JPWO2004073063A1 - Electronic device and semiconductor device - Google Patents
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- H01L2924/15738—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950 C and less than 1550 C
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- H01L2924/181—Encapsulation
- H01L2924/183—Connection portion, e.g. seal
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Abstract
低雑音増幅器を含む高周波部アナログ信号処理ICが組み込まれた高周波パワーモジュール(1)の実装構造であり、タブ(4)と、複数のリード(7)と、複数の電極端子および回路部を有する半導体チップ(3)と、前記複数の電極端子とリード(7)とを接続する複数のワイヤ(10)と、前記複数の電極端子とタブ(4)とを接続する複数のワイヤ(10)とを有する高周波パワーモジュール(1)と、複数のスルーホール(84)により低インダクタンス化されたグランド電位をタブ(4)に供給可能な実装基板(80)とからなり、前記回路部に入力信号を送る信号配線の両側に固定電位の配線が配置され、かつ複数のスルーホール(84)によって低インダクタンス化されたグランド電位を実装基板(80)からタブ(4)に供給することにより、1系統の通信システムを使用中の他の系統の通信システムとの間でのクロストークが発生しなくなり、携帯電話機などの電子装置において良好な通話が可能になる。A mounting structure of a high-frequency power module (1) incorporating a high-frequency section analog signal processing IC including a low-noise amplifier, and includes a tab (4), a plurality of leads (7), a plurality of electrode terminals, and a circuit section. A plurality of wires (10) for connecting the semiconductor chip (3), the plurality of electrode terminals and the leads (7), and a plurality of wires (10) for connecting the plurality of electrode terminals and the tab (4); And a mounting board (80) capable of supplying a ground potential reduced in inductance by a plurality of through holes (84) to the tab (4), and an input signal is supplied to the circuit unit. The fixed potential wiring is arranged on both sides of the signal wiring to be sent, and the ground potential reduced in inductance by the plurality of through holes (84) is transferred from the mounting board (80) to the tab (4). By feeding, 1 crosstalk between other strains communication systems in use systematic communication system is not generated, allowing a good call in an electronic device such as a mobile phone.
Description
本発明は、電子装置および半導体装置に関し、特に、微弱な信号を増幅する低雑音増幅器(LNA:Low Noise Amplifier)を含む高周波部アナログ信号処理ICを組み込んだ無線通信装置(電子装置)および高周波パワーモジュール(半導体装置)に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to an electronic device and a semiconductor device, and in particular, a wireless communication device (electronic device) incorporating a high-frequency unit analog signal processing IC including a low noise amplifier (LNA) that amplifies a weak signal and a high-frequency power. The present invention relates to a technology effective when applied to a module (semiconductor device).
携帯電話機などの移動体通信機(移動端末)は、複数の通信システムに対応できるような構成になっている。すなわち、携帯電話機の送受信機(フロントエンド)には複数の通信システムの送受信を行うように、複数の回路系が組み込まれている。例えば、通信方式(システム)の異なる携帯電話(例えばセルラー電話機)間での通話を可能とする方式としてデュアルバンド通信方式が知られている。
デュアルバンド方式については、例えば、搬送周波数帯が880〜915MHzのGSM(Global System for Mobile Communications)と、搬送周波数帯が1710〜1785MHzのDCS−1800(Digital Cellular System 1800)によるデュアルバンド方式およびデュアルバンド用高周波電力増幅器について知られている。
また、特開平11−186921号公報には、PCN(Personal Communications Network:DCS−1800)、PCS(Personal Communications Service:DCS−1900)およびGSMなどの携帯電話システムに利用できる多バンド移動体通信装置が開示されている。
また、携帯電話機のフロントエンドでは、GSM用の高周波部アナログ信号処理回路のモジュール化が図られている。例えば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field−Effect−Transistor)によるデュアルバンドまたはトリプルバンドのGSM用RF(Radio Frequency)パワーモジュールが有る。
デュアルバンド方式はGSMおよびDCS1800方式などの二つの通信系の信号を処理するものであり、トリプルバンド方式はGSMおよびDCS(Digital Cellular System)1800並びにPCS1900方式などの三つの通信系の信号を処理するものである。GSMとしては、GSM900あるいはGSM850が組み込まれる。
また、高周波パワーモジュールは、LNA、ミキサ、PLL(Phase−Locked Loop)シンセサイザ、オートキャリブレーション付PGA(Programmable Gain Amplifier)、IQ変調器/復調器、オフセットPLL、VCO(Voltage−Controlled Oscillator)などをモノリシックに集積したワンチップの半導体素子が組み込まれている。
一方、携帯電話機は、その持ち運びが便利なように小型・軽量化が要請されている。この結果、高周波パワーモジュールなどの半導体装置もより小型・軽量化が望まれている。
半導体装置は、そのパッケージの形態によって種々のものがあるが、その一つとして、絶縁性樹脂の封止体(パッケージ)の裏面(実装面)にリード(外部電極端子)を露出させ、封止体の側面に長くリードを突出させないノンリード型半導体装置が知られている。
ノンリード型半導体装置としては、封止体の裏面の対向する2辺に沿ってリードを露出させるSON(Small Outline Non−Leaded Package)や、封止体の裏面の4辺側にリードを露出させるQFN(Quad Flat Non−Leaded Package)がある。小型でリード曲がりが発生しないノンリード型半導体装置については、例えば特開2001−313363号公報に記載されている。
この文献に記載されている樹脂封止型半導体装置は、半導体チップを固定するダイパッドとワイヤを接続するワイヤボンディング部とを有するアイランドがあり、ダイパッド上に半導体チップが固定され、半導体チップの各電極端子は、リードやアイランドのワイヤボンディング部に接続される構造になっている。ダイパッドとワイヤボンディング部との間に空隙部を設けて熱ストレスによるボンディングされたワイヤの外れや切断を防止している。このような構造では、半導体チップのアース端子とアイランドをワイヤで接続することによって、アイランドをアースリードとしてプリント基板などに接続できる。
また、特開平11−251494号公報には、半導体素子搭載部をグランドとする携帯電話機などに用いられるリード構造がガルウィング型となる高周波デバイスについて記載されている。この技術では、半導体素子の電極とリードをワイヤで接続する以外に、ダイパッドをグランド電極として利用するため、半導体素子の電極と半導体素子搭載部とをワイヤで接続している(以降、この接続をダウンボンディングと呼ぶ)。ダウンボンディングするため、半導体素子搭載部は半導体素子よりも大きく、また実装状態では、半導体素子の外側に半導体素子搭載部の周縁部分が突出し、この部分にワイヤが接続される構造になっている。
他方、本出願人においては、高周波パワーモジュールをノンリード型半導体装置に組み込み、かつグランド電位の安定化のために、高周波パワーモジュールを構成する各回路部のグランド端子をワイヤを介してタブに電気的に接続する手法の採用を検討した。ダウンボンディングを採用することにより、外部電極端子の数を少なくでき、パッケージの小型化が図れ、最終的には半導体装置の小型化が図れる。
しかし、無線通信系(通信システム)を用途とする高周波パワーモジュールでは、以下のような問題が発生することが判明した。
携帯電話機の受信系では、アンテナで捕らえた信号は低雑音増幅器(LNA)で増幅されるが、入力信号は極めて微弱である。このため、各回路部、特に周期的に動作する発振器の動作に応じて共通端子であるタブの電位、すなわちグランド電位が変動し、これに起因して一部の回路部との間でクロストークが発生し、出力が変動して良好な通話ができなくなる。
特に、リード間クロストークによる誘起電流、またはグランド電位の変動による信号波形の歪みが通信システムから出力され、この出力信号が使用中の通信システムに入ってしまい雑音となる。
このようなグランド電位の変動、およびクロストークの影響を受け易い回路部は、低雑音増幅器(LNA)以外では、例えば、高周波を扱うRFVCO(高周波電圧制御発振器)などがある。
つまり、低雑音増幅器(LNA)や高周波電圧制御発振器(RFVCO)は、グランド電位の変動、およびクロストークの影響などを受け易く、これによって、高周波パワーモジュールを搭載した携帯電話機などの電子装置の高周波特性が損ねることが問題である。
本発明の目的は、無線通信装置などを用途とする高周波パワーモジュールが搭載された電子装置において、高周波特性を向上させる電子装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、信頼性の向上を図る電子装置(無線通信装置)を提供することにある。
本発明の他の目的は、低雑音増幅器や高周波電圧制御発振器などの回路部が、他の回路部のグランド電位の変動によるクロストークの影響を受け難くできる半導体装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。Mobile communication devices (mobile terminals) such as mobile phones are configured to be compatible with a plurality of communication systems. That is, a plurality of circuit systems are incorporated in a transceiver (front end) of a mobile phone so as to perform transmission / reception of a plurality of communication systems. For example, a dual-band communication system is known as a system that enables a call between mobile phones (for example, cellular phones) having different communication systems (systems).
As for the dual band method, for example, a dual band method and a dual band by GSM (Global System for Mobile Communications) having a carrier frequency band of 880 to 915 MHz and DCS-1800 (Digital Cellular System 1800) having a carrier frequency band of 1710 to 1785 MHz. High frequency power amplifiers are known.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-186922 discloses a multiband mobile communication device that can be used for a mobile phone system such as PCN (Personal Communications Network: DCS-1800), PCS (Personal Communications Service: DCS-1900), and GSM. It is disclosed.
Further, at the front end of a mobile phone, a high frequency analog signal processing circuit for GSM is modularized. For example, there is a dual-band or triple-band RF (Radio Frequency) power module for GSM using a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect-Transistor).
The dual-band method processes signals of two communication systems such as GSM and DCS1800, and the triple-band method processes signals of three communication systems such as GSM, DCS (Digital Cellular System) 1800 and PCS1900. Is. GSM900 or GSM850 is incorporated as GSM.
The high-frequency power module includes an LNA, a mixer, a PLL (Phase-Locked Loop) synthesizer, a PGA (Programmable Gain Amplifier) with auto calibration, an IQ modulator / demodulator, an offset PLL, a VCO (Voltage-Controlled Oscillator), and the like. One-chip semiconductor elements monolithically integrated are incorporated.
On the other hand, mobile phones are required to be small and light so that they can be easily carried. As a result, semiconductor devices such as high-frequency power modules are also desired to be smaller and lighter.
There are various types of semiconductor devices depending on the form of the package, and as one of them, the lead (external electrode terminal) is exposed on the back surface (mounting surface) of the sealing body (package) of insulating resin and sealed. 2. Description of the Related Art Non-lead type semiconductor devices are known in which a lead does not protrude long on the side of a body.
