(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ基板やガラス基板を素材とすることにより高誘電率特性を有するとともに、相対する所定の領域にそれぞれ開口部を貫通して形成した一対のコア基板と、
上記開口部を位置合わせして重ね合わせた上記一対のコア基板の相対する主面間を接合するとともに、一部が上記各開口部内にそれぞれ充填されることにより低誘電率特性の充填層を構成する上記コア基板よりも低誘電率特性のプリプレグ材と、
少なくとも一方の上記コア基板の接合主面と対向する主面に上記コア基板よりも低誘電率特性の誘電絶縁材により形成されるとともに、表面を平坦化してビルドアップ形成面として構成した薄膜層と、
上記薄膜層上に、薄膜技術或いは厚膜技術によって上記充填材層により層厚の低誘電率特性領域とされた上記開口部の対応領域に形成した集中定数素子とその他の領域に形成した分布定数素子とを混載した多層配線層を形成してなる高周波回路部と
から構成した高周波モジュール基板装置。
【請求項２】
Ｓｉ基板やガラス基板を素材とすることにより高誘電率特性を有する一対のコア基板に対して、相対する所定の領域にそれぞれ開口部を形成するコア基板形成工程と、
上記開口部を位置合わせして重ね合わせた上記一対のコア基板の相対する主面間を上記コア基板よりも低誘電率特性のプリプレグ材によって接合するとともに、上記プリプレグ材の一部が上記各開口部内にそれぞれ充填されることにより層厚の低誘電率特性領域の充填層を構成するコア基板接合工程と、
少なくとも一方の上記コア基板の接合主面と対向する主面に上記コア基板よりも低誘電率特性の誘電絶縁材により形成されるとともに、表面を平坦化してビルドアップ形成面を構成する薄膜層を形成する薄膜層形成工程と、
上記薄膜層の上記ビルドアップ形成面上に、配線層又は配線層と絶縁層とを交互に積層形成するとともに、薄膜技術或いは厚膜技術によって上記充填材層により層厚の低誘電率特性領域とされた上記開口部の対応領域に形成した集中定数素子とその他の領域に形成した分布定数素子を混載してなる多層配線層からなる高周波回路部を形成する高周波回路部形成工程
とを有する高周波モジュール基板装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばパーソナルコンピュータ、携帯電話機、オーディオ機器等の各種電子機器に搭載され、情報通信機能やストレージ機能等を有して超小型通信機能モジュールを構成する高周波モジュール装置に好適に用いられる高周波モジュール基板装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、音楽、音声或いは画像等の各種情報は、近年、データのデジタル化に伴ってパーソナルコンピュータやモバイルコンピュータ等によっても手軽に扱えるようになっている。また、これらの情報は、音声コーデック技術や画像コーデック技術により帯域圧縮が図られて、デジタル通信やデジタル放送により各種の通信端末機器に対して容易にかつ効率的に配信される環境が整いつつある。例えば、オーディオ・ビデオデータ（ＡＶデータ）は、携帯電話機によって屋外での受信も可能である。
【０００３】
ところで、データ等の送受信システムは、家庭を始めとして小規模な地域内においても好適なネットワークシステムの提案によって、様々に活用されるようになっている。ネットワークシステムとしては、例えばIEEE802.1aで提案されているような５ＧＨｚ帯域の狭域無線通信システム、IEEE802.1bで提案されているような２．４５ＧＨｚ帯域の無線ＬＡＮシステム或いはBluetoothと称される近距離無線通信システム等の種々の次世代ワイヤレスシステムが注目されている。送受信システムは、かかるワイヤレスネットワークシステムを有効に利用して、家庭内や屋外等の様々な場所において手軽にかつ中継装置等を介することなく様々なデータの授受、インターネット網へのアクセスやデータの送受信が可能となる。
【０００４】
一方、送受信システムにおいては、上述した通信機能を有する小型軽量かつ携帯可能な通信端末機器の実現が必須となる。通信端末機器においては、送受信部においてアナログの高周波信号の変復調処理を行うことが必要であることから、一般に送受信信号からいったん中間周波数に変換するようにしたスーパーへテロダイン方式による高周波送受信回路が備えられる。
【０００５】
高周波送受信回路には、アンテナや切替スイッチを有し情報信号を受信或いは送信するアンテナ部と、送信と受信との切替を行う送受信切替器とが備えられている。高周波送受信回路には、周波数変換回路部や復調回路部等からなる受信回路部が備えられる。高周波送受信回路には、パワーアンプやドライブアンプ及び変調回路部等からなる送信回路部が備えられる。高周波送受信回路には、受信回路部や送信回路部に基準周波数を供給する基準周波数生成回路部が備えられる。
