半导体器件及其制造方法、毫米波电介质内传输装置及其制造方法、以及毫米波电介质内 ...的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种毫米波电介质内传输装置，能够容易地在不使用具有大量端子的连接器和具有较大安装面积的布线线缆的情况下进行构造。该毫米波电介质内传输装置包括：设置在夹置衬底(4)的两个相对表面之一上并能够进行毫米波电介质内传输的半导体芯片(30)；连接至半导体芯片(30)的天线结构(32)；包括覆盖半导体芯片(30)及天线结构(32)的模制树脂(8)的两个半导体封装(20a)(20b)；以及设置在两个半导体封装(20a)(20b)之间并能够传输毫米波信号的电介质波导(21)。半导体封装(20a)(20b)被安装为使得其天线结构(32)将电介质波导(21)保持在两者之间。
【专利说明】半导体器件及其制造方法、毫米波电介质内传输装置及其制造方法、以及毫米波电介质内传输系统
[0001]本申请是申请日为2009年12月8日、发明名称为“半导体器件及其制造方法、毫米波电介质内传输装置及其制造方法、以及毫米波电介质内传输系统”的申请号为200980153550.4专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及半导体器件及其制造方法、毫米波电介质内传输装置及其制造方法、以及毫米波电介质内传输系统。
【背景技术】
[0003]近年来，随着电影影像及计算机图像等中的信息量的显著增大，已经使用了各种装置来以高速传输诸如毫米波的基带信号。对于上述高速基带信号传输装置，需要无故障地传输诸如毫米波的高速基带信号。
[0004]同时，根据用于传输基带信号的半导体封装，存在许多如下所述的情况:其中，包括形成在半导体元件上的多个电路元件以构成大规模电子电路的半导体芯片被密封在设置有多个端子的小型封装内。
[0005]图38A是示出根据现有技术的半导体封装I的构造示例，而图38B是沿图38A的线X3-X3所取的剖视图。图38A中所示的半导体封装I包括半导体芯片2及夹置衬底4。
[0006]半导体芯片2被安装在夹置衬底4上，并包括用于传输基带信号的电路。半导体芯片2在其表面上设置有多个垫盘电极3。夹置衬底4在其后表面一侧设置有多个端子电极5。端子电极5是用于与安装半导体封装I的安装衬底进行电连接的端子，并被用于电源、接地以及输入/输出电信号。夹置衬底4将半导体芯片2的垫盘电极3连接至端子电极5。半导体芯片2的垫盘电极3通过接合引线7连接至引线电极6。
[0007]此外，夹置衬底4在其表面上设置有与垫盘电极3对应的引线电极6。引线电极6经由夹置衬底4中的布线图案连接至端子电极5。通常，为了将半导体芯片2连接至夹置衬底4，会使用引线框或接合引线7。否则，还有使用焊球的倒装芯片接合法。根据倒装芯片接合法，伸出电极9 (凸起:焊球)设置在半导体芯片2的后表面以及夹置衬底4的表面上，而半导体芯片2经由焊球被接合至夹置衬底4。
[0008]利用模制树脂8来密封安装在夹置衬底4上的半导体芯片2及接合引线7。模制树脂8是介电材料，密封的主要目的是保护封装中的半导体芯片2以及使用接合引线7的布线。半导体封装I通常被安装在诸如所使用的印刷板之类的安装衬底的表面上。半导体封装I被连线至同一印刷板或另一印刷板的电路。
[0009]通常，在印刷板的布线中，存在很多其中使用具有大量布线的多层衬底的情况。通过在薄的电介质衬底上对布线进行图案化，以彼此层叠方式将布线接合，并将各层布线经由过孔彼此连接来形成多层衬底。在多层衬底的层中，连接器被安装在各电介质衬底上，并且通过连接器之间的直接连接或连接器之间的线缆连接来实现布线。
[0010]图39是示出包括层叠半导体封装Ia及Ib的电子装置700的构造示例的剖视图。根据图39所示的电子装置700，壳体12包括两个半导体封装Ia及lb、安装衬底1a及10b、架板11、连接器14以及线缆15。
[0011]半导体封装Ia安装在下衬底1a上，而半导体封装Ib安装在上衬底1b上。半导体封装Ia及Ib被接合至架板11，使得半导体封装Ia及Ib的表面与架板11发生接触。由此允许从半导体封装Ia及Ib产生的热量被排放至架板11。两个衬底1a及1b被固定至架板11。架板11进而被固定至壳体12。为了将衬底1a及1b固定至架板11并将架板11固定至壳体12，采用了螺纹结构13。可以使用金属及固体塑料材料等作为架板11的材料。此外，通过将连接器14设置至衬底1a及1b并利用线缆15将连接器14彼此相连来执行半导体封装Ia及Ib之间的数据传输。
[0012]涉及诸如用于发送/接收毫米信号的电子装置700，专利文献I揭示了一种电介质波导线。根据该电介质波导线，设置了一对主导体层、两行过孔组以及副导体层，并且主导体层以将电介质夹置在其间的方式彼此平行地形成。过孔组被形成为允许主导体层以等于或小于沿信号传输方向的截止波长的间隔彼此电连接。副导体层被连接至过孔组并平行于主导体层而形成。在电介质波导线中，当通过被主导体层、过孔组以及副导体层包围的波导区域传输电信号时，主导体层中的至少一者形成有用于与高频传输线进行电磁耦合的槽孔。高频传输线包括微带线并形成在面对槽孔的位置处。当如上所述形成电介质波导线时，电介质波导线可以被方便地电磁耦合至另一高频传输线，并且能够进行信号传输。此外，能够提供具有从微波至毫米波的稳定特性的波导线。
[0013]引用文献列表
[0014]专利文献
[0015]专利文献I:JP 2004-104816A (第 4 页，图1)。
【发明内容】
[0016]技术问题
[0017]但是，根据现有技术的用于发送/接收毫米波信号的电子装置700，会出现以下问题。
[0018]1.根据电子装置700，图39所示的半导体封装Ia及Ib被接合至架板11使得半导体封装Ia及Ib的表面与架板11发生接触，并且线缆15被连接在设置于下衬底1a及上衬底1b的连接器14之间。此外，在半导体封装Ia及Ib之间传输数据。但是，随着在电子装置中处理的数据量增大的情况下，连接至半导体封装Ia及Ib的布线数量也会增大。
[0019]例如，在被用作存储器的半导体封装中，当数据宽度增大至32位及64位时，地址宽度也会增大。因此，半导体封装Ia及Ib的端子电极5的数量也会增大。因此，会发生封装尺寸增大的问题。这特别是因为相较于半导体芯片2的垫盘电极3的尺寸，夹置衬底4的端子电极5的尺寸的增大。
[0020]i1.因为连接至衬底10中的半导体封装Ia的布线数量增大，故需要允许衬底10更多地采用多层结构。由此，会发生成本上升的问题。
[0021]ii1.衬底1a及1b采用多层结构，导致用于将下衬底1a连接至上衬底1b的连接器14的数量以及线缆15的端子的数量的增大。因此，会出现连接器14及线缆15的物理尺寸增大，连接器14及线缆15的形状复杂，连接器14及线缆15的可靠性降低以及成本上升的问题。
[0022]iv.因为多层结构会造成使用多个连接器14及线缆15，故在电子装置中，衬底1a及1b以及架板11及壳体12的构造、形状及布置会较为复杂。因此，会出现成本上升，组装步骤数量增多，以及组装工件难度增加的问题。
