特表 2025-500322 集積回路のための放射線シールドを採用したアンテナ装置

(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】2025-01-09

(54)【発明の名称】集積回路のための放射線シールドを採用したアンテナ装置

(51)【国際特許分類】

   H01Q 23/00 20060101AFI20241226BHJP

   H05K 9/00 20060101ALI20241226BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20241226BHJP

   H05K 3/36 20060101ALI20241226BHJP

【ＦＩ】

H01Q23/00

H05K9/00 A

H05K1/02 P

H05K3/36 A

【審査請求】有

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2024537131

(86)(22)【出願日】2021-12-22

(85)【翻訳文提出日】2024-08-14

(86)【国際出願番号】 US2021064969

(87)【国際公開番号】W WO2023121667

(87)【国際公開日】2023-06-29

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】513180451

【氏名又は名称】ヴィアサット，インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＶｉａＳａｔ，Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001302

【氏名又は名称】弁理士法人北青山インターナショナル

(72)【発明者】

【氏名】フランソン，スティーブン ジェイ．

【テーマコード（参考）】

5E321

5E338

5E344

5J021

【Ｆターム（参考）】

5E321AA02

5E338AA03

5E338BB13

5E338CC05

5E338CD23

5E338EE11

5E344AA01

5E344AA22

5E344BB02

5E344CD02

5E344DD08

5E344EE07

5J021AA01

5J021FA13

5J021JA08

(57)【要約】

アンテナ装置が、アンテナ素子と、アンテナ素子に結合された少なくとも１つの無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）との間に放射シールドを含む。アンテナ基板が、対向する第１及び第２の表面を有する第１の誘電体層、並びにグランドプレーンを形成するための第２の表面に取り付けられた第１のメタライゼーション層を含む。ベース基板が、対向する第３及び第４の表面を有する少なくとも１つの第２の誘電体層、並びに第３の表面に取り付けられた第１の側面、及び放射線シールドを形成するために第１のメタライゼーション層に取り付けられた第２の側面を有する第２のメタライゼーション層を含む。ＲＦＩＣは、ベース基板を通して延在する少なくとも１つのビア、並びに第１及び第２のメタライゼーション層の位置合わせされた開口部内の結合要素を通してアンテナ要素にＲＦ結合される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）であって、
アンテナ基板（４０、３４０）であって、
対向する第１及び第２の表面を有する第１の誘電体層（４２）と、
グランドプレーンを形成するために前記第２の表面に隣接する第１のメタライゼーション層（４４、３６７）とを含む、アンテナ基板と、
前記第１の表面に取り付けられた少なくとも１つのアンテナ素子（２０、３２０）と、
ベース基板（５０、５０’）であって、
対向する第３及び第４の表面を有する少なくとも１つの第２の誘電体層（５２）と、
前記第３の表面に隣接する第１の側面及び放射シールドの少なくとも一部を形成するために前記第１のメタライゼーション層に取り付けられた対向する、第２の側面を有する第２の金属化層（５４、３６９）とを含み、前記第１および第２のメタライゼーション層が、互いに位置合わせされ、前記少なくとも１つのアンテナ素子の下にある、それぞれ第１（８１ａ、３８１ａ）および第２（８１ｂ、３８１ｂ）の開口部を有する、ベース基板（５０、５０’）と、
前記ベース基板の前記第４の表面に隣接した少なくとも１つの無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）（３２）であって、前記ベース基板を通して延在する少なくとも１つのビア（７０）及び前記第１および第２の開口部内の結合要素（８５、４８５）を通して前記少なくとも１つのアンテナ素子にＲＦ結合される、無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）（３２）とを備える、アンテナ装置。

【請求項2】

前記第１及び第２のメタライゼーション層が、前記第１及び第２のメタライゼーション層の間の導電性接着剤（６０、３６５）を通して取り付けられ、電気的に接続されている、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項3】

前記導電性接着剤が、前記第１及び第２のメタライゼーション層の各々よりも低い融点を有する材料である、請求項２に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項4】

前記導電性接着剤が、はんだキャップ層である、請求項２に記載のアンテナ装置（１００、２００、１０００）。

【請求項5】

前記第１のメタライゼーション層が、金属柱ビルドアッププロセスによって形成された層である、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、１０００）。

【請求項6】

前記第２のメタライゼーション層が、金属柱ビルドアッププロセスによって形成された層である、請求項５に記載のアンテナ装置（１００、２００、１０００）。

【請求項7】

前記金属柱ビルドアッププロセスが、銅柱ビルドアッププロセス、白金柱ビルドアッププロセス、又は金柱ビルドアッププロセスである、請求項５または６のいずれか一項に記載のアンテナ装置（１００、２００、１０００）。

【請求項8】

前記第１及び第２のメタライゼーション層が、前記第１及び第２のメタライゼーション層の各々の厚さよりも大きな厚さを有する充填材料層（３６５）によって取り付けられる、請求項１に記載のアンテナ装置（３００、３００’、１０００）。

【請求項9】

前記充填材層が、導電性エポキシ、導電性エポキシとタンタルの混合物、アンダーフィル材、マイクロ波吸収材、又はそれらの任意の組み合わせを備える、請求項８に記載のアンテナ装置（３００、３００’、１０００）。

【請求項10】

前記充填材層が、さらに複数の金属柱（３４４、３５４）を備える、請求項９に記載のアンテナ装置（３００’、１０００）。

【請求項11】

前記金属柱（３４４＿１、３４４＿２）の少なくともいくつかが、前記金属柱（３５４＿１、３５４＿２）の他のものと垂直に位置合わせされている、請求項１０に記載のアンテナ装置（３００’、１０００）。

【請求項12】

前記結合要素（８５）が、前記ビアに取り付けられた一端を有する第１の金属柱（５４ａ）と、前記第１の誘電体層（４２）の前記第２の表面に取り付けられた一端を有するビアの第２の金属柱（４４ａ）と、前記第１の金属柱の第２の端部を前記第２の金属柱の第２の端部に接続する導電性接着材（６０ａ）とを含む、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項13】

前記アンテナ基板を通して延在し、前記アンテナ素子に接続された第１の端部を有するプローブフィードビア（４７）と、前記アンテナ基板の前記第２表面の一部を形成し、前記第２金属柱の前記第１の端部に接続された第２端部とをさらに備える、請求項１２に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項14】

前記第１のメタライゼーション層及び前記第２のメタライゼーション層の各々が、少なくとも５０μｍの厚さである、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、１０００）。

【請求項15】

前記第１のメタライゼーション層及び前記第２のメタライゼーション層の各々が、少なくとも１００μｍの厚さである、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、１０００）。

【請求項16】

前記少なくとも１つのアンテナ素子の各々が、１～５μｍの範囲の厚さであるマイクロストリップパッチアンテナ素子である、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項17】

前記アンテナ基板及び前記ベース基板の周囲に延在する放射線シールド（１０４）をさらに備える、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項18】

前記放射シールドが金属ハウジングの一部である、請求項１７に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項19】

前記少なくとも１つのＲＦＩＣ（３０）が、ＲＦＩＣチップ又はＲＦＩＣウェーハの形態である、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項20】

前記ベース基板の前記第４の表面に取り付けられ、前記少なくとも１つのＲＦＩＣに制御信号を出力するように構成された少なくとも１つのさらなるＩＣ（１６０）をさらに備える、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項21】

前記少なくとも１つのアンテナ素子が、アンテナアレイ（１２０）を形成する複数のアンテナ素子（２０＿１から２０＿Ｎ）であり、
前記少なくとも１つのＲＦＩＣが、各々が前記第２の誘電体層の前記第４の表面に取り付けられた、複数のＲＦＩＣ（３０＿１から３０＿Ｋ）であり、
前記複数のＲＦＩＣが、各々が前記ベース基板内の複数のビア（７０）のうちの１つと、前記アンテナ基板内に形成された複数のアンテナフィード（４７）のうちの１つとを含むそれぞれのＲＦフィード（７０、７２ａ、７２ｂ、８０、３８０、４７）を通して前記複数のアンテナ素子にＲＦ結合される、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項22】

前記ベース基板の前記少なくとも１つの第２の誘電体層が、前記第２のメタライゼーション層に隣接する第１の誘電体サブ層（５２ａ）と、前記ＲＦＩＣに隣接する第２の誘電体サブ層（５２ｂ）とを備え、前記ベース基板が、前記第１及び第２の誘電体サブ層の間に、ＲＦＩＣへ／ＲＦＩＣからＲＦ信号をルーティングするように構成されたパターン化された導電層（９８）をさらに備える、請求項２１に記載のアンテナ装置（２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項23】

前記ＲＦフィードの各々が、グランド－信号（ＧＳ）接続又はグランド－信号－グランド（ＧＳＧ）接続であって、
前記第２開口部内の前記第３表面の金属柱（５４ａ）とＲＦＩＣのうちの１つのＲＦＩＣの信号接点（９３ｓ）との間の信号ビアを形成するビア（７０）のうちの１つと、
前記信号ビアから離間され、前記第３表面と前記ＲＦＩＣの少なくとも１つのグランド接点（９３ｇ）との間に延在する少なくとも１つのグランドビア（７２ａｓ、７２ｂ）とを備える、グランド－信号（ＧＳ）接続又はグランド－信号－グランド（ＧＳＧ）接続を含む、請求項２１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項24】

