JP2000091818A - フィルム型伝送線路の製造方法および該線路の接続方法 - Google Patents

フィルム型伝送線路の製造方法および該線路の接続方法

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JP2000091818A JP10258420A JP25842098A JP2000091818A JP 2000091818 A JP2000091818 A JP 2000091818A JP 10258420 A JP10258420 A JP 10258420A JP 25842098 A JP25842098 A JP 25842098A JP 2000091818 A JP2000091818 A JP 2000091818A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インピーダンス不整合が少なく、信頼性の高
い接続を容易に行えるようにする。 【解決手段】 伝送線路パターン１４を残してフィルム
基板１２をレーザーエッチング等で部分的に除去するこ
とにより、接続露出部１６が形成される。接続露出部１
６が被接続側の伝送線路パターン２４に重なるようにフ
ィルム型伝送線路１０が配置される。重ね合わされた２
つの線路パターンに対してボンディング、例えば、熱圧
着ボンディングが行われる。金リボンを使っておらず、
また、誘電体基板２２とフィルム基板１２の重ね合わせ
が不要で、インピーダンス不整合が低減する。フィルム
基板１２を介さずにボンディングができ、信頼性の高い
接続状態が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィルム型伝送線
路の製造方法および接続方法に関し、特に、伝送線路の
接続部分のインピーダンス不整合の低減に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は、従来のレーダ装置等の高周波回
路におけるフィルム基板と高誘電体基板の接続部分の構
成を示している。従来一般には、金リボンを用いたリボ
ンボンディングが行われる。フィルム基板１０１および
高誘電率基板１０２（例えばセラミック）には、それぞ
れ、伝送線路パターン１０３、１０４が形成されてい
る。フィルム基板１０１が高誘電率基板１０２に重ねら
れ、そして、両基板に跨って配置された金リボン１０５
が熱圧着される。
【０００３】この種の接続方法は、例えば、特開平７−
１７０１１５号公報に示されている。同公報の図１で
は、フィルム基板１１上のアンテナパターン１１Ａが、
回路パターン１４に金リボン１７で接続される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術のリ
ボンを介した接続では、各接合部分で特性インピーダン
スの不整合が起き、信号の反射が比較的大きく、伝送損
失も大きいという不利な点がある。また、図８に示すよ
うにフィルム基板１０１を高誘電率基板１０２を重ねる
必要があり、重ね合わせた部分でインピーダンス不整合
が生じるという不利な点もある。
【０００５】フィルム基板１０１を裏返せば、両基板の
パターン同士が対向した状態での接続、すなわち面接続
ができ、インピーダンス不整合を低減できる。しかし、
フィルム基板１０１または高誘電率基板１０２を介して
ボンディング処理を行う必要があり、そのために接合力
が弱まるという不利な点がある。
【０００６】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、インピーダンス不整合の少ない接続
を容易に行えるフィルム型伝送線路の製造方法および接
続方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のフィルム型伝送線路の製造方法によれば、
まず、フィルム基板上に伝送線路パターンが形成され
る。そして、前記伝送線路パターンを残して前記フィル
ム基板が部分的に除去され、その結果、前記フィルム基
板から前記伝送線路パターンが露出した部分が、他の伝
送線路との接続のための接続露出部として形成される。
【０００８】上記の方法で製造されたフィルム型伝送線
路は、以下の方法で被接続側伝送線路と接続される。フ
ィルム型伝送線路は、前記接続露出部が被接続側の伝送
線路パターンに重なるように配置される。そして、重ね