As a non-lead type semiconductor device, SON (Small Outline Non-Leaded Package) that exposes leads along two opposite sides of the back surface of the sealing body, or QFN that exposes leads on the four sides of the back surface of the sealing body. (Quad Flat Non-Leaded Package). A non-lead type semiconductor device which is small and does not generate lead bending is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-313363.
The resin-encapsulated semiconductor device described in this document has an island having a die pad for fixing a semiconductor chip and a wire bonding portion for connecting a wire. The semiconductor chip is fixed on the die pad, and each electrode of the semiconductor chip The terminal is structured to be connected to the wire bonding portion of the lead or island. An air gap is provided between the die pad and the wire bonding portion to prevent the bonded wire from being disconnected or cut due to thermal stress. In such a structure, by connecting the ground terminal of the semiconductor chip and the island with a wire, the island can be connected to a printed circuit board or the like as a ground lead.
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 11-251494 describes a high-frequency device in which a lead structure used in a mobile phone or the like having a semiconductor element mounting portion as a ground is a gull wing type. In this technology, in addition to connecting the electrode of the semiconductor element and the lead with a wire, in order to use the die pad as a ground electrode, the electrode of the semiconductor element and the semiconductor element mounting portion are connected with a wire (hereinafter, this connection is referred to as “connection”). Called down bonding). In order to down bond, the semiconductor element mounting portion is larger than the semiconductor element, and in the mounted state, the peripheral portion of the semiconductor element mounting portion protrudes outside the semiconductor element, and a wire is connected to this portion.
On the other hand, in the present applicant, the high-frequency power module is incorporated in the non-lead type semiconductor device, and the ground terminal of each circuit unit constituting the high-frequency power module is electrically connected to the tab via the wire in order to stabilize the ground potential. We considered the adoption of a method to connect to. By adopting down bonding, the number of external electrode terminals can be reduced, the size of the package can be reduced, and finally the size of the semiconductor device can be reduced.
However, it has been found that the following problems occur in a high-frequency power module that uses a wireless communication system (communication system).
In a mobile phone reception system, a signal captured by an antenna is amplified by a low noise amplifier (LNA), but the input signal is extremely weak. For this reason, the potential of the tab, which is a common terminal, that is, the ground potential, fluctuates according to the operation of each circuit unit, particularly an oscillator that operates periodically, and this causes crosstalk between some circuit units. Occurs and the output fluctuates, making it impossible to make a good call.
In particular, an induced current due to crosstalk between leads or a distortion of a signal waveform due to a change in ground potential is output from the communication system, and this output signal enters the communication system in use and causes noise.
Examples of such a circuit unit that is easily affected by fluctuations in ground potential and crosstalk include an RFVCO (High Frequency Voltage Controlled Oscillator) that handles high frequencies, other than a low noise amplifier (LNA).
In other words, the low noise amplifier (LNA) and the high frequency voltage controlled oscillator (RFVCO) are easily affected by fluctuations in the ground potential and crosstalk, thereby causing the high frequency of an electronic device such as a mobile phone equipped with a high frequency power module. The problem is that the characteristics are impaired.
An object of the present invention is to provide an electronic device that improves high-frequency characteristics in an electronic device equipped with a high-frequency power module for use in a wireless communication device or the like.
Another object of the present invention is to provide an electronic device (wireless communication device) that improves reliability.
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device in which circuit portions such as a low noise amplifier and a high-frequency voltage controlled oscillator are hardly affected by crosstalk due to a change in ground potential of other circuit portions.
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
本発明は、複数のリードと、主面および裏面を有するタブと、複数の電極端子およびそれぞれが複数の半導体素子によって構成される複数の回路部を有する半導体チップと、前記複数の電極端子と前記リードとを接続する複数の導電性のワイヤと、前記複数の電極端子と前記タブの主面とを接続して前記複数の電極端子に第1の電位を供給する複数の導電性のワイヤとを有する半導体装置と、前記半導体装置が実装され、第1の配線層と第2の配線層とを備えており、前記第1の配線層と第2の配線層とに開口する複数の貫通孔に配置されてそれぞれの前記配線層の配線を接続する共通配線が設けられた配線基板とを有し、前記半導体チップは前記タブの主面に固定されており、前記回路部は、前記リードを介して外部信号が入力される第1の回路部と、前記タブと前記導電性のワイヤを介して接続される第2の回路部とを含んでおり、前記複数の電極端子は、前記第1の回路部に前記外部信号を入力する第1の電極端子と、前記第1の回路部に固定電位を供給する第2の電極端子とを有しており、前記複数のリードは、前記外部信号を伝達する第1のリードと、前記第1のリードの両側に配置された第2のリードとを含んでおり、前記第1のリードと前記第1の電極端子とを接続する前記導電性のワイヤの両側に前記第2のリードと前記第2の電極端子とを接続する前記導電性のワイヤが配置されており、前記タブと前記配線基板の前記共通配線とが接続されている。
また、本発明は、絶縁性樹脂からなる封止体と、前記封止体の周囲に沿って配置され、前記封止体の内外に亘って設けられた複数のリードと、主面および裏面を有するタブと、主面および裏面を有しており、その主面上に複数の電極端子と、それぞれが複数の半導体素子によって構成される複数の回路部とを有する半導体チップと、前記複数の電極端子と前記リードとを接続する複数の導電性のワイヤと、前記複数の電極端子と前記タブの主面とを接続して前記複数の電極端子に第1の電位を供給する複数の導電性のワイヤとを有し、前記半導体チップは前記タブの主面に固定されており、前記回路部は、前記リードを介して外部信号が入力される第1の回路部と、前記タブと前記導電性のワイヤを介して接続される第2の回路部とを含んでおり、前記複数の電極端子は、前記第1の回路部に前記外部信号を入力する第1の電極端子と、前記第1の回路部に固定電位を供給する第2の電極端子とを有しており、前記複数のリードは、前記外部信号を伝達する第1のリードと、前記第1のリードの両側に配置された第2のリードとを含んでおり、前記第1のリードと前記第1の電極端子とを接続する前記導電性のワイヤの両側に前記第2のリードと前記第2の電極端子とを接続する前記導電性のワイヤが配置されている。The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
The present invention includes a plurality of leads, a tab having a main surface and a back surface, a plurality of electrode terminals and a semiconductor chip having a plurality of circuit portions each constituted by a plurality of semiconductor elements, the plurality of electrode terminals, A plurality of conductive wires connecting leads, and a plurality of conductive wires connecting the plurality of electrode terminals and the main surface of the tab to supply a first potential to the plurality of electrode terminals. A semiconductor device having the first wiring layer and the second wiring layer, the plurality of through-holes opening in the first wiring layer and the second wiring layer. And a wiring board provided with a common wiring for connecting the wirings of the respective wiring layers, the semiconductor chip is fixed to the main surface of the tab, and the circuit portion is connected via the leads. The first external signal is input A plurality of electrode terminals for inputting the external signal to the first circuit unit; and a second circuit unit connected to the tab and the conductive wire. 1 electrode terminal and a second electrode terminal for supplying a fixed potential to the first circuit portion, wherein the plurality of leads include a first lead for transmitting the external signal, Second leads disposed on both sides of one lead, and the second leads and the two sides on both sides of the conductive wire connecting the first lead and the first electrode terminal. The conductive wire connecting the second electrode terminal is disposed, and the tab and the common wiring of the wiring board are connected.
Further, the present invention includes a sealing body made of an insulating resin, a plurality of leads arranged along the periphery of the sealing body, and provided over the inside and outside of the sealing body, and a main surface and a back surface. A semiconductor chip having a tab having a main surface and a back surface, a plurality of electrode terminals on the main surface, and a plurality of circuit portions each composed of a plurality of semiconductor elements, and the plurality of electrodes A plurality of conductive wires connecting the terminals and the leads, a plurality of conductive wires connecting the plurality of electrode terminals and the main surface of the tab to supply a first potential to the plurality of electrode terminals; The semiconductor chip is fixed to the main surface of the tab, and the circuit portion includes a first circuit portion to which an external signal is input through the lead, the tab, and the conductive material. Including a second circuit portion connected via a wire The plurality of electrode terminals include a first electrode terminal that inputs the external signal to the first circuit portion, and a second electrode terminal that supplies a fixed potential to the first circuit portion. The plurality of leads include a first lead for transmitting the external signal, and second leads disposed on both sides of the first lead, and the first lead and the first lead The conductive wire that connects the second lead and the second electrode terminal is disposed on both sides of the conductive wire that connects one electrode terminal.
