JP2006253953A - 通信用高周波モジュールおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 導波管15が形成された支持体11と、支持体11上に固着された配線基板21と、配線基板21上にフリップチップ実装された半導体装置31と、半導体装置31を覆うキャップ32と、支持体11の裏面に固着されたアンテナ素子41等から構成し、支持体11の支持体コア材12および配線基板21の基板コア材22を樹脂材料から構成する。低コストの支持体11および配線基板21を使用し、さらに、導波管15の穴明け加工のコストが大幅に低減でき、低コスト化できる。また、支持体コア材12の表面に支持体コア材12の樹脂材料よりも弾性率の高い導電膜13を設ける。半導体装置31と配線基板21とを超音波接合によりフリップチップ実装することで、信頼性の高い接合が可能となる。
【選択図】 図2
Description
図2は、本発明の第1の実施の形態に係る通信用高周波モジュールの断面図である。
図7は、本発明の第2の実施の形態に係る通信用高周波モジュールの概略断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
図8(A)は、本発明の第3の実施の形態に係る通信用高周波モジュールの概略断面図、(B)は(A)の断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
(付記1) アンテナ素子が接続された半導体装置を有する通信用高周波モジュールであって、
支持体と、
前記支持体の第1の面上に固着された配線基板と、
前記配線基板上にフリップチップ実装された半導体装置と、
前記支持体の第1の面とは反対側の第2の面上に配設されたアンテナ素子と、
前記支持体を貫通し、前記第1の面および第2の面に開口する導波管と、
前記配線基板の支持体側の表面に、導波管の開口部に対向する位置に配設された導波管変換部と、を備え、
前記半導体装置は、配線基板に配設された垂直配線部、導波管変換部および導波管を介してアンテナ素子に接続され、
前記配線基板は、第1の樹脂材料からなる基板コア材を含み、
前記支持体は、
第2の樹脂材料からなる支持体コア材と、
前記第1の面側に設けられ、第2の樹脂材料よりも弾性率の高い無機材料膜からなることを特徴とする通信用高周波モジュール。
(付記2) 前記無機材料膜は導電性膜であることを特徴とする付記1記載の通信用高周波モジュール。
(付記3) 前記導電性膜が、前記第2の面にさらに設けられてなることを特徴とする付記2記載の通信用高周波モジュール。
(付記4) アンテナ素子が接続された半導体装置を有する通信用高周波モジュールであって、
支持体と、
前記支持体の第1の面上に固着された配線基板と、
前記配線基板上にフリップチップ実装された半導体装置と、
前記支持体の第1の面とは反対側の第2の面上に配設されたアンテナ素子と、
前記支持体を貫通し、前記第1の面および第2の面に開口する導波管と、
前記配線基板の支持体側の表面に、導波管の開口部に対向する位置に配設された導波管変換部と、を備え、
前記半導体装置は、配線基板に配設された垂直配線部、導波管変換部および導波管を介してアンテナ素子に接続され、
前記配線基板は、第1の樹脂材料からなる基板コア材を含み、
前記支持体は、第2の樹脂材料からなる支持体コア材と、前記第1の面側に設けられた金属膜からなることを特徴とする通信用高周波モジュール。
(付記5) 前記金属膜が、前記第2の面にさらに設けられてなることを特徴とする付記4記載の通信用高周波モジュール。
(付記6) 前記支持体は、支持体コア材と金属膜との間に、第2の樹脂材料よりも弾性率の高い材料からなる他の無機材料膜を設けてなることを特徴とする付記4または5記載の通信用高周波モジュール。
(付記7) 前記支持体コア材は、ガラス布エポキシ積層基板およびスチレンブタジエン樹脂を含浸させた多層積層基板のいずれかであることを特徴とする付記1〜6のうち、いずれか一項記載の通信用高周波モジュール。
(付記8) 前記第2の樹脂材料は、樹脂材料、ガラス布基材に樹脂材料を含浸した複合材料、およびガラス布基材に樹脂材料を含浸した複合材料からなる群のうち、いずれか1種であることを特徴とする付記1〜7のうち、いずれか一項記載の通信用高周波モジュール。