前記結合要素（８５、４８５）が、同軸伝送線セクション（８０、３８０、３８０’、３８０’’、３８０’’’）の内部導体を形成する、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項25】

前記同軸伝送線セクションが、誘電体材料で充填された分離領域（８１、３８１、４８１）を含む、請求項２４に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項26】

前記同軸伝送線セクションが、各々が金属柱形成プロセスによって形成された上及び下部を有する外側導体（３８２、３９３）を含み、前記上及び下部が、導電性接着剤（６０ｂ）によって接続されている、請求項２４に記載のアンテナ装置（３００、３００’、１０００）。

【請求項27】

前記同軸伝送線セクション（３８０’）が、複数の導電性壁セクション（３９２）に分割された外側導体（３９３）を含む、請求項２４に記載のアンテナ装置（３００、３００’、１０００）。

【請求項28】

前記結合要素が複数のグランドロッド（３９６＿１、３９６＿２）の間に配置されている、請求項１に記載のアンテナ装置（３００、３００’、１０００）。

【請求項29】

前記複数のグランドロッドが、前記結合要素（８５）を囲む少なくとも３つの円周方向に配置されたグランドロッド（３９６＿１から３９６＿Ｎ）を備える、請求項２８に記載のアンテナ装置（３００、３００’、１０００）。

【請求項30】

前記同軸伝送線セクション（３８０’’’）が、単一の金属材料のみから構成される内側導体（４８５）と、単一の金属材料のみから構成される外側導体（４８２）とを含む、請求項２４に記載のアンテナ装置（３００、３００’、１０００）。

【請求項31】

アンテナ装置（１００、２００、３００、３００’）を形成する方法（１１００）であって、
対向する第１及び第２の表面を有する第１の誘電体層と、少なくとも１つのアンテナ素子のためのグランドプレーンを形成するための前記第２の表面に隣接する第１のメタライゼーション層とを備え、前記第１のメタライゼーション層には第１の開口部が形成されている、アンテナ基板を形成すること（Ｓ１１０２）と、
前記アンテナ基板の前記第１の表面に少なくとも１つのアンテナ素子を取り付けること（Ｓ１１０８）と、
対向する第３及び第４の表面を有する少なくとも１つの第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層を通して延在する少なくとも１つのビアと、前記第１のメタライゼーション層と併せて放射シールドの少なくとも一部を形成するための前記第３の表面に隣接した第２のメタライゼーション層とを備え、前記第２のメタライゼーション層には前記第１の開口部と位置合わせされた第２の開口部があり、少なくとも１つの信号ビアが前記第２の開口部内に、前記第２の誘電体層を通して延在する第１の端部を有する、ベース基板を形成すること（Ｓ１１０４）と、
前記信号ビアと前記アンテナ基板との間の前記第１及び第２の開口部内の結合素子を少なくとも接続することによって前記アンテナ基板を前記ベース基板に取り付け、前記第１のメタライゼーション層を前記第２のメタライゼーション層に取り付けること（Ｓ１１１０）と、
少なくとも１つの無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）を前記ベース基板の前記第４の表面に取り付け、前記少なくとも１つの信号ビアに電気的に接続すること（Ｓ１１１２）とを含む、方法（１１００）。

【請求項32】

前記第１のメタライゼーション層を前記第２のメタライゼーション層に前記取り付けることが、導電性接着剤を用いて前記第１のメタライゼーション層を前記第２のメタライゼーション層に接着することによって行われ、前記第１のメタライゼーション層、前記第２のメタライゼーション層、及び前記導電性接着剤によって形成されたそれらの間の層が、前記少なくとも１つのＲＦＩＣに対する放射線シールドを形成する、請求項３１に記載の方法（１１００）。

【請求項33】

前記導電性接着剤がはんだキャップである、請求項３２に記載の方法（１１００）。

【請求項34】

前記第１及び第２のメタライゼーション層の各々を金属柱ビルドアッププロセスによって形成することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。

【請求項35】

前記金属柱ビルドアッププロセスが、
前記第１又は第２の誘電体層の表面に銅シード層を形成することと、
フォトレジストを使用して銅柱及び前記第１又は第２のメタライゼーション層の周囲を定義することと、
前記銅シード層上に銅を電気めっきすることと、
前記電気めっきされた銅上にニッケル拡散バリアを形成することと、
前記ニッケル拡散バリア上にはんだキャップを形成することを含む、請求項３４に記載の方法。

【請求項36】

前記第１及び第２のメタライゼーション層の各々が、銅ビルドアッププロセスを用いて少なくとも５０μｍの厚さで形成される、請求項３１に記載の方法。

【請求項37】

前記アンテナ基板が前記ベース基板に取り付けられた後、前記第１及び第２のメタライゼーション層の間の領域に液体充填材を挿入し、前記充填材を硬化させることによって、前記第１及び第２のメタライゼーション層が互いに取り付けられる、請求項３１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般的にはアンテナに関し、より具体的には、アンテナ素子と一体化された無線周波数（ＲＦ）回路のための放射線シールドを伴うアンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

宇宙、軍事、及び一部の産業環境では、アンテナ素子及びそれに結合されたＲＦ回路が、電離放射線、太陽放射線、宇宙背景放射線、波動放射線、粒子放射線、及び／又は電磁放射線などの放射線にさらされ得る。適切なシールドがない場合、ＲＦ回路は放射線に対して特に脆弱であり得る。例えば、アンテナ装置のための薄く、概ね平面構造は、外側に面した構成要素層に配置されたアンテナ要素、及びアンテナ要素層の後ろの平行な構成要素層にわたって分散された集積回路（ＩＣ）を含むサンドイッチ型の構成を有し得る。ＩＣには、送信動作のためのＲＦパワーアンプ（ＰＡ)、受信動作のための低ノイズアンプ（ＬＮＡ)、およびビームステアリングのための位相シフタなどのフロントエンド回路を伴うＲＦＩＣを含み得る。最適なパフォーマンスのためには、ＲＦＩＣがアンテナ素子の近くであることが望ましい。他のＩＣは、ＲＦＩＣにバイアス及び制御信号を提供する回路、又はベースバンド／デジタル信号処理回路を含み得る。

【0003】

アンテナ素子は、反対側にアンテナグランドプレーンが印刷されたアンテナ基板上に印刷されたマイクロストリップパッチ素子であってもよい。アンテナグランドプレーンは、ＩＣに対していくらかの放射線耐性を提供し得る。しかしながら、高強度のある特定のタイプの放射線は引き続き、グランドプレーンを貫通してＩＣを劣化させ得、アンテナシステムの信頼性を低下させる結果となる。

【発明の概要】

【0004】

本発明の一態様では、アンテナ装置は、アンテナ基板及びベース基板を含む。アンテナ基板は、対向する第１及び第２の表面を有する第１の誘電体層、並びにグランドプレーンを形成するための第２の表面に隣接する第１のメタライゼーション層を含む。少なくとも１つのアンテナ素子が第１の表面に取り付けられる。ベース基板は、対向する第３及び第４の表面を有する少なくとも１つの第２の誘電体層、並びに第３の表面に隣接する第１の側面、及び放射線シールドを形成するために第１のメタライゼーション層に取り付けられた、反対の第２の側面を有する第２のメタライゼーション層を含む。第１及び第２のメタライゼーション層は、それぞれ互いに位置合わせされ、アンテナ素子の下にある第１及び第２の開口部を有する。少なくとも１つのＲＦＩＣは、ベース基板の第４の表面に隣接して配置され、ベース基板を通して延在する少なくとも１つのビア及び第１及び第２の開口部内の結合要素を介して、少なくとも１つのアンテナ素子にＲＦ結合される。

【0005】

一実施形態では、第１及び第２のメタライゼーション層は、その間の導電性接着剤を通して取り付けられ、電気的に接続される。代替の実施形態では、第１及び第２のメタライゼーション層は、第１及び第２のメタライゼーション層の各々の厚さよりも大きな厚さを有する充填材料層によって取り付けられる。

【0006】

別の態様では、アンテナ装置を製造する方法は、対向する第１及び第２の表面を有する第１の誘電体層、並びに少なくとも１つのアンテナ素子のためのグランドプレーンを形成する第２の表面に隣接する第１のメタライゼーション層を含むアンテナ基板を形成することを含む。第１のメタライゼーション層には第１の開口部が形成される。少なくとも１つのアンテナ素子は、アンテナ基板の第１の表面に取り付けられる。ベース基板が形成され、これは、対向する第３及び第４の表面を有する少なくとも１つの第２の誘電体層、第２の誘電体層を通して延在する少なくとも１つのビア、及び第１のメタライゼーション層と併せて放射線シールドの少なくとも一部を形成するために第３の表面に隣接する第２のメタライゼーション層を含む。第２のメタライゼーション層は、第１の開口部と位置合わせされた第２の開口部を有する。第２の開口部内に第１の端部を有する少なくとも１つの信号ビアが、第２の誘電体層を通して延在して形成される。アンテナ基板は、信号ビアとアンテナ基板との間の第１及び第２の開口部内の結合要素を少なくとも接続することによってベース基板に取り付けられる。第１のメタライゼーション層は第２のメタライゼーション層に取り付けられ、少なくとも１つのＲＦＩＣがベース基板の第４の表面に取り付けられ、少なくとも１つの信号ビアに電気的に接続される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

