CN111557127B - 多层基板和天线元件 - Google Patents

多层基板和天线元件 Download PDF

Info

Publication number
CN111557127B
CN111557127B CN201980007473.5A CN201980007473A CN111557127B CN 111557127 B CN111557127 B CN 111557127B CN 201980007473 A CN201980007473 A CN 201980007473A CN 111557127 B CN111557127 B CN 111557127B
Authority
CN
China
Prior art keywords
region
ground electrode
multilayer substrate
wiring conductor
surface roughness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201980007473.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111557127A (zh
Inventor
有海仁章
古樋知重
铃木翔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN111557127A publication Critical patent/CN111557127A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111557127B publication Critical patent/CN111557127B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
    • H01P3/08Microstrips; Strip lines
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0237High frequency adaptations
    • H05K1/0242Structural details of individual signal conductors, e.g. related to the skin effect
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0237High frequency adaptations
    • H05K1/0245Lay-out of balanced signal pairs, e.g. differential lines or twisted lines
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0237High frequency adaptations
    • H05K1/025Impedance arrangements, e.g. impedance matching, reduction of parasitic impedance
    • H05K1/0251Impedance arrangements, e.g. impedance matching, reduction of parasitic impedance related to vias or transitions between vias and transmission lines
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/38Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10098Components for radio transmission, e.g. radio frequency identification [RFID] tag, printed or non-printed antennas
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/03Metal processing
    • H05K2203/0307Providing micro- or nanometer scale roughness on a metal surface, e.g. by plating of nodules or dendrites

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Waveguides (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

降低多层基板和天线元件的插入损耗。本发明的一实施方式的多层基板(1)包括层叠体(140)、布线导体(130)以及第1接地电极(110)。层叠体(140)通过多个介电体层层叠而形成。布线导体(130)形成于层叠体(140),供高频信号通过。第1接地电极(110)形成于层叠体(140),具有与布线导体(130)相对的第1面。第1面具有第1区域(112)和第2区域(111A)。第1区域(112)的表面粗糙度比第2区域(111A)的表面粗糙度小。在从第1接地电极(110)的法线方向观察的平面图中,第1区域(112)与布线导体(130)的至少局部重叠。

