(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラウンド導体パターンが裏面に施され、かつ、入力側及び出力側にストリップ導体パターンが接続されている高周波回路が表面に施された誘電体基板と、表面側が上記誘電体基板の表面側と平行に対向配置されて、ストリップ導体パターンが表面に施され、かつ、グラウンド導体パターンが裏面に施された実装基板と、上記高周波回路の入力側のストリップ導体パターンと上記実装基板の表面のストリップ導体パターンを接続するとともに、上記高周波回路の出力側のストリップ導体パターンと上記実装基板の表面のストリップ導体パターンを接続するストリップ導体接続手段と、上記誘電体基板の裏面のグラウンド導体パターンと上記実装基板の裏面のグラウンド導体パターンをそれぞれ接続するグラウンド導体接続手段とを備えた高周波回路装置において、上記誘電体基板の表面にそれぞれ配置された複数の第１のグラウンド導体パッドと、上記誘電体基板の表面に上記各第１のグラウンド導体パッドと抵抗膜を介してそれぞれ接続された複数のバンプ接続用導体パッドと、上記誘電体基板の内部に貫入され、上記各第１のグラウンド導体パッドを上記誘電体基板の裏面のグラウンド導体パターンにそれぞれ接続する複数の第１の柱状導体と、上記実装基板の表面に上記各バンプ接続用導体パッドと対向するようにそれぞれ配置された複数の第２のグラウンド導体パッドと、上記実装基板の内部に貫入され、上記各第２のグラウンド導体パッドを上記実装基板の裏面のグラウンド導体パターンにそれぞれ接続する複数の第２の柱状導体と、上記誘電体基板と上記実装基板の間に挿入されて、上記各バンプ接続用導体パッドと上記各第２のグラウンド導体パッドをそれぞれ接続する複数の導電性バンプとから上記グラウンド導体接続手段を構成していることを特徴とする高周波回路装置。
【請求項２】
入力側及び出力側にストリップ導体パターンが接続されている高周波回路が表面に施され、かつ、上記ストリップ導体パターン及び上記高周波回路を取り囲むようにグラウンド導体パターンが表面に施された誘電体基板と、表面側が上記誘電体基板の表面側と平行に対向配置されて、ストリップ導体パターンが表面に施され、かつ、グラウンド導体パターンが裏面に施された実装基板と、上記高周波回路の入力側のストリップ導体パターンと上記実装基板の表面のストリップ導体パターンを接続するとともに、上記高周波回路の出力側のストリップ導体パターンと上記実装基板の表面のストリップ導体パターンを接続するストリップ導体接続手段と、上記誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンと上記実装基板の裏面のグラウンド導体パターンをそれぞれ接続するグラウンド導体接続手段とを備えた高周波回路装置において、上記誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンと抵抗膜を介してそれぞれ接続された複数のバンプ接続用導体パッドと、上記実装基板の表面に上記各バンプ接続用導体パッドと対向するようにそれぞれ配置された複数のグラウンド導体パッドと、上記実装基板の内部に貫入され、上記各グラウンド導体パッドを上記実装基板の裏面のグラウンド導体パターンにそれぞれ接続する複数の柱状導体と、上記誘電体基板と上記実装基板の間に挿入されて、上記各バンプ接続用導体パッドと上記各グラウンド導体パッドをそれぞれ接続する複数の導電性バンプとから上記グラウンド導体接続手段を構成していることを特徴とする高周波回路装置。
【請求項３】
グラウンド導体パターンが裏面に施され、かつ、入力側及び出力側にストリップ導体パターンが接続されている高周波回路が表面に施された誘電体基板と、表面側が上記誘電体基板の表面側と平行に対向配置されて、ストリップ導体パターンが表面に施され、かつ、グラウンド導体パターンが裏面に施された実装基板と、上記高周波回路の入力側のストリップ導体パターンと上記実装基板の表面のストリップ導体パターンを接続するとともに、上記高周波回路の出力側のストリップ導体パターンと上記実装基板の表面のストリップ導体パターンを接続するストリップ導体接続手段と、上記誘電体基板の裏面のグラウンド導体パターンと上記実装基板の裏面のグラウンド導体パターンをそれぞれ接続するグラウンド導体接続手段とを備えた高周波回路装置において、上記誘電体基板の表面にそれぞれ配置された複数の第１のグラウンド導体パッドと、上記誘電体基板の内部に貫入され、上記各第１のグラウンド導体パッドを上記誘電体基板の裏面のグラウンド導体パターンにそれぞれ接続する複数の第１の柱状導体と、上記実装基板の表面に上記各第１のグラウンド導体パッドと対向するようにそれぞれ配置された複数のバンプ接続用導体パッドと、上記実装基板の表面に上記各バンプ接続用導体パッドと抵抗膜を介してそれぞれ接続された複数の第２のグラウンド導体パッドと、上記実装基板の内部に貫入され、上記各第２のグラウンド導体パッドを上記実装基板の裏面のグラウンド導体パターンにそれぞれ接続する複数の第２の柱状導体と、上記誘電体基板と上記実装基板の間に挿入されて、上記各第１のグラウンド導体パッドと上記各バンプ接続用導体パッドをそれぞれ接続する複数の導電性バンプとから上記グラウンド導体接続手段を構成していることを特徴とする高周波回路装置。
【請求項４】
