JPH1092868A - 高周波用半導体装置 - Google Patents
高周波用半導体装置Info
- Publication number
- JPH1092868A JPH1092868A JP8247406A JP24740696A JPH1092868A JP H1092868 A JPH1092868 A JP H1092868A JP 8247406 A JP8247406 A JP 8247406A JP 24740696 A JP24740696 A JP 24740696A JP H1092868 A JPH1092868 A JP H1092868A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- chip
- antenna
- semiconductor device
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means 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
- H01L24/50—Tape automated bonding [TAB] connectors, i.e. film carriers; Manufacturing methods related thereto
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/50—Tape automated bonding [TAB] connectors, i.e. film carriers; Manufacturing methods related thereto
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/14—Integrated circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】製造工程を簡略化し、良好な特性を有するアン
テナを搭載した高周波用半導体装置を安価に提供する。 【解決手段】誘電体フィルムの第１の面に地導体および
地導体の一部を除去した隙間が設けられ、第二の面にマ
イクロストリップアンテナの放射導体が形成してあるフ
ィルムテープキャリアを用い、ストリップ導体から成る
線路及び半導体素子、キャパシタ、インダクタ等の回路
素子による高周波集積回路が表面に形成された半導体チ
ップをＴＡＢ法により基板に接続する。
テナを搭載した高周波用半導体装置を安価に提供する。 【解決手段】誘電体フィルムの第１の面に地導体および
地導体の一部を除去した隙間が設けられ、第二の面にマ
イクロストリップアンテナの放射導体が形成してあるフ
ィルムテープキャリアを用い、ストリップ導体から成る
線路及び半導体素子、キャパシタ、インダクタ等の回路
素子による高周波集積回路が表面に形成された半導体チ
ップをＴＡＢ法により基板に接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高性能な高周波用マ
イクロストリップアンテナ素子と高周波集積回路とを一
体構成した高周波半導体装置に関する。
イクロストリップアンテナ素子と高周波集積回路とを一
体構成した高周波半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報社会の進展に伴い、高速無線
なLocal Area Network（ＬＡＮ）、パーソナル衛星通信
など無線回線の需要が増大している。この要求に応える
ために、通信帯域が広く、チャンネル数が多くとれるマ
イクロ波帯やミリ波帯の利用に向けた研究開発が盛んに
行われている（瀧本：電子情報通信学会マイクロ波研究
会資料ＭＷ９４−１２８「ミリ波応用システムの開発・
実用化動向」）。
なLocal Area Network（ＬＡＮ）、パーソナル衛星通信
など無線回線の需要が増大している。この要求に応える
ために、通信帯域が広く、チャンネル数が多くとれるマ
イクロ波帯やミリ波帯の利用に向けた研究開発が盛んに
行われている（瀧本：電子情報通信学会マイクロ波研究
会資料ＭＷ９４−１２８「ミリ波応用システムの開発・
実用化動向」）。
【０００３】マイクロ波やミリ波のように周波数が高く
なると、配線の伝送損失が大きくなる。例えば、周波数
が６０ＧＨｚの時、金を導体とする配線では、この金配
線の表皮から厚さ０．３μｍ程度しか信号は伝播しな
い。特にミリ波無線用の送受信器では、送受信回路とア
ンテナを結ぶ給電線での損失が大きく、これをいかに低
く抑えるかということが課題となる。
なると、配線の伝送損失が大きくなる。例えば、周波数
が６０ＧＨｚの時、金を導体とする配線では、この金配
線の表皮から厚さ０．３μｍ程度しか信号は伝播しな
い。特にミリ波無線用の送受信器では、送受信回路とア
ンテナを結ぶ給電線での損失が大きく、これをいかに低
く抑えるかということが課題となる。
【０００４】この問題を解決するために特開平４−１６
０８０４でモノリシックアンテナが提案されている。こ
れは、図４に示す通り、半導体基板８１の第１の面には
地導体８２を形成し、半導体素子、キャパシタ、インダ
