置のレイアウト方法が多様化しても、高速化を図ることが可能な半導体モジュール及び半導体装置の配置方法を提供にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明では、基板上に、複数の半導体装置が信号バス配線を介して配置された半導体モジュールであって、一対の第１の半導体装置同士が、一対の第１の半導体装置の間に位置する第２の半導体装置を跨いで信号バス配線を介して接続されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明では、基板上に、複数の半導体装置を信号バス配線を介して配置するための半導体装置の配置方法であって、一対の第１の半導体装置同士を、一対の第１の半導体装置の間に位置する第２の半導体装置を跨いで信号バス配線を介して接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、半導体装置を跨ぐことによって、それぞれの信号バス配線の負荷が低減される。すなわち、信号バス配線にぶら下がる半導体装置の数が減ることで配線負荷が減る。この結果、電流量が増えてスルーレートが立ち上がり、波形の鈍りが改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
最初に、本発明の特徴が明確になるように、本発明に関連する技術について説明する。
【００１４】
（第１の関連技術）
まず、図１を参照して、第１の関連技術について説明する。
【００１５】
複数の半導体装置１０が、等長化されるべき信号バス配線２０に接続されている。半導体装置１０には、ビア３０とインデックス４０が設けられている。信号バス配線２０はビア３０を介して半導体装置１０に接続される。
【００１６】
第１の関連技術では、信号バス配線２０は左ないし右より伝送される信号を半導体装置１０に順々に分配する。信号バス配線２０に接続される半導体装置１０がｎ個であれば負荷の数もｎ個となる。近年、半導体装置１０が高速化する中で、半導体装置１０の負荷容量によるスルーレートの鈍り（なまり）及び送端半導体装置の出力信号の伝播遅延時間の増加等による問題で、単に半導体装置１０を従属接続するだけのようなレイアウトから、高速化に対応するためのレイアウトへの工夫が求められている。
【００１７】
（第２の関連技術）
次に、図２を参照して、第２の関連技術について説明する。
【００１８】
一例として、半導体装置１０が９０度回転している場合を考える。複数の半導体装置１０が、等長化されるべき信号バス配線２０に接続されている。半導体装置１０には、ビア３０とインデックス４０が設けられている。信号バス配線２０はビア３０を介して半導体装置１０に接続される。
【００１９】
信号バス配線２０は、半導体装置１０と信号バス配線２０を結ぶビア３０を接続するために蛇行している。具体的には、信号バス配線２１，２２，２３は半導体装置１０の回転に合わせて内回り外回りを繰り返している。
【００２０】
一般に、信号バス配線２０は数十本を一組として構成されるため、ビア３０も半導体装置１０の周辺に同数程度配置される。半導体装置１０の配置間隔が狭い場合、半導体装置１０を結ぶ信号バス配線２０は等長化を要求されるが配線領域が狭いため、隣り合う配線と狭ピッチの配線間隔でミアンダ等の配線手法により等長化される。
【００２１】
狭ピッチのため、隣り合う配線のクロストークの影響も受け易くなる。また、狭ピッチのため、層間クロストークについても配線をずらす等の回避策が取りにくくなる。さらに、信号バス配線２０を通すために半導体装置１０の電源ピンに最短で結ぶビアをやむなく削除する場合もあり、半導体装置１０への電源供給の抵抗を上げてしまうことが予測される。
【００２２】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図３を参照して、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００２４】
本実施の形態は、基板上に複数の半導体装置が信号バス配線を介して配置された半導体モジュールに関する。
【００２５】
図３に示すように、複数の半導体装置１０が、等長化されるべき信号バス配線２０に接続されている。半導体装置１０には、ビア３０とインデックス４０が設けられている。信号バス配線２０はビア３０を介して半導体装置１０に接続される。
【００２６】
半導体装置１０は、一個飛ばしで、半導体装置１０のビア３０に接続されている。ここで、半導体装置１０を跨ぐ数は１つに限らない。２個飛ばし、３個飛ばし、ｎ個飛ばしでもよい。
【００２７】
図１に示す第１の関連技術と比較して、第１の実施の形態では、信号バス配線２０にぶら下がる負荷数が減る。これにより、電流量が増えスルーレートが立ち上がり、波形の鈍りの改善効果が期待できる。負荷が軽くなるため、同時に伝送端からの伝播遅延時間の高速化が図れる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
図４を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００２９】
本実施の形態は、基板上に複数の半導体装置が信号バス配線を介して配置された半導体モジュールに関する。
【００３０】
