JP2722950B2 - 半導体集積回路高周波装置 - Google Patents
半導体集積回路高周波装置Info
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- JP2722950B2 JP2722950B2 JP4187742A JP18774292A JP2722950B2 JP 2722950 B2 JP2722950 B2 JP 2722950B2 JP 4187742 A JP4187742 A JP 4187742A JP 18774292 A JP18774292 A JP 18774292A JP 2722950 B2 JP2722950 B2 JP 2722950B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高周波数信号の増幅や周
波数変換等の信号処理を半導体集積回路で行う半導体集
積回路高周波装置に関し、特に、導波管入出力端子を有
しマイクロ波およびミリ波帯使用に適する半導体集積回
路高周波装置に関する。
波数変換等の信号処理を半導体集積回路で行う半導体集
積回路高周波装置に関し、特に、導波管入出力端子を有
しマイクロ波およびミリ波帯使用に適する半導体集積回
路高周波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の半導体集積回路高周波装
置について、図３の断面図を参照して説明する。図３に
おいて、（ａ）図は縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＣ
１−Ｃ２断面図である。
置について、図３の断面図を参照して説明する。図３に
おいて、（ａ）図は縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＣ
１−Ｃ２断面図である。
【０００３】この半導体集積回路高周波装置は、導波管
２１を高周波数信号の入力端子とし、上記高周波信号を
半導体集積回路増幅器チップ３で増幅し、導波管２２を
増幅された上記高周波数信号の出力端子とする半導体集
積回路増幅装置である。半導体集積回路増幅器チップ３
の高周波入力端および出力端と誘電体基板３０，３１上
に導体膜で構成されたストリップライン２８，２９とが
金等の細線からからなるボンディングワイヤ３５，３６
でそれぞれ接続される。ストリップライン２８，２９の
他端は、絶縁誘電体３２，３３で保持された同軸線路の
中心導体であるとともに導波管２１，２２の結合素子と
なる結合中心導体棒２６，２７にボンディングワイヤ３
４，３７でそれぞれ接続される。
２１を高周波数信号の入力端子とし、上記高周波信号を
半導体集積回路増幅器チップ３で増幅し、導波管２２を
増幅された上記高周波数信号の出力端子とする半導体集
積回路増幅装置である。半導体集積回路増幅器チップ３
の高周波入力端および出力端と誘電体基板３０，３１上
に導体膜で構成されたストリップライン２８，２９とが
金等の細線からからなるボンディングワイヤ３５，３６
でそれぞれ接続される。ストリップライン２８，２９の
他端は、絶縁誘電体３２，３３で保持された同軸線路の
中心導体であるとともに導波管２１，２２の結合素子と
なる結合中心導体棒２６，２７にボンディングワイヤ３
４，３７でそれぞれ接続される。
【０００４】導波管２１，２２それぞれの開口部２１
ａ，２２ａは、この半導体集積回路増幅装置の入力部お
よび出力部として外部導波管回路との接続点となる。ス
トリップライン２８，２９は、導波管結合素子である導
体棒２６，２７の間隔と、半導体集積回路増幅器チップ
３の入出力端間隔との関係から、導体棒２６と２７との
結合点を最適とする位置合せのために用いられる。即
ち、導体棒２６，２７の必要とする最狭間隔よりもチッ
プ３の入出力間隔が狭い場合には、入力導波管２１と出
力導波管２２とが空洞部３９を介して高周波的につなが
ってしまうので、ストリップライン２８，２９が必須と
なる。またチップ３，ボンディングワイヤ３４〜３７の
保護のためシールキャップ３８が必要である。
ａ，２２ａは、この半導体集積回路増幅装置の入力部お
よび出力部として外部導波管回路との接続点となる。ス
