JP7017745B2 - 回路基板、アンテナ素子、及び基板内蔵用ミリ波吸収体 - Google Patents

回路基板、アンテナ素子、及び基板内蔵用ミリ波吸収体 Download PDF

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Description

本発明は、回路基板、アンテナ素子、基板内蔵用ミリ波吸収体、及び、回路基板のノイズ低減方法に関する。
携帯電話や、無線ＬＡＮ、ＥＴＣシステム、高度道路交通システム、自動車走行支援道路システム、衛星放送などの種々の情報通信システムにおいて、ミリ波帯に代表される高周波帯域の電磁波が使用されるようになってきている。しかしながら、上記高周波帯域の電磁波の利用の拡大には、電子部品同士の干渉による通信品質の劣化や電子機器の誤動作等を招く懸念がある。
例えば、自動車衝突防止レーダーに搭載されるアンテナ素子では、複数の誘電体層が積層された積層基板を有する回路基板を備えており、この回路基板の表面（基板表面とも称する）に送信アンテナや受信アンテナが設けられている。回路基板は、積層基板の内部に複数の給電線が設けられ、基板表面の送信アンテナ及び受信アンテナに給電線がそれぞれ接続されている。
このようなアンテナ素子では、例えば、送信アンテナに接続された給電線に交流電圧を印加することで、送信アンテナから電磁波を送信するが、この際、給電線を放射源とする電磁波（以下、不要電磁波とも称する）が回路基板内に広がるため、送信信号がノイズとして受信信号に混入し、通信品質が劣化してしまうという問題がある。
このような問題点を考慮し、従来、支柱状の金属製のビア（以下、金属製シールドビアとも称する）を、回路基板内において不要電磁波の発生源となる給電線を取り囲むようにして所定間隔をおいて多数設けてゆき、これら複数の金属製シールドビアを電磁波の反射壁として機能させ、回路基板内で給電線から拡散する不要電磁波を抑制することが考えられている（例えば、特許文献１参照）。
特許第４５３５９９５号公報
しかしながら、このような金属製シールドビアを回路基板内に設けても、給電線から拡散する不要電磁波が金属製シールドビアで反射してしまい、反射した不要電磁波が送信アンテナや受信アンテナにノイズとして戻ってくることがある。
また、送信アンテナから電磁波を送信する際に、当該送信アンテナの周囲から発する電磁波が回路基板内などにも不要電磁波として拡散する恐れもあり、場合によっては送信アンテナや受信アンテナの指向性を阻害してしまう恐れもある。
そのため、回路基板内で発生する不要電磁波を一段と抑制し、回路基板内のノイズを低減できる回路基板の開発が望まれている。
そこで、本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来よりも回路基板内のノイズを低減できる、回路基板、アンテナ素子、基板内蔵用ミリ波吸収体、及び、回路基板のノイズ低減方法を提案することを目的とする。
かかる課題を解決するため本発明による回路基板は、複数の誘電体層が積層された積層基板と、前記積層基板の内部に設けられ、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有するミリ波吸収体と、を備える。
また、本発明のアンテナ素子は、上述した回路基板と、前記回路基板の積層基板内に設けられた給電線と、前記回路基板の表面に設けられ、前記給電線に接続されたアンテナと、を備える。
また、本発明の基板内蔵用ミリ波吸収体は、複数の誘電体層が積層された積層基板の内部に設けられ、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有する。
また、回路基板のノイズ低減方法は、複数の誘電体層が積層された積層基板を有する回路基板のノイズ低減方法であって、前記積層基板の内部に、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有するミリ波吸収体を設け、前記積層基板の内部で拡散する不要電磁波を前記ミリ波吸収体で吸収し、前記回路基板の内部のノイズを低減する。
本発明によれば、回路基板の内部に発生した不要電磁波をミリ波吸収体で吸収することができるので、その分、従来よりも回路基板内のノイズを低減することができる。
本発明によるアンテナ素子の側断面構成を示した概略図である。 送信用給電線の周囲に設けられたシールドビアを上方から見たときの断面構成を示した概略図である。 積層基板の内部に設けたシールドビアの構成を説明するための概略図である。 図２に示す積層基板を上方から見たときの送信用給電線とシールドビアの配置位置を示した概略図である。 本発明のシールドビアの断面構成を示した概略図である。 金属壁付シールドビアの断面構成を示した概略図である。 従来の金属製シールドビアの断面構成を示した概略図である。 図３に示した積層基板に対して金属壁付シールドビアを最適な状態で設けたときの構成を示した概略図である。 積層基板に貫通孔を形成したときの概略図である。 金属メッキ処理を行ったときの概略図である。 シルクスクリーン版を設けたときの概略図である。 貫通孔の内周壁に金属メッキ層を形成したときの概略図である。 貫通孔の内周壁に金属壁を形成したときの概略図である。 積層基板の貫通孔に、電磁波吸収材料で支柱部を形成したときの概略図である。 シミュレーションにより用いたパルス波の時間波形（１）を示したグラフである。 比較例についてＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行ったときの電磁界解析結果を示した画像である。 実施例１についてＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行ったときの電磁界解析結果を示した画像である。 実施例２についてＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行ったときの電磁界解析結果を示した画像である。 図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃの解析結果から、それぞれ同じ５箇所の測定場所で電界強度を測定した測定結果をまとめた表である。 比較例についてＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行ったときの電界強度の時間依存性を示した画像（１）である。 実施例１についてＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行ったときの電界強度の時間依存性を示した画像（１）である。 実施例２についてＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行ったときの電界強度の時間依存性を示した画像（１）である。 比較例についてＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行ったときの電界強度の時間依存性を示した画像（２）である。 実施例１についてＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行ったときの電界強度の時間依存性を示した画像（２）である。 実施例２についてＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行ったときの電界強度の時間依存性を示した画像（２）である。 ＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行ったときの解析結果を示した画像において、電界強度を測定する測定場所を示した画像である。 図１２で示した３箇所の測定場所で、比較例について電界強度を時系列に測定した測定結果をまとめた表である。 図１２で示した３箇所の測定場所で、実施例１について電界強度を時系列に測定した測定結果をまとめた表である。 図１２で示した３箇所の測定場所で、実施例２について電界強度を時系列に測定した測定結果をまとめた表である。 他の実施形態におけるシールドビアの構成（１）を示した概略図である。 他の実施形態におけるシールドビアの構成（２）を示した概略図である。 他の実施形態におけるシールドビアの構成（３）を示した概略図である。 積層基板内において形成される他のシールドビアの構成を示した概略図である。 他の実施形態におけるシールド層の一例を示した概略図である。 積層基板の内部に設けた金属壁付壁部の構成を示した概略図である。 図１７における積層基板を上方から見たときの構成を示した概略図である。 シミュレーションにより用いたパルス波の時間波形（２）及び周波数依存性を示したグラフである。 比較例１、比較例２及び実施例３についてＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行ったときの電磁界解析結果を示した画像である。 図１９で示した３箇所の測定場所で、比較例１、比較例２及び実施例３について電界強度を測定した測定結果をまとめた表である。 比較例２についてＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行ったときの電界強度の時間依存性を示した画像である。 実施例３についてＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行ったときの電界強度の時間依存性を示した画像である。 対向させた金属壁付壁部を、受信ポート及び送信ポートを有する積層基板内に設けたときの構成を示した概略図である。 受信ポート及び送信ポートを有する積層基板についてＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行ったときの電界強度の時間依存性を示した画像である。 図２３Ａに示した積層基板の内部に、対向させた金属壁付壁部を設けた構成について、ＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行ったときの電界強度の時間依存性を示した画像である。 他の実施形態による金属壁付壁部の構成（１）を示した概略図である。 他の実施形態による金属壁付壁部の構成（２）を示した概略図である。
以下図面に基づいて本発明の実施の形態を詳述する。
（１）＜本発明のアンテナ素子の概要＞
図１Ａは、本発明のアンテナ素子１の側断面構成を示した概略図である。アンテナ素子１は、回路基板２と無線周波数集積回路（RFIC：Radio Frequency Integrated Circuit）３と受信アンテナ４と送信アンテナ５を有している。本実施形態の場合、回路基板２には、例えば、プリント配線基板などの積層基板２ｂが基材２ａ上に設けられており、この積層基板２ｂ上にＲＦ（Radio Frequency）基板２ｃが設けられている。積層基板２ｂは、複数の誘電体層２ｅが積層された構成を有する。
基材２ａの材料は特に限定されないが、高周波信号の減衰を抑圧するため低誘電損失性の誘電体板と高導電率性の導体箔の交互積層からなる回路基板が好ましい。しかしながら、導体の種類は本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、金属材料であることが好ましい。金属材料としては、アルミニウム、チタン、ＳＵＳ、銅、真鍮、銀、金、白金などが好ましい。
また、回路基板２には、アンテナとして受信アンテナ４と送信アンテナ５とがＲＦ基板２ｃの表面に設けられ、これら受信アンテナ４と送信アンテナ５と信号ビア（受信用給電線７ａと送信用給電線７ｂ）を介して電気的に接続された無線周波数集積回路３が基材２ａの表面に設けられている。