クタ等の回路素子が形成された第２の面にはストリップ
導体からなる線路８５を形成してマイクロ波集積回路を
構成している。基板８１の第１の面に設けた地導体８２
の一部を除去して地導体８２に隙間８９を設けている。
またこの隙間８９を含め上記地導体８２を覆うように誘
電体層９０を被着している。また半導体基板８１と一体
構成された誘電体層９０の、半導体基板８１と接触しな
い方の面にマイクロストリップアンテナ８４の放射導体
８３を形成している。
０８０４でモノリシックアンテナが提案されている。こ
れは、図４に示す通り、半導体基板８１の第１の面には
地導体８２を形成し、半導体素子、キャパシタ、インダ
クタ等の回路素子が形成された第２の面にはストリップ
導体からなる線路８５を形成してマイクロ波集積回路を
構成している。基板８１の第１の面に設けた地導体８２
の一部を除去して地導体８２に隙間８９を設けている。
またこの隙間８９を含め上記地導体８２を覆うように誘
電体層９０を被着している。また半導体基板８１と一体
構成された誘電体層９０の、半導体基板８１と接触しな
い方の面にマイクロストリップアンテナ８４の放射導体
８３を形成している。
【０００５】上述の高周波集積回路では、マイクロ波集
積回路とアンテナ間の距離を短く抑えることができ、損
失を下げることができるが、以下のような問題点があっ
た。 （１）製造プロセスが複雑となり、製造コストが増大す
る。
積回路とアンテナ間の距離を短く抑えることができ、損
失を下げることができるが、以下のような問題点があっ
た。 （１）製造プロセスが複雑となり、製造コストが増大す
る。
【０００６】（２）高周波集積回路で一般的に用いられ
るＧａＡｓ半導体基板は通常４００〜６００μｍ程度の
厚みを有している。この裏面にスロットパターンを作
り、表面のマイクロストリップラインと電磁結合させな
ければならないために、この半導体基板を１００μｍ程
度にまで薄くしなければならない。この高周波集積回路
では、研摩面に隙間のパターンを形成するため、鏡面研
摩が必要となる。
るＧａＡｓ半導体基板は通常４００〜６００μｍ程度の
厚みを有している。この裏面にスロットパターンを作
り、表面のマイクロストリップラインと電磁結合させな
ければならないために、この半導体基板を１００μｍ程
度にまで薄くしなければならない。この高周波集積回路
では、研摩面に隙間のパターンを形成するため、鏡面研
摩が必要となる。
【０００７】（３）半導体裏面に形成された地導体と表
面のマイクロ波回路間を接続するために、ビアホールの
加工も必要であるため製造コストが増加してしまう。 （４）ＧａＡｓチップ裏面にアンテナが形成されるた
め、ＧａＡｓチップをフェイスアップで基板上にマウン
トすることはできない。従ってワイヤボンディング法を
用いて接続することはできず、突起状電極（バンプ）を
用いてフェイスダウンで接続するフリップチップ接続技
術を用いる必要がある。フリップチップ接続技術は、基
板への接続前のチップがベアチップ状態であることから
チップの初期不良を取り除くためのバーンインが困難で
ある。バーンインを省略した場合には、チップを基板に
接続した後のモジュールの歩留まりは極端に低下してし
まう問題がある。
面のマイクロ波回路間を接続するために、ビアホールの
加工も必要であるため製造コストが増加してしまう。 （４）ＧａＡｓチップ裏面にアンテナが形成されるた
め、ＧａＡｓチップをフェイスアップで基板上にマウン
トすることはできない。従ってワイヤボンディング法を
用いて接続することはできず、突起状電極（バンプ）を
用いてフェイスダウンで接続するフリップチップ接続技
術を用いる必要がある。フリップチップ接続技術は、基
板への接続前のチップがベアチップ状態であることから
チップの初期不良を取り除くためのバーンインが困難で
ある。バーンインを省略した場合には、チップを基板に
接続した後のモジュールの歩留まりは極端に低下してし
まう問題がある。
【０００８】（５）放射導体基板をMonolithic Microwa
ve Integrated Circuit （ＭＭＩＣ）に張り合わせるた
めに用いる接着剤や粘着シートにより、放射導体基板と
給電線との距離の制御が困難になりアンテナの特性劣化
が起こる（１９９４年の電子情報通信学会論文誌Ｃ−Ｉ
Ｖｏｌ．Ｊ７７−Ｃ−Ｉ Ｎｏ．１１に掲載された大
嶺らによる「ＭＭＩＣ一体化ミリ波帯マイクロストリッ
プアンテナの設計と試作」）。
ve Integrated Circuit （ＭＭＩＣ）に張り合わせるた
めに用いる接着剤や粘着シートにより、放射導体基板と
給電線との距離の制御が困難になりアンテナの特性劣化
が起こる（１９９４年の電子情報通信学会論文誌Ｃ−Ｉ
Ｖｏｌ．Ｊ７７−Ｃ−Ｉ Ｎｏ．１１に掲載された大
嶺らによる「ＭＭＩＣ一体化ミリ波帯マイクロストリッ
プアンテナの設計と試作」）。
【０００９】（６）図４に示すようなマイクロストリッ
プアンテナの場合、効率よく電磁波を放射できる帯域幅
はＱ値に反比例するため、放射導体と地導体の間の比誘
電率は小さい方がよい。さらに高利得化のためにも比誘
電率は低い方が好ましいが、接着剤や粘着シートではそ
の特性を満足するものは少ない。
プアンテナの場合、効率よく電磁波を放射できる帯域幅
はＱ値に反比例するため、放射導体と地導体の間の比誘