トリップライン２８，２９は、導波管結合素子である導
体棒２６，２７の間隔と、半導体集積回路増幅器チップ
３の入出力端間隔との関係から、導体棒２６と２７との
結合点を最適とする位置合せのために用いられる。即
ち、導体棒２６，２７の必要とする最狭間隔よりもチッ
プ３の入出力間隔が狭い場合には、入力導波管２１と出
力導波管２２とが空洞部３９を介して高周波的につなが
ってしまうので、ストリップライン２８，２９が必須と
なる。またチップ３，ボンディングワイヤ３４〜３７の
保護のためシールキャップ３８が必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体集積
回路高周波装置では、構造が複雑なうえにボンディング
ワイヤ，ストリップラインおよび同軸線路を介して高周
波数信号を伝達するので、特にマイクロ波やミリ波帯の
ような超高周波領域においては上記それぞれの構成要素
により伝搬損失のみならず接続点における反射損失等を
生じ処理する高周波数信号に大きな劣化を生じていた。
また、上記ストリップラインおよび同軸線路において高
次モードの発生を避けるため、これらの形状を極めて小
さくする必要があるので、上記伝搬損失が益々増大する
ばかりでなく、上記構成要素に厳しい加工精度を要求さ
れ、ミリ波帯域のような超高周波帯では、上記高周波装
置の製作が困難であった。
回路高周波装置では、構造が複雑なうえにボンディング
ワイヤ，ストリップラインおよび同軸線路を介して高周
波数信号を伝達するので、特にマイクロ波やミリ波帯の
ような超高周波領域においては上記それぞれの構成要素
により伝搬損失のみならず接続点における反射損失等を
生じ処理する高周波数信号に大きな劣化を生じていた。
また、上記ストリップラインおよび同軸線路において高
次モードの発生を避けるため、これらの形状を極めて小
さくする必要があるので、上記伝搬損失が益々増大する
ばかりでなく、上記構成要素に厳しい加工精度を要求さ
れ、ミリ波帯域のような超高周波帯では、上記高周波装
置の製作が困難であった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
高周波装置は、高周波数信号を入出力する複数の高周波
入出力端を有する半導体集積回路チップと、前記高周波
入出力端のそれぞれに接続される金属結合片と、前記高
周波数信号を前記金属結合片の一つとの間でそれぞれ電
磁界結合する入出力導波管とを備えている。
高周波装置は、高周波数信号を入出力する複数の高周波
入出力端を有する半導体集積回路チップと、前記高周波
入出力端のそれぞれに接続される金属結合片と、前記高
周波数信号を前記金属結合片の一つとの間でそれぞれ電
磁界結合する入出力導波管とを備えている。
【０００７】この半導体集積回路高周波装置の第１の実
施態様は、前記半導体集積回路チップが、前記高周波入
出力端の一つに入力された前記高周波信号を増幅して別
の前記高周波入出力端から出力する半導体集積回路増幅
器チップである。
施態様は、前記半導体集積回路チップが、前記高周波入
出力端の一つに入力された前記高周波信号を増幅して別
の前記高周波入出力端から出力する半導体集積回路増幅
器チップである。
【０００８】また、この半導体集積回路高周波装置の第
２の実施態様は、前記半導体集積回路チップが、さらに
中間周波数信号端を有し、前記高周波入出力端の一つか
ら入力される第１の前記高周波数信号と前記中間周波数
信号端から入力される中間周波数信号とに応答して前記
高周波入出力端の別の一つから第２の前記高周波数信号
を生ずる半導体集積回路周波数変換器チップであり、前
記半導体集積回路高周波装置が、さらに、一端が前記中
間周波数信号の入力端子とされる同軸線路と、前記半導
体集積回路周波数変換器チップの中間周波数信号端と前
記同軸線路の他端とを接続するボンディングワイヤとを
備えている。なお、第２の実施態様の半導体集積回路高
周波装置はアップコンバータであるが、前記同軸線路の
一端を中間周波数信号の出力端子とし、前記高周波入出
力端子の別の一つを第２の高周波信号の入力端子とすれ
ば、前記第２の実施態様の半導体集積回路高周波装置は
ダウンコンバータになる。
２の実施態様は、前記半導体集積回路チップが、さらに
