專利名稱：半導(dǎo)體裝置、其制造方法及使用其的無線傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置、制造半導(dǎo)體裝置的方法及使用該半導(dǎo)體裝置的無線傳輸 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
安裝有用于通信的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置和利用這類半導(dǎo)體裝置的無線傳輸 系統(tǒng)是已知的。在日本專利公開號為2002-100698和2009-038696的專利(以下稱之為專 利文獻(xiàn)1和2)中描述了半導(dǎo)體裝置和無線傳輸系統(tǒng)。通常將這類用于通信的半導(dǎo)體芯片 設(shè)置在封裝體中。對于專利文獻(xiàn)1和2中所描述的任何一種技術(shù)，具有無線傳輸功能的半導(dǎo)體芯片 設(shè)置在封裝體的內(nèi)部，在封裝體中設(shè)置天線結(jié)構(gòu)，進(jìn)而通過天線實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。例如，對于專利文獻(xiàn)1所描述的技術(shù)，半導(dǎo)體芯片和外部連接端子設(shè)置在電路基 板中，濾波電路層設(shè)置在電路基板的內(nèi)部層中。在這種情況下，濾波電路電連接至半導(dǎo)體芯 片，借此獲取所需頻段中的高頻電信號。并且，電連接至濾波電路層的天線電路層設(shè)置在電 路基板的表面層上。在專利文獻(xiàn)1中，描述了能夠?qū)崿F(xiàn)小型化是由于將濾波電路層和天線 電路層與安裝有半導(dǎo)體芯片的電路基板集成地結(jié)合，且由于減少了部件數(shù)量，也降低了成 本。專利文獻(xiàn)2提出了一種帶有天線的集成電路封裝，在天線中，波導(dǎo)管設(shè)置在機(jī)殼 部分的厚度方向上，進(jìn)而實現(xiàn)了微帶線(micro-strip)/波導(dǎo)管轉(zhuǎn)換。具體地，如同倒裝 (flip chip)芯片，將安裝有機(jī)殼部分的集成電路芯片的一側(cè)安裝到安裝基板，平面天線設(shè) 置在與機(jī)殼部分相對的一側(cè)上。專利文獻(xiàn)2描述了 由于所有組元被安裝到安裝基板的前 表面?zhèn)?、天線設(shè)置在機(jī)殼部分中，獲得帶有天線的小型集成電路封裝。然而，對于專利文獻(xiàn)1所描述的技術(shù)，由于各種類型的結(jié)構(gòu)元件布置在半導(dǎo)體芯 片的外部，所以當(dāng)各種類型的結(jié)構(gòu)元件均需要密封時，封裝尺寸將變大。另外，專利文獻(xiàn)1 所描述的技術(shù)需要濾波電路層和天線電路層，因此，層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不可能降低費用。再 者，也要考慮到具有布線和通孔的多層結(jié)構(gòu)會引起傳輸特征的惡化。因此，專利文獻(xiàn)1所描 述的技術(shù)有需要解決的缺陷。對于專利文獻(xiàn)2所描述的技術(shù)，由于基座是由金屬制成的，且結(jié)構(gòu)布置在芯片的 外部，因此封裝尺寸較大。此外，制造帶有天線的集成電路封裝比較困難。同樣地，專利文 獻(xiàn)2中所描述的技術(shù)涉及特殊制造，這是不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明原理，本發(fā)明可提供安裝有用于通信的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置、半 導(dǎo)體裝置的制造方法及利用半導(dǎo)體裝置的無線通信系統(tǒng)，所述半導(dǎo)體裝置容易制造，且其 封裝尺寸不會很大。在一個實施例中，提供一種裝置，所述裝置包括半導(dǎo)體封裝體，所述半導(dǎo)體封裝 體允許無線電信號通過；芯片，其產(chǎn)生所述無線電信號；及耦合器，其鄰近所述芯片，將所 述無線電信號高效地發(fā)射到所述半導(dǎo)體封裝體的外部。在另一個實施例中，所述裝置進(jìn)一步包括半導(dǎo)體層，其位于所述半導(dǎo)體封裝體 內(nèi)；電介質(zhì)層，其位于所述半導(dǎo)體層之上，所述電介質(zhì)層包括傳輸路徑；通路孔，其位于所 述電介質(zhì)層中；導(dǎo)體層，其位于所述電介質(zhì)層上；及圖案，其位于所述導(dǎo)體層中，所述圖案 由所述導(dǎo)體層中的至少兩個開口和位于所述開口之間的所述導(dǎo)體層的一部分形成。在這個 實施例中，所述半導(dǎo)體層和所述電介質(zhì)層形成所述芯片，所述通路孔可操作地連接至所述 傳輸路徑和所述導(dǎo)體層。在另一個實施例中，所述裝置包括傳輸路徑，其位于所述半導(dǎo)體封裝體內(nèi)；導(dǎo)體 層，其與所述傳輸路徑面對；及縫隙結(jié)構(gòu)，其由在所述導(dǎo)體層中形成的開口組成。在所述裝 置中，所述傳輸路徑和所述縫隙結(jié)構(gòu)彼此耦合。在所述裝置的另一個實施例中，所述縫隙結(jié)構(gòu)和所述傳輸路徑彼此電磁耦合。在所述裝置的另一個實施例中，所述導(dǎo)體層是所述電介質(zhì)層與所述半導(dǎo)體封裝體 的所述外部之間的分界線。在另一個實施例中，所述導(dǎo)體層中的所述圖案包括位于所述導(dǎo)體層中的多個開口 和位于所述開口之間的所述導(dǎo)體層的多個部分。所述圖案中的所述導(dǎo)體層的所述部分不彼 此電連接，所述導(dǎo)體層的所述部分中的一個部分電連接至所述傳輸路徑。在另一個實施例中，所述裝置包括位于所述半導(dǎo)體封裝體上的天線，鄰近所述芯 片的耦合器將所述無線電信號高效地發(fā)射到所述天線。在另一個實施例中，在半導(dǎo)體封裝體和所述天線之間存在第二傳輸路徑。在這個 實施例中，所述第二傳輸路徑和所述天線彼此電連接。在另一個實施例中，所述裝置包括帶有無線傳輸路徑的結(jié)構(gòu)，所述無線傳輸路徑 高效地發(fā)射所述無線電信號。所述結(jié)構(gòu)可以是波導(dǎo)管。在另一個實施例中，無線傳輸系統(tǒng)包括至少兩個芯片和容納在半導(dǎo)體封裝中的芯 片的至少一個芯片，所述至少兩個芯片中的至少一個芯片經(jīng)配置以產(chǎn)生無線電信號，所述 半導(dǎo)體封裝體允許所述無線電信號通過。在另一個實施例中，所述無線傳輸系統(tǒng)包括天線，所述無線電信號被傳輸至所述天線。在另一個實施例中，所述無線傳輸系統(tǒng)包括帶有無線傳輸路徑的結(jié)構(gòu)，所述無線 傳輸路徑可操作與所述至少兩個芯片相關(guān)聯(lián)，所述無線傳輸路徑將所述無線電信號高效地 傳輸?shù)剿鲋辽賰蓚€芯片。所述結(jié)構(gòu)可以是波導(dǎo)管。在另一個實施例中，提供一種電子裝置，所述電子裝置包括半導(dǎo)體封裝體，其允 許無線電信號通過；芯片，其產(chǎn)生所述無線電信號；及耦合器，其鄰近所述芯片，所述耦合 器將所述無線電信號高效地發(fā)射到所述半導(dǎo)體封裝的外部。在本發(fā)明的另一個實施例中，提供一種電子裝置，所述電子裝置包括無線傳輸系
6統(tǒng)。所述無線傳輸系統(tǒng)包括(1)至少兩個芯片，所述至少兩個芯片中的至少一個芯片經(jīng)配 置以產(chǎn)生無線電信號，和(2)容納在半導(dǎo)體封裝體中的芯片的至少一個芯片，所述半導(dǎo)體 封裝體允許所述無線電信號通過。在另一個實施例中，提供一種制造半導(dǎo)體封裝體的方法，所述方法包括以下步驟 提供電子芯片，所述電子芯片經(jīng)配置以產(chǎn)生無線電信號；提供耦合器，所述耦合器鄰近所述 芯片，所述耦合器將所述無線電信號高效地?zé)o線電發(fā)射出所述芯片；及在所述芯片和所述 耦合器的周圍形成半導(dǎo)體封裝體，通過所述半導(dǎo)體封裝體可以傳輸所述無線電信號。在另一個實施例中，所述制造半導(dǎo)體封裝體的方法包括以下步驟在所述半導(dǎo)體 封裝體內(nèi)形成半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體層上形成電介質(zhì)層；在所述電介質(zhì)層內(nèi)形成所述傳 輸路徑；形成縫隙結(jié)構(gòu)，所述縫隙結(jié)構(gòu)包括位于所述導(dǎo)體層中的開口 ；及將所述傳輸路徑 和所述縫隙結(jié)構(gòu)彼此耦合。在這個實施例中，所述半導(dǎo)體層和所述電介質(zhì)層形成所述芯片。 在另一個實施例中，可以集成地形成所述傳輸路徑與所述芯片。另外，在又一實施例中，所 述傳輸路徑可以與所述芯片的布線在相同過程中形成。如在上文中所闡明，根據(jù)本發(fā)明的原理，通過利用用于封裝半導(dǎo)體芯片的封裝部 件來形成帶有縫隙結(jié)構(gòu)的高頻信號耦合結(jié)構(gòu)作為基座。因此，可以實現(xiàn)半導(dǎo)體裝置、制造半 導(dǎo)體裝置的方法及利用半導(dǎo)體裝置的無線傳輸系統(tǒng)，所述半導(dǎo)體裝置容易制造且其封裝尺 寸不會變得很大。


以下說明將使本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點更充分地呈現(xiàn)。附圖中圖1是說明根據(jù)本發(fā)明原理的無線傳輸系統(tǒng)的實施例的基本結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2A至圖2C分別是說明根據(jù)本發(fā)明原理的半導(dǎo)體封裝體的實施例的外部結(jié)構(gòu)的 立體圖、圖2A中所示的半導(dǎo)體封裝體的俯視圖和沿著圖2B中的線X3-X3的剖面圖；圖3A和圖:3B分別是說明根據(jù)本發(fā)明原理的半導(dǎo)體封裝體的第一實施例的毫米波 耦合結(jié)構(gòu)的俯視圖和沿著圖3A中的線X3-X3的剖面圖；圖4A至圖4C分別是說明制造根據(jù)本發(fā)明原理的半導(dǎo)體封裝體的第一實施例的方 法的剖面圖；圖5A和圖5B分別是說明圖3A和圖中所示的毫米波耦合結(jié)構(gòu)的尺寸示例的俯 視圖和沿著圖5A中的線X3-X3的剖面圖；圖6是說明在圖5A和圖5B中所示的毫米波耦合結(jié)構(gòu)的尺寸示例情況下的模擬特 征的曲線圖。圖7A至圖7D分別是說明在毫米波耦合結(jié)構(gòu)的第一實施例中使用的天線結(jié)構(gòu)的第 一至第四結(jié)構(gòu)示例的俯視圖；圖8A至圖8C分別是縫隙圖案結(jié)構(gòu)的一部分的俯視圖、沿著圖8A中的線X3-X3的 剖面圖和對應(yīng)于圖8A的俯視圖的半導(dǎo)體芯片的一部分的剖面圖；圖9A和圖9B分別是說明毫米波耦合結(jié)構(gòu)的第二實施例的結(jié)構(gòu)的俯視圖和沿著圖 9A中的線X3-X3的剖面圖；圖IOA至圖IOC分別是說明制造半導(dǎo)體封裝體的第二實施例的方法的剖面圖；圖IlA和IlB分別是無線傳輸系統(tǒng)的第一實施例的俯視圖和沿著圖IlA中的線X3-X3的剖面圖；圖12A和12B分別是說明無線傳輸系統(tǒng)的第二實施例的俯視圖和沿著圖12A中的 線X3-X3的剖面圖。
具體實施例方式下面將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明原理的目前優(yōu)選的實施例。為了在各實施例 中區(qū)分功能性組元，將通過分別在原來的附圖標(biāo)記上增加諸如A、B、C等大寫字符來描述這 些功能性組元。換句話說，當(dāng)說明書未給出特別說明時，將使用省略的附圖標(biāo)記來說明功能 性組元。這同樣適用于附圖。圖1是說明根據(jù)本發(fā)明原理的無線傳輸系統(tǒng)的實施例的基本結(jié)構(gòu)的方框圖。在這 里，圖1是從功能性結(jié)構(gòu)的角度來說明具有基本結(jié)構(gòu)的無線傳輸系統(tǒng)IX的信號接口的方框 圖。將根據(jù)本發(fā)明原理的無線傳輸系統(tǒng)的實施例中所使用的載波頻率解釋為毫米波 段。然而，在此絕非將無線傳輸系統(tǒng)的實施例的結(jié)構(gòu)限制成毫米波段，也可將其應(yīng)用到載波 頻率為相對較短的諸如微波段之類的波長的情況。例如，可在數(shù)字錄制/復(fù)制裝置、地面電 視接收器、移動電話、游戲機(jī)和電腦等所使用的無線通信中應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明原理的無線傳 輸系統(tǒng)的實施例。如圖1所示，配置無線傳輸系統(tǒng)IX，使得作為第一無線裝置示例的第一通信裝置 100X和作為第二無線裝置示例的第二通信裝置200X通過作為無線信號傳輸路徑示例的毫 米波信號傳輸路徑9而彼此連接，借此在毫米波段實現(xiàn)信號傳輸。毫米波信號傳輸路徑9 是上面所描述的無線信號傳輸路徑的示例。將作為傳輸對象的信號頻率轉(zhuǎn)換成適于寬帶傳 輸?shù)暮撩撞ǘ沃械暮撩撞ㄐ盘?，然后傳輸通過頻率轉(zhuǎn)換獲得的毫米波信號。第一通信裝置(第一毫米波傳輸裝置)和第二通信裝置(第二毫米波傳輸裝置) 組成無線傳輸裝置(系統(tǒng))。并且，在將作為傳輸對象的信號頻率轉(zhuǎn)換成毫米波信號之后， 通過毫米波信號傳輸路徑在第一通信裝置和第二通信裝置之間傳輸所得的毫米波信號，第 一通信裝置和第二通信裝置以相對短的距離布置，例如，比在廣播或常規(guī)無線通信中使用 的通信裝置之間的距離小的距離。無線傳輸意味著信號不通過布線傳輸，而是無線地傳輸。這種情況下的無線通信例如相當(dāng)于一個電子裝置的機(jī)殼內(nèi)的基板間通信、同一基 板上的芯片間通信或者多個集成的、彼此通信或彼此連接的電子裝置間的通信。例如，一個 電子裝置被安裝到另一個電子裝置的情況，兩個電子裝置之間的傳輸范圍位于封閉空間內(nèi) 的情況，或兩個電子裝置彼此以例如幾厘米至十多厘米的距離布置的情況。在下文中，一個電子裝置的機(jī)殼內(nèi)的信號傳輸稱為“機(jī)殼內(nèi)信號傳輸”，而多個電 子裝置彼此集成(以下包含“大體上彼此集成”)的情況下的信號傳輸稱為“裝置間信號傳 輸”。對于機(jī)殼內(nèi)信號傳輸，無線傳輸系統(tǒng)的實施例是電子裝置本身，在無線傳輸系統(tǒng)中，發(fā) 送側(cè)的通信裝置、發(fā)送部分、接收側(cè)的通信裝置和接收部分容納在同一機(jī)殼中，無線信號傳 輸路徑形成在發(fā)送部分和接收部分之間。另一方面，對于裝置間信號傳輸，當(dāng)發(fā)送側(cè)的通信 裝置、發(fā)送部分、接收側(cè)的通信裝置和接收部分容納在不同電子裝置的機(jī)殼中時，無線信號 傳輸路徑形成在兩個電子裝置內(nèi)的發(fā)送部分和接收部分之間，借此建立無線傳輸系統(tǒng)的實 施例。
