(57)【要約】【課題】  パッケージのリード・ワイヤで形成され、ミリ波の用途に適するアンテナ構造を形成するように適切に成形され配置された１つ以上の放射素子及び同調素子を有するアンテナとＩＣ（集積回路）チップとを一体的にパッケージした装置及びこれの製造方法を提供する。【解決手段】  １つの態様において、電子装置（２０）は、ＩＣチップ（２２）及びアンテナ・システム（２３）を含み、ここで、ＩＣチップ（２２）及びアンテナ・システム（２３）は共に、リード・ワイヤを備えるチップ・スケール・パッケージ（２１）内に集積化されてパッケージされ、そして、アンテナ・システム（２３）は、パッケージのリード・ワイヤで形成された放射素子を有するアンテナを含む。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣ（集積回路）チップと、
アンテナ・システムとを備え、
前記ＩＣチップ及び前記アンテナ・システムが共に、リード・ワイヤを備えるチップ・スケール・パッケージ内に集積化されてパッケージされており、そして、前記アンテナ・システムが  前記チップ・スケール・パッケージのリード・ワイヤで形成されている放射素子を有するアンテナを備える、電子装置。
【請求項２】
前記放射素子が、直線状のリード・ワイヤである、請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記放射素子が、少なくとも１つの折り曲げ部を有するリード・ワイヤである、請求項１に記載の電子装置。
【請求項４】
前記放射素子が、ガル・ウイングを反対にした形状のリード・ワイヤである、請求項１に記載の電子装置。
【請求項５】
前記アンテナ・システムが、前記放射素子に近接して配置された前記チップ・スケール・パッケージのリード・ワイヤで形成される同調素子を含む、請求項１に記載の電子装置。
【請求項６】
集積化されたアンテナ給電回路網をさらに備え、該集積化されたアンテナ給電回路網が、前記ＩＣチップの能動表面に形成されたオン・チップ型の給電構造と、該オン・チップ型の給電構造を前記放射素子の一端に接続する接続ワイヤを有する、請求項１に記載の電子装置。
【請求項７】
前記オン・チップ型の給電構造が、ＣＰＷ（コプレーナ導波路）を有し、該ＣＰＷが、前記アンテナの前記放射素子に前記接続ワイヤで接続された中央導体、並びに該中央導体の両側に１つずつ該中央導体から離れて配置された第１グラウンド素子及び第２グラウンド素子を含む、請求項６に記載の電子装置。
【請求項８】
前記アンテナ・システムが、前記放射素子に近接して配置された前記チップ・スケール・パッケージのリード・ワイヤで形成された同調素子を有し、該同調素子が、前記ＣＰＷの前記第１グラウンド素子及び前記第２グラウンド素子の１つに接続ワイヤで接続されている、請求項７に記載の電子装置。
【請求項９】
前記オン・チップ型の給電構造が、第１コプレーナ給電ライン及び第２コプレーナ給電ラインを有する平衡された差動給電ラインを有し、前記アンテナの前記放射素子が接続ワイヤにより前記第１給電ラインに接続されている、請求項６に記載の電子装置。
【請求項１０】
前記アンテナ・システムが、前記第２給電ラインに接続ワイヤにより接続された第２放射素子を有し、前記第１放射素子及び前記第２放射素子がダイポールのような平衡されたアンテナ構造を形成する、請求項９に記載の電子装置。
【請求項１１】
前記アンテナ・システムが、前記放射素子に近接して配置された前記チップ・スケール・パッケージのリード・ワイヤで形成される同調素子を含み、該同調素子が前記第２給電ラインに接続ワイヤにより接続される、請求項９に記載の電子装置。
【請求項１２】
印刷回路基板と、
該印刷回路基板に装着されたチップ・パッケージとを備え、
該チップ・パッケージが、リード・ワイヤを備えるチップ・スケール・パッケージ内に集積化されてパッケージされたＩＣ（集積回路）チップ及びアンテナ・システムを有し、前記アンテナ・システムが前記チップ・スケール・パッケージのリード・ワイヤで形成されている放射素子を有するアンテナを備える、無線通信装置。
【請求項１３】
前記印刷回路基板が、アンテナ・グラウンド素子及び放射反射器の一方若しくは両方として働く金属のグラウンド素子を有する、請求項１２に記載の無線通信装置。
【請求項１４】
前記放射素子が、前記金属のグラウンド素子から間隔を置いて平行に延びる前記チップ・スケール・パッケージの直線状のリード・ワイヤである、請求項１３に記載の無線通信装置。
【請求項１５】
前記放射素子が、前記金属のグラウンド素子に接続されている折り曲げ部を有するリード・ワイヤである、請求項１３に記載の無線通信装置。
【請求項１６】
前記放射素子が、前記金属のグラウンド素子の上側に配置され且つガル・ウイングを反対にした形状の終端開放型のリード・ワイヤである、請求項１３に記載の無線通信装置。
【請求項１７】
前記アンテナ・システムが、前記放射素子に近接して配置された、前記チップ・スケール・パッケージのリード・ワイヤで形成された同調素子を有し、該同調素子の少なくとも一部分が前記放射素子の一部分に対して平行に延びる、請求項１３に記載の無線通信装置。
【請求項１８】
前記同調素子が、前記金属のグラウンド素子に接続された折り曲げ部を有する、請求項１７に記載の無線通信装置。
【請求項１９】
集積化されたアンテナ給電回路網をさらに備え、該集積化されたアンテナ給電回路網が、前記ＩＣチップの能動表面に形成されたオン・チップ型の給電構造と、該オン・チップ型の給電構造を前記放射素子の一端に接続する接続ワイヤを有する、請求項１２に記載の無線通信装置。
【請求項２０】
前記オン・チップ型の給電構造が、ＣＰＷ（コプレーナ導波路）を有し、該ＣＰＷが、前記アンテナ・システムの前記放射素子に前記接続ワイヤで接続された中央導体、並びに該中央導体の両側に１つずつ該中央導体から離れて配置された第１グラウンド素子及び第２グラウンド素子を含む、請求項１９に記載の無線通信装置。
【請求項２１】
前記オン・チップ型の給電構造が、第１コプレーナ給電ライン及び第２コプレーナ給電ラインを有する平衡された差動給電ラインを有し、前記アンテナの前記放射素子が接続ワイヤにより前記第１給電ラインに接続されている、請求項１９に記載の無線通信装置。
【請求項２２】
ＩＣ（集積回路）チップ及びアンテナを、リード・ワイヤを備えるチップ・スケール・パッケージ内に集積化してパッケージするステップを含み、前記アンテナが  前記チップ・スケール・パッケージの１つ以上のリード・ワイヤで形成される電子パッケージ装置の製造方法。
【請求項２３】
複数個のリード・ワイヤを有するリード・フレーム構造を形成するステップと、
前記リード・ワイヤのうち少なくとも１つを、アンテナの放射素子を形成するように成形するステップとを含む、請求項２２に記載の製造方法。
【請求項２４】
