KR102153867B1 - 안테나 모듈, 및 안테나 모듈의 제조 방법 - Google Patents

안테나 모듈, 및 안테나 모듈의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

안테나 모듈(100)은, 제1 면(132)과, 해당 제1 면과 대향하는 제2 면(134)을 포함하고, 또한 적층 구조를 갖는 유전체 기판(130)과, 유전체 기판의 제1 면(132)에 형성된 안테나 패턴(121)과, 유전체 기판(130)의 제2 면(134)에 마련되어 있고, 또한 안테나 패턴(121)에 고주파 신호를 공급하는 RFIC(110)와, RFIC(110)에 전원을 공급하는 전원선로(170)를 구비하고, 유전체 기판(130)의 적층 방향(Z축 방향)에 있어서의 전원선로(170)의 두께는, 적층 방향에 있어서의 안테나 패턴(121)의 두께보다도 두껍다.

Description

안테나 모듈, 및 안테나 모듈의 제조 방법
본 개시는 안테나 모듈, 및 안테나 모듈의 제조 방법에 관한 것이며, 보다 특정적으로는 안테나 모듈의 설계 자유도를 향상시키는 기술에 관한 것이다.
종래, 유전체 기판의 제1 면에 안테나 패턴이 배치되어 있고, 제1 면과는 반대측인 제2 면에 고주파 소자가 실장되어 있는 안테나 모듈이 제안되어 있다. 고주파 소자는 안테나 패턴에 고주파 신호를 공급한다(예를 들어 특허문헌 1).
국제 공개 제2016/063759호 팸플릿
특허문헌 1에 기재된 안테나 모듈에 있어서, 고주파 소자를 구동하기 위한 전력이 전송되는 전원선로에는 다른 선로에 비해 큰 전력을 전송시킬 필요가 있다. 이 점을 고려하여, 전원선로에서의 전력의 전송 손실을 저하시키기 위하여 전원선로의 저항값을 저하시키는 것을 생각할 수 있다. 전원선로의 저항값을 저하시키기 위해서는, 예를 들어 전원선로의 길이를 짧게 하거나 또는 전원선로의 폭을 넓히는 것 등이 상정된다. 그러나 전원선로의 길이를 짧게 하거나 또는 전원선로의 폭을 넓히면 안테나 모듈 전체의 설계 자유도가 제한된다는 문제가 있다.
본 개시는 이와 같은 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 안테나 패턴과 고주파 회로를 탑재한 안테나 모듈에 있어서, 안테나 모듈의 설계 자유도를 향상시키는 것이다.
본 개시의 일 국면에 따른 안테나 모듈은, 제1 면과, 해당 제1 면과 대향하는 제2 면을 포함하고, 또한 적층 구조를 갖는 유전체 기판과, 유전체 기판의 제1 면측에 형성된 안테나 패턴과, 유전체 기판의 제2 면측에 마련되어 있고, 또한 안테나 패턴에 고주파 신호를 공급하는 고주파 회로와, 고주파 회로에 전력을 공급하는 전원선로를 구비하고, 유전체 기판의 적층 방향에 있어서의 전원선로의 두께는, 적층 방향에 있어서의 안테나 패턴의 두께보다도 두껍다.
본 개시의 다른 국면에 따른 안테나 모듈의 제조 방법은, 금속층과 유전체층이 접합된 복수의 접합층을 적층하는 공정과, 적층하는 공정에서 적층된 복수의 접합층을 압착함으로써 유전체 기판을 형성하는 공정과, 고주파 회로를 유전체 기판에 실장하는 공정을 구비하고, 복수의 접합층은, 고주파 회로에 의하여 고주파 신호가 공급되는 안테나 패턴이 형성된 제1 층과, 고주파 회로에 전력을 공급하는 전원선로가 형성된 제2 층과, 접지 도체가 형성된 제3 층을 포함하고, 적층하는 공정은, 복수의 접합층의 각각에 있어서의 금속층이, 고주파 회로가 실장되는 측을 향한 상태에서, 복수의 접합층을 적층하는 공정을 포함하고, 적층 방향에 있어서의 전원선로의 두께는, 적층 방향에 있어서의 안테나 패턴의 두께보다도 두껍다.
본 개시에 따르면, 안테나 패턴과 고주파 회로를 탑재한 안테나 모듈에 있어서, 이 안테나 모듈의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 안테나 모듈이 적용되는 통신 장치의 블록도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 안테나 모듈의 사시도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 안테나 모듈의 단면도이다.
도 4는 전원선로의 다양한 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 금속층에 형성되는 테이퍼면 등을 도시하는 도면이다.