誘電体層２ｅの材料として使用される誘電体は、アンテナ素子１において、絶縁等の目的で使用されている種々の誘電体から適宜選択される。かかる誘電体の好適な例としてはＰＴＦＥ、及びガラス繊維含有エポキシ樹脂などが挙げられる。なお、誘電体層２ｅの各層には、ＲＦＩＣ用の電源回路、デジタル回路、ベースバンド信号用のアナログ回路などの、周波数帯、信号処理方法が異なる複数の回路群が形成されている。
本実施形態の場合、回路基板２の内部には、基材２ａ、積層基板２ｂ及びＲＦ基板２ｃの厚みを貫通して受信用給電線７ａと送信用給電線７ｂが信号ビアとして設けられている。受信用給電線７ａは、一端が受信アンテナ４に接続され、他端が接合部８ａを介して無線周波数集積回路３に接続されており、受信アンテナ４によりミリ波帯域の電磁波を受信すると、当該受信アンテナ４から無線周波数集積回路３に受信信号を出力する。
一方、送信用給電線７ｂは、一端が送信アンテナ５に接続され、他端が接合部８ｂを介して無線周波数集積回路３に接続されており、無線周波数集積回路３で生成されたミリ波帯域の送信信号を送信アンテナ５に出力する。これにより、送信アンテナ５は、ミリ波帯域の電磁波を外界に向かって送信する。なお、ここで、本実施形態におけるミリ波帯域とは、３０～３００ＧＨｚ帯域を示し、本実施形態による受信アンテナ４及び送信アンテナ５は、３０～３００ＧＨｚ帯域（ミリ波帯域）内に最大の電波ピークを有する電磁波を送受信可能な構成を有する。
かかる構成に加えて、回路基板２には、ミリ波吸収体として円柱状のシールドビアＶａ，Ｖｂが内部に設けられている。本実施形態の場合、シールドビアＶａ，Ｖｂは、軸方向が、積層基板２ｂ及びＲＦ基板２ｃの厚みを貫通するように回路基板２内に形成されており、送信用給電線７ｂに並走するように配置されている。
ここで、図１Ｂは、送信用給電線７ｂの周囲に設けられたシールドビアＶａ，Ｖｂ，Ｖｃを上方から見たときの断面構成を示した概略図である。図１Ｂに示すように、送信用給電線７ｂの周囲には、送信用給電線７ｂを取り囲むようにして、送信用給電線７ｂから所定距離離れた位置に、同一構成のシールドビアＶａ，Ｖｂ，Ｖｃが設けられている。これらシールドビアＶａ，Ｖｂ，Ｖｃは、アンテナ素子１で使用するミリ波帯域に合わせて、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有しており、回路基板２の内部で発生した不要電磁波を吸収し得る。
ここで、不要電磁波とは、３０～３００ＧＨｚ帯域内に最大の電波ピークを有する電磁波を送信アンテナ５から送信する際、無線周波数集積回路３から送信用給電線７ｂに印加される交流電圧によって、送信用給電線７ｂから回路基板２内に拡散される、３０～３００ＧＨｚ帯域内の電磁波である。
このように、回路基板２内で拡散する不要電磁波は、意図しない電磁波であり、受信アンテナ４など他の電子部品に影響を与える恐れがあるため、従来、特許文献１に示すように、金属製シールドビアを電磁波の反射壁として回路基板内に設け、回路基板内で拡散する不要電磁波を金属製シールドビアで反射減衰させることで抑制する形態が考えられている。
しかしながら、本発明者らは、このような従来の金属製シールドビアを回路基板の内部に設けても、回路基板内で送信用給電線７ｂから拡散される不要電磁波は、金属製シールドビアなどに反射した後、所定時間の間、回路基板内で定在波として残留し続けることを確認した。このように、回路基板内において、不要電磁波が定在波として残留し続けると、例えば、送信アンテナ５から連続して電磁波を送信した際に、不要電磁波が送信アンテナ５などに影響を与え、ノイズが発生する恐れもある。そのため、回路基板内で発生した不要電磁波は短時間で低減させることが望ましい。
そこで、本実施形態では、シールドビアＶａ，Ｖｂ，Ｖｃを単なる電磁波の反射壁として設けるだけでなく、不要電磁波が回路基板２内で拡散した際に、シールドビアＶａ，Ｖｂ，Ｖｃにおいて不要電磁波のミリ波帯域で自然共鳴を生じさせ、自然共鳴によりミリ波を吸収させるようにした。これにより、回路基板２では、不要電磁波が定在波として残留することを抑制でき、回路基板２内で拡散する不要電磁波を短時間で低減させることができる。
このように、回路基板２では、回路基板２内で拡散する不要電磁波を短時間で低減させることができるので、送信アンテナ５から連続的に電磁波を送信する場合でも、送信アンテナ５から電磁波を送信した後に、次の電磁波を送信アンテナ５から送信するまでの短時間の間に不要電磁波の強度を低減させることができる。
本実施形態において、シールドビアＶａは、受信用給電線７ａと送信用給電線７ｂとの間に設けられており、例えば、送信用給電線７ｂから、隣接する受信用給電線７ａに向かって拡散する不要電磁波や、他から反射してきた不要電磁波を吸収する。また、シールドビアＶｂは、送信用給電線７ｂを挟んでシールドビアＶａと対向する位置に設けられており、例えば、受信用給電線７ａから離れる方向に向かって拡散する不要電磁波や、他から反射してきた不要電磁波を吸収する。さらに、シールドビアＶｃは、シールドビアＶａ，Ｖｂの間に設けられており、送信用給電線７ｂから拡散する不要電磁波や、他から反射してきた不要電磁波を吸収する。
本実施形態では、シールドビアＶａ，Ｖｂ，Ｖｃの断面円の直径（以下、ビア直径と称する）は数百μｍ（７９ＧＨｚ帯では特に１００～２００μｍが望ましい）であり、シールドビアＶａ，Ｖｂ，Ｖｃが配置される間隔（以下、ビア間隔と称する）は約４００μｍ程度（特に回路基板２内での電磁波伝搬波長の１／４未満であることが望ましい）であるが、これらビア直径や、ビア間隔は、不要電磁波のミリ波帯域などにより選定することが望ましい。
（２）＜シールドビア＞
次に、上述したシールドビアＶａ，Ｖｂ，Ｖｃについて説明する。この場合、シールドビアＶａ，Ｖｂ，Ｖｃを構成する電磁波吸収材料としては、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有する材料であれば、特に限定されないが、特にイプシロン型酸化鉄を用いることが望ましい。シールドビアＶａ，Ｖｂ，Ｖｃは材料の組成に応じて、例えば、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有することができる。
（２－１）＜イプシロン型酸化鉄＞
次に、シールドビアＶａ，Ｖｂ，Ｖｃを構成する電磁波吸収材料として用いられるイプシロン型酸化鉄について以下説明する。なお、ミリ波吸収体及び基板内蔵用ミリ波吸収体としてのシールドビアＶａ，Ｖｂ，Ｖｃは同一構成でなるため、以下、シールドビアＶａに着目して説明する。
イプシロン型酸化鉄としては、一般式がε－Ｆｅ２Ｏ３、ε－ＡｘＦｅ２－ｘＯ３（ＡはＦｅを除く元素、ｘは０＜ｘ＜２の範囲）、ε－ＢｙＣｚＦｅ２－ｙ－ｚＯ３（ここでのＢ及びＣは、Ａ及びＦｅを除く元素であり、かつ互いに異なる元素、ｙは０＜ｙ＜１の範囲、ｚは０＜ｚ＜１の範囲）、ε－ＤＵＥＶＦＷＦｅ２－Ｕ－Ｖ－ＷＯ３（ここでのＤ、Ｅ及びＦは、Ａ及びＦｅを除く元素であり、かつ互いに異なる元素、Ｕは０＜Ｕ＜１の範囲、Ｖは０＜Ｖ＜１の範囲、Ｗは０＜Ｗ＜１の範囲）で表される結晶のいずれかであることが望ましい。
ε－ＡｘＦｅ２－ｘＯ３は、結晶系と空間群がε－Ｆｅ２Ｏ３と同じであって、ε－Ｆｅ２Ｏ３結晶のＦｅサイトの一部がＦｅ以外の元素Ａで置換されたものである。ε－Ｆｅ２Ｏ３の結晶構造を安定に保つため、Ａとしては、３価の元素を用いることが好ましい。さらにＡとしては、Ａｌ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｙ及びＲｈから選択される１種の元素を挙げることができる。
Ａは、これらの中では、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌ及びＲｈが好ましい。ＡがＡｌである場合、ε－ＡｘＦｅ２－ｘＯ３で表される組成において、ｘは例えば０以上０．８未満の範囲内であるのが好ましい。ＡがＧａである場合、ｘは例えば０以上０．８未満の範囲内であるのが好ましい。ＡがＩｎである場合、ｘは例えば０以上０．３未満の範囲内であるのが好ましい。ＭがＲｈである場合、ｘは例えば０以上０．３未満の範囲であるのが好ましい。
ε－ＢｙＣｚＦｅ２－ｙ－ｚＯ３は、結晶系と空間群がε－Ｆｅ２Ｏ３と同じであって、ε－Ｆｅ２Ｏ３結晶のＦｅサイトの一部が、Ｆｅ以外の２種の元素Ｂ，Ｃで置換されたものである。ε－Ｆｅ２Ｏ３の結晶構造を安定に保つため、Ｂとしては４価の元素、Ｃとしては２価の元素を用いることが好ましい。さらに、ＢとしてはＴｉ、Ｃとしては、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｕ及びＺｎから選択される１種の元素を挙げることができる。
ε－ＤＵＥＶＦＷＦｅ２－Ｕ－Ｖ－ＷＯ３は、結晶系と空間群がε－Ｆｅ２Ｏ３と同じであって、ε－Ｆｅ２Ｏ３結晶のＦｅサイトの一部が、Ｆｅ以外の３種の元素Ｄ，Ｅ，Ｆで置換されたものである。ε－Ｆｅ２Ｏ３の結晶構造を安定に保つため、Ｄとしては３価の元素、Ｅとしては４価の元素、Ｆとしては２価の元素を用いることが好ましい。Ｄとしては、Ａｌ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｙ，Ｒｈから選択される１種の元素を挙げることができる。また、ＥとしてはＴｉ、Ｆとしては、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｕ及びＺｎから選択される１種の元素を挙げることができる。
なお、上述したＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦからＦｅを除くのは、ε－Ｆｅ２Ｏ３のＦｅ３＋イオンサイトの一部を、１種類、又は、互いに異なる２種類、３種類の元素で置換するためである。ここでイプシロン型酸化鉄の粒径は特に限定されないが、例えば、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）写真から計測した平均粒径が５～２００ｎｍの範囲であることが望ましく、また、平均粒径が１００ｎｍ以下であることがより望ましく、５０ｎｍ以下であることがより望ましく、２０ｎｍ以下であることがより望ましい。
以上説明したイプシロン型酸化鉄を電磁波吸収材料としてシールドビアＶａに採用する場合、例えば、３０～３００ＧＨｚ帯域内、好ましくは３５～２７０ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有するシールドビアＶａを実現できる。電磁波吸収量が最大となる周波数は、上述したＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦの種類及び置換量の少なくとも一方を調整することにより調整できる。
ここで、イプシロン型酸化鉄の保磁力Ｈｃは、上述したＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦの置換元素による置換量に応じて変化する。つまり、イプシロン型酸化鉄におけるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦの置換元素による置換量を調整することで、イプシロン型酸化鉄の保磁力Ｈｃを調整することができる。
具体的には、例えば、ε－ＡｘＦｅ２－ｘＯ３で表される組成の置換元素Ａとして、ＡｌやＧａ等を用いた場合には、置換量が増えるほど、イプシロン型酸化鉄の保磁力Ｈｃが低下する。一方、Ｒｈ等を置換元素Ａとして用いた場合には、置換量が増えるほど、イプシロン型酸化鉄の保磁力Ｈｃは増大する。
