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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-10-11
(54)【発明の名称】アンテナ基板
(51)【国際特許分類】
H01Q 1/38 20060101AFI20231003BHJP
H01Q 5/30 20150101ALI20231003BHJP
【ＦＩ】
H01Q1/38
H01Q5/30
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023519558
(86)(22)【出願日】2021-09-28
(85)【翻訳文提出日】2023-03-28
(86)【国際出願番号】 KR2021013241
(87)【国際公開番号】W WO2022065984
(87)【国際公開日】2022-03-31
(31)【優先権主張番号】10-2020-0125829
(32)【優先日】2020-09-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】517099982
【氏名又は名称】エルジー イノテック カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100114188
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100119253
【弁理士】
【氏名又は名称】金山 賢教
(74)【代理人】
【識別番号】100129713
【弁理士】
【氏名又は名称】重森 一輝
(74)【代理人】
【識別番号】100137213
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100143823
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 英彦
(74)【代理人】
【識別番号】100183519
【弁理士】
【氏名又は名称】櫻田 芳恵
(74)【代理人】
【識別番号】100196483
【弁理士】
【氏名又は名称】川嵜 洋祐
(74)【代理人】
【識別番号】100160749
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 陽一
(74)【代理人】
【識別番号】100160255
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 祐輔
(74)【代理人】
【識別番号】100172683
【弁理士】
【氏名又は名称】綾 聡平
(74)【代理人】
【識別番号】100219265
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 崇大
(74)【代理人】
【識別番号】100203208
【弁理士】
【氏名又は名称】小笠原 洋平
(74)【代理人】
【識別番号】100146318
【弁理士】
【氏名又は名称】岩瀬 吉和
(72)【発明者】
【氏名】ソン，ヨンジュン
(72)【発明者】
【氏名】リュウ，ハン・フィル
(72)【発明者】
【氏名】イム，ドンウク
【テーマコード（参考）】
5J046
【Ｆターム（参考）】
5J046AA05
5J046AA19
5J046AB03
5J046PA07
(57)【要約】
実施例に係るアンテナ基板は、基板と、前記基板の上にアンテナパターン層と、前記基板及び前記アンテナパターン層の上に樹脂及び無機物フィラーを含む第１絶縁層と、前記第１絶縁層の上に樹脂及び無機物フィラーを含む第２絶縁層と、を含み、前記第２絶縁層は、第１絶縁層の誘電率及び厚さより大きい。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、前記基板の上に配置された導電性アンテナパターン層と、
前記基板及び前記導電性アンテナパターン層の上に第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の上に配置された第２絶縁層と、を含み、
前記第１絶縁層が含む物質は、前記第２絶縁層に含まれていない物質を含み、
前記第２絶縁層の厚さは、前記第１絶縁層の厚さより大きい、アンテナ基板。
【請求項2】
前記第２絶縁層は、前記第１絶縁層の誘電率の３倍～６倍である、請求項１に記載のアンテナ基板。
【請求項3】
前記第２絶縁層は、前記第１絶縁層の厚さの１.５倍～５倍である、請求項１に記載のアンテナ基板。
【請求項4】
前記導電性アンテナパターン層の厚さは、前記第１絶縁層及び第２絶縁層の厚さより薄い、請求項１に記載のアンテナ基板。
【請求項5】
前記第１絶縁層と前記第２絶縁層の物質は、互いに異なる、請求項１に記載のアンテナ基板。
【請求項6】
前記導電性アンテナパターン層は、互いに異なる周波数帯域でそれぞれ共振するデュアル共振アンテナパターンである、請求項１に記載のアンテナ基板。
【請求項7】
前記導電性アンテナパターン層は、２４.０３GHz～２５.８１GHzの第１周波数帯域及び２７.０７GHz～２８.８０GHzの第２周波数帯域でそれぞれ共振する、請求項６に記載のアンテナ基板。
【請求項8】
前記第２絶縁層の厚さは、２５μm～６５μmである、請求項１から７のいずれか一項に記載のアンテナ基板。
【請求項9】
前記第１絶縁層の厚さは、１０μm～２０μmである、請求項８に記載のアンテナ基板。
【請求項10】
前記第２絶縁層は、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３及びＣａＴｉＯ３で構成された群で少なくとも一つを含む、請求項１から７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】
