JP4137059B2

JP4137059B2 - 電子装置および半導体装置

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Publication number: JP4137059B2
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Authority: JP
Inventors: 忠敏団野
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2008-08-20
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Description

本発明は、電子装置および半導体装置に関し、特に、微弱な信号を増幅する低雑音増幅器（ＬＮＡ：ＬｏｗＮｏｉｓｅＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）を含む高周波部アナログ信号処理ＩＣを組み込んだ無線通信装置（電子装置）および高周波パワーモジュール（半導体装置）に適用して有効な技術に関する。

携帯電話機などの移動体通信機（移動端末）は、複数の通信システムに対応できるような構成になっている。すなわち、携帯電話機の送受信機（フロントエンド）には複数の通信システムの送受信を行うように、複数の回路系が組み込まれている。例えば、通信方式（システム）の異なる携帯電話（例えばセルラー電話機）間での通話を可能とする方式としてデュアルバンド通信方式が知られている。
デュアルバンド方式については、例えば、搬送周波数帯が８８０〜９１５ＭＨｚのＧＳＭ（ＧｌｏｂａｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＭｏｂｉｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）と、搬送周波数帯が１７１０〜１７８５ＭＨｚのＤＣＳ−１８００（ＤｉｇｉｔａｌＣｅｌｌｕｌａｒＳｙｓｔｅｍ１８００）によるデュアルバンド方式およびデュアルバンド用高周波電力増幅器について知られている。
また、特開平１１−１８６９２１号公報には、ＰＣＮ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＮｅｔｗｏｒｋ：ＤＣＳ−１８００）、ＰＣＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＳｅｒｖｉｃｅ：ＤＣＳ−１９００）およびＧＳＭなどの携帯電話システムに利用できる多バンド移動体通信装置が開示されている。
また、携帯電話機のフロントエンドでは、ＧＳＭ用の高周波部アナログ信号処理回路のモジュール化が図られている。例えば、ＭＯＳＦＥＴ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）によるデュアルバンドまたはトリプルバンドのＧＳＭ用ＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）パワーモジュールが有る。
デュアルバンド方式はＧＳＭおよびＤＣＳ１８００方式などの二つの通信系の信号を処理するものであり、トリプルバンド方式はＧＳＭおよびＤＣＳ（ＤｉｇｉｔａｌＣｅｌｌｕｌａｒＳｙｓｔｅｍ）１８００並びにＰＣＳ１９００方式などの三つの通信系の信号を処理するものである。ＧＳＭとしては、ＧＳＭ９００あるいはＧＳＭ８５０が組み込まれる。
また、高周波パワーモジュールは、ＬＮＡ、ミキサ、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−ＬｏｃｋｅｄＬｏｏｐ）シンセサイザ、オートキャリブレーション付ＰＧＡ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｉｎＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ＩＱ変調器／復調器、オフセットＰＬＬ、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ−ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）などをモノリシックに集積したワンチップの半導体素子が組み込まれている。
一方、携帯電話機は、その持ち運びが便利なように小型・軽量化が要請されている。この結果、高周波パワーモジュールなどの半導体装置もより小型・軽量化が望まれている。
半導体装置は、そのパッケージの形態によって種々のものがあるが、その一つとして、絶縁性樹脂の封止体（パッケージ）の裏面（実装面）にリード（外部電極端子）を露出させ、封止体の側面に長くリードを突出させないノンリード型半導体装置が知られている。
ノンリード型半導体装置としては、封止体の裏面の対向する２辺に沿ってリードを露出させるＳＯＮ（ＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅＮｏｎ−ＬｅａｄｅｄＰａｃｋａｇｅ）や、封止体の裏面の４辺側にリードを露出させるＱＦＮ（ＱｕａｄＦｌａｔＮｏｎ−ＬｅａｄｅｄＰａｃｋａｇｅ）がある。小型でリード曲がりが発生しないノンリード型半導体装置については、例えば特開２００１−３１３３６３号公報に記載されている。
この文献に記載されている樹脂封止型半導体装置は、半導体チップを固定するダイパッドとワイヤを接続するワイヤボンディング部とを有するアイランドがあり、ダイパッド上に半導体チップが固定され、半導体チップの各電極端子は、リードやアイランドのワイヤボンディング部に接続される構造になっている。ダイパッドとワイヤボンディング部との間に空隙部を設けて熱ストレスによるボンディングされたワイヤの外れや切断を防止している。このような構造では、半導体チップのアース端子とアイランドをワイヤで接続することによって、アイランドをアースリードとしてプリント基板などに接続できる。
また、特開平１１−２５１４９４号公報には、半導体素子搭載部をグランドとする携帯電話機などに用いられるリード構造がガルウィング型となる高周波デバイスについて記載されている。この技術では、半導体素子の電極とリードをワイヤで接続する以外に、ダイパッドをグランド電極として利用するため、半導体素子の電極と半導体素子搭載部とをワイヤで接続している（以降、この接続をダウンボンディングと呼ぶ）。ダウンボンディングするため、半導体素子搭載部は半導体素子よりも大きく、また実装状態では、半導体素子の外側に半導体素子搭載部の周縁部分が突出し、この部分にワイヤが接続される構造になっている。
他方、本出願人においては、高周波パワーモジュールをノンリード型半導体装置に組み込み、かつグランド電位の安定化のために、高周波パワーモジュールを構成する各回路部のグランド端子をワイヤを介してタブに電気的に接続する手法の採用を検討した。ダウンボンディングを採用することにより、外部電極端子の数を少なくでき、パッケージの小型化が図れ、最終的には半導体装置の小型化が図れる。
しかし、無線通信系（通信システム）を用途とする高周波パワーモジュールでは、以下のような問題が発生することが判明した。
携帯電話機の受信系では、アンテナで捕らえた信号は低雑音増幅器（ＬＮＡ）で増幅されるが、入力信号は極めて微弱である。このため、各回路部、特に周期的に動作する発振器の動作に応じて共通端子であるタブの電位、すなわちグランド電位が変動し、これに起因して一部の回路部との間でクロストークが発生し、出力が変動して良好な通話ができなくなる。
特に、リード間クロストークによる誘起電流、またはグランド電位の変動による信号波形の歪みが通信システムから出力され、この出力信号が使用中の通信システムに入ってしまい雑音となる。
このようなグランド電位の変動、およびクロストークの影響を受け易い回路部は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）以外では、例えば、高周波を扱うＲＦＶＣＯ（高周波電圧制御発振器）などがある。
つまり、低雑音増幅器（ＬＮＡ）や高周波電圧制御発振器（ＲＦＶＣＯ）は、グランド電位の変動、およびクロストークの影響などを受け易く、これによって、高周波パワーモジュールを搭載した携帯電話機などの電子装置の高周波特性が損ねることが問題である。
本発明の目的は、無線通信装置などを用途とする高周波パワーモジュールが搭載された電子装置において、高周波特性を向上させる電子装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、信頼性の向上を図る電子装置（無線通信装置）を提供することにある。
本発明の他の目的は、低雑音増幅器や高周波電圧制御発振器などの回路部が、他の回路部のグランド電位の変動によるクロストークの影響を受け難くできる半導体装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
