[go: up one dir, main page]

WO2017138121A1 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2017138121A1
WO2017138121A1 PCT/JP2016/054003 JP2016054003W WO2017138121A1 WO 2017138121 A1 WO2017138121 A1 WO 2017138121A1 JP 2016054003 W JP2016054003 W JP 2016054003W WO 2017138121 A1 WO2017138121 A1 WO 2017138121A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
semiconductor component
terminal
wiring
semiconductor
interposer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/054003
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和之 中川
克司 寺島
土屋 恵太
佐藤 嘉昭
浩享 内田
祐治 萱島
修一 仮屋崎
伸治 馬場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Electronics Corp filed Critical Renesas Electronics Corp
Priority to CN201680069738.0A priority Critical patent/CN108369941A/zh
Priority to KR1020187015776A priority patent/KR20180109850A/ko
Priority to HK18113023.4A priority patent/HK1253883A1/zh
Priority to JP2017566468A priority patent/JP6450864B2/ja
Priority to PCT/JP2016/054003 priority patent/WO2017138121A1/ja
Priority to EP16889823.7A priority patent/EP3416188A4/en
Priority to US16/063,280 priority patent/US10325841B2/en
Priority to TW105136749A priority patent/TW201740537A/zh
Publication of WO2017138121A1 publication Critical patent/WO2017138121A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H10W20/43
    • H10W70/635
    • H10W40/10
    • H10W70/60
    • H10W70/611
    • H10W70/618
    • H10W70/685
    • H10W72/20
    • H10W72/30
    • H10W72/90
    • H10W90/00
    • H10W90/401
    • H10W90/701
    • H10W70/63
    • H10W70/655
    • H10W70/682
    • H10W72/01223
    • H10W72/01235
    • H10W72/01255
    • H10W72/07252
    • H10W72/07553
    • H10W72/227
    • H10W72/252
    • H10W72/354
    • H10W72/537
    • H10W72/859
    • H10W72/877
    • H10W74/15
    • H10W90/722
    • H10W90/724
    • H10W90/734
    • H10W90/753

