特開 2024-119053 アンテナパッケージ及びアンテナパッケージの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024119053

(43)【公開日】2024-09-02

(54)【発明の名称】アンテナパッケージ及びアンテナパッケージの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01Q 23/00 20060101AFI20240826BHJP

   H01Q 21/20 20060101ALI20240826BHJP

   H01P 11/00 20060101ALI20240826BHJP

【ＦＩ】

H01Q23/00

H01Q21/20

H01P11/00

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024022504

(22)【出願日】2024-02-19

(31)【優先権主張番号】63/486,103

(32)【優先日】2023-02-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】18/317,304

(32)【優先日】2023-05-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】523225520

【氏名又は名称】トロン フューチャー テック インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(74)【代理人】

【識別番号】100126000

【弁理士】

【氏名又は名称】岩池 満

(74)【代理人】

【識別番号】100185269

【弁理士】

【氏名又は名称】小菅 一弘

(72)【発明者】

【氏名】チェン クァン－ネン

(72)【発明者】

【氏名】フー ハン－ウェン

(72)【発明者】

【氏名】ワン ユー－ジウ

(72)【発明者】

【氏名】チャン リー ハン

【テーマコード（参考）】

5J021

【Ｆターム（参考）】

5J021AA05

5J021AA09

5J021AA11

5J021AB06

5J021CA03

5J021HA05

(57)【要約】

【課題】アンテナパッケージを提供すること。
【解決手段】アンテナパッケージは、ガラス基板、複数のアンテナ、多層回路構造及び複数の無線周波数チップを含む。ガラス基板は、第１の表面及び第２の表面を有する。複数のアンテナは、ガラス基板の第１の表面に配置される。多層回路構造は、第１の表面及び第２の表面を有する。複数の無線周波数チップは、多層回路構造の第１の表面に配置される。ガラス基板の第２の表面は、多層回路構造の第２の表面に接着される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の表面及び第２の表面を有するガラス基板と、
前記ガラス基板の第１の表面に配置された複数のアンテナと、
第１の表面及び第２の表面を有する多層回路構造と、
前記多層回路構造の第１の表面に配置された複数の無線周波数（ＲＦ）チップと、を含み、
前記ガラス基板の第２の表面は、前記多層回路構造の第２の表面に接着されている、アンテナパッケージ。

【請求項2】

前記多層回路構造は、
コアと、
前記コアと前記多層回路構造の第１の表面との間に配置された第１の数の第１の相互接続層と、
前記コアと前記多層回路構造の第２の表面との間に配置された第２の数の第２の相互接続層と、を含む、請求項１に記載のアンテナパッケージ。

【請求項3】

前記第１の相互接続層のそれぞれの厚さは、５０μｍよりも大きい、請求項２に記載のアンテナパッケージ。

【請求項4】

前記第１の相互接続層は、前記複数のＲＦチップに結合された前記多層回路構造の第１の表面に複数の給電線を有し、
前記第２の相互接続層は、前記多層回路構造の第２の表面にグランドプレーンを有する、請求項２に記載のアンテナパッケージ。

【請求項5】

前記第１の数と前記第２の数との合計は、６以下である、請求項２に記載のアンテナパッケージ。

【請求項6】

前記ガラス基板の厚さは、３００μｍ～１０００μｍである、請求項１に記載のアンテナパッケージ。

【請求項7】

前記多層回路構造の第２の表面に塗布され、前記ガラス基板を取り囲む第１の接着材料と、前記ガラス基板の第２の表面と前記多層回路構造の第２の表面との間に塗布された第２の接着材料との少なくとも１つを更に含む、請求項１に記載のアンテナパッケージ。

【請求項8】

前記複数のアンテナは、金ペースト、銀ペースト及び銅ペーストのうちの少なくとも１つを使用することにより前記ガラス基板の第１の表面に印刷されている、請求項７に記載のアンテナパッケージ。

【請求項9】

前記多層回路構造の第１の表面に前記ＲＦチップを被覆する成形層を更に含み、前記成形層は、前記ＲＦチップに対して連続的な封止を形成する、請求項１に記載のアンテナパッケージ。

【請求項10】

前記多層回路構造の誘電体部は、プリプレグ材料、ＦＲ―４又はＦＲ―５を含む、請求項１に記載のアンテナパッケージ。

【請求項11】

２００ｍｍ×２００ｍｍよりも大きい面積を有する、請求項１に記載のアンテナパッケージ。

【請求項12】

第１の表面及び第２の表面を有するガラス基板を用意するステップと、
第１の表面及び第２の表面を有する多層回路構造を用意するステップと、
前記ガラス基板の第２の表面を前記多層回路構造の第２の表面に接着するステップと、
複数のアンテナを前記ガラス基板の第１の表面に配置するステップと、を含む、アンテナパッケージの製造方法。