開示される技術の上記及び他の態様及び特徴は、同様の参照文字が同様の要素又は特徴を示す添付の図面と併せて、以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。同一の又は類似の種類の様々な要素は、同一／類似の要素（例えば、＿１、＿２）の中で区別する下線／ダッシュ及び第２のラベルで参照ラベルを付加することによって、又は第２のラベルで参照ラベルを直接付加することによって区別され得る。しかしながら、所与の説明が第１の参照ラベルのみを使用する場合、このラベルは、第２のラベルに関係なく、同じ第１の参照ラベルを有する同一／類似の要素のうちのいずれにも適用可能である。要素及び特徴は、図面で縮尺どおりに描画されていない場合がある。

【0008】

【図1】図１は、アンテナ装置のＩＣの放射線シールドのための層間構造の第１の例を示す、一実施形態による、アンテナ装置の断面図である。

【図2】図２は、線２－２に沿って取得された図１のアンテナ装置の断面図である。

【図3】図３は、一実施形態による多層ベース基板を有するアンテナ装置の断面図である。

【図4】図４は、一実施形態による、放射線シールドの一部を形成する充填材を含むアンテナ装置の断面図である。

【図5】図５は、線５－５に沿って取得された図４のアンテナ装置の断面図である。

【図6】図６は、図４のアンテナ装置内に結合要素を組み込んだ代替の同軸構造の断面図である。

【図7】図７は、図４のアンテナ装置内に結合要素を組み込んだ別の代替の同軸構造の断面図である。

【図8】図８は、図４のアンテナ装置内に結合要素を組み込んださらなる代替の同軸構造の斜視図である。

【図9】図９は、一実施形態による放射線シールドの一部を形成する、充填材及び追加のシールド構造を含むアンテナ装置の断面図である。

【図10】図１０は、一実施形態によるフェーズドアレイアンテナ装置のレイアウト例を示す平面図である。

【図11】図１１は、別の実施形態によるアンテナ装置を製造する例示的な方法を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

説明の目的で本明細書に開示される技術の、ある特定の例示的な実施形態の包括的な理解を支援するために、添付の図面を参照しながら以下の説明が提供される。説明は、当業者が技術を理解するのを助けるための様々な具体的な詳細を含むが、これらの詳細は、単なる例示とみなされるべきである。単純化及び明確化の目的で、周知の機能及び構造の説明は、それらの包含が、当業者による技術の理解を曖昧にする可能性がある場合には、省略される場合がある。

【0010】

図１は、一実施形態によるアンテナ装置１００の断面図である。アンテナ装置１００は、アンテナ基板４０、ベース基板５０、アンテナ素子２０、及びＲＦＩＣチップ又はウェーハ３０（以後、単に「ＲＦＩＣ３０」）、例えばモノリシックマイクロ波ＩＣ（ＭＭＩＣ）を含み得る。１つのアンテナ素子２０と１つのＲＦＩＣ３０が図示されているが、様々な実施形態において、アンテナ装置１００は、複数のアンテナ素子２０がアンテナ基板４０の上面（図１のｘ－ｙ平面）にわたって配置され、複数のＲＦＩＣ３０がベース基板５０の下面にわたって配置される、アクティブアンテナアレイ、例えばフェーズドアレイとして構成される。（本明細書では、説明と理解を容易にするために、「上」と「下」は相対的な用語として使用される。アンテナ基板４０の上面は、自由空間とつなぐ外面である。）各ＲＦＩＣ３０は、ベース基板５０及びアンテナ基板４０内の結合構造を通して少なくとも１つのアンテナ素子２０にＲＦ結合される。典型的な実施形態では、アンテナ装置１００は、最大厚さ（Ｚ方向）が（ｘ－ｙ平面において）最大直交方向よりも少なくとも１桁小さい薄い板状のプロファイルを有している。

【0011】

アンテナ基板４０は、アンテナ素子２０が取り付けられる第１の誘電体層４２及び誘電体層４２の下面に隣接する第１のメタライゼーション層４４を含み得る。第１のメタライゼーション層４４はアンテナ素子２０のためのグランドプレーンを形成し、これ以後、「グランドプレーン４４」とも呼ばれる場合がある。ベース基板５０は、上及び下面を伴う第２の誘電体層５２、並びにその上面に隣接する第２のメタライゼーション層５４を含み得る。ＲＦＩＣ３０は、第２の誘電体層５２の下面に隣接している。いくつかの例では、誘電体層４２及び５２はガラス（例えば、溶融シリカ）又は石英から構成される。

【0012】

第１のメタライゼーション層４４は、導電性接着剤６０によって第２のメタライゼーション層５４に取り付けられてもよい。集合的に、第１のメタライゼーション層４４、接着剤６０、及び第２のメタライゼーション層５４は、第１の誘電体層４２の上面を透過する放射線ＲからＲＦＩＣ３０を保護する放射線シールド６４を形成する。このような放射線Ｒは、電離放射線、波動放射線、粒子放射線、太陽放射線、宇宙背景放射線、及び／又は電磁放射線の形態であり得る。第１及び第２のメタライゼーション層４４及び５４の厚さ及び組成は、第２の誘電体層５２を透過してＲＦＩＣ３０に向かう有害な放射線のレベルを低減するように設計される。

【0013】

一例では、メタライゼーション層４４及び５４はそれぞれ、金属柱（又は金属「バンプ」）形成プロセス、例えば、銅柱、金柱、又は白金柱形成プロセスによって形成される。接着剤６０は、はんだキャップ層であり得、通常、メタライゼーション層４４及び５４の各々よりも薄くなる。一実施形態では、メタライゼーション層４４及び５４は各々、少なくとも５０μｍの厚さである（厚さは図１のｚ方向である）。別の実施形態では、層４４及び５４の各々は少なくとも１００μｍである。例えば、宇宙用途では、放射線により誘導された電荷生成／捕捉によって引き起こされる、総電離線量（ＴＩＤ）から保護することが望ましい。メタライゼーション層４４及び５４が各々、銅、タンタル、プラチナなどの純金属、又は金属合金などの厚くて、密度の高い材料から構成されているとき、このタイプの放射線から保護するのに十分なシールドが提供され得る。所与の材料に適した厚さを設計する１つの方法は、動作環境におけるアンテナ装置１００の必要な寿命を考慮することである。軌道上の衛星に搭載されるとき、年間の放射線レベルをある特定の量まで減衰させるために必要な所与の材料の厚さと相関する放射線量深度曲線が参照され得る。所与の放射線環境におけるＲＦＩＣ３０の予想寿命又は最小寿命のための仕様も考慮され得る。このような情報により、メタライゼーション層４４及び５４の厚さ、並びにベース層５０の誘電体層５２の厚さ及び組成が設計され得る。

【0014】

一例として、取り付けられたメタライゼーション層４４及び５４を利用しない従来のアンテナ装置の場合、アンテナ基板４０の後ろのＭＭＩＣ（例えば、アンテナ基板４０の下面に直接取り付けられている）は、年間約５００ｋｒａｄの放射線を受け得る。１００μｍの銅を含む厚さを有する放射線シールド６４、及び溶融シリカから構成される誘電体層５２２を組み込まれたアンテナ装置１００では、ＲＦＩＣ３０は年間約１５０ｋｒａｄの放射線を受け得る。放射線シールド６４の厚さが２００μｍの銅を含むように増加すると、ＲＦＩＣ３０は年間約７５ｋｒａｄの放射線を受け得る。したがって、これらの例では、時間の経過による総入射放射線が大幅に低減し、それによって、ＲＦＩＣ３０の寿命が増大する。他の例では、メタライゼーション層４４及び５４内の銅が、同じ厚さのタンタルやプラチナなどのより密度の高い材料に置き換えられると、ＲＦＩＣ３０に入射する放射線はもっとさらに低減する。溶融シリカは放射線に対してかなりのシールドも提供する材料の一例であることにも留意されたい。したがって、ベース基板５０の誘電体層５２は、溶融シリカ又は類似の材料から構成されるとき、放射線シールドの一部を提供する。例えば、２５０μｍの溶融シリカは密度が約６０μｍの銅と同等であり、放射線においてほぼ同じ減衰を提供し得る。

【0015】

一般に、メタライゼーション層４４及び５４の厚さは、アンテナ素子２０の厚さよりも少なくとも１桁大きい場合がある（この厚さは、図１では層４４及び５４に対して誇張して示されている)。典型的な実施形態では、アンテナ素子２０は、薄膜プロセスによって形成された印刷素子であってもよい。アンテナ装置１００は、周辺方向から入射する放射線を低減するために、全体の構造を囲む周辺シールド１０４（図１に概略的に示す）も含まれる場合がある。周辺シールド１０４は、連続した金属ハウジングの形態であってもよい。

【0016】

第１のメタライゼーション層４４は、第２のメタライゼーション層５４内の開口部８１ｂと位置合わせされた開口部８１ａを有し得、開口部８１ａ及び８１ｂはアンテナ素子２０の下にある。結合要素８５は、開口部８１ａ及び８１ｂの領域の同軸構造内の中央に形成されてもよい。結合要素８５は、上部金属柱４４ａ、下部金属柱５４ａ、及び金属柱４４ａ及び５４ａを導電的に取り付ける導電性接着剤６０ａを含み得る。金属柱４４ａ及び５４ａは、それぞれ金属柱層４４及び５４の一部であり、それぞれの層４４及び５４を形成したのと同じプロセスの一部として形成され得る。導電性接着剤６０ａは接着剤６０の一部であってもよい。

