(57)【要約】      （修正有）【課題】大量生産に適した特性を有する無線周波数（ＲＦ）集積回路（ＩＣ）パッケージを提供する。【解決手段】Ｎを少なくとも１とするＮ個集積開口部結合型パッチ・アンテナ１０４を有する無線周波数集積回路チップ・パッケージ１００は、カバー部分、及びカバー部分に結合される主要部分を含む。主要部分は、パッチ１０４から内側に間隔を置いて配置され、それに平行な接地面１１０を含む。この接地面は、内部に結合開口部スロット１１３を有するように形成される。このスロット１１３は、パッチ１０４に実質的に対向する。主要部分はまた、パッチ１０４から内側に間隔を置いて配置され且つそれに平行なフィード・ライン１１４、並びに、フィード・ライン１１４及び接地面１１０に結合された無線周波数チップ１６２を含む。カバー部分及び主要部分は、協同してアンテナ・キャビティ１５０を定め、パッチ１０４はアンテナ・キャビティ１５０内に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎを少なくとも１とするＮ個集積開口部結合型パッチ・アンテナを有する無線周波数集積回路チップ・パッケージであって、
Ｎ個の概ね平面内のパッチを有するカバー部分と、
前記カバー部分に結合される主要部分と
を含み、
前記主要部分は、
前記Ｎ個の概ね平面内のパッチから内側に間隔を置いて配置され、それに実質的に平行な少なくとも１つの概ね平面の接地面であって、内部に前記パッチに実質的に対向する少なくともＮ個の結合開口部スロットを有するように形成された前記接地面と、
前記Ｎ個の概ね平面内のパッチから内側に間隔を置いて配置され、実質的にそれに平行なＮ個のフィード・ラインと、
前記フィード・ライン及び前記接地面に結合された少なくとも１つの無線周波数チップと
を含み、
前記カバー部分及び前記主要部分は、協同してアンテナ・キャビティを定め、
前記Ｎ個の概ね平面内のパッチは前記アンテナ・キャビティ内に配置される、
パッケージ。
【請求項２】
前記Ｎは少なくとも２である、請求項１に記載のパッケージ。
【請求項３】
前記フィード・ラインは前記接地面の外側に配置され、
前記接地面及び前記フィード・ラインから内側に間隔を置いて配置され、前記結合開口部スロットに概ね対向するＮ個の反射板をさらに含む、
請求項２に記載のパッケージ。
【請求項４】
前記チップは前記アンテナ・キャビティ内に配置される、請求項３に記載のパッケージ。
【請求項５】
前記主要部分は、前記フィード・ラインから内側に間隔を置いて配置された第１基板層をさらに含み、
前記第１基板層はチップ収容キャビティを有するように形成され、
前記チップは前記チップ収容キャビティ内に配置され、
前記フィード・ラインは前記接地面の内側に配置される
請求項２に記載のパッケージ。
【請求項６】
前記アンテナ・キャビティ内に形成され、前記キャビティのリング形状を定めるアイランドをさらに含み、
前記アイランドは前記チップ収容キャビティに実質的に対向する、
請求項５に記載のパッケージ。
【請求項７】
前記アイランド及び前記アンテナ・キャビティは、平面図で見るとき実質的に矩形である、請求項５に記載のパッケージ。
【請求項８】
前記アイランド及び前記アンテナ・キャビティは、平面図で見るとき実質的に円形である、請求項５に記載のパッケージ。
【請求項９】
前記キャビティ内に配置される少なくとも１つのアイランド支持リッジをさらに含む、請求項５に記載のパッケージ。
【請求項１０】
前記接地面及び前記フィード・ラインから内側に間隔を置いて配置され、前記結合開口部スロットに概ね対向するＮ個の反射板をさらに含む、請求項５に記載のパッケージ。
【請求項１１】
前記カバー部分は、前記アンテナ・キャビティを定める内側突起部を有するように形成される、請求項２に記載のパッケージ。
【請求項１２】
前記カバー部分は、内側に突起したリング支持を有するように形成される、請求項１１に記載のパッケージ。
【請求項１３】
前記主要部分は、前記アンテナ・キャビティを定める外側突起部を有するように形成される、請求項２に記載のパッケージ。
【請求項１４】
前記Ｎ個のパッチは平面型位相調整アレイを形成するように配置される、請求項２に記載のパッケージ。
【請求項１５】
前記アンテナ・キャビティは、平面図で見るとき前記チップ収容キャビティから間隔を置いて配置され、その結果前記チップを前記チップ収容キャビティ内に挿入する際に受ける荷重は、前記アンテナ・キャビティから離れたところで実質的に支持される、請求項２に記載のパッケージ。
【請求項１６】
Ｎを少なくとも１とするＮ個集積開口部結合型パッチ・アンテナを有する無線周波数集積回路チップ・パッケージを製造する方法であって、
Ｎ個の概ね平面内のパッチを有するカバー部分を準備するステップと、
少なくとも１つの概ね平面の、内部に少なくともＮ個の結合開口部スロットを有するように形成された接地面と
Ｎ個のフィード・ラインと、
前記フィード・ライン及び前記接地面に結合された少なくとも１つの無線周波数チップと
を含む主要部分を準備するステップと
前記カバー部分を前記主要部分に固定するステップと
を含み、
前記カバー部分及び前記主要部分は、協同してアンテナ・キャビティを定め、
前記Ｎ個の概ね平面内のパッチは前記アンテナ・キャビティ内に配置され、
前記接地面は、前記Ｎ個の概ね平面内のパッチから内側に間隔を置いて配置され、それに実質的に平行であり、
前記スロットは前記パッチに実質的に対向し、
前記Ｎ個のフィード・ラインは、前記Ｎ個の概ね平面内のパッチから内側に間隔を置いて配置され、それに実質的に平行である、
方法。
【請求項１７】
前記Ｎは少なくとも２である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記フィード・ラインは前記接地面の外側に配置され、
前記主要部分は、前記接地面及び前記フィード・ラインから内側に配置されて前記結合開口部スロットに概ね対向するＮ個の反射板をさらに含み、
前記チップを前記アンテナ・キャビティ内に配置する付加的なステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記主要部分は、前記フィード・ラインから内側に間隔を置いて配置された第１基板層をさらに含み、
前記第１基板層はチップ収容キャビティを有するように形成され、
前記フィード・ラインは前記接地面の内側に配置され、
前記チップを前記チップ収容キャビティ内に配置する付加的なステップをさらに含む、
請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記カバー部分及び前記主要部分のうちの少なくとも１つは、前記アンテナ・キャビティ内に形成されて前記キャビティのリング形状を定めるアイランドをさらに含み、
前記アイランドは、前記チップ収容キャビティに実質的に対向し、
前記チップを前記配置するステップに付随する挿入荷重を、前記アイランドを用いて支持する付加的なステップをさらに含む、
請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
プリント回路基板技術を用いて少なくとも前記主要部分を形成する付加的なステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
低温同時焼成セラミック技術を用いて少なくとも前記主要部分を形成する付加的なステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
