(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】P2024163439
(43)【公開日】2024-11-22
(54)【発明の名称】アンテナ基板
(51)【国際特許分類】
H01Q 23/00 20060101AFI20241115BHJP
H01Q 13/08 20060101ALI20241115BHJP
H01Q 1/52 20060101ALI20241115BHJP
【ＦＩ】
H01Q23/00
H01Q13/08
H01Q1/52
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023079034
(22)【出願日】2023-05-12
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-10-10
(71)【出願人】
【識別番号】000005186
【氏名又は名称】株式会社フジクラ
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100169764
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100206081
【弁理士】
【氏名又は名称】片岡 央
(74)【代理人】
【識別番号】100188891
【弁理士】
【氏名又は名称】丹野 拓人
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 雄大
【テーマコード（参考）】
5J021
5J045
5J046
【Ｆターム（参考）】
5J021AA09
5J021AB06
5J021DB03
5J021JA05
5J021JA08
5J045AA05
5J045AB06
5J045DA09
5J045MA07
5J046AA03
5J046AA19
5J046AB03
5J046AB13
5J046UA03
(57)【要約】
【課題】高周波ＩＣを実装したアンテナ基板のビルドアップ層の層数を低減しつつアンテナとグランド層との間の厚みを確保することを目的とする。
【解決手段】アンテナ基板１は、コア層１０と、コア層１０の一方の面１０ａに積層された第１ビルドアップ層２０と、コア層１０の他方の面１０ｂに積層された第２ビルドアップ層３０と、を備え、第１ビルドアップ層２０には、アンテナ２が形成され、第２ビルドアップ層３０には、高周波ＩＣ４０が実装され、コア層１０の内層には、厚み方向においてアンテナ２に対し離れて形成されたグランド層１１Ｂと、厚み方向においてグランド層１１Ｂに対しアンテナ２とは反対側に形成された電源配線層１１Ａと、が設けられ、コア層１０は、一方の面１０ａから他方の面１０ｂに厚み方向に貫通し、電源配線層１１Ａと高周波ＩＣ４０とを電気的に接続する第１貫通ビア１３Ａを備える。
【選択図】図３
【解決手段】アンテナ基板１は、コア層１０と、コア層１０の一方の面１０ａに積層された第１ビルドアップ層２０と、コア層１０の他方の面１０ｂに積層された第２ビルドアップ層３０と、を備え、第１ビルドアップ層２０には、アンテナ２が形成され、第２ビルドアップ層３０には、高周波ＩＣ４０が実装され、コア層１０の内層には、厚み方向においてアンテナ２に対し離れて形成されたグランド層１１Ｂと、厚み方向においてグランド層１１Ｂに対しアンテナ２とは反対側に形成された電源配線層１１Ａと、が設けられ、コア層１０は、一方の面１０ａから他方の面１０ｂに厚み方向に貫通し、電源配線層１１Ａと高周波ＩＣ４０とを電気的に接続する第１貫通ビア１３Ａを備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の導体層を有するコア層と、
前記コア層の一方の面に積層された第１ビルドアップ層と、
前記コア層の他方の面に積層された第２ビルドアップ層と、を備え、
前記第１ビルドアップ層には、アンテナが形成され、
前記第２ビルドアップ層には、前記アンテナと電気的もしくは電磁界的に接続される高周波ＩＣが実装され、
前記コア層の内層には、
厚み方向において前記アンテナに対し離れて形成されたグランド層と、
厚み方向において前記グランド層に対し前記アンテナとは反対側に形成された電源配線層と、が設けられ、
前記コア層は、前記一方の面から前記他方の面に厚み方向に貫通し、前記電源配線層と前記高周波ＩＣとを電気的に接続する第１貫通ビアを備える、
アンテナ基板。
前記コア層の一方の面に積層された第１ビルドアップ層と、
前記コア層の他方の面に積層された第２ビルドアップ層と、を備え、
前記第１ビルドアップ層には、アンテナが形成され、
前記第２ビルドアップ層には、前記アンテナと電気的もしくは電磁界的に接続される高周波ＩＣが実装され、
前記コア層の内層には、
厚み方向において前記アンテナに対し離れて形成されたグランド層と、
厚み方向において前記グランド層に対し前記アンテナとは反対側に形成された電源配線層と、が設けられ、
前記コア層は、前記一方の面から前記他方の面に厚み方向に貫通し、前記電源配線層と前記高周波ＩＣとを電気的に接続する第１貫通ビアを備える、
アンテナ基板。
【請求項2】
前記第１ビルドアップ層は、
厚み方向から視た平面視において、前記アンテナを囲う導電性の枠体を備え、