【0017】

結合要素８５は、以下でさらに説明する短い同軸伝送線（「同軸線」）８０の内部導体として理解され得る。「信号ビア」７０は、ベース基板５２を垂直に通して延在し、その下端で、はんだキャップなどの導電性接合部９１を通してＲＦＩＣ３０の「信号接点」９３ｓに電気的に接続し得る。プローブフィード４７は、第１の誘電体層４２を通して形成されたビアであり得、その下端は金属柱４４ａの上端に接続され、上端はアンテナ素子２０に接続され得る。したがって、ＲＦＩＣ３０は、ビア７０、結合要素８５、及びプローブフィード４７を通してアンテナ素子２０にＲＦ結合され得る。他の実施形態では、プローブフィード４７は省略されるか、又は、誘電体層４２の下面から誘電体層４２を部分的にのみ貫通する。この場合、結合要素８５は、アンテナ素子２０に電磁的に（ＥＭ）結合される（すなわち、アンテナ素子２０はビア７０及び結合要素８５を通してＥＭ励起される)。

【0018】

ここで、金属柱プロセスで形成された同軸線８０を反対側の端部に設け、その端部を導電性エポキシ６０ａで取り付ける代わりに、挿入可能な同軸線セクションの形態の事前形成された同軸結合構造が代用されてもよいことに留意されたい。このアプローチについては、以下、図８に関連して説明する。挿入可能なセクションは、誘電体層４２及び５２に適切に取り付けられた反対側の端部を有していてもよい。

【0019】

ＲＦＩＣ３０の１つ以上のグランド接点９３ｇは、第２のメタライゼーション層５４及びグランドプレーン４４に（接着剤６０を通して）結合され得る。このような結合は、信号ビア７０の１つ以上の側面にある第２の誘電体層５２を通して延在する１つ以上の「グランドビア」７２ａ及び／又は７２ｂを通して行われる。２つ以上のグランドビア７２ａ及び７２ｂが含まれる実施形態では、ＲＦＩＣ３０とグランドプレーン４４との間の「グランド－信号－グランド（ＧＳＧ）」遷移又は「ＧＳＧ接続」は、グランドビア７２ａ及び７２ｂ並びに信号ビア７０を含む。他の実施形態で単一のグランドビアのみが含まれる場合、ＲＦＩＣ３０とグランドプレーン４４との間の接続は、「グランド－信号（ＧＳ）遷移」又は「ＧＳ接続」として説明され得、これは１つのグランドビア７２ａ又は７２ｂ並びに信号ビア７０を含む。

【0020】

図２は、図１の線２－２に沿って取得されたアンテナ装置１００の断面図である。図２では、アンテナ素子２０、ＲＦＩＣチップ３０、第１及び第２のグランドビア７２ａ及び７２ｂの例示的なプロファイルがファントムで示されている。図１及び図２を集合的に参照すると、環状の分離領域８１が、結合要素８５を囲み、第１及び第２のメタライゼーション層４４及び５４の円周縁部８７まで延在する。円周縁部８７は、第１及び第２のメタライゼーション層４４及び５４に開口部８１ａ及び８１ｂを定義する。分離領域８１は、空気で満たされた領域であってもよく、又は誘電体材料で満たされていてもよい。分離領域８１は、開口部８１ａ及び８１ｂの外側環状部分（結合要素８５を除く部分）並びにそれらの間の垂直空間（接着剤６０の厚さを伴う）を囲む空間として理解され得る。結合要素８５は、分離領域８１並びにメタライゼーション層４４及び５４の円周縁部８７と併せて同軸線８０を形成し、ここで、結合要素８５は内側導体であり、円周縁部８７は外側導体であり、分離領域８１は同軸線８０の誘電体スペーサー又は空気充填スペーサーである。そこでは、放射線Ｒが分離領域８１を貫通し得るが、領域８１の直径はｘ－ｙ平面においてアンテナ装置１００の寸法に比べて小さく、したがって、貫通する放射線はＲＦＩＣ３０及びベース基板５０の下のその他の回路にほとんど影響を与えない可能性があることに留意されたい。

【0021】

ＲＦＩＣ３０とグランドプレーン４４との間の上述のＧＳＧ遷移は、ＲＦＩＣ３０と同軸線８０との間のＧＳＧ遷移として理解され得る。同軸線８０の分離領域８１は、信号ビア７０とグランドビア７２ａ及び７２ｂとの間の環状分離領域７３と垂直に位置合わせされ得る。したがって、ＲＦ信号エネルギーは、ＧＳＧ遷移、同軸結合構造、及び誘電体基板４２内のアンテナフィード（プローブフィード４７又はＥＭ結合アンテナフィード）を囲むＲＦフィードを通して流れ得る。言い換えれば、信号エネルギーは、ＲＦＩＣ３０から分離領域７３、及び分離領域８１、並びに誘電体層４２を通して流れ、アンテナ素子２０を励起する。信号漏れ／ノイズを低減するために、縁部８７の外側で隣接する他の円周位置（ｚ軸に沿った離れた点から見て）に追加のグランドビア（図示せず）が配置され得ることに留意されたい。

【0022】

アンテナ素子２０は、円形プロファイルを伴うマイクロストリップパッチアンテナ素子であり得、図２に示すようにプローブフィード４７によってオフセット給電され得る。他の例では、アンテナ素子２０は長方形、正方形、又は他の多角形の形状を有しており、或いは長方形又は不規則な形状をしており、或いはダイポール又は他のタイプのアンテナ素子である。パッチアンテナ素子は薄膜プロセスによって形成され得、１～５μｍの範囲の厚さを有し得る。ＲＦＩＣ３０及びその接点９３は、ＲＦＩＣ３０９とアンテナ素子２０との間に短い全体的な接続を提供するために、アンテナ素子２０の真下に配置することが望ましい。ＲＦＩＣ３０は少なくとも１つのＲＦフロントエンド回路パス３２（これ以後「ＲＦ回路３２」）を含む。ＲＦ回路３２は、増幅器３３、位相シフタ３７、アクティブ又はパッシブフィルタ、送信／受信（T／Ｒ）スイッチ、インピーダンス整合回路、減衰器、アイソレータなどの少なくとも１つのＲＦフロントエンド回路構成要素を含む。ＲＦＩＣ３０は、結合器／分配器、アップコンバータ、ダウンコンバータなどの他の回路を含み得る。

【0023】

アンテナ素子２０のタイプ及び構成、グランドプレーン４４からの間隔、並びに偏波は、動作に必要な周波数帯域に応じて異なり得る。同様の設計上の考慮が、ＲＦＩＣ３０及びＲＦ回路３２の回路にも適用可能である。典型的な実施形態では、アンテナ装置１００は、マイクロ波又はミリ波（ｍｍ）帯域での動作のために構成され、マイクロ波周波数は一般に３００ＭＨｚから３０ＧＨｚと見なされ、ｍｍ波周波数は一般に３０ＧＨｚから３００ＧＨｚと見なされる。ただし、本明細書の技術は、サブマイクロ波周波数、例えばＵＨＦ又はＶＨＦ帯域のために設計されたアンテナにも適用され得る。

【0024】

アンテナ装置１００は、送信アンテナシステム、受信アンテナシステム、又は送信及び受信両方のアンテナシステムとして構成されてもよい。アクティブアレイの実施形態では、各ＲＦ回路３２は、アンテナ素子２０に提供される及び／又はそれから提供される送信信号及び／又は受信信号を調整するための増幅器３３及び／又は位相シフタ３７を含む。複数のＲＦＩＣ３０がアンテナ１００の有効開口部の背後に分散され得、各々が１つ以上のアンテナ素子２０に結合され、この場合、アンテナ１００はアクティブアンテナアレイとして理解され得る。ＲＦ回路３２が信号の動的な位相シフトのための位相シフタを含む実施形態では、アンテナ１００はフェーズドアレイとして機能する。そのようなフェーズドアレイの実施形態では、アンテナ１００によって形成されたビームは、主に位相シフタの位相シフトに従って設定された所望のビーム指向角に操縦される。アンテナパターンを調整するために、ＲＦＩＣ３０内の追加の振幅調整能力も含まれる場合もある。

【0025】

ＲＦＩＣチップ３０は、任意の適切な接続機構によって、増幅、位相シフト、Ｔ／Ｒスイッチングなどを制御するためのバイアス電圧及び制御信号を受信し得る。例えば、１つ以上の制御ＩＣチップ（図示せず）が誘電体層５２の下面に取り付けられ、ＲＦＩＣ３０に電気的に接続されてバイアス／制御信号を提供し得る。バイアス／制御信号は、誘電体層５２の下部内のパターン化されたメタライゼーション層によって形成された（又は誘電体層５２の下面の追加の薄い誘電体層内に形成された）信号線５９を通してルーティングされ、相互接続５８（概略的に示す）を通してＲＦＩＣチップ３０に接続され得る。これらの制御ＩＣチップは、同様に、メタライゼーション層４４及び５４の放射線シールドによって入射放射線Ｒから保護され得る。複数のＲＦＩＣ３０が誘電体層５２の下面全体に分散されているとき、それらは各々、アンテナ素子２０によって受信された信号を結合して受信ビームを形成したり、及び／又はアンテナ素子２０を通して送信される信号を分割して送信ビームを形成したりするための結合器／分割器ネットワーク（図示せず）に結合され得る。結合器／分配器ネットワークは、ＲＦＩＣ３０の間又はその下に位置する伝送線基板（複数可）内に配置されてもよいし、又は誘電体層５２内のパターン化された金属層によって形成されてもよい。