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor device, for example, a technique effective when applied to a semiconductor device in which a plurality of semiconductor components such as a semiconductor chip are electrically connected to each other via a wiring member.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-99951 (Patent Document 1) and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-179613 (Patent Document 2), two semiconductor chips are electrically connected via a bridging block or a member called a bridge. A connected structure is described.
  • Patent Laying-Open No. 2003-345480 Patent Document 3 describes a structure in which two semiconductor chips are electrically connected via a wiring board.
  • a semiconductor device has a first semiconductor component and a second semiconductor component mounted on a wiring board.
  • the first semiconductor component has a first terminal that transmits a first signal to and from the outside, and a second terminal that transmits a second signal to and from the second semiconductor component.
  • the second semiconductor component has a third terminal for transmitting the second signal to and from the first semiconductor component.
  • the first signal is transmitted at a higher frequency than the second signal.
  • the second terminal of the first semiconductor component and the third terminal of the second semiconductor component are electrically connected via the first wiring member.
  • the first terminal of the first semiconductor component is electrically connected to the wiring substrate via the first bump electrode without passing through the first wiring member.
  • the performance of the semiconductor device can be improved.
  • FIG. 2 is a top view of the semiconductor device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a bottom view of the semiconductor device shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of a connection portion between the semiconductor component and the interposer shown in FIG. 4.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of a connection portion between a semiconductor component different from the semiconductor component shown in FIG. 5 and the interposer among the plurality of semiconductor components shown in FIG. 4.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view showing an example of a single-layer wiring layout among a plurality of wiring layers provided in the wiring board shown in FIG. 4.
  • FIG. 3 is a plan view showing an example of a terminal arrangement on each main surface side of a plurality of semiconductor components shown in FIG. 2.
  • FIG. 7 is a plan view showing an example of the upper surface side of the interposer shown in FIGS. 4 to 6.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a bump electrode that electrically connects the semiconductor component shown in FIGS. 5 and 6 and an interposer. It is an expanded sectional view of the bump electrode which electrically connects the semiconductor component and wiring board shown in FIG.5 and FIG.6.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view showing an example of a single-layer wiring layout among a plurality of wiring layers provided in the wiring board shown in FIG. 4.
  • FIG. 3 is a plan view showing an example of a terminal arrangement on each main surface side of a plurality of semiconductor components shown in FIG. 2.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing a configuration example of a semiconductor device which is a modification example to FIG. 1.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing a configuration example of a semiconductor device which is another modification example of FIG. 1. It is explanatory drawing which expands and shows the periphery of the interposer connected to the memory package shown in FIG. It is explanatory drawing which expands and shows the periphery of the interposer shown in FIG.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram showing an enlargement of the periphery of an interposer that is a modification of FIG. 15.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a periphery of a connection portion between a semiconductor component and an interposer of a semiconductor device which is a modification example of FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a periphery of a connection portion between a semiconductor component and an interposer of a semiconductor device which is another modification example of FIG. 5.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a periphery of a connection portion between a semiconductor component and an interposer of a semiconductor device which is another modification example of FIG. 5.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing a configuration example of a semiconductor device which is another modification example of FIG. 1.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing a configuration example of a semiconductor device which is another modification example of FIG. 1.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing a configuration example of a semiconductor device which is another modification example of FIG. 1.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing a configuration example of a semiconductor device which is another modification example of FIG. 1.
  • FIG. 23 is an explanatory diagram schematically illustrating a configuration example of a semiconductor device that is a modification example of FIG. 22;
  • FIG. 5 is an explanatory diagram schematically illustrating a configuration example of a semiconductor device which is a modification example to FIG. 4.
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view illustrating a modification example of the bump electrode that electrically connects the semiconductor component and the wiring board illustrated in FIG. 11.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram schematically showing a configuration example of a semiconductor device which is another modification example of FIG. 1.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing a configuration example of a semiconductor device which is another modification example of FIG. 1.
  • FIG. 23 is an explanatory diagram schematically illustrating a configuration
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view showing another modified example of the bump electrode that electrically connects the semiconductor component and the wiring board shown in FIG. 11.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a modification example of the memory package illustrated in FIG. 14. It is explanatory drawing which shows typically the structure of the semiconductor device which is an examination example with respect to FIG.
  • X consisting of A is an element other than A unless specifically stated otherwise and clearly not in context. It does not exclude things that contain.
  • the component it means “X containing A as a main component”.
  • silicon member is not limited to pure silicon, but includes a SiGe (silicon-germanium) alloy, other multi-component alloys containing silicon as a main component, and other additives. Needless to say, it is also included.
  • gold plating, Cu layer, nickel / plating, etc. unless otherwise specified, not only pure materials but also members mainly composed of gold, Cu, nickel, etc. Shall be included.
  • hatching or the like may be omitted even in a cross section when it becomes complicated or when it is clearly distinguished from a gap.
  • the contour line of the background may be omitted even if the hole is planarly closed.
  • hatching or a dot pattern may be added in order to clearly indicate that it is not a void or to clearly indicate the boundary of a region.
  • a semiconductor component obtained by forming an integrated circuit on a semiconductor substrate made of a semiconductor material such as silicon (Si) and dividing it into a plurality of pieces is called a semiconductor chip.
  • a semiconductor component having the semiconductor chip, a substrate (for example, a wiring board or a lead frame) on which the semiconductor chip is mounted, and a plurality of external terminals electrically connected to the semiconductor chip is referred to as a semiconductor package.
  • the semiconductor chip and the semiconductor package may be referred to as a semiconductor component or a semiconductor device.
  • a semiconductor component or a semiconductor device is a general term for a semiconductor chip and a semiconductor package.
  • the semiconductor component or the semiconductor device includes one in which a plurality of semiconductor components are mounted on a base material such as a wiring board.
  • a semiconductor device in which a plurality of semiconductor components are mounted on a wiring board is called a semiconductor device. Therefore, in the following embodiments, a semiconductor component means a semiconductor chip or a semiconductor package.
  • Efforts to improve the performance of semiconductor devices include, for example, efforts to improve data processing speed, diversify data processing functions, and improve communication speed.
  • the semiconductor device since the semiconductor device is required to be downsized, it is necessary to suppress the increase in size of the device accompanying the performance improvement when the performance is improved.
  • the wiring member such as the interposer 40 can form a large number of wirings at a high density as compared with a wiring substrate (package substrate) serving as a base material of a semiconductor package. For this reason, when a plurality of semiconductor components are electrically connected to each other via the interposer, an increase in size of the semiconductor device due to the interposer can be suppressed.
  • a wiring member such as an interposer can mount a large number of wiring paths with high density, but the impedance characteristics of each of the plurality of wiring paths deteriorate. For example, since the cross-sectional area of each of the plurality of wiring paths is small, the wiring resistance is large. Further, for example, since impedance values of the plurality of wiring paths are easily affected by the wiring structure, impedance discontinuities are likely to occur in the middle of the signal transmission path. Therefore, when a high-frequency signal is transmitted through the wiring path provided in the interposer, the signal transmission may not be possible due to the impedance characteristic of the wiring path.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram schematically illustrating a configuration example of the semiconductor device according to the present embodiment.
  • FIG. 28 is an explanatory diagram schematically showing a configuration of a semiconductor device which is an example of study with respect to FIG.
  • hatching is omitted even in a cross-sectional view for easy understanding of a configuration example and a circuit configuration example of a semiconductor device.
  • circuits included in the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 are schematically shown by two-dot chain lines, and signal transmission paths connected to the circuits are shown by solid lines.
  • FIG. 1 and 28 schematically show a state in which the semiconductor device is mounted on the mounting board (motherboard) MB1 and is connected to the external device EX1 and the potential supply unit PS1 via the mounting board MB1.
  • the configuration shown in FIG. 1 is an electronic device in which the semiconductor device PKG1 is mounted on the mounting board MB1 and is electrically connected to the external device EX1 via the mounting board MB1.
  • the number of wiring paths included in the semiconductor device PKG1 may be more than the number shown in FIGS.
  • Each of the semiconductor device PKG1 and the semiconductor device PKGh1 (see FIG. 28) illustrated in FIG. 1 includes a wiring substrate 10 that is a package substrate, a semiconductor component 20 and a semiconductor component 30 that are mounted on an upper surface 10t of the wiring substrate 10, and a semiconductor An interposer 40 (interposer 40h in FIG. 28), which is a wiring member that electrically connects the component 20 and the semiconductor component 30, is provided.
  • the interposer (bridge chip) 40 is a wiring member provided with a plurality of wiring paths that electrically connect the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 without using the wiring substrate 10.
  • Each of the semiconductor device PKG1 and the semiconductor device PKGh1 includes an external interface circuit (external input / output circuit) SIF1 that performs signal transmission with the external device EX1, and a core circuit (main circuit) SCR1. ing.
  • the core circuit SCR1 includes an arithmetic processing circuit (arithmetic processing unit) that performs arithmetic processing on the data signal.
  • the core circuit SCR1 may include a circuit other than the arithmetic processing circuit.
  • the semiconductor component 30 includes a core circuit SCR1, and the semiconductor component 20 includes an external interface circuit SIF1.
  • Each of the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 has an internal interface circuit SIF2 electrically connected via the interposer 40.
  • the internal interface circuit SIF2 of the semiconductor component 30 is electrically connected to the arithmetic processing circuit of the core circuit SCR1.
  • the internal interface circuit SIF2 of the semiconductor component 20 is electrically connected to the external interface circuit SIF1.
  • the arithmetic processing circuit of the core circuit SCR1 included in the semiconductor component 30 is electrically connected to the external device EX1 via the internal interface circuit SIF2 and the external interface circuit SIF1 included in the semiconductor component 30.
  • the signal SG1 is transmitted by the serial communication method.
  • the signal SG1 is a serial signal configured for the serial communication method.
  • the signal SG2 is transmitted by the parallel communication method.
  • the signal SG2 is a parallel signal configured for the parallel communication method.
  • the serial communication method is a communication method in which data composed of a plurality of bits is sequentially transmitted bit by bit in a signal transmission path.
  • the parallel communication method is a communication method in which a plurality of configured data is transmitted in parallel as a bit group via a plurality of signal transmission paths.
  • the parallel communication method transfers data via a plurality of signal transmission paths, so that the plurality of signal transmission paths are compared with the serial communication method.
  • Each transmission speed (transmission frequency, operation clock) can be set low.
  • the parallel communication system can simplify the structure of the input / output circuit as compared with the serial communication system. Therefore, when the signal SG2 shown in FIG. 1 is transmitted by the parallel communication method, the structure of the internal interface circuit SIF2 can be simplified. In this case, since the area occupied by the internal interface circuit SIF2 can be reduced, the semiconductor device PKG1 can be downsized.
  • the upper limit of the signal transmission distance is generally shorter in the parallel communication method than in the serial communication method.
  • data is transferred simultaneously through a plurality of signal transmission paths, so that the distance becomes longer by high-speed signal transmission, and synchronization becomes difficult when the skew increases.
  • the input / output circuit requires a conversion circuit that converts the serial communication system and the parallel communication system, and the circuit structure is more complicated than the parallel communication system.
  • the exclusive area of the external interface circuit SIF1 is larger than the exclusive area of the internal interface circuit SIF2.
  • SerDes Serializer / Deserializer
  • the serial communication system data composed of a plurality of bits is sequentially transmitted bit by bit, so that the problem of synchronization due to skew hardly occurs even if the signal transmission distance becomes long.
  • the data transfer speed is improved by increasing the transmission speed (transmission frequency, operation clock) of each of the plurality of signal transmission paths. The number can be reduced. For this reason, it is easy to take measures to reduce the influence of crosstalk noise between adjacent signal transmission paths. For example, if a shield conductor layer capable of supplying a fixed potential is arranged around the signal transmission path, the influence of crosstalk noise between adjacent signal transmission paths can be reduced.
  • the parallel communication method and the serial communication method each have advantages, and the semiconductor device PKG1 can be reduced in size by using the parallel communication method in a portion where the signal transmission distance is short, such as the signal transmission path Lsg2 shown in FIG. Can be On the other hand, the signal transmission distance is relatively long in a portion where a signal is transmitted to the outside of the semiconductor device PKG1 as in the signal transmission path Lsg1. For this reason, it is possible to stably transmit signals by applying a serial communication method to the signal transmission path Lsg1.
  • FIG. 1 typically shows a differential pair of signal transmission paths Lsg1 and one signal transmission path Lsg2.
  • the transmission speed of the differential signal transmission path Lsg1 is 56 Gbps (gigabit per second)
  • a data transfer speed of 1.05 TB / s can be realized by providing 150 signal transmission paths Lsg1.
  • the transmission speed of one signal transmission path Lsg2 is 2 Gbps
  • a data transfer speed of 1.05 TB / s can be realized by providing 4200 signal transmission paths Lsg2.
  • the relationship between the transmission speed and the frequency is 2: 1. Therefore, when the above example is converted into a frequency, when the transmission speed of the signal transmission path Lsg1 is 56 Gbps, the frequency of the signal waveform of the signal SG1 is 28 GHz (gigahertz). When the transmission speed of the signal transmission path Lsg2 is 2 Gbps, the frequency of the signal waveform of the signal SG1 is 1 GHz (gigahertz).
  • the layout restriction between the core circuit SCR1 and the external interface circuit SIF1 becomes large, and the plane area of the semiconductor component 30 (area of the main surface 30t) is increased. growing.
  • at least a part of the multiple signal transmission paths Lsg1 is connected to the semiconductor component 20, and the core circuit SCR1 of the semiconductor component 30 transmits signals to the outside via the semiconductor component 20.
  • an interposer 40h is mounted on the wiring board 10 and the semiconductor component 20 and the interposer 40h are mounted as in the semiconductor device PKGh1 shown in FIG.
  • a method of mounting the semiconductor component 30 is conceivable.
  • the entire semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 are mounted on the interposer 40h.
  • each of the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 included in the semiconductor device PKGh1 is electrically connected to the wiring board 10 via the interposer 40h.
  • the interposer 40h is a wiring member in which a signal transmission path Lsg2 through which the signal SG2 is transmitted by the parallel communication method is formed. For this reason, in the interposer 40h, fine wiring having a small cross-sectional area as compared with the wiring substrate 10 is arranged with high density.
  • the design rule applied in the wiring design of the interposer 40h is compared with the design rule applied in the wiring design of the wiring board 10, and the design criteria for the wiring thickness, the wiring width, and the distance between adjacent wirings. The value is small.
  • the volume of the bump electrode BPh1 connected to the terminal PD1 of the semiconductor component 20 constituting a part of the signal transmission path Lsg1 is the volume of the bump electrode (conductive member) BP1 shown in FIG.
  • the volume is smaller than that of the bump electrode (conductive member) BP2 and the bump electrode (conductive member) BP3.
  • the wiring resistance of the wiring path provided in the interposer 40h is relatively higher than the wiring resistance of the wiring path provided in the wiring board 10. For this reason, in the interposer 40h, signal loss due to wiring resistance is likely to occur compared to the wiring board 10. In addition, since impedance values of the plurality of wiring paths are easily affected by the wiring structure, impedance discontinuities are likely to occur in the middle of the signal transmission path. At the impedance discontinuity point, transmission loss due to signal reflection occurs.
  • the degree of signal loss when signal transmission is performed using a fine wiring path having a small cross-sectional area of the wiring path varies in accordance with the wavelength of the transmitted signal, in other words, the frequency. That is, in the case of a low-frequency signal having a long signal wavelength, there is little loss that occurs when passing through a fine wiring path.
  • the signal loss increases because it is easily affected by loss due to wiring resistance and reflection at impedance discontinuities. That is, in the example shown in FIG.
  • the signal loss that occurs when the signal transmission path Lsg1 that transmits the signal SG1 having a relatively high transmission speed (in other words, the high frequency) passes through the interposer 40h transmits the signal SG2. It is larger than the signal loss that occurs when the signal transmission path Lsg2 passes through the interposer 40h.
  • the signal transmission path Lsg1 for transmitting the signal SG1 is electrically connected between the external interface circuit SIF1 of the semiconductor component 20 and the external device EX1 without passing through the interposer 40. Configured to connect to.
  • the semiconductor component 20 included in the semiconductor device PKG1 includes a terminal PD1 that transmits a signal to the outside (external device EX1) and a terminal PD2 that transmits a signal SG2 to and from the semiconductor component 30.
  • the semiconductor component 30 included in the semiconductor device PKG1 includes a main surface 30t on which a terminal PD3 that transmits the signal SG2 to and from the semiconductor component 20 is disposed.
  • the signal SG1 is transmitted at a higher frequency (higher transmission speed) than the signal SG2.
  • the terminal PD1 of the semiconductor component 20 is electrically connected to the wiring board 10 via the bump electrode BP1 without using the interposer 40.
  • the terminal PD2 of the semiconductor component 20 and the terminal PD3 of the semiconductor component 30 are electrically connected via the interposer 40.
  • the signal transmission path Lsg1 for transmitting the signal SG1 at high speed (high frequency) using the serial communication method is connected to the wiring substrate 10 via the bump electrode BP1 without passing through the interposer 40. Therefore, the signal loss of the high-speed transmission path can be reduced.
  • the signal transmission path Lsg2 for transmitting the signal SG2 between the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 passes through the interposer 40 in which a plurality of wirings are arranged at high density. For this reason, even when the number of signal transmission paths Lsg2 is increased by applying the parallel communication method, an increase in the planar area of the semiconductor device PKG1 can be suppressed.
  • the transmission speed of the signal transmission path Lsg2 is about 2 Gbps, for example, and the frequency of the signal waveform of the signal SG2 is about 1 GHz.
  • the transmission speed is 10 GHz or more, transmission loss in the high frequency band increases and the signal period is shortened. For this reason, since there is no timing margin, it is necessary to suppress the deterioration of the waveform quality.
  • a signal can be transmitted via the interposer 40 if the frequency is about 1 GHz.
  • the signal loss can be greatly reduced by adopting the structure of the signal transmission path Lsg1 that does not pass through the interposer 40. And good waveform quality with reduced impedance mismatch can be obtained.
  • the distance between the terminal PD2 of the semiconductor component 20 and the terminal PD3 of the semiconductor component 30 is smaller than the distance between the terminal PD1 of the semiconductor component 20 and the terminal PD3 of the semiconductor component 30.
  • the terminal PD2 of the semiconductor component 20 is disposed between the terminal PD1 of the semiconductor component 20 and the terminal PD3 of the semiconductor component 30.
  • the transmission distance between the terminal PD2 and the terminal PD3 which are both ends of the signal transmission path Lsg2 through which the signal SG2 is transmitted via the interposer 40 can be shortened.
  • the separation distance between the terminal PD2 of the semiconductor component 20 and the terminal PD3 of the semiconductor component 30 is smaller than the separation distance between the terminal PD1 and the terminal PD2 of the semiconductor component 20.
  • the terminal PD2 of the semiconductor component 20 is disposed closer to the terminal PD3 of the semiconductor component 30 than the terminal PD1 of the semiconductor component 20 in plan view.
  • the transmission distance of the signal transmission path Lsg2 is reduced to the extent that the separation distance between the terminal PD2 of the semiconductor component 20 and the terminal PD3 of the semiconductor component 30 is smaller than the separation distance between the terminal PD1 and the terminal PD2 of the semiconductor component 20. If it is shortened, the above-mentioned problem related to the parallel communication method can be greatly reduced.
  • each of the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 and the interposer are electrically connected via bump electrodes.
  • the terminal PD2 of the semiconductor component 20 is electrically connected to the interposer 40 via the bump electrode BP2.
  • the terminal PD3 of the semiconductor component 30 is electrically connected to the interposer 40 via the bump electrode BP3.
  • Each of the bump electrode BP2 and the bump electrode BP3 is, for example, a solder ball or a conductive member formed in a column shape, as will be described later.
  • the wiring path connected to the semiconductor component 20 may be connected to a transmission path other than the signal transmission path Lsg1 and the signal transmission path Lsg2.
  • the semiconductor component 20 is provided with a terminal PD4 and a terminal PD5 that can supply the ground potential VG1.
  • the semiconductor component 20 can transmit the ground potential VG1 between the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 and the wiring path Lvg1 through which the ground potential VG1 can be supplied from the outside (potential supply unit PS1 in the example shown in FIG. 1).
  • the wiring path Lvg2 is connected.
  • FIG. 1 the example shown in FIG.
  • the ground potential VG1 can be supplied from the potential supply unit PS1 to the external interface circuit SIF1 and the internal interface circuit SIF2 via the terminal PD4.
  • the terminal PD5 is connected to the internal interface circuit SIF2, and the ground potential VG1 is supplied to the terminal PD5 through the internal interface circuit SIF2.
  • the wiring path Lvg1 to which the ground potential VG1 can be supplied can be used as a reference path through which a reference potential for the signal waveform of the signal transmission path Lsg1 is transmitted.
  • the wiring path Lvg1 to which the ground potential is supplied is disposed around the signal transmission path Lsg1, it is used as a shield conductor that suppresses noise generated from the signal transmission path Lsg1 or noise propagation to the signal transmission path Lsg1. can do.
  • the wiring path Lvg2 that can transmit the ground potential VG1 to and from the semiconductor component 30 can be used as a reference path through which the reference potential for the signal waveform of the signal transmission path Lsg2 is transmitted.
  • the wiring path Lvg2 can be used as a shield conductor that suppresses noise generated from the signal transmission path Lsg2 or noise propagation to the signal transmission path Lsg2.
  • the terminal PD4 of the semiconductor component 20 is electrically connected to the wiring substrate 10 via the bump electrode BP4 without passing through the interposer 40.
  • the terminal PD5 of the semiconductor component 20 is electrically connected to the interposer 40 via the bump electrode BP5.
  • the wiring path Lvg ⁇ b> 2 of the interposer 40 is connected to the wiring board 10 via the semiconductor component 20, and is not directly connected to the wiring board 10. In this case, it is not necessary to provide a terminal on the lower surface 40b (see FIG. 5 described later) side of the interposer 40.
  • a terminal is provided between the interposer 40 and the wiring board 10, that is, on the lower surface 40b side of the interposer 40, and the wiring board is interposed via the terminal. 10 and the wiring path Lvg2 may be directly connected. If the ground potential VG1 is supplied from a terminal connected to the wiring board 10, the supply path of the ground potential VG1 increases, so that the potential of the wiring path Lvg2 can be stabilized.
  • the terminal PD4 of the semiconductor component 20 is arranged between the terminal PD1 and the terminal PD2 on the main surface 20t.
  • the terminal PD1 that transmits the signal SG1 to the outside is disposed at a position farther from the interposer 40 than the terminals PD2 and PD4.
  • the signal transmission path Lsg ⁇ b> 1 is drawn out in a direction away from the semiconductor component 30. Thereby, a space for arranging a large number of signal transmission paths Lsg1 can be secured.
  • the terminal PD4 that supplies the ground potential VG1 to the semiconductor component 20 is disposed near the terminal PD5, the supply path distance of the ground potential VG1 when the ground potential VG1 is supplied to the terminal PD5 via the terminal PD4. Becomes shorter. As a result, the potential of the wiring path Lvg2 can be stabilized.
  • the separation distance between the signal transmission path Lsg1 and the wiring path Lvg1 as the reference path is constant. It is preferable. Therefore, some of the plurality of terminals PD4 may be provided in the vicinity of the plurality of terminals PD2. For example, when the plurality of terminals PD1 are provided on the main surface 20t of the semiconductor component 20, some of the plurality of terminals PD4 may be provided between the plurality of terminals PD1.
  • the main surface 20t of the semiconductor component 20 is provided with a terminal PD6 that can supply the power supply potential VD1 from the outside (potential supply unit PS1 in the example shown in FIG. 1).
  • the semiconductor component 20 is connected to a wiring path Lvd1 through which a power supply potential VD1 can be supplied from the outside.
  • the terminal PD6 of the semiconductor component 20 is electrically connected to the wiring substrate 10 via the bump electrode BP6 and not via the interposer 40.
  • the power supply potential VD1 is, for example, a drive power supply potential for driving the external interface circuit SIF1 of the semiconductor component 20, the internal interface circuit SIF2 of the semiconductor component 20, or both. As shown in FIG. 1, since the impedance of the wiring path Lvd1 can be reduced by supplying the power supply potential VD1 directly from the wiring board 10 without using the interposer 40, the power supply potential VD1 is stabilized. be able to.
  • the terminal PD6 of the semiconductor component 20 is disposed between the terminal PD1 and the terminal PD2 on the main surface 20t.
  • the terminal PD1 that transmits the signal SG1 to the outside is disposed at a position farther from the interposer 40 than the terminals PD2 and PD6.
  • the signal transmission path Lsg ⁇ b> 1 is drawn out in a direction away from the semiconductor component 30. Thereby, a space for arranging a large number of signal transmission paths Lsg1 can be secured.
  • the terminal PD6 of the semiconductor component 20 is disposed between the terminal PD1 and the terminal PD4 on the main surface 20t.
  • the terminal PD4 that supplies the ground potential VG1 to the semiconductor component 20 is disposed closer to the terminal PD5 connected to the interposer 40 than the terminals PD1 and PD6.
  • the terminal PD4 that supplies the power supply potential VD1 to the semiconductor component 20 is disposed near the terminal PD5, the supply path of the ground potential VG1 when the ground potential VG1 is supplied to the terminal PD5 via the terminal PD4.
  • the distance becomes shorter.
  • the potential of the wiring path Lvg2 can be stabilized.
  • the semiconductor component 30 since the core circuit SCR1 of the semiconductor component 30 communicates with the outside via the external interface circuit SIF1 of the semiconductor component 20 as described above, the semiconductor component 30 is electrically connected to the wiring board 10 without passing through the interposer 40. Whether it is done is not limited.
  • the semiconductor component 30 includes a terminal PD7 that can supply the ground potential VG1 and a terminal PD8 that can supply the power supply potential VD2 from the outside (potential supply unit PS1 in the example shown in FIG. 1). Has been.
  • the semiconductor component 30 is connected to a wiring path Lvd2 that can supply the power supply potential VD1 from the outside and a wiring path Lvd2 that can supply the power supply potential VD2 from the outside.
  • the terminal PD7 of the semiconductor component 30 is electrically connected to the wiring board 10 via the bump electrode BP7 and not via the interposer 40. Further, the terminal PD8 of the semiconductor component 30 is electrically connected to the wiring board 10 via the bump electrode BP8 without using the interposer 40.
  • the power supply potential VD2 is, for example, a drive power supply potential for driving the core circuit SCR1 of the semiconductor component 30, the internal interface circuit SIF2 of the semiconductor component 30, or both. As shown in FIG. 1, since the impedance of the wiring path Lvd2 can be reduced by directly supplying the power supply potential VD2 from the wiring board 10 without using the interposer 40, the power supply potential VD2 is stabilized. be able to.
  • the semiconductor component 30 and the wiring board 10 may not be directly connected, and the power supply potential VD2 and the ground potential VG1 may be supplied via the interposer 40.
  • the semiconductor component is provided with a terminal PD9 connected to the interposer 40 and capable of supplying the ground potential VG1.
  • the terminal PD9 constitutes a part of the wiring path Lvg2 that can transmit the ground potential VG1 between the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30.
  • the wiring path Lvg2 capable of transmitting the ground potential VG1 between the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 can be used as a reference path through which the reference potential for the signal waveform of the signal transmission path Lsg2 is transmitted.
  • the wiring path Lvg2 can be used as a shield conductor that suppresses noise generated from the signal transmission path Lsg2 or noise propagation to the signal transmission path Lsg2.
  • FIG. 2 is a top view of the semiconductor device shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is a bottom view of the semiconductor device shown in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the connection portion between the semiconductor component and the interposer shown in FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of a connection portion between a semiconductor component different from the semiconductor component shown in FIG. 5 and the interposer among the plurality of semiconductor components shown in FIG.
  • the number of terminals is reduced for easy viewing.
  • the number of solder balls 11 shown in FIG. 3 may be larger than the number shown in FIG.
  • the number of solder balls 11 shown in FIG. 3 may be larger than the number shown in FIG.
  • FIG. 4 representatively shows a part of the plurality of wirings included in each of the wiring board 10 and the interposer 40.
  • the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 included in the semiconductor device PKG1 of the present embodiment are mounted on the upper surface 10t of the wiring board 10, respectively.
  • the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 each form a quadrangle and are arranged side by side so as to face each other in plan view.
  • the wiring board 10 has a quadrangular shape in plan view.
  • the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 are, for example, a semiconductor substrate made of a semiconductor material such as silicon, a plurality of semiconductor elements formed on the main surface of the semiconductor substrate, and the main surface of the semiconductor substrate. And a plurality of terminals electrically connected to the plurality of semiconductor elements through the wiring layer.
  • the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 are not limited to semiconductor chips, and there are various modifications.
  • a semiconductor chip stacked body in which a plurality of semiconductor chips are stacked, or a semiconductor package in which a semiconductor chip is mounted on a wiring material such as a wiring board is used as the semiconductor component 20 or the semiconductor component 30 shown in FIGS. It may be used.
  • a semiconductor device PKG3 shown in FIG. 13 described later may further include a semiconductor component 60 in addition to the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30B.