前記アンテナの放射素子に近接して配置される、アンテナの同調素子を形成するように少なくとも１つのリード・ワイヤを成形するステップをさらに含む、請求項２３に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミリ波の用途のための高度に集積化された無線／ワイヤレス・システムを提供するために、チップ・パッケージが備えるリード・ワイヤを使用して形成されるアンテナ構造を備える集積化された半導体ＩＣ（集積回路）チップをパッケージングするための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス・システム及び装置における技術的革新は、ワイヤレスＰＡＮ（ｐｅｒｓｏｎａｌ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ、個人的範囲ネットワーク）、ワイヤレスＬＡＮ（ｌｏｃａｌ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ、構内通信網）、ワイヤレスＷＡＮ（ｗｉｄｅ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ，広域通信網）、セルラ・ネットワーク（ｃｅｌｌｕｌａｒ  ｎｅｔｗｏｒｋ）及び他の型のワイヤレス通信システムのためのワイヤレス回路網の用途を広く発展させてきている。ワイヤレス回路網内の装置相互間でのワイヤレス通信を可能にするためには、装置は、回路網内の他の装置との間で信号を効率的に送受信できるアンテナ、受信機、送信機又は送受信機を備えていなければならない。
【０００３】
従来の無線通信システムは代表的には、個別に封止され又は印刷回路基板、パッケージ若しくは基板上に低レベルの集積度でマウントされたあるいはその両方である個別構成部品を使用して構成される。例えば、図１は、従来の無線通信システム（１０）を概略的に示す。システム（１０）は、集積回路チップ（１２）及び突出するパッケージ・リード（１３）を備える、チップ・パッケージ（１１）から構成される。パッケージ・リード（１３）は、例えばＰＣＢ（印刷回路基板）若しくは印刷配線板上に形成された相互接続構造（１４）に接続される。相互接続構造（１４）は、送受信アンテナ（例えば、ボード・レベルで形成された印刷されたアンテナ構造）に電気的に接続する。電気的相互接続（１４）は代表的には、高価で且つバルク型の導波路またはパッケージ・レベル若しくはボード・レベルのマイクロ・ストリップ構造あるいはその両方を使用して作られる。
【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、高パフォーマンス、高データ転送率、高容量、低電力消費、低コスト及び低重量である集積化された送信機／受信機／送受信機及びアンテナ・システムを備える更に小型化された無線通信システムに対する市場の要求が増大している。実際、現在の通信システムは、例えば広帯域、高利得及び高効率の動作特性を与える高性能のアンテナ・システムを要求している。動作周波数が増加するにつれて、従来の導波路のフロントエンドでの製造及び組み立ては更に困難である。これに関して、半導体の製造及びパッケージ技術の進歩は、高動作周波数に対する要求と結びついて、高度に集積化された無線通信システムを与えるＲＦ集積回路を備えた集積化アンテナを実現可能にした。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概略的に言うと、本発明の実施例は、ミリ波の用途のための高度に集積化された無線／ワイヤレス・通信システムを提供するために、チップ・パッケージのリード・ワイヤを放射素子として使用して形成されたアンテナを備える集積化されて（即ち、一体的に）パッケージされた半導体ＩＣ（集積回路）チップのための装置及び方法を含む。
【０００６】
１つの例示的な実施例において、電子装置は、ＩＣ（集積回路）チップ及びアンテナ・システムを含み、ここで、ＩＣチップ及びアンテナ・システムは、リード・ワイヤを備えるチップ・スケール・パッケージ（大きさがチップ・サイズと同じか、わずかに大きいパッケージ）内に共に集積化されてパッケージされる。アンテナ・システムは、パッケージのリード・ワイヤから形成された放射素子を有するアンテナを含む。放射素子は、例えば、直線状のリード・ワイヤ、少なくとも１つの折り曲げ部を有するリード・ワイヤ、又は、ガル・ウイング（即ち、かもめ翼）の形を反対向きにした形のリード・ワイヤにすることができる。他の例示的な実施例において、アンテナは、放射素子に近接して配置されたパッケージのリード・ワイヤから形成された同調素子を含む。更に他の例示的な実施例において、この装置は、ＩＣチップの活性表面上に形成されたオン・チップ型の給電（ｆｅｅｄ）構造を有する集積化されたアンテナ給電回路網と、このオン・チップ型給電構造を放射素子の一端に接続する接続ワイヤ（即ち、ワイヤ・ボンド）を含む。オン・チップ型給電構造は、ＣＰＷ（コプレーナ導波路）にすることができ、このＣＰＷは、アンテナの放射素子に接続ワイヤにより接続された中央導体と、この中央導体の両側にこれから離れて１つずつ配置された第１及び第２のグランド（基準電位）素子とを含む。アンテナ・システムは、放射素子に近接して配置されたリード・ワイヤから形成された同調素子を含むことができ、ここで、同調素子は、ＣＰＷの第１及び第２のグランド素子の一方に接続ワイヤにより接続される。
【０００７】
他の例示的な実施例において、オン・チップ型給電構造は、第１及び第２のコプレーナ給電ラインを含む平衡化された差動型（ｂａｌａｎｃｅｄ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）の給電ラインを含み、ここで、アンテナの放射素子は第１給電ラインに接続ワイヤにより接続される。更に、アンテナは、第２給電ラインに接続ワイヤにより接続された第２放射素子を有し、ここで、第１及び第２放射素子は例えばダイポールのような平衡化されたアンテナ構造を形成する。他の実施例において、アンテナは、放射素子の近傍に配置されたリード・ワイヤから形成された同調素子を含み、ここで、同調素子は第２給電ラインに接続ワイヤにより接続される。
【０００８】
本発明の他の例示的な実施例においては、印刷回路基板及びこの印刷回路基板にマウントされたチップ・パッケージを含む無線通信装置が提供される。チップ・パッケージは、ＩＣ（集積回路）チップと、リード・ワイヤを備えるチップ・スケール・パッケージに共に集積化されてパッケージされたアンテナ・システムとを有し、ここで、アンテナ・システムは、パッケージのリード・ワイヤから形成された放射素子を有するアンテナからなる。他の実施例において、印刷回路基板は、アンテナのグランド素子又は放射反射器又はこれらの両方として働く金属性のグランド構造を含む。
【０００９】
本発明の種々な実施例において、放射素子は、金属性のグランド素子から離れてほぼこれと平行に延びる直線状の、終端開放（ｏｐｅｎ  ｅｎｄ）型のリード・ワイヤであり、又は、放射素子は、金属性のグランド素子に接続された折り曲げ部を有する終端短絡（ｃｌｏｓｅ−ｅｎｄ）型のリード・ワイヤであり、又は、放射素子は、金属性グランド素子の上側に配置された終端開放型のガル・ウイング（かもめ翼）の形の向きを反対にした形のリード・ワイヤである。本発明の他の実施例において、アンテナは、１つ以上の放射素子に近接して配置された１つ以上の終端短絡型または終端開放型あるいはその両方の型の同調素子を含むことができる。
【００１０】