도 6은 금속층의 두께를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제2 실시 형태에 따른 안테나 모듈의 단면도이다.
도 8은 제2 실시 형태에 따른 안테나 모듈을 분해한 평면도이다.
도 9는 제3 실시 형태에 따른 안테나 모듈의 단면도이다.
도 10은 제4 실시 형태에 따른 안테나 모듈의 단면도이다.
도 11은 접합층의 일례를 도시하는 도면이다.
도 12는 제4 실시 형태에 따른 안테나 모듈의 제조 방법을 도시하는 도면이다.
도 13은 제4 실시 형태에 따른 안테나 모듈의 제조 방법의 흐름도이다.
도 14는 복수의 접합층이 동일 방향 압착 수법에 의하여 압착된 부재를 도시하는 도면이다.
도 15는 변형예에 따른 안테나 모듈의 단면도이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한 도면 중 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이며 그 설명은 반복하지 않는다.
[제1 실시 형태]
(통신 장치의 기본 구성)
도 1은, 본 제1 실시 형태에 따른 안테나 모듈(100)이 적용되는 통신 장치(10)의 일례의 블록도이다. 통신 장치(10)는, 예를 들어 휴대 전화, 스마트폰 혹은 태블릿 등의 휴대 단말기나, 통신 기능을 구비한 퍼스널 컴퓨터 등이다.
도 1을 참조하여 통신 장치(10)는, 안테나 모듈(100)과, 기저 대역 신호 처리 회로를 구성하는 BBIC(200)를 구비한다. 안테나 모듈(100)은, 고주파 회로의 일례인 RFIC(110)와, 안테나 어레이(120)를 구비한다. 통신 장치(10)는, BBIC(200)로부터 안테나 모듈(100)로 전달된 신호를 고주파 신호로 업 컨버트하여 안테나 어레이(120)로부터 방사함과 함께, 안테나 어레이(120)로 수신한 고주파 신호를 다운 컨버트하여 BBIC(200)에서 신호를 처리한다.
또한 도 1에서는 설명을 용이하게 하기 위하여, 안테나 어레이(120)를 구성하는 복수의 안테나 패턴(121) 중, 4개의 안테나 패턴(121)에 대응하는 구성만 도시하고, 마찬가지의 구성을 갖는 다른 안테나 패턴(121)에 대응하는 구성에 대해서는 생략되어 있다. 또한 본 실시 형태에 있어서는, 안테나 패턴(121)이, 직사각형의 평판 형상을 갖는 패치 안테나인 경우를 예로 들어 설명한다.
RFIC(110)는 스위치(111A 내지 111D, 113A 내지 113D, 117)와 파워 증폭기(112AT 내지 112DT)와 로우 노이즈 증폭기(112AR 내지 112DR)와 감쇠기(114A 내지 114D)와 이상기(115A 내지 115D)와 신호 합성/분파기(116)와 믹서(118)와 증폭 회로(119)를 구비한다.
고주파 신호를 송신하는 경우에는 스위치(111A 내지 111D) 및 스위치(113A 내지 113D)가 파워 증폭기(112AT 내지 112DT)측으로 전환됨과 함께, 스위치(117)가 증폭 회로(119)의 송신측 증폭기에 접속된다. 고주파 신호를 수신하는 경우에는 스위치(111A 내지 111D) 및 스위치(113A 내지 113D)가 로우 노이즈 증폭기(112AR 내지 112DR)측으로 전환됨과 함께, 스위치(117)가 증폭 회로(119)의 수신측 증폭기에 접속된다.
BBIC(200)로부터 전달된 신호는 증폭 회로(119)에서 증폭되고 믹서(118)에서 업 컨버트된다. 업 컨버트된 고주파 신호인 송신 신호는 신호 합성/분파기(116)에서 4분파되고 4개의 신호 경로를 통과하여, 각각 상이한 안테나 패턴(121)에 급전된다. 이때, 각 신호 경로에 배치된 이상기(115A 내지 115D)의 이상도가 개별로 조정됨으로써 안테나 어레이(120)의 지향성을 조정할 수 있다.
각 안테나 패턴(121)에서 수신된 고주파 신호인 수신 신호는 각각, 상이한 4개의 신호 경로를 경유하여 신호 합성/분파기(116)에서 합파된다. 합파된 수신 신호는 믹서(118)에서 다운 컨버트되고 증폭 회로(119)에서 증폭되어 BBIC(200)로 전달된다.
