JP2006310425A - Electronic apparatus and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealed RF module which constitutes a transmission line with a lead frame without deteriorating the high frequency characteristics. <P>SOLUTION: The module has a semiconductor amplifier element chip 3 containing a power amplifier circuit, upper layer leads 4a forming a signal transmission line, lower layer leads 4b forming a reference potential conductor pattern, a plurality of conductive wires 6 for electrically connecting the upper layer leads 4a with the lower layer leads 4b, and a seal 7 for sealing them. For each of the upper and lower layer leads 4a, 4b, two different lead frames are laminated one above the other. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子装置およびその製造技術に関し、特に、RF(Radio Frequency)モジュールおよびその製造技術に適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to an electronic device and a manufacturing technique thereof, and more particularly, to a technique effective when applied to an RF (Radio Frequency) module and a manufacturing technique thereof.

近年、GSM(Global System for Mobile Communications)方式、PCS(Personal Communication Systems)方式、PDC(Personal Digital Cellular)方式、CDMA(Code Division Multiple Access)方式といった通信方式に代表される移動体通信装置(例えば携帯電話)が世界的に普及している。   In recent years, mobile communication devices represented by communication systems such as GSM (Global System for Mobile Communications) system, PCS (Personal Communication Systems) system, PDC (Personal Digital Cellular) system, and CDMA (Code Division Multiple Access) system (for example, mobile phones) Phone) is widespread worldwide.

一般に、この種の移動体通信装置は、電波の放射と受信をするアンテナ、電力変調された高周波信号を増幅してアンテナへ供給するRFモジュール(RFパワーモジュール、高周波電力増幅器)である電子装置、アンテナで受信した高周波信号を信号処理する受信部、これらの制御を行う制御部、そしてこれらに電源電圧を供給する電池(バッテリー)で構成される。   In general, this type of mobile communication device includes an antenna that emits and receives radio waves, an electronic device that is an RF module (RF power module, high-frequency power amplifier) that amplifies a power-modulated high-frequency signal and supplies the signal to the antenna, The receiving unit is configured to process a high-frequency signal received by an antenna, a control unit that controls these, and a battery (battery) that supplies a power supply voltage thereto.

特許文献1〜3には、伝送線路が構成されたリードフレームに、半導体チップを搭載してパッケージ化する技術が記載されている。   Patent Documents 1 to 3 describe a technique for mounting a semiconductor chip on a lead frame having a transmission line.

特許文献4には、半導体チップの信号用の端子に電気的に接続されるリードと、半導体チップの電源端子に電気的に接続される板状の導体とを平行な2層構造で、樹脂封止する技術が記載されている。
米国特許第6621140号明細書 米国特許第6608367号明細書 米国特許第6765284号明細書 特開平6−188352号公報
Patent Document 4 discloses a resin-encapsulated structure in which a lead electrically connected to a signal terminal of a semiconductor chip and a plate-like conductor electrically connected to a power supply terminal of the semiconductor chip have a parallel two-layer structure. The technology to stop is described.
US Pat. No. 6,621,140 US Pat. No. 6,608,367 US Pat. No. 6,765,284 JP-A-6-188352

近年、移動体通信装置の小型化、薄型化および低コスト化などの要求に伴い、そこに搭載するRF(Radio Frequency)モジュールにも、小型化、薄型化および低コスト化が要求されている。   In recent years, along with demands for downsizing, thinning, and cost reduction of mobile communication devices, RF (Radio Frequency) modules mounted thereon are also required to be downsized, thinned, and low in cost.

一般的なRFモジュールは、例えば導電パターンで伝送線路が構成された積層基板に半導体チップ、受動素子および受動部品のような電子部品を実装した構造を有している。このRFモジュールの積層基板には、例えばPCB(Printed Circuit Board)、セラミック基板などが用いられている。これら基板は信号用配線層の他に電源用配線層、基準電位用配線層を大面積平面パターン(プレーン)として信号用配線層とは別の層で形成し、また層間の相互接続がビアホール(Via hole)で行われている。しかしながら、例えばセラミック基板は、セラミックの積層、メタライズとセラミックの同時焼成技術、金(Au)めっき等を必要とし、その構造が複雑で、かつ高価である。   A general RF module has a structure in which electronic components such as a semiconductor chip, a passive element, and a passive component are mounted on a laminated substrate in which a transmission line is configured by a conductive pattern, for example. For example, a PCB (Printed Circuit Board), a ceramic substrate, or the like is used as the laminated substrate of the RF module. In addition to the signal wiring layer, these substrates are formed by forming a power supply wiring layer and a reference potential wiring layer as a large area plane pattern (plane) in a layer different from the signal wiring layer, and interconnecting layers between the via holes ( Via hole). However, a ceramic substrate, for example, requires ceramic lamination, metallization and ceramic simultaneous firing technology, gold (Au) plating, and the like, and its structure is complicated and expensive.

また、RFモジュールには、高周波領域において、伝送線路内の信号の反射を抑制し、電力を高効率で伝達すること、すなわち良好な高周波特性であることが求められている。なお、本願において、「高周波」とは、500MHz程度以上の周波数帯をいう。   Further, the RF module is required to suppress signal reflection in the transmission line and transmit power with high efficiency, that is, good high frequency characteristics in a high frequency region. In the present application, “high frequency” refers to a frequency band of about 500 MHz or more.

ここで、電力を高効率で伝達するためには、インピーダンス整合(マッチング)を行う必要があり、一般的には50Ωの特性インピーダンスとなるように調整される。このインピーダンス整合は、要求される周波数帯、ストリップライン(伝送線路)、回路構成および部材等によって、調整の仕方が幾通りもある。例えば900MHzの高周波で動作するRFモジュールにおいて、例えば基板上の伝送線路を構成するためのストリップラインのパターンは、例えば数100kHzで動作する半導体装置より、パターン長が無視できない。すなわち、例えば900MHzの高周波で動作するRFモジュールでは、伝送線路間の位置が数cm異なるだけで、信号の位相と振幅が大きく異なることになるため、良好な高周波特性を得ることができなくなる。このように、例えば100kHzより900MHzの高周波でのインピーダンス整合の調整は、難しいものとなる。   Here, in order to transmit electric power with high efficiency, it is necessary to perform impedance matching (matching), and in general, the characteristic impedance is adjusted to 50Ω. This impedance matching can be adjusted in various ways depending on the required frequency band, stripline (transmission line), circuit configuration and members. For example, in an RF module that operates at a high frequency of 900 MHz, for example, the pattern length of a stripline pattern for configuring a transmission line on a substrate cannot be ignored compared to a semiconductor device that operates at, for example, several hundred kHz. That is, for example, in an RF module that operates at a high frequency of 900 MHz, the phase and amplitude of the signal are greatly different only by the position between the transmission lines being different by several centimeters. Thus, for example, it is difficult to adjust impedance matching at a high frequency from 100 kHz to 900 MHz.

本発明者らは、電力増幅回路を内蔵した半導体増幅素子チップを搭載したQFN(Quad Flat Non-leaded package)などの封止型のRFモジュールを形成し、良好な高周波特性のRFモジュールを低コスト化することのできる技術について検討している。   The present inventors formed a sealed RF module such as a quad flat non-leaded package (QFN) equipped with a semiconductor amplifying element chip with a built-in power amplifier circuit, and reduced the cost of an RF module with good high-frequency characteristics. We are studying technologies that can be used.

上記特許文献4には、数100kHz以上の周波数での動作が必要な半導体素子チップを搭載した場合の樹脂封止型半導体装置において、信号の反射、信号の干渉およびノイズの発生を抑えるために、半導体素子チップの信号用の端子に電気的に接続されるリードと、半導体素子チップの電源端子に電気的に接続される板状の導体とを平行な2層構造で、樹脂封止する技術が記載されている。しかしながら、例えば900MHzの高周波で動作するRFモジュールは、数100kHzの周波数で動作する半導体装置とは、上述したように、伝送線路内の信号の反射を抑制し、電力を高効率で伝達するために行うインピーダンス整合の調整の仕方が異なる。また、RFモジュールの伝送線路は、例えば900MHz程度の高周波帯でインピーダンス整合を行うため、数100kHzの周波数で動作する半導体装置の伝送線路より複雑なものとなる。したがって、単に信号用の伝送線路と、電源用の導電パターンとを2層構造で構成するだけでは、良好な高周波特性のRFモジュールを形成することができないと考えられる。   In Patent Document 4, in a resin-encapsulated semiconductor device in which a semiconductor element chip that requires an operation at a frequency of several hundred kHz or more is mounted, in order to suppress signal reflection, signal interference, and noise generation, There is a technique of resin-sealing a lead electrically connected to a signal terminal of a semiconductor element chip and a plate-like conductor electrically connected to a power supply terminal of the semiconductor element chip with a parallel two-layer structure. Are listed. However, for example, an RF module operating at a high frequency of 900 MHz is different from a semiconductor device operating at a frequency of several hundred kHz in order to suppress reflection of a signal in a transmission line and transmit power with high efficiency as described above. The method of adjusting impedance matching is different. Also, the transmission line of the RF module is more complicated than the transmission line of a semiconductor device that operates at a frequency of several hundred kHz because impedance matching is performed in a high frequency band of about 900 MHz, for example. Therefore, it is considered that an RF module having good high-frequency characteristics cannot be formed simply by configuring a signal transmission line and a power supply conductive pattern with a two-layer structure.

また、上記特許文献1〜3には、信号用の伝送線路と、電源用の導電パターンとが1層のリードフレーム構造で構成したRFモジュールに関する技術が記載されている。このように信号用の伝送線路と、電源用の導電パターンとが1層のリードフレーム構造において、ストリップラインを含む伝送線路を構成したRFモジュールでは、以下の課題があることを本発明者らは見出した。   Further, Patent Documents 1 to 3 describe a technique related to an RF module in which a transmission line for a signal and a conductive pattern for a power supply are configured by a single-layer lead frame structure. As described above, the present inventors have the following problems in the RF module in which the transmission line for signal and the conductive pattern for power supply constitute a transmission line including a strip line in a single-layer lead frame structure. I found it.

図21は、本発明者らが検討した1層構造のリード4で信号用の伝送線路および電源用の導電パターンを構成したRFモジュール1を実装基板(マザーボード)2に搭載した状態を模式的に示す断面図である。   FIG. 21 schematically shows a state in which the RF module 1 in which the signal transmission line and the power supply conductive pattern are formed by the single-layer structure lead 4 examined by the present inventors is mounted on the mounting substrate (motherboard) 2. It is sectional drawing shown.

図21に示すように、本発明者らが検討したRFモジュール1は、半導体増幅素子チップ3を搭載したQFN(Quad Flat Non-leaded package)の封止型のRFモジュールである。すなわち、このRFモジュール1は、半導体増幅素子チップ3と、リード4と、ダイパッド部5と、導電性ワイヤ6と、封止部7とを有している。リード4は、1層構造で信号用の伝送線路および電源用の導電パターンを構成し、リードフレーム(導電体層)から加工されたものである。このリード4は、実装基板2上に形成されている信号用配線層9とのショートを防止するため、ハーフエッチ部8を有している。ダイパッド部5は、リード4と同一のリードフレームから加工されており、半導体増幅素子チップ3を搭載している。導電性ワイヤ6は、半導体増幅素子チップ3とリード4とを電気的に接続している。封止部7は、半導体増幅素子チップ3、導電性ワイヤ6およびリード4の一部を封止しており、モールド樹脂からなる。   As shown in FIG. 21, the RF module 1 examined by the present inventors is a QFN (Quad Flat Non-leaded package) sealed RF module on which a semiconductor amplifying element chip 3 is mounted. That is, the RF module 1 includes a semiconductor amplifying element chip 3, a lead 4, a die pad portion 5, a conductive wire 6, and a sealing portion 7. The lead 4 has a single-layer structure that constitutes a transmission line for signals and a conductive pattern for power supply, and is processed from a lead frame (conductor layer). The lead 4 has a half-etched portion 8 to prevent a short circuit with the signal wiring layer 9 formed on the mounting substrate 2. The die pad portion 5 is processed from the same lead frame as the lead 4 and has the semiconductor amplification element chip 3 mounted thereon. The conductive wire 6 electrically connects the semiconductor amplification element chip 3 and the lead 4. The sealing part 7 seals a part of the semiconductor amplifying element chip 3, the conductive wire 6 and the lead 4 and is made of a mold resin.

また、実装基板2は、実装基板2の主面上に信号用配線層9を有している。この実装基板2上には、例えば実装用ハンダからなる接合材10を介して、RFモジュール1が搭載されている。この接合材10は、RFモジュール1側では、RFモジュール1の入力端子あるいは出力端子と接合され、電気的に接続されている。また接合材10は、実装基板2側では、信号用配線層9と接合され、電気的に接続されている。なお、実装基板2は、積層構造からなり、実装基板2の層間において図示しない信号用配線層を有しており、この図示しない信号用配線層と、実装基板2の主面上の信号用配線層9とは、実装基板2に形成された図示しないビアホール(Via hole)を介して電気的に接続されている。   The mounting board 2 has a signal wiring layer 9 on the main surface of the mounting board 2. The RF module 1 is mounted on the mounting substrate 2 via a bonding material 10 made of, for example, mounting solder. The bonding material 10 is bonded to and electrically connected to an input terminal or an output terminal of the RF module 1 on the RF module 1 side. Further, the bonding material 10 is bonded to and electrically connected to the signal wiring layer 9 on the mounting substrate 2 side. The mounting board 2 has a laminated structure, and has a signal wiring layer (not shown) between the layers of the mounting board 2, and the signal wiring layer (not shown) and the signal wiring on the main surface of the mounting board 2. The layer 9 is electrically connected via a via hole (not shown) formed in the mounting substrate 2.