本発明は、複数のリードと、主面および裏面を有するタブと、複数の電極端子およびそれぞれが複数の半導体素子によって構成される複数の回路部を有する半導体チップと、前記複数の電極端子と前記リードとを接続する複数の導電性のワイヤと、前記複数の電極端子と前記タブの主面とを接続して前記複数の電極端子に第１の電位を供給する複数の導電性のワイヤとを有する半導体装置と、前記半導体装置が実装され、第１の配線層と第２の配線層とを備えており、前記第１の配線層と第２の配線層とに開口する複数の貫通孔に配置されてそれぞれの前記配線層の配線を接続する共通配線が設けられた配線基板とを有し、前記半導体チップは前記タブの主面に固定されており、前記回路部は、前記リードを介して外部信号が入力される第１の回路部と、前記タブと前記導電性のワイヤを介して接続される第２の回路部とを含んでおり、前記複数の電極端子は、前記第１の回路部に前記外部信号を入力する第１の電極端子と、前記第１の回路部に固定電位を供給する第２の電極端子とを有しており、前記複数のリードは、前記外部信号を伝達する第１のリードと、前記第１のリードの両側に配置された第２のリードとを含んでおり、前記第１のリードと前記第１の電極端子とを接続する前記導電性のワイヤの両側に前記第２のリードと前記第２の電極端子とを接続する前記導電性のワイヤが配置されており、前記タブと前記配線基板の前記共通配線とが接続されている。
また、本発明は、絶縁性樹脂からなる封止体と、前記封止体の周囲に沿って配置され、前記封止体の内外に亘って設けられた複数のリードと、主面および裏面を有するタブと、主面および裏面を有しており、その主面上に複数の電極端子と、それぞれが複数の半導体素子によって構成される複数の回路部とを有する半導体チップと、前記複数の電極端子と前記リードとを接続する複数の導電性のワイヤと、前記複数の電極端子と前記タブの主面とを接続して前記複数の電極端子に第１の電位を供給する複数の導電性のワイヤとを有し、前記半導体チップは前記タブの主面に固定されており、前記回路部は、前記リードを介して外部信号が入力される第１の回路部と、前記タブと前記導電性のワイヤを介して接続される第２の回路部とを含んでおり、前記複数の電極端子は、前記第１の回路部に前記外部信号を入力する第１の電極端子と、前記第１の回路部に固定電位を供給する第２の電極端子とを有しており、前記複数のリードは、前記外部信号を伝達する第１のリードと、前記第１のリードの両側に配置された第２のリードとを含んでおり、前記第１のリードと前記第１の電極端子とを接続する前記導電性のワイヤの両側に前記第２のリードと前記第２の電極端子とを接続する前記導電性のワイヤが配置されている。

図１は本発明の実施の形態１の半導体装置の一例である高周波パワーモジュールの構造を封止体の一部を切り欠いて示す平面図、図２は図１に示す高周波パワーモジュールの構造を示す断面図、図３は図１に示す高周波パワーモジュールの構造を示す平面図、図４は図１に示す高周波パワーモジュールに組み込まれる半導体チップにおける回路構成の一例をブロック的に示す平面図、図５は図１に示す高周波パワーモジュールにおける外部電極端子と半導体チップの低雑音増幅器などの各回路部との結線状態の一例を示す平面図、図６は図１に示す高周波パワーモジュールの組み立て手順の一例を示す製造プロセスフロー図、図７は図１に示す高周波パワーモジュールの製造で使用するリードフレームの構造の一例を示す平面図、図８は図７に示すリードフレームにおける単位リードフレームパターンの一例を示す部分拡大平面図、図９は図１に示す高周波パワーモジュールの組み立てにおけるダイボンディング状態の一例を示す部分断面図、図１０は図１に示す高周波パワーモジュールの組み立てにおけるワイヤボンディング状態の一例を示す部分断面図、図１１は図１に示す高周波パワーモジュールの組み立てにおける樹脂封止後の構造の一例を示す部分断面図、図１２は図１に示す高周波パワーモジュールが組み込まれた電子装置の一例である携帯電話機の回路構成を示すブロック図、図１３は図１に示す高周波パワーモジュールの携帯電話機（電子装置）における実装構造の一例を示す部分断面図、図１４は本発明の電子装置に組み込まれる配線基板のモジュール実装部の端子パターンの一例を示す部分平面図、図１５は図１４に示す配線基板に高周波パワーモジュールを搭載した際のＡ−Ａ断面の構造の一例を示す断面図、図１６は図１５に示す実装構造の封止体の一部を切り欠いて示す平面図、図１７は変形例の配線基板に高周波パワーモジュールを実装した際の実装構造を示す断面図、図１８は他の変形例の配線基板のモジュール実装部の端子パターンを示す部分平面図、図１９は図１８に示す配線基板に高周波パワーモジュールを搭載した際のＢ−Ｂ断面の構造を示す断面図、図２０は本発明の他の実施の形態（実施の形態２）である高周波パワーモジュールの構造を封止体の一部を切り欠いて示す平面図、図２１は本発明の他の実施の形態（実施の形態３）である高周波パワーモジュールの構造を封止体の一部を切り欠いて示す平面図、図２２は本発明の他の実施の形態（実施の形態４）である高周波パワーモジュールの構造を封止体の一部を切り欠いて示す平面図、図２３は図２２に示す高周波パワーモジュールの構造を示す断面図、図２４は実施の形態４の高周波パワーモジュールの変形例の構造を示す断面図、図２５は本発明の他の実施の形態（実施の形態５）である高周波パワーモジュールの構造を封止体の一部を切り欠いて示す平面図、図２６は本発明の変形例の電子装置の構造を示す模式構成図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
（実施の形態１）
図１〜図１９は本発明の実施の形態１の半導体装置の一例である高周波パワーモジュールおよびその高周波パワーモジュールを組み込んだ無線通信装置に係わる図である。図１〜図５は高周波パワーモジュールに係わる図であり、図６〜図１１は高周波パワーモジュールの製造方法に係わる図であり、図１２〜図１９は無線通信装置に係わる図である。
本実施の形態１では、四角形状の封止体（パッケージ）の裏面の実装面に、タブおよびこのタブに連なるタブ吊りリードならびにリード（外部電極端子）が露出するＱＦＮ型の半導体装置に本発明を適用した例について説明する。さらに、前記半導体装置の一例として、例えば、高周波パワーモジュール１を取り上げて説明する。
ＱＦＮ型の高周波パワーモジュール１は、図１および図２に示すように、偏平の四角形状の絶縁性樹脂で形成される封止体（パッケージ）２を有している。この封止体２の内部には四角形状の半導体素子（半導体チップ：チップ）３が埋め込まれている。前記半導体チップ３は四角形状のタブ４のタブ表面（主面）に接着剤５によって固定されている（図２参照）。封止体２の裏面（下面）は実装される面側（実装面）となる。
封止体２の裏面にはタブ４およびタブ４を支持するタブ吊りリード６ならびにリード７（外部電極端子）７の一面（実装面７ａ）が露出する構造となっている。これらタブ４およびタブ吊りリード６ならびにリード７は、高周波パワーモジュール１の製造において、パターニングした一枚の金属製（例えば、銅製）のリードフレームで形成され、その後切断されて形成される。
従って、本実施の形態１ではこれらタブ４およびタブ吊りリード６ならびにリード７の厚さは同じになっている。しかし、リード７においては、内端部分は裏面を一定の深さエッチングして薄く形成しておくので、この薄いリード部分の下側には封止体２を構成する樹脂が入り込む構造になっている。これにより、リード７は封止体２から脱落し難くなる。
タブ４は、その４隅が細いタブ吊りリード６によって支持される。これらタブ吊りリード６は四角形状の封止体２の対角線上に位置し、四角形状の封止体２の各隅部に外端を臨ませている。封止体２は偏平の四角形体となり、角部（隅部）は面取り加工が施されて斜面２ａとなっている（図１参照）。タブ吊りリード６の外端はこの面取り部分に０．１ｍｍ以下と僅かに突出している。この突出長さは、リードフレーム状態のタブ吊りリードを切断するときのプレス機械の切断型によって決まり、例えば、０．１ｍｍ以下が選択される。
また、図１に示すように、タブ４の周辺には、内端をタブ４に対面させるリード７が四角形の封止体２の各辺に沿って所定間隔で複数配置されている。タブ吊りリード６およびリード７の外端は封止体２の周縁にまで延在している。すなわち、リード７およびタブ吊りリード６は封止体２の内外に亘って延在することになる。リード７の封止体２からの突出長さは、前記タブ吊りリード６と同様にリードフレーム状態のリードを切断するときのプレス機械の切断型によって決まり、例えば、０．１ｍｍ以下と僅かに突出する。
また、封止体２の側面は傾斜面２ｂとなっている（図２参照）。この傾斜面２ｂは、リードフレームの一面に片面モールドして封止体２を形勢した後、モールド金型のキャビティから封止体２を抜き取る際、抜き取りを容易にするためにキャビティの側面を傾斜面にした結果によるものである。なお、図１は、封止体２の上部を切り欠いてタブ４、タブ吊りリード６、リード７、半導体チップ３などが見えるようにした模式図である。