電率は小さい方がよい。さらに高利得化のためにも比誘
電率は低い方が好ましいが、接着剤や粘着シートではそ
の特性を満足するものは少ない。
【００１０】（７）電力増幅器のように大量の熱が発生
する回路では、通常、放熱対策として、半導体基板を薄
くして裏面に放熱経路をとる方法が行われているが、こ
の例ではＭＭＩＣの裏面にアンテナが形成されるためそ
の方法はとれない。
する回路では、通常、放熱対策として、半導体基板を薄
くして裏面に放熱経路をとる方法が行われているが、こ
の例ではＭＭＩＣの裏面にアンテナが形成されるためそ
の方法はとれない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
アンテナを形成した高周波用半導体装置では、製造コス
トの増大、歩留まりの低下、アンテナ特性の劣化、放熱
対策もとりがたい、といった様々な問題を有していた。
アンテナを形成した高周波用半導体装置では、製造コス
トの増大、歩留まりの低下、アンテナ特性の劣化、放熱
対策もとりがたい、といった様々な問題を有していた。
【００１２】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、複雑な製造プロセスを用いること無く安価で良好
なアンテナ特性を達成できる高周波用半導体装置を提供
することを目的とする。
ので、複雑な製造プロセスを用いること無く安価で良好
なアンテナ特性を達成できる高周波用半導体装置を提供
することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明（請求項１）は、基板と、この基板上に搭載
され、ストリップ導体からなる導体線路、キャパシタ及
びインダクタからなる高周波集積回路が表面に形成され
た半導体チップと、前記基板と前記半導体チップとを接
続し、第１の面及び第２の面を有する誘電体フィルム
と、前記第１の面に、一部が除去されて形成された地導
体と、前記第２の面に形成されたマイクロストリップア
ンテナとを具備することを特徴とする高周波半導体装置
を提供する。
に、本発明（請求項１）は、基板と、この基板上に搭載
され、ストリップ導体からなる導体線路、キャパシタ及
びインダクタからなる高周波集積回路が表面に形成され
た半導体チップと、前記基板と前記半導体チップとを接
続し、第１の面及び第２の面を有する誘電体フィルム
と、前記第１の面に、一部が除去されて形成された地導
体と、前記第２の面に形成されたマイクロストリップア
ンテナとを具備することを特徴とする高周波半導体装置
を提供する。
【００１４】また本発明（請求項２）は、前記地導体と
前記マイクロストリップアンテナとの間が部分的に空洞
になっていることを特徴とする請求項１記載の高周波用
半導体装置を提供する。
前記マイクロストリップアンテナとの間が部分的に空洞
になっていることを特徴とする請求項１記載の高周波用
半導体装置を提供する。
【００１５】本発明は、誘電体フィルムの第１の面に地
導体および地導体の一部を除去した隙間が設けられ、第
１の面にマイクロストリップアンテナの放射導体が形成
してあるフィルムキャリアテープを用い、ストリップ導
体から成る線路及び半導体素子、キャパシタ、インダク
タ等の回路素子による高周波集積回路が表面に形成され
た半導体チップをTape Automated Bonding（ＴＡＢ）技
術により基板に接続したことを特徴とする高周波用半導
体装置を提供するものである。
導体および地導体の一部を除去した隙間が設けられ、第
１の面にマイクロストリップアンテナの放射導体が形成
してあるフィルムキャリアテープを用い、ストリップ導
体から成る線路及び半導体素子、キャパシタ、インダク
タ等の回路素子による高周波集積回路が表面に形成され
た半導体チップをTape Automated Bonding（ＴＡＢ）技
術により基板に接続したことを特徴とする高周波用半導
体装置を提供するものである。
【００１６】ＴＡＢ技術は、１９６８年にGeneral Elec
tric社で発明された半導体チップの実装技術で、樹脂フ
ィルムテープに開孔部を設け、このテープ上に銅箔によ
る配線パターンとリードを形成し、このリードと半導体
チップの電極上のバンプ（金属突起）とを接続する構成
である（USP3689991）。
tric社で発明された半導体チップの実装技術で、樹脂フ
ィルムテープに開孔部を設け、このテープ上に銅箔によ
る配線パターンとリードを形成し、このリードと半導体
チップの電極上のバンプ（金属突起）とを接続する構成
である（USP3689991）。
【００１７】この際、フィルムキャリアテープとしての
誘電体フィルムの厚さは、アンテナの損失を抑える目的
で５００μｍ以下が好ましく、アンテナの剛性を維持す
る目的で５０μｍ以上が好ましい。
誘電体フィルムの厚さは、アンテナの損失を抑える目的
で５００μｍ以下が好ましく、アンテナの剛性を維持す
る目的で５０μｍ以上が好ましい。
【００１８】誘電体フィルムとしては、耐熱性が高く誘
電率が低いポリイミド樹脂（カプトン、ユーピレックス
等）や低価格なガラスエポキシ、ＢＴレジン、ポリエス
テル等を用いるのが好ましい。
電率が低いポリイミド樹脂（カプトン、ユーピレックス
