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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Eingangsanpassung bei einer Halbleitereinheit.
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Technischer Hintergrund
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Aus den Druckschriften
JP 2007-324 499 A ,
US 2007/0 069 343 A1 ,
US 2006/0 094 222 A1 sind Anordnungen von Halbleiterschaltungschips auf einem Die-Bond-Gebiet bekannt.
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4 zeigt ein Blockdiagramm eines MOP-ICs (Mischer, Oszillator, PPL-IC), welches als ein LNB (Low-Noise-Blockabwärtswandler) für Satellitenfunkempfang verwendet wird. Das MOP-IC 10 gemäß 4 weist einen RF-Eingangsanschluss RFID, einen Bandpassfilter 1, einen RF-Verstärker 2, einen Mischkreis 3 (mixing circuit), einen VCO 4 (spannungsgesteuerter Oszillator), einen IF-Verstärker 5 sowie einen IF-Ausgangsanschluss IFOUT auf.
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Ein mittels einer Satellitenfunkempfangsantenne empfangenes Hochfrequenzsignal wird dem RF-Eingangsanschluss RFIN zugeführt. Der Bandpassfilter 1 schwächt Komponenten der Frequenzkomponenten des Hochfrequenzsignals außer denjenigen in einem vorbestimmten Frequenzband ab. Das Hochfrequenzsignal, welches den Bandpassfilter 1 passierte, wird durch den RF-Verstärker 2 verstärkt und dem Mischkreis 3 zugeführt. Der VCO 4 ist Teil einer hier nicht dargestellten PLL-Schleife und gibt ein lokales Oszillationssignal an den Mischkreis 3 aus. Das Hochfrequenzsignal von 10,7 bis 12,7 GHz wird durch den Mischkreis 3 mit dem lokalen Oszillationssignal von 9,75 GHz oder 10,6 GHz gemischt und dann abwärts gewandelt in ein Zwischen- oder Intermediärfrequenzsignal von 950 MHz bis 2,15 GHz. Dann wird das Intermediärfrequenzsignal durch den IF-Verstärker 5 verstärkt und vom IF-Ausgangsanschluss IFOUT ausgegeben.
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Das MOP-IC in der oben beschriebenen Art und Weise ist verpackt oder eingebettet (packaged). 5A und 5B zeigen eine Draufsicht bzw. eine Ansicht von unten in Bezug auf ein Beispiel der Auslegung der Verbindungsleitung (bond wire design) eines herkömmlichen typischen QFN-Package oder einer herkömmlichen typischen QFN-Einheit (QFN : quad fiatpack non-leaded package). Die QFN-Einheit Q1 gemäß 5A und 5B weist das MOP-IC 10, einen Die-Bond-Leadframe oder Die-Bond-Anbindungsrahmen 11 (die bond lead frame) und Leitungsanschlüsse (lead terminal) auf.
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Der Die-Bond-Leadframe 11 wird gebildet von einem Die-Bond-Gebiet (die bond region) und dem eigentlichen Leadframe, der einstückig oder einteilig mit dem Die-Bond-Gebiet verbunden ist. Das MOP-IC 10, welches ein integrierter Halbleiterschaltungschip ist, ist mittels eines pastösen Agens am Die-Bond-Gebiet des Die-Bond-Leadframes 11 angebracht. Vierundzwanzig Leitungsanschlüsse sind um das Die-Bond-Gebiet herum angebracht. Die 2. bis 5. Pins, die 8. bis 11. Pins, die 14. bis 17. Pins und die 20. bis 23. Pins sind Leitungsanschlüsse, die vom Die-Bond-Leadframe 11 getrennt sind. Der 1. Pin, der 6. Pin, der 7. Pin, der 12. Pin, der 13. Pin, der 18. Pin, der 19. Pin und der 24. Pin für die Erdung oder für Masse sind Leitungsanschlüsse, die als Leadframes des Die-Bond-Leadframes 11 ausgebildet sind. Die Anschlüsse des MOP-IC 10 sind an den Leitungsanschlüssen angebracht. Ein Teil der Erdungs- oder Masseanschlüsse des MOP-IC 10 sind durch Down-Bonding (down-bonded) am Die-Bond-Gebiet des Die-Bond-Leadframes 11 angebracht. Der 20. Pin, welcher einen Hochfrequenzsignaleingangsleitungsanschluss darstellt, ist mit dem RF-Eingangsanschluss RFIN des MOP-IC 10 verbunden. Der 11. Pin, welcher ein Zwischen- oder Intermediärfrequenzsignal-Ausgabeleitungsanschluss ist, ist mit dem IF-Ausgangsanschluss IFOUT des MOP-IC 10 verbunden.
