特許 5920121 車載用アンテナ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5920121

(24)【登録日】2016年4月22日

(45)【発行日】2016年5月18日

(54)【発明の名称】車載用アンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/22 20060101AFI20160428BHJP

【ＦＩ】

   H01Q1/22 B

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-193249(P2012-193249)

(22)【出願日】2012年9月3日

(65)【公開番号】特開2014-50029(P2014-50029A)

(43)【公開日】2014年3月17日

【審査請求日】2015年3月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社日本自動車部品総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】片岡 良平

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 忠男

(72)【発明者】

【氏名】杉本 勇次

【審査官】 米倉 秀明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１３５７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１９９９２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３１３４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０７６７３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンテナ素子部（４２）を有する基板（２６）と、
前記アンテナ素子部（４２）と電気的に接続される無線通信回路の少なくとも一部をなし、前記基板（２６）に実装された回路部（２８）と、
樹脂材料を用いて形成され、車両外郭の突起部をなす筐体（３４）と、を備え、
前記基板（２６）及び前記回路部（２８）は、前記筐体（３４）の内部空間に配置されており、
前記回路部（２８）と前記筐体（３４）との間には、空気よりも熱伝導率の高い熱伝達経路が形成され、
前記回路部（２８）と前記アンテナ素子部（４２）とは、固相拡散接合により電気的に接続されていることを特徴とする車載用アンテナ装置。

【請求項2】

車両（１０）のルーフ（１１）に取り付けられるベース（２２）を備え、
前記基板（２６）は、前記ベース（２２）に立設され、
前記基板（２６）及び前記回路部（２８）は、前記ベース（２２）と前記筐体（３４）とにより形成される空間に収容されており、
前記回路部（２８）と前記筐体（３４）との間には、前記ベース（２２）を介さずに、前記熱伝達経路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車載用アンテナ装置。

【請求項3】

前記回路部（２８）は、前記ベース（２２）に対する垂直方向において、前記ベース（２２）から離れた位置で前記基板（２６）に実装されていることを特徴とする請求項２に記載の車載用アンテナ装置。

【請求項4】

前記回路部（２８）は、送信信号を増幅するパワーアンプを含むことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の車載用アンテナ装置。

【請求項5】

前記基板（２６）及び前記回路部（２８）の一方は、他方との対向面をなす熱可塑性樹脂層（４６）を有し、
前記熱可塑性樹脂層（４６）に形成された孔部（４８）に、前記回路部（２８）と前記アンテナ素子部（４２）とを電気的に接続する接続部材（５０）が配置され、
前記熱可塑性樹脂層（４６）により、前記基板（２６）及び前記回路部（２８）の対向面が互いに密着し、前記接続部材（５０）を含む、前記回路部（２８）と前記アンテナ素子部（４２）との電気的な接続部が、前記熱可塑性樹脂層（４６）によって封止されていることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の車載用アンテナ装置。

【請求項6】

前記接続部の接続強度を第１接続強度、前記熱可塑性樹脂層（４６）の前記対向面に対する密着強度を第２接続強度、前記回路部（２８）と前記筐体（３４）との前記熱伝達経路の接続強度を第３接続強度とすると、前記第１接続強度＞前記第２接続強度＞前記第３接続強度、の関係を満たしていることを特徴とする請求項５に記載の車載用アンテナ装置。

【請求項7】

前記接続部材（５０）は、Ａｇ粉末とＳｎ粉末とを焼結してなることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の車載用アンテナ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車載用アンテナ装置に関し、特に、車々間通信や路車間通信に用いられる車載用アンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に記載のように、車両外郭の突起部をなすアンテナカバー（以下、筐体と示す）の内部に、ＧＰＳアンテナ、ＤＴＶアンテナ、ラジオアンテナが配置されてなるアンテナ装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−８０３８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、アンテナ装置では、使用電波の周波数が高くなるほど、伝送ケーブルでの損失、すなわち伝送損失が問題となる。特に、車々間通信や路車間通信に用いられるアンテナ装置では、使用電波の周波数が例えば５．９ＧＨｚ帯と高く、伝送損失が問題となる。そこで、基板にアンテナ素子部を形成し、この基板に、無線通信回路の少なくとも一部をなす回路部を実装することで、回路部をアンテナ素子部に近づけ、伝送損失を抑制することが考えられる。