【０００６】
かかる高周波送受信回路においては、各段間にそれぞれ介挿された種々のフィルタ、局発装置（ＶＣＯ）、ＳＡＷ（表面弾性波）フィルタ等の大型機能部品や、整合回路或いはバイアス回路等の高周波アナログ回路に特有なインダクタ、抵抗、キャパシタ等の受動部品の点数が非常に多い構成となっている。高周波送受信回路は、各回路部のＩＣ化が図られるが、各段間に介挿されるフィルタをＩＣ中に取り込めず、またこのために整合回路も外付けとして必要となる。したがって、高周波送受信回路は、全体に大型となり、通信端末機器の小型軽量化に大きな障害となっていた。
【０００７】
一方、通信端末機器には、中間周波数への変換を行わずに情報信号の送受信を行うようにしたダイレクトコンバージョン方式による高周波送受信回路も用いられる。かかる高周波送受信回路においては、アンテナ部によって受信された情報信号が送受信切替器を介して復調回路部に供給されて直接ベースバンド処理が行われる。高周波送受信回路においては、ソース源で生成された情報信号が変調回路部において中間周波数に変換されることなく直接所定の周波数帯域に変調されてアンプと送受信切替器を介してアンテナ部から送信される。
【０００８】
かかる高周波送受信回路は、情報信号について中間周波数の変換を行うことなくダイレクト検波を行うことによって送受信する構成であることから、フィルタ等の部品点数が低減されて全体構成の簡易化が図られ、より１チップ化に近い構成が見込まれるようになる。しかしながら、このダイレクトコンバージョン方式による高周波送受信回路においても、後段に配置されたフィルタ或いは整合回路の対応が必要となる。また、高周波送受信回路は、高周波段で一度の増幅を行うことから充分なゲインを得ることが困難となり、ベースバンド部でも増幅操作を行う必要がある。したがって、高周波送受信回路は、ＤＣオフセットのキャンセル回路や余分なローパスフィルタを必要とし、さらに全体の消費電力が大きくなるといった問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高周波送受信回路は、上述したようにスーパーへテロダイン方式及びダイレクトコンバージョン方式のいずれにおいても、通信端末機器の小型軽量化等の要求仕様に対して充分な特性を満足し得ないものであった。このため、高周波送受信回路については、例えばＳｉ−ＣＭＯＳ回路等をベースとして簡易な構成によって小型化を図ったモジュール化について種々の試みが図られている。すなわち、試みの１つは、例えば特性の良い受動素子をＳｉ基板上に形成するとともにフィルタ回路や共振器等をＬＳＩ上に作り込み、さらにベースバンド部分のロジックＬＳＩも集積化することで、いわゆる１チップ化高周波送受信モジュールを製作する方法である。
【００１０】
しかしながら、かかるＳｉ基板高周波送受信モジュールにおいては、いかにして性能の良いインダクタをＬＳＩ上に形成するかが極めて重要となる。高周波送受信モジュールにおいては、このために例えばＳｉ基板及びＳｉＯ２絶縁層のインダクタ形成部位に対応して大きな凹部を形成し、この凹部に臨ませて第１の配線層を形成するとともに凹部を閉塞する第２の配線層を形成してインダクタ部を構成する。また、高周波送受信モジュールは、他の対応として配線パターンの一部を基板表面から立ち上げて空中に浮かすといった対応を図ることによってインダクタ部が形成されていた。しかしながら、かかる高周波送受信モジュールは、いずれもインダクタ部を形成する工程が極めて面倒であり、工程の増加によってコストがアップするといった問題があった。
【００１１】
一方、１チップ化高周波送受信モジュールにおいては、アナログ回路の高周波回路部と、デジタル回路のベースバンド回路部との間に介在するＳｉ基板の電気的干渉が大きな問題となる。高周波送受信モジュールについては、例えばＳｉ基板上にＳｉＯ２層を形成した後にリソグラフィ技術によって受動素子形成層を形成したものや、ガラス基板上にリソグラフィ技術によって受動素子形成層を成膜形成したものが提案されている。
【００１２】
