JPH0832018A - Hybrid ic - Google Patents

Hybrid ic

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JPH0832018A
JPH0832018A JP10439895A JP10439895A JPH0832018A JP H0832018 A JPH0832018 A JP H0832018A JP 10439895 A JP10439895 A JP 10439895A JP 10439895 A JP10439895 A JP 10439895A JP H0832018 A JPH0832018 A JP H0832018A
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hybrid
substrate
terminal
inductor
semiconductor chip
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Tadayoshi Nakatsuka
忠良 中塚
Junji Ito
順治 伊藤
Shinji Yamamoto
真司 山本
Mitsuru Nishitsuji
充 西辻
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901Structure
    • H01L2924/1904Component type
    • H01L2924/19041Component type being a capacitor

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Abstract

PURPOSE:To make a package unnecessary and realize miniaturization, high performance and cost reduction of a high frequency hybrid IC. CONSTITUTION:Spiral inductors 102-107 are formed on a ceramic board 122 by using a single layer wiring of a metal thin film and connected with wirings of a back surface via through holes 114-119, respectively. A semiconductor chip 101 is so mounted on the board in the face down manner by flip chip mounting. A capacitance element using high permittivity material, a resistance element using an ion implantation method or a thin film, and a field-effect transistor are formed on the surface of the semiconductor chip 101. The board is connected with an outer board, through terminals 108-113 formed as recessed parts to the end surface of the board.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、小型で高性能な高周波
用ハイブリッドICに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small, high-performance, high-frequency hybrid IC.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯機器の急速な普及に伴い、携帯機器
に本来要求されていた小型化、軽量化がさらに強く求め
られてきている。従来は集積化が困難であった高周波回
路部においても、小型化は必須課題となりつつある。
2. Description of the Related Art With the rapid spread of mobile devices, there has been a strong demand for smaller size and lighter weight which were originally required for mobile devices. The miniaturization of the high-frequency circuit section, which has conventionally been difficult to integrate, is becoming an essential issue.

【0003】以下、高周波用ハイブリッドICの従来の
一例について、図面を参照しながら説明する。
A conventional example of a high frequency hybrid IC will be described below with reference to the drawings.

【0004】図1は、特開平5−251629号公報に
開示されている従来のハイブリッドIC10を示してい
る。図1において、半導体チップ1の表面(図1には不
図示の面)には、電界効果トランジスタ(以後、FET
と称する)、抵抗素子及び容量素子が形成されている。
半導体チップ1は、フリップチップボンディング2によ
ってセラミック基板4の表面のパッドにフェースダウン
実装されている。セラミック基板4の表面には、さらに
スパイラルインダクタ3が印刷技術により形成されてい
る。
FIG. 1 shows a conventional hybrid IC 10 disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-251629. In FIG. 1, a surface of a semiconductor chip 1 (a surface not shown in FIG. 1) is provided with a field effect transistor (hereinafter referred to as an FET).
), And a resistance element and a capacitance element are formed.
The semiconductor chip 1 is mounted face-down on pads on the surface of the ceramic substrate 4 by flip chip bonding 2. The spiral inductor 3 is further formed on the surface of the ceramic substrate 4 by a printing technique.

【0005】次に、半導体チップ1が実装されたセラミ
ック基板4をパッケージ8に搭載し、セラミック基板4
上のボンディングパッド6とパッケージ8のボンディン
グパッド7とを、Auワイヤなどのボンディングワイヤ
5により接続する。最後に全体を樹脂(図1には不図
示)で覆い、表面を保護する。
Next, the ceramic substrate 4 on which the semiconductor chip 1 is mounted is mounted on a package 8 and the ceramic substrate 4
The upper bonding pad 6 and the bonding pad 7 of the package 8 are connected by a bonding wire 5 such as an Au wire. Finally, the entire surface is covered with resin (not shown in FIG. 1) to protect the surface.

【0006】パッケージ8には、各ボンディングパッド
7に接続されているパッケージピン9が設けられてい
る。これより、半導体チップ1の回路要素は、パッケー
ジピン9を介して外部の回路に接続される。
The package 8 is provided with package pins 9 connected to each bonding pad 7. Thus, the circuit elements of the semiconductor chip 1 are connected to external circuits via the package pins 9.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のハイブリッドIC10においては、セラミック
基板4とパッケージ8とを接続するためのワイヤーボン
ディング工程を必要とする。そのため、工程数が増えて
製造コストが増加するという問題点が存在する。また、
ボンディングワイヤ5やパッケージピン9を通じて高周
波信号が伝達されると、ハイブリッドIC10の動作特
性に悪影響が及ぼされることがある。さらに、半導体チ
ップ1の内部に内蔵されるキャパシタが大きくなるため
に半導体チップ1のサイズが増加し、コストの削減や小
型化の達成が困難になる。
However, the above-mentioned conventional hybrid IC 10 requires a wire bonding step for connecting the ceramic substrate 4 and the package 8. Therefore, there is a problem that the number of processes increases and the manufacturing cost increases. Also,
When a high-frequency signal is transmitted through the bonding wire 5 or the package pin 9, the operation characteristics of the hybrid IC 10 may be adversely affected. Further, the size of the semiconductor chip 1 increases because the capacitor built in the semiconductor chip 1 increases, and it is difficult to reduce the cost and achieve the miniaturization.

【0008】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、パッケージの使用、及びパッケージと基板と
を接続するワイヤボンディング工程の実施を必要とせ
ず、半導体チップの小型化を可能にする超小型で低コス
トのハイブリッドICを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and enables miniaturization of a semiconductor chip without using a package or performing a wire bonding process for connecting a package and a substrate. It is an object to provide an ultra-small and low-cost hybrid IC.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のハイブリッドI
Cは、基板と、該基板上に形成された少なくとも一つの
インダクタと、該基板上にフリップチップ方式により配
置された半導体チップと、該基板の外周の所定の位置に
形成された少なくとも一つの端子と、を備えたハイブリ
ッドICであって、該半導体チップはその内部に複数の
回路素子を備えており、該回路素子のうちの少なくとも
一つは、金属−絶縁膜−金属(MIM)構成を有してい
て該絶縁膜が高誘電体材料から形成されているMIMキ
ャパシタであり、そのことによって上記目的が達成され
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The hybrid I of the present invention
C is a substrate, at least one inductor formed on the substrate, a semiconductor chip arranged on the substrate by a flip chip method, and at least one terminal formed at a predetermined position on the outer periphery of the substrate. And a semiconductor integrated circuit having a plurality of circuit elements therein, at least one of the circuit elements having a metal-insulating film-metal (MIM) configuration. In addition, the insulating film is a MIM capacitor formed of a high dielectric material, and the above-mentioned object is achieved thereby.

【0010】ある実施例では、入力信号を前記半導体チ
ップの内部の前記回路素子に整合させる少なくとも一つ
の整合回路をさらに備えており、該整合回路は少なくと
も一つのインダクタを備えている。
In one embodiment, the semiconductor device further includes at least one matching circuit for matching an input signal to the circuit element inside the semiconductor chip, and the matching circuit includes at least one inductor.

【0011】他の実施例では、前記基板のそれぞれの面
の上に単一の金属層で配線パターンが形成されており、
該基板のそれぞれの面の上の該配線パターンはスルーホ
ールによりお互いに接続されており、前記整合回路に含
まれる前記インダクタが該基板の一方の面の上の該配線
パターンに形成されている。
In another embodiment, a wiring pattern is formed by a single metal layer on each surface of the substrate,
The wiring patterns on each surface of the substrate are connected to each other by through holes, and the inductor included in the matching circuit is formed in the wiring pattern on one surface of the substrate.

【0012】さらに他の実施例では、前記整合回路はイ
ンダクタのみで構成されており、少なくとも一つの直列
インダクタと少なくとも一つの並列インダクタとを含
む。好ましくは、前記整合回路に含まれる前記並列イン
ダクタがスパイラル型インダクタであって、該スパイラ
ル型インダクタのスパイラル部の最外周線が接地されて
いる。
[0012] In still another embodiment, the matching circuit includes only inductors, and includes at least one series inductor and at least one parallel inductor. Preferably, the parallel inductor included in the matching circuit is a spiral inductor, and an outermost peripheral line of a spiral portion of the spiral inductor is grounded.

【0013】さらに他の実施例では、前記整合回路を構
成する前記インダクタが、スパイラル型インダクタまた
はミアンダ型インダクタである。
In still another embodiment, the inductor constituting the matching circuit is a spiral inductor or a meander inductor.

【0014】さらに他の実施例では、前記整合回路は、
インダクタとキャパシタとで構成されており、該キャパ
シタは前記半導体チップの内部に形成されている。好ま
しくは、前記整合回路を構成する前記インダクタが、ス
パイラル型インダクタまたはミアンダ型インダクタであ
る。
In still another embodiment, the matching circuit includes:
The semiconductor chip includes an inductor and a capacitor, and the capacitor is formed inside the semiconductor chip. Preferably, the inductor forming the matching circuit is a spiral inductor or a meander inductor.

【0015】さらに他の実施例では、前記端子は、少な
くとも、RF信号の入力端子であるRF端子と、LO信
号の入力端子であるLO端子と、IF信号の出力端子で
あるIF端子と、接地端子と、及び電源端子と、を含
む。
In still another embodiment, the terminals include at least an RF terminal serving as an RF signal input terminal, a LO terminal serving as an LO signal input terminal, an IF terminal serving as an IF signal output terminal, and a ground. And a power supply terminal.

【0016】さらに他の実施例では、前記端子のうち
で、前記RF端子、前記LO端子及び前記IF端子に隣
接する端子は、前記接地端子または前記電源端子であ
る。
In still another embodiment, among the terminals, a terminal adjacent to the RF terminal, the LO terminal and the IF terminal is the ground terminal or the power supply terminal.

【0017】さらに他の実施例では、前記半導体チップ
は、前記RF端子から入力されたRF信号を増幅するR
F増幅器と、前記LO端子から入力されたLO信号を増
幅するLO増幅器と、該増幅されたRF信号と該増幅さ
れたLO信号とに基づいてIF信号を生成するミキサ
と、を備えている。
In still another embodiment, the semiconductor chip R amplifies an RF signal input from the RF terminal.
An F amplifier, an LO amplifier that amplifies the LO signal input from the LO terminal, and a mixer that generates an IF signal based on the amplified RF signal and the amplified LO signal.

【0018】さらに他の実施例では、前記RF端子と前
記RF増幅器との間に接続されて前記RF信号を該RF
増幅器に整合させるRF入力整合回路と、前記LO端子
と前記LO増幅器との間に接続されて前記LO信号を該
LO増幅器に整合させるLO入力整合回路と、をさらに
備え、該RF入力整合回路及び該LO入力整合回路は、
それぞれ少なくとも一つのインダクタを含む。
In still another embodiment, the RF signal is connected between the RF terminal and the RF amplifier to transmit the RF signal.
An RF input matching circuit that matches the amplifier, and an LO input matching circuit that is connected between the LO terminal and the LO amplifier to match the LO signal to the LO amplifier. The LO input matching circuit is
Each includes at least one inductor.

【0019】さらに他の実施例では、前記RF入力整合
回路に含まれるインダクタの線幅が、前記LO入力整合
回路に含まれるインダクタの線幅よりも大きい。
In yet another embodiment, the line width of the inductor included in the RF input matching circuit is larger than the line width of the inductor included in the LO input matching circuit.

【0020】さらに他の実施例では、前記RF入力整合
回路は、前記基板の一方の面の上に形成された少なくと
も一つのスパイラル型インダクタを含み、該スパイラル
型インダクタの中心部は、スルーホール及び該スルーホ
ールに接続して該基板のもう一方の面に形成された配線
によって前記RF端子に接続されている。
[0020] In still another embodiment, the RF input matching circuit includes at least one spiral inductor formed on one surface of the substrate, and the center of the spiral inductor has a through hole and a through hole. It is connected to the RF terminal by a wiring formed on the other surface of the substrate connected to the through hole.

【0021】さらに他の実施例では、前記RF増幅器と
前記ミキサとの結合部及び前記LO増幅器と該ミキサと
の結合部にそれぞれ接続されたLC共振回路または1/
4波長線路を備えており、該LC共振回路または該1/
4波長線路は高周波接地用キャパシタを含み、該キャパ
シタは前記半導体チップの内部に形成されている。
[0021] In still another embodiment, an LC resonance circuit or a 1 / L resonant circuit connected to the coupling section between the RF amplifier and the mixer and the coupling section between the LO amplifier and the mixer, respectively.
A four-wavelength line, the LC resonance circuit or the 1 /
The four-wavelength line includes a high frequency grounding capacitor, which is formed inside the semiconductor chip.

【0022】さらに他の実施例では、前記RF入力整合
回路、前記LO入力整合回路、前記RF増幅器と前記ミ
キサとの結合部及び前記LO増幅器と該ミキサとの結合
部にそれぞれ設けられる前記LC共振回路または前記1
/4波長線路は、それぞれ前記基板上に設けられてお
り、前記ミキサに対応する出力整合回路は該基板上に設
けられていない。
In yet another embodiment, the LC resonance provided in the RF input matching circuit, the LO input matching circuit, the coupling section between the RF amplifier and the mixer, and the coupling section between the LO amplifier and the mixer, respectively. Circuit or 1
The / 4 wavelength lines are respectively provided on the substrate, and the output matching circuit corresponding to the mixer is not provided on the substrate.

【0023】さらに他の実施例では、前記基板の表面に
おいて、前記半導体チップの実装箇所に相当する箇所に
接地電極が配置されている。
In still another embodiment, a ground electrode is arranged on the surface of the substrate at a position corresponding to the mounting position of the semiconductor chip.

【0024】さらに他の実施例では、前記基板の電源配
線の線幅が、該基板内の最小線幅と同等の値である。
In still another embodiment, the line width of the power supply wiring on the substrate is equal to the minimum line width in the substrate.

【0025】さらに他の実施例では、前記端子は少なく
とも一つの電源端子を含み、同一の電源端子に複数のイ
ンダクタが接続されており、該複数のインダクタを接続
する配線の線幅が、前記基板内の最小線幅と同等の値で
ある。
In still another embodiment, the terminal includes at least one power supply terminal, a plurality of inductors are connected to the same power supply terminal, and the line width of the wiring connecting the plurality of inductors is the substrate. It is a value equivalent to the minimum line width.

【0026】さらに他の実施例では、前記基板上の前記
インダクタにおいて、隣接する導体間にそれらを短絡す
る短絡導体が設けられている。
In still another embodiment, the inductor on the substrate is provided with a short-circuit conductor that short-circuits adjacent conductors.

【0027】さらに他の実施例では、前記高誘電体材料
として、誘電率の異なる複数の材料が用いられている。
In still another embodiment, a plurality of materials having different dielectric constants are used as the high dielectric material.

【0028】さらに他の実施例では、前記半導体チップ
は、マイクロバンプボンディング(MBB)法またはス
タッドバンプボンディング(SBB)法によるフリップ
チップボンディング技術を用いて前記基板に実装されて
いる。
In still another embodiment, the semiconductor chip is mounted on the substrate using a flip chip bonding technique by a micro bump bonding (MBB) method or a stud bump bonding (SBB) method.

【0029】さらに他の実施例では、前記半導体チップ
は、前記基板に樹脂により固定されている。
In still another embodiment, the semiconductor chip is fixed to the substrate with a resin.

【0030】さらに他の実施例では、前記端子は、前記
基板の側面に対して凹型をなしている。
In still another embodiment, the terminal is concave with respect to a side surface of the substrate.

【0031】さらに他の実施例では、前記端子は、前記
基板の加工時に該端子に相当する部分にスルーホールを
形成し、少なくとも該スルーホールの内面に金属膜を被
覆した後に該スルーホールを切断することによって形成
されている。好ましくは、前記基板の表面における前記
端子に関連した前記金属膜の形状が、多角形または円形
である。
In still another embodiment, the terminal has a through hole formed in a portion corresponding to the terminal when the substrate is processed, and at least an inner surface of the through hole is covered with a metal film and then the through hole is cut. It is formed by doing. Preferably, the shape of the metal film associated with the terminal on the surface of the substrate is polygonal or circular.

【0032】さらに他の実施例では、前記基板の一方の
面に設けられた前記半導体チップに接続される電源電極
及び接地電極をさらに備え、該電源電極及び該接地電極
のうちの少なくとも一方が、該基板のもう一方の面に配
置された電源電極及び接地電極にそれぞれ複数のスルー
ホールを通じて接続されている。
In still another embodiment, the semiconductor device further includes a power electrode and a ground electrode connected to the semiconductor chip provided on one surface of the substrate, wherein at least one of the power electrode and the ground electrode is The power supply electrode and the ground electrode arranged on the other surface of the substrate are connected through a plurality of through holes, respectively.

【0033】さらに他の実施例では、前記端子のうちの
少なくとも一つが、該基板の四隅のうちのひとつに設け
られている。
In still another embodiment, at least one of the terminals is provided at one of four corners of the substrate.