実施例は、アンテナ基板に関するものである。
【背景技術】
【0002】
最近、無線データトラフィックの需要を充足するために、改善した５Ｇ(５th generation)通信システムまたはpre-５Ｇ通信システムを開発するための努力がなされている。
【0003】
高いデータ伝送率を達成するために、５Ｇ通信システムは超高周波(mmWave)帯域(sub ６Ｇ(６GHz)、２８Ｇ ２８GHz、３８Ｇ ３８GHzまたはそれ以上の周波数)を使用する。このような高い周波数帯域は、波長の長さによりmmWaveと呼ばれる。
【0004】
超高周波帯域おける電波の経路損失緩和及び電波の伝達距離を増加させるために、５Ｇ通信システムではビームフォーミング(beamforming)、massive MIMO(マッシブマイモ)、アレイアンテナ(array antenna)等の集積化技術が開発されている。
【0005】
このような周波数帯域で波長が数百個の活性アンテナで構成される点を考慮すると、アンテナシステムが相対的に大きくなる。
【0006】
これは、活性アンテナシステムを構成する多数の基板、即ち、アンテナ基板、アンテナ給電基板、送受信機(transceiver)基板、そして基底帯域(baseband)基板が一つの小型装置(one compact unit)として集積されなければならないことを意味する。
【0007】
一方、最近では高誘電率を有する誘電層を利用してアンテナの共振周波数を形成するようにする技術が開発されている。従来では、高誘電率のEMC(Epoxy Molding Compound)または高誘電率のプリプレグを用いて共振周波数を形成するようにする。
【0008】
しかし、従来のEMCを利用した構造は、モールドプロセスを利用して共振周波数形成のための誘電層(EMC層)を形成しており、これによりアンテナモジュールの全体厚さが厚くなる問題がある。例えば、EMC層は、モールドプロセスによって形成されるので３００μm以上の厚さを有し、これによりアンテナモジュールの全体厚さを増加させる問題がある。また、モールドプロセスを利用してEMC層を形成する場合、製造プロセスの特性上モールド樹脂が金型外に流れ出る問題があり、これによる収率が低下する問題がある。
【0009】
また、高誘電率のプリプレグを利用した構造では、基板の積層工程で、複数の絶縁層のうち少なくとも１つの層を高誘電率のプリプレグで形成している。そして、基板の積層工程で複数の絶縁層のうち少なくとも一つの絶縁層を高誘電率のプリプレグで形成する場合、高誘電率のプリプレグと他の絶縁層の間の誘電率の差による基板ねじれ問題が発生する問題がある。また、高誘電率のプリプレグを含んでアンテナ基板を形成する場合、静電気及び製品に有害なOUT-GASが発生し、これによるボイド問題及び信頼性問題が発生して収率が減少する問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
実施例では、新しい構造のアンテナ基板を提供しようとする。
【0011】
また、実施例では、基板のスリム化が可能であると共に、共振周波数のシフトが可能なアンテナ基板を提供しようとする。
【0012】
実施例で解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されるものではなく、言及されていないさらに他の技術的課題は、以下の記載から実施例が属する技術分野で通常の知識を有した者に明確に理解されるだろう。
【課題を解決するための手段】
【0013】
実施例に係るアンテナ基板は、基板と、前記基板の上に導電性アンテナパターン層と、前記基板及び前記導電性アンテナパターン層の上に樹脂及び無機物フィラーを含む第１絶縁層と、前記第１絶縁層の上に樹脂及び無機物フィラーを含む第２絶縁層と、を含み、前記第２絶縁層は、第１絶縁層の誘電率及び厚さより大きい。
【0014】
また、前記導電性アンテナパターン層は、互いに離隔した複数のアンテナパターンを含み、前記第１絶縁層は、前記複数のアンテナパターンの間を全て覆う。
【0015】
また、前記第２絶縁層は、前記第１絶縁層の誘電率の３倍～６倍である。
【0016】
また、前記第２絶縁層は、前記第１絶縁層の厚さの１.５倍～５倍である。
【0017】
また、前記導電性アンテナパターン層の厚さは、前記第１絶縁層及び第２絶縁層の厚さより薄い。
【0018】
また、前記第１絶縁層と前記第２絶縁層の物質は、互いに異なる。
【0019】
また、前記導電性アンテナパターン層は、互いに異なる周波数帯域でそれぞれ共振するデュアル共振アンテナパターンである。
【0020】
また、前記導電性アンテナパターン層は、２４.０３GHz～２５.８１GHzの第１周波数帯域及び２７.０７GHz～２８.８０GHzの第２周波数帯域でそれぞれ共振する。
【0021】
また、前記第２絶縁層の厚さは、２５μm～６５μmである。
【0022】
また、前記第１絶縁層の厚さは、１０μm～２０μmである。
【0023】
また、前記第２絶縁層は、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３及びＣａＴｉＯ３で構成された群で少なくとも一つを含む。
【0024】
また、前記第１絶縁層は、ＳｉＯ２である。
【0025】
また、前記第２絶縁層は、前記導電性アンテナパターン層の上に一定間隔を置いて一定パターンで形成される。
【0026】
また、前記第２絶縁層は、誘電率Ｄｋが１５～２０である。
【0027】
また、前記第１絶縁層は、誘電率Ｄｋが３～５である。
【0028】
また、前記第１絶縁層の厚さは、前記導電性アンテナパターン層の間の厚さである。
