半导体装置及使用了它的电子设备的制作方法
专利名称：半导体装置及使用了它的电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体装置，特别涉及处理差动信号的半导体装置。
背景技术：
背景技术：
在各种各样的电子设备中，为减少所要铺设的信号线或者提高抗噪 声性，使用了差动信号的数据传输正在被采用。例如，在笔记本式个人 计算机或折叠式便携式电话终端等中，对于安装操作按钮等的第1壳体
和安装液晶屏的第2壳体间的信号收发，使用被称作低电压差动信号(Low Voltage Differential Signal,以下称LVDS )或j氐l展幅差动^[言号(Reduced Swing Differential Signal,以下称RSDS)的差动4言号。LVDS和RSDS 可以实现高速传输和低消耗功率化，并且由于是传输小振幅的信号，所 以具有EMI ( Electromagnetic Interference: 电石兹干护C) 4争寸生1"尤越的斗争 征。例如在专利文献1和2中，记载有相关技术。
专利文献l:特开平6 - 104936号公报
专利文献2:特开2000 - 59443号公报
专利文献3:特开2006 - 49695号公报
发明内容
在使用了差动信号的信号传输中，将取1或Q值的数字值变换成彼 此反相的信号对来进行传输。这里，如果传送信号对的路径的长度、路 径的寄生电容、寄生电阻等电特性欠缺平衡，则会损害信号对的波形的 对称性，会发生传输率下降、EMI变差这样的问题。本发明人认识到在用 专利文献3所记载的那样的球栅阵列(BGA: Ball Grid Array)封装来 构成输入输出差动信号的电路时，差动信号的波形会变差这样的问题。
本发明是鉴于这样的课题而设计的，其目的之一在于提供一种能够
良好地传输差动信号的半导体装置。
本发明的一个方案涉及一种接收差动输入信号，进行预定的信号处 理后输出差动输出信号的半导体装置。该半导体装置包括在其背面被配
置成m行n列(m和n是整数)的矩阵状的多个背面电极。将用于差动输 入信号或差动输出信号的背面电极配置在第1、 2、 m_l、 m行或第1、 2、 n-l、 n列。用于成对的差动输入信号的背面电极对相邻地配置，成对的 差动输出信号的背面电极对相邻地配置。
根据该方案，通过配置在半导体装置的最外周和次外周的背面电极 输入输出差动信号的信号对。因此，在安装本半导体装置的印刷基板上 形成布线图形时，能够以几乎相等的布线长度引出差动信号对，能够实 现良好的差动信号传输。
在一个方案中，用于成对的差动输入信号的背面电极对和用于成对 的差动输出信号的背面电极对可以分别被配置成在与半导体装置的外边 相垂直的方向上相邻。并且，用于成对的差动输入信号的背面电极对和 用于成对的差动输出信号的背面电极对可以被配置成具有相同极性的信 号相邻。
半导体装置可以是长方形，m^n。通过将半导体装置做成长方形， 并适当配置差动信号的输入输出用的背面电极，能够灵活地涉及安装本 半导体装置的印刷基板的形状、布线图形。
可以将用于差动输入信号的大部分背面电极沿长方形的短边配置。 在该情况下，可以不必将形成在印刷基板上的、与用于差动输入信号的 背面电极相连接的布线向与长方形的长边垂直的方向引出，所以能够很 好地应用于细长形状的印刷基板。所谓大部分，是指也可以是其一部分 沿其他边配置，只要多于差动输入信号总数的1/2即可，优选80°/。左右。
另外，也可以将用于差动输入信号的大部分背面电极沿上述长方形 的长边配置。
一个方案的半导体装置可以具有引线框形式的球栅阵列构造。半导
装半导体芯片的基体材料。基体材料可以包括在半导体芯片的安装面 的背面设置成矩阵状的多个背面电极；经由键合线与设置在半导体芯片 上的电极焊盘相连接的多个引线电极；连接多个引线电极和多个背面电
才及的布线及通孔。
可以将传输差动输入信号、差动输出信号的通孔中、配置在比次外
周的背面电极靠内周侧的通孔，与第2、 m-l行或第2、 n-l列的背面 电极相连接。半导体装置可以还包括用于背面电极与通孔的连接的布线。
另一个方案的半导体装置可以具有晶圓级芯片尺寸封装形式的球栅 阵列构造。半导体装置可以包括形成有执行预定的信号处理的电路的半 导体芯片，和安装半导体芯片的基体材料。基体材料可以包括在半导 体芯片的安装面的背面设置成矩阵状的多个背面电极，和使设置在半导 体芯片上的电极焊盘连接于多个背面电极的再布线和接线柱。
半导体装置可以包括用于驱动液晶屏的定时控制电路。可以是各颜 色的亮度信号和时钟信号分别被作为差动信号输入，在施加预定的信号 处理后，将送往外装的液晶驱动器的驱动信号作为差动信号进行输出。
本发明的另一方案是一种电子设备。该电子设备包括液晶屏；上 述的半导体装置；驱动电路，接收来自半导体装置所包含的定时控制电 路的差动信号，驱动液晶屏；至少装配半导体装置的多层印刷基板。被 输入到半导体装置、或者从半导体装置输出的差动输入信号、差动输出 信号，被通过形成在基板上的表层的图形来传输。
通过该方案，差动信号成为在印刷基板上的表层传输，所以不经由 通孔等来传输，因而能够减少信号路径的寄生电容、寄生电阻等，实现 良好的差动信号传输。
本电子设备可以是计算机，其安装键盘的第1壳体和安装上述液晶 屏的第2壳体被可折叠地连接起来，多层印刷基板可以被配置在第2壳 体内的液晶屏和第1壳体之间。
此时，多层印刷基板不被配置在液晶屏的背面，所以能够使第2壳 体薄型化。
另外，将以上结构要件的任意组合、本发明的结构要件以及表达方 式在方法、装置、系统等之间相互置换的方案，作为本发明的实施方式
也是有效的。
通过本发明的半导体装置，能够良好地传输差动信号。