【0005】

このように回路部を基板に実装すると、特許文献１に記載のようなアンテナ装置では、筐体内部に回路部が配置されることとなる。したがって、回路部自身の発熱により、内部空間に熱がこもり、回路部から放熱が十分になされず、回路部の性能が低下する虞がある。特に車両ルーフに配置される場合には、太陽の輻射熱の影響も加味され、回路部の性能が低下しやすくなる。しかしながら、筐体は車両外郭をなすため、意匠の制約などから、冷却ファンの取り付けや、通気用の孔部を形成することはできない。

【0006】

また、使用環境での熱応力、車両の振動、回路部が実装された基板を筐体に組み付ける際の応力などが、回路部とアンテナ素子部との接続部に作用するため、接続部の寿命として所望の寿命を確保できない虞がある。

【0007】

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、使用電波の周波数が数ＧＨｚと高い車載用アンテナ装置において、回路部の性能低下を抑制しつつ、回路部とアンテナ素子部との接続部の寿命を向上することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記した目的を達成するために、本発明に係る車載用アンテナ装置は、アンテナ素子部（４２）を有する基板（２６）と、アンテナ素子部（４２）と電気的に接続される無線通信回路の少なくとも一部をなし、基板（２６）に実装された回路部（２８）と、樹脂材料を用いて形成され、車両外郭の突起部をなす筐体（３４）と、を備え、基板（２６）及び回路部（２８）は、筐体（３４）の内部空間に配置されており、回路部（２８）と筐体（３４）との間には、空気よりも熱伝導率の高い熱伝達経路が形成され、回路部（２８）とアンテナ素子部（４２）とは、固相拡散接合により電気的に接続されていることを特徴とする。

【0009】

これによれば、回路部（２８）が基板（２６）に実装されている、換言すればアンテナ素子部（４２）の近くに回路部（２８）が配置されているため、使用電波の周波数が高くても、伝送損失を抑制することができる。したがって、例えば数ＧＨｚを使用電波の周波数とする車載用アンテナ装置として好適である。

【0010】

そして、回路部（２８）と筐体（３４）との間に、空気よりも熱伝導率の高い熱伝達経路が形成されている。このため、筐体（３４）の内部空間に回路部（２８）が配置されながらも、回路部（２８）の生じる熱を、筐体（３４）、ひいては筐体（３４）の外部に逃がすことができる。したがって、筐体（３４）の意匠性を確保しつつ、温度上昇によって回路部（２８）の性能が低下するのを抑制することができる。

【0011】

また、使用環境での熱応力、車両の振動、回路部（２８）が実装された基板（２６）を筐体（３４）に組み付ける際の応力などが、回路部（２８）とアンテナ素子部（４２）との接続部に作用する。特に上記のように、回路部（２８）と筐体（３４）との間に熱伝達経路が形成される構成では、回路部（２８）が実装された基板（２６）を筐体（３４）に組み付ける際に、接続部に応力が作用する。特に筐体（３４）に対する組み付けばらつきが大きいと、作用する応力も大きくなる。また、組み付けた後も、筐体（３４）と基板（２６）との間で回路部（２８）が挟まれた状態にあり、接続部に応力が作用する。また、車両振動が、基板（２６）だけでなく、筐体（３４）を介して接続部に作用する。さらには、例えば筐体（３４）と基板（２６）との線膨張係数差に基づく応力、すなわち熱応力も接続部に作用する。これに対し、本発明では、回路部（２８）とアンテナ素子部（４２）が、固相拡散接合により電気的に接続されている。この固相拡散接合は、液相拡散接合であるはんだ接合に較べ、歪に対して変形しにくい。したがって、回路部（２８）と筐体（３４）との間に熱伝達経路が形成され、接続部に応力が作用しやすい構成を採用しながらも、接続部の寿命を向上することができる。

【0012】

また、本発明のさらなる特徴は、車両（１０）のルーフ（１１）に取り付けられるベース（２２）を備え、基板（２６）はベース（２２）に立設され、基板（２６）及び回路部（２８）は、ベース（２２）と筐体（３４）とにより形成される空間に収容されており、回路部（２８）と筐体（３４）との間には、ベース（２２）を介さずに、熱伝達経路が形成されていることにある。

