CN102074515A - 半导体装置、其制造方法及使用其的无线传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体装置、制造半导体装置的方法及使用该半导体装置的无线传输系统。所述半导体装置包括：半导体封装体，其允许无线电信号通过；芯片，其产生所述无线电信号；及耦合器，其邻近所述芯片且将所述无线电信号发射到所述半导体封装体的外部。根据本发明，所述半导体装置容易制造且其封装尺寸不会变得很大。

Description

半导体装置、其制造方法及使用其的无线传输系统
相关申请的交叉参考
本申请要求2009年10月22日向日本专利局提交的日本专利申请JP2009-243108的优先权，在此以法律允许的限度内将该申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及半导体装置、制造半导体装置的方法及使用该半导体装置的无线传输系统。
背景技术
安装有用于通信的半导体芯片的半导体装置和利用这类半导体装置的无线传输系统是已知的。在日本专利公开号为2002-100698和2009-038696的专利(以下称之为专利文献1和2)中描述了半导体装置和无线传输系统。通常将这类用于通信的半导体芯片设置在封装体中。
对于专利文献1和2中所描述的任何一种技术，具有无线传输功能的半导体芯片设置在封装体的内部，在封装体中设置天线结构，进而通过天线实现数据传输。
例如，对于专利文献1所描述的技术，半导体芯片和外部连接端子设置在电路基板中，滤波电路层设置在电路基板的内部层中。在这种情况下，滤波电路电连接至半导体芯片，借此获取所需频段中的高频电信号。并且，电连接至滤波电路层的天线电路层设置在电路基板的表面层上。在专利文献1中，描述了能够实现小型化是由于将滤波电路层和天线电路层与安装有半导体芯片的电路基板集成地结合，且由于减少了部件数量，也降低了成本。
专利文献2提出了一种带有天线的集成电路封装，在天线中，波导管设置在机壳部分的厚度方向上，进而实现了微带线(micro-strip)/波导管转换。具体地，如同倒装(flip chip)芯片，将安装有机壳部分的集成电路芯片的一侧安装到安装基板，平面天线设置在与机壳部分相对的一侧上。专利文献2描述了：由于所有组元被安装到安装基板的前表面侧、天线设置在机壳部分中，获得带有天线的小型集成电路封装。
然而，对于专利文献1所描述的技术，由于各种类型的结构元件布置在半导体芯片的外部，所以当各种类型的结构元件均需要密封时，封装尺寸将变大。另外，专利文献1所描述的技术需要滤波电路层和天线电路层，因此，层结构比较复杂，不可能降低费用。再者，也要考虑到具有布线和通孔的多层结构会引起传输特征的恶化。因此，专利文献1所描述的技术有需要解决的缺陷。
对于专利文献2所描述的技术，由于基座是由金属制成的，且结构布置在芯片的外部，因此封装尺寸较大。此外，制造带有天线的集成电路封装比较困难。同样地，专利文献2中所描述的技术涉及特殊制造，这是不足之处。
发明内容
根据本发明原理，本发明可提供安装有用于通信的半导体芯片的半导体装置、半导体装置的制造方法及利用半导体装置的无线通信系统，所述半导体装置容易制造，且其封装尺寸不会很大。
在一个实施例中，提供一种装置，所述装置包括：半导体封装体，所述半导体封装体允许无线电信号通过；芯片，其产生所述无线电信号；及耦合器，其邻近所述芯片，将所述无线电信号高效地发射到所述半导体封装体的外部。
在另一个实施例中，所述装置进一步包括：半导体层，其位于所述半导体封装体内；电介质层，其位于所述半导体层之上，所述电介质层包括传输路径；通路孔，其位于所述电介质层中；导体层，其位于所述电介质层上；及图案，其位于所述导体层中，所述图案由所述导体层中的至少两个开口和位于所述开口之间的所述导体层的一部分形成。在这个实施例中，所述半导体层和所述电介质层形成所述芯片，所述通路孔可操作地连接至所述传输路径和所述导体层。
在另一个实施例中，所述装置包括：传输路径，其位于所述半导体封装体内；导体层，其与所述传输路径面对；及缝隙结构，其由在所述导体层中形成的开口组成。在所述装置中，所述传输路径和所述缝隙结构彼此耦合。
在所述装置的另一个实施例中，所述缝隙结构和所述传输路径彼此电磁耦合。
在所述装置的另一个实施例中，所述导体层是所述电介质层与所述半导体封装体的所述外部之间的分界线。
在另一个实施例中，所述导体层中的所述图案包括位于所述导体层中的多个开口和位于所述开口之间的所述导体层的多个部分。所述图案中的所述导体层的所述部分不彼此电连接，所述导体层的所述部分中的一个部分电连接至所述传输路径。
在另一个实施例中，所述装置包括位于所述半导体封装体上的天线，邻近所述芯片的耦合器将所述无线电信号高效地发射到所述天线。
在另一个实施例中，在半导体封装体和所述天线之间存在第二传输路径。在这个实施例中，所述第二传输路径和所述天线彼此电连接。
在另一个实施例中，所述装置包括带有无线传输路径的结构，所述无线传输路径高效地发射所述无线电信号。所述结构可以是波导管。
在另一个实施例中，无线传输系统包括至少两个芯片和容纳在半导体封装中的芯片的至少一个芯片，所述至少两个芯片中的至少一个芯片经配置以产生无线电信号，所述半导体封装体允许所述无线电信号通过。
在另一个实施例中，所述无线传输系统包括天线，所述无线电信号被传输至所述天线。
在另一个实施例中，所述无线传输系统包括带有无线传输路径的结构，所述无线传输路径可操作与所述至少两个芯片相关联，所述无线传输路径将所述无线电信号高效地传输到所述至少两个芯片。所述结构可以是波导管。
在另一个实施例中，提供一种电子装置，所述电子装置包括：半导体封装体，其允许无线电信号通过；芯片，其产生所述无线电信号；及耦合器，其邻近所述芯片，所述耦合器将所述无线电信号高效地发射到所述半导体封装的外部。
在本发明的另一个实施例中，提供一种电子装置，所述电子装置包括无线传输系统。所述无线传输系统包括(1)至少两个芯片，所述至少两个芯片中的至少一个芯片经配置以产生无线电信号，和(2)容纳在半导体封装体中的芯片的至少一个芯片，所述半导体封装体允许所述无线电信号通过。
在另一个实施例中，提供一种制造半导体封装体的方法，所述方法包括以下步骤：提供电子芯片，所述电子芯片经配置以产生无线电信号；提供耦合器，所述耦合器邻近所述芯片，所述耦合器将所述无线电信号高效地无线电发射出所述芯片；及在所述芯片和所述耦合器的周围形成半导体封装体，通过所述半导体封装体可以传输所述无线电信号。
在另一个实施例中，所述制造半导体封装体的方法包括以下步骤：在所述半导体封装体内形成半导体层；在所述半导体层上形成电介质层；在所述电介质层内形成所述传输路径；形成缝隙结构，所述缝隙结构包括位于所述导体层中的开口；及将所述传输路径和所述缝隙结构彼此耦合。在这个实施例中，所述半导体层和所述电介质层形成所述芯片。在另一个实施例中，可以集成地形成所述传输路径与所述芯片。另外，在又一实施例中，所述传输路径可以与所述芯片的布线在相同过程中形成。
如在上文中所阐明，根据本发明的原理，通过利用用于封装半导体芯片的封装部件来形成带有缝隙结构的高频信号耦合结构作为基座。因此，可以实现半导体装置、制造半导体装置的方法及利用半导体装置的无线传输系统，所述半导体装置容易制造且其封装尺寸不会变得很大。
附图说明
以下说明将使本发明的其它目的、特征和优点更充分地呈现。附图中：
图1是说明根据本发明原理的无线传输系统的实施例的基本结构的方框图；
图2A至图2C分别是说明根据本发明原理的半导体封装体的实施例的外部结构的立体图、图2A中所示的半导体封装体的俯视图和沿着图2B中的线X3-X3的剖面图；
图3A和图3B分别是说明根据本发明原理的半导体封装体的第一实施例的毫米波耦合结构的俯视图和沿着图3A中的线X3-X3的剖面图；
图4A至图4C分别是说明制造根据本发明原理的半导体封装体的第一实施例的方法的剖面图；
图5A和图5B分别是说明图3A和图3B中所示的毫米波耦合结构的尺寸示例的俯视图和沿着图5A中的线X3-X3的剖面图；
图6是说明在图5A和图5B中所示的毫米波耦合结构的尺寸示例情况下的模拟特征的曲线图。
图7A至图7D分别是说明在毫米波耦合结构的第一实施例中使用的天线结构的第一至第四结构示例的俯视图；
图8A至图8C分别是缝隙图案结构的一部分的俯视图、沿着图8A中的线X3-X3的剖面图和对应于图8A的俯视图的半导体芯片的一部分的剖面图；
图9A和图9B分别是说明毫米波耦合结构的第二实施例的结构的俯视图和沿着图9A中的线X3-X3的剖面图；
图10A至图10C分别是说明制造半导体封装体的第二实施例的方法的剖面图；
图11A和11B分别是无线传输系统的第一实施例的俯视图和沿着图11A中的线X3-X3的剖面图；
图12A和12B分别是说明无线传输系统的第二实施例的俯视图和沿着图12A中的线X3-X3的剖面图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述根据本发明原理的目前优选的实施例。为了在各实施例中区分功能性组元，将通过分别在原来的附图标记上增加诸如A、B、C等大写字符来描述这些功能性组元。换句话说，当说明书未给出特别说明时，将使用省略的附图标记来说明功能性组元。这同样适用于附图。
图1是说明根据本发明原理的无线传输系统的实施例的基本结构的方框图。在这里，图1是从功能性结构的角度来说明具有基本结构的无线传输系统1X的信号接口的方框图。
将根据本发明原理的无线传输系统的实施例中所使用的载波频率解释为毫米波段。然而，在此绝非将无线传输系统的实施例的结构限制成毫米波段，也可将其应用到载波频率为相对较短的诸如微波段之类的波长的情况。例如，可在数字录制/复制装置、地面电视接收器、移动电话、游戏机和电脑等所使用的无线通信中应用根据本发明原理的无线传输系统的实施例。
如图1所示，配置无线传输系统1X，使得作为第一无线装置示例的第一通信装置100X和作为第二无线装置示例的第二通信装置200X通过作为无线信号传输路径示例的毫米波信号传输路径9而彼此连接，借此在毫米波段实现信号传输。毫米波信号传输路径9是上面所描述的无线信号传输路径的示例。将作为传输对象的信号频率转换成适于宽带传输的毫米波段中的毫米波信号，然后传输通过频率转换获得的毫米波信号。
第一通信装置(第一毫米波传输装置)和第二通信装置(第二毫米波传输装置)组成无线传输装置(系统)。并且，在将作为传输对象的信号频率转换成毫米波信号之后，通过毫米波信号传输路径在第一通信装置和第二通信装置之间传输所得的毫米波信号，第一通信装置和第二通信装置以相对短的距离布置，例如，比在广播或常规无线通信中使用的通信装置之间的距离小的距离。无线传输意味着信号不通过布线传输，而是无线地传输。
这种情况下的无线通信例如相当于一个电子装置的机壳内的基板间通信、同一基板上的芯片间通信或者多个集成的、彼此通信或彼此连接的电子装置间的通信。例如，一个电子装置被安装到另一个电子装置的情况，两个电子装置之间的传输范围位于封闭空间内的情况，或两个电子装置彼此以例如几厘米至十多厘米的距离布置的情况。