また、図１および図４に示すように、半導体チップ３の露出する主面には電極端子９が設けられている。電極端子９は、半導体チップ３の主面において、四角形の各辺に沿ってほぼ所定ピッチに設けられている。この電極端子９は導電性のワイヤ１０を介してリード７の内端側に接続されている。
タブ４は半導体チップ３に比較して大きく形成され、図８に示すように、その主面の中央に半導体素子固定領域である半導体素子搭載部４ａを有するとともに、この半導体素子搭載部４ａの外側、すなわちタブ４の周縁部分にワイヤ接続領域４ｂを有している。そして、この半導体素子搭載部４ａに半導体チップ３が固定される。また、ワイヤ接続領域４ｂには、一端が半導体チップ３の電極端子９に接続される導電性のワイヤ１０の他端が接続されている。特に、タブ４に接続されるワイヤ１０をダウンボンディングワイヤ１０ａと呼称する。ワイヤボンディング装置によって電極端子９とリード７との間のワイヤボンディングおよび電極端子９とタブ４との間のワイヤボンディングを行うことから、ワイヤ１０もダウンボンディングワイヤ１０ａも同じ材質のものである。
ダウンボンディング構造の採用の目的は、一般的にはタブ４を利用した半導体チップ内の各回路部のグランド電位（第１の電位）の共通化である。タブ４を共通のグランド端子とし、このタブ４と、グランド電極端子となる多くの電極端子９とをワイヤ１０を介して接続することによって、封止体２の周囲に沿って並ぶ外部電極端子であるリード７（ピン）の数を少なくし、リード数低減による封止体２の小型化を図ることができる。これは半導体装置である高周波パワーモジュール１の小型化に繋がる。
次に、本実施の形態１の高周波パワーモジュール１に搭載される半導体チップ３の回路構成について説明する。図４は、半導体チップ３における各回路部の配置を示す模式的レイアウト図である。半導体チップ３の主面には、辺に沿って電極端子（パッド）９が配置されている。そして、これら電極端子９の内側に領域を分けて各回路部が配置されている。図４に示すように、半導体チップ３の中央にはＡＤＣ／ＤＡＣ＆ＤＣオフセット用制御論理回路部３５が配置され、その左側にはミキサ２６，６４と３個のＬＮＡ（低雑音増幅器）２４が並び、上側にはＲＦＶＣＯ（第２の回路部）４４が位置し、右側には上から下に掛けてＲＦシンセサイザ（第２の回路部）４１、ＶＣＸＯ（第２の回路部）５０、ＩＦシンセサイザ（第２の回路部）４２、ＩＦＶＣＯ４５が並び、下側にはＴＸＶＣＯ（第２の回路部）６７が位置している。
また、図５は、各回路部（第１の回路部および第２の回路部）とその電極端子９との関係、電極端子９とリード７のワイヤ１０による結線状態を示す。ワイヤ１０は電極端子９とリード７を結線するワイヤ１０と、電極端子９とタブ４を結線するダウンボンディングワイヤ１０ａが示されている。
特定回路部１１（第１の回路部）である３個のＬＮＡ２４に着目すると、外付け部品である帯域通過フィルタ２３（図１２参照）と繋がる予定のリード７、すなわちＳｉｇｎａｌと左側に記載されたリード（第１のリード）７と、ＬＮＡ２４の信号用の電極端子（第１の電極端子）９とがワイヤ１０を介して接続されている。電極端子９からワイヤ１０を介してリード７に至る信号配線は１つのＬＮＡ２４に対して２本ずつ設けられ、この２本の信号配線の両側は、特定回路部１１であるＬＮＡ２４のグランド用の電極端子（第２の電極端子）９がワイヤ１０を介してグランド用のリード７（第２のリードであり、図中ＧＮＤと左側に記載されたリード７）に接続されてグランド配線が形成されている。
その際、本実施の形態１の高周波パワーモジュール１では、２本の信号配線の両側のグランド用のリード（第２のリード）７は、固定電位が供給されるものであり、前記固定電位の一例としてグランド電位の場合を表している。
これにより、隣接する他のＶＣＯなどの第２の回路部のリード７とＬＮＡ２４のリード７の間が固定電位（ここでは、固定されたグランド電位）のリード７によって電磁シールドされる。また、隣接するＬＮＡ２４同士も固定電位のリード７によって電磁シールドされる。
また、図１２に示すように、アンテナ２０から入ってくる微弱信号を増幅するＬＮＡ２４に比較して、ベースバンドチップ２２から出力される電気信号を処理する送信系の各回路部（例えば、オフセットＰＬＬ、ＴＸＶＣＯ６７など）においては、その電気信号が前記微弱信号に比較して大きいために、グランド電位の変動やクロストークによるノイズにより強いという特性を持つ。そこで、送信系の回路部へのグランド電位の供給は、各ＶＣＯなどとタブ４を介して共通にすることにより、リード７の数を減らす事ができ、高周波パワーモジュール１（半導体装置）の小型化を図ることができる。
さらに、ＬＮＡ２４は、半導体チップ３の主面上に形成された配線間でのクロストークによる信号の劣化を防ぐために、例えば、ＰＧＡ２８（図１２参照）など、ＬＮＡ２４によって増幅された信号を扱う回路、または送信系の回路などと比較して前記配線の長さが短くなる様に、電極端子９のより近くに配置するのが好ましい。
次に、本実施の形態１の高周波パワーモジュール１は、図３に示すように、各リード７とリード７の間、およびリード７とタブ吊りリード６との間には封止体２を形成する際発生するレジンバリが存在している。このレジンバリ部分は、高周波パワーモジュール１の製造において、図７に示すリードフレーム１３の一面に片面モールドして封止体２を形成する際発生するものである。
モールド後、不要リードフレーム部分を切断するが、この際のリード７やタブ吊りリード６の切断時に同時にレジンバリも切断されるため、レジンバリの外縁はリード７の縁やタブ吊りリード６の縁と一緒になり、一部のレジンバリが各リード７とリード７の間、およびリード７とタブ吊りリード６との間に残留することになる。
また、本実施の形態１では封止体２の裏面はタブ４、タブ吊りリード６およびリード７の裏面（実装面）よりも引っ込んだ構造になっている。これは、トランスファモールドにおける片面モールドにおいて、モールド金型の上下型間に樹脂製のシートを張り、このシートにリードフレーム１３の一面が接触するようにしてモールドを行うことから、シートがリードフレーム１３の隙間で食い込むようになるため、封止体２の裏面は引っ込む形になる。
また、トランスファモールドによる片面モールド後、リードフレーム１３の表面に表面実装用のメッキ膜を形成する。このため、高周波パワーモジュール１の封止体２の裏面に露出するタブ４、タブ吊りリード６およびリード７の表面は、図示はしないがメッキ膜を有することになる。
このようにリード７やタブ吊りリード６の裏面である実装面が突出し、封止体２の裏面が引っ込むオフセット構造では、実装基板８０（図１３参照）などの配線基板に高周波パワーモジュール１を表面実装する場合、半田８３の濡れ領域が特定されるため半田実装が良好となる特長がある。
次に、本実施の形態１の高周波パワーモジュール１の製造方法について、図６〜図１１を参照しながら説明する。図６のフローチャートに示すように、高周波パワーモジュール１は、リードフレーム準備（Ｓ１０１）、チップボンディング（Ｓ１０２）、ワイヤボンディング（Ｓ１０３）、封止（モールド：Ｓ１０４）、メッキ処理（Ｓ１０５）、不要リードフレーム切断除去（Ｓ１０６）の各工程を経て製造される。
図７は本実施の形態１によるＱＦＮ型の高周波パワーモジュール１を製造する際使用するマトリクス構成のリードフレーム１３の模式的平面図である。
このリードフレーム１３は、単位リードフレームパターン１４がＸ方向に沿って２０行、Ｙ方向に沿って４列配置され、１枚のリードフレーム１３から８０個の高周波パワーモジュール１を製造することができる。リードフレーム１３の両側には、リードフレーム１３の搬送や位置決めなどに使用するガイド孔１５ａ，１５ｂ，１５ｃが設けられている。
また、各列の左側には、トランスファモールド時、ランナーが位置する。そこでランナー硬化レジンをエジェクターピンの突き出しによってリードフレーム１３から引き剥がすため、エジェクターピンが貫通できるエジェクターピン孔１６が設けられている。また、このランナーから分岐し、キャビティに流れるゲート部分で硬化したゲート硬化レジンをエジェクターピンの突き出しによってリードフレーム１３から引き剥がすため、エジェクターピンが貫通できるエジェクターピン孔１７が設けられている。
図８は単位リードフレームパターン１４の一部を示す平面図である。単位リードフレームパターン１４は、実際に製造するパターンであることから、模式図である図１や図２などとは必ずしも一致しない部分が有る。
単位リードフレームパターン１４は矩形枠状の枠部１８を有している。この枠部１８の４隅からタブ吊りリード６が延在し、中央のタブ４を支持するパターンとなっている。枠部１８の各辺の内側から内方に向かって複数のリード７が延在し、その内端はタブ４の外周縁に近接している。タブ４およびリード７の主面には、チップボンディングやワイヤボンディングのために図示しないメッキ膜が設けられている。