上述したように、本発明者らが検討した1層構造のリード4を有するRFモジュール1においても、良好な高周波特性(電力付加効率(PAE)、電力利得(Gp)など)のRFモジュールを実現するために、インピーダンス整合が行われている(ここで、電力付加効率(PAE)とは、増幅器に供給された直流電力が出力信号として高周波電力に変換される効率を表す指数の一つであり、電力利得(Gp)とは、増幅器に供給された入力信号と出力信号の比率すなわち増幅された割合を示している)。すなわち、信号の反射、信号の干渉およびノイズの発生を抑えるように調整された伝送線路を1層構造のリード4で構成している。しかしながら、RFモジュール1を良好な高周波特性となるように形成したとしても、実装基板2に実装した場合、RFモジュール1の高周波特性が悪化(不安定化、発振)するなどの問題が生じた。実装基板2に実装した場合、RFモジュール1の高周波特性が悪化する原因としては、接合材10の高さ変動により、RFモジュール1の、リード4により構成された伝送線路と、実装基板2の信号用配線層9との間の距離が変動することで、高周波特性が変動するものと考えられる。また、実装基板2の信号用配線層9とRFモジュール1の伝送線路を構成するリード4との距離が短いため、実装基板2の信号用配線層9の信号が、RFモジュール1の伝送線路を構成するリード4に影響を与えることも考えられる。このためRFモジュール1内での損失が増大し、電力利得(Gp)が低下してしまう。   As described above, the RF module 1 having the single-layer structure lead 4 investigated by the present inventors also realizes an RF module having good high frequency characteristics (power added efficiency (PAE), power gain (Gp), etc.). Therefore, impedance matching is performed (where power-added efficiency (PAE) is one of indices indicating the efficiency with which DC power supplied to an amplifier is converted into high-frequency power as an output signal) The power gain (Gp) indicates the ratio of the input signal to the output signal supplied to the amplifier, that is, the amplified ratio). That is, the transmission line adjusted so as to suppress signal reflection, signal interference, and noise generation is configured by the single-layer structure lead 4. However, even if the RF module 1 is formed so as to have good high frequency characteristics, when mounted on the mounting substrate 2, problems such as deterioration (instability, oscillation) of the high frequency characteristics of the RF module 1 occur. When mounted on the mounting board 2, the high frequency characteristics of the RF module 1 are deteriorated because of the height variation of the bonding material 10, the transmission line constituted by the leads 4 of the RF module 1, and the signal of the mounting board 2. It is considered that the high frequency characteristics fluctuate when the distance to the wiring layer 9 fluctuates. Further, since the distance between the signal wiring layer 9 of the mounting substrate 2 and the lead 4 constituting the transmission line of the RF module 1 is short, the signal of the signal wiring layer 9 of the mounting substrate 2 passes through the transmission line of the RF module 1. It is also conceivable to affect the constituent leads 4. For this reason, the loss in the RF module 1 increases and the power gain (Gp) decreases.

本発明の目的は、複数の導電体層で信号用の伝送線路および基準電位用の導電パターンを構成した封止型のRFモジュールの高周波特性を向上させることのできる技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the high-frequency characteristics of a sealed RF module in which a signal transmission line and a reference potential conductive pattern are configured by a plurality of conductor layers.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本発明による電子装置は、電力増幅回路が形成された半導体チップと、信号用の伝送線路および基準電位用の導電パターンが構成された複数の導電体層とを有している。前記信号用の伝送線路と、前記基準電位用の導電パターンとは、複数の導電体層のうち、それぞれ異なる導電体層で構成されている。   An electronic device according to the present invention includes a semiconductor chip on which a power amplifier circuit is formed, and a plurality of conductor layers each including a signal transmission line and a reference potential conductive pattern. The signal transmission line and the reference potential conductive pattern are formed of different conductor layers among the plurality of conductor layers.

また、本発明による電子装置の製造方法は、電力増幅回路が形成された半導体チップと、信号用の伝送線路および基準電位用の導電パターンが構成された複数の導電体層とを有してなる電子装置の製造方法であって、前記複数の導電体層を準備する際に、前記信号用の伝送線路と、前記基準電位用の導電パターンとを、それぞれ異なる導電体層で構成する。   The electronic device manufacturing method according to the present invention includes a semiconductor chip on which a power amplifier circuit is formed, and a plurality of conductor layers each having a signal transmission line and a reference potential conductive pattern. In the method of manufacturing an electronic device, when the plurality of conductor layers are prepared, the signal transmission line and the reference potential conductive pattern are formed of different conductor layers.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

上層に信号用の伝送線路、下層に基準電位用の導電パターンを構成した複数の導電体層の積層構造とすることにより、RFモジュールの高周波特性を向上することができる。   The high frequency characteristics of the RF module can be improved by employing a laminated structure of a plurality of conductor layers in which a transmission line for signals is formed in the upper layer and a conductive pattern for reference potential is formed in the lower layer.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted. In the drawings used in the embodiments, hatching may be omitted even in a cross-sectional view so as to make the drawings easy to see. Further, even a plan view may be hatched to make the drawing easy to see.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションに分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other, and one is a part of the other or All the modifications, details, supplementary explanations, and the like are related.

(実施の形態1)
本実施の形態で示すRF(Radio Frequency)モジュールおよびそれを用いた移動体通信装置の一例を図1〜図7により説明し、RFモジュールの製造方法を図8〜図14により説明する。本実施の形態で示すRFモジュールは、信号用の伝送線路および基準電位用の導電パターンが、上層および下層からなる2層の導電体層であるリードフレームで構成したRFモジュール(RFパワーモジュール、高周波電力増幅装置、電力増幅器モジュール)である。また、このRFモジュールは、例えばGSM方式、W−CDMA方式などのネットワークを利用して情報を伝送するデジタル携帯電話(移動体通信装置)に使用されるRFモジュールである。このGSM(Global System for Mobile Communication)は、デジタル携帯電話に使用されている無線通信方式の1つまたは規格をいう。また、GSMには、使用する電波の周波数帯が3つあり、900MHz帯をGSM900または単にGSM、1800MHz帯をGSM1800またはDCS(Digital Cellular System)1800若しくはPCN、1900MHz帯をGSM1900またはDCS1900若しくはPCS(Personal Communication Services)という。なお、GSM1900は主に北米で使用されている。北米ではその他に850MHz帯のGSM850を使用する場合もある。W−CDMA(Wideband Code Division Multiple Access:広帯域・符号分割多元接続)方式は1.92GHz以上の周波数帯域で通信を行う方式である。
(Embodiment 1)
An example of an RF (Radio Frequency) module and a mobile communication device using the same shown in this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 7, and a method for manufacturing the RF module will be described with reference to FIGS. The RF module shown in this embodiment mode includes an RF module (RF power module, high-frequency wave) in which a signal transmission line and a reference potential conductive pattern are two-layered conductor layers composed of an upper layer and a lower layer. Power amplifier, power amplifier module). Further, this RF module is an RF module used for a digital mobile phone (mobile communication device) that transmits information using a network such as a GSM system or a W-CDMA system. This GSM (Global System for Mobile Communication) is one of radio communication systems or standards used for digital mobile phones. GSM has three frequency bands of radio waves to be used: 900 MHz band is GSM900 or simply GSM, 1800 MHz band is GSM1800 or DCS (Digital Cellular System) 1800 or PCN, 1900 MHz band is GSM1900 or DCS1900 or PCS (Personal Communication Services). GSM1900 is mainly used in North America. In North America, GSM850 in the 850 MHz band may also be used. The W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) system is a system that performs communication in a frequency band of 1.92 GHz or higher.

図1は、本実施の形態のRFモジュール1を用いたデジタル携帯電話機システムDPSの一例を示す説明図である。この図1には、本実施の形態のRFモジュール1を構成する電力増幅回路の回路ブロック図が示されている。図2は、図1のRFモジュール1を構成する電力増幅回路の回路ブロック図の回路図である。なお、この図2中の囲み部A1は、基準電位用の導電パターンとして構成されるリードフレームにワイヤボンディングされる端子を指している。また、図2中の囲み部A2は、受動素子であるインダクタ素子L1およびL2を指しており、このインダクタ素子L1およびL2は、空芯コイルとしてリードフレーム上に搭載される。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a digital cellular phone system DPS using the RF module 1 of the present embodiment. FIG. 1 shows a circuit block diagram of a power amplifier circuit constituting the RF module 1 of the present embodiment. FIG. 2 is a circuit diagram of a circuit block diagram of a power amplifier circuit constituting the RF module 1 of FIG. 2 indicates a terminal wire-bonded to a lead frame configured as a reference potential conductive pattern. 2 indicates the inductor elements L1 and L2, which are passive elements, and the inductor elements L1 and L2 are mounted on the lead frame as air-core coils.

図1および図2には、例えばGSM900(824〜915MHz)とDCS1800(1710〜1910MHz)との2つの周波数帯が使用可能(デュアルバンド方式)で、それぞれの周波数帯でGMSK(Gaussian filtered Minimum Shift Keying)変調方式とEDGE(Enhanced Data GSM Environment)変調方式との2つの通信方式を使用可能なRFモジュール1の電力増幅回路が示されている。なお、GMSK変調方式は、音声信号の通信に用いる方式で搬送波の位相を送信データに応じて位相シフトする方式である。また、EDGE変調方式は、データ通信に用いる方式でGMSK変調の位相シフトにさらに振幅シフトを加えた方式である。   In FIG. 1 and FIG. 2, for example, two frequency bands of GSM900 (824 to 915 MHz) and DCS1800 (1710 to 1910 MHz) can be used (dual band system), and GMSK (Gaussian filtered Minimum Shift Keying) is used in each frequency band. The power amplifying circuit of the RF module 1 that can use two communication systems, ie, a modulation system and an EDGE (Enhanced Data GSM Environment) modulation system, is shown. Note that the GMSK modulation method is a method used for communication of audio signals, and is a method of shifting the phase of a carrier wave according to transmission data. The EDGE modulation method is a method used for data communication and is a method in which an amplitude shift is further added to the phase shift of GMSK modulation.

RFモジュール1の電力増幅回路は、例えば2つの増幅段からなるGSM900用の電力増幅回路102Aと、例えば2つの増幅段からなるDCS1800用の電力増幅回路102Bとを有している。それら電力増幅回路102A、102Bの増幅動作の制御や補佐などを行う周辺回路が配置されている。また、RFモジュール1の入力側では、GSM900用の入力端子Pin1および電力増幅回路102A間の整合回路(入力整合回路)105Aと、DCS1800用の入力端子Pin2および電力増幅回路102B間の整合回路(入力整合回路)105Bとが配置されている。さらに、RFモジュール1の出力側では、GSM900用の出力端子Pout1および電力増幅回路102A間の整合回路(出力整合回路)107Aおよびローパスフィルタ(Low Pass Filter)108Aと、DCS1800用の出力端子Pout2および電力増幅回路102B間の整合回路(出力整合回路)107Bおよびローパスフィルタ108Bとが配置されている。   The power amplifying circuit of the RF module 1 includes, for example, a power amplifying circuit 102A for GSM900 having two amplifying stages and a power amplifying circuit 102B for DCS1800 having, for example, two amplifying stages. Peripheral circuits for controlling and assisting the amplification operation of the power amplifier circuits 102A and 102B are arranged. On the input side of the RF module 1, a matching circuit (input matching circuit) 105A between the input terminal Pin1 for GSM900 and the power amplifier circuit 102A, and a matching circuit (input) between the input terminal Pin2 for DCS1800 and the power amplifier circuit 102B are input. Matching circuit) 105B. Further, on the output side of the RF module 1, a matching circuit (output matching circuit) 107A and a low-pass filter 108A between the output terminal Pout1 for GSM900 and the power amplifier circuit 102A, an output terminal Pout2 for DCS 1800, and power A matching circuit (output matching circuit) 107B and a low-pass filter 108B between the amplifier circuits 102B are arranged.

GSM900用のローパスフィルタ108Aは、整合回路107Aと出力端子Pout1の間に設けられ、電力増幅回路102Aの出力が整合回路107Aを経て入力されるようになっている。DCS1800用のローパスフィルタ108Bは、整合回路107Bと出力端子Pout2の間に設けられ、電力増幅回路102Bの出力が整合回路107Bを経て入力されるようになっている。また、GSM900用の電力増幅回路102Aの各増幅段の間には段間用の整合回路(段間整合回路)が設けられ、DCS1800用の電力増幅回路102Bの各増幅段の間には段間用の整合回路(段間整合回路)が設けられている。   The low-pass filter 108A for GSM900 is provided between the matching circuit 107A and the output terminal Pout1, and the output of the power amplification circuit 102A is input through the matching circuit 107A. The low-pass filter 108B for DCS 1800 is provided between the matching circuit 107B and the output terminal Pout2, and the output of the power amplifier circuit 102B is input through the matching circuit 107B. Further, an interstage matching circuit (interstage matching circuit) is provided between the amplification stages of the power amplification circuit 102A for GSM900, and an interstage between the amplification stages of the power amplification circuit 102B for DCS1800. Matching circuit (interstage matching circuit) is provided.