図1は本発明の実施の形態1の半導体装置の一例である高周波パワーモジュールの構造を封止体の一部を切り欠いて示す平面図、図2は図1に示す高周波パワーモジュールの構造を示す断面図、図3は図1に示す高周波パワーモジュールの構造を示す平面図、図4は図1に示す高周波パワーモジュールに組み込まれる半導体チップにおける回路構成の一例をブロック的に示す平面図、図5は図1に示す高周波パワーモジュールにおける外部電極端子と半導体チップの低雑音増幅器などの各回路部との結線状態の一例を示す平面図、図6は図1に示す高周波パワーモジュールの組み立て手順の一例を示す製造プロセスフロー図、図7は図1に示す高周波パワーモジュールの製造で使用するリードフレームの構造の一例を示す平面図、図8は図7に示すリードフレームにおける単位リードフレームパターンの一例を示す部分拡大平面図、図9は図1に示す高周波パワーモジュールの組み立てにおけるダイボンディング状態の一例を示す部分断面図、図10は図1に示す高周波パワーモジュールの組み立てにおけるワイヤボンディング状態の一例を示す部分断面図、図11は図1に示す高周波パワーモジュールの組み立てにおける樹脂封止後の構造の一例を示す部分断面図、図12は図1に示す高周波パワーモジュールが組み込まれた電子装置の一例である携帯電話機の回路構成を示すブロック図、図13は図1に示す高周波パワーモジュールの携帯電話機(電子装置)における実装構造の一例を示す部分断面図、図14は本発明の電子装置に組み込まれる配線基板のモジュール実装部の端子パターンの一例を示す部分平面図、図15は図14に示す配線基板に高周波パワーモジュールを搭載した際のA−A断面の構造の一例を示す断面図、図16は図15に示す実装構造の封止体の一部を切り欠いて示す平面図、図17は変形例の配線基板に高周波パワーモジュールを実装した際の実装構造を示す断面図、図18は他の変形例の配線基板のモジュール実装部の端子パターンを示す部分平面図、図19は図18に示す配線基板に高周波パワーモジュールを搭載した際のB−B断面の構造を示す断面図、図20は本発明の他の実施の形態(実施の形態2)である高周波パワーモジュールの構造を封止体の一部を切り欠いて示す平面図、図21は本発明の他の実施の形態(実施の形態3)である高周波パワーモジュールの構造を封止体の一部を切り欠いて示す平面図、図22は本発明の他の実施の形態(実施の形態4)である高周波パワーモジュールの構造を封止体の一部を切り欠いて示す平面図、図23は図22に示す高周波パワーモジュールの構造を示す断面図、図24は実施の形態4の高周波パワーモジュールの変形例の構造を示す断面図、図25は本発明の他の実施の形態(実施の形態5)である高周波パワーモジュールの構造を封止体の一部を切り欠いて示す平面図、図26は本発明の変形例の電子装置の構造を示す模式構成図である。 FIG. 1 is a plan view showing a structure of a high-frequency power module as an example of a semiconductor device according to
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
(実施の形態1)
図1〜図19は本発明の実施の形態1の半導体装置の一例である高周波パワーモジュールおよびその高周波パワーモジュールを組み込んだ無線通信装置に係わる図である。図1〜図5は高周波パワーモジュールに係わる図であり、図6〜図11は高周波パワーモジュールの製造方法に係わる図であり、図12〜図19は無線通信装置に係わる図である。
本実施の形態1では、四角形状の封止体(パッケージ)の裏面の実装面に、タブおよびこのタブに連なるタブ吊りリードならびにリード(外部電極端子)が露出するQFN型の半導体装置に本発明を適用した例について説明する。さらに、前記半導体装置の一例として、例えば、高周波パワーモジュール1を取り上げて説明する。
QFN型の高周波パワーモジュール1は、図1および図2に示すように、偏平の四角形状の絶縁性樹脂で形成される封止体(パッケージ)2を有している。この封止体2の内部には四角形状の半導体素子(半導体チップ:チップ)3が埋め込まれている。前記半導体チップ3は四角形状のタブ4のタブ表面(主面)に接着剤5によって固定されている(図2参照)。封止体2の裏面(下面)は実装される面側(実装面)となる。
封止体2の裏面にはタブ4およびタブ4を支持するタブ吊りリード6ならびにリード7(外部電極端子)7の一面(実装面7a)が露出する構造となっている。これらタブ4およびタブ吊りリード6ならびにリード7は、高周波パワーモジュール1の製造において、パターニングした一枚の金属製(例えば、銅製)のリードフレームで形成され、その後切断されて形成される。
従って、本実施の形態1ではこれらタブ4およびタブ吊りリード6ならびにリード7の厚さは同じになっている。しかし、リード7においては、内端部分は裏面を一定の深さエッチングして薄く形成しておくので、この薄いリード部分の下側には封止体2を構成する樹脂が入り込む構造になっている。これにより、リード7は封止体2から脱落し難くなる。
タブ4は、その4隅が細いタブ吊りリード6によって支持される。これらタブ吊りリード6は四角形状の封止体2の対角線上に位置し、四角形状の封止体2の各隅部に外端を臨ませている。封止体2は偏平の四角形体となり、角部(隅部)は面取り加工が施されて斜面2aとなっている(図1参照)。タブ吊りリード6の外端はこの面取り部分に0.1mm以下と僅かに突出している。この突出長さは、リードフレーム状態のタブ吊りリードを切断するときのプレス機械の切断型によって決まり、例えば、0.1mm以下が選択される。
また、図1に示すように、タブ4の周辺には、内端をタブ4に対面させるリード7が四角形の封止体2の各辺に沿って所定間隔で複数配置されている。タブ吊りリード6およびリード7の外端は封止体2の周縁にまで延在している。すなわち、リード7およびタブ吊りリード6は封止体2の内外に亘って延在することになる。リード7の封止体2からの突出長さは、前記タブ吊りリード6と同様にリードフレーム状態のリードを切断するときのプレス機械の切断型によって決まり、例えば、0.1mm以下と僅かに突出する。
また、封止体2の側面は傾斜面2bとなっている(図2参照)。この傾斜面2bは、リードフレームの一面に片面モールドして封止体2を形勢した後、モールド金型のキャビティから封止体2を抜き取る際、抜き取りを容易にするためにキャビティの側面を傾斜面にした結果によるものである。なお、図1は、封止体2の上部を切り欠いてタブ4、タブ吊りリード6、リード7、半導体チップ3などが見えるようにした模式図である。
また、図1および図4に示すように、半導体チップ3の露出する主面には電極端子9が設けられている。電極端子9は、半導体チップ3の主面において、四角形の各辺に沿ってほぼ所定ピッチに設けられている。この電極端子9は導電性のワイヤ10を介してリード7の内端側に接続されている。
タブ4は半導体チップ3に比較して大きく形成され、図8に示すように、その主面の中央に半導体素子固定領域である半導体素子搭載部4aを有するとともに、この半導体素子搭載部4aの外側、すなわちタブ4の周縁部分にワイヤ接続領域4bを有している。そして、この半導体素子搭載部4aに半導体チップ3が固定される。また、ワイヤ接続領域4bには、一端が半導体チップ3の電極端子9に接続される導電性のワイヤ10の他端が接続されている。特に、タブ4に接続されるワイヤ10をダウンボンディングワイヤ10aと呼称する。ワイヤボンディング装置によって電極端子9とリード7との間のワイヤボンディングおよび電極端子9とタブ4との間のワイヤボンディングを行うことから、ワイヤ10もダウンボンディングワイヤ10aも同じ材質のものである。
ダウンボンディング構造の採用の目的は、一般的にはタブ4を利用した半導体チップ内の各回路部のグランド電位(第1の電位)の共通化である。タブ4を共通のグランド端子とし、このタブ4と、グランド電極端子となる多くの電極端子9とをワイヤ10を介して接続することによって、封止体2の周囲に沿って並ぶ外部電極端子であるリード7(ピン)の数を少なくし、リード数低減による封止体2の小型化を図ることができる。これは半導体装置である高周波パワーモジュール1の小型化に繋がる。
次に、本実施の形態1の高周波パワーモジュール1に搭載される半導体チップ3の回路構成について説明する。図4は、半導体チップ3における各回路部の配置を示す模式的レイアウト図である。半導体チップ3の主面には、辺に沿って電極端子(パッド)9が配置されている。そして、これら電極端子9の内側に領域を分けて各回路部が配置されている。図4に示すように、半導体チップ3の中央にはADC/DAC&DCオフセット用制御論理回路部35が配置され、その左側にはミキサ26,64と3個のLNA(低雑音増幅器)24が並び、上側にはRFVCO(第2の回路部)44が位置し、右側には上から下に掛けてRFシンセサイザ(第2の回路部)41、VCXO(第2の回路部)50、IFシンセサイザ(第2の回路部)42、IFVCO45が並び、下側にはTXVCO(第2の回路部)67が位置している。
また、図5は、各回路部(第1の回路部および第2の回路部)とその電極端子9との関係、電極端子9とリード7のワイヤ10による結線状態を示す。ワイヤ10は電極端子9とリード7を結線するワイヤ10と、電極端子9とタブ4を結線するダウンボンディングワイヤ10aが示されている。
特定回路部11(第1の回路部)である3個のLNA24に着目すると、外付け部品である帯域通過フィルタ23(図12参照)と繋がる予定のリード7、すなわちSignalと左側に記載されたリード(第1のリード)7と、LNA24の信号用の電極端子(第1の電極端子)9とがワイヤ10を介して接続されている。電極端子9からワイヤ10を介してリード7に至る信号配線は1つのLNA24に対して2本ずつ設けられ、この2本の信号配線の両側は、特定回路部11であるLNA24のグランド用の電極端子(第2の電極端子)9がワイヤ10を介してグランド用のリード7(第2のリードであり、図中GNDと左側に記載されたリード7)に接続されてグランド配線が形成されている。
その際、本実施の形態1の高周波パワーモジュール1では、2本の信号配線の両側のグランド用のリード(第2のリード)7は、固定電位が供給されるものであり、前記固定電位の一例としてグランド電位の場合を表している。
これにより、隣接する他のVCOなどの第2の回路部のリード7とLNA24のリード7の間が固定電位(ここでは、固定されたグランド電位)のリード7によって電磁シールドされる。また、隣接するLNA24同士も固定電位のリード7によって電磁シールドされる。
また、図12に示すように、アンテナ20から入ってくる微弱信号を増幅するLNA24に比較して、ベースバンドチップ22から出力される電気信号を処理する送信系の各回路部(例えば、オフセットPLL、TXVCO67など)においては、その電気信号が前記微弱信号に比較して大きいために、グランド電位の変動やクロストークによるノイズにより強いという特性を持つ。そこで、送信系の回路部へのグランド電位の供給は、各VCOなどとタブ4を介して共通にすることにより、リード7の数を減らす事ができ、高周波パワーモジュール1(半導体装置)の小型化を図ることができる。
さらに、LNA24は、半導体チップ3の主面上に形成された配線間でのクロストークによる信号の劣化を防ぐために、例えば、PGA28(図12参照)など、LNA24によって増幅された信号を扱う回路、または送信系の回路などと比較して前記配線の長さが短くなる様に、電極端子9のより近くに配置するのが好ましい。
次に、本実施の形態1の高周波パワーモジュール1は、図3に示すように、各リード7とリード7の間、およびリード7とタブ吊りリード6との間には封止体2を形成する際発生するレジンバリが存在している。このレジンバリ部分は、高周波パワーモジュール1の製造において、図7に示すリードフレーム13の一面に片面モールドして封止体2を形成する際発生するものである。
モールド後、不要リードフレーム部分を切断するが、この際のリード7やタブ吊りリード6の切断時に同時にレジンバリも切断されるため、レジンバリの外縁はリード7の縁やタブ吊りリード6の縁と一緒になり、一部のレジンバリが各リード7とリード7の間、およびリード7とタブ吊りリード6との間に残留することになる。
また、本実施の形態1では封止体2の裏面はタブ4、タブ吊りリード6およびリード7の裏面(実装面)よりも引っ込んだ構造になっている。これは、トランスファモールドにおける片面モールドにおいて、モールド金型の上下型間に樹脂製のシートを張り、このシートにリードフレーム13の一面が接触するようにしてモールドを行うことから、シートがリードフレーム13の隙間で食い込むようになるため、封止体2の裏面は引っ込む形になる。
また、トランスファモールドによる片面モールド後、リードフレーム13の表面に表面実装用のメッキ膜を形成する。このため、高周波パワーモジュール1の封止体2の裏面に露出するタブ4、タブ吊りリード6およびリード7の表面は、図示はしないがメッキ膜を有することになる。