【請求項13】

前記ガラス基板を前記多層回路構造に接着した後、フリップチップ工程により複数の無線周波数（ＲＦ）チップを前記多層回路構造の第１の表面に配置するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記ガラス基板を前記多層回路構造に接着した後、１回成形工程により前記複数のＲＦチップを封止するステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記１回成形工程は、
成形材料を前記多層回路構造の第１の表面に塗布するステップと、
前記成形材料を硬化させるステップと、を含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記多層回路構造は、
コアと、
前記コアと前記多層回路構造の第１の表面との間に配置された第１の数の第１の相互接続層と、
前記コアと前記多層回路構造の第２の表面との間に配置された第２の数の第２の相互接続層と、を含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項17】

前記第１の相互接続層は、前記複数のＲＦチップに結合された前記多層回路構造の第１の表面に複数の給電線を有し、
前記第２の相互接続層は、前記多層回路構造の第２の表面にグランドプレーンを有する、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記ガラス基板を前記多層回路構造に接着するステップは、
第１の接着材料を前記多層回路構造の第２の表面に塗布し、前記ガラス基板を取り囲むステップと、
前記ガラス基板の第２の表面と前記多層回路構造の第２の表面との間に第２の接着材料を塗布するステップと
の少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項19】

前記ガラス基板を前記多層回路構造に接着するステップは、ドライフィルムラミネート工程を実行するステップを含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項20】

接着工程の前に、前記複数のアンテナを保護するために前記ガラス基板の第１の表面に保護層を形成するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本願は、２０２３年２月２１日に出願された先の出願である米国仮出願第６３／４８６，１０３号及び２０２３年５月１５日に出願された米国特許出願第１８／３１７，３０４号の優先権を主張するものであり、これらの全体は参照により本明細書に組み込まれるものとする。

【0002】

技術分野
本開示は、アンテナパッケージに関し、特に大規模アンテナアレイを含むアンテナパッケージに関する。

【背景技術】

【0003】

現代の無線通信技術では、衛星通信は、従来の地上通信技術に比べて、信号カバレッジがより良好で、帯域幅がより広いため、競争力が高まっている。衛星通信を実現するには、ビームフォーミング及び高い電力利得を実現できる大規模フェーズドアレイ（ｐｈａｓｅｄ－ａｒｒａｙ）アンテナが求められている。しかしながら、大規模フェーズドアレイアンテナは、従来の非アレイアンテナよりもはるかに大きな基板面積を必要とする。したがって、製造プロセスは、困難でコストがかかる。また、アレイアンテナを対応する無線周波数（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）チップとともにパッケージ内に収容することは、大量生産をより困難にする。したがって、新しいアンテナパッケージを開発して、歩留まりを高め、製造コストを下げる必要がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本開示の一態様は、アンテナパッケージを提供する。このアンテナパッケージは、ガラス基板、複数のアンテナ、多層回路構造及び複数の無線周波数チップを含む。ガラス基板は、第１の表面及び第２の表面を有し、アンテナは、ガラス基板の第１の表面に配置される。多層回路構造は、第１の表面及び第２の表面を有し、複数の無線周波数（ＲＦ）チップは、多層回路構造の第１の表面に配置される。ガラス基板の第２の表面は、多層回路構造の第２の表面に接着される。

【0005】

本開示の別の態様は、アンテナパッケージの製造方法を提供する。この方法は、第１の表面及び第２の表面を有するガラス基板を用意するステップと、第１の表面及び第２の表面を有する多層回路構造を用意するステップと、ガラス基板の第２の表面を多層回路構造の第２の表面に接着するステップと、複数のアンテナをガラス基板の第１の表面に配置するステップと、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0006】

図面に関連して考慮すると、詳細な説明及び特許請求の範囲を参照することにより本開示をより完全に理解することができ、図面全体において、同様の参照番号は類似の要素を示す。