【0013】

車載用アンテナ装置が車両（１０）のルーフ（１１）に配置される場合、ルーフ（１１）が太陽の輻射熱を受け、その熱がベース（２２）に伝達されるため、回路部（２８）の温度が上昇したり、空間に熱がこもることが考えられる。すなわち、回路部（２８）は、より厳しい環境に晒される。これに対し、本発明では、熱伝達経路により、回路部（２８）から筐体（３４）に放熱することができるので、筐体（３４）の意匠性を確保しつつ、温度上昇によって回路部（２８）の性能が低下するのを抑制することができる。なお、立設とは、基板（２６）の板厚方向が、ベース（２２）に対する垂直方向と異なるように、基板（２６）がベース（２２）に配置された状態を指す。

【0014】

また、本発明のさらなる特徴は、回路部（２８）は、ベース（２２）に対する垂直方向において、ベース（２２）から離れた位置で基板（２６）に実装されていることにある。

【0015】

このように、回路部（２８）をベース（２２）から離れた位置とすることで、回路部（２８）に伝達される太陽輻射熱を低減することができる。すなわち、温度上昇によって回路部（２８）の性能が低下するのを抑制することができる。

【0016】

また、本発明のさらなる特徴は、基板（２６）及び回路部（２８）の一方は、他方との対向面をなす熱可塑性樹脂層（４６）を有し、熱可塑性樹脂層（４６）に形成された孔部（４８）に、回路部（２８）とアンテナ素子部（４２）とを電気的に接続する接続部材（５０）が配置され、熱可塑性樹脂層（４６）により、基板（２６）及び回路部（２８）の対向面が互いに密着し、接続部材（５０）を含む、回路部（２８）とアンテナ素子部（４２）との電気的な接続部が、熱可塑性樹脂層（４６）によって封止されていることにある。

【0017】

これによれば、熱可塑性樹脂層（４６）により、回路部（２８）と基板（２６）が密着しているため、これにより、アンテナ素子部（４２）と回路部（２８）との機械的な接続強度が増し、接続部の寿命を向上することができる。また、接続部が、熱可塑性樹脂層（４６）によって封止されている。このように、接続部が熱可塑性樹脂層（４６）によって外部から保護されているため、これによっても、接続部の寿命を向上することができる。また、封止と電気的な接続は同一工程でなされるため、製造工程を簡素化することもできる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】車載用アンテナ装置の取り付け位置を示す図である。

【図2】車載用アンテナ装置の概略構成を示す断面図である。

【図3】車載用アンテナ装置のうち、アンテナユニットの概略構成を示す断面図である。

【図4】アンテナユニットの製造方法を示す断面図である。

【図5】第１参考例の概略構成を示す断面図である。

【図6】第２参考例の概略構成を示す断面図である。

【図7】車載用アンテナ装置の取り付け位置に関し、第１変形例を示す図である。

【図8】車載用アンテナ装置の概略構成に関し、第２変形例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。なお、各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。

【0020】

図１に示すように、本実施形態に係る車載用アンテナ装置２０は、車両１０のルーフ１１に取り付けられる。このような車載用アンテナ装置２０は、シャークフィン型のアンテナ装置として知られている。以下、車載用アンテナ装置２０を、単にアンテナ装置２０と示す。

【0021】

アンテナ装置２０は、要部として、図２に示すように、ベース２２と、ベース２２に立設された基板２６と、基板２６に実装された回路部２８と、樹脂材料を用いて形成され、車両外郭の突起部をなす筐体３４と、を備えている。

【0022】

ベース２２は、基板２６を車両１０に固定するための基材である。本実施形態では、固定部材２４を介してルーフ１１に取り付けられている。このベース２２は、平板状をなしており、ルーフ１１に対して略平行に配置されるとともに、固定部材２４を介してルーフ１１と電気的に接続される場合、地板として機能する。地板として用いるか否かは、アンテナ装置２０の用途に応じて適宜選択される。

