JP2012104776A - Semiconductor package - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor package capable of reducing parasitic inductance of a bond-wire and improving high frequency characteristics.SOLUTION: The semiconductor package comprises a semiconductor integrated circuit chip which has an input matching circuit in which a high frequency signal is input, and is arranged on a die-bond region; and lead terminals arranged on a circumference of the die-bond region. Each of terminals for the semiconductor integrated circuit chip is connected to each of lead terminals by a bond-wire. The semiconductor integrated circuit chip is arranged at a position shifted to the side of a high frequency input terminal which is the lead terminal for inputting the high frequency signal to the input matching circuit and/or the side of a ground terminal which is the lead terminal for ground connection of the input matching circuit from a central part of the die-bond region.

Description

本発明は、半導体パッケージによる入力整合に関するものである。   The present invention relates to input matching by a semiconductor package.

衛星放送受信用のLNB(Low Noise Block down converter)として用いられるMOP−IC(Mixer, Oscillator, PLL-IC)のブロック図を図4に示す。図4に示すMOP−IC10は、RF入力端子RFINと、バンドパスフィルタ1と、RFアンプ2と、混合回路3と、VCO(Voltage Controlled Oscillator、電圧制御発振器)4と、IFアンプ5と、IF出力端子IFOUTと、を有している。   FIG. 4 shows a block diagram of a MOP-IC (Mixer, Oscillator, PLL-IC) used as an LNB (Low Noise Block down converter) for satellite broadcast reception. 4 includes an RF input terminal RFIN, a band-pass filter 1, an RF amplifier 2, a mixing circuit 3, a VCO (Voltage Controlled Oscillator) 4, an IF amplifier 5, and an IF amplifier. And an output terminal IFOUT.

衛星放送受信用アンテナで受信された高周波信号は、RF入力端子RFINに入力される。バンドパスフィルタ1は、高周波信号の周波数成分のうち所定周波数帯域以外の成分を減衰させる。バンドパスフィルタ1を通過した高周波信号はRFアンプ2により増幅されて混合回路3に入力される。VCO4は、不図示のPLLループの一部であり、局部発振信号を混合回路3に出力する。10.7〜12.7GHzの高周波信号は混合回路3により9.75GHzまたは10.6GHzの局部発振信号とミキシングされ、950MHz〜2.15GHzの中間周波数信号にダウンコンバートされる。そして、中間周波数信号はIFアンプ5により増幅され、IF出力端子IFOUTから出力される。   The high frequency signal received by the satellite broadcast receiving antenna is input to the RF input terminal RFIN. The band pass filter 1 attenuates components other than the predetermined frequency band among the frequency components of the high frequency signal. The high frequency signal that has passed through the band pass filter 1 is amplified by the RF amplifier 2 and input to the mixing circuit 3. The VCO 4 is a part of a PLL loop (not shown) and outputs a local oscillation signal to the mixing circuit 3. The high frequency signal of 10.7 to 12.7 GHz is mixed with the local oscillation signal of 9.75 GHz or 10.6 GHz by the mixing circuit 3 and down-converted to an intermediate frequency signal of 950 MHz to 2.15 GHz. The intermediate frequency signal is amplified by the IF amplifier 5 and output from the IF output terminal IFOUT.

上記のようなMOP−ICはパッケージ化される。従来の典型的なQFN(Quad Flatpack Non-leaded package)パッケージのボンド・ワイヤ設計例の上面図を図5Aに、下面図を図5Bに示す。図5A、図5Bに示すQFNパッケージQ1は、MOP−IC10と、ダイボンド・リードフレーム11と、各リード端子とを有している。   The MOP-IC as described above is packaged. FIG. 5A shows a top view and FIG. 5B shows a bottom view of a bond wire design example of a conventional typical QFN (Quad Flatpack Non-leaded package) package. A QFN package Q1 shown in FIGS. 5A and 5B includes a MOP-IC 10, a die bond / lead frame 11, and lead terminals.

ダイボンド・リードフレーム11は、ダイボンド領域とこれと一体であるリードフレームとから成る。半導体集積回路チップであるMOP−IC10は、ダイボンド・リードフレーム11のダイボンド領域にペースト剤により貼り付けられる。ダイボンド領域の周囲には24個のリード端子が配される。2番〜5番ピン、8番〜11番ピン、14番ピン〜17番ピン並びに20番〜23番ピンは、ダイボンド・リードフレーム11とは別体であるリード端子である。また、グランド用の1番ピン、6番ピン、7番ピン、12番ピン、13番ピン、18番ピン、19番ピン並びに24番ピンは、ダイボンド・リードフレーム11のリードフレームとして形成されるリード端子である。MOP−IC10が有する各端子は各リード端子にボンディングされる。また、MOP−IC10が有するグランド端子の一部はダイボンド・リードフレーム11のダイボンド領域にダウンボンディングされる。また、高周波信号入力用のリード端子である20番ピンは、MOP−IC10が有するRF入力端子RFINにボンディングされ、中間周波数信号出力用のリード端子である11番ピンは、MOP−IC10が有するIF出力端子IFOUTにボンディングされる。   The die bond lead frame 11 includes a die bond region and a lead frame integrated with the die bond region. The MOP-IC 10, which is a semiconductor integrated circuit chip, is attached to the die bond area of the die bond / lead frame 11 with a paste agent. Twenty-four lead terminals are arranged around the die bond region. Pins 2 to 5, pins 8 to 11, pins 14 to 17, and pins 20 to 23 are lead terminals that are separate from the die bond lead frame 11. Also, the 1st pin, 6th pin, 7th pin, 12th pin, 13th pin, 18th pin, 19th pin and 24th pin for the ground are formed as a lead frame of the die bond lead frame 11. Lead terminal. Each terminal included in the MOP-IC 10 is bonded to each lead terminal. A part of the ground terminal of the MOP-IC 10 is down-bonded to the die bond region of the die bond lead frame 11. The 20th pin, which is a lead terminal for high-frequency signal input, is bonded to the RF input terminal RFIN of the MOP-IC 10, and the 11th pin, which is a lead terminal for intermediate frequency signal output, is an IF of the MOP-IC 10. Bonded to the output terminal IFOUT.

