(57)【要約】【課題】本発明は、高周波信号の伝搬損失を小さくすることができる樹脂基板における高周波線路構造及びその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】絶縁層２３〜２５が積層された積層体１１に設けられ、外部から高周波信号が入力されると共に、高周波信号を積層体１１に放出する高周波信号入力部１２と、積層体１１に設けられ、高周波信号入力部１２から放出された高周波信号を受信すると共に、受信した高周波信号を出力する高周波信号出力部１３と、積層体１１の上面に設けられ、高周波信号入力部１２及び前記高周波信号出力部１３とは電気的に絶縁された第１の金属層１５と、積層体１１の下面を覆う第２の金属層１６と、高周波信号入力部１２及び高周波信号出力部１３を囲むように、積層体１１内に配置され、第１及び第２の金属層１５，１６と接続された複数の貫通ビア１８とを設けた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂からなる複数の絶縁層が積層された積層体と、
前記積層体の第１の面側に配置された高周波信号入力用パッドと、前記積層体に内設され、前記高周波信号入力用パッドと対向するように配置された高周波信号放出用パッドと、前記高周波信号入力用パッドと前記高周波信号放出用パッドとの間に位置する部分の前記積層体に設けられ、前記高周波信号入力用パッド及び前記高周波信号放出用パッドと接続された第１のビアと、を有する高周波信号入力部と、
前記積層体の第１の面側に配置された高周波信号出力用パッドと、前記積層体に内設され、前記高周波信号出力用パッドと対向するように配置された高周波信号受信用パッドと、前記高周波信号出力用パッドと前記高周波信号受信用パッドとの間に位置する部分の前記積層体に設けられ、前記高周波信号出力用パッド及び前記高周波信号受信用パッドと接続された第２のビアと、を有する高周波信号出力部と、
前記高周波信号入力用パッド及び前記高周波信号出力用パッドを囲むように、前記積層体の第１の面に設けられ、前記高周波信号入力部及び前記高周波信号出力部とは電気的に絶縁された第１の金属層と、
前記積層体の第１の面の反対側に位置する前記積層体の第２の面を覆う第２の金属層と、
前記高周波信号入力部及び前記高周波信号出力部を囲むように、前記積層体内に配置され、前記第１及び第２の金属層と接続された複数の貫通ビアと、
を備えたことを特徴とする樹脂基板における高周波線路構造。
【請求項２】
前記高周波信号入力部は、前記積層体の第１の面に設けられ、前記第１のビアの一方の端部と接続された第１のパッドと、該第１のパッドと対向するように前記積層体に内設され、前記第１のビアの他方の端部と接続された第２のパッドと、前記第１及び第２のパッドと対向するように、前記第１のパッドと前記第２のパッドとの間に位置する部分の前記積層体に内設されると共に、前記第１のビアと接続され、インピーダンスの整合を行う第１の導体と、を有し、
前記高周波信号出力部は、前記積層体の第１の面に設けられ、前記第２のビアの一方の端部と接続された第３のパッドと、該第３のパッドと対向するように前記積層体に内設され、前記第２のビアの他方の端部と接続された第４のパッドと、前記第３及び第４のパッドと対向するように、前記第３のパッドと前記第４のパッドとの間に位置する部分の前記積層体に内設されると共に、前記第２のビアと接続され、インピーダンスの整合を行う第２の導体と、を有することを特徴とする請求項１記載の樹脂基板における高周波線路構造。
【請求項３】
前記第１のパッド、前記第１の導体、前記第２のパッド、及び前記第１のパッドと前記第２のパッドとの間に位置する部分の前記積層体を貫通し、前記第１のビアが形成される第１の貫通孔と、
前記第３のパッド、前記第２の導体、前記第４のパッド、及び前記第３のパッドと前記第４のパッドとの間に位置する部分の前記積層体を貫通し、前記第２のビアが形成される第２の貫通孔と、
前記第１の金属層、前記積層体、及び前記第２の金属層を貫通すると共に、前記高周波信号入力部及び前記高周波信号出力部を囲むように配置され、前記貫通ビアが形成される複数の第３の貫通孔と、を設けたことを特徴とする請求項２記載の樹脂基板における高周波線路構造。
【請求項４】
請求項１ないし３のうち、いずれか１項記載の樹脂基板における高周波線路構造の製造方法であって、
前記積層体、前記第１の金属層、及び前記第２の金属層を有した多層配線構造体を形成する多層配線構造体形成工程と、
前記多層配線構造体形成工程後に、前記第１の金属層、前記第２の金属層、及び前記第１の金属層と前記第２の金属層との間に位置する部分の前記積層体を貫通する複数の前記貫通ビアを形成する貫通ビア形成工程と、を含むことを特徴とする樹脂基板における高周波線路構造の製造方法。
【請求項５】
前記貫通ビア形成工程は、前記第１の金属層、前記第２の金属層、及び前記第１の金属層と前記第２の金属層との間に位置する部分の前記積層体を貫通するように、複数の前記第３の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
複数の前記第３の貫通孔に、めっき法により前記貫通ビアを形成するめっき工程と、を含むことを特徴とする請求項４記載の樹脂基板における高周波線路構造の製造方法。
【請求項６】
前記貫通孔形成工程では、前記第１の金属層、前記第２の金属層、及び前記積層体をドリル加工することで、複数の前記第３の貫通孔を形成することを特徴とする請求項５記載の樹脂基板における高周波線路構造の製造方法。
【請求項７】
前記多層配線構造体形成工程では、前記第２及び第４のパッド、前記第１及び第２の導体、前記第１及び第２のビア、前記高周波信号放出用パッド、及び前記高周波信号受信用パッドを形成することを特徴とする請求項４ないし６のうち、いずれか１項記載の樹脂基板における高周波線路構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂基板における高周波線路構造及びその製造方法に係り、特に、高周波信号の伝搬損失を小さくすることのできる樹脂基板における高周波線路構造及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波帯やミリ波帯等の高周波信号を用いた移動体通信機器に使用される配線基板には、高周波信号を伝搬するための高周波線路（例えば、図１参照）が設けられている。