RFIC(110)는, 예를 들어 상기 회로 구성을 포함하는 1칩의 집적 회로 부품으로서 형성된다. 혹은 RFIC(110)에 있어서의 각 안테나 패턴(121)에 대응하는 기기(스위치, 파워 증폭기, 로우 노이즈 증폭기, 감쇠기, 이상기)에 대해서는, 대응하는 안테나 패턴(121)별로 1칩의 집적 회로 부품으로서 형성되어도 된다.
도 1의 예에서는 안테나 패턴(121)은 2차원적으로 배열되어 있지만, 1차원적으로 배열되어도 된다(즉, 직선형으로 배열되어도 됨). 또한 안테나 패턴은 하나여도 된다.
(안테나 모듈의 구조)
도 2는, 제1 실시 형태에 따른 안테나 모듈(100)을 투과한 사시도이다. 도 2을 참조하여 안테나 모듈(100)은, 안테나 패턴(121) 및 RFIC(110)에 더해 유전체 기판(130)과 전원선로(170)를 구비한다. 또한 RFIC(110)는 전원 회로(160)로부터 전원이 공급된다. 또한 도면을 간략화하기 위하여, 특별히 단서가 없는 한 전원 회로(160)를 직류의 기호로 나타낸다. 전원 회로(160)는 회로로 구성되는 것이어도 되며, 예를 들어 2 이상의 회로로 구성되는 전원 공급 모듈이어도 된다. 따라서 전원 회로(160)는 전원부(전원 공급부)라 칭해도 된다. 도 2 등의 안테나 모듈(100)의 기재에 대해서는, 설명을 용이하게 하기 위하여 하나의 안테나 패턴(121)만이 도시되고, 다른 안테나 패턴(121)의 기재는 생략되어 있다.
유전체 기판(130)은 적층 구조를 갖는다. 전형적으로는 유전체 기판(130)은, 예를 들어 에폭시, 폴리이미드 등의 수지가 다층 구조로 형성된 기판이다. 또한 유전체 기판(130)은, 보다 낮은 유전율을 갖는 액정 폴리머(Liquid Crystal Polymer: LCP) 혹은 불소계 수지를 이용하여 형성되어도 된다.
유전체 기판(130)은, 제1 면(132)과, 제1 면(132)과 대향하는 제2 면(134)을 포함한다. 안테나 패턴(121)은 유전체 기판(130)의 제1 면(132) 혹은 유전체 기판(130)의 내부의 층에 배치된다. 즉, 안테나 패턴(121)은 유전체 기판(130)의 제1 면(132)측에 배치된다.
RFIC(110)는 유전체 기판(130)의 제2 면(134)(실장면)에, 땜납 범프 등(도시하지 않음)의 접속용 전극을 개재하여 실장된다.
도 2에 있어서, 유전체 기판(130)의 적층 구조에 있어서의 적층 방향의 축을 Z축이라 한다. 또한 Z축에 직교하는 축을 X축 및 Y축이라 한다. 이하에서는, X축 방향의 길이를 「길이」라 하고 Y축 방향의 길이를 「폭」이라 하고 Z축 방향의 길이를 「두께」라 하는 경우가 있다. 또한 Z축 방향의 정 방향을 「Z축 정 방향」이라 하고 Z축 방향의 부 방향을 「Z축 부 방향」이라 하는 경우가 있다. 도 2의 예에 있어서는, 안테나 패턴(121)은, 유전체 기판(130)의 제1 면(132)과 안테나 패턴(121)의 표면이 Z축 방향에 있어서 동일한 레벨로 되도록 유전체 기판(130)에 매립된 구성으로 되어 있다.
도 3은, 안테나 모듈(100)의 XZ 평면에 있어서의 단면도이다. 다층 구조의 유전체 기판(130)에 안테나 패턴(121)과 전원선로(170)가 마련되어 있다. 또한 도 3에 대해서는, 제1 면(132)에 하나의 안테나 패턴(121)이 배치되어 있는 예를 도시하지만, 실제로는 제1 면(132)에, 안테나 어레이(120)에 포함되는 모든 안테나 패턴(121)이 배치되어 있어도 된다.
전원선로(170)는 비아(170A)를 통하여 전원 회로(160)에 전기적으로 접속되어 있다. 전원선로(170)는 비아(170B)를 통하여 RFIC(110)에 전기적으로 접속되어 있다.
전원선로(170)는, 유전체 기판(130)의 적층 구조에 있어서의 적층 방향(Z축 방향)과 직교하는 방향(X축 방향 및 Y축 방향)으로 연신된다(도 2 참조). 달리 말하면 전원선로(170)는, 전원 회로(160)로부터 RFIC(110)를 향하는 방향으로 연신된다. 비아(170A)와 비아(170B)는, 유전체 기판(130)의 적층 구조에 있어서의 적층 방향(Z축 방향)으로 연신된다.