モジュール基板において高周波信号入力用のリード端子である20番ピンに接続されるマイクロストリップライン配線は、高周波特性を最大限に引き出すべくグランド領域に隣接してレイアウトされるため、20番ピンに隣接する19番ピンおよび21番ピンをグランド用にすることが好適となる。さらに、高周波信号入力用ボンディング・ワイヤ(20番ピン)と平行してグランド用ボンディング・ワイヤ(19番ピン、21番ピン)はリード端子に直接接続され、ダウンボンディングされないことが多い。また、リード端子の強度を確保すべくパッケージ四隅のリード端子(1番ピン、24番ピン、6番ピン、7番ピン、12番ピン、13番ピン、18番ピン、19番ピン)は、ダイボンド・リードフレーム11のダイボンド領域と一体化されたリードフレームとして形成される。   Since the microstrip line wiring connected to the 20th pin, which is the lead terminal for high frequency signal input on the module substrate, is laid out adjacent to the ground region in order to maximize the high frequency characteristics, it is adjacent to the 20th pin. It is preferable to use the 19th pin and the 21st pin for the ground. Furthermore, in parallel with the high-frequency signal input bonding wire (20th pin), the ground bonding wires (19th pin and 21st pin) are directly connected to the lead terminals and are often not down-bonded. In addition, in order to ensure the strength of the lead terminal, the lead terminals at the four corners of the package (1st pin, 24th pin, 6th pin, 7th pin, 12th pin, 13th pin, 18th pin, 19th pin) It is formed as a lead frame integrated with the die bond region of the die bond lead frame 11.

ここで、高周波性能を最大限引き出すべくMOP−IC10には入力整合回路を設ける必要がある。例えば、特許文献1には、ICのスパイラルインダクタと伝送線路を接続するボンディング・ワイヤのインダクタンスを考慮した高周波整合回路が提案されている。   Here, it is necessary to provide an input matching circuit in the MOP-IC 10 in order to maximize the high-frequency performance. For example, Patent Document 1 proposes a high-frequency matching circuit that takes into account the inductance of a bonding wire that connects a spiral inductor of an IC and a transmission line.

また、高周波広帯域入力整合技術の一例として、3セクション・チェビシェフLC型バンドパスフィルタを有するLNA(Low-Noise Amplifier)が非特許文献1に提案されている。なお、LNAは、図4で示すMOP−IC10ではバンドパスフィルタ1とRFアンプ2とから構成される部分に相当する。非特許文献1に提案されたLNAの構成を図6Aに示す。図6Aに示すLNAは、インダクタL1、L2、Lg、Ls、Llと、容量C1、C2、Cpと、抵抗Rlと、MOSトランジスタM1、M2とを有している。このうち、3セクション・チェビシェフLC型バンドパスフィルタB1は、インダクタL1、L2、Lg、Lsと、容量C1、C2、Cpと、MOSトランジスタM1とから成る。   As an example of a high-frequency broadband input matching technique, Non-Patent Document 1 proposes an LNA (Low-Noise Amplifier) having a three-section Chebyshev LC type bandpass filter. Note that the LNA corresponds to a portion composed of the bandpass filter 1 and the RF amplifier 2 in the MOP-IC 10 shown in FIG. The configuration of the LNA proposed in Non-Patent Document 1 is shown in FIG. 6A. The LNA shown in FIG. 6A includes inductors L1, L2, Lg, Ls, and L1, capacitors C1, C2, and Cp, a resistor R1, and MOS transistors M1 and M2. Among these, the three-section Chebyshev LC type bandpass filter B1 includes inductors L1, L2, Lg, and Ls, capacitors C1, C2, and Cp, and a MOS transistor M1.

高周波信号源Vsと抵抗Rsから成る50Ω信号源から高周波信号が3セクション・チェビシェフLC型バンドパスフィルタB1に入力される。抵抗Rsの一端にインダクタL1の一端が接続され、インダクタL1の他端が容量C1の一端に接続される。容量C1の他端はインダクタLgの一端に接続され、インダクタLgの他端がMOSトランジスタM1のゲートに接続される。容量C1とインダクタLgの接続点には容量C2とインダクタL2が並列に接続され、容量C2とインダクタL2にはバイアス電圧Vbiasが印加される。インダクタLgとMOSトランジスタM1のゲートとの接続点には容量Cpの一端が接続され、容量Cpの他端はMOSトランジスタM1のソースとインダクタLsの一端との接続点に接続される。インダクタLsの他端はグランドに接続される。また、MOSトランジスタM1のドレインとMOSトランジスタM2のソースが接続される。MOSトランジスタM2のドレインには抵抗RlとインダクタLlが直列に接続され、インダクタLlには電源電圧Vddが印加される。MOSトランジスタM2のゲートにも電源電圧Vddが印加される。そして、MOSトランジスタM2のドレインと抵抗Rlとの接続点から出力電圧Voutが出力される。   A high-frequency signal is input to a three-section Chebyshev LC type band-pass filter B1 from a 50Ω signal source including a high-frequency signal source Vs and a resistor Rs. One end of the inductor L1 is connected to one end of the resistor Rs, and the other end of the inductor L1 is connected to one end of the capacitor C1. The other end of the capacitor C1 is connected to one end of the inductor Lg, and the other end of the inductor Lg is connected to the gate of the MOS transistor M1. A capacitor C2 and an inductor L2 are connected in parallel to a connection point between the capacitor C1 and the inductor Lg, and a bias voltage Vbias is applied to the capacitor C2 and the inductor L2. One end of the capacitor Cp is connected to the connection point between the inductor Lg and the gate of the MOS transistor M1, and the other end of the capacitor Cp is connected to the connection point between the source of the MOS transistor M1 and one end of the inductor Ls. The other end of the inductor Ls is connected to the ground. Further, the drain of the MOS transistor M1 and the source of the MOS transistor M2 are connected. A resistor Rl and an inductor Ll are connected in series to the drain of the MOS transistor M2, and a power supply voltage Vdd is applied to the inductor Ll. The power supply voltage Vdd is also applied to the gate of the MOS transistor M2. The output voltage Vout is output from the connection point between the drain of the MOS transistor M2 and the resistor Rl.