このようにリード7やタブ吊りリード6の裏面である実装面が突出し、封止体2の裏面が引っ込むオフセット構造では、実装基板80(図13参照)などの配線基板に高周波パワーモジュール1を表面実装する場合、半田83の濡れ領域が特定されるため半田実装が良好となる特長がある。
次に、本実施の形態1の高周波パワーモジュール1の製造方法について、図6〜図11を参照しながら説明する。図6のフローチャートに示すように、高周波パワーモジュール1は、リードフレーム準備(S101)、チップボンディング(S102)、ワイヤボンディング(S103)、封止(モールド:S104)、メッキ処理(S105)、不要リードフレーム切断除去(S106)の各工程を経て製造される。
図7は本実施の形態1によるQFN型の高周波パワーモジュール1を製造する際使用するマトリクス構成のリードフレーム13の模式的平面図である。
このリードフレーム13は、単位リードフレームパターン14がX方向に沿って20行、Y方向に沿って4列配置され、1枚のリードフレーム13から80個の高周波パワーモジュール1を製造することができる。リードフレーム13の両側には、リードフレーム13の搬送や位置決めなどに使用するガイド孔15a,15b,15cが設けられている。
また、各列の左側には、トランスファモールド時、ランナーが位置する。そこでランナー硬化レジンをエジェクターピンの突き出しによってリードフレーム13から引き剥がすため、エジェクターピンが貫通できるエジェクターピン孔16が設けられている。また、このランナーから分岐し、キャビティに流れるゲート部分で硬化したゲート硬化レジンをエジェクターピンの突き出しによってリードフレーム13から引き剥がすため、エジェクターピンが貫通できるエジェクターピン孔17が設けられている。
図8は単位リードフレームパターン14の一部を示す平面図である。単位リードフレームパターン14は、実際に製造するパターンであることから、模式図である図1や図2などとは必ずしも一致しない部分が有る。
単位リードフレームパターン14は矩形枠状の枠部18を有している。この枠部18の4隅からタブ吊りリード6が延在し、中央のタブ4を支持するパターンとなっている。枠部18の各辺の内側から内方に向かって複数のリード7が延在し、その内端はタブ4の外周縁に近接している。タブ4およびリード7の主面には、チップボンディングやワイヤボンディングのために図示しないメッキ膜が設けられている。
また、リード7はその先端側裏面は、ハーフエッチングされて薄くなっている(図2参照)。なお、リード7やタブ4などは、その周縁が、主面の幅が裏面の幅よりも広くなるような斜めの面とし、逆台形断面に形成して封止体2から抜け難くする構造としてもよい。これは、エッチングやプレスによっても製造することができる。
また、図8に示すように、タブ4の主面において、中央の四角形領域は半導体素子搭載部4a(二点鎖線枠で囲まれる領域)となり、その外側の領域はワイヤ接続領域4bとなる。
このようなリードフレーム13を準備した後、図9に示すように、各単位リードフレームパターン14のタブ4の半導体素子搭載部4aに接着剤5を介して半導体チップ3を固定(チップボンディング)する(S102)。
その後、図10に示すように、ワイヤボンディングを行い、半導体チップ3の電極端子9とリード7の先端を導電性のワイヤ10で接続するとともに、所定の電極端子9とタブ4のワイヤ接続領域4bとを導電性のダウンボンディングワイヤ10aで接続する(S103)。ワイヤ10やダウンボンディングワイヤ10aは、例えば金線を使用する。
ワイヤボンディング後、常用のトランスファモールドによる片面モールドを行い、リードフレーム13の主面に図11に示す絶縁性樹脂による封止体2を形成する(S104)。封止体2はリードフレーム13の主面側の半導体チップ3、リード7などを被う。図8において、二点鎖線枠で示す部分が封止体2が形成される領域である。
その後、図示はしないが、メッキ処理を行う(S105)。この結果、リードフレーム13の裏面には図示しないメッキ膜が形成される。このメッキ膜は、高周波パワーモジュール1の表面実装時の接合材として使用されるものであり、例えば、半田メッキ膜である。前記メッキ膜を形成する工程に代えて、予めリードフレーム13の表面全面にPdメッキが施された物を使用しても良く、その際、特にPdメッキされたリードフレーム13を用いる場合には前記封止後のメッキ工程を省略することができ、製造工程の簡略化をし、製造コストを削減することができる。
その後、不要なリードフレーム部分を切断除去し(S106)、図1に示すような高周波パワーモジュール1を製造する。図8に示す二点鎖線枠の封止体2の僅か外側で、図示しないプレス機械の切断型によってリード7およびタブ吊りリード6を切断する。切断型の構造により、リード7およびタブ吊りリード6は封止体2から僅か外れた位置で切断するが、この外れた位置の封止体2からの距離は、例えば0.1mm以下とされる。リード7およびタブ吊りリード6の封止体2からの突出長さは、引っ掛かり防止などの点では短い程よい。この突出長さはプレス機械の切断型の変更で0.1mm以上では自由に選択できる。
ここで、高周波パワーモジュール1の各部の寸法の一例を挙げる。リードフレーム13(タブ4、タブ吊りリード6、リード7)の厚さは0.2mm、半導体チップ3の厚さは0.28mm、高周波パワーモジュール1の厚さは1.0mm、リード7の幅は0.2mm、リード7の長さは0.5mm、タブ4のワイヤ接続箇所(点)は搭載された半導体チップ3の端から1.0mm、また、タブ4とリード7のとの間隔は0.2mmである。
なお、従来の高周波パワーモジュールでは、発振器などの高周波信号を出力する回路部で、先に説明したようにグランド電位の変動によってクロストークが発生し、それぞれの回路部での出力変動や信号波形の歪みが発生するおそれがある。また、デュアルバンドやトリプルバンドなど複数の通信回路を有する高周波パワーモジュールにおいては、動作中の通信回路の影響で動作させていない通信回路に誘起電流が発生し、この誘起電流が雑音として動作中の通信回路に入り込むおそれがある。
さらに、入力信号配線同士のクロストークによってもそれぞれの回路部での出力変動や信号波形の歪みが発生するおそれがあり、特に入力信号の小さいアンテナからの外部信号入力用リードにおいては、隣接するリード間でのクロストークの影響を極力避ける必要が有る。
そこで、本実施の形態1の高周波パワーモジュール1では、図5に示すように、第1の回路部である特定回路部11に外部信号を伝達する導電性のワイヤ10の両側に、例えばグランド電位などの固定電位が供給される導電性のワイヤ10が配置されている。
すなわち、図5に示す高周波パワーモジュール1において、LNA(低雑音増幅器)24の電極端子9からワイヤ10を介してリード7に至る信号配線は、その両側にグランド電位などの固定電位が供給される導電性のワイヤ10が配置されており、これによって、LNA24の信号配線は電磁シールドされ、その結果、前記信号配線はクロストークを受け難くなる。なお、固定電位は、グランド電位に限定されるものではなく、固定された電位であればよい。
ここで、本実施の形態1における高周波パワーモジュール1は、例えば、携帯電話機のトリプルバンド用の高周波パワーモジュールであることから、図5に示すように特定回路部11はLNA(低雑音増幅器)24であり、かつトリプルバンドであることから、アンテナ20(図12参照)に繋がるLNA24も3個配置されている。
単一のLNA24が本発明で言う狭義の特定回路部11となる。すなわち、各LNA24のアンテナ20からの入力信号配線は、図5に示すように、それぞれ2本となっている。そして、この2本の信号配線を電磁シールドするために、2本の信号用リードと他の信号用リードとの間、好ましくは2本の信号用リードの両側にそれぞれ固定電位(本実施の形態1ではグランド電位)のリード7(ワイヤ10)を配置している。
なお、入力信号配線を2本にして差動入力構成にすると、入力信号配線の2本に同程度のクロストークによる影響が出てノイズ(クロストーク)を相殺(キャンセル)することができる。ここでは、図5に示すように、3個のLNA24を囲んだ矩形枠部分を広義の特定回路部11とする。
この特定回路部11では、半導体チップ3において、他の回路部から絶縁分離された領域に各LNA24が形成されている。そして、各LNA24のグランド電位は共通になっている。これは、デュアル通信システム、トリプル通信システムでは、一つの通信システム(通信系)を使用している間、残りの通信システムはアイドリング状態となっていることから、アイドリング状態になっている通信システムに属するLNA24によるグランド電位に対する影響が小さいため、各々別個の通信システムに属するLNA同士のグランド電極およびグランド配線を共通化しても、お互いに及ぼす悪影響が小さいからである。しかし、必要ならば、各LNAごとにアイソレーションを施して、各LNAのグランド電位を独立とさせる構成でもよい。
次に、本実施の形態1の電子装置の構造について説明する。本実施の形態1の電子装置は、本実施の形態1の高周波パワーモジュール1が搭載された実装構造を含むものであり、例えば、携帯電話機などの無線通信装置69である。
図13は本実施の形態1の半導体装置(高周波パワーモジュール)1の携帯電話機における実装状態の基本構造を示す模式的断面図である。
無線通信装置69(図12参照)である携帯電話機の実装基板(配線基板)80の主面には高周波パワーモジュール1を搭載するために、高周波パワーモジュール1のリード7およびタブ4に対応して配線に連なるランド81およびタブ接続用端子であるタブ固定部82が設けられている。そこで、高周波パワーモジュール1のリード7およびタブ4が前記ランド81およびタブ固定部82に一致して重なるように高周波パワーモジュール1を位置決めして載置する。そして、この状態で高周波パワーモジュール1のリード7およびタブ4の裏面に予め形成しておいた半田メッキ膜を一時的に溶融(リフロー)してリード7およびタブ4を半田83で接続(実装)する。
ここで、トリプルバンド構成の携帯電話機の回路構成(機能構成)について図12を参照しながら簡単に説明する。すなわち、この携帯電話機は、例えば、900MHz帯のGSM通信方式と、1800MHz帯のDCS1800通信方式と、1900MHz帯のPCS1900通信方式の信号処理を行うことができる。
図12のブロック図では、アンテナ20にアンテナスイッチ21を介して接続する送信系と、受信系とを示しており、送信系および受信系はいずれもベースバンドチップ22に接続されるものである。
受信系は、アンテナ20、アンテナスイッチ21,このアンテナスイッチ21に並列に接続される3個の帯域通過フィルタ23、前記帯域通過フィルタ23にそれぞれ接続される低雑音増幅器(LNA)24、前記3個のLNA24に接続されかつ並列に接続される可変増幅器25を有する。この2つの可変増幅器25には、それぞれミキサ26、ローパスフィルタ27、PGA28、ローパスフィルタ29、PGA30、ローパスフィルタ31、PGA32、ローパスフィルタ33、復調器34が接続される。PGA28、PGA30、PGA32はADC/DAC&DCオフセット用制御論理回路部35によって制御される。また、2つのミキサ26は90度位相変換器40で位相制御される。
図12において、90度位相変換器40および2つのミキサ26によって構成されるI/Q変調器は、各バンド帯域に対応するために、3つのLNA24に対応してそれぞれ設けられるが、図12においては、簡略化のために1つにまとめて書いてある。
半導体チップ3には、信号処理ICとしてRFシンセサイザ41およびIF(Intermediate)シンセサイザ42からなるシンセサイザが設けられている。RFシンセサイザ41はバッファ43を介してRFVCO44に接続され、RFVCO44がRFローカル信号を出力するように制御する。バッファ43には、直列に2つのローカル信号用分周器37,38が接続され、それぞれの出力端にはスイッチ48,49が接続されている。RFVCO44から出されたRFローカル信号はスイッチ48の切替えによって90度位相変換器40に入力される。このRFローカル信号によって90度位相変換器40はミキサ26を制御する。
RFVCO44の信号出力モードはRxモードの場合、GSMでは3780〜3840MHz、DCSでは3610〜3760MHz、PCSでは3860〜3980MHzである。またTxモードはGSMでは3840〜3980MHz、DCSでは3580〜3730MHz、PCSでは3860〜3980MHzである。
IFシンセサイザ42は分周器46を介してIFVCO(中間波電圧制御発振器)45に接続され、IFVCO45がIFローカル信号を出力するように制御する。IFVCO45による出力信号の周波数は各通信方式共に640MHzである。また、RFシンセサイザ41およびIFシンセサイザ42によってVCXO(電圧制御水晶発振器)50を制御し、基準信号を出力し、ベースバンドチップ22に送る。
受信系ではシンセサイザおよびADC/DAC&DCオフセット用制御論理回路部35によってIF信号を制御し、復調器34によってベースバンドチップ信号(I,Q信号)に変換してベースバンドチップ22に送る。