Ｓｉ基板高周波送受信モジュールは、受動素子形成層の内部に配線パターンとともにインダクタ部、抵抗体部或いはキャパシタ部等の受動素子が薄膜形成技術や厚膜形成技術によって多層に形成されている。高周波送受信モジュールは、受動素子形成層上にビア（中継スルーホール）等を介して内部配線パターンと接続された端子部が形成され、これら端子部にフリップチップ実装法等により高周波ＩＣやＬＳＩ等の回路素子が直接実装されて構成される。かかる高周波送受信モジュールは、例えばマザー基板等に実装することで、高周波回路部とベースバンド回路部とを区分して両者の電気的干渉を抑制することが可能とされる。しかしながら、高周波送受信モジュールは、導電性を有するＳｉ基板が、受動素子形成層内に各受動素子を形成する際に機能するが、各受動素子の良好な高周波特性にとって邪魔になるといった問題がある。
【００１３】
ガラス基板高周波送受信モジュールは、ベース基板にガラス基板を用いることによって、Ｓｉ基板高周波送受信モジュールのＳｉ基板に起因する上述した問題を解決する。高周波送受信モジュールは、受動素子形成層の内部に配線パターンとともにインダクタ部、抵抗体部或いはキャパシタ部等の受動素子が薄膜形成技術や厚膜形成技術によって多層に形成されている。高周波送受信モジュールは、受動素子形成層上にビア等を介して内部配線パターンと接続された端子部が形成され、これら端子部にフリップチップ実装法等により高周波ＩＣやＬＳＩ等の回路素子が直接実装されて構成される。
【００１４】
高周波送受信モジュールは、導電性を有しないガラス基板を用いることで、ガラス基板と受動素子形成層との容量的結合度が抑制され受動素子形成層内に良好な高周波特性を有する受動素子を形成することが可能である。高周波送受信モジュールは、例えばマザー基板等に実装するために、受動素子形成層の表面に端子パターンを形成するとともにワイヤボンディング法等によってマザー基板との接続が行われる。したがって、高周波送受信モジュールは、端子パターン形成工程やワイヤボンディング工程が必要となる。
【００１５】
１チップ化高周波送受信モジュールにおいては、上述したようにベース基板上に高精度の受動素子形成層が形成される。ベース基板には、受動素子形成層を薄膜形成する際に、スパッタリング時の表面温度の上昇に対する耐熱特性、リソグラフィ時の焦点深度の保持、マスキング時のコンタクトアライメント特性が必要となる。ベース基板は、このために高精度の平坦性が必要とされるとともに、絶縁性、耐熱性或いは耐薬品性等が要求される。
【００１６】
Ｓｉ基板やガラス基板は、かかる特性を有しておりＬＳＩと別プロセスにより低コストで低損失な受動素子の形成を可能とする。また、Ｓｉ基板やガラス基板は、従来のセラミックモジュール技術で用いられる印刷によるパターン等の形成方法或いはプリント配線基板に配線パターンを形成する湿式エッチング法等と比較して、高寸法精度の受動素子の形成が可能であるとともに、素子サイズをその面積が１／１００程度まで縮小することを可能とする。さらに、Ｓｉ基板やガラス基板は、受動素子の使用限界周波数帯域を２０ＧＨｚまで高めることも可能とする。
【００１７】
しかしながら、かかる高周波送受信モジュールは、上述したようなＳｉ基板やガラス基板上に形成した配線層を介して高周波信号系のパターン形成と、電源やグランドの供給配線或いは制御系信号配線とを行う必要があり、これら各配線間に電気的干渉が生じるとともに、配線層を多層に形成することによるコストアップの問題が生じる。また、高周波送受信モジュールは、インターポーザ基板の一方主面上に搭載されるとともに全体を絶縁樹脂によって封装することによりパッケージ化が図られる。インターポーザ基板は、表裏主面にパターン配線層が形成されるとともに、高周波送受信モジュールの搭載領域の周囲に多数のランドが形成されてなる。パッケージは、インターポーザ基板上に高周波送受信モジュールを搭載した状態で、この高周波送受信モジュールとランドとをワイヤボンディングによって電気的に接続して電源供給や信号の送受を行うようにする。したがって、高周波送受信モジュールには、高周波ＩＣやチップ部品等を実装した表面層に、これら実装部品を接続する配線パターンやワイヤボンディングとの接続端子等が形成される。
【００１８】
高周波送受信モジュールは、上述したようにインターポーザ基板を介してパッケージ化が図られるために、パッケージの厚みや面積を大きくさせるといった問題がある。また、高周波送受信モジュールは、パッケージのコストをアップさせるといった問題もある。さらに、Ｓｉ基板或いはガラス基板高周波送受信モジュールにおいては、搭載した高周波ＩＣやＬＳＩ等の回路素子を覆ってシールドカバーが設けられるが、これら回路素子から発生する熱の放熱構造によって大型化するといった問題もある。さらに、高周波送受信モジュールにおいては、比較的高価なＳｉ基板やガラス基板を用いることで、コストがアップするといった問題があった。
【００１９】
