JP2005252099A - 高周波用半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高周波用半導体チップ2H、2Lと、2つの高周波用半導体チップを搭載するダイボンドエリア1と、各高周波用半導体チップ内の回路を外部へ電気的に接続する複数のリード3と、一端が各チップの出力電極パッドに接続され、他端が対応するリードに接続される複数の出力端子接続ワイヤー5とを備え、一方の高周波用半導体チップの出力電極パッドと他方の高周波用半導体チップの出力電極パッドとの最短距離Aが所定距離以上であるようにダイボンドエリア内に配置され、一方の高周波用半導体チップの出力電極パッドに接続されたワイヤーと他方の高周波用半導体チップの出力電極パッドに接続されたワイヤーとの最短距離Bが所定距離以上であるように配置される高周波用半導体装置6。
【選択図】図1
Description
近年、情報伝送量、スピード等その用途により使用周波数帯域が異なる複数の規格が並存している。これらに対応し、同時に商品の実装面積を縮小及びコスト低減するために、周波数帯域の異なる2つの半導体チップを1パッケージ内に搭載したデュアルバンド対応の、より小型化された高周波用半導体装置が採用されている。
図2は、パーソナルコンピュータ用無線−LANカードにおける高周波パワーアンプ及びフィルター部分の構成の概略を示すブロック図である。
図2(a)において、デュアルバンド対応高周波パワーアンプ23の低周波数側(以下、L側と呼ぶ)パワーアンプからの高調波信号は、本来フィルター24Lによってカットされるはずである。ところが従来の半導体装置を使用した場合、L側パワーアンプで発生した高調波信号、とりわけ2倍波信号が、隣接して配置された高周波数側(以下、H側と呼ぶ)パワーアンプ12Hの出力端子から漏れて出力されてしまい、高調波ノイズを含んだ信号がアンテナスイッチ16から送信されてしまうという不都合があった。これは、図10で、L側パワーアンプが実装されたチップ22Lの出力電極パッド23Lあるいは出力端子接続ワイヤー25Lから、H側パワーアンプ22Hに対応するチップ12Hの出力信号線路、即ち、出力電極パッド24Hあるいは出力端子接続ワイヤー25Hに高調波信号が誘導されて漏れ、ノイズが出力されたためである。
従来の半導体装置の中には、第2図(b)に示すように、L側およびH側のパワーアンプ12Lおよび12Hの出力切り替え用のスイッチ素子13を挿入したものも採用されている。しかし、近年のデバイスの小型化や低コスト化に対して十分な解決策になっていない。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、同一ダイボンドエリア内に出力信号の周波数帯域が互いに異なる少なくとも2つの半導体チップが搭載された高周波用半導体装置において、ダイボンドエリア内の異なる半導体チップ間の出力電極パッド間隔およびその接続ワイヤー間隔を所定距離以上確保するように配置することにより、上記高調波ノイズの漏れが低減された高周波用半導体装置を提供する。
リードとは前記高周波用半導体装置のパッケージの端子のことであり、高周波用半導体装置とその外部の回路とは、リードを介して電気的に接続される。リードは、例えばCuを用いることができるが、それに限定されず、例えばCu合金系や42アロイなどのFe-Ni合金系金属を用いてもよい。フレームにも、リード同様の材質の金属を用いることができるがそれに限られず、例えば、セラミックケースやプリント基板であってもよい。また、ダイボンドエリアとは、高周波用半導体チップをフレーム上に搭載して物理的に固定する所定の領域のことをいう。ワイヤーは、例えば、チップの電極パッドもしくはフレームとリードとを電気的に接続するもので、金、アルミニウムなどの金属細線を用いることができるが、これに限られない。
