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図面 (12)

課題

複数のアンテナ素子を有した高周波基板に関して、小型でかつRFチップアンテナ間の伝送損失が小さい高周波基板を提供すること。

解決手段

基板100の片面に高周波信号位相を制御することでビーム方向を調整するフェーズドアレイアンテナ6を備え、フェーズドアレイアンテナ6の送信と受信の周波数は同じであり、基板100のフェーズドアレイアンテナ6が形成された面と異なる面にはフェーズドアレイアンテナ6を形成するアンテナ素子とRFチップとのインピーダンス整合させる整合回路9が形成されており、フェーズドアレイアンテナ6と整合回路9は基板100に形成されたスルーホール3を介して接続されており、スルーホール3は非貫通のビア4で囲まれるように配置されている。

概要

背景

近年、ミリ波帯(30〜300GHz)を使用した自動車用ミリ波レーダの普及が進んでいる。ミリ波レーダは、アンテナからミリ波帯の電波放射し、その反射波を受信し、信号処理を行うことで、検知物体との距離・角度・速度を検出することができる。そのため、自動車同士の衝突事故歩行者を巻き込んだ事故低減を目的とした技術開発及び低コスト化が求められている。特に、ミリ波レーダの普及には、低コストであることは必須であるため、ミリ波の送信・受信の通信を行うRFチップ実装される高周波基板には、安価で量産性に優れたプリント基板の適用が検討されている。

ミリ波レーダで用いられる高周波基板には、配線パターンで形成されたアンテナ素子が形成されている。アンテナ素子は、ミリ波の通信を行うRFチップとプリント基板上で配線パターンにより接続されている。送信用のRFチップから出力されたミリ波信号電力減衰することなくアンテナに伝えて空間に効率よく放射するには、アンテナ素子と送信用のRFチップをつなぐ接続部の損失を小さくすることが必要である。

また、受信も同様で、アンテナで受信されたミリ波信号の反射波を減衰することなく受信用のRFチップに伝えるには、アンテナ素子と受信用のRFチップをつなぐ接続部の損失を小さくすることが求められる。この接続部における電力損失が大きい場合、検地距離が短くなったり、検出包囲が狭くなったりする原因となる。

このような背景から、アンテナ素子と送受IC間接続箇所においては、電力の損失を抑制することを目的として、接続箇所の特性インピーダンスの制御が行われる。特性インピーダンスの制御は、アンテナ素子とRFチップ間に介在する配線パターン、層間を接続するビアについて行われる。

例えば特許文献1には、プリント基板上に形成されたスルーホールの特性インピーダンスを制御し、アンテナ素子と送受IC間の伝送損失を少なくするように、ビア構成を、同軸構造を有するスルーホール構成にする技術が開示されている。

図10は、特許文献1で開示されるビア構成の断面図であり、図11は、特許文献1で開示されるビア構成の平面図である。図10及び図11に示すビア構成は、同軸構造を有するスルーホール構成であって、スルーホール104及びインピーダンス調整構造106は、所望のインピーダンス値に調整された径を有する。図10、図11に示す同軸構造のスルーホール構成の場合、特性インピーダンスZ0(Ω)は、電気絶縁性基材102の比誘電率をεr(無次元)、スルーホール104の直径をd2(mm)、インピーダンス調整構造106の内径をd1(mm)として、次の数式1で表される。

概要

複数のアンテナ素子を有した高周波基板に関して、小型でかつRFチップとアンテナ間の伝送損失が小さい高周波基板を提供すること。基板100の片面に高周波信号位相を制御することでビーム方向を調整するフェーズドアレイアンテナ6を備え、フェーズドアレイアンテナ6の送信と受信の周波数は同じであり、基板100のフェーズドアレイアンテナ6が形成された面と異なる面にはフェーズドアレイアンテナ6を形成するアンテナ素子とRFチップとのインピーダンス整合させる整合回路9が形成されており、フェーズドアレイアンテナ6と整合回路9は基板100に形成されたスルーホール3を介して接続されており、スルーホール3は非貫通のビア4で囲まれるように配置されている。