【0026】

図３は、一実施形態による多層ベース基板を有するアンテナ装置２００の断面図である。アンテナ装置２００は、上述のアンテナ装置１００と同じ構成及び機能を有し得るが、ベース基板５０’には複数の誘電体層５２ａ及び５２ｂ、並びにそれらの間のパターン化されたメタライゼーション層９８を含む。メタライゼーション層９８は、１つ以上のブラインドビア９５及びＲＦＩＣ３０の１つ以上のコンタクト９３ａを通してＲＦＩＣ３０に結合され得る。メタライゼーション層９８は、ＲＦＩＣ３０へ／そこからＲＦ信号をルーティングするための結合器／分配器ネットワークの一部を形成するようにパターン化され得る。メタライゼーション層９８は、代替的に又は追加的に、誘電体層５２ｂの下面に取り付けられ得、バイアス／制御信号を提供し得る１つ以上の制御ＩＣチップ（図示せず）に結合され得る。

【0027】

図４は、別の実施形態によるアンテナ装置３００の断面図である。アンテナ装置３００は、環境条件の広範な範囲にわたって製造歩留り及び構造的完全性を改善するための充填材層３６５を含む。図５は、図４の線５－５に沿って取得されたアンテナ装置３００の断面図である。図４及び図５を参照すると、アンテナ装置３００は、アンテナ基板３４０、ベース基板３５０、充填材層３６５、少なくとも１つのアンテナ素子２０、ＲＦＩＣ３２を含む少なくとも１つのＲＦＩＣチップ３０（又はウェーハ）、及び結合要素８５を含む同軸結合構造３８０（例えば、短い同軸線）を含み得る。冗長性を避けるため、上記と同じ凡例を伴う要素の説明は省略される場合がある。

【0028】

アンテナ基板３４０は、第１の誘電体層４２、及び誘電体層４２の下面に隣接する第１のメタライゼーション層３６７を含み得、第１のメタライゼーション層３６７は、アンテナ素子２０のグランドプレーンとして機能する。第１のメタライゼーション層３６７は、図１の第１のメタライゼーション層４４よりも薄くてもよく、薄膜堆積プロセスなどにより誘電体層４２の下面に形成されている場合がある。ベース基板３５０は、第２の誘電体層５２及び第２のメタライゼーション層３６９を含み得る。第２のメタライゼーション層３６９は、図１の第２のメタライゼーション層５４よりも薄くてもよく、第１のメタライゼーション層３６７と同様のプロセスによって誘電体層５２の上面に形成されている場合がある。充填材層３６５は、同軸結合構造３８０がアンテナ基板３４０及びベース基板３５０と統合された後、同軸結合構造３８０の周囲の空間を完全に埋めるために、メタライゼーション層３６７と３６９との間に挿入されるコンプライアント材料から構成され得る。したがって、第１及び第２のメタライゼーション層３６７及び３６９は、充填材料層３６５によって互いに取り付けられ得る。

【0029】

集合的に、第１及び第２のメタライゼーション層３６７及び３６９並びに充填材料層３６５は、放射線シールド３６４を形成し、ＲＦＩＣ３０及びベース基板３５０の下の任意の他の回路に対する入射放射線Ｒの影響を低減する。充填材料層３６５は、製造中の誘電体層４２及び／又は５２の亀裂の可能性を低減するコンプライアント材料層であってもよい。これにより、充填材層３６５は、アンテナ装置１００に対して製造歩留りを改善し得る。例えば、充填材３６５がない場合、金属と誘電体材料との間の熱膨張係数（ＣＴＥ）の不一致により、誘電体層４２と５２との間の厚い金属は、誘電体層４２及び５２よりも高い速度で膨張及び収縮し得る。ＣＴＥの不一致により、アンテナ装置が高温にさらされると亀裂が生じ得る。対照的に、充填材層３６５は、誘電体層４２及び５２のＣＴＥに近いＣＴＥを有し得、そのような亀裂を防止し得る。充填材層３６５の組成のいくつかの例には、導電性エポキシ、タンタルと導電性エポキシの混合物、マイクロ波吸収材、及びアンダーフィル材が含まれる。充填材層３６５の材料及びその厚さの選択は、メタライゼーション層４４及び５４に関連して前述したように、所望の放射線減衰量を考慮して行い得る。例えば、年間の放射線レベルをある特定の量まで減衰させるために必要な充填材層３６５の材料の厚さと相関する放射線量深度曲線が参照され得る。その適合性により、充填材層３６５は、厚い金属が結合要素８５及び充填材層３６５とつなぐ周囲の外側導体３８２（中空管又はリングの形状）に使用される場合でも、同軸結合構造３８０を囲む領域での亀裂も防止し得る。

【0030】

垂直に位置合わせされた開口部３８１ａ及び３８１ｂが、それぞれ第１及び第２のメタライゼーション層３６７及び３６９に形成され得る。開口部３８１ａと３８１ｂの内部及びそれらの間に部分を有する同軸結合構造３８０は、結合要素８５、外側導体３８２、及び環状分離領域３８１を含み得る。前述のように、結合要素８５は、上部金属柱４４ａ、下部金属柱５４ａ、及び金属柱４４ａ及び５４ａを導電的に取り付ける導電性接着剤６０ａを含み得る。

【0031】

外側導体３８２は、結合要素８５と同じ厚さ（ｚ方向）であり、同じ処理動作を使用して結合要素８５と同時に形成され得る。このため、外側導体３８２は、アンテナ素子２０と反対側の誘電体層４２の表面に金属柱ビルドアッププロセスで形成された上部リング部分４４ｂ、誘電体層５２の上面に金属柱ビルドアッププロセスで形成された下部リング部分５４ｂ、並びに上部及び下部リング部分４４ｂ及び５４ｂを取り付ける導電性接着層６０ｂを含み得る。この構造により、同軸結合構造３８０は、内側導体としての結合要素８５、外側導体３８２、並びに内側及び外側導体を分離する分離領域３８１を伴う短い同軸線セクションとして形成され得る。分離領域３８１は、開口部３８１ａ及び３８１ｂの一部、並びにそれらの間の容積領域３８１ｃを含み得る。分離領域３８１は、低損失誘電体材料で充填され得、信号ビア７０とグランドビア７２ａ及び７２ｂとの間の環状分離領域７３と垂直に位置合わせされ得る。図８に関連して以下で説明する別の例では、同軸結合構造３８０を金属柱プロセスで反対側の端部に構築し、その端部を導電性エポキシ６０ａで取り付ける代わりに、同軸結合構造は、誘電体層４２及び５２に取り付けられた反対側の端部を有する挿入可能な同軸プラグの形態になっている。

【0032】

外側導体３８２の上端は第１のメタライゼーション層３６７に接続され、外側導体３８２の下端は第２のメタライゼーション層３６９並びにグランドビア７２ａ及び７２ｂの各々に接続されている。（グランドビア７２ａ及び７２ｂは図５にファントムで示されている。）第１及び第２のメタライゼーション層３６７及び３６９への結合は、任意の適切な方法で行い得る。例えば、図４では層３６７及び３６９に隣接して示されているが、第１及び第２のメタライゼーション層３６７及び３６９の一部は、外側導体３８２の上及び下に存在し得、リング部分４４ｂ及び５４ｂは、層３６７及び３６９のこれらの部分上に金属柱プロセスで構築されている場合がある。同軸構造３８０の領域の上下での応力亀裂の可能性をさらに低減するために、上部リング部分４４ｂと誘電体層４２との間、及び下部リング部分５４ｂと誘電体層５２との間にアンダーバンプメタライゼーション（ＵＢＭ）が存在し得ることに、ここでは留意されたい。同様に、ＵＢＭは、結合要素８５の上端及び下端と隣接する誘電体層との間に存在してもよい。

【0033】

アンテナ装置３００の他の構成要素、例えば、ＲＦ回路（複数可）３２、ＲＦＩＣ（複数可）３０、アンテナ素子（複数可）２０、プローブフィード４７などは、アンテナ装置１００について本明細書で説明したものと同じであってもよい。誘電体層５２は、図３に示すような多層誘電体（層５２ａ、５２ｂを備える）に置き換えて、ＲＦＩＣ３０へ／それからＲＦ信号をルーティングし得る。

【0034】

図６は、アンテナ装置３００内の同軸構造３８０の代わりに使用され得る代替の同軸結合構造３８０’を示す断面図である。（図６は、図４の線５－５に沿って取得された同軸結合構造３８０’の図である。）この実施形態は、同軸結合構造の内部及び近傍の領域における亀裂の発生をさらに低減し得る。