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Eine Mikrostreifenleitungsverdrahtung (micro-strip line wiring), welche in einem Modulsubstrat mit dem 20. Pin verbunden ist, welcher der Hochfrequenzsignaleingangsleitungsanschluss ist, ist benachbart zum Erdungsgebiet der Massegebiet angeordnet, so dass die Hochfrequenzcharakteristik maximiert ist. Folglich werden der 19. Pin und der 21. Pin benachbart zum 20. Pin vorzugsweise für die Erdungs- oder Masseanbindung verwendet. Ferner werden Masse- oder Erdungsverbindungsleitungen oder -drähte (ground binding wires) (der 19. Pin und der 21. Pin) direkt verbunden mit den Leitungsanschlüssen derart, dass sie parallel zur Hochfrequenzsignal-Eingangsanschlussleitung (der 20. Pin) verlaufen und nicht durch Down-Bonding (down-bonded) angebunden sind. Um eine ausreichende Stärke oder Stabilität der Leitungsanschlüsse zu erhalten, werden die Leitungsanschlüsse (der 1. Pin, der 24. Pin, der 6. Pin, der 7. Pin, der 12. Pin, der 13. Pin, der 18. Pin und der 19. Pin) in den vier Ecken der Einheit oder des Gehäuses (package) als Leadframes einteilig oder einstückig mit dem Die-Bond-Gebiet des Die-Bond-Leadframes 11 ausgebildet.
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Dabei ist es hier zum Maximieren der Hochfrequenzperformance notwendig, einen Eingangsanpassungskreis (input matching circuit) beim MOP-IC 10 auszubilden. Zum Beispiel schlägt das Patentdokument 1 einen Hochfrequenzanpassungskreis vor, welcher die Induktanz oder Induktivität des Ver- oder Anbindungsdrahts oder der Ver- oder Anbindungsleitung (bonding wire) berücksichtigt, welche oder welcher die spiralförmigen Induktivität (spiral inductor) eines IC und die Übertragungsleitung (transmission line) berücksichtigt.
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Das Nicht-Patentdokument 1 schlägt als Beispiel einer Hochfrequenzbreitband-Eingangsanpassungstechnologie vor, einen LNA (low-noise amplifier : Verstärker mit geringem Rauschen) mit einem 3-Section-Chebyshev-LC-Bandpassfilter vorzusehen. Der LNA korrespondiert zu einem Bereich oder Abschnitt des MOP-ICs 10 aus 4, welches mit dem Bandpassfilter und dem RF-Verstärker 2 ausgebildet ist. 6A zeigt den Aufbau des LNA, welcher im Nicht-Patentdokument 1 vorgeschlagen wird. Der in 6A dargestellte LNA weist Induktivitäten L1, L2, Lg, Ls und L1, Kondensatoren C1, C2 und Cp, einen Widerstand R1 sowie MOS-Transistoren M1 und M2 auf. Unter diesen wird ein 3-Section-Chebyshev-LC-Bandpassfilter B1 gebildet von den Induktivitäten L1, L2, Lg und Ls, den Kondensatoren C1, C2 und Cp und dem MOS-Transistor M1.
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Es wird Hochfrequenzsignal dem 3-Section-Chebyshev-LC-Bandpassfilter B1 über eine 50 Ω Signalquelle eingegeben, die gebildet wird von einer Hochfrequenzsignalquelle Vs und einem Widerstand Rs. Ein Ende der Induktivität L1 ist verbunden mit einem Ende des Widerstands Rs. Das andere Ende der Induktivität L1 ist mit einem Ende des Kondensators C1 verbunden. Das andere Ende des Kondensators C1 ist mit einem Ende der Induktivität Lg verbunden. Das andere Ende der Induktivität Lg ist mit dem Gate des MOS-Transistors M1 verbunden. Der Kondensator C2 und der Induktivität L2 sind parallel verbunden zu einem Verbindungspunkt des Kondensators C1 und des Induktivität Lg. Eine Vorspannung Vbias wird an den Kondensator C2 und an der Induktivität L2 angelegt. Ein Ende des Kondensators Cp ist mit dem Verbindungspunkt der Induktivität Lg und des Gates des MOS-Transistors M1 verbunden. Das andere Ende des Kondensators Cp ist mit dem Verbindungspunkt der Source des MOS-Transistors M1 und einem Ende der Induktivität Ls verbunden. Das andere Ende der Induktivität Ls ist mit Erde oder Masse verbunden. Die Drain des MOS-Transistors M1 ist mit der Source des Transistors des MOS-Transistors M2 verbunden. Der Widerstand R1 und der Induktivität L1 sind in Reihe zur Drain des MOS-Transistors M2 verbunden. Eine Stromversorgungsspannung Vdd wird an die Induktivität L1 angelegt. Die Stromversorgungsspannung Vdd wird auch an das Gate des MOS-Transistors M2 angelegt. Eine Ausgangsspannung Vout wird vom Verbindungspunkt der Drain des MOS-Transistors M2 und des Widerstands R1 ausgegeben.
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6B zeigt einen Äquivalentschaltkreis des 3-Section-Chebyshev-LC-Bandpassfilters B1. Die Induktivität Lg und die Induktivität Ls sind verbunden. An ihrem Verbindungspunkt ist ein Ende des parasitären Gate-Drain-Kondensators Cgd des MOS-Transistors M1 angeschlossen. Das andere Ende des parasitären Gate-Drain-Kondensators Cgd ist mit Erde oder Masse verbunden. Ein Ende eines Kondensators, dessen Kapazität gleich ist zur Summe der Kapazität des Kondensators Cp und der Kapazität zwischen Gate und Source des MOS-Transistors M1 ist mit einem Ende der Induktivität Ls verbunden. An das andere Ende des Kondensators, dessen Kapazität gleich ist zur Summe der Kapazität des Kondensators Cp und der Kapazität zwischen Gate und Source des MOS-Transistors M1, ist ein Ende eines Widerstands angeschlossen, dessen Widerstandswert gleich ist zum Produkt der Cut-Off-Frequenz ωt des MOS-Transistors M1 und der Induktanz der Induktivität Ls. Das andere Ende des Widerstands ist mit Erde oder Masse verbunden.
