KR20030041951A - 고주파 모듈 장치 - Google Patents

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다츠야 오기노
쿠니유키 하야시
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Abstract

본 발명은 통신 기능 모듈을 구성하는 고주파 모듈 장치에 관한 것이다. 이 고주파 모듈 장치는, 패턴 배선층(6a, 6b, 9a, 9b)과 유전 절연층(5, 8, 11)이 다층으로 형성되어 이루어지는 베이스 기판부(2)와, 베이스 기판부(2)의 최상층이 평탄화됨으로써 빌드 업 형성면이 형성되고, 이 빌드 업 형성면상에 절연층(19)을 통해서 인덕터 소자(20)가 형성되어 이루어지는 고주파 소자부(4)를 구비한다. 베이스 기판부(2)의 패턴 배선층(6a, 6b, 9a, 9b)이 형성되어 있지 않은 영역(30)이 베이스 기판부(2)의 최상층으로부터 두께 방향의 중도부에 걸쳐 형성되어 있다. 영역(30)의 바로 위에 위치하는 고주파 소자부(4)에 인덕터 소자(20)가 형성되어 있다.

Description

고주파 모듈 장치{High-frequency module device}
예를 들면, 음악, 음성 혹은 화상 등의 각종 정보는 데이터의 디지탈화에 따라 퍼스널 컴퓨터나 모바일 컴퓨터 등에 의해서도 손쉽게 취급할 수 있도록 되어 있다. 이들 정보는 음성 코덱(CODEC) 기술이나 화상 코덱 기술에 의해 대역 압축이 도모되어, 디지털 통신이나 디지털 방송에 의해 각종의 통신 단말기기에 대하여 용이하게 또한 효율적으로 배신(配信)되는 환경이 구비되어 있다. 예를 들면, 오디오 비디오 데이터(AV 데이터)는 휴대형의 휴대전화기에 의해서 옥외에서의 수신도 가능하게 되었다.
그런데, 데이터 등의 송수신 시스템은 가정을 비롯하여 소규모의 지역 내에서도 적합한 네트워크 시스템의 제안에 의해서, 여러가지로 활용되고 있다. 네트워크 시스템으로서는 예를 들면 IEEE 802.11a에서 제안되고 있는 바와 같은 5 GHz대역의 협역 무선 통신 시스템, IEEE 802.11b에서 제안되고 있는 바와 같은 2.45 GHz 대역의 무선 LAN 시스템 혹은 Bluetooth라고 불리는 근거리 무선 통신 시스템 등의 여러가지의 차세대 무선 시스템이 제안되고 있다.
데이터 등의 송수신 시스템은 이러한 무선 네트워크 시스템을 유효하게 이용하여, 가정 내나 옥외 등의 여러 장소에서 손쉽게 또한 중계장치 등을 통하지 않고 여러가지 데이터의 주고받음, 인터넷망으로의 액세스나 데이터의 송수신이 가능하다.
한편, 데이터 등의 송수신 시스템에 있어서는 소형 경량으로 휴대 가능하고 상술한 통신 기능을 갖는 통신 단말기기의 실현이 필수가 된다. 통신 단말기기에서는 송수신부에서 아날로그의 고주파 신호의 변복조(變復調) 처리를 하는 것이 필요하기 때문에, 일반적으로, 도 1에 도시하는, 송수신 신호에서 일단 중간 주파수로 변환하도록 한 수퍼헤테로다인(superheterodyne) 방식에 의한 고주파 송수신 회로(100)가 구비된다.
고주파 송수신 회로는 안테나 및 전환 스위치를 갖고 정보 신호를 수신 혹은 송신하는 안테나부와, 송신과 수신을 전환하는 송수신 전환기를 구비한다. 고주파 송수신 회로는 주파수 변환 회로부나 복조 회로부 등으로 이루어지는 수신 회로부를 구비한다. 고주파 송수신 회로는 파워 앰프나 드라이브 앰프 및 변조 회로부 등으로 이루어지는 송신 회로부를 구비한다. 또한, 고주파 송수신 회로는 수신 회로부나 송신 회로부에 기준 주파수를 공급하는 기준 주파수 생성 회로부가 구비된다.