图1是表示实施方式的半导体装置的形成有电极的背面的平面图。 图2是表示安装图1的半导体装置的印刷基板的表层的一部分的图。
图3是表示图1的半导体装置的侧面剖面图的图。 图4的(a)是图3的半导体装置100的引线框层的平面图。 图4的(b)是图3的半导体装置100的布线层的平面图。 图5的(a)是表示笔记本式个人计算机的结构例的框图。 图5的(b)是表示笔记本式个人计算机的结构例的框图。 图5的(c)是表示笔记本式个人计算机的结构例的框图。 图5的(d)是表示笔记本式个人计算机的结构例的框图。
具体实施例方式
以下，基于优选的实施方式，参照
本发明。对于各附图中 所示的相同或等同的结构要件、部件、处理标注相同的标号，并适当省 略重复的说明。另外，实施方式只是例示，并非限定本发明，实施方式 中所记述的所有特征及其组合，不一定就是本发明的本质特征。
图1是从表面透视实施方式的半导体装置100的形成有电极的背面 的平面图。半导体装置100接收差动输入信号IN,进行预定的信号处理， 输出差动输出信号OUT。
半导体装置100在其背面具有配置成m行n列(m、 n是整数)的矩 阵状的多个背面电极PAD。以下将第i行j列的背面电极记作PAD〔 i, j〕。 在本实施方式中，半导体装置100是长方形，m^n， m=8， n=14。优选 半导体装置100是所谓的BGA (球栅阵列)封装，背面电极PAD是球形电 极(bump:凸块)。向半导体装置100输入、或者从半导体装置IOO输出 的信号、电源电压、接地电压经由背面电极PAD输入或输出。背面电极 PAD实际上是圆形的，但在图1中以简化了的正方形来表示。各正方形的 内部表示有所要传输的信号。
半导体装置1QQ接收多个(5个)差动输入信号INQ IN4，施加预 定的信号处理，输出多个(IO个)差动输出信号OUT0 OUT9。差动信号 的个数仅是个例示，可以是任意个数。各差动信号包含以后缀P和N来 区别的彼此反相的互补的信号对地构成。例如，第k个(k是整数)差动 输入信号INk包括INkP和INkN,第k个差动输出信号OUTk包括0UTkP
和0UTkN。
在本实施方式中，用于差动输入信号IN0 IN4或差动输出信号 OUTO ~ 0UT9的背面电极PAD被配置在矩阵的第1、 2、 m-1、 m行、即第 1、 2、 7、 8行，或者配置在矩阵的第1、 2、 n-l、 n列、即第1、 2、 13、 14歹ij。从其他观点来看，用于差动信号的背面电极PAD被配置在半导体 装置1Q0的最外周和次外周。
另外，用于成对的差动输入信号INkP、 INkN的背面电极PAD对相邻 地配置。同样地，成对的差动输出信号0UTkP、 OUTkN的背面电极PAD对 相邻地配置。
在图1中，用于成对的差动输入信号INk的背面电极PAD对、和用 于成对的差动输出信号OUTk的背面电极PAD对，分别被配置成在垂直于 半导体装置100的外边的方向上相邻。例如，成对的差动输入信号INkP、 INkN (k = 0~ 3)在与图1的半导体装置100的左边相垂直的方向上相邻 地配置，成对的差动输入信号INkP、 INkN (k-4)在与图1的半导体装 置100的底边相垂直的方向上相邻地配置。另外，成对的差动输出信号 0UTkP、 0UTkN (k = 0~ 5)在与图1的半导体装置100的上边相垂直的方 向上相邻地配置，成对的差动输出信号0UTkP、 OUTkN (k = 6~ 9)在与图 1的半导体装置100的右边相垂直的方向上相邻地配置。
并且，成对的差动信号中，具有第1极性的信号(在图1中为N)被 配置在外侧，具有第2极性的信号(在图1中为P)被配置在内侧。即， 具有相同极性的信号被相邻地配置。换言之，最外周的背面电极PAD和 其内周的背面电极PAD分别被输入或输出不同极性的信号。N和P的极性 也可以反过来。
另外，用于差动输入信号的大部分背面电极PAD都沿长方形的短边 (左边)配置。即，5个差动输入信号中有4个差动输入信号、即4/5被 沿短边配置。
在图1的半导体装置100中，矩阵的四个角的背面电极PAD 〔 i， j〕 (这里，i = l、 2、 m-l、 m, JLj = l、 2、 n-l、 n)一皮用作接地。由此， 能够对半导体装置100内部的半导体芯片提供稳定的接地电位。图1的 其他背面电极PAD被用作接地或者电源电压VDD。
图2是表示安装图1的半导体装置100的印刷基板200的表层的一
部分的图。印刷基板200具有多层构造，在其表层，通过焊接以电方式
和机械方式连接半导体装置100。印刷基板200形成有与半导体装置100 的背面电极PAD相连接的接合区(land) 20,和用于从接合区2 0引导出 信号的图形布线22。接合区20对应于背面电极PAD地配置成矩阵状。另 外，图2的虛线40表示半导体装置100的安装位置。
例如，接合区20a、 20b分别与图1的用于差动输入信号IN4P、 IN4N 的背面电极PAD〔7， 3〕、 PAD 〔8, 3〕相连接。再例如，接合区20c、 20d 分别与图1的用于差动输入信号IN2N、 IN2P的背面电极PAD〔5， 1〕、 PAD 〔5， 2〕相连接。
在本实施方式中，被输入到半导体装置100、或者从半导体装置IOO 输出的差动输入信号、差动输出信号经由在印刷基板200上的表层所形 成的图形布线22，被引导到其他电路块。在图2中，图形布线22a、 22b 分别是从接合区20a、 20b引出的布线。同样地，图形布线22c、 22d分 别是从接合区20c、 20d引出的布线。用于传输差动信号的图形布线22a ~ 22d被布设在印刷基板200的表层。图形布线22a 22d不移动到其他布 线层，在印刷基板200的表层引导到其他电路块。
