層疊半導(dǎo)體器件和印刷電路板的制作方法
【專利摘要】公開了層疊半導(dǎo)體器件和印刷電路板。第一半導(dǎo)體封裝的中介層包括用于第二半導(dǎo)體元件的電源配線，所述電源配線包括設(shè)置在一個(gè)表層中的焊盤和設(shè)置在內(nèi)層中并且電連接到所述焊盤的電源圖案，所述電源配線還包括設(shè)置在另一個(gè)表層中的并且并行地電連接到電源圖案的數(shù)目比所述焊盤的數(shù)目多的焊盤。在層疊半導(dǎo)體器件中，這種結(jié)構(gòu)能夠改善到第二半導(dǎo)體元件的電源的品質(zhì)，從而在防止由印刷配線板的電源配線中的電源路徑的彎曲或者由連接間隔的偏差引起的電感的增大的同時(shí)確保信號(hào)處理操作。
【專利說明】層疊半導(dǎo)體器件和印刷電路板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及其中層疊半導(dǎo)體封裝的層疊半導(dǎo)體器件，和包括所述層疊半導(dǎo)體器件的印刷電路板。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著電子設(shè)備的精密化和小型化，對(duì)電子設(shè)備中使用的精密并且小型化的電子組件和半導(dǎo)體器件的需求一直在不斷增長(zhǎng)。作為實(shí)現(xiàn)高引腳數(shù)并且小型化的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，已知一種稱為“球柵陣列(BGA)”的半導(dǎo)體封裝。為了進(jìn)一步小型化，已知一種稱為“層疊封裝(PoP)”的層疊半導(dǎo)體器件，其中例如包括存儲(chǔ)半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體封裝被層疊在包括邏輯半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體封裝上。
[0003]層疊半導(dǎo)體器件的有利之處在于:即使當(dāng)電極端子的數(shù)目增大時(shí)，也能夠通過層疊半導(dǎo)體封裝來減小安裝面積的比例，即，小型化成為可能。半導(dǎo)體封裝的層疊適合于高速傳輸，這是因?yàn)榕c平面布置相比，信號(hào)配線距離被縮短。于是在未來，勢(shì)必在電子設(shè)備中更頻繁地采用層疊半導(dǎo)體器件。另一方面，為了支持電子設(shè)備的高速運(yùn)行，半導(dǎo)體元件的工作頻率變得越來越高。
[0004]在諸如數(shù)百M(fèi)Hz以上之類的高頻處實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體元件的信號(hào)操作要求改善向半導(dǎo)體元件供電的電源的高頻特性以穩(wěn)定工作頻率處的電位。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，印刷配線板的電源配線需要在對(duì)應(yīng)的工作頻率區(qū)域中具有低的電感。
[0005]作為降低印刷配線板的電源配線的電感的常規(guī)方法，日本專利申請(qǐng)公開N0.2009-182087描述彼此相鄰地布置電源配線和接地配線，或者設(shè)置多個(gè)配線。在日本專利申請(qǐng)公開N0.2009-182087中，配線層用連接導(dǎo)體連接，并且彼此相鄰地布置電源連接導(dǎo)體和接地連接導(dǎo)體，從而增大互感。此外，布置多個(gè)電源連接導(dǎo)體和多個(gè)接地連接導(dǎo)體，從而減小自感。結(jié)果，通過從自感中減去互感而獲得的電源配線和接地配線的合成電感被減小。
[0006]但是，在日本專利申請(qǐng)公開N0.2009-182087中描述的技術(shù)并不總是足以進(jìn)一步減小電感。
[0007]在通常的層疊半導(dǎo)體器件中，在下部的第一印刷配線板中，形成向位于下級(jí)的第一半導(dǎo)體元件和位于上級(jí)的第二半導(dǎo)體元件供電的電源配線，并從母板供給電力。由于第一半導(dǎo)體元件要被安裝在第一印刷配線板上，因此需要在避開第一半導(dǎo)體元件的位置處，設(shè)置第一印刷配線板和上部的第二印刷配線板的連接部分。在這種情況下，在第一印刷配線板中，用于第二印刷配線板的連接焊盤之間的間隔和用于母板的連接焊盤之間的間隔并不總是彼此相等。類似地，當(dāng)從上方投影時(shí)，用于第二印刷配線板的連接焊盤的位置和用于母板的連接焊盤的位置并不總是彼此相同。從而，連接第一印刷配線板的第一表層和第二表層的電源配線的路徑被彎曲。彎曲的電源配線可能是電源配線的自感增大的原因。
[0008]供在層疊半導(dǎo)體器件中使用的印刷配線板通常由核心層和組建層(build-uplayer)組成。就其中在核心層的通路(via)上方緊接著連接組建層的通路的印刷配線板來說，產(chǎn)量低，而成本高。于是，必須偏移連接組建層的通路的位置，和連接核心層的通路的位置。從而，電源配線的路徑被彎曲，同樣地，這可能是自感增大的原因。