【0007】

【図1A】一比較実施形態に係るアンテナパッケージを示す。

【図1B】別の比較実施形態に係るアンテナパッケージを示す。

【図2】本開示の一実施形態に係るアンテナパッケージを示す。

【図3】本開示の一実施形態に係る図２のアンテナパッケージの上面図を示す。

【図4】本開示の別の実施形態に係るアンテナパッケージを示す。

【図5】本開示の一実施形態に係るアンテナパッケージの製造方法のフローチャートを示す。

【図6A】図５中の方法に係る図２中のアンテナパッケージの製造プロセスの各段階を示す断面図である。

【図6B】図５中の方法に係る図２中のアンテナパッケージの製造プロセスの各段階を示す断面図である。

【図6C】図５中の方法に係る図２中のアンテナパッケージの製造プロセスの各段階を示す断面図である。

【図6D】図５中の方法に係る図２中のアンテナパッケージの製造プロセスの各段階を示す断面図である。

【図6E】図５中の方法に係る図２中のアンテナパッケージの製造プロセスの各段階を示す断面図である。

【図6F】図５中の方法に係る図２中のアンテナパッケージの製造プロセスの各段階を示す断面図である。

【図6G】図５中の方法に係る図２中のアンテナパッケージの製造プロセスの各段階を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下の開示は、提供された主題の異なる特徴を実施するための多くの異なる実施形態又は実施例を提供する。以下、本開示を簡略化するために、要素及び配置の特定の実施例を説明する。当然のことながら、これらは、単なる実施例であり、限定を意図するものではない。例えば、以下の説明における、第２の特徴の上方又はその上での第１の特徴の形成は、第１の特徴と第２の特徴が直接接触して形成される実施形態を含んでもよく、第１の特徴と第２の特徴が直接接触しないように、第１の特徴と第２の特徴との間に追加の特徴が形成される実施形態を含んでもよい。また、本開示は、様々な実施例において参照数字及び／又は符号を繰り返すことがある。この繰り返しは、簡略化及び明瞭化を目的とするものであり、それ自体では、説明した様々な実施形態及び／又は構成の間の関係を示すものではない。

【0009】

更に、「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下方（ｂｅｌｏｗ）」、「下部（ｌｏｗｅｒ）」、「上方（ａｂｏｖｅ）」、「上部（ｕｐｐｅｒ）」、「上に（ｏｎ）」などの空間的に相対的な用語は、図面に示すように、ある要素又は特徴と別の要素又は特徴との関係を説明するための記述を容易にするために本明細書で使用されることがある。空間的に相対的な用語は、図面に描かれている配向に加えて、使用中又は動作中の装置の異なる配向を包含することを意図する。装置は、他の方法で配向されてもよく（９０度回転又は他の方向の配向）、本明細書で使用される空間的に相対的な記述語も同様にそれに応じて解釈されてもよい。

【0010】

本明細書で使用される場合、「第１の」、「第２の」及び「第３の」などの用語は、様々な要素、コンポーネント、領域、層及び／又はセクションを説明し、これらの要素、コンポーネント、領域、層及び／又はセクションは、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、ある要素、コンポーネント、領域、層又はセクションを別の要素、コンポーネント、領域、層又はセクションと区別するためにのみ使用される。本明細書で使用される場合、「第１の」、「第２の」及び「第３の」などの用語は、文脈によって明確に示されない限り、順序又はオーダーを意味するものではない。

【0011】

図１Ａは、一比較実施形態に係るアンテナパッケージ９００を示す。アンテナパッケージ９００は、アンテナインパッケージ（Ａｎｔｅｎｎａ－ｉｎ－Ｐａｃｋａｇｅ、ＡｉＰ）技術に基づいてパッケージ化される。図１Ａに示すように、典型的なＡｉＰ構造９０１は、パッケージ基板９０２、複数のアンテナ９０４及び１つ以上のＲＦチップ９０６を含むモジュールと見なすことができる。アンテナ９０４及びＲＦチップ９０６は、パッケージ基板９０２の上面に配置される。また、フェーズドアレイアンテナを実現するために、複数のＡｉＰ構造９０１をプリント回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ、ＰＣＢ）９０８に更に組み立てることができる。即ち、ＡｉＰ構造９０１が使用される場合、アンテナパッケージ９００は、２段の基板（すなわち、基板９０２及びＰＣＢ９０８）を必要とする。このような場合、フェーズドアレイアンテナを含むアンテナパッケージ９００の製造プロセスは、複雑でコストがかかる。

【0012】

図１Ｂは、別の比較実施形態に係るアンテナパッケージ９１０を示す。別のアンテナパッケージ９１０において、高密度相互接続（ｈｉｇｈ ｄｅｎｓｉｔｙ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ、ＨＤＩ）プリント回路基板（ＰＣＢ）９１２が使用される。ＨＤＩ技術を使用することにより、設計者は、生のＰＣＢの両面により多くのコンポーネントを配置できる。例えば、ＨＤＩ ＰＣＢ９１２の第１の面９１２Ａにアンテナ９１４を形成することができ、ＨＤＩ ＰＣＢ９１２の第２の面９１２ＢにＲＦチップ９１６を取り付けることができる。したがって、アンテナパッケージ９００とは異なり、アンテナパッケージ９１０は、１段の基板のみを必要とする。しかしながら、ＨＤＩ ＰＣＢ９１２の熱膨張係数がかなり高いため、高温で実行する必要があるプロセスにおいて反りなどのプロファイル欠陥が発生しやすい。例えば、２００℃～２５０℃でＲＦチップ９１６を成形する硬化プロセスは、ＨＤＩ ＰＣＢ９１２に反りを引き起こす可能性があり、それにより、ＲＦチップ９１６のフリップチップボンディング及び成形に関して信頼性の問題を引き起こす可能性がある。また、アンテナパッケージ９１０の規模が大きくなると、反りは更に深刻になる可能性がある。このような場合、アンテナパッケージ９１０の平坦なプロファイルを維持するために、ＲＦチップ９１６の封止を個別に実行することができるが、これは非常に時間がかかり、コスト効率が悪い。また、反りの度合いを低減するために、ＨＤＩ ＰＣＢ９１２は、コア層に関して対称な積層構造を形成するようにより多くの層（例えば、１０層を超える）を含む必要がある場合があるが、これは、アンテナパッケージ９１０の厚さを必然的に増加させる。特に、低誘電率材料を積層誘電体として選択する場合、層が多いほど、製造コストが高くなることになる。