中間周波数信号端を有し、前記高周波入出力端の一つか
ら入力される第１の前記高周波数信号と前記中間周波数
信号端から入力される中間周波数信号とに応答して前記
高周波入出力端の別の一つから第２の前記高周波数信号
を生ずる半導体集積回路周波数変換器チップであり、前
記半導体集積回路高周波装置が、さらに、一端が前記中
間周波数信号の入力端子とされる同軸線路と、前記半導
体集積回路周波数変換器チップの中間周波数信号端と前
記同軸線路の他端とを接続するボンディングワイヤとを
備えている。なお、第２の実施態様の半導体集積回路高
周波装置はアップコンバータであるが、前記同軸線路の
一端を中間周波数信号の出力端子とし、前記高周波入出
力端子の別の一つを第２の高周波信号の入力端子とすれ
ば、前記第２の実施態様の半導体集積回路高周波装置は
ダウンコンバータになる。
【０００９】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１０】図１は、本発明の第１の実施例の断面図で
ある。図１において、（ａ）図は縦断面図、（ｂ）図は
（ａ）図のＡ１−Ａ２断面図である。
ある。図１において、（ａ）図は縦断面図、（ｂ）図は
（ａ）図のＡ１−Ａ２断面図である。
【００１１】図１を参照すると、この半導体集積回路高
周波装置は、導波管１を高周波数信号の入力端子とし、
上記高周波数信号を半導体集積回路増幅器チップ３で増
幅し、導波管２を増幅された上記高周波数信号の出力端
子とする半導体集積回路増幅装置を示している。超高周
波増幅器を搭載した半導体集積回路チップ３の高周波入
出力端には金属結合片４および５がそれぞれ接着され、
この金属結合片４および５は高周波数信号を導波管１お
よび２にそれぞれ電磁界結合する。
周波装置は、導波管１を高周波数信号の入力端子とし、
上記高周波数信号を半導体集積回路増幅器チップ３で増
幅し、導波管２を増幅された上記高周波数信号の出力端
子とする半導体集積回路増幅装置を示している。超高周
波増幅器を搭載した半導体集積回路チップ３の高周波入
出力端には金属結合片４および５がそれぞれ接着され、
この金属結合片４および５は高周波数信号を導波管１お
よび２にそれぞれ電磁界結合する。
【００１２】次に第１の実施例の動作を説明する。外部
回路より導波管１の開口部１ａに入力した高周波電磁波
信号（高周波数信号）は金属結合片４を介して半導体集
積回路チップ３の高周波信号入力端に到達する。半導体
集積回路チップ３に搭載された超高周波増幅器の利得に
応じて増幅された高周波数信号は、チップ３の高周波信
号出力端に接着された金属結合片５により高周波電磁波
信号（高周波数信号）に変換され、導波管２の開口部２
ａより外部回路に出力される。チップ３の搭載される部
分（チップ搭載部）６の開口幅，即ちチップ搭載開口幅
Ｌ１はチップ３の幅寸法の収容可能な範囲内で導波管１
および２の幅Ｌ２より狭くすることができるので、チッ
プ搭載部６の導波管モード遮断周波数を導波管１および
２の遮断周波数より高くすることが可能となり、チップ
３に入出力する高周波数信号の周波数においてはチップ
３の高周波信号入出力端間の信号アイソレーションが確
保され、発振等の不安定要因も回避できる。
回路より導波管１の開口部１ａに入力した高周波電磁波
信号（高周波数信号）は金属結合片４を介して半導体集
積回路チップ３の高周波信号入力端に到達する。半導体
集積回路チップ３に搭載された超高周波増幅器の利得に
応じて増幅された高周波数信号は、チップ３の高周波信
号出力端に接着された金属結合片５により高周波電磁波
信号（高周波数信号）に変換され、導波管２の開口部２
ａより外部回路に出力される。チップ３の搭載される部
分（チップ搭載部）６の開口幅，即ちチップ搭載開口幅
Ｌ１はチップ３の幅寸法の収容可能な範囲内で導波管１
および２の幅Ｌ２より狭くすることができるので、チッ
プ搭載部６の導波管モード遮断周波数を導波管１および
２の遮断周波数より高くすることが可能となり、チップ
３に入出力する高周波数信号の周波数においてはチップ
３の高周波信号入出力端間の信号アイソレーションが確
保され、発振等の不安定要因も回避できる。
【００１３】図２は、本発明の第２の実施例の断面図で
ある。図２において、（ａ）図は縦断面図、（ｂ）図は