【０００３】
図１は、従来の樹脂基板における高周波線路構造を示す斜視図である。
【０００４】
図１を参照するに、従来の樹脂基板における高周波線路構造２００（以下、「高周波線路構造２００」という）は、マイクロストリップライン型の高周波線路であり、誘電体層２０１と、誘電体層２０１の上面２０１Ａに設けられ、高周波信号を伝搬する信号用配線２０２と、誘電体層２０１の下面２０１Ｂを覆うグラウンド層２０３とを有する（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２８０７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の高周波線路構造２００では、信号用配線２０２の長さを長くした場合、高周波信号の伝搬損失が大きくなってしまうという問題があった。
【０００７】
また、信号用配線２０２から空気中に、高周波信号の成分である電磁波や磁界が漏れるため、高周波信号の伝搬損失が大きくなってしまうという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、高周波信号の伝搬損失を小さくすることのできる樹脂基板における高周波線路構造及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によれば、樹脂からなる複数の絶縁層が積層された積層体と、
前記積層体の第１の面側に配置された高周波信号入力用パッドと、前記積層体に内設され、前記高周波信号入力用パッドと対向するように配置された高周波信号放出用パッドと、前記高周波信号入力用パッドと前記高周波信号放出用パッドとの間に位置する部分の前記積層体に設けられ、前記高周波信号入力用パッド及び前記高周波信号放出用パッドと接続された第１のビアと、を有する高周波信号入力部と、
前記積層体の第１の面側に配置された高周波信号出力用パッドと、前記積層体に内設され、前記高周波信号出力用パッドと対向するように配置された高周波信号受信用パッドと、前記高周波信号出力用パッドと前記高周波信号受信用パッドとの間に位置する部分の前記積層体に設けられ、前記高周波信号出力用パッド及び前記高周波信号受信用パッドと接続された第２のビアと、を有する高周波信号出力部と、
前記高周波信号入力用パッド及び前記高周波信号出力用パッドを囲むように、前記積層体の第１の面に設けられ、前記高周波信号入力部及び前記高周波信号出力部とは電気的に絶縁された第１の金属層と、
前記積層体の第１の面の反対側に位置する前記積層体の第２の面を覆う第２の金属層と、
前記高周波信号入力部及び前記高周波信号出力部を囲むように、前記積層体内に配置され、前記第１及び第２の金属層と接続された複数の貫通ビアと、
を備えたことを特徴とする樹脂基板における高周波線路構造が提供される。
【００１０】
本発明によれば、樹脂からなる複数の絶縁層が積層された積層体に設けられ、入力された高周波信号を積層体に放出する高周波信号入力部と、高周波信号入力部から離間して配置されるように積層体に設けられ、積層体を介して、高周波信号入力部が放出した高周波信号を受信すると共に、受信した高周波信号を出力する高周波信号出力部と、積層体の第１の面に設けられ、高周波信号入力部及び高周波信号出力部とは電気的に絶縁されると共に、高周波信号入力用パッド及び高周波信号出力用パッドを囲む第１の金属層と、積層体の第２の面を覆う第２の金属層と、高周波信号入力部及び高周波信号出力部を囲むように、積層体内に配置され、第１及び第２の金属層と接続された複数の貫通ビアと、を設けることにより、積層体を介して、高周波信号入力部と高周波信号出力部との間を高周波信号が伝搬されるため、高周波信号入力部と高周波信号出力部との距離を大きくした場合でも、高周波信号の伝搬損失を小さくすることができる。
【００１１】
また、高周波信号が伝搬される部分の積層体の周囲を、第１の金属層、第２の金属層、及び複数の貫通ビアにより囲むことで、高周波信号入力部と高周波信号出力部との間を伝搬される高周波信号が高周波線路構造の外部に漏れることがなくなると共に、高周波線路構造の外部から積層体に侵入する電磁波を遮断することが可能となるため、高周波信号の伝搬損失を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、樹脂基板における高周波線路構造が伝搬する高周波信号の伝搬損失を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の樹脂基板における高周波線路構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の平面図である。
【図３】図２に示す高周波線路構造のＡ−Ａ線方向の断面図である。
【図４】図２に示す高周波線路構造のＢ−Ｂ線方向の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の製造工程を示す図（その１）である。
【図６】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の製造工程を示す図（その２）である。
【図７】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の製造工程を示す図（その３）である。
【図８】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の製造工程を示す図（その４）である。
【図９】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の製造工程を示す図（その５）である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の製造工程を示す図（その６）である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の製造工程を示す図（その７）である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の製造工程を示す図（その８）である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の製造工程を示す図（その９）である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の製造工程を示す図（その１０）である。