[0009]另一方面，一種可設(shè)想的減小向第二半導(dǎo)體元件供電的電源配線的自感的方法是增大在母板側(cè)的第一印刷配線板的電源焊盤的數(shù)目，以便增大供電路徑的數(shù)目。不過，在這種結(jié)構(gòu)中，難以引出上面安裝層疊半導(dǎo)體器件的母板的表層的信號(hào)配線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]于是，本發(fā)明的目的是在確保母板的配線能力的同時(shí)改善到第二半導(dǎo)體元件的電源的品質(zhì)以穩(wěn)定第二半導(dǎo)體元件的信號(hào)處理操作。
[0011]按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的層疊半導(dǎo)體器件包括:第一半導(dǎo)體封裝；和通過焊料接合部分被層疊在第一半導(dǎo)體封裝上的第二半導(dǎo)體封裝，第一半導(dǎo)體封裝包括:第一半導(dǎo)體元件；和上面安裝第一半導(dǎo)體元件的第一印刷配線板，第一印刷配線板包括:設(shè)置在第一印刷配線板的第一表層中的、用于建立到層疊半導(dǎo)體器件的外部的連接的第一電源輸入焊盤；設(shè)置在第一印刷配線板的第二半導(dǎo)體封裝側(cè)的第二表層中的、用于建立到第二半導(dǎo)體封裝的連接的第一電源輸出焊盤，第二表層位于第一表層的里側(cè)；和設(shè)置在介于第一表層和第二表層之間的第一內(nèi)層中的、并且電連接到第一電源輸入焊盤和第一電源輸出焊盤的第一電源圖案(pattern)，第二半導(dǎo)體封裝包括:第二半導(dǎo)體元件；和上面安裝第二半導(dǎo)體元件的第二印刷配線板，第二印刷配線板包括設(shè)置在第二印刷配線板的第一半導(dǎo)體封裝側(cè)的第三表層中的、用于通過焊料接合部分建立到第一電源輸出焊盤的連接的第二電源輸入焊盤，第二電源輸入焊盤連接到第二半導(dǎo)體元件的第一電源端子，其中，連接到第一電源圖案的第一電源輸出焊盤的數(shù)目大于連接到第一電源圖案的第一電源輸入焊盤的數(shù)目。
[0012]借助這種結(jié)構(gòu)，能夠在確保母板的配線能力的同時(shí)改善到第二半導(dǎo)體元件的電源的品質(zhì)以穩(wěn)定第二半導(dǎo)體元件的信號(hào)處理操作。
[0013]參考附圖，根據(jù)示例性實(shí)施例的以下說明，本發(fā)明的其它特征將變得清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是圖解說明按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的印刷電路板的示意結(jié)構(gòu)的截面圖。
[0015]圖2是按照第一實(shí)施例的印刷電路板的示意圖。
[0016]圖3是圖解說明按照第一實(shí)施例的第一中介層(interposer)的各層的透視圖。
[0017]圖4A、圖4B、圖4C和圖4D是圖解說明按照第一實(shí)施例的第一中介層的各層的平面圖。
[0018]圖5是按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的印刷電路板的示意圖。
[0019]圖6A、圖6B、圖6C和圖6D是圖解說明按照第二實(shí)施例的第一中介層的各層的平面圖。
[0020]圖7是圖解說明按照本發(fā)明的示例I的電源配線的透視圖。
[0021]圖8是圖解說明按照本發(fā)明的示例2的電源配線的透視圖。
[0022]圖9是圖解說明按照本發(fā)明的比較示例I的電源配線的透視圖。
[0023]圖10是按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的印刷電路板的示意圖。
[0024]圖11A、圖11B、圖1lC和圖1lD是圖解說明按照第三實(shí)施例的第一中介層的各層的平面圖。
[0025]圖12是圖解說明按照本發(fā)明的示例3的電源配線的透視圖。
[0026]圖13是按照本發(fā)明的第四實(shí)施例的印刷電路板的示意圖。
[0027]圖14A、圖14B、圖14C和圖14D是圖解說明按照第四實(shí)施例的第一中介層的各層的平面圖。
[0028]圖15是按照本發(fā)明的第五實(shí)施例的印刷電路板的示意圖。
[0029]圖16A、圖16B、圖16C和圖16D是圖解說明按照第五實(shí)施例的第一中介層的各層的平面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]現(xiàn)在參考附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
[0031](第一實(shí)施例)