在下文中，一个电子装置的机壳内的信号传输称为“机壳内信号传输”，而多个电子装置彼此集成(以下包含“大体上彼此集成”)的情况下的信号传输称为“装置间信号传输”。对于机壳内信号传输，无线传输系统的实施例是电子装置本身，在无线传输系统中，发送侧的通信装置、发送部分、接收侧的通信装置和接收部分容纳在同一机壳中，无线信号传输路径形成在发送部分和接收部分之间。另一方面，对于装置间信号传输，当发送侧的通信装置、发送部分、接收侧的通信装置和接收部分容纳在不同电子装置的机壳中时，无线信号传输路径形成在两个电子装置内的发送部分和接收部分之间，借此建立无线传输系统的实施例。
在彼此设在毫米波信号路径上的通信装置中，发送部分和接收部分可成对配置。一个通信装置与另一个通信装置之间的信号传输可以是单向信号传输或是双向信号传输。例如，当第一通信装置为发送侧而第二通信装置为接收侧时，发送部分配置在第一通信装置中，接收部分配置在第二通信装置中。另一方面，当第二通信装置为发送侧而第一通信装置为接收侧时，发送部分配置在第二通信装置中，接收部分配置在第一通信装置中。
发送部分例如包括发送侧的信号耦合部分以及发送侧的能够在将电子信号转换成毫米波信号或将信号转换成传输信号的信号产生部分。在这种情况下，发送侧的信号产生部分对诸如电子信号之类的信号进行信号处理以产生毫米波信号。发送侧的信号耦合部分将发送侧的信号产生部分中所产生的毫米波信号耦合到传输毫米波信号的传输路径(毫米波信号传输路径)。优选地，最好将发送侧的信号产生部分与用于产生作为传输对象的信号的功能性部分集成。
例如，发送侧的信号产生部分包括调制电路，调制电路调制作为传输对象的信号。发送侧的信号产生部分频率转换已由调制电路调制的信号以产生毫米波信号。原则上，也期望将作为传输对象的信号转换成毫米波信号。发送侧的信号耦合部分将由发送侧的信号产生部分产生的毫米波信号提供到毫米波信号传输路径。
另一方面，接收部分例如包括接收侧的信号耦合部分和接收侧的能将毫米波信号转换成作为传输对象的电子信号的信号产生部分。在这种情况下，接收侧的信号耦合部分接收通过毫米波信号传输路径传输到信号耦合部分的毫米波信号。接收侧的信号产生部分对由接收侧的信号耦合部分接收的毫米波信号(输入信号)进行信号处理以产生普通电子信号(作为传输对象的信号)。优选地，最好将接收侧的信号产生部分与用于接收作为传输对象的信号的功能性部分集成。例如，接收侧的信号产生部分包括解调部分并频率转换毫米波信号以产生输出信号。此后，解调部分解调输出信号以产生用于传输的信号。原则上，也期望直接将毫米波信号转换成用于传输的信号。
总之，为了获得信号接口，在非接触式、无线或无线缆基座上以毫米波信号的形式传输作为传输对象的信号。优选地，至少将信号，特别是将需要高速传输或大容量传输的图像采集信号或高速主时钟信号以毫米波信号的形式传输。换句话说，在无线传输系统中以毫米波信号的形式传输现有情况中通过电线传输的信号。通过在毫米波段实现信号传输，能够实现接近Gbps的高速信号传输，能够轻易地限制毫米波信号的范围，并能够获得由于这种特性产生的效果。
在此，这仅需要信号耦合部分允许毫米波信号通过毫米波信号传输路径在第一通信装置和第二通信装置之间传输。例如，信号耦合部分可包括诸如天线耦合部分之类的天线结构或者可具有不包含天线结构的耦合结构。
尽管“传输毫米波信号的毫米波信号传输路径”可以是空气(所谓的自由空间)，但优选的是将毫米波信号限制到传输路径中进行传输，通过积极利用该性质，可以将毫米波信号传输路径随意确定为例如像布线一样。
尽管例如通常可将所谓的波导管作为该毫米波限制结构或无线信号限制结构，但本发明并未对其做任何限制。例如，也可使用由电介质材料制成的允许毫米波信号通过以产生电介质传输路径的构造，或使用作为内部毫米波电介质传输路径的中空的波导管。在中空的波导管中，设置屏蔽材料使得包围传输路径，屏蔽材料组成传输路径并用于抑制毫米波信号的外部辐射。并且，屏蔽材料的内部是中空的。使电介质材料或屏蔽材料具有弹性，借此可以分布毫米波信号传输路径。
当传输路径穿过空中或自由空间时，各信号耦合部分均采用天线结构，通过空间在以短距离布置的天线结构之间传输信号。当构造是由电介质材料制成时，也可以使用天线结构，但这不是必要的。
在下文中，将描述根据本发明原理的无线传输系统的结构。注意，尽管功能性部分均以半导体集成电路(芯片)的形式配置，但这并不是解释成任何方式的限制，也可使用替代芯片的其它合适电路。
在第一通信装置100X中，在毫米波段中实现通信的半导体芯片103设置在基板102上。同样，在第二通信装置200X中，在毫米波段实现通信的半导体芯片203设置在基板202上。注意，为了方便起见，也是鉴于电子装置之间的无线传输的情况，示出了第一通信装置100X的半导体芯片103和第二通信装置200X的半导体芯片203分别形成在不同的基板102和202上的形式，但这种形式对本发明来说并不是必需的。例如，对于在(机壳内的)电子装置内的无线通信，也可采用第一通信装置100X和第二通信装置200X容纳在相同机壳内而半导体芯片103和203安装在相同基板上的形式。
在无线传输系统1X中，把成为毫米波段中通信对象的信号仅限制为要求高速特性和大容量特性的信号。因此，即使有很多低速特性和小容量特性的其它信号和来自电源等的被看作DC(直流)信号的信号，也都不必成为被转换成毫米波信号的对象。对于都不必成为转换成毫米波信号的对象的这些信号(包括来自电源的DC信号)，通过使用现有的结构来获得基板之间的信号连接。注意，将在被转换成毫米波之前均作为传输对象的初始电子信号统称为“基带信号”。
在第一通信装置100X中，可在毫米波段中实现通信的半导体芯片103和传输路径耦合部分108均安装在基板102上。半导体芯片103是系统大规模集成电路(“LSI”)，LSI功能性部分104和信号产生部107(毫米波信号产生部分)在系统LSI中彼此集成。尽管未图示，也可采用LSI功能性部分104和信号产生部107未彼此集成的结构。当LSI功能性部分104和信号产生部107彼此分离设置时，对于LSI功能性部分104和信号产生部107之间的信号传输，恐怕会出现通过布线传输信号引起的问题。因此，优选地将LSI功能性部分104和信号产生部107彼此集成。优选地，当LSI功能性部分104和信号产生部107彼此分离设置时，将(LSI功能性部分104和信号产生部107之间的)两个芯片以短距离布置，通过引线结合过程尽可能短地布线，借此降低负面影响。
使信号产生部107和传输路径耦合部分108采用具有数据双向特性的结构。由于这个原因，将发送侧的信号产生部分和接收侧的信号产生部分均设置在信号产生部107中。尽管在发送侧和接收侧中均可设置传输路径耦合部分108，但在无线传输系统1X的实施例模式中，传输路径耦合部分108同时用于接收和发送。
注意，这里所说的“双向通信”是单导体双向传输，在单导体双向传输中，作为毫米波传输信道的毫米波信号传输路径9是一个系统(单导体)。将采用时分双工(“TDD”)的半双工系统或频分双工(“FDD”)等应用到实现“双向通信”。
对于时分双工，以时分方式实现发送和接收的分离。因此，并未实现双向通信的同时性，也未实现同时执行从第一通信装置100X到第二通信装置200X的信号传输和第二通信装置200X到第一通信装置100X的信号传输的单导体同时双向通信，但是可通过使用频分双工实现单导体同时双向通信。然而，由于在频分双工中的发送和接收之间使用不同的频率，所以毫米波信号传输路径9需要更宽的传输带宽。
半导体芯片103连接到传输路径耦合部分108。将例如包括天线耦合部分、天线端子、微带线和天线等的天线结构应用到传输路径耦合部分108。注意，通过应用直接在芯片中形成天线的技术，也可将传输路径耦合部分108结合在半导体芯片103中。
LSI功能性部分104实现第一通信装置100X的主要应用控制。因此，例如，LSI功能性部分104包括用于处理被期望传输到另一方的各类信号的电路和用于处理接收自另一方的各类信号的电路。
信号产生部107将提供自LSI功能性部分104的信号转换成毫米波信号，然后通过毫米波信号传输路径9实现信号传输控制。
具体地，信号产生部107包括发送侧信号产生部分110和接收侧信号产生部分120。发送部分，即发送侧的通信部分是由发送侧信号产生部分110和传输路径耦合部分108组成，而接收部分，即接收侧的通信部分是由接收侧信号产生部分120和传输路径耦合部分108组成。
为了对输入信号进行信号处理以产生毫米波信号，发送侧信号产生部分110包括多路复用处理部分113、并串转换部分114、调制部分115、频率转换部分116和放大部分117。注意，可以将调制部分115和频率转换部分116归入一个部分，这个部分符合所谓的直接转换系统。
为了对传输路径耦合部分108接收的毫米波电信号进行信号处理以产生输出信号，接收侧信号产生部分120包括放大部分124、频率转换部分125、解调部分126、串并转换部分127和统一处理部分128。可以将频率转换部分125和解调部分126归入一个部分，这个部分符合所谓的直接转换系统。
并串转换部分114和串并转换部分127均用作使用多个并行传输信号的并口规范的情况。因此，在串口规范的情况下，并串转换部分114和串并转换部分127都是非必要的。
当在自LSI功能性部分104提供的信号的毫米波段中存在均作为传输对象的多个类型的信号(看作是N1个类型的信号)时，多路复用处理部分113执行诸如时分双工、频分双工或码分双工之类的多路复用处理，借此将多个类型的信号归入一个信号体系。例如，使所有均需要高速特性和大容量特性的多个类型的信号成为以毫米波的形式实现的传输对象，然后将它们归入一个信号体系。
在时分双工或码分双工中，多路复用处理部分113设置在并串转换部分114的前一级中，多路复用处理部分113将由LSI功能性部分104提供的多个信号归入一个信号体系，多个信号被依次提供到并串转换部分114。在分离双工中，向分离双工提供转换开关，转换开关用于精细分离与多个类型的信号signal_@(@：1至N1)有关的时间，借此在时间分离基础上向并串转换部分114提供多个类型的信号signal_@。在第二通信装置200X侧将统一处理部分228设置成与多路复用处理部分113相对应，统一处理部分228用于将归入一个体系的信号恢复成N1个信号体系。
对于频分双工，需要使用不同载波频率对信号进行调制以将其转换成具有互不相同的频段F_@中的频率的信号，借此在毫米波段中产生信号。并且，需要将使用不同载波频率的最终毫米波信号在相同方向上或相反方向上传输。由于这个原因，例如，当在相同方向上传输最终毫米波信号时，将并串转换部分114、调制部分115、频率转换部分116和放大部分117设置成与多个类型的信号signal_@相对应，且加法处理部分(信号混合部分)设置在每个放大部分117的后一级中作为多路复用处理部分113。并且，这仅需要在频率复用处理完成之后将频带F_1+...+F_N1中的毫米波电信号提供到传输路径耦合部分108。当在相同的方向上传输使用不同载波频率的毫米波信号时，就必须使用所谓的耦合器作为加法处理部分。也可以采用以下结构，即被归类为一种放大器的放大器117布置在多路复用处理部分113的在传输路径耦合部分108侧的后一级中。
在将多种信号体系归类为一种信号体系的频分双工中，需要更宽的传输带宽。当通过频分双工将多种信号体系归类为一种信号体系时，在传输问使用不同频率的全双工系统中，例如图1中从发送侧信号产生部分110侧至接收侧信号产生部分220的系统和从发送侧产生部分210侧至接收侧信号产生部分120的系统彼此结合使用时，则进一步需要更宽的传输带宽。