Description

多层基板和天线元件
技术领域
本发明涉及多层基板和天线元件。
背景技术
以往,已知由于高频信号在导体的表面附近密集地流通这一集肤效应,导体的表面粗糙度越小则插入损耗越少。例如,在日本特开2015-105440号公报(专利文献1)中公开了一种将供高频信号通过的表面处理铜箔的至少一表面的表面粗糙度RzJIS设为2.2μm以下的结构。利用该表面处理铜箔形成多层基板的供电布线,从而能够降低多层基板的插入损耗。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-105440号公报
发明内容
发明要解决的问题
例如像带状线、微带线或微带天线那样,有时以与供高频信号通过的导体相对的方式形成接地电极。在这样的结构中,当高频信号通过导体时,该导体周边的电磁场变动,因此在接地电极形成供高频信号通过的回流通路。即,在接地电极流通有前进方向与通过导体的高频信号相反的高频信号即回流信号。本申请发明人进行深入研究,结果得到接地电极中的形成有回流通路的区域的表面粗糙度对多层基板的插入损耗造成影响的见解,发现由于该影响而导致即使像专利文献1那样减小导体的表面粗糙度,插入损耗的降低也存在极限这样的问题。
本发明是为了解决上述那样的问题而完成的,其目的在于降低多层基板和天线元件的插入损耗。
用于解决问题的方案
本发明的一技术方案的多层基板包括层叠体、布线导体以及第1接地电极。层叠体通过多个介电体层层叠而形成。布线导体形成于层叠体,供高频信号通过。第1接地电极形成于层叠体,具有与布线导体相对的第1面。第1面具有第1区域和第2区域。第1区域的表面粗糙度比第2区域的表面粗糙度小。在从第1接地电极的法线方向观察的平面图中,第1区域与布线导体的至少局部重叠。
本发明的另一技术方案的天线元件包括多层基板和辐射电极。辐射电极形成于多层基板,辐射高频信号。多层基板包含层叠体和第1接地电极。层叠体通过多个介电体层层叠而形成。第1接地电极形成于层叠体,具有与辐射电极相对的第1面。第1面具有第1区域和第2区域。第1区域的表面粗糙度比第2区域的表面粗糙度小。在从第1接地电极的法线方向观察的平面图中,第1区域与辐射电极的至少局部重叠。
发明的效果
采用本发明的一技术方案的多层基板,在接地电极的与供电布线相对的面中表面粗糙度较小的区域与供电布线的至少局部重叠,从而能够降低插入损耗。
采用本发明的另一技术方案的天线元件,在接地电极的与辐射电极相对的面中表面粗糙度较小的区域与辐射电极的至少局部重叠,从而能够降低插入损耗。
附图说明
图1是从X轴方向观察实施方式1的多层基板而得到的平面图。
图2是从Z轴方向观察使高频信号通过供电布线时的接地电极的表面电流密度的分布的模拟结果而得到的平面图。
图3是表示图1的区域的宽度与插入损耗的关系的模拟结果。
图4是从Z轴方向观察区域的宽度小于60μm的多层基板而得到的平面图。
图5是从Z轴方向观察区域的宽度为60μm的多层基板而得到的平面图。
图6是从Z轴方向观察区域的宽度大于60μm的多层基板而得到的平面图。
图7是从X轴方向观察实施方式1的变形例1的多层基板而得到的平面图。
图8是从X轴方向观察实施方式1的变形例2的多层基板而得到的平面图。
图9是从Z轴方向观察实施方式1的变形例3的多层基板而得到的平面图。
图10是从Z轴方向观察实施方式1的变形例4的多层基板而得到的平面图。
图11是从Z轴方向观察实施方式2的多层基板而得到的平面图。
图12是从Z轴方向观察实施方式3的天线元件而得到的平面图。
图13是图12的天线元件的外观透视图。
图14是表示在将辐射电极设为正方形状并使辐射电极的一边的长度变化时的天线增益(dBi)的模拟结果的图。
图15是从X轴方向观察实施方式4的天线元件而得到的平面图。
图16是从Z轴方向观察图15的接地电极而得到的平面图。
图17是从Z轴方向观察图15的接地电极而得到的平面图。
图18是图15的天线元件的立体图。
图19是从X轴方向观察实施方式4的变形例的天线元件而得到的平面图。
图20是从Z轴方向观察图19的接地电极而得到的平面图。
图21是图19的天线元件的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图详细地说明实施方式。另外,对于图中相同或相当的部分标注相同的附图标记,作为原则不重复其说明。
在实施方式中,作为表面粗糙度,使用由JISB0601定义的最大高度粗糙度Rz。表面粗糙度不限定于最大高度粗糙度Rz,例如,也可以使用由JISB0601定义的算术平均粗糙度Ra或十点平均粗糙度RzJIS。另外,通过使形成导体的导电性材料(或形成方法)不同而使该导体的表面粗糙度不同。