本発明のこれら及び他の例示的な実施例、態様、目的、特徴及び利点は、図面を参照して説明する例示的な実施例についての以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図２は、本発明の例示的な実施例に従うアンテナ及びＩＣチップを集積化してパッケージした装置（２０）を示す高レベルの概略図である。具体的に説明すると、図２は、チップ・スケール・パッケージ構造（２１）を有する装置（２０）を示し、この構造（２１）は、ＩＣチップ（２２）と、パッケージ（２１）のリード・フレームの１つ以上のパッケージ・リード・ワイヤから形成されたアンテナ（２３）を有する。ＩＣチップ（２２）は、ミリ波周波数（例えば、２０ＧＨｚ以上）で動作する集積型の受信機、送信機若しくは送受信機を含むオン・チップ型の無線通信システムを備えることができる。ＩＣチップ（２２）は、例えば、アンテナ給電ライン、転送ライン、低雑音増幅器、フィルタ等の他の集積型の無線周波数（ＲＦ）能動又は受動装置／回路を備えることができる。
【００１２】
本発明の例示的は実施例に従うと、アンテナ構造を形成するように寸法が決められ、形が決められ、そして配置が決められた１つ以上のパッケージ・リード・ワイヤを有するパッケージ・リード・フレーム構造を形成するために、ワイヤ・リードを備える種々な型のパッケージ技術が使用され得る。一般的に、ワイヤ・リードを備えるチップ・パッケージは、例えば、ガル・ウイング（かもめ翼）リード、Ｊ−リード、Ｃ−リード、若しくは直線型のＩ−リードのように、リード・ワイヤの形に基づいて名称がつけられている。一般的に、チップ・パッケージ・プロセスおいて、パッケージ・リード・ワイヤは、パッケージ・モールディング・プロセスの後に成形される。最初に、パッケージ・リード・ワイヤは、コンポーネント本体に取り付けられた金属リング（取扱中にリード・ワイヤを損傷から保護する）で機械的に支持された直線ワイヤとして形成される。次いで、リングが適切は器具を使用して切除され、そしてパッケージ・リードが、汎用トリム及び成型装置を使用して整形される。
【００１３】
リードの成型プロセスの間、１つ以上のリードが、例えば、共振動作周波数、放射効率、利得、動作帯域幅等の所望のアンテナ特性を有するアンテナ構造を形成するように、寸法が決められ、成形されそして配置が決められることが明らかである。殆どのリード・ワイヤが、パッケージ・モールド（即ち、封止材）を形成するのに使用される損失性の絶縁材料よりも突出してこの絶縁材料で覆われないようにするために、リード・ワイヤは所定の長さを有するように設計されることができる。実際、リード・ワイヤは、アンテナ領域の殆どが空気により囲まれるように、パッケージ構造から突出する放射素子となるように成形されそして寸法が決められる。
【００１４】
更に詳細に説明する他の例示的な実施例において、リード・ワイヤのアンテナ素子を備えるアンテナ構造は、もしも必要ならば、ボード・レベルのグラウンド面（プレーン）またはグラウンド接続あるいはその両方に関連して設計されることができる。特に、用途に応じて、リード・ワイヤのアンテナ素子は、要求される境界状態（ｂｏｕｎｄａｒｙ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）を与えるように、ボード・レベルで終端解放若しくは短絡回路とされることができる。ボード・レベルのグラウンド面は、アンテナのリード・ワイヤ素子のためのグラウンド終端部として使用されることができ、更に、モノポール放射器のためのアンテナ・グラウンド・プレーンとして動作することができ、そして、所定の方向に放射を指向するための反射面として動作することができる。
【００１５】
以下に更に詳細に説明する本発明の他の例示的な実施例において、アンテナ構造は、所望のアンテナ特性を実現するようにアンテナを同調させるために、放射リード・ワイヤ素子に近接して配置された１つ以上のグラウンド接続されたまたは終端解放されたリード・ワイヤ素子（同調素子）を使用して形成されることができる。リード・ワイヤ同調素子は、アンテナ・インピーダンスを制御し、アンテナ帯域幅を増大し、アンテナの放射パターンを制御するように、寸法が決められ、成形されそして配置される。
【００１６】
図３及び図４は、１つ以上のパッケージのリード・ワイヤから形成されるアンテナ構造及びＩＣチップを集積化してパッケージするための、本発明の例示的な実施例に従う電子パッケージ装置（３０）を概略的に示す。図３は、装置（３０）の上面図であり、そして、図４は、図３の線３Ｂ−３Ｂに沿った装置（３０）の側面図である。装置（３０）は、パッケージ・モールド（即ち、パッケージ封止材）（３１）、キャリア基板（即ち、パッケージ・フレーム構造）（３２）、ＩＣチップ（３３）、複数個のパッケージ・リード・ワイヤ（３４）、（３５）、（３６）及びワイヤ・ボンド接続体即ち接続ワイヤ（３７）、（３８）を有する。電子パッケージ装置（３０）は、表面上に金属性の導電性グラウンド・プレーン（面）（３９ａ）を有するＰＣＢ（印刷回路基板）（３９）にマウント（装着）されるとして示されている。金属性の導電性グラウンド・プレーン（３９ａ）は、アンテナのグラウンド面（基準電位面）または放射反射器あるいはその両方として働くことができる。
【００１７】
キャリア基板（３２）とリード・ワイヤ（３４）、（３５）及び（３６）とは、周知の技術（例えば、エッチング、スタンプ工程等）を使用して形成された金属性のリード・フレーム構造の一部分である。ダイ・パドル、即ちキャリア基板（３２）は、パッケージ製造工程の間、ＩＣチップ、即ちダイ（３３）を機械的に支持する働きをする。ＩＣチップ（３３）の裏面は、周知の技術を使用するダイ・マウント・プロセスの間、基板（３２）にマウント即ち装着される。ＩＣチップ（即ち、ダイ）（３３）は、集積化された無線通信システム（例えば、受信機、送信機、送受信器等）を含み得る。リード・ワイヤ（３４），（３５）及び（３６）は、ワイヤ・ボンディング・プロセスの間にワイヤ・ボンド接続体、即ち、接続ワイヤ（３７）及び（３８）によりチップ（３３）の能動表面上の適切なボンディング・パッドへ接続される。リード・ワイヤ（３４）は、ＰＣＢ（３９）上の外部配線／パッドと、ＩＣチップ（３３）の能動表面上に後工程（BＯＥＬ：Ｂａｃｋ−ｅｎｄ−ｏｆ−ｌｉｎｅ）で形成されるパッド／配線との間のＩ／Ｏ接続及び電源接続を与える。
【００１８】
更に、図３及び図４の実施例において、パッケージのリード・ワイヤ（３６）は、アンテナ構造の放射素子として動作するように成形されている。パッケージのリード・ワイヤ（３６）は、ガル・ウイングを逆さまにした形（即ち、グラウンド面３９ａから離れて平行に延びる直線部、この直線部に続き斜め上方に延びる第１折り曲げ部、及びこの第１折り曲げ部に続き且つ直線部と平行に延びる第２折り曲げ部を有する形）に成形されている。しかしながら、この形は例示的なものであり、アンテナ放射素子を形成する他のリード・ワイヤの形が可能である。本発明の他の例示的な実施例において、例えば、アンテナ・アレイ若しくは多帯域アンテナ等を含む種々な型のアンテナ構造を構成するように、複数個のリード・ワイヤが放射素子として形成されることができる。
【００１９】