図４に示すように、一例として、半導体装置が９０度回転している場合を考える。
【００３１】
複数の半導体装置１０ａが、等長化されるべき信号バス配線２０ａに接続されている。一方、複数の半導体装置１０ｂが、等長化されるべき信号バス配線２０ｂに接続されている。半導体装置１０ａ，１０ｂには、ビア３０とインデックス４０が設けられている。信号バス配線２０ａ，２０ｂは、ビア３０を介して半導体装置１０ａ，１０ｂにそれぞれ接続されている。
【００３２】
このような構成の下、回転方向が異なる半導体装置１０ａ，１０ｂを跨ぐことにより、縦同士の半導体装置１０ａの接続では水平方向の接続のみとなる。このため、図２に示す第２の関連技術では困難であった等長化が容易になる。
【００３３】
一方、横同士の半導体装置１０ｂ同士の接続では蛇行が発生するが、異なる回転角をもつ半導体装置１０ａを１個跨ぐため、蛇行による内回り／外回りを吸収するだけの配線領域が与えられる。これにより、等長化が容易になり、第２の関連技術のような信号配線間隔の狭ピッチ化を回避することができ、配線間クロストークの低減、層間クロストークの低減が図れる。
【００３４】
また、第２の関連技術のような、等長化のための電源ビアの削除の必要性がなくなるため、半導体装置１０ａ，１０ｂの電源ピンに対し低インピーダンスでの電源供給が可能となる。
【００３５】
（第３の実施の形態）
図５を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００３６】
本実施の形態は、基板上に複数の半導体装置が信号バス配線を介して配置された半導体モジュールに関する。
【００３７】
図５に示すように、複数の半導体装置１０が、等長化されるべき信号バス配線２０に接続されている。半導体装置１０には、ビア３０とインデックス４０が設けられている。信号バス配線２０はビア３０を介して半導体装置１０に接続される。
【００３８】
本実施の形態では、半導体装置１０が１８０度回転された状態で一個飛ばして半導体装置１０のビア３０に接続されている。ここで、半導体装置１０を跨ぐ数は１つに限らない。２個飛ばし、３個飛ばし、ｎ個飛ばしでもよい。また、回転角がまったく同じではなく、ずれていてもよい。
【００３９】
（第４の実施の形態）
図６を参照して、本発明の第４の実施の形態について説明する。
【００４０】
本実施の形態は、基板上に複数の半導体装置が信号バス配線を介して配置された半導体モジュールに関する。
【００４１】
図６に示すように、複数の半導体装置１０が、等長化されるべき信号バス配線２０に接続されている。半導体装置１０には、ビア３０とインデックス４０が設けられている。信号バス配線２０はビア３０を介して半導体装置１０に接続される。
【００４２】
本実施の形態では、一例として、９０度ずつ４個置きに半導体装置１０の回転角が同じになるように、半導体装置１０が配置されている。半導体装置１０は、回転角が同じとなる所で信号バス配線２０に接続されている。
【００４３】
本実施の形態では、回転角が同じになる飛び数は４個であるが、ｎ個目であってもよい。また、回転角がまったく同じではなく、ずれていてもよい。
【００４４】
（第５の実施の形態）
図７を参照して、本発明の第５の実施の形態について説明する。
【００４５】
本実施の形態は、基板上に複数の半導体装置が信号バス配線を介して配置された半導体モジュールに関する。
【００４６】
図７に示すように、複数の半導体装置１０が、等長化されるべき信号バス配線２０に接続されている。半導体装置１０には、ビア３０とインデックス４０が設けられている。信号バス配線２０はビア３０を介して半導体装置１０に接続される。
【００４７】
本実施の形態では、一例として、半導体装置１０が４５度ずつ線対称に回転角をつけられてかつ、半導体装置１０を１個跨いでいる場合である。
【００４８】
ここで、半導体装置１０を跨ぐ数は1つに限らない。即ち、２個飛ばし、３個飛ばし、ｎ個飛ばしでもよい。また、半導体装置１０を跨ぎ信号バス配線２０に接続される半導体装置１０の回転角は同じではなくもよく、回転角はずれていてもよい。
【００４９】
（第６の実施の形態）
図８を参照して、本発明の第６の実施の形態について説明する。
【００５０】
本実施の形態は、基板上に複数の半導体装置が信号バス配線を介して配置された半導体モジュールに関する。
【００５１】
図８に示すように、複数の半導体装置１０が、等長化されるべき信号バス配線２０に接続されている。半導体装置１０には、ビア３０とインデックス４０が設けられている。信号バス配線２０はビア３０を介して半導体装置１０に接続される。
【００５２】
信号バス配線２０は、２個の半導体装置１０を飛び越している。
【００５３】
本実施の形態では、飛び越される半導体装置１０の回転角は９０度であるが、跨ぐ半導体装置１０の回転角は何度でもよい。
【００５４】
（第７の実施の形態）
図９を参照して、本発明の第７の実施の形態について説明する。
【００５５】
本実施の形態は、基板上に複数の半導体装置が信号バス配線を介して配置された半導体モジュールに関する。
【００５６】
図９に示すように、一例として、半導体装置が９０度回転している場合を考える。
【００５７】