전원 회로(160)로부터의 전력은 비아(170A), 전원선로(170), 비아(170B), RFIC(110)의 순번으로 전송된다. 즉, 전원선로(170)는, 전원 회로(160)로부터의 전력을 RFIC(110)에 공급한다.
신호선로(140)는 비아(140A)를 통하여 RFIC(110)에 전기적으로 접속되어 있다. 신호선로(140)는 비아(140B)를 통하여 안테나 패턴(121)에 전기적으로 접속되어 있다.
신호선로(140)는, 유전체 기판(130)의 적층 구조에 있어서의 적층 방향(Z축 방향)과 직교하는 방향(예를 들어 X축 방향)으로 연신된다. 비아(140A)와 비아(140B)는, 유전체 기판(130)의 적층 구조에 있어서의 적층 방향(Z축 방향)으로 연신된다.
RFIC(110)로부터의 고주파 신호는 비아(140A), 신호선로(140), 비아(140B), 안테나 패턴(121)의 순번으로 전송된다. 즉, 신호선로(140)는, RFIC(110)로부터 공급된 고주파 신호를 안테나 패턴(121)에 공급한다. 또한 신호선로(140)는, 안테나 패턴(121)에서 수신한 고주파 신호를 RFIC(110)에 공급한다.
접지 도체(190)는 유전체 기판(130) 내에 있어서, 전원선로(170)와 제2 면(134) 사이에 배치된다. 접지 도체(190)에는, 비아(140A)와 비아(170A)와 비아(170B)가 관통하는 개구부가 마련된다. 또한 도 2에서는 접지 도체(190)의 기재는 생략되어 있다.
이와 같은 구성을 갖는 안테나 모듈에 있어서는, 일반적으로 RFIC(110)를 구동하기 위한 전력이 전송되는 전원선로(170)에는 다른 선로에 비해 큰 전력을 전송시킬 필요가 있다. 그 때문에, 전원 효율의 관점에서는 전원선로에서의 전력의 전송 손실을 저하시키는 것이 바람직하다.
또한 전원 회로(160)로부터 공급되는 전압값과 RFIC(110)에서 필요한 전압값은 미리 정해져 있다. 그 때문에, 전원 회로(160)로부터 RFIC(110)에 전원을 공급하는 전원선로(170)에 있어서는, 전압 강하량을 소정 범위에 들게 할 것을 필요로 한다. 안테나 모듈(100)의 설계자는, 전원선로(170)에 의한 전송 손실을 저감하여 전압 강하량이 소정 범위 내에 들도록 전원선로(170)의 저항값, 즉, 전원선로(170)의 치수를 설계할 필요가 있다.
이하에서는, 신호선로(140)의 두께를 「H1」이라 하고 안테나 패턴(121)의 두께를 「H2」라 하고 전원선로(170)의 두께를 「H3」이라 한다.
본 실시 형태에서는, 안테나 패턴(121), 신호선로(140) 및 전원선로(170)는 두께 H3>두께 H2>두께 H1로 되도록 구성된다. 즉, 유전체 기판(130)의 적층 방향(Z축 방향)에 있어서의 전원선로(170)의 두께 H3은, 해당 적층 방향에 있어서의 안테나 패턴(121)의 두께 H2보다도 두껍다. 적층 방향에 있어서의 신호선로(140)의 두께 H1은, 적층 방향에 있어서의 전원선로(170)의 두께 H3보다도 얇다. 적층 방향에 있어서의 신호선로(140)의 두께 H1은, 적층 방향에 있어서의 안테나 패턴(121)의 두께 H2보다도 얇다. 또한 변형예로서 H2=H1로 해도 된다. 예를 들어 전원선로(170)의 두께 H3은 12㎛이고 안테나 패턴(121)의 두께 H2는 6㎛이고 신호선로(140)의 두께 H1은 6㎛이다.
전원선로(170)의 소재는, 전형적으로는 구리 등과 같은 금속이다. 전원선로(170)의 저항값 R과 전원선로(170)의 두께 H3의 관계는 이하의 식 (A)로 나타난다.
R=(ρ·L)/(W·H3) (A)
식 (A)의 ρ는 전원선로(170) 특유의 저항률이다. 식 (A)의 W는 전원선로(170)의 Y축 방향의 길이, 즉, 폭이다. 식 (A)의 L은 전원선로(170)의 X축 방향의 길이이다.
식 (A)에 나타난 바와 같이 전원선로(170)의 저항값 R은 전원선로(170)의 두께 H3에 반비례한다. 따라서 전원선로(170)의 두께 H3이 두꺼울수록 전원선로(170)의 저항값 R은 작아진다.