ところで、高周波送受信モジュールにおいては、キャリア周波数が約５ＧＨｚを超える帯域で使用されるようになると、インダクタやキャパシタ等のいわゆる集中定数素子を用いた回路構成に対して伝送回路（Transmission Line）、結合回路（Coupling line）或いはスタブ（Stub）等のいわゆる分布定数素子を用いた回路構成がより特性の向上が図られるようになる。また、高周波送受信モジュールにおいては、使用周波数の帯域が上がるにしたがい、バンドバスフィルタ（ＢＰＦ）等が機能素子として分布定数素子によって構成されるようになり、インダクタやキャパシタ等の素子がチョークやデカップリング等の限定した機能部品として用いられることになる。
【００２０】
出願人は、先に図９及び図１０に基本構成図を示すように、比較的低価格の有機ベース基板５１上に薄膜層５２を形成するとともに、この薄膜層５２の表面を平坦化して高精度の分布定数素子のＢＰＦ５３や集中定数素子のスパイラルインダクタ５４とを成膜形成してなる高周波モジュール基板装置５０を提供した。高周波モジュール基板装置５０は、ベース基板上に高精度の受動素子や高密度配線層を形成することを可能とすることで、高機能化、薄型化、小型化及び低価格が図られる。
【００２１】
ところで、高周波モジュール基板装置５０においては、小型化を図るために、ＢＰＦ５３をＳｉ基板やガラス基板等の誘電率の高い基材によって形成したベース基板５１上に形成することが有効である。すなわち、高周波モジュール基板装置５０においては、高誘電率のベース基板５１を用いることで、そのマイクロストリップライン（表層）とストリップライン（内層）とにおいて異なる波長短縮が生じ、フィルタに使用している共振器長を短くすることが可能とされる。
【００２２】
波長短縮は、表層においてλ０／√εｗ（λ０：真空中での波長。εｗ：実効比誘電率。空気と誘電体の電磁界分布で決まる誘電率。）で発生するとともに、内層においてλ０／√εｒ（εｒ：ベース基板の比誘電率。）で発生する。
【００２３】
一方、高周波モジュール基板装置５０においては、スパイラルインダクタ５４が集中定数設計による波長よりも充分に小さい寸法設計の領域で構成されることから、波長短縮の影響が生じることは無い。高周波モジュール基板装置５０においては、スパイラルインダクタ５４がインダクタとして高いＱ値を出力するために、ベース基板５１のグランド層や周辺の金属パターンとの結合による寄生容量を低減することが必要となる。
【００２４】
高周波モジュール基板装置５０においては、スパイラルインダクタ５４の寄生容量を低減して特性の向上を図るためにベース基板５１をできるかぎり低い被誘電率の有機基板材料によって形成することが好ましい。かかる基板材料は、ＭＩＭキャパシタ（Metal Isolator Metal Capacitor）や薄膜抵抗体等の集中定数素子についても、同様に不要な寄生容量が低減されることで有効である。
【００２５】
分布定数素子と集中定数素子とは、上述したようにベース基板５１の誘電率仕様に対して相反する特性を有している。したがって、高周波モジュール基板装置５０においては、ベース基板５１が、分布定数素子又は集中定数素子のいずれか一方の特性を生かし他方の特性を犠牲にする選択が必要とされ、両者の特性を同時に奏し得ないといった課題があった。上述した高周波モジュール基板装置５０においても、分布定数素子と集中定数素子との混在に起因する問題についてなお解決すべき課題があった。
【００２６】
したがって、本発明は、ベース基板として高誘電率特性の基板を用いて高精度の分布定数素子と集中定数素子とを混在して搭載し、小型化を図るとともに寄生容量の低減も図った高周波モジュール基板装置及びその製造方法を提供することを目的に提案されたものである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明にかかる高周波モジュール基板装置は、Ｓｉ基板やガラス基板を素材とすることにより高誘電率特性を有するとともに相対する所定の領域にそれぞれ開口部を貫通して形成した一対のコア基板と、開口部を位置合わせして重ね合わせた一対のコア基板の相対する主面間を接合するとともに一部が各開口部内にそれぞれ充填されることにより低誘電率特性の充填層を構成するコア基板よりも低誘電率特性のプリプレグ材と、少なくとも一方のコア基板の接合主面と対向する主面にコア基板よりも低誘電率特性の誘電絶縁材により形成されるとともに表面を平坦化してビルドアップ形成面として構成した薄膜層と、薄膜層上に薄膜技術或いは厚膜技術によって充填材層により層厚の低誘電率特性領域とされた開口部の対応領域に形成した集中定数素子とその他の領域に形成した分布定数素子とを混載した多層配線層を形成してなる高周波回路部とから構成する。