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7 zeigt ein Beispiel der Auslegung eines Schaltkreises 3-Section-Chebyshev-LC-Bandpassfilters, welcher eine Breitbandeingangsanpassung im 10-GHz-Band erreicht. Der 3-Section-Chebyshev-LC-Bandpassfilter BIO gemäß 7 umfasst Induktivitäten L1, L2 und L3, Kondensatoren C1, C2 und C3 und einen Widerstand R1. Die Schaltkreiskonstanten der individuellen Schaltkreiselemente sind L1 = 1.67 nH, C1 = 0.11 pF, L2 = 0.18 nH, C2 = 1 pF, L3 = 1.67 nH, C3 = 0.11 pF und R1 = 50 Ω. Es wird ein Hochfrequenzsignal an den 3-Section-Chebyshev-LC-Bandpassfllter B10 von einer Hochfrequenzsignalquelle Vs über einen Widerstand Rs angelegt. Ein Ende der Induktivität L1 wird mit einem Ende des Widerstands Rs verbunden. Das andere Ende der Induktivität L1 wird mit einem Ende des Kondensators C1 verbunden. Das andere Ende des Kondensators C1 wird mit einem Ende der Induktivität L3 verbunden. An ihrem Verbindungspunkt sind der Kondensator C2 und die Induktivität L2 parallel angeschlossen. Erde oder Masse ist mit dem Kondensator C2 und der Induktivität L2 verbunden. Ein Ende des Kondensators C3 ist mit dem anderen Ende der Induktivität L3 verbunden. Ein Ende des Widerstands R1 ist mit dem anderen Ende des Kondensators C3 verbunden. Das andere Ende des Widerstands R1 ist mit Erde oder Masse verbunden. 8 zeigt die Ergebnisse einer Simulation der Energie- oder Leistungsreflexionskoeffizientencharakteristik (power reflection coefficient characteristic) und der Ein-/Ausgangs- oder Verstärkungscharakteristik (gain characteristic) des 3-Section-Chebyshev-LC-Bandpassfilters B10 mit dem oben beschriebenen Aufbau.
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Stand der Technik
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Patentdokument
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Patentdokument 1 :
JP H06 - 85 593 A -
Nicht-Patentdokument
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Nicht-Patentdokument 1 : Andrea Bevilacqua, „An Ultrawideband CMOS Low-Noise Amplifier for 3.1-10.6-GHz Wireless Receivers", IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 39, NO. 12, DECEMBER 2004.
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Offenbarung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende Probleme
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Jedoch weist der Aufbau einer herkömmlichen QFN-Einheit gemäß 5A die nachfolgend beschriebenen Probleme auf. 9 zeigt die Ver- oder Anbindung des LNA bei einer herkömmlichen QFN-Einheit. Der RF-Eingangsanschluss RFIN des MOP-IC 10 wird mit einem Eingang des Eingangsanpassungskreises des LNA 6 verbunden, der beim MOP-IC 10 vorgesehen ist. Der RF-Eingangsanschluss RFIN wird mit einer Verbindungsleitung oder einem Verbindungsdraht Wr an den Leitungsanschluss LT20 angebracht, welcher der 20. Pin ist (5A). Es wird ein Hochfrequenzsignal an den LNA 6 von einer Hochfrequenzsignalquelle Vs über den Widerstand Rs, den Leitungsanschluss LT20, die Verbindungsleitung oder den Verbindungsdraht Wr und den RF-Eingangsanschluss RFIN angelegt.
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Die Erdungs- oder Masseanschlüsse GD1, GD2 und GD3 des MOP-ICs 10 sind Masse- oder Erdungsverbindungsanschlüsse des Eingangsanpassungskreises des LNA 6. Die Masse- oder Erdungsanschlüsse GD1, GD2 und GD3 sind jeweils mit Verbindungsleitungen oder Verbindungsdrähten Wg1, Wg2 und Wg3 an den Leitungsanschlüssen LT19, LT21 bzw. LT22 verbunden, welche den 19. Pin, den 21. Pin bzw. den 22. Pin (5A) bilden. Die Leitungsanschlüsse LT19, LT21 und LT22 sind mit Masse oder Erde verbunden.