【0013】

図２は、本開示の一実施形態に係るアンテナパッケージ１００を示す。アンテナパッケージ１００は、ガラス基板１１０、複数のアンテナ１２０、多層回路構造１３０及び複数のＲＦチップ１４０を含む。図２に示すように、ガラス基板１１０は、第１の表面１１０Ａ及び第２の表面１１０Ｂを有し、アンテナ１２０は、ガラス基板１１０の第１の表面１１０Ａに配置される。多層回路構造１３０は、第１の表面１３０Ａ及び第２の表面１３０Ｂを有し、ＲＦチップ１４０は、多層回路構造１３０の第１の表面１３０Ａに配置される。また、多層回路構造１３０の第２の表面１３０Ｂに塗布されるとともに、ガラス基板１１０を取り囲む接着材料１５０により、ガラス基板１１０の第２の表面１１０Ｂは、多層回路構造１３０の第２の表面１３０Ｂに接着される。

【0014】

本実施形態において、ガラス基板１１０の熱膨張係数（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ、ＣＴＥ）が低いため、ガラス基板１１０は、多層回路構造１３０に十分な剛性を与え、高温（例えば、２００℃～２５０℃）でのアンテナパッケージ１００の反りを防止することができ、これにより、製造プロセスの柔軟性を向上させることができる。例えば、ガラス基板１１０による構造強化及び低ＣＴＥにより、ＲＦチップ１４０上の成形層１６０は、反りを心配することなく、１回成形工程により形成し硬化させることができる。したがって、成形プロセスをより効率的に実行することができ、図２に示すように、成形層１６０は、複数のＲＦチップ１４０の間又はＲＦチップ１４０のアレイの間で連続的な封止を形成することができる。また、ガラス基板１１０をアンテナパッケージ１００内に実装することにより、多層回路構造１３０の数を１０層以上から４層又は６層に低減することができ、これにより、製造コストを低減するだけでなく、特に大規模（例えば、２００ｍｍ×２００ｍｍ以上）である場合の反りに対する耐性を向上させる。

【0015】

本実施形態において、多層回路構造１３０は、高密度相互接続プリント回路基板であってもよく、従来のプリント回路基板であってもよい。いくつかの実施形態において、多層回路構造は、コア１３２、多数の相互接続層１３４Ａ、１３４Ｂ又はビルドアップ層、及び多数の相互接続層１３６Ａ、１３６Ｂ又はビルドアップ層を含む。図２に示すように、相互接続層１３４Ａ及び１３４Ｂは、コア１３２と多層回路構造１３０の第１の表面１３０Ａとの間に配置され、相互接続層１３６Ａ及び１３６Ｂは、コア１３２と多層回路構造１３０の第２の表面１３０Ｂとの間に配置される。

【0016】

コア１３２及び相互接続層１３４Ａ、１３４Ｂ、１３６Ａ、１３６Ｂは、アンテナ１２０とＲＦチップ１４０との間に信号伝送経路を提供することができる。いくつかの実施形態において、コア１３２及び相互接続層１３４Ａ、１３４Ｂ、１３６Ａ、１３６Ｂは、信号伝送経路を提供するために、導電性トレースを含んでもよい。また、異なるトレースを互いに絶縁するために、相互接続層１３４Ａ、１３４Ｂ、１３６Ａは、導電性トレースの層間に介在する誘電体材料を更に含んでもよい。いくつかの実施形態において、多層回路構造１３０の誘電体部は、プリプレグ材料を含んでもよく、多層回路構造１３０の導電部は、銅、タングステン、アルミニウム、チタン、タンタル、これらの合金などの導電材料を含んでもよい。いくつかの実施形態において、コア１３２は、銅張積層板（ｃｏｐｐｅｒ ｃｌａｄ ｌａｍｉｎａｔｅ、ＣＣＬ）であってもよい。いくつかの実施形態において、コア１３２は、めっきスルーホールを含んでもよい。

【0017】

本実施形態において、相互接続層１３４Ｂは、ＲＦチップ１４０に結合された多層回路構造１３０の第１の表面１３０Ａに複数の給電線（ｆｅｅｄ ｌｉｎｅ）１７２を有する。給電線１７２は、アンテナ１２０の入力／出力ポートと見なすことができ、アンテナ１２０に／からＲＦ信号を供給することができる。例えば、ＲＦチップ１４０により生成されたＲＦ信号を給電線１７２を介してアンテナ１２０に供給することができ、給電線１７２に供給されたＲＦ信号を、多層回路構造１３０内の相互接続層１３４Ａ、１３４Ｂ、１３６Ａ、１３６Ｂ及びコア１３２により提供された伝送経路を介してアンテナ１２０に更に伝送することができる。