【図１５】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の製造工程を示す図（その１１）である。
【図１６】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の製造工程を示す図（その１２）である。
【図１７】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の製造工程を示す図（その１３）である。
【図１８】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の製造工程を示す図（その１４）である。
【図１９】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の製造工程を示す図（その１５）である。
【図２０】本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の使用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
（実施の形態）
図２は、本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の平面図である。図３は、図２に示す高周波線路構造のＡ−Ａ線方向の断面図であり、図４は、図２に示す高周波線路構造のＢ−Ｂ線方向の断面図である。
【００１６】
図２〜図４を参照するに、本実施の形態の樹脂基板における高周波線路構造１０（以下、「高周波線路構造１０」という）は、積層体１１と、高周波信号入力部１２と、高周波信号出力部１３と、第１の金属層１５と、第２の金属層１６と、第３の貫通孔である貫通孔１７と、貫通ビア１８と、金属層２１，２２を有する。
【００１７】
上記構成とされた高周波線路構造１０は、高周波信号入力部１２、高周波信号出力部１３、及び高周波信号入力部１２と高周波信号出力部１３とを結ぶ直線と直交する方向に配置された複数の貫通ビア１８により構成されたＺｏ整合回路と、第１の金属層１５、第２の金属層１６、複数の貫通ビア１８により囲まれた導波管とを有する。
【００１８】
積層体１１は、樹脂からなる複数の絶縁層２３〜２５が積層された構成とされている。絶縁層２３は、絶縁層２４と絶縁層２５との間に配置されている。絶縁層２４は、絶縁層２３の面２３Ａに設けられている。絶縁層２５は、絶縁層２３の面２３Ｂに設けられている。
【００１９】
絶縁層２３〜２５としては、例えば、完全に硬化した有機樹脂層を用いることができる。この場合、絶縁層２３〜２５としては、例えば、ガラスクロスに樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を含浸させたプリプレグ樹脂を用いることができる。この場合、絶縁層２３の厚さは、例えば、２６０μｍとすることができる。また、絶縁層２４，２５の厚さは、例えば、３００μｍとすることができる。
【００２０】
高周波信号入力部１２は、第１のパッドであるパッド２７と、第２のパッドであるパッド２８と、第１の導体である導体２９と、第１の貫通孔である貫通孔３２と、第１のビアであるビア３３と、絶縁樹脂３４と、高周波信号入力用パッド３５と、高周波信号放出用パッド３６とを有する。
【００２１】
パッド２７は、絶縁層２３と接触する面の反対側に位置する絶縁層２４の面２４Ａ（積層体１１の第１の面）に設けられている。パッド２７は、例えば、平面視円形状にすることができる。パッド２７の厚さは、例えば、２０μｍとすることができる。パッド２７の直径は、例えば、６００μｍとすることができる。パッド２７の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。
【００２２】
パッド２８は、絶縁層２３の面２３Ｂに設けられている。パッド２８は、絶縁層２３，２４を介して、パッド２７と対向するように配置されている。パッド２８は、ＭＬＳと導波管とのインピーダンスを整合させる機能を有する。パッド２８は、例えば、平面視円形状にすることができる。パッド２８の直径は、例えば、６００μｍとすることができる。パッド２８の厚さは、例えば、２０μｍとすることができる。パッド２８の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。
【００２３】
導体２９は、パッド２７とパッド２８との間に位置する部分の絶縁層２３の面２３Ａに設けられている。導体２９は、絶縁層２４を介して、パッド２７と対向配置されると共に、絶縁層２３を介して、パッド２８と対向配置されている。導体２９は、ＭＬＳと導波管とのインピーダンスを整合させるための導体である。導体２９は、例えば、平面視円形状にすることができる。導体２９の直径は、例えば、６００μｍとすることができる。導体２９の厚さは、例えば、２０μｍとすることができる。導体２９の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。
【００２４】
貫通孔３２は、絶縁層２３，２４、パッド２７、パッド２８、及び導体２９を貫通するように形成されている。貫通孔３２の側面は、パッド２７、パッド２８、及び導体２９の一部を露出している。貫通孔３２の直径は、例えば、２５０μｍとすることができる。
【００２５】
ビア３３は、貫通孔３２の側面、パッド２７の上面２７Ａ、パッド２８の下面２８Ａを覆うように設けられている。これにより、ビア３３は、貫通孔３２により露出された部分のパッド２７、パッド２８、及び導体２９と接続されている。つまり、ビア３３は、パッド２７、パッド２８、及び導体２９と電気的に接続されている。
【００２６】
