JPH11260966A - 高周波半導体装置 - Google Patents
高周波半導体装置Info
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Abstract
および開発の期間とコストとを削減することが可能な高
周波半導体装置を提供すること。 【解決手段】 一方の面に表グランド14を含む基板高
周波回路12が形成され、他方の面に裏グランド16が
形成された配線基板10と、チップ高周波回路32が形
成された高周波半導体チップ30を囲むようにチップ周
縁部に第1の所定長さ以下の間隔で設けられたグランド
バンプを含む周縁バンプ41と、高周波半導体チップ3
0の信号バンプが接続される信号線13から第1の所定
長さ以下で、かつ周縁バンプ41から第1の所定長さ以
下の領域に設けられた表グランド14と裏グランド16
とを接続する導電貫通孔22とを含む。
Description
波などの高周波領域で使用される高周波半導体装置に関
し、特に、高周波特性に優れた高周波半導体装置に関す
る。
や、画像処理装置の高解像度化等に伴い、30G〜30
0GHzのミリ波帯、その前後の周波数のセンチ波帯、
または準ミリ波帯のような高周波での高速、大容量のパ
ーソナル通信が注目されている。このような通信におい
ては、高周波の特性を生かすことはもちろん、小サイズ
で、低コストであり、さらに開発期間の短い高周波パッ
ケージの開発が必要となる。
的、気密的、およびメカニカル的な3つの観点から、封
止を施す必要があることが多い。メカニカル的な観点か
らすると、封止することの理由は一般の半導体パッケー
ジと同様である。気密的な観点からすると、封止するこ
との理由は一般に高周波半導体チップは湿気や温度の変
化によって高周波特性に影響することが多いためであ
る。
リ波帯やその前後の周波数の高周波パッケージにおいて
は、携帯電話またはPHS(Personal Handy-phone Sys
tem)等のミリ波帯でもやや低い周波数の高周波パッケ
ージでは問題にならなかったファクタが、高周波半導体
装置の設計において重要なポイントとなる。すなわち、
ミリ波帯の領域では、波長が大気中で1〜10ミリとい
う長さであり、パッケージを構成する材料の誘電率を考
慮すると実効波長は100ミクロン程度から数ミリとな
る。この長さは、高周波半導体チップ、パッケージまた
は高周波回路のサイズのスケールに相当するため、これ
らの3次元的形状と誘電率や誘電体損等の材料特性とが
高周波パッケージの高周波特性に及ぼす影響は大きい。
このため、パッケージ内部での3次元的形状の設計が重
要なファクタとなってくる。
の断面を示す図である。この高周波パッケージは、配線
基板10、高周波回路32が形成された高周波半導体チ
ップ30、複数のバンプ40およびキャップ50を含
む。配線基板10上には高周波半導体チップ30がチッ
プボンディングによって接続されている。高周波半導体
チップ30のバンプ40には、入力用、出力用、電源
用、バイアス用等の信号バンプといくつかのグランドバ
ンプとが含まれる。これらのバンプは、専ら高周波半導
体チップ30の接続のために使用されている。また、キ
ャップ50は、気密的およびメカニカル的にだけでな
く、電磁波的にも封止するために、たとえばメタル製の
ものが使用されている。
ジの断面を示す図である。この高周波パッケージは、特
開平4−79255号公報に開示された発明である。図
17に示す最初の従来技術と異なる点は、キャップ50
の内部に高周波半導体チップ30と配線基板10とのギ
ャップから放射される電磁波を吸収し、不要な干渉や反
射を防ぐための電磁波吸収ブロック70が設けられてい
る点である。
ジの断面を示す図である。図17に示す最初の従来技術
と異なる点は、高周波半導体の多機能化や高周波特性の
良化等を目的として、配線基板10とキャップ50によ