【0023】

基板２６は、後述する図３に示すように、アンテナ素子部４２を有している。図２では、アンテナ素子部４２を省略して図示している。本実施形態では、アンテナ素子部４２として、例えば５．９ＧＨｚ帯を使用電波の周波数とする車々間通信用のアンテナが形成されている。

【0024】

この基板２６は、所謂プリント基板であり、プリント基板を構成する配線パターンの一部としてアンテナ素子部４２が形成されている。図３に示すように、基板２６は、電気絶縁材料からなる基材４０を有している。電気絶縁材料としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、さらにはこれら樹脂にガラス繊維やアラミド繊維を含浸させたものなどを採用することができる。本実施形態では、ガラスエポキシからなる基材４０を採用している。

【0025】

基材４０における少なくとも一方の表面には、配線パターンとしてアンテナ素子部４２が配置されている。本実施形態では、基材４０の両表面に配置された銅箔が、それぞれパターニングされてアンテナ素子部４２が形成されている。そして、両表面のアンテナ素子部４２は、基材４０に形成された層間接続ビア４４により、電気的に接続されている。本実施形態では、アンテナ素子部４２が、モノポール構造のアンテナエレメントと、アンテナエレメントの一端に連結され、グランドとして機能する幅広部と、を有している。そして、両表面の幅広部同士が、複数の層間接続ビア４４により電気的に接続されている。

【0026】

また、基材４０の表面には、アンテナ素子部４２を覆うように熱可塑性樹脂層４６が貼り付けられている。この熱可塑性樹脂層４６としては、基材４０が熱分解しない温度で軟化して、対象物に熱圧着が可能なものを採用することができる。本実施形態では、一例としてポリエーテルイミドを採用している。また、基材４０の両表面全面に、熱可塑性樹脂層４６が貼り付けられている。

【0027】

この熱可塑性樹脂層４６の所定位置には、アンテナ素子部４２を底部とする孔部４８が形成されている。そして、孔部４８には、アンテナ素子部４２と、回路部２８の電極５２とを電気的に接続する接続部材５０が配置されている。本実施形態では、この接続部材５０が、主としてＡｇ_３Ｓｎを含むＡｇ−Ｓｎ合金からなる。また、銅からなるアンテナ素子部４２と、Ａｇ−Ｓｎ合金からなる接続部材５０との界面には、ＣｕとＳｎとが相互に拡散してなる固相拡散層（Ｃｕ−Ｓｎ合金層）が形成されている。

【0028】

回路部２８は、基板２６に実装されている。この回路部２８は、アンテナ素子部４２と電気的に接続され、アンテナ素子部４２を介して外部と無線通信を行う無線通信回路の少なくとも一部をなすものである。本実施形態では、回路部２８として、送信信号を増幅するパワーアンプを含んでいる。それ以外にも、回路部２８として、パワーアンプとともに、受信信号を増幅するローノイズアンプを含んでも良い。さらには、パワーアンプ、ローノイズアンプに加え、給電ラインを送信側及び受信側のいずれかに切り替えるスイッチを含んでも良い。また、パワーアンプ、ローノイズアンプ、スイッチに加え、送信側のバンドパスフィルタ、受信側のバンドパスフィルタを含む構成としても良い。さらには、無線通信回路全体を含む構成としても良い。

【0029】

この回路部２８としては、プリント基板に電子部品が実装されてなる回路基板、半導体チップなどの電子部品がパッケージ化されたもの、回路が１つの半導体チップに集積されたもの、を採用することができる。本実施形態では、回路部２８としてモールドパッケージを採用している。また、回路部２８は、アンテナ素子部４２の幅広部に対応して配置されている。回路部２８における基板２６との対向面２８ａには、接続部材５０に対応して電極５２が形成されている。この電極５２は例えば少なくとも表層にＮｉを有する。そして、回路部２８の電極５２と、Ａｇ−Ｓｎ合金からなる接続部材５０との界面には、ＮｉとＳｎとが相互に拡散してなる固相拡散層（Ｎｉ−Ｓｎ合金層）が形成されている。

【0030】

また、回路部２８の対向面２８ａには、基材２６を構成する熱可塑性樹脂層４６が密着している。そして、熱可塑性樹脂層４６により、接続部材５０を介したアンテナ素子部４２と回路部２８の電極５２との接続部が封止されている。