【0034】さらに他の実施例では、前記基板が高誘電
率を有する材料から形成されている。好ましくは、前記
基板がセラミック基板である。
In yet another embodiment, the substrate is made of a material having a high dielectric constant. Preferably, the substrate is a ceramic substrate.

【0035】さらに他の実施例では、前記基板が低誘電
率を有する材料から形成されている。好ましくは、前記
基板がガラスエポキシ基板である。
In yet another embodiment, the substrate is made of a material having a low dielectric constant. Preferably, the substrate is a glass epoxy substrate.

【0036】さらに他の実施例では、前記端子のそれぞ
れに接続して、前記基板から外側に向けて伸びる形状を
有する導電性材料からなるピン電極が設けられている。
In still another embodiment, a pin electrode made of a conductive material having a shape extending outward from the substrate is provided so as to be connected to each of the terminals.

【0037】さらに他の実施例では、前記半導体チップ
の内部には前記MIMキャパシタが複数設けられてお
り、該複数のMIMキャパシタに含まれる下部電極がお
互いに接続されている。
In still another embodiment, a plurality of the MIM capacitors are provided inside the semiconductor chip, and the lower electrodes included in the plurality of MIM capacitors are connected to each other.

【0038】さらに他の実施例では、前記半導体チップ
の内部に含まれる前記複数の回路要素のうちで、大きな
電圧の信号に関与する第1の種類の回路要素が該半導体
チップの外縁部にお互いに隣接しないように配置され、
小さな電圧の信号に関与する第2の種類の回路要素が該
第1の種類の回路要素の間に配置されている。
In still another embodiment, among the plurality of circuit elements included in the semiconductor chip, a first type of circuit element relating to a signal of a large voltage is attached to an outer edge of the semiconductor chip. Are arranged so as not to be adjacent to
A second type of circuit element responsible for the small voltage signal is arranged between the first type of circuit element.

【0039】さらに他の実施例では、前記半導体チップ
の内部に含まれる前記複数の回路要素のうちで、特性イ
ンピーダンスが高い第1の種類の回路要素が該半導体チ
ップの外縁部にお互いに隣接しないように配置され、特
性インピーダンスが低い第2の種類の回路要素が該第1
の種類の回路要素の間に配置されている。
In still another embodiment, among the plurality of circuit elements included in the semiconductor chip, the first type circuit elements having high characteristic impedance are not adjacent to each other at the outer edge portion of the semiconductor chip. And the circuit element of the second type having a low characteristic impedance is
Are placed between different types of circuit elements.

【0040】さらに他の実施例では、前記半導体チップ
が配置されている前記基板の表面を覆う上面が平坦な樹
脂層をさらに備え、該半導体チップが該樹脂層で覆われ
ている。
In still another embodiment, the semiconductor device further comprises a resin layer having a flat upper surface covering the surface of the substrate on which the semiconductor chip is disposed, and the semiconductor chip is covered with the resin layer.

【0041】[0041]

【作用】請求項1に規定される本発明のハイブリッドI
Cでは、半導体チップを配置した基板の外周に直接端子
が形成されている。この端子は、ハイブリッドICの内
部の回路を外部の回路に接続するために使用される。こ
れによって、従来のような外部回路との接続に関連した
ワイヤボンディング及びパッケージが不要になるため、
製造工程数が最小限に抑えられ、低コスト化及び小型化
が可能になる。また、ボンディングワイヤやパッケージ
による動作特性への高周波的な悪影響がなく、優れた特
性のハイブリッド回路を実現することができる。さら
に、請求項1に規定される本発明のハイブリッドICで
は、高誘電体材料を用いた大容量MIMキャパシタが半
導体チップ内に内蔵されている。このため、基板上にチ
ップ部品として容量素子を搭載する必要がなく、基板面
積を削減することができる。以上の作用の組み合わせに
より、超小型・低コストのハイブリッドICを実現する
ことができる。
The hybrid I according to the present invention as defined in claim 1
In C, terminals are formed directly on the outer periphery of the substrate on which the semiconductor chips are arranged. This terminal is used to connect a circuit inside the hybrid IC to an external circuit. This eliminates the need for wire bonding and packaging related to the connection with external circuits as in the past.
The number of manufacturing steps is minimized, and cost reduction and miniaturization are possible. Further, there is no adverse effect of the bonding wire or the package on the operating characteristics in terms of high frequency, and a hybrid circuit having excellent characteristics can be realized. Further, in the hybrid IC of the present invention defined in claim 1, a large-capacity MIM capacitor using a high dielectric material is built in a semiconductor chip. Therefore, it is not necessary to mount the capacitive element as a chip component on the substrate, and the substrate area can be reduced. A super-compact and low-cost hybrid IC can be realized by a combination of the above operations.

【0042】請求項2に規定される本発明のハイブリッ
ドICでは、半導体チップの内部の回路素子に入力信号
を整合させる整合回路を備えている。これによって、イ
ンピーダンスの整合を得て、良好な動作特性を得ること
ができる。
The hybrid IC according to the present invention is provided with a matching circuit for matching an input signal to a circuit element inside the semiconductor chip. Thereby, impedance matching can be obtained, and good operation characteristics can be obtained.

【0043】請求項3に規定される本発明のハイブリッ
ドICでは、上記の整合回路に含まれるインダクタは、
半導体チップの中ではなく、基板の一方の面の上に形成
されている。これによって、半導体チップの大きさの増
加を防ぐことができる。
According to the hybrid IC of the present invention defined in claim 3, the inductor included in the matching circuit is:
It is formed not on the semiconductor chip but on one surface of the substrate. This can prevent an increase in the size of the semiconductor chip.

【0044】請求項4に規定される本発明のハイブリッ
ドICでは、整合回路は、インダクタのみを含む構成を
有している。これによって、必要なインダクタの個数及
び占有面積が減少する。これより、ハイブリッドICが
小型化されると同時に、優れたイメージ周波数抑圧比及
びアイソレーション特性を得ることができる。
In the hybrid IC according to the present invention defined in claim 4, the matching circuit has a configuration including only an inductor. This reduces the required number of inductors and occupied area. This makes it possible to reduce the size of the hybrid IC and obtain an excellent image frequency suppression ratio and isolation characteristics.

【0045】請求項5に規定される本発明のハイブリッ
ドICでは、スパイラル型インダクタの最外周線を接地
している。これにより、他の配線に近づくスパイラル型
インダクタの最外周線の電圧が、低く抑えられる。この
結果、他の信号線との結合を防ぐことができ、優れたア
イソレーション特性を得ることができる。
In the hybrid IC of the present invention defined in claim 5, the outermost peripheral wire of the spiral inductor is grounded. As a result, the voltage of the outermost peripheral line of the spiral type inductor approaching other wirings can be suppressed low. As a result, coupling to other signal lines can be prevented, and excellent isolation characteristics can be obtained.

【0046】一方、請求項7に規定される本発明のハイ
ブリッドICでは、整合回路をインダクタ及びキャパシ
タで構成し、キャパシタを半導体チップの内部に形成し
ている。これによって、インダクタの必要数を減らすこ
とができる一方で、基板面積は増加しない。このため、
より小型のハイブリッドICを実現することができる。
On the other hand, in the hybrid IC according to the present invention as defined in claim 7, the matching circuit includes an inductor and a capacitor, and the capacitor is formed inside the semiconductor chip. This can reduce the required number of inductors, but does not increase the board area. For this reason,
A smaller hybrid IC can be realized.

【0047】なお、整合回路に含まれるインダクタは、
スパイラル型またはミアンダ型とすることができる。ス
パイラル型では、単位面積あたりのインダクタンス値を
大きくできる。一方、ミアンダ型では、スルーホール個
数が減る。
The inductor included in the matching circuit is
It can be spiral or meander type. In the spiral type, the inductance value per unit area can be increased. On the other hand, in the meander type, the number of through holes is reduced.

【0048】請求項10に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、基板の外周に形成される端子のうちで、
高周波信号の入出力に関与するRF端子、LO端子及び
IF端子に隣接する端子として、接地端子または電源端
子を配置する。これより、高周波信号の入出力端子を低
インピーダンスの端子で挟むことになり、高周波信号間
の干渉をなくすことができる。また、RF端子などから
RF信号などの高周波信号が漏れ出ても高周波的に接地
へ逃がすことができるため、高周波信号の入出力端子と
他の端子とのアイソレーション特性が改善される。この
結果、優れた特性を維持したままハイブリッドICを小
型化することができる。
In the hybrid IC according to the present invention as defined in claim 10, of the terminals formed on the outer periphery of the substrate,
A ground terminal or a power supply terminal is arranged as a terminal adjacent to an RF terminal, an LO terminal, and an IF terminal involved in inputting and outputting a high-frequency signal. As a result, the high-frequency signal input / output terminal is sandwiched by the low-impedance terminals, and interference between high-frequency signals can be eliminated. Further, even if a high frequency signal such as an RF signal leaks from the RF terminal or the like, it can be escaped to the ground at a high frequency, so that the isolation characteristic between the high frequency signal input / output terminal and other terminals is improved. As a result, the hybrid IC can be downsized while maintaining excellent characteristics.

【0049】請求項13に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、RF入力整合回路に含まれるインダクタ
の線幅を、LO入力整合回路のインダクタの線幅よりも
大きくする。これによって、配線抵抗の増加が入力損失
に影響を与えるRF入力整合回路の線幅を大きくする一
方で、配線抵抗の増加に伴う損失が少ないLO入力整合
回路の線幅を細くすることができるので、インダクタの
外形寸法をさらに小さくすることができ、より小型のハ
イブリッドICを実現することができる。
In the hybrid IC according to the present invention, the line width of the inductor included in the RF input matching circuit is made larger than the line width of the inductor of the LO input matching circuit. As a result, while the line width of the RF input matching circuit in which the increase in the wiring resistance affects the input loss is increased, the line width of the LO input matching circuit in which the loss due to the increase in the wiring resistance is small can be reduced. Therefore, the outer dimensions of the inductor can be further reduced, and a smaller hybrid IC can be realized.

【0050】請求項14に規定する本発明のハイブリッ
ドICでは、RF入力整合回路とRF端子とを接続する
配線を、RF入力整合回路が形成されているのとは反対
側の基板面を通している。これによって、高周波信号で
あるRF信号に関与する信号線と他の信号線との結合を
防ぐことができ、優れたアイソレーション特性を得るこ
とができる。
In the hybrid IC of the present invention as defined in claim 14, the wiring connecting the RF input matching circuit and the RF terminal is passed through the surface of the substrate opposite to the side where the RF input matching circuit is formed. As a result, it is possible to prevent a signal line related to an RF signal that is a high-frequency signal from being coupled to another signal line, and to obtain excellent isolation characteristics.

【0051】請求項15に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、高周波接地用キャパシタを含むLC共振
回路または1/4波長線路が、RF増幅器とミキサ及び
LO増幅器とミキサの結合点に設けられている。これに
よって、半導体チップにおける消費電流が低減される。
さらに、高周波接地用キャパシタは半導体チップの内部
に設けられるので、基板上に容量を形成する必要がな
く、基板寸法の小型化を図ることができる。
In the hybrid IC according to the present invention, an LC resonance circuit including a high-frequency grounding capacitor or a 波長 wavelength line is provided at a coupling point between the RF amplifier and the mixer and between the LO amplifier and the mixer. I have. As a result, current consumption in the semiconductor chip is reduced.
Further, since the high-frequency grounding capacitor is provided inside the semiconductor chip, there is no need to form a capacitance on the substrate, and the size of the substrate can be reduced.

【0052】請求項16に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、ミキサに対応する出力整合回路のみがハ
イブリッドICが形成される基板上に設けられない。こ
れによって、基板寸法の増大及びコストの増加が防がれ
る。
In the hybrid IC according to the present invention, only the output matching circuit corresponding to the mixer is not provided on the substrate on which the hybrid IC is formed. This prevents an increase in substrate size and cost.

【0053】請求項17に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、半導体チップの実装箇所に相当する基板
表面に接地電極を配置する。これによって、基板表面に
おいて、入力端子側と出力端子間に接地電極が配置され
ることになる。これより、入力と出力を高周波的に分離
することができるため、優れたアイソレーション特性を
得ることができる。
In the hybrid IC according to the present invention as defined in claim 17, a ground electrode is arranged on the surface of the substrate corresponding to the mounting position of the semiconductor chip. Thus, the ground electrode is arranged between the input terminal side and the output terminal on the substrate surface. As a result, the input and the output can be separated at high frequencies, so that excellent isolation characteristics can be obtained.

【0054】請求項18に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、電源配線の線幅を、LO信号線の配線幅
と同等以下の細い値にすることになる。これより、電源
線を通じて起こる、同一の電源につながる各素子間の影
響を低減することができるため、優れた特性のハイブリ
ッドICを実現することができる。
In the hybrid IC according to the present invention as defined in claim 18, the line width of the power supply line is set to a narrow value equal to or less than the line width of the LO signal line. As a result, it is possible to reduce the influence between the elements connected to the same power source, which occurs through the power source line, so that a hybrid IC having excellent characteristics can be realized.

【0055】請求項19に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、複数のインダクタにそれぞれ接続されて
いる電源配線を、基板内の最小線幅と同等の値とする。
これより、インダクタ間の相互作用を抑えることができ
る。
In the hybrid IC of the present invention defined in claim 19, the power supply wiring connected to each of the plurality of inductors has a value equivalent to the minimum line width in the substrate.
As a result, the interaction between the inductors can be suppressed.

【0056】請求項20に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、インダクタに短絡配線を設けている。こ
の短絡配線を適宜切断することによって、簡単な構成で
インダクタンス値を調整することができ、所望の利得・
雑音特性を得ることができる。
In the hybrid IC according to the present invention as defined in claim 20, a short-circuit wire is provided for the inductor. By appropriately cutting the short-circuit wiring, the inductance value can be adjusted with a simple configuration, and the desired gain and gain can be adjusted.
Noise characteristics can be obtained.

【0057】請求項21に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、形成される容量の大きさと精度に応じ
て、絶縁体膜を形成する高誘電体材料を複数の材料から
選択する。これより、半導体チップの小型・高精度化を
図ることができる。
In the hybrid IC according to the present invention as defined in claim 21, a high dielectric material for forming the insulator film is selected from a plurality of materials according to the size and precision of the formed capacitance. Thus, the size and accuracy of the semiconductor chip can be reduced.

【0058】請求項22に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、MBB法またはSBB法によるフリップ
チップボンディングの採用によって、半導体チップ上及
びセラミック基板上のボンディングパッド面積が縮小さ
れる。同時に、セラミック基板上のボンディングパッド
位置をチップ下面に配置することができるため、セラミ
ック基板を小型化することができる。
In the hybrid IC according to the present invention, the area of the bonding pads on the semiconductor chip and the ceramic substrate is reduced by adopting the flip chip bonding by the MBB method or the SBB method. At the same time, since the bonding pad position on the ceramic substrate can be arranged on the lower surface of the chip, the ceramic substrate can be downsized.

【0059】請求項23に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、樹脂の硬化にともなって半導体チップと
基板との固着力が増加する。このため、半導体チップと
セラミック基板との密着強度、及び半導体チップの信頼
性を、同時に高めることができる。また、接続箇所の接
触抵抗値を下げて、確実な電気的導通を確保することが
できる。
In the hybrid IC according to the present invention as defined in claim 23, the adhesion between the semiconductor chip and the substrate increases as the resin cures. Therefore, the adhesion strength between the semiconductor chip and the ceramic substrate and the reliability of the semiconductor chip can be improved at the same time. In addition, it is possible to lower the contact resistance value of the connection portion and to ensure reliable electrical conduction.

【0060】請求項24に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、基板とプリント基板をはんだ接続する際
に、はんだが端子の凹部に取り込まれる。これより、安
定なはんだ付けを行うことができる。
In the hybrid IC according to the present invention as defined in claim 24, when the board and the printed board are connected by soldering, the solder is taken into the recess of the terminal. As a result, stable soldering can be performed.

【0061】請求項25に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、基板の端子を容易に形成することがで
き、低コストのハイブリッドICを実現できる。
According to the hybrid IC of the present invention defined in claim 25, the terminals of the substrate can be easily formed, and a low-cost hybrid IC can be realized.

【0062】請求項26に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、端子に隣接した基板面に形成されて端子
の一部として機能する金属膜部分の面積が低減される。
これより、低コストのハイブリッドICが実現される。
In the hybrid IC according to the present invention, the area of the metal film portion formed on the substrate surface adjacent to the terminal and functioning as a part of the terminal is reduced.
Thus, a low-cost hybrid IC is realized.

【0063】請求項27に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、電源電極及び接地電極の面積が低減され
る。これより、基板を小型化することができる。
In the hybrid IC of the present invention defined in claim 27, the areas of the power supply electrode and the ground electrode are reduced. As a result, the substrate can be downsized.