フリップチップ技術及びワイヤボンド技術のうちの１つを用いて前記チップを結合するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に通信回路に関し、より具体的には無線周波数（ＲＦ）集積回路（ＩＣ）パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ネットワークにおいて、デバイス間の接続及び通信は、ネットワークの他の要素へ又はそれから所望の信号を放射するためにレシーバ又はトランスミッタに取り付けられたアンテナを通して達成される。ミリメートル波無線通信のような無線通信システムにおいて、通常は別々のコンポーネントが低い集積レベルで組み合せられる。これらのシステムは、半導体と必要なトランスミッタ又はレシーバ・アンテナとを相互接続するための高価な嵩高い導波路及びパッケージ・レベル又は基板レベルのマイクロストリップ構造体を用いて組み立てられることが多い。半導体技術及びパッケージング技術における最近の進歩により、これらの無線通信システムの寸法はより小さくなってきた。無線のユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）のような用途に対して、動作距離は約１メートルに制限され、６０ＧＨｚにおいて約７ｄＢｉの単一のアンテナが、必要なアンテナ利得を与えることになる。１０メートルもの長さの（例えば、無線ビデオ）又はそれより長い（例えば、レーダ）距離に対しては、ポイント・ツー・ポイントの用途において、用途に応じて３０ｄＢｉもの高いアンテナ利得が必要となる。しかしながら、無線ビデオの用途に対する高利得アンテナは、非常に狭いビーム幅を有するので、アンテナを指向させることは消費者には非常に困難である。従って、位相調整アレイのような放射パターン可変アレイが必要となる。位相調整アレイはまた、軍用レーダに広く用いられている。
【０００３】
【非特許文献１】Ｂ．Ｍｉｎ及びＧ．Ｍ．Ｒｅｂｅｉｚ「Ａ  Ｌｏｗ−Ｌｏｓｓ  Ｓｉｌｉｃｏｎ−ｏｎ−Ｓｉｌｉｃｏｎ  ＤＣ−１１０−ＧＨｚ  Ｒｅｓｏｎａｃｅ−Ｆｒｅｅ  Ｐａｃｋａｇｅ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．ｏｎ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ、Ｖｏｌ  ５４、ＮＯ．２、ｐｐ．７１０−７１６、２００６年２月。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＲＦチップを集積アンテナ又は位相調整アレイと共にパッケージすることは極めて困難であり、高価なコンポーネント及び必要な大量の労働力のために非常に高価となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の原理は、大量生産に適した無線周波数（ＲＦ）集積回路（ＩＣ）パッケージを実施するための技法を提供する。
本発明の一態様による例示的な実施形態において、Ｎを少なくとも１とするＮ個集積開口部結合型パッチ・アンテナを有する無線周波数集積回路チップ・パッケージは、Ｎ個の概ね平面のパッチを有するカバー部分、及びカバー部分に結合された主要部分を含む。主要部分は、Ｎ個の概ね平面のパッチから内側に間隔を置いて配置され、実質的にそれに平行な少なくとも１つの概ね平面の接地面を含む。接地面は、内部に少なくともＮ個の結合開口部スロットを有するように形成される。スロットは、パッチに実質的に対向する。主要部分はまた、Ｎ個の概ね平面のパッチから内側に間隔を置いて配置され、それに実質的に平行なＮ個のフィード・ライン、並びに、フィード・ライン及び接地面に結合された少なくとも１つの無線周波数チップを含む。カバー部分及び主要部分は協同してアンテナ・キャビティを定め、このアンテナ・キャビティ内にＮ個の概ね平面のパッチが配置される。
【０００６】
別の態様において、Ｎを少なくとも１とするＮ個集積開口部結合型パッチ・アンテナを有する無線周波数集積回路チップ・パッケージを製造する方法は、ちょうど説明したカバー部分及び主要部分を準備するステップと、カバー部分を主要部分に固定するステップとを含む。
パッケージ及び方法のいくつかの実施形態において、Ｎは２又はそれ以上であり、従って、位相調整アレイを形成することができる。
【０００７】
本発明のこれら及び他の目的、特徴及び利点は、添付の図面と併せて読まれるべき、その例証的な実施形態に関する以下の詳細な説明から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の１つ又は複数の実施形態は、ミリメートル波（ｍｍＷａｖｅ）領域で動作する集積アンテナ及び位相調整アレイを有する低価格パッケージに関する装置及び方法を提供する。集積アンテナを有する本発明の例示的なパッケージは、多層プリント回路基板（ＰＣＢ）をベースとする。パッケージは、例えば、高性能アンテナ又はアンテナ・アレイを実現するための矩形又はリング・キャビティ、及びｍｍ波（ｍｍＷａｖｅ）無線周波数（ＲＦ）集積回路チップを収容する別のキャビティを含む。本発明の１つ又は複数の実施形態はまた、内部キャビティを作る際の困難を克服するため、及びｍｍ波周波数においてワイヤボンド技術を使用する必要性を避けるための技法を提供する。本発明のパッケージング技術の実施形態は、ＰＣＢ製造プロセスと適合し、集積アンテナ又はアンテナ・アレイを有するパッケージに用いることができる。
【０００９】
従って本発明の実施例は、集積アンテナ又は平面型位相調整アレイによる低価格のパッケージ法を提供し、特に、ｍｍ波（ｍｍＷａｖｅ）周波数及びそれ以上の周波数用の集積アンテナ又は平面型位相調整アレイ設計によるチップのパッケージ法を提供する。
【００１０】
集積アンテナを有する典型的なチップ・パッケージは、３つの主要な部分、即ち、（ｉ）ＲＦチップ、（ｉｉ）１つ又は複数のアンテナ、及び（ｉｉｉ）パッケージ担体（及び幾つかの実施例においては、パッケージ蓋若しくはカバー、又は、パッケージを保護するカプセル材料）を有する。本発明の１つ又は複数の実施形態は、高性能アンテナ、ＲＦチップをフリップチップ結合するためのインターフェース、及びパッケージをプリント回路のマザーボードにフリップチップ結合するためのインターフェースを有するパッケージを提供する。
【００１１】
図１は、本発明の一態様による、例示的なパッケージ１００の断面図を示す。明確にするために、区画ライニングは図面全体を通して省略されることに注意されたい。パッケージは、基板及び境界層を含む全部で７つの層を有する。ｍｍ波の用途に対して、特に６０ＧＨｚより高い周波数に対しては、境界となる膜及び／又は層の厚さを設計プロセスにおいて考慮する必要がある。本明細書の教示が与えられれば、アンテナ及びパッケージング技術分野の当業者は、本発明の実施形態を実現するために、どのように厚さを考慮に入れ、どのように高精度のＰＣＢ製造技術を用いるかを理解することになる。パッケージ１００はまた、多くの金属層を有する。具体的には、最外基板１０２が存在する。それからすぐ内側に、パッチ・アンテナのパッチ１０４に用いられる金属層がある。基板１０２及びパッチ・アンテナ１０４（単一のアンテナのみを図１に示すが、後述のようにより多くのアンテナを設けることができる）の内側には、境界膜層１０６、別の基板層１０８、及び別の境界膜層１０９がある。境界膜１０９の内側の別の金属層は、パッチ・アンテナの接地面１１０に用いられる。接地面上のスロット１１３は、開口部結合型パッチ・アンテナの開口部に用いられる。後述のように、接地面１１０はまた、放射素子（パッチ）１０４をフィード・ライン及びＲＦチップから分離する。
【００１２】