【００２８】
以上のように構成された本発明にかかる高周波モジュール基板装置によれば、高誘電率特性のコア基板を接合してベース基板部が構成されるとともにこのベース基板部に平坦化されたビルドアップ形成面が構成されることで、このビルドアップ形成面上に薄膜技術或いは厚膜技術によって高精度に形成された集中定数素子と分布定数素子とが混在する配線層が形成される。高周波モジュール基板装置によれば、集中定数素子を充填材層により層厚の低誘電率特性領域とされた開口部の対応領域に形成することから寄生容量による特性劣化の抑制が図られる。高周波モジュール基板装置によれば、分布定数素子をその他の高誘電率特性領域に形成することから高誘電率のベース基板部の波長短縮効果により小型化を図ることが可能となる。
【００２９】
さらに、上述した目的を達成する本発明にかかる高周波モジュール基板装置の製造方法は、コア基板形成工程と、コア基板接合工程と、薄膜層形成工程と、高周波回路部形成工程とを有する。コア基板形成工程は、Ｓｉ基板やガラス基板を素材とすることにより高誘電率特性を有する一対のコア基板に対して、相対する所定の領域にそれぞれ開口部を形成する。コア基板接合工程は、開口部を位置合わせして重ね合わせた一対のコア基板の相対する主面間をコア基板よりも低誘電率特性のプリプレグ材によって接合するとともに、プリプレグ材の一部が各開口部内にそれぞれ充填されることにより層厚の低誘電率特性領域の充填層を構成する。薄膜層形成工程は、少なくとも一方のコア基板の接合主面と対向する主面にコア基板よりも低誘電率特性の誘電絶縁材により形成されるとともに、表面を平坦化してビルドアップ形成面を構成する薄膜層を形成する。高周波回路部形成工程は、薄膜層のビルドアップ形成面上に、配線層又は配線層と絶縁層とを交互に積層形成するとともに、薄膜技術或いは厚膜技術によって充填材層により層厚の低誘電率特性領域とされた開口部の対応領域に形成した集中定数素子とその他の領域に形成した分布定数素子を混載してなる多層配線層からなる高周波回路部を形成する。
【００３０】
以上の工程を有する本発明にかかる高周波モジュール基板装置の製造方法によれば、高誘電率特性の一対のコア基板を低誘電率特性のプリプレグ材によって接合してなるベース基板部のビルドアップ形成面上に薄膜技術或いは厚膜技術によって高精度に形成された集中定数素子と分布定数素子とが混在する配線層を形成する。高周波モジュール基板装置の製造方法によれば、薄膜層の充填材層により層厚の低誘電率特性領域とされた開口部の対応領域に集中定数素子を形成することで寄生容量による特性劣化の抑制を図るとともに、高誘電率特性領域上に分布定数素子を形成することでベース基板の波長短縮効果により小型化を図った高周波モジュール基板装置を製造することが可能となる。したがって、高周波モジュール基板装置の製造方法によれば、小型化と特性向上とが図られて、例えば小型で高性能な高周波モジュール装置の製造を可能とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。実施の形態として図１に示した高周波モジュール基板装置１は、例えばパーソナルコンピュータ、携帯電話機或いはオーディオ機器等の各種電子機器に搭載され、キャリア周波数が約５ＧＨｚを超える帯域で使用される情報通信機能やストレージ機能等を有して超小型通信機能モジュールを構成する。高周波モジュール基板装置１は、詳細を省略するが、送受信信号からいったん中間周波数に変換するようにしたスーパーへテロダイン方式による高周波送受信回路部或いは中間周波数への変換を行わずに情報信号の送受信を行うようにしたダイレクトコンバージョン方式による高周波送受信回路部等が形成される。
【００３２】
また、高周波モジュール基板装置１は、インターポーザ基板の一方主面上に搭載されるとともに全体をエポキシ樹脂等の絶縁樹脂によって封装することによりパッケージ化が図られて用いられる。高周波モジュール基板装置１には、高周波送受信回路部の周辺回路ＩＣ等を搭載したり、インターポーザ基板上に実装されるために、表裏主面に適宜のパターン配線や接続端子部が形成されてなる。
【００３３】
高周波モジュール基板装置１は、従来の一般的な多層プリント基板の製作方法によって製作されたベース基板部２を備えている。ベース基板部２は、一対のコア基板３、４と、これらコア基板３、４の相対する主面３ａ、４ａを接合するプリプレグ材５とによって構成される。高周波モジュール基板装置１には、後述するように薄膜形成工程を経てベース基板部２の主面上にそれぞれ平坦化された誘電絶縁層６、７が形成されるとともに、薄膜工程や厚膜工程により一方の誘電絶縁層６上に上述した機能を有する高周波回路部８を形成してなる。
