專利名稱：半導(dǎo)體裝置及半導(dǎo)體裝置供電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含有安裝在基板上的半導(dǎo)體元件即集成電路的半導(dǎo)體裝置，尤其涉及一種適用于薄型圖像顯示裝置中驅(qū)動電路的半導(dǎo)體裝置供電方法。
背景技術(shù)：
近年，以薄型圖像顯示面板為圖像顯示元件的薄型圖像顯示裝置正得以普及實(shí)用，該薄型圖像顯示面板例如有液晶顯示面板、等離子圖像顯示面板、 EL(Electro-Luminescence 電致發(fā)光)圖像顯示面板等。在這些圖像顯示裝置中，作為電子電路發(fā)熱的熱源，例如有輸出級晶體管以及包含了半導(dǎo)體、電阻器、變壓器的集成電路等。也就是說，熱量集中性地從功熱轉(zhuǎn)換率較大的電子電路部件中散出。在近年的圖像顯示裝置中，隨著高清晰化、超高清晰化的發(fā)展，將顯示信號提供給顯示面板中的多個(gè)像素時(shí)的所需驅(qū)動頻率也隨之增高。因此，驅(qū)動顯示裝置中的源極線的集成電路的自身發(fā)熱，已到達(dá)不可忽視的地步。在此，專利文獻(xiàn)1中揭示了一種技術(shù)方案。在該技術(shù)方案中，以不將內(nèi)部電源布線引至芯片外周的電源墊的方式來布置電源線，由此縮小集成電路的芯片尺寸。圖5是液晶驅(qū)動器(源極驅(qū)動器)的布局概略圖。圖5表示的是液晶驅(qū)動器即集成電路中的輸出單元的配置方式和電源布線的配置方式。在液晶驅(qū)動器中，配置有多個(gè)用以驅(qū)動液晶包源極線的輸出單元101。各輸出單元 101例如具有以下結(jié)構(gòu)要件鎖存電路102、電平移位器103、DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換)電路104、運(yùn)算放大器105、金屬墊106。鎖存電路102保存用于進(jìn)行顯示的數(shù)據(jù)。電平移位器103使鎖存的數(shù)據(jù)移位成液晶驅(qū)動電平。DAC電路104輸出與上述數(shù)據(jù)相對應(yīng)的驅(qū)動電平。運(yùn)算放大器電路105對DAC 電路104輸出的電平施以阻抗變換，然后輸出變換后的電平。金屬墊106用以將液晶驅(qū)動的集成電路與套件上的布線連接起來。如圖5所示，各輸出單元101的結(jié)構(gòu)要件呈直線狀配置。由于需要向輸出單元101的各結(jié)構(gòu)要件提供電源，因此在集成電路的周圍配置了電源墊108。當(dāng)電源墊108配置在集成電路周圍時(shí)，則需要如圖5所示那樣盤繞從輸出單元 101至電源墊108的布線。在圖5中，設(shè)有兩個(gè)電源墊108，電源墊108與運(yùn)算放大器105 經(jīng)由布線109a而相連。同樣的，電源墊108與DAC電路104經(jīng)由布線109b而相連，電源墊 108與電平移位器103經(jīng)由布線109c而相連。鎖存電路102的電源不是經(jīng)電源墊108所提供的，而是其他電源，因此在此省略說明。像這樣，向各結(jié)構(gòu)要件分別設(shè)置布線來提供電源。 通過該布線方式，來防止各結(jié)構(gòu)要件的工作噪音影響到其他結(jié)構(gòu)要件。圖6表示的是安裝有液晶驅(qū)動器的薄片套件。如圖6所示，在薄片套件基板110 上裝載有液晶驅(qū)動器113。沿著薄片套件的基板110的一個(gè)長邊，形成有輸出端子111。沿著薄片套件基板110的另一長邊，形成有輸入端子112。另外，這些輸入端子112當(dāng)中的套件電源端子與液晶驅(qū)動器113上的電源墊108，通過布線114相連。在圖6中，省略圖示其他輸入布線和輸出布線。對于圖5所示的盤繞用布線109a 109c而言，為了降低電阻而需要增大它們的布線寬度。尤其是，因需要對液晶面板中的像素等進(jìn)行電容載荷的充放電，所以運(yùn)算放大部的布線109a會產(chǎn)生較大的切換噪聲。因此需要采用低電阻的布線來作為連接運(yùn)算放大部的電源布線，并將其連接至電源。圖7是專利文獻(xiàn)1技術(shù)中的對電源布線施以分流的圖。