半導(dǎo)體器件及其制造方法、毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置及其制造方法、以及毫米波電介質(zhì)內(nèi) ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，能夠容易地在不使用具有大量端子的連接器和具有較大安裝面積的布線線纜的情況下進(jìn)行構(gòu)造。該毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置包括：設(shè)置在夾置襯底(4)的兩個(gè)相對(duì)表面之一上并能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)陌雽?dǎo)體芯片(30)；連接至半導(dǎo)體芯片(30)的天線結(jié)構(gòu)(32)；包括覆蓋半導(dǎo)體芯片(30)及天線結(jié)構(gòu)(32)的模制樹脂(8)的兩個(gè)半導(dǎo)體封裝(20a)(20b)；以及設(shè)置在兩個(gè)半導(dǎo)體封裝(20a)(20b)之間并能夠傳輸毫米波信號(hào)的電介質(zhì)波導(dǎo)(21)。半導(dǎo)體封裝(20a)(20b)被安裝為使得其天線結(jié)構(gòu)(32)將電介質(zhì)波導(dǎo)(21)保持在兩者之間。
【專利說明】半導(dǎo)體器件及其制造方法、毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置及其制造方法、以及毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2009年12月8日、發(fā)明名稱為“半導(dǎo)體器件及其制造方法、毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置及其制造方法、以及毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)”的申請(qǐng)?zhí)枮?00980153550.4專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法、毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置及其制造方法、以及毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0003]近年來，隨著電影影像及計(jì)算機(jī)圖像等中的信息量的顯著增大，已經(jīng)使用了各種裝置來以高速傳輸諸如毫米波的基帶信號(hào)。對(duì)于上述高速基帶信號(hào)傳輸裝置，需要無故障地傳輸諸如毫米波的高速基帶信號(hào)。
[0004]同時(shí)，根據(jù)用于傳輸基帶信號(hào)的半導(dǎo)體封裝，存在許多如下所述的情況:其中，包括形成在半導(dǎo)體元件上的多個(gè)電路元件以構(gòu)成大規(guī)模電子電路的半導(dǎo)體芯片被密封在設(shè)置有多個(gè)端子的小型封裝內(nèi)。
[0005]圖38A是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體封裝I的構(gòu)造示例，而圖38B是沿圖38A的線X3-X3所取的剖視圖。圖38A中所示的半導(dǎo)體封裝I包括半導(dǎo)體芯片2及夾置襯底4。
[0006]半導(dǎo)體芯片2被安裝在夾置襯底4上，并包括用于傳輸基帶信號(hào)的電路。半導(dǎo)體芯片2在其表面上設(shè)置有多個(gè)墊盤電極3。夾置襯底4在其后表面一側(cè)設(shè)置有多個(gè)端子電極5。端子電極5是用于與安裝半導(dǎo)體封裝I的安裝襯底進(jìn)行電連接的端子，并被用于電源、接地以及輸入/輸出電信號(hào)。夾置襯底4將半導(dǎo)體芯片2的墊盤電極3連接至端子電極5。半導(dǎo)體芯片2的墊盤電極3通過接合引線7連接至引線電極6。
[0007]此外，夾置襯底4在其表面上設(shè)置有與墊盤電極3對(duì)應(yīng)的引線電極6。引線電極6經(jīng)由夾置襯底4中的布線圖案連接至端子電極5。通常，為了將半導(dǎo)體芯片2連接至夾置襯底4，會(huì)使用引線框或接合引線7。否則，還有使用焊球的倒裝芯片接合法。根據(jù)倒裝芯片接合法，伸出電極9 (凸起:焊球)設(shè)置在半導(dǎo)體芯片2的后表面以及夾置襯底4的表面上，而半導(dǎo)體芯片2經(jīng)由焊球被接合至夾置襯底4。
[0008]利用模制樹脂8來密封安裝在夾置襯底4上的半導(dǎo)體芯片2及接合引線7。模制樹脂8是介電材料，密封的主要目的是保護(hù)封裝中的半導(dǎo)體芯片2以及使用接合引線7的布線。半導(dǎo)體封裝I通常被安裝在諸如所使用的印刷板之類的安裝襯底的表面上。半導(dǎo)體封裝I被連線至同一印刷板或另一印刷板的電路。
[0009]通常，在印刷板的布線中，存在很多其中使用具有大量布線的多層襯底的情況。通過在薄的電介質(zhì)襯底上對(duì)布線進(jìn)行圖案化，以彼此層疊方式將布線接合，并將各層布線經(jīng)由過孔彼此連接來形成多層襯底。在多層襯底的層中，連接器被安裝在各電介質(zhì)襯底上，并且通過連接器之間的直接連接或連接器之間的線纜連接來實(shí)現(xiàn)布線。
[0010]圖39是示出包括層疊半導(dǎo)體封裝Ia及Ib的電子裝置700的構(gòu)造示例的剖視圖。根據(jù)圖39所示的電子裝置700，殼體12包括兩個(gè)半導(dǎo)體封裝Ia及l(fā)b、安裝襯底1a及10b、架板11、連接器14以及線纜15。
[0011]半導(dǎo)體封裝Ia安裝在下襯底1a上，而半導(dǎo)體封裝Ib安裝在上襯底1b上。半導(dǎo)體封裝Ia及Ib被接合至架板11，使得半導(dǎo)體封裝Ia及Ib的表面與架板11發(fā)生接觸。由此允許從半導(dǎo)體封裝Ia及Ib產(chǎn)生的熱量被排放至架板11。兩個(gè)襯底1a及1b被固定至架板11。架板11進(jìn)而被固定至殼體12。為了將襯底1a及1b固定至架板11并將架板11固定至殼體12，采用了螺紋結(jié)構(gòu)13?？梢允褂媒饘偌肮腆w塑料材料等作為架板11的材料。此外，通過將連接器14設(shè)置至襯底1a及1b并利用線纜15將連接器14彼此相連來執(zhí)行半導(dǎo)體封裝Ia及Ib之間的數(shù)據(jù)傳輸。
[0012]涉及諸如用于發(fā)送/接收毫米信號(hào)的電子裝置700，專利文獻(xiàn)I揭示了一種電介質(zhì)波導(dǎo)線。根據(jù)該電介質(zhì)波導(dǎo)線，設(shè)置了一對(duì)主導(dǎo)體層、兩行過孔組以及副導(dǎo)體層，并且主導(dǎo)體層以將電介質(zhì)夾置在其間的方式彼此平行地形成。過孔組被形成為允許主導(dǎo)體層以等于或小于沿信號(hào)傳輸方向的截止波長(zhǎng)的間隔彼此電連接。副導(dǎo)體層被連接至過孔組并平行于主導(dǎo)體層而形成。在電介質(zhì)波導(dǎo)線中，當(dāng)通過被主導(dǎo)體層、過孔組以及副導(dǎo)體層包圍的波導(dǎo)區(qū)域傳輸電信號(hào)時(shí)，主導(dǎo)體層中的至少一者形成有用于與高頻傳輸線進(jìn)行電磁耦合的槽孔。高頻傳輸線包括微帶線并形成在面對(duì)槽孔的位置處。當(dāng)如上所述形成電介質(zhì)波導(dǎo)線時(shí)，電介質(zhì)波導(dǎo)線可以被方便地電磁耦合至另一高頻傳輸線，并且能夠進(jìn)行信號(hào)傳輸。此外，能夠提供具有從微波至毫米波的穩(wěn)定特性的波導(dǎo)線。
[0013]引用文獻(xiàn)列表
[0014]專利文獻(xiàn)
[0015]專利文獻(xiàn)I:JP 2004-104816A (第 4 頁，圖1)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]技術(shù)問題
[0017]但是，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于發(fā)送/接收毫米波信號(hào)的電子裝置700，會(huì)出現(xiàn)以下問題。
[0018]1.根據(jù)電子裝置700，圖39所示的半導(dǎo)體封裝Ia及Ib被接合至架板11使得半導(dǎo)體封裝Ia及Ib的表面與架板11發(fā)生接觸，并且線纜15被連接在設(shè)置于下襯底1a及上襯底1b的連接器14之間。此外，在半導(dǎo)體封裝Ia及Ib之間傳輸數(shù)據(jù)。但是，隨著在電子裝置中處理的數(shù)據(jù)量增大的情況下，連接至半導(dǎo)體封裝Ia及Ib的布線數(shù)量也會(huì)增大。
[0019]例如，在被用作存儲(chǔ)器的半導(dǎo)體封裝中，當(dāng)數(shù)據(jù)寬度增大至32位及64位時(shí)，地址寬度也會(huì)增大。因此，半導(dǎo)體封裝Ia及Ib的端子電極5的數(shù)量也會(huì)增大。因此，會(huì)發(fā)生封裝尺寸增大的問題。這特別是因?yàn)橄噍^于半導(dǎo)體芯片2的墊盤電極3的尺寸，夾置襯底4的端子電極5的尺寸的增大。
[0020]i1.因?yàn)檫B接至襯底10中的半導(dǎo)體封裝Ia的布線數(shù)量增大，故需要允許襯底10更多地采用多層結(jié)構(gòu)。由此，會(huì)發(fā)生成本上升的問題。
[0021]ii1.襯底1a及1b采用多層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致用于將下襯底1a連接至上襯底1b的連接器14的數(shù)量以及線纜15的端子的數(shù)量的增大。因此，會(huì)出現(xiàn)連接器14及線纜15的物理尺寸增大，連接器14及線纜15的形狀復(fù)雜，連接器14及線纜15的可靠性降低以及成本上升的問題。
[0022]iv.因?yàn)槎鄬咏Y(jié)構(gòu)會(huì)造成使用多個(gè)連接器14及線纜15，故在電子裝置中，襯底1a及1b以及架板11及殼體12的構(gòu)造、形狀及布置會(huì)較為復(fù)雜。因此，會(huì)出現(xiàn)成本上升，組裝步驟數(shù)量增多，以及組裝工件難度增加的問題。
[0023]V.此外，還可以對(duì)參照專利文獻(xiàn)I中揭示的電介質(zhì)波導(dǎo)線來構(gòu)造用于發(fā)送/接收毫米波信號(hào)的電子裝置的情況進(jìn)行考量
[0024]在此情況下，在包括圖39所示的層疊半導(dǎo)體封裝Ia及Ib的電子裝置700的結(jié)構(gòu)中，已經(jīng)考慮到利用電介質(zhì)波導(dǎo)線來替換連接器14及線纜15。但是，即使利用電介質(zhì)波導(dǎo)線替換了連接器14及線纜15，還是會(huì)出現(xiàn)難以無錯(cuò)誤地傳輸諸如毫米波的高速基帶信號(hào)的問題。