(付記9) 前記第1の樹脂材料は、比誘電率が4以下であることを特徴とする付記1〜8のうち、いずれか一項記載の通信用高周波モジュール。
(付記10) 前記導波管は空洞導波管であることを特徴とする付記1〜9のうち、いずれか一項記載の通信用高周波モジュール。
(付記11) 複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子の各々に接続された送信用半導体装置および複数の受信用半導体装置を有する通信用高周波モジュールであって、
支持体と、
前記支持体の第1の面上に固着された配線基板と、
前記配線基板上にフリップチップ実装された半導体装置と、
前記支持体の第1の面とは反対側の第2の面上に互いに離間して配置された複数のアンテナ素子と、
前記支持体を貫通し、前記第1の面および第2の面に開口する導波管と、
前記配線基板の支持体側の表面に、導波管の開口部に対向する位置に配設された導波管変換部と、を備え、
前記送信用半導体装置は、配線基板に配設された垂直配線部、導波管変換部および導波管を介してアンテナ素子に接続され、
前記配線基板は、第1の樹脂材料からなる基板コア材を含み、
前記支持体は、第2の樹脂材料からなる支持体コア材と、前記第1の面側に設けられた金属膜からなることを特徴とする通信用高周波モジュール。
(付記12) 前記送信用半導体装置は送信信号をアンテナ素子に供給し、該アンテナ素子から送信波を放射し、
前記送信波が、当該通信用高周波モジュールから離間して位置する被測定物に照射され、その反射波を前記複数のアンテナ素子が受信し、
前記複数の受信用半導体装置は、受信した反射波に基づいて当該通信用高周波モジュールと被測定物との距離、方向、あるいは相対速度を測定することを特徴とする付記11記載の通信用高周波モジュール。
(付記13) アンテナ素子が接続された半導体装置を有する通信用高周波モジュールの製造方法であって、
第2の樹脂材料からなる支持体コア材と、第1の面側に該第2の樹脂材料よりも弾性率の高い材料からなる無機材料膜とからなる支持体に導波管を形成する工程と、
前記支持体の第1の面上に第1の樹脂材料からなる基板コア材を含む配線基板を固着する工程と、
前記配線基板に半導体装置をフリップチップ実装する工程と、
前記支持体の第1の面とは反対側の第2の面にアンテナ素子を形成する工程と、を備えることを特徴とする通信用高周波モジュールの製造方法。
(付記14) 前記支持体は、両面銅張り基板であることを特徴とする付記13記載の通信用高周波モジュールの製造方法。
(付記15) 前記導波管を形成する工程は、
前記支持体にドリル穴明け加工あるいはレーザ穴明け加工により貫通孔を形成し、
前記貫通孔の内壁に導電膜を形成することを特徴とする付記13または14記載の通信用高周波モジュールの製造方法。
(付記16) 前記導電膜の形成は、
前記貫通孔の内壁に金属材料からなるめっきシード層を形成し、該めっきシード層上に電気めっき法により金属材料からなるめっき膜を形成することを特徴とする付記15記載の通信用高周波モジュールの製造方法。
(付記17) 前記配線基板に半導体装置をフリップチップ実装する工程は、超音波接合を用いることを特徴とする付記13〜16のうち、いずれか一項記載の通信用高周波モジュールの製造方法。
11、61 支持体
12 支持体コア材
13、15a 導電膜
15 導波管
16 導電性接着剤
21 配線基板
22 基板コア材
24 信号入出力電極
25 電極
26 信号線パターン
26a、27a 貫通ビア
27、28 接地電極
29 導波管変換部
31、71、72、73−1〜73−8 半導体装置
32 キャップ
33 バンプ
34 アンダーフィル
41 アンテナ素子
51 ボンディングステージ
52 クランプ治具
53 ボンディングツール
62 セラミック膜
74 伝送線路
Claims (9)
- アンテナ素子が接続された半導体装置を有する通信用高周波モジュールであって、
支持体と、
前記支持体の第1の面上に固着された配線基板と、
前記配線基板上にフリップチップ実装された半導体装置と、