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Da dabei beim Layout der in 5A gezeigten Anbindung der Verbindungsdraht oder die Verbindungsleitung Wr, die sich vom Leitungsanschluss LT20, welcher der 20. Pin ist, zum RF-Eingangsanschluss RFIN erstrecken, lang ist, werden in nachteiliger Art und Weise erzeugt eine Eingangsfehlanpassung und ein Abfall im Verstärkungs- oder Übertragungsfaktor (gain drop) durch den Einfluss der parasitären Induktivität der Verbindungsleitung oder des Verbindungsdrahts Wr erzeugt. In ähnlicher Art und Weise werden, da die Anschluss- oder Verbindungsleitungen oder -drähte Wg1, Wg2 und Wg3 für Masse oder Erde lang ausgebildet sind, in nachteiliger Art und Weise eine Eingangsfehlanpassung und ein Abfall im Verstärkungs- oder Übertragungsfaktor (gain drop) durch den Einfluss der parasitären Induktivität oder Induktanz der Anschluss- oder Verbindungsleitungen oder -drähte Wg1, Wg2 und Wg3 erzeugt.
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Im Lichte der vorangehend geschilderten Probleme liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Halbleitereinheit oder ein Halbleitergehäuse (semiconductor package) zu schaffen, bei welchem die parasitäre Induktivität oder Induktanz von Anschluss- oder Verbindungsleitungen oder -drähten (bond wires) reduziert und dadurch eine befriedigende Hochfrequenzcharakteristik erreicht werden kann.
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Mittel zum Lösen der Aufgaben
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Zum Lösen der Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Halbleitereinheit geschaffen, welche aufweist: einen integrierten Halbleiterschaltungschip mit einem Eingangsanpassungskreis, zu welchem ein Hochfrequenzsignal eingegeben wird, und welcher in einem Die-Bond-Gebiet angeordnet ist, und Leitungsanschlüsse, die in einer Umgebung des Die-Bond-Gebiets angeordnet sind, wobei Anschlüsse des integrierten Halbleiterschaltungschips mit Verbindungsleitungen an den Leitungsanschlüssen verbunden sind, wobei das Die-Bond-Gebiet ein Rückseitenmasseanschluss ist und ein Masseanschluss des integrierten Halbleiterschaltungschips mittels Verbindungsleitungen durch Down-Bonding mit dem Rückseitenmasseanschluss verbunden ist, wobei der integrierte Halbleiterschaltungschip an einer Stelle angeordnet ist, die zumindest von einem Zentralbereich des Die-Bond-Gebiets zu einer Seite eines Hochfrequenzeingangsanschlusses inmitten der Seite Hochfrequenzeingangsanschlusses, welcher der Leitungsanschluss zum Eingeben des Hochfrequenzsignals an den Eingangsanpassungskreis ist, und zu einer Seite eines Erdungsanschlusses verschoben ist, welcher der Leitungsanschluss für eine Erdungsverbindung des Eingangsanpassungskreises ist, und in einer Richtung, in welcher der integrierte Halbleiterschaltungschip zu der Seite des Hochfrequenzeingangsanschlusses verschoben ist, der Erdungsanschluss einteilig oder einstückig mit dem Die-Bond-Gebiet ausgebildet vorgesehen ist.
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Bei dieser Anordnung ist es möglich, die Länge der Anschluss- oder Verbindungsleitungen oder -drähte zumindest des Hochfrequenzeingangsanschlusses unter dem Hochfrequenzeingangsanschluss und dem Erdungs- oder Masseanschluss zu vermindern, um die parasitäre Induktivität oder Induktanz der Anschluss- oder Verbindungsleitungen oder -drähte zu reduzieren und um eine befriedigende Hochfrequenzcharakteristik zu erzielen. Darüber hinaus ist es möglich, den Grad der Verschiebung des integrierten Halbleiterschaltungschips dadurch zu steigern, dass ein Anschluss- oder Verbindungsdraht oder eine Anschluss- oder Verbindungsleitung zum Down-Bonden (down-bonding) zum Masse- oder Erdungsanschluss gebracht wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird geschaffen eine Halbleitereinheit geschaffen, welche aufweist: einen integrierten Halbleiterschaltungschip mit einem Eingangsanpassungskreis, zu welchem ein Hochfrequenzsignal eingegeben wird, und welcher in einem Die-Bond-Gebiet angeordnet ist, und Leitungsanschlüsse, die in einer Umgebung des Die-Bond-Gebiets angeordnet sind, wobei Anschlüsse des integrierten Halbleiterschaltungschips mit Verbindungsleitungen an den Leitungsanschlüssen verbunden sind, wobei das Die-Bond-Gebiet ein Rückseitenmasseanschluss ist und ein Masseanschluss des integrierten Halbleiterschaltungschips mittels Verbindungsleitungen durch Down-Bonding mit dem Rückseitenmasseanschluss verbunden ist, wobei der integrierte Halbleiterschaltungschip an einer Stelle angeordnet ist, die von einem Zentralbereich des Die-Bond-Gebiets zu einer Seite eines Hochfrequenzeingangsanschlusses, welcher der Leitungsanschluss zum Eingeben des Hochfrequenzsignals an den Eingangsanpassungskreis ist, und/oder zu einer Seite eines Erdungsanschlusses verschoben ist, welcher der Leitungsanschluss für eine Erdungsverbindung des Eingangsanpassungskreises ist, wobei in einer Richtung, in welcher der integrierte Halbleiterschaltungschip verschoben ist, der Erdungsanschluss einteilig oder einstückig mit dem Die-Bond-Gebiet ausgebildet vorgesehen ist, in oder an mindestens einer von vier Ecken der Einheit zwei Leitungsanschlüsse einteilig oder einstückig mit dem Die-Bond-Gebiet ausgebildet vorgesehen sind und angeordnet sind, eine scharfe Ecke der einen Ecke dazwischen aufzunehmen oder einzuschließen (sandwich), und in der verbleibenden Ecke ein Leitungsanschluss einteilig oder einstückig mit dem Die-Bond-Gebiet und ein Leitungsanschluss separat zum Die-Bond-Gebiet ausgebildet vorgesehen und angeordnet sind, eine scharfe Ecke der verbleibenden Ecke dazwischen aufzunehmen oder einzuschließen (sandwich).