[0032]圖1是圖解說明按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的包括層疊半導(dǎo)體器件的印刷電路板的示意結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2是按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的包括層疊半導(dǎo)體器件的印刷電路板的不意圖。
[0033]印刷電路板100包括層疊半導(dǎo)體器件200，和上面安裝層疊半導(dǎo)體器件200的母板500。層疊半導(dǎo)體器件200是具有層疊封裝(PoP)結(jié)構(gòu)的層疊半導(dǎo)體封裝。層疊半導(dǎo)體器件200包括作為第一半導(dǎo)體封裝的下部半導(dǎo)體封裝300和作為第二半導(dǎo)體封裝的上部半導(dǎo)體封裝400，半導(dǎo)體封裝400層疊在半導(dǎo)體封裝300上。
[0034]半導(dǎo)體封裝300包括作為第一半導(dǎo)體元件的下部半導(dǎo)體元件301，和作為第一印刷配線板的下部中介層302 (第一中介層)。半導(dǎo)體封裝400包括作為第二半導(dǎo)體元件的上部半導(dǎo)體元件401，和作為第二印刷配線板的上部中介層402 (第二中介層)。在平面圖中，中介層302和402各自是矩形多層基板。在第一實(shí)施例中，中介層302是利用核心層325和在核心層325的上下表面形成的組建層326和327，由4個(gè)導(dǎo)體層構(gòu)成的多層基板。半導(dǎo)體元件301例如是系統(tǒng)LSI。半導(dǎo)體元件401例如是存儲(chǔ)器。在第一實(shí)施例中，半導(dǎo)體元件301和401被配置成通過被供給相同的電源電壓(第一電源電壓)而工作，并且分別具有電源端子311和411。
[0035]在中介層302中，形成有作為第一表層的表層321，在第一表層的相對(duì)側(cè)的作為第二表層的表層322,和布置在表層321和322之間的作為第一內(nèi)層和第二內(nèi)層的內(nèi)層323和324。層321-324是其中布置導(dǎo)體的導(dǎo)體層。具體地，第一層是表層322，第二層是內(nèi)層323，第三層是內(nèi)層324，第四層是表層321。在各層之間形成由諸如環(huán)氧玻璃材料之類的絕緣體333組成的絕緣層。注意，在中介層402中，作為其中布置導(dǎo)體的導(dǎo)體層，形成有作為第三表層的表層421,作為第四表層的表層422,及布置在表層421和422之間的內(nèi)層。
[0036]在第一實(shí)施例中，在核心層325的表面上形成中介層302的內(nèi)層323和324，在組建層326和327的表面上形成表層321和322。
[0037]中介層302的表層321與作為母板500的安裝表面的表層521相對(duì)。中介層302的表層322與中介層402的表層421相對(duì)。
[0038]半導(dǎo)體元件301安裝在中介層302的表層322上。半導(dǎo)體元件401安裝在中介層402的表層422上。[0039]中介層302包括布置在表層321中的多個(gè)連接導(dǎo)體焊盤331。導(dǎo)體焊盤331按第一節(jié)距(pitch)被布置成陣列。母板500包括與導(dǎo)體焊盤331相對(duì)地布置在表層521中的數(shù)目對(duì)應(yīng)于導(dǎo)體焊盤331的多個(gè)導(dǎo)體焊盤531。類似于導(dǎo)體焊盤331，導(dǎo)體焊盤531按第一節(jié)距被布置成陣列。
[0040]中介層302包括在避開半導(dǎo)體元件301的位置處布置在表層322中的多個(gè)連接導(dǎo)體焊盤332。導(dǎo)體焊盤332按與第一節(jié)距不同的第二節(jié)距被布置成陣列。中介層402包括與導(dǎo)體焊盤332相對(duì)地布置在表層421中的數(shù)目對(duì)應(yīng)于導(dǎo)體焊盤332的多個(gè)連接導(dǎo)體焊盤431。類似于導(dǎo)體焊盤332，導(dǎo)體焊盤431按第二節(jié)距被布置成陣列。
[0041]通過利用作為接合導(dǎo)體的焊料球600來把相對(duì)的導(dǎo)體焊盤332和431接合在一起，半導(dǎo)體封裝400被層疊在半導(dǎo)體封裝300上。隨后，通過利用作為接合導(dǎo)體的焊料球700來把相對(duì)的導(dǎo)體焊盤331和531接合在一起，層疊半導(dǎo)體器件200被安裝在母板500上。
[0042]中介層302包括作為第一電源配線的半導(dǎo)體元件401用電源配線340，和半導(dǎo)體元件301用電源配線350。電源配線340被布置成從表層321延伸到表層322。因而，電源配線340從表層322側(cè)(第二表層側(cè)),輸出從表層321側(cè)(第一表層側(cè))，即，從母板500輸入的電源電壓(第一電源電壓)。按照這種方式，電源配線340能夠通過中介層402，把從母板500供給的電源電壓提供給半導(dǎo)體元件401的電源端子411。
