WO2019220821A1 - モジュールおよび電子機器 - Google Patents

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WO2019220821A1
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wiring
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五十嵐　崇裕
周作 柳川
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H01Q9/0457—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line

Definitions

  • This disclosure relates to, for example, a sub-millimeter wave and millimeter-wave module and an electronic apparatus including the same.
  • a fifth generation mobile communication system using radio waves in the millimeter wave region.
  • Various integrated circuits such as a power amplifier (PA), a low noise amplifier (LNA), and an RF-switch are mounted on a module (communication module) used for mobile communication.
  • the 5G-compatible communication module is equipped with a communication module before the 4th generation mobile communication system (4G) / LTE in order to mount elements for supporting the attenuation characteristics of millimeter waves and to integrate the antenna.
  • 4G 4th generation mobile communication system
  • LTE low noise amplifier
  • Patent Document 1 discloses a high-frequency circuit board in which two substrates having different functions (a first high-frequency circuit board and a second high-frequency circuit board) are bonded together with a resin or the like.
  • a first high-frequency circuit board in which a first dielectric layer, a first conductor layer, a second dielectric layer, and a second conductor layer are laminated in this order, and a third dielectric
  • a second high-frequency circuit board in which a layer, a third conductor layer, a fourth dielectric layer, and a fourth conductor layer are laminated in this order, and the first conductor layer and the third conductor layer, respectively.
  • High-frequency transmission lines formed in the second conductive layer and the fourth conductive layer are connected by electromagnetic coupling through slots formed in the conductor layer.
  • the wiring pattern and the wiring density formed on each substrate are greatly different. For this reason, the degree of warpage of the substrates is different, and even if two substrates are bonded together, the warpage cannot be corrected, and there is a concern that reliability may be lowered due to deterioration of signal quality or the like.
  • a module according to an embodiment of the present disclosure includes a first substrate having a first wiring pattern, a second wiring pattern having a wiring density different from the first wiring pattern, and is attached to the first substrate. And at least one of the first substrate and the second substrate has visible light transmissivity.
  • An electronic apparatus includes the module according to the embodiment as a module.
  • the first substrate and the second substrate on which the first wiring pattern and the second wiring pattern having different wiring densities are provided, respectively.
  • the first substrate and the second substrate were bonded to each other using a substrate having visible light transmittance. Thereby, the warp of the first substrate and the second substrate is corrected.
  • At least one of the first substrate and the second substrate having wiring patterns having different wiring densities is configured with a light-transmitting substrate.
  • the warpage of the first substrate and the second substrate is corrected. Therefore, it is possible to achieve both downsizing and reliability.
  • Embodiment (example of module using glass substrate) 1-1.
  • Action / Effect Modification 1 (example in which an interference prevention film consisting of three layers is formed between the first substrate and the second substrate) 3.
  • Modification 2 (example in which a Si substrate is used as the second substrate) 4).
  • Application examples
  • FIG. 1 illustrates a cross-sectional configuration of a module (module 1) according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the module 1 shown in FIG.
  • the module 1 is used, for example, as a communication module in mobile communication that uses radio waves in the submillimeter wave region and the millimeter wave region.
  • the module 1 includes a first substrate 11 having a pair of opposing surfaces S1 and S2, and a second substrate 21 having a pair of opposing surfaces S3 and S4, the resin layer with the surfaces S2 and S4 facing each other. 31 is pasted together.
  • the module 1 of the present embodiment has, for example, wiring patterns (antenna 12 and high-frequency circuit 24) having different wiring densities on the surface S1 of the first substrate 11 and the surface S2 of the second substrate 21, respectively.
  • 11 and the second substrate 21 each have a configuration in which a substrate having visible light permeability is used.
  • the module 1 is formed by laminating the first substrate 11 and the second substrate 21 having the visible light transmissivity and the wiring patterns having different wiring densities through the resin layer 31.
  • Each of the first substrate 11 and the second substrate 21 preferably has visible light transparency and high shape stability.
  • the first substrate 11 and the second substrate 21 preferably have a linear expansion coefficient of 30 ⁇ 10 ⁇ 7 / C or more and 100 ⁇ 10 ⁇ 7 / C or less.
  • a glass substrate or a non-alkali glass substrate containing silicon (Si), oxygen (O), and a metal element can be given.
  • the first substrate 11 has a surface S1 and a surface S2 facing each other, and for example, four antennas 12A, 12B, 12C, and 12D are provided on the surface S1, as shown in FIG.
  • a ground (GND) 13 is provided on the surface S2 to form a ground surface.
  • the GND 13 is provided with openings 13H1 and 13H2 serving as slots, for example, at positions corresponding to the antennas 12A and 12B.
  • the antennas 12C and 12D also have openings serving as slots on the surface of the GND 13, respectively.
  • the thickness (hereinafter simply referred to as thickness) of the first substrate 11 in the stacking direction (Z-axis direction in FIG. 1) is preferably 0.4 mm or less, for example, from the viewpoint of strength and thickness as the module 1. It is desirable to be about 0.3 mm.
  • the second substrate 21 has a surface S3 and a surface S4 that face each other, and, for example, a GND 22 is provided on the surface S3. Similarly to the GND 13, the GND 22 has an opening 22H serving as a slot.