合わされた部分に対して前記接続露出部側からボンディ
ングが行われる。
【０００９】このように本発明によれば、露出接続部を
設けたので、この露出接続部を被接続側の伝送線路パタ
ーンに重ね合わせることで、パターン面同士の接続がで
きる。リボンを使っておらず、かつ、フィルム基板を被
接続側基板に重ね合わせなくてもよいので、インピーダ
ンス不整合を低減できる。また、フィルム基板を介した
ボンディング処理ではなく、線路パターンの延長部分で
ある露出接続部に直接にボンディング処理を施すことが
でき、信頼性の高い接続を容易に行える。
【００１０】好ましくは、本発明の接続方法は、前記フ
ィルム型伝送線路の前記接続露出部に金またはアルミを
付着させるステップと、金またはアルミが付着した前記
接続露出部を、被接続側の高誘電体基板上に形成された
金またはアルミの伝送線路パターンに重ね合わせ、熱圧
着ボンディングまたは超音波ボンディングを行うステッ
プと、を含む。ここで、付着処理は、例えば、後述する
メッキ、蒸着、転写バンプ処理である。一般に、フィル
ム型伝送線路の線路パターンの材料は銅であり、一方、
セラミック等の高誘電体基板の線路パターンの材料は金
またはアルミである。本発明によれば、これらの異種材
料パターンの接続が容易に行われる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下、実施形態という）について、図面を参照し説明
する。
【００１２】「フィルム型伝送線路の製造方法」図１を
参照して、フィルム型伝送線路の製造方法を説明する。
まず、従来周知の方法で、フィルム基板１上に伝送線路
パターン３が形成される（図１（ａ））。フィルム型伝
送線路は、例えば、ストリップ（トリプレート）線路ま
たはサスペンディド線路である。フィルム基板１の材料
は、ポリイミド、ポリエステル等であり、伝送線路パタ
ーン３の材料は銅である。
【００１３】次に、図１（ｂ）のエッチングライン５に
沿って、フィルム基板１がレーザー（インパクトレーザ
ー、エキシマレーザー等）によりエッチングされる。フ
ィルム基板１の端部領域６は、伝送線路パターン３を残
して除去される。その結果、図１（ｃ）に示すように、
接続露出部７が形成される。接続露出部７は、線路パタ
ーン３の延長部分であって、フィルム基板１から露出し
ている。すなわち、フィルム基板１の除去のためにパタ
ーンの基板側の面が露出している。接続露出部７は、後
述する他の伝送線路との接続のために利用される。
【００１４】本実施形態では、上記のような方法でフィ
ルム型伝送線路を製造したので、下記のように、インピ
ーダンス不整合の少ない伝送線路接続が可能になる。
【００１５】「フィルム型伝送線路の接続方法」次に、
フィルム型伝送線路を被接続側伝送線路に接続する方法
を説明する。本実施形態では、被接続側伝送線路は、高
誘電体基板型の伝送線路、例えば、図２に示すコプレー
ナ線路またはマイクロストリップ線路である。被接続側
伝送線路の種類と、フィルム型伝送線路の種類との組合
せは任意である。本実施形態では、コプレーナ線路（被
接続側）とサスペンディド線路（フィルム側）の組合せ
を取り上げて説明する。
【００１６】図３を参照すると、フィルム型伝送線路１
０は、上記の製造方法で接続されたサスペンディド線路
である。サスペンディド線路は、伝送線路の上下に隙間
を開けてグランドを配置した線路である。厚さ約１３μ
ｍのポリイミド製のフィルム基板１２上には、伝送線路
パターン１４が形成されている。パターンを構成する銅
の膜厚は約１８μｍである。エッチング処理の結果とし
てパターンの一部がフィルム基板１２から露出し、接続
露出部１６を形成している。フィルム基板１２の上下に
グランド部材（図示せず）が配置され、フィルム基板１
２は両グランド部材に挟まれている。グランド部材は、
アルミ等の導体材料でできている。また、フィルム基板
およびパターン線路とグランド部材との間には所定の隙
間が確保されている。フィルム上下の隙間を確保するた
めに、フィルム基板１２の両面の複数箇所には、厚さ１
００μｍ程度の樹脂ドット１８がスペーサとして設けら
れている。
【００１７】一方、ＭＭＩＣ(Microwave Monolithic In
tegrated Circuit)２０は、基本的にはマイクロストリ
ップ線路であるが、フィルム側との接続部付近ではコプ
レーナ線路である。アルミナ製の高誘電体基板２２の上