って構成されるパッケージの内部空間に、複数の高周波
半導体チップ30aおよび30bを搭載した点である。
ジの断面およびその作製手順を示す図である。この高周
波パッケージは、配線基板10、個別パッケージ52a
と52b、およびガードキャップ56を含む。図20
(b)に示すように、高周波半導体チップ30aおよび
30bはそれぞれ個別パッケージ52aおよび52bに
収められ、この個別パッケージ52aおよび52bが反
転されて配線基板10のパッケージ挿入孔28に収めら
れる。このようにして作製された高周波パッケージは、
図20(a)に示すように、個別パッケージ52b側の
高周波信号線58と配線基板10側の高周波信号線59
とが接続され、さらに配線基板10の高周波信号線59
の露出部がガードキャップ56で覆われる。
最初の従来技術においては、高周波半導体チップ30の
周縁部にバンプ40が接続されるが、このバンプは専ら
高周波半導体チップ30の接続のために使用される。し
たがって、高周波半導体チップ30の内側にあるチップ
高周波回路32から放射される電磁波が、高周波半導体
チップ30と配線基板10とのギャップから洩れ出して
しまう。このため、メタル製のキャップ50の内面で電
磁波の反射や干渉が起こり、雑音レベルの増加やリップ
ルの発生等が起こり、低ノイズで広帯域などの優れた特
性を有する高性能な高周波パッケージを実現することは
困難であるという問題点があった。
いては、高周波半導体チップ30と配線基板10とのギ
ャップから洩れ出す電磁波に対して、高周波特性を損な
わないように適切な形状の電磁波吸収ブロック70を適
切な位置に配置しようとするものである。しかし、電磁
波吸収ブロック70の形状や配置の設計は難しく、シミ
ュレーション→試作→測定評価という一連の過程を何回
も繰返すことにより、ようやく最適化ができるようにな
る。したがって、開発期間が長くなり、設計コストも多
大なものとなる。また、多品種化に対応して、さまざま
な機能、さまざまなサイズおよびさまざまな電磁波の放
射の仕方をする高周波半導体チップを収めた高周波パッ
ケージが必要となるが、これらに対応した設計を個別に
行わなければならない。また、通常は高周波半導体チッ
プの開発設計と並行して高周波パッケージの開発設計を
進めるのが望ましいが、高周波半導体チップを入手でき
ないうちは高周波パッケージを試作して電磁波の放射の
測定評価を行うことはできない。さらには、コスト引下
げのためにウェハから取れるチップ数を増やしてチップ
自体を小サイズ化しようとしたり、あるいはそれまで別
のチップで別パッケージにしていたものをまとめて1チ
ップ化し1パッケージ化しようとすると、チップサイズ
や配線基板の変更が必要となる。したがって、これを実
現するためには、パッケージの3次元的形状の設計も最
初からやり直す必要があるという問題点があった。
いては、高周波半導体チップ30と配線基板10とのギ
ャップから電磁波が漏れ出し、キャップ50を配線基板
10全体に被せても、高周波半導体チップ30aからの
電磁波と高周波半導体チップ30bからの電磁波が影響
し合い、良好な高周波特性を達成することができない。
このため、図18に示す電磁波吸収ブロック等を配置す
ることが試みられているが、高周波半導体チップの個数
の増加により電磁波吸収ブロックの設計はその困難さが
倍加し、また電磁波吸収ブロックだけでは対応しきれな
いという問題点もあった。
は、高周波半導体チップ30aを収めた個別パッケージ
52aと高周波半導体チップ30bを収めた個別パッケ
ージ52bとが個別のユニットとなっているため、高周
波パッケージの設計も容易となっている。しかし、個別
パッケージ52の高周波信号線58と配線基板10の高
周波信号線59との間に接続点が必要となる。したがっ
て、高周波半導体チップを直接配線基板にフリップチッ
プボンディングした場合に比べて、チップ高周波回路3
