JPH06295977A - 電子パッケージにおける電力及び信号の配線 - Google Patents
電子パッケージにおける電力及び信号の配線Info
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- JPH06295977A JPH06295977A JP5213807A JP21380793A JPH06295977A JP H06295977 A JPH06295977 A JP H06295977A JP 5213807 A JP5213807 A JP 5213807A JP 21380793 A JP21380793 A JP 21380793A JP H06295977 A JPH06295977 A JP H06295977A
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- H01R12/50—Fixed connections
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- H01R12/52—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W20/40—Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes
- H10W20/41—Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes characterised by their conductive parts
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- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 インピーダンスが制御可能な電力及び信号の
配線網を提供すること。 【構成】 上記配線網が、パワー導体及び信号導体が相
互に配置されるx方向面及びy方向の面、及びこれら面
間に配置されて各面を接地面から分離する絶縁層とによ
り構成される。この配線網は多数の電力レベルを、その
全長に渡り電気的にグランドに対して基準化される全て
のパワー導体及び信号導体により配線することが可能で
あり、各信号導体もまたその長さに沿って、その電力レ
ベルに電気的に基準化される。この配線網は特に、複数
の電力レベルを数少ない層により配線するTFM技術に
おいて有利である。
配線網を提供すること。 【構成】 上記配線網が、パワー導体及び信号導体が相
互に配置されるx方向面及びy方向の面、及びこれら面
間に配置されて各面を接地面から分離する絶縁層とによ
り構成される。この配線網は多数の電力レベルを、その
全長に渡り電気的にグランドに対して基準化される全て
のパワー導体及び信号導体により配線することが可能で
あり、各信号導体もまたその長さに沿って、その電力レ
ベルに電気的に基準化される。この配線網は特に、複数
の電力レベルを数少ない層により配線するTFM技術に
おいて有利である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に電子装置の中で
も特に半導体装置のパッケージングに関し、特に、こう
した装置を通じて、複数の電力供給レベルを伝達するパ
ワー導体及び信号導体の配線に関する。
も特に半導体装置のパッケージングに関し、特に、こう
した装置を通じて、複数の電力供給レベルを伝達するパ
ワー導体及び信号導体の配線に関する。
【0002】
【従来の技術】電子装置のパッケージングにおいて、ア
クティブ信号の変換素子、主に半導体は、アクセス可能
性及び熱伝導を考慮して配置され、全体的な相互接続配
線構造により支持される。すなわち、半導体チップなど
のアクティブ素子が改良される場合、通常、相対配置及
び信号伝送特性を最適化するように配線構造を変更する
ことが必要であり、それにより改良の効果が最大化され
なければならない。現状の配線構造は、高密度並びに信
号処理の複雑化に直面しており、大規模的に自動化設計
された製品、及び多大の投資にもとづいている。配線構
造の変更は困難且つ高価であり、できるだけ多くのアク
ティブ素子またはチップの現実的な改良及び再構成を通
じて、配線構造を保持することが望ましい。
クティブ信号の変換素子、主に半導体は、アクセス可能
性及び熱伝導を考慮して配置され、全体的な相互接続配
線構造により支持される。すなわち、半導体チップなど
のアクティブ素子が改良される場合、通常、相対配置及
び信号伝送特性を最適化するように配線構造を変更する
ことが必要であり、それにより改良の効果が最大化され
なければならない。現状の配線構造は、高密度並びに信
号処理の複雑化に直面しており、大規模的に自動化設計
された製品、及び多大の投資にもとづいている。配線構
造の変更は困難且つ高価であり、できるだけ多くのアク
ティブ素子またはチップの現実的な改良及び再構成を通
じて、配線構造を保持することが望ましい。
【0003】従来の高性能な配線構造では、一般的に、
その並列インピーダンスが制御可能な導体から成る直交
するx方向及びy方向の配線面が重ねられ、各面は配線
面間の接地面に電気的に基準化される。相互接続はバイ
アと称される垂直方向或いはz方向に周期的に配置され
る導体により達成される。このタイプの配線構造は、米
国特許第4685033号に示されている。こうした配
線構造では、大きな配線の再構成を伴わずに、アクティ
ブ素子に対する追加電力レベルの要求を受入れる改良は
困難である。
その並列インピーダンスが制御可能な導体から成る直交
するx方向及びy方向の配線面が重ねられ、各面は配線
面間の接地面に電気的に基準化される。相互接続はバイ
アと称される垂直方向或いはz方向に周期的に配置され
る導体により達成される。このタイプの配線構造は、米
国特許第4685033号に示されている。こうした配
線構造では、大きな配線の再構成を伴わずに、アクティ
ブ素子に対する追加電力レベルの要求を受入れる改良は
困難である。
【0004】従来、技術的ないくつかの制限を解決しよ
うとする試みが成されてきた。
うとする試みが成されてきた。
【0005】中間配線パッケージは、全体的配線構造と
アクティブ素子またはチップのサブセットとの間の局所
的な配線を構成するために使用される。
アクティブ素子またはチップのサブセットとの間の局所
的な配線を構成するために使用される。
【0006】中間相互接続メンバは米国特許第4859
806号で示されており、ここではx方向及びy方向の
導体面が接地面の上下に配置され、z方向のバイアを通
じて相互に接続される。
806号で示されており、ここではx方向及びy方向の
導体面が接地面の上下に配置され、z方向のバイアを通
じて相互に接続される。
【0007】米国特許第4855537号に示される薄
膜モジュラ(TFM)配線パッケージングは、付着技術
により生成される小領域の超精密導体幅及び薄膜絶縁材
料を含み、これはメッシュまたはグリッド状の接地面を
使用し、メッシュ・メンバの幅が信号伝搬に都合よく変
更される。
膜モジュラ(TFM)配線パッケージングは、付着技術
により生成される小領域の超精密導体幅及び薄膜絶縁材
料を含み、これはメッシュまたはグリッド状の接地面を
使用し、メッシュ・メンバの幅が信号伝搬に都合よく変
更される。
【0008】グランド・グリッド或いはメッシュを使用
することにより、信号配線がDE2909167 のメッシュの開
口を通過することになり、それにより信号配線間のクロ
ス・トークが低減される。
することにより、信号配線がDE2909167 のメッシュの開
口を通過することになり、それにより信号配線間のクロ
ス・トークが低減される。
【0009】配線技術は半導体タイプのベース基板内に
おいて使用される。
おいて使用される。
【0010】米国特許第4866507号では、電力及
び信号ラインが1つの面内に存在する。
び信号ラインが1つの面内に存在する。
【0011】米国特許第4847732号では、ライン
が半導体ウエハ基板内に電気的にプログラムされる。
が半導体ウエハ基板内に電気的にプログラムされる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、性能仕
様がより厳しくなると、電子配線構造における信号伝
搬、クロス・トーク、及び電力配線に対する更に優れた
制御が求められるようになる。
様がより厳しくなると、電子配線構造における信号伝
搬、クロス・トーク、及び電力配線に対する更に優れた
制御が求められるようになる。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、インピ
ーダンス制御が可能な信号及び電力の配線網が提供され
る。絶縁体により支持される導体によるx方向及びy方
向面上に、パワー導体及び信号導体が隣接して配置さ
れ、各x方向及びy方向導体面は、均一な厚みの絶縁層
により分離される同一の広がりを有する接地面を有す
る。z方向のバイア接続は、全ての導体面上の特定の電
力レベルの全てのパワー導体を結合し、全ての信号導体
を特定の電力レベルに基準化するために使用される。
ーダンス制御が可能な信号及び電力の配線網が提供され
る。絶縁体により支持される導体によるx方向及びy方
向面上に、パワー導体及び信号導体が隣接して配置さ
れ、各x方向及びy方向導体面は、均一な厚みの絶縁層
により分離される同一の広がりを有する接地面を有す
る。z方向のバイア接続は、全ての導体面上の特定の電
力レベルの全てのパワー導体を結合し、全ての信号導体
を特定の電力レベルに基準化するために使用される。
【0014】本発明の配線網は導体配線メッシュまたは
グリッドを提供し、各信号導体は、全配線網を通じて、
接地及びそれぞれのパワー導体の両方から均一に配置さ
れる。複数の電力レベルを配線することも可能である。
グリッドを提供し、各信号導体は、全配線網を通じて、
接地及びそれぞれのパワー導体の両方から均一に配置さ
れる。複数の電力レベルを配線することも可能である。
【0015】本発明は特に、薄膜モジュラ(TFM)配
線技術において有利であり、複数の電力レベルが少ない
層内で配線可能となる。
線技術において有利であり、複数の電力レベルが少ない
層内で配線可能となる。
【0016】
【実施例】本発明によれば、x方向及びy方向面内の多
数の相互配線メンバが、z方向のプレーナ相互間接続コ
ネクタ或いはバイア・メンバにより相互接続され、パッ
ケージ内のアクティブ素子に対する信号網及び電力網を
形成する配線パッケージでは、各信号導体がその長さに
沿って、パワー導体及び接地の両方に電気的に均一に基
準化されて、パワー及び信号の配線網が構成される。本
発明の配線網は、接地から均一の厚みの絶縁層により分
離される各x方向及びy方向面上に、パワー導体及び信
号導体を隣接して配置することにより達成され、各電力
レベルに対応する導体はバイア接続により結合され、各
面上の各異なるレベルのパワー導体に隣接する信号導体
についても、バイア接続により結合される。本発明の配
線網は、パッケージ全体に渡るメッシュまたはグリッド
であり、これにより信号導体と電力配線ノイズとの間の
クロス・トークが最小化される一方、信号伝搬を改良す
る利点を提供する。
数の相互配線メンバが、z方向のプレーナ相互間接続コ
ネクタ或いはバイア・メンバにより相互接続され、パッ
ケージ内のアクティブ素子に対する信号網及び電力網を
形成する配線パッケージでは、各信号導体がその長さに
沿って、パワー導体及び接地の両方に電気的に均一に基
準化されて、パワー及び信号の配線網が構成される。本
発明の配線網は、接地から均一の厚みの絶縁層により分
離される各x方向及びy方向面上に、パワー導体及び信
号導体を隣接して配置することにより達成され、各電力
レベルに対応する導体はバイア接続により結合され、各
面上の各異なるレベルのパワー導体に隣接する信号導体
についても、バイア接続により結合される。本発明の配
線網は、パッケージ全体に渡るメッシュまたはグリッド
であり、これにより信号導体と電力配線ノイズとの間の
クロス・トークが最小化される一方、信号伝搬を改良す
る利点を提供する。
【0017】図1において、本発明の原理が、実際のパ
ーツの配線構造の一部を模式図的に表わすことにより説
明される。図1を参照すると、半導体チップ1乃至9な
どの複数のアクティブ素子は、接続ロケーション或いは
接触パッド(図示せず)を有する絶縁表面10上に、ア
クセス可能性及び熱放散を考慮して配置され、これらに
対してアクティブ素子1乃至9の下方に位置する接続要
素が、フリップ・チップ技術により接着される(図示せ
ず)。しかしながら、これは従来広く実施された技術で
ある。
ーツの配線構造の一部を模式図的に表わすことにより説
明される。図1を参照すると、半導体チップ1乃至9な
どの複数のアクティブ素子は、接続ロケーション或いは
接触パッド(図示せず)を有する絶縁表面10上に、ア
クセス可能性及び熱放散を考慮して配置され、これらに
対してアクティブ素子1乃至9の下方に位置する接続要
素が、フリップ・チップ技術により接着される(図示せ
ず)。しかしながら、これは従来広く実施された技術で
ある。
【0018】接地面11は説明の都合上、絶縁層10の
下に位置する別の層として示される。実際には、こうし
た接地面層は、しばしば、隣接する絶縁層上に金属コー
ティングにより形成される。接地面11は絶縁層12に
より、平行導体の面から分離される。
下に位置する別の層として示される。実際には、こうし
た接地面層は、しばしば、隣接する絶縁層上に金属コー
ティングにより形成される。接地面11は絶縁層12に
より、平行導体の面から分離される。
【0019】図1に表されるように、アクティブ素子1
乃至9を表す部分と残りの部分との間にスケールの違い
が存在する。残りの部分のスケールは、相対的な導体の
支持、配置、及び相互接続のそれぞれの原理を示すため
に拡大される。斜視図では、アクティブ素子のセクショ
ンにおいては、3個の素子1、2及び3は約54ミリメ
ータの1次元寸法を占有し、導体セクションでは、パワ
ー導体は約5ミクロンの幅を有し、導体間の分離は約2
ミクロン乃至5ミクロンである。z方向相互接続バイア
は、直径が約0.05mm(2ミル)で、約0.25m
m(10ミル)離れている。表される配線メッシュ及び
グリッドは、アクティブ素子への接触を提供する通常の
バイア間に周期的に適合される。
乃至9を表す部分と残りの部分との間にスケールの違い
が存在する。残りの部分のスケールは、相対的な導体の
支持、配置、及び相互接続のそれぞれの原理を示すため
に拡大される。斜視図では、アクティブ素子のセクショ
ンにおいては、3個の素子1、2及び3は約54ミリメ
ータの1次元寸法を占有し、導体セクションでは、パワ
ー導体は約5ミクロンの幅を有し、導体間の分離は約2
ミクロン乃至5ミクロンである。z方向相互接続バイア
は、直径が約0.05mm(2ミル)で、約0.25m
m(10ミル)離れている。表される配線メッシュ及び
グリッドは、アクティブ素子への接触を提供する通常の
バイア間に周期的に適合される。
【0020】平行導体の面13は識別のためにy方向に
配置され、これは絶縁層12とほぼ同じ厚みを有する絶
縁層14上に支持される。導体のy方向面13におい
て、パワー伝達導体15、16及び17、並びに信号伝
達導体18、19、20及び21が表されている。信号
導体とパワー導体との関係は、各信号導体が隣接して配
置され、回路部分に電力供給するパワー導体に電気的に
基準化されるように関連付けられる。信号導体18はパ
ワー導体15に隣接して配置され、電気的に基準化さ
れ、信号導体21はパワー導体17に隣接して配置さ
れ、電気的に基準化され、また信号導体19及び20
は、パワー導体16の反対側にそれぞれ隣接して配置さ
れ、電気的に基準化される。使用可能な空間には、でき
るだけ多くのパワー導体が配置される。パワー導体間に
は、20及び21などの2本の信号導体が存在する。一
般に、パワー導体は要求される電流が信号導体の場合よ
りも広範囲で変化するために、信号導体よりも広い。
配置され、これは絶縁層12とほぼ同じ厚みを有する絶
縁層14上に支持される。導体のy方向面13におい
て、パワー伝達導体15、16及び17、並びに信号伝
達導体18、19、20及び21が表されている。信号
導体とパワー導体との関係は、各信号導体が隣接して配
置され、回路部分に電力供給するパワー導体に電気的に
基準化されるように関連付けられる。信号導体18はパ
ワー導体15に隣接して配置され、電気的に基準化さ
れ、信号導体21はパワー導体17に隣接して配置さ
れ、電気的に基準化され、また信号導体19及び20
は、パワー導体16の反対側にそれぞれ隣接して配置さ
れ、電気的に基準化される。使用可能な空間には、でき
るだけ多くのパワー導体が配置される。パワー導体間に
は、20及び21などの2本の信号導体が存在する。一
般に、パワー導体は要求される電流が信号導体の場合よ
りも広範囲で変化するために、信号導体よりも広い。
【0021】平行導体の面22は識別のためにx方向に
配置され、絶縁層12及び14とほぼ同じ厚みを有する
絶縁層23上に支持される。導体のx方向面22におい
て、パワー伝達導体24、25及び26、並びに信号伝
達導体27、28、29及び30が表されている。x方
向面22における信号導体とパワー導体との関係は、各
信号導体が隣接して配置され、回路部分に電力供給する
パワー導体に電気的に基準化されるy方向面13の場合
と同じである。信号導体27はパワー導体24に隣接し
て配置され、電気的に基準化され、信号導体30はパワ
ー導体26に隣接して配置され、電気的に基準化され、
また信号導体28及び29は、パワー導体25の反対側
にそれぞれ隣接して配置され、電気的に基準化される。
使用可能な空間には、できるだけ多くのパワー導体が配
置される。パワー導体間には、27及び28などの2本
の信号導体が存在する。一般にパワー導体は、信号導体
よりもその幅が物理的に広い。
配置され、絶縁層12及び14とほぼ同じ厚みを有する
絶縁層23上に支持される。導体のx方向面22におい
て、パワー伝達導体24、25及び26、並びに信号伝
達導体27、28、29及び30が表されている。x方
向面22における信号導体とパワー導体との関係は、各
信号導体が隣接して配置され、回路部分に電力供給する
パワー導体に電気的に基準化されるy方向面13の場合
と同じである。信号導体27はパワー導体24に隣接し
て配置され、電気的に基準化され、信号導体30はパワ
ー導体26に隣接して配置され、電気的に基準化され、
また信号導体28及び29は、パワー導体25の反対側
にそれぞれ隣接して配置され、電気的に基準化される。
使用可能な空間には、できるだけ多くのパワー導体が配
置される。パワー導体間には、27及び28などの2本
の信号導体が存在する。一般にパワー導体は、信号導体
よりもその幅が物理的に広い。
【0022】パワー導体及び信号導体のメッシュまたは
グリッドは、配線構造の面を通過するz方向の相互接続
或いはバイアを通じて相互に接続される。図1におい
て、本発明のメッシュまたはグリッドを表すためのz方
向のバイアは、要素31乃至37で示される。説明の都
合上、距離は拡大されており、バイアは長く示されてい
るが、実際にはx平面22からy平面13までの距離
は、絶縁層14の厚みと同じ程度である。
グリッドは、配線構造の面を通過するz方向の相互接続
或いはバイアを通じて相互に接続される。図1におい
て、本発明のメッシュまたはグリッドを表すためのz方
向のバイアは、要素31乃至37で示される。説明の都
合上、距離は拡大されており、バイアは長く示されてい
るが、実際にはx平面22からy平面13までの距離
は、絶縁層14の厚みと同じ程度である。
【0023】図1では、説明の都合上、メッシュまたは
グリッドの電気的相互接続を表すために、1本のバイア
しか示されていない。一般に、バイアは導体が重ねられ
るロケーションに自由に使用され、導体の不完全性に起
因する作用を最小化し、回路の平行性を容易にする。グ
リッドまたはメッシュ内の各電力レベルに対応するx及
びy導体が接続される。導体15及び24は第1の電力
レベルであり、バイア31により接続される。導体16
及び25は第2の電力レベルであり、バイア32により
接続される。また、導体17及び26は第3の電力レベ
ルであり、バイア33により接続される。同様にして、
対応する信号導体についても、バイアにより相互に接続
される。信号導体27はパワー導体24に電気的に基準
化され、バイア34により信号導体18に接続される。
信号導体28は、バイア35により信号導体19に接続
される。信号導体29は、バイア36により信号導体2
0に接続される。信号導体30は、バイア37により信
号導体21に接続される。
グリッドの電気的相互接続を表すために、1本のバイア
しか示されていない。一般に、バイアは導体が重ねられ
るロケーションに自由に使用され、導体の不完全性に起
因する作用を最小化し、回路の平行性を容易にする。グ
リッドまたはメッシュ内の各電力レベルに対応するx及
びy導体が接続される。導体15及び24は第1の電力
レベルであり、バイア31により接続される。導体16
及び25は第2の電力レベルであり、バイア32により
接続される。また、導体17及び26は第3の電力レベ
ルであり、バイア33により接続される。同様にして、
対応する信号導体についても、バイアにより相互に接続
される。信号導体27はパワー導体24に電気的に基準
化され、バイア34により信号導体18に接続される。
信号導体28は、バイア35により信号導体19に接続
される。信号導体29は、バイア36により信号導体2
0に接続される。信号導体30は、バイア37により信
号導体21に接続される。
【0024】接地面38は、絶縁層23の導体のx平面
22を支持する側の反対側に接触する。
22を支持する側の反対側に接触する。
【0025】絶縁層39は、このアセンブリをこれ以外
のパッケージングから分離するために設けられる。
のパッケージングから分離するために設けられる。
【0026】製造において、絶縁層は通常、非硬化材料
またはグリーン・シート材料の層またはラミネーション
であるか、或いはそれ上に導体が付着される付着材料に
よる層で構成される。層は積み重ねられて構成され、単
一構造に硬化されたりする。こうした状況では、層はそ
れぞれの特質を失うが、層の厚みが導体面と接地面を分
離し、完全な構造にする。用語"層"はまた、絶縁材料の
ラミネーションとしても使用される。
またはグリーン・シート材料の層またはラミネーション
であるか、或いはそれ上に導体が付着される付着材料に
よる層で構成される。層は積み重ねられて構成され、単
一構造に硬化されたりする。こうした状況では、層はそ
れぞれの特質を失うが、層の厚みが導体面と接地面を分
離し、完全な構造にする。用語"層"はまた、絶縁材料の
ラミネーションとしても使用される。
【0027】説明の都合上、それぞれが接地面38及び
11を有する単一ペアのx導体面22及びy導体面13
を含むアセンブリだけが示されているが、本発明による
電力及び信号配線メッシュまたはグリッドが、水平方向
には配線構造を巡らして、また垂直方向には上下の接地
面間に、目的の数のx方向及びy方向アセンブリを設け
るように拡張可能なことは明らかであろう。各アセンブ
リは電力及び信号配線メッシュまたはグリッドを含み、
全長に渡り接地に基準化される複数の電力レベルが、各
方向面上で使用可能であり、全ての信号導体がその長さ
に沿って、接地とそれぞれの電力レベルの両方に基準化
される。
11を有する単一ペアのx導体面22及びy導体面13
を含むアセンブリだけが示されているが、本発明による
電力及び信号配線メッシュまたはグリッドが、水平方向
には配線構造を巡らして、また垂直方向には上下の接地
面間に、目的の数のx方向及びy方向アセンブリを設け
るように拡張可能なことは明らかであろう。各アセンブ
リは電力及び信号配線メッシュまたはグリッドを含み、
全長に渡り接地に基準化される複数の電力レベルが、各
方向面上で使用可能であり、全ての信号導体がその長さ
に沿って、接地とそれぞれの電力レベルの両方に基準化
される。
【0028】本発明は特に、層の数が処理に固有の制約
条件により制限される薄膜モジュラ(TFM)タイプの
配線において有効である。なぜなら、この場合、チップ
性能の改良が要求される時に発生する可能性がある電力
及び信号配線の複雑化が、他の技術に比較して困難だか
らである。
条件により制限される薄膜モジュラ(TFM)タイプの
配線において有効である。なぜなら、この場合、チップ
性能の改良が要求される時に発生する可能性がある電力
及び信号配線の複雑化が、他の技術に比較して困難だか
らである。
【0029】薄膜モジュラ(TFM)配線構造は、局所
的配線を構成するために、配線構造とチップ或いはチッ
プのサブセットとの間に配置される中間配線メンバであ
る。これらは柔軟であり、配線構造上に置かれて、チッ
プを支持する。
的配線を構成するために、配線構造とチップ或いはチッ
プのサブセットとの間に配置される中間配線メンバであ
る。これらは柔軟であり、配線構造上に置かれて、チッ
プを支持する。
【0030】TFM配線構造は付着及びコーティング技
術により生成されて、約15ミクロン厚の絶縁層の薄層
構造となり、信号導体の幅及び厚みは約5ミクロンであ
る。こうした付着及びコーティング製造技術は、柔軟性
に富みそれほど高価ではないが、提供される信号及び電
力層の数を制限する。典型的には、TMFには2つの信
号と2つの電力レベルが存在して、いくつかのチップに
供給される。精密導体サイズは非常に厳しい信号要求を
収容するが、複数の電圧レベルがTFM上にマウントさ
れるチップにより要求される場合に、層の数の制限が電
力及び基準電位の配線問題を引起こす。
術により生成されて、約15ミクロン厚の絶縁層の薄層
構造となり、信号導体の幅及び厚みは約5ミクロンであ
る。こうした付着及びコーティング製造技術は、柔軟性
に富みそれほど高価ではないが、提供される信号及び電
力層の数を制限する。典型的には、TMFには2つの信
号と2つの電力レベルが存在して、いくつかのチップに
供給される。精密導体サイズは非常に厳しい信号要求を
収容するが、複数の電圧レベルがTFM上にマウントさ
れるチップにより要求される場合に、層の数の制限が電
力及び基準電位の配線問題を引起こす。
【0031】電力及び接地の配線を追加拡張することが
困難であるTFMの制限は、例えば電力供給ノイズを切
り離すために、1個以上のチップ或いは処理グループ
に、同一の供給源から別々に電力供給する必要のあるケ
ースでは、更に克服することが困難となる。
困難であるTFMの制限は、例えば電力供給ノイズを切
り離すために、1個以上のチップ或いは処理グループ
に、同一の供給源から別々に電力供給する必要のあるケ
ースでは、更に克服することが困難となる。
【0032】付着タイプのTFM技術を使用する際に遭
遇する別の制限に、電力線の断線があり、これは電力供
給網のインダクタンスを増加させ、こうした断線を横断
する信号ラインのインピーダンスの不連続性を導出す
る。
遇する別の制限に、電力線の断線があり、これは電力供
給網のインダクタンスを増加させ、こうした断線を横断
する信号ラインのインピーダンスの不連続性を導出す
る。
【0033】本発明によれば、パワー導体及び信号導体
の両方が、TFM内の各x方向及びy方向層上に相互に
配置され、別々のパワー層が使用されないために、必要
となる層数が少なくて済む。図1から分かるように、上
下の接地層11及び38による垂直方向に積み重ねられ
るアセンブリは、それぞれ絶縁層23及び14上のx2
2及びy13方向導体面と一緒に、TFMの場合とほぼ
同じ層数でアセンブリされる。TFMは、従来、信号導
体用のx及びyの2つの層と、パワー導体用の2つの層
を有する。
の両方が、TFM内の各x方向及びy方向層上に相互に
配置され、別々のパワー層が使用されないために、必要
となる層数が少なくて済む。図1から分かるように、上
下の接地層11及び38による垂直方向に積み重ねられ
るアセンブリは、それぞれ絶縁層23及び14上のx2
2及びy13方向導体面と一緒に、TFMの場合とほぼ
同じ層数でアセンブリされる。TFMは、従来、信号導
体用のx及びyの2つの層と、パワー導体用の2つの層
を有する。
【0034】配線の柔軟性と容量を追加する他に、本発
明はまた、配線網全体に渡り厳格なインピーダンス制御
を提供する。これは各電力及び信号ラインがその全長に
渡り、均一な厚みの絶縁層を通じて、電気的に接地に基
準化されること、及び各信号ラインがその全長に渡り、
接地に対しては均一厚の絶縁層を通じて基準化され、ま
たそれぞれの電力レベルに対しては均一な間隔により基
準化される事実による。
明はまた、配線網全体に渡り厳格なインピーダンス制御
を提供する。これは各電力及び信号ラインがその全長に
渡り、均一な厚みの絶縁層を通じて、電気的に接地に基
準化されること、及び各信号ラインがその全長に渡り、
接地に対しては均一厚の絶縁層を通じて基準化され、ま
たそれぞれの電力レベルに対しては均一な間隔により基
準化される事実による。
【0035】本発明によれば、配線がどこに配置される
かに無関係に配線基板全体に渡り、接地面及びそれぞれ
のパワー導体の両方に対する均一な近接度が保証され、
それにより信号ラインのセルフ・キャパシタンスが増加
し、従って、信号ライン間の結合キャパシタンス対セル
フ・キャパシタンスの比率を下げることができる。この
比率は信号ライン間のクロス・トークに比例する。
かに無関係に配線基板全体に渡り、接地面及びそれぞれ
のパワー導体の両方に対する均一な近接度が保証され、
それにより信号ラインのセルフ・キャパシタンスが増加
し、従って、信号ライン間の結合キャパシタンス対セル
フ・キャパシタンスの比率を下げることができる。この
比率は信号ライン間のクロス・トークに比例する。
【0036】本発明の好適な実施例では、パワー導体は
約15ミクロン乃至65ミクロン幅であり、信号導体は
約10ミクロン乃至15ミクロン幅であり、両者とも約
1ミクロン乃至5ミクロンの厚みを有する。パワー導体
と信号導体間の間隔は5ミクロン乃至25ミクロンであ
り、絶縁層の厚みは約15ミクロンである。
約15ミクロン乃至65ミクロン幅であり、信号導体は
約10ミクロン乃至15ミクロン幅であり、両者とも約
1ミクロン乃至5ミクロンの厚みを有する。パワー導体
と信号導体間の間隔は5ミクロン乃至25ミクロンであ
り、絶縁層の厚みは約15ミクロンである。
【0037】図2を参照すると、TFMの一部の層の関
係を表す側面図が示され、図1の場合と同じ参照番号が
使用される。外部絶縁層10及び39は、垂直方向に積
み重ねられるアセンブリでは共通である。TFM製造に
おいて使用される付着技術が、一般に、導体面が付着さ
れた後に、上面の平坦化を含まない事実を考慮すると、
絶縁層の均一化が積み重ねられる層アセンブリの数を制
限する傾向がある。平坦化はこの制限を緩和するが、追
加工程を必要とする。
係を表す側面図が示され、図1の場合と同じ参照番号が
使用される。外部絶縁層10及び39は、垂直方向に積
み重ねられるアセンブリでは共通である。TFM製造に
おいて使用される付着技術が、一般に、導体面が付着さ
れた後に、上面の平坦化を含まない事実を考慮すると、
絶縁層の均一化が積み重ねられる層アセンブリの数を制
限する傾向がある。平坦化はこの制限を緩和するが、追
加工程を必要とする。
【0038】図3を参照すると、配線構造上に配置され
ているTFMの様子が表されている。図3において、配
線構造40は、通常、総合的な要素であり、その内部に
おいて、絶縁層により分離される複数の導体面が、周期
的なパターンで形成されるバイアにより相互接続され
る。このバイアは表面41に、通常、ほぼフラッシュ・
パッドの構成で到達し、チップまたは他の回路への相互
接続を形成する。本発明のTFM42は配線構造40の
表面41上に配置され、3個のチップ43として表され
るサブセットがその上に配置される。配線構造40内で
使用されるバイアの周期的パターン(図示せず)は、T
FM42を通じて垂直方向に走り、チップ43の下面の
コンタクト(図示せず)に達する。本発明のTFM42
は、追加チップの要求が発生する度に、配線構造40を
変更する必要なく、新たなチップ43に対する追加の電
圧及び信号の要求を吸収することができる。
ているTFMの様子が表されている。図3において、配
線構造40は、通常、総合的な要素であり、その内部に
おいて、絶縁層により分離される複数の導体面が、周期
的なパターンで形成されるバイアにより相互接続され
る。このバイアは表面41に、通常、ほぼフラッシュ・
パッドの構成で到達し、チップまたは他の回路への相互
接続を形成する。本発明のTFM42は配線構造40の
表面41上に配置され、3個のチップ43として表され
るサブセットがその上に配置される。配線構造40内で
使用されるバイアの周期的パターン(図示せず)は、T
FM42を通じて垂直方向に走り、チップ43の下面の
コンタクト(図示せず)に達する。本発明のTFM42
は、追加チップの要求が発生する度に、配線構造40を
変更する必要なく、新たなチップ43に対する追加の電
圧及び信号の要求を吸収することができる。
【0039】本発明の電力及び信号配線網は、相互接続
に対する柔軟性を維持したまま、且つ過度な抵抗値の増
大を伴わないで、高密度配線を可能とする。導体はその
全長に渡り、全て均一に電気的に基準化され、クロス・
トーク、すなわち、あるライン上の信号が他のラインに
ノイズを誘導する状況が最小化される。
に対する柔軟性を維持したまま、且つ過度な抵抗値の増
大を伴わないで、高密度配線を可能とする。導体はその
全長に渡り、全て均一に電気的に基準化され、クロス・
トーク、すなわち、あるライン上の信号が他のラインに
ノイズを誘導する状況が最小化される。
【0040】図4を参照すると、間隔に対する配線率と
DC電圧降下とのトレードオフを示す複合グラフが示さ
れ、具体的には、パワー導体が約5ミクロン厚で25ミ
クロン幅であり、信号導体が約5ミクロン厚で13ミク
ロン幅で、間隔が6ミクロン乃至24ミクロンの範囲で
変化する配線網の例を示している。相対的サイズと間隔
が、グラフの中央に示されている。異なる距離間隔を示
すカーブ上のポイントに対応するシンボルが、グラフの
最上部に示されている。配線率に対応する有効度は、任
意の領域がどの程度の密度で配線可能かを示す測定値で
ある。これは基板の1平方インチ当たりの配線可能イン
チ数の実測である。カーブはパワー導体がより広くなっ
た時の低下を示す。
DC電圧降下とのトレードオフを示す複合グラフが示さ
れ、具体的には、パワー導体が約5ミクロン厚で25ミ
クロン幅であり、信号導体が約5ミクロン厚で13ミク
ロン幅で、間隔が6ミクロン乃至24ミクロンの範囲で
変化する配線網の例を示している。相対的サイズと間隔
が、グラフの中央に示されている。異なる距離間隔を示
すカーブ上のポイントに対応するシンボルが、グラフの
最上部に示されている。配線率に対応する有効度は、任
意の領域がどの程度の密度で配線可能かを示す測定値で
ある。これは基板の1平方インチ当たりの配線可能イン
チ数の実測である。カーブはパワー導体がより広くなっ
た時の低下を示す。
【0041】抵抗有効度は次元を有さない量であり、こ
れはメッシュの直流電流運搬容量の測定である。パワー
導体がより広くなると、電流運搬容量は増加する。
れはメッシュの直流電流運搬容量の測定である。パワー
導体がより広くなると、電流運搬容量は増加する。
【0042】任意のセット状態における最適なメッシュ
設計は、この両者のトレードオフとなる。
設計は、この両者のトレードオフとなる。
【0043】これまでに説明されたことは、インピーダ
ンス制御可能なパッケージング網に関し、そこではアセ
ンブリが、パワー導体及び信号導体が相互に配置される
x方向面及びy方向面により構成され、面間には絶縁層
が配置され、各面を接地面から分離する。配線網は多数
の電力レベルを、その全長に渡り接地に対して電気的に
基準化される全てのパワー導体及び信号導体により配線
することが可能であり、各信号導体もまたその長さに沿
って、その電力レベルに電気的に基準化される。
ンス制御可能なパッケージング網に関し、そこではアセ
ンブリが、パワー導体及び信号導体が相互に配置される
x方向面及びy方向面により構成され、面間には絶縁層
が配置され、各面を接地面から分離する。配線網は多数
の電力レベルを、その全長に渡り接地に対して電気的に
基準化される全てのパワー導体及び信号導体により配線
することが可能であり、各信号導体もまたその長さに沿
って、その電力レベルに電気的に基準化される。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インピーダンス制御が可能な高密度配線を可能とするパ
ワー及び信号の配線網が提供される。
インピーダンス制御が可能な高密度配線を可能とするパ
ワー及び信号の配線網が提供される。
【図1】本発明の原理を表す配線モジュールの模式図で
ある。
ある。
【図2】薄膜タイプの配線モジュールの側面図である。
【図3】配線構造上に実装される薄膜タイプの配線モジ
ュールを表す図である。
ュールを表す図である。
【図4】サイズ及び間隔に対する配線率とDC電圧降下
とのトレードオフを示す図である。
とのトレードオフを示す図である。
11、38 接地面 12、14、23 絶縁層 13 導体のy方向面 15、16、17、24、25、26 パワー伝達導体 18、19、20、21、27、28、29、30 信
号伝達導体 22 導体のx方向面 40 配線構造 41 表面 42 TFM 43 チップ
号伝達導体 22 導体のx方向面 40 配線構造 41 表面 42 TFM 43 チップ
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 3/46 Z 6921−4E
Claims (10)
- 【請求項1】複数の絶縁層と、 隣接する絶縁層間に配置される電気的に導電性の面とを
含み、 上記導電性面の少なくとも1つが絶縁層を通じて接地面
に電気的に基準化され、 上記電気的に導電性の面の上記少なくとも1つの各々
が、少なくとも2つのパワー導体と、少なくとも1つの
信号導体を有する、集積回路パッケージ基板。 - 【請求項2】各信号導体に隣接するパワー導体を含む請
求項1記載の集積回路パッケージ基板。 - 【請求項3】各上記パワー導体は、1ミクロン乃至5ミ
クロン厚で15ミクロン乃至65ミクロン幅を有し、各
信号導体は1ミクロン乃至5ミクロン厚で10ミクロン
乃至15ミクロン幅を有し、パワー導体と信号導体との
間隔は5ミクロン乃至25ミクロンであり、絶縁層の厚
みは約15ミクロンである、請求項2記載の集積回路パ
ッケージ基板。 - 【請求項4】導体面及び接地面を支持する絶縁材料層が
重ねられる電子配線相互接続基板におけるインピーダン
ス制御可能な導体網の配線構造であって、 第1の接地層を含む少なくとも1つのアセンブリと、 上記第1の接地層と接触する第1の表面を有する第1の
絶縁材料層と、 上記第1の絶縁材料層の第2のすなわち反対面に接触さ
れて、x識別方向に平行なパワー導体及び信号導体を有
する第1の面を含み、 平行導体を有する上記第1の面は、複数の少なくとも第
1及び第2のパワー導体を含み、各上記パワー導体は上
記隣接するパワー導体に電気的に基準化される隣接する
少なくとも1つの信号導体を有し、 更に、上記第1の導体面の導体に接触する第1の表面を
有する第2の絶縁材料層と、 上記第2の絶縁材料層の第2のすなわち反対面に接触さ
れて、y識別方向に平行なパワー導体及び信号導体を有
する第2の面を含み、 平行導体を有する上記第2の面は、複数の少なくとも第
1及び第2のパワー導体を含み、各上記パワー導体は上
記隣接するパワー導体に電気的に基準化される隣接する
少なくとも1つの信号導体を有し、 更に、上記第2の導体面の導体に接触する第1の表面を
有する第3の絶縁材料層と、 上記第3の絶縁材料層の第2のすなわち反対面に接触す
る第2の接地層と、 を含む配線構造。 - 【請求項5】上記アセンブリが配線基板上に配置され、
少なくとも1つのアクティブ素子を支持する、請求項4
記載の配線構造。 - 【請求項6】導体面及び接地面の平行層により構成され
る電子配線基板であって、 各導体面が平行パワー導体による少なくとも2つの電力
レベルを有し、各パワー導体が該パワー導体に電気的に
基準化される隣接する信号導体を有し、 各導体面が1つの絶縁層の厚みを通じて接地面に基準化
され、 バイア相互接続が各導体面上の各電力レベルのパワー導
体を結合し、 バイア相互接続が、対応する電力レベルに基準化される
各導体面上の信号導体を結合する、 ことによりインピーダンス制御可能な電力及び信号の配
線グリッドが構成される、電子配線基板。 - 【請求項7】上記絶縁材料層、導体面及び接地面が、配
線構造上に配置される薄膜モジュラ構造にアセンブリさ
れて、少なくとも1つのアクティブ素子を支持する、請
求項6記載の電子配線基板。 - 【請求項8】導体面及び接地面を支持し、且つ分離する
絶縁層が重ねられる電子配線相互接続基板であって、 上記導体面の少なくとも1つが、平行パワー導体による
少なくとも2つの電力レベルを含み、各々が少なくとも
1つの信号導体に隣接し、 接地面が上記導体面から絶縁層により分離される、電子
配線相互接続基板。 - 【請求項9】支持構造における配線が該支持構造上のア
クティブ信号変換素子に対する電力及び信号の相互接続
を提供する電子パッケージであって、 上記配線構造における信号及び電力配線網において、各
パワー導体が単一の絶縁層を通じて接地に電気的に基準
化され、各信号導体がその隣接配置によりパワー導体
に、並びに単一の絶縁層を通じて接地に電気的に基準化
される、電子パッケージ。 - 【請求項10】上記信号及び電力配線網が配線基板上に
配置される薄膜モジュール構造であり、半導体チップを
支持する、上記請求項9記載の電子パッケージ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/955,950 US5285018A (en) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | Power and signal distribution in electronic packaging |
| US955950 | 1992-10-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06295977A true JPH06295977A (ja) | 1994-10-21 |
| JPH084119B2 JPH084119B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=25497590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5213807A Expired - Lifetime JPH084119B2 (ja) | 1992-10-02 | 1993-08-30 | 電子パッケージのための配線基板 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5285018A (ja) |
| EP (1) | EP0590324A1 (ja) |
| JP (1) | JPH084119B2 (ja) |
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| JP2001217345A (ja) * | 2000-01-31 | 2001-08-10 | Kyocera Corp | 多層配線基板 |
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1992
- 1992-10-02 US US07/955,950 patent/US5285018A/en not_active Expired - Fee Related
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1993
- 1993-08-30 EP EP93113804A patent/EP0590324A1/en not_active Withdrawn
- 1993-08-30 JP JP5213807A patent/JPH084119B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0590324A1 (en) | 1994-04-06 |
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