在彼此設(shè)在毫米波信號路徑上的通信裝置中，發(fā)送部分和接收部分可成對配置。 一個通信裝置與另一個通信裝置之間的信號傳輸可以是單向信號傳輸或是雙向信號傳輸。 例如，當(dāng)?shù)谝煌ㄐ叛b置為發(fā)送側(cè)而第二通信裝置為接收側(cè)時，發(fā)送部分配置在第一通信裝 置中，接收部分配置在第二通信裝置中。另一方面，當(dāng)?shù)诙ㄐ叛b置為發(fā)送側(cè)而第一通信裝 置為接收側(cè)時，發(fā)送部分配置在第二通信裝置中，接收部分配置在第一通信裝置中。發(fā)送部分例如包括發(fā)送側(cè)的信號耦合部分以及發(fā)送側(cè)的能夠在將電子信號轉(zhuǎn)換 成毫米波信號或?qū)⑿盘栟D(zhuǎn)換成傳輸信號的信號產(chǎn)生部分。在這種情況下，發(fā)送側(cè)的信號產(chǎn) 生部分對諸如電子信號之類的信號進(jìn)行信號處理以產(chǎn)生毫米波信號。發(fā)送側(cè)的信號耦合 部分將發(fā)送側(cè)的信號產(chǎn)生部分中所產(chǎn)生的毫米波信號耦合到傳輸毫米波信號的傳輸路徑 (毫米波信號傳輸路徑)。優(yōu)選地，最好將發(fā)送側(cè)的信號產(chǎn)生部分與用于產(chǎn)生作為傳輸對象 的信號的功能性部分集成。例如，發(fā)送側(cè)的信號產(chǎn)生部分包括調(diào)制電路，調(diào)制電路調(diào)制作為傳輸對象的信號。 發(fā)送側(cè)的信號產(chǎn)生部分頻率轉(zhuǎn)換已由調(diào)制電路調(diào)制的信號以產(chǎn)生毫米波信號。原則上，也 期望將作為傳輸對象的信號轉(zhuǎn)換成毫米波信號。發(fā)送側(cè)的信號耦合部分將由發(fā)送側(cè)的信號 產(chǎn)生部分產(chǎn)生的毫米波信號提供到毫米波信號傳輸路徑。另一方面，接收部分例如包括接收側(cè)的信號耦合部分和接收側(cè)的能將毫米波信號 轉(zhuǎn)換成作為傳輸對象的電子信號的信號產(chǎn)生部分。在這種情況下，接收側(cè)的信號耦合部分 接收通過毫米波信號傳輸路徑傳輸?shù)叫盘栺詈喜糠值暮撩撞ㄐ盘?。接收?cè)的信號產(chǎn)生部分 對由接收側(cè)的信號耦合部分接收的毫米波信號(輸入信號)進(jìn)行信號處理以產(chǎn)生普通電子 信號(作為傳輸對象的信號)。優(yōu)選地，最好將接收側(cè)的信號產(chǎn)生部分與用于接收作為傳輸 對象的信號的功能性部分集成。例如，接收側(cè)的信號產(chǎn)生部分包括解調(diào)部分并頻率轉(zhuǎn)換毫 米波信號以產(chǎn)生輸出信號。此后，解調(diào)部分解調(diào)輸出信號以產(chǎn)生用于傳輸?shù)男盘枴Ｔ瓌t上， 也期望直接將毫米波信號轉(zhuǎn)換成用于傳輸?shù)男盘枴？傊?，為了獲得信號接口，在非接觸式、無線或無線纜基座上以毫米波信號的形式 傳輸作為傳輸對象的信號。優(yōu)選地，至少將信號，特別是將需要高速傳輸或大容量傳輸?shù)膱D 像采集信號或高速主時鐘信號以毫米波信號的形式傳輸。換句話說，在無線傳輸系統(tǒng)中以 毫米波信號的形式傳輸現(xiàn)有情況中通過電線傳輸?shù)男盘?。通過在毫米波段實現(xiàn)信號傳輸， 能夠?qū)崿F(xiàn)接近(^bps的高速信號傳輸，能夠輕易地限制毫米波信號的范圍，并能夠獲得由于 這種特性產(chǎn)生的效果。在此，這僅需要信號耦合部分允許毫米波信號通過毫米波信號傳輸路徑在第一通 信裝置和第二通信裝置之間傳輸。例如，信號耦合部分可包括諸如天線耦合部分之類的天 線結(jié)構(gòu)或者可具有不包含天線結(jié)構(gòu)的耦合結(jié)構(gòu)。盡管“傳輸毫米波信號的毫米波信號傳輸路徑”可以是空氣(所謂的自由空間)， 但優(yōu)選的是將毫米波信號限制到傳輸路徑中進(jìn)行傳輸，通過積極利用該性質(zhì)，可以將毫米 波信號傳輸路徑隨意確定為例如像布線一樣。盡管例如通?？蓪⑺^的波導(dǎo)管作為該毫米波限制結(jié)構(gòu)或無線信號限制結(jié)構(gòu)，但 本發(fā)明并未對其做任何限制。例如，也可使用由電介質(zhì)材料制成的允許毫米波信號通過以 產(chǎn)生電介質(zhì)傳輸路徑的構(gòu)造，或使用作為內(nèi)部毫米波電介質(zhì)傳輸路徑的中空的波導(dǎo)管。在 中空的波導(dǎo)管中，設(shè)置屏蔽材料使得包圍傳輸路徑，屏蔽材料組成傳輸路徑并用于抑制毫米波信號的外部輻射。并且，屏蔽材料的內(nèi)部是中空的。使電介質(zhì)材料或屏蔽材料具有彈 性，借此可以分布毫米波信號傳輸路徑。當(dāng)傳輸路徑穿過空中或自由空間時，各信號耦合部分均采用天線結(jié)構(gòu)，通過空間 在以短距離布置的天線結(jié)構(gòu)之間傳輸信號。當(dāng)構(gòu)造是由電介質(zhì)材料制成時，也可以使用天 線結(jié)構(gòu)，但這不是必要的。在下文中，將描述根據(jù)本發(fā)明原理的無線傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。注意，盡管功能性部分 均以半導(dǎo)體集成電路(芯片)的形式配置，但這并不是解釋成任何方式的限制，也可使用替 代芯片的其它合適電路。在第一通信裝置100X中，在毫米波段中實現(xiàn)通信的半導(dǎo)體芯片103設(shè)置在基板 102上。同樣，在第二通信裝置200X中，在毫米波段實現(xiàn)通信的半導(dǎo)體芯片203設(shè)置在基 板202上。注意，為了方便起見，也是鑒于電子裝置之間的無線傳輸?shù)那闆r，示出了第一通 信裝置100X的半導(dǎo)體芯片103和第二通信裝置200X的半導(dǎo)體芯片203分別形成在不同的 基板102和202上的形式，但這種形式對本發(fā)明來說并不是必需的。例如，對于在(機(jī)殼內(nèi) 的)電子裝置內(nèi)的無線通信，也可采用第一通信裝置100X和第二通信裝置200X容納在相 同機(jī)殼內(nèi)而半導(dǎo)體芯片103和203安裝在相同基板上的形式。在無線傳輸系統(tǒng)IX中，把成為毫米波段中通信對象的信號僅限制為要求高速特 性和大容量特性的信號。因此，即使有很多低速特性和小容量特性的其它信號和來自電源 等的被看作DC(直流)信號的信號，也都不必成為被轉(zhuǎn)換成毫米波信號的對象。對于都不 必成為轉(zhuǎn)換成毫米波信號的對象的這些信號(包括來自電源的DC信號)，通過使用現(xiàn)有的 結(jié)構(gòu)來獲得基板之間的信號連接。注意，將在被轉(zhuǎn)換成毫米波之前均作為傳輸對象的初始 電子信號統(tǒng)稱為“基帶信號”。在第一通信裝置100X中，可在毫米波段中實現(xiàn)通信的半導(dǎo)體芯片103和傳輸路徑 耦合部分108均安裝在基板102上。半導(dǎo)體芯片103是系統(tǒng)大規(guī)模集成電路(“LSI”)， LSI功能性部分104和信號產(chǎn)生部107 (毫米波信號產(chǎn)生部分)在系統(tǒng)LSI中彼此集成。盡 管未圖示，也可采用LSI功能性部分104和信號產(chǎn)生部107未彼此集成的結(jié)構(gòu)。當(dāng)LSI功 能性部分104和信號產(chǎn)生部107彼此分離設(shè)置時，對于LSI功能性部分104和信號產(chǎn)生部 107之間的信號傳輸，恐怕會出現(xiàn)通過布線傳輸信號引起的問題。因此，優(yōu)選地將LSI功能 性部分104和信號產(chǎn)生部107彼此集成。優(yōu)選地，當(dāng)LSI功能性部分104和信號產(chǎn)生部107 彼此分離設(shè)置時，將(LSI功能性部分104和信號產(chǎn)生部107之間的)兩個芯片以短距離布 置，通過引線結(jié)合過程盡可能短地布線，借此降低負(fù)面影響。使信號產(chǎn)生部107和傳輸路徑耦合部分108采用具有數(shù)據(jù)雙向特性的結(jié)構(gòu)。由 于這個原因，將發(fā)送側(cè)的信號產(chǎn)生部分和接收側(cè)的信號產(chǎn)生部分均設(shè)置在信號產(chǎn)生部107 中。盡管在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)中均可設(shè)置傳輸路徑耦合部分108，但在無線傳輸系統(tǒng)IX的實 施例模式中，傳輸路徑耦合部分108同時用于接收和發(fā)送。注意，這里所說的“雙向通信”是單導(dǎo)體雙向傳輸，在單導(dǎo)體雙向傳輸中，作為毫米 波傳輸信道的毫米波信號傳輸路徑9是一個系統(tǒng)(單導(dǎo)體)。將采用時分雙工(“TDD”) 的半雙工系統(tǒng)或頻分雙工(“FDD”)等應(yīng)用到實現(xiàn)“雙向通信”。對于時分雙工，以時分方式實現(xiàn)發(fā)送和接收的分離。因此，并未實現(xiàn)雙向通信的同 時性，也未實現(xiàn)同時執(zhí)行從第一通信裝置100X到第二通信裝置200X的信號傳輸和第二通信裝置200X到第一通信裝置100X的信號傳輸?shù)膯螌?dǎo)體同時雙向通信，但是可通過使用頻 分雙工實現(xiàn)單導(dǎo)體同時雙向通信。然而，由于在頻分雙工中的發(fā)送和接收之間使用不同的 頻率，所以毫米波信號傳輸路徑9需要更寬的傳輸帶寬。半導(dǎo)體芯片103連接到傳輸路徑耦合部分108。將例如包括天線耦合部分、天線端 子、微帶線和天線等的天線結(jié)構(gòu)應(yīng)用到傳輸路徑耦合部分108。注意，通過應(yīng)用直接在芯片 中形成天線的技術(shù)，也可將傳輸路徑耦合部分108結(jié)合在半導(dǎo)體芯片103中。LSI功能性部分104實現(xiàn)第一通信裝置100X的主要應(yīng)用控制。因此，例如，LSI功 能性部分104包括用于處理被期望傳輸?shù)搅硪环降母黝愋盘柕碾娐泛陀糜谔幚斫邮兆粤?一方的各類信號的電路。信號產(chǎn)生部107將提供自LSI功能性部分104的信號轉(zhuǎn)換成毫米波信號，然后通 過毫米波信號傳輸路徑9實現(xiàn)信號傳輸控制。具體地，信號產(chǎn)生部107包括發(fā)送側(cè)信號產(chǎn)生部分110和接收側(cè)信號產(chǎn)生部分 120。發(fā)送部分，即發(fā)送側(cè)的通信部分是由發(fā)送側(cè)信號產(chǎn)生部分110和傳輸路徑耦合部分 108組成，而接收部分，即接收側(cè)的通信部分是由接收側(cè)信號產(chǎn)生部分120和傳輸路徑耦合 部分108組成。為了對輸入信號進(jìn)行信號處理以產(chǎn)生毫米波信號，發(fā)送側(cè)信號產(chǎn)生部分110包括 多路復(fù)用處理部分113、并串轉(zhuǎn)換部分114、調(diào)制部分115、頻率轉(zhuǎn)換部分116和放大部分 117。注意，可以將調(diào)制部分115和頻率轉(zhuǎn)換部分116歸入一個部分，這個部分符合所謂的 直接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。為了對傳輸路徑耦合部分108接收的毫米波電信號進(jìn)行信號處理以產(chǎn)生輸出信 號，接收側(cè)信號產(chǎn)生部分120包括放大部分124、頻率轉(zhuǎn)換部分125、解調(diào)部分126、串并轉(zhuǎn)換 部分127和統(tǒng)一處理部分128。可以將頻率轉(zhuǎn)換部分125和解調(diào)部分1 歸入一個部分，這 個部分符合所謂的直接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。并串轉(zhuǎn)換部分114和串并轉(zhuǎn)換部分127均用作使用多個并行傳輸信號的并口規(guī)范 的情況。因此，在串口規(guī)范的情況下，并串轉(zhuǎn)換部分114和串并轉(zhuǎn)換部分127都是非必要的。當(dāng)在自LSI功能性部分104提供的信號的毫米波段中存在均作為傳輸對象的多個 類型的信號(看作是W個類型的信號)時，多路復(fù)用處理部分113執(zhí)行諸如時分雙工、頻 分雙工或碼分雙工之類的多路復(fù)用處理，借此將多個類型的信號歸入一個信號體系。例如， 使所有均需要高速特性和大容量特性的多個類型的信號成為以毫米波的形式實現(xiàn)的傳輸 對象，然后將它們歸入一個信號體系。在時分雙工或碼分雙工中，多路復(fù)用處理部分113設(shè)置在并串轉(zhuǎn)換部分114的前 一級中，多路復(fù)用處理部分113將由LSI功能性部分104提供的多個信號歸入一個信號體 系，多個信號被依次提供到并串轉(zhuǎn)換部分114。在分離雙工中，向分離雙工提供轉(zhuǎn)換開關(guān)，轉(zhuǎn) 換開關(guān)用于精細(xì)分離與多個類型的信號signalJiOi :1至m)有關(guān)的時間，借此在時間分離 基礎(chǔ)上向并串轉(zhuǎn)換部分114提供多個類型的信號signalji。在第二通信裝置200X側(cè)將統(tǒng) 一處理部分2 設(shè)置成與多路復(fù)用處理部分113相對應(yīng)，統(tǒng)一處理部分2 用于將歸入一 個體系的信號恢復(fù)成W個信號體系。對于頻分雙工，需要使用不同載波頻率對信號進(jìn)行調(diào)制以將其轉(zhuǎn)換成具有互不相 同的頻段F_@中的頻率的信號，借此在毫米波段中產(chǎn)生信號。并且，需要將使用不同載波頻