[0025]著眼于以上問題完成了本發(fā)明，其旨在無需取決于具有大量端子的連接器以及具有較大安裝面積的線纜而方便地構(gòu)造毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)。本發(fā)明的目的在于提供半導(dǎo)體器件及其制造方法、毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置及其制造方法以及毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)。
[0026]問題的解決方案
[0027]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括:半導(dǎo)體芯片，其設(shè)置在襯底上，并能夠進(jìn)行毫米波帶通信；天線結(jié)構(gòu)，其連接至所述半導(dǎo)體芯片；絕緣構(gòu)件，其被構(gòu)造用于覆蓋所述半導(dǎo)體芯片；以及毫米波傳輸構(gòu)件，其由具有能夠進(jìn)行毫米波信號(hào)傳輸?shù)碾娊橘|(zhì)的介電材料制成，并與所述天線結(jié)構(gòu)匹配。
[0028]當(dāng)利用絕緣構(gòu)件覆蓋天線結(jié)構(gòu)時(shí)，絕緣構(gòu)件包括能夠允許毫米波信號(hào)穿過的電介質(zhì)。例如，在采用其中能夠進(jìn)行毫米波通信的多個(gè)半導(dǎo)體芯片被容納在同一封裝內(nèi)的構(gòu)造的情況下，當(dāng)整個(gè)天線結(jié)構(gòu)也被絕緣構(gòu)件覆蓋時(shí)，覆蓋半導(dǎo)體芯片的絕緣構(gòu)件用作能夠在多個(gè)半導(dǎo)體芯片之間進(jìn)行毫米波信號(hào)傳輸?shù)暮撩撞▊鬏敇?gòu)件。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件，當(dāng)允許具有同一構(gòu)造并能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)膬蓚€(gè)根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件以兩者之間夾置毫米波傳輸構(gòu)件的狀態(tài)彼此接觸并使半導(dǎo)體器件工作時(shí)，能夠從一個(gè)半導(dǎo)體器件向另一半導(dǎo)體器件傳輸毫米波信號(hào)。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了一種毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，包括:能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)牡谝话雽?dǎo)體器件，其包括設(shè)置在一個(gè)襯底上并能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片、連接至所述半導(dǎo)體芯片的天線結(jié)構(gòu)、以及被構(gòu)造用于覆蓋所述半導(dǎo)體芯片的絕緣構(gòu)件；能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)牡诙雽?dǎo)體器件，其包括設(shè)置在另一襯底上并能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片、連接至所述半導(dǎo)體芯片的天線結(jié)構(gòu)、以及被構(gòu)造用于覆蓋所述半導(dǎo)體芯片的絕緣構(gòu)件；以及毫米波傳輸構(gòu)件，其由具有能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)碾娊橘|(zhì)的介電材料制成，并設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體器件與所述第二半導(dǎo)體器件之間，其中，所述第一半導(dǎo)體器件以及所述第二半導(dǎo)體器件以將所述毫米波傳輸構(gòu)件夾置于兩者之間的方式進(jìn)行安裝，使得毫米波信號(hào)能夠在所述第一半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)之間傳輸。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，能夠經(jīng)由設(shè)置在第一半導(dǎo)體器件與第二半導(dǎo)體器件之間的毫米波信號(hào)傳輸構(gòu)件從第一半導(dǎo)體器件向第二半導(dǎo)體器件傳輸毫米波信號(hào)。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括以下步驟:在襯底上形成能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片；將天線結(jié)構(gòu)連接至形成在所述襯底上的所述半導(dǎo)體芯片；通過利用絕緣構(gòu)件覆蓋所述半導(dǎo)體芯片來使所述半導(dǎo)體芯片絕緣；并且利用具有能夠進(jìn)行毫米波信號(hào)通信的電介質(zhì)的介電材料，使所述天線結(jié)構(gòu)與毫米波傳輸構(gòu)件匹配。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了一種制造毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置的方法，所述方法包括以下步驟:通過在一個(gè)襯底上設(shè)置能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片、將天線結(jié)構(gòu)連接至所述半導(dǎo)體芯片、并利用絕緣構(gòu)件覆蓋所述半導(dǎo)體芯片，來形成能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)牡谝话雽?dǎo)體器件；通過在另一襯底上設(shè)置能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片、將天線結(jié)構(gòu)連接至所述半導(dǎo)體芯片、并利用絕緣構(gòu)件覆蓋所述半導(dǎo)體芯片，來形成能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)牡诙雽?dǎo)體器件；并且利用具有能夠進(jìn)行毫米波信號(hào)傳輸?shù)碾娊橘|(zhì)的介電材料來在所述第一半導(dǎo)體器件與所述第二半導(dǎo)體器件之間形成毫米波傳輸構(gòu)件，其中，在形成所述毫米波傳輸構(gòu)件時(shí)，將所述第一及第二半導(dǎo)體器件隔著所述毫米波傳輸構(gòu)件進(jìn)行安裝，使得在所述第一半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)之間能夠傳輸毫米波信號(hào)。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的第五方面，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了一種毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)，包括:能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)牡谝话雽?dǎo)體器件，其包括設(shè)置在一個(gè)電子器件的襯底上并能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片、連接至所述半導(dǎo)體芯片的天線結(jié)構(gòu)、以及被構(gòu)造用于覆蓋所述電子器件的所述半導(dǎo)體芯片的絕緣構(gòu)件；能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)牡诙雽?dǎo)體器件，其包括設(shè)置在另一電子器件的襯底上并能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片、連接至所述半導(dǎo)體芯片的天線結(jié)構(gòu)、以及被構(gòu)造用于覆蓋所述電子器件的所述半導(dǎo)體芯片的絕緣構(gòu)件；以及毫米波傳輸構(gòu)件，其由具有能夠進(jìn)行毫米波信號(hào)傳輸?shù)碾娊橘|(zhì)的介電材料制成，并設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體器件與所述第二半導(dǎo)體器件之間，其中，所述一個(gè)電子器件和所述另一電子器件經(jīng)由所述毫米波傳輸構(gòu)件彼此接觸，使得在所述第一半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)之間能夠傳輸毫米波信號(hào)。
[0035]如上所述，根據(jù)本發(fā)明各個(gè)方面，包括能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片的第一及第二半導(dǎo)體器件被布置為使得其天線結(jié)構(gòu)以在其間夾置電介質(zhì)傳輸路徑的方式彼此面對(duì)。因此，可以經(jīng)由設(shè)置在第一半導(dǎo)體器件與第二半導(dǎo)體器件之間并能夠進(jìn)行毫米波信號(hào)傳輸?shù)碾娊橘|(zhì)傳輸路徑來從第一半導(dǎo)體器件向第二半導(dǎo)體器件傳輸毫米波信號(hào)。此外，能夠不基于具有大量端子的連接器以及具有較大安裝面積的印刷布線線纜而方便地構(gòu)造毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)。
[0036]例如能夠?qū)⒕哂猩鲜鰳?gòu)造的本發(fā)明的各個(gè)方面應(yīng)用至以高速傳輸具有30GHz至300GHz載波頻率的毫米波帶信號(hào)(承載電影影像及計(jì)算機(jī)圖像等)的毫米波帶通信系統(tǒng)。
[0037]本發(fā)明的有益效果
[0038]根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件及其制造方法，天線結(jié)構(gòu)被連接至半導(dǎo)體芯片。此外，提供了一種毫米波傳輸構(gòu)件，其由具有能夠傳輸毫米波信號(hào)的電介質(zhì)的介電材料制成，并與天線結(jié)構(gòu)匹配。當(dāng)整個(gè)天線結(jié)構(gòu)被絕緣構(gòu)件覆蓋時(shí)，覆蓋半導(dǎo)體芯片的絕緣構(gòu)件也包括允許毫米波信號(hào)穿過的電介質(zhì)，以構(gòu)成毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸路徑。