このうち、GSM900用の電力増幅回路102Aと、DCS1800用の電力増幅回路102Bと、周辺回路とは、1つの半導体増幅素子チップ(半導体チップ、高周波用電力増幅素子チップ)3内に形成されている。この周辺回路は、制御回路と、各増幅段にバイアス電圧を印加するバイアス回路などを有している。この制御回路は、上記電力増幅回路102A、102Bに印加する所望の電圧を発生する回路であり、各増幅段の各々の出力用の増幅素子(例えばMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor))のドレイン端子に印加される第1電源電圧を生成する電源制御回路、およびバイアス回路を制御するための第1制御電圧を生成するバイアス電圧生成回路を有している。ここでは、電源制御回路が外部のベースバンド回路152から供給される出力レベル指定信号に基づいて第1電源電圧を生成すると、バイアス電圧生成回路が電源制御回路で生成された第1電源電圧に基づいて、第1制御電圧を生成するようになっている。ここで、ベースバンド回路152は、出力レベル指定信号を生成する回路である。この出力レベル指定信号は、電力増幅回路102A、102Bの出力レベルを指定する信号で、携帯電話と基地局との間の距離、すなわち、電波の強弱に応じた出力レベルに基づいて生成されているようになっている。   Among these, the power amplifier circuit 102A for GSM900, the power amplifier circuit 102B for DCS1800, and the peripheral circuits are formed in one semiconductor amplifier element chip (semiconductor chip, high-frequency power amplifier element chip) 3. . The peripheral circuit includes a control circuit and a bias circuit that applies a bias voltage to each amplification stage. This control circuit is a circuit that generates a desired voltage to be applied to the power amplifier circuits 102A and 102B, and is a drain of each output amplifier element (for example, MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)) of each amplifier stage. A power supply control circuit that generates a first power supply voltage applied to the terminal and a bias voltage generation circuit that generates a first control voltage for controlling the bias circuit are provided. Here, when the power supply control circuit generates the first power supply voltage based on the output level designation signal supplied from the external baseband circuit 152, the bias voltage generation circuit is based on the first power supply voltage generated by the power supply control circuit. Thus, the first control voltage is generated. Here, the baseband circuit 152 is a circuit that generates an output level designation signal. This output level designation signal is a signal that designates the output level of the power amplifier circuits 102A and 102B, and is generated based on the distance between the mobile phone and the base station, that is, the output level corresponding to the strength of the radio wave. It is like that.

RFモジュール1のGSM900用の入力端子Pin1に入力されたRF入力信号は、整合回路105Aを経て半導体増幅素子チップ3に入力され、半導体増幅素子チップ3内の電力増幅回路102A、例えば3つの増幅段で増幅されて半導体増幅素子チップ3から出力され、整合回路107Aおよびローパスフィルタ108Aを経てGSM900用の出力端子Pout1からRF出力信号として出力される。また、RFモジュール1のDCS1800用の入力端子Pin2に入力されたRF入力信号は、整合回路105Bを経て半導体増幅素子チップ3に入力され、半導体増幅素子チップ3内の電力増幅回路102B、例えば2つの増幅段で増幅されて半導体増幅素子チップ3から出力され、整合回路107Bおよびローパスフィルタ108Bを経てDCS1800用の出力端子Pout2からRF出力信号として出力される。   The RF input signal input to the input terminal Pin1 for GSM900 of the RF module 1 is input to the semiconductor amplifying element chip 3 via the matching circuit 105A, and the power amplifying circuit 102A in the semiconductor amplifying element chip 3, for example, three amplifying stages. Is output from the semiconductor amplifying element chip 3 and output as an RF output signal from the output terminal Pout1 for GSM900 through the matching circuit 107A and the low-pass filter 108A. Further, the RF input signal input to the DCS 1800 input terminal Pin2 of the RF module 1 is input to the semiconductor amplifying element chip 3 through the matching circuit 105B, and the power amplifying circuit 102B in the semiconductor amplifying element chip 3, for example, two Amplified at the amplification stage and output from the semiconductor amplifying element chip 3, passes through the matching circuit 107 B and the low-pass filter 108 B, and is output as an RF output signal from the output terminal Pout 2 for DCS 1800.

このような出力端子Pout1、Pout2から出力されるRF出力信号は、信号用の伝送線路を伝達している。一方、RFモジュール1の基準電位用の導電パターンには、例えばMOSFET(Q3)のドレインから出力端子Pout1までの間で、コンデンサ(CP11)が接地されている。   Such RF output signals output from the output terminals Pout1 and Pout2 are transmitted through a transmission line for signals. On the other hand, in the conductive pattern for the reference potential of the RF module 1, the capacitor (CP11) is grounded, for example, between the drain of the MOSFET (Q3) and the output terminal Pout1.

各整合回路は上述したようにインピーダンス整合を行う回路である。電力を高効率で伝達するためには、インピーダンス整合を行う必要があり、例えば50Ωの特性インピーダンスとなるように調整される。   Each matching circuit is a circuit that performs impedance matching as described above. In order to transmit electric power with high efficiency, it is necessary to perform impedance matching. For example, the characteristic impedance is adjusted to 50Ω.

ローパスフィルタ108A、108Bは高調波を減衰させる回路である。電力増幅回路102A、102Bで高調波(2倍波や3倍波)成分が発生するが、電力増幅回路102A、102Bと出力端子Pout1、Pout2との間にローパスフィルタ108A、108Bを介在させることで、増幅されたRF信号に含まれる高調波成分をローパスフィルタ108A、108Bで減衰させ、出力端子Pout1、Pout2から出力されるRF出力信号に高調波成分が含まれないようにすることができる。   The low-pass filters 108A and 108B are circuits that attenuate harmonics. Harmonics (second harmonic and third harmonic) components are generated in the power amplifier circuits 102A and 102B, but low-pass filters 108A and 108B are interposed between the power amplifier circuits 102A and 102B and the output terminals Pout1 and Pout2. The harmonic components included in the amplified RF signal can be attenuated by the low-pass filters 108A and 108B so that the RF output signals output from the output terminals Pout1 and Pout2 do not include the harmonic components.

GSM900用の出力端子Pout1とGSM900用の電力増幅回路102Aとの間のGSM900用のローパスフィルタ(バンドパスフィルタ)108Aは、824〜915MHzの周波数帯の信号は通過させ、その周波数の2倍帯(1648〜1830MHz)や3倍帯(2472〜2745MHz)をカット(減衰)して通過させないように機能することができる。また、DCS1800用の出力端子Pout2とDCS1800用の電力増幅回路102Bとの間のDCS1800用のローパスフィルタ(バンドパスフィルタ)108Bは、1710〜1910MHzの周波数帯の信号は通過させ、その周波数の2倍帯(3420〜3820MHz)や3倍帯(5130〜5730MHz)をカット(減衰)して通過させないように機能することができる。従って、ローパスフィルタ108A、108Bは、所定の周波数帯の信号は通過させ、他の周波数帯の信号を減衰させるバンドパスフィルタとして機能することができる。   A GSM900 low-pass filter (bandpass filter) 108A between the GSM900 output terminal Pout1 and the power amplifier circuit 102A for GSM900 passes a signal in the frequency band of 824 to 915 MHz, and doubles the frequency ( 1648 to 1830 MHz) and triple band (2472 to 2745 MHz) can be cut (attenuated) so as not to pass. The DCS1800 low-pass filter (bandpass filter) 108B between the DCS1800 output terminal Pout2 and the DCS1800 power amplifier circuit 102B passes a signal in the frequency band of 1710 to 1910 MHz, and doubles the frequency. A band (3420 to 3820 MHz) or a triple band (5130 to 5730 MHz) can be cut (attenuated) so as not to pass. Accordingly, the low-pass filters 108A and 108B can function as band-pass filters that pass signals in a predetermined frequency band and attenuate signals in other frequency bands.

このように、本実施の形態のRFモジュール1は2系統(すなわちGSM900用およびDCS1800用)の電力増幅回路102A、102Bを有し、2系統の電力増幅回路102A、102Bのそれぞれにローパスフィルタ回路が接続されており、2系統の電力増幅回路102A、102Bの送信周波数帯は、それぞれ0.9GHz帯と1.8GHz帯である。   As described above, the RF module 1 of the present embodiment has two systems (that is, for GSM900 and DCS1800) of power amplification circuits 102A and 102B, and each of the two systems of power amplification circuits 102A and 102B has a low-pass filter circuit. The transmission frequency bands of the two power amplifier circuits 102A and 102B are 0.9 GHz band and 1.8 GHz band, respectively.

また、図1に示す符号ANTはアンテナ、符号151はフロントエンド・モジュール、符号152はベースバンド回路、符号153は変復調用回路、FLT1、FLT2はフィルタを示している。   In FIG. 1, reference numeral ANT denotes an antenna, reference numeral 151 denotes a front end module, reference numeral 152 denotes a baseband circuit, reference numeral 153 denotes a modulation / demodulation circuit, and FLT1 and FLT2 denote filters.

アンテナANTは、信号電波の送受信用のアンテナである。フロントエンド・モジュール151は、スイッチ回路154a、154b、コンデンサC5、C6および分波器156を有している。ベースバンド回路152は、音声信号をベースバンド信号に変換したり、受信信号を音声信号に変換したり、変調方式切換信号やバンド切換信号を生成したりするものであり、DSP(Digital Signal Processor)やマイクロプロセッサ、半導体メモリ等の複数の半導体集積回路で構成されている。変復調用回路153は、受信信号をダウンコンバートして復調しベースバンド信号を生成したり送信信号を変調したりするものである。フィルタFLT1、FLT2は、受信信号からノイズや妨害波を除去するフィルタであり、フィルタFLT1はGSM用、フィルタFLT2はDCS用である。   The antenna ANT is an antenna for transmitting and receiving signal radio waves. The front end module 151 includes switch circuits 154a and 154b, capacitors C5 and C6, and a duplexer 156. The baseband circuit 152 converts an audio signal into a baseband signal, converts a received signal into an audio signal, and generates a modulation system switching signal and a band switching signal. A DSP (Digital Signal Processor) And a plurality of semiconductor integrated circuits such as a microprocessor and a semiconductor memory. The modulation / demodulation circuit 153 generates a baseband signal or modulates a transmission signal by down-converting and demodulating the reception signal. The filters FLT1 and FLT2 are filters that remove noise and interference waves from the received signal. The filter FLT1 is for GSM and the filter FLT2 is for DCS.

スイッチ回路154a、154bは送受信切り換え用のスイッチ回路、コンデンサC5、C6は受信信号から直流成分をカットする素子、分波器156は、GSM900帯の信号と、DCS1800帯の信号とを分波する回路であり、これら回路および素子は1つの配線基板上に搭載されてモジュールとされている。なお、スイッチ回路154a、154bの切換信号CNT1、CNT2は上記ベースバンド回路152から供給される。   The switch circuits 154a and 154b are switch circuits for switching between transmission and reception, the capacitors C5 and C6 are elements for cutting a direct current component from the received signal, and the duplexer 156 is a circuit for demultiplexing a GSM900 band signal and a DCS1800 band signal These circuits and elements are mounted on one wiring board to form a module. The switching signals CNT1 and CNT2 of the switch circuits 154a and 154b are supplied from the baseband circuit 152.

図3は、本実施の形態のRFモジュール1を模式的に示す断面図である。図4は、図3のRFモジュール1の断面箇所とは異なる箇所のRFモジュール1を模式的に示す断面図である。図5は、本実施の形態のRFモジュール1を模式的に示す平面図(上面図)であり、封止部7を透視した状態が示されている。なお、図3および図4はRFモジュール1の模式的な構造が示されており、図5の構造を所定の位置で切断した断面とは完全には一致していない。   FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the RF module 1 of the present embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the RF module 1 at a location different from the cross-sectional location of the RF module 1 of FIG. FIG. 5 is a plan view (top view) schematically showing the RF module 1 of the present embodiment, and shows a state where the sealing portion 7 is seen through. 3 and 4 show a schematic structure of the RF module 1 and do not completely coincide with a cross section obtained by cutting the structure of FIG. 5 at a predetermined position.

本実施の形態のRFモジュール1は、半導体増幅素子チップ3を搭載したQFN(Quad Flat Non-leaded package)の封止型のRFモジュールである。図3では、RFモジュール1が、半導体増幅素子チップ3と、リード4と、ダイパッド部5と、導電性ワイヤ6と、封止部7とを有している。また、図4では、RFモジュール1が、半導体増幅素子チップ3、リード4、ダイパッド部5、導電性ワイヤ6、封止部7、さらに例えば空芯コイルからなるインダクタ素子20を有している。   The RF module 1 of the present embodiment is a QFN (Quad Flat Non-leaded package) sealed RF module on which a semiconductor amplifying element chip 3 is mounted. In FIG. 3, the RF module 1 includes a semiconductor amplification element chip 3, leads 4, a die pad portion 5, a conductive wire 6, and a sealing portion 7. In FIG. 4, the RF module 1 includes a semiconductor amplifying element chip 3, leads 4, a die pad part 5, a conductive wire 6, a sealing part 7, and an inductor element 20 made of, for example, an air-core coil.

リード4は、上層リード4aと下層リード4bとの2層構造からなる。この下層リード4bは、実装基板(マザーボード)2上に形成されている信号用配線層9とのショートを防止するため、ハーフエッチ部8を有している。また、上層リード4aおよび下層リード4bは、それぞれ異なる導電体層である2枚のリードフレームから加工されたものである。図5に示すように、上層リード4aが加工されている上層(2枚のリードフレームのうち最上層)のリードフレームは、下層リード4bが加工されている下層(2枚のリードフレームのうち最下層)のリードフレーム上に重なっている。したがって、上層リード4aで構成する伝送線路と、下層リード4bで構成する伝送線路とは、立体交差している。例えば2層構造の伝送線路のインピーダンス整合を行う場合、伝送線路が立体交差でないRFモジュールに対し、本実施の形態のRFモジュール1は立体交差しているので、伝送線路の設計の自由度を確保することができる。なお、本実施の形態のRFモジュール1では、信号用の伝送線路が、上層リード4aで構成されており、基準電位用の導電パターンが、下層リード4bで構成されている。   The lead 4 has a two-layer structure of an upper layer lead 4a and a lower layer lead 4b. This lower layer lead 4 b has a half-etched portion 8 in order to prevent short circuit with the signal wiring layer 9 formed on the mounting substrate (motherboard) 2. The upper layer lead 4a and the lower layer lead 4b are processed from two lead frames that are different conductor layers. As shown in FIG. 5, the upper layer (the uppermost layer of the two lead frames) in which the upper layer lead 4a is processed is the lower layer (the uppermost of the two lead frames) in which the lower layer lead 4b is processed. It overlaps with the lead frame of the lower layer. Therefore, the transmission line constituted by the upper layer lead 4a and the transmission line constituted by the lower layer lead 4b intersect three-dimensionally. For example, when impedance matching of a transmission line having a two-layer structure is performed, the RF module 1 of the present embodiment intersects with an RF module whose transmission line is not three-dimensionally crossed. can do. In the RF module 1 of the present embodiment, the signal transmission line is configured by the upper layer lead 4a, and the reference potential conductive pattern is configured by the lower layer lead 4b.