置換元素Ａによる置換量に応じてイプシロン型酸化鉄の保磁力Ｈｃを調整しやすい点からは、置換元素Ａとして、Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎ及びＲｈが好ましい。そして、この保磁力Ｈｃの低下に伴い、イプシロン型酸化鉄における電磁波吸収量の最大ピークの周波数も低周波数側あるいは高周波数側にシフトする。つまり、置換元素Ａの置換量により電磁波吸収量の最大ピークの周波数をコントロールすることができる。
なお、一般的に電磁波吸収体として使用される金属酸化物磁性材料は、磁気異方性が小さく、ミリ波のような高い周波数の電磁波を吸収することはできないが、上述したイプシロン型酸化鉄は磁気異方性が大きく、例えば１８２ＧＨｚという自然共鳴周波数を示し、既存の金属酸化物磁性材料の約３倍もの高い周波数の電磁波を吸収することができる。
また、一般的に用いられている金属酸化物磁性材料の場合、電磁波が入射する角度や周波数が設計した値から外れてしまうと吸収量がほとんどゼロになる。これに対し、イプシロン型酸化鉄を用いた場合、少し値が外れても、広い周波数範囲及び電磁波入射角度で電磁波吸収を呈する。このため、本発明によれば、幅広い周波数帯域の電磁波を吸収可能なシールドビアＶａを提供することができる。
これらイプシロン型酸化鉄は、公知のものである。Ｆｅサイトの一部を、Ｆｅ以外の１種の元素Ａ、２種類の元素Ｂ、Ｃ、３種の元素Ｄ、Ｅ、Ｆでそれぞれ置換した、ε－ＡｘＦｅ２－ｘＯ３、ε－ＢｙＣｚＦｅ２－ｙ－ｚＯ３、又はε－ＤＵＥＶＦＷＦｅ２－Ｕ－Ｖ－ＷＯ３のいずれかの結晶からなるイプシロン型酸化鉄は、例えば、逆ミセル法及びゾル－ゲル法を組み合わせた工程と、焼成工程とによって合成することができる。また、特開２００８－１７４４０５号公報に開示されるように、直接合成法及びゾル－ゲル法を組み合わせた工程と、焼成工程とによって合成することができる。
なお、より具体的な製造方法については、例えば、公知文献である「Jian Jin，Shinichi Ohkoshi and Kazuhito Hashimoto，ADVANCED MATERIALS 2004,16，No．1、January 5，p．48－51」や、「Shin－ichi Ohkoshi，Shunsuke Sakurai，Jian Jin，Kazuhito Hashimoto，JOURNAL OF APPLIED PHYSICS，97，10K312（2005）」などに開示されているため、ここではその説明は省略する。
シールドビアＶａを構成する材料におけるイプシロン型酸化鉄の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。イプシロン型酸化鉄の含有量は、典型的には、シールドビアＶａを構成する材料の質量に対して、３０質量％以上が好ましく、４０質量％以上がより好ましく、６０質量％以上が特に好ましく、６０～９１質量％が最も好ましい。
（２－２）＜比誘電率調整方法＞
イプシロン型酸化鉄を含むシールドビアＶａは、その比誘電率が、１～１５０であり、１～１００であるのが好ましく、１～９０であるのがより好ましい。シールドビアＶａの比誘電率を調整する方法は特に限定されない。シールドビアＶａの比誘電率の調整方法としては、シールドビアＶａを構成する材料に誘電性材料（比誘電率を調整する磁性材料）を含有させ、かつ、誘電性材料の含有量を調整する方法が挙げられる。
誘電性材料の好適な例としては、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ジルコニウム、チタン酸亜鉛、及び二酸化チタンが挙げられる。シールドビアＶａは、複数の種類の誘電性材料を組み合わせて含んでいてもよい。
誘電性材料を用いてシールドビアＶａの比誘電率を調整する場合、シールドビアＶａの比誘電率が所定の範囲内である限り、誘電性材料の使用量は特に限定されない。誘電性材料の使用量は、典型的には、シールドビアＶａを構成する材料の質量に対して、０～２０質量％が好ましく、５～１０質量％がより好ましい。
また、シールドビアＶａにカーボンナノチューブを含有させることで、シールドビアＶａの比誘電率を調整することができる。電磁波吸収能が優れるシールドビアＶａを得やすい点からは、カーボンナノチューブをシールドビアＶａに含有させるのが好ましい。カーボンナノチューブは、上述した誘電性材料の粉末と併用してもよい。
シールドビアＶａを構成する材料へのカーボンナノチューブの配合量は、シールドビアＶａの比誘電率が上記の所定の範囲内である限り特に限定されない。ただし、カーボンナノチューブは導電性材料でもあるため、カーボンナノチューブの使用量が過多であると、シールドビアＶａによりもたらされる電磁波吸収特性が損なわれる場合がある。
カーボンナノチューブの使用量は、典型的には、シールドビアＶａを構成する材料の質量に対して、０～２０質量％が好ましく、１～１０質量％がより好ましい。
（２－３）＜比透磁率調整方法＞
シールドビアＶａの比透磁率は特に限定されないが、１．０～２．０であるのが好ましい。シールドビアＶａの比透磁率を調整する方法は特に限定されない。シールドビアＶａの比透磁率の調整方法としては、上述したように、透磁性材料（比透磁率を調整する磁性材料）としてイプシロン型酸化鉄における置換元素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦの選択やその置換量を調整する方法や、シールドビアＶａにおけるイプシロン型酸化鉄の含有量を調整する方法が挙げられる。
比透磁率を調整する磁性材料としては、イプシロン型酸化鉄の他、Ｓｒフェライト、Ｂａフェライトなどの六方晶フェライト及びその金属置換体（複数金属置換も含む）、Ｃｏフェライト、マグネタイト、マンガン亜鉛フェライト、ニッケル亜鉛フェライト、銅亜鉛フェライトなどのスピネルファイライト及びその金属置換体（複数金属置換も含む）、イットリウム鉄ガーネットなどのガーネットフェライト及びその金属置換体（複数金属置換も含む）、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｄなどの磁性合金及びその金属置換体（複数金属置換も含む）などが挙げられる。
（２－４）＜ポリマー＞
イプシロン型酸化鉄などをシールドビアＶａ中に均一に分散させることを容易にするために、シールドビアＶａはポリマーを含んでいてもよい。シールドビアＶａがポリマーを含む場合、ポリマーからなるマトリックス中に、イプシロン型酸化鉄などの成分を容易に分散させることができる。
ポリマーの種類は、本発明の目的を阻害しないものであって、支柱状のシールドビアＶａが形成可能なものであれば特に限定されない。ポリマーは、エラストマーやゴムのような弾性材料であってもよい。また、ポリマーは、熱可塑性樹脂であっても硬化性樹脂であってもよい。ポリマーが硬化性樹脂である場合、硬化性樹脂は、光硬化性樹脂であっても熱硬化性樹脂であってもよい。
ポリマーが熱可塑性樹脂である場合の好適な例としては、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂（ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレートなど）、ＦＲ－ＡＳ樹脂、ＦＲ－ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミドビスマレイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリベンゾチアゾール樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ＢＴ樹脂、ポリメチルペンテン、超高分子量ポリエチレン、ＦＲ－ポリプロピレン、セルロース樹脂、（メタ）アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレートなど）、及びポリスチレンなどが挙げられる。
ポリマーが熱硬化性樹脂である場合の好適な例としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、及びアルキド樹脂などが挙げられる。光硬化性樹脂としては、種々のビニルモノマーや、種々の（メタ）アクリル酸エステルなどの不飽和結合を有する単量体を光硬化させた樹脂を用いることができる。
ポリマーが弾性材料である場合の好適な例としては、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、及びポリウレタン系エラストマーなどが挙げられる。
後述するペーストを用いてシールドビアＶａを形成する場合、ペーストが分散媒とポリマーとを含んでいてもよい。この場合、ポリマー中にイプシロン型酸化鉄などを均一に分散させやすいことから、ポリマーが分散媒に対して可溶であるのが好ましい。
シールドビアＶａを構成する材料がポリマーを含有する場合、ポリマーの含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。ポリマーの含有量は、典型的には、シールドビアＶａを構成する材料の質量に対して、５～３０質量％が好ましく、１０～２５質量％がより好ましい。
（２－５）＜分散剤＞
イプシロン型酸化鉄や、比誘電率及び比透磁率を調整するために添加される物質をシールドビアＶａ中で良好に分散させる目的で、シールドビアＶａは分散剤を含んでいてもよい。シールドビアＶａを構成する材料に分散剤を配合する方法は特に限定されない。分散剤は、イプシロン型酸化鉄やポリマーとともに均一に混合されてもよい。シールドビアＶａを構成する材料がポリマーを含む場合、分散剤はポリマー中に配合されてもよい。また、分散剤により予め処理された、イプシロン型酸化鉄や、比誘電率及び比透磁率を調整するために添加される物質を、シールドビアＶａを構成する材料に配合してもよい。
分散剤の種類は本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。従来から種々の無機微粒子や有機微粒子の分散用途で使用されている種々の分散剤の中から、分散剤を選択できる。
分散剤の好適な例としては、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、ジルコネートカップリング剤、及びアルミネートカップリング剤などが挙げられる。
分散剤の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。分散剤の含有量は、シールドビアＶａを構成する材料の質量に対して、０．１～３０質量％が好ましく、１～１５質量％がより好ましく、１～１０質量％が特に好ましい。
（２－６）＜その他の成分＞
イプシロン型酸化鉄を含むシールドビアＶａを構成する材料は、本発明の目的を阻害しない範囲で、上記の成分以外の種々の添加剤を含んでいてもよい。シールドビアＶａを構成する材料が含み得る添加剤としては、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、難燃助剤、可塑剤、及び界面活性剤などが挙げられる。これらの添加剤は、本発明の目的を阻害しない範囲で、それらが従来使用される量を勘案して使用される。
（２－７）＜シールドビアを形成する際に用いるペースト＞
シールドビアＶａは、切削器具やレーザなどにより回路基板２に形成された貫通孔に、例えば、イプシロン型酸化鉄を含むペーストを流し込み、硬化させることで形成することが好ましい。
ペーストは、例えば、イプシロン型酸化鉄を含有する他、上述したような比誘電率や比透磁率の調整のために添加される物質や、ポリマー及びその他の成分などを含有させ、誘電性材料と透磁性材料とを混合させた混合材料より形成してもよい。なお、ポリマーが硬化性樹脂である場合、ペーストは、硬化性樹脂の前駆体である化合物を含む。この場合、ペーストには、硬化剤、硬化促進剤、及び重合開始剤などが必要に応じて含有される。