[实施方式1]
图1是从X轴方向观察实施方式1的多层基板1而得到的平面图。如图1所示,多层基板1包括作为第1接地电极的接地电极110和作为第2接地电极的接地电极120、作为布线导体的供电布线130、层叠体140以及连接导体151、152。
层叠体140通过多个介电体层沿着Z轴方向层叠而形成。接地电极110、120是分别形成于以Z轴方向为法线的层叠体140的上表面和底面的平面状电极。连接导体151、152各自将接地电极110和接地电极120连接。
另外,接地电极110、120分别也可以形成于层叠体140的内部。另外,层叠体140的上表面和底面分别是Z轴方向正侧的面和Z轴方向负侧的面,不限于多层基板1的实际的使用形态时的上表面和底面。
供电布线130是形成于层叠体140并供高频信号通过的布线导体。具体而言,供电布线130沿着X轴方向延伸,形成为带状。供电布线130形成于层叠体140的内部。供电布线130形成于接地电极110与接地电极120之间,与接地电极110、120一同构成带状线。
接地电极110具有与供电布线130相对的第1面即面110F。面110F具有表面粗糙度比较大的第2区域即区域111A、111B和表面粗糙度比较小的第1区域即区域112。区域112是沿着X轴方向延伸的带状区域,在从Z轴方向观察的平面图中,区域112沿着供电布线130的中心线形成。区域112的表面粗糙度比区域111A、111B的表面粗糙度小。
接地电极120具有与供电布线130相对的第2面即面120F。面120F具有表面粗糙度比较大的第4区域即区域121A、121B和表面粗糙度比较小的第3区域即区域122。区域122是与上述区域112同样地沿着供电布线130的中心线形成的带状区域。区域122的表面粗糙度比区域121A、121B的表面粗糙度小。
供电布线130的表面粗糙度比区域111A、111B的表面粗糙度小,比区域121A、121B的表面粗糙度小。
在从Z轴方向观察的平面图中,区域112与供电布线130的至少局部重叠。同样,在从Z轴方向观察的平面图中,区域122与供电布线130的至少局部重叠。
图2是从Z轴方向观察使高频信号通过供电布线130时的接地电极110的表面电流密度的分布的模拟结果而得到的平面图。表面电流是指在受到高频信号的电磁场的影响的电极的表面流通的电流。另外,电磁场是指电场和磁场的总称。在图2中,明度越高的部分的表面电流密度(A/m)越大。
如图2所示,表面电流密度较大的部分集中于供电布线130及其周边。因此,在接地电极110中,在与供电布线130相对的部分形成有在供电布线130流通的高频电流的回流通路。即,在接地电极110流通有前进方向与通过供电布线130的高频信号相反的高频信号即回流信号。本申请发明人深入研究,结果得出接地电极110中的形成有回流通路的区域的表面粗糙度对多层基板1的插入损耗造成影响的见解,发现由于该影响而导致插入损耗的降低存在极限的问题。
在此,在实施方式1中,形成为接地电极110的与供电布线130相对的面110F中的表面粗糙度较小的区域112与供电布线130的至少局部重叠。由此,能够减小形成有回流通路的部分的表面粗糙度,因此降低多层基板1的插入损耗。另外,将减小表面粗糙度的区域限定于接地电极110的局部的区域112,因此能够维持接地电极110与层叠体140的固定性。关于接地电极120中的形成有回流通路的区域的表面粗糙度对多层基板1的插入损耗造成的影响和接地电极120与层叠体140的固定性也与接地电极110同样。
图3是表示图1的区域112、122的宽度Wra与插入损耗的关系的模拟结果。在图3中,表示在区域111A、111B、121A、121B设定某一表面粗糙度并且进行在区域112、122各自的表面没有凹凸(表面粗糙度为0)这一设定的情况下的宽度Wra与插入损耗的关系。插入损耗Is10是进行接地电极110、120各自的表面没有凹凸(表面粗糙度为0)这一设定的情况的理论值。
图4是从Z轴方向观察区域112、122的宽度Wra小于60μm的多层基板1而得到的平面图。图5是从Z轴方向观察区域112、122的宽度Wra为60μm的多层基板1而得到的平面图。图6是从Z轴方向观察区域112、122的宽度Wra大于60μm的多层基板1而得到的平面图。