【0035】

同軸結合構造３８０’は、外側導体３８２の代わりにスロット付き外側導体３９３を使用することによって結合構造３８０と異なる。同軸構造３８０’の高さ（ｚ方向において）は、同軸構造３８０の高さと同じであってもよい。外側導体３９３は、スロット付き中空管の一般的な形状を有し、複数のスロット３９１が導電性壁セクション３９２と円周方向に交互に配置されている。壁セクション３９２は、内側導体８５に使用されるのと同じ金属柱形成プロセスを使用して、誘電体層４２と５２との間に各々形成され得る。したがって、各壁セクション３９２は、それらの間の導電性接着剤層部分（層部分６０ａに類似）によって一緒に取り付けられる上部及び下部の金属柱形成セクションを有し得る。各壁セクション３９２の上及び下面は、それぞれ第１及び第２のメタライゼーション層３６７及び３６９に電気的に接続されてもよい。分離領域３８１は、低損失誘電体材料で充填されることが望ましい。一例では、スロット３９１は、分離領域３８１内の誘電体材料と同じ誘電体材料で充填される。これは、外側導体３９３を囲む空間に液体状の充填材層３６５の充填材の挿入前に行われ得る。別の例では、スロット３９１は充填材層３６５の充填材で充填される。どちらのアプローチでも、アンテナ装置３００の製造中に発生する亀裂が少なくなり得る。これは、外側導体３９３が、全体が連続した金属で構成されている外側導体３８３よりも適合性があり得、周囲の構造とのより優れたＣＴＥの一致を有しているためである。

【0036】

図７は、アンテナ装置３００内の同軸結合構造３８０の代わりに使用され得る別の代替の同軸結合構造３８０’’の断面図である（図７は、図４の線５－５に沿って取得された同軸結合構造３８０’’の図である）。この実施形態は、カップリング構造３８０’の実施形態と同様に、同軸カップリング構造３８０を伴う実施形態と比較して、亀裂の発生を低減し得る。

【0037】

同軸結合構造３８０’は、結合構造３８０の連続した外側導体３８２の代わりとして、複数Ｎの円筒形グランドロッド３９６＿１から３９６＿Ｎを含む。図７の例では、Ｎ＝８であるが、他の例では、Ｎは８より大きいか、又はわずか２である。同軸構造３８０’の長さ（ｚ方向において）は、同軸構造３８０の長さと同じであってもよい。ロッド３９６は、隔離領域３８１の周囲のすぐ外側に円周方向に均一な間隔で配置されてもよい。ロッド３９６は、内側導体８５に使用されるのと同じ金属柱形成プロセスを使用して、誘電体層４２と５２との間に各々形成されている場合がある。したがって、各ロッド３９６は、それらの間の導電性接着剤層部分（層部分６０ａに類似）によって一緒に取り付けられる上部及び下部の金属柱形成セクションを有し得る。各ロッド３９６の上及び下面は、それぞれ第１及び第２のメタライゼーション層３６７及び３６９に電気的に接続されてもよい。分離領域３８１は、低損失誘電体材料で充填されることが望ましい。隣接するロッド３９６間の空間３７１は、充填材層３６５の充填材で充填されてもよい。このアプローチにより、アンテナ装置３００の製造中に発生する亀裂が少なくなり得、それは、その間にコンプライアント充填材を伴うロッド３９６＿１から３９６＿Ｎの散在構造が、外側導体３８３よりも適合性があり、周囲の構造とのより優れたＣＴＥの一致となり得るという点においてである。

【0038】

Ｎ＝２の最小の場合、ロッド３９６＿１はロッド３９６＿２の反対側にあり、グランドビア７２ａ及び７２ｂ並びに信号ビア７０によって形成される下部ＧＳＧ接続から延在するＧＳＧ接続を形成する。さらに別の例では、同軸結合構造３８０は、結合要素８５及び１つのロッド３９６のみを含むＧＳ接続に置き換えられる。

【0039】

図８は、アンテナ装置３００の同軸結合要素３８０の代替となる同軸線セクション３８０’’’を示す斜視図である。同軸線セクション３８０’’’は、銅などの連続した金属で構成された内側導体４８５、連続した金属で構成された外側導体４８２、及びそれらの間の誘電体スペーサー領域４８１を有し得る。アンテナ装置３００内に統合される場合（充填材料層３６５の形成前)、内部導体４８５の上及び下面は、それぞれプローブフィード４７及び信号ビア７０に電気的に接続され得る。外側導体４８２の上面は、第１のメタライゼーション層３６７に接続され得る。外側導体４８２の下面は、第２のメタライゼーション層３６９並びにグランドビア７２ａ及び／又は７２ｂの各々に接続され得る。誘電体充填層３６５は、同軸結合構造３８０の場合と同じ方式で、外側導体４８２を囲み得る。

【0040】

図９は、一実施形態による追加のシールド構造を伴う充填材を含むアンテナ装置３００’の断面図である。アンテナ装置３００’は、それぞれ第１及び第２のメタライゼーション層３６７及び３６９上に形成された３４４及び３５４などの複数の金属柱を含むことによって、アンテナ装置３００と異なる。金属柱３４４及び３５４は、層３６５の充填材によって囲まれ得、ベース基板３５０の下の回路に対して放射線Ｒからの追加の放射線シールドを提供し得る。したがって、改良された放射線シールド３６４’は、第１及び第２のメタライゼーション層３６７及び３６９、充填材料層３６５、並びに金属柱３４４及び／又は３５４を含み得る。金属柱３４４及び３５４は、金属柱４４ａ及び５４ａと同様の寸法を有していてもよい。図９に示すようないくつかの例では、金属柱３４４は、６０ａなどの導電性接着剤を用いて、任意の垂直に位置合わせされた金属柱３５４に電気的に接着されていない。他の例では、３４４＿１及び３５４＿１などの垂直に位置合わせされた金属柱が電気的に接着されている。

【0041】

いくつかの例では、金属柱はｘ－ｙ平面に均一に配置され、垂直に（ｚ方向に）位置合わせされる。例えば、金属柱３４４＿１及び３４４＿２は、金属柱３５４＿１及び３５４＿２と垂直に位置合わせされており、各々が、ｘ－ｙ平面で、それぞれ、メタライゼーション層３６７及び３６９にわたって分散された均一な金属柱グリッドの一部であり得る。他の例では、上部金属柱３４４は下部金属柱３５４に対して交互に配置される。例えば、金属柱３４４＿３及び３４４＿４は、金属柱３５４＿３及び３５４＿４に対して交互に配置される。金属柱３４４及び３５４のレイアウトは、アンテナ素子１２０、ＲＦＩＣ３０、ベース基板３５０の下の他のＩＣ（存在する場合）などのレイアウトに基づいて、望ましいシールド性能を達成するように最適化され得る。

【0042】

図１０は、一実施形態によるフェーズドアレイアンテナ装置のアンテナ素子及びＲＦＩＣのレイアウト例を示すアンテナ装置１０００の底面図である。アンテナ装置１０００のレイアウトは、フェーズドアレイとして具体化されたアンテナ装置１００、２００、３００、及び３００’のいずれか１つのレイアウト例である。この例において、アンテナ装置１０００は、アンテナアレイ１２０を形成する複数Ｎのアンテナ素子２０＿１から２０＿Ｎ、複数ＫのＲＦＩＣ３０＿１から３０＿Ｋ（Ｋ≦Ｎ）、及びＲＦＩＣ３０間にセクションが散在する結合器／分配器ネットワーク１８１を含む。結合器／分配器ネットワーク１８１は、誘電体層５２の下面に接着されたアルミナなどの基板１８０内に形成されてもよい。

【0043】

図１０に示すように、ｘ－ｙ平面において、放射線シールド１０６４（例えば、放射線シールド６４、３６４、又は３６４’）は、アンテナ装置１００のプロファイルとほぼ同一の広がりを持つプロファイルを有し得る。これにより、放射線シールド６４は、誘電体層５２の表面に接続されているか、或いは誘電体層５２の表面の下に位置するすべての回路をシールドし得る。ＲＦＩＣ３０の他に、このような回路はさらに、１つ以上の制御ＩＣチップ１６０を含み得、これは誘電体層５２に取り付けられ、信号線５９を介してＲＦＩＣ３０＿１から３０＿Ｋに制御／バイアス信号を提供し得る。制御ＩＣチップ１６０は、ＲＦＩＣ３０とは異なるタイプの半導体材料で構成され得る。例えば、制御ＩＣチップ１６０はシリコン（Ｓｉ）又はシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）で構成され得、一方、ＲＦＩＣ３０はリン酸インジウム（ＩｎＰ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、又は他のタイプのＩＩＩ－Ｖ半導体材料で構成され得る。周辺シールド１０４は、誘電体層５２及び４２を囲み、入射放射線からの追加の保護を提供し得る。

【0044】

示されている例では、３０＿１などの各ＲＦＩＣは、（Ｎ／Ｋ）のＲＦ回路３２を通して、複数（Ｎ／Ｋ）のアンテナ素子（例えば、２０＿１及び２０＿２）に結合される。ＲＦＩＣ３０はさらに、結合器／分配器１８１に適切に結合された（Ｎ／Ｋ）：１の結合器／分配器セクション１５３（例えば、２：１の結合器／分配器）を含み得る。例えば、結合器／分配器１８１は、ワイヤボンド１４１を用いて結合器／分配器セクション１５３に結合された共平面導波管で形成されてもよい。他の例では、結合器／分配器１８１又は代替の結合器／分配器は、マイクロストリップに形成される、及び／又は別の層、例えば、誘電体層５２内の層、又はＲＦＩＣ３０の下側に隣接する層に形成されたビア及び信号パスを通して結合器／分配器セクション１５３に結合される。送信アンテナシステムでは、結合器／分配器１８１は、コネクタ１７０によって受信された入力信号をＫ個の分割信号に分割し得、各々はＲＦＩＣ３０の１つに提供され、調整（例えば、増幅及び位相シフト）及びアンテナ素子１２０を通した送信ためにそこでさらに分割される。受信アンテナシステムでは相互結合動作が発生する場合がある。