また、リード７はその先端側裏面は、ハーフエッチングされて薄くなっている（図２参照）。なお、リード７やタブ４などは、その周縁が、主面の幅が裏面の幅よりも広くなるような斜めの面とし、逆台形断面に形成して封止体２から抜け難くする構造としてもよい。これは、エッチングやプレスによっても製造することができる。
また、図８に示すように、タブ４の主面において、中央の四角形領域は半導体素子搭載部４ａ（二点鎖線枠で囲まれる領域）となり、その外側の領域はワイヤ接続領域４ｂとなる。
このようなリードフレーム１３を準備した後、図９に示すように、各単位リードフレームパターン１４のタブ４の半導体素子搭載部４ａに接着剤５を介して半導体チップ３を固定（チップボンディング）する（Ｓ１０２）。
その後、図１０に示すように、ワイヤボンディングを行い、半導体チップ３の電極端子９とリード７の先端を導電性のワイヤ１０で接続するとともに、所定の電極端子９とタブ４のワイヤ接続領域４ｂとを導電性のダウンボンディングワイヤ１０ａで接続する（Ｓ１０３）。ワイヤ１０やダウンボンディングワイヤ１０ａは、例えば金線を使用する。
ワイヤボンディング後、常用のトランスファモールドによる片面モールドを行い、リードフレーム１３の主面に図１１に示す絶縁性樹脂による封止体２を形成する（Ｓ１０４）。封止体２はリードフレーム１３の主面側の半導体チップ３、リード７などを被う。図８において、二点鎖線枠で示す部分が封止体２が形成される領域である。
その後、図示はしないが、メッキ処理を行う（Ｓ１０５）。この結果、リードフレーム１３の裏面には図示しないメッキ膜が形成される。このメッキ膜は、高周波パワーモジュール１の表面実装時の接合材として使用されるものであり、例えば、半田メッキ膜である。前記メッキ膜を形成する工程に代えて、予めリードフレーム１３の表面全面にＰｄメッキが施された物を使用しても良く、その際、特にＰｄメッキされたリードフレーム１３を用いる場合には前記封止後のメッキ工程を省略することができ、製造工程の簡略化をし、製造コストを削減することができる。
その後、不要なリードフレーム部分を切断除去し（Ｓ１０６）、図１に示すような高周波パワーモジュール１を製造する。図８に示す二点鎖線枠の封止体２の僅か外側で、図示しないプレス機械の切断型によってリード７およびタブ吊りリード６を切断する。切断型の構造により、リード７およびタブ吊りリード６は封止体２から僅か外れた位置で切断するが、この外れた位置の封止体２からの距離は、例えば０．１ｍｍ以下とされる。リード７およびタブ吊りリード６の封止体２からの突出長さは、引っ掛かり防止などの点では短い程よい。この突出長さはプレス機械の切断型の変更で０．１ｍｍ以上では自由に選択できる。
ここで、高周波パワーモジュール１の各部の寸法の一例を挙げる。リードフレーム１３（タブ４、タブ吊りリード６、リード７）の厚さは０．２ｍｍ、半導体チップ３の厚さは０．２８ｍｍ、高周波パワーモジュール１の厚さは１．０ｍｍ、リード７の幅は０．２ｍｍ、リード７の長さは０．５ｍｍ、タブ４のワイヤ接続箇所（点）は搭載された半導体チップ３の端から１．０ｍｍ、また、タブ４とリード７のとの間隔は０．２ｍｍである。
なお、従来の高周波パワーモジュールでは、発振器などの高周波信号を出力する回路部で、先に説明したようにグランド電位の変動によってクロストークが発生し、それぞれの回路部での出力変動や信号波形の歪みが発生するおそれがある。また、デュアルバンドやトリプルバンドなど複数の通信回路を有する高周波パワーモジュールにおいては、動作中の通信回路の影響で動作させていない通信回路に誘起電流が発生し、この誘起電流が雑音として動作中の通信回路に入り込むおそれがある。
さらに、入力信号配線同士のクロストークによってもそれぞれの回路部での出力変動や信号波形の歪みが発生するおそれがあり、特に入力信号の小さいアンテナからの外部信号入力用リードにおいては、隣接するリード間でのクロストークの影響を極力避ける必要が有る。
そこで、本実施の形態１の高周波パワーモジュール１では、図５に示すように、第１の回路部である特定回路部１１に外部信号を伝達する導電性のワイヤ１０の両側に、例えばグランド電位などの固定電位が供給される導電性のワイヤ１０が配置されている。
すなわち、図５に示す高周波パワーモジュール１において、ＬＮＡ（低雑音増幅器）２４の電極端子９からワイヤ１０を介してリード７に至る信号配線は、その両側にグランド電位などの固定電位が供給される導電性のワイヤ１０が配置されており、これによって、ＬＮＡ２４の信号配線は電磁シールドされ、その結果、前記信号配線はクロストークを受け難くなる。なお、固定電位は、グランド電位に限定されるものではなく、固定された電位であればよい。
ここで、本実施の形態１における高周波パワーモジュール１は、例えば、携帯電話機のトリプルバンド用の高周波パワーモジュールであることから、図５に示すように特定回路部１１はＬＮＡ（低雑音増幅器）２４であり、かつトリプルバンドであることから、アンテナ２０（図１２参照）に繋がるＬＮＡ２４も３個配置されている。
単一のＬＮＡ２４が本発明で言う狭義の特定回路部１１となる。すなわち、各ＬＮＡ２４のアンテナ２０からの入力信号配線は、図５に示すように、それぞれ２本となっている。そして、この２本の信号配線を電磁シールドするために、２本の信号用リードと他の信号用リードとの間、好ましくは２本の信号用リードの両側にそれぞれ固定電位（本実施の形態１ではグランド電位）のリード７（ワイヤ１０）を配置している。
なお、入力信号配線を２本にして差動入力構成にすると、入力信号配線の２本に同程度のクロストークによる影響が出てノイズ（クロストーク）を相殺（キャンセル）することができる。ここでは、図５に示すように、３個のＬＮＡ２４を囲んだ矩形枠部分を広義の特定回路部１１とする。
この特定回路部１１では、半導体チップ３において、他の回路部から絶縁分離された領域に各ＬＮＡ２４が形成されている。そして、各ＬＮＡ２４のグランド電位は共通になっている。これは、デュアル通信システム、トリプル通信システムでは、一つの通信システム（通信系）を使用している間、残りの通信システムはアイドリング状態となっていることから、アイドリング状態になっている通信システムに属するＬＮＡ２４によるグランド電位に対する影響が小さいため、各々別個の通信システムに属するＬＮＡ同士のグランド電極およびグランド配線を共通化しても、お互いに及ぼす悪影響が小さいからである。しかし、必要ならば、各ＬＮＡごとにアイソレーションを施して、各ＬＮＡのグランド電位を独立とさせる構成でもよい。
次に、本実施の形態１の電子装置の構造について説明する。本実施の形態１の電子装置は、本実施の形態１の高周波パワーモジュール１が搭載された実装構造を含むものであり、例えば、携帯電話機などの無線通信装置６９である。
図１３は本実施の形態１の半導体装置（高周波パワーモジュール）１の携帯電話機における実装状態の基本構造を示す模式的断面図である。
無線通信装置６９（図１２参照）である携帯電話機の実装基板（配線基板）８０の主面には高周波パワーモジュール１を搭載するために、高周波パワーモジュール１のリード７およびタブ４に対応して配線に連なるランド８１およびタブ接続用端子であるタブ固定部８２が設けられている。そこで、高周波パワーモジュール１のリード７およびタブ４が前記ランド８１およびタブ固定部８２に一致して重なるように高周波パワーモジュール１を位置決めして載置する。そして、この状態で高周波パワーモジュール１のリード７およびタブ４の裏面に予め形成しておいた半田メッキ膜を一時的に溶融（リフロー）してリード７およびタブ４を半田８３で接続（実装）する。
ここで、トリプルバンド構成の携帯電話機の回路構成（機能構成）について図１２を参照しながら簡単に説明する。すなわち、この携帯電話機は、例えば、９００ＭＨｚ帯のＧＳＭ通信方式と、１８００ＭＨｚ帯のＤＣＳ１８００通信方式と、１９００ＭＨｚ帯のＰＣＳ１９００通信方式の信号処理を行うことができる。
図１２のブロック図では、アンテナ２０にアンテナスイッチ２１を介して接続する送信系と、受信系とを示しており、送信系および受信系はいずれもベースバンドチップ２２に接続されるものである。
受信系は、アンテナ２０、アンテナスイッチ２１，このアンテナスイッチ２１に並列に接続される３個の帯域通過フィルタ２３、前記帯域通過フィルタ２３にそれぞれ接続される低雑音増幅器（ＬＮＡ）２４、前記３個のＬＮＡ２４に接続されかつ並列に接続される可変増幅器２５を有する。この２つの可変増幅器２５には、それぞれミキサ２６、ローパスフィルタ２７、ＰＧＡ２８、ローパスフィルタ２９、ＰＧＡ３０、ローパスフィルタ３１、ＰＧＡ３２、ローパスフィルタ３３、復調器３４が接続される。ＰＧＡ２８、ＰＧＡ３０、ＰＧＡ３２はＡＤＣ／ＤＡＣ＆ＤＣオフセット用制御論理回路部３５によって制御される。また、２つのミキサ２６は９０度位相変換器４０で位相制御される。
図１２において、９０度位相変換器４０および２つのミキサ２６によって構成されるＩ／Ｑ変調器は、各バンド帯域に対応するために、３つのＬＮＡ２４に対応してそれぞれ設けられるが、図１２においては、簡略化のために１つにまとめて書いてある。