ダイパッド部5は、半導体増幅素子チップ3を搭載するものである。このダイパッド部5は、露出している箇所からダイパッド部5を抜けにくくするため、ハーフエッチ部8を有している。また、このダイパッド部5は、下層リード4bと同一のリードフレームから加工されている。したがって、最下層のリードフレームの一部であるダイパッド部5が露出しているため、実装基板2の信号用配線層9に対して接合材10を介して電気的に接続(接合)することによって、ダイパッド部5に搭載された半導体増幅素子チップ3の動作時の発熱を実装基板2側へ放散することができる。   The die pad portion 5 is for mounting the semiconductor amplifying element chip 3. This die pad part 5 has a half-etched part 8 in order to make it difficult to remove the die pad part 5 from the exposed part. The die pad portion 5 is processed from the same lead frame as the lower layer lead 4b. Therefore, since the die pad portion 5 which is a part of the lowermost lead frame is exposed, it is electrically connected (bonded) to the signal wiring layer 9 of the mounting substrate 2 via the bonding material 10. The heat generated during the operation of the semiconductor amplifying element chip 3 mounted on the die pad portion 5 can be dissipated to the mounting substrate 2 side.

導電性ワイヤ6は、半導体増幅素子チップ3の主面上に形成された電極(パッド)3aと上層リード4aおよび下層リード4bとを電気的に接続し、また、上層リード4aと下層リード4bとを電気的に接続している。   The conductive wire 6 electrically connects the electrode (pad) 3a formed on the main surface of the semiconductor amplifying element chip 3 with the upper layer lead 4a and the lower layer lead 4b, and the upper layer lead 4a and the lower layer lead 4b. Are electrically connected.

封止部7は、例えばモールド樹脂からなり、図3では、半導体増幅素子チップ3、導電性ワイヤ6、リード4aおよびリード4bの一部を封止している。すなわち、下層リード4bを構成するリードフレーム(導電体層)の一部が、封止部7の下面から露出している。この露出している部分は、RFモジュール1の入出力端子(外部端子)となる。   The sealing portion 7 is made of, for example, a mold resin. In FIG. 3, the semiconductor amplifying element chip 3, the conductive wire 6, the lead 4a, and a part of the lead 4b are sealed. That is, a part of the lead frame (conductor layer) constituting the lower layer lead 4 b is exposed from the lower surface of the sealing portion 7. This exposed portion becomes an input / output terminal (external terminal) of the RF module 1.

インダクタ素子20は、例えば空芯コイルからなり、図2で示した囲み部A2のインダクタ素子である。図4に示すように、上層リード4a間を跨って、インダクタ素子20を搭載する構造が示されている。上層リード4aとインダクタ素子20とは、例えば銀(Ag)ペーストなどの接合材17を介して電気的に接続されている。また、接合材17は、インダクタ素子20と、上層リード4aまたは下層リード4bの上面に導電性の良い接合材であれば良い。また、本実施の形態では、インダクタ素子20は、上層リード4a間を跨って搭載されているが、下層リード4b間を跨って搭載されても良い。   The inductor element 20 is composed of, for example, an air-core coil, and is the inductor element of the enclosing portion A2 shown in FIG. As shown in FIG. 4, the structure in which the inductor element 20 is mounted across the upper layer leads 4a is shown. The upper layer lead 4a and the inductor element 20 are electrically connected via a bonding material 17 such as silver (Ag) paste. The bonding material 17 may be a bonding material having good conductivity on the upper surface of the inductor element 20 and the upper layer lead 4a or the lower layer lead 4b. Further, in the present embodiment, the inductor element 20 is mounted across the upper layer leads 4a, but may be mounted across the lower layer leads 4b.

実装基板2は、実装基板2の主面上に信号用配線層9を有している。この実装基板2上に、例えば実装用ハンダからなる接合材10を介して、RFモジュール1が搭載されている。この接合材10は、RFモジュール1側では、RFモジュール1の入力端子あるいは出力端子と接合され、電気的に接続されている。また接合材10は、実装基板2側では、信号用配線層9と接合され、電気的に接続されている。なお、実装基板2は、積層構造からなり、実装基板2の層間において図示しない信号用配線層を有しており、この図示しない信号用配線層と、実装基板2の主面上の信号用配線層9とは、実装基板2に形成された図示しないビアホール(Via hole)を介して電気的に接続されている。   The mounting board 2 has a signal wiring layer 9 on the main surface of the mounting board 2. The RF module 1 is mounted on the mounting substrate 2 via a bonding material 10 made of, for example, mounting solder. The bonding material 10 is bonded to and electrically connected to an input terminal or an output terminal of the RF module 1 on the RF module 1 side. Further, the bonding material 10 is bonded to and electrically connected to the signal wiring layer 9 on the mounting substrate 2 side. The mounting board 2 has a laminated structure, and has a signal wiring layer (not shown) between the layers of the mounting board 2, and the signal wiring layer (not shown) and the signal wiring on the main surface of the mounting board 2. The layer 9 is electrically connected via a via hole (not shown) formed in the mounting substrate 2.

半導体増幅素子チップ3は、図2の回路図において点線で囲まれた回路構成に対応する半導体集積回路が形成された半導体チップである。したがって、半導体増幅素子チップ3内(または表層部分)には、電力増幅回路を構成する半導体増幅素子(例えばMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)またはヘテロ接合バイポーラトランジスタなど)、周辺回路を構成する半導体素子および整合回路(段間整合回路)を構成する受動素子などが形成されている。半導体増幅素子チップ3は、例えば、単結晶シリコンもしくはGaAs等の化合物などからなる半導体基板(半導体ウエハ)に半導体増幅素子を形成した後、必要に応じて半導体基板の裏面研削を行ってから、ダイシングなどにより半導体基板を各半導体増幅素子チップ3に分離したものである。   The semiconductor amplifying element chip 3 is a semiconductor chip on which a semiconductor integrated circuit corresponding to the circuit configuration surrounded by a dotted line in the circuit diagram of FIG. 2 is formed. Therefore, in the semiconductor amplifying element chip 3 (or the surface layer portion), a semiconductor amplifying element (for example, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) or a heterojunction bipolar transistor) constituting a power amplifying circuit and a semiconductor constituting a peripheral circuit are included. Passive elements and the like constituting the elements and the matching circuit (interstage matching circuit) are formed. The semiconductor amplifying element chip 3 is formed by, for example, forming a semiconductor amplifying element on a semiconductor substrate (semiconductor wafer) made of a compound such as single crystal silicon or GaAs, and then grinding the back surface of the semiconductor substrate as necessary, followed by dicing. The semiconductor substrate is separated into each semiconductor amplifying element chip 3 by, for example.

また、半導体増幅素子チップ3の主面上には、複数の電極3aが形成されている。入力端子Pin1、Pin2、出力端子Pout1、Pout2、制御端子Ctrlに対応する電極3aは、上層リード4aと導電性ワイヤ6を介して電気的に接続される。また、電源Vdd1、Vdd2、基準電位GNDに対応する電極3aは、下層リード4bと導電性ワイヤ6を介して電気的に接続される。   A plurality of electrodes 3 a are formed on the main surface of the semiconductor amplifying element chip 3. The electrodes 3 a corresponding to the input terminals Pin 1 and Pin 2, the output terminals Pout 1 and Pout 2, and the control terminal Ctrl are electrically connected to the upper layer lead 4 a through the conductive wire 6. Further, the electrodes 3 a corresponding to the power sources Vdd 1, Vdd 2 and the reference potential GND are electrically connected to the lower layer lead 4 b through the conductive wire 6.

図6は、一例として、上記電力増幅回路102A、102Bを構成する半導体増幅素子をLDMOSFET(Laterally Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor、横方向拡散MOSFET)により形成した場合の半導体増幅素子チップ3の要部断面図である。   FIG. 6 shows an example of the semiconductor amplifying element chip 3 when the semiconductor amplifying elements constituting the power amplifying circuits 102A and 102B are formed by LDMOSFETs (Laterally Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors). It is principal part sectional drawing.

図6に示すように、p型単結晶シリコンからなる半導体基板201の主面には、p型単結晶シリコンからなるエピタキシャル層202が形成され、エピタキシャル層202の主面の一部には、LDMOSFETのドレインからソースへの空乏層の延びを抑えるパンチスルーストッパとしての機能するp型ウエル203が形成されている。p型ウエル203の表面には、酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜204を介してLDMOSFETのゲート電極205が形成されている。ゲート電極205は、例えばn型の多結晶シリコン膜と金属シリサイド膜の積層膜などからなり、ゲート電極205の側壁には、酸化シリコンなどからなるサイドウォールスペーサ206が形成されている。 As shown in FIG. 6, an epitaxial layer 202 made of p type single crystal silicon is formed on the main surface of a semiconductor substrate 201 made of p + type single crystal silicon, and a part of the main surface of the epitaxial layer 202 is formed on the main surface. A p-type well 203 that functions as a punch-through stopper that suppresses the extension of the depletion layer from the drain to the source of the LDMOSFET is formed. On the surface of the p-type well 203, a gate electrode 205 of the LDMOSFET is formed via a gate insulating film 204 made of silicon oxide or the like. The gate electrode 205 is made of, for example, a laminated film of an n-type polycrystalline silicon film and a metal silicide film, and sidewall spacers 206 made of silicon oxide or the like are formed on the side walls of the gate electrode 205.

エピタキシャル層202の内部のチャネル形成領域を挟んで互いに離間する領域には、LDMOSFETのソース、ドレインが形成されている。ドレインは、チャネル形成領域に接するn型オフセットドレイン領域207と、n型オフセットドレイン領域207に接し、チャネル形成領域から離間して形成されたn型オフセットドレイン領域208と、n型オフセットドレイン領域208に接し、チャネル形成領域からさらに離間して形成されたn型ドレイン領域209とからなる。これらn型オフセットドレイン領域207、n型オフセットドレイン領域208およびn型ドレイン領域209のうち、ゲート電極205に最も近いn型オフセットドレイン領域207は不純物濃度が最も低く、ゲート電極205から最も離間したn型ドレイン領域209は不純物濃度が最も高い。 The source and drain of the LDMOSFET are formed in regions separated from each other across the channel formation region inside the epitaxial layer 202. Drain, n contact with the channel forming region - -type offset drain region 207, n - -type contact offset drain region 207, an n-type offset drain region 208 formed apart from the channel forming region, n-type offset drain region And an n + -type drain region 209 formed in contact with 208 and further away from the channel formation region. Of these n type offset drain region 207, n type offset drain region 208 and n + type drain region 209, n type offset drain region 207 closest to gate electrode 205 has the lowest impurity concentration and is the lowest from gate electrode 205. The separated n + -type drain region 209 has the highest impurity concentration.

LDMOSFETのソースは、チャネル形成領域に接するn型ソース領域210と、n型ソース領域210に接し、チャネル形成領域から離間して形成され、n型ソース領域210よりも不純物濃度が高いn型ソース領域211とからなる。n型ソース領域210の下部には、p型ハロー領域212が形成されている。 The source of the LDMOSFET, n contact with the channel forming region - -type source region 210, n - -type source region 210 in contact, are formed apart from the channel forming region, n - impurity concentration than -type source region 210 higher n And a + type source region 211. A p-type halo region 212 is formed below the n -type source region 210.

型ソース領域211の端部(n型ソース領域210と接する側と反対側の端部)には、n型ソース領域211と接するp型打抜き層214が形成されている。p型打抜き層214の表面近傍には、p型半導体領域215が形成されている。p型打抜き層214は、LDMOSFETのソースと半導体基板201とを電気的に接続するための導電体層であり、例えばエピタキシャル層202に形成した溝213の内部に埋め込んだp型多結晶シリコン膜によって形成される。 A p-type punching layer 214 in contact with the n + -type source region 211 is formed at the end of the n + -type source region 211 (the end opposite to the side in contact with the n -type source region 210). A p + type semiconductor region 215 is formed near the surface of the p type punching layer 214. The p-type punched layer 214 is a conductor layer for electrically connecting the source of the LDMOSFET and the semiconductor substrate 201, and is formed of, for example, a p-type polycrystalline silicon film embedded in the groove 213 formed in the epitaxial layer 202. It is formed.

LDMOSFETのp型打抜き層214(p型半導体領域215)、ソース(n型ソース領域211)およびドレイン(n型ドレイン領域209)のそれぞれの上部には、窒化シリコン膜221と酸化シリコン膜222とに形成されたコンタクトホール223内のプラグ224が接続されている。p型打抜き層214(p型半導体領域215)およびソース(n型ソース領域211)には、プラグ224を介してソース電極225が接続され、ドレイン(n型ドレイン領域209)には、プラグ224を介してドレイン電極226が接続されている。 A silicon nitride film 221 and a silicon oxide film are formed on the p-type punching layer 214 (p + -type semiconductor region 215), source (n + -type source region 211), and drain (n + -type drain region 209) of the LDMOSFET. A plug 224 in a contact hole 223 formed at 222 is connected. A source electrode 225 is connected to the p-type punching layer 214 (p + -type semiconductor region 215) and the source (n + -type source region 211) through a plug 224, and the drain (n + -type drain region 209) is connected to A drain electrode 226 is connected through a plug 224.