2と図示しない基板高周波回路との間に、1チップにつ
き接続点が2カ所増加することになる。接続点は一般に
不要反射が生じやすく、この不要反射の増加は高周波特
性の低下を招くことなる。また、個別高周波パッケージ
の作製においては、フリップチップボンディングと個別
のキャップ封止の2回の接続を要する。さらに、個別高
周波パッケージの配線基板への搭載の接続を1回要す
る。したがって、1チップにつき合計3回の接続が必要
となり、高周波特性の低下を招くという問題点があっ
た。また、高周波半導体チップの搭載数が増えるにつ
れ、生産工程数が増えることになり、生産性が悪化する
ことになる。また、高周波半導体チップの搭載数が増え
るにつれて、配線基板のサイズもかなり大きなものとな
る。さらには、個別パッケージ52aおよび52bの高
周波信号線58と配線基板10の高周波信号線59とが
同一平面上にあることが高周波的には望ましいため、配
線基板10にパッケージ挿入孔28が必要となり、生産
工程がさらに増えることになる。
配線基板10上の高周波信号線59のうち個別パッケー
ジによって覆われなかった部分にガードキャップ56を
搭載している。このような個別パッケージには覆われな
い高周波信号線の部分が1チップにつき1カ所程度生ず
ることを考慮すれば、その数だけガードキャップ56の
搭載が必要となることになる。
されたものであり、請求項1〜9に記載の発明の目的
は、良好な高周波特性の発揮および小サイズ化が可能で
あり、開発期間およびコストの削減が可能な電磁波的な
封止構造を備えた高周波半導体装置を提供することであ
る。
半導体装置は、一方の面に第1のグランドを含む基板高
周波回路が形成され、他方の面に第2のグランドが形成
された配線基板と、チップ高周波回路が形成された高周
波半導体チップを囲むようにチップ周縁部に第1の所定
長さ以下の間隔で設けられたグランドバンプを含む周縁
バンプと、高周波半導体チップの信号バンプが接続され
る信号線から第1の所定長さ以下で、かつ周縁バンプか
ら第1の所定長さ以下の領域に設けられた第1のグラン
ドと第2のグランドとを接続する導電貫通孔とを含む。
ようにチップ周縁部に設けられるので、導波管モードと
して発生する電磁波がカットオフになり、電磁波の漏れ
を防ぐことが可能となる。
求項1記載の高周波半導体装置であって、基板高周波回
路のチップ搭載エリアの周囲領域はコプレーナ型線路で
ある。
領域がコプレーナ型線路になっているため、狭い間隔で
周縁バンプを配置することが可能となる。
求項1または2記載の高周波半導体装置であって、第1
の所定長さは高周波信号の実効波長の1/4である。
の1/4以下とすることにより、確実に電磁波の漏れを
防ぐことが可能になる。
求項1〜3のいずれかに記載の高周波半導体装置であっ
て、周縁バンプはワイヤによるバンピングによって形成
される。
って形成されるので、ウェハ工程終了後またはダイシン
グ後に、任意の位置に周縁バンプを配置することが可能
となり、さまざまな高周波半導体チップを所望する位置
に配置変更することができ、形成条件の変更により生ず
る形状の変更が容易となる。
求項1〜4のいずれかに記載の高周波半導体装置であっ
て、高周波半導体チップは、一方の面に第3のグランド
を含むチップ高周波回路が形成され、他方の面に第3の
グランドとスルーホールで接続される第4のグランドが
形成される。
4のグランドとをスルーホールで接続するので、高周波
半導体チップの背面からの電磁波の放射防止を強化する
ことが可能となる。
求項1〜5のいずれかに記載の高周波半導体装置であっ
て、高周波半導体装置はさらに信号線から第2の所定長
さ以下の領域に第2の所定長さ以下の間隔で設けられた
第1のグランドと第2のグランドとを接続する導電貫通
孔群を含む。
設けられるので、高周波信号線からの電磁波の放射を防
止することが可能となる。
求項6記載の高周波半導体装置であって、第2の所定長