等）や低価格なガラスエポキシ、ＢＴレジン、ポリエス
テル等を用いるのが好ましい。
【００１９】また、第２の発明は、前記高周波用半導体
装置において、誘電体フィルム表面に設けられた地導体
と放射導体との間が部分的に空洞になっていることを特
徴とする高周波用半導体装置を提供するものである。
装置において、誘電体フィルム表面に設けられた地導体
と放射導体との間が部分的に空洞になっていることを特
徴とする高周波用半導体装置を提供するものである。
【００２０】この際、空洞部の開口面積は、誘電体が放
射導体を支持する目的で放射導体の面積よりも小さくな
ければならない。空洞部は誘電体フィルムテープの第１
の面に地導体および地導体の一部を除去し隙間を形成し
た後、隙間をメタルマスクとして誘電体フィルムをエッ
チングして形成する。
射導体を支持する目的で放射導体の面積よりも小さくな
ければならない。空洞部は誘電体フィルムテープの第１
の面に地導体および地導体の一部を除去し隙間を形成し
た後、隙間をメタルマスクとして誘電体フィルムをエッ
チングして形成する。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明者らは、マイクロストリッ
プアンテナを搭載する高周波用半導体装置において、Ｍ
ＭＩＣをＴＡＢ技術により基板上に実装し、しかもフィ
ルムキャリアテープにアンテナ部分を形成することで、
製造プロセスを大幅に簡略化し低価格で高い歩留まりが
得られることを見いだした。
プアンテナを搭載する高周波用半導体装置において、Ｍ
ＭＩＣをＴＡＢ技術により基板上に実装し、しかもフィ
ルムキャリアテープにアンテナ部分を形成することで、
製造プロセスを大幅に簡略化し低価格で高い歩留まりが
得られることを見いだした。
【００２２】すなわち、本発明では、従来のようにアン
テナをＭＭＩＣチップの裏面に形成するのではなく、フ
ィルムキャリアテープに形成しているためにチップ裏面
のプロセスは必要なく、アンテナ素子のために新たな材
料を用意する必要もない。また、従来のＴＡＢ技術で用
いられる実装装置・条件をそのまま用いることが出来
る。従ってアンテナをチップ裏面に形成するＭＭＩＣと
比較して、製造コストを低く抑えることができる。また
Tape Carrier Package（ＴＣＰ）の形で基板上へ実装で
きるために、実装前に従来のバーンイン用ソケットを用
いてＴＣＰを検査することができる。したがって、フリ
ップチップ接続で問題となる歩留まりの低下はなくな
る。さらに、放射導体をフィルムキャリアテープ上に直
接形成したＣｕ箔を用いることにより、接着剤を介在さ
せる必要がないのでアンテナ特性の劣化が起きにくい。
テナをＭＭＩＣチップの裏面に形成するのではなく、フ
ィルムキャリアテープに形成しているためにチップ裏面
のプロセスは必要なく、アンテナ素子のために新たな材
料を用意する必要もない。また、従来のＴＡＢ技術で用
いられる実装装置・条件をそのまま用いることが出来
る。従ってアンテナをチップ裏面に形成するＭＭＩＣと
比較して、製造コストを低く抑えることができる。また
Tape Carrier Package（ＴＣＰ）の形で基板上へ実装で
きるために、実装前に従来のバーンイン用ソケットを用
いてＴＣＰを検査することができる。したがって、フリ
ップチップ接続で問題となる歩留まりの低下はなくな
る。さらに、放射導体をフィルムキャリアテープ上に直
接形成したＣｕ箔を用いることにより、接着剤を介在さ
せる必要がないのでアンテナ特性の劣化が起きにくい。
【００２３】また本発明者らは、誘電体基板の第１面に
地導体、第２面に放射導体となる円形あるいは方形のパ
ッチを形成したマイクロストリップアンテナにおいて、
用いる誘電体基板の比誘電率が小さく誘電損失が小さい
ほどアンテナの特性が改善されることに着目し、パッチ
下部の誘電体基板に空洞を設けることで飛躍的にアンテ
ナの特性を改善できることを見いだした。本発明による
高周波アンテナ素子では、放射導体であるパッチはパッ
チの周辺部だけが誘電体基板に支持されており、パッチ
下部の大部分は空洞である。従って隙間が形成された地
導体とパッチ間には接着剤、粘着シート等は言うにおう
ばず誘電体も存在しないため、アンテナのＱ値を非常に
小さくでき高帯域で高利得なアンテナを形成できる。
地導体、第２面に放射導体となる円形あるいは方形のパ
ッチを形成したマイクロストリップアンテナにおいて、
用いる誘電体基板の比誘電率が小さく誘電損失が小さい
ほどアンテナの特性が改善されることに着目し、パッチ
下部の誘電体基板に空洞を設けることで飛躍的にアンテ
ナの特性を改善できることを見いだした。本発明による
高周波アンテナ素子では、放射導体であるパッチはパッ
チの周辺部だけが誘電体基板に支持されており、パッチ
下部の大部分は空洞である。従って隙間が形成された地
導体とパッチ間には接着剤、粘着シート等は言うにおう
ばず誘電体も存在しないため、アンテナのＱ値を非常に
小さくでき高帯域で高利得なアンテナを形成できる。
【００２４】（実施例１）本発明の第１の実施例を図面
を参照して詳細に説明する。図１（ａ）は本発明による
高周波用半導体装置の斜視図を示しており、図１（ｂ）
は（ａ）のＡ−Ａ’での断面図を示している。
