JP4604398B2 - 高周波モジュール用基板装置、高周波モジュール装置及びこれらの製造方法 - Google Patents
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Description
【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、オーディオ機器或いは各種のモバイル機器や携帯電話機等の各種電子機器等に好適に用いられ、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用基板装置とその製造方法及び高周波モジュール装置と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、携帯電話機を介して屋内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２．４５帯域の無線ＬＡＮシステム或いはBluetooh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。データ等の送受信システムは、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、データ等の送受信システムにおいては、小型軽量で携帯可能であり上述した通信機能を有する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、一般に図３５に示すような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無線通信送受信回路１００が備えられる。
【０００５】
無線通信送受信回路１００には、アンテナや切替スイッチを有して情報信号を受信或いは送信するアンテナ部１０１と、送信と受信との切替を行う送受信切替器１０２とが備えられる。無線通信送受信回路１００には、周波数変換回路部１０３や復調回路部１０４等からなる受信回路部１０５が備えられる。無線通信送受信回路１００には、パワーアンプ１０６やドライブアンプ１０７及び変調回路部１０８等からなる送信回路部１０９が備えられる。無線通信送受信回路１００には、受信回路部１０５や送信回路部１０９に基準周波数を供給する基準周波数生成回路部１００ａが備えられる。
【０００６】
かかる無線通信送受信回路１００においては、詳細を省略するが、各段間にそれぞれ介挿された種々のフィルタ、局発装置（VCO:voltage contolled oscillator）、ＳＡＷフィルタ（saw tooth waveform filter）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。無線通信送受信回路１００においては、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中に取り込むことが困難であり、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、無線通信送受信回路１００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、図３６に示すように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無線通信送受信回路１１０も用いられる。無線通信送受信回路１１０においては、アンテナ部１１１によって受信された情報信号が送受信切替器１１２を介して復調回路部１１３に供給されて直接ベースバンド処理が行われる。無線通信送受信回路１１０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１１４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、アンプ１１５と送受信切替器１１２を介してアンテナ部１１１から送信される。
【０００８】
かかる無線通信送受信回路１１０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、無線通信送受信回路１１０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、無線通信送受信回路１１０においては、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、無線通信送受信回路１１０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】
従来の無線通信送受信回路は、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、無線通信送受信回路については、例えばＳｉ−ＣＭＳ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も集積化することによって、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、いかにして特性の良い受動素子、特にインダクタをＬＳＩ上に形成するかが極めて重要となる。例えば図３７に示した高周波送受信モジュール１２０においては、Ｓｉ基板１２１及びＳｉＯ２絶縁層１２２のインダクタ形成部位１２３に対応して大きな凹部１２４を形成してなる。高周波送受信モジュール１２０は、凹部１２４に臨ませて第１の配線層１２５を形成するとともに凹部１２４を閉塞する第２の配線層１２６が形成されてインダクタ部１２７を構成する。
【００１１】
高周波送受信モジュール１２０は、上述したようにインダクタ部１２７を凹部１２４に臨ませて空中に浮かせた構成となっており、これによって回路内干渉が低減されて特性向上が図られてなる。しかしながら、高周波送受信モジュール１２０は、インダクタ部１２７を形成する工程が極めて面倒であり、工程数も増加してコストアップとなるといった問題があった。
【００１２】
また、高周波送受信モジュールにおいては、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を形成する対応も図られている。しかしながら、かかる高周波送受信モジュールも、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。
【００１３】
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。このため、高周波送受信モジュールについては、例えば図３８に示したＳｉ基板高周波送受信モジュール１３０や、図３９に示したガラス基板高周波送受信モジュール１４０が提案されている。
【００１４】
高周波送受信モジュール１３０は、Ｓｉ基板１３１上にＳｉＯ２層１３２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１３３が成膜形成されてなる。高周波送受信モジュール１３０は、受動素子形成層１３３の内部に、詳細を省略するが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１３０は、受動素子形成層１３３上に中継スルーホールとなるビアホール１３４等を介して層内配線パターンと接続された端子部１３５が形成され、これら端子部１３５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１３６が直接実装されて構成される。
【００１５】
高周波送受信モジュール１３０は、例えばベースバンド回路部を設けたマザー基板等に実装することにより、Ｓｉ基板１３１により高周波回路部とベースバンド回路部とを区分して両者間の電磁的干渉を抑制することが可能とされるようになる。しかしながら、かかる高周波送受信モジュール１３０においては、導電性を有するＳｉ基板１３１が受動素子形成層１３３内に精度の高い各受動素子を形成するために有効に機能するが、このＳｉ基板１３１が各受動素子の良好な高周波特性にとって邪魔になり特性が劣化するといった問題がある。
【００１６】
一方、高周波送受信モジュール１４０は、上述した高周波送受信モジュール１３０のＳｉ基板１３１に起因する問題を解決するために、ベース基板にガラス基板１４１が用いられて構成されている。高周波送受信モジュール１４０も、ガラス基板１４１上にリソグラフィ技術によって受動素子形成層１４２が成膜形成されてなる。高周波送受信モジュール１４０にも、詳細を省略するが受動素子形成層１４２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１４０は、受動素子形成層１４２上にビアホール１４３等を介して内部配線パターンと接続された端子部１４４が形成され、これら端子部１４４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１４５が直接実装されて構成される。
【００１７】
高周波送受信モジュール１４０は、導電性を有しないガラス基板１４１を用いることで、ガラス基板１４１と受動素子形成層１４２との容量的結合度が抑制され受動素子形成層１４２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を可能とする。高周波送受信モジュール１４０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１４２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１４０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り、また小型化にも不利となる。
【００１８】
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。
【００１９】
Ｓｉ基板１３１やガラス基板１４１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１３１やガラス基板１４１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１３１やガラス基板１４１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。
【００２０】
しかしながら、かかる高周波送受信モジュールにおいては、上述したようなＳｉ基板１３１やガラス基板１４１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、電源やグランド部の供給配線或いは制御系信号配線が行われる。高周波送受信モジュールにおいては、このために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。
【００２１】
さらに、上述した高周波送受信モジュール１３０、１４０は、図４０に示すようにインターポーザ基板１５１上に搭載されてパッケージ１５０を形成する。パッケージ１５０は、インターポーザ基板１５１の一方主面上に高周波送受信モジュール１３０を搭載するとともに全体を絶縁樹脂１５２によって封装してなる。パッケージ１５０は、インターポーザ基板１５１の表裏主面にパターン配線層１５３や入出力端子１５４をそれぞれ形成するとともに、高周波送受信モジュール１３０の搭載領域の周囲に多数の電極部１５５が形成されてなる。
【００２２】
パッケージ１５０は、インターポーザ基板１５１上に高周波送受信モジュール１３０を搭載した状態で、この高周波送受信モジュール１３０と電極部１５５とをワイヤボンディング法によりワイヤ１５６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１３０には、高周波ＩＣ１３６やチップ部品１３７等を実装した表面層に、端子部１３５とともに実装部品を接続する配線パターンやワイヤ１５６が接続される電極１３８等が形成される。なお、高周波送受信モジュール１４０についても、同様にしてパッケージ化が図られる。
【００２３】
高周波送受信モジュール１３０、１４０は、上述したようにインターポーザ基板１５１上に搭載されてパッケージ化が図られるが、パッケージ１５０の厚みや面積を大きくさせるといった問題があった。また、高周波送受信モジュール１３０、１４０は、パッケージ１５０のコストをアップさせるといった問題もある。
【００２４】
また、パッケージ１５０には、高周波送受信モジュール１３０、１４０に搭載した高周波ＩＣやＬＳＩ等の回路素子を覆って、電磁波ノイズの影響を低減するシールドカバーが取り付けられる。パッケージ１５０において、回路素子から発生する熱がシールドカバー内にこもって特性を劣化させることから、放熱構造を設ける必要がある。パッケージ１５０においては、高周波送受信モジュール１３０、１４０にＳｉ基板１２１やガラス基板１３１が用いられることによって、これら基板側からの放熱を行う放熱構造を設けることが困難であるとともに大型化するといった問題もある。さらに、パッケージ１５０は、高周波送受信モジュール１３０、１４０に比較的高価なＳｉ基板１２１やガラス基板１３１が用いられることで、コストがアップするといった問題があった。
【００２５】
したがって、本発明は、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して高精度化及び薄型化、小型化、低価格化を図り、特に周波数帯域に応じてインダクタ素子の機能特性がそれぞれに発揮されるようにする高周波モジュール用基板装置とその製造方法及び高周波モジュール装置と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。
【００２６】
【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係る高周波モジュール用基板装置は、ベース基板の主面上に多層の配線層が形成されるとともに平坦な最上層の主面がビルドアップ形成面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ビルドアップ形成された多層の配線部からなりそれぞれの配線部に誘電絶縁層を介して配線パターンが形成されるとともに受動素子が成膜形成されてなる高周波回路部とから構成される。高周波モジュール用基板装置には、高周波回路部の内層側配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されるとともに、内層側配線部よりも層厚とされた表層側配線部内に低周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されてなる。
【００２７】
また、本発明に係る高周波モジュール用基板装置は、有機基板からなるベース基板の主面上に多層の配線層が形成されるとともにその最上層に平坦化処理を施してビルドアップ形成面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ビルドアップ形成された多層の配線部からなりそれぞれの配線部に誘電絶縁層を介して配線パターンが形成されるとともに受動素子が成膜形成されてなる高周波回路部とから構成される。高周波モジュール用基板装置には、高周波回路部の内層側配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されるとともに、内層側配線部よりも層厚とされた表層側配線部内に低周波数帯域用のインダクタ素子が成膜形成されてなる。
【００２８】
以上のように構成された本発明に係る高周波モジュール用基板装置によれば、層薄の内層側配線部をベースとして表層側配線部を積層形成することから高精度の高周波回路部を形成することが可能となる。また、高周波モジュール用基板装置によれば、内層側配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成し、表層側配線部内に充分な厚みを有する低周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成される。
【００２９】
インダクタ素子は、形成される配線部の層の厚みが大きいほど損失が少なく高いＱ値（共振バロメータ）を出力して特性の向上が図られるようになる。一方、インダクタ素子は、表皮効果によって、周波数に依存する表皮効果厚み以上では伝播損失がほとんど変化しない特性を有している。インダクタ素子の表皮効果厚みは、周波数が高ければ高いほど小さくなる。
【００３０】
したがって、高周波モジュール用基板装置によれば、薄膜の内層側配線部内に成膜形成された高周波帯域用のインダクタ素子と、厚膜の表層側配線部内に充分な厚みを有して成膜形成された低周波帯域用のインダクタ素子とが、高周波信号と低周波信号とにそれぞれ適応したインダクタとして機能する。高周波モジュール用基板装置によれば、かかる構成によって小型化、薄型化が図られるとともに高精度化及び高機能化が図られるようになる。
【００３１】
また、高周波モジュール用基板装置によれば、ベース基板として比較的廉価な有機基板を用いることで、全体コストの低減が図られる。また、高周波モジュール装置によれば、ベース基板部を電源やグランド部の配線部や制御系の配線部として構成することにより、高周波回路部との電気的分離が図られるようになる。したがって、高周波モジュール装置によれば、高周波回路部の電気的干渉の発生が抑制されて特性の向上が図られ、また充分な面積を有する電源やグランド部の配線がベース基板部に形成することが可能であることからレギュレーションの高い電源供給が行われるようになる。
【００３２】
また、上述した目的を達成する本発明に係る高周波モジュール用基板装置の製造方法は、少なくとも一方主面上に多層の配線層が形成されてなる多層基板からなるベース基板の最上層に平坦化処理を施して平坦なビルドアップ形成面を形成する工程を有するベース基板部製作工程と、ベース基板のビルドアップ形成面上にそれぞれ誘電絶縁層を介して配線パターンを形成するとともに受動素子を成膜形成してなる配線部を多層に形成して高周波回路部をビルドアップ形成する高周波回路部製作工程とを有する。高周波モジュール用基板装置の製造方法においては、高周波回路部製作工程において、内層側配線部の形成工程で誘電絶縁層上に高周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成するとともに、表層側配線部の形成工程で内層側配線部の誘電絶縁層よりも層厚とされた誘電絶縁層上に低周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成する。
【００３３】
上述した工程を有する本発明に係る高周波モジュール用基板装置の製造方法によれば、平坦化されたビルドアップ形成面上に層薄の内層側配線部を形成し、この内層側配線部をベースとして表層側配線部を積層形成することから高精度の高周波回路部を積層形成することが可能となる。高周波モジュール用基板装置の製造方法によれば、内層側配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成するとともに表層側配線部内に充分な厚みを有する低周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成することから、各インダクタ素子が高周波信号と低周波信号とにそれぞれ適応したインダクタとして機能する小型化、薄型化が図られるとともに高精度化及び高機能化が図られた高周波モジュール用基板装置の製造を可能とする。高周波モジュール用基板装置の製造方法によれば、ベース基板として比較的廉価な有機基板を用いることで、全体コストの低減が図られる。また、高周波モジュール装置の製造方法によれば、ベース基板部を電源やグランド部の配線部や制御系の配線部として構成することにより、電気的分離が図られた高周波回路部の電気的干渉の発生が抑制されて特性の向上が図られ、また充分な面積を有する電源やグランド部の配線がベース基板部に形成することが可能であることからレギュレーションの高い電源供給が行われるようになる高周波モジュール装置を製造することが可能とする。