【0064】請求項28に規定されるように、端子を基
板の四隅に形成すれば、端子面積が削減されて基板が小
型化される。
By forming the terminals at the four corners of the substrate as defined in claim 28, the terminal area is reduced and the substrate is miniaturized.

【0065】請求項29に規定されるように、基板とし
て高誘電体材料を使用すれば、伝送線路の長さによる位
相回転の効果が大きくなるために、インダクタの面積を
小さくすることができる。一方、請求項31に規定され
るように、基板として低誘電体材料を使用すれば、スパ
イラル型インダクタの共振周波数を向上することができ
る。あるいは、配線間隔を狭めることができるため、同
一のインダクタンス値を得るために必要なインダクタの
占有面積が削減される。
If a high dielectric material is used for the substrate as defined in claim 29, the effect of phase rotation due to the length of the transmission line is increased, and the area of the inductor can be reduced. On the other hand, if a low dielectric material is used for the substrate, the resonance frequency of the spiral inductor can be improved. Alternatively, since the wiring interval can be reduced, the area occupied by the inductor required to obtain the same inductance value is reduced.

【0066】請求項33に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、ピン電極の使用によって、ハイブリッド
ICの回路基板への搭載にあたって従来のはんだ実装工
程を適用することができ、組立コストの増加が抑制され
る。
In the hybrid IC according to the present invention, the conventional solder mounting process can be applied to the mounting of the hybrid IC on the circuit board by using the pin electrodes, thereby suppressing an increase in assembly cost. Is done.

【0067】請求項34に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、半導体チップ内に形成される複数のMI
Mキャパシタの下部電極をお互いに接続することによっ
て、寄生容量が基板側に形成されなくなる。これによっ
て、動作特性への悪影響が抑制される。
In the hybrid IC of the present invention defined in claim 34, a plurality of MIs formed in the semiconductor chip are provided.
By connecting the lower electrodes of the M capacitors to each other, parasitic capacitance is not formed on the substrate side. As a result, adverse effects on operating characteristics are suppressed.

【0068】請求項35あるいは請求項36に規定され
る本発明のハイブリッドICでは、高周波信号に関与す
る回路要素間での結合が防止される。
In the hybrid IC according to the present invention as defined in claim 35 or 36, coupling between circuit elements related to a high-frequency signal is prevented.

【0069】請求項37に規定される本発明のハイブリ
ッドICでは、上面が平坦な樹脂層を形成することによ
って、ハイブリッドICの回路基板への搭載にあたって
従来のインサータを使用することができ、組立コストの
増加が抑制される。
In the hybrid IC of the present invention defined in claim 37, by forming the resin layer having a flat upper surface, the conventional inserter can be used for mounting the hybrid IC on the circuit board, and the assembling cost can be improved. Increase is suppressed.

【0070】[0070]

【実施例】【Example】

(実施例1)以下、本発明の第1の実施例に係るハイブ
リッドICを、図2〜図8を参照しながら説明する。
(Embodiment 1) Hereinafter, a hybrid IC according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0071】図2は、本実施例のハイブリッドIC10
0の斜視図である。図2において、セラミック基板12
2の表面には、金属薄膜の一層配線によりスパイラル型
インダクタ102〜107が形成されている。それぞれ
のインダクタ102〜107は、スルーホール114〜
119によりセラミック基板122の裏面に形成されて
いる配線パターン(図2には不図示)に接続されてい
る。セラミック基板122と外部回路との接続は、セラ
ミック基板122の端面に凹型に形成された端子108
〜113により行われる。
FIG. 2 shows a hybrid IC 10 of this embodiment.
FIG. In FIG. 2, the ceramic substrate 12
On the surface of 2, spiral type inductors 102 to 107 are formed by a single layer wiring of a metal thin film. Each of the inductors 102 to 107 has a through hole 114 to
The wiring pattern 119 is connected to a wiring pattern (not shown in FIG. 2) formed on the back surface of the ceramic substrate 122. The connection between the ceramic substrate 122 and the external circuit is performed by connecting the terminal 108 formed in a concave shape to the end surface of the ceramic substrate 122.
To 113.

【0072】端子108〜113は、例えば、以下のよ
うにして形成される。セラミック基板122は、大きな
面積を有する基板を所定のラインで分割して得られる。
この分割工程に先立って、分割線に相当する位置に沿っ
て複数のスルーホールを設け、そのスルーホールの内面
にAuめっきを行う。その後に、これらのスルーホール
を通る分割線に沿って基板を分割する。これによって、
Auめっきが施されたスルーホールが分割されて、端子
108〜113が得られる。これより、各端子108〜
113の表面、ならびにセラミック基板122の表面及
び裏面のうちで各端子108〜113に隣接する部分に
は、電気的導通を確実に確保するためのAuめっき層1
08a〜113aが形成されている。
The terminals 108 to 113 are formed, for example, as follows. The ceramic substrate 122 is obtained by dividing a substrate having a large area by predetermined lines.
Prior to this dividing step, a plurality of through holes are provided along the position corresponding to the dividing line, and the inner surface of the through holes is plated with Au. After that, the substrate is divided along a dividing line passing through these through holes. by this,
The Au-plated through-hole is divided to obtain terminals 108 to 113. From this, each terminal 108 ~
The Au plating layer 1 for ensuring the electrical continuity is provided on the surface adjacent to each of the terminals 108 to 113 on the front surface of the substrate 113 and the front and back surfaces of the ceramic substrate 122.
08a to 113a are formed.

【0073】図2では、それぞれの端子108〜113
は、断面が半円状をした半円柱状の部分がセラミック基
板122から取り除かれた形状をしている。しかし、形
状はこれに限られるものではない。例えば、断面が四角
形などの角柱状の部分がセラミック基板122から取り
除かれた形状を有する端子を形成してもよい。ただし、
上述した方法によって端子108〜113を形成する場
合には、端子の形状を図2に示すようなものにすること
によって、形成工程の簡略化や形成される形状の高精度
化を図ることができる。
In FIG. 2, each of the terminals 108 to 113
Has a shape in which a semi-cylindrical portion having a semi-circular cross section is removed from the ceramic substrate 122. However, the shape is not limited to this. For example, a terminal having a shape in which a prismatic portion such as a quadrangle in cross section is removed from the ceramic substrate 122 may be formed. However,
In the case where the terminals 108 to 113 are formed by the above-described method, by simplifying the forming process and increasing the accuracy of the formed shape by setting the terminal shape as shown in FIG. .

【0074】高周波信号の入出力端子108〜110に
隣接する端子111〜113は、必ず低インピーダンス
の電源端子111または接地端子112、113である
ように配置される。これは、それぞれの端子108〜1
13の間で高周波的な結合が起こらないようにするため
である。
The terminals 111 to 113 adjacent to the high frequency signal input / output terminals 108 to 110 are arranged so as to be the low impedance power supply terminal 111 or the ground terminals 112 and 113. This corresponds to each of the terminals 108-1.
This is to prevent high-frequency coupling between 13.

【0075】セラミック基板122の表面には、GaA
sICチップなどの半導体チップ101が、フェースダ
ウン実装されている。半導体チップ101の表面(図2
には不図示)には、高誘電率材料を用いた容量素子、イ
オン注入法または薄膜形成法によって作られた抵抗素
子、及びFETが形成されている。半導体チップ101
に隣接して、スルーホール111b、112bが設けら
れている。スルーホール111bは、セラミック基板1
22の裏面に設けられた配線パターンを介して、電源端
子111に接続されている。同様にスルーホール112
bは、セラミック基板122の裏面に設けられた配線パ
ターンを介して、接地端子112、113に接続されて
いる。半導体チップ101は、さらに、RF(Radio Fr
equency)信号線130及びLO(Local Oscillator)
信号線131によってスルーホール114、116に接
続されている。これらのスルーホール114、116
は、後述するように、セラミック基板122の裏面に設
けられた配線パターンを介して、RF端子108及びL
O端子109にそれぞれ接続されている。
On the surface of the ceramic substrate 122, GaAs
A semiconductor chip 101 such as an sIC chip is mounted face-down. The surface of the semiconductor chip 101 (FIG. 2)
(Not shown), a capacitive element using a high dielectric constant material, a resistance element made by an ion implantation method or a thin film forming method, and a FET are formed. Semiconductor chip 101
Through holes 111b and 112b are provided adjacent to the. The through hole 111b is formed on the ceramic substrate 1
It is connected to the power supply terminal 111 via a wiring pattern provided on the back surface of 22. Similarly, through hole 112
b is connected to the ground terminals 112 and 113 via a wiring pattern provided on the back surface of the ceramic substrate 122. The semiconductor chip 101 further includes an RF (Radio Fr
equency) signal line 130 and LO (Local Oscillator)
The signal lines 131 are connected to the through holes 114 and 116. These through holes 114, 116
Are connected to the RF terminals 108 and L via a wiring pattern provided on the back surface of the ceramic substrate 122, as described later.
Each is connected to the O terminal 109.

【0076】スパイラル構造を有するインダクタ103
では、スパイラルの最外周配線を接地端子112に接続
して接地しているため、スパイラルの中心部から外周部
へ向かうほど低インピーダンスになる。従って、例えば
半導体チップ101の内で発生したLO漏洩電力がRF
信号線130を伝搬して来ても、RF信号線130に隣
接するインダクタ103の低インピーダンス線による遮
蔽効果によって、LO漏洩電力がRF端子108と直接
的に結合することがない。
Inductor 103 having spiral structure
In this case, since the outermost peripheral wire of the spiral is connected to the ground terminal 112 and grounded, the impedance becomes lower from the center of the spiral toward the outer periphery. Therefore, for example, the LO leakage power generated in the semiconductor chip 101 is RF
Even when the signal propagates through the signal line 130, the LO leakage power is not directly coupled to the RF terminal 108 due to the shielding effect of the inductor 103 adjacent to the RF signal line 130 by the low impedance line.

【0077】図3は、図2に示したセラミック基板12
2の上面図である。ただし、図2に描かれていた半導体
チップ101を実装する前の状態を示す。なお、図2と
同じ構成要素には同じ参照番号を付してあるので、その
詳細な説明はここでは省略する。
FIG. 3 shows the ceramic substrate 12 shown in FIG.
2 is a top view of FIG. However, the state before mounting the semiconductor chip 101 depicted in FIG. 2 is shown. The same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will not be repeated.

【0078】図3に示されるように、半導体チップの実
装部に相当する箇所には、接地電極140が設けられて
いる。この接地電極140は、スルーホール112bを
介して、セラミック基板122の端面に設けられた接地
端子112、113に接続されている。このように接地
電極140を設けることによって、RF信号とLO信号
とが電気的に分離される。そのため、LO信号からRF
信号への漏洩電力が低減される。
As shown in FIG. 3, a ground electrode 140 is provided at a position corresponding to the mounting portion of the semiconductor chip. The ground electrode 140 is connected to the ground terminals 112 and 113 provided on the end surface of the ceramic substrate 122 via the through holes 112b. By providing the ground electrode 140 in this manner, the RF signal and the LO signal are electrically separated. Therefore, from the LO signal to RF
Leakage power to the signal is reduced.

【0079】スパイラル型インダクタ102〜107で
は、隣接する導体間に短絡導体150を設けている。レ
ーザートリミング装置等によりこの短絡導体150を適
宜切断することによって、インダクタンス値を容易に微
調整することができる。
In the spiral type inductors 102 to 107, the short-circuit conductor 150 is provided between the adjacent conductors. By appropriately cutting the short-circuit conductor 150 using a laser trimming device or the like, the inductance value can be easily finely adjusted.

【0080】後述するRF入力整合回路に含まれるイン
ダクタ102、103では、その配線抵抗が入力損失に
影響を与える。そこで、その配線抵抗を低減するため、
配線幅及び配線間隔をそれぞれ50μmに設定してい
る。一方、後述するLO入力整合回路に含まれるインダ
クタ105、106、及び段間負荷インダクタ104、
107では、その損失がそれほど問題にならないため、
インダクタの占有面積を低減する目的で配線幅及び配線
間隔を30μmに設定し、セラミック基板122の小型
化を図っている。
In the inductors 102 and 103 included in the RF input matching circuit described later, the wiring resistance thereof affects the input loss. Therefore, in order to reduce the wiring resistance,
The wiring width and the wiring interval are each set to 50 μm. On the other hand, the inductors 105 and 106 and the interstage load inductor 104 included in the LO input matching circuit described later,
In 107, the loss is less of a problem, so
In order to reduce the area occupied by the inductor, the wiring width and the wiring interval are set to 30 μm to reduce the size of the ceramic substrate 122.

【0081】図4は、セラミック基板122の裏面図で
ある。但し、記載を明瞭にするために、図4は、描かれ
ているセラミック基板122の上下左右方向が図2及び
図3に示したものと同じになるように、透視図として描
かれている。また、図4において、図2及び図3と同じ
構成要素には同じ参照番号を付してある。
FIG. 4 is a rear view of the ceramic substrate 122. However, for the sake of clarity, FIG. 4 is drawn as a perspective view so that the vertical and horizontal directions of the drawn ceramic substrate 122 are the same as those shown in FIGS. 2 and 3. Further, in FIG. 4, the same components as those in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals.

【0082】図3及び図4を参照して、セラミック基板
122の裏面の配線パターン、及び入力される信号の流
れを以下に説明する。
The wiring pattern on the back surface of the ceramic substrate 122 and the flow of input signals will be described below with reference to FIGS. 3 and 4.

【0083】RF端子108から入力されたRF信号
は、基板122の裏面に設けられた信号線108cによ
って接続されたスルーホール114、115を経て、基
板122の表面のインダクタ102、103に伝達され
る。さらに、インダクタ102から、RF信号線130
を通って半導体チップ101のRF入力端子に入力され
る。
The RF signal input from the RF terminal 108 is transmitted to the inductors 102, 103 on the front surface of the substrate 122 through the through holes 114, 115 connected by the signal line 108c provided on the back surface of the substrate 122. . Further, from the inductor 102, the RF signal line 130
Is input to the RF input terminal of the semiconductor chip 101.

【0084】LO端子109から入力されたLO信号
は、基板122の裏面に設けられた信号線109cによ
って接続されたスルーホール116、117を経て、基
板122の表面のインダクタ105、106に伝達され
る。さらに、インダクタ105から、LO信号線131
を通って半導体チップ101のLO入力端子に入力され
る。
The LO signal input from LO terminal 109 is transmitted to inductors 105 and 106 on the surface of substrate 122 through through holes 116 and 117 connected by signal lines 109c provided on the back surface of substrate 122. . Further, from the inductor 105, the LO signal line 131
Through the LO input terminal of the semiconductor chip 101.

【0085】電源端子111は、基板122の裏面に設
けられた信号線111cによって接続されたスルーホー
ル111bを経て、半導体チップ101の電源端子に接
続されている。さらに、セラミック基板122の裏面の
大半を覆うように、接地端子112、113に接続され
た接地配線パターン112cが設けられている。
The power supply terminal 111 is connected to the power supply terminal of the semiconductor chip 101 via the through hole 111b connected by the signal line 111c provided on the back surface of the substrate 122. Further, a ground wiring pattern 112c connected to the ground terminals 112 and 113 is provided so as to cover most of the back surface of the ceramic substrate 122.

【0086】図5は、図2のA−A’線における断面図
である。図5においても、図2〜4と同じ構成要素には
同じ参照番号を付している。また、これまでの図で個別
に示されていたセラミック基板122の表面に設けられ
る金属配線パターン、及びそれにスルーホール111
b、112bを介して接続されているセラミック基板1
22の裏面に設けられる金属配線パターンは、図5では
参照番号302、303によって総称的に示している。
FIG. 5 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG. Also in FIG. 5, the same components as those in FIGS. 2 to 4 are denoted by the same reference numerals. Further, a metal wiring pattern provided on the surface of the ceramic substrate 122 individually shown in the previous figures, and a through hole 111
b, 112b connected to the ceramic substrate 1
The metal wiring patterns provided on the back surface of 22 are generically indicated by reference numerals 302 and 303 in FIG.

【0087】半導体チップ101は、チップ上のボンデ
ィングパッドにAuバンプ301を接着した後に、チッ
プ表面を下にしてセラミック基板122上の所定の位置
に固定される。固定には光硬化性樹脂304を用い、紫
外線を照射することにより半導体チップ101をセラミ
ック基板122に固着させる。このときの光硬化性樹脂
304の収縮力により、Auバンプ301は、セラミッ
ク基板122の表面の金属配線302に低い接触抵抗値
で接続される。
After bonding the Au bump 301 to the bonding pad on the chip, the semiconductor chip 101 is fixed at a predetermined position on the ceramic substrate 122 with the chip surface facing down. The semiconductor chip 101 is fixed to the ceramic substrate 122 by irradiating ultraviolet rays with a photocurable resin 304 for fixing. Due to the contracting force of the photocurable resin 304 at this time, the Au bumps 301 are connected to the metal wiring 302 on the surface of the ceramic substrate 122 with a low contact resistance value.