전원선로(170)의 저항값을 저하시키기 위해서는, 식 (A)로부터, 전원선로(170)의 폭 W(Y축 방향의 길이)을 넓게 할 것, 혹은 전원선로(170)의 길이 L(X축 방향의 길이)을 짧게 할 것이 상정된다.
그러나 전원선로의 길이 L의 최단 길이는 RFIC(110)와 전원 회로(160)의 상대적인 배치에 따라 정해지기 때문에, 전원선로의 길이를 원하는 길이까지 짧게 하는 것에는 한계가 있다. 또한 전원선로의 길이 L을 짧게 하기 위하여 직선으로 배치함으로써, 안테나 모듈에 배치되는 다른 부재에 대하여, 전원선로(170)와의 물리적인 간섭이나 전자적 결합의 방지의 관점에서 이들 부재의 배치는 제한되게 된다.
한편, 전원선로(170)의 폭(Y축 방향의 길이)을 넓게 하면, 안테나 모듈(100)의 제1 면(132)의 Z축 방향으로부터 평면으로 본 경우의 전원선로(170)의 면적이 결과적으로 크게 되어 버린다. 그렇게 하면, 안테나 모듈에 배치되는 다른 부재에 대하여, 전원선로(170)와의 물리적인 간섭이나 전자적 결합의 방지의 관점에서 이들 부재의 배치는 제한되게 된다.
따라서 전원선로(170)의 길이 L을 짧게 하고자 하는 경우, 또는 전원선로(170)의 폭 W를 넓게 하고자 하는 경우에는, 안테나 모듈(100)의 전체의 설계 자유도가 제한되게 된다.
그래서 본 실시 형태에서는, 안테나 모듈(100)의 전체의 설계 자유도를 감안하여 전원선로(170)의 두께 H3을 두껍게 함으로써 전원선로(170)의 저항값을 저감하는 수법을 채용한다. 상술한 식 (A)에 의하여, 전원선로(170)의 길이 L이 동일한 경우, 예를 들어 전원선로(170)의 두께를 2배로 하면 전원선로(170)의 폭을 1/2로 할 수 있다. 이것에 의하여, 안테나 모듈(100)의 제1 면(132)의 Z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때의 전원선로(170)의 면적이 1/2로 된다. 따라서 안테나 모듈(100)에 배치되는 다른 부재에 대하여, 전원선로(170)와의 물리적인 간섭 및 전자적 결합을 억제할 수 있다. 또한 전원선로(170)의 두께의 조정에 의하여 전원선로(170)의 저항값을 조정할 수 있으므로, 전원선로(170)에서의 전압 강하량을 소정 범위에 들게 할 수 있다. 따라서 본 실시 형태의 안테나 모듈(100)에서는 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
도 4는, 전원선로(170)의 단면도의 일례를 도시하는 도면이다. 전원선로(170)는, 이하의 도 4의 (A) 내지 도 4의 (C) 중 적어도 하나를 적용함으로써 구성된다. 또한 본 실시 형태의 안테나 모듈은 복수의 접합층(도 12 등 참조)으로 구성된다. 해당 복수의 접합층은 전원선로층(214)을 포함한다. 전원선로층(214)은, 유전체층(214A)과, 에칭 가공에 의하여 형성된 전원선로(170)(금속층)를 포함한다.
도 4의 (A)는, 유전체층(214A)에, 두께가 H3인 전원선로(170)가 마련되어 있는 것을 도시하는 도면이다.
도 4의 (B)는, 두께가 H3인 유전체층(214A)의 내부에 전원선로(170)가 마련되어 있는 것을 도시하는 도면이다.
도 4의 (C)는, 유전체층(214A)의 양면 각각에 금속부(170D) 및 금속부(170E)를 마련한다. 금속부(170D) 및 금속부(170E) 각각은, 유전체층(214A) 내에 마련된 비아(170F)에 의하여 전기적으로 접속된다. 도 4의 (C)에서의 전원선로(170)는 금속부(170D)와 금속부(170E)와 비아(170F)를 포함한다. 이것에 의하여, 전송 선로의 병렬 경로가 증가하여, 동일한 두께의 금속부의 1층에 대하여 저항값을 낮출 수 있다.
또한 전원선로(170)의 두께를 두껍게 하였다고 해서, 신호선로(140) 및 안테나 패턴(121)의 치수 정밀도의 관점에서, 이하에 기재한 바와 같이 신호선로(140) 및 안테나 패턴(121)의 두께를 두껍게 하는 것은 바람직하지 않다.