[0039]利用上述構(gòu)造，允許具有相同構(gòu)造并能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)膬蓚€(gè)根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件在兩者之間夾置毫米波傳輸構(gòu)件的情況下彼此接觸，并進(jìn)行工作。因此，能夠從一個(gè)半導(dǎo)體器件向另一半導(dǎo)體器件傳輸毫米波信號(hào)。此外，能夠在半導(dǎo)體器件之間實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。
[0040]由此，無需基于具有大量端子的連接器以及具有較大安裝面積的印刷布線片線纜，能夠方便地構(gòu)造毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，其能夠利用簡(jiǎn)單廉價(jià)的構(gòu)造來沿一個(gè)方向或兩個(gè)方向傳輸毫米波信號(hào)。
[0041 ] 根據(jù)本發(fā)明的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置及其制造方法，分別設(shè)置有能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片的第一及第二半導(dǎo)體器件的天線結(jié)構(gòu)被布置使得在其兩者之間夾置毫米波傳輸構(gòu)件。
[0042]利用上述構(gòu)造，能夠經(jīng)由設(shè)置在第一半導(dǎo)體器件與第二半導(dǎo)體器件之間并能夠進(jìn)行毫米波信號(hào)傳輸?shù)暮撩撞▊鬏敇?gòu)件來從第一半導(dǎo)體器件向第二半導(dǎo)體器件傳輸毫米波信號(hào)。由此，無需基于具有大量端子的連接器以及具有較大安裝面積的印刷布線片線纜，能夠方便地構(gòu)造毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)，其能夠沿一個(gè)方向或兩個(gè)方向傳輸毫米波信號(hào)。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)，在一個(gè)電子裝置的襯底上設(shè)置能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)牡谝话雽?dǎo)體器件，并在另一電子裝置的襯底上設(shè)置能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)牡诙雽?dǎo)體器件。在第一半導(dǎo)體器件與第二半導(dǎo)體器件之間設(shè)置能夠傳輸毫米波信號(hào)的毫米波傳輸構(gòu)件，并且一個(gè)電子裝置與另一電子裝置隔著毫米波傳輸構(gòu)件彼此接觸以在第一半導(dǎo)體器件的天線結(jié)構(gòu)與第二半導(dǎo)體器件的天線結(jié)構(gòu)之間傳輸毫米波信號(hào)。
[0044]利用上述構(gòu)造，能夠經(jīng)由設(shè)置在第一半導(dǎo)體器件與第二半導(dǎo)體器件之間并能夠進(jìn)行毫米波信號(hào)傳輸?shù)暮撩撞▊鬏敇?gòu)件來從第一半導(dǎo)體器件向第二半導(dǎo)體器件傳輸毫米波信號(hào)。由此，無需基于用于將兩個(gè)電子裝置彼此連接的通信線纜等，能夠在一個(gè)電子裝置與另一電子裝置之間進(jìn)行通信處理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]圖1是示出作為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝20的構(gòu)造示例的剖視圖；
[0046]圖2是示出半導(dǎo)體封裝20的內(nèi)部構(gòu)造示例的框圖；
[0047]圖3A是示出半導(dǎo)體封裝20的形成示例的處理圖；
[0048]圖3B是示出半導(dǎo)體封裝20的形成示例的處理圖；
[0049]圖3C是示出半導(dǎo)體封裝20的形成示例的處理圖；
[0050]圖3D是示出半導(dǎo)體封裝20的形成示例的處理圖；
[0051]圖3E是示出半導(dǎo)體封裝20的形成示例的處理圖；
[0052]圖4是示出作為第二實(shí)施例的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200的構(gòu)造示例的剖視圖；
[0053]圖5是示出組裝毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200的示例的剖視圖；
[0054]圖6是示出毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200的內(nèi)部構(gòu)造示例的框圖；
[0055]圖7是示出圖4所示毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200的放大構(gòu)造示例的立體圖；
[0056]圖8是示出用于檢驗(yàn)毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200的傳輸特性及反射特性的模擬模型示例的示意圖；
[0057]圖9是示出毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200的模擬特性的示例的視圖；
[0058]圖10是示出作為第三實(shí)施例的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置300的構(gòu)造示例的剖視圖；
[0059]圖11是示出作為第四實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝20c的構(gòu)造示例的立體圖；
[0060]圖12A是示出半導(dǎo)體封裝20c的形成示例的處理圖；
[0061]圖12B是示出半導(dǎo)體封裝20c的形成示例的處理圖；
[0062]圖12C是示出半導(dǎo)體封裝20c的形成示例的處理圖；
[0063]圖12D是示出半導(dǎo)體封裝20c的形成示例的處理圖；
[0064]圖13是示出具有POP結(jié)構(gòu)的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置400的構(gòu)造示例的剖視圖；
[0065]圖14是示出具有POP結(jié)構(gòu)的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置400的構(gòu)造示例的剖視圖；
[0066]圖15是示出作為第五實(shí)施例的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置500的構(gòu)造示例的剖視圖；
[0067]圖16A是示出毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置500的形成示例I的處理圖；
[0068]圖16B是示出毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置500的形成示例I的處理圖；
[0069]圖17A是示出毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置500的形成示例2的處理圖；
[0070]圖17B是示出毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置500的形成示例2的處理圖；
[0071]圖17C是示出毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置500的形成示例2的處理圖；
[0072]圖18A是示出毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置500的形成示例3的處理圖；
[0073]圖18B是示出毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置500的形成示例3的處理圖；
[0074]圖19A是示出作為第六實(shí)施例的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置600的構(gòu)造示例的剖視圖；
[0075]圖19B是示出作為第六實(shí)施例的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置600的構(gòu)造示例的剖視圖；
[0076]圖20A是示出電子裝置601的形成示例的處理圖；
[0077]圖20B是示出電子裝置601的形成示例的處理圖；
[0078]圖2IA是示出電子裝置602的形成示例的處理圖；
[0079]圖2IB是示出電子裝置602的形成示例的處理圖；
[0080]圖22A是說明與第七實(shí)施例比較的示例的視圖；
[0081]圖22B是說明與第七實(shí)施例比較的示例的視圖；
[0082]圖23A是說明第七實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝的構(gòu)造概況的視圖；
[0083]圖23B是說明第七實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝的構(gòu)造概況的視圖；
[0084]圖24A是說明在第七實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝中使用的天線結(jié)構(gòu)的詳細(xì)示例的視圖；
[0085]圖24B是說明在第七實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝中使用的天線的各個(gè)部分的尺寸的視圖；
[0086]圖24C是說明在第七實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝中使用的天線的各個(gè)部分的特性的視圖；
[0087]圖25A是說明應(yīng)用了圖24中所示的天線結(jié)構(gòu)的第七實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝的詳細(xì)不例的平面圖；
[0088]圖25B是說明應(yīng)用了圖24中所示的天線結(jié)構(gòu)的第七實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝的詳細(xì)不例的平面圖；
[0089]圖26是示出根據(jù)在圖25中示出的第七實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝中的模擬特性的示例I的圖形；