[0023]V.此外，还可以对参照专利文献I中揭示的电介质波导线来构造用于发送/接收毫米波信号的电子装置的情况进行考量
[0024]在此情况下，在包括图39所示的层叠半导体封装Ia及Ib的电子装置700的结构中，已经考虑到利用电介质波导线来替换连接器14及线缆15。但是，即使利用电介质波导线替换了连接器14及线缆15，还是会出现难以无错误地传输诸如毫米波的高速基带信号的问题。
[0025]着眼于以上问题完成了本发明，其旨在无需取决于具有大量端子的连接器以及具有较大安装面积的线缆而方便地构造毫米波电介质内传输系统。本发明的目的在于提供半导体器件及其制造方法、毫米波电介质内传输装置及其制造方法以及毫米波电介质内传输系统。
[0026]问题的解决方案
[0027]根据本发明的第一方面，为了实现上述目的，提供了一种半导体器件，包括:半导体芯片，其设置在衬底上，并能够进行毫米波带通信；天线结构，其连接至所述半导体芯片；绝缘构件，其被构造用于覆盖所述半导体芯片；以及毫米波传输构件，其由具有能够进行毫米波信号传输的电介质的介电材料制成，并与所述天线结构匹配。
[0028]当利用绝缘构件覆盖天线结构时，绝缘构件包括能够允许毫米波信号穿过的电介质。例如，在采用其中能够进行毫米波通信的多个半导体芯片被容纳在同一封装内的构造的情况下，当整个天线结构也被绝缘构件覆盖时，覆盖半导体芯片的绝缘构件用作能够在多个半导体芯片之间进行毫米波信号传输的毫米波传输构件。
[0029]根据本发明的半导体器件，当允许具有同一构造并能够进行毫米波电介质内传输的两个根据本发明的半导体器件以两者之间夹置毫米波传输构件的状态彼此接触并使半导体器件工作时，能够从一个半导体器件向另一半导体器件传输毫米波信号。
[0030]根据本发明的第二方面，为了实现上述目的，提供了一种毫米波电介质内传输装置，包括:能够进行毫米波电介质内传输的第一半导体器件，其包括设置在一个衬底上并能够进行毫米波带通信的半导体芯片、连接至所述半导体芯片的天线结构、以及被构造用于覆盖所述半导体芯片的绝缘构件；能够进行毫米波电介质内传输的第二半导体器件，其包括设置在另一衬底上并能够进行毫米波带通信的半导体芯片、连接至所述半导体芯片的天线结构、以及被构造用于覆盖所述半导体芯片的绝缘构件；以及毫米波传输构件，其由具有能够进行毫米波电介质内传输的电介质的介电材料制成，并设置在所述第一半导体器件与所述第二半导体器件之间，其中，所述第一半导体器件以及所述第二半导体器件以将所述毫米波传输构件夹置于两者之间的方式进行安装，使得毫米波信号能够在所述第一半导体器件的所述天线结构与所述第二半导体器件的所述天线结构之间传输。
[0031]根据本发明的毫米波电介质内传输装置，能够经由设置在第一半导体器件与第二半导体器件之间的毫米波信号传输构件从第一半导体器件向第二半导体器件传输毫米波信号。
[0032]根据本发明的第三方面，为了实现上述目的，提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括以下步骤:在衬底上形成能够进行毫米波带通信的半导体芯片；将天线结构连接至形成在所述衬底上的所述半导体芯片；通过利用绝缘构件覆盖所述半导体芯片来使所述半导体芯片绝缘；并且利用具有能够进行毫米波信号通信的电介质的介电材料，使所述天线结构与毫米波传输构件匹配。
[0033]根据本发明的第四方面，为了实现上述目的，提供了一种制造毫米波电介质内传输装置的方法，所述方法包括以下步骤:通过在一个衬底上设置能够进行毫米波带通信的半导体芯片、将天线结构连接至所述半导体芯片、并利用绝缘构件覆盖所述半导体芯片，来形成能够进行毫米波电介质内传输的第一半导体器件；通过在另一衬底上设置能够进行毫米波带通信的半导体芯片、将天线结构连接至所述半导体芯片、并利用绝缘构件覆盖所述半导体芯片，来形成能够进行毫米波电介质内传输的第二半导体器件；并且利用具有能够进行毫米波信号传输的电介质的介电材料来在所述第一半导体器件与所述第二半导体器件之间形成毫米波传输构件，其中，在形成所述毫米波传输构件时，将所述第一及第二半导体器件隔着所述毫米波传输构件进行安装，使得在所述第一半导体器件的所述天线结构与所述第二半导体器件的所述天线结构之间能够传输毫米波信号。
[0034]根据本发明的第五方面，为了实现上述目的，提供了一种毫米波电介质内传输系统，包括:能够进行毫米波电介质内传输的第一半导体器件，其包括设置在一个电子器件的衬底上并能够进行毫米波带通信的半导体芯片、连接至所述半导体芯片的天线结构、以及被构造用于覆盖所述电子器件的所述半导体芯片的绝缘构件；能够进行毫米波电介质内传输的第二半导体器件，其包括设置在另一电子器件的衬底上并能够进行毫米波带通信的半导体芯片、连接至所述半导体芯片的天线结构、以及被构造用于覆盖所述电子器件的所述半导体芯片的绝缘构件；以及毫米波传输构件，其由具有能够进行毫米波信号传输的电介质的介电材料制成，并设置在所述第一半导体器件与所述第二半导体器件之间，其中，所述一个电子器件和所述另一电子器件经由所述毫米波传输构件彼此接触，使得在所述第一半导体器件的所述天线结构与所述第二半导体器件的所述天线结构之间能够传输毫米波信号。
[0035]如上所述，根据本发明各个方面，包括能够进行毫米波带通信的半导体芯片的第一及第二半导体器件被布置为使得其天线结构以在其间夹置电介质传输路径的方式彼此面对。因此，可以经由设置在第一半导体器件与第二半导体器件之间并能够进行毫米波信号传输的电介质传输路径来从第一半导体器件向第二半导体器件传输毫米波信号。此外，能够不基于具有大量端子的连接器以及具有较大安装面积的印刷布线线缆而方便地构造毫米波电介质内传输系统。
[0036]例如能够将具有上述构造的本发明的各个方面应用至以高速传输具有30GHz至300GHz载波频率的毫米波带信号(承载电影影像及计算机图像等)的毫米波带通信系统。
[0037]本发明的有益效果
[0038]根据本发明的半导体器件及其制造方法，天线结构被连接至半导体芯片。此外，提供了一种毫米波传输构件，其由具有能够传输毫米波信号的电介质的介电材料制成，并与天线结构匹配。当整个天线结构被绝缘构件覆盖时，覆盖半导体芯片的绝缘构件也包括允许毫米波信号穿过的电介质，以构成毫米波电介质内传输路径。
[0039]利用上述构造，允许具有相同构造并能够进行毫米波电介质内传输的两个根据本发明的半导体器件在两者之间夹置毫米波传输构件的情况下彼此接触，并进行工作。因此，能够从一个半导体器件向另一半导体器件传输毫米波信号。此外，能够在半导体器件之间实现高速数据传输。
[0040]由此，无需基于具有大量端子的连接器以及具有较大安装面积的印刷布线片线缆，能够方便地构造毫米波电介质内传输装置，其能够利用简单廉价的构造来沿一个方向或两个方向传输毫米波信号。
[0041 ] 根据本发明的毫米波电介质内传输装置及其制造方法，分别设置有能够进行毫米波带通信的半导体芯片的第一及第二半导体器件的天线结构被布置使得在其两者之间夹置毫米波传输构件。
