JP2002334947A - 高周波モジュール基板装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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、小型化と特性向上とを図る。 【解決手段】 高誘電率特性を有する基板３，４に形成
した開口部１０，１１内に低誘電率特性を有する絶縁材
５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１２とを有するベース基板部２を構成する。低誘
電率部位１２に対応して集中定数素子１４を形成するこ
とで寄生容量を低減して特性向上を図るとともに、高誘
電率部位に対応して分布定数素子１５を形成することで
ベース基板部２の波長短縮効果により小型化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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Blue
tooh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（Ｖ
ＣＯ）、ＳＡＷ（鋸歯）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ＳｉＯ_２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ＳｉＯ_２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（ＢＰ
Ｆ）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が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：実効被誘電率。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 Is
olator 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の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、所定の領
域に開口部を形成した高誘電率特性を有するコア基板の
開口部内に低誘電率特性の充填材を充填するとともにそ
の表面を平坦化してビルドアップ形成面を構成する低誘
電率特性の絶縁材によって薄膜層を形成してなるベース
基板部と、この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充填材が充填された開
口部に対応する低誘電率特性領域内に集中定数素子を形
成するとともにその他の高誘電率特性領域に分布定数素
子を形成してなる。

【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、高誘電率特性を有す
る基板を用いて低誘電率特性を有する絶縁材が開口部に
充填されて構成されることで、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が構成される。高
周波モジュール基板装置によれば、集中定数素子が低誘
電率の絶縁材上に形成されることによって、寄生容量が
低減されて特性劣化の抑制が図られる。高周波モジュー
ル基板装置においては、分布定数素子が薄膜層上に形成
されることから、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。したがって、
高周波モジュール基板装置によれば、小型化と特性向上
とが図られるようになる。

【００２９】また、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、高誘電率特性を有し
相対する所定の領域にそれぞれ開口部が貫通して形成さ
れた一対のコア基板と、これらコア基板の相対する主面
間を接合するとともに各開口部内にそれぞれ充填される
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低誘電率特性の絶縁材
を塗布して形成されるとともに表面が平坦化されてビル
ドアップ形成面を構成する薄膜層と、薄膜層のビルドア
ップ形成面上に薄膜技術或いは厚膜技術によって集中定
数素子と分布定数素子とが混在して形成された１層又は
多層の配線層とを備え、集中定数素子が配線層のプリプ
レグ材が充填されたコア基板の開口部対応領域内に形成
されるとともに、分布定数素子がその他の領域に形成さ
れてなる。

【００３０】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、集中定数素子が低誘電
率の絶縁材上に形成されることから寄生容量による特性
劣化の抑制が図られるとともに、分布定数素子が薄膜層
上に形成され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。したが
って、高周波モジュール基板装置によれば、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
ュール装置を実現する。

【００３１】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、一対の
高誘電率特性を有するコア基板の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の形成工程と、これ
ら一対のコア基板の相対する主面間を低誘電率特性のプ
リプレグ材によって接合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
低誘電率特性の絶縁材を塗布するとともに平坦化された
表面が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、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してなる多層配
線層を形成する配線層形成工程とを有してなる。

【００３２】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接合した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、集中定数素子を低誘電率の絶縁材上に形成す
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、分布定数素子を薄膜層上に形成することで高誘電率
の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。

【００３３】

【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５
ＧＨｚ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。

【００３４】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Ｉ
Ｃ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。

【００３５】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絶縁誘電層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絶縁誘電層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。

【００３６】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が形成される絶縁誘電層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（Cou
pling 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。

【００３７】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Ｓ
ｉ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。

【００３８】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。

【００３９】コア基板３、４は、相対する主面３ａ、４
ａ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１
０、１１を互いに一致させるようにして重ね合わされ
る。

【００４０】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３
ａ、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がその両面３
ｂ、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。

【００４１】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１
０、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。

【００４２】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上にそれぞれ絶縁誘電材
によって絶縁誘電層６ａ、６ｂが薄膜形成される。絶縁
誘電材には、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。

【００４３】絶縁誘電層６ａ、６ｂは、絶縁誘電材が塗
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上に塗布されることによって成膜形成され
る。絶縁誘電層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２０
μｍよりも小さい膜厚を以って成膜形成されている。絶
縁誘電層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てなる。

【００４４】ベース基板部２は、図７に示すように絶縁
誘電材の一部が開口部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。

【００４５】ベース基板部２は、上述した絶縁誘電層６
ａ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。

【００４６】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。

【００４７】スパイラルインダクタ１４は、例えば絶縁
誘電層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、絶縁誘電層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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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、絶縁誘電層６
上に形成されているが、上述したように絶縁誘電層６の
厚みがベース基板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ベース基板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、ベース基板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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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１
３、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。

【００５４】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。

【００５５】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１
３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。

【００５６】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。

【００５７】

【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】絶縁誘電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 絶縁誘電
層、８ 高周波回路部、９ ビルドアップ形成面、１
０，１１ 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

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 3/46 Ｈ０１Ｌ 23/12 Ｂ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の領域に開口部を形成した高誘電率
   特性を有するコア基板の上記開口部内に低誘電率特性の
   充填材を充填するとともに、表面を平坦化してビルドア
   ップ形成面を構成する低誘電率特性の絶縁材によって薄
   膜層を形成してなるベース基板部と、 上記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、上記充填材が充填された上記
   開口部に対応する低誘電率特性領域内に集中定数素子を
   形成するとともにその他の高誘電率特性領域に分布定数
   素子を形成したことを特徴とする高周波モジュール基板
   装置。
2. 【請求項２】 高誘電率特性を有し、相対する所定の領
   域にそれぞれ開口部が貫通して形成された一対のコア基
   板と、 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、上記各開口部内にそれぞれ充填される低誘電率特性
   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
   面に低誘電率特性の絶縁材を塗布して形成されるととも
   に表面が平坦化されてビルドアップ形成面を構成する薄
   膜層と、 上記薄膜層のビルドアップ形成面上に薄膜技術或いは厚
   膜技術によって集中定数素子と分布定数素子とが混在し
   て形成された１層又は多層の配線層とを備え、上記集中
   定数素子が上記配線層の上記プリプレグ材が充填された
   上記コア基板の開口部対応領域内に形成されるととも
   に、上記分布定数素子がその他の領域に形成されている
   ことを特徴とする高周波モジュール基板装置。
3. 【請求項３】 高誘電率特性を有し、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の形成工程と、 上記一対のコア基板の相対する主面間を低誘電率特性の
   プリプレグ材によって接合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
   面に低誘電率特性の絶縁材を塗布するとともに平坦化さ
   れた表面が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してなる多層配線層を形成する
   配線層形成工程とを有し、 上記配線層形成工程において、薄膜技術或いは厚膜技術
   によって、上記配線層の上記プリプレグ材が充填された
   上記コア基板の開口部対応領域内に集中定数素子を形成
   するとともに、その他の領域内に分布定数素子を形成す
   ることを特徴とする高周波モジュール基板装置の製造方
   法。