【００３４】
さらに、上述した目的を達成する本発明に係る高周波モジュール装置は、高周波モジュール基板と、この高周波モジュール基板の表層側配線部の誘電絶縁層上に形成された配線パターンの入出力端子部と接続されて実装された少なくとも１個以上の高周波集積回路素子と、高周波モジュール基板の第２の主面に形成された配線パターンの入力端子部が接続されることによって高周波モジュール基板を実装するマザー基板とを備えてなる。高周波モジュール基板は、有機基板からなるベース基板の主面上に多層の配線層が形成されるとともに平坦化された最上層の主面がビルドアップ形成面を構成しかつこのビルドアップ形成面と対向する第２の主面に電源入力端子部や信号入力端子部を有する配線パターンが形成され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ビルドアップ形成された多層の配線部からなりそれぞれの配線部に誘電絶縁層を介して配線パターンが形成されるとともに受動素子が成膜形成されてなる高周波回路部とから構成される。高周波回路部には、内層側の配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されるとともに、内層側配線部よりも層厚とされた表層側の配線部内に低周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されてなる。
【００３５】
以上のように構成された本発明に係る高周波モジュール装置には、ベース基板部の平坦なビルドアップ形成面上に層薄の内層側配線部が形成されこの内層側配線部をベースとして表層側配線部を積層形成することから高精度かつ薄型に形成された高周波回路部を有する高周波モジュール基板が備えられる。また、高周波モジュール装置には、内層側配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成するとともに表層側配線部内に充分な厚みを有する低周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成することにより各インダクタ素子が高周波信号と低周波信号とにそれぞれ適応したインダクタとして機能する高周波回路部を有する高機能かつ高性能の高周波モジュール基板が備えられる。さらに、高周波モジュール装置は、廉価な有機基板からなるベース基板部が充分な面積を有する電源やグランド部の配線部や制御系の配線部として構成され、このベース基板部と高精度に形成された高周波回路部との電気的分離を図って電気的干渉の発生を抑制し特性の向上を図った高周波モジュール基板が備えられる。
【００３６】
高周波モジュール装置は、上述した特性を有する高周波モジュール基板に高周波集積回路素子が直接搭載されるとともに、これをマザー基板に実装して構成される。したがって、高周波モジュール装置は、高精度化及び薄型化、小型化、低価格化を図った通信モジュールパッケージを構成し、携帯型電子機器等に好適に用いられる。
【００３７】
さらにまた、上述した目的を達成する本発明に係る高周波モジュール装置の製造方法は、ベース基板部製作工程と高周波回路部製作工程とからなる高周波モジュール基板製作工程と、高周波モジュール実装工程とを有する。高周波モジュール基板製作工程のベース基板部製作工程は、少なくとも一方主面上に多層の配線層が形成されてなる多層有機基板からなるベース基板の最上層に平坦化処理を施して平坦なビルドアップ形成面を形成する。高周波モジュール基板製作工程の高周波回路部製作工程は、ベース基板部のビルドアップ形成面上に、それぞれ誘電絶縁層を介して配線パターンを形成するとともに受動素子を成膜形成してなる配線部を多層に形成してなる高周波回路部をビルドアップ形成する。高周波回路部製作工程では、内層側配線部の誘電絶縁層上に高周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成するとともに、内層側配線部の誘電絶縁層よりも層厚とされた表層側配線部の誘電絶縁層上に低周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成する。高周波モジュール装置の製造方法は、高周波モジュール実装工程が、ベース基板部のビルドアップ形成面と対向する第２の主面に形成された入出力端子部に対応して主面上に接続端子部が形成されたマザー基板に対して、相対する上記入出力端子部と接続端子部とを接続することにより高周波モジュール基板が実装される。
【００３８】
以上の工程を有する本発明に係る高周波モジュール装置の製造方法によれば、ベース基板部の平坦なビルドアップ形成面上に層薄の内層側配線部が形成されこの内層側配線部をベースとして表層側配線部を積層形成することから高精度かつ薄型に形成された高周波回路部を有する高周波モジュール基板が製作される。また、高周波モジュール装置の製造方法によれば、内層側配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成するとともに表層側配線部内に充分な厚みを有する低周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成することにより各インダクタ素子が高周波信号と低周波信号とにそれぞれ適応したインダクタとして機能する高周波回路部を有する高機能かつ高性能の高周波モジュール基板が製作される。さらに、高周波モジュール装置の製造方法によれば、廉価な有機基板からなるベース基板部が充分な面積を有する電源やグランド部の配線部や制御系の配線部として構成されて、このベース基板部と高精度に形成された高周波回路部との電気的分離を図って電気的干渉の発生を抑制し特性の向上を図った高周波モジュール基板が製作される。高周波モジュール装置の製造方法によれば、上述した高特性を有する高周波モジュール基板に高周波集積回路素子が直接形成されて搭載されるとともに、これをマザー基板に実装することから、高精度化及び薄型化、小型化、低価格化が図られ、携帯型電子機器等に好適に用いられる通信モジュールパッケージの製造が可能となる。
【００３９】
【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用基板装置（以下、モジュール基板と略称する。）１は、ベース基板部製作工程によって最上層が高精度の平坦面に形成されてビルドアップ形成面３として構成されたベース基板部２と、このベース基板部２をベースとして高周波回路部製作工程によってビルドアップ形成面３上に積層形成された高周波回路部４とから構成される。
【００４０】
モジュール基板１は、ベース基板部２が、ビルドアップ形成面３上に形成された高周波回路部４に対する電源系や制御系の配線部或いはマザー基板９３に対する実装面を構成している。モジュール基板１には、図１に示すように、高周波回路部４の表面４ａを実装面として高周波ＩＣ９０やチップ部品９１が実装されるとともに、シールドカバー９２が組み付けられて表面全体が封装される。モジュール基板１は、いわゆる１チップ部品としてマザー基板９３上に実装され、携帯機器等に好適に用いられて無線送受信機能を奏する高周波モジュール装置９４を構成する。
【００４１】
ベース基板部２は、図３に示す両面基板からなるベース基板５をコアとして、後述する各工程を経てその第１の主面５ａ側に高周波回路部４が積層形成される第１のパターン配線層６が形成される。ベース基板部２は、ベース基板５の第１の主面５ａ及び第２の主面５ｂに電源回路部やグランド部等を構成する第１のパターン配線層６及び第２のパターン配線層７が形成されるとともに、第２のパターン配線層７がマザー基板９３への実装部を構成する。
【００４２】
ベース基板部２には、ベース基板５に対して第１の樹脂付銅箔８乃至第４の樹脂付銅箔１１が接合される。第１の樹脂付銅箔８は、図５に示すようにベース基板５の第１の主面５ａ側に接合されてこのベース基板５とともに、ベース基板部２に２層の第１のパターン配線層６を形成する。第２の樹脂付銅箔９は、同図に示すようにベース基板５の第２の主面５ｂ側に接合されてこのベース基板５とともに、ベース基板部２に２層の第２のパターン配線層７を形成する。第３の樹脂付銅箔１０と第４の樹脂付銅箔１１は、それぞれ第１のパターン配線層６と第２のパターン配線層７とに接合される。
【００４３】
ベース基板５には、低誘電率で低いＴａｎδ、すなわち高周波特性に優れかつ耐熱温度が１６０℃以上である有機基材、例えばポリフェニールエチレン（ＰＰＥ）、ビスマレイドトリアジン（ＢＴ−ｒｅｓｉｎ）、ポリテトラフルオロエチレン（商標名テフロン）、ポリイミド、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリノルボルネン（ＰＮＢ）、ガラスエポキシ、フェノール樹脂、ポリオレフィン、セラミック或いはセラミックと有機基材の混合体等からなる基材が用いられて形成される。ベース基板５は、機械的剛性とともに耐熱性、耐薬品性を有し、例えば上述した基材よりもさらに廉価なエポキシ系基板ＦＲ−５等を用いてもよい。ベース基板５は、上述した一般的な配線基板装置に用いられる廉価な有機基材を素材として形成されるが、高精度に形成されることによって比較的高価となるＳｉ基板やガラス基板と比較して廉価であり材料コストの低減が図られる。勿論、ベース基板５は、素材としてＳｉ基板やガラス基板を用いてもよい。
【００４４】
ベース基板部２の構成並びに製作工程について、以下図２に示した製作工程図及び図３乃至図１０を参照して詳細に説明する。ベース基板部製作工程は、図３に示すように表裏主面５ａ、５ｂに銅箔が接合されたベース基板５に、適宜のパターン形状の第１配線層１２ａ、１２ｂを形成する第１配線層形成工程ｓ−１を第１の工程とする。ベース基板５には、ドリルやレーザによる孔穿加工が施されて所定の位置に複数個のビアホール１３が形成される。ベース基板５には、メッキ等によって内壁に導通処理が施された各ビアホール１３内に、導電ペーストを埋め込んだ後にメッキ法によって蓋形成が行われる。ベース基板５には、銅箔層に対してフォトリソグラフ処理が施され、図４に示すように表裏主面５ａ、５ｂとにそれぞれ第１配線層１２ａ、１２ｂが形成される。第１配線層１２ａ、１２ｂは、電源系や制御系の配線部或いはグランド面等を構成する。
【００４５】
ベース基板部製作工程は、図５に示すように第１配線層１２ａ、１２ｂが形成されたベース基板５の表裏主面５ａ、５ｂに、第１の樹脂付銅箔８と第２の樹脂付銅箔９とをそれぞれ接合する第１の樹脂付銅箔接合工程ｓ−２を第２工程とする。第１の樹脂付銅箔８及び第２の樹脂付銅箔９は、それぞれ銅箔層８ａ、９ａの一方主面の全体に樹脂層８ｂ、９ｂが裏打ちされてなり、樹脂層側を接合面としてベース基板５の表裏主面５ａ、５ｂとに接着樹脂（プリプレグ）によって接合される。なお、これら第１の樹脂付銅箔８及び第２の樹脂付銅箔９は、樹脂層８ｂ、９ｂがＬＣＰ等の熱可塑性樹脂によって形成される場合には接着樹脂を不要としてベース基板５に接合される。
【００４６】
ベース基板部製作工程は、接合した第１の樹脂付銅箔８及び第２の樹脂付銅箔９に対して、図６に示すようにそれぞれ第１配線層１２ａ、１２ｂに接続される複数のビアホール８ｃ、９ｃを形成するビアホール形成工程ｓ−３を第３の工程とする。ビアホール形成工程ｓ−３においては、第１の樹脂付銅箔８及び第２の樹脂付銅箔９に対してフォトリソグラフ処理を施した後に湿式エッチングを行って図６に示すようにそれぞれ開口を形成し、これら開口をマスクとしてレーザ加工を施こすことによって第１配線層１２ａ、１２ｂの電極部が受けとなって各樹脂層８ｂ、９ｂにそれぞれホールを形成する。ビアホール形成工程ｓ−３においては、各ホールにビアメッキ等により内壁に導通処理を施すとともにメッキ法や導電ペーストの埋め込みによって導電材が充填されてビアホール８ｃ、９ｃを形成する。
【００４７】
ベース基板部製作工程は、第１の樹脂付銅箔８及び第２の樹脂付銅箔９の銅箔層８ａ、９ａに所定のパターンからなる第２配線層１４ａ、１４ｂを形成する第２配線層形成工程ｓ−４を第４の工程とする。第２配線層形成工程ｓ−４においては、銅箔層８ａ、９ａに対してフォトリソグラフ処理を施こして、図７に示すように第２配線層１４ａ、１４ｂが形成されたベース基板部中間体１５を製作する。ベース基板部中間体１５は、第２配線層１４ａ、１４ｂは、上述した第１配線層１２ａ、１２ｂと同様に電源系や制御系の配線部或いはグランド面等を構成する。ベース基板部中間体１５には、表裏主面にそれぞれ第１配線層１２ａと第２配線層１４ａとの２層からなる第１のパターン配線層６と、第１配線層１２ｂと第２配線層１４ｂとの２層からなる第２のパターン配線層７とが形成されてなる。
【００４８】
ベース基板部製作工程においては、上述した工程を経て製作されたベース基板部中間体１５の表裏主面を高精度の平坦面とするための平坦化工程が施される。ベース基板部２は、後述するようにベース基板部中間体１５の第１のパターン配線層６が高周波回路部４の実装面を構成する。ベース基板部２は、ベース基板５に有機基板を基材とした廉価な両面基板を用いて上述した工程を経てベース基板部中間体１５を製作することから、ベース基板５の面精度が直接第１のパターン配線層６に転写されて高精度の平坦性が保持し得ない。
【００４９】
したがって、ベース基板部製作工程においては、ベース基板部中間体１５の表裏主面を高精度の平坦面とする平坦化工程が施される。すなわち、ベース基板部製作工程は、ベース基板部中間体１５の表裏主面に対して、図８に示すように第３の樹脂付銅箔１０と第４の樹脂付銅箔１１とを接合する第２の樹脂付銅箔接合工程ｓ−５を第５工程とする。これら第３の樹脂付銅箔１０及び第４の樹脂付銅箔１１も、上述した第１の樹脂付銅箔８及び第２の樹脂付銅箔９と同様に銅箔層１０ａ、１１ａの一方主面の全体に樹脂層１０ｂ、１１ｂが裏打ちされてなる。第３の樹脂付銅箔１０及び第４の樹脂付銅箔１１は、図９に示すように樹脂層１０ｂ、１１ｂ側を接合面として第２配線層１４ａ、１４ｂ上にそれぞれ接着樹脂によって接合される。
【００５０】
ベース基板部製作工程は、第３の樹脂付銅箔１０及び第４の樹脂付銅箔１１に対して研磨処理を施こして最上層に高精度の平坦面としたビルドアップ形成面３を形成する研磨工程ｓ−６を第６の工程とする。研磨工程ｓ−６は、例えばアルミナとシリカの混合液からなる研磨材により第３の樹脂付銅箔１０と第４の樹脂付銅箔１１の全体を研磨することによってベース基板中間体１５の表裏主面を精度の高い平坦面に形成する。研磨工程ｓ−６においては、図１０に示すように、第３の樹脂付銅箔１０側、換言すればビルドアップ形成面３については第２配線層１４ａが外方に露出するまで研磨を施す。また、研磨工程ｓ−６においては、第４の樹脂付銅箔１１側については第２配線層１４ｂを外方に露出させずに樹脂層１１ｂに所定の厚みΔｘを残すようにして研磨を施す。
【００５１】
ベース基板部２は、上述したようにベース基板５の主面５ｂ側に第２配線層１４ｂが形成されるとともに、この第２配線層１４ｂが第４の樹脂付銅箔１１の樹脂層１１ｂの研削量を制限することによって外方に露出されない構造となっている。ベース基板部２は、かかる構成によって後述する高周波回路部製作工程において、誘電体層からなる樹脂層１１ｂが第２配線層１４ｂを薬品や機械的或いは熱的負荷から保護する。第２配線層１４ｂは、高周波回路部４を形成した後に上述した樹脂層１１ｂが外方に露出するまで切削除去され、マザー基板９３上に形成した各電極部と接続されて入出力端子部を構成する。
【００５２】
ベース基板部製作工程は、上述した各工程によりベース基板５からベース基板中間体１５を経て、良好な平坦精度を有するビルドアップ形成面３が形成されてなるベース基板部２を製作する。ベース基板部製作工程は、ベース基板中間体１５を製作する工程を従来の多層基板の製作工程と同様とすることで、多層基板の製作プロセスをそのまま適用可能であるとともに、量産性も高い。なお、ベース基板部製作工程については、上述した工程に限定されるものではなく、従来採用されている種々の多層基板の製作工程が採用されてもよいことは勿論である。
【００５３】
なお、ベース基板部製作工程においては、ベース基板５に対して第２の樹脂付銅箔９を介して接合される第４の樹脂付銅箔１１が、銅箔部１１ａを研磨されることになる。ベース基板部製作工程においては、接合された各構成部材がプレス機によってプレスされて一体化される。ベース基板部製作工程においては、金属製のプレス面と第４の樹脂付銅箔１１とのなじみがよく、精度のよいプレスが行われるようになる。したがって、第４の樹脂付銅箔１１については、銅箔部が配線層を構成しないことから、銅貼りでなく他の樹脂付金属箔であってもよい。
【００５４】
他の実施の形態として図１１乃至図１７に示したベース基板部製作工程は、２枚の両面基板１７、１８を用いて上述したベース基板部２と同様のベース基板部１６を製作することを特徴とする。両面基板１７、１８は、従来の多層基板の製造工程に一般的に用いられている上述したベース基板５と同様の素材からなる基板が用いられる。なお、ベース基板部製作工程は、個別の工程を上述したベース基板部２の各製作工程と同様とすることから、個別の構成についての詳細な説明を省略する。
【００５５】
ベース基板部製作工程は、図１１に示した両面基板１７に対して、その基材１７ａの表裏主面に接合された導体部１７ｂ，１７ｃにフォトリソグラフ処理を施すことによってそれぞれ所定のパターンニングを行うとともにエッチング処理を施して図１２に示すように所定の回路パターン１９ａ、１９ｂを形成する。両面基板１７には、同図に示すようにビアホール２０ａがそれぞれ形成される。第１の回路パターン１９ａと第２の回路パターン１９ｂとは、上述したベース基板部２の第１配線層１２ａ及び第２配線層１４ａとにそれぞれ対応する。なお、第２の両面基板１８についても、同様にその基材１８ａの表裏主面の導体部１８ｂ，１８ｃに所定の回路パターン２１ａ、２１ｂ及びビアホール２２をそれぞれ形成する。これら第１の回路パターン２１ａと第２の回路パターン２１ｂとは、上述したベース基板部２の第１配線層１２ｂ及び第２配線層１４ｂとにそれぞれ対応する。
【００５６】
ベース基板部製作工程は、図１３に示すように２枚の両面基板１７、１８を例えば中間樹脂材２３を介して接合する。ベース基板部製作工程は、これによって図１４に示したベース基板中間体２４を製作する。ベース基板中間体２４は、中間樹脂材２３の表裏主面にそれぞれ両面基板１７、１８により２層の配線層からなる第１のパターン配線層と第２のパターン配線層とが形成されてなる。
【００５７】
ベース基板部製作工程においては、上述したベース基板部２の製作工程と同様に、ベース基板中間体２４に対して平坦化の処理工程が施される。ベース基板部製作工程においては、図１５に示すようにベース基板中間体２４の表裏主面にそれぞれ熱プレスにより第１の樹脂付銅箔２５と第２の樹脂付銅箔２６とを接合する。第１の樹脂付銅箔２５と第２の樹脂付銅箔２６も、銅箔層２５ａ、２６ａの一方主面の全体に樹脂層２５ｂ、２６ｂが裏打ちされてなる。第１の樹脂付銅箔２５と第２の樹脂付銅箔２６とは、図１５に示すように樹脂層２５ｂ、２６ｂ側を接合面として第２配線層１９ｂ、２１ｂ上にそれぞれ接着樹脂によって接合される。
【００５８】
ベース基板部製作工程においては、第１の樹脂付銅箔２５と第２の樹脂付銅箔２６とに対して研磨加工が施される。ベース基板部製作工程においては、図１６に示すように第１の両面基板１７側については、第２配線層１９ｂが外方に露出するように第１の樹脂付銅箔２５の研磨加工を施すことによって高精度に平坦化されたビルドアップ形成面２７を構成する。ベース基板部製作工程においては、第２の両面基板１８側については、樹脂層２６ｂにより回路パターン２１ｂが外方に露出されないように第２の樹脂付銅箔２６の研磨加工が行われる。ベース基板部製作工程においては、上述した工程を経て、ベース基板部１６を製作する。
【００５９】