[0042]利用上述构造，能够经由设置在第一半导体器件与第二半导体器件之间并能够进行毫米波信号传输的毫米波传输构件来从第一半导体器件向第二半导体器件传输毫米波信号。由此，无需基于具有大量端子的连接器以及具有较大安装面积的印刷布线片线缆，能够方便地构造毫米波电介质内传输系统，其能够沿一个方向或两个方向传输毫米波信号。
[0043]根据本发明的毫米波电介质内传输系统，在一个电子装置的衬底上设置能够进行毫米波电介质内传输的第一半导体器件，并在另一电子装置的衬底上设置能够进行毫米波电介质内传输的第二半导体器件。在第一半导体器件与第二半导体器件之间设置能够传输毫米波信号的毫米波传输构件，并且一个电子装置与另一电子装置隔着毫米波传输构件彼此接触以在第一半导体器件的天线结构与第二半导体器件的天线结构之间传输毫米波信号。
[0044]利用上述构造，能够经由设置在第一半导体器件与第二半导体器件之间并能够进行毫米波信号传输的毫米波传输构件来从第一半导体器件向第二半导体器件传输毫米波信号。由此，无需基于用于将两个电子装置彼此连接的通信线缆等，能够在一个电子装置与另一电子装置之间进行通信处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0045]图1是示出作为根据本发明的第一实施例的半导体封装20的构造示例的剖视图；
[0046]图2是示出半导体封装20的内部构造示例的框图；
[0047]图3A是示出半导体封装20的形成示例的处理图；
[0048]图3B是示出半导体封装20的形成示例的处理图；
[0049]图3C是示出半导体封装20的形成示例的处理图；
[0050]图3D是示出半导体封装20的形成示例的处理图；
[0051]图3E是示出半导体封装20的形成示例的处理图；
[0052]图4是示出作为第二实施例的毫米波电介质内传输装置200的构造示例的剖视图；
[0053]图5是示出组装毫米波电介质内传输装置200的示例的剖视图；
[0054]图6是示出毫米波电介质内传输装置200的内部构造示例的框图；
[0055]图7是示出图4所示毫米波电介质内传输装置200的放大构造示例的立体图；
[0056]图8是示出用于检验毫米波电介质内传输装置200的传输特性及反射特性的模拟模型示例的示意图；
[0057]图9是示出毫米波电介质内传输装置200的模拟特性的示例的视图；
[0058]图10是示出作为第三实施例的毫米波电介质内传输装置300的构造示例的剖视图；
[0059]图11是示出作为第四实施例的半导体封装20c的构造示例的立体图；
[0060]图12A是示出半导体封装20c的形成示例的处理图；
[0061]图12B是示出半导体封装20c的形成示例的处理图；
[0062]图12C是示出半导体封装20c的形成示例的处理图；
[0063]图12D是示出半导体封装20c的形成示例的处理图；
[0064]图13是示出具有POP结构的毫米波电介质内传输装置400的构造示例的剖视图；
[0065]图14是示出具有POP结构的毫米波电介质内传输装置400的构造示例的剖视图；
[0066]图15是示出作为第五实施例的毫米波电介质内传输装置500的构造示例的剖视图；
[0067]图16A是示出毫米波电介质内传输装置500的形成示例I的处理图；
[0068]图16B是示出毫米波电介质内传输装置500的形成示例I的处理图；
[0069]图17A是示出毫米波电介质内传输装置500的形成示例2的处理图；
[0070]图17B是示出毫米波电介质内传输装置500的形成示例2的处理图；
[0071]图17C是示出毫米波电介质内传输装置500的形成示例2的处理图；
[0072]图18A是示出毫米波电介质内传输装置500的形成示例3的处理图；
[0073]图18B是示出毫米波电介质内传输装置500的形成示例3的处理图；
[0074]图19A是示出作为第六实施例的毫米波电介质内传输装置600的构造示例的剖视图；
[0075]图19B是示出作为第六实施例的毫米波电介质内传输装置600的构造示例的剖视图；
[0076]图20A是示出电子装置601的形成示例的处理图；
[0077]图20B是示出电子装置601的形成示例的处理图；
[0078]图2IA是示出电子装置602的形成示例的处理图；
[0079]图2IB是示出电子装置602的形成示例的处理图；
[0080]图22A是说明与第七实施例比较的示例的视图；
[0081]图22B是说明与第七实施例比较的示例的视图；
[0082]图23A是说明第七实施例的半导体封装的构造概况的视图；
[0083]图23B是说明第七实施例的半导体封装的构造概况的视图；
[0084]图24A是说明在第七实施例的半导体封装中使用的天线结构的详细示例的视图；
[0085]图24B是说明在第七实施例的半导体封装中使用的天线的各个部分的尺寸的视图；
[0086]图24C是说明在第七实施例的半导体封装中使用的天线的各个部分的特性的视图；
[0087]图25A是说明应用了图24中所示的天线结构的第七实施例的半导体封装的详细不例的平面图；
[0088]图25B是说明应用了图24中所示的天线结构的第七实施例的半导体封装的详细不例的平面图；
[0089]图26是示出根据在图25中示出的第七实施例的半导体封装中的模拟特性的示例I的图形；
[0090]图27是示出在图25中示出的根据第七实施例的半导体封装中的模拟特性的示例2的图形；
[0091]图28是示出在图25中示出的根据第七实施例的半导体封装中的模拟特性的示例3的图形；
[0092]图29A是说明与第八实施例比较的示例的视图；
[0093]图29B是说明与第八实施例比较的示例的视图；
[0094]图30A是说明第八实施例的毫米波电介质内传输系统的构造概况的视图；
[0095]图30B是说明第八实施例的毫米波电介质内传输系统的构造概况的视图；
[0096]图31是示出图30中所示的根据第八实施例的毫米波电介质内传输系统中的模拟特性的示例I的图形；
[0097]图32是示出图30中所示的根据第八实施例的毫米波电介质内传输系统中的模拟特性的示例2的图形；
[0098]图33是示出图30中所示的根据第八实施例的毫米波电介质内传输系统中的模拟特性的示例3的图形；
[0099]图34是说明第一改变示例的半导体封装的视图；
[0100]图35是说明第二改变示例的半导体封装的视图；
[0101]图36是说明第三改变示例的半导体封装及毫米波电介质内传输系统的视图；
[0102]图37是说明第四改变示例的毫米波电介质内传输系统的视图；
[0103]图38A是示出根据现有技术的半导体封装I的构造示例的平面图；
[0104]图38B是沿线X3-X3所取的剖视图，其示出了根据现有技术的半导体封装I的构造示例；且
[0105]图39是示出包括层叠在其中的半导体封装I的电子装置的构造示例的剖视图。
【具体实施方式】
[0106]以下，将参考附图来描述根据本发明的半导体器件及其制造方法、毫米波电介质内传输装置及其制造方法。
[0107]1.第一实施例(半导体封装20:构造示例，内部构造示例及处理图)
[0108]2.第二实施例(毫米波电介质内传输装置200:构造示例，组装示例，内部构造示例，放大构造示例，模拟模型示例，特性示例)