[0043]電源配線350被布置成從表層321延伸到表層322。因而，電源配線350能夠從表層322側(cè)，輸出從表層321側(cè)，即，從母板500輸入的電源電壓(第一電源電壓)，并把所述電源電壓提供給半導(dǎo)體元件301的電源端子311。
[0044]在第一實(shí)施例中，獨(dú)立于電源配線340設(shè)置電源配線350。從而，能夠防止在電源配線340中生成的電源噪聲傳播到電源配線350，并能夠防止在電源配線350中生成的電源噪聲傳播到電源配線340。
[0045]圖3是圖解說明中介層302的各層的透視圖。圖4A-圖4D是圖解說明中介層302的各層的平面圖。圖4A圖解說明作為第一層的表層322，圖4B圖解說明作為第二層的內(nèi)層323，圖4C圖解說明作為第三層的內(nèi)層324，而圖4D圖解說明作為第四層的表層321。
[0046]電源配線340包括作為第一電源輸入焊盤的多個(gè)焊盤341 (341p3412)，焊盤341(341:、3412)是設(shè)置在表層321中的導(dǎo)體焊盤331的一部分并用于從層疊半導(dǎo)體器件200外部輸入電力。電源配線340還包括作為第一電源輸出焊盤的多個(gè)焊盤342 (3421、3422、3423)，焊盤342 (3421、3422、3423)是設(shè)置在表層322中的導(dǎo)體焊盤332的一部分。電源配線340還包括設(shè)置在內(nèi)層323中的作為第一電源圖案的電源圖案343，內(nèi)層323是第一內(nèi)層。
[0047]在第一實(shí)施例中，焊盤342的數(shù)目大于焊盤341的數(shù)目。在圖3和圖4A-圖4D中，焊盤341的數(shù)目為2，而焊盤342的數(shù)目為3，其大于焊盤341的數(shù)目。
[0048]焊盤341jP3412通過組建層326的電源通路344、核心層325的電源通路345等，并行地電連接到電源圖案343。焊盤342:、3422和3423通過組建層327的電源通路346等，并行地電連接到電源圖案343。換句話說，焊盤34^和3412及焊盤342p3422和3423通過電源圖案343等相互電連接。
[0049]下面，酌情把焊盤341:和3412稱為“第一電源焊盤”，把焊盤342:和3422稱為“第二電源焊盤”，而把焊盤3423稱為“第三電源焊盤”。在第一實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于第一電源焊盤341:設(shè)置第二電源焊盤3421;對(duì)應(yīng)于第一電源焊盤3412設(shè)置第二電源焊盤3422。然后，電源圖案343設(shè)置在內(nèi)層323中，第三電源焊盤3423設(shè)置在表層322中。第一和第二電源焊盤和3422被電連接到電源圖案343的兩個(gè)端部。然后，第三電源焊盤3423被電連接到在電源圖案343的兩個(gè)端部之間的區(qū)域(例如，在中央部分)。
[0050]利用作為接合導(dǎo)體的焊料球700，焊盤34h和3412被接合到作為母板500的導(dǎo)體焊盤531的一部分的導(dǎo)體焊盤541(圖2)。利用作為接合導(dǎo)體的焊料球600，焊盤3421、342a和3423被接合到作為中介層402的導(dǎo)體焊盤431的一部分的導(dǎo)體焊盤441 (圖2)。按照這種方式，從母板500的導(dǎo)體焊盤541供給的DC電壓通過電源配線340，被提供給半導(dǎo)體元件401的電源端子411。
[0051]在第一實(shí)施例中，焊盤342在避開半導(dǎo)體元件301的同時(shí)被布置在表層322的周緣。然后，電源圖案343被布置在不與通過把半導(dǎo)體元件301投影到內(nèi)層323上而獲得的投影區(qū)域重疊的位置處。焊盤341被布置在不與通過把半導(dǎo)體元件301投影到表層321上而獲得的投影區(qū)域重疊的位置處。
[0052]另一方面，電源配線350包括作為電源輸入焊盤的焊盤351，焊盤351是設(shè)置在表層321中的導(dǎo)體焊盤331的一部分并用于從層疊半導(dǎo)體器件200的外部輸入電力。電源配線350還包括設(shè)置在作為第一內(nèi)層的內(nèi)層323中的電源圖案353。
[0053]焊盤351通過組建層326的電源通路354、核心層325的電源通路355等，電連接到電源圖案353。電源圖案353通過組建層327的電源通路356等，電連接到半導(dǎo)體元件301的電源端子311 (圖2)。
[0054]在第一實(shí)施例中，比通過把半導(dǎo)體元件301投影到內(nèi)層323上而獲得的投影區(qū)域大地形成電源圖案353，并把電源圖案353布置在包括所述投影區(qū)域的位置處。焊盤351被布置在與半導(dǎo)體元件301相對(duì)的位置處，即，布置在通過把半導(dǎo)體元件301投影到表層321上而獲得的投影區(qū)域中。
