はじめに

　世界の移動体通信市場は高度化、高速化がますます進み、現在の第３世代（３Ｇ）のＷマイナスＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、３．５ＧのＨＳＤＰＡやＣＤＭＡ２０００　１ｘＥＶマイナスＤＯ、さらには１２月から３．９ＧのＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の商用化が開始されようとしている。これらのシステムに伴い、携帯電話の基地局も発展を遂げており、基地局に使用されるパワーＦＥＴもＧａＡｓ系半導体から高出力、高耐圧、高効率を重視したＧａＮ系半導体が使用されるようになってきた。

　 一方、インターネットの普及により光ファイバーを使った通信インフラの需要が拡大している。光通信ネットワークは高速大容量が必要とされ、基幹系の光トランシーバにおいては２．５Ｇｂｐｓ→１０Ｇｂｐｓで急速に普及が進んでおり、４０Ｇｂｐｓ、１００Ｇｂｐｓの開発も進行している。

　 村田製作所が提供する薄膜回路基板（RUSUB®）は主に上記のパワーＦＥＴ、光通信モジュールに採用されており、その特徴、用途、使用例等について紹介する。

薄膜回路基板（RUSUB®）とは？

　薄膜回路基板（RUSUB®）は単層のセラミック基板の表裏面に金属膜を形成し、カスタムのコンデンサやカスタムの回路基板を構成したものである（写真１）。

特徴

１．カスタム設計対応
　 基板厚さ、サイズを任意に設定でき、基板材料は表１に示す窒化アルミ基板（比誘電率９）、アルミナ基板（比誘電率１０）、比誘電率３９〜１５０００までのさまざまな高誘電率基板の中から選択でき、カスタムコンデンサやカスタムの回路基板に柔軟に対応することができる。

２．ボンディング実装可能
　 表面電極を金とし、半導体ＩＣと同様に金ワイヤによるワイヤーボンディング接合や金すずはんだによるダイボンディング実装が可能となる。

３．機器の低損失化、小型化が可能
　 Ｈｉｇｈ　Ｑ、高誘電率の誘電体材料を使用することで機器の低損失化、小型化が可能となる。

４．スルーホール加工、金すずプリコーティングが可能
　 アルミナ基板、窒化アルミ基板、高誘電率基板（比誘電率＝３９）の材料に関してはスルーホール加工が可能となる。
　 また、基板の表裏面の任意の形状で金すずプリコーティング（金すずの予備はんだ）が可能となる（写真２）。

５．ＣＲ複合部品への展開が可能
　 高誘電率基板に薄膜抵抗を形成できるため、コンデンサ機能と薄膜抵抗を組み合わせることにより、ＣＲ複合部品への展開が可能となる。コンデンサと抵抗の組み合わせによるＣＲ複合品は村田製作所がその先駆けとなった。

用途

　主に半導体ＩＣと同じワイヤーボンディング接合、ダイボンディング実装が必要となる以下のアプリケーションにおいて、整合用回路基板、バイパス回路基板、フィルター、カスタムコンデンサ、コンデンサアレイ、抵抗アレイ等に適している。

対象製品：化合物系半導体パワーＦＥＴ（図１）・ 光通信モジュール（図２）・車載用レーダー・ 測定器

受光モジュール向け 標準品ラインアップ

　受光モジュールのフォトダイオードの電源用フィルターとして表２に示すコンデンサと抵抗の一体品（ＣプラスＲ標準品）をラインアップしている。標準品以外にカスタムの容量値、抵抗値にも対応している。このＣプラスＲ品は、図３に示すように通過特性はローパスフィルターとなっており、高周波のノイズを除去することができる。コンデンサ単体と抵抗単体を別々に使う場合に比べて、ＣプラスＲ品を使うメリットは主に以下の３点となる。

（１）複合化による小型化
（２）部品点数削減によるコストダウン
（３）抵抗とコンデンサを直接つなげることができ、不要なノイズが入りにくくなり、フィルター特性が向上する。

　 （１）の複合化による小型化は従来の実装面積のおよそ３０〜４０％の削減が可能となる。受光モジュールでは限られたサイズの中でフォトダイオード、コンデンサ、抵抗、トランスインピーダンスアンプを配置する必要があり、実装面積の削減は設計テーマとしては常に検討されるテーマであり、ＣプラスＲ品による実装面積削減は有効であると考えられる。

　 （２）の部品点数削減はＣプラスＲ品を使えば薄膜抵抗をコンデンサに取り込むことになり、薄膜抵抗を削減でき、およそ３０〜５０％のコストダウンが可能となる。昨今の光通信ネットワークの拡大で受光モジュールにはコストダウン要求がますます強まっており、コストダウン効果の高いＣプラスＲ品は非常に有効である。

　 （３）に関しては、抵抗とコンデンサを別々に使う場合、抵抗とコンデンサをつなぐワイヤーが必要となるが、このワイヤーは余計なインダクタンスとなり、フィルター特性を劣化させてしまう。ＣプラスＲ品を使えば、抵抗とコンデンサが基板内で直接つなげられるので、ワイヤーが不要となり、余計なインダクタンスが発生せずフィルター特性の向上が図れる。

今後の展開

　光通信ネットワーク市場は今後もさらに成長すると予想され、セットの高速化、高性能化はますます進んでいくと考えられる。薄膜回路基板には小型、大容量化の要求が強く求められており、これらの要求に応えるべく新商品の開発を進め、市場要求にミートした商品をタイムリーに提供していく。

　 RUSUB® は、（株）村田製作所の登録商標です。

＜常門陸宏：（株）村田製作所　機能基板商品部　企画販推課＞