ビア３３は、ビア３３の中心を貫通する貫通孔３８を有する。ビア３３の厚さは、例えば、１５μｍとすることができる。貫通孔３８の直径は、例えば、２２０μｍとすることができる。ビア３３の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。
【００２７】
絶縁樹脂３４は、貫通孔３８を充填している。絶縁樹脂３４の端面３４Ａは、ビア３３の端面３３Ａに対して略面一となるように構成されている。絶縁樹脂３４の端面３４Ｂは、ビア３３の端面３３Ｂに対して略面一となるように構成されている。絶縁樹脂３４としては、例えば、エポキシ樹脂を用いることができる。
【００２８】
高周波信号入力用パッド３５は、積層された金属層２１，２２，４１により構成されている。金属層４１は、ビア３３の端面３３Ａ及び絶縁樹脂３４の端面３４Ａを覆うように設けられている。これにより、高周波信号入力用パッド３５は、ビア３３と電気的に接続されている。
【００２９】
金属層２１は、金属層４１の上面を覆うように設けられている。金属層２２は、金属層２１の上面を覆うように設けられている。金属層２１，２２，４１としては、例えば、Ｃｕ層を用いることができる。金属層２１としてＣｕ層を用いる場合、金属層２１の厚さは、例えば、１５μｍとすることができる。金属層２２としてＣｕ層を用いる場合、金属層２２の厚さは、例えば、１０μｍとすることができる。金属層４１としてＣｕ層を用いる場合、金属層４１の厚さは、例えば、１０μｍとすることができる。言い換えれば、高周波信号入力用パッド３５の厚さは、例えば、３５μｍとすることができる。また、高周波信号入力用パッド３５の直径は、例えば、６００μｍとすることができる。
【００３０】
上記構成とされた高周波信号入力用パッド３５は、高周波線路構造１０の外部から供給される高周波信号が入力されるパッドである。高周波信号入力用パッド３５は、高周波信号が入力された際、入力された高周波信号をビア３３に伝搬する。
【００３１】
高周波信号放出用パッド３６は、ビア３３の端面３３Ｂ及び絶縁樹脂３４の端面３４Ｂを覆うように設けられている。これにより、高周波信号放出用パッド３６は、ビア３３と電気的に接続されている。高周波信号放出用パッド３６は、ビア３３により伝搬された高周波信号を積層体１１に放出するためのパッドである。高周波信号放出用パッド３６の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。高周波信号放出用パッド３６の直径は、例えば、６００μｍとすることができる。高周波信号放出用パッド３６の厚さは、例えば、１０μｍとすることができる。
【００３２】
高周波信号出力部１３は、第３のパッドであるパッド４６と、第４のパッドであるパッド４７と、第２の導体である導体４８と、第２の貫通孔である貫通孔５１と、第２のビアであるビア５２と、絶縁樹脂５３と、高周波信号受信用パッド５５と、高周波信号出力用パッド５６とを有する。
【００３３】
パッド４６は、絶縁層２３と接触する面の反対側に位置する絶縁層２４の面２４Ａに設けられている。パッド４６は、パッド２７から離間した位置に配置されている。パッド４６は、例えば、平面視円形状にすることができる。パッド４６の直径は、例えば、６００μｍとすることができる。パッド４６の厚さは、例えば、２０μｍとすることができる。パッド４６の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。
【００３４】
パッド４７は、絶縁層２３の面２３Ｂに設けられている。パッド４７は、絶縁層２３，２４を介して、パッド４６と対向するように配置されている。パッド４７は、ＭＬＳと導波管とのインピーダンスを整合させる機能を有する。パッド４７は、例えば、平面視円形状にすることができる。パッド４７の直径は、例えば、６００μｍとすることができる。パッド４７の厚さは、例えば、２０μｍとすることができる。パッド４７の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。
【００３５】
導体４８は、パッド４６とパッド４７との間に位置する部分の絶縁層２３の面２３Ａに設けられている。導体４８は、絶縁層２４を介して、パッド４６と対向配置されると共に、絶縁層２３を介して、パッド４７と対向配置されている。導体４８は、ＭＬＳと導波管とのインピーダンスを整合させるための導体である。導体４８は、例えば、平面視円形状にすることができる。導体４８の直径は、例えば、６００μｍとすることができる。導体４８の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。
【００３６】
貫通孔５１は、パッド４６、パッド４７、導体４８、及びパッド４６，４７間に位置する部分の絶縁層２３，２４を貫通するように形成されている。貫通孔５１の側面は、パッド４６、パッド４７、及び導体４８の一部を露出している。貫通孔５１の直径は、例えば、２５０μｍとすることができる。
【００３７】
ビア５２は、貫通孔５１の側面、パッド４６の上面４６Ａ、パッド４７の下面４７Ａを覆うように設けられている。これにより、ビア５２は、貫通孔５１により露出された部分のパッド４６、パッド４７、及び導体４８と接続されている。つまり、ビア５２は、パッド４６、パッド４７、及び導体４８と電気的に接続されている。
【００３８】
ビア５２は、ビア５２の中心を貫通する貫通孔５８を有する。ビア５２の厚さは、例えば、１５μｍとすることができる。貫通孔５８の直径は、例えば、２２０μｍとすることができる。ビア５２の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。
【００３９】
絶縁樹脂５３は、貫通孔５８を充填している。絶縁樹脂５３の端面５３Ａは、ビア５２の端面５２Ａに対して略面一となるように構成されている。絶縁樹脂５３の端面５３Ｂは、ビア５２の端面５２Ｂに対して略面一となるように構成されている。絶縁樹脂５３としては、例えば、エポキシ樹脂を用いることができる。
【００４０】
高周波信号受信用パッド５５は、ビア５２の端面５２Ｂ及び絶縁樹脂５３の端面５３Ｂを覆うように設けられている。これにより、高周波信号受信用パッド５５は、ビア５２と電気的に接続されている。高周波信号受信用パッド５５は、積層体１１により伝搬された高周波信号を受信すると共に、受信した高周波信号をビア５２に伝搬させるためのパッドである。高周波信号受信用パッド５５の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。高周波信号受信用パッド５５の直径は、例えば、６００μmとすることができる。高周波信号受信用パッド５５の厚さは、例えば、１０μｍとすることができる。