【0029】
また、前記第１絶縁層及び第２絶縁層の厚さは、最も厚い部分の厚さである。
【発明の効果】
【0030】
実施例では、高誘電率の絶縁層(例えば、ソルダーレジスト層)を導電性アンテナパターン層の上に配置し、それにより前記絶縁層を利用して前記導電性アンテナパターン層の共振周波数帯域がシフトされるようにする。これによれば、実施例では、絶縁層を利用して共振周波数帯域をシフトすることにより、EMCを利用した比較例に比べて、アンテナ基板の厚さを画期的に減らすことができ、さらにモールドプロセスによって発生する信頼性問題を解決して収率を拡大することができる。また、実施例では、高誘電プリプレグを利用した比較例に比べてOUT-GAS発生による信頼性問題を解決することができ、コストが高い高誘電プリプレグを除去することにより、製品コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】第１実施例に係るアンテナ基板を示した図面である。
【図2】第１実施例のアンテナ基板の変形例を示した図面である。
【図3】従来のアンテナ基板における共振周波数特性を表わした図面である。
【図4】実施例に係る第１誘電率を有する第２絶縁層の高さ変化による共振周波数特性を表わした図面である。
【図5】実施例に係る第２誘電率を有する第２絶縁層の高さ変化による共振周波数特性を表わした図面である。
【図6】実施例に係る第３誘電率を有する第２絶縁層の高さ変化による共振周波数特性を表わした図面である。
【図7】第２実施例に係るアンテナ基板を示した図面である。
【図8】第３実施例に係るアンテナ基板を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
定義された用語のように一般的に使用される用語は、かかわる技術の文脈上の意味を考慮してその意味を解釈できるだろう。
【0033】
また、本発明の実施例で用いられる用語は、実施例を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は、文句で特に言及しない限り複数形も含むことができ、「Ａ及びＢ、Ｃのうち少なくとも一つ(または一つ以上)」と記載される場合、Ａ、Ｂ、Ｃで組合せることのできる全ての組合せのうち一つ以上を含むことができる。
【0034】
また、本発明の実施例の構成要素の説明において、第１、第２、Ａ、Ｂ、(ａ)、(ｂ)等の用語を用いることができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語によって当該構成要素の本質または順序等が限定されるものではない。そして、ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載された場合、その構成要素は他の構成要素に直接的に連結、結合または接続される場合だけではなく、その構成要素とその他の構成要素の間にあるさらに他の構成要素により「連結」、「結合」または「接続」される場合も含むことができる。
【0035】
また、各構成要素の「上または下」に形成または配置されると記載される場合、「上または下」は、二つの構成要素が直接接触する場合だけではなく、一つ以上のさらに他の構成要素が二つの構成要素の間に形成または配置される場合も含む。また「上または下」と表現される場合、一つの構成要素を基準として、上側方向だけではなく下側方向の意味も含むことができる。
【0036】
図１を参照すると、アンテナ基板は、基板１１０、導電性アンテナパターン層１２０及び第１絶縁層１３０及び第２絶縁層１４０を含む。
【0037】
第１絶縁層１３０及び第２絶縁層１４０は、一例として絶縁層であってもよい。即ち、前記第１絶縁層１３０及び第２絶縁層１４０は、基板の最外側に配置され、それにより前記導電性アンテナパターン層１２０を保護する機能をする保護層であってもよい。
【0038】
基板１１０は、アンテナ基板の給電及び支持のために提供されてもよい。前記基板１１０は、プリント回路基板(Printed Circuit Board：PCB)であってもよい。このような、基板１１０は、平板構造を有する。このような基板１１０は、単一層で構成されてもよく、これとは違うように多数の層が積層されて具現されてもよい。前記基板１１０は、接地のための接地層(図示されない)及び給電のための給電部(図示されない)を含むことができる。
【0039】
前記基板１１０の一面には導電性アンテナパターン層１２０が形成される。前記導電性アンテナパターン層１２０は、アンテナ基板において、信号送受信のために提供されてもよい。前記導電性アンテナパターン層１２０は、予め決められた共振周波数帯域で信号を送受信することができる。例えば、前記導電性アンテナパターン層１２０は、共振周波数帯域で動作して電磁波を送受信することができる。前記導電性アンテナパターン層１２０は、前記基板１１０の給電部(図示されない)から電源が供給されることで動作することができる。
【0040】
前記導電性アンテナパターン層１２０は、複数の共振周波数帯域で共振することができる。例えば、前記導電性アンテナパターン層１２０は、互いに異なる共振周波数帯域で共振するデュアル共振アンテナであってもよい。例えば、前記導電性アンテナパターン層１２０は、２４.０３GHz～２５.８１GHzの第１周波数帯域及び２７.０７GHz～２８.８０GHzの第２周波数帯域でそれぞれ共振するデュアル共振アンテナであってもよい。
【0041】