送信系は、ベースバンドチップ22から出力されるI,Q信号を入力信号とする2つのミキサ61と、この2つのミキサ61の位相を制御する90度位相変換器62と、2つのミキサ61の出力を加算する加算器63と、加算器63の出力をいずれも入力とするミキサ64およびDPD(デジタルフェーズディテクタ)65と、ミキサ64およびDPD65の出力を共に入力とするループフィルタ66と、ループフィルタ66の出力を共に入力とする二つのTXVCO(送信波電圧制御発信器)67と、2つのTXVCO67の出力を共に入力とするPAモジュール68と、アンテナスイッチ21とからなっている。ループフィルタ66は外付け部品である。
ミキサ61、90度位相変換器62および加算器63によって直交変調器を構成する。90度位相変換器62は分周器46に分周器47を介して接続され、IFVCO45から出力されるIFローカル信号によって制御される。
2つのTXVCO67の出力はカプラー70によって電流を検出される。この検出信号は増幅器71を介してミキサ72に入力される。ミキサ72はスイッチ49を介してRFVCO44から出力されるRFローカル信号を入力する。ミキサ72の出力信号は加算器63の出力信号とともにミキサ64およびDPD65に入力される。ミキサ64とDPD65によってオフセットPLL(Phase−Locked Loop)を構成する。ミキサ72による出力信号の周波数は各通信方式共に80MHzである。
2つのTXVCO67のうちの一方のTXVCO67はGSM通信方式用であり、出力信号の周波数は880〜915MHzである。また、他のTXVCO67はDCS・PCS通信方式用であり、出力信号の周波数は1710〜1785MHz、または1850〜1910MHzである。PAモジュール68は低周波用パワーモジュールと高周波用パワーモジュールを内蔵し、低周波用パワーモジュールは880〜915MHzの信号を出力するTXVCO67からの信号を受けて増幅処理し、高周波用パワーモジュールは1710〜1785MHz、または1850〜1910MHzの信号を出力するTXVCO67からの信号を受けて増幅処理し、アンテナスイッチ21に送る。
本実施の形態1の高周波パワーモジュール1にはロジック回路60もモノリシックに形成され、出力信号をベースバンドチップ22に送る。
本実施の形態1の高周波パワーモジュール1は、図12において太線で囲った部分の各回路部がモノリシックに形成されていることになる。そして、3個のLNA24の部分が、本実施の形態1における特定回路部11になる(図4、図5参照)。これら各回路部を模式的に一部示したものが、図4および図5の半導体チップ3のブロック平面図である。
アンテナ20で受信された無線信号(電波)は電気信号に変換され、受信系の各素子で順次処理されてベースバンドチップ22に送られる。また、ベースバンドチップ22から出力された電気信号は、送信系の各素子で順次処理されてアンテナ20から電波として放射される。
図14〜図16は本実施の形態1の高周波パワーモジュール1の携帯電話機における実装構造の詳細を示す図である。
図14は高周波パワーモジュール1が実装される実装基板80の端子パターンを示すものであり、実装基板80の主面には、タブ接続用端子であるタブ固定部82が形成され、さらに、タブ固定部82の外側の周囲に、高周波パワーモジュール1の各リード7と接続される複数のランド81が形成され、図15に示すように、実装基板80の主面の高周波パワーモジュール1と接続する箇所以外は、絶縁膜であるソルダレジスト91によって覆われている。
実装基板80には、主面の第1の配線層86(タブ固定部82やランド81など)や内層の第2の配線層87や第3の配線層88などが形成されており、スルーホール84は、何れかの配線層同士を接続するように所望の配線層に開口する貫通孔に導体が配置されて形成されたものであり、前記導体はメッキなどで形成される場合が多い。
図14において、チップ3内の回路の構成が省略されているが、チップ3内の回路の構成および接続するリード7の配置は図5に記載された構成に該当するものであり、LNA24に接地電位を供給するリード7が(固定電位)として示されており、また、LNA24へ信号を入力するためのリード7がSignalとして示されているものである。
図15に示す実装基板80では、主面にタブ固定部82やランド81などの第1の配線層が形成され、さらに、第2の配線層87として内層GND89、第3の配線層88として内層Vcc90などの各配線層が内部に形成されており、第1の配線層のタブ固定部82と第2の配線層87の内層GND89とが多数のスルーホール84によって接続されている。
なお、図14および図15に示す構造では、タブ固定部82には、その各辺に沿って複数の共通配線であるスルーホール84が配置されて接続されている。すなわち、タブ固定部82の裏面側にその各辺にほぼ沿って並んだ状態で複数のスルーホール84が配置されて各スルーホール84がタブ固定部82に接続されており、したがって、タブ固定部82には多数のスルーホール84を介して内層GND89と同電位の共通のグランド電位(第1の電位)が供給される。
さらに、高周波パワーモジュール1のLNA(第1の回路部)24に固定電位のグランド電位を供給するリード接続用のランド81もスルーホール84を介して内層GND89と接続しているため、図16に示すように、実装基板80に高周波パワーモジュール1を搭載した際には、LNA24には、タブ固定部82からタブ4を介して供給されるグランド電位と共通の同じグランド電位が固定電位としてリード7およびワイヤ10を介して供給されることになる。
ただし、LNA24に供給されるグランド電位については、固定電位が供給されるリード7および電極端子9(第2の電極端子)とは異なった別のリード7からワイヤ10および別の電極端子9(第3の電極端子)を介して供給してもよいし、タブ4に接続したダウンボンディングワイヤ10aを介して供給してもよい。さらに、LNA24に、リード7およびワイヤ10を介して供給されるグランド電位は、タブ4に供給される第1の電位であるグランド電位とは分離させた(接続していない)別のグランド電位であってもよい。
すなわち、実装基板80上において、タブ固定部82に供給する第1の電位であるグランド電位とは接続していない別のグランド電位を供給可能な構造としておき、高周波パワーモジュール1の動作時にはタブ固定部82に供給するグランド電位とは別のグランド電位を、LNA24にリード7およびワイヤ10を介して供給してもよい。いずれの場合においても、LNA24などの特定回路部11のグランドと他の残りの回路部のグランドは、図示はしないが、半導体チップ3内の配線においても層間絶縁膜などによって絶縁分離しておくのが好ましい。これは、チップ3内の配線が、実装基板80上の配線やリードなどと比較してインダクタンスが高いために、チップ3内の配線によってLNA24などの特定回路部11と、他の電源ノイズ源となりうる回路部とを接続すると、電源ノイズの影響によってLNA24の高周波特性が損なわれる可能性があるからである。
なお、高周波パワーモジュール1においてはその封止体2の実装面(裏面)にタブ4および各リード7が露出しており、実装基板80の各ランド81とこれに対応する各リード7とが、さらに、タブ4と実装基板80のタブ接続用端子であるタブ固定部82とが半田83を介して電気的に接続されている。
したがって、このような実装構造の無線通信装置69において、実装基板80の内層GND89と多数のスルーホール84およびタブ固定部82を介して半田接続されたタブ4は、そのグランド電位が十分に低インダクタンス化され、その安定化が図られている。
これにより、LNA24以外のタブ4にダウンボンディングされた第2の回路部を有する発振器などの各電子部品に対して、十分に低インダクタンス化されたグランド電位がダウンボンディングワイヤ10aを介して供給されるため、LNA24などの第1の回路部に供給されるグランド電位に与える影響、およびLNA24などへの入力信号に与える影響を極めて小さくすることができる。
すなわち、実装基板80のスルーホール84は、その1本1本はインダクタンスが大きい。その理由は、スルーホール84はスルーホール内の導電材(例えば銅)がコイルと同様に働き、実装基板80の主面上に形成した配線94,95,96に比較して、そのインダクタンスが大きくなるからである。これは、一般的に実装基板80に形成されたスルーホール84(導電性のプラグ)において、貫通孔の半径に比較して、その内部に形成される導体の膜厚が小さいために、スルーホール84の内部が中空になるためである。こうした問題を解決するために、実装基板80の製造工程において、スルーホール84の内部を導体で充填する技術があるが、こうした技術は実装基板80の製造工程における負荷が大きく、実装基板80のコストを上昇させるため好ましくない。
このように、中空のスルーホール84を有する実装基板80を採用する場合、内層GND89とタブ固定部82とが1つのスルーホール84でしか接続されていないと、タブ4に供給されるグランド電位が十分に低インダクタンス化されず、不安定な状態となり、第2の回路部を有する高周波の発振器のON/OFFなどの切り換えなどによって第1の回路部に影響を及ぼすことになる。さらに、LNA(低雑音増幅器)24は微弱な信号を増幅するため、グランド電位の変動は低雑音増幅器24の出力の変動となるとともに、信号波形の歪みにもつながる。
これに対して、本実施の形態1の無線通信装置69では、高周波パワーモジュール1が実装される実装基板80において、タブ固定部82と内層GND89とがタブ固定部82の近傍で多数のスルーホール84で接続されているため、タブ4に供給されるグランド電位が十分に低インダクタンス化される。
さらに、高周波パワーモジュール1において、第1の回路部を有するLNA(低雑音増幅器)24の電極端子9からワイヤ10を介してリード7に至る信号配線は、その両側にグランド電位などの固定電位が供給される導電性のワイヤ10が配置されているため、LNA24の信号配線は電磁シールドされ、これにより、前記信号配線はクロストークを受け難くい。
したがって、無線通信装置69の高周波特性を向上させることができる。
また、タブ4に供給されるグランド電位を十分に低インダクタンス化することにより、グランド電位が十分に安定するため、図14に記載のように、LNA24にグランド電位(GND)を供給するランド81と接続する配線94を、タブ固定部82と接続してもよい。特に、前記配線94を接続するランド81より内側に配置することにより、ランド81より外側の領域を、その他の配線95や部品を配置する領域として有効に利用することができる。
特に、LNA24へ入力される信号の高周波特性を改善するために、前記LNA24に信号(Signal)を入力するランド81と接続するコイル(L)、容量素子(C)もしくは抵抗素子(R)などの受動素子を配置する場合に、前記のようにグランド電位(GND)を供給するランド81からの配線94を内側に引き込むことによって、前記様々な素子をより信号(Signal)入力用のランド81の近くに配置することができ、高周波特性の改善をより効果的に達成することができる。例えば図14に記載されている例においては、コイル(L)および容量素子(C)を信号(Signal)入力用のランド81の非常に近くに配置することによって、各受動素子と、ランド81との間の配線96の長さを短くすることができるために、損失の小さいインピーダンス整合を達成することができる。
なお、図17は、変形例の実装基板80を用いた場合である。図17に示す実装基板80は、第1の配線層と第2の配線層87のそれぞれの配線を接続する共通配線が、実装基板80の裏面までは到達していないブラインドビア85を採用した例である。
ブラインドビア85を採用した場合、スルーホール84ではスルーホール84内にはんだが流れ込みはんだ不足等の問題をおこすおそれがあるが、ブラインドビア85にすることによりはんだ量を制御しやすくなるという効果を得ることができる。
また、ブラインドビア85が形成された実装基板80に高周波パワーモジュール1を実装した場合であっても、前記スルーホール84の実装基板80の場合と同様の効果を得ることができる。
また、図18に示す変形例の実装基板80は、そのタブ固定部82の全体に亘ってブラインドビア85を設けた場合であり、図19は図18に示す実装基板80上に高周波パワーモジュール1を実装した構造を示すものである。図19に示す実装構造によれば、ブラインドビア85(スルーホール84でもよい)をタブ固定部82の全体に亘って配置したことにより、タブ固定部82と半田接続されるタブ4に供給されるグランド電位をさらに低インダクタンス化することができ、無線通信装置69の高周波特性もさらに向上させることができる。
本実施の形態1によれば、高周波パワーモジュール1などの半導体装置において、LNA(低雑音増幅器)24などの第1の回路部に外部信号を伝達する導電性のワイヤ10の両側に、グランド電位などの固定電位が供給される導電性のワイヤ10が配置され、かつシンセサイザやVCOなどの第2の回路部とタブ4とを接続して前記第2の回路部にグランド電位(第1の電位)を供給する複数の導電性のダウンボンディングワイヤ10aが設けられており、さらに、この半導体装置を実装する構造において、タブ4と実装基板80の複数のスルーホール84(共通配線)とが面積の大きなタブ固定部82上で半田83を介して接続されていることにより、タブ4は十分にグランド電位が低インダクタンス化された状態となる。