【0018】

また、本実施形態において、ガラス基板１１０にビアがなくてもよく、即ち、ガラス基板１１０を貫通するビアホールがなくてもよい。したがって、ガラス基板１１０の第１の表面１１０Ａ及び第２の表面１１０Ｂは、全体的に平坦かつ完全であってもよい。このような場合、アンテナ１２０とＲＦチップ１４０との間のＲＦ信号の伝送は、ガラス基板１１０を介した無線結合に部分的に依存する。

【0019】

ガラス基板１１０を介してアンテナ１２０とＲＦチップ１４０とを無線接続するために、電磁結合技術が適用される。即ち、本実施形態において、アンテナ１２０とＲＦチップ１４０との間の通信は、実質的に透明であるか又はＲＦ帯域に対する減衰が許容可能なガラス基板１１０を通過するＲＦ信号に部分的に基づくものである。いくつかの実施形態において、相互接続層１３６Ｂは、多層回路構造１３０の第２の表面１３０Ｂにグランドプレーン１７４を有してもよい。即ち、グランドプレーン１７４は、多層回路構造１３０の第２の表面１３０Ｂに形成されてもよい。また、グランドプレーン１７４には、電磁信号の伝送を可能にする１つ以上の開口部（図示せず）が形成されてもよい。

【0020】

その結果、給電線１７２に供給されたＲＦ信号は、相互接続層１３４Ａ、１３６Ａにより提供された導電経路を介してグランドプレーン１７４の開口部に伝送され、グランドプレーン１７４の開口部からガラス基板１１０を介してアンテナ１２０に無線で伝送することができる。同様に、アンテナ１２０により空中から受信されたＲＦ信号は、ガラス基板１１０を介して開口部に無線で伝送することができ、更に、相互接続層１３４Ａ、１３６Ａにより提供された導電経路を介して給電線１７２に供給することができる。

【0021】

アンテナ１２０とグランドプレーン１７４との間の距離は、ＲＦ信号の伝送に影響を与える可能性があるため、ガラス基板１１０の厚さは、アンテナ１２０の設計及びＲＦ信号の動作周波数に従って決定されるべきである。いくつかの実施形態において、ガラス基板１１０の厚さは、３００μｍ～１０００μｍであってもよい。

【0022】

このような場合、ガラス基板１１０は、アンテナ１２０とグランドプレーン１７４との間に十分な厚さを提供できるため、相互接続層１３４Ａ、１３４Ｂ、１３６Ａ、１３６Ｂの数は、図１Ｂに示すようなＨＤＩ ＰＣＢベースのアンテナパッケージに必要な層の数よりも少なくてもよい。いくつかの実施形態において、多層回路構造１３０内の相互接続層の数の合計は、６以下であってもよく、１３４Ａ又は１３６Ａなどの相互接続層のそれぞれの厚さは、５０μｍよりも大きくてもよく、相互接続層１３４Ａ又は１３６Ａの誘電体部は、プリプレグ材料、ＦＲ－４又はＦＲ－５で構成されてもよい。また、いくつかの実施形態において、相互接続層１３４Ａ、１３４Ｂ、１３６Ａ及び１３６Ｂは、コア１３２に対して対称的に形成されてもよい。即ち、相互接続層１３４Ａ、１３４Ｂの数は、相互接続層１３６Ａ、１３６Ｂの数と同じであってもよい。

【0023】

また、グランドプレーン１７４と給電線１７２との間の距離は、グランドプレーン１７４と給電線１７２との間のインピーダンスに影響を大きく与える可能性があるため、コア１３２の厚さは、信号損失を低減するように、グランドプレーン１７４と給電線１７２との間の所望の整合インピーダンスに従って決定されてもよい。いくつかの実施形態において、コアレス多層回路構造１３０は、本明細書に記載のアンテナパッケージ１００内に実装されてもよい。

【0024】

図３は、本開示の一実施形態に係るアンテナパッケージ１００の上面図を示す。図２及び図３に示すように、接着材料１５０は、多層回路構造１３０の第２の表面１３０Ｂに塗布され、ガラス基板１１０を取り囲む。このような場合、多層回路構造１３０に接着材料１５０を塗布するために空間を取り、接着材料１５０がガラス基板１１０を取り囲み、これにより、ガラス基板１１０を多層回路構造１３０に固定することができるように、ガラス基板１１０の面積は、多層回路構造１３０の面積よりも小さい。いくつかの実施形態において、多層回路構造１３０に塗布された接着材料１５０の幅Ｗ１は、２ｍｍよりも大きくてもよく、多層回路構造１３０に積層した接着材料１５０の高さＨ１は、ガラス基板１１０の高さの３分の１よりも大きくてもよい。いくつかの実施形態において、接着材料１５０がガラス基板１１０を多層回路構造１３０に固定するのに十分な強度を有する場合、幅Ｗ１は、２ｍｍよりも小さくてもよく、かつ／又は、高さＨ１は、ガラス基板１１０の高さの３分の１よりも小さくてもよい。

