半導体パッケージ、ボード、電子機器、及び半導体パッケージとプリント板の接続方法
【課題】半導体パッケージ内の特定の信号に対してプレーンを設け、このプレーンをパッケージ側面に設けた板状のフラットプレート端子によりプリント板に接続することにより、耐ノイズ性を高めた半導体パッケージ、ボード、電子機器、及び半導体パッケージとプリント板の接続方法を提供する。
【解決手段】半導体パッケージ１０は、半導体チップ１１を搭載し、半導体チップ１１の入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子であるボール１４を裏面に設け、半導体チップ１１の電源と接続する電源プレーン１２を半導体チップ１１の背面に平行に設け、半導体チップ１１のグランドと接続するグランドプレーン１３を半導体チップ１１の背面に平行に設け、電源プレーン１２と外部を電気的に接続する板状のフラットプレート端子１５−１を側面に設け、グランドプレーン１３と外部を電気的に接続する板状のフラットプレート端子１５−２を側面に設けた。
【解決手段】半導体パッケージ１０は、半導体チップ１１を搭載し、半導体チップ１１の入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子であるボール１４を裏面に設け、半導体チップ１１の電源と接続する電源プレーン１２を半導体チップ１１の背面に平行に設け、半導体チップ１１のグランドと接続するグランドプレーン１３を半導体チップ１１の背面に平行に設け、電源プレーン１２と外部を電気的に接続する板状のフラットプレート端子１５−１を側面に設け、グランドプレーン１３と外部を電気的に接続する板状のフラットプレート端子１５−２を側面に設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体パッケージ、ボード、電子機器、及び半導体パッケージとプリント板の接続方法に関し、特に、電源やグランドのような特定の信号の耐ノイズ性を高める技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路は集積度の向上に伴って信号本数の増加し、さらに必要電源種類の増加や必要電流容量の増加により電源ピンやグランドピンが増加し一層多ピン化が進んでいる。半導体集積回路のパッケージ（半導体パッケージという）も多ピン化が進み、多数のピンを効率よくプリント板に実装する構造のパッケージとしてピンが格子状に配列されたＰＧＡ(ピングリッドアレイ)タイプやＢＧＡ(ボールグリッドアレイ)タイプのパッケージが使用されている。
【０００３】
ＰＧＡやＢＧＡパッケージは必要な電力を供給しノイズ耐力を確保するため、多数の電源ピンとグランドピンを信号ピン間に配列している。ＰＧＡやＢＧＡパッケージを実装するプリント板の多くは積層型のものであり、電源層やグランド層を信号層とともに積層する。ＰＧＡやＢＧＡパッケージに実装された半導体のピンはパッケージ内のインナーリードとパッケージのリード又はボールを介してプリント板の実装面の接続部分に電気的に接続し、さらにビアホールを介して各信号層の配線と電気的に接続する。
【０００４】
また、ＢＧＡパッケージは多数の信号ピンがあるため、ＢＧＡパッケージ実装領域下のプリント板は多数の信号用のビアホールが設けられる。図７はＢＧＡパッケージが実装された領域付近のプリント板の電源層のパターンを示した図であり、図７の白丸は信号線のためのビアホールを通すための穴であり、黒丸は電源のビアホールである。電源は黒丸のビアホールを介してＢＧＡパッケージのボールと接続する。図７は電源層について示したがグランド層も同様である。
【０００５】
多ピン化とともに高速動作をするようになり、半導体パッケージはノイズを低減するための工夫がされている。例えば、特開平３−１２０７４８号公報の発明は、デュアルインラインパッケージの雑音トラブルを解決するために、電源プレーンと接地プレーンをインナーリードに配設した構造としている。また、特開平１１−７４３０８号公報の発明はＢＧＡパッケージに対して、半導体の実装面の絶縁機材の信号線層面の反対側に接地系の配線層を配設した構造とし、低コストで耐ノイズ性を実現している。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１２０７４８号公報
【特許文献２】特開平１１−７４３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように従来の技術では図７のように多ピンの半導体パッケージの実装領域におけるプリント板の電源層やグランド層は穴あき状態となってしまい、耐ノイズ性が劣化するという問題がある。上記特許文献の発明は半導体パッケージに電源プレーンやグランドプレーンを設けているが、半導体パッケージに電源プレーンやグランドプレーンを設けただけでは上記耐ノイズ性の劣化を改善できないという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、半導体パッケージ内の特定の信号（電源やグランド）に対してプレーンを設け、このプレーンをパッケージ側面に設けた板状のフラットプレート端子によりプリント板に接続することにより、半導体パッケージの耐ノイズ性を高めた半導体パッケージ、ボード、電子機器、及び半導体パッケージとプリント板の接続方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの特定の信号と接続するプレーンを半導体チップの背面に平行に設けた半導体パッケージであって、
プレーンと外部とを電気的に接続する板状のプレート端子を側面に設けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の半導体パッケージは、本発明の第１の半導体パッケージにおいて、前記プレート端子は、前記半導体パッケージの側面から外部へ出て前記信号端子の方向に鈍角に折り曲がり、さらに前記の複数の信号端子が並ぶ面の延長上の位置で折れ曲がった形状を特徴とする。
【００１１】
本発明の第３の半導体パッケージは、本発明の第１の半導体パッケージにおいて、前記特定の信号は、グランド又は電源であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第４の半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの電源と接続する電源プレーンを半導体チップの背面に平行に設け、半導体チップのグランドと接続するグランドプレーンを半導体チップの背面に平行に設けた半導体パッケージであって、
電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第１のプレート端子を側面に設け、グランドプレーンと外部を電気的に接続する板状の第２のプレート端子を第１のプレート端子と異なる側面に設けたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の第５の半導体パッケージは、本発明の第４の半導体パッケージにおいて、前記半導体チップは前記電源に加えて第２の電源を有し、前記半導体チップの第２の電源と接続する第２の電源プレーンを前記半導体チップの背面に平行に設け、第２の電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第３のプレート端子を第１のプレート端子又は第２のプレート端子と別の側面に設けたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第６の半導体パッケージは、本発明の第４の半導体パッケージにおいて、前記半導体チップは前記電源に加えて第２の電源を有し、前記電源プレーンを前記半導体チップの電源に接続する第１の電源プレーンと前記半導体チップの第２の電源に接続する第２の電源プレーンに分割し、前記第１のプレート端子を第１の電源プレーンと接続する第３のプレート端子と第２の電源プレーンに接続する第４のプレート端子に分割したことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第１のボードは、半導体パッケージをプリント板に搭載したボードであって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的にプリント板へ接続する複数の信号端子をプリント板に対向する面に設け、半導体チップの特定の信号と接続するプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、プレーンと外部とを電気的に接続する板状のプレート端子を側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、特定の信号をプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とする。
【００１６】
本発明の第２のボードは、本発明の第１のボードにおいて、前記半導体チップの特定の信号を、前記プレート端子を介して前記プリント板に接続するとともに、前記信号端子を介して前記プリント板に接続することを特徴とする。
【００１７】
本発明の第３のボードは、半導体パッケージをプリント板に搭載したボードであって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの電源と接続する電源プレーンを半導体チップの背面に平行に設け、半導体チップのグランドと接続するグランドプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、