如圖7所示，帶型基板上配設(shè)有分流布線201，電源線109a與分流布線201通過配置在運(yùn)算放大器的電源線109a上的凸球202相連。圖8表示的是安裝有液晶驅(qū)動器的薄片套件。在圖8所示的結(jié)構(gòu)中，不但具有圖 6所示的結(jié)構(gòu)，還在薄片套件基板110上追加了分流布線201。所設(shè)置的凸球202是用于布設(shè)運(yùn)算放大器的電源線的凸球。分流布線201與電源布線114連接在輸入端子112當(dāng)中的同一電源輸入端子上。通過上述方案，能夠降低自電源墊起至輸出單元中運(yùn)算放大部為止的電源布線的電阻，從而能夠迅速地吸收切換噪音。(現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn))專利文獻(xiàn)1 日本國專利申請公開公報(bào)“特開2006-80167號公報(bào)”，2006年3月23
日公開。

發(fā)明內(nèi)容
如上述的，近年隨著集成電路的集成度的提高，液晶驅(qū)動器中的芯片尺寸得到了縮小，輸出的信號數(shù)量發(fā)生了增加，因此驅(qū)動器自身的發(fā)熱便成為了一大問題。發(fā)熱的原因在于，驅(qū)動器工作時(shí)流動的電流因電源布線的電阻而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃糠懦?。晶體管在進(jìn)行切換時(shí)，會流動較多的工作電流。因此若電源不穩(wěn)定，切換便會遲延，從而會致使更多的電流流入驅(qū)動器并導(dǎo)致發(fā)熱。專利文獻(xiàn)1的技術(shù)方案是，用薄片基板上的分流布線來取代以往盤繞在半導(dǎo)體元件內(nèi)的電源用布線，以此來削減半導(dǎo)體元件內(nèi)部的布線，力圖實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體裝置的小型化和輕量化。另外，相比于形成在半導(dǎo)體元件內(nèi)部的布線，上述分流布線的電阻能大幅度地施以降低，因此能實(shí)現(xiàn)電源的穩(wěn)定化。此外，專利文獻(xiàn)1的技術(shù)方案的意圖在于通過電源的穩(wěn)定化來降低切換噪音，由此抑制發(fā)熱。然而僅憑專利文獻(xiàn)1的電源穩(wěn)定化方案，是不能充分降低集成電路的發(fā)熱的。本發(fā)明是鑒于上述的問題而研發(fā)的，目的在于在含有安裝在基板上的集成電路的半導(dǎo)體裝置中，抑制集成電路的發(fā)熱。為解決上述的問題，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置含有安裝在基板上的半導(dǎo)體元件，其特征在于所述半導(dǎo)體元件包含多個(gè)輸出單元、以及向所有所述輸出單元的各結(jié)構(gòu)要件分別供電的電源布線；所述基板具備分流布線；針對所述電源布線中的至少一根電源布線，所述分流布線上具有與連接在該電源布線上的幾乎所有輸出單元的結(jié)構(gòu)要件分別對應(yīng)的連接端子。在上述技術(shù)方案中，上述分流布線形成在供安裝半導(dǎo)體元件的基板上。與形成在半導(dǎo)體元件內(nèi)的電源布線相比，分流布線能實(shí)施大幅度的電阻降低。另外，針對上述電源布線，上述分流布線上具有與連接在該電源布線上的所有輸出單元的結(jié)構(gòu)要件分別對應(yīng)的連接端子。因此輸出單元的結(jié)構(gòu)要件進(jìn)行工作時(shí)所流入的大部分電流便從電源經(jīng)由分流布線來提供。所以能夠有效地抑制現(xiàn)有的半導(dǎo)體元件內(nèi)所形成的電源布線的發(fā)熱。另外，分流布線的寬度大于半導(dǎo)體元件內(nèi)的布線的寬度，且分流布線的表面積大于半導(dǎo)體元件內(nèi)布線的表面積，因此能夠有效地散熱。(發(fā)明效果)在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，包含有安裝在基板上的半導(dǎo)體元件；所述半導(dǎo)體元件包含多個(gè)輸出單元、以及向所有所述輸出單元的各結(jié)構(gòu)要件分別供電的電源布線；所述基板具備分流布線；針對所述電源布線中的至少一根電源布線，所述分流布線上具有與連接在該電源布線上的幾乎所有輸出單元的結(jié)構(gòu)要件分別對應(yīng)的連接端子。因此，輸出單元的結(jié)構(gòu)要件進(jìn)行工作時(shí)所流入的大部分電流從電源經(jīng)由低電阻的分流布線來提供。所以能夠有效地抑制現(xiàn)有的半導(dǎo)體元件內(nèi)所形成的電源布線的發(fā)熱。另外，分流布線的寬度大于半導(dǎo)體元件內(nèi)的布線的寬度，且分流布線的表面積大于半導(dǎo)體元件內(nèi)布線的表面積，因此能夠有效地散熱。