[0055]在電源配線340中，由于連接表層321的焊盤34^和3412與表層322的焊盤342i和3422的電源通路344、345和346，供電路徑被彎曲。
[0056]按照第一實(shí)施例，在電源配線340中，焊盤342的數(shù)目大于焊盤341的數(shù)目，來自電源圖案343的供電路徑的分支數(shù)目被增大，從而減小電源配線340的自感。因此，能夠改善到半導(dǎo)體元件401的電源的品質(zhì)，以穩(wěn)定半導(dǎo)體元件401的信號(hào)處理操作。由于焊盤341的數(shù)目小于焊盤342的數(shù)目，因此能夠確保母板500的表層521中的信號(hào)配線的配線能力。
[0057]電源圖案343和電源圖案353被布置在相同的內(nèi)層323中，從而，與把圖案343和353布置在不同層中的情況相比，能夠減小層數(shù)目。因此，能夠降低成本。
[0058]與把電源圖案343和電源圖案353布置在不同層中的情況相比，能夠減小圖案343和353之間的磁耦合。因此，能夠減小電源圖案343和353的干擾問題，即，電源噪聲從一個(gè)電源圖案到另一個(gè)電源圖案的傳播。
[0059]在第一實(shí)施例中，電源圖案343的兩個(gè)端部通過電源通路344和345，電連接到焊盤341:和3412，并通過電源通路346，電連接到焊盤342:和3422。這種結(jié)構(gòu)避免電源圖案343中的短截線,進(jìn)一步減小電源配線340的自感。從而,進(jìn)一步改善到半導(dǎo)體元件401的電源的品質(zhì)，以進(jìn)一步穩(wěn)定半導(dǎo)體元件401的信號(hào)處理操作。
[0060]在第一實(shí)施例中`，焊盤3412被布置在表層321的角落。這種結(jié)構(gòu)進(jìn)一步便利母板500的表層521中的信號(hào)配線的布置，從而進(jìn)一步改善配線能力。
[0061](第二實(shí)施例)
[0062]下面，說明按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的包括層疊半導(dǎo)體器件的印刷電路板。圖5是按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的包括層疊半導(dǎo)體器件的印刷電路板的示意圖。圖6A-圖6D是圖解說明第一中介層的各層的平面圖。圖6A圖解說明第一層，圖6B圖解說明第二層，圖6C圖解說明第三層，而圖6D圖解說明第四層。注意在第二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例中的那些類似的組件用相同的附圖標(biāo)記表示，以省略描述。
[0063]按照第二實(shí)施例的印刷電路板100A包括層疊半導(dǎo)體器件200A，和上面安裝層疊半導(dǎo)體器件200A的母板500A。層疊半導(dǎo)體器件200A是具有層疊封裝(PoP)結(jié)構(gòu)的層疊半導(dǎo)體封裝。層疊半導(dǎo)體器件200A包括作為第一半導(dǎo)體封裝的下部半導(dǎo)體封裝300A和作為第二半導(dǎo)體封裝的上部半導(dǎo)體封裝400A，半導(dǎo)體封裝400A層疊在半導(dǎo)體封裝300A上。
[0064]半導(dǎo)體封裝300A包括和第一實(shí)施例中相同的半導(dǎo)體元件301，和作為第一印刷配線板的下部中介層302A (第一中介層)。半導(dǎo)體封裝400A包括和第一實(shí)施例中相同的半導(dǎo)體元件401，和作為第二印刷配線板的上部中介層402A (第二中介層)。類似于第一實(shí)施例，在平面圖中，中介層302A和402A各自是4層的矩形多層基板。具體地，圖6A中圖解所不的第一層是作為第二表層的表層322,圖6B中圖解所不的第二層是作為第一內(nèi)層的內(nèi)層323，圖6C中圖解所示的第三層是作為第二內(nèi)層的內(nèi)層324，而圖6D中圖解所示的第四層是作為第一表層的表層321。
[0065]除了用于半導(dǎo)體元件301的電源配線350之外，中介層302A還包括用于半導(dǎo)體元件401的、結(jié)構(gòu)與按照第一實(shí)施例的電源配線340相同的多個(gè)電源配線。在第二實(shí)施例中，中介層302A包括兩個(gè)電源配線340i和3402。
[0066]電源配線34(^和3402被布置成從作為第一表層的表層321延伸到作為第二表層的表層322。因而，電源配線34(^和3402從表層322側(cè)(第二表層側(cè)),輸出從表層321側(cè)(第一表層側(cè))，即，從母板500A輸入的電源電壓(第一電源電壓)。按照這種方式，電源配線340:和3402能夠通過中介層402A，把從母板500A供給的電源電壓提供給半導(dǎo)體元件401的電源端子411。