前記枠体は、厚み方向から視た平面視において前記枠体に重なる位置に配置されて前記コア層を貫通する複数の第２貫通ビアによって、前記グランド層と電気的に接続され、
厚み方向から視た平面視において、前記第１貫通ビアは、前記枠体の内側に配置されている、
請求項１に記載のアンテナ基板。
厚み方向から視た平面視において、前記アンテナを囲う導電性の枠体を備え、
前記枠体は、厚み方向から視た平面視において前記枠体に重なる位置に配置されて前記コア層を貫通する複数の第２貫通ビアによって、前記グランド層と電気的に接続され、
厚み方向から視た平面視において、前記第１貫通ビアは、前記枠体の内側に配置されている、
請求項１に記載のアンテナ基板。
【請求項3】
前記第１ビルドアップ層は、
厚み方向から視た平面視において、前記アンテナを囲う導電性の枠体を備え、
前記枠体は、厚み方向から視た平面視において前記枠体に重なる位置に配置されて前記コア層を貫通する複数の第２貫通ビアによって、前記グランド層と電気的に接続され、
厚み方向から視た平面視において、前記第１貫通ビアは、前記枠体と重なる位置に配置されている、
請求項１に記載のアンテナ基板。
厚み方向から視た平面視において、前記アンテナを囲う導電性の枠体を備え、
前記枠体は、厚み方向から視た平面視において前記枠体に重なる位置に配置されて前記コア層を貫通する複数の第２貫通ビアによって、前記グランド層と電気的に接続され、
厚み方向から視た平面視において、前記第１貫通ビアは、前記枠体と重なる位置に配置されている、
請求項１に記載のアンテナ基板。
【請求項4】
前記アンテナは、
前記第１ビルドアップ層に沿う第１方向に延在する第１アンテナと、
前記第１アンテナと厚み方向で異なる位置に配置され、前記第１アンテナと交差する第２方向に延在する第２アンテナと、を備え、
前記第１貫通ビアは、厚み方向から視た平面視において、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナと重なる位置から退いた位置、且つ、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの延長線上から退いた位置に配置されている、
請求項１～３のいずれか一項に記載のアンテナ基板。
前記第１ビルドアップ層に沿う第１方向に延在する第１アンテナと、
前記第１アンテナと厚み方向で異なる位置に配置され、前記第１アンテナと交差する第２方向に延在する第２アンテナと、を備え、
前記第１貫通ビアは、厚み方向から視た平面視において、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナと重なる位置から退いた位置、且つ、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの延長線上から退いた位置に配置されている、
請求項１～３のいずれか一項に記載のアンテナ基板。
【請求項5】
厚み方向における前記アンテナと前記グランド層との間の実効長が、前記アンテナが受信または送信する周波数帯の中心周波数の１／１０波長以上かつ１／２波長以下の範囲内である、
請求項１～３のいずれか一項に記載のアンテナ基板。
請求項１～３のいずれか一項に記載のアンテナ基板。
【請求項6】
厚み方向における前記アンテナと前記グランド層との間の実効長が、前記アンテナが受信または送信する周波数帯の中心周波数の１／８波長以上かつ３／８波長以下の範囲内である、
請求項１～３のいずれか一項に記載のアンテナ基板。
請求項１～３のいずれか一項に記載のアンテナ基板。
【請求項7】
前記アンテナは、前記第１ビルドアップ層にアレイ状に複数形成され、
厚み方向から視た平面視において、前記アンテナの各形成領域の少なくとも一つに、前記第１貫通ビアが配置されている、
請求項１～３のいずれか一項に記載のアンテナ基板。
厚み方向から視た平面視において、前記アンテナの各形成領域の少なくとも一つに、前記第１貫通ビアが配置されている、
請求項１～３のいずれか一項に記載のアンテナ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アンテナ基板に関するものである。
【背景技術】
【0002】
下記特許文献１には、コア絶縁板の一方の主面にグランド用導体を形成すると共に、該グランド用導体を含む面上にビルドアップ絶縁層とビルドアップ配線層とを交互に積層し、コア絶縁板の他方の主面にアンテナパッドを設けた、アンテナ基板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第５９５５２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ミリ波帯などを使用して高周波通信をするアンテナ基板は、高周波ＩＣ（ＲＦＩＣ）を実装する場合がある。この場合、アンテナ基板のビルドアップ層には、高周波信号が通る信号線、高周波ＩＣの電源配線、アンプの利得や移相器を制御するデジタル配線など、多数の信号線を形成する必要があり、ビルドアップ層の層数が増えてしまう。ビルドアップ層の層数が増えると、アンテナ基板の製造コストが高くなると共に、ビルドアップ層の積層に伴う寸法誤差の蓄積によってアンテナ基板の信頼性が低下する場合がある。