別の基板１１２が接地面１１０の内側にある。別の金属層が基板１１２の内側にあり、アンテナ・フィード・ライン１１４、ＲＦチップ接続用パッド１１６、１１８、１２０（フリップチップ／Ｃ４（「崩壊制御チップ接続」）型の接続であることが好ましい）、及び、フィード・ライン１１４を形成する金属層の内側のさらに別の境界膜層１２６内のビア１２４のような１つ又は複数のビアへの相互接続部１２２（適切な）、及び境界膜１２６の内側のさらに別の基板１２８を実現するために用いられる。さらに別の金属層は、マザーＰＣＢ（マザーＰＣＢは図を明確にするために図面から省略される）への信号、制御、電源、及び接地接続用の全てのパッドを与える。パッドは、接地ビア１４０を介して接地面１１０と相互接続される接地パッド１３０、並びに、ビア１２４によって相互接続部１２２及びアンチパッド１４２に接続されるパッド１３２によって例示される１つ又は複数の信号、電力、及び制御パッドを含むことができる。ビアは、例えばめっきされた貫通ホールとすることができる。パッケージ・パッド１３４もまた設けることができる。パッチ・アンテナの設計に応じて、随意の反射板１４４もまた、パッド１３０、１３２、１３４と同じ金属層上に実現することができる。幾つかの実施例においては、後述のように、反射板１４４が埋め込まれる。
【００１３】
フリップチップの手法を実施するために、チップ１６２はチップ接続パッド１１６、１１８、１２０に直接接続される複数のはんだドットを有することが好ましい。
【００１４】
低周波数の用途においてパッチ・アンテナのバンド幅を増大するために、パッチは宙吊りにする、又は１に近い誘電率を有する発泡材料で支持することができる。しかしながら、ｍｍ波周波数では、特に、パッケージ用途に対しては、宙吊り又は発泡材支持のパッチは現実的でなはない。従って、本発明の１つ又は複数の実施形態において、空気キャビティ１５０をパッケージ内に実現することができる。ＰＣＢ製造プロセス中の高温ガスからの問題を避けるために、通気孔１５２を用いることができる。これらの孔は、アンテナの性能にほとんど影響を及ぼさないように設計することができる。例えば、孔１５２は、キャビティ１５０の中央近く又はキャビティ１５０の縁部近くに配置することができ、適切な通気と調和するように相対的に小さく作ることができる。通気孔は、用いられる製造プロセスに応じて、図１に示すようにキャビティ１５０の頂部（最外部分）上、又は後述のようにキャビティの側面上に配置することができる。
【００１５】
接地面１１０はまた、ビア（例えば、ビア１４０）を通した接地接続、ビア及びアンチパッド（例えば、信号、電力又は制御機能に使用可能なアンチパッドを有するビアの例証となる、アンチパッド１４２を有するビア１２４）を通した信号、電力及び制御接続を作るのに用いられる。アンチパッドを用いずに部分的なビア（即ち、構造体を完全に通しては延びないビア１２４のようなビア）において信頼性を達成することは困難であるので、アンチパッドは製造の観点から有益であり、高い信頼性をもたらす。
【００１６】
開放型のチップ収容キャビティ又はソケット１６０が、基板１２８及び境界膜１２６の内部に実現される。このソケットはＲＦチップ１６２を保持するのに用いられる。チップはフリップチップ・ボンディングによってパッケージに取り付けられる。
【００１７】
全てのｍｍ波コンポーネント（アンテナ、電力増幅器、低雑音増幅器など）がパッケージ１００内にあることに留意されたい。ビア１２４、１４０は、ＤＣ又は非常に低周波数の信号を通すのに用いられる。
【００１８】
パッケージ１００は、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）により有利にマザーボード（図示せず）に取り付けることができる。
【００１９】
図２は、反射板１４４が、反射板１４４の内側の付加的な境界層１７０と、境界層１７０の内側の付加的な基板１７２とによって封入されることを除いて、実施形態１００に実質的に類似した実施形態２００を示す。類似の品目には同じ参照番号を付け、再び説明はしない。チップ収容ソケット１６０はまた、この実施形態においては基板１７２及び境界層１７０の内部に形成される。
【００２０】
図３は、通気孔３５２が層１０８を横方向に貫通してキャビティ１５０に通気孔をあけることを除いて、実施形態２００と実質的に類似の実施形態３００を示す。類似の品目には同じ参照番号を付け、再び説明はしない。
【００２１】
図４は、チップ１６２がカプセル材料４０２で封入された底面図４００を表す。チップは、例えば湿気に耐えるように、部分的又は完全に封入することができる。複数の外側パッド４０４は、例えば、取り付け、熱伝導、又はパッド１３０のような接地パッドに対応することができ、一方、複数の内側パッド４０６は、例えば、信号、制御、又はパッド１３２のような電力パッドに対応することができる。図４において、反射板はないか又は反射板は埋め込まれている。図５は、底面図４００に類似しているが、図１におけるような反射板１４４を有するパッケージの底面図５００を示す。類似の品目には同じ参照番号を付け、再び説明はしない。
【００２２】
図６は、２×２の平面型位相調整アレイのレイアウトを有する例示的なパッケージ６００を示す。各列に２つより多くのアンテナを有することが可能である。この基本の２×２のアレイを用いてさらに大きなアレイを形成することができる。第１フィード・ライン１１４を有する第１アンテナ・パッチ１０４に加えて、対応する第２、第３及び第４フィード・ライン６０８、６１０、６１２を有する第２、第３及び第４アンテナ・パッチ６０２、６０４、６０６もまた含まれる。各フィード・ラインは、上述のようにチップ１６２に接続される。描画の便宜のために、図６においてはフィード・ラインはパッチで終るように示されるが、上面図又は底面図で見るとき、それらは対応するパッチに重なることが可能であり、図１−図３に示すように断面図で見るとき、対応するパッチ及び結合開口部から間隔を置いて配置される（例えば、フィード・ラインの一端がパッチの中央を通る（図１７）又は中央にとどまる（図１８）。フィード・ラインの他端はＲＦチップの縁部を単に通過する）ことを理解されたい。
【００２３】
従って、本発明の態様はＲＦチップ用のソケット及び平面型アンテナを有するパッケージを含むことを理解されたい。１つ又は複数の実施例において、ＲＦチップはパッケージにフリップチップで取り付けられる。内部キャビティは、パッチのバンド幅を改善するために用いることができる。通気孔は、ＰＣＢ製造プロセス中に、高温ガスを除去するのに用いることができる。パッケージは、ＢＧＡによりマザーＰＣＢに取り付けることができる。このパッケージは平面型位相調整アレイを実現することができる。
【００２４】
図１−図６の説明を考慮して、一般的に言えば、本発明の一態様による開口部結合型パッチ・アンテナのパッケージは、パッチ１０４のような少なくとも１つの概ね平面のパッチを含むことができることを理解されたい。概ね平面のパッチ１０４から内側に間隔を置いては位置され、それに実質的に平行な平面１１０のような少なくとも１つの概ね平面の接地面もまた含まれる。接地面は、内部にスロット１１３のような少なくとも１つの結合開口部スロットを有するように形成される。スロット１１３は、パッチ１０４に実質的に対向する。ライン１１４のような少なくとも１つのフィード・ラインが、接地面１１０から内側に間隔を置いて配置され、それに実質的に平行にされる。チップ１６２のような少なくとも１つの無線周波数チップが、フィード・ライン１１４から内側に間隔を置いて配置され、フィード・ライン１１４及び接地面１１０に結合される。境界膜１２６及び基板１２８によって形成されるような第１基板層もまた含まれ、フィード・ライン１１４から内側に間隔を置いて配置される。第１基板層は、キャビティ１６０のようなチップ収容キャビティを有するように形成される。チップ１６２はチップ収容キャビティ１６０内に配置される。