電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第１のプレート端子を側面に設け、グランドプレーンと外部を電気的に接続する板状の第２のプレート端子を第１のプレート端子と異なる側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、半導体チップの電源を電源プレーンと第１のプレート端子を介してプリント板に接続し半導体チップのグランドをグランドプレーンと第２のプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とする。
【００１８】
本発明の第１０のボードは、本発明の第３のボードにおいて、前記プリント板は信号と電源層とグランド層を有し、電源層は前記第１のプレート端子と複数のビアホールを介して接続し、グランド層は前記第２のプレート端子と複数のビアホールを介して接続することを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１の電子機器は、半導体パッケージをプリント板に搭載したボードを搭載する電子機器であって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子と、半導体チップの特定の信号と接続し半導体チップの背面に平行に設けられたプレーンを有し、プレーンと半導体パッケージの外部とを電気的に接続する板状のプレート端子を半導体パッケージの側面に設けたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の第２の電子機器は、本発明の第１の電子機器において、前記半導体チップの特定の信号を前記プレート端子を介して前記プリント板に接続するとともに、前記信号端子を介して前記プリント板に接続することを特徴とする。
【００２１】
本発明の第３の電子機器は、半導体パッケージをプリント板に搭載したボードを搭載する電子機器であって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの電源と接続する電源プレーンを半導体チップの背面に平行に設け、半導体チップのグランドと接続するグランドプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、
電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第１のプレート端子を側面に設け、グランドプレーンと外部を電気的に接続する板状の第２のプレート端子を第１のプレート端子と異なる側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、半導体チップの電源を電源プレーンと第１のプレート端子を介してプリント板に接続し半導体チップのグランドをグランドプレーンと第２のプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１の接続方法は、半導体パッケージとプリント板の接続方法であって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的にプリント板へ接続する複数の信号端子をプリント板に対向する面に設け、半導体チップの特定の信号と接続するプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、プレーンと外部とを電気的に接続する板状のプレート端子を側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、特定の信号をプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とする。
【００２３】
本発明の第２の接続方法は、本発明の第１の接続方法において、前記半導体チップの特定の信号を前記プレート端子を介して前記プリント板に接続するとともに、前記信号端子を介して前記プリント板に接続することを特徴とする。
【００２４】
本発明の第３の接続方法は、半導体パッケージとプリント板の接続方法であって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの電源と接続する電源プレーンを半導体チップの背面に平行に設け、半導体チップのグランドと接続するグランドプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、
電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第１のプレート端子を側面に設け、グランドプレーンと外部を電気的に接続する板状の第２のプレート端子を第１のプレート端子と異なる側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、半導体チップの電源を電源プレーンと第１のプレート端子を介してプリント板に接続し半導体チップのグランドをグランドプレーンと第２のプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、半導体パッケージ内に電源プレーン又はグランドプレーンのように特定の信号に対してプレーンを設け、このプレーンをパッケージ側面からプリント板上に十分な幅を持って接続できる板状のプレート端子を設けた構造を有する。従って本発明は、電源やグランドのような特定の信号を従来の信号端子に比べて高いノイズ耐力を持つフラットプレート端子でプリント板に接続することができるので、耐ノイズ性を高めることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の半導体パッケージ１０の構造を示した図であり、図１（ａ）は半導体パッケージ１０を側面から見た断面図であり、図１（ｂ）は半導体パッケージ１０を上面から見た図である。図１では半導体パッケージ１０としてＢＧＡパッケージを例に示しているが、半導体パッケージ１０はＢＧＡパッケージに限定するものではなく、ＰＧＡパッケージのように信号端子を配列状に設けたものであればよい。
【００２７】
図１を参照すると、半導体パッケージ１０は半導体チップ１１と電源プレーン１２とグランドプレーン１３とボール１４とフラットプレート端子１５−１とフラットプレート端子１５−２を含む。なお、フラットプレート端子１５−１とフラットプレート端子１５−２を区別せずに呼ぶ場合はフラットプレート端子１５と記載する。
【００２８】
半導体チップ１１はＬＳＩ（大規模集積回路）のような半導体のベアチップであり、図示しないがインナーリードにより半導体チップ１１の各入出力ピンは該当するボール１４と接続され、ボール１４を介して図示しないプリント板に接続可能である。
【００２９】
ボール１４は半導体チップ１１のピン数に応じて半導体パッケージ１０の裏面（プリント板と向き合う面）に格子状に配設された信号端子であり、導電性を持ち熱等を加えることによりプリント板表面に設けられた導電性のある部品に接着される。ボール１４により半導体パッケージ１０はプリント板に電気的に接続され且つ固着される。なお、ＰＧＡパッケージのように信号端子が棒状のリードである場合はプリント板にハンダで接着される。
【００３０】
電源プレーン１２とグランドプレーン１３は、半導体チップ１１を覆う大きさを持った薄い板状の導電体であり、半導体チップ１１の背面（図１では上方向）に配置される。ただし電源プレーン１２とグランドプレーン１３と半導体チップ１１との大小関係は特に限定するものではなく、配置関係も中心を一致させる必要はなく電源／グランドの配線の製造の効率を配慮して決めればよい。
【００３１】
半導体チップ１１の表面（図１では下方向）には図示しないが半導体チップ１１の信号ピンとボール１４と接続する配線パターンが配設される。電源プレーン１２は半導体チップ１１の全ての電源ピンと接続され、プリント板からフラットプレート端子１５−１を介して半導体チップ１１に電源を供給する。グランドプレーン１３は半導体チップ１１の全てのグランドピンと接続され、フラットプレート端子１５−２を介してプリント板のグランドと接続される。
【００３２】
フラットプレート端子１５は、薄い板状のプレート端子であり導電性を持ち、図１のような形状に形成される。フラットプレート端子１５は電源プレーン１２又はグランドプレーン１３とプリント板とを板状の形状で接続するので耐ノイズ性に優れるとともに、十分な電源容量を半導体チップ１１に供給できる。
【００３３】
図１では、電源プレーン１２やグランドプレーン１３の大きさに合わせた幅を持ったフラットプレート端子１５を示しているが、フラットプレート端子１５の幅は電源プレーン１２やグランドプレーン１３の大きさに合わせる必要はなく、必要とされる耐ノイズ性や電源容量に応じて幅を決めればよい。
【００３４】
次に、半導体パッケージ１０を実装するプリント板について説明する。図示しないが、プリント板は半導体パッケージ１０のボール１４と接着する部分と、フラットプレート端子１５と接着する構成部品を持つ。ボール１４と接着する構成部品はプリント板の１つのビアホールと接続しビアホールを介してプリント板の信号層の配線と接続する。フラットプレート端子１５と接着する部分はプリント板の複数のビアホールと接続しプリント板の電源層或いはグランド層に接続する。
【００３５】
