JP7062473B2 - Antenna module - Google Patents

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Description

本発明は、アンテナモジュールに関する。 The present invention relates to an antenna module.

回路規模が大きいアンテナモジュールを小型化するために、複数のキャビティ基板を積層構造に組み立てる場合がある。キャビティ基板とは、回路配線基板の一部をくりぬいたキャビティ部が形成されている基板である。キャビティ部に電子部品を実装することにより、アンテナモジュールの部品高さを低くすることができる。 In order to reduce the size of an antenna module having a large circuit scale, a plurality of cavity boards may be assembled in a laminated structure. The cavity board is a board on which a cavity portion is formed by hollowing out a part of a circuit wiring board. By mounting the electronic component in the cavity, the height of the component of the antenna module can be lowered.

アンテナモジュールでは、他のキャビティ基板によって電波が遮蔽されないようにするため、最上層のキャビティ基板にアンテナ素子を実装する必要がある。発熱量の大きい部品にヒートシンクを設け、放熱効果を高める技術が知られている。しかし、アンテナモジュールの場合、電波が遮蔽されるのでアンテナ素子にヒートシンクを取り付けることはできない。 In the antenna module, it is necessary to mount the antenna element on the uppermost cavity board in order to prevent the radio waves from being blocked by other cavity boards. A technique is known in which a heat sink is provided on a component that generates a large amount of heat to enhance the heat dissipation effect. However, in the case of an antenna module, a heat sink cannot be attached to the antenna element because radio waves are shielded.

発熱量が大きいアンテナ素子が実装されている最上層のキャビティ基板から最下層のキャビティ基板まで貫通するサーマルビアを複数設け、アンテナ素子の発した熱を最下層のキャビティ基板までサーマルビアで熱伝導させ、アンテナモジュールを実装している放熱板にアンテナ素子が発した熱を放熱する方法もある。 A plurality of thermal vias penetrating from the uppermost cavity substrate on which the antenna element having a large heat generation is mounted to the lowermost cavity substrate are provided, and the heat generated by the antenna element is conducted to the lowest layer cavity substrate by the thermal via. There is also a method of dissipating the heat generated by the antenna element on the heat sink on which the antenna module is mounted.

特開２００１－８５８０４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-85804

しかし、サーマルビアに依存した放熱方法の場合、キャビティ基板の段数が増すにしたがって、サーマルビアの長さが長くなり、放熱特性が悪くなる。したがって、キャビティ基板の段数が制限されることになる。 However, in the case of the heat dissipation method depending on the thermal via, the length of the thermal via becomes longer as the number of stages of the cavity substrate increases, and the heat dissipation characteristic deteriorates. Therefore, the number of stages of the cavity substrate is limited.

本発明は、上述の事情の下になされたもので、キャビティ基板の段数が制限されることのないアンテナモジュールを提供することを課題とする。 The present invention has been made under the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an antenna module in which the number of stages of a cavity substrate is not limited.

上記課題を解決するため、本実施形態に係るアンテナモジュールは、表面にアンテナ素子が実装され、裏面に金属層が形成されるコア基板と、コア基板の裏面に実装され、キャビティ部が形成されている１または２以上のキャビティ基板と、キャビティ基板の裏面に形成される冷却層と、金属層と冷却層とを熱的に接続する金属プレートと、を備える。 In order to solve the above problems, in the antenna module according to the present embodiment, an antenna element is mounted on the front surface and a metal layer is formed on the back surface, and a core substrate is mounted on the back surface of the core substrate to form a cavity portion. It comprises one or more cavity substrates, a cooling layer formed on the back surface of the cavity substrate, and a metal plate that thermally connects the metal layer and the cooling layer.

実施形態１に係るアンテナモジュールの斜視図である。It is a perspective view of the antenna module which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係るアンテナモジュールの断面図である。It is sectional drawing of the antenna module which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係るキャビティ基板の断面図である。It is sectional drawing of the cavity substrate which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態１に係るアンテナモジュールの回路を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the circuit of the antenna module which concerns on Embodiment 1. FIG. 変形例１に係るアンテナモジュールの回路を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the circuit of the antenna module which concerns on modification 1.