【0031】

このように回路部２８が実装された基板２６、すなわちアンテナユニット３０は、固定部材３２によって、ベース２２に固定されている。換言すれば、基板２６は、ベース２２に立設されている。なお、立設とは、基板２６の板厚方向が、ベース２２に対する垂直方向と異なるように、基板２６がベース２２に配置された状態を指す。ベース２２に対する垂直方向は、換言すればベース２２の厚み方向である。本実施形態では、基板２６におけるアンテナ素子部４２の形成面と、ベース２２における基板２６の配置面とが略直交するように、固定部材３２によって基板２６がベース２２に固定されている。換言すれば、基板２６の板厚方向とベース２２の厚み方向が略直交するように、基板２６がベース２２に固定されている。

【0032】

また、アンテナユニット３０は、筐体３４内に配置されている。この筐体３４は、樹脂材料を用いて形成され、車両外郭の突起部をなしている。本実施形態では、筐体３４とベース２２とにより形成される空間に、アンテナユニット３０が収容されている。また、筺体３４は、ルーフ１１の突起部をなすように、所謂シャークフィン状に形成されている。

【0033】

本実施形態に係るアンテナ装置２０は、さらに熱伝導部材３６を備えている。この熱伝導部材３６は、空気よりも熱伝導率の高い材料からなる。そして、回路部２８における基板２６とは反対の面と筐体３４との両者に接触して、回路部２８と筐体３４との間に熱伝達経路を形成する。本実施形態では、銅からなる熱伝導部材３６を採用している。この熱伝導部材３６は、回路部２８における基板２６と反対の面に接着固定されている。そして、熱伝導部材３６を含むアンテナユニット３０が筐体３４に対して圧入され、熱伝導部材３６は筐体３４の内面に接触している。

【0034】

ここで、回路部２８とアンテナ素子部４２との接続部の接続強度を、第１接続強度と示し、回路部２８の対向面２８ａに対する熱可塑性樹脂層４６の密着強度を、第２接続強度と示す。また、回路部２８と筐体３４との熱伝達経路の接続強度を、第３接続強度と示す。そして、本実施形態では、第１接続強度＞第２接続強度＞第３接続強度の関係を満たしている。なお、回路部２８と筐体３４との熱伝達経路の接続強度とは、圧入による筐体３４と熱伝導部材３６との接続強度、及び、回路部２８に対する熱伝導部材３６の接続強度のうち、接続強度の低い方である。

【0035】

次に、上記したアンテナユニット３０の製造方法について、図４を用いて説明する。

【0036】

先ず、アンテナ素子部４２を表面に有する基材４０を準備する。本実施形態では、図４（ａ）に示すように、両表面にアンテナ素子部４２を有する基材４０を準備する。そして、基材４０の一面に、アンテナ素子部４２を覆うように、熱可塑性樹脂層４６を貼り付ける。上記したように、熱可塑性樹脂層４６は、基材４０が熱分解しない温度で軟化する。本実施形態では、熱可塑性樹脂層４６としてポリエーテルイミドを採用しており、２２０〜２６０℃で、基材４０に熱圧着する。

【0037】

次に、図４（ｂ）に示すように、熱可塑性樹脂層４６の所定位置に、炭酸ガスレーザなどによって、アンテナ素子部４２を底部とする孔部４８を形成する。そして、孔部４８に、焼結後に接続部材５０となる導電性ペースト５０ａを充填する。導電性ペースト５０ａは、導電性粒子に、テルピネオールなどの有機溶剤を加えた状態で混練することで得ることができる。本実施形態では、導電性粒子として、Ａｇ粒子とＳｎ粒子を所定の比率で含む導電性ペースト５０ａを用いる。なお、導電性粒子中におけるＡｇ粒子の含有比率を、６０〜７３重量％とすると、導電性と接合性のバランスがより優れたものとなる。本実施形態では、６５重量％のＳｎ粒子と３５重量％のＡｇ粒子の混合物に、有機溶剤としてテルピネオールを、導電性粒子に対して５〜６％添加して、導電性ペースト５０ａを形成した。なお、導電性粒子としては、上記例以外にも、Ｃｕ粒子を用いることができる。また、適宜、低融点ガラスフリットや、バインダとしての有機樹脂、無機フィラーを添加混合しても良い。