[0090]圖27是示出在圖25中示出的根據(jù)第七實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝中的模擬特性的示例2的圖形；
[0091]圖28是示出在圖25中示出的根據(jù)第七實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝中的模擬特性的示例3的圖形；
[0092]圖29A是說明與第八實(shí)施例比較的示例的視圖；
[0093]圖29B是說明與第八實(shí)施例比較的示例的視圖；
[0094]圖30A是說明第八實(shí)施例的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)的構(gòu)造概況的視圖；
[0095]圖30B是說明第八實(shí)施例的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)的構(gòu)造概況的視圖；
[0096]圖31是示出圖30中所示的根據(jù)第八實(shí)施例的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)中的模擬特性的示例I的圖形；
[0097]圖32是示出圖30中所示的根據(jù)第八實(shí)施例的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)中的模擬特性的示例2的圖形；
[0098]圖33是示出圖30中所示的根據(jù)第八實(shí)施例的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)中的模擬特性的示例3的圖形；
[0099]圖34是說明第一改變示例的半導(dǎo)體封裝的視圖；
[0100]圖35是說明第二改變示例的半導(dǎo)體封裝的視圖；
[0101]圖36是說明第三改變示例的半導(dǎo)體封裝及毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)的視圖；
[0102]圖37是說明第四改變示例的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)的視圖；
[0103]圖38A是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體封裝I的構(gòu)造示例的平面圖；
[0104]圖38B是沿線X3-X3所取的剖視圖，其示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體封裝I的構(gòu)造示例；且
[0105]圖39是示出包括層疊在其中的半導(dǎo)體封裝I的電子裝置的構(gòu)造示例的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0106]以下，將參考附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件及其制造方法、毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置及其制造方法。
[0107]1.第一實(shí)施例(半導(dǎo)體封裝20:構(gòu)造示例，內(nèi)部構(gòu)造示例及處理圖)
[0108]2.第二實(shí)施例(毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200:構(gòu)造示例，組裝示例，內(nèi)部構(gòu)造示例，放大構(gòu)造示例，模擬模型示例，特性示例)
[0109]3.第三實(shí)施例(毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置300:構(gòu)造示例)
[0110]4.第四實(shí)施例(半導(dǎo)體封裝20c:構(gòu)造示例，形成示例/毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置400:構(gòu)造示例及組裝示例)
[0111]5.第五實(shí)施例(毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置500:構(gòu)造示例及形成示例)
[0112]6.第六實(shí)施例(毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置600:構(gòu)造示例/電子裝置201及202的形成示例)
[0113]7.第七實(shí)施例(同一封裝中多個(gè)半導(dǎo)體芯片之間的毫米波傳輸)
[0114]8.第八實(shí)施例(第七實(shí)施例+不同封裝之間的毫米波傳輸)
[0115]9.改變示例(第一至第四改變示例)
[0116]〈第一實(shí)施例〉
[0117][半導(dǎo)體封裝20的構(gòu)造示例]
[0118]以下將參考圖1來描述作為本發(fā)明的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝20的構(gòu)造示例。圖1所示的半導(dǎo)體封裝20構(gòu)成半導(dǎo)體器件的示例?？蓪雽?dǎo)體封裝20應(yīng)用至以高速傳輸毫米波帶信號(hào)的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)，其具有用于承載電影影像及計(jì)算機(jī)圖像等的30GHz至300GHz的載波頻率。毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)包括數(shù)字記錄再現(xiàn)設(shè)備、陸上電視接收器、移動(dòng)電話、游戲機(jī)、計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備等。
[0119]半導(dǎo)體封裝20包括夾置襯底4、模制樹脂8、能夠傳輸毫米波信號(hào)的電介質(zhì)傳輸路徑21、能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片30以及天線結(jié)構(gòu)32。夾置襯底4構(gòu)成芯片安裝襯底，而半導(dǎo)體芯片30被設(shè)置在夾置襯底4上。使用通過將具有預(yù)定比介電常數(shù)的熱加強(qiáng)樹脂與銅箔結(jié)合而獲得的片材作為夾置襯底4。半導(dǎo)體芯片30執(zhí)行毫米波帶中的通信處理。半導(dǎo)體芯片30使用通過將LSI功能單元201與圖2所示的信號(hào)生成單元202 —體形成而獲得的系統(tǒng)LSI (參見圖2)。
[0120]此外，以與現(xiàn)有技術(shù)相同的方式，不對(duì)毫米波信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的的供電單元等的端子經(jīng)由接合引線7從半導(dǎo)體芯片30的墊盤電極3引線連接至引線電極6，并經(jīng)由夾置襯底4連接至端子電極5。
[0121]天線結(jié)構(gòu)32被連接至半導(dǎo)體芯片30。在本示例中，天線結(jié)構(gòu)32被設(shè)置在夾置襯底4的半導(dǎo)體芯片30上。天線結(jié)構(gòu)32包括天線端子31、微帶線33以及天線39等(參見圖2)。
[0122]夾置襯底4上的半導(dǎo)體芯片30以及天線結(jié)構(gòu)32的封裝元件等被作為絕緣構(gòu)件的示例的模制樹脂8覆蓋，使得封裝元件被絕緣(密封)。例如使用具有比介電常數(shù)ε I的環(huán)氧樹脂作為模制樹脂8。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體封裝1，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠∷⒉季€片從圖39所示的半導(dǎo)體芯片2的墊盤電極3連接至端子電極5。
[0123]根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝20，天線端子31引線連接至實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體芯片30中信號(hào)生成單元202的半導(dǎo)體集成電路。利用該結(jié)構(gòu)，用本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝20中的天線結(jié)構(gòu)32來替代現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體封裝I的一部分端子電極5。因此，能夠減少端子電極5的數(shù)量。
[0124]當(dāng)整個(gè)天線結(jié)構(gòu)被模制樹脂8覆蓋時(shí)，模制樹脂8由具有能夠傳輸毫米波信號(hào)的電介質(zhì)的介電材料制成，并被構(gòu)造用于構(gòu)成電介質(zhì)傳輸路徑21的全部或一部分。當(dāng)未應(yīng)用本實(shí)施例時(shí)，模制樹脂8的目的在于保護(hù)封裝中的半導(dǎo)體芯片及使用了接合引線的布線。但是，本實(shí)施例的另一區(qū)別在于實(shí)現(xiàn)了電介質(zhì)傳輸路徑21。
[0125]在模制樹脂8上設(shè)置如雙點(diǎn)劃線所示的能夠傳輸毫米波信號(hào)的電介質(zhì)傳輸路徑21。電介質(zhì)傳輸路徑21構(gòu)成毫米波傳輸構(gòu)件的示例，并包括由金屬以及如圖3Α至3Ε所示具有預(yù)定比介電常數(shù)ε 3的介電材料制成的架板11的一部分。介電材料包括能夠傳輸毫米波信號(hào)的電介質(zhì)。作為介電材料，例如使用包括基于壓克力樹脂、基于氨基甲酸乙酯樹脂、基于環(huán)氧樹脂、基于硅、或基于聚酰亞胺的介電材料的構(gòu)件。架板11構(gòu)成區(qū)域界定構(gòu)件的示例，并形成有與天線結(jié)構(gòu)32的上部匹配的貫通部分11a。貫通部分Ila的貫通橫截面可呈圓形或矩形。沿架板11的厚度方向形成的貫通部分Ila的深度(高度)界定(規(guī)定)了電介質(zhì)傳輸路徑21 (波導(dǎo))的長(zhǎng)度。
[0126]電介質(zhì)傳輸路徑21并不限于架板11的厚度方向，并可沿架板11的表面方向布置。介電材料被設(shè)置在架板11的貫通部分Ila中以構(gòu)成基于毫米波信號(hào)的電磁波的電介質(zhì)內(nèi)傳輸路徑。此外，電介質(zhì)傳輸路徑21并不限于設(shè)置于架板11的貫通部分Ila處的介電材料，密封半導(dǎo)體芯片30的模制樹脂8的一部分也可被用作電介質(zhì)傳輸路徑21。
[0127][半導(dǎo)體封裝20的內(nèi)部構(gòu)造示例]