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態１に係るアンテナモジュール１００は、例えば、マイクロ波を用いたレーダシステムに用いられるアンテナモジュールである。本実施形態では、アンテナモジュール１００を構成するキャビティ基板が３段に積層されている場合について説明する。 (Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The antenna module 100 according to the first embodiment is, for example, an antenna module used in a radar system using microwaves. In this embodiment, a case where the cavity substrates constituting the antenna module 100 are laminated in three stages will be described.

図１は、実施形態１に係るアンテナモジュール１００の斜視図である。図２は、実施形態１に係るアンテナモジュール１００の断面図である。図１及び図２に示すように、実施形態１に係るアンテナモジュール１００は、メタルコア基板（コア基板ともいう）２０、複数のキャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ、冷却層４０、金属プレート５０を備える。 FIG. 1 is a perspective view of the antenna module 100 according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the antenna module 100 according to the first embodiment. As shown in FIGS. 1 and 2, the antenna module 100 according to the first embodiment includes a metal core substrate (also referred to as a core substrate) 20, a plurality of cavity substrates 30A, 30B, 30C, a cooling layer 40, and a metal plate 50.

メタルコア基板２０は、配線基板２１と金属層２２を備える。配線基板２１は、エポキシ樹脂等で形成されている絶縁層と、絶縁層の表裏両面に設けられた信号配線、電源配線、アース配線等を形成する導体層とを有している。配線基板２１の表面には、アンテナ素子２０１が実装されている。 The metal core substrate 20 includes a wiring board 21 and a metal layer 22. The wiring board 21 has an insulating layer made of epoxy resin or the like, and a conductor layer for forming signal wiring, power supply wiring, ground wiring, etc. provided on both the front and back surfaces of the insulating layer. The antenna element 201 is mounted on the surface of the wiring board 21.

金属層２２は、配線基板２１の裏面に設けられている。金属層２２は、銅、アルミニウム等で形成されている。金属層２２は、アンテナ素子２０１が発した熱を金属層２２全体に伝導させて放熱するとともに、金属プレート５０に伝導させる。また、金属層２２は、キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに実装されているＩＣ（Integrated Circuit）、抵抗、コンデンサ等の電子部品２０２から輻射される電磁波を遮蔽する。 The metal layer 22 is provided on the back surface of the wiring board 21. The metal layer 22 is made of copper, aluminum, or the like. The metal layer 22 conducts the heat generated by the antenna element 201 to the entire metal layer 22 to dissipate heat, and is also conducted to the metal plate 50. Further, the metal layer 22 shields electromagnetic waves radiated from electronic components 202 such as ICs (Integrated Circuits), resistors, and capacitors mounted on the cavity substrates 30A, 30B, and 30C.

金属層２２には、周囲が絶縁されているスルーホール導体（図示しない）が形成されている。アンテナ素子２０１は、このスルーホール導体を介してキャビティ基板３０Ａに実装されている電子部品２０２に接続される。 The metal layer 22 is formed with a through-hole conductor (not shown) whose periphery is insulated. The antenna element 201 is connected to the electronic component 202 mounted on the cavity substrate 30A via the through-hole conductor.

キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、回路配線基板の一部をくりぬいたキャビティ部が形成されている基板である。図３を参照して、キャビティ基板３０Ａについて詳細に説明する。 The cavity boards 30A, 30B, and 30C are boards on which a cavity portion is formed by hollowing out a part of the circuit wiring board. The cavity substrate 30A will be described in detail with reference to FIG.

図３は、実施形態１に係るキャビティ基板３０Ａの断面図である。図３に示すように、キャビティ基板３０Ａは、複数の配線層３１～３６を備えている。配線層３１～３６は、エポキシ樹脂等で形成されている。各配線層の両面には、導体層３０１～３０７が形成されている。導体層３０１～３０７は、信号配線、電源配線、アース配線等を形成している。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the cavity substrate 30A according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, the cavity substrate 30A includes a plurality of wiring layers 31 to 36. The wiring layers 31 to 36 are made of epoxy resin or the like. Conductor layers 301 to 307 are formed on both sides of each wiring layer. The conductor layers 301 to 307 form signal wiring, power supply wiring, ground wiring, and the like.