を参照して詳細に説明する。図１（ａ）は本発明による
高周波用半導体装置の斜視図を示しており、図１（ｂ）
は（ａ）のＡ−Ａ’での断面図を示している。
【００２５】図１に示すように、この高周波用半導体装
置はＧａＡｓ基板上にストリップ導体からなる線路及び
半導体素子、キャパシタ、インダクタ等の回路素子によ
る高周波集積回路を形成したＭＭＩＣ等の半導体チップ
６とマイクロストリップアンテナを形成したＴＡＢ用フ
ィルムキャリアテープ２から構成される。フィルムキャ
リアテープ２には２層配線テープを用い、一方の面には
放射導体である円形パッチ１が形成し、他方の面には隙
間８を設けた地導体面９を形成する。隙間８はチップ６
上の給電線であるマイクロストリップ線路１３の上面に
位置し、スリット８を介して給電線と放射導体１とは電
磁的に結合する。半導体チップ６周辺部にはバンプ１０
が形成され、このバンプ１０はフィルムキャリアテープ
２内のインナーリード３とアウターリード４により基板
７上の基板配線５と接続される。
置はＧａＡｓ基板上にストリップ導体からなる線路及び
半導体素子、キャパシタ、インダクタ等の回路素子によ
る高周波集積回路を形成したＭＭＩＣ等の半導体チップ
６とマイクロストリップアンテナを形成したＴＡＢ用フ
ィルムキャリアテープ２から構成される。フィルムキャ
リアテープ２には２層配線テープを用い、一方の面には
放射導体である円形パッチ１が形成し、他方の面には隙
間８を設けた地導体面９を形成する。隙間８はチップ６
上の給電線であるマイクロストリップ線路１３の上面に
位置し、スリット８を介して給電線と放射導体１とは電
磁的に結合する。半導体チップ６周辺部にはバンプ１０
が形成され、このバンプ１０はフィルムキャリアテープ
２内のインナーリード３とアウターリード４により基板
７上の基板配線５と接続される。
【００２６】このようにして６０ＧＨｚ帯のミリ波帯用
モジュールを作製した。半導体チップ６の基板には４ｍ
ｍ□、厚さ２００μｍのＧａＡｓ基板を使用した。半導
体チップ６上のパッド電極１０にはＡｕを用いた。
モジュールを作製した。半導体チップ６の基板には４ｍ
ｍ□、厚さ２００μｍのＧａＡｓ基板を使用した。半導
体チップ６上のパッド電極１０にはＡｕを用いた。
【００２７】フィルムキャリアテープ２には２層配線フ
ィルムテープを用い、そのフィルムには厚さ１５０μｍ
のカプトンを用い、Ｃｕ箔には電解Ｃｕ箔を用いた。放
射導体１はφ１．８ｍｍの円形パターンでＣｕ箔をエッ
チングして形成した。地導体９には１００μｍ×３００
μｍの隙間８をＣｕ箔をエッチングして形成した。これ
ら、Ｃｕ箔のエッチングは、フォトレジストパターンを
露光・現像により形成した後、２０ｗｔ％の過硫酸アン
モニウム水溶液を用いて行った。
ィルムテープを用い、そのフィルムには厚さ１５０μｍ
のカプトンを用い、Ｃｕ箔には電解Ｃｕ箔を用いた。放
射導体１はφ１．８ｍｍの円形パターンでＣｕ箔をエッ
チングして形成した。地導体９には１００μｍ×３００
μｍの隙間８をＣｕ箔をエッチングして形成した。これ
ら、Ｃｕ箔のエッチングは、フォトレジストパターンを
露光・現像により形成した後、２０ｗｔ％の過硫酸アン
モニウム水溶液を用いて行った。
【００２８】フィルムテープキャリア２は通常用いられ
る２層テープの製造方法により形成するが、フィルム加
工の際には、フィルム中央部の開口部にアンテナ形成部
分だけフィルム２を残しておく。また、インナーリード
３にはＡｕめっきを施し、既に報告されている転写法
（K. Hatada et al : New Film Carrier Assembly Tech
nology : Transferred Bump TAB Technology、 IEEE Tr
ansactions on CHMT-10、 No. 3、 1987 ）によりＡｕ
バンプ１０を形成しておく。Inner Lead Bonding（ＩＬ
Ｂ）は、シングルポイントボンディング法により、ワイ
ヤボンダを用いて一本ずつインナーリード３上のバンプ
とチップ上のパッド電極１０を接合した。 Outer Lead
Bonding （ＯＬＢ）は、フィルムキャリアテープ２から
打ち抜いたＴＣＰを図１（ｂ）のように搭載した後行
う。図１（ｂ）はチップの発熱量が小さい場合に適用で
き、受信部にはこの方法を用いた。
る２層テープの製造方法により形成するが、フィルム加
工の際には、フィルム中央部の開口部にアンテナ形成部
分だけフィルム２を残しておく。また、インナーリード
３にはＡｕめっきを施し、既に報告されている転写法
（K. Hatada et al : New Film Carrier Assembly Tech
nology : Transferred Bump TAB Technology、 IEEE Tr
ansactions on CHMT-10、 No. 3、 1987 ）によりＡｕ
バンプ１０を形成しておく。Inner Lead Bonding（ＩＬ
Ｂ）は、シングルポイントボンディング法により、ワイ
ヤボンダを用いて一本ずつインナーリード３上のバンプ
とチップ上のパッド電極１０を接合した。 Outer Lead
Bonding （ＯＬＢ）は、フィルムキャリアテープ２から
打ち抜いたＴＣＰを図１（ｂ）のように搭載した後行