一方、図面に図示していないが、基板１１０内にも導電性アンテナパターン層１２０が形成される。即ち、導電性アンテナパターン層１２０は、基板１１０内に多層構造にて形成されてもよい。図面における導電性アンテナパターン層１２０は、基板１１０の最外側に配置されたパターンを図示したものである。即ち、導電性アンテナパターン層１２０は、多層構造を有することができ、これとは違うように単層構造を有することができる。前記導電性アンテナパターン層１２０の層数は、共振周波数帯域を基準として決定される。実施例では、基板１１０の最外側に配置される導電性アンテナパターン層１２０を中心に説明することにする。前記導電性アンテナパターン層１２０は、前記基板１１０の一面に１０μm～１５μmの厚さを持って形成される。例えば、前記導電性アンテナパターン層１２０は、前記基板１１０の一面に１２μmの厚さを持って形成される。
【0042】
基板１１０の上には複数の絶縁層(例えば、ソルダーレジスト層)が形成される。
【0043】
具体的に、複数の絶縁層は、前記基板１１０及び前記導電性アンテナパターン層１２０の上に形成される第１絶縁層１３０と、前記第１絶縁層１３０の上に配置される第２絶縁層１４０を含むことができる。前記第１絶縁層１３０は、前記基板１１０の一面に形成された導電性アンテナパターン層１２０の間を全て覆うことができる。例えば、導電性アンテナパターン層１２０は、互いに離隔される複数のアンテナパターンを含む。そして、前記第１絶縁層１３０は、前記互いに離隔される複数のアンテナパターンの間を全て覆って形成される。また、前記第２絶縁層１４０は、前記第１絶縁層１３０または前記導電性アンテナパターン層１２０の上に一定間隔を置いて配置される。即ち、前記第１絶縁層１３０は、前記導電性アンテナパターン層１２０と垂直方向にオーバーラップする領域に形成される。この時、前記導電性アンテナパターン層１２０は、基板１１０の上に互いに離隔される複数のアンテナパターンを含む。よって、前記第２絶縁層１４０は、前記導電性アンテナパターン層１２０に対応するように、前記第１絶縁層１３０または前記導電性アンテナパターン層１２０の上に一定間隔を置いて一定パターンで形成される。
【0044】
前記第１絶縁層１３０と第２絶縁層１４０は、互いに異なる面積を有することができる。例えば、前記第１絶縁層１３０の面積は、前記第２絶縁層１４０の面積より大きくてもよい。これにより、前記第１絶縁層１３０の上面の少なくとも一部には、前記第２絶縁層１４０が形成されなくてもよい。例えば、前記第２絶縁層１４０は、前記第１絶縁層１３０の上面のうち前記導電性アンテナパターン層１２０と垂直方向にオーバーラップする領域のみに選択的に配置されてもよい。
【0045】
前記第２絶縁層１４０の幅Ｗ１は、前記導電性アンテナパターン層１２０の幅Ｗ２より大きくてもよい。これにより、前記第２絶縁層１４０は、垂直方向に導電性アンテナパターン層１２０とオーバーラップする第１部分と、前記導電性アンテナパターン層１２０とオーバーラップしない第１部分以外の第２部分を含むことができる。ただし、実施例はこれに限定されず、前記第２絶縁層１４０は、前記導電性アンテナパターン層１２０の幅と同一幅を有しながら、全体領域が前記導電性アンテナパターン層１２０と垂直方向にオーバーラップしてもよい。
【0046】
前記第１絶縁層１３０は、前記基板１１０の上に第１厚さＴ１を持って形成される。また、第２絶縁層１４０は、前記第１絶縁層１３０の上に前記第１厚さＴ１より大きい第２厚さＴ２を持って形成される。例えば、前記第２絶縁層１４０の第２厚さＴ２は、前記第１絶縁層１３０の第１厚さＴ１の１.５倍～５倍であってもよい。前記第２厚さＴ２が前記第１厚さＴ１の１.５倍より小さいと、共振周波数帯域の形成のための周波数シフト効果が微小となる。前記第２厚さＴ２が前記第１厚さＴ１の１.５倍より小さいと、前記導電性アンテナパターン層１２０の共振周波数帯域が目標周波数帯域にシフトできない問題が発生し得る。前記第２厚さＴ２が前記第１厚さＴ１の５倍より大きいと、前記第２絶縁層１４０の厚さ増加によるアンテナ基板の全体的な厚さが増加する。前記第２厚さＴ２が前記第１厚さＴ１の５倍より小さいと、前記導電性アンテナパターン層１２０の共振周波数帯域が所望の目標周波数帯域をはずれることがある。
【0047】
このための前記第１絶縁層１３０の第１厚さＴ１は、１０μm～２０μmを有することができる。また、前記第２絶縁層１４０の第２厚さＴ２は、２５μm～６５μmを有することができる。ここで、上述したように前記導電性アンテナパターン層１２０は、１０μm～１５μmの厚さを有することができる。これにより、前記第１絶縁層１３０の第１厚さＴ１は、前記導電性アンテナパターン層１２０の厚さより大きくなる。ここで、前記第１絶縁層１３０の第１厚さＴ１は、前記導電性アンテナパターン層１２０の間での厚さであってもよい。具体的に、前記第１絶縁層１３０の第１厚さＴ１は、前記基板１１０の上面から前記第１絶縁層１３０の上面までの厚さであってもよい。より具体的に、前記第１絶縁層１３０の第１厚さＴ１は、前記第１絶縁層１３０の全体領域のうち最も厚い部分の厚さであってもよい。これと同様に、前記第２絶縁層１４０の第２厚さＴ２は、前記第２絶縁層１４０の全体領域のうち最も厚い部分の厚さであってもよい。
【0048】
そして、前記第１絶縁層１３０の第１厚さＴ１が前記導電性アンテナパターン層１２０の厚さより大きい場合、前記第１絶縁層１３０は、前記導電性アンテナパターン層１２０の上にも配置される。例えば、前記第１絶縁層１３０は、前記第２絶縁層１４０と前記導電性アンテナパターン層１２０の間にも形成される。また、図２に図示されたように、これとは違うように前記第１絶縁層１３０の第１厚さＴ１は、前記導電性アンテナパターン層１２０の厚さと同一であってもよい。このような場合、前記導電性アンテナパターン層１２０と前記第２絶縁層１４０の間には、前記第１絶縁層１３０が形成されなくてもよい。
【0049】