[0109]3.第三实施例(毫米波电介质内传输装置300:构造示例)
[0110]4.第四实施例(半导体封装20c:构造示例，形成示例/毫米波电介质内传输装置400:构造示例及组装示例)
[0111]5.第五实施例(毫米波电介质内传输装置500:构造示例及形成示例)
[0112]6.第六实施例(毫米波电介质内传输装置600:构造示例/电子装置201及202的形成示例)
[0113]7.第七实施例(同一封装中多个半导体芯片之间的毫米波传输)
[0114]8.第八实施例(第七实施例+不同封装之间的毫米波传输)
[0115]9.改变示例(第一至第四改变示例)
[0116]〈第一实施例〉
[0117][半导体封装20的构造示例]
[0118]以下将参考图1来描述作为本发明的第一实施例的半导体封装20的构造示例。图1所示的半导体封装20构成半导体器件的示例。可将半导体封装20应用至以高速传输毫米波带信号的毫米波电介质内传输系统，其具有用于承载电影影像及计算机图像等的30GHz至300GHz的载波频率。毫米波电介质内传输系统包括数字记录再现设备、陆上电视接收器、移动电话、游戏机、计算机、通信设备等。
[0119]半导体封装20包括夹置衬底4、模制树脂8、能够传输毫米波信号的电介质传输路径21、能够进行毫米波带通信的半导体芯片30以及天线结构32。夹置衬底4构成芯片安装衬底，而半导体芯片30被设置在夹置衬底4上。使用通过将具有预定比介电常数的热加强树脂与铜箔结合而获得的片材作为夹置衬底4。半导体芯片30执行毫米波带中的通信处理。半导体芯片30使用通过将LSI功能单元201与图2所示的信号生成单元202 —体形成而获得的系统LSI (参见图2)。
[0120]此外，以与现有技术相同的方式，不对毫米波信号进行转换的的供电单元等的端子经由接合引线7从半导体芯片30的垫盘电极3引线连接至引线电极6，并经由夹置衬底4连接至端子电极5。
[0121]天线结构32被连接至半导体芯片30。在本示例中，天线结构32被设置在夹置衬底4的半导体芯片30上。天线结构32包括天线端子31、微带线33以及天线39等(参见图2)。
[0122]夹置衬底4上的半导体芯片30以及天线结构32的封装元件等被作为绝缘构件的示例的模制树脂8覆盖，使得封装元件被绝缘(密封)。例如使用具有比介电常数ε I的环氧树脂作为模制树脂8。根据现有技术中的半导体封装1，能够进行数据传输的印刷布线片从图39所示的半导体芯片2的垫盘电极3连接至端子电极5。
[0123]根据本发明的半导体封装20，天线端子31引线连接至实现半导体芯片30中信号生成单元202的半导体集成电路。利用该结构，用本发明的半导体封装20中的天线结构32来替代现有技术中半导体封装I的一部分端子电极5。因此，能够减少端子电极5的数量。
[0124]当整个天线结构被模制树脂8覆盖时，模制树脂8由具有能够传输毫米波信号的电介质的介电材料制成，并被构造用于构成电介质传输路径21的全部或一部分。当未应用本实施例时，模制树脂8的目的在于保护封装中的半导体芯片及使用了接合引线的布线。但是，本实施例的另一区别在于实现了电介质传输路径21。
[0125]在模制树脂8上设置如双点划线所示的能够传输毫米波信号的电介质传输路径21。电介质传输路径21构成毫米波传输构件的示例，并包括由金属以及如图3Α至3Ε所示具有预定比介电常数ε 3的介电材料制成的架板11的一部分。介电材料包括能够传输毫米波信号的电介质。作为介电材料，例如使用包括基于压克力树脂、基于氨基甲酸乙酯树脂、基于环氧树脂、基于硅、或基于聚酰亚胺的介电材料的构件。架板11构成区域界定构件的示例，并形成有与天线结构32的上部匹配的贯通部分11a。贯通部分Ila的贯通横截面可呈圆形或矩形。沿架板11的厚度方向形成的贯通部分Ila的深度(高度)界定(规定)了电介质传输路径21 (波导)的长度。
[0126]电介质传输路径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。介电材料被设置在架板11的贯通部分Ila中以构成基于毫米波信号的电磁波的电介质内传输路径。此外，电介质传输路径21并不限于设置于架板11的贯通部分Ila处的介电材料，密封半导体芯片30的模制树脂8的一部分也可被用作电介质传输路径21。
[0127][半导体封装20的内部构造示例]
[0128]以下将参考图2来描述半导体封装20的内部构造示例。图2所示的半导体芯片30包括LSI功能单元201、信号生成单元202以及双向天线耦合单元203。天线耦合单元203构成信号耦合单元或其一部分的示例。这里，狭义上天线耦合单元203指用于将半导体芯片30中的电路耦合至设置在芯片内部或外部的天线的单元。广义上天线耦合单元203指用于将半导体芯片30信号地耦合至电介质传输路径21的单元。
[0129]LSI功能单元201具有由现有技术中图39所示的半导体芯片2提供的预定功能。例如，LSI功能单元201包括用于对待发送至对方的图像及声音数据等进行处理的电路，或用于对从对方接收到的图像及声音数据进行处理的电路。
[0130]信号生成单元202连接至LSI功能单元201。信号生成单元202包括构成第一信号生成模块的示例的下行信号生成模块23，以及构成第二信号生成模块的示例的上行信号生成模块24。下行信号生成模块23包括并行-串行转换电路34、调制电路35、频率转换电路36及放大器37,从而通过对输入信号Sin执行信号处理而生成毫米波信号S。
[0131]并行-串行转换电路34构成第一信号转换单元的示例，并将并行输入信号Sin (数据)转换为串行传输信号Ss (数据)。调制电路35连接至并行-串行转换电路34。调制电路35被构造用于对串行传输信号Ss进行调制。例如使用相位调制电路或频率调制电路作为调制电路35。
[0132]频率转换电路36连接至调制电路35。频率转换电路36对通过调制电路35调制过的串行传输信号Ss进行频率转换，并生成毫米波信号S。这里，毫米波信号S指具有30GHz至300GHz范围内的频率的信号。放大器37连接至频率转换电路36。放大器37被构造用于对经频率转换的毫米波信号S进行放大。
[0133]放大器37经由天线端子31 (未示出)连接至双向天线I禹合单元203。天线I禹合单元203将由下行信号生成模块23生成的毫米波信号S发送至电介质传输路径21，并从电介质传输路径21接收毫米波信号S以向上行信号生成模块24输出毫米波信号S。电介质传输路径21包括具有预定比介电常数ε 3的介电材料。
[0134]天线耦合单元203例如包括天线结构32以及天线切换部分38 (天线双工器)。天线结构32指半导体封装20的分享了电介质传输路径21的天线耦合单元203中的结构。天线结构32包括天线端子31、微带线33以及天线39。当在同一芯片中形成天线切换部分38时，天线端子31及微带线33 (但无天线切换部分38)构成天线稱合单元203。
[0135]天线39具有基于毫米波信号S的波长λ的预定长度(例如，约600 μ m的长度)，并率禹合至电介质传输路径21。除了平板天线(patch antenna)之外,还可使用探测天线(偶极等)、环形天线或小孔耦合元件(槽天线等)作为天线39。