【0005】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高周波ＩＣを実装したアンテナ基板のビルドアップ層の層数を低減しつつアンテナとグランド層との間の厚みを確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第１の態様に係るアンテナ基板は、複数の導体層を有するコア層と、前記コア層の一方の面に積層された第１ビルドアップ層と、前記コア層の他方の面に積層された第２ビルドアップ層と、を備え、前記第１ビルドアップ層には、アンテナが形成され、前記第２ビルドアップ層には、前記アンテナと電気的もしくは電磁界的に接続される高周波ＩＣが実装され、前記コア層の内層には、厚み方向において前記アンテナに対し離れて形成されたグランド層と、厚み方向において前記グランド層に対し前記アンテナとは反対側に形成された電源配線層と、が設けられ、前記コア層は、前記一方の面から前記他方の面に厚み方向に貫通し、前記電源配線層と前記高周波ＩＣとを電気的に接続する第１貫通ビアを備える。
【0007】
本発明の第１の態様によれば、コア層の内層に、高周波ＩＣに電力を供給する電源配線層を設けることで、その分、ビルドアップ層（第２ビルドアップ層）の層数を低減できる。また、コア層の内層にグランド層を設け、グランド層に対しアンテナとは反対側に電源配線層を配置することで、アンテナから電源配線層側への電磁波の漏出を抑制できる。この構造において、高周波ＩＣと電源配線層との電気的な接続は、コア層を厚み方向に貫通する第１貫通ビアによって確保できる。このため、アンテナ基板の信頼性が向上し、製造コストを下げることができる。
【0008】
本発明の第２の態様は、第１の態様のアンテナ基板において、前記第１ビルドアップ層は、厚み方向から視た平面視において、前記アンテナを囲う導電性の枠体を備え、記枠体は、厚み方向から視た平面視において前記枠体に重なる位置に配置されて前記コア層を貫通する複数の第２貫通ビアによって、前記グランド層と電気的に接続され、厚み方向から視た平面視において、前記第１貫通ビアは、前記枠体の内側に配置されていてもよい。
【0009】
本発明の第３の態様は、第１の態様のアンテナ基板において、前記第１ビルドアップ層は、厚み方向から視た平面視において、前記アンテナを囲う導電性の枠体を備え、前記枠体は、厚み方向から視た平面視において前記枠体に重なる位置に配置されて前記コア層を貫通する複数の第２貫通ビアによって、前記グランド層と電気的に接続され、厚み方向から視た平面視において、前記第１貫通ビアは、前記枠体と重なる位置に配置されていてもよい。
【0010】
本発明の第４の態様は、第１の態様から第３の態様のいずれか一つのアンテナ基板において、前記アンテナは、前記第１ビルドアップ層に沿う第１方向に延在する第１アンテナと、前記第１アンテナと厚み方向で異なる位置に配置され、前記第１アンテナと交差する第２方向に延在する第２アンテナと、を備え、前記第１貫通ビアは、厚み方向から視た平面視において、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナと重なる位置から退いた位置、且つ、前記第１アンテナ及び前記第２アンテナの延長線上から退いた位置に配置されていてもよい。
【0011】
本発明の第５の態様は、第１の態様から第４の態様のいずれか一つのアンテナ基板において、厚み方向における前記アンテナと前記グランド層との間の実効長が、前記アンテナが受信または送信する周波数帯の中心周波数の１／１０波長以上かつ１／２波長以下の範囲内であってもよい。
【0012】
本発明の第６の態様は、第１の態様から第４の態様のいずれか一つのアンテナ基板において、厚み方向における前記アンテナと前記グランド層との間の実効長が、前記アンテナが受信または送信する周波数帯の中心周波数の１／８波長以上かつ３／８波長以下の範囲内であってもよい。
【0013】
本発明の第７の態様は、第１の態様から第６の態様のいずれか一つのアンテナ基板において、前記アンテナは、前記第１ビルドアップ層にアレイ状に複数形成され、厚み方向から視た平面視において、前記アンテナの各形成領域の少なくとも一つに、前記第１貫通ビアが配置されていてもよい。
【発明の効果】
【0014】
上記本発明の一態様によれば、高周波ＩＣを実装したアンテナ基板のビルドアップ層の層数を低減しつつアンテナとグランド層との間の厚みを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】一実施形態に係るアンテナ基板の平面図である。
【図2】一実施形態に係るアンテナ形成領域の平面図である。
【図6】比較例に係るアンテナ基板によるアンテナ形成領域の平面図である。
【図7】比較例に係るアンテナ形成領域のアンテナ特性を示すグラフである。
【図8】第１実施例に係るアンテナ形成領域のアンテナ特性を示すグラフである。
【図9】第２実施例に係るアンテナ基板によるアンテナ形成領域の平面図である。
【図10】第２実施例に係るアンテナ形成領域のアンテナ特性を示すグラフである。
【図11】第３実施例に係るアンテナ基板によるアンテナ形成領域の平面図である。