  • a high-frequency circuit 24 is further provided on the GND 22 via an insulating layer 23.
  • the high frequency circuit 24 includes, for example, a transmission line 25, an RF switch 26 (26A, 26B), a power amplifier (PA) 27A, and a low noise amplifier (LNA) 27B.
  • the thickness of the second substrate 21 is preferably 0.4 mm or less, for example, and is preferably about 0.3 mm from the viewpoint of strength and thickness as the module 1.
  • the resin layer 31 is preferably made of a material having visible light permeability.
  • materials include acrylic resin, polyimide resin, and epoxy resin.
  • a Butler matrix 32 ⁇ / b> A is provided in the resin layer 31 as a component for antenna steering.
  • the first substrate 11 and the second substrate 21 are bonded so that the surface S2 and the surface S4 face each other with the resin layer 31 therebetween.
  • signal transmission between the first substrate 11 and the second substrate 21 is performed using electromagnetic coupling.
  • a signal flowing from 24 is transmitted to the conductive film 32 by electromagnetic coupling through the opening 22H, and further propagates to the antennas 12A and 12B through slots (openings 13H1 and 13H2) provided in the GND 13.
  • a metal film is formed on the surface S1 of the first substrate using, for example, plating. Subsequently, the metal film is patterned by a lithography technique and wet processing to form, for example, four antennas 12A, 12B, 12C, and 12D. Next, a metal film is formed on the surface S2 of the first substrate 11 by using, for example, plating. Subsequently, the metal film is patterned by a lithography technique and a wet process. Thereby, the GND 13 having the openings 13H1 and 13H2 is formed.
  • a metal film is formed on the surface S3 of the second substrate 21 by using, for example, plating.
  • the metal film is patterned by a lithography technique and a wet process to form GND 22 having an opening 22H.
  • a metal film is formed on the insulating layer 23 using, for example, plating.
  • the transmission line 25 is formed by patterning the metal film by lithography and wet processing.
  • RF switches 26A and 26B, PA 27A, and LNA 27B are disposed as appropriate. Thereby, the high frequency circuit 24 is formed on the insulating layer 23.
  • a metal film is formed on the resin film by using, for example, plating.
  • the Butler matrix 32A is formed by patterning the metal film by lithography and wet processing.
  • the resin is applied again on the resin film including the Butler matrix 32A, and the second substrate 21 is bonded with the surface S4 facing each other. Thereby, the module 1 shown in FIG. 1 is completed.
  • an alignment mark 13M is preferably provided in the opening 13H of the GND 13 provided in the first substrate 11, for example, as shown in FIG.
  • the alignment mark 13M can be formed, for example, as a part of the protrusion of the metal film that constitutes the GND 13. Accordingly, when the first substrate 11 and the second substrate 21 are bonded together, for example, the signal line 25A formed as a part of the transmission line 25 and the GND 22 are provided on the surface S3 of the second substrate 21. It is possible to easily and accurately align the opening 22H with the opening 13H provided in the GND 13 on the surface S2 of the first substrate 11.
  • the module 1000 can be miniaturized by stacking, loss, reflection, and radiation are caused by impedance mismatch in the solder 1031.
  • antennas 1012A and 1012B and a wiring pattern 1013 are provided on one surface of the substrate 1011.
  • the wiring pattern 1024 and various chip components 1025A, 1025B and 1025C are provided on one surface of the substrate 1021.
  • the substrate 1011 and the substrate 1021 have different wiring densities. When such a member having a large coefficient of linear expansion is used for the substrates 1011 and 1021, there is a concern that reliability may be lowered due to insufficient bonding strength in the bonding with the solder 1031.
  • the chip components 2022A, 2022B, and 2022C are electrically connected using the through electrodes 2031, respectively.
  • the connection using the through electrode 2031 has a problem that the influence of attenuation and interference is large in the millimeter wave region.
  • the RF module has components such as an antenna surface on the top surface and components or ICs formed by transmission lines on the other surface. It is a mounted surface, and the wiring pattern and wiring density are greatly different. For this reason, the degree of warpage of each substrate is different, and the warp due to bonding cannot be sufficiently corrected, and there is a possibility that reliability is deteriorated due to deterioration of signal quality or the like.
  • a substrate having a large linear expansion coefficient or a substrate containing a filler may have anisotropy in linear expansion, and the influence is particularly great.
  • the second substrate 21 is formed of a substrate having visible light permeability, and the first substrate 11 and the second substrate are bonded to each other through the resin layer 31.
  • the substrate having visible light permeability include a glass substrate.
  • a glass substrate has a small coefficient of linear expansion and high shape stability and stability to heat. This makes it possible to correct the warpage of the first substrate 11 and the second substrate 21 having different warp widths.
  • the first substrate 11 and the second substrate 21 having wiring patterns having different wiring densities are formed of, for example, a glass substrate having visible light transmittance, and a resin layer. It was made to stick together via 31. Accordingly, it is possible to correct the warp of the first substrate 11 and the second substrate 21 having different warp widths due to different wiring densities. Therefore, it is possible to improve the reliability while reducing the size.
  • electromagnetic coupling is used for signal transmission between the antenna 12 and the high-frequency circuit 24 provided on the surface S1 of the first substrate 11 and the surface S3 of the second substrate 21, respectively.