即ち、実施例の第１絶縁層１３０は、前記導電性アンテナパターン層１２０と第２絶縁層１４０の間に選択的に形成されてもよい。そして、前記導電性アンテナパターン層１２０と前記第２絶縁層１４０の間における前記第１絶縁層１３０の第３厚さＴ３は、０μm～３μmを有することができる。前記第３厚さＴ３が３μmより大きい場合、前記第２絶縁層１４０による周波数シフト効果が微小となる。また、前記第３厚さＴ３が３μmより大きい場合、前記第１絶縁層１３０の厚さ増加によるアンテナ基板の全体厚さが増加する。
【0050】
一方、前記第１絶縁層１３０の厚さは、前記導電性アンテナパターン層１２０の下面から前記第１絶縁層１３０の上面までの厚さを意味することができる。例えば、第１絶縁層１３０の厚さは、前記導電性アンテナパターン層１２０及び前記導電性アンテナパターン層１２０の上にある第１絶縁層１３０の厚さを含んだものであってもよい。そして、第１絶縁層１３０のうち導電性アンテナパターン層１２０の間に形成された部分は、導電性アンテナパターン層１２０より低く位置することができる。例えば、第１絶縁層１３０は、導電性アンテナパターン層１２０の上に配置される第１領域と、前記導電性アンテナパターン層１２０の間で基板１１０の上に配置される第２領域を含むことができる。そして、前記第１絶縁層１３０の厚さは、前記導電性アンテナパターン層１２０の厚さ及び前記第１絶縁層１３０の第１領域の厚さを合わせた厚さであってもよい。そして、前記第１絶縁層１３０の第２領域の厚さは、前記導電性アンテナパターン層１２０の厚さより薄くてもよい。
【0051】
一方、前記第１絶縁層１３０と第２絶縁層１４０は、互いに異なる誘電率を有することができる。具体的に、前記第２絶縁層１４０の誘電率は、前記第１絶縁層１３０の誘電率より大きくてもよい。より具体的に、前記第２絶縁層１４０の誘電率は、前記第１絶縁層１３０の誘電率の３倍～６倍であってもよい。前記第２絶縁層１４０の誘電率が前記第１絶縁層１３０の３倍未満または５倍を超過する場合、前記導電性アンテナパターン層１２０の共振周波数帯域が目標周波数帯域をはずれる問題が発生し、これによりアンテナ性能が減少する。このために、前記第１絶縁層１３０は、誘電率Ｄｋが３～５であってもよい。また、前記第２絶縁層１４０は、誘電率Ｄｋが１５～２０であってもよい。
【0052】
このために、前記第１絶縁層１３０及び第２絶縁層１４０は、互いに異なる物質を含むことができる。
【0053】
即ち、第１絶縁層１３０及び第２絶縁層１４０は、それぞれ樹脂及び無機物フィラーを含むことができる。
【0054】
この時、前記第１絶縁層１３０を構成する無機物フィラーは、前記第２絶縁層１４０を構成する無機物フィラーと異なってもよい。例えば、前記第１絶縁層１３０に含まれるフィラーの誘電率は、前記第２絶縁層１４０に含まれるフィラーの誘電率より小さくてもよい。
【0055】
前記第１絶縁層１３０は、ＳｉＯ２を含むことができる。
【0056】
前記第２絶縁層１４０は、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３及びＣａＴｉＯ３で構成された群で少なくとも一つを含む。即ち、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３及びＣａＴｉＯ３の誘電率は、ＳｉＯ２の誘電率より大きく、これにより、前記第２絶縁層１４０の誘電率は、前記第１絶縁層１３０の誘電率より大きくなる。例えば、第２絶縁層１４０は、Ｔｉを含む無機物を含むことができる。
【0057】
前記第１絶縁層１３０は、樹脂内にＳｉＯ２が２０重量％～７０重量％充填されてもよい。
【0058】
前記第２絶縁層１４０は、樹脂にＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３及びＣａＴｉＯ３のうち少なくとも一つ以上が含まれ、ここにＳｉＯ２がさらに含まれてもよい。
【0059】
即ち、第２絶縁層１４０は、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３及びＣａＴｉＯ３から選択される少なくとも一つ以上のみを含むことができる。これとは違うように、第２絶縁層１４０は、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３及びＣａＴｉＯ３から選択される少なくとも一つにＳｉＯ２がさらに含まれてもよい。
【0060】
前記第２絶縁層１４０がＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３及びＣａＴｉＯ３で構成された群から選択される少なくとも一つのみを含む場合、少なくとも一つを含む。前記ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３及びＣａＴｉＯ３のうち少なくとも一つ以上は、樹脂内に１５重量％～４５重量％で充填されてもよい。
【0061】
これとは違うように、前記第２絶縁層１４０がＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３及びＣａＴｉＯ３のうち少なくとも一つと、ＳｉＯ２を全部含む場合、これらの組合せは、樹脂内に２０重量％～７０重量％含まれ、このうち前記ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３及びＣａＴｉＯ３のうち少なくとも一つは５重量％～４５重量％を占めることができる。
【0062】
また、第１絶縁層１３０の無機物フィラーの平均サイズは、第２絶縁層１４０の無機物フィラーの平均サイズと異なってもよい。例えば、第１絶縁層１３０の無機物フィラーの平均サイズは、第２絶縁層１４０の無機物フィラーの平均サイズより大きくてもよい。例えば、第１絶縁層１３０の無機物フィラーの平均サイズは４μm以下であってもよい。例えば、第２絶縁層１４０の無機物フィラーの平均サイズは、３μm以下であってもよい。
