JP2003332811A

JP2003332811A - マイクロ波集積回路及びその製造方法並びに無線装置

Info

Publication number: JP2003332811A
Application number: JP2002138173A
Authority: JP
Inventors: Taku Fujita; 卓藤田; Kazuaki Takahashi; 和晃高橋; Hiroshi Ogura; 洋小倉; Yoshiteru Hirano; 喜照平野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2003-11-21

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のマイクロ波集積回路は、高価な多層セ
ラミック基板にＭＭＩＣ２０２を実装する複雑な窪み形
成と、大面積基板の作製が困難であった。【解決手段】多層基板１０１は、第１層基板１０１ａ
にテフロン（登録商標）を含有する誘電体、第２層基板
１０１ｂ及び第３層基板１０１ｃにガラス及びエポキシ
からなる誘電体を貼り合せ、機能モジュール搭載用の貫
通穴が設けられている。パワーアンプ機能モジュール１
０２は、金属キャリア２０１上に電力増幅ＭＭＩＣ、ア
イソレータ２０３及び入出力線路基板２０４を導電性材
料２０９にて配置し、各部品の信号線、電源線及び制御
線をワイヤ２０７にて接続する。入出力線路基板２０４
の下面に配置された接地電極が、多層基板１０１上の接
地電極と熱可塑性接着剤２０８にて接続され、機能モジ
ュールと多層基板１０１の接続距離を短くできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主として、マイクロ
波及びミリ波帯で用いる集積回路の構成及び製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、無線機器は利用者の急激な増加に
伴い新たな周波数資源であるミリ波帯の利用が急務とな
っている。

【０００３】又、ミリ波帯はその波長の短さを利用し
て、自動車用衝突防止レーダ等の測距機器への応用も検
討が進められている。ミリ波帯機器の実用化のために
は、特に高周波回路部の量産性を前提とした低価格化、
小型化が課題となっている。本発明に関わる従来の高周
波回路の構造としては、例えば特開２０００−４９５０
９号公報に示されている配線基板とその接続構造があ
る。

【０００４】図８に従来の高周波回路配線基板とその接
続構造を示す。８０１は誘電体基板、８０２は誘電体基
板８０１表面に配置されるストリップ導体、８０３は誘
電体基板８０１により絶縁されるグランド層、８０４は
誘電体基板８０１ａ、ストリップ導体８０２ａ、グラン
ド層８０３ａを含む第１配線基板、８０５は誘電体基板
８０１ｂ、ストリップ導体８０２ｂ、グランド層８０３
ｂを含む第２配線基板、８０６は第１及び第２配線基板
を搭載するシャーシ、８０７は大きさの異なる誘電体基
板を張り合わせ、形成する段差面、８１２はワイヤ、リ
ボン、ＴＡＢ用テープなどの導体部材を示す。

【０００５】従来の配線基板では、誘電体基板の表面に
配置されたストリップ導体及び誘電体基板により絶縁さ
れたグランド層を含む高周波用線路を構成する第１配線
基板を、誘電体基板の表面に配置されたストリップ導体
及び誘電体基板により絶縁されたグランド層を含む他の
電気回路を構成する第２配線基板に接続する場合に、第
１配線基板及び第２配線基板の誘電体基板の大きさを調
整することで、段差面を形成し、第１配線基板のグラン
ド層と第２配線基板のグランド層を露出させ、同一平面
にて半田などのロウ材にて電気的に接続し、第１配線基
板に形成されたストリップ導体と第２配線基板に形成さ
れたストリップ導体とをワイヤ、リボン、ＴＡＢ用テー
プなどの導体部材によって電気的に接続する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、従来の配線基
板では、高価で硬質な、ガラスやガラスセラミックスを
用いた多層基板を用い、接地電極を半田などのロウ材に
て接続する構造のため、低価格化が困難で、また信頼性
の面から大面積の基板を作製することが難しく、大量生
産には不向きであった。