上述のように、本発明の例示的な実施例に従うアンテナ構造は、所望のアンテナ特性を実現するようにアンテナを同調させるために、放射用リード・ワイヤ素子に近接して配置される１つ以上の終端短絡若しくは終端開放されたリード・ワイヤ素子を使用して形成されることができる。例えば、図３及び図４の例示的な実施例において、２つのリード・ワイヤ（３５）は、放射素子（３６）の両側に配置されそしてＰＣＢ（３９）のグラウンド面（３９ａ）に接続されたアンテナ同調素子として使用されることができる。リード・ワイヤ素子（３５）は、アンテナ・インピーダンスを制御し、アンテナの帯域を増大し、アンテナの放射パターンを制御するように、寸法が決められ、形が選択され、そして配置されることができる。図３及び図４に示す例示的な実施例において、放射素子（３６）及び２つの同調素子（３５）を有するアンテナ構造は、ＰＣＢ（３９）上に形成されたボード・レベルのグラウンド面（３９ａ）と共に形成され、ここで、放射素子（３６）は、グラウンド面（３９ａ）に関して終端開放され、そして２つの同調素子（３５）の終端はグラウンド面、即ちグラウンド・パッドまたはコンタクト（３９ａ）に短絡されている。用途に応じて、アンテナ構造を形成するリード・ワイヤは、所望の境界状態を与えるようにボード・レベルで終端が開放または短絡されることができる。ボード・レベルのグラウンド構造を利用する本発明の他の例示的な実施例に従うアンテナ構造を、図９，図１２，図１４，図１６及び図１８に示す例示的な実施例を参照して後に説明する。
【００２０】
本発明の更に他の実施例に従うと、集積回路チップとアンテナの間の接続は、所望のアンテナ入力インピーダンスを与えるように接続ワイヤ及びオン・チップ型の給電構造により構成される給電回路網により、インピーダンスを制御する形態で実現される。例えば、本発明の例示的な実施例に従うアンテナ給電回路網は、ＩＣチップの後工程（ＢＥＯＬ）での金属化パターンの一部分として形成される例えば、ＣＰＷ（コプレーナ導波路）、差動給電線（ｄｅｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｆｅｅｄ  ｌｉｎｅ）のような、オン・チップ型（チップ上に設けられた）の給電構造と、チップ上の給電構造をリード・ワイヤ・アンテナ素子に接続する接続ワイヤとを含む。本発明の例示的な実施例に従うオン・チップ型の給電構造及び接続ワイヤから形成されるオン・チップ型の給電構造を有する集積化されたアンテナ・システムを、図９，図１２，図１４，図１６及び図１８に示す例示的な実施例を参照して後に説明する。
【００２１】
図５及び図６は、約６０ＧＨｚの基本周波数で動作する集積化された無線通信システムを構成する図３及び図４に示した電子パッケージ装置（３０）の寸法を示す。この例示的な実施例において、パッケージ・モールド（３１）の厚さは１ｍｍ、長さは５ｍｍであり、そしてパッケージのオフセット、即ちＰＣＢ（３９）の表面とモールド（３１）の裏面との間の距離は１００ミクロン（μｍ）である。パッケージ・モールド（３１）は、望ましくは比較的低い誘電率及び比較的低い誘電体損失を有する材料（プラスチック、エポキシ）で形成され得る。リード・ワイヤ素子（３４）、（３５）及び（３６）は、銅（若しくは他の適切な金属）で形成され、そして、幅が３００ミクロンであり、一方、接続ワイヤ（３７）の幅は５０ミクロンである。ＰＣＢ（３９）の表面に形成されているグラウンド面（３９ａ）は、アンテナ・リード・ワイヤ素子（３５）及び（３６）の下側に配置されている。リード・ワイヤ素子（３５）及び（３６）の全長は２．２ｍｍであり、そして５００ミクロンのピッチだけ互いに離されている。素子（３６）の第２折り曲げ部（３６ａ）（６００ミクロンの長さを有する）は、共振周波数を与える。第２折り曲げ部（３６ａ）とグラウンド面（３９ａ）との間の間隔１．２ｍｍは、アンテナの帯域幅を与える。アンテナ・リード・ワイヤ素子（３５）及び（３６）は、接続ワイヤ（３７）及びチップ（３３）の能動表面上のオン・チップ型の給電構造（例えば、ＣＰＷ）により形成されるアンテナ給電回路網に接続される。
【００２２】
図７及び図８は、本発明の例示的な実施例に従うアンテナ給電構造を概略的に示す。特に図７及び図８は、本発明の例示的な実施例に従う、パッケージ・リード・ワイヤで形成されたアンテナ構造に給電するための非平衡給電回路網を具現化するコプレーナ導波路（ＣＰＷ）構造を示す。図７は、１対のグラウンド素子（５０ｂ、５０ｃ）の間に配置され且つこれらから離されている中央導体（５０ａ）からなるＣＰＷ給電体（５０）の平面図である。ＣＰＷ（５０）の素子（５０ａ、５０ｂ及び５０ｃ）は、コプレーナ、即ち、同一平面上に形成されている。ＣＰＷ（５０）は、製造工程のうち相互接続を形成する後工程（ＢＥＯＬ）で形成される最上部金属層の一部としてチップ上に形成されることができる。図８は、誘電体媒体即ち誘電体材料（５１）の中央のプレーン（面）領域（５０‘）に埋め込まれたＣＰＷ給電構造を示す。誘電体材料（５１）は、ＰＣＢ（５９）のグラウンド面（５９ａ）の上側に配置される。
【００２３】
７５オームのＣＰＷを実現するために図７及び図８に示す例示的な構造的寸法を有するＣＰＷ給電構造に対してコンピュータ・シミュレーションを行った。図７の例示的な実施例において、中央導体（５０ａ）の長さは５００ミクロンに、そして幅は１００ミクロンに規定された。グラウンド素子（５０ｂ）及び（５０ｃ）は共に、同じ寸法、即ち、５００ミクロン（長さ）×５００ミクロン（幅）に規定された。中央導体（５０ａ）は、グラウンド素子（５０ｂ）及び（５０ｃ）のそれぞれから５０ミクロンだけ離された。図８において、誘電体材料（５１）の厚さは１ｍｍに規定され、そして、この誘電体材料は、グラウンド面（５９ａ）から１００ミクロンだけ離された。ＣＰＷ給電構造（５０）は、グラウンド面（５９ａ）から６００ミクロンの距離だけ離された。誘電体材料（５１）は、２．７に規定された誘電率及び０．０４に規定された誘電正接を有する材料で形成される。
【００２４】
例えば図７に示すようなＣＰＷ構造は、ワイヤ接続（接続ワイヤ）と共に、リード・ワイヤ素子から形成されるアンテナに非平衡に給電するアンテナ給電回路網を形成するために使用されることができる。例えば、ＣＰＷ給電回路網により給電される終端開放及びグランド接続されたリード・ワイヤ・アンテナ素子を備える種々なアンテナ・システムを、図９，図１２，図１４及び図１６を参照して検討する。図９，図１２，図１４及び図１６の例示的なＣＰＷで給電されるアンテナ構造の電気的性能、性質及び特性を決定するために、約６０ＧＨｚの基本周波数に対する図９，図１２，図１４及び図１６に示すアンテナ素子及び給電構造の例示的な寸法に基づいたコンピュータ・シミュレーションを行った。このコンピュータ・シミュレーションの結果は、図１０，図１１，図１３，図１５及び図１７を参照して以下に検討する。コンピュータ・シミュレーション毎に、図９，図１２，図１４及び図１６のアンテナＣＰＷ給電構造は、誘電体媒体即ち誘電体材料内に埋め込まれ、そして図８を参照して検討した例示的な寸法及び誘電体特性に従ってグラウンド面から離されていると仮定する。
【００２５】
図９は、本発明の例示的な実施例に従う集積化されたアンテナ・システムを概略的に示す。特に、図９は、放射素子（６５）からなるアンテナ構造に給電するための、ＣＰＷ構造（６１）及び接続ワイヤ（６２）からなるアンテナ給電回路網（６０）を示す。この例示的な実施例において、放射素子（６５）は、グラウンド面（６４）に対して平行に延びて配置され且つグラウンド面から離されている直線的で且つ終端開放されたパッケージのリード・ワイヤである。ＣＰＷ構造（６１）は、中央導体（６１ａ）及びこの中央導体の両側に隣接するグラウンド素子（６１ｂ）及び（６１ｃ）からなる。接続ワイヤ（６２）は、ＣＰＷ（６０）の中央導体（６１ａ）とリード・ワイヤ放射素子（６５）の一端（給電端）との間の電気的接続を与える。アンテナ給電回路網（６０）及び放射素子（６５）の給電端は、誘電体材料（６３）内に埋め込まれている。