【００２５】
本明細書の説明が与えられれば、ＰＣＢ及びアンテナ技術分野の当業者は、本発明の実施形態を実現することができる。使用可能な材料の非限定的な例には、米国コネチカット州ロジャース所在のＲｏｇｅｒｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な材料のＲｏｇｅｒｓ  ＲＯ４０００（登録商標）シリーズ（及び他の適合した材料）のような熱硬化性プラスチック／セラミック／ガラス繊維又は類似のラミネート、並びに、パッド上又は他の露出領域上の場合により金めっきされた金属層用の銅を含む。類似の技法を、図１−図１８を含む全ての描かれた実施形態に対して使用することができる。
【００２６】
１００、２００及び３００のような本発明の実施形態は、チップ及び他のパッケージングから分離した単なるパッチ・アンテナではなく完全なパッケージを有利に与えることを理解されたい。
【００２７】
１２４、１４０のようなビアは、例えば、めっきされた貫通ホールを用いて形成できることに留意されたい。
【００２８】
本発明の実施形態はまた、基板１０８及び境界膜１０６、１０９によって形成され、接地面１１０とパッチ１０４によって定められる面との間の領域内に挿入される第２基板層を含むことができる。パッチ１０４は第１金属層内に有利に形成することができ、接地面１１０は第２金属層内に有利に形成することができる。
【００２９】
１つ又は複数の実施形態において、基板１１２によって形成されるような第３基板層が、接地面１１０とフィード・ライン１１４の間の領域に挿入される。フィード・ライン１１４は第３金属層内に有利に形成することができる。さらに、本発明の実施形態による１つ又は複数のパッケージは、第３基板層１１２内に形成され、接地面１１０に結合されたビア１９０のような、少なくとも１つのビアを含むことができる。パッド１１６、１１８、１２０のような複数のチップ接続パッドは、第３金属層内に形成することができる。１１８のような少なくとも１つのチップ接続パッドは、第３基板層内の少なくとも１つのビア１９０に結合することができる。チップ接続パッドは、チップをフィード・ライン１１４（パッド１２０）、ビア１９０（パッド１１８）及びビア１２４（パッド１１６）に結合する。
【００３０】
本発明の１つ又は複数の実施形態は、全てがパッド１３２により例示される、１つ又は複数の信号パッド、１つ又は複数の制御パッド、及び１つ又は複数の電源パッド、並びに、１３０のような１つ又は複数の接地パッドを含むことができる。信号、制御、電源及び接地パッドは、第４金属層内に有利に形成される。前述のように、パッケージ・パッド１３４を随意に設けることができる。
【００３１】
また、１つ又は複数の実施形態には、接地面１１０と接地パッド１３０を結合する１４０のような少なくとも１つの接地ビアが含まれる。少なくとも１つの接地ビア１４０は、フィード・ライン１１４と交差しない領域内で、第１及び第３基板層（例えば、基板１１２、境界膜１２６及び基板１２８）を貫通する。１つ又は複数の実施形態は、接地面１１０と実質的に同一平面に形成されたアンチパッド１４２のような、電力、信号、及び制御アンチパッドの各々の少なくとも１つを含む。少なくとも１つの信号ビアは、信号アンチパッドと信号パッドを結合させて第１及び第３基板層を貫通する。同様に、少なくとも１つの電力ビアは、電力アンチパッドと電力パッドを結合させて第１及び第３基板層を貫通する。さらに、少なくとも１つの制御ビアは、制御アンチパッドと制御パッドを結合させて第１及び第３基板層を貫通する。前述のように、パッド１３２、ビア１２４及びアンチパッド１４２は、電力、信号及び制御機能用に設けることができるパッド、ビア及びアンチパッド要素の例証となる。
【００３２】
また前述のように、幾つかの実施例において、１４４のような反射板が第３基板層から内側に間隔を置いて配置され、結合開口部スロット１１３に概ね対向する。反射板は、第１基板層の内側表面（例えば、基板１２８の最奥表面）の上に配置することができる。反射板は、図１におけるように露出させるか、又は図２及び図３におけるように埋め込むことができ、後の場合には、パッケージは、境界膜１７０及び基板１７２によって形成されて反射板１４４から内側に間隔を置いて配置されるような第４基板層を含むことができる。従って、反射板は第１基板層と第４基板層の間に埋め込むことができる。
【００３３】
膜１０６、１０９及び基板１０８によって形成されるような第２基板層は、内部にキャビティ１５０のような空気キャビティを有するように形成されることが有利である。空気キャビティ１５０は、パッチ１０４と接地面１１０内の結合開口部スロット１１３との間に配置される。空気キャビティは、通気孔１５２又は３５２のような通気孔と通じるように形成されることが好ましい。後者の場合には、図３におけるように、通気孔３５２が第２基板層内、具体的には基板１０８内に形成される。前者の場合には、通気孔１５２は、パッチ１０４から外側に間隔を置いて配置される基板１０２によって形成されるような付加的な基板層内に形成される。パッチは、付加的な基板層１０２の上に形成され、通気孔は付加的な基板層１０２の内部に形成される。
【００３４】
図６に関して説明したように、本発明の１つ又は複数の実施形態において、２つ又はそれ以上のパッチが実現されて、平面型位相調整アレイを形成する、従って、一般的に言えば、上述のパッチ１０４は第１パッチと呼ぶことができ、上述のフィード・ライン１１４は第１フィード・ラインとなる。接地面は、スロット１１３のような１つ又は複数の付加的な結合開口部スロットを有するように形成することができる。パッケージは、接地面から外側に間隔を置いて配置されるパッチ６０２、６０４、６０６のような１つ又は複数の付加的な概ね平面のパッチを含むことができる。付加的なスロットは、付加的なパッチに実質的に対向させることができる。パッケージはまた、接地面から内側に間隔を置いて、実質的にそれに平行に配置されたライン６０８、６１０、６１２のような１つ又は複数の付加的なフィード・ラインを含むことができる。少なくとも１つの無線周波数チップ１６２が付加的なフィード・ラインに結合され、第１パッチ及び付加的なパッチが平面型位相調整アレイを形成するように配置される。多数のスロットを有する単一の大きな接地面を、位相調整アレイの実施形態に用いることができる。位相調整アレイは、２以上の任意の数のパッチを含むことができるが、２のべき乗、例えば、２、４、８、１６、３２などとすることが有利である。
【００３５】
アレイ用途に対して、アンテナ素子間の間隔は、自由空間波長の凡そ２分の１（例えば、６０ＧＨｚにおいて約２．５ｍｍ）である。従って、アンテナに対して多数のキャビティを設けることは、キャビティの壁が薄すぎるので困難である。この問題に対処する本発明の実施形態は、図７−図１８に関して説明する。１つ又は複数のそれら実施形態は、アレイの場合の製造を有利に容易にする。
【００３６】
