JP7196014B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置に関する。

例えば、配線基板に半導体集積回路、アンテナ、マッチング回路等が実装されたアンテナモジュールを有する半導体装置が知られている。このような半導体装置では、アンテナのマッチング特性等の特性評価を行う必要がある。そのため、配線基板に、最終製品となるアンテナモジュール領域とは別に評価領域を設け、評価領域に設けた評価端子や評価回路を用いて特性評価を行う。そして、最終的には評価領域を除去し、アンテナモジュール領域のみが製品に使用される。

特開２００９－１４１２２８号公報

しかしながら、アンテナモジュール領域とは別に評価領域を設けると、評価領域の物性値（誘電率や誘電正接等）がアンテナモジュール領域に影響を与える。そのため、評価領域を除去する前の特性と、評価領域を除去した後の特性が一致せず、評価領域を除去する前の状態では、最終製品となるアンテナモジュール領域の正しい特性評価を行うことができなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、最終製品となる領域とは別に評価領域を備えた半導体装置において、評価領域を除去する前の状態で最終製品となる領域の正しい特性評価を行うことを課題とする。

本半導体装置は、アンテナ及び前記アンテナに接続された半導体集積回路が設けられたアンテナモジュール領域と、前記アンテナモジュール領域に隣接して配置され、前記アンテナの特性評価に使用する評価領域と、を備えた配線基板を有し、前記評価領域に、前記アンテナモジュール領域と前記評価領域とを区分する境界線の前記アンテナと対向する部分を少なくとも含むスリットが形成されている。

開示の技術によれば、最終製品となる領域とは別に評価領域を備えた半導体装置において、評価領域を除去する前の状態で最終製品となる領域の正しい特性評価を行うことができる。

第１実施形態に係る半導体装置を例示する平面図である。 第１実施形態に係る半導体装置のマッチング特性の一例である。 比較例に係る半導体装置を例示する平面図である。 比較例に係る半導体装置のマッチング特性の一例である。 第１実施形態の変形例１に係る半導体装置を例示する平面図である。 第１実施形態の変形例２に係る半導体装置を例示する平面図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

〈第１実施形態〉
図１は、第１実施形態に係る半導体装置を例示する平面図である。図１を参照すると、半導体装置１は、アンテナモジュール領域１０１と、評価領域１０２とを備えた配線基板１０を有している。配線基板１０は、例えばガラスエポキシ基板等の汎用基板である。

アンテナモジュール領域１０１には、半導体集積回路２０、アンテナ３０、及びマッチング回路４０が設けられている。半導体集積回路２０は、例えば、配線パターン１２によりアンテナ３０やマッチング回路４０と接続されて高周波信号を処理するＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）である。

評価領域１０２は、アンテナモジュール領域１０１に隣接して設けられ、アンテナ３０の特性評価に使用する領域である。評価領域１０２には、評価端子５０が設けられている。評価端子５０は、図示しない配線パターンにより、半導体集積回路２０と接続されている。評価領域１０２には、必要に応じて、評価端子５０や半導体集積回路２０と接続される評価回路が実装されてもよい。

評価端子５０は、半導体装置１のマッチング特性等を評価する際に、ＰＣ（Personal Computer）等の制御機器と接続される入出力端子である。評価端子５０は、製造ラインで半導体装置１が完成したときの特性評価や、半導体装置１のマッチング特性等を検討する試作評価で使用される。

境界線Ｃ_１は、アンテナモジュール領域１０１と評価領域１０２とを区分する仮想的な線であり、配線基板１０から評価領域１０２を除去する際のダイシングラインとなる。半導体装置１は、図１の形状で出荷されるが、最終的に配線基板１０が境界線Ｃ_１に沿って切断され、配線基板１０から評価領域１０２が除去されて、アンテナモジュール領域１０１のみが最終製品に搭載される。

配線基板１０には、スリット１５が形成されている。スリット１５は、アンテナモジュール領域１０１内には形成されず、評価領域１０２内にアンテナモジュール領域１０１に接して形成される。詳細には、スリット１５は、境界線Ｃ_１のアンテナ３０と対向する部分を少なくとも含むように評価領域１０２に形成される。但し、スリット１５は、アンテナモジュール領域１０１と評価領域１０２に跨って形成されてもよい。