ドレイン電極226およびソース電極225のそれぞれには、ドレイン電極226およびソース電極225を覆う酸化シリコン膜227に形成されたスルーホール228を介して配線229が接続されている。配線229の上部には、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜の積層膜からなる表面保護膜230が形成されている。また、半導体基板201の裏面にはソース裏面電極231が形成されている。   A wiring 229 is connected to each of the drain electrode 226 and the source electrode 225 through a through hole 228 formed in the silicon oxide film 227 that covers the drain electrode 226 and the source electrode 225. A surface protection film 230 made of a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film is formed on the wiring 229. A source back electrode 231 is formed on the back surface of the semiconductor substrate 201.

図7は、他の一例として、上記電力増幅回路102A、102Bを構成する半導体増幅素子をヘテロ接合型バイポーラトランジスタ(HBT:Hetero-junction Bipolar Transistor)により形成した場合の半導体増幅素子チップ3の要部断面図である。   FIG. 7 shows, as another example, a main part of the semiconductor amplifying element chip 3 in the case where the semiconductor amplifying elements constituting the power amplifying circuits 102A and 102B are formed of heterojunction bipolar transistors (HBTs). It is sectional drawing.

図7に示されるように、半絶縁性のGaAs基板(半導体基板)251上にn型GaAs層よりなるサブコレクタ層252が形成され、サブコレクタ層252上にHBT253が形成されている。 As shown in FIG. 7, a subcollector layer 252 made of an n + -type GaAs layer is formed on a semi-insulating GaAs substrate (semiconductor substrate) 251, and an HBT 253 is formed on the subcollector layer 252.

各HBT253は、サブコレクタ層252上に形成された金などからなるコレクタ電極254と、このコレクタ電極254とは所定間隔だけ離間して形成されたコレクタメサ255を有している。コレクタメサ255は、例えばn型GaAs層より形成され、コレクタメサ255とコレクタ電極254はサブコレクタ層252を介して電気的に接続されている。   Each HBT 253 has a collector electrode 254 made of gold or the like formed on the sub-collector layer 252 and a collector mesa 255 formed at a predetermined distance from the collector electrode 254. The collector mesa 255 is formed of, for example, an n-type GaAs layer, and the collector mesa 255 and the collector electrode 254 are electrically connected via the subcollector layer 252.

コレクタメサ255上には、例えばp型GaAs層よりなるベースメサ256が形成されている。ベースメサ256上の周辺領域には金等よりなるベース電極257が形成されている。ベースメサ256の略中央部上にエミッタ層258が形成され、エミッタ層258上にエミッタ電極259が形成されている。エミッタ層258は、例えばn型InGaP層、GaAs層およびInGaAs層を積層した層より形成され、エミッタ電極259は、例えばタングステンシリサイドから形成されている。このように、ベースメサ(p型GaAs層)256とエミッタ層(n型InGaP層)258との間には異種半導体接合(ヘテロ接合)が形成されている。   A base mesa 256 made of, for example, a p-type GaAs layer is formed on the collector mesa 255. A base electrode 257 made of gold or the like is formed in the peripheral region on the base mesa 256. An emitter layer 258 is formed on a substantially central portion of the base mesa 256, and an emitter electrode 259 is formed on the emitter layer 258. The emitter layer 258 is formed of, for example, an n-type InGaP layer, a GaAs layer, and an InGaAs layer, and the emitter electrode 259 is formed of, for example, tungsten silicide. As described above, a heterogeneous semiconductor junction (heterojunction) is formed between the base mesa (p-type GaAs layer) 256 and the emitter layer (n-type InGaP layer) 258.

コレクタメサ255上には、例えばp型GaAs層よりなるベースメサ256が形成されている。ベースメサ256上の周辺領域には金等よりなるベース電極257が形成されている。ベースメサ256の略中央部上にエミッタ層258が形成され、エミッタ層258上にエミッタ電極259が形成されている。エミッタ層258は、例えばn型InGaP層、GaAs層およびInGaAs層を積層した層より形成され、エミッタ電極259は、例えばタングステンシリサイドから形成されている。このように、ベースメサ(p型GaAs層)256とエミッタ層(n型InGaP層)258との間には異種半導体接合(ヘテロ接合)が形成されている。   A base mesa 256 made of, for example, a p-type GaAs layer is formed on the collector mesa 255. A base electrode 257 made of gold or the like is formed in the peripheral region on the base mesa 256. An emitter layer 258 is formed on a substantially central portion of the base mesa 256, and an emitter electrode 259 is formed on the emitter layer 258. The emitter layer 258 is formed of, for example, an n-type InGaP layer, a GaAs layer, and an InGaAs layer, and the emitter electrode 259 is formed of, for example, tungsten silicide. As described above, a heterogeneous semiconductor junction (heterojunction) is formed between the base mesa (p-type GaAs layer) 256 and the emitter layer (n-type InGaP layer) 258.

図2〜図5に示したように、本実施の形態で示すRFモジュール1は、信号用の伝送線路および基準電位用の導電パターンが、それぞれ上層リード4aおよび下層リード4bで構成されたRFモジュールである。すなわち、上層リード4aが1枚のリードフレーム(導電体層)で加工されており、下層リード4bが1枚のリードフレーム(導電体層)で加工されており、それら2枚のリードフレームが積層して、信号用の伝送線路および基準電位用の導電パターンが構成されたRFモジュールである。なお、下層のリードフレームは、ダイパッド部5を有している。   As shown in FIGS. 2 to 5, the RF module 1 shown in the present embodiment is an RF module in which a transmission line for a signal and a conductive pattern for a reference potential are configured by an upper layer lead 4 a and a lower layer lead 4 b, respectively. It is. That is, the upper layer lead 4a is processed with one lead frame (conductor layer), the lower layer lead 4b is processed with one lead frame (conductor layer), and the two lead frames are laminated. Thus, the RF module has a transmission line for signals and a conductive pattern for reference potential. The lower lead frame has a die pad portion 5.

図2に示したRFモジュール1の回路構成において、例えばMOSFET(Q3)のドレインから出力端子Pout1までの伝送線路は、信号用の伝送線路の1つであり、上層リード4a(図3〜図5参照)で構成されることとなる。このMOSFET(Q3)のドレインから出力端子Pout1までの伝送線路から、コンデンサ(CP11)を介して基準電位までの伝送線路は、導電性ワイヤ6(図3〜図5参照)で構成されることとなる。また、RFモジュール1の基準電位用の導電パターンには、この導電性ワイヤ6が接地されている。この基準電位用の導電パターンは、下層リード4b(図3〜図5参照)で構成されることとなる。   In the circuit configuration of the RF module 1 shown in FIG. 2, for example, the transmission line from the drain of the MOSFET (Q3) to the output terminal Pout1 is one of the transmission lines for signals, and the upper layer lead 4a (FIGS. 3 to 5). Reference). The transmission line from the drain of the MOSFET (Q3) to the output terminal Pout1 to the reference potential via the capacitor (CP11) is composed of a conductive wire 6 (see FIGS. 3 to 5). Become. The conductive wire 6 is grounded to the conductive pattern for the reference potential of the RF module 1. This conductive pattern for reference potential is composed of the lower layer lead 4b (see FIGS. 3 to 5).

図3に示すように、この上層リード4aを有する上層のリードフレームと、下層リード4bを有する下層リードフレームとの間の間隙Gは、例えば150〜200μm程度である。また、下層のリードフレームの厚さTは、例えば125μm程度である。この場合において、実装基板2の主面上の信号用配線層9と、信号ラインが構成されている上層リード4aを有するリードフレームとの間には、少なくとも275μm程度の距離が確保されていることとなる。なお、本実施の形態では、少なくとも275μm程度の距離が確保されているが、この実装基板2の主面上の信号用配線層9と、信号ラインが構成されている上層リード4aを有するリードフレームとの間の距離は、要求される周波数帯によってストリップライン、伝送線路、回路構成および部材等が異なるため、幾通りにも調整することができる。   As shown in FIG. 3, the gap G between the upper lead frame having the upper lead 4a and the lower lead frame having the lower lead 4b is, for example, about 150 to 200 μm. Further, the thickness T of the lower lead frame is, for example, about 125 μm. In this case, a distance of at least about 275 μm is ensured between the signal wiring layer 9 on the main surface of the mounting substrate 2 and the lead frame having the upper layer lead 4a in which the signal line is configured. It becomes. In the present embodiment, a distance of at least about 275 μm is secured, but a lead frame having a signal wiring layer 9 on the main surface of the mounting substrate 2 and an upper layer lead 4a in which signal lines are formed. Since the stripline, the transmission line, the circuit configuration, the members, and the like differ depending on the required frequency band, the distance between the two can be adjusted in various ways.

実装基板2上に、例えば実装用ハンダからなる接合材10を介して、RFモジュール1を搭載したとした場合において、接合材10の高さが変動したとしても、信号層(4a)と基準電位層(4b)の距離Gは常に一定である為、高周波特性の変動を少なくすることができる。また、2層リードフレーム構造のRFモジュール1において、最上層のリードフレームの上層リード4aに高周波信号を伝達し、最下層のリードフレームの下層リード4bを基準電位とすることにより、例えば顧客のマザーボードなどの実装基板2から発生する信号との干渉などによる高周波特性の劣化を防止することができる。   When the RF module 1 is mounted on the mounting substrate 2 via, for example, a bonding material 10 made of mounting solder, even if the height of the bonding material 10 varies, the signal layer (4a) and the reference potential Since the distance G of the layer (4b) is always constant, fluctuations in high frequency characteristics can be reduced. Further, in the RF module 1 having the two-layer lead frame structure, a high frequency signal is transmitted to the upper layer lead 4a of the uppermost lead frame, and the lower layer lead 4b of the lowermost lead frame is set as a reference potential, for example, a customer's motherboard. It is possible to prevent deterioration of high frequency characteristics due to interference with signals generated from the mounting substrate 2.

また、RFモジュール1に搭載される半導体増幅素子チップ3は、出力が例えば2〜3Wであり、RFモジュール1を構成する素子のうち最も発熱する発熱能動素子である。このため、本実施の形態で示したように、RFモジュール1のパッケージを封止型のQFNとし、発熱能動素子である半導体増幅素子チップ3を封止部7から露出したダイパッド部5上に搭載している。したがって、発熱能動素子である半導体増幅素子チップ3を、下層のリードフレームのダイパッド部5上に搭載することにより、RFモジュール1の熱抵抗を低減することができる。   Further, the semiconductor amplifying element chip 3 mounted on the RF module 1 has an output of, for example, 2 to 3 W, and is a heat generating active element that generates the most heat among the elements constituting the RF module 1. Therefore, as shown in the present embodiment, the package of the RF module 1 is a sealing type QFN, and the semiconductor amplifying element chip 3 which is a heat generating active element is mounted on the die pad portion 5 exposed from the sealing portion 7. is doing. Therefore, the thermal resistance of the RF module 1 can be reduced by mounting the semiconductor amplifying element chip 3 which is a heat generating active element on the die pad portion 5 of the lower lead frame.

また、本実施の形態で示す2層構造のリードフレーム(上層リード4aおよび下層リード4b)による信号用の伝送線路および基準電位用の導電パターンは、従来から使用されている例えばセラミック基板、PCBなどのような主面および裏面(主面と反対の面)の2面を有する基板に形成された信号用の伝送線路および異準電位用の導電パターンと同様な構成とすることができる。   Further, the signal transmission line and the reference potential conductive pattern by the lead frame (upper layer lead 4a and lower layer lead 4b) of the two-layer structure shown in the present embodiment are conventionally used, for example, a ceramic substrate, PCB, etc. The signal transmission line formed on the substrate having the two main surfaces and the back surface (the surface opposite to the main surface) and the conductive pattern for the different potential can be used.

また、本実施の形態で示すRFモジュール1は、信号用の伝送線路が構成された上層リード4aを有するリードフレームと、基準電位用の導電パターンが構成された下層リード4bを有するリードフレームとが積層された構造のため、上層リード4aと下層リード4bとを立体交差させて構成することができる。   The RF module 1 shown in the present embodiment includes a lead frame having an upper layer lead 4a in which a signal transmission line is configured, and a lead frame having a lower layer lead 4b in which a conductive pattern for reference potential is configured. Due to the laminated structure, the upper layer lead 4a and the lower layer lead 4b can be configured to cross three-dimensionally.

次に、本実施の形態で示すRFモジュール1の製造工程の一例を図面を参照して説明する。図8〜図14は、製造工程中のRFモジュール1を模式的に示す断面図である。なお、図8〜図14には、1つのRFモジュール1が形成される領域を符号Rで示しており、2つの領域Rが示されている。   Next, an example of a manufacturing process of the RF module 1 shown in the present embodiment will be described with reference to the drawings. 8 to 14 are cross-sectional views schematically showing the RF module 1 during the manufacturing process. 8 to 14, a region where one RF module 1 is formed is indicated by a symbol R, and two regions R are illustrated.

まず、図8に示すように、肉薄金属板に打ち抜き加工またはエッチング加工が施された2枚のリードフレーム11a、11bを準備した後、それらリードフレーム11a、11bを平行に重ね合わせて、それらの枠部のキャビティ12でカシメにより一体化する。上層のリードフレーム11aには、RFモジュール1の信号用の伝送線路(図3〜図5参照)が形成されている。一方、下層のリードフレーム11bには、RFモジュール1の基準電位用の導電パターン(図3〜図5参照)が形成されている。また下層のリードフレーム11bには、ダイパッド部5およびハーフエッチ部8が形成されている。なお、本実施の形態では、このリードフレーム11a、11bから一括して複数個のRFモジュール1を形成する。   First, as shown in FIG. 8, after preparing two lead frames 11a and 11b obtained by punching or etching a thin metal plate, the lead frames 11a and 11b are overlapped in parallel, They are integrated by caulking in the cavity 12 of the frame part. A transmission line for signals of the RF module 1 (see FIGS. 3 to 5) is formed on the upper lead frame 11a. On the other hand, a conductive pattern for a reference potential of the RF module 1 (see FIGS. 3 to 5) is formed on the lower lead frame 11b. In the lower lead frame 11b, a die pad portion 5 and a half-etched portion 8 are formed. In the present embodiment, a plurality of RF modules 1 are collectively formed from the lead frames 11a and 11b.