11率的最終毫米波信號在相同方向上或相反方向上傳輸。由于這個原因，例如，當(dāng)在相同方向 上傳輸最終毫米波信號時，將并串轉(zhuǎn)換部分114、調(diào)制部分115、頻率轉(zhuǎn)換部分116和放大部 分117設(shè)置成與多個類型的信號signalji相對應(yīng)，且加法處理部分(信號混合部分)設(shè)置 在每個放大部分117的后一級中作為多路復(fù)用處理部分113。并且，這僅需要在頻率復(fù)用處 理完成之后將頻帶F_l+. . . +F_N1中的毫米波電信號提供到傳輸路徑耦合部分108。當(dāng)在相 同的方向上傳輸使用不同載波頻率的毫米波信號時，就必須使用所謂的耦合器作為加法處 理部分。也可以采用以下結(jié)構(gòu)，即被歸類為一種放大器的放大器117布置在多路復(fù)用處理 部分113的在傳輸路徑耦合部分108側(cè)的后一級中。在將多種信號體系歸類為一種信號體系的頻分雙工中，需要更寬的傳輸帶寬。當(dāng) 通過頻分雙工將多種信號體系歸類為一種信號體系時，在傳輸問使用不同頻率的全雙工系 統(tǒng)中，例如圖1中從發(fā)送側(cè)信號產(chǎn)生部分110側(cè)至接收側(cè)信號產(chǎn)生部分220的系統(tǒng)和從發(fā) 送側(cè)產(chǎn)生部分210側(cè)至接收側(cè)信號產(chǎn)生部分120的系統(tǒng)彼此結(jié)合使用時，則進(jìn)一步需要更 寬的傳輸帶寬。并串轉(zhuǎn)換部分114將并行信號轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)信號，且將最終的串行數(shù)據(jù)信號提 供到調(diào)制部分115。調(diào)制部分115調(diào)制作為傳輸對象的信號，然后將最終的信號提供到頻率 轉(zhuǎn)換部分116。這僅需要調(diào)制部分115調(diào)制作為傳輸對象的信號的幅值、頻率和相位中的一 者。此外，也可以采用調(diào)制幅值、調(diào)制頻率和調(diào)制相位的任意組合的系統(tǒng)。例如，對于模擬調(diào)制系統(tǒng)，存在幅值調(diào)制(AM)和向量調(diào)制。對于向量調(diào)制，存在頻 率調(diào)制(FM)和相位調(diào)制(PM)。另一方面，對于數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)，例如，存在幅移鍵控(ASK)、 頻移鍵控(FSK)、相移鍵控(PSK)和調(diào)制幅值和相位的幅相鍵控(APSK)。幅相調(diào)制的代表 是正交調(diào)幅(QAM)。在作為傳輸對象的信號已由調(diào)制部分115調(diào)制之后，頻率轉(zhuǎn)換部分116頻率調(diào)制 作為傳輸對象的信號以產(chǎn)生被依次提供到高頻放大部分117的毫米波電信號。毫米波電信 號是指具有大約30至300GHz范圍內(nèi)的頻率的電信號。在頻率范圍中使用“大約”描述的 原因是基于以下事實，即能獲得由另一實施例中的毫米波通信產(chǎn)生的效果的類似頻率也是 可用的，并未將下限限制到30GHz，也未將上限限制到300GHz。例如，盡管可以采用各種類型的用于頻率轉(zhuǎn)換部分116的電路結(jié)構(gòu)，但這僅需要 采用包括頻率混合電路、混合器電路和本地振蕩器的結(jié)構(gòu)。本地振蕩器產(chǎn)生用于調(diào)制的載 波、載波信號或參考載波。頻率混合電路通過由并串轉(zhuǎn)換部分114所提供的信號在由本地 振蕩器產(chǎn)生的毫米波段中倍乘或調(diào)制載波以在毫米波段中產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制信號，然后將最終調(diào) 制信號提供到放大部分117。在已將毫米波電信號頻率轉(zhuǎn)換之后，放大部分117放大毫米波電信號，然后將以 此方式放大的毫米波電信號提供到傳輸路徑耦合部分108。通過天線端子(未圖示)將放 大部分117連接至雙向傳輸路徑耦合部分108。傳輸路徑耦合部分108將發(fā)送側(cè)信號產(chǎn)生部分110產(chǎn)生的毫米波信號發(fā)送至毫米 波信號傳輸路徑9。并且，傳輸路徑耦合部分108接收來自毫米波信號傳輸路徑9的毫米波 信號，然后將毫米波信號輸出到接收側(cè)信號產(chǎn)生部分120。傳輸路徑耦合部分108是由天線耦合部分組成。天線耦合部分可以是傳輸路徑耦 合部分108的一部分，即信號耦合部分的一部分。天線耦合部分狹義上是指這樣的部分，即在該部分中，形成在半導(dǎo)體芯片中的電子電路與布置在半導(dǎo)體芯片的內(nèi)部或外部的天線彼 此耦合。天線耦合部分廣義上是指這樣的部分，即在該部分中，半導(dǎo)體芯片與毫米波信號傳 輸路徑9彼此信號耦合。例如，天線耦合部分至少包括天線結(jié)構(gòu)。另外，當(dāng)在時分雙工基礎(chǔ) 上實現(xiàn)發(fā)送或接收時，在傳輸路徑耦合部分108中設(shè)置天線切換部分，即設(shè)置天線雙工器。天線結(jié)構(gòu)是指帶有毫米波信號傳輸路徑9的耦合部分中的結(jié)構(gòu)。因此，這僅需要 通過天線結(jié)構(gòu)將毫米波段中的電信號耦合至毫米波信號傳輸路徑9，因而天線結(jié)構(gòu)并不意 味著僅是天線本身。例如，天線結(jié)構(gòu)包括天線端子、微帶線和天線。當(dāng)天線切換部分形成 在相同半導(dǎo)體芯片中時，除天線切換部分之外的天線端子和微帶線組成傳輸路徑耦合部分 108。發(fā)送側(cè)的天線向毫米波信號傳輸路徑9發(fā)射基于毫米波信號的電磁波。另外，接 收側(cè)的天線從毫米波信號傳輸路徑9接收基于毫米波信號的電磁波。微帶線在天線端子和 天線之間連接，通過微帶線將發(fā)送側(cè)的毫米波信號從天線端子傳輸?shù)教炀€，通過微帶線將 接收側(cè)的毫米波信號從天線傳輸?shù)教炀€端子。當(dāng)天線同時用于接收和發(fā)送時，使用天線轉(zhuǎn)換部分。例如，當(dāng)將毫米波信號傳輸?shù)?作為另一方的第二通信裝置200X，天線切換部分將天線連接到發(fā)送側(cè)信號產(chǎn)生部分110。 另一方面，當(dāng)從作為另一方的第二通信裝置200X接收毫米波信號時，天線切換部分將天線 連接到接收側(cè)信號產(chǎn)生部分120。盡管在基板102上將天線切換部分與半導(dǎo)體芯片103分 離設(shè)置，但本發(fā)明并未對此做任何限制，天線切換部分也可以在半導(dǎo)體芯片103中形成。當(dāng) 用于發(fā)送的天線和用于接收的天線彼此分離設(shè)置時，可省略天線切換部分。也可以例如通過機(jī)殼內(nèi)的空間傳播毫米波的方式將作為毫米波傳播路徑的毫米 波信號傳輸路徑9構(gòu)造成自由空間傳輸路徑。另外，優(yōu)選地，以諸如波導(dǎo)管等波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、傳 輸路徑、電介質(zhì)線或介質(zhì)內(nèi)傳輸路徑形式來構(gòu)造毫米波信號傳輸路徑9。此外，期望毫米波 信號傳輸路徑9具有允許高效地傳輸毫米波段中的電磁波的特征。例如，最好是以電介質(zhì) 傳輸路徑9A的形式構(gòu)造毫米波信號傳輸路徑9，電介質(zhì)傳輸路徑9A經(jīng)構(gòu)造以包含具有在給 定范圍內(nèi)的相對介電常數(shù)和給定范圍內(nèi)的介質(zhì)耗散因數(shù)的電介質(zhì)材料。例如，期望電介質(zhì) 材料填充整個機(jī)殼，借此不布置自由空間傳輸路徑，但將電介質(zhì)傳輸路徑9A布置在傳輸路 徑耦合部分108和傳輸路徑耦合部分208之間。另外，也期望在傳輸路徑耦合部分108的 天線和傳輸路徑耦合部分208的天線之間連接作為線性部件的由電介質(zhì)材料制成且具有 一定導(dǎo)線直徑的電介質(zhì)路徑，借此構(gòu)造電介質(zhì)傳輸路徑9A。對于“給定范圍”，這僅需要電介質(zhì)材料的相對介電常數(shù)或介質(zhì)耗散因數(shù)落入一定 范圍以致能獲得實施例模式的效果，因而從這個意義上其具有預(yù)定值。換句話說，這僅需要 電介質(zhì)材料具有能獲得實施例模式的效果的特征，通過該電介質(zhì)材料能夠傳輸毫米波。盡 管這些特征是非必需地、清楚地確定，這是因為這些特征不能由電介質(zhì)材料自身來確定，且 這些特征不僅與傳輸路徑長度有關(guān)而且與毫米波的頻率有關(guān)，但下面將作為示例來說明這 些特征。為了通過電介質(zhì)傳輸路徑9A高速傳輸毫米波信號，優(yōu)選地電介質(zhì)材料的相對介 電常數(shù)在大約2至大約10的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在3至6的范圍內(nèi)，電介質(zhì)材料的介質(zhì)耗散因 數(shù)在大約0.00001至大約0.01的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在0.00001至0.001的范圍內(nèi)。例如， 由丙烯酸樹脂體系、氨酯(urethane)樹脂體系、環(huán)氧樹脂體系、硅體系、聚酰亞胺體系或氰基丙烯酸酯(cyanoacrylate)樹脂體系等制成的電介質(zhì)材料可以用作滿足這種條件的電 介質(zhì)材料。除另作說明，電介質(zhì)材料的相對介電常數(shù)和介質(zhì)耗散因數(shù)的這些范圍也適用于 其它實施例。注意，除電介質(zhì)傳輸路徑9A之外，中空波導(dǎo)管也可用作具有能夠?qū)⒑撩撞ㄐ?號限制在傳輸路徑中的結(jié)構(gòu)的毫米波信號傳輸路徑9，在中空波導(dǎo)管中屏蔽材料包圍傳輸 路徑的周圍且中空波導(dǎo)管的內(nèi)部是中空的。接收側(cè)信號產(chǎn)生部分120連接至傳輸路徑耦合部分108。接收側(cè)的放大部分IM 連接至傳輸路徑耦合部分108。因此，放大部分IM放大已由天線接收的毫米波電信號，然 后將經(jīng)放大的毫米波電信號提供到頻率轉(zhuǎn)換部分125。頻率轉(zhuǎn)換部分125頻率轉(zhuǎn)換已放大 的毫米波電信號，然后將經(jīng)頻率轉(zhuǎn)換的毫米波電信號提供到解調(diào)部分126。解調(diào)部分1 解 調(diào)已頻率轉(zhuǎn)換的信號以獲得基帶中的信號，然后將獲得的基帶中的信號提供到串并轉(zhuǎn)換部 分 127。串并轉(zhuǎn)換部分127將串行接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行輸出數(shù)據(jù)，且將最終的并行輸出 數(shù)據(jù)提供到統(tǒng)一處理部分128。統(tǒng)一處理部分1 對應(yīng)于發(fā)送側(cè)信號產(chǎn)生部分210的多路復(fù)用處理部分213。例 如，當(dāng)在由LSI功能性部分104所提供的信號中存在多個(看作是N2 對N2是否不同于m 沒有限制)均作為毫米波段傳輸對象的信號時，多路復(fù)用處理部分213執(zhí)行諸如時分復(fù)用、 頻分復(fù)用和碼分復(fù)用等多路復(fù)用處理，借此將多個類型的信號歸入一種信號體系，這類似 于多路復(fù)用處理部分113的情況。當(dāng)統(tǒng)一處理部分128已從第二通信裝置200X接收這些信 號時，統(tǒng)一處理部分1 將通過歸類而獲得的一種信號體系分成多個類型的信號SignalJi (@ :1至N2)，這類似于對應(yīng)于多路復(fù)用處理部分113的統(tǒng)一處理部分2 的情況。例如，對 于實施例模式來說，統(tǒng)一處理部分1 將歸入一個信號體系的N2個數(shù)據(jù)信號拆分成單個的 數(shù)據(jù)信號，然后將分出的單個的數(shù)據(jù)信號提供到LSI功能性部分104。注意，當(dāng)在第二通信裝置200X中，在由LSI功能性部分104所提供的信號中存在 多個類型(擬)的均作為毫米波段傳輸對象的信號時，在某些情況下在頻分雙工基礎(chǔ)上將 多個類型(擬)的數(shù)據(jù)信號歸入一種信號體系。在這些情況下，在頻分雙工處理完成之后， 需要接收和處理頻段F_l+. . . +F_N2中的毫米波電信號以使其分別與頻段F_@相對應(yīng)。由 于這個原因，這僅需要將放大部分124、頻率轉(zhuǎn)換部分125、解調(diào)部分1 和串并轉(zhuǎn)換部分 127設(shè)置成分別與多個類型的信號SignalJi相對應(yīng)，以及頻率拆分部分設(shè)置在每個放大部 分124的前一級中作為統(tǒng)一處理部分128。而且，這僅需要在拆分完成之后將各個頻段F_@ 中的毫米波電信號分別提供到頻段F_@中的體系。當(dāng)通過分別復(fù)用具有不同載波頻率的毫 米波信號獲得的信號分別被拆分成具有不同載波頻率的毫米波信號時，必須使用所謂的分 配器作為頻率拆分部分。也可采用以下的結(jié)構(gòu)，放大部分1 布置在統(tǒng)一處理部分128的 位于傳輸路徑耦合部分208側(cè)的前一級中，以歸入一個放大部分。注意，盡管這里所描述的頻分復(fù)用系統(tǒng)的使用形式是如下系統(tǒng)，即可使用多組發(fā) 送部分和接收部分且通過在各個組中使用不同載波頻率在從第一通信裝置100X至第二通 信裝置200X的相同方向上傳輸毫米波信號，但并未對頻分復(fù)用系統(tǒng)的使用形式做任何限 制。例如，也可以如下執(zhí)行全雙工雙向通信。也就是說，在圖1中，在第一通信裝置100X的 發(fā)送側(cè)信號產(chǎn)生部分Iio與第二通信裝置200X的接收側(cè)信號產(chǎn)生部分220的組中使用第 一載波頻率。并且，在第一通信裝置100X的接收側(cè)信號產(chǎn)生部分120與第二通信裝置200X的發(fā)送側(cè)信號產(chǎn)生部分210的組中使用第二載波頻率。因此，這兩組在彼此相對的方向上 同時實現(xiàn)信號傳輸。在這種情況下，必須使用所謂的循環(huán)器作為用于傳輸路徑耦合部分108 和208的天線切換部分，使用循環(huán)器可以雙向同時執(zhí)行信號傳輸。