关于不传输差动信号的图形布线，经由形成在印刷基板200的表层 的图形布线、或者形成在未图示的其他层的图形布线来引导。例如，接 合区20e、 20f分别是接地用和电源供给用的接合区，接地电位GND和电 源电压VDD经由与接合区20e、 20f相连接的图形布线22e、 22f及通孔 24e、 24f从其他布线层来提供。
根据本实施方式的半导体装置100，用于差动信号的背面电极PAD被 配置在矩阵的外周。结果，在安装半导体装置100的印刷基板200中， 能够仅在表层形成传输差动信号的图形布线。如果将用于差动信号的背 面电极PAD配置在矩阵内部的3<i《m-2JL3《j<n-2的区域，则会 受到图形布线的规则的限制，很难从与该背面电极相连接的接合区20仅 经由印刷基板200的表层而引导到所希望的地方。如果经由通孔利用其 他布线层，则未预料到的或者不需要的寄生电容、寄生电阻等会对差动 信号的波形产生影响。特别是近年来，球栅阵列的窄间距化正在推进， 从内周的接合区20仅利用表层的布线图形而将信号引导到电路的所希望 的地方变得越发困难。
与此相比，本实施方式的半导体装置100能够通过表层的图形布线 将差动信号引导到所希望的位置，所以能够抑制信号波形的畸变，良好 地传输差动信号。
另外，通过将成对的差动信号分配给相邻的背面电极PAD，能够使差 动对的布线长度等长，能够提高差动信号的对称性。
接下来，说明半导体装置100的具体内部结构。图3是表示图1的 半导体装置100的侧面剖面图的图。图4的(a)、 (b)是图3的半导体 装置100的平面图，分别表示引线框层62和布线层66。
半导体装置100具有所谓的引线框形式(lead frame type)的BGA 封装构造。如图3所示，半导体装置100具有半导体芯片50、基体材料 60。半导体芯片50中形成有执行预定的信号处理的电路。在半导体芯片 50的表层沿外周设有用于输入输出信号的电极焊盘52。
基体材料60具有多层构造，包括引线框层62、绝缘层64、布线层 66。基体材料60的表面(上表面)为半导体芯片50的安装面，其背面 (下表面)矩阵状地形成图1的背面电极PAD。在引线框层62形成引线 框68。引线框68的一端经由键合线70与半导体芯片50的电极焊盘52 相连4妻。
引线框68的另一端延伸至预定的背面电极PAD的位置附近。绝缘层 64上设有通孔72，连接引线框68的该另一端和与形成在布线层66上的 布线74相连一妻的背面电一及PAD。通孔72配置在多个背面电纟及PAD的四个角。
如图4的(b)所示，传输差动输入信号IN、差动输出信号OUT的通 孔72中、配置在比次外周的背面电极PAD靠内周侧的通孔72与第2、 m -1行或第2、 n-1列的背面电极相连接。例如，差动输出信号OUTOP、 0UT1P经由通孔72a、 72b被导向布线层66,在布线层66中分别经由布 线74a、 74b与第2行的背面电极PAD 〔2， 7〕、 PAD 〔2， 8〕相连接。
另外，半导体装置100也可以不用图3和图4的(a)、 (b)所示那 样的引线框式的BGA，而是用晶圓级芯片尺寸封装(WL-CSP)形式的BGA 来构成。在该情况下，引线框68以再布线来形成，通孔72以接线柱来 形成。
接下来，说明上述半导体装置100的应用。图1的半导体装置100
例如能够很好地适用于笔记本式个人计算机的液晶驱动用的定时控制1C。
图5的(a) ~ (d)是表示笔记本式个人计算机300的结构的框图。 个人计算机300包括安装键盘、CPU、硬盘装置(未图示)等的第1壳体 310，和安装液晶屏322的第2壳体320。第1壳体310和第2壳体320 以铰链构造相连接，可进行折叠。
从第1壳体310经由挠性电缆330向第2壳体320传输要显示在液 晶屏322上的图像数据。安装在第1壳体310中的LVDS发送电路312对 图像数据进行并行-串行转换，将各个颜色的亮度信号和时钟信号分别作 为差动信号发送到第2壳体320侧。另外，图5的(b) ~ (d)与图5 的U)相比仅是部件的配置不同，所以省略了一部分与图5的(a)相 同的部件的图示。
定时控制IC (TCON) 326被输入从LVDS发送电路(TX ) 312输出的 差动信号，在施加预定的信号处理后，将送往外装的液晶驱动器(DRV) 328的驱动信号作为差动信号输出。使用RSDS传输进行差动信号的输出。 液晶驱动器328接收来自定时控制IC326的差动信号，驱动液晶屏322。
定时控制IC326被安装在多层印刷基板324上。在图5的(a) ~ ( c) 中，多层印刷基板324在第2壳体320内不是配置在液晶屏322的背面， 而是配置在与液晶屏322的某个边相邻的位置。该多层印刷基板324对 应于图2的印刷基板200。因此，被输入到作为半导体装置100的定时控 制IC326、或者从定时控制IC326输出的差动信号，经由形成于多层印刷 基板324的表层的图形布线来传输，这可以通过使定时控制IC326的差 动信号的输入输出用焊盘如图1那样成为最外周和次外周的背面电极PAD 来实现。结果，能够以几乎相等的布线长度来引导出差动信号对，所以 能实现良好的信号传输。
另外，通过如图1那样以长方形来构成定时控制IC326，能够使安装 它的多层印刷基板324成为细长的形状。如果是细长的多层印刷基板324， 则能够如图5的(a) ~ (c)所示那样不安装在液晶屏322的背面，而 是安装在与液晶屏322相邻的位置，因而能够实现第2壳体320的薄型 化。