図３に示すように、配線層３４～３６の一部がくりぬかれてキャビティ部を形成している。キャビティ部には、ＩＣ、抵抗、コンデンサ等の電子部品２０２が実装されている。導体層３０１～３０３に形成された信号配線、電源配線、アース配線等は、スルーホール導体３１０を用いて結線されている。また、導体層３０１～３０７を貫通するスルーホール導体によりサーマルビア３２０が形成されている。キャビティ基板３０Ｂ，３０Ｃも、キャビティ基板３０Ａと同様の構成を有している。 As shown in FIG. 3, a part of the wiring layers 34 to 36 is hollowed out to form a cavity portion. Electronic components 202 such as ICs, resistors, and capacitors are mounted in the cavity. The signal wiring, power supply wiring, ground wiring, and the like formed in the conductor layers 301 to 303 are connected by using the through-hole conductor 310. Further, the thermal via 320 is formed by a through-hole conductor penetrating the conductor layers 301 to 307. The cavity substrates 30B and 30C also have the same configuration as the cavity substrate 30A.

キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに形成されたサーマルビア３２０は相互に接続されている。サーマルビア３２０は、メタルコア基板２０の金属層２２と冷却層４０とを接続している。サーマルビア３２０は、アンテナ素子２０１が発した熱及びキャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ内の熱を冷却層４０に伝導する効果を有している。また、サーマルビア３２０は、キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに実装されている電子部品２０２から輻射される電磁波を遮蔽する効果を有している。 The thermal vias 320 formed on the cavity substrates 30A, 30B, and 30C are interconnected. The thermal via 320 connects the metal layer 22 of the metal core substrate 20 and the cooling layer 40. The thermal via 320 has the effect of conducting the heat generated by the antenna element 201 and the heat in the cavity substrates 30A, 30B, and 30C to the cooling layer 40. Further, the thermal via 320 has an effect of shielding electromagnetic waves radiated from the electronic components 202 mounted on the cavity substrates 30A, 30B, and 30C.

金属プレート５０は、銅、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属で形成されている。金属プレート５０は、金属層２２と冷却層４０とに接続されている。金属プレート５０は、金属層２２の熱を冷却層４０に伝導する。金属プレート５０は、キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃから離れるように実装されている。したがって、金属プレート５０とキャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの間には、図４に示すように、間隙５１が形成されている。図４は、実施形態１に係るアンテナモジュール１００の回路を模式的に示した図である。間隙５１は、キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ内の熱が金属プレート５０に伝導することが抑制する。したがって、アンテナ素子２０１が、キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ内の熱の影響を受けにくい構造になっている。 The metal plate 50 is made of a metal having high thermal conductivity such as copper and aluminum. The metal plate 50 is connected to the metal layer 22 and the cooling layer 40. The metal plate 50 conducts the heat of the metal layer 22 to the cooling layer 40. The metal plate 50 is mounted so as to be separated from the cavity substrates 30A, 30B, 30C. Therefore, as shown in FIG. 4, a gap 51 is formed between the metal plate 50 and the cavity substrates 30A, 30B, and 30C. FIG. 4 is a diagram schematically showing the circuit of the antenna module 100 according to the first embodiment. The gap 51 suppresses the conduction of heat in the cavity substrates 30A, 30B, 30C to the metal plate 50. Therefore, the antenna element 201 has a structure that is not easily affected by the heat in the cavity substrates 30A, 30B, and 30C.

冷却層４０は、銅、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属で形成されている。冷却層４０は、キャビティ基板３０Ｃの裏面に接触して形成されている。冷却層４０は、放熱板５００の上に実装される。放熱板５００は、銅やアルミニウム等で形成された金属プレート等である。金属プレートは、アンテナモジュールを実装する基板の導体層を用いて形成されていてもよい。冷却層４０は、金属プレート５０を介して伝導された熱を放熱板５００に放熱する。 The cooling layer 40 is made of a metal having high thermal conductivity such as copper and aluminum. The cooling layer 40 is formed in contact with the back surface of the cavity substrate 30C. The cooling layer 40 is mounted on the heat sink 500. The heat radiating plate 500 is a metal plate or the like made of copper, aluminum, or the like. The metal plate may be formed by using the conductor layer of the substrate on which the antenna module is mounted. The cooling layer 40 dissipates heat conducted through the metal plate 50 to the heat radiating plate 500.