【0063】
上記のように、実施例では、前記第２絶縁層１４０がＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３及びＣａＴｉＯ３のうち少なくとも一つを含む高誘電率のフィラーを含むようにして、前記第２絶縁層１４０の誘電率が前記第１絶縁層１３０の誘電率より大きいようにする。そして、上記のような１５～２０の誘電率を有する第２絶縁層１４０によって、前記導電性アンテナパターン層１２０によって形成される共振周波数帯域が所望の目標周波数帯域にシフトできるようにする。
【0064】
以下では、実施例に係る第２絶縁層１４０を含むアンテナ基板における周波数シフト効果に対して説明することにする。
【0065】
図３は、従来のアンテナ基板における共振周波数特性を表わした図面であり、図４は、実施例に係る第１誘電率を有する第２絶縁層の高さ変化による共振周波数特性を表わした図面であり、図５は、実施例に係る第２誘電率を有する第２絶縁層の高さ変化による共振周波数特性を表わした図面であり、図６は、実施例に係る第３誘電率を有する第２絶縁層の高さ変化による共振周波数特性を表わした図面である。
【0066】
図３は、従来のアンテナ基板において、導電性アンテナパターン層の上にEMCを配置した状態における共振周波数特性を表わす。従来では、導電性アンテナパターン層の上にEMCを利用した誘電層を形成して共振周波数帯域をシフトした。この時、前記EMCを利用した誘電層は、誘電率Ｄｋが８程度であり、厚さが３００μm程度のレベルを有する。この時、導電性アンテナパターン層の共振周波数は－１０dBのＳ－パラメータ(scattering parameter)を基準として、共振周波数帯域は、２３.６０GHz～２４.８５ＧHzと現れ、ピーク周波数が２４.１５ＧHzと表れたことを確認することができた。しかし、このようなEMCを利用する場合、厚さの増加に対する問題とモールドプロセスによって現れる信頼性問題が存在する。
【0067】
これとは違うように、実施例では、８０μm以下の厚さを有する高誘電率の第２絶縁層１４０を利用して、従来のEMCを利用した誘電層と同じ性能の確保が可能となるようにすることができる。
【0068】
実施例では、図４のように、誘電率Ｄｋが１０である第２絶縁層の高さを１５μm、４０μm及び６５μmに変化させ、これによる周波数特性変化を観察した。また、実施例では、図５のように、誘電率Ｄｋが１５である第２絶縁層の高さを１５μm、４０μm及び６５μmに変化させ、これによる周波数特性変化を観察した。また、実施例では、図６のように、誘電率Ｄｋが２０である第２絶縁層の高さを１５μm、４０μm及び６５μmに変化させ、これによる周波数特性変化を観察した。
【0069】
第２絶縁層１４０の誘電率及び高さによる周波数特性変化を見ると、表１のようである。
【表1】
【0070】
前記表１をまとめると、誘電率を基準として、第２絶縁層１４０の誘電率が１０である場合、その厚さが２５μmずつ増加することにより、ピーク周波数が１５０MHzずつダウンシフトされることを確認し、周波数帯域のエッジ部分が１８０～２００MHz程度ダウンシフトされることを確認することができた。
【0071】
また、第２絶縁層１４０の誘電率が１５である場合、その厚さが２５μmずつ増加することにより、ピーク周波数が２５０MHzずつダウンシフトされることを確認し、周波数帯域のエッジ部分が２００～３００MHz程度ダウンシフトされることを確認することができた。
【0072】
また、第２絶縁層１４０の誘電率が２０である場合、その厚さが２５μmずつ増加することにより、ピーク周波数が２５０～３５０MHzずつダウンシフトされることを確認し、周波数帯域のエッジ部分が３００～４００MHz程度ダウンシフトされることを確認することができた。
【0073】
また、厚さを基準として、第２絶縁層１４０の厚さが１５μmである場合、その誘電率が５ずつ増加することにより、ピーク周波数が５０MHzずつダウンシフトされることを確認し、周波数帯域のエッジ部分が６０～８０MHz程度ダウンシフトされることを確認することができた。
【0074】
また、第２絶縁層１４０の厚さが４０μmである場合、その誘電率が５ずつ増加することにより、ピーク周波数が１５０MHzずつダウンシフトされることを確認し、周波数帯域のエッジ部分が１７０～１９０MHz程度ダウンシフトされることを確認することができた。
【0075】
また、第２絶縁層１４０の厚さが６５μmである場合、その誘電率が５ずつ増加することにより、ピーク周波数が２５０～３５０MHzずつダウンシフトされることを確認し、周波数帯域のエッジ部分が３００～４００MHz程度ダウンシフトされることを確認することができた。
【0076】
その結果、実施例では、前記第２絶縁層１４０の誘電率が１５～２０であり、その厚さが２５～６０μmである場合、導電性アンテナパターン層１２０の共振周波数帯域のシフトに効果があることを確認し、従来の３００μm以上の厚さを有するEMCと同じ性能確保が可能であることを確認することができた。
【0077】
以下では、追加実施例に対して説明することにする。
【0078】
図７は、第２実施例に係るアンテナ基板を示した図面である。
【0079】
図７を参照すると、基板２１０、導電性アンテナパターン層２２０及び絶縁層２４０を含むことができる。前記基板２１０と導電性アンテナパターン層２２０は、図１に図示された第１実施例におけるアンテナ基板と実質的に同じ構造及び構成を有するので、これに対する詳細な説明は省略することにする。
【0080】