【０００７】また、実装された能動素子が発した熱を効
率よく放熱する機構に欠けるため、例えばパワーアンプ
といった発熱量の大きな回路の実現が困難であった。

【０００８】本発明は、このようなマイクロ波集積回路
において、面実装部品をリフロー工程によって実装した
樹脂材料からなる誘電体貼り合わせ基板に、金属キャリ
ア上に能動素子及び入出力線路基板を搭載した機能モジ
ュールを熱可塑性の接着材料を用いて実装することによ
って、簡便な製造工程で信頼性の高いマイクロ波集積回
路を小型かつ低価格に構成することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、面実装部品を量産性に優れたリフロー工程
によって樹脂材料からなる多層基板に実装し、多層基板
に設けた貫通穴に、金属キャリア上に能動素子及び入出
力線路基板を搭載した機能モジュールを、入出力線路基
板が多層基板と機能モジュールが熱可塑性接着材料で接
続されるようにはめ込み実装し、さらに金属キャリアを
多層基板裏面に取り付けられた金属プレートと接続する
ことで、簡便な製造工程で、優れた性能と高い信頼性を
有するマイクロ波集積回路を構成したものである。

【００１０】これにより、簡便かつ量産に向いた製造工
程で多くの機能を集積化したマイクロ波集積回路を小型
かつ低価格に構成できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、樹脂材料を含む誘電体層及び前記誘電体層により絶
縁された回路配線層を有する多層基板と、前記多層基板
を配置した金属プレートと、前記多層基板の上面に搭載
された面実装部品と、前記回路配線層に設けた接地電極
と、前記回路配線層に設けた信号配線と、前記接地電極
を接続したヴィアホールと、前記誘電体層及び前記回路
配線層を取り除いた貫通穴と、前記貫通穴に搭載され、
前記接地電極に熱可塑性接着材料で接続された機能モジ
ュールとを具備するマイクロ波集積回路としたものであ
り、安価かつ量産性に優れた樹脂材料誘電体層からなる
多層基板に、機能モジュールを後から実装することによ
って、安価で高性能なマイクロ波集積回路を実現でき
る。

【００１２】請求項２に記載の発明は、ヴィアホール
が、導体材料で充填された請求項１記載のマイクロ波集
積回路としたものであり、ヴィアホールを導体材料で埋
め込んだ構造とすることで、機能モジュール実装時の熱
可塑性接着材料の厚み制御が容易になり、信頼性の高い
マイクロ波集積回路を実現できる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、多層基板が、テ
フロンを含有する誘電体層並びにガラス及びエポキシを
含む誘電体層である請求項１又は２記載のマイクロ波集
積回路としたものであり、誘電体損失が小さく、低誘電
率のため厳しい配線精度を必要としないテフロンを含有
した高周波特性に優れた誘電体と、信頼性に優れ、安価
なガラスとエポキシからなる誘電体であるガラスエポキ
シ基板を貼り合わせることで、平面フィルタや、低損失
の回路間配線を、高周波特性に優れた誘電体上の回路配
線層に配置し、電源、制御線といった小型化が必要な配
線を多層配線したガラスエポキシ基板に配置すること
で、安価で高性能なマイクロ波集積回路を実現できる。

【００１４】請求項４に記載の発明は、機能モジュール
が、貫通穴を覆う誘電体と、前記誘電体の上面に配置さ
れた第１の接地電極と、前記誘電体の下面に配置され、
回路配線層に設けた信号配線に熱可塑性接着材料で接続
した放射用のスタブと、前記誘電体の下面に配置され、
前記回路配線層に形成した接地電極に前記熱可塑性接着
材料で接続された第２の接地電極と、前記第１の接地電
極及び前記第２の接地電極を接続したヴィアホールとを
有する請求項１ないし３のいずれか記載のマイクロ波集
積回路としたものであり、多層基板上に放射用のスタブ
を有する機能モジュールを熱可塑性接着材料で実装する
ことによって、熱膨張係数が大きい樹脂材料からなる多
層基板が温度変化によって変形しても機能モジュールに
加わる応力を緩和することが可能となり、信頼性の高い
マイクロ波集積回路が実現できるという作用を有する。