【0088】半導体チップ101の固着にあたっては、
半導体チップ101をセラミック基板122に向かって
押しながら樹脂を硬化させる。上記で使用している光硬
化性樹脂は短時間で硬化するので、上記の工程で半導体
チップ101にダメージが与えられる可能性が小さい。
あるいは、光硬化性樹脂に代えて、熱硬化性樹脂あるい
は速乾性樹脂も使用できる。
In fixing the semiconductor chip 101,
The resin is cured while pressing the semiconductor chip 101 toward the ceramic substrate 122. Since the photocurable resin used in the above cures in a short time, there is little possibility that the semiconductor chip 101 is damaged in the above process.
Alternatively, a thermosetting resin or a quick-drying resin can be used instead of the photocurable resin.

【0089】図6は、本実施例のハイブリッドIC及び
周辺回路の回路図である。図6において、図2〜4にお
ける端子108〜113に相当する箇所は、同じ参照番
号によって示している。
FIG. 6 is a circuit diagram of the hybrid IC and peripheral circuits of this embodiment. 6, parts corresponding to the terminals 108 to 113 in FIGS. 2 to 4 are indicated by the same reference numerals.

【0090】図6に示されるように、セラミック基板1
22上には、RF増幅器430、LO増幅器431及び
ミキサ432から構成されている半導体チップ101
が、フリップチップ法により実装されている。また、R
F入力整合回路439、LO入力整合回路440、RF
増幅器430の負荷インダクタ104、及びLO増幅器
431の負荷インダクタ107が、セラミック基板12
2の上にさらに形成されている。RF増幅器430の負
荷インダクタ104及びLO増幅器431の負荷インダ
クタ107は、ともに電源端子111に接続されてい
る。
As shown in FIG. 6, the ceramic substrate 1
The semiconductor chip 101 including an RF amplifier 430, an LO amplifier 431, and a mixer 432 is provided on the semiconductor chip 22.
Are mounted by the flip chip method. Also, R
F input matching circuit 439, LO input matching circuit 440, RF
The load inductor 104 of the amplifier 430 and the load inductor 107 of the LO amplifier 431
2 is further formed. The load inductor 104 of the RF amplifier 430 and the load inductor 107 of the LO amplifier 431 are both connected to the power supply terminal 111.

【0091】RF入力整合回路439は「直列−並列
型」と呼ばれるタイプのものであって、信号線108c
に直列に接続されている直列インダクタ102、及び信
号線108cと接地電極456との間に並列に設けられ
ている並列インダクタ103により構成されている。L
O入力整合回路440も同様な「直列−並列型」であっ
て、信号線109cに直列に接続されている直列インダ
クタ105、及び信号線109cと接地電極456との
間に並列に設けられている並列インダクタ106により
構成されている。
The RF input matching circuit 439 is of a type called "series-parallel type", and is of the signal line 108c.
, And a parallel inductor 103 provided in parallel between the signal line 108c and the ground electrode 456. L
The O input matching circuit 440 is also of the same “series-parallel type”, and is provided in parallel between the series inductor 105 connected in series to the signal line 109 c and the ground electrode 456. It is composed of a parallel inductor 106.

【0092】図6では、並列インダクタ103、106
がそれぞれの整合回路の入力側に近く配置されている。
あるいは、直列インダクタ102、105を、それぞれ
の整合回路の入力側に近く配置してもよい。
In FIG. 6, the parallel inductors 103 and 106 are connected.
Are located near the input side of each matching circuit.
Alternatively, the series inductors 102 and 105 may be arranged close to the input side of each matching circuit.

【0093】本実施例のハイブリッドICでは、RF増
幅器430への入力線に接続された直流遮断容量40
9、RF増幅器430とミキサ432との間の接続容量
411、LO増幅器431への入力線に接続された直流
遮断容量410、及びLO増幅器431とミキサ432
との間の接続容量412とが、半導体チップ101の内
部に集積化されている。
In the hybrid IC of this embodiment, the DC blocking capacitor 40 connected to the input line to the RF amplifier 430
9, the connection capacitance 411 between the RF amplifier 430 and the mixer 432, the DC blocking capacitance 410 connected to the input line to the LO amplifier 431, and the LO amplifier 431 and the mixer 432.
And the connection capacitance 412 between them is integrated inside the semiconductor chip 101.

【0094】さらに、RF増幅器430の負荷インダク
タ104及びLO増幅器431の負荷インダクタ107
の電源端を高周波的に接地するための接地容量407、
408が、同様に半導体チップ101の内部に集積化さ
れている。接地容量407、408は、絶縁膜として高
誘電体材料を用いて形成されている。
Further, the load inductor 104 of the RF amplifier 430 and the load inductor 107 of the LO amplifier 431
A grounding capacitance 407 for grounding the power source end of the
Similarly, 408 is integrated inside the semiconductor chip 101. The ground capacitors 407 and 408 are formed using a high dielectric material as an insulating film.

【0095】RF増幅器430は、バイアス抵抗41
3、416により自己バイアスされたデュアルゲートF
ET401から構成されている。同様に、LO増幅器4
31は、バイアス抵抗414、417により自己バイア
スされたデュアルゲートFET402から構成されてい
る。さらに、ミキサ432は、バイアス抵抗415、4
18、419により自己バイアスされたデュアルゲート
FET403から構成されている。それぞれのデュアル
ゲートFET401〜403の各ソース端子は、高誘電
体材料を用いた接地容量404〜406により、それぞ
れ高周波的に接地されている。
The RF amplifier 430 includes a bias resistor 41
Dual gate F self biased by 3,416
ET401. Similarly, the LO amplifier 4
Reference numeral 31 denotes a dual-gate FET 402 which is self-biased by bias resistors 414 and 417. Further, the mixer 432 includes bias resistors 415,
It is composed of a dual gate FET 403 self-biased by 18, 419. Source terminals of the dual gate FETs 401 to 403 are grounded at high frequencies by grounding capacitors 404 to 406 made of a high dielectric material.

【0096】ミキサ432により周波数変換されたIF
(Intermediate Frequency)信号は、本実施例のハイブ
リッドICが設けられているセラミック基板122の外
部に設けられたIF出力整合回路451により、外部回
路系の特性インピーダンスに整合される。その後に、I
F出力端子454から出力される。IF出力整合回路4
51は、電源455と信号線との間に並列に接続されて
いるインダクタ446、信号線と接地電極456との間
に並列に接続されている接地容量448、及び信号線に
直列に接続されているインダクタ447と容量449と
によって構成されている。
IF converted by mixer 432
The (Intermediate Frequency) signal is matched with the characteristic impedance of the external circuit system by the IF output matching circuit 451 provided outside the ceramic substrate 122 provided with the hybrid IC of this embodiment. Then I
It is output from the F output terminal 454. IF output matching circuit 4
Reference numeral 51 denotes an inductor 446 connected in parallel between the power supply 455 and the signal line, a ground capacitance 448 connected in parallel between the signal line and the ground electrode 456, and a signal line connected in series. It is composed of an inductor 447 and a capacitor 449 that are present.

【0097】なお、電源455とセラミック基板122
の電源端子111とを接続する電源ラインには、接地容
量450が接続されている。
The power supply 455 and the ceramic substrate 122
A grounding capacitor 450 is connected to a power supply line connecting the power supply terminal 111 to the power supply terminal 111.

【0098】本実施例では、半導体チップ101の内部
の回路要素とセラミック基板122上の他の回路要素と
を接続するために、マイクロバンプボンディング法(M
BB法)を用いて半導体チップ101をセラミック基板
122にフェースダウン実装する。具体的には、半導体
チップ101のボンディングパッド420〜429上に
Auバンプを接着し、半導体チップ101の表面を下に
してセラミック基板122のボンディングパッド位置に
正確に配置する。その後に、先に図5を参照して説明し
たように、樹脂、例えば光硬化性樹脂によりセラミック
基板122上に半導体チップ101を固定する。なお、
実装にあたっては、MBB法に代えてスタッドバンプボ
ンディング法(SBB法)も使用できる。
In this embodiment, in order to connect a circuit element inside the semiconductor chip 101 and another circuit element on the ceramic substrate 122, a micro bump bonding method (M
The semiconductor chip 101 is mounted face down on the ceramic substrate 122 using the BB method). Specifically, Au bumps are bonded onto the bonding pads 420 to 429 of the semiconductor chip 101, and the surfaces of the semiconductor chip 101 face down and are accurately arranged at the bonding pad positions of the ceramic substrate 122. After that, as described above with reference to FIG. 5, the semiconductor chip 101 is fixed on the ceramic substrate 122 with a resin, for example, a photocurable resin. In addition,
In mounting, a stud bump bonding method (SBB method) can be used instead of the MBB method.

【0099】本実施例において、典型的には、RF信号
の周波数は880MHz、LO信号の周波数は790M
Hz、及びIF信号の周波数は90MHzである。この
ように、IF信号の周波数はRF信号やLO信号の周波
数に比べて非常に低いため、IF出力整合回路451を
構成するインダクタ446、447のインダクタンス値
は、RF入力整合回路439に含まれるインダクタ10
2、103、及びLO入力整合回路440に含まれるイ
ンダクタ105、106のインダクタンス値の10倍以
上の値になる。このため、IF出力整合回路451をセ
ラミック基板122上に形成することは基板面積の極端
な増大をもたらし、結果的にはコストの増加につなが
る。
In this embodiment, typically, the frequency of the RF signal is 880 MHz, and the frequency of the LO signal is 790 MHz.
Hz and the frequency of the IF signal is 90 MHz. As described above, since the frequency of the IF signal is much lower than the frequency of the RF signal or the LO signal, the inductance values of the inductors 446 and 447 forming the IF output matching circuit 451 are equal to those of the inductor included in the RF input matching circuit 439. 10
2, 103, and the inductance values of the inductors 105 and 106 included in the LO input matching circuit 440 are 10 times or more. For this reason, forming the IF output matching circuit 451 on the ceramic substrate 122 results in an extremely large substrate area, resulting in an increase in cost.

【0100】本実施例では、セラミック基板122上に
形成することによって大きな効果が得られる回路部分の
みを基板122の上に集積化して形成することによっ
て、高性能化及び低コスト化をともに実現している。
In this embodiment, both the high performance and the low cost can be realized by forming only the circuit portion on which a great effect can be obtained by forming the circuit portion on the ceramic substrate 122 by integrating the circuit portion on the substrate 122. ing.

【0101】なお、セラミック基板122に設けられる
電源配線の線幅は、基板内の最小線幅と同等にする。ま
た、電源端子111にはRF増幅器430の負荷インダ
クタ104及びLO増幅器431の負荷インダクタ10
7がともに接続されているが、これらのインダクタ10
4、107を接続する配線の線幅も、基板内の最小線幅
と同等にする。
Note that the line width of the power supply wiring provided on the ceramic substrate 122 is made equal to the minimum line width in the substrate. The power supply terminal 111 has a load inductor 104 of the RF amplifier 430 and a load inductor 10 of the LO amplifier 431.
7 are connected together but these inductors 10
The line width of the wiring connecting the wirings 4 and 107 is also made equal to the minimum line width in the substrate.

【0102】図7は、図6に示した回路図に対応する半
導体チップ101の、具体的な回路要素の配置を示す平
面図である。図7において、図6と同じ回路要素には同
じ参照番号を付している。
FIG. 7 is a plan view showing a specific arrangement of circuit elements of the semiconductor chip 101 corresponding to the circuit diagram shown in FIG. 7, the same circuit elements as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.

【0103】半導体チップ101では、イオン注入法を
用いて、GaAs基板200の上にMESFET及び抵
抗素子を形成している。一方、容量素子にはMIM構造
を採用しており、その絶縁膜には2種類の材料を使い分
けている。すなわち、大きな容量値が要求される部分、
具体的にはRF増幅器430及びLO増幅器431の負
荷インダクタ104、107を接地する接地容量40
7、408などには、高誘電率材料である比誘電率が1
20程度のチタン酸ストロンチウム膜を使用している。
一方、容量値に精度が要求されるその他の容量には、低
誘電率材料である比誘電率が7程度の窒化シリコン膜を
使用している。これは、窒化シリコン膜の方が膜厚の制
御を確実に行うことができるために、形成される容量の
値を精度良く制御できるからである。ただし、使用でき
る材料は上記に限られるわけではない。例えば、高誘電
率材料としては、バリウムチタン酸ストロンチウム(B
aSrTiO)や酸化タンタル(TaO)を使用するこ
とができ、低誘電率材料としては、酸化シリコン(Si
2)や酸化窒化シリコン(SiON)を使用すること
ができる。
In the semiconductor chip 101, the MESFET and the resistance element are formed on the GaAs substrate 200 by using the ion implantation method. On the other hand, an MIM structure is adopted for the capacitance element, and two types of materials are selectively used for the insulating film. That is, a part that requires a large capacitance value,
Specifically, the grounding capacitor 40 that grounds the load inductors 104 and 107 of the RF amplifier 430 and the LO amplifier 431 is grounded.
7, 408, etc., have a relative dielectric constant of 1 which is a high dielectric constant material.
A strontium titanate film of about 20 is used.
On the other hand, a silicon nitride film having a relative dielectric constant of about 7, which is a low dielectric constant material, is used for other capacitances that require precision in capacitance value. This is because the thickness of the silicon nitride film can be controlled more reliably, so that the value of the formed capacitance can be controlled more accurately. However, usable materials are not limited to the above. For example, barium strontium titanate (B
aSrTiO) or tantalum oxide (TaO) can be used, and silicon oxide (Si) is used as the low dielectric constant material.
O 2 ) or silicon oxynitride (SiON) can be used.

【0104】また、本実施例のハイブリッドIC100
では、異なる信号間の結合を防止するために、半導体チ
ップ101の内部で、信号電圧が相対的に高い部分と低
い部分とをお互いに分離して配置している。すなわち、
信号電圧及び特性インピーダンスが高い部分(第1種類
の回路要素)を半導体チップ101の外縁部にお互いに
離して配置している。一方、信号電圧及び特性インピー
ダンスが低い部分(第2種類の回路要素)は、半導体チ
ップ101の内側において、第1種類の回路要素の間に
配置している。
Further, the hybrid IC 100 of the present embodiment.
In order to prevent coupling between different signals, a portion where a signal voltage is relatively high and a portion where a signal voltage is relatively low are arranged separately from each other in the semiconductor chip 101. That is,
Portions having a high signal voltage and high characteristic impedance (first-type circuit elements) are arranged on the outer edge of the semiconductor chip 101 so as to be separated from each other. On the other hand, the portion where the signal voltage and the characteristic impedance are low (the second type circuit element) is arranged inside the semiconductor chip 101 and between the first type circuit elements.

【0105】具体的には、RF信号系においてはボンデ
ィングパッド420、423、直流遮断容量409、F
ET401及び接続容量411、またLO信号系におい
てはボンディングパッド421、424、直流遮断容量
410、FET402及び接続容量412を、チップ1
01の外側に配置する。上記の回路要素はいずれも、関
与する信号電圧及び特性インピーダンスがともに高い。
一方、関与する信号電圧及び特性インピーダンスがとも
に低い回路要素である接地容量(バイパスコンデンサ)
404、405を、半導体チップの内側のRF信号系と
LO信号系との間に配置している。
Specifically, in the RF signal system, the bonding pads 420 and 423, the DC blocking capacitance 409, and the F
The ET 401 and the connection capacitor 411, and in the LO signal system, the bonding pads 421 and 424, the DC cutoff capacitor 410, the FET 402 and the connection capacitor 412 are connected to the chip 1.
It is placed outside 01. All of the above circuit elements have high signal voltage and characteristic impedance involved.
On the other hand, the ground capacitance (bypass capacitor), which is a circuit element with low signal voltage and characteristic impedance involved
404 and 405 are arranged between the RF signal system and the LO signal system inside the semiconductor chip.

【0106】また、ミキサ432においても、特性イン
ピーダンスが低い接地容量(バイパスコンデンサ)40
6を半導体チップ101の内側に集積化して配置し、R
F信号とLO信号とを分離している。
Also, in the mixer 432, the ground capacitance (bypass capacitor) 40 having a low characteristic impedance is used.
6 are integrated and arranged inside the semiconductor chip 101, and R
The F signal and the LO signal are separated.

【0107】このような配置によって、RF信号とLO
信号との間の高周波的な結合を抑制して、優れた高周波
特性を得ることができる。
With such an arrangement, the RF signal and the LO
Excellent high-frequency characteristics can be obtained by suppressing high-frequency coupling with a signal.

【0108】以上のように構成された本実施例のハイブ
リッドIC100の動作を、先述の図6に示した回路図
を参照して説明する。
The operation of the hybrid IC 100 according to this embodiment having the above-described configuration will be described with reference to the above-described circuit diagram shown in FIG.

