SiPモジュールとは何か？　――「選択肢の一つ」から「必要不可欠な技術」へ

2）同時スイッチングとクロストークの問題

　CMOS素子の場合，"H"と"L"では，入力-出力間の電流の方向が逆になります．そして，各入力バッファを駆動するため，出力バッファの出力電流は最大に近い値となります．これらの入力電流は，電源より供給されています．また，LSIの高集積化に伴って，インターポーザ上の信号交差数が増加しています．動作においても，クロック・サイクルに応じたゲートのONとOFFが繰り返されています．

　例えば，複数の信号が同時に"H"から"L"に切り替わった場合，LSIとLSIの配線間のインダクタンス成分により電圧降下が生じます．この電圧降下は，同時に状態が切り替わった信号ピンの数に比例します．この電圧降下によって引き起こされるノイズが，いわゆる同時スイッチング・ノイズです．SiPの場合，一つのインターポーザで配線が閉じているため，配線長が短くなっています．このため，同時スイッチング・ノイズの問題はそれほど発生しません．

　信号のスイッチングが生じない配線でも，隣接配線の電磁的影響によってクロストーク・ノイズが発生します．しかし，SiPは配線長が短いため，クロストークの影響を受けにくいという特徴があります．つまり，スタック型SiPは，ノイズ耐性に有効なパッケージ構造の一つと言えます．図9に同時スイッチング・ノイズの評価結果を示します．

〔図9〕同時スイッチング時のノイズ波形
SDRAMのすべてのI/O信号を"H"から"L"に変化させたときのノイズ波形を示した．シングル・パッケージの場合と比べると，ノイズが約70％低減している．