【００１５】請求項５に記載の発明は、機能モジュール
が、多層基板に設けた貫通穴に挿入した金属キャリア
と、導電性材料により前記金属キャリア上に配置された
少なくとも１つ以上の能動素子と、誘電体層の上面に配
置された回路配線層及び誘電体層の下面に配置され、導
電性材料により前記金属キャリアに接続され、熱可塑性
接着材料により多層基板上の回路配線層に設けられた接
地電極に接続された接地電極を含む入出力基板と、前記
多層基板上の回路配線層に設けられた信号配線、前記入
出力基板の上面に配置された回路配線層及び前記能動素
子を接続するワイヤとを有する請求項１ないし３のいず
れか記載のマイクロ波集積回路としたものであり、入出
力線路基板を用いて、金属キャリア及び回路配線層に形
成した接地電極を、熱可塑性接着材料により接続するこ
とで、貫通穴及び金属キャリアの加工精度に関係なく、
低損失で寄生成分の小さい接続が可能となり、優れた特
性のマイクロ波集積回路が実現できるという作用を有す
る。

【００１６】請求項６に記載の発明は、貫通穴に隣接
し、多層基板の上層から少なくとも１つの誘電体層及び
回路配線層が取り除かれた露出部を更に具備し、機能モ
ジュールが、多層基板に設けた貫通穴に挿入した金属キ
ャリアと、導電性材料により前記金属キャリア上に配置
された少なくとも１つ以上の能動素子と、誘電体層の上
面に配置された回路配線層及び誘電体層の下面に配置さ
れ、導電性材料により前記金属キャリアに接続され、熱
可塑性接着材料により前記露出部の回路配線層に設けら
れた接地電極に接続された接地電極を含む入出力基板
と、前記多層基板上の回路配線層に設けられた信号配
線、前記入出力基板の上面に配置された回路配線層及び
前記能動素子を接続するワイヤとを有する請求項１ない
し３のいずれか記載のマイクロ波集積回路としたもので
あり、多層基板と機能モジュールの信号配線の接続距離
を短くすることができるとともに、それぞれの接地電極
を確実に接続することができるため、低損失で寄生成分
の小さい接続が可能となり、優れた特性のマイクロ波集
積回路が実現できるという作用を有する。

【００１７】請求項７に記載の発明は、露出部が、機械
加工により形成される請求項６記載のマイクロ波集積回
路としたものであり、リフロー工程を含む半田による実
装を行う工程の後に、機械加工にて多層基板の一部を選
択的に取り除くことで、露出部が半田やフラックス等で
汚れることがなくなるため、露出部への他部品の実装に
導電性接着剤を使うことが可能となり、簡単な工程で優
れた特性のマイクロ波集積回路が実現できるという作用
を有する。

【００１８】請求項８に記載の発明は、多層基板に面実
装部品をリフロー工程により実装する第１の工程と、面
実装部品が搭載された多層基板を、プラズマもしくはオ
ゾンを用いて洗浄を行う第２の工程と、機能モジュール
を実装する第３の工程とを有するマイクロ波集積回路の
製造方法としたものであり、量産工程に適した製造方法
を提供する作用を有する。

【００１９】請求項９に記載の発明は、第２の工程が、
導電性樹脂材料をヴィアホール内に充填し硬化させ、前
記ヴィアホール直上に機能モジュールの接地導体の一部
を熱可塑性導電性接着剤により実装する工程を更に有す
る請求項８記載のマイクロ波集積回路の製造方法とした
ものであり、ヴィアホールを穴埋めすることにより、熱
可塑性導電性接着剤の厚さの制御が容易になり、量産工
程に適した製造方法を提供する作用を有する。

【００２０】請求項１０に記載の発明は、第１の工程
が、貫通穴に隣接する多層基板の上層から少なくとも１
つの誘電体層及び回路配線層を、機械加工にて取り除
き、露出部を形成する工程を更に有する請求項８又は９
記載のマイクロ波集積回路の製造方法としたものであ
り、リフロー工程の後で機械加工にて多層基板の一部を
選択的に削り取ることで、露出部をリフロー時のフラッ
クス汚染等から保護することが可能となり、量産工程に
適した製造方法を提供する作用を有する。

【００２１】請求項１１に記載の発明は、請求項１ない
し７のいずれか記載のマイクロ波集積回路を用いた無線
装置としたものであり、小型で量産性に優れた、高機能
かつ高い信頼性を有するマイクロ波集積回路を用いるこ
とによって、小型かつ低価格で、高機能な無線装置を実
現できるという作用を有する。