図７及び図８は、それぞれ、集積アンテナを有する例示的なパッケージの実施形態の上面図及び断面図を示す。前の図面に描写したのと類似の要素は、同じ参照番号を付ける。図８に見られるように、パッケージは図３の既存のパッケージと同じ「スタックアップ（stack up）」を有する（明確にするためにパッド及びビアは省略した）。しかしながら、全てのアンテナに対する矩形のリング・キャビティ７５０があり、これの補助によりアンテナは広いバンド幅及び高効率を有する。また中央アイランド７０２があって、パッケージ・カバー１０２を支持するので、カバーは沈降しない。アイランド７０２はまた、チップ１６２の取り付け中にパッケージが変形しないことになるので望ましい。この構成により、１つより多くのアンテナ・リングが可能となり（図９及び図１１に見られるように）、アンテナのフィード・ライン１１４は非常に短くすることができる。アイランド７０２は、層１０６、１０８、１０９を含むことができ、例えば、キャビティ７５０をそれらの層に至るまでフライス加工することによって形成することができる。アイランドを作るために、典型的には２回フライス加工する必要がある。最初に、層１０８の第１側面「Ａ」（例えば上面）を別の材料Ｃに接着し、層１０８の第２側面「Ｂ」（例えば底面）を半分までフライス加工する。層１０８から材料Ｃを除去する。次に、層１０８を層１０９によって層１１２に接着し、側面Ａから残りの材料をフライス加工により除去する。図９及び図１０は、図７及び図８に類似しているが、より多くのアンテナを保持するより大きなキャビティ７５０を有する。
【００３７】
図１１及び図１２は、それぞれ、集積アンテナを有する別の例示的なパッケージの実施形態の上面図及び断面図を示す。ここで、円形のリング・キャビティ７５０が用いられる。円形のリング・キャビティ７５０は、少なくとも幾つかの実施例において、図７−図１０に示した矩形のリング・キャビティよりも製造が容易である（円い形状はフライス加工がより容易な傾向があるので）。アイランド７０２もまた、この実施形態においては円形とする。図１３及び図１４は、図１１及び図１２と類似しているが、より少数のアンテナを保持するより小さなキャビティ７５０を有する。シミュレーションは、少なくとも幾つかの実施例において、円形アレイが矩形アレイよりわずかに良好な放射パターンを有することを示す。
【００３８】
より小さなアレイに対しては、図１５及び図１６に示すように、オフセット型又は並列型の構成が可能である。ＲＦチップ１６２は、典型的には、アンテナ・アレイより遥かに小さい。従って、この構成はパッケージのサイズをあまり大きくしない。しかしながら、フィード・ライン１１４は、図７−図１４に示した構成よりも長くなり、従って、図１５及び図１６の手法は小さなアレイの用途に有利である。キャビティ１６０内のチップ１６２をアンテナ・キャビティ７５０からオフセットすることは、チップ１６２をキャビティ１６０内に取り付けるとき、キャビティ１６０の上の層１０２、１０６、１０８、１０９、１１０、１１２が支持するので、望ましくない撓み及び歪みを防ぎ、従って、キャビティ７５０内にアイランドは不要である。アンテナの放射パターンもまた、アレイが完全に編成されるので、オフセット型の場合の方がリング・キャビティの場合のパターンよりも僅かにすぐれている。しかしながら、少なくとも幾つかの実施例において、アレイのフィード・ラインは、オフセット型の場合において、特により大きなアレイに対して設計することはより難しくなる。
【００３９】
図１７及び図１８は、第１（レシーバ）及び第２（トランスミッタ）の１６個アンテナ素子の位相調整構成を示す。図１７及び図１８において、他の例証的なアイランドの実施形態におけるように、キャビティ７５０は１０６、１０８、１０９の内部に定められ、アイランド１７０２及び外側部分１７０４を有する。図１７及び図１８における構成に対して、パッケージのサイズはわずか２８ｍｍ×２８ｍｍであり、４６ミルの高さを有する（ページ内部へ）（４６ミル＝０．０４６インチ＝１．１７ｍｍであることに注意）。図１７において、ＲＦチップ１６２は、共平面導波路（ＣＰＷ）のフィード・アンテナを必要とするので、ＣＰＷ移行部１９０２に対して１６個のマイクロストリップが存在する。チップ１６２はチップ・キャビティ１６０内にある。（フィード・ライン１１４、反射板１４４及び接地面スロット１１３もあることに注意）図１７の構成は、パッチごとに１つの接地面スロットを用い、一方、図１８の構成は、パッチ１０４ごとに２つの接地面スロット１１３を用いる。図１７及び図１８は上面図であり、破線（隠線）は描画の便宜上用いないが、キャビティ１６０内のチップ１６２は、図７−図１４におけるようにアイランド１７０２より下に配置されることに注意されたい。
【００４０】
このように、本発明の１つ又は複数の実施形態は、ＲＦチップ１６２用のソケット１６０、及び平面型アンテナ・アレイ用の内部キャビティ７５０を有するパッケージを提供する。アンテナ・キャビティ７５０は、例えば、円形若しくは矩形のリング、又は、並列型構成用の大きなキャビティ（後者の実施例は図１５及び図１６に示す）とすることができる。パッケージの実施形態は、好ましくはＲＦフィード用のビアを必要とせずに、そして１つ又は複数の実施形態において、実質的に等しく相対的に短いフィード・ライン長を有する平面型位相調整アレイを実現することができる。相対的により大きな位相調整アレイが必要な場合には、図９−図１２に示すようにキャビティ寸法を拡大することによってより多くのアンテナ素子を用いることができる。
【００４１】
図７−図１８の説明を考慮すると、一般的に言えば、Ｎを少なくとも２とするＮ個の集積開口部結合型パッチ・アンテナを有する無線周波数集積回路チップ・パッケージは、Ｎ個の概ね平面のパッチ１０４、並びに、Ｎ個の概ね平面のパッチから内側に間隔を置いて配置され、それに実質的に平行な少なくとも１つの概ね平面の接地面１１０を含むことが理解される。接地面は、内部にＮ個の結合開口部スロット１１３を有するように形成され、そしてスロットはパッチ１０４に実質的に対向する（図１８のような、幾つかの実施例において、Ｎ個を越えるスロット、例えば、各パッチに対して２個のスロットで２Ｎ個のスロットがあってもよい）。Ｎ個のフィード・ライン１１４は、接地面１１０から内側に間隔を置いて配置され、それに実質的に平行である。少なくとも１つの無線周波数チップ１６２は、フィード・ライン１１４から内側に間隔を置いて配置され、フィード・ライン１１４及び接地面１１０に結合される。図１−図６に関して説明したようなビア、パッド及びアンチパッドはまた、図７−図１８の実施形態にも用いることができることに留意されたい。Ｎ個のパッチ１０４は平面型位相調整アレイを形成するように配置することができる。
【００４２】
境界膜１２６及び基板１２８によって形成されるような第１基板層は、フィード・ライン１１４から内側に間隔を置いて配置され、チップ収容キャビティ１６０を有するように形成され、チップ１６２はチップ収容キャビティ内に配置される。膜１０６、１０９及び基板１０８によって形成されるような第２基板層は、接地面１１０とパッチ１０４によって定められる平面との間の領域に挿入される。パッチ１０４は第１金属層内に形成され、接地面１１０は第２金属層内に形成され、第２基板層はアンテナ・キャビティ７５０を定め、Ｎ個の概ね平面内のパッチ１０４はアンテナ・キャビティ７５０内に配置される。
【００４３】
幾つかの実施例において、アイランド７０２、１７０２は、第２基板層内でキャビティ７５０の内部に形成され、従って、キャビティのリング形を定め、そしてＮ個の概ね平面内のパッチ１０４はリング形内に配置され、アイランド７０２、１７０２はチップ収容キャビティ１６０に実質的に対向する。本明細書で用いられる「実質的に対向する」は、アイランドが、平面図で見るとき少なくとも部分的にチップ収容キャビティに重なって、チップ１６２をキャビティ１６０に挿入する際の挿入荷重の支持を補助する構成を記述することを意図したものである。アイランド及びキャビティは種々の形状を有することができ、任意の特定の実施例において、同じ又は異なる形状を有することができる。いくつかの例示的な非限定的な場合には、両者は平面図でみるとき実質的に矩形（それに限定されないが、正方形を含む矩形）であり、一方、他の例示的な非限定的な場合には、両者は平面図で見るとき実質的に円形である。