[0128]以下將參考圖2來描述半導(dǎo)體封裝20的內(nèi)部構(gòu)造示例。圖2所示的半導(dǎo)體芯片30包括LSI功能單元201、信號(hào)生成單元202以及雙向天線耦合單元203。天線耦合單元203構(gòu)成信號(hào)耦合單元或其一部分的示例。這里，狹義上天線耦合單元203指用于將半導(dǎo)體芯片30中的電路耦合至設(shè)置在芯片內(nèi)部或外部的天線的單元。廣義上天線耦合單元203指用于將半導(dǎo)體芯片30信號(hào)地耦合至電介質(zhì)傳輸路徑21的單元。
[0129]LSI功能單元201具有由現(xiàn)有技術(shù)中圖39所示的半導(dǎo)體芯片2提供的預(yù)定功能。例如，LSI功能單元201包括用于對(duì)待發(fā)送至對(duì)方的圖像及聲音數(shù)據(jù)等進(jìn)行處理的電路，或用于對(duì)從對(duì)方接收到的圖像及聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的電路。
[0130]信號(hào)生成單元202連接至LSI功能單元201。信號(hào)生成單元202包括構(gòu)成第一信號(hào)生成模塊的示例的下行信號(hào)生成模塊23，以及構(gòu)成第二信號(hào)生成模塊的示例的上行信號(hào)生成模塊24。下行信號(hào)生成模塊23包括并行-串行轉(zhuǎn)換電路34、調(diào)制電路35、頻率轉(zhuǎn)換電路36及放大器37,從而通過對(duì)輸入信號(hào)Sin執(zhí)行信號(hào)處理而生成毫米波信號(hào)S。
[0131]并行-串行轉(zhuǎn)換電路34構(gòu)成第一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元的示例，并將并行輸入信號(hào)Sin (數(shù)據(jù))轉(zhuǎn)換為串行傳輸信號(hào)Ss (數(shù)據(jù))。調(diào)制電路35連接至并行-串行轉(zhuǎn)換電路34。調(diào)制電路35被構(gòu)造用于對(duì)串行傳輸信號(hào)Ss進(jìn)行調(diào)制。例如使用相位調(diào)制電路或頻率調(diào)制電路作為調(diào)制電路35。
[0132]頻率轉(zhuǎn)換電路36連接至調(diào)制電路35。頻率轉(zhuǎn)換電路36對(duì)通過調(diào)制電路35調(diào)制過的串行傳輸信號(hào)Ss進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換，并生成毫米波信號(hào)S。這里，毫米波信號(hào)S指具有30GHz至300GHz范圍內(nèi)的頻率的信號(hào)。放大器37連接至頻率轉(zhuǎn)換電路36。放大器37被構(gòu)造用于對(duì)經(jīng)頻率轉(zhuǎn)換的毫米波信號(hào)S進(jìn)行放大。
[0133]放大器37經(jīng)由天線端子31 (未示出)連接至雙向天線I禹合單元203。天線I禹合單元203將由下行信號(hào)生成模塊23生成的毫米波信號(hào)S發(fā)送至電介質(zhì)傳輸路徑21，并從電介質(zhì)傳輸路徑21接收毫米波信號(hào)S以向上行信號(hào)生成模塊24輸出毫米波信號(hào)S。電介質(zhì)傳輸路徑21包括具有預(yù)定比介電常數(shù)ε 3的介電材料。
[0134]天線耦合單元203例如包括天線結(jié)構(gòu)32以及天線切換部分38 (天線雙工器)。天線結(jié)構(gòu)32指半導(dǎo)體封裝20的分享了電介質(zhì)傳輸路徑21的天線耦合單元203中的結(jié)構(gòu)。天線結(jié)構(gòu)32包括天線端子31、微帶線33以及天線39。當(dāng)在同一芯片中形成天線切換部分38時(shí)，天線端子31及微帶線33 (但無天線切換部分38)構(gòu)成天線稱合單元203。
[0135]天線39具有基于毫米波信號(hào)S的波長(zhǎng)λ的預(yù)定長(zhǎng)度(例如，約600 μ m的長(zhǎng)度)，并率禹合至電介質(zhì)傳輸路徑21。除了平板天線(patch antenna)之外,還可使用探測(cè)天線(偶極等)、環(huán)形天線或小孔耦合元件(槽天線等)作為天線39。
[0136]天線39基于毫米波信號(hào)S向電介質(zhì)傳輸路徑21發(fā)出電磁波S’。此外，天線39基于毫米波信號(hào)S從電介質(zhì)傳輸路徑21接收電磁波S’。除了天線39之外，天線結(jié)構(gòu)32還包括微帶線33。微帶線33將天線端子31連接至天線39,從天線端子31向天線39發(fā)送下行毫米波信號(hào)S，并從天線39向天線端子31發(fā)送上行毫米波信號(hào)S。
[0137]當(dāng)下行及上行共用天線39時(shí)使用天線切換部分38。例如，當(dāng)向?qū)Ψ桨l(fā)送毫米波信號(hào)S時(shí)，天線切換部分38將天線39連接至下行信號(hào)生成模塊23。此外，當(dāng)從對(duì)方接收毫米波信號(hào)S時(shí)，天線切換部分38將天線39連接至上行信號(hào)生成模塊24。天線切換部分38設(shè)置在半導(dǎo)體芯片30上。但是，本發(fā)明并不限于此。例如，天線切換部分38可設(shè)置在半導(dǎo)體芯片30內(nèi)部。此外，當(dāng)與上行天線分立地設(shè)置下行天線時(shí)，可以省略天線切換部分38。
[0138]如果天線稱合單元203具有約10%至20%的比帶寬(fract1nal bandwidth,其=信號(hào)帶/工作中心頻率)，則可利用諧振結(jié)構(gòu)等方便地形成天線耦合單元203。在本實(shí)施例中，使用了具有比介電常數(shù)ε I的介電材料，其構(gòu)成具有損耗的電介質(zhì)傳輸路徑21。毫米波的電磁波S’在傳輸路徑21中行進(jìn)。因?yàn)殡娊橘|(zhì)傳輸路徑21具有較大損耗，故反射也被削弱。
[0139]上行信號(hào)生成模塊24連接至天線耦合單元203。上行信號(hào)生成模塊24包括放大器44、頻率轉(zhuǎn)換電路45、解調(diào)電路46以及串行-并行轉(zhuǎn)換電路47，從而對(duì)于由天線耦合單元203接收的毫米波信號(hào)S執(zhí)行信號(hào)處理來生成輸出信號(hào)Sout。
[0140]放大器44連接至天線耦合單元203，并被構(gòu)造為用于對(duì)通過天線39接收的毫米波信號(hào)S進(jìn)行放大。頻率轉(zhuǎn)換電路45連接至放大器44，并對(duì)放大的毫米波信號(hào)S進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換以輸出經(jīng)頻率轉(zhuǎn)換的串行接收信號(hào)Sr。解調(diào)電路46連接至頻率轉(zhuǎn)換電路45，并被構(gòu)造用于對(duì)經(jīng)頻率轉(zhuǎn)換的串行接收信號(hào)Sr進(jìn)行解調(diào)。
[0141]構(gòu)成第二信號(hào)轉(zhuǎn)換單元的示例的串行-并行轉(zhuǎn)換電路47被連接至解調(diào)電路46。串行-并行轉(zhuǎn)換電路47將串行接收信號(hào)Sr (數(shù)據(jù))轉(zhuǎn)換為并行輸出信號(hào)Sout (數(shù)據(jù))。當(dāng)如上所述形成半導(dǎo)體芯片30時(shí)，輸入信號(hào)Sin經(jīng)過并行-串行轉(zhuǎn)換并且接收信號(hào)Sr經(jīng)過串行-并行轉(zhuǎn)換處理，由此減少了信號(hào)布線的數(shù)量。此外，能夠減少多層襯底的層疊層的數(shù)量。因此，能夠減少具有大量端子的連接器以及印刷布線片線纜的數(shù)量。
[0142]由此，半導(dǎo)體封裝20被形成并進(jìn)行工作。因此，在架板11的貫通部分Ila的一側(cè)設(shè)置的介電材料以及在架板11的貫通部分Ila的另一側(cè)設(shè)置的介電材料構(gòu)成毫米波電介質(zhì)傳輸路徑。因此，可以從能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)囊粋€(gè)半導(dǎo)體封裝20向能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)牧硪话雽?dǎo)體封裝20發(fā)送毫米波信號(hào)S。
[0143][半導(dǎo)體封裝20的形成示例]
[0144]下面，將參考圖3A至3E描述半導(dǎo)體封裝20的形成示例。首先，在圖3A所示的夾置襯底4 (管芯)上形成能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片30。半導(dǎo)體芯片30使用通過將圖2所示的接收系統(tǒng)及發(fā)送系統(tǒng)與半導(dǎo)體集成電路一體形成而獲得的系統(tǒng)LSI。發(fā)送系統(tǒng)包括LSI功能單元201、并行-串行轉(zhuǎn)換電路34、調(diào)制電路35、頻率轉(zhuǎn)換電路36、放大器37以及天線切換部分38，而接收系統(tǒng)包括放大器44、頻率轉(zhuǎn)換電路45、解調(diào)電路46以及串行-并行轉(zhuǎn)換電路47?？梢酝ㄟ^業(yè)界公知的制造方法將半導(dǎo)體芯片30安裝在夾置襯底4上。
[0145]然后，在半導(dǎo)體芯片30的上部上形成天線端子31。天線端子31例如自安裝在設(shè)置天線結(jié)構(gòu)32的區(qū)域的天線耦合單元203中的天線切換部分38的輸出點(diǎn)引出。當(dāng)半導(dǎo)體芯片30包括天線切換部分38時(shí)，天線端子31自安裝在半導(dǎo)體芯片30中的天線切換部分38的輸出點(diǎn)引出。
[0146]然后，天線結(jié)構(gòu)32連接至安裝在圖3B所示的夾置襯底4上的半導(dǎo)體芯片30。例如，微帶線33從上述半導(dǎo)體芯片30上的天線端子31形成，并且天線39形成在微帶線33的前端。具有基于毫米波信號(hào)S的波長(zhǎng)λ的預(yù)定長(zhǎng)度的平板天線被用作天線39，并且例如，平板天線的一個(gè)邊具有約600 μ m的長(zhǎng)度。除了平板天線之外，還可使用探測(cè)天線(偶極等)、環(huán)狀天線或小孔耦合元件(槽狀天線等)作為天線39。通過半導(dǎo)體芯片30上的天線端子31、微帶線33以及天線39實(shí)現(xiàn)天線結(jié)構(gòu)32。
[0147]此外，如圖3C所示，夾置襯底4上的半導(dǎo)體芯片30及天線結(jié)構(gòu)32被模制樹脂8覆蓋，由此將半導(dǎo)體芯片30及天線結(jié)構(gòu)32絕緣化。使用具有比介電常數(shù)ε I的環(huán)氧樹脂作為模制樹脂8。使用通過將甲酚酚醛型環(huán)氧樹脂(ECN)與石英填料進(jìn)行合成而獲得的樹月旨，或聯(lián)苯類環(huán)氧樹脂用作上述環(huán)氧樹脂。隨后，如圖3D所示，在夾置襯底4下方形成用于倒裝芯片接合的伸出電極9 (凸起)。伸出電極9包括呈球狀的焊料構(gòu)件。