冷却層４０には、周囲が絶縁されているスルーホール導体（図示しない）が形成されている。アンテナモジュール１００の信号配線は、このスルーホール導体を介して放熱板５００に設けられている信号配線に接続される。 The cooling layer 40 is formed with a through-hole conductor (not shown) whose periphery is insulated. The signal wiring of the antenna module 100 is connected to the signal wiring provided in the heat sink 500 via the through-hole conductor.

次に、アンテナモジュール１００の製造方法について図４を参照して説明する。最初にメタルコア基板２０を製造する。メタルコア基板２０は、金属層２２の上に配線基板２１をプレスで接着する。もしくは、配線基板２１と金属層２２とを熱伝導性接着剤等で接着して製造する。配線基板２１の表面にアンテナ素子２０１を実装する。次に、キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを製造する。キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、配線層と導体層とを順次に接着して形成していく。キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃそれぞれには電子部品２０２を実装する。 Next, a method of manufacturing the antenna module 100 will be described with reference to FIG. First, the metal core substrate 20 is manufactured. The metal core substrate 20 presses the wiring substrate 21 onto the metal layer 22. Alternatively, it is manufactured by adhering the wiring board 21 and the metal layer 22 with a heat conductive adhesive or the like. The antenna element 201 is mounted on the surface of the wiring board 21. Next, the cavity substrates 30A, 30B, and 30C are manufactured. The cavity substrates 30A, 30B, and 30C are formed by sequentially adhering a wiring layer and a conductor layer. Electronic components 202 are mounted on each of the cavity substrates 30A, 30B, and 30C.

メタルコア基板２０及びキャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを製造した後、メタルコア基板２０及びキャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを一体化することによりアンテナモジュール１００を組み立てる。具体的には、図３に示すキャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの対応するスルーホール導体３１０及びサーマルビア３２０を半田、導電性接着剤等で電気的に接続して、キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを結合する。同様にして、メタルコア基板２０とキャビティ基板３０Ａとを半田、導電性接着剤等で電気的に接続する。 After manufacturing the metal core substrate 20 and the cavity substrates 30A, 30B, 30C, the antenna module 100 is assembled by integrating the metal core substrate 20 and the cavity substrates 30A, 30B, 30C. Specifically, the corresponding through-hole conductors 310 and thermal vias 320 of the cavity substrates 30A, 30B, 30C shown in FIG. 3 are electrically connected with solder, a conductive adhesive, or the like, and the cavity substrates 30A, 30B, 30C are electrically connected. To combine. Similarly, the metal core substrate 20 and the cavity substrate 30A are electrically connected by solder, a conductive adhesive, or the like.

次に、メタルコア基板２０と金属プレート５０とを熱伝導性接着剤等で熱的に接続する。次に、金属プレート５０と冷却層４０とを熱伝導性接着剤等で熱的に接続する。また、キャビティ基板３０Ｃと冷却層４０に設けられた信号配線用のスルーホール導体を半田、導電性接着剤等で電気的に接続する。これにより、複数のキャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを有するアンテナモジュール１００が完成する。 Next, the metal core substrate 20 and the metal plate 50 are thermally connected with a heat conductive adhesive or the like. Next, the metal plate 50 and the cooling layer 40 are thermally connected with a heat conductive adhesive or the like. Further, the cavity substrate 30C and the through-hole conductor for signal wiring provided in the cooling layer 40 are electrically connected by solder, a conductive adhesive, or the like. This completes the antenna module 100 having a plurality of cavity substrates 30A, 30B, 30C.

次に、アンテナモジュール１００の放熱について図４を参照して説明する。アンテナ素子２０１が発した熱は、配線基板２１を介して金属層２２に伝導される。金属層２２に伝導した熱は、金属プレート５０に伝導される。金属プレート５０に伝導された熱は、冷却層４０に伝導され、放熱板５００に放熱される。 Next, the heat dissipation of the antenna module 100 will be described with reference to FIG. The heat generated by the antenna element 201 is conducted to the metal layer 22 via the wiring board 21. The heat conducted to the metal layer 22 is conducted to the metal plate 50. The heat conducted to the metal plate 50 is conducted to the cooling layer 40 and dissipated to the heat sink 500.