目的

本発明の目的は、複数のアンテナ素子を有した高周波基板に関して、複数のアンテナ素子を欠損することなく自由に効率よく配置することができ、小型でかつRFチップとアンテナ間の伝送損失が小さい高周波基板を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

基板の片面に高周波信号位相を制御することでビーム方向を調整するフェーズドアレイアンテナを備え、前記フェーズドアレイアンテナの送信と受信の周波数は同じであり、前記基板の前記フェーズドアレイアンテナが形成された面と異なる面には前記フェーズドアレイアンテナを形成するアンテナ素子RFチップとのインピーダンス整合させる整合回路が形成されており、前記フェーズドアレイアンテナと前記整合回路は前記基板に形成されたスルーホールを介して接続されており、前記スルーホールは前記基板の前記フェーズドアレイアンテナが形成された面と異なる面に開口を有する非貫通のビアで囲まれるように配置されている、高周波基板

請求項2

前記非貫通のビアは、前記基板の表層に形成されたマイクロビアと、前記基板の内層に形成されたインナービアが厚み方向に同一軸上にスタックされた構造である、請求項1に記載の高周波基板。

請求項3

前記非貫通のビアは、前記基板の表層に形成されたマイクロビアと、前記基板の内層に形成されたインナービアが厚み方向に階段状に接続された構造である、請求項1に記載の高周波基板。

請求項4

前記マイクロビアの直径と前記インナービアの直径は等しい、請求項2又は3に記載の高周波基板。

請求項5

前記マイクロビアの直径と前記インナービアの直径は異なる、請求項3に記載の高周波基板。

請求項6

前記フェーズドアレイアンテナが形成されている電気絶縁性基材誘電率及び誘電損失は、前記整合回路が形成されている電気絶縁性基材の誘電率及び誘電損失よりも小さい、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の高周波基板。

請求項7

前記非貫通のビアは、前記整合回路が形成されている電気絶縁性基材の誘電率と等しい誘電率を有する基材にのみ形成されている、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の高周波基板。

請求項8

前記スルーホールと、前記スルーホールを囲むように配置された前記非貫通のビアとの距離は、前記フェーズドアレイアンテナの送信及び受信周波数における波長の1/4以下である、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の高周波基板。

請求項9

前記フェーズドアレイアンテナが形成されている電気絶縁性基材と、前記整合回路が形成されている電気絶縁性基材の主剤は、同じである、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の高周波基板。

技術分野

0001

本発明は、高周波基板に関し、特に、フェーズドアレーアンテナを有する、小型で伝送損失の少ない高周波基板に関する。

背景技術

0002

近年、ミリ波帯(30〜300GHz)を使用した自動車用ミリ波レーダの普及が進んでいる。ミリ波レーダは、アンテナからミリ波帯の電波放射し、その反射波を受信し、信号処理を行うことで、検知物体との距離・角度・速度を検出することができる。そのため、自動車同士の衝突事故歩行者を巻き込んだ事故低減を目的とした技術開発及び低コスト化が求められている。特に、ミリ波レーダの普及には、低コストであることは必須であるため、ミリ波の送信・受信の通信を行うRFチップ実装される高周波基板には、安価で量産性に優れたプリント基板の適用が検討されている。

0003

ミリ波レーダで用いられる高周波基板には、配線パターンで形成されたアンテナ素子が形成されている。アンテナ素子は、ミリ波の通信を行うRFチップとプリント基板上で配線パターンにより接続されている。送信用のRFチップから出力されたミリ波信号電力減衰することなくアンテナに伝えて空間に効率よく放射するには、アンテナ素子と送信用のRFチップをつなぐ接続部の損失を小さくすることが必要である。

0004

また、受信も同様で、アンテナで受信されたミリ波信号の反射波を減衰することなく受信用のRFチップに伝えるには、アンテナ素子と受信用のRFチップをつなぐ接続部の損失を小さくすることが求められる。この接続部における電力損失が大きい場合、検地距離が短くなったり、検出包囲が狭くなったりする原因となる。

0005

このような背景から、アンテナ素子と送受IC間接続箇所においては、電力の損失を抑制することを目的として、接続箇所の特性インピーダンスの制御が行われる。特性インピーダンスの制御は、アンテナ素子とRFチップ間に介在する配線パターン、層間を接続するビアについて行われる。

