JP2005183884A - 高周波モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 開示される高周波モジュール10は、両面にそれぞれ第1及び第2のメタライズ層2が形成され、一方の面のメタライズ層2に低雑音増幅器及び移相器IC9を実装する両面メタライズ誘電体基板1と、誘電体基板1の一方の面に形成されて低雑音増幅器を構成する低雑音トランジスタ7及び分布定数回路12と、一方の面のメタライズ層2を誘電体基板1の他方の面に、この他方の面のメタライズ層と絶縁する態様で引き出して形成された入力端子、出力端子及び電源端子と、誘電体基板1の一方の面を覆う金属キャップとを有している。
【選択図】図1
Description
このような構成によれば、ミリ波帯の周波数で使用しても通過損失を低減でき、構造が簡単であり、かつ、広帯域の周波数に対応できるマイクロストリップライン−導波管変換構造、その変換構造を備えた高周波信号用集積回路パッケージ及びその製造方法を提供できるとされている。
このような構成によれば、電磁波を遮蔽しつつもパッケージ低背化に有利な構造を有する高周波モジュール及びその製造方法を提供できるとされている。
すなわち、特許文献1記載の高周波信号用集積回路パッケージは、従来のパッケージが特にミリ波帯で使用されると誘電体基板の部分であるいは気密封止板の部分でインピーダンス特性が悪化することに起因して、通過損失が増大するという課題を解決するためになされており、図9に示したような構成のパッケージ構造を得ることによりその課題を解決している。しかしながら、特許文献1ではこの発明で課題としている、フェーズドアレイアンテナを車両のような移動体に設置する場合に制約されるサイズに対処するために、アンテナの受信部を構成する単位回路としての高周波モジュールのサイズを小型化する構成に関しては、何ら考慮されていない。また、特許文献1記載の高周波信号用集積回路パッケージは、図9の構造から明らかなように、基本的に各種回路部品を実装したベース部材104と、このベース部材104上に設けられた誘電体基板105と、フレーム部材107と、蓋部材とから構成されており、パッケージ構造が複雑になるのでコストアップが避けられない。
すなわち、特許文献2記載の高周波モジュールは、従来のモジュールが電磁波シールドのために用いられている金属キャップがパッケージ低背化の支障になっているという課題を解決するためになされており、図11に示したような構成のパッケージ構造を得ることによりその問題を解決している。しかしながら、特許文献2においては分布定数回路が使われていない構成のため、衛星放送受信用フェーズドアレイアンテナで必要とする高周波特性が得られないので、このままではこの発明が目的とするモジュールを構成することができない。例え、特許文献2において、高周波特性を得るために分布定数回路を形成したとしても、使用基板の基板厚と基板誘電率との関係により分布定数回路のサイズが大きくなってしまうという問題が生ずる。したがって、特許文献2においても特許文献1と同様に、この発明で課題としている、フェーズドアレイアンテナの受信部を構成する高周波モジュールのサイズを小型化する構成に関しては、何ら考慮されていない。
この例の高周波モジュール10は、図1〜図3に示すように、厚さが0.15mm〜1.5mm、一辺の長さが5mm〜20mmの例えば樹脂から成る方形状の誘電体基板1を有し、誘電体基板1の表面(一方の面)には配線層としての第1のメタライズ層2が形成されるとともに、その裏面(他方の面)には接地層(グランド層)としての第2のメタライズ層3が形成されている。すなわち、誘電体基板1は両面メタライズ誘電体基板として知られている基板から成り、7〜15の誘電率を有する誘電体基板から構成されている。誘電体基板1の誘電率が高いほど高周波モジュールのサイズの小型化が可能になるが、後述するように、その誘電率は実際には配線層としての第1のメタライズ層2により分布定数回路12を構成して、その特性を調整する際第1のメタライズ層2の加工精度との兼ね合いから決定される。第1のメタライズ層2と第2のメタライズ層3とは絶縁されており、第1のメタライズ層2はスルホール配線層(スルーホール)4を介して誘電体基板1の反対の面に引き出されることにより、高周波モジュールの入力端子5及び出力端子6が設けられる。このように誘電体基板1に入出力端子5、6を備えることにより、複数の高周波モジュールを用いてフェーズドアレイアンテナを組み立てる場合に、高周波モジュールのマザーボード上への表面実装が可能になる。
まず、図4(a)に示すように、表面に配線層としての第1のメタライズ層2が形成されるとともに、その裏面に接地層としての第2のメタライズ層3が形成された厚さが0.15mm〜1.5mm、一辺の長さが5mm〜20mmの例えば樹脂から成る方形状の誘電体基板1を用意する。前述したように、誘電体基板1の表面の第1のメタライズ層2の一部には分布定数回路として働くマイクロストリップ線路11が予め形成されている。また、第1のメタライズ層2はスルホール配線層4を介して誘電体基板1の反対の面に引き出されることにより、高周波モジュールの入力端子5及び出力端子6が予め設けられている。さらに、制御端子14A〜14D及び電源端子15A〜15Dが設けられている。