図２は、プリント板の電源層のパターンを示した図である。黒い丸は信号用のビアホールの穴であり、白い丸は電源用のビアホールと接続する部分である。図２の例では図の右側の部分に電源用のビアホールがまとめられているが、これは電源用のフラットプレート端子１５−１と接続するためのビアホールである。
【００３６】
図２の例では、電源は主にこの部分のビアホールを使用して半導体パッケージ１０に供給され、補助的にいくつかのボール１４を使用して供給されるようになっているが、半導体パッケージ１０に供給する電源を全てフラットプレート端子１５−１から供給するようにしてもよい。図２では電源層のパターンについて説明したがグランド層のパターンも同様であるので説明は省略する。
【００３７】
このように、フラットプレート端子１５付近はボール１４と接続するための信号用のビアホールがないため、この領域の電源層／グランド層には多くの穴を開けなくてもよく、電源／グランドを供給するのにより適したパターンを実現することができる。従って、耐ノイズ性に優れた電源／グランドの供給が可能となる。
【００３８】
また、フラットプレート端子１５により電源／グランドが大幅に強化されるため、従来と同レベルの耐ノイズ性を確保するのであれば、電源／グランドを供給するために使用するボール１４数を大幅に削減することができる。従って、削減した電源／グランド用のボール１４を電源やグランド以外の信号として利用することができるので、半導体パッケージ１０の信号線数を増やすこともできる。
【００３９】
以上の説明では、電源は１種類と想定して説明したが、半導体によっては２種類以上の電源の供給を必要とするものがある。この場合について電源が２種類必要な場合を例に説明する。図３は、２種類の電源供給を受ける第１の電源プレーン２２−１と第２の電源プレーン２２−２を積層し、さらに第１のグランドプレーン２３−１と第２のグランドプレーン２３−２を積層した半導体パッケージ２０の構造を示した図である。図３（ａ）は側面から見た断面図であり図３（ｂ）は上面から見た透視図である。
【００４０】
第１の電源プレーン２２−１は図の右側に配置されたフラットプレート端子２５−１と接続し、第１のグランドプレーン２３−１は図の左側に配置されたフラットプレート端子２５−２と接続する。ここまでの構造は図１と同じである。図３では、さらに第２の電源プレーン２２−２は図の下側に配置されたフラットプレート端子２５−３と接続し、第２のグランドプレーン２３−２は図の上側に配置されたフラットプレート端子２５−４と接続する。
【００４１】
このように図３の半導体パッケージ２０は、四方にフラットプレート端子２５を有した構成となっているが、プリント板との接続やプリント板の電源層／グランド層のパターンは図１の半導体パッケージ１０の場合と同じであるので説明は省略する。ただし、プリント板は２種類の電源を供給する必要があるので電源層を２層以上持つか又は電源層を２つの領域に分ける必要がある点で相違する。
【００４２】
図４は、２種類の電源供給を受ける第１の電源プレーン３２−１と第２の電源プレーン３２−２を同層に配設した半導体パッケージ３０の構造を上面からの透視図で示した図である。図４は、図１の電源プレーン１２を電源プレーン３２−１と第２の電源プレーン３２−２に分割した構造を採り、電源プレーン３２−１はフラットプレート端子３５−１と接続し、第２の電源プレーン３２−２はフラットプレート端子３５−２と接続しそれぞれのフラットプレート端子３５−１、３５−２によりプリント板に接続される。グランドプレーン１３はフラットプレート端子３５−３を介してプリント板に接続する。
【００４３】
以上説明したように、本発明の半導体パッケージは半導体パッケージ１０、半導体パッケージ２０、半導体パッケージ３０のいずれの構成においても、電源やグランドをフラットプレート端子１５、２５、３５によりプリント板に接続することができる。フラットプレート端子１５、２５、３５は半導体パッケージの外周方向に伸びプリント板と接続するので、プリント板の電源層やグランド層が信号用のビアホールを避けるために穴あき形状となってしまう半導体パッケージの実装領域を避けて、プリント板の電源層やグランド層と接続が可能となる。これにより、本発明の半導体パッケージは、プリント板との間で電源とグランドを安定して接続することができ、耐ノイズ性を改善できる。
【００４４】
また、電源やグランドをボール１４ではなくフラットプレート端子１５、２５、３５によりプリント板に接続できるので、従来ボール１４に割り付けていた電源やグランドのボール１４数を削減することができる。これにより、削減したボール１４の領域をプリント板の配線領域として利用できるようになるので、プリント板の配線効率が向上する。或いは削減した電源やグランドのボール１４を通常の信号として使用することができるので、半導体チップ１１はより多くの信号を入出力ピンとして利用することができる。
【００４５】
以上の説明では電源とグランドに対して専用のプレーンを半導体パッケージ内に設け、専用のプレーンに応じてフラットプレート端子を設けたものを示してきたが、電源やグランド以外の特別な信号に対して専用のプレーンとフラットプレート端子を設けた構成に対しても本発明を適用できる。特別な信号の層がプリント板に設けられていない場合でも専用のプレーンとフラットプレート端子によりボール１４に比べて安定してプリント板に接続することができる。
【００４６】
また、各電源プレーン１２、２２、３２と各グランドプレーン１３、２３と接続する各フラットプレート端子１５、２５、３５の側面方向について一例を示して説明したが、フラットプレート端子１５、２５、３５を取り付ける側面方向は図１、図２、図３で説明した方向に限定するわけではない。
【００４７】
例えば、図１の半導体パッケージ１０は、電源用のフラットプレート端子１５−１とグランド用のフラットプレート端子１５−２と対向しない側面方向に取り付けてもよいし、図３の２つの電源用のフラットプレート端子３５−１と３５−２のように同じ側面方向に２分割して取り付けてもよい。図３の半導体パッケージ２０も半導体パッケージ１０と同様で、特にフラットプレート端子を取り付ける側面方向を限定したものではない。図４の半導体パッケージ３０は電源プレーン３２−１と３２−２を同層に分割するが、フラットプレート端子３５−１と３５−２は図４のように同一側面方向の左側に分割して取り付ける必要はなく、図４の上への側面方向に側面幅を持った形状で取り付けてもよい。
【００４８】
次に、上述の半導体パッケージを搭載したボードについて説明する。図５は半導体パッケージを搭載したボードの一例を示した図である。図５の例では、半導体パッケージ搭載ボード４０はプリント板４１に半導体パッケージ１０と半導体パッケージ２０とコネクタ４２とその他の電子部品を搭載している。図５の例では半導体パッケージ搭載ボード４０は本発明の半導体パッケージを２つ搭載するが、少なくとも半導体パッケージ１０、２０、３０のうち１つ搭載すればよい。
【００４９】
プリント板４１は、電源層とグランド層を持っており、半導体パッケージ１０、２０、３０のフラットプレート１５、２５、３５と接続して電気的に接続できる構造を持っている。コネクタ４２は半導体パッケージ搭載ボード４０を搭載する電子機器と接続するためのコネクタであるが、コネクタ４２の代わりにケーブルで電子機器と接続するように構成してもかまわない。また、半導体パッケージ搭載ボード４０が電子機器の主たるボード（マザーボード）である場合はコネクタやケーブルはない場合もある。
【００５０】
図６は、本発明の半導体パッケージ搭載ボード４０を搭載した電子機器５０を示した図である。電子機器５０は少なくとも半導体パッケージ搭載ボード４０を１以上搭載する。電子機器５０としては、情報処理装置、通信装置、交換機、電化製品、各種装置に組み込まれる電子機器等が有り、特に分野を限定することなく半導体パッケージ搭載ボード４０を搭載した装置であれば本発明を適用できる。
【００５１】
本発明の電子機器５０は半導体パッケージ搭載ボード４０を搭載し、本発明の半導体パッケージ搭載ボード４０は半導体パッケージ１０、２０、３０のいずれか１以上を搭載するので、本発明の電子機器５０及び本発明の半導体パッケージ搭載ボード４０は電源やグランドの耐ノイズ性を向上しノイズに強い安定した動作を実現できる。
【００５２】
以上のように、半導体パッケージをプリント板に接続する方法において、本発明は半導体チップ１１の特定の信号である電源やグランドを専用に設けたフラットプレート端子１５、２５、３５を介してプリント板に接続することができ、また、半導体パッケージ１０、２０、３０の裏面の信号端子とフラットプレート端子１５、２５、３５の双方を介してプリント板に接続することができる。
【００５３】
従って、本発明は必要とされるノイズ耐力に応じて、電源やグランドをフラットプレート端子１５、２５、３５のみを介してプリント板に接続したり、電源やグランドをフラットプレート端子１５、２５、３５のみでは不足するノイズ耐力に応じた数だけ信号端子を用いてプリント板に接続したりすることで十分で効率のよい接続方法を選択することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は半導体パッケージと、半導体パッケージを搭載したボードと、そのボードを搭載した電子機器全般に適用することができる。すなわち、半導体を搭載する機器や装置に対して適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の半導体パッケージ１０の構造を示した図である。