【図12】第３実施例に係るアンテナ形成領域のアンテナ特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の一実施形態に係るアンテナ基板について、図面に基づいて説明する。
【0017】
図１は、一実施形態に係るアンテナ基板１の平面図である。
図１に示すアンテナ基板１は、アンテナ２が形成されたアンテナ形成領域１００を複数備えている。複数のアンテナ形成領域１００は、二次元的に配列され、複数のアンテナ２は、アレイアンテナを形成している。アンテナ形成領域１００の境界線上には、格子状に延びる導電性の枠体３が配置されている。
図１に示すアンテナ基板１は、アンテナ２が形成されたアンテナ形成領域１００を複数備えている。複数のアンテナ形成領域１００は、二次元的に配列され、複数のアンテナ２は、アレイアンテナを形成している。アンテナ形成領域１００の境界線上には、格子状に延びる導電性の枠体３が配置されている。
【0018】
図２は、一実施形態に係るアンテナ形成領域１００の平面図である。図３は、図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。図４は、図２に示すＩＶ－ＩＶ断面図である。図５は、図２に示すＶ－Ｖ断面図である。
図３～図５に示すように、アンテナ基板１は、複数の導体層１１を有するコア層１０と、コア層１０の一方の面１０ａに積層された第１ビルドアップ層２０と、コア層１０の他方の面１０ｂに積層された第２ビルドアップ層３０と、を備えている。
図３～図５に示すように、アンテナ基板１は、複数の導体層１１を有するコア層１０と、コア層１０の一方の面１０ａに積層された第１ビルドアップ層２０と、コア層１０の他方の面１０ｂに積層された第２ビルドアップ層３０と、を備えている。
【0019】
以下の説明において、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明することがある。図３～図５に示すように、Ｚ軸方向は、アンテナ基板１の厚さ方向に設定されている。以下、コア層１０に対し第１ビルドアップ層２０側を上側あるいは＋Ｚ側と称し、コア層１０に対し第２ビルドアップ層側を下側あるいは－Ｚ側と称する。なお、＋Ｚ側が重力方向における上側でなくてもよい。
【0020】
厚み方向（Ｚ軸方向）からアンテナ基板１を見ることを、平面視という。Ｘ軸方向は、厚み方向と直交する第１方向である。なお、Ｘ軸方向に含まれる双方向の向きを区別するため、＋Ｘ側（右側）、－Ｘ側（左側）と称する場合がある。Ｙ軸方向は、厚み方向及び第１方向と直交する第２方向である。なお、Ｙ軸方向に含まれる双方向の向きを区別するため、＋Ｙ側（奥側）、－Ｙ側（手前側）と称する場合がある。図２に示すように、枠体３は、第１方向（Ｘ軸方向）及び第２方向（Ｙ軸方向）に延びている。
【0021】
図３に示すように、第１ビルドアップ層２０には、複数の導体層２１が設けられている。複数の導体層２１の間の各隙間には、当該各隙間を埋めるように絶縁層２２が設けられている。つまり、第１ビルドアップ層２０は、コア層１０の一方の面１０ａ（上面）に、絶縁層２２と導体層２１とを交互に積層することで形成されている。
【0022】
複数の導体層２１は、アンテナ２と、枠体３と、グランドパターン４と、を形成している。第１ビルドアップ層２０には、導体層２１として、第１ビルドアップ層２０の上面２０ａから下面２０ｂに向かって順に、４つの導体層２１ａ～２１ｄが設けられている。なお、導体層２１の層数は、一例であって、４つに限定されない。
【0023】
図２に示すように、アンテナ２は、平面視で十字に交差した第１アンテナ２Ａ及び第２アンテナ２Ｂを備えている。第１アンテナ２Ａ及び第２アンテナ２Ｂは、平面視において、アンテナ形成領域１００の中心位置で交差している。なお、第１アンテナ２Ａ及び第２アンテナ２Ｂのいずれか一方は、Ｖ偏波用のアンテナであり、他方はＨ偏波用のアンテナである。
【0024】
第１アンテナ２Ａ及び第２アンテナ２Ｂは、導体によって形成された平板状のパターンであり、例えば高周波の無線信号（例えば２８ＧＨｚ帯）を送受信するように構成されている。なお、第１アンテナ２Ａ及び第２アンテナ２Ｂは、高周波の無線信号を送信のみ、または受信のみするように構成されていてもよい。
【0025】
第１アンテナ２Ａは、第１ビルドアップ層２０の表面に沿う第１方向（Ｘ軸方向）に直線状に延在している。第１アンテナ２Ａは、図５に示すように、第１ビルドアップ層２０の内層である導体層２１ｂに形成されている。つまり、第１アンテナ２Ａは、第１ビルドアップ層２０に埋設されている。
【0026】
図２に示すように、第２アンテナ２Ｂは、第１ビルドアップ層２０の表面に沿って、第１アンテナ２Ａと交差する第２方向（Ｙ軸方向）に直線状に延在している。第２アンテナ２Ｂは、図３～図５に示すように、第１ビルドアップ層２０の内層である導体層２１ｃに形成されている。つまり、第２アンテナ２Ｂは、第１ビルドアップ層２０において、第１アンテナ２Ａの下側（－Ｚ側）に埋設されている。
【0027】