入力側及び出力側にストリップ導体パターンが接続されている高周波回路が表面に施され、かつ、上記ストリップ導体パターン及び上記高周波回路を取り囲むようにグラウンド導体パターンが表面に施された誘電体基板と、表面側が上記誘電体基板の表面側と平行に対向配置されて、ストリップ導体パターンが表面に施され、かつ、グラウンド導体パターンが裏面に施された実装基板と、上記高周波回路の入力側のストリップ導体パターンと上記実装基板の表面のストリップ導体パターンを接続するとともに、上記高周波回路の出力側のストリップ導体パターンと上記実装基板の表面のストリップ導体パターンを接続するストリップ導体接続手段と、上記誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンと上記実装基板の裏面のグラウンド導体パターンをそれぞれ接続するグラウンド導体接続手段とを備えた高周波回路装置において、上記実装基板の表面にそれぞれ配置された複数のバンプ接続用導体パッドと、上記実装基板の表面に上記各バンプ接続用導体パッドと抵抗膜を介してそれぞれ接続された複数のグラウンド導体パッドと、上記実装基板の内部に貫入され、上記各グラウンド導体パッドを上記実装基板の裏面のグラウンド導体パターンにそれぞれ接続する複数の柱状導体と、上記誘電体基板と上記実装基板の間に挿入されて、上記誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンと上記各バンプ接続用導体パッドをそれぞれ接続する複数の導電性バンプとから上記グラウンド導体接続手段を構成していることを特徴とする高周波回路装置。
【請求項５】
誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンの一部を除去してスリット状パターンを設け、そのスリット状パターン両側の上記グラウンド導体パターン間を電気的に接続する抵抗膜パターンを設けたことを特徴とする請求項２記載の高周波回路装置。
【請求項６】
スリット状パターンが誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンに上記誘電体基板の外周側から切り欠き状に形成され、そのスリット状パターンの長さが高周波信号の波長の４分の１又はその波長の奇数倍であることを特徴とする請求項５記載の高周波回路装置。
【請求項７】
スリット状パターンが誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンの内部に穴状に形成され、そのスリット状パターンの長さが高周波信号の波長の２分の１又はその波長の整数倍であることを特徴とする請求項５記載の高周波回路装置。
【請求項８】
誘電体基板と実装基板の間に挿入されて、高周波回路の入力側のストリップ導体パターンと上記実装基板の表面のストリップ導体パターンを接続する第１の導電性バンプと、上記高周波回路の出力側のストリップ導体パターンと上記実装基板の表面のストリップ導体パターンを接続する第２の導電性バンプとからストリップ導体接続手段を構成することを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の高周波回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主としてマイクロ波帯およびミリ波帯において高周波信号を取り扱う高周波回路装置に関するものであり、即ち、導電性バンプを用いて高周波回路基板をフリップチップ実装する構造に係り、特に接地導体間に生じる不要伝搬モードによる共振を抑圧する構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２０は例えば特開平９−２６０５８２号公報に示された従来の高周波回路装置を示す構成図であり、図において、１００は半導体チップ１０１の表面に形成された高周波回路、１０１は半導体チップ、１０２は実装基板、１０３は半導体チップ１０１の裏面に施されたグラウンド導体パターン、１０４は導電性バンプ、１０５はグラウンド導体パッド、１０６はグラウンド接続用スルーホール、１０７はグラウンド接続用ワイヤ、１０８は実装基板１０２の内層に形成されたグラウンド導体パターンである。
【０００３】
次に動作について説明する。
半導体チップ１０１は、表面にＦＥＴなどを用いた高周波回路１００が形成され、実装基板１０２の上面に表面を下にしてフリップチップ実装されている。
高周波回路１００の入出力は、導電性バンプ１０４を介して実装基板１０２上のパターンと接続されている。
【０００４】
半導体チップ１０１の裏面のグラウンド導体パターン１０３は、グラウンド接続用ワイヤ１０７を介して実装基板１０２の表面に配置されたグラウンド導体パッド１０５に接続されている。
グラウンド導体パッド１０５は、グラウンド接続用スルーホール１０６を介して実装基板１０２の内層に設けられたグラウンド導体パターン１０８と接続されている。
【０００５】
高周波信号は、導電性バンプ１０４を通して実装基板１０２から半導体チップ１０１の表面の高周波回路１００に加えられ、グラウンド電流は、グラウンド接続用ワイヤ１０７を介して半導体チップ１０１の裏面のグラウンド導体パターン１０３に加えられる。
【０００６】
このような構造の高周波回路装置においては、半導体チップ１０１の裏面のグラウンド導体パターン１０３と実装基板１０２の内層のグラウンド導体パターン１０８が、グラウンド接続用ワイヤ１０７、グラウンド導体パッド１０５及びグラウンド接続用スルーホール１０６によって接続されている。
【０００７】
このため、半導体チップ１０１の表面に設けられた高周波回路１００は、上下をグラウンド導体で囲まれた状態となり、電気的に外部からシールドされた構造となる。
これにより、高周波回路１００から不要な電波が外部に放射したり、外部からの電波が高周波回路１００に干渉することを防ぐことができる。したがって、半導体チップ１０１の周りに、シールド用の金属壁を設ける必要がなくなり、回路の小形化や高密度化が可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高周波回路装置は以上のように構成されているので、高周波回路１００が使用する高周波信号の周波数が高くなると、半導体チップ１０１の裏面のグラウンド導体パターン１０３と実装基板１０２の内層のグラウンド導体パターン１０８との間に電位差が生じ、その結果、不要共振が発生して端子間のアイソレーションが劣化するなどの課題があった。
【０００９】
その理由は、グラウンド電流が半導体チップ１０１の裏面のグラウンド導体パターン１０３と、実装基板１０２の内層のグラウンド導体パターン１０８とに分かれて流れることによるものであり、この様子を等価回路を用いて模式的に表すと図２１のようになる。図において、１１１は導電性バンプ１０４の有するインダクタンス成分、１１２はグラウンド接続用ワイヤ１０７やグラウンド接続用スルーホール１０６の有するインダクタンス成分、１１３は実装基板１０２側の高周波信号パターンである。