【００２６】
図９は、約６０ＧＨｚの動作周波数に対する図９のアンテナ・システムのコンピュータ・シミュレーションに対して規定された例示的な配置及び構造的寸法を示す。図９において、アンテナ素子（６５）は２０５０ミクロンの長さを有する。例示的な実施例において、接続ワイヤ（６２）の長さ及び放射素子（６５）のうち誘電体材料（６３）内に埋め込まれている部分の長さの合計である長さＬ１は、動作周波数の波長の約４分の１（ｏｎｅ−ｑｕａｒｔｅｒ）に選択され、そして、長さＬ２（即ち、放射素子（６５）の全長からこの放射素子のうち誘電体材料内に埋め込まれている部分の長さを減算した長さ）は、動作周波数の約２分の１波長に選択されている。ＣＰＷ構造（６１）の各素子は、図７で検討したと同じプレーナ寸法を有するように規定され、そして、このＣＰＷ構造（６１）は、誘電体材料（６３）の縁から１５００ミクロンだけ離れて配置される。誘電体材料（６３）は、図８で説明した厚さ及び間隔を有するように規定された。
【００２７】
図１０及び図１１は、図９の例示的なアンテナ・システムに対するシミュレーションの結果を示す。特に、図１０は、３１オームに正規化されたアンテナ構造のシミュレーションされた反射損失を示し、特に、５０−７０ＧＨｚの周波数範囲に対するシミュレーションされたｄＢで表した反射損失（Ｓ１１）を示す。図１０に示すシミュレーションの結果は、少なくとも４ＧＨｚの帯域幅を示し、ここで、帯域幅は、測定されたＳ１１が約−１０ｄＢまたはこれよりも良好であった周波数範囲に基づいて規定された。図１１は、周波数範囲５０−７０ＧＨｚに亘る図９の例示的なアンテナ・システムのシミュレーションされた放射効率を示す。このシミュレーションの結果は、周波数範囲５９−６４ＧＨｚに亘る８０％以上の放射効率を示す。
【００２８】
図１２は、本発明の他の例示的な実施例に従う集積化されたアンテナ・システムを概略的に示す。特に、図１２は、放射素子（７５）からなるアンテナに給電するための、ＣＰＷ構造（７１）及び接続ワイヤ（７２）からなるアンテナ給電回路網（７０）を示す。放射素子（７５）は、グラウンド面（７４）に対して平行に延びて配置され且つグラウンド面から離されている長さＬの直線部分と、グラウンド面（７４）に向かって曲げられてグラウンド面に接続される非給電（終端）部とを有するグラウンドされたリード・ワイヤである。ＣＰＷ構造（７１）は、中央導体（７１ａ）と、これの両側に隣接して１つずつ配置された２つのグラウンド素子（７１ｂ）及び（７１ｃ）とからなる。接続ワイヤ（７２）は、ＣＰＷ構造（７１）の中央導体（７１ａ）及びリード・ワイヤ放射素子（７５）の一端の間の電気接続を与える。アンテナ給電回路網（７０）及び放射素子（７５）の給電端部は、誘電体材料（７３）に埋め込まれている。放射パターンがただ１つの水平偏波しか有しない図９に示したアンテナ構造とは異なり、図１２のアンテナは、水平偏波及び垂直偏波の両方を有する。
【００２９】
図１２は、約６０ＧＨｚの動作周波数に対する図１２のアンテナ構造のコンピュータ・シミュレーションに対して規定された例示的な配置及び構造的寸法を示す。図１２において、アンテナ素子（７５）の長さＬは、３０５０ミクロンに規定された。この例示的な実施例において、接続ワイヤ（７２）の長さと素子（７５）のうち誘電体材料（７３）内に埋め込まれている部分との合計の長さＬ１は、動作周波数の波長の約４分の１に選択され、そして長さＬ２は、動作周波数の波長の約４分の３（ｔｈｒｅｅ  ｑｕａｒｔｅｒ）に選択された。ＣＰＷ構造（７１）は、誘電体材料（７３）の縁部から１５００ミクロン離されて配置されるように規定されているが、これの寸法は、図９のＣＰＷ構造（６０）の寸法が１２００ミクロンであるのに対してこれより狭い６００ミクロンである。誘電材料（７３）は、図８で説明したと同じ例示的な厚さ及び間隔を有する。
【００３０】
図１３は、図１２の例示的なアンテナ・システムに対するシミュレーションの結果を示す。特に図１３は、３７オームに正規化されたアンテナ構造のシミュレーションされた反射損失を示し、特に、５０−７０ＧＨｚの周波数範囲に対するシミュレーションされたｄＢで表した反射損失（Ｓ１１）を示す。図１３のシミュレーションの結果は、少なくとも２．５ＧＨｚの帯域幅を示し、ここで、帯域幅は、測定されたＳ１１が約−１０ｄＢまたはこれよりも良好である周波数範囲に基づいて規定された。
【００３１】
図１４は、本発明の他の実施例に従う集積型アンテナ・システムを概略的に示す。特に図１４は、パッケージ・リードから形成される放射素子（８５）及び同調素子（８６）を有するアンテナ構造に給電する、ＣＰＷ構造（８１）と、接続ワイヤ（８２）及び（８７）とからなるアンテナ給電回路網を示す。ＣＰＷ構造（８１）は、中央導体（８１ａ）と、これの両側に隣接して１つずつ配置されたグラウンド素子（８１ｂ）及び（８１ｃ）からなる。接続ワイヤ（８２）は、ＣＰＷ構造（８１）の中央導体（８１ａ）及び放射素子（８５）の一端の間を接続する電気的接続を与える。接続ワイヤ（８７）は、ＣＰＷ（８１）のグラウンド素子（８１ｂ）及び同調素子（８６）の間の電気的接続を与える。アンテナ給電回路網（８０）と放射素子（８５）及び同調素子（８６）の給電端部とは、誘電体材料（８３）内に埋め込まれている。
【００３２】
図１４の例示的な実施例において、放射素子（８５）は、グラウンド面（８４）に平行に配置され且つグラウンド面から離されて配置された、終端が開放された直線状のリード・ワイヤである。更に、同調素子（８６）は、グラウンド面（８４）及びアンテナ放射素子（８５）の両方に平行に延び且つこれらから離されて配置されている終端が開放された直線的なパッケージ・リード・ワイヤである。図９のアンテナ・システムと比較して、図１４のアンテナ・システムは、放射素子（８５）に近接して配置された同調素子（８６）を含み、これは、アンテナ素子（８５）及び（８６）の間のＥＭ結合に基づいてインピーダンス及びアンテナ共振周波数を調整する手段として働く。
【００３３】
図１４は、約６０ＧＨｚの動作周波数に対する図１４のアンテナ・システムのコンピュータ・シミュレーションに対して規定された例示的な配置及び構造的寸法を示す。図１４において、アンテナ放射素子（８５）の長さは、２０５０ミクロンに規定され、そして、アンテナ同調素子（８６）の長さは、１５００ミクロンに規定されている。更に、ＣＰＷ構造（８１）のグラウンド素子（８１ｂ）及び（８１ｃ）の寸法は、同じではなく、同調アンテナ素子（８６）に接続されているグラウンド素子（８１ｂ）の幅は、グラウンド素子（８１ｃ）の幅よりも広い。誘電材料（８３）は図８で説明した例示的な厚さ及び間隔の寸法を有する。
【００３４】
図１５は、図１４の例示的なアンテナ・システムのシミュレーションの結果を示す。特に図１５は、３１オームに正規化されたアンテナ構造のシミュレーションされた反射損失を示し、特に、５０−７０ＧＨｚの周波数範囲に亘るシミュレーションされたｄＢで表した反射損失（Ｓ１１）を示す。図１５のシミュレーションの結果は、少なくとも４ＧＨｚの帯域幅を示し、ここで帯域幅は、測定されたＳ１１が約−１０ｄＢまたはこれよりも良好である周波数範囲に基づいて規定された。図１０及び図１５に示したシミュレーションの結果を比較すると、放射素子（８５）に近接して配置された追加のリード・ワイヤ同調素子（８６）が、アンテナの共振数端数及びインピーダンスをシフトしていることが明らかである。