図２に示すように、アンテナ２の周囲には、４つのグランドパターン４が形成されている。４つのグランドパターン４は、平面視において、十字に交差するアンテナ２に沿って配置されている。４つのグランドパターン４の各々は、平面視でＬ字状に形成され、その屈曲部がアンテナ形成領域１００の中心位置を向くように配置されている。
【0028】
つまり、Ｌ字状の４つのグランドパターン４の間には、十字のスリットが形成され、この十字のスリットにアンテナ２が配置されている。アンテナ２及びグランドパターン４は、コプレ－ナ線路を形成している。このため、アンテナ２に高周波信号が入力されると、アンテナ２及びグランドパターン４の間で励振が発生し、電磁波が外部に放射される。
【0029】
グランドパターン４は、図３～図５に示すように、第１ビルドアップ層２０の内層である導体層２１ｂ～２１ｄに形成されている。つまり、グランドパターン４は、第１ビルドアップ層２０において、少なくとも第１アンテナ２Ａ及び第２アンテナ２Ｂが形成された層と同じ層に埋設されている。
【0030】
各層のグランドパターン４は、図４に示すように、複数の埋込ビア２４によって厚み方向に電気的に接続されている。埋込ビア２４は、図２に示す平面視で、Ｌ字状のグランドパターン４に対し重なって配置され、Ｌ字状のグランドパターン４の一端部、屈曲部、他端部の３箇所に接続されている。
【0031】
図３～図５に示すように、導体層２１ａ～２１ｄの各層は、枠体３を形成している。各層の枠体３は、複数の埋込ビア２３によって厚み方向に電気的に接続されている。埋込ビア２３は、図２に示す平面視で、格子状の枠体３に対し重なって配置され、枠体３に沿って所定の間隔をあけて複数接続されている。
【0032】
図３に示すように、第２ビルドアップ層３０には、複数の導体層３１が設けられている。複数の導体層３１の間の各隙間には、当該各隙間を埋めるように絶縁層３２が設けられている。つまり、第２ビルドアップ層３０は、コア層１０の他方の面１０ｂ（下面）に、絶縁層３２と導体層３１とを交互に積層することで形成されている。
【0033】
第２ビルドアップ層３０には、導体層３１として、第２ビルドアップ層３０の上面３０ａから下面３０ｂに向かって順に、４つの導体層３１ａ～３１ｄが設けられている。なお、導体層３１の層数は、一例であって、４つに限定されない。
【0034】
４つの導体層３１ａ～３１ｄは、高周波ＩＣ４０の実装に必要な配線、例えば、後述する電源配線層１１Ａと電気的に接続される電源配線、高周波信号が通る信号線、アンプの利得や移相器を制御するデジタル配線などが形成されている。導体層３１ａ～３１ｄの各層は、所定部分が埋込ビア３３によって厚み方向に接続されている。なお、信号線やデジタル配線の一部は、後述する導体層１１ｈに形成されていてもよい。
【0035】
導体層３１ｄは、第２ビルドアップ層３０の下面３０ｂに形成されている。第２ビルドアップ層３０の下面３０ｂには、高周波ＩＣ４０が実装されている。高周波ＩＣ４０は、導体層３１ｄと電気的に接続される複数の端子部４１～４３を備えている。本実施形態において、例えば、端子部４１は、電源端子であり、端子部４２は、高周波信号端子であり、端子部４３は、デジタル信号端子である。なお、高周波ＩＣ４０は、その他の端子部を備えてもよい。
【0036】
図３に示すように、コア層１０には、複数の導体層１１が設けられている。複数の導体層１１の間の各隙間には、当該各隙間を埋めるように絶縁層１２が設けられている。このように、コア層１０は多層である。なお、コア層１０には、コア材にプリプレグを用いて多層基板を製造した後、一括で穴（スルーホール）をあけるものを含む。
【0037】
コア層１０には、導体層１１として、一方の面１０ａから他方の面１０ｂに向かって順に、８つの導体層１１ａ～１１ｈが設けられている。なお、導体層１１の層数は、一例であって、８つに限定されない。コア層１０には、一方の面１０ａから他方の面１０ｂに、厚み方向に貫通する複数の貫通ビア１３が設けられている。
【0038】
コア層１０の内層には、高周波ＩＣ４０に電力を供給する電源配線層１１Ａと、電気的に接地されたグランド層１１Ｂと、が設けられている。なお、コア層１０の内層とは、コア層１０の一方の面１０ａ及び他方の面１０ｂに形成された導体層１１ａ及び導体層１１ｈを除く、導体層１１ｂ～１１ｇをいう。本実施形態では、導体層１１ｅにグランド層１１Ｂが形成され、導体層１１ｇに電源配線層１１Ａが形成されている。
【0039】
図３に示すように、グランド層１１Ｂは、厚み方向（Ｚ軸方向）においてアンテナ２に対し離れて形成されている。厚み方向におけるアンテナ２とグランド層１１Ｂとの間の実効長（厚みＤ×誘電率）は、アンテナ２が受信または送信する周波数帯の中心周波数（例えば、２８ＧＨｚ）の１／１０波長以上かつ１／２波長以下の範囲内であるとよい。
【0040】
より好ましくは、厚み方向におけるアンテナ２とグランド層１１Ｂとの間の実効長は、アンテナ２が受信または送信する周波数帯の中心周波数の１／８波長以上かつ３／８波長以下の範囲内であるとよい。このように、厚み方向におけるアンテナ２とグランド層１１Ｂとの間の実効長が、アンテナ２が受信または送信する周波数帯の中心周波数の１／４波長に近づくことで、アンテナ性能が向上する。
【0041】