また、この例の高周波モジュールの製造方法によれば、周知の製造工程を組み合わせることにより、コストアップを伴うことなく容易に高周波モジュールを製造することができる。
したがって、フェーズドアレイアンテナを構成する単位回路として用いられる高周波モジュールの小型化とともに、コストダウンを図ることができる。
この例の高周波モジュール20は、図5〜図7に示すように、誘電体基板1の表面に実装される低雑音トランジスタとしては、ベアチップ16が用いられて、このベアチップ16と第1のメタライズ層2との間にはボンディングワイヤ18が接続されている。また、ボンディングワイヤ18との接続部を含むベアチップ16は例えば低誘電率のポッテング樹脂19により覆われている。さらに、誘電体基板1上に実装された各構成部品は例えばエポキシ樹脂から成るモールド樹脂21により封止される。このようにポッテング樹脂19とモールド樹脂21の材料を変えることにより、高周波モジュールの雑音特性を改善することができる。
これ以外は、上述した実施例1と略同様である。それゆえ、図5〜図7において、図1〜図3の構成部分と対応する各部には、同一の番号を付してその説明を省略する。
まず、図8(a)に示すように、表面に配線層としての第1のメタライズ層2形成されるとともに、その裏面に接地層としての第2のメタライズ層3が形成された、実施例1で用いたものと略同様な誘電体基板1を用意する。
2 第1のメタライズ層
3 第2のメタライズ層
4 スルーホール配線層(スルーホール)
5 入力端子
6 出力端子
7 低雑音トランジスタ(パッケージタイプ)
7A 保護材
7B リード
8 受動電子部品
9 移相器IC
10、20 高周波モジュール
11 マイクロストリップ線路
12 分布定数回路
13 金属キャップ
14A〜14D 制御端子
15A〜15D 電源端子
16 ベアチップ
18 ボンディングワイヤ
19 ポッテング樹脂
21 モールド樹脂
Claims (10)
- 高周波信号を増幅する低雑音増幅器と、前記高周波信号の通過位相を調整する移相器ICとを少なくとも有する単位回路を備えて成る高周波モジュールであって、
両面にそれぞれメタライズ層が形成され、一方の面のメタライズ層に前記低雑音増幅器及び前記移相器ICを実装する両面メタライズ誘電体基板と、
前記誘電体基板の前記一方の面に形成されて前記低雑音増幅器を構成する低雑音トランジスタ及び分布定数回路と、
前記一方の面のメタライズ層を前記誘電体基板の他方の面に、該他方の面のメタライズ層と絶縁する態様でスルーホールによって引き出して形成された入力端子、出力端子及び電源端子と、
前記誘電体基板の少なくとも回路部品搭載面を覆う保護材と、
を有することを特徴とする高周波モジュール。 - 前記低雑音トランジスタ及び前記移相器ICのうち少なくとも一つが、パッケージタイプ又はベアチップタイプから成ることを特徴とする請求項1記載の高周波モジュール。
- 前記保護材が、モールド樹脂から成ることを特徴とする請求項1又は2記載の高周波モジュール。
- 前記保護材が、金属キャップから成ることを特徴とする請求項1又は2記載の高周波モジュール。
- 前記誘電体基板が、高誘電率を有する誘電体から成ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記載の高周波モジュール。
- 高周波信号を増幅する低雑音増幅器と、前記高周波信号の通過位相を調整する移相器ICとを少なくとも有する単位回路を備えて成る高周波モジュールの製造方法であって、
両面にそれぞれメタライズ層を形成し、一方の面のメタライズ層の一部に前記低雑音増幅器の構成要素としての分布定数回路を形成するとともに、前記一方の面のメタライズ層を前記誘電体基板の他方の面に、該他方の面のメタライズ層と絶縁する態様でスルーホールによって引き出して入力端子、出力端子及び電源端子を形成した両面メタライズ誘電体基板を用意する工程と、
前記誘電体基板の前記一方の面に少なくとも前記低雑音増幅器の構成要素としての低雑音トランジスタとともに、前記移相器ICを実装する実装工程と、
前記誘電体基板の前記一方の面を封止する封止工程と、
を有することを特徴とする高周波モジュールの製造方法。 - 前記低雑音トランジスタ及び前記移相器ICのうち少なくとも一つがパッケージタイプであって、前記実装工程が、前記パッケージタイプの前記低雑音トランジスタあるいは前記移相器ICを前記誘電体基板に半田付け又は接着材付け又はろう付けにより実装することを特徴とする請求項6記載の高周波モジュールの製造方法。
- 前記低雑音トランジスタ及び前記移相器ICのうち少なくとも一つがベアチップタイプであって、前記実装工程が、前記ベアチップタイプの前記低雑音トランジスタあるいは前記前記移相器ICを前記誘電体基板に実装する第1の工程と、前記ベアチップタイプのベアチップと前記メタライズ層との間にワイヤボンディングを行う第2の工程とから成ることを特徴とする請求項6記載の高周波モジュールの製造方法。
- 前記封止工程が、モールド樹脂によって封止することを特徴とする請求項6記載の高周波モジュールの製造方法。
- 前記封止工程が、金属キャップによって封止することを特徴とする請求項6記載の高周波モジュールの製造方法。
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