【0109】RF入力端子452より入力されたRF信
号は、セラミック基板122の端面に設けられた端子の
一つであるRF端子108を介して、RF入力整合回路
439に入力される。その後、RF増幅器430を構成
するデュアルゲートFET401の第1ゲートに入力さ
れ、FET401により増幅される。その後、接続容量
411を経て、ミキサ432のデュアルゲートFET4
03の第1ゲートに入力される。
The RF signal input from the RF input terminal 452 is input to the RF input matching circuit 439 via the RF terminal 108, which is one of the terminals provided on the end face of the ceramic substrate 122. After that, it is input to the first gate of the dual gate FET 401 that constitutes the RF amplifier 430, and is amplified by the FET 401. Thereafter, through the connection capacitor 411, the dual gate FET 4
It is input to the first gate of 03.

【0110】同様に、LO入力端子453より入力され
たLO信号は、セラミック基板122の端面に設けられ
た端子の一つであるLO電極109を介して、LO入力
整合回路440に入力される。その後、LO増幅器43
1を構成するデュアルゲートFET402の第1ゲート
に入力され、FET402により増幅される。その後、
接続容量412を経て、ミキサ432のデュアルゲート
FET403の第2ゲートに入力される。
Similarly, the LO signal input from the LO input terminal 453 is input to the LO input matching circuit 440 via the LO electrode 109 which is one of the terminals provided on the end surface of the ceramic substrate 122. Then, the LO amplifier 43
1 is input to the first gate of the dual-gate FET 402 and amplified by the FET 402. afterwards,
It is input to the second gate of the dual gate FET 403 of the mixer 432 via the connection capacitor 412.

【0111】ミキサ432のデュアルゲートFET40
3はRF信号及びLO信号を周波数変換し、RF信号及
びLO信号それぞれの周波数の和及び差の周波数成分を
持つIF信号を出力する。IF信号は、セラミック基板
122の端面に設けられた端子の一つであるIF端子1
10を介してIF出力整合回路451に入力され、さら
にIF出力端子454から後段の回路へと出力される。
Dual gate FET 40 of mixer 432
Reference numeral 3 converts the frequency of the RF signal and the LO signal, and outputs an IF signal having a sum and difference frequency components of the respective frequencies of the RF signal and the LO signal. The IF signal is an IF terminal 1 which is one of the terminals provided on the end surface of the ceramic substrate 122.
The signal is input to the IF output matching circuit 451 through the IF output terminal 10 and further output from the IF output terminal 454 to a subsequent circuit.

【0112】RF増幅器430の負荷にはインダクタ1
04が用いられており、デュアルゲートFET401の
ドレイン−ゲート間容量Cgd、及びデュアルゲートF
ET403の第1ゲート−ソース間容量Cgsととも
に、並列共振回路を形成している。従って、この並列共
振回路の共振周波数をRF信号の周波数に合わせること
で、高い利得を持つRF増幅器430が構成できる。
The inductor 1 is placed in the load of the RF amplifier 430.
04, the drain-gate capacitance Cgd of the dual gate FET 401 and the dual gate F
A parallel resonance circuit is formed together with the first gate-source capacitance Cgs of the ET403. Therefore, by adjusting the resonance frequency of the parallel resonance circuit to the frequency of the RF signal, the RF amplifier 430 having a high gain can be configured.

【0113】LO増幅器431についても同様に、イン
ダクタ負荷107、デュアルゲートFET402のドレ
イン−ゲート間容量Cgd、及びデュアルゲートFET
403の第2ゲート−ソース間容量Cgsによる並列共
振回路を構成することによって、高い利得を持つLO増
幅器431を得ている。
Similarly, for the LO amplifier 431, the inductor load 107, the drain-gate capacitance Cgd of the dual gate FET 402, and the dual gate FET are the same.
An LO amplifier 431 having a high gain is obtained by forming a parallel resonant circuit by the second gate-source capacitance Cgs of 403.

【0114】あるいは、このRF増幅器430及びLO
増幅器431の負荷インダクタ104、107をそれぞ
れ1/4波長線路で置き換えても、同等の性能が得られ
る。RF入力整合回路439及びLO入力整合回路44
0は、同一の概念に基づいて設計されている。例えば、
RF入力整合回路439を例にとって説明すると、デュ
アルゲートFET401のゲート端子に直列インダクタ
102が接続され、さらに直列インダクタ102の入力
側に並列インダクタ103が接続されている。この構成
により、インダクタ102、103のインダクタンス値
を、他の整合回路構成を採用した場合に得られるインダ
クタンス値より小さくすることができる。したがって、
整合回路439の占有面積を小さくすることができる。
これは、LO入力整合回路440でも同様である。
Alternatively, the RF amplifier 430 and the LO
Even if the load inductors 104 and 107 of the amplifier 431 are replaced with quarter-wavelength lines, equivalent performance can be obtained. RF input matching circuit 439 and LO input matching circuit 44
0 is designed based on the same concept. For example,
Taking the RF input matching circuit 439 as an example, the series inductor 102 is connected to the gate terminal of the dual gate FET 401, and the parallel inductor 103 is connected to the input side of the series inductor 102. With this configuration, the inductance values of the inductors 102 and 103 can be made smaller than the inductance value obtained when another matching circuit configuration is adopted. Therefore,
The area occupied by the matching circuit 439 can be reduced.
This is the same for the LO input matching circuit 440.

【0115】また、本実施例では、小型化を目的として
インダクタ102〜107にスパイラル型インダクタを
用いている。あるいは、ミアンダ型インダクタを用いて
もよい。スパイラル型インダクタとミアンダ型インダク
タとを比較した場合、スパイラル型の方が単位面積あた
りのインダクタンス値を大きくできる点で特性的には有
利である。一方、ミアンダ型インダクタは、形成が必要
なスルーホールの数を減らすことができるので、コスト
を下げることができる。
In this embodiment, spiral inductors are used as the inductors 102 to 107 for the purpose of miniaturization. Alternatively, a meander type inductor may be used. When the spiral type inductor and the meander type inductor are compared, the spiral type is advantageous in characteristics in that the inductance value per unit area can be increased. On the other hand, the meander-type inductor can reduce the number of through holes that need to be formed, so that the cost can be reduced.

【0116】以下に、図8(a)及び図8(b)を参照
して、本実施例における容量の構造を説明する。
The structure of the capacitor in this embodiment will be described below with reference to FIGS. 8 (a) and 8 (b).

【0117】図8(a)は、図7の線B−B’における
断面図であり、RF増幅器430及びLO増幅器431
にそれぞれ含まれる接地容量404、405の構造を示
す。一方、図8(b)は、図8(a)の構造を従来技術
によって構成した場合の断面図である。なお、図8
(b)の構成要素には、図8(a)における対応する構
成要素の参照番号にさらに“b”を加えた番号を付けて
いる。
FIG. 8A is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. 7, and shows the RF amplifier 430 and the LO amplifier 431.
The structure of the ground capacitors 404 and 405 respectively included in FIG. On the other hand, FIG. 8B is a cross-sectional view in the case where the structure of FIG. Note that FIG.
The components shown in (b) are numbered by adding "b" to the reference numbers of the corresponding components in FIG. 8 (a).

【0118】図8(a)において、GaAs基板200
の上に、第1の層間膜201を堆積し、さらにその上に
適切な大きさにパターン化された下部電極202を形成
している。下部電極202は、2つの接地容量404、
405に共通した接地電極として機能する。
In FIG. 8A, a GaAs substrate 200
A first interlayer film 201 is deposited thereon, and a lower electrode 202 patterned to an appropriate size is further formed thereon. The lower electrode 202 has two ground capacitors 404,
405 functions as a ground electrode common to both.

【0119】下部電極202の上には、それぞれの接地
容量404、405に対応する高誘電体薄膜203、キ
ャパシタ電極204及び上部電極205が設けられてい
る。接地容量404、405が形成されている箇所以外
の部分は第2の層間膜206によって覆われ、さらにそ
の上を保護膜207が覆っている。
On the lower electrode 202, a high dielectric thin film 203, a capacitor electrode 204 and an upper electrode 205 corresponding to the respective ground capacitors 404 and 405 are provided. A portion other than the portion where the ground capacitors 404 and 405 are formed is covered with the second interlayer film 206, and a protective film 207 is further covered thereon.

【0120】一方、従来技術では、一般に図8(b)に
示すように、GaAs基板200bの上に第1の層間膜
201bを堆積し、さらにその上に、適切な大きさにパ
ターン化された下部電極202bをそれぞれの接地容量
404b、405bに対応して別個に形成する。それぞ
れの下部電極202bの上には、接地容量404b、4
05bに対応する高誘電体薄膜203b、キャパシタ電
極204bを形成する。また、接地容量404b、40
5bが形成されている箇所以外の部分は、第2の層間膜
206bによって覆う。上述の構造の上を覆うように、
上部電極205bが設けられ、さらにその上を保護膜2
07bが覆っている。
On the other hand, in the prior art, as shown in FIG. 8B, a first interlayer film 201b is generally deposited on a GaAs substrate 200b and further patterned thereon to an appropriate size. The lower electrode 202b is separately formed corresponding to each of the ground capacitors 404b and 405b. On each lower electrode 202b, a ground capacitance 404b, 4
A high dielectric thin film 203b and a capacitor electrode 204b corresponding to 05b are formed. Further, the ground capacitors 404b and 40
The portion other than the portion where 5b is formed is covered with the second interlayer film 206b. To cover the above structure,
An upper electrode 205b is provided, and a protective film 2
07b covers.

【0121】このように、従来技術では、上部電極20
5bを接地電極として共有する。この場合、2つの接地
容量404b、405bに対応する下部電極202bの
間に存在する寄生容量Cs’は、図8(b)に示すよう
に基板200b側に存在する。この寄生容量Cs’は、
基板200bが高い誘電率を有していることから、比較
的大きな値を有し、その結果として2つの容量404
b、405bの間の高周波的結合の原因になる。
As described above, in the prior art, the upper electrode 20
5b is shared as a ground electrode. In this case, the parasitic capacitance Cs ′ existing between the lower electrode 202b corresponding to the two ground capacitances 404b and 405b exists on the substrate 200b side as shown in FIG. 8B. This parasitic capacitance Cs' is
Since the substrate 200b has a high dielectric constant, it has a relatively large value and, as a result, two capacitors 404.
b and 405b.

【0122】これに対して本実施例では、2つの接地容
量404、405の間で下部電極202を共有し、接地
電極として機能させる。この構成では、寄生容量Cs
は、図8(a)に示すように下部電極202よりも上側
でのみ形成される。このため、基板200の高い誘電率
が寄生容量Csに影響を与えない。逆に、寄生容量Cs
の形成位置に相当する箇所にエポキシ樹脂などの樹脂が
充填される場合には、一般にそれらの樹脂が低誘電率を
有することから、寄生容量Csの値を小さくすることが
できる。
On the other hand, in the present embodiment, the lower electrode 202 is shared between the two ground capacitors 404 and 405 to function as the ground electrode. In this configuration, the parasitic capacitance Cs
Is formed only above the lower electrode 202 as shown in FIG. Therefore, the high dielectric constant of the substrate 200 does not affect the parasitic capacitance Cs. On the contrary, the parasitic capacitance Cs
When a resin corresponding to the formation position is filled with a resin such as an epoxy resin, since the resin generally has a low dielectric constant, the value of the parasitic capacitance Cs can be reduced.

【0123】このように、図8(a)に示すような構成
を有する容量を形成することによって、本実施例のハイ
ブリッドIC100では、接地容量404、405の間
の高周波的な結合を大幅に低減することができ、回路の
高周波特性を改善することができる。
As described above, by forming the capacitor having the structure shown in FIG. 8A, the hybrid IC 100 of this embodiment greatly reduces the high frequency coupling between the ground capacitors 404 and 405. It is possible to improve the high frequency characteristics of the circuit.

【0124】なお、上記の説明では接地容量404、4
05を例にとっているが、図8(a)に示すような容量
の構成は、本実施例のハイブリッドIC100における
半導体チップ101の内部に含まれる他の容量に対して
も、適用可能である。
In the above description, the ground capacitances 404, 4
05 is taken as an example, but the configuration of the capacitance as shown in FIG. 8A can be applied to other capacitances included in the semiconductor chip 101 in the hybrid IC 100 of this embodiment.

【0125】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
に係るハイブリッドICについて、図9を参照しながら
説明する。
Embodiment 2 Hereinafter, a hybrid IC according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0126】図9は、第2の実施例のハイブリッドIC
250及び周辺回路の回路図である。図9が、第1の実
施例におけるハイブリッドIC100を示す図6と異な
る点は、RF入力整合回路607及びLO入力整合回路
608に並列容量605、606を付加するとともに、
直列インダクタ601、603及び並列インダクタ60
2、604の接続順序が逆になっている点である。これ
によって、RF入力整合回路607及びLO入力整合回
路608は、それぞれ「並列−直列型インダクタ+並列
容量」構成となっている。なお、図6及び図9におい
て、同じ構成要素には同じ参照番号を付けており、その
詳細な説明はここでは省略する。
FIG. 9 shows a hybrid IC according to the second embodiment.
FIG. 25 is a circuit diagram of a peripheral circuit and a peripheral circuit; FIG. 9 differs from FIG. 6 showing the hybrid IC 100 in the first embodiment in that parallel capacitors 605 and 606 are added to the RF input matching circuit 607 and the LO input matching circuit 608, and
Series inductors 601, 603 and parallel inductor 60
The point that the connection order of 2,604 is reversed. Thus, the RF input matching circuit 607 and the LO input matching circuit 608 each have a “parallel-series inductor + parallel capacitance” configuration. 6 and 9, the same components are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

【0127】RF入力整合回路607は、直列インダク
タ601、並列インダクタ602、及び並列容量605
により、図9に示すように構成されている。LO入力整
合回路608も同様にして、直列インダクタ603、並
列インダクタ604、及び並列容量606により、図9
に示すように構成されている。
The RF input matching circuit 607 includes a series inductor 601, a parallel inductor 602, and a parallel capacitor 605.
The configuration is as shown in FIG. Similarly, the LO input matching circuit 608 includes a series inductor 603, a parallel inductor 604, and a parallel capacitor 606, as shown in FIG.
It is configured as shown in FIG.

【0128】上記のRF入力整合回路607及びLO入
力整合回路608の構成において、インダクタ601〜
604は半導体チップ457の外部のセラミック基板4
58の上に形成されている、並列容量605、606
は、それぞれ半導体チップ457の内部に集積化されて
いる。具体的には、窒化シリコンを絶縁膜とするMIM
容量を用いて形成される。この構成により、並列インダ
クタ602、604のインダクタンス値を小さくするこ
とができるため、セラミック基板458の小型化が可能
になるとともに、イメージ周波数を有するIF信号によ
る妨害を排除する能力が高まる。
In the configuration of the RF input matching circuit 607 and the LO input matching circuit 608,
Reference numeral 604 denotes a ceramic substrate 4 outside the semiconductor chip 457.
Parallel capacitors 605 and 606 formed on 58
Are integrated inside the semiconductor chip 457, respectively. Specifically, MIM using silicon nitride as an insulating film
It is formed using a capacitor. With this configuration, the inductance values of the parallel inductors 602 and 604 can be reduced, so that the ceramic substrate 458 can be downsized and the ability to eliminate the interference due to the IF signal having the image frequency is enhanced.

【0129】(実施例3)以下、本発明の第3の実施例
に係るハイブリッドICについて、図10を参照しなが
ら説明する。
Embodiment 3 Hereinafter, a hybrid IC according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0130】図10は、第3の実施例におけるハイブリ
ッドIC300に含まれるセラミック基板の上面図であ
る。ただし、半導体チップを実装する前の状態を示す。
なお、図3に示した第1の実施例の場合と同じ構成要素
には同じ参照番号を付してあるので、その詳細な説明は
ここでは省略する。
FIG. 10 is a top view of a ceramic substrate included in the hybrid IC 300 according to the third embodiment. However, this shows a state before the semiconductor chip is mounted.
Note that the same components as those of the first embodiment shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted here.

【0131】図10に示すように、本実施例のハイブリ
ッドIC300では、第1及び第2の実施例のハイブリ
ッドIC100、250における一部のスパイラル型イ
ンダクタに代えて、ミアンダ型インダクタ701〜70
4を使用する。低損失が要求されるRF入力整合回路の
インダクタ102、701は、配線抵抗を低減するため
に配線幅及び配線間隔を50μmに設定している。一
方、LO入力整合回路のインダクタ105、703及び
段間負荷インダクタ702、704は、その損失がそれ
ほど問題にならないため、インダクタの占有面積を低減
する目的で配線幅及び配線間隔を30μmに設定し、セ
ラミック基板の小型化を図っている。
As shown in FIG. 10, in the hybrid IC 300 of this embodiment, meander-type inductors 701 to 70 are used instead of some of the spiral-type inductors in the hybrid ICs 100 and 250 of the first and second embodiments.
Use 4 In the inductors 102 and 701 of the RF input matching circuit that require low loss, the wiring width and the wiring interval are set to 50 μm in order to reduce the wiring resistance. On the other hand, since the loss of the inductors 105 and 703 and the interstage load inductors 702 and 704 of the LO input matching circuit does not matter so much, the wiring width and the wiring interval are set to 30 μm in order to reduce the occupied area of the inductor. The size of the ceramic substrate has been reduced.

