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KR20240088538A - Substrate and semiconductor device comprising the same - Google Patents

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KR20240088538A
KR20240088538A KR1020230074143A KR20230074143A KR20240088538A KR 20240088538 A KR20240088538 A KR 20240088538A KR 1020230074143 A KR1020230074143 A KR 1020230074143A KR 20230074143 A KR20230074143 A KR 20230074143A KR 20240088538 A KR20240088538 A KR 20240088538A
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KR
South Korea
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power line
power
layer
voltage
disposed
Prior art date
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Pending
Application number
KR1020230074143A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
황지수
박준서
이희석
정우빈
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to US18/514,715 priority Critical patent/US20240194568A1/en
Publication of KR20240088538A publication Critical patent/KR20240088538A/en
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Abstract

전원 무결성이 향상된 기판이 제공된다. 상기 기판은 제1 방향으로 연장된 제1 파워 라인과, 상기 제1 방향으로 연장된 제2 파워 라인을 포함하는 제1 레이어; 상기 제1 레이어의 아래에 위치하고, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 제3 파워 라인과, 상기 제2 방향으로 연장된 제4 파워 라인을 포함하는 제2 레이어; 상기 제1 파워 라인과 상기 제3 파워 라인을 전기적으로 연결하는 제1 비아; 및 상기 제2 파워 라인과 상기 제4 파워 라인을 전기적으로 연결하는 제2 비아를 포함하고, 상기 제3 파워 라인, 상기 제1 비아 및 상기 제1 파워 라인를 통해서 제1 전압이 전달되고, 상기 제4 파워 라인, 상기 제2 비아 및 상기 제2 파워 라인을 통해서 제2 전압이 전달된다. A board with improved power integrity is provided. The substrate includes a first layer including a first power line extending in a first direction and a second power line extending in the first direction; a second layer located below the first layer and including a third power line extending in a second direction different from the first direction and a fourth power line extending in the second direction; a first via electrically connecting the first power line and the third power line; and a second via electrically connecting the second power line and the fourth power line, wherein a first voltage is transmitted through the third power line, the first via, and the first power line, and the first voltage is transmitted through the third power line, the first via, and the first power line. A second voltage is transmitted through the 4 power line, the second via, and the second power line.

Description

기판 및 이를 포함하는 반도체 장치{Substrate and semiconductor device comprising the same}Substrate and semiconductor device comprising the same}

본 발명은 기판 및 이를 포함하는 반도체 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate and a semiconductor device including the same.

저전력 및 고효율 특성이 중요한 모바일 장치의 프로세서는, 서로 다른 레벨의 동작 전압을 제공받는 복수의 파워 도메인과, 각 파워 도메인에 설치된 복수의 코어를 포함할 수 있다. A processor in a mobile device, where low power and high efficiency characteristics are important, may include a plurality of power domains that are provided with operating voltages at different levels and a plurality of cores installed in each power domain.

한편, 발열 특성 및 타이밍 특성을 개선하기 위해서, 동일한 파워 도메인에 설치되는 복수의 코어를 서로 이격시켜 배치할 수 있다. 복수의 코어가 서로 이격되어 배치되기 때문에, 각 코어에 전원을 공급하기 위한 파워 전달망(PDN, Power Delivery Network)의 구성이 복잡해질 수 있다. 특히, 파워 전달망을 플래인(plane) 형태로 구성하는 경우, 서로 이격된 복수의 코어끼리 연결하더라도 여러가지 요인에 의해 전원 무결성(PI, Power Integrity)을 보장하기 어렵다.Meanwhile, in order to improve heat generation characteristics and timing characteristics, a plurality of cores installed in the same power domain can be arranged to be spaced apart from each other. Since multiple cores are placed spaced apart from each other, the configuration of a power delivery network (PDN) for supplying power to each core may become complicated. In particular, when the power transmission network is configured in the form of a plane, it is difficult to guarantee power integrity (PI) due to various factors even when multiple cores that are spaced apart from each other are connected.

미국공개특허 US 2021/0202387 A1 (2021.07.01 공개)US published patent US 2021/0202387 A1 (published on July 1, 2021)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 전원 무결성이 향상된 기판을 제공하는 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to provide a substrate with improved power integrity.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 전원 무결성이 향상된 반도체 장치를 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a semiconductor device with improved power integrity.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판은 제1 방향으로 연장된 제1 파워 라인과, 상기 제1 방향으로 연장된 제2 파워 라인을 포함하는 제1 레이어; 상기 제1 레이어의 아래에 위치하고, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 제3 파워 라인과, 상기 제2 방향으로 연장된 제4 파워 라인을 포함하는 제2 레이어; 상기 제1 파워 라인과 상기 제3 파워 라인을 전기적으로 연결하는 제1 비아; 및 상기 제2 파워 라인과 상기 제4 파워 라인을 전기적으로 연결하는 제2 비아를 포함하고, 상기 제3 파워 라인, 상기 제1 비아 및 상기 제1 파워 라인를 통해서 제1 전압이 전달되고, 상기 제4 파워 라인, 상기 제2 비아 및 상기 제2 파워 라인을 통해서 제2 전압이 전달된다. A substrate according to some embodiments of the present invention for achieving the above technical problem includes: a first layer including a first power line extending in a first direction and a second power line extending in the first direction; a second layer located below the first layer and including a third power line extending in a second direction different from the first direction and a fourth power line extending in the second direction; a first via electrically connecting the first power line and the third power line; and a second via electrically connecting the second power line and the fourth power line, wherein a first voltage is transmitted through the third power line, the first via, and the first power line, and the first voltage is transmitted through the third power line, the first via, and the first power line. A second voltage is transmitted through the 4 power line, the second via, and the second power line.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 제1 방향으로 연장되고 제1 전압을 전달하기 위한 제1 파워 라인과, 상기 제1 방향으로 연장되고 제2 전압을 전달하기 위한 제2 파워 라인을 포함하는 제1 레이어; 상기 제1 레이어의 아래에 위치하고, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 제3 파워 라인과, 상기 제2 방향으로 연장된 제4 파워 라인을 포함하는 제2 레이어; 상기 제1 파워 라인과 상기 제3 파워 라인을 전기적으로 연결하는 제1 비아; 및 상기 제2 파워 라인과 상기 제4 파워 라인을 전기적으로 연결하는 제2 비아를 포함하고, 상기 제1 레이어의 상면에 설치되고, 상기 제1 파워 라인과 전기적으로 연결된 제1 범프와, 상기 제2 파워 라인과 전기적으로 연결된 제2 범프를 포함하고, 상기 제1 레이어는, 상기 제1 전압을 전달하기 위한 제5 파워 라인을 더 포함하고, 상기 제1 파워 라인, 상기 제2 파워 라인 및 상기 제5 파워 라인은, 순서대로 상기 제1 방향을 따라 일렬로 배치되고, 상기 제1 파워 라인과 상기 제5 파워 라인은, 연결 라인을 통해서 서로 연결되고, 상기 연결 라인은 상기 제2 파워 라인을 피하도록 구불거리는 형상을 갖고, 상기 제5 파워 라인의 일측에는 상기 제1 파워 라인이 배치되고, 상기 제5 파워 라인의 타측에는 커패시터(die-side capacitor)가 배치되고, 상기 커패시터는 상기 제5 파워 라인, 상기 연결 라인을 통해서 상기 제1 파워 라인에 전기적으로 연결된다.A semiconductor device according to some embodiments of the present invention for achieving the above technical problem includes a first power line extending in a first direction and transmitting a first voltage, and a first power line extending in the first direction and transmitting a second voltage. a first layer including a second power line for; a second layer located below the first layer and including a third power line extending in a second direction different from the first direction and a fourth power line extending in the second direction; a first via electrically connecting the first power line and the third power line; and a second via electrically connecting the second power line and the fourth power line, a first bump installed on the upper surface of the first layer and electrically connected to the first power line, and the first bump electrically connected to the first power line. 2 and a second bump electrically connected to the power line, wherein the first layer further includes a fifth power line for transmitting the first voltage, wherein the first power line, the second power line and the The fifth power line is sequentially arranged in a line along the first direction, the first power line and the fifth power line are connected to each other through a connection line, and the connection line connects the second power line. It has a curved shape to avoid, the first power line is disposed on one side of the fifth power line, and a capacitor (die-side capacitor) is disposed on the other side of the fifth power line, and the capacitor is disposed on the fifth power line. A power line is electrically connected to the first power line through the connection line.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는 서로 구분되는 제1 영역과 제2 영역이 정의된 보드; 상기 제1 영역 상에 배치되는 반도체 패키지; 및 상기 제2 영역 상에 배치되는 파워 매니지먼트 칩을 포함하고, 상기 반도체 패키지는 서로 다른 제1 파워와 제2 전압을 사용하여 동작하고, 상기 파워 매니지먼트 칩은 상기 제1 전압을 사용하여 동작하고, 상기 보드는 제1 방향으로 연장되는 제1 파워 라인과, 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 파워 라인을 포함하는 제1 레이어와, 상기 제1 레이어의 아래에 위치하고, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 제3 파워 라인과, 상기 제2 방향으로 연장된 제4 파워 라인을 포함하는 제2 레이어와, 상기 제1 파워 라인과 상기 제3 파워 라인을 전기적으로 연결하는 제1 비아와, 상기 제2 파워 라인과 상기 제4 파워 라인을 전기적으로 연결하는 제2 비아를 포함하고, 상기 제3 파워 라인, 상기 제1 비아 및 상기 제1 파워 라인를 통해서 제1 전압이 전달되고, 상기 제4 파워 라인, 상기 제2 비아 및 상기 제2 파워 라인을 통해서 제2 전압이 전달된다.A semiconductor device according to some embodiments of the present invention for achieving the above technical problem includes a board having distinct first and second regions defined; a semiconductor package disposed on the first area; and a power management chip disposed on the second area, wherein the semiconductor package operates using different first powers and second voltages, and the power management chip operates using the first voltage, The board includes a first layer including a first power line extending in a first direction and a second power line extending in the first direction, and a second layer located below the first layer and different from the first direction. A second layer including a third power line extending in two directions and a fourth power line extending in the second direction, a first via electrically connecting the first power line and the third power line, and , includes a second via electrically connecting the second power line and the fourth power line, a first voltage is transmitted through the third power line, the first via, and the first power line, and the first voltage is transmitted through the third power line, the first via, and the first power line. A second voltage is transmitted through the 4 power line, the second via, and the second power line.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 도 1의 반도체 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판에 설치된 파워 전달망을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 도 3의 제1 레이어(L1)를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 도 3의 제2 레이어(L2)를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판에 설치된 파워 전달망을 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치의 보드에 설치된 파워 전달망을 설명하기 위한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 기판에 구현된 파워 전달망의 제1 레이어를 도시한 평면도이다.
도 12는 도 11의 평면도에 복수의 코어가 배치되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 10에 도시된 기판에 구현된 파워 전달망의 제1 레이어의 다른 예를 도시한 평면도이다.
1 is a conceptual diagram for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the semiconductor device of FIG. 1.
Figure 3 is a perspective view illustrating a power transmission network installed on a substrate according to some embodiments of the present invention.
FIG. 4 is a plan view for explaining the first layer (L1) of FIG. 3.
FIG. 5 is a plan view for explaining the second layer (L2) of FIG. 3.
6 is a conceptual diagram for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
Figure 7 is a perspective view illustrating a power transmission network installed on a substrate according to some embodiments of the present invention.
8 is a conceptual diagram for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
Figure 9 is a perspective view illustrating a power transmission network installed on the board of a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
10 is a diagram for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.
FIG. 11 is a plan view showing the first layer of the power transmission network implemented on the substrate shown in FIG. 10.
FIG. 12 is a diagram for explaining the arrangement of a plurality of cores in the plan view of FIG. 11.
FIG. 13 is a plan view showing another example of the first layer of the power transmission network implemented on the substrate shown in FIG. 10.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions thereof are omitted.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention.