グランド層１１Ｂは、厚み方向から視た平面視において、アンテナ２と重なって配置されている。グランド層１１Ｂは、アンテナ２の下側（－Ｚ側）の全体を覆っているが、後述するように、コア層１０を貫通する第１貫通ビア１３Ａ（図３参照）及び第４貫通ビア１３Ｄ（図５参照）が通る部分には、開口が形成されている。
【0042】
図３に示すように、電源配線層１１Ａは、厚み方向においてグランド層１１Ｂに対しアンテナ２とは反対側（－Ｚ側）に形成されている。コア層１０は、一方の面１０ａから他方の面１０ｂに厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通し、電源配線層１１Ａと高周波ＩＣ４０とを電気的に接続する第１貫通ビア１３Ａを備えている。第１貫通ビア１３Ａは、上述したように、グランド層１１Ｂとは電気的に接続されていない。
【0043】
第１貫通ビア１３Ａは、電源配線層１１Ａを貫通し、電源配線層１１Ａと電気的に接続されている。第１貫通ビア１３Ａは、第２ビルドアップ層３０の複数の導体層３１及び複数の埋込ビア３３を介して、高周波ＩＣ４０の電源端子である端子部４１と電気的に接続されている。なお、コア層１０の一方の面１０ａ及び他方の面１０ｂには、第１貫通ビア１３Ａの周囲に円形のランドが形成されている。
【0044】
また、コア層１０は、第１貫通ビア１３Ａの他に、第２貫通ビア１３Ｂ、第３貫通ビア１３Ｃ、及び第４貫通ビア１３Ｄを備えている。第３貫通ビア１３Ｃ、及び第４貫通ビア１３Ｄも同様に、コア層１０の一方の面１０ａ及び他方の面１０ｂには、円形のランドが形成されている。なお、第２貫通ビア１３Ｂは、枠体３と接続されており、円形のランドは形成されていない。
【0045】
第２貫通ビア１３Ｂは、図３～図５に示すように、厚み方向から視た平面視において枠体３に重なる位置に配置されて、コア層１０を貫通している。第２貫通ビア１３Ｂは、グランド層１１Ｂを貫通し、グランド層１１Ｂと電気的に接続されている。第２貫通ビア１３Ｂは、複数の埋込ビア２３を介して、枠体３とグランド層１１Ｂとを電気的に接続している。
【0046】
第３貫通ビア１３Ｃは、図４に示すように、厚み方向から視た平面視においてグランドパターン４に重なる位置に配置されて、コア層１０を貫通している。第３貫通ビア１３Ｃは、グランド層１１Ｂを貫通し、グランド層１１Ｂと電気的に接続されている。第３貫通ビア１３Ｃは、複数の埋込ビア２４を介して、グランドパターン４とグランド層１１Ｂとを電気的に接続している。
【0047】
第４貫通ビア１３Ｄは、図５に示すように、厚み方向から視た平面視において第１アンテナ２Ａに重なる位置に配置されて、コア層１０を貫通している。第４貫通ビア１３Ｄは、グランド層１１Ｂの開口を通り、グランド層１１Ｂ及び電源配線層１１Ａとは電気的に接続されていない。
【0048】
第４貫通ビア１３Ｄは、第１ビルドアップ層２０の複数の導体層２１及び複数の埋込ビア２５、さらには、第２ビルドアップ層３０の複数の導体層３１及び複数の埋込ビア３３を介して、第１アンテナ２Ａと高周波ＩＣ４０の高周波信号端子である端子部４２とを電気的に接続している。なお、不図示であるが、第２アンテナ２Ｂにおいても、第１アンテナ２Ａとは別の第４貫通ビア１３Ｄを介して、同様に高周波ＩＣ４０と電気的に接続されている。
【0049】
上記構成のアンテナ基板１によれば、コア層１０を貫通する第１貫通ビア１３Ａを備えるため、コア層１０の内層に形成した電源配線層１１Ａと、第２ビルドアップ層３０の下面３０ｂに実装した高周波ＩＣ４０とを電気的に接続することができる。しかし、第１貫通ビア１３Ａの一端が、一方の面１０ａ側（アンテナ２側）に形成されてしまう。ここで、第１貫通ビア１３Ａを、図２に示すように配置することで、アンテナ２への影響を小さくすることができる。
【0050】
第１貫通ビア１３Ａは、図２に示すように、厚み方向から視た平面視において、枠体３の内側に配置されている。また、第１貫通ビア１３Ａは、厚み方向から視た平面視において、第１アンテナ２Ａ及び第２アンテナ２Ｂと重なる位置から退いた位置、且つ、第１アンテナ２Ａ及び第２アンテナ２Ｂの延長線上から退いた位置に配置されている。
【0051】
具体的に、第１貫通ビア１３Ａは、枠体３の内側のアンテナ形成領域１００において、アンテナ２の右側（＋Ｘ側）且つ手前側（－Ｙ側）の領域に配置されている。具体的に、第１貫通ビア１３Ａは、第１アンテナ２Ａに対し－Ｙ側、且つ、第２アンテナ２Ｂに対し＋Ｘ側に配置され、また、アンテナ形成領域１００の中心に対し、グランドパターン４より離れて配置されている。
【0052】
図６は、比較例に係るアンテナ基板２００によるアンテナ形成領域１００の平面図である。図７は、比較例に係るアンテナ形成領域１００のアンテナ特性を示すグラフである。なお、図７において、縦軸はＳパラメータ（ｄＢ）、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示す。「Ｓ１１」とは、第１アンテナ２Ａの反射特性を示す。また、「Ｓ２１」とは、第１アンテナ２Ａと第２アンテナ２Ｂとのクロストーク特性を示す。また、「Ｓ２２」とは、第２アンテナ２Ｂの反射特性を示す。後述する図８、図１０、図１２においても同様である。
【0053】
図８は、第１実施例に係るアンテナ形成領域１００のアンテナ特性を示すグラフである。