【0132】ミアンダ型インダクタ701〜704及び
スパイラル型インダクタ102、105のそれぞれにお
いて、隣接する導体間に短絡導体712、150を設け
ている。レーザートリミング装置等によりこの短絡導体
712、150を適宜切断することによって、各インダ
クタ102、105、701〜704のインダクタンス
値を容易に微調整することができる。
In each of the meander type inductors 701 to 704 and the spiral type inductors 102 and 105, short-circuit conductors 712 and 150 are provided between adjacent conductors. By appropriately cutting the short-circuit conductors 712, 150 with a laser trimming device or the like, the inductance values of the inductors 102, 105, 701 to 704 can be easily finely adjusted.

【0133】ミアンダ型インダクタ701〜704を用
いることにより、形成すべきスルーホールの個数を減ら
すことができる。そのため、製造コストを低減すること
ができる。
By using the meander type inductors 701 to 704, the number of through holes to be formed can be reduced. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.

【0134】一方、本実施例においては、半導体チップ
の搭載箇所の近傍に形成される接地電極710には、2
個のスルーホール705、706を設けている。同様
に、電源電極711には、2個のスルーホール707、
708を設けている。これらのスルーホール705〜7
08によって、接地電極710及び電源電極711は、
セラミック基板のもう一方の面に設けられている所定の
配線パターンにそれぞれ接続されている。このとき、図
10に示すように、複数の小型のスルーホールを用いる
ことにより、スルーホールのインダクタンスを小さくす
ると同時に、セラミック基板を小さくすることができ
る。
On the other hand, in this embodiment, the ground electrode 710 formed near the mounting position of the semiconductor chip
The through holes 705 and 706 are provided. Similarly, two through holes 707,
708 is provided. These through holes 705-7
08, the ground electrode 710 and the power electrode 711,
Each is connected to a predetermined wiring pattern provided on the other surface of the ceramic substrate. At this time, as shown in FIG. 10, by using a plurality of small through holes, the inductance of the through holes can be reduced, and at the same time, the size of the ceramic substrate can be reduced.

【0135】なお、このような複数のスルーホールの形
成は、本実施例で述べたミアンダ型インダクタを含むハ
イブリッドICに限られるものではない。他の実施例で
説明しているようなスパイラル型インダクタのみを含む
ハイブリッドICについても、適用可能である。
The formation of such a plurality of through holes is not limited to the hybrid IC including the meander type inductor described in this embodiment. The present invention is also applicable to a hybrid IC including only a spiral inductor as described in other embodiments.

【0136】(実施例4)図11は、本発明の第4の実
施例におけるハイブリッドIC400の構成を示す上面
図である。また、図12は、図11に示すハイブリッド
IC400の回路図である。
(Fourth Embodiment) FIG. 11 is a top view showing the structure of a hybrid IC 400 according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 12 is a circuit diagram of the hybrid IC 400 shown in FIG.

【0137】本実施例のハイブリッドIC400では、
基板530の端面に形成する端子の一部を、基板530
の辺上ではなく四隅に設けている。具体的には、RF端
子501、LO端子503、電源端子502、504
を、基板530の四隅に設けている。一方、IF端子5
06及び接地端子505は、基板の辺上に設けている。
このように、基板530の端部に形成する端子の一部を
基板の四隅に形成することによって、基板530の必要
面積を削減することができる。
In the hybrid IC 400 of this embodiment,
A part of the terminals formed on the end surface of the substrate 530 is removed from the substrate 530.
Not on the sides, but on the four corners. Specifically, the RF terminal 501, the LO terminal 503, the power terminals 502 and 504
Are provided at four corners of the substrate 530. On the other hand, IF terminal 5
06 and the ground terminal 505 are provided on the side of the substrate.
As described above, by forming some of the terminals formed at the ends of the substrate 530 at the four corners of the substrate, the required area of the substrate 530 can be reduced.

【0138】基板530の上面には、スパイラル型イン
ダクタ102〜107を含む回路要素が形成されてい
る。ここで形成される回路要素は、後述する抵抗素子5
20、521を除いて、先に図3を参照して説明した第
1の実施例のハイブリッドIC100の場合と同様であ
るので、ここではその詳細な説明を省略する。また、基
板530の表面における各回路要素の実際の配置は、使
用する基板530の面積を考慮して最適なものにすれば
よい。
On the upper surface of the substrate 530, circuit elements including the spiral type inductors 102 to 107 are formed. The circuit element formed here is a resistive element 5 described later.
Except for 20, 521, the hybrid IC 100 is the same as the hybrid IC 100 of the first embodiment described above with reference to FIG. 3, and therefore detailed description thereof will be omitted here. Further, the actual arrangement of each circuit element on the surface of the substrate 530 may be optimized in consideration of the area of the substrate 530 to be used.

【0139】図12に示す本実施例のハイブリッドIC
の回路構成は、基本的に、先に図6を参照して説明した
第1の実施例の回路構成と同様である。相違点は、RF
増幅器430の負荷インダクタ104及びLO増幅器4
31の負荷インダクタ107にそれぞれ並列に、抵抗素
子520、521が接続されている点である。これによ
って、負荷インダクタ104あるいは負荷インダクタ1
07から構成される共振回路のQ値を自由に調整するこ
とができ、回路の発振を防止できるという効果が得られ
る。なお、図12に含まれる上記の抵抗素子520、5
21以外の回路要素は、図6を参照して説明した第1の
実施例のハイブリッドIC100の場合と同様であるの
で、ここではその詳細な説明を省略する。
The hybrid IC of this embodiment shown in FIG.
Is basically the same as the circuit configuration of the first embodiment described above with reference to FIG. The difference is the RF
Load inductor 104 of amplifier 430 and LO amplifier 4
This is the point that the resistance elements 520 and 521 are connected in parallel to the 31 load inductors 107 respectively. Thereby, the load inductor 104 or the load inductor 1
It is possible to freely adjust the Q value of the resonance circuit configured by 07 and to prevent the oscillation of the circuit. The resistance elements 520 and 5 included in FIG.
The circuit elements other than 21 are the same as those in the case of the hybrid IC 100 of the first embodiment described with reference to FIG.

【0140】以上に説明したように、本実施例によれ
ば、基板530の小型化が実現される。
As described above, according to this embodiment, the size of the substrate 530 can be reduced.

【0141】(実施例5)図13は、本発明の第5の実
施例におけるハイブリッドIC500の斜視図である。
(Fifth Embodiment) FIG. 13 is a perspective view of a hybrid IC 500 according to a fifth embodiment of the present invention.

【0142】本実施例のハイブリッドIC500では、
セラミック基板122の端部に(すなわち、辺に沿っ
て)設けられる端子108〜113に、さらに金属ある
いは金属化合物などの導電性材料でできた端子ピンを接
続している。端子ピンの材質としては、半導体用リード
フレームに一般的に用いられる銅合金が適している。
In the hybrid IC 500 of this embodiment,
Terminal pins 108 made of a conductive material such as a metal or a metal compound are further connected to the terminals 108 to 113 provided at the ends (that is, along the sides) of the ceramic substrate 122. As a material for the terminal pin, a copper alloy generally used for a semiconductor lead frame is suitable.

【0143】具体的には、先に図2を参照して説明した
第1の実施例のハイブリッドIC100の構成におい
て、それぞれの端子108〜113を、角柱状の部分が
基板122から除去されたような形状を有するように形
成する。その上で、さらにそれぞれの端子の凹部を埋め
るとともに、基板122から外側へ延びた形状を有する
端子ピンを、各端子103〜108に接続する。
More specifically, in the configuration of the hybrid IC 100 of the first embodiment described above with reference to FIG. 2, each of the terminals 108 to 113 is replaced with a prism-shaped portion removed from the substrate 122. It is formed so as to have an appropriate shape. Then, the terminal pins having a shape extending outward from the substrate 122 while filling the recesses of the respective terminals are further connected to the terminals 103 to 108.

【0144】このような形状の端子ピンを設けることに
より、従来のはんだ実装によってハイブリッドIC50
0を回路基板へ搭載することができ、組立コストの上昇
を抑えることができる。
By providing the terminal pins having such a shape, the hybrid IC 50 can be formed by conventional solder mounting.
0 can be mounted on a circuit board, and an increase in assembly cost can be suppressed.

【0145】なお、図13において、図2と同じ構成要
素には同じ参照番号を付けている。一部の配置が異なっ
ているものの、それらの機能や得られる特徴は同じであ
るので、その詳細な説明はここでは省略する。
In FIG. 13, the same components as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. Although some arrangements are different, their functions and obtained characteristics are the same, and thus detailed description thereof is omitted here.

【0146】(実施例6)図14は、本実施例のハイブ
リッドIC600の構成を示す断面図である。図14
は、先に第1の実施例に関連して説明した図5に対応す
るものである。同じ構成要素には同じ参照番号を付けて
いるので、その詳細な説明はここでは省略する。
(Embodiment 6) FIG. 14 is a sectional view showing a configuration of a hybrid IC 600 of this embodiment. 14
5 corresponds to FIG. 5 described above in connection with the first embodiment. The same components are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will not be repeated.

【0147】これまでに説明した第1〜第5の実施例の
ハイブリッドIC100〜500は、セラミック基板の
上に半導体チップを搭載した状態のままであって、それ
に続く後工程は実施していない。それに対して本実施例
では、図14に示すように、半導体チップ101をセラ
ミック基板122の上にフリップチップボンディングし
た後に、さらにセラミック基板122の上に樹脂を充填
して樹脂層610を形成する。このとき、樹脂層610
の上面は、平坦化する。樹脂層610は、少なくとも半
導体チップ101、及びセラミック基板122の表面に
形成されるスパイラル型インダクタを覆うように形成す
る。樹脂層610の材料としては、例えばエポキシ樹
脂、シリコーン樹脂などを使用することができる。
The hybrid ICs 100 to 500 of the first to fifth embodiments described above are in a state in which a semiconductor chip is mounted on a ceramic substrate, and no subsequent steps are performed. On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 14, after the semiconductor chip 101 is flip-chip bonded on the ceramic substrate 122, the resin is further filled on the ceramic substrate 122 to form the resin layer 610. At this time, the resin layer 610
Is flattened. The resin layer 610 is formed so as to cover at least the semiconductor chip 101 and the spiral inductor formed on the surface of the ceramic substrate 122. As a material for the resin layer 610, for example, an epoxy resin, a silicone resin, or the like can be used.

【0148】これによって、ハイブリッドIC600を
回路基板などに実装する際にインサータを使用すること
が可能になり、生産性が向上する。また、先に第1の実
施例に関連して図8(a)及び図8(b)を参照して説
明したように、このように樹脂610を充填すると、寄
生容量が生じてもその容量値を小さくすることができ
る。
As a result, the inserter can be used when the hybrid IC 600 is mounted on a circuit board or the like, and the productivity is improved. Further, as described above with reference to FIGS. 8A and 8B in relation to the first embodiment, when the resin 610 is filled in this way, even if a parasitic capacitance is generated, the capacitance is not changed. The value can be reduced.

【0149】なお、この樹脂層610の形成は第1の実
施例で説明したハイブリッドIC100にのみ適用でき
るものではなく、他の実施例におけるハイブリッドIC
に対しても、同様に適用できる。
The formation of the resin layer 610 is not limited to the hybrid IC 100 described in the first embodiment.
Can be similarly applied to.

【0150】以上に説明した第1〜第6の実施例では、
いずれも比較的高い誘電率を有するセラミック基板の上
に、本発明のハイブリッドICを形成している。あるい
は、セラミック基板に代えて、低い誘電率を有する材料
で形成された基板、例えばガラスエポキシ基板(誘電
率:4.0)を用いることもできる。
In the first to sixth embodiments described above,
In each case, the hybrid IC of the present invention is formed on a ceramic substrate having a relatively high dielectric constant. Alternatively, instead of the ceramic substrate, a substrate formed of a material having a low dielectric constant, for example, a glass epoxy substrate (dielectric constant: 4.0) can be used.

【0151】このように低い誘電率を有する材料ででき
た基板を使用することによって、スパイラル型インダク
タの共振周波数を向上させることができる。この結果、
以上の説明で述べたようなセラミック基板を用いる場合
に比べて、より高い周波数帯で使用することが可能にな
る。あるいは、同一周波数帯で使用する場合には、共振
周波数を低下させることなく、スパイラル型インダクタ
の占有面積を削減することができる。
By using a substrate made of a material having such a low dielectric constant, the resonance frequency of the spiral type inductor can be improved. As a result,
It can be used in a higher frequency band as compared with the case where the ceramic substrate as described above is used. Alternatively, when used in the same frequency band, the area occupied by the spiral inductor can be reduced without lowering the resonance frequency.

【0152】[0152]

【発明の効果】以上に説明したように、請求項1に規定
される本発明のハイブリッドICでは、ハイブリッドI
C内部の回路を外部回路に接続するための端子を、半導
体チップを配置した基板の外周に直接形成することによ
って、従来のような外部回路との接続に関連したワイヤ
ボンディング及びパッケージが不要になるため、製造工
程数が最小限に抑えられ、低コスト化及び小型化が可能
になる。また、ボンディングワイヤやパッケージによる
動作特性への高周波的な悪影響がなく、優れた特性のハ
イブリッド回路を実現することができる。さらに、高誘
電体材料を用いた大容量MIMキャパシタが半導体チッ
プ内に内蔵されているため、基板上にチップ部品として
容量素子を搭載する必要がなく、基板面積を削減するこ
とができる。以上の点の組み合わせにより、超小型・低
コストのハイブリッドICを実現することができる。
As described above, according to the hybrid IC of the present invention defined in claim 1, the hybrid IC
By forming terminals for connecting a circuit inside C to an external circuit directly on the outer periphery of the substrate on which the semiconductor chip is arranged, wire bonding and a package related to connection with an external circuit as in the related art become unnecessary. Therefore, the number of manufacturing steps is minimized, and cost reduction and miniaturization are possible. Further, there is no adverse effect of the bonding wire or the package on the operating characteristics in terms of high frequency, and a hybrid circuit having excellent characteristics can be realized. Further, since a large-capacity MIM capacitor using a high-dielectric material is built in the semiconductor chip, it is not necessary to mount a capacitance element as a chip component on the substrate, and the substrate area can be reduced. By combining the above points, an ultra-compact and low-cost hybrid IC can be realized.

【0153】請求項2に規定されるように、半導体チッ
プの内部の回路素子に入力信号を整合させる整合回路を
備えることによって、インピーダンスの整合を得て、良
好な動作特性を得ることができる。
By providing the matching circuit for matching the input signal to the circuit element inside the semiconductor chip as defined in claim 2, impedance matching can be obtained and good operating characteristics can be obtained.

【0154】上記の整合回路に含まれるインダクタを、
半導体チップの中ではなく、請求項3に規定されるよう
に基板の一方の面の上に形成することによって、半導体
チップの大きさの増加を防ぐことができる。
The inductor included in the above matching circuit is
By forming the semiconductor chip not on the semiconductor chip but on one surface of the substrate as defined in claim 3, an increase in the size of the semiconductor chip can be prevented.

【0155】整合回路を、請求項4に規定するようにイ
ンダクタのみを含む構成とすることによって、必要なイ
ンダクタの個数及び占有面積が減少する。これより、ハ
イブリッドICが小型化されると同時に、優れたイメー
ジ周波数抑圧比及びアイソレーション特性を得ることが
できる。
The number of required inductors and the occupied area are reduced by configuring the matching circuit to include only inductors as defined in claim 4. This makes it possible to reduce the size of the hybrid IC and obtain an excellent image frequency suppression ratio and isolation characteristics.

【0156】請求項5に規定されるように、スパイラル
型インダクタの最外周線を接地することにより、他の配
線に近づくスパイラル型インダクタの最外周線の電圧
が、低く抑えられる。この結果、他の信号線との結合を
防ぐことができ、優れたアイソレーション特性を得るこ
とができる。
As described in claim 5, by grounding the outermost line of the spiral inductor, the voltage of the outermost line of the spiral inductor approaching another wiring can be suppressed low. As a result, coupling to other signal lines can be prevented, and excellent isolation characteristics can be obtained.

【0157】一方、整合回路を、請求項7に規定するよ
うにインダクタンス及びキャパシタで構成し、キャパシ
タを半導体チップの内部に形成すれば、インダクタの必
要数を減らすことができるとともに基板面積は増加しな
い。このため、より小型のハイブリッドICを実現する
ことができる。
On the other hand, if the matching circuit is composed of an inductance and a capacitor as defined in claim 7, and the capacitor is formed inside the semiconductor chip, the required number of inductors can be reduced and the substrate area does not increase. . For this reason, a smaller hybrid IC can be realized.

【0158】なお、整合回路に含まれるインダクタは、
スパイラル型またはミアンダ型とすることができる。ス
パイラル型では、単位面積あたりのインダクタンス値を
大きくできる。一方、ミアンダ型では、スルーホール個
数が減る。
Note that the inductor included in the matching circuit is:
It can be spiral or meander type. In the spiral type, the inductance value per unit area can be increased. On the other hand, in the meander type, the number of through holes is reduced.