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Bei diesem Aufbau ist es möglich, die Länge der Anschluss- oder Verbindungsleitungen oder -drähte des Hochfrequenzeingangsanschlusses und/oder des Erdungs- oder Masseanschlusses zu reduzieren, um die parasitäre Induktivität oder Induktanz der Anschluss- oder Verbindungsleitungen oder -drähte zu vermindern und eine befriedigende Hochfrequenzcharakteristik zu erzielen. Darüber hinaus ist es möglich, einen ausreichenden Grad an Stärke oder Stabilität der Leitungsanschlüsse zu erreichen. Es ist auch möglich, die Anzahl der wirkungsvollen und nachhaltigen Anschlüsse bei der Einheit oder bei dem Gehäuse zu steigern.
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Vorzugsweise ist bei den oben beschriebenen Anordnungen die Anzahl von Verbindungsleitungen, welche einen Anschluss des integrierten Halbleiterschaltungschips für eine Erdungsverbindung des Eingangsanpassungskreises mit dem Erdungsanschluss verbinden, zwei oder mehr.
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Bei dieser Anordnung ist es möglich, die Erdungs- oder Masseimpedanz abzusenken, die bewirkt wird durch die Anschluss- oder Verbindungsleitungen oder -drähte, und dadurch die Hochfrequenzverstärkungscharakteristik oder Hochfrequenz-Eingangsverhältnischarakteristik (high-frequency gain characteristic) und den NF (noise figure : Rauschfaktor) zu verbessern.
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Vorzugsweise ist bei den oben beschriebenen Anordnungen der Leitungsanschluss für eine Erdungsverbindung in den vier Ecken der Einheit vorgesehen und ein Anschluss für eine Erdungsverbindung in vier Ecken des integrierten Halbleiterschaltungschips vorgesehen.
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Bei dieser Anordnung ist es im Hinblick auf die Montage oder das Anbringen und im Hinblick auf das Layout des Substrats bevorzugt, den Leitungsanschluss für die Erdungs- oder Masseverbindung in den vier Ecken der Einheit oder des Gehäuses bereitzustellen und auszubilden und, da der Erdungs- oder Masseanschluss in den vier Ecken des integrierten Halbleiterschaltungschips ausgebildet ist, ist es möglich, in einfacher Art und Weise das Layout der Anschluss- oder Verbindungsleitungen oder -drähte auszuführen.
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Vorzugsweise sind bei den oben beschriebenen Anordnungen Schaltkreiskonstanten von Schaltkreiselementen des Eingangsanpassungskreises so bestimmt sind, dass eine optimale Hochfrequenzcharakteristik durch Eingabeanpassung eines Eingabeanpassungsbereichs erreicht wird, welcher als eine Induktivität eine Verbindungsleitung des Hochfrequenzeingangsanschlusses im Eingangsanpassungskreis aufweist.
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Bei dieser Anordnung ist es möglich, die Größe des Induktors oder der Induktivität des Eingangsanpassungskreises oder der Eingangsanpassungsschaltung, die in Reihe oder in Serie verbunden oder angeschlossen ist mit dem Anschluss- oder Verbindungsdraht oder der Anschluss- oder Verbindungsleitung des Hochfrequenzeingangsanschlusses, zu reduzieren oder diese zu entfernen. Folglich ist es möglich, die Größe und die Kosten des integrierten Halbleiterschaltungschips zu reduzieren. Es ist daher möglich, die Hochfrequenzcharakteristik im Zusammenhang mit einer kostengünstigen Einheit oder einem kostengünstigen Gehäuse zu verbessern.
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Vorzugsweise ist bei dieser Anordnung der Eingangsanpassungskreis oder die Eingangsanpassungsschaltung ein Bandpassfilter. Es ist bei dieser Anordnung möglich, den Bandpassfilter, welcher den Anschluss- oder Verbindungsdraht oder die Anschluss- oder Verbindungsleitung des Hochfrequenzeingangsanschlusses aufweist, auszubilden und dadurch eine Eingangsanpassung mit einer breiten Hochfrequenzbandbreite auszubilden.
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Vorzugsweise ist bei einer jeden der oben beschriebenen Anordnungen ein Zwischenfrequenzausgangsanschluss ausgebildet ist, welcher der Leitungsanschluss zum Ausgeben eines Zwischenfrequenzsignals ist, welches erhalten wird durch Wandeln einer Frequenz einer Hochfrequenzsignaleingabe über den Hochfrequenzeingangsanschluss und der Hochfrequenzeingangsanschluss und der Zwischenfrequenzausgangsanschluss an gegenüberliegenden Seiten der Einheit angeordnet.