并串转换部分114将并行信号转换成串行数据信号，且将最终的串行数据信号提供到调制部分115。调制部分115调制作为传输对象的信号，然后将最终的信号提供到频率转换部分116。这仅需要调制部分115调制作为传输对象的信号的幅值、频率和相位中的一者。此外，也可以采用调制幅值、调制频率和调制相位的任意组合的系统。
例如，对于模拟调制系统，存在幅值调制(AM)和向量调制。对于向量调制，存在频率调制(FM)和相位调制(PM)。另一方面，对于数字调制系统，例如，存在幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)和调制幅值和相位的幅相键控(APSK)。幅相调制的代表是正交调幅(QAM)。
在作为传输对象的信号已由调制部分115调制之后，频率转换部分116频率调制作为传输对象的信号以产生被依次提供到高频放大部分117的毫米波电信号。毫米波电信号是指具有大约30至300GHz范围内的频率的电信号。在频率范围中使用“大约”描述的原因是基于以下事实，即能获得由另一实施例中的毫米波通信产生的效果的类似频率也是可用的，并未将下限限制到30GHz，也未将上限限制到300GHz。
例如，尽管可以采用各种类型的用于频率转换部分116的电路结构，但这仅需要采用包括频率混合电路、混合器电路和本地振荡器的结构。本地振荡器产生用于调制的载波、载波信号或参考载波。频率混合电路通过由并串转换部分114所提供的信号在由本地振荡器产生的毫米波段中倍乘或调制载波以在毫米波段中产生经调制信号，然后将最终调制信号提供到放大部分117。
在已将毫米波电信号频率转换之后，放大部分117放大毫米波电信号，然后将以此方式放大的毫米波电信号提供到传输路径耦合部分108。通过天线端子(未图示)将放大部分117连接至双向传输路径耦合部分108。
传输路径耦合部分108将发送侧信号产生部分110产生的毫米波信号发送至毫米波信号传输路径9。并且，传输路径耦合部分108接收来自毫米波信号传输路径9的毫米波信号，然后将毫米波信号输出到接收侧信号产生部分120。
传输路径耦合部分108是由天线耦合部分组成。天线耦合部分可以是传输路径耦合部分108的一部分，即信号耦合部分的一部分。天线耦合部分狭义上是指这样的部分，即在该部分中，形成在半导体芯片中的电子电路与布置在半导体芯片的内部或外部的天线彼此耦合。天线耦合部分广义上是指这样的部分，即在该部分中，半导体芯片与毫米波信号传输路径9彼此信号耦合。例如，天线耦合部分至少包括天线结构。另外，当在时分双工基础上实现发送或接收时，在传输路径耦合部分108中设置天线切换部分，即设置天线双工器。
天线结构是指带有毫米波信号传输路径9的耦合部分中的结构。因此，这仅需要通过天线结构将毫米波段中的电信号耦合至毫米波信号传输路径9，因而天线结构并不意味着仅是天线本身。例如，天线结构包括天线端子、微带线和天线。当天线切换部分形成在相同半导体芯片中时，除天线切换部分之外的天线端子和微带线组成传输路径耦合部分108。
发送侧的天线向毫米波信号传输路径9发射基于毫米波信号的电磁波。另外，接收侧的天线从毫米波信号传输路径9接收基于毫米波信号的电磁波。微带线在天线端子和天线之间连接，通过微带线将发送侧的毫米波信号从天线端子传输到天线，通过微带线将接收侧的毫米波信号从天线传输到天线端子。
当天线同时用于接收和发送时，使用天线转换部分。例如，当将毫米波信号传输到作为另一方的第二通信装置200X，天线切换部分将天线连接到发送侧信号产生部分110。另一方面，当从作为另一方的第二通信装置200X接收毫米波信号时，天线切换部分将天线连接到接收侧信号产生部分120。尽管在基板102上将天线切换部分与半导体芯片103分离设置，但本发明并未对此做任何限制，天线切换部分也可以在半导体芯片103中形成。当用于发送的天线和用于接收的天线彼此分离设置时，可省略天线切换部分。
也可以例如通过机壳内的空间传播毫米波的方式将作为毫米波传播路径的毫米波信号传输路径9构造成自由空间传输路径。另外，优选地，以诸如波导管等波导结构、传输路径、电介质线或介质内传输路径形式来构造毫米波信号传输路径9。此外，期望毫米波信号传输路径9具有允许高效地传输毫米波段中的电磁波的特征。例如，最好是以电介质传输路径9A的形式构造毫米波信号传输路径9，电介质传输路径9A经构造以包含具有在给定范围内的相对介电常数和给定范围内的介质耗散因数的电介质材料。例如，期望电介质材料填充整个机壳，借此不布置自由空间传输路径，但将电介质传输路径9A布置在传输路径耦合部分108和传输路径耦合部分208之间。另外，也期望在传输路径耦合部分108的天线和传输路径耦合部分208的天线之间连接作为线性部件的由电介质材料制成且具有一定导线直径的电介质路径，借此构造电介质传输路径9A。
对于“给定范围”，这仅需要电介质材料的相对介电常数或介质耗散因数落入一定范围以致能获得实施例模式的效果，因而从这个意义上其具有预定值。换句话说，这仅需要电介质材料具有能获得实施例模式的效果的特征，通过该电介质材料能够传输毫米波。尽管这些特征是非必需地、清楚地确定，这是因为这些特征不能由电介质材料自身来确定，且这些特征不仅与传输路径长度有关而且与毫米波的频率有关，但下面将作为示例来说明这些特征。
为了通过电介质传输路径9A高速传输毫米波信号，优选地电介质材料的相对介电常数在大约2至大约10的范围内，更优选地在3至6的范围内，电介质材料的介质耗散因数在大约0.00001至大约0.01的范围内，更优选地在0.00001至0.001的范围内。例如，由丙烯酸树脂体系、氨酯(urethane)树脂体系、环氧树脂体系、硅体系、聚酰亚胺体系或氰基丙烯酸酯(cyanoacrylate)树脂体系等制成的电介质材料可以用作满足这种条件的电介质材料。除另作说明，电介质材料的相对介电常数和介质耗散因数的这些范围也适用于其它实施例。注意，除电介质传输路径9A之外，中空波导管也可用作具有能够将毫米波信号限制在传输路径中的结构的毫米波信号传输路径9，在中空波导管中屏蔽材料包围传输路径的周围且中空波导管的内部是中空的。
接收侧信号产生部分120连接至传输路径耦合部分108。接收侧的放大部分124连接至传输路径耦合部分108。因此，放大部分124放大已由天线接收的毫米波电信号，然后将经放大的毫米波电信号提供到频率转换部分125。频率转换部分125频率转换已放大的毫米波电信号，然后将经频率转换的毫米波电信号提供到解调部分126。解调部分126解调已频率转换的信号以获得基带中的信号，然后将获得的基带中的信号提供到串并转换部分127。
串并转换部分127将串行接收的数据转换成并行输出数据，且将最终的并行输出数据提供到统一处理部分128。
统一处理部分128对应于发送侧信号产生部分210的多路复用处理部分213。例如，当在由LSI功能性部分104所提供的信号中存在多个(看作是N2：对N2是否不同于N1没有限制)均作为毫米波段传输对象的信号时，多路复用处理部分213执行诸如时分复用、频分复用和码分复用等多路复用处理，借此将多个类型的信号归入一种信号体系，这类似于多路复用处理部分113的情况。当统一处理部分128已从第二通信装置200X接收这些信号时，统一处理部分128将通过归类而获得的一种信号体系分成多个类型的信号signal_@(@：1至N2)，这类似于对应于多路复用处理部分113的统一处理部分228的情况。例如，对于实施例模式来说，统一处理部分128将归入一个信号体系的N2个数据信号拆分成单个的数据信号，然后将分出的单个的数据信号提供到LSI功能性部分104。
注意，当在第二通信装置200X中，在由LSI功能性部分104所提供的信号中存在多个类型(N2)的均作为毫米波段传输对象的信号时，在某些情况下在频分双工基础上将多个类型(N2)的数据信号归入一种信号体系。在这些情况下，在频分双工处理完成之后，需要接收和处理频段F_1+...+F_N2中的毫米波电信号以使其分别与频段F_@相对应。由于这个原因，这仅需要将放大部分124、频率转换部分125、解调部分126和串并转换部分127设置成分别与多个类型的信号signal_@相对应，以及频率拆分部分设置在每个放大部分124的前一级中作为统一处理部分128。而且，这仅需要在拆分完成之后将各个频段F_@中的毫米波电信号分别提供到频段F_@中的体系。当通过分别复用具有不同载波频率的毫米波信号获得的信号分别被拆分成具有不同载波频率的毫米波信号时，必须使用所谓的分配器作为频率拆分部分。也可采用以下的结构，放大部分124布置在统一处理部分128的位于传输路径耦合部分208侧的前一级中，以归入一个放大部分。
注意，尽管这里所描述的频分复用系统的使用形式是如下系统，即可使用多组发送部分和接收部分且通过在各个组中使用不同载波频率在从第一通信装置100X至第二通信装置200X的相同方向上传输毫米波信号，但并未对频分复用系统的使用形式做任何限制。例如，也可以如下执行全双工双向通信。也就是说，在图1中，在第一通信装置100X的发送侧信号产生部分110与第二通信装置200X的接收侧信号产生部分220的组中使用第一载波频率。并且，在第一通信装置100X的接收侧信号产生部分120与第二通信装置200X的发送侧信号产生部分210的组中使用第二载波频率。因此，这两组在彼此相对的方向上同时实现信号传输。在这种情况下，必须使用所谓的循环器作为用于传输路径耦合部分108和208的天线切换部分，使用循环器可以双向同时执行信号传输。
另外，也可采用这种形式，即使用更多组发送部分和接收部分且通过在各个组中使用不同的载波频率将相同方向和相反方向彼此结合。在这种情况下，这仅需要使用以下结构，即当在传输路径耦合部分108和208中均使用循环器时，使用多路复用处理部分113和213以及统一处理部分128和228。
另外，也期望采用的系统结构使得各种类型的复用系统彼此结合，例如，在系统的一部分中使用时分复用，在系统的另一部分中使用频分复用。
当以上述方式配置半导体芯片103时，输入信号经过并串转换以传输到半导体芯片203侧。并且，从半导体芯片203接收的信号经过串并转换，借此减小均作为毫米波转换对象的信号的数量。
对于例如前面所述的与多路复用处理部分113相关的统一处理部分228和前面所述的与统一处理部分128相关的多路复用处理部分213等其它结构，第二通信装置200X与第一通信装置100X大致具有相同的功能和结构。分别使用以2开头的三位整数的附图标记来表示各功能性部分，且分别使用与第一通信装置100X中相同的附图标记，即以1开头的一位或两位整数，来表示与第一通信装置100X相同或相似的功能性部分。发送部分是由发送侧信号产生部分210和传输路径耦合部分208组成，而接收部分是由接收侧信号产生部分220和传输路径耦合部分208组成。
LSI功能性部分204实现第二通信装置200X的主要应用控制。因此，例如，LSI功能性部分204包括用于处理被期望传输到另一方的各类信号的电路和用于处理从另一方所接收的各类信号的电路。