【００２２】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図７を用いて説明する。

【００２３】（実施の形態１）図１に本発明のマイクロ
波集積回路の斜視図を示す。１０１は多層基板、１０２
はパワーアンプ機能モジュール、１０３は面実装部品、
１０４はベアチップ部品、１０５は平面フィルタ、１０
６は導波管変換機能モジュール、１０８は金属プレー
ト、１０９は筐体を示す。

【００２４】マイクロ波集積回路は多層基板１０１、機
能モジュール、面実装部品１０３、ベアチップ部品１０
４より構成されている。また、多層基板１０１は金属プ
レート１０８とともに筐体１０９に装着されている。

【００２５】まず、各構成部分について説明する。多層
基板１０１は、第１層基板１０１ａにテフロンを含有す
る誘電体であるテフロン基板、第２層基板１０１ｂ及び
第３層基板１０１ｃにガラス及びエポキシからなる誘電
体であるガラスエキポシ基板を貼り合せて、誘電体層を
３層とした基板の例を示している。

【００２６】機能モジュールとしては、パワーアンプ機
能モジュール１０２や導波管変換機能モジュール１０６
がある。パワーアンプ機能モジュール１０２は、他の部
品と比べ、発熱量が大きく、放熱機能を付加する必要が
ある。そこで、本実施例では、別モジュールとして製作
して放熱機能を付加した構成としている。

【００２７】図２にパワーアンプ機能モジュール１０２
搭載部の断面図を示す。２０１は機能モジュール１０２
を形成する金属キャリアを示し、２０２は能動素子であ
るＭＭＩＣ（ＭｉｃｒｏｗａｖｅＭｏｎｏｒｉｔｈｉ
ｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ：ＭＭＩＣ）
を示し、２０３は磁性体を用いて信号の逆流を防止する
アイソレータを示し、２０４は機能モジュール１０２と
多層基板１０１を接続する入出力線路基板を示し、２０
５はパワーアンプ機能モジュール１０２を搭載する貫通
穴を示し、２０６は誘電体層により絶縁された回路配線
層を示し、２０７は各部品を接続するワイヤを示し、２
０８は多層基板１０１との接続に用いる熱可塑性接着剤
を示し、２０９は金属キャリア２０１との接続に用いる
導電性材料を示す。

【００２８】多層基板１０１は、誘電体層を３層、回路
配線層２０６を４層とした基板の例を示している。回路
配線層２０６は、信号配線２１２及び接地電極２１０と
して用いられ、各層間はヴィアホール２１１で接続され
ている。

【００２９】回路配線層２０６の使い分けは、例えば、
上層より第１配線層２０６ａをストリップ導体、第２配
線層２０６ｂを接地電極２１０としてマイクロストリッ
プ構造とし、主として高周波信号の伝送に用い、第３配
線層２０６ｃ及び第４配線層２０６ｄを中間周波数、電
源、制御用に用いることで、電源や制御信号の雑音が高
周波信号に影響しないように構成することができる。第
１配線層２０６ａに誘電率が低く、損失の小さいテフロ
ンを含有する誘電体を用いることで、回路配線層２０６
間の接続損失を小さく押さえることが可能となるととも
に、平面フィルタ１０５を低損失で実現できる。また、
テフロンを含有する誘電体以外に、ポリイミド、または
ベンゾシクロブテン、もしくは液晶ポリマーを主成分と
した誘電体を用いても、同様な効果を得ることができ
る。

【００３０】パワーアンプ機能モジュール１０２は金属
キャリア２０１上に能動素子である電力増幅用のＭＭＩ
Ｃ２０２、アイソレータ２０３及び入出力線路基板２０
４を導電性材料２０９により搭載し、各部品の信号配
線、電源及び制御配線をワイヤ２０７にて接続すること
で製作される。

【００３１】なお、金属キャリア２０１に電源電圧の調
整やＭＭＩＣ２０２の保護を目的とした回路、検波用回
路等をあわせて搭載してもよい。

【００３２】また、ワイヤ２０７の代わりに金属リボン
を用いても良く、各部品の搭載には半田を用いることが
可能である。

【００３３】また、ＭＭＩＣ２０２、アイソレータ２０
３及び入出力線路基板２０４は、多層基板及び入出力線
路基板を接続する熱可塑性接着剤２０８により接続して
もよい。