【００４１】
高周波信号出力用パッド５６は、ビア５２の端面５２Ａ及び絶縁樹脂５３の端面５３Ａを覆うように設けられている。高周波信号出力用パッド５６は、積層された金属層２１，２２，４１により構成されている。つまり、高周波信号出力用パッド５６は、高周波信号入力用パッド３５と同様な構成とされている。高周波信号出力用パッド５６は、ビア５２により伝搬された高周波信号を高周波線路構造１０の外部に出力するためのパッドである。
【００４２】
第１の金属層１５は、パッド２７，４６、高周波信号入力用パッド３５、及び高周波信号出力用パッド５６を囲むように、絶縁層２４の面２４Ａに設けられている。第１の金属層１５と高周波信号入力用パッド３５及び高周波信号出力用パッド５６との間には、溝が形成されている。これにより、第１の金属層１５は、高周波信号入力用パッド３５及び高周波信号出力用パッド５６とは電気的に絶縁されている。
【００４３】
第１の金属層１５は、接地層であり、金属層５９と、金属層６１と、金属層４１とが順次積層された構成とされている。金属層５９は、絶縁層２４の面２４Ａに設けられている。金属層５９としては、例えば、Ｃｕ層を用いることができる。金属層５９として、Ｃｕ層を用いた場合、金属層５９の厚さは、例えば、２０μｍとすることができる。
【００４４】
金属層６１は、金属層５９の上面に設けられている。金属層６１としては、例えば、Ｃｕ層を用いることができる。金属層６１として、Ｃｕ層を用いた場合、金属層６１の厚さは、例えば、１５μｍとすることができる。
【００４５】
上記構成とされた第１の金属層１５は、高周波信号放出用パッド３６から積層体１１に放出された高周波信号が積層体１１の上面側から漏れることを防止するためのものである。また、第１の金属層１５は、高周波線路構造１０の外部からの電磁波を遮断するためのシールド機能を有する。
【００４６】
第２の金属層１６は、絶縁層２３と接触する面の反対側に位置する絶縁層２５の面２５Ａ（積層体１１の第２の面）を覆うように設けられている。第２の金属層１６は、高周波信号放出用パッド３６から積層体１１に放出された高周波信号が積層体１１の下面側から漏れることを防止するためのものである。また、第２の金属層１６は、高周波線路構造１０の外部からの電磁波を遮断するためのシールド機能を有する。
【００４７】
第２の金属層１６としては、例えば、Ｃｕ層を用いることができる。第２の金属層１６としてＣｕ層を用いた場合、第２の金属層１６の厚さは、例えば、２０μｍとすることができる。
【００４８】
貫通孔１７は、高周波信号入力部１２の形成領域、及び高周波信号出力部１３の形成領域の外側に位置する部分の積層体１１、第１の金属層１５、及び第２の金属層１６を貫通するように複数形成されている。複数の貫通孔１７は、第１及び第２の金属層１５，１６の一部を露出している。複数の貫通孔１７は、高周波信号入力部１２及び高周波信号出力部１３を囲むように配置されている。
【００４９】
貫通ビア１８は、複数の貫通孔１７の側面に設けられている。貫通ビア１８は、貫通孔１７により露出された部分の第１及び第２の金属層１５，１６と接続されている。これにより、貫通ビア１８は、第１の金属層１５と第２の金属層１６とを電気的に接続している。言い換えれば、第１の金属層１５、第２の金属層１６、及び貫通ビア１８は、同電位とされている。
【００５０】
貫通ビア１８は、高周波信号放出用パッド３６から積層体１１に放出された高周波信号が積層体１１の側面側から漏れることを防止するためのものである。また、貫通ビア１８は、高周波線路構造１０の外部からの電磁波を遮断するためのシールド機能を有する。
【００５１】
このように、積層体１１の上面に設けられた第１の金属層１５と、積層体１１の下面に設けられた第２の金属層１６と、第１及び第２の金属層１５，１６と積層体１１とを貫通すると共に、高周波信号入力部１２及び高周波信号出力部１３を囲むように配置された複数の貫通ビア１８とを設けることにより、高周波信号放出用パッド３６から積層体１１に放出された高周波信号が高周波線路構造１０の外部に漏れることを防止可能になると共に、高周波線路構造１０の外部から進入する電磁波を遮断することが可能となる。これにより、積層体１１を介して、高周波信号入力部１２と高周波信号出力部１３との間を伝搬される高周波信号の伝搬損失を小さくすることができる。
【００５２】
貫通ビア１８は、貫通ビア１８の中心を貫通する貫通孔６２を有する。貫通ビア１８の厚さは、例えば、１５μｍとすることができる。この場合、貫通孔６２の直径は、例えば、３２０μｍとすることができる。
【００５３】
絶縁樹脂１９は、貫通孔６２を充填している。絶縁樹脂１９の一方の端面１９Ａは、第１の金属層１５を構成する金属層４１の上面４１Ａに対して略面一とされている。絶縁樹脂１９の他方の端面１９Ｂは、第２の金属層１６に設けられた金属層２１の下面に対して略面一とされている。絶縁樹脂１９としては、例えば、エポキシ樹脂を用いることができる。
【００５４】
金属層２１は、第１の金属層１５、高周波信号入力用パッド３５、及び高周波信号出力用パッド５６を構成する金属層４１の上面４１Ａと、第２の金属層１６の下面とを覆うように設けられている。
【００５５】
金属層２２は、第１の金属層１５、高周波信号入力用パッド３５、及び高周波信号出力用パッド５６を構成する金属層２１の上面と、絶縁樹脂層１９の端面１９Ａ，１９Ｂと、第２の金属層１６に設けられた金属層２１の下面とを覆うように設けられている。絶縁樹脂層１９の端面１９Ａ，１９Ｂに設けられた部分の金属層２２は、絶縁樹脂１９を貫通孔６２内に密閉するための蓋としての機能を有する。
【００５６】