【００４４】
幾つかの実施例において、基板１１２によって形成されるような第３基板層は、接地面１１０とフィード・ライン１１４の間の領域に挿入され、フィード・ライン１１４は第３金属層内に形成される。１つ又は複数の実施形態において、Ｎ個の反射板１４４は、第３基板層から内側に間隔を置いて配置され、結合開口部スロット１１３に概ね対向する。反射板１４４は、例えば、第１基板層の内側表面上に配置することができる。さらに、幾つかの実施例において、境界膜１７０及び基板１７２によって形成されるような第４基板層が、反射板１４４から内側に間隔を置いて配置され、反射板１４４は第１基板層と第４基板層の間に埋め込まれる。
【００４５】
図１５及び図１６に示すような他の実施例において、アンテナ・キャビティ７５０は、平面図で見るときチップ収容キャビティ１６０から間隔を置いて配置され、その結果チップ１６２をチップ収容キャビティ１６０内に挿入する際に受ける荷重はアンテナ・キャビティから離れたところで実質的に支持される（例えば、チップ１６２の直上の層１０２、１０８、１０６、１０９、１１０、１１２の圧縮によって）。
【００４６】
幾つかの実施例において、層１０２のようなカバーがアンテナ・キャビティ７５０の上に固定され、アイランド７０２によって少なくとも部分的に支持される。
【００４７】
別の態様において、既述の種類の無線周波数集積回路チップ・パッケージを製造する方法は、チップ１６２を挿入せずに、既述のアイランド７０２を有する既述の種類のパッケージを準備するステップと、少なくとも１つの無線周波数チップ１６２をキャビティ１６０の内部に挿入するステップとを含み、ここでアイランド７０２がチップのキャビティ内への挿入によって引き起こされる荷重を支持する。
【００４８】
さらに別の態様において、既述の種類の無線周波数集積回路チップ・パッケージを製造する方法は、チップ１６２を挿入せずに、平面図で見るとき（例えば、図１５及び図１６に示すように）チップ収容キャビティから間隔を置いて配置されるアンテナ・キャビティを有する既述の種類のパッケージを準備するステップと、少なくとも１つの無線周波数チップ１６２をキャビティ１６０内に挿入するステップとを含み、チップ１６２をチップ収容キャビティ１６０内に挿入する際に受ける荷重は、アンテナ・キャビティから離れたところで実質的に支持される（例えば、チップ１６２の直上の層１０２、１０８、１０６、１０９、１１０、１１２の圧縮によって）。
【００４９】
内部キャビティは、上述のように、ＰＣＢベースのパッケージ内に作ることができるが、幾つかの困難なプロセスを含む可能性がある。内部キャビティは、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）プロセスにおいて実現することは非常に困難である。この問題に対処するために、本発明の付加的な態様をここで説明する。それにより、パッケージ設計はＰＣＢ及びＬＴＣＣプロセスの両方において実現することができる。１つ又は複数の実施形態において、パッケージを２つの部分、即ち、主要部分とカバーに分割することができる。
【００５０】
本発明の態様は、ミリメートル波（ｍｍＷａｖｅ）領域内で動作する集積アンテナ及び位相調整アレイを有する低価格のパッケージの装置及び方法を提供する。集積アンテナを有するパッケージの１つ又は複数の実施形態は、多層ＰＣＢ又はＬＴＣＣをベースとし、高性能アンテナ・アレイを実現するための矩形又はリング・キャビティ、及びｍｍ波（ｍｍＷａｖｅ）のＲＦチップを収容するための別のキャビティを含む。１つ又は複数の実施形態において、内部キャビティは、パッケージを２つの部分、即ち、主要本体とカバーに分割することにより回避される。この手法は、ＰＣＢ及びＬＴＣＣ製造プロセスと適合するものであり、集積アンテナ又はアンテナ・アレイを有するパッケージに関して用いることができる。さらに、この手法は自動プロセスに適しており、アンテナをパッケージする際に関与するコンポーネントの数を減らす。この「分割」手法は、一般に、集積アンテナ又は平面型位相調整アレイを伴う低価格のパッケージ法、並びに、ｍｍ波及びそれ以上の周波数に対する集積アンテナ又は平面型位相調整アレイ設計を伴うチップ・パッケージ法に関する。
【００５１】
従って、「フリッピング」手法において、埋め込み（内部）キャビティは、開放キャビティとなる。図１９及び図２０は、第１の「分割」実施形態の上面図及び断面図を示す。この実施形態は、層１０６及び１０２が省略され、カバー２１０２が存在することを除いて、図１３及び図１４のそれに類似する。図２１及び図２２の実施形態は、リッジ２１５０がアイランド７０２を支持するように設けられることを除いて、図１９及び図２０のそれに類似する。図１９−図２２における構造体に対して、チップ１６２は背部支持を有することが好ましいので、開放キャビティ７５０は「主要」（より低い）部分内にカバー２１０２に対向して配置される。
【００５２】
図２３及び図２４の実施形態は、カバー２１０２が用いられ、層１０６が省略されるような「分割」アプローチが用いられることを除いて、図７及び図８に多少類似しており、チップ１６２は、図８の領域１６０ではなくキャビティ７５０の内部に配置される。付随的な変更が、層１１２の上面上に配置されるフィード・ライン２４１４に、及び、層１１２、１２６の間に配置される接地面２４０（別個に番号付けされていないスロットを有する）に施されている。接地ビア２４６２、２４６４は、外部接地端子を利用可能にするため（ビア２４６２）、及びチップ１６２を接地面２４１０に接地するために設けられる。１つ又は複数の付加的なビア２４６０は、信号、電力、及び／又は制御の目的で設けることができる。図２５及び図２６の実施形態は、この場合には層２６０６、２６０８がカバー部分２６０２の上に設けられるのでキャビティ７５０が本質的にカバー部分の内部に形成されることを除いて、図２３及び図２４の実施形態に類似している。図２３−図２６における構造体に対して、開放キャビティ７５０は、図２３及び図２４におけるように主要部分に、又は図２５及び図２６におけるように（チップ１６２がキャビティ７５０内に存在するので）カバー部分に置くことができる。「分割」実施形態のいずれにおいても、２つの部分（カバー部分及び主要部分）は、例えば、非特許文献１によって当業者には既知のように、互いに接着する、又は互いにフリップチップ結合することによって締結することができる。
【００５３】
アイランド７０２を作るために付加的な製造ステップが必要である。ステップを減らすために、図２１及び図２２に示すようにリッジ２１５０を用いることができる。明確にするために、アイランドは孤立部分とする。層１０８をフライス加工する場合には、それは痩せるか又は移動することになる。それが作製が困難になる理由である。リッジを用いる場合には、「アイランド」は層１０８の他の部分に付けられる。それゆえに、フライス加工が非常に容易になる。
【００５４】
図１９−図２２におけるアンテナは、上述のものと同様に機能する。図２３−図２６における実施形態は、いくつかの重要な相違を有する。チップ１６２は完全にパッケージの内側にあるので完全に保護される。異なる開口部結合型パッチ・アンテナが用いられ、図２４の説明において暗に示したように、フィード・ライン２４１４は、パッチ１０４と接地面２４１０の間にある。これは、反射板１４４を用いるので可能となる。さらに、図２３−図２６の実施形態は、図２４に関連して説明したように、異なるビア構造部を用いるので大量生産に特に有利である。
【００５５】
図２６における層１７０、１２６、２６０６のような接着層は、典型的には、ＰＣＢ製造技術を用いて実施形態に用いることができる。図２７及び図２８に示す別の手法においては、ＬＴＣＣ製造技術が用いられ、接着層は不要である。