另外，也可采用這種形式，即使用更多組發(fā)送部分和接收部分且通過在各個組中 使用不同的載波頻率將相同方向和相反方向彼此結(jié)合。在這種情況下，這僅需要使用以下 結(jié)構(gòu)，即當(dāng)在傳輸路徑耦合部分108和208中均使用循環(huán)器時，使用多路復(fù)用處理部分113 和213以及統(tǒng)一處理部分1 和228。另外，也期望采用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)使得各種類型的復(fù)用系統(tǒng)彼此結(jié)合，例如，在系統(tǒng)的 一部分中使用時分復(fù)用，在系統(tǒng)的另一部分中使用頻分復(fù)用。當(dāng)以上述方式配置半導(dǎo)體芯片103時，輸入信號經(jīng)過并串轉(zhuǎn)換以傳輸?shù)桨雽?dǎo)體芯 片203側(cè)。并且，從半導(dǎo)體芯片203接收的信號經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換，借此減小均作為毫米波轉(zhuǎn)換 對象的信號的數(shù)量。對于例如前面所述的與多路復(fù)用處理部分113相關(guān)的統(tǒng)一處理部分2 和前面所 述的與統(tǒng)一處理部分1 相關(guān)的多路復(fù)用處理部分213等其它結(jié)構(gòu)，第二通信裝置200X與 第一通信裝置100X大致具有相同的功能和結(jié)構(gòu)。分別使用以2開頭的三位整數(shù)的附圖標(biāo) 記來表示各功能性部分，且分別使用與第一通信裝置100X中相同的附圖標(biāo)記，即以1開頭 的一位或兩位整數(shù)，來表示與第一通信裝置100X相同或相似的功能性部分。發(fā)送部分是由 發(fā)送側(cè)信號產(chǎn)生部分210和傳輸路徑耦合部分208組成，而接收部分是由接收側(cè)信號產(chǎn)生 部分220和傳輸路徑耦合部分208組成。LSI功能性部分204實現(xiàn)第二通信裝置200X的主要應(yīng)用控制。因此，例如，LSI功 能性部分204包括用于處理被期望傳輸?shù)搅硪环降母黝愋盘柕碾娐泛陀糜谔幚韽牧硪环?所接收的各類信號的電路。用于對輸入信號進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換和傳輸最終信號的技術(shù)通常在廣播和無線通信中 使用。在這些應(yīng)用中，使用能夠處理以下問題的相對復(fù)雜的發(fā)射器和接收器等a)可以多 遠(yuǎn)地執(zhí)行通信(關(guān)于熱噪聲的S/N比的問題)，b)這種結(jié)構(gòu)如何處理反射和多重路徑，和c) 如何抑制其它信道的阻礙和干擾等。換句話說，在實施例模式的無線傳輸系統(tǒng)IX中使用的 信號產(chǎn)生部分107和207均在毫米波段中使用，其頻率均高于通常在廣播和無線通信中使 用的相對復(fù)雜的發(fā)射器和接收器等的使用頻率，且其波長λ更短。因此，容易重新利用頻 率，繼而信號產(chǎn)生部分107和207均適于每兩個裝置均以短距離布置的多個裝置間的通信。在無線傳輸系統(tǒng)IX的實施例模式中，與使用現(xiàn)有布線的信號接口不同，在如前面 所述的毫米波段中實現(xiàn)信號傳輸，借此使靈活響應(yīng)高速特性和大容量特性成為可能。例如， 僅使需要高速特性和大容量特性的信號成為毫米波段中的通信對象。因此，根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)， 第一通信裝置100Χ和第二通信裝置200Χ均部分地包括現(xiàn)有布線所形成的接口(端子和連 接器組成的連接)以便于響應(yīng)于具有低速特性和小容量特性的信號，以及響應(yīng)于電源電壓 供應(yīng)。信號產(chǎn)生部分107信號處理由LSI功能性部分104輸入的輸入信號以產(chǎn)生毫米波 信號。信號產(chǎn)生部分107通過例如微帶線、傳輸帶線、共面線或縫隙線等傳輸線連接至傳輸 路徑耦合部分108。因此，通過傳輸路徑耦合部分108將最終的毫米波信號提供到毫米波信 號傳輸路徑9。
傳輸路徑耦合部分108具有天線結(jié)構(gòu)，且具有將傳輸?shù)絺鬏斅窂今詈喜糠?08的 毫米波信號轉(zhuǎn)換成電磁波并發(fā)送該電磁波的功能。傳輸路徑耦合部分108耦合到毫米波信 號傳輸路徑9，進(jìn)而將通過傳輸路徑耦合部分108轉(zhuǎn)換獲得的最終電磁波提供到毫米波信 號傳輸路徑9的一個端部。第二通信裝置200X側(cè)的傳輸路徑耦合部分208耦合到毫米波 信號傳輸路徑9的另一個端部。毫米波信號傳輸路徑9設(shè)置在第一通信裝置100X側(cè)的傳 輸路徑耦合部分108與第二通信裝置200X側(cè)的傳輸路徑耦合部分208之間，以便通過毫米 波信號傳輸路徑9傳播毫米波段中的電磁波。第二通信裝置200X側(cè)的傳輸路徑耦合部分208耦合到毫米波信號傳輸路徑9。傳 輸路徑耦合部分208接收傳輸?shù)胶撩撞ㄐ盘杺鬏斅窂?的另一端部的電磁波，將經(jīng)接收的 電磁波轉(zhuǎn)換成毫米波信號，然后將最終的毫米波信號提供到信號產(chǎn)生部207(基帶信號產(chǎn) 生部分)。信號產(chǎn)生部207信號處理通過轉(zhuǎn)換獲得的毫米波信號以產(chǎn)生輸出信號(基帶信 號)，然后將最終的輸出信號提供到LSI功能性部分204。盡管在這種情況中已經(jīng)說明了有關(guān)從第一通信裝置100X到第二通信裝置200X的 信號傳輸?shù)那闆r，但也可以認(rèn)為將從第二通信裝置200X的LSI功能性部分204提供的信號 傳輸?shù)降谝煌ㄐ叛b置100X的情況是類似的。因此，可以雙向傳輸毫米波信號。在這里，借助正常的布線來傳輸信號的信號傳輸系統(tǒng)存在以下問題i)盡管需要大容量和增加的高速度傳輸數(shù)據(jù)，但布線的傳輸速度和傳輸容量存在 限制。ii)為了處理與傳輸數(shù)據(jù)的增加的高速度有關(guān)的問題，將會期望增加布線的數(shù)量， 進(jìn)而信號的并行處理降低了每一信號線的傳輸速度。然而，這種情況引起輸入/輸出端子 數(shù)量的增加。結(jié)果，要求印刷線路板和電纜布線的復(fù)雜度及連接器部分和電接口的物理尺 寸的增加等。因此，導(dǎo)致印刷線路板和電纜布線的形狀及連接器部分和電接口變得復(fù)雜、其 可靠性被降低及成本增加等問題。iii)當(dāng)基帶信號的帶寬隨著諸如電影、視頻及計算機(jī)圖像等信息的量的巨大性增 加而變寬時，有關(guān)電磁兼容(EMC)的問題進(jìn)一步成為現(xiàn)實。例如，當(dāng)使用布線時，布線充當(dāng) 天線，進(jìn)而干擾了與天線的調(diào)諧頻率相對應(yīng)的信號。另外，由布線阻抗的非匹配等引起的反 射和共振所導(dǎo)致的因素也導(dǎo)致了非必要的輻射。為了應(yīng)對這種問題，電子裝置的結(jié)構(gòu)必須 是完善的。iv)除EMC之外，當(dāng)引起反射時，由符號之間的干涉引起的傳輸錯誤和由自發(fā)阻礙 引起的傳輸錯誤在接收側(cè)都成為問題。無線傳輸系統(tǒng)IX的實施例通過使用毫米波而不使用布線來實現(xiàn)信號傳輸。將計 劃從LSI功能性部分104傳輸?shù)絃SI功能性部分204的信號轉(zhuǎn)換成毫米波信號，接著通過 毫米波傳輸路徑9在傳輸路徑耦合部分108和208之間傳輸最終的毫米波信號。由于無線傳輸，沒有必要擔(dān)心布線形狀和連接器的位置。因此，不會對布局產(chǎn)生太 多限制。由于對信號來說以毫米波形式傳輸代替了通過布線傳輸，因此可省略布線和端子。 結(jié)果，解決了有關(guān)EMC的問題?？偟膩碚f，在第一通信裝置100X和第二通信裝置200X的內(nèi) 部的其它地方中不存在任何使用毫米波段中頻率的功能性部分。因此，可輕易地實現(xiàn)處理 EMC的手段。由于在以短距離布置第一通信裝置100X和第二通信裝置200X的狀態(tài)下的無線傳
16輸，及由于固定位置之間的和與已知位置關(guān)系相關(guān)的信號傳輸，可以獲得以下優(yōu)點1)容易適當(dāng)設(shè)計發(fā)送側(cè)和接收側(cè)之間的傳播信道或波導(dǎo)管結(jié)構(gòu)。2)可將密封發(fā)送側(cè)和接收側(cè)的傳輸路徑耦合部分的電介質(zhì)結(jié)構(gòu)與諸如毫米波信 號傳輸路徑9的波導(dǎo)管結(jié)構(gòu)之類的傳播信道彼此結(jié)合設(shè)計，借此使比自由空間傳輸更可靠 和更好的傳輸成為可能。3)不需要如同使用一般無線通信那樣動態(tài)地、適應(yīng)性地和頻繁地執(zhí)行用于管理無 線傳輸?shù)目刂破鞯目刂疲床恍枰獎討B(tài)地、適應(yīng)性地和頻繁地執(zhí)行實施例模式中的LSI功 能性部分104的控制。因此，與一般無線通信相比，可降低控制帶來的開銷。結(jié)果，小型化、 低功耗和高速運行成為可能。4)當(dāng)在制造階段和設(shè)計階段中修正無線傳輸環(huán)境且掌握各組元的差量等時，可通 過參考最終數(shù)據(jù)實現(xiàn)傳輸，借此可以實現(xiàn)更高級別的通信。5)由于固定反射，即使當(dāng)存在反射時，也可通過使用較小均衡器輕易地消除反射 對接收側(cè)的影響。也可根據(jù)預(yù)設(shè)或靜態(tài)控制實現(xiàn)均衡器的設(shè)置，進(jìn)而可容易實現(xiàn)均衡器的設(shè)置。另外，由于具有短波長的毫米波段中的無線通信，可以獲得以下優(yōu)點a)由于在毫米波通信中可廣泛地獲得通信波段，所以可以真正獲得大數(shù)據(jù)速率。b)均可將在傳輸中使用的頻率與用于基帶信號處理的其它頻率相區(qū)分，因而，幾 乎不可能出現(xiàn)毫米波與基帶信號間的頻率干擾。c)由于毫米波段中的波長較短，可使均依賴于波長的天線和波導(dǎo)管結(jié)構(gòu)小型化。 除此之外，由于距離大量減小且差異更小，可容易實現(xiàn)電磁屏蔽。d)在本領(lǐng)域的一般無線通信中，為載波的穩(wěn)定性而設(shè)置了嚴(yán)格的規(guī)則以防止干 擾等。為實現(xiàn)這種具有高穩(wěn)定性的載波，使用了均具有高穩(wěn)定性的外部頻率標(biāo)準(zhǔn)部件或組 件、乘法電路和鎖相環(huán)(PLL)電路等，進(jìn)而電路尺寸變大。然而，在毫米波中，特別是在與 固定位置間的信號傳輸相結(jié)合的或與已知位置關(guān)系相關(guān)的相位中，容易屏蔽毫米波，能夠 防止毫米波泄露到外部。并且，可以在傳輸中使用低穩(wěn)定性的載波，可抑制電路尺寸的增 加。為了通過接收側(cè)較小電路來解調(diào)使用低穩(wěn)定性的載波傳輸?shù)男盘?，?yōu)選地采用注入鎖 定(injection-locked)系統(tǒng)。注意，盡管在實施例模式中將在毫米波段中實現(xiàn)通信的無線傳輸系統(tǒng)IX示例為 無線傳輸系統(tǒng)，但在此絕非將無線傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用范圍限制為毫米波段中的通信。也可將 無線傳輸系統(tǒng)應(yīng)用為頻段落入毫米波段以下的通信或與此相反頻段超過毫米波段的通信。 例如，也可應(yīng)用微波段。圖2A到圖2C分別是說明根據(jù)本發(fā)明原理的半導(dǎo)體封裝體601 (半導(dǎo)體裝置)的 實施例的基本結(jié)構(gòu)的圖。圖2A是說明半導(dǎo)體封裝體601的整體輪廓的立體圖，圖2B是半 導(dǎo)體封裝體601的俯視圖，圖2C是沿著圖2B中X3-X3線的剖面圖。根據(jù)本發(fā)明原理的半導(dǎo)體封裝體601以以下方式構(gòu)造，即上面所描述的半導(dǎo)體芯 片103和半導(dǎo)體芯片203容納在樹脂模具中，將半導(dǎo)體芯片103和半導(dǎo)體芯片203共同稱 為半導(dǎo)體芯片603。在這種情況下，半導(dǎo)體芯片603并未直接安裝到電路基板(上面所描述 的基板102,20 上，而是將半導(dǎo)體封裝體601安裝到電路基板上，在半導(dǎo)體封裝體601中 將半導(dǎo)體芯片603安裝到插入式基板上且接著使用諸如環(huán)氧樹脂之類的樹脂澆鑄半導(dǎo)體芯片603。半導(dǎo)體芯片603在毫米波段中執(zhí)行通信處理。如前面參照圖1所述，半導(dǎo)體芯片 603被用作系統(tǒng)LSI，在系統(tǒng)LSI中，LSI功能性部分104和信號產(chǎn)生部分107或LSI功能 性部分204和信號產(chǎn)生部分207彼此集成。半導(dǎo)體封裝體601通常以安裝到諸如印刷布線 板之類的安裝板的表面上的形式使用。具體地，半導(dǎo)體封裝體601包括插入式基板602、可采用在毫米波段中通信處理的 半導(dǎo)體芯片603、封裝樹脂604和例如對應(yīng)于傳輸路徑耦合部分108、208的高頻信號耦合結(jié) 構(gòu)的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608。盡管毫米波耦合結(jié)構(gòu)608可以響應(yīng)于單端輸出和差分輸出中的 任何一個，但為了簡化說明，除非有特別提示，在下面的說明中將毫米波耦合結(jié)構(gòu)608描述 為響應(yīng)于單端輸出的毫米波耦合結(jié)構(gòu)。插入式基板602組成芯片安裝基板，半導(dǎo)體芯片603安裝到插入式基板602上。在 插入式基板602中必須使用薄片部件，薄片部件是通過將具有大約2至大約10的給定范圍 內(nèi)的相對介電常數(shù)的熱加強(qiáng)區(qū)域與銅箔彼此結(jié)合而獲得的。與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的情況類似地形成有多個焊盤電極613的部分存在于半導(dǎo)體芯片603 的表面上。而且，在實施例模式的結(jié)構(gòu)中所特有的用于毫米波無線傳輸?shù)暮撩撞詈辖Y(jié)構(gòu) 608的一部分(毫米波耦合結(jié)構(gòu))存在于半導(dǎo)體芯片603的表面上?？