参照图3~图6,当宽度Wra增大时,插入损耗减少,当宽度Wra达到500μm时,插入损耗与理论值Is10大致相等。宽度Wra小于60μm的情况的插入损耗的变化量的斜率比宽度Wra为60μm以上的情况的插入损耗的变化量的斜率大。插入损耗急剧地减少,直到宽度Wra与供电布线130的宽度相等为止。优选的是,宽度Wra为区域112、122与供电布线130的全部重叠的60μm以上。
另外,即使表面粗糙度较小的区域112、122的宽度Wra比供电布线130的宽度的8倍(480μm)左右大,插入损耗也大致恒定于理论值Is10。另一方面,在接地电极110、120各自的与供电布线130相对的面中,当表面粗糙度较小的区域112、122增大时,接地电极110、120与层叠体140的固定性劣化。
即使使宽度Wra比供电布线130的宽度的8倍(480μm)左右大,也基本不发生插入损耗的进一步的降低,另一方面,接地电极110、120与层叠体140的固定性劣化。为了维持接地电极110、120与层叠体140的固定性,更理想的是,表面粗糙度较小的区域112、122的宽度Wra为供电布线130的宽度的8倍以下。
[实施方式1的变形例1]
在实施方式1中,说明了供电布线配置于两个接地电极之间的带状线。但是,也可以仅形成该两个接地电极中的一接地电极,实施方式的多层基板的供电布线也可以与一接地电极一同构成微带线。
图7是从X轴方向观察实施方式1的变形例1的多层基板1A而得到的平面图。多层基板1A的结构是自图1的多层基板1去除接地电极120和连接导体151、152而得到的结构。除此以外的结构是同样的,因此不重复说明。如图7所示,供电布线130与接地电极110一同构成微带线。
[实施方式1的变形例2]
在实施方式1和变形例1中,说明了供电布线的表面粗糙度比接地电极的第2区域(区域111A、111B)的表面粗糙度小的情况。在实施方式的多层基板中,在从接地电极的法线方向观察的平面图中,与供电布线的至少局部重叠的第1区域(区域112)的表面粗糙度比第2区域的表面粗糙度小即可,供电布线的表面粗糙度也可以是第2区域的表面粗糙度以上。
图8是从X轴方向观察实施方式1的变形例2的多层基板1B而得到的平面图。多层基板1B的结构是图7的多层基板1A的供电布线130替换为供电布线130B而得到的结构。供电布线130B的表面粗糙度为区域111A、111B的表面粗糙度以上。除此以外的结构是同样的,因此不重复说明。
[实施方式1的变形例3]
在实施方式1和变形例1、2中,说明了在接地电极的与供电布线相对的面中表面粗糙度较小的第1区域为1个的情况。在该面中,也可以形成多个第1区域。
图9是从Z轴方向观察实施方式1的变形例3的多层基板1C而得到的平面图。如图9所示,多层基板1C包括作为第1接地电极的接地电极110C、供电布线130以及层叠体141。
接地电极110C是形成于以层叠体141的Z轴方向为法线的上表面的平面状电极。接地电极110C的与供电布线130相对的面具有作为第2区域的区域113A~113C和作为第1区域的区域114A、114B。区域114A、114B各自是沿着X轴方向延伸的带状区域。区域114A、114B各自的表面粗糙度比区域113A~113C各自的表面粗糙度小。在从Z轴方向观察的平面图中,区域114A、114B各自与供电布线130的局部重叠。
[实施方式1的变形例4]
在实施方式1和变形例1~3中,说明了第1接地电极的第1区域沿着与供电布线相同的方向延伸的情况。第1区域也可以形成为沿着与供电布线不同的方向延伸。
图10是从Z轴方向观察实施方式1的变形例4的多层基板1D而得到的平面图。多层基板1D的结构是图9的多层基板1C的接地电极110C替换为作为第1接地电极的接地电极110D而得到的结构。除此以外的结构是同样的,因此不重复说明。
如图10所示,接地电极110D具有作为第2区域的区域115和作为第1区域的区域116A~116D。区域116A~116D各自是沿着Y轴方向延伸的带状区域。区域116A~116D各自延伸的方向与供电布线130延伸的方向不同。区域116A~116D各自的表面粗糙度比区域115的表面粗糙度小。在从Z轴方向观察的平面图中,区域116A~116D各自与供电布线130的局部重叠。
以上,采用实施方式1和变形例1~4的多层基板,能够降低插入损耗。
[实施方式2]
在实施方式1中,说明了接地电极的与供电布线相对的面中的表面粗糙度较小的第1区域的形状与供电布线同样为带状的情况。在实施方式2中,说明第1区域为网眼状的情况。通过将第1区域设为网眼形状,无论供电布线的形状如何,都能够一定程度确保第1区域的与供电布线重叠的部分。采用实施方式2的多层基板,无论供电布线的形状如何,都能够降低插入损耗。