図６に示すように、比較例に係るアンテナ基板２００は、第１貫通ビア１３Ａを備えておらず、その他の構成は第１実施例に係るアンテナ基板１（図２参照）と同じである。図７及び図８に示すように、第１貫通ビア１３Ａを備えない場合（比較例）と、第１貫通ビア１３Ａを備える場合（第１実施例）とを比較すると、Ｓパラメータの変化は少ないことが分かる。
図６に示すように、比較例に係るアンテナ基板２００は、第１貫通ビア１３Ａを備えておらず、その他の構成は第１実施例に係るアンテナ基板１（図２参照）と同じである。図７及び図８に示すように、第１貫通ビア１３Ａを備えない場合（比較例）と、第１貫通ビア１３Ａを備える場合（第１実施例）とを比較すると、Ｓパラメータの変化は少ないことが分かる。
【0054】
図９は、第２実施例に係るアンテナ基板１Ａによるアンテナ形成領域１００の平面図である。図１０は、第２実施例に係るアンテナ形成領域１００のアンテナ特性を示すグラフである。
図９に示すように、第２実施例に係るアンテナ基板１Ａは、第１貫通ビア１３Ａが、厚み方向から視た平面視において、第１アンテナ２Ａ及び第２アンテナ２Ｂと重なる位置から退いた位置であるが、第１アンテナ２Ａの延長線上に配置されている。この場合、第１実施例と比べると、図１０に示すように、特に２９．５ＧＨｚ付近においてＳパラメータが上昇している。よって、第１貫通ビア１３Ａは、第１アンテナ２Ａの延長線上から退いた位置に配置することが好ましいことが分かる。第２アンテナ２Ｂの延長線上に配置した場合も同様である。
図９に示すように、第２実施例に係るアンテナ基板１Ａは、第１貫通ビア１３Ａが、厚み方向から視た平面視において、第１アンテナ２Ａ及び第２アンテナ２Ｂと重なる位置から退いた位置であるが、第１アンテナ２Ａの延長線上に配置されている。この場合、第１実施例と比べると、図１０に示すように、特に２９．５ＧＨｚ付近においてＳパラメータが上昇している。よって、第１貫通ビア１３Ａは、第１アンテナ２Ａの延長線上から退いた位置に配置することが好ましいことが分かる。第２アンテナ２Ｂの延長線上に配置した場合も同様である。
【0055】
図１１は、第３実施例に係るアンテナ基板１Ｂによるアンテナ形成領域１００の平面図である。図１２は、第３実施例に係るアンテナ形成領域１００のアンテナ特性を示すグラフである。
図１１に示すように、第３実施例に係るアンテナ基板１Ｂは、第１貫通ビア１３Ａが、厚み方向から視た平面視において、第１アンテナ２Ａの延長線上に配置され、埋込ビア２３の一つと入れ替わり、枠体３と重なる位置に配置されている。この場合、第２実施例と比べると、図１２に示すように、２９．５ＧＨｚ付近のＳパラメータが下降している。よって、第１貫通ビア１３Ａは、第１アンテナ２Ａ（第２アンテナ２Ｂも同様）の延長線上であっても、枠体３と重なる位置に配置することが好ましいことが分かる。また、第１貫通ビア１３Ａは、第１アンテナ２Ａ（第２アンテナ２Ｂも同様）の延長線上になくても、枠体３と重なる位置に配置することが好ましい。
図１１に示すように、第３実施例に係るアンテナ基板１Ｂは、第１貫通ビア１３Ａが、厚み方向から視た平面視において、第１アンテナ２Ａの延長線上に配置され、埋込ビア２３の一つと入れ替わり、枠体３と重なる位置に配置されている。この場合、第２実施例と比べると、図１２に示すように、２９．５ＧＨｚ付近のＳパラメータが下降している。よって、第１貫通ビア１３Ａは、第１アンテナ２Ａ（第２アンテナ２Ｂも同様）の延長線上であっても、枠体３と重なる位置に配置することが好ましいことが分かる。また、第１貫通ビア１３Ａは、第１アンテナ２Ａ（第２アンテナ２Ｂも同様）の延長線上になくても、枠体３と重なる位置に配置することが好ましい。
【0056】
以上のように、本実施形態によれば、コア層１０の内層に、高周波ＩＣ４０に電力を供給する電源配線層１１Ａを設けることで、その分、第２ビルドアップ層３０の層数を低減できる。また、コア層１０の内層にグランド層１１Ｂを設け、グランド層１１Ｂに対しアンテナ２とは反対側に電源配線層１１Ａを配置することで、アンテナ２から電源配線層１１Ａ側への電磁波の漏出を抑制できる。この構造において、高周波ＩＣ４０と電源配線層１１Ａとの電気的な接続は、コア層１０を厚み方向に貫通する第１貫通ビア１３Ａによって確保できる。
したがって、アンテナ基板１の信頼性が向上し、製造コストを下げることができる。
したがって、アンテナ基板１の信頼性が向上し、製造コストを下げることができる。
【0057】
このように、本実施形態に係るアンテナ基板１は、複数の導体層１１を有するコア層１０と、コア層１０の一方の面１０ａに積層された第１ビルドアップ層２０と、コア層１０の他方の面１０ｂに積層された第２ビルドアップ層３０と、を備え、第１ビルドアップ層２０には、アンテナ２が形成され、第２ビルドアップ層３０には、アンテナ２と電気的もしくは電磁界的に接続される高周波ＩＣ４０が実装され、コア層１０の内層には、厚み方向においてアンテナ２に対し離れて形成されたグランド層１１Ｂと、厚み方向においてグランド層１１Ｂに対しアンテナ２とは反対側に形成された電源配線層１１Ａと、が設けられ、コア層１０は、一方の面１０ａから他方の面１０ｂに厚み方向に貫通し、電源配線層１１Ａと高周波ＩＣ４０とを電気的に接続する第１貫通ビア１３Ａを備える。この構成によれば、高周波ＩＣ４０を実装したアンテナ基板１のビルドアップ層の層数を低減しつつアンテナ２とグランド層１１Ｂとの間の厚みを確保することができる。