ペーストでは、上述したイプシロン型酸化鉄を含有したシールドビアＶａを形成する場合、比誘電率が、上述した所定範囲内の値になるように、その組成を決定される。ペーストは、通常、分散媒を含む。しかし、ペーストが、液状のエポキシ化合物のような液状の硬化性樹脂の前駆体を含有する場合、必ずしも分散媒は必要ない。
分散媒としては、水、有機溶剤、及び有機溶剤の水溶液を用いることができる。分散媒としては、有機成分を溶解させやすい点や、蒸発潜熱が低く乾燥による除去が容易であること等から、有機溶剤が好ましい。
分散媒として使用される有機溶剤の好適な例としては、ジエチルケトン、メチルブチルケトン、ジプロピルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類；ｎ－ペンタノール、４－メチル－２－ペンタノール、シクロヘキサノール、ジアセトンアルコールなどのアルコール類；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル系アルコール類；酢酸－ｎ－ブチル、酢酸アミルなどの飽和脂肪族モノカルボン酸アルキルエステル類；乳酸エチル、乳酸－ｎ－ブチルなどの乳酸エステル類；メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル－３－エトキシプロピオネート、２－メトキシブチルアセテート、３－メトキシブチルアセテート、４－メトキシブチルアセテート、２－メチル－３－メトキシブチルアセテート、３－メチル－３－メトキシブチルアセテート、３－エチル－３－メトキシブチルアセテート、２－エトキシブチルアセテート、４－エトキシブチルアセテート、４－プロポキシブチルアセテート、２－メトキシペンチルアセテートなどのエーテル系エステル類などが挙げられる。これらは、単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
ペーストの固形分濃度は、回路基板２の貫通孔にペーストを充填する方法などに応じて適宜調整される。典型的にはペーストの固形分濃度は、３～６０質量％が好ましく、１０～５０質量％がより好ましい。なお、ペーストの固形分濃度は、分散媒に溶解していない成分の質量と、分散媒に溶解している成分の質量との合計を固形分の質量として算出されるものである。
（３）＜シールドビアの配置位置＞
図２及び図３は、上述した、図１の実施形態とは異なる他の実施形態を示しており、以下、図２及び図３を用いてシールドビアの配置位置について説明する。なお、図２及び図３では、図１で示した送信用給電線７ｂに変えて、積層基板２ｂ内に引き回された送信用給電線１１と信号ビア１３を設けた例を示している。
図２は、積層基板２ｂ内に形成された送信用給電線１１と、この送信用給電線１１を取り囲むようにして配置された１２個のシールドビアＶ１～Ｖ１２に着目した概略図であり、その他の構成については省略している。また、図３は、図２の積層基板２ｂを上方から見たときの送信用給電線１１とシールドビアＶ１～Ｖ１２の配置位置を示した概略図である。
この場合、送信用給電線１１は、積層基板２ｂの内部に設けられており、積層基板２ｂの所定高さ位置において、積層基板２ｂの端部から所定の経路を経て積層基板２ｂの中央付近までに引き回されている。
積層基板２ｂの端部に位置する送信用給電線１１の一端には、無線周波数集積回路１５が設けられている。なお、無線周波数集積回路１５としては例えば受動フィルターが接続されたアンテナが好適である。また、積層基板２ｂの中央付近に位置する送信用給電線１１の他端には、積層基板２ｂの厚みを貫通した信号ビア１３が設けられている。なお、好適な構成としては、図３において積層基板２ｂの下面側にある信号ビア１３の端部に、無線周波数集積回路３が接続される。
かかる構成に加えて、積層基板２ｂには、積層基板２ｂ内に引き回されている送信用給電線１１の経路に沿って、当該送信用給電線１１を両側から挟むようにしてシールドビアＶ１～Ｖ１２が配置されている。なお、図２及び図３中、１４は、シールドビアＶ１～Ｖ１２に形成されたランドを示す。
具体的には、この場合、６個のシールドビアＶ１～Ｖ６が送信用給電線１１の一方の側面側において、送信用給電線１１から所定距離離れた位置で送信用給電線１１の経路に沿って配置されている。また、残り６個のシールドビアＶ７～Ｖ１２が送信用給電線１１の他方の側面側において、送信用給電線１１から所定距離離れた位置で送信用給電線１１の経路に沿ってシールドビアＶ１～Ｖ６と対向するように配置されている。
以上の構成において、このような積層基板２ｂでは、図３において積層基板２ｂの下面側にある信号ビア１３の端部に交流電圧が印加されると、交流電圧が送信用給電線１１を経由して無線周波数集積回路１５まで伝播するうちに、信号ビア１３の端部や信号ビア１３のランド、および送信用給電線１１の屈曲部から、不要電磁波が積層基板２ｂの内部に拡散される。
この際、シールドビアＶ１～Ｖ１２は、積層基板２ｂ内で拡散する不要電磁波のミリ波帯域で自然共鳴を生じさせ、自然共鳴によりミリ波を吸収する。これにより、シールドビアＶ１～Ｖ１２は、積層基板２ｂ内で拡散する不要電磁波を低減させることができる。
（４）＜金属壁付シールドビア＞
（４－１）＜金属壁付シールドビアの構成＞
ここで、上述した実施形態においては、ミリ波吸収体として、図４Ａに示すように、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有する電磁波吸収材料を柱状に形成し、電磁波吸収材料のみで全体を形成したシールドビアＶ１を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らない。
例えば、図４Ｂに示すように、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有する電磁波吸収材料により円柱状に形成された支柱部１８ａと、支柱部１８ａの外周壁に設けられた金属壁１８ｂとからなる金属壁付シールドビアＶ２１を適用してもよい。
この場合、金属壁付シールドビアＶ２１は、支柱部１８ａの１／３周以上２／３周以下の外周壁に金属壁１８ｂが形成されており、不要電磁波が入射波として支柱部１８ａに入射すると、不要電磁波のミリ波帯域において支柱部１８ａで自然共鳴を生じさせ、自然共鳴により不要電磁波を吸収するとともに、吸収しきれない入射波が金属壁１８ｂに反射して入射波側に戻ってくる。
ここで、金属壁付シールドビアＶ２１は、支柱部（吸収部）１８ａの表面で反射する反射波（以下、表面反射波とも称する）と、入射波が金属壁（反射部）１８ｂで反射して戻ってくる反射波（以下、金属壁反射波とも称する）とを干渉させて、インピーダンス整合により相殺するように、支柱部１８ａを構成する電磁波吸収材料の比誘電率及び比透磁率と、支柱部１８ａのビア直径とが調整されていることが望ましい。これにより、金属壁付シールドビアＶ２１は、支柱部１８ａを小型化しつつ、不要電磁波を一段と低減できる。
なお、支柱部１８ａにおいて表面反射波と金属壁反射波とを干渉させてインピーダンス整合により相殺させるために比誘電率及び比透磁率を調整する場合には、上述した「（２－２）＜比誘電率調整方法＞」や「（２－３）＜比透磁率調整方法＞」に従って行うことができる。例えば、７９ＧＨｚ帯に対して、比誘電率１～１５０、比透磁率１～２などが特定の関係を満たした場合に、インピーダンス整合が起こる。
（４－２）＜金属壁付シールドビアの金属壁の配置位置＞
次に、図３に示した積層基板２ｂにおいて、上述した金属壁付シールドビアＶ２１を設置する場合、金属壁１８ｂをどのような位置に配置させるかについて、図４Ｄを用いて以下説明する。ここで、図４Ｄは、図３に示した積層基板２ｂに対して、１２個の金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ３２を最適な状態で設けたときの構成を示した概略図である。
図４Ｄに示すように、これら金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ３２は、送信用給電線１１から所定距離離れた位置で送信用給電線１１の経路に沿って送信用給電線１１を囲むようにして配置されている。また、各金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ３２は、金属壁１８ｂが形成されていない支柱部１８ａの外周壁を送信用給電線１１側に配置し、支柱部１８ａを介在させて金属壁１８ｂの内周壁を送信用給電線１１に対向させている。
これにより、各金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ３２は、送信用給電線１１から各金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ３２に向けて拡散し始めた不要電磁波を、入射波として支柱部１８ａに入射させ、支柱部１８ａで減衰させることができる。各金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ３２は、ミリ波帯において支柱部１８ａで自然共鳴を生じさせ、自然共鳴によりミリ波帯不要電磁波を効果的に吸収できる。
また、各金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ３２は、支柱部１８ａで反射する反射波（表面反射波）と、支柱部１８ａで吸収しきれない入射波が金属壁１８ｂで反射して戻ってくる反射波（金属壁反射波）とを干渉させて、インピーダンス整合により相殺するように、支柱部１８ａを構成する電磁波吸収材料の比誘電率及び比透磁率と、支柱部１８ａの直径とを調整することで、送信用給電線１１から各金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ３２に向けて拡散し始めた最初の不要電磁波を吸収し得、回路基板２内のノイズを迅速に低減させることができる。
なお、上述した実施形態においては、金属壁１８ｂが形成されていない支柱部１８ａの外周壁を送信用給電線１１側に配置し、支柱部１８ａを介在させて金属壁１８ｂの内周壁を送信用給電線１１に対向させるように配置した金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ３２について説明したが、本発明はこれに限らず、金属壁１８ｂを送信用給電線１１に対して種々の角度で配置させてもよい。
（４－３）＜金属壁付シールドビアの製造方法＞
次に、図４Ｂに示すような金属壁付シールドビアＶ２１の製造方法について以下説明する。この場合、図５Ａに示すように、図示しない切削器具やレーザなどにより、積層基板２ｂの厚み方向に貫通孔２１を形成した後、図５Ｂに示すように、当該積層基板２ｂの表面に金属メッキ処理を行う。これにより、図６Ａに示すように、貫通孔２１内の内周壁に金属メッキ層２２ａを形成する。なお、この際、図６Ａに示すように、積層基板２ｂに形成した貫通孔２１の内周壁に金属メッキ層２２ａを膜状に形成して貫通孔２３を形成してもよく、また、積層基板２ｂに形成した貫通孔２１を金属メッキ層２２ａで閉塞させてもよい。
次いで、図示しない切削器具やレーザなどにより、貫通孔２１内の金属メッキ層２２ａを削ってゆき、図６Ｂに示すように、積層基板２ｂの貫通孔２１内に、貫通孔２１の内周壁の１／３周以上２／３周以下の領域に金属メッキ層２２ａを金属壁１８ｂとして残存させる。
次いで、図５Ｃに示すように、積層基板２ｂの貫通孔２１に対応して形成した開口部２５ａを有するシルクスクリーン版２５を、積層基板２ｂに設置した後、開口部２５ａから積層基板２ｂの貫通孔２１内に、例えばイプシロン型酸化鉄を含むペーストを流し込み、硬化させる。
これにより、図６Ｃに示すように、積層基板２ｂの貫通孔２１内に、電磁波吸収材料で形成された支柱部１８ａの一部外周壁に金属壁１８ｂを有する金属壁付シールドビアＶ２１を形成することができる。