前記支持体の第1の面とは反対側の第2の面上に配設されたアンテナ素子と、
前記支持体を貫通し、前記第1の面および第2の面に開口する導波管と、
前記配線基板の支持体側の表面に、導波管の開口部に対向する位置に配設された導波管変換部と、を備え、
前記半導体装置は、配線基板に配設された垂直配線部、導波管変換部および導波管を介してアンテナ素子に接続され、
前記配線基板は、第1の樹脂材料からなる基板コア材を含み、
前記支持体は、
第2の樹脂材料からなる支持体コア材と、
前記第1の面側に設けられ、第2の樹脂材料よりも弾性率の高い無機材料膜からなることを特徴とする通信用高周波モジュール。 - 前記無機材料膜は導電性膜であることを特徴とする請求項1記載の通信用高周波モジュール。
- アンテナ素子が接続された半導体装置を有する通信用高周波モジュールであって、
支持体と、
前記支持体の第1の面上に固着された配線基板と、
前記配線基板上にフリップチップ実装された半導体装置と、
前記支持体の第1の面とは反対側の第2の面上に配設されたアンテナ素子と、
前記支持体を貫通し、前記第1の面および第2の面に開口する導波管と、
前記配線基板の支持体側の表面に、導波管の開口部に対向する位置に配設された導波管変換部と、を備え、
前記半導体装置は、配線基板に配設された垂直配線部、導波管変換部および導波管を介してアンテナ素子に接続され、
前記配線基板は、第1の樹脂材料からなる基板コア材を含み、
前記支持体は、第2の樹脂材料からなる支持体コア材と、前記第1の面側に設けられた金属膜からなることを特徴とする通信用高周波モジュール。 - 前記支持体は、支持体コア材と金属膜との間に、第2の樹脂材料よりも弾性率の高い材料からなる他の無機材料膜を設けてなることを特徴とする請求項3記載の通信用高周波モジュール。
- 前記第2の樹脂材料は、樹脂材料、ガラス布基材に樹脂材料を含浸した複合材料、およびガラス布基材に樹脂材料を含浸した複合材料からなる群のうち、いずれか1種であることを特徴とする請求項1〜4のうち、いずれか一項記載の通信用高周波モジュール。
- 前記第1の樹脂材料は、比誘電率が4以下であることを特徴とする請求項1〜5のうち、いずれか一項記載の通信用高周波モジュール。
- 複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子の各々に接続された送信用半導体装置および複数の受信用半導体装置を有する通信用高周波モジュールであって、
支持体と、
前記支持体の第1の面上に固着された配線基板と、
前記配線基板上にフリップチップ実装された半導体装置と、
前記支持体の第1の面とは反対側の第2の面上に互いに離間して配置された複数のアンテナ素子と、
前記支持体を貫通し、前記第1の面および第2の面に開口する導波管と、
前記配線基板の支持体側の表面に、導波管の開口部に対向する位置に配設された導波管変換部と、を備え、
前記送信用半導体装置は、配線基板に配設された垂直配線部、導波管変換部および導波管を介してアンテナ素子に接続され、
前記配線基板は、第1の樹脂材料からなる基板コア材を含み、
前記支持体は、第2の樹脂材料からなる支持体コア材と、前記第1の面側に設けられた金属膜からなることを特徴とする通信用高周波モジュール。 - アンテナ素子が接続された半導体装置を有する通信用高周波モジュールの製造方法であって、
第2の樹脂材料からなる支持体コア材と、第1の面側に該第2の樹脂材料よりも弾性率の高い材料からなる無機材料膜とからなる支持体に導波管を形成する工程と、
前記支持体の第1の面上に第1の樹脂材料からなる基板コア材を含む配線基板を固着する工程と、
前記配線基板に半導体装置をフリップチップ実装する工程と、
前記支持体の第1の面とは反対側の第2の面にアンテナ素子を形成する工程と、を備えることを特徴とする通信用高周波モジュールの製造方法。 - 前記導波管を形成する工程は、
前記支持体にドリル穴明け加工あるいはレーザ穴明け加工により貫通孔を形成し、
前記貫通孔の内壁に導電膜を形成することを特徴とする請求項8記載の通信用高周波モジュールの製造方法。
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