【0038】

次に、図４（ｃ）に示すように、基材４０における一面と反対の裏面にも、一面同様、熱可塑性樹脂層４６を貼り付ける。また、孔部４８を形成して、孔部４８に導電性ペースト５０ａを充填する。以上により、焼結前の導電性ペースト５０ａの状態ではあるものの、基板２６が形成される。

【0039】

次に、例えばパルスヒート方式の熱圧着ツールなどにより、回路部２８を、電極形成面の裏面側から加熱しつつ基板２６に向けて加圧する。このとき、熱可塑性樹脂層３６が軟化する温度（２２０〜２６０℃）で加熱しつつ、熱可塑性樹脂層４６側に加圧する。この加熱と加圧により、Ａｇ粒子とＳｎ粒子は焼成し、主としてＡｇ_３Ｓｎを含むＡｇ−Ｓｎ合金の接続部材５０が形成される。なお、形成されたＡｇ_３Ｓｎの溶融温度は４８０℃である。また、過剰なＳｎ粒子は、アンテナ素子部４２を構成するＣｕと相互に固相拡散接合し、接続部材５０とアンテナ素子部４２の界面に固相拡散層を形成する。さらには、過剰なＳｎ粒子は、回路部２８の電極５２を構成するＮｉと相互に固相拡散接合し、接続部材５０と回路部２８の電極５２の界面に固相拡散層を形成する。

【0040】

また、軟化した熱可塑性樹脂層４６は、圧力を受けて流動し、回路部２８の対向面２８ａ、電極５２、接続部材５０に密着する。したがって、図３に示したように、熱可塑性樹脂層４６によって、回路部２８とアンテナ素子部４２との電気的な接続部を封止することができる。このようにして、アンテナユニット３０を形成する。

【0041】

次に、アンテナ装置２０の作用効果について説明する。

【0042】

本実施形態では、回路部２８が、アンテナ素子部４２を有する基板２６に実装されている。換言すればアンテナ素子部４２の近くに回路部２８が配置されている。このため、使用電波の周波数が数ＧＨｚと高くても、伝送損失を抑制することができる。したがって、車々間通信や路車間通信に用いられるアンテナ装置２０として好適である。

【0043】

このように基板２６に回路部２８を実装しただけでは、図５の第１参考例に示すように、回路部２８と筐体３４との間に存在する空気層を介して、回路部２８の生じた熱、例えばパワーアンプの生じた熱が、筐体３４に伝達される。したがって、回路部２８から筐体３４への放熱効率が低い。これに対し、本実施形態では、図２に示したように、回路部２８と筐体３４との間に熱伝導部材３６が介在され、これにより、回路部２８と筐体３４との間に、空気よりも熱伝導率の高い熱伝達経路が形成されている。このため、筐体３４の内部空間に回路部２８が配置されながらも、回路部２８の生じる熱を、筐体３４に効率良く逃がすことができる。そして、走行時の気流により、筐体３４を冷却することができる。したがって、冷却ファンの取り付けや、通気用の孔部を形成することなく、すなわち、筐体３４の意匠性を確保しつつ、温度上昇によって回路部２８の性能が低下するのを抑制することができる。

【0044】

また、回路部２８が実装された基板２６において、回路部２８とアンテナ素子部４２との電気的な接続部には、使用環境での熱応力、車両の振動、走行時の風力、回路部２８が実装された基板を筐体に組み付ける際の応力などが作用する。特に図６の第２参考例に示すように、回路部２８と筐体３４との間に熱伝達経路が形成される構成では、回路部２８が実装された基板２６を筐体３４に組み付ける際、例えば圧入する際に、接続部に応力が作用する。特に筐体３４に対してアンテナユニット３０の組み付けばらつきが大きいと、作用する応力も大きくなる。また、組み付けた後も、筐体３４と基板２６との間で回路部２８が挟まれた状態にあり、接続部に応力が作用する。また、車両振動が、基板２６だけでなく、筐体３４を介しても、接続部に作用する。さらには、例えば筐体３４と基板２６との線膨張係数差に基づく応力、すなわち熱応力も接続部に作用する。したがって、図６に示すように、はんだを介して回路部２８とアンテナ素子部４２が電気的に接続される構成では、接続部の寿命として所望の寿命を確保できない虞がある。はんだのヤング率は、共晶はんだで２２ＧＰａ程度、鉛フリーはんだで２５〜４０ＧＰａ程度である。図６では、回路部２８が、はんだボールを有するＢＧＡ型のパッケージとなっている。