（５）＜シミュレーション試験＞
次に、図４Ａに示すような水平断面形状を有する本発明のシールドビアＶ１と、図４Ｂに示すような水平断面形状を有する本発明の金属壁付シールドビアＶ２１と、図４Ｃに示すような水平断面形状を有する従来の金属製シールドビア１００とについて、それぞれ時間領域差分法（以下、ＦＤＴＤ法：Finite-difference time-domain methodと称する）によるシミュレーション試験を行い、電磁界解析を行った。
この場合、図４Ａに示すシールドビアＶ１は、電磁波吸収材料として、ε－ＧａｘＦｅ２－ｘＯ３（ｘ＝０．４５）を６０質量％、カーボンナノチューブを５質量％、セルロース系樹脂を３５質量％含有させた電磁波吸収材料を用いて円柱状に形成し、７９ＧＨｚ帯に電磁波吸収量の最大ピークを有するものを想定した。
また、図４Ｂに示す金属壁付シールドビアＶ２１は、上述したシールドビアＶ１と同じ電磁波吸収材料を用いて形成した支柱部１８ａに、支柱部１８ａの１／２周の外周壁に金、銀、銅、アルミニウム、鉄などの伝導性金属材料からなる金属壁１８ｂを形成したものを想定した。さらに、図４Ｃに示す従来の金属製シールドビア１００は、金、銀、銅、アルミニウム、鉄などの伝導性金属材料を用いて円柱状に形成したものを想定した。
ＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験は、ＲＥＭＣＯＭ社製のＦＤＴＤ法解析シミュレータ（ＸＦｄｔｄ）を用い、図２及び図３に示した構造体を疑似的に定義した。具体的には、３．５００ｍｍ×３．０００ｍｍ×１．３４４ｍｍの立方体空間を疑似の積層基板２ｂとして定義し、図２及び図３に示したような経路を有する送信用給電線１１及び信号ビア１３を、この立方体空間内に定義した。
実施例１では、さらに、図２及び図３において示したシールドビアＶ１～Ｖ１２のうち、シールドビアＶ１～Ｖ５の５箇所の位置にそれぞれ疑似のシールドビアＶ１～Ｖ５を定義し、残りの７箇所のシールドビアＶ６～Ｖ１２の位置には従来の金属製シールドビア１００をそれぞれ定義した。そして、このように、シールドビアＶ１～Ｖ５及び金属製シールドビア１００を定義した疑似構造体で、ＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行った。
実施例２では、図２及び図３において示したシールドビアＶ１～Ｖ１２のうち、シールドビアＶ１～Ｖ５の５箇所の位置にそれぞれ疑似の金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ２５（図４Ｄ）を定義し、残りの７箇所のシールドビアＶ６～Ｖ１２の位置には従来の金属製シールドビア１００をそれぞれ定義した。そして、金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ２５及び金属製シールドビア１００を定義した疑似構造体で、ＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行った。なお、金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ２５の金属壁１８ｂは、図４Ｄと同様に、送信用給電線１１に対して、支柱部１８ａを介在させて対向するように規定した。
そして、比較例では、図２及び図３に示したシールドビアＶ１～Ｖ１２の位置にそれぞれ従来の金属製シールドビア１００を定義した。そして、金属製シールドビア１００を定義した疑似構造体で、ＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行った。
なお、ＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験では、疑似のシールドビアＶ１～Ｖ５、疑似の金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ２５、疑似の金属製シールドビア１００を、ビア直径Ｈが１７５μｍ、高さが６４４μｍの円柱状の構造体としてそれぞれ定義した。金属製シールドビア１００は完全導体とし、シールドビアＶ１～Ｖ５は比誘電率２１．７、比透磁率１．２０、金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ２５は比誘電率２１．７、比透磁率１．２０とした。
そして、実施例１、実施例２及び比較例では、図７に示すような波形で、おおよそ７９ＧＨｚ帯にピークを有するパルス波を送信用給電線１１に入射し、送信用給電線１１から積層基板２ｂ内にミリ波の電磁波を放射してから約０．６２３ｎｓ経過するまでに取得した、積層基板２ｂ内での７９ＧＨｚの電界強度分布を求めた。
その結果、比較例では、図８Ａに示すような電界強度分布となり、実施例１では、図８Ｂに示すような電界強度分布となり、実施例２では、図８Ｃに示すような電界強度分布となった。ここで、図８Ａにおける黒丸Ｓ１～Ｓ１２は、図２及び図３で示したシールドビアＶ１～Ｖ１２の位置に相当するものであり、比較例では、黒丸Ｓ１～Ｓ１２が金属製シールドビア１００を示している。また、黒丸Ｓ１３は信号ビア１３の位置を示している。なお、図８Ｂ及び図８Ｃにおいても、図８Ａと同様に、表記されている黒丸はビア設置位置を示している。
これら、比較例、実施例１及び実施例２の電界強度の評価については、解析結果として得られた図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃの配色により行った。なお、図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃは、実際にはカラー画像であり、電界強度は、赤＞橙＞黄＞緑＞青の順に高く示され、暖色系が、電磁波が大きいことを表すものとなる。
図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃでは、いずれも送信用給電線１１の配置位置において色が濃く示されているが、実際にはこの領域は赤や橙などの暖色系となっており、電磁波が大きいことを示していた。実施例１では、図８Ｂにおいて、黒丸Ｓ１～Ｓ５の位置（図８Ａ参照）に、電磁波吸収材料で形成したシールドビアＶ１～Ｖ５を設けたが、図８Ｂの左側領域（すなわち、シールドビアＶ１～Ｖ５を設けた領域側）では、電界強度の低い領域が比較例よりも大きくなっていることが確認できた。これにより、実施例１では、積層基板２ｂに拡散する不要電磁波を従来よりも低減できることが確認できた。
また、実施例２では、図８Ｃにおいて、黒丸Ｓ１～Ｓ５の位置（図８Ａ参照）に、金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ２５を設けたが、図８Ｃの左側領域（すなわち、金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ２５を設けた領域側）では、電界強度の低い領域が実施例１及び比較例よりも大きくなっていることが確認できた。これにより、実施例２では、積層基板２ｂに拡散する不要電磁波を一段と低減できることが確認できた。
次に、図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃの各解析結果において、図８Ａに示した測定（計算）場所Ｐａ１，Ｐａ２，Ｐａ３，Ｐａ４，Ｐａ５の５箇所の位置での具体的な電界強度をそれぞれ計算したところ、図９に示すような結果が得られた。なお、図９において、例えば、測定場所Ｐａ１に示す「５．７８２，１８．０，０．７５２」の数値は、図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃ中のＰａ１の位置（ｘ座標、ｙ座標、ｚ座標）を示す。
図９の結果からも、実施例１及び実施例２は、比較例よりも電界強度が低くなることが確認でき、さらに実施例２は、実施例１よりも電界強度がさらに低くなることが確認できた。このことからも、シールドビアＶ１～Ｖ５及び金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ２５は、積層基板２ｂ内で拡散する不要電磁波を吸収して、積層基板２ｂ内の不要電磁波を低減できることが確認でき、また、金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ２５は、さらに不要電磁波を吸収して一段と不要電磁波を低減できることが確認できた。
次に、比較例、実施例１及び実施例２について、上述したＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行った際の電界強度の時間依存性について調べた。その結果、比較例では、図１０Ａ及び図１１Ａに示すような結果が得られ、実施例１では、図１０Ｂ及び図１１Ｂに示すような結果が得られ、実施例２では、図１０Ｃ及び図１１Ｃに示すような結果が得られた。
図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、図７に示すような波形で、おおよそ７９ＧＨｚ帯にピークを有するパルス波を送信用給電線１１に入射した後から０．１２５ｎｓ、０．２４９ｎｓ、０．３７４ｎｓ、０．４９８ｎｓが経過したときの電界強度を示している。
図１１Ａは、比較例において、さらに０．６２３ｎｓ、０．７４７ｎｓ、０．８７２ｎｓ、０．９９６ｎｓが経過したときの電界強度を示している。図１１Ｂは、実施例１において、パルス波を送信用給電線１１に入射した後から０．６２３ｎｓが経過したときの電界強度を示し、図１１Ｃは、実施例２において、パルス波を送信用給電線１１に入射した後から０．６２３ｎｓが経過したときの電界強度を示している。
図１０Ａ及び図１１Ａの結果から、比較例では、パルス波を送信用給電線１１に入射した後から０．９９６ｎｓが経過するまでの間、積層基板２ｂ内に電磁波が残留し、積層基板２ｂ内で電磁波が低減するまで０．９９６ｎｓかかることが確認できた。一方、実施例１では、図１０Ｂ及び図１１Ｂの結果から、積層基板２ｂ内に電磁波が残留している時間が比較例よりも短く、０．６２３ｎｓで積層基板２ｂ内の電磁波が低減することが確認できた。
また、実施例２でも、図１０Ｃ及び図１１Ｃの結果から、積層基板２ｂ内に電磁波が残留している時間が比較例よりも短く、０．６２３ｎｓで積層基板２ｂ内の電磁波が低減することが確認できた。さらに、実施例２では、実施例１よりも、電磁波が低減されている領域が広く、一段と電磁波が低減されていることが確認できた。
次に、図１０Ａ及び図１１Ａに示した比較例の解析結果と、図１０Ｂ及び図１１Ｂに示した実施例１の解析結果と、図１０Ｃ及び図１１Ｃに示した実施例２の解析結果とにおいて、図１２に示した測定（計算）場所Ｐｂ１，Ｐｂ２，Ｐｂ３の３箇所の位置での具体的な電界強度をそれぞれ計算したところ、図１３に示すような結果が得られた。
図１３の結果からも、実施例１及び実施例２は、電界強度が低くなるまでの時間が比較例よりも短く、短時間で電磁波を低減できることが確認できた。さらに、実施例２は、実施例１よりも電界強度がさらに短時間で低くなることが確認できた。このことからも、シールドビアＶ１～Ｖ５及び金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ２５は、積層基板２ｂ内で拡散する不要電磁波を吸収することで、比較例よりも短時間に、積層基板２ｂ内の不要電磁波を低減できることが確認できた。
（６）作用及び効果