傊耘c現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相 同的方式連接均不是使用毫米波信號的傳輸對象的電源部分等的端子。例如，將分別與半導(dǎo)體芯片603的焊盤電極613相對應(yīng)的引線電極616設(shè)置在插 入式基板602的安裝有半導(dǎo)體芯片603的一側(cè)的表面，例如前表面。焊盤電極613和引線電 極616分別通過結(jié)合線617互相連接。多個端子電極618設(shè)置在插入式基板602的后表面 側(cè)上。端子電極618是用于電連接應(yīng)用半導(dǎo)體封裝體601的安裝電路基板(基板102，202) 的端子。因此，例如，使用焊料球作為端子電極618。端子電極618應(yīng)用在諸如電源、接地和 毫米波傳輸?shù)染蛔鳛楹撩撞▊鬏斈繕?biāo)的電信號的輸入/輸出，例如半導(dǎo)體芯片603的控 制信號。對于插入式基板602，焊盤電極613和端子電極618通過引線電極616和結(jié)合線 617分別彼此連接。例如，引線電極616通過插入式基板602內(nèi)的布線圖案連接到端子電極 618。注意，在此并非將半導(dǎo)體芯片603和插入式基板602彼此連接的方法限制為通過 結(jié)合線617將半導(dǎo)體芯片603和插入式基板602彼此連接的方法。除此之外，例如，存在使 用引線框或倒裝芯片結(jié)合(flip chipjoining)的方法。使用倒裝芯片結(jié)合的方法將塊電 極(bump electrode)或焊料球設(shè)置在半導(dǎo)體芯片603的后表面和插入式基板602的前表 面上，通過焊料球?qū)雽?dǎo)體芯片603連接至插入式基板602。半導(dǎo)體芯片603的作為毫米波無線傳輸對象的信號線耦合到毫米波耦合結(jié)構(gòu) 608。例如，通過從半導(dǎo)體芯片603的電路的信號布線處延伸而設(shè)置用于高頻信號的傳輸路 徑706。傳輸路徑706與半導(dǎo)體芯片603的電路布線在同一個過程中形成。換句話說，傳 輸路徑706與半導(dǎo)體芯片603集成地形成。使用封裝樹脂604即封裝部件來封裝半導(dǎo)體芯 片603。導(dǎo)電層(未圖示)形成在半導(dǎo)體芯片603側(cè)的封裝樹脂604與半導(dǎo)體芯片603的 邊界中，或形成在與半導(dǎo)體芯片603相對的一側(cè)的封裝樹脂604的表面上。并且，具有縫隙 結(jié)構(gòu)的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608形成在封裝樹脂604的與傳輸路徑706相對應(yīng)的位置中作為基座。換句話說，這種結(jié)構(gòu)通過使用用于封裝半導(dǎo)體芯片603的封裝樹脂604將具有縫 隙結(jié)構(gòu)的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608形成在與傳輸路徑706相對應(yīng)的位置中作為基座。通過毫米 波耦合結(jié)構(gòu)608中高頻信號的電磁耦合，在毫米波耦合結(jié)構(gòu)608的傳輸路徑706與毫米波 耦合結(jié)構(gòu)608之間實現(xiàn)基于高頻信號傳輸電磁波的結(jié)構(gòu)。后面將會詳細(xì)說明毫米波耦合結(jié) 構(gòu) 608。作為待封裝的絕緣部件的示例，包括插入式基板602上的半導(dǎo)體芯片603和毫米 波耦合結(jié)構(gòu)608的部分的封裝結(jié)構(gòu)元件被封裝樹脂604覆蓋。傳輸路徑632形成在封裝樹脂604的與毫米波耦合結(jié)構(gòu)608相對應(yīng)的部分的表面 上，連接至傳輸路徑632的天線結(jié)構(gòu)636也形成在封裝樹脂604的與毫米波耦合結(jié)構(gòu)608 相對應(yīng)的部分的表面上。傳輸路徑632具有向天線結(jié)構(gòu)636傳輸毫米波信號的功能，而天 線結(jié)構(gòu)636具有以電磁信號的形式無線地發(fā)射毫米波的功能。對于天線結(jié)構(gòu)636的典型示例，期望在封裝樹脂604的表面上將諸如金屬之類的 導(dǎo)體的圖案形成為預(yù)定形狀，借此構(gòu)造天線。例如，貼片天線和反向F天線等是典型示例。 例如，期望在封裝樹脂604的表面上形成天線圖案的方法如下在封裝樹脂604的表面上進(jìn) 行電鍍，在導(dǎo)電盤附著在封裝樹脂604的表面上之后選擇性地蝕刻導(dǎo)電盤，及將其上形成 有金屬圖案的粘著劑粘著到封裝樹脂604的表面等等。除此之外，例如，通過使用縫隙耦合 而采用波導(dǎo)管結(jié)構(gòu)，等等?？傊?，這意味著將通過應(yīng)用諸如縫隙天線之類的小空隙耦合元件 而獲得的天線結(jié)構(gòu)636用作波導(dǎo)管的耦合部分。后面將詳細(xì)說明天線結(jié)構(gòu)636。例如，使用環(huán)氧樹脂作為封裝樹脂604。例如，使用封裝樹脂604封裝安裝到插入 式基板602的半導(dǎo)體芯片603和結(jié)合線617。封裝樹脂604是電介質(zhì)材料，其初始目的主要 是保護(hù)設(shè)置在半導(dǎo)體封裝體601內(nèi)的半導(dǎo)體芯片603和由結(jié)合線617制成的布線。在半導(dǎo)體封裝體601的實施例模式中，除這個初始目的之外，封裝樹脂604還在毫 米波耦合結(jié)構(gòu)608中基于電磁耦合用作毫米波傳輸媒介。例如，在這種情況下，毫米波耦合 結(jié)構(gòu)608由半導(dǎo)體芯片603、設(shè)置在封裝樹脂604上的傳輸路徑632以及形成在半導(dǎo)體芯片 603和傳輸路徑632之間的由封裝樹脂604制成的毫米波傳輸媒介634組成。半導(dǎo)體芯片 603和封裝樹脂604表面上的傳輸路徑632組成毫米波耦合結(jié)構(gòu)608。因此，通過由封裝樹 脂604制成的毫米波傳輸媒介634而在封裝樹脂604之間實現(xiàn)毫米波傳輸，毫米波傳輸媒 介634組成毫米波耦合結(jié)構(gòu)608的一部分。半導(dǎo)體封裝體601包括毫米波耦合結(jié)構(gòu)608，毫米波信號通過毫米波耦合結(jié)構(gòu)608 在封裝樹脂604的表面和半導(dǎo)體芯片603上互相電磁耦合，在半導(dǎo)體封裝體601中，半導(dǎo)體 芯片603通過使用毫米波信號實現(xiàn)無線傳輸且使用封裝樹脂604封裝半導(dǎo)體芯片603。而 且，在半導(dǎo)體封裝601體中，具有預(yù)定形狀圖案的天線結(jié)構(gòu)636形成在封裝樹脂604的表面 上。如上所述，半導(dǎo)體封裝體601的實施例模式包括毫米波耦合結(jié)構(gòu)608 (高頻耦合結(jié) 構(gòu))和導(dǎo)體天線結(jié)構(gòu)636。在這種情況下，毫米波耦合結(jié)構(gòu)608設(shè)置在半導(dǎo)體芯片603的均 作為毫米波信號的傳輸對象的端子和封裝樹脂604的表面之間。并且，導(dǎo)體天線結(jié)構(gòu)636 設(shè)于封裝樹脂604的表面上。通過電磁耦合，在半導(dǎo)體芯片603和傳輸路徑632之間傳輸 毫米波信號，電磁耦合形成在毫米波傳輸媒介634的位于半導(dǎo)體芯片603和毫米波耦合結(jié)構(gòu)608的傳輸路徑632之間的部分中。并且，從天線結(jié)構(gòu)636發(fā)射毫米波信號。根據(jù)半導(dǎo)體封裝體601的實施例模式，使用毫米波耦合結(jié)構(gòu)608替換半導(dǎo)體封裝 體601的端子電極618的一部分。結(jié)果，可以減少端子電極618的數(shù)量。除此之外，半導(dǎo)體封裝體601采用上面描述的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608，借此天線結(jié)構(gòu) 636可形成在封裝體或封裝樹脂604的表面上而在半導(dǎo)體芯片603的周圍不具有特殊結(jié)構(gòu)， 繼而可以實現(xiàn)半導(dǎo)體封裝體601的小型化。另外，可以應(yīng)用通用處理，借助封裝樹脂604也 可實現(xiàn)提高可靠性。也就是說，毫米波耦合結(jié)構(gòu)608的實施例模式與封裝樹脂604集成在一起。因此， 可防止封裝尺寸變得巨大，均不同于專利文獻(xiàn)1和2中所描述的結(jié)構(gòu)，在專利文獻(xiàn)1和2中 所描述的結(jié)構(gòu)中各種類型的結(jié)構(gòu)元件布置在芯片的外部。另外，通過在均作為半導(dǎo)體芯片 603的毫米波信號的傳輸對象的端子與封裝樹脂604的表面之間插入使用封裝樹脂604的 毫米波傳輸媒介634來構(gòu)造毫米波耦合結(jié)構(gòu)608。因此，毫米波耦合結(jié)構(gòu)608具有其結(jié)構(gòu)比 專利文獻(xiàn)1情況下的結(jié)構(gòu)更簡單的優(yōu)勢，進(jìn)而實現(xiàn)了低成本。由于毫米波耦合結(jié)構(gòu)608不 是如下結(jié)構(gòu)，即借助布線和通孔通過毫米波結(jié)構(gòu)傳輸毫米波信號，因此可以說，與專利文獻(xiàn) 1所描述結(jié)構(gòu)的情況相對比不必?fù)?dān)心傳輸特性的惡化。半導(dǎo)體封裝體601的實施例模式中的天線結(jié)構(gòu)636沒有形成在基板上，而是形成 在封裝樹脂604的表面上。因而，在完成半導(dǎo)體封裝體601的制造之后可以改變天線圖案。 例如，當(dāng)對封裝樹脂604的表面使用電鍍或在導(dǎo)電盤依附到封裝樹脂604的表面之后選擇 性地蝕刻導(dǎo)電盤時，會出現(xiàn)與在專利文獻(xiàn)1的情況相同的問題。然而，當(dāng)其上形成有金屬圖 案的粘著劑粘著在封裝樹脂604的表面時，可以通過交換粘著劑改變天線圖案。圖3A和圖;3B至圖7A-7D分別是說明半導(dǎo)體封裝體601的第一實施例的圖，特別 是說明毫米波耦合結(jié)構(gòu)608的圖。圖3A和圖;3B分別是說明根據(jù)半導(dǎo)體封裝體601的第一 實施例的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A的結(jié)構(gòu)的俯視圖，和沿著圖3A中X3-X3線的剖面圖。圖4A 至圖4C分別是說明根據(jù)制造半導(dǎo)體封裝體601的第一實施例和毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A的方 法的剖面圖。圖5A和圖5B分別是說明圖3A和圖;3B中所示的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A的尺寸 示例的俯視圖，和沿著圖5A中X3-X3線的剖面圖。圖6是說明在圖5A和圖5B中所示的尺 寸示例情況下的模擬特性的曲線。并且，圖7A至圖7D分別是說明在毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A 的第一實施例中使用的天線結(jié)構(gòu)636(天線圖案646)的第一至第四結(jié)構(gòu)示例的俯視圖。用作傳輸路徑耦合部分108、208的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A的第一實施例包括具有 縫隙結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體圖案和微帶線作為主要部分。在這種情況下，具有縫隙結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體圖案形 成在封裝樹脂604和半導(dǎo)體芯片603A之間。并且，微帶線形成在半導(dǎo)體芯片603A的表面 上。形成在電介質(zhì)層的內(nèi)部的傳輸路徑632通過具有縫隙結(jié)構(gòu)的毫米波傳輸媒介634耦合 到設(shè)置在封裝樹脂604的表面上的天線結(jié)構(gòu)636構(gòu)成的天線圖案，電介質(zhì)層設(shè)置在半導(dǎo)體 芯片603A的上層側(cè)。厚度為d的電介質(zhì)層702形成在硅層700或半導(dǎo)體層上。例如，電介質(zhì)層702是 由氧化物膜制成。導(dǎo)體層704形成在電介質(zhì)層702的表面上，封裝樹脂604形成為覆蓋導(dǎo) 體層704?？p隙圖案結(jié)構(gòu)710A形成在導(dǎo)體層704的一部分中。圖中從硅層700延伸到導(dǎo) 體層704的部分是半導(dǎo)體芯片603A。從信號布線(未圖示)延伸的用于諸如高頻信號之類的信號的傳輸?shù)膫鬏斅窂?06從硅層700插入到電介質(zhì)層702內(nèi)的厚度為dl的部分中。 傳輸路徑632形成在設(shè)于半導(dǎo)體芯片603A的表面?zhèn)鹊碾娊橘|(zhì)層702的內(nèi)部?？p隙圖案結(jié)構(gòu)710A是由形成在導(dǎo)體層704中的開口部分712和長導(dǎo)體圖案714 和716組成，長導(dǎo)體圖案714和716被開口部分712包圍且彼此平行布置。通路孔708形 成在電介質(zhì)層702中，以便電連接至傳輸路徑706的端部。并且，縫隙圖案結(jié)構(gòu)710A的形 成在電介質(zhì)層702的表面上的導(dǎo)體圖案714電連接至通路孔708。形成電介質(zhì)層702和縫 隙圖案結(jié)構(gòu)710A的導(dǎo)體圖案714和716的技術(shù)與在硅層700上如金屬布線過程等形成電 路布線的導(dǎo)體圖案的過程可以是相同的，硅層700組成具有CMOS結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片603A。 因此，形成電介質(zhì)層702和縫隙圖案結(jié)構(gòu)710A的導(dǎo)體圖案714和716與形成電路布線的導(dǎo) 體圖案同時進(jìn)行。封裝樹脂604形成在半導(dǎo)體芯片603A (導(dǎo)體層704)的上方，傳輸路徑632形成在 封裝樹脂604的表面上。并且，傳輸路徑632連接至天線結(jié)構(gòu)636(未圖示)。