本実施の形態の高周波線路によれば、複数の絶縁層２３〜２５が積層された積層体１１に設けられ、入力された高周波信号を積層体１１に放出する高周波信号入力部１２と、高周波信号入力部１２から離間して配置されるように積層体１１に設けられ、積層体１１を介して、高周波信号入力部１２が放出された高周波信号を受信すると共に、受信した高周波信号を出力する高周波信号出力部１３と、積層体１１の上面に設けられ、高周波信号入力部１２及び高周波信号出力部１３とは電気的に絶縁された第１の金属層１５と、積層体１１の下面を覆う第２の金属層１６と、高周波信号入力部１２及び高周波信号出力部１３を囲むように、積層体１１内に配置され、第１及び第２の金属層１５，１６と接続された複数の貫通ビア１８とを設けることにより、積層体１１を介して、高周波信号入力部１２と高周波信号出力部１３との間を高周波信号が伝搬されるため、高周波信号入力部１２と高周波信号出力部１３との距離を大きくした場合でも、高周波信号の伝搬損失を小さくすることができる。
【００５７】
また、第１の金属層１５、第２の金属層１６、及び複数の貫通ビア１８により、高周波信号が伝搬される部分の積層体１１の周囲を囲むことで、高周波信号入力部１２と高周波信号出力部１３との間を伝搬される高周波信号が高周波線路構造１０の外部に漏れることがなくなると共に、高周波線路構造１０の外部から積層体１１に侵入する電磁波を遮断することが可能となるため、高周波信号の伝搬損失を小さくすることができる。
【００５８】
なお、本実施の形態の高周波線路構造１０は、１０ｍｍ以上の伝送距離において、３０ＧＨｚ以上の高周波信号をほとんど損失なく伝送することができる。
【００５９】
また、貫通ビア１８の代わりに、積層体１１の厚さ方向に、複数のビア及びパッド（図示せず）を積み重ね、これら複数のビア及びパッドにより、第１の金属層１５と第２の金属層１６とを電気的に接続してもよい。このような構成とされた高周波線路構造は、本実施の形態の高周波線路構造１０と同様な効果を得ることができる。
【００６０】
図５〜図１９は、本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の製造工程を示す図である。図５〜図１９において、本実施の形態の高周波線路構造１０（図３参照）と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００６１】
図５〜図１９を参照して、本実施の形態の高周波線路構造１０の製造方法について説明する。
【００６２】
始めに、図５に示す工程では、半硬化状態とされた絶縁層２３の両面２３Ａ，２３Ｂに金属層６５が貼り付けられた両面金属層付き絶縁層６７を準備する。
【００６３】
半硬化状態とされた絶縁層２３としては、例えば、有機樹脂層を用いることができる。この場合、絶縁層２３としては、例えば、ガラスクロスに樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を含浸させたプリプレグ樹脂を用いることができる。
【００６４】
金属層６５としては、例えば、金属箔（例えば、銅箔）を用いることができる。この場合、金属層６５の厚さは、例えば、２０μｍとすることができる。
【００６５】
次いで、図６に示す工程では、絶縁層２３の面２３Ａに設けられた金属層６５をパターニングすることで、導体２９（第１の導体）及び導体４８（第２の導体）を形成し、絶縁層２３の面２３Ｂに設けられた金属層６５をパターニングすることで、パッド２８（第２のパッド）及びパッド４７（第４のパッド）を形成する。このとき、パッド２８は、導体２９と対向するように形成する。また、パッド４７は、導体４８と対向するように形成する。
【００６６】
具体的には、導体２９，４８は、例えば、絶縁層２３の面２３Ａに設けられた金属層６５の上面に、導体２９，４８の形成領域を覆うエッチング用レジスト膜（図示せず）を形成し、次いで、エッチング用レジスト膜から露出された部分の金属層６５をエッチングにより除去し、その後、エッチング用レジスト膜を除去することで形成する。パッド２８，４７は、導体２９，４８と同様な手法により形成することができる。
【００６７】
次いで、図７に示す工程では、半硬化状態とされた絶縁層２４の面２４Ａに金属層５９が貼り付けられた片面金属層付き絶縁層７１を準備する。次いで、絶縁層２３の面２３Ａと絶縁層２４とが接触するように、図６に示す構造体上に片面金属層付き絶縁層７１を貼り付け、その後、半硬化状態とされた絶縁層２３，２４を完全に硬化させる。
【００６８】
半硬化状態とされた絶縁層２４としては、例えば、有機樹脂層を用いることができる。この場合、絶縁層２４としては、例えば、ガラスクロスに樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を含浸させたプリプレグ樹脂を用いることができる。
【００６９】
金属層５９は、後述する図１９に示す工程においてパターニングされることにより、先に説明した図３に示すパッド２７（第１のパッド）及びパッド４６（第３のパッド）となる金属層である。金属層５９としては、例えば、金属箔（例えば、銅箔）を用いることができる。この場合、金属層５９の厚さは、例えば、２０μｍとすることができる。完全に硬化した絶縁層２３の厚さは、例えば、２６０μｍとすることができる。また、完全に硬化した絶縁層２４の厚さは、例えば、３００μｍとすることができる。
【００７０】
次いで、図８に示す工程では、金属層５９、パッド２８、導体２９、及び完全に硬化した絶縁層２３，２４を貫通する貫通孔３２（第１の貫通孔）と、金属層５９、パッド４７、導体４８、及び完全に硬化した絶縁層２３，２４を貫通する貫通孔５１（第２の貫通孔）とを形成する。これにより、貫通孔３２の側面は、パッド２８及び導体２９の一部を露出し、貫通孔５１の側面は、パッド４７及び導体４８の一部を露出する。
【００７１】
具体的には、貫通孔３２，５１は、例えば、図７に示す構造体をドリル加工することで形成する。貫通孔３２，５１の直径は、例えば、２５０μｍとすることができる。
【００７２】
次いで、図９に示す工程では、図８に示す構造体の上下面及び貫通孔３２，５１の側面を覆う金属層６１を形成する。
【００７３】
具体的には、例えば、無電解めっき法により、図８に示す構造体の上下面及び貫通孔３２，５１の側面を覆う無電解Ｃｕめっき層（図示せず）を形成し、次いで、無電解Ｃｕめっき層を給電層とする電解めっき法により、無電解Ｃｕめっき層に電解Ｃｕめっき層（図示せず）を積層形成することで、無電解Ｃｕめっき層及び電解Ｃｕめっき層よりなる金属層６１を形成する。