도 1을 참고하면, 프로세서 칩(10)은 복수의 파워 도메인(11a, 15a)을 포함할 수 있다. 제1 파워 도메인(11a)은 제1 동작 전압을 제공받고, 제2 파워 도메인(15a)은 제1 동작 전압과 다른 제2 동작 전압을 제공받는다. Referring to FIG. 1, the processor chip 10 may include a plurality of power domains 11a and 15a. The first power domain 11a receives a first operating voltage, and the second power domain 15a receives a second operating voltage different from the first operating voltage.

프로세서 칩(10)은 기판(즉, 패키지 기판)(20) 상에 배치된다. 기판(20)을 통해서, 제1 파워 도메인(11a)에 제1 동작 전압이 제공되고, 제2 파워 도메인(15a)에 제2 동작 전압이 제공된다.The processor chip 10 is disposed on a substrate (i.e., package substrate) 20. Through the substrate 20, a first operating voltage is provided to the first power domain 11a and a second operating voltage is provided to the second power domain 15a.

기판(20) 상에 배치된 칩으로서 프로세서 칩(10)을 예로 들었으나, 이에 한정되지 않는다. The processor chip 10 is used as an example as a chip disposed on the substrate 20, but the present invention is not limited thereto.

도 2는 도 1의 반도체 장치를 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the semiconductor device of FIG. 1.

도 2를 참고하면, 기판(20)의 상면에는 프로세서 칩(10)이 배치되고, 기판(20)과 프로세서 칩(10)은 범프(BP)를 통해서 연결된다. 기판(20)의 하면에는 볼(또는 외부 연결 단자)(BL)이 배치된다. 범프(BP) 또는 볼(BL) 대신, 전기적 연결이 가능한 다른 종류의 부재가 사용되어도 무방하다.Referring to FIG. 2, a processor chip 10 is disposed on the upper surface of the substrate 20, and the substrate 20 and the processor chip 10 are connected through a bump BP. A ball (or external connection terminal) BL is disposed on the lower surface of the substrate 20. Instead of the bump (BP) or ball (BL), other types of members capable of electrical connection may be used.

기판(20)의 내부에는, 복수의 파워 도메인(예를 들어, 11a, 15a)에 서로 다른 동작 전압을 제공하기 위한 파워 전달망(PDN)이 구성되어 있다. 몇몇 실시예에서, 파워 전달망의 몇몇 레이어는 플래인 타입(plane type)이 아닌 위브 타입(weave)으로 구성될 수 있다. 파워 전달망은 복수의 레이어(L1, L2, L3)을 포함할 수 있고, 하나의 레이어(예를 들어, L1)에 배치된 도전 라인(111, 121, 112, 122, 113, 131)의 연장방향(예를 들어, Y방향)과, 바로 인접한 다른 레이어(예를 들어, L2)에 배치된 도전 라인(211)의 연장방향(예를 들어, X 방향)은 다를 수 있다. 가장 아래의 레이어(예를 들어, L3)는 플래인(P1) 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. Inside the substrate 20, a power transmission network (PDN) is configured to provide different operating voltages to a plurality of power domains (eg, 11a and 15a). In some embodiments, some layers of the power transmission network may be configured as a weave type rather than a plane type. The power transmission network may include a plurality of layers (L1, L2, L3), and the extension direction of the conductive lines (111, 121, 112, 122, 113, 131) disposed in one layer (for example, L1) (eg, Y direction) and the extension direction (eg, X direction) of the conductive line 211 disposed in another immediately adjacent layer (eg, L2) may be different. The bottom layer (eg, L3) may be in the form of a plane (P1), but is not limited to this.

도전 라인(111, 112, 113), 도전 라인(121, 122) 및 도전 라인(131)은 서로 다른 전압을 전달한다. 예를 들어, 도전 라인(111, 112, 113)에는 제1 전압이, 도전 라인(121, 122)에는 접지 전압이, 도전 라인(131)에는 제2 전압이 연결될 수 있다. 여기서, 도전 라인(111, 112, 113)은 제1 파워 라인으로, 도전 라인(131)은 제2 파워 라인으로, 도전 라인(121, 122)은 접지 라인으로 불릴 수 있다.The conductive lines 111, 112, and 113, the conductive lines 121 and 122, and the conductive line 131 transmit different voltages. For example, a first voltage may be connected to the conductive lines 111, 112, and 113, a ground voltage may be connected to the conductive lines 121 and 122, and a second voltage may be connected to the conductive line 131. Here, the conductive lines 111, 112, and 113 may be called a first power line, the conductive line 131 may be called a second power line, and the conductive lines 121 and 122 may be called a ground line.

이러한 경우, 레이어(L1)에 배치된 도전 라인(111, 112, 113), 레이어(L2)에 배치된 도전 라인(211) 및 플레이(P1)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.In this case, the conductive lines 111, 112, and 113 disposed on the layer L1, the conductive line 211 disposed on the layer L2, and the play P1 may be electrically connected to each other.

또한, 레이어(L1)에 배치된 도전 라인(121, 122)은, 도전 라인(211) 및 플래인(P1)과 전기적으로 연결되지 않는다. 예를 들어, 도전 라인(121, 122)은 플래인(P1)에 형성된 홀(H1)을 관통하여 비아를 통해서 볼(BL)과 연결될 수 있다. Additionally, the conductive lines 121 and 122 disposed on the layer L1 are not electrically connected to the conductive line 211 and the plane P1. For example, the conductive lines 121 and 122 may pass through the hole H1 formed in the plane P1 and be connected to the ball BL through a via.

또한, 레이어(L1)에 배치된 도전 라인(131)은, 도전 라인(211) 및 플래인(P1)과 전기적으로 연결되지 않는다. 예를 들어, 도전 라인(131)은 플래인(P1)에 형성되 홀(H2)을 관통하여 비아를 통해서 볼(BL)과 연결될 수 있다.Additionally, the conductive line 131 disposed on the layer L1 is not electrically connected to the conductive line 211 and the plane P1. For example, the conductive line 131 may be formed in the plane P1, pass through the hole H2, and be connected to the ball BL through a via.

위브 타입의 파워 전달망 구성에 대해서는, 도 3 내지 도 13을 이용하여 구체적으로 후술한다.The configuration of the weave-type power transmission network will be described in detail later using FIGS. 3 to 13.

도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판에 설치된 파워 전달망을 설명하기 위한 사시도이다. 도 4는 도 3의 제1 레이어(L1)를 설명하기 위한 평면도이다. 도 5는 도 3의 제2 레이어(L2)를 설명하기 위한 평면도이다. Figure 3 is a perspective view illustrating a power transmission network installed on a substrate according to some embodiments of the present invention. FIG. 4 is a plan view for explaining the first layer (L1) of FIG. 3. FIG. 5 is a plan view for explaining the second layer (L2) of FIG. 3.

도 3 내지 도 5를 참고하면, 파워 전달망은 복수의 레이어(L1, L2, L3)를 포함한다.Referring to Figures 3 to 5, the power transmission network includes a plurality of layers (L1, L2, L3).

제1 레이어(L1)는 제1 방향(Y)으로 연장되고, 서로 평행한 복수의 도전 라인(111, 121, 112, 122, 131)을 포함한다.The first layer (L1) extends in the first direction (Y) and includes a plurality of conductive lines (111, 121, 112, 122, and 131) that are parallel to each other.