[0148]然后，如圖3Ε所示，在模制樹脂8上形成能夠傳輸毫米波信號(hào)的電介質(zhì)傳輸路徑
21。當(dāng)形成電介質(zhì)傳輸路徑21時(shí)，例如在模制樹脂8上形成形成有貫通部分Ila的金屬架板11。貫通部分Ila與半導(dǎo)體芯片30的天線結(jié)構(gòu)32的上部匹配。在本示例中，在架板11的預(yù)定位置處開通具有直徑Φ的貫通部分11a。隨后，介電材料被填充在架板11的貫通部分Ila中形成用于毫米波信號(hào)的電介質(zhì)傳輸路徑21。使用具有比介電常數(shù)ε I的玻璃環(huán)氧樹脂構(gòu)件作為上述介電材料。
[0149]當(dāng)將架板11接合至半導(dǎo)體封裝20時(shí)，可以在半導(dǎo)體封裝20與電介質(zhì)傳輸路徑21之間插入粘彈性材料16，粘彈性材料16包括能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)慕殡姴牧?。粘彈性材?6在半導(dǎo)體封裝20與架板11之間起到散熱作用，并且通過提高與電介質(zhì)傳輸路徑21的粘附性而產(chǎn)生提高天線耦合性能的效果。粘彈性材料16具有預(yù)定比介電常數(shù)以及預(yù)定介電損耗角正切。例如使用包括基于壓克力樹脂、基于聚氨酯樹脂、基于環(huán)氧樹脂、基于硅、或基于聚酰亞胺的介電材料在內(nèi)的介電材料作為粘彈性材料16。為了在粘彈性材料16中以高速傳輸毫米波信號(hào)，優(yōu)選地粘彈性材料16具有約3至約6的比介電常數(shù)以及約
0.0001至約0.001的介電損耗角正切。
[0150]此外，基于壓克力樹脂的介電材料具有約2.5至約4.5的比介電常數(shù)以及約0.001至約0.05的介電損耗角正切?；诰郯滨サ慕殡姴牧暇哂屑s2.8至約4.0的比介電常數(shù)以及約0.001至約0.05的介電損耗角正切?；诃h(huán)氧樹脂的介電材料具有約4.0至約6.0的比介電常數(shù)以及約0.001至約0.01的介電損耗角正切?；诠璧慕殡姴牧暇哂屑s3.0至約6.0的比介電常數(shù)以及約0.0001至約0.001的介電損耗角正切?；诰埘啺返慕殡姴牧暇哂屑s3.0至約4.0的比介電常數(shù)以及約0.001至約0.01的介電損耗角正切。這些介電材料也可被應(yīng)用至電介質(zhì)傳輸路徑21。以此方式，完成能夠傳輸毫米波信號(hào)的半導(dǎo)體封裝20。
[0151]如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝20，夾置襯底4上的半導(dǎo)體芯片30及天線結(jié)構(gòu)32被模制樹脂8覆蓋，由此半導(dǎo)體芯片30及天線結(jié)構(gòu)32被絕緣，并且電介質(zhì)傳輸路徑21被設(shè)置在模制樹脂8上。因此，具有相同構(gòu)造并且能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)膬蓚€(gè)半導(dǎo)體封裝20a及20b的各自電介質(zhì)傳輸路徑21在彼此面對(duì)的同時(shí)發(fā)生接觸，并且半導(dǎo)體封裝20a及20b進(jìn)行工作。因此，能夠從一個(gè)半導(dǎo)體封裝20a向另一半導(dǎo)體封裝20b發(fā)送毫米波信號(hào)S。此外，能夠在半導(dǎo)體封裝20a及20b之間執(zhí)行高速數(shù)據(jù)傳輸。
[0152]因?yàn)楦采w在半導(dǎo)體芯片30及天線結(jié)構(gòu)32上的模制樹脂8也構(gòu)成毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸路徑，故能夠減小半導(dǎo)體封裝20的安裝面積。由此，在不基于具有較大數(shù)量端子的連接器以及印刷布線片線纜的情況下，能夠利用簡(jiǎn)單廉價(jià)的構(gòu)造沿一個(gè)方向或兩個(gè)方向方便地構(gòu)造能夠傳輸毫米波信號(hào)S的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng)(設(shè)備)。
[0153]此外，在用于安裝半導(dǎo)體封裝20的安裝襯底中，利用應(yīng)用至天線耦合單元203的天線結(jié)構(gòu)32來替代形成在襯底側(cè)的端子電極。因此，因?yàn)槟軌蛐纬删哂休^小尺寸的天線結(jié)構(gòu)32，故可以使封裝尺寸減小。此外，在安裝襯底中，可以減少布線的數(shù)量。因此，能夠在形成多層襯底時(shí)減少層的數(shù)量。
[0154]〈第二實(shí)施例〉
[0155][毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200的構(gòu)造示例]
[0156]在本實(shí)施例中，如圖4所示，設(shè)置有電介質(zhì)傳輸路徑的架板11被夾置在兩個(gè)能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸并層疊的半導(dǎo)體封裝20a及20b之間。
[0157]圖4所示的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200包括襯底1a及10b、架板11、殼體12以及半導(dǎo)體封裝20a及20b。兩個(gè)半導(dǎo)體封裝20a及20b被布置使得其表面接觸架板11。殼體12是數(shù)字記錄再現(xiàn)設(shè)備、陸上電視接收器、移動(dòng)電話、游戲機(jī)、計(jì)算機(jī)或通信設(shè)備等的放置盒(外殼)。
[0158]設(shè)置有電介質(zhì)傳輸路徑21的架板11被安裝在殼體12中。利用螺紋結(jié)構(gòu)13將架板11固定至殼體12中的橫向側(cè)、底表面以及上表面等。襯底1a及1b安裝在架板11中。在本示例中，用于襯底安裝的兩個(gè)上下空間被設(shè)置在架板11的預(yù)定位置，并且在襯底1a及1b將架板11夾置在兩者之間的狀態(tài)下，利用螺紋結(jié)構(gòu)13將襯底1a及1b分別安裝在兩個(gè)空間內(nèi)。
[0159]半導(dǎo)體封裝20a被安裝在下襯底1a上。在第一實(shí)施例中描述的半導(dǎo)體封裝20被用作半導(dǎo)體封裝20a。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的倒裝芯片接合法，利用諸如凸起的伸出電極9將下襯底1a焊接至半導(dǎo)體封裝20a。在半導(dǎo)體封裝20a中，將能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片30設(shè)置在一個(gè)夾置襯底4上。天線結(jié)構(gòu)32連接至半導(dǎo)體芯片30。夾置襯底4上的半導(dǎo)體芯片30及天線結(jié)構(gòu)32被模制樹脂8覆蓋。
[0160]半導(dǎo)體封裝20b以從上襯底1b向下的方式進(jìn)行安裝。相較于半導(dǎo)體封裝20a,半導(dǎo)體封裝20b被安裝使得其姿態(tài)以180度的角度顛倒。使用在第一實(shí)施例中描述的半導(dǎo)體封裝20作為半導(dǎo)體封裝20b。根據(jù)與現(xiàn)有技術(shù)中相同的倒裝芯片接合法，利用諸如凸起的伸出電極9將下襯底1a焊接至半導(dǎo)體封裝20b。在本示例中，在半導(dǎo)體封裝20b中，在另一夾置襯底4下方設(shè)置能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片30。以與半導(dǎo)體封裝20a相同的方式使天線結(jié)構(gòu)32連接至半導(dǎo)體芯片30。在夾置襯底4下方的半導(dǎo)體芯片30及天線結(jié)構(gòu)32被模制樹脂8覆蓋。
[0161 ] 毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200具有其中架板11被安裝成使得兩個(gè)半導(dǎo)體封裝20a及20b的天線結(jié)構(gòu)32彼此面對(duì)的層疊結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體封裝20a的天線結(jié)構(gòu)32被設(shè)置在半導(dǎo)體封裝20a的夾置襯底4的半導(dǎo)體芯片30上。半導(dǎo)體封裝20b的天線結(jié)構(gòu)32被設(shè)置在半導(dǎo)體封裝20b的夾置襯底4下方的半導(dǎo)體芯片30下方。使用平板天線作為各個(gè)天線結(jié)構(gòu)32。在本示例中，天線結(jié)構(gòu)32被形成在半導(dǎo)體封裝20a及20b的表面上，同時(shí)與電介質(zhì)傳輸路徑21直接接觸。采用上述層疊結(jié)構(gòu)，由此能夠提高天線耦合性能。在本示例中，安裝在下襯底1a上的半導(dǎo)體封裝20a在與架板11緊密接觸的同時(shí)，經(jīng)由粘彈性材料16被固定至架板11。使用具有比介電常數(shù)ε 4的粘彈性樹脂作為粘彈性材料16。以相同方式，還使安裝在上襯底1b下方的半導(dǎo)體封裝20b在與架板11緊密接觸的同時(shí)，經(jīng)由粘彈性材料16被固定至架板11。利用粘彈性材料16來固定半導(dǎo)體封裝20a及20b,以防止具有不同比介電常數(shù)ε I的材料被夾置在電介質(zhì)傳輸路徑21內(nèi)。
[0162]能夠傳輸毫米波信號(hào)的電介質(zhì)傳輸路徑21被設(shè)置在半導(dǎo)體封裝20a與半導(dǎo)體封裝20b之間，并且半導(dǎo)體封裝20a及20b被安裝成使得半導(dǎo)體封裝20a及20b的天線結(jié)構(gòu)32彼此面對(duì)，使得電介質(zhì)傳輸路徑21夾置在其間。在架板11中，由虛線表示范圍以內(nèi)代表電介質(zhì)傳輸路徑21。
[0163]電介質(zhì)傳輸路徑21被布置在半導(dǎo)體封裝20a的天線結(jié)構(gòu)32的上部與半導(dǎo)體封裝20b的天線結(jié)構(gòu)32的下部相匹配所在的位置處。在本示例中，貫通部分lla(參見圖5)被設(shè)置在架板11的用于允許上側(cè)天線結(jié)構(gòu)32與下側(cè)天線結(jié)構(gòu)32匹配的部分處。介電材料21’被填充在貫通部分Ila中，由此形成電介質(zhì)傳輸路徑21。具有比介電常數(shù)ε?的玻璃環(huán)氧樹脂等被用作介電材料21’。