さは高周波信号の実効波長の1/4である。
隔で囲むように導電貫通孔群を設けるので、電磁波の放
射を確実に防止することが可能となる。
求項1〜7のいずれかに記載の高周波半導体装置であっ
て、高周波半導体装置はさらに配線基板の基板高周波回
路が形成される面を気密封止するキャップを含む。
密的に封止されるので、湿度や温度の影響を受けにくく
なり、高周波半導体チップの高周波特性を良好に保つこ
とが可能になる。
求項1〜8のいずれかに記載の高周波半導体装置であっ
て、基板高周波回路に複数の高周波半導体チップが搭載
される。
合にも、各々の高周波半導体チップからの電磁波の漏れ
が防止されるので、高周波半導体チップ間の干渉を防ぐ
ことができ、良好な高周波特性を実現できるとともに、
複雑な電磁波吸収ブロックを配置等する必要がなくな
る。
の実施の形態1における高周波半導体装置の平面図であ
る。高周波半導体装置は、配線基板10、図示しない高
周波半導体チップおよび導電性のキャップ50を含む。
配線基板10の表側には、基板高周波回路12および外
縁グランド15が形成される。基板高周波回路12に
は、入力、出力、電源およびバイアス等の信号配線13
と表グランド14とから構成される。信号配線13の周
囲には、基板基材を貫いて導電貫通孔22が形成されて
いる。
装するチップ搭載エリアを示しており、その周囲領域2
0を含めコプレーナ線路を形成している。高周波半導体
チップは、チップ搭載エリアに、バンプ40によってフ
リップチップボンディングで実装されている。
高周波半導体装置のX−Yにおける断面を示す図であ
る。高周波半導体チップ30が図1に示すチップ搭載エ
リア19に搭載されているところを示しており、また導
電貫通孔22が基板基材11を貫いて外縁グランド15
および裏グランド16に接続されているところを示して
いる。
を詳細に説明するための平面図である。図3(a)は、
チップ搭載エリア19の領域を示している。また、図3
(b)に示す周囲領域20は、コプレーナ線路で形成さ
れることを示している。図3(c)に示すチップ搭載エ
リア19の中央部21は、チップ高周波回路32と基板
高周波回路12とが不要なカップリングを起こさないよ
うに、グランドまたはコプレーナ型線路とすることが望
ましい。この不要なカップリングは、バンプ40のイン
ダクタンスを低くするためにバンプ高さを低くした場合
等において起こりやすくなる。特に、出力の信号線は高
周波信号が通過するので、コプレーナ型である方が望ま
しい。しかし、これに限られるものではなく、設計の意
図するところに従って、たとえばチップ高周波回路32
と電磁気的に接続するためのスロットパターンを形成し
てもよく、またパターンを形成しなくてもよい。
を拡大した斜視図である。図4に示すように、表グラン
ド14と裏グランド16とを接続する導電貫通孔群22
は、各々が信号線13の中心線から実効波長の1/4以
下の距離で設けられる。また、導電貫通孔群22の各々
は、実効波長の1/4以下の間隔で設けられる。このよ
うに導電貫通孔群22を配置することにより、表グラン
ド14と裏グランド16との高周波電位が等しくなり、
表グランド14は裏グランド16に高周波的に短絡終端
されることになる。これは、高周波信号の出力レベルが
大きい場合に特に有効となる。
を封止することも必要である。本実施の形態における高
周波半導体装置は、従来のようにチップ高周波回路にキ
ャップを被せて電磁波的に封止するのではなく、図1に
示すようにチップ搭載エリア19の内側にバンプ40を
配置することにより電磁波的に封止している。すなわ
ち、基板高周波回路12のチップ搭載エリア19の周囲
領域20を少なくともコプレーナ型線路とする。そし
て、後述するようにチップ高周波回路32のチップ周縁
部37に周縁バンプ41を配置し、図1に示すように信
号バンプが接続される信号線13を挟む表グランド14