また、3セクション・チェビシェフLC型バンドパスフィルタB1の等価回路を図6Bに示す。インダクタLgとインダクタLsとが接続され、その接続点にMOSトランジスタM1のゲートドレイン間寄生容量Cgdの一端が接続され、ゲートドレイン間寄生容量Cgdの他端はグランドに接続される。また、インダクタLsの一端には容量Cpの容量とMOSトランジスタM1のゲートソース間容量との和である容量の一端が接続される。容量Cpの容量とMOSトランジスタM1のゲートソース間容量との和である容量の他端には、MOSトランジスタM1のカットオフ周波数ωtとインダクタLsのインダクタンスとの積である抵抗値を有する抵抗の一端が接続され、その抵抗の他端はグランドに接続される。   An equivalent circuit of the 3-section Chebyshev LC type bandpass filter B1 is shown in FIG. 6B. The inductor Lg and the inductor Ls are connected, and one end of the gate-drain parasitic capacitance Cgd of the MOS transistor M1 is connected to the connection point, and the other end of the gate-drain parasitic capacitance Cgd is connected to the ground. Further, one end of a capacitor which is the sum of the capacitance Cp and the gate-source capacitance of the MOS transistor M1 is connected to one end of the inductor Ls. One end of a resistor having a resistance value that is the product of the cutoff frequency ωt of the MOS transistor M1 and the inductance of the inductor Ls is provided at the other end of the capacitor, which is the sum of the capacitance of the capacitor Cp and the capacitance between the gate and source of the MOS transistor M1. And the other end of the resistor is connected to the ground.

また、10GHz帯の広帯域入力整合を実現する3セクション・チェビシェフLC型バンドパスフィルタの回路設計例を図7に示す。図7に示す3セクション・チェビシェフLC型バンドパスフィルタB10は、インダクタL1、L2、L3と、容量C1、C2、C3と、抵抗R1とを有する。各回路素子の回路定数は、L1=1.67nH、C1=0.11pF、L2=0.18nH、C2=1pF、L3=1.67nH、C3=0.11pF、R1=50Ωである。高周波信号源Vsから抵抗Rsを介して高周波信号が3セクション・チェビシェフLC型バンドパスフィルタB10に入力される。抵抗Rsの一端にインダクタL1の一端が接続され、インダクタL1の他端が容量C1の一端に接続される。容量C1の他端とインダクタL3の一端とが接続され、その接続点に容量C2とインダクタL2とが並列接続される。容量C2とインダクタL2にはグランドが接続される。インダクタL3の他端には容量C3の一端が接続され、容量C3の他端には抵抗R1の一端が接続される。抵抗R1の他端はグランドに接続される。このような構成の3セクション・チェビシェフLC型バンドパスフィルタB10の電力反射係数(reflection coefficient)特性と利得特性のシミュレーション結果を図8に示す。   FIG. 7 shows a circuit design example of a three-section Chebyshev LC type bandpass filter that realizes a broadband input matching in the 10 GHz band. A three-section Chebyshev LC type bandpass filter B10 shown in FIG. 7 includes inductors L1, L2, and L3, capacitors C1, C2, and C3, and a resistor R1. The circuit constants of each circuit element are L1 = 1.67 nH, C1 = 0.11 pF, L2 = 0.18 nH, C2 = 1 pF, L3 = 1.67 nH, C3 = 0.11 pF, R1 = 50Ω. A high-frequency signal is input from the high-frequency signal source Vs to the three-section Chebyshev LC type bandpass filter B10 through the resistor Rs. One end of the inductor L1 is connected to one end of the resistor Rs, and the other end of the inductor L1 is connected to one end of the capacitor C1. The other end of the capacitor C1 and one end of the inductor L3 are connected, and the capacitor C2 and the inductor L2 are connected in parallel at the connection point. A ground is connected to the capacitor C2 and the inductor L2. One end of a capacitor C3 is connected to the other end of the inductor L3, and one end of a resistor R1 is connected to the other end of the capacitor C3. The other end of the resistor R1 is connected to the ground. FIG. 8 shows simulation results of the power reflection coefficient characteristic and gain characteristic of the three-section Chebyshev LC type bandpass filter B10 having such a configuration.

特開平6−85593号公報JP-A-6-85593

Andrea Bevilacqua, An Ultrawideband CMOS Low-Noise Amplifier for 3.1_10.6-GHz Wireless Receivers, IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 39, NO. 12, DECEMBER 2004.Andrea Bevilacqua, An Ultrawideband CMOS Low-Noise Amplifier for 3.1_10.6-GHz Wireless Receivers, IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 39, NO. 12, DECEMBER 2004.

しかしながら、図5Aで示した従来のQFNパッケージの構成では以下のような問題点があった。従来のQFNパッケージにおけるLNAに対するボンディングを図9に示す。MOP−IC10が有するRF入力端子RFINは、MOP−IC10に設けられるLNA6が有する入力整合回路の入力に接続される。RF入力端子RFINは、20番ピン(図5A)であるリード端子LT20にボンド・ワイヤWrによりボンディングされる。高周波信号源Vsから抵抗Rs、リード端子LT20、ボンド・ワイヤWr、RF入力端子RFINを介して高周波信号がLNA6に入力される。   However, the configuration of the conventional QFN package shown in FIG. 5A has the following problems. FIG. 9 shows bonding to the LNA in the conventional QFN package. An RF input terminal RFIN included in the MOP-IC 10 is connected to an input of an input matching circuit included in the LNA 6 provided in the MOP-IC 10. The RF input terminal RFIN is bonded to the lead terminal LT20 which is the 20th pin (FIG. 5A) by the bond wire Wr. A high frequency signal is input to the LNA 6 from the high frequency signal source Vs via the resistor Rs, the lead terminal LT20, the bond wire Wr, and the RF input terminal RFIN.