また、ダイボンドエリアが矩形状であり、2つの高周波用半導体チップが、ダイボンドエリアの同一対角線上に配置されてもよい。このようにすれば、ダイボンドエリア内の2つのチップ間隔をより大きくすることができ、一方のチップに係る回路から他方のチップに係る回路へ、チップを介して誘導される信号あるいは高調波ノイズをより低減することができる。
前記リードは、フレームとリードとを接続する接地ワイヤーの一端が接続される接地リードと出力端子接続ワイヤーが接続される出力リードとを含み、一方の高周波用半導体チップの出力電極パッドに接続される出力リードと、他方の高周波用半導体チップの出力電極パッドに接続される出力リードとの間に、少なくとも2本の接地ワイヤーが配置されるようにしてもよい。このようにすれば、2つの出力リードの間に配置される接地リード及び少なくとも2つの接地ワイヤーによって一方のチップに係る回路から他方のチップに係る回路へリードを介して誘導されるので、信号あるいは高調波ノイズを低減することができる。さらに、前記接地ワイヤーの本数は、3本以上であることが好ましく、4本以上であればもっと好ましい。
(実施の形態1)
図1は、この発明の高周波用半導体装置で、互いに異なるチップの電極パッド間距離およびそれに接続されるワイヤー間距離を所定距離以上とした実施の形態を示す概略平面図である。
図1に示すように、高周波用半導体装置6のフレーム内のダイボンドエリア1内に、2つの高周波用半導体チップ2Hおよび2Lが搭載されている。フレームの厚みは,実施の一形態では0.15mmであるが、これに限らない。高周波用半導体チップ2Hの出力電極パッド4は、出力端子接続ワイヤー5およびリード3Hを経て前記高周波用半導体装置6の外部の回路と高周波用半導体装置6の外部の回路と電気的に接続される。図1に示す高周波用半導体チップ2Hおよび2Lは、それぞれに複数の出力電極パッド(図1では、そのすべてに符号を付していない)を有するが、1つのチップに出力電極パッドが1つの場合もある。チップ2Lは、その出力電極パッドが、出力端子接続ワイヤーによってリード3Lに接続されている。高周波用半導体装置6は、複数のリード3を有し、前記リード3Hおよび3Lは、それらのリードの中の特定のものである。
これらにより、異なるチップの出力電極パッド間距離を1.0mm以上確保することで、高周波帯域の回路系への漏洩電力が低減され、また、両チップの出力端子接続ワイヤーの間隔を0.8mm以上確保することでもさらに漏洩電力の低減効果が確認された。さらに、異なるチップの出力電極パッド間距離を1.3mm以上確保し、両チップの出力端子接続ワイヤーの間隔を1.0mm以上確保すれば、低周波数帯用増幅器2L側から高周波数帯用増幅器2Hへの漏洩電力は、―50dBm以下に低減され、これらの手法の組み合わせだけで漏洩電力の影響が実質上無視し得る程度にまで低減された。
(実施の形態2)
図6は、この発明の高周波用半導体装置6で、ダイボンドエリアのチップが搭載される部分を掘り下げた実施の形態を示す概略平面図である。また、図7は、図6の1−1´部分の断面の形状を示す断面図である。従来の高周波用半導体装置26の概略平面図10および図10に示す3−3´部分の断面図と比較すれば、この実施形態の構成がより明確に理解できるであろう。図6および7に示すとおり、ダイボンドエリア内の、2つのチップ2L、2Hがダイボンドされるエリアにチップ厚の約1.5倍の150μm深さの凹部9をつくることによって、チップ間が遮蔽され、これによって低周波数帯用増幅器2L側から高周波数帯用増幅器2Hへの高調波信号(2倍波信号)の漏れノイズ信号を低減することができる。
また、測定の結果この深さはチップ厚の0.3倍の30μm高さから効果がある事が確認されできた。
図8は、この発明の高周波用半導体装置6で、ダイボンドエリアのチップ間の領域に壁を備えた実施の形態を示す概略平面図である。また、図9は、図8の2−2´部分の断面の形状を示す断面図である。図8および9に示すとおり、ダイボンドエリア内の、2つのチップ2L、2Hがダイボンドされるエリアにチップ厚の約1.5倍の150μm高さの壁9をつくることによって、チップ間が遮蔽され、前述の実施の形態3と同様に低周波数帯用増幅器2L側から高周波数帯用増幅器2Hへの高調波信号(2倍波信号)の漏れノイズ信号を低減することができる。