続いて、図9に示すように、半導体増幅素子チップ3を下層のリードフレーム11bのダイパッド部5に搭載し、ダイボンドする。   Subsequently, as shown in FIG. 9, the semiconductor amplifying element chip 3 is mounted on the die pad portion 5 of the lower lead frame 11b and die-bonded.

続いて、図10に示すように、半導体増幅素子チップ3とリードフレーム11a、11bとの間、およびリードフレーム11aとリードフレーム11bとの間を、導電性ワイヤ6でワイヤボンドする。   Subsequently, as shown in FIG. 10, the conductive wires 6 are wire-bonded between the semiconductor amplifying element chip 3 and the lead frames 11 a and 11 b and between the lead frame 11 a and the lead frame 11 b.

続いて、図11および図12に示すように、上金型13aと下金型13bとの間にシート14を介して、ダイボンドされた半導体増幅素子チップ3、ワイヤボンドされた導電性ワイヤ6およびリードフレーム11a、11b上を例えばエポキシ樹脂等からなる封止部7で封止するために、トランスファーモールドする。すなわち、下金型13bにシートを敷いた状態でトランスファーモールドにより樹脂封止する。なお、このトランスファーモールドによる成形は、加熱加圧した樹脂を閉鎖された加熱金型内へ注入して加圧成形する方法で、一度に複数の成形が可能であり、生産性に優れている。   Subsequently, as shown in FIG. 11 and FIG. 12, the die-bonded semiconductor amplifying element chip 3, the wire-bonded conductive wire 6, and the wire-bonded conductive wire 6 are interposed between the upper mold 13 a and the lower mold 13 b via the sheet 14. In order to seal the lead frames 11a and 11b with a sealing portion 7 made of, for example, an epoxy resin, transfer molding is performed. That is, resin sealing is performed by transfer molding while a sheet is laid on the lower mold 13b. The molding by transfer molding is a method in which a heat-pressed resin is injected into a closed heating mold and pressure-molded, and a plurality of moldings can be performed at one time, and the productivity is excellent.

続いて、図13に示すように、ダイボンドされた半導体増幅素子チップ3、ワイヤボンドされた導電性ワイヤ6およびリードフレーム11a、11bおよびそれらを封止した封止部7から2つのRFモジュール1を切り出すために、ダイシングする。これにより、RFモジュール1が略完成するが、さらに図14に示すように、封止部7の角部を面取りしても良い。   Subsequently, as shown in FIG. 13, two RF modules 1 are formed from a die-bonded semiconductor amplifying element chip 3, a wire-bonded conductive wire 6 and lead frames 11a and 11b, and a sealing portion 7 that seals them. Dicing to cut out. Thereby, although the RF module 1 is substantially completed, as shown in FIG. 14, the corners of the sealing portion 7 may be chamfered.

(実施の形態2)
本実施の形態では、前記実施の形態1で示したRFモジュール1の回路を構成する受動素子を、前記実施の形態1のように半導体増幅素子チップ3内ではなく、ディスクリート部品として半導体増幅素子チップ3外で配置する。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, the passive element constituting the circuit of the RF module 1 shown in the first embodiment is not a semiconductor amplifying element chip 3 as in the first embodiment, but is used as a discrete component in the semiconductor amplifying element chip. 3. Place outside.

図15は、本実施の形態のRFモジュール1の回路図である。このRFモジュール1の回路構成は、前記実施の形態1で示した図2の回路図と同じである。なお、囲み部A1は、基準電位用の導電パターンとして適用されるリードフレーム(リード)にワイヤボンディングされる端子を指している。また、囲み部A3は、ディスクリート部品となる受動素子を指している。   FIG. 15 is a circuit diagram of the RF module 1 of the present embodiment. The circuit configuration of the RF module 1 is the same as the circuit diagram of FIG. 2 shown in the first embodiment. The enclosing portion A1 indicates a terminal that is wire-bonded to a lead frame (lead) applied as a conductive pattern for a reference potential. The enclosure A3 indicates a passive element that is a discrete component.

図16は、本実施の形態のRFモジュール1を模式的に示す断面図である。図16に示すように、上層リード4a間を跨って、ディスクリート部品16を搭載する構造が示されている。上層リード4aとディスクリート部品16とは、例えば銀(Ag)ペーストなどの接合材17を介して電気的に接続されている。それ以外の構造は、前記実施の形態1と同様である。本実施の形態では、ディスクリート部品16は、容量素子の場合について示しているが、これに限らず、抵抗素子またはインダクタ素子などの受動素子でも良い。また、接合材17は、ディスクリート部品16と、上層リード4aまたは下層リード4bの上面に導電性の良い接合材であれば良い。また、本実施の形態では、ディスクリート部品16は、上層リード4a間を跨って搭載されているが、下層リード4b間を跨って搭載されても良い。   FIG. 16 is a cross-sectional view schematically showing the RF module 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 16, a structure in which the discrete component 16 is mounted across the upper layer leads 4a is shown. The upper layer lead 4a and the discrete component 16 are electrically connected via a bonding material 17 such as silver (Ag) paste. Other structures are the same as those in the first embodiment. In the present embodiment, the discrete component 16 is shown as a capacitive element, but is not limited thereto, and may be a passive element such as a resistance element or an inductor element. Further, the bonding material 17 may be any bonding material having good conductivity on the discrete component 16 and the upper surface of the upper layer lead 4a or the lower layer lead 4b. Further, in the present embodiment, the discrete component 16 is mounted across the upper layer leads 4a, but may be mounted across the lower layer leads 4b.

また、本実施の形態で示すRFモジュール1の製造工程は、接合材17を介して上層リード4aとディスクリート部品16とを電気的に接続する工程を有する。なお、これ以外の工程は、前記実施の形態1と同様に実現される。   Further, the manufacturing process of the RF module 1 shown in the present embodiment includes a process of electrically connecting the upper layer lead 4 a and the discrete component 16 via the bonding material 17. The other steps are realized in the same manner as in the first embodiment.

半導体増幅素子チップ3に形成できない、例えば数千pF〜数万pFのバイパスコンデンサのような受動素子でRFモジュールの回路を構成する場合、本実施の形態で示すRFモジュール1は、そのような受動素子を半導体増幅素子チップ3外でディスクリート部品16として適用することができる。   When the circuit of the RF module is configured with a passive element such as a bypass capacitor of several thousand pF to several tens of thousands pF, which cannot be formed in the semiconductor amplifying element chip 3, the RF module 1 described in the present embodiment has such a passive The element can be applied as a discrete component 16 outside the semiconductor amplifying element chip 3.

(実施の形態3)
本実施の形態では、前記実施の形態2で示したRFモジュール1の回路を構成する受動素子を、前記実施の形態2のようにディスクリート部品16ではなく、集積受動部品(IPD(Integrated Passive Device))18として半導体増幅素子チップ3外で配置する。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, the passive elements constituting the circuit of the RF module 1 shown in the second embodiment are not integrated discrete components 16 as in the second embodiment, but are integrated passive components (IPDs). ) 18 is arranged outside the semiconductor amplifying element chip 3.

図17は、本実施の形態の集積受動部品18を模式的に示す断面図である。図18は、本実施の形態のRFモジュール1を模式的に示す断面図である。なお、集積受動部品18は、基板31上に複数の受動素子が形成され、能動素子は形成されていないものをいい、基板31上の導電体層および/または絶縁体層により複数の受動素子が形成されて集積受動素子が形成されているものである。   FIG. 17 is a cross-sectional view schematically showing the integrated passive component 18 of the present embodiment. FIG. 18 is a cross-sectional view schematically showing the RF module 1 of the present embodiment. The integrated passive component 18 refers to a component in which a plurality of passive elements are formed on the substrate 31 and no active elements are formed. The plurality of passive elements are formed by the conductor layer and / or the insulator layer on the substrate 31. The integrated passive element is formed.

図17の符号31は基板を示す。この基板31は、例えばシリコン単結晶などからなる半導体基板(半導体ウエハ)である。基板31としてシリコン単結晶などからなる半導体基板を用いれば、例えばウエハプロセスを経てウエハに形成された複数の集積受動部品チップに対して、ウエハの状態のまま一括してパッケージ・プロセスを施す、いわゆるウエハプロセスパッケージ(WPP(Wafer Process Package))技術により集積受動部品18を製造するのが容易である。他の形態として、GaAs(ガリウムヒ素)基板や、サファイア基板またはガラス基板などの絶縁性の基板などを基板31に用いることも可能である。   Reference numeral 31 in FIG. 17 denotes a substrate. The substrate 31 is a semiconductor substrate (semiconductor wafer) made of, for example, a silicon single crystal. If a semiconductor substrate made of a silicon single crystal or the like is used as the substrate 31, for example, a package process is performed on a plurality of integrated passive component chips formed on the wafer through a wafer process in a lump in the wafer state. It is easy to manufacture the integrated passive component 18 by using a wafer process package (WPP) technology. As another form, an insulating substrate such as a GaAs (gallium arsenide) substrate, a sapphire substrate, or a glass substrate can be used for the substrate 31.

また、符号32は絶縁膜(酸化膜、酸化シリコン膜)を示す。この絶縁膜32は、例えば熱酸化法またはCVD(Chemical Vapor Deposition)などを用いて、基板31の表面に形成されている。なお、基板31として絶縁性の基板(例えばガラス基板)を用いた場合などは、絶縁膜32の形成を省略することもできる。   Reference numeral 32 denotes an insulating film (oxide film, silicon oxide film). The insulating film 32 is formed on the surface of the substrate 31 by using, for example, a thermal oxidation method or CVD (Chemical Vapor Deposition). In addition, when an insulating substrate (for example, a glass substrate) is used as the substrate 31, the formation of the insulating film 32 can be omitted.

また、符号33は配線を示す。この配線33は、絶縁膜32上に、例えばアルミニウム(Al)合金膜を主体とする導電体膜(導電体層)を形成し、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術を用いてこの導電体膜をパターニングすることで、パターニングされた導電体膜(導電体層、アルミニウム合金膜)からなる。この配線33により、MIM(Metal Insulator Metal)型の容量素子(MIMキャパシタ)34の下部電極34aが形成される。   Reference numeral 33 denotes a wiring. For the wiring 33, a conductor film (conductor layer) mainly composed of, for example, an aluminum (Al) alloy film is formed on the insulating film 32, and this conductor film is patterned by using a photolithography technique and a dry etching technique. Thus, a patterned conductor film (conductor layer, aluminum alloy film) is formed. The wiring 33 forms a lower electrode 34 a of a MIM (Metal Insulator Metal) type capacitive element (MIM capacitor) 34.

また、符号35は絶縁膜を示す。この絶縁膜35は、基板31(絶縁膜32)上に配線33を覆うように形成されている。絶縁膜35は、層間絶縁膜として機能し、例えば酸化シリコン膜などからなる。   Reference numeral 35 denotes an insulating film. The insulating film 35 is formed on the substrate 31 (insulating film 32) so as to cover the wiring 33. The insulating film 35 functions as an interlayer insulating film, and is made of, for example, a silicon oxide film.

また、符号36は開口部を示す。この開口部36は、絶縁膜35上に形成したフォトレジストパターン(図示せず)をエッチングマスクとして絶縁膜35をドライエッチングすることにより、絶縁膜35に形成されている。この開口部36の底部では配線33(下部電極34a)が露出している。   Reference numeral 36 denotes an opening. The opening 36 is formed in the insulating film 35 by dry etching the insulating film 35 using a photoresist pattern (not shown) formed on the insulating film 35 as an etching mask. The wiring 33 (lower electrode 34a) is exposed at the bottom of the opening 36.

また、符号37は絶縁膜を示す。この絶縁膜37は、開口部36の底部および側壁上を含む絶縁膜35上に、キャパシタの容量絶縁膜(例えば窒化シリコン膜など)として形成され、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いてパターニングされている。この絶縁膜37が開口部36の底部の下部電極34a(配線33)上に存在し、MIM型の容量素子34の容量絶縁膜34bとなる。   Reference numeral 37 denotes an insulating film. The insulating film 37 is formed as a capacitor insulating film (for example, a silicon nitride film) of the capacitor on the insulating film 35 including the bottom and sidewalls of the opening 36, and is patterned using a photolithography method and a dry etching method. ing. This insulating film 37 exists on the lower electrode 34 a (wiring 33) at the bottom of the opening 36, and becomes the capacitive insulating film 34 b of the MIM type capacitive element 34.

また、符号38は開口部を示す。この開口部38は、フォトレジストパターン(図示せず)をエッチングマスクとして絶縁膜35をドライエッチングすることにより形成される。開口部38の底部では配線33が露出している。   Reference numeral 38 denotes an opening. The opening 38 is formed by dry etching the insulating film 35 using a photoresist pattern (not shown) as an etching mask. The wiring 33 is exposed at the bottom of the opening 38.