【００３４】ここで、パワーアンプ機能モジュール１０
２は、多層基板１０１に形成された貫通穴２０５に挿入
し、入出力線路基板２０４及び多層基板１０１の最上面
の回路配線層２０６に形成される信号配線、電源及び制
御配線をワイヤ２０７にて接続する。この際に、入出力
線路基板２０４が多層基板１０１上に重なり合う形とな
り、入出力線路基板２０４裏面に形成された接地電極
が、多層基板１０１上に形成された接地電極２１０に熱
可塑性接着剤２０８にて接続される。

【００３５】図２の構造とすることで、パワーアンプ機
能モジュール１０２と多層基板１０１の接続距離を短く
できる。例えば、入出力基板２０４を金属キャリア２０
１から突出させずに貫通穴２０５にはめ込んだ場合、貫
通穴２０５の加工精度、多層基板１０１上の配線の貫通
穴２０５からの逃げを考慮した設計が必要となり、通常
のプリント基板の設計ルールにて製作した場合、入出力
線路基板と多層基板１０１の電極を接続するワイヤ２０
７の長さは５００μｍ以上となってしまう。

【００３６】これに対し、本実施例の構造ではワイヤ２
０７の長さは、入出力線路基板２０４の厚さで決定され
るため、基板厚を２５０μｍ以下に設定すれば、ワイヤ
２０７の長さも２５０μｍ以下に短くすることができ
る。

【００３７】また、他の回路配線層２０６の接地電極２
１０もヴィアホール２１１を介して接続されるため、多
層基板接続部の寄生成分や損失を大幅に低減することが
可能となる。

【００３８】なお、本実施例では、パワーアンプ機能モ
ジュール１０２を金属プレート１０８にネジ等にて固定
することで、モジュールの放熱機能を高めるとともに固
定強度を高めるように構成している。

【００３９】また入出力線路基板２０４をフィルム状の
基板とすることにより、製造誤差に起因した段差に対す
る応力を緩和することができる。

【００４０】なお、図２では最も上の回路配線層２０６
に接地電極２１０を形成し、入出力線路基板２０４をこ
の上に実装する構造を示したが、図３にワイヤ２０７の
長さを短縮する構造を示す。１０１ａは多層基板１０１
を構成する第１層基板を示し、１０１ｂは多層基板１０
１を構成する第２層基板を示し、１０１ｃは多層基板１
０１を構成する第３層基板を示し、６０４は露出部を示
す。

【００４１】図３に示すように、第１層基板１０１ａを
選択的に拡大し、露出部６０４を形成する。この露出部
６０４に入出力線路基板２０４を実装することで、ワイ
ヤ２０７の長さを短縮することが可能となる。更に、多
層基板１０１の接地電極２１０である第２配線層及び入
出力線路基板２０４の接地電極が、直に接続される構造
とすることで、接続部の寄生成分をより小さくするよう
にしてもよい。

【００４２】次に、導波管変換機能モジュール１０６を
搭載する場合について説明する。図４は、導波管変換機
能モジュール１０６の搭載部分の断面図、図５に上面図
を示す。３０１は誘電体層としてのセラミック基板を示
し、３０３はセラミック基板に形成された接地電極を示
し、３０５はセラミック基板３０１の下部に形成された
放射用のスタブを示す。

【００４３】図４に示すように、本モジュールは放射用
のスタブ３０５を形成したセラミック基板３０１を、多
層基板１０１に形成した貫通穴２０５上に搭載すること
で実現される。セラミック基板３０１上のスタブ３０５
及び接地電極３０３ｂ並びに多層基板１０１の回路配線
層２０６は、熱可塑性接着剤２０８にて接続されてい
る。

【００４４】セラミック基板３０１の上部に形成される
接地電極３０３ａは、機能モジュールとして要求される
変換効率を得るための反射板として動作する。セラミッ
ク基板３０１の厚さは、使用する波長の１／４以下に設
定する。多層基板１０１、金属プレート１０８及び筐体
１０９には貫通穴２０５が形成されており、その大きさ
は通信に用いる周波数に見合った導波管内径寸法と等し
くする。