[0067]現(xiàn)在，說明電源配線340i和3402的具體結(jié)構(gòu)。電源配線34(^包括作為第一電源輸入焊盤的至少一個(gè)焊盤341 (341^,341^),焊盤341 (341^,341^)是設(shè)置在作為第一表層的表層321中的導(dǎo)體焊盤331的一部分。電源配線340i還包括作為第一電源輸出焊盤的多個(gè)焊盤342 ( 342h、342^、342^ )，焊盤342 (342^、342^、342^ )是設(shè)置在作為第二表層的表層322中的導(dǎo)體焊盤332的一部分。電源配線340i還包括設(shè)置在內(nèi)層323中的作為第一電源圖案的電源圖案343”內(nèi)層323是第一內(nèi)層。
[0068]焊盤341^和3412_i通過組建層326 (圖1)的電源通路344、核心層325 (圖1)的電源通路345等，并行地電連接到電源圖案343:。焊盤342^,342^和3423_:通過組建層327 (圖1)的電源通路346等，并行地電連接到電源圖案343”換句話說，焊盤341^和341^及焊盤342^,342^和342^通過電源圖案343i等，相互電連接。
[0069]類似地，電源配線3402包括作為第一電源輸入焊盤的至少一個(gè)焊盤341 (341卜2、3412_2)，焊盤341 (341卜2、3412_2)是設(shè)置在作為第一表層的表層321中的導(dǎo)體焊盤331的一部分。電源配線3402還包括作為第一電源輸出焊盤的多個(gè)焊盤342(342i_2、3422_2、3423_2)，焊盤342 (342i_2、3422_2、3423_2)是設(shè)置在作為第二表層的表層322中的導(dǎo)體焊盤332的一部分。電源配線3402還包括設(shè)置在內(nèi)層323中的作為第一電源圖案的電源圖案3432，內(nèi)層323是第一內(nèi)層。
[0070]焊盤341卜2和3412_2通過組建層326 (圖1)的電源通路344、核心層325 (圖1)的電源通路345等，并行地電連接到電源圖案3432。焊盤342卜2、3422_2和3423_2通過組建層327 (圖1)的電源通路346等，并行地電連接到電源圖案3432。換句話說，焊盤341卜2和3412_2及焊盤342卜2、3422_2和3423_2通過電源圖案3432等，相互電連接。
[0071]下面，酌情把焊盤341^,341^,341^和3412_2稱為“第一電源焊盤”，把焊盤342^^342^^342^2和3422_2稱為“第二電源焊盤”,而把焊盤342^和3423_2稱為“第三電源焊盤”。在第二實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于第一電源焊盤341^設(shè)置第二電源焊盤342^，對(duì)應(yīng)于第一電源焊盤341”設(shè)置第二電源焊盤3422_:。類似地，對(duì)應(yīng)于第一電源焊盤341卜2設(shè)置第二電源焊盤342",對(duì)應(yīng)于第一電源焊盤3412_2設(shè)置第二電源焊盤3422_2。然后，電源圖案343丨和3432設(shè)置在內(nèi)層323中，第三電源焊盤342^和3423_2設(shè)置在表層322中。第一和第二電源焊盤341^341^342^和342”被電連接到電源圖案343i的兩個(gè)端部。第一和第二電源焊盤341卜2、3412_2、342^2和3422_2被電連接到電源圖案3432的兩個(gè)端部。然后，第三電源焊盤342^被電連接到在電源圖案343i的兩個(gè)端部之間的區(qū)域(例如，在中央部分)。第三電源焊盤3423_2被電連接到在電源圖案3432的兩個(gè)端部之間的區(qū)域(例如，在中央部分)。
[0072]利用作為接合導(dǎo)體的焊料球700，焊盤341被接合到作為母板500A的導(dǎo)體焊盤531 (圖1)的一部分的導(dǎo)體焊盤541A。利用作為接合導(dǎo)體的焊料球600，焊盤342被接合到作為中介層402A的導(dǎo)體焊盤431 (圖1)的一部分的導(dǎo)體焊盤441A。按照這種方式，從母板500A的導(dǎo)體焊盤541A供給的DC電壓通過電源配線34(^和3402，被提供給半導(dǎo)體元件401的電源端子411。
[0073]焊盤342在避開半導(dǎo)體元件301的同時(shí)被布置在表層322的周緣。然后，電源圖案343被布置在不與通過把半導(dǎo)體元件301投影到內(nèi)層323上而獲得的投影區(qū)域重疊的位置處。焊盤341被布置在不與通過把半導(dǎo)體元件301投影到表層321上而獲得的投影區(qū)域
重疊的位置處。
[0074]上述結(jié)構(gòu)減小電源配線340i和3402的每個(gè)的自感。因而，改善到半導(dǎo)體元件401的電源的品質(zhì)，以穩(wěn)定半導(dǎo)體元件401的信號(hào)處理操作。