이상과 같이 구성된 고주파 송수신 회로는 각 단계간에 각각 삽입된 여러가지 필터, 국발(局發)장치(VCO), SAW 필터 등의 대형 기능 부품이나 정합 회로 혹은 바이어스 회로 등의 고주파 아날로그 회로에 특유한 인덕터, 저항, 커패시터(capacitor) 등의 수동 부품의 개수가 대단히 많은 구성으로 되어 있다. 고주파 송수신 회로는 각 회로부의 IC화가 도모되지만, 각 단계간에 삽입되는 필터를 IC 중에 넣을 수 없고, 또한 이 때문에 정합 회로도 외부 부착으로 필요하게 된다. 따라서, 고주파 송수신 회로는 전체가 대형으로 되고, 통신 단말기기의 소형 경량화에 큰 장해가 되었다.
한편, 통신 단말기기에는 중간 주파수로의 변환을 하지 않고 정보 신호의 송수신을 하도록 한 다이렉트 컨버전(direct conversion) 방식에 의한 고주파 송수신 회로도 사용된다. 고주파 송수신 회로는 안테나부에 의해서 수신된 정보 신호가 송수신 전환기를 통해서 복조 회로부에 공급되어 직접 베이스 밴드 처리가 행하여진다. 고주파 송수신 회로는 소스원에서 생성된 정보 신호를 변조 회로부에서 중간 주파수로 변환하지 않고 직접 소정의 주파수 대역으로 변조하여, 앰프와 송수신 전환기를 통해서 안테나부로부터 송신한다.
이상과 같이 구성된 고주파 송수신 회로는 정보 신호에 대해서 중간 주파수의 변환을 하지 않고 다이렉트 검파(檢波)를 행함으로써 송수신하는 구성이기 때문에, 필터 등의 부품 개수가 저감되어 전체 구성의 간이화가 도모되고, 더욱 1칩화에 가까운 구성이 가능해진다. 이 다이렉트 컨버전 방식에 의한 고주파 송수신 회로에서도, 후단에 배치된 필터 혹은 정합 회로의 대응이 필요하게 된다. 또한, 고주파 송수신 회로는 고주파 단계에서 한번의 증폭을 함으로써 충분한 게인(gain)을 얻는 것이 곤란해지고, 베이스 밴드부에서도 증폭 조작을 할 필요가 있다. 따라서, 고주파 송수신 회로는 DC 오프셋의 캔슬 회로나 여분의 로우 패스(low pass) 필터를 필요로 하고, 또한 전체의 소비 전력이 커진다는 문제가 있다.
종래의 고주파 송수신 회로는 상술한 바와 같이 수퍼헤테로다인 방식 및 다이렉트 컨버전 방식중 어느 것에 있어서도, 통신 단말기기의 소형 경량화 등의 요구 사양에 대하여 충분한 특성을 만족할 수 없는 것이었다. 이 때문에, 고주파 송수신 회로에 대해서는 예를 들면 Si-CM0S 회로 등을 베이스로 하여 간이한 구성에 의해서 소형화를 도모한 모듈화에 대해서 여러가지 시도가 도모되고 있다. 즉, 이러한 시도의 하나로서, 예를 들면 특성이 좋은 수동 소자를 Si 기판상에 형성하는 동시에 필터 회로나 공진기 등을 LSI상에 만들고, 또한 베이스 밴드 부분의 논리 LSI도 집적화하여 1칩화한 고주파 모듈 장치가 제안되고 있다.
이러한 고주파 모듈 장치에서는 인덕터 소자의 특성을 양호한 것으로 하기 위해서, 이 인덕터 소자의 바로 아래에 위치하여 Si 기판에 구멍을 형성하는 것이나, 이 인덕터 소자를 띄운 상태로 형성하는 것이 행하여지고 있어, 가공 코스트가 증가되어 버린다.