また、MOP−IC10が有するグランド端子GD1、GD2、GD3は、LNA6が有する入力整合回路のグランド接続用の端子である。グランド端子GD1、GD2、GD3は、19番、21番、22番ピン(図5A)であるリード端子LT19、LT21、LT22にそれぞれボンド・ワイヤWg1、Wg2、Wg3によりボンディングされる。リード端子LT19、LT21、LT22は、グランドに接続される。   The ground terminals GD1, GD2, and GD3 included in the MOP-IC 10 are terminals for ground connection of the input matching circuit included in the LNA 6. The ground terminals GD1, GD2, and GD3 are bonded to the lead terminals LT19, LT21, and LT22, which are the 19th, 21st, and 22nd pins (FIG. 5A), respectively, by bond wires Wg1, Wg2, and Wg3. The lead terminals LT19, LT21, LT22 are connected to the ground.

ここで、図5Aに示すボンディングのレイアウトでは、20番ピンであるリード端子LT20からRF入力端子RFINへのボンド・ワイヤWrが長いため、ボンド・ワイヤWrの寄生インダクタンスの影響により入力不整合、利得低下が生じるという問題があった。また、同様にグランド用のボンド・ワイヤWg1、Wg2、Wg3が長いため、ボンド・ワイヤWg1、Wg2、Wg3の寄生インダクタンスの影響により入力不整合、利得低下が生じるという問題もあった。   Here, in the bonding layout shown in FIG. 5A, since the bond wire Wr from the lead terminal LT20, which is the 20th pin, to the RF input terminal RFIN is long, the input mismatch and gain are affected by the parasitic inductance of the bond wire Wr. There was a problem that the reduction occurred. Similarly, since the bond wires Wg1, Wg2, and Wg3 for the ground are long, there is a problem in that input mismatch and gain decrease occur due to the parasitic inductance of the bond wires Wg1, Wg2, and Wg3.

上記問題点を鑑み、本発明は、ボンド・ワイヤの寄生インダクタンスを小さくし、高周波特性を良好とすることができる半導体パッケージを提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a semiconductor package that can reduce the parasitic inductance of the bond wire and improve the high-frequency characteristics.

上記目的を達成するために本発明は、高周波信号が入力される入力整合回路を有しダイボンド領域に配された半導体集積回路チップと、前記ダイボンド領域の周辺に配されたリード端子と、を備え、前記半導体集積回路チップが有する各端子と前記各リード端子とがボンド・ワイヤにより接続された半導体パッケージにおいて、
前記ダイボンド領域の中央部より前記入力整合回路に高周波信号を入力させるための前記リード端子である高周波入力端子側および/または前記入力整合回路のグランド接続用の前記リード端子であるグランド端子側にシフトした位置に前記半導体集積回路チップは配される構成とする。
In order to achieve the above object, the present invention includes a semiconductor integrated circuit chip having an input matching circuit to which a high-frequency signal is input and disposed in a die bond region, and a lead terminal disposed in the periphery of the die bond region. In the semiconductor package in which each terminal of the semiconductor integrated circuit chip and each lead terminal are connected by a bond wire,
Shift from the center of the die bond region to the high-frequency input terminal side that is the lead terminal for inputting a high-frequency signal to the input matching circuit and / or the ground terminal side that is the lead terminal for ground connection of the input matching circuit The semiconductor integrated circuit chip is arranged at the position.

このような構成によれば、高周波入力端子および/またはグランド端子のボンド・ワイヤ長を短くでき、ボンド・ワイヤの寄生インダクタンスを小さくでき、高周波特性を良好なものとすることができる。   According to such a configuration, the bond wire length of the high frequency input terminal and / or the ground terminal can be shortened, the parasitic inductance of the bond wire can be reduced, and the high frequency characteristics can be improved.

また、上記構成において、前記半導体集積回路チップをシフトした方向に前記ダイボンド領域と一体に形成された前記グランド端子を有する構成としてもよい。   In the above configuration, the ground terminal formed integrally with the die bond region may be provided in a direction in which the semiconductor integrated circuit chip is shifted.

このような構成によれば、ダウンボンディングするボンド・ワイヤをグランド端子に逃がすことにより、半導体集積回路チップのシフト量を大きくすることができる。   According to such a configuration, the shift amount of the semiconductor integrated circuit chip can be increased by allowing the bond wire to be down-bonded to escape to the ground terminal.

また、上記いずれかの構成において、パッケージの四隅のうち少なくとも一つの隅において前記ダイボンド領域と一体に形成された二つのリード端子を有し、残りの隅において前記ダイボンド領域と一体に形成される一つのリード端子と前記ダイボンド領域と別体である一つのリード端子とを有する構成としてもよい。   Further, in any one of the above-described configurations, the package has two lead terminals formed integrally with the die bond region in at least one of the four corners of the package, and is formed integrally with the die bond region in the remaining corners. It is good also as a structure which has one lead terminal and one lead terminal which is a different body from the said die-bonding area | region.

このような構成によれば、リード端子の強度を確保しつつ、パッケージの有効端子数を増やすことができる。   According to such a configuration, the number of effective terminals of the package can be increased while ensuring the strength of the lead terminals.