【００４５】図５に示すように、例えば２６ＧＨｚ帯に
て通信を行う場合、ＥＩＡ規格のＷＲ−３４導波管が使
用可能で、この際は貫通穴２０５を８．６ｍｍ×４．３
ｍｍの長方形とすればよい。本実施例では貫通穴２０５
及びセラミック基板３０１での放射による損失を低減す
るために多数のヴィアホール２１１を配置している。ヴ
ィアホール２１１の間隔は、１／８波長以下とし、多層
基板１０１のように設計ルール上これを実現できない場
合には更に複数列に、互い違いとなるように並べること
が望ましい。

【００４６】本実施例においてセラミック基板３０１を
用いたが、他の誘電体材料でも同様の効果が得られるこ
とは言うまでもない。

【００４７】また、ヴィアホール２１１の代わりに、多
層基板の切断面などに形成される端面電極及び端面ヴィ
アホールを用いても同様の効果が得られる。

【００４８】図６にベアチップ部品１０４及びパワーア
ンプ機能モジュール１０２を混載した断面図を示す。５
０７は平板コンデンサを示す。

【００４９】第１配線層２０６ａに形成された接地電極
２１０に、ベアチップ部品１０４であるＭＭＩＣ２０２
及び平板コンデンサ５０７並びにパワーアンプ機能モジ
ュール１０２が熱可塑性接着剤２０８にて実装されてい
る。更に、ＭＭＩＣ２０２、平板コンデンサ５０7及び
信号配線２１２はワイヤ２０７で接続されている。接地
電極２１０はヴィアホール２１１で他の回路配線層２０
６の接地電極２１０と接続されている。

【００５０】なお、各層の中間周波数、電源及び制御の
配線もヴィアホール２１１にて接続されている。接地電
極２１０のヴィアホール２１１には導電性接着剤等を充
填し、ＭＭＩＣ２０２実装の際に用いる接着剤が流れ込
まないようにしている。

【００５１】また、ＭＭＩＣ２０２の実装及びヴィアホ
ール２１１の充填に用いる接着剤としては、弾性係数の
小さい熱可塑性接着剤２０８を用いることで、テフロン
を含有する誘電体層であるテフロン基板とＭＭＩＣ２０
２の熱膨張係数の際から発生する応力を緩和している。
テフロン基板は、ガラス及びエポキシを含む誘電体層で
あるガラスエポキシ基板と比べると熱膨張係数が大きく
発生する応力も大きく、応力緩和が必要である。応力緩
和の効果は熱可塑性接着剤２０８が厚いほうが、より高
い効果が得られる。

【００５２】以下、マイクロ波集積回路の製造方法を示
す。

【００５３】本実施例の第１の工程として、面実装部品
１０３をリフロー工程にて実装する。リフロー工程によ
る実装は一般的な工法であり、量産性に優れた工法であ
る。

【００５４】面実装部品１０３は、ミリ波パッケージ部
品と通常のＩＦ・電源部品に大別されるが、いずれもリ
フロー工程による半田付けにて実装される。

【００５５】第２の工程は、プラズマまたはオゾンを用
いた洗浄工程である。本マイクロ波集積回路は、多層基
板１０１上に面実装部品１０３とベアチップ部品１０４
を混載し、多層基板１０１上の電極とベアチップ部品１
０４上の電極をワイヤ２０７によって接続する。この
際、リフロー工程によるフラックス等が電極上に残留し
ていると、ボンディング強度が低下する。これら付着物
を取り除くためにプラズマまたはオゾンを用いた洗浄を
行う。

【００５６】付着物は炭素（Ｃ）を主成分としたものが
一般的であり、この炭素（Ｃ）を主成分とした付着物を
酸素（Ｏ₂）を主成分としたプラズマや、オゾン（Ｏ₃）
を照射することにより、ＣＯ_Xという形態に昇華させ取
り除くことができる。酸素を主成分とするプラズマは大
気もしくは減圧下で酸素に高周波を印加することにより
生成可能であり、オゾンは酸素に紫外線を照射すること
により容易に生成が可能である。

【００５７】第３の工程は、ベアチップ部品１０４及び
機能モジュールの搭載並びにワイヤボンディングであ
る。ベアチップ部品１０４は、多層基板１０１表面に形
成された接地電極２１０に熱可塑性接着剤２０８にてフ
ェイスアップ実装される。