고주파 신호 회로 프런트 엔드(front end)부를 Si나 SiGe 등의 반도체 기판이나 유리 기판에 형성하는 경우에는 패턴 배선층으로서, 고주파 신호 회로 패턴 외에, 전원 패턴 및 그라운드 패턴, 제어용의 신호 배선 패턴 등을 형성할 필요가 있고, 이들 패턴 배선층이 다층화되므로, 패턴 배선층간의 상호 간섭이나 가공 코스트의 증가와 같은 문제가 발생한다.
모듈 전체의 패키지화를 고려한 경우에는 이러한 고주파 모듈 장치를 또한 와이어 본딩 등에 의해서 인터포저(중간 기판)상에 장착하는 것이 행하여지지만, 장착 면적 및 두께 방향의 치수가 증가되고, 코스트면에서 보아 반드시 바람직하지는 않다.
본 발명은 예를 들면 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화기, 오디오 기기 등의 각종 전자기기에 탑재되어, 정보 통신 기능이나 스토리지(storage) 기능 등을 갖고 초소형 통신 기능 모듈을 구성하는 고주파 모듈 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 고주파 모듈 장치의 일례를 도시하는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 고주파 모듈 장치에서의 배선 금지 영역 및 인덕터의 형성 부분을 확대하여 도시하는 요부 단면도.
도 3a 내지 도 3c는 베이스 기판부의 각 층에서의 배선 금지 영역의 구조를 도시하는 평면도로서, 도 3a는 제 2 배선층에서의 배선 금지 영역을 도시하고, 도 3b는 제 3 배선층에서의 배선 금지 영역을 도시하고, 도 3c는 제 4 배선층에서의 배선 금지 영역을 도시하는 도면.
도 4는 인덕터의 구조를 도시하는 평면도.
도 5a 내지 도 5c는 고주파 소자부의 각 층에서의 인덕터의 구조를 도시하는 평면도로, 도 5a는 제 1 절연층상에 형성된 도출 도체 패턴을 도시하고, 도 5b는 제 2 절연층 내에 매립 형성된 매립 도체 패턴을 도시하고, 도 5c는 제 2 절연층상에 형성된 박막 코일 패턴을 도시하는 도면.
도 6은 인덕터의 다른 예를 도시하는 평면도.
본 발명은 상술한 바와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로, 그 목적은 인덕터 소자의 특성 향상을 더욱 도모하여, 한층 더 소형화 및 저코스트화를 가능하게 한 고주파 모듈 장치를 제공하는 것이다.
상술한 바와 같을 목적을 달성하기 위해 제안되는 본 발명에 따른 고주파 모듈 장치는 패턴 배선층과 유전 절연층이 다층으로 형성되어 이루어지는 베이스 기판부와, 베이스 기판부의 최상층이 평탄화됨으로써 빌드 업(build up) 형성면이 형성되고, 이 빌드 업 형성면상에 절연층을 통해서 인덕터 소자가 형성되어 이루어지는 고주파 소자부를 구비하고, 베이스 기판부의 패턴 배선층이 형성되어 있지 않은 영역이, 적어도 베이스 기판부의 최상층으로부터 두께 방향의 중도부에 걸쳐 형성되어 있고, 이 영역의 바로 위에 위치하는 고주파 소자부에 인덕터 소자가 형성된 것이다.
본 발명에 따른 고주파 모듈 장치는 베이스 기판부의 패턴 배선층이 형성되어 있지 않은 영역의 바로 위에 위치하여, 인덕터 소자가 형성되어 있기 때문에,인덕터 소자와 패턴 배선층의 결합 용량이 저감되고, 인덕터 소자의 높은 Q치를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 고주파 모듈 장치를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 고주파 모듈 장치(1)의 일례를 도시하는 단면도이다.