用于对输入信号进行频率转换和传输最终信号的技术通常在广播和无线通信中使用。在这些应用中，使用能够处理以下问题的相对复杂的发射器和接收器等：a)可以多远地执行通信(关于热噪声的S/N比的问题)，b)这种结构如何处理反射和多重路径，和c)如何抑制其它信道的阻碍和干扰等。换句话说，在实施例模式的无线传输系统1X中使用的信号产生部分107和207均在毫米波段中使用，其频率均高于通常在广播和无线通信中使用的相对复杂的发射器和接收器等的使用频率，且其波长λ更短。因此，容易重新利用频率，继而信号产生部分107和207均适于每两个装置均以短距离布置的多个装置间的通信。
在无线传输系统1X的实施例模式中，与使用现有布线的信号接口不同，在如前面所述的毫米波段中实现信号传输，借此使灵活响应高速特性和大容量特性成为可能。例如，仅使需要高速特性和大容量特性的信号成为毫米波段中的通信对象。因此，根据系统结构，第一通信装置100X和第二通信装置200X均部分地包括现有布线所形成的接口(端子和连接器组成的连接)以便于响应于具有低速特性和小容量特性的信号，以及响应于电源电压供应。
信号产生部分107信号处理由LSI功能性部分104输入的输入信号以产生毫米波信号。信号产生部分107通过例如微带线、传输带线、共面线或缝隙线等传输线连接至传输路径耦合部分108。因此，通过传输路径耦合部分108将最终的毫米波信号提供到毫米波信号传输路径9。
传输路径耦合部分108具有天线结构，且具有将传输到传输路径耦合部分108的毫米波信号转换成电磁波并发送该电磁波的功能。传输路径耦合部分108耦合到毫米波信号传输路径9，进而将通过传输路径耦合部分108转换获得的最终电磁波提供到毫米波信号传输路径9的一个端部。第二通信装置200X侧的传输路径耦合部分208耦合到毫米波信号传输路径9的另一个端部。毫米波信号传输路径9设置在第一通信装置100X侧的传输路径耦合部分108与第二通信装置200X侧的传输路径耦合部分208之间，以便通过毫米波信号传输路径9传播毫米波段中的电磁波。
第二通信装置200X侧的传输路径耦合部分208耦合到毫米波信号传输路径9。传输路径耦合部分208接收传输到毫米波信号传输路径9的另一端部的电磁波，将经接收的电磁波转换成毫米波信号，然后将最终的毫米波信号提供到信号产生部207(基带信号产生部分)。信号产生部207信号处理通过转换获得的毫米波信号以产生输出信号(基带信号)，然后将最终的输出信号提供到LSI功能性部分204。
尽管在这种情况中已经说明了有关从第一通信装置100X到第二通信装置200X的信号传输的情况，但也可以认为将从第二通信装置200X的LSI功能性部分204提供的信号传输到第一通信装置100X的情况是类似的。因此，可以双向传输毫米波信号。
在这里，借助正常的布线来传输信号的信号传输系统存在以下问题：
i)尽管需要大容量和增加的高速度传输数据，但布线的传输速度和传输容量存在限制。
ii)为了处理与传输数据的增加的高速度有关的问题，将会期望增加布线的数量，进而信号的并行处理降低了每一信号线的传输速度。然而，这种情况引起输入/输出端子数量的增加。结果，要求印刷线路板和电缆布线的复杂度及连接器部分和电接口的物理尺寸的增加等。因此，导致印刷线路板和电缆布线的形状及连接器部分和电接口变得复杂、其可靠性被降低及成本增加等问题。
iii)当基带信号的带宽随着诸如电影、视频及计算机图像等信息的量的巨大性增加而变宽时，有关电磁兼容(EMC)的问题进一步成为现实。例如，当使用布线时，布线充当天线，进而干扰了与天线的调谐频率相对应的信号。另外，由布线阻抗的非匹配等引起的反射和共振所导致的因素也导致了非必要的辐射。为了应对这种问题，电子装置的结构必须是完善的。
iv)除EMC之外，当引起反射时，由符号之间的干涉引起的传输错误和由自发阻碍引起的传输错误在接收侧都成为问题。
无线传输系统1X的实施例通过使用毫米波而不使用布线来实现信号传输。将计划从LSI功能性部分104传输到LSI功能性部分204的信号转换成毫米波信号，接着通过毫米波传输路径9在传输路径耦合部分108和208之间传输最终的毫米波信号。
由于无线传输，没有必要担心布线形状和连接器的位置。因此，不会对布局产生太多限制。由于对信号来说以毫米波形式传输代替了通过布线传输，因此可省略布线和端子。结果，解决了有关EMC的问题。总的来说，在第一通信装置100X和第二通信装置200X的内部的其它地方中不存在任何使用毫米波段中频率的功能性部分。因此，可轻易地实现处理EMC的手段。
由于在以短距离布置第一通信装置100X和第二通信装置200X的状态下的无线传输，及由于固定位置之间的和与已知位置关系相关的信号传输，可以获得以下优点：
1)容易适当设计发送侧和接收侧之间的传播信道或波导管结构。
2)可将密封发送侧和接收侧的传输路径耦合部分的电介质结构与诸如毫米波信号传输路径9的波导管结构之类的传播信道彼此结合设计，借此使比自由空间传输更可靠和更好的传输成为可能。
3)不需要如同使用一般无线通信那样动态地、适应性地和频繁地执行用于管理无线传输的控制器的控制，即不需要动态地、适应性地和频繁地执行实施例模式中的LSI功能性部分104的控制。因此，与一般无线通信相比，可降低控制带来的开销。结果，小型化、低功耗和高速运行成为可能。
4)当在制造阶段和设计阶段中修正无线传输环境且掌握各组元的差量等时，可通过参考最终数据实现传输，借此可以实现更高级别的通信。
5)由于固定反射，即使当存在反射时，也可通过使用较小均衡器轻易地消除反射对接收侧的影响。也可根据预设或静态控制实现均衡器的设置，进而可容易实现均衡器的设置。
另外，由于具有短波长的毫米波段中的无线通信，可以获得以下优点：
a)由于在毫米波通信中可广泛地获得通信波段，所以可以真正获得大数据速率。
b)均可将在传输中使用的频率与用于基带信号处理的其它频率相区分，因而，几乎不可能出现毫米波与基带信号间的频率干扰。
c)由于毫米波段中的波长较短，可使均依赖于波长的天线和波导管结构小型化。除此之外，由于距离大量减小且差异更小，可容易实现电磁屏蔽。
d)在本领域的一般无线通信中，为载波的稳定性而设置了严格的规则以防止干扰等。为实现这种具有高稳定性的载波，使用了均具有高稳定性的外部频率标准部件或组件、乘法电路和锁相环(PLL)电路等，进而电路尺寸变大。然而，在毫米波中，特别是在与固定位置间的信号传输相结合的或与已知位置关系相关的相位中，容易屏蔽毫米波，能够防止毫米波泄露到外部。并且，可以在传输中使用低稳定性的载波，可抑制电路尺寸的增加。为了通过接收侧较小电路来解调使用低稳定性的载波传输的信号，优选地采用注入锁定(injection-locked)系统。
注意，尽管在实施例模式中将在毫米波段中实现通信的无线传输系统1X示例为无线传输系统，但在此绝非将无线传输系统的应用范围限制为毫米波段中的通信。也可将无线传输系统应用为频段落入毫米波段以下的通信或与此相反频段超过毫米波段的通信。例如，也可应用微波段。
图2A到图2C分别是说明根据本发明原理的半导体封装体601(半导体装置)的实施例的基本结构的图。图2A是说明半导体封装体601的整体轮廓的立体图，图2B是半导体封装体601的俯视图，图2C是沿着图2B中X3-X3线的剖面图。
根据本发明原理的半导体封装体601以以下方式构造，即上面所描述的半导体芯片103和半导体芯片203容纳在树脂模具中，将半导体芯片103和半导体芯片203共同称为半导体芯片603。在这种情况下，半导体芯片603并未直接安装到电路基板(上面所描述的基板102，202)上，而是将半导体封装体601安装到电路基板上，在半导体封装体601中将半导体芯片603安装到插入式基板上且接着使用诸如环氧树脂之类的树脂浇铸半导体芯片603。
半导体芯片603在毫米波段中执行通信处理。如前面参照图1所述，半导体芯片603被用作系统LSI，在系统LSI中，LSI功能性部分104和信号产生部分107或LSI功能性部分204和信号产生部分207彼此集成。半导体封装体601通常以安装到诸如印刷布线板之类的安装板的表面上的形式使用。
具体地，半导体封装体601包括插入式基板602、可采用在毫米波段中通信处理的半导体芯片603、封装树脂604和例如对应于传输路径耦合部分108、208的高频信号耦合结构的毫米波耦合结构608。尽管毫米波耦合结构608可以响应于单端输出和差分输出中的任何一个，但为了简化说明，除非有特别提示，在下面的说明中将毫米波耦合结构608描述为响应于单端输出的毫米波耦合结构。
插入式基板602组成芯片安装基板，半导体芯片603安装到插入式基板602上。在插入式基板602中必须使用薄片部件，薄片部件是通过将具有大约2至大约10的给定范围内的相对介电常数的热加强区域与铜箔彼此结合而获得的。
与现有结构的情况类似地形成有多个焊盘电极613的部分存在于半导体芯片603的表面上。而且，在实施例模式的结构中所特有的用于毫米波无线传输的毫米波耦合结构608的一部分(毫米波耦合结构)存在于半导体芯片603的表面上。总之，以与现有结构相同的方式连接均不是使用毫米波信号的传输对象的电源部分等的端子。
例如，将分别与半导体芯片603的焊盘电极613相对应的引线电极616设置在插入式基板602的安装有半导体芯片603的一侧的表面，例如前表面。焊盘电极613和引线电极616分别通过结合线617互相连接。多个端子电极618设置在插入式基板602的后表面侧上。端子电极618是用于电连接应用半导体封装体601的安装电路基板(基板102，202)的端子。因此，例如，使用焊料球作为端子电极618。端子电极618应用在诸如电源、接地和毫米波传输等均不作为毫米波传输目标的电信号的输入/输出，例如半导体芯片603的控制信号。
对于插入式基板602，焊盘电极613和端子电极618通过引线电极616和结合线617分别彼此连接。例如，引线电极616通过插入式基板602内的布线图案连接到端子电极618。
注意，在此并非将半导体芯片603和插入式基板602彼此连接的方法限制为通过结合线617将半导体芯片603和插入式基板602彼此连接的方法。除此之外，例如，存在使用引线框或倒装芯片结合(flip chipjoining)的方法。使用倒装芯片结合的方法将块电极(bump electrode)或焊料球设置在半导体芯片603的后表面和插入式基板602的前表面上，通过焊料球将半导体芯片603连接至插入式基板602。
半导体芯片603的作为毫米波无线传输对象的信号线耦合到毫米波耦合结构608。例如，通过从半导体芯片603的电路的信号布线处延伸而设置用于高频信号的传输路径706。传输路径706与半导体芯片603的电路布线在同一个过程中形成。换句话说，传输路径706与半导体芯片603集成地形成。使用封装树脂604即封装部件来封装半导体芯片603。导电层(未图示)形成在半导体芯片603侧的封装树脂604与半导体芯片603的边界中，或形成在与半导体芯片603相对的一侧的封装树脂604的表面上。并且，具有缝隙结构的毫米波耦合结构608形成在封装树脂604的与传输路径706相对应的位置中作为基座。
换句话说，这种结构通过使用用于封装半导体芯片603的封装树脂604将具有缝隙结构的毫米波耦合结构608形成在与传输路径706相对应的位置中作为基座。通过毫米波耦合结构608中高频信号的电磁耦合，在毫米波耦合结构608的传输路径706与毫米波耦合结构608之间实现基于高频信号传输电磁波的结构。后面将会详细说明毫米波耦合结构608。