【００５６】
図３１及び図３２は、並列型「分割」実施形態の上面図及び断面図を示す。この実施形態は、層１０６及び１０２が省略され、カバー３２０２が存在することを除いて、図１５及び図１６のそれに類似する。図２９及び図３０の実施形態は、この場合には層３００６、３００８がカバー部分３２０２の上に設けられるので、キャビティ７５０が本質的にカバー部分の内部に形成されることを除いて、図３１及び図３２に類似しており、さらに、チップ１６２がキャビティ７５０内にあり、ビア２４６０、２４６２及び２４６４が図２４に関して説明したように設けられ、図２４に関して上述したように、反射板１４４を用いることによりフィード・ライン２４１４がパッチ１０４と接地面２４１０の間に配置される。
【００５７】
図２３−図２８のような実施形態において、ＲＦチップ１６２は、パッケージ・カバーをある程度支持することができる。しかしながら、これはアンテナ・キャビティ設計に幾つかの制限を設け、カバーに対するチップの支持は、より大きなアレイが必要な場合には十分ではない可能性がある。この場合、他の点では図２５及び図２６に類似した図３３及び図３４に示すような、カバーに対するリング支持３３７０が有利となり得る。リング支持３３７０は、例えば、層２６０６、２６０８の内部に形成することができる。リッジ２１５０に類似したリッジは、随意にリング支持３３７０と共に用いて（図３３及び図３４には図示せず）上述のように製造をさらに容易にすることができる。
【００５８】
上述の多くの例示的な実施形態において、チップ１６２はパッケージにフリップチップ取付けされる。フリップチップ取付けは優れた相互接続性能をもたらす。しかしながら、フリップチップ・プロセスは、少なくとも幾つかの環境において、ワイヤボンディング・プロセスよりも費用がかかる可能性がある。図３５及び図３６は、チップ１６２をフィード・ライン２４１４に相互接続するためのワイヤボンド３６８２を有する実施形態を示す。チップ１６２は、下部分３６８０内のキャビティ（別個に番号付けされていない）内に存在するが、この下部分３６８０は、例えば、反射板１４４による２つの層を有することができる。明確にするために、ビアは図３６から省略されている。図３７及び図３８は、ワイヤボンド結合された並列型の実施形態を示し、それには、チップ１６２をビア２４６０に相互接続するワイヤボンド３８９０と、チップ１６２をビア２４６２に相互接続するワイヤボンド３８９２と、チップ１６２をフィード・ライン２４１４に相互接続するワイヤボンド３８９４とが含まれる。
【００５９】
従って、１つ又は複数の実施形態は、中央のアイランドを除去するのに使用可能な２１５０のようなリッジ構造部を設ける（即ち、この構造部は他の部分に接続されるのでもはやアイランドではない）。さらに、図２４、図２６、図２８、図３０、図３４、図３６、及び図３８におけるような幾つかの実施形態において、フィード・ラインは、パッチと接地面の間に置くことができる。またさらに、幾つかの実施形態は、図３６及び図３８におけるように、チップをパッケージにワイヤボンド結合することを可能にする２部分構造体、及び／又は、図２４、図２６、図２８、図３０、図３４、図３６、図３８におけるように、チップがパッケージの内部に埋め込まれる２部分構造体を与える。
【００６０】
従って、Ｎを少なくとも１とするＮ個集積開口部結合型パッチ・アンテナを有する無線周波数集積回路チップ・パッケージの１つ又は複数の実施形態は、Ｎ個の概ね平面内のパッチを有するカバー部分２１０２、２６０２、３２０２、並びに、カバー部分に結合された主要部分（図２０、図２２、図２４、図２６、図２８、図３０、図３２、図３４、図３６及び図３８における下部スタックアップ）を含む。主要部分は、Ｎ個の概ね平面内のパッチ１０４から内側に間隔を置いて配置され、それに実質的に平行な少なくとも１つの概ね平面の接地面１１０、２４１０を含む。接地面は、内部に少なくともＮ個の結合開口部スロットを有するように形成され、そのスロットはパッチに実質的に対向する。主要部分はまた、Ｎ個の概ね平面内のパッチから内側に間隔を置いて配置され、それに実質的に平行なＮ個のフィード・ライン１１４、２４１４、並びに、フィード・ライン及び接地面に結合された少なくとも１つの無線周波数チップ１６２を含む。カバー部分及び主要部分は、協同してアンテナ・キャビティ７５０を定める。Ｎ個の概ね平面内のパッチ１０４はアンテナ・キャビティ内に配置される。
【００６１】
図２４、図２６、図２８、図３０及び図３４のような幾つかの場合において、チップはアンテナ・キャビティ内に配置され、フィード・ライン２４１４は接地面２４１０の外側に配置される。これは、接地面及びフィード・ラインから内側に間隔を置いて配置され、結合開口部スロットに概ね対向するＮ個の反射板１４４によって可能となる。この手法はまた、図３６及び図３８のワイヤボンド実施形態においても使用することができ、この場合チップ１６２は主要部分の外部に面したキャビティ内に配置することができる。
【００６２】
いくつかの場合において、主要部分は、上述のように、フィード・ライン１１４から内側に間隔を置いて配置された第１基板層を有し、この第１基板層はチップ収容キャビティ１６０を有するように形成され、チップはチップ収容キャビティ内に配置される。この場合、フィード・ライン１１４は、接地面１１０から内側に配置される。アイランド７０２は、アンテナ・キャビティ内に形成することができ、従って、キャビティのリング形状を定め、アイランドはチップ収容キャビティに実質的に対向する。アイランド及び／又はキャビティは、円形、矩形又は製造可能性と調和する任意の他の所望の形状とすることができる。１つ又は複数のアイランド支持リッジ２１５０をキャビティ内に配置することができる。
【００６３】
フィード・ラインが接地面の内側にある場合、隋意にＮ個の反射板１４４を接地面及びフィード・ラインから内側に間隔を置いて、結合開口部スロットに概ね対向するように配置することができる。
【００６４】
図２６、図２８、図３０、図３４、図３６及び図３８におけるように、幾つかの実施例において、カバー部分は、アンテナ・キャビティを定める内側突起部を有するように形成される。隋意にカバー部分は内側に突起したリング支持３３７０を有するように形成することができる。図２０、図２２、図２４及び図３２におけるように、他の実施例において、主要部分は、アンテナ・キャビティを定める外側突起部を有するように形成される。
【００６５】
パッケージの幾つかの実施形態において、Ｎは２又はそれ以上である。Ｎ個のパッチを配置して平面型位相調整アレイを形成することができる。
【００６６】
図３０、図３２及び図３８に示すように、幾つかの場合において、アンテナ・キャビティは、平面図で見るとき、チップ収容キャビティから間隔を置いて配置される。例えば、図３２の実施形態において、チップをチップ収容キャビティに挿入する際に受ける荷重は、アンテナ・キャビティから離れたところで実質的に支持される。
【００６７】