の所定エリアに、表グランド14と裏グランド16とを
接続する導電貫通孔22を形成している。
である。高周波半導体チップ30の内側を中心としてチ
ップ高周波回路32が形成され、チップ周縁部37には
半導体パターンとして信号電極33を挟んでチップ周縁
グランド38が形成されている。また、チップ周縁部3
7には、チップ内側を取り囲むように、周縁バンプ41
が配置されている。この周縁バンプ41は、周縁グラン
ドバンプ43と周縁信号バンプ42とに大別される。周
縁信号バンプ42は、互いに隣接することなく配置さ
れ、周縁グランドバンプ43の間隔は、原則として実効
波長の1/4以下となっている。
ップ30の半導体基材、半導体基材上に形成された各種
の層、配線基板10の基板基材11等の誘電率、バンプ
によって高周波半導体チップ30と配線基板10との間
に構成されるギャップ空間等の誘電率、または各種導体
を含めた3次元的形状等から決まり、一般的にはミリ波
では数ミリから百ミクロン程度になる。
/4以下(ミリ波では1ミリ前後から数十ミクロン前
後)であれば、この周縁バンプ41を超えて電磁波は出
ていくことができない。すなわち、互いに隣り合った周
縁グランドバンプ43とその周縁グランドバンプ43が
接続される表グランド14と裏グランド16とで囲まれ
た部分を導波管と見なすことができ、導波管モードとし
て発生する電磁波がカットオフとなり、電磁波の漏れを
防ぐことができるからである。なお、理論的には、隙間
の2倍がカットオフ周波数、すなわち実効波長の1/2
以下の間隔で減衰が急に大きくなることが知られてい
る。しかし、それは理論的な導波管の場合であって、上
述した見なし導波管の場合には、マクロ的にもミクロ的
にも凹凸があり管長も短いため、十分に安定してカット
オフするためには実効波長の1/4以下とするのが適当
であることがわかった。
ンプ41を配置することにより、高周波半導体チップ3
0の周囲すべてを導電体のキャップ50で囲む必要がな
くなり、チップ高周波回路32から放射される電磁波を
ギャップ空間に閉じ込めて電磁波的に封止することが可
能となる。この方法によると、グランドバンプを含むバ
ンプ数が従来よりも増加することになるが、これは配線
基板10との接合に際してメカニカル的な強度が増す
点、および配線基板10側の高周波回路12および高周
波半導体チップ30側の高周波回路32をグランド強化
することになる点からも望ましいものである。また、図
6に示すように、信号電極33等を除きチップ周縁部3
7に壁状グランドバンプ39を断続的に配してチップ内
側を取り囲むようにしてもよい。
すように、高周波半導体チップ30の背面に背面グラン
ド35を形成し、チップ高周波回路32の表面グランド
34と背面グランド35の間にスルーホール36を設け
ることにより、高周波半導体チップ30の背面方向から
の電磁波的な封止を強化するようにしてもよい。電磁波
は誘電率が高い場合より低い場合の方が空間への放射が
強いため、半導体基材の誘電率が低い場合や、高出力の
場合に図7に示す構造をとるのが望ましい。
だ行わない状態におけるワイヤバンピングによるバンプ
の一般的な形状を示す側面図である。バンプの一般的な
寸法としては、直径50〜150ミクロン程度であり、
フリップチップ後の高さは20〜60ミクロン程度であ
る。このバンプは、ウェハ工程終了後またはダイシング
後に形成できるので、バンプの配置は全く自由であり、
ワイヤ径、バンピング条件およびフリップチップボンデ
ィング条件を変えることにより所望するギャップを形成
することができるため、非常に好適である。これは、す
べてのさまざまな形状を有する高周波半導体チップに対
して簡単に適用できる。
する場合、バンプの配置を変更しようとすれば、マスク
の変更はもちろん、メッキ条件をやり直す必要がある。
また、バンプの高さを変更しようとすると、レジスト厚