【００７４】
これにより、貫通孔３２に形成された金属層６１により構成されたビア３３と、貫通孔５１に形成された金属層６１により構成されたビア５２とが同時に形成される。なお、この段階では、ビア３３，５２は、金属層６１を介して電気的に接続されている。
【００７５】
ビア３３は、貫通孔３２の側面に形成されることで、パッド２８及び導体２９と接続される。ビア３３の中心には、貫通孔３８が形成される。ビア５２は、貫通孔５１の側面に形成されることで、パッド４７及び導体４８と接続される。ビア５２の中心には、貫通孔５８が形成される。
【００７６】
金属層６１の材料としては、例えば、Ｃｕを用いることができる。この場合、金属層６１の厚さは、例えば、１５μｍとすることができる。
【００７７】
次いで、図１０に示す工程では、エッチングにより、絶縁層２３の面２３Ｂに形成された不要な金属層６１を除去する。この段階では、ビア３３，５２は、絶縁層２４の面２４Ａに形成された金属層５９、及び金属層５９に形成された金属層６１により電気的に接続されている。
【００７８】
次いで、図１１に示す工程では、貫通孔３８を充填する絶縁樹脂３４、及び貫通孔５８を充填する絶縁樹脂５３を形成する。
【００７９】
このとき、絶縁樹脂３４，５３は、絶縁樹脂３４，５３の端面３４Ａ，５３Ａが金属層６１の上面に対して略面一になると共に、絶縁樹脂３４，５３の端面３４Ｂ，５３Ｂがビア３３，５２の端面３３Ｂ，５２Ｂに対して略面一となるように形成する。絶縁樹脂３４，５３は、例えば、印刷法により形成することができる。絶縁樹脂３４，５３としては、例えば、エポキシ樹脂を用いることができる。
【００８０】
次いで、図１２に示す工程では、図１１に示す構造体の両面を覆う金属層４１を形成する。これにより、絶縁層２４の面２４Ａに、金属層５９と、金属層６１と、金属層４１とが順次積層された構成とされた第１の金属層１５が形成される。この段階では、第１の金属層１５は、ビア３３，５２と電気的に接続されている。
【００８１】
金属層４１としては、例えば、Ｃｕ層を用いることができる。金属層４１の厚さは、例えば、１０μｍとすることができる。
【００８２】
具体的には、例えば、図１１に示す構造体の両面に、無電解めっき法により、図１１に示す構造体の両面を覆う無電解Ｃｕめっき層（図示せず）を形成し、次いで、無電解Ｃｕめっき層を給電層とする電解めっき法により、無電解Ｃｕめっき層に電解Ｃｕめっき層（図示せず）を形成することで、無電解Ｃｕめっき層及び電解Ｃｕめっき層よりなる金属層４１を形成する。
【００８３】
なお、図１１に示す構造体の下面側に形成された金属層４１は、高周波信号放出用パッド３６及び高周波信号受信用パッド５５の母材となる金属層である。
【００８４】
次いで、図１３に示す工程では、先に説明した図１０に示す工程と同様な処理を行うことで、絶縁層２３の面２３Ｂに形成された不要な金属層４１を除去する。これにより、絶縁樹脂３４の端面３４Ｂ及びビア３３の端面３３Ｂを覆う高周波信号放出用パッド３６と、絶縁樹脂５３の端面５３Ｂ及びビア５２の端面５２Ｂを覆う高周波信号受信用パッド５５とが同時に形成される。
【００８５】
次いで、図１４に示す工程では、半硬化状態とされた絶縁層２５の面２５Ａに第２の金属層１６が貼り付けられた片面金属層付き絶縁層７４を準備する。次いで、絶縁層２３の面２３Ｂと絶縁層２５とが接触するように、図１３に示す構造体上に片面金属層付き絶縁層７４を貼り付け、その後、半硬化状態とされた絶縁層２５を完全に硬化させる。
【００８６】
これにより、完全に硬化した絶縁層２３〜２５により構成された積層体１１、パッド２８，４７、導体２９，４８、ビア３３，５２、高周波信号放出用パッド３６、高周波信号受信用パッド５５、第１の金属層１５、及び第２の金属層１６を備えた多層配線構造体７６が形成される。なお、図５〜図１４に示す工程が「多層配線構造体形成工程」に相当する工程である。
【００８７】
半硬化状態とされた絶縁層２５としては、例えば、有機樹脂層を用いることができる。この場合、絶縁層２５としては、例えば、ガラスクロスに樹脂（例えば、エポキシ樹脂）を含浸させたプリプレグ樹脂を用いることができる。この場合、完全に硬化した絶縁層２５の厚さは、例えば、３００μｍとすることができる。
【００８８】
第２の金属層１６としては、例えば、金属箔（例えば、銅箔）を用いることができる。この場合、第２の金属層１６の厚さは、例えば、２０μｍとすることができる。
【００８９】
次いで、図１５に示す工程では、図１４に示す多層配線構造体７６の構成要素のうち、第１の金属層１５、第２の金属層１６、及び第１の金属層１５と第２の金属層１６との間に位置する部分の積層体１１を貫通するように、複数の貫通孔１７（第３の貫通孔）を形成する（貫通孔形成工程）。
【００９０】
具体的には、複数の貫通孔１７は、例えば、第１の金属層１５、第２の金属層１６、及び第１の金属層１５と第２の金属層１６との間に位置する部分の積層体１１をドリル加工することで形成する。このとき、複数の貫通孔１７は、高周波信号入力部１２の形成領域及び高周波信号出力部１３の形成領域を囲むように形成する。貫通孔１７の直径は、例えば、３５０μｍとすることができる。
【００９１】
次いで、図１６に示す工程では、先に説明した図９に示す工程と同様な手法（めっき法）により、図１５に示す構造体の両面と、複数の貫通孔１７の側面とを覆う金属層２１を形成することで、複数の貫通孔１７の側面に金属層２１を母材とする貫通ビア１８を形成する。この段階では、複数の貫通ビア１８は、ビア３３，５２と電気的に接続されている。
【００９２】
このように、積層体１１、パッド２８，４７、導体２９，４８、ビア３３，５２、高周波信号放出用パッド３６、高周波信号受信用パッド５５、第１の金属層１５、及び第２の金属層１６を有した多層配線構造体７６を形成し、次いで、第１の金属層１５、第２の金属層１６、及び第１の金属層１５と第２の金属層１６との間に位置する部分の積層体１１を貫通する貫通孔１７を複数形成し、その後、めっき法により複数の貫通孔１７に、第１及び第２の金属層１５，１６と接続される貫通ビア１８を形成することにより、複数のビア及び配線（図示せず）を介して第１の金属層１５と第２の金属層１６とを電気的に接続する場合と比較して、高周波線路構造１０の製造コストを低減することができる。