ベース基板部製作工程は、上述したようにベース基板中間体に対してその表裏主面に樹脂付銅箔を接合した後に、これら樹脂付銅箔に研磨加工を施して平坦化処理を行うようにしたが、かかる工程に限定されるものではない。第３の実施の形態として図１７乃至図１９に示したベース基板部製作工程は、上述した各製作工程を経て製作されたベース基板中間体１５に対してディップコート法によって樹脂材２８を塗布形成する工程を有することを特徴とする。すなわち、ベース基板部製作工程においては、ディップ槽２９内に適当な溶媒によって液状に溶かした樹脂材２８が貯められおり、図１７に示すようにこのディップ槽２９内にベース基板中間体１５を漬ける工程が施される。
【００６０】
ベース基板部製作工程においては、ベース基板中間体１５が、適当な漬け置き時間を経て適当な引上げ速度を以ってディップ槽２９から取り出される。ベース基板部製作工程においては、ディップ槽２９から取り出されたベース基板中間体１５の表裏主面に、図１８に示すように液状樹脂材が硬化して樹脂層２８ａ、２８ｂを同時に形成する。ベース基板部製作工程においては、このようにして樹脂層２８ａ、２８ｂを形成したベース基板中間体１５を水平状態に保持してベーキング処理を施し、余分な有機成分を蒸発させる工程を施す。ベース基板部製作工程においては、ベース基板中間体１５に対して上述した研磨加工を施して各樹脂層２８ａ、２８ｂを所定量研磨することで、図１９に示したベース基板部３０を製作する。
【００６１】
ベース基板部製作工程においては、液状とされた樹脂材２８の濃度、漬け置き時間或いは引上げ速度を制御することによってベース基板中間体１５に対して所定の膜厚精度の樹脂層２８ａ、２８ｂを形成することが可能とされる。なお、樹脂材２８については、例えば方向性化学エッチング法（RIE:Reactive Ion Etching）やプラズマエッチング法（PE:Plasma Etching）等のドライエッチング法により、その平坦化を行うようにしてもよい。
【００６２】
上述した工程を経て製作されたベース基板部２には、後述するように高周波素子層形成工程を経てビルドアップ形成面３上に多層の高周波回路部４が形成される。高周波回路部４は、図１に示すように第１の絶縁層３１と、第１の配線層３２と、第２の絶縁層３３と、第２の配線層３４とが積層形成されてなる。高周波回路部４は、詳細を後述するように第１の配線層３２の厚みｔに対して第２の配線層３４の厚みＴが大きく形成され、第１の配線層３２内に詳細を後述する形成工程を経て抵抗素子部３５と、キャパシタ素子部３６及び高周波用インダクタ素子部３７とが形成されてなる。高周波回路部４には、第２の配線層３４内に詳細を後述する形成工程を経て低周波用インダクタ素子部３８が形成されてなる。
【００６３】
高周波回路部４は、上述したようにベース基板部２のビルドアップ形成面３を高精度に平坦化することによって、抵抗素子部３５、キャパシタ素子部３６、高周波用インダクタ素子部３７或いは低周波用インダクタ素子部３８が高精度に成膜形成されてなる。一般的な有機基板は、その表面に形成される導体パターンの厚みが数十μｍと比較的大きく、その上部に成膜形成される厚みが数μｍの素子部の精度が劣化する。高周波回路部４は、上述したように高精度に平坦化されたベース基板部２のビルドアップ形成面３上に各素子部を高精度に成膜形成することが可能である。
【００６４】
高周波回路部４は、図１に示すように第２の配線層３４に形成した電極部３９を除いて全体が第１の保護層４０によって被覆されてなる。ベース基板部２は、ビルドアップ形成面３上に上述した高周波回路部４を形成するとともに、第２配線層１４ｂを覆った第４の樹脂付銅箔１１の樹脂層１１ｂが除去されて第２配線層１４ｂに形成した接続電極部４１を除いて全体が第２の保護層４２によって被覆されてなる。ベース基板部２と高周波回路部４とは、モジュール基板１を構成する。モジュール基板１は、ベース基板２のビルドアップ形成面３と対向する主面（実装面）２ａ側を実装面として電極部４１を介してマザー基板９３に実装されるとともに、高周波回路部４の第２の配線層３４に形成された電極部３９に接続されて高周波ＩＣ９０やチップ部品９１が実装されかつ全体がシールドカバー９２によって覆われて図１に示す高周波モジュール装置９４を構成する。
【００６５】
次に、高周波回路部４の製作工程について、以下図２及び図２０乃至図３０に示した製作工程図を参照して詳細に説明する。高周波回路部４の製作工程は、上述した工程を経て製作されたベース基板部２の平坦化されたビルドアップ形成面３上に、第１の絶縁層３１を形成する第１の絶縁層形成工程ｓ−７と、この第１の絶縁層３１上に各素子部を有する第１の配線層３２を形成するための下地処理を施す下地処理工程ｓ−８と、第１の配線層３２を形成する第１の配線層形成工程ｓ−９とを有してモジュール基板中間体４３を製作する。
【００６６】
高周波回路部４の製作工程は、上述したモジュール基板中間体４３に対して、第１の配線層３２上に第２の絶縁層３３を積層形成する第２の絶縁層形成工程ｓー１０と、この第２の絶縁層３３上に第２の配線層３４を形成する第２の配線層形成工程ｓー１１と、電極部３９を除いて第２の配線層３４を被覆する保護層４０を形成する第１の保護層形成工程ｓー１２とを経てモジュール基板１を製作する。なお、高周波回路部４の製作工程においては、ベース基板部２の第２配線層１４ｂを被覆した樹脂層２８ｂを研磨して電極部４１を外方に露出させる研磨工程と、電極部４１を除いて第２配線層１４ｂを被覆する第２の保護層４２を形成する保護層形成工程とを有する。
【００６７】
なお、高周波回路部４は、ベース基板部２のビルドアップ形成面３上に形成された第１の配線層３２と第２の配線層３４との２層構造によって構成されるが、さらに多層の配線層によって構成されるようにしてもよい。かかる高周波回路部４においては、内層側配線層に高周波用インダクタ素子部３７が成膜形成されるとともに、表層側配線層に低周波用インダクタ素子部３８が成膜形成される。
【００６８】
第１の絶縁層形成工程ｓ−７においては、ベース基板部２のビルドアップ形成面３上に絶縁性誘電材が供給されて、図２０に示すように第１の絶縁層３１が成膜形成される。絶縁性誘電材には、ベース基板５と同様に低誘電率で低いＴａｎδ、すなわち高周波特性に優れかつ耐熱性や耐薬品性及び少なくとも１６０℃以上の高耐熱性に優れた有機基材が用いられる。絶縁性誘電材には、具体的には、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリイミド、ポリノルボルネン（ＰＮＢ）、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ビスマレイドトリアジン（ＢＴ−レジン）、ポリフェニールエチレン（ＰＰＥ）或いはエポキシ樹脂やアクリル系樹脂が用いられる。成膜方法としては、塗布均一性、厚み制御性が保持されるスピンコート法、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が適用される。
【００６９】
第１の絶縁層形成工程ｓ−７においては、図２１に示すようにベース基板部２上に成膜された第１の絶縁層３１に対して多数のビアホール４４が形成される。各ビアホール４４は、ビルドアップ形成面３に露出された第２配線層１４ａの所定の電極部に対応してそれぞれ形成され、これら電極部を外方へと臨ませる。各ビアホール４４は、絶縁性誘電材として感光性樹脂を用いた場合には、所定のパターンニングに形成されたマスクを第１の絶縁層３１に取り付けてフォトリソグラフ法により形成される。各ビアホール４４は、絶縁性誘電材として非感光性樹脂を用いた場合には、例えばフォトレジストや金等の金属膜等をマスクとして、方向性化学エッチング（RIE:reactive ion etching）等のドライエッチング法によってホール形成が行われる。
【００７０】
下地処理工程ｓ−８においては、第１の絶縁層３１上に例えばスパッタ法等によって後述する第１の配線層３２を形成する金属薄膜を薄膜形成し、この金属薄膜にエッチング処理を施して図２２に示すように抵抗素子部３５の受電極３５ａ及びキャパシタ素子部３６の下電極３６ａを成膜形成する。金属薄膜は、例えばＣｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ等の金属材料によって成膜形成される。なお、金属薄膜は、第１の絶縁層３１との密着性を向上させるために、バリア層として例えばＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ等の金属薄膜を形成してこれら金属薄膜上に成膜形成するようにしてもよい。
【００７１】
金属薄膜は、後述する第１の配線層３２やキャパシタ素子部３６の上電極３６ｂをウェットエッチングによってパターン形成する際に、エッチングの選択性が得られることが好ましい。金属薄膜は、後述するように第１の配線層３２がＣｕ薄膜に対して硝酸、硫酸及び酢酸系の混合酸からなるエッチング液を用いてウェットエッチングを施されてパターン形成されるので、Ｃｕ薄膜で成膜形成された場合には同時にエッチングされてしまう。したがって、金属薄膜は、上述したエッチング液に耐性を有するＡｌ、Ｐｔ或いはＡｕの金属材料を用いることが好ましく、特にパターニング処理が比較的容易なＡｌが好適である。
【００７２】
金属薄膜は、例えばＡｌを用いる場合に、スパッタリング法により２０００Å程度の厚みを以って第１の絶縁層３１上に全面に亘って形成される。金属薄膜には、リソグラフ処理によりフォトレジストをパターン形成し、リン酸等のエッチング液を用いたウェットエッチングによって上述した抵抗素子部３５の受電極３５ａ及びキャパシタ素子部３６の下電極３６ａを形成する。
【００７３】
第１の配線層形成工程ｓ−９においては、図２３に示すように第１の絶縁層３１及び各電極を被覆する窒化タンタル（ＴａＮ）層４５を成膜形成する。ＴａＮ層４５は、抵抗体として作用するとともに、キャパシタ素子部３６を成膜形成する際に陽極酸化により形成される酸化タンタル（ＴａＯ）誘電体膜のベースとして作用する。ＴａＮ層４５は、例えばスパッタリング法によって２０００Å程度の厚みを以って成膜形成される。なお、ＴａＮ層４５は、Ｔａ薄膜であってもよい。
【００７４】
第１の配線層形成工程ｓ−９においては、図２４に示すようにキャパシタ素子部３６の下電極３６ａを開口部４６ａによって外方に臨ませその他の部位を被覆する陽極酸化用マスク層４６が形成される。陽極酸化用マスク層４６は、例えば容易にパターニングが可能なフォトレジストを用い、次工程の陽極酸化処理時の印加電圧に対して被覆部位が充分な絶縁性を保持することが可能であればよく数μｍ乃至数十μｍの厚みを以って形成される。なお、陽極酸化用マスク層４６については、薄膜形成が可能であるその他の絶縁材料、例えば酸化シリコン材（ＳｉＯ２）を用いてパターニング形成してもよい。
【００７５】
第１の配線層形成工程ｓ−９においては、陽極酸化用マスク層４６を成膜形成した後に陽極酸化処理を行って、開口部４６ａから露出したキャパシタ素子部３６の下電極３６ａに対応するＴａＮ層４５を選択的に陽極酸化する。陽極酸化処理は、例えば電解液としてホウ酸アンモニウムが用いられ、５０ｖ乃至２００ｖの電圧印加が行われる。印加電圧は、陽極酸化用マスク層４６の開口部４５ａに対応して形成されるＴａＯ誘電体膜の膜厚を所望の厚みに形成するために適宜調整される。第１の配線層形成工程ｓ−９においては、陽極酸化用マスク層４６を除去することにより開口部４６ａに対応したＴａＮ層４５を選択的に酸化して、図２５に示すように後述するキャパシタ素子部３６の誘電体材料となるＴａＯ層４６が形成される。
【００７６】
第１の配線層形成工程ｓ−９においては、全面に成膜形成されているＴａＮ層４５に例えばフォトリソグラフ処理とドライエッチング処理とを施すことによって、図２６に示すように所望の抵抗体素子部３５とキャパシタ素子部３６の大きさにパターニングする。第１の配線層形成工程ｓ−９においては、上述した処理を施すことにより、抵抗体素子部３５とキャパシタ素子部３６とを成膜形成するための適宜にパターニングされたＴａＮ層４５を同時に形成する。なお、第１の配線層形成工程ｓ−９においては、上述したＴａＮ層４５に陽極酸化処理を施す際に、陽極酸化用マスク層４６を用いずにＴａＮ層４５を全面に亘って陽極酸化させた後にＴａＮ＋ＴａＯ層をパターニングするようにしてもよい。第１の配線層形成工程ｓ−９は、かかる処理を施す場合に抵抗体素子部３５に設けられるＴａＮ層も表面が陽極酸化されることにより、この酸化膜が保護膜として抵抗体素子部３５を長期的に安定した状態に保持する。
【００７７】
第１の配線層形成工程ｓ−９においては、図２７に示すように、第１の配線層３２と、ＴａＮ層４５を介して下電極３６ａと対向するキャパシタ素子部３６の上電極３６ｂと、高周波用インダクタ素子部３７とを成膜形成してモジュール基板中間体４３を製作する。第１の配線層３２は、高周波回路部４の第１層を構成することから、高周波帯域において損失の小さいＣｕ配線で構成される。また、第１の配線層３２は、例えばメッキ法、スパッタリング法或いは蒸着法等によって、厚みが約１０μｍの第１の絶縁層３１上に０．２μｍ乃至５μｍの厚みを以って形成される。第１の配線層３２は、後述する第２の配線層３４に対して薄厚の配線層として形成される。高周波用インダクタ素子部３７は、上述したようにインダクタが、周波数に依存する表皮効果厚み以上では伝播損失がほとんど変わらずかつ周波数が高ければ高いほど薄くなる表皮効果特性により、薄厚の第１の配線層３２に形成されることによって特性の向上が図られる。モジュール基板中間体４３には、第２の絶縁層形成工程ｓ−１０が施されることにより、図２８に示すように上述した第１の配線層３２上に第２の絶縁層３３が積層形成される。第２の絶縁層形成工程ｓ−１０は、上述した第１の絶縁層形成工程ｓ−７と同様の工程であり、低誘電率で低いｔａｎδ、すなわち高周波特性に優れかつ耐熱性や耐薬品性に優れた上述した有機基材が供給されて、塗布均一性、厚み制御性が保持されるスピンコート法、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の成膜方法によって成膜形成される。第２の絶縁層３３は、上述したように薄膜形成された第１の配線層３２に形成されることから、高厚み精度を以って形成することが可能とされる。
【００７８】
第２の絶縁層形成工程ｓ−１０においては、図２８に示すように第２の絶縁層３３に多数のビアホール４７が形成される。各ビアホール４７は、第１の配線層３２に形成された所定の電極部やキャパシタ素子部３６の上電極３６ｂ或いは高周波用インダクタ素子部３７をそれぞれ第２の絶縁層３３の外方に露出させる。なお、各ビアホール４７も、上述した第１の絶縁層３１のビアホール４４と同様に形成される。
【００７９】
第２の絶縁層３３には、第２の配線層形成工程ｓ−１１によって、図２９に示すように第２の配線層３４が形成される。第２の配線層３４も、高周波帯域において損失の小さいＣｕ配線層からなり、また低周波用インダクタ素子部３８が形成されることからこの低周波用インダクタ素子部３８の損失が充分に小さくなるように大きな層厚を以って形成される。すなわち、低周波用インダクタ素子部３８は、上述したようにインダクタの表皮効果が、周波数に依存する表皮効果厚み以上では伝播損失がほとんどかわらずかつ周波数が高いほど薄くなる特性があることから、厚みの大きな第２の配線層３４に形成されることにより特性向上が図られるようになる。第２の配線層３４は、モジュール基板１が高周波モジュール装置９４に用いられ、低周波用インダクタ素子部３８が例えば数百ＭＨｚ程度の周波数帯域で機能する場合に厚みが５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上であることが好ましい。
【００８０】
第２の配線層形成工程ｓ−１１は、上述した第２の配線層３４を例えば銅電解メッキ法によって形成する。銅電解メッキ法による第２の配線層３４の形成方法について、図３１に示した工程図を参照して説明する。銅電解メッキ工程においては、第１の絶縁層３４上に、同図（Ａ）に示すように全面に亘って電解取出用の電極として作用する厚みが約５０００Å程度の銅薄膜層４８を成膜形成する。銅電解メッキ工程においては、形成される銅薄膜層４８の密着性の向上を図るために、第２の絶縁層３４上に例えば厚みが約２５０Å程度のＮｉ層等のバリア層をあらかじめ形成しておくことが好ましい。
【００８１】
銅電解メッキ工程においては、形成された銅薄膜層４８に、同図（Ｂ）に示すように、厚みが約１２μｍ程度のメッキ用レジスト層４９をパターン形成する。銅電解メッキ工程においては、銅薄膜層４８を電解取出用電極として電解銅メッキを行って、同図（Ｃ）に示すようにメッキ用レジスト層４９の開口部位４９ａに約１０μｍ以上の銅メッキ層５０をリフトアップ形成する。銅電解メッキ工程においては、メッキ用レジスト層４９を洗浄除去するとともに、例えばウエットエッチング処理を施して同図（Ｄ）に示すように不要な銅薄膜層４８を除去することで銅メッキ層５０により所定のパターンからなる第２の配線層３４を成膜形成する。なお、銅電解メッキ工程においては、上述したように所定パターンの第２の配線層３４とともに低周波用インダクタ素子部３８が成膜形成される。低周波用インダクタ素子部３８も、上述した特性を有する充分な膜厚を以って成膜形成される。
【００８２】
第２の配線層３４は、図３０に示すように保護層形成工程ｓ−１２により成膜形成される第１の保護層４０によって被覆される。保護層形成工程ｓ−１２は、保護層形成のために一般に用いられる例えばソルダレジストや層間絶縁層材料等の保護層材が用いられ、スピンコート法等の適宜の方法によって第２の配線層３４の全面を被覆する保護膜層を形成する。保護層形成工程ｓ−１２においては、保護膜層に対してマスクコーティング、フォトリソグラフ処理を施して第２の配線層３４の電極部５１を開口部として外方に露出させる第１の保護層４０を形成する。第１の保護層４０は、その表面が上述したように実装面４ａを構成する。保護層形成工程ｓ−１２においては、追加工工程として露出された電極部５１に無電解Ｎｉ−Ａｕメッキ或いはＮｉ−Ｃｕメッキ等を施して電極形成を行う。
【００８３】
ベース基板部２のベース基板５には、上述したように第２の主面５ｂ側に第２配線層１４ｂが形成され、この第２配線層１４ｂが露出する寸前まで樹脂層１１ｂによって被覆されてなる。ベース基板部２には、上述した工程を経てビルドアップ形成面３上に高周波回路部４を積層形成した後に、保護層形成工程ｓ−１２の前工程で樹脂層１１ｂを研磨する研磨処理が施されて第２配線層１４ｂが露出される。ベース基板部２には、上述した保護層形成工程ｓ−１２において第２の主面５ｂの全面に第２の保護層４２が形成される。ベース基板部２は、第２の保護層４２に対してマスクコーティング、フォトリソグラフ処理を施して電極部４１を開口部として外方に露出させ、これらに無電解Ｎｉ−Ａｕメッキ等を施して電極形成を行う。
【００８４】
以上の工程を経て製作されたモジュール基板１は、上述したように高周波回路部４の実装面４ａ上に、電極部３９を介して高周波ＩＣ９０やチップ部品９１がフリップチップ実装法等の適宜の実装方法によって搭載される。また、モジュール基板１は、ベース基板部２の実装面２ａが、電極部４１を介してフリップチップ実装法や半田ボール等によりマザー基板９３に搭載される。モジュール基板１は、高周波ＩＣ９０等を実装した状態において、電磁ノイズの影響を排除するためのシールドカバー９２が組み付けられて高周波回路部４の実装面４ａが覆われて高周波モジュール装置９４を構成する。
【００８５】
ところで、高周波モジュール装置９４においては、上述したようにモジュール基板１の高周波回路部４をシールドカバー９２によって被覆した構造であることから、高周波回路部４上に実装された高周波ＩＣ９０やチップ部品９１から発生した熱がシールドカバー９２内に籠もって特性に悪影響を及ぼすことがある。したがって、高周波モジュール装置９４には、適宜の放熱構造を設けることが好ましい。
【００８６】
