[发明专利]具有由封装引线形成的天线的集成电路

说明书

技术领域

本发明总的涉及用于整体封装半导体IC(集成电路)芯片的装置和方法，所述半导体IC芯片具有使用芯片封装引线形成的天线结构，从而提供用于毫米波应用的高度集成无线电/无线通信系统。

背景技术

在无线系统和设备中的技术创新促使了用于无线PAN(个域网)、无线LAN(局域网)、无线WAN(广域网)、蜂窝网络和其它类型无线通信系统的无线网络应用的广泛发展。为了能够在无线网络中的设备之间无线通信，所述设备必须配备有可以向/从网络中的其它设备有效发射/接收信号的接收器、发射机或收发器以及天线。

通常，使用单独包装和/或以低集成度设置在印刷电路板上的分立元件构成传统无线电通信系统。例如，图1示意性示出传统无线电通信系统(10)。系统(10)包括：有引线芯片封装(11)，其具有集成电路芯片(12)和突出封装引线(13)。封装引线(13)连接至例如在PCB(印刷电路板)或印刷接线板上形成的互连结构(14)。互连结构(14)提供与发射机或接收器天线(15)(例如，形成在板级上的印刷天线结构)的电连接。通常，使用昂贵和大量波导和/或封装级或板级微带结构建立电互连(14)。

然而，对于具有集成发射机/接收器/收发器和天线系统的更紧凑无线电系统的市场需求正逐渐增加，这种系统提供了高性能、高数据传输率、高容量、低功耗、低成本和轻量级的解决方案。当然，当前的通信系统需要用以提供例如宽带宽、高增益和高效率运行特征的高性能天线系统。随着运行频率的增加，传统波导前端的制造和组装变得更加困难。在这点上，与更高运行频率需求相关的在半导体制造和封装技术上的创新使得将天线与RF集成电路的集成以提供高度集成的无线电通信系统变得实际可行。

发明内容

概括地，本发明的示例性实施例包括用于将半导体IC(集成电路)芯片与天线整体封装的装置和方法，其中所述天线是通过将芯片封装引线用作辐射元件而形成的，从而提供了用于毫米波应用的高度集成无线电/无线通信系统。

在一个示例性实施例中，一种电子装置，包括：IC(集成电路)芯片；和天线系统，其中所述IC芯片和天线系统一起整体封装在有引线的芯片级封装中。所述天线系统包括天线，所述天线具有由封装引线形成的辐射元件。例如，所述辐射元件是直线引线、具有至少一个弯曲部分的引线、或倒置翼形引线。在另一个示例性实施例中，所述天线包括由配置在所述辐射元件附近的封装引线形成的调谐元件。在另一个示例性实施例中，所述装置还包括集成天线馈电网络，所述集成天线馈电网络包括：在所述IC芯片的有源表面上形成的芯片上馈电结构；以及将所述芯片上馈电结构与所述辐射元件的一端连接的引线接合件。所述芯片上馈电结构包括CPW(共面波导)，所述CPW包括与所述天线的所述辐射元件引线接合连接的中心导体，以及配置在所述中心导体的相对边上并与其分开的第一和第二接地元件。所述天线还包括由配置在所述辐射元件附近的引线形成的调谐元件，其中所述调谐元件与所述CPW的所述第一和第二接地元件中的一个引线接合。

在另一个示例性实施例中，所述芯片上馈电结构包括平衡差分馈电线，其包括第一和第二共面馈电线，其中将所述天线的辐射元件与所述第一馈电线引线接合。所述天线还包括与所述第二馈电线引线接合的第二辐射元件，其中所述第一和第二辐射元件形成例如双引极的平衡天线结构。在另一个实施例中，所述天线可以包括由配置在所述辐射元件附近的引线形成的调谐元件，其中所述调谐元件与所述第二馈电线引线接合。

在另一个示例性实施例中，提供一种无线通信装置，包括：印刷电路板；和安装于所述印刷电路板的芯片封装。所述芯片封装包括一起整体封装在有引线的芯片级封装中的IC(集成电路)芯片和天线系统，其中所述天线系统包括天线，所述天线具有由封装引线形成的辐射元件。在另一个实施例中，所述印刷电路板包括金属接地结构，该金属接地结构用作天线接地元件、辐射反射器、或两者。

在本发明的各个实施例中，所述辐射元件可以是直线引线，其基本上平行于金属接地元件并与该金属接地元件分开地延伸，或者所述辐射元件可以是具有与所述金属接地元件连接的弯曲部分的封闭引线，或者所述辐射元件可以是配置在所述金属接地元件上的开放的倒置翼形引线。在本发明的其它示例性实施例中，所述天线可以包括配置在一个或多个辐射元件附近的一个或多个封闭和/或开放的调谐元件。

本发明的这些和其它示例性实施例、方面、目的、特点和优点将被描述或根据示例性实施例的以下详细描述将变得清楚，结合附图来说明本发明示例性实施例。

附图说明

图1示意性示出传统无线电通信系统。