복수의 도전 라인(111, 121, 112, 122, 131) 중에서 파워 라인(111, 112)은 제1 전압을 전달하고, 파워 라인(131)은 제2 전압을 전달하고, 접지 라인(121, 122)은 접지 전압(VSS)을 전달한다. 제2 전압은 제1 전압과 다르며, 접지 전압일 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.Among the plurality of conductive lines 111, 121, 112, 122, and 131, the power lines 111 and 112 transmit a first voltage, the power line 131 transmits a second voltage, and the ground lines 121 and 122 ) carries the ground voltage (VSS). The second voltage is different from the first voltage and may be a ground voltage, but is not limited thereto.

인접합 파워 라인(예를 들어, 111, 112) 사이에 접지 라인(121)이 배치되고, 다른 인접한 파워 라인(예를 들어, 112, 131) 사이에도 접지 라인(122)이 배치된다. A ground line 121 is disposed between adjacent power lines (for example, 111 and 112), and a ground line 122 is disposed between other adjacent power lines (for example, 112 and 131).

제2 레이어(L2)는 제2 방향(X)으로 연장되고, 서로 평행한 복수의 도전 라인(211, 212, 213, 221, 222)을 포함한다. 제2 방향(X)과 제1 방향(Y)은 직교 방향일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The second layer L2 extends in the second direction (X) and includes a plurality of conductive lines 211, 212, 213, 221, and 222 that are parallel to each other. The second direction (X) and the first direction (Y) may be orthogonal to each other, but are not limited thereto.

복수의 도전 라인(211, 212, 213, 221, 222) 중에서 파워 라인(211, 212, 213)은 제1 전압을 전달하고, 접지 라인(221, 222)는 접지 전압(VSS)을 전달한다. 인접합 파워 라인(예를 들어, 211, 212) 사이에 접지 라인(221)이 배치되고, 다른 인접한 파워 라인(예를 들어, 212, 213) 사이에도 접지 라인(222)이 배치된다. Among the plurality of conductive lines 211, 212, 213, 221, and 222, the power lines 211, 212, and 213 transmit the first voltage, and the ground lines 221 and 222 transmit the ground voltage VSS. A ground line 221 is disposed between adjacent power lines (for example, 211 and 212), and a ground line 222 is disposed between other adjacent power lines (for example, 212 and 213).

제3 레이어(L3)에는 플래인(plane)(P1)이 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 플래인(P1)은 제1 전압과 연결된다. A plane (P1) may be formed in the third layer (L3), but is not limited to this. The plane P1 is connected to the first voltage.

제1 레이어(L1)와 제2 레이어(L2) 사이에는, 비아(V11, V12, V13, V14, V15)가 배치된다. 제2 레이어(L2)와 제3 레이어(L3) 사이에는, 비아(V21, V22, V23)가 배치된다.Between the first layer (L1) and the second layer (L2), vias (V11, V12, V13, V14, and V15) are disposed. Vias V21, V22, and V23 are disposed between the second layer (L2) and the third layer (L3).

제2 레이어(L2)의 파워 라인(예를 들어, 211)은 비아(V11, V12)를 통해서, 제1 레이어(L1)에서의 적어도 하나의 파워 라인(예를 들어, 111, 112)에 전기적으로 연결된다. 또한, 제2 레이어(L2)의 파워 라인(예를 들어, 211)은 비아(V21, V22)를 통해서 플래인(P1)에 연결된다. 따라서, 볼을 통해서 인가된 제1 전압은 비아(V21, V22), 파워 라인(211), 비아(V11, V12, V13)를 통해서, 기판(20) 상면에 배치된 프로세스 칩(10)으로 전달된다.The power line (e.g., 211) of the second layer (L2) is electrically connected to at least one power line (e.g., 111, 112) in the first layer (L1) through the vias (V11 and V12). It is connected to Additionally, the power line (eg, 211) of the second layer (L2) is connected to the plane (P1) through vias (V21 and V22). Therefore, the first voltage applied through the ball is transmitted to the process chip 10 disposed on the upper surface of the substrate 20 through the vias V21 and V22, the power line 211, and the vias V11, V12, and V13. do.

따라서, 볼을 통해서 인가된 제1 전압은 비아(V21, V22), 파워 라인(211), 비아(V11, V12, V13)를 통해서, 기판(20) 상면에 배치된 프로세스 칩(10)으로 전달될 수 있다. 비아(V21, V22), 파워 라인(211), 비아(V11, V12, V13) 등은 제1 전압을 전달하기 위한 파워 전달망을 구성한다. Therefore, the first voltage applied through the ball is transmitted to the process chip 10 disposed on the upper surface of the substrate 20 through the vias V21 and V22, the power line 211, and the vias V11, V12, and V13. It can be. Vias (V21, V22), power lines 211, vias (V11, V12, V13), etc. constitute a power transmission network for transmitting the first voltage.

제2 레이어(L2)의 접지 라인(예를 들어, 221)은 비아(V14, V15)를 통해서, 제1 레이어(L1)에서의 적어도 하나의 접지 라인(예를 들어, 121, 122)에 전기적으로 연결된다. 또한, 제2 레이어(L2)의 접지 라인(예를 들어, 221)은 플래인(P1)의 홀(H1)을 관통하는 비아(V23)를 통해서 볼에 연결된다. The ground line (for example, 221) of the second layer (L2) is electrically connected to at least one ground line (for example, 121 and 122) in the first layer (L1) through the vias (V14 and V15). It is connected to Additionally, the ground line (eg, 221) of the second layer (L2) is connected to the ball through the via (V23) penetrating the hole (H1) of the plane (P1).

따라서, 볼을 통해서 인가된 접지 전압(예를 들어, VSS)은 비아(V23), 파워 라인(221), 비아(V14, V15)를 통해서, 기판(20) 상면에 배치된 프로세스 칩(10)으로 전달될 수 있다. 비아(V23), 파워 라인(221), 비아(V14, V15) 등은 접지 전압을 전달하기 위한 파워 전달망을 구성한다. Therefore, the ground voltage (e.g., VSS) applied through the ball is connected to the process chip 10 disposed on the upper surface of the substrate 20 through the via V23, the power line 221, and the vias V14 and V15. can be passed on. Vias (V23), power lines (221), vias (V14, V15), etc. constitute a power transmission network for transmitting ground voltage.

이와 같이, 몇몇 실시예에 따르면, 각 레이어(예를 들어, L1)에는 서로 다른 전압(제1 전압, 제2 전압, 접지 전압)과 연결된 도전 라인(예를 들어, 111, 121, 112, 122, 131)이 배치된다. 따라서 서로 쇼트되는 것을 방지하기 위해서, 도전 라인(예를 들어, 111, 121, 112, 122, 131)은 일방향(예를 들어, 제1 방향(Y))으로 연장된다.As such, according to some embodiments, each layer (e.g., L1) has conductive lines (e.g., 111, 121, 112, 122) connected to different voltages (first voltage, second voltage, ground voltage). , 131) is placed. Therefore, in order to prevent them from short-circuiting each other, the conductive lines (eg, 111, 121, 112, 122, and 131) extend in one direction (eg, the first direction (Y)).

또한, 어느 레이어(예를 들어, L1)에 바로 인접한 다른 레이어(예를 들어, L2)에 배치된 도전 라인(예를 들어, 211, 212, 213, 221, 222)은 상기 일방향(예를 들어, 제1 방향(Y))과 다른 다른 방향(예를 들어, 제2 방향(X))으로 연장된다. In addition, conductive lines (e.g., 211, 212, 213, 221, 222) disposed in another layer (e.g., L2) immediately adjacent to a layer (e.g., L1) are connected in the one direction (e.g. , extends in a direction different from the first direction (Y) (for example, the second direction (X)).

인접한 레이어(예를 들어, L1, L2)에 형성된 도전 라인의 연장 방향(예를 들어, 제1 방향(Y), 제2 방향(X))을 다르게 함으로써, 인접한 레이어에 형성된 도전 라인은 위브(weave) 형상이 된다. 이와 같이 위브 형상으로 파워 전달망을 설계함으로써, 파워를 전달하는 패스(path)를 용이하게 설계할 수 있다. 즉, 설계 난이도를 낮출 수 있다. By varying the extension direction (e.g., first direction (Y), second direction (X)) of the conductive lines formed in adjacent layers (e.g., L1, L2), the conductive lines formed in adjacent layers are formed in a weave ( It becomes a weave shape. By designing the power transmission network in a weave shape like this, a path for transmitting power can be easily designed. In other words, the design difficulty can be lowered.

또한, 설계 과정에서, 동일한 전압과 연결된 복수의 범프(BP)를 배치해야 할 때, 홀로 떨어져 배치되는 범프가 있을 수 있다. 예를 들어, 도 3에서 제1 전압과 연결된 범프들은 주로 도 3의 좌측에 위치하는데, 범프(BP1)은 우측 구석에 위치한다. Additionally, during the design process, when a plurality of bumps BP connected to the same voltage must be placed, there may be bumps placed separately. For example, in FIG. 3, bumps connected to the first voltage are mainly located on the left side of FIG. 3, and the bump BP1 is located at the right corner.

파워 전달망을 설계할 때 각 레이어를 플래인 형태로 구성하게 되면, 이러한 범프(BP1)는 대응되는 플래인과 매우 얇은 라인(line)으로 연결된다. 따라서, 대응되는 볼에서 범프(BP1)까지의 저항 및 인덕턴스가 상당히 높아지므로, 범프(BP1)의 전원 무결성이 취약하게 된다. When designing a power transmission network, if each layer is configured in the form of a plane, these bumps BP1 are connected to the corresponding plane with a very thin line. Accordingly, the resistance and inductance from the corresponding ball to the bump BP1 become significantly higher, making the power integrity of the bump BP1 vulnerable.

하지만, 몇몇 실시예에서와 같이, 위브 형상으로 파워 전달망을 설계하면, 범프(BP1)은 제1 레이어(L1)에 배치된 도전 라인과 직접 연결되지 못하더라도, 비아(V13)를 통해서 제2 레이어(L2)에 배치된 도전 라인(211)과 직접 연결될 수 있다. 따라서, 대응되는 볼에서 범프(BP1)까지의 저항 및 인덕턴스가 증가하지 않는다. 다른 범프와 비교할 때, 범프(BP1)의 전원 무결성이 떨어지지 않는다.However, when the power transmission network is designed in a weave shape, as in some embodiments, the bump BP1 is not directly connected to the conductive line disposed in the first layer L1, but is connected to the second layer through the via V13. It may be directly connected to the conductive line 211 disposed in (L2). Therefore, the resistance and inductance from the corresponding ball to the bump BP1 do not increase. Compared to other bumps, the power integrity of bump (BP1) is not compromised.

추가적으로, 기판의 하면에 설치되는 볼의 배치를 대응되는 도메인의 범프의 배치에 맞추어 놓는 것이, 전원 무결성 특성을 유지하는 데 도움이 된다. 즉, 제3 방향(Z)으로 볼 때, 볼과 범프가 오버랩되도록 배치되는 것이, 전원 무결성 특성을 유지하는 데 도움이 된다. 그런데, 프로세스 칩의 성능이 높아짐에 따라 범프의 개수가 증가하고 범프 사이의 간격이 상당히 가까워지므로, 볼의 배치를 범프의 배치에 맞추어 놓기 어렵다. 여기서 플래인 형상으로 파워 전달망을 설계하면, 다른 전원과 신호의 배치에 따라, 단독으로 전원을 인가받는 볼(즉, 단독 전원 볼)이 존재할 수 있다. 이러한 단독 전원 볼은 파워 전달망 설계를 어렵게 하며, 적층되는 레이어 개수를 늘리는 원인이 된다. 하지만, 위브 형상으로 파워 전달망을 설계하면, 범프끼리의 연결이 용이해져서 볼도 원하는 위치에 모아서 배치하기 쉬워진다. 단독 전원 볼의 존재 가능성이 감소된다. Additionally, matching the placement of balls installed on the bottom of the substrate to the placement of bumps in the corresponding domain helps maintain power integrity characteristics. That is, when viewed in the third direction (Z), arranging the ball and the bump to overlap helps maintain power integrity characteristics. However, as the performance of the process chip increases, the number of bumps increases and the spacing between bumps becomes significantly closer, so it is difficult to match the arrangement of the balls to the arrangement of the bumps. Here, if the power transmission network is designed in a plane shape, depending on the arrangement of other power sources and signals, there may be a ball that receives power independently (i.e., a single power ball). Such a single power ball makes it difficult to design a power transmission network and causes the number of stacked layers to increase. However, if the power transmission network is designed in a weave shape, it becomes easier to connect the bumps, making it easier to collect and place the balls in the desired location. The possibility of the existence of a standalone power ball is reduced.

한편, 제1 레이어(L1)에서, 제2 전압을 전달하기 위한 도전 라인(131)은 비아(V31, V32)를 통해서 볼과 연결된다. 비아(V31, V32)는 플래인(P1)의 홀(H2)을 관통하여 볼에 연결될 수 있다. 도시된 것과 같이, 제2 레이어(L2)에, 비아(V31, V32)에 접촉되는 도전 라인이 존재하지 않을 수도 있다. 도시된 것과는 달리, 제2 레이어(L2)에 별도의 도전 라인이 존재할 수도 있다. Meanwhile, in the first layer (L1), the conductive line 131 for transmitting the second voltage is connected to the ball through vias (V31 and V32). The vias V31 and V32 may pass through the hole H2 of the plane P1 and be connected to the ball. As shown, there may be no conductive lines in contact with the vias V31 and V32 in the second layer L2. Unlike what is shown, a separate conductive line may exist in the second layer (L2).

도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 개념도이다. 설명의 편의상, 도 1을 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다. 6 is a conceptual diagram for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. For convenience of explanation, the description will focus on differences from those described using FIG. 1.

도 6을 참고하면, 프로세서 칩(10)은 복수의 파워 도메인(11a, 15a, 11b)을 포함할 수 있다. 제1 파워 도메인(11a, 11b)은 제1 동작 전압을 제공받고, 제2 파워 도메인(15a)은 제1 동작 전압과 다른 제2 동작 전압을 제공받는다. Referring to FIG. 6, the processor chip 10 may include a plurality of power domains 11a, 15a, and 11b. The first power domains 11a and 11b receive a first operating voltage, and the second power domain 15a receives a second operating voltage different from the first operating voltage.

프로세서 칩(10)은 기판(즉, 패키지 기판)(20) 상에 배치된다. 기판(20)을 통해서, 제1 파워 도메인(11a, 11b)에 제1 동작 전압이 제공되고, 제2 파워 도메인(15a)에 제2 동작 전압이 제공된다.The processor chip 10 is disposed on a substrate (i.e., package substrate) 20. Through the substrate 20, a first operating voltage is provided to the first power domains 11a and 11b, and a second operating voltage is provided to the second power domain 15a.

도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판에 설치된 파워 전달망을 설명하기 위한 사시도이다. 설명의 편의상, 도 3 내지 도 5를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다. Figure 7 is a perspective view illustrating a power transmission network installed on a substrate according to some embodiments of the present invention. For convenience of explanation, differences from those described using FIGS. 3 to 5 will be mainly explained.

도 3에 도시된 파워 전달망은 3개의 레이어로 구성된 반면, 도 7에 도시된 파워 전달망은 4개의 레이어로 구성된다. 5개 이상의 레이어로 파워 전달망이 구현될 수도 있고, 2개의 레이어로 파워 전달망이 구현될 수도 있다. The power transmission network shown in FIG. 3 consists of three layers, while the power transmission network shown in FIG. 7 consists of four layers. The power transmission network may be implemented with five or more layers, or the power transmission network may be implemented with two layers.

도 7을 참고하면, 파워 전달망은 복수의 레이어(L1, L2, L3, L4)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the power transmission network includes a plurality of layers (L1, L2, L3, and L4).

제1 레이어(L1)는 제1 방향(Y)으로 연장되고, 서로 평행한 복수의 도전 라인(111, 121, 112, 122, 131, 123, 132, 113, 124, 114)을 포함한다.The first layer (L1) extends in the first direction (Y) and includes a plurality of conductive lines (111, 121, 112, 122, 131, 123, 132, 113, 124, and 114) that are parallel to each other.

복수의 도전 라인(111, 121, 112, 122, 131, 123, 132, 113, 124, 114) 중에서 파워 라인(111, 112, 113, 114)은 제1 전압을 전달하고, 파워 라인(131, 132)은 제1 전압과 다른 제2 전압을 전달하고, 접지 라인(121, 122, 123, 124)은 접지 전압(VSS)을 전달한다. 인접합 파워 라인(예를 들어, 111, 112) 사이에 접지 라인(121)이 배치되고, 다른 인접한 파워 라인(예를 들어, 131, 132) 사이에도 접지 라인(123)이 배치된다. Among the plurality of conductive lines (111, 121, 112, 122, 131, 123, 132, 113, 124, 114), the power lines (111, 112, 113, 114) transmit the first voltage, and the power lines (131, 132) delivers a second voltage different from the first voltage, and the ground lines 121, 122, 123, and 124 deliver a ground voltage (VSS). A ground line 121 is disposed between adjacent power lines (for example, 111 and 112), and a ground line 123 is disposed between other adjacent power lines (for example, 131 and 132).

제2 레이어(L2)는 제2 방향(X)으로 연장되고, 서로 평행한 복수의 도전 라인(211, 212, 213, 221, 222, 231, 232)을 포함한다. The second layer L2 extends in the second direction (X) and includes a plurality of conductive lines 211, 212, 213, 221, 222, 231, and 232 that are parallel to each other.

복수의 도전 라인(211, 212, 213, 221, 222, 231, 232) 중에서 파워 라인(211, 212, 213)은 제1 전압을 전달하고, 파워 라인(231, 232)은 제2 전압을 전달하고, 접지 라인(221, 222)는 접지 전압(VSS)을 전달한다. 인접합 파워 라인(예를 들어, 211, 212) 사이에 접지 라인(221)이 배치되고, 다른 인접한 파워 라인(예를 들어, 212, 213) 사이에도 접지 라인(222)이 배치된다. Among the plurality of conductive lines (211, 212, 213, 221, 222, 231, 232), the power lines (211, 212, 213) transmit the first voltage, and the power lines (231, 232) transmit the second voltage. And the ground lines 221 and 222 transmit the ground voltage (VSS). A ground line 221 is disposed between adjacent power lines (for example, 211 and 212), and a ground line 222 is disposed between other adjacent power lines (for example, 212 and 213).

제3 레이어(L2)는 제1 방향(Y)으로 연장되고, 서로 평행한 복수의 도전 라인(311, 321, 312, 322, 331, 321, 332, 313, 324, 314)를 포함한다.The third layer L2 extends in the first direction Y and includes a plurality of conductive lines 311, 321, 312, 322, 331, 321, 332, 313, 324, and 314 that are parallel to each other.

복수의 도전 라인(311, 321, 312, 322, 331, 321, 332, 313, 324, 314) 중에서 파워 라인(311, 312, 313, 314)은 제1 전압을 전달하고, 파워 라인(331, 332)은 제2 전압을 전달하고, 접지 라인(321, 322, 323, 324)는 접지 전압(VSS)을 전달한다. 인접합 파워 라인(예를 들어, 311, 312) 사이에 접지 라인(321)이 배치되고, 다른 인접한 파워 라인(예를 들어, 331, 332) 사이에도 접지 라인(323)이 배치된다. Among the plurality of conductive lines (311, 321, 312, 322, 331, 321, 332, 313, 324, 314), the power lines (311, 312, 313, 314) transmit the first voltage, and the power lines (331, 332) transmits the second voltage, and the ground lines 321, 322, 323, and 324 transmit the ground voltage (VSS). A ground line 321 is disposed between adjacent power lines (for example, 311 and 312), and a ground line 323 is disposed between other adjacent power lines (for example, 331 and 332).

제4 레이어(L4)에는 플래인(plane)(P1, P2, P3)이 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 플래인(P1, P3)은 제1 전압과 연결되고, 플래인(P2)은 제2 전압과 연결된다. 플래인(P1, P2, P3)의 하부에는 외부에서 전원을 제공받거나 신호를 입력/출력하기 위한 볼이 설치될 수 있다. 플래인(P1, P2, P3)은 서로 동일한 레벨(또는 동일 높이)이 설치될 수 있다.Planes (P1, P2, P3) may be formed in the fourth layer (L4), but are not limited thereto. Planes (P1, P3) are connected to the first voltage, and plane (P2) is connected to the second voltage. A ball may be installed at the bottom of the plane (P1, P2, P3) to receive power from the outside or input/output a signal. The planes P1, P2, and P3 may be installed at the same level (or at the same height).

제1 레이어(L1)와 제2 레이어(L2) 사이에는, 비아(예를 들어, V11)가 배치된다. 제2 레이어(L2)와 제3 레이어(L3) 사이에는, 비아(예를 들어, V21)가 배치되고, 제3 레이어(L3)와 제4 레이어(L4) 사이에는, 비아(예를 들어, V31)가 배치된다.A via (eg, V11) is disposed between the first layer (L1) and the second layer (L2). A via (e.g., V21) is disposed between the second layer (L2) and the third layer (L3), and a via (e.g., V21) is disposed between the third layer (L3) and the fourth layer (L4). V31) is deployed.

예를 들어, 제1 전압은 기판(20) 하부의 볼, 제4 레이어(L4)의 플래인(P1), 비아(V31), 제3 레이어(L3)의 파워 라인(311), 비아(V21), 제2 레이어의 파워 라인(211, 212, 213), 비아(V11), 제1 레이어의 파워 라인(111)을 통해서 프로세서 칩(10)으로 제공될 수 있다.For example, the first voltage is applied to the ball under the substrate 20, the plane (P1) and via (V31) of the fourth layer (L4), the power line 311 of the third layer (L3), and the via (V21). ), may be provided to the processor chip 10 through the power lines 211, 212, and 213 of the second layer, the via (V11), and the power line 111 of the first layer.

다른 예를 들어, 제2 전압은 기판(20) 하부의 볼, 제4 레이어(L4)의 플래인(P2), 비아(V32), 제3 레이어(L3)의 파워 라인(331), 비아(V22), 제2 레이어의 파워 라인(231, 232), 비아(V12), 제1 레이어의 파워 라인(131)을 통해서 프로세서 칩(10)으로 제공될 수 있다. For another example, the second voltage is applied to the ball under the substrate 20, the plane (P2) and via (V32) of the fourth layer (L4), the power line 331 of the third layer (L3), and the via ( V22), the power lines 231 and 232 of the second layer, the via (V12), and the power line 131 of the first layer may be provided to the processor chip 10.

도 6에 도시된 것과 같이 프로세서 칩(10)에서 제1 도메인(11a, 11b)이 제2 도메인(15a)에 의해서 서로 이격되어 있다. 이러한 경우에도, 도 7에 도시된 것과 같이, 서로 이격된 제1 도메인(11a, 11b)에 배치된 범프(BP)가, 제2 방향(X)으로 길게 연장된 도전 라인(예를 들어, 211, 212, 213, 221, 222)에 의해서 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 전원 무결성이 높아진다.As shown in FIG. 6, in the processor chip 10, first domains 11a and 11b are spaced apart from each other by a second domain 15a. Even in this case, as shown in FIG. 7, the bumps BP disposed in the first domains 11a and 11b spaced apart from each other form a conductive line (e.g., 211) extending long in the second direction (X). , 212, 213, 221, 222) can be electrically connected to each other. Therefore, power integrity is increased.

도 1 내지 도 7에서는 기판(패키지 기판)에 적용된 파워 전달망을 설명하였고, 이하에서는 보드에 적용되는 파워 전달망을 설명한다. 기판에 적용된 파워 전달망의 설계원리와 보드에 적용되는 파워 전달망의 설계원리는 유사하다. 1 to 7 illustrate the power transmission network applied to the substrate (package substrate), and below, the power transmission network applied to the board is described. The design principles of the power transmission network applied to the substrate and the design principle of the power transmission network applied to the board are similar.

도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 개념도이다. 설명의 편의상, 도 1 내지 도 7을 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다. 8 is a conceptual diagram for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. For convenience of explanation, differences from those described using FIGS. 1 to 7 will be mainly explained.

도 8을 참고하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치는, 보드(30), 반도체 패키지(10, 20), 파워 매니지먼트 칩(40)을 포함한다.Referring to FIG. 8 , a semiconductor device according to some embodiments of the present invention includes a board 30, semiconductor packages 10 and 20, and a power management chip 40.

보드(30)는 서로 구분되는 제1 영역(R1)과 제2 영역(R2)을 포함한다. 보드(30)의 제1 영역(R1)에는 반도체 패키지(10, 20)가 설치된다. 반도체 패키지(10, 20)는 기판(20)과, 그 위에 설치된 프로세서 칩(10)을 포함한다. 보드(30)의 제2 영역(R2)에는 파워 매니지먼트 칩(40)이 설치된다. The board 30 includes a first region (R1) and a second region (R2) that are distinct from each other. Semiconductor packages 10 and 20 are installed in the first region R1 of the board 30. The semiconductor packages 10 and 20 include a substrate 20 and a processor chip 10 installed thereon. A power management chip 40 is installed in the second region R2 of the board 30.

반도체 패키지(10, 20)는 서로 다른 제1 전압 및 제2 전압을 사용하여 동작하고, 파워 매니지먼트 칩(40)은 제1 전압을 사용하여 동작할 수 있다. The semiconductor packages 10 and 20 may operate using different first and second voltages, and the power management chip 40 may operate using the first voltage.

도 9는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치의 보드에 설치된 파워 전달망을 설명하기 위한 사시도이다. 설명의 편의상, 도 3 내지 도 5를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.Figure 9 is a perspective view illustrating a power transmission network installed on the board of a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. For convenience of explanation, differences from those described using FIGS. 3 to 5 will be mainly explained.

도 9에 도시된 파워 전달망은 5개의 레이어(L1, L2, L3, L4, Ln)으로 구성된 경우를 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.Although the power transmission network shown in FIG. 9 is composed of five layers (L1, L2, L3, L4, and Ln), it is not limited to this.

제1 레이어(L1)는 제1 방향(Y)으로 연장되고, 서로 평행한 복수의 도전 라인(B111, B121, B112, B122, B131, B123, B132, B113)을 포함한다.The first layer (L1) extends in the first direction (Y) and includes a plurality of conductive lines (B111, B121, B112, B122, B131, B123, B132, and B113) that are parallel to each other.

복수의 도전 라인(B111, B121, B112, B122, B131, B123, B132, B113) 중에서 파워 라인(B111, B112, B113)은 제1 전압을 전달하고, 파워 라인(B131, B132)은 제1 전압과 다른 제2 전압을 전달하고, 접지 라인(B121, B122, B123)은 접지 전압(VSS)을 전달한다.Among the plurality of conductive lines (B111, B121, B112, B122, B131, B123, B132, B113), the power lines (B111, B112, B113) transmit the first voltage, and the power lines (B131, B132) transmit the first voltage. A second voltage different from that is transmitted, and the ground lines (B121, B122, and B123) transmit a ground voltage (VSS).

제2 레이어(L2)는 제2 방향(X)으로 연장되고, 서로 평행한 복수의 도전 라인(B211, B212, B213, B221, B222)을 포함한다. The second layer (L2) extends in the second direction (X) and includes a plurality of conductive lines (B211, B212, B213, B221, and B222) that are parallel to each other.

복수의 도전 라인(B211, B212, B213, B221, B222, B231) 중에서 파워 라인(B211, B212, B213)은 제1 전압을 전달하고, 파워 라인(B231)은 제2 전압을 전달하고, 접지 라인(B221, B222)는 접지 전압(VSS)을 전달한다. 파워 라인(B211, B212, B213)은 제1 영역(도 8의 R1)과 제2 영역(도 8의 R2)에 걸쳐서 연장된다.Among the plurality of conductive lines (B211, B212, B213, B221, B222, B231), the power line (B211, B212, B213) transmits the first voltage, the power line (B231) transmits the second voltage, and the ground line (B221, B222) carries the ground voltage (VSS). The power lines B211, B212, and B213 extend across the first area (R1 in FIG. 8) and the second area (R2 in FIG. 8).

제3 레이어(L3)는 플래인(P31)이 형성된다. 플래인(P31)은 제2 전압과 연결된다. 플래인(P31)은 비아를 통해서 제2 레이어(L2)의 파워라인(B231), 제1 레이어(L1)의 파워 라인(B131, B132)에 연결된다.The third layer (L3) is formed with a plane (P31). The plane (P31) is connected to the second voltage. The plane P31 is connected to the power line B231 of the second layer L2 and the power lines B131 and B132 of the first layer L1 through a via.

제4 레이어(L4)는 플래인(P41)이 형성된다. 플래인(P41)은 접지 전압과 연결된다. The fourth layer (L4) is formed with a plane (P41). Plane (P41) is connected to ground voltage.

제5 레이어(Ln)는 플래인(P51)이 형성된다. 플래인(P51)은 제1 전압과 연결된다. 제5 레이어(Ln)는 제1 영역(도 8의 R1)과 제2 영역(도 8의 R2)에 걸쳐서 설치된다. The fifth layer (Ln) is formed with a plane (P51). The plane (P51) is connected to the first voltage. The fifth layer Ln is installed over the first area (R1 in FIG. 8) and the second area (R2 in FIG. 8).

도 8에서 반도체 패키지(10, 20)는 제1 전압 및 제2 전압을 제공받고, 파워 매니지먼트 칩(40)은 제1 전압을 제공받는다. 따라서, 도 9에 도시된 파워 전달망 구성에서는, 제1 전압이 제1 영역(도 8의 R1) 및 제2 영역(도 8의 R2)에 배치된 플래인(P51)을 통해서 반도체 패키지(10, 20) 및 파워 매니지먼트 칩(40)에 제공된다. 또한, 제2 레이어(L2)에는 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2)을 가로지르도록 제2 방향(X)으로 연장된 파워 라인(B211, B212, B213)이 형성되고, 파워 라인(B211, B212, B213)은 플래인(P51)과 비아를 통해서 연결되어 있다. 파워 라인(B113)은 제2 영역(R2)에 형성되고, 비아를 통해서 파워 라인(B211, B212, B213)과 연결된다. 이러한 구성은 전원 무결성을 낮출 수 있다.In FIG. 8, the semiconductor packages 10 and 20 receive first and second voltages, and the power management chip 40 receives the first voltage. Therefore, in the power transmission network configuration shown in FIG. 9, the first voltage is transmitted to the semiconductor package 10 through the plane P51 disposed in the first region (R1 in FIG. 8) and the second region (R2 in FIG. 8). 20) and a power management chip 40. In addition, power lines B211, B212, and B213 extending in the second direction (X) to cross the first region (R1) and the second region (R2) are formed in the second layer (L2), (B211, B212, B213) are connected to the plane (P51) through a via. The power line B113 is formed in the second region R2 and is connected to the power lines B211, B212, and B213 through a via. This configuration can reduce power integrity.

도 10은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 장치를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의상, 도 1, 도 6 및 도 8을 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다. 10 is a diagram for explaining a semiconductor device according to some embodiments of the present invention. For convenience of explanation, the description will focus on differences from those described using FIGS. 1, 6, and 8.

도 10을 참고하면, 프로세서 칩(10)은 제1 프로세서(CPU1)와 제2 프로세서(CPU2)을 포함한다. 제1 프로세서(CPU1)는 제1 파워 도메인(도 1의 11a 참고)에 포함되고, 제2 프로세서(CPU2)는 제2 파워 도메인(도 1의 15a 참고)에 포함된다.Referring to FIG. 10, the processor chip 10 includes a first processor (CPU1) and a second processor (CPU2). The first processor (CPU1) is included in the first power domain (see 11a in FIG. 1), and the second processor (CPU2) is included in the second power domain (see 15a in FIG. 1).

예를 들어, 제1 프로세서(CPU1)는 전력 소모가 많은 고성능 프로세서이고, 제2 프로세서(CPU2)는 전력 소모가 적은 저성능 프로세서 일 수 있다. 도시된 것과 같이, 제1 프로세서(CPU1)는 복수의 코어(11, 12, 13, 14)를 포함하고, 제2 프로세서(CPU2)도 복수의 코어(15, 16, 17, 18)를 포함한다. For example, the first processor (CPU1) may be a high-performance processor that consumes a lot of power, and the second processor (CPU2) may be a low-performance processor that consumes little power. As shown, the first processor (CPU1) includes a plurality of cores (11, 12, 13, and 14), and the second processor (CPU2) also includes a plurality of cores (15, 16, 17, and 18). .

발열 특성 및 타이밍 특성을 고려하여, 제1 파워 도메인(11a) 내에서 복수의 코어(11, 12, 13, 14)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. Considering heat generation characteristics and timing characteristics, the plurality of cores 11, 12, 13, and 14 may be arranged to be spaced apart from each other within the first power domain 11a.

또한, 제1 프로세서(CPU1)의 인접한 코어들(예를 들어, 11, 12) 사이의 공간에, 제2 프로세서(CPU2)의 각 코어(예를 들어, 15)가 배치될 수 있다. 제1 프로세서(CPU1)의 인접한 코어들(예를 들어, 11, 13) 사이의 공간에, 제2 프로세서(CPU2)의 각 코어(예를 들어, 16)가 배치될 수 있다.Additionally, each core (eg, 15) of the second processor (CPU2) may be disposed in the space between adjacent cores (eg, 11 and 12) of the first processor (CPU1). Each core (eg, 16) of the second processor (CPU2) may be placed in the space between adjacent cores (eg, 11 and 13) of the first processor (CPU1).

프로세서 칩(10)은 기판(즉, 패키지 기판)(20) 상에 배치된다. 기판(20)을 통해서, 제1 파워 도메인(도 1의 11a)에 제1 동작 전압이 제공되고, 제2 파워 도메인(도 1의 15a)에 제2 동작 전압이 제공된다.The processor chip 10 is disposed on a substrate (i.e., package substrate) 20. Through the substrate 20, a first operating voltage is provided to the first power domain (11a in FIG. 1), and a second operating voltage is provided to the second power domain (15a in FIG. 1).

도 11은 도 10에 도시된 기판에 구현된 파워 전달망의 제1 레이어를 도시한 평면도이다. 도 12는 도 11의 평면도에 복수의 코어가 배치되는 것을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 11 is a plan view showing the first layer of the power transmission network implemented on the substrate shown in FIG. 10. FIG. 12 is a diagram for explaining the arrangement of a plurality of cores in the plan view of FIG. 11.

우선 도 11을 참고하면, 제1 레이어에서, 제1 파워 도메인(11a)이 구현되는 영역은, 서로 분리된 4개의 구역(11a_1, 11a_2, 11a_3, 11a_4)로 구분될 수 있다. 제2 파워 도메인(15a)이 구현되는 영역은, 제1 파워 도메인(11a)의 서로 분리된 구역들(11a_1, 11a_2, 11a_3, 11a_4) 사이의 공간에 위치한다. First, referring to FIG. 11, in the first layer, the area where the first power domain 11a is implemented may be divided into four separate zones 11a_1, 11a_2, 11a_3, and 11a_4. The area where the second power domain 15a is implemented is located in the space between the separated areas 11a_1, 11a_2, 11a_3, and 11a_4 of the first power domain 11a.

도시된 것과 같이, 제1 파워 도메인(11a)의 4개의 구역(11a_1, 11a_2, 11a_3, 11a_4)이 각각 좌상, 우상, 좌하, 우하에 배치된다면, 제2 파워 도메인(15a)이 구현되는 영역은 "+" 형상일 수 있다. As shown, if the four areas (11a_1, 11a_2, 11a_3, 11a_4) of the first power domain 11a are arranged in the upper left, upper right, lower left, and lower right respectively, the area where the second power domain 15a is implemented is It may be a “+” shape.

제1 구역(11a_1)에서, 제1 방향(Y)으로 연장되는 파워 라인(PL1)이 형성된다. 제2 구역(11a_2)에서, 제1 방향(Y)으로 연장되는 파워 라인(PL3)이 형성된다. 제1 구역(11a_1)과 제2 구역(11a_2) 사이에 배치된 제2 파워 도메인(15a)에서, 제1 방향(Y)으로 연장되는 파워 라인(PL2)이 형성된다. 파워 라인(PL1, PL3)은 제1 전압을 전달하고, 파워 라인(PL2)는 제2 전압을 전달한다.In the first area 11a_1, a power line PL1 extending in the first direction Y is formed. In the second area 11a_2, a power line PL3 extending in the first direction Y is formed. In the second power domain 15a disposed between the first zone 11a_1 and the second zone 11a_2, a power line PL2 extending in the first direction Y is formed. The power lines PL1 and PL3 transmit a first voltage, and the power line PL2 transmits a second voltage.

파워 라인(PL1), 파워 라인(PL2) 및 파워 라인(PL3)이 순서대로 배치된다. 파워 라인(PL1), 파워 라인(PL2) 및 파워 라인(PL3)은 제1 방향(Y)을 따라 일렬로 배치된다. 도시된 것과 같이, 파워 라인(PL1), 파워 라인(PL2) 및 파워 라인(PL3)은 실질적으로 하나의 직선 상에 배치될 수 있다.Power line PL1, power line PL2, and power line PL3 are arranged in order. The power line PL1, PL2, and PL3 are arranged in a row along the first direction Y. As shown, the power line PL1, PL2, and PL3 may be substantially arranged on one straight line.

이러한 경우, 파워 라인(PL1)과 파워 라인(PL3)은 연결 라인(CPL1)에 의해서 전기적으로 연결된다. 연결 라인(CPL1)은 파워 라인(PL2)과 쇼트되지 않도록, 파워 라인(PL2)을 피하도록 구불거리는 형상(meandering shape)을 갖는다.In this case, the power line PL1 and the power line PL3 are electrically connected by the connection line CPL1. The connection line CPL1 has a meandering shape to avoid being short-circuited with the power line PL2.

전술한 것과 같이, 제1 파워 도메인(11a)의 제1 구역(11a_1)과 제3 구역(11a_3) 사이에는, 제2 파워 도메인(15a)이 위치한다. 제1 구역(11a_1)에 배치된 파워 라인(PL1)과, 제3 구역(11a_3)에 배치된 파워 라인(PL5)과, 제2 파워 도메인(15a)에 배치된 파워 라인(PL4)는, 서로 나란하게(parallel) 제2 방향(X)으로 이격되고, 제1 방향(Y)으로 연장된다.As described above, the second power domain 15a is located between the first zone 11a_1 and the third zone 11a_3 of the first power domain 11a. The power line PL1 disposed in the first zone 11a_1, the power line PL5 disposed in the third zone 11a_3, and the power line PL4 disposed in the second power domain 15a are connected to each other. They are parallel and spaced apart in the second direction (X) and extend in the first direction (Y).