図３２に示した高周波モジュール装置９５は、発熱量が大きな高周波ＩＣ９０の上面とシールドカバー９２の内面との間に熱伝導性樹脂材７０を充填して放熱構造を構成してなる。高周波モジュール装置９５においては、高周波ＩＣ９０からの発熱が熱伝導性樹脂材７０を介してシールドカバー９２へと伝達され、このシールドカバー９２を介して放熱されることで熱が内部に籠もって特性に悪影響を及ぼすことが防止される。なお、高周波モジュール装置９５においては、比較的大型の高周波ＩＣ９０を熱伝導性樹脂材７０とシールドカバー９２とによって保持することで、機械的な実装剛性の向上も図られるようになる。
【００８７】
図３３に示した高周波モジュール装置９６は、高周波ＩＣ９０やチップ部品９１から発生する熱をさらに効率的に放熱するように構成してなり、上述した熱伝導性樹脂材７０に加えて高周波ＩＣ９０の搭載領域に対応してベース基板部２と高周波回路部４とに連通する多数の冷却用ビアホール７１が形成されてなる。各冷却用ビアホール７１は、ベース基板部２や高周波回路部４に上述した回路接続用の各ビアホールを形成する際に同様の工程によって形成される。
【００８８】
高周波モジュール装置９６においては、高周波ＩＣ９０から発生した熱が、上述したように熱伝導性樹脂材７０を介してシールドカバー９２から放熱されるとともに、冷却用ビアホール７１を介してベース基板部２の底面に伝達されて外部へと放熱される。高周波モジュール装置９６は、モジュール基板１の上下からの放熱が行われることでより効率的な放熱が行われるようになる。なお、高周波モジュール装置９６は、冷却用ビアホール７１のみによって放熱構造を構成するようにしてもよい。また、高周波モジュール装置９６は、例えばベース基板５に形成される銅箔部７２が例えば５０ｎｍと厚みを大きくして形成したものを用いるようにし、この銅箔部７２に対して冷却用ビアホール７１がそれぞれ接続されるようにすることによってベース基板５からの放熱が行われるようにしてもよい。
【００８９】
図３４に示した高周波モジュール装置９７は、例えば銅や４２アロイ等の導電性が良好なメタルコアを基材としたベース基板７３によってベース基板部２が形成されてなる。高周波モジュール装置９７は、このベース基板７３に対して上述した多数の冷却用ビアホール７１がそれぞれ接続されるように構成する。高周波モジュール装置９７においては、冷却用ビアホール７１を介してベース基板７３からの放熱も行われ、上述した放熱用の導電樹脂材７０や冷却用ビアホール７１の構成とによってさらに効率的な放熱が行われるようになり信頼性の向上が図られる。
【００９０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、平坦化されたビルドアップ形成面を有するベース基板部に受動素子を成膜形成した高周波回路部を積層形成してなり、高周波回路部の内層側配線層に高周波用インダクタ素子が成膜形成されるとともに内層側配線層よりも層厚に形成される表層側配線層に低周波用インダクタ素子が成膜形成されることから、各インダクタ素子が各配線層の厚みに伴う損失特性と表皮効果特性にマッチングして特性向上が図られるようになる。本発明によれば、内層側配線層を層薄とすることによって、表層側配線部に高精度の受動素子の薄膜形成を可能とし、小型化、薄型化が図られるとともに高精度化及び高機能化が図られるようになる。
【００９１】
本発明によれば、ベース基板部に電源やグランド部等の配線部や制御系の配線部が構成されるとともに高周波回路部に高周波信号回路部が構成されることで、両者の電気的分離が図られ電気的干渉の発生が抑制されて特性の向上が図られた廉価なモジュール基板及び高周波モジュール装置が得られるようになる。本発明によれば、ベース基板部に充分な面積を有する電源やグランド部の配線を形成することが可能であることから、レギュレーションの高い電源供給が行われるモジュール基板及び高周波モジュール装置が得られるようになる。
【００９２】
本発明によれば、特に絶縁性を有するとともに比較的廉価な有機基板をベース基板として用いてベース基板部の主面に高精度の平坦化処理を施してビルドアップ形成面として構成し、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り形成される高周波素子や配線層を有する高周波回路部が直接形成されることで、高周波回路部の層内に高精度でかつ高周波特性が良好な受動素子が簡易な工程によって形成される。本発明によれば、廉価な材料からなるベース基板上に従来の多層基板のプロセスと同様にして多層の配線層を形成してベース基板部が低コストで形成されることで、全体コストの低減が図られたモジュール基板及び高周波モジュール装置が得られるようになる。
【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装置の要部縦断面図である。
【図２】同高周波モジュール装置に備えられるモジュール基板の製造工程図である。
【図３】同モジュール基板に用いられるベース基板の縦断面図である。
【図４】同ベース基板に対するパターニング工程説明図である。
【図５】第１の樹脂付銅箔及び第２の樹脂付銅箔の接合工程説明図である。
【図６】ビア形成の工程説明図である。
【図７】第１のパターン配線層及び第２のパターン配線層の形成工程説明図である。
【図８】第３の樹脂付銅箔及び第４の樹脂付銅箔の接合工程説明図である。
【図９】第３の樹脂付銅箔及び第４の樹脂付銅箔を接合した状態の工程説明図である。
【図１０】第３の樹脂付銅箔及び第４の樹脂付銅箔の研磨工程説明図である。
【図１１】モジュール基板に用いられる他のベース基板の縦断面図である。
【図１２】同ベース基板に対するパターニング工程説明図である。
【図１３】ベース基板の接合工程説明図である。
【図１４】ベース基板中間体の縦断面図である。
【図１５】ベース基板中間体に樹脂付銅箔を接合する工程説明図である。
【図１６】研磨処理を施したベース基板部の縦断面図である。
【図１７】ディップ工程の説明図である。
【図１８】ベース基板中間体の縦断面図である。
【図１９】研磨処理を施したベース基板部の縦断面図である。
【図２０】ベース基板部に対して第１の絶縁層を形成する第１の絶縁層形成工程の説明図である。
【図２１】ビアホール形成工程の説明図である。
【図２２】抵抗素子部の受電極及びキャパシタ素子部の下電極を成膜形成する工程の説明図である。
【図２３】窒化タンタル層を成膜形成する工程の説明図である。
【図２４】陽極酸化用マスク層を形成する工程の説明図である。
【図２５】ＴａＯ層を形成する工程の説明図である。
【図２６】抵抗体素子部とキャパシタ素子部のパターニング工程の説明図である。
【図２７】モジュール基板中間体の縦断面図である。
【図２８】ビアホールを形成する工程の説明図である。
【図２９】第２の配線層を形成する工程の説明図である。
【図３０】モジュール基板の縦断面図である。
【図３１】第２の配線層を形成する銅電解メッキ法の工程説明図である。
【図３２】放熱構造を備えた高周波モジュール装置の要部縦断面図である。
【図３３】他の放熱構造を備えた高周波モジュール装置の要部縦断面図である。
【図３４】他の放熱構造を備えた高周波モジュール装置の要部縦断面図である。
【図３５】スーパーへテロダイン方式による高周波送受信回路の構成図である。
【図３６】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の構成図である。
【図３７】従来の高周波送受信モジュールに備えられるインダクタ部の説明図である。
【図３８】従来のシリコン基板を用いた高周波送受信モジュールの縦断面図である。
【図３９】従来のガラス基板を用いた高周波送受信モジュールの縦断面図である。
【図４０】従来のモジュール基板をインターポーザ基板に実装したパッケージの縦断面図である。
【符号の説明】
１ モジュール基板、２ ベース基板部、３ ビルドアップ形成面、４ 高周波回路部、５ ベース基板、６ 第１のパターン配線層、７ 第２のパターン配線層、８乃至１１ 樹脂付銅箔、１２ 第１層パターン配線層、１３ ビアホール、１４ 第２層配線層、１５ ベース基板部中間体、１６ ベース基板部、１７，１８ 両面基板、１９ 回路パターン、２０ ビアホール、２１ 回路パターン、２２ ビアホール、２３ 中間樹脂部材、２４ ベース基板部中間体、２５，２６ 樹脂付銅箔、２７ ビルドアップ形成面、２８ 樹脂層、２９ ディップ槽、３０ ベース基板部、３１ 第１の絶縁層、３２ 第１の配線層、３３第２の絶縁層、３４ 第２の配線層、３５ 抵抗体素子部、３６ キャパシタ素子部、３７ 高周波用インダクタ素子部、３８ 低周波用インダクタ素子部、３９ 電極部、４０ 第１の保護層、４１ 電極部、４２ 第２の保護層、４３モジュール基板中間体、４４ ビアホール、４５ 窒化タンタル層（ＴａＮ層）、４６ 酸化タンタル層（ＴａＯ層）、４７ ビアホール、４８ 銅薄膜層、４９ メッキレジスト層、５０ 銅メッキ層、７０ 熱伝導性樹脂材、７１ 放熱用ビアホール、７２ 銅箔部、７３ ベース基板、９０ 高周波ＩＣ、９１ チップ部品、９２ シールドカバー、９３ マザー基板、９４乃至９７ 高周波モジュール装置
【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、オーディオ機器或いは各種のモバイル機器や携帯電話機等の各種電子機器等に好適に用いられ、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用基板装置とその製造方法及び高周波モジュール装置と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、携帯電話機を介して屋内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２．４５帯域の無線ＬＡＮシステム或いはBluetooh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。データ等の送受信システムは、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、データ等の送受信システムにおいては、小型軽量で携帯可能であり上述した通信機能を有する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、一般に図３５に示すような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無線通信送受信回路１００が備えられる。
【０００５】
無線通信送受信回路１００には、アンテナや切替スイッチを有して情報信号を受信或いは送信するアンテナ部１０１と、送信と受信との切替を行う送受信切替器１０２とが備えられる。無線通信送受信回路１００には、周波数変換回路部１０３や復調回路部１０４等からなる受信回路部１０５が備えられる。無線通信送受信回路１００には、パワーアンプ１０６やドライブアンプ１０７及び変調回路部１０８等からなる送信回路部１０９が備えられる。無線通信送受信回路１００には、受信回路部１０５や送信回路部１０９に基準周波数を供給する基準周波数生成回路部１００ａが備えられる。
【０００６】
かかる無線通信送受信回路１００においては、詳細を省略するが、各段間にそれぞれ介挿された種々のフィルタ、局発装置（VCO:voltage contolled oscillator）、ＳＡＷフィルタ（saw tooth waveform filter）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。無線通信送受信回路１００においては、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中に取り込むことが困難であり、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、無線通信送受信回路１００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、図３６に示すように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無線通信送受信回路１１０も用いられる。無線通信送受信回路１１０においては、アンテナ部１１１によって受信された情報信号が送受信切替器１１２を介して復調回路部１１３に供給されて直接ベースバンド処理が行われる。無線通信送受信回路１１０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１１４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、アンプ１１５と送受信切替器１１２を介してアンテナ部１１１から送信される。
【０００８】
かかる無線通信送受信回路１１０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、無線通信送受信回路１１０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、無線通信送受信回路１１０においては、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、無線通信送受信回路１１０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】
従来の無線通信送受信回路は、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、無線通信送受信回路については、例えばＳｉ−ＣＭＳ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も集積化することによって、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、いかにして特性の良い受動素子、特にインダクタをＬＳＩ上に形成するかが極めて重要となる。例えば図３７に示した高周波送受信モジュール１２０においては、Ｓｉ基板１２１及びＳｉＯ２絶縁層１２２のインダクタ形成部位１２３に対応して大きな凹部１２４を形成してなる。高周波送受信モジュール１２０は、凹部１２４に臨ませて第１の配線層１２５を形成するとともに凹部１２４を閉塞する第２の配線層１２６が形成されてインダクタ部１２７を構成する。
【００１１】
高周波送受信モジュール１２０は、上述したようにインダクタ部１２７を凹部１２４に臨ませて空中に浮かせた構成となっており、これによって回路内干渉が低減されて特性向上が図られてなる。しかしながら、高周波送受信モジュール１２０は、インダクタ部１２７を形成する工程が極めて面倒であり、工程数も増加してコストアップとなるといった問題があった。
【００１２】
また、高周波送受信モジュールにおいては、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を形成する対応も図られている。しかしながら、かかる高周波送受信モジュールも、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。
【００１３】
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。このため、高周波送受信モジュールについては、例えば図３８に示したＳｉ基板高周波送受信モジュール１３０や、図３９に示したガラス基板高周波送受信モジュール１４０が提案されている。
【００１４】
高周波送受信モジュール１３０は、Ｓｉ基板１３１上にＳｉＯ２層１３２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１３３が成膜形成されてなる。高周波送受信モジュール１３０は、受動素子形成層１３３の内部に、詳細を省略するが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１３０は、受動素子形成層１３３上に中継スルーホールとなるビアホール１３４等を介して層内配線パターンと接続された端子部１３５が形成され、これら端子部１３５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１３６が直接実装されて構成される。
【００１５】
高周波送受信モジュール１３０は、例えばベースバンド回路部を設けたマザー基板等に実装することにより、Ｓｉ基板１３１により高周波回路部とベースバンド回路部とを区分して両者間の電磁的干渉を抑制することが可能とされるようになる。しかしながら、かかる高周波送受信モジュール１３０においては、導電性を有するＳｉ基板１３１が受動素子形成層１３３内に精度の高い各受動素子を形成するために有効に機能するが、このＳｉ基板１３１が各受動素子の良好な高周波特性にとって邪魔になり特性が劣化するといった問題がある。
【００１６】
一方、高周波送受信モジュール１４０は、上述した高周波送受信モジュール１３０のＳｉ基板１３１に起因する問題を解決するために、ベース基板にガラス基板１４１が用いられて構成されている。高周波送受信モジュール１４０も、ガラス基板１４１上にリソグラフィ技術によって受動素子形成層１４２が成膜形成されてなる。高周波送受信モジュール１４０にも、詳細を省略するが受動素子形成層１４２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１４０は、受動素子形成層１４２上にビアホール１４３等を介して内部配線パターンと接続された端子部１４４が形成され、これら端子部１４４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１４５が直接実装されて構成される。
【００１７】
高周波送受信モジュール１４０は、導電性を有しないガラス基板１４１を用いることで、ガラス基板１４１と受動素子形成層１４２との容量的結合度が抑制され受動素子形成層１４２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を可能とする。高周波送受信モジュール１４０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１４２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１４０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り、また小型化にも不利となる。
【００１８】
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。
【００１９】
Ｓｉ基板１３１やガラス基板１４１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１３１やガラス基板１４１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１３１やガラス基板１４１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。
【００２０】
しかしながら、かかる高周波送受信モジュールにおいては、上述したようなＳｉ基板１３１やガラス基板１４１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、電源やグランド部の供給配線或いは制御系信号配線が行われる。高周波送受信モジュールにおいては、このために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。
【００２１】
さらに、上述した高周波送受信モジュール１３０、１４０は、図４０に示すようにインターポーザ基板１５１上に搭載されてパッケージ１５０を形成する。パッケージ１５０は、インターポーザ基板１５１の一方主面上に高周波送受信モジュール１３０を搭載するとともに全体を絶縁樹脂１５２によって封装してなる。パッケージ１５０は、インターポーザ基板１５１の表裏主面にパターン配線層１５３や入出力端子１５４をそれぞれ形成するとともに、高周波送受信モジュール１３０の搭載領域の周囲に多数の電極部１５５が形成されてなる。
【００２２】