これによって、前記第2の回路部のタブ4におけるグランド電位も安定した状態となり、タブ4におけるグランド電位の変動を低減することができる。例えば、周期的に動作する発振器などの第2の回路部の動作に応じたグランド電位の変動を低減でき、これに起因したクロストークの発生も防ぐことができる。
また、前記第1の回路部に外部信号を伝達する導電性のワイヤ10の両側に、固定電位が供給される導電性のワイヤ10が配置されるため、外部信号を伝達する導電性のワイヤ10の電位が固定電位の導電性のワイヤ10によって電磁シールドされた状態を形成できる。これによって、前記第2の回路部でグランド電位の変動が起こったとしても、前記第1の回路部は、前記第2の回路部のグランド電位の変動の影響を受け難い。
その結果、本実施の形態1のように、高周波パワーモジュール1などの半導体装置が組み込まれた携帯電話機などの無線通信装置69(電子装置)において、LNA(低雑音増幅器)24などの回路部への電源ノイズおよび信号ノイズの入力を減らすことができ、これにより、無線通信装置69の高周波特性を向上させることができる。
また、LNA24などの回路部への電源ノイズおよび信号ノイズの入力を減らすことができるため、無線通信装置69の信頼性および品質を向上させることができる。
すなわち、無線通信装置69において出力変動や歪みのない良好な通話が可能になる。
また、半導体装置である高周波パワーモジュール1において、LNA(低雑音増幅器)24の電極端子9からワイヤ10を介してリード7に至る信号配線はその両側にグランド配線が配置されて電磁シールドされていることから、他の回路部の信号の入出力によるクロストークを受け難くすることができる。
さらに、高周波パワーモジュール1は、タブ4が封止体2の裏面に露出していることから、半導体チップ3で発生した熱をタブ固定部82を介して効果的に実装基板80に放散することができる。これにより、この高周波パワーモジュール1を組み込んだ無線通信装置69の動作の安定化を図ることができる。
また、高周波パワーモジュール1は、タブ4およびリード7が封止体2の裏面に露出するノンリード型半導体装置であることから、高周波パワーモジュール1の小型・薄型化が可能になり、軽量化も図れる。したがって、この高周波パワーモジュール1を組み込んだ無線通信装置69の小型・軽量化も可能になる。
また、高周波パワーモジュール1は、半導体チップ3の電極端子9とリード(ピン)7とをワイヤ10で接続するとともに、第1の電位であるグランド電位となるタブ4と半導体チップ3の電極端子(グランド電極端子)9とをダウンボンディングワイヤ10aで接続するダウンボンディング構造となっていることから、外部電極端子となるグランド用のリード7を少なくすることができる。
その結果、ピン数低減による封止体2の小型化が可能になり、高周波パワーモジュール1の小型化が達成できる。
(実施の形態2)
図20は本発明の他の実施の形態(実施の形態2)である高周波パワーモジュールの構造を封止体の一部を切り欠いて示す平面図である。
本実施の形態2では、無線通信装置69(図12参照)などの電子装置に搭載される高周波パワーモジュール1に関して、実施の形態1の高周波パワーモジュール1において特定回路部11として3個のLNA(低雑音増幅器)24を有する場合を説明したのに対して、3個のLNA(低雑音増幅器)24に加えて、VCOのうち、高周波を扱うRFVCO44も特定回路部11としたものである。したがって、RFVCO44の全てのグランド用の電極端子9がワイヤ10を介してリード(グランド用のリード)7に接続され、タブ4にはワイヤを介して接続しないものである。
さらに、半導体チップ3の電極端子9からワイヤ10を介してリード7に至る配線において、RFVCO44の2本の信号配線(Signal)の両側に固定電位のグランド配線が配置され、実施の形態1の高周波パワーモジュール1と同様に信号配線の電磁シールドがなされている。
なお、3個のLNA24についても実施の形態1と同様に、それぞれ2本の信号配線(Signal)の両側に固定電位のグランド配線が配置されている。
これにより、LNA24(低雑音増幅器)に加えてRFVCO44(高周波電圧制御発振器)も含めた高周波信号を取り扱う特定回路部11のグランド電位が他の回路部のグランド電位から影響を受け難くなり、高周波パワーモジュール1を搭載した携帯電話機などの無線通信装置69(電子装置)の高周波特性の向上を図ることができる。
(実施の形態3)
図21は本発明の他の実施の形態(実施の形態3)である高周波パワーモジュールの封止体の一部を切り欠いて示す平面図である。
本実施の形態3では、無線通信装置69(図12参照)などの電子装置に搭載される高周波パワーモジュール1において、RFVCO44を外付け部品とし、半導体チップ3にはモノリシックに形成しない例である。このデュアルバンド通信方式では、低雑音増幅器、ミキサ、VCO、シンセサイザ、IQ変調器/復調器、分周器、直交変調器など各回路部をモノリシックに形成したものである。
受信系の二つのミキサはそれぞれ分周器73によって制御され、またこの分周器73は外付け部品であるRFVCO44から出力された高周波の信号を、より低周波の信号に変換するための周波数変換回路である。
したがって、本実施の形態3では、図21に示すように、高周波パワーモジュール1の外側にRFVCO44が存在し、RFVCO44の信号配線(Signal)が2本高周波パワーモジュール1のリード7に接続される。そして、RFVCO44に接続される2つのリード7からワイヤ10を介して半導体チップ3の電極端子9に至る2本の信号配線の両側の電極端子9とリード7とはワイヤ10を介して接続されている。この2本の信号配線の両側の電極端子9は固定電位のグランド用の電極端子9であり、したがって、このグランド用の電極端子9にワイヤ10を介して接続されるリード7も固定電位のグランド用のリード7となっている。これにより、実施の形態2の場合と同様に高周波信号を扱う信号配線も電磁シールドされるとともに、半導体チップ3における他の回路部とはグランド電位が独立した構成になっている。
なお、実施の形態2と同様に、3個のLNA24についてもそれぞれ2本の信号配線(Signal)の両側に固定電位のグランド配線が配置されている。
その結果、本実施の形態3においても、実施の形態2と同様に、RFVCO44のグランド電位の変動に伴う障害は発生しなくなり、したがって、高周波パワーモジュール1を搭載した携帯電話機などの無線通信装置69の高周波特性の向上を図ることができる。
(実施の形態4)
図22および図23は本発明の他の実施の形態(実施の形態4)である高周波パワーモジュールに係わる図であり、図22は高周波パワーモジュールの封止体の一部を切り欠いて示す平面図、図23は図22に示す高周波パワーモジュールの断面図、図24は実施の形態4の高周波パワーモジュールの変形例を示す断面図である。
本実施の形態4は、図22および図23に示すように、共通のグランド端子となるタブ4と、グランド電位とされるリード7を導電性のワイヤ10bで電気的に接続し、リード7をもグランド外部電極端子とするものである。本実施の形態4の高周波パワーモジュール1では、タブ4の裏面が封止体2の裏面(実装面)から露出するため、タブ4をグランド用の外部電極端子として使用できるとともに、タブ4にワイヤ10bを介して接続されたリード7もグランド用の外部電極端子としても使用することができる。
また、本実施の形態4の変形例である図24に示す構造では、タブ4の裏面側をハーフエッチングして薄くしてあることから、片面モールド時、タブ4の裏面側にも封止用樹脂が回り込み、これにより、タブ4はその裏面も封止体2から露出することなく、完全に封止体2内に埋没する。
このような構造では、タブ4は封止体2の裏面に露出しないため、タブ4と図13に示す実装基板80のタブ固定部82とを直接半田を介して接続することができない。そこで、実装基板80において、タブ4にグランド電位を供給するリード7と接続されるランド81に複数のスルーホール84を接続してグランド電位の低インダクタンス化を図っておき、このランド81に接続するリード7とタブ4とを1リード当たり複数のワイヤ10bによって接続し、リード−タブ間のグランド低インダクタンス化を図る。
あるいは、グランド低インダクタンス化されたリード7とタブ4とを直接リードフレーム上のリード材によって繋げた構造とし、これによって、前記同様、リード−タブ間のグランド低インダクタンス化を図る。
このように、タブ4を封止体内に埋め込んだ構造の高周波パワーモジュール1であっても、この高周波パワーモジュール1を搭載した携帯電話機などの無線通信装置69の高周波特性を向上させることができる。
また、図24に示す構造の場合、タブ4がワイヤ10bを介してリード7に接続されていることから、このリード7をグランド用の外部電極端子として使用することができる。なお、タブ4を封止体2内に埋没させる別の構造としては、タブ吊りリードの途中で一段高く階段状に折り曲げる構造としてもよい。
図24に示す変形例の構造においては、ワイヤ10aを介してタブ4に接続するグランド電位供給用の電極端子9の数に比較して、ワイヤ10bを介してタブと接続するリード7の数を少なくすることにより、封止体2の周囲に沿って配列されるリード7の本数を少なくし、半導体装置を小型化することができるとともに、タブ4の裏面が封止体2によって覆われているために、本実施の形態4における高周波パワーモジュール1などの半導体装置を実装基板80(図13参照)上に実装した際に高周波パワーモジュール1の下の領域も実装基板80上の配線を配置するための領域として利用できるという利点がある。したがって、本実施の形態4においては、高周波パワーモジュール1の小型化に併せて、実装基板80などの配線基板上の実装密度を向上できるという利点がある。
(実施の形態5)
図25は本発明の他の実施の形態(実施の形態5)である高周波パワーモジュールの構造を封止体の一部を切り欠いて示す平面図である。
本実施の形態5の高周波パワーモジュール1は、実施の形態1で説明した高周波パワーモジュール1においてLNA24へのグランド電位(第1の電位)の供給を、タブ4とワイヤ10aで接続された第3の電極端子である電極端子9を介して行うものである。
すなわち、本実施の形態5の高周波パワーモジュール1では、これに搭載された半導体チップ3が、LNA24にグランド電位(第1の電位)を供給する電極端子9(第3の電極端子)を有しており、この電極端子9(第3の電極端子)とタブ4とが導電性のワイヤ10aによって接続されている。
したがって、本実施の形態5の高周波パワーモジュール1では、LNA24へのグランド電位(第1の電位)の供給が、信号配線(Signal)の両側の固定電位のリード7を介して行われるのではなく、実装基板80の複数のスルーホール84と接続させることによって、電源供給配線を低インダクタンス化したタブ4を介して行われる。
なお、本実施の形態5の高周波パワーモジュール1においても、LNA24の信号配線(Signal)の両側には、タブ4のグランド電位とは別の固定電位のリード7およびワイヤ10が配置されており、LNA24の信号配線は、実施の形態1の高周波パワーモジュール1と同様に電磁シールドされている。
したがって、本実施の形態5の高周波パワーモジュール1を搭載した携帯電話機などの無線通信装置69においても、その高周波特性の向上を図ることができる。
さらに、本実施の形態5の高周波パワーモジュール1において、電極端子9(第3の電極端子)とタブ4とを接続する導電性のワイヤ10aは、信号配線(Signal)用の電極端子9(第1の電極端子)とリード7(第1のリード)とを接続する導電性のワイヤ10に比較してその長さを非常に短くすることができる。
これにより、LNA24への供給用の電源のワイヤ長が短くなるため、この配線のインピーダンスを小さくすることができ、高周波パワーモジュール1の特性をさらに向上させることができる。
したがって、本実施の形態5の高周波パワーモジュール1を搭載した携帯電話機などの無線通信装置69においてさらにその高周波特性の向上を図ることができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
前記実施の形態1〜5では、共通化した電源電位についてグランド電位についてのみ記載したが、本発明の適用の範囲はグランド電位とそれに関連する構成についてのみに限られる物ではなく、発明を適用する上で適当な電源電位(第1の電位)、例えば電極の共通化をすることによりリード7の数を少なくすることができる電源電位に着目し、その電源電位を供給するための電極端子9やリード7の構成に対して本発明を適用しても良い。