面には、伝送線路パターン２４（金）が形成され、また
基板２２の下面は、グランド２６としての金の膜で覆わ
れている。線路パターン２４およびグランド２６の膜厚
は約１．５μｍである。また、線路パターン２４および
グランド２６は、アルミでできていてもよい。ただし、
高誘電体基板２２の内部にある図示されていないＩＣと
の関連で適当な材料を使うことが必要で、例えば銅材料
は使えない。グランド２６は、基板２２の端部の面に沿
って部分的に上方に延び、基板上面に回り込んでいる。
これにより、基板端部では上面にグランド２８が形成さ
れ、コプレーナ線路が構成されている。
【００１８】図４に示すように、フィルム型伝送線路１
０は、接続露出部１６が被接続側の伝送線路パターン２
４に重なるように配置される。このとき、フィルム基板
１２が被接続側基板すなわち高誘電体基板２２と重なら
ないように配置される。そして、重ね合わされた両線路
パターンに対して、接続露出部１６の側からボンディン
グ処理が行われる。
【００１９】ただし、フィルム側の伝送線路の材料は銅
であり、高誘電体側の伝送線路の材料は金またはアルミ
であり、２つの線路パターンの材料が異なる。異種材料
間の接合を確実に行うために、ボンディングに先だっ
て、フィルム側の伝送線路パターン１４の接続露出部１
６に金メッキが施される。銅材料への適合のため、Ｎｉ
メッキを介して金メッキが施される。金メッキは、接続
露出部１６のどちらの面に施されてもよい（両面でもよ
い）。
【００２０】接続露出部１６の金メッキを行った側の面
がＭＭＩＣ２０の伝送線路パターン２４と対面するよう
にして、両基板が配置される。そして、パターン同士が
重ね合わさった部分に対して、熱圧着ボンディングが行
われる。熱圧着ボンディングでは、接合部位が設定温度
に過熱され、図示しないツールを用いて荷重がかけら
れ、超音波が照射される。超音波の照射は、接続露出部
１６の側から行われる。フィルムを介することなく直接
に超音波を照射できる。
【００２１】本実施形態では、図５に示すように、他の
種類の接合方法も好適に適用できる。図５において、接
合種類Ｂは、上記の接合方法に相当する。接合種類Ａで
は、接合前処理として、ＭＭＩＣ側の伝送線路パターン
２４の接合部位にＡｕ（金）スタッドバンプ処理が施さ
れる。また、サスペンディド線路側にはＡｕメッキまた
はＳｎメッキが施される。
【００２２】図６を参照すると、スタッドバンプ処理に
は、スタッドバンプボンダーという設備が使われる。ノ
ズルの先端から出た少量の金が図示のような球形状をつ
くる。球形状の金が伝送線路パターン２４に押しつけら
れる。金材料はパターン２４側に移り、ボタン形状の固
まりをつくる。この固まりがスタッドバンプである。
【００２３】接合種類Ａでも、上記と同様に、熱圧着ボ
ンディングが行われる。接合部位のＡｕスタッドバンプ
とフィルム側接続露出部１６（メッキ部分）が向きあ
い、接するように、フィルム型伝送線路１０およびＭＭ
ＩＣ２０が配置される。そして、設定温度への過熱、荷
重の付与、および超音波照射が行われる。なお、ここで
述べた接合方法は、ＩＣ実装技術を応用したものであ
る。
【００２４】接合種類Ｃでは、前処理として、サスペン
ディド線路側の接続露出部１６にアルミ蒸着処理が施さ
れる。接合種類Ｃでは、アルミを媒介物として用いるこ
とと関連して、超音波ボンディングが行われる。超音波
ボンディングは、上記の熱圧着ボンディングから過熱工
程を省いたものである。接続露出部１６を被接続側の線
路パターン２４に重ね合わせた状態で、荷重が加えら
れ、超音波が照射される。
【００２５】上記の接合種類Ａ〜Ｃでは、サスペンディ
ド線路側の前処理は、露出接続部１６のいずれの面に行
ってもよい（両面でもよい）。前処理を行った側の面が
ＭＭＩＣ側の線路パターンと向き合うような配置状態で
ボンディングが行われる。
【００２６】本実施形態では接合種類Ａ〜Ｃのいずれを
採用してもよいが、図５に示すように、Ａ、Ｂ、Ｃの順
で高い信頼性が得られると考えられる。また、接合種類
Ａ〜Ｃのいずれにおいても、ＭＭＩＣ側の線路パターン
２４の材料は、金でもアルミでもよい。
【００２７】図７は、上記のようにして接続されたフィ
ルム型伝送線路１０およびＭＭＩＣ２０を模式的に示す
断面図である。接続露出部１６がＭＭＩＣ側の伝送線路
パターン２４に重なった部位でボンディングが行われて
いる。面接続、すなわち、両基板のパターン面同士を対