（ａ）図のＢ１−Ｂ２断面図である。
ある。図２において、（ａ）図は縦断面図、（ｂ）図は
（ａ）図のＢ１−Ｂ２断面図である。
【００１４】図２を参照すると、この半導体集積回路高
周波装置は、導波管１を第１の高周波数信号の入力端子
とし、中間周波数信号端子中心導体１６を中間周波数信
号の入力端子とし、導波管２を上記第１の高周波数信号
および中間周波数信号に応答して半導体集積回路周波数
変換器チップ１３が生じた第２の高周波数信号の出力端
子とするアップコンバータ型の半導体集積回路周波数変
換装置を示している。超高周波周波数変換器を搭載した
半導体集積回路チップ３の高周波入出力端には金属結合
片４および５が接着され、この金属結合片４および５は
上記第１および第２の高周波数信号をそれぞれ導波管１
および２に電磁界結合する。また、外部回路からの上記
中間周波数信号は、絶縁誘電体１８およびこれに保持さ
れた中心導体１６からなる同軸線路と両端が上記中心導
体１６および上記チップ１３の中間周波数信号端にそれ
ぞれボンディングされたボンディングワイヤ１８とを介
してチップ１３の中間周波数信号端に供給される。
周波装置は、導波管１を第１の高周波数信号の入力端子
とし、中間周波数信号端子中心導体１６を中間周波数信
号の入力端子とし、導波管２を上記第１の高周波数信号
および中間周波数信号に応答して半導体集積回路周波数
変換器チップ１３が生じた第２の高周波数信号の出力端
子とするアップコンバータ型の半導体集積回路周波数変
換装置を示している。超高周波周波数変換器を搭載した
半導体集積回路チップ３の高周波入出力端には金属結合
片４および５が接着され、この金属結合片４および５は
上記第１および第２の高周波数信号をそれぞれ導波管１
および２に電磁界結合する。また、外部回路からの上記
中間周波数信号は、絶縁誘電体１８およびこれに保持さ
れた中心導体１６からなる同軸線路と両端が上記中心導
体１６および上記チップ１３の中間周波数信号端にそれ
ぞれボンディングされたボンディングワイヤ１８とを介
してチップ１３の中間周波数信号端に供給される。
【００１５】次に第２の実施例の動作を説明する。外部
回路より導波管１の開口部１ａに入力した局部発振周波
数電磁波信号（第１の高周波数信号）は金属結合片４を
介して半導体集積回路チップ１３の局部発振信号（高周
波信号）入力端に到達する。また、外部回路から同軸線
路の中心導体１６に入力された中間周波数信号がボンデ
ィングワイヤ１７を介してチップ１３の中間周波数信号
端に加えられる。半導体集積回路チップ１３は、周波数
変換機能によって上記第１の高周波数信号と上記中間周
波数信号とから第２の高周波数信号を生じる。この第２
の高周波数信号は、チップ１３の高周波出力端に接続さ
れた金属結合片５により電磁波信号に変換され、導波管
２の開口部２ａより外部回路に出力される。チップ１３
の搭載された部分（チップ搭載部）１９の開口幅，即ち
チップ搭載開口幅Ｌ３は、チップ１３の幅寸法の収容可
能な範囲内で導波管１および２の幅Ｌ４より狭くできる
ので、チップ搭載部１９の遮断周波数が導波管１，２に
おける導波管モードの遮断周波数より高くでき、局部発
振信号（第１の高周波数信号）および第２の高周波数信
号の互いに別の導波管２および１への廻り込みが阻止さ
れる。
回路より導波管１の開口部１ａに入力した局部発振周波
数電磁波信号（第１の高周波数信号）は金属結合片４を
介して半導体集積回路チップ１３の局部発振信号（高周
波信号）入力端に到達する。また、外部回路から同軸線
路の中心導体１６に入力された中間周波数信号がボンデ
ィングワイヤ１７を介してチップ１３の中間周波数信号
端に加えられる。半導体集積回路チップ１３は、周波数
変換機能によって上記第１の高周波数信号と上記中間周
波数信号とから第２の高周波数信号を生じる。この第２
の高周波数信号は、チップ１３の高周波出力端に接続さ
れた金属結合片５により電磁波信号に変換され、導波管
２の開口部２ａより外部回路に出力される。チップ１３
の搭載された部分（チップ搭載部）１９の開口幅，即ち
チップ搭載開口幅Ｌ３は、チップ１３の幅寸法の収容可
能な範囲内で導波管１および２の幅Ｌ４より狭くできる
ので、チップ搭載部１９の遮断周波数が導波管１，２に