第２実施例におけるアンテナ基板は、絶縁層２４０を含む。絶縁層２４０は、前記基板２１０及び前記導電性アンテナパターン層２２０の上に配置される。即ち、第１実施例におけるアンテナ基板では、互いに異なる誘電率を有する第１絶縁層１３０及び第２絶縁層１４０がそれぞれ基板及びアンテナパターンの上に配置された。これに反して、第２実施例のアンテナ基板では、一つの絶縁層が基板及びアンテナパターンの上に配置される。
【0081】
このために、前記絶縁層２４０は、図１における第２絶縁層１４０に対応することができる。即ち、前記絶縁層２４０の誘電率は、１５～２０であってもよい。
【0082】
この時、絶縁層２４０は、第１厚さＴ１を有することができる。前記第１厚さＴ１は、前記絶縁層２４０の全体領域のうち最も厚い領域における厚さを意味することができる。例えば、前記第１厚さＴ１は、基板の上における絶縁層２４０の厚さであってもよい。前記絶縁層２４０の第１厚さＴ１は、４０μm～８０μmを有することができる。これにより、実施例における絶縁層２４０は、前記導電性アンテナパターン層２２０の上に一定高さを持って配置される。例えば、前記導電性アンテナパターン層２２０の上における絶縁層２４０の厚さは、２８μm～６８μmを有することができる。即ち、前記導電性アンテナパターン層２２０の厚さが１２μmである場合、前記導電性アンテナパターン層２２０の上における絶縁層２４０の厚さは、２８μm～６８μmを有することができる。
【0083】
一方、前記絶縁層２４０の厚さは、前記導電性アンテナパターン層２２０の下面から前記絶縁層２４０の上面までの厚さを意味することができる。例えば、絶縁層２４０の厚さは、前記導電性アンテナパターン層２２０及び前記導電性アンテナパターン層２２０の上にある絶縁層２４０の厚さを含んだものであってもよい。前記絶縁層２４０のうち導電性アンテナパターン層２２０の間に形成された部分は、導電性アンテナパターン層２２０より低く位置することができる。例えば、絶縁層２４０は導電性アンテナパターン層２２０の上に配置される第１領域と、前記導電性アンテナパターン層２２０の間で基板２１０の上に配置される第２領域を含むことができる。そして、前記絶縁層２４０の厚さは、前記導電性アンテナパターン層２２０の厚さ及び前記絶縁層２２０の第１領域の厚さを合わせたものであってもよい。また、前記絶縁層２４０の第２領域の厚さは、前記導電性アンテナパターン層２２０の厚さより薄くてもよい。
【0084】
図８は、第３実施例に係るアンテナ基板を示した図面である。
【0085】
図８を参照すると、基板３１０、導電性アンテナパターン層３２０、第１絶縁層３３０及び第２絶縁層３４０を含むことができる。前記基板３１０と導電性アンテナパターン層３２０は、図１に図示された第１実施例におけるアンテナ基板と実質的に同じ構造及び構成を有するので、これに対する詳細な説明は省略することにする。
【0086】
第３実施例におけるアンテナ基板は、第１絶縁層３３０及び第２絶縁層３４０を含む。この時、前記第１絶縁層３３０の物質的特性は、第１実施例における第１絶縁層１３０の物質的特性と同一である。また、前記第２絶縁層３４０の物質的特性は、第１実施例における第２絶縁層１４０の物質的特性と同一である。ただし、第１実施例では、基板及び導電性アンテナパターン層の上に第１絶縁層が形成され、その上に第２絶縁層が形成された。これにより第１実施例における第１絶縁層の上面は、第２絶縁層の上面より低く位置した。
【0087】
これとは違うように、第３実施例における第１絶縁層３３０は、基板３１０の上に形成され、第２絶縁層３４０は、導電性アンテナパターン層３２０の上に形成される。即ち、前記第１絶縁層３３０は、基板３１０の上に前記導電性アンテナパターン層３２０の表面を露出する開口(図示されない)を持って形成される。そして、前記第２絶縁層３４０は、前記第１絶縁層３３０の開口を介して露出した導電性アンテナパターン層３２０の上に形成される。これにより、前記第２絶縁層３４０の下面は、前記導電性アンテナパターン層３２０の上面と直接接触することができる。また、第２絶縁層３４０の幅は、前記導電性アンテナパターン層３２０の幅と同一であってもよい。また、第２絶縁層３４０の上面は、第１絶縁層３３０の上面と同一平面上に位置することができる。ここで、「同一」の意味は厳密な意味に束縛されるものではなく、類似する機能を期待できる程度の範囲を含めて解釈する。
【0088】
前記第１絶縁層３３０の第１厚さＴ１は、４０μm～８０μmを有することができる。そして、前記第２絶縁層３４０の第２厚さＴ２は、２８μm～６８μmを有することができる。即ち、前記導電性アンテナパターン層３２０は、１２μmの厚さを有することができ、これにより前記第２絶縁層３４０の第２厚さＴ２は、２８μm～６８μmを有することができる。
【0089】
一方、前記第１絶縁層３３０を構成する物質、第２絶縁層３４０を構成する物質、前記第１絶縁層３３０と第２絶縁層３４０の誘電率の関係は、第１実施例で既に説明したので、これに対する説明は省略することにする。
【0090】
実施例では、高誘電率の絶縁層を導電性アンテナパターン層の上に配置し、それにより前記絶縁層を利用して前記導電性アンテナパターン層の共振周波数帯域がシフトされるようにする。これによれば、実施例では、絶縁層を利用して共振周波数帯域をシフトすることにより、EMCを利用した比較例に比べて、アンテナ基板の厚さを画期的に減らすことができ、さらにモールドプロセスによって発生する信頼性問題を解決して収率を拡大することができる。また、実施例では、高誘電プリプレグを利用した比較例に比べてOUT-GAS発生による信頼性問題を解決することができ、コストが高い高誘電プリプレグを除去することにより、製品コストを下げることができる。
【0091】