作为待封装的绝缘部件的示例，包括插入式基板602上的半导体芯片603和毫米波耦合结构608的部分的封装结构元件被封装树脂604覆盖。
传输路径632形成在封装树脂604的与毫米波耦合结构608相对应的部分的表面上，连接至传输路径632的天线结构636也形成在封装树脂604的与毫米波耦合结构608相对应的部分的表面上。传输路径632具有向天线结构636传输毫米波信号的功能，而天线结构636具有以电磁信号的形式无线地发射毫米波的功能。
对于天线结构636的典型示例，期望在封装树脂604的表面上将诸如金属之类的导体的图案形成为预定形状，借此构造天线。例如，贴片天线和反向F天线等是典型示例。例如，期望在封装树脂604的表面上形成天线图案的方法如下：在封装树脂604的表面上进行电镀，在导电盘附着在封装树脂604的表面上之后选择性地蚀刻导电盘，及将其上形成有金属图案的粘着剂粘着到封装树脂604的表面等等。除此之外，例如，通过使用缝隙耦合而采用波导管结构，等等。总之，这意味着将通过应用诸如缝隙天线之类的小空隙耦合元件而获得的天线结构636用作波导管的耦合部分。后面将详细说明天线结构636。
例如，使用环氧树脂作为封装树脂604。例如，使用封装树脂604封装安装到插入式基板602的半导体芯片603和结合线617。封装树脂604是电介质材料，其初始目的主要是保护设置在半导体封装体601内的半导体芯片603和由结合线617制成的布线。
在半导体封装体601的实施例模式中，除这个初始目的之外，封装树脂604还在毫米波耦合结构608中基于电磁耦合用作毫米波传输媒介。例如，在这种情况下，毫米波耦合结构608由半导体芯片603、设置在封装树脂604上的传输路径632以及形成在半导体芯片603和传输路径632之间的由封装树脂604制成的毫米波传输媒介634组成。半导体芯片603和封装树脂604表面上的传输路径632组成毫米波耦合结构608。因此，通过由封装树脂604制成的毫米波传输媒介634而在封装树脂604之间实现毫米波传输，毫米波传输媒介634组成毫米波耦合结构608的一部分。
半导体封装体601包括毫米波耦合结构608，毫米波信号通过毫米波耦合结构608在封装树脂604的表面和半导体芯片603上互相电磁耦合，在半导体封装体601中，半导体芯片603通过使用毫米波信号实现无线传输且使用封装树脂604封装半导体芯片603。而且，在半导体封装601体中，具有预定形状图案的天线结构636形成在封装树脂604的表面上。
如上所述，半导体封装体601的实施例模式包括毫米波耦合结构608(高频耦合结构)和导体天线结构636。在这种情况下，毫米波耦合结构608设置在半导体芯片603的均作为毫米波信号的传输对象的端子和封装树脂604的表面之间。并且，导体天线结构636设于封装树脂604的表面上。通过电磁耦合，在半导体芯片603和传输路径632之间传输毫米波信号，电磁耦合形成在毫米波传输媒介634的位于半导体芯片603和毫米波耦合结构608的传输路径632之间的部分中。并且，从天线结构636发射毫米波信号。
根据半导体封装体601的实施例模式，使用毫米波耦合结构608替换半导体封装体601的端子电极618的一部分。结果，可以减少端子电极618的数量。
除此之外，半导体封装体601采用上面描述的毫米波耦合结构608，借此天线结构636可形成在封装体或封装树脂604的表面上而在半导体芯片603的周围不具有特殊结构，继而可以实现半导体封装体601的小型化。另外，可以应用通用处理，借助封装树脂604也可实现提高可靠性。
也就是说，毫米波耦合结构608的实施例模式与封装树脂604集成在一起。因此，可防止封装尺寸变得巨大，均不同于专利文献1和2中所描述的结构，在专利文献1和2中所描述的结构中各种类型的结构元件布置在芯片的外部。另外，通过在均作为半导体芯片603的毫米波信号的传输对象的端子与封装树脂604的表面之间插入使用封装树脂604的毫米波传输媒介634来构造毫米波耦合结构608。因此，毫米波耦合结构608具有其结构比专利文献1情况下的结构更简单的优势，进而实现了低成本。由于毫米波耦合结构608不是如下结构，即借助布线和通孔通过毫米波结构传输毫米波信号，因此可以说，与专利文献1所描述结构的情况相对比不必担心传输特性的恶化。
半导体封装体601的实施例模式中的天线结构636没有形成在基板上，而是形成在封装树脂604的表面上。因而，在完成半导体封装体601的制造之后可以改变天线图案。例如，当对封装树脂604的表面使用电镀或在导电盘依附到封装树脂604的表面之后选择性地蚀刻导电盘时，会出现与在专利文献1的情况相同的问题。然而，当其上形成有金属图案的粘着剂粘着在封装树脂604的表面时，可以通过交换粘着剂改变天线图案。
图3A和图3B至图7A-7D分别是说明半导体封装体601的第一实施例的图，特别是说明毫米波耦合结构608的图。图3A和图3B分别是说明根据半导体封装体601的第一实施例的毫米波耦合结构608A的结构的俯视图，和沿着图3A中X3-X3线的剖面图。图4A至图4C分别是说明根据制造半导体封装体601的第一实施例和毫米波耦合结构608A的方法的剖面图。图5A和图5B分别是说明图3A和图3B中所示的毫米波耦合结构608A的尺寸示例的俯视图，和沿着图5A中X3-X3线的剖面图。图6是说明在图5A和图5B中所示的尺寸示例情况下的模拟特性的曲线。并且，图7A至图7D分别是说明在毫米波耦合结构608A的第一实施例中使用的天线结构636(天线图案646)的第一至第四结构示例的俯视图。
用作传输路径耦合部分108、208的毫米波耦合结构608A的第一实施例包括具有缝隙结构的导体图案和微带线作为主要部分。在这种情况下，具有缝隙结构的导体图案形成在封装树脂604和半导体芯片603A之间。并且，微带线形成在半导体芯片603A的表面上。形成在电介质层的内部的传输路径632通过具有缝隙结构的毫米波传输媒介634耦合到设置在封装树脂604的表面上的天线结构636构成的天线图案，电介质层设置在半导体芯片603A的上层侧。
厚度为d的电介质层702形成在硅层700或半导体层上。例如，电介质层702是由氧化物膜制成。导体层704形成在电介质层702的表面上，封装树脂604形成为覆盖导体层704。
缝隙图案结构710A形成在导体层704的一部分中。图3B中从硅层700延伸到导体层704的部分是半导体芯片603A。从信号布线(未图示)延伸的用于诸如高频信号之类的信号的传输的传输路径706从硅层700插入到电介质层702内的厚度为d1的部分中。传输路径632形成在设于半导体芯片603A的表面侧的电介质层702的内部。
缝隙图案结构710A是由形成在导体层704中的开口部分712和长导体图案714和716组成，长导体图案714和716被开口部分712包围且彼此平行布置。通路孔708形成在电介质层702中，以便电连接至传输路径706的端部。并且，缝隙图案结构710A的形成在电介质层702的表面上的导体图案714电连接至通路孔708。形成电介质层702和缝隙图案结构710A的导体图案714和716的技术与在硅层700上如金属布线过程等形成电路布线的导体图案的过程可以是相同的，硅层700组成具有CMOS结构的半导体芯片603A。因此，形成电介质层702和缝隙图案结构710A的导体图案714和716与形成电路布线的导体图案同时进行。
封装树脂604形成在半导体芯片603A(导体层704)的上方，传输路径632形成在封装树脂604的表面上。并且，传输路径632连接至天线结构636(未图示)。
尽管如前面所述封装树脂604通常用于固定结合线617或提高芯片可靠性，但在这种结构中封装树脂604同时用作在毫米波耦合结构608A的部分中传输电磁波。
例如，使用环氧树脂作为封装树脂604。例如，使用封装树脂604封装安装到插入式基板602的半导体芯片603A和结合线617。封装树脂604是由电介质材料制成，且其初始封装目的主要是保护设置在半导体封装体601的内部的半导体芯片603A和基于结合线617的布线。
在毫米波耦合结构608A的第一实施例中，除了这个初始目的之外，封装树脂604还用作基于毫米波耦合结构608A中电磁耦合的毫米波传输媒介。例如，在这种情况下的毫米波耦合结构608A是由半导体芯片603A、设置在封装树脂604的表面上的传输路径632以及由形成在半导体芯片603A和传输路径632之间的由封装树脂604制成的毫米波传输媒介634组成。半导体芯片603A和封装树脂604的表面上的传输路径632组成毫米波耦合结构608A。因此，通过毫米波传输媒介634在封装树脂604之间实现毫米波传输，毫米波传输媒介634组成毫米波耦合结构608A的一部分且由封装树脂604制成。
在这种毫米波耦合结构608A中，电介质层702、导体层704和传输路径706首先形成带状线传输路径，带状线传输路径是通过执行CMOS过程而形成。通路孔708和导体图案714和716在CMOS过程中形成，导体图案714通过通路孔708连接至传输路径706。
导体层704、封装树脂604和传输路径632组成微带线(MS)。如上所述，传输路径632连接至天线结构636(未图示)。
缝隙图案结构710A发射电磁波。也就是说，对于用于毫米波信号的具有这种结构的毫米波耦合结构608A，形成在传输路径706与传输路径632之间的封装树脂604中的毫米波传输媒介634通过缝隙图案结构710A使电连接至半导体芯片103的信号布线的传输路径706和形成在封装树脂604表面上的传输路径632彼此电磁耦合。组成缝隙图案结构710A的导体图案714和导体图案716将自缝隙图案结构710A发射的电磁波增强，进而实现宽带。
注意，为了简洁，这里省略了对缝隙图案结构710A机理的详细说明，例如，请参照非专利文献“A broadband microstrip-fed slot antenna”(Deal，W.R.；Radisic，V.；Yongxi Qian；Itoh，T.，Technologies for WirelessApplications，1999.Digest.1999 IEEE MTT-S Symposium on Date：21-24Feb 1999，pp.209to 212)。
图4A至图4C示出了制造毫米波耦合结构608A的第一实施例的方法。
具体地，在硅层700上形成厚度为d1的电介质层702a，在电介质层702a上形成传输路径706(参照图4A)，之后，形成电介质层702b，电介质层702b与电介质层702a以相同的材料制成。
此后，通路孔708形成在与电介质层702的传输路径706的端部相对应的部分中。此后，在组成导体层704的导体图案形成在电介质层702(702b)的整个表面上之后，通过使用蚀刻方法获得组成缝隙图案结构710A的开口部分712，借此形成导体图案714和716(参照图4B)。
形成导体层704和缝隙图案结构710A的导体图案714和716的技术可以同时用于执行如金属布线过程等用于形成硅层700上的电路布线的导体图案的过程，硅层700组成具有CMOS结构的半导体芯片603A。因此，优点在于，导体层704和缝隙图案结构710A的导体图案714和716可以与电路布线的导体图案集成地形成。