おける導波管モードの遮断周波数より高くでき、局部発
振信号（第１の高周波数信号）および第２の高周波数信
号の互いに別の導波管２および１への廻り込みが阻止さ
れる。
【００１６】なお、図２の実施例をダウンコンバータ型
の半導体集積回路周波数変換器として用いる場合は、導
波管１から入力された第１の高周波数信号が、金属結合
片４を介してチップ１３の高周波入力端に到達する。一
方、導波管２から入力された第２の高周波数信号（局部
発振信号）が、金属結合片５を介してチップ１３の局部
発振信号入力端に到達する。チップ１３に搭載された周
波数変換機能により上記第１および第２の高周波数信号
に応答してチップ１３の中間周波数信号端に得られた中
間周波数信号はボンディングワイヤ１７を介して同軸線
路中心導体１６より外部回路に出力される。
の半導体集積回路周波数変換器として用いる場合は、導
波管１から入力された第１の高周波数信号が、金属結合
片４を介してチップ１３の高周波入力端に到達する。一
方、導波管２から入力された第２の高周波数信号（局部
発振信号）が、金属結合片５を介してチップ１３の局部
発振信号入力端に到達する。チップ１３に搭載された周
波数変換機能により上記第１および第２の高周波数信号
に応答してチップ１３の中間周波数信号端に得られた中
間周波数信号はボンディングワイヤ１７を介して同軸線
路中心導体１６より外部回路に出力される。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体集
積回路チップの高周波信号入出力端にそれぞれ金属結合
片を接続し、上記チップに入出力する高周波信号をこの
金属結合片と入出力導波管との間で直接に電磁波結合す
るので、上記高周波信号の伝送損失および反射損失によ
る上記高周波信号の劣化を最小限に抑えることができる
だけでなく、構造が簡単であるので部品点数を著しく削
減することができ、さらに加工精度の厳しい構造部分を
少なくできるので、ミリ波帯等の超高周波数帯において
も製作が容易になるという効果がある。
積回路チップの高周波信号入出力端にそれぞれ金属結合
片を接続し、上記チップに入出力する高周波信号をこの
金属結合片と入出力導波管との間で直接に電磁波結合す
るので、上記高周波信号の伝送損失および反射損失によ
る上記高周波信号の劣化を最小限に抑えることができる
だけでなく、構造が簡単であるので部品点数を著しく削
減することができ、さらに加工精度の厳しい構造部分を
少なくできるので、ミリ波帯等の超高周波数帯において
も製作が容易になるという効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例の断面図である。（ａ）
図は縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ１−Ａ２断面図
である。
図は縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ１−Ａ２断面図
である。
【図２】本発明の第２の実施例の断面図である。（ａ）
図は縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ１−Ｂ２断面図
である。
図は縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ１−Ｂ２断面図
である。
【図３】従来の半導体集積回路増幅装置の断面図であ
る。（ａ）図は縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＣ１−
Ｃ２断面図である。
る。（ａ）図は縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図のＣ１−
Ｃ２断面図である。
１，２，２１，２２ 導波管 ３ 半導体集積回路増幅器チップ １ａ，２ａ，２１ａ，２２ａ 開口部 ４，５ 金属結合片 ６，１９ チップ搭載部 １３ 半導体集積回路周波数変換器チップ １６ 中間周波数信号端子中心導体 １７，３４〜３８ ボンディングワイヤ １８，３２，３３ 絶縁誘電体 ２６，２７ 結合中心導体棒 ２８，２９ ストリップライン ３０，３１ 誘電体基板 ３８ シールキャップ ３９ 空洞部