0006

例えば特許文献1には、プリント基板上に形成されたスルーホールの特性インピーダンスを制御し、アンテナ素子と送受IC間の伝送損失を少なくするように、ビア構成を、同軸構造を有するスルーホール構成にする技術が開示されている。

0007

図10は、特許文献1で開示されるビア構成の断面図であり、図11は、特許文献1で開示されるビア構成の平面図である。図10及び図11に示すビア構成は、同軸構造を有するスルーホール構成であって、スルーホール104及びインピーダンス調整構造106は、所望のインピーダンス値に調整された径を有する。図10図11に示す同軸構造のスルーホール構成の場合、特性インピーダンスZ0(Ω)は、電気絶縁性基材102の比誘電率をεr(無次元)、スルーホール104の直径をd2(mm)、インピーダンス調整構造106の内径をd1(mm)として、次の数式1で表される。

0008

先行技術

0009

特表2008−524845号公報

発明が解決しようとする課題

0010

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、基板表層に配線パターンで形成したアンテナ素子を複数個配置したい場合、同軸構造を有するビアを避けて配置する必要があるため、効率よくアンテナ素子を配置できず、基板の面積が大きくなってしまい、コストが高くなるという課題があった。

0011

本発明の目的は、複数のアンテナ素子を有した高周波基板に関して、複数のアンテナ素子を欠損することなく自由に効率よく配置することができ、小型でかつRFチップとアンテナ間の伝送損失が小さい高周波基板を提供することである。

課題を解決するための手段

0012

本発明の一態様に係る高周波基板は、基板の片面に高周波信号位相を制御することでビーム方向を調整するフェーズドアレイアンテナを備え、前記フェーズドアレイアンテナの送信と受信の周波数は同じであり、前記基板の前記フェーズドアレイアンテナが形成された面と異なる面には前記フェーズドアレイアンテナを形成するアンテナ素子とRFチップとのインピーダンス整合させる整合回路が形成されており、前記フェーズドアレイアンテナと前記整合回路は前記基板に形成されたスルーホールを介して接続されており、前記スルーホールは前記基板の前記フェーズドアレイアンテナが形成された面と異なる面に開口を有する非貫通のビアで囲まれるように配置されている。

発明の効果

0013

本発明によれば、複数のアンテナ素子を有した高周波基板に関して、複数のアンテナ素子を欠損することなく自由に効率よく配置することができ、小型でかつRFチップとアンテナ間の伝送損失が小さい高周波基板を提供することができる。

図面の簡単な説明

0014

第1実施形態に係る高周波基板の構成を模式的に示す上面斜視図
第1実施形態に係る高周波基板の構成を模式的に示す下面斜視図
第1実施形態に係る高周波基板の構成を模式的に示す断面図
第1実施形態に係る高周波基板の構成を模式的に示す上面図
第1実施形態に係る高周波基板の構成を模式的に示す下面図
第1実施形態に係る高周波基板の変形例を模式的に示す上面図
第2実施形態に係る高周波基板の一例を模式的に示す断面図
第2実施形態に係る高周波基板の変形例を模式的に示す断面図
第2実施形態に係る高周波基板の更なる変形例を模式的に示す断面図
従来の同軸構造を有する基板の構成を模式的に示す断面図
従来の同軸構造を有する基板の構成を模式的に示す平面図

実施例

0015

以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、各実施の形態において、同一機能を有する構成には、同一符号を付し、重複する説明は省略する。なお、以下に示す全ての図は、構成を模式的に示したものであり、説明を容易なものとするため、各要素の寸法を誇張して示しており、また、必要に応じて要素を省略して示している。

0016

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る高周波基板の構成を模式的に示す上面斜視図である。図2は、本発明の第1実施形態に係る高周波基板の構成を模式的に示す下面斜視図である。図3は、本発明の第1実施形態に係る高周波基板の構成の一部を模式的に示す断面図である。図4は、本発明の第1実施形態に係る高周波基板の構成の一部を模式的に示す上面図である。図5は、本発明の第1実施形態に係る高周波基板の構成の一部を模式的に示す下面図である。