另外，如图1所示，通过将差动输入信号用的背面电极PAD配置在半导体装置100的左方向，并将差动输出信号用的背面电极焊盘PAD配 置在半导体装置100的右方向，能够良好地从LVDS发送电路312至液晶 驱动器328配置信号。另外，通过将差动输入信号用的背面电极PAD集 中配置在半导体装置100的短边，能够将多层印刷基板324上的图形布 线引出到多层印刷基板324的长边方向。结果，能够缩短多层印刷基板 324的宽度d，使得往狭小空间的安装变得容易。
另外，在沿图5的(a) ~ (c)的液晶屏322的任意一边设置多个 液晶驱动器328时，也可以将差动输出信号用的背面电极PAD配置于半 导体装置100的长边。由此，能够容易地对多个液晶驱动器328提供信
口可。
另外，如图5的(d)所示，也可以将安装有定时控制IC326的多层 印刷基板324配置在液晶屏322的背面。此时，不是能使第2壳体320 薄型化，而是能减小第2壳体320的面积。
基于实施方式对本发明进行了说明，但实施方式仅是表示本发明的 原理、应用，在不脱离权利要求书所规定的本发明的思想的范围内，实 施方式可以有很多变形例和配置的变更。
在实施方式中，说明了使半导体装置100为长方形的情况，但也可 以将其做成正方形。
另外，作为半导体装置100的应用，例示了用于笔记本式个人计算 机的定时控制IC326，但本发明不限于此，可以应用于输入输出差动信号 的很多IC。
权利要求
1.一种接收差动输入信号，进行预定的信号处理后输出差动输出信号的半导体装置，其特征在于，包括用于驱动液晶屏的定时控制电路，各颜色的亮度信号和时钟信号分别被作为上述差动输入信号输入，在施加预定的信号处理后，将送往外装的液晶驱动器的驱动信号作为差动输出信号进行输出，和在上述半导体装置的背面被配置成m行n列的矩阵状的多个背面电极，所述m和n是整数；其中，将用于上述差动输入信号或上述差动输出信号的背面电极配置在第1、2、m-1、m行或第1、2、n-1、n列，用于成对的上述差动输入信号的背面电极对相邻地配置，成对的上述差动输出信号的背面电极对相邻地配置。
2. 根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于用于成对的上述差动输入信号的背面电极对和用于成对的上述差动 输出信号的背面电极对分别被配置成在与上述半导体装置的外边相垂直 的方向上相邻。
3. 根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于用于成对的上述差动输入信号的背面电极对和用于成对的上述差动 输出信号的背面电极对被配置成具有相同极性的信号相邻。
4. 根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于 上述半导体装置是长方形，m^n。
5. 根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于 将用于上述差动输入信号的大部分背面电极沿上述长方形的短边配置。
6. 根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于将用于上述差动输入信号的大部分背面电极沿上述长方形的长边配置。
7. 根据权利要求1至6的任一项所述的半导体装置，其特征在于 上述半导体装置具有引线框形式的球栅阵列构造，并且包括安装上述半导体芯片的基体材料； 上述基体材料包括在上述半导体芯片的安装面的背面设置成矩阵状的上述多个背面电极，经由键合线与设置在上述半导体芯片上的电极坪盘相连接的多个引 线电纟及，以及连接上述多个引线电极和上述多个背面电极的布线及通孔。
8. 根据权利要求7所述的半导体装置，其特征在于 传输上述差动输入信号、差动输出信号的上述通孔中、配置在比次外周的背面电极靠内周侧的通孔，通过上述布线与第2、 m-l行或第2、 n- 1列的背面电极相连接。
9. 根据权利要求1至6的任一项所述的半导体装置，其特征在于 上述半导体装置具有晶圆级芯片尺寸封装形式的球栅阵列构造，并且包括安装上述半导体芯片的基体材料； 上述基体材料包括在上述半导体芯片的安装面的背面设置成矩阵状的上述多个背面电 极，和使设置在上述半导体芯片上的电极焊盘连接于上述多个背面电极的 再布线和4妾线4主。
10. —种电子设备，其特征在于，包括 液晶屏，权利要求1所述的半导体装置，驱动电路，接收来自上述半导体装置所包含的上述定时控制电路的 差动信号，驱动上述液晶屏，以及装配上述半导体装置的多层印刷基板；被输入到上述半导体装置、或者从上述半导体装置输出的上述差动 输入信号、差动输出信号，被通过在上述基板上的表层所形成的图形布线来传输。
11. 根据权利要求IO所述的电子设备，其特征在于 本电子设备是计算机，其安装键盘的第1壳体和安装上述液晶屏的 第2壳体纟皮可折叠地连接起来，上述多层印刷基板在上述第2壳体内被配置于上述液晶屏和上述第1壳体之间。
全文摘要
本发明提供一种良好地传输差动信号的半导体装置及使用了它的电子设备。半导体装置(100)接收差动输入信号(IN)，进行预定的信号处理后输出差动输出信号(OUT)。在半导体装置(100)的背面形成被配置成m行n列(m和n是整数)的矩阵状的多个背面电极(PAD)。将用于差动输入信号(IN)或差动输出信号(OUT)的背面电极(PAD)配置在矩阵的第1、2、m-1、m行或第1、2、n-1、n列。并且，用于成对的差动输入信号(INkN、INkP)的背面电极(PAD)对、及用于成对的差动输出信号(OUTkN、OUTkP)的背面电极(PAD)对被相邻地配置。
文档编号G09G3/36GK101192394SQ20071019623
公开日2008年6月4日 申请日期2007年11月30日 优先权日2006年11月30日