【0045】

図１１は、実施形態によるアンテナ装置を製造する例示的な方法、１１００、を示すフロー図である。方法１１００は、アンテナ装置１００、２００、３００、又は３００’のいずれか１つを製造するために利用され得る。図１１に示す動作の順序は重要ではなく、必要に応じて変更され得る。

【0046】

方法１１００では、アンテナ基板（例えば、４０／３４０）が形成される（Ｓ１１０２）。アンテナ基板は、第１の誘電体層（４２）、第１の開口部（１８１ａ／３８１ａ）を伴う第１のメタライゼーション層（４４／３６７）、及びアンテナ素子に直接接続する場合にはプローブフィードビア（４７）を含み得る。アンテナ装置１００の場合、結合要素８５が金属柱ビルドアッププロセスで形成される場合、上部金属柱４４ａは、第１のメタライゼーション層４４を形成するのと同じプロセスの一部として層ごとに形成されてもよい。一方、アンテナ装置３００又は３００’を製造するために、第１のメタライゼーション層３６７が、薄膜堆積によって、又は金属柱ビルドアッププロセスの初期金属ビルドアップ段階によって、誘電体層４２の下面に形成されてもよい。後者の場合、最初の金属ビルドアップ段階はまた、同軸線セクション（８０／３８０）の上部金属柱（４４ａ）及び上部リング部分（４４ｂ）を製造するための最初の段階であってもよい。他の例において、結合要素８５は、事前に形成された同軸構造の一部であり、アンテナ基板４０／３４０が形成されるときに、上部金属柱部分及び上部リング部分が形成されない場合がある。

【0047】

ベース基板（５０／５０’／３５０）が形成され（Ｓ１１０４）、これは第２の誘電体層（５２、５２’）、第１の開口部と位置合わせされた第２の開口部（８１ｂ／３８１ｂ）を伴う第２のメタライゼーション層（５４／３６９）、誘電体層内の信号ビア（７０）及び少なくとも１つのグランドビア（７２ａ及び／又は７２ｂ）を含む。アンテナ基板についてちょうど説明したのと類似の考慮事項が、第２のメタライゼーション層の形成と併せて、下部金属柱５４ａ及び下部リング部分５４ｂの任意選択の形成に適用される。

【0048】

第１及び第２のメタライゼーション層（及び該当する場合、同軸結合要素層部分）が金属柱ビルドアッププロセスで形成される実施形態の場合、例えば、アンテナ装置１００について説明したように、第１及び第２のメタライゼーション層を形成するためのプロセス動作は、銅の例では、以下のようになり得る。（ｉ）それぞれの誘電体層（４２／５２）層の表面に銅シード層を形成する、（ｉｉ）フォトレジストを使用して、形成されるメタライゼーション層／柱の各々の周囲を定義する、（ｉｉｉ）銅シード層の上に銅を電気めっきする、（ｉｖ）電気めっきされた銅の上にニッケル拡散バリアを形成する、及び（ｖ）ニッケル拡散バリアの上にはんだキャップを形成する。代替の金属、例えばプラチナ又は金で構成された金属層の場合、上記の動作において銅の代わりに代替の金属が使用され得る。

【0049】

事前に形成された同軸結合構造（３８０’’’）を利用する実施形態では、結合構造の一端が第１又は第２の誘電体層に取り付け、例えば、はんだ付けされ得る（Ｓ１１０６）。

【0050】

少なくとも１つのアンテナ素子（２０）がアンテナ基板の上面に取り付けられ、プローブフィードビア（含まれる場合）の第２の端部に接続される（Ｓ１１０８）。アンテナ素子がマイクロストリップパッチ素子である場合、薄膜金属堆積プロセスによってアンテナ基板上に形成され得る。

【0051】

アンテナ基板はベース基板に取り付けられ、第１のメタライゼーション層は第２のメタライゼーション層に取り付けられる（Ｓ１１１０）。アンテナ装置１００の場合、アンテナ基板及びベース基板は、第１及び第２のメタライゼーション層との間の導電性接着層（６０）、例えば、導電性エポキシ又ははんだキャップ層を通して、またさらに上部金属柱と下部金属柱との間の導電性接着部（６０ａ）を用いて、第１及び第２のメタライゼーション層の取り付けと同時に取り付けられてもよい。アンテナ装置３００／３００’の場合、第１及び第２のメタライゼーション層を互いに接着する前に、導電性接着部を通して上部及び下部の金属柱（４４ａ、５４ａ）を互いに取り付けることにより、アンテナ基板及びベース基板が互いに取り付けられ得る。

【0052】

別個の外側導体３８２が形成されるべきとき、上部及び下部金属柱部分（４４ａ、５４ａ）が取り付けられると同時に、上部及び下部部分（４４ｂ、５４ｂ）が導電性接着部分（６０ｂ）で互いに取り付けられ得る。同軸構造に誘電体充填分離領域（３８１）が設けられるべき場合、アンテナ基板とベース基板とを互いに接続する前に、誘電体は第１／第２の誘電体基板上に成長させたり、開口部３８１内に配置したりされ得ることにさらに留意されたい。

【0053】

金属柱ベースの構造の代わりに、事前に形成された同軸構造（３８０’’’）が使用される実施形態では、アンテナ基板及びベース基板は、同軸構造の接続されていない端部をベース基板とアンテナ基板の他方に接続することによって接続されるようになり得る（Ｓ１１１０）。これらの場合のいずれでも（同軸結合構造が金属柱ベースであるか、又は事前に形成された構造であるかにかかわらず）、アンテナ装置３００又は３００’の場合、金属柱層３６５は、ベース基板をアンテナ基板に取り付けた後、上部及び下部メタライゼーション層の間の、同軸結合構造を囲む空間に液体形態の充填材を挿入し、次いで得られた構造を加熱して充填材を硬化させることによって形成され得る。充填材が硬化すると、第１及び第２のメタライゼーション層も互いに取り付けられ得る。

【0054】

少なくとも１つのＲＦＩＣ（３０）が、例えば、加熱及び冷却されるそれぞれのはんだキャップ（９１）を通して信号及びグランドコンタクト（９３ｓ、９３ｇ）を信号及びグランドビアに電気的に接続することによって、ベース基板の下面に取り付けられる。さらに、この取り付けは、制御ＩＣからの制御／バイアス信号を搬送するための信号線（５９）を接続するための追加の接点を第２の誘電体層上の相互接続に取り付けることも含み得る。

【0055】

本明細書に記載される技術は、その例示的な実施形態を参照しながら特に示され、説明されているが、当業者であれば、以下の特許請求の範囲によって定義される特許請求の範囲の主題の範囲から逸脱することなく、形態及び詳細の様々な変更がその中で行われ得ることを理解するであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2024-01-09

【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】

アンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）であって、
アンテナ基板（４０、３４０）であって、
対向する第１及び第２の表面を有する第１の誘電体層（４２）と、
グランドプレーンを形成するために前記第２の表面に隣接する第１のメタライゼーション層（４４、３６７）とを含む、アンテナ基板と、
前記第１の表面に取り付けられた少なくとも１つのアンテナ素子（２０、３２０）と、
ベース基板（５０、５０’）であって、
対向する第３及び第４の表面を有する少なくとも１つの第２の誘電体層（５２）と、
前記第３の表面に隣接する第１の側面及び放射シールドの少なくとも一部を形成するために前記第１のメタライゼーション層に取り付けられた対向する、第２の側面を有する第２の金属化層（５４、３６９）とを含み、前記第１および第２のメタライゼーション層が、互いに位置合わせされ、前記少なくとも１つのアンテナ素子の下にある、それぞれ第１（８１ａ、３８１ａ）および第２（８１ｂ、３８１ｂ）の開口部を有する、ベース基板（５０、５０’）と、
前記ベース基板の前記第４の表面に隣接した少なくとも１つの無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）（３２）であって、前記ベース基板を通して延在する少なくとも１つのビア（７０）及び前記第１および第２の開口部内の結合要素（８５、４８５）を通して前記少なくとも１つのアンテナ素子にＲＦ結合される、無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）（３２）とを備え、
前記第１及び第２のメタライゼーション層が、前記第１及び第２のメタライゼーション層の間の導電性充填材料層（６０、３６５）を使用して互いに取り付けられ、電気的に接続されている、アンテナ装置。

【請求項2】

前記導電性接着剤が、前記第１及び第２のメタライゼーション層の各々よりも低い融点を有する材料である、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項3】

前記導電性接着剤が、はんだキャップ層である、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、１０００）。

【請求項4】

前記第１のメタライゼーション層が、金属柱ビルドアッププロセスによって形成された層である、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、１０００）。

【請求項5】

前記第２のメタライゼーション層が、金属柱ビルドアッププロセスによって形成された層である、請求項４に記載のアンテナ装置（１００、２００、１０００）。

【請求項6】

前記金属柱ビルドアッププロセスが、銅柱ビルドアッププロセス、白金柱ビルドアッププロセス、又は金柱ビルドアッププロセスである、請求項４または５のいずれか一項に記載のアンテナ装置（１００、２００、１０００）。

【請求項7】

前記導電性充填材料層が、前記第１及び第２のメタライゼーション層の各々の厚さよりも大きな厚さを備える、請求項１に記載のアンテナ装置（３００、３００’、１０００）。

【請求項8】

前記導電性充填材層が、導電性エポキシ、導電性エポキシとタンタルの混合物、アンダーフィル材、マイクロ波吸収材、又はそれらの任意の組み合わせを備える、請求項７に記載のアンテナ装置（３００、３００’、１０００）。