0017

図1ないし図5において、高周波基板100は、第1積層部1、第2積層部2、スルーホール3、ビア4、配線(アンテナ)パターン6、ソルダーレジスト7、整合回路9、RFチップ10、その他の回路部品11を主な構成要素として有する。

0018

なお、以下の説明では、高周波基板100のうち、第1積層部1側の面を表面、第2積層部2側の面を裏面という。また、図4における下側(すなわち、図5における上側)を手前側図4における上側(すなわち、図5における下側)を奥側といい、図4及び図5における上下方向を奥行き方向という。また、図4及び図5における左右方向を幅方向という。

0019

第1積層部1は、第1の電気絶縁性基材からなる平板状の部材を積層したものであり、本実施形態においては、図3に示すように、第1積層板1a、第2積層板1b、第3積層板1c、及び第4積層板1dを表面から順番に積層している。

0020

第1積層部1を形成する第1の電気絶縁性基材としては、高周波特性のよい材料、例えばポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂からなるPPE基材ポリテトラフオロエチレンPTFE)樹脂からなるPTFE基材、液晶ポリマー(LCP)、ポリイミド(PI)等を用いることができる。

0021

また、ガラスエポキシ基材熱硬化性樹脂熱可塑性樹脂無機フィラーとを含むコンポジット材を用いてもよい。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂等が挙げられる。添加する無機フィラーとしては、例えばAl2O3、SiO2、MgO、AlN等のフィラーを使用することができる。

0022

第2積層部2は、第2の電気絶縁性基材からなる平板状の部材であり、第1積層部1の裏面に密着し積層される。本実施形態においては、図3に示すように、第4積層板1dの裏面に積層される。

0023

第2積層部2を形成する第2の電気絶縁性基材としては、第1の電気絶縁性基材と同様に、高周波特性のよい材料、例えばポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂からなるPPE基材、ポリテトラフオロエチレン(PTFE)樹脂からなるPTFE基材、液晶ポリマー(LCP)、ポリイミド(PI)等を用いることができる。

0024

また、ガラスエポキシ基材、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂と無機フィラーとを含むコンポジット材を用いてもよい。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂等が挙げられる。添加する無機フィラーとしては、例えばAl2O3、SiO2、MgO、AlN等のフィラーを使用することができる。

0025

本実施形態においては、第1積層部1を形成する第1の電気絶縁性基材と、第2積層部2を形成する第2の電気絶縁性基材とは、異なる基材を用いている。

0026

スルーホール3は、高周波基板100の表面と裏面とを電気的に接続するものであり、図3に示すように、高周波基板100の表面から裏面まで貫通する孔の壁面に、めっきが施されたビアである。スルーホール3の直径は、d1(mm)である。

0027

本実施形態では、スルーホール3は、以下のように形成される。第1積層部1および第2積層部2を熱プレスにより密着させて積層した後、ドリル加工により孔を形成する。その後、孔の壁面にめっきを施すことで、導電性を有するスルーホール3が形成される。スルーホール3の形成方法はこれに限定されず、ドリル加工に加えてパンチ加工を用いてもよい。

0028

ビア4は、第1積層部1の表面に開口が設けられた非貫通ビアとして形成されており、図4に示すように、スルーホール3の周囲を囲むように形成されている。ビア4の詳細については後述する。

0029

配線パターン6は、図5に示すように、第2積層部2の裏面に設けられており、フェーズドアレイアンテナを形成する。本構成を用いてミリ波の通信を行う場合、フェーズドアレイアンテナの送信と受信の周波数は同じである。

0030

本実施形態において、配線パターン6は、奥行き方向に直線状に延びるマイクロストリップ線路6aと、奥行き方向に6個形成されたアンテナ素子6bを1組として、幅方向に4組の配線パターン組が整列して設けられている。