【0058】
また、本実施形態において、第１ビルドアップ層２０は、厚み方向から視た平面視において、アンテナ２を囲う導電性の枠体３を備え、枠体３は、厚み方向から視た平面視において枠体３に重なる位置に配置されてコア層１０を貫通する複数の第２貫通ビア１３Ｂによって、グランド層１１Ｂと電気的に接続され、厚み方向から視た平面視において、第１貫通ビア１３Ａは、枠体３の内側に配置されている。この配置によれば、図２及び図８に示すように、第１貫通ビア１３Ａがあってもアンテナ２への影響は少なくなる。
【0059】
また、本実施形態において、第１ビルドアップ層２０は、厚み方向から視た平面視において、アンテナ２を囲う導電性の枠体３を備え、枠体３は、厚み方向から視た平面視において枠体３に重なる位置に配置されてコア層１０を貫通する複数の第２貫通ビア１３Ｂによって、グランド層１１Ｂと電気的に接続され、厚み方向から視た平面視において、第１貫通ビア１３Ａは、枠体３と重なる位置に配置されている。この配置によれば、図１１及び図１２に示すように、第１貫通ビア１３Ａがあってもアンテナ２への影響は少なく、逆に２９．５ＧＨｚ付近ではＳパラメータが下降しており、アンテナ特性を向上させることができる。
【0060】
また、本実施形態において、アンテナ２は、第１ビルドアップ層２０に沿う第１方向（Ｘ軸方向）に延在する第１アンテナ２Ａと、第１アンテナ２Ａと厚み方向（Ｚ軸方向）で異なる位置に配置され、第１アンテナ２Ａと交差する第２方向（Ｙ軸方向）に延在する第２アンテナ２Ｂと、を備え、第１貫通ビア１３Ａは、厚み方向から視た平面視において、第１アンテナ２Ａ及び第２アンテナ２Ｂと重なる位置から退いた位置、且つ、第１アンテナ２Ａ及び第２アンテナ２Ｂの延長線上から退いた位置に配置されている。この配置によれば、図２及び図８と、図９及び図１０との比較から分かるように、アンテナ２への影響は少なくなる。
【0061】
また、本実施形態において、厚み方向におけるアンテナ２とグランド層１１Ｂとの間の実効長が、アンテナ２が受信または送信する周波数帯の中心周波数の１／１０波長以上かつ１／２波長以下の範囲内である。この構成によれば、厚み方向におけるアンテナ２とグランド層１１Ｂとの間の実効長が、アンテナ２が受信または送信する周波数帯の中心周波数の１／４波長に近づくため、アンテナ性能が向上する。
【0062】
また、本実施形態において、厚み方向におけるアンテナ２とグランド層１１Ｂとの間の実効長が、アンテナ２が受信または送信する周波数帯の中心周波数の１／８波長以上かつ３／８波長以下の範囲内である。この構成によれば、厚み方向におけるアンテナ２とグランド層１１Ｂとの間の実効長が、アンテナ２が受信または送信する周波数帯の中心周波数の１／４波長により近づくため、アンテナ性能がより向上する。
【0063】
また、本実施形態において、アンテナ２は、第１ビルドアップ層２０にアレイ状に複数形成され、厚み方向から視た平面視において、アンテナ２の各アンテナ形成領域１００の少なくとも一つに、第１貫通ビア１３Ａが配置されている。この構成によれば、アレイアンテナの信頼性が向上し、製造コストを下げることができる。なお、本実施形態では、全てのアンテナ形成領域１００に第１貫通ビア１３Ａを設けたが、第１貫通ビア１３Ａが設けられていないアンテナ形成領域１００があってもよい。
【0064】
以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、及びその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。
【0065】
例えば、アンテナ２は、両偏波アンテナであってもよい。
また、高周波ＩＣ４０は、アンテナ２と電磁界的に接続されてもよい。
また、アンテナ基板１は、フェーズドアレイアンテナを形成してもよい。
また、高周波ＩＣ４０は、アンテナ２と電磁界的に接続されてもよい。
また、アンテナ基板１は、フェーズドアレイアンテナを形成してもよい。
【0066】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0067】
１…アンテナ基板、１Ａ…アンテナ基板、１Ｂ…アンテナ基板、２…アンテナ、２Ａ…第１アンテナ、２Ｂ…第２アンテナ、３…枠体、４…グランドパターン、１０…コア層、１０ａ…一方の面、１０ｂ…他方の面、１１（１１ａ～１１ｈ）…導体層、１２…絶縁層、１３…貫通ビア、１３Ａ…第１貫通ビア、１３Ｂ…第２貫通ビア、１３Ｃ…第３貫通ビア、１３Ｄ…第４貫通ビア、２０…第１ビルドアップ層、２０ａ…上面、２０ｂ…下面、２１（２１ａ～２１ｄ）…導体層、２２…絶縁層、２３…埋込ビア、２４…埋込ビア、２５…埋込ビア、３０…第２ビルドアップ層、３０ａ…上面、３０ｂ…下面、３１（３１ａ～３１ｄ）…導体層、３２…絶縁層、３３…埋込ビア、４０…高周波ＩＣ、４１…端子部、４２…端子部、４３…端子部、１００…アンテナ形成領域、２００…アンテナ基板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】