【請求項9】

前記導電性充填材層が、さらに複数の金属柱（３４４、３５４）を備える、請求項８に記載のアンテナ装置（３００’、１０００）。

【請求項10】

前記金属柱（３４４＿１、３４４＿２）の少なくともいくつかが、前記金属柱（３５４＿１、３５４＿２）の他のものと垂直に位置合わせされている、請求項９に記載のアンテナ装置（３００’、１０００）。

【請求項11】

前記結合要素（８５）が、前記ビアに取り付けられた一端を有する第１の金属柱（５４ａ）と、前記第１の誘電体層（４２）の前記第２の表面に取り付けられた一端を有するビアの第２の金属柱（４４ａ）と、前記第１の金属柱の第２の端部を前記第２の金属柱の第２の端部に接続する導電性接着材（６０ａ）とを含む、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項12】

前記アンテナ基板を通して延在し、前記アンテナ素子に接続された第１の端部を有するプローブフィードビア（４７）と、前記アンテナ基板の前記第２表面の一部を形成し、前記第２金属柱の前記第１の端部に接続された第２端部とをさらに備える、請求項１１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項13】

前記第１のメタライゼーション層及び前記第２のメタライゼーション層の各々が、少なくとも５０μｍの厚さである、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、１０００）。

【請求項14】

前記第１のメタライゼーション層及び前記第２のメタライゼーション層の各々が、少なくとも１００μｍの厚さである、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、１０００）。

【請求項15】

前記少なくとも１つのアンテナ素子の各々が、１～５μｍの前記範囲の厚さであるマイクロストリップパッチアンテナ素子である、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項16】

前記アンテナ基板及び前記ベース基板の周囲に延在する放射線シールド（１０４）をさらに備える、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項17】

前記放射シールドが金属ハウジングの一部である、請求項１６に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項18】

前記少なくとも１つのＲＦＩＣ（３０）が、ＲＦＩＣチップ又はＲＦＩＣウェーハの前記形態である、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項19】

前記ベース基板の前記第４の表面に取り付けられ、前記少なくとも１つのＲＦＩＣに制御信号を出力するように構成された少なくとも１つのさらなるＩＣ（１６０）をさらに備える、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項20】

前記少なくとも１つのアンテナ素子が、アンテナアレイ（１２０）を形成する複数のアンテナ素子（２０＿１から２０＿Ｎ）であり、
前記少なくとも１つのＲＦＩＣが、各々が前記第２の誘電体層の前記第４の表面に取り付けられた、複数のＲＦＩＣ（３０＿１から３０＿Ｋ）であり、
前記複数のＲＦＩＣが、各々が前記ベース基板内の複数のビア（７０）のうちの１つと、前記アンテナ基板内に形成された複数のアンテナフィード（４７）のうちの１つとを含むそれぞれのＲＦフィード（７０、７２ａ、７２ｂ、８０、３８０、４７）を通して前記複数のアンテナ素子にＲＦ結合される、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項21】

前記ベース基板の前記少なくとも１つの第２の誘電体層が、前記第２のメタライゼーション層に隣接する第１の誘電体サブ層（５２ａ）と、前記ＲＦＩＣに隣接する第２の誘電体サブ層（５２ｂ）とを備え、前記ベース基板が、前記第１及び第２の誘電体サブ層の間に、ＲＦＩＣへ／ＲＦＩＣからＲＦ信号をルーティングするように構成されたパターン化された導電層（９８）をさらに備える、請求項２０に記載のアンテナ装置（２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項22】

前記ＲＦフィードの各々が、グランド－信号（ＧＳ）接続又はグランド－信号－グランド（ＧＳＧ）接続であって、
前記第２開口部内の前記第３表面の金属柱（５４ａ）とＲＦＩＣのうちの１つのＲＦＩＣの信号接点（９３ｓ）との間の信号ビアを形成するビア（７０）のうちの１つと、
前記信号ビアから離間され、前記第３表面と前記ＲＦＩＣの少なくとも１つのグランド接点（９３ｇ）との間に延在する少なくとも１つのグランドビア（７２ａｓ、７２ｂ）とを備える、グランド－信号（ＧＳ）接続又はグランド－信号－グランド（ＧＳＧ）接続を含む、請求項２０に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項23】

前記結合要素（８５、４８５）が、同軸伝送線セクション（８０、３８０、３８０’、３８０’’、３８０’’’）の内部導体を形成する、請求項１に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項24】

前記同軸伝送線セクションが、誘電体材料で充填された分離領域（８１、３８１、４８１）を含む、請求項２３に記載のアンテナ装置（１００、２００、３００、３００’、１０００）。

【請求項25】

前記同軸伝送線セクションが、各々が金属柱形成プロセスによって形成された上及び下部を有する外側導体（３８２、３９３）を含み、前記上及び下部が、導電性接着剤（６０ｂ）によって接続されている、請求項２３に記載のアンテナ装置（３００、３００’、１０００）。

【請求項26】

前記同軸伝送線セクション（３８０’）が、複数の導電性壁セクション（３９２）に分割された外側導体（３９３）を含む、請求項２３に記載のアンテナ装置（３００、３００’、１０００）。

【請求項27】

前記結合要素が複数のグランドロッド（３９６＿１、３９６＿２）の間に配置されている、請求項１に記載のアンテナ装置（３００、３００’、１０００）。

【請求項28】

前記複数のグランドロッドが、前記結合要素（８５）を囲む少なくとも３つの円周方向に配置されたグランドロッド（３９６＿１から３９６＿Ｎ）を備える、請求項２７に記載のアンテナ装置（３００、３００’、１０００）。

【請求項29】

同軸伝送線セクション（３８０’’’）が、単一の金属材料のみから構成される内側導体（４８５）と、単一の金属材料のみから構成される外側導体（４８２）とを含む、請求項２３に記載のアンテナ装置（３００、３００’、１０００）。

【請求項30】

アンテナ装置（１００、２００、３００、３００’）を形成する方法（１１００）であって、
対向する第１及び第２の表面を有する第１の誘電体層と、少なくとも１つのアンテナ素子のためのグランドプレーンを形成するための前記第２の表面に隣接する第１のメタライゼーション層とを備え、前記第１のメタライゼーション層には第１の開口部が形成されている、アンテナ基板を形成すること（Ｓ１１０２）と、
前記アンテナ基板の前記第１の表面に少なくとも１つのアンテナ素子を取り付けること（Ｓ１１０８）と、
対向する第３及び第４の表面を有する少なくとも１つの第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層を通して延在する少なくとも１つのビアと、前記第１のメタライゼーション層と併せて放射シールドの少なくとも一部を形成するための前記第３の表面に隣接した第２のメタライゼーション層とを備え、前記第２のメタライゼーション層には前記第１の開口部と位置合わせされた第２の開口部があり、少なくとも１つの信号ビアが前記第２の開口部内に、前記第２の誘電体層を通して延在する第１の端部を有する、ベース基板を形成すること（Ｓ１１０４）と、
前記信号ビアと前記アンテナ基板との間の前記第１及び第２の開口部内の結合素子を少なくとも接続することによって前記アンテナ基板を前記ベース基板に取り付け、前記第１のメタライゼーション層を前記第２のメタライゼーション層に取り付けること（Ｓ１１１０）と、
少なくとも１つの無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）を前記ベース基板の前記第４の表面に取り付け、前記少なくとも１つの信号ビアに電気的に接続すること（Ｓ１１１２）とを含み、
前記第１のメタライゼーション層を前記第２のメタライゼーション層に前記取り付けることが、導電性接着剤充填材料層（６０、３６５）を用いて前記第１のメタライゼーション層を前記第２のメタライゼーション層に接着することによって行われる、方法（１１００）。

【請求項31】

前記第１のメタライゼーション層、前記第２のメタライゼーション層、及び前記導電性接着剤によって形成されたそれらの間の層が、前記少なくとも１つのＲＦＩＣに対する放射線シールドを形成する、請求項３０に記載の方法。

【請求項32】

前記導電性接着剤がはんだキャップである、請求項３１に記載の方法。

【請求項33】

前記第１及び第２のメタライゼーション層の各々を金属柱ビルドアッププロセスによって形成することをさらに含む、請求項３０に記載の方法。

【請求項34】

前記金属柱ビルドアッププロセスが、
前記第１又は第２の誘電体層の表面に銅シード層を形成することと、
フォトレジストを使用して銅柱及び前記第１又は第２のメタライゼーション層の周囲を定義することと、
前記銅シード層上に銅を電気めっきすることと、
前記電気めっきされた銅上にニッケル拡散バリアを形成することと、
前記ニッケル拡散バリア上にはんだキャップを形成することを含む、請求項３３に記載の方法。

【請求項35】

前記第１及び第２のメタライゼーション層の各々が、銅ビルドアッププロセスを用いて少なくとも５０μｍの厚さで形成される、請求項３０に記載の方法。

【請求項36】

前記アンテナ基板が前記ベース基板に取り付けられた後、前記第１及び第２のメタライゼーション層の間の領域に液体充填材を挿入し、充填材を硬化させることによって、前記第１及び第２のメタライゼーション層が導電性接着剤充填材料層を用いて互いに取り付けられる、請求項３０に記載の方法。

【国際調査報告】