う。図１（ｂ）はチップの発熱量が小さい場合に適用で
き、受信部にはこの方法を用いた。
【００２９】（実施例２）本発明の第２の実施例を図面
を参照して詳細に説明する。図３は本発明の第２の実施
例にかかる高周波半導体装置の断面図である。この高周
波半導体装置は、基板７に孔を開けて半導体チップ６を
落とし込み、半導体チップ６裏面に金属板等の放熱器１
２を接触させて、構成している。必要に応じて、導電性
接着剤等で半導体チップ６の裏面と放熱器１２を接着し
てもよい。アウターリード４はＡｕめっきにより形成
し、基板１２上の電極５もＡｕめっきにより形成した。
ＯＬＢはパルスツールによる加熱圧着により行った。送
信部終段に用いる電力増幅器を含むチップ等では，トラ
ンジスタや受動素子に流れる電流が大きく，発熱量が大
きくなる。この場合，トランジスタの温度上昇を抑制す
るため，増幅率を低下させる必要がある。しかし，上述
のような高周波半導体装置を用いることにより，チップ
が放熱器と低熱抵抗で接続されジャンクション温度が低
下する。したがって，放熱が効果的に行われ，結果とし
てより増幅率の低下を抑えることが可能となる。
を参照して詳細に説明する。図３は本発明の第２の実施
例にかかる高周波半導体装置の断面図である。この高周
波半導体装置は、基板７に孔を開けて半導体チップ６を
落とし込み、半導体チップ６裏面に金属板等の放熱器１
２を接触させて、構成している。必要に応じて、導電性
接着剤等で半導体チップ６の裏面と放熱器１２を接着し
てもよい。アウターリード４はＡｕめっきにより形成
し、基板１２上の電極５もＡｕめっきにより形成した。
ＯＬＢはパルスツールによる加熱圧着により行った。送
信部終段に用いる電力増幅器を含むチップ等では，トラ
ンジスタや受動素子に流れる電流が大きく，発熱量が大
きくなる。この場合，トランジスタの温度上昇を抑制す
るため，増幅率を低下させる必要がある。しかし，上述
のような高周波半導体装置を用いることにより，チップ
が放熱器と低熱抵抗で接続されジャンクション温度が低
下する。したがって，放熱が効果的に行われ，結果とし
てより増幅率の低下を抑えることが可能となる。
【００３０】（実施例３）本発明の第３の実施例を図面
を参照して詳細に説明する。図２は本発明による高周波
用半導体装置の断面図である。この高周波用半導体装置
はＧａＡｓ基板上にストリップ導体からなる線路及び半
導体素子、キャパシタ、インダクタ等の回路素子による
高周波集積回路を形成したＭＭＩＣ等の半導体チップ６
とマイクロストリップアンテナを形成したＴＡＢ用フィ
ルムキャリアテープ２から構成されている。
を参照して詳細に説明する。図２は本発明による高周波
用半導体装置の断面図である。この高周波用半導体装置
はＧａＡｓ基板上にストリップ導体からなる線路及び半
導体素子、キャパシタ、インダクタ等の回路素子による
高周波集積回路を形成したＭＭＩＣ等の半導体チップ６
とマイクロストリップアンテナを形成したＴＡＢ用フィ
ルムキャリアテープ２から構成されている。
【００３１】フィルムキャリアテープ２には２層配線テ
ープを用い、一方の面には放射導体である円形パッチ１
を形成し、他方の面には隙間８を設けた地導体面９を形
成している。隙間８はチップ６上の給電線であるマイク
ロストリップ線路１３の上面に位置し、隙間８を介して
給電線１３と放射導体１とは電磁的に結合している。
ープを用い、一方の面には放射導体である円形パッチ１
を形成し、他方の面には隙間８を設けた地導体面９を形
成している。隙間８はチップ６上の給電線であるマイク
ロストリップ線路１３の上面に位置し、隙間８を介して
給電線１３と放射導体１とは電磁的に結合している。
【００３２】第１の実施例と異なる点は、放射導体１と
地導体９間のフィルムテープ２が部分的に無く、空洞部
１１が存在している点である。この空洞部１１は放射導
体１より若干小さいφ１．６ｍｍの円形の孔で、実施例
１と同様な方法で地導体面９の隙間８を形成した後にＣ
ｕ箔内部の樹脂フィルムをＣｕ箔に設けた隙間８をメタ
ルマスクとしてヒドラジンによりエッチングすることで
形成する。エッチングは隙間８の形状に対してオーバー
エッチングとなるようにし、エッチャントの濃度および
エッチング時間を調節して、所望の大きさの空洞を得
る。
地導体９間のフィルムテープ２が部分的に無く、空洞部
１１が存在している点である。この空洞部１１は放射導
体１より若干小さいφ１．６ｍｍの円形の孔で、実施例
１と同様な方法で地導体面９の隙間８を形成した後にＣ
ｕ箔内部の樹脂フィルムをＣｕ箔に設けた隙間８をメタ
ルマスクとしてヒドラジンによりエッチングすることで
形成する。エッチングは隙間８の形状に対してオーバー
エッチングとなるようにし、エッチャントの濃度および
エッチング時間を調節して、所望の大きさの空洞を得
る。
【００３３】上述の実施例１、２、３により作成した高
周波半導体装置は、従来の方法に比べ、その工程数が約
２／３に削減された。また、製造時の歩留まりは従来に
比べ約１．２倍となり、製造コストを２／３に抑えるこ
とが可能となった。
周波半導体装置は、従来の方法に比べ、その工程数が約
２／３に削減された。また、製造時の歩留まりは従来に
比べ約１．２倍となり、製造コストを２／３に抑えるこ