【００３４】
この高周波回路部８には、詳細を後述するように集中定数素子と分布定数素子とが混在して形成されている。高周波モジュール基板装置１は、平坦面として構成されて高周波回路部８が形成される誘電絶縁層６の表面が、ビルドアップ形成面９を構成してなる。高周波モジュール基板装置１は、上述した使用周波数帯域に基づいて高周波回路部８が、インダクタやキャパシタ等を用いたいわゆる集中定数素子を主体とする構成に代えて伝送線路（Transmission Line）或いは結合線路（Coupling Line）を主体としたいわゆる分布定数設計を基本にして構成されている。高周波モジュール基板装置１においては、詳細を後述するように、分布定数設計を基本とするにもかかわらずベース基板部２の構成によって各集中定数素子の特性向上が図られている。
【００３５】
コア基板３、４は、基材として、例えば従来の多層プリント配線基板用として一般に用いられるＳｉ基板やガラス基板等の高誘電率特性を有する基板材が用いられる。コア基板３、４は、図３に示すようにその厚み寸法ｔが２００μｍ以上とされることで、充分な機械的強度を有している。コア基板３、４には、図示を省略するが、グランドや電源回路等の適宜の配線パターンや接続ランドが形成されている。
【００３６】
コア基板３、４には、例えば機械加工やレーザカット加工等により、図４に示すようにそれぞれ相対する所定の領域に開口部１０、１１が形成される。各開口部１０、１１は、後述するように高周波回路部８中の集中定数素子の実装領域を構成する。なお、コア基板３、４には、必要に応じて機械的強度を損なわない範囲で複数個の開口部１０、１１を形成するようにして集中定数素子を分散して設けてもよいことは勿論である。
【００３７】
コア基板３、４は、相対する主面３ａ、４ａを接合面として、図５に示すようにこれら主面３ａ、４ａ間に充填されたプリプレグ材５ａ、５ｂによって接合される。コア基板３、４は、主面３ａ、４ａにそれぞれプリプレグ材５ａ、５ｂが塗布された後に、同図矢印で示すように主面３ａ、４ａを突き合わせて重ね合わされる。コア基板３、４は、この場合、上述した開口部１０、１１を互いに一致させるようにして重ね合わされる。
【００３８】
プリプレグ材５は、低誘電率特性を有する例えばエポキシ系接着剤樹脂やアクリル系接着剤樹脂或いは適宜の接着剤が用いられ、コア基板３、４の主面３ａ、４ａに塗布される。プリプレグ材５は、図６矢印で示すように重ね合わされたコア基板３、４がその主面３ｂ、４ｂ側から加熱状態で加圧処理を施こされることにより硬化し、これらコア基板３、４を一体化してベース基板部２を構成する。プリプレグ材５は、コア基板３、４が加圧されることによって、その一部が開口部１０、１１内に充填される。なお、プリプレグ材５は、開口部１０、１１を介してコア基板３、４の主面３ｂ、４ｂから溢れ出ないように塗布量が適宜制御される。
【００３９】
以上のように構成されたベース基板部２は、高誘電率特性のコア基板３、４が接合された状態において、接着剤であるプリプレグ材５の一部が開口部１０、１１内に充填されて低誘電率特性のプリプレグ材層１２が構成されてなる。ベース基板部２は、コア基板３、４が主面３ｂ、４ｂを精度の高い平面度を以って形成されるが、上述したように開口部１０、１１を形成するとともにこれら開口部１０、１１内にプリプレグ材層１２が形成されることによって凹凸のある構成となっている。
【００４０】
ベース基板部２には、図７に示すようにコア基板３、４の主面３ｂ、４ｂ上にそれぞれ誘電絶縁材によって誘電絶縁層６ａ、６ｂが薄膜形成される。誘電絶縁材には、低誘電率特性を有しかつ耐熱性や耐薬品性に優れた基材が用いられ、例えばベンゾシクロブテン（Ｂ）、ポリイミド、ポリノルボルネン（ＰＮＢ）、液晶ポリマ（ＬＣＰ）或いはエポキシ樹脂やアクリル系樹脂等が用いられる。
【００４１】
誘電絶縁層６ａ、６ｂは、誘電絶縁材が塗布均一性や厚み制御性を保持して塗布することが可能なスピンコート法、カーテンコート法、ロールコート法或いはディップコート法等によってコア基板３、４の主面３ｂ、４ｂ上に塗布することによって成膜形成される。誘電絶縁層６ａ、６ｂは、コア基板３、４の厚み寸法ｔと比較してごく薄い厚み寸法ｕ、具体的には約２０μｍよりも小さい膜厚を以って成膜形成されている。誘電絶縁層６ａ、６ｂは、上述した塗布方法を採用することによって、平坦化された表面に形成される。
【００４２】