예를 들어 안테나 패턴(121)의 X축 방향의 길이는, 안테나 모듈(100)로부터 출력되는 고주파 신호의 파장 λ의 1/2로 함으로써 안테나 모듈(100)은 원하는 안테나 특성을 얻을 수 있다. 가령 안테나 패턴(121)의 치수 정밀도가 나쁘면 안테나 모듈(100)은 원하는 안테나 특성(원하는 주파수 대역 폭)을 얻지 못한다.
또한, 예를 들어 신호선로(140)의 Y축 방향의 폭은, 신호선로(140)의 특성 임피던스가 원하는 임피던스(예를 들어 50Ω)로 되도록 설계된다. 신호선로(140)의 치수 정밀도가 나쁘면 신호선로(140)의 특성 임피던스를 원하는 임피던스로 하지 못할 가능성이 있다.
도 5 및 도 6은, 안테나 패턴(121)의 두께 및 신호선로(140)의 두께가 얇으면 치수 정밀도가 좋아지는 것을 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 안테나 패턴(121)의 두께가 얇으면 치수 정밀도가 좋아지는 것을 설명한다. 도 5에서는, 안테나 패턴(121)이 에칭 가공에 의하여 생성되는 경우를 도시한다.
도 5의 (A)에 도시한 바와 같이, 유전체층(201)과 금속층(202)이 접합된 접합층이 이용된다. 금속층(202)은, 예를 들어 구리로 구성된다. 안테나 패턴(121)의 길이(X축 방향의 길이)는 길이 X1로 제조될 것이 상정되어 있다. 금속층(202)을 길이 X1의 안테나 패턴(121)으로 하기 위하여, 예를 들어 길이 X1의 레지스트(228)가 부가되며, 해당 레지스트(228)가 부가되어 있지 않은 개소는 용제(226)에 의하여 녹여진다.
용제(226)에 의하여 금속층(202)을 녹이는 경우에, 용제(226)의 표면 장력 등의 영향에 의하여 금속층(202)의 양단을 전부 녹이지는 못하는 경우가 있다. 따라서 이 경우에는, 레지스트(228)가 제거되면, 도 5의 (B)에 도시한 바와 같이 안테나 패턴(121)의 양단에는 테이퍼면(230)이 형성되어 버린다.
도 6의 (A)는, 안테나 패턴(121)의 두께가 두꺼운 경우를 도시하는 도면이다. 도 6의 (A)와 같이, 안테나 패턴(121)의 두께가 두꺼운 경우에는 안테나 패턴(121) 중의 유전체층(201)측의 길이가 길이×2로 된다. 도 6의 (A)의 예에서는, 안테나 패턴(121)의 길이로서 상정되어 있었던 길이 X1과, 안테나 패턴(121) 중의 유전체층(201)측의 길이×2의 차분은 커진다. 즉, 도 6의 (A)의 예에서는, 안테나 패턴(121)의 X축 방향에 있어서의 오차가 크게 되어 버린다.
도 6의 (B)는, 안테나 패턴(121)의 두께가 얇은 경우를 도시하는 도면이다. 도 6의 (B)와 같이, 안테나 패턴(121)의 두께가 얇은 경우에는 안테나 패턴(121) 중의 유전체층(201)측의 길이가 길이×3으로 된다. 도 6의 (B)의 예에서는, 안테나 패턴(121)의 길이로서 상정되어 있었던 길이 X1과, 안테나 패턴(121) 중의 유전체층(201)측의 길이×3의 차분은, 도 6의 (A)와 비교하여 작아진다. 즉, 도 6의 (B)의 예에서는 안테나 패턴(121)의 X축 방향에 있어서의 오차를 작게 할 수 있다.
안테나 모듈(100)이 원하는 안테나 특성을 얻기 위해서는, 두께 방향에 걸쳐 안테나 패턴(121)의 길이가 X1(예를 들어 λ/2)로 되는 것이 바람직하다. 그러나 도 6의 (A)의 예에서는 안테나 패턴(121)의 X축 방향에 있어서의 오차가 커지는 점에서, 안테나 모듈(100)은 원하는 안테나 특성을 얻기 어려워진다. 한편, 도 6의 (B)의 예에서는 안테나 패턴(121)의 X축 방향에 있어서의 오차를 작게 할 수 있는 점에서, 안테나 모듈(100)은 원하는 안테나 특성을 얻기 쉽게 할 수 있다.
이상에 의하여, 안테나 패턴(121)의 두께가 얇을수록 안테나 패턴(121)의 X축 방향에 있어서의 오차를 작게 할 수 있는 점에서, 안테나 패턴(121)의 치수 정밀도를 향상시킬 수 있다.