发明者臼井弘敏 申请人:罗姆股份有限公司
技术领域：
本发明涉及半导体装置，特别涉及处理差动信号的半导体装置。
背景技术：
背景技术：
在各种各样的电子设备中，为减少所要铺设的信号线或者提高抗噪 声性，使用了差动信号的数据传输正在被采用。例如，在笔记本式个人 计算机或折叠式便携式电话终端等中，对于安装操作按钮等的第1壳体
和安装液晶屏的第2壳体间的信号收发，使用被称作低电压差动信号(Low Voltage Differential Signal,以下称LVDS )或j氐l展幅差动^[言号(Reduced Swing Differential Signal,以下称RSDS)的差动4言号。LVDS和RSDS 可以实现高速传输和低消耗功率化，并且由于是传输小振幅的信号，所 以具有EMI ( Electromagnetic Interference: 电石兹干护C) 4争寸生1"尤越的斗争 征。例如在专利文献1和2中，记载有相关技术。
专利文献l:特开平6 - 104936号公报
专利文献2:特开2000 - 59443号公报
专利文献3:特开2006 - 49695号公报
发明内容
在使用了差动信号的信号传输中，将取1或Q值的数字值变换成彼 此反相的信号对来进行传输。这里，如果传送信号对的路径的长度、路 径的寄生电容、寄生电阻等电特性欠缺平衡，则会损害信号对的波形的 对称性，会发生传输率下降、EMI变差这样的问题。本发明人认识到在用 专利文献3所记载的那样的球栅阵列(BGA: Ball Grid Array)封装来 构成输入输出差动信号的电路时，差动信号的波形会变差这样的问题。
本发明是鉴于这样的课题而设计的，其目的之一在于提供一种能够
良好地传输差动信号的半导体装置。
本发明的一个方案涉及一种接收差动输入信号，进行预定的信号处 理后输出差动输出信号的半导体装置。该半导体装置包括在其背面被配
置成m行n列(m和n是整数)的矩阵状的多个背面电极。将用于差动输 入信号或差动输出信号的背面电极配置在第1、 2、 m_l、 m行或第1、 2、 n-l、 n列。用于成对的差动输入信号的背面电极对相邻地配置，成对的 差动输出信号的背面电极对相邻地配置。
根据该方案，通过配置在半导体装置的最外周和次外周的背面电极 输入输出差动信号的信号对。因此，在安装本半导体装置的印刷基板上 形成布线图形时，能够以几乎相等的布线长度引出差动信号对，能够实 现良好的差动信号传输。
在一个方案中，用于成对的差动输入信号的背面电极对和用于成对 的差动输出信号的背面电极对可以分别被配置成在与半导体装置的外边 相垂直的方向上相邻。并且，用于成对的差动输入信号的背面电极对和 用于成对的差动输出信号的背面电极对可以被配置成具有相同极性的信 号相邻。
半导体装置可以是长方形，m^n。通过将半导体装置做成长方形， 并适当配置差动信号的输入输出用的背面电极，能够灵活地涉及安装本 半导体装置的印刷基板的形状、布线图形。
可以将用于差动输入信号的大部分背面电极沿长方形的短边配置。 在该情况下，可以不必将形成在印刷基板上的、与用于差动输入信号的 背面电极相连接的布线向与长方形的长边垂直的方向引出，所以能够很 好地应用于细长形状的印刷基板。所谓大部分，是指也可以是其一部分 沿其他边配置，只要多于差动输入信号总数的1/2即可，优选80°/。左右。
另外，也可以将用于差动输入信号的大部分背面电极沿上述长方形 的长边配置。
一个方案的半导体装置可以具有引线框形式的球栅阵列构造。半导
装半导体芯片的基体材料。基体材料可以包括在半导体芯片的安装面 的背面设置成矩阵状的多个背面电极；经由键合线与设置在半导体芯片 上的电极焊盘相连接的多个引线电极；连接多个引线电极和多个背面电
才及的布线及通孔。
可以将传输差动输入信号、差动输出信号的通孔中、配置在比次外
周的背面电极靠内周侧的通孔，与第2、 m-l行或第2、 n-l列的背面 电极相连接。半导体装置可以还包括用于背面电极与通孔的连接的布线。
另一个方案的半导体装置可以具有晶圓级芯片尺寸封装形式的球栅 阵列构造。半导体装置可以包括形成有执行预定的信号处理的电路的半 导体芯片，和安装半导体芯片的基体材料。基体材料可以包括在半导 体芯片的安装面的背面设置成矩阵状的多个背面电极，和使设置在半导 体芯片上的电极焊盘连接于多个背面电极的再布线和接线柱。
半导体装置可以包括用于驱动液晶屏的定时控制电路。可以是各颜 色的亮度信号和时钟信号分别被作为差动信号输入，在施加预定的信号 处理后，将送往外装的液晶驱动器的驱动信号作为差动信号进行输出。
本发明的另一方案是一种电子设备。该电子设备包括液晶屏；上 述的半导体装置；驱动电路，接收来自半导体装置所包含的定时控制电 路的差动信号，驱动液晶屏；至少装配半导体装置的多层印刷基板。被 输入到半导体装置、或者从半导体装置输出的差动输入信号、差动输出 信号，被通过形成在基板上的表层的图形来传输。
通过该方案，差动信号成为在印刷基板上的表层传输，所以不经由 通孔等来传输，因而能够减少信号路径的寄生电容、寄生电阻等，实现 良好的差动信号传输。
本电子设备可以是计算机，其安装键盘的第1壳体和安装上述液晶 屏的第2壳体被可折叠地连接起来，多层印刷基板可以被配置在第2壳 体内的液晶屏和第1壳体之间。
此时，多层印刷基板不被配置在液晶屏的背面，所以能够使第2壳 体薄型化。
另外，将以上结构要件的任意组合、本发明的结构要件以及表达方 式在方法、装置、系统等之间相互置换的方案，作为本发明的实施方式
也是有效的。
通过本发明的半导体装置，能够良好地传输差动信号。
图1是表示实施方式的半导体装置的形成有电极的背面的平面图。 图2是表示安装图1的半导体装置的印刷基板的表层的一部分的图。
图3是表示图1的半导体装置的侧面剖面图的图。 图4的(a)是图3的半导体装置100的引线框层的平面图。 图4的(b)是图3的半导体装置100的布线层的平面图。 图5的(a)是表示笔记本式个人计算机的结构例的框图。 图5的(b)是表示笔记本式个人计算机的结构例的框图。 图5的(c)是表示笔记本式个人计算机的结构例的框图。 图5的(d)是表示笔记本式个人计算机的结构例的框图。
具体实施例方式
以下，基于优选的实施方式，参照
本发明。对于各附图中 所示的相同或等同的结构要件、部件、处理标注相同的标号，并适当省 略重复的说明。另外，实施方式只是例示，并非限定本发明，实施方式 中所记述的所有特征及其组合，不一定就是本发明的本质特征。
图1是从表面透视实施方式的半导体装置100的形成有电极的背面 的平面图。半导体装置100接收差动输入信号IN,进行预定的信号处理， 输出差动输出信号OUT。
半导体装置100在其背面具有配置成m行n列(m、 n是整数)的矩 阵状的多个背面电极PAD。以下将第i行j列的背面电极记作PAD〔 i, j〕。 在本实施方式中，半导体装置100是长方形，m^n， m=8， n=14。优选 半导体装置100是所谓的BGA (球栅阵列)封装，背面电极PAD是球形电 极(bump:凸块)。向半导体装置100输入、或者从半导体装置IOO输出 的信号、电源电压、接地电压经由背面电极PAD输入或输出。背面电极 PAD实际上是圆形的，但在图1中以简化了的正方形来表示。各正方形的 内部表示有所要传输的信号。
半导体装置1QQ接收多个(5个)差动输入信号INQ IN4，施加预 定的信号处理，输出多个(IO个)差动输出信号OUT0 OUT9。差动信号 的个数仅是个例示，可以是任意个数。各差动信号包含以后缀P和N来 区别的彼此反相的互补的信号对地构成。例如，第k个(k是整数)差动 输入信号INk包括INkP和INkN,第k个差动输出信号OUTk包括0UTkP
和0UTkN。
在本实施方式中，用于差动输入信号IN0 IN4或差动输出信号 OUTO ~ 0UT9的背面电极PAD被配置在矩阵的第1、 2、 m-1、 m行、即第 1、 2、 7、 8行，或者配置在矩阵的第1、 2、 n-l、 n列、即第1、 2、 13、 14歹ij。从其他观点来看，用于差动信号的背面电极PAD被配置在半导体 装置1Q0的最外周和次外周。
另外，用于成对的差动输入信号INkP、 INkN的背面电极PAD对相邻 地配置。同样地，成对的差动输出信号0UTkP、 OUTkN的背面电极PAD对 相邻地配置。
在图1中，用于成对的差动输入信号INk的背面电极PAD对、和用 于成对的差动输出信号OUTk的背面电极PAD对，分别被配置成在垂直于 半导体装置100的外边的方向上相邻。例如，成对的差动输入信号INkP、 INkN (k = 0~ 3)在与图1的半导体装置100的左边相垂直的方向上相邻 地配置，成对的差动输入信号INkP、 INkN (k-4)在与图1的半导体装 置100的底边相垂直的方向上相邻地配置。另外，成对的差动输出信号 0UTkP、 0UTkN (k = 0~ 5)在与图1的半导体装置100的上边相垂直的方 向上相邻地配置，成对的差动输出信号0UTkP、 OUTkN (k = 6~ 9)在与图 1的半导体装置100的右边相垂直的方向上相邻地配置。
并且，成对的差动信号中，具有第1极性的信号(在图1中为N)被 配置在外侧，具有第2极性的信号(在图1中为P)被配置在内侧。即， 具有相同极性的信号被相邻地配置。换言之，最外周的背面电极PAD和 其内周的背面电极PAD分别被输入或输出不同极性的信号。N和P的极性 也可以反过来。
另外，用于差动输入信号的大部分背面电极PAD都沿长方形的短边 (左边)配置。即，5个差动输入信号中有4个差动输入信号、即4/5被 沿短边配置。
在图1的半导体装置100中，矩阵的四个角的背面电极PAD 〔 i， j〕 (这里，i = l、 2、 m-l、 m, JLj = l、 2、 n-l、 n)一皮用作接地。由此， 能够对半导体装置100内部的半导体芯片提供稳定的接地电位。图1的 其他背面电极PAD被用作接地或者电源电压VDD。
图2是表示安装图1的半导体装置100的印刷基板200的表层的一
部分的图。印刷基板200具有多层构造，在其表层，通过焊接以电方式
和机械方式连接半导体装置100。印刷基板200形成有与半导体装置100 的背面电极PAD相连接的接合区(land) 20,和用于从接合区2 0引导出 信号的图形布线22。接合区20对应于背面电极PAD地配置成矩阵状。另 外，图2的虛线40表示半导体装置100的安装位置。
例如，接合区20a、 20b分别与图1的用于差动输入信号IN4P、 IN4N 的背面电极PAD〔7， 3〕、 PAD 〔8, 3〕相连接。再例如，接合区20c、 20d 分别与图1的用于差动输入信号IN2N、 IN2P的背面电极PAD〔5， 1〕、 PAD 〔5， 2〕相连接。
在本实施方式中，被输入到半导体装置100、或者从半导体装置IOO 输出的差动输入信号、差动输出信号经由在印刷基板200上的表层所形 成的图形布线22，被引导到其他电路块。在图2中，图形布线22a、 22b 分别是从接合区20a、 20b引出的布线。同样地，图形布线22c、 22d分 别是从接合区20c、 20d引出的布线。用于传输差动信号的图形布线22a ~ 22d被布设在印刷基板200的表层。图形布线22a 22d不移动到其他布 线层，在印刷基板200的表层引导到其他电路块。