【００１０】
図２１から分かるように、２つのグラウンド導体パターンは両端をインダクタンス成分１１２で短絡された伝送線路とみなすことができる。従って、グラウンド導体パターンの長さＬが伝搬波長の１／２、あるいは、その整数倍とほぼ等しくなる周波数において、２つのグラウンド導体パターンは両端短絡の共振器として共振状態になる。このような共振状態では、半導体チップ１０１に入力される高周波信号の一部が当該共振器に結合して、入出力の反射特性が劣化するとともに、入出力間のアイソレーションが劣化する。従って、このような構造では、高い周波数では良好な特性が得られない問題が生じ、また、大きな半導体チップ１０１を用いた場合に良好な特性が得られない問題が生じる。
【００１１】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、高周波信号の周波数が高くても良好な特性が得られるとともに、高周波信号の周波数が同一であれば、より大きな半導体チップを用いることができる高周波回路装置を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る高周波回路装置は、誘電体基板の表面に各第１のグラウンド導体パッドと抵抗膜を介してそれぞれ接続された複数のバンプ接続用導体パッドと、実装基板の表面に各バンプ接続用導体パッドと対向するようにそれぞれ配置された複数の第２のグラウンド導体パッドとをそれぞれ接続するようにしたものである。
【００１７】
この発明に係る高周波回路装置は、誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンと抵抗膜を介してそれぞれ接続された複数のバンプ接続用導体パッドと、実装基板の表面に各バンプ接続用導体パッドと対向するようにそれぞれ配置された複数のグラウンド導体パッドとをそれぞれ接続するようにしたものである。
【００１８】
この発明に係る高周波回路装置は、誘電体基板の表面にそれぞれ配置された複数の第１のグラウンド導体パッドと、実装基板の表面に各第１のグラウンド導体パッドと対向するようにそれぞれ配置された複数のバンプ接続用導体パッドとをそれぞれ接続するようにしたものである。
【００１９】
この発明に係る高周波回路装置は、実装基板の表面にそれぞれ配置された複数のバンプ接続用導体パッドと、誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンとをそれぞれ接続するようにしたものである。
【００２２】
この発明に係る高周波回路装置は、誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンの一部を除去してスリット状パターンを設け、そのスリット状パターン両側のグラウンド導体パターン間を電気的に接続する抵抗膜パターンを設けたものである。
【００２３】
この発明に係る高周波回路装置は、スリット状パターンが誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンに誘電体基板の外周側から切り欠き状に形成され、そのスリット状パターンの長さが高周波信号の波長の４分の１又はその波長の奇数倍であるようにしたものである。
【００２４】
この発明に係る高周波回路装置は、スリット状パターンが誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンの内部に穴状に形成され、そのスリット状パターンの長さが高周波信号の波長の２分の１又はその波長の整数倍であるようにしたものである。
【００２５】
この発明に係る高周波回路装置は、誘電体基板と実装基板の間に挿入されて、高周波回路の入力側のストリップ導体パターンと実装基板の表面のストリップ導体パターンを接続する第１の導電性バンプと、高周波回路の出力側のストリップ導体パターンと実装基板の表面のストリップ導体パターンを接続する第２の導電性バンプとからストリップ導体接続手段を構成するようにしたものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による高周波回路装置を示す断面図、図２は図１の高周波回路装置を構成する半導体チップ表面のパターン図、図３は図１の高周波回路装置を構成する実装基板表面のパターン図である。
図において、１はグラウンド導体パターン３が裏面に施され、かつ、入力側及び出力側にストリップ導体パターン４が接続されている高周波回路１００が表面に施された半導体チップ（誘電体基板）、２は表面側が半導体チップ１の表面側と平行に対向配置されて、ストリップ導体パターン６が表面に施され、かつ、グラウンド導体パターン５が裏面に施された実装基板、３はグラウンド導体パターン、４はストリップ導体パターン、５はグラウンド導体パターン、６はストリップ導体パターンである。
【００２８】
７，１１は高周波回路１００に入力される高周波信号の波長の半波長に満たない間隔を置いて、半導体チップ１の表面にそれぞれ配置されたグラウンド導体パッド（第１のグラウンド導体パッド）、８，１２は半導体チップ１の内部に貫入され、グラウンド導体パッド７，１１を半導体チップ１の裏面のグラウンド導体パターン３にそれぞれ接続するグラウンド接続用スルーホール（第１の柱状導体）、１３，１５は実装基板２の表面にグラウンド導体パッド７，１１と対向するようにそれぞれ配置されたグラウンド導体パッド（第２のグラウンド導体パッド）、１４，１６は実装基板２の内部に貫入され、グラウンド導体パッド１３，１５を実装基板２の裏面のグラウンド導体パターン５にそれぞれ接続するグラウンド接続用スルーホール（第２の柱状導体）、９は半導体チップ１と実装基板２の間に挿入されて、グラウンド導体パッド７，１１とグラウンド導体パッド１３，１５をそれぞれ接続するとともに、ストリップ導体パターン４が引き出されているバンプ接続用導体パッド１０と実装基板２の表面のストリップ導体パターン６を接続する導電性バンプ、１０はバンプ接続用導体パッドである。