또한, 제1 파워 도메인(11a)의 제1 구역(11a_1)에서, 제1 방향(Y)으로 연장되는 파워 라인(PL1)이 복수개이고, 복수의 파워 라인(PL1)은 제2 방향(X)으로 병렬로 이격되어 배치된다. 별도로 도시하지 않았으나, 인접한 파워 라인(PL1) 사이의 공간(예를 들어, 도면부호 99 참고)에는 접지 라인이 배치된다. 접지 라인은 제1 방향(Y)을 따라 연장될 수 있다. 제1 파워 도메인(11a)의 다른 구역(11a_2, 11a_3, 11a_4) 각각에서도, 인접한 파워 라인들(PL3, PL5, PL6) 사이에, 제1 방향(Y)으로 연장된 접지 라인이 배치될 수 있다. Additionally, in the first area 11a_1 of the first power domain 11a, there are a plurality of power lines PL1 extending in the first direction (Y), and the plurality of power lines PL1 extend in the second direction (X). are placed in parallel and spaced apart. Although not separately shown, a ground line is disposed in the space between adjacent power lines PL1 (for example, refer to reference numeral 99). The ground line may extend along the first direction (Y). In each of the other areas 11a_2, 11a_3, and 11a_4 of the first power domain 11a, a ground line extending in the first direction Y may be disposed between adjacent power lines PL3, PL5, and PL6. .

제2 파워 도메인(15a)에서도, 인접한 파워 라인들(예를 들어, PL2) 사이에 제1 방향(Y)으로 연장된 접지 라인이 배치될 수 있다. Also in the second power domain 15a, a ground line extending in the first direction (Y) may be disposed between adjacent power lines (eg, PL2).

또한, 제1 파워 도메인(11a)에 설치된 파워 라인(예를 들어, PL1)과 제2 파워 도메인(15a)에 설치된 파워 라인(예를 들어, PL4) 사이에도, 제1 방향(Y)으로 연장된 접지 라인이 배치될 수 있다.In addition, between the power line (eg, PL1) installed in the first power domain 11a and the power line (eg, PL4) installed in the second power domain 15a, it extends in the first direction (Y). A ground line may be placed.

여기서 도 12를 참고하면, 제1 파워 도메인(11a)에는 제1 프로세서(CPU1)가 배치되고, 제2 파워 도메인(15a)에는 제2 프로세서(CPU2)가 배치된다. Here, referring to FIG. 12, a first processor (CPU1) is disposed in the first power domain 11a, and a second processor (CPU2) is disposed in the second power domain 15a.

제1 파워 도메인(11a)의 서로 이격된 구역들(도 11의 11a_1, 11a_2, 11a_3, 11a_4) 각각에는, 제1 프로세서(CPU1)의 코어(11, 12, 13, 14)가 각각 배치된다. 달리 설명하면, 코어(11)는 파워 라인(PL1) 상에 배치되고, 코어(12)는 파워 라인(PL3) 상에 배치되고, 코어(13)는 파워 라인(PL5) 상에 배치되고, 코어(14)는 파워 라인(PL6) 상에 배치된다. Cores 11, 12, 13, and 14 of the first processor (CPU1) are disposed in each of the spaced apart regions (11a_1, 11a_2, 11a_3, and 11a_4 in FIG. 11) of the first power domain 11a. In other words, core 11 is disposed on power line PL1, core 12 is disposed on power line PL3, core 13 is disposed on power line PL5, and core 12 is disposed on power line PL5. (14) is placed on the power line PL6.

인접한 구역들(도 11의 11a_1, 11a_2, 11a_3, 11a_4) 사이의 공간에 위치하는 제2 파워 도메인(15a)에, 제2 프로세서(CPU2)의 코어(15, 16, 17, 18)가 각각 배치된다. 예를 들어, 코어(15)는 파워 라인(PL2) 상에 배치되고, 코어(16)는 파워 라인(PL4) 상에 배치될 수 있다. Cores 15, 16, 17, and 18 of the second processor (CPU2) are respectively arranged in the second power domain 15a located in the space between adjacent areas (11a_1, 11a_2, 11a_3, and 11a_4 in FIG. 11). do. For example, the core 15 may be placed on the power line PL2 and the core 16 may be placed on the power line PL4.

도 13은 도 10에 도시된 기판에 구현된 파워 전달망의 제1 레이어의 다른 예를 도시한 평면도이다. 설명의 편의상, 도 10 내지 도 12를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다. FIG. 13 is a plan view showing another example of the first layer of the power transmission network implemented on the substrate shown in FIG. 10. For convenience of explanation, differences from those described using FIGS. 10 to 12 will be mainly explained.

도 13에 도시된 제1 레이어에서, 제1 파워 도메인(11a)의 제2 구역(11a_2)의 일측에는 제1 구역(11a_1)이 위치하고, 제2 구역(11a_2)의 타측에는 커패시터(die-side capacitor)(ODC1, ODC2)가 배치된다. 또는, 제1 파워 도메인(11a)의 제4 구역(11a_4)의 일측에는 제3 구역(11a_3)이 위치하고, 제4 구역(11a_4)의 타측에는 커패시터(ODC1, ODC2)가 배치된다. In the first layer shown in FIG. 13, the first region 11a_1 is located on one side of the second region 11a_2 of the first power domain 11a, and a capacitor (die-side) is located on the other side of the second region 11a_2. capacitors (ODC1, ODC2) are placed. Alternatively, the third zone 11a_3 is located on one side of the fourth zone 11a_4 of the first power domain 11a, and the capacitors ODC1 and ODC2 are disposed on the other side of the fourth zone 11a_4.

전술한 것과 같이, 제1 파워 도메인(11a)의 서로 이격된 구역들(11a_1, 11a_2, 11a_3, 11a_4) 각각에는, 제1 프로세서(CPU1)의 코어(11, 12, 13, 14)가 각각 배치된다. As described above, the cores 11, 12, 13, and 14 of the first processor (CPU1) are disposed in each of the spaced apart regions 11a_1, 11a_2, 11a_3, and 11a_4 of the first power domain 11a. do.

제1 레이어(L1)에서, 제1 구역(11a_1)의 파워 라인(PL1)과 제2 구역(11a_2)의 파워 라인(PL3)은 연결 라인(CPL1)으로 연결되고, 제3 구역(11a_3)의 파워 라인(PL5)과 제4 구역(11a_4)의 파워 라인(PL6)은 연결 라인으로 연결된다. 뿐만 아니라, 제1 레이어에서 제1 파워 도메인(11a)에 형성된 복수의 파워 라인(PL1, PL3, PL5, PL6)이 병렬로 배치되어 있다. 병렬로 배치된 복수의 파워 라인(PL1, PL3, PL5, PL6)이 커패시터(ODC1, ODC2)가 배치된 플레이트(600)와 연결된다.In the first layer (L1), the power line (PL1) of the first zone (11a_1) and the power line (PL3) of the second zone (11a_2) are connected to the connection line (CPL1), and the power line (PL3) of the third zone (11a_3) is connected to the first layer (L1). The power line PL5 and the power line PL6 of the fourth area 11a_4 are connected by a connection line. In addition, a plurality of power lines PL1, PL3, PL5, and PL6 formed in the first power domain 11a in the first layer are arranged in parallel. A plurality of power lines (PL1, PL3, PL5, PL6) arranged in parallel are connected to the plate 600 on which the capacitors (ODC1, ODC2) are arranged.

달리 설명하면, 파워 라인(PL3)의 일측에는 파워 라인(PL1)이 배치되고, 파워 라인(PL3)의 타측에는 커패시터(ODC1, ODC2)가 배치되고, 커패시터(ODC1, ODC2)는 파워 라인(PL3), 연결 라인(CPL1)을 통해서 파워 라인(PL1)에도 전기적으로 연결된다. In other words, the power line PL1 is disposed on one side of the power line PL3, the capacitors ODC1 and ODC2 are disposed on the other side of the power line PL3, and the capacitors ODC1 and ODC2 are disposed on the power line PL3. ), is also electrically connected to the power line (PL1) through the connection line (CPL1).

파워 라인(PL6)의 일측에는 파워 라인(PL5)이 배치되고, 파워 라인(PL6)의 타측에는 커패시터(ODC1, ODC2)가 배치되고, 커패시터(ODC1, ODC2)는 파워 라인(PL6), 연결 라인을 통해서 파워 라인(PL5)에도 전기적으로 연결된다.A power line (PL5) is disposed on one side of the power line (PL6), and capacitors (ODC1, ODC2) are disposed on the other side of the power line (PL6), and the capacitors (ODC1, ODC2) are connected to the power line (PL6) and the connection line. It is also electrically connected to the power line (PL5).