0031

本実施形態では、アンテナ素子6bは、ループアンテナ素子である。アンテナ素子の形状については、パッチタイプ等、公知の形状を採用することができる。それぞれのアンテナ6bと電気的に接続された直線パターン6aは、奥行き方向中央部に形成されたスルーホール3を介して第1積層部1の表面と繋がっている。配線パターン6が設けられた第2積層部2の裏面は、図3に示すように、ソルダーレジスト7により被覆されている。

0032

整合回路9は、アンテナ素子6bとRFチップ10(後述)間のインピーダンスのずれを調整する整合回路である。この整合回路9によって、アンテナ素子6b、マイクロストリップ線路6a、スルーホール3、RFチップ10内の入力/出力インイーダンスといった、アンテナ回路内のそれぞれの箇所で発生するインピーダンスのズレについて、所望の値に調整することが可能となる。

0033

整合回路9は、図1及び図4に示すように、第1積層部1の表面に設けられ、スルーホール3とRFチップ10とを接続している。整合回路9は、奥行き方向に直線状に延びており、奥側端部においてスルーホール3と接続され、手前側端部においてRFチップ10と接続されている。

0034

整合回路9は、上述した4組の配線パターン組に合わせて、4組形成されている。また、第1積層部1の表面は、図3に示すように、ソルダーレジスト7により被覆されている。

0035

RFチップ10は、図1に示すように、BGA(Ball Grid Array )パッケージで組み立てられ、第1積層部1の表面に実装される。RFチップは、整合回路9、貫通スルーホール3を介して配線パターン6と接続されている。

0036

なお、本実施の形態のようにRFチップ10をBGAパッケージで組み立てる場合、BGAパッケージのはんだボールと第1積層部1の表面との接合部周囲には、充填剤であるアンダーフィルを形成してもよい。また、アンダーフィルは整合回路9の一部にかかってもよい。このアンダーフィルによって、BGAパッケージと第1積層部1の表面との接合部に加わる応力・歪みを緩和することができ、実装の信頼性を高めることができる。

0037

その他の回路部品11は、図1に示すように、第1積層部1の表面に設けられている。その他の回路部品11については、本発明とは直接関係がないので、詳細な説明を省略する。

0038

次に、図3及び図4を用いて、本発明の特徴である、非貫通構造のビア4について詳細に説明する。

0039

本実施の形態では、図4に示すように、1個のスルーホール3に対して、スルーホール3を囲むように、複数個の非貫通構造のビア4が設けられている。

0040

それぞれのビア4は、図3に示すように、マイクロビア4aと、インナービア4bとを重ね合わせたスタック構造である。

0041

マイクロビア4aは、第1積層板1aを表面から裏面まで貫通する孔の壁面に、めっきが施されたコンフォーマルビアである。本実施形態では、マイクロビア4aは以下のように形成される。すなわち、まず、第1積層板1aに、レーザ加工により孔を形成する。続いて、孔の壁面にめっきを施すことで、導電性を有するマイクロビア4aが形成される。

0042

レーザ加工の光源には、例えば炭酸ガスレーザYAGレーザエキシマレーザが用いられる。レーザ加工を用いれば、小径貫通孔を短時間で形成することができ、生産性に優れた加工を実現できる。

0043

なお、マイクロビア4aの形成方法はこれに限定されず、レーザ加工に代えてパンチ加工、ドリル加工を用いてもよい。また、孔の壁面にめっきを施すのに代えて、孔全体をめっきにより埋めることでフィルドビアを形成してもよく、孔を導電性ペースト充填するようにしてもよい。

0044

インナービア4bは、第2積層板1bの表面から第4積層板1dの裏面まで貫通する孔を形成し、孔壁面にめっきが施されたインナービアである。めっきが施された孔内部には、導電性ペーストが充填される。こうすることで、インナービア4bに対してマイクロビア4aをスタックした際の応力が緩和され、インナービア4bの信頼性を向上させることができる。

0045

本実施形態において、インナービア4bは、マイクロビア4aと同軸にスタックされている。これにより、ビア接続信頼性が向上する。

0046

また、本実施形態において、インナービア4bを形成する孔の径は、マイクロビア4aを形成する孔の径と略等しい。すなわち、スルーホール3の壁面から、マイクロビア4aを形成する孔の壁面のうち最もスルーホール3の壁面に近い箇所までの距離は、スルーホール3の壁面から、インナービア4bを形成する孔の壁面のうち最も貫通スルーホール3の壁面に近い箇所までの距離と略等しい。