等長化されるべき信号バス配線２０ａには、互いに回転角の異なる２個の半導体装置１０ａ，１０ｂがそれぞれ接続されている。一方、等長化されるべき信号バス配線２０ｂには、互いに回転角の異なる２個の半導体装置１０ｂ，１０ａがそれぞれ接続されている。半導体装置１０ａ，１０ｂには、ビア３０とインデックス４０が設けられている。信号バス配線２０ａ，２０ｂは、ビア３０を介して半導体装置１０ａ，１０ｂにそれぞれ接続されている。このように、信号バス配線２０ａ，２０ｂは、異なる回転角の半導体装置１０ａ，１０ｂをそれぞれ結んでいる。
【００５８】
本実施の形態では、図４の第２の実施の形態で示した蛇行による内回り／外回りを吸収するだけの配線領域が与えられることにより等長化が容易になる。さらに、関連技術のような信号配線間隔の狭ピッチ化を回避することができる。さらに、配線間クロストークの低減、層間クロストークの低減及び関連技術のような等長化のための電源ビアの削除の必要性がなくなり、半導体装置の電源ピンに対し低インピーダンスでの電源供給が図れる。
【００５９】
尚、上記実施の形態１から７の半導体装置１０は、図１０及び図１１に示すような送端半導体６０から引き出される信号バス配線２０を備え、容量性負荷に見立てられた半導体装置１０は信号バス配線２０にそれぞれ接続されて、電源あるいは信号を供給される。信号バス配線２０は、終端素子５０にて終端される。
【００６０】
ここで、図１０は、２つの送端半導体６０から信号バス配線２０がそれぞれ駆動されていることを示す。また、図１１は、１つの送端半導体６０から信号バス配線２０が駆動されていることを示す。信号バス配線２０を並列接続した図１１の方が、実効的な負荷が約半分に小さくなるという利点がある。
【００６１】
上述のように、本発明の実施の形態では、半導体装置同士を、その間に位置する半導体装置を跨いで接続する。跨がれる半導体装置の数は、何個でもよい。跨がれる半導体装置は回転の向きに関係しない。回転が同一方向の半導体装置を跨ぐ場合、信号バス配線に対する負荷容量の低減等により高速化を図ることができる。
【００６２】
半導体装置を跨いで接続すると、信号配線あたりの負荷容量が減少することによる波形鈍りの改善効果が期待されることで高速化を図ることができる。
【００６３】
異なる回転角の半導体装置を跨ぐ場合については、信号バス配線の配線領域が広がることにより等長化が容易になることで信号品質の向上を図るレイアウトが可能になる。
【００６４】
上記本発明の実施の形態は、以下の効果を有する。
【００６５】
第１に、半導体装置を跨ぐことによって、それぞれの信号バス配線の負荷が低減されることである。すなわち、信号バス配線にぶら下がる半導体装置の数が減ることで配線負荷が減ることにより、電流量が増えてスルーレートが立ち上がり、波形の鈍りが改善される。さらに、負荷が軽くなるため、同時に送端半導体からの伝搬遅延時間の高速化が図れる。
【００６６】
第２に、異なる回転角で配置された半導体装置を跨ぐことにより、特に、接続される半導体装置の回転角が同じである場合には、信号バス配線の等長配線が容易となることである。等長配線が容易となることで、配線間クロストークの低減、層間クロストークの低減及び半導体装置に対する電源ピンへの低インピーダンスでの電源供給が図れる。
【００６７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】第１の関連技術について説明するための図である。
【図２】第２の関連技術について説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態について説明するための図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態について説明するための図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態について説明するための図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態について説明するための図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態について説明するための図である。
【図８】本発明の第６の実施の形態について説明するための図である。
【図９】本発明の第７の実施の形態について説明するための図である。
【図１０】２つの送端半導体から信号バス配線がそれぞれ駆動されていることを示す図である。
【図１１】１つの送端半導体から信号バス配線が駆動されていることを示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  半導体装置
２０  信号バス配線
３０  ビア
４０  インデックス
５０  終端素子
６０  送端半導体
【図１】
2009231557.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009231557.tif 000007
【図６】
2009231557.tif 000008
【図７】
2009231557.tif 000009
【図８】
2009231557.tif 000010
【図９】
2009231557.tif 000011
【図１０】
2009231557.tif 000012
【図１１】
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