然而，通过参照后面描述的尺寸示例可以知道，缝隙图案结构710A的导体图案714和716中每一个导体图案的宽度比符合CMOS过程的布线规则的宽度例如大数十微米。因此，恐怕会发生由大尺寸差异引起的制造方法中的缺陷。
此后，实现封装，使得封装树脂604覆盖导体层704和缝隙图案结构710A的整个表面。此后，传输路径632和天线结构636(未图示)形成在封装树脂604的表面上(参照图4C)。例如，在粘附导电盘或粘附其上形成有图案的粘着剂之后，通过使用例如电镀、蚀刻之类的方法，使得传输路径632与天线结构636(天线图案646)集成地形成。当将其上形成有金属图案的粘着剂以前面所述的方式粘着到封装树脂604的表面上时，具有可通过交换粘着剂改变天线图案的优势。
图5A和图5B说明图3A和图3B中所示的毫米波耦合结构608A的示例。硅层700的厚度为100μm及介电常数为11.7。电介质层702的厚度d为9μm及介电常数为3.5。传输路径706的路径厚度为1μm及路径宽度为7.5μm。导体层704的厚度为1μm。在这种情况下，电介质层702、导体层704和传输路径706组成的带状线传输路径的特征阻抗设计为50Ω。
缝隙图案结构710A的导体图案714和716中每个导体图案的厚度为1μm、横向宽度为80μm及纵向宽度(长度)为380μm。因此，缝隙图案结构710A的导体图案714和716均以长导体图案的形式构造。缝隙图案结构710A的开口部分712的总宽度为430μm，纵向宽度(长度)为610μm，间隙间隔即导体图案714和716等之间的间隔为90μm。
通路孔708的孔直径为7.5μm，传输路径706和导体图案714通过通路孔708彼此电连接。
封装树脂604的电介质厚度为100μm，介电常数为4。形成在封装树脂604的表面上的传输路径632的路径厚度为20μm，路径宽度为185μm。在这种情况下，由导体层704、封装树脂604和传输路径632组成的微带线(MSL)的特征阻抗设计为50Ω。
下面将参照图6说明图5A和图5B所示的尺寸示例中的毫米波耦合结构608A的模拟特性示例。在这种情况下，图6说明了用于图5A和图5B所示的毫米波耦合结构608A的模拟模型的在端口1和端口2之间获得的传递特性示例和反射特性示例。
通过图6所示的模拟特性可知，获得在54.6GHz到82.7GHz的范围中可使用的28.1GHz频段量作为满足S11＜-10dB的反射特性和S22＜-10dB的反射特性的带宽。并且，传递特性S21和S12中的每个传递特性的耦合损失介于1.6dB到4.0dB或1.6dB到3dB的范围内。
顺便说一下，注意传递特性S11和S22，在传递特性S11和S22的两个峰值位置之间存在差异。尽管分析认为这是造成带宽变宽的因素，但通常优选地在两个峰值位置之间不存在差异。分析认为这个差异是由硅层700和封装树脂604的介电常数之间的较大差异的事实引起的，这是因为硅层700的介电常数为11.7而封装树脂604的介电常数为4，借此提供了从缝隙图案结构710A发射到传输路径632侧的电磁波的一部分向硅层700侧传播的特性。
为了避免传递特性S11和S22的两个峰值位置之间的差异，通过例如在组成封装树脂604的电介质材料中包含硅填充剂等等，使封装树脂604的介电常数变大。然而，在这种情况下，尽管可以避免传递特性S11和S22的两个峰值位置之间的差异，但恐怕会相反地使带宽变窄。因此，这仅需要基于两个峰值位置间的差异与带宽之间的平衡的考虑而设置封装树脂604的成分(介电常数)。
注意，由于封装树脂604的材料(介电常数)与由导体层704和封装树脂604共同组成的微带线(MSL)的材料(介电常数)均对特征阻抗施加影响，因此对这方面同时加以考虑比较重要。
图7A至图7D说明了在毫米波耦合结构608A中使用的天线结构636及天线图案646的第一至第四结构示例。在图7A至图7D中分别所示的特征阻抗为50Ω且形成在封装树脂604的表面上的传输路径632的第一至第四结构示例中的任一示例中，具有预定形状的导体图案的天线图案646形成在封装树脂604的表面上，借此构造天线结构636。
在图7A中所示的第一结构示例中，按照现在的样子使用传输路径632的端部构造微带天线647A。在这种情况下，使用共振结构以使其用作天线。换句话说，也可以说使微带路径用作天线。
在图7B中所示的第二结构示例中，构造贴片天线647B，使得其结构与在图7A中所示的第一结构示例中的微带天线647A的情况相比，加宽微带天线647A的路径部分(带状部分)的横向宽度以进一步提高电波的发射效率。注意，尽管在图7B中所示的第二结构示例中贴片天线647B具有四边形形状或长方形形状，然而，本发明并未对其做任何限制，进而贴片天线647B也可以具有圆形形状或其它任何合适的形状。
在图7C中所示的第三结构示例中，构造平面反向F天线647C。功率馈送线647Ca连接到传输路径632，短路线647Cb连接到导体层704组成的接地平面，导体层704形成在封装树脂604的位于半导体芯片603A的表面上的较低部分上。
在图7D中所示的第四结构示例示出了差分天线647D。差分天线647D是由移相器647Da和偶极天线647Db的组合组成。移相器647Da包括移相器647Da_1和647Da_2，移相器647Da_1和647Da_2在路径长度上彼此不同。移相器647Da_1的一端和移相器647Da_2的一端之间的连接点连接到传输路径632。移相器647Da_1的另一端连接到偶极天线647Db的一个元件647Db_1，而移相器647Da_2的另一端连接到偶极天线647Db的另一个元件647Db_2。设置差分天线647D，使得由于移相器647Da_1的另一端和移相器647Da_2的另一端之间的路径长度差异而引起移相器647Da_1的另一端和移相器647Da_2的另一端之间的相位差为180°。
图8A至图8C分别是说明半导体封装体601的第一实施例和毫米波耦合结构608的变换的视图。而且，图8A至图8C分别是说明毫米波耦合结构608B的第二实施例的变换的结构和制造方法的图。也就是说，图8A至图8C分别是缝隙图案结构710B的一部分的俯视图、沿着图8A的X3-X3线的剖面图和与图8A的俯视图相对应的半导体芯片603B的一部分的剖面图。
毫米波耦合结构608B是毫米波耦合结构608A的第一实施例的变换。因此，第一实施例的变换的毫米波耦合结构608B具有以下形式，即缝隙图案结构710B的一部分与半导体芯片603B分离形成，随后在缝隙图案结构710B和半导体芯片603B彼此集成之后形成封装树脂604、传输路径632和天线结构636。
第一实施例的变换的毫米波耦合结构608B具有以下结构，即第一实施例的毫米波耦合结构608与半导体芯片603B分离。因此，在完整产品的状况下，第一实施例的变换的毫米波耦合结构608B几乎与毫米波耦合结构608A的第一实施例没有差别。然而，在中间阶段，如图8A至图8C中所示，第一实施例的变换的特征在于半导体芯片603B和具有缝隙图案结构710B作为其主要部分的毫米波耦合结构608B彼此分离形成。也就是说，这个特征意味着半导体芯片603B和诸如缝隙图案结构710B之类的毫米波耦合结构608B彼此分离设置，且毫米波耦合结构608B结合到半导体芯片603B上的端子，借此获得堆叠结构。通过采用这种结构，优点在于，使毫米波耦合结构608B不存在由于布线规则之间的尺寸差异引起的制造方法中的缺点，布线规则之间的尺寸差异例如为，制造毫米波耦合结构608A的第一实施例的方法中所描述的CMOS过程与缝隙图案结构710A的导体图案714和716的数十微米的差异。
如图8A和图8B所示，主要部分为缝隙图案结构710B的毫米波耦合结构608B与毫米波耦合结构608A的第一实施例的缝隙图案结构710A大致相同。然而，第一实施例的变换与第一实施例的区别在于在半导体芯片603B和毫米波耦合结构608B彼此分离形成之后再设置用于电连接半导体芯片603B的耦合结构。
具体地，将厚度为d2且与第一实施例中的电介质层702b相对应的电介质层703设置作为缝隙图案结构710B的基材。并且，导体层704形成在电介质层703和开口部分712上，组成缝隙图案结构710B的导体图案714和716形成在导体层704的一部分中。通路孔708形成在导体图案714中。毫米波传输端子709形成在连接至导体图案714的通路孔708的半导体芯片603A侧。包括毫米波传输端子709的缝隙图案结构710B或许在CMOS过程中形成，也或许构造在由电介质材料制成的且组成电介质层703的基板上。
如图8C中所示，厚度为d1的电介质层702a形成在半导体芯片603B的硅层700上。例如，电介质层702a是由氧化物膜制成。传输路径706形成在电介质层702a的表面上。在图8C中，从硅层700延伸到传输路径706的部分是半导体芯片603B。
与毫米波传输端子709相对应的毫米波传输端子707形成在传输路径706的端部中。在CMOS过程中形成毫米波传输端子707与在半导体芯片603B上形成其它布线图案同时进行。
半导体芯片603B上的毫米波传输端子707和设置在毫米波耦合结构608的底表面上的毫米波传输端子709彼此结合，借此将传输路径706、通路孔708和导体图案714彼此电连接。例如，必需采用焊球系统或金结合系统进行毫米波传输端子707和毫米波传输端子709之间的结合。半导体芯片603B和毫米波耦合结构608B彼此集成的状况与图4B中所示的状况相同。
尽管未图示，在半导体芯片603B和毫米波耦合结构608B彼此集成之后，与制作毫米波耦合结构608A的第一实施例的方法的情况(参见图4C)类似，实现封装，使得封装树脂604覆盖导体层704和缝隙图案结构710B的整个表面。此后，传输路径632和天线结构636形成在封装树脂604的表面上。
根据第一实施例的变换的结构，获得毫米波耦合结构608B的尺寸和形成过程不依赖于半导体芯片603B的优势，在第一实施例的变换的结构中，毫米波耦合结构608B和半导体芯片603B彼此分离构造。
图9A和图9B及图10A至图10C分别是说明半导体封装体601和毫米波耦合结构608的第二实施例的图。图9A和图9B分别是说明毫米波耦合结构608C的第二实施例的结构的俯视图和沿着图9A中X3-X3线的剖面图。图10A至图10C分别是说明制造半导体封装体601和毫米波耦合结构608C的第二实施例的方法的剖面图。
毫米波耦合结构608C的第二实施例的特征在于传输路径632和天线结构646均未设置在封装树脂604的表面上，设置在封装树脂604的表面上的缝隙图案结构710C本身用作直接发射电磁波的天线。对于这种结构，带状线传输路径形成在半导体芯片603C的表面部分上，导体层704形成在封装树脂604的表面上，以及开口部分712形成在导体层704的一部分中，借此构造缝隙图案结构710C。
结构
具体地，厚度与第一实施例中的导体层704大致相同的薄导体层701形成在硅层700上，厚度为d3的电介质层702形成在薄导体层701上。例如，电介质层702是由氧化物膜制成。从信号布线(未图示)延伸的传输路径706形成在电介质层702的表面上。在图9B中，从硅层700延伸到传输路径706的部分为半导体芯片603C。