【図２】本発明のプリント板の電源層のパターンの一例を示した図である。
【図３】本発明の２層の電源プレーンを持った半導体パッケージ２０の構造を示した図である。
【図４】本発明の１層に２つの電源プレーンを持った半導体パッケージ３０の構造を示した図である。
【図５】本発明の半導体パッケージ搭載ボード４０の一例を示した図である。
【図６】本発明の半導体パッケージ搭載ボード４０を搭載した電子機器５０を示した図である。
【図７】従来の半導体パッケージを搭載したプリント板の電源層のパターンの一例を示した図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 半導体パッケージ
１１ 半導体チップ
１２ 電源プレーン
１３ グランドプレーン
１４ ボール
１５−１、１５−２ フラットプレート端子
２０ 半導体パッケージ
２２−１、２２−２ 電源プレーン
２３−１、２３−２ グランドプレーン
２５−１、２５−２、２５−３、２５−４ フラットプレート端子
３０ 半導体パッケージ
３２−１、３２−２ 電源プレーン
３５−１、３５−２、３５−３ フラットプレート端子
４０ 半導体パッケージ搭載ボード
４１ プリント板
５０ 電子機器
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体パッケージ、ボード、電子機器、及び半導体パッケージとプリント板の接続方法に関し、特に、電源やグランドのような特定の信号の耐ノイズ性を高める技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路は集積度の向上に伴って信号本数の増加し、さらに必要電源種類の増加や必要電流容量の増加により電源ピンやグランドピンが増加し一層多ピン化が進んでいる。半導体集積回路のパッケージ（半導体パッケージという）も多ピン化が進み、多数のピンを効率よくプリント板に実装する構造のパッケージとしてピンが格子状に配列されたＰＧＡ(ピングリッドアレイ)タイプやＢＧＡ(ボールグリッドアレイ)タイプのパッケージが使用されている。
【０００３】
ＰＧＡやＢＧＡパッケージは必要な電力を供給しノイズ耐力を確保するため、多数の電源ピンとグランドピンを信号ピン間に配列している。ＰＧＡやＢＧＡパッケージを実装するプリント板の多くは積層型のものであり、電源層やグランド層を信号層とともに積層する。ＰＧＡやＢＧＡパッケージに実装された半導体のピンはパッケージ内のインナーリードとパッケージのリード又はボールを介してプリント板の実装面の接続部分に電気的に接続し、さらにビアホールを介して各信号層の配線と電気的に接続する。
【０００４】
また、ＢＧＡパッケージは多数の信号ピンがあるため、ＢＧＡパッケージ実装領域下のプリント板は多数の信号用のビアホールが設けられる。図７はＢＧＡパッケージが実装された領域付近のプリント板の電源層のパターンを示した図であり、図７の白丸は信号線のためのビアホールを通すための穴であり、黒丸は電源のビアホールである。電源は黒丸のビアホールを介してＢＧＡパッケージのボールと接続する。図７は電源層について示したがグランド層も同様である。
【０００５】
多ピン化とともに高速動作をするようになり、半導体パッケージはノイズを低減するための工夫がされている。例えば、特開平３−１２０７４８号公報の発明は、デュアルインラインパッケージの雑音トラブルを解決するために、電源プレーンと接地プレーンをインナーリードに配設した構造としている。また、特開平１１−７４３０８号公報の発明はＢＧＡパッケージに対して、半導体の実装面の絶縁機材の信号線層面の反対側に接地系の配線層を配設した構造とし、低コストで耐ノイズ性を実現している。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１２０７４８号公報
【特許文献２】特開平１１−７４３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように従来の技術では図７のように多ピンの半導体パッケージの実装領域におけるプリント板の電源層やグランド層は穴あき状態となってしまい、耐ノイズ性が劣化するという問題がある。上記特許文献の発明は半導体パッケージに電源プレーンやグランドプレーンを設けているが、半導体パッケージに電源プレーンやグランドプレーンを設けただけでは上記耐ノイズ性の劣化を改善できないという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、半導体パッケージ内の特定の信号（電源やグランド）に対してプレーンを設け、このプレーンをパッケージ側面に設けた板状のフラットプレート端子によりプリント板に接続することにより、半導体パッケージの耐ノイズ性を高めた半導体パッケージ、ボード、電子機器、及び半導体パッケージとプリント板の接続方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの特定の信号と接続するプレーンを半導体チップの背面に平行に設けた半導体パッケージであって、
プレーンと外部とを電気的に接続する板状のプレート端子を側面に設けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の半導体パッケージは、本発明の第１の半導体パッケージにおいて、前記プレート端子は、前記半導体パッケージの側面から外部へ出て前記信号端子の方向に鈍角に折り曲がり、さらに前記の複数の信号端子が並ぶ面の延長上の位置で折れ曲がった形状を特徴とする。
【００１１】
本発明の第３の半導体パッケージは、本発明の第１の半導体パッケージにおいて、前記特定の信号は、グランド又は電源であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第４の半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの電源と接続する電源プレーンを半導体チップの背面に平行に設け、半導体チップのグランドと接続するグランドプレーンを半導体チップの背面に平行に設けた半導体パッケージであって、
電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第１のプレート端子を側面に設け、グランドプレーンと外部を電気的に接続する板状の第２のプレート端子を第１のプレート端子と異なる側面に設けたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の第５の半導体パッケージは、本発明の第４の半導体パッケージにおいて、前記半導体チップは前記電源に加えて第２の電源を有し、前記半導体チップの第２の電源と接続する第２の電源プレーンを前記半導体チップの背面に平行に設け、第２の電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第３のプレート端子を第１のプレート端子又は第２のプレート端子と別の側面に設けたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第６の半導体パッケージは、本発明の第４の半導体パッケージにおいて、前記半導体チップは前記電源に加えて第２の電源を有し、前記電源プレーンを前記半導体チップの電源に接続する第１の電源プレーンと前記半導体チップの第２の電源に接続する第２の電源プレーンに分割し、前記第１のプレート端子を第１の電源プレーンと接続する第３のプレート端子と第２の電源プレーンに接続する第４のプレート端子に分割したことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第１のボードは、半導体パッケージをプリント板に搭載したボードであって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的にプリント板へ接続する複数の信号端子をプリント板に対向する面に設け、半導体チップの特定の信号と接続するプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、プレーンと外部とを電気的に接続する板状のプレート端子を側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、特定の信号をプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とする。
【００１６】
本発明の第２のボードは、本発明の第１のボードにおいて、前記半導体チップの特定の信号を、前記プレート端子を介して前記プリント板に接続するとともに、前記信号端子を介して前記プリント板に接続することを特徴とする。
【００１７】
本発明の第３のボードは、半導体パッケージをプリント板に搭載したボードであって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの電源と接続する電源プレーンを半導体チップの背面に平行に設け、半導体チップのグランドと接続するグランドプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、