また、上記いずれかの構成において、前記入力整合回路のグランド接続用の前記半導体集積回路チップが有する端子と前記グランド端子とを接続するボンド・ワイヤが2本以上である構成としてもよい。   In any one of the above-described configurations, the semiconductor integrated circuit chip for ground connection of the input matching circuit may have two or more bond wires for connecting the terminal and the ground terminal.

このような構成によれば、ボンド・ワイヤ起因のグランドインピーダンスを小さくでき、高周波利得特性およびNF(Noise Figure)を改善できる。   According to such a configuration, the ground impedance caused by the bond wire can be reduced, and the high frequency gain characteristic and NF (Noise Figure) can be improved.

また、上記いずれかの構成において、パッケージの四隅にグランド接続用のリード端子を有し、前記半導体集積回路チップの四隅にグランド接続用の端子を有する構成としてもよい。   In any of the above-described configurations, a lead terminal for ground connection may be provided at the four corners of the package, and a terminal for ground connection may be provided at the four corners of the semiconductor integrated circuit chip.

このような構成によれば、パッケージの四隅にグランド接続用のリード端子を有することは実装的にも基板レイアウト的にも好適であり、半導体集積回路チップの四隅にグランド接続用の端子を有するので、ボンド・ワイヤのレイアウトが容易となる。   According to such a configuration, having ground connection lead terminals at the four corners of the package is preferable in terms of mounting and board layout, and since there are ground connection terminals at the four corners of the semiconductor integrated circuit chip. , Bond wire layout becomes easy.

また、上記いずれかの構成において、前記入力整合回路に前記高周波入力端子のボンド・ワイヤをインダクタとして含めた入力整合部の入力整合により高周波特性が最良となるよう前記入力整合回路の各回路素子の回路定数を設定している構成としてもよい。   Further, in any one of the above configurations, each circuit element of the input matching circuit has the best high frequency characteristics by the input matching of the input matching unit including the bond wire of the high frequency input terminal as an inductor in the input matching circuit. A circuit constant may be set.

このような構成によれば、前記高周波入力端子のボンド・ワイヤに直列接続された入力整合回路が有するインダクタを小さく、または削除することができ、半導体集積回路チップを小型化・低コスト化できる。従って、安価なパッケージにより高周波特性を改善できる。   According to such a configuration, the inductor included in the input matching circuit connected in series to the bond wire of the high-frequency input terminal can be reduced or eliminated, and the semiconductor integrated circuit chip can be reduced in size and cost. Therefore, high-frequency characteristics can be improved with an inexpensive package.

また、この構成において、前記入力整合回路はバンドパスフィルタである構成としてもよい。このような構成によれば、高周波入力端子のボンド・ワイヤを含めたバンドパスフィルタを形成することで、高周波広帯域での入力整合を実現できる。   In this configuration, the input matching circuit may be a band pass filter. According to such a configuration, by forming a band pass filter including a bond wire of a high frequency input terminal, input matching in a high frequency wide band can be realized.

また、上記いずれかの構成において、前記高周波入力端子を介して入力される高周波信号が周波数変換された中間周波数信号が出力される前記リード端子である中間周波出力端子を有し、前記高周波入力端子と前記中間周波出力端子とが互いに対向するパッケージの辺上に配される構成としてもよい。   Further, in any one of the above configurations, the high frequency input terminal has an intermediate frequency output terminal which is the lead terminal from which an intermediate frequency signal obtained by frequency conversion of the high frequency signal input through the high frequency input terminal is output. And the intermediate frequency output terminal may be arranged on the sides of the package facing each other.

このような構成によれば、入出力間のボンド・ワイヤによるカプリングを低減することができる。   According to such a configuration, coupling due to a bond wire between input and output can be reduced.

また、上記いずれかの構成において、前記半導体集積回路チップは、前記入力整合回路を有するLNA(Low-Noise Amplifier)および/または混合回路を有し、前記半導体パッケージは放送受信装置である構成としてもよい。   In any one of the above configurations, the semiconductor integrated circuit chip may include an LNA (Low-Noise Amplifier) and / or a mixing circuit having the input matching circuit, and the semiconductor package may be a broadcast receiving device. Good.

このような構成によれば、放送受信装置の高周波特性を改善することができる。   According to such a configuration, the high frequency characteristics of the broadcast receiving apparatus can be improved.

本発明の半導体パッケージによれば、ボンド・ワイヤの寄生インダクタンスを小さくし、高周波特性を良好とすることができる・   According to the semiconductor package of the present invention, the parasitic inductance of the bond wire can be reduced and the high frequency characteristics can be improved.

本発明の第1実施形態に係るQFNパッケージのボンド・ワイヤ設計例の上面図である。It is a top view of the bond wire design example of the QFN package according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係るQFNパッケージのボンド・ワイヤ設計例の下面図である。It is a bottom view of the bond wire design example of the QFN package according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係るQFNパッケージのボンド・ワイヤ設計例の上面図である。It is a top view of the bond wire design example of the QFN package according to the second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係るLC型バンドパスフィルタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of LC type band pass filter which concerns on 3rd Embodiment of this invention. MOP−ICのブロック図である。It is a block diagram of MOP-IC. 従来のQFNパッケージのボンド・ワイヤ設計例の上面図である。It is a top view of the bond wire design example of the conventional QFN package. 従来のQFNパッケージのボンド・ワイヤ設計例の下面図である。It is a bottom view of the bond wire design example of the conventional QFN package. 非特許文献1に提案されたLNAの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of LNA proposed by the nonpatent literature 1. 3セクション・チェビシェフLC型バンドパスフィルタの等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of a 3 section Chebyshev LC type | mold band pass filter. 10GHz帯の広帯域入力整合を実現する3セクション・チェビシェフLC型バンドパスフィルタの回路設計例を示す図である。It is a figure which shows the circuit design example of a 3 section Chebyshev LC type | mold band pass filter which implement | achieves 10 GHz band wideband input matching. 図7に示す3セクション・チェビシェフLC型バンドパスフィルタのシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of 3 section Chebyshev LC type | mold band pass filter shown in FIG. 従来のQFNパッケージにおけるLNAに対するボンディングを示す図である。It is a figure which shows the bonding with respect to LNA in the conventional QFN package.