[0136]天线39基于毫米波信号S向电介质传输路径21发出电磁波S’。此外，天线39基于毫米波信号S从电介质传输路径21接收电磁波S’。除了天线39之外，天线结构32还包括微带线33。微带线33将天线端子31连接至天线39,从天线端子31向天线39发送下行毫米波信号S，并从天线39向天线端子31发送上行毫米波信号S。
[0137]当下行及上行共用天线39时使用天线切换部分38。例如，当向对方发送毫米波信号S时，天线切换部分38将天线39连接至下行信号生成模块23。此外，当从对方接收毫米波信号S时，天线切换部分38将天线39连接至上行信号生成模块24。天线切换部分38设置在半导体芯片30上。但是，本发明并不限于此。例如，天线切换部分38可设置在半导体芯片30内部。此外，当与上行天线分立地设置下行天线时，可以省略天线切换部分38。
[0138]如果天线稱合单元203具有约10%至20%的比带宽(fract1nal bandwidth,其=信号带/工作中心频率)，则可利用谐振结构等方便地形成天线耦合单元203。在本实施例中，使用了具有比介电常数ε I的介电材料，其构成具有损耗的电介质传输路径21。毫米波的电磁波S’在传输路径21中行进。因为电介质传输路径21具有较大损耗，故反射也被削弱。
[0139]上行信号生成模块24连接至天线耦合单元203。上行信号生成模块24包括放大器44、频率转换电路45、解调电路46以及串行-并行转换电路47，从而对于由天线耦合单元203接收的毫米波信号S执行信号处理来生成输出信号Sout。
[0140]放大器44连接至天线耦合单元203，并被构造为用于对通过天线39接收的毫米波信号S进行放大。频率转换电路45连接至放大器44，并对放大的毫米波信号S进行频率转换以输出经频率转换的串行接收信号Sr。解调电路46连接至频率转换电路45，并被构造用于对经频率转换的串行接收信号Sr进行解调。
[0141]构成第二信号转换单元的示例的串行-并行转换电路47被连接至解调电路46。串行-并行转换电路47将串行接收信号Sr (数据)转换为并行输出信号Sout (数据)。当如上所述形成半导体芯片30时，输入信号Sin经过并行-串行转换并且接收信号Sr经过串行-并行转换处理，由此减少了信号布线的数量。此外，能够减少多层衬底的层叠层的数量。因此，能够减少具有大量端子的连接器以及印刷布线片线缆的数量。
[0142]由此，半导体封装20被形成并进行工作。因此，在架板11的贯通部分Ila的一侧设置的介电材料以及在架板11的贯通部分Ila的另一侧设置的介电材料构成毫米波电介质传输路径。因此，可以从能够进行毫米波电介质内传输的一个半导体封装20向能够进行毫米波电介质内传输的另一半导体封装20发送毫米波信号S。
[0143][半导体封装20的形成示例]
[0144]下面，将参考图3A至3E描述半导体封装20的形成示例。首先，在图3A所示的夹置衬底4 (管芯)上形成能够进行毫米波带通信的半导体芯片30。半导体芯片30使用通过将图2所示的接收系统及发送系统与半导体集成电路一体形成而获得的系统LSI。发送系统包括LSI功能单元201、并行-串行转换电路34、调制电路35、频率转换电路36、放大器37以及天线切换部分38，而接收系统包括放大器44、频率转换电路45、解调电路46以及串行-并行转换电路47。可以通过业界公知的制造方法将半导体芯片30安装在夹置衬底4上。
[0145]然后，在半导体芯片30的上部上形成天线端子31。天线端子31例如自安装在设置天线结构32的区域的天线耦合单元203中的天线切换部分38的输出点引出。当半导体芯片30包括天线切换部分38时，天线端子31自安装在半导体芯片30中的天线切换部分38的输出点引出。
[0146]然后，天线结构32连接至安装在图3B所示的夹置衬底4上的半导体芯片30。例如，微带线33从上述半导体芯片30上的天线端子31形成，并且天线39形成在微带线33的前端。具有基于毫米波信号S的波长λ的预定长度的平板天线被用作天线39，并且例如，平板天线的一个边具有约600 μ m的长度。除了平板天线之外，还可使用探测天线(偶极等)、环状天线或小孔耦合元件(槽状天线等)作为天线39。通过半导体芯片30上的天线端子31、微带线33以及天线39实现天线结构32。
[0147]此外，如图3C所示，夹置衬底4上的半导体芯片30及天线结构32被模制树脂8覆盖，由此将半导体芯片30及天线结构32绝缘化。使用具有比介电常数ε I的环氧树脂作为模制树脂8。使用通过将甲酚酚醛型环氧树脂(ECN)与石英填料进行合成而获得的树月旨，或联苯类环氧树脂用作上述环氧树脂。随后，如图3D所示，在夹置衬底4下方形成用于倒装芯片接合的伸出电极9 (凸起)。伸出电极9包括呈球状的焊料构件。
[0148]然后，如图3Ε所示，在模制树脂8上形成能够传输毫米波信号的电介质传输路径
21。当形成电介质传输路径21时，例如在模制树脂8上形成形成有贯通部分Ila的金属架板11。贯通部分Ila与半导体芯片30的天线结构32的上部匹配。在本示例中，在架板11的预定位置处开通具有直径Φ的贯通部分11a。随后，介电材料被填充在架板11的贯通部分Ila中形成用于毫米波信号的电介质传输路径21。使用具有比介电常数ε I的玻璃环氧树脂构件作为上述介电材料。
[0149]当将架板11接合至半导体封装20时，可以在半导体封装20与电介质传输路径21之间插入粘弹性材料16，粘弹性材料16包括能够进行毫米波电介质内传输的介电材料。粘弹性材料16在半导体封装20与架板11之间起到散热作用，并且通过提高与电介质传输路径21的粘附性而产生提高天线耦合性能的效果。粘弹性材料16具有预定比介电常数以及预定介电损耗角正切。例如使用包括基于压克力树脂、基于聚氨酯树脂、基于环氧树脂、基于硅、或基于聚酰亚胺的介电材料在内的介电材料作为粘弹性材料16。为了在粘弹性材料16中以高速传输毫米波信号，优选地粘弹性材料16具有约3至约6的比介电常数以及约
0.0001至约0.001的介电损耗角正切。
[0150]此外，基于压克力树脂的介电材料具有约2.5至约4.5的比介电常数以及约0.001至约0.05的介电损耗角正切。基于聚氨酯的介电材料具有约2.8至约4.0的比介电常数以及约0.001至约0.05的介电损耗角正切。基于环氧树脂的介电材料具有约4.0至约6.0的比介电常数以及约0.001至约0.01的介电损耗角正切。基于硅的介电材料具有约3.0至约6.0的比介电常数以及约0.0001至约0.001的介电损耗角正切。基于聚酰亚胺的介电材料具有约3.0至约4.0的比介电常数以及约0.001至约0.01的介电损耗角正切。这些介电材料也可被应用至电介质传输路径21。以此方式，完成能够传输毫米波信号的半导体封装20。
[0151]如上所述，根据第一实施例的半导体封装20，夹置衬底4上的半导体芯片30及天线结构32被模制树脂8覆盖，由此半导体芯片30及天线结构32被绝缘，并且电介质传输路径21被设置在模制树脂8上。因此，具有相同构造并且能够进行毫米波电介质内传输的两个半导体封装20a及20b的各自电介质传输路径21在彼此面对的同时发生接触，并且半导体封装20a及20b进行工作。因此，能够从一个半导体封装20a向另一半导体封装20b发送毫米波信号S。此外，能够在半导体封装20a及20b之间执行高速数据传输。