【００３５】
図１６は、本発明の他の例示的な実施例に従う集積化されたアンテナ・システムを示す。特に、図１６は、パッケージのリード・ワイヤにより形成された放射素子（９５）並びに同調素子（９６）及び（９８）からなるアンテナ構造に給電する、ＣＰＷ構造（９１）並びに接続ワイヤ（９２）、（９７）及び（９９）からなるアンテナ給電回路網（９０）を示す。ＣＰＷ構造（９１）は、中央導体（９１ａ）並びにこれに隣接して１つずつ配置されたグラウンド素子（９１ｂ）及び（９１ｃ）よりなる。接続ワイヤ（９２）は、ＣＰＷ（９１）の中央導体（９１ａ）及び放射素子（９５）の一端の間の電気的接続を与える。接続ワイヤ（９７）は、ＣＰＷ（９１）のグラウンド素子（９１ｂ）及びアンテナ同調素子（９６）の間の電気的接続を与える。接続ワイヤ（９９）は、ＣＰＷ（９１）のグラウンド素子（９１ｃ）及びアンテナ同調素子（９８）の間の電気的接続を与える。アンテナ給電回路網（９０）と、放射素子（９５）、同調素子（９６）及び（９８）の給電端部は、誘電体材料（９３）内に埋め込まれている。
【００３６】
図１６の例示的実施例において、放射素子（９５）は、グラウンド面（９４）に平行に延びて配置され且つグラウンド面から離されて配置されている終端が開放された直線的なリード・ワイヤから形成される。更に具体的に説明すると、同調素子（９６）及び（９８）は、グラウンド面（９４）に対して平行に延び且つアンテナ放射素子（９５）の両側に１つずつ配置された終端が開放された直線的なリード・ワイヤから形成される。図１４のアンテナ・システムと比較すると、図１６のアンテナ・システムは、放射素子（９５）の両側にそれぞれ近接して配置された複数個の同調素子（９６）及び（９８）を有し、そしてこれらは、アンテナ素子（９５）と同調素子（９６）及び（９８）との間のＥＭ結合に基づいてアンテナの共振周波数及びインピーダンスを調整する手段として働く。
【００３７】
図１６は、約６０ＧＨｚの動作周波数に対する図１６のアンテナ・システムのコンピュータ・シミュレーションに対して規定された例示的な配置及び構造的寸法を示す。図１６において、アンテナ素子（９５）の長さは２０５０ミクロンに規定され、そしてアンテナ同調素子（９６）及び（９８）の長さは１５００ミクロンに規定された。更に、ＣＰＷ構造（９１）のグラウンド素子（９１ｂ）及び（９１ｃ）の寸法は同じにされた。誘電材料（９３）の厚さ及び間隔の寸法は、図８で説明した寸法にされた。
【００３８】
図１７は、図１６の例示的なアンテナ・システムのシミュレーションの結果を示す。特に、図１７は、３１オームに正規化されたアンテナ構造のシミュレーションされた反射損失を示し、特に、５０−７０ＧＨｚの周波数範囲に亘るｄＢで表したシミュレーションされた反射損失を示す。図１５のシミュレーションの結果は、少なくとも２．５ＧＨｚの帯域幅を示し、ここで、帯域幅は、測定されたＳ１１が約−１０ｄＢまたはこれよりも良好である周波数範囲に基づいて規定された。図１０，図１５及び図１７に示すシミュレーションの結果と比較すると、放射素子（９５）に近接して配置されている追加のリード・ワイヤ素子（９９）が、アンテナ共振周波数及びインピーダンスにシフトを生じることが示されている。
【００３９】
図１８及び図１９は、本発明の他の例示的な実施例を示す。特に、図１８は、パッケージのリードで形成された放射素子（１００５）及び同調素子（１００６）からなるアンテナ構造に給電する、平衡化された差動型の（ｂａｌａｎｃｅｄ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）給電ライン（１００１）並びに接続ワイヤ（１００２）及び（１００７）からなるアンテナ給電回路網（１０００）を示す。差動型の給電構造（１００１）は、２つのコプレーナ給電ライン（１００１ａ）及び（１００１ｂ）を有する。接続ワイヤ（１００２）は、差動型ライン（１００１ａ）及び放射素子（１００５）の一端との間の電気的接続を与える。接続ワイヤ（１００７）は、差動型ライン（１００１ｂ）及び同調素子（１００６）の間の電気的接続を与える。アンテナ給電回路網（１０００）並びに放射素子（１００５）及び同調素子（１００６）の給電端部は、誘電体材料（１００３）内に埋め込まれている。
【００４０】
図１９は、図１８の例示的なアンテナ・システムの斜視図である。図１９の例示的な実施例において、放射素子（１００５）は、パッケージの終端が開放されたリード・ワイヤであり、そしてこの放射素子（１００５）は、ガル・ウイング（カモメの翼）を逆さまにした形、即ち、一端を含む部分が誘電体材料内に埋め込まれており且つグラウンド面と平行である直線部（１００５ａ）と、この直線部の他端から斜め上方に延びる直線状の第１折り曲げ部（１００５ｂ）と、この第１折り曲げ部の端部から水平に延びる直線状の第２折り曲げ部（１００５ｃ）を有する形に成形されている。同調素子（１００６）は、グラウンド面（１００４）及び放射素子（１００５）の直線部（１００５ａ）の両方に対して離れて且つ平行に延びる直線部（１００６ａ）を有する終端短絡されたパッケージのリード・ワイヤである。更に具体的にいうと、この直線部（１００６ａ）の一端を含む部分は、誘電体材料（１００３）内に埋め込まれ、そして、この直線部（１００６ａ）は、グラウンド面に対して垂直な方向においてこのグラウンド面から離され、そして放射素子（１００５）の直線部（１００５ａ）と同一面にあってそして水平方向においてこれから離されている。更に、同調素子（１００６）は、直線部（１００６ａ）の他端からグラウンド面（１００４）に向かって斜め下方に延びそしてグラウンド面（１００４）に接続されている直線状の折り曲げ部（１００６ｂ）を有する。
【００４１】
図１８及び図１９は、約６０ＧＨｚの動作周波数に対するアンテナ・システムのコンピュータ・シミュレーションのために規定された例示的な配置及び構造の寸法を示す。図１８において、アンテナ放射素子（１００５）のＸ方向の長さは１３００＋２００＋２００ミクロンに規定され、そしてアンテナ同調素子（１００６）のＸ方向の長さは、１３００＋２００ミクロンに規定された。更に、平衡された給電ライン（１００１ａ）及び（１００１ｂ）は、１５０ミクロンのピッチだけ離されている（ここで、ピッチは、給電ラインのインピーダンスを同調するために変更されることができる）。同調素子（１００６）の中心と給電ライン（１００１ｂ）の中心との間のオフセット距離は、１７５ミクロンである。このオフセット距離は、放射素子（１００５）及び同調素子（１００６）の間の分離距離を調整してアンテナ性能を調整するために、変動されることができる。Ｘ方向における給電ライン１００１ａと放射素子１００５との間の距離４００ミクロンが接続ワイヤ１００２に対して規定され、そして、Ｘ方向における給電ライン１００１ｂと同調素子１００６との間の距離４００ミクロンが接続ワイヤ１００７に対して規定された（この長さは、アンテナ共振周波数を変えるために変更されることができる）。誘電体材料（１００３）は、図８において説明した例示的な厚さ及び間隔を有するように規定された。
【００４２】