パッケージ１５０は、インターポーザ基板１５１上に高周波送受信モジュール１３０を搭載した状態で、この高周波送受信モジュール１３０と電極部１５５とをワイヤボンディング法によりワイヤ１５６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１３０には、高周波ＩＣ１３６やチップ部品１３７等を実装した表面層に、端子部１３５とともに実装部品を接続する配線パターンやワイヤ１５６が接続される電極１３８等が形成される。なお、高周波送受信モジュール１４０についても、同様にしてパッケージ化が図られる。
【００２３】
高周波送受信モジュール１３０、１４０は、上述したようにインターポーザ基板１５１上に搭載されてパッケージ化が図られるが、パッケージ１５０の厚みや面積を大きくさせるといった問題があった。また、高周波送受信モジュール１３０、１４０は、パッケージ１５０のコストをアップさせるといった問題もある。
【００２４】
また、パッケージ１５０には、高周波送受信モジュール１３０、１４０に搭載した高周波ＩＣやＬＳＩ等の回路素子を覆って、電磁波ノイズの影響を低減するシールドカバーが取り付けられる。パッケージ１５０において、回路素子から発生する熱がシールドカバー内にこもって特性を劣化させることから、放熱構造を設ける必要がある。パッケージ１５０においては、高周波送受信モジュール１３０、１４０にＳｉ基板１２１やガラス基板１３１が用いられることによって、これら基板側からの放熱を行う放熱構造を設けることが困難であるとともに大型化するといった問題もある。さらに、パッケージ１５０は、高周波送受信モジュール１３０、１４０に比較的高価なＳｉ基板１２１やガラス基板１３１が用いられることで、コストがアップするといった問題があった。
【００２５】
したがって、本発明は、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して高精度化及び薄型化、小型化、低価格化を図り、特に周波数帯域に応じてインダクタ素子の機能特性がそれぞれに発揮されるようにする高周波モジュール用基板装置とその製造方法及び高周波モジュール装置と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。
【００２６】
【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係る高周波モジュール用基板装置は、ベース基板の主面上に多層の配線層が形成されるとともに平坦な最上層の主面がビルドアップ形成面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ビルドアップ形成された多層の配線部からなりそれぞれの配線部に誘電絶縁層を介して配線パターンが形成されるとともに受動素子が成膜形成されてなる高周波回路部とから構成される。高周波モジュール用基板装置には、高周波回路部の内層側配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されるとともに、内層側配線部よりも層厚とされた表層側配線部内に低周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されてなる。
【００２７】
また、本発明に係る高周波モジュール用基板装置は、有機基板からなるベース基板の主面上に多層の配線層が形成されるとともにその最上層に平坦化処理を施してビルドアップ形成面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ビルドアップ形成された多層の配線部からなりそれぞれの配線部に誘電絶縁層を介して配線パターンが形成されるとともに受動素子が成膜形成されてなる高周波回路部とから構成される。高周波モジュール用基板装置には、高周波回路部の内層側配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されるとともに、内層側配線部よりも層厚とされた表層側配線部内に低周波数帯域用のインダクタ素子が成膜形成されてなる。
【００２８】
以上のように構成された本発明に係る高周波モジュール用基板装置によれば、層薄の内層側配線部をベースとして表層側配線部を積層形成することから高精度の高周波回路部を形成することが可能となる。また、高周波モジュール用基板装置によれば、内層側配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成し、表層側配線部内に充分な厚みを有する低周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成される。
【００２９】
インダクタ素子は、形成される配線部の層の厚みが大きいほど損失が少なく高いＱ値（共振バロメータ）を出力して特性の向上が図られるようになる。一方、インダクタ素子は、表皮効果によって、周波数に依存する表皮効果厚み以上では伝播損失がほとんど変化しない特性を有している。インダクタ素子の表皮効果厚みは、周波数が高ければ高いほど小さくなる。
【００３０】
したがって、高周波モジュール用基板装置によれば、薄膜の内層側配線部内に成膜形成された高周波帯域用のインダクタ素子と、厚膜の表層側配線部内に充分な厚みを有して成膜形成された低周波帯域用のインダクタ素子とが、高周波信号と低周波信号とにそれぞれ適応したインダクタとして機能する。高周波モジュール用基板装置によれば、かかる構成によって小型化、薄型化が図られるとともに高精度化及び高機能化が図られるようになる。
【００３１】
また、高周波モジュール用基板装置によれば、ベース基板として比較的廉価な有機基板を用いることで、全体コストの低減が図られる。また、高周波モジュール装置によれば、ベース基板部を電源やグランド部の配線部や制御系の配線部として構成することにより、高周波回路部との電気的分離が図られるようになる。したがって、高周波モジュール装置によれば、高周波回路部の電気的干渉の発生が抑制されて特性の向上が図られ、また充分な面積を有する電源やグランド部の配線がベース基板部に形成することが可能であることからレギュレーションの高い電源供給が行われるようになる。
【００３２】
また、上述した目的を達成する本発明に係る高周波モジュール用基板装置の製造方法は、少なくとも一方主面上に多層の配線層が形成されてなる多層基板からなるベース基板の最上層に平坦化処理を施して平坦なビルドアップ形成面を形成する工程を有するベース基板部製作工程と、ベース基板のビルドアップ形成面上にそれぞれ誘電絶縁層を介して配線パターンを形成するとともに受動素子を成膜形成してなる配線部を多層に形成して高周波回路部をビルドアップ形成する高周波回路部製作工程とを有する。高周波モジュール用基板装置の製造方法においては、高周波回路部製作工程において、内層側配線部の形成工程で誘電絶縁層上に高周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成するとともに、表層側配線部の形成工程で内層側配線部の誘電絶縁層よりも層厚とされた誘電絶縁層上に低周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成する。
【００３３】
上述した工程を有する本発明に係る高周波モジュール用基板装置の製造方法によれば、平坦化されたビルドアップ形成面上に層薄の内層側配線部を形成し、この内層側配線部をベースとして表層側配線部を積層形成することから高精度の高周波回路部を積層形成することが可能となる。高周波モジュール用基板装置の製造方法によれば、内層側配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成するとともに表層側配線部内に充分な厚みを有する低周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成することから、各インダクタ素子が高周波信号と低周波信号とにそれぞれ適応したインダクタとして機能する小型化、薄型化が図られるとともに高精度化及び高機能化が図られた高周波モジュール用基板装置の製造を可能とする。高周波モジュール用基板装置の製造方法によれば、ベース基板として比較的廉価な有機基板を用いることで、全体コストの低減が図られる。また、高周波モジュール装置の製造方法によれば、ベース基板部を電源やグランド部の配線部や制御系の配線部として構成することにより、電気的分離が図られた高周波回路部の電気的干渉の発生が抑制されて特性の向上が図られ、また充分な面積を有する電源やグランド部の配線がベース基板部に形成することが可能であることからレギュレーションの高い電源供給が行われるようになる高周波モジュール装置を製造することが可能とする。
【００３４】
さらに、上述した目的を達成する本発明に係る高周波モジュール装置は、高周波モジュール基板と、この高周波モジュール基板の表層側配線部の誘電絶縁層上に形成された配線パターンの入出力端子部と接続されて実装された少なくとも１個以上の高周波集積回路素子と、高周波モジュール基板の第２の主面に形成された配線パターンの入力端子部が接続されることによって高周波モジュール基板を実装するマザー基板とを備えてなる。高周波モジュール基板は、有機基板からなるベース基板の主面上に多層の配線層が形成されるとともに平坦化された最上層の主面がビルドアップ形成面を構成しかつこのビルドアップ形成面と対向する第２の主面に電源入力端子部や信号入力端子部を有する配線パターンが形成され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ビルドアップ形成された多層の配線部からなりそれぞれの配線部に誘電絶縁層を介して配線パターンが形成されるとともに受動素子が成膜形成されてなる高周波回路部とから構成される。高周波回路部には、内層側の配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されるとともに、内層側配線部よりも層厚とされた表層側の配線部内に低周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されてなる。
【００３５】
以上のように構成された本発明に係る高周波モジュール装置には、ベース基板部の平坦なビルドアップ形成面上に層薄の内層側配線部が形成されこの内層側配線部をベースとして表層側配線部を積層形成することから高精度かつ薄型に形成された高周波回路部を有する高周波モジュール基板が備えられる。また、高周波モジュール装置には、内層側配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成するとともに表層側配線部内に充分な厚みを有する低周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成することにより各インダクタ素子が高周波信号と低周波信号とにそれぞれ適応したインダクタとして機能する高周波回路部を有する高機能かつ高性能の高周波モジュール基板が備えられる。さらに、高周波モジュール装置は、廉価な有機基板からなるベース基板部が充分な面積を有する電源やグランド部の配線部や制御系の配線部として構成され、このベース基板部と高精度に形成された高周波回路部との電気的分離を図って電気的干渉の発生を抑制し特性の向上を図った高周波モジュール基板が備えられる。
【００３６】
高周波モジュール装置は、上述した特性を有する高周波モジュール基板に高周波集積回路素子が直接搭載されるとともに、これをマザー基板に実装して構成される。したがって、高周波モジュール装置は、高精度化及び薄型化、小型化、低価格化を図った通信モジュールパッケージを構成し、携帯型電子機器等に好適に用いられる。
【００３７】
さらにまた、上述した目的を達成する本発明に係る高周波モジュール装置の製造方法は、ベース基板部製作工程と高周波回路部製作工程とからなる高周波モジュール基板製作工程と、高周波モジュール実装工程とを有する。高周波モジュール基板製作工程のベース基板部製作工程は、少なくとも一方主面上に多層の配線層が形成されてなる多層有機基板からなるベース基板の最上層に平坦化処理を施して平坦なビルドアップ形成面を形成する。高周波モジュール基板製作工程の高周波回路部製作工程は、ベース基板部のビルドアップ形成面上に、それぞれ誘電絶縁層を介して配線パターンを形成するとともに受動素子を成膜形成してなる配線部を多層に形成してなる高周波回路部をビルドアップ形成する。高周波回路部製作工程では、内層側配線部の誘電絶縁層上に高周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成するとともに、内層側配線部の誘電絶縁層よりも層厚とされた表層側配線部の誘電絶縁層上に低周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成する。高周波モジュール装置の製造方法は、高周波モジュール実装工程が、ベース基板部のビルドアップ形成面と対向する第２の主面に形成された入出力端子部に対応して主面上に接続端子部が形成されたマザー基板に対して、相対する上記入出力端子部と接続端子部とを接続することにより高周波モジュール基板が実装される。
【００３８】
以上の工程を有する本発明に係る高周波モジュール装置の製造方法によれば、ベース基板部の平坦なビルドアップ形成面上に層薄の内層側配線部が形成されこの内層側配線部をベースとして表層側配線部を積層形成することから高精度かつ薄型に形成された高周波回路部を有する高周波モジュール基板が製作される。また、高周波モジュール装置の製造方法によれば、内層側配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成するとともに表層側配線部内に充分な厚みを有する低周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成することにより各インダクタ素子が高周波信号と低周波信号とにそれぞれ適応したインダクタとして機能する高周波回路部を有する高機能かつ高性能の高周波モジュール基板が製作される。さらに、高周波モジュール装置の製造方法によれば、廉価な有機基板からなるベース基板部が充分な面積を有する電源やグランド部の配線部や制御系の配線部として構成されて、このベース基板部と高精度に形成された高周波回路部との電気的分離を図って電気的干渉の発生を抑制し特性の向上を図った高周波モジュール基板が製作される。高周波モジュール装置の製造方法によれば、上述した高特性を有する高周波モジュール基板に高周波集積回路素子が直接形成されて搭載されるとともに、これをマザー基板に実装することから、高精度化及び薄型化、小型化、低価格化が図られ、携帯型電子機器等に好適に用いられる通信モジュールパッケージの製造が可能となる。
【００３９】
【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用基板装置（以下、モジュール基板と略称する。）１は、ベース基板部製作工程によって最上層が高精度の平坦面に形成されてビルドアップ形成面３として構成されたベース基板部２と、このベース基板部２をベースとして高周波回路部製作工程によってビルドアップ形成面３上に積層形成された高周波回路部４とから構成される。
【００４０】
モジュール基板１は、ベース基板部２が、ビルドアップ形成面３上に形成された高周波回路部４に対する電源系や制御系の配線部或いはマザー基板９３に対する実装面を構成している。モジュール基板１には、図１に示すように、高周波回路部４の表面４ａを実装面として高周波ＩＣ９０やチップ部品９１が実装されるとともに、シールドカバー９２が組み付けられて表面全体が封装される。モジュール基板１は、いわゆる１チップ部品としてマザー基板９３上に実装され、携帯機器等に好適に用いられて無線送受信機能を奏する高周波モジュール装置９４を構成する。
【００４１】
ベース基板部２は、図３に示す両面基板からなるベース基板５をコアとして、後述する各工程を経てその第１の主面５ａ側に高周波回路部４が積層形成される第１のパターン配線層６が形成される。ベース基板部２は、ベース基板５の第１の主面５ａ及び第２の主面５ｂに電源回路部やグランド部等を構成する第１のパターン配線層６及び第２のパターン配線層７が形成されるとともに、第２のパターン配線層７がマザー基板９３への実装部を構成する。
【００４２】
ベース基板部２には、ベース基板５に対して第１の樹脂付銅箔８乃至第４の樹脂付銅箔１１が接合される。第１の樹脂付銅箔８は、図５に示すようにベース基板５の第１の主面５ａ側に接合されてこのベース基板５とともに、ベース基板部２に２層の第１のパターン配線層６を形成する。第２の樹脂付銅箔９は、同図に示すようにベース基板５の第２の主面５ｂ側に接合されてこのベース基板５とともに、ベース基板部２に２層の第２のパターン配線層７を形成する。第３の樹脂付銅箔１０と第４の樹脂付銅箔１１は、それぞれ第１のパターン配線層６と第２のパターン配線層７とに接合される。
【００４３】
ベース基板５には、低誘電率で低いＴａｎδ、すなわち高周波特性に優れかつ耐熱温度が１６０℃以上である有機基材、例えばポリフェニールエチレン（ＰＰＥ）、ビスマレイドトリアジン（ＢＴ−ｒｅｓｉｎ）、ポリテトラフルオロエチレン（商標名テフロン）、ポリイミド、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリノルボルネン（ＰＮＢ）、ガラスエポキシ、フェノール樹脂、ポリオレフィン、セラミック或いはセラミックと有機基材の混合体等からなる基材が用いられて形成される。ベース基板５は、機械的剛性とともに耐熱性、耐薬品性を有し、例えば上述した基材よりもさらに廉価なエポキシ系基板ＦＲ−５等を用いてもよい。ベース基板５は、上述した一般的な配線基板装置に用いられる廉価な有機基材を素材として形成されるが、高精度に形成されることによって比較的高価となるＳｉ基板やガラス基板と比較して廉価であり材料コストの低減が図られる。勿論、ベース基板５は、素材としてＳｉ基板やガラス基板を用いてもよい。
【００４４】
ベース基板部２の構成並びに製作工程について、以下図２に示した製作工程図及び図３乃至図１０を参照して詳細に説明する。ベース基板部製作工程は、図３に示すように表裏主面５ａ、５ｂに銅箔が接合されたベース基板５に、適宜のパターン形状の第１配線層１２ａ、１２ｂを形成する第１配線層形成工程ｓ−１を第１の工程とする。ベース基板５には、ドリルやレーザによる孔穿加工が施されて所定の位置に複数個のビアホール１３が形成される。ベース基板５には、メッキ等によって内壁に導通処理が施された各ビアホール１３内に、導電ペーストを埋め込んだ後にメッキ法によって蓋形成が行われる。ベース基板５には、銅箔層に対してフォトリソグラフ処理が施され、図４に示すように表裏主面５ａ、５ｂとにそれぞれ第１配線層１２ａ、１２ｂが形成される。第１配線層１２ａ、１２ｂは、電源系や制御系の配線部或いはグランド面等を構成する。
【００４５】
ベース基板部製作工程は、図５に示すように第１配線層１２ａ、１２ｂが形成されたベース基板５の表裏主面５ａ、５ｂに、第１の樹脂付銅箔８と第２の樹脂付銅箔９とをそれぞれ接合する第１の樹脂付銅箔接合工程ｓ−２を第２工程とする。第１の樹脂付銅箔８及び第２の樹脂付銅箔９は、それぞれ銅箔層８ａ、９ａの一方主面の全体に樹脂層８ｂ、９ｂが裏打ちされてなり、樹脂層側を接合面としてベース基板５の表裏主面５ａ、５ｂとに接着樹脂（プリプレグ）によって接合される。なお、これら第１の樹脂付銅箔８及び第２の樹脂付銅箔９は、樹脂層８ｂ、９ｂがＬＣＰ等の熱可塑性樹脂によって形成される場合には接着樹脂を不要としてベース基板５に接合される。
【００４６】
ベース基板部製作工程は、接合した第１の樹脂付銅箔８及び第２の樹脂付銅箔９に対して、図６に示すようにそれぞれ第１配線層１２ａ、１２ｂに接続される複数のビアホール８ｃ、９ｃを形成するビアホール形成工程ｓ−３を第３の工程とする。ビアホール形成工程ｓ−３においては、第１の樹脂付銅箔８及び第２の樹脂付銅箔９に対してフォトリソグラフ処理を施した後に湿式エッチングを行って図６に示すようにそれぞれ開口を形成し、これら開口をマスクとしてレーザ加工を施こすことによって第１配線層１２ａ、１２ｂの電極部が受けとなって各樹脂層８ｂ、９ｂにそれぞれホールを形成する。ビアホール形成工程ｓ−３においては、各ホールにビアメッキ等により内壁に導通処理を施すとともにメッキ法や導電ペーストの埋め込みによって導電材が充填されてビアホール８ｃ、９ｃを形成する。
【００４７】
ベース基板部製作工程は、第１の樹脂付銅箔８及び第２の樹脂付銅箔９の銅箔層８ａ、９ａに所定のパターンからなる第２配線層１４ａ、１４ｂを形成する第２配線層形成工程ｓ−４を第４の工程とする。第２配線層形成工程ｓ−４においては、銅箔層８ａ、９ａに対してフォトリソグラフ処理を施こして、図７に示すように第２配線層１４ａ、１４ｂが形成されたベース基板部中間体１５を製作する。ベース基板部中間体１５は、第２配線層１４ａ、１４ｂは、上述した第１配線層１２ａ、１２ｂと同様に電源系や制御系の配線部或いはグランド面等を構成する。ベース基板部中間体１５には、表裏主面にそれぞれ第１配線層１２ａと第２配線層１４ａとの２層からなる第１のパターン配線層６と、第１配線層１２ｂと第２配線層１４ｂとの２層からなる第２のパターン配線層７とが形成されてなる。
【００４８】
ベース基板部製作工程においては、上述した工程を経て製作されたベース基板部中間体１５の表裏主面を高精度の平坦面とするための平坦化工程が施される。ベース基板部２は、後述するようにベース基板部中間体１５の第１のパターン配線層６が高周波回路部４の実装面を構成する。ベース基板部２は、ベース基板５に有機基板を基材とした廉価な両面基板を用いて上述した工程を経てベース基板部中間体１５を製作することから、ベース基板５の面精度が直接第１のパターン配線層６に転写されて高精度の平坦性が保持し得ない。
【００４９】
したがって、ベース基板部製作工程においては、ベース基板部中間体１５の表裏主面を高精度の平坦面とする平坦化工程が施される。すなわち、ベース基板部製作工程は、ベース基板部中間体１５の表裏主面に対して、図８に示すように第３の樹脂付銅箔１０と第４の樹脂付銅箔１１とを接合する第２の樹脂付銅箔接合工程ｓ−５を第５工程とする。これら第３の樹脂付銅箔１０及び第４の樹脂付銅箔１１も、上述した第１の樹脂付銅箔８及び第２の樹脂付銅箔９と同様に銅箔層１０ａ、１１ａの一方主面の全体に樹脂層１０ｂ、１１ｂが裏打ちされてなる。第３の樹脂付銅箔１０及び第４の樹脂付銅箔１１は、図９に示すように樹脂層１０ｂ、１１ｂ側を接合面として第２配線層１４ａ、１４ｂ上にそれぞれ接着樹脂によって接合される。
【００５０】
ベース基板部製作工程は、第３の樹脂付銅箔１０及び第４の樹脂付銅箔１１に対して研磨処理を施こして最上層に高精度の平坦面としたビルドアップ形成面３を形成する研磨工程ｓ−６を第６の工程とする。研磨工程ｓ−６は、例えばアルミナとシリカの混合液からなる研磨材により第３の樹脂付銅箔１０と第４の樹脂付銅箔１１の全体を研磨することによってベース基板中間体１５の表裏主面を精度の高い平坦面に形成する。研磨工程ｓ−６においては、図１０に示すように、第３の樹脂付銅箔１０側、換言すればビルドアップ形成面３については第２配線層１４ａが外方に露出するまで研磨を施す。また、研磨工程ｓ−６においては、第４の樹脂付銅箔１１側については第２配線層１４ｂを外方に露出させずに樹脂層１１ｂに所定の厚みΔｘを残すようにして研磨を施す。
【００５１】
ベース基板部２は、上述したようにベース基板５の主面５ｂ側に第２配線層１４ｂが形成されるとともに、この第２配線層１４ｂが第４の樹脂付銅箔１１の樹脂層１１ｂの研削量を制限することによって外方に露出されない構造となっている。ベース基板部２は、かかる構成によって後述する高周波回路部製作工程において、誘電体層からなる樹脂層１１ｂが第２配線層１４ｂを薬品や機械的或いは熱的負荷から保護する。第２配線層１４ｂは、高周波回路部４を形成した後に上述した樹脂層１１ｂが外方に露出するまで切削除去され、マザー基板９３上に形成した各電極部と接続されて入出力端子部を構成する。
【００５２】
ベース基板部製作工程は、上述した各工程によりベース基板５からベース基板中間体１５を経て、良好な平坦精度を有するビルドアップ形成面３が形成されてなるベース基板部２を製作する。ベース基板部製作工程は、ベース基板中間体１５を製作する工程を従来の多層基板の製作工程と同様とすることで、多層基板の製作プロセスをそのまま適用可能であるとともに、量産性も高い。なお、ベース基板部製作工程については、上述した工程に限定されるものではなく、従来採用されている種々の多層基板の製作工程が採用されてもよいことは勿論である。
【００５３】
なお、ベース基板部製作工程においては、ベース基板５に対して第２の樹脂付銅箔９を介して接合される第４の樹脂付銅箔１１が、銅箔部１１ａを研磨されることになる。ベース基板部製作工程においては、接合された各構成部材がプレス機によってプレスされて一体化される。ベース基板部製作工程においては、金属製のプレス面と第４の樹脂付銅箔１１とのなじみがよく、精度のよいプレスが行われるようになる。したがって、第４の樹脂付銅箔１１については、銅箔部が配線層を構成しないことから、銅貼りでなく他の樹脂付金属箔であってもよい。
【００５４】
他の実施の形態として図１１乃至図１７に示したベース基板部製作工程は、２枚の両面基板１７、１８を用いて上述したベース基板部２と同様のベース基板部１６を製作することを特徴とする。両面基板１７、１８は、従来の多層基板の製造工程に一般的に用いられている上述したベース基板５と同様の素材からなる基板が用いられる。なお、ベース基板部製作工程は、個別の工程を上述したベース基板部２の各製作工程と同様とすることから、個別の構成についての詳細な説明を省略する。
【００５５】
ベース基板部製作工程は、図１１に示した両面基板１７に対して、その基材１７ａの表裏主面に接合された導体部１７ｂ，１７ｃにフォトリソグラフ処理を施すことによってそれぞれ所定のパターンニングを行うとともにエッチング処理を施して図１２に示すように所定の回路パターン１９ａ、１９ｂを形成する。両面基板１７には、同図に示すようにビアホール２０ａがそれぞれ形成される。第１の回路パターン１９ａと第２の回路パターン１９ｂとは、上述したベース基板部２の第１配線層１２ａ及び第２配線層１４ａとにそれぞれ対応する。なお、第２の両面基板１８についても、同様にその基材１８ａの表裏主面の導体部１８ｂ，１８ｃに所定の回路パターン２１ａ、２１ｂ及びビアホール２２をそれぞれ形成する。これら第１の回路パターン２１ａと第２の回路パターン２１ｂとは、上述したベース基板部２の第１配線層１２ｂ及び第２配線層１４ｂとにそれぞれ対応する。
【００５６】
ベース基板部製作工程は、図１３に示すように２枚の両面基板１７、１８を例えば中間樹脂材２３を介して接合する。ベース基板部製作工程は、これによって図１４に示したベース基板中間体２４を製作する。ベース基板中間体２４は、中間樹脂材２３の表裏主面にそれぞれ両面基板１７、１８により２層の配線層からなる第１のパターン配線層と第２のパターン配線層とが形成されてなる。
【００５７】
ベース基板部製作工程においては、上述したベース基板部２の製作工程と同様に、ベース基板中間体２４に対して平坦化の処理工程が施される。ベース基板部製作工程においては、図１５に示すようにベース基板中間体２４の表裏主面にそれぞれ熱プレスにより第１の樹脂付銅箔２５と第２の樹脂付銅箔２６とを接合する。第１の樹脂付銅箔２５と第２の樹脂付銅箔２６も、銅箔層２５ａ、２６ａの一方主面の全体に樹脂層２５ｂ、２６ｂが裏打ちされてなる。第１の樹脂付銅箔２５と第２の樹脂付銅箔２６とは、図１５に示すように樹脂層２５ｂ、２６ｂ側を接合面として第２配線層１９ｂ、２１ｂ上にそれぞれ接着樹脂によって接合される。
【００５８】
ベース基板部製作工程においては、第１の樹脂付銅箔２５と第２の樹脂付銅箔２６とに対して研磨加工が施される。ベース基板部製作工程においては、図１６に示すように第１の両面基板１７側については、第２配線層１９ｂが外方に露出するように第１の樹脂付銅箔２５の研磨加工を施すことによって高精度に平坦化されたビルドアップ形成面２７を構成する。ベース基板部製作工程においては、第２の両面基板１８側については、樹脂層２６ｂにより回路パターン２１ｂが外方に露出されないように第２の樹脂付銅箔２６の研磨加工が行われる。ベース基板部製作工程においては、上述した工程を経て、ベース基板部１６を製作する。
【００５９】
ベース基板部製作工程は、上述したようにベース基板中間体に対してその表裏主面に樹脂付銅箔を接合した後に、これら樹脂付銅箔に研磨加工を施して平坦化処理を行うようにしたが、かかる工程に限定されるものではない。第３の実施の形態として図１７乃至図１９に示したベース基板部製作工程は、上述した各製作工程を経て製作されたベース基板中間体１５に対してディップコート法によって樹脂材２８を塗布形成する工程を有することを特徴とする。すなわち、ベース基板部製作工程においては、ディップ槽２９内に適当な溶媒によって液状に溶かした樹脂材２８が貯められおり、図１７に示すようにこのディップ槽２９内にベース基板中間体１５を漬ける工程が施される。
【００６０】
ベース基板部製作工程においては、ベース基板中間体１５が、適当な漬け置き時間を経て適当な引上げ速度を以ってディップ槽２９から取り出される。ベース基板部製作工程においては、ディップ槽２９から取り出されたベース基板中間体１５の表裏主面に、図１８に示すように液状樹脂材が硬化して樹脂層２８ａ、２８ｂを同時に形成する。ベース基板部製作工程においては、このようにして樹脂層２８ａ、２８ｂを形成したベース基板中間体１５を水平状態に保持してベーキング処理を施し、余分な有機成分を蒸発させる工程を施す。ベース基板部製作工程においては、ベース基板中間体１５に対して上述した研磨加工を施して各樹脂層２８ａ、２８ｂを所定量研磨することで、図１９に示したベース基板部３０を製作する。
【００６１】
ベース基板部製作工程においては、液状とされた樹脂材２８の濃度、漬け置き時間或いは引上げ速度を制御することによってベース基板中間体１５に対して所定の膜厚精度の樹脂層２８ａ、２８ｂを形成することが可能とされる。なお、樹脂材２８については、例えば方向性化学エッチング法（RIE:Reactive Ion Etching）やプラズマエッチング法（PE:Plasma Etching）等のドライエッチング法により、その平坦化を行うようにしてもよい。
【００６２】
上述した工程を経て製作されたベース基板部２には、後述するように高周波素子層形成工程を経てビルドアップ形成面３上に多層の高周波回路部４が形成される。高周波回路部４は、図１に示すように第１の絶縁層３１と、第１の配線層３２と、第２の絶縁層３３と、第２の配線層３４とが積層形成されてなる。高周波回路部４は、詳細を後述するように第１の配線層３２の厚みｔに対して第２の配線層３４の厚みＴが大きく形成され、第１の配線層３２内に詳細を後述する形成工程を経て抵抗素子部３５と、キャパシタ素子部３６及び高周波用インダクタ素子部３７とが形成されてなる。高周波回路部４には、第２の配線層３４内に詳細を後述する形成工程を経て低周波用インダクタ素子部３８が形成されてなる。
【００６３】
高周波回路部４は、上述したようにベース基板部２のビルドアップ形成面３を高精度に平坦化することによって、抵抗素子部３５、キャパシタ素子部３６、高周波用インダクタ素子部３７或いは低周波用インダクタ素子部３８が高精度に成膜形成されてなる。一般的な有機基板は、その表面に形成される導体パターンの厚みが数十μｍと比較的大きく、その上部に成膜形成される厚みが数μｍの素子部の精度が劣化する。高周波回路部４は、上述したように高精度に平坦化されたベース基板部２のビルドアップ形成面３上に各素子部を高精度に成膜形成することが可能である。
【００６４】
高周波回路部４は、図１に示すように第２の配線層３４に形成した電極部３９を除いて全体が第１の保護層４０によって被覆されてなる。ベース基板部２は、ビルドアップ形成面３上に上述した高周波回路部４を形成するとともに、第２配線層１４ｂを覆った第４の樹脂付銅箔１１の樹脂層１１ｂが除去されて第２配線層１４ｂに形成した接続電極部４１を除いて全体が第２の保護層４２によって被覆されてなる。ベース基板部２と高周波回路部４とは、モジュール基板１を構成する。モジュール基板１は、ベース基板２のビルドアップ形成面３と対向する主面（実装面）２ａ側を実装面として電極部４１を介してマザー基板９３に実装されるとともに、高周波回路部４の第２の配線層３４に形成された電極部３９に接続されて高周波ＩＣ９０やチップ部品９１が実装されかつ全体がシールドカバー９２によって覆われて図１に示す高周波モジュール装置９４を構成する。
【００６５】
次に、高周波回路部４の製作工程について、以下図２及び図２０乃至図３０に示した製作工程図を参照して詳細に説明する。高周波回路部４の製作工程は、上述した工程を経て製作されたベース基板部２の平坦化されたビルドアップ形成面３上に、第１の絶縁層３１を形成する第１の絶縁層形成工程ｓ−７と、この第１の絶縁層３１上に各素子部を有する第１の配線層３２を形成するための下地処理を施す下地処理工程ｓ−８と、第１の配線層３２を形成する第１の配線層形成工程ｓ−９とを有してモジュール基板中間体４３を製作する。
【００６６】
高周波回路部４の製作工程は、上述したモジュール基板中間体４３に対して、第１の配線層３２上に第２の絶縁層３３を積層形成する第２の絶縁層形成工程ｓー１０と、この第２の絶縁層３３上に第２の配線層３４を形成する第２の配線層形成工程ｓー１１と、電極部３９を除いて第２の配線層３４を被覆する保護層４０を形成する第１の保護層形成工程ｓー１２とを経てモジュール基板１を製作する。なお、高周波回路部４の製作工程においては、ベース基板部２の第２配線層１４ｂを被覆した樹脂層２８ｂを研磨して電極部４１を外方に露出させる研磨工程と、電極部４１を除いて第２配線層１４ｂを被覆する第２の保護層４２を形成する保護層形成工程とを有する。
【００６７】
なお、高周波回路部４は、ベース基板部２のビルドアップ形成面３上に形成された第１の配線層３２と第２の配線層３４との２層構造によって構成されるが、さらに多層の配線層によって構成されるようにしてもよい。かかる高周波回路部４においては、内層側配線層に高周波用インダクタ素子部３７が成膜形成されるとともに、表層側配線層に低周波用インダクタ素子部３８が成膜形成される。
【００６８】
第１の絶縁層形成工程ｓ−７においては、ベース基板部２のビルドアップ形成面３上に絶縁性誘電材が供給されて、図２０に示すように第１の絶縁層３１が成膜形成される。絶縁性誘電材には、ベース基板５と同様に低誘電率で低いＴａｎδ、すなわち高周波特性に優れかつ耐熱性や耐薬品性及び少なくとも１６０℃以上の高耐熱性に優れた有機基材が用いられる。絶縁性誘電材には、具体的には、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、ポリイミド、ポリノルボルネン（ＰＮＢ）、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ビスマレイドトリアジン（ＢＴ−レジン）、ポリフェニールエチレン（ＰＰＥ）或いはエポキシ樹脂やアクリル系樹脂が用いられる。成膜方法としては、塗布均一性、厚み制御性が保持されるスピンコート法、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が適用される。
【００６９】
第１の絶縁層形成工程ｓ−７においては、図２１に示すようにベース基板部２上に成膜された第１の絶縁層３１に対して多数のビアホール４４が形成される。各ビアホール４４は、ビルドアップ形成面３に露出された第２配線層１４ａの所定の電極部に対応してそれぞれ形成され、これら電極部を外方へと臨ませる。各ビアホール４４は、絶縁性誘電材として感光性樹脂を用いた場合には、所定のパターンニングに形成されたマスクを第１の絶縁層３１に取り付けてフォトリソグラフ法により形成される。各ビアホール４４は、絶縁性誘電材として非感光性樹脂を用いた場合には、例えばフォトレジストや金等の金属膜等をマスクとして、方向性化学エッチング（RIE:reactive ion etching）等のドライエッチング法によってホール形成が行われる。
【００７０】
下地処理工程ｓ−８においては、第１の絶縁層３１上に例えばスパッタ法等によって後述する第１の配線層３２を形成する金属薄膜を薄膜形成し、この金属薄膜にエッチング処理を施して図２２に示すように抵抗素子部３５の受電極３５ａ及びキャパシタ素子部３６の下電極３６ａを成膜形成する。金属薄膜は、例えばＣｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ等の金属材料によって成膜形成される。なお、金属薄膜は、第１の絶縁層３１との密着性を向上させるために、バリア層として例えばＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ等の金属薄膜を形成してこれら金属薄膜上に成膜形成するようにしてもよい。
【００７１】
金属薄膜は、後述する第１の配線層３２やキャパシタ素子部３６の上電極３６ｂをウェットエッチングによってパターン形成する際に、エッチングの選択性が得られることが好ましい。金属薄膜は、後述するように第１の配線層３２がＣｕ薄膜に対して硝酸、硫酸及び酢酸系の混合酸からなるエッチング液を用いてウェットエッチングを施されてパターン形成されるので、Ｃｕ薄膜で成膜形成された場合には同時にエッチングされてしまう。したがって、金属薄膜は、上述したエッチング液に耐性を有するＡｌ、Ｐｔ或いはＡｕの金属材料を用いることが好ましく、特にパターニング処理が比較的容易なＡｌが好適である。
【００７２】
金属薄膜は、例えばＡｌを用いる場合に、スパッタリング法により２０００Å程度の厚みを以って第１の絶縁層３１上に全面に亘って形成される。金属薄膜には、リソグラフ処理によりフォトレジストをパターン形成し、リン酸等のエッチング液を用いたウェットエッチングによって上述した抵抗素子部３５の受電極３５ａ及びキャパシタ素子部３６の下電極３６ａを形成する。
【００７３】
第１の配線層形成工程ｓ−９においては、図２３に示すように第１の絶縁層３１及び各電極を被覆する窒化タンタル（ＴａＮ）層４５を成膜形成する。ＴａＮ層４５は、抵抗体として作用するとともに、キャパシタ素子部３６を成膜形成する際に陽極酸化により形成される酸化タンタル（ＴａＯ）誘電体膜のベースとして作用する。ＴａＮ層４５は、例えばスパッタリング法によって２０００Å程度の厚みを以って成膜形成される。なお、ＴａＮ層４５は、Ｔａ薄膜であってもよい。
【００７４】
第１の配線層形成工程ｓ−９においては、図２４に示すようにキャパシタ素子部３６の下電極３６ａを開口部４６ａによって外方に臨ませその他の部位を被覆する陽極酸化用マスク層４６が形成される。陽極酸化用マスク層４６は、例えば容易にパターニングが可能なフォトレジストを用い、次工程の陽極酸化処理時の印加電圧に対して被覆部位が充分な絶縁性を保持することが可能であればよく数μｍ乃至数十μｍの厚みを以って形成される。なお、陽極酸化用マスク層４６については、薄膜形成が可能であるその他の絶縁材料、例えば酸化シリコン材（ＳｉＯ２）を用いてパターニング形成してもよい。
【００７５】
第１の配線層形成工程ｓ−９においては、陽極酸化用マスク層４６を成膜形成した後に陽極酸化処理を行って、開口部４６ａから露出したキャパシタ素子部３６の下電極３６ａに対応するＴａＮ層４５を選択的に陽極酸化する。陽極酸化処理は、例えば電解液としてホウ酸アンモニウムが用いられ、５０ｖ乃至２００ｖの電圧印加が行われる。印加電圧は、陽極酸化用マスク層４６の開口部４５ａに対応して形成されるＴａＯ誘電体膜の膜厚を所望の厚みに形成するために適宜調整される。第１の配線層形成工程ｓ−９においては、陽極酸化用マスク層４６を除去することにより開口部４６ａに対応したＴａＮ層４５を選択的に酸化して、図２５に示すように後述するキャパシタ素子部３６の誘電体材料となるＴａＯ層４６が形成される。
【００７６】