電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第１のプレート端子を側面に設け、グランドプレーンと外部を電気的に接続する板状の第２のプレート端子を第１のプレート端子と異なる側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、半導体チップの電源を電源プレーンと第１のプレート端子を介してプリント板に接続し半導体チップのグランドをグランドプレーンと第２のプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とする。
【００１８】
本発明の第１０のボードは、本発明の第３のボードにおいて、前記プリント板は信号と電源層とグランド層を有し、電源層は前記第１のプレート端子と複数のビアホールを介して接続し、グランド層は前記第２のプレート端子と複数のビアホールを介して接続することを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１の電子機器は、半導体パッケージをプリント板に搭載したボードを搭載する電子機器であって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子と、半導体チップの特定の信号と接続し半導体チップの背面に平行に設けられたプレーンを有し、プレーンと半導体パッケージの外部とを電気的に接続する板状のプレート端子を半導体パッケージの側面に設けたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の第２の電子機器は、本発明の第１の電子機器において、前記半導体チップの特定の信号を前記プレート端子を介して前記プリント板に接続するとともに、前記信号端子を介して前記プリント板に接続することを特徴とする。
【００２１】
本発明の第３の電子機器は、半導体パッケージをプリント板に搭載したボードを搭載する電子機器であって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの電源と接続する電源プレーンを半導体チップの背面に平行に設け、半導体チップのグランドと接続するグランドプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、
電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第１のプレート端子を側面に設け、グランドプレーンと外部を電気的に接続する板状の第２のプレート端子を第１のプレート端子と異なる側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、半導体チップの電源を電源プレーンと第１のプレート端子を介してプリント板に接続し半導体チップのグランドをグランドプレーンと第２のプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１の接続方法は、半導体パッケージとプリント板の接続方法であって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的にプリント板へ接続する複数の信号端子をプリント板に対向する面に設け、半導体チップの特定の信号と接続するプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、プレーンと外部とを電気的に接続する板状のプレート端子を側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、特定の信号をプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とする。
【００２３】
本発明の第２の接続方法は、本発明の第１の接続方法において、前記半導体チップの特定の信号を前記プレート端子を介して前記プリント板に接続するとともに、前記信号端子を介して前記プリント板に接続することを特徴とする。
【００２４】
本発明の第３の接続方法は、半導体パッケージとプリント板の接続方法であって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの電源と接続する電源プレーンを半導体チップの背面に平行に設け、半導体チップのグランドと接続するグランドプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、
電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第１のプレート端子を側面に設け、グランドプレーンと外部を電気的に接続する板状の第２のプレート端子を第１のプレート端子と異なる側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、半導体チップの電源を電源プレーンと第１のプレート端子を介してプリント板に接続し半導体チップのグランドをグランドプレーンと第２のプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、半導体パッケージ内に電源プレーン又はグランドプレーンのように特定の信号に対してプレーンを設け、このプレーンをパッケージ側面からプリント板上に十分な幅を持って接続できる板状のプレート端子を設けた構造を有する。従って本発明は、電源やグランドのような特定の信号を従来の信号端子に比べて高いノイズ耐力を持つフラットプレート端子でプリント板に接続することができるので、耐ノイズ性を高めることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の半導体パッケージ１０の構造を示した図であり、図１（ａ）は半導体パッケージ１０を側面から見た断面図であり、図１（ｂ）は半導体パッケージ１０を上面から見た図である。図１では半導体パッケージ１０としてＢＧＡパッケージを例に示しているが、半導体パッケージ１０はＢＧＡパッケージに限定するものではなく、ＰＧＡパッケージのように信号端子を配列状に設けたものであればよい。
【００２７】
図１を参照すると、半導体パッケージ１０は半導体チップ１１と電源プレーン１２とグランドプレーン１３とボール１４とフラットプレート端子１５−１とフラットプレート端子１５−２を含む。なお、フラットプレート端子１５−１とフラットプレート端子１５−２を区別せずに呼ぶ場合はフラットプレート端子１５と記載する。
【００２８】
半導体チップ１１はＬＳＩ（大規模集積回路）のような半導体のベアチップであり、図示しないがインナーリードにより半導体チップ１１の各入出力ピンは該当するボール１４と接続され、ボール１４を介して図示しないプリント板に接続可能である。
【００２９】
ボール１４は半導体チップ１１のピン数に応じて半導体パッケージ１０の裏面（プリント板と向き合う面）に格子状に配設された信号端子であり、導電性を持ち熱等を加えることによりプリント板表面に設けられた導電性のある部品に接着される。ボール１４により半導体パッケージ１０はプリント板に電気的に接続され且つ固着される。なお、ＰＧＡパッケージのように信号端子が棒状のリードである場合はプリント板にハンダで接着される。
【００３０】
電源プレーン１２とグランドプレーン１３は、半導体チップ１１を覆う大きさを持った薄い板状の導電体であり、半導体チップ１１の背面（図１では上方向）に配置される。ただし電源プレーン１２とグランドプレーン１３と半導体チップ１１との大小関係は特に限定するものではなく、配置関係も中心を一致させる必要はなく電源／グランドの配線の製造の効率を配慮して決めればよい。
【００３１】
半導体チップ１１の表面（図１では下方向）には図示しないが半導体チップ１１の信号ピンとボール１４と接続する配線パターンが配設される。電源プレーン１２は半導体チップ１１の全ての電源ピンと接続され、プリント板からフラットプレート端子１５−１を介して半導体チップ１１に電源を供給する。グランドプレーン１３は半導体チップ１１の全てのグランドピンと接続され、フラットプレート端子１５−２を介してプリント板のグランドと接続される。
【００３２】
フラットプレート端子１５は、薄い板状のプレート端子であり導電性を持ち、図１のような形状に形成される。フラットプレート端子１５は電源プレーン１２又はグランドプレーン１３とプリント板とを板状の形状で接続するので耐ノイズ性に優れるとともに、十分な電源容量を半導体チップ１１に供給できる。
【００３３】
図１では、電源プレーン１２やグランドプレーン１３の大きさに合わせた幅を持ったフラットプレート端子１５を示しているが、フラットプレート端子１５の幅は電源プレーン１２やグランドプレーン１３の大きさに合わせる必要はなく、必要とされる耐ノイズ性や電源容量に応じて幅を決めればよい。
【００３４】
次に、半導体パッケージ１０を実装するプリント板について説明する。図示しないが、プリント板は半導体パッケージ１０のボール１４と接着する部分と、フラットプレート端子１５と接着する構成部品を持つ。ボール１４と接着する構成部品はプリント板の１つのビアホールと接続しビアホールを介してプリント板の信号層の配線と接続する。フラットプレート端子１５と接着する部分はプリント板の複数のビアホールと接続しプリント板の電源層或いはグランド層に接続する。
【００３５】
図２は、プリント板の電源層のパターンを示した図である。黒い丸は信号用のビアホールの穴であり、白い丸は電源用のビアホールと接続する部分である。図２の例では図の右側の部分に電源用のビアホールがまとめられているが、これは電源用のフラットプレート端子１５−１と接続するためのビアホールである。
【００３６】