【0159】請求項10に規定されるように、基板の外
周に形成される端子のうちで、高周波信号の入出力に関
与するRF端子、LO端子及びIF端子に隣接する端子
として、接地端子または電源端子を配置すれば、高周波
信号の入出力端子を低インピーダンスの端子で挟むこと
になり、高周波信号間の干渉をなくすことができる。ま
た、RF端子などからRF信号などの高周波信号が漏れ
出ても高周波的に接地へ逃がすことができるため、高周
波信号の入出力端子と他の端子とのアイソレーション特
性が改善される。この結果、優れた特性を維持したまま
ハイブリッドICを小型化することができる。
As defined in claim 10, among the terminals formed on the outer periphery of the substrate, the ground terminal or the terminal adjacent to the RF terminal, LO terminal and IF terminal involved in inputting / outputting of a high-frequency signal is used. By arranging the power supply terminal, the input / output terminal of the high-frequency signal is sandwiched between the terminals of low impedance, and interference between the high-frequency signals can be eliminated. Further, even if a high frequency signal such as an RF signal leaks from the RF terminal or the like, it can be escaped to the ground at a high frequency, so that the isolation characteristic between the high frequency signal input / output terminal and other terminals is improved. As a result, the hybrid IC can be downsized while maintaining excellent characteristics.

【0160】RF入力整合回路に含まれるインダクタの
線幅を、請求項13に規定されるようにLO入力整合回
路のインダクタの線幅よりも大きくすれば、配線抵抗の
増加が入力損失に影響を与えるRF入力整合回路の線幅
を大きくする一方で、配線抵抗の増加に伴う損失が少な
いLO入力整合回路の線幅を細くすることができるの
で、インダクタの外形寸法をさらに小さくすることがで
き、より小型のハイブリッドICを実現することができ
る。
If the line width of the inductor included in the RF input matching circuit is made larger than the line width of the inductor of the LO input matching circuit as defined in claim 13, the increase in wiring resistance affects the input loss. While the line width of the applied RF input matching circuit is increased, the line width of the LO input matching circuit that causes less loss due to an increase in wiring resistance can be reduced, so that the outer dimensions of the inductor can be further reduced. A smaller hybrid IC can be realized.

【0161】RF入力整合回路とRF端子とを接続する
配線を、請求項14に規定するようにRF入力整合回路
が形成されているのとは反対側の基板面を通すように配
線すれば、高周波信号であるRF信号に関与する信号線
と他の信号線との結合を防ぐことができる。これより、
優れたアイソレーション特性を得ることができる。
If the wiring connecting the RF input matching circuit and the RF terminal is wired so as to pass through the substrate surface opposite to the side on which the RF input matching circuit is formed as defined in claim 14, It is possible to prevent coupling between a signal line related to an RF signal which is a high-frequency signal and another signal line. Than this,
It is possible to obtain excellent isolation characteristics.

【0162】請求項15に規定されるように、高周波接
地用キャパシタを含むLC共振回路または1/4波長線
路を、RF増幅器とミキサ及びLO増幅器とミキサの結
合点に設けることによって、半導体チップにおける消費
電流が低減される。さらに、高周波接地用キャパシタは
半導体チップの内部に設ければ、基板上に容量を形成す
る必要がなく、基板寸法の小型化を図ることができる。
According to the fifteenth aspect of the present invention, by providing the LC resonance circuit including the high frequency grounding capacitor or the quarter wavelength line at the coupling point of the RF amplifier and the mixer and the LO amplifier and the mixer, Current consumption is reduced. Furthermore, if the high-frequency grounding capacitor is provided inside the semiconductor chip, it is not necessary to form a capacitor on the substrate, and the size of the substrate can be reduced.

【0163】請求項16に規定されるように、ミキサに
対応する出力整合回路のみをハイブリッドICが形成さ
れる基板上に設けないことによって、基板寸法の増大及
びコストの増加が防がれる。
By not providing only the output matching circuit corresponding to the mixer on the substrate on which the hybrid IC is formed, an increase in substrate size and an increase in cost can be prevented.

【0164】請求項17に規定されるように、半導体チ
ップの実装箇所に相当する基板表面に接地線を配置すれ
ば、基板表面において入力端子側と出力端子間に接地線
が配置されることになるので、入力と出力を高周波的に
分離することができる。このため、優れたアイソレーシ
ョン特性を得ることができる。
According to a seventeenth aspect of the present invention, when a ground line is arranged on the substrate surface corresponding to the mounting position of the semiconductor chip, the ground line is arranged between the input terminal side and the output terminal on the substrate surface. Therefore, the input and the output can be separated at a high frequency. Therefore, excellent isolation characteristics can be obtained.

【0165】請求項18に規定されるように、電源配線
の線幅をLO信号線の配線幅と同等以下の細い値にすれ
ば、電源線を通じて起こる、同一の電源につながる各素
子間の影響を低減することができる。このため、優れた
特性のハイブリッドICを実現することができる。
If the line width of the power supply line is set to a thin value equal to or less than the line width of the LO signal line, the influence between the elements connected to the same power supply through the power supply line is defined. Can be reduced. Therefore, a hybrid IC having excellent characteristics can be realized.

【0166】請求項19に規定されるように、複数のイ
ンダクタにそれぞれ接続されている電源配線を基板内の
最小線幅と同等の値とすることにより、インダクタ間の
相互作用を抑えることができる。
[0166] As defined in claim 19, by setting the power supply wiring connected to each of the plurality of inductors to a value equivalent to the minimum line width in the substrate, the interaction between the inductors can be suppressed. .

【0167】請求項20に規定されるように、インダク
タに短絡導線を設けた上でその短絡配線を適宜切断する
ことによって、簡単な構成でインダクタンス値を調整す
ることができ、所望の利得・雑音特性を得ることができ
る。
According to the twentieth aspect, by providing the inductor with the short-circuit conductor and cutting the short-circuit wire appropriately, the inductance value can be adjusted with a simple configuration, and the desired gain and noise can be obtained. The characteristics can be obtained.

【0168】請求項21に規定されるように、半導体チ
ップ内部に形成されるMIMキャパシタの構成材料とし
て誘電率の異なる複数の材料を使用すれば、形成される
容量の大きさと精度に応じて、絶縁体膜を形成する高誘
電体材料を適宜選択できる。これより、半導体チップの
小型・高精度化を図ることができる。
If a plurality of materials having different dielectric constants are used as the constituent materials of the MIM capacitor formed inside the semiconductor chip as defined in claim 21, depending on the size and accuracy of the formed capacitance, A high dielectric material forming the insulating film can be appropriately selected. Thus, the size and accuracy of the semiconductor chip can be reduced.

【0169】請求項22に規定されるように、MBB法
またはSBB法によるフリップチップボンディングで半
導体チップを基板に搭載すれば、半導体チップ上及びセ
ラミック基板上のボンディングパッド面積が縮小される
と同時に、セラミック基板上のボンディングパッド位置
をチップ下面に配置することができる。このため、セラ
ミック基板を小型化することができる。
When the semiconductor chip is mounted on the substrate by flip chip bonding according to the MBB method or the SBB method as defined in claim 22, the bonding pad area on the semiconductor chip and the ceramic substrate is reduced, and at the same time, The bonding pad position on the ceramic substrate can be arranged on the lower surface of the chip. Therefore, the size of the ceramic substrate can be reduced.

【0170】請求項23に規定されるように、樹脂によ
って半導体チップを基板に固定すれば、樹脂の硬化にと
もなって半導体チップと基板との固着力が増加するの
で、半導体チップとセラミック基板との密着強度、及び
半導体チップの信頼性を、同時に高めることができる。
また、接続箇所の接触抵抗値を下げて、確実な電気的導
通を確保することができる。
If the semiconductor chip is fixed to the substrate with a resin, the fixing force between the semiconductor chip and the substrate increases with the curing of the resin. The adhesion strength and the reliability of the semiconductor chip can be improved at the same time.
In addition, it is possible to lower the contact resistance value of the connection portion and to ensure reliable electrical conduction.

【0171】請求項24に規定されるように凹状の端子
を形成すれば、基板とプリント基板をはんだ接続する際
にはんだが端子の凹部に取り込まれて、安定なはんだ付
けが実現される。
If the concave terminal is formed as defined in claim 24, the solder is taken into the concave portion of the terminal when the board and the printed board are connected by soldering, and stable soldering is realized.

【0172】請求項25によれば、基板の端子を容易に
形成することができ、低コストのハイブリッドICを実
現できる。
According to claim 25, the terminals of the substrate can be easily formed, and a low-cost hybrid IC can be realized.

【0173】請求項26によれば、端子に隣接した基板
面に形成されて端子の一部として機能する金属膜部分の
面積が低減されるので、低コストのハイブリッドICが
実現される。
According to the twenty-sixth aspect, the area of the metal film portion formed on the substrate surface adjacent to the terminal and functioning as a part of the terminal is reduced, so that a low-cost hybrid IC is realized.

【0174】請求項27によれば、電源電極及び接地電
極の面積が低減されるので、基板を小型化することがで
きる。
According to the twenty-seventh aspect, since the areas of the power supply electrode and the ground electrode are reduced, the size of the substrate can be reduced.

【0175】請求項28に規定されるように、端子を基
板の四隅に形成すれば、端子面積が削減されて基板が小
型化される。
When the terminals are formed at the four corners of the substrate as defined in claim 28, the terminal area is reduced and the substrate is downsized.

【0176】請求項29に規定されるように、基板とし
て高誘電体材料を使用すれば、伝送線路の長さによる位
相回転の効果が大きくなるために、インダクタの面積を
小さくすることができる。一方、請求項31に規定され
るように、基板として低誘電体材料を使用すれば、スパ
イラル型インダクタの共振周波数を向上することができ
る。あるいは、配線間隔を狭めることができるため、同
一のインダクタンス値を得るために必要なインダクタの
占有面積が削減される。
When a high dielectric material is used for the substrate as defined in claim 29, the effect of phase rotation due to the length of the transmission line is increased, so that the area of the inductor can be reduced. On the other hand, if a low dielectric material is used for the substrate, the resonance frequency of the spiral inductor can be improved. Alternatively, since the wiring interval can be reduced, the area occupied by the inductor required to obtain the same inductance value is reduced.

【0177】請求項33に規定されるようにピン電極を
使用すれば、ハイブリッドICの回路基板への搭載にあ
たって従来のはんだ実装工程を適用することができ、組
立コストの増加が抑制される。
By using the pin electrode as defined in claim 33, the conventional solder mounting process can be applied when mounting the hybrid IC on the circuit board, and an increase in assembly cost can be suppressed.

【0178】請求項34に規定されるように、半導体チ
ップ内に形成される複数のMIMキャパシタの下部電極
をお互いに接続すれば、寄生容量が基板側に形成されな
くなる。これによって、動作特性への悪影響が抑制され
る。
If the lower electrodes of a plurality of MIM capacitors formed in a semiconductor chip are connected to each other, no parasitic capacitance is formed on the substrate side. As a result, adverse effects on operating characteristics are suppressed.

【0179】半導体チップ内の回路要素を請求項35あ
るいは請求項36に規定されるように配置すれば、高周
波信号に関与する回路要素間での結合が防止される。
By arranging the circuit elements in the semiconductor chip as defined in claim 35 or claim 36, coupling between circuit elements relating to high-frequency signals is prevented.

【0180】請求項37に規定されるように上面が平坦
な樹脂層を形成すれば、ハイブリッドICの回路基板へ
の搭載にあたって従来のインサータを使用することがで
き、組立コストの増加が抑制される。
If a resin layer having a flat upper surface is formed as defined in claim 37, a conventional inserter can be used for mounting the hybrid IC on a circuit board, thereby suppressing an increase in assembly cost. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来のハイブリッドICの構成の一例を示す斜
視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of the configuration of a conventional hybrid IC.

【図2】本発明の第1の実施例に係るハイブリッドIC
の斜視図である。
FIG. 2 is a hybrid IC according to a first embodiment of the present invention.
It is a perspective view of.

【図3】図2に示すハイブリッドICを構成するセラミ
ック基板の上面図である。
FIG. 3 is a top view of a ceramic substrate constituting the hybrid IC shown in FIG. 2;

【図4】図3に示すセラミック基板の裏面図である。FIG. 4 is a rear view of the ceramic substrate shown in FIG. 3;

【図5】図2のA−A’線における図2に示すハイブリ
ッドICの断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the hybrid IC shown in FIG. 2 along the line AA ′ in FIG. 2;

【図6】図2に示すハイブリッドICの回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of the hybrid IC shown in FIG.

【図7】図6に示した回路図に対応する半導体チップの
回路要素の配置の一例を示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing an example of an arrangement of circuit elements of a semiconductor chip corresponding to the circuit diagram shown in FIG. 6;

【図8】(a)は、図7の線B−B’における断面図で
あって本実施例における容量の構成を示す図であり、
(b)は、(a)の構成を従来技術によって形成した場
合の構成の一例を示す断面図である。
8A is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 7, showing the configuration of the capacitor in the present embodiment,
(B) is sectional drawing which shows an example of a structure at the time of forming the structure of (a) by the prior art.

【図9】本発明の第2の実施例に係るハイブリッドIC
の回路図である。
FIG. 9 is a hybrid IC according to a second embodiment of the present invention.
It is a circuit diagram of.

【図10】本発明の第3の実施例に係るハイブリッドI
Cを構成するセラミック基板の上面図である。
FIG. 10 is a hybrid I according to a third embodiment of the present invention.
It is a top view of the ceramic substrate which comprises C.

【図11】本発明の第4の実施例に係るハイブリッドI
Cを構成するセラミック基板の上面図である。
FIG. 11 shows a hybrid I according to a fourth embodiment of the present invention.
It is a top view of the ceramic substrate which comprises C.

【図12】図11に示すハイブリッドICの回路図であ
る。
FIG. 12 is a circuit diagram of the hybrid IC shown in FIG. 11;

【図13】本発明の第5の実施例に係るハイブリッドI
Cの斜視図である。
FIG. 13 shows a hybrid I according to a fifth embodiment of the present invention.
It is a perspective view of C.