形成封装树脂604，使得覆盖电介质层702和传输路径706。并且，半导体层704形成在封装树脂604的表面上的组成缝隙图案结构710C的区域部分。缝隙图案结构710C形成在半导体层704的一部分上。
缝隙图案结构710C是由形成在导体层704中的开口部分712组成。形成薄导体层701、电介质层702和组成缝隙图案结构710C的导体层704的方法可以与诸如金属布线过程之类的用于形成硅层700上的电路布线的导体图案的过程相同，硅层700组成具有CMOS结构的半导体芯片603C。因此，形成薄导体层701、电介质层702和组成缝隙图案结构710C的导体层704与用于电路布线的导体图案的形成同时进行。
尽管也如前面所述，通常封装树脂604用于固定结合线617及提高芯片的稳定性，但是在这种结构中，封装树脂604也用于在毫米波耦合结构608C的部分(缝隙图案结构710C)中传输和发射电磁波。
首先，在这种毫米波耦合结构608C中，薄导体层701、电介质层702和传输路径706在CMOS过程中形成带状线传输路径。
作为这种结构中最大特征部分的缝隙图案结构710C发射电磁波。也就是说，对于用于毫米波信号的这种结构的毫米波耦合结构608C，电连接至半导体芯片103的信号布线的传输路径706与缝隙图案结构710C的开口部分712借助形成在传输路径706和缝隙图案结构710C的开口部分712之间的封装树脂604中的毫米波传输媒介634而彼此电磁耦合。结果，将已通过毫米波传输媒介634传输的毫米波以电磁波的形式发射。缝隙图案结构710C和开口部分712用作发射电磁波的天线。
制造毫米波耦合结构608C的第二实施例的方法如在图10A至图10C中所示。
具体地，导体层701形成在硅层700上(参照图10A)，厚度为d的电介质层702形成在导体层701上，传输路径706形成在电介质层702上(参照图10B)。
形成导体层701和传输路径706的方法可与例如金属布线过程之类的用于形成硅层700上的电路布线的导体图案的过程同时执行，硅层700组成具有CMOS结构的半导体芯片603A。因此，具有导体层701和传输路径706可以与用于电路布线的导体图案集成地形成的优势。
此后，实现封装，使得封装树脂604覆盖电介质层702和传输路径706的整个表面。此后，在导体层704形成在封装树脂604的表面上之后，通过使用蚀刻方法来获得组成缝隙图案结构710C的开口712(参照图10C)。
在粘附导体盘后或粘附其上形成有图案的粘着剂之后，在导体层704中，通过使用诸如电镀(蒸镀)、蚀刻之类的方法来形成组成缝隙图案结构710C的开口部分712。当以前面所描述的方式将其上形成有金属图案的粘着剂粘着到封装树脂604的表面时，具有可通过交换粘着剂改变天线图案(即这种情况下的开口部分712的图案)的优势。
图11A和图11B分别是说明无线传输系统1的第一实施例的图。也就是说，图11A和图11B分别是无线传输系统1的第一实施例的俯视图和沿着图11A中X3-X3线的剖面图。
无线传输系统1A的第一实施例是通过使用具有前面所述的毫米波耦合结构608的半导体封装体601而构造的无线传输系统1的实施例。在这种情况下，在多个半导体封装体601中的毫米波无线传输中应用本发明。半导体封装体601之间的毫米波信号传输路径9具有例如波导管结构、诸如空腔或电介质传输路径等毫米波限制结构。无线传输系统1A的系统结构为使得毫米波耦合到空腔或电介质传输路径。由电介质材料制成的毫米波信号传输路径通过缝隙图案结构710C耦合毫米波，借此在半导体封装体601之间实现数据传输。
两个半导体封装体601_1和601_2安装到电路基板(未图示)上以彼此水平偏移。应用毫米波耦合结构608C的第二实施例的半导体封装体用作各个半导体封装体601_1和601_2。
安装毫米波信号传输路径9，使得在半导体封装体601_1和601_2之间建立纽带。毫米波信号传输路径9可以是外部边缘由屏蔽材料制成且内部为中空的毫米波信号传输路径，或可以是由电介质材料制成的电介质传输路径9A。
优选地，构造传输路径，使得毫米波信号传输路径9的两端均电磁开路或短路。例如，传输路径的结构的示例为，导体形成在毫米波耦合结构608C的端部表面中，且将从毫米波耦合结构608C的中心延伸到毫米波信号传输路径9的端部表面的位置设定为获得开路或短路的位置。
尽管在开路的情况下毫米波从每个端部泄露可能是个问题，但能获得防止在毫米波信号传输路径9内形成驻波的效果。另一方面，尽管在短路的情况下恐怕会形成驻波，但能获得由于反射效果而提高灵敏度的优势。
对于具有这种结构的无线传输系统1A，毫米波信号通过诸如半导体封装体601_1和601_2的缝隙图案结构710C之类的毫米波耦合结构608C而耦合到毫米波信号传输路径9。结果，通过毫米波信号传输路径9可以在半导体封装体601_1和601_2之间传输数据，半导体封装体601_1和601_2中的毫米波耦合结构608C彼此平行设置。
注意，这仅需要将反射器分别安装到毫米波信号传输路径9的发送侧和接收侧，借此将自毫米波耦合结构608C发射到毫米波信号传输路径9侧的毫米波的传播方向转换为毫米波信号传输路径9的延伸方向。在这种情况下，自一个半导体封装体601_1的毫米波耦合结构608C发射的毫米波或电磁波在毫米波信号传输路径9的厚度方向上传播。此后，电磁波被设置在发送侧的反射器反射以在毫米波信号传输路径9的延伸方向上传播。另外，电磁波到达另一半导体封装体601_2的毫米波耦合结构608C。
图12A和图12B分别是说明无线传输系统1的第二实施例的图。也就是说，图12A和图12B分别是说明无线传输系统1的第二实施例的俯视图和沿着图12A中X3-X3线的剖面图。
无线传输系统1B的第二实施例是通过使用具有前面所述的毫米波耦合结构608的半导体封装体601而构造的无线传输系统1的实施例。与无线传输系统1A的第一实施例的情况相类似，在多个半导体封装体601中的毫米波无线传输中应用本发明。无线传输系统1B的第二实施例与无线传输系统1A的第一实施例的区别在于半导体封装体601之间的毫米波信号传输路径9构造在金属体800的内部。
两个半导体封装体601_1和601_2安装到电路基板(未图示)以彼此水平偏移。应用毫米波耦合结构608C的第二实施例的半导体封装体用作各个半导体封装体601_1和601_2。
安装金属体800，使得在半导体封装体601_1和601_2之间建立纽带。例如，诸如由金属材料制造的机壳或热辐射盘之类的机壳可以用作金属体800。例如，布置电路基板上的两个半导体封装体601_1和601_2，使得其每个表面接触机壳。例如，由金属材料制作的机壳是在数字录制/复制装置、地面TV接收器、移动电话、游戏机、计算机或通信装置等中使用的设定盒或箱(set box or case)。热辐射盘的初始目的是为了辐射半导体封装体601_1和601_2自身的热。尽管在任何情况下金属体800具有辐射半导体封装体601_1和601_2的热的功能，但是除此之外，在无线传输系统1B的第二实施例中，毫米波信号传输路径9设置在金属体800的内部。
具体地，如图12A和图12B中所示，空腔形成在金属体800的内部以构造具有波导管结构的毫米波信号传输路径9。优选地，与无线传输系统1A的第一实施例的情况相类似，构造传输路径，使得毫米波信号传输路径9的两端彼此电磁开路或短路。另外，与无线传输系统1A的第一实施例的情况相类似，这仅需要在毫米波信号传输路径9的发送侧和接收侧分别安装反射器，借此将自毫米波耦合结构608C发射到毫米波信号传输路径9侧的毫米波的传播方向转换为毫米波信号传输路径9的延伸方向。
形成在半导体封装体601_1和601_2的封装树脂604的表面上的导体层704与金属体800通过两个平面而彼此紧密接触地布置。结果，获得可以防止毫米波泄露和可以提高热辐射特性的效果。
与无线传输系统1A的第一实施例的情况相类似，即使对于具有这种结构的无线传输系统1B，毫米波信号通过诸如半导体封装体601_1和601_2的缝隙图案结构710C之类的毫米波耦合结构608C而耦合到毫米波信号传输路径9。结果，通过毫米波信号传输路径9可以在半导体封装体601_1和601_2之间传输数据，半导体封装体601_1和601_2中的毫米波耦合结构608C彼此平行设置。
变换
尽管前面所述的无线传输系统1A和1B的第一和第二实施例的形式均使得多个半导体封装体601在相同电路基板上彼此平行地布置，但本发明并不限于平行设置方式。尽管未图示，也可采用如下形式，即大致在相同轴线上层叠和布置多个半导体封装体601的状况下，或在将安装有多个半导体封装体601的电路基板布置为使得半导体芯片603彼此面对的状况下，实现毫米波传输。本申请的申请人先前曾递交有关半导体封装体间的毫米波无线传输的日本专利申请JP 2009-164506，因此，可以采用将日本专利申请JP 2009-164506中所描述的半导体封装体替换为无线传输系统1A和1B的第一和第二实施例中的半导体封装体的系统结构。
本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其它因素，可以在本发明所附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合及变化。

Claims (22)

1.一种装置，其包括：
半导体封装体，其允许无线电信号通过；
芯片，其产生所述无线电信号；及
耦合器，其邻近所述芯片且将所述无线电信号发射到所述半导体封装体的外部。
2.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：
半导体层，其位于所述半导体封装体内；
电介质层，其位于所述半导体层的上方，所述电介质层中包括传输路径；
通路孔，其位于所述电介质层内；
导体层，其位于所述电介质层上；
图案，其位于所述导体层中，通过所述导体层中的至少两个开口和位于所述开口之间的所述导体层的一部分形成，
其中，
所述半导体层和所述电介质层形成所述芯片，及
所述通路孔可操作地连接至所述传输路径和所述导体层。
3.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：
传输路径，其位于所述半导体封装体内；
导体层，其面对所述传输路径；
缝隙结构，其包括形成在所述导体层中的开口，
其中，
所述传输路径和所述缝隙结构彼此耦合。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述缝隙结构和所述传输路径彼此电磁耦合。
5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述导体图案改善在所述传输路径和所述半导体封装体的表面之间传输的所述无线电信号的强度。
6.根据权利要求2所述的装置，其中：
所述导体层中的所述图案包括所述导体层中的多个开口和位于所述开口之间的所述导体层的多个部分，
所述图案中的所述导体层的所述部分之间不彼此电连接，及
所述导体层的所述部分中的一个部分电连接至所述传输路径。
7.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：
天线，其位于所述半导体封装体上，
其中，
邻近所述芯片的所述耦合器将所述无线电信号发射到所述天线。
8.根据权利要求7所述的装置，其进一步包括：