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Bei dieser Anordnung ist es möglich, die Kopplung der Anschluss- oder Verbindungsleitungen oder -drähte zwischen dem Eingang und dem Ausgang zu reduzieren.
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Vorzugsweise weist bei jeder der oben beschriebenen Anordnungen der integrierte Halbleiterschaltungschip einen LNA (Low-Noise-Verstärker) mit dem Eingangsanpassungskreis und/oder einen Mischkreis mit dem Eingangsanpassungskreis auf und die Halbleitereinheit oder das Halbleitergehäuse ist eine Funkempfangseinheit.
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Bei dieser Anordnung ist es möglich, die Hochfrequenzcharakteristik der Funkempfangseinrichtung (broadcast reception device) zu verbessern.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Bei der Halbleitereinheit oder bei dem Halbleitergehäuse gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die parasitäre Induktanz oder Induktivität (inductance) der Anschluss- oder Verbindungsleitungen oder -drähte zu reduzieren und dadurch eine befriedigende Hochfrequenzcharakteristik zu erzielen.
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Figurenliste
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- 1A ist eine Draufsicht auf ein Beispiel einer Anschlussleitungsauslegung einer QFN-Einheit oder eines QFN-Gehäuses gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 1B ist eine Ansicht von unten auf das Beispiel einer Anschlussleitungsauslegung einer QFN-Einheit oder eines QFN-Gehäuses gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Draufsicht auf ein Beispiel einer Anschlussleitungsauslegung einer QFN-Einheit oder eines QFN-Gehäuses gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist ein Diagramm, welches den Aufbau eines LC-Bandpassfilters gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 4 ist ein Blockdiagramm eines MOP-ICs.
- 5A ist eine Draufsicht auf ein Beispiel einer Anschluss- oder Verbindungsleitungsauslegung oder -drahtauslegung bei einer herkömmlichen QFN-Einheit oder einem herkömmlichen QFN-Gehäuse.
- 5B ist eine Ansicht von unten auf das Beispiel der Anschluss- oder Verbindungsleitungsauslegung oder -drahtauslegung der herkömmlichen QFN-Einheit oder des herkömmlichen QFN-Gehäuses.
- 6A ist ein Diagramm, welches den Aufbau eines LNA zeigt, wie er im Nicht-Patentdokument 1 vorgeschlagen wird.
- 6B ist ein Diagramm, welches einen Äquivalenzschaltkreis eines 3-Section-Chebyshev-LC-Bandpassfllters zeigt.
- 7 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel der Schaltungsauslegung eines 3-Section-Chebyshev-LC-Bandpassfilters zeigt, welcher eine Breitbandeingangsanpassung in einem 10-GHz-Band aufweist.
- 8 ist ein Graph, welcher die Simulationsergebnisse des in 7 gezeigten 3-Section-Chebyshev-LC-Bandpassfilters zeigt.
- 9 ist ein Diagramm, welches die Anbindung des LNA bei einer herkömmlichen QFN-Einheit oder bei einem herkömmlichen QFN-Gehäuse zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Die 1A und 1B zeigen eine Draufsicht bzw. eine Ansicht von unten in Bezug auf ein Beispiel der Anschluss- oder Verbindungsleitungs- oder -drahtauslegung einer QFN-Einheit oder eines QFN-Gehäuses gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die QFN-Einheit 100 gemäß den 1A und 1B weist ein MOP-IC 12, einen Die-Bond-Leadframe oder Die-Bond-Anschlussrahmen 13 und Leitungsanschlüsse auf.
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Der Die-Bond-Leadframe 13 wird gebildet von einem Die-Bond-Gebiet und einem mit dem Die-Bond-Gebiet einteilig oder einstückig verbundenen Leadframe oder Anschlussrahmen. Das MOP-IC 12, welches einen integrierten Halbleiterschaltungschip bildet, ist mittels eines pastösen Agens oder Pastenagens am Die-Bond-Gebiet des Die-Bond-Leadframes 13 angebracht. Vierundzwanzig Leitungsanschlüsse sind um das Die-Bond-Gebiet herum angeordnet. Die 2. bis 6. Pins, die 8. bis 11. Pins, die 13. bis 17. Pins, der 20. Pin und die 22. bis 24. Pins sind Leitungsanschlüsse, die vom Die-Bond-Leadframe 13 separiert sind. Der 1. Pin, der der 7. Pin, der 12. Pin, der 18. Pin, der 19. Pin und der 21. Pin für die Masse oder Erdung sind Leitungsanschlüsse, die als Leadframes des Die-Bond-Leadframes 13 ausgebildet sind. Die Anschlüsse des MOP-ICs 10 sind an die Leitungsanschlüsse gebondet oder mit diesen verbunden. Ein Teil der Erdungs- oder Masseanschlüsse des MOP-ICs 12 sind mittels Down-Bonding (down-bonded) mit dem Die-Bond-Gebiet des Die-Bond-Leadframes 13 verbunden.