0047

こうすることで、スルーホール3と、それを囲むように形成されたスタック構造のマイクロビア4a及びインナービア4bとの距離が等しくなり、ビア部分のインピーダンス調整が容易になる。

0048

スルーホール3を介して接続されている箇所のインピーダンスは、スルーホール3と、スルーホール3を囲むように配置されたスタック構造の非貫通ビア4との距離L(図3を参照)によって支配的に決定される。スタック構造の非貫通ビア4は例えば基板のグランド電位を有している。

0049

また、スルーホール3を囲むように配置されているスタック構造の非貫通ビア4は、図6に示す変形例のように、スルーホール3を中心とした同一円周上に配置されてもよい。これにより、貫通スルーホール3と、それを囲むように形成された、マイクロビア4a及びインナービア4bのスタック構造からなる全ての非貫通ビア4との距離が等しくなり、ビア部分のインピーダンス調整が容易になる。ただし、製造上の理由からこのような配置にすることが難しい場合、これに限定されるものではない。

0050

表層に形成されたマイクロビア4aと内層に形成されたインナービア4bは、第1の電気絶縁性基材からなる第1積層部1のみに形成する。これにより、第1の電気絶縁基材と第2の電気絶縁基材との熱膨張係数の違いによるビア接続不良を防ぐことができ、高周波基板の信頼性向上につながる。

0051

以上のように、本発明にかかる第1実施形態の構成によれば、スルーホールを非貫通のビアで囲むようにしたので、複数のアンテナ素子を有した高周波基板に関して、複数のアンテナ素子を欠損することなく自由に効率よく配置することができ、小型でかつRFチップとアンテナ間の伝送損失が小さい高周波基板を提供することができる。

0052

(第2実施形態)
以下、本発明の第2実施形態に係る高周波基板の構成ついて、図7ないし図9を用いて説明する。

0053

図7は、第2実施形態に係る高周波基板の一例を模式的に示す断面図である。図8は、第2実施形態に係る高周波基板の変形例を模式的に示す断面図である。図9は、第2実施形態に係る高周波基板の更なる変形例を模式的に示す断面図である。

0054

第2実施形態に係る高周波基板において、前述の第1実施形態に係る高周波基板と異なる点は、表層に形成されたマイクロビア4aと、内層に形成されたインナービア4bが、厚み方向に階段状に接続された構造を有している点である。第2実施形態において、その他の構成は、第1実施形態に係る高周波基板の構成と同じである。

0055

第2実施形態において、表層に形成されたマイクロビア4aと、内層に形成されたインナービア4bは、図7に示すように、階段状(スタッガード構成)に接続されている。すなわち、マイクロビア4aとスルーホール3の距離は、インナービア4bとスルーホール3の距離よりも近い。

0056

また、表層に形成されたマイクロビア4aと、内層に形成されたインナービア4bは、図8に示すような階段状の形状でもよい。この場合、インナービア4bとスルーホール3の距離は、マイクロビア4aとスルーホール3との距離よりも近くなっている。

0057

このような構成とすることで、インナービア4bを導電性ペーストで穴埋め蓋めっきをする必要がなくなるので、リードタイムを短くすることができる。

0058

また、図9に示すように、マイクロビア4aとインナービア4bの直径を異ならせ、貫通スルーホール3とマイクロビア4aの孔壁間距離L1と、貫通スルーホール3とインナービア4bの孔壁間距離L2が等しくなるようにスタックしてもよい。これにより、貫通スルーホール3のインピーダンスの設計および調整が容易になる。

0059

(第3実施形態)
以下、本発明の第3実施形態に係る高周波基板について説明する。

0060

第3実施形態では、フェーズドアレイアンテナが形成されている第2積層部2の誘電率及び誘電損失を、整合回路が形成されている第1積層部1の誘電率及び誘電損失よりも小さいものとしている。