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本発明の第1実施形態に係るQFNパッケージのボンド・ワイヤ設計例の上面図を図1Aに、下面図を図1Bに示す。図1A、図1Bに示すQFNパッケージQ100は、MOP−IC12と、ダイボンド・リードフレーム13と、各リード端子とを有している。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A top view of a bond wire design example of the QFN package according to the first embodiment of the present invention is shown in FIG. 1A, and a bottom view is shown in FIG. 1B. A QFN package Q100 shown in FIGS. 1A and 1B includes a MOP-IC 12, a die bond lead frame 13, and lead terminals.

ダイボンド・リードフレーム13は、ダイボンド領域とこれと一体であるリードフレームとから成る。半導体集積回路チップであるMOP−IC12は、ダイボンド・リードフレーム13のダイボンド領域にペースト剤により貼り付けられる。ダイボンド領域の周囲には24個のリード端子が配される。2番〜6番ピン、8番〜11番ピン、13番ピン〜17番ピン、20番ピン並びに22番〜24番ピンは、ダイボンド・リードフレーム13とは別体であるリード端子である。また、グランド用の1番ピン、7番ピン、12番ピン、18番ピン、19番ピン、21番ピンは、ダイボンド・リードフレーム13のリードフレームとして形成されるリード端子である。MOP−IC12が有する各端子は各リード端子にボンディングされる。また、MOP−IC12が有するグランド端子の一部はダイボンド・リードフレーム13のダイボンド領域にダウンボンディングされる。   The die bond lead frame 13 includes a die bond region and a lead frame integrated with the die bond region. The MOP-IC 12, which is a semiconductor integrated circuit chip, is attached to the die bond region of the die bond / lead frame 13 with a paste agent. Twenty-four lead terminals are arranged around the die bond region. Pins 2 to 6, pins 8 to 11, pins 13 to 17, pin 20 and pins 22 to 24 are lead terminals that are separate from the die bond lead frame 13. In addition, the first pin, the seventh pin, the 12th pin, the 18th pin, the 19th pin, and the 21st pin for ground are lead terminals formed as lead frames of the die bond lead frame 13. Each terminal of the MOP-IC 12 is bonded to each lead terminal. A part of the ground terminal of the MOP-IC 12 is down-bonded to the die bond region of the die bond / lead frame 13.

MOP−IC12は、ダイボンド・リードフレーム13のダイボンド領域の中央部より18番〜22番ピンが密集する方向へ向けてX軸方向(図1A紙面左右方向)にシフトさせた位置に配されている。MOP−IC12に設けられるLNA(不図示)が有する入力整合回路へ高周波信号を入力するためのMOP−IC12が有するRF入力端子が、高周波信号入力用の20番ピンとボンディングされる。また、入力整合回路のグランド接続用のMOP−IC12が有する各グランド端子が、グランド接続用の18番、19番、21番、22番ピンにそれぞれボンディングされる。MOP−IC12のシフトにより、高周波信号入力用の20番ピンのボンド・ワイヤ長およびグランド接続用の18番、19番、21番、22番ピンのボンド・ワイヤ長を短くすることができ、寄生インダクタンスを0.5nH程度に小さくできる。これにより、入力整合状態が改善し、高周波利得特性の改善が可能となる。   The MOP-IC 12 is disposed at a position shifted in the X-axis direction (left and right direction in FIG. 1A) from the center of the die bond area of the die bond / lead frame 13 toward the direction in which the 18th to 22nd pins are densely packed. . An RF input terminal of the MOP-IC 12 for inputting a high frequency signal to an input matching circuit of an LNA (not shown) provided in the MOP-IC 12 is bonded to a 20th pin for high frequency signal input. The ground terminals of the MOP-IC 12 for ground connection of the input matching circuit are bonded to the 18th, 19th, 21st and 22nd pins for ground connection, respectively. By shifting the MOP-IC 12, the bond wire length of the 20th pin for high-frequency signal input and the bond wire lengths of the 18th, 19th, 21st and 22nd pins for ground connection can be shortened. Inductance can be reduced to about 0.5 nH. As a result, the input matching state is improved, and the high-frequency gain characteristic can be improved.

また、21番ピンのリード端子は、ダイボンド・リードフレーム13のダイボンド領域と一体であるリードフレームとして形成し、ダウンボンドするボンド・ワイヤをリード端子に逃がしている。これにより、MOP−IC12のシフト量をより大きくすることが可能となる。   The lead terminal of the 21st pin is formed as a lead frame integrated with the die bond region of the die bond lead frame 13, and the bond wire to be down-bonded is released to the lead terminal. As a result, the shift amount of the MOP-IC 12 can be further increased.

また、パッケージの四隅のうち一つの隅においては18番ピンおよび19番ピンの二つのリード端子をダウンボンド領域と一体であるリードフレームとして形成し、残りの三つの各隅においては1番ピン、7番ピン、12番ピンのそれぞれ一つのみのリード端子をダウンボンド領域と一体であるリードフレームとして形成している。これにより、リード端子の強度を確保しつつ、従来の図5Aと較べて24番ピン、6番ピン、13番ピンを有効にできる。つまり、パッケージ有効端子数を増加させることができる。   Further, in one of the four corners of the package, two lead terminals, pin 18 and pin 19, are formed as a lead frame integrated with the down bond region, and pin 1 is formed in each of the remaining three corners. Only one lead terminal for each of the 7th and 12th pins is formed as a lead frame integrated with the down bond region. Thereby, the 24th pin, the 6th pin, and the 13th pin can be made effective as compared with the conventional FIG. 5A while securing the strength of the lead terminal. That is, the number of package effective terminals can be increased.