向させた状態での接続が行われている。金リボンを使っ
ていないので、特性インピーダンスの不整合が低減して
いる。また、フィルム基板１２が高誘電体基板２２に重
なっておらず、これによってもインピーダンス不整合が
低減する。従って、従来よりもインピーダンス不整合を
大幅に低減し、信号の反射を小さくして、伝送損失の低
減を図れる。
【００２８】また、本実施形態によれば、高い接続信頼
性が得られる。仮定として、接続露出部１６を形成して
いないフィルム基板を用意し、その基板のパターン面を
高誘電体基板に対向させてボンディングを行ったとする
（図８のフィルム基板を裏返した状態）。このボンディ
ングでも面接続はできる。しかし、ボンディングでは、
フィルム基板を介して荷重をかけ、超音波を照射するこ
とになり、接合力が弱まる可能性がある。一方、本実施
形態によればフィルム基板は除去されている。従って、
接続露出部１６側からのボンディングで、フィルムを介
することなく直接的に接続部分を過熱し、荷重をかけ、
超音波を照射できる。インピーダンス不整合の少ないパ
ターン面同士の接続を容易に行え、より強力な接続状態
が得られ、高い接続信頼性が得られる。
【００２９】さらには、本実施形態によれば、金リボン
が不要になり、部品点数を減らせるという利点もある。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、フィルム
型伝送線路の接続部分のインピーダンス不整合を低減
し、かつ、信頼性の高い接続を容易に行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態のフィルム型伝送線路の製
造方法を示す図である。
【図２】 フィルム型伝送線路が接続される被接続側伝
送線路の例を示す図である。
【図３】 フィルム型伝送線路としてのサスペンディド
線路、および、被接続側伝送線路としてのＭＭＩＣを示
す図である。
【図４】 図３の両線路を接続するための配置を示す図
である。
【図５】 図３の両線路の３種類の接続方法を示す図で
ある。
【図６】 図５内のＡｕスタッドバンプの形成方法を示
す図である。
【図７】 本実施形態の接続方法で接続されたサスペン
ディド線路およびＭＭＩＣを示す断面図である。
【図８】 従来の金リボンを用いたフィルム型伝送線路
の接続部を示す図である。
【符号の説明】
１，１２ フィルム基板、３，１４，２４ 伝送線路パ
ターン、５ エッチングライン、７，１６ 接続露出
部、１０ フィルム型伝送線路、２０ ＭＭＩＣ、２２
高誘電体基板、２６，２８ グランド。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フィルム基板上に伝送線路パターンを形
    成するステップと、 前記伝送線路パターンを残して前記フィルム基板を部分
    的に除去することにより、前記フィルム基板から前記伝
    送線路パターンが露出した部分を、他の伝送線路との接
    続のための接続露出部として形成するステップと、 を含むことを特徴とするフィルム型伝送線路の製造方
    法。
  2. 【請求項２】 フィルム基板上に伝送線路パターンが形
    成されたフィルム型伝送線路を被接続側伝送線路と接続
    する方法であって、 前記フィルム基板から前記伝送線路パターンが露出した
    部分を接続露出部としてもつフィルム型伝送線路を、前
    記接続露出部が被接続側の伝送線路パターンに重なるよ
    うに配置するステップと、 重ね合わされた部分に対して前記接続露出部側からボン
    ディングを行うステップと、 を含むことを特徴とするフィルム型伝送線路の接続方
    法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のフィルム型伝送線路の
    接続方法において、 前記フィルム型伝送線路の前記接続露出部に金またはア
    ルミを付着させるステップと、 金またはアルミが付着した前記接続露出部を、被接続側
    の高誘電体基板上に形成された金またはアルミの伝送線
    路パターンに重ね合わせ、熱圧着ボンディングまたは超
    音波ボンディングを行うステップと、 を含むことを特徴とするフィルム型伝送線路の接続方
    法。
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