【００２９】
なお、導電性バンプ９及びバンプ接続用導体パッド１０からストリップ導体接続手段が構成され、グラウンド導体パッド７，１１，１３，１５、グラウンド接続用スルーホール８，１２，１４，１６及び導電性バンプ９からグラウンド導体接続手段が構成されている。
【００３０】
次に動作について説明する。
半導体チップ１と実装基板２は、それぞれの表面を向かい合わせて平行に配置されている。半導体チップ１の裏面全面には、グラウンド導体パターン３が配置され、表面には、ＦＥＴなどの能動素子を含んだ高周波回路１００が形成されている。
【００３１】
高周波回路１００の入出力信号は、ストリップ導体パターン４で取り出され、バンプ接続用導体パッド１０に接続されている。バンプ接続用導体パッド１０の両脇には、グラウンド導体パッド１１が設けられ、それぞれグラウンド接続用スルーホール１２を介して半導体チップ１の裏面のグラウンド導体パターン３と接続されている。
【００３２】
２箇所のバンプ接続用導体パッド１０の間で、かつ、高周波回路１００の外周の部分にグラウンド導体パッド７が複数設けられ、それぞれがグラウンド接続用スルーホール８を介して半導体チップ１の裏面のグラウンド導体パターン３に接続されている。
【００３３】
実装基板２は、裏面全面にグラウンド導体パターン５が設けられ、表面には、半導体チップ１の表面のバンプ接続用導体パッド１０に対向した位置からストリップ導体パターン６が引き出され、半導体チップ１の表面のグラウンド導体パッド７，１１に対向した位置にグラウンド導体パッド１３，１５が設けられており、それぞれのグラウンド導体パッド１３，１５は、グラウンド接続用スルーホール１４，１６を介して実装基板２の裏面のグラウンド導体パターン５と接続されている。
【００３４】
半導体チップ１の表面のバンプ接続用導体パッド１０と実装基板２の表面のストリップ導体パターン６との間と、半導体チップ１の表面のグラウンド導体パッド７，１１と実装基板２の表面のグラウンド導体パッド１３，１５との間が、半導体チップ１と実装基板２の間に挟まれた導電性バンプ９によって接続されている。
【００３５】
実装基板２の表面のストリップ導体パターン６に加えられた高周波信号は、導電性バンプ９を通して半導体チップ１の表面のバンプ接続用導体パッド１０に伝わり、ストリップ導体パターン４を介して高周波回路１００に入力される。高周波回路１００の出力信号は、この逆の経路を通って実装基板２の表面のストリップ導体パターン６に出力される。
【００３６】
このとき、高周波信号のグラウンド電流は、実装基板２の裏面のグラウンド導体パターン５からグラウンド接続用スルーホール１６を通して、実装基板２の表面のグラウンド導体パッド１５に伝わり、導電性バンプ９を通って半導体チップ１の表面のグラウンド導体パッド１１に流れ、グラウンド接続用スルーホール１２を通って半導体チップ１の裏面のグラウンド導体パターン３に流れる。
半導体チップ１のグラウンド導体パターン３と実装基板２のグラウンド導体パターン５は、半導体チップ１両端のバンプ接続用パッド１０の両脇に設けたグラウンド導体パッド１１の部分で接続される他、この２箇所の間に設けられた４箇所のグラウンド導体パッド７の部分でも接続されている。
【００３７】
このような構成においては、半導体チップ１の裏面と実装基板２の裏面における２つのグラウンド導体パターンの間が複数の場所で接続された状態となる。
この様子を等価回路を用いて模式的に表すと図４のようになる。図において、３０はグラウンド接続用スルーホール１２，１６及びグラウンド導体パッド１１，１５間の導電性バンプ９等が有するインダクタンス成分、３１はストリップ導体パターン６とバンプ接続用導体パッド１０の間の導電性バンプ９が有するインダクタンス成分、３２はグラウンド接続用スルーホール８，１４及びグラウンド導体パッド７，１３間の導電性バンプ９等が有するインダクタンス成分である。
【００３８】
図４から分かるように、２つのグラウンド導体パターンから構成される伝送線路は、両端をインダクタンス３０や３２で短絡された３つの部分に分割された状態となる。このような回路が共振状態となるのは、両端を短絡されたそれぞれの伝送線路の長さＬが伝搬波長の１／２、あるいは、その整数倍となる周波数であり、基板の両端部のみで２つのグラウンド導体パターンを接続した場合に比べ、高い周波数まで共振が起こらないこととなる。即ち、使用する高周波信号の伝搬波長の１／２未満の間隔でグラウンド接続パッドを設けて２つのグラウンド導体パターン間を接続すれば、不要共振による特性劣化を防ぐことができる。
【００３９】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、半導体チップ１の裏面のグラウンド導体パターン３と実装基板２の裏面のグラウンド導体パターン５を所定の間隔を置いてそれぞれ接続するように構成したので、高い周波数においても不要共振による特性劣化が生じることのない高周波回路装置を実現できる効果を奏する。また、逆に、同じ周波数で有れば、より大きな半導体チップ１を用いても良好な特性が得られる効果を奏する。
【００４０】
なお、この実施の形態１では、半導体チップ１の裏面のグラウンド導体パターン３と実装基板２の裏面のグラウンド導体パターン５を接続するためのグラウンド導体パッド７を高周波回路１００の周囲に設けたが、高周波回路１００の内部に設けても同様の効果を奏する。
また、ここではＦＥＴなどの能動態素子を含んだ半導体チップ１をフリップチップ実装する場合について述べたが、半導体を用いないマイクロ波回路基板をフリップチップ実装する場合も同様の効果を奏する。
【００４１】
さらに、この実施の形態１では、高周波回路１００の入力側及び出力側にストリップ導体パターン４が各１本接続されているものについて示したが、これに限るものではなく、入力側及び出力側に複数本のストリップ導体パターン４が接続されていてもよい。また、高周波回路１００の入力側及び出力側に接続されているストリップ導体パターン４のうち、一方のストリップ導体パターン４を削除するようにしてもよい。