図４に示すように、金属プレート５０とキャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの間には、間隙５１が形成されている。間隙５１は、キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ内の熱が金属プレート５０に伝導することを抑制している。アンテナ素子２０１の特性は、温度の影響により変化しやすい。間隙５１を設けることにより、キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの熱によるアンテナ素子２０１の特性劣化が低減される。 As shown in FIG. 4, a gap 51 is formed between the metal plate 50 and the cavity substrates 30A, 30B, 30C. The gap 51 suppresses the heat in the cavity substrates 30A, 30B, and 30C from being conducted to the metal plate 50. The characteristics of the antenna element 201 are likely to change due to the influence of temperature. By providing the gap 51, the deterioration of the characteristics of the antenna element 201 due to the heat of the cavity substrates 30A, 30B, 30C is reduced.

（変形例１）
実施形態１の説明では、アンテナモジュール１００の４つの側面に金属プレート５０を設ける場合について説明した。他の実施形態としては、アンテナモジュール１００の４つの側面の１面のみに金属プレート５０を設けるようにしてもよい。また、アンテナモジュール１００の４つの側面の２面もしくは３面に金属プレート５０を設けるようにしてもよい。金属プレート５０を配置する面を削減することにより、アンテナモジュール１００の体積を小さくすることができる。 (Modification 1)
In the description of the first embodiment, the case where the metal plates 50 are provided on the four side surfaces of the antenna module 100 has been described. As another embodiment, the metal plate 50 may be provided on only one of the four side surfaces of the antenna module 100. Further, the metal plates 50 may be provided on two or three sides of the four side surfaces of the antenna module 100. By reducing the surface on which the metal plate 50 is arranged, the volume of the antenna module 100 can be reduced.

例えば、金属プレート５０による遮蔽効果を期待する必要が無い場合には、アンテナモジュール１００の４つの側面を金属プレート５０で覆わなくてもよい場合がある。具体的には、キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを貫通するサーマルビア３２０をキャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの周囲に密に配置することにより十分な遮蔽効果を得られる場合である。このような場合、放熱に必要な側面のみに金属プレート５０を設けるようにする。 For example, if it is not necessary to expect the shielding effect of the metal plate 50, it may not be necessary to cover the four sides of the antenna module 100 with the metal plate 50. Specifically, it is a case where a sufficient shielding effect can be obtained by densely arranging the thermal via 320 penetrating the cavity substrates 30A, 30B, 30C around the cavity substrates 30A, 30B, 30C. In such a case, the metal plate 50 is provided only on the side surface necessary for heat dissipation.

また、上記の説明では、アンテナモジュール１００の側面の全面を金属プレート５０で覆う場合について説明をした。しかし、アンテナモジュール１００の側面の全面を金属プレート５０で覆うように限定する必要はない。例えば、金属プレート５０を格子状もしくは、網目状に形成してもよい。また、金属プレート５０の一部に穴を設けるようにしてもよい。例えば、強勢空冷機能を有する装置の場合、金属プレート５０に空気穴を有することにより冷却効果が上がる場合もある。金属プレート５０に空気穴を設ける場合も、金属プレート５０による放熱効果と金属プレート５０に穴を設けることによる空調効果とのバランスをとることが望ましい。また、金属プレート５０に穴を設ける場合には、遮蔽効果についても考慮することが望ましい。 Further, in the above description, the case where the entire side surface of the antenna module 100 is covered with the metal plate 50 has been described. However, it is not necessary to limit the entire side surface of the antenna module 100 to be covered with the metal plate 50. For example, the metal plate 50 may be formed in a grid pattern or a mesh pattern. Further, a hole may be provided in a part of the metal plate 50. For example, in the case of a device having a strong air cooling function, the cooling effect may be improved by having an air hole in the metal plate 50. Even when the metal plate 50 is provided with air holes, it is desirable to balance the heat dissipation effect of the metal plate 50 and the air conditioning effect of providing the holes in the metal plate 50. Further, when providing a hole in the metal plate 50, it is desirable to consider the shielding effect.