[0164]毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200如上構(gòu)造，使得兩個(gè)半導(dǎo)體封裝20a及20b進(jìn)行工作。經(jīng)由模制樹脂8、粘彈性材料16以及架板11內(nèi)部的電介質(zhì)傳輸路徑21，在半導(dǎo)體封裝20a及20b的天線結(jié)構(gòu)32之間傳輸毫米波信號(hào)S作為電磁波S’。由此，能夠經(jīng)由設(shè)置在架板11的貫通部分Ila中的構(gòu)成電介質(zhì)傳輸路徑21的介電材料21’，在一個(gè)半導(dǎo)體封裝20a與另一半導(dǎo)體封裝20b之間基于毫米波信號(hào)S執(zhí)行雙向通信處理。此外，無需在現(xiàn)有技術(shù)的圖39所示的電路安裝襯底的構(gòu)造中使用的連接器14及線纜15。
[0165][毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200的組裝示例]
[0166]下面，將參考圖5來描述毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200的制造方法。在本示例中，在制造圖4所示毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200期間，首先形成半導(dǎo)體封裝20a及20b。在半導(dǎo)體封裝20a中，在一個(gè)夾置襯底4上設(shè)置能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片30。然后，將天線結(jié)構(gòu)32連接至半導(dǎo)體芯片30。然后，利用模制樹脂8覆蓋夾置襯底4上的半導(dǎo)體芯片30及天線結(jié)構(gòu)32以將半導(dǎo)體芯片30及天線結(jié)構(gòu)32絕緣。由此，可以形成能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)陌雽?dǎo)體封裝20a(參見圖3A至圖3E)。
[0167]在半導(dǎo)體封裝20b中，在另一(分立的)夾置襯底4上設(shè)置能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片30。然后，天線結(jié)構(gòu)32連接至半導(dǎo)體芯片30。然后，利用模制樹脂8來覆蓋夾置襯底4上的半導(dǎo)體芯片30及天線結(jié)構(gòu)32，使得將半導(dǎo)體芯片30及天線結(jié)構(gòu)32絕緣。由此，能夠形成能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)陌雽?dǎo)體封裝20b (參見圖3A至圖3E)。
[0168]然后，在半導(dǎo)體封裝20a與半導(dǎo)體封裝20b之間形成能夠傳輸毫米波信號(hào)的電介質(zhì)傳輸路徑21。當(dāng)形成電介質(zhì)傳輸路徑21時(shí)，例如在由金屬制成的架板11的預(yù)定位置處形成呈圓筒形的貫通部分11a。然后，將介電材料21’填充在貫通部分Ila內(nèi)。例如，將用作樹脂止擋件的構(gòu)件與貫通部分Ila的一側(cè)發(fā)生接觸，并且利用涂布器等在貫通部分11存在底部的狀態(tài)下從貫通部分Ila的上部涂布介電材料21’。由此形成電介質(zhì)波導(dǎo)。
[0169]隨后，兩個(gè)半導(dǎo)體封裝20a及20b被安裝在架板11內(nèi)使得半導(dǎo)體封裝20a的天線結(jié)構(gòu)32與半導(dǎo)體封裝20b的天線結(jié)構(gòu)32以在其兩者之間夾置電介質(zhì)傳輸路徑21的情況下彼此面對(duì)。此時(shí)，半導(dǎo)體封裝20a及20b被布置為使得半導(dǎo)體封裝20a的天線結(jié)構(gòu)32的天線39的中心與半導(dǎo)體封裝20b的天線結(jié)構(gòu)32的天線39的中心一致。
[0170]此外，當(dāng)將半導(dǎo)體封裝20a及20b安裝在架板11中時(shí)，半導(dǎo)體封裝20a的上表面經(jīng)由粘彈性材料16a附著至(緊密固定至)架板11的下表面。類似地，半導(dǎo)體封裝20b的下表面經(jīng)由粘彈性材料16a附著至架板11的上表面。由此，完成圖4所示的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200。
[0171][毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200的內(nèi)部構(gòu)造示例]
[0172]下面將參考圖6來描述毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200的內(nèi)部構(gòu)造示例。圖6所示的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200包括半導(dǎo)體封裝20a、電介質(zhì)傳輸路徑21以及半導(dǎo)體封裝20b。
[0173]半導(dǎo)體封裝20a包括LSI功能單元201、信號(hào)生成單元202以及天線耦合單元203。圖2示出了 LSI功能單元201的功能以及信號(hào)生成單元202及天線耦合單元203的內(nèi)部構(gòu)造。在現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體芯片2中，LSI功能單元201與信號(hào)生成單元202之間的電氣接口 204是由墊盤電極3提供的數(shù)據(jù)傳輸接口，并通過電氣布線實(shí)現(xiàn)。
[0174]信號(hào)生成單元202與天線耦合單元203之間的毫米波接口 205是用于由圖2所示的天線端子31及微帶線33提供的毫米波傳輸?shù)慕涌?。信?hào)生成單元202將通過電氣接口204提供的輸入(電)信號(hào)Sin轉(zhuǎn)換為毫米波信號(hào)S。此外，信號(hào)生成單元202將通過毫米波接口 205提供的毫米波信號(hào)S轉(zhuǎn)換為輸出(電)信號(hào)Sout。
[0175]半導(dǎo)體封裝20b包括LSI功能單元201’、信號(hào)生成單元202’及天線耦合單元203’。因?yàn)長(zhǎng)SI功能單元201’、信號(hào)生成單元202’以及天線耦合單元203’的功能與如圖2所示的LSI功能單元201、信號(hào)生成單元202及天線耦合單元203的功能相同，故將省略對(duì)其的描述。
[0176]信號(hào)生成單元202’與天線耦合單元203’之間的毫米波接口 205’是用于由圖2所示的天線端子31及微帶線33提供的毫米波傳輸?shù)慕涌?。信?hào)生成單元202’將通過電氣接口 204’提供的并行輸入(電)信號(hào)Sin轉(zhuǎn)換為毫米波信號(hào)S。此外，信號(hào)生成單元202’將通過毫米波接口 205’提供的毫米波信號(hào)S轉(zhuǎn)換為輸出(電)信號(hào)Sout。
[0177]電介質(zhì)傳輸路徑21包括上述天線耦合單元203與天線耦合單元203’之間的電介質(zhì)部分206。天線耦合單元203將通過毫米波信號(hào)S的毫米波接口 205提供的毫米波信號(hào)S傳輸至電介質(zhì)傳輸路徑21。由此,能夠有效地經(jīng)由電介質(zhì)部分206將毫米波信號(hào)S傳輸至另一天線耦合單元203’。這里，術(shù)語“有效”指，在預(yù)定的30GHz至300GHz的毫米帶頻率內(nèi)，天線耦合單元203與203’之間的傳輸特性較高，并且天線耦合單元203與203’之間的反射特性較低。
[0178][毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200的放大構(gòu)造示例]
[0179]下面，將參考圖7來描述圖4所示的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200的放大構(gòu)造示例。根據(jù)圖7所示的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200，半導(dǎo)體封裝20a及20b的天線結(jié)構(gòu)32使用平板天線作為天線39。在半導(dǎo)體封裝20a中，天線39被裝載在半導(dǎo)體芯片30上并直接連接至形成在半導(dǎo)體芯片的表面上的天線端子31,或利用接合引線連接至天線端子31。因?yàn)樘炀€39形成在半導(dǎo)體芯片30的表面上，故能夠采用天線39與電介質(zhì)傳輸路徑21進(jìn)行直接接觸的結(jié)構(gòu)。以與半導(dǎo)體封裝20a相同的方式來構(gòu)造半導(dǎo)體封裝20b。
[0180]在圖7中，由虛線表示的圓柱形部分是電介質(zhì)傳輸路徑21。根據(jù)毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200的層疊結(jié)構(gòu)，兩個(gè)半導(dǎo)體封裝20a及20b被安裝在架板11中，使得半導(dǎo)體封裝20a及20b的天線結(jié)構(gòu)32在其兩者之間夾置電介質(zhì)傳輸路徑21的情況下彼此面對(duì)。電介質(zhì)傳輸路徑21例如被布置(構(gòu)造)為使得天線結(jié)構(gòu)32處于可透視范圍。
[0181]在半導(dǎo)體封裝20a中，毫米波信號(hào)S經(jīng)由天線端子31被傳輸至天線結(jié)構(gòu)32。天線結(jié)構(gòu)32經(jīng)由天線39向電介質(zhì)傳輸路徑21輻射毫米波信號(hào)S。在半導(dǎo)體封裝20b中，天線結(jié)構(gòu)32從電介質(zhì)傳輸路徑21接收電磁波S’并向天線端子31發(fā)送毫米波信號(hào)S。由此，能夠利用半導(dǎo)體封裝20a及20b之間的電介質(zhì)傳輸路徑21來進(jìn)行通信處理。
[0182][模擬模型的示例]
[0183]下面將參考圖8來描述用于檢驗(yàn)毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200的傳輸特性及反射特性的模擬模型的示例。圖8中所示的模擬模型采用圖7中所示的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置200的構(gòu)造示例。表I總體示出了在模擬模型中設(shè)定的參數(shù)。
[0184]表I
[0185]
模制樹脂的一邊的長(zhǎng)度iiTo^
模制樹脂的厚度tl0.8mm
模制樹脂的的比介電常數(shù)εI4
模制樹脂的介電損耗角正切tan δ I0Γ0?
平板天線的一邊的長(zhǎng)度121.1mm
微帶線的長(zhǎng)度13Imm
微帶線的寬度wl0.03mm
微帶線的電介質(zhì)的厚度t20.1mm
微帶線的厚度t30.018mm
夾置襯底的比介電常數(shù)ε2H
夾置襯底的介電損耗角正切tan δ 20Γ0?