盡管如前面所述封裝樹脂604通常用于固定結(jié)合線617或提高芯片可靠性，但在 這種結(jié)構(gòu)中封裝樹脂604同時用作在毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A的部分中傳輸電磁波。例如，使用環(huán)氧樹脂作為封裝樹脂604。例如，使用封裝樹脂604封裝安裝到插入 式基板602的半導(dǎo)體芯片603A和結(jié)合線617。封裝樹脂604是由電介質(zhì)材料制成，且其初 始封裝目的主要是保護(hù)設(shè)置在半導(dǎo)體封裝體601的內(nèi)部的半導(dǎo)體芯片603A和基于結(jié)合線 617的布線。在毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A的第一實施例中，除了這個初始目的之外，封裝樹脂604 還用作基于毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A中電磁耦合的毫米波傳輸媒介。例如，在這種情況下的毫 米波耦合結(jié)構(gòu)608A是由半導(dǎo)體芯片603A、設(shè)置在封裝樹脂604的表面上的傳輸路徑632以 及由形成在半導(dǎo)體芯片603A和傳輸路徑632之間的由封裝樹脂604制成的毫米波傳輸媒 介634組成。半導(dǎo)體芯片603A和封裝樹脂604的表面上的傳輸路徑632組成毫米波耦合 結(jié)構(gòu)608A。因此，通過毫米波傳輸媒介634在封裝樹脂604之間實現(xiàn)毫米波傳輸，毫米波傳 輸媒介634組成毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A的一部分且由封裝樹脂604制成。在這種毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A中，電介質(zhì)層702、導(dǎo)體層704和傳輸路徑706首先形 成帶狀線傳輸路徑，帶狀線傳輸路徑是通過執(zhí)行CMOS過程而形成。通路孔708和導(dǎo)體圖案 714和716在CMOS過程中形成，導(dǎo)體圖案714通過通路孔708連接至傳輸路徑706。導(dǎo)體層704、封裝樹脂604和傳輸路徑632組成微帶線(MQ。如上所述，傳輸路徑 632連接至天線結(jié)構(gòu)636 (未圖示)。縫隙圖案結(jié)構(gòu)710A發(fā)射電磁波。也就是說，對于用于毫米波信號的具有這種結(jié)構(gòu) 的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A，形成在傳輸路徑706與傳輸路徑632之間的封裝樹脂604中的毫 米波傳輸媒介634通過縫隙圖案結(jié)構(gòu)710A使電連接至半導(dǎo)體芯片103的信號布線的傳輸 路徑706和形成在封裝樹脂604表面上的傳輸路徑632彼此電磁耦合。組成縫隙圖案結(jié)構(gòu) 710A的導(dǎo)體圖案714和導(dǎo)體圖案716將自縫隙圖案結(jié)構(gòu)710A發(fā)射的電磁波增強(qiáng)，進(jìn)而實現(xiàn) 寬帶。注意，為了簡潔，這里省略了對縫隙圖案結(jié)構(gòu)710A機(jī)理的詳細(xì)說明，例如，請參 照非專禾丨J文獻(xiàn)"A broadband microstrip-fed slot antenna，，(Deal, W. R. ；Radisic, V.； Yongxi Qian ；Itoh, Τ. , Technologies for WirelessApplications,1999. Digest. 1999IEEE MTT-S Symposium on Date :21_24Feb 1999，pp.209to 212)。圖4A至圖4C示出了制造毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A的第一實施例的方法。具體地，在硅層700上形成厚度為dl的電介質(zhì)層70 ，在電介質(zhì)層70 上形成傳 輸路徑706(參照圖4A)，之后，形成電介質(zhì)層702b，電介質(zhì)層702b與電介質(zhì)層70 以相同 的材料制成。此后，通路孔708形成在與電介質(zhì)層702的傳輸路徑706的端部相對應(yīng)的部分中。 此后，在組成導(dǎo)體層704的導(dǎo)體圖案形成在電介質(zhì)層702 (702b)的整個表面上之后，通過使 用蝕刻方法獲得組成縫隙圖案結(jié)構(gòu)710A的開口部分712，借此形成導(dǎo)體圖案714和716 (參 照圖4B)。形成導(dǎo)體層704和縫隙圖案結(jié)構(gòu)710A的導(dǎo)體圖案714和716的技術(shù)可以同時用 于執(zhí)行如金屬布線過程等用于形成硅層700上的電路布線的導(dǎo)體圖案的過程，硅層700組 成具有CMOS結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片603A。因此，優(yōu)點在于，導(dǎo)體層704和縫隙圖案結(jié)構(gòu)710A的 導(dǎo)體圖案714和716可以與電路布線的導(dǎo)體圖案集成地形成。然而，通過參照后面描述的尺寸示例可以知道，縫隙圖案結(jié)構(gòu)710A的導(dǎo)體圖案 714和716中每一個導(dǎo)體圖案的寬度比符合CMOS過程的布線規(guī)則的寬度例如大數(shù)十微米。 因此，恐怕會發(fā)生由大尺寸差異引起的制造方法中的缺陷。此后，實現(xiàn)封裝，使得封裝樹脂604覆蓋導(dǎo)體層704和縫隙圖案結(jié)構(gòu)710A的整個 表面。此后，傳輸路徑632和天線結(jié)構(gòu)636(未圖示)形成在封裝樹脂604的表面上(參照 圖4C)。例如，在粘附導(dǎo)電盤或粘附其上形成有圖案的粘著劑之后，通過使用例如電鍍、蝕刻 之類的方法，使得傳輸路徑632與天線結(jié)構(gòu)636(天線圖案646)集成地形成。當(dāng)將其上形 成有金屬圖案的粘著劑以前面所述的方式粘著到封裝樹脂604的表面上時，具有可通過交 換粘著劑改變天線圖案的優(yōu)勢。圖5A和圖5B說明圖3A和圖中所示的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A的示例。硅層700 的厚度為100 μ m及介電常數(shù)為11.7。電介質(zhì)層702的厚度d為9 μ m及介電常數(shù)為3. 5。 傳輸路徑706的路徑厚度為1 μ m及路徑寬度為7. 5 μ m。導(dǎo)體層704的厚度為1 μ m。在這 種情況下，電介質(zhì)層702、導(dǎo)體層704和傳輸路徑706組成的帶狀線傳輸路徑的特征阻抗設(shè) 計為50 Ω。縫隙圖案結(jié)構(gòu)710Α的導(dǎo)體圖案714和716中每個導(dǎo)體圖案的厚度為1 μ m、橫向?qū)?度為80 μ m及縱向?qū)挾?長度)為380 μ m。因此，縫隙圖案結(jié)構(gòu)710A的導(dǎo)體圖案714和 716均以長導(dǎo)體圖案的形式構(gòu)造?？p隙圖案結(jié)構(gòu)710A的開口部分712的總寬度為430 μ m, 縱向?qū)挾?長度)為610 μ m，間隙間隔即導(dǎo)體圖案714和716等之間的間隔為90 μ m。通路孔708的孔直徑為7. 5 μ m，傳輸路徑706和導(dǎo)體圖案714通過通路孔708彼 此電連接。封裝樹脂604的電介質(zhì)厚度為ΙΟΟμπι，介電常數(shù)為4。形成在封裝樹脂604的表面 上的傳輸路徑632的路徑厚度為20 μ m,路徑寬度為185 μ m。在這種情況下，由導(dǎo)體層704、 封裝樹脂604和傳輸路徑632組成的微帶線(MSL)的特征阻抗設(shè)計為50 Ω。下面將參照圖6說明圖5Α和圖5Β所示的尺寸示例中的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608Α的 模擬特性示例。在這種情況下，圖6說明了用于圖5Α和圖5Β所示的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608Α 的模擬模型的在端口 1和端口 2之間獲得的傳遞特性示例和反射特性示例。
通過圖6所示的模擬特性可知，獲得在54. 6GHz到82. 7GHz的范圍中可使用的 28. IGHz頻段量作為滿足Sll < -IOdB的反射特性和S22 < -IOdB的反射特性的帶寬。并 且，傳遞特性S21和S12中的每個傳遞特性的耦合損失介于1. 6dB到4. OdB或1. 6dB到3dB 的范圍內(nèi)。順便說一下，注意傳遞特性Sll和S22，在傳遞特性Sll和S22的兩個峰值位置之 間存在差異。盡管分析認(rèn)為這是造成帶寬變寬的因素，但通常優(yōu)選地在兩個峰值位置之間 不存在差異。分析認(rèn)為這個差異是由硅層700和封裝樹脂604的介電常數(shù)之間的較大差異 的事實引起的，這是因為硅層700的介電常數(shù)為11. 7而封裝樹脂604的介電常數(shù)為4，借此 提供了從縫隙圖案結(jié)構(gòu)710A發(fā)射到傳輸路徑632側(cè)的電磁波的一部分向硅層700側(cè)傳播 的特性。為了避免傳遞特性Sll和S22的兩個峰值位置之間的差異，通過例如在組成封裝 樹脂604的電介質(zhì)材料中包含硅填充劑等等，使封裝樹脂604的介電常數(shù)變大。然而，在這 種情況下，盡管可以避免傳遞特性Sll和S22的兩個峰值位置之間的差異，但恐怕會相反地 使帶寬變窄。因此，這僅需要基于兩個峰值位置間的差異與帶寬之間的平衡的考慮而設(shè)置 封裝樹脂604的成分(介電常數(shù))。注意，由于封裝樹脂604的材料(介電常數(shù))與由導(dǎo)體層704和封裝樹脂604共 同組成的微帶線(MSL)的材料(介電常數(shù))均對特征阻抗施加影響，因此對這方面同時加
以考慮比較重要。圖7A至圖7D說明了在毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A中使用的天線結(jié)構(gòu)636及天線圖案 646的第一至第四結(jié)構(gòu)示例。在圖7A至圖7D中分別所示的特征阻抗為50 Ω且形成在封裝 樹脂604的表面上的傳輸路徑632的第一至第四結(jié)構(gòu)示例中的任一示例中，具有預(yù)定形狀 的導(dǎo)體圖案的天線圖案646形成在封裝樹脂604的表面上，借此構(gòu)造天線結(jié)構(gòu)636。在圖7Α中所示的第一結(jié)構(gòu)示例中，按照現(xiàn)在的樣子使用傳輸路徑632的端部構(gòu)造 微帶天線647Α。在這種情況下，使用共振結(jié)構(gòu)以使其用作天線。換句話說，也可以說使微帶 路徑用作天線。在圖7Β中所示的第二結(jié)構(gòu)示例中，構(gòu)造貼片天線647Β，使得其結(jié)構(gòu)與在圖7Α中所 示的第一結(jié)構(gòu)示例中的微帶天線647Α的情況相比，加寬微帶天線647Α的路徑部分(帶狀 部分)的橫向?qū)挾纫赃M(jìn)一步提高電波的發(fā)射效率。注意，盡管在圖7Β中所示的第二結(jié)構(gòu)示 例中貼片天線647Β具有四邊形形狀或長方形形狀，然而，本發(fā)明并未對其做任何限制，進(jìn) 而貼片天線647Β也可以具有圓形形狀或其它任何合適的形狀。在圖7C中所示的第三結(jié)構(gòu)示例中，構(gòu)造平面反向F天線647C。功率饋送線647Ca 連接到傳輸路徑632，短路線647Cb連接到導(dǎo)體層704組成的接地平面，導(dǎo)體層704形成在 封裝樹脂604的位于半導(dǎo)體芯片603A的表面上的較低部分上。在圖7D中所示的第四結(jié)構(gòu)示例示出了差分天線647D。差分天線647D是由移相器 647Da和偶極天線647Db的組合組成。移相器647Da包括移相器647Da_l和647Da_2，移相 器647Da_l和647Da_2在路徑長度上彼此不同。移相器647Da_l的一端和移相器647Da_2 的一端之間的連接點連接到傳輸路徑632。移相器647Da_l的另一端連接到偶極天線647Db 的一個元件647Db_l，而移相器647Da_2的另一端連接到偶極天線647Db的另一個元件 647Db_2。設(shè)置差分天線647D，使得由于移相器647Da_l的另一端和移相器647Da_2的另一端之間的路徑長度差異而引起移相器647Da_l的另一端和移相器647Da_2的另一端之間的 相位差為180°。圖8A至圖8C分別是說明半導(dǎo)體封裝體601的第一實施例和毫米波耦合結(jié)構(gòu)608 的變換的視圖。而且，圖8A至圖8C分別是說明毫米波耦合結(jié)構(gòu)608B的第二實施例的變換 的結(jié)構(gòu)和制造方法的圖。也就是說，圖8A至圖8C分別是縫隙圖案結(jié)構(gòu)710B的一部分的俯 視圖、沿著圖8A的X3-X3線的剖面圖和與圖8A的俯視圖相對應(yīng)的半導(dǎo)體芯片60 的一部 分的剖面圖。毫米波耦合結(jié)構(gòu)608B是毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A的第一實施例的變換。因此，第一 實施例的變換的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608B具有以下形式，即縫隙圖案結(jié)構(gòu)710B的一部分與半 導(dǎo)體芯片60 分離形成，隨后在縫隙圖案結(jié)構(gòu)710B和半導(dǎo)體芯片60 彼此集成之后形成 封裝樹脂604、傳輸路徑632和天線結(jié)構(gòu)636。第一實施例的變換的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608B具有以下結(jié)構(gòu)，即第一實施例的毫米 波耦合結(jié)構(gòu)608與半導(dǎo)體芯片6(X3B分離。因此，在完整產(chǎn)品的狀況下，第一實施例的變換 的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608B幾乎與毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A的第一實施例沒有差別。