【００４２】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２による高周波回路装置を示す断面図、図６は図５の高周波回路装置を構成する半導体チップ表面のパターン図、図７は図５の高周波回路装置を構成する実装基板表面のパターン図である。
図において、図１〜３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。１７は半導体チップ１の表面にストリップ導体パターン４及び高周波回路１００を取り囲むように施されたグラウンド導体パターンである。
【００４３】
次に動作について説明する。
半導体チップ１と実装基板２は、それぞれの表面を向かい合わせて平行に配置されている。半導体チップ１の表面には、ＦＥＴなどの能動素子を含んだ高周波回路１００が形成されている。
【００４４】
高周波回路１００の入出力信号は、ストリップ導体パターン４で取り出され、バンプ接続用導体パッド１０に接続されている。高周波回路１００の周囲及びストリップ導体パターン４の両側にはグラウンド導体パターン１７が配置され、ストリップ導体パターン４とグラウンド導体パターン１７によりコプレーナ線路が形成されている。
【００４５】
実装基板２は、裏面全面にグラウンド導体パターン５が設けられ、表面には、半導体チップ１の表面のバンプ接続用導体パッド１０に対向した位置からストリップ導体パターン６が引き出され、ストリップ導体パターン６の引き出し位置の両脇にグラウンド導体パッド１５が設けられている。
また、半導体チップ１の表面における高周波回路１００の周囲のグラウンド導体パターン１７に対向する位置の実装基板２の表面上に、グラウンド接続用スルーホール１４を介して実装基板２の裏面のグラウンド導体パターン５に接続されたグラウンド導体パッド１３が設けられている。
【００４６】
半導体チップ１の表面のバンプ接続用導体パッド１０と実装基板２の表面のストリップ導体パターン６との間と、半導体チップ１の表面のグラウンド導体パターン１７と実装基板２の表面のグラウンド導体パッド１３，１５との間が、半導体チップ１と実装基板２の間に挟まれた導電性バンプ９によって接続されている。
【００４７】
このような半導体チップ１の表面の高周波回路１００がコプレーナ線路で構成された場合においても、コプレーナ線路のグラウンド導体パターン１７と、実装基板２のグラウンド導体パターン５の２つのグラウンド導体が存在する構造となるため、不要共振による特性劣化の問題が起こる。従って、この実施の形態２のように実装基板２に設けたグラウンド導体パッド１３の部分において２つのグラウンド導体を接続することにより、上記実施の形態１と同様に、両端を短絡された伝送線路部分の長さを短くすることができるため、共振の発生する周波数を高くすることができる。
【００４８】
以上のように、この実施の形態２によれば、半導体チップ１の高周波回路１００がコプレーナ線路で構成されている場合について、高い周波数においても不要共振による特性劣化が生じることのない高周波回路装置を実現できる効果を奏する。
【００４９】
なお、ここではＦＥＴなどの能動態素子を含んだ半導体チップをフリップチップ実装する場合について述べたが、半導体を用いないマイクロ波回路基板をフリップチップ実装する場合も同様の効果を奏する。
【００５０】
実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３による高周波回路装置を示す断面図、図９は図８の高周波回路装置を構成する半導体チップ表面のパターン図である。
図において、図１及び図２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
１８はバンプ接続用導体パッド、１９は抵抗膜である。
【００５１】
次に動作について説明する。
半導体チップ１の表面に設けられたバンプ接続用導体パッド１８は抵抗膜１９を介してグラウンド導体パッド７に電気的に接続されている。
グラウンド導体パッド７は、グラウンド接続用スルーホール８を介して半導体チップ１の裏面のグラウンド導体パターン３に接続されている。半導体チップ１は実装基板２にフリップチップ実装され、バンプ接続用導体パッド１８と実装基板２の裏面のグラウンド導体パッド１３は導電性バンプ９で接続されている。
【００５２】
このような構成の場合のグラウンド導体パターンの関係を模式的に示すと図１０のようになる。
図１０から分かるように、半導体チップ１の裏面のグラウンド導体パターン３と実装基板２の裏面のグラウンド導体パターン５は、両端部においてグラウンド接続用スルーホール１２，１６及び導電性バンプ９等の有するインダクタンス３０によって接続され、その間の部分でグラウンド接続用スルーホール８，１４及び導電性バンプ９等の有するインダクタンス３２と抵抗膜１９の有する抵抗の直列回路によって接続されている。
【００５３】
このように損失性の回路素子が並列に挿入された場合、両端短絡の伝送線路の共振は、共振のＱ値が大幅に低下して共振の周波数特性が非常になだらかになるとともに、ストリップ線路との結合も非常に小さくなる。このため、高周波回路装置の特性に与える不要共振の影響はほとんど無視できるようになる。
なお、上記実施の形態１，２においては、導電性バンプ９で接続する点の間の距離Ｌを使用する高周波信号の伝搬波長の１／２未満にする必要があったが、この実施の形態３の場合、Ｌを伝搬波長の１／２未満にしなくても良いため、高い周波数で使用する場合に、半導体チップ１と実装基板２を導電性バンプ９で接続する点が多くなりすぎるという問題が生じない。
【００５４】
以上のように、この実施の形態３によれば、不要共振が高周波回路装置の特性に与える影響をなくすことができる効果を奏する。また、高い周波数においても半導体チップ１と実装基板２を導電性バンプ９で接続する点が少なくてすむため、半導体チップ１の面積を小さくでき、高周波回路装置の小形化及び低コスト化が図れる効果も奏する。
【００５５】
実施の形態４．