第二传输路径，其位于所述半导体封装体和所述天线之间，
其中，
所述第二传输路径和所述天线彼此电连接。
9.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括具有无线传输路径的结构，所述无线传输路径用于传输所述无线电信号。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述结构是波导管。
11.一种半导体装置，其包括：
半导体层；
半导体芯片，其位于所述半导体层中；
电介质层，其位于所述半导体层上；
封装部件，其位于所述电介质层上，用于封装所述半导体芯片；
传输路径，其位于所述电介质层和所述电介质层上的封装部件之间；
导体层，其位于所述封装部件的表面上；及
缝隙结构，其包括所述导体层中的开口。
12.一种半导体装置，其包括：
半导体层；
半导体芯片，其包括具有通信功能的电路，所述半导体芯片位于所述半导体层中；
电介质层，其位于所述半导体层上；
封装部件，其位于所述电介质层上，用于封装所述半导体芯片；
传输路径，其将高频信号传输到所述电路以及传输来自所述电路的高频信号；
导体层，其面对所述传输路径；
缝隙结构，其包括所述导体层中的开口，
其中，
所述传输路径和所述缝隙结构彼此耦合且用于传输所述传输路径和所述封装部件之间的电磁波。
13.一种无线传输系统，其包括：
至少两个芯片，所述两个芯片的至少一个芯片用于产生无线电信号；及
容纳在半导体封装体中的芯片的至少一个芯片，所述半导体封装体允许所述无线电信号通过。
14.根据权利要求13所述的无线传输系统，其中，所述半导体封装体包括天线，且将所述无线电信号传输到所述天线。
15.根据权利要求13所述的无线传输系统，其进一步包括：
具有无线传输路径的结构，所述无线传输路径可操作与所述至少两个芯片相关，所述无线传输路径在所述至少两个芯片之间传输所述无线电信号。
16.根据权利要求13所述的无线传输系统，其中，所述结构是波导管。
17.一种电子装置，其包括：
半导体封装体，其允许无线电信号通过；
芯片，其产生所述无线电信号；及
耦合器，其邻近所述芯片且将所述无线电信号发射到所述半导体封装体的外部。
18.一种制造半导体封装体的方法，其包括以下步骤：
提供电子芯片，所述电子芯片用于产生无线电信号；
提供耦合器，所述耦合器邻近所述电子芯片，所述耦合器将所述无线电信号无线电发送出所述电子芯片；及
在所述电子芯片和所述耦合器周围形成半导体封装体，通过所述半导体封装体能够传输所述无线电信号。
19.根据权利要求18所述的制造半导体封装体的方法，其进一步包括以下步骤：
在所述半导体封装体内形成半导体层；
在所述半导体层上形成电介质层；
在所述电介质层内形成所述传输路径；
形成缝隙结构，所述缝隙结构包括所述导体层中的开口；及
将所述传输路径和所述缝隙结构彼此耦合，
其中，
所述半导体层和所述电介质层形成所述电子芯片。
20.根据权利要求19所述的制造半导体封装体的方法，其中，
所述传输路径与所述电子芯片的布线在相同步骤中形成。
21.根据权利要求18所述的制造半导体封装体的方法，其中，所述传输路径与所述电子芯片集成地形成。
22.一种电子装置，其包括：
无线传输系统，
其中，
所述无线传输系统包括(1)至少两个芯片，所述至少两个芯片的至少一个芯片用于产生无线电信号，和(2)容纳在半导体封装体中的芯片的至少一个芯片，所述半导体封装体允许所述无线电信号通过。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102610890A (zh) * 2012-02-24 2012-07-25 中国科学院微电子研究所 一种毫米波波导通信系统
CN104220909A (zh) * 2012-04-04 2014-12-17 德克萨斯仪器股份有限公司 使用介电波导的芯片间通信
CN105552501A (zh) * 2016-02-17 2016-05-04 北京艾达方武器装备技术研究所 一种电磁波互联器件和方法及其应用
CN107278352A (zh) * 2015-03-25 2017-10-20 英特尔公司 用于设备到设备通信的技术
CN110035598A (zh) * 2018-01-10 2019-07-19 株式会社东芝 无线通信模块、印刷基板以及制造方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5087118B2 (ja) * 2010-09-28 2012-11-28 株式会社東芝 通信機器
KR101208241B1 (ko) 2011-07-12 2012-12-04 삼성전기주식회사 반도체 패키지
JP2013038646A (ja) * 2011-08-09 2013-02-21 Sony Corp 信号伝送装置、受信回路、及び、電子機器
EP2988365B1 (en) * 2013-04-18 2020-02-05 Sony Semiconductor Solutions Corporation Connector device and wireless transmission system
WO2014174983A1 (ja) * 2013-04-22 2014-10-30 ソニー株式会社 コネクタ装置及び無線伝送システム
DE112015006969T5 (de) * 2015-09-25 2018-11-08 Intel Corporation Kommunikation zwischen Baugruppen mit integrierten Schaltungen unter Verwendung einer drahtlosen Millimeterwellen-Funk-Fabric
DE102015119690A1 (de) * 2015-11-13 2017-05-18 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Radarbasierter Füllstandsensor
US11005167B2 (en) * 2017-11-03 2021-05-11 Antenum Llc Low profile antenna-conformal one dimensional
US11437706B2 (en) * 2019-02-28 2022-09-06 Intel Corporation Package with side-radiating wave launcher and waveguide
US11901270B2 (en) * 2020-09-02 2024-02-13 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor device package

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1839474A (zh) * 2004-01-28 2006-09-27 松下电器产业株式会社 模块及使用它的安装构造体

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10270586A (ja) * 1997-03-25 1998-10-09 Oki Electric Ind Co Ltd アンテナ一体型高周波半導体モジュール
JP3629399B2 (ja) * 2000-04-18 2005-03-16 シャープ株式会社 アンテナ一体化マイクロ波・ミリ波モジュール
JP2002100698A (ja) 2000-09-26 2002-04-05 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体装置用パッケージおよび半導体装置
JP2002271118A (ja) * 2001-03-14 2002-09-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 無給電素子付アンテナ装置及び無線端末装置
JP2003249810A (ja) * 2002-02-22 2003-09-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 多周波アンテナ
JP4677944B2 (ja) * 2006-04-20 2011-04-27 日本電気株式会社 マイクロ波導波管装置
JP2009038696A (ja) 2007-08-03 2009-02-19 Toyota Central R&D Labs Inc アンテナ付き集積回路パッケージ
US8256685B2 (en) * 2009-06-30 2012-09-04 International Business Machines Corporation Compact millimeter wave packages with integrated antennas

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1839474A (zh) * 2004-01-28 2006-09-27 松下电器产业株式会社 模块及使用它的安装构造体

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102610890A (zh) * 2012-02-24 2012-07-25 中国科学院微电子研究所 一种毫米波波导通信系统
CN102610890B (zh) * 2012-02-24 2015-01-07 中国科学院微电子研究所 一种毫米波波导通信系统
CN104220909A (zh) * 2012-04-04 2014-12-17 德克萨斯仪器股份有限公司 使用介电波导的芯片间通信
CN104220909B (zh) * 2012-04-04 2018-02-23 德克萨斯仪器股份有限公司 使用介电波导的芯片间通信
US10251258B2 (en) 2012-04-04 2019-04-02 Texas Instruments Incorporated Dielectric waveguide core between ground planes secured in a channel
CN107278352A (zh) * 2015-03-25 2017-10-20 英特尔公司 用于设备到设备通信的技术
CN107278352B (zh) * 2015-03-25 2020-10-16 英特尔公司 用于设备到设备通信的通信装置、制造方法和装置及介质
CN105552501A (zh) * 2016-02-17 2016-05-04 北京艾达方武器装备技术研究所 一种电磁波互联器件和方法及其应用
CN110035598A (zh) * 2018-01-10 2019-07-19 株式会社东芝 无线通信模块、印刷基板以及制造方法

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