然而，在中 間階段，如圖8A至圖8C中所示，第一實施例的變換的特征在于半導(dǎo)體芯片6(X3B和具有縫 隙圖案結(jié)構(gòu)710B作為其主要部分的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608B彼此分離形成。也就是說，這個 特征意味著半導(dǎo)體芯片60 和諸如縫隙圖案結(jié)構(gòu)710B之類的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608B彼此 分離設(shè)置，且毫米波耦合結(jié)構(gòu)608B結(jié)合到半導(dǎo)體芯片60 上的端子，借此獲得堆疊結(jié)構(gòu)。 通過采用這種結(jié)構(gòu)，優(yōu)點在于，使毫米波耦合結(jié)構(gòu)608B不存在由于布線規(guī)則之間的尺寸差 異引起的制造方法中的缺點，布線規(guī)則之間的尺寸差異例如為，制造毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A 的第一實施例的方法中所描述的CMOS過程與縫隙圖案結(jié)構(gòu)710A的導(dǎo)體圖案714和716的 數(shù)十微米的差異。如圖8A和圖8B所示，主要部分為縫隙圖案結(jié)構(gòu)710B的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608B與 毫米波耦合結(jié)構(gòu)608A的第一實施例的縫隙圖案結(jié)構(gòu)710A大致相同。然而，第一實施例的 變換與第一實施例的區(qū)別在于在半導(dǎo)體芯片60 和毫米波耦合結(jié)構(gòu)608B彼此分離形成之 后再設(shè)置用于電連接半導(dǎo)體芯片60 的耦合結(jié)構(gòu)。具體地，將厚度為d2且與第一實施例中的電介質(zhì)層702b相對應(yīng)的電介質(zhì)層703 設(shè)置作為縫隙圖案結(jié)構(gòu)710B的基材。并且，導(dǎo)體層704形成在電介質(zhì)層703和開口部分 712上，組成縫隙圖案結(jié)構(gòu)710B的導(dǎo)體圖案714和716形成在導(dǎo)體層704的一部分中。通 路孔708形成在導(dǎo)體圖案714中。毫米波傳輸端子709形成在連接至導(dǎo)體圖案714的通路 孔708的半導(dǎo)體芯片603A側(cè)。包括毫米波傳輸端子709的縫隙圖案結(jié)構(gòu)710B或許在CMOS 過程中形成，也或許構(gòu)造在由電介質(zhì)材料制成的且組成電介質(zhì)層703的基板上。如圖8C中所示，厚度為dl的電介質(zhì)層70 形成在半導(dǎo)體芯片6(X3B的硅層700 上。例如，電介質(zhì)層70 是由氧化物膜制成。傳輸路徑706形成在電介質(zhì)層70 的表面 上。在圖8C中，從硅層700延伸到傳輸路徑706的部分是半導(dǎo)體芯片60 。與毫米波傳輸端子709相對應(yīng)的毫米波傳輸端子707形成在傳輸路徑706的端部 中。在CMOS過程中形成毫米波傳輸端子707與在半導(dǎo)體芯片60 上形成其它布線圖案同 時進(jìn)行。半導(dǎo)體芯片60 上的毫米波傳輸端子707和設(shè)置在毫米波耦合結(jié)構(gòu)608的底表面上的毫米波傳輸端子709彼此結(jié)合，借此將傳輸路徑706、通路孔708和導(dǎo)體圖案714彼 此電連接。例如，必需采用焊球系統(tǒng)或金結(jié)合系統(tǒng)進(jìn)行毫米波傳輸端子707和毫米波傳輸 端子709之間的結(jié)合。半導(dǎo)體芯片603B和毫米波耦合結(jié)構(gòu)608B彼此集成的狀況與圖4B 中所示的狀況相同。盡管未圖示，在半導(dǎo)體芯片603B和毫米波耦合結(jié)構(gòu)608B彼此集成之后，與制作毫 米波耦合結(jié)構(gòu)608A的第一實施例的方法的情況(參見圖4C)類似，實現(xiàn)封裝，使得封裝樹 脂604覆蓋導(dǎo)體層704和縫隙圖案結(jié)構(gòu)710B的整個表面。此后，傳輸路徑632和天線結(jié)構(gòu) 636形成在封裝樹脂604的表面上。根據(jù)第一實施例的變換的結(jié)構(gòu)，獲得毫米波耦合結(jié)構(gòu)608B的尺寸和形成過程不 依賴于半導(dǎo)體芯片603B的優(yōu)勢，在第一實施例的變換的結(jié)構(gòu)中，毫米波耦合結(jié)構(gòu)608B和半 導(dǎo)體芯片603B彼此分離構(gòu)造。 圖9A和圖9B及圖IOA至圖IOC分別是說明半導(dǎo)體封裝體601和毫米波耦合結(jié)構(gòu) 608的第二實施例的圖。圖9A和圖9B分別是說明毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C的第二實施例的結(jié) 構(gòu)的俯視圖和沿著圖9A中X3-X3線的剖面圖。圖IOA至圖IOC分別是說明制造半導(dǎo)體封 裝體601和毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C的第二實施例的方法的剖面圖。毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C的第二實施例的特征在于傳輸路徑632和天線結(jié)構(gòu)646均 未設(shè)置在封裝樹脂604的表面上，設(shè)置在封裝樹脂604的表面上的縫隙圖案結(jié)構(gòu)710C本身 用作直接發(fā)射電磁波的天線。對于這種結(jié)構(gòu)，帶狀線傳輸路徑形成在半導(dǎo)體芯片603C的表 面部分上，導(dǎo)體層704形成在封裝樹脂604的表面上，以及開口部分712形成在導(dǎo)體層704 的一部分中，借此構(gòu)造縫隙圖案結(jié)構(gòu)710C。MMl具體地，厚度與第一實施例中的導(dǎo)體層704大致相同的薄導(dǎo)體層701形成在硅層 700上，厚度為d3的電介質(zhì)層702形成在薄導(dǎo)體層701上。例如，電介質(zhì)層702是由氧化物 膜制成。從信號布線(未圖示)延伸的傳輸路徑706形成在電介質(zhì)層702的表面上。在圖 9B中，從硅層700延伸到傳輸路徑706的部分為半導(dǎo)體芯片603C。形成封裝樹脂604，使得覆蓋電介質(zhì)層702和傳輸路徑706。并且，半導(dǎo)體層704 形成在封裝樹脂604的表面上的組成縫隙圖案結(jié)構(gòu)710C的區(qū)域部分?？p隙圖案結(jié)構(gòu)710C 形成在半導(dǎo)體層704的一部分上。縫隙圖案結(jié)構(gòu)710C是由形成在導(dǎo)體層704中的開口部分712組成。形成薄導(dǎo)體層 701、電介質(zhì)層702和組成縫隙圖案結(jié)構(gòu)710C的導(dǎo)體層704的方法可以與諸如金屬布線過 程之類的用于形成硅層700上的電路布線的導(dǎo)體圖案的過程相同，硅層700組成具有CMOS 結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片603C。因此，形成薄導(dǎo)體層701、電介質(zhì)層702和組成縫隙圖案結(jié)構(gòu)710C 的導(dǎo)體層704與用于電路布線的導(dǎo)體圖案的形成同時進(jìn)行。盡管也如前面所述，通常封裝樹脂604用于固定結(jié)合線617及提高芯片的穩(wěn)定性， 但是在這種結(jié)構(gòu)中，封裝樹脂604也用于在毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C的部分(縫隙圖案結(jié)構(gòu) 710C)中傳輸和發(fā)射電磁波。首先，在這種毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C中，薄導(dǎo)體層701、電介質(zhì)層702和傳輸路徑 706在CMOS過程中形成帶狀線傳輸路徑。作為這種結(jié)構(gòu)中最大特征部分的縫隙圖案結(jié)構(gòu)710C發(fā)射電磁波。也就是說，對于用于毫米波信號的這種結(jié)構(gòu)的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C，電連接至半導(dǎo)體芯片103的信號布線 的傳輸路徑706與縫隙圖案結(jié)構(gòu)710C的開口部分712借助形成在傳輸路徑706和縫隙圖 案結(jié)構(gòu)710C的開口部分712之間的封裝樹脂604中的毫米波傳輸媒介634而彼此電磁耦 合。結(jié)果，將已通過毫米波傳輸媒介634傳輸?shù)暮撩撞ㄒ噪姶挪ǖ男问桨l(fā)射。縫隙圖案結(jié) 構(gòu)710C和開口部分712用作發(fā)射電磁波的天線。制造毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C的第二實施例的方法如在圖IOA至圖IOC中所示。具體地，導(dǎo)體層701形成在硅層700上(參照圖10A)，厚度為d的電介質(zhì)層702形 成在導(dǎo)體層701上，傳輸路徑706形成在電介質(zhì)層702上(參照圖10B)。形成導(dǎo)體層701和傳輸路徑706的方法可與例如金屬布線過程之類的用于形成硅 層700上的電路布線的導(dǎo)體圖案的過程同時執(zhí)行，硅層700組成具有CMOS結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯 片603A。因此，具有導(dǎo)體層701和傳輸路徑706可以與用于電路布線的導(dǎo)體圖案集成地形 成的優(yōu)勢。此后，實現(xiàn)封裝，使得封裝樹脂604覆蓋電介質(zhì)層702和傳輸路徑706的整個表 面。此后，在導(dǎo)體層704形成在封裝樹脂604的表面上之后，通過使用蝕刻方法來獲得組成 縫隙圖案結(jié)構(gòu)710C的開口 712 (參照圖10C)。在粘附導(dǎo)體盤后或粘附其上形成有圖案的粘著劑之后，在導(dǎo)體層704中，通過使 用諸如電鍍(蒸鍍)、蝕刻之類的方法來形成組成縫隙圖案結(jié)構(gòu)710C的開口部分712。當(dāng) 以前面所描述的方式將其上形成有金屬圖案的粘著劑粘著到封裝樹脂604的表面時，具有 可通過交換粘著劑改變天線圖案(即這種情況下的開口部分712的圖案)的優(yōu)勢。圖IlA和圖IlB分別是說明無線傳輸系統(tǒng)1的第一實施例的圖。也就是說，圖IlA 和圖IlB分別是無線傳輸系統(tǒng)1的第一實施例的俯視圖和沿著圖IlA中X3-X3線的剖面圖。無線傳輸系統(tǒng)IA的第一實施例是通過使用具有前面所述的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608 的半導(dǎo)體封裝體601而構(gòu)造的無線傳輸系統(tǒng)1的實施例。在這種情況下，在多個半導(dǎo)體封 裝體601中的毫米波無線傳輸中應(yīng)用本發(fā)明。半導(dǎo)體封裝體601之間的毫米波信號傳輸路 徑9具有例如波導(dǎo)管結(jié)構(gòu)、諸如空腔或電介質(zhì)傳輸路徑等毫米波限制結(jié)構(gòu)。無線傳輸系統(tǒng) IA的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為使得毫米波耦合到空腔或電介質(zhì)傳輸路徑。由電介質(zhì)材料制成的毫米波信 號傳輸路徑通過縫隙圖案結(jié)構(gòu)710C耦合毫米波，借此在半導(dǎo)體封裝體601之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳 輸。兩個半導(dǎo)體封裝體601_1和601_2安裝到電路基板(未圖示)上以彼此水平偏移。 應(yīng)用毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C的第二實施例的半導(dǎo)體封裝體用作各個半導(dǎo)體封裝體601_1和 601_2。安裝毫米波信號傳輸路徑9，使得在半導(dǎo)體封裝體601_1和601_2之間建立紐帶。 毫米波信號傳輸路徑9可以是外部邊緣由屏蔽材料制成且內(nèi)部為中空的毫米波信號傳輸 路徑，或可以是由電介質(zhì)材料制成的電介質(zhì)傳輸路徑9A。優(yōu)選地，構(gòu)造傳輸路徑，使得毫米波信號傳輸路徑9的兩端均電磁開路或短路。例 如，傳輸路徑的結(jié)構(gòu)的示例為，導(dǎo)體形成在毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C的端部表面中，且將從毫 米波耦合結(jié)構(gòu)608C的中心延伸到毫米波信號傳輸路徑9的端部表面的位置設(shè)定為獲得開 路或短路的位置。盡管在開路的情況下毫米波從每個端部泄露可能是個問題，但能獲得防止在毫米