본 발명에 따른 고주파 모듈 장치(1)는 마더보드(베이스 기판)나 인터포저(중간 기판)에 대한 고밀도 장착을 실현하기 위한 패키지 형태(BGA 등)를 갖고, 이 장치 자체가 1개의 기능 부품으로서 동작한다.
상세하게 설명하면, 본 발명에 따른 고주파 모듈 장치(1)는 도 1에 도시하는 바와 같이, 베이스 기판부(2)를 갖고, 이 베이스 기판부(2)의 최상층이 평탄화층(3)에 의해 평탄화되어 있다. 평탄화층(3)의 위에는 도 1에 도시하는 바와 같이, 고주파 소자부(4)가 형성되어 있다.
베이스 기판부(2)는 프린트 배선 기판에 의해 구성되고, 유전 절연층이 되는 제 1 유전 기판(5)의 양면에 패턴 배선층이 되는 제 1 및 제 2 배선층(6a, 6b)이 형성된 제 1 배선 기판(7)과, 유전 절연층이 되는 제 2 유전 기판(8)의 양면에 패턴 배선층이 되는 제 3 및 제 4 배선층(9a, 9b)이 형성된 제 2 배선 기판(10)이 유전 절연층이 되는 프리프레그(prepreg:접착수지)(11)를 통해서 접합된 구조를 갖고 있다.
이 중, 제 1 유전 기판(5) 및 제 2 유전 기판(8)은 저유전율 또한 저손실(저 tanδ)인 재료, 즉 고주파 특성이 뛰어난 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 재료로서, 예를 들면 폴리페닐에틸렌(PPE)이나 비스말레이드트리아진(BT-resin), 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리이미드, 액정 폴리머(LCP), 폴리노르보르넨(PNB) 등의 유기 재료나 세라믹 혹은 세라믹과 유기 재료의 혼합 재료 등을 들수 있다. 또한, 제 1 유전 기판(5) 및 제 2 유전 기판(8)은 상술한 재료 외에, 내열성 및 내약품성을 갖는 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 이러한 재료로 이루어지는 유전 기판으로서, 비교적 저가로 입수 가능한 에폭시계 기판 FR-5 등을 들 수 있다.
제 1 및 제 2 배선층(6a, 6b)과 제 3 및 제 4 배선층(9a, 9b)은 예를 들면 필터(12)나 커패시터(13)와 같은 기능 소자와, 이들을 잇는 신호 배선 패턴(14)이나 전원 패턴(15) 및 그라운드 패턴(16)이 예를 들면 구리박에 의해 박막 형성되어 이루어진다. 또한, 제 1 및 제 2 배선층(6a, 6b)과 제 3 및 제 4 배선층(9a, 9b)으로서는 인덕터나 레지스터와 같은 수동 소자나 안테나 패턴 등도 형성 가능하다.
각 기능 소자는 이들을 접속하는 신호 배선 패턴(14)이나 전원 패턴(15) 및 그라운드 패턴(16)과, 제 1 유전 기판(5) 및 제 2 유전 기판(8)을 관통하여 형성된 예를 들면 내주면에 구리 도금 등을 실시한 비아 홀(via hole)(17)이나 스루 홀(through hole)(18)을 통해서 전기적으로 접속되어 있다. 구체적으로, 이들 비아 홀(17)이나 스루 홀(18)은 베이스 기판부(2)의 일부에, 이 베이스 기판부(2)를 관통하는 구멍을 드릴 가공이나 레이저 가공에 의해 형성된다. 이들 비아 홀(17)이나 스루 홀(18)은 내주면에 구리(Cu) 등의 도전성을 갖는 금속 재료의 도금이 실시됨으로써, 각 패턴(14, 15, 16)간을 전기적으로 접속하는 기능이 부여된다.
이 베이스 기판부(2)에서는 비교적 저가로 입수 가능한 유기 재료로 이루어지는 제 1 배선 기판(7) 및 제 2 배선 기판(10)을 종래와 같은 다층 기판화 기술에 의해서 적층 형성하므로써, 종래와 같은 비교적 고가의 Si 기판이나 유리 기판을사용한 경우와 비교하여, 코스트의 저감을 도모할 수 있다.
또, 이 베이스 기판부(2)는 상술한 구조의 것에 한정되지 않고, 그 적층수에 대해서도 임의이다. 또한, 베이스 기판부(2)는 상술한 양면 배선 기판(7, 10)을 프리프레그(11)를 통해서 접합되는 것에 한정되지 않으며, 예를 들면 양면 배선 기판의 양 주면측에 수지부착 동박을 중첩해 가는 구조의 것이어도 좋다.
평탄화층(3)은 베이스 기판부(2)의 최상층, 즉 제 2 유전 기판(8)의 제 4 배선층(9b)측을 고도로 평탄화함으로써, 소위 빌드 업 형성면을 형성하고 있다. 구체적으로, 빌드 업 형성면을 형성할 때에는 베이스 기판부(2)의 최상층의 전체면에 걸쳐, 고주파 특성이 뛰어난 유기 재료로 이루어지는 절연막을 성막한 후에, 이 최상층에 형성된 제 4 배선층(9b)이 노출될 때까지 연마한다. 이것에 의해, 제 2 유전 기판(8)과 제 4 배선층(9b) 사이에 절연막이 매립되고, 제 2 유전 기판(8)상의 제 4 배선층(9b)이 형성되어 있지 않은 부분과의 단차가 없어지며, 이 베이스 기판부(2)의 최상층이 평탄화층(3)에 의해서 고도로 평탄화되게 된다.
고주파 소자부(4)는 이 빌드 업 형성면상에 절연층(19)을 적층하고, 이 적층된 절연층(19)의 내층 혹은 외층에, 박막 형성 기술이나 후막 형성 기술에 의해서, 예를 들면 인덕터(20, 21, 22, 23)나 커패시터, 레지스터 등과 같은 수동 소자를 형성하여 구성된다. 이들 인덕터(20, 21, 22, 23) 등으로 이루어지는 수동 소자는 배선 패턴(24) 및 매립 도체(25)가 패턴 배선층에 의해 전기적으로 접속된다. 고주파 소자부(4)를 구성하는 절연층(19)은 저유전율 또한 저손실(저tanδ)의 재료, 즉 고주파 특성이 뛰어난 유기 재료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하고, 또한,내열성 및 내약품성을 갖는 유기 재료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 유기 재료로서는 예를 들면 벤조시크부텐(BCB)이나, 폴리이미드, 폴리노르보르넨(PNB:polynorbornene), 액정 폴리머(LCP), 에폭시계 수지, 아크릴계 수지 등을 들 수 있다. 절연층(19)은 이러한 유기 재료를 예를 들면 스핀 코트법이나, 커튼 코트법, 롤 코트법, 딥 코트법 등의 도포 균일성 및 막두께 제어가 뛰어난 방법을 사용하여, 빌드 업 형성면상에 정밀도 좋게 형성할 수 있다.
고주파 소자부(4)의 최상층에는 반도체 칩(26)이 플립(flip) 칩 접속에 의해 탑재되어 있다. 여기서, 플립 칩 접속은 반도체 칩(26)측의 전극상에 범프(27)를 형성하고, 표리 반대로 하여 고주파 소자부(4)측의 배선 패턴(24)의 전극(28)과 범프(27)를 위치맞춤시키고, 가열 용융하여, 소위 페이스다운 본딩으로 접속하는 장착 방법이다. 이 플립 칩 접속에 의하면, 예를 들면 와이어 본딩과 비교하여 와이어의 배선 공간이 불필요해지고, 특히 높이 방향의 치수를 대폭 삭감할 수 있다.
이들 고주파 소자부(4)에 형성된 수동 소자 및 반도체칩(26)은 배선 패턴(24) 및 매립 도체(25)를 통해서, 베이스 기판부(2)측의 제 4 배선층(9b)과 전기적으로 접속되어 있다.
본 발명에 따른 고주파 모듈 장치(1)는 베이스 기판부(2)가 다층화됨으로써, 고주파 소자부(4)에서의 적층수를 삭감할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 고주파 모듈 장치(1)는 고주파 소자부(4)의 내층 혹은 외층에 형성된, 예를 들면 수동 소자나 배선 패턴(24), 매립 도체(25) 등의 패턴 배선층과는 별도로, 베이스 기판부(2)의 내층 혹은 외층에, 예를 들면 기능 소자나 신호 배선 패턴(14) 등의 패턴 배선층이 형성됨으로써, 이들을 종래와 같은 Si 기판이나 유리 기판상에 정리하여 형성하는 경우와 비교하여, 고주파 소자부(4)에 따른 부담을 대폭 저감할 수 있다. 이것에 의해, 고주파 소자부(4)의 적층수를 저감하는 것이 가능해져, 한층 더 장치 전체의 소형화 및 저코스트화가 가능해지고 있다.
본 발명에 따른 고주파 모듈 장치(1)는 상술한 베이스 기판부(2)의 패턴 배선층과 고주파 소자부(4)의 패턴 배선층을 분리하고 있기 때문에, 이들 패턴 배선층 사이에서 발생하는 전기적 간섭을 억제할 수 있고, 그 특성의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 고주파 모듈 장치(1)는 베이스 기판부(2)의 최상층이 평탄화층(3)에 의해 고도로 평탄화된 빌드 업 형성면이 형성되어 있기 때문에, 이 빌드 업 형성면상에 고주파 소자부(4)를 정밀도 좋게 형성할 수 있다.
그런데, 본 발명에 따른 고주파 모듈 장치(1)에는 베이스 기판부(2)의 제 1 및 제 2 배선층(6a, 6b) 및 제 3 및 제 4 배선층(9a, 9b)이 형성되어 있지 않은 영역(30, 31, 32, 33)(이하, 배선 금지 영역이라고 함)이 적어도 베이스 기판부(2)의 최상층으로부터 두께 방향의 중도부에 걸쳐 혹은 베이스 기판부(2)를 관통하여 형성되어 있다. 이들 배선 금지 영역(30, 31, 32, 33)의 바로 위에 위치하는 고주파 소자부(4)에 인덕터(20, 21, 22, 23)가 각각 형성되어 있다.
구체적으로, 배선 금지 영역(30)은 도 2에 도시하는 바와 같이, 인덕터(20)의 형성 위치로부터 제 2 배선층(6b)에 달하는 영역에 걸쳐 형성되어 있다.
즉, 제 4 배선층(9b)에는 도 2 및 도 3a에 도시하는 바와 같이, 인덕터(20)가 형성되는 영역에 대응한 제 1 배선 금지용 구멍(34)이 형성되어 있는 동시에, 제 3 배선층(9a)에는 도 2 및 도 3b에 도시하는 바와 같이, 인덕터(20)가 형성되는 영역에 대응한 제 2 배선 금지용 구멍(35)이 형성되어 있다. 그리고, 도 2 및 도 3c에 도시하는 바와 같이, 이들 제 1 배선 금지용 구멍(34) 및 제 2 배선 금지용 구멍(35)을 통해서, 제 2 배선층(6b)에 형성된 그라운드 패턴(16)과 인덕터(20)가 소정의 거리만큼 떨어진 상태로 대향 배치되어 있다.
한편, 인덕터(20)는 도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 절연층(19)의 내층 혹은 외층에 위치하여, 전체로 각(角) 형상을 이루도록 소용돌이(spiral)형으로 권취되어 이루어지는 박막 코일 패턴(20a)과, 이 박막 코일 패턴(20a)의 내주측의 단부와 전기적으로 접속된 매립 도체 패턴(20b)과, 이 매립 도체 패턴(20b)과 전기적으로 접속된 도출 도체 패턴(20c)을 갖고, 이 도출 도체 패턴(20c)이 박막 코일 패턴(20a)의 외주측으로 인출되며, 이 박막 코일 패턴(20a)의 외주측의 단부와 함께, 매립 도체(25)를 통해서 배선 패턴(24)과 전기적으로 접속된 구조로 되어 있다.
구체적으로, 이 인덕터(20)를 형성할 때는 우선, 도 2에 도시하는 바와 같이, 평탄화되어 베이스 기판부(2)상에, 상술한 유기 재료로 이루어지는 제 1 절연층(19a)을 형성한다.
다음에, 도 2 및 도 5a에 도시하는 바와 같이, 제 1 절연층(19a)상에, 예를 들면 니켈(Ni)이나 구리 등의 도전성 금속 재료로 이루어지는 도전막을 전체면에 걸쳐 성막한 후에, 포토리소그래피 기술을 사용하여 소정의 형상으로 패터닝된 포토레지스트를 마스크로 하여, 이 도전막을 에칭함으로써, 도출 도체 패턴(20c)의베이스를 형성한다. 그리고, 예를 들면 황산구리 용액을 사용한 전해 도금에 의해, 수㎛ 정도의 Cu로 이루어지는 도전막을 성막하는 것으로, 도출 도체 패턴(20c)을 형성한다.
다음에, 도 2 및 도 5b에 도시하는 바와 같이, 이 도출 도체 패턴(20c)이 형성된 제 1 절연층(19a)상에, 상술한 유기 재료로 이루어지는 제 2 절연층(19b)을 형성한 후에, 포토리소그래피 기술을 이용하여 소정의 형상으로 패터닝된 포토레지스트를 마스크로 하여 에칭을 하고, 도출 도체 패턴(20c)의 단부와 접합되는 부분이 노출되는 비아(구멍)를 형성한다. 그리고, 이 포토레지스트를 남긴 채로, 예를 들면 황산구리 용액을 사용한 전해 도금에 의해, 구리(Cu)로 이루어지는 도전막을 성막한 후, 포토레지스트를 이 포토레지스트상에 퇴적된 도전막과 함께 제거한다. 이것에 의해, 제 2 절연층(19b)에 매립된 매립 도체 패턴(20b)과 도출 도체 패턴(20c)이 전기적으로 접속된다.
다음에, 도 2 및 도 5c에 도시하는 바와 같이, 이 제 2 절연층(19b)상에, 예를 들면 니켈(Ni)이나 구리(Cu) 등으로 이루어지는 도전막을 전체면에 걸쳐 성막한 후에, 포토리소그래피 기술을 이용하여 소정의 형상으로 패터닝된 포토레지스트를 마스크로 하여, 이 도전막을 에칭함으로써, 박막 코일 패턴(20a) 베이스를 형성한다. 그리고, 예를 들면 황산구리 용액을 사용한 전해 도금에 의해, 수㎛ 정도의 Cu로 이루어지는 도전막을 성막하는 것으로, 매립 도체 패턴(20b)과 전기적으로 접속된 박막 코일 패턴(20a)을 형성한다. 이상으로부터, 도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같은 인덕터(20)가 형성된다.
여기서, 도 2에 도시하는 바와 같이, 인덕터(20)의 두께(A)는 10 ㎛ 이상 또한 권취 간격(B)의 1.5배 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다.
이 인덕터(20)는 상술한 도금법을 사용함으로써, 종래와 같은 스퍼터링법을 사용한 경우에, 통상 0.5 내지 2 ㎛ 정도의 막 두께 밖에 되지 않는 막 두께에 비교하여, 그 두께(A)를 두껍게 형성할 수 있다. 그리고, 인덕터(20)의 두께(A)를 10 ㎛ 이상으로 함으로써, 이 인덕터(20)의 직렬 저항이 저감되고, 인덕터(20)의 높은 Q치를 얻을 수 있다. 한편, 인덕터(20)의 두께(A)를 권취 간격(B), 즉 박막 코일 패턴(20a)에서의 인접하는 패턴끼리의 간격(B)의 1.5배 이하로 함으로써, 이 인덕터(20)를 정밀도 좋게 형성할 수 있다.
또, 이 인덕터(20)는 상술한 도금법 이외의 후막 기술을 이용하여, 소정의 두께(A)로 형성하는 것도 가능하다.
또한, 인덕터(20)는 도 4에 도시하는 바와 같은 각(角) 형상 소용돌이형으로 권취된 것에 한정되지 않고, 예를 들면 도 6에 도시하는 바와 같은 전체적으로 원형을 이루도록 소용돌이형으로 권취된 것이어도 좋다.
또, 다른 인덕터(21, 22, 23)에 대해서도, 상술한 인덕터(20)와 같은 형상을 갖고 있고, 또한, 상기 인덕터(20)와 동일하게 하여 형성되기 때문에, 이하 설명을 생략하기로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고주파 모듈 장치(1)는 베이스 기판부(2)의 배선 금지 영역(30, 31, 32, 33)이, 적어도 베이스 기판부(2)의 최상층으로부터 두께 방향의 중도부에 걸쳐 혹은 베이스 기판부(2)를 관통하여 형성되어 있다. 이들 배선 금지 영역(30, 31, 32, 33)의 바로 위에 위치하는 고주파 소자부(4)에, 인덕터(20, 21, 22, 23)가 각각 형성되어 있다. 이것에 의해, 고주파 모듈 장치(1)에서는 각 인덕터(20, 22, 23)와, 그라운드 패턴(16) 사이의 거리를 이격할 수 있고, 이들 인덕터(20, 22, 23)와, 그라운드 패턴(16)의 결합 용량을 대폭 저감할 수 있다. 또한, 인덕터(21)는 베이스 기판부(2)를 관통하여 형성된 배선 금지 영역(31)상에 형성되기 때문에, 특성의 향상이 더욱 도모되어 있다.
따라서, 이들 인덕터(20, 21, 22, 23)가 높은 Q치를 얻을 수 있고, 종래와 같은 인덕터의 바로 아래에 위치하여 Si 기판에 구멍을 형성하는 것이나 이 인덕터 소자를 띄운 상태로 형성하는 가공을 행하지 않아도, 간편한 구성에 의해서 인덕터(20, 21, 22, 23)의 양호한 특성을 얻을 수 있다. 이상으로부터, 이 고주파 모듈 장치(1)에서는 인덕터(20, 21, 22, 23)의 특성 향상이 한층 더 가능한 동시에, 한층 더 소형화 및 저코스트화가 가능하다.
본 발명에 따른 고주파 모듈 장치는 베이스 기판부의 패턴 배선층이 형성되어 있지 않은 영역의 바로 위에 위치하여, 인덕터 소자를 형성하고 있기 때문에, 인덕터 소자와 패턴 배선층의 결합 용량이 저감되고, 인덕터 소자의 높은 Q치를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 고주파 모듈 장치는 인덕터 소자의 특성 향상이 한층 더 가능한 동시에, 한층 더 소형화 및 저코스트화가 가능하다.

Claims (3)

  1. 패턴 배선층과 유전 절연층이 다층으로 형성되어 이루어지는 베이스 기판부와,
    상기 베이스 기판부의 최상층이 평탄화됨으로써 빌드 업 형성면이 형성되고, 이 빌드 업 형성면상에 절연층을 통해서 인덕터 소자가 형성되어 이루어지는 고주파 소자부를 구비하고,
    상기 베이스 기판부의 상기 패턴 배선층이 형성되어 있지 않은 영역이, 적어도 상기 베이스 기판부의 최상층으로부터 두께 방향의 중도부에 걸쳐 설치되어 있고, 이 영역의 바로 위에 위치하는 고주파 소자부에 상기 인덕터 소자가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴 배선층이 형성되어 있지 않은 영역은 상기 베이스 기판부를 두께 방향으로 관통하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 인덕터 소자는 후막 기술에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈 장치.
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