[发明专利]具有滤波器电路的半导体器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，特别地涉及一种具有内置滤波器电路的半导体器件。

背景技术

在利用移动电话的无线电通信中，基于应用分配可用的频带，并调节在频带外的功率泄露和不必要的辐射。在无线电发射器中，从功率放大器产生的谐波信号成为了问题。因此，通常利用诸如LPF(低通滤波器)和BPF(带通滤波器)这样的各种滤波器电路去除谐波信号。

滤波器电路常常作为与功率放大器分开的部件安装。例如，滤波器电路由作为单独部件的片式电感器和片式电容器构成，或者滤波器电路由结合有以上部件的单个多层陶瓷部件构成。经常存在滤波器电路由使用压电元件作为部件的SAW(表面声波)滤波器构成的情况。

另一方面，近年来对小尺寸移动终端的需求日益增多，并实现部件数量的减少和部件的集成。以IPD(集成无源器件)和MMIC(单片微波集成电路)的形式安装滤波器电路，在该IPD中，滤波器电路的螺旋电感器和电容器通过半导体工艺形成在半导体芯片上，而在该MMIC中，滤波器电路作为有源器件形成在相同的半导体芯片上。

当滤波器电路形成在半导体芯片上时，螺旋电感器和MIM(金属-绝缘体-金属)电容器用作半导体芯片上的无源元件。当需要接地端子GND时，利用键合线和设置用于半导体芯片的通孔，接地端子与在用于半导体芯片的封装中的接地焊盘连接。

如果当将滤波器电路集成在单个半导体芯片中和集成在封装中时共享接地焊盘，则造成滤波器电路的信号传输特征退化的问题，使得谐波信号的抑制量减小。该问题在集成放大器和滤波器电路时突出。

图1A是安装衬底1的顶视图，图1B是安装衬底1的沿图1A的线A-B的横截面视图。图1C是包含具有滤波器电路的半导体芯片的半导体封装2的顶视图。半导体封装2安装在安装衬底1上。

安装衬底1设置有封装安装区11、表面金属接地图案12、用于信号的表面金属图案13、安装衬底材料板14、多个通孔电极15和背面金属接地图案16。表面金属接地图案12布置在安装衬底1的前表面上的中央部分。信号表面金属图案13与表面金属接地图案12隔离，并围绕表面金属接地图案12布置。半导体芯片20设置有具有键合焊盘26b、26c、和26d的滤波器电路21。半导体封装2设置有模具树脂22、安装在安装部23上的半导体芯片20、包括滤波器电路输出管脚24d的多根管脚24、以及多根键合线25b、25c、和25d。

在安装衬底1中，多个通孔15穿过安装衬底材料板14。通孔15中的每一个的一端与表面金属接地图案12连接。通孔15中的每一个的另一端与背面金属接地图案16连接。

在半导体封装2中，多根键合线25b至25d的一端分别与半导体芯片20上的滤波器电路21的多个键合焊盘26b至26d连接。此外，多根键合线25b和25c的另一端与安装部23连接，而键合线25d的另一端与滤波器电路输出管脚24d连接。

半导体芯片20安装在安装部23上。其中安装有半导体芯片20的安装部23和多根管脚24被制成金属引线框的管脚，并且它们通过模具树脂22被固定。

半导体封装2安装在安装衬底1的封装安装区11中。半导体封装2的安装部23和多个管脚24分别与安装衬底1中的表面金属接地图案12和信号表面金属图案13连接。

图2是等效电路图，其示出考虑到寄生元件的传统半导体封装2中的半导体芯片20上的滤波器电路21的构造。等效电路设置有滤波器电路输入节点29、第一至第三键合线25b至25d、第一至第三键合焊盘26b至26d、滤波器电路输出管脚24d、第一至第五电感器L1至L5、第一至第三电容器C1至C3、第一路径27、以及第二和第三路径28b与28c。

键合线25b和25c连接至的安装部23不是理想的接地端子GND。实际上，键合线25b和25c中的每一个与接地端子GND之间的连接路径通过安装衬底1中的表面金属接地图案12和通孔15。因此，与这些路径对应的第二和第三路径28b和28c中的每一个具有寄生电感。另一方面，通过安装部23连接键合线25b和键合线25c的路径27同样具有寄生电感。