ベース基板部２は、図７に示すように誘電絶縁材の一部が開口部１０、１１内に充填され、コア基板３、４の主面３ｂ、４ｂに対して凹部となっているプリプレグ材層１２の対応部位も平坦化する。ベース基板部２は、これによって高誘電率特性のコア基板３、４の一部に、充分な厚みを有する低誘電率特性のプリプレグ材層１２が構成される。
【００４３】
ベース基板部２は、上述した誘電絶縁層６ａをビルドアップ形成面９として、このビルドアップ形成面９上に配線層と絶縁層とが交互に積層されて多層配線層からなる高周波回路部８が形成される。高周波回路部８は、上述したように集中定数素子と分布定数素子とが混在して形成されており、図１に第１配線層１３の一部が図示されている。
【００４４】
第１配線層１３には、図８に示すように薄膜形成技術や厚膜形成技術を用いて集中定数素子のスパイラルインダクタ１４と分布定数素子のバンドパスフィルタ１５とが混在した配線パターンが形成されている。第１配線層１３は、これら素子を薄膜形成技術や厚膜形成技術によって形成することで一般に行われる印刷技術や湿式エッチングによる配線パターン等の形成方法と比較してより高精度に加工することが可能であり、また集中定数素子や分布定数素子が高精度にかつ小型化して形成される。
【００４５】
スパイラルインダクタ１４は、例えば誘電絶縁層６ａ上に、スパッタ処理、パターニング処理及び電解メッキ処理等が施される厚膜形成技術によって形成される。すなわち、厚膜形成技術は、誘電絶縁層６ａ上にニッケル層及び銅層とからなるスパッタ層を成膜形成し、このスパッタ層に対してフォトリソグラフ処理を施して所定のパターニングが行われる。厚膜形成技術は、所定のパターニングされたスパッタ層に対して数μｍ程度の厚みを有する銅メッキを選択的に行う電解メッキ処理が施され、メッキ用レジストを除去してスパイラルインダクタ１４が形成される。スパイラルインダクタ１４は、直列抵抗値が問題となるが、上述した厚膜形成技術を用いることで充分な厚みを以って形成され、損失の低下が抑制される。
【００４６】
スパイラルインダクタ１４は、上述したようにビルドアップ形成面９の低誘電率特性を有するプリプレグ材層１２上に成膜形成されている。したがって、高周波モジュール基板装置１においては、スパイラルインダクタ１４が、高誘電率特性のコア基板３、４及びこれらに形成されたグランド層や周辺の金属パターン等との結合による寄生容量の低減が図られて高いＱ値を出力する特性の向上が図られるようになる。
【００４７】
高周波モジュール基板装置１には、プリプレグ材層１２に対応した第１の配線層１３或いは上層に形成された各配線層に、スパイラルインダクタ１４ばかりでなくその他の集中定数素子も形成される。その他の集中定数素子は、例えばキャパシタや抵抗素子等の受動素子であり、スパイラルインダクタ１４と同様に薄膜形成技術や厚膜形成技術によって成膜形成される。
【００４８】
高周波モジュール基板装置１は、図８に示すようにプリプレグ材層１２の対応領域を除く領域内に位置する第１の配線層１３に、薄膜形成技術や厚膜形成技術を用いて分布定数素子のバンドパスフィルタ１５が形成される。バンドパスフィルタ１５は、誘電絶縁層６上に形成されているが、上述したように誘電絶縁層６の厚みがコア基板３、４の厚みに比較して極めて薄いことから高誘電率特性のコア基板３、４の波長短縮効果を受けることになる。したがって、バンドパスフィルタ１５は、コア基板３、４の表層と内層とにおいて異なる波長短縮が生じることで、その小型化が図られるようになる。
【００４９】
高周波モジュール基板装置１には、プリプレグ材層１２の対応領域を除く領域内に位置する第１の配線層１３或いは上層に形成された各配線層に、バンドパスフィルタ１５ばかりでなくその他の分布定数素子も形成される。その他の分布定数素子は、例えばアンテナ素子、バラン、カプラ或いは伝送線路やスタブ回路素子等のアクティブ素子であり、スパイラルインダクタ１４やバンドパスフィルタ１５と同様に薄膜形成技術や厚膜形成技術によって成膜形成される。
【００５０】
高周波モジュール基板装置１には、上述した第１配線層１３に、図示しないがドリル加工やレーザ加工によってコア基板３、４に連通する多数個のビアホールが形成されている。各ビアホールは、メッキ処理や導電ペーストの埋込み処理等が施されて、コア基板３、４と第１配線層１３とに形成された各配線パターン間の電気的接続が行われる。高周波モジュール基板装置１は、ベース基板部２に多層の高周波回路部８等が形成されて、図２に示す高周波モジュール装置３０を構成する。
【００５１】