また、前記実施の形態1〜5では、QFN型の半導体装置の製造に本発明を適用した例について説明したが、例えば、SON型半導体装置の製造に対しても本発明を同様に適用でき、同様の効果を有することができる。さらに、本発明の半導体装置、あるいは電子装置に搭載される半導体装置はノンリード型半導体装置に限定されることなく、例えば、封止体2の周囲に沿って、ガルウイング形状に折り曲げられたリードが突出するQFP(Quad Flat Package)やSOP(Small Outline Package)と呼ばれる半導体装置についても同様に適用することができるが、前記QFPやSOPに比較して、封止体2の周囲におけるリードの突出量が小さいQFN型の構造を採用した方が、半導体装置の小型化を達成する上ではより好ましい。
また、前記実施の形態1〜5では、半導体装置が搭載された携帯電話機などの無線通信装置(電子装置)が、予めその本体にアンテナ20が取り付けられた無線通信装置69の場合を取り上げて説明したが、本発明の電子装置は、図26の変形例に示すように、例えば、テレビジョン、セットトップボックスまたはカーナビゲーション装置などのアンテナ92を後から各本体に取り付けるようなアンテナ外付け装置93であってもよく、このアンテナ外付け装置93においても、実施の形態1〜5で説明した高周波パワーモジュール1を組み込むことにより、その高周波特性の向上を図ることができる。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment of the invention, and the repetitive description thereof is omitted.
(Embodiment 1)
1 to 19 are diagrams relating to a high-frequency power module, which is an example of a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and a wireless communication device incorporating the high-frequency power module. 1 to 5 are diagrams related to a high-frequency power module, FIGS. 6 to 11 are diagrams related to a manufacturing method of the high-frequency power module, and FIGS. 12 to 19 are diagrams related to a wireless communication apparatus.
In the first embodiment, the present invention is applied to a QFN type semiconductor device in which a tab, a tab suspension lead connected to the tab, and a lead (external electrode terminal) are exposed on a mounting surface on the back surface of a rectangular sealing body (package). An example to which is applied will be described. Further, as an example of the semiconductor device, for example, a high
As shown in FIGS. 1 and 2, the QFN type high
The back surface of the sealing
Therefore, in the first embodiment, the thicknesses of the
The
As shown in FIG. 1, around the
Further, the side surface of the sealing
As shown in FIGS. 1 and 4, an
The
The purpose of adopting the down bonding structure is to commonly use the ground potential (first potential) of each circuit unit in the semiconductor chip using the
Next, the circuit configuration of the
FIG. 5 shows the relationship between each circuit unit (first circuit unit and second circuit unit) and the
Focusing on the three
At that time, in the high
As a result, the
Also, as shown in FIG. 12, each circuit unit (for example, offset PLL) of the transmission system that processes the electrical signal output from the
Furthermore, the
Next, in the high
After molding, the unnecessary lead frame portion is cut. However, since the resin burr is cut simultaneously with the cutting of the
In the first embodiment, the back surface of the sealing
Further, after one-side molding by transfer molding, a plating film for surface mounting is formed on the surface of the
Thus, in the offset structure in which the mounting surface which is the back surface of the
Next, a method for manufacturing the high-
FIG. 7 is a schematic plan view of a
In this
In addition, a runner is located on the left side of each row during transfer molding. Therefore, in order to peel off the runner curing resin from the
FIG. 8 is a plan view showing a part of the unit
The unit
Further, the
Further, as shown in FIG. 8, on the main surface of the
After preparing such a
Thereafter, as shown in FIG. 10, wire bonding is performed to connect the
After the wire bonding, one-side molding is performed by a normal transfer mold, and the sealing
Thereafter, although not shown, a plating process is performed (S105). As a result, a plating film (not shown) is formed on the back surface of the
Thereafter, unnecessary lead frame portions are cut and removed (S106), and the high-
Here, an example of the dimension of each part of the high
In a conventional high-frequency power module, crosstalk occurs due to a change in ground potential in a circuit unit that outputs a high-frequency signal such as an oscillator as described above, and output fluctuations and signal waveforms in each circuit unit are generated. There is a risk of distortion. Moreover, in a high frequency power module having a plurality of communication circuits such as dual band and triple band, an induced current is generated in a communication circuit that is not operated due to the influence of the operating communication circuit, and this induced current is operating as noise. There is a risk of entering the communication circuit.
Furthermore, crosstalk between input signal wirings may cause output fluctuations and signal waveform distortion in each circuit part. Especially in the case of external signal input leads from antennas with small input signals, adjacent leads It is necessary to avoid the influence of crosstalk between them as much as possible.
Therefore, in the high
That is, in the high-
Here, since the high-
The
Note that when the differential input configuration is made with two input signal wirings, the influence of the same degree of crosstalk is exerted on the two input signal wirings, and noise (crosstalk) can be canceled (cancelled). Here, as shown in FIG. 5, the rectangular frame portion surrounding the three
In the
Next, the structure of the electronic device according to the first embodiment will be described. The electronic device according to the first embodiment includes a mounting structure on which the high-
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing the basic structure of the semiconductor device (high frequency power module) 1 according to the first embodiment mounted in a mobile phone.
In order to mount the high
Here, a circuit configuration (functional configuration) of a mobile phone having a triple band configuration will be briefly described with reference to FIG. That is, this mobile phone can perform signal processing of, for example, a 900 MHz band GSM communication system, a 1800 MHz band DCS1800 communication system, and a 1900 MHz band PCS1900 communication system.