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Das MOP-IC 12 ist an einer Stelle angeordnet, die von der Zentralposition des Die-Bond-Gebiets des Die-Bond-Leadframes 16 auf einen Bereich zu verschoben ist, wo die 18. bis 22. Pins nah benachbart angeordnet sind, das heißt in einer X-Achsenrichtung (die Links-/Rechtsrichtung in 1A). Der RF-Eingangsanschluss des MOP-ICs 12 zum Eingeben oder Anlegen eines Hochfrequenzsignals an den Eingangsanpassungskreis des LNA (nicht dargestellt), der beim MOP-IC 12 vorgesehen ist, ist mit dem 20. Pin zur Eingabe oder zum Eingeben des Hochfrequenzsignals verbunden. Die Erdungs- oder Masseanschlüsse des MOP-ICs 12 für eine Masse- oder Erdungsverbindung des Eingangsanpassungskreises sind mit den 18., 19., 21. und 22. Pin für die Erdungs- oder Masseverbindung verbunden. Da das MOP-IC 12 verschoben ist, ist es möglich, die Länge des Anschluss- oder Verbindungsdrahts oder der Anschluss- oder Verbindungsleitung des 20. Pins zur Eingabe des Hochfrequenzsignals und die Länge der Anschluss- oder Verbindungsleitungen oder -drähte der 18., 19., 21. und 22. Pins für die Masse- oder Erdungsverbindung zu reduzieren, und zwar mit dem Ergebnis, dass die parasitäre Induktivität um etwa 0,5 nH vermindert werden kann. Es ist also möglich, den Zustand der Eingangsanpassung zu verbessern und dadurch die Hochfrequenzverstärkungscharakteristik oder das Hochfrequenzeingangsverhältnis (high-frequency gain characteristic) zu verbessern.
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Der Leitungsanschluss des 21. Pins ist als Leadframe ausgebildet, welcher einstückig oder einteilig mit dem Die-Bond-Gebiet des Die-Bond-Leadframes 13 ausgebildet ist. Folglich werden ein Anschluss- oder Verbindungsdraht oder eine Anschluss- oder Verbindungsleitung zum Down-Bonden (down-bonding) zum Leitungsanschluss gebracht. Es ist daher möglich, das Maß oder den Grad der Verschiebung des MOP-ICs 12 zu steigern.
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In einer der vier Ecken der Einheit oder des Gehäuses sind die Leitungsanschlüsse des 18. Pins und des 19. Pins als Leadframes einstückig oder einteilig mit dem Down-Bond-Gebiet (down bond region) ausgebildet. In den verbleibenden drei Ecken ist nur ein Leitungsanschluss des 1. Pin, des 7. Pin und des 12. Pin als Leadframe einstückig oder einteilig mit dem Down-Bond-Gebiet ausgebildet. Es ist somit möglich, einen ausreichenden Grad an Stärke oder Stabilität der Leitungsanschlüsse zu erreichen. Auch ist es möglich, den 24. Pin, den 6. Pin und den 13. Pin im Vergleich zu den herkömmlichen Pins gemäß 5A nachhaltig auszubilden. Das bedeutet mit anderen Worten, dass es möglich ist, die Anzahl effektiver und leistungsfähiger Anschlüsse bei der Einheit oder beim Gehäuse zu steigern.
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Da die Erdungs- oder Masseanschlüssse des MOP-ICs 12 für die Masse- oder Erdungsanbindung des Eingangsanpassungskreises mit dem 18., 19., 21. und 22. Pin verbunden sind und da folglich die Länge von zwei oder mehr Anschluss- oder Verbindungsleitungen oder -drähten reduziert ist oder wird, ist es möglich, die Erdungs- oder Masseimpedanz, welche bewirkt wird durch die parasitäre Induktivität der Anschluss- oder Verbindungsleitungen oder -drähte noch stärker zu vermindern und dadurch die Hochfrequenzverstärkungscharakteristik oder die Hochfrequenzeingangscharakteristik und den NF (noise figure : Rauschfaktor) zu verbessern.
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Der Grund dafür, dass in den vier Ecken der Einheit oder des Gehäuses, der 1. Pin, der 7. Pin, der 12. Pin, der 18. Pin und der 19. Pin, welche Leitungsanschlüsse sind für die Erdungs- oder Masseanbindung, angeordnet sind, besteht darin, dass es im Hinblick auf die Montage und das Anbringen sowie im Hinblick auf das Layout des Substrats bevorzugt und vorteilhaft ist. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass thermische Belastungen am stärksten den vier Ecken der Einheit oder des Gehäuses aufgeprägt werden und dass es selbst dann, wenn eine Löt- oder Schweißverbindungsgrenzfläche von einem der Pins in den vier Ecken der Einheit oder des Gehäuses auf Grund thermischen Stresses bricht oder ein Defekt aufweist, möglich ist, zumindest eine Fehlfunktion zu verhindern, wenn die Verbindung der anderen Pins aufrecht erhalten wird. Da darüber hinaus zwei Erdungs- oder Masseanschlüsse in jeder der vier Ecken des MOP-ICs 12 vorgesehen sind, ist es möglich in einfacher Art und Weise das Layout der Anschluss- oder Verbindungsleitungen oder -drähte auszuführen.