【0025】

本実施形態において、接着材料１５０は、ＵＶ接着剤及び／又はシリコーンを含んでもよい。しかしながら、本開示はこれに限定されない。いくつかの実施形態において、他の種類の接着材料を使用してもよい。また、ガラス基板１１０を取り囲むように接着材料を塗布する代わりに、ガラス基板１１０と多層回路構造１３０との間に接着材料を塗布してもよい。図４は、本開示の別の実施形態に係るアンテナパッケージ２００を示す。アンテナパッケージ２００とアンテナパッケージ１００は、同様の構造を有するが、アンテナパッケージ２００に使用される接着材料２５０は、ガラス基板１１０の第２の表面１１０Ｂと多層回路構造１３０の第２の表面１３０Ｂとの間に塗布される。

【0026】

このような場合、アンテナ１２０とグランドプレーン１７４との間の距離は、ＲＦ信号の伝送に影響を与える可能性があるため、アンテナ１２０とグランドプレーン１７４との間に配置された接着材料２５０の厚さは、慎重に決定される。いくつかの実施形態において、接着材料２５０の厚さは、約５０μｍであり、ガラス基板の厚さは、３００μｍ～１０００μｍである。

【0027】

図５は、本開示の一実施形態に係るアンテナパッケージの製造方法Ｍ１のフローチャートを示す。方法Ｍ１は、ステップＳ１１０～Ｓ１７０を含む。いくつかの実施形態において、方法Ｍ１は、アンテナパッケージ１００の製造に適用することができ、図６Ａ～図６Ｇは、方法Ｍ１に係るアンテナパッケージ１００の製造プロセスを示す断面図である。

【0028】

図６Ａに示すように、ステップＳ１１０において、ガラス基板１１０を用意する。一般的に、ガラス基板１１０は、絶縁性が良好で、（特に高い動作周波数で）電気損失が低いなどの利点を有する。また、ガラス基板１１０は、低いＣＴＥの特性により、アンテナパッケージ１００の反りを防止するための優れた候補となる。いくつかの実施形態において、ガラス基板１１０は、４つの直線状の辺を有する長方形又は正方形である。いくつかの実施形態において、アンテナパッケージは、２５６個を超えるアンテナ１２０を収容できる大規模アンテナパッケージであってもよく、ガラス基板１１０の一辺の長さ（即ち、アンテナパッケージ１００の辺長）は、約２００ｍｍ以上である。いくつかの実施形態において、ガラス基板１１０の厚さは、ＲＦ信号伝送の重要なパラメータに基づくグランドプレーンとアンテナパッチとの間の距離の設計に応じて、０．３ｍｍ～１ｍｍであってもよい。

【0029】

図６Ｂに示すように、ステップＳ１２０において、多層回路構造１３０を用意する。多層回路構造１３０は、第１の表面１３０Ａ及び第２の表面１３０Ｂを有し、第１の表面１３０Ａは、後続の工程においてＲＦチップ１４０を受け入れるために使用することができる。いくつかの実施形態において、グランドプレーン１７４と給電線１７２（図２に示す）との間のインピーダンスが導電線配線の設計により整合できる限り、多層回路構造１３０は、高密度相互接続特徴を有するか又は有さないコア又はコアレスＰＣＢ基板であってもよい。いくつかの実施形態において、多層回路構造１３０は、厚さの合計が数百マイクロメートルの４つ又は６つのビルドアップ層を含んでもよい。ビルドアップ層の誘電体は、プリプレグ材料、ＦＲ－４又はＦＲ－５を含んでもよい。

【0030】

ＲＦチップ１４０を多層回路構造１３０の第１の表面１３０Ａに取り付ける前に、図６Ｃに示すように、ステップＳ１３０において、多層回路構造１３０の第２の表面１３０Ｂをガラス基板１１０の第２の表面１１０Ｂに接着することができる。本実施形態において、図６Ｃに示すように、接着材料１５０を多層回路構造１３０の第２の表面１３０Ｂに塗布し、ガラス基板１１０を取り囲むことにより、多層回路構造１３０の第２の表面１３０Ｂをガラス基板１１０の第２の表面１１０Ｂに接着することができる（図３も参照）。しかしながら、本開示はこれに限定されない。

【0031】

いくつかの実施例において、図４に示すように、接着材料２５０を多層回路構造１３０の第２の表面１３０Ｂとガラス基板１１０の第２の表面１１０Ｂとの間に塗布することにより、多層回路構造１３０の第２の表面１３０Ｂをガラス基板１１０の第２の表面１１０Ｂに接着することができる。このような場合、接着材料２５０は、ＣＴＥが低く、損失正接が低く、多層回路構造１３０とガラス基板１１０との間に十分な接着性を同時に提供する材料を含んでもよく、これにより、同様に低ＣＴＥ材料で製造されたガラス基板１１０は、アンテナパッケージ１００が大きな面積規模（例えば、２００ｍｍ×２００ｍｍ以上）であるように設計されるとともに高温条件（例えば、２００℃～２５０℃）で製造されている場合でも、多層回路構造１３０の平坦度を維持することができる。