第１の配線層形成工程ｓ−９においては、全面に成膜形成されているＴａＮ層４５に例えばフォトリソグラフ処理とドライエッチング処理とを施すことによって、図２６に示すように所望の抵抗体素子部３５とキャパシタ素子部３６の大きさにパターニングする。第１の配線層形成工程ｓ−９においては、上述した処理を施すことにより、抵抗体素子部３５とキャパシタ素子部３６とを成膜形成するための適宜にパターニングされたＴａＮ層４５を同時に形成する。なお、第１の配線層形成工程ｓ−９においては、上述したＴａＮ層４５に陽極酸化処理を施す際に、陽極酸化用マスク層４６を用いずにＴａＮ層４５を全面に亘って陽極酸化させた後にＴａＮ＋ＴａＯ層をパターニングするようにしてもよい。第１の配線層形成工程ｓ−９は、かかる処理を施す場合に抵抗体素子部３５に設けられるＴａＮ層も表面が陽極酸化されることにより、この酸化膜が保護膜として抵抗体素子部３５を長期的に安定した状態に保持する。
【００７７】
第１の配線層形成工程ｓ−９においては、図２７に示すように、第１の配線層３２と、ＴａＮ層４５を介して下電極３６ａと対向するキャパシタ素子部３６の上電極３６ｂと、高周波用インダクタ素子部３７とを成膜形成してモジュール基板中間体４３を製作する。第１の配線層３２は、高周波回路部４の第１層を構成することから、高周波帯域において損失の小さいＣｕ配線で構成される。また、第１の配線層３２は、例えばメッキ法、スパッタリング法或いは蒸着法等によって、厚みが約１０μｍの第１の絶縁層３１上に０．２μｍ乃至５μｍの厚みを以って形成される。第１の配線層３２は、後述する第２の配線層３４に対して薄厚の配線層として形成される。高周波用インダクタ素子部３７は、上述したようにインダクタが、周波数に依存する表皮効果厚み以上では伝播損失がほとんど変わらずかつ周波数が高ければ高いほど薄くなる表皮効果特性により、薄厚の第１の配線層３２に形成されることによって特性の向上が図られる。モジュール基板中間体４３には、第２の絶縁層形成工程ｓ−１０が施されることにより、図２８に示すように上述した第１の配線層３２上に第２の絶縁層３３が積層形成される。第２の絶縁層形成工程ｓ−１０は、上述した第１の絶縁層形成工程ｓ−７と同様の工程であり、低誘電率で低いｔａｎδ、すなわち高周波特性に優れかつ耐熱性や耐薬品性に優れた上述した有機基材が供給されて、塗布均一性、厚み制御性が保持されるスピンコート法、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の成膜方法によって成膜形成される。第２の絶縁層３３は、上述したように薄膜形成された第１の配線層３２に形成されることから、高厚み精度を以って形成することが可能とされる。
【００７８】
第２の絶縁層形成工程ｓ−１０においては、図２８に示すように第２の絶縁層３３に多数のビアホール４７が形成される。各ビアホール４７は、第１の配線層３２に形成された所定の電極部やキャパシタ素子部３６の上電極３６ｂ或いは高周波用インダクタ素子部３７をそれぞれ第２の絶縁層３３の外方に露出させる。なお、各ビアホール４７も、上述した第１の絶縁層３１のビアホール４４と同様に形成される。
【００７９】
第２の絶縁層３３には、第２の配線層形成工程ｓ−１１によって、図２９に示すように第２の配線層３４が形成される。第２の配線層３４も、高周波帯域において損失の小さいＣｕ配線層からなり、また低周波用インダクタ素子部３８が形成されることからこの低周波用インダクタ素子部３８の損失が充分に小さくなるように大きな層厚を以って形成される。すなわち、低周波用インダクタ素子部３８は、上述したようにインダクタの表皮効果が、周波数に依存する表皮効果厚み以上では伝播損失がほとんどかわらずかつ周波数が高いほど薄くなる特性があることから、厚みの大きな第２の配線層３４に形成されることにより特性向上が図られるようになる。第２の配線層３４は、モジュール基板１が高周波モジュール装置９４に用いられ、低周波用インダクタ素子部３８が例えば数百ＭＨｚ程度の周波数帯域で機能する場合に厚みが５μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上であることが好ましい。
【００８０】
第２の配線層形成工程ｓ−１１は、上述した第２の配線層３４を例えば銅電解メッキ法によって形成する。銅電解メッキ法による第２の配線層３４の形成方法について、図３１に示した工程図を参照して説明する。銅電解メッキ工程においては、第１の絶縁層３４上に、同図（Ａ）に示すように全面に亘って電解取出用の電極として作用する厚みが約５０００Å程度の銅薄膜層４８を成膜形成する。銅電解メッキ工程においては、形成される銅薄膜層４８の密着性の向上を図るために、第２の絶縁層３４上に例えば厚みが約２５０Å程度のＮｉ層等のバリア層をあらかじめ形成しておくことが好ましい。
【００８１】
銅電解メッキ工程においては、形成された銅薄膜層４８に、同図（Ｂ）に示すように、厚みが約１２μｍ程度のメッキ用レジスト層４９をパターン形成する。銅電解メッキ工程においては、銅薄膜層４８を電解取出用電極として電解銅メッキを行って、同図（Ｃ）に示すようにメッキ用レジスト層４９の開口部位４９ａに約１０μｍ以上の銅メッキ層５０をリフトアップ形成する。銅電解メッキ工程においては、メッキ用レジスト層４９を洗浄除去するとともに、例えばウエットエッチング処理を施して同図（Ｄ）に示すように不要な銅薄膜層４８を除去することで銅メッキ層５０により所定のパターンからなる第２の配線層３４を成膜形成する。なお、銅電解メッキ工程においては、上述したように所定パターンの第２の配線層３４とともに低周波用インダクタ素子部３８が成膜形成される。低周波用インダクタ素子部３８も、上述した特性を有する充分な膜厚を以って成膜形成される。
【００８２】
第２の配線層３４は、図３０に示すように保護層形成工程ｓ−１２により成膜形成される第１の保護層４０によって被覆される。保護層形成工程ｓ−１２は、保護層形成のために一般に用いられる例えばソルダレジストや層間絶縁層材料等の保護層材が用いられ、スピンコート法等の適宜の方法によって第２の配線層３４の全面を被覆する保護膜層を形成する。保護層形成工程ｓ−１２においては、保護膜層に対してマスクコーティング、フォトリソグラフ処理を施して第２の配線層３４の電極部５１を開口部として外方に露出させる第１の保護層４０を形成する。第１の保護層４０は、その表面が上述したように実装面４ａを構成する。保護層形成工程ｓ−１２においては、追加工工程として露出された電極部５１に無電解Ｎｉ−Ａｕメッキ或いはＮｉ−Ｃｕメッキ等を施して電極形成を行う。
【００８３】
ベース基板部２のベース基板５には、上述したように第２の主面５ｂ側に第２配線層１４ｂが形成され、この第２配線層１４ｂが露出する寸前まで樹脂層１１ｂによって被覆されてなる。ベース基板部２には、上述した工程を経てビルドアップ形成面３上に高周波回路部４を積層形成した後に、保護層形成工程ｓ−１２の前工程で樹脂層１１ｂを研磨する研磨処理が施されて第２配線層１４ｂが露出される。ベース基板部２には、上述した保護層形成工程ｓ−１２において第２の主面５ｂの全面に第２の保護層４２が形成される。ベース基板部２は、第２の保護層４２に対してマスクコーティング、フォトリソグラフ処理を施して電極部４１を開口部として外方に露出させ、これらに無電解Ｎｉ−Ａｕメッキ等を施して電極形成を行う。
【００８４】
以上の工程を経て製作されたモジュール基板１は、上述したように高周波回路部４の実装面４ａ上に、電極部３９を介して高周波ＩＣ９０やチップ部品９１がフリップチップ実装法等の適宜の実装方法によって搭載される。また、モジュール基板１は、ベース基板部２の実装面２ａが、電極部４１を介してフリップチップ実装法や半田ボール等によりマザー基板９３に搭載される。モジュール基板１は、高周波ＩＣ９０等を実装した状態において、電磁ノイズの影響を排除するためのシールドカバー９２が組み付けられて高周波回路部４の実装面４ａが覆われて高周波モジュール装置９４を構成する。
【００８５】
ところで、高周波モジュール装置９４においては、上述したようにモジュール基板１の高周波回路部４をシールドカバー９２によって被覆した構造であることから、高周波回路部４上に実装された高周波ＩＣ９０やチップ部品９１から発生した熱がシールドカバー９２内に籠もって特性に悪影響を及ぼすことがある。したがって、高周波モジュール装置９４には、適宜の放熱構造を設けることが好ましい。
【００８６】
図３２に示した高周波モジュール装置９５は、発熱量が大きな高周波ＩＣ９０の上面とシールドカバー９２の内面との間に熱伝導性樹脂材７０を充填して放熱構造を構成してなる。高周波モジュール装置９５においては、高周波ＩＣ９０からの発熱が熱伝導性樹脂材７０を介してシールドカバー９２へと伝達され、このシールドカバー９２を介して放熱されることで熱が内部に籠もって特性に悪影響を及ぼすことが防止される。なお、高周波モジュール装置９５においては、比較的大型の高周波ＩＣ９０を熱伝導性樹脂材７０とシールドカバー９２とによって保持することで、機械的な実装剛性の向上も図られるようになる。
【００８７】
図３３に示した高周波モジュール装置９６は、高周波ＩＣ９０やチップ部品９１から発生する熱をさらに効率的に放熱するように構成してなり、上述した熱伝導性樹脂材７０に加えて高周波ＩＣ９０の搭載領域に対応してベース基板部２と高周波回路部４とに連通する多数の冷却用ビアホール７１が形成されてなる。各冷却用ビアホール７１は、ベース基板部２や高周波回路部４に上述した回路接続用の各ビアホールを形成する際に同様の工程によって形成される。
【００８８】
高周波モジュール装置９６においては、高周波ＩＣ９０から発生した熱が、上述したように熱伝導性樹脂材７０を介してシールドカバー９２から放熱されるとともに、冷却用ビアホール７１を介してベース基板部２の底面に伝達されて外部へと放熱される。高周波モジュール装置９６は、モジュール基板１の上下からの放熱が行われることでより効率的な放熱が行われるようになる。なお、高周波モジュール装置９６は、冷却用ビアホール７１のみによって放熱構造を構成するようにしてもよい。また、高周波モジュール装置９６は、例えばベース基板５に形成される銅箔部７２が例えば５０ｎｍと厚みを大きくして形成したものを用いるようにし、この銅箔部７２に対して冷却用ビアホール７１がそれぞれ接続されるようにすることによってベース基板５からの放熱が行われるようにしてもよい。
【００８９】
図３４に示した高周波モジュール装置９７は、例えば銅や４２アロイ等の導電性が良好なメタルコアを基材としたベース基板７３によってベース基板部２が形成されてなる。高周波モジュール装置９７は、このベース基板７３に対して上述した多数の冷却用ビアホール７１がそれぞれ接続されるように構成する。高周波モジュール装置９７においては、冷却用ビアホール７１を介してベース基板７３からの放熱も行われ、上述した放熱用の導電樹脂材７０や冷却用ビアホール７１の構成とによってさらに効率的な放熱が行われるようになり信頼性の向上が図られる。
【００９０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、平坦化されたビルドアップ形成面を有するベース基板部に受動素子を成膜形成した高周波回路部を積層形成してなり、高周波回路部の内層側配線層に高周波用インダクタ素子が成膜形成されるとともに内層側配線層よりも層厚に形成される表層側配線層に低周波用インダクタ素子が成膜形成されることから、各インダクタ素子が各配線層の厚みに伴う損失特性と表皮効果特性にマッチングして特性向上が図られるようになる。本発明によれば、内層側配線層を層薄とすることによって、表層側配線部に高精度の受動素子の薄膜形成を可能とし、小型化、薄型化が図られるとともに高精度化及び高機能化が図られるようになる。
【００９１】
本発明によれば、ベース基板部に電源やグランド部等の配線部や制御系の配線部が構成されるとともに高周波回路部に高周波信号回路部が構成されることで、両者の電気的分離が図られ電気的干渉の発生が抑制されて特性の向上が図られた廉価なモジュール基板及び高周波モジュール装置が得られるようになる。本発明によれば、ベース基板部に充分な面積を有する電源やグランド部の配線を形成することが可能であることから、レギュレーションの高い電源供給が行われるモジュール基板及び高周波モジュール装置が得られるようになる。
【００９２】
本発明によれば、特に絶縁性を有するとともに比較的廉価な有機基板をベース基板として用いてベース基板部の主面に高精度の平坦化処理を施してビルドアップ形成面として構成し、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り形成される高周波素子や配線層を有する高周波回路部が直接形成されることで、高周波回路部の層内に高精度でかつ高周波特性が良好な受動素子が簡易な工程によって形成される。本発明によれば、廉価な材料からなるベース基板上に従来の多層基板のプロセスと同様にして多層の配線層を形成してベース基板部が低コストで形成されることで、全体コストの低減が図られたモジュール基板及び高周波モジュール装置が得られるようになる。
【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装置の要部縦断面図である。
【図２】同高周波モジュール装置に備えられるモジュール基板の製造工程図である。
【図３】同モジュール基板に用いられるベース基板の縦断面図である。
【図４】同ベース基板に対するパターニング工程説明図である。
【図５】第１の樹脂付銅箔及び第２の樹脂付銅箔の接合工程説明図である。
【図６】ビア形成の工程説明図である。
【図７】第１のパターン配線層及び第２のパターン配線層の形成工程説明図である。
【図８】第３の樹脂付銅箔及び第４の樹脂付銅箔の接合工程説明図である。
【図９】第３の樹脂付銅箔及び第４の樹脂付銅箔を接合した状態の工程説明図である。
【図１０】第３の樹脂付銅箔及び第４の樹脂付銅箔の研磨工程説明図である。
【図１１】モジュール基板に用いられる他のベース基板の縦断面図である。
【図１２】同ベース基板に対するパターニング工程説明図である。
【図１３】ベース基板の接合工程説明図である。
【図１４】ベース基板中間体の縦断面図である。
【図１５】ベース基板中間体に樹脂付銅箔を接合する工程説明図である。
【図１６】研磨処理を施したベース基板部の縦断面図である。
【図１７】ディップ工程の説明図である。
【図１８】ベース基板中間体の縦断面図である。
【図１９】研磨処理を施したベース基板部の縦断面図である。
【図２０】ベース基板部に対して第１の絶縁層を形成する第１の絶縁層形成工程の説明図である。
【図２１】ビアホール形成工程の説明図である。
【図２２】抵抗素子部の受電極及びキャパシタ素子部の下電極を成膜形成する工程の説明図である。
【図２３】窒化タンタル層を成膜形成する工程の説明図である。
【図２４】陽極酸化用マスク層を形成する工程の説明図である。
【図２５】ＴａＯ層を形成する工程の説明図である。
【図２６】抵抗体素子部とキャパシタ素子部のパターニング工程の説明図である。
【図２７】モジュール基板中間体の縦断面図である。
【図２８】ビアホールを形成する工程の説明図である。
【図２９】第２の配線層を形成する工程の説明図である。
【図３０】モジュール基板の縦断面図である。
【図３１】第２の配線層を形成する銅電解メッキ法の工程説明図である。
【図３２】放熱構造を備えた高周波モジュール装置の要部縦断面図である。
【図３３】他の放熱構造を備えた高周波モジュール装置の要部縦断面図である。
【図３４】他の放熱構造を備えた高周波モジュール装置の要部縦断面図である。
【図３５】スーパーへテロダイン方式による高周波送受信回路の構成図である。
【図３６】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の構成図である。
【図３７】従来の高周波送受信モジュールに備えられるインダクタ部の説明図である。
【図３８】従来のシリコン基板を用いた高周波送受信モジュールの縦断面図である。
【図３９】従来のガラス基板を用いた高周波送受信モジュールの縦断面図である。
【図４０】従来のモジュール基板をインターポーザ基板に実装したパッケージの縦断面図である。
【符号の説明】
１ モジュール基板、２ ベース基板部、３ ビルドアップ形成面、４ 高周波回路部、５ ベース基板、６ 第１のパターン配線層、７ 第２のパターン配線層、８乃至１１ 樹脂付銅箔、１２ 第１層パターン配線層、１３ ビアホール、１４ 第２層配線層、１５ ベース基板部中間体、１６ ベース基板部、１７，１８ 両面基板、１９ 回路パターン、２０ ビアホール、２１ 回路パターン、２２ ビアホール、２３ 中間樹脂部材、２４ ベース基板部中間体、２５，２６ 樹脂付銅箔、２７ ビルドアップ形成面、２８ 樹脂層、２９ ディップ槽、３０ ベース基板部、３１ 第１の絶縁層、３２ 第１の配線層、３３第２の絶縁層、３４ 第２の配線層、３５ 抵抗体素子部、３６ キャパシタ素子部、３７ 高周波用インダクタ素子部、３８ 低周波用インダクタ素子部、３９ 電極部、４０ 第１の保護層、４１ 電極部、４２ 第２の保護層、４３モジュール基板中間体、４４ ビアホール、４５ 窒化タンタル層（ＴａＮ層）、４６ 酸化タンタル層（ＴａＯ層）、４７ ビアホール、４８ 銅薄膜層、４９ メッキレジスト層、５０ 銅メッキ層、７０ 熱伝導性樹脂材、７１ 放熱用ビアホール、７２ 銅箔部、７３ ベース基板、９０ 高周波ＩＣ、９１ チップ部品、９２ シールドカバー、９３ マザー基板、９４乃至９７ 高周波モジュール装置
Claims (56)
- ベース基板の主面上に多層の配線層が形成されるとともに平坦な最上層の主面がビルドアップ形成面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ビルドアップ形成された多層の配線部からなり、それぞれの配線部に誘電絶縁層を介して配線パターンが形成されるとともに受動素子が成膜形成されてなる高周波回路部とから構成され、
上記高周波回路部には、内層側の配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されるとともに、上記内層側配線部よりも層厚とされた表層側の配線部内に低周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されることを特徴とする高周波モジュール用基板装置。 - 有機基板からなるベース基板の主面上に多層の配線層が形成されるとともに、その最上層に平坦化処理を施してビルドアップ形成面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ビルドアップ形成された多層の配線部からなり、それぞれの配線部に誘電絶縁層を介して配線パターンが形成されるとともに受動素子が成膜形成されてなる高周波回路部とから構成され、
上記高周波回路部には、内層側の配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されるとともに、上記内層側配線部よりも層厚とされた表層側の配線部内に低周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されることを特徴とする高周波モジュール用基板装置。 - 上記ベース基板が、ポリフェニールエチレン、ビスマレイドトリアジン、ポリイミド、液晶ポリマ、ポリノルボルネン、ベンゾシクロブテンを基材として形成された両面基板、セラミックと有機材料の混合物によって形成された両面基板或いはエポキシ系両面基板から選択される有機基板であることを特徴とする請求項２に記載の高周波モジュール用基板装置。
- 上記高周波回路部の誘電絶縁層が、ポリフェニールエチレン、ビスマレイドトリアジン、ポリイミド、液晶ポリマ、ポリノルボルネン、ベンゾシクロブテンから選択される有機材、エポキシ系樹脂材、アクリル系樹脂材によって形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高周波モジュール用基板装置。