境界線Ｃ_１のアンテナ３０と対向する部分とは、境界線Ｃ_１の中で、境界線Ｃ_１に引いた法線がアンテナ３０の何れかの部分と交わる範囲である。図１の例では、Ｃ_ａで示した範囲が、境界線Ｃ_１のアンテナ３０と対向する部分である。従って、スリット１５は、Ｃ_ａで示した範囲を少なくとも含むように評価領域１０２に形成される。アンテナ３０が境界線Ｃ_１に対して平行に設けられていない場合や、アンテナ３０が異形である場合等ついても同様である。このように、スリット１５は、アンテナモジュール領域１０１と評価領域１０２とを区分する境界線Ｃ_１のアンテナ３０と対向する部分を少なくとも含む長さを有している。

スリット１５の内部は空気であるため、スリット１５の位置に配線基板１０が存在する場合に比べて良好な物性値（誘電率や誘電正接等）が得られる。空気の誘電率は１であり誘電正接は０であるが、これらは配線基板１０の誘電率や誘電正接よりも低く優れている。その結果、スリット１５を設けることで、評価領域１０２の物性値のアンテナ３０への影響が低減され、良好なマッチング特性が得られる。

図２は、第１実施形態に係る半導体装置のマッチング特性の一例である。図２において、（１）は図１に示す半導体装置１のマッチング特性を示し、（２）は図１から評価領域１０２を除去したアンテナモジュール領域１０１のみのマッチング特性を示している。図２において、（１）のマッチング特性と（２）のマッチング特性が略一致していることから、半導体装置１の状態で、アンテナモジュール領域１０１のみのマッチング特性を正しく評価できているといえる。

なお、スリット１５は、Ｃ_ａで示した範囲よりも長く形成されることが好ましい。又、スリット１５の幅Ｗ_１は、２ｍｍ以上であることが好ましい。これらの条件を満たすことで、図２に示す（１）と（２）のマッチング特性を精度よく一致させることができる。

図３は、比較例に係る半導体装置を例示する平面図である。図３を参照すると、半導体装置１Ｘは、配線基板１０Ｘにスリットが形成されていない点が、半導体装置１（図１参照）と相違する。

図４は、比較例に係る半導体装置のマッチング特性の一例である。図４において、（１）は図３に示す半導体装置１Ｘのマッチング特性を示し、（２）は図３から評価領域１０２を除去したアンテナモジュール領域１０１のみのマッチング特性を示している。図４において、（１）のマッチング特性と（２）のマッチング特性は一致せず、共振周波数が約２００ＭＨｚずれている。

半導体装置１Ｘでは、配線基板１０Ｘにスリットが形成されていないため、評価領域１０２の物性値がアンテナモジュール領域１０１に影響を与え、図４に示すようにマッチング特性が一致しなかったと考えられる。図４に示すように、評価領域１０２を除去する前のマッチング特性と、評価領域１０２を除去した後のマッチング特性が一致しないと、評価領域１０２を除去する前の状態でアンテナモジュール領域１０１のマッチング特性の正しい評価を行うことができない。

これに対し、半導体装置１では、配線基板１０にスリット１５が形成されているため、前述のように、評価領域１０２を除去する前の状態でアンテナモジュール領域１０１のマッチング特性の正しい評価を行うことができる。

〈第１実施形態の変形例１〉
第１実施形態の変形例１では、第１実施形態とは形状が異なる評価領域を備えた半導体装置の例を示す。なお、第１実施形態の変形例１において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

図５は、第１実施形態の変形例１に係る半導体装置を例示する平面図である。図５を参照すると、半導体装置１Ａは、配線基板１０が、アンテナモジュール領域１０１を介して互いに対向する評価領域１０２及び１０３を含む点が、半導体装置１（図１参照）と相違する。

評価領域１０３は、アンテナモジュール領域１０１に隣接して設けられ、アンテナ３１の特性評価に使用する領域である。評価領域１０３には、評価端子５１が設けられている。評価端子５１は、図示しない配線パターンにより、半導体集積回路２０と接続されている。評価領域１０３には、必要に応じて、評価端子５１や半導体集積回路２０と接続される評価回路が実装されてもよい。

評価端子５１は、評価端子５０と共に、半導体装置１のマッチング特性等を評価する際に、ＰＣ等の制御機器と接続される入出力端子である。評価端子５０及び５１は、製造ラインで半導体装置１Ａが完成したときの特性評価や、半導体装置１Ａのマッチング特性等を検討する試作評価で使用される。

境界線Ｃ_２は、アンテナモジュール領域１０１と評価領域１０３とを区分する仮想的な線であり、配線基板１０から評価領域１０３を除去する際のダイシングラインとなる。半導体装置１Ａは、図５の形状で出荷されるが、最終的に配線基板１０が境界線Ｃ_１及びＣ_２に沿って切断され、配線基板１０から評価領域１０２及び１０３が除去されて、アンテナモジュール領域１０１のみが最終製品に搭載される。