【図14】本発明の第6の実施例に係るハイブリッドI
Cの断面図である。
FIG. 14 shows a hybrid I according to a sixth embodiment of the present invention.
It is sectional drawing of C.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100、250、300、400、500、600 ハ
イブリッドIC 101、457 半導体チップ 102、103、104、105、106、107 ス
パイラル型インダクタ 108、501 RF端子 109、503 LO端子 110、506 IF端子 111、502、504 電源端子 112、113、505 接地端子 111b、112b、114、115、116、11
7、118、119 スルーホール 108c、109c、111c 信号線 112c 接地配線パターン 122、458、530 セラミック基板 130 RF信号線 131 LO信号線 140 接地電極 150 短絡導体 200、200b GaAs基板 201、201b 第1の層間膜 202、202b 下部電極 203、203b 高誘電体薄膜 204、204b キャパシタ電極 205、205b 上部電極 206、206b 第2の層間膜 207、207b 保護膜 301 Auバンプ 302 セラミック基板表面の金属配線 303 セラミック基板裏面の金属配線 304 光硬化性樹脂 401、402、403 デュアルゲートFET 407、408 高誘電体容量素子 404、405、406、409、410、411、4
12 容量素子 413、414、415、416、417、418、4
19 バイアス抵抗 420、421、422、423、424、425、4
26、427、428、429 ボンディングパッド 430 RF増幅器 431 LO増幅器 432 ミキサ 439 RF入力整合回路 440 LO入力整合回路 451 IF出力整合回路 452 RF入力端子 453 LO入力端子 454 IF出力端子 456 接地電極 601、603 直列インダクタ 602、604 並列インダクタ 605、606 並列容量 607 RF入力整合回路 608 LO入力整合回路 610 充填樹脂層 701、702、703、704 ミアンダ型インダク
タ 705、706、707、708 スルーホール 710 接地電極 711 電源電極 712 短絡導体
100, 250, 300, 400, 500, 600 Hybrid IC 101, 457 Semiconductor chip 102, 103, 104, 105, 106, 107 Spiral inductor 108, 501 RF terminal 109, 503 LO terminal 110, 506 IF terminal 111, 502 , 504 Power supply terminals 112, 113, 505 Ground terminals 111b, 112b, 114, 115, 116, 11
7, 118, 119 Through hole 108c, 109c, 111c Signal line 112c Ground wiring pattern 122, 458, 530 Ceramic substrate 130 RF signal line 131 LO signal line 140 Ground electrode 150 Short-circuit conductor 200, 200b GaAs substrate 201, 201b First Interlayer film 202, 202b Lower electrode 203, 203b High dielectric thin film 204, 204b Capacitor electrode 205, 205b Upper electrode 206, 206b Second interlayer film 207, 207b Protective film 301 Au bump 302 Metal wiring on the surface of ceramic substrate 303 Ceramic substrate Backside metal wiring 304 Photocurable resin 401, 402, 403 Dual gate FET 407, 408 High dielectric capacitance element 404, 405, 406, 409, 410, 411, 4
12 capacitive elements 413, 414, 415, 416, 417, 418, 4
19 Bias resistors 420, 421, 422, 423, 424, 425, 4
26, 427, 428, 429 Bonding pad 430 RF amplifier 431 LO amplifier 432 Mixer 439 RF input matching circuit 440 LO input matching circuit 451 IF output matching circuit 452 RF input terminal 453 LO input terminal 454 IF output terminal 456 Ground electrode 601, 603 Series inductor 602, 604 Parallel inductor 605, 606 Parallel capacitance 607 RF input matching circuit 608 LO input matching circuit 610 Filled resin layer 701, 702, 703, 704 Meander type inductor 705, 706, 707, 708 Through hole 710 Ground electrode 711 Power supply Electrode 712 short-circuit conductor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西辻 充 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mitsuru Nishitsuji 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (37)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、 該基板上に形成された少なくとも一つのインダクタと、 該基板上にフリップチップ方式により配置された半導体
チップと、 該基板の外周の所定の位置に形成された少なくとも一つ
の端子と、を備えたハイブリッドICであって、 該半導体チップはその内部に複数の回路素子を備えてお
り、該回路素子のうちの少なくとも一つは、金属−絶縁
膜−金属(MIM)構成を有していて該絶縁膜が高誘電
体材料から形成されているMIMキャパシタであるハイ
ブリッドIC。
1. A substrate, at least one inductor formed on the substrate, a semiconductor chip arranged on the substrate by a flip chip method, and at least one formed at a predetermined position on the outer periphery of the substrate. A hybrid IC including two terminals, wherein the semiconductor chip includes a plurality of circuit elements therein, at least one of the circuit elements having a metal-insulating film-metal (MIM) configuration. A hybrid IC which is a MIM capacitor having the above-mentioned insulating film made of a high dielectric material.
【請求項2】 入力信号を前記半導体チップの内部の前
記回路素子に整合させる少なくとも一つの整合回路をさ
らに備えており、該整合回路は少なくとも一つのインダ
クタを備えている請求項1のハイブリッドIC。
2. The hybrid IC according to claim 1, further comprising at least one matching circuit that matches an input signal to the circuit element inside the semiconductor chip, and the matching circuit includes at least one inductor.
【請求項3】 前記基板のそれぞれの面の上に単一の金
属層で配線パターンが形成されており、該基板のそれぞ
れの面の上の該配線パターンはスルーホールによりお互
いに接続されており、前記整合回路に含まれる前記イン
ダクタが該基板の一方の面の上の該配線パターンに形成
されている請求項2のハイブリッドIC。
3. A wiring pattern is formed of a single metal layer on each surface of the substrate, and the wiring patterns on each surface of the substrate are connected to each other by through holes. 3. The hybrid IC according to claim 2, wherein the inductor included in the matching circuit is formed in the wiring pattern on one surface of the substrate.
【請求項4】 前記整合回路はインダクタのみで構成さ
れており、少なくとも一つの直列インダクタと少なくと
も一つの並列インダクタとを含む請求項2のハイブリッ
ドIC。
4. The hybrid IC according to claim 2, wherein said matching circuit comprises only an inductor, and includes at least one series inductor and at least one parallel inductor.
【請求項5】 前記整合回路に含まれる前記並列インダ
クタがスパイラル型インダクタであって、該スパイラル
型インダクタのスパイラル部の最外周線が接地されてい
る請求項4のハイブリッドIC。
5. The hybrid IC according to claim 4, wherein said parallel inductor included in said matching circuit is a spiral inductor, and an outermost peripheral line of a spiral portion of said spiral inductor is grounded.
【請求項6】 前記整合回路を構成する前記インダクタ
が、スパイラル型インダクタまたはミアンダ型インダク
タである請求項2のハイブリッドIC。
6. The hybrid IC according to claim 2, wherein the inductor forming the matching circuit is a spiral inductor or a meander inductor.
【請求項7】 前記整合回路は、インダクタとキャパシ
タとで構成されており、該キャパシタは前記半導体チッ
プの内部に形成されている請求項2のハイブリッドI
C。
7. The hybrid I according to claim 2, wherein said matching circuit comprises an inductor and a capacitor, and said capacitor is formed inside said semiconductor chip.
C.
【請求項8】 前記整合回路を構成する前記インダクタ
が、スパイラル型インダクタまたはミアンダ型インダク
タである請求項7のハイブリッドIC。
8. The hybrid IC according to claim 7, wherein the inductor forming the matching circuit is a spiral inductor or a meander inductor.
【請求項9】 前記端子は、少なくとも、RF信号の入
力端子であるRF端子と、LO信号の入力端子であるL
O端子と、IF信号の出力端子であるIF端子と、接地
端子と、及び電源端子と、を含む請求項1のハイブリッ
ドIC。
9. The terminal is at least an RF terminal that is an input terminal for an RF signal and an L terminal that is an input terminal for an LO signal.
The hybrid IC according to claim 1, further comprising an O terminal, an IF terminal serving as an output terminal of the IF signal, a ground terminal, and a power supply terminal.
【請求項10】 前記端子のうちで、前記RF端子、前
記LO端子及び前記IF端子に隣接する端子は、前記接
地端子または前記電源端子である請求項9のハイブリッ
ドIC。
10. The hybrid IC according to claim 9, wherein among the terminals, a terminal adjacent to the RF terminal, the LO terminal and the IF terminal is the ground terminal or the power supply terminal.
【請求項11】 前記半導体チップは、 前記RF端子から入力されたRF信号を増幅するRF増
幅器と、 前記LO端子から入力されたLO信号を増幅するLO増
幅器と、 該増幅されたRF信号と該増幅されたLO信号とに基づ
いてIF信号を生成するミキサと、を備えている請求項
9のハイブリッドIC。
11. The semiconductor chip, comprising: an RF amplifier that amplifies an RF signal input from the RF terminal; an LO amplifier that amplifies an LO signal input from the LO terminal; The hybrid IC according to claim 9, further comprising: a mixer that generates an IF signal based on the amplified LO signal.
【請求項12】 前記RF端子と前記RF増幅器との間
に接続されて前記RF信号を該RF増幅器に整合させる
RF入力整合回路と、 前記LO端子と前記LO増幅器との間に接続されて前記
LO信号を該LO増幅器に整合させるLO入力整合回路
と、をさらに備え、該RF入力整合回路及び該LO入力
整合回路は、それぞれ少なくとも一つのインダクタを含
む請求項11のハイブリッドIC。
12. An RF input matching circuit connected between the RF terminal and the RF amplifier to match the RF signal to the RF amplifier; and an RF input matching circuit connected between the LO terminal and the LO amplifier. The hybrid IC according to claim 11, further comprising: a LO input matching circuit that matches a LO signal to the LO amplifier, wherein the RF input matching circuit and the LO input matching circuit each include at least one inductor.
【請求項13】 前記RF入力整合回路に含まれるイン
ダクタの線幅が、前記LO入力整合回路に含まれるイン
ダクタの線幅よりも大きい請求項12のハイブリッドI
C。
13. The hybrid I according to claim 12, wherein a line width of an inductor included in the RF input matching circuit is larger than a line width of an inductor included in the LO input matching circuit.
C.
【請求項14】 前記RF入力整合回路は、前記基板の
一方の面の上に形成された少なくとも一つのスパイラル
型インダクタを含み、該スパイラル型インダクタの中心
部は、スルーホール及び該スルーホールに接続して該基
板のもう一方の面に形成された配線によって前記RF端
子に接続されている請求項12のハイブリッドIC。
14. The RF input matching circuit includes at least one spiral inductor formed on one surface of the substrate, a central portion of the spiral inductor being connected to a through hole and the through hole. 13. The hybrid IC according to claim 12, wherein the hybrid IC is connected to the RF terminal by a wiring formed on the other surface of the substrate.
【請求項15】 前記RF増幅器と前記ミキサとの結合
部及び前記LO増幅器と該ミキサとの結合部にそれぞれ
接続されたLC共振回路または1/4波長線路を備えて
おり、該LC共振回路または該1/4波長線路は高周波
接地用キャパシタを含み、該キャパシタは前記半導体チ
ップの内部に形成されている請求項12のハイブリッド
IC。
15. An LC resonance circuit or a quarter-wave line connected to a coupling portion between the RF amplifier and the mixer and a coupling portion between the LO amplifier and the mixer, respectively. 13. The hybrid IC according to claim 12, wherein the quarter wavelength line includes a high-frequency grounding capacitor, wherein the capacitor is formed inside the semiconductor chip.
【請求項16】 前記RF入力整合回路、前記LO入力
整合回路、前記RF増幅器と前記ミキサとの結合部及び
前記LO増幅器と該ミキサとの結合部にそれぞれ設けら
れる前記LC共振回路または前記1/4波長線路は、そ
れぞれ前記基板上に設けられており、前記ミキサに対応
する出力整合回路は該基板上に設けられていない請求項
15のハイブリッドIC。
16. The RF input matching circuit, the LO input matching circuit, a coupling portion between the RF amplifier and the mixer, and the LC resonance circuit or the 1/1 provided in the coupling portion between the LO amplifier and the mixer, respectively. 16. The hybrid IC according to claim 15, wherein the four-wavelength lines are provided on the substrate, respectively, and the output matching circuit corresponding to the mixer is not provided on the substrate.
【請求項17】 前記基板の表面において、前記半導体
チップの実装箇所に相当する箇所に接地電極が配置され
ている請求項1のハイブリッドIC。
17. The hybrid IC according to claim 1, wherein a ground electrode is disposed on a surface of said substrate at a position corresponding to a mounting position of said semiconductor chip.
【請求項18】 前記基板の電源配線の線幅が、該基板
内の最小線幅と同等の値である請求項1のハイブリッド
IC。
18. The hybrid IC according to claim 1, wherein a line width of the power supply wiring on the substrate is equal to a minimum line width in the substrate.
【請求項19】 前記端子は少なくとも一つの電源端子
を含み、同一の電源端子に複数のインダクタが接続され
ており、該複数のインダクタを接続する配線の線幅が、
前記基板内の最小線幅と同等の値である請求項1のハイ
ブリッドIC。
19. The terminal includes at least one power supply terminal, a plurality of inductors are connected to the same power supply terminal, and a line width of a wiring connecting the plurality of inductors is:
The hybrid IC according to claim 1, which has a value equivalent to the minimum line width in the substrate.
【請求項20】 前記基板上の前記インダクタにおい
て、隣接する導体間にそれらを短絡する短絡導体が設け
られている請求項1のハイブリッドIC。
20. The hybrid IC according to claim 1, wherein said inductor on said substrate is provided with a short-circuit conductor between adjacent conductors for short-circuiting them.
【請求項21】 前記高誘電体材料として、誘電率の異
なる複数の材料が用いられている請求項1のハイブリッ
ドIC。
21. The hybrid IC according to claim 1, wherein a plurality of materials having different dielectric constants are used as the high dielectric material.
【請求項22】 前記半導体チップは、マイクロバンプ
ボンディング(MBB)法またはスタッドバンプボンデ
ィング(SBB)法によるフリップチップボンディング
技術を用いて前記基板に実装されている請求項1のハイ
ブリッドIC。
22. The hybrid IC according to claim 1, wherein the semiconductor chip is mounted on the substrate using a flip chip bonding technique by a micro bump bonding (MBB) method or a stud bump bonding (SBB) method.
【請求項23】 前記半導体チップは、前記基板に樹脂
により固定されている請求項1のハイブリッドIC。
23. The hybrid IC according to claim 1, wherein the semiconductor chip is fixed to the substrate with a resin.
【請求項24】 前記端子は、前記基板の側面に対して
凹型をなしている請求項1のハイブリッドIC。
24. The hybrid IC according to claim 1, wherein the terminal has a concave shape with respect to a side surface of the substrate.
【請求項25】 前記端子は、前記基板の加工時に該端
子に相当する部分にスルーホールを形成し、少なくとも
該スルーホールの内面に金属膜を被覆した後に該スルー
ホールを切断することによって形成されている請求項1
のハイブリッドIC。
25. The terminal is formed by forming a through hole at a portion corresponding to the terminal when processing the substrate, coating at least an inner surface of the through hole with a metal film, and then cutting the through hole. Claim 1
Hybrid IC.
【請求項26】 前記基板の表面における前記端子に関
連した前記金属膜の形状が、多角形または円形である請
求項25のハイブリッドIC。
26. The hybrid IC according to claim 25, wherein the shape of the metal film associated with the terminal on the surface of the substrate is polygonal or circular.
【請求項27】 前記基板の一方の面に設けられた前記
半導体チップに接続される電源電極及び接地電極をさら
に備え、該電源電極及び該接地電極のうちの少なくとも
一方が、該基板のもう一方の面に配置された電源電極及
び接地電極にそれぞれ複数のスルーホールを通じて接続
されている請求項1のハイブリッドIC。
27. A power supply electrode and a ground electrode, which are provided on one surface of the substrate and connected to the semiconductor chip, are further provided, and at least one of the power supply electrode and the ground electrode is the other of the substrate. 2. The hybrid IC according to claim 1, wherein the hybrid IC is connected to the power supply electrode and the ground electrode arranged on the surface of the substrate through a plurality of through holes.
【請求項28】 前記端子のうちの少なくとも一つが、
該基板の四隅のうちのひとつに設けられている請求項1
のハイブリッドIC。
28. At least one of the terminals is:
The substrate is provided at one of the four corners of the substrate.
Hybrid IC.
【請求項29】 前記基板が高誘電率を有する材料から
形成されている請求項1のハイブリッドIC。
29. The hybrid IC according to claim 1, wherein the substrate is formed of a material having a high dielectric constant.
【請求項30】 前記基板がセラミック基板である請求
項29のハイブリッドIC。
30. The hybrid IC according to claim 29, wherein the substrate is a ceramic substrate.
【請求項31】 前記基板が低誘電率を有する材料から
形成されている請求項1のハイブリッドIC。
31. The hybrid IC according to claim 1, wherein said substrate is formed of a material having a low dielectric constant.
【請求項32】 前記基板がガラスエポキシ基板である
請求項31のハイブリッドIC。
32. The hybrid IC according to claim 31, wherein said substrate is a glass epoxy substrate.
【請求項33】 前記端子のそれぞれに接続して、前記
基板から外側に向けて伸びる形状を有する導電性材料か
らなるピン電極が設けられている請求項1のハイブリッ
ドIC。
33. The hybrid IC according to claim 1, further comprising a pin electrode made of a conductive material, the pin electrode having a shape extending outward from the substrate, the pin electrode being connected to each of the terminals.
【請求項34】 前記半導体チップの内部には前記MI
Mキャパシタが複数設けられており、該複数のMIMキ
ャパシタに含まれる下部電極がお互いに接続されている
請求項1のハイブリッドIC。
34. The MI chip is provided inside the semiconductor chip.
The hybrid IC according to claim 1, wherein a plurality of M capacitors are provided, and lower electrodes included in the plurality of MIM capacitors are connected to each other.
【請求項35】 前記半導体チップの内部に含まれる前
記複数の回路要素のうちで、大きな電圧の信号に関与す
る第1の種類の回路要素が該半導体チップの外縁部にお
互いに隣接しないように配置され、小さな電圧の信号に
関与する第2の種類の回路要素が該第1の種類の回路要
素の間に配置されている請求項1のハイブリッドIC。
35. Of the plurality of circuit elements included in the semiconductor chip, a first type circuit element involved in a high voltage signal is not adjacent to each other at an outer edge portion of the semiconductor chip. 2. The hybrid IC according to claim 1, wherein a second type circuit element that is arranged and is involved in a small voltage signal is arranged between the first type circuit elements.
【請求項36】 前記半導体チップの内部に含まれる前
記複数の回路要素のうちで、特性インピーダンスが高い
第1の種類の回路要素が該半導体チップの外縁部にお互
いに隣接しないように配置され、特性インピーダンスが
低い第2の種類の回路要素が該第1の種類の回路要素の
間に配置されている請求項1のハイブリッドIC。
36. Among the plurality of circuit elements included in the semiconductor chip, a first type of circuit element having a high characteristic impedance is arranged at an outer edge of the semiconductor chip so as not to be adjacent to each other, 2. The hybrid IC according to claim 1, wherein a second type of circuit element having a low characteristic impedance is disposed between said first type of circuit element.
【請求項37】 前記半導体チップが配置されている前
記基板の表面を覆う上面が平坦な樹脂層をさらに備え、
該半導体チップが該樹脂層で覆われている請求項1のハ
イブリッドIC。
37. The semiconductor device according to claim 37, further comprising a resin layer having a flat upper surface covering a surface of the substrate on which the semiconductor chip is disposed,
The hybrid IC according to claim 1, wherein the semiconductor chip is covered with the resin layer.
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