図２の例では、電源は主にこの部分のビアホールを使用して半導体パッケージ１０に供給され、補助的にいくつかのボール１４を使用して供給されるようになっているが、半導体パッケージ１０に供給する電源を全てフラットプレート端子１５−１から供給するようにしてもよい。図２では電源層のパターンについて説明したがグランド層のパターンも同様であるので説明は省略する。
【００３７】
このように、フラットプレート端子１５付近はボール１４と接続するための信号用のビアホールがないため、この領域の電源層／グランド層には多くの穴を開けなくてもよく、電源／グランドを供給するのにより適したパターンを実現することができる。従って、耐ノイズ性に優れた電源／グランドの供給が可能となる。
【００３８】
また、フラットプレート端子１５により電源／グランドが大幅に強化されるため、従来と同レベルの耐ノイズ性を確保するのであれば、電源／グランドを供給するために使用するボール１４数を大幅に削減することができる。従って、削減した電源／グランド用のボール１４を電源やグランド以外の信号として利用することができるので、半導体パッケージ１０の信号線数を増やすこともできる。
【００３９】
以上の説明では、電源は１種類と想定して説明したが、半導体によっては２種類以上の電源の供給を必要とするものがある。この場合について電源が２種類必要な場合を例に説明する。図３は、２種類の電源供給を受ける第１の電源プレーン２２−１と第２の電源プレーン２２−２を積層し、さらに第１のグランドプレーン２３−１と第２のグランドプレーン２３−２を積層した半導体パッケージ２０の構造を示した図である。図３（ａ）は側面から見た断面図であり図３（ｂ）は上面から見た透視図である。
【００４０】
第１の電源プレーン２２−１は図の右側に配置されたフラットプレート端子２５−１と接続し、第１のグランドプレーン２３−１は図の左側に配置されたフラットプレート端子２５−２と接続する。ここまでの構造は図１と同じである。図３では、さらに第２の電源プレーン２２−２は図の下側に配置されたフラットプレート端子２５−３と接続し、第２のグランドプレーン２３−２は図の上側に配置されたフラットプレート端子２５−４と接続する。
【００４１】
このように図３の半導体パッケージ２０は、四方にフラットプレート端子２５を有した構成となっているが、プリント板との接続やプリント板の電源層／グランド層のパターンは図１の半導体パッケージ１０の場合と同じであるので説明は省略する。ただし、プリント板は２種類の電源を供給する必要があるので電源層を２層以上持つか又は電源層を２つの領域に分ける必要がある点で相違する。
【００４２】
図４は、２種類の電源供給を受ける第１の電源プレーン３２−１と第２の電源プレーン３２−２を同層に配設した半導体パッケージ３０の構造を上面からの透視図で示した図である。図４は、図１の電源プレーン１２を電源プレーン３２−１と第２の電源プレーン３２−２に分割した構造を採り、電源プレーン３２−１はフラットプレート端子３５−１と接続し、第２の電源プレーン３２−２はフラットプレート端子３５−２と接続しそれぞれのフラットプレート端子３５−１、３５−２によりプリント板に接続される。グランドプレーン１３はフラットプレート端子３５−３を介してプリント板に接続する。
【００４３】
以上説明したように、本発明の半導体パッケージは半導体パッケージ１０、半導体パッケージ２０、半導体パッケージ３０のいずれの構成においても、電源やグランドをフラットプレート端子１５、２５、３５によりプリント板に接続することができる。フラットプレート端子１５、２５、３５は半導体パッケージの外周方向に伸びプリント板と接続するので、プリント板の電源層やグランド層が信号用のビアホールを避けるために穴あき形状となってしまう半導体パッケージの実装領域を避けて、プリント板の電源層やグランド層と接続が可能となる。これにより、本発明の半導体パッケージは、プリント板との間で電源とグランドを安定して接続することができ、耐ノイズ性を改善できる。
【００４４】
また、電源やグランドをボール１４ではなくフラットプレート端子１５、２５、３５によりプリント板に接続できるので、従来ボール１４に割り付けていた電源やグランドのボール１４数を削減することができる。これにより、削減したボール１４の領域をプリント板の配線領域として利用できるようになるので、プリント板の配線効率が向上する。或いは削減した電源やグランドのボール１４を通常の信号として使用することができるので、半導体チップ１１はより多くの信号を入出力ピンとして利用することができる。
【００４５】
以上の説明では電源とグランドに対して専用のプレーンを半導体パッケージ内に設け、専用のプレーンに応じてフラットプレート端子を設けたものを示してきたが、電源やグランド以外の特別な信号に対して専用のプレーンとフラットプレート端子を設けた構成に対しても本発明を適用できる。特別な信号の層がプリント板に設けられていない場合でも専用のプレーンとフラットプレート端子によりボール１４に比べて安定してプリント板に接続することができる。
【００４６】
また、各電源プレーン１２、２２、３２と各グランドプレーン１３、２３と接続する各フラットプレート端子１５、２５、３５の側面方向について一例を示して説明したが、フラットプレート端子１５、２５、３５を取り付ける側面方向は図１、図２、図３で説明した方向に限定するわけではない。
【００４７】
例えば、図１の半導体パッケージ１０は、電源用のフラットプレート端子１５−１とグランド用のフラットプレート端子１５−２と対向しない側面方向に取り付けてもよいし、図３の２つの電源用のフラットプレート端子３５−１と３５−２のように同じ側面方向に２分割して取り付けてもよい。図３の半導体パッケージ２０も半導体パッケージ１０と同様で、特にフラットプレート端子を取り付ける側面方向を限定したものではない。図４の半導体パッケージ３０は電源プレーン３２−１と３２−２を同層に分割するが、フラットプレート端子３５−１と３５−２は図４のように同一側面方向の左側に分割して取り付ける必要はなく、図４の上への側面方向に側面幅を持った形状で取り付けてもよい。
【００４８】
次に、上述の半導体パッケージを搭載したボードについて説明する。図５は半導体パッケージを搭載したボードの一例を示した図である。図５の例では、半導体パッケージ搭載ボード４０はプリント板４１に半導体パッケージ１０と半導体パッケージ２０とコネクタ４２とその他の電子部品を搭載している。図５の例では半導体パッケージ搭載ボード４０は本発明の半導体パッケージを２つ搭載するが、少なくとも半導体パッケージ１０、２０、３０のうち１つ搭載すればよい。
【００４９】
プリント板４１は、電源層とグランド層を持っており、半導体パッケージ１０、２０、３０のフラットプレート１５、２５、３５と接続して電気的に接続できる構造を持っている。コネクタ４２は半導体パッケージ搭載ボード４０を搭載する電子機器と接続するためのコネクタであるが、コネクタ４２の代わりにケーブルで電子機器と接続するように構成してもかまわない。また、半導体パッケージ搭載ボード４０が電子機器の主たるボード（マザーボード）である場合はコネクタやケーブルはない場合もある。
【００５０】
図６は、本発明の半導体パッケージ搭載ボード４０を搭載した電子機器５０を示した図である。電子機器５０は少なくとも半導体パッケージ搭載ボード４０を１以上搭載する。電子機器５０としては、情報処理装置、通信装置、交換機、電化製品、各種装置に組み込まれる電子機器等が有り、特に分野を限定することなく半導体パッケージ搭載ボード４０を搭載した装置であれば本発明を適用できる。
【００５１】
本発明の電子機器５０は半導体パッケージ搭載ボード４０を搭載し、本発明の半導体パッケージ搭載ボード４０は半導体パッケージ１０、２０、３０のいずれか１以上を搭載するので、本発明の電子機器５０及び本発明の半導体パッケージ搭載ボード４０は電源やグランドの耐ノイズ性を向上しノイズに強い安定した動作を実現できる。
【００５２】
以上のように、半導体パッケージをプリント板に接続する方法において、本発明は半導体チップ１１の特定の信号である電源やグランドを専用に設けたフラットプレート端子１５、２５、３５を介してプリント板に接続することができ、また、半導体パッケージ１０、２０、３０の裏面の信号端子とフラットプレート端子１５、２５、３５の双方を介してプリント板に接続することができる。
【００５３】
従って、本発明は必要とされるノイズ耐力に応じて、電源やグランドをフラットプレート端子１５、２５、３５のみを介してプリント板に接続したり、電源やグランドをフラットプレート端子１５、２５、３５のみでは不足するノイズ耐力に応じた数だけ信号端子を用いてプリント板に接続したりすることで十分で効率のよい接続方法を選択することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は半導体パッケージと、半導体パッケージを搭載したボードと、そのボードを搭載した電子機器全般に適用することができる。すなわち、半導体を搭載する機器や装置に対して適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の半導体パッケージ１０の構造を示した図である。
【図２】本発明のプリント板の電源層のパターンの一例を示した図である。
【図３】本発明の２層の電源プレーンを持った半導体パッケージ２０の構造を示した図である。
【図４】本発明の１層に２つの電源プレーンを持った半導体パッケージ３０の構造を示した図である。
【図５】本発明の半導体パッケージ搭載ボード４０の一例を示した図である。