図２０は、図１８及び図１９の例示的なアンテナ・システムに対するシミュレーションの結果を示す。図２０は、１５０オームに正規化された差動型の給電アンテナ構造のシミュレーションされた反射損失を示し、特に、５０−７０ＧＨｚの周波数範囲に亘るｄＢで表したシミュレーションされた反射損失を示す。図２０のシミュレーションの結果は、少なくとも６ＧＨｚの帯域幅を示し、ここで、帯域幅は、測定されたＳ１１が約−１０ｄＢまたはこれよりも良好である周波数範囲に基づいて規定された。図１０，図１３，図１５、図１７及び図２０に示すシミュレーションの結果を比較すると、差動型の給電されるアンテナ構造は、放射素子（１００５）とグラウンド面（１００４）との間の分離距離が比較的大きいことに主に基づいて比較的広い動作帯域幅を与えることが示されている。
【００４３】
本発明の他の例示的な実施例において、図１８及び図１９のアンテナの構成は、素子（１００６）がグラウンドに接続されないで、但し、素子（１００５）及び（１００６）が、例えば平衡された差動ラインにより給電されるダイポール・アンテナのような平衡されたアンテナ構造になるように変更されることができる。例えば、素子（１００５）及び（１００６）は、半波長ダイポール放射器を形成するように、Ｙ方向において互いに異なる方向に曲げることができる。
【００４４】
上述の集積されたアンテナ・システムは、アンテナ構造を形成するためにパッケージのリード・ワイヤを使用することを示す例示的な実施例である。本明細書における開示に基づいて、１つ以上のリード・ワイヤが、例えばアンテナ・アレイ及び多帯域アンテナ構造を含むアンテナ構造を形成するようにアンテナ放射素子として動作するように形成される他の実施例が可能であり、そして、パッケージの１つ以上のリード・ワイヤが、アンテナ・インピーダンスを制御し、アンテナの帯域を増大し、またはアンテナの放射パターンを制御するためのアンテナ同調素子として動作するように形成される他の実施例が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。上述の例示的なアンテナ構造は、リード・ワイヤを使用するアンテナ設計の融通性を示す手段であり、本発明の範囲を限定するものではない。例えば、図１４及び図１６に示した実施例において、同調素子は、多帯域動作を可能にする共振周波数を有する放射素子として形成されることができる。特定な実施例について説明すると、図１４の素子（８５）及び（８６）は、デュアル・バンド（２帯域）動作を与えるために異なる周波数帯域内の共振周波数をそれぞれが有する別々の放射素子とされることができ、そして図１６の素子（９５）及び（９６）は、３帯域の動作を与えるために異なる周波数帯域内の共振周波数を有する別々の放射素子とされることができる。
【００４５】
本発明の実施例に従うアンテナ及び集積化されたアンテナに関連する種々な利点が、当業者にとって明らかであろう。例えば、周知の技術であるパッケージのリード・ワイヤを使用して集積化して形成された例示的なアンテナ設計は、大量のアンテナ製造能力を可能にする。更に、本発明の例示的な実施例に従う集積化されたＩＣパッケージは、例えばトランジスタ・チップのようなＩＣチップにアンテナを集積化してパッケージさせることができ、これにより送受信機とアンテナとの間の損失が非常に小さい小型の一体化アンテナを与える。更に、本発明に従う集積化されたアンテナ／ＩＣチップ・パッケージを使用することにより、民生用及び軍事用では特に重要であるスペース、寸法、コスト及び重量を著しく軽減する。
【００４６】
本発明の例示的な実施例について図面を参照して説明したが、本発明は、このような実施例に限定されるものではなく、多様な修正及び変更が、本発明の精神から逸脱することなく可能であることが、当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来の無線通信システムを示す図である。
【図２】本発明の例示的な実施例に従う、パッケージのリード・ワイヤの１つ以上から形成されるアンテナ構造及びＩＣチップを集積化してパッケージした装置の高レベルの概略図である。
【図３】１つ以上のパッケージのリード・ワイヤから形成されるアンテナ構造及びＩＣチッを集積化してパッケージした本発明の例示的な実施例に従う電子パッケージ装置を概略的に示す図である。
【図４】１つ以上のパッケージのリード・ワイヤから形成されるアンテナ構造及びＩＣチップを集積化してパッケージした本発明の例示的な実施例に従う電子パッケージ装置を概略的に示す図である。
【図５】約６０ＧＨｚで動作する集積化された無線通信システムを形成する図３及び図４の例示的なパッケージ構造の例示的な配置及び構造的寸法を示す図である。
【図６】約６０ＧＨｚで動作する集積化された無線通信システムを形成する図３及び図４の例示的なパッケージ構造の例示的な配置及び構造的寸法を示す図である。
【図７】本発明の例示的な実施例に従うグラウンドに接続されたコプレーナ導波路構造を概略的に示す図である。
【図８】本発明の例示的な実施例に従うグラウンドに接続されたコプレーナ導波路構造を概略的に示す図である。
【図９】本発明の例示的な実施例に従う集積化されたアンテナ・システムを概略的に示す図である。
【図１０】図９のアンテナ構造のシミュレーションされた反射損失を示す図である。
【図１１】図９の例示的なアンテナ・システムのシミュレーションされた放射効率を示す図である。
【図１２】本発明の例示的な実施例に従う集積化されたアンテナ・システムを概略的に示す図である。
【図１３】図１２のアンテナ構造のシミュレーションされた反射損失を示す図である。
【図１４】本発明の例示的な実施例に従う集積化されたアンテナ・システムを概略的に示す図である。
【図１５】図１４のアンテナ構造のシミュレーションされた反射損失を示す図である。
【図１６】本発明の例示的な実施例に従う集積化されたアンテナ・システムを概略的に示す図である。
【図１７】図１６のアンテナ構造のシミュレーションされた反射損失を示す図である。
【図１８】本発明の例示的な実施例に従う集積化されたアンテナ・システムを概略的に示す図である。
【図１９】本発明の例示的な実施例に従う集積化されたアンテナ・システムを概略的に示す図である。
【図２０】図１８及び図１９のアンテナ構造のシミュレーションされた反射損失を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
２０  無線通信システム
２１  パッケージ構造
２２  集積回路チップ
２３  アンテナ
３０  電子パッケージ装置
３１  パッケージ・モールド
３２  キャリア基板
３３  ＩＣチップ
３４、３５，３６  リード・ワイヤ
３７、３８  接続ワイヤ
３９  ＰＣＢ
３９ａ  グラウンド面
６１  ＣＰＷ構造
６１ａ  中央導体
６１ｂ、６１ｃ  グラウンド素子
６２  接続ワイヤ
６３  誘電体材料
６４  グラウンド面
６５  放射素子
１０００  アンテナ給電回路網
１００２、１００７  接続ワイヤ
１００３  誘電材料
１００４  グラウンド面
１００５  放射素子
１００５ａ  直線部
１００５ｂ  第１折り曲げ部
１００５ｃ  第２折り曲げ部
１００６  同調素子
１００６ａ  直線部
１００６ｂ  折り曲げ部
【図１】
2009524985.tif 000003
【図２】
2009524985.tif 000004
【図３】
2009524985.tif 000005
【図４】
2009524985.tif 000006
【図５】