[0152]因为覆盖在半导体芯片30及天线结构32上的模制树脂8也构成毫米波电介质内传输路径，故能够减小半导体封装20的安装面积。由此，在不基于具有较大数量端子的连接器以及印刷布线片线缆的情况下，能够利用简单廉价的构造沿一个方向或两个方向方便地构造能够传输毫米波信号S的毫米波电介质内传输系统(设备)。
[0153]此外，在用于安装半导体封装20的安装衬底中，利用应用至天线耦合单元203的天线结构32来替代形成在衬底侧的端子电极。因此，因为能够形成具有较小尺寸的天线结构32，故可以使封装尺寸减小。此外，在安装衬底中，可以减少布线的数量。因此，能够在形成多层衬底时减少层的数量。
[0154]〈第二实施例〉
[0155][毫米波电介质内传输装置200的构造示例]
[0156]在本实施例中，如图4所示，设置有电介质传输路径的架板11被夹置在两个能够进行毫米波电介质内传输并层叠的半导体封装20a及20b之间。
[0157]图4所示的毫米波电介质内传输装置200包括衬底1a及10b、架板11、壳体12以及半导体封装20a及20b。两个半导体封装20a及20b被布置使得其表面接触架板11。壳体12是数字记录再现设备、陆上电视接收器、移动电话、游戏机、计算机或通信设备等的放置盒(外壳)。
[0158]设置有电介质传输路径21的架板11被安装在壳体12中。利用螺纹结构13将架板11固定至壳体12中的横向侧、底表面以及上表面等。衬底1a及1b安装在架板11中。在本示例中，用于衬底安装的两个上下空间被设置在架板11的预定位置，并且在衬底1a及1b将架板11夹置在两者之间的状态下，利用螺纹结构13将衬底1a及1b分别安装在两个空间内。
[0159]半导体封装20a被安装在下衬底1a上。在第一实施例中描述的半导体封装20被用作半导体封装20a。根据现有技术中的倒装芯片接合法，利用诸如凸起的伸出电极9将下衬底1a焊接至半导体封装20a。在半导体封装20a中，将能够进行毫米波带通信的半导体芯片30设置在一个夹置衬底4上。天线结构32连接至半导体芯片30。夹置衬底4上的半导体芯片30及天线结构32被模制树脂8覆盖。
[0160]半导体封装20b以从上衬底1b向下的方式进行安装。相较于半导体封装20a,半导体封装20b被安装使得其姿态以180度的角度颠倒。使用在第一实施例中描述的半导体封装20作为半导体封装20b。根据与现有技术中相同的倒装芯片接合法，利用诸如凸起的伸出电极9将下衬底1a焊接至半导体封装20b。在本示例中，在半导体封装20b中，在另一夹置衬底4下方设置能够进行毫米波带通信的半导体芯片30。以与半导体封装20a相同的方式使天线结构32连接至半导体芯片30。在夹置衬底4下方的半导体芯片30及天线结构32被模制树脂8覆盖。
[0161 ] 毫米波电介质内传输装置200具有其中架板11被安装成使得两个半导体封装20a及20b的天线结构32彼此面对的层叠结构。半导体封装20a的天线结构32被设置在半导体封装20a的夹置衬底4的半导体芯片30上。半导体封装20b的天线结构32被设置在半导体封装20b的夹置衬底4下方的半导体芯片30下方。使用平板天线作为各个天线结构32。在本示例中，天线结构32被形成在半导体封装20a及20b的表面上，同时与电介质传输路径21直接接触。采用上述层叠结构，由此能够提高天线耦合性能。在本示例中，安装在下衬底1a上的半导体封装20a在与架板11紧密接触的同时，经由粘弹性材料16被固定至架板11。使用具有比介电常数ε 4的粘弹性树脂作为粘弹性材料16。以相同方式，还使安装在上衬底1b下方的半导体封装20b在与架板11紧密接触的同时，经由粘弹性材料16被固定至架板11。利用粘弹性材料16来固定半导体封装20a及20b,以防止具有不同比介电常数ε I的材料被夹置在电介质传输路径21内。
[0162]能够传输毫米波信号的电介质传输路径21被设置在半导体封装20a与半导体封装20b之间，并且半导体封装20a及20b被安装成使得半导体封装20a及20b的天线结构32彼此面对，使得电介质传输路径21夹置在其间。在架板11中，由虚线表示范围以内代表电介质传输路径21。
[0163]电介质传输路径21被布置在半导体封装20a的天线结构32的上部与半导体封装20b的天线结构32的下部相匹配所在的位置处。在本示例中，贯通部分lla(参见图5)被设置在架板11的用于允许上侧天线结构32与下侧天线结构32匹配的部分处。介电材料21’被填充在贯通部分Ila中，由此形成电介质传输路径21。具有比介电常数ε?的玻璃环氧树脂等被用作介电材料21’。
[0164]毫米波电介质内传输装置200如上构造，使得两个半导体封装20a及20b进行工作。经由模制树脂8、粘弹性材料16以及架板11内部的电介质传输路径21，在半导体封装20a及20b的天线结构32之间传输毫米波信号S作为电磁波S’。由此，能够经由设置在架板11的贯通部分Ila中的构成电介质传输路径21的介电材料21’，在一个半导体封装20a与另一半导体封装20b之间基于毫米波信号S执行双向通信处理。此外，无需在现有技术的图39所示的电路安装衬底的构造中使用的连接器14及线缆15。
[0165][毫米波电介质内传输装置200的组装示例]
[0166]下面，将参考图5来描述毫米波电介质内传输装置200的制造方法。在本示例中，在制造图4所示毫米波电介质内传输装置200期间，首先形成半导体封装20a及20b。在半导体封装20a中，在一个夹置衬底4上设置能够进行毫米波带通信的半导体芯片30。然后，将天线结构32连接至半导体芯片30。然后，利用模制树脂8覆盖夹置衬底4上的半导体芯片30及天线结构32以将半导体芯片30及天线结构32绝缘。由此，可以形成能够进行毫米波电介质内传输的半导体封装20a(参见图3A至图3E)。
[0167]在半导体封装20b中，在另一(分立的)夹置衬底4上设置能够进行毫米波带通信的半导体芯片30。然后，天线结构32连接至半导体芯片30。然后，利用模制树脂8来覆盖夹置衬底4上的半导体芯片30及天线结构32，使得将半导体芯片30及天线结构32绝缘。由此，能够形成能够进行毫米波电介质内传输的半导体封装20b (参见图3A至图3E)。
[0168]然后，在半导体封装20a与半导体封装20b之间形成能够传输毫米波信号的电介质传输路径21。当形成电介质传输路径21时，例如在由金属制成的架板11的预定位置处形成呈圆筒形的贯通部分11a。然后，将介电材料21’填充在贯通部分Ila内。例如，将用作树脂止挡件的构件与贯通部分Ila的一侧发生接触，并且利用涂布器等在贯通部分11存在底部的状态下从贯通部分Ila的上部涂布介电材料21’。由此形成电介质波导。