また、符号41は配線を示す。この配線41は、基板31(絶縁膜35)上に、開口部36、38内を埋めるように、例えばアルミニウム(Al)合金膜を主体とする導電体膜(導電体層)が形成されてなる。この配線41は、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法を用いてこの導電体膜をパターニングすることで、パターニングされた導電体膜(導電体層、アルミニウム合金膜)により形成されてなる。また、配線41は開口部38の底部で配線33に電気的に接続されている。また、キャパシタ形成領域では、配線33からなる下部電極34a上に容量絶縁膜34b(絶縁膜37)を介して形成された配線41により、MIM型の容量素子34の上部電極34cが形成されている。したがって、下部電極34a(配線33)、容量絶縁膜34b(絶縁膜37)および上部電極34c(配線41)により、MIM(Metal Insulator Metal)型の容量素子(MIMキャパシタ)34が形成されている。   Reference numeral 41 denotes a wiring. The wiring 41 is formed by forming a conductor film (conductor layer) mainly composed of, for example, an aluminum (Al) alloy film on the substrate 31 (insulating film 35) so as to fill the openings 36 and 38. . The wiring 41 is formed of a patterned conductor film (conductor layer, aluminum alloy film) by patterning the conductor film using a photolithography method and a dry etching method. The wiring 41 is electrically connected to the wiring 33 at the bottom of the opening 38. In the capacitor formation region, the upper electrode 34c of the MIM type capacitive element 34 is formed by the wiring 41 formed on the lower electrode 34a made of the wiring 33 via the capacitive insulating film 34b (insulating film 37). . Therefore, the lower electrode 34a (wiring 33), the capacitive insulating film 34b (insulating film 37), and the upper electrode 34c (wiring 41) form an MIM (Metal Insulator Metal) type capacitive element (MIM capacitor) 34.

また、符号43は絶縁膜(保護膜、保護樹脂膜)を示す。絶縁膜43は、基板31(絶縁膜35)上に配線41を覆うように、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜またはこれらの積層膜などからなる相対的に薄い絶縁膜43aを形成してから、絶縁膜43a上に相対的に厚い表面保護膜として形成されてなる。絶縁膜43は、例えばポリイミド樹脂(樹脂材料)などの樹脂材料膜からなる。   Reference numeral 43 denotes an insulating film (protective film, protective resin film). The insulating film 43 is formed by forming a relatively thin insulating film 43a made of a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a laminated film thereof so as to cover the wiring 41 on the substrate 31 (insulating film 35), and then insulating the insulating film 43. A relatively thick surface protective film is formed on the film 43a. The insulating film 43 is made of a resin material film such as polyimide resin (resin material).

また、符号44は開口部を示す。開口部44は、絶縁膜43、43aの一部を選択的に除去して形成されてなる。   Reference numeral 44 denotes an opening. The opening 44 is formed by selectively removing a part of the insulating films 43 and 43a.

また、符号45はパッド部(パッド電極)を示す。このパッド部45は、開口部44の底部で配線41の一部を露出して配線41から形成されている。   Reference numeral 45 denotes a pad portion (pad electrode). The pad portion 45 is formed from the wiring 41 by exposing a part of the wiring 41 at the bottom of the opening 44.

また、符号51はシード膜を示す。このシード膜51は、基板31(の受動素子を形成した側の主面)上に形成されている。シード膜51は、例えばクロム(Cr)膜などからなり、例えばスパッタリング法によって形成することができる。すなわち、開口部44で露出するパッド部45(配線41)上を含む絶縁膜43上にシード膜51が形成されている。   Reference numeral 51 denotes a seed film. The seed film 51 is formed on the substrate 31 (the main surface on the side where the passive elements are formed). The seed film 51 is made of, for example, a chromium (Cr) film, and can be formed by, for example, a sputtering method. That is, the seed film 51 is formed on the insulating film 43 including the pad portion 45 (wiring 41) exposed at the opening 44.

また、符号53は配線(再配置配線層、再配線)を示す。この配線53は、露出するシード膜51上に、銅(Cu)膜を形成し、銅膜(導電体層)からなる。この配線53は、絶縁膜43、43aの開口部44の底部で配線41(パッド部45)に電気的に接続される。この配線53を絶縁膜43上に渦巻状のパターン(スパイラルパターン)に形成することにより、スパイラルインダクタ(スパイラルコイル)が形成される。   Reference numeral 53 denotes a wiring (relocation wiring layer, rewiring). The wiring 53 is made of a copper film (conductor layer) by forming a copper (Cu) film on the exposed seed film 51. The wiring 53 is electrically connected to the wiring 41 (pad portion 45) at the bottom of the opening 44 of the insulating films 43 and 43a. By forming the wiring 53 in a spiral pattern (spiral pattern) on the insulating film 43, a spiral inductor (spiral coil) is formed.

また、符号54はニッケル膜を示す。このニッケル膜54は、例えばめっき法などを用いて形成される。   Reference numeral 54 denotes a nickel film. The nickel film 54 is formed using, for example, a plating method.

また、符号61は絶縁膜(保護膜、保護樹脂膜)を示す。この絶縁膜61は、基板31(絶縁膜43)上に、配線53およびニッケル膜54を覆うように表面保護膜として、例えばポリイミド樹脂などの樹脂材料膜からなる。最上層の絶縁膜61をポリイミド樹脂などのような有機系絶縁膜とすることで、比較的軟らかい有機系絶縁膜を最上層としてチップ(集積受動部品)の取り扱いを容易にすることができる。   Reference numeral 61 denotes an insulating film (protective film, protective resin film). The insulating film 61 is made of a resin material film such as polyimide resin as a surface protective film on the substrate 31 (insulating film 43) so as to cover the wiring 53 and the nickel film 54. By using an organic insulating film such as polyimide resin as the uppermost insulating film 61, it is possible to easily handle a chip (integrated passive component) with a relatively soft organic insulating film as the uppermost layer.

また、符号62は開口部を示す。この開口部62は、絶縁膜61に、配線53の一部を露出するように形成されている。   Reference numeral 62 denotes an opening. The opening 62 is formed in the insulating film 61 so as to expose a part of the wiring 53.

また、符号63は金(Au)膜を示す。この金膜63は、例えばめっき法などを用いて、開口部62の配線53(上のニッケル膜54)上に端子表面膜(バンプ下地金属層)として形成されている。   Reference numeral 63 denotes a gold (Au) film. The gold film 63 is formed as a terminal surface film (bump base metal layer) on the wiring 53 (the upper nickel film 54) of the opening 62 by using, for example, a plating method.

また、符号64はバンプ電極を示す。このバンプ電極64は、開口部62の配線53上の金膜63上に形成されている。また、バンプ電極64は、例えば半田バンプなどからなり、例えば、印刷法などにより半田ペーストを印刷した後、熱処理を施すことにより形成される。   Reference numeral 64 denotes a bump electrode. The bump electrode 64 is formed on the gold film 63 on the wiring 53 in the opening 62. The bump electrode 64 is made of, for example, a solder bump, and is formed, for example, by printing a solder paste by a printing method or the like and then performing a heat treatment.

図18に示すように、本実施の形態のRFモジュール1では、下層リード4b上に、集積受動部品18を搭載する構造が示されている。なお、本実施の形態では、集積受動部品18は、下層リード4b上に搭載されているが、上層リード4a上に搭載されても良い。しかしながら、集積受動部品18の動作時の発熱を放散するため、最下層のリードフレームに構成されている下層リード4b上に集積受動部品18を搭載することが望ましい。   As shown in FIG. 18, in the RF module 1 of the present embodiment, a structure in which the integrated passive component 18 is mounted on the lower layer lead 4b is shown. In the present embodiment, the integrated passive component 18 is mounted on the lower layer lead 4b, but may be mounted on the upper layer lead 4a. However, in order to dissipate heat generated during operation of the integrated passive component 18, it is desirable to mount the integrated passive component 18 on the lower layer lead 4b formed in the lowermost lead frame.

また、本実施の形態で示すRFモジュール1の製造工程は、下層リード4b上に集積受動部品18を搭載する工程と、集積受動部品18と上層リード4aとを導電性ワイヤ6で電気的に接続する工程と、とディスクリート部品16とを電気的に接続する工程とを有する。なお、これ以外の工程は、前記実施の形態1と同様に実現される。   Further, the manufacturing process of the RF module 1 shown in the present embodiment includes a step of mounting the integrated passive component 18 on the lower layer lead 4b, and electrically connecting the integrated passive component 18 and the upper layer lead 4a with the conductive wire 6. And a step of electrically connecting the discrete component 16 to each other. The other steps are realized in the same manner as in the first embodiment.

より小型化されたRFモジュールを形成するにあたり、本実施の形態で示すRFモジュール1のように複数の受動素子が集積された集積受動部品18を適用することで、実現することができる。   The formation of a more compact RF module can be realized by applying an integrated passive component 18 in which a plurality of passive elements are integrated as in the RF module 1 shown in the present embodiment.

(実施の形態4)
本実施の形態では、前記実施の形態1で示したダイパッド部5上に、インターポーザー19を介して半導体増幅素子チップ3を搭載する。
(Embodiment 4)
In the present embodiment, the semiconductor amplifying element chip 3 is mounted on the die pad portion 5 shown in the first embodiment via the interposer 19.

図19は、本実施の形態のRFモジュール1を模式的に示す断面図である。図19に示すように、ダイパッド部5上には、例えばフレキシブル基板、テープなどのインターポーザー19を介して半導体増幅素子チップ3およびディスクリート部品16が搭載されている。なお、インターポーザー19は、下層リード4b上に架かるようにダイパッド部5上に搭載されても良い。   FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing the RF module 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 19, the semiconductor amplifying element chip 3 and the discrete component 16 are mounted on the die pad portion 5 via an interposer 19 such as a flexible substrate or a tape. The interposer 19 may be mounted on the die pad portion 5 so as to be laid over the lower layer lead 4b.

また、本実施の形態で示すRFモジュール1の製造工程は、ダイパッド部5上にインターポーザー19を搭載する工程を有する。なお、これ以外の工程は、前記実施の形態1と同様に実現される。   Further, the manufacturing process of the RF module 1 shown in the present embodiment includes a process of mounting the interposer 19 on the die pad portion 5. The other steps are realized in the same manner as in the first embodiment.

特に半導体増幅素子チップ3の周辺回路が複雑になるようなRFモジュールの回路を構成する場合、本実施の形態で示すRFモジュール1のようにインターポーザー19を適用することで、実現することができる。   In particular, when configuring a circuit of an RF module such that the peripheral circuit of the semiconductor amplifying element chip 3 is complicated, it can be realized by applying the interposer 19 as in the RF module 1 shown in the present embodiment. .

(実施の形態5)
本実施の形態では、前記実施の形態1で示したダイパッド部5上に、上層リード4aを介して半導体増幅素子チップ3を搭載する。
(Embodiment 5)
In the present embodiment, the semiconductor amplifying element chip 3 is mounted on the die pad portion 5 shown in the first embodiment via the upper layer lead 4a.

図20は、本実施の形態のRFモジュール1を模式的に示す断面図である。図20に示すように、下層のリードフレームから構成されたダイパッド部5上には、上層のリードフレームから構成された上層リード4aを介して半導体増幅素子チップ3が搭載されている。   FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing the RF module 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 20, the semiconductor amplifying element chip 3 is mounted on the die pad portion 5 composed of the lower lead frame via the upper layer lead 4 a composed of the upper lead frame.

また、本実施の形態で示すRFモジュール1の製造工程は、上層のリードフレームと下層のリードフレームとを、ダイパッド部5上に上層リード4aが配置されるように接合する工程を有する。なお、これ以外の工程は、前記実施の形態1と同様に実現される。   In addition, the manufacturing process of the RF module 1 shown in the present embodiment includes a process of joining the upper lead frame and the lower lead frame so that the upper lead 4 a is disposed on the die pad portion 5. The other steps are realized in the same manner as in the first embodiment.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

本発明は、RFモジュールを製造する製造業に幅広く利用されるものである。   The present invention is widely used in the manufacturing industry for manufacturing RF modules.

本発明の実施の形態1のRFモジュールを用いたデジタル携帯電話機システムの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the digital mobile telephone system using RF module of Embodiment 1 of this invention. 図1のRFモジュールを構成する電力増幅回路の回路ブロック図の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a circuit block diagram of a power amplifier circuit constituting the RF module of FIG. 1. 本実施の形態1のRFモジュールを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically RF module of this Embodiment 1. FIG. 図3のRFモジュールの断面箇所とは異なる箇所のRFモジュールを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the RF module of a location different from the cross-sectional location of the RF module of FIG. 本実施の形態1のRFモジュールを模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically RF module of this Embodiment 1. FIG. 半導体増幅素子をLDMOSFETにより形成した場合の半導体チップを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the semiconductor chip at the time of forming a semiconductor amplifier element by LDMOSFET. 半導体増幅素子をヘテロ接合型バイポーラトランジスタにより形成した場合の半導体チップを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the semiconductor chip at the time of forming a semiconductor amplifier element with a heterojunction bipolar transistor. 本実施の形態1の製造工程中のRFモジュールを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the RF module in the manufacturing process of this Embodiment 1. FIG. 図8に続く製造工程中のRFモジュールを模式的に示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing an RF module in the manufacturing process subsequent to FIG. 8. 図9に続く製造工程中のRFモジュールを模式的に示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the RF module in the manufacturing process subsequent to FIG. 9. 図10に続く製造工程中のRFモジュールを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the RF module in the manufacturing process following FIG. 図11に続く製造工程中のRFモジュールを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the RF module in the manufacturing process following FIG. 図12に続く製造工程中のRFモジュールを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the RF module in the manufacturing process following FIG. 図13に続く製造工程中のRFモジュールを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the RF module in the manufacturing process following FIG. 本実施の形態2のRFモジュールの回路図である。It is a circuit diagram of RF module of this Embodiment 2. 本実施の形態2のRFモジュールを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically RF module of this Embodiment 2. FIG. 本実施の形態3の集積受動部品を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the integrated passive component of this Embodiment 3 typically. 本実施の形態3のRFモジュールを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically RF module of this Embodiment 3. FIG. 本実施の形態4のRFモジュールを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically RF module of this Embodiment 4. FIG. 本実施の形態5のRFモジュールを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically RF module of this Embodiment 5. FIG. 本発明者らが検討した1層構造で信号用の伝送線路および電源用の導電パターンを構成したRFモジュールを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the RF module which comprised the transmission line for signals, and the conductive pattern for power supplies by the 1 layer structure which the present inventors examined.