2009524985.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009524985.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009524985.tif 000011
【図１０】
2009524985.tif 000012
【図１１】
2009524985.tif 000013
【図１２】
2009524985.tif 000014
【図１３】
2009524985.tif 000015
【図１４】
2009524985.tif 000016
【図１５】
2009524985.tif 000017
【図１６】
2009524985.tif 000018
【図１７】
2009524985.tif 000019
【図１８】
2009524985.tif 000020
【図１９】
2009524985.tif 000021
【図２０】
2009524985.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月19日(2009.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣ（集積回路）チップと、
アンテナ・システムとを備え、
前記ＩＣチップ及び前記アンテナ・システムが共に、リード・ワイヤを備えるチップ・スケール・パッケージ内に集積化されてパッケージされており、そして、前記アンテナ・システムが  前記チップ・スケール・パッケージのリード・ワイヤで形成されている放射素子を有するアンテナを備える、電子装置。
【請求項２】
前記放射素子が、直線状のリード・ワイヤ、少なくとも１つの折り曲げ部を有するリード・ワイヤ、またはガル・ウイングを反対にした形状のリード・ワイヤである、請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記アンテナ・システムが、前記放射素子に近接して配置された前記チップ・スケール・パッケージのリード・ワイヤで形成される同調素子を含む、請求項１に記載の電子装置。
【請求項４】
集積化されたアンテナ給電回路網をさらに備え、該集積化されたアンテナ給電回路網が、前記ＩＣチップの能動表面に形成されたオン・チップ型の給電構造と、該オン・チップ型の給電構造を前記放射素子の一端に接続する接続ワイヤを有する、請求項１に記載の電子装置。
【請求項５】
前記オン・チップ型の給電構造が、ＣＰＷ（コプレーナ導波路）を有し、該ＣＰＷが、前記アンテナの前記放射素子に前記接続ワイヤで接続された中央導体、並びに該中央導体の両側に１つずつ該中央導体から離れて配置された第１グラウンド素子及び第２グラウンド素子を含む、請求項４に記載の電子装置。
【請求項６】
前記アンテナ・システムが、前記放射素子に近接して配置された前記チップ・スケール・パッケージのリード・ワイヤで形成された同調素子を有し、該同調素子が、前記ＣＰＷの前記第１グラウンド素子及び前記第２グラウンド素子の１つに接続ワイヤで接続されている、請求項５に記載の電子装置。
【請求項７】
前記オン・チップ型の給電構造が、第１コプレーナ給電ライン及び第２コプレーナ給電ラインを有する平衡された差動給電ラインを有し、前記アンテナの前記放射素子が接続ワイヤにより前記第１給電ラインに接続されている、請求項４に記載の電子装置。
【請求項８】
前記アンテナ・システムが、前記第２給電ラインに接続ワイヤにより接続された第２放射素子を有し、前記放射素子及び前記第２放射素子がダイポールのような平衡されたアンテナ構造を形成する、請求項７に記載の電子装置。
【請求項９】
前記アンテナ・システムが、前記放射素子に近接して配置された前記チップ・スケール・パッケージのリード・ワイヤで形成される同調素子を含み、該同調素子が前記第２給電ラインに接続ワイヤにより接続される、請求項７に記載の電子装置。
【請求項１０】
印刷回路基板と、
該印刷回路基板に装着されたチップ・パッケージとを備え、
該チップ・パッケージが、リード・ワイヤを備えるチップ・スケール・パッケージ内に集積化されてパッケージされたＩＣ（集積回路）チップ及びアンテナ・システムを有し、前記アンテナ・システムが前記チップ・スケール・パッケージのリード・ワイヤで形成されている放射素子を有するアンテナを備える、無線通信装置。
【請求項１１】
前記印刷回路基板が、アンテナ・グラウンド素子及び放射反射器の一方若しくは両方として働く金属のグラウンド素子を有する、請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
前記放射素子が、前記金属のグラウンド素子から間隔を置いて平行に延びる前記チップ・スケール・パッケージの直線状のリード・ワイヤ、前記金属のグラウンド素子に接続されている折り曲げ部を有するリード・ワイヤ、または前記金属のグラウンド素子の上側に配置され且つガル・ウイングを反対にした形状の終端開放型のリード・ワイヤである、請求項１１に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
前記アンテナ・システムが、前記放射素子に近接して配置された、前記チップ・スケール・パッケージのリード・ワイヤで形成された同調素子を有し、該同調素子の少なくとも一部分が前記放射素子の一部分に対して平行に延びる、請求項１１に記載の無線通信装置。
【請求項１４】
前記同調素子が、前記金属のグラウンド素子に接続された折り曲げ部を有する、請求項１３に記載の無線通信装置。
【請求項１５】
集積化されたアンテナ給電回路網をさらに備え、該集積化されたアンテナ給電回路網が、前記ＩＣチップの能動表面に形成されたオン・チップ型の給電構造と、該オン・チップ型の給電構造を前記放射素子の一端に接続する接続ワイヤを有する、請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１６】
前記オン・チップ型の給電構造が、ＣＰＷ（コプレーナ導波路）を有し、該ＣＰＷが、前記アンテナ・システムの前記放射素子に前記接続ワイヤで接続された中央導体、並びに該中央導体の両側に１つずつ該中央導体から離れて配置された第１グラウンド素子及び第２グラウンド素子を含む、請求項１５に記載の無線通信装置。
【請求項１７】
前記オン・チップ型の給電構造が、第１コプレーナ給電ライン及び第２コプレーナ給電ラインを有する平衡された差動給電ラインを有し、前記アンテナの前記放射素子が接続ワイヤにより前記第１給電ラインに接続されている、請求項１５に記載の無線通信装置。
【請求項１８】
ＩＣ（集積回路）チップ及びアンテナを、リード・ワイヤを備えるチップ・スケール・パッケージ内に集積化してパッケージするステップを含み、前記アンテナが  前記チップ・スケール・パッケージの１つ以上のリード・ワイヤで形成される電子パッケージ装置の製造方法。
【請求項１９】
複数個のリード・ワイヤを有するリード・フレーム構造を形成するステップと、
前記リード・ワイヤのうち少なくとも１つを、アンテナの放射素子を形成するように成形するステップとを含む、請求項１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記アンテナの放射素子に近接して配置される、アンテナの同調素子を形成するように少なくとも１つのリード・ワイヤを成形するステップをさらに含む、請求項１９に記載の製造方法。
【国際調査報告】
2009524985.tif 000023