(57)【要約】【課題】プリント配線板に実装された半導体チップの集積回路に安定した電源を供給する。【解決手段】半導体チップ１を実装した第１のプリント配線板２の上に、分岐された電源の第２のプリント配線板として第２のプリント配線板３を配置する。半導体チップ１の集積回路を囲むように配置されたボンディングパッド６よりも内側に、電源用のボンディングパッド７を配置し、ボンディングワイヤ８ｂによって第２のプリント配線板３のボンディングパッド５に接続する。電源用のボンディングワイヤ８ｂを短くすることで、電源の供給を安定化する。【選択図】図１
2009010151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有する半導体チップと、
前記半導体チップの前記主面に形成された集積回路と、
前記半導体チップを実装された第１のプリント配線板と、
前記第１のプリント配線板に配置された第１のボンディングパッドと、
前記半導体チップの前記主面に配置された第２のボンディングパッドと、
前記半導体チップの前記主面に、前記第２のボンディングパッドよりも内側に位置するように配置された第３のボンディングパッドと、
前記第１のプリント配線板の前記第１のボンディングパッドと前記半導体チップの前記第２のボンディングパッドを接続する第１のボンディングワイヤと、
前記第１のプリント配線板に配置された第２のプリント配線板と、
前記第２のプリント配線板に配置された第４のボンディングパッドと、
前記第２のプリント配線板の前記第４のボンディングパッドと前記半導体チップの前記第３のボンディングパッドを接続する第２のボンディングワイヤと、を有し、
前記第１のプリント配線板から前記半導体チップへ供給される電源は、前記第１のボンディングワイヤを介して供給されると共に、前記第２のプリント配線板及び前記第２のボンディングワイヤを介して供給されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第２のプリント配線板にコンデンサが実装されたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１のプリント配線板と前記第２のプリント配線板の間に前記半導体チップが配置され、前記第１のプリント配線板と前記第２のプリント配線板が半田ボールで接続されたことを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２のプリント配線板は前記半導体チップの前記主面の上方に貫通穴を有し、前記穴を通して、前記第２のプリント配線板の前記第４のボンディングパッドと前記半導体チップの前記第３のボンディングパッドが前記第２のボンディングワイヤで接続されたことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２のプリント配線板は前記半導体チップの前記主面の上方に、前記半導体チップよりも幅の狭い部分を有し、前記第２のプリント配線板の前記幅の狭い部分に配置された前記第４のボンディングパッドと前記半導体チップの前記第３のボンディングパッドが前記第２のボンディングワイヤで接続されたことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板上に半導体チップを実装し、ボンディングワイヤで接続する半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置においては、半導体チップの主面に形成された集積回路の規模や機能に応じて、様々なパッケージ構造がある。例えば、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｌｌｅｙ）パッケージといった半導体装置がある。このＢＧＡパッケージの半導体装置は、主面に集積回路が形成された半導体チップと、半導体チップが実装されるプリント配線板と、半導チップとプリント配線板を電気的に接続するためのボンディングワイヤ及び封止樹脂によって構成されている。
【０００３】
半導体チップの外周部には、ボンディングパッドが配置されている。プリント配線板には、半導体チップのボンディングパッドに対応したボンディングパッドが配置され、半導体チップとプリント配線板は、ボンディングワイヤで電気的に接続される。
【０００４】
集積回路の高集積化や多機能化に伴い、半導体チップのボンディングパッド数は増加の一途を辿っている。そのため、半導体チップの外形サイズが大きくなってきている。さらに、半導体チップの動作の高速化に伴い、消費電力が増加している。そのため、電力消費の対する電源供給が不足し、半導体チップ内部では電圧が降下し、回路の動作が不安定になる問題が発生している。
【０００５】