（変形例２）
変形例２に係るアンテナモジュール１００は、図５に示すように、金属プレート５０がキャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの周囲に接触している。つまり、金属プレート５０とキャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの間には、間隙５１が形成されていない。キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、エポキシ樹脂等の熱伝導率が比較的高い素材で形成されている。キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの側面と金属プレート５０とを接触させることにより、キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ内の熱を金属プレートを介して放熱させることができる。熱伝導率を高めるために、キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの側面と金属プレート５０とを熱伝導性接着剤等で熱的に接続するようにしてもよい。このような構造にすることにより、アンテナモジュール１００全体を効率的に冷却することができる。例えば、上層のキャビティ基板３０Ａに実装されている電子部品２０２の発熱量が比較的小さく、アンテナ素子２０１に対する熱的影響が小さい場合、有効な構成である。 (Modification 2)
In the antenna module 100 according to the second modification, as shown in FIG. 5, the metal plate 50 is in contact with the periphery of the cavity substrates 30A, 30B, and 30C. That is, no gap 51 is formed between the metal plate 50 and the cavity substrates 30A, 30B, 30C. The cavity substrates 30A, 30B, and 30C are made of a material having a relatively high thermal conductivity, such as an epoxy resin. By contacting the side surfaces of the cavity substrates 30A, 30B, 30C with the metal plate 50, the heat in the cavity substrates 30A, 30B, 30C can be dissipated through the metal plate. In order to increase the thermal conductivity, the side surfaces of the cavity substrates 30A, 30B, 30C and the metal plate 50 may be thermally connected by a heat conductive adhesive or the like. With such a structure, the entire antenna module 100 can be efficiently cooled. For example, this configuration is effective when the amount of heat generated by the electronic component 202 mounted on the upper cavity substrate 30A is relatively small and the thermal effect on the antenna element 201 is small.

以上説明したように、本実施形態に係るアンテナモジュール１００は、メタルコア基板２０に形成されている金属層２２と冷却層４０とを熱的に接続する金属プレート５０を備える。これにより、アンテナモジュール１００は、金属層２２、金属プレート５０、冷却層４０を介して、アンテナ素子２０１が発した熱を放熱板５００に放熱することができる。 As described above, the antenna module 100 according to the present embodiment includes a metal plate 50 that thermally connects the metal layer 22 and the cooling layer 40 formed on the metal core substrate 20. As a result, the antenna module 100 can dissipate the heat generated by the antenna element 201 to the heat radiating plate 500 via the metal layer 22, the metal plate 50, and the cooling layer 40.

金属プレート５０が無い場合、金属層２２と冷却層４０とは、サーマルビア３２０のみで接続されることになる。サーマルビア３２０の１個の断面積は小さい。したがって、キャビティ基板の段数が増えて金属層２２と冷却層４０とが離れるにしたがって、熱伝導率が悪くなる。サーマルビア３２０を介してアンテナ素子２０１の熱を十分に放熱できない場合、アンテナ素子２０１の温度が上昇し、アンテナ素子２０１の特性劣化を招くことになる。 In the absence of the metal plate 50, the metal layer 22 and the cooling layer 40 are connected only by the thermal via 320. The cross-sectional area of one thermal via 320 is small. Therefore, as the number of stages of the cavity substrate increases and the metal layer 22 and the cooling layer 40 are separated from each other, the thermal conductivity deteriorates. If the heat of the antenna element 201 cannot be sufficiently dissipated through the thermal via 320, the temperature of the antenna element 201 rises, which causes deterioration of the characteristics of the antenna element 201.

金属プレート５０の熱伝導率は高いので、キャビティ基板の段数が増えて金属プレート５０の長さが長くなっても、熱伝導率の劣化は極めて小さい。したがって、金属プレート５０を有するアンテナモジュール１００では、キャビティ基板の段数が制限されることのない。 Since the thermal conductivity of the metal plate 50 is high, even if the number of stages of the cavity substrate is increased and the length of the metal plate 50 is increased, the deterioration of the thermal conductivity is extremely small. Therefore, in the antenna module 100 having the metal plate 50, the number of stages of the cavity substrate is not limited.

また、金属プレート５０は、キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃが形成する４つの側面を覆うように形成されている。これにより、アンテナモジュール１００は、キャビティ基板３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに実装された電子部品２０２及び信号配線からアンテナモジュール１００の外に輻射される電磁波を低減することができる。 Further, the metal plate 50 is formed so as to cover the four side surfaces formed by the cavity substrates 30A, 30B, and 30C. As a result, the antenna module 100 can reduce electromagnetic waves radiated from the electronic components 202 and signal wiring mounted on the cavity boards 30A, 30B, and 30C to the outside of the antenna module 100.