  • an interposer 40 is disposed between the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 in plan view. Specifically, a part of the interposer 40 is disposed between the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30, the other part of the interposer 40 overlaps with the semiconductor component 20, and the other part of the interposer 40 is a semiconductor component. It overlaps with 30.
  • the interposer 40 and the semiconductor component 20 are electrically connected in the portion where the interposer 40 and the semiconductor component 20 overlap, and the interposer 40 and the semiconductor component 30 are connected in the portion where the interposer 40 and the semiconductor component 30 overlap. Electrically connected.
  • the semiconductor component 30 includes the core circuit SCR1 including an arithmetic processing circuit.
  • the core circuit SCR1 includes various circuits necessary for executing the functions of the semiconductor device PKG1 in addition to the arithmetic processing circuit.
  • a storage circuit that temporarily stores received data or data before transmission may be included.
  • an external interface circuit that transmits signals to the outside without passing through the semiconductor component 20 may be provided.
  • a circuit for supplying power for driving various circuits may be included.
  • SoC System-on-a-Chip
  • an external interface circuit SIF1 is formed in the semiconductor component 20, and functions mainly as a relay component that relays signal transmission between the external device EX1 and the semiconductor component 20.
  • the exclusive area of the external interface circuit SIF1 is smaller than the exclusive area of the core circuit SCR1 of the semiconductor component 30.
  • the plane area of the semiconductor component 20 is smaller than the plane area of the semiconductor component 30.
  • the core circuit SCR1 may be formed in the semiconductor component 20.
  • the planar area of the semiconductor component 20 is increased.
  • the plane area of the semiconductor component 30 can be reduced.
  • the planar areas of the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 may be the same.
  • the plane area of the semiconductor component 20 may be larger than the plane area of the semiconductor component 30.
  • the plane area of the interposer 40 is smaller than the plane area of the semiconductor component 20 and the plane area of the semiconductor component 30.
  • the plane area of the interposer 40 is preferably smaller than the plane area of the semiconductor component 20 and the plane area of the semiconductor component 30.
  • the flat area of the interposer 40 has various modifications according to the number and layout of signal transmission paths formed in the interposer 40. For example, if the space for routing the wiring increases, the plane area of the interposer 40 may increase. In this case, the plane area of the interposer 40 may be larger than the plane area of the semiconductor component 20 or the semiconductor device 30. Even when the plane area of the interposer 40 is larger than the plane area of the semiconductor component 20 or the semiconductor device 30, the semiconductor component 20 preferably has a portion that does not overlap the interposer 40 in plan view.
  • the semiconductor component 20 and the wiring substrate 10 are electrically connected via a plurality of bump electrodes (conductive members) 51.
  • Each of the plurality of bump electrodes 51 is a conductive member that electrically connects the semiconductor component 20 and the wiring substrate 10, and is disposed between the semiconductor component 20 and the wiring substrate 10.
  • the plurality of bump electrodes 51 includes a bump electrode BP1 connected to the terminal PD1 shown in FIG.
  • the plurality of bump electrodes 51 includes a bump electrode BP4 connected to the terminal PD4 shown in FIG.
  • the plurality of bump electrodes 51 include a bump electrode BP6 connected to the terminal PD6 shown in FIG.
  • the semiconductor component 30 and the wiring board 10 are electrically connected via a plurality of bump electrodes (conductive members) 52.
  • Each of the plurality of bump electrodes 52 is a conductive member that electrically connects the semiconductor component 30 and the wiring substrate 10, and is disposed between the semiconductor component 30 and the wiring substrate 10.
  • the plurality of bump electrodes 52 include a bump electrode BP7 connected to the terminal PD7 shown in FIG.
  • the plurality of bump electrodes 53 include a bump electrode BP8 connected to the terminal PD8 shown in FIG.
  • the semiconductor component 20 is mounted on the wiring substrate 10 by a so-called face-down mounting method with the main surface 20t of the semiconductor component 20 and the upper surface 10t of the wiring substrate 10 facing each other.
  • the semiconductor component 30 is mounted on the wiring substrate 10 by a so-called face-down mounting method in a state where the main surface 30t of the semiconductor component 30 and the upper surface 10t of the wiring substrate 10 face each other.
  • Each of the bump electrode 51 and the bump electrode 52 shown in FIG. 4 is, for example, a solder ball or a metal member formed in a column shape.
  • the bump electrodes 51 and the bump electrodes 52 can be arranged in a narrow gap (for example, a center-to-center distance of about 150 ⁇ m to 200 ⁇ m) in a narrow gap (for example, about 100 ⁇ m) between the semiconductor components 20 and 30 and the wiring board 10.
  • a narrow gap for example, a center-to-center distance of about 150 ⁇ m to 200 ⁇ m
  • a narrow gap for example, about 100 ⁇ m
  • the terminal 21 of the semiconductor component 20 and the bonding pad 16 of the wiring substrate 10 arranged so as to face each other are electrically connected via a bump electrode 51. Further, the terminal 31 of the semiconductor component disposed so as to face each other and the bonding pad 16 of the wiring substrate 10 are electrically connected via the bump electrode 52.
  • a flip chip connection method Such a method of electrically connecting terminals facing each other via a bump electrode is called a flip chip connection method.
  • the semiconductor component 20 and the interposer 40 and the semiconductor component 30 and the interposer 40 are electrically connected via a plurality of bump electrodes (conductive members) 53.
  • Each of the plurality of bump electrodes 53 is a conductive member that electrically connects the interposer 40 and the semiconductor component 20 or the semiconductor component 30, and is between the interposer 40 and the semiconductor component 20 and between the interposer 40 and the semiconductor component 30. They are arranged in between.
  • the plurality of bump electrodes 53 include a bump electrode BP2 connected to the terminal PD2 shown in FIG. Further, the plurality of bump electrodes 53 include a bump electrode BP3 connected to the terminal PD3 shown in FIG. Further, the plurality of bump electrodes 53 include a bump electrode BP5 connected to the terminal PD5 shown in FIG.
  • the bump electrode 53 is a solder ball or a metal member formed in a column shape.
  • the semiconductor component 20 and the interposer 40, and the semiconductor component 30 and the interposer 40 are electrically connected by a flip chip connection method. That is, as shown in FIG. 5, the terminals 22 of the semiconductor component 20 and the bonding pads (terminals, relay board terminals) 41 of the interposer 40 disposed so as to face each other are electrically connected via the bump electrodes 53. It is connected. As shown in FIG. 6, the terminals 32 of the semiconductor components arranged so as to face each other and the bonding pads (terminals, relay board terminals) 42 of the interposer 40 are electrically connected via the bump electrodes 53. Has been.
  • the bonding pad 41 shown in FIG. 5 and the bonding pad 42 shown in FIG. 6 are electrically connected to each other via a wiring 43 included in the interposer 40. That is, the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 shown in FIG. 4 are electrically connected via the wiring 43 of the interposer 40.
  • the interposer 40 is located between the semiconductor component 20 and the wiring substrate 10 in the thickness direction (that is, the Z direction orthogonal to the upper surface 10t of the wiring substrate 10), and the semiconductor component. 30 and a portion located between the wiring board 10. As shown in FIG. 5, a gap is provided between the lower surface 40b of the interposer 40 and the upper surface 10t of the wiring board 10, and a resin body 55 is disposed in the gap.
  • the height of the bump electrode 53 (the length in the Z direction shown in FIG. 4) is set to the bump electrode 51.
  • the height of the bump electrode 52 (the length in the Z direction shown in FIG. 4).
  • the height (thickness) of each of the bump electrode 51 and the bump electrode 52 is about 100 ⁇ m.
  • each bump electrode 53 has a height (thickness) of about 30 ⁇ m.
  • each of the plurality of bump electrodes 53 constitutes a part of the signal transmission path Lsg2 described with reference to FIG. 1, a large number of bump electrodes 53 are arranged with high density.
  • Each of the plurality of bump electrodes 53 is arranged at a pitch with a center-to-center distance of about 10 ⁇ m to 30 ⁇ m, for example. Therefore, the width of the bump electrode 53, that is, the length in the X direction orthogonal to the Z direction shown in FIGS. 5 and 6 is about 5 ⁇ m to 20 ⁇ m. For this reason, the volume of the bump electrode 53 is smaller than the volume of the bump electrode 51 (see FIG. 5) and the bump electrode 52 (see FIG. 6).
  • each of the plurality of bump electrodes 51, the plurality of bump electrodes 52, and the plurality of bump electrodes 53 is sealed with a resin body.
  • each of the plurality of bump electrodes 51 and the plurality of bump electrodes 52 is sealed with a resin body 55.
  • Each of the plurality of bump electrodes 53 is sealed with a resin body 56 different from the resin body 55.
  • Each of the resin body 55 and the resin body 56 is less elastic than the bump electrode 51, the bump electrode 52, and the bump electrode 53.
  • the resin body 55 and the resin body 56 function as a stress relaxation layer that suppresses the occurrence of stress concentration on any of the bump electrode 51, the bump electrode 52, and the bump electrode 53. Then, by suppressing the occurrence of stress concentration on any of the bump electrode 51, the bump electrode 52, and the bump electrode 53, the characteristic deterioration of the signal transmission path Lsg1 and the signal transmission path Lsg2 described with reference to FIG. Or disconnection can be suppressed. That is, according to this embodiment, the reliability of the signal transmission path can be improved by sealing each of the plurality of bump electrodes constituting the signal transmission path with the resin.
  • the bump electrode 53 is sealed with a resin body 56 different from the resin body 55 that seals the bump electrode 51 and the bump electrode 52.
  • the resin body 55 and the resin body 56 have, for example, different constituent components. Or the resin body 55 and the resin body 56 differ in the mixing ratio of a component, for example.
  • the resin body 55 and the resin body 56 are formed at different timings, for example, and a boundary surface 56s as shown in FIGS. 5 and 6 is formed between the resin body 55 and the resin body 56.
  • the resin body 55 and the resin body 56 may have a plurality of differences among the above-described differences.
  • the resin bodies 55 and 56 may be the same resin material.
  • the bump electrode 53 is different from the bump electrode 51 and the bump electrode 52 in height and volume. For this reason, the conditions for resin-sealing the bump electrode 53 and the conditions for resin-sealing the bump electrode 51 and the bump electrode 52 are different. Therefore, as in the present embodiment, if the bump electrode 53 is sealed with a resin body 56 different from the resin body 55 that seals the bump electrode 51 and the bump electrode 52, the resin body 55 and the resin body The 56 stress relaxation functions described above can be optimized.
  • FIG. 7 is an enlarged plan view showing an example of a single-layer wiring layout among a plurality of wiring layers provided in the wiring board shown in FIG.
  • FIG. 8 is a plan view showing an example of a terminal arrangement on each main surface side of the plurality of semiconductor components shown in FIG.
  • the outline of the interposer 40 is indicated by a two-dot chain line.
  • FIG. 9 is a plan view showing an example of the upper surface side of the interposer shown in FIGS.
  • a plurality of wirings 43 arranged in the wiring layer M2 and the wiring layer M3 shown in FIGS. 5 and 6 are indicated by two-dot chain lines.
  • the wiring board 10 of the semiconductor device PKG1 includes a lower surface (surface, mounting surface) 10b located on the opposite side of the upper surface (surface, chip mounting surface) 10t.
  • a plurality of solder balls (external terminals) 11 that are external terminals of the semiconductor device PKG1 are arranged in a matrix (array, matrix) on the lower surface 10b of the wiring board 10 that is the mounting surface of the semiconductor device PKG1. Arranged).
  • Each of the plurality of solder balls 11 is connected to a land (external terminal) 12 (see FIG. 4).
  • a semiconductor device in which a plurality of external terminals (solder balls 11 and lands 12) are arranged in a matrix on the mounting surface side like the semiconductor device PKG1 is referred to as an area array type semiconductor device. Since the area array type semiconductor device PKG1 can effectively use the mounting surface (lower surface 10b) side of the wiring substrate 10 as a space for arranging external terminals, the mounting area of the semiconductor device PKG1 is increased even if the number of external terminals increases. It is preferable at the point which can suppress increase of this. In other words, the semiconductor device PKG1 in which the number of external terminals increases with higher functionality and higher integration can be mounted in a space-saving manner.
  • the wiring board 10 has a side surface 10s disposed between the upper surface 10t and the lower surface 10b.
  • the wiring board 10 is a board provided with a plurality of wiring paths for transmitting electrical signals and potentials (power supply potential, reference potential, or ground potential) between the semiconductor device PKG1 and the mounting substrate MB1 (see FIG. 1).
  • the wiring board 10 has a plurality of wiring layers (eight layers in the example shown in FIG. 4) that electrically connect the upper surface 10t side and the lower surface 10b side.
  • the plurality of wirings 13 provided in each wiring layer are covered with an insulating layer 14 that insulates between the plurality of wirings 13 and between adjacent wiring layers.
  • the wiring board 10 shown in FIG. 4 is a so-called multilayer wiring board having a plurality of laminated wiring layers.
  • the wiring board 10 includes a total of eight wiring layers including wiring layers L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, and a wiring layer L8 in order from the upper surface 10t side.
  • Each of the plurality of wiring layers has a conductor pattern such as the wiring 13, and adjacent conductor patterns are covered with an insulating layer 14.
  • the number of wiring layers included in the wiring board 10 is not limited to the example illustrated in FIG. 4, and may be, for example, less than eight layers or more than eight layers.
  • the wiring substrate 10 has a core layer (core material, core insulating layer, insulating layer) 14 c as a base material, and a plurality of wiring layers are laminated on the upper surface and the lower surface of the core layer 14 c. It has a structure.
  • the core layer 14c is an insulating layer serving as a base material of the wiring board 10, and is made of, for example, an insulating material in which a fiber material such as glass fiber is impregnated with a resin material such as an epoxy resin.
  • stacked on each of the upper surface and lower surface of the core layer 14c consists of organic insulating materials, such as a thermosetting resin, for example.
  • stacked on the upper surface and lower surface of the core layer 14c is formed by the buildup method, for example.
  • a so-called coreless substrate that does not include the core layer 14 c may be used.
  • the wiring board 10 is provided between the wiring layers, and the via wiring 15VW that is an interlayer conductive path that connects the stacked wiring layers in the thickness direction, and the conductive path that penetrates the core layer 14c in the thickness direction.
  • Through-hole wiring 15TW As described above, when the coreless substrate is used as described above, the through-hole wiring 15TW may not be provided.
  • a plurality of bonding pads (substrate terminals, semiconductor component connection terminals) 16 are formed on the upper surface 10 t of the wiring substrate 10.
  • the wiring 13 provided in the uppermost wiring layer (wiring layer L 1 on the uppermost surface 10 t side) is formed integrally with the bonding pad 16.
  • the bonding pad 16 can be considered as a part of the wiring 13.
  • the portion exposed from the insulating film 17 on the upper surface 10t of the wiring substrate 10 is defined as the bonding pad 16 and the portion covered with the insulating film 17 is defined as the wiring 13. Can do.
  • solder ball connection pads 12 are formed on the lower surface 10b of the wiring board 10. Solder balls 11 are connected to each of the plurality of lands 12, and the mounting substrate MB1 and the semiconductor device PKG1 shown in FIG. 1 are electrically connected via the solder balls 11 shown in FIG. That is, the plurality of solder balls 11 function as external connection terminals of the semiconductor device PKG1.
  • the plurality of solder balls 11 and the plurality of lands 12 are electrically connected to the plurality of bonding pads 16 on the upper surface 10 t side via the plurality of wirings 13 of the wiring substrate 10.
  • the wiring 13 provided in the lowermost wiring layer (the wiring layer on the lowermost surface 10 b side) is formed integrally with the land 12.
  • the land 12 can be considered as a part of the wiring 13.
  • the portion exposed from the insulating film 17 on the lower surface 10 b of the wiring substrate 10 can be defined as the land 12, and the portion covered with the insulating film 17 can be defined as the wiring 13. .
  • the land 12 itself may function as an external connection terminal.
  • the solder balls 11 are not connected to the lands 12, and each of the lands 12 is exposed from the insulating film 17 on the lower surface 10 b of the wiring substrate 10.
  • a thin solder film may be connected instead of the ball-shaped solder ball 11, and this solder film may function as an external connection terminal.
  • a gold (Au) film formed by, for example, a plating method may be formed on the exposed surface, and this gold film may be used as an external connection terminal.
  • the external connection terminal may be formed in a pin shape (bar shape).
  • the upper surface 10 t and the lower surface 10 b of the wiring substrate 10 are covered with an insulating film (solder resist film) 17.
  • the wiring 13 formed on the upper surface 10 t of the wiring substrate 10 is covered with an insulating film 17.
  • An opening is formed in the insulating film 17, and at least a part (bonding region) of the plurality of bonding pads 16 is exposed from the insulating film 17 in the opening.
  • the wiring 13 formed on the lower surface 10 b of the wiring substrate 10 is covered with an insulating film 17.
  • An opening is formed in the insulating film 17, and at least a part of the plurality of lands 12 (joined portions with the solder balls 11) is exposed from the insulating film 17 in the opening.
  • a differential signal is transmitted through the signal transmission path Lsg1 shown in FIG.
  • differential signals signals having opposite phases are transmitted to two wiring paths forming a pair.
  • the signal transmission path Lsg1 includes a differential signal transmission path DSp and a differential signal transmission path DSn that form a differential pair. It is preferable that the differential signal transmission path DSp and the differential signal transmission path DSn constituting the differential pair are as equally spaced as possible. For this reason, the wirings 13 constituting each of the differential signal transmission path DSp and the differential signal transmission path DSn extend along each other.
  • each of the via wiring 15VW and the wiring 13 constituting each of the differential signal transmission path DSp and the differential signal transmission path DSn has an equal distance between the differential signal transmission path DSp and the differential signal transmission path DSn. It is laid out to become.
  • the periphery of the conductor pattern (the wiring 13 and the via wiring 15VW) constituting the signal transmission path Lsg1 is surrounded by the wiring path Lvg1 to which the ground potential VG1 can be supplied in plan view.
  • the wiring path Lvg1 is configured by a conductor plane 13P that is a conductor pattern having a larger area than the wiring 13.
  • the conductor plane 13P which is a part of the wiring path Lvg1 to which the ground potential is supplied around the signal transmission path Lsg1 suppresses noise generated from the signal transmission path Lsg1 or noise propagation to the signal transmission path Lsg1. It can be used as a shield conductor.
  • a wiring path Lvg1 to which a ground potential is supplied is provided around the signal transmission path Lsg1 along the wiring path of the signal transmission path Lsg1.
  • the conductor plane 13P that is a part of the wiring path Lvg1 to which the ground potential is supplied around the signal transmission path Lsg1 can be used as a reference path for transmitting a reference potential for the signal waveform of the signal transmission path Lsg1. it can.
  • the semiconductor component 20 includes a semiconductor substrate (base material) 23 having a main surface 23t, and a wiring layer 24 disposed between the main surface 23t and the main surface 20t.
  • the semiconductor component 30 includes a semiconductor substrate (base material) 33 having a main surface 33t, and a wiring layer 34 disposed between the main surface 33t and the main surface 30t.
  • the wiring layers 24, 34 are shown for ease of viewing, but the wiring layers 24, 34 are less than or equal to the wiring layers M 1, M 2, M 3 of the interposer 40. A plurality of wiring layers having a thickness of 2 are stacked.
  • a plurality of wirings are formed in each of the plurality of wiring layers 24 and 34.
  • the plurality of wirings are covered with an insulating layer that insulates between the plurality of wirings and between adjacent wiring layers.
  • the insulating layer is an inorganic insulating layer made of an oxide of a semiconductor material such as silicon oxide (SiO).
  • a plurality of semiconductor elements such as transistor elements or diode elements are formed on the main surfaces 23t and 33t of the semiconductor substrates 23 and 33 provided in each of the plurality of semiconductor components 20 and 30.
  • the plurality of semiconductor elements are electrically connected to the plurality of terminals 21 and the plurality of terminals 22 formed on the main surface 20 t side via the plurality of wirings of the wiring layer 24.
  • the plurality of semiconductor elements are electrically connected to the plurality of terminals 31 and the plurality of terminals 32 formed on the main surface 30 t side through the plurality of wirings of the wiring layer 34. ing.
  • a plurality of terminals (electrodes, component electrodes, pads) 21 and a plurality of terminals (electrodes, component electrodes, pads) 22 are formed on the wiring layer 24 of the semiconductor component 20 shown in FIG.
  • Each of the plurality of terminals 21 is a terminal electrically connected to the bonding pad 16 of the wiring substrate 10 via the bump electrode 51.
  • Each of the plurality of terminals 22 is a terminal electrically connected to the bonding pad 41 of the interposer 40 via the bump electrode 53.
  • a part of each of the plurality of terminals 21 and the plurality of terminals 22 is exposed from the passivation film 25, which is a protective insulating film, on the main surface 20 t of the semiconductor component 20.
  • the bump electrode 51 is bonded to a portion of the terminal 21 exposed from the passivation film 25.
  • a plurality of terminals (electrodes, component electrodes, pads) 31 and a plurality of terminals (electrodes, component electrodes, pads) 32 are formed on the wiring layer 34 of the semiconductor component 30 shown in FIG.
  • Each of the plurality of terminals 31 is a terminal electrically connected to the bonding pad 16 of the wiring substrate 10 via the bump electrode 52.
  • Each of the plurality of terminals 32 is a terminal electrically connected to the bonding pad 42 of the interposer 40 through the bump electrode 53.
  • a part of each of the plurality of terminals 31 and the plurality of terminals 32 is exposed from the passivation film 35, which is a protective insulating film, on the main surface 30 t of the semiconductor component 30.
  • the bump electrode 52 is bonded to a portion of the terminal 31 exposed from the passivation film 35.
  • each of the plurality of terminals 22 is disposed closer to the terminal 32 of the semiconductor component 30 than the plurality of terminals 21.
  • each of the plurality of terminals 32 is disposed closer to the terminal 22 of the semiconductor component 20 than the plurality of terminals 31.
  • the plurality of terminals 21 included in the semiconductor component 20 include a plurality of terminals PD1, terminals PD4, and terminals PD6 described with reference to FIG.
  • the plurality of terminals 22 included in the semiconductor component 20 include a plurality of terminals PD2 and a plurality of terminals PD5 described with reference to FIG.
  • the plurality of terminals 31 included in the semiconductor component 30 include a plurality of terminals PD7 and a plurality of terminals PD8 described with reference to FIG.
  • the plurality of terminals 32 included in the semiconductor component 30 include the plurality of terminals PD2 described with reference to FIG.
  • the terminal PD1 is a terminal that transmits a signal to the outside (external device EX1 shown in FIG. 1).
  • the plurality of terminals PD1 are arranged on the main surface 20t of the semiconductor component 20 at positions where the distance to the semiconductor component 30 or the interposer 40 is relatively far compared to other terminals. ing.
  • the main surface 20t of the semiconductor component 20 has a side 20s1 facing the semiconductor component 30 and a side 20s2 opposite to the side 20s1, and each of the plurality of terminals PD1 is disposed closer to the side 20s2 than the side 20s1.
  • a space for arranging the signal transmission path Lsg1 connected to each of the plurality of terminals PD1 is ensured, so that the wiring layout of the signal transmission path Lsg1 is facilitated.
  • the terminal PD2 is a terminal that transmits signals to and from the semiconductor component 30.
  • the plurality of terminals PD ⁇ b> 2 are arranged on the main surface 20 t of the semiconductor component 20 at positions where the distance to the semiconductor component 30 is relatively shorter than other terminals.
  • each of the plurality of terminals PD1 is disposed closer to the side 20s1 than the side 20s2 of the main surface 20t of the semiconductor component 20.
  • each of the plurality of terminals PD ⁇ b> 2 is disposed between the plurality of terminals PD ⁇ b> 1 of the semiconductor component 20 and the plurality of terminals PD ⁇ b> 3 of the semiconductor component 30 in plan view.
  • the transmission distance of the signal transmission path Lsg2 connected to each of the plurality of terminals PD2 can be shortened. Then, by shortening the transmission distance of the signal transmission path Lsg2 through which the signal is transmitted by the parallel communication method, the problem of synchronization due to skew, the problem of increase in transmission loss, or the problem of crosstalk noise can be suppressed.
  • each of the plurality of terminals PD2 of the semiconductor component 20 is disposed closer to the plurality of terminals PD3 of the semiconductor component 20 than the plurality of terminals PD1 of the semiconductor component 20 in plan view. .
  • the transmission distance of the signal transmission path Lsg2 shown in FIG. 1 can be shortened. Then, by shortening the transmission distance of the signal transmission path Lsg2, the problem of synchronization due to skew, the problem of increased transmission loss, or the problem of crosstalk noise can be suppressed.
  • each of the terminal PD4 and the terminal PD5 is a terminal to which the ground potential VG1 can be supplied.
  • each of the plurality of terminals PD4 is disposed between the plurality of terminals PD1 and the plurality of terminals PD5 in plan view.
  • the ground potential VG1 is supplied to the terminal PD5 via the terminal PD4.
  • the supply path distance of the ground potential VG1 is shortened. As a result, the potential of the wiring path Lvg2 can be stabilized.
  • the wiring path Lvg1 when used as a reference path for transmitting a reference potential for the signal waveform of the signal transmission path Lsg1, the signal transmission path Lsg1 and the wiring as the reference path It is preferable that the distance from the path Lvg1 is constant. Therefore, some of the plurality of terminals PD4 may be provided in the vicinity of the plurality of terminals PD2. For example, when the plurality of terminals PD1 are provided on the main surface 20t of the semiconductor component 20, some of the plurality of terminals PD4 may be provided between the plurality of terminals PD1.
  • a plurality of terminals PD5 and a plurality of terminals PD2 are arranged in this order from the side 20s2 side along the X direction on the main surface 20t of the semiconductor component 20.
  • the plurality of terminals PD2 can be arranged close to the side 20s1, the transmission distance of the signal transmission path Lsg2 shown in FIG. 1 can be shortened.
  • the wiring path Lvg2 shown in FIG. 1 is used as a reference path for transmitting a reference potential for the signal waveform of the signal transmission path Lsg2, the distance between the signal transmission path Lsg2 and the wiring path Lvg2 as the reference path Is preferably constant. Therefore, some of the plurality of terminals PD5 may be provided in the vicinity of the plurality of terminals PD2. For example, when the plurality of terminals PD2 are provided on the main surface 20t of the semiconductor component 20, some of the plurality of terminals PD5 may be provided between the plurality of terminals PD2.
  • the terminal PD6 is a terminal to which the power supply potential VD1 can be supplied.
  • the plurality of terminals PD6 of the semiconductor component 20 are disposed between the plurality of terminals PD1 and the plurality of terminals PD2 in plan view.
  • the terminal PD1 can be preferentially arranged on the side 20s2 side of the main surface 20t, and the side of the main surface 20t
  • the terminal PD2 can be preferentially arranged on the 20s1 side.
  • the plurality of terminals PD6 of the semiconductor component 20 are disposed between the plurality of terminals PD1 and the plurality of terminals PD4 in plan view.
  • the terminal PD4 that supplies the power supply potential VD1 to the semiconductor component 20 is disposed near the terminal PD5
  • the ground potential VG1 is supplied to the terminal PD5 via the terminal PD4.
  • the supply path distance of the ground potential VG1 is shortened.
  • the potential of the wiring path Lvg2 can be stabilized.
  • sequence of each of the terminal 21, the terminal 22, the terminal 31, and the terminal 32 is shown in illustration.
  • the bump electrode 51 is connected to a position facing the terminal 21.
  • the bump electrode 52 is connected to a position facing the terminal 31.
  • the bump electrode 53 is connected to a position facing the terminal 22 (see FIG. 5) or the terminal 32 (see FIG. 6). Therefore, the layout of the terminal 21, the terminal 22, the terminal 31, and the terminal 32 shown in FIG. 8 can be regarded as the layout of the bump electrode 51, the bump electrode 52, and the bump electrode 53 shown in FIG. .
  • the interposer 40 includes a plurality of bonding pads 41 (see FIG. 5) connected to the semiconductor component 20 and a plurality of bonding pads 42 (see FIG. 6) connected to the semiconductor component 30. It has an upper surface (surface, relay terminal arrangement surface) 40t, a lower surface (surface, rear surface) 40b opposite to the upper surface 40t, and a side surface 40s (see FIGS. 5 and 6) disposed between the upper surface 40t and the lower surface 40b. . Further, the interposer 40 has a rectangular outer shape in plan view as shown in FIGS.
  • the interposer 40 includes a semiconductor substrate (base material) 44 having a main surface 44t, and a plurality of wiring layers arranged between the main surface 44t and the upper surface 40t.
  • the interposer 40 includes a total of three wiring layers of wiring layers M1, M2 and wiring layer M3 in order from the upper surface 40t side.
  • the number of wiring layers provided in the interposer 40 is not limited to the example illustrated in FIG. 5, and may be, for example, less than three layers or more than three layers.
  • Each of the plurality of wiring layers has a plurality of conductor patterns such as the wiring 43, and each of the conductor patterns is covered with an insulating layer 45 that insulates between the plurality of wirings and between adjacent wiring layers.
  • the insulating layer 45 is an inorganic insulating layer made of an oxide of a semiconductor material such as silicon oxide (SiO).
  • the wiring layer M1 provided in the uppermost layer has a plurality of bonding pads 41 (see FIG. 5) and a plurality of bonding pads 42 (see FIG. 6). Is arranged.
  • the wiring layer M1 is provided on the insulating layer 45 and is covered with a passivation film 46 which is a protective insulating film.
  • each of the plurality of bonding pads 41 and the plurality of bonding pads 42 is exposed from the passivation film 46 in the opening formed in the passivation film 46.
  • the bump electrode 52 shown in FIGS. 5 and 6 is bonded to a portion exposed from the passivation film 46 in each of the bonding pad 41 (see FIG. 5) and the bonding pad 42 (see FIG. 6).
  • the plurality of bonding pads 41 and the plurality of bonding pads 42 are electrically connected to each other through a plurality of wirings 43.
  • the plurality of wiring paths configured by the plurality of bonding pads 41, the plurality of bonding pads 42, and the plurality of wirings 43 that electrically connect them include the plurality of signal transmission paths Lsg2 described with reference to FIG. It is. Further, the plurality of wiring paths constituted by the plurality of bonding pads 41, the plurality of bonding pads 42, and the plurality of wirings 43 that electrically connect them include the wiring path Lvg2 described with reference to FIG. .
  • the technique for forming a plurality of conductor patterns in the wiring layer provided on the main surface 44t of the semiconductor substrate 44 can utilize a technique for forming an integrated circuit on a semiconductor wafer.
  • the wiring width and the arrangement interval can be easily reduced.
  • the interposer 40 is formed using a semiconductor wafer, a large number of interposers 40 can be manufactured at once, so that the manufacturing efficiency is good.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a bump electrode that electrically connects the semiconductor component shown in FIGS. 5 and 6 and the interposer.
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a bump electrode that electrically connects the semiconductor component shown in FIGS. 5 and 6 and the wiring board.
  • the bump electrode 53 that electrically connects the semiconductor component 20 or the semiconductor component 30 and the interposer 40 among the bump electrode 51, the bump electrode 52, and the bump electrode 53 illustrated in FIG.
  • the conductor column 53A is a part of the bump electrode 53 mainly composed of a metal material such as copper (Cu) or nickel (Ni), and is called a pillar bump.
  • the width of the conductor column 53A (the length in the plane direction (X direction in FIG. 10) along the extending direction of the main surface 20t or the main surface 30t) is the height (thickness direction orthogonal to the plane direction) of the conductor column 53A.
  • the conductor pillar 53A is formed by a method such as film formation, plating, or printing of a conductor in an opening formed in a mask (not shown), for example. Therefore, for example, if a photolithography technique used when forming an integrated circuit on a semiconductor wafer is used, a large number of conductor pillars 53A can be formed with a narrow arrangement interval.
  • the solder layer 53B is a conductive connection member that electrically connects the conductor column 53A and a terminal to be connected (in FIG. 10, the terminal 22 or the terminal 23), and includes an upper surface 53t and a lower surface of the conductor column 53A. It is connected to at least one of 53b.
  • the solder layer 53B is bonded to the upper surface 53t of the conductor column 53A, and the lower surface 53b of the conductor column 53A is bonded to the bonding pad 41 (or the bonding pad 42).
  • the solder layer 53B may be bonded to the lower surface 53b of the conductor column 53A, and the upper surface 53t of the conductor column 53A may be bonded to the terminal 22 (or the terminal 32).