とが可能となった。
【００３４】さらに測定の結果、本発明の半導体装置
は、従来にくらべ、アンテナの帯域幅、利得ともに２０
〜５０％改善された。以上、本発明の実施の形態を説明
したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるもので
はない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が
できる。例えば、半導体チップとインナーリードを接続
する際、インナーリード側にバンプを形成したが、チッ
プの電極上に形成しても良い。また本発明の高周波半導
体装置の形成方法およびバンプの材質も本実施例に限定
されるものではない。さらに、アンテナの放射導体は、
円形パターンを用いたが、この形に限定されない。
は、従来にくらべ、アンテナの帯域幅、利得ともに２０
〜５０％改善された。以上、本発明の実施の形態を説明
したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるもので
はない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が
できる。例えば、半導体チップとインナーリードを接続
する際、インナーリード側にバンプを形成したが、チッ
プの電極上に形成しても良い。また本発明の高周波半導
体装置の形成方法およびバンプの材質も本実施例に限定
されるものではない。さらに、アンテナの放射導体は、
円形パターンを用いたが、この形に限定されない。
【００３５】また、フィルムテープキャリア、リード表
面のめっき膜、半導体チップ、エッチング液等はその材
質、寸法などに関して種々変更して用いることができ、
さらに、フィルムテープキャリア上に形成するアンテナ
の数も前記例示に限定されない。
面のめっき膜、半導体チップ、エッチング液等はその材
質、寸法などに関して種々変更して用いることができ、
さらに、フィルムテープキャリア上に形成するアンテナ
の数も前記例示に限定されない。
【００３６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の高周波半導
体装置は、フィルムキャリアテープ上にアンテナの地導
体と隙間および放射導体を形成するため、チップ裏面の
工程、あるいは放射導体形成等の複雑な製造工程を要せ
ず、特性の優れたマイクロストリップアンテナを安価に
形成できる。さらにＴＡＢ技術を用いるために、半導体
チップの検査が容易に行え、放熱対策も行うことができ
る。また、放射導体と地導体間の樹脂フィルムを部分的
に取り除くことで、誘電体による特性劣化を防げる。
体装置は、フィルムキャリアテープ上にアンテナの地導
体と隙間および放射導体を形成するため、チップ裏面の
工程、あるいは放射導体形成等の複雑な製造工程を要せ
ず、特性の優れたマイクロストリップアンテナを安価に
形成できる。さらにＴＡＢ技術を用いるために、半導体
チップの検査が容易に行え、放熱対策も行うことができ
る。また、放射導体と地導体間の樹脂フィルムを部分的
に取り除くことで、誘電体による特性劣化を防げる。
【図１】 本発明の高周波半導体装置の断面図
【図２】 本発明の高周波半導体装置の断面図
【図３】 放熱対策を施した本発明の高周波半導体装置
の断面図
の断面図
【図４】 従来の高周波用半導体装置の斜視図
１…放射導体 ２…フィルムキャリア ３…インナーリード ４…アウターリード ５…基板側配線 ６…半導体チップ ７…基板 ８…隙間 ９…地導体 １０…バンプ １１…空洞 １２…放熱板 １３…給電線 ８１…半導体基板 ８２…地導体 ８３…放射導体 ８４…マイクロストリップアンテナ ８５…マイクロストリップ線路 ８６…増幅器 ８７…移相器 ８８…入力端 ８９…細隙 ９０…誘電体層
フロントページの続き (72)発明者 井関 裕二 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 花輪 威 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内
Claims (2)
- 【請求項１】基板と、 この基板上に搭載され、ストリップ導体からなる導体線
路、キャパシタ及びインダクタからなる高周波集積回路
が表面に形成された半導体チップと、 前記基板と前記半導体チップとを接続し、第１の面及び
第２の面を有する誘電体フィルムと、 前記第１の面に、一部が除去されて形成された地導体
と、 前記第２の面に形成されたマイクロストリップアンテナ
とを具備することを特徴とする高周波用半導体装置。 - 【請求項２】前記地導体と前記マイクロストリップアン
テナとの間が部分的に空洞になっていることを特徴とす