【図６】本発明の半導体パッケージ搭載ボード４０を搭載した電子機器５０を示した図である。
【図７】従来の半導体パッケージを搭載したプリント板の電源層のパターンの一例を示した図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 半導体パッケージ
１１ 半導体チップ
１２ 電源プレーン
１３ グランドプレーン
１４ ボール
１５−１、１５−２ フラットプレート端子
２０ 半導体パッケージ
２２−１、２２−２ 電源プレーン
２３−１、２３−２ グランドプレーン
２５−１、２５−２、２５−３、２５−４ フラットプレート端子
３０ 半導体パッケージ
３２−１、３２−２ 電源プレーン
３５−１、３５−２、３５−３ フラットプレート端子
４０ 半導体パッケージ搭載ボード
４１ プリント板
５０ 電子機器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの特定の信号と接続するプレーンを半導体チップの背面に平行に設けた半導体パッケージであって、
プレーンと外部とを電気的に接続する板状のプレート端子を側面に設けたことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
前記プレート端子は、前記半導体パッケージの側面から外部へ出て前記信号端子の方向に鈍角に折り曲がり、さらに前記の複数の信号端子が並ぶ面の延長上の位置で折れ曲がった形状を特徴とする請求項１の半導体パッケージ。
【請求項３】
前記特定の信号は、グランド又は電源であることを特徴とする請求項１の半導体パッケージ。
【請求項４】
半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの電源と接続する電源プレーンを半導体チップの背面に平行に設け、半導体チップのグランドと接続するグランドプレーンを半導体チップの背面に平行に設けた半導体パッケージであって、
電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第１のプレート端子を側面に設け、グランドプレーンと外部を電気的に接続する板状の第２のプレート端子を第１のプレート端子と異なる側面に設けたことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項５】
前記半導体チップは前記電源に加えて第２の電源を有し、前記半導体チップの第２の電源と接続する第２の電源プレーンを前記半導体チップの背面に平行に設け、第２の電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第３のプレート端子を第１のプレート端子又は第２のプレート端子と別の側面に設けたことを特徴とする請求項４の半導体パッケージ。
【請求項６】
前記半導体チップは前記電源に加えて第２の電源を有し、前記電源プレーンを前記半導体チップの電源に接続する第１の電源プレーンと前記半導体チップの第２の電源に接続する第２の電源プレーンに分割し、前記第１のプレート端子を第１の電源プレーンと接続する第３のプレート端子と第２の電源プレーンに接続する第４のプレート端子に分割したことを特徴とする請求項４の半導体パッケージ。
【請求項７】
半導体パッケージをプリント板に搭載したボードであって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的にプリント板へ接続する複数の信号端子をプリント板に対向する面に設け、半導体チップの特定の信号と接続するプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、プレーンと外部とを電気的に接続する板状のプレート端子を側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、特定の信号をプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とするボード。
【請求項８】
前記半導体チップの特定の信号を、前記プレート端子を介して前記プリント板に接続するとともに、前記信号端子を介して前記プリント板に接続することを特徴とする請求項７のボード。
【請求項９】
半導体パッケージをプリント板に搭載したボードであって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの電源と接続する電源プレーンを半導体チップの背面に平行に設け、半導体チップのグランドと接続するグランドプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、
電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第１のプレート端子を側面に設け、グランドプレーンと外部を電気的に接続する板状の第２のプレート端子を第１のプレート端子と異なる側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、半導体チップの電源を電源プレーンと第１のプレート端子を介してプリント板に接続し半導体チップのグランドをグランドプレーンと第２のプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とするボード。
【請求項１０】
前記プリント板は信号と電源層とグランド層を有し、電源層は前記第１のプレート端子と複数のビアホールを介して接続し、グランド層は前記第２のプレート端子と複数のビアホールを介して接続することを特徴とする請求項９のボード。
【請求項１１】
半導体パッケージをプリント板に搭載したボードを搭載する電子機器であって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子と、半導体チップの特定の信号と接続し半導体チップの背面に平行に設けられたプレーンを有し、プレーンと半導体パッケージの外部とを電気的に接続する板状のプレート端子を半導体パッケージの側面に設けたことを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
前記半導体チップの特定の信号を前記プレート端子を介して前記プリント板に接続するとともに、前記信号端子を介して前記プリント板に接続することを特徴とする請求項１１の電子機器。
【請求項１３】
半導体パッケージをプリント板に搭載したボードを搭載する電子機器であって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの電源と接続する電源プレーンを半導体チップの背面に平行に設け、半導体チップのグランドと接続するグランドプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、
電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第１のプレート端子を側面に設け、グランドプレーンと外部を電気的に接続する板状の第２のプレート端子を第１のプレート端子と異なる側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、半導体チップの電源を電源プレーンと第１のプレート端子を介してプリント板に接続し半導体チップのグランドをグランドプレーンと第２のプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
半導体パッケージとプリント板の接続方法であって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的にプリント板へ接続する複数の信号端子をプリント板に対向する面に設け、半導体チップの特定の信号と接続するプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、プレーンと外部とを電気的に接続する板状のプレート端子を側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、特定の信号をプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とする接続方法。
【請求項１５】
前記半導体チップの特定の信号を前記プレート端子を介して前記プリント板に接続するとともに、前記信号端子を介して前記プリント板に接続することを特徴とする請求項１４の接続方法。
【請求項１６】
半導体パッケージとプリント板の接続方法であって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの電源と接続する電源プレーンを半導体チップの背面に平行に設け、半導体チップのグランドと接続するグランドプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、
電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第１のプレート端子を側面に設け、グランドプレーンと外部を電気的に接続する板状の第２のプレート端子を第１のプレート端子と異なる側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、半導体チップの電源を電源プレーンと第１のプレート端子を介してプリント板に接続し半導体チップのグランドをグランドプレーンと第２のプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とする接続方法。