高周波モジュール基板装置１においては、図２に示すように、第１配線層１３上に成膜形成された第２誘電絶縁層１６を介して適宜の配線パターン１７を有する第２配線層１８が形成される。なお、第２配線層１８にも、詳細を省略するが第１配線層１３と同様に適宜の集中定数素子と分布定数素子とが混在されて形成される。また、第２配線層１８には、第１配線層１３と接続される多数個のビアホール１９が形成されている。高周波モジュール基板装置１は、上述した第１配線層１３、第２配線層１８及び第３配線層２１や第２誘電絶縁層１６、第３誘電絶縁層２０等によって、ベース基板部２上に多層の高周波回路部８を構成する。
【００５２】
高周波モジュール基板装置１においては、上述した第２配線層１８上に第３誘電絶縁層２０が成膜形成され、この第３誘電絶縁層２０上にランドを適宜に配置した第３配線層２１が形成される。高周波モジュール基板装置１においては、第３配線層上に、例えばフリップチップ２２を介するフリップチップ法によって高周波ＩＣ２３が実装される。高周波モジュール基板装置１においては、図示を省略するがコア基板４側の誘電絶縁層７にも適宜の配線層が形成され、この配線層を介していわゆる１チップ部品としてマザー基板上に実装されて高周波モジュール装置３０を構成する。
【００５３】
なお、高周波モジュール基板装置１においては、上述したように第１配線層１３内にスパイラルインダクタ１４と、バンドパスフィルタ１５とをそれぞれ所定の領域内に形成するようにしたが、かかる構成に限定されるものでは無いことは勿論である。高周波モジュール基板装置１においては、例えば第１配線層１３内に薄膜キャパシタや抵抗体等の集中定数素子をプリプレグ材層１２に対応した領域内に形成し、この第１配線層１３或いは第２配線層１８内にインダクタ素子を形成して構成してもよい。
【００５４】
また、高周波モジュール基板装置１においては、高誘電率特性のコア基板３、４の一部に低誘電率特性のプリプレグ材層１２を形成して集中定数素子の形成領域を形成したが、例えば低誘電率特性のコア基板３、４の一部に高誘電率特性のプリプレグ材層１２を形成して分布定数素子の形成領域を形成するようにしてもよい。高周波モジュール基板装置１においては、一対のコア基板３、４をプリプレグ材５によって接合してベース基板部２を構成したが、例えば比較的厚みのある１枚のコア基板によって構成してもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、高誘電率特性を有する基板に形成した開口部内に低誘電率特性を有する絶縁材を充填することにより高誘電率特性部位と低誘電率特性部位とを有するベース基板部を構成し、低誘電率部位に対応して集中定数素子を形成するとともに高誘電率部位に対応して分布定数素子を形成したことから、高誘電率特性部位の波長短縮効果によって分布定数素子の小型化が図られるとともに低誘電率特性部位に形成された集中定数素子の寄生容量が低減されて特性向上が図られる。したがって、本発明によれば、分布定数素子と集中定数素子とが混在された小型、高性能の高周波モジュール基板装置の実現が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる高周波モジュール基板装置の要部縦断面図である。
【図２】同高周波モジュール基板装置を備える高周波モジュール装置の要部縦断面図である。
【図３】コア基板の要部縦断面図である。
【図４】開口部が形成されたコア基板の要部縦断面図である。
【図５】プリプレグ材が塗布された一対のコア基板の要部縦断面図である。
【図６】一対のコア基板を接合してなるベース基板部の要部縦断面図である。
【図７】誘電絶縁層を形成したベース基板部の要部縦断面図である。
【図８】第１の配線層を形成したベース基板部の要部縦断面図である。
【図９】分布定数素子と集中定数素子とが混在された高周波モジュール基板装置の要部斜視図である。
【図１０】同高周波モジュール基板装置の要部平面図である。
【符号の説明】
１  高周波モジュール基板装置、２  ベース基板部、３，４  コア基板、５  プリプレグ材、６，７  誘電絶縁層、８  高周波回路部、９  ビルドアップ形成面、１０，１１  開口部、１２  プリプレグ材層、１３  第１配線層、１４  スパイラルインダクタ、１５  バンドパスフィルタ
【図１】
0004595240.tif 000002
【図２】
0004595240.tif 000003
【図３】
0004595240.tif 000004
【図４】
0004595240.tif 000005
【図５】
0004595240.tif 000006
【図６】
0004595240.tif 000007
【図７】
0004595240.tif 000008
【図８】
0004595240.tif 000009
【図９】
0004595240.tif 000010
【図１０】
0004595240.tif 000011