さの変更にもなる。また、露光によるレジストの開口を
安定して行なえるのは、20数ミクロンが限度であり、
この数値がバンプ高さの限界値となる。これらはウェハ
工程で行わなければいけないため、検討に要する期間と
コストとが上述したバンピングの場合と比較して比べも
のにならないほど増加することになる。
号バンプ42と配線基板上の高周波信号線13とを拡大
した斜視図である。信号線13の両側には、信号線13
とコプレーナを構成する表グランド14aおよび14b
が配置され、信号線13を挟んで高周波半導体チップ3
0に近い位置(黒丸で示す位置)に表グランド14aお
よび14bと裏グランド16とを接続する導電貫通孔2
2aおよび22bが設けられる。また、高周波半導体チ
ップ30の信号電極33に形成された周縁信号バンプ4
2は、周縁グランドバンプ43aおよび43bに挟まれ
ている。周縁信号バンプ42、周縁グランドバンプ43
aおよび43bは、それぞれ配線基板の信号線13の内
部端子18、表グランド14aおよび14bに接続され
る。
それぞれ周縁グランドバンプ43aおよび43bから実
効波長の1/4以下の距離である。また、導電貫通孔2
2aおよび22bは、信号線13の中心線から実効波長
の1/4以下の距離のエリア内にある。信号線の出入口
であるこの位置に、導電貫通孔22aおよび22bを配
置することにより、この付近の表グランド14aと14
bとの高周波電位が等しくなり、表グランドと裏グラン
ドとが短絡終端され良好な伝送線路として使用すること
が可能となる。
ド14と裏グランド16との距離、すなわち図9に示す
高周波半導体装置の場合には基板基材11の厚さに相当
する。この基板基材11の厚さが厚すぎては導電貫通孔
のインダクタンスが大きくなり、表グランド14と裏グ
ランド16との高周波電位の差が大きくなる。さらに、
信号線13の配線幅およびその両側の表グランド14a
と14bとの間に位置する両スペースの幅が広くなるた
め、周縁バンプ43aと43bとの距離が離れてしま
い、実効波長の1/4以下にすることができなくなる。
一方、基板基材11の厚さが薄すぎては基板高周波回路
12の配線幅が細くなるため伝送ロスが大きくなって不
適当であり、また、各種の製造バラツキが高周波特性
上、無視できなくなる。さらに、メカニカル的な面から
も好ましくない。したがって、好適な高周波特性を備え
た高周波半導体装置を実現するためには、基板基材11
の厚さの範囲がある程度決まってくる。本実施の形態に
おける高周波半導体装置は上述した条件で150ミクロ
ンが最適であるとして選択したが、一般にマイクロ波や
ミリ波で使用される場合、基板基材11の厚さは100
〜1000ミクロンの範囲内で適当な値が見出される場
合が多い。
導体装置の外縁グランド15とキャップ50との接合部
を拡大した断面図である。外縁グランド15とキャップ
50との接合に導電性接合材60として高温半田を使用
しリフローしている。そのため、半田が内外へ流れ出さ
ないように、基板高周波回路12の表グランド14と外
縁グランド15とがつながる導体パターンにし、その上
に半田流れ止めとして半田ダム25を配している。ま
た、図11に示すように、表グランド14と外縁グラン
ド15とを分離した導体パターンにしてもよい。導電性
接合部60にAuとAuとの熱圧着の接続を使用した場
合、図10に示す半田ダム25を省略でき、また図11
に示すような表グランド14と外縁グランド15とを分
離する必要がなくなる。また、溶接によって接続しても
よい。
である。キャップ50は、主にセラミックのキャップ基
材からなり、外縁グランド15と接するキャップ縁部5
5およびキャップ50の内面部57に、磁性粉を含んだ
導電材料を塗布し焼成したものを使用しているため電磁
波吸収作用も有している。しかし、本実施の形態におい
ては、上述したように高周波半導体チップ30からの電
磁波の放出を封止しているため、キャップ50にメカニ