【0032】

いくつかの実施形態において、接着材料２５０の厚さは、３０μｍ～１００μｍであってもよく、電磁信号伝送のために設計された距離を実質的に妨げないように、ガラス基板１１０の厚さよりも大幅に薄い。接着材料２５０はまた、応力を緩和できる材料から選択することができる。いくつかの実施形態において、ラミネート工程により、ガラス基板１１０を多層回路構造１３０にドライフィルムからなる接着材料２５０により接着することができる。また、いくつかの実施形態において、ガラス基板１１０と多層回路構造１３０との間の接着性を更に高めるために、接着材料１５０及び２５０の両方を塗布してもよい。

【0033】

ガラス基板１１０を多層回路構造１３０に接着した後、ステップＳ１４０において、ＲＦチップ１４０を多層回路構造１３０の第１の表面１３０Ａに配置することができる。本実施形態において、ＲＦチップ１４０は、ベアチップであってもよく、図６Ｄに示すように、ステップＳ１４０において、フリップチップ工程によりＲＦチップ１４０を多層回路構造１３０に配置することができる。このような場合、多層回路構造１３０の反りを心配することなく、高温条件（例えば、２００℃～２５０℃）を必要とするはんだ付け技術又は他の接合技術により、ＲＦチップ１４０を多層回路構造１３０の第１の表面１３０Ａに取り付けることができる。

【0034】

いくつかの実施形態において、ＲＦチップ１４０のそれぞれは、複数のアンテナ１２０を制御するために使用されてもよい。例えば、ＲＦチップ１４０は、制御のために４つの異なるアンテナ１２０に結合されてもよい。このような場合、アンテナ１２０がアンテナパッケージ１００内に１６×１６アンテナアレイとして配置される場合、アンテナパッケージ１００は、多層回路構造１３０に８×８個のＲＦチップを有してもよい。しかしながら、本開示はこれに限定されない。

【0035】

また、多層回路構造１３０をガラス基板１１０に接着するか又はガラス基板１１０により担持して、高温（例えば、２００℃～２５０℃）でのアンテナパッケージ１００の反りを防止することができるため、Ｓ１５０において、１回成形工程によりＲＦチップ１４０を封止することができる。例えば、図６Ｅに示すように、成形材料１６２は、多層回路構造１３０の第１の表面１３０Ａに塗布することができ、多層回路構造１３０の第１の表面１３０Ａに配置された個々のベアチップの形態のすべてのＲＦチップ１４０を被覆することができる。その後、多層回路構造１３０の平坦度を維持しながら、温度上昇により成形材料１６２を硬化させることができる。その結果、図２において、複数のＲＦチップ１４０を連続的に封止する成形層１６０を形成することができる。或いは、隣接するＲＦチップ１４０の間に成形境界又は空隙がない。いくつかの実施形態において、ガラス基板１１０を使用することにより、アンテナパッケージ１００の反りを０．７５％よりも小さくなるように制御することができる。即ち、ガラス基板１１０の一辺の長さが２００ｍｍである場合、反りによるアンテナパッケージ１００の高さ歪みは、１．５ｍｍ（即ち、２００ｍｍ×０．７５％）よりも小さくなることができる。しかしながら、本開示はこれに限定されない。

【0036】

いくつかの実施形態において、成形材料１６２は、モールドアンダーフィル（ｍｏｌｄｉｎｇ－ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ、ＭＵＦ）材料であってもよく、該材料は、一工程で、ＲＦチップ１４０の下の接合構造又ははんだ付け構造と多層回路構造１３０の第１の表面１３０Ａとの間の隙間を充填し、その上にＲＦチップ１４０を成形することができる。しかしながら、本開示はこれに限定されない。いくつかの実施形態において、成形プロセスでは、アンダーフィル用材料と成形用材料の２つの異なる材料が使用されてもよい。例えば、ＲＦチップ１４０の下の接合構造又ははんだ付け構造と多層回路構造１３０の第１の表面１３０Ａとの間の隙間を充填するためにキャピラリーアンダーフィル（ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ、ＣＵＦ）などのアンダーフィル材料を塗布してもよく、そして、成形エポキシなどの成形材料をＲＦチップ１４０及びアンダーフィル材料に塗布してもよい。また、いくつかの実施形態において、成形工程は、ドライフィルムの真空ラミネートにより実行することができる。

【0037】

図６Ｆに示すように、ステップＳ１６０において、複数のアンテナ１２０をガラス基板１１０の第１の表面１１０Ａに配置する。アンテナ１２０は、前述の衛星通信などの長距離伝送用のビームフォーミングを実現するように、単一の放射器に異なる位相シフトを与えることができるフェーズドアレイアンテナとして配置することができる。

【0038】

いくつかの実施形態において、アンテナ１２０は、平坦なプロファイルを有するパッチアンテナであってもよく、それにより、ガラス基板１１０の第１の表面１１０Ａに配置又はめっきすることができる。しかしながら、本開示はこれに限定されない。いくつかの実施形態において、金ペースト、銀ペースト、銅ペースト又はそれらの混合物などの金属材料を印刷することにより、アンテナ１２０をガラス基板１１０の第１の表面１１０Ａに配置してもよい。アンテナ１２０をガラス基板１１０の第１の表面１１０Ａに配置した後、図６Ｇに示すように、ステップＳ１７０において、アンテナ１２０を保護するために、ガラス基板１１０の第１の表面１１０Ａに保護層１８０を形成することができる。