  • the first substrate 11 and the second substrate 21 are made of a substrate having visible light transmission, that is, a transparent substrate.
  • the opening 22H and the opening 13H1 serving as slots are used.
  • modified examples modified examples 1 and 2 of the present disclosure will be described.
  • the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.
  • FIG. 6 illustrates a cross-sectional configuration of a module (module 2) according to Modification 1 of the present disclosure.
  • This module 2 is used as a communication module for mobile communication using radio waves in the submillimeter wave region and the millimeter wave region, for example, as in the module 1 in the above embodiment.
  • the module 2 includes a first substrate 11 having a pair of opposing surfaces S1 and S2, and a second substrate 21 having a pair of opposing surfaces S3 and S4, the resin layer with the surfaces S2 and S4 facing each other. 31 is pasted together.
  • the module 2 according to the present modification includes an additional conductive film 26 between the surface S2 of the first substrate 11 and the surface S4 of the second substrate, which are opposed to each other, and an interference prevention film 41 is formed, for example. Is different from the above embodiment.
  • the interference prevention film 41 is formed between the first substrate 11 and the second substrate 21 which are arranged to face each other.
  • the interference prevention film 41 includes, for example, the GND 13 formed on the surface S2 of the first substrate 11, the conductive film 32 formed in the resin layer 31, and the conductive film formed on the surface S4 of the second substrate 21.
  • the film 26 is composed of three metal films.
  • FIG. 7 illustrates a cross-sectional configuration of a module (module 3) according to Modification 2 of the present disclosure.
  • This module 3 is used as a communication module for mobile communication that uses radio waves in the submillimeter wave region and the millimeter wave region, for example, similarly to the module 1 in the above embodiment.
  • the module 3 includes a first substrate 11 having a pair of opposing surfaces S1 and S2, and a second substrate 51 having a pair of opposing surfaces S5 and S6, the resin layer with the surfaces S2 and S6 facing each other. 31 is pasted together.
  • the module 3 of this modification is different from the above embodiment and modification 1 in that the second substrate 51 is configured using a silicon (Si) substrate, for example.
  • one of the first substrate 11 and the second substrate 51 bonded together by the resin layer 31 (here, the second substrate 51) is formed of, for example, a Si substrate, thereby achieving an effect that a reduction in size can be realized. Play.
  • substrate 51 is provided in the 2nd board
  • the substrate is processed into a size that matches the shape of the GND 52 and is aligned with the outer shape of the second substrate 51. Thereby, it becomes possible to perform the alignment at the time of bonding easily and accurately. Therefore, reliability can be further improved.
  • FIG. 8 shows the appearance of the mobile device 100.
  • the mobile device 100 includes, for example, a display unit 110, a non-display unit 120, and an operation unit 130.
  • the operation unit 130 may be provided on the front surface of the non-display unit 120 as illustrated in FIG. 8 or may be provided on the upper surface.
  • the module 1 (and the modules 2 and 3) are preferably arranged at the four corners of the front surface that are difficult to hide by hand during operation, as shown in FIG. 8, for example.
  • Module 1 (and modules 2 and 3) may be mounted on a PDA (Personal Digital Assistant), an electronic book, a tablet personal computer, or the like having the same configuration as that of mobile device 100 shown in FIG.
  • PDA Personal Digital Assistant
  • this indication can take the following structures.
  • the first wiring pattern is provided on one surface of the first substrate;
  • the second wiring pattern is provided on one surface of the second substrate,
  • the resin layer is provided between the first substrate and the second substrate, and a conductive film is formed inside the resin layer.
  • the second substrate has a fourth wiring pattern on the other surface, An interference preventing film including the third wiring pattern, the conductive film, and the third wiring pattern is formed between the first substrate and the second substrate.
  • the module as described in 7).
  • the first substrate has an opening penetrating the third wiring pattern;
  • the first wiring pattern and the second wiring pattern according to any one of (6) to (8), wherein the first wiring pattern and the second wiring pattern are electromagnetically coupled through the first substrate and the second substrate.
  • module. The substrate having visible light transparency has a linear expansion coefficient of 30 ⁇ 10 ⁇ 7 / C or more and 100 ⁇ 10 ⁇ 7 / C or less, and the substrate has any one of (1) to (9).
  • the listed module has a linear expansion coefficient of 30 ⁇ 10 ⁇ 7 / C or more and 100 ⁇ 10 ⁇ 7 / C or less, and the substrate has any one of (1) to (9).
  • the second substrate is a silicon substrate, and includes a power amplifier, a low-noise amplifier, and a matching circuit as the high-frequency circuit.
  • the module is A first substrate having a first wiring pattern; A second wiring pattern having a wiring density different from the first wiring pattern and a second substrate bonded to the first substrate; At least one of the first substrate and the second substrate has visible light transparency. Electronic equipment.