  • the bump electrode 53 may be formed of a solder material like the bump electrodes 51 and 52 shown in FIG.
  • the bump electrode 52 and the bump electrode 52 are made of a solder material formed in a ball shape.
  • the bump electrode 51 and the bump electrode 52 made of a solder material are called solder balls.
  • the bump electrode 51 and the bump electrode 52 formed of solder balls have characteristics that are easily deformed when heated, as compared with the conductor column 53A. For this reason, even if the separation distance between the plurality of terminals 21 and the plurality of bonding pads 16 varies, the solder balls are deformed so that the plurality of terminals 21 and the plurality of bonding pads 16 can be connected to each other. .
  • the bump electrode made of a solder ball has a larger allowable margin for variation in the distance between the terminals than the bump electrode made of a conductor column.
  • a part of the interposer 40 is provided between the semiconductor component 20 and the wiring substrate 10 and between the semiconductor component 30 and the wiring substrate 10 in the thickness direction.
  • the distance between the terminal 21 and the bonding pad 16 shown in FIG. 11 or the distance between the terminal 31 and the bonding pad 16 is larger than the thickness of the interposer 40. If the distance between the terminals increases, the distance between the terminals tends to vary. Therefore, the semiconductor component 20 or the semiconductor component 30 and the wiring board 10 are interposed via the bump electrodes 51 and the bump electrodes 52 made of solder balls. It is effective to electrically connect the two.
  • the structure of the bump electrode 51 and the bump electrode 52 can be applied similarly to the bump electrode 53 shown in FIG. 10, a structure including a conductor post 53 ⁇ / b> A and a solder layer 53 ⁇ / b> B may be used.
  • a larger number of bump electrodes 51 and 52 can be arranged with a smaller arrangement interval than in the case of using solder balls. For this reason, even if the number of bump electrodes 51 and bump electrodes 52 is increased, an increase in size of the semiconductor device PKG1 (see FIG. 4) can be suppressed.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram schematically showing a configuration example of a semiconductor device which is a modification example of FIG.
  • the semiconductor device PKG2 shown in FIG. 12 is different from the semiconductor component 30 shown in FIG. 1 in that the semiconductor component 30A includes the external interface circuit SIF3 in addition to the core circuit SCR1. It differs from the device PKG1.
  • FIG. 1 illustrates an example in which the arithmetic processing circuit included in the core circuit SCR1 of the semiconductor component 30 communicates with the outside via the external interface circuit SIF1 of the semiconductor component 20.
  • the semiconductor component 30A may include the external interface circuit SIF3.
  • the core circuit SCR1 since the core circuit SCR1 includes a plurality of circuits including an arithmetic processing circuit, the core circuit SCR1 may include a plurality of arithmetic processing circuits.
  • some of the plurality of arithmetic processing circuits included in the plurality of core circuits SCR1 are externally connected to the outside (FIG. 1) via terminals PD9 arranged on the main surface 30t of the semiconductor component 30A.
  • the signal SG3 may be transmitted to the external device EX2).
  • the method of transmitting the signal SG3 between the external device EX2 and the external interface circuit SIF3 using the signal transmission path Lsg3 is preferably a serial communication system, like the signal transmission path Lsg1.
  • the signal SG3 is transmitted at a higher frequency (higher transmission rate) than the signal SG2.
  • the terminal PD9 of the semiconductor component 30A is electrically connected to the wiring board 10 via the bump electrode BP9 without using the interposer 40. It is preferable. Thereby, the signal loss in the signal transmission path Lsg3 which is a high-speed transmission path can be reduced.
  • the number of signal transmission paths Lsg3 is preferably smaller than the number of signal transmission paths Lsg1.
  • the number of terminals PD9 is smaller than the number of terminals PD1. Is preferred. Thereby, the enlargement of the semiconductor device PKG2 can be suppressed.
  • the semiconductor device PKG2 shown in FIG. 12 is the same as the semiconductor device PKG1 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above.
  • the semiconductor component 30A shown in FIG. 12 is the same as the semiconductor component 30 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above. For this reason, except for the above differences, the semiconductor component 30 can be applied by replacing the semiconductor component 30A, and the semiconductor device PKG1 can be replaced by the semiconductor device PKG2.
  • FIG. 1 illustrates an embodiment in which the number of semiconductor components mounted on the wiring board 10 is two, the number of semiconductor components mounted on the wiring board 10 may be three or more.
  • the semiconductor component 20, the semiconductor component 30B, and the semiconductor component 60 are mounted on the upper surface 10t of the wiring board 10.
  • FIG. 13 is an explanatory view schematically showing a configuration example of a semiconductor device which is another modified example with respect to FIG.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing an enlargement of the periphery of the interposer connected to the memory package shown in FIG.
  • the semiconductor component 60 is a memory package including a memory circuit (main memory circuit), and the semiconductor component 30B includes a control circuit that controls the memory circuit.
  • the control circuit is included in, for example, the core circuit SCR1 shown in FIG.
  • each of the semiconductor component 60 and the semiconductor component 30B is electrically connected via an interposer 40A that is a wiring member similar to the interposer 40.
  • the semiconductor device PKG3 includes a system that operates by transmitting a signal between the semiconductor component 30B and the semiconductor component 60.
  • the semiconductor component 60 includes a memory circuit (main memory circuit, memory circuit) SME1 that stores data communicated with the semiconductor component 30B.
  • the semiconductor component 30B includes a control circuit that controls the operation of the main memory circuit of the semiconductor component 60.
  • the semiconductor component 30B includes an arithmetic processing circuit that performs arithmetic processing on the input data signal.
  • main circuits such as an arithmetic processing circuit and a control circuit are shown as a core circuit SCR1.
  • the circuit included in the core circuit SCR1 may include circuits other than those described above.
  • an auxiliary storage circuit storage circuit having a storage capacity smaller than that of the main storage circuit of the semiconductor component 60, such as a cache memory that temporarily stores data, may be formed in the semiconductor component 30B.
  • the semiconductor component 30B includes an internal interface circuit SIF4 that transmits a signal SG4 to and from the semiconductor component 60 in addition to the internal interface circuit SIF2 that transmits the signal SG2 to and from the semiconductor component 20.
  • the semiconductor component 60 includes an internal interface circuit SIF4 that transmits a signal SG4 to and from the semiconductor component 30B.
  • the control circuit of the semiconductor component 30B receives signals from the semiconductor component 60 via the internal interface circuit SIF4 and the interposer 40A (specifically, the plurality of signal transmission paths Lsg4 provided in the interposer 40A) connected to the internal interface circuit SIF4. Can be transmitted.
  • the memory circuit SME1 shown in FIG. 13 can be formed in the core circuit SCR1 of the semiconductor component 30B.
  • the memory circuit SME1 is formed in the semiconductor component 60 different from the semiconductor component 30B, the following points are preferable. That is, the exclusive area of the memory circuit SME1 increases in proportion to the storage capacity. For this reason, when the memory circuit SME1 is formed in the semiconductor component 30B, the planar area (area of the main surface 30t) of the semiconductor component 30B varies greatly according to the required storage capacity.
  • the plane area of the semiconductor component 30B can be made almost constant regardless of the storage capacity required for the system.
  • the semiconductor component 60 in which the memory circuit SME1 is formed does not have a complicated circuit such as an arithmetic processing circuit in addition to the memory circuit SME1, the internal interface circuit SIF4, and the power supply circuit.
  • a complicated circuit such as an arithmetic processing circuit in addition to the memory circuit SME1, the internal interface circuit SIF4, and the power supply circuit.
  • an increase in the planar area (area of the main surface 60t) of the semiconductor component 60 proportional to the storage capacity can be suppressed.
  • FIG. 27 is an explanatory diagram showing a modification of the memory package shown in FIG.
  • the signal transmission path Lsg4 is a wiring path for transmitting the signal SG4 by, for example, a parallel communication method, like the signal transmission path Lsg2. Therefore, the interposer 40A can have the same structure as the interposer 40.
  • the main surface 30t of the semiconductor component 30B has a terminal PD3 (see FIG. 13) for transmitting a signal SG2 (see FIG. 13) with the semiconductor component 20 (see FIG. 13).
  • a terminal PD10 (see FIG. 14) that transmits the signal SG4 to and from the semiconductor component 60 is disposed.
  • the semiconductor component 60 has a main surface 60t on which a terminal PD11 that transmits a signal SG4 to and from the semiconductor component 30B is disposed.
  • the wiring path connected to the semiconductor component 60 may be connected to a transmission path other than the signal transmission path Lsg4.
  • the terminal PD12 and the terminal PD13 that can supply the ground potential VG1 are arranged on the main surface 60t of the semiconductor component 60.
  • the semiconductor component 60 can transmit the ground potential VG1 between the semiconductor component 60 and the semiconductor component 30B, and the wiring path Lvg4 through which the ground potential VG1 can be supplied from the outside (potential supply unit PS1 in the example shown in FIG. 14).
  • the wiring path Lvg5 is connected. In the example shown in FIG.
  • the ground potential VG1 can be supplied from the potential supply unit PS1 to the memory circuit SME1 and the internal interface circuit SIF4 via the terminal PD12.
  • the terminal PD13 is connected to the internal interface circuit SIF4, and the ground potential VG1 is supplied to the terminal PD13 through the internal interface circuit SIF4.
  • the wiring path Lvg5 to which the ground potential VG1 can be supplied can be used as a reference path through which a reference potential for the signal waveform of the signal transmission path Lsg4 is transmitted. Further, when the wiring path Lvg5 to which the ground potential is supplied is arranged around the signal transmission path Lsg4, it is used as a shield conductor that suppresses noise generated from the signal transmission path Lsg4 or noise propagation to the signal transmission path Lsg4. can do.
  • the terminal PD12 of the semiconductor component 60 is electrically connected to the wiring substrate 10 via the bump electrode BP12 without passing through the interposer 40A.
  • the terminal PD13 of the semiconductor component 60 is electrically connected to the interposer 40A via the bump electrode BP13.
  • the wiring path Lvg5 of the interposer 40A is connected to the wiring board 10 via the semiconductor component 30B and the semiconductor component 60, and is not directly connected to the wiring board 10. In this case, it is not necessary to provide a terminal on the lower surface 40b side of the interposer 40A.
  • a terminal is provided between the interposer 40A and the wiring board 10, that is, on the lower surface 40b side of the interposer 40A, and the wiring board is interposed via the terminal. 10 and the wiring path Lvg5 may be directly connected. If the ground potential VG1 is supplied from a terminal connected to the wiring board 10, the supply path of the ground potential VG1 increases, so that the potential of the wiring path Lvg5 can be stabilized.
  • a terminal PD14 capable of supplying the power supply potential VD1 from the outside (potential supply unit PS1 in the example shown in FIG. 13) is disposed on the main surface 60t of the semiconductor component 60.
  • the semiconductor component 60 is connected to a wiring path Lvd3 through which a power supply potential VD3 can be supplied from the outside.
  • the terminal PD14 of the semiconductor component 60 is electrically connected to the wiring board 10 via the bump electrode BP14 and not via the interposer 40A.
  • the power supply potential VD3 is, for example, a drive power supply potential for driving the memory circuit SME1 of the semiconductor component 60, the internal interface circuit SIF4 of the semiconductor component 60, or both.
  • the impedance of the wiring path Lvd3 can be reduced by supplying the power supply potential VD3 directly from the wiring board 10 without using the interposer 40A, the power supply potential VD3 is stabilized. be able to.
  • the terminal PD12 of the semiconductor component 60 is disposed between the terminal PD14 and the terminal PD13.
  • the supply path distance of the ground potential VG1 is short when the ground potential VG1 is supplied to the terminal PD13 via the terminal PD12. Become.
  • the potential of the wiring path Lvg5 can be stabilized.
  • the semiconductor device PKG3 shown in FIG. 13 is the same as the semiconductor device PKG1 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above.
  • the semiconductor component 30B shown in FIG. 13 is the same as the semiconductor component 30 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above.
  • the interposer 40A shown in FIG. 13 is the same as the interposer 40 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above. Therefore, except for the above differences, the semiconductor component 30 can be replaced with the semiconductor component 30A, the interposer 40 can be replaced with the interposer 40A, and the semiconductor device PKG1 can be replaced with the semiconductor device PKG3.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram showing an enlargement of the periphery of the interposer shown in FIG.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram showing an enlargement of the periphery of an interposer that is a modification of FIG.
  • the distance D1 between the terminal PD2 of the semiconductor component 20 and the terminal PD3 of the semiconductor component 30 is equal to or greater than the distance D2 between the terminal PD2 and the terminal PD4 of the semiconductor component 20. If the separation distance D1 between the terminal PD2 of the semiconductor component 20 and the terminal PD3 of the semiconductor component 30 is increased, the space for routing the wiring configuring the signal transmission path Lsg2 can be increased.
  • the distance D1 between the terminal PD2 of the semiconductor component 20 and the terminal PD3 of the semiconductor component 30 is smaller than the distance D2 between the terminal PD2 and the terminal PD4 of the semiconductor component 20.
  • the transmission path distance of the signal transmission path Lsg2 of the interposer 40B included in the semiconductor device PKG4 illustrated in FIG. 16 is shorter than the transmission path distance of the signal transmission path Lsg2 of the interposer 40 included in the semiconductor device PKG1 illustrated in FIG.
  • the semiconductor device PKG4 shown in FIG. 16 is the same as the semiconductor device PKG1 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above.
  • the interposer 40B shown in FIG. 16 is the same as the interposer 40 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above. Therefore, except for the above differences, the interposer 40 can be replaced with the interposer 40B, and the semiconductor device PKG1 can be replaced with the semiconductor device PKG4.
  • FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of a connection portion between a semiconductor component and an interposer of a semiconductor device which is a modification to FIG.
  • the semiconductor device PKG5 shown in FIG. 17 is different from the semiconductor device PKG1 shown in FIG. 5 in that a cavity 10c is formed in a part on the upper surface 10t side of the wiring board 10A. Further, the thickness of the semiconductor substrate 44 included in the interposer 40C illustrated in FIG. 17 is thicker than the thickness of the semiconductor substrate 44 included in the interposer 40 illustrated in FIG. In this case, the strength of the interposer 40C is higher than the strength of the interposer 40. For this reason, the total value of the thickness of the interposer 40C and the height of the bump electrode 53 is larger than the separation distance between the upper surface 10t of the wiring board 10 and the main surface 20t of the semiconductor component 20.
  • the interposer 40C and the semiconductor component 20 are connected by disposing a part of the interposer 40C (a part including at least the lower surface 40b) in the cavity 10c. be able to.
  • the factor that the total value of the thickness of the interposer 40C and the height of the bump electrode 53 is larger than the separation distance between the upper surface 10t of the wiring substrate 10 and the main surface 20t of the semiconductor component 20 is the semiconductor substrate 44.
  • the thickness is not limited.
  • the thickness of the interposer 40 may increase due to an increase in the number of wiring layers of the interposer 40.
  • the height of the bump electrode 53 may be higher than the example shown in FIG. Even when the distance between the upper surface 10t of the wiring board 10 and the main surface 20t of the semiconductor component 20 is smaller than the example shown in FIG.
  • the total value of the thickness of the interposer 40 and the height of the bump electrode 53 is The distance between the upper surface 10t of the wiring board 10 and the main surface 20t of the semiconductor component 20 is larger.
  • the semiconductor device PKG5 shown in FIG. 17 if the cavity 10c is provided in a part on the upper surface 10t side of the wiring board 10A, a part of the interposer 40 is connected to the wiring board 10 and the semiconductor component. A structure arranged between 20 can be used.
  • FIG. 17 has been described as a modified example with respect to FIG. 5, the same applies to the relationship with the semiconductor component 30 shown in FIG. That is, in this modification, the part described as the semiconductor component 20 may be read as the semiconductor component 30 and applied.
  • the semiconductor device PKG5 shown in FIG. 17 is the same as the semiconductor device PKG1 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above.
  • the interposer 40C shown in FIG. 17 is the same as the interposer 40 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above. For this reason, except for the above differences, the interposer 40 can be replaced with the interposer 40C and the semiconductor device PKG1 can be replaced with the semiconductor device PKG5.
  • FIGS. 5 and 6 In the example shown in FIGS. 5 and 6, no terminal or electrode is provided on the lower surface 40 b of the interposer 40. All terminals of the interposer 40 are arranged on the upper surface 40t side. However, as a modification to FIGS. 5 and 6, a terminal 47 may be provided on the lower surface 40b side as in the interposer 40D included in the semiconductor device PKG6 shown in FIG.
  • FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of a connection portion between a semiconductor component and an interposer of a semiconductor device which is another modification example of FIG.
  • the interposer 40D includes a plurality of through electrodes 48 that penetrate the semiconductor substrate 44 in the thickness direction (the direction from one surface to the other surface of the main surface 44t and the lower surface 40b).
  • the plurality of through electrodes 48 are conductive paths formed by embedding a conductor such as copper (Cu) in a through hole formed to penetrate the semiconductor substrate 44 in the thickness direction.
  • the through electrode 48 has one end connected to the terminal 47 formed on the lower surface 40b and the other end connected to the wiring 43 of the wiring layer M3.
  • the bump electrode 54 is, for example, a solder ball described with reference to FIG. 11 or a conductor post described with reference to FIG.
  • the signal transmission path Lsg1 shown in FIG. 1 is connected to the terminal PD1. That is, it is preferable to be connected to the semiconductor component 20 without using the interposer 40D. If the signal transmission path Lsg1 for transmitting the signal SG1 at high speed (high frequency) using the serial communication system is connected to the wiring board 10 via the bump electrode BP1 without passing through the interposer 40D, the signal of the high speed transmission path Loss can be reduced.
  • FIG. 18 has been described as a modified example of FIG. 5, the same applies to the relationship with the semiconductor component 30 shown in FIG. That is, in this modification, the part described as the semiconductor component 20 may be read as the semiconductor component 30 and applied.
  • the semiconductor device PKG6 shown in FIG. 18 is the same as the semiconductor device PKG1 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above.
  • the interposer 40D shown in FIG. 18 is the same as the interposer 40 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above. For this reason, except for the above differences, the interposer 40 can be replaced with the interposer 40D, and the semiconductor device PKG1 can be replaced with the semiconductor device PKG6.
  • FIG. 19 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of a connection portion between a semiconductor component and an interposer of a semiconductor device which is another modification example of FIG.
  • the interposer 40E included in the semiconductor device PKG7 shown in FIG. 19 is a so-called multilayer wiring board including a plurality of wiring layers stacked.
  • the interposer 40E includes a total of five wiring layers, that is, wiring layers M1, M2, M3, M4, and a wiring layer M5 in order from the upper surface 40t side.
  • Each of the plurality of wiring layers has a conductor pattern such as the wiring 43, and adjacent conductor patterns are covered with an insulating layer 45.
  • the number of wiring layers provided in the interposer 40E is not limited to the example illustrated in FIG. 4, and may be, for example, less than five layers or more than five layers.
  • the plurality of wiring layers provided in the interposer 40E are electrically connected via via wiring that is an interlayer conductive path.
  • the insulating layer 45 is made of an organic insulating material such as a thermosetting resin.
  • the insulating layer 45 may be formed of a glass material (inorganic insulating material) such as silicon dioxide (SiO 2 ).
  • the flatness of the insulating layer 45 constituting the base of each wiring layer can be improved, so that the wiring width of the plurality of wirings 43 can be reduced or the plurality of wirings 43 can be reduced. Can be made higher than the arrangement density of the wirings 13 of the wiring board 10.
  • a plurality of bonding pads 41 are formed on the upper surface 40t of the interposer 40E. Although not shown in FIG. 19, the bonding pad 42 described with reference to FIG. 6 and FIG. 9 is also formed on the upper surface 40 t of the interposer 40. Each of the plurality of bonding pads 41 (and bonding pads 42) is electrically connected to the semiconductor component 20 via the bump electrode 53. A plurality of terminals 47 are formed on the lower surface 40b of the interposer 40E. Each of the plurality of terminals 47 is electrically connected to the wiring board 10 via the bump electrode 54. Bonding pad 41 (and bonding pad 42) and terminal 47 are electrically connected to each other through a plurality of wiring layers of interposer 40E. That is, the semiconductor device PKG7 has a wiring path through which the wiring substrate 10 and the semiconductor component 20 are electrically connected via the interposer 40E.
  • the power supply potentials VD1, VD2 or the ground potential VG1 shown in FIG. 1 can be supplied via the terminals 47 and the bump electrodes 54 connected to the terminals 47 disposed on the lower surface 40b. . In this case, the power supply potentials VD1, VD2 or the ground potential VG1 supplied via the terminal 47 can be stabilized.
  • the signal transmission path Lsg1 shown in FIG. 1 is connected to the terminal PD1 as in the above-described modification 5. That is, it is preferable to be connected to the semiconductor component 20 without using the interposer 40D. If the signal transmission path Lsg1 for transmitting the signal SG1 at high speed (high frequency) using the serial communication system is connected to the wiring board 10 via the bump electrode BP1 without passing through the interposer 40D, the signal of the high speed transmission path Loss can be reduced.
  • a core insulating layer made of an insulating material in which a fiber material such as glass fiber is impregnated with a resin material such as an epoxy resin may be disposed between the plurality of wiring layers shown in FIG. In this case, the strength of the interposer 40E can be improved.
  • the bonding pad 41 and the terminal 47 are electrically connected through a through-hole wiring that penetrates the core insulating layer.
  • FIG. 19 has been described as a modified example with respect to FIG. 5, the same applies to the relationship with the semiconductor component 30 shown in FIG. That is, in this modification, the part described as the semiconductor component 20 may be read as the semiconductor component 30 and applied.
  • the semiconductor device PKG7 shown in FIG. 19 is the same as the semiconductor device PKG1 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above.
  • the interposer 40E shown in FIG. 19 is the same as the interposer 40 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above. Therefore, except for the above differences, the interposer 40 can be replaced with the interposer 40E, and the semiconductor device PKG1 can be replaced with the semiconductor device PKG7.
  • FIG. 20 is an explanatory view schematically showing a configuration example of a semiconductor device which is another modification example of FIG.
  • the semiconductor device PKG8 shown in FIG. 20 has a plurality of terminals PD7A and terminals PD8A of the semiconductor component 30 that are electrically connected to the wiring board 10 via the interposer 40F, in that the semiconductor device PKG1 shown in FIG. Is different.
  • a plurality of terminals 47 are arranged on the lower surface 40b of the interposer 40F.
  • the structure of the interposer 40D described with reference to FIG. 18 or the structure of the interposer 40E described with reference to FIG. 19 can be applied.
  • the semiconductor component 30C is provided with a terminal PD7A that can supply the ground potential VG1 and a terminal PD8A that can supply the power supply potential VD2 from the outside (potential supply unit PS1 in the example shown in FIG. 20).
  • the terminal PD7A of the semiconductor component 30 is electrically connected to the interposer 40F via the bump electrode BP7A.
  • the terminal PD7A is electrically connected to the wiring board 10 via the terminal 47 of the interposer 40F.
  • the terminal PD8A of the semiconductor component 30C is electrically connected to the interposer 40F via the bump electrode BP8A.
  • the terminal PD8A is electrically connected to the wiring board 10 via the terminal 47 of the interposer 40F.
  • the semiconductor device PKG8 shown in FIG. 20 is the same as the semiconductor device PKG1 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above.
  • a semiconductor component 30C shown in FIG. 20 is the same as the semiconductor component 30 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above.
  • the interposer 40F shown in FIG. 20 is the same as the interposer 40 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above. For this reason, except for the above differences, the semiconductor component 30 can be replaced with the semiconductor component 30C, the interposer 40 can be replaced with the interposer 40F, and the semiconductor device PKG1 can be replaced with the semiconductor device PKG8.
  • FIG. 21 is an explanatory view schematically showing a configuration example of a semiconductor device which is another modification example of FIG.
  • the interposer which is a wiring board having a plurality of wires insulated from each other, is described as a wiring member that electrically connects the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30.
  • a wiring member for electrically connecting the semiconductor component 20 and the semiconductor component 30 one end portion is a terminal PD2 (or terminal PD5) of the semiconductor component as in the wiring member 40G included in the semiconductor device PKG9 shown in FIG.
  • the other end may be constituted by a plurality of wires 40W connected to the terminal PD3 (or terminal PD9) of the semiconductor component 30.
  • the plurality of wires 40W are preferably sealed with a resin body (see, for example, the resin body 56 shown in FIG. 4).
  • FIG. 22 is an explanatory view schematically showing a configuration example of a semiconductor device which is another modified example with respect to FIG.
  • FIG. 23 is an explanatory diagram schematically showing a configuration example of a semiconductor device which is a modification example of FIG.
  • the capacitor C1 may be disposed at a position overlapping the semiconductor component 30 in the thickness direction between the upper surface 10t and the lower surface 10b of the wiring board 10B.
  • a capacitor C1 shown in FIG. 22 is a substrate built-in type capacitor disposed between the upper surface 10t and the lower surface 10b of the wiring substrate 10B.
  • One electrode of the capacitor C1 is connected to the wiring path Lvd2, and the other electrode is connected to the wiring path Lvg3.
  • the capacitor C1 is arranged in parallel in a wiring path that supplies driving power to the core circuit SCR1 (for example, an arithmetic processing circuit).
  • the capacitor C1 can function as a bypass capacitor that bypasses the noise (signal) included in the wiring path Lvd2 toward the wiring path Lvg3.
  • the capacitor C1 is a decoupling capacitor that reduces the influence of impedance components included in the wiring path Lvd2 and the wiring path Lvg3 by reducing the loop (path distance) of the current flowing through the core circuit SCR1 of the semiconductor component 30. Can function. Further, by connecting the capacitor C1 in the vicinity of the circuit that consumes the supplied power, it is possible to function as a battery that suppresses the phenomenon that the drive voltage drops instantaneously.
  • the capacitor C1 may be mounted after the wiring board 10 is completed, so that the manufacturing process can be simplified as compared with the substrate built-in type capacitor shown in FIG.
  • the substrate built-in capacitor C1 shown in FIG. 22 is used, the wiring path distance between the capacitor C1 and the core circuit SCR1 can be shortened as compared with the surface-mounted capacitor.
  • the semiconductor device PKG10 in which the capacitor C1 is disposed at a position overlapping the semiconductor component 30 in the thickness direction further stabilizes the power supply potential VD2 supplied to the core circuit SCR1 as compared with the semiconductor device PKG1. Can be made.
  • the capacitor C1 overlaps the core circuit SCR1 in the thickness direction as shown in FIG.
  • the semiconductor device PKG10 shown in FIG. 22 is the same as the semiconductor device PKG1 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above.
  • a wiring board 10B shown in FIG. 20 is the same as the wiring board 10 described with reference to FIGS. 1 to 11 except for the differences described above. Therefore, except for the above differences, the wiring board 10 can be replaced with the wiring board 10B, and the semiconductor device PKG1 can be replaced with the semiconductor device PKG10.
  • FIG. 24 is an explanatory view schematically showing a configuration example of a semiconductor device which is a modification example of FIG. 2 and 4, the embodiment in which the back surface 20b of the semiconductor component 20 and the back surface 30b of the semiconductor component 30 are exposed has been described.
  • the heat sink 70 may be attached to the back surface 20b of the semiconductor component 20 and the back surface 30b of the semiconductor component 30 as in the semiconductor device PKG12 illustrated in FIG.
  • the heat dissipation component 70 is a metal plate, and is bonded and fixed to the back surface 20b of the semiconductor component 20 and the back surface 30b of the semiconductor component 30 via an adhesive 71.
  • the adhesive 71 may be a resin adhesive, but from the viewpoint of improving heat dissipation, a plurality of heat dissipation materials made of a heat dissipation material having higher thermal conductivity than the base material, such as metal particles and carbon particles in the resin material. These particles are preferably contained.
  • the height from the upper surface 10t of the wiring board 10 to the back surface 20b of the semiconductor component 20 is the same as the height from the upper surface 10t of the wiring board 10 to the back surface 30b of the semiconductor component 30.
  • the heat sink 70 is attached to the back surface 20 b of the semiconductor component 20 and the back surface 30 b of the semiconductor component 30.
  • the height from the upper surface 10t of the wiring board 10 to the back surface 20b of the semiconductor component 20 may be different from the height from the upper surface 10t of the wiring board 10 to the back surface 30b of the semiconductor component 30.
  • the heat dissipation component 70 is attached to at least the back surface 30 b of the semiconductor component 30.
  • the semiconductor component 30 has the core circuit SCR ⁇ b> 1 and is more likely to generate heat than the semiconductor component 20. Therefore, the heat dissipation of the semiconductor device PKG12 can be improved by attaching the heat dissipation component 70 to the semiconductor component 30 that generates a relatively large amount of heat.
  • ⁇ Modification 11> 25 and 26 are enlarged cross-sectional views showing modifications to the bump electrodes that electrically connect the semiconductor component and the wiring board shown in FIG.
  • the terminal 21 of the semiconductor component 20 and the bonding pad 16 of the wiring substrate 10 are electrically connected via the bump electrode 51 made of a solder material, and the terminal 31 of the semiconductor component 30 and the wiring substrate 10 are connected.
  • the example in which the bonding pad 16 is electrically connected via the bump electrode 51 made of a solder material has been described. Various modifications can be applied to the structures of the bump electrode 51 and the bump electrode 52.
  • the terminal 21 (or the terminal 31) and the bonding pad 16 are electrically connected via the bump electrode 57 including the conductive column 57A and the solder layer 57B. It may be.
  • FIG. 25 exemplifies an embodiment having an SMD (solder mask definition) structure in which a part of the bonding pad 16 is covered with an insulating film 17.
  • SMD solder mask definition
  • a wiring board comprising a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface; A first main surface and a first back surface located on the opposite side of the first main surface, wherein the first main surface and the first surface of the wiring substrate face each other.
  • a first semiconductor component mounted on the surface; A second main surface and a second back surface located on the opposite side of the second main surface; and the first main surface of the wiring board in a state where the second main surface and the first surface of the wiring board face each other.
  • a first wiring member comprising a plurality of wiring paths that electrically connect the first semiconductor component and the second semiconductor component;
  • the first main surface of the first semiconductor component has a first terminal and a second bump that are electrically connected to the wiring board via the first bump electrode and not through the first wiring member.
  • a second terminal electrically connected to the first wiring member via an electrode is disposed;
  • the second main surface of the second semiconductor component has a third terminal electrically connected to the first wiring member via a third bump electrode, and does not pass through the first wiring member, and
  • a fourth terminal electrically connected to the wiring board via the three bump electrodes is disposed;
  • Each of the first bump electrode, the second bump electrode, and the third bump electrode is a semiconductor device sealed with a resin.
  • the volume of the 2nd bump electrode and the 3rd bump electrode is a semiconductor device smaller than the volume of the 1st bump electrode.
  • Appendix 3 In Appendix 2, The second bump electrode and the third bump electrode are sealed with a first resin body, and the first bump electrode is sealed with a second resin body different from the first resin body. A semiconductor device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