【0045】

これに対し、本実施形態では、回路部２８とアンテナ素子部４２を接続する接続部材５０が、主としてＡｇ３Ｓｎを含むＡｇ−Ｓｎ合金からなる。Ａｇ３Ｓｎのヤング率は、引っ張り環境温度が室温の場合、７５ＧＰａ程度、上記温度が１００℃の場合、６０ＧＰａ程度、上記温度が１５０℃の場合、５２ＧＰａ程度である。このように、本実施形態に係る接続部材５０のほうが、はんだに較べて高強度で硬く、応力によって歪んだり変形し難い。また、銅からなるアンテナ素子部４２と、Ａｇ−Ｓｎ合金からなる接続部材５０との界面には、ＣｕとＳｎとが相互に拡散してなる固相拡散層（Ｃｕ−Ｓｎ合金層）が形成される。また、回路部２８の電極５２と、Ａｇ−Ｓｎ合金からなる接続部材５０との界面には、ＮｉとＳｎとが相互に拡散してなる固相拡散層（Ｎｉ−Ｓｎ合金層）が形成される。このように、回路部２８及びアンテナ素子部４２と、接続部材５０との界面には、固相拡散層が形成されるため、液相拡散であるはんだ接合に較べ、歪に対して変形しにくい。以上により、回路部２８と筐体３４との間に熱伝達経路が形成され、接続部に応力が作用しやすい構成を採用しながらも、接続部の寿命を向上することができる。

【0046】

また、本実施形態では、アンテナ装置２０が、車両１０のルーフ１１に取り付けられるベース２２を備えている。また、基板２６はベース２２に立設されており、基板２６及び回路部２８は、ベース２２と筐体３４とにより形成される空間に収容されている。そして、回路部２８と筐体３４との間には、ベース２２を介さずに、熱伝達経路が形成されている。

【0047】

アンテナ装置２０が車両１０のルーフ１１に配置される場合、ルーフ１１が太陽の輻射熱を受け、その熱がベース２２に伝達される。そして、ベース２２に伝達された熱は、基板２６を介して回路部２８に伝達される。また、ベース２２から、ベース２２と筐体３４とにより形成される空間に放熱される。このため、回路部２８の温度が上昇しやすい。また、空間に熱がこもりやすい。すなわち、回路部２８は、より厳しい環境に晒される。これに対し、本実施形態では、回路部２８と筐体３４との間に熱伝導部材３６が介在され、これにより、回路部２８と筐体３４との間に、空気よりも熱伝導率の高い熱伝達経路が形成されている。このため、熱伝達経路により、回路部２８から筐体３４に放熱することができるので、筐体３４の意匠性を確保しつつ、温度上昇によって回路部２８の性能が低下するのを抑制することができる。

【0048】

また、本実施形態では、回路部２８が、ベース２２に対する垂直方向において、ベース２２から離れた位置で基板２６に実装されている。このように、回路部２８をベース２２から離れた位置とすることで、回路部２８に伝達される太陽輻射熱を低減することができる。すなわち、温度上昇によって回路部２８の性能が低下するのを抑制することができる。

【0049】

また、本実施形態では、回路部２８が、無線通信回路の中で最も発熱量が大きいパワーアンプを含んでいる。しかしながら、上記したように、回路部２８と筐体３４との間に、空気よりも熱伝導率の高い熱伝達経路が形成されているため、パワーアンプを含みながらも、回路部２８の性能低下を抑制することができる。