図１１はこの発明の実施の形態４による高周波回路装置を構成する半導体チップ表面のパターン図である。
図において、図６及び図９と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
【００５６】
次に動作について説明する。
半導体チップ１の表面に設けられたグラウンド導体パターン１７の一部を除去した部分に、グラウンド導体パターン１７と絶縁されたバンプ接続用導体パッド１８が設けられ、グラウンド導体パターン１７とバンプ接続用導体パッド１８の間が抵抗膜１９を介して電気的に接続されている。
バンプ接続用導体パッド１８は、実装基板２の表面に設けられたグラウンド導体パッド１３と導電性バンプ９によって接続される。
【００５７】
このような構成により、上記実施の形態３と同様に、２つのグラウンド導体パターン間の不要共振のＱ値が大幅に低下するため、高周波回路装置の特性に与える不要共振の影響がほとんど無視できるようになる。
【００５８】
以上のように、この実施の形態４によれば、不要共振が高周波回路装置の特性に与える影響をなくすことができる効果を奏する。また、高い周波数においても半導体チップ１と実装基板２を導電性バンプ９で接続する点が少なくてすむため、半導体チップ１の面積を小さくでき、高周波回路装置の小形化及び低コスト化が図れる効果も奏する。
【００５９】
実施の形態５．
図１２はこの発明の実施の形態５による高周波回路装置を構成する実装基板表面のパターン図である。
図において、図３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。２０はバンプ接続用導体パッド、２１は抵抗膜である。
【００６０】
次に動作について説明する。
実装基板２の表面に、バンプ接続用導体パッド２０が設けられ、グラウンド導体パッド１３との間が抵抗膜２１を介して接続されている。
グラウンド導体パッド１３は、導電性バンプ９によって半導体チップ１の表面に設けられたグラウンド導体パッド７またはグラウンド導体パターン１７に接続される。
【００６１】
このように、実装基板２側に抵抗膜２１を設けた構成によっても、上記実施の形態３，４のように半導体チップ１側に抵抗膜１９を設けた場合と同様の効果を奏する。また、この場合、半導体チップ１の表面に抵抗膜１９を設けるための面積を必要としないため、半導体チップ１の面積を小さくすることができる。
【００６２】
以上のように、この実施の形態５によれば、不要共振が高周波回路装置の特性に与える影響をなくすことができる効果を奏する。また、半導体チップ１の面積を小さくできるため低コスト化が図れる効果も奏する。
【００６３】
実施の形態６．
図１３はこの発明の実施の形態６による高周波回路装置を示す断面図である。図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。２２は抵抗性バンプである。
【００６４】
次に動作について説明する。
半導体チップ１の表面に設けられたグラウンド導体パッド７と実装基板２の表面に設けられたグラウンド導体パッド１３の間を抵抗性バンプ２２によって接続している。
【００６５】
このような構成によっても、上記実施の形態３〜５と同様に、２つのグラウンド導体パターン間の不要共振のＱ値を低下させて、高周波回路装置の特性に与える不要共振の影響をなくすことができる。また、半導体チップ１及び実装基板２に対して抵抗膜を設ける必要がないため、高周波回路装置全体の面積を小さくすることができる。
【００６６】
以上のように、この実施の形態６によれば、不要共振が高周波回路装置の特性に与える影響をなくすことができる効果を奏する。また、高周波回路装置の小形化が図れる効果も奏する。
【００６７】
実施の形態７．
図１４はこの発明の実施の形態７による高周波回路装置を示す断面図である。図において、図５及び図１３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
【００６８】
次に動作について説明する。
これは、半導体チップ１の高周波回路１００がコプレーナ線路で構成された場合の構成であり、抵抗性バンプ２２によって半導体チップ１の表面のコプレーナ線路のグラウンド導体パターン１７と、実装基板２の表面のグラウンド導体パッド１３との間が接続されており、上記実施の形態３〜６と同様の効果が得られる。
【００６９】
以上のように、この実施の形態７によれば、不要共振が高周波回路装置の特性に与える影響をなくすことができる効果を奏する。また、高周波回路装置の小形化が図れる効果も奏する。
【００７０】
実施の形態８．
図１５はこの発明の実施の形態８による高周波回路装置を示す断面図、図１６は図１５の高周波回路装置を構成する半導体チップ表面のパターン図、図１７は図１５の高周波回路装置を構成する実装基板表面のパターン図である。
図において、図５〜７と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２３はスリット状パターン、２４は抵抗膜である。
【００７１】
次に動作について説明する。
半導体チップ１の表面に設けられたコプレーナ線路のグラウンド導体パターン１７を一部除去することにより、導体を細長く部分的に取り去ったスリット状パターン２３を設け、このスリット状パターン２３の内部に抵抗膜２４が設けられている。
【００７２】
コプレーナ線路を伝搬する高周波信号のグラウンド電流は、ストリップ導体パターン４に隣接したグラウンド導体パターン１７の縁の部分に集中し、ストリップ導体パターン４から離れた部分のグラウンド導体パターン１７にはほとんど流れない。
しかし、半導体チップ１のグラウンド導体パターン３と実装基板２のグラウンド導体パターン５の間に電位差が生じて不要共振を起こす状態では、共振モードの電流はグラウンド導体パターン１７の全面に広がって流れる。
【００７３】
このため、スリット状パターン２３の形状を適当に選ぶことにより、高周波回路の特性については影響を与えずに不要共振モードの電流を遮ることができる。このような不要共振モードの電流を遮るスリット状パターン２３の内部に抵抗膜２４を設けると、不要共振モードの電流が抵抗膜２４で吸収され、上記実施の形態３〜７における２つのグラウンド導体パターンに並列に入れた抵抗と同様に、不要共振のＱ値を低下させることができる。従って、不要共振による高周波回路装置の特性劣化を抑えることができる。