 一実施の形態による半導体装置は、配線基板に搭載される第1半導体部品および第2半導体部品を有している。上記第1半導体部品は、外部との間で第1信号を伝送する第1端子、および上記第2半導体部品との間で第2信号を伝送する第2端子を有する。また、上記第2半導体部品は、上記第1半導体部品との間で上記第2信号を伝送する第3端子を有する。また、上記第1信号は上記第2信号より高い周波数で伝送される。また、上記第1半導体部品の上記第2端子と上記第2半導体部品の上記第3端子は、上記第1配線部材を介して電気的に接続されている。また、上記第1半導体部品の上記第1端子は、上記第1配線部材を介さず、かつ、第1バンプ電極を介して上記配線基板と電気的に接続されるものである。

Description

半導体装置
 本発明は、半導体装置に関し、例えば、半導体チップなどの複数の半導体部品が配線部材を介して互いに電気的に接続された半導体装置に適用して有効な技術に関する。
 特開2014-99591号公報(特許文献1)や、特開2014-179613号公報(特許文献2)には、二つの半導体チップがブリッジング・ブロック、あるいはブリッジと呼ばれる部材を介して電気的に接続された構造が記載されている。また、特開2003-345480号公報(特許文献3)には、二つの半導体チップが配線基板を介して電気的に接続された構造が記載されている。
特開2014-99591号公報 特開2014-179613号公報 特開2003-345480号公報
 配線基板上に搭載された複数の半導体部品を、インタポーザなどの配線部材を介して互いに電気的に接続し、半導体部品間で信号伝送を行う技術がある。しかし、上記の技術を用いた半導体装置の性能を向上させる上で改善の余地がある。
 その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
 一実施の形態による半導体装置は、配線基板に搭載される第1半導体部品および第2半導体部品を有している。上記第1半導体部品は、外部との間で第1信号を伝送する第1端子、および上記第2半導体部品との間で第2信号を伝送する第2端子を有する。また、上記第2半導体部品は、上記第1半導体部品との間で上記第2信号を伝送する第3端子を有する。また、上記第1信号は上記第2信号より高い周波数で伝送される。また、上記第1半導体部品の上記第2端子と上記第2半導体部品の上記第3端子は、上記第1配線部材を介して電気的に接続されている。また、上記第1半導体部品の上記第1端子は、上記第1配線部材を介さず、かつ、第1バンプ電極を介して上記配線基板と電気的に接続されるものである。
 上記一実施の形態によれば、半導体装置の性能を向上させることができる。
一実施の形態である半導体装置の構成例を模式的に示す説明図である。 図1に示す半導体装置の上面図である。 図2に示す半導体装置の下面図である。 図2のA-A線に沿った断面図である。 図4に示す半導体部品とインタポーザとの接続部分の周辺を示す拡大断面図である。 図4に示す複数の半導体部品のうち、図5に示す半導体部品とは別の半導体部品とインタポーザとの接続部分の周辺を示す拡大断面図である。 図4に示す配線基板が備える複数の配線層のうちの一層の配線レイアウトの例を示す拡大平面図である。 図2に示す複数の半導体部品のそれぞれの主面側の端子配列の例を示す平面図である。 図4~図6に示すインタポーザの上面側の例を示す平面図である。 図5および図6に示す半導体部品とインタポーザとを電気的に接続するバンプ電極の拡大断面図である。 図5および図6に示す半導体部品と配線基板とを電気的に接続するバンプ電極の拡大断面図である。 図1に対する変形例である半導体装置の構成例を模式的に示す説明図である。 図1に対する他の変形例である半導体装置の構成例を模式的に示す説明図である。 図13に示すメモリパッケージに接続されたインタポーザの周辺を拡大して示す説明図である。 図1に示すインタポーザの周辺を拡大して示す説明図である。 図15に対する変形例であるインタポーザの周辺を拡大して示す説明図である。 図5に対する変形例である半導体装置の半導体部品とインタポーザとの接続部分の周辺を示す拡大断面図である。 図5に対する他の変形例である半導体装置の半導体部品とインタポーザとの接続部分の周辺を示す拡大断面図である。 図5に対する他の変形例である半導体装置の半導体部品とインタポーザとの接続部分の周辺を示す拡大断面図である。 図1に対する他の変形例である半導体装置の構成例を模式的に示す説明図である。 図1に対する他の変形例である半導体装置の構成例を模式的に示す説明図である。 図1に対する他の変形例である半導体装置の構成例を模式的に示す説明図である。 図22に対する変形例である半導体装置の構成例を模式的に示す説明図である。 図4に対する変形例である半導体装置の構成例を模式的に示す説明図である。 図11に示す半導体部品と配線基板とを電気的に接続するバンプ電極に対する変形例を示す拡大断面図である。 図11に示す半導体部品と配線基板とを電気的に接続するバンプ電極に対する他の変形例を示す拡大断面図である。 図14に示すメモリパッケージに対する変形例を示す説明図である。 図1に対する検討例である半導体装置の構成を模式的に示す説明図である。
 (本願における記載形式・基本的用語・用法の説明)
 本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクション等に分けて記載するが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、記載の前後を問わず、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しの説明を省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
 同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「AからなるX」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、A以外の要素を含むものを排除するものではない。たとえば、成分についていえば、「Aを主要な成分として含むX」等の意味である。たとえば、「シリコン部材」等といっても、純粋なシリコンに限定されるものではなく、SiGe(シリコン・ゲルマニウム)合金やその他シリコンを主要な成分とする多元合金、その他の添加物等を含む部材も含むものであることはいうまでもない。また、金めっき、Cu層、ニッケル・めっき等といっても、そうでない旨、特に明示した場合を除き、純粋なものだけでなく、それぞれ金、Cu、ニッケル等を主要な成分とする部材を含むものとする。
 さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。
 また、実施の形態の各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。
 また、添付図面においては、却って、煩雑になる場合または空隙との区別が明確である場合には、断面であってもハッチング等を省略する場合がある。これに関連して、説明等から明らかである場合等には、平面的に閉じた孔であっても、背景の輪郭線を省略する場合がある。更に、断面でなくとも、空隙でないことを明示するため、あるいは領域の境界を明示するために、ハッチングやドットパターンを付すことがある。
 また、本願では、例えばシリコン(Si)などの半導体材料から成る半導体基板に集積回路を形成した後、複数の個片に分割することで得られる半導体部品を、半導体チップと呼ぶ。また、上記半導体チップ、上記半導体チップが搭載された基材(例えば、配線基板やリードフレーム)、および上記半導体チップと電気的に接続された複数の外部端子を有する半導体部品を、半導体パッケージと呼ぶ。また、半導体チップおよび半導体パッケージの事を、半導体部品または半導体装置と呼ぶ場合がある。半導体部品または半導体装置は、半導体チップおよび半導体パッケージの総称である。また、半導体部品または半導体装置には、複数の半導体部品が配線基板などの基材に搭載されたものも含まれる。例えば、以下の実施の形態では、複数の半導体部品が配線基板に搭載されたものを半導体装置と呼ぶ。したがって、以下の実施の形態において、半導体部品とは、半導体チップまたは半導体パッケージであることを意味する。
 <複数の半導体部品が搭載された半導体装置について>
 半導体装置の性能向上を図る取り組みには、例えば、データ処理速度の向上や、データ処理機能の多様化、あるいは、通信速度の向上などの取り組みが含まれる。また、半導体装置に対しては、小型化が要求されるので、性能向上を図る際には、性能向上に伴う装置の大型化を抑制する必要がある。
 ここで、例えば一つの半導体チップに多くの機能を内蔵させる場合、半導体チップの実装面積が増大することにより、半導体装置の大型化の原因になる。また、一つの半導体チップに多くの機能(例えば多種類の回路や多くの回路)を内蔵させる場合、半導体チップの複数の機能のうちの一部の性能を向上させる際に、半導体チップ全体の設計を見直す必要があるので、開発に時間を要する。
 一方、一つの半導体パッケージに複数の半導体部品が搭載されている構造の場合、複数の半導体部品のそれぞれが有する機能(回路ブロック)は単純化できる。このため、複数の半導体部品を内蔵させた場合であっても、結果的に半導体装置の大型化を抑制できる。また、半導体装置の複数の機能のうちの一部の性能を向上させる際には、性能向上の対象になる機能を有する半導体部品の設計を見直せば良いので、開発期間を短縮できる。
 また、複数の半導体部品のそれぞれが備える回路(機能)を電気的に接続する場合、複数の半導体部品を互いに電気的に接続し、複数の半導体部品間で信号を伝送する必要がある。そこで、例えば後述する図1に示すインタポーザ40などの配線部材を介して複数の半導体部品を電気的に接続すれば、配線部材を介して信号を伝送することができる。
 インタポーザ40などの配線部材は、半導体パッケージの基材となる配線基板(パッケージ基板)と比較して、多数の配線を高密度で形成できる。このため、複数の半導体部品がインタポーザを介して互いに電気的に接続されている場合、インタポーザを介在させることによる半導体装置の大型化を抑制できる。
 ところが、インタポーザなどの配線部材は、多数の配線経路を高密度で実装できるが、複数の配線経路のそれぞれのインピーダンス特性が低下する。例えば、複数の配線経路のそれぞれの断面積は小さいので、配線抵抗が大きい。また例えば、複数の配線経路のそれぞれのインピーダンス値が配線構造による影響を受けやすくなるので、信号伝送経路の途中に、インピーダンス不連続点が生じやすい。したがって、インタポーザが備える配線経路で高周波信号を伝送する場合には、配線経路のインピーダンス特性に起因して、信号伝送できない場合がある。
 以下、図1に示す本実施の形態の半導体装置PKG1と、図1に対する検討例である図28に示す半導体装置PKGh1について説明する。図1は、本実施の形態の半導体装置の構成例を模式的に示す説明図である。また、図28は、図1に対する検討例である半導体装置の構成を模式的に示す説明図である。
 図1および図28では、半導体装置の構成例および回路構成例を判り易くしめすため、断面図であってもハッチングを省略している。また、半導体部品20および半導体部品30が有する回路を二点鎖線で模式的に示し、各回路に接続される信号伝送経路は、実線で示している。
 また、図1および図28では、半導体装置が実装基板(マザーボード)MB1に搭載され、実装基板MB1を介して外部機器EX1や電位供給部PS1と接続された状態を模式的に示している。言い換えれば、図1に示す構成は、半導体装置PKG1が実装基板MB1に搭載され、実装基板MB1を介して外部機器EX1と電気的に接続された電子装置である。
 また、図1および図28では、半導体装置PKG1(図28では半導体装置PKGh1)が有する多数の配線経路のうちの一部を代表的に示している。したがって、半導体装置PKG1(図28では半導体装置PKGh1)が有する配線経路の数は図1や図28に示す数以上であっても良い。
 図1に示す半導体装置PKG1および半導体装置PKGh1(図28参照)のそれぞれは、パッケージ基板である配線基板10と、配線基板10の上面10t上に搭載される半導体部品20および半導体部品30と、半導体部品20と半導体部品30との間を電気的に接続する配線部材であるインタポーザ40(図28ではインタポーザ40h)と、を有している。インタポーザ(ブリッジチップ)40は、配線基板10を介さずに、半導体部品20と半導体部品30とを電気的に接続する複数の配線経路を備えた配線部材である。
 また、半導体装置PKG1および半導体装置PKGh1(図28参照)のそれぞれは、外部機器EX1との間で信号伝送を行う外部インタフェース回路(外部入出力回路)SIF1と、コア回路(主回路)SCR1を備えている。コア回路SCR1には、データ信号に対して演算処理を施す演算処理回路(演算処理部)が含まれる。またコア回路SCR1には、演算処理回路以外の回路が含まれていても良い。
 図1および図28に示す例では、半導体部品30がコア回路SCR1を備え、半導体部品20が外部インタフェース回路SIF1を備えている。また、半導体部品20および半導体部品30のそれぞれは、インタポーザ40を介して電気的に接続される内部インタフェース回路SIF2を有している。半導体部品30の内部インタフェース回路SIF2は、コア回路SCR1の演算処理回路と電気的に接続されている。また、半導体部品20の内部インタフェース回路SIF2は、外部インタフェース回路SIF1と電気的に接続されている。言い換えれば、半導体部品30が備えるコア回路SCR1の演算処理回路は、内部インタフェース回路SIF2および半導体部品30が備える外部インタフェース回路SIF1を介して外部機器EX1と電気的に接続されている。
 また、半導体部品20と外部機器EX1との間を電気的に接続する信号伝送経路Lsg1では、シリアル通信方式で信号SG1が伝送される。言い換えれば、信号SG1は、シリアル通信方式用に構成されたシリアル信号である。一方、半導体部品20と半導体部品30との間を電気的に接続する信号伝送経路Lsg2では、パラレル通信方式で信号SG2が伝送される。言い換えれば、信号SG2は、パラレル通信方式用に構成されたパラレル信号である。
 シリアル通信方式とは、信号伝送経路において、複数のビットで構成されるデータが1ビットずつ逐次的に伝送される通信方式である。一方、パラレル通信方式とは、複数の構成されるデータが複数の信号伝送経路を介して、ビット群として同時並行的に伝送される通信方式である。
 半導体装置PKG1に要求されるデータ転送速度を固定して考えた場合、パラレル通信方式は、複数の信号伝送経路を介してデータを転送するので、シリアル通信方式と比較して複数の信号伝送経路のそれぞれの伝送速度(伝送周波数、動作クロック)を低く設定できる。また、パラレル通信方式は、シリアル通信方式と比較して、入出力回路の構造を単純化できる。このため、図1に示す信号SG2をパラレル通信方式で伝送する場合、内部インタフェース回路SIF2の構造を単純化できる。この場合、内部インタフェース回路SIF2の専有面積を低減できるので、半導体装置PKG1を小型化することができる。
 ただし、パラレル通信方式は、シリアル通信方式と比較して、一般的に信号伝送距離の上限が短くなる。例えば、パラレル通信方式は、複数の信号伝送経路を介してデータを同時に転送するので、高速信号伝送で距離が長くなることにより、スキューが大きくなると同期が困難になる。また例えば、パラレル通信方式では、データ転送速度を規定する要因として、バス幅(信号伝送経路の数)がある。このため、パラレル通信方式の場合、多数の信号伝送経路を高密度で設けることになる。このように、多数の信号伝送経路が高密度で設けられた状態で、信号伝送距離を長くすると、並走する信号伝送経路間でのクロストークノイズの問題が生じる。
 一方、シリアル通信方式の場合、入出力回路には、シリアル通信方式とパラレル通信方式とを変換する変換回路が必要になり、回路構造はパラレル通信方式よりも複雑になる。例えば、図1に示す半導体部品20の平面視において、外部インタフェース回路SIF1の専有面積は、内部インタフェース回路SIF2の専有面積より大きい。変換回路では、シリアル通信方式で入力された信号がパラレル通信方式に変換されて出力され、パラレル通信方式で入力された信号がシリアル通信方式に変換されて出力される。この変換回路は、SerDes(Serializer/Deserializer)と呼ばれる。
 しかし、シリアル通信方式の場合、複数のビットで構成されるデータが1ビットずつ逐次的に伝送されるので、信号伝送距離が長くなってもスキューによる同期の問題は生じ難い。また、シリアル通信方式の場合、複数の信号伝送経路のそれぞれの伝送速度(伝送周波数、動作クロック)を高くすることで、データ転送速度を向上させるので、パラレル通信方式と比較して信号伝送経路の数を低減できる。このため、隣り合う信号伝送経路の間でのクロストークノイズの影響を低減するための対策を施し易い。例えば、信号伝送経路の周囲に固定電位が供給可能なシールド導体層を配置すれば、隣り合う信号伝送経路の間でのクロストークノイズの影響を低減できる。
 上記の通り、パラレル通信方式とシリアル通信方式には、それぞれ長所があり、図1に示す信号伝送経路Lsg2など、信号伝送距離が短い部分では、パラレル通信方式を用いることで、半導体装置PKG1を小型化することができる。一方、信号伝送経路Lsg1のように半導体装置PKG1の外部との間で信号を伝送する部分では、信号伝送距離が相対的に長くなる。このため、信号伝送経路Lsg1には、シリアル通信方式を適用することで安定的に信号伝送することが可能になる。
 例えば、半導体装置PKG1と外部機器EX1との間のデータ転送速度を1.05TB/s(テラビット毎秒)とした場合について考える。図1では、代表的に差動対の信号伝送経路Lsg1、および一本の信号伝送経路Lsg2を示している。差動対の信号伝送経路Lsg1の伝送速度を56Gbps(ギガビット毎秒)とした場合、150対の信号伝送経路Lsg1を設けることにより、1.05TB/sのデータ転送速度が実現できる。差動対の信号伝送経路Lsg1のそれぞれは、対になる二本の配線経路により構成される。したがって、送信用の信号伝送経路と受信用の信号伝送経路とを考慮すると、1.05TB/sを実現するために必要な端子の数は、150×2×2=600である。また、一つの信号伝送経路Lsg2の伝送速度を2Gbpsとした場合、4200本の信号伝送経路Lsg2を設けることにより、1.05TB/sのデータ転送速度が実現できる。
 なお、例えば信号波形の1波長で2ビット分のデータを伝送する場合、伝送速度と周波数の関係は2対1になる。したがって、上記の例を周波数に換算すると、信号伝送経路Lsg1の伝送速度が56Gbpsの場合、信号SG1の信号波形の周波数は、28GHz(ギガヘルツ)になる。また、信号伝送経路Lsg2の伝送速度が2Gbpsの場合、信号SG1の信号波形の周波数は、1GHz(ギガヘルツ)になる。
 上記のように、多くの信号伝送経路Lsg1を外部インタフェース回路SIF1に接続する場合、外部インタフェース回路SIF1の専有面積が増大する。このため、半導体部品30に全ての信号伝送経路Lsg1を接続する場合、コア回路SCR1と外部インタフェース回路SIF1とのレイアウト上の制約が大きくなり、半導体部品30の平面積(主面30tの面積)が大きくなる。しかし、本実施の形態のように、半導体部品20に多数の信号伝送経路Lsg1のうちの少なくとも一部を接続し、半導体部品30のコア回路SCR1が半導体部品20を介して外部と信号伝送する構造にすれば、半導体部品20および半導体部品30のそれぞれのレイアウトを単純化できる。
 ここで、半導体部品20と半導体部品30とを電気的に接続する方法として、図28に示す半導体装置PKGh1のように、配線基板10上にインタポーザ40hを搭載し、インタポーザ40h上に半導体部品20と半導体部品30とを搭載する方法が考えられる。半導体装置PKGh1の場合、半導体部品20および半導体部品30の全体がインタポーザ40hに搭載されている。言い換えれば、半導体装置PKGh1が有する半導体部品20および半導体部品30のそれぞれは、インタポーザ40hを介して配線基板10と電気的に接続されている。
 このため、半導体装置PKGh1の場合、シリアル通信方式で信号SG1が伝送される信号伝送経路Lsg1の一部分は、インタポーザ40hを通過する。インタポーザ40hは、パラレル通信方式で信号SG2が伝送される信号伝送経路Lsg2が形成される配線部材である。このため、インタポーザ40hでは、配線基板10と比較して断面積が小さい微細な配線が高密度で配置されている。言い換えれば、インタポーザ40hの配線設計において適用される設計ルールは、配線基板10の配線設計において適用される設計ルールと比較して、配線の厚さ、配線幅、および隣り合う配線間距離の設計基準値が小さい。例えば、図28に示す例では、信号伝送経路Lsg1の一部を構成する半導体部品20の端子PD1に接続されるバンプ電極BPh1の体積は、図1に示すバンプ電極(導電性部材)BP1の体積より小さく、バンプ電極(導電性部材)BP2やバンプ電極(導電性部材)BP3と同程度の体積である。
 このため、インタポーザ40hが備える配線経路の配線抵抗は、配線基板10が備える配線経路の配線抵抗と比較して相対的に高い。このため、インタポーザ40hでは配線基板10と比較して、配線抵抗による信号の損失が発生し易い。また、複数の配線経路のそれぞれのインピーダンス値が配線構造による影響を受けやすくなるので、信号伝送経路の途中に、インピーダンス不連続点が生じやすい。そしてインピーダンス不連続点では、信号の反射に起因した伝送損失が発生する。
 また、配線経路の断面積が小さい微細な配線経路を用いて信号伝送を行う場合の信号の損失の程度は、伝送される信号の波長、言い換えれば周波数に対応して変化する。すなわち、信号波長が長い低周波信号の場合、微細な配線経路を通過する際に生じる損失は少ない。一方、信号波長が短い高周波信号の場合、配線抵抗による損失やインピーダンス不連続点での反射の影響を受けやすいため、信号損失が大きくなる。つまり、図28に示す例では、相対的に伝送速度が速い(言い換えれば周波数が高い)信号SG1を伝送する信号伝送経路Lsg1がインタポーザ40hを通過する際に生じる信号損失は、信号SG2を伝送する信号伝送経路Lsg2がインタポーザ40hを通過する際に生じる信号損失より大きい。
 信号損失が増大すると、信号波形の振幅が小さくなる。また、信号損失が増大すると、信号波形に歪が生じる。このため、信号を受信する側での信号波形が乱れ、通信の信頼性が低下する原因になる。
 そこで、本実施の形態では、図1に示すように、信号SG1を伝送する信号伝送経路Lsg1が、インタポーザ40を介さずに半導体部品20の外部インタフェース回路SIF1と外部機器EX1との間を電気的に接続するように構成した。
 すなわち、図1に示すように半導体装置PKG1が有する半導体部品20は、外部(外部機器EX1)との間で信号を伝送する端子PD1、および半導体部品30との間で信号SG2を伝送する端子PD2が配置された主面20tを備える。また、半導体装置PKG1が有する半導体部品30は、半導体部品20との間で信号SG2を伝送する端子PD3が配置された主面30tを備える。また、信号SG1は信号SG2より高い周波数(高い伝送速度)で伝送される。また、半導体部品20の端子PD1は、インタポーザ40を介さず、かつ、バンプ電極BP1を介して配線基板10と電気的に接続される。また、半導体部品20の端子PD2と半導体部品30の端子PD3は、インタポーザ40を介して電気的に接続されている。
 本実施の形態によれば、シリアル通信方式を利用して高速(高周波)で信号SG1を伝送する信号伝送経路Lsg1がインタポーザ40を経由せず、バンプ電極BP1を介して配線基板10に接続されるので、高速伝送経路の信号損失を低減できる。一方、半導体部品20と半導体部品30の間で信号SG2を伝送する信号伝送経路Lsg2は、複数の配線が高密度で配置されるインタポーザ40を経由する。このため、パラレル通信方式を適用して信号伝送経路Lsg2の数が増加する場合でも、半導体装置PKG1の平面積の増加を抑制できる。
 上記したように、信号伝送経路Lsg2の伝送速度は例えば2Gbps程度であり、信号SG2の信号波形の周波数は1GHz程度である。半導体部品20と半導体部品30の間を接続する程度の伝送距離で、1GHz程度の周波数の信号波形による信号伝送を行う場合、インタポーザ40を経由させても信号伝送の波形品質に与える影響は少ない。しかし、伝送速度が10GHz以上になると高周波帯域の伝送損失が増加し、また信号周期も短くなる。このため、タイミングマージンが無くなるので、波形品質の劣化を抑制する必要がある。例えば、シリアル通信方式であっても、周波数が1GHz程度であれば、インタポーザ40を介して信号を伝送することができる。一方、10GHz以上の周波数で信号伝送する信号伝送経路の場合には、図1に示すように、インタポーザ40を経由しない信号伝送経路Lsg1の構造とすることで、信号損失を大幅に低減することができ、インピーダンス不整合も抑制した良好な波形品質が得られる。
 また、図1に示すように、半導体部品20の端子PD2と半導体部品30の端子PD3との離間距離は、半導体部品20の端子PD1と半導体部品30の端子PD3との離間距離より小さい。言い換えれば、平面視において、半導体部品20の端子PD2は、半導体部品20の端子PD1と半導体部品30の端子PD3との間に配置されている。この場合、インタポーザ40を介して信号SG2が伝送される信号伝送経路Lsg2の両端部である端子PD2と端子PD3の間の伝送距離を短くできる。上記したように、パラレル通信方式の場合、伝送距離が長くなると、スキューによる同期の問題、伝送損失増加の問題、あるいはクロストークノイズの問題が顕在化する。したがって、パラレル通信方式に係るこれらの課題を低減する観点からは、端子PD2と端子PD3の離間距離を小さくして、信号伝送経路Lsg2の伝送距離を短くすることが好ましい。
 また、信号伝送経路Lsg2の伝送距離を短くする観点からは、以下の構成が好ましい。すなわち、図1に示すように、半導体部品20の端子PD2と半導体部品30の端子PD3との離間距離は、半導体部品20の端子PD1と端子PD2との離間距離より小さい。言い換えれば、平面視において、半導体部品20の端子PD2は、半導体部品20の端子PD1より半導体部品30の端子PD3に近い位置に配置されている。このように、半導体部品20の端子PD2と半導体部品30の端子PD3との離間距離は、半導体部品20の端子PD1と端子PD2との離間距離より小さくなる程度まで、信号伝送経路Lsg2の伝送距離を短くすれば、パラレル通信方式に係る上記課題を大幅に低減できる。
 また、図1に示す例では、半導体部品20および半導体部品30のそれぞれと、インタポーザとはバンプ電極を介して電気的に接続されている。詳しくは、半導体部品20の端子PD2は、バンプ電極BP2を介してインタポーザ40と電気的に接続されている。また、半導体部品30の端子PD3はバンプ電極BP3を介してインタポーザ40と電気的に接続されている。バンプ電極BP2およびバンプ電極BP3のそれぞれは、後述するように、例えば半田ボール、あるいは柱状に形成された導電性部材である。このようにバンプ電極を介して配線部材と半導体部品とを電気的に接続する場合、半導体部品と配線部材の間の伝送距離が短くできる点で好ましい。
 また、半導体部品20に接続される配線経路は、上記した信号伝送経路Lsg1や信号伝送経路Lsg2以外の伝送経路が接続されていても良い。例えば、図1に示す例では、半導体部品20には、接地電位VG1が供給可能な端子PD4および端子PD5が配置されている。半導体部品20には、外部(図1に示す例では電位供給部PS1)から接地電位VG1が供給可能な配線経路Lvg1、および半導体部品20と半導体部品30との間で接地電位VG1を伝送可能な配線経路Lvg2が接続されている。図1に示す例では、電位供給部PS1から端子PD4を介して外部インタフェース回路SIF1および内部インタフェース回路SIF2に接地電位VG1が供給可能である。また、端子PD5は内部インタフェース回路SIF2に接続されており、接地電位VG1は、内部インタフェース回路SIF2を介して端子PD5に供給される。
 接地電位VG1が供給可能な配線経路Lvg1は、信号伝送経路Lsg1の信号波形に対する参照電位が伝送されるリファレンス経路として利用することができる。また、信号伝送経路Lsg1の周囲に接地電位が供給される配線経路Lvg1が配置されている場合、信号伝送経路Lsg1から発生するノイズ、あるいは信号伝送経路Lsg1に対するノイズの伝搬を抑制するシールド導体として利用することができる。
 同様に、半導体部品30との間で接地電位VG1を伝送可能な配線経路Lvg2は、信号伝送経路Lsg2の信号波形に対する参照電位が伝送されるリファレンス経路として利用することができる。また、配線経路Lvg2は、信号伝送経路Lsg2から発生するノイズ、あるいは信号伝送経路Lsg2に対するノイズの伝搬を抑制するシールド導体として利用することができる。
 また、半導体部品20の端子PD4は、インタポーザ40を介さず、かつ、バンプ電極BP4を介して配線基板10と電気的に接続される。また、半導体部品20の端子PD5は、バンプ電極BP5を介してインタポーザ40と電気的に接続されている。図1に示す例では、インタポーザ40の配線経路Lvg2は、半導体部品20を介して配線基板10と接続されており、配線基板10とは直接的には接続されていない。この場合、インタポーザ40の下面40b(後述する図5参照)側に端子を設けなくても良い。
 ただし、インタポーザ40の配線経路Lvg2に接地電位VG1を供給する方法の変形例として、インタポーザ40と配線基板10との間、すなわちインタポーザ40の下面40b側に端子を設け、該端子を介して配線基板10と配線経路Lvg2とを直接的に接続しても良い。配線基板10と接続された端子から接地電位VG1を供給すれば、接地電位VG1の供給経路が増えるので、配線経路Lvg2の電位を安定化させることができる。
 また、図1に示す例では、主面20tにおいて、半導体部品20の端子PD4は、端子PD1と端子PD2の間に配置されている。言い換えれば、外部との間で信号SG1を伝送する端子PD1は、端子PD2および端子PD4と比較してインタポーザ40から離れた位置に配置されている。図1に示す例では、信号伝送経路Lsg1は、半導体部品30から離れる方向に向かって引き出されている。これにより、多数の信号伝送経路Lsg1を配置するスペースを確保することができる。
 一方、半導体部品20に接地電位VG1を供給する端子PD4が端子PD5の近くに配置されている場合、端子PD4を経由して端子PD5に接地電位VG1を供給する際に接地電位VG1の供給経路距離が短くなる。これにより、配線経路Lvg2の電位を安定させることができる。
 ただし、配線経路Lvg1が、信号伝送経路Lsg1の信号波形に対する参照電位が伝送されるリファレンス経路として利用される場合、信号伝送経路Lsg1と、リファレンス経路としての配線経路Lvg1との離間距離が一定であることが好ましい。したがって、複数の端子PD4のうちの一部が複数の端子PD2の近傍に設けられていても良い。例えば、半導体部品20の主面20tに複数の端子PD1が設けられている場合、複数の端子PD1の間に複数の端子PD4のうちの一部が設けられていても良い。
 また、図1に示す例では、半導体部品20の主面20tには、外部(図1に示す例では電位供給部PS1)から電源電位VD1が供給可能な端子PD6が配置されている。半導体部品20には、外部から電源電位VD1が供給可能な配線経路Lvd1が接続されている。半導体部品20の端子PD6は、インタポーザ40を介さず、かつ、バンプ電極BP6を介して配線基板10と電気的に接続される。
 電源電位VD1は、例えば、半導体部品20の外部インタフェース回路SIF1、あるいは半導体部品20の内部インタフェース回路SIF2、あるいはこれらの両方を駆動する駆動電源用の電位である。図1に示すように、インタポーザ40を介さずに、配線基板10から直接的に電源電位VD1を供給することで、配線経路Lvd1のインピーダンスを低減することができるので、電源電位VD1を安定化させることができる。
 また、図1に示す例では、主面20tにおいて、半導体部品20の端子PD6は、端子PD1と端子PD2の間に配置されている。言い換えれば、外部との間で信号SG1を伝送する端子PD1は、端子PD2および端子PD6と比較してインタポーザ40から離れた位置に配置されている。図1に示す例では、信号伝送経路Lsg1は、半導体部品30から離れる方向に向かって引き出されている。これにより、多数の信号伝送経路Lsg1を配置するスペースを確保することができる。
 また、図1に示す例では、主面20tにおいて、半導体部品20の端子PD6は、端子PD1と端子PD4の間に配置されている。言い換えれば、半導体部品20に接地電位VG1を供給する端子PD4は、端子PD1および端子PD6と比較してインタポーザ40に接続される端子PD5に近い位置に配置されている。このように半導体部品20に電源電位VD1を供給する端子PD4が端子PD5の近くに配置されている場合、端子PD4を経由して端子PD5に接地電位VG1を供給する際に接地電位VG1の供給経路距離が短くなる。これにより、配線経路Lvg2の電位を安定させることができる。
 また、半導体部品30のコア回路SCR1は、上記したように半導体部品20の外部インタフェース回路SIF1を介して外部と通信するので、半導体部品30がインタポーザ40を介さずに配線基板10と電気的に接続されているかどうかは限定されない。例えば、図1に示す例では、半導体部品30には、外部(図1に示す例では電位供給部PS1)から接地電位VG1が供給可能な端子PD7および電源電位VD2が供給可能な端子PD8が配置されている。半導体部品30には、外部から電源電位VD1が供給可能な配線経路Lvd2、および外部から電源電位VD2が供給可能な配線経路Lvd2が接続されている。半導体部品30の端子PD7は、インタポーザ40を介さず、かつ、バンプ電極BP7を介して配線基板10と電気的に接続される。また、半導体部品30の端子PD8は、インタポーザ40を介さず、かつ、バンプ電極BP8を介して配線基板10と電気的に接続される。電源電位VD2は、例えば、半導体部品30のコア回路SCR1、あるいは半導体部品30の内部インタフェース回路SIF2、あるいはこれらの両方を駆動する駆動電源用の電位である。図1に示すように、インタポーザ40を介さずに、配線基板10から電源電位VD2を直接的に供給することで、配線経路Lvd2のインピーダンスを低減することができるので、電源電位VD2を安定化させることができる。
 また例えば、図1に対する変形例として、半導体部品30と配線基板10とを直接的に接続せず、電源電位VD2や接地電位VG1がインタポーザ40を介して供給されていても良い。
 また、図1に示す例では、半導体部品は、インタポーザ40に接続され、かつ、接地電位VG1が供給可能な端子PD9が配置されている。端子PD9は、半導体部品20と半導体部品30との間で接地電位VG1を伝送可能な配線経路Lvg2の一部を構成する。半導体部品20と半導体部品30との間で接地電位VG1を伝送可能な配線経路Lvg2は、信号伝送経路Lsg2の信号波形に対する参照電位が伝送されるリファレンス経路として利用することができる。また、配線経路Lvg2は、信号伝送経路Lsg2から発生するノイズ、あるいは信号伝送経路Lsg2に対するノイズの伝搬を抑制するシールド導体として利用することができる。
 <半導体装置の構造>
 次に、図1に示す半導体装置PKG1の構造例について説明する。図2は図1に示す半導体装置の上面図、図3は、図2に示す半導体装置の下面図である。また、図4は、図2のA-A線に沿った断面図である。また、図5は、図4に示す半導体部品とインタポーザとの接続部分の周辺を示す拡大断面図である。図6は、図4に示す複数の半導体部品のうち、図5に示す半導体部品とは別の半導体部品とインタポーザとの接続部分の周辺を示す拡大断面図である。
 図3以降の各平面図および断面図では、見易さのため、端子数を少なくして示している。しかし、端子の数は図3以降の各図に示す態様の他、種々の変形例がある。例えば、図3に示す半田ボール11の数は、図3に示す数より多くても良い。また例えば、図1を用いて説明したように、半導体部品20に150対の差動対の信号伝送経路Lsg1を設ける場合、信号SG1を伝送する端子PD1および半田ボール11は600個以上必要になる。さらに、4200本の信号伝送経路Lsg2を設ける場合、信号SG2を伝送する端子PD2は4200個以上必要になる。さらに、上記に加え、接地電位VG1が供給可能な端子PD4や電源電位VD1が供給可能な端子PD5をそれぞれ複数個ずつ設けても良い。また、図4では、配線基板10およびインタポーザ40のそれぞれが有する複数の配線のうちの一部を代表的に示している。
 図2に示すように、本実施の形態の半導体装置PKG1が有する半導体部品20および半導体部品30は、それぞれ配線基板10の上面10t上に搭載されている。図2に示す例では、半導体部品20と半導体部品30は、それぞれ四角形を成し、平面視において互いに対向するように、並んで配置されている。また、図2に示す例では、配線基板10は平面視において四角形を成す。
 図2や図4に示す例では、半導体部品20および半導体部品30は、例えばシリコンなどの半導体材料から成る半導体基板、半導体基板の主面に形成された複数の半導体素子、半導体基板の主面上に積層された配線層、および配線層を介して複数の半導体素子と電気的に接続されている複数の端子を備える半導体チップである。しかし、半導体部品20および半導体部品30は、半導体チップには限定されず、種々の変形例がある。例えば、複数の半導体チップが積層された半導体チップ積層体、あるいは、半導体チップが配線基板などの配線材に搭載された半導体パッケージを、図2や図4に示す半導体部品20、あるいは半導体部品30として用いても良い。また、変形例として後述する図13に示す半導体装置PKG3のように、半導体部品20および半導体部品30Bに加えて、半導体部品60をさらに有していても良い。