配線基板１０には、スリット１５及び１６が形成されている。スリット１５については、半導体装置１の場合と同様である。スリット１６は、アンテナモジュール領域１０１内には形成されず、評価領域１０３内にアンテナモジュール領域１０１に接して形成される。詳細には、スリット１６は、境界線Ｃ_２のアンテナ３１と対向する部分を少なくとも含むように評価領域１０３に形成される。但し、スリット１６は、アンテナモジュール領域１０１と評価領域１０３に跨って形成されてもよい。

図５の例では、Ｃ_ｂで示した範囲が、境界線Ｃ_２のアンテナ３１と対向する部分である。従って、スリット１６は、Ｃ_ｂで示した範囲を少なくとも含むように評価領域１０３に形成される。スリット１６は、Ｃ_ｂで示した範囲よりも長く形成されることが好ましい。このように、スリット１６は、アンテナモジュール領域１０１と評価領域１０３とを区分する境界線Ｃ_２のアンテナ３１と対向する部分を少なくとも含む長さを有している。

又、スリット１６の幅Ｗ_２は、２ｍｍ以上であることが好ましい。これらの条件を満たすことで、評価領域１０３を除去する前後におけるマッチング特性を精度よく一致させることができる。

なお、アンテナ３１が評価領域１０２又は１０３の何れかに近い領域に遍在しており、アンテナ３１が評価領域１０２又は１０３の何れかの物性値の影響のみを受ける場合には、物性値の影響を受ける評価領域のみにスリットを設けてもよい。

〈第１実施形態の変形例２〉
第１実施形態の変形例２では、第１実施形態とは形状が異なる評価領域を備えた半導体装置の他の例を示す。なお、第１実施形態の変形例２において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

図６は、第１実施形態の変形例２に係る半導体装置を例示する平面図である。図６を参照すると、半導体装置１Ｂは、配線基板１０が、アンテナモジュール領域１０１の一端側で評価領域１０２と評価領域１０３とを連結する評価領域１０４を含む点が、半導体装置１Ａ（図５参照）と相違する。

境界線Ｃ_３は、アンテナモジュール領域１０１と評価領域１０４とを区分する仮想的な線であり、境界線Ｃ_３の延長線を便宜上破線で示している。なお、図６の例では、境界線Ｃ_３の全体に沿ってスリット１７が形成されており、アンテナモジュール領域１０１の評価領域１０４側の辺が境界線Ｃ_３である。

半導体装置１Ｂは、図６の形状で出荷されるが、最終的に配線基板１０が境界線Ｃ_１、Ｃ_２、及びＣ_３に沿って切断され、配線基板１０から評価領域１０２、１０３、及び１０４が除去されて、アンテナモジュール領域１０１のみが最終製品に搭載される。但し、図６の例のように境界線Ｃ_３の全体に沿ってスリット１７が形成されている場合には、境界線Ｃ_３に沿ったダイシングは不要である。

なお、評価領域１０４に、必要に応じて、評価端子や半導体集積回路２０と接続される評価回路が実装されてもよい。又、アンテナモジュール領域１０１の一端側に加え、アンテナモジュール領域１０１の他端側でも評価領域１０２と評価領域１０３とが連結されてもよい。

配線基板１０には、スリット１７が形成されている。スリット１７は、アンテナモジュール領域１０１内には形成されず、評価領域１０２、１０３、及び１０４内にアンテナモジュール領域１０１に接して形成される。詳細には、スリット１７は、境界線Ｃ_１のアンテナ３１と対向する部分と、境界線Ｃ_２のアンテナ３１と対向する部分と、境界線Ｃ_３のアンテナ３１と対向する部分とを少なくとも含む評価領域１０２、１０３、及び１０４に形成される。

但し、スリット１７は、アンテナモジュール領域１０１と評価領域１０２に跨って形成されてもよい。又、スリット１７は、アンテナモジュール領域１０１と評価領域１０３に跨って形成されてもよい。又、スリット１７は、アンテナモジュール領域１０１と評価領域１０４に跨って形成されてもよい。又、スリット１７は、アンテナモジュール領域１０１と評価領域１０２、１０３、１０４の何れか２つ以上に跨って形成されてもよい。