また、入力整合回路のグランド接続用のMOP−IC12が有するグランド端子が18番、19番、21番、22番ピンとボンディングされ、2本以上のボンド・ワイヤを短くしているので、ボンド・ワイヤの寄生インダクタンスによるグランドインピーダンスをより小さくでき、高周波利得特性およびNF(Noise Figure)を改善できる。   Also, since the ground terminals of the MOP-IC 12 for ground connection of the input matching circuit are bonded to the 18th, 19th, 21st and 22nd pins, and two or more bond wires are shortened, the bond wire The ground impedance due to the parasitic inductance can be further reduced, and the high frequency gain characteristic and NF (Noise Figure) can be improved.

また、パッケージの四隅においてグランド接続用のリード端子である1番ピン、7番ピン、12番ピン、18番ピン、19番ピンを配置しているのは、実装的にも基板レイアウト的にも好適だからである。即ち、熱応力はパッケージ四隅に最も強くかかり、熱応力によりパッケージ四隅の一つのピンの半田接合界面が破断しても他のピンの接合が維持されていれば、少なくともファンクション不良を防ぐことができる。そして、MOP−IC12の四隅にも二つずつグランド端子を設けたので、ボンド・ワイヤのレイアウトが容易となる。   The first, seventh, twelfth, twentieth, eighteenth, and nineteenth pins, which are lead terminals for ground connection, are arranged at the four corners of the package in terms of mounting and board layout. This is because it is preferable. That is, the thermal stress is most strongly applied to the four corners of the package, and even if the solder joint interface of one pin at the four corners of the package breaks due to the thermal stress, at least function failure can be prevented. . Since two ground terminals are provided at each of the four corners of the MOP-IC 12, layout of bond wires is facilitated.

また、高周波信号入力用のリード端子である20番ピンと中間周波数信号出力用のリード端子である11番ピンとが互いに対向するパッケージの辺上に配される。これにより、入出力間のボンド・ワイヤによるカプリングを低減することができる。   Also, a 20th pin, which is a lead terminal for high-frequency signal input, and a 11th pin, which is a lead terminal for outputting an intermediate frequency signal, are arranged on the sides of the package facing each other. Thereby, the coupling by the bond wire between input and output can be reduced.

なお、グランド接続用のリード端子である22番ピンと15番ピンは、LNA用およびVCO用に独立して与えられており、ピン変更の際にグランド接続用以外に使用できるよう敢えてダイボンド領域と一体としたリードフレームではなく、ダイボンド・リードフレーム13とは別体のリード端子としている。   In addition, the 22nd pin and 15th pin, which are lead terminals for ground connection, are given independently for the LNA and VCO, and are intentionally integrated with the die bond area so that they can be used for purposes other than ground connection when the pins are changed. Instead of the lead frame described above, the lead terminals are separate from the die bond lead frame 13.

本発明の第2実施形態に係るQFNパッケージのボンド・ワイヤ設計例の上面図を図2に示す。図2で示すQFNパッケージQ200では、MOP−IC12は、ダイボンド・リードフレーム13のダイボンド領域の中央部より18番〜22番ピンが密集する方向へ向けてX軸方向(図2紙面左右方向)のみでなくY軸方向(図2紙面上下方向)にシフトさせた位置に配されている。これにより、高周波信号入力用の20番ピンとMOP−IC12が有するRF入力端子とをボンディングするボンド・ワイヤの長さをより短くして、寄生インダクタンスをより小さくできる。   FIG. 2 shows a top view of a bond wire design example of the QFN package according to the second embodiment of the present invention. In the QFN package Q200 shown in FIG. 2, the MOP-IC 12 is only in the X-axis direction (the left-right direction in FIG. 2) from the center of the die bond area of the die bond lead frame 13 toward the direction where the 18th to 22nd pins are densely packed. Instead, it is arranged at a position shifted in the Y-axis direction (up and down direction in FIG. 2). As a result, the length of the bond wire for bonding the 20th pin for high-frequency signal input and the RF input terminal of the MOP-IC 12 can be made shorter, and the parasitic inductance can be made smaller.

次に、本発明の第3実施形態について説明する。本発明の第3実施形態に係るLC型バンドパスフィルタの構成を図3に示す。LC型バンドパスフィルタB100を有するMOPI−IC12は、上述した第1実施形態または第2実施形態のようにダイボンド領域の中央部よりシフトされた位置に配される。LC型バンドパスフィルタB100の構成は、上述した従来の3セクション・チェビシェフLC型バンドパスフィルタB1(図6B)と同様である。そして、MOP−IC12が有するRF入力端子RFINと20番ピンであるリード端子LT20とをボンディングするボンド・ワイヤをインダクタL1bとして考慮し、LC型バンドパスフィルタB100にインダクタL1bを含めたLC型バンドパスフィルタ(入力整合部)の入力整合により高周波特性が最良となるようLC型バンドパスフィルタB100の各回路素子の回路定数を設定している。これにより、インダクタL1bに直列に接続されるMOP−IC12が有するインダクタL1aを小さく、または削除することができる。従って、MOP−IC12を小型化・低コスト化でき、安価なパッケージで広帯域な入力整合を実現できる。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. The configuration of an LC type bandpass filter according to the third embodiment of the present invention is shown in FIG. The MOPI-IC 12 having the LC band-pass filter B100 is arranged at a position shifted from the center of the die bond region as in the first or second embodiment described above. The configuration of the LC type bandpass filter B100 is the same as that of the conventional three-section Chebyshev LC type bandpass filter B1 (FIG. 6B). Then, considering the bond wire for bonding the RF input terminal RFIN of the MOP-IC 12 and the lead terminal LT20 as the 20th pin as the inductor L1b, the LC type bandpass including the inductor L1b in the LC type bandpass filter B100 The circuit constants of the respective circuit elements of the LC type bandpass filter B100 are set so that the high frequency characteristics are optimized by the input matching of the filter (input matching unit). Thereby, the inductor L1a included in the MOP-IC 12 connected in series to the inductor L1b can be reduced or eliminated. Therefore, the MOP-IC 12 can be reduced in size and cost, and wide-band input matching can be realized with an inexpensive package.