【請求項１】
半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの特定の信号と接続するプレーンを半導体チップの背面に平行に設けた半導体パッケージであって、
プレーンと外部とを電気的に接続する板状のプレート端子を側面に設けたことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
前記プレート端子は、前記半導体パッケージの側面から外部へ出て前記信号端子の方向に鈍角に折り曲がり、さらに前記の複数の信号端子が並ぶ面の延長上の位置で折れ曲がった形状を特徴とする請求項１の半導体パッケージ。
【請求項３】
前記特定の信号は、グランド又は電源であることを特徴とする請求項１の半導体パッケージ。
【請求項４】
半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの電源と接続する電源プレーンを半導体チップの背面に平行に設け、半導体チップのグランドと接続するグランドプレーンを半導体チップの背面に平行に設けた半導体パッケージであって、
電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第１のプレート端子を側面に設け、グランドプレーンと外部を電気的に接続する板状の第２のプレート端子を第１のプレート端子と異なる側面に設けたことを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項５】
前記半導体チップは前記電源に加えて第２の電源を有し、前記半導体チップの第２の電源と接続する第２の電源プレーンを前記半導体チップの背面に平行に設け、第２の電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第３のプレート端子を第１のプレート端子又は第２のプレート端子と別の側面に設けたことを特徴とする請求項４の半導体パッケージ。
【請求項６】
前記半導体チップは前記電源に加えて第２の電源を有し、前記電源プレーンを前記半導体チップの電源に接続する第１の電源プレーンと前記半導体チップの第２の電源に接続する第２の電源プレーンに分割し、前記第１のプレート端子を第１の電源プレーンと接続する第３のプレート端子と第２の電源プレーンに接続する第４のプレート端子に分割したことを特徴とする請求項４の半導体パッケージ。
【請求項７】
半導体パッケージをプリント板に搭載したボードであって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的にプリント板へ接続する複数の信号端子をプリント板に対向する面に設け、半導体チップの特定の信号と接続するプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、プレーンと外部とを電気的に接続する板状のプレート端子を側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、特定の信号をプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とするボード。
【請求項８】
前記半導体チップの特定の信号を、前記プレート端子を介して前記プリント板に接続するとともに、前記信号端子を介して前記プリント板に接続することを特徴とする請求項７のボード。
【請求項９】
半導体パッケージをプリント板に搭載したボードであって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの電源と接続する電源プレーンを半導体チップの背面に平行に設け、半導体チップのグランドと接続するグランドプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、
電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第１のプレート端子を側面に設け、グランドプレーンと外部を電気的に接続する板状の第２のプレート端子を第１のプレート端子と異なる側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、半導体チップの電源を電源プレーンと第１のプレート端子を介してプリント板に接続し半導体チップのグランドをグランドプレーンと第２のプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とするボード。
【請求項１０】
前記プリント板は信号と電源層とグランド層を有し、電源層は前記第１のプレート端子と複数のビアホールを介して接続し、グランド層は前記第２のプレート端子と複数のビアホールを介して接続することを特徴とする請求項９のボード。
【請求項１１】
半導体パッケージをプリント板に搭載したボードを搭載する電子機器であって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子と、半導体チップの特定の信号と接続し半導体チップの背面に平行に設けられたプレーンを有し、プレーンと半導体パッケージの外部とを電気的に接続する板状のプレート端子を半導体パッケージの側面に設けたことを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
前記半導体チップの特定の信号を前記プレート端子を介して前記プリント板に接続するとともに、前記信号端子を介して前記プリント板に接続することを特徴とする請求項１１の電子機器。
【請求項１３】
半導体パッケージをプリント板に搭載したボードを搭載する電子機器であって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの電源と接続する電源プレーンを半導体チップの背面に平行に設け、半導体チップのグランドと接続するグランドプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、
電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第１のプレート端子を側面に設け、グランドプレーンと外部を電気的に接続する板状の第２のプレート端子を第１のプレート端子と異なる側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、半導体チップの電源を電源プレーンと第１のプレート端子を介してプリント板に接続し半導体チップのグランドをグランドプレーンと第２のプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
半導体パッケージとプリント板の接続方法であって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的にプリント板へ接続する複数の信号端子をプリント板に対向する面に設け、半導体チップの特定の信号と接続するプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、プレーンと外部とを電気的に接続する板状のプレート端子を側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、特定の信号をプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とする接続方法。
【請求項１５】
前記半導体チップの特定の信号を前記プレート端子を介して前記プリント板に接続するとともに、前記信号端子を介して前記プリント板に接続することを特徴とする請求項１４の接続方法。
【請求項１６】
半導体パッケージとプリント板の接続方法であって、
半導体パッケージは、半導体チップを搭載し、半導体チップの入出力ピンを電気的に外部へ接続する複数の信号端子を裏面に設け、半導体チップの電源と接続する電源プレーンを半導体チップの背面に平行に設け、半導体チップのグランドと接続するグランドプレーンを半導体チップの背面に平行に設け、
電源プレーンと外部を電気的に接続する板状の第１のプレート端子を側面に設け、グランドプレーンと外部を電気的に接続する板状の第２のプレート端子を第１のプレート端子と異なる側面に設け、
半導体チップの信号を複数の信号端子を介してプリント板に接続するとともに、半導体チップの電源を電源プレーンと第１のプレート端子を介してプリント板に接続し半導体チップのグランドをグランドプレーンと第２のプレート端子を介してプリント板に接続することを特徴とする接続方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−４６３４（Ｐ２００８−４６３４Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７０４１１（Ｐ２００６−１７０４１１）
【出願日】平成１８年６月２０日（２００６．６．２０）
【出願人】（３９０００１３９５）ＮＥＣシステムテクノロジー株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２０日（２００６．６．２０）
【出願人】（３９０００１３９５）ＮＥＣシステムテクノロジー株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
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