Claims (2)
- 【請求項１】 高周波数信号を入出力する複数の高周波
入出力端を有する半導体集積回路チップと、前記高周波
入出力端のそれぞれに接続される金属結合片と、前記高
周波数信号を前記金属結合片の一つとの間でそれぞれ電
磁界結合する入出力導波管とを備え、 前記半導体集積回路チップが、さらに中間周波数信号端
を有し、前記高周波入出力端の一つから入力される第１
の前記高周波数信号と前記中間周波数信号端から入力さ
れる中間周波数信号とに応答して前記高周波入出力端の
別の一つから第２の前記高周波数信号を生ずる半導体集
積回路周波数変換器チップであり、 前記半導体集積回路高周波装置が、さらに、一端が前記
中間周波数信号の入力端子とされる同軸線路と、前記半
導体集積回路周波数変換器チップの中間周波数信号端と
前記同軸線路の他端とを接続するボンディングワイヤと
を備えるこことを特徴とする 半導体集積回路高周波装
置。 - 【請求項２】 高周波数信号を入出力する複数の高周波
入出力端を有する半導体集積回路チップと、前記高周波
入出力端のそれぞれに接続される金属結合片と、前記高
周波数信号を前記金属結合片の一つとの間でそれぞれ電
磁界結合する入出力導波管とを備え、 前記半導体集積回路チップが、さらに中間周波数信号端
を有し、前記高周波入出力端の一つから入力される第１
の前記高周波数信号と前記高周波入出力端子の別の一つ
から入力される第２の前記高周波数信号とに応答して中
間周波数信号を前記中間周波数信号端に生ずる半導体集
積回路周波数変換器チップであり、 前記半導体集積回路高周波装置が、さらに、一端が前記
中間周波数信号の出力端子とされる同軸線路と、前記半
導体集積回路周波数変換器チップの中間周波数信号端と
前記同軸線路の他端とを接続するボンディングワイヤと
を備えることを特徴とする 半導体集積回路高周波装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4187742A JP2722950B2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 半導体集積回路高周波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4187742A JP2722950B2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 半導体集積回路高周波装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0637517A JPH0637517A (ja) | 1994-02-10 |
| JP2722950B2 true JP2722950B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=16211406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4187742A Expired - Fee Related JP2722950B2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 半導体集積回路高周波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2722950B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5627521A (en) * | 1979-08-15 | 1981-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | Parallel-connected transistor amplifier |
-
1992
- 1992-07-15 JP JP4187742A patent/JP2722950B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0637517A (ja) | 1994-02-10 |
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