关于不传输差动信号的图形布线，经由形成在印刷基板200的表层 的图形布线、或者形成在未图示的其他层的图形布线来引导。例如，接 合区20e、 20f分别是接地用和电源供给用的接合区，接地电位GND和电 源电压VDD经由与接合区20e、 20f相连接的图形布线22e、 22f及通孔 24e、 24f从其他布线层来提供。
根据本实施方式的半导体装置100，用于差动信号的背面电极PAD被 配置在矩阵的外周。结果，在安装半导体装置100的印刷基板200中， 能够仅在表层形成传输差动信号的图形布线。如果将用于差动信号的背 面电极PAD配置在矩阵内部的3<i《m-2JL3《j<n-2的区域，则会 受到图形布线的规则的限制，很难从与该背面电极相连接的接合区20仅 经由印刷基板200的表层而引导到所希望的地方。如果经由通孔利用其 他布线层，则未预料到的或者不需要的寄生电容、寄生电阻等会对差动 信号的波形产生影响。特别是近年来，球栅阵列的窄间距化正在推进， 从内周的接合区20仅利用表层的布线图形而将信号引导到电路的所希望 的地方变得越发困难。
与此相比，本实施方式的半导体装置100能够通过表层的图形布线 将差动信号引导到所希望的位置，所以能够抑制信号波形的畸变，良好 地传输差动信号。
另外，通过将成对的差动信号分配给相邻的背面电极PAD，能够使差 动对的布线长度等长，能够提高差动信号的对称性。
接下来，说明半导体装置100的具体内部结构。图3是表示图1的 半导体装置100的侧面剖面图的图。图4的(a)、 (b)是图3的半导体 装置100的平面图，分别表示引线框层62和布线层66。
半导体装置100具有所谓的引线框形式(lead frame type)的BGA 封装构造。如图3所示，半导体装置100具有半导体芯片50、基体材料 60。半导体芯片50中形成有执行预定的信号处理的电路。在半导体芯片 50的表层沿外周设有用于输入输出信号的电极焊盘52。
基体材料60具有多层构造，包括引线框层62、绝缘层64、布线层 66。基体材料60的表面(上表面)为半导体芯片50的安装面，其背面 (下表面)矩阵状地形成图1的背面电极PAD。在引线框层62形成引线 框68。引线框68的一端经由键合线70与半导体芯片50的电极焊盘52 相连4妻。
引线框68的另一端延伸至预定的背面电极PAD的位置附近。绝缘层 64上设有通孔72，连接引线框68的该另一端和与形成在布线层66上的 布线74相连一妻的背面电一及PAD。通孔72配置在多个背面电纟及PAD的四个角。
如图4的(b)所示，传输差动输入信号IN、差动输出信号OUT的通 孔72中、配置在比次外周的背面电极PAD靠内周侧的通孔72与第2、 m -1行或第2、 n-1列的背面电极相连接。例如，差动输出信号OUTOP、 0UT1P经由通孔72a、 72b被导向布线层66,在布线层66中分别经由布 线74a、 74b与第2行的背面电极PAD 〔2， 7〕、 PAD 〔2， 8〕相连接。
另外，半导体装置100也可以不用图3和图4的(a)、 (b)所示那 样的引线框式的BGA，而是用晶圓级芯片尺寸封装(WL-CSP)形式的BGA 来构成。在该情况下，引线框68以再布线来形成，通孔72以接线柱来 形成。
接下来，说明上述半导体装置100的应用。图1的半导体装置100
例如能够很好地适用于笔记本式个人计算机的液晶驱动用的定时控制1C。
图5的(a) ~ (d)是表示笔记本式个人计算机300的结构的框图。 个人计算机300包括安装键盘、CPU、硬盘装置(未图示)等的第1壳体 310，和安装液晶屏322的第2壳体320。第1壳体310和第2壳体320 以铰链构造相连接，可进行折叠。
从第1壳体310经由挠性电缆330向第2壳体320传输要显示在液 晶屏322上的图像数据。安装在第1壳体310中的LVDS发送电路312对 图像数据进行并行-串行转换，将各个颜色的亮度信号和时钟信号分别作 为差动信号发送到第2壳体320侧。另外，图5的(b) ~ (d)与图5 的U)相比仅是部件的配置不同，所以省略了一部分与图5的(a)相 同的部件的图示。
定时控制IC (TCON) 326被输入从LVDS发送电路(TX ) 312输出的 差动信号，在施加预定的信号处理后，将送往外装的液晶驱动器(DRV) 328的驱动信号作为差动信号输出。使用RSDS传输进行差动信号的输出。 液晶驱动器328接收来自定时控制IC326的差动信号，驱动液晶屏322。
定时控制IC326被安装在多层印刷基板324上。在图5的(a) ~ ( c) 中，多层印刷基板324在第2壳体320内不是配置在液晶屏322的背面， 而是配置在与液晶屏322的某个边相邻的位置。该多层印刷基板324对 应于图2的印刷基板200。因此，被输入到作为半导体装置100的定时控 制IC326、或者从定时控制IC326输出的差动信号，经由形成于多层印刷 基板324的表层的图形布线来传输，这可以通过使定时控制IC326的差 动信号的输入输出用焊盘如图1那样成为最外周和次外周的背面电极PAD 来实现。结果，能够以几乎相等的布线长度来引导出差动信号对，所以 能实现良好的信号传输。
另外，通过如图1那样以长方形来构成定时控制IC326，能够使安装 它的多层印刷基板324成为细长的形状。如果是细长的多层印刷基板324， 则能够如图5的(a) ~ (c)所示那样不安装在液晶屏322的背面，而 是安装在与液晶屏322相邻的位置，因而能够实现第2壳体320的薄型 化。
另外，如图1所示，通过将差动输入信号用的背面电极PAD配置在半导体装置100的左方向，并将差动输出信号用的背面电极焊盘PAD配 置在半导体装置100的右方向，能够良好地从LVDS发送电路312至液晶 驱动器328配置信号。另外，通过将差动输入信号用的背面电极PAD集 中配置在半导体装置100的短边，能够将多层印刷基板324上的图形布 线引出到多层印刷基板324的长边方向。结果，能够缩短多层印刷基板 324的宽度d，使得往狭小空间的安装变得容易。