图11是从Z轴方向观察实施方式2的多层基板2而得到的平面图。如图11所示,多层基板2包括作为第1接地电极的接地电极210、作为布线导体的供电布线230以及层叠体240。
供电布线230是供高频信号通过的带状的导体。供电布线230具有沿着X轴方向延伸的部分和沿着Y轴方向延伸的部分,在两者的连接部分处弯折。
接地电极210是形成于以层叠体240的Z轴方向为法线的上表面的平面状电极。接地电极210具有与供电布线230相对的第1面即面210F。面210F具有作为第2区域的区域211A~211H、211J~211L和作为第1区域的区域212。
区域212通过沿着Y轴方向延伸的多个第1带状区域与沿着X轴方向延伸的多个第2带状区域交叉而形成为网眼状。区域211C~211H、211J~211L各自被区域212包围。区域212的表面粗糙度比区域211A~211H、211J~211L各自的表面粗糙度小。在从Z轴方向观察的平面图中,区域212与供电布线230的局部重叠。
以上,采用实施方式2的多层基板,能够降低插入损耗。
在实施方式3、4中,说明实施方式的天线元件。在实施方式3中,说明在接地电极的与天线元件的辐射电极相对的面中表面粗糙度较小的区域与辐射电极重叠的情况。在实施方式4中,说明在接地电极的与辐射电极相对的面中表面粗糙度较小的区域与辐射电极重叠,并且在接地电极的与向辐射电极供电的供电布线相对的面中也是表面粗糙度较小的区域与供电布线重叠的情况。
[实施方式3]
图12是从Z轴方向观察实施方式3的天线元件3而得到的平面图。图13是图12的天线元件3的外观透视图。如图12、图13所示,天线元件3包括多层基板300和辐射电极330。天线元件3是微带天线。
多层基板300包含作为第1接地电极的接地电极310、层叠体340以及导通孔导体(日文:ビア導体)350。层叠体340通过多个介电体层沿着Z轴方向层叠而形成。在以Z轴方向为法线的层叠体340的上表面和底面分别形成有辐射电极330和接地电极310。
辐射电极330利用沿着Z轴方向延伸的导通孔导体350连接于未图示的RFIC(RadioFrequency Integrated Circuit)。导通孔导体350相对于接地电极310绝缘,贯通接地电极310。来自RFIC的高频信号自辐射电极330向外部辐射。来自外部的高频信号被辐射电极330接收而向RFIC传递。
接地电极310具有与辐射电极330相对的第1面即面310F。面310F具有表面粗糙度比较大的第2区域即区域311和表面粗糙度比较小的第1区域即区域312。区域312的表面粗糙度比区域311的表面粗糙度小。在图12、图13中,在从Z轴方向观察的平面图中,区域312与辐射电极330的全部重叠。在从Z轴方向观察的平面图中,区域312与辐射电极330的至少局部重叠即可。
图14是表示将辐射电极330设为正方形状并使辐射电极330的一边的长度W3变化时的天线增益(dBi)的模拟结果的图。在图14中,表示进行在区域312的表面没有凹凸(表面粗糙度为0)这一设定的情况的模拟结果。图14的直线Ag1是根据标绘的点并利用最小二乘法导出的直线。
根据图14所示的直线Ag1,表示存在随着辐射电极330的一边的长度W3增大而天线增益增加的倾向。通常,天线元件的天线增益越大,天线元件的插入损耗越小。通过形成表面粗糙度较小的区域312,降低天线元件3的插入损耗。
以上,采用实施方式3的天线元件,能够降低插入损耗。
[实施方式4]
图15是从X轴方向观察实施方式4的天线元件4而得到的平面图。如图15所示,天线元件4包括多层基板400和辐射电极431。天线元件4是微带天线。
多层基板400包含作为第1接地电极的接地电极410、作为第2接地电极的接地电极420、导通孔导体432、作为布线导体的供电布线433以及层叠体440。层叠体440通过多个介电体层沿着Z轴方向层叠而形成。在以层叠体440的Z轴方向为法线的上表面和底面分别形成有辐射电极431和接地电极420。
接地电极410形成于辐射电极431与接地电极420之间。供电布线433形成于接地电极410与接地电极420之间。供电布线433连接于未图示的RFIC。供电布线433与接地电极410、420一同构成带状线。
辐射电极431利用沿着Z轴方向延伸的导通孔导体432连接于供电布线433。来自RFIC的高频信号自辐射电极431向外部辐射。来自外部的高频信号被辐射电极431接收而向RFIC传递。通过供电布线433的高频信号的频率例如为28GHz、39GHz或60GHz。