以上の構成において、本発明による回路基板２では、複数の誘電体層２ｅが積層された積層基板２ｂの内部に、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有するシールドビアＶ１～Ｖ１２を設けるようにした。これにより、回路基板２では、回路基板２の内部に発生した不要電磁波を、単にシールドビアＶ１～Ｖ１２で反射させて低減させるだけでなく、シールドビアＶ１～Ｖ１２により吸収することができるので、その分、従来よりも回路基板２内のノイズを低減することができる。
そして、本実施形態では、このように積層基板２ｂの内部にシールドビアＶ１～Ｖ１２を設けることで、積層基板２ｂの内部で拡散する不要電磁波をシールドビアＶ１～Ｖ１２で吸収し、回路基板２の内部のノイズを低減するノイズ低減方法を実現できる。
また、回路基板２の内部に設けるミリ波吸収体として、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有する支柱部１８ａの１／３周以上２／３周以下の外周壁に金属壁１８ｂを設けた金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ２５を設けることで、例えば、電磁波が支柱部１８ａで反射する反射波と、入射波が金属壁１８ｂで反射して戻ってくる反射波とを干渉させ、インピーダンス整合により相殺させることもできる。これにより、金属壁付シールドビアＶ２１～Ｖ２５の小型化を図りつつ、従来よりも回路基板２内のノイズを低減することができる。
ところで、従来の基板加工プロセスでは、高周波信号を遮蔽するのに十分な密度で金属製シールドビアを配置することは難しいことから、金属製シールドビアの間から送信信号が基板内層に若干漏洩してしまうことがある。一般に送信信号は大強度の高周波信号であり、受信信号は微弱な高周波信号である。そのため、僅かな割合の送信信号が漏洩しても一旦受信信号に混入すれば、通信機器全体の通信品質が大きく損なわれてしまう。
また、十分密に金属製シールドビアを配置可能な特殊プロセス（例えば、低温同時焼成セラミックス（Low Temperature Co-fired Ceramics）やマイクロマシニング技術）を用いて、回路基板内に金属製シールドビアを密に配置することも考えられるが、製造コストが増大し、通信機器自体の大幅な価格上昇を招く恐れもある。
これに対して、回路基板２では、シールドビアＶ１～Ｖ１２が不要電磁波を吸収し、回路基板２内のノイズを低減させるようにしたことから、従来の基板加工プロセスを用いて、十分な密度でシールドビアＶ１～Ｖ１２を配置できなくても、回路基板２内のノイズを低減させることができる。よって、回路基板２では、従来の基板加工プロセスに大きな変更を加えることなく、回路基板２内で発生する不要電磁波を一段と抑制し、回路基板２内のノイズを低減させることができる。
また、本実施形態では、十分密にシールドビアＶ１～Ｖ１２を配置することができる、高価な特殊プロセスを用いずに、従来の安価な基板加工プロセスをそのまま用いて回路基板２内のノイズを低減させることができるので、製造プロセスの変更による製造コストの増大を防ぎ、通信品質の高い通信機器や通信システムを安価に供給することができる。
（７）他の実施形態
なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、ミリ波吸収体及び基板内蔵用ミリ波吸収体として、円柱状のシールドビア及び金属壁付シールドビアについて説明したが、本発明はこれに限らず、楕円形支柱や四角形柱状、多角形柱状など、種々の支柱状に形成されたシールドビア及び金属壁付シールドビアであってもよい。
また、他のミリ波吸収体及び基板内蔵用ミリ波吸収体としては、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有する電磁波吸収材料により柱状に形成された第１支柱部２８ａと、金属材料により支柱状に形成された第２支柱部２８ｂとを備え、これら第１支柱部２８ａと第２支柱部２８ｂとが交互に積層されて柱状に形成されたシールドビアＶ３５，Ｖ３６であってもよい。なお、第２支柱部２８ｂは、電磁波の反射特性の点から、例えば、アルミニウム、チタン、ＳＵＳ、銅、真鍮、銀、金、白金などの金属材料であることが好ましい。
さらに、他のミリ波吸収体及び基板内蔵用ミリ波吸収体としては、図１４Ｃに示すように、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有する半円柱状の第１半体部２９ａと、金属材料からなる半円柱状の第２半体部２９ｂとを備え、これら第１半体部２９ａと第２半体部２９ｂとを接合して円柱状に形成されたシールドビアＶ３７であってもよい。なお、これら第１半体部２９ａと第２半体部２９ｂは、半円柱状以外にも半楕円柱状や半四辺柱状などの種々の半柱状に形成し、これら第１半体部２９ａと第２半体部２９ｂとを接合して種々の柱状に形成されるシールドビアであってもよい。なお、第２半体部２９ｂは、電磁波の反射特性の点から、例えば、アルミニウム、チタン、ＳＵＳ、銅、真鍮、銀、金、白金などの金属材料であることが好ましい。このようなシールドビアＶ３７でも、金属壁付シールドビアＶ２１と同様に、例えば、電磁波が第１半体部（吸収部）２９ａで反射する反射波と、入射波が第２半体部（反射部）２９ｂで反射して戻ってくる反射波とを干渉させ、インピーダンス整合により相殺させることもできる。
また、上述した実施形態において、ミリ波吸収体及び基板内蔵用ミリ波吸収体として、例えば、図１５に示すように、積層基板２ｂを構成する誘電体層２ｂ１～２ｂ５を全層貫通するシールドビアＶ３８について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、積層基板２ｂの表面側に位置する誘電体層２ｂ１，２ｂ５のみ貫通し、積層基板２ｂの表面と内層を貫通するシールドビアＶ３９，Ｖ４１であってもよい。
さらに、他のミリ波吸収体及び基板内蔵用ミリ波吸収体としては、図１５に示すように、積層基板２ｂの内層である誘電体層２ｂ３のみを貫通し、積層基板２ｂの表面から外部に露出しないシールドビアＶ４０であってもよい。このような構成であっても、回路基板２の内部に発生した不要電磁波を、シールドビアＶ３９，Ｖ４０，Ｖ４１により吸収することができるので、その分、従来よりも回路基板２内のノイズを低減することができる。なお、上述したシールドビアＶ３９，Ｖ４０，Ｖ４１を金属壁付シールドビアとしてもよい。
また、上述した実施形態においては、ミリ波吸収体及び基板内蔵用ミリ波吸収体として、柱状のシールドビアや金属壁付シールドビアについて説明したが本発明はこれに限らず、図１６に示すように、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有する電磁波吸収材料を、積層基板２ｂの面方向に沿って設けた層状のシールド層２ｂ６としてもよい。このような構成であっても、例えば、回路基板２の内部に発生した不要電磁波を、シールド層２ｂ６により吸収することができるので、その分、従来よりも回路基板２内のノイズを低減することができる。
なお、図１６では、送信用給電線７ｂを囲むようにして送信用給電線７ｂの両側にシールド層２ｂ６を設けた構成とし、送信用給電線７ｂから拡散する不要電磁波を、両側のシールド層２ｂ６により吸収する構成としている。この場合、図１６に示すシールド層２ｂ６は一層としているが、例えば、複数のシールド層２ｂ６を所定間隔で積層して複数層とした構成としてもよい。また、このようなシールド層２ｂ６に加えて、上述した電磁波吸収材料により形成した本発明のシールドビアＶを同時に設けるようにしてもよく、また、金属壁付シールドビアと組み合わせた構成としてもよい。
なお、上述した実施形態において、給電線として、送信用給電線７ｂの周囲にシールドビア又は金属壁付シールドビアを設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、受信アンテナに接続された受信用給電線の周囲にシールドビア又は金属壁付シールドビアを設けるようにしてもよい。
また、回路基板の内部に設けられる従来の金属製シールドビアのうち、１つ以上を、本実施形態におけるシールドビアや金属壁付シールドビア、シールド層に変えるだけでもよく、この場合でも、従来に比して、回路基板２内の電磁波を低減させることができる。
（８）＜他の実施形態における金属壁付壁部＞
（８－１）＜金属壁付壁部の構成＞
なお、上述した実施形態においては、ミリ波吸収体及び基板内蔵用ミリ波吸収体として、柱状のシールドビアＶ１～Ｖ１２や金属壁付シールドビアＶ２１、積層基板２ｂの面方向に沿って設けた層状のシールド層２ｂ６等を、積層基板２ｂ内に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、図２と同一部分について同一符号を付した図１７と、図３と同一部分について同一符号を付した図１８Ａのように、壁状に形成された金属壁付壁部３２を、ミリ波吸収体及び基板内蔵用ミリ波吸収体として積層基板２ｂ内に設けるようにしても良い。
図１７及び図１８Ａに示すように、金属壁付壁部３２は、上述した実施形態と同じ電磁波吸収材料で壁状に形成された壁部３４と、壁部３４の長手方向に沿って伸びる第１側面３６ａに壁状に形成された金属壁（反射部）３５とを有しており、これら壁部３４及び金属壁３５とが積層基板２ｂの厚みを貫通するように設けられている。壁部３４は、金属壁３５が設けられた第１側面３６ａと対向する第２側面３６ｂに金属壁３５が設けられておらず、壁部３４の第２側面３６ｂが積層基板２ｂ内に露出している。
なお、この積層基板２ｂでは、金属製で支柱状に形成された従来のビアＶを、送信用給電線１１を囲むように、送信用給電線１１の経路に沿って配置し、電磁波吸収材料で形成された壁部３４を有した金属壁付壁部３２を設けるようにしたが、本発明はこれに限らない。例えば、金属壁付壁部３２に加えて、上述した電磁波吸収材料でなるシールドビアＶ１～Ｖ１２や金属壁付シールドビアＶ２１、層状のシールド層２ｂ６等を設けるようしてもよい。
この場合、金属壁付壁部３２は、金属壁３５が形成されていない、壁部３４の第２側面３６ｂを送信用給電線１１側に配置し、壁部３４を介在させて金属壁３５を送信用給電線１１に対向させている。
金属壁付壁部３２は、送信用給電線１１から金属壁付壁部３２に向けて拡散する不要電磁波を、入射波として壁部３４に入射させ、壁部３４で減衰させることができる。金属壁付壁部３２は、ミリ波帯において壁部３４で自然共鳴を生じさせ、自然共鳴によりミリ波帯不要電磁波を効果的に吸収できる。
また、金属壁付壁部３２は、壁部３４を構成する電磁波吸収材料の比誘電率及び比透磁率と、壁部３４の厚さＨ１とを調整することで、壁部３４の第２側面３６ｂで反射する反射波（表面反射波）と、壁部３４で吸収しきれない入射波が金属壁３５に反射して戻ってくる反射波（金属壁反射波）とを干渉させて、インピーダンス整合により相殺させることができる。このように、金属壁付壁部３２は、３６ｂでの表面反射波と金属壁反射波とを干渉させて、インピーダンス整合により相殺させることで、送信用給電線１１から金属壁付壁部３２に向けて拡散する不要電磁波を吸収し得、積層基板２ｂ内のノイズを一段と迅速に低減させることができる。
なお、上述した実施形態においては、金属壁３５が形成されていない壁部３４の第２側面３６ｂを送信用給電線１１側に配置し、壁部３４を介在させて金属壁３５の内壁を送信用給電線１１に対向させるように配置した金属壁付壁部３２について説明したが、本発明はこれに限らず、金属壁付壁部３２を送信用給電線１１に対して種々の位置に配置させてもよい。また、金属壁付壁部３２は、積層基板２ｂの内部に垂直に配置させたが、本発明はこれに限らず、積層基板２ｂの厚み方向に対して所定角度を設けて、斜め方向等の傾斜を設けて積層基板２ｂ内に設けるようにしてもよい。