【0050】

また、本実施形態では、基板２６が、回路部２８との対向面をなす熱可塑性樹脂層４６を有しており、熱可塑性樹脂層４６により、回路部２８と基板２６が密着している。このため、アンテナ素子部４２と回路部２８との機械的な接続強度が増し、接続部の寿命を向上することができる。また、熱可塑性樹脂層４６に形成された孔部４８に、回路部２８とアンテナ素子部４２とを電気的に接続する接続部材５０が配置されている。そして、熱可塑性樹脂層４６により、接続部材５０を含む、回路部２８とアンテナ素子部４２との電気的な接続部が封止されている。このように、接続部が熱可塑性樹脂層４６によって外部から保護されているため、これによっても、接続部の寿命を向上することができる。また、封止と電気的な接続は、上記したように同一の工程でなされるため、製造工程を簡素化することもできる。

【0051】

また、本実施形態では、上記したように、第１接続強度＞第２接続強度＞第３接続強度の関係を満たしている。したがって、回路部２８に対して応力が作用した場合、先ず、回路部２８と筐体３４との熱伝達経路を形成する接続が解除される。次いで、回路部２８の対向面２８ａに密着する熱可塑性樹脂層４６に、剥がれや亀裂等が生じる。したがって、回路部２８とアンテナ素子部４２との電気的な接続を確保することができる。

【0052】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

【0053】

本実施形態では、アンテナ装置２０が、ルーフ１１に配置される例を示した。すなわち、車両外郭の突起部をなす筐体３４が、ルーフ１１に配置されるアンテナ装置２０の筐体である例を示した。しかしながら、アンテナ装置２０の配置は上記例に限定されるものではない。例えば図７に示すように、車両１０のドアミラー１２にアンテナ装置２０が配置される構成としても良い。この場合、アンテナ素子部４２を有する基板２６と、基板２６に実装された回路部２８と、筐体３４を少なくとも備えれば良い。この場合、筐体３４は、ドアミラー１２の筐体である。

【0054】

本実施形態では、回路部２８と筐体３４との間に、Ｃｕからなる熱伝導部材３６が介在されて熱伝達経路が形成される例を示した。しかしながら、熱伝達経路は上記例に限定されるものではない。例えば、ゴム、樹脂、ゲルなどからなる熱伝導部材３６を採用することもできる。また、複数の部材により、熱伝導部材３６が構成されても良い。さらには、図８に示すように、熱伝導部材３６を介さずに、回路部２８を筐体３４の内面に直接的に接触させてなる熱伝達経路を採用することもできる。図８に示す例では、筐体３４に、部分的に厚肉部３４ａが形成され、圧入により、厚肉部３４ａに対して回路部２８が接触している。なお、厚肉部３４ａは、筐体３４における回路部２８との対向部分に少なくとも設けられれば良い。

【0055】

本実施形態では、基板２６が、熱可塑性樹脂層４６、孔部４８、及び接続部材５０を有する例を示した。しかしながら、回路部２８がプリント基板を備える構成においては、回路部２８側に、熱可塑性樹脂層４６、孔部４８、及び接続部材５０を設けても良い。すなわち、基板２６及び回路部２８のいずれかに、熱可塑性樹脂層４６、孔部４８、及び接続部材５０が形成されれば良い。

【0056】

本実施形態では、回路部２８が、ベース２２から離れた位置で基板２６に実装される例を示した。しかしながら、回路部２８は基板２６に実装されていればよく、ベース２２に対する位置は上記例に限定されるものではない。例えばベース２２に接触しても良い。しかしながら、離れて設けたほうが良いのは、上記したとおりである。

【0057】

上記実施形態では、アンテナ素子部４２として、例えば５．９ＧＨｚ帯を使用電波の周波数とする車々間通信用のアンテナが形成される例を示した。しかしながら、アンテナ素子部４２の使用電波の周波数、用途は上記例に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0058】

１０・・・車両、１１・・・ルーフ、１２・・・ドアミラー、２０・・・アンテナ装置（車載用アンテナ装置）、２２・・・ベース、２４・・・固定部材、２６・・・基板、２８・・・回路部、２８ａ・・・対向面、３０・・・アンテナユニット、３２・・・固定部材、３４・・・筐体、３４ａ・・・厚肉部、３６・・・熱伝導部材、４０・・・基材、４２・・・アンテナ素子部、４４・・・層間接続ビア、４６・・・熱可塑性樹脂層、４８・・・孔部、５０・・・接続部材、５０ａ・・・ペースト、５２・・・電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】