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Abstract

本開示の一実施形態のもモジュールは、第１の配線パターンを有する第１の基板と、第１の配線パターンとは異なる配線密度を有する第２の配線パターンを有すると共に、第１の基板に貼り合わされた第２の基板とを備え、第１の基板および第２の基板は、少なくとも一方が可視光透過性を有している。

Description

モジュールおよび電子機器
　本開示は、例えば、サブミリ波およびミリ波用のモジュールおよびこれを備えた電子機器に関する。
　近年、モバイル通信において情報量が増大している。この現状に対応するために、ミリ波領域の電波を用いた第５世代移動通信システム（５Ｇ）が提唱されている。モバイル通信に用いられるモジュール（通信モジュール）には、電力増幅器（ＰＡ）、低雑音増幅器（ＬＮＡ）およびＲＦ－スイッチ等の各種集積回路（ＩＣ）が搭載されている。５Ｇ対応の通信モジュールには、さらにミリ波の減衰特性等に対応するための素子を搭載したり、アンテナを一体化させるために、第４世代移動通信システム（４Ｇ）／ＬＴＥ以前の通信モジュールと比較して小型化の工夫が求められている。
　これに対して、例えば、特許文献１では、機能の異なる２つの基板（第１の高周波回路基板および第２の高周波回路基板）を樹脂等で貼り合わせた高周波回路基板が開示されている。この高周波回路基板では、第１の誘電体層、第１の導体層、第２の誘電体層および第２の導体層がこの順に積層された第１の高周波回路基板と、第３の誘電体層、第３の導体層、第４の誘電体層および第４の導体層がこの順に積層された第２の高周波回路基板とが積層されており、それぞれ、第１の導体層と第３の導体層に形成されたスロットを介して、第２の導電層および第４の導電層に形成された高周波伝送線路が電磁界結合により接続されている。
特開２００３－１７９０９号公報
　ところで、上記のように２つの基板を貼り合わせた通信モジュールでは、それぞれの基板に形成されている配線パターンおよび配線密度が大きく異なる。このため、基板の反りの程度がそれぞれ異なり、２つの基板を貼り合わせても反りの矯正ができずに信号品質の悪化等による信頼性の低下が懸念される。
　小型化および信頼性を両立することが可能なモジュールおよび電子機器を提供することが望ましい。
　本開示の一実施形態のモジュールは、第１の配線パターンを有する第１の基板と、第１の配線パターンとは異なる配線密度を有する第２の配線パターンを有すると共に、第１の基板と貼り合わされた第２の基板とを備えたものであり、第１の基板および第２の基板は、少なくとも一方が可視光透過性を有している。
　本開示の一実施形態の電子機器は、モジュールとして、上記一実施形態のモジュールを有するものである。
　本開示の一実施形態のモジュールおよび一実施形態の電子機器では、互いに配線密度の異なる第１の配線パターンおよび第２の配線パターンがそれぞれ設けられた第１の基板および第２の基板の少なくとも一方に可視光透過性を有する基板を用い、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせるようにした。これにより、第１の基板および第２の基板の反りを矯正する。
　本開示の一実施形態のモジュールおよび一実施形態の電子機器によれば、互いに配線密度の異なる配線パターンを有する第１の基板および第２の基板の少なくとも一方を、光透過性を有する基板で構成して貼り合わせるようにしたので、第１の基板および第２の基板の反りが矯正される。よって、小型化および信頼性を両立することが可能となる。
　なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
本開示の一実施の形態に係るモジュールの構成を表す断面図である。 図１に示したモジュールの構成を表す分解斜視図である。 図１に示したモジュールの位置合わせ方法を説明する模式図である。 一般的なモジュールの構成の一例を表す断面図である。 一般的なモジュールの構成の他の例を表す断面図である。 本開示の変形例１に係るモジュールの構成を表す断面図である。 本開示の変形例２に係るモジュールの構成を表す断面図である。 本開示の適用例としてモジュールを備えたモバイル機器を表す模式図である。
　以下、本開示における実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比等についても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
　１．実施の形態（ガラス基板を用いたモジュールの例）
　　１－１．モジュールの構成
　　１－２．モジュールの製造方法
　　１－３．作用・効果
　２．変形例１（第１基板と第２基板との間に３層からなる干渉防止膜を形成した例）
　３．変形例２（第２基板にＳｉ基板を用いた例）
　４．適用例
＜１．実施の形態＞
　図１は、本開示の一実施の形態に係るモジュール（モジュール１）の断面構成を表したものである。図２は、図１に示したモジュール１の分解斜視図である。このモジュール１は、例えば、サブミリ波領域およびミリ波領域の電波を用いるモバイル通信における通信モジュールとして用いられるものである。モジュール１は、対向する一対の面Ｓ１および面Ｓ２を有する第１基板１１と、対向する一対の面Ｓ３および面Ｓ４を有する第２基板２１とが、面Ｓ２および面Ｓ４を向かい合わせに樹脂層３１を介して貼り合わされたものである。本実施の形態のモジュール１は、例えば、第１基板１１の面Ｓ１および第２基板２１の面Ｓ２に、それぞれ配線密度の異なる配線パターン（アンテナ１２および高周波回路２４）を有すると共に、第１基板１１および第２基板２１にそれぞれ可視光透過性を有する基板が用いられた構成を有する。