【００９３】
次いで、図１７に示す工程では、先に説明した図１１に示す工程と同様な処理を行うことにより、貫通孔６２を充填する絶縁樹脂１９を形成する。このとき、絶縁樹脂１９は、絶縁樹脂１９の端面１９Ａが第１の金属層１５に設けられた金属層２１の上面に対して略面一になると共に、絶縁樹脂１９の端面１９Ｂが第２の金属層１６に設けられた金属層２１の下面に対して略面一になるように形成する。
【００９４】
次いで、図１８に示す工程では、先に説明した図１２に示す工程と同様な処理を行うことにより、図１７に示す構造体の両面を覆う金属層２２を形成する。これにより、貫通孔６２内に絶縁樹脂１９が密閉される。
【００９５】
次いで、図１９に示す工程では、エッチングにより、図１８に示す構造体の上面側に積層された金属層５９，６１，４１，２１，２２をパターニングすることで、高周波信号入力用パッド３５と、高周波信号出力用パッド５６と、高周波信号入力用パッド３５及び高周波信号出力用パッド５６と電気的に絶縁された第１の金属層１５とが同時に形成される。これにより、本実施の形態の高周波線路構造１０が製造される。
【００９６】
本実施の形態の樹脂基板における高周波線路構造の製造方法によれば、複数の絶縁層２３〜２５が積層された積層体１１に設けられ、入力された高周波信号を積層体１１に放出する高周波信号入力部１２と、高周波信号入力部１２から離間して配置されるように積層体１１に設けられ、積層体１１を介して、高周波信号入力部１２が放出された高周波信号を受信すると共に、受信した高周波信号を出力する高周波信号出力部１３と、積層体１１の上面に設けられ、高周波信号入力部１２及び高周波信号出力部１３とは電気的に絶縁された第１の金属層１５と、積層体１１の下面を覆う第２の金属層１６と、高周波信号入力部１２及び高周波信号出力部１３を囲むように、積層体１１内に配置され、第１及び第２の金属層１５，１６と接続された複数の貫通ビア１８とを備え、高周波信号入力部１２と高周波信号出力部１３との間における高周波信号の伝搬損失を小さくすることが可能な高周波線路構造１０を製造することができる。
【００９７】
また、第１の金属層１５、第２の金属層１６、及び第１の金属層１５と第２の金属層１６との間に位置する部分の積層体１１を貫通する貫通孔１７を複数形成し、その後、めっき法により複数の貫通孔１７に、第１及び第２の金属層１５，１６とを電気的に接続する貫通ビア１８を形成することにより、複数のビア及び配線（図示せず）を介して第１の金属層１５と第２の金属層１６とを電気的に接続する場合と比較して、高周波線路構造１０の製造コストを低減することができる。
【００９８】
図２０は、本発明の実施の形態に係る樹脂基板における高周波線路構造の使用例を示す図である。図２０において、本実施の形態の高周波線路構造１０と同一構成部分には同一符号を付す。
【００９９】
ここで、上記説明した高周波線路構造１０の使用例について説明する。
【０１００】
高周波線路構造１０を使用する場合、例えば、図２０に示すように、高周波線路構造１０の上面に、高周波信号入力用パッド３５の上面を露出する開口部８２及び高周波信号出力用パッド５６の上面を露出する開口部８３を有した絶縁層８１（例えば、ポリイミド等の絶縁樹脂層）と、開口部８２及び絶縁層８１の上面８１Ａに配置され、高周波信号入力用パッド３５と接続された第１の配線パターン８５と、開口部８３及び絶縁層８１の上面８１Ａに配置され、高周波信号出力用パッド５６と接続された第２の配線パターン８７と、を備えたＭＳＬ（マイクロストリップライン）を設ける。この場合、Ｚｏ整合回路は、ＭＳＬと導波管とのインピーダンスを整合させる。
【０１０１】
上記構成の場合、第１の配線パターン８５により伝搬されるＴＥＭモード（Transverse ElectroMagnetic Waveで信号が伝搬されるモード）の高周波信号は、高周波信号入力用パッド３５に入力された後、導波管内をＴＥモード（Transverse Electric Waveで信号が伝搬されるモード）及びＴＭモード（Transverse Magnetic Waveで信号が伝搬されるモード）で伝搬される。その後、高周波信号出力用パッド５６からＴＥＭモードの高周波信号が出力され、第２の配線パターン８７に伝搬される。
【０１０２】
他の構成としては、例えば、ＭＳＬが形成された配線基板（図示せず）を、高周波信号入力用パッド３５及び高周波信号出力用パッド５６に実装する構成がある。この場合、Ｚｏ整合回路は、配線基板に形成されたＭＳＬと導波管とのインピーダンスを整合させる。
【０１０３】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  高周波線路構造
１１  積層体
１２  高周波信号入力部
１３  高周波信号出力部
１５  第１の金属層
１６  第２の金属層
１６Ａ，２８Ａ，４７Ａ  下面
１７，３２，３８，５１，５８，６２  貫通孔
１８  貫通ビア
１９，３４，５３  絶縁樹脂
１９Ａ，１９Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ，３４Ａ，３４Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ，５３Ａ，５３Ｂ  端面
２１，２２，４１，５９，６１，６５  金属層
２３〜２５，８１  絶縁層
２３Ａ，２３Ｂ，２４Ａ，２５Ａ  面
２７，２８，４６，４７  パッド
２７Ａ，４１Ａ，４６Ａ，８１Ａ  上面
２９，４８  導体
３３，５２  ビア
３５  高周波信号入力用パッド
３６  高周波信号放出用パッド
５５  高周波信号受信用パッド
５６  高周波信号出力用パッド
６７  両面金属層付き絶縁層
７１，７４  片面金属層付き絶縁層
７６  多層配線構造体
８２，８３  開口部
８５  第１の配線パターン
８７  第２の配線パターン
【図１】
2010283657.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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