另外，在沿图5的(a) ~ (c)的液晶屏322的任意一边设置多个 液晶驱动器328时，也可以将差动输出信号用的背面电极PAD配置于半 导体装置100的长边。由此，能够容易地对多个液晶驱动器328提供信
口可。
另外，如图5的(d)所示，也可以将安装有定时控制IC326的多层 印刷基板324配置在液晶屏322的背面。此时，不是能使第2壳体320 薄型化，而是能减小第2壳体320的面积。
基于实施方式对本发明进行了说明，但实施方式仅是表示本发明的 原理、应用，在不脱离权利要求书所规定的本发明的思想的范围内，实 施方式可以有很多变形例和配置的变更。
在实施方式中，说明了使半导体装置100为长方形的情况，但也可 以将其做成正方形。
另外，作为半导体装置100的应用，例示了用于笔记本式个人计算 机的定时控制IC326，但本发明不限于此，可以应用于输入输出差动信号 的很多IC。
权利要求
1.一种接收差动输入信号，进行预定的信号处理后输出差动输出信号的半导体装置，其特征在于，包括用于驱动液晶屏的定时控制电路，各颜色的亮度信号和时钟信号分别被作为上述差动输入信号输入，在施加预定的信号处理后，将送往外装的液晶驱动器的驱动信号作为差动输出信号进行输出，和在上述半导体装置的背面被配置成m行n列的矩阵状的多个背面电极，所述m和n是整数；其中，将用于上述差动输入信号或上述差动输出信号的背面电极配置在第1、2、m-1、m行或第1、2、n-1、n列，用于成对的上述差动输入信号的背面电极对相邻地配置，成对的上述差动输出信号的背面电极对相邻地配置。
2. 根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于用于成对的上述差动输入信号的背面电极对和用于成对的上述差动 输出信号的背面电极对分别被配置成在与上述半导体装置的外边相垂直 的方向上相邻。
3. 根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于用于成对的上述差动输入信号的背面电极对和用于成对的上述差动 输出信号的背面电极对被配置成具有相同极性的信号相邻。
4. 根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于 上述半导体装置是长方形，m^n。
5. 根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于 将用于上述差动输入信号的大部分背面电极沿上述长方形的短边配置。
6. 根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于将用于上述差动输入信号的大部分背面电极沿上述长方形的长边配置。
7. 根据权利要求1至6的任一项所述的半导体装置，其特征在于 上述半导体装置具有引线框形式的球栅阵列构造，并且包括安装上述半导体芯片的基体材料； 上述基体材料包括在上述半导体芯片的安装面的背面设置成矩阵状的上述多个背面电极，经由键合线与设置在上述半导体芯片上的电极坪盘相连接的多个引 线电纟及，以及连接上述多个引线电极和上述多个背面电极的布线及通孔。
8. 根据权利要求7所述的半导体装置，其特征在于 传输上述差动输入信号、差动输出信号的上述通孔中、配置在比次外周的背面电极靠内周侧的通孔，通过上述布线与第2、 m-l行或第2、 n- 1列的背面电极相连接。
9. 根据权利要求1至6的任一项所述的半导体装置，其特征在于 上述半导体装置具有晶圆级芯片尺寸封装形式的球栅阵列构造，并且包括安装上述半导体芯片的基体材料； 上述基体材料包括在上述半导体芯片的安装面的背面设置成矩阵状的上述多个背面电 极，和使设置在上述半导体芯片上的电极焊盘连接于上述多个背面电极的 再布线和4妾线4主。
10. —种电子设备，其特征在于，包括 液晶屏，权利要求1所述的半导体装置，驱动电路，接收来自上述半导体装置所包含的上述定时控制电路的 差动信号，驱动上述液晶屏，以及装配上述半导体装置的多层印刷基板；被输入到上述半导体装置、或者从上述半导体装置输出的上述差动 输入信号、差动输出信号，被通过在上述基板上的表层所形成的图形布线来传输。
11. 根据权利要求IO所述的电子设备，其特征在于 本电子设备是计算机，其安装键盘的第1壳体和安装上述液晶屏的 第2壳体纟皮可折叠地连接起来，上述多层印刷基板在上述第2壳体内被配置于上述液晶屏和上述第1壳体之间。
全文摘要
本发明提供一种良好地传输差动信号的半导体装置及使用了它的电子设备。半导体装置(100)接收差动输入信号(IN)，进行预定的信号处理后输出差动输出信号(OUT)。在半导体装置(100)的背面形成被配置成m行n列(m和n是整数)的矩阵状的多个背面电极(PAD)。将用于差动输入信号(IN)或差动输出信号(OUT)的背面电极(PAD)配置在矩阵的第1、2、m-1、m行或第1、2、n-1、n列。并且，用于成对的差动输入信号(INkN、INkP)的背面电极(PAD)对、及用于成对的差动输出信号(OUTkN、OUTkP)的背面电极(PAD)对被相邻地配置。
文档编号G09G3/36GK101192394SQ20071019623
公开日2008年6月4日 申请日期2007年11月30日 优先权日2006年11月30日
发明者臼井弘敏 申请人:罗姆股份有限公司
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