图16是从Z轴方向观察图15的接地电极410而得到的平面图。参照图15、图16,接地电极410具有与辐射电极431相对的第1面即面410F。面410F具有表面粗糙度比较大的第2区域即区域411和表面粗糙度比较小的第1区域即区域412A、412B。接地电极410具有与供电布线433相对的第3面即面410G。面410G与面410F同样,具有表面粗糙度比较大的第6区域即区域411和表面粗糙度比较小的第5区域即区域412A、412B。区域412A的表面粗糙度和区域412B的表面粗糙度各自比区域411的表面粗糙度小。
另外,在面410F和面410G中,区域411和区域412A、412B各自也可以是不同的区域。例如,也可以是,在从Z轴方向观察的平面图中,第1区域与第5区域不重叠。这对于第2区域和第6区域而言也是同样的。
图17是从Z轴方向观察图15的接地电极420而得到的平面图。参照图15和图17,接地电极420具有与供电布线433相对的第3面即面420F。面420F具有表面粗糙度比较大的第6区域即区域421和表面粗糙度比较小的第5区域即区域422。区域422的表面粗糙度比区域421的表面粗糙度小。
图18是图15的天线元件4的立体图。在图18中,为了易于看出天线元件4的辐射电极431、接地电极410的区域412A、412B、供电布线433以及接地电极420的区域422的位置关系,未示出层叠体440、接地电极410的区域411以及接地电极420的区域421。
参照图16~图18,供电布线433的表面粗糙度比接地电极410的区域411的表面粗糙度和接地电极420的区域421的表面粗糙度小。
在从Z轴方向观察的平面图中,区域412A与辐射电极431的局部重叠。在从Z轴方向观察的平面图中,区域412B与供电布线433的局部重叠。在从Z轴方向观察的平面图中,区域422与辐射电极431的局部重叠,并且与供电布线433的全部重叠。在从Z轴方向观察的平面图中,将区域412A、422合并而成的区域与辐射电极431的全部重叠。
另外,实施方式4的天线元件不限于上述的结构。例如,天线元件也可以仅包含接地电极410、420中的一者。也就是说,供电布线433既可以与接地电极410一同构成微带线,也可以与接地电极420一同构成微带线。另外,也可以是,像凹口天线那样,供电布线和接地电极形成于相同的介电体层。
[实施方式4的变形例]
在实施方式4中,说明了第1接地电极形成于辐射电极与供电布线之间的情况。第1接地电极也可以形成于比供电布线靠下的层。即,供电布线也可以形成于辐射电极与第1接地电极之间。
图19是从X轴方向观察实施方式4的变形例的天线元件4A而得到的平面图。天线元件4A的结构是自图15的天线元件4的结构去除接地电极410,并且作为第2接地电极的接地电极420替换为作为第1接地电极的接地电极450而得到的结构。除此以外的结构是同样的,因此不重复说明。
图20是从Z轴方向观察图19的接地电极450而得到的平面图。参照图19、图20,接地电极450具有与辐射电极431和供电布线433相对的第1面即面450F。面450F具有表面粗糙度比较大的第2区域即区域451和表面粗糙度比较小的第1区域即区域452。区域452的表面粗糙度比区域451的表面粗糙度小。
图21是图19的天线元件4A的立体图。在图21中,为了易于看出天线元件4A的辐射电极431、供电布线433以及接地电极450的区域452的位置关系,未示出层叠体440和接地电极450的区域451。
参照图19~图21,供电布线433的表面粗糙度比接地电极450的区域451的表面粗糙度小。在从Z轴方向观察的平面图中,区域452与辐射电极431的全部重叠,并且与供电布线433的全部重叠。
以上,采用实施方式4和变形例的天线元件,能够降低插入损耗。
本次公开的各实施方式也预定在不矛盾的范围内适当组合来实施。本次公开的实施方式在所有的方面均为例示,不应理解为限制。本发明的范围由权利要求书表示而不是由上述的说明表示,并且意图包含在与权利要求书均等的意思和范围内的所有的变更。
附图标记说明
1、1A、1B、1C、1D、2、300、400、多层基板;3、4、4A、天线元件;110、110C、110D、120、210、310、410、420、450、接地电极;130、130B、131、230、433、供电布线;140、141、240、340、440、层叠体;151、152、连接导体;330、431、辐射电极;350、432、导通孔导体。

