JP2018063159A - Millimeter-wave radar device and method for manufacturing the same - Google Patents

Millimeter-wave radar device and method for manufacturing the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a millimeter-wave radar device which can attain the diversification of the direction of sending millimeter-waves and the reduction in the size of the entire millimeter-wave radar device.SOLUTION: A millimeter-wave radar device 1 includes a case 2, a control board 4, and an antenna substrate 10. The antenna substrate 10 includes two bending parts 103, 104, three flat parts 105, 106, and 107, leading to one another with the two bending parts 103 and 104, and an antenna element 102 on the three flat parts 105, 106, and 107. The entire structure of the three flat parts 105, 106, and 107 forms a convex shape which becomes convex in the direction distant from the control board 4 in the thickness direction of the control board 4.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ミリ波レーダ装置およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a millimeter wave radar device and a manufacturing method thereof.

車両に実際に搭載されている従来のミリ波レーダ装置は、一般的に、制御基板とアンテナ基板とが一体化された一体化基板が用いられている。一体化基板の表面には、複数の導体パターンが形成されている。複数の導体パターンのそれぞれがアンテナ素子として用いられている。一体化基板の裏面には、ミリ波を発信させるための高周波用部品としてのＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuitの略称）チップが実装されている。   In general, a conventional millimeter wave radar device actually mounted on a vehicle uses an integrated substrate in which a control substrate and an antenna substrate are integrated. A plurality of conductor patterns are formed on the surface of the integrated substrate. Each of the plurality of conductor patterns is used as an antenna element. An MMIC (abbreviation of Monolithic Microwave Integrated Circuit) chip as a high-frequency component for transmitting millimeter waves is mounted on the back surface of the integrated substrate.

上記した従来のミリ波レーダ装置に対して、ミリ波の送信方向の多角化が求められている。上記したミリ波レーダ装置の構造において、これを実現させる方法としては、アンテナ面積を大きくして、ＭＭＩＣチップを複数搭載することが挙げられる。ただし、この方法では、アンテナ面積の増大に伴って、ミリ波レーダ装置全体の容積が大きくなる。このため、従来の構造においては、ミリ波の送信方向の多角化と、ミリ波レーダ装置の小型化とのトレードオフが避けられない。したがって、従来のミリ波レーダ装置では、ミリ波の送信方向の多角化と、ミリ波レーダ装置の小型化の両立が困難である。   With respect to the conventional millimeter wave radar device described above, diversification of the millimeter wave transmission direction is required. In the structure of the millimeter wave radar device described above, a method for realizing this is to increase the antenna area and mount a plurality of MMIC chips. However, with this method, the volume of the entire millimeter wave radar device increases as the antenna area increases. For this reason, in the conventional structure, a tradeoff between diversification of the millimeter wave transmission direction and downsizing of the millimeter wave radar apparatus is inevitable. Therefore, in the conventional millimeter wave radar device, it is difficult to achieve both diversification of the millimeter wave transmission direction and downsizing of the millimeter wave radar device.

本発明は上記点に鑑みて、ミリ波の送信方向の多角化と、ミリ波レーダ装置全体の小型化の両立が可能なミリ波レーダ装置およびその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a millimeter wave radar apparatus and a method of manufacturing the same that can achieve both diversification of the millimeter wave transmission direction and downsizing of the entire millimeter wave radar apparatus.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明のミリ波レーダ装置は、
ケース（２）と、
ケースの内部に収容される実装基板（４）と、
実装基板に実装され、ミリ波を送信するアンテナ基板（１０）とを備え、
アンテナ基板は、１つ以上の屈曲部（１０３、１０４）と、屈曲部を介して互いにつながる複数の平面部（１０５、１０６、１０７）と、複数の平面部のそれぞれの表面上に形成されたアンテナ素子（１０２）とを有し、
複数の平面部の全体は、実装基板の厚さ方向で実装基板から離れる側に向かって凸形状をなしている。 In order to achieve the above object, a millimeter wave radar apparatus according to claim 1 is provided.
Case (2),
A mounting board (4) housed inside the case;
An antenna substrate (10) mounted on a mounting substrate and transmitting millimeter waves;
The antenna substrate is formed on the surface of each of the one or more bent portions (103, 104), the plurality of flat portions (105, 106, 107) connected to each other through the bent portions, and the plurality of flat portions. An antenna element (102),
The whole of the plurality of planar portions has a convex shape toward the side away from the mounting substrate in the thickness direction of the mounting substrate.

これによれば、アンテナ基板は、アンテナ素子が形成された平面部を複数有している。複数の平面部の全体は凸形状となっている。このため、アンテナ基板が、１つの平面部のみで構成されている場合と比較して、ミリ波の送信方向の広角化を実現することができる。   According to this, the antenna substrate has a plurality of flat portions on which antenna elements are formed. The whole of the plurality of flat portions has a convex shape. For this reason, it is possible to realize a wider angle in the millimeter wave transmission direction as compared with the case where the antenna substrate is configured by only one plane portion.

さらに、アンテナ基板は、１つ以上の屈曲部で屈曲した状態で、ケースの内部に収容される。このため、アンテナ素子の数を多くしても、アンテナ基板が１つの平面部のみで構成されている場合と比較して、実装基板の表面に平行な方向での寸法の大型化を抑制できる。   Furthermore, the antenna substrate is housed inside the case in a state of being bent at one or more bent portions. For this reason, even if the number of antenna elements is increased, an increase in size in a direction parallel to the surface of the mounting substrate can be suppressed as compared with a case where the antenna substrate is configured by only one planar portion.

よって、これによれば、ミリ波の送信方向の多角化と、ミリ波レーダ装置全体の小型化の両立が可能である。   Therefore, according to this, it is possible to achieve both diversification of the millimeter wave transmission direction and downsizing of the entire millimeter wave radar apparatus.

また、請求項４に記載の発明のミリ波レーダ装置の製造方法は、
ケースと、実装基板と、アンテナ基板とを準備すること（Ｓ１）と、
実装基板にアンテナ基板を実装すること（Ｓ２）と、
アンテナ基板が実装された実装基板をケースに組み付けること（Ｓ３）とを備え、
アンテナ基板を準備することにおいては、誘電体フィルムの表面上に導電性ナノ材料を含む溶液を塗布し、塗布した溶液を乾燥させる印刷法によって、複数のアンテナ素子を形成することを含み、
アンテナ基板を実装することにおいては、アンテナ基板が、１つ以上の屈曲部（１０３、１０４）と、屈曲部を介して互いにつながる複数の平面部（１０５、１０６、１０７）と、複数の平面部のそれぞれの表面上に形成された複数のアンテナ素子（１０２）とを有し、かつ、複数の平面部の全体が実装基板の厚さ方向で実装基板から離れる側に向かって凸形状をなす状態となるように、アンテナ基板を実装基板に搭載する。 A manufacturing method of the millimeter wave radar device according to the invention of claim 4
Preparing a case, a mounting substrate, and an antenna substrate (S1);
Mounting the antenna substrate on the mounting substrate (S2);
Assembling the mounting board on which the antenna board is mounted to the case (S3),
Preparing an antenna substrate includes forming a plurality of antenna elements by a printing method in which a solution containing a conductive nanomaterial is applied onto the surface of a dielectric film, and the applied solution is dried.
In mounting the antenna substrate, the antenna substrate includes one or more bent portions (103, 104), a plurality of plane portions (105, 106, 107) connected to each other via the bend portions, and a plurality of plane portions. A plurality of antenna elements (102) formed on the respective surfaces of the substrate, and the entirety of the plurality of flat portions is convex toward the side away from the mounting substrate in the thickness direction of the mounting substrate. Then, the antenna substrate is mounted on the mounting substrate.

これによれば、アンテナ基板の形状によって、請求項１に記載の発明と同じ効果を奏する。さらに、これによれば、複数のアンテナ素子を印刷法によって形成している。このため、複数のアンテナ素子を、エッチング工程を介して形成する場合と比較して、複数のアンテナ素子の出来上がりの表面の粗さを低減化することができる。よって、この場合と比較して、アンテナの利得を上げることができる。   According to this, there exists the same effect as invention of Claim 1 with the shape of an antenna board | substrate. Further, according to this, a plurality of antenna elements are formed by a printing method. For this reason, compared with the case where a some antenna element is formed through an etching process, the roughness of the surface of the completion of a some antenna element can be reduced. Therefore, the antenna gain can be increased as compared with this case.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

第１実施形態におけるミリ波レーダ装置の断面構成を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional structure of the millimeter wave radar apparatus in 1st Embodiment. 図１のミリ波レーダ装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the millimeter wave radar apparatus of FIG. 制御基板に搭載する前の状態における第１実施形態のアンテナ基板１０の平面図である。It is a top view of the antenna substrate 10 of 1st Embodiment in the state before mounting in a control board. 制御基板に搭載した状態における第１実施形態のアンテナ基板１０およびシールド基板の断面図である。It is sectional drawing of the antenna board | substrate 10 and shield board | substrate of 1st Embodiment in the state mounted in the control board. 第１実施形態におけるミリ波レーダ装置の製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the millimeter wave radar apparatus in 1st Embodiment. 第１実施形態におけるミリ波レーダ装置の車両搭載状態を示す図である。It is a figure which shows the vehicle mounting state of the millimeter wave radar apparatus in 1st Embodiment. 第２実施形態におけるミリ波レーダ装置の主要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the millimeter wave radar apparatus in 2nd Embodiment. 第３実施形態におけるミリ波レーダ装置の断面図である。It is sectional drawing of the millimeter wave radar apparatus in 3rd Embodiment.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.

（第１実施形態）
図１に示す本実施形態のミリ波レーダ装置１は、車両に搭載されるものである。このミリ波レーダ装置１は、送信アンテナ部からミリ波を送信し、物標が反射したミリ波を受信アンテナ部で受信することで、物標の情報を取得する。 (First embodiment)
A millimeter wave radar device 1 of this embodiment shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle. The millimeter wave radar device 1 acquires information on a target by transmitting a millimeter wave from the transmission antenna unit and receiving the millimeter wave reflected by the target by the reception antenna unit.

本実施形態のミリ波レーダ装置１は、ケース２と、制御基板４と、制御用チップ６と、ＭＭＩＣチップ８と、アンテナ基板１０と、シールド基板１２とを備える。   The millimeter wave radar device 1 according to the present embodiment includes a case 2, a control board 4, a control chip 6, an MMIC chip 8, an antenna board 10, and a shield board 12.

ケース２は、制御基板４、制御用チップ６、ＭＭＩＣチップ８、アンテナ基板１０、シールド基板１２等の各部品を収容する。ケース２は、図１、２に示すように、レドーム２２と、ケース本体部２４とを有する。レドーム２２は、電磁透過性カバーである。ケース本体部２４に、制御基板４が固定される。   The case 2 accommodates components such as the control board 4, the control chip 6, the MMIC chip 8, the antenna board 10, and the shield board 12. As shown in FIGS. 1 and 2, the case 2 includes a radome 22 and a case main body 24. The radome 22 is an electromagnetically permeable cover. The control board 4 is fixed to the case body 24.

制御基板４は、図１に示すように、第１面４ａと第１面４ａの反対側の第２面４ｂとを有する。第１面４ａは、レドーム２２側の表面である。第２面４ｂは、ケース本体部２４側の表面である。第１面４ａに複数のＭＭＩＣチップ８が実装されている。第２面４ｂに複数の制御用チップ６が実装されている。本実施形態では、制御基板４が実装基板に相当する。また、第１面４ａが実装基板の一面に相当する。
なお、図１には、便宜的に、ＭＭＩＣチップ８と制御用チップ６とが、それぞれ１つずつ図示されている。制御基板４は、図２に示すように、ネジ５によってケース本体部２４に固定される。 As shown in FIG. 1, the control board 4 has a first surface 4a and a second surface 4b opposite to the first surface 4a. The first surface 4a is a surface on the radome 22 side. The second surface 4b is a surface on the case body 24 side. A plurality of MMIC chips 8 are mounted on the first surface 4a. A plurality of control chips 6 are mounted on the second surface 4b. In the present embodiment, the control board 4 corresponds to a mounting board. The first surface 4a corresponds to one surface of the mounting substrate.
In FIG. 1, for convenience, one MMIC chip 8 and one control chip 6 are shown. As shown in FIG. 2, the control board 4 is fixed to the case main body 24 with screws 5.

制御基板４は、制御用チップ６およびＭＭＩＣチップ８とともに、ミリ波レーダ装置１の作動を制御する制御回路を構成している。制御回路は、各種信号処理回路、マイクロコンピュータ、電源回路などによって構成される。ＭＭＩＣチップ８は、ミリ波の発振器を構成している。したがって、本実施形態では、ＭＭＩＣチップ８がミリ波を発振させる高周波用部品である。   The control board 4 and the control chip 6 and the MMIC chip 8 constitute a control circuit that controls the operation of the millimeter wave radar device 1. The control circuit includes various signal processing circuits, a microcomputer, a power supply circuit, and the like. The MMIC chip 8 constitutes a millimeter wave oscillator. Therefore, in this embodiment, the MMIC chip 8 is a high-frequency component that oscillates millimeter waves.

アンテナ基板１０は、シールド基板１２に保持された状態で、制御基板４に実装されている。アンテナ基板１０は、図３に示すように、誘電体フィルム１０１と複数の導体パターン１０２とを有している。   The antenna substrate 10 is mounted on the control substrate 4 while being held by the shield substrate 12. As shown in FIG. 3, the antenna substrate 10 includes a dielectric film 101 and a plurality of conductor patterns 102.

誘電体フィルム１０１は、樹脂材料で構成されている。誘電体フィルム１０１を構成する樹脂材料としては、制御基板４を構成する絶縁材料よりも誘電率が低い樹脂材料が用いられる。誘電体フィルムの比誘電率は、２〜４であることが好ましい。   The dielectric film 101 is made of a resin material. As the resin material constituting the dielectric film 101, a resin material having a dielectric constant lower than that of the insulating material constituting the control substrate 4 is used. The relative dielectric constant of the dielectric film is preferably 2-4.

複数の導体パターン１０２は、誘電体フィルム１０１の表面に形成されている。複数の導体パターン１０２のそれぞれが、アンテナ素子である。複数の導体パターン１０２のそれぞれは、矩形である。複数の導体パターン１０２は、後述の通り、印刷法によって形成されたものである。   The plurality of conductor patterns 102 are formed on the surface of the dielectric film 101. Each of the plurality of conductor patterns 102 is an antenna element. Each of the plurality of conductor patterns 102 is rectangular. The plurality of conductor patterns 102 are formed by a printing method, as will be described later.

複数の導体パターン１０２の全部がアンテナ部１１を構成している。複数の導体パターン１０２のうち誘電体フィルム１０１の図３中の上側半分に位置する一部が、受信アンテナ部１１ａを構成している。複数の導体パターン１０２のうち誘電体フィルム１０１の図３中の下側半分に位置する他の一部が、送信アンテナ部１１ｂを構成している。   All of the plurality of conductor patterns 102 constitute the antenna unit 11. A part of the plurality of conductor patterns 102 located on the upper half of the dielectric film 101 in FIG. 3 constitutes the receiving antenna portion 11a. Another part of the plurality of conductor patterns 102 located in the lower half of the dielectric film 101 in FIG. 3 constitutes the transmitting antenna portion 11b.

図３の例では、受信アンテナ部１１ａは、４個のパッチアンテナが５列配置されたパッチアレイアンテナである。送信アンテナ部１１ｂは、４個のパッチアンテナが１６列配置されたパッチアレイアンテナである。パッチアンテナ（すなわち、アンテナ素子）の数はこれに限定されず、任意に変更可能である。   In the example of FIG. 3, the receiving antenna unit 11a is a patch array antenna in which four patch antennas are arranged in five rows. The transmission antenna unit 11b is a patch array antenna in which four patch antennas are arranged in 16 rows. The number of patch antennas (ie, antenna elements) is not limited to this, and can be arbitrarily changed.

シールド基板１２は、電波を遮断する。シールド基板１２は、アンテナ基板１０を保持する保持部としても機能する。シールド基板１２が、アンテナ基板１０の所望形状を維持する。シールド基板１２は、洋白などの金属材料で構成される。シールド基板１２は、はんだ付け等によって制御基板４に固定されている。   The shield substrate 12 blocks radio waves. The shield substrate 12 also functions as a holding unit that holds the antenna substrate 10. The shield substrate 12 maintains the desired shape of the antenna substrate 10. The shield substrate 12 is made of a metal material such as white and white. The shield substrate 12 is fixed to the control substrate 4 by soldering or the like.

アンテナ基板１０は、図１に示すように、シールド基板１２の形状に沿って折れ曲がっている。アンテナ基板１０は、第１面４ａから離れる側に向かって凸となるように屈曲した形状を有している。   The antenna substrate 10 is bent along the shape of the shield substrate 12 as shown in FIG. The antenna substrate 10 has a shape bent so as to be convex toward the side away from the first surface 4a.

図４に示すように、具体的には、アンテナ基板１０は、２つの屈曲部１０３、１０４と、３つの平面部１０５、１０６、１０７とを有している。換言すると、アンテナ基板１０は、３つの平面部１０５、１０６、１０７を有するように、２つの屈曲部１０３、１０４で屈曲している。より詳細には、アンテナ基板１０は、第１平面部１０５と、第１屈曲部１０３を挟んで第１平面部１０５の隣りに位置する第２平面部１０６と、第２平面部１０６側とは反対側で、第２屈曲部１０４を挟んで第１平面部１０６の隣りに位置する第３平面部１０７とを有する。   As shown in FIG. 4, specifically, the antenna substrate 10 has two bent portions 103 and 104 and three flat portions 105, 106, and 107. In other words, the antenna substrate 10 is bent at the two bent portions 103 and 104 so as to have the three flat portions 105, 106 and 107. More specifically, the antenna substrate 10 includes the first flat surface portion 105, the second flat surface portion 106 located adjacent to the first flat surface portion 105 with the first bent portion 103 interposed therebetween, and the second flat surface portion 106 side. On the opposite side, it has a third plane portion 107 located adjacent to the first plane portion 106 with the second bent portion 104 interposed therebetween.

屈曲部１０３の角度は鈍角である。屈曲部１０３の角度とは、平面部１０５と平面部１０６との制御基板４側でのなす角度である。屈曲部１０４の角度は鈍角である。屈曲部１０４の角度とは、平面部１０５と平面部１０７との制御基板４側でのなす角度である。このため、第１平面部１０５の法線方向Ｎ１と、第２平面部１０６の法線方向Ｎ２と、第３平面部１０７の法線方向Ｎ３とは、互いに交差している。   The angle of the bent portion 103 is an obtuse angle. The angle of the bent portion 103 is an angle formed between the flat portion 105 and the flat portion 106 on the control board 4 side. The angle of the bent portion 104 is an obtuse angle. The angle of the bent portion 104 is an angle formed between the flat portion 105 and the flat portion 107 on the control board 4 side. Therefore, the normal direction N1 of the first plane portion 105, the normal direction N2 of the second plane portion 106, and the normal direction N3 of the third plane portion 107 intersect each other.

本実施形態では、図３に示すように、第１平面部１０５には、受信アンテナ部１１ａを構成する複数の導体パターン１０２と、送信アンテナ部１１ｂを構成する複数の導体パターン１０２とが形成されている。第２平面部１０６には、送信アンテナ部１１ｂを構成する複数の導体パターン１０２が形成されている。第３平面部１０７には、送信アンテナ部１１ｂを構成する複数の導体パターン１０２が形成されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the first plane portion 105 is formed with a plurality of conductor patterns 102 constituting the reception antenna portion 11a and a plurality of conductor patterns 102 constituting the transmission antenna portion 11b. ing. A plurality of conductor patterns 102 constituting the transmission antenna part 11b are formed on the second plane part 106. In the third plane portion 107, a plurality of conductor patterns 102 constituting the transmitting antenna portion 11b are formed.

図１に示すように、アンテナ基板１０は、ＭＭＩＣチップ８を覆うように、制御基板４の第１面４ａに配置されている。アンテナ基板１０は、制御基板４に機械的および電気的に接続されている。このため、複数の導体パターン１０２のそれぞれは、対応するＭＭＩＣチップ８と電気的に接続されている。アンテナ基板１０の制御基板４への接続方法としては、かしめやＡＣＦ接続が挙げられる。ＡＣＦ接続は、異方性導電フィルム（Anisotropic Condactive Film）を用いた接続方法である。   As shown in FIG. 1, the antenna substrate 10 is disposed on the first surface 4 a of the control substrate 4 so as to cover the MMIC chip 8. The antenna substrate 10 is mechanically and electrically connected to the control substrate 4. Therefore, each of the plurality of conductor patterns 102 is electrically connected to the corresponding MMIC chip 8. Examples of a method for connecting the antenna substrate 10 to the control substrate 4 include caulking and ACF connection. ACF connection is a connection method using an anisotropic conductive film.

ミリ波レーダ装置１は、さらに、コネクタ１４と、電波吸収体１６と、放熱部材１８とを備える。   The millimeter wave radar device 1 further includes a connector 14, a radio wave absorber 16, and a heat dissipation member 18.

コネクタ１４は、制御基板４と外部とを電気的に接続するための部品である。電波吸収体１６は、電波を吸収する。電波吸収体１６は、シールド基板１２のＭＭＩＣチップ８側の表面に固定されている。放熱部材１８は、制御基板４および制御用チップ６の熱を放出するための部品である。放熱部材１８は、ケース本体部２４に固定されている。放熱部材１８は、ケース本体部２４に制御基板４を固定する固定部としても機能する。   The connector 14 is a component for electrically connecting the control board 4 and the outside. The radio wave absorber 16 absorbs radio waves. The radio wave absorber 16 is fixed to the surface of the shield substrate 12 on the MMIC chip 8 side. The heat radiating member 18 is a component for releasing heat from the control board 4 and the control chip 6. The heat radiating member 18 is fixed to the case main body 24. The heat radiating member 18 also functions as a fixing portion that fixes the control board 4 to the case main body 24.

次に、本実施形態のミリ波レーダ装置１の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the millimeter wave radar apparatus 1 of this embodiment is demonstrated.

図５に示すように、ミリ波レーダ装置１は、準備工程Ｓ１と、実装工程Ｓ２と、組み付け工程Ｓ３とを順に行うことで製造される。   As shown in FIG. 5, the millimeter wave radar device 1 is manufactured by sequentially performing a preparation step S1, a mounting step S2, and an assembly step S3.

準備工程では、ケース２、制御基板４、制御用チップ６、ＭＭＩＣチップ８、アンテナ基板１０、シールド基板１２、コネクタ１４、電波吸収体１６、放熱部材１８等の各部品を準備する。   In the preparation step, components such as the case 2, the control board 4, the control chip 6, the MMIC chip 8, the antenna board 10, the shield board 12, the connector 14, the radio wave absorber 16, and the heat radiating member 18 are prepared.

アンテナ基板１０の準備では、図３に示すように、誘電体フィルム１０１の表面上に複数の導体パターン１０２を印刷法によって形成する。この印刷法は、導電性ナノ材料と溶媒を含む溶液（すなわち、インク）を、誘電体フィルム１０１の表面上に塗布し、塗布した溶液を乾燥させる方法である。このとき、導電性ナノ材料を用いることで、誘電体フィルム１０１の耐熱温度よりも低温で乾燥させることができる。導電性ナノ材料としては、銀ナノ材料や銅ナノ材料を用いることができる。溶媒としては、水系溶媒や有機系溶媒を用いることができる。   In the preparation of the antenna substrate 10, as shown in FIG. 3, a plurality of conductor patterns 102 are formed on the surface of the dielectric film 101 by a printing method. This printing method is a method in which a solution (that is, ink) containing a conductive nanomaterial and a solvent is applied onto the surface of the dielectric film 101, and the applied solution is dried. At this time, by using a conductive nanomaterial, the dielectric film 101 can be dried at a temperature lower than the heat resistant temperature. As the conductive nanomaterial, a silver nanomaterial or a copper nanomaterial can be used. As the solvent, an aqueous solvent or an organic solvent can be used.

実装工程では、制御用チップ６、ＭＭＩＣチップ８、アンテナ基板１０、シールド基板１２、コネクタ１４等の各部品を、制御基板４へ実装する。このとき、予めシールド基板１２にアンテナ基板１０を固定する。アンテナ基板１０およびシールド基板１２がＭＭＩＣチップ８を覆うように、アンテナ基板１０およびシールド基板１２を制御基板４の第１面４ａに固定する。なお、シールド基板１２を制御基板４に固定した後、アンテナ基板１０をシールド基板１２に搭載してもよい。その後、アンテナ基板１０を制御基板４に機械的および電気的に接続する。   In the mounting process, components such as the control chip 6, the MMIC chip 8, the antenna substrate 10, the shield substrate 12, and the connector 14 are mounted on the control substrate 4. At this time, the antenna substrate 10 is fixed to the shield substrate 12 in advance. The antenna substrate 10 and the shield substrate 12 are fixed to the first surface 4 a of the control substrate 4 so that the antenna substrate 10 and the shield substrate 12 cover the MMIC chip 8. The antenna substrate 10 may be mounted on the shield substrate 12 after the shield substrate 12 is fixed to the control substrate 4. Thereafter, the antenna substrate 10 is mechanically and electrically connected to the control substrate 4.

組み付け工程では、制御基板４等の各部品を、ケースへ組み付ける。これにより、図１に示すミリ波レーダ装置１が製造される。   In the assembly process, each component such as the control board 4 is assembled to the case. Thereby, the millimeter wave radar apparatus 1 shown in FIG. 1 is manufactured.

上述の通り、本実施形態では、アンテナ基板１０は、制御基板４とは別体とされている。アンテナ基板１０は、制御基板４の厚さ方向で制御基板４から離れる側に向かって凸状となるように、アンテナ基板１０が２つの屈曲部１０３、１０４で屈曲して、３つの平面部１０５、１０６、１０７を有する構造である。３つの平面部１０５、１０６、１０７のそれぞれからのミリ波の送信方向は、それぞれの法線方向Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を含む所定角度範囲となる。すなわち、３つの平面部１０５、１０６、１０７のそれぞれは、それぞれの法線方向Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３におけるミリ波の放射強度が最大もしくはそれに近いという指向性を有している。   As described above, in the present embodiment, the antenna substrate 10 is separated from the control substrate 4. The antenna substrate 10 is bent at two bent portions 103 and 104 so that the antenna substrate 10 is convex toward the side away from the control substrate 4 in the thickness direction of the control substrate 4, and three plane portions 105 are formed. , 106, 107. The transmission direction of the millimeter wave from each of the three plane portions 105, 106, 107 is a predetermined angle range including the respective normal directions N1, N2, N3. That is, each of the three plane portions 105, 106, and 107 has directivity that the radiation intensity of the millimeter wave in the respective normal directions N1, N2, and N3 is maximum or close thereto.

このため、本実施形態によれば、アンテナ基板１０が、１つの平面部のみで構成されている場合と比較して、ミリ波の送信方向の広角化を実現することができる。図６に示すように、本実施形態のミリ波レーダ装置１を車両の後方コーナー部に搭載した場合、ミリ波の送信可能範囲Ｒ１を示す角度θを図６に示す広角度とすることが可能となる。   For this reason, according to the present embodiment, it is possible to realize a wider angle in the transmission direction of the millimeter wave as compared with the case where the antenna substrate 10 is configured by only one plane portion. As shown in FIG. 6, when the millimeter wave radar device 1 of the present embodiment is mounted on the rear corner portion of the vehicle, the angle θ indicating the millimeter wave transmittable range R1 can be set to the wide angle shown in FIG. It becomes.

さらに、アンテナ基板１０は屈曲している。このため、アンテナ基板１０が屈曲していない場合と比較して、制御基板４の表面に平行な方向での寸法の拡大を抑制することができる。   Further, the antenna substrate 10 is bent. For this reason, compared with the case where the antenna board | substrate 10 is not bent, the expansion of the dimension in the direction parallel to the surface of the control board 4 can be suppressed.

よって、本実施形態によれば、ミリ波の送信方向の多角化と、ミリ波レーダ装置１全体の小型化の両立が可能となる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to achieve both diversification of the millimeter wave transmission direction and downsizing of the entire millimeter wave radar device 1.

ところで、従来のミリ波レーダ装置では、アンテナ素子としての複数の導体パターンが、銅箔のエッチング工程を介して形成されていた。このため、複数の導体パターンの表面粗さが大きかった。交流電流は、導体の表面を密集して流れること（すなわち、表皮効果）が知られている。このため、複数の導体パターンの通過特性が悪かった。したがって、従来のミリ波レーダ装置では、アンテナの利得が下がってしまうという課題があった。   In the conventional millimeter wave radar apparatus, a plurality of conductor patterns as antenna elements are formed through a copper foil etching process. For this reason, the surface roughness of the plurality of conductor patterns was large. It is known that alternating current flows densely on the surface of a conductor (that is, the skin effect). For this reason, the passage characteristics of the plurality of conductor patterns were bad. Therefore, the conventional millimeter wave radar device has a problem that the gain of the antenna is lowered.

これに対して、本実施形態では、複数の導体パターン１０２が、溶液を印刷する印刷法によって形成されている。これによれば、エッチング工程を介さずに、溶液の濡れ性を利用して複数の導体パターン１０２が形成される。このため、エッチング工程を介して形成する場合と比較して、複数の導体パターンの出来上がりの表面の粗さＲａを低減化することができる。よって、アンテナの利得を上げることができる。   On the other hand, in this embodiment, the several conductor pattern 102 is formed by the printing method which prints a solution. According to this, the plurality of conductor patterns 102 are formed using the wettability of the solution without going through an etching process. For this reason, compared with the case where it forms via an etching process, the surface roughness Ra of the completion | finish of a some conductor pattern can be reduced. Therefore, the gain of the antenna can be increased.

（第２実施形態）
本実施形態は、ＭＭＩＣチップ８および電波吸収体１６の配置が第１実施形態と異なる。ミリ波レーダ装置１のその他の構成は第１実施形態と同じである。 (Second Embodiment)
This embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the MMIC chip 8 and the radio wave absorber 16. The other configuration of the millimeter wave radar device 1 is the same as that of the first embodiment.

図７に示すように、ＭＭＩＣチップ８は、アンテナ基板１０の裏面に実装されている。アンテナ基板１０の裏面は、アンテナ基板１０のうち複数の導体パターン１０２が形成された表面の反対側の表面である。シールド基板１２は、複数の開口部１２１を有する。ＭＭＩＣチップ８は開口部１２１の内部に位置する。   As shown in FIG. 7, the MMIC chip 8 is mounted on the back surface of the antenna substrate 10. The back surface of the antenna substrate 10 is a surface opposite to the surface on which the plurality of conductor patterns 102 are formed in the antenna substrate 10. The shield substrate 12 has a plurality of openings 121. The MMIC chip 8 is located inside the opening 121.

電波吸収体１６は、制御基板４の第１面４ａのうちアンテナ基板１０に覆われた部位に配置されている。   The radio wave absorber 16 is disposed in a portion of the first surface 4 a of the control board 4 that is covered with the antenna board 10.

本実施形態では、ＭＭＩＣチップ８をアンテナ基板１０の裏面に実装する。その一方で、電波吸収体１６およびシールド基板１２を制御基板４に搭載して固定する。その後、アンテナ基板１０をシールド基板１２に搭載する。このとき、ＭＭＩＣチップ８の位置をシールド基板１２の開口部１２１の位置に合わせる。その後、アンテナ基板１０を制御基板４に機械的および電気的に接続する。   In the present embodiment, the MMIC chip 8 is mounted on the back surface of the antenna substrate 10. On the other hand, the radio wave absorber 16 and the shield substrate 12 are mounted and fixed on the control substrate 4. Thereafter, the antenna substrate 10 is mounted on the shield substrate 12. At this time, the position of the MMIC chip 8 is matched with the position of the opening 121 of the shield substrate 12. Thereafter, the antenna substrate 10 is mechanically and electrically connected to the control substrate 4.

アンテナ基板１０は、第１実施形態と同じである。このため、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。   The antenna substrate 10 is the same as in the first embodiment. For this reason, also in this embodiment, the effect similar to 1st Embodiment is acquired.

（第３実施形態）
本実施形態は、アンテナ基板の構成が第１実施形態と異なる。 (Third embodiment)
This embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the antenna substrate.

図８に示すように、アンテナ基板３０は、平板形状である。すなわち、アンテナ基板３０は、１つの平面部のみで構成されている。アンテナ基板３０は、制御基板４に積層されている。   As shown in FIG. 8, the antenna substrate 30 has a flat plate shape. That is, the antenna substrate 30 is composed of only one plane portion. The antenna substrate 30 is stacked on the control substrate 4.

アンテナ基板３０は、誘電体フィルム３２の表面３２ａに、複数の導体パターン３４が形成されている。複数の導体パターン３４は、第１群の導体パターン３４ａと、第２群の導体パターン３４ｂと、第３群の導体パターン３４ｃとを有する。第２群の導体パターン３４ｂは、第１群の導体パターン３４ａの隣りに位置する。第３群の導体パターン３４ｃは、第２群の導体パターン３４ｂ側とは反対側の第１群の導体パターン３４ａの隣りに位置する。   The antenna substrate 30 has a plurality of conductor patterns 34 formed on a surface 32 a of a dielectric film 32. The plurality of conductor patterns 34 include a first group of conductor patterns 34a, a second group of conductor patterns 34b, and a third group of conductor patterns 34c. The second group of conductor patterns 34b is located next to the first group of conductor patterns 34a. The third group of conductor patterns 34c is located adjacent to the first group of conductor patterns 34a on the side opposite to the second group of conductor patterns 34b.

第１群の導体パターン３４ａの天面３４１ａは、誘電体フィルム３２の表面３２ａに平行である。第１群の導体パターン３４ａの側面３４２ａは、誘電体フィルム３２の表面３２ａに垂直である。   The top surface 341 a of the first group of conductor patterns 34 a is parallel to the surface 32 a of the dielectric film 32. The side surface 342 a of the first group of conductor patterns 34 a is perpendicular to the surface 32 a of the dielectric film 32.

第２群の導体パターン３４ｂの天面３４１ｂは、誘電体フィルム３２の表面３２ａに平行である。第２群の導体パターン３４ｂの側面３４２ｂは、誘電体フィルム３２の表面３２ａに対して傾斜している。   The top surface 341 b of the second group of conductor patterns 34 b is parallel to the surface 32 a of the dielectric film 32. The side surface 342b of the second group of conductor patterns 34b is inclined with respect to the surface 32a of the dielectric film 32.

第３群の導体パターン３４ｃの天面３４１ｃは、誘電体フィルム３２の表面３２ａに平行である。第３群の導体パターン３４ｃの側面３４２ｃは、誘電体フィルム３２の表面３２ａに対して傾斜している。   The top surface 341 c of the third group of conductor patterns 34 c is parallel to the surface 32 a of the dielectric film 32. A side surface 342 c of the third group of conductor patterns 34 c is inclined with respect to the surface 32 a of the dielectric film 32.

第２群の導体パターン３４ｂおよび第３群の導体パターン３４ｃは、側面３４２ｂ、３４２ｃが斜めとなるように、印刷法によって形成される。このとき、側面３４２ｂ、３４２ｃの面積が、それぞれ、天面３４１ｂ、３４１ｃの面積よりも大きくなるように形成されることが好ましい。   The second group of conductor patterns 34b and the third group of conductor patterns 34c are formed by a printing method so that the side surfaces 342b and 342c are inclined. At this time, it is preferable that the areas of the side surfaces 342b and 342c are formed so as to be larger than the areas of the top surfaces 341b and 341c, respectively.

アンテナ基板３０は、複数の導体パターン３４を保護する保護層３６を有している。アンテナ基板３０の表面に、複数のＭＭＩＣチップ８が実装されている。ケース２のうちアンテナ基板３０に対向する部位に、電波吸収体１６が設置されている。   The antenna substrate 30 has a protective layer 36 that protects the plurality of conductor patterns 34. A plurality of MMIC chips 8 are mounted on the surface of the antenna substrate 30. A radio wave absorber 16 is installed in a part of the case 2 that faces the antenna substrate 30.

本実施形態では、第１群の導体パターン３４ａの天面３４１ａと、第２群の導体パターン３４ｂの側面３４２ｂと、第３群の導体パターン３４ｃの側面３４２ｃとが、アンテナ面として利用される。天面３４１ａの法線方向と、側面３４２ｂの法線方向と、側面３４２ｃの法線方向とが、互いに交差している。このため、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。   In the present embodiment, the top surface 341a of the first group of conductor patterns 34a, the side surface 342b of the second group of conductor patterns 34b, and the side surface 342c of the third group of conductor patterns 34c are used as antenna surfaces. The normal direction of the top surface 341a, the normal direction of the side surface 342b, and the normal direction of the side surface 342c intersect each other. For this reason, also in this embodiment, the effect similar to 1st Embodiment is acquired.

（他の実施形態）
（１）第１、第２実施形態では、アンテナ基板１０において、屈曲部１０３、１０４のそれぞれの角度は、鈍角であったが、直角であってもよい。また、屈曲部１０３、１０４の角度は、同じであっても異なっていてもよい。 (Other embodiments)
(1) In the first and second embodiments, in the antenna substrate 10, each of the bent portions 103 and 104 is an obtuse angle, but may be a right angle. The angles of the bent portions 103 and 104 may be the same or different.

（２）第１、第２実施形態では、３つの平面部１０５、１０６、１０７のそれぞれに、複数の導体パターンが形成されていたが、これに限定されない。３つの平面部１０５、１０６、１０７のそれぞれに、導体パターンが１つずつ形成されていてもよい。   (2) In the first and second embodiments, a plurality of conductor patterns are formed on each of the three plane portions 105, 106, and 107, but the present invention is not limited to this. One conductor pattern may be formed on each of the three plane portions 105, 106, and 107.

（３）第１、第２実施形態では、アンテナ基板１０は、２つの屈曲部１０３、１０４と、２つの屈曲部１０３、１０４を介して互いにつながる３つの平面部１０５、１０６、１０７とを有していたが、これに限定されない。アンテナ基板１０が有する平面部の数は、２つ、または、４つ以上でもよい。これらの場合においても、複数の平面部の全体は、制御基板の厚さ方向で制御基板から離れる側に向かって凸形状をなしていればよい。   (3) In the first and second embodiments, the antenna substrate 10 has two bent portions 103 and 104 and three flat portions 105, 106, and 107 connected to each other through the two bent portions 103 and 104. However, it is not limited to this. The antenna substrate 10 may have two or four or more flat portions. Even in these cases, it is only necessary that the whole of the plurality of planar portions has a convex shape toward the side away from the control board in the thickness direction of the control board.

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能であり、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed within the scope described in the claims, and includes various modifications and modifications within the equivalent range. Further, the above embodiments are not irrelevant to each other, and can be combined as appropriate unless the combination is clearly impossible. In each of the above-described embodiments, it is needless to say that elements constituting the embodiment are not necessarily indispensable except for the case where it is clearly indicated that the element is essential and the case where the element is clearly considered essential in principle. Yes. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical value, quantity, range, etc. of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly limited to a specific number when clearly indicated as essential and in principle. The number is not limited to the specific number except for the case. In each of the above embodiments, when referring to the material, shape, positional relationship, etc. of the constituent elements, etc., unless otherwise specified, or in principle limited to a specific material, shape, positional relationship, etc. The material, shape, positional relationship, etc. are not limited.

１ ミリ波レーダ装置
２ ケース
４ 制御基板
１０ アンテナ基板
１０２ 導体パターン
１０３ 屈曲部
１０４ 屈曲部
１０５ 平面部
１０６ 平面部
１０７ 平面部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Millimeter wave radar apparatus 2 Case 4 Control board 10 Antenna board 102 Conductor pattern 103 Bending part 104 Bending part 105 Plane part 106 Plane part 107 Plane part

Claims (4)

ミリ波レーダ装置であって、
ケース（２）と、
前記ケースの内部に収容される実装基板（４）と、
前記実装基板に実装され、ミリ波を送信するアンテナ基板（１０）とを備え、
前記アンテナ基板は、１つ以上の屈曲部（１０３、１０４）と、前記屈曲部を介して互いにつながる複数の平面部（１０５、１０６、１０７）と、前記複数の平面部のそれぞれの表面上に形成されたアンテナ素子（１０２）とを有し、
前記複数の平面部の全体は、前記実装基板の厚さ方向で前記実装基板から離れる側に向かって凸形状をなしているミリ波レーダ装置。 A millimeter wave radar device,
Case (2),
A mounting board (4) housed inside the case;
An antenna substrate (10) mounted on the mounting substrate and transmitting millimeter waves;
The antenna substrate has one or more bent portions (103, 104), a plurality of flat portions (105, 106, 107) connected to each other via the bent portions, and a surface of each of the plurality of flat portions. An antenna element (102) formed,
The millimeter wave radar device wherein the whole of the plurality of planar portions has a convex shape toward the side away from the mounting substrate in the thickness direction of the mounting substrate. 前記複数の平面部の法線方向（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３）が互いに交差している請求項１に記載のミリ波レーダ装置。   The millimeter wave radar device according to claim 1, wherein normal directions (N1, N2, N3) of the plurality of plane portions intersect each other. 前記ミリ波レーダ装置は、ミリ波を発振させるための高周波用部品を備え、
前記高周波用部品は、前記実装基板の一面（４ａ）に固定されており、
前記アンテナ基板は、前記高周波用部品を覆うように、前記実装基板の一面に固定されている請求項１または２に記載のミリ波レーダ装置。 The millimeter wave radar device includes high frequency components for oscillating millimeter waves,
The high-frequency component is fixed to one surface (4a) of the mounting substrate,
The millimeter-wave radar device according to claim 1, wherein the antenna substrate is fixed to one surface of the mounting substrate so as to cover the high-frequency component. ケース（２）と、
前記ケースの内部に収容される実装基板（４）と、
前記実装基板に実装され、ミリ波を送信するアンテナ基板（１０）とを備えるミリ波レーダ装置の製造方法であって、
前記ケースと、前記実装基板と、前記アンテナ基板とを準備すること（Ｓ１）と、
前記実装基板に前記アンテナ基板を実装すること（Ｓ２）と、
前記アンテナ基板が実装された前記実装基板を前記ケースに組み付けること（Ｓ３）とを備え、
前記アンテナ基板を準備することにおいては、誘電体フィルムの表面上に導電性ナノ材料を含む溶液を塗布し、塗布した溶液を乾燥させる印刷法によって、複数のアンテナ素子を形成することを含み、
前記アンテナ基板を実装することにおいては、前記アンテナ基板が、１つ以上の屈曲部（１０３、１０４）と、前記屈曲部を介して互いにつながる複数の平面部（１０５、１０６、１０７）と、前記複数の平面部のそれぞれの表面上に形成された前記複数のアンテナ素子（１０２）とを有し、かつ、前記複数の平面部の全体が前記実装基板の厚さ方向で前記実装基板から離れる側に向かって凸形状をなす状態となるように、前記アンテナ基板を前記実装基板に搭載するミリ波レーダ装置の製造方法。
Case (2),
A mounting board (4) housed inside the case;
A method of manufacturing a millimeter wave radar device comprising an antenna substrate (10) mounted on the mounting substrate and transmitting millimeter waves,
Preparing the case, the mounting substrate, and the antenna substrate (S1);
Mounting the antenna substrate on the mounting substrate (S2);
Assembling the mounting substrate on which the antenna substrate is mounted to the case (S3),
Preparing the antenna substrate includes forming a plurality of antenna elements by a printing method of applying a solution containing a conductive nanomaterial on the surface of the dielectric film and drying the applied solution.
In mounting the antenna substrate, the antenna substrate includes one or more bent portions (103, 104), a plurality of plane portions (105, 106, 107) connected to each other through the bent portions, A plurality of antenna elements (102) formed on the respective surfaces of the plurality of planar portions, and the whole of the plurality of planar portions being away from the mounting substrate in the thickness direction of the mounting substrate. A method for manufacturing a millimeter wave radar device, wherein the antenna substrate is mounted on the mounting substrate so that the antenna substrate is convex.
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