임피던스의 불일치에 의한 전송 손실을 저감하기 위하여 신호선로(140)는, 일반적으로 신호선로(140)의 특성 임피던스가 어느 원하는 임피던스(예를 들어 50Ω)로 되도록 설계된다. 신호선로(140)의 특성 임피던스는 신호선로(140)의 치수에 따라 정해지기 때문에, 신호선로(140)에 대해서도 안테나 패턴(121)과 마찬가지로 높은 치수 정밀도가 요구되게 된다. 그 때문에, 도 5 및 도 6에서 설명한 바와 같이, 신호선로(140)에 대해서도 치수 정밀도를 확보하기 위하여 신호선로(140)의 두께를 얇게 하는 것이 바람직하다.
특히 도 2 등에 도시한 바와 같이, 일반적으로 신호선로(140)의 폭(Y축 방향의 폭)은 안테나 패턴(121)의 폭보다도 좁게 되어 있다. 또한 안테나 모듈(100)의 제조 공정에 있어서, 작은 치수일수록 치수 정밀도는 확보하기 어려워진다. 따라서 안테나 패턴(121)보다도 폭이 좁은 신호선로(140)에 대해서는, 특성 임피던스를 원하는 임피던스로 하기 위하여 안테나 패턴(121)보다도 더 높은 치수 정밀도가 요구되게 된다.
그래서 본 실시 형태의 안테나 모듈(100)에서는, 신호선로(140)의 두께 H1이 안테나 패턴(121)의 두께 H2보다도 얇아지도록 형성되어 있다. 이것에 의하여, 신호선로(140)의 치수 정밀도를 확보하여 신호선로(140)의 특성 임피던스를 원하는 임피던스로 할 수 있으며, 결과적으로 신호선로(140)에 의한 고주파 신호의 전송 손실을 억제할 수 있다.
또한 도 6에서는, 안테나 패턴(121) 또는 신호선로(140)를 에칭 가공에 의하여 형성하는 경우를 설명하였다. 그러나 안테나 패턴(121) 및 신호선로(140) 중 적어도 한쪽이 다른 가공으로 형성되는 경우에도, 안테나 패턴(121) 및 신호선로(140)의 두께가 얇을수록 안테나 패턴(121) 및 신호선로(140)의 치수 정밀도를 향상시킬 수 있다. 다른 가공이란, 예를 들어 도금에 의하여 형성하는 가공이다.
[제2 실시 형태]
다음으로, 제2 실시 형태의 안테나 모듈(100B)을 설명한다. 제2 실시 형태의 안테나 모듈(100B)에서는, 전원선로(170)와 안테나 패턴(121)의 결합을 억제하기 위하여 접지 도체(190)가 전원선로(170)와 안테나 패턴(121) 사이에 마련되어 있다. 또한 제2 실시 형태의 안테나 모듈(100B)에서는, 전원선로(170)와 신호선로(140)의 결합을 억제하기 위하여 접지 도체(190)가 전원선로(170)와 신호선로(140) 사이에 마련되어 있다.
도 7은 안테나 모듈(100B)의 단면도이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 접지 도체(190)는 비아(190A)를 통하여 RFIC(110)에 접속되어 있다. 또한 RFIC(110)에는, 외부의 실장 기판에 마련되어 있는 접지점과 접속되어 있는 접지선(특별히 도시하지 않음)이 마련되어 있다. 즉, 접지 도체(190)는 RFIC(110)를 통하여 접지점과 접지되어 있다. 또한 접지 도체(190)에는 개구부(192)가 마련되어 있으며, 비아(140A)가 개구부(192)를 관통하고 있다.
도 8은, 안테나 모듈(100B)의 각 층 중, 안테나 패턴(121)을 포함하는 안테나 패턴층(211)과, 접지 도체(190)을 포함하는 접지 도체층(213)과, 전원선로(170)를 포함하는 전원선로층(214)과, RFIC(110)를, 안테나 모듈(100B)의 제1 면(132)의 Z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때의 평면도이다.
도 8의 예에서는, 접지 도체(190)의 길이 L1(X축 방향의 길이)은 전원선로(170)의 길이 L2(X축 방향의 길이)보다도 길다. 도 8의 예에서는, 접지 도체(190)의 폭 W1(Y축 방향의 길이)은 전원선로(170)의 폭 W2(Y축 방향의 길이)와 동일하다. 즉, 도 8의 예에서는, 안테나 모듈(100B)의 제1 면(132)의 Z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때 접지 도체(190)는 전원선로(170)의 전부에 겹쳐지도록 배치된다.