天線端子的阻抗Z108Ω
電介質(zhì)傳輸路徑的直徑Φ2.75mm

【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體器件，包括: 半導(dǎo)體芯片，其設(shè)置在襯底上，并能夠進(jìn)行毫米波帶通信； 天線結(jié)構(gòu)，其連接至所述半導(dǎo)體芯片； 絕緣構(gòu)件，其被構(gòu)造用于覆蓋所述半導(dǎo)體芯片；以及 毫米波傳輸構(gòu)件，其由具有能夠進(jìn)行毫米波信號(hào)傳輸?shù)碾娊橘|(zhì)的介電材料制成，并與所述天線結(jié)構(gòu)匹配。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述毫米波傳輸構(gòu)件包括: 具有貫通部分的區(qū)域界定構(gòu)件，所述貫通部分與連接至所述半導(dǎo)體芯片的所述天線結(jié)構(gòu)匹配；以及 所述介電材料，其設(shè)置在所述區(qū)域界定構(gòu)件的所述貫通部分中。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，連接至所述半導(dǎo)體芯片的所述天線結(jié)構(gòu)被設(shè)置在所述半導(dǎo)體芯片上。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中，連接至所述半導(dǎo)體芯片的所述天線結(jié)構(gòu)設(shè)置有平板天線。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述半導(dǎo)體芯片包括: 第一信號(hào)生成單元，其被構(gòu)造用于對(duì)輸入信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理并生成毫米波信號(hào)； 雙向信號(hào)耦合單元，其被構(gòu)造用于將所述半導(dǎo)體芯片耦合至所述天線結(jié)構(gòu)，將由所述第一信號(hào)生成單元生成的所述毫米波信號(hào)發(fā)送至所述毫米波傳輸構(gòu)件，并從所述毫米波傳輸構(gòu)件接收所述毫米波信號(hào)； 第二信號(hào)生成單元，其被構(gòu)造用于對(duì)由所述信號(hào)耦合單元接收到的所述毫米波信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理，并生成輸出信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一信號(hào)生成單元包括第一信號(hào)轉(zhuǎn)換部分，所述第一信號(hào)轉(zhuǎn)換部分被構(gòu)造用于將并行輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為串行輸出信號(hào)，并且 所述第二信號(hào)生成單元包括第二信號(hào)轉(zhuǎn)換部分，所述第二信號(hào)轉(zhuǎn)換部分被構(gòu)造用于將串行輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為并行輸出信號(hào)。
7.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述天線結(jié)構(gòu)與所述半導(dǎo)體芯片并列地布置。
8.一種毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，包括: 能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)牡谝话雽?dǎo)體器件，其包括設(shè)置在一個(gè)襯底上并能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片、連接至所述半導(dǎo)體芯片的天線結(jié)構(gòu)、以及被構(gòu)造用于覆蓋所述半導(dǎo)體芯片并包括允許毫米波信號(hào)穿過的電介質(zhì)的絕緣構(gòu)件； 能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)牡诙雽?dǎo)體器件，其包括設(shè)置在另一襯底上并能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片、連接至所述半導(dǎo)體芯片的天線結(jié)構(gòu)、以及被構(gòu)造用于覆蓋所述半導(dǎo)體芯片并包括允許毫米波信號(hào)穿過的電介質(zhì)的絕緣構(gòu)件；以及 毫米波傳輸構(gòu)件，其由具有能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)碾娊橘|(zhì)的介電材料制成，并設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體器件與所述第二半導(dǎo)體器件之間， 其中，所述第一半導(dǎo)體器件以及所述第二半導(dǎo)體器件以將所述毫米波傳輸構(gòu)件夾置于兩者之間的方式進(jìn)行安裝，使得毫米波信號(hào)在所述第一半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)之間傳輸。
9.如權(quán)利要求8所述的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，其中，所述毫米波傳輸構(gòu)件包括: 具有貫通部分的區(qū)域界定構(gòu)件，所述貫通部分與所述第一及第二半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)匹配；以及 介電材料，其設(shè)置在所述區(qū)域界定構(gòu)件的所述貫通部分中。
10.如權(quán)利要求9所述的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，其中，所述天線結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述半導(dǎo)體芯片上，并且所述第一及第二半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)以將所述毫米波傳輸構(gòu)件夾置于兩者之間的方式布置。
11.如權(quán)利要求10所述的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，其中，所述天線結(jié)構(gòu)包括平板天線。
12.如權(quán)利要求8所述的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，其中，所述第一及第二半導(dǎo)體器件之間的接合部分由具有能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)碾娊橘|(zhì)的介電材料制成，并設(shè)置有用作所述毫米波傳輸構(gòu)件的粘彈性材料。
13.如權(quán)利要求8所述的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，其中，所述天線結(jié)構(gòu)與所述半導(dǎo)體芯片并列地布置，并且所述第一及第二半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)以將所述毫米波傳輸構(gòu)件夾置于兩者之間的方式布置。
14.如權(quán)利要求8所述的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，還包括: 安裝襯底，其上彼此并列地布置有分別具有所述半導(dǎo)體芯片的所述第一及第二半導(dǎo)體器件， 其中，所述安裝襯底設(shè)置有所述毫米波傳輸構(gòu)件，并且 在所述安裝襯底的所述毫米波傳輸構(gòu)件中，在所述第一半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)之間利用所述毫米波傳輸構(gòu)件來傳輸毫米波信號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，其中，通過將具有能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)傳輸?shù)乃鲭娊橘|(zhì)的所述介電材料填充在形成在所述安裝襯底中的區(qū)域界定槽或貫通部分內(nèi)，來形成所述毫米波傳輸構(gòu)件。
16.如權(quán)利要求14所述的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，其中，所述天線結(jié)構(gòu)被引至絕緣構(gòu)件的將所述半導(dǎo)體芯片密封的表面。
17.如權(quán)利要求8至16中任一項(xiàng)所述的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，其中，所述絕緣構(gòu)件包括允許毫米波信號(hào)穿過的電介質(zhì)。
18.—種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括以下步驟: 在襯底上形成能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片； 將天線結(jié)構(gòu)連接至形成在所述襯底上的所述半導(dǎo)體芯片； 通過利用絕緣構(gòu)件覆蓋所述半導(dǎo)體芯片來使所述半導(dǎo)體芯片絕緣；并且利用具有能夠進(jìn)行毫米波信號(hào)通信的電介質(zhì)的介電材料，使所述天線結(jié)構(gòu)與毫米波傳輸構(gòu)件匹配。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，使所述天線結(jié)構(gòu)與所述毫米波傳輸構(gòu)件匹配的步驟包括以下步驟: 在所述絕緣構(gòu)件中形成區(qū)域界定構(gòu)件； 在所述區(qū)域界定構(gòu)件中形成與所述天線結(jié)構(gòu)匹配的貫通部分；并且 通過在所述區(qū)域界定構(gòu)件的所述貫通部分中設(shè)置所述介電材料來形成所述毫米波傳輸構(gòu)件。
20.一種制造毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置的方法，所述方法包括以下步驟: 通過在一個(gè)襯底上設(shè)置能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片、將天線結(jié)構(gòu)連接至所述半導(dǎo)體芯片、并利用絕緣構(gòu)件覆蓋所述半導(dǎo)體芯片，來形成能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)牡谝话雽?dǎo)體器件； 通過在另一襯底上設(shè)置能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片、將天線結(jié)構(gòu)連接至所述半導(dǎo)體芯片、并利用絕緣構(gòu)件覆蓋所述半導(dǎo)體芯片，來形成能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)牡诙雽?dǎo)體器件；并且 利用具有能夠進(jìn)行毫米波信號(hào)傳輸?shù)碾娊橘|(zhì)的介電材料來在所述第一半導(dǎo)體器件與所述第二半導(dǎo)體器件之間形成毫米波傳輸構(gòu)件， 其中，在形成所述毫米波傳輸構(gòu)件時(shí)，將所述第一及第二半導(dǎo)體器件隔著所述毫米波傳輸構(gòu)件進(jìn)行安裝，使得在所述第一半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)之間能夠傳輸毫米波信號(hào)。
21.—種毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸系統(tǒng),包括: 能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)牡谝话雽?dǎo)體器件，其包括設(shè)置在一個(gè)電子器件的襯底上并能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片、連接至所述半導(dǎo)體芯片的天線結(jié)構(gòu)、以及被構(gòu)造用于覆蓋所述電子器件的所述半導(dǎo)體芯片的絕緣構(gòu)件； 能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)牡诙雽?dǎo)體器件，其包括設(shè)置在另一電子器件的襯底上并能夠進(jìn)行毫米波帶通信的半導(dǎo)體芯片、連接至所述半導(dǎo)體芯片的天線結(jié)構(gòu)、以及被構(gòu)造用于覆蓋所述電子器件的所述半導(dǎo)體芯片的絕緣構(gòu)件；以及 毫米波傳輸構(gòu)件，其由具有能夠進(jìn)行毫米波信號(hào)傳輸?shù)碾娊橘|(zhì)的介電材料制成，并設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體器件與所述第二半導(dǎo)體器件之間， 其中，所述一個(gè)電子器件和所述另一電子器件經(jīng)由所述毫米波傳輸構(gòu)件彼此接觸，使得在所述第一半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)與所述第二半導(dǎo)體器件的所述天線結(jié)構(gòu)之間能夠傳輸毫米波信號(hào)。
22.—種半導(dǎo)體器件，包括: 多個(gè)半導(dǎo)體芯片，其設(shè)置在襯底上并能夠進(jìn)行毫米波帶通信； 天線結(jié)構(gòu)，其連接至所述半導(dǎo)體芯片；以及 毫米波傳輸構(gòu)件，其由具有能夠進(jìn)行毫米波信號(hào)傳輸?shù)碾娊橘|(zhì)的介電材料制成，并與所述天線結(jié)構(gòu)匹配。
23.如權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體器件，還包括: 絕緣構(gòu)件，其由具有能夠傳輸毫米波信號(hào)的特性的介電材料制成，并被構(gòu)造用于覆蓋所述半導(dǎo)體芯片并用作所述毫米波傳輸構(gòu)件。
24.如權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述多個(gè)半導(dǎo)體芯片彼此并列地布置在同一襯底上，并且 所述絕緣構(gòu)件被設(shè)置為覆蓋全部所述多個(gè)半導(dǎo)體芯片，并用作能夠在所述多個(gè)半導(dǎo)體芯片之間進(jìn)行毫米波信號(hào)傳輸?shù)乃龊撩撞▊鬏敇?gòu)件。
25.如權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述多個(gè)半導(dǎo)體芯片被設(shè)置為層疊構(gòu)造，使得所述天線結(jié)構(gòu)彼此同軸，并且 處于所述多個(gè)半導(dǎo)體芯片之間的接合部分由具有能夠進(jìn)行毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸?shù)碾娊橘|(zhì)的介電材料制成，并設(shè)置有用作所述毫米波傳輸構(gòu)件的粘彈性材料。
26.—種毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，包括: 如權(quán)利要求24或25所述的多個(gè)半導(dǎo)體器件；以及 能夠在所述多個(gè)半導(dǎo)體器件之間進(jìn)行毫米波帶信息傳輸?shù)暮撩撞ㄐ盘?hào)傳輸路徑， 其中，基帶信號(hào)被轉(zhuǎn)換為毫米波信號(hào)，并且所述毫米波信號(hào)經(jīng)由所述毫米波信號(hào)傳輸路徑在所述多個(gè)半導(dǎo)體器件之間傳輸。
27.如權(quán)利要求26所述的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，包括: 安裝襯底，其由具有能夠進(jìn)行毫米波信號(hào)傳輸?shù)碾娊橘|(zhì)的介電材料制成，并用作所述毫米波信號(hào)傳輸路徑， 其中，所述多個(gè)半導(dǎo)體器件彼此并列地布置在同一所述安裝襯底上。
28.如權(quán)利要求26所述的毫米波電介質(zhì)內(nèi)傳輸裝置，其中，所述毫米波信號(hào)傳輸路徑具有在將所述毫米波信號(hào)局限在所述傳輸路徑中的情況下傳輸毫米波的結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H01L25/10GK104201162SQ201410379898
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2009年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2009年1月7日
【發(fā)明者】河村拓史, 岡田安弘 申請(qǐng)人:索尼公司