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変更が可能である。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the embodiment can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.

例えば、LNAはMOSトランジスタを用いたものに限定されることはない。また、上記実施形態ではICチップにLNAを有する例としたが、混合回路が初段に位置する構成では、混合回路の入力整合回路をICチップに設けるようにしてもよい。   For example, the LNA is not limited to one using a MOS transistor. In the above embodiment, the IC chip has the LNA as an example. However, in the configuration in which the mixing circuit is located in the first stage, the input matching circuit of the mixing circuit may be provided in the IC chip.

1 バンドパスフィルタ
2 RFアンプ
3 混合回路
4 VCO
5 IFアンプ
6 LNA
10 MOP−IC
11 ダイボンド・リードフレーム
12 MOP−IC
13 ダイボンド・リードフレーム
Q1、Q100、Q200 QFNパッケージ
B1、B10、B100 3セクション・チェビシェフLC型バンドパスフィルタ
1 Band pass filter 2 RF amplifier 3 Mixing circuit 4 VCO
5 IF amplifier 6 LNA
10 MOP-IC
11 Die bond lead frame 12 MOP-IC
13 Die bond lead frame Q1, Q100, Q200 QFN package B1, B10, B100 3-section Chebyshev LC type bandpass filter

Claims (9)

高周波信号が入力される入力整合回路を有しダイボンド領域に配された半導体集積回路チップと、前記ダイボンド領域の周辺に配されたリード端子と、を備え、前記半導体集積回路チップが有する各端子と前記各リード端子とがボンド・ワイヤにより接続された半導体パッケージにおいて、
前記ダイボンド領域の中央部より前記入力整合回路に高周波信号を入力させるための前記リード端子である高周波入力端子側および/または前記入力整合回路のグランド接続用の前記リード端子であるグランド端子側にシフトした位置に前記半導体集積回路チップは配されることを特徴とする半導体パッケージ。
A semiconductor integrated circuit chip having an input matching circuit to which a high-frequency signal is input and disposed in the die bond region; and lead terminals disposed in the periphery of the die bond region; and each terminal included in the semiconductor integrated circuit chip; In the semiconductor package in which each lead terminal is connected by a bond wire,
Shift from the center of the die bond region to the high-frequency input terminal side that is the lead terminal for inputting a high-frequency signal to the input matching circuit and / or the ground terminal side that is the lead terminal for ground connection of the input matching circuit A semiconductor package, wherein the semiconductor integrated circuit chip is disposed at the position.
前記半導体集積回路チップをシフトした方向に前記ダイボンド領域と一体に形成された前記グランド端子を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体パッケージ。   2. The semiconductor package according to claim 1, further comprising: the ground terminal formed integrally with the die bond region in a direction in which the semiconductor integrated circuit chip is shifted. パッケージの四隅のうち少なくとも一つの隅において前記ダイボンド領域と一体に形成された二つのリード端子を有し、残りの隅において前記ダイボンド領域と一体に形成される一つのリード端子と前記ダイボンド領域と別体である一つのリード端子とを有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体パッケージ。   At least one of the four corners of the package has two lead terminals formed integrally with the die bond region, and one lead terminal formed integrally with the die bond region is separated from the die bond region at the remaining corner. The semiconductor package according to claim 1, further comprising a single lead terminal that is a body. 前記入力整合回路のグランド接続用の前記半導体集積回路チップが有する端子と前記グランド端子とを接続するボンド・ワイヤが2本以上であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の半導体パッケージ。   4. The bond wire for connecting the terminal of the semiconductor integrated circuit chip for ground connection of the input matching circuit and the ground terminal is two or more. 5. The semiconductor package described. パッケージの四隅にグランド接続用のリード端子を有し、前記半導体集積回路チップの四隅にグランド接続用の端子を有することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の半導体パッケージ。   5. The semiconductor package according to claim 1, further comprising: ground connection lead terminals at four corners of the package, and ground connection terminals at the four corners of the semiconductor integrated circuit chip. 前記入力整合回路に前記高周波入力端子のボンド・ワイヤをインダクタとして含めた入力整合部の入力整合により高周波特性が最良となるよう前記入力整合回路の各回路素子の回路定数を設定していることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の半導体パッケージ。   The circuit constant of each circuit element of the input matching circuit is set so that the high frequency characteristics are best by the input matching of the input matching unit including the bond wire of the high frequency input terminal as an inductor in the input matching circuit. The semiconductor package according to any one of claims 1 to 5, characterized in that: 前記入力整合回路はバンドパスフィルタであることを特徴とする請求項6に記載の半導体パッケージ。   The semiconductor package according to claim 6, wherein the input matching circuit is a band-pass filter. 前記高周波入力端子を介して入力される高周波信号が周波数変換された中間周波数信号が出力される前記リード端子である中間周波出力端子を有し、前記高周波入力端子と前記中間周波出力端子とが互いに対向するパッケージの辺上に配されることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の半導体パッケージ。   An intermediate frequency output terminal serving as the lead terminal from which an intermediate frequency signal obtained by frequency-converting a high frequency signal input through the high frequency input terminal is output, and the high frequency input terminal and the intermediate frequency output terminal are mutually connected The semiconductor package according to claim 1, wherein the semiconductor package is disposed on an opposite side of the package. 前記半導体集積回路チップは、前記入力整合回路を有するLNA(Low-Noise Amplifier)および/または混合回路を有し、前記半導体パッケージは放送受信装置であることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載の半導体パッケージ。   9. The semiconductor integrated circuit chip has an LNA (Low-Noise Amplifier) and / or a mixing circuit having the input matching circuit, and the semiconductor package is a broadcast receiving device. The semiconductor package in any one of.
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