（１－１．モジュールの構成）
　モジュール１は、上記のように、可視光透過性を有すると共に、互いに配線密度の異なる配線パターンを有する第１基板１１と第２基板２１とが樹脂層３１を介して積層されたものである。
　第１基板１１および第２基板２１は、それぞれ、可視光透過性を有すると共に、形状安定性が高いことが好ましい。具体的には、第１基板１１および第２基板２１は、３０×１０-7／Ｃ以上１００×１０-7／Ｃ以下の線膨張係数を有することが好ましい。このような基板としては、ケイ素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）および金属元素を含むガラス基板や無アルカリガラス基板が挙げられる。
　第１基板１１および第２基板２１には、互いに配線密度の異なる配線パターンが形成されている。例えば、第１基板１１は、対向する面Ｓ１および面Ｓ２を有し、面Ｓ１上には、図２に示したように、例えば４つのアンテナ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄが設けられている。面Ｓ２上にはグランド（ＧＮＤ）１３が設けられており、グランド面を形成している。ＧＮＤ１３にはスロットとなる開口１３Ｈ１，１３Ｈ２が、例えばアンテナ１２Ａ，１２Ｂに対応する位置にそれぞれ設けられている。なお、図１には示していないが、アンテナ１２Ｃ，１２Ｄにも、ＧＮＤ１３面にそれぞれスロットとなる開口が設けられていることが好ましい。第１基板１１の積層方向（図１ではＺ軸方向）の膜厚（以下、単に厚みという）は、例えば０．４ｍｍ以下であることが好ましく、強度およびモジュール１としての厚みの観点から、例えば０．３ｍｍ程度であることが望ましい。
　第２基板２１は、対向する面Ｓ３および面Ｓ４を有し、面Ｓ３上には、例えば、ＧＮＤ２２が設けられている。ＧＮＤ２２には、ＧＮＤ１３と同様に、スロットとなる開口２２Ｈが形成されている。ＧＮＤ２２上には、さらに絶縁層２３を介して高周波回路２４が設けられている。高周波回路２４は、例えば、伝送線路２５、ＲＦスイッチ２６（２６Ａ，２６Ｂ）、電力増幅器（ＰＡ）２７Ａおよび低雑音増幅器（ＬＮＡ）２７Ｂを含んで構成されている。第２基板２１の厚みは、例えば０．４ｍｍ以下であることが好ましく、強度およびモジュール１としての厚みの観点から、例えば０．３ｍｍ程度であることが望ましい。
　樹脂層３１は、可視光透過性を有する材料によって構成されていることが好ましい。このような材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。樹脂層３１には、例えば、アンテナステアリング用のコンポーネントとして、例えば図２に示したように、例えばバトラーマトリクス３２Ａが設けられている。
　第１基板１１および第２基板２１は、上記樹脂層３１を間に、それぞれ面Ｓ２および面Ｓ４を向かい合わせに貼り合わされている。
　本実施の形態のモジュール１では、第１基板１１と第２基板２１との間における信号伝達は電磁結合を用いて行われている。例えば、２４から流れる信号は、開口２２Ｈを介して電磁結合により導電膜３２に伝送され、さらにＧＮＤ１３に設けられたスロット（開口１３Ｈ１，１３Ｈ２）を介してアンテナ１２Ａ，１２Ｂにそれぞれ信号が伝播する。
（１－２．モジュールの製造方法）
　次に、モジュール１の製造方法の一例について説明する。まず、第１基板の面Ｓ１上に、例えばメッキを用いて金属膜を成膜する。続いて、リソグラフィー技術とウェット処理により金属膜をパターニングして、例えば４つのアンテナ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄを形成する。次に、第１基板１１の面Ｓ２上に、例えばメッキを用いて金属膜を成膜する。続いて、リソグラフィー技術とウェット処理により金属膜をパターニングする。これにより開口１３Ｈ１，１３Ｈ２を有するＧＮＤ１３が形成される。
　次に、第２基板２１の面Ｓ３上に、例えばメッキを用いて金属膜を成膜する。続いて、リソグラフィー技術とウェット処理により金属膜をパターニングして、開口２２Ｈを有するＧＮＤ２２が形成される。続いて、例えばスパッタ法を用いて絶縁層２３を成膜したのち、絶縁層２３上に、例えばメッキを用いて金属膜を成膜する。次に、リソグラフィー技術とウェット処理により金属膜をパターニングして伝送線路２５を形成する。続いて、適宜、ＲＦスイッチ２６Ａ、２６Ｂ、ＰＡ２７ＡおよびＬＮＡ２７Ｂを配設する。これにより、絶縁層２３上に高周波回路２４が形成される。
　次に、第１基板１１の面Ｓ２上に樹脂層３１の一部として樹脂膜を成膜したのち、その樹脂膜上に、例えばメッキを用いて金属膜を成膜する。続いて、リソグラフィー技術とウェット処理により金属膜をパターニングしてバトラーマトリクス３２Ａを形成する。次に、バトラーマトリクス３２Ａを含む樹脂膜上に再度樹脂を塗布し、第２基板２１の面Ｓ４を向かい合わせにして貼り合わせる。これにより、図１に示したモジュール１が完成する。