なお、上記の説明では、キャビティ基板が３段の場合について説明したが、キャビティ基板の段数を制限することはない。例えば、キャビティ基板の段数を１段、５段、１０段としてもよい。 In the above description, the case where the cavity substrate has three stages has been described, but the number of stages of the cavity substrate is not limited. For example, the number of stages of the cavity substrate may be 1, 5, or 10 stages.

また、上記の説明では、１個のキャビティ部を有するキャビティ基板を複数積み重ねる場合について説明した。しかし、キャビティ基板の構造を制限する必要はない。キャビティ基板内に複数のキャビティ部が形成されていてもよい。例えば、３×３のマトリクス状にキャビティ部が形成されていてもよい。 Further, in the above description, a case where a plurality of cavity substrates having one cavity portion are stacked has been described. However, it is not necessary to limit the structure of the cavity substrate. A plurality of cavity portions may be formed in the cavity substrate. For example, the cavity portion may be formed in a 3 × 3 matrix.

また、アンテナモジュール１００を放熱板５００上に複数実装する場合、複数のアンテナモジュール１００の冷却層４０を一体に形成してもよい。つまり、１枚の冷却層４０に積層されたキャビティ基板を複数実装してもよい。 Further, when a plurality of antenna modules 100 are mounted on the heat radiating plate 500, the cooling layers 40 of the plurality of antenna modules 100 may be integrally formed. That is, a plurality of cavity substrates laminated on one cooling layer 40 may be mounted.

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

１００ アンテナモジュール
２０ メタルコア基板
２１ 配線基板
２２ 金属層
３０Ａ～３０Ｃ キャビティ基板
３１～３６ 配線層
４０ 冷却層
５０ 金属プレート
５１ 間隙
２０１ アンテナ素子
２０２ 電子部品
３０１～３０７ 導体層
３１０ スルーホール導体
３２０ サーマルビア
５００ 放熱板 100 Antenna module 20 Metal core board 21 Wiring board 22 Metal layer 30A to 30C Cavity board 31 to 36 Wiring layer 40 Cooling layer 50 Metal plate 51 Gap 201 Antenna element 202 Electronic components 301 to 307 Conductor layer 310 Through hole conductor 320 Thermal via 500 Heat dissipation Board

Claims (5)

表面にアンテナ素子が実装され、裏面に金属層が形成されるコア基板と、
前記コア基板の裏面に実装され、キャビティ部が形成されている１または２以上のキャビティ基板と、
前記キャビティ基板の裏面に形成される冷却層と、
前記金属層と前記冷却層とを熱的に接続する金属プレートと、
を備えるアンテナモジュール。 A core substrate in which an antenna element is mounted on the front surface and a metal layer is formed on the back surface.
One or more cavity boards mounted on the back surface of the core board and having cavities formed therein.
The cooling layer formed on the back surface of the cavity substrate and
A metal plate that thermally connects the metal layer and the cooling layer,
Antenna module with. 前記金属プレートは、前記キャビティ基板が形成する４つの側面の少なくとも１つの面を覆うように形成されている、
請求項１に記載のアンテナモジュール。 The metal plate is formed so as to cover at least one of the four side surfaces formed by the cavity substrate.
The antenna module according to claim 1. 前記金属プレートは、前記キャビティ基板が形成する４つの側面の少なくとも１つの面の一部を覆うように形成されている、
請求項１に記載のアンテナモジュール。 The metal plate is formed so as to cover a part of at least one of the four side surfaces formed by the cavity substrate.
The antenna module according to claim 1. 前記金属プレートは、前記キャビティ基板と離れて形成されている、
請求項１から３の何れか一項に記載のアンテナモジュール。 The metal plate is formed apart from the cavity substrate .
The antenna module according to any one of claims 1 to 3. 前記金属プレートは、前記キャビティ基板と接触して形成されている、
請求項１から３の何れか一項に記載のアンテナモジュール。 The metal plate is formed in contact with the cavity substrate .
The antenna module according to any one of claims 1 to 3.
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