[0169]随后，两个半导体封装20a及20b被安装在架板11内使得半导体封装20a的天线结构32与半导体封装20b的天线结构32以在其两者之间夹置电介质传输路径21的情况下彼此面对。此时，半导体封装20a及20b被布置为使得半导体封装20a的天线结构32的天线39的中心与半导体封装20b的天线结构32的天线39的中心一致。
[0170]此外，当将半导体封装20a及20b安装在架板11中时，半导体封装20a的上表面经由粘弹性材料16a附着至(紧密固定至)架板11的下表面。类似地，半导体封装20b的下表面经由粘弹性材料16a附着至架板11的上表面。由此，完成图4所示的毫米波电介质内传输装置200。
[0171][毫米波电介质内传输装置200的内部构造示例]
[0172]下面将参考图6来描述毫米波电介质内传输装置200的内部构造示例。图6所示的毫米波电介质内传输装置200包括半导体封装20a、电介质传输路径21以及半导体封装20b。
[0173]半导体封装20a包括LSI功能单元201、信号生成单元202以及天线耦合单元203。图2示出了 LSI功能单元201的功能以及信号生成单元202及天线耦合单元203的内部构造。在现有技术的半导体芯片2中，LSI功能单元201与信号生成单元202之间的电气接口 204是由垫盘电极3提供的数据传输接口，并通过电气布线实现。
[0174]信号生成单元202与天线耦合单元203之间的毫米波接口 205是用于由图2所示的天线端子31及微带线33提供的毫米波传输的接口。信号生成单元202将通过电气接口204提供的输入(电)信号Sin转换为毫米波信号S。此外，信号生成单元202将通过毫米波接口 205提供的毫米波信号S转换为输出(电)信号Sout。
[0175]半导体封装20b包括LSI功能单元201’、信号生成单元202’及天线耦合单元203’。因为LSI功能单元201’、信号生成单元202’以及天线耦合单元203’的功能与如图2所示的LSI功能单元201、信号生成单元202及天线耦合单元203的功能相同，故将省略对其的描述。
[0176]信号生成单元202’与天线耦合单元203’之间的毫米波接口 205’是用于由图2所示的天线端子31及微带线33提供的毫米波传输的接口。信号生成单元202’将通过电气接口 204’提供的并行输入(电)信号Sin转换为毫米波信号S。此外，信号生成单元202’将通过毫米波接口 205’提供的毫米波信号S转换为输出(电)信号Sout。
[0177]电介质传输路径21包括上述天线耦合单元203与天线耦合单元203’之间的电介质部分206。天线耦合单元203将通过毫米波信号S的毫米波接口 205提供的毫米波信号S传输至电介质传输路径21。由此,能够有效地经由电介质部分206将毫米波信号S传输至另一天线耦合单元203’。这里，术语“有效”指，在预定的30GHz至300GHz的毫米带频率内，天线耦合单元203与203’之间的传输特性较高，并且天线耦合单元203与203’之间的反射特性较低。
[0178][毫米波电介质内传输装置200的放大构造示例]
[0179]下面，将参考图7来描述图4所示的毫米波电介质内传输装置200的放大构造示例。根据图7所示的毫米波电介质内传输装置200，半导体封装20a及20b的天线结构32使用平板天线作为天线39。在半导体封装20a中，天线39被装载在半导体芯片30上并直接连接至形成在半导体芯片的表面上的天线端子31,或利用接合引线连接至天线端子31。因为天线39形成在半导体芯片30的表面上，故能够采用天线39与电介质传输路径21进行直接接触的结构。以与半导体封装20a相同的方式来构造半导体封装20b。
[0180]在图7中，由虚线表示的圆柱形部分是电介质传输路径21。根据毫米波电介质内传输装置200的层叠结构，两个半导体封装20a及20b被安装在架板11中，使得半导体封装20a及20b的天线结构32在其两者之间夹置电介质传输路径21的情况下彼此面对。电介质传输路径21例如被布置(构造)为使得天线结构32处于可透视范围。
[0181]在半导体封装20a中，毫米波信号S经由天线端子31被传输至天线结构32。天线结构32经由天线39向电介质传输路径21辐射毫米波信号S。在半导体封装20b中，天线结构32从电介质传输路径21接收电磁波S’并向天线端子31发送毫米波信号S。由此，能够利用半导体封装20a及20b之间的电介质传输路径21来进行通信处理。
[0182][模拟模型的示例]
[0183]下面将参考图8来描述用于检验毫米波电介质内传输装置200的传输特性及反射特性的模拟模型的示例。图8中所示的模拟模型采用图7中所示的毫米波电介质内传输装置200的构造示例。表I总体示出了在模拟模型中设定的参数。
[0184]表I
[0185]
模制树脂的一边的长度iiTo^
模制树脂的厚度tl0.8mm
模制树脂的的比介电常数εI4
模制树脂的介电损耗角正切tan δ I0Γ0?
平板天线的一边的长度121.1mm
微带线的长度13Imm
微带线的宽度wl0.03mm
微带线的电介质的厚度t20.1mm
微带线的厚度t30.018mm
夹置衬底的比介电常数ε2H
夹置衬底的介电损耗角正切tan δ 20Γ0?
天线端子的阻抗Z108Ω
电介质传输路径的直径Φ2.75mm
【权利要求】
1.一种半导体器件，包括: 半导体芯片，其设置在衬底上，并能够进行毫米波带通信； 天线结构，其连接至所述半导体芯片； 绝缘构件，其被构造用于覆盖所述半导体芯片；以及 毫米波传输构件，其由具有能够进行毫米波信号传输的电介质的介电材料制成，并与所述天线结构匹配。
2.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述毫米波传输构件包括: 具有贯通部分的区域界定构件，所述贯通部分与连接至所述半导体芯片的所述天线结构匹配；以及 所述介电材料，其设置在所述区域界定构件的所述贯通部分中。
3.如权利要求2所述的半导体器件，其中，连接至所述半导体芯片的所述天线结构被设置在所述半导体芯片上。
4.如权利要求3所述的半导体器件，其中，连接至所述半导体芯片的所述天线结构设置有平板天线。
5.如权利要求4所述的半导体器件，其中，所述半导体芯片包括: 第一信号生成单元，其被构造用于对输入信号执行信号处理并生成毫米波信号； 双向信号耦合单元，其被构造用于将所述半导体芯片耦合至所述天线结构，将由所述第一信号生成单元生成的所述毫米波信号发送至所述毫米波传输构件，并从所述毫米波传输构件接收所述毫米波信号； 第二信号生成单元，其被构造用于对由所述信号耦合单元接收到的所述毫米波信号执行信号处理，并生成输出信号。
6.如权利要求5所述的半导体器件，其中，所述第一信号生成单元包括第一信号转换部分，所述第一信号转换部分被构造用于将并行输入信号转换为串行输出信号，并且 所述第二信号生成单元包括第二信号转换部分，所述第二信号转换部分被构造用于将串行输入信号转换为并行输出信号。
7.如权利要求2所述的半导体器件，其中，所述天线结构与所述半导体芯片并列地布置。