- 上記高周波回路部の配線部は、上記配線パターンが銅パターンによって形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高周波モジュール用基板装置。
- 上記高周波回路部の配線部は、上記内層側配線部のパターンが薄膜技術によって形成された薄膜の銅パターンであるとともに、上記表層側配線部のパターンが厚膜技術によって形成された厚膜の銅パターンであることを特徴とする請求項５に記載の高周波モジュール用基板装置。
- 上記高周波回路部の内層側配線部には、上記誘電絶縁層上に薄膜形成技術によって薄膜抵抗体素子部を形成し、この薄膜抵抗体素子部の一部を陽極酸化法により酸化物化することによって薄膜キャパシタ素子の高誘電膜として薄膜キャパシタ素子と薄膜抵抗体素子とが形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高周波モジュール用基板装置。
- 上記高周波回路部の内層側配線部には、上記誘電絶縁層上に薄膜形成技術によって薄膜抵抗体素子部を形成し、この薄膜抵抗体素子部の全面が陽極酸化法により酸化されてなる酸化薄膜が薄膜キャパシタ素子の高誘電膜と上記薄膜抵抗体素子の保護膜としてパターニングされることにより、薄膜キャパシタ素子と薄膜抵抗体素子とが同時工程で形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高周波モジュール用基板装置。
- 上記薄膜抵抗体層を構成する薄膜が、窒化タンタル又はタンタルであることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の高周波モジュール用基板装置。
- 上記高周波回路部には、上記表層側配線部の誘電絶縁層上に形成された配線パターンの入出力端子部を外方に露出させて保護層が形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高周波モジュール用基板装置。
- 上記ベース基板には、上記ビルドアップ形成面と対向する第２の主面に電源入力端子部や信号入出力端子部を有する配線パターンが形成されるとともに、これら入出力端子部を外方に露出させて保護層が形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高周波モジュール用基板装置。
- 上記保護層が、上記配線部の誘電絶縁層と同一材料又はソルダレジストによって形成されることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の高周波モジュール用基板装置。
- 有機基板からなるベース基板の主面上に多層の配線層が形成されるとともに平坦化された最上層の主面がビルドアップ形成面を構成しかつこのビルドアップ形成面と対向する第２の主面に電源入力端子部や信号入力端子部を有する配線パターンが形成されてなるベース基板部と、このベース基板部の上記ビルドアップ形成面上にビルドアップ形成された多層の配線部からなりそれぞれの配線部に誘電絶縁層を介して配線パターンが形成されるとともに受動素子が成膜形成されてなる高周波回路部とから構成された高周波モジュール基板と、
上記高周波モジュール基板の表層側配線部の誘電絶縁層上に形成された配線パターンの入出力端子部と接続されて実装された少なくとも１個以上の高周波集積回路素子と、
上記高周波モジュール基板の第２の主面に形成された上記配線パターンの入力端子部が接続されることによって上記高周波モジュール基板を実装するマザー基板とを備え、
上記高周波回路部には、内層側の配線部内に高周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されるとともに、上記内層側配線部よりも層厚とされた表層側の配線部内に低周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されることを特徴とする高周波モジュール装置。 - 上記高周波モジュール基板のベース基板が、ポリフェニールエチレン、ビスマレイドトリアジン、ポリイミド、液晶ポリマ、ポリノルボルネン、ベンゾシクロブテンを基材として形成された両面基板、セラミックと有機材料の混合物によって形成された両面基板或いはエポキシ系両面基板から選択される有機基板であり、
主面上に多層に形成された配線層の最上層が平坦化処理を施されて平坦なビルドアップ形成面として構成されるることを特徴とする請求項１３に記載の高周波モジュール装置。 - 上記高周波モジュール基板の高周波回路部が、上記誘電絶縁層を、ポリフェニールエチレン、ビスマレイドトリアジン、ポリイミド、液晶ポリマ、ポリノルボルネン、ベンゾシクロブテンから選択される有機材、エポキシ系樹脂材、アクリル系樹脂材によって形成されることを特徴とする請求項１３に記載の高周波モジュール装置。
- 上記高周波モジュール基板の高周波回路部が、上記配線部の配線パターンを銅パターンによって形成されることを特徴とする請求項１３に記載の高周波モジュール装置。
- 上記高周波モジュール基板の高周波回路部が、上記内層側配線部の銅パターンを薄膜技術によって形成されるとともに、上記表層側配線部の銅パターンが厚膜技術によって形成されることを特徴とする請求項１６に記載の高周波モジュール装置。
- 上記高周波モジュール基板の高周波回路部には、上記内層側配線部に、上記誘電絶縁層上に薄膜形成技術により薄膜抵抗体素子部を形成し、この薄膜抵抗体素子部の一部を陽極酸化法によって酸化物化して薄膜キャパシタ素子の高誘電膜とすることにより、薄膜キャパシタ素子と薄膜抵抗体素子とが形成されることを特徴とする請求項１３に記載の高周波モジュール装置。
- 上記高周波モジュール基板の高周波回路部には、内層側配線部に、上記誘電絶縁層上に薄膜形成技術により薄膜抵抗体素子部を形成し、この薄膜抵抗体素子部の全面が陽極酸化法によって酸化されてなる酸化薄膜が薄膜キャパシタ素子の高誘電膜と前記薄膜抵抗体素子の保護膜としてパターニングされることによって、薄膜キャパシタ素子と薄膜抵抗体素子とが同時工程で形成されることを特徴とする請求項１３に記載の高周波モジュール装置。
- 上記薄膜抵抗体層を構成する薄膜が、窒化タンタル又はタンタルであることを特徴とする請求項１８又は請求項１９に記載の高周波モジュール装置。
- 上記高周波モジュール基板の高周波回路部には、上記表層側配線部に形成された上記配線パターンの入出力端子部を外方に露出させる保護層が形成されることを特徴とする請求項１３に記載の高周波モジュール装置。
- 上記高周波モジュール基板のベース基板には、上記第２の主面に形成された上記配線パターンの入出力端子部を外方に露出させて保護層が形成されることを特徴とする請求項１３に記載の高周波モジュール装置。
- 上記保護層が、上記配線部の誘電絶縁層と同一材料又はソルダレジストによって形成されることを特徴とする請求項２１又は請求項２２に記載の高周波モジュール装置。
- 上記高周波モジュール基板の高周波回路部には、上記高周波集積回路素子を含んで全面を覆うシールドカバーが取り付けられていることを特徴とする請求項１３に記載の高周波モジュール装置。
- 上記高周波モジュール基板の高周波回路部には、上記高周波集積回路素子とシールドカバーとの間に、熱伝導性を有する樹脂材が充填されていることを特徴とする請求項１３に記載の高周波モジュール装置。
- 上記高周波モジュール基板の高周波回路部には、上記高周波集積回路素子の搭載領域に対応位置して上記ベース基板に貫通する多数個の放熱ビアホールが形成され、
上記ベース基板には上記各放熱ビアホールが接続される放熱手段が設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の高周波モジュール装置。 - 上記放熱手段が、上記ベース基板に形成された厚みが大きな放熱パターンによって構成されることを特徴とする請求項２６に記載の高周波モジュール装置。
- 上記ベース基板が、金属板を内蔵した多層基板からなり、上記金属板が放熱手段を構成することを特徴とする請求項２６に記載の高周波モジュール装置。
- 少なくとも一方主面上に多層の配線層が形成されてなる多層基板からなるベース基板の最上層に平坦化処理を施して平坦なビルドアップ形成面を形成する工程を有するベース基板部製作工程と、
上記ベース基板のビルドアップ形成面上に、それぞれ誘電絶縁層を介して配線パターンを形成するとともに受動素子を成膜形成してなる配線部を多層に形成して高周波回路部をビルドアップ形成する高周波回路部製作工程とを有し、
上記高周波回路部製作工程において、内層側配線部の形成工程では上記誘電絶縁層上に高周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されるとともに、上記表層側配線部の形成工程では上記内層側配線部の誘電絶縁層よりも層厚とされた上記誘電絶縁層上に低周波帯域用のインダクタ素子が成膜形成されることを特徴とする高周波モジュール用基板装置の製造方法。 - 上記ベース基板部製作工程における上記ビルドアップ形成面の平坦化処理工程が、表層配線層を覆って樹脂付銅箔を貼り合わせる工程と、上記樹脂付銅箔に上記高周波回路部との接続用のビアホールを形成する工程とを経て、表面研磨法によって上記表層配線層の表面電極部を露出させるように上記樹脂付銅箔を研磨する工程であることを特徴とする請求項２９に記載の高周波モジュール用基板装置の製造方法。
- 上記ベース基板部製作工程における最上層の平坦化処理工程が、表層配線層の全面を絶縁樹脂で被覆する工程と、表面研磨によって上記表層配線層の表面電極部を露出させるように上記絶縁樹脂層を研磨する工程であることを特徴とする請求項２９に記載の高周波モジュール用基板装置の製造方法。
- 上記高周波回路部製作工程において、上記内層側配線部のパターンを絶縁樹脂層上に薄膜技術によって薄膜の銅パターンとして形成する工程と、上記表層側配線部のパターンを絶縁樹脂層上に厚膜技術によって厚膜の銅パターンとして形成する工程とを有することを特徴とする請求項２９に記載の高周波モジュール用基板装置の製造方法。
- 上記高周波回路部製作工程における内層側配線部の形成工程が、下層の配線層上に誘電絶縁材によって誘電絶縁層を形成する工程と、上記誘電絶縁層の所定位置に層間接続ビアホールを形成する工程と、上記誘電絶縁層上に薄膜形成技術により薄膜抵抗体素子を形成する工程と、この薄膜抵抗体素子の一部を陽極酸化法により酸化膜化する工程とを有し、
上記酸化膜を薄膜キャパシタ素子の高誘電膜として、同時工程で上記内層側配線部内に薄膜キャパシタ素子と薄膜抵抗体素子とを形成することを特徴とする請求項２９に記載の高周波モジュール用基板装置の製造方法。 - 上記高周波回路部製作工程における内層側配線部の形成工程が、下層の配線層上に誘電絶縁材によって誘電絶縁層を形成する工程と、上記誘電絶縁層の所定位置に層間接続ビアホールを形成する工程と、上記誘電絶縁層上に薄膜形成技術により薄膜抵抗体素子を形成する工程と、この薄膜抵抗体素子の全面を陽極酸化法により酸化膜化する工程とを有し、
上記酸化膜を薄膜キャパシタ素子の高誘電膜と上記薄膜抵抗体素子の保護膜として、同時工程で上記内層側配線部内に薄膜キャパシタ素子と薄膜抵抗体素子とを形成することを特徴とする請求項２９に記載の高周波モジュール用基板装置の製造方法。 - 上記上記高周波回路部製作工程において、上記各配線部の誘電絶縁層を、ポリフェニールエチレン、ビスマレイドトリアジン、ポリイミド、液晶ポリマ、ポリノルボルネン、ベンゾシクロブテンから選択される有機材、エポキシ系樹脂材、アクリル系樹脂材によって形成することを特徴とする請求項２９に記載の高周波モジュール用基板装置の製造方法。
- 上記高周波回路部の表層配線部上にその配線パターンの入出力端子部を外方に露出させる保護層を形成する保護層形成工程を有することを特徴とする請求項２９に記載の高周波モジュール用基板装置の製造方法。
- 上記ビルドアップ形成面と対向する第２の主面に電源入力端子部や信号入出力端子部を有する配線パターンが形成された上記ベース基板に、上記入出力端子部を外方に露出させる保護層を形成する保護層形成工程を有することを特徴とする請求項２９に記載の高周波モジュール用基板装置の製造方法。
- 上記保護層を、上記各配線部の誘電絶縁層に用いられるポリフェニールエチレン、ビスマレイドトリアジン、ポリイミド、液晶ポリマ、ポリノルボルネン、ベンゾシクロブテンから選択される有機材、エポキシ系樹脂材、アクリル系樹脂材又はソルダレジストによって形成することを特徴とする請求項３６又は請求項３７に記載の高周波モジュール用基板装置の製造方法。
- 上記高周波回路部の表層配線部に、誘電絶縁層と所定の配線パターンを有する上部配線部を形成する工程と、上記配線パターンの所定の電極部を露出させて保護層を形成する工程とを有する上部配線部形成工程と、
上記上部配線部上に、上記電極部と接続される少なくとも１個以上の高周波集積回路素子を直接搭載する高周波集積回路素子搭載工程と
を有することを特徴とする請求項２９に記載の高周波モジュール用基板装置の製造方法。 - 上記高周波集積回路素子とシールドカバーとの間に熱伝導性樹脂材を充填する工程と、
上記高周波回路部に、上記高周波集積回路素子を含んでその全面を覆うシールドカバーを取り付けるシールドカバー取付工程と
を有することを特徴とする請求項３９に記載の高周波モジュール用基板装置の製造方法。 - 上記高周波回路部製作工程において、上記高周波集積回路素子の搭載領域に対応位置して上記ベース基板に貫通する多数個の放熱ビアホールを形成する工程を有し、
上記放熱ビアホールが、上記ベース基板部製作工程において上記ベース基板に設けられた放熱手段と接続されることを特徴とする請求項３９に記載の高周波モジュール用基板装置の製造方法。 - 上記ベース基板部製作工程において、表層配線部に厚みが大きな放熱パターンを形成することを特徴とする請求項４１に記載の高周波モジュール用基板装置の製造方法。
- 少なくとも一方主面上に多層の配線層が形成されてなる多層有機基板からなるベース基板の最上層に平坦化処理を施して平坦なビルドアップ形成面を形成する工程を有するベース基板部製作工程と、
上記ベース基板部のビルドアップ形成面上に、それぞれ誘電絶縁層を介して配線パターンを形成するとともに受動素子を成膜形成してなる配線部を多層に形成してなる高周波回路部がビルドアップ形成され、内層側配線部には上記誘電絶縁層上に高周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成するとともに、上記表層側配線部には上記内層側配線部の誘電絶縁層よりも層厚とされた上記誘電絶縁層上に低周波帯域用のインダクタ素子を成膜形成する高周波回路部製作工程と
を経て高周波モジュール基板を製作する高周波モジュール基板製作工程と、
上記ベース基板のビルドアップ形成面と対向する第２の主面に形成された入出力端子部に対応して主面上に接続端子部が形成されたマザー基板に対して、相対する上記入出力端子部と接続端子部とを接続することにより上記高周波モジュール基板を実装する高周波モジュール実装工程と
を有することを特徴とする高周波モジュール装置の製造方法。 - 上記ベース基板部製作工程における上記ビルドアップ形成面の平坦化処理工程が、表層配線層を覆って樹脂付銅箔を貼り合わせる工程と、上記樹脂付銅箔に上記高周波回路部との接続用のビアホールを形成する工程とを経て、表面研磨法によって上記表層配線層の表面電極部を露出させるように上記樹脂付銅箔を研磨する工程であることを特徴とする請求項４３に記載の高周波モジュール装置の製造方法。
- 上記ベース基板部製作工程における最上層の平坦化処理工程が、表層配線層の全面を絶縁樹脂で被覆する工程と、表面研磨によって上記表層配線層の表面電極部を露出させるように上記絶縁樹脂層を研磨する工程であることを特徴とする請求項４３に記載の高周波モジュール装置の製造方法。
- 上記高周波回路部製作工程において、上記内層側配線部のパターンを絶縁樹脂層上に薄膜技術によって薄膜の銅パターンとして形成する工程と、上記表層側配線部のパターンを絶縁樹脂層上に厚膜技術によって厚膜の銅パターンとして形成する工程とを有することを特徴とする請求項４３に記載の高周波モジュール装置の製造方法。
- 上記高周波回路部製作工程における内層側配線部の形成工程が、下層の配線層上に誘電絶縁材によって誘電絶縁層を形成する工程と、上記誘電絶縁層の所定位置に層間接続ビアホールを形成する工程と、上記誘電絶縁層上に薄膜形成技術により薄膜抵抗体素子を形成する工程と、この薄膜抵抗体素子の一部を陽極酸化法により酸化膜化する工程とを有し、
上記酸化膜を薄膜キャパシタ素子の高誘電膜として、同時工程で上記内層側配線部内に薄膜キャパシタ素子と薄膜抵抗体素子とを形成することを特徴とする請求項４３に記載の高周波モジュール装置の製造方法。 - 上記高周波回路部製作工程における内層側配線部の形成工程が、下層の配線層上に誘電絶縁材によって誘電絶縁層を形成する工程と、上記誘電絶縁層の所定位置に層間接続ビアホールを形成する工程と、上記誘電絶縁層上に薄膜形成技術により薄膜抵抗体素子を形成する工程と、この薄膜抵抗体素子の全面を陽極酸化法により酸化膜化する工程とを有し、
上記酸化膜を薄膜キャパシタ素子の高誘電膜と上記薄膜抵抗体素子の保護膜として、同時工程で上記内層側配線部内に薄膜キャパシタ素子と薄膜抵抗体素子とを形成することを特徴とする請求項４３に記載の高周波モジュール装置の製造方法。 - 上記上記高周波回路部製作工程において、上記各配線部の誘電絶縁層を、ポリフェニールエチレン、ビスマレイドトリアジン、ポリイミド、液晶ポリマ、ポリノルボルネン、ベンゾシクロブテンから選択される有機材、エポキシ系樹脂材、アクリル系樹脂材によって形成することを特徴とする請求項４３に記載の高周波モジュール装置の製造方法。
- 上記高周波回路部の表層配線部上にその配線パターンの入出力端子部を外方に露出させる保護層を形成する保護層形成工程を有することを特徴とする請求項４３に記載の高周波モジュール装置の製造方法。
- 上記ビルドアップ形成面と対向する第２の主面に電源入力端子部や信号入出力端子部を有する配線パターンが形成された上記ベース基板に、上記入出力端子部を外方に露出させる保護層を形成する保護層形成工程を有することを特徴とする請求項４３に記載の高周波モジュール装置の製造方法。
- 上記保護層を、上記各配線部の誘電絶縁層に用いられるポリフェニールエチレン、ビスマレイドトリアジン、ポリイミド、液晶ポリマ、ポリノルボルネン、ベンゾシクロブテンから選択される有機材、エポキシ系樹脂材、アクリル系樹脂材又はソルダレジストによって形成することを特徴とする請求項５０又は請求項５１に記載の高周波モジュール装置の製造方法。
- 上記高周波回路部の表層配線部に、誘電絶縁層と所定の配線パターンを有する上部配線部を形成する工程と、上記配線パターンの所定の電極部を露出させて保護層を形成する工程とを有する上部配線部形成工程と、
上記上部配線部上に、上記電極部と接続される少なくとも１個以上の高周波集積回路素子を直接搭載する高周波集積回路素子搭載工程と
を有することを特徴とする請求項４３に記載の高周波モジュール装置の製造方法。 - 上記高周波集積回路素子とシールドカバーとの間に熱伝導性樹脂材を充填する工程と、
上記高周波回路部に、上記高周波集積回路素子を含んでその全面を覆うシールドカバーを取り付けるシールドカバー取付工程と
を有することを特徴とする請求項４３に記載の高周波モジュール装置の製造方法。 - 上記高周波回路部製作工程において、上記高周波集積回路素子の搭載領域に対応位置して上記ベース基板に貫通する多数個の放熱ビアホールを形成する工程を有し、
上記放熱ビアホールが、上記ベース基板部製作工程において上記ベース基板に設けられた放熱手段と接続されることを特徴とする請求項４３に記載の高周波モジュール装置の製造方法。 - 上記ベース基板部製作工程において、表層配線部に厚みが５０ｕｍ以上の放熱パターンを形成することを特徴とする請求項４３に記載の高周波モジュール装置の製造方法。
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