[0075]在第二實(shí)施例中，電源圖案343i (3432)的兩個(gè)端部通過電源通路344和345電連接到焊盤341h和3412_i (341卜2和3412_2)。電源圖案343: (3432)的兩個(gè)端部通過電源通路346電連接到焊盤342h和342^ (342卜2和3422_2)。這種結(jié)構(gòu)避免電源圖案343:或3432中的短截線,進(jìn)一步減小電源配線340的自感。從而,進(jìn)一步改善到半導(dǎo)體元件401的電源的品質(zhì)，以進(jìn)一步穩(wěn)定半導(dǎo)體元件401的信號(hào)處理操作。
[0076]在第二實(shí)施例中，焊盤341:+341^,341^和3412_2被布置在表層321的四角，焊盤342^,342^,342^和3422_2被布置在表層322的四角。此外，電源圖案343:和3432被布置在內(nèi)層323的兩個(gè)對(duì)邊的邊緣處。借助這種結(jié)構(gòu),在多個(gè)焊料球700之中，位于中介層302A的邊中央處的焊料球可用于把信號(hào)從半導(dǎo)體元件301傳送給母板500A的信號(hào)配線和用于電源。換句話說，提高了母板500A中的到層疊半導(dǎo)體器件200A的配線的自由度。
[0077](示例I和示例2;比較示例I)[0078]對(duì)第二實(shí)施例進(jìn)行電磁場(chǎng)分析，以檢查電感效果。在所述分析中，使用了 Q3D，Q3D是市售的ANSYS公司生產(chǎn)的利用三維邊界要素法的準(zhǔn)靜電場(chǎng)分析工具。
[0079]圖7是圖解說明按照示例I的電源配線的透視圖。圖8是圖解說明按照示例2的電源配線的透視圖。示例2示出焊盤342”和3423_2的位置與示例I中的位置不同的情況。圖9是圖解說明按照比較示例I的電源配線的透視圖。
[0080]圖9中圖解所示的比較示例I的電源配線具有其中焊盤341的數(shù)目與焊盤342的數(shù)目彼此相等并且不設(shè)置電源圖案343的結(jié)構(gòu)。從母板500A到半導(dǎo)體封裝400A的路徑被彎曲。圖9中，焊盤341和焊盤342各自被設(shè)置在4個(gè)位置處，并且利用彎曲配線，把焊盤341和342連接在一起。
[0081]表1表不對(duì)于圖7-圖9,分析所使用的條件。
[0082]表1
[0083]
【權(quán)利要求】
1.一種層疊半導(dǎo)體器件，包括: 第一半導(dǎo)體封裝；和 通過焊料接合部分被層疊在第一半導(dǎo)體封裝上的第二半導(dǎo)體封裝， 第一半導(dǎo)體封裝包括: 第一半導(dǎo)體兀件；和 上面安裝第一半導(dǎo)體元件的第一印刷配線板， 第一印刷配線板包括: 設(shè)置在第一印刷配線板的第一表層中的、用于建立到層疊半導(dǎo)體器件的外部的連接的第一電源輸入焊盤； 設(shè)置在第一印刷配線板的第二半導(dǎo)體封裝側(cè)的第二表層中的、用于建立到第二半導(dǎo)體封裝的連接的第一電源輸出焊盤，第二表層位于第一表層的里側(cè)；和 設(shè)置在介于第一表層和第二表層之間的第一內(nèi)層中的、并且電連接到第一電源輸入焊盤和第一電源輸出焊盤的第一電源圖案， 第二半導(dǎo)體封裝包括: 第二半導(dǎo)體元件；和 上面安裝第二半導(dǎo)體元件的第二印刷配線板， 第二印刷配線板包括設(shè)置在第二印刷配線板的第一半導(dǎo)體封裝側(cè)的第三表層中的、用于通過焊料接合部分建立到第一電源輸出焊盤的連接的第二電源輸入焊盤， 第二電源輸入焊盤連接到第二半導(dǎo)體元件的第一電源端子， 其中，連接到第一電源圖案的第一電源輸出焊盤的數(shù)目大于連接到第一電源圖案的第一電源輸入焊盤的數(shù)目。
2.按照權(quán)利要求1所述的層疊半導(dǎo)體器件，其中，第一電源圖案的至少兩個(gè)端部被電連接到第一電源輸出焊盤。
3.按照權(quán)利要求1所述的層疊半導(dǎo)體器件，其中，在第一印刷配線板的外周部分處形成第一電源圖案。
4.按照權(quán)利要求3所述的層疊半導(dǎo)體器件，其中，在第一印刷配線板的四角處形成連接到第一電源圖案的第一電源輸入焊盤。
5.按照權(quán)利要求3所述的層疊半導(dǎo)體器件，其中，第一印刷配線板包括多個(gè)第一電源圖案。
6.—種印刷電路板,包括: 母板；和 安裝在母板上的按照權(quán)利要求1所述的層疊半導(dǎo)體器件， 其中，第一電源輸入焊盤通過焊料被連接到母板的第一電源焊盤。