符号の説明Explanation of symbols

1 RFモジュール
2 実装基板
3 半導体増幅素子チップ
3a 電極
4 リード
4a 上層リード
4b 下層リード
5 ダイパッド部
6 導電性ワイヤ
7 封止部
8 ハーフエッチ部
9 信号用配線層
10 接合材
11a、11b リードフレーム
12 キャビティ
13a 上金型
13b 下金型
14 シート
15 樹脂注入口
16 ディスクリート部品
17 接合材
18 集積受動部品
19 インターポーザー
20 インダクタ素子
31 基板
32 絶縁膜
33 配線
34 容量素子
34a 下部電極
34b 容量絶縁膜
34c 上部電極
35 絶縁膜
36 開口部
37 絶縁膜
38 開口部
41 配線
43 絶縁膜
43a 絶縁膜
44 開口部
45 パッド部
51 シード膜
53 配線
54 ニッケル膜
61 絶縁膜
62 開口部
63 金膜
64 バンプ電極
102 半導体チップ
102A、102B 電力増幅回路
105A、105B 整合回路
107A、107B 整合回路
108A、108B ローパスフィルタ
151 フロントエンド・モジュール
152 ベースバンド回路
153 変復調用回路
154a スイッチ回路
154b スイッチ回路
156 分波器
201 半導体基板
202 エピタキシャル層
203 p型ウエル
204 ゲート絶縁膜
205 ゲート電極
206 サイドウォールスペーサ
207 n型オフセットドレイン領域
208 n型オフセットドレイン領域
209 n型ドレイン領域
210 n型ソース領域
211 n型ソース領域
212 p型ハロー領域
213 溝
214 p型打抜き層
215 p型半導体領域
221 窒化シリコン膜
222 酸化シリコン膜
223 コンタクトホール
224 プラグ
225 ソース電極
226 ドレイン電極
227 酸化シリコン膜
228 スルーホール
229 配線
230 表面保護膜
231 ソース裏面電極
251 GaAs基板
252 サブコレクタ層
253 HBT
254 コレクタ電極
255 コレクタメサ
256 ベースメサ
257 ベース電極
258 エミッタ層
259 エミッタ電極
261 絶縁膜
262 コンタクトホール
263 コレクタ配線
264 絶縁膜
265 スルーホール
266 エミッタ配線
A1、A2、A3 囲み部
ANT アンテナ
C5、C6 コンデンサ
CNT1、CNT2 切換信号
Ctrl 制御端子
DPS デジタル携帯電話機システム
FLT1、FLT2 フィルタ
G 間隙
Pin1、Pin2 入力端子
Pout1、Pout2 出力端子
R 領域
T 厚さ
Vdd1、Vdd2 電源
GND 基準電位
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 RF module 2 Mounting board 3 Semiconductor amplifier element chip 3a Electrode 4 Lead 4a Upper layer lead 4b Lower layer lead 5 Die pad part 6 Conductive wire 7 Sealing part 8 Half etch part 9 Signal wiring layer 10 Bonding material 11a, 11b Lead frame 12 Cavity 13a Upper mold 13b Lower mold 14 Sheet 15 Resin injection port 16 Discrete component 17 Bonding material 18 Integrated passive component 19 Interposer 20 Inductor element 31 Substrate 32 Insulating film 33 Wiring 34 Capacitor element 34a Lower electrode 34b Capacitor insulating film 34c Upper part Electrode 35 Insulating film 36 Opening 37 Insulating film 38 Opening 41 Wiring 43 Insulating film 43a Insulating film 44 Opening 45 Pad part 51 Seed film 53 Wiring 54 Nickel film 61 Insulating film 62 Opening 63 Gold film 64 Bump electrode 102 Semiconductor chip 102A, 102B Power amplifier circuit 105A, 105B Matching circuit 107A, 107B Matching circuit 108A, 108B Low-pass filter 151 Front end module 152 Baseband circuit 153 Modulation / demodulation circuit 154a Switch circuit 154b Switch circuit 156 Demultiplexer 201 Semiconductor substrate 202 Epitaxial Layer 203 p-type well 204 gate insulating film 205 gate electrode 206 sidewall spacer 207 n type offset drain region 208 n type offset drain region 209 n + type drain region 210 n type source region 211 n + type source region 212 p type Halo region 213 groove 214 p-type punching layer 215 p + -type semiconductor region 221 silicon nitride film 222 silicon oxide film 223 contact hole 224 plug 225 Source electrode 226 drain electrode 227 silicon oxide film 228 through hole 229 wiring 230 surface protective film 231 source back electrode 251 GaAs substrate 252 subcollector layer 253 HBT
254 Collector electrode 255 Collector mesa 256 Base mesa 257 Base electrode 258 Emitter layer 259 Emitter electrode 261 Insulating film 262 Contact hole 263 Collector wiring 264 Insulating film 265 Through hole 266 Emitter wiring A1, A2, A3 Enclosure ANT Antenna C5, C6 Capacitor CNT1, CNT2 Switching signal Ctrl Control terminal DPS Digital mobile phone system FLT1, FLT2 Filter G Gap Pin1, Pin2 Input terminal Pout1, Pout2 Output terminal R Region T Thickness Vdd1, Vdd2 Power supply GND Reference potential

Claims (19)

電力増幅回路を有する電子装置であって、
前記電子装置は、
第1導電体層と、
前記第1導電体層の上方に配置された第2導電体層と、
前記第1導電体層または第2導電体層上に搭載された、前記電力増幅回路が形成された半導体チップと、
前記半導体チップ、第1および第2導電体層を覆う封止部とを有し、
前記第1導電体層の裏面は、前記封止部から露出し、
前記半導体チップは、入力信号用電極、出力信号用電極および基準電位用電極を有し、
前記第1導電体層は、前記基準電位用電極と電気的に接続されていることを特徴とする電子装置。
An electronic device having a power amplifier circuit,
The electronic device is
A first conductor layer;
A second conductor layer disposed above the first conductor layer;
A semiconductor chip mounted on the first conductor layer or the second conductor layer and having the power amplifier circuit formed thereon;
A sealing portion covering the semiconductor chip and the first and second conductor layers;
A back surface of the first conductor layer is exposed from the sealing portion;
The semiconductor chip has an input signal electrode, an output signal electrode, and a reference potential electrode;
The electronic device, wherein the first conductor layer is electrically connected to the reference potential electrode.
請求項1記載の電子装置において、
前記第1および第2導電体層は、リードフレームによって構成されていることを特徴とする電子装置。
The electronic device according to claim 1.
The electronic device, wherein the first and second conductor layers are constituted by a lead frame.
請求項1記載の電子装置において、
前記第2導電体層は、前記入力および出力信号用電極と電気的に接続されていることを特徴とする電子装置。
The electronic device according to claim 1.
The electronic device, wherein the second conductor layer is electrically connected to the input and output signal electrodes.
請求項1記載の電子装置において、
前記半導体チップは、前記第1導電体層上に搭載されていることを特徴とする電子装置。
The electronic device according to claim 1.
The electronic device is characterized in that the semiconductor chip is mounted on the first conductor layer.
請求項2記載の電子装置において、
前記第1導電体層と第2導電体層は、導電性ワイヤによって電気的に接続されていることを特徴とする電子装置。
The electronic device according to claim 2.
The electronic device, wherein the first conductor layer and the second conductor layer are electrically connected by a conductive wire.
請求項2記載の電子装置において、
前記封止部は、樹脂からなることを特徴とする電子装置。
The electronic device according to claim 2.
The electronic device is characterized in that the sealing portion is made of resin.
請求項2記載の電子装置において、
前記第1導電体層は、ハーフエッチ部を有していることを特徴とする電子装置。
The electronic device according to claim 2.
The electronic device according to claim 1, wherein the first conductor layer has a half-etched portion.
請求項2記載の電子装置において、
前記電子装置は更に、整合回路を有しており、
前記整合回路は、受動素子を有してなり、
前記受動素子は、ディスクリート部品であり、前記第1または第2導電体層上に搭載されていることを特徴とする電子装置。
The electronic device according to claim 2.
The electronic device further includes a matching circuit,
The matching circuit includes a passive element,
The electronic device according to claim 1, wherein the passive element is a discrete component and is mounted on the first or second conductor layer.
請求項2記載の電子装置において、
前記電子装置は更に、出力整合回路を有しており、
前記出力整合回路は、集積受動部品を有してなり、
前記集積受動部品は、前記第1導体層上に搭載されていることを特徴とする電子装置。
The electronic device according to claim 2.
The electronic device further includes an output matching circuit,
The output matching circuit has integrated passive components,
The integrated passive component is mounted on the first conductor layer.
請求項2記載の電子装置において、
前記電子装置は更に、インターポーザーを有しており、
前記インターポーザーは、前記第1導電体層上に搭載されており、
前記半導体チップは、前記インターポーザー上に搭載されており、
前記インターポーザーは、フレキシブル基板またはテープであることを特徴とする電子装置。
The electronic device according to claim 2.
The electronic device further includes an interposer,
The interposer is mounted on the first conductor layer;
The semiconductor chip is mounted on the interposer,
The electronic device is characterized in that the interposer is a flexible substrate or a tape.
請求項2記載の電子装置において、
前記電子装置は、実装基板上に搭載され、
前記実装基板の主面上には、平面パターン層が形成されており、
前記第1導電体層は、前記平面パターン層と電気的に接続されていることを特徴とする電子装置。
The electronic device according to claim 2.
The electronic device is mounted on a mounting substrate,
A planar pattern layer is formed on the main surface of the mounting substrate,
The electronic device, wherein the first conductor layer is electrically connected to the planar pattern layer.
電力増幅回路を有する電子装置の製造方法であって、
(a)第1導電体層を構成する第1リードフレームおよび第2導電体層を構成する第2リードフレームを準備する工程、
(b)前記電力増幅回路が形成され、入力信号用電極、出力信号用電極および基準電位用電極が形成された半導体チップを準備する工程、
(c)前記第1リードフレームの上方に前記第2リードフレームを配置する工程、
(d)前記第1導電体層と前記基準電位用電極とを電気的に接続する工程、
(e)前記第1導電体層の裏面を露出して、前記半導体チップ、第1および第2導電体層を封止する工程、
を有することを特徴とする電子装置の製造方法。
A method of manufacturing an electronic device having a power amplifier circuit,
(A) preparing a first lead frame constituting the first conductor layer and a second lead frame constituting the second conductor layer;
(B) preparing a semiconductor chip in which the power amplifier circuit is formed and the input signal electrode, the output signal electrode, and the reference potential electrode are formed;
(C) disposing the second lead frame above the first lead frame;
(D) electrically connecting the first conductor layer and the reference potential electrode;
(E) exposing the back surface of the first conductor layer and sealing the semiconductor chip and the first and second conductor layers;
A method for manufacturing an electronic device, comprising:
請求項12記載の電子装置の製造方法において、
更に、
(f)前記第2導電体層と前記入力および出力信号用電極とを電気的に接続する工程、
を有することを特徴とする電子装置の製造方法。
In the manufacturing method of the electronic device according to claim 12,
Furthermore,
(F) electrically connecting the second conductor layer and the input and output signal electrodes;
A method for manufacturing an electronic device, comprising:
請求項12記載の電子装置の製造方法において、
更に、
(g)前記第1導電体層上に、前記半導体チップを搭載する工程、
を有することを特徴とする電子装置の製造方法。
In the manufacturing method of the electronic device according to claim 12,
Furthermore,
(G) mounting the semiconductor chip on the first conductor layer;
A method for manufacturing an electronic device, comprising:
請求項12記載の電子装置の製造方法において、
更に、
(h)前記第1導電体層と第2導電体層とを、導電性ワイヤによって電気的に接続することを特徴とする電子装置の製造方法。
In the manufacturing method of the electronic device according to claim 12,
Furthermore,
(H) A method of manufacturing an electronic device, wherein the first conductor layer and the second conductor layer are electrically connected by a conductive wire.
請求項12記載の電子装置の製造方法において、
前記工程(e)では、前記半導体チップ、第1および第2導電体層を覆う封止部が形成され、
前記工程(e)の後、更に、
(i)前記第1リードフレームおよび前記第2リードフレームから前記第1および第2導電体層を切断した後、前記第1および第2導電体層を、前記封止部によって保持する工程、
を有することを特徴とする電子装置の製造方法。
In the manufacturing method of the electronic device according to claim 12,
In the step (e), a sealing portion that covers the semiconductor chip and the first and second conductor layers is formed,
After the step (e),
(I) a step of holding the first and second conductor layers by the sealing portion after cutting the first and second conductor layers from the first lead frame and the second lead frame;
A method for manufacturing an electronic device, comprising:
請求項12記載の電子装置の製造方法において、
前記工程(a)は、更に、
(a1)前記第1導電体層をハーフエッチングする工程を有することを特徴とする電子装置の製造方法。
In the manufacturing method of the electronic device according to claim 12,
The step (a) further comprises:
(A1) A method for manufacturing an electronic device, comprising a step of half-etching the first conductor layer.
請求項12記載の電子装置の製造方法において、
前記工程(e)では、トランスファーモールドにより樹脂封止することを特徴とする電子装置の製造方法。
In the manufacturing method of the electronic device according to claim 12,
In the step (e), the resin device is sealed by transfer molding.
請求項12記載の電子装置の製造方法において、
前記工程(e)では、金型にシートを敷いた状態でトランスファーモールドにより樹脂封止することを特徴とする電子装置の製造方法。
In the manufacturing method of the electronic device according to claim 12,
In the step (e), the resin device is sealed by transfer molding in a state where a sheet is laid on a mold, and the method for manufacturing an electronic device is characterized.
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