本実施形態では、金属壁付壁部３２の壁部３４の厚さＨ１は数百μｍ（７９ＧＨｚ帯では特に１００～２００μｍが望ましい）とすることが望ましいが、壁部３４の厚さＨ１は、不要電磁波のミリ波帯域などにより選定することが望ましい。
なお、このような金属壁付壁部３２は、例えば、上述した「（４－３）＜金属壁付シールドビアの製造方法＞」に従って、同様に、積層基板２ｂ内に作製することができる。
（８－２）＜シミュレーション試験＞
ここで、図１９は、構成が異なる比較例１、比較例２及び実施例３について、ＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行い、電磁界解析を行った解析結果を示す画像である。
比較例１は、図１７に示した構成と同様に、積層基板２ｂ内に従来の金属製のビアＶや送信用給電線１１等を定義し、金属壁付壁部３２ついては設けない擬似構成体とした。比較例２は、図１７の構成と同様に、従来の金属製のビアＶや送信用給電線１１等を積層基板２ｂ内に定義し、さらに、金属壁付壁部３２の替わりに、金属製の金属壁３７を、金属壁付壁部３２と同じ位置に定義した擬似構成体とした。実施例３は、図１７に示すように、積層基板２ｂ内に従来の金属製のビアＶや送信用給電線１１等を定義するとともに、積層基板２ｂ内に金属壁付壁部３２を定義した擬似構成体とした。
ＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験において、ビアＶのビア直径Ｈを１７５μｍ、高さを６４４μｍの円柱状の構造体としてそれぞれ定義した。金属製のビアＶ及び金属壁３７，３５は完全導体とし、金属壁付壁部３２の壁部３４は比誘電率２１．７、比透磁率１．２０とした。
また、比較例２では、金属壁３７の厚さを１７５μｍと定義した。実施例３では、壁部３４の厚さを１７５μｍ、金属壁３５の厚さを０μｍと定義（すなわち、厚み無しの金属面として定義）した。
そして、比較例１、比較例２及び実施例３では、図１８Ｂに示したような波形で、おおよそ７９ＧＨｚ帯にピークを有するパルス波を送信用給電線１１に入射し、送信用給電線１１から積層基板２ｂ内にミリ波の電磁波を放射してから約２ｎｓ経過するまでに取得した、積層基板２ｂ内での８０ＧＨｚの電界強度分布を求めた。
その結果、比較例１では、図１９の１９Ａ（図中、「壁：なし」と表記）に示すような電界強度分布となり、比較例２では、図１９の１９Ｂ（図中、「壁：完全導体」と表記）に示すような電界強度分布となり、実施例３では、図１９の１９Ｃ（図中、「壁：ミリ波吸収体」と表記）に示すような電界強度分布となった。
比較例１、比較例２及び実施例３の電界強度の評価については、図１９の各画像内の配色により行った。なお、図１９は、実際はカラー画像であり、電界強度は、赤＞橙＞黄＞緑＞青＞紫の順に高く示され、暖色系が、電磁波が大きいことを表すものとなる。
図１９では、いずれも送信用給電線１１の配置位置において色が濃く示されているが、実際にはこの領域は赤や橙などの暖色系となっており、電磁波が大きいことを示していた。図１９の１９Ａ、１９Ｂ及び１９Ｃの各解析結果において、それぞれ同じ測定（計算）場所Ｐｃ１，Ｐｃ２，Ｐｃ３で具体的な電界強度をそれぞれ計算したところ、図２０に示すような結果が得られた。なお、図２０において、例えば、測定場所Ｐｃ１に示す「６．１１，１９．６，０．７５２」の数値は、図１９中のＰｃ１の位置（ｘ座標、ｙ座標、ｚ座標）を示す。
測定場所Ｐｃ１は、図１９の１９Ｂ及び１９Ｃにおいて、送信用給電線１１と対向した金属壁３５及び金属壁付壁部３２で、送信用給電線１１の配置領域を金属壁３５及び金属壁付壁部３２で区切った領域の所定位置を示す。測定場所Ｐｃ２は、図１９の１９Ｂ及び１９Ｃにおいて、送信用給電線１１を囲む所定のビアＶと金属壁３５（金属壁付壁部３２）とで挟まれた領域の所定位置を示す。測定場所Ｐｃ３は、図１９の１９Ｂ及び１９Ｃにおいて、金属壁３５及び金属壁付壁部３２で遮蔽されていない、送信用給電線１１及びビアＶの上方位置を示す。
図１９の１９Ａ及び図２０に示したように、ビアＶのみを設けた比較例１では、ビアＶに囲まれた領域内で電磁波が大きく、ビアＶが設けられていない送信用給電線１１の下方領域で左右に向けて電磁波が広がっていることが確認できた。
また、図１９の１９Ｂ及び図２０に示したように、金属壁３７を設けた比較例２では、送信用給電線１１の配置領域を金属壁３７で区切った領域にある測定場所Ｐｃ１で電磁波が低くなっており、金属壁３７で電磁波が遮蔽できることが確認できたが、その一方で、送信用給電線１１と金属壁３７との間の領域にある測定場所Ｐｃ２で、比較例１よりも電磁波が大きくなった。従って、比較例２では、送信用給電線１１からの電磁波が金属壁３７で反射し、反射した電磁波が再びビアＶで反射するなどして、送信用給電線１１と金属壁３７との間に電磁波が篭もってしまい、測定場所Ｐｃ２で比較例１よりも電磁波が大きなってしまうことが確認できた。
これに対して、金属壁付壁部３２を設けた実施例３では、図１９の１９Ｃ及び図２０に示したように、送信用給電線１１の配置領域を金属壁３７で区切った領域にある測定場所Ｐｃ１で電磁波が低く、さらに、送信用給電線１１と金属壁３７との間の領域にある測定場所Ｐｃ２でも電磁波が低くなることが確認できた。これにより、実施例３では、積層基板２ｂ内で拡散する不要電磁波を、金属壁付壁部３２によって吸収して、積層基板２ｂ内の不要電磁波を低減できることが確認できた。
次に、比較例２及び実施例３について、上述したＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行った際の電界強度の時間依存性について調べた。その結果、比較例２では、図２１Ａに示すような結果が得られ、実施例３では、図２１Ｂに示すような結果が得られた。
図２１Ａでは、図１８Ｂに示すような波形で、おおよそ７９ＧＨｚ帯にピークを有するパルス波を送信用給電線１１に入射した後から３０ｓ、４０ｓ、４４ｓ、５３ｓが経過したときの比較例２での電界強度を示している。一方、図２１Ｂでは、同じく図１８Ｂに示すような波形で、おおよそ７９ＧＨｚ帯にピークを有するパルス波を送信用給電線１１に入射した後から３０ｓ、４０ｓ、４４ｓが経過したときの実施例３での電界強度を示している。
図２１Ａの結果から、比較例２では、パルス波を送信用給電線１１に入射した後から５３ｓが経過しても、積層基板２ｂ内で送信用給電線１１と金属壁３７との間の領域に、電磁波が残留し続けることが確認できた。一方、実施例３では、図２１Ｂの結果から、積層基板２ｂ内に電磁波が残留する時間が比較例２よりも短く、４４ｓが経過したときには既に、積層基板２ｂ内の電磁波が残留していないことが確認できた。
以上より、図２１Ｂの結果からも、実施例３は、電界強度が低くなるまでの時間が比較例２よりも短く、短時間で電磁波を低減できることが確認できた。このことから、金属壁付壁部３２は、積層基板２ｂ内で拡散する不要電磁波を吸収して、単に金属壁３７を設けた比較例２よりも短時間に、積層基板２ｂ内の不要電磁波を低減できることが確認できた。
（９）＜２つの金属壁付壁部を対向配置させた実施形態＞
（９－１）＜対向配置させた金属壁付壁部の構成＞
上述した実施形態においては、ミリ波吸収体及び基板内蔵用ミリ波吸収体として、積層基板２ｂ内に１つの金属壁付壁部３２を設けた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ミリ波吸収体及び基板内蔵用ミリ波吸収体として、積層基板２ｂ内に２つ以上の金属壁付壁部を設けるようにしてもよい。例えば、図２２に示すように、送信ポート４３ａ及び受信ポート４３ｂを設けた積層基板２ｂ内に、対向する２つの金属壁付壁部３２ａ，３２ｂを設けた構成としてもよい。
この場合、図２２に示すように、回路基板４１は、送信ポート４３ａと受信ポート４３ｂとが所定間隔を設けて対向配置されている。なお、本実施形態は、一例として、送信ポート４３ａと受信ポート４３ｂが左右対称に配置されている構成としている。
送信ポート４３ａは、積層基板２ｂの端部に送信側の無線周波数集積回路１５ａが設けられており、当該無線周波数集積回路１５ａに送信用給電線１１ａの一端が接続されている。積層基板２ｂ内の所定位置には、積層基板２ｂの厚みを貫通するように送信用の信号ビア１３ａが設けられており、この送信用の信号ビア１３ａに送信用給電線１１の他端が設けられている。
受信ポート４３ｂは、積層基板２ｂの端部に受信側の無線周波数集積回路１５ｂが設けられており、当該無線周波数集積回路１５ｂに受信用給電線１１ｂの一端が接続されている。積層基板２ｂ内には、送信用の信号ビア１３ａと所定間隔を設けて受信用の信号ビア１３ｂが、積層基板２ｂの厚みを貫通するように設けられており、この受信用の信号ビア１３ｂに受信用給電線１１ｂ他端が設けられている。
かかる構成に加えて、積層基板２ｂ内には、第１の金属壁付壁部３２ａと第２の金属壁付壁部３２ｂとが積層基板２ｂの厚みを貫通して並走して配置され、並走した第１の金属壁付壁部３２ａと第２の金属壁付壁部３２ｂの間に、送信ポート４３ａと受信ポート４３ｂとが設けられている。
金属壁付壁部３２ａ，３２ｂは、上述した実施形態と同じ電磁波吸収材料で壁状に形成された壁部３４ａ，３４ｂと、壁部３４ａ，３４ｂの長手方向に沿って伸びる第１側面３６ａに壁状に形成された金属壁３５ａ，３５ｂとを有している。壁部３４ａ，３４ｂは、金属壁３５ａ，３５ｂが設けられた第１側面３６ａと対向する第２側面３６ｂに金属壁３５ａ，３５ｂが設けられておらず、壁部３４ａ，３４ｂの第２側面３６ｂが積層基板２ｂ内に露出した構成を有する。
そして、積層基板２ｂ内に露出した壁部３４ａの第２側面３６ｂと、同じく積層基板２ｂ内に露出した壁部３４ｂの第２側面３６ｂと間に、送信ポート４３ａと受信ポート４３ｂとが設けられている。
金属壁付壁部３２ａ，３２ｂは、壁部３４ａ，３４ｂで反射する反射波と、壁部３４ａ，３４ｂで吸収しきれない入射波が金属壁３５ａ，３５ｂで反射して戻ってくる反射波とを干渉させて、インピーダンス整合により相殺するように、壁部３４ａ，３４ｂを構成する電磁波吸収材料の比誘電率及び比透磁率と、壁部３４ａ，３４ｂの厚さＨ１とを調整することで、送信用給電線１１ａ及び受信用給電線１１ｂから金属壁付壁部３２ａ，３２ｂに向けてそれぞれ拡散する不要電磁波を吸収し得、積層基板２ｂ内のノイズを一段と迅速に低減させることができる。
（９－２）＜シミュレーション試験＞
次に、図２２に示したように、対向配置した金属壁付壁部３２ａ，３２ｂや送信ポート４３ａ、受信ポート４３ｂ等を定義した擬似構成体を実施例４とし、この実施例４について、ＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行い、電磁界解析を行った。また、図２２に示した実施例４の構成のうち、対向配置した金属壁付壁部３２ａ，３２ｂを除いて、金属製のビアＶで囲んだ送信ポート４３ａと受信ポート４３ｂを定義した擬似構成体を、比較例３として、比較例３についても、ＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験を行い、電磁界解析を行った。
このＦＤＴＤ法によるシミュレーション試験においても、同様に、ビアＶのビア直径Ｈを１７５μｍ、高さを６４４μｍの円柱状の構造体としてそれぞれ定義した。金属製のビアＶ及び金属壁３５ａ，３５は完全導体とし、金属壁付壁部３２ａ，３２ｂの壁部３４ａ，３４ｂは比誘電率２１．７、比透磁率１．２０とした。また、実施例４では、壁部３４の厚さを１７５μｍ、金属壁３５の厚さを０μｍと定義（すなわち、厚み無しの金属面として定義）した。
そして、比較例３及び実施例４では、図１８Ｂに示したような波形で、おおよそ７９ＧＨｚ帯にピークを有するパルス波を送信用給電線１１ａに入射し、電界強度の時間依存性について調べた。その結果、比較例３では、図２３Ａに示すような結果が得られ、実施例４では、図２３Ｂに示すような結果が得られた。