 また、平面視において、半導体部品20と半導体部品30の間には、インタポーザ40が配置されている。詳しくは、半導体部品20と半導体部品30の間には、インタポーザ40のうちの一部分が配置されており、インタポーザ40の他の一部分は半導体部品20と重なり、インタポーザ40のさらに他の一部分は半導体部品30と重なっている。インタポーザ40と半導体部品20とが重なっている部分において、インタポーザ40と半導体部品20とが電気的に接続され、インタポーザ40と半導体部品30とが重なっている部分において、インタポーザ40と半導体部品30とが電気的に接続されている。
 また、図2に示す例では、半導体部品20の平面積(裏面20bの面積)は、半導体部品30の平面積(裏面30bの面積)より小さい。図1を用いて説明したように、半導体部品30は、演算処理回路を含むコア回路SCR1を備えている。コア回路SCR1には、演算処理回路の他、半導体装置PKG1が備える機能を実行するために必要な様々な回路が含まれる。例えば、受信したデータや送信前のデータを一時的に記憶する記憶回路などを有していても良い。あるいは、半導体部品20の外部インタフェース回路SIF1とは別に、半導体部品20を介さずに外部との間で信号を伝送する外部インタフェース回路を有していても良い。また、様々な回路を駆動するための電力を供給する回路を有していても良い。このように、ある装置やシステムの動作に必要な回路が一つの半導体チップに集約して形成された半導体装置を、SoC(System on a Chip)と呼ぶ。半導体部品30のコア回路SCR1には、複数の回路が含まれているので、回路の専有面積が大きくなる。このため、図2に示す例では、半導体部品30の平面積が大きくなっている。
 一方、半導体部品20には、外部インタフェース回路SIF1が形成されており、主に外部機器EX1と半導体部品20との間の信号伝送を中継する中継部品として機能する。接続される信号伝送経路Lsg1の数にもよるが、外部インタフェース回路SIF1の専有面積は、半導体部品30のコア回路SCR1の専有面積より小さい。このため、図2に示す例では、半導体部品20の平面積は半導体部品30の平面積より小さくなっている。
 ただし、半導体部品20および半導体部品30の平面積には種々の変形例がある。例えば、半導体部品20にコア回路SCR1を形成しても良い。この場合、半導体部品20の平面積が大きくなる。また、半導体部品30に必要な回路の種類が少ない場合、半導体部品30の平面積を小さくすることができる。このような場合、半導体部品20および半導体部品30のそれぞれの平面積が同じになる場合もある。あるいは、半導体部品20の平面積の方が半導体部品30の平面積より大きくなる場合もある。
 また、図2に示す例では、インタポーザ40の平面積は、半導体部品20の平面積および半導体部品30の平面積より小さい。上記したように、パラレル通信方式の場合、半導体部品20と半導体部品30とを接続する信号伝送経路Lsg2(図1参照)の伝送経路距離を短くすることが好ましい。図2に示すようにインタポーザ40の平面積が小さい場合、半導体部品20と半導体部品30とを接続する配線経路の経路距離が短くなる。したがって、信号伝送距離を短くする観点からは、インタポーザ40の平面積は、半導体部品20の平面積および半導体部品30の平面積より小さいことが好ましい。
 ただし、インタポーザ40の平面積には、インタポーザ40に形成される信号伝送経路の数やレイアウトに応じて種々の変形例がある。例えば、配線を引き回すスペースが増大すれば、インタポーザ40の平面積が大きくなる場合もある。この場合、インタポーザ40の平面積が半導体部品20や半導体装置30の平面積よりも大きくなる場合もある。インタポーザ40の平面積が半導体部品20や半導体装置30の平面積よりも大きい場合でも、半導体部品20が、平面視において、インタポーザ40と重ならない部分を有していることが好ましい。
 また、図4に示すように、半導体部品20と配線基板10とは、複数のバンプ電極(導電性部材)51を介して電気的に接続されている。複数のバンプ電極51のそれぞれは、半導体部品20と配線基板10とを電気的に接続する導電性部材であって、半導体部品20と配線基板10の間に配置されている。複数のバンプ電極51には、図1に示す端子PD1に接続されるバンプ電極BP1が含まれる。また、複数のバンプ電極51には、図1に示す端子PD4に接続されるバンプ電極BP4が含まれる。また、複数のバンプ電極51には、図1に示す端子PD6に接続されるバンプ電極BP6が含まれる。
 また、半導体部品30と配線基板10とは、複数のバンプ電極(導電性部材)52を介して電気的に接続されている。複数のバンプ電極52のそれぞれは、半導体部品30と配線基板10とを電気的に接続する導電性部材であって、半導体部品30と配線基板10の間に配置されている。また、複数のバンプ電極52には、図1に示す端子PD7に接続されるバンプ電極BP7が含まれる。また、複数のバンプ電極53には、図1に示す端子PD8に接続されるバンプ電極BP8が含まれる。
 本実施の形態では、半導体部品20は、半導体部品20の主面20tと配線基板10の上面10tとが対向した状態で、所謂フェイスダウン実装方式により配線基板10上に搭載されている。また、半導体部品30は、半導体部品30の主面30tと配線基板10の上面10tとが対向した状態で、所謂フェイスダウン実装方式により配線基板10上に搭載されている。また、図4に示すバンプ電極51およびバンプ電極52のそれぞれは、例えば、半田ボール、あるいは柱状に形成された金属部材である。バンプ電極51やバンプ電極52は、半導体部品20、30と配線基板10との間の狭い隙間(例えば100μm程度)に狭ピッチ(例えば中心間距離が150μm~200μm程度)で配列することができる。
 図4に示す例では、互いに対向するように配置されている半導体部品20の端子21と配線基板10のボンディングパッド16とは、バンプ電極51を介して電気的に接続されている。また、互いに対向するように配置されている半導体部品の端子31と配線基板10のボンディングパッド16とは、バンプ電極52を介して電気的に接続されている。このように互いに対向した端子間を、バンプ電極を介して電気的に接続する方法をフリップチップ接続方式と呼ぶ。
 また、図4に示すように、半導体部品20とインタポーザ40、および半導体部品30とインタポーザ40のそれぞれは、複数のバンプ電極(導電性部材)53を介して電気的に接続されている。複数のバンプ電極53のそれぞれは、インタポーザ40と、半導体部品20または半導体部品30を電気的に接続する導電性部材であって、インタポーザ40と半導体部品20の間、およびインタポーザ40と半導体部品30の間に、それぞれ配置されている。複数のバンプ電極53には、図1に示す端子PD2に接続されるバンプ電極BP2が含まれる。また、複数のバンプ電極53には、図1に示す端子PD3に接続されるバンプ電極BP3が含まれる。また、複数のバンプ電極53には、図1に示す端子PD5に接続されるバンプ電極BP5が含まれる。また、バンプ電極53は、半田ボール、あるいは柱状に形成された金属部材である。
 本実施の形態では、半導体部品20とインタポーザ40、および半導体部品30とインタポーザ40は、それぞれフリップチップ接続方式により電気的に接続さている。すなわち、図5に示すように、互いに対向するように配置されている半導体部品20の端子22とインタポーザ40のボンディングパッド(端子、中継基板端子)41とは、バンプ電極53を介して電気的に接続されている。また、図6に示すように、互いに対向するように配置されている半導体部品の端子32とインタポーザ40のボンディングパッド(端子、中継基板端子)42とは、バンプ電極53を介して電気的に接続されている。なお、インタポーザ40が有する複数のボンディングパッド(端子、中継基板端子)のうち、図5に示すように半導体部品20と厚さ方向に重なる位置に配置されるものをボンディングパッド41と呼び、図6に示すように、半導体部品30と厚さ方向に重なる位置に配置されるものをボンディングパッド42と呼ぶ。
 また、図5に示すボンディングパッド41と図6に示すボンディングパッド42とは、インタポーザ40が有する配線43を介して互いに電気的に接続されている。つまり、図4に示す半導体部品20と半導体部品30は、インタポーザ40の配線43を介して電気的に接続されている。
 また、本実施の形態では、厚さ方向(すなわち、配線基板10の上面10tに直交するZ方向)において、インタポーザ40は、半導体部品20と配線基板10との間に位置する部分、および半導体部品30と配線基板10との間に位置する部分を有している。また、図5に示すように、インタポーザ40の下面40bと配線基板10の上面10tとの間には隙間が空いており、隙間には、樹脂体55が配置されている。このように、半導体部品20、30と配線基板10との間にインタポーザ40の一部分が配置されている場合、バンプ電極53の高さ(図4に示すZ方向の長さ)は、バンプ電極51およびバンプ電極52の高さ(図4に示すZ方向の長さ)より小さい。例えば、バンプ電極51およびバンプ電極52のそれぞれの高さ(厚さ)は、100μm程度である。一方、複数のバンプ電極53のそれぞれの高さ(厚さ)は、30μm程度である。
 また、複数のバンプ電極53のそれぞれは、図1を用いて説明した信号伝送経路Lsg2の一部を構成するので、多数のバンプ電極53が高密度で配置される。複数のバンプ電極53のそれぞれは、例えば中心間距離が10μm~30μm程度のピッチで配列されている。このため、バンプ電極53の幅、すなわち図5および図6に示すZ方向に直交するX方向における長さは、5μm~20μm程度である。このため、バンプ電極53の体積は、バンプ電極51(図5参照)およびバンプ電極52(図6参照)の体積より小さい。
 また、図4に示すように、複数のバンプ電極51、複数のバンプ電極52、および複数のバンプ電極53のそれぞれは、樹脂体により封止されている。詳しくは、本実施の形態では、複数のバンプ電極51および複数のバンプ電極52のそれぞれは、樹脂体55により封止されている。また、複数のバンプ電極53のそれぞれは、樹脂体55とは別の樹脂体56により封止されている。樹脂体55および樹脂体56のそれぞれは、バンプ電極51、バンプ電極52、およびバンプ電極53より弾性が低い。
 このため、例えば、半導体装置PKG1に温度サイクル負荷が印加された場合に、バンプ電極51、バンプ電極52、またはバンプ電極53の近傍に生じる応力が、樹脂体55または樹脂体56により緩和される。言い換えれば、樹脂体55および樹脂体56は、バンプ電極51、バンプ電極52、およびバンプ電極53のいずれかに対して応力集中が生じることを抑制する応力緩和層として機能する。そして、バンプ電極51、バンプ電極52、およびバンプ電極53のいずれかに対して応力集中が生じることを抑制することにより、図1を用いて説明した信号伝送経路Lsg1や信号伝送経路Lsg2の特性劣化、あるいは断線を抑制できる。つまり、本実施の形態によれば、信号伝送経路を構成する複数のバンプ電極のそれぞれを樹脂で封止することにより、信号伝送経路の信頼性を向上させることができる。
 また、本実施の形態では、バンプ電極51およびバンプ電極52を封止する樹脂体55とは別の樹脂体56によりバンプ電極53を封止している。樹脂体55および樹脂体56は、例えば構成成分が互いに相違する。あるいは、樹脂体55および樹脂体56は、例えば成分の混合割合が互いに相違する。あるいは、樹脂体55および樹脂体56は、例えば形成されたタイミングが異なり、樹脂体55と樹脂体56との間に、図5や図6に示すような境界面56sが形成されている。あるいは、樹脂体55および樹脂体56は、上記した相違点のうちの複数の相違点を有していても良い。また、本実施の形態に対する変形例としては、樹脂体55と56は同一の樹脂材料であっても良い。
 図4に示すように、バンプ電極53は、高さや体積がバンプ電極51およびバンプ電極52とは異なる。このため、バンプ電極53を樹脂封止するための条件と、バンプ電極51およびバンプ電極52を樹脂封止するための条件とが異なっている。このため、本実施の形態のように、バンプ電極51およびバンプ電極52を封止する樹脂体55とは別の樹脂体56によりバンプ電極53が封止されていれば、樹脂体55および樹脂体56の上記した応力緩和機能を最適化することができる。
 <各部品の構成>
 次に、半導体装置PKG1を構成する主な部品の詳細な構造について順に説明する。図7は、図4に示す配線基板が備える複数の配線層のうちの一層の配線レイアウトの例を示す拡大平面図である。図8は、図2に示す複数の半導体部品のそれぞれの主面側の端子配列の例を示す平面図である。図8では、半導体部品20および半導体部品30とインタポーザ40との位置関係を示すため、インタポーザ40の輪郭を二点鎖線で示している。また、図9は、図4~図6に示すインタポーザの上面側の例を示す平面図である。図9では、図5および図6に示す配線層M2や配線層M3に配置されている複数の配線43を二点鎖線で示している。
 <配線基板>
 図4に示すように、半導体装置PKG1の配線基板10は、上面(面、チップ搭載面)10tの反対側に位置する下面(面、実装面)10bを備える。図3に示すように、半導体装置PKG1の実装面である配線基板10の下面10bには、半導体装置PKG1の外部端子である複数の半田ボール(外部端子)11が、行列状(アレイ状、マトリクス状)に配置されている。複数の半田ボール11のそれぞれは、ランド(外部端子)12(図4参照)に接続されている。
 半導体装置PKG1のように、実装面側に、複数の外部端子(半田ボール11、ランド12)が行列状に配置された半導体装置を、エリアアレイ型の半導体装置と呼ぶ。エリアアレイ型の半導体装置PKG1は、配線基板10の実装面(下面10b)側を、外部端子の配置スペースとして有効活用することができるので、外部端子数が増大しても半導体装置PKG1の実装面積の増大を抑制することが出来る点で好ましい。つまり、高機能化、高集積化に伴って、外部端子数が増大する半導体装置PKG1を省スペースで実装することができる。
 また、図4に示すように、配線基板10は、上面10tと下面10bの間に配置された側面10sを有する。配線基板10は、半導体装置PKG1と実装基板MB1(図1参照)との間で、電気信号や電位(電源電位、基準電位、あるいは接地電位)を伝送する複数の配線経路を備える基板である。配線基板10は、上面10t側と下面10b側を電気的に接続する複数の配線層(図4に示す例では8層)を有する。各配線層に設けられた、複数の配線13は、複数の配線13間、および隣り合う配線層間を絶縁する絶縁層14に覆われている。
 図4に示す配線基板10は、積層された複数の配線層を備える、所謂、多層配線基板である。図4に示す例では、配線基板10は上面10t側から順に、配線層L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、および配線層L8の合計8層の配線層を備える。複数の配線層のそれぞれは、配線13などの導体パターンを有し、隣り合う導体パターンは、絶縁層14により覆われている。ただし、配線基板10が備える配線層の数は、図4に示す例に限定されず、例えば、8層よりも少なくても良いし、8層よりも多くても良い。
 また、図4に示す例では、配線基板10は、コア層(コア材、コア絶縁層、絶縁層)14cを基材として、コア層14cの上面および下面にそれぞれ複数の配線層が積層された構造になっている。コア層14cは、配線基板10の基材となる絶縁層であって、例えば、ガラス繊維などの繊維材にエポキシ樹脂などの樹脂材を含浸させた絶縁材料から成る。また、コア層14cの上面および下面のそれぞれに積層される絶縁層14は、例えば熱硬化性樹脂などの有機絶縁材料から成る。また、コア層14cの上面および下面に積層される複数の配線層は、例えばビルドアップ工法により形成される。ただし、図4に対する変形例として、コア層14cを有していない、所謂、コアレス基板を用いても良い。
 また、配線基板10は、各配線層の間に設けられ、積層された配線層を厚さ方向に接続する層間導電路であるビア配線15VW、およびコア層14cを厚さ方向に貫通する導電路であるスルーホール配線15TWを有する。変形例として上記したようにコアレス基板を用いる場合には、スルーホール配線15TWは有していなくても良い。また、配線基板10の上面10tには、複数のボンディングパッド(基板端子、半導体部品接続用端子)16が形成されている。
 配線基板10が有する複数の配線層のうち、最上層の配線層(最も上面10t側の配線層L1)に設けられた配線13は、ボンディングパッド16と一体に形成されている。言い換えれば、ボンディングパッド16は配線13の一部と考えることができる。また、ボンディングパッド16と配線13を区別して考える場合には、配線基板10の上面10tにおいて、絶縁膜17から露出する部分をボンディングパッド16、絶縁膜17に覆われる部分を配線13として定義することができる。
 また、配線基板10の下面10bには、複数のランド(外部端子、半田ボール接続用パッド)12が形成されている。複数のランド12のそれぞれには、半田ボール11が接続されており、図1に示す実装基板MB1と半導体装置PKG1とは、図4に示す半田ボール11を介して電気的に接続される。すなわち、複数の半田ボール11は、半導体装置PKG1の外部接続端子として機能する。
 これら複数の半田ボール11および複数のランド12は、配線基板10の複数の配線13を介して、上面10t側の複数のボンディングパッド16と電気的に接続されている。なお、配線基板10が有する複数の配線層のうち、最下層の配線層(最も下面10b側の配線層)に設けられた配線13は、ランド12と一体に形成されている。言い換えれば、ランド12は配線13の一部と考えることができる。また、ランド12と配線13を区別して考える場合には、配線基板10の下面10bにおいて、絶縁膜17から露出する部分をランド12、絶縁膜17に覆われる部分を配線13として定義することができる。
 また、図4に対する変形例として、ランド12自身を外部接続端子として機能させる場合もある。この場合、ランド12に半田ボール11は接続されず、複数のランド12のそれぞれは、配線基板10の下面10bにおいて、絶縁膜17から露出する。また、図4に対する別の変形例として、ボール形状の半田ボール11に代えて、薄い半田膜を接続し、この半田膜を外部接続端子として機能させる場合もある。あるいは、露出面に例えばメッキ法により形成された金(Au)膜を形成し、この金膜を外部接続端子とする場合もある。さらに、外部接続端子をピン状(棒状)に形成する場合もある。
 また、配線基板10の上面10tおよび下面10bは、絶縁膜(ソルダレジスト膜)17により覆われている。配線基板10の上面10tに形成された配線13は絶縁膜17に覆われている。絶縁膜17には開口部が形成され、この開口部において、複数のボンディングパッド16の少なくとも一部(ボンディング領域)が絶縁膜17から露出している。また、配線基板10の下面10bに形成された配線13は絶縁膜17に覆われている。絶縁膜17には開口部が形成され、この開口部において、複数のランド12の少なくとも一部(半田ボール11との接合部)が絶縁膜17から露出している。
 また、本実施の形態では、図1に示す信号伝送経路Lsg1には、差動信号が伝送される。差動信号は、対を成す二本の配線経路に、互いに反対の位相の信号が伝送される。図7に示すように、信号伝送経路Lsg1は、差動対を成す差動信号伝送経路DSpおよび差動信号伝送経路DSnにより構成される。差動対を構成する差動信号伝送経路DSpおよび差動信号伝送経路DSnは、できる限り等間隔であることが好ましい。このため、差動信号伝送経路DSpおよび差動信号伝送経路DSnのそれぞれを構成する配線13は、互いに沿うように延びている。また、差動対を構成する差動信号伝送経路DSpおよび差動信号伝送経路DSnの配線経路距離は等長化することが好ましい。このため、差動信号伝送経路DSpおよび差動信号伝送経路DSnのそれぞれを構成するビア配線15VWおよび配線13のそれぞれは、差動信号伝送経路DSpと差動信号伝送経路DSnの経路距離が等距離になるようにレイアウトされている。
 また、図7に示す例では、信号伝送経路Lsg1を構成する導体パターン(配線13およびビア配線15VW)の周囲は、平面視において、接地電位VG1が供給可能な配線経路Lvg1に囲まれている。配線経路Lvg1は配線13よりも面積が大きい、導体パターンである、導体プレーン13Pにより構成されている。このように、信号伝送経路Lsg1の周囲に接地電位が供給される配線経路Lvg1の一部である導体プレーン13Pは、信号伝送経路Lsg1から発生するノイズ、あるいは信号伝送経路Lsg1に対するノイズの伝搬を抑制するシールド導体として利用することができる。また、信号伝送経路Lsg1の配線経路に沿って、信号伝送経路Lsg1の周囲に接地電位が供給される配線経路Lvg1が設けられている。このため、信号伝送経路Lsg1の周囲に接地電位が供給される配線経路Lvg1の一部である導体プレーン13Pは、信号伝送経路Lsg1の信号波形に対する参照電位が伝送されるリファレンス経路として利用することができる。
 <半導体部品>
 図5に示すように、半導体部品20は、主面23tを有する半導体基板(基材)23と、主面23tと主面20tとの間に配置された配線層24とを有する。また、図6に示すように、半導体部品30は、主面33tを有する半導体基板(基材)33と、主面33tと主面30tとの間に配置された配線層34とを有する。なお、図5および図6では、見易さのため、一層の配線層24、34を示しているが、配線層24、34には、インタポーザ40の配線層M1、M2、M3と同程度以下の厚さを備える複数の配線層が積層されている。また、見易さのために図示は省略するが、複数の配線層24、34のそれぞれには、複数の配線が形成されている。また、複数の配線は、複数の配線間、および隣り合う配線層間を絶縁する絶縁層に覆われている。絶縁層は、例えば、酸化珪素(SiO)などの半導体材料の酸化物から成る、無機絶縁層である。
 また、複数の半導体部品20、30のそれぞれが備える半導体基板23、33の主面23t、33tには、例えばトランジスタ素子、あるいはダイオード素子などの、複数の半導体素子が形成されている。図5に示す半導体部品20では、複数の半導体素子は、配線層24の複数の配線を介して主面20t側に形成された複数の端子21および複数の端子22と電気的に接続されている。また、図6に示す半導体部品30では、複数の半導体素子は、配線層34の複数の配線を介して主面30t側に形成された複数の端子31および複数の端子32と電気的に接続されている。
 また、図5に示す半導体部品20の配線層24上には、複数の端子(電極、部品電極、パッド)21および複数の端子(電極、部品電極、パッド)22が形成されている。複数の端子21のそれぞれは、バンプ電極51を介して配線基板10のボンディングパッド16と電気的に接続される端子である。また複数の端子22のそれぞれはバンプ電極53を介してインタポーザ40のボンディングパッド41と電気的に接続される端子である。複数の端子21および複数の端子22のそれぞれの一部分は、半導体部品20の主面20tにおいて、保護絶縁膜であるパッシベーション膜25から露出している。バンプ電極51は、端子21のうち、パッシベーション膜25から露出する部分に接合されている。
 また、図6に示す半導体部品30の配線層34上には、複数の端子(電極、部品電極、パッド)31および複数の端子(電極、部品電極、パッド)32が形成されている。複数の端子31のそれぞれは、バンプ電極52を介して配線基板10のボンディングパッド16と電気的に接続される端子である。また複数の端子32のそれぞれはバンプ電極53を介してインタポーザ40のボンディングパッド42と電気的に接続される端子である。複数の端子31および複数の端子32のそれぞれの一部分は、半導体部品30の主面30tにおいて、保護絶縁膜であるパッシベーション膜35から露出している。バンプ電極52は、端子31のうち、パッシベーション膜35から露出する部分に接合されている。
 図8に示すように、複数の端子22のそれぞれは、複数の端子21より、半導体部品30の端子32に近い位置に配置されている。また、複数の端子32のそれぞれは、複数の端子31より、半導体部品20の端子22に近い位置に配置されている。インタポーザ40を介して電気的に接続される端子22と端子32の離間距離を小さくすることで、インタポーザ40内での伝送経路距離を低減できる。
 図8に示す例では、半導体部品20が有する複数の端子21には、図1を用いて説明した端子PD1、端子PD4、および端子PD6がそれぞれ複数個ずつ含まれる。また、半導体部品20が有する複数の端子22には、図1を用いて説明した端子PD2および端子PD5がそれぞれ複数個ずつ含まれる。また、半導体部品30が有する複数の端子31には、図1を用いて説明した端子PD7、および端子PD8がそれぞれ複数個ずつ含まれる。また、半導体部品30が有する複数の端子32には、図1を用いて説明した複数の端子PD2が含まれる。
 端子PD1は、外部(図1に示す外部機器EX1)との間で信号を伝送する端子である。複数の端子PD1は、図8に示すように、半導体部品20の主面20tにおいて、半導体部品30、あるいはインタポーザ40までの距離が、他の端子と比較して相対的に遠くなる位置に配置されている。言い換えれば、半導体部品20の主面20tは、半導体部品30と対向する辺20s1および辺20s1の反対側の辺20s2を有し、複数の端子PD1のそれぞれは、辺20s1より辺20s2の近くに配置されている。これにより、図1を用いて説明した通り、複数の端子PD1のそれぞれに接続される信号伝送経路Lsg1を配置するスペースが確保されるので、信号伝送経路Lsg1の配線レイアウトが容易になる。
 また、端子PD2は、半導体部品30との間で信号を伝送する端子である。複数の端子PD2は、図8に示すように、半導体部品20の主面20tにおいて、半導体部品30までの距離が、他の端子と比較して相対的に近くなる位置に配置されている。言い換えれば、複数の端子PD1のそれぞれは、半導体部品20の主面20tの辺20s2より辺20s1の近くに配置されている。図8に示す例では、平面視において、複数の端子PD2のそれぞれは、半導体部品20の複数の端子PD1と、半導体部品30の複数の端子PD3との間に配置されている。これにより、図1を用いて説明した通り、複数の端子PD2のそれぞれに接続される信号伝送経路Lsg2の伝送距離を短くすることができる。そして、パラレル通信方式で信号が伝送される信号伝送経路Lsg2の伝送距離を短くすることで、スキューによる同期の問題、伝送損失増加の問題、あるいはクロストークノイズの問題などを抑制できる。
 また、図8に示す例では、平面視において、半導体部品20の複数の端子PD2のそれぞれは、半導体部品20の複数の端子PD1より半導体部品20の複数の端子PD3に近い位置に配置されている。半導体部品20の端子PD2と半導体部品30の端子PD3との離間距離が小さくなる程、図1に示す信号伝送経路Lsg2の伝送距離を短くすることができる。そして、信号伝送経路Lsg2の伝送距離を短くすることで、スキューによる同期の問題、伝送損失増加の問題、あるいはクロストークノイズの問題などを抑制できる。
 また端子PD4および端子PD5のそれぞれは、接地電位VG1が供給可能な端子である。図8に示す例では、平面視において、複数の端子PD4のそれぞれは、複数の端子PD1と複数の端子PD5の間に配置されている。図1を用いて説明したように、半導体部品20に接地電位VG1を供給する端子PD4が端子PD5の近くに配置されている場合、端子PD4を経由して端子PD5に接地電位VG1を供給する際に接地電位VG1の供給経路距離が短くなる。これにより、配線経路Lvg2の電位を安定させることができる。
 ただし、図1を用いて説明したように、配線経路Lvg1が、信号伝送経路Lsg1の信号波形に対する参照電位が伝送されるリファレンス経路として利用される場合、信号伝送経路Lsg1と、リファレンス経路としての配線経路Lvg1との離間距離が一定であることが好ましい。したがって、複数の端子PD4のうちの一部が複数の端子PD2の近傍に設けられていても良い。例えば、半導体部品20の主面20tに複数の端子PD1が設けられている場合、複数の端子PD1の間に複数の端子PD4のうちの一部が設けられていても良い。
 また、図8に示す例では、半導体部品20の主面20tにおいて、辺20s2側からX方向に沿って、順に、複数の端子PD5および複数の端子PD2が配置されている。この場合、複数の端子PD2を辺20s1に近づけて配置できるので、図1に示す信号伝送経路Lsg2の伝送距離を短くできる。
 ただし、図1に示す配線経路Lvg2が、信号伝送経路Lsg2の信号波形に対する参照電位が伝送されるリファレンス経路として利用される場合、信号伝送経路Lsg2と、リファレンス経路としての配線経路Lvg2との離間距離が一定であることが好ましい。したがって、複数の端子PD5のうちの一部が複数の端子PD2の近傍に設けられていても良い。例えば、半導体部品20の主面20tに複数の端子PD2が設けられている場合、複数の端子PD2の間に複数の端子PD5のうちの一部が設けられていても良い。
 また、端子PD6は、電源電位VD1が供給可能な端子である。図8に示す例では、平面視において、半導体部品20の複数の端子PD6は、複数の端子PD1と複数の端子PD2の間に配置されている。このように、複数の端子PD6が複数の端子PD1と複数の端子PD2の間に配置されている場合、主面20tの辺20s2側には端子PD1を優先的に配置でき、主面20tの辺20s1側には端子PD2を優先的に配置できる。
 また、図8に示す例では、平面視において、半導体部品20の複数の端子PD6は、複数の端子PD1と複数の端子PD4の間に配置されている。図1を用いて説明したように半導体部品20に電源電位VD1を供給する端子PD4が端子PD5の近くに配置されている場合、端子PD4を経由して端子PD5に接地電位VG1を供給する際に接地電位VG1の供給経路距離が短くなる。これにより、配線経路Lvg2の電位を安定させることができる。
 なお、図8では、端子21、端子22、端子31、および端子32のそれぞれの配列について例示的に示している。図4に示すように、バンプ電極51は端子21と対向する位置に接続される。また、バンプ電極52は端子31と対向する位置に接続される。また、バンプ電極53は、端子22(図5参照)または端子32(図6参照)と対向する位置に接続される。したがって、図8に示す端子21、端子22、端子31、および端子32のレイアウトは、図4に示すバンプ電極51、バンプ電極52、およびバンプ電極53の平面視におけるレイアウトと見做すことができる。
 <インタポーザ>
 図4に示すように、インタポーザ40は、半導体部品20に接続される複数のボンディングパッド41(図5参照)および半導体部品30に接続される複数のボンディングパッド42(図6参照)が配置された上面(面、中継端子配置面)40t、上面40tとは反対側の下面(面、裏面)40b、および上面40tと下面40bの間に配置された側面40s(図5および図6参照)を有する。また、インタポーザ40は、図2および図8に示すように平面視において四角形の外形形状を成す。
 図5および図6に示すように、インタポーザ40は、主面44tを有する半導体基板(基材)44と、主面44tと上面40tとの間に配置された複数の配線層とを有する。図5および図6に示す例では、インタポーザ40は上面40t側から順に、配線層M1、M2、および配線層M3の合計3層の配線層を備える。ただし、インタポーザ40が備える配線層の数は、図5に示す例に限定されず、例えば、3層よりも少なくても良いし、3層より多くても良い。
 複数の配線層のそれぞれは、配線43などの複数の導体パターンを有し、導体パターンのそれぞれは、複数の配線間、および隣り合う配線層間を絶縁する絶縁層45により覆われている。絶縁層45は、例えば、酸化珪素(SiO)などの半導体材料の酸化物から成る、無機絶縁層である。また、複数の配線層のうち、最上層(上面40tに最も近い層)に設けられた配線層M1には、複数のボンディングパッド41(図5参照)および複数のボンディングパッド42(図6参照)が配置されている。配線層M1は、絶縁層45上に設けられ、保護絶縁膜であるパッシベーション膜46に覆われている。
 図9に示すように、複数のボンディングパッド41および複数のボンディングパッド42のそれぞれの一部分は、パッシベーション膜46に形成された開口部においてパッシベーション膜46から露出している。図5および図6に示すバンプ電極52は、ボンディングパッド41(図5参照)およびボンディングパッド42(図6参照)のそれぞれにおいて、パッシベーション膜46から露出する部分に接合されている。
 また、複数のボンディングパッド41と複数のボンディングパッド42とは、複数の配線43を介してそれぞれ電気的に接続されている。複数のボンディングパッド41、複数のボンディングパッド42およびこれらを電気的に接続する複数の配線43により構成される、複数の配線経路には、図1を用いて説明した複数の信号伝送経路Lsg2が含まれる。また、複数のボンディングパッド41、複数のボンディングパッド42およびこれらを電気的に接続する複数の配線43により構成される、複数の配線経路には、図1を用いて説明した配線経路Lvg2が含まれる。
 本実施の形態のように、半導体基板44の主面44t上に設けた配線層に複数の導体パターンを形成する技術は、半導体ウエハに集積回路を形成する技術を利用できるので、複数の配線43の配線幅や配置間隔を容易に小さくすることができる。また、半導体ウエハを利用してインタポーザ40を形成すれば、多数のインタポーザ40を一括して製造できるので、製造効率が良い。
 <バンプ電極>
 図10は、図5および図6に示す半導体部品とインタポーザとを電気的に接続するバンプ電極の拡大断面図である。また、図11は、図5および図6に示す半導体部品と配線基板とを電気的に接続するバンプ電極の拡大断面図である。
 本実施の形態の例では、図4に示すバンプ電極51、バンプ電極52、およびバンプ電極53のうち、半導体部品20または半導体部品30と、インタポーザ40とを電気的に接続するバンプ電極53は、例えば、図10に示すように、導体柱53Aと、半田層53Bとを有している。導体柱53Aは、例えば銅(Cu)やニッケル(Ni)などの金属材料を主成分とするバンプ電極53の一部分であって、ピラーバンプと呼ばれる。導体柱53Aの幅(主面20tまたは主面30tの延在方向に沿った平面方向(図10ではX方向)における長さ)は、導体柱53Aの高さ(平面方向に直交する厚さ方向(図10ではZ方向)の長さ)より小さい。導体柱53Aは、例えば図示しないマスクに形成された開口部内に導体を成膜、めっき、あるいは印刷等の方法により形成される。このため、例えば、半導体ウエハに集積回路を形成する際に利用するフォトリソグラフィ技術を利用すれば、狭い配置間隔で多数の導体柱53Aを形成できる。
 また、半田層53Bは、導体柱53Aと接続対象の端子(図10では、端子22または端子23)とを電気的に接続する導電性の接続部材であって、導体柱53Aの上面53tおよび下面53bのうち、少なくとも一方に接続されている。図10に示す例では、半田層53Bは、導体柱53Aの上面53tに接合され、導体柱53Aの下面53bは、ボンディングパッド41(またはボンディングパッド42)に接合されている。インタポーザ40にバンプ電極53を形成した後、インタポーザ40に形成されたバンプ電極53と半導体部品20(または半導体部品30)とを接続すると、図10に示す形状になる。
 また、バンプ電極53の構造には、種々の変形例が適用可能である。例えば、半田層53Bが、導体柱53Aの下面53bに接合され、導体柱53Aの上面53tが、端子22(または端子32)に接合されていても良い。また、例えば、図11に示すバンプ電極51、52のように、バンプ電極53が半田材料により形成されていても良い。
 また、本実施の形態の例では、図4に示すバンプ電極51、バンプ電極52、およびバンプ電極53のうち、半導体部品20または半導体部品30と、配線基板10とを電気的に接続するバンプ電極51およびバンプ電極52は、例えば、図11に示すように、ボール状に形成された半田材料から成る。半田材料から成るバンプ電極51およびバンプ電極52は、半田ボールと呼ばれる。
 半田ボールで形成されたバンプ電極51およびバンプ電極52は、導体柱53Aと比較して、加熱した時に変形し易い特性を備えている。このため、複数の端子21と複数のボンディングパッド16との離間距離にバラつきがあっても、半田ボールが変形することで、複数の端子21と複数のボンディングパッド16のそれぞれを接続させることができる。言い換えれば、半田ボールから成るバンプ電極は、導体柱からなるバンプ電極と比較して、複数の端子間距離にバラつきに対する許容マージンが大きい。本実施の形態では、図5および図6に示すように、厚さ方向において、半導体部品20と配線基板10の間、および半導体部品30と配線基板10の間、のそれぞれに、インタポーザ40の一部分が配置されている。このため、図11に示す端子21とボンディングパッド16の離間距離、あるいは端子31とボンディングパッド16の離間距離は、インタポーザ40の厚さよりは大きく。そして、端子間の離間距離が大きくなると、複数の端子間距離にバラつきが生じやすいので、半田ボールから成るバンプ電極51およびバンプ電極52を介して、半導体部品20または半導体部品30と、配線基板10とを電気的に接続する方法が有効である。