カル的な封止機能と気密的な封止機能を持たせればよ
い。したがって、キャップ50に導電性のない、たとえ
ばセラミックのみからなるキャップを用いてもよい。
おいては、高周波半導体チップ30に湿度や温度の影響
を受けやすい性質のものを使用しているため、気密封止
は必須である。したがって、キャップ縁部55に導体を
形成し、高温半田を用いて気密化している。しかし、構
成素材や用途に応じ、気密封止の必要性が低ければ、ガ
ラスシールを用いてもよく、この場合キャップ縁部に導
体を施す必要はなくなる。同様に、気密封止の必要性が
低ければ、樹脂キャップや樹脂ポッティングを用いても
よい。なお、キャップではなく樹脂ポッティングを使用
した場合、基板高周波回路上および高周波半導体チップ
のギャップも樹脂で満たされてしまう。このため、キャ
ップを用いた場合と違い基板高周波回路および高周波半
導体チップの周囲が大気ではなくなるため、樹脂の高周
波特性を考慮した高周波設計が必要となる。したがっ
て、ミリ波のような高周波における比誘電率や誘電体損
などを考慮すると、用途は限られたものとなる。
3とキャップ縁部55とが交わる部分を拡大した断面図
であり、図14はその平面図である。信号線13の上に
は、信号線13の両側の外縁グランド15にもかかるよ
うに交差部セラミック層26およびその上部に交差部導
体層27が設けられる。このようにして、信号線13と
導電接合材60とが短絡しないようにしている。この部
分では、交差部セラミック層26等により実効誘電率が
変化するので、整合がとれるように信号線13の幅等を
変えている。
る高周波半導体装置によれば、高周波半導体チップに実
効波長の1/4以下の間隔をおいて周縁バンプを設け、
基板高周波回路の信号線の出入口の所定のエリア内に表
グランドと裏グランドとを接続する導電貫通孔を設けて
いるので、高周波半導体チップ内側の高周波回路を電磁
波的に封止することができる。このため、高周波半導体
装置における高周波設計が容易となり、サイズを小型化
することができる。また、高周波信号線に沿って所定の
エリア内に導電貫通孔群を設けているので、高周波信号
線の電磁波的封止を強化することができる。したがっ
て、高周波半導体チップを収納する高周波パッケージの
設計作成が極めて容易となる。
の形態2における高周波半導体装置の断面を示す図であ
る。図1および図2に示す実施の形態1における高周波
半導体装置と比較して、裏グランド16の下方に基板下
層基材24を設けた点のみが異なる。したがって、重複
する構成および機能についての詳細な説明は繰返さな
い。このように、基板下層基材24を設けることによ
り、実施の形態1における高周波半導体装置の効果に加
え、さらにメカニカル的に強度なものとなる。
の形態3における高周波半導体装置の断面を示す図であ
る。図1および図2に示す実施の形態1における高周波
半導体装置と比較して、基板高周波回路12上に複数の
高周波半導体チップ30aおよび30bを搭載した点の
みが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳
細な説明は繰返さない。実施の形態1における高周波半
導体装置において述べたのと同様に、高周波半導体チッ
プ30aおよび30bには高周波信号の実効波長の1/
4以下の間隔で周辺バンプ41が形成されている。さら
に、高周波半導体チップ30の信号バンプと信号線13
とが接続される付近には、周縁バンプ41から実効波長
の1/4以下の距離で、かつ信号線13から実効波長の
1/4以下の距離のエリア内に、表グランド14と裏グ
ランド16とを接続する導電貫通孔22が形成されてい
る。
各々は、周縁バンプ41によりチップ高周波回路32か
らの電磁波の放出が封止されているので、従来技術で説
明したような複雑な電磁波吸収ブロックを配置したり、
高周波半導体チップをそれぞれ個別パッケージに収めて