　なお、第１基板１１に設けられたＧＮＤ１３の開口１３Ｈには、例えば図３に示したように、アライメントマーク１３Ｍを設けることが好ましい。アライメントマーク１３Ｍは、例えばＧＮＤ１３を構成する金属膜の一部の突起部として形成することができる。これにより、第１基板１１と第２基板２１との貼り合わせ時に、例えば、第２基板２１の面Ｓ３上に、伝送線路２５の一部として形成された信号線２５Ａと、ＧＮＤ２２に設けられた開口２２Ｈと、第１基板１１の面Ｓ２上のＧＮＤ１３に設けられた開口１３Ｈとの位置合わせを容易且つ精確に行うことが可能となる。
（１－３．作用・効果）
　前述したように、近年、モバイル通信において情報量が増大しており、この現状に対応するために、ミリ波領域の電波を用いた５Ｇが提唱されている。５Ｇ対応の通信モジュールでは、電力増幅器（ＰＡ）、低雑音増幅器（ＬＮＡ）およびＲＦ－スイッチ等の各種集積回路（ＩＣ）の他に、さらにミリ波の減衰特性等に対応するための素子を搭載したり、アンテナを一体化させる。このため、５Ｇ対応の通信モジュールでは、４Ｇ／ＬＴＥ以前の通信モジュールと比較して小型化の工夫が求められている。
　小型化の工夫としては、例えば図４に示したモジュール１０００のように、はんだ１０３１を用いて機能の異なる２つの基板１０１１、１０２１を積層した構造が挙げられる。このモジュール１０００では、積層によって小型化は図れるものの、はんだ１０３１におけるインピーダンスの不整合によって損失、反射および放射が生じる。また、図４に示したモジュールは、基板１０１１の一の面にはアンテナ１０１２Ａ，１０１２Ｂおよび配線パターン１０１３が設けられ、基板１０２１の一の面には配線パターン１０２４および各種チップ部品１０２５Ａ，１０２５Ｂ，１０２５Ｃが設けられており、基板１０１１と基板１０２１とは配線密度が異なる。このような基板１０１１、１０２１に線膨張係数の大きな部材を用いた場合には、はんだ１０３１による接合では接合強度が不足による信頼性の低下が懸念される。
　小型化の工夫としては、この他、例えば図５に示したモジュール２０００のように、例えば基板２０１１の表面に設けられたアンテナ２０１２Ａ、２０１２Ｂおよび配線パターン２０１３と、基板２０１１の裏面に設けられた複数のチップ部品２０２２Ａ，２０２２Ｂ，２０２２Ｃとをそれぞれ貫通電極２０３１を用いて電気的に接続する方法が挙げられる。しかしながら、貫通電極２０３１を用いた接続ではミリ波領域では減衰や干渉等の影響が大きいという問題がある。
　更に、前述したように、２枚の機能の異なる基板を樹脂等で貼り合わせる方法があるが、ＲＦモジュールは、最上面がアンテナ面、その他の面は伝送線路によって形成されたコンポーネントやＩＣ等が実装された面となっており、配線パターンおよび配線密度が大きく異なる。このため、各基板の反りの程度が異なり、貼り合わせによる反りを十分に矯正できず信号品質の悪化等による信頼性の低下を招く虞がある。特に、線膨張係数が大きな基板またはフィラー入りの基板は線膨張に異方性を有する可能性があり、特に影響が大きい。
　これに対して本実施の形態では、アンテナ１２およびＧＮＤ１３を、対向する面Ｓ１および面Ｓ２にそれぞれ有する第１基板１１と、対向する面Ｓ３および面Ｓ４のうち面Ｓ３にＧＮＤ２２および高周波回路２４を有する第２基板２１とを、可視光透過性を有する基板で構成し、第１基板１１および第２基板を、樹脂層３１を介して貼り合わせるようにした。可視光透過性を有する基板としては、例えばガラス基板が挙げられる。ガラス基板は線膨張係数が小さく、また形状安定性および熱に対する安定性が高い。これにより、反り幅の異なる第１基板１１および第２基板２１の基板の反りを矯正することが可能となる。
　以上のように、本実施の形態のモジュール１では、互いに配線密度の異なる配線パターンを有する第１基板１１および第２基板２１を、可視光透過性を有する、例えばガラス基板で構成し、樹脂層３１を介して貼り合わせるようにした。これにより、配線密度が異なることによる反り幅の異なる第１基板１１および第２基板２１の反りの矯正が可能となる。よって、小型化を図りつつ、信頼性を向上させることが可能となる。
　また、本実施の形態では、第１基板１１の面Ｓ１および第２基板２１の面Ｓ３にそれぞれ設けられたアンテナ１２と高周波回路２４との間の信号伝達に電磁結合を用いるようにした。電磁結合を用いるためには、一般に上下基板の位置合わせ精度が求められる。これに対して、本実施の形態では第１基板１１および第２基板２１を、可視光透過性を有する基板、即ち、透明な基板を用いるようにしたため、例えば、スロットとなる開口２２Ｈや開口１３Ｈ１、１３Ｈ２等にアライメントマーク（例えば、アライメントマーク１３Ｍ）を設けることで、貼り合わせ時の位置合わせを容易且つ精確に行うことが可能となる。よって、信頼性をより向上させることが可能となる。
　次に、本開示の変形例（変形例１，２）について説明する。以下では、上記実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
＜２．変形例１＞
　図６は、本開示の変形例１に係るモジュール（モジュール２）の断面構成を表したものである。このモジュール２は、上記実施の形態におけるモジュール１と同様に、例えば、サブミリ波領域およびミリ波領域の電波を用いるモバイル通信の通信モジュールとして用いられるものである。モジュール２は、対向する一対の面Ｓ１および面Ｓ２を有する第１基板１１と、対向する一対の面Ｓ３および面Ｓ４を有する第２基板２１とが、面Ｓ２および面Ｓ４を向かい合わせに樹脂層３１を介して貼り合わされたものである。本変形例のモジュール２は、例えば、対向配置された第１基板１１の面Ｓ２と第２基板の面Ｓ４との間に、さらに導電膜２６を追加し、例えば干渉防止膜４１を形成した点が上記実施の形態とは異なる。