【００５８】なお、前述の通り、パワーアンプ機能モジ
ュール１０２も本工程にて搭載される。

【００５９】以上の方法で製造することにより、安価で
量産性に優れた高周波集積回路を実現できる。

【００６０】なお、以上で説明した誘電体の他に、ＢＴ
レジン基板又はアルミナコンポジット基板とガラスエポ
キシ基板を貼り合わせた構造や、ＢＴレジンの多層基板
１０１、ガラスエポキシの多層基板１０１や、シリコン
基板上に誘電体膜を形成した構造としても同様に実施可
能である。誘電体膜としては、例えばベンゾシクロブテ
ン（ＢＣＢ）、ポリイミドがある。

【００６１】（実施の形態２）図７に本発明のマイクロ
波集積回路を用いた無線装置の概略ブロック図を示す。
７０１は送信アンプ、７０４は低雑音増幅器（Ｌｏｗ
ＮｏｉｓｅＡｍｐｌｉｆｅｒ：ＬＮＡ）、７０５は電
圧制御減衰器、７０６はアップコンバータ、７０７はア
ンテナ、７０８はフィルタ、７０９は送受切替スイッ
チ、７１０はダウンコンバータである。

【００６２】基本的な信号の流れを説明する。送信ＩＦ
信号はアップコンバータ７０６にて送信周波数帯の送信
信号にローカル周波数（ＬｏｃａｌＯｓｃｉｌａｔｏ
ｒ：ＬＯ）を用いて変換される。送信信号はフィルタ７
０８、送信アンプ７０１及びパワーアンプ機能モジュー
ル１０２にて波形成形及び増幅された後、送受切替スイ
ッチ７０９を経て、導波管変換機能モジュール１０６に
て伝送路をマイクロストリップ線路から導波管に変換
し、アンテナ７０７より送信される。受信時は、アンテ
ナ７０７で受信された信号は導波管変換機能モジュール
１０６にて伝送路をマイクロストリップ線路に変換し、
送受切替スイッチ７０９を経て、ＬＮＡ７０４、電圧制
御減衰器７０５にて適当な信号レベルに調整され、フィ
ルタ７０８にて波形成形し、ダウンコンバータ７１０に
てＩＦ周波数への変換を行う。

【００６３】以上のように、第１の実施の形態にて製作
したマイクロ波集積回路を用いて無線装置を構成するこ
とによって、安価で量産性に優れた無線装置を実現でき
る。

【００６４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高価なセ
ラミック基板の使用面積を減らすことができるととも
に、リフロー工程にて実装したチップ部品やパッケージ
ＩＣと、ダイボンディング部品を混載した集積回路とす
ることによって、高機能かつ量産性に優れたマイクロ波
集積回路を小型かつ低価格に実現できるという有利な効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施の形態によるマイクロ波集積
回路を示す斜視図