The block diagram of FIG. 12 shows a transmission system and a reception system connected to the
The receiving system includes an
In FIG. 12, an I / Q modulator constituted by a 90-
The
In the Rx mode, the signal output mode of the
The
In the receiving system, the IF signal is controlled by the synthesizer and the ADC / DAC & DC offset control
The transmission system includes two
The
The outputs of the two
One of the two
In the high-
In the high-
A radio signal (radio wave) received by the
14-16 is a figure which shows the detail of the mounting structure in the mobile telephone of the high
FIG. 14 shows a terminal pattern of the mounting
The mounting
In FIG. 14, the circuit configuration in the
In the mounting
In the structure shown in FIGS. 14 and 15, the
Further, since the
However, the ground potential supplied to the
That is, on the mounting
In the high-
Therefore, in the wireless communication device 69 having such a mounting structure, the
As a result, a sufficiently low inductance ground potential is supplied via the
That is, each of the through
As described above, when the mounting
On the other hand, in the wireless communication device 69 of the first embodiment, in the mounting
Further, in the high
Therefore, the high frequency characteristics of the wireless communication device 69 can be improved.
Moreover, since the ground potential is sufficiently stabilized by sufficiently reducing the inductance of the ground potential supplied to the
In particular, in order to improve the high frequency characteristics of a signal input to the
FIG. 17 shows a case where a modified mounting
When the blind via 85 is adopted, the solder may flow into the through
Further, even when the high-
18 is a case where a blind via 85 is provided over the entire
According to the first embodiment, in a semiconductor device such as the high-
As a result, the ground potential at the
In addition, since the
As a result, as in the first embodiment, in a wireless communication device 69 (electronic device) such as a cellular phone in which a semiconductor device such as the high
In addition, since the input of power supply noise and signal noise to the circuit unit such as the
That is, the wireless communication device 69 can perform a good call without output fluctuation or distortion.
Further, in the high
Furthermore, since the
In addition, since the high
The high-
As a result, the sealing
(Embodiment 2)
FIG. 20 is a plan view showing the structure of a high-frequency power module according to another embodiment (Embodiment 2) of the present invention, with a part of the sealing body cut away.
In the second embodiment, regarding the high-
Further, in the wiring extending from the
Similarly to the first embodiment, the three
As a result, the ground potential of the
(Embodiment 3)
FIG. 21 is a plan view showing a cutout part of a sealing body of a high-frequency power module according to another embodiment (Embodiment 3) of the present invention.
In the third embodiment, in the high-
The two mixers in the receiving system are each controlled by a
Therefore, in the third embodiment, as shown in FIG. 21, the
As in the second embodiment, the fixed potential ground lines are arranged on both sides of the two signal lines (Signals) in the three
As a result, also in the present third embodiment, as in the second embodiment, a failure due to the fluctuation of the ground potential of the
(Embodiment 4)
22 and 23 are diagrams related to a high-frequency power module according to another embodiment (Embodiment 4) of the present invention, and FIG. 22 is a plan view in which a part of the sealing body of the high-frequency power module is cut away. 23 is a cross-sectional view of the high-frequency power module shown in FIG. 22, and FIG. 24 is a cross-sectional view showing a modification of the high-frequency power module according to the fourth embodiment.
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 22 and FIG. 23, the
Further, in the structure shown in FIG. 24 which is a modification of the fourth embodiment, the back side of the
In such a structure, since the
Alternatively, the
Thus, even with the high-
In the case of the structure shown in FIG. 24, since the
In the structure of the modified example shown in FIG. 24, the number of
(Embodiment 5)
FIG. 25 is a plan view showing the structure of a high-frequency power module according to another embodiment (Embodiment 5) of the present invention, with a part of the sealing body cut away.
The high-
That is, in the high
Therefore, in the high-
Also in the high
Therefore, also in the wireless communication device 69 such as a mobile phone equipped with the high
Furthermore, in the high
Thereby, since the wire length of the power supply for supply to LNA24 becomes short, the impedance of this wiring can be made small and the characteristic of the high
Therefore, it is possible to further improve the high frequency characteristics of the wireless communication device 69 such as a mobile phone equipped with the high
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment, the present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Nor.
In the first to fifth embodiments, only the ground potential is described as the common power supply potential. However, the scope of application of the present invention is not limited to only the ground potential and related configurations, and the invention is applied. Focusing on an appropriate power source potential (first potential), for example, a power source potential that can reduce the number of
In the first to fifth embodiments, the example in which the present invention is applied to the manufacture of a QFN type semiconductor device has been described. For example, the present invention can also be applied to the manufacture of a SON type semiconductor device. It can have a similar effect. Further, the semiconductor device mounted on the semiconductor device or the electronic device of the present invention is not limited to the non-lead type semiconductor device, but, for example, a lead bent into a gull wing shape protrudes along the periphery of the sealing
In the first to fifth embodiments, a case where a wireless communication device (electronic device) such as a mobile phone equipped with a semiconductor device is a wireless communication device 69 in which an
以上のように、本発明の電子装置および半導体装置は携帯電話機などの無線通信装置に使用される。特に、通信システムが複数系統の携帯電話機において、低雑音増幅器のような入力信号が極めて微弱な信号を処理する回路部に前記入力信号を送る信号配線の両側に固定電位の配線を配置するとともに、この半導体装置が実装される配線基板において複数の共通配線により低インダクタンス化されたグランド電位を半導体装置のタブに供給する実装構造を有することにより、1系統の通信システムを使用中、他の系統の通信システムとの間でのクロストークが発生しなくなり、良好な通話が可能な電子装置および半導体装置を提供することができる。 As described above, the electronic device and the semiconductor device of the present invention are used for a wireless communication device such as a mobile phone. In particular, in a mobile phone having a plurality of communication systems, a fixed potential wiring is arranged on both sides of a signal wiring for sending the input signal to a circuit unit that processes a very weak input signal such as a low noise amplifier, In the wiring board on which the semiconductor device is mounted, a mounting structure for supplying a ground potential reduced in inductance by a plurality of common wirings to the tab of the semiconductor device is used. It is possible to provide an electronic device and a semiconductor device in which crosstalk with a communication system does not occur and good communication is possible.
Claims (15)
前記半導体装置が実装され、第1の配線層と第2の配線層とを備えており、前記第1の配線層と第2の配線層とに開口する複数の貫通孔に配置されてそれぞれの前記配線層の配線を接続する共通配線が設けられた配線基板とを有する電子装置であって、
前記半導体チップは前記タブの主面に固定されており、
前記回路部は、前記リードを介して外部信号が入力される第1の回路部と、前記タブと前記導電性のワイヤを介して接続される第2の回路部とを含んでおり、
前記複数の電極端子は、前記第1の回路部に前記外部信号を入力する第1の電極端子と、前記第1の回路部に固定電位を供給する第2の電極端子とを有しており、
前記複数のリードは、前記外部信号を伝達する第1のリードと、前記第1のリードの両側に配置された第2のリードとを含んでおり、
前記第1のリードと前記第1の電極端子とを接続する前記導電性のワイヤの両側に前記第2のリードと前記第2の電極端子とを接続する前記導電性のワイヤが配置されており、
前記タブと前記配線基板の前記共通配線とが接続されていることを特徴とする電子装置。Connecting a plurality of leads, a tab having a main surface and a back surface, a plurality of electrode terminals and a semiconductor chip having a plurality of circuit portions each composed of a plurality of semiconductor elements, and the plurality of electrode terminals and the leads A plurality of conductive wires, and a plurality of conductive wires that connect the plurality of electrode terminals and the main surface of the tab to supply a first potential to the plurality of electrode terminals; ,
The semiconductor device is mounted, and includes a first wiring layer and a second wiring layer, and each of the semiconductor devices is disposed in a plurality of through holes opened in the first wiring layer and the second wiring layer. An electronic device having a wiring board provided with a common wiring for connecting wirings of the wiring layer,
The semiconductor chip is fixed to the main surface of the tab,
The circuit unit includes a first circuit unit to which an external signal is input through the lead, and a second circuit unit connected to the tab through the conductive wire,
The plurality of electrode terminals include a first electrode terminal that inputs the external signal to the first circuit unit, and a second electrode terminal that supplies a fixed potential to the first circuit unit. ,
The plurality of leads include a first lead for transmitting the external signal, and second leads disposed on both sides of the first lead,
The conductive wire for connecting the second lead and the second electrode terminal is disposed on both sides of the conductive wire for connecting the first lead and the first electrode terminal. ,
The electronic device, wherein the tab and the common wiring of the wiring board are connected.
前記封止体の周囲に沿って配置され、前記封止体の内外に亘って設けられた複数のリードと、
主面および裏面を有するタブと、
主面および裏面を有しており、その主面上に複数の電極端子と、それぞれが複数の半導体素子によって構成される複数の回路部とを有する半導体チップと、
前記複数の電極端子と前記リードとを接続する複数の導電性のワイヤと、
前記複数の電極端子と前記タブの主面とを接続して前記複数の電極端子に第1の電位を供給する複数の導電性のワイヤとを有する半導体装置であって、
前記半導体チップは前記タブの主面に固定されており、
前記回路部は、前記リードを介して外部信号が入力される第1の回路部と、前記タブと前記導電性のワイヤを介して接続される第2の回路部とを含んでおり、
前記複数の電極端子は、前記第1の回路部に前記外部信号を入力する第1の電極端子と、前記第1の回路部に固定電位を供給する第2の電極端子とを有しており、
前記複数のリードは、前記外部信号を伝達する第1のリードと、前記第1のリードの両側に配置された第2のリードとを含んでおり、
前記第1のリードと前記第1の電極端子とを接続する前記導電性のワイヤの両側に前記第2のリードと前記第2の電極端子とを接続する前記導電性のワイヤが配置されていることを特徴とする半導体装置。A sealing body made of an insulating resin;
A plurality of leads disposed along the periphery of the sealing body and provided inside and outside the sealing body;
A tab having a main surface and a back surface;
A semiconductor chip having a main surface and a back surface, a plurality of electrode terminals on the main surface, and a plurality of circuit units each constituted by a plurality of semiconductor elements;
A plurality of conductive wires connecting the plurality of electrode terminals and the leads;
A semiconductor device comprising: a plurality of conductive wires that connect the plurality of electrode terminals and a main surface of the tab and supply a first potential to the plurality of electrode terminals;
The semiconductor chip is fixed to the main surface of the tab,
The circuit unit includes a first circuit unit to which an external signal is input through the lead, and a second circuit unit connected to the tab through the conductive wire,
The plurality of electrode terminals include a first electrode terminal that inputs the external signal to the first circuit unit, and a second electrode terminal that supplies a fixed potential to the first circuit unit. ,
The plurality of leads include a first lead for transmitting the external signal, and second leads disposed on both sides of the first lead,
The conductive wire for connecting the second lead and the second electrode terminal is disposed on both sides of the conductive wire for connecting the first lead and the first electrode terminal. A semiconductor device.
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