【0039】

いくつかの実施形態において、アンテナ１２０は、グランドプレーン１７４の開口部と位置合わせされる必要があるため、位置合わせをより正確に実行することができるように、ガラス基板１１０を多層回路構造１３０に接着した後、アンテナ１２０を基板ガラス１１０に配置することが好ましい。しかしながら、本開示はこれに限定されない。

【0040】

なお、図５中のフローチャートに示す順序は、方法Ｍ１の実行順序を限定するものではない。いくつかの実施形態において、方法Ｍ１のステップＳ１１０～Ｓ１７０を他の順序で実行してもよい。例えば、ステップＳ１１０及びＳ１２０を異なる工場によって並行して実行してもよい。また、いくつかの実施形態において、多層回路構造１３０の反りが許容可能である場合、多層回路構造１３０をガラス基板１１０に接着する（ステップＳ１３０）前であっても、ＲＦチップ１４０を多層回路構造１３０に配置してもよい（ステップＳ１４０）。このような場合、成形プロセス（ステップＳ１５０）もステップＳ１３０の前に実行してもよい。しかしながら、いくつかの実施形態において、多層回路構造１３０の反りを低減するために、ＲＦチップ１４０の上部を封止する成形プロセスを省略し、ＲＦチップ１４０のはんだ付け構造を保護するためにアンダーフィルプロセスのみを実行してもよい。また、ステップＳ１３０の前にステップＳ１６０及びＳ１７０を実行してもよい。即ち、ガラス基板１１０を多層回路構造１３０に接着する前に、アンテナ１２０をガラス基板１１０に配置してもよい。或いは、ステップＳ１３０の後、ステップＳ１４０及びＳ１５０の前にステップＳ１６０及びＳ１７０を実行してもよい。

【0041】

本開示の実施形態に係るアンテナパッケージ及びアンテナパッケージの製造方法は、ガラス基板に回路基板を積層することができる。このような場合、低ＣＴＥガラス基板が回路基板に十分な剛性を与えることができるため、アンテナパッケージが大きな面積規模（例えば、２００ｍｍ×２００ｍｍ以上）であり、高温（例えば、２００℃～２５０℃）でのプロセスを必要とする場合でも、アンテナパッケージは、その平坦度プロファイルを維持することができ、これにより、複数のＲＦチップを１回成形工程で成形することができる。その結果、製造プロセスを簡略化し、製造コストを低減することができる。

【0042】

本開示及びその利点を詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲によって定められるような本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本開示において様々な変形、置換及び修正を行うことができることを理解されたい。例えば、上に論じたプロセスの多くは、異なる方法で実施することができ、他のプロセスで置き換えることができ、又はこれらを組み合わせることができる。

【0043】

また、本願の範囲は、本明細書に記載のプロセス、機器、製品、組成物、手段、方法及びステップの特定の実施形態に限定されることを意図しない。当業者であれば、本開示から、本明細書に記載される対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行するか又は実質的に同じ結果を実現する、現在存在するか又は将来開発されるプロセス、機器、製品、組成物、手段、方法又はステップが本開示に従って利用され得ることを容易に理解する。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのようなプロセス、機器、製品、組成物、手段、方法又はステップをその範囲内に含むことを意図している。

【符号の説明】

【0044】

１００ アンテナパッケージ
１１０ ガラス基板
１１０Ａ ガラス基板１１０の第１の表面
１１０Ｂ ガラス基板１１０の第２の表面
１２０ アンテナ
１３０ 多層回路構造
１３０Ａ 多層回路構造１３０の第１の表面
１３０Ｂ 多層回路構造１３０の第２の表面
１３２ コア
１３４Ａ、１３４Ｂ 相互接続層
１３６Ａ、１３６Ｂ 相互接続層
１４０ 無線周波数チップ
１５０ 接着材料
１６０ 成形層
１６２ 成形材料
１７２ 給電線
１７４ グランドプレーン
１８０ 保護層
２００ アンテナパッケージ
２５０ 接着材料
９００ アンテナパッケージ
９０１ アンテナインパッケージ構造
９０２ パッケージ基板
９０４ アンテナ
９０６ 無線周波数チップ
９０８ プリント回路基板
９１０ アンテナパッケージ
９１２ 高密度相互接続プリント回路基板
９１２Ａ 高密度相互接続プリント回路基板９１２の第１の面
９１２Ｂ 高密度相互接続プリント回路基板９１２の第２の面
９１４ アンテナ
９１６ 無線周波数チップ
Ｗ１ 接着材料１５０の幅
Ｈ１ 接着材料１５０の高さ
Ｍ１ アンテナパッケージの製造方法

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図6F】

【図6G】