【図２】同第１の実施の形態によるパワーアンプ機能モ
ジュールを示す断面図

【図３】同第１の実施の形態によるパワーアンプ機能モ
ジュールを示す断面図

【図４】同第１の実施の形態による導波管変換機能モジ
ュールを示す断面図

【図５】同第１の実施の形態による導波管変換機能モジ
ュールを示す上面図

【図６】同第１の実施の形態によるベアチップ部品及び
機能モジュールの実装部を示す断面図

【図７】同第１の実施の形態によるマイクロ波集積回路
を用いた無線装置の図

【図８】従来のマイクロ波集積回路を示す回路図

【符号の説明】

１０１多層基板１０１ａ第１層基板１０１ｂ第２層基板１０１ｃ第３層基板１０２パワーアンプ機能モジュール１０３面実装部品１０４ベアチップ部品１０５平面フィルタ１０６導波管変換機能モジュール１０８金属プレート１０９筐体２０１金属キャリア２０２ＭＭＩＣ２０３アイソレータ２０４入出力線路基板２０５貫通穴２０６回路配線層２０７ワイヤ２０８熱可塑性接着剤２０９導電性材料２１０接地電極２１１ヴィアホール２１２信号配線３０１セラミック基板３０３接地電極３０５スタブ５０７平板コンデンサ６０４露出部７０１送信アンプ７０４ＬＮＡ７０５電圧制御減衰器７０６アップコンバータ７０７アンテナ７０８フィルタ７０９送受切替スイッチ７１０ダウンコンバータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小倉洋大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者平野喜照神奈川県横浜市港北区綱島東４丁目３番１号松下通信工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂材料を含む誘電体層及び前記誘電体
層により絶縁された回路配線層を有する多層基板と、前
記多層基板を配置した金属プレートと、前記多層基板の
上面に搭載された面実装部品と、前記回路配線層に設け
た接地電極と、前記回路配線層に設けた信号配線と、前
記接地電極を接続したヴィアホールと、前記誘電体層及
び前記回路配線層を取り除いた貫通穴と、前記貫通穴に
搭載され、前記接地電極に熱可塑性接着材料で接続され
た機能モジュールとを具備するマイクロ波集積回路。
【請求項２】ヴィアホールが、導体材料で充填された
請求項１記載のマイクロ波集積回路。
【請求項３】誘電体層が、テフロンを含有する層又は
ガラス及びエポキシを含む層である請求項１又は２記載
のマイクロ波集積回路。
【請求項４】機能モジュールが、貫通穴を覆う誘電体
層と、前記誘電体層の上面に配置された第１の接地電極
と、前記誘電体層の下面に配置され、回路配線層に設け
た信号配線に熱可塑性接着材料で接続した放射用のスタ
ブと、前記誘電体層の下面に配置され、前記回路配線層
に形成した接地電極に前記熱可塑性接着材料で接続され
た第２の接地電極と、前記第１の接地電極及び前記第２
の接地電極を接続したヴィアホールとを有する請求項１
ないし３のいずれか記載のマイクロ波集積回路。
【請求項５】機能モジュールが、多層基板に設けた貫
通穴に挿入した金属キャリアと、導電性材料により前記
金属キャリア上に配置された少なくとも１つ以上の能動
素子と、誘電体層の上面に配置された回路配線層及び誘
電体層の下面に配置され、導電性材料により前記金属キ
ャリアに接続され、熱可塑性接着材料により多層基板上
の回路配線層に設けられた接地電極に接続された接地電
極を含む入出力基板と、前記多層基板上の回路配線層に
設けられた信号配線、前記入出力基板の上面に配置され
た回路配線層及び前記能動素子を接続するワイヤとを有
する請求項１ないし３のいずれか記載のマイクロ波集積
回路。
【請求項６】貫通穴に隣接し、多層基板の上層から少
なくとも１つの誘電体層及び回路配線層が取り除かれた
露出部を更に具備し、機能モジュールが、多層基板に設
けた貫通穴に挿入した金属キャリアと、導電性材料によ
り前記金属キャリア上に配置された少なくとも１つ以上
の能動素子と、誘電体層の上面に配置された回路配線層
及び誘電体層の下面に配置され、導電性材料により前記
金属キャリアに接続され、熱可塑性接着材料により前記
露出部の回路配線層に設けられた接地電極に接続された
接地電極を含む入出力基板と、前記多層基板上の回路配
線層に設けられた信号配線、前記入出力基板の上面に配
置された回路配線層及び前記能動素子を接続するワイヤ
とを有する請求項１ないし３のいずれか記載のマイクロ
波集積回路。
【請求項７】露出部が、機械加工により形成される請
求項６記載のマイクロ波集積回路。
【請求項８】多層基板に面実装部品をリフロー工程に
より実装する第１の工程と、面実装部品が搭載された多
層基板を、プラズマもしくはオゾンを用いて洗浄を行う
第２の工程と、機能モジュールを実装する第３の工程と
を有するマイクロ波集積回路の製造方法。
【請求項９】第２の工程が、導電性樹脂材料をヴィア
ホール内に充填し硬化させ、前記ヴィアホール直上に機
能モジュールの接地導体の一部を熱可塑性導電性接着剤
により実装する工程を更に有する請求項８記載のマイク
ロ波集積回路の製造方法。
【請求項１０】第１の工程が、貫通穴に隣接する多層
基板の上層から少なくとも１つの誘電体層及び回路配線
層を、機械加工にて取り除き、露出部を形成する工程を
更に有する請求項８又は９記載のマイクロ波集積回路の
製造方法。
【請求項１１】請求項１ないし７のいずれか記載のマ
イクロ波集積回路を用いた無線装置。