このように回路動作が不安定になる問題に対して、従来の電源供給方法は、図４に示すように、プリント配線板１０２に実装された半導体チップ１０１の主面に配置されたボンディングパッド１０６、１０７同士をボンディングワイヤ１０８で電気的に接続する（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３６３４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術によれば、半導体チップ主面に配置された同一機能のボンディングパッド同士をボンディングワイヤで電気的に接続するため、半導体チップの外形サイズが大きくなるほど、同一機能のボンディングパッドを接続するボンディングワイヤの長さが長くなる。このため、ボンディングワイヤの自己インダクタンスが増加し、安定した電源供給の妨げとなる。特に、高速で動作する半導体チップほど、時間的に急峻な電圧、電流変化が発生する。電流の時間変化が急峻なほど、ボンディングワイヤの自己インダクタンス値は大きくなり、安定した電源供給の妨げとなる。
【０００８】
本発明は、半導体チップの集積回路を安定して動作させるために、半導体チップの内部に安定した電源を供給することのできる半導体装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の半導体装置は、主面を有する半導体チップと、前記半導体チップの前記主面に形成された集積回路と、前記半導体チップを実装された第１のプリント配線板と、前記第１のプリント配線板に配置された第１のボンディングパッドと、前記半導体チップの前記主面に配置された第２のボンディングパッドと、前記半導体チップの前記主面に、前記第２のボンディングパッドよりも内側に位置するように配置された第３のボンディングパッドと、前記第１のプリント配線板の前記第１のボンディングパッドと前記半導体チップの前記第２のボンディングパッドを接続する第１のボンディングワイヤと、前記第１のプリント配線板に配置された第２のプリント配線板と、前記第２のプリント配線板に配置された第４のボンディングパッドと、前記第２のプリント配線板の前記第４のボンディングパッドと前記半導体チップの前記第３のボンディングパッドを接続する第２のボンディングワイヤと、を有し、前記第１のプリント配線板から前記半導体チップへ供給される電源は、前記第１のボンディングワイヤを介して供給されると共に、前記第２のプリント配線板及び前記第２のボンディングワイヤを介して供給されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第２のプリント配線板をプリント配線板上で半導体チップに重ねることで、電源用のボンディングワイヤの長さを短くすることができる。
【００１１】
電源用のボンディングワイヤの長さが短くなると自己インダクタンスを低減することができるので、半導体チップ内部への電源供給が安定し、回路を安定して動作させることが可能となる。
【００１２】
さらに、第２のプリント配線板上にコンデンサを実装することにより、急激な電流変動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、実施例１を示すもので、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は断面図である。この半導体装置は、半導体チップ１と、第１のプリント配線板２と、第２のプリント配線板３とを有し、第１のプリント配線板２と第２のプリント配線板３は、それぞれ半田ボール４ａ、４ｂを有する。第２のプリント配線板３は、半田ボール４ａによって第１のプリント配線板２に接続され、第２のプリント配線板３にはボンディングパッド（第４のボンディングパッド）５が配置される。半導体チップ主面には集積回路を平面的に囲むようにボンディングパッド（第２のボンディングパッド）６が配置され、ボンディングパッド６よりも内側にボンディングパッド（第３のボンディングパッド）７が配置される。ボンディングワイヤ８ａ、８ｂは、それぞれボンディングパッド６、７に接続されている。コンデンサ９は第２のプリント配線板３上に実装される。ボンディングパッド（第１のボンディングパッド）１０は、半導体チップ１のボンディングパッド６に対応するように第１のプリント配線板２に配置され、ボンディングワイヤ（第１のボンディングワイヤ）８ａに接続されるボンディングパッドである。
【００１５】
第１のプリント配線板２と第２のプリント配線板３の間に半導体チップ１が配置され、第１のプリント配線板２と第２のプリント配線板３が半田ボール４ａで接続されている。そして、第２のプリント配線板３に配置されたボンディングパッド５と半導体チップ主面に配置されたボンディングパッド７がボンディングワイヤ（第２のボンディングワイヤ）８ｂで接続される。
【００１６】
上記構成において、第１のプリント配線板２に配置されたボンディングパッド１０から半導体チップ主面の集積回路へ供給される同電位の電源を、第１のプリント配線板２において分岐させる。そして、分岐された電源を、第１のプリント配線板２に半田ボール４ａで電気的に接続された第２のプリント配線板３を介して、半導体チップ主面のボンディングパッド７へボンディングワイヤ８ｂによって供給する。これによって、ボンディングワイヤ８ａと共に電源を供給する電源用のボンディングワイヤ８ｂの長さは、従来例のボンディングワイヤよりも短くなる。