 ただし、バンプ電極51およびバンプ電極52の構造には、種々の変形例が適用可能である。例えば、図10に示すバンプ電極53と同様に、導体柱53Aと半田層53Bとを備えた構造にしても良い。この場合、半田ボールを利用する場合と比較して、多数のバンプ電極51、52を小さい配置間隔で配列できる。このため、バンプ電極51およびバンプ電極52の数を増やしても、半導体装置PKG1(図4参照)の大型化を抑制できる。
 <変形例>
 本実施の形態では、実施の形態の説明中にも複数の変形例について説明したが、以下では、上記以外の変形例について説明する。
 <変形例1>
 図12は、図1に対する変形例である半導体装置の構成例を模式的に示す説明図である。図12に示す半導体装置PKG2は、図1に示す半導体部品30に対する変形例である半導体部品30Aが、コア回路SCR1に加えて、外部インタフェース回路SIF3を有している点で、図1に示す半導体装置PKG1と相違する。
 図1では、半導体部品30のコア回路SCR1に含まれる演算処理回路が、半導体部品20の外部インタフェース回路SIF1を介して外部と通信する例について説明した。しかし、図12に示す半導体装置PKG2のように、半導体部品30Aが外部インタフェース回路SIF3を備えていても良い。例えば、コア回路SCR1には演算処理回路を含む複数の回路が含まれているので、複数の演算処理回路を備えていても良い。この場合、図12に示すように、複数のコア回路SCR1が備える複数の演算処理回路のうちの一部は、半導体部品30Aの主面30tに配置された端子PD9を介して、外部(図1に示す例では外部機器EX2)との間で信号SG3を伝送しても良い。
 信号伝送経路Lsg3を利用して外部機器EX2と外部インタフェース回路SIF3との間で信号SG3を伝送する方式は、信号伝送経路Lsg1と同様に、シリアル通信方式が好ましい。この場合、信号SG3は信号SG2より高い周波数(高い伝送速度)で伝送される。したがって、また、半導体部品30Aの端子PD9は、インタポーザ40を介さず、かつ、バンプ電極BP9を介して配線基板10と電気的に接続される。ことが好ましい。これにより、高速伝送経路である信号伝送経路Lsg3での信号損失を低減できる。
 また、信号伝送経路Lsg3の数が増加すると、外部インタフェース回路SIF3の専有面積が増加することになり、半導体部品30の面積が増大する。したがって、半導体装置PKG2に複数の信号伝送経路Lsg1と複数の信号伝送経路Lsg3とが接続されている場合、信号伝送経路Lsg3の数は信号伝送経路Lsg1の数より少ないことが好ましい。言い換えれば、半導体部品20の主面20tに複数の端子PD1が配置され、半導体部品30Aの主面30tに複数の端子PD9が配置されている場合、端子PD9の数は端子PD1の数より少ないことが好ましい。これにより、半導体装置PKG2の大型化を抑制できる。
 図12に示す半導体装置PKG2は、上記した相違点以外は図1~図11を用いて説明した半導体装置PKG1と同様である。また、図12に示す半導体部品30Aは、上記した相違点を除き、図1~図11を用いて説明した半導体部品30と同様である。このため、上記相違点以外は、上記半導体部品30を半導体部品30Aに置き換えて適用可能であり、上記半導体装置PKG1を半導体装置PKG2に置き換えて適用可能なので、重複する説明は省略する。
 <変形例2>
 また、図1では、配線基板10に搭載される半導体部品の数が2個の場合の実施態様について説明したが、配線基板10上に搭載される半導体部品の数は、3個以上でも良い。例えば、図13に示す半導体装置PKG3は、配線基板10の上面10t上には、半導体部品20、半導体部品30Bおよび半導体部品60が搭載されている。図13は、図1に対する他の変形例である半導体装置の構成例を模式的に示す説明図である。また、図14は、図13に示すメモリパッケージに接続されたインタポーザの周辺を拡大して示す説明図である。
 図13に示す例では、半導体部品60は、メモリ回路(主記憶回路)を備えるメモリパッケージであり、半導体部品30Bは、上記メモリ回路を制御する制御回路を備えている。制御回路は、例えば図13に示すコア回路SCR1に含まれている。
 また、本実施の形態の例では、半導体部品60および半導体部品30Bのそれぞれは、インタポーザ40と同様の配線部材であるインタポーザ40Aを介して電気的に接続されている。言い換えれば、半導体装置PKG3は、半導体部品30Bと半導体部品60との間で信号を伝送することによって動作するシステムを備えている。
 半導体部品60は、半導体部品30Bとの間で通信するデータを記憶するメモリ回路(主記憶回路、記憶回路)SME1を備えている。また、半導体部品30Bには、半導体部品60の主記憶回路の動作を制御する制御回路を備えている。また、半導体部品30Bは、入力されたデータ信号に対して演算処理を行う、演算処理回路を備えている。図13では、一例として演算処理回路や制御回路などの主要な回路を、コア回路SCR1として示している。ただし、コア回路SCR1に含まれる回路は、上記以外の回路が含まれていても良い。例えば、半導体部品30Bには、例えば一次的にデータを記憶するキャッシュメモリなど、半導体部品60の主記憶回路よりも記憶容量が小さい補助記憶回路(記憶回路)が形成されていても良い。
 また、半導体部品30Bは、半導体部品20との間で信号SG2を伝送する内部インタフェース回路SIF2の他、半導体部品60との間で信号SG4を伝送する内部インタフェース回路SIF4を備えている。また半導体部品60は、メモリ回路SME1の他、半導体部品30Bとの間で信号SG4を伝送する内部インタフェース回路SIF4を備えている。半導体部品30Bの制御回路は、内部インタフェース回路SIF4、および内部インタフェース回路SIF4に接続されるインタポーザ40A(詳しくはインタポーザ40Aが備える複数の信号伝送経路Lsg4)を介して、半導体部品60との間で信号を伝送することができる。
 図13に示すメモリ回路SME1を半導体部品30Bのコア回路SCR1に形成することもできるが、メモリ回路SME1を半導体部品30Bとは別の半導体部品60に形成すれば、以下の点で好ましい。すなわち、メモリ回路SME1は記憶容量に比例して専有面積が大きくなる。このため、半導体部品30Bにメモリ回路SME1を形成する場合、必要な記憶容量に応じて半導体部品30Bの平面積(主面30tの面積)が大きく変化する。一方、半導体装置PKG3のように、半導体部品60にメモリ回路SME1が形成された構成の場合、半導体部品30Bの平面積は、システムに必要な記憶容量によらず、ほぼ一定にすることができる。また、メモリ回路SME1が形成された半導体部品60は、メモリ回路SME1、内部インタフェース回路SIF4、電源回路の他には、例えば演算処理回路のような複雑な回路を有していない。この場合、メモリ回路SME1のレイアウトの自由度が高いので、記憶容量に比例した半導体部品60の平面積(主面60tの面積)の増大を抑制できる。例えば、図27に示す半導体部品61のように、メモリ回路SME1をそれぞれ有するメモリチップMCが複数枚積層された構造の場合、半導体部品61の平面積の増大を抑制しつつ、かつ、記憶容量を大きくできる。図27は、図14に示すメモリパッケージに対する変形例を示す説明図である。
 信号伝送経路Lsg4は、信号伝送経路Lsg2と同様に、例えばパラレル通信方式により信号SG4を伝送する配線経路である。このため、インタポーザ40Aはインタポーザ40と同様の構造にすることができる。図13および図14に示す例では、半導体部品30Bの主面30tには、半導体部品20(図13参照)との間で信号SG2(図13参照)を伝送する端子PD3(図13参照)の他、半導体部品60との間で信号SG4を伝送する端子PD10(図14参照)が配置されている。また、図14に示すように、半導体部品60は、半導体部品30Bとの間で信号SG4を伝送する端子PD11が配置された主面60tを有している。
 また、半導体部品60に接続される配線経路は、信号伝送経路Lsg4以外の伝送経路が接続されていても良い。例えば、図14に示す例では、半導体部品60の主面60tには、接地電位VG1が供給可能な端子PD12および端子PD13が配置されている。半導体部品60には、外部(図14に示す例では電位供給部PS1)から接地電位VG1が供給可能な配線経路Lvg4、および半導体部品60と半導体部品30Bとの間で接地電位VG1を伝送可能な配線経路Lvg5が接続されている。図14に示す例では、電位供給部PS1から端子PD12を介してメモリ回路SME1および内部インタフェース回路SIF4に接地電位VG1が供給可能である。また、端子PD13は内部インタフェース回路SIF4に接続されており、接地電位VG1は、内部インタフェース回路SIF4を介して端子PD13に供給される。
 接地電位VG1が供給可能な配線経路Lvg5は、信号伝送経路Lsg4の信号波形に対する参照電位が伝送されるリファレンス経路として利用することができる。また、信号伝送経路Lsg4の周囲に接地電位が供給される配線経路Lvg5が配置されている場合、信号伝送経路Lsg4から発生するノイズ、あるいは信号伝送経路Lsg4に対するノイズの伝搬を抑制するシールド導体として利用することができる。
 また、半導体部品60の端子PD12は、インタポーザ40Aを介さず、かつ、バンプ電極BP12を介して配線基板10と電気的に接続される。また、半導体部品60の端子PD13は、バンプ電極BP13を介してインタポーザ40Aと電気的に接続されている。図14に示す例では、インタポーザ40Aの配線経路Lvg5は、半導体部品30Bおよび半導体部品60を介して配線基板10と接続されており、配線基板10とは直接的には接続されていない。この場合、インタポーザ40Aの下面40b側に端子を設けなくても良い。
 ただし、インタポーザ40Aの配線経路Lvg5に接地電位VG1を供給する方法の変形例として、インタポーザ40Aと配線基板10との間、すなわちインタポーザ40Aの下面40b側に端子を設け、該端子を介して配線基板10と配線経路Lvg5とを直接的に接続しても良い。配線基板10と接続された端子から接地電位VG1を供給すれば、接地電位VG1の供給経路が増えるので、配線経路Lvg5の電位を安定化させることができる。
 また、図14に示す例では、半導体部品60の主面60tには、外部(図13に示す例では電位供給部PS1)から電源電位VD1が供給可能な端子PD14が配置されている。半導体部品60には、外部から電源電位VD3が供給可能な配線経路Lvd3が接続されている。半導体部品60の端子PD14は、インタポーザ40Aを介さず、かつ、バンプ電極BP14を介して配線基板10と電気的に接続される。電源電位VD3は、例えば、半導体部品60のメモリ回路SME1、あるいは半導体部品60の内部インタフェース回路SIF4、あるいはこれらの両方を駆動する駆動電源用の電位である。図14に示すように、インタポーザ40Aを介さずに、配線基板10から直接的に電源電位VD3を供給することで、配線経路Lvd3のインピーダンスを低減することができるので、電源電位VD3を安定化させることができる。
 また、図14に示す例では、主面20tにおいて、半導体部品60の端子PD12は、端子PD14と端子PD13の間に配置されている。半導体部品60に接地電位VG1を供給する端子PD12が端子PD13の近くに配置されている場合、端子PD12を経由して端子PD13に接地電位VG1を供給する際に接地電位VG1の供給経路距離が短くなる。これにより、配線経路Lvg5の電位を安定させることができる。
 図13に示す半導体装置PKG3は、上記した相違点以外は図1~図11を用いて説明した半導体装置PKG1と同様である。また、図13に示す半導体部品30Bは、上記した相違点を除き、図1~図11を用いて説明した半導体部品30と同様である。また、図13に示すインタポーザ40Aは、上記した相違点を除き、図1~図11を用いて説明したインタポーザ40と同様である。このため、上記相違点以外は、上記半導体部品30を半導体部品30Aに、インタポーザ40をインタポーザ40Aに、上記半導体装置PKG1を半導体装置PKG3に、それぞれ置き換えて適用可能なので、重複する説明は省略する。
 <変形例3>
 また、図1に対する変形例として、信号伝送経路Lsg2の配線経路距離をさらに短くしても良い。図15は、図1に示すインタポーザの周辺を拡大して示す説明図である。図16は、図15に対する変形例であるインタポーザの周辺を拡大して示す説明図である。
 図15に示すように、半導体部品20の端子PD2と半導体部品30の端子PD3との離間距離D1は、半導体部品20の端子PD2と端子PD4との離間距離D2以上である。半導体部品20の端子PD2と半導体部品30の端子PD3との離間距離D1を長くすれば、信号伝送経路Lsg2を構成する配線を引き回すスペースを増大させることができる。
 一方、図16に示す半導体装置PKG4の場合、半導体部品20の端子PD2と半導体部品30の端子PD3との離間距離D1は、半導体部品20の端子PD2と端子PD4との離間距離D2より小さい。言い換えれば、図16に示す半導体装置PKG4が有するインタポーザ40Bの信号伝送経路Lsg2の伝送経路距離は、図15に示す半導体装置PKG1が有するインタポーザ40の信号伝送経路Lsg2の伝送経路距離より短い。そして、パラレル通信方式で信号が伝送される信号伝送経路Lsg2の伝送距離を短くすることで、スキューによる同期の問題、伝送損失増加の問題、あるいはクロストークノイズの問題などを抑制できる。
 図16に示す半導体装置PKG4は、上記した相違点以外は図1~図11を用いて説明した半導体装置PKG1と同様である。また、図16に示すインタポーザ40Bは、上記した相違点を除き、図1~図11を用いて説明したインタポーザ40と同様である。このため、上記相違点以外は、インタポーザ40をインタポーザ40Bに、上記半導体装置PKG1を半導体装置PKG4に、それぞれ置き換えて適用可能なので、重複する説明は省略する。
 <変形例4>
 また、図5に示す例では、インタポーザ40の下面40bと配線基板10の上面10tの間に隙間があり、この隙間に樹脂体55が配置されている実施態様について説明した。しかし、インタポーザ40の厚さ、あるいはバンプ電極53の高さによっては、半導体部品20と配線基板10との隙間にインタポーザ40の一部分を配置することが難しい場合もある。その場合には、図17に示す半導体装置PKG5のように、配線基板10の上面10t側の一部分に、キャビティ(開口部、段差部)10cが設けられ、キャビティ10c内にインタポーザ40Cの一部分が配置されていても良い。図17は、図5に対する変形例である半導体装置の半導体部品とインタポーザとの接続部分の周辺を示す拡大断面図である。
 図17に示す半導体装置PKG5は、配線基板10Aの上面10t側の一部にキャビティ10cが形成されている点で、図5に示す半導体装置PKG1と相違する。また、図17に示すインタポーザ40Cが有する半導体基板44の厚さは、図5に示すインタポーザ40が有する半導体基板44の厚さより厚い。この場合、インタポーザ40Cの強度は、インタポーザ40の強度より高い。このため、インタポーザ40Cの厚さおよびバンプ電極53の高さの合計値は配線基板10の上面10tと半導体部品20の主面20tとの離間距離より大きい。しかし、配線基板10Aのように、キャビティ10cが設けられていれば、インタポーザ40Cの一部分(少なくとも下面40bを含む一部分)をキャビティ10c内に配置することで、インタポーザ40Cと半導体部品20とを接続することができる。
 図17に示すようにインタポーザ40Cの厚さおよびバンプ電極53の高さの合計値が、配線基板10の上面10tと半導体部品20の主面20tとの離間距離より大きくなる要因は、半導体基板44の厚さには限定されない。例えばインタポーザ40の配線層数が増加したことにより、インタポーザ40の厚さが厚くなる場合もある。また例えば、バンプ電極53の高さが図5に示す例より高くなる場合もある。また、配線基板10の上面10tと半導体部品20の主面20tとの離間距離が図5に示す例より小さくなった場合にも、インタポーザ40の厚さおよびバンプ電極53の高さの合計値が、配線基板10の上面10tと半導体部品20の主面20tとの離間距離より大きくなる。これらの場合のいずれにおいても、図17に示す半導体装置PKG5と同様に、配線基板10Aの上面10t側の一部にキャビティ10cが設けられていれば、インタポーザ40の一部分が配線基板10と半導体部品20の間に配置された構造にすることができる。
 なお、図17は、図5に対する変形例として説明したが、図6に示す半導体部品30との関係においても同様である。すなわち、本変形例において、半導体部品20として説明した部分を半導体部品30と読み替えて適用すれば良い。
 また、図17に示す半導体装置PKG5は、上記した相違点以外は図1~図11を用いて説明した半導体装置PKG1と同様である。また、図17に示すインタポーザ40Cは、上記した相違点を除き、図1~図11を用いて説明したインタポーザ40と同様である。このため、上記相違点以外は、インタポーザ40をインタポーザ40Cに、上記半導体装置PKG1を半導体装置PKG5に、それぞれ置き換えて適用可能なので、重複する説明は省略する。
 <変形例5>
 図5および図6に示す例では、インタポーザ40の下面40bには端子や電極などは、設けられていない。インタポーザ40の端子は全て上面40t側に配置されている。しかし、図5および図6に対する変形例として、図18に示す半導体装置PKG6が有するインタポーザ40Dのように、下面40b側に端子47を設けても良い。図18は、図5に対する他の変形例である半導体装置の半導体部品とインタポーザとの接続部分の周辺を示す拡大断面図である。
 インタポーザ40Dは、半導体基板44を厚さ方向(主面44tおよび下面40bのうち、一方の面から他方の面に向かう方向)に貫通する複数の貫通電極48を備えている。複数の貫通電極48は、半導体基板44を厚さ方向に貫通するように形成された貫通孔に例えば銅(Cu)などの導体を埋め込むことにより形成された導電経路である。貫通電極48は、一方の端部が下面40bに形成された端子47に接続され、他方の端部が配線層M3の配線43に接続されている。インタポーザ40Dの場合、下面40bに配置された端子、47および端子47に接続されるバンプ電極54を介して、例えば図1に示す電源電位VD1、VD2、あるいは接地電位VG1などを供給することができる。この場合、端子47を介して供給される電源電位VD1、VD2、あるいは接地電位VG1を安定化させることができる。バンプ電極54は、例えば図11を用いて説明した半田ボール、あるいは図10を用いて説明した導体柱である。
 ただし、この場合であっても、図1に示す信号伝送経路Lsg1は、端子PD1に接続される。すなわち、インタポーザ40Dを介さずに、半導体部品20に接続されていることが好ましい。シリアル通信方式を利用して高速(高周波)で信号SG1を伝送する信号伝送経路Lsg1がインタポーザ40Dを経由せず、バンプ電極BP1を介して配線基板10に接続されていれば、高速伝送経路の信号損失を低減できる。
 なお、図18は、図5に対する変形例として説明したが、図6に示す半導体部品30との関係においても同様である。すなわち、本変形例において、半導体部品20として説明した部分を半導体部品30と読み替えて適用すれば良い。
 また、図18に示す半導体装置PKG6は、上記した相違点以外は図1~図11を用いて説明した半導体装置PKG1と同様である。また、図18に示すインタポーザ40Dは、上記した相違点を除き、図1~図11を用いて説明したインタポーザ40と同様である。このため、上記相違点以外は、インタポーザ40をインタポーザ40Dに、上記半導体装置PKG1を半導体装置PKG6に、それぞれ置き換えて適用可能なので、重複する説明は省略する。
 <変形例6>
 また、インタポーザの下面側に端子が設けられている実施態様には、図18を用いて説明したインタポーザ40Dの他の変形例がある。図19は、図5に対する他の変形例である半導体装置の半導体部品とインタポーザとの接続部分の周辺を示す拡大断面図である。
 図19に示半導体装置PKG7が有するインタポーザ40Eは、積層された複数の配線層を備える、所謂、多層配線基板である。図19に示す例では、インタポーザ40Eは上面40t側から順に、配線層M1、M2、M3、M4、および配線層M5の合計5層の配線層を備える。複数の配線層のそれぞれは、配線43などの導体パターンを有し、隣り合う導体パターンは、絶縁層45により覆われている。ただし、インタポーザ40Eが備える配線層の数は、図4に示す例に限定されず、例えば、5層よりも少なくても良いし、5層よりも多くても良い。また、インタポーザ40Eが備える複数の配線層は、層間導電路である、ビア配線を介して電気的に接続されている。
 絶縁層45は、例えば熱硬化性樹脂などの有機絶縁材料から成る。あるいは、絶縁層45は、例えば二酸化珪素(SiO)などのガラス材料(無機絶縁材料)で形成されていても良い。無機絶縁材料で絶縁層45を形成した場合、各配線層の下地を構成する絶縁層45の平坦性を向上させることができるので、複数の配線43の配線幅を小さくしたり、複数の配線43の配置密度を配線基板10の配線13の配置密度より高くしたりできる。
 また、インタポーザ40Eの上面40tには、複数のボンディングパッド41が形成されている。図19では図示を省略するが、インタポーザ40の上面40tには、図6およい図9を用いて説明したボンディングパッド42も形成されている。そして、複数のボンディングパッド41(およびボンディングパッド42)のそれぞれは、バンプ電極53を介して半導体部品20と電気的に接続されている。また、インタポーザ40Eの下面40bには、複数の端子47が形成されている。そして、複数の端子47のそれぞれは、バンプ電極54を介して配線基板10と電気的に接続されている。ボンディングパッド41(およびボンディングパッド42)と端子47とは、インタポーザ40Eの複数の配線層を介して互いに電気的に接続されている。つまり、半導体装置PKG7は、配線基板10と半導体部品20とが、インタポーザ40Eを介して電気的に接続される配線経路を有している。
 インタポーザ40Eの場合、下面40bに配置された端子、47および端子47に接続されるバンプ電極54を介して、例えば図1に示す電源電位VD1、VD2、あるいは接地電位VG1などを供給することができる。この場合、端子47を介して供給される電源電位VD1、VD2、あるいは接地電位VG1を安定化させることができる。
 ただし、上記した変形例5と同様に、図1に示す信号伝送経路Lsg1は、端子PD1に接続される。すなわち、インタポーザ40Dを介さずに、半導体部品20に接続されていることが好ましい。シリアル通信方式を利用して高速(高周波)で信号SG1を伝送する信号伝送経路Lsg1がインタポーザ40Dを経由せず、バンプ電極BP1を介して配線基板10に接続されていれば、高速伝送経路の信号損失を低減できる。
 また、図示は省略するが、図19に示す半導体装置PKG7に対しては、種々の変形例がある。例えば、図19に示す複数の配線層の間に、例えば、ガラス繊維などの繊維材にエポキシ樹脂などの樹脂材を含浸させた絶縁材料から成るコア絶縁層が配置されていても良い。この場合、インタポーザ40Eの強度を向上させることができる。また、コア絶縁層が配置されている場合、ボンディングパッド41と端子47は、コア絶縁層を貫通するスルーホール配線を介して電気的に接続される。
 なお、図19は、図5に対する変形例として説明したが、図6に示す半導体部品30との関係においても同様である。すなわち、本変形例において、半導体部品20として説明した部分を半導体部品30と読み替えて適用すれば良い。
 また、図19に示す半導体装置PKG7は、上記した相違点以外は図1~図11を用いて説明した半導体装置PKG1と同様である。また、図19に示すインタポーザ40Eは、上記した相違点を除き、図1~図11を用いて説明したインタポーザ40と同様である。このため、上記相違点以外は、インタポーザ40をインタポーザ40Eに、上記半導体装置PKG1を半導体装置PKG7に、それぞれ置き換えて適用可能なので、重複する説明は省略する。
 <変形例7>
 また、上記変形例5で説明したインタポーザ40Dや上記変形例6で説明したインタポーザ40Eのように、インタポーザの下面40b側に端子47を配置する技術を用いれば、図20に示す半導体装置PKG8のように、半導体部品30に接続される全ての配線経路がインタポーザ40Fを介して接続された構造にすることができる。図20は、図1に対する他の変形例である半導体装置の構成例を模式的に示す説明図である。
 図20に示す半導体装置PKG8は、半導体部品30の複数の端子PD7Aおよび端子PD8Aのそれぞれが、インタポーザ40Fを介して配線基板10と電気的に接続されている点で、図1に示す半導体装置PKG1と相違する。
 インタポーザ40Fが有する下面40bには、複数の端子47が配置されている。複数の端子47の詳細な構造は、図18を用いて説明したインタポーザ40Dの構造、あるいは図19を用いて説明したインタポーザ40Eの構造を適用できるので、重複する説明は省略する。
 また、半導体部品30Cには、外部(図20に示す例では電位供給部PS1)から接地電位VG1が供給可能な端子PD7Aおよび電源電位VD2が供給可能な端子PD8Aが配置されている。半導体部品30の端子PD7Aは、バンプ電極BP7Aを介してインタポーザ40Fと電気的に接続されている。また、端子PD7Aは、インタポーザ40Fの端子47を介して配線基板10と電気的に接続されている。また、半導体部品30Cの端子PD8Aは、バンプ電極BP8Aを介してインタポーザ40Fと電気的に接続されている。また、端子PD8Aは、インタポーザ40Fの端子47を介して配線基板10と電気的に接続されている。
 図20に示す半導体装置PKG8は、上記した相違点以外は図1~図11を用いて説明した半導体装置PKG1と同様である。また、図20に示す半導体部品30Cは、上記した相違点を除き、図1~図11を用いて説明した半導体部品30と同様である。また、図20に示すインタポーザ40Fは、上記した相違点を除き、図1~図11を用いて説明したインタポーザ40と同様である。このため、上記相違点以外は、上記半導体部品30を半導体部品30Cに、インタポーザ40をインタポーザ40Fに、上記半導体装置PKG1を半導体装置PKG8に、それぞれ置き換えて適用可能なので、重複する説明は省略する。
 <変形例8>
 図21は、図1に対する他の変形例である半導体装置の構成例を模式的に示す説明図である。図1では、半導体部品20と半導体部品30とを電気的に接続する配線部材として、互いに絶縁された複数の配線を有する配線基板であるインタポーザを取り上げて説明した。半導体部品20と半導体部品30とを電気的に接続する配線部材としては、図21に示す半導体装置PKG9が有する配線部材40Gのように、一方の端部が半導体部品の端子PD2(または端子PD5)に接続され、他方の端部が半導体部品30の端子PD3(または端子PD9)に接続された複数のワイヤ40Wにより構成されていても良い。この場合、複数のワイヤ40Wが互いに接触することを抑制するため、複数のワイヤ40Wは樹脂体(例えば図4に示す樹脂体56を参照)で封止されていることが好ましい。
 <変形例9>
 図22は、図1に対する他の変形例である半導体装置の構成例を模式的に示す説明図である。また、図23は、図22に対する変形例である半導体装置の構成例を模式的に示す説明図である。図1では、半導体部品30に電源電位VD2を供給可能な端子PD8と配線基板10とをインタポーザ40を介さずに接続することで、電源電位VD2を安定化させる実施態様について説明した。図22に示す半導体装置PKG10のように、配線基板10Bの上面10tと下面10bとの間において、半導体部品30と厚さ方向に重なる位置に、コンデンサC1を配置しても良い。
 図22に示すコンデンサC1は、配線基板10Bの上面10tと下面10bとの間に配置された基板内蔵型のコンデンサである。コンデンサC1の一方の電極は、配線経路Lvd2に接続され、他方の電極は、配線経路Lvg3に接続されている。言い換えれば、コンデンサC1は、コア回路SCR1(例えば演算処理回路)の駆動電源を供給する配線経路中に並列接続で配置されている。この場合、コンデンサC1は、配線経路Lvd2に含まれるノイズ(信号)を配線経路Lvg3側にバイパスして流す、バイパスコンデンサとして機能させることができる。また、コンデンサC1は、半導体部品30のコア回路SCR1に流れる電流のループ(経路距離)を小さくすることで、配線経路Lvd2および配線経路Lvg3に含まれるインピーダンス成分の影響を低減する、デカップリングコンデンサとして機能させることができる。また、供給された電力を消費する回路の近傍に、コンデンサC1を接続することで、瞬間的に駆動電圧が降下する現象を抑制する、バッテリとして機能させることができる。
 また、図22に対する更なる変形例として、図23に示す半導体装置PKG11が有するコンデンサC1のように、半導体部品30と厚さ方向に重なる位置に配置されているコンデンサC1は、配線基板10の下面10b側に搭載された、表面実装型のコンデンサであっても良い。表面実装型のコンデンサの場合、配線基板10が完成した後で、コンデンサC1を実装すれば良いので、図22に示す基板内蔵型のコンデンサと比較して、製造工程を簡単にできる。一方、図22に示す基板内蔵型のコンデンサC1を用いれば、表面実装型のコンデンサと比較して、コンデンサC1とコア回路SCR1との配線経路距離を短くできる。
 このように、半導体部品30と厚さ方向に重なる位置に、コンデンサC1が配置されている半導体装置PKG10は、半導体装置PKG1と比較して、コア回路SCR1に供給される電源電位VD2をさらに安定化させることができる。
 また、コア回路SCR1とコンデンサC1との経路距離を短くする観点からは、図22に示すように、コンデンサC1は厚さ方向において、コア回路SCR1と重なっていることが特に好ましい。
 図22に示す半導体装置PKG10は、上記した相違点以外は図1~図11を用いて説明した半導体装置PKG1と同様である。また、図20に示す配線基板10Bは、上記した相違点を除き、図1~図11を用いて説明した配線基板10と同様である。このため、上記相違点以外は、上記配線基板10を配線基板10Bに、上記半導体装置PKG1を半導体装置PKG10に、それぞれ置き換えて適用可能なので、重複する説明は省略する。
 <変形例10>
 図24は、図4に対する変形例である半導体装置の構成例を模式的に示す説明図である。図2や図4では、半導体部品20の裏面20bおよび半導体部品30の裏面30bが露出する実施態様について説明した。しかし、図24に示す半導体装置PKG12のように、半導体部品20の裏面20bおよび半導体部品30の裏面30bに放熱板70が取り付けられていても良い。
 図24に示す例では、放熱部品70は金属板であって、接着材71を介して半導体部品20の裏面20bおよび半導体部品30の裏面30bに接着固定されている。接着材71は、樹脂製の接着材であっても良いが、放熱性を向上させる観点から、樹脂材料中に金属粒子やカーボン粒子など、母材よりも熱伝導率が高い放熱材料からなる複数の粒子が含有されていることが好ましい。
 図24に示す例では、配線基板10の上面10tから半導体部品20の裏面20bまでの高さと、配線基板10の上面10tから半導体部品30の裏面30bまでの高さが同程度である。このため、半導体部品20の裏面20bおよび半導体部品30の裏面30bに放熱板70が取り付けられている。図示は省略するが、配線基板10の上面10tから半導体部品20の裏面20bまでの高さと、配線基板10の上面10tから半導体部品30の裏面30bまでの高さが異なる場合もある。この場合、少なくとも半導体部品30の裏面30bには、放熱部品70が取り付けられていることが好ましい。図1を用いて説明したように、半導体部品30はコア回路SCR1を有し、半導体部品20と比較して発熱し易い。したがって、相対的に発熱量が大きい半導体部品30に放熱部品70を取り付けることで、半導体装置PKG12の放熱性を向上させることができる。
 <変形例11>
 図25および図26は、図11に示す半導体部品と配線基板とを電気的に接続するバンプ電極に対する変形例を示す拡大断面図である。
 図11に示す例では、半導体部品20の端子21と配線基板10のボンディングパッド16とが半田材料から成るバンプ電極51を介して電気的に接続され、半導体部品30の端子31と配線基板10のボンディングパッド16とが半田材料から成るバンプ電極51を介して電気的に接続されている例について説明した。バンプ電極51およびバンプ電極52の構造には、種々の変形例が適用可能である。
 例えば、図25に示すバンプ電極57のように、導体柱57Aと半田層57Bとを備えたバンプ電極57を介して端子21(または端子31)とボンディングパッド16とが電気的に接続された構造であっても良い。
 また、図25に示す例では、ボンディングパッド16のうちの一部分が絶縁膜17に覆われた、SMD(solder mask defined)構造である実施態様を例示的に示している。しかし、図26に示す変形例のように、ボンディングパッド16が絶縁膜17(図25参照)から露出する、NSMD(non solder mask defined)構造である実施態様であっても良い。
 以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態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いうまでもない。
 例えば、上記実施の形態で説明した技術思想の要旨を逸脱しない範囲内において、変形例同士を組み合わせて適用することができる。
 その他、上記実施の形態に記載された内容の一部を以下に記載する。
 〔付記1〕
 第1面、および前記第1面の反対側に位置する第2面を備える配線基板と、
 第1主面および前記第1主面の反対側に位置する第1裏面を備え、前記第1主面と前記配線基板との前記第1面とが対向した状態で前記配線基板の前記第1面上に搭載される第1半導体部品と、
 第2主面および前記第2主面の反対側に位置する第2裏面を備え、前記第2主面と前記配線基板との前記第1面とが対向した状態で前記配線基板の前記第1面上に搭載される第2半導体部品と、
 前記第1半導体部品と前記第2半導体部品とを電気的に接続する複数の配線経路を備える第1配線部材と、
 を有し、
 前記第1半導体部品の前記第1主面には、前記第1配線部材を介さず、かつ、第1バンプ電極を介して前記配線基板と電気的に接続される第1端子、および第2バンプ電極を介して前記第1配線部材と電気的に接続される第2端子が配置され、
 前記第2半導体部品の前記第2主面には、第3バンプ電極を介して前記第1配線部材と電気的に接続される第3端子、および前記第1配線部材を介さず、かつ、第3バンプ電極を介して前記配線基板と電気的に接続される第4端子が配置され、
 前記第1バンプ電極、前記第2バンプ電極、および前記第3バンプ電極のそれぞれは、樹脂で封止されている、半導体装置。
 〔付記2〕
 付記1において、
 前記第2バンプ電極および前記第3バンプ電極の体積は、前記第1バンプ電極の体積より小さい、半導体装置。
 〔付記3〕
 付記2において、
 前記第2バンプ電極および前記第3バンプ電極は、第1の樹脂体により封止され、前記第1バンプ電極は、前記第1の樹脂体とは別の第2の樹脂体により封止されている、半導体装置。
10,10A,10B 配線基板
10b 下面(面、実装面)
10c キャビティ(開口部、段差部)
10s 側面
10t 上面(面、チップ搭載面)
11 半田ボール(外部端子)
12 ランド(外部端子、半田ボール接続用パッド)
13 配線
13P 導体プレーン
14 絶縁層
14c コア層(コア材、コア絶縁層、絶縁層)
15TW スルーホール配線
15VW ビア配線
16 ボンディングパッド(基板端子、半導体部品接続用端子)
17 絶縁膜(ソルダレジスト膜)
20,30,30A,30B,30C,60,61 半導体部品
20b,30b 裏面
20s1,20s2 辺
20t,30t,60t 主面
21,22,31,32,PD1,PD2,OD3,PD4,PD5,PD6,PD7,PD7A,PD8,PD8A,PD9,PD10,PD11,PD12,PD13,PD14 端子(電極、部品電極、パッド)
23,33 半導体基板(基材)
23t,33t 主面
24,34 配線層
25,35 パッシベーション膜
40,40A,40B,40C,40D,40E,40F,40h インタポーザ
40b 下面(面、裏面)
40G 配線部材
40s 側面
40t 上面(面、中継端子配置面)
40W ワイヤ
41,42 ボンディングパッド(端子、中継基板端子)
43 配線
44 半導体基板(基材)
44t 主面
45 絶縁層
46 パッシベーション膜
47 端子
48 貫通電極
51,52,53,54,BP1,BP2,BP3,BP4,BP5,BP6,BP7,BP8,BP9,BP12,BP13,BP14,BPh1 バンプ電極(導電性部材)
53A 導体柱
53b 下面
53B 半田層
53t 上面
55,56 樹脂体
56s 境界面
70 放熱板
70 放熱部品
71 接着材
C1 コンデンサ
D1,D2 離間距離
DSn,DSp 差動信号伝送経路
EX1,EX2 外部機器
L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8,M1,M2,M3,M4,M5 配線層
Lsg1,Lsg2,Lsg3,Lsg4 信号伝送経路(配線経路)
Lvd1,Lvd2,Lvd3,Lvg1,Lvg2,Lvg3,Lvg4,Lvg5 配線経路
MB1 実装基板(マザーボード)
PKG1,PKG2,PKG3,PKG4,PKG5,PKG6,PKG7,PKG8,PKG9,PKG10,PKG11,PKG12,PKGh1 半導体装置
PS1 電位供給部
SCR1 コア回路(主回路)
SG1,SG2,SG3,SG4 信号
SIF1 外部インタフェース回路(外部入出力回路)
SIF2,SIF3,SIF4 内部インタフェース回路(内部入出力回路)
SME1 メモリ回路(主記憶回路、記憶回路)
VD1,VD2,VD3 電源電位
VG1 接地電位