7.按照權(quán)利要求1所述的層疊半導(dǎo)體器件，其中: 第一印刷配線板還包括: 設(shè)置在第一印刷配線板的第一表層中的第三電源輸入焊盤，用于建立到層疊半導(dǎo)體器件的外部的連接； 設(shè)置在第一印刷配線板的第二半導(dǎo)體封裝側(cè)的第二表層中的、用于建立到第二半導(dǎo)體封裝的連接的第二電源輸出焊盤，第二表層位于第一表層的里側(cè)；和設(shè)置在介于第一表層和第二表層之間的第一內(nèi)層中的、并且電連接到第三電源輸入焊盤和第二電源輸出焊盤的第二電源圖案； 第二印刷配線板還包括設(shè)置在第二印刷配線板的第一半導(dǎo)體封裝側(cè)的第三表層中的、用于通過焊料接合部分建立到第二電源輸出焊盤的連接的第四電源輸入焊盤；并且第四電源輸入焊盤連接到第二半導(dǎo)體元件的第二電源端子。
8.按照權(quán)利要求7所述的層疊半導(dǎo)體器件，其中，第二電源圖案的至少兩個(gè)端部被電連接到第二電源輸出焊盤。
9.按照權(quán)利要求7所述的層疊半導(dǎo)體器件，其中，在第一印刷配線板的外周部分處形成第二電源圖案。
10.按照權(quán)利要求9所述的層疊半導(dǎo)體器件，其中，在第一印刷配線板的四角處形成連接到第二電源圖案的第二電源輸入焊盤。
11.按照權(quán)利要求9所述的層疊半導(dǎo)體器件，其中，第一印刷配線板包括多個(gè)第二電源圖案。
12.—種印刷電路板,包括: 母板；和 安裝在母板上的按照權(quán)利要求7所述的層疊半導(dǎo)體器件， 其中，第一電源輸入焊盤通過焊料被連接到母板的第一電源焊盤，并且第三電源輸入焊盤通過焊料被連接到母板的第二電源焊盤。
13.按照權(quán)利要求1所述的 層疊半導(dǎo)體器件，其中: 第一印刷配線板還包括: 設(shè)置在第一印刷配線板的第一表層中的、用于建立到層疊半導(dǎo)體器件的外部的連接的第五電源輸入焊盤； 設(shè)置在第一印刷配線板的第二半導(dǎo)體封裝側(cè)的第二表層中的、用于建立到第二半導(dǎo)體封裝的連接的第三電源輸出焊盤，第二表層位于第一表層的里側(cè)；和 設(shè)置在介于第一表層和第二表層之間的第二內(nèi)層中的、并且電連接到第五電源輸入焊盤和第三電源輸出焊盤的第三電源圖案，第二內(nèi)層不同于第一內(nèi)層； 第二印刷配線板還包括設(shè)置在第二印刷配線板的第一半導(dǎo)體封裝側(cè)的第三表層中的、用于通過焊料接合部分建立到第三電源輸出焊盤的連接的第六電源輸入焊盤； 第六電源輸入焊盤被連接到第三電源端子，第三電源端子輸入與第二半導(dǎo)體元件的第一電源端子的電壓不同的電壓；并且 連接到第三電源圖案的第三電源輸出焊盤的數(shù)目大于連接到第三電源圖案的第五電源輸入焊盤的數(shù)目。
14.按照權(quán)利要求13所述的層疊半導(dǎo)體器件，其中，第一電源圖案的至少兩個(gè)端部被電連接到第一電源輸出焊盤，并且第三電源圖案的至少兩個(gè)端部被電連接到第三電源輸出焊盤。
15.按照權(quán)利要求14所述的層疊半導(dǎo)體器件，其中，在第一印刷配線板的外周部分處形成第一電源圖案和第三電源圖案。
16.按照權(quán)利要求14所述的層疊半導(dǎo)體器件，其中，在第一印刷配線板的四角處形成連接到第一電源圖案的第一電源輸入焊盤和連接到第三電源圖案的第五電源輸入焊盤。
17.—種印刷電路板,包括: 母板；和 安裝在母板上的按照權(quán)利要求13所述的層疊半導(dǎo)體器件， 其中，第一電源輸入焊盤通過焊料被連接到母板的第一電源焊盤，并且第三電源輸入焊盤通過焊料被連接到母板的第三電源焊盤。
18.按照權(quán)利要求1所述的層疊半導(dǎo)體器件，其中: 第一印刷配線板還包括: 設(shè)置在第一印刷配線板的第一表層中的、用于建立到層疊半導(dǎo)體器件的外部的連接的第一接地輸入焊盤； 設(shè)置在第一印刷配線板的第二半導(dǎo)體封裝側(cè)的第二表層中的、用于建立到第二半導(dǎo)體封裝的連接的第一接地輸出焊盤，第二表層位于第一表層的里側(cè)；和 設(shè)置在介于第一表層和第二表層之間的第二內(nèi)層中的、并且電連接到第一接地輸入焊盤和第一接地輸出焊盤的第一接地圖案，第二內(nèi)層不同于第一內(nèi)層； 第二印刷配線板還包括設(shè)置在第二印刷配線板的第一半導(dǎo)體封裝側(cè)的第三表層中的、用于通過焊料接合部分建立到第一接地輸出焊盤的連接的第二接地輸入焊盤； 第二接地輸入焊盤被連接到第二半導(dǎo)體元件的第一接地端子；并且連接到第一接地圖案的第一接地輸出焊盤的數(shù)目大于連接到第一接地圖案的第一接地輸入焊盤的數(shù)目。
19.一種印刷電路板,包括: 母板；和 安裝在母板上的按照權(quán)利要求18所述的層疊半導(dǎo)體器件， 其中，第一電源輸入焊盤通過焊料被連接到母板的第一電源焊盤，并且第一接地輸入焊盤通過焊料被連接到母板的第一接地焊盤。
【文檔編號(hào)】H05K3/46GK103681641SQ201310398591
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月10日
【發(fā)明者】杉本聰, 川瀨義貴 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社