【００７４】
このような構成では、高周波信号の入出力に用いるバンプ接続用導体パッド１０及びその両脇に設けたグラウンド導体パッド１５の部分以外に導電性バンプを設ける必要がなく、バンプ接続箇所を少なくすることができ、半導体チップ１の面積を小さくできるとともに、組立加工も簡単になる。
【００７５】
以上のように、不要共振が高周波回路装置の特性に与える影響をなくすことができる効果を奏する。また、バンプ接続部の数を低減し、半導体チップ１の面積を小さくして低コスト化が図れる効果を奏する。
【００７６】
実施の形態９．
図１８はこの発明の実施の形態９による高周波回路装置を構成する半導体チップ表面のパターン図である。図において、図１６と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２５は半導体チップ１の外周側から切り欠き状に形成されたスリット状パターンである。
【００７７】
次に動作について説明する。
この実施の形態９では、スリット状パターン２５は、グラウンド導体パターン１７に基板外周側から切り込み状に設けられ、スリット状パターン２５の長さＳを高周波信号の伝搬波長の約１／４としている。
【００７８】
抵抗膜２４はスリット状パターン２５の基板外周側の部分に設けられている。このようなスリット状パターン２５は、片方が短絡され、もう一方が開放されたスロット線路と考えられるため、長さＳが１／４波長になる周波数において共振状態となる。このような周波数においては、グラウンド導体パターン１７を流れる電流が当該スロット線路の両側に集中して流れ、スロット線路の開放端側に設けられた抵抗膜２４で吸収される。
従って、この周波数において、２つのグラウンド導体パターン間の不要共振が発生する場合、スリット状パターン２５によって大きな吸収効果が得られるため、不要共振による特性劣化を効率よく抑圧することができる。
【００７９】
以上のように、この実施の形態９によれば、上記実施の形態８に比べて、より良好な特性が得られる効果を奏する。
なお、この実施の形態９においては、スリット状パターン２５の長さＳを高周波信号の伝搬波長の１／４とするものについて示したが、この奇数倍の長さにしても同様な効果を奏する。
【００８０】
実施の形態１０．
図１９はこの発明の実施の形態１０による高周波回路装置を構成する半導体チップ表面のパターン図である。図において、図１６と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２６はグラウンド導体パターン１７の内部に穴状に形成されたスリット状パターンである。
【００８１】
次に動作について説明する。
この実施の形態１０では、スリット状パターン２６は、グラウンド導体パターン１７に細長い穴として設けられ、スリット状パターン２６の長さＳを高周波信号の伝搬波長の約１／２としている。
【００８２】
抵抗膜２４はスリット状パターン２６の中央部に設けられている。このようなスリット状パターン２６は、両端が短絡されたスロット線路と考えられるため、長さＳが１／２波長になる周波数において共振状態となる。このような周波数においては、グラウンド導体パターン１７を流れる電流がスロット線路の両側に集中して流れ、スロット線路の中央部分に設けられた抵抗膜２４で吸収される。
従って、この周波数において、２つのグラウンド導体パターン間の不要共振が発生する場合、スリット状パターン２６によって大きな吸収効果が得られるため、不要共振による特性劣化を効率よく抑圧することができる。
【００８３】
以上のように、この実施の形態１０によれば、上記実施の形態８に比べて、より良好な特性が得られる効果がある。
なお、この実施の形態１０では、スリット状パターン２６の長さＳを高周波信号の伝搬波長の１／２とするものについて示したが、この整数倍の長さにしても同様な効果を奏する。
【００８８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、誘電体基板の表面に各第１のグラウンド導体パッドと抵抗膜を介してそれぞれ接続された複数のバンプ接続用導体パッドと、実装基板の表面に各バンプ接続用導体パッドと対向するようにそれぞれ配置された複数の第２のグラウンド導体パッドとをそれぞれ接続するように構成したので、高周波信号の周波数が高くても良好な特性が得られるとともに、高周波信号の周波数が同一であれば、大きな半導体チップを用いることができる効果がある。
また、高い周波数においても導電性バンプの接続点数を少なくすることができるため半導体チップの面積を小さくでき、その結果、小形化及び低コスト化を図れる効果がある。
【００８９】
この発明によれば、誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンと抵抗膜を介してそれぞれ接続された複数のバンプ接続用導体パッドと、実装基板の表面に各バンプ接続用導体パッドと対向するようにそれぞれ配置された複数のグラウンド導体パッドとをそれぞれ接続するように構成したので、高周波信号の周波数が高くても良好な特性が得られるとともに、高周波信号の周波数が同一であれば、大きな半導体チップを用いることができる効果がある。
また、高い周波数においても導電性バンプの接続点数を少なくすることができるため半導体チップの面積を小さくでき、その結果、小形化及び低コスト化を図れる効果がある。
【００９０】
この発明によれば、誘電体基板の表面にそれぞれ配置された複数の第１のグラウンド導体パッドと、実装基板の表面に各第１のグラウンド導体パッドと対向するようにそれぞれ配置された複数のバンプ接続用導体パッドとをそれぞれ接続するように構成したので、高周波信号の周波数が高くても良好な特性が得られるとともに、高周波信号の周波数が同一であれば、大きな半導体チップを用いることができる効果がある。