Claims (15)

  1.  第1半導体部品と、
     第2半導体部品と、
     前記第1半導体部品および前記第2半導体部品のそれぞれが搭載された配線基板と、
     前記第1半導体部品と前記第2半導体部品とを電気的に接続する複数の配線経路を備える第1配線部材と、
     を有し、
     前記第1半導体部品は、外部との間で第1信号を伝送する第1端子、および前記第2半導体部品との間で第2信号を伝送する第2端子が配置された第1主面を備え、
     前記第2半導体部品は、前記第1半導体部品との間で前記第2信号を伝送する第3端子が配置された第2主面を備え、
     前記第1信号は前記第2信号より高い周波数で伝送され、
     前記第1半導体部品の前記第1端子は、前記第1配線部材を介さず、かつ、第1バンプ電極を介して前記配線基板と電気的に接続され、
     前記第1半導体部品の前記第2端子と前記第2半導体部品の前記第3端子は、前記第1配線部材を介して電気的に接続されている、半導体装置。
  2.  請求項1において、
     前記第1半導体部品の前記第2端子と前記第2半導体部品の前記第3端子との離間距離は、前記第1半導体部品の前記第1端子と前記第2半導体部品の前記第3端子との離間距離より小さい、半導体装置。
  3.  請求項2において、
     前記第2端子は、第2バンプ電極を介して前記第1配線部材と電気的に接続され、
     前記第3端子は、第3バンプ電極を介して前記第1配線部材と電気的に接続されている、半導体装置。
  4.  請求項3において、
     前記第1半導体部品の前記第1主面には、接地電位が供給可能な第4端子および第5端子が配置され、
     前記第4端子は、前記第1配線部材を介さず、かつ、第4バンプ電極を介して前記配線基板と電気的に接続され、
     前記第5端子は、第5バンプ電極を介して前記第1配線部材と電気的に接続されている、半導体装置。
  5.  請求項4において、
     前記第1半導体部品の前記第2端子と前記第2半導体部品の前記第3端子との離間距離は、前記第1半導体部品の前記第2端子と前記第3端子との離間距離より小さい、半導体装置。
  6.  請求項5において、
     前記第4端子は、前記第1端子と前記第2端子の間に配置されている、半導体装置。
  7.  請求項6において、
     前記第1半導体部品の前記第2端子と前記第2半導体部品の前記第3端子との離間距離は、前記第1半導体部品の前記第4端子と前記第2端子との離間距離より小さい、半導体装置。
  8.  請求項6において、
     前記第1半導体部品の前記第1主面には、電源電位が供給可能な第6端子が配置され、
     前記第6端子は、前記第1配線部材を介さず、かつ、第6バンプ電極を介して前記配線基板と電気的に接続されている、半導体装置。
  9.  請求項8において、
     前記第6端子は、前記第1端子と前記第2端子の間に配置されている、半導体装置。
  10.  請求項3において、
     前記第2半導体部品の前記第2主面には、接地電位が供給可能な第7端子が配置され、
     前記第7端子は、前記第1配線部材を介さず、かつ、第7バンプ電極を介して前記配線基板と電気的に接続されている、半導体装置。
  11.  請求項10において、
     前記第2半導体部品の前記第2主面には、電源電位が供給可能な第8端子が配置され、
     前記第8端子は、前記第1配線部材を介さず、かつ、第8バンプ電極を介して前記配線基板と電気的に接続されている、半導体装置。
  12.  請求項3において、
     前記配線基板の厚さ方向において、前記第1配線部材は、前記第1半導体部品と前記配線基板との間に位置する部分、および前記第2半導体部品と前記配線基板との間に位置する部分を有している、半導体装置。
  13.  請求項3において、
     前記第1バンプ電極、前記第2バンプ電極、および前記第3バンプ電極のそれぞれは、樹脂により封止されている、半導体装置。
  14.  請求項13において、
     前記第2バンプ電極および前記第3バンプ電極の体積は、前記第1バンプ電極の体積より小さい、半導体装置。
  15.  請求項14において、
     前記第2バンプ電極および前記第3バンプ電極は、第1の樹脂体により封止され、前記第1バンプ電極は、前記第1の樹脂体とは別の第2の樹脂体により封止されている、半導体装置。
PCT/JP2016/054003 2016-02-10 2016-02-10 半導体装置 Ceased WO2017138121A1 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680069738.0A CN108369941A (zh) 2016-02-10 2016-02-10 半导体器件
KR1020187015776A KR20180109850A (ko) 2016-02-10 2016-02-10 반도체 장치
HK18113023.4A HK1253883A1 (zh) 2016-02-10 2016-02-10 半导体器件
JP2017566468A JP6450864B2 (ja) 2016-02-10 2016-02-10 半導体装置
PCT/JP2016/054003 WO2017138121A1 (ja) 2016-02-10 2016-02-10 半導体装置
EP16889823.7A EP3416188A4 (en) 2016-02-10 2016-02-10 SEMICONDUCTOR COMPONENT
US16/063,280 US10325841B2 (en) 2016-02-10 2016-02-10 Semiconductor device
TW105136749A TW201740537A (zh) 2016-02-10 2016-11-11 半導體裝置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/054003 WO2017138121A1 (ja) 2016-02-10 2016-02-10 半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017138121A1 true WO2017138121A1 (ja) 2017-08-17

Family

ID=59563620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/054003 Ceased WO2017138121A1 (ja) 2016-02-10 2016-02-10 半導体装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10325841B2 (ja)
EP (1) EP3416188A4 (ja)
JP (1) JP6450864B2 (ja)
KR (1) KR20180109850A (ja)
CN (1) CN108369941A (ja)
HK (1) HK1253883A1 (ja)
TW (1) TW201740537A (ja)
WO (1) WO2017138121A1 (ja)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019186479A (ja) * 2018-04-16 2019-10-24 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP2020150192A (ja) * 2019-03-15 2020-09-17 ルネサスエレクトロニクス株式会社 電子装置
US10886177B2 (en) 2016-10-07 2021-01-05 Xcelsis Corporation 3D chip with shared clock distribution network
US10892252B2 (en) 2016-10-07 2021-01-12 Xcelsis Corporation Face-to-face mounted IC dies with orthogonal top interconnect layers
JP2021027334A (ja) * 2019-08-07 2021-02-22 インテル コーポレイション 超薄型ブリッジ及びマルチダイ・ウルトラファイン・ピッチ・パッチ・アーキテクチャ及び製造方法
US10950547B2 (en) 2016-10-07 2021-03-16 Xcelsis Corporation Stacked IC structure with system level wiring on multiple sides of the IC die
US10970627B2 (en) 2017-08-03 2021-04-06 Xcelsis Corporation Time borrowing between layers of a three dimensional chip stack
US10978348B2 (en) 2016-10-07 2021-04-13 Xcelsis Corporation 3D chip sharing power interconnect layer
TWI725771B (zh) * 2017-10-20 2021-04-21 美商塞爾席斯公司 具有正交頂部互連層的面對面安裝積體電路晶粒
JP2021093516A (ja) * 2019-12-11 2021-06-17 インテル・コーポレーション 集積回路パッケージのためのコンポジットブリッジダイツーダイ相互接続
US11152336B2 (en) 2016-10-07 2021-10-19 Xcelsis Corporation 3D processor having stacked integrated circuit die
CN114175237A (zh) * 2019-10-04 2022-03-11 国际商业机器公司 用于互连桥组件的对准载体
US11289333B2 (en) 2016-10-07 2022-03-29 Xcelsis Corporation Direct-bonded native interconnects and active base die
US11599299B2 (en) 2019-11-19 2023-03-07 Invensas Llc 3D memory circuit
JP2023034619A (ja) * 2021-08-31 2023-03-13 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9971970B1 (en) 2015-04-27 2018-05-15 Rigetti & Co, Inc. Microwave integrated quantum circuits with VIAS and methods for making the same
US10340173B2 (en) 2016-10-11 2019-07-02 Micron Technology, Inc. System for handling semiconductor dies
US10424553B2 (en) * 2016-10-31 2019-09-24 Micron Technology, Inc. Semiconductor devices with underfill control features, and associated systems and methods
WO2018182597A1 (en) 2017-03-29 2018-10-04 Intel Corporation Microelectronic device with embedded die substrate on interposer
US11121301B1 (en) 2017-06-19 2021-09-14 Rigetti & Co, Inc. Microwave integrated quantum circuits with cap wafers and their methods of manufacture
KR102586794B1 (ko) * 2018-06-08 2023-10-12 삼성전자주식회사 반도체 패키지 및 그 제조 방법
US10651131B2 (en) 2018-06-29 2020-05-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Supporting InFO packages to reduce warpage
KR102644598B1 (ko) * 2019-03-25 2024-03-07 삼성전자주식회사 반도체 패키지
WO2020191749A1 (zh) * 2019-03-28 2020-10-01 华为技术有限公司 一种半导体器件、芯片封装结构以及电子设备
US11222850B2 (en) * 2019-05-15 2022-01-11 Mediatek Inc. Electronic package with rotated semiconductor die
US12341129B2 (en) * 2019-06-13 2025-06-24 Intel Corporation Substrateless double-sided embedded multi-die interconnect bridge
US10993325B2 (en) 2019-07-31 2021-04-27 Abb Power Electronics Inc. Interposer printed circuit boards for power modules
US11490517B2 (en) * 2019-07-31 2022-11-01 ABB Power Electronics, Inc. Interposer printed circuit boards for power modules
US11335991B2 (en) * 2019-11-13 2022-05-17 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Electronic device with radio-frequency module
US11270947B2 (en) 2019-11-27 2022-03-08 Intel Corporation Composite interposer structure and method of providing same
KR102736237B1 (ko) * 2019-11-29 2024-12-02 에스케이하이닉스 주식회사 인터포저를 포함하는 반도체 패키지
US11101840B1 (en) * 2020-02-05 2021-08-24 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Chip radio frequency package and radio frequency module
US11183765B2 (en) 2020-02-05 2021-11-23 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Chip radio frequency package and radio frequency module
KR102517379B1 (ko) * 2020-02-14 2023-03-31 삼성전자주식회사 반도체 패키지의 제조 방법
US10937753B1 (en) * 2020-02-18 2021-03-02 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
CN116157879B (zh) * 2020-10-29 2025-09-12 株式会社村田制作所 高频模块以及通信装置
US20220199574A1 (en) * 2020-12-18 2022-06-23 Intel Corporation Microelectronic structures including bridges
US11616019B2 (en) * 2020-12-21 2023-03-28 Nvidia Corp. Semiconductor assembly
US11791270B2 (en) 2021-05-10 2023-10-17 International Business Machines Corporation Direct bonded heterogeneous integration silicon bridge
TWI755338B (zh) * 2021-06-21 2022-02-11 立錡科技股份有限公司 智能電源模組
CN115547965A (zh) * 2021-06-29 2022-12-30 立锜科技股份有限公司 智能电源模块
KR20230135215A (ko) * 2022-03-15 2023-09-25 삼성디스플레이 주식회사 회로 기판 및 이를 포함하는 표시 장치

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003345480A (ja) 2002-05-29 2003-12-05 Hitachi Ltd バス接続方式及びこれに用いる半導体チップ
JP2008109331A (ja) * 2006-10-25 2008-05-08 Nec Corp 伝送線路及びこれを有する配線基板並びに半導体装置
JP2009010913A (ja) * 2007-05-29 2009-01-15 Shinko Electric Ind Co Ltd 遅延回路および遅延時間調整方法
JP2009043818A (ja) * 2007-08-07 2009-02-26 Ricoh Co Ltd 電子機器の電子回路装置
WO2010026990A1 (ja) * 2008-09-05 2010-03-11 三菱電機株式会社 高周波回路パッケージおよびセンサモジュール
US20130193587A1 (en) * 2012-01-30 2013-08-01 Broadcom Corporation Semiconductor Package Having an Interposer Configured for Magnetic Signaling
US20140048928A1 (en) * 2012-08-17 2014-02-20 Cisco Technology, Inc. Multi-Chip Module with Multiple Interposers
JP2014099591A (ja) 2012-11-13 2014-05-29 Lsi Corp ブリッジング・ブロックを使用したマルチチップ・モジュール接続
JP2014179613A (ja) 2013-03-14 2014-09-25 Intel Corp 埋込インターコネクトブリッジパッケージの直接外部相互接続

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4581768B2 (ja) * 2005-03-16 2010-11-17 ソニー株式会社 半導体装置の製造方法
US7714629B2 (en) 2007-05-29 2010-05-11 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Delay circuit and delay time adjustment method
US8654538B2 (en) * 2010-03-30 2014-02-18 Ibiden Co., Ltd. Wiring board and method for manufacturing the same
US9041205B2 (en) * 2013-06-28 2015-05-26 Intel Corporation Reliable microstrip routing for electronics components
JP2015050315A (ja) * 2013-08-31 2015-03-16 イビデン株式会社 結合型のプリント配線板及びその製造方法
US9666559B2 (en) * 2014-09-05 2017-05-30 Invensas Corporation Multichip modules and methods of fabrication
US9651751B1 (en) * 2016-03-10 2017-05-16 Inphi Corporation Compact optical transceiver by hybrid multichip integration
KR102632563B1 (ko) * 2016-08-05 2024-02-02 삼성전자주식회사 반도체 패키지

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003345480A (ja) 2002-05-29 2003-12-05 Hitachi Ltd バス接続方式及びこれに用いる半導体チップ
JP2008109331A (ja) * 2006-10-25 2008-05-08 Nec Corp 伝送線路及びこれを有する配線基板並びに半導体装置
JP2009010913A (ja) * 2007-05-29 2009-01-15 Shinko Electric Ind Co Ltd 遅延回路および遅延時間調整方法
JP2009043818A (ja) * 2007-08-07 2009-02-26 Ricoh Co Ltd 電子機器の電子回路装置
WO2010026990A1 (ja) * 2008-09-05 2010-03-11 三菱電機株式会社 高周波回路パッケージおよびセンサモジュール
US20130193587A1 (en) * 2012-01-30 2013-08-01 Broadcom Corporation Semiconductor Package Having an Interposer Configured for Magnetic Signaling
US20140048928A1 (en) * 2012-08-17 2014-02-20 Cisco Technology, Inc. Multi-Chip Module with Multiple Interposers
JP2014099591A (ja) 2012-11-13 2014-05-29 Lsi Corp ブリッジング・ブロックを使用したマルチチップ・モジュール接続
JP2014179613A (ja) 2013-03-14 2014-09-25 Intel Corp 埋込インターコネクトブリッジパッケージの直接外部相互接続

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3416188A4

Cited By (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11289333B2 (en) 2016-10-07 2022-03-29 Xcelsis Corporation Direct-bonded native interconnects and active base die
US11823906B2 (en) 2016-10-07 2023-11-21 Xcelsis Corporation Direct-bonded native interconnects and active base die
US10886177B2 (en) 2016-10-07 2021-01-05 Xcelsis Corporation 3D chip with shared clock distribution network
US10892252B2 (en) 2016-10-07 2021-01-12 Xcelsis Corporation Face-to-face mounted IC dies with orthogonal top interconnect layers
US12142528B2 (en) 2016-10-07 2024-11-12 Adeia Semiconductor Inc. 3D chip with shared clock distribution network
US10950547B2 (en) 2016-10-07 2021-03-16 Xcelsis Corporation Stacked IC structure with system level wiring on multiple sides of the IC die
US12293993B2 (en) 2016-10-07 2025-05-06 Adeia Semiconductor Inc. 3D chip sharing data bus
US10978348B2 (en) 2016-10-07 2021-04-13 Xcelsis Corporation 3D chip sharing power interconnect layer
US11881454B2 (en) 2016-10-07 2024-01-23 Adeia Semiconductor Inc. Stacked IC structure with orthogonal interconnect layers
US12401010B2 (en) 2016-10-07 2025-08-26 Adeia Semiconductor Inc. 3D processor having stacked integrated circuit die
US11152336B2 (en) 2016-10-07 2021-10-19 Xcelsis Corporation 3D processor having stacked integrated circuit die
US11824042B2 (en) 2016-10-07 2023-11-21 Xcelsis Corporation 3D chip sharing data bus
US11557516B2 (en) 2016-10-07 2023-01-17 Adeia Semiconductor Inc. 3D chip with shared clock distribution network
US12218059B2 (en) 2016-10-07 2025-02-04 Adeia Semiconductor Inc. Stacked IC structure with orthogonal interconnect layers
US12362182B2 (en) 2016-10-07 2025-07-15 Adeia Semiconductor Inc. Direct-bonded native interconnects and active base die
US11790219B2 (en) 2017-08-03 2023-10-17 Adeia Semiconductor Inc. Three dimensional circuit implementing machine trained network
US12248869B2 (en) 2017-08-03 2025-03-11 Adeia Semiconductor Inc. Three dimensional circuit implementing machine trained network
US10970627B2 (en) 2017-08-03 2021-04-06 Xcelsis Corporation Time borrowing between layers of a three dimensional chip stack
US11176450B2 (en) 2017-08-03 2021-11-16 Xcelsis Corporation Three dimensional circuit implementing machine trained network
TWI725771B (zh) * 2017-10-20 2021-04-21 美商塞爾席斯公司 具有正交頂部互連層的面對面安裝積體電路晶粒
JP2019186479A (ja) * 2018-04-16 2019-10-24 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP7001530B2 (ja) 2018-04-16 2022-01-19 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP2020150192A (ja) * 2019-03-15 2020-09-17 ルネサスエレクトロニクス株式会社 電子装置
JP7163224B2 (ja) 2019-03-15 2022-10-31 ルネサスエレクトロニクス株式会社 電子装置
JP2021027334A (ja) * 2019-08-07 2021-02-22 インテル コーポレイション 超薄型ブリッジ及びマルチダイ・ウルトラファイン・ピッチ・パッチ・アーキテクチャ及び製造方法
JP7609574B2 (ja) 2019-08-07 2025-01-07 インテル コーポレイション 超薄型ブリッジ及びマルチダイ・ウルトラファイン・ピッチ・パッチ・アーキテクチャ及び製造方法
JP7527358B2 (ja) 2019-10-04 2024-08-02 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 相互接続ブリッジの組立てのための位置合わせキャリア
JP2022550753A (ja) * 2019-10-04 2022-12-05 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 相互接続ブリッジの組立てのための位置合わせキャリア
CN114175237A (zh) * 2019-10-04 2022-03-11 国际商业机器公司 用于互连桥组件的对准载体
US11599299B2 (en) 2019-11-19 2023-03-07 Invensas Llc 3D memory circuit
US12293108B2 (en) 2019-11-19 2025-05-06 Adeia Semiconductor Technologies Llc 3D memory circuit
US12142570B2 (en) 2019-12-11 2024-11-12 Intel Corporation Composite bridge die-to-die interconnects for integrated-circuit packages
JP7652360B2 (ja) 2019-12-11 2025-03-27 インテル・コーポレーション 集積回路パッケージのためのコンポジットブリッジダイツーダイ相互接続
JP2021093516A (ja) * 2019-12-11 2021-06-17 インテル・コーポレーション 集積回路パッケージのためのコンポジットブリッジダイツーダイ相互接続
JP7570305B2 (ja) 2021-08-31 2024-10-21 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP2023034619A (ja) * 2021-08-31 2023-03-13 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
HK1253883A1 (zh) 2019-07-05
TW201740537A (zh) 2017-11-16
US10325841B2 (en) 2019-06-18
EP3416188A4 (en) 2019-10-16
EP3416188A1 (en) 2018-12-19
CN108369941A (zh) 2018-08-03
US20180374788A1 (en) 2018-12-27
KR20180109850A (ko) 2018-10-08
JP6450864B2 (ja) 2019-01-09
JPWO2017138121A1 (ja) 2018-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6450864B2 (ja) 半導体装置
JP6429647B2 (ja) 半導体装置
JP5503567B2 (ja) 半導体装置および半導体装置実装体
JP6352447B2 (ja) 半導体装置
US9955581B2 (en) SGS or GSGSG pattern for signal transmitting channel, and PCB assembly, chip package using such SGS or GSGSG pattern
JP6609633B2 (ja) 半導体装置
JP6449760B2 (ja) 半導体装置
US9330992B2 (en) Wiring substrate for a semiconductor device having differential signal paths
JP6290758B2 (ja) 半導体装置
US10426035B2 (en) SGS or GSGSG pattern for signal transmitting channel, and PCB assembly, chip package using such SGS or GSGSG pattern
TWI801446B (zh) 印刷電路板
JP6535788B2 (ja) 半導体装置
JP7570305B2 (ja) 半導体装置
JP2008124072A (ja) 半導体装置
HK1252273A1 (zh) 半导体器件
JP2011119479A (ja) パッケージ基板および半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16889823

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20187015776

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017566468

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE