半導(dǎo)體器件、噪聲減小方法以及屏蔽蓋的制作方法

專利名稱：半導(dǎo)體器件、噪聲減小方法以及屏蔽蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種貼裝于在計(jì)算機(jī)設(shè)備等中所使用的存儲(chǔ)模塊和其他多芯片模塊等上的半導(dǎo)體器件，一種減小半導(dǎo)體器件中的多余輻射噪聲的方法，以及一種在半導(dǎo)體器件中所使用的屏蔽蓋。
背景技術(shù)：
最近，由于在計(jì)算機(jī)行業(yè)的領(lǐng)域中筆記本電腦等的尺寸減小，作為用作主存儲(chǔ)器的半導(dǎo)體模塊的存儲(chǔ)模塊做得更為密集并且尺寸更小。存儲(chǔ)模塊具有其上以高密度貼裝有半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片以使其高速運(yùn)行的存儲(chǔ)器件。存儲(chǔ)模塊需要在其有限的貼裝區(qū)域中貼裝大量的存儲(chǔ)芯片。因此，一些產(chǎn)品具有在其上貼裝的具有較小貼裝面積的芯片尺寸封裝(下面縮寫為CPS)和較薄型帶載封裝(下面縮寫為TCP)等，而不是現(xiàn)有的薄型小外廓封裝(TSOP)。
另一方面，由于計(jì)算機(jī)性能的提高，主存儲(chǔ)器的總線速度得到提高。此外，由于存儲(chǔ)模塊的運(yùn)行頻率也增加了，因此產(chǎn)生了從存儲(chǔ)模塊輻射出多余電磁噪聲這一嚴(yán)重問題。
在其上貼裝有CSP和TCP的存儲(chǔ)模塊中，將半導(dǎo)體芯片密封到薄襯底或薄膜帶中。不過，由于具有這種結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片對外部壓力等的抵抗力較差，而且還需要考慮散熱效果，因此半導(dǎo)體芯片必須使用由諸如金屬等合適原料制成的屏蔽蓋來進(jìn)行覆蓋。
日本未核專利申請公開No.2000-251463(下面稱之為專利文獻(xiàn)1)公開了上述技術(shù)的典型例子。在該例子中，屏蔽片是通過層疊至少粘合劑片和鋁片來形成的，并且被粘合在存儲(chǔ)芯片的上表面和印刷電路襯底的上表面上，以覆蓋半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片，從而對半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片進(jìn)行電磁屏蔽并且將它們固定到印刷電路襯底上。假設(shè)當(dāng)使用了該技術(shù)時(shí)，由于從存儲(chǔ)芯片輻射出的電磁噪聲是通過鋁片進(jìn)行屏蔽，并且進(jìn)而通過粘合劑片來固定存儲(chǔ)芯片，因此可以抑制因振動(dòng)而發(fā)生的連接故障，并且進(jìn)而通過使用鋁片作為熱沉來得到預(yù)期的散熱效果。
不過，對于目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)，要對具有高密度和高速度的存儲(chǔ)模塊進(jìn)行有效地加固和電磁屏蔽仍然存在以下問題。
首先，在上述專利文獻(xiàn)1中所公開的技術(shù)中，其中屏蔽片是通過層疊粘合劑片和鋁片形成的，并且被粘合在存儲(chǔ)芯片的上表面和印刷電路襯底的上表面上，以覆蓋半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片，從而對半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片進(jìn)行電磁屏蔽并且將它們固定到印刷電路襯底上，引起的缺陷在于由于存儲(chǔ)模塊和屏蔽片之間的熱擴(kuò)散系數(shù)差異，由粘合容易引起扭曲，并且難以保證散熱特性和粘合表面區(qū)域。為了防止這些缺陷，要求屏蔽方法進(jìn)一步減少與電路襯底或存儲(chǔ)芯片相接觸的面積。
此外，從機(jī)械強(qiáng)度的角度看，其中用屏蔽蓋，也就是用專利文獻(xiàn)1中所公開的金屬蓋來覆蓋存儲(chǔ)芯片的存儲(chǔ)模塊具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，從而與沒有用屏蔽蓋覆蓋的存儲(chǔ)模塊相比，該存儲(chǔ)模塊在機(jī)械強(qiáng)度方面是更為優(yōu)選的。
不過，作為研究結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)存儲(chǔ)模塊高速運(yùn)行時(shí)，與當(dāng)存儲(chǔ)模塊不具有任何屏蔽時(shí)(也就是當(dāng)沒有用屏蔽蓋來覆蓋電路時(shí))相比，當(dāng)存儲(chǔ)模塊具有覆蓋電路的浮置狀態(tài)的屏蔽蓋時(shí)輻射的電磁噪聲更為嚴(yán)重。
這是因?yàn)槠帘紊w自身起到接線天線的作用。假設(shè)為了防止這一缺陷，優(yōu)選情況下將屏蔽完全固定在參考電勢上。具體地說，為了減小從屏蔽蓋輻射出的電磁噪聲，優(yōu)選情況下要對從存儲(chǔ)模塊輻射出的噪聲進(jìn)行屏蔽。出于這一目的，優(yōu)選情況下將與屏蔽蓋相接觸的電路襯底的整個(gè)部分連接到參考電勢上。不過，難以實(shí)際將該連接應(yīng)用到產(chǎn)品上。這是因?yàn)橛斜匾谂c屏蔽蓋的接觸表面相對應(yīng)的電路襯底上形成接地構(gòu)圖，以將屏蔽蓋整體地連接到參考電勢上。不過，由于有信號(hào)線形成于襯底上，因此在屏蔽蓋的整個(gè)周邊附近的電路襯底上不能形成接地構(gòu)圖。此外，由于屏蔽蓋的結(jié)構(gòu)問題，這難以使襯底與屏蔽蓋的整個(gè)周邊相接觸。而且，即使強(qiáng)行使襯底與屏蔽蓋的整個(gè)周邊相接觸，由于其增加的接觸面積，熱擴(kuò)散系數(shù)的差異會(huì)引起扭曲。
此外，從以上講述可以明顯看出，由于從存儲(chǔ)模塊輻射出噪聲的機(jī)制是不清楚的，因此有效的安裝方法并不明顯。相應(yīng)地，發(fā)現(xiàn)當(dāng)存儲(chǔ)模塊在屏蔽蓋于任意部分接地的狀態(tài)下以例如133MHz或更大的頻率運(yùn)行時(shí)，與浮置狀態(tài)下在666MHz等作為頻率的諧波分量的高頻區(qū)域中相比，輻射的電磁噪聲要更多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種噪聲減小方法，用于通過弄清從半導(dǎo)體模塊特別是從存儲(chǔ)模塊輻射出噪聲的機(jī)制來減小從半導(dǎo)體模塊輻射出的噪聲。
本發(fā)明的另一目的是提出一種噪聲減小方法，用于在其上貼裝有CSP或TCP半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片的半導(dǎo)體模塊中確保熱和機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)，減小在高頻操作中的多余輻射噪聲。
本發(fā)明的又一目的是提出一種半導(dǎo)體模塊，具體地說，一種在保持熱和機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)能夠減小高頻操作中的多余輻射噪聲的存儲(chǔ)模塊。
本發(fā)明的再一目的是提出一種能夠減小半導(dǎo)體模塊特別是存儲(chǔ)模塊中的多余輻射噪聲的屏蔽蓋。
根據(jù)本發(fā)明，提供諸如具有貼裝于電路襯底上的多個(gè)存儲(chǔ)芯片的存儲(chǔ)模塊等半導(dǎo)體模塊。該半導(dǎo)體模塊包括導(dǎo)電屏蔽蓋；信號(hào)線，其置于電路襯底上并且使半導(dǎo)體芯片相互連接；以及參考電勢連接引線，其置于插在電路襯底上的各個(gè)半導(dǎo)體芯片之間的信號(hào)線上或從信號(hào)線延伸的延伸線上，并且參考電勢連接引線在多個(gè)位置處與屏蔽蓋相連。
具體地說，在具有貼裝于電路襯底上的多個(gè)存儲(chǔ)芯片的存儲(chǔ)模塊中，組成屏蔽蓋的金屬蓋覆蓋半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片，并且在多個(gè)位置處與在電路襯底的上表面上的參考電勢(接地或電源)構(gòu)圖進(jìn)行點(diǎn)接觸或表面接觸，從而對半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片進(jìn)行電磁屏蔽。對于該結(jié)構(gòu)，雖然由LSI操作所感應(yīng)的電流在金屬蓋中流動(dòng)，但是金屬蓋被固定到與其相接觸的電路襯底上，從而感應(yīng)電流在相互消散或抵消的方向上流動(dòng)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于到參考電勢的連接點(diǎn)有效地沿著信號(hào)線放置，因此電流所反饋到的反饋電流流經(jīng)具有短距離(小回路)并且靠近信號(hào)路徑的路徑。結(jié)果，通過反饋電流形成的磁場相互抵消，從而輻射到外部的電磁波較少，從而可以布置低EMI模塊。
在本發(fā)明中，由于金屬保護(hù)蓋(也就是屏蔽蓋)的電勢可以設(shè)定為與參考電勢接近，存儲(chǔ)模塊的屏蔽蓋和襯底不太可能用作接線天線，從而可以減小多余的電磁輻射。此外，雖然由LSI操作感應(yīng)的電流在金屬蓋中流動(dòng)，但是由于設(shè)定的屏蔽蓋的接地點(diǎn)使得感應(yīng)電流消散并且指向與控制系統(tǒng)信號(hào)相同的方向，因此可以進(jìn)一步減小由電流導(dǎo)致的多余電磁輻射。


圖1A和1B解釋了在具有現(xiàn)有金屬蓋的存儲(chǔ)模塊中所使用的結(jié)構(gòu)，其中圖1A為上表面圖，示出了其中附著金屬蓋的情況，圖1B為上表面圖，示出了其中去除蓋的情況；圖2解釋了當(dāng)其中現(xiàn)有金屬蓋被連接到電路襯底的部分置于電路襯底的拐角部分時(shí)通過控制系統(tǒng)信號(hào)形成的電流回路；圖3A、3B和3C解釋了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊，其中圖3A為上表面圖，示出了其中附著金屬蓋的情況，圖3B為上表面圖，示出了其中去除蓋的情況，圖3C示出了具有用于將蓋連接到襯底的彈簧屬性的接觸部件的例子；圖4示出了通過圖1所示的存儲(chǔ)模塊中的控制系統(tǒng)信號(hào)形成的電流回路；圖5示出了通過本發(fā)明中的控制系統(tǒng)信號(hào)形成的電流；圖6A和6B為透視圖和截面圖，分別解釋了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu)，并且圖6C和6D為透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊中所使用的金屬蓋的例子；圖7A、7B、7C和7D為前視圖、平面圖、截面圖和后視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊中所使用的蓋結(jié)構(gòu)的例子；圖8A、8B、8C和8D為前視圖、平面圖、截面圖和后視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊中所使用的蓋結(jié)構(gòu)的另一例子；以及圖9解釋了根據(jù)本發(fā)明的接地效果。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖來詳細(xì)講述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖3A、3B和3C示出了作為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊的例子的存儲(chǔ)模塊。圖3A為平面圖，示出了具有帶有貼裝于電路襯底11上的導(dǎo)電組件的屏蔽蓋12的本發(fā)明的存儲(chǔ)模塊，圖3B為平面圖，示出了其中從電路襯底11去除屏蔽蓋12的本發(fā)明的存儲(chǔ)模塊。此外，圖3C為截面圖，示出了用于將本發(fā)明的屏蔽蓋12電氣連接到電路襯底11的參考電勢的接觸部件16，并且接觸部件16組成金屬蓋連接導(dǎo)體。
如圖3A和3B所示，本發(fā)明的存儲(chǔ)模塊包括電路襯底11、貼裝于襯底11上的多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10，以及金屬屏蔽蓋12，也就是說，放置保護(hù)蓋12，以覆蓋半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10。
電路襯底11可以是任意屏蔽蓋，只要其通常用于存儲(chǔ)模塊，并且例如，可以使用由玻璃纖維環(huán)氧樹脂等絕緣襯底組成并且具有形成于其上的由銅等制成的布線構(gòu)圖的印刷襯底來作為電路襯底11。此外，多種類型的布線(圖中未示出)以多層布線的形式形成于電路襯底11中。這些布線除了電源線、接地線等之外，還包括各種類型的信號(hào)線。這些信號(hào)線包括作為存儲(chǔ)模塊的控制系統(tǒng)信號(hào)線的時(shí)鐘信號(hào)線、地址信號(hào)線和控制信號(hào)線。
多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10通過諸如TCP等貼裝方法貼裝于其中包含有多層布線的電路襯底11上。基本上，以上所述的控制系統(tǒng)信號(hào)被共用地布線到貼裝于電路襯底11上的多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10。雖然對半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10的封裝結(jié)構(gòu)沒有特別限定，但是它具有例如如下結(jié)構(gòu)，即將包括有諸如DRAM等存儲(chǔ)器件的硅襯底通過環(huán)氧樹脂密封到聚酰亞胺等絕緣帶中。
此外，如圖3B所示，在電路襯底11的下部分其右側(cè)和左側(cè)上形成了固定孔13，以固定屏蔽蓋12。所示的固定孔13作為到參考電勢的連接構(gòu)圖是有用的。
下面參照圖2來具體講述圖3A和3B所示的電路襯底11中的布線。作為半導(dǎo)體模塊的例子，圖4示出了被稱為小外廓DIMM(下面簡稱為SODIMM)的存儲(chǔ)模塊結(jié)構(gòu)。該存儲(chǔ)模塊具有貼裝于電路板11的兩側(cè)上的多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10。圖4所示的存儲(chǔ)模塊(SODIMM)的各個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10通過各種類型的布線電氣連接到置于電路板11的下端的被稱為J盒的接觸焊盤17，并且通過將接觸焊盤17插入到插座中來電氣連接到母板(圖中未示出)。接觸焊盤17的插腳的放置是被惟一限定的，也就是說，用于控制存儲(chǔ)器的控制系統(tǒng)信號(hào)(時(shí)鐘信號(hào)、地址信號(hào)、控制信號(hào))的布線20被集中置于電路襯底11的中部，從電路襯底11的中部分支到左邊和右邊，并且連接到各個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10。換句話說，通過半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10來共用控制系統(tǒng)信號(hào)線。
如圖4所示，當(dāng)在存儲(chǔ)模塊上設(shè)定X軸和Y軸時(shí)，由控制系統(tǒng)信號(hào)產(chǎn)生并且流經(jīng)置于電路襯底11上的半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10的電流首先在Y方向上流動(dòng)，然后在X方向上流動(dòng)。
為了讓本發(fā)明容易被理解，下面參照圖2來講述圖1A和1B所示的現(xiàn)有存儲(chǔ)模塊。如圖1A所示，與圖3A所示的存儲(chǔ)模塊類似，現(xiàn)有存儲(chǔ)模塊包括電路襯底11和屏蔽蓋12。此外，如圖1B所示，現(xiàn)有存儲(chǔ)模塊具有形成于其拐角的右側(cè)和左側(cè)上的電路襯底11的下部的蓋固定孔13，并且屏蔽蓋12通過蓋固定孔13被連接到參考電勢，例如接地電勢。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)如上所述屏蔽蓋12只被連接到電路襯底11的拐角部分時(shí)，產(chǎn)生了多余的電磁輻射。
下面來講述對發(fā)生多余電磁輻射的原因進(jìn)行分析的結(jié)果。首先來講述其中屏蔽蓋12電氣浮置的情況。在這種情況下，通過由電路襯底11和屏蔽蓋12之間的靜電結(jié)合來感應(yīng)到屏蔽蓋12而產(chǎn)生了多余電磁輻射。諸如屏蔽蓋12和電路襯底11的接地導(dǎo)體板等具有不同尺寸的兩個(gè)導(dǎo)電板構(gòu)成了起有效輻射源作用的接線天線。
相比之下，發(fā)現(xiàn)當(dāng)屏蔽蓋12僅通過如圖1所示的拐角部分連接到參考電勢時(shí)，所產(chǎn)生的多余電磁輻射要比其中屏蔽蓋12電氣浮置的情況要多。具體地說，已經(jīng)證實(shí)當(dāng)屏蔽蓋12不合適地連接到參考電勢時(shí)，多余電磁輻射會(huì)增加。
當(dāng)在屏蔽蓋12僅通過拐角部分的固定孔13連接到參考電勢的狀態(tài)下控制系統(tǒng)信號(hào)電流流到布線20時(shí)，電流被感應(yīng)到屏蔽蓋12，如圖2所示。具體地說，發(fā)現(xiàn)雖然由流經(jīng)控制系統(tǒng)信號(hào)線的電流產(chǎn)生的感應(yīng)電流和反饋電流流經(jīng)參考電勢層13和流經(jīng)形成屏蔽蓋12的導(dǎo)體，但是當(dāng)通過少許接地點(diǎn)來施加參考電勢時(shí)，形成了其中屏蔽蓋12的感應(yīng)電流聚集的部分。因此，強(qiáng)磁場形成于聚集部分的附近，結(jié)果，相反地多余輻射要強(qiáng)于浮置的情況。
更為詳細(xì)地說，在如圖2所示的現(xiàn)有情況中的現(xiàn)有控制系統(tǒng)信號(hào)的電流包括控制系統(tǒng)信號(hào)的電流、流經(jīng)屏蔽蓋12的各個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10的感應(yīng)電流，以及在電路襯底11的參考電勢中流動(dòng)的反饋電流。在所示的例子中，屏蔽蓋12中和電路襯底11中的參考電勢連接點(diǎn)13置于與控制系統(tǒng)信號(hào)線20隔開的屏蔽蓋12的拐角部分中。結(jié)果，如空心箭頭所示的流經(jīng)控制系統(tǒng)信號(hào)線20的電流將電流感應(yīng)到屏蔽蓋12，并且所感應(yīng)的電流相對于連接點(diǎn)，也就是相對于固定孔13在Y方向上流動(dòng)。在圖2中，由圖3所示的兩個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10所感應(yīng)的感應(yīng)電流的電流路徑由標(biāo)號(hào)21和22表示，并且它們的反饋電流分別由標(biāo)號(hào)23和24表示。此外，在兩個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10中的相對于控制系統(tǒng)信號(hào)電流的反饋電流由標(biāo)號(hào)25和26表示。
從圖2中可以明顯看出，當(dāng)連接點(diǎn)13置于拐角部分時(shí)，電流具有較大的回路，并且特別地，流經(jīng)屏蔽蓋12的感應(yīng)電流具有Y方向上的電流分量。X方向上的各個(gè)電流從電路襯底11的中心部分分支到右側(cè)和左側(cè)，從而在存儲(chǔ)模塊的右側(cè)和左側(cè)上磁場的方向是相反的。當(dāng)從距離來看各個(gè)電流時(shí)，由于它們在相互抵消的方向上作用，因此不易產(chǎn)生多余的輻射。另一方面，由于Y方向上的感應(yīng)電流不具有如上所述的對稱屬性，因此它們作為產(chǎn)生多余輻射的一個(gè)因素。相應(yīng)地，發(fā)現(xiàn)屏蔽蓋12的連接點(diǎn)13對輻射的影響較大。
具體來說，雖然屏蔽蓋12中的電流在X或Y方向上流動(dòng)，但是在作為存儲(chǔ)模塊的縱向的X方向上的各個(gè)電流所產(chǎn)生的噪聲的作用使得在距離上相互抵消，因此不易成為輻射源。不過，由于Y方向上的電流所產(chǎn)生的噪聲沒有相互抵消，并且成為由在Y方向上流動(dòng)的電流產(chǎn)生電磁波的輻射源。因此電流產(chǎn)生了強(qiáng)的輻射噪聲。
根據(jù)本發(fā)明人所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)存在其中屏蔽蓋12(電場)和電路襯底11的參考電勢的導(dǎo)體之間的電勢的差異相對較小的部分，并且通過合適地選擇其上屏蔽蓋12被連接到電路襯底11的參考電勢的位置來減小多余電磁輻射。此外，還發(fā)現(xiàn)由于通過增加電路襯底11到屏蔽蓋12的連接點(diǎn)的個(gè)數(shù)，可以使屏蔽蓋12的電勢更接近參考電勢，因此屏蔽蓋12和電路襯底11不易起接線天線的作用，從而可以進(jìn)一步減小多余電磁輻射。
從以上講述的角度看，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過合理地選擇屏蔽蓋12和電路襯底11之間的參考電勢連接點(diǎn)并且增加連接點(diǎn)的個(gè)數(shù)，可以大幅度地減小多余電磁輻射。
回到圖3B和3C，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)模塊不僅包括置于拐角部分的連接點(diǎn)13的參考電勢連接構(gòu)圖，而且電路襯底11的參考電勢連接構(gòu)圖15a置于位于四個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10的右端和左端上的半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10a和10d的控制系統(tǒng)信號(hào)線20的正上方。另外，電路襯底11的參考電勢連接構(gòu)圖15b也置于從位于半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10a和10b、10b和10c以及10c和10d之間的控制系統(tǒng)信號(hào)線延伸的延伸線上。此外，電路襯底11的參考電勢連接構(gòu)圖15c也置于位于電路襯底11的中心部分中的控制系統(tǒng)信號(hào)線上。
如圖3C所示，將接觸部件16插入電路襯底11的每一個(gè)參考電勢連接構(gòu)圖15b中，以將屏蔽蓋12電氣連接到電路襯底11的參考電勢。
在該結(jié)構(gòu)中，由于半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10自身的電勢實(shí)際上隨同時(shí)切換噪聲等的控制系統(tǒng)信號(hào)而變化，因此電流通過半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10和屏蔽蓋12之間的電容被感應(yīng)到屏蔽蓋12。當(dāng)將屏蔽蓋12連接到電路襯底11的參考電勢時(shí)，電流流經(jīng)屏蔽蓋12(21)并且到達(dá)連接位置15a和15b。
參照圖5，在圖1所示的存儲(chǔ)模塊中，屏蔽蓋12到電路襯底11的連接點(diǎn)15a、15b和15c沿著控制系統(tǒng)信號(hào)的電流路徑20放置，以便可以減小電磁輻射噪聲。
換句話說，在具有置于如圖5所示的控制系統(tǒng)信號(hào)流的引線端附近的屏蔽蓋12的連接部分的例子中，流經(jīng)屏蔽蓋12的感應(yīng)電流20和21以及流經(jīng)電路襯底11的反饋電流27和28流經(jīng)沿著信號(hào)線的路徑，并且?guī)缀跤蒟方向的分量組成。相應(yīng)地，即使反饋電流具有大回路，輻射的噪聲仍然可以相互抵消。具體地說，從各個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10a～10d感應(yīng)到屏蔽蓋12的電流的電流路徑21和22、上述電流的反饋電流27和28的Y分量電流，以及反饋電流的回路得到了盡可能的減小，并且也使得反饋電流流經(jīng)電流路徑21和22。對于這種操作，由于各個(gè)電流集中在X方向上，因此由其產(chǎn)生的噪聲在距離上相互抵消。結(jié)果，可以減少多余的電磁輻射。
參照圖6A～6D來講述本發(fā)明實(shí)施例中所使用的屏蔽蓋12的接地模式。圖6A和6B分別為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)模塊的結(jié)構(gòu)的透視圖和截面圖。此外，圖6C為存儲(chǔ)模塊的屏蔽蓋12的實(shí)施例的透視圖，圖6D為存儲(chǔ)模塊的屏蔽蓋12的另一實(shí)施例的透視圖。
在圖6A中，固定孔13的內(nèi)部鍍有金屬，并且傳導(dǎo)到存儲(chǔ)模塊的參考電勢(接地或電源)。相應(yīng)地，通過將屏蔽蓋12插入到連接點(diǎn)13中來將其固定到襯底，并且沒有施加任何絕緣涂層的屏蔽蓋12的表面部分或截面與金屬孔13的鍍過的部分相接觸。因此，將屏蔽蓋12的電勢設(shè)定為存儲(chǔ)模塊的參考電勢。此外，通過將電路襯底11的接地位置15a、15b和15c的構(gòu)圖經(jīng)過置于電路襯底11上的接觸部件16電氣連接到屏蔽蓋12，來增加參考電勢連接點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
另一方面，圖6C和6D所示的屏蔽蓋12具有由金屬組成的組件和用于覆蓋該組件的絕緣膜。屏蔽蓋12具有面向半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片10并連接到接觸部件16的內(nèi)部部分30，并且去除該部分30的絕緣層，同時(shí)也去除待連接到電路襯底11的屏蔽蓋12右端和左端部分29的絕緣層。
圖7A、7B、7C和7D示出了根據(jù)本發(fā)明的金屬蓋的例子。所示的金屬蓋是通過處理單個(gè)不銹鋼片來形成的，并且被固定到電路襯底11，以覆蓋貼裝于電路襯底11的兩表面上的多個(gè)存儲(chǔ)芯片。此外，金屬蓋在其中心部分與貼裝于電路襯底11上的接觸部件16相接觸，以防止金屬蓋變形。在圖中，金屬蓋具有彈簧屬性，以便當(dāng)其通過與電路襯底11的固定孔13相嚙合來將金屬蓋固定到電路襯底11和固定在電路襯底11上，以將電路襯底11夾在其內(nèi)部之間時(shí)，能夠確保有足夠的強(qiáng)度。
只要所示金屬蓋可以保護(hù)存儲(chǔ)芯片免受外部機(jī)械應(yīng)力、對電磁噪聲進(jìn)行屏蔽并且還用作熱沉，則對其材料和厚度都沒有特別限制。也可以使用其他金屬(例如銅)來取代不銹鋼。此外，將絕緣涂層應(yīng)用于金屬蓋的表面或者在其上粘合絕緣材料，并且也將涂層應(yīng)用于其內(nèi)部，以防止短路。不過，從連接到如上所述的電路襯底11的參考電勢的金屬蓋的部分去除絕緣涂層或絕緣材料。
這里需要指出的是，雖然在本實(shí)施例中示出了其中金屬蓋是由單個(gè)不銹鋼片處理而成并且襯底被夾在其間的例了，但是該結(jié)構(gòu)只是一個(gè)例子，金屬蓋并不限于該結(jié)構(gòu)。
例如，以具有圖8所示的這樣結(jié)構(gòu)使兩個(gè)金屬蓋從其前表面和后表面被固定到襯底。
接下來，參考圖9來講述根據(jù)本發(fā)明的接地效果。
圖9為一表格，示出了當(dāng)以高速實(shí)際運(yùn)行并且具有屏蔽蓋的存儲(chǔ)模塊在任意位置接地時(shí)從電磁噪聲輻射出的能量的模擬結(jié)果。在該模擬中，存儲(chǔ)模塊以133MHz的頻率運(yùn)行，并且圖9示出了在頻率為666MHz和800MHz時(shí)在所有方向(W)上輻射的能量。通過將當(dāng)屏蔽蓋處于浮置狀態(tài)時(shí)的輻射能量設(shè)定為1，來對這里所示的值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。從圖9可以明顯看出，當(dāng)屏蔽蓋在拐角部分中接地時(shí)，輻射出10.83和283.49的能量。另一方面，通過將接地部分10的個(gè)數(shù)增加到10個(gè)部分和16個(gè)部分，可以大大減小輻射的能量。
從圖9還可以明顯看出，根據(jù)連接處的不同而不同地輻射電磁輻射噪聲。根據(jù)本發(fā)明，這是因?yàn)楫?dāng)屏蔽蓋被連接到電路襯底時(shí)，輻射是由流經(jīng)蓋的感應(yīng)電流的Y分量和在參考電勢中流動(dòng)的反饋電流的Y分量引起的。
作為本發(fā)明的其他實(shí)施例，雖然其基本結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例相類似，但是上述方法通過減小貼裝于襯底上的存儲(chǔ)芯片和金屬蓋之間的電容來減小蓋的反饋電流而解決問題。此外，當(dāng)金屬蓋接地時(shí)，則假定金屬蓋簡單接地。不過，電磁波的輻射是一種高頻現(xiàn)象，也可以通過采用使用高頻率的連接來取代簡單連接來解決問題。出于這一目的，通過將電阻器或電容器夾在參考電勢構(gòu)圖和屏蔽蓋之間，可以將電阻或電容施加在接觸點(diǎn)上。通過本發(fā)明人執(zhí)行的模擬證實(shí)了該情況下在所有方向上輻射的能量都被減少。
此外，還可以增加存儲(chǔ)芯片和金屬蓋之間的距離，也就是說，通過增加蓋在Z方向上的厚度來盡可能地將存儲(chǔ)芯片與蓋隔開，以減小存儲(chǔ)芯片和金屬蓋之間的電容。
如上所述，本發(fā)明可以減小貼裝在存儲(chǔ)模塊等上的半導(dǎo)體器件中的多余輻射噪聲。此外，本發(fā)明可以得到以低EMI為特征的半導(dǎo)體產(chǎn)品。而且，本發(fā)明可以提高對來自其周圍的存儲(chǔ)模塊的干涉噪聲的抵抗力。
雖然至此結(jié)合其幾個(gè)實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了公開，但是本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員很容易以各種其他的方式來將本發(fā)明應(yīng)用到實(shí)踐中。
權(quán)利要求
1.一種減小半導(dǎo)體模塊的噪聲的方法，該模塊包括具有多種類型布線的電路襯底、貼裝于電路襯底上的半導(dǎo)體器件，以及覆蓋該半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電屏蔽蓋，該方法包括在與電路襯底的布線的特定布線有關(guān)的位置處選擇屏蔽蓋的參考電勢連接位置，從而減小從半導(dǎo)體模塊中輻射出的噪聲。
2.如權(quán)利要求1所述的減小半導(dǎo)體模塊的噪聲的方法，其中特定布線與其他布線一起以多層布線的形式構(gòu)建于電路襯底中，并且通過將屏蔽蓋的參考電勢連接位置連接到形成于特定布線的上表面層上的參考電勢構(gòu)圖，來減小噪聲。
3.如權(quán)利要求1所述的減小半導(dǎo)體模塊的噪聲的方法，其中特定布線與其他布線一起以多層布線的形式構(gòu)建于電路襯底中，并且通過將屏蔽蓋的參考電勢連接位置連接到形成于從特定布線的引線端延伸的延伸布線上的參考電勢構(gòu)圖，來減小噪聲。
4.如權(quán)利要求1所述的減小半導(dǎo)體模塊的噪聲的方法，其中布線包括至半導(dǎo)體模塊的控制系統(tǒng)信號(hào)線，并且通過在與控制系統(tǒng)信號(hào)線有關(guān)的位置處選擇屏蔽蓋的參考電勢連接位置，來減小噪聲。
5.如權(quán)利要求4所述的減小半導(dǎo)體模塊的噪聲的方法，其中屏蔽蓋的參考電勢連接位置沿著并且鄰近于控制系統(tǒng)信號(hào)線，并且通過將屏蔽蓋的多個(gè)參考電勢連接位置置于控制系統(tǒng)信號(hào)線的上表面層上或從控制系統(tǒng)信號(hào)線的引線端延伸的延伸布線的上表面層上，來減小噪聲。
6.如權(quán)利要求1所述的減小半導(dǎo)體模塊的噪聲的方法，其中通過將接地構(gòu)圖或電源構(gòu)圖置于屏蔽蓋的參考電勢連接位置，來減小噪聲。
7.如權(quán)利要求1所述的減小半導(dǎo)體模塊的噪聲的方法，其中半導(dǎo)體器件為存儲(chǔ)芯片。
8.一種半導(dǎo)體模塊，包括包括有布線的電路襯底，貼裝于電路襯底上的多個(gè)半導(dǎo)體器件，以及覆蓋多個(gè)半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電屏蔽蓋，其中屏蔽蓋的參考電勢連接位置置于鄰近于電路襯底的布線的控制系統(tǒng)信號(hào)線并且與控制系統(tǒng)信號(hào)線有關(guān)的位置上。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體模塊，其中控制系統(tǒng)信號(hào)線以多層布線的形式被嵌入到電路襯底中，并且屏蔽蓋的參考電勢連接位置形成于電路襯底中的控制系統(tǒng)信號(hào)線的上表面層上。
10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體模塊，其中控制系統(tǒng)信號(hào)線以多層布線的形式被嵌入到電路襯底中，并且屏蔽蓋的參考電勢連接位置形成于電路襯底上，其中延伸線從控制系統(tǒng)信號(hào)線的引線端延伸到該電路襯底。
11.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體模塊，其中屏蔽蓋的參考電勢連接位置分別置于控制系統(tǒng)信號(hào)線的正上方或者延伸線的正上方。
12.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體模塊，其中多個(gè)半導(dǎo)體器件為串聯(lián)置于電路襯底上的一行中的多個(gè)存儲(chǔ)芯片，并且屏蔽蓋的參考電勢連接位置包括置于分別位于上述存儲(chǔ)芯片的最外面的兩個(gè)存儲(chǔ)芯片的控制系統(tǒng)信號(hào)線的端部的構(gòu)圖。
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體模塊，其中半導(dǎo)體的參考電勢連接位置進(jìn)一步包括置于由多個(gè)存儲(chǔ)芯片所共享的控制系統(tǒng)信號(hào)線的電路襯底上的構(gòu)圖，以將各個(gè)存儲(chǔ)芯片夾在中間。
14.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體模塊，其中位于電路襯底上的屏蔽蓋的參考電勢連接位置的構(gòu)圖為接地構(gòu)圖或電源構(gòu)圖。
15.一種用于覆蓋貼裝于電路襯底上的半導(dǎo)體器件的屏蔽蓋，其包括朝向半導(dǎo)體器件的內(nèi)表面和與內(nèi)表面相對的外表面，以及包括由導(dǎo)電材料制成的組件和覆蓋該組件的內(nèi)表面和外表面的絕緣材料層，其中部分地去除絕緣材料層，從而暴露出導(dǎo)電材料，并且通過導(dǎo)電材料的暴露部分將屏蔽蓋連接到電路襯底上的接地構(gòu)圖或電源構(gòu)圖。
16.如權(quán)利要求15所述的屏蔽蓋，其中導(dǎo)電材料的暴露部分置于多個(gè)位置處。
17.如權(quán)利要求15所述的屏蔽蓋，其中通過電阻器或電容器將導(dǎo)電材料的暴露部分連接到電路襯底。
全文摘要
在存儲(chǔ)模塊中，參考電勢連接構(gòu)圖置于高頻信號(hào)線和/或從信號(hào)線的引線端延伸的延伸線上，以及用于覆蓋半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片的屏蔽蓋置于襯底上，并且通過金屬蓋接觸部件將參考電勢連接構(gòu)圖連接到屏蔽蓋。
文檔編號(hào)H05K1/02GK1700850SQ200510072830
公開日2005年11月23日 申請日期2005年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月20日
發(fā)明者今里雅治, 中村淳, 渡邊敬行, 常田健祐, 片桐光昭, 清水浩也, 永田達(dá)也 申請人:日本電氣株式會(huì)社, 株式會(huì)社瑞薩東日本半導(dǎo)體, 爾必達(dá)存儲(chǔ)器株式會(huì)社