26波信號傳輸路徑9內(nèi)形成駐波的效果。另一方面，盡管在短路的情況下恐怕會形成駐波，但 能獲得由于反射效果而提高靈敏度的優(yōu)勢。對于具有這種結(jié)構(gòu)的無線傳輸系統(tǒng)1A，毫米波信號通過諸如半導(dǎo)體封裝體601_1 和601_2的縫隙圖案結(jié)構(gòu)710C之類的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C而耦合到毫米波信號傳輸路徑 9。結(jié)果，通過毫米波信號傳輸路徑9可以在半導(dǎo)體封裝體601_1和601_2之間傳輸數(shù)據(jù)， 半導(dǎo)體封裝體601_1和601_2中的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C彼此平行設(shè)置。注意，這僅需要將反射器分別安裝到毫米波信號傳輸路徑9的發(fā)送側(cè)和接收側(cè)， 借此將自毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C發(fā)射到毫米波信號傳輸路徑9側(cè)的毫米波的傳播方向轉(zhuǎn)換 為毫米波信號傳輸路徑9的延伸方向。在這種情況下，自一個半導(dǎo)體封裝體601_1的毫米 波耦合結(jié)構(gòu)608C發(fā)射的毫米波或電磁波在毫米波信號傳輸路徑9的厚度方向上傳播。此 后，電磁波被設(shè)置在發(fā)送側(cè)的反射器反射以在毫米波信號傳輸路徑9的延伸方向上傳播。 另外，電磁波到達(dá)另一半導(dǎo)體封裝體601_2的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C。圖12A和圖12B分別是說明無線傳輸系統(tǒng)1的第二實施例的圖。也就是說，圖12A 和圖12B分別是說明無線傳輸系統(tǒng)1的第二實施例的俯視圖和沿著圖12A中X3-X3線的剖 面圖。無線傳輸系統(tǒng)IB的第二實施例是通過使用具有前面所述的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608 的半導(dǎo)體封裝體601而構(gòu)造的無線傳輸系統(tǒng)1的實施例。與無線傳輸系統(tǒng)IA的第一實施 例的情況相類似，在多個半導(dǎo)體封裝體601中的毫米波無線傳輸中應(yīng)用本發(fā)明。無線傳輸 系統(tǒng)IB的第二實施例與無線傳輸系統(tǒng)IA的第一實施例的區(qū)別在于半導(dǎo)體封裝體601之間 的毫米波信號傳輸路徑9構(gòu)造在金屬體800的內(nèi)部。兩個半導(dǎo)體封裝體601_1和601_2安裝到電路基板(未圖示)以彼此水平偏移。 應(yīng)用毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C的第二實施例的半導(dǎo)體封裝體用作各個半導(dǎo)體封裝體601_1和 601_2。安裝金屬體800，使得在半導(dǎo)體封裝體601_1和601_2之間建立紐帶。例如，諸如 由金屬材料制造的機(jī)殼或熱輻射盤之類的機(jī)殼可以用作金屬體800。例如，布置電路基板 上的兩個半導(dǎo)體封裝體601_1和601_2，使得其每個表面接觸機(jī)殼。例如，由金屬材料制作 的機(jī)殼是在數(shù)字錄制/復(fù)制裝置、地面TV接收器、移動電話、游戲機(jī)、計算機(jī)或通信裝置等 中使用的設(shè)定盒或箱(set box or case) 0熱輻射盤的初始目的是為了輻射半導(dǎo)體封裝體 601_1和601_2自身的熱。盡管在任何情況下金屬體800具有輻射半導(dǎo)體封裝體601_1和 601_2的熱的功能，但是除此之外，在無線傳輸系統(tǒng)IB的第二實施例中，毫米波信號傳輸路 徑9設(shè)置在金屬體800的內(nèi)部。具體地，如圖12A和圖12B中所示，空腔形成在金屬體800的內(nèi)部以構(gòu)造具有波導(dǎo) 管結(jié)構(gòu)的毫米波信號傳輸路徑9。優(yōu)選地，與無線傳輸系統(tǒng)IA的第一實施例的情況相類似， 構(gòu)造傳輸路徑，使得毫米波信號傳輸路徑9的兩端彼此電磁開路或短路。另外，與無線傳輸 系統(tǒng)IA的第一實施例的情況相類似，這僅需要在毫米波信號傳輸路徑9的發(fā)送側(cè)和接收側(cè) 分別安裝反射器，借此將自毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C發(fā)射到毫米波信號傳輸路徑9側(cè)的毫米波 的傳播方向轉(zhuǎn)換為毫米波信號傳輸路徑9的延伸方向。形成在半導(dǎo)體封裝體601_1和601_2的封裝樹脂604的表面上的導(dǎo)體層704與金 屬體800通過兩個平面而彼此緊密接觸地布置。結(jié)果，獲得可以防止毫米波泄露和可以提高熱輻射特性的效果。與無線傳輸系統(tǒng)IA的第一實施例的情況相類似，即使對于具有這種結(jié)構(gòu)的無線 傳輸系統(tǒng)1B，毫米波信號通過諸如半導(dǎo)體封裝體601_1和601_2的縫隙圖案結(jié)構(gòu)710C之 類的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C而耦合到毫米波信號傳輸路徑9。結(jié)果，通過毫米波信號傳輸路 徑9可以在半導(dǎo)體封裝體601_1和601_2之間傳輸數(shù)據(jù)，半導(dǎo)體封裝體601_1和601_2中 的毫米波耦合結(jié)構(gòu)608C彼此平行設(shè)置。^^盡管前面所述的無線傳輸系統(tǒng)IA和IB的第一和第二實施例的形式均使得多個 半導(dǎo)體封裝體601在相同電路基板上彼此平行地布置，但本發(fā)明并不限于平行設(shè)置方式。 盡管未圖示，也可采用如下形式，即大致在相同軸線上層疊和布置多個半導(dǎo)體封裝體601 的狀況下，或在將安裝有多個半導(dǎo)體封裝體601的電路基板布置為使得半導(dǎo)體芯片603 彼此面對的狀況下，實現(xiàn)毫米波傳輸。本申請的申請人先前曾遞交有關(guān)半導(dǎo)體封裝體間 的毫米波無線傳輸?shù)娜毡緦＠暾圝P 2009-164506,因此，可以采用將日本專利申請JP 2009-164506中所描述的半導(dǎo)體封裝體替換為無線傳輸系統(tǒng)IA和IB的第一和第二實施例 中的半導(dǎo)體封裝體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計要求和其它因素，可以在本發(fā)明所附的權(quán)利 要求或其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合及變化。
權(quán)利要求
1.一種裝置，其包括半導(dǎo)體封裝體，其允許無線電信號通過； 芯片，其產(chǎn)生所述無線電信號；及耦合器，其鄰近所述芯片且將所述無線電信號發(fā)射到所述半導(dǎo)體封裝體的外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進(jìn)一步包括 半導(dǎo)體層，其位于所述半導(dǎo)體封裝體內(nèi)；電介質(zhì)層，其位于所述半導(dǎo)體層的上方，所述電介質(zhì)層中包括傳輸路徑； 通路孔，其位于所述電介質(zhì)層內(nèi)； 導(dǎo)體層，其位于所述電介質(zhì)層上；圖案，其位于所述導(dǎo)體層中，通過所述導(dǎo)體層中的至少兩個開口和位于所述開口之間 的所述導(dǎo)體層的一部分形成， 其中，所述半導(dǎo)體層和所述電介質(zhì)層形成所述芯片，及 所述通路孔可操作地連接至所述傳輸路徑和所述導(dǎo)體層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進(jìn)一步包括 傳輸路徑，其位于所述半導(dǎo)體封裝體內(nèi)；導(dǎo)體層，其面對所述傳輸路徑；縫隙結(jié)構(gòu)，其包括形成在所述導(dǎo)體層中的開口，其中，所述傳輸路徑和所述縫隙結(jié)構(gòu)彼此耦合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述縫隙結(jié)構(gòu)和所述傳輸路徑彼此電磁耦合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述導(dǎo)體圖案改善在所述傳輸路徑和所述半導(dǎo) 體封裝體的表面之間傳輸?shù)乃鰺o線電信號的強(qiáng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述導(dǎo)體層中的所述圖案包括所述導(dǎo)體層中的多個開口和位于所述開口之間的所述 導(dǎo)體層的多個部分，所述圖案中的所述導(dǎo)體層的所述部分之間不彼此電連接，及 所述導(dǎo)體層的所述部分中的一個部分電連接至所述傳輸路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進(jìn)一步包括 天線，其位于所述半導(dǎo)體封裝體上，其中，鄰近所述芯片的所述耦合器將所述無線電信號發(fā)射到所述天線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其進(jìn)一步包括第二傳輸路徑，其位于所述半導(dǎo)體封裝體和所述天線之間， 其中，所述第二傳輸路徑和所述天線彼此電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進(jìn)一步包括具有無線傳輸路徑的結(jié)構(gòu)，所述無線傳 輸路徑用于傳輸所述無線電信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述結(jié)構(gòu)是波導(dǎo)管。
11.一種半導(dǎo)體裝置，其包括 半導(dǎo)體層；半導(dǎo)體芯片，其位于所述半導(dǎo)體層中； 電介質(zhì)層，其位于所述半導(dǎo)體層上；封裝部件，其位于所述電介質(zhì)層上，用于封裝所述半導(dǎo)體芯片； 傳輸路徑，其位于所述電介質(zhì)層和所述電介質(zhì)層上的封裝部件之間； 導(dǎo)體層，其位于所述封裝部件的表面上；及 縫隙結(jié)構(gòu)，其包括所述導(dǎo)體層中的開口。
12.—種半導(dǎo)體裝置，其包括 半導(dǎo)體層；半導(dǎo)體芯片，其包括具有通信功能的電路，所述半導(dǎo)體芯片位于所述半導(dǎo)體層中； 電介質(zhì)層，其位于所述半導(dǎo)體層上；封裝部件，其位于所述電介質(zhì)層上，用于封裝所述半導(dǎo)體芯片；傳輸路徑，其將高頻信號傳輸?shù)剿鲭娐芬约皞鬏攣碜运鲭娐返母哳l信號；導(dǎo)體層，其面對所述傳輸路徑；縫隙結(jié)構(gòu)，其包括所述導(dǎo)體層中的開口，其中，所述傳輸路徑和所述縫隙結(jié)構(gòu)彼此耦合且用于傳輸所述傳輸路徑和所述封裝部件之 間的電磁波。
13.一種無線傳輸系統(tǒng)，其包括至少兩個芯片，所述兩個芯片的至少一個芯片用于產(chǎn)生無線電信號；及 容納在半導(dǎo)體封裝體中的芯片的至少一個芯片，所述半導(dǎo)體封裝體允許所述無線電信 號通過。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無線傳輸系統(tǒng)，其中，所述半導(dǎo)體封裝體包括天線，且將所 述無線電信號傳輸?shù)剿鎏炀€。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無線傳輸系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括具有無線傳輸路徑的結(jié)構(gòu)，所述無線傳輸路徑可操作與所述至少兩個芯片相關(guān)，所述 無線傳輸路徑在所述至少兩個芯片之間傳輸所述無線電信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無線傳輸系統(tǒng)，其中，所述結(jié)構(gòu)是波導(dǎo)管。
17.一種電子裝置，其包括半導(dǎo)體封裝體，其允許無線電信號通過； 芯片，其產(chǎn)生所述無線電信號；及耦合器，其鄰近所述芯片且將所述無線電信號發(fā)射到所述半導(dǎo)體封裝體的外部。
18.—種制造半導(dǎo)體封裝體的方法，其包括以下步驟 提供電子芯片，所述電子芯片用于產(chǎn)生無線電信號；提供耦合器，所述耦合器鄰近所述電子芯片，所述耦合器將所述無線電信號無線電發(fā) 送出所述電子芯片；及在所述電子芯片和所述耦合器周圍形成半導(dǎo)體封裝體，通過所述半導(dǎo)體封裝體能夠傳 輸所述無線電信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的制造半導(dǎo)體封裝體的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟 在所述半導(dǎo)體封裝體內(nèi)形成半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體層上形成電介質(zhì)層；在所述電介質(zhì)層內(nèi)形成所述傳輸路徑；形成縫隙結(jié)構(gòu)，所述縫隙結(jié)構(gòu)包括所述導(dǎo)體層中的開口 ；及將所述傳輸路徑和所述縫隙結(jié)構(gòu)彼此耦合，其中，所述半導(dǎo)體層和所述電介質(zhì)層形成所述電子芯片。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的制造半導(dǎo)體封裝體的方法，其中， 所述傳輸路徑與所述電子芯片的布線在相同步驟中形成。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的制造半導(dǎo)體封裝體的方法，其中，所述傳輸路徑與所述電 子芯片集成地形成。
22.一種電子裝置，其包括 無線傳輸系統(tǒng)，其中，所述無線傳輸系統(tǒng)包括(1)至少兩個芯片，所述至少兩個芯片的至少一個芯片用于產(chǎn) 生無線電信號，和(2)容納在半導(dǎo)體封裝體中的芯片的至少一個芯片，所述半導(dǎo)體封裝體 允許所述無線電信號通過。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置、制造半導(dǎo)體裝置的方法及使用該半導(dǎo)體裝置的無線傳輸系統(tǒng)。所述半導(dǎo)體裝置包括半導(dǎo)體封裝體，其允許無線電信號通過；芯片，其產(chǎn)生所述無線電信號；及耦合器，其鄰近所述芯片且將所述無線電信號發(fā)射到所述半導(dǎo)體封裝體的外部。根據(jù)本發(fā)明，所述半導(dǎo)體裝置容易制造且其封裝尺寸不會變得很大。
文檔編號H01L21/56GK102074515SQ20101051626
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
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