【００１７】
そのため、ボンディングワイヤ８ｂの自己インダクタンスを低減することができ、半導体チップ内部への電源供給が安定し、回路を安定して動作させることができる。
【００１８】
第２のプリント回路板３に配置されたボンディングパッド５の位置を変えることによって、半導体チップ主面のボンディングパッド７と第２のプリント回路板３に配置されたボンディングパッド５との間の距離を調整することが可能である。これによって、ボンディングワイヤ８ｂを任意の長さにすることができ、ボンディングワイヤ８ｂの自己インダクタンスを調整することができる。
【００１９】
また、第２のプリント回路板３の厚みを変えることによって、半導体チップ主面のボンディングパッド７と第２のプリント回路板３に配置されたボンディングパッド５との距離を調整することが可能である。これによって、ボンディングワイヤ８ｂを任意の長さにすることができ、ボンディングワイヤ８ｂの自己インダクタンスを調整することができる。
【００２０】
あるいは、第１のプリント回路板２と第２のプリント回路板３とを接続する半田ボール４ａの大きさを変えることによって、半導体チップ主面のボンディングパッド７と第２のプリント回路板３に配置されたボンディングパッド５との距離を調整することが可能である。これによって、ボンディングワイヤ８ｂを任意の長さにすることができ、ボンディングワイヤ８ｂの自己インダクタンスを調整することができる。
【００２１】
さらに、第２のプリント配線板３上にコンデンサ９が実装されているとよい。図４の従来例のコンデンサ１０９の位置よりも、本実施例のコンデンサ９を半導体チップ１の近くに配置することができ、より急激な電流変動を抑制することができる。
【００２２】
また、第２のプリント配線板３上に実装されたコンデンサ９とボンディングパッド５との距離を変えることによって、ボンディングワイヤ８ｂの自己インダクタンスを調整することができる。
【実施例２】
【００２３】
図２は実施例２を示す断面図である。本実施例において、第２のプリント配線板３は貫通穴１１を有している。貫通穴１１は、半導体チップ１の主面の上に配置されている。貫通穴１１を通して、第２のプリント配線板３に配置されたボンディングパッド５と半導体チップ主面のボンディングパッド７とがボンディングワイヤ８ｂで接続される。
【００２４】
上記構成においては、第１のプリント配線板２から半導体チップ主面の集積回路へ供給される同電位の電源を、第１のプリント配線板２で分岐させる。そして、第１のプリント配線板２に半田ボール４ａで電気的に接続された第２のプリント配線板３を介して、半導体チップ主面のボンディングパッド７へボンディングワイヤ８ｂで電源を供給する。これによって、電源用のボンディングワイヤ８ｂの長さは、従来例よりも短くなる。
【００２５】
そのため、ボンディングワイヤ８ｂの自己インダクタンスを低減することができるので、半導体チップ内部への電源供給が安定し、回路を安定して動作させることができる。
【実施例３】
【００２６】
図３は実施例３を示す斜視図である。本実施例において、第２のプリント配線板３には、半導体チップ１の主面の上方に、半導体チップ１よりも幅の狭い部分３ａを有する。第２のプリント配線板３の幅の狭い部分３ａに配置されたボンディングパッド５と半導体チップ主面のボンディングパッド７がボンディングワイヤ８ｂで接続される。
【００２７】
上記構成において、第１のプリント配線板２から半導体チップ主面の集積回路へ供給される同電位の電源を、第１のプリント配線板２で分岐させる。そして、第１のプリント配線板２に半田ボール４ａで電気的に接続された第２のプリント配線板３を介して、半導体チップ主面のボンディングパッド７へボンディングワイヤ８ｂで電源を供給する。これによって、ボンディングワイヤ８ｂの長さは、従来例よりも短くなる。
【００２８】
そのため、電源用のボンディングワイヤ８ｂの自己インダクタンスを低減することができるので、半導体チップ内部への電源供給が安定し、回路を安定して動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１による半導体装置を示すもので、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図２】実施例２による半導体装置を示す断面図である。
【図３】実施例３による半導体装置を示す斜視図である。
【図４】一従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  半導体チップ
２  第１のプリント配線板
３  第２のプリント配線板
４ａ、４ｂ  半田ボール
５、６、７、１０  ボンディングパッド
８ａ、８ｂ  ボンディングワイヤ
９  コンデンサ
１１  貫通穴
【図１】
2009010151.tif 000003
【図２】
2009010151.tif 000004
【図３】
2009010151.tif 000005
【図４】
2009010151.tif 000006