圖1表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，是液晶驅(qū)動器的概略布局圖。圖2是上述液晶驅(qū)動器安裝在薄片套件上時(shí)的狀態(tài)的平面圖。圖3是為了降低上述液晶驅(qū)動器中的電源布線的布線電阻而設(shè)計(jì)的電路圖。圖4是一般的軌至軌運(yùn)算放大器的電路圖。圖5是以往的液晶驅(qū)動器的概略布局圖。圖6是以往的液晶驅(qū)動器安裝在薄片套件上時(shí)的狀態(tài)的平面圖。圖7是具備分流布線的以往的液晶驅(qū)動器的概略布局圖。圖8是具備分流布線的以往的液晶驅(qū)動器安裝在薄片套件上時(shí)的狀態(tài)的平面圖。(附圖標(biāo)記說明)101 輸出單元102 鎖存電路103 電平移位器103(輸出單元的結(jié)構(gòu)要件)104 DAC電路(輸出單元的結(jié)構(gòu)要件)105運(yùn)算放大器(輸出單元的結(jié)構(gòu)要件)106金屬墊108電源墊109a 109c 電源布線110薄片套件基板113液晶驅(qū)動器(半導(dǎo)體元件)201分流布線203凸球(連接端子)
具體實(shí)施例方式
5
以下，根據(jù)圖1圖4來詳細(xì)說明本發(fā)明的一實(shí)施方式。但本發(fā)明并不限于下述的實(shí)施方式。另外，本實(shí)施方式中各工序的運(yùn)用條件與一般半導(dǎo)體裝置的安裝工序的運(yùn)用條件相同，因此除特殊條件以外，其他均省略其詳細(xì)說明。圖1是本實(shí)施方式的液晶驅(qū)動器(在本實(shí)施方式中是源極驅(qū)動器)的概略布局圖。圖1表示的是液晶驅(qū)動器即集成電路中的輸出單元的配置方式和電源布線的配置方式。在液晶驅(qū)動器中，配置有多個(gè)用以驅(qū)動液晶包源極線的輸出單元101。另外，各輸出單元101例如具有以下結(jié)構(gòu)要件鎖存電路102、電平移位器103、DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換)電路 104、運(yùn)算放大器105、金屬墊106。由于需要向輸出單元101的各結(jié)構(gòu)要件提供電源，因此在集成電路的周圍配置有電源墊108，且盤繞有從輸出單元101起至電源墊108為止的布線。在圖1中，設(shè)置有兩個(gè)電源墊108，電源墊108與運(yùn)算放大器105經(jīng)由布線109a而相連。同樣的，電源墊108與 DAC電路104經(jīng)由布線109b而相連，電源墊108與電平移位器103經(jīng)由布線109c而相連。 鎖存電路102的電源不是由電源墊108所提供的，而是其他電源，因此在此省略說明。像這樣，向各結(jié)構(gòu)要件分別設(shè)置布線來提供電源。布線109a 109c包含在液晶驅(qū)動器即集成電路中。也就是說，布線109a 109c是形成在半導(dǎo)體元件內(nèi)部的布線。以上所述的結(jié)構(gòu)與圖5所示的以往的液晶驅(qū)動器相同。圖2表示了安裝有液晶驅(qū)動器的薄片套件。如圖2所示，在薄片套件基板110上裝載有液晶驅(qū)動器113。沿著薄片套件基板110的一個(gè)長邊，形成有輸出端子111。沿著薄片套件基板110的另一個(gè)長邊，形成有輸入端子112。另外，這些輸入端子112當(dāng)中的套件電源端子與液晶驅(qū)動器113上的電源墊108，通過布線114相連。在圖2中，省略了其他輸入布線和輸出布線。在圖2所示的方案中，還追加有分流布線201來作為薄片套件基板110上的布線。 