JPH1092868A - 高周波用半導体装置 - Google Patents
高周波用半導体装置Info
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- 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
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- chip
- antenna
- semiconductor device
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- 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
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- H01L2224/50—Tape automated bonding [TAB] connectors, i.e. film carriers; Manufacturing methods related thereto
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/14—Integrated circuits
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- 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
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