別の態様において、図３９を参照して、Ｎを少なくとも１とするＮ個集積開口部結合型パッチ・アンテナを有する無線周波数集積回路チップ・パッケージを製造する例示的な方法３９００が説明される。ステップ３９０２で開始した後、ステップ３９０４及び３９０６は、既述のカバー部分及び主要部分を準備するステップを含み、ステップ３９１０はカバー部分を主要部分に固定するステップを含む。チップがアンテナ・キャビティ内に配置される実施形態において、付加的なステップはチップをアンテナ・キャビティ内に配置するステップを含み、一方、チップがチップ収容キャビティ内に配置される実施形態において、付加的なステップはチップをチップ収容キャビティ内に配置するステップを含み、これらの両方の可能性はフローチャート内でステップ３９０８によって表される。アイランドを用いる実施形態において、チップを配置する際に大きな荷重が予想されるが、付加的なステップは、ブロック３９０８の括弧付き表現のように、チップの配置に伴う挿入荷重をアイランドを用いて支持するステップを含む。主要部分及び／又はカバー部分は、例えば、ブロック３９０４及び３９０６の括弧付き表現で示されるように、プリント回路基板技術及び／又は同時焼成セラミック技術を用いて形成することができ、他の実施例においては、これらの品目はどこか他所から取得して、それらを組み立てる事業体以外の事業体によって組み立てることが可能である。チップは、例えば、フリップチップ技術又はワイヤボンド技術を用いて取り付けることができる。本方法は、ブロック３９１２に進む（例えば、停止する又はさらに多くのパッケージを製造することができる）。また、本方法の幾つかの実施形態において、Ｎは２又はそれ以上である。Ｎ個のパッチを平面型位相調整アレイを形成するように配置することができる。
【００６８】
混乱及び混同を避けるために、一般的に、ここの上面（平面）図において隠線（破線）を使用することは避けた。
【００６９】
上述の本発明の例示的な実施形態は、多くの異なる様式で実施することができることを認識し理解されたい。本明細書において与えられた本発明の教示が与えられると、当業者は本発明の他の実施を企図することができることになる。
【００７０】
本発明の例証となる実施形態を添付の図面を参照してここで説明したが、本発明はそれらの正確な実施形態には限定されず、当業者であれば種々の他の変更及び修正を本発明の範囲及び趣旨から逸脱せずに施すことができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一態様による、パッケージの例示的な実施形態を断面図で示す。
【図２】本発明の別の態様による、別のパッケージの例示的な実施形態を断面図で示す。
【図３】本発明のさらに別の態様による、さらに別のパッケージの例示的な実施形態を断面図で示す。
【図４】反射板のない又は埋め込み反射板を有する例示的なパッケージの底面図である。
【図５】見える反射板を有する例示的なパッケージの底面図である。
【図６】例示的な平面型位相調整アレイの実施形態の底面図である。
【図７】本発明のさらに進んだ態様による、矩形のリング・キャビティ・パッケージの上面図である（上面図及び平面図という用語は本明細書では交換可能に用いられることに留意されたい）。
【図８】図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿って描かれた断面図である。
【図９】図７のパッケージの拡大バージョンである。
【図１０】図９の線Ｘ−Ｘに沿って描かれた断面図である。
【図１１】本発明のさらに進んだ態様による、円形のリング・キャビティ・パッケージの上面図である。
【図１２】図１１の線ＸＩＩ−ＸＩＩに沿って描かれた断面図である。
【図１３】図１１のパッケージの縮小バージョンである。
【図１４】図１３の線ＸＩＶ−ＸＩＶに沿って描かれた断面図である。
【図１５】本発明のさらに進んだ態様による、オフセット（並列）型キャビティ・パッケージの上面図である。
【図１６】図１５の線ＸＶＩ−ＸＶＩに沿って描かれた断面図である。
【図１７】本発明のさらに進んだ態様による、例示的な１６個アンテナの位相調整アレイ配置の上面図である。
【図１８】本発明の付加的な態様による、別の例示的な１６個アンテナの位相調整アレイ配置の上面図である。
【図１９】本発明の付加的な態様による、カバーを有する２部分パッケージの上面図である。
【図２０】図１９の線ＸＸ−ＸＸに沿って描かれた断面図である。
【図２１】図１９のものと類似するが、支持リッジを有する２部分パッケージの上面図である。
【図２２】図２１の線ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩに沿って描かれた断面図である。
【図２３】本発明のさらに別の付加的な態様による、埋め込みチップを有する２部分パッケージの上面図である。
【図２４】図２３の線ＸＸＩＶ−ＸＸＩＶに沿って描かれた断面図である。
【図２５】埋め込みチップを有する２部分パッケージの異なるバージョンの上面図である。
【図２６】図２５の線ＸＸＶＩ−ＸＸＶＩに沿って描かれた断面図である。
【図２７】本発明のさらに別の付加的な態様による、ＬＴＣＣベースの２部分パッケージの上面図である。
【図２８】図２７の線ＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩに沿って描かれた断面図である。
【図２９】本発明のさらに進んだ付加的な態様による、例示的な２部分並列型パッケージの上面図である。
【図３０】図２９の線ＸＸＸ−ＸＸＸに沿って描かれた断面図である。
【図３１】２部分並列型パッケージの異なるバージョンの上面図である。
【図３２】図３１の線ＸＸＸＩＩ−ＸＸＸＩＩに沿って描かれた断面図である。
【図３３】図２３に類似するが、支持リングを有するパッケージの上面図である。
【図３４】図３３の線ＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶに沿って描かれた断面図である。
【図３５】本発明のさらに進んだ付加的な態様による、例示的なワイヤボンド・パッケージの上面図である。
【図３６】図３５の線ＸＸＸＶＩ−ＸＸＸＶＩに沿って描かれた断面図である。
【図３７】本発明のさらに別の付加的な態様による、例示的な並列型ワイヤボンド・パッケージの上面図である。
【図３８】図３７の線ＸＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＸＶＩＩＩに沿って描かれた断面図である。
【図３９】例示的な方法ステップのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１００、２００、３００、６００：パッケージ（実施形態）
１０２、１０８、１１２、１２８、１７２：基板
１０４：パッチ・アンテナ
１０６、１０９、１２６，１７０：境界膜層
１１０、２４１０：接地面
１１３：スロット
１１４：アンテナ・フィード・ライン
１１６、１１８、１２０、１３２：パッド
１２２：相互接続部
１２４、１９０、２４６０：ビア
１３０：接地パッド
１３４：パッケージ・パッド
１４０、２４６２、２４６４：接地ビア
１４２：アンチパッド
１４４：反射板
１５０：空気キャビティ
１５２、３５２：通気孔
１６０：チップ収容キャビティ（ソケット）
１６２：チップ（無線周波数チップ）
４００、５００：底面図
４０２：カプセル材料
４０４：外側パッド
４０６：内側パッド
６０２、６０４、６０６：アンテナ・パッチ
６０８、６１０、６１２、２４１４：フィード・ライン
７０２、１７０２：アイランド
７５０：矩形リング・キャビティ（アンテナ・キャビティ）
１７０４：外側部分
１９０２：ＣＲＷ移行部
２１０２、２６０２、３２０２：カバー
２１５０：リッジ
２６０６、２６０８、３００６、３００８：層
３３７０：リング支持
３６８０：下部分
３６８２、３８９２、３８９４：ワイヤボンド
３９００：無線周波数集積回路チップ・パッケージを製造する方法
３９０２、３９０４、３９０６、３９０８、３９１０、３９１２：ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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