から配線基板に搭載する必要はない。したがって、図1
9または図20に示す従来の複数の高周波半導体チップ
を搭載した高周波半導体装置と比較して、良好な高周波
特性を発揮することができ、サイズを小型化でき、さら
にコスト面でも有利である。
個搭載しているが、高周波半導体チップの数がさらに増
えた場合でも、各高周波半導体チップの周縁部に周縁バ
ンプを形成することにより電磁波的な封止が行えるの
で、設計が非常に容易となる。
導体装置としてミリ波のものを用いて説明したが、ミリ
波よりも低い周波数や、ミリ波より高い周波数の高周波
半導体装置においても本発明を適用できることは言うま
でもない。
置の平面図である。
断面を示す図である。
置のチップ搭載エリアをさらに詳細に説明するための図
である。
置の信号線を拡大した斜視図である。
置の高周波半導体チップの平面図である。
置のバンプの他の配置方法を説明するための斜視図であ
る。
置の他の高周波半導体チップを説明するための断面図で
ある。
置のバンプの形状を説明するための図である。
置の高周波半導体チップの周縁信号バンプと信号線とが
接続される部分を拡大した斜視図である。
装置の外縁グランドとキャップとの接合部を拡大した断
面図である。
法を説明するための断面図である。
装置のキャップの斜視図である。
装置の信号線とキャップ縁部との交差部の断面図であ
る。
装置の信号線とキャップ縁部との交差部の平面図であ
る。
装置の断面を示す図である。
装置の断面を示す図である。
断面を示す図である。
の断面を示す図である。
の断面を示す図である。
の断面を示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 一方の面に第1のグランドを含む基板高
周波回路が形成され、他方の面に第2のグランドが形成
された配線基板と、 チップ高周波回路が形成された高周波半導体チップを囲
むようにチップ周縁部に第1の所定長さ以下の間隔で設
けられたグランドバンプを含む周縁バンプと、 前記高周波半導体チップの信号バンプが接続される信号
線から前記第1の所定長さ以下で、かつ前記周縁バンプ
から前記第1の所定長さ以下の領域に設けられた前記第
1のグランドと前記第2のグランドとを接続する導電貫
通孔とを含む高周波半導体装置。 - 【請求項2】 前記基板高周波回路のチップ搭載エリア
の周囲領域はコプレーナ型線路である、請求項1記載の
高周波半導体装置。 - 【請求項3】 前記第1の所定長さは、高周波信号の実
効波長の1/4である、請求項1または2記載の高周波
半導体装置。 - 【請求項4】 前記周縁バンプは、ワイヤによるバンピ
ングによって形成される、請求項1〜3のいずれかに記
載の高周波半導体装置。 - 【請求項5】 前記高周波半導体チップの一方の面に第
3のグランドを含むチップ高周波回路が形成され、他方
の面に前記第3のグランドとスルーホールで接続される
第4のグランドが形成される、請求項1〜4のいずれか
に記載の高周波半導体装置。 - 【請求項6】 前記高周波半導体装置はさらに、前記信
号線から第2の所定長さ以下の領域に前記第2の所定長
さ以下の間隔で設けられた前記第1のグランドと前記第
2のグランドとを接続する導電貫通孔群を含む、請求項
1〜5のいずれかに記載の高周波半導体装置。 - 【請求項7】 前記第2の所定長さは、高周波信号の実
効波長の1/4である、請求項6記載の高周波半導体装
置。 - 【請求項8】 前記高周波半導体装置はさらに、前記配
線基板の前記基板高周波回路が形成される面を気密封止
するキャップを含む、請求項1〜7のいずれかに記載の
高周波半導体装置。 - 【請求項9】 前記基板高周波回路に複数の高周波半導
体チップが搭載される、請求項1〜8のいずれかに記載
の高周波半導体装置。
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