Claims (16)

1.一种多层基板,其中,
该多层基板包括:
层叠体,其由多个介电体层层叠而成;
布线导体,其形成于所述层叠体,供高频信号通过;以及
第1接地电极,其形成于所述层叠体,具有与所述布线导体相对的第1面,
所述第1面具有第1区域和第2区域,
所述第1区域的表面粗糙度比所述第2区域的表面粗糙度小,
在从所述第1接地电极的法线方向观察的平面图中,所述第1区域与所述布线导体的至少局部重叠。
2.根据权利要求1所述的多层基板,其中,
所述第2区域被所述第1区域包围。
3.根据权利要求2所述的多层基板,其中,
所述第1区域包含:
多个第1带状区域,其沿着第1方向延伸;以及
多个第2带状区域,其沿着与所述第1方向不同的第2方向延伸,
所述第1区域通过所述多个第1带状区域与所述多个第2带状区域交叉而形成。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的多层基板,其中,
在从所述法线方向观察的平面图中,所述第1区域与所述布线导体的全部重叠。
5.根据权利要求4所述的多层基板,其中,
所述第1区域和所述布线导体各自为带状,
在从所述法线方向观察的平面图中,所述布线导体沿着所述第1区域形成,
所述第1区域的宽度为所述布线导体的宽度的8倍以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的多层基板,其中,
与所述第1接地电极相对的所述布线导体的表面粗糙度比所述第2区域的表面粗糙度小。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的多层基板,其中,
该多层基板还包括第2接地电极,该第2接地电极形成于所述层叠体,具有与所述第1接地电极相对的第2面,
所述布线导体形成于所述第1接地电极与所述第2接地电极之间,
所述第2面具有第3区域和第4区域,
所述第3区域的表面粗糙度比所述第4区域的表面粗糙度小,
在从所述法线方向观察的平面图中,所述第3区域与所述布线导体的至少局部重叠。
8.一种天线元件,其中,
该天线元件包括:
权利要求1~7中任一项所述的多层基板;以及
辐射电极,其形成于所述层叠体,与所述第1接地电极相对,
所述辐射电极电连接于所述布线导体。
9.根据权利要求8所述的天线元件,其中,
该天线元件还包括导通孔导体,该导通孔导体沿着所述法线方向延伸,将所述布线导体与所述辐射电极连接,
所述第1接地电极具有与所述辐射电极相对的第3面,
所述第3面具有第5区域和第6区域,
所述第5区域的表面粗糙度比所述第6区域的表面粗糙度小,
在从所述法线方向观察的平面图中,所述第5区域与所述辐射电极的至少局部重叠。
10.一种天线元件,其中,
该天线元件包括:
多层基板;以及
辐射电极,其形成于所述多层基板,辐射高频信号,
所述多层基板包含:
层叠体,其由多个介电体层层叠而成;以及
第1接地电极,其形成于所述层叠体,具有与所述辐射电极相对的第1面,
所述第1面具有第1区域和第2区域,
所述第1区域的表面粗糙度比所述第2区域的表面粗糙度小,
在从所述第1接地电极的法线方向观察的平面图中,所述第1区域与所述辐射电极的至少局部重叠。
11.根据权利要求10所述的天线元件,其中,
所述多层基板包含:
布线导体,其形成于所述层叠体,供所述高频信号通过;以及
导通孔导体,其沿着所述法线方向延伸,将所述布线导体与所述辐射电极连接。
12.根据权利要求11所述的天线元件,其中,
所述第1接地电极形成于所述辐射电极与所述布线导体之间,
所述第1接地电极还具有与所述布线导体相对的第2面,
所述第2面具有第3区域和第4区域,
所述第3区域的表面粗糙度比所述第4区域的表面粗糙度小,
在从所述法线方向观察的平面图中,所述第3区域与所述布线导体的至少局部重叠。
13.根据权利要求12所述的天线元件,其中,
所述多层基板还包含第2接地电极,该第2接地电极形成于所述层叠体,与所述第1接地电极相对,
所述布线导体形成于所述第1接地电极与所述第2接地电极之间,
所述第2接地电极具有与所述布线导体相对的第3面,
所述第3面具有第5区域和第6区域,
所述第5区域的表面粗糙度比所述第6区域的表面粗糙度小,
在从所述法线方向观察的平面图中,所述第5区域与所述布线导体的至少局部重叠,并且与所述辐射电极的至少局部重叠。
14.根据权利要求13所述的天线元件,其中,
在从所述法线方向观察的平面图中,将所述第1区域和所述第5区域合并而成的区域与所述辐射电极的全部重叠。
15.根据权利要求11所述的天线元件,其中,
所述布线导体形成于所述辐射电极与所述第1接地电极之间,
在从所述法线方向观察的平面图中,所述第1区域还与所述布线导体的至少局部重叠。
16.根据权利要求11或15所述的天线元件,其中,
在从所述法线方向观察的平面图中,所述第1区域与所述辐射电极的全部重叠。
CN201980007473.5A 2018-01-30 2019-01-09 多层基板和天线元件 Active CN111557127B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018013852 2018-01-30
JP2018-013852 2018-01-30
PCT/JP2019/000321 WO2019150892A1 (ja) 2018-01-30 2019-01-09 多層基板およびアンテナ素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111557127A CN111557127A (zh) 2020-08-18
CN111557127B true CN111557127B (zh) 2022-12-16