る請求項１記載の高周波用半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8247406A JPH1092868A (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 高周波用半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8247406A JPH1092868A (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 高周波用半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1092868A true JPH1092868A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17162967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8247406A Pending JPH1092868A (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 高周波用半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1092868A (ja) |
-
1996
- 1996-09-19 JP JP8247406A patent/JPH1092868A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3471160B2 (ja) | モノリシックアンテナ | |
| JP3472430B2 (ja) | アンテナ一体化高周波回路 | |
| US7911292B2 (en) | Mode transition between a planar line and a waveguide with a low loss RF substrate and a high loss low frequency substrate | |
| EP0782766B1 (en) | Microwave/millimeter wave circuit structure with discrete flip-chip mounted elements, and method of fabricating the same | |
| US8629540B2 (en) | Apparatus and methods for packaging integrated circuit chips with antennas formed from package lead wires | |
| US7239222B2 (en) | High frequency circuit module | |
| US8378469B2 (en) | Apparatus and methods for packaging antennas with integrated circuit chips for millimeter wave applications | |
| KR100367936B1 (ko) | 적층체를구비한고주파집적회로장치 | |
| US20060276157A1 (en) | Apparatus and methods for packaging antennas with integrated circuit chips for millimeter wave applications | |
| US6818985B1 (en) | Embedded antenna and semiconductor die on a substrate in a laminate package | |
| JP3235452B2 (ja) | 高周波集積回路装置 | |
| JP2790033B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2006191027A (ja) | オンチップ回路パッド構造 | |
| US8436450B2 (en) | Differential internally matched wire-bond interface | |
| US5426319A (en) | High-frequency semiconductor device including microstrip transmission line | |
| JP2008543248A (ja) | マイクロ波及びミリ波システム強化用インダクタンス低減接続構造 | |
| JP2001028413A (ja) | 高周波用パッケージ | |
| JPH10242377A (ja) | 高周波電力増幅器モジュール | |
| JPH1117063A (ja) | 半導体チップ実装用回路基板、半導体チップ収納用パッケージ、及び半導体デバイス | |
| JPH1092868A (ja) | 高周波用半導体装置 | |
| JP2003008343A (ja) | 電力増幅装置 | |
| CN113169128A (zh) | 半导体装置以及天线装置 | |
| US7105924B2 (en) | Integrated circuit housing | |
| WO2007066917A1 (en) | Mode transition circuit for transferring radio frequency signal and transceiver module having the same | |
| JP2003209401A (ja) | 高周波回路 |