8.一种毫米波电介质内传输装置，包括: 能够进行毫米波电介质内传输的第一半导体器件，其包括设置在一个衬底上并能够进行毫米波带通信的半导体芯片、连接至所述半导体芯片的天线结构、以及被构造用于覆盖所述半导体芯片并包括允许毫米波信号穿过的电介质的绝缘构件； 能够进行毫米波电介质内传输的第二半导体器件，其包括设置在另一衬底上并能够进行毫米波带通信的半导体芯片、连接至所述半导体芯片的天线结构、以及被构造用于覆盖所述半导体芯片并包括允许毫米波信号穿过的电介质的绝缘构件；以及 毫米波传输构件，其由具有能够进行毫米波电介质内传输的电介质的介电材料制成，并设置在所述第一半导体器件与所述第二半导体器件之间， 其中，所述第一半导体器件以及所述第二半导体器件以将所述毫米波传输构件夹置于两者之间的方式进行安装，使得毫米波信号在所述第一半导体器件的所述天线结构与所述第二半导体器件的所述天线结构之间传输。
9.如权利要求8所述的毫米波电介质内传输装置，其中，所述毫米波传输构件包括: 具有贯通部分的区域界定构件，所述贯通部分与所述第一及第二半导体器件的所述天线结构匹配；以及 介电材料，其设置在所述区域界定构件的所述贯通部分中。
10.如权利要求9所述的毫米波电介质内传输装置，其中，所述天线结构设置在所述半导体芯片上，并且所述第一及第二半导体器件的所述天线结构以将所述毫米波传输构件夹置于两者之间的方式布置。
11.如权利要求10所述的毫米波电介质内传输装置，其中，所述天线结构包括平板天线。
12.如权利要求8所述的毫米波电介质内传输装置，其中，所述第一及第二半导体器件之间的接合部分由具有能够进行毫米波电介质内传输的电介质的介电材料制成，并设置有用作所述毫米波传输构件的粘弹性材料。
13.如权利要求8所述的毫米波电介质内传输装置，其中，所述天线结构与所述半导体芯片并列地布置，并且所述第一及第二半导体器件的所述天线结构以将所述毫米波传输构件夹置于两者之间的方式布置。
14.如权利要求8所述的毫米波电介质内传输装置，还包括: 安装衬底，其上彼此并列地布置有分别具有所述半导体芯片的所述第一及第二半导体器件， 其中，所述安装衬底设置有所述毫米波传输构件，并且 在所述安装衬底的所述毫米波传输构件中，在所述第一半导体器件的所述天线结构与所述第二半导体器件的所述天线结构之间利用所述毫米波传输构件来传输毫米波信号。
15.如权利要求14所述的毫米波电介质内传输装置，其中，通过将具有能够进行毫米波电介质传输的所述电介质的所述介电材料填充在形成在所述安装衬底中的区域界定槽或贯通部分内，来形成所述毫米波传输构件。
16.如权利要求14所述的毫米波电介质内传输装置，其中，所述天线结构被引至绝缘构件的将所述半导体芯片密封的表面。
17.如权利要求8至16中任一项所述的毫米波电介质内传输装置，其中，所述绝缘构件包括允许毫米波信号穿过的电介质。
18.—种制造半导体器件的方法，所述方法包括以下步骤: 在衬底上形成能够进行毫米波带通信的半导体芯片； 将天线结构连接至形成在所述衬底上的所述半导体芯片； 通过利用绝缘构件覆盖所述半导体芯片来使所述半导体芯片绝缘；并且利用具有能够进行毫米波信号通信的电介质的介电材料，使所述天线结构与毫米波传输构件匹配。
19.如权利要求18所述的方法，其中，使所述天线结构与所述毫米波传输构件匹配的步骤包括以下步骤: 在所述绝缘构件中形成区域界定构件； 在所述区域界定构件中形成与所述天线结构匹配的贯通部分；并且 通过在所述区域界定构件的所述贯通部分中设置所述介电材料来形成所述毫米波传输构件。
20.一种制造毫米波电介质内传输装置的方法，所述方法包括以下步骤: 通过在一个衬底上设置能够进行毫米波带通信的半导体芯片、将天线结构连接至所述半导体芯片、并利用绝缘构件覆盖所述半导体芯片，来形成能够进行毫米波电介质内传输的第一半导体器件； 通过在另一衬底上设置能够进行毫米波带通信的半导体芯片、将天线结构连接至所述半导体芯片、并利用绝缘构件覆盖所述半导体芯片，来形成能够进行毫米波电介质内传输的第二半导体器件；并且 利用具有能够进行毫米波信号传输的电介质的介电材料来在所述第一半导体器件与所述第二半导体器件之间形成毫米波传输构件， 其中，在形成所述毫米波传输构件时，将所述第一及第二半导体器件隔着所述毫米波传输构件进行安装，使得在所述第一半导体器件的所述天线结构与所述第二半导体器件的所述天线结构之间能够传输毫米波信号。
21.—种毫米波电介质内传输系统,包括: 能够进行毫米波电介质内传输的第一半导体器件，其包括设置在一个电子器件的衬底上并能够进行毫米波带通信的半导体芯片、连接至所述半导体芯片的天线结构、以及被构造用于覆盖所述电子器件的所述半导体芯片的绝缘构件； 能够进行毫米波电介质内传输的第二半导体器件，其包括设置在另一电子器件的衬底上并能够进行毫米波带通信的半导体芯片、连接至所述半导体芯片的天线结构、以及被构造用于覆盖所述电子器件的所述半导体芯片的绝缘构件；以及 毫米波传输构件，其由具有能够进行毫米波信号传输的电介质的介电材料制成，并设置在所述第一半导体器件与所述第二半导体器件之间， 其中，所述一个电子器件和所述另一电子器件经由所述毫米波传输构件彼此接触，使得在所述第一半导体器件的所述天线结构与所述第二半导体器件的所述天线结构之间能够传输毫米波信号。
22.—种半导体器件，包括: 多个半导体芯片，其设置在衬底上并能够进行毫米波带通信； 天线结构，其连接至所述半导体芯片；以及 毫米波传输构件，其由具有能够进行毫米波信号传输的电介质的介电材料制成，并与所述天线结构匹配。
23.如权利要求22所述的半导体器件，还包括: 绝缘构件，其由具有能够传输毫米波信号的特性的介电材料制成，并被构造用于覆盖所述半导体芯片并用作所述毫米波传输构件。
24.如权利要求23所述的半导体器件，其中，所述多个半导体芯片彼此并列地布置在同一衬底上，并且 所述绝缘构件被设置为覆盖全部所述多个半导体芯片，并用作能够在所述多个半导体芯片之间进行毫米波信号传输的所述毫米波传输构件。
25.如权利要求22所述的半导体器件，其中，所述多个半导体芯片被设置为层叠构造，使得所述天线结构彼此同轴，并且 处于所述多个半导体芯片之间的接合部分由具有能够进行毫米波电介质内传输的电介质的介电材料制成，并设置有用作所述毫米波传输构件的粘弹性材料。
26.—种毫米波电介质内传输装置，包括: 如权利要求24或25所述的多个半导体器件；以及 能够在所述多个半导体器件之间进行毫米波带信息传输的毫米波信号传输路径， 其中，基带信号被转换为毫米波信号，并且所述毫米波信号经由所述毫米波信号传输路径在所述多个半导体器件之间传输。
27.如权利要求26所述的毫米波电介质内传输装置，包括: 安装衬底，其由具有能够进行毫米波信号传输的电介质的介电材料制成，并用作所述毫米波信号传输路径， 其中，所述多个半导体器件彼此并列地布置在同一所述安装衬底上。
28.如权利要求26所述的毫米波电介质内传输装置，其中，所述毫米波信号传输路径具有在将所述毫米波信号局限在所述传输路径中的情况下传输毫米波的结构。
【文档编号】H01L25/10GK104201162SQ201410379898
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2009年12月8日 优先权日:2009年1月7日
【发明者】河村拓史, 冈田安弘 申请人:索尼公司