また、測定の結果この高さはチップ厚の0.3倍の30μm高さから効果がある事が確認できた。
2H、12H、22H 高周波数帯域用増幅器、高周波用半導体チップ
2L、12L、22L 低周波数帯域用増幅器、高周波用半導体チップ
3、23 リード
3H、23H 高周波数帯域用増幅器の出力リード
3L、23L 低周波数帯域用増幅器の出力リード
4、24 出力電極パッド
5、25L、25H 出力端子接続ワイヤー、ワイヤー
6、12 高周波用半導体装置
7 接地リード
8 接地ワイヤー
9 凹部
10 壁
11L、11H バンドパスフィルタ
13 切替スイッチ
14L,14H ローパスフィルタ
15 ダイプレクサ
16 アンテナ
17 RFIC
A 出力電極パッド間距離
B 出力端子接続ワイヤー間距離
Claims (7)
- 出力電極パッドが配置される少なくとも2つの高周波用半導体チップと、
2つの高周波用半導体チップを同一領域内に搭載するダイボンドエリアを含むフレームと、
各高周波用半導体チップ内の回路を外部へ電気的に接続する複数のリードと、
それぞれの一端が各チップの出力電極パッドに接続され、他端が前記パッドに対応するリードに接続される複数の出力端子接続ワイヤーとを備え、
高周波用半導体チップは、一方の高周波用半導体チップの出力電極パッドと他方の高周波用半導体チップの出力電極パッドとの最短距離が所定距離以上であるようにダイボンドエリア内に配置され、
出力端子接続ワイヤーは、一方の高周波用半導体チップの出力電極パッドに接続されたワイヤーと他方の高周波用半導体チップの出力電極パッドに接続されたワイヤーとの最短距離が所定距離以上であるように配置されることを特徴とする高周波用半導体装置。 - 一方の高周波用半導体チップの出力電極パッドと他方の高周波用半導体チップの出力電極パッドとの最短距離が、1.0mm以上であることを特徴とする請求項1記載の高周波用半導体装置。
- ダイボンドエリアが矩形状であり、
2つの高周波用半導体チップが、ダイボンドエリアの同一対角線上に配置されることを特徴とする請求項1または2記載の高周波用半導体装置。 - 一方の高周波用半導体チップの出力電極パッドに接続されたワイヤーと他方の高周波用半導体チップの出力電極パッドに接続されたワイヤーとの最短距離が0.8mm以上であることを特徴とする請求項1〜3記載の高周波用半導体装置。
- 前記リードは、フレームとリードとを接続する接地ワイヤーの一端が接続される接地リードと出力端子接続ワイヤーが接続される出力リードとを含み、
一方の高周波用半導体チップの出力電極パッドに接続される出力リードと、他方の高周波用半導体チップの出力電極パッドに接続される出力リードとの間に、少なくとも2本の接地ワイヤーが配置されることを特徴とする請求項1〜4記載の高周波用半導体装置。 - 電極パッドが配置される少なくとも2つの高周波用半導体チップと、
高周波用半導体チップを同一領域内に搭載するダイボンドエリアを含むフレームとを備え、
ダイボンドエリアが、少なくとも各高周波用半導体チップが搭載される部分の表面が高周波用半導体チップの厚みの30%よりも深く掘り下げられた形状を有することを特徴とする高周波用半導体装置。 - 出力電極パッドが配置される少なくとも2つの高周波用半導体チップと、
高周波用半導体チップを同一領域内に搭載するダイボンドエリアを含むフレームとを備え、
ダイボンドエリアが、各高周波用半導体チップ間の領域に高周波用半導体チップの厚みの30%よりも高い壁を備えることを特徴とする高周波用半導体装置。
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