以上の実施例で説明された特徴、構造、効果等は、本発明の少なくとも一つの実施例に含まれ、必ず一つの実施例に限定されるものでは、ない。また、各実施例に例示された特徴、構造、効果等は、実施例が属する分野で通常の知識を有する者によって、他の実施例に対して組合せまたは変形して実施可能である。よって、そのような組合せと変形に係る内容は、本発明の範囲に含まれると解釈されるべきである。
【0092】
以上では、実施例を中心に説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものでは、なく、本発明が属する分野で通常の知識を有した者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上で例示されていない多様な変形と応用が可能である。例えば、実施例に具体的に提示された各構成要素は、変形して実施することができる。そして、そのような変形と応用に係る差異点は、添付される請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれると解釈されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【手続補正書】
【提出日】2023-03-29
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、前記基板の上に配置された導電性パターン層と、
前記導電性パターン層の上に配置された第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の上に配置された第２絶縁層と、を含み、
前記第１絶縁層は、前記第２絶縁層の物質と異なる物質を含み、
前記第２絶縁層の厚さは、前記第１絶縁層の厚さより大きい、アンテナ基板。
【請求項2】
前記第２絶縁層の誘電率は、前記第１絶縁層の誘電率より大きい、請求項１に記載のアンテナ基板。
【請求項3】
前記第２絶縁層の誘電率は、前記第１絶縁層の誘電率の３倍～６倍である、請求項２に記載のアンテナ基板。
【請求項4】
前記第２絶縁層の厚さは、前記第１絶縁層の厚さの１.５倍～５倍である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナ基板。
【請求項5】
前記導電性パターン層の厚さは、前記第１絶縁層及び第２絶縁層の厚さより薄い、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアンテナ基板。
【請求項6】
前記導電性パターン層は、互いに異なる周波数帯域でそれぞれ共振するデュアル共振アンテナパターン層である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアンテナ基板。
【請求項7】
前記導電性パターン層は、２４.０３GHz～２５.８１GHzの第１周波数帯域及び２７.０７GHz～２８.８０GHzの第２周波数帯域でそれぞれ共振する、請求項６に記載のアンテナ基板。
【請求項8】
前記第２絶縁層の厚さは、２５μm～６５μmである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンテナ基板。
【請求項9】
前記第１絶縁層の厚さは、１０μm～２０μmである、請求項８に記載のアンテナ基板。
【請求項10】
前記第２絶縁層は、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＴｉＯ３及びＣａＴｉＯ３で構成された群で少なくとも一つを含む、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のアンテナ基板。
【請求項11】
前記第２絶縁層は、ＳｉＯ２をさらに含む、請求項１０に記載のアンテナ基板。
【請求項12】
前記第１絶縁層は、ＳｉＯ２である、請求項１０に記載のアンテナ基板。
【請求項13】
前記第１絶縁層の誘電率は、３～５の範囲を満足する、請求項３に記載のアンテナ基板。
【請求項14】
前記第２絶縁層の誘電率は、１５～２０の範囲を満足する、請求項３に記載のアンテナ基板。
【請求項15】
前記第１絶縁層の厚さは、前記導電性パターン層と垂直に重なった領域の厚さである、請求項４に記載のアンテナ基板。
【請求項16】
基板と、前記基板の上に配置され、開口部を備えた第１絶縁層と、
前記基板の上に配置され、前記第１絶縁層の前記開口部内に配置される導電性パターン層と、
前記導電性パターン層の上に配置された第２絶縁層と、を含み、
前記第１絶縁層は、前記第２絶縁層の物質と異なる物質を含み、
前記第２絶縁層の厚さは、前記第１絶縁層の厚さより大きい、アンテナ基板。
【請求項17】
前記第１絶縁層の厚さは、前記導電性パターン層の厚さと同一である、請求項１６に記載のアンテナ基板。
【請求項18】
前記導電性パターン層は、水平方向に互いに離隔した複数個の導電性パターンを含み、前記第２絶縁層は、前記複数個の導電性パターンのそれぞれと垂直方向に重なり、互いに水平方向に離隔した複数個の絶縁パターンを含む、請求項１６又は１７に記載のアンテナ基板。
【請求項19】
前記複数個の絶縁パターンのそれぞれの幅は、前記複数個の導電性パターンのそれぞれの幅より大きい、請求項１８に記載のアンテナ基板。
【請求項20】
基板と、前記基板の上に配置され、開口部を備えた第１絶縁層と、
前記基板の上に配置され、前記第１絶縁層の前記開口部内に配置される導電性パターン層と、
前記導電性パターン層の上に配置された第２絶縁層と、を含み、
前記第１絶縁層は、前記第２絶縁層の物質と異なる物質を含み、
前記導電性パターン層及び前記第２絶縁層のそれぞれの幅は、前記開口部の幅と同一である、アンテナ基板。
【国際調査報告】