　モジュール２は、上記のように、対向配置された第１基板１１と第２基板２１との間に干渉防止膜４１が形成されたものである。この干渉防止膜４１は、例えば、第１基板１１の面Ｓ２上に形成されたＧＮＤ１３と、樹脂層３１内に形成された導電膜３２と、第２基板２１の面Ｓ４上に形成された導電膜２６の３つの金属膜によって構成されている。
　このように、本変形例では、樹脂層３１によって貼り合わされる第１基板１１と第２基板２１との間に、適宜導電膜を追加することが可能であるため、例えば３層からなる干渉防止膜４１を形成することが可能となる。これにより、第１基板１１と第２基板２１との間の干渉を防ぎ、より信号品質の高いモジュール２を提供することが可能となる。
　なお、本変形例では、第１基板１１と第２基板２１との間に干渉防止膜４１を形成した例を示したがこれに限らない。例えば、整合回路等を形成することが可能である。
＜３．変形例２＞
　図７は、本開示の変形例２に係るモジュール（モジュール３）の断面構成を表したものである。このモジュール３は、上記実施の形態におけるモジュール１と同様に、例えば、サブミリ波領域およびミリ波領域の電波を用いるモバイル通信の通信モジュールとして用いられるものである。モジュール３は、対向する一対の面Ｓ１および面Ｓ２を有する第１基板１１と、対向する一対の面Ｓ５および面Ｓ６を有する第２基板５１とが、面Ｓ２および面Ｓ６を向かい合わせに樹脂層３１を介して貼り合わされたものである。本変形例のモジュール３は、例えば、第２基板５１がシリコン（Ｓｉ）基板を用いて構成されている点が、上記実施の形態および変形例１とは異なる。
　上記実施の形態および変形例１では、第１基板１１および第２基板２１の両方を、可視光透過性を有する基板を用いて構成した例を示したがこれに限らず、少なくとも一方が可視光透過性を有して入ればよい。その場合、例えば可視光透過性を有する基板との線膨張係数の差が－２以上＋６以下の基板を用いることが好ましい。このような基板としては、例えば、Ｓｉ基板、低温焼成セラミック等が挙げられる。
　このように、樹脂層３１によって貼り合わされる第１基板１１および第２基板５１の一方（ここでは第２基板５１）を、例えばＳｉ基板で構成することにより小型化を実現することができるという効果を奏する。
　なお、本変形例のように、第２基板５１に可視光透過性を持たない基板を用いる場合には、第１基板１１と第２基板５１との貼り合わせは、例えば第２基板５１に設けられたＧＮＤ５２の形状に合わせた大きさに基板を加工し、第２基板５１の外形で位置合わせする。これにより、貼り合わせ時の位置合わせを容易且つ精確に行うことが可能となる。よって、信頼性をより向上させることが可能となる。
＜４．適用例＞
　次に、上記実施の形態および変形例１，２において説明したモジュール１（およびモジュール２，３）の適用例について説明する。ただし、以下で説明する電子機器の構成はあくまで一例であり、その構成は適宜変更可能である。上記モジュール１（およびモジュール２，３）は、各種の電子機器の一部に適用可能であり、その電子機器等の種類は特に限定されない。
　図８は、モバイル機器１００の外観を表したものである。このモバイル機器１００は、例えば、表示部１１０および非表示部１２０と、操作部１３０とを備えている。なお、操作部１３０は、図８に示したように非表示部１２０の前面に設けられていてもよいし、あるいは上面に設けられていてもよい。モジュール１（およびモジュール２，３）は、例えば、図８に示したように、操作時に手で隠れにくい前面の四隅等に配置することが好ましい。なお、モジュール１（およびモジュール２，３）は、図８に示したモバイル機器１００と同様の構成を有するＰＤＡ（Personal Digital Assistants）や電子ブック、タブレットパーソナルコンピュータ等に搭載されてもよい。
　以上、実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。
　なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
　また、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
　第１の配線パターンを有する第１の基板と、
　前記第１の配線パターンとは異なる配線密度を有する第２の配線パターンを有すると共に、前記第１の基板に貼り合わされた第２の基板とを備え、
　前記第１の基板および前記第２の基板は、少なくとも一方が可視光透過性を有している
　モジュール。
（２）
　前記第１の基板および前記第２の基板の少なくとも一方は、ケイ素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）および金属元素を含むガラス基板である、前記（１）に記載のモジュール。
（３）
　前記第１の基板および前記第２の基板は樹脂層を介して接合されている、前記（１）または（２）に記載のモジュール。
（４）
　前記第１の配線パターンは前記第１の基板の一の面に設けられ、
　前記第２の配線パターンは前記第２の基板の一の面に設けられ、
　前記第１の基板および前記第２の基板は、それぞれ、前記樹脂層を介して前記一の面と対向する他の面を向かい合わせて接合されている、前記（３）に記載のモジュール。
（５）