0061

アンテナ素子6aからの伝送損失を小さくするためには、誘電率及び誘電損失が小さい方が好ましい。ミリ波帯のアンテナ面積が大きい場合、低誘電、低誘電損失の基材を用いることで伝送損失を抑制することが可能である。

0062

低誘電率、低誘電損失基材は高価なため、上述のように、第2積層部2のみに、低誘電率、低誘電損失基材を使用することで、高周波基板のコストアップを抑制することができる。

0063

また、第1実施形態と同様に、表層に形成されたマイクロビア4aと内層に形成されたインナービア4bは、第1の電気絶縁性基材からなる第1積層部1のみに形成する。これにより、第1の電気絶縁基材と第2の電気絶縁基材との熱膨張係数の違いによるビア接続不良を防ぐことができ、高周波基板の信頼性を向上させることができる。

0064

(第4実施形態)
以下、本発明の第4実施形態に係る高周波基板について説明する。

0065

第4実施形態では、スルーホール3と、スルーホール3を囲むように配置された、マイクロビア4aとインナービア4bのスタック構成からなる非貫通ビア4の距離を、フェーズドアレイアンテナの送信および受信の周波数における波長λの1/4以下に設定する。

0066

例えば、77GHzで通信を行うアンテナを備えている場合、第2の電気絶縁性基材として誘電率3のPTFE基材を使用すると、基板を伝搬する1波長は約2.25mmになり、1/4波長だと約0.56mmになる。

0067

したがって、スルーホール3と非貫通ビア4の距離は0.56mm以下にすることが好ましい。このような配置にすることで、ミリ波帯におけるスルーホール3からの電磁界が周囲に漏れ広がるのを抑制し、伝送損失を小さくすることができる。

0068

図10図11に示す従来の同軸構造を有するスルーホール構成では、誘電率の低い基材を用いて、スルーホール104と、インピーダンス調整構造106の距離を0.56mm以下にしようとすると、孔形成の際に基材にクラックが入ってしまい、実現が困難であった。

0069

本実施形態では、スルーホール3を囲むビアを非貫通ビア4としたことで、スルーホール3と非貫通ビア4の距離を0.56mm以下としても、孔形成の際に基材にクラックが入る可能性は低く、スルーホール3と非貫通ビア4の距離を小さくして伝送損失を低減することが可能となる。

0070

(第5実施形態)
以下、本発明の第5実施形態に係る高周波基板ついて説明する。

0071

第5実施形態では、フェーズドアレイアンテナが形成されている第2の電気絶縁性基材と、整合回路が形成されている第21電気絶縁性基材の主剤を同じ材料としている。

0072

電気絶縁性基材の誘電率は、添加するフィラーの充填率、径、材料により変更が可能である。主剤として同じものを使用すれば、例えば基板製造時剥離といった不良の発生をより少なくすることができ、高周波基板の信頼性が向上する。また、第1の電気絶縁性基材と第2の電気絶縁性基材とで、熱膨張係数、弾性率を近い値に設定することも容易になるため、基板の反りを少なくすることができ、RFチップを実装したときの信頼性を向上させることができる。

0073

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は、実施形態の説明に限定されるものではない。

0074

上述の各実施形態では、高周波基板を、第1積層部及び第2積層部からなる積層構造としたが、高周波基板の構造についてはこれに限定されない。例えば、高周波基板を1層のみとし、一方の面にRFチップを設け、他方の面にフェーズドアレイアンテナを設け、高周波基板の一方の面に、他方の面まで貫通する貫通スルーホールと、他方の面まで貫通しない非貫通ビアを設ける構造とすることも可能である。

0075

本発明にかかる高周波基板は、ミリ波信号用の複数のアンテナ素子を有した高周波基板に有用である。

0076

1 第1積層部(第1の電気絶縁性基材)
1a 第1積層板
1b 第2積層板
1c 第3積層板
1d 第4積層板
2 第2積層部(第2の電気絶縁性基材)
3スルーホール
4ビア
4aマイクロビア
4bインナービア
6配線(アンテナ)パターン
7ソルダーレジスト
9整合回路
10RFチップ
11 その他の回路部品
100高周波基板
102 電気絶縁性基材
104 スルーホール
106 インピーダンス調整構造

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