따라서, 커패시터(ODC1, ODC2)에서 가까운 코어(12, 14)뿐만 아니라, 멀리 떨어진 코어(11, 13)도 커패시터(ODC1, ODC2)의 효과를 충분히 받을 수 있다.Therefore, not only the cores 12 and 14 close to the capacitors ODC1 and ODC2, but also the cores 11 and 13 far away from the capacitors ODC1 and ODC2 can fully receive the effect of the capacitors ODC1 and ODC2.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the attached drawings, the present invention is not limited to the above embodiments and can be manufactured in various different forms, and can be manufactured in various different forms by those skilled in the art. It will be understood by those who understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

10: 프로세서 칩
11a: 제1 파워 도메인
15a: 제2 파워 도메인
20; 기판(또는 패키지 기판)
30: 보드
40: 파워 매니지먼트 칩
L1, L2, L3, L4, Ln: 레이어
111, 112, 131: 파워 라인
121, 122: 접지 라인
10: Processor chip
11a: first power domain
15a: second power domain
20; Substrate (or package substrate)
30: board
40: Power management chip
L1, L2, L3, L4, Ln: Layers
111, 112, 131: Power lines
121, 122: Ground line

Claims (10)

제1 방향으로 연장된 제1 파워 라인과, 상기 제1 방향으로 연장된 제2 파워 라인을 포함하는 제1 레이어;
상기 제1 레이어의 아래에 위치하고, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 제3 파워 라인과, 상기 제2 방향으로 연장된 제4 파워 라인을 포함하는 제2 레이어;
상기 제1 파워 라인과 상기 제3 파워 라인을 전기적으로 연결하는 제1 비아; 및
상기 제2 파워 라인과 상기 제4 파워 라인을 전기적으로 연결하는 제2 비아를 포함하고,
상기 제3 파워 라인, 상기 제1 비아 및 상기 제1 파워 라인를 통해서 제1 전압이 전달되고, 상기 제4 파워 라인, 상기 제2 비아 및 상기 제2 파워 라인을 통해서 제2 전압이 전달되는, 기판.
A first layer including a first power line extending in a first direction and a second power line extending in the first direction;
a second layer located below the first layer and including a third power line extending in a second direction different from the first direction and a fourth power line extending in the second direction;
a first via electrically connecting the first power line and the third power line; and
Includes a second via electrically connecting the second power line and the fourth power line,
A substrate where a first voltage is transmitted through the third power line, the first via, and the first power line, and a second voltage is transmitted through the fourth power line, the second via, and the second power line. .
제 1항에 있어서,
상기 제1 레이어의 상면에 설치되고, 상기 제1 파워 라인과 전기적으로 연결된 제1 범프와, 상기 제2 파워 라인과 전기적으로 연결된 제2 범프를 더 포함하는, 기판.
According to clause 1,
The substrate is installed on the upper surface of the first layer and further includes a first bump electrically connected to the first power line, and a second bump electrically connected to the second power line.
제 1항에 있어서,
상기 제2 레이어의 아래에 위치하는 제1 플래인을 포함하고,
상기 제1 플래인의 하면에는, 제3 비아를 통해서 상기 제3 파워 라인과 전기적으로 연결되는 제1 볼이 설치되는, 기판.
According to clause 1,
Includes a first plane located below the second layer,
A first ball electrically connected to the third power line through a third via is installed on the lower surface of the first plane.
제 1항에 있어서,
상기 제1 레이어는 상기 제1 방향으로 연장된 제5 파워 라인을 더 포함하고,
상기 제2 레이어의 아래에 위치하고, 상기 제1 플래인과 분리되며 상기 제1 플래인과 동일한 레벨에 설치된 제2 플래인을 더 포함하고,
상기 제2 플래인의 하면에는, 상기 제5 파워 라인과 전기적으로 연결된 제2 볼이 설치되는, 기판.
According to clause 1,
The first layer further includes a fifth power line extending in the first direction,
Further comprising a second plane located below the second layer, separated from the first plane, and installed at the same level as the first plane,
A second ball electrically connected to the fifth power line is installed on the lower surface of the second plane.
제 1항에 있어서,
상기 제1 레이어는, 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 파워 라인과 상기 제2 파워 라인 사이에 배치된 제1 접지 라인을 더 포함하는, 기판.
According to clause 1,
The first layer extends in the first direction and further includes a first ground line disposed between the first power line and the second power line.
제 1항에 있어서,
상기 제1 레이어는, 상기 제1 전압을 전달하기 위한 제6 파워 라인을 더 포함하고,
상기 제1 파워 라인, 상기 제2 파워 라인 및 상기 제6 파워 라인은, 순서대로 상기 제1 방향을 따라 일렬로 배치되는, 기판.
According to clause 1,
The first layer further includes a sixth power line for transmitting the first voltage,
The first power line, the second power line, and the sixth power line are arranged in a line along the first direction in that order.
제 6항에 있어서,
상기 제1 레이어는, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 전압을 전달하기 위한 제8 파워 라인과, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제2 전압을 전달하기 위한 제9 파워 라인을을 더 포함하고,
상기 제1 파워 라인, 상기 제9 파워 라인 및 상기 제8 파워 라인은 제2 방향으로 이격되어 나란하게(parallel) 배치된, 기판.
According to clause 6,
The first layer further includes an eighth power line extending in the first direction and transmitting the first voltage, and a ninth power line extending in the first direction and transmitting the second voltage. do,
The first power line, the ninth power line, and the eighth power line are arranged in parallel and spaced apart in a second direction.
제 7항에 있어서,
상기 제1 레이어 상에는, 제1 프로세서에 속하는 서로 이격된 제1 코어, 제2 코어 및 제3 코어가 배치되고,
상기 제1 코어는 상기 제1 파워 라인 상에 배치되고, 상기 제2 코어는 상기 제6 파워 라인 상에 배치되고, 상기 제3 코어는 상기 제8 파워 라인 상에 배치되는, 기판.
According to clause 7,
On the first layer, a first core, a second core, and a third core belonging to the first processor and spaced apart from each other are disposed,
The first core is disposed on the first power line, the second core is disposed on the sixth power line, and the third core is disposed on the eighth power line.
제1 방향으로 연장되고 제1 전압을 전달하기 위한 제1 파워 라인과, 상기 제1 방향으로 연장되고 제2 전압을 전달하기 위한 제2 파워 라인을 포함하는 제1 레이어;
상기 제1 레이어의 아래에 위치하고, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 제3 파워 라인과, 상기 제2 방향으로 연장된 제4 파워 라인을 포함하는 제2 레이어;
상기 제1 파워 라인과 상기 제3 파워 라인을 전기적으로 연결하는 제1 비아; 및
상기 제2 파워 라인과 상기 제4 파워 라인을 전기적으로 연결하는 제2 비아를 포함하고,
상기 제1 레이어의 상면에 설치되고, 상기 제1 파워 라인과 전기적으로 연결된 제1 범프와, 상기 제2 파워 라인과 전기적으로 연결된 제2 범프를 포함하고,
상기 제1 레이어는, 상기 제1 전압을 전달하기 위한 제5 파워 라인을 더 포함하고,
상기 제1 파워 라인, 상기 제2 파워 라인 및 상기 제5 파워 라인은, 순서대로 상기 제1 방향을 따라 일렬로 배치되고,
상기 제1 파워 라인과 상기 제5 파워 라인은, 연결 라인을 통해서 서로 연결되고, 상기 연결 라인은 상기 제2 파워 라인을 피하도록 구불거리는 형상을 갖고,
상기 제5 파워 라인의 일측에는 상기 제1 파워 라인이 배치되고, 상기 제5 파워 라인의 타측에는 커패시터(die-side capacitor)가 배치되고,
상기 커패시터는 상기 제5 파워 라인, 상기 연결 라인을 통해서 상기 제1 파워 라인에 전기적으로 연결되는, 기판.
A first layer including a first power line extending in a first direction and transmitting a first voltage, and a second power line extending in the first direction and transmitting a second voltage;
a second layer located below the first layer and including a third power line extending in a second direction different from the first direction and a fourth power line extending in the second direction;
a first via electrically connecting the first power line and the third power line; and
Includes a second via electrically connecting the second power line and the fourth power line,
Installed on the upper surface of the first layer, it includes a first bump electrically connected to the first power line, and a second bump electrically connected to the second power line,
The first layer further includes a fifth power line for transmitting the first voltage,
The first power line, the second power line, and the fifth power line are sequentially arranged in a line along the first direction,
The first power line and the fifth power line are connected to each other through a connection line, and the connection line has a curved shape to avoid the second power line,
The first power line is disposed on one side of the fifth power line, and a capacitor (die-side capacitor) is disposed on the other side of the fifth power line,
The capacitor is electrically connected to the fifth power line and the first power line through the connection line.
서로 구분되는 제1 영역과 제2 영역이 정의된 보드;
상기 제1 영역 상에 배치되는 반도체 패키지; 및
상기 제2 영역 상에 배치되는 파워 매니지먼트 칩을 포함하고,
상기 반도체 패키지는 서로 다른 제1 파워와 제2 전압을 사용하여 동작하고, 상기 파워 매니지먼트 칩은 상기 제1 전압을 사용하여 동작하고,
상기 보드는
제1 방향으로 연장되는 제1 파워 라인과, 상기 제1 방향으로 연장되는 제2 파워 라인을 포함하는 제1 레이어와,
상기 제1 레이어의 아래에 위치하고, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장된 제3 파워 라인과, 상기 제2 방향으로 연장된 제4 파워 라인을 포함하는 제2 레이어와,
상기 제1 파워 라인과 상기 제3 파워 라인을 전기적으로 연결하는 제1 비아와,
상기 제2 파워 라인과 상기 제4 파워 라인을 전기적으로 연결하는 제2 비아를 포함하고,
상기 제3 파워 라인, 상기 제1 비아 및 상기 제1 파워 라인를 통해서 제1 전압이 전달되고, 상기 제4 파워 라인, 상기 제2 비아 및 상기 제2 파워 라인을 통해서 제2 전압이 전달되는 반도체 장치.

A board on which distinct first and second areas are defined;
a semiconductor package disposed on the first area; and
Includes a power management chip disposed on the second area,
The semiconductor package operates using different first powers and second voltages, and the power management chip operates using the first voltage,
The board is
A first layer including a first power line extending in a first direction and a second power line extending in the first direction;
a second layer located below the first layer and including a third power line extending in a second direction different from the first direction and a fourth power line extending in the second direction;
a first via electrically connecting the first power line and the third power line;
Includes a second via electrically connecting the second power line and the fourth power line,
A semiconductor device in which a first voltage is transmitted through the third power line, the first via, and the first power line, and a second voltage is transmitted through the fourth power line, the second via, and the second power line. .

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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