凸球203用以將形成在薄片套件基板110上的分流布線201、與形成在液晶驅(qū)動器113上的布線109相互電連結(jié)。在圖2的例示中，針對供運(yùn)算放大器105使用的電源布線109a，而設(shè)置有分流布線201。分流布線201與電源布線114連接在輸入端子112當(dāng)中的同一電源輸入端子上。在本實(shí)施方式中，對于所有的輸出單元，凸球203是以每一輸出單元為單位來設(shè)置的。即，若液晶驅(qū)動器113有η個(gè)輸出單元，則凸球203也形成有η個(gè)。換而言之，在分流布線201上，針對連接在電源布線109a上的所有輸出單元的每一運(yùn)算放大器105，均設(shè)有一個(gè)與該運(yùn)算放大器105對應(yīng)的凸球203，且分流布線201經(jīng)由該凸球203與電源布線109a 相連。通過這樣，各輸出緩沖器得以與分流布線201相連。但在本發(fā)明中，分流布線無需一定要與所有輸出單元中的結(jié)構(gòu)要件一一相連，也可以存在不與凸球相連的一部分輸出單元 (分流布線也可以與幾乎所有的輸出單元中的結(jié)構(gòu)要件一一相連)。圖3是為了降低圖1和圖2所示電源布線的布線電阻而設(shè)計(jì)的電路圖。運(yùn)算放大器102工作時(shí)的流入電流I的大部分從電源經(jīng)由分流布線201來提供。其理由在于，形成在套件上的分流布線201的電阻比半導(dǎo)體元件即液晶驅(qū)動器113內(nèi)部所形成的布線109a 的電阻小的緣故。具體例如可以使形成的分流布線201的電阻值小于布線109a的電阻的 1/10，這樣，分流布線201的發(fā)熱便較少。此外，分流布線201的寬度大于集成電路內(nèi)的布線，且分流布線201的表面積大于集成電路內(nèi)布線的表面積，從而能夠有效地散熱。在本實(shí)施方式中，雖然僅針對運(yùn)算放大器的電源布線來用上述分流布線施以散熱對策，然而也能夠針對液晶驅(qū)動器內(nèi)所有的電源布線來實(shí)施散熱對策。但如果這樣，便需要如圖2所示那樣，對幾乎所有的輸出單元設(shè)置凸球，而所形成的凸球會導(dǎo)致芯片尺寸的增大。因此，需要選出切換電流尤其大的電源布線來對其施以散熱對策。對于液晶驅(qū)動器，較為有效的是對運(yùn)算放大器中的輸出緩沖電路實(shí)施散熱對策。另外，對于運(yùn)算放大器，也可以僅對最后級的輸出緩沖電路的電源布線施以散熱對策。圖4是一般的軌至軌(rail-to-rail)運(yùn)算放大器的電路圖。圖4中的運(yùn)算放大器電路是液晶驅(qū)動器中所一般性采用的周知電路，因此省略對電路的全體結(jié)構(gòu)作說明。就液晶驅(qū)動器而言，如前述的，由于其輸出單元呈細(xì)長狀，因此運(yùn)算放大器的電路大多分為2個(gè)級，即晶體管尺寸較大的晶體管Ql和晶體管Q2各自所在的級。此時(shí)，運(yùn)算放大器的電源VDD分成與輸出級的晶體管Ql及Q2連接的電源VDD2、以及其他的電源VDDl。 在該分割方案中，較為有效的是利用上述分流布線來對驅(qū)動液晶面板電荷的電源VDD2實(shí)施散熱對策。以下的表1表示有本實(shí)施方式中施以了散熱對策后的器件的測定結(jié)果例。在以下的結(jié)果中，器件A、B是未施以散熱對策的器件(比較例)，器件C是施以了散熱對策的器件。 另外，器件A C之間尺寸比例設(shè)定如下若將器件A的芯片尺寸設(shè)為100，則器件B的芯片尺寸為53，器件C的芯片尺寸為46。在獲取測定結(jié)果的測定過程中，以最容易產(chǎn)生熱量的顯示模式來使液晶驅(qū)動器作顯示驅(qū)動，且求取了在不實(shí)施散熱對策的情況下的飽和溫度。[表 1]