図２３Ａ及び図２３Ｂでは、図１８Ｂに示すような波形で、おおよそ７９ＧＨｚ帯にピークを有するパルス波を送信用給電線１１ａに入射した後から２３ｓ、３０ｓ、３７ｓが経過したときの比較例３及び実施例４の電界強度をそれぞれ示している。
図２３Ａの結果から、金属壁付壁部３２ａ，３２ｂを設けない比較例３では、パルス波を送信用給電線１１ａに入射すると、受信ポート４３ｂの周辺領域にも電磁波が広く拡散することが確認できた。一方、金属壁付壁部３２ａ，３２ｂを対向配置させ、これら金属壁付壁部３２ａ，３２ｂの間に送信ポート４３ａと受信ポート４３ｂとを配置した実施例４では、図２３Ｂの結果から、金属壁付壁部３２ａ，３２ｂによって、積層基板２ｂ内で拡散する不要電磁波を吸収して、積層基板２ｂ内の不要電磁波を低減できることが確認できた。
（１０）＜金属壁付壁部の他の実施形態＞
上述した実施形態においては、ミリ波吸収体及び基板内蔵用ミリ波吸収体として、直線的に伸びた金属壁付壁部３２，３２ａ，３２ｂを積層基板２ｂ内に設けた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図２２と同一箇所に同一符号を付した図２４Ａのように、Ｖ字状に屈曲した金属壁付壁部５２や、円弧状に曲がった金属壁付壁部５５を、ミリ波吸収体及び基板内蔵用ミリ波吸収体として、積層基板２ｂ内に設けるようにしてもよい。また、その他の実施形態としは、円環状や、四辺状、三角形状、波線状、Ｗ次状等に形成した金属壁付壁部を適用してもよく、これら異なる形状の金属壁付壁部を組み合わせて積層基板２ｂ内に設けるようにしてもよい。
この場合、Ｖ字状に屈曲した金属壁付壁部５２は、上述した実施形態と同じ電磁波吸収材料で壁状に形成された壁部５３と、壁部５３の長手方向に沿って伸びる第１側面３６ａに壁状に形成された金属壁５４とを有している。金属壁付壁部５２は、金属壁５４が形成されていない、壁部５３の第２側面３６ｂを送信ポート４３ａ及び受信ポート４３ｂ側に配置し、壁部５３を介在させて金属壁５４を送信ポート４３ａ及び受信ポート４３ｂに対向させている。
また、円弧状に曲がった金属壁付壁部５５は、上述した実施形態と同じ電磁波吸収材料で壁状に形成された壁部５６と、壁部５６の長手方向に沿って伸びる第１側面３６ａに壁状に形成された金属壁５７とを有している。金属壁付壁部５５は、金属壁５７が形成されていない、壁部５６の第２側面３６ｂを送信ポート４３ａ及び受信ポート４３ｂ側に配置し、壁部５６を介在させて金属壁５７を送信ポート４３ａ及び受信ポート４３ｂに対向させている。
以上の構成を有した金属壁付壁部５２，５５でも、上述した実施形態と同様に、送信用給電線１１ａ等から金属壁付壁部５２，５５に向けて拡散する不要電磁波を吸収し得、積層基板２ｂ内のノイズを一段と迅速に低減させることができる。
また、上述した実施形態においては、積層基板２ｂの厚みを貫通するように金属壁付壁部３２，３２ａ，３２ｂ，５２，５５を設けた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、積層基板２ｂの厚みを貫通しない高さの金属壁付壁部３２，３２ａ，３２ｂ，５２，５５を積層基板２ｂ内に設けるようにしてもよい。
また、上述した実施形態においては、金属壁３５，３５ａ，３５ｂ，５４，５７を壁部３４，３４ａ，３４ｂ，５３，５６の第１側面３６ａに設けた金属壁付壁部３２，３２ａ，３２ｂ，５２，５５を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、金属壁３５，３５ａ，３５ｂ，５４，５７が設けられていない、単なる壁部３４，３４ａ，３４ｂ，５３，５６を設けるようにしてもよい。
また、その他のミリ波吸収体及び基板内蔵用ミリ波吸収体としては、図２２と同一箇所については同一符号を付した図２４Ｂのように、積層基板２ｂ内に壁状に形成された金属壁６５ａの対向する両側面に、上述した実施形態と同じ電磁波吸収材料で壁状に形成された壁部６４ａ，６６ａを設けた金属壁付壁部６２ａを適用してもよい。
なお、図２４Ｂでは、一例として、送信ポート４３ａの信号ビア１３ａと、受信ポート４３ｂの信号ビア１３ｂの間を避けるように、送信ポート４３ａ及び受信ポート４３ｂの間に２つの金属壁付壁部６２ａ，６２ｂを直列に配置させた構成としている。
なお、図２４Ｂにおいては、例えば、送信ポート４３ａの信号ビア１３ａと、受信ポート４３ｂの信号ビア１３ｂとの間の領域が小さく、送信ポート４３ａの信号ビア１３ａと、受信ポート４３ｂの信号ビア１３ｂとの間に金属壁付壁部６２ａが配置できない構成であるため、送信ポート４３ａの信号ビア１３ａと、受信ポート４３ｂの信号ビア１３ｂとの間の領域を避けて、金属壁付壁部６２ａ，６２ｂを設けている。
ここで、金属壁付壁部６２ａ，６２ｂは同一構成でなるため、１つの金属壁付壁部６２ａに着目して以下説明する。金属壁付壁部６２ａは、上述した実施形態と同じ電磁波吸収材料で壁状に形成された壁部６４ａ，６６ａと、壁部６４ａ，６６ａの長手方向に沿って伸び、かつ並走する壁部６４ａ，６６ａ間に配置された壁状の金属壁６５ａとを有している。
この場合、壁部６４ａ，６６ａは、第１側面３６ａに金属壁６５ａが形成され、第１側面に対向する第２側面３６ｂに金属壁６５ａが形成されておらず、第２側面３６ｂが積層基板２ｂ内に露出している。金属壁付壁部６２ａは、壁部６４ａの第２側面３６ｂを受信ポート４３ｂ側に配置し、もう１つの壁部６６ａの第２側面３６ｂを送信ポート４３ａ側に配置し、壁部６４ａ，６６ａを介在させて金属壁６５ａを送信ポート４３ａ及び受信ポート４３ｂに対向させている。
以上の構成を有した金属壁付壁部６２ａ，６２ｂでは、送信用給電線１１ａから金属壁付壁部５２，５５に向けて拡散する不要電磁波を、壁部６６ａ，６６ｂ側で主に吸収し、一方、受信用給電線１１ｂから金属壁付壁部６２ａ，６２ｂに向けて拡散する不要電磁波を、もう１つの壁部６６ａ，６６ｂ側で主に吸収し、積層基板２ｂ内のノイズを一段と迅速に低減させることができる。
１ アンテナ素子
２ 回路基板
２ａ 基材
２ｂ 積層基板
２ｅ 誘電体層
４ 受信アンテナ（アンテナ）
５ 送信アンテナ（アンテナ）
７ａ 受信用給電線（給電線）
７ｂ 送信用給電線（給電線）
Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖ１～Ｖ１２，Ｖ３５～Ｖ４１ シールドビア（ミリ波吸収体、基板内蔵用ミリ波吸収体）
Ｖ２１～Ｖ３２ 金属壁付シールドビア（ミリ波吸収体、基板内蔵用ミリ波吸収体）
２ｂ６ シールド層（ミリ波吸収体、基板内蔵用ミリ波吸収体）
３２，３２ａ，３２ｂ，５２，５５，６２ａ，６２ｂ 金属壁付壁部（ミリ波吸収体、基板内蔵用ミリ波吸収体）

Claims (12)

  1. 複数の誘電体層が積層された積層基板と、
    前記積層基板の内部に設けられ、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有するミリ波吸収体と、
    を備え、
    前記ミリ波吸収体は、前記積層基板の厚み方向に設けられた柱状のシールドビアであり、
    前記シールドビアは、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有する柱状の第１支柱部と、金属材料からなる第２支柱部と、を備え、前記第１支柱部と前記第２支柱部とが交互に積層されて柱状に形成されている、
    回路基板。
  2. 複数の誘電体層が積層された積層基板と、
    前記積層基板の内部に設けられ、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有するミリ波吸収体と、
    を備え、
    前記ミリ波吸収体は、前記積層基板の厚み方向に設けられた柱状のシールドビアであり、
    前記シールドビアは、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有する半柱状の第１半体部と、金属材料からなる半柱状の第２半体部と、を備え、前記第１半体部と前記第２半体部とが接合されて柱状に形成されている、
    回路基板。
  3. 複数の誘電体層が積層された積層基板と、
    前記積層基板の内部に設けられ、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有するミリ波吸収体と、
    を備え、
    前記ミリ波吸収体は、前記積層基板の厚み方向に設けられ、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有する柱状の支柱部と、前記支柱部の１／３周以上２／３周以下の外周壁に形成された金属壁と、を備える、金属壁付シールドビアである、
    回路基板。
  4. 前記金属壁付シールドビアは、電磁波が前記支柱部で反射した反射波と、前記電磁波が前記金属壁で反射して戻ってくる反射波とを干渉させ、インピーダンス整合により相殺させる、
    請求項３に記載の回路基板。
  5. 前記金属壁付シールドビアは、前記支柱部を介在させて前記金属壁の内周壁を給電線に対向させている、
    請求項３又は４に記載の回路基板。
  6. 複数の誘電体層が積層された積層基板と、
    前記積層基板の内部に設けられ、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有するミリ波吸収体と、
    を備え、
    前記ミリ波吸収体は、前記積層基板の内部において壁状に形成された壁部であり、
    前記ミリ波吸収体は、金属壁が前記壁部に設けられた金属壁付壁部であり、電磁波が前記壁部で反射した反射波と、前記電磁波が前記金属壁で反射して戻ってくる反射波とを干渉させ、インピーダンス整合により相殺させる、
    回路基板。
  7. 複数の誘電体層が積層された積層基板と、
    前記積層基板の内部に設けられ、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有するミリ波吸収体と、
    を備え、
    前記ミリ波吸収体は、前記積層基板の面方向に沿って設けられた層状のシールド層であり、
    前記シールド層は、前記複数の誘電体層の互いに隣接する誘電体層の間に設けられている、
    回路基板。
  8. 前記ミリ波吸収体は、比誘電率を調整する磁性材料と、比透磁率を調整する磁性材料とを混合させた混合材料より形成されている、
    請求項１～７のいずれか１項に記載の回路基板。
  9. 前記ミリ波吸収体は、透磁性材料としてイプシロン型酸化鉄を含む、
    請求項１～８のいずれか１項に記載の回路基板。
  10. 請求項１～９のいずれか１項に記載の回路基板と、
    前記回路基板の積層基板内に設けられた給電線と、
    前記回路基板の表面に設けられ、前記給電線に接続されたアンテナと、
    を備える、アンテナ素子。
  11. 前記回路基板の内部には、前記給電線に沿って複数のミリ波吸収体が設けられている、
    請求項１０に記載のアンテナ素子。
  12. 複数の誘電体層が積層された積層基板の内部に設けられ、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有する基板内蔵用ミリ波吸収体であって、
    前記積層基板の厚み方向に設けられ、３０～３００ＧＨｚ帯域内に電磁波吸収量の最大ピークを有する柱状の支柱部と、前記支柱部の１／３周以上２／３周以下の外周壁に形成された金属壁と、を備える、金属壁付シールドビアである、
    基板内蔵用ミリ波吸収体。
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