　前記第１の配線パターンはアンテナパターンであり、前記第２の配線パターンは高周波回路である、前記（４）に記載のモジュール。
（６）
　前記第１の基板は前記他の面に第３の配線パターンを有し、前記第３の配線パターンによってグランド面が形成されている、前記（５）に記載のモジュール。
（７）
　前記第１の基板と前記第２の基板との間に前記樹脂層を有し、前記樹脂層の内部には導電膜が形成されている、前記（６）に記載のモジュール。
（８）
　前記第２の基板は前記他の面に第４の配線パターンを有し、
　前記第１の基板と前記第２の基板との間には、前記第３の配線パターンと、前記導電膜と、前記第３の配線パターンとを含む干渉防止膜が形成されている、前記（７）に記載のモジュール。
（９）
　前記第１の基板は、前記第３の配線パターンを貫通する開口を有し、
　前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとは、前記第１の基板および前記第２の基板を通じて電磁結合している、前記（６）乃至（８）のうちのいずれかに記載のモジュール。
（１０）
　前記可視光透過性を有している基板は、３０×１０-7／Ｃ以上１００×１０-7／Ｃ以下の線膨張係数を有する、前記（１）乃至（９）のうちのいずれかに記載のモジュール。
（１１）
　前記第１の基板と前記第２の基板との線膨張係数の差は－２以上＋６以下である、前記（１）乃至（１０）のうちのいずれかに記載のモジュール。
（１２）
　前記第２の基板はシリコン基板であり、前記高周波回路として電力増幅器、低雑音増幅器および整合回路を有する、前記（５）乃至（１１）のうちのいずれかに記載のモジュール。
（１３）
　モジュールを備え、
　前記モジュールは、
　第１の配線パターンを有する第１の基板と、
　前記第１の配線パターンとは異なる配線密度を有する第２の配線パターンを有すると共に、前記第１の基板に貼り合わされた第２の基板とを備え、
　前記第１の基板および前記第２の基板は、少なくとも一方が可視光透過性を有している
　電子機器。
　本出願は、日本国特許庁において２０１８年５月１７日に出願された日本特許出願番号２０１８－０９５１１５号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (13)

  1. 　第１の配線パターンを有する第１の基板と、
    　前記第１の配線パターンとは異なる配線密度を有する第２の配線パターンを有すると共に、前記第１の基板に貼り合わされた第２の基板とを備え、
    　前記第１の基板および前記第２の基板は、少なくとも一方が可視光透過性を有している
    　モジュール。
  2. 　前記第１の基板および前記第２の基板の少なくとも一方は、ケイ素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）および金属元素を含むガラス基板である、請求項１に記載のモジュール。
  3. 　前記第１の基板および前記第２の基板は樹脂層を介して接合されている、請求項１に記載のモジュール。
  4. 　前記第１の配線パターンは前記第１の基板の一の面に設けられ、
    　前記第２の配線パターンは前記第２の基板の一の面に設けられ、
    　前記第１の基板および前記第２の基板は、それぞれ、前記樹脂層を介して前記一の面と対向する他の面を向かい合わせて接合されている、請求項３に記載のモジュール。
  5. 　前記第１の配線パターンはアンテナパターンであり、前記第２の配線パターンは高周波回路である、請求項４に記載のモジュール。
  6. 　前記第１の基板は前記他の面に第３の配線パターンを有し、前記第３の配線パターンによってグランド面が形成されている、請求項５に記載のモジュール。
  7. 　前記第１の基板と前記第２の基板との間に前記樹脂層を有し、前記樹脂層の内部には導電膜が形成されている、請求項６に記載のモジュール。
  8. 　前記第２の基板は前記他の面に第４の配線パターンを有し、
    　前記第１の基板と前記第２の基板との間には、前記第３の配線パターンと、前記導電膜と、前記第３の配線パターンとを含む干渉防止膜が形成されている、請求項７に記載のモジュール。
  9. 　前記第１の基板は、前記第３の配線パターンを貫通する開口を有し、
    　前記第１の配線パターンと前記第２の配線パターンとは、前記第１の基板および前記第２の基板を通じて電磁結合している、請求項６に記載のモジュール。
  10. 　前記可視光透過性を有している基板は、３０×１０-7／Ｃ以上１００×１０-7／Ｃ以下の線膨張係数を有する、請求項１に記載のモジュール。
  11. 　前記第１の基板と前記第２の基板との線膨張係数の差は－２以上＋６以下である、請求項１に記載のモジュール。
  12. 　前記第２の基板はシリコン基板であり、前記高周波回路として電力増幅器、低雑音増幅器および整合回路を有する、請求項５に記載のモジュール。
  13. 　モジュールを備え、
    　前記モジュールは、
    　第１の配線パターンを有する第１の基板と、
    　前記第１の配線パターンとは異なる配線密度を有する第２の配線パターンを有すると共に、前記第１の基板に貼り合わされた第２の基板とを備え、
    　前記第１の基板および前記第２の基板は、少なくとも一方が可視光透過性を有している
    　電子機器。
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