また、高い周波数においても導電性バンプの接続点数を少なくすることができるため半導体チップの面積を小さくでき、その結果、小形化及び低コスト化を図れる効果がある。
【００９１】
この発明によれば、実装基板の表面にそれぞれ配置された複数のバンプ接続用導体パッドと、誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンとをそれぞれ接続するように構成したので、高周波信号の周波数が高くても良好な特性が得られるとともに、高周波信号の周波数が同一であれば、大きな半導体チップを用いることができる効果がある。
また、高い周波数においても導電性バンプの接続点数を少なくすることができるため半導体チップの面積を小さくでき、その結果、小形化及び低コスト化を図れる効果がある。
【００９４】
この発明によれば、誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンの一部を除去してスリット状パターンを設け、そのスリット状パターン両側のグラウンド導体パターン間を電気的に接続する抵抗膜パターンを設けるように構成したので、不要共振が高周波回路装置の特性に与える影響をなくすことができるとともに、バンプの接続点数を低減し、半導体チップの面積を小さくして低コスト化を図れる効果がある。
【００９５】
この発明によれば、スリット状パターンが誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンに誘電体基板の外周側から切り欠き状に形成され、そのスリット状パターンの長さが高周波信号の波長の４分の１又はその波長の奇数倍であるように構成したので、不要共振による特性劣化を更に効率よく抑圧することができる効果がある。
【００９６】
この発明によれば、スリット状パターンが誘電体基板の表面のグラウンド導体パターンの内部に穴状に形成され、そのスリット状パターンの長さが高周波信号の波長の２分の１又はその波長の整数倍であるように構成したので、不要共振による特性劣化を更に効率よく抑圧することができる効果がある。
【００９７】
この発明によれば、誘電体基板と実装基板の間に挿入されて、高周波回路の入力側のストリップ導体パターンと実装基板の表面のストリップ導体パターンを接続する第１の導電性バンプと、高周波回路の出力側のストリップ導体パターンと実装基板の表面のストリップ導体パターンを接続する第２の導電性バンプとからストリップ導体接続手段を構成するようにしたので、構造を複雑にすることなく、ストリップ導体パターン間を接続することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による高周波回路装置を示す断面図である。
【図２】  図１の高周波回路装置を構成する半導体チップ表面のパターン図である。
【図３】  図１の高周波回路装置を構成する実装基板表面のパターン図である。
【図４】  図１の高周波回路装置の等価回路を示す模式図である。
【図５】  この発明の実施の形態２による高周波回路装置を示す断面図である。
【図６】  図５の高周波回路装置を構成する半導体チップ表面のパターン図である。
【図７】  図５の高周波回路装置を構成する実装基板表面のパターン図である。
【図８】  この発明の実施の形態３による高周波回路装置を示す断面図である。
【図９】  図８の高周波回路装置を構成する半導体チップ表面のパターン図である。
【図１０】  図８の高周波回路装置を示す模式図である。
【図１１】  この発明の実施の形態４による高周波回路装置を構成する半導体チップ表面のパターン図である。
【図１２】  この発明の実施の形態５による高周波回路装置を構成する実装基板表面のパターン図である。
【図１３】  この発明の実施の形態６による高周波回路装置を示す断面図である。
【図１４】  この発明の実施の形態７による高周波回路装置を示す断面図である。
【図１５】  この発明の実施の形態８による高周波回路装置を示す断面図である。
【図１６】  図１５の高周波回路装置を構成する半導体チップ表面のパターン図である。
【図１７】  図１５の高周波回路装置を構成する実装基板表面のパターン図である。
【図１８】  この発明の実施の形態９による高周波回路装置を構成する半導体チップ表面のパターン図である。
【図１９】  この発明の実施の形態１０による高周波回路装置を構成する半導体チップ表面のパターン図である。
【図２０】  従来の高周波回路装置を示す構成図である。
【図２１】  従来の高周波回路装置の等価回路を示す模式図である。
【符号の説明】
１  半導体チップ（誘電体基板）、２  実装基板、３，５，１７  グラウンド導体パターン、４，６  ストリップ導体パターン、７，１１  グラウンド導体パッド（第１のグラウンド導体パッド、グラウンド導体接続手段）、８，１２  グラウンド接続用スルーホール（第１の柱状導体、グラウンド導体接続手段）、９導電性バンプ（ストリップ導体接続手段、グラウンド導体接続手段）、１０  バンプ接続用導体パッド（ストリップ導体接続手段）、１３，１５  グラウンド導体パッド（第２のグラウンド導体パッド、グラウンド導体接続手段）、１４，１６  グラウンド接続用スルーホール（第２の柱状導体、グラウンド導体接続手段）、１７  グラウンド導体パターン、１８，２０  バンプ接続用導体パッド、１９，２１，２４  抵抗膜、２２  抵抗性バンプ、２３，２５，２６  スリット状パターン、３０〜３２  インダクタンス成分、１００  高周波回路。
【図１】
0004162819.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004162819.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004162819.tif 000008
【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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