溫度測定結(jié)果器件A (芯片尺寸100) 90Γ 器件B(芯片尺寸幻) 240Γ 器件C (芯片尺寸46) 90Γ如表1所示，器件A的發(fā)熱為190°C，然而與器件A功能相同的器件B卻為240°C。 在此，器件B的功能雖然與器件A的功能相同，但器件B的芯片尺寸通過布線的細(xì)微化等而得到了縮小。因此在器件B中，因細(xì)微化的布線，導(dǎo)致電阻發(fā)生增大，從而發(fā)熱量也發(fā)生了增加。器件C的功能與器件A、B的功能相同，但器件C的芯片尺寸通過布線的細(xì)微化而進(jìn)一步縮小得比器件B還小。在器件C中，若不施以本實(shí)施方式的散熱對策，則推測器件C 的溫度將會超過器件B的溫度。然而，由于器件C被施以了本實(shí)施方式的散熱對策而被抑制了發(fā)熱，因此器件C的溫度的測定結(jié)果為190°C。本發(fā)明并不限于上述各實(shí)施方式，可以根據(jù)權(quán)利要求所示的范圍進(jìn)行各種的變更，適當(dāng)?shù)亟M合不同實(shí)施方式中記述的技術(shù)方案而得到的實(shí)施方式也包含于本發(fā)明的技術(shù)范圍之內(nèi)。(工業(yè)上的利用可能性)
本發(fā)明能夠抑制半導(dǎo)體裝置中的發(fā)熱，因此能夠用于例如液晶顯示裝置等薄型顯示裝置中的驅(qū)動電路。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，含有安裝在基板上的半導(dǎo)體元件，該半導(dǎo)體裝置的特征在于 所述半導(dǎo)體元件包含多個(gè)輸出單元、以及向所有所述輸出單元的各結(jié)構(gòu)要件分別供電的電源布線；所述基板具備分流布線；針對所述電源布線中的至少一根電源布線，所述分流布線上具有與連接在該電源布線上的幾乎所有輸出單元的結(jié)構(gòu)要件分別對應(yīng)的連接端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于 所述輸出單元包含輸出緩沖器；所述連接端子配置在與所述輸出緩沖器的電源相連的電源布線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于 所述輸出緩沖器是運(yùn)算放大器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述連接端子配置在所述運(yùn)算放大器的最后輸出級的電源布線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于 所述半導(dǎo)體元件是顯示裝置的驅(qū)動用集成電路。
6.一種半導(dǎo)體裝置供電方法，用以向半導(dǎo)體裝置供電，所述半導(dǎo)體裝置含有安裝在基板上的半導(dǎo)體元件，該半導(dǎo)體裝置供電方法的特征在于所述半導(dǎo)體元件包含多個(gè)輸出單元、以及向所有所述輸出單元的各結(jié)構(gòu)要件分別供電的電源布線；所述基板具備分流布線；針對所述電源布線中的至少一根電源布線，向連接在該電源布線上的幾乎所有輸出單元的各結(jié)構(gòu)要件連接所述分流布線，由此經(jīng)由所述分流布線來向各所述結(jié)構(gòu)要件供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置供電方法，其特征在于 所述輸出單元具備輸出緩沖器；所述連接端子配置在與所述輸出緩沖器的電源相連的電源布線上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置供電方法，其特征在于 所述輸出緩沖器是運(yùn)算放大器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置供電方法，其特征在于 所述連接端子配置在所述運(yùn)算放大器的最后輸出級的電源布線上。
全文摘要
在具有多個(gè)輸出單元(101)的液晶驅(qū)動器中，輸出單元(101)的結(jié)構(gòu)要件即運(yùn)算放大器(105)與形成在半導(dǎo)體元件即液晶驅(qū)動器內(nèi)的電源布線(109a)相連。另外，在供安裝半導(dǎo)體元件的基板上形成有分流布線(201)，分流布線(201)以所有輸出單元的每一運(yùn)算放大器(105)為單位，介由凸球(203)與電源布線(109a)相連。
文檔編號H01L27/04GK102484098SQ20108003890
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者中原道弘, 丸山敦, 村橋俊一, 野野村哉 申請人:夏普株式會社