図６の例では、Ｃ_ｃで示した範囲が、境界線Ｃ_３のアンテナ３１と対向する部分である。従って、スリット１７は、Ｃ_ａ、Ｃ_ｂ、及びＣ_ｃで示した範囲を少なくとも含むように評価領域１０２、１０３、及び１０４に形成される。図６の例では、スリット１７はコの字型に連続して一体的に繋がっているが、スリット１７は、Ｃ_ａ、Ｃ_ｂ、及びＣ_ｃで示した範囲を少なくとも含むように断続的に形成されてもよい。スリット１７は、Ｃ_ａ、Ｃ_ｂ、及びＣ_ｃで示した範囲よりも長く形成されることが好ましい。

このように、スリット１７は、アンテナモジュール領域１０１と評価領域１０２とを区分する境界線Ｃ_１のアンテナ３１と対向する部分、アンテナモジュール領域１０１と評価領域１０３とを区分する境界線Ｃ_２のアンテナ３１と対向する部分、及びアンテナモジュール領域１０１と評価領域１０４とを区分する境界線Ｃ_３のアンテナ３１と対向する部分を少なくとも含む長さを有している。

又、スリット１７の幅Ｗ_３は、２ｍｍ以上であることが好ましい。これらの条件を満たすことで、評価領域１０２、１０３、及び１０４を除去する前後におけるマッチング特性を精度よく一致させることができる。

なお、アンテナ３１が評価領域１０２、１０３、又は１０４の何れかに近い領域に遍在しており、アンテナ３１が評価領域１０２、１０３、又は１０４の何れかの物性値の影響のみを受ける場合には、物性値の影響を受ける評価領域のみにスリットを設けてもよい。

以上、好ましい実施形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。

１、１Ａ、１Ｂ 半導体装置
１０ 配線基板
１２ 配線パターン
１５、１６、１７ スリット
２０ 半導体集積回路
３０、３１ アンテナ
４０ マッチング回路
５０、５１ 評価端子
１０１ アンテナモジュール領域
１０２、１０３、１０４ 評価領域

Claims (8)

1. アンテナ及び前記アンテナに接続された半導体集積回路が設けられたアンテナモジュール領域と、
   前記アンテナモジュール領域に隣接して配置され、前記アンテナの特性評価に使用する評価領域と、を備えた配線基板を有し、
   前記評価領域に、前記アンテナモジュール領域と前記評価領域とを区分する境界線の前記アンテナと対向する部分を少なくとも含むスリットが形成されている半導体装置。
2. 前記評価領域は、前記アンテナモジュール領域を介して互いに対向する第１評価領域及び第２評価領域を含み、
   前記スリットは、前記アンテナモジュール領域と前記第１評価領域とを区分する境界線の前記アンテナと対向する部分を少なくとも含む第１スリットと、前記アンテナモジュール領域と前記第２評価領域とを区分する境界線の前記アンテナと対向する部分を少なくとも含む第２スリットと、を含む請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記評価領域は、前記アンテナモジュール領域を介して互いに対向する第１評価領域及び第２評価領域と、前記アンテナモジュール領域の一端側で前記第１評価領域と前記第２評価領域とを連結する第３評価領域と、を含み、
   前記スリットは、前記アンテナモジュール領域と前記第１評価領域とを区分する境界線の前記アンテナと対向する部分と、前記アンテナモジュール領域と前記第２評価領域とを区分する境界線の前記アンテナと対向する部分と、前記アンテナモジュール領域と前記第３評価領域とを区分する境界線の前記アンテナと対向する部分と、を少なくとも含む請求項１に記載の半導体装置。
4. 前記アンテナモジュール領域と前記第１評価領域とを区分する境界線の前記アンテナと対向する部分と、前記アンテナモジュール領域と前記第２評価領域とを区分する境界線の前記アンテナと対向する部分と、前記アンテナモジュール領域と前記第３評価領域とを区分する境界線の前記アンテナと対向する部分と、に形成された前記スリットは一体的に繋がっている請求項３に記載の半導体装置。
5. 前記スリットの幅は２ｍｍ以上である請求項１乃至４の何れか一項に記載の半導体装置。
6. 前記スリットは、前記評価領域のみに形成されている請求項１乃至５の何れか一項に記載の半導体装置。
7. 前記スリットは、前記アンテナモジュール領域と前記評価領域に跨って形成されている請求項１乃至５の何れか一項に記載の半導体装置。
8. 前記スリットは、前記アンテナモジュール領域と前記評価領域とを区分する境界線の前記アンテナと対向する部分を少なくとも含む長さを有している請求項１乃至７の何れか一項に記載の半導体装置。

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