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Der 20. Pin, welcher der Leitungsanschluss für die Eingabe des Hochfrequenzsignals ist, und der 11. Pin, welcher der Leitungsanschluss für die Ausgabe des Zwischenfrequenzsignals ist, sind an gegenüberliegenden Seiten der Einheit oder des Gehäuses ausgebildet. Es ist daher möglich, eine Kopplung der Anschluss- oder Verbindungsleitungen oder -drähte zwischen dem Eingang und dem Ausgang zu reduzieren.
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Der 22. Pin und der 15. Pin, welche Leitungsanschlüsse für die Erdungs- oder Masseanbindung sind, sind unabhängig voneinander für den LNA und den VCO ausgebildet. Damit diese in geeigneter Art und Weise für Anwendungen außer der Masse- oder Erdungsanbindung verwendet werden können, wenn die Pins getauscht werden, werden diese bewusst nicht als Leadframes in einteiliger oder einstückiger Art und Weise mit dem Die-Bond-Bereich ausgebildet, sondern als Leitungsanschlüsse separat vom Die-Bond-Leadframe 13 vorgesehen.
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2 zeigt eine Draufsicht auf ein Beispiel der Anschluss- oder Verbindungsleitungsauslegung einer QFN-Einheit oder eines QFN-Gehäuses gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die in 2 dargestellte QFN-Einheit oder das in 2 dargestellte QFN-Gehäuse Q200 weisen das MOP-IC 12 an einer Stelle positioniert auf, welche vom zentralen Bereich des Bond-Gebiets oder Verbindungsgebiets des Die-Bond-Leadframes 13 auf ein Gebiet zu verschoben ist, wo die 18. bis 22. Pins benachbart zueinander angeordnet sind. Das bedeutet, dass eine Verschiebung nicht nur in der X-Achsenrichtung (Links-/ Rechtsrichtung in 2), sondern auch in einer Y-Achsenrichtung (nach Oben-/Unten-Richtung in 2) erfolgt. Also ist es möglich, die Länge des Anschluss- oder Verbindungsdrahts oder der Anschluss- oder Verbindungsleitung noch stärker zu reduzieren, welche den 20. Pin der für Eingabe des Hochfrequenzsignals zum RF-Eingangsanschluss des MOP-ICs 12 verbindet und dadurch noch stärker die parasitäre Induktivität zu reduzieren.
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Nachfolgend wird die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 3 zeigt den Aufbau eines LC-Bandpassfilters gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das MOP-IC 12 mit dem LC-Bandpassfilter B100 ist an einer Stelle ausgebildet, welche vom zentralen Bereich des Die-Bond-Gebiets verschoben ist, so wie dies im Zusammenhang mit den ersten und zweiten Ausführungsformen beschrieben wurde. Der Aufbau des LC-Bandpassfilters B100 ist derselbe wie bei einem herkömmlichen 3-Section-Chebyshev-LC-Bandpassfilter Bl, der oben beschrieben wurde (6B). Während die Anschluss- oder Verbindungsleitung, welche den RF-Eingangsanschluss RFIN des MOP-ICs 12 mit dem Leitungsanschluss LT20 verbindet, welcher der 20. Pin ist, als Induktivität L1b aufgefasst wird, werden die Schaltkreiskonstanten der individuellen Schaltkreiselemente des LC-Bandpassfilters B100 so bestimmt oder eingestellt, dass die optimale Hochfrequenzcharakteristik durch die Eingangsanpassung des LC-Bandpassfilters (Eingangsanpassungsbereich) mit der Induktivität L1b im LC-Bandpassfilter B100 erreicht wird. Folglich ist es möglich, die Größe der Induktivität L1a des MOP-ICs 12, welche in Reihe mit der Induktivität L1b verbunden ist, zu reduzieren oder diese zu entfernen. Folglich ist es möglich, die Größe und die Kosten beim MOP-IC 12 zu reduzieren, und zwar mit dem Ergebnis, dass es möglich ist, eine Breitbandeingangsanpassung bei einer kostengünstigen Einheit oder einem kostengünstigen Gehäuse zu erreichen.
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Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben im Detail beschrieben wurden, sind verschiedene Abwandlungen bei den Ausführungsformen möglich, ohne dass der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
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Zum Beispiel ist der LNA nicht auf einen LNA unter Verwendung von MOS-Transistoren beschränkt. Obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsformen das Beispiel beschrieben wurde, bei welchem der IC-Chip den LNA mit umfasste, ist auch eine Anordnung denkbar, bei welcher der Mischkreis in der ersten Reihe vorgesehen ist und der Eingangsanpassungskreis des Mischkreises beim IC-Chip ausgebildet ist.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung kann bei Halbleitereinheiten oder Halbleitergehäusen für elektronische Einrichtungen im Allgemeinen verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bandpassfilter
- 2
- RF-Verstärker
- 3
- Mischkreis
- 4
- VCO
- 5
- IF-Verstärker
- 6
- LNA
- 10
- MOP-IC
- 11
- Die-Bond-Leadframe
- 12
- MOP-IC
- 13
- Die-Bond-Leadframe
- Q1, Q100, Q200
- QFN-Einheit, QFN-Gehäuse
- B1, BIO, B100
- 3-Section-Chebyshev-LC-Bandpassfilter