半導体チップ３には、信号処理ＩＣとしてＲＦシンセサイザ４１およびＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ）シンセサイザ４２からなるシンセサイザが設けられている。ＲＦシンセサイザ４１はバッファ４３を介してＲＦＶＣＯ４４に接続され、ＲＦＶＣＯ４４がＲＦローカル信号を出力するように制御する。バッファ４３には、直列に２つのローカル信号用分周器３７，３８が接続され、それぞれの出力端にはスイッチ４８，４９が接続されている。ＲＦＶＣＯ４４から出されたＲＦローカル信号はスイッチ４８の切替えによって９０度位相変換器４０に入力される。このＲＦローカル信号によって９０度位相変換器４０はミキサ２６を制御する。
ＲＦＶＣＯ４４の信号出力モードはＲｘモードの場合、ＧＳＭでは３７８０〜３８４０ＭＨｚ、ＤＣＳでは３６１０〜３７６０ＭＨｚ、ＰＣＳでは３８６０〜３９８０ＭＨｚである。またＴｘモードはＧＳＭでは３８４０〜３９８０ＭＨｚ、ＤＣＳでは３５８０〜３７３０ＭＨｚ、ＰＣＳでは３８６０〜３９８０ＭＨｚである。
ＩＦシンセサイザ４２は分周器４６を介してＩＦＶＣＯ（中間波電圧制御発振器）４５に接続され、ＩＦＶＣＯ４５がＩＦローカル信号を出力するように制御する。ＩＦＶＣＯ４５による出力信号の周波数は各通信方式共に６４０ＭＨｚである。また、ＲＦシンセサイザ４１およびＩＦシンセサイザ４２によってＶＣＸＯ（電圧制御水晶発振器）５０を制御し、基準信号を出力し、ベースバンドチップ２２に送る。
受信系ではシンセサイザおよびＡＤＣ／ＤＡＣ＆ＤＣオフセット用制御論理回路部３５によってＩＦ信号を制御し、復調器３４によってベースバンドチップ信号（Ｉ，Ｑ信号）に変換してベースバンドチップ２２に送る。
送信系は、ベースバンドチップ２２から出力されるＩ，Ｑ信号を入力信号とする２つのミキサ６１と、この２つのミキサ６１の位相を制御する９０度位相変換器６２と、２つのミキサ６１の出力を加算する加算器６３と、加算器６３の出力をいずれも入力とするミキサ６４およびＤＰＤ（デジタルフェーズディテクタ）６５と、ミキサ６４およびＤＰＤ６５の出力を共に入力とするループフィルタ６６と、ループフィルタ６６の出力を共に入力とする二つのＴＸＶＣＯ（送信波電圧制御発信器）６７と、２つのＴＸＶＣＯ６７の出力を共に入力とするＰＡモジュール６８と、アンテナスイッチ２１とからなっている。ループフィルタ６６は外付け部品である。
ミキサ６１、９０度位相変換器６２および加算器６３によって直交変調器を構成する。９０度位相変換器６２は分周器４６に分周器４７を介して接続され、ＩＦＶＣＯ４５から出力されるＩＦローカル信号によって制御される。
２つのＴＸＶＣＯ６７の出力はカプラー７０によって電流を検出される。この検出信号は増幅器７１を介してミキサ７２に入力される。ミキサ７２はスイッチ４９を介してＲＦＶＣＯ４４から出力されるＲＦローカル信号を入力する。ミキサ７２の出力信号は加算器６３の出力信号とともにミキサ６４およびＤＰＤ６５に入力される。ミキサ６４とＤＰＤ６５によってオフセットＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−ＬｏｃｋｅｄＬｏｏｐ）を構成する。ミキサ７２による出力信号の周波数は各通信方式共に８０ＭＨｚである。
２つのＴＸＶＣＯ６７のうちの一方のＴＸＶＣＯ６７はＧＳＭ通信方式用であり、出力信号の周波数は８８０〜９１５ＭＨｚである。また、他のＴＸＶＣＯ６７はＤＣＳ・ＰＣＳ通信方式用であり、出力信号の周波数は１７１０〜１７８５ＭＨｚ、または１８５０〜１９１０ＭＨｚである。ＰＡモジュール６８は低周波用パワーモジュールと高周波用パワーモジュールを内蔵し、低周波用パワーモジュールは８８０〜９１５ＭＨｚの信号を出力するＴＸＶＣＯ６７からの信号を受けて増幅処理し、高周波用パワーモジュールは１７１０〜１７８５ＭＨｚ、または１８５０〜１９１０ＭＨｚの信号を出力するＴＸＶＣＯ６７からの信号を受けて増幅処理し、アンテナスイッチ２１に送る。
本実施の形態１の高周波パワーモジュール１にはロジック回路６０もモノリシックに形成され、出力信号をベースバンドチップ２２に送る。
本実施の形態１の高周波パワーモジュール１は、図１２において太線で囲った部分の各回路部がモノリシックに形成されていることになる。そして、３個のＬＮＡ２４の部分が、本実施の形態１における特定回路部１１になる（図４、図５参照）。これら各回路部を模式的に一部示したものが、図４および図５の半導体チップ３のブロック平面図である。
アンテナ２０で受信された無線信号（電波）は電気信号に変換され、受信系の各素子で順次処理されてベースバンドチップ２２に送られる。また、ベースバンドチップ２２から出力された電気信号は、送信系の各素子で順次処理されてアンテナ２０から電波として放射される。
図１４〜図１６は本実施の形態１の高周波パワーモジュール１の携帯電話機における実装構造の詳細を示す図である。
図１４は高周波パワーモジュール１が実装される実装基板８０の端子パターンを示すものであり、実装基板８０の主面には、タブ接続用端子であるタブ固定部８２が形成され、さらに、タブ固定部８２の外側の周囲に、高周波パワーモジュール１の各リード７と接続される複数のランド８１が形成され、図１５に示すように、実装基板８０の主面の高周波パワーモジュール１と接続する箇所以外は、絶縁膜であるソルダレジスト９１によって覆われている。
実装基板８０には、主面の第１の配線層８６（タブ固定部８２やランド８１など）や内層の第２の配線層８７や第３の配線層８８などが形成されており、スルーホール８４は、何れかの配線層同士を接続するように所望の配線層に開口する貫通孔に導体が配置されて形成されたものであり、前記導体はメッキなどで形成される場合が多い。
図１４において、チップ３内の回路の構成が省略されているが、チップ３内の回路の構成および接続するリード７の配置は図５に記載された構成に該当するものであり、ＬＮＡ２４に接地電位を供給するリード７が（固定電位）として示されており、また、ＬＮＡ２４へ信号を入力するためのリード７がＳｉｇｎａｌとして示されているものである。
図１５に示す実装基板８０では、主面にタブ固定部８２やランド８１などの第１の配線層が形成され、さらに、第２の配線層８７として内層ＧＮＤ８９、第３の配線層８８として内層Ｖｃｃ９０などの各配線層が内部に形成されており、第１の配線層のタブ固定部８２と第２の配線層８７の内層ＧＮＤ８９とが多数のスルーホール８４によって接続されている。
なお、図１４および図１５に示す構造では、タブ固定部８２には、その各辺に沿って複数の共通配線であるスルーホール８４が配置されて接続されている。すなわち、タブ固定部８２の裏面側にその各辺にほぼ沿って並んだ状態で複数のスルーホール８４が配置されて各スルーホール８４がタブ固定部８２に接続されており、したがって、タブ固定部８２には多数のスルーホール８４を介して内層ＧＮＤ８９と同電位の共通のグランド電位（第１の電位）が供給される。
さらに、高周波パワーモジュール１のＬＮＡ（第１の回路部）２４に固定電位のグランド電位を供給するリード接続用のランド８１もスルーホール８４を介して内層ＧＮＤ８９と接続しているため、図１６に示すように、実装基板８０に高周波パワーモジュール１を搭載した際には、ＬＮＡ２４には、タブ固定部８２からタブ４を介して供給されるグランド電位と共通の同じグランド電位が固定電位としてリード７およびワイヤ１０を介して供給されることになる。
ただし、ＬＮＡ２４に供給されるグランド電位については、固定電位が供給されるリード７および電極端子９（第２の電極端子）とは異なった別のリード７からワイヤ１０および別の電極端子９（第３の電極端子）を介して供給してもよいし、タブ４に接続したダウンボンディングワイヤ１０ａを介して供給してもよい。さらに、ＬＮＡ２４に、リード７およびワイヤ１０を介して供給されるグランド電位は、タブ４に供給される第１の電位であるグランド電位とは分離させた（接続していない）別のグランド電位であってもよい。
すなわち、実装基板８０上において、タブ固定部８２に供給する第１の電位であるグランド電位とは接続していない別のグランド電位を供給可能な構造としておき、高周波パワーモジュール１の動作時にはタブ固定部８２に供給するグランド電位とは別のグランド電位を、ＬＮＡ２４にリード７およびワイヤ１０を介して供給してもよい。いずれの場合においても、ＬＮＡ２４などの特定回路部１１のグランドと他の残りの回路部のグランドは、図示はしないが、半導体チップ３内の配線においても層間絶縁膜などによって絶縁分離しておくのが好ましい。これは、チップ３内の配線が、実装基板８０上の配線やリードなどと比較してインダクタンスが高いために、チップ３内の配線によってＬＮＡ２４などの特定回路部１１と、他の電源ノイズ源となりうる回路部とを接続すると、電源ノイズの影響によってＬＮＡ２４の高周波特性が損なわれる可能性があるからである。
なお、高周波パワーモジュール１においてはその封止体２の実装面（裏面）にタブ４および各リード７が露出しており、実装基板８０の各ランド８１とこれに対応する各リード７とが、さらに、タブ４と実装基板８０のタブ接続用端子であるタブ固定部８２とが半田８３を介して電気的に接続されている。
したがって、このような実装構造の無線通信装置６９において、実装基板８０の内層ＧＮＤ８９と多数のスルーホール８４およびタブ固定部８２を介して半田接続されたタブ４は、そのグランド電位が十分に低インダクタンス化され、その安定化が図られている。
これにより、ＬＮＡ２４以外のタブ４にダウンボンディングされた第２の回路部を有する発振器などの各電子部品に対して、十分に低インダクタンス化されたグランド電位がダウンボンディングワイヤ１０ａを介して供給されるため、ＬＮＡ２４などの第１の回路部に供給されるグランド電位に与える影響、およびＬＮＡ２４などへの入力信号に与える影響を極めて小さくすることができる。
すなわち、実装基板８０のスルーホール８４は、その１本１本はインダクタンスが大きい。その理由は、スルーホール８４はスルーホール内の導電材（例えば銅）がコイルと同様に働き、実装基板８０の主面上に形成した配線９４，９５，９６に比較して、そのインダクタンスが大きくなるからである。これは、一般的に実装基板８０に形成されたスルーホール８４（導電性のプラグ）において、貫通孔の半径に比較して、その内部に形成される導体の膜厚が小さいために、スルーホール８４の内部が中空になるためである。こうした問題を解決するために、実装基板８０の製造工程において、スルーホール８４の内部を導体で充填する技術があるが、こうした技術は実装基板８０の製造工程における負荷が大きく、実装基板８０のコストを上昇させるため好ましくない。
このように、中空のスルーホール８４を有する実装基板８０を採用する場合、内層ＧＮＤ８９とタブ固定部８２とが１つのスルーホール８４でしか接続されていないと、タブ４に供給されるグランド電位が十分に低インダクタンス化されず、不安定な状態となり、第２の回路部を有する高周波の発振器のＯＮ／ＯＦＦなどの切り換えなどによって第１の回路部に影響を及ぼすことになる。さらに、ＬＮＡ（低雑音増幅器）２４は微弱な信号を増幅するため、グランド電位の変動は低雑音増幅器２４の出力の変動となるとともに、信号波形の歪みにもつながる。
これに対して、本実施の形態１の無線通信装置６９では、高周波パワーモジュール１が実装される実装基板８０において、タブ固定部８２と内層ＧＮＤ８９とがタブ固定部８２の近傍で多数のスルーホール８４で接続されているため、タブ４に供給されるグランド電位が十分に低インダクタンス化される。
さらに、高周波パワーモジュール１において、第１の回路部を有するＬＮＡ（低雑音増幅器）２４の電極端子９からワイヤ１０を介してリード７に至る信号配線は、その両側にグランド電位などの固定電位が供給される導電性のワイヤ１０が配置されているため、ＬＮＡ２４の信号配線は電磁シールドされ、これにより、前記信号配線はクロストークを受け難くい。
したがって、無線通信装置６９の高周波特性を向上させることができる。
また、タブ４に供給されるグランド電位を十分に低インダクタンス化することにより、グランド電位が十分に安定するため、図１４に記載のように、ＬＮＡ２４にグランド電位（ＧＮＤ）を供給するランド８１と接続する配線９４を、タブ固定部８２と接続してもよい。特に、前記配線９４を接続するランド８１より内側に配置することにより、ランド８１より外側の領域を、その他の配線９５や部品を配置する領域として有効に利用することができる。
特に、ＬＮＡ２４へ入力される信号の高周波特性を改善するために、前記ＬＮＡ２４に信号（Ｓｉｇｎａｌ）を入力するランド８１と接続するコイル（Ｌ）、容量素子（Ｃ）もしくは抵抗素子（Ｒ）などの受動素子を配置する場合に、前記のようにグランド電位（ＧＮＤ）を供給するランド８１からの配線９４を内側に引き込むことによって、前記様々な素子をより信号（Ｓｉｇｎａｌ）入力用のランド８１の近くに配置することができ、高周波特性の改善をより効果的に達成することができる。例えば図１４に記載されている例においては、コイル（Ｌ）および容量素子（Ｃ）を信号（Ｓｉｇｎａｌ）入力用のランド８１の非常に近くに配置することによって、各受動素子と、ランド８１との間の配線９６の長さを短くすることができるために、損失の小さいインピーダンス整合を達成することができる。
なお、図１７は、変形例の実装基板８０を用いた場合である。図１７に示す実装基板８０は、第１の配線層と第２の配線層８７のそれぞれの配線を接続する共通配線が、実装基板８０の裏面までは到達していないブラインドビア８５を採用した例である。
ブラインドビア８５を採用した場合、スルーホール８４ではスルーホール８４内にはんだが流れ込みはんだ不足等の問題をおこすおそれがあるが、ブラインドビア８５にすることによりはんだ量を制御しやすくなるという効果を得ることができる。
また、ブラインドビア８５が形成された実装基板８０に高周波パワーモジュール１を実装した場合であっても、前記スルーホール８４の実装基板８０の場合と同様の効果を得ることができる。
また、図１８に示す変形例の実装基板８０は、そのタブ固定部８２の全体に亘ってブラインドビア８５を設けた場合であり、図１９は図１８に示す実装基板８０上に高周波パワーモジュール１を実装した構造を示すものである。図１９に示す実装構造によれば、ブラインドビア８５（スルーホール８４でもよい）をタブ固定部８２の全体に亘って配置したことにより、タブ固定部８２と半田接続されるタブ４に供給されるグランド電位をさらに低インダクタンス化することができ、無線通信装置６９の高周波特性もさらに向上させることができる。
本実施の形態１によれば、高周波パワーモジュール１などの半導体装置において、ＬＮＡ（低雑音増幅器）２４などの第１の回路部に外部信号を伝達する導電性のワイヤ１０の両側に、グランド電位などの固定電位が供給される導電性のワイヤ１０が配置され、かつシンセサイザやＶＣＯなどの第２の回路部とタブ４とを接続して前記第２の回路部にグランド電位（第１の電位）を供給する複数の導電性のダウンボンディングワイヤ１０ａが設けられており、さらに、この半導体装置を実装する構造において、タブ４と実装基板８０の複数のスルーホール８４（共通配線）とが面積の大きなタブ固定部８２上で半田８３を介して接続されていることにより、タブ４は十分にグランド電位が低インダクタンス化された状態となる。
これによって、前記第２の回路部のタブ４におけるグランド電位も安定した状態となり、タブ４におけるグランド電位の変動を低減することができる。例えば、周期的に動作する発振器などの第２の回路部の動作に応じたグランド電位の変動を低減でき、これに起因したクロストークの発生も防ぐことができる。
また、前記第１の回路部に外部信号を伝達する導電性のワイヤ１０の両側に、固定電位が供給される導電性のワイヤ１０が配置されるため、外部信号を伝達する導電性のワイヤ１０の電位が固定電位の導電性のワイヤ１０によって電磁シールドされた状態を形成できる。これによって、前記第２の回路部でグランド電位の変動が起こったとしても、前記第１の回路部は、前記第２の回路部のグランド電位の変動の影響を受け難い。
その結果、本実施の形態１のように、高周波パワーモジュール１などの半導体装置が組み込まれた携帯電話機などの無線通信装置６９（電子装置）において、ＬＮＡ（低雑音増幅器）２４などの回路部への電源ノイズおよび信号ノイズの入力を減らすことができ、これにより、無線通信装置６９の高周波特性を向上させることができる。
また、ＬＮＡ２４などの回路部への電源ノイズおよび信号ノイズの入力を減らすことができるため、無線通信装置６９の信頼性および品質を向上させることができる。
すなわち、無線通信装置６９において出力変動や歪みのない良好な通話が可能になる。
また、半導体装置である高周波パワーモジュール１において、ＬＮＡ（低雑音増幅器）２４の電極端子９からワイヤ１０を介してリード７に至る信号配線はその両側にグランド配線が配置されて電磁シールドされていることから、他の回路部の信号の入出力によるクロストークを受け難くすることができる。
さらに、高周波パワーモジュール１は、タブ４が封止体２の裏面に露出していることから、半導体チップ３で発生した熱をタブ固定部８２を介して効果的に実装基板８０に放散することができる。これにより、この高周波パワーモジュール１を組み込んだ無線通信装置６９の動作の安定化を図ることができる。
また、高周波パワーモジュール１は、タブ４およびリード７が封止体２の裏面に露出するノンリード型半導体装置であることから、高周波パワーモジュール１の小型・薄型化が可能になり、軽量化も図れる。したがって、この高周波パワーモジュール１を組み込んだ無線通信装置６９の小型・軽量化も可能になる。
また、高周波パワーモジュール１は、半導体チップ３の電極端子９とリード（ピン）７とをワイヤ１０で接続するとともに、第１の電位であるグランド電位となるタブ４と半導体チップ３の電極端子（グランド電極端子）９とをダウンボンディングワイヤ１０ａで接続するダウンボンディング構造となっていることから、外部電極端子となるグランド用のリード７を少なくすることができる。
その結果、ピン数低減による封止体２の小型化が可能になり、高周波パワーモジュール１の小型化が達成できる。
（実施の形態２）
図２０は本発明の他の実施の形態（実施の形態２）である高周波パワーモジュールの構造を封止体の一部を切り欠いて示す平面図である。
本実施の形態２では、無線通信装置６９（図１２参照）などの電子装置に搭載される高周波パワーモジュール１に関して、実施の形態１の高周波パワーモジュール１において特定回路部１１として３個のＬＮＡ（低雑音増幅器）２４を有する場合を説明したのに対して、３個のＬＮＡ（低雑音増幅器）２４に加えて、ＶＣＯのうち、高周波を扱うＲＦＶＣＯ４４も特定回路部１１としたものである。したがって、ＲＦＶＣＯ４４の全てのグランド用の電極端子９がワイヤ１０を介してリード（グランド用のリード）７に接続され、タブ４にはワイヤを介して接続しないものである。
さらに、半導体チップ３の電極端子９からワイヤ１０を介してリード７に至る配線において、ＲＦＶＣＯ４４の２本の信号配線（Ｓｉｇｎａｌ）の両側に固定電位のグランド配線が配置され、実施の形態１の高周波パワーモジュール１と同様に信号配線の電磁シールドがなされている。
なお、３個のＬＮＡ２４についても実施の形態１と同様に、それぞれ２本の信号配線（Ｓｉｇｎａｌ）の両側に固定電位のグランド配線が配置されている。
これにより、ＬＮＡ２４（低雑音増幅器）に加えてＲＦＶＣＯ４４（高周波電圧制御発振器）も含めた高周波信号を取り扱う特定回路部１１のグランド電位が他の回路部のグランド電位から影響を受け難くなり、高周波パワーモジュール１を搭載した携帯電話機などの無線通信装置６９（電子装置）の高周波特性の向上を図ることができる。
（実施の形態３）
図２１は本発明の他の実施の形態（実施の形態３）である高周波パワーモジュールの封止体の一部を切り欠いて示す平面図である。
本実施の形態３では、無線通信装置６９（図１２参照）などの電子装置に搭載される高周波パワーモジュール１において、ＲＦＶＣＯ４４を外付け部品とし、半導体チップ３にはモノリシックに形成しない例である。このデュアルバンド通信方式では、低雑音増幅器、ミキサ、ＶＣＯ、シンセサイザ、ＩＱ変調器／復調器、分周器、直交変調器など各回路部をモノリシックに形成したものである。
受信系の二つのミキサはそれぞれ分周器７３によって制御され、またこの分周器７３は外付け部品であるＲＦＶＣＯ４４から出力された高周波の信号を、より低周波の信号に変換するための周波数変換回路である。
したがって、本実施の形態３では、図２１に示すように、高周波パワーモジュール１の外側にＲＦＶＣＯ４４が存在し、ＲＦＶＣＯ４４の信号配線（Ｓｉｇｎａｌ）が２本高周波パワーモジュール１のリード７に接続される。そして、ＲＦＶＣＯ４４に接続される２つのリード７からワイヤ１０を介して半導体チップ３の電極端子９に至る２本の信号配線の両側の電極端子９とリード７とはワイヤ１０を介して接続されている。この２本の信号配線の両側の電極端子９は固定電位のグランド用の電極端子９であり、したがって、このグランド用の電極端子９にワイヤ１０を介して接続されるリード７も固定電位のグランド用のリード７となっている。これにより、実施の形態２の場合と同様に高周波信号を扱う信号配線も電磁シールドされるとともに、半導体チップ３における他の回路部とはグランド電位が独立した構成になっている。
なお、実施の形態２と同様に、３個のＬＮＡ２４についてもそれぞれ２本の信号配線（Ｓｉｇｎａｌ）の両側に固定電位のグランド配線が配置されている。
その結果、本実施の形態３においても、実施の形態２と同様に、ＲＦＶＣＯ４４のグランド電位の変動に伴う障害は発生しなくなり、したがって、高周波パワーモジュール１を搭載した携帯電話機などの無線通信装置６９の高周波特性の向上を図ることができる。
（実施の形態４）
図２２および図２３は本発明の他の実施の形態（実施の形態４）である高周波パワーモジュールに係わる図であり、図２２は高周波パワーモジュールの封止体の一部を切り欠いて示す平面図、図２３は図２２に示す高周波パワーモジュールの断面図、図２４は実施の形態４の高周波パワーモジュールの変形例を示す断面図である。
本実施の形態４は、図２２および図２３に示すように、共通のグランド端子となるタブ４と、グランド電位とされるリード７を導電性のワイヤ１０ｂで電気的に接続し、リード７をもグランド外部電極端子とするものである。本実施の形態４の高周波パワーモジュール１では、タブ４の裏面が封止体２の裏面（実装面）から露出するため、タブ４をグランド用の外部電極端子として使用できるとともに、タブ４にワイヤ１０ｂを介して接続されたリード７もグランド用の外部電極端子としても使用することができる。
また、本実施の形態４の変形例である図２４に示す構造では、タブ４の裏面側をハーフエッチングして薄くしてあることから、片面モールド時、タブ４の裏面側にも封止用樹脂が回り込み、これにより、タブ４はその裏面も封止体２から露出することなく、完全に封止体２内に埋没する。
このような構造では、タブ４は封止体２の裏面に露出しないため、タブ４と図１３に示す実装基板８０のタブ固定部８２とを直接半田を介して接続することができない。そこで、実装基板８０において、タブ４にグランド電位を供給するリード７と接続されるランド８１に複数のスルーホール８４を接続してグランド電位の低インダクタンス化を図っておき、このランド８１に接続するリード７とタブ４とを１リード当たり複数のワイヤ１０ｂによって接続し、リード−タブ間のグランド低インダクタンス化を図る。
あるいは、グランド低インダクタンス化されたリード７とタブ４とを直接リードフレーム上のリード材によって繋げた構造とし、これによって、前記同様、リード−タブ間のグランド低インダクタンス化を図る。
このように、タブ４を封止体内に埋め込んだ構造の高周波パワーモジュール１であっても、この高周波パワーモジュール１を搭載した携帯電話機などの無線通信装置６９の高周波特性を向上させることができる。
また、図２４に示す構造の場合、タブ４がワイヤ１０ｂを介してリード７に接続されていることから、このリード７をグランド用の外部電極端子として使用することができる。なお、タブ４を封止体２内に埋没させる別の構造としては、タブ吊りリードの途中で一段高く階段状に折り曲げる構造としてもよい。
図２４に示す変形例の構造においては、ワイヤ１０ａを介してタブ４に接続するグランド電位供給用の電極端子９の数に比較して、ワイヤ１０ｂを介してタブと接続するリード７の数を少なくすることにより、封止体２の周囲に沿って配列されるリード７の本数を少なくし、半導体装置を小型化することができるとともに、タブ４の裏面が封止体２によって覆われているために、本実施の形態４における高周波パワーモジュール１などの半導体装置を実装基板８０（図１３参照）上に実装した際に高周波パワーモジュール１の下の領域も実装基板８０上の配線を配置するための領域として利用できるという利点がある。したがって、本実施の形態４においては、高周波パワーモジュール１の小型化に併せて、実装基板８０などの配線基板上の実装密度を向上できるという利点がある。
（実施の形態５）
図２５は本発明の他の実施の形態（実施の形態５）である高周波パワーモジュールの構造を封止体の一部を切り欠いて示す平面図である。
本実施の形態５の高周波パワーモジュール１は、実施の形態１で説明した高周波パワーモジュール１においてＬＮＡ２４へのグランド電位（第１の電位）の供給を、タブ４とワイヤ１０ａで接続された第３の電極端子である電極端子９を介して行うものである。
すなわち、本実施の形態５の高周波パワーモジュール１では、これに搭載された半導体チップ３が、ＬＮＡ２４にグランド電位（第１の電位）を供給する電極端子９（第３の電極端子）を有しており、この電極端子９（第３の電極端子）とタブ４とが導電性のワイヤ１０ａによって接続されている。
したがって、本実施の形態５の高周波パワーモジュール１では、ＬＮＡ２４へのグランド電位（第１の電位）の供給が、信号配線（Ｓｉｇｎａｌ）の両側の固定電位のリード７を介して行われるのではなく、実装基板８０の複数のスルーホール８４と接続させることによって、電源供給配線を低インダクタンス化したタブ４を介して行われる。
なお、本実施の形態５の高周波パワーモジュール１においても、ＬＮＡ２４の信号配線（Ｓｉｇｎａｌ）の両側には、タブ４のグランド電位とは別の固定電位のリード７およびワイヤ１０が配置されており、ＬＮＡ２４の信号配線は、実施の形態１の高周波パワーモジュール１と同様に電磁シールドされている。
したがって、本実施の形態５の高周波パワーモジュール１を搭載した携帯電話機などの無線通信装置６９においても、その高周波特性の向上を図ることができる。
さらに、本実施の形態５の高周波パワーモジュール１において、電極端子９（第３の電極端子）とタブ４とを接続する導電性のワイヤ１０ａは、信号配線（Ｓｉｇｎａｌ）用の電極端子９（第１の電極端子）とリード７（第１のリード）とを接続する導電性のワイヤ１０に比較してその長さを非常に短くすることができる。
これにより、ＬＮＡ２４への供給用の電源のワイヤ長が短くなるため、この配線のインピーダンスを小さくすることができ、高周波パワーモジュール１の特性をさらに向上させることができる。
したがって、本実施の形態５の高周波パワーモジュール１を搭載した携帯電話機などの無線通信装置６９においてさらにその高周波特性の向上を図ることができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
前記実施の形態１〜５では、共通化した電源電位についてグランド電位についてのみ記載したが、本発明の適用の範囲はグランド電位とそれに関連する構成についてのみに限られる物ではなく、発明を適用する上で適当な電源電位（第１の電位）、例えば電極の共通化をすることによりリード７の数を少なくすることができる電源電位に着目し、その電源電位を供給するための電極端子９やリード７の構成に対して本発明を適用しても良い。
また、前記実施の形態１〜５では、ＱＦＮ型の半導体装置の製造に本発明を適用した例について説明したが、例えば、ＳＯＮ型半導体装置の製造に対しても本発明を同様に適用でき、同様の効果を有することができる。さらに、本発明の半導体装置、あるいは電子装置に搭載される半導体装置はノンリード型半導体装置に限定されることなく、例えば、封止体２の周囲に沿って、ガルウイング形状に折り曲げられたリードが突出するＱＦＰ（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）やＳＯＰ（ＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ）と呼ばれる半導体装置についても同様に適用することができるが、前記ＱＦＰやＳＯＰに比較して、封止体２の周囲におけるリードの突出量が小さいＱＦＮ型の構造を採用した方が、半導体装置の小型化を達成する上ではより好ましい。
また、前記実施の形態１〜５では、半導体装置が搭載された携帯電話機などの無線通信装置（電子装置）が、予めその本体にアンテナ２０が取り付けられた無線通信装置６９の場合を取り上げて説明したが、本発明の電子装置は、図２６の変形例に示すように、例えば、テレビジョン、セットトップボックスまたはカーナビゲーション装置などのアンテナ９２を後から各本体に取り付けるようなアンテナ外付け装置９３であってもよく、このアンテナ外付け装置９３においても、実施の形態１〜５で説明した高周波パワーモジュール１を組み込むことにより、その高周波特性の向上を図ることができる。

以上のように、本発明の電子装置および半導体装置は携帯電話機などの無線通信装置に使用される。特に、通信システムが複数系統の携帯電話機において、低雑音増幅器のような入力信号が極めて微弱な信号を処理する回路部に前記入力信号を送る信号配線の両側に固定電位の配線を配置するとともに、この半導体装置が実装される配線基板において複数の共通配線により低インダクタンス化されたグランド電位を半導体装置のタブに供給する実装構造を有することにより、１系統の通信システムを使用中、他の系統の通信システムとの間でのクロストークが発生しなくなり、良好な通話が可能な電子装置および半導体装置を提供することができる。

Claims

複数のリードと、主面および裏面を有するタブと、複数の電極端子およびそれぞれが複数の半導体素子によって構成される複数の回路部を有する半導体チップと、前記複数の電極端子と前記リードとを接続する複数の導電性のワイヤと、前記複数の電極端子と前記タブの主面とを接続して前記複数の電極端子に第１の電位を供給する複数の導電性のワイヤとを有する半導体装置と、
前記半導体装置が実装され、第１の配線層と第２の配線層とを備えており、前記第１の配線層と第２の配線層とに開口する複数の貫通孔に配置されてそれぞれの前記配線層の配線を接続する共通配線が設けられた配線基板とを有する電子装置であって、
前記半導体チップは前記タブの主面に固定されており、
前記回路部は、前記リードを介して外部信号が入力される第１の回路部と、前記タブと前記導電性のワイヤを介して接続される第２の回路部とを含んでおり、
前記複数の電極端子は、前記第１の回路部に前記外部信号を入力する第１の電極端子と、前記第１の回路部に固定電位を供給する第２の電極端子とを有しており、
前記複数のリードは、前記外部信号を伝達する第１のリードと、前記第１のリードの両側に配置された第２のリードとを含んでおり、
前記第１のリードと前記第１の電極端子とを接続する前記導電性のワイヤの両側に前記第２のリードと前記第２の電極端子とを接続する前記導電性のワイヤが配置されており、
前記タブと前記配線基板の前記共通配線とが接続されていることを特徴とする電子装置。
請求の範囲第１項記載の電子装置であって、前記共通配線と接続されたタブ接続用端子が、半田を介して前記タブと接続されていることを特徴とする電子装置。
請求の範囲第２項記載の電子装置であって、前記複数の共通配線が前記タブ接続用端子の辺に沿って設けられていることを特徴とする電子装置。
請求の範囲第１項記載の電子装置であって、前記複数の電極端子は、前記第１の回路部に前記第１の電位を供給する第３の電極端子を有しており、前記第３の電極端子と前記タブとが前記導電性のワイヤによって接続されていることを特徴とする電子装置。
請求の範囲第４項記載の電子装置であって、前記第３の電極端子と前記タブとを接続する前記導電性のワイヤは、前記第１の電極端子と前記第１のリードとを接続する前記導電性のワイヤより短いことを特徴とする電子装置。
請求の範囲第１項記載の電子装置であって、前記複数の電極端子は、前記第１の回路部に前記第１の電位を供給する第３の電極端子を有しており、前記第３の電極端子と前記リードとが前記導電性のワイヤによって接続されていることを特徴とする電子装置。
請求の範囲第１項記載の電子装置であって、前記第２の電極端子を介して前記第１の回路部に供給される前記固定電位が前記第１の電位であることを特徴とする電子装置。
請求の範囲第１項記載の電子装置であって、前記第１の回路部は、前記リードを介して入力される前記外部信号を増幅する増幅回路であることを特徴とする電子装置。
請求の範囲第１項記載の電子装置であって、前記第２の回路部は、前記第１の回路部によって増幅された信号を処理する機能の少なくとも一部を有することを特徴とする電子装置。
請求の範囲第１項記載の電子装置であって、前記半導体装置は、絶縁性樹脂からなる封止体を有しており、前記封止体には、前記半導体装置を前記配線基板に実装した際に前記配線基板の主面と対向する実装面が形成されており、前記複数のリードは、前記実装面に露出していることを特徴とする電子装置。
請求の範囲第１０項記載の電子装置であって、前記封止体の前記実装面に前記タブが露出しており、前記配線基板の前記共通配線と接続されたタブ接続用端子が、半田を介して前記タブと接続されていることを特徴とする電子装置。
請求の範囲第１項記載の電子装置であって、前記第１の回路部は、無線信号がアンテナを介して変換された電気信号を増幅するための回路であることを特徴とする電子装置。
絶縁性樹脂からなる封止体と、
前記封止体の周囲に沿って配置され、前記封止体の内外に亘って設けられた複数のリードと、
主面および裏面を有するタブと、
主面および裏面を有しており、その主面上に複数の電極端子と、それぞれが複数の半導体素子によって構成される複数の回路部とを有する半導体チップと、
前記複数の電極端子と前記リードとを接続する複数の導電性のワイヤと、
前記複数の電極端子と前記タブの主面とを接続して前記複数の電極端子に第１の電位を供給する複数の導電性のワイヤとを有する半導体装置であって、
前記半導体チップは前記タブの主面に固定されており、
前記回路部は、前記リードを介して外部信号が入力される第１の回路部と、前記タブと前記導電性のワイヤを介して接続される第２の回路部とを含んでおり、
前記複数の電極端子は、前記第１の回路部に前記外部信号を入力する第１の電極端子と、前記第１の回路部に固定電位を供給する第２の電極端子とを有しており、
前記複数のリードは、前記外部信号を伝達する第１のリードと、前記第１のリードの両側に配置された第２のリードとを含んでおり、
前記第１のリードと前記第１の電極端子とを接続する前記導電性のワイヤの両側に前記第２のリードと前記第２の電極端子とを接続する前記導電性のワイヤが配置されていることを特徴とする半導体装置。
請求の範囲第１３項記載の半導体装置であって、前記複数の電極端子は、前記第１の回路部に前記第１の電位を供給する第３の電極端子を有しており、前記第３の電極端子と前記タブとが前記導電性のワイヤによって接続されていることを特徴とする半導体装置。
請求の範囲第１３項記載の半導体装置であって、前記複数の電極端子は、前記第１の回路部に前記第１の電位を供給する第３の電極端子を有しており、前記第３の電極端子と前記リードとが前記導電性のワイヤによって接続されていることを特徴とする半導体装置。