Family

ID=67479014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980007473.5A Active CN111557127B (zh) 2018-01-30 2019-01-09 多层基板和天线元件

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11700697B2 (zh)
JP (1) JP6919731B2 (zh)
CN (1) CN111557127B (zh)
WO (1) WO2019150892A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021187010A1 (ja) * 2020-03-16 2021-09-23 株式会社村田製作所 アンテナモジュール

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61277207A (ja) * 1985-05-31 1986-12-08 Nitto Electric Ind Co Ltd 誘電体基板およびその製造法
JP2004158665A (ja) * 2002-11-07 2004-06-03 Mitsubishi Electric Corp パッケージ用基板及びその製造方法
CN102714357A (zh) * 2010-01-27 2012-10-03 株式会社村田制作所 宽带天线
CN204424415U (zh) * 2012-10-31 2015-06-24 株式会社村田制作所 高频信号线路
CN205081202U (zh) * 2014-11-01 2016-03-09 株式会社村田制作所 传输线路及扁平电缆

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3675688B2 (ja) * 2000-01-27 2005-07-27 寛治 大塚 配線基板及びその製造方法
US6596384B1 (en) * 2002-04-09 2003-07-22 International Business Machines Corporation Selectively roughening conductors for high frequency printed wiring boards
JP2015105440A (ja) 2014-11-21 2015-06-08 Jx日鉱日石金属株式会社 表面処理銅箔、積層板、プリント配線板、プリント回路板及び電子機器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61277207A (ja) * 1985-05-31 1986-12-08 Nitto Electric Ind Co Ltd 誘電体基板およびその製造法
JP2004158665A (ja) * 2002-11-07 2004-06-03 Mitsubishi Electric Corp パッケージ用基板及びその製造方法
CN102714357A (zh) * 2010-01-27 2012-10-03 株式会社村田制作所 宽带天线
CN204424415U (zh) * 2012-10-31 2015-06-24 株式会社村田制作所 高频信号线路
CN205081202U (zh) * 2014-11-01 2016-03-09 株式会社村田制作所 传输线路及扁平电缆

Also Published As

Publication number Publication date
CN111557127A (zh) 2020-08-18
WO2019150892A1 (ja) 2019-08-08
JP6919731B2 (ja) 2021-08-18
JPWO2019150892A1 (ja) 2020-11-19
US20200344896A1 (en) 2020-10-29
US11700697B2 (en) 2023-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9882256B2 (en) High-frequency signal transmission line and electronic apparatus
US10102960B2 (en) Electronic component
CN102577646B (zh) 电路基板及其制造方法
JP3173143U (ja) 高周波信号線路
JP5741781B1 (ja) 高周波信号伝送線路及び電子機器
US11291125B2 (en) Multilayer substrate, electronic device, and method of manufacturing multilayer substrate
EP3780259B1 (en) Transition structure and multilayer transition structure for millimeter wave
US8975986B2 (en) High-frequency signal transmission line and electronic device
JP2012191317A (ja) 水平方向放射アンテナ
JP5472553B2 (ja) 高周波信号線路及び電子機器
US20170257941A1 (en) Radio frequency module
US20110122041A1 (en) Planar antenna
US9293799B2 (en) High frequency signal line and electronic device
CN111557127B (zh) 多层基板和天线元件
US20220209413A1 (en) Antenna element and electronic device
US20230319980A1 (en) Circuit board and method of manufacturing circuit board
JP2023134096A (ja) プリント基板および回路基板
CN116709628A (zh) 电路板和印制板

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant