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公開番号2025142614
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-01
出願番号2024042064
出願日2024-03-18
発明の名称オンチップアンテナを備えた半導体チップ
出願人株式会社豊田中央研究所,株式会社ミライズテクノロジーズ,トヨタ自動車株式会社,株式会社デンソー
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H01Q 23/00 20060101AFI20250924BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】オンチップアンテナを備えた半導体チップにおいて、回路部を形成する位置に関する自由度を向上させる技術を提供する。
【解決手段】回路基板上に搭載される半導体チップは、オンチップアンテナと、回路素子を含む回路部と、を備えている。回路部は、回路素子に接続されている配線と、回路基板上の電極面に電気的に接続されるチップパッドと、配線とチップパッドの間に形成されているインダクタと、を有する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
回路基板上に搭載される半導体チップであって、
オンチップアンテナと、
回路素子を含む回路部と、を備えており、
前記回路部は、
前記回路素子に接続されている配線と、
前記回路基板上の電極面に電気的に接続されるチップパッドと、
前記配線と前記チップパッドの間に形成されているインダクタと、を有する、半導体チップ。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記インダクタは、平面コイルパターンとミアンダパターンのうち少なくとも一方を有する、請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項３】
前記回路部は、前記半導体チップを平面視したときに、前記オンチップアンテナのアンテナ伸長方向に直交する方向において前記オンチップアンテナに隣り合って配置されている、請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項４】
前記回路部は、前記オンチップアンテナの周波数帯域よりも低周波で動作する低周波回路を有する、請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項５】
前記配線は、
ＧＮＤ配線と、
電源配線と、を有しており、
前記チップパッドは、
前記回路基板上のＧＮＤ面に電気的に接続されるＧＮＤパッドと、
前記回路基板上の電源面に電気的に接続される電源パッドと、を有しており、
前記インダクタは、
前記ＧＮＤ配線と前記ＧＮＤパッドの間に形成されている第１インダクタと、
前記電源配線と前記電源パッドの間に形成されている第２インダクタと、を有する、請求項１に記載の半導体チップ。
【請求項６】
前記第１インダクタは、第１平面コイルパターンを有しており、
前記第２インダクタは、第２平面コイルパターンを有しており、
前記第１平面コイルパターンと前記第２平面コイルパターンは、同一平面内に隣り合って配置されており、
前記第１平面コイルパターンのうち前記第２平面コイルパターンに最も近い位置のパターン配線部分を流れる電流の向きと、前記第２平面コイルパターンのうち前記第１平面コイルパターンに最も近い位置のパターン配線部分を流れる電流の向きと、が同一向きである、請求項５に記載の半導体チップ。
【請求項７】
前記第１インダクタは、第１平面コイルパターンを有しており、
前記第２インダクタは、第２平面コイルパターンを有しており、
前記第１平面コイルパターンと前記第２平面コイルパターンは、異なる面間で対向して配置されており、
対向するパターン配線部分を流れる電流の向きが同一向きである、請求項５に記載の半導体チップ。
【請求項８】
前記第１インダクタは、第１ミアンダパターンを有しており、
前記第２インダクタは、第２ミアンダパターンを有しており、
前記第１ミアンダパターンと前記第２ミアンダパターンは、同一平面内に隣り合って配置されており、
前記第１ミアンダパターンのうち前記第２ミアンダパターンに最も近い位置のパターン配線部分を流れる電流の向きと、前記第２ミアンダパターンのうち前記第１ミアンダパターンに最も近い位置のパターン配線部分を流れる電流の向きと、が同一向きである、請求項５に記載の半導体チップ。
【請求項９】
前記第１インダクタは、第１ミアンダパターンを有しており、
前記第２インダクタは、第２ミアンダパターンを有しており、
前記第１ミアンダパターンと前記第２ミアンダパターンは、異なる面間で対向して配置されており、
対向するパターン配線部分を流れる電流の向きが同一向きである、請求項５に記載の半導体チップ。
【請求項１０】
前記配線はさらに、中間電位配線を有しており、
前記チップパッドはさらに、前記回路基板上の中間電位電極に接続される中間電位パッドを有しており、
前記インダクタはさらに、前記中間電位配線と前記中間電位パッドの間に形成されている第３インダクタを有する、請求項１～９のいずれか一項に記載の半導体チップ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、オンチップアンテナを備えた半導体チップに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
集積回路とオンチップアンテナを一体化させた半導体チップの開発が進められており、その一例が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－１３７１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オンチップアンテナとの間で高周波信号を入出力する無線回路部とは別に、ある種の機能を発揮する回路部を半導体チップに形成したいことがある。しかしながら、このような回路部がアンテナの近くに配置されていると、アンテナの周囲に生じる電界が影響され、信号伝搬量が低下するという問題がある。このような事態を避けるために、回路部はオンチップアンテナから十分に離れた位置に配置しなければならない。このため、このような回路部については、半導体チップ内に形成する位置に関して自由度が低いという問題がある。本明細書は、オンチップアンテナを備えた半導体チップにおいて、回路部を形成する位置に関する自由度を向上させる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書は、回路基板上に搭載される半導体チップを提供することができる。半導体チップは、オンチップアンテナと、回路素子を含む回路部と、を備えていてもよい。回路部は、回路素子に接続されている配線と、回路基板上の電極面に接続されるチップパッドと、配線とチップパッドの間に形成されているインダクタと、を有していてもよい。
【０００６】
上記半導体チップでは、配線とチップパッドの間にインダクタが形成されている。インダクタは、周波数が高いほどインピーダンスが高くなる。このため、配線とチップパッドの間にインダクタが形成されていると、回路部は、オンチップアンテナの周波数帯域においてインダクタによって切り離された構成と等価となることができる。この結果、例えばオンチップアンテナの近くに回路部が配置されていても、オンチップアンテナの周囲に生じる電界への影響が抑えられる。上記半導体チップでは、回路部を形成する位置に関する自由度が向上している。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
アンテナ装置を模式的に示す平面図である。
アンテナ装置を模式的に示す底面図である。
半導体チップの積層構造を模式的に示す断面図である。
第１実施形態の半導体チップに設けられているオンチップアンテナと回路部のレイアウトを模式的に示す平面図である。
第２実施形態の半導体チップに設けられているオンチップアンテナと回路部のレイアウトを模式的に示す平面図である。
第３実施形態の半導体チップに設けられているオンチップアンテナと回路部のレイアウトを模式的に示す平面図である。
第４実施形態の半導体チップに設けられているオンチップアンテナと回路部のレイアウトを模式的に示す平面図である。
第５実施形態の半導体チップに設けられているオンチップアンテナと回路部のレイアウトを模式的に示す平面図である。
第５実施形態の変形例の半導体チップに設けられているオンチップアンテナと回路部のレイアウトを模式的に示す平面図である。
第５実施形態の変形例の半導体チップに設けられているオンチップアンテナと回路部のレイアウトを模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照し、アンテナ装置及びアンテナ装置に搭載される半導体チップについて説明する。なお、複数の実施形態を通して実質的に共通する構成要素については共通の符号を付す。
【０００９】
（第１実施形態）
図１及び図２に示すように、アンテナ装置１００は、回路基板１と、回路基板１の表面に設けられている一対の半導体チップ２ａ，２ｂ及び一対の電源面３ａ，３ｂと、回路基板１の裏面に設けられている一対のＧＮＤ面４ａ，４ｂと、を備えている。後述するように、一対の半導体チップ２ａ，２ｂの各々には、オンチップアンテナが形成されている。このため、アンテナ装置１００は、一対の半導体チップ２ａ，２ｂ間を電気的に絶縁分離した状態で、一対の半導体チップ２ａ，２ｂ間で高周波信号を送受信するように構成されている。一対の半導体チップ２ａ，２ｂ間の距離Ｄ１は、特に限定されるものではないが、例えば数ｍｍ～数１０ｍｍであってもよい。
【００１０】
回路基板１は、平板状の形態を有しており、任意の材質の基板で構成される。回路基板１は、特に限定されるものではないが、例えばガラス繊維とエポキシ樹脂の複合材料で構成されたプリント回路基板（即ち、ＦＲ-４）であってもよい。この例では、１枚の回路基板１上に一対の半導体チップ２ａ，２ｂが設けられているが、この例に代えて、一対の半導体チップ２ａ，２ｂの各々に対応した２枚の回路基板が設けられ、それら回路基板間で通信を行うように構成されていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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