또한 접지 도체(190)는, 전원선로(170)에 겹쳐지도록 배치되어 있으면 어떠한 형상이어도 된다. 예를 들어 안테나 모듈(100)의 제1 면(132)의 Z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때의 접지 도체(190)의 형상과, 안테나 모듈(100)의 제1 면(132)의 Z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때의 전원선로(170)의 형상은 동일해도 된다. 또한 전원선로(170)와 신호선로(140)의 결합 및 전원선로(170)와 안테나 패턴(121)의 결합을 억제할 수 있으면, 안테나 모듈(100)의 제1 면(132)의 Z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때의 접지 도체(190)는, 안테나 모듈(100)의 제1 면(132)의 Z축 방향으로부터 평면으로 보았을 때의 전원선로(170)보다도 작은 형상이어도 된다. 또한 접지 도체(190)는 접지 도체층(213)의 전체면에 형성되어 있어도 된다.
본 실시 형태에서는, 접지 도체(190)는, 전원선로(170)와 안테나 패턴(121) 사이이고 또한 전원선로(170)와 신호선로(140) 사이에 마련된다. 따라서 접지 도체(190)는, 전원선로(170)로부터 안테나 패턴(121)으로의 전파의 방사, 및 전원선로(170)로부터 신호선로(140)로의 전파의 방사를 차폐(실드)할 수 있다.
특히 본 실시 형태의 안테나 모듈(100B)에서는, 전원선로(170)의 두께 H3을 두껍게 함으로써, 전원선로(170)를 흐르는 전류값은 커진다. 그렇게 하면, 전원선로(170)로부터 발생하는 전자계가 강해지기 때문에 전원선로(170)와 신호선로(140)가 결합하기 쉬워짐과 함께, 전원선로(170)와 안테나 패턴(121)이 결합하기 쉬워진다. 본 실시 형태에서는, 접지 도체(190)는, 전원선로(170)와 안테나 패턴(121) 사이이고 또한 전원선로(170)와 신호선로(140) 사이에 마련된다. 따라서 전원선로(170)로부터 발생하는 전자계가 강해졌다고 하더라도 접지 도체(190)는 전원선로(170)와 신호선로(140)의 결합 및 전원선로(170)와 안테나 패턴(121)의 결합을 억제할 수 있다.
또한 안테나 모듈(100B)의 Z축 방향에 있어서, 제1 면(132)으로부터 평면으로 보았을 때 접지 도체(190)가 전원선로(170)와 겹쳐진다. 따라서 접지 도체(190)는 전원선로(170)와 신호선로(140)의 결합 및 전원선로(170)와 안테나 패턴(121)의 결합을 억제할 수 있다.
[제3 실시 형태]
제3 실시 형태의 안테나 모듈(100C)에서는 제2 면(134)에 전원 회로(160)가 마련되어 있다. 즉, 안테나 모듈(100C)은, RFIC(110)와 전원 회로(160)가 동일면(제2 면(134)) 상에 마련되어 있다. 도 9는 제3 실시 형태의 안테나 모듈(100C)의 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 안테나 모듈(100C)에서는 RFIC(110)와 전원 회로(160)가 동일면(제2 면(134)) 상에 마련되어 있다. 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는 안테나 모듈의 외부에 전원 회로(160)가 마련되어 있었다. 본 실시 형태의 안테나 모듈(100C)은, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 안테나 모듈과 비교하면 전원선로(170)의 길이 L을 짧게 할 수 있다. 따라서 전원선로(170)에서의 전력의 전송 손실을 저하시키면서 안테나 모듈의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
또한 도 9에서는, 접지 도체(190)가 전원선로(170)와 안테나 패턴(121) 사이 및 전원선로(170)와 신호선로(140) 사이에 마련되어 있는 예를 도시하였다. 그러나 접지 도체(190)가 전원선로(170)와 제2 면(134) 사이에 마련되어 있는 구성이 채용된 안테나 모듈에 있어서, 제2 면(134)에 전원 회로(160)가 마련되도록 해도 된다.
[제4 실시 형태]
제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태의 안테나 모듈에서는, 안테나 패턴(121)은 유전체 기판(130)으로부터 노출되어 있었다. 그러나 안테나 패턴(121)은 유전체 기판(130)의 내부의 층에 형성되어도 된다. 즉, 안테나 패턴(121)이 유전체 기판(130)으로부터 노출되지 않도록 해도 된다. 안테나 패턴(121)이 유전체 기판(130)의 내부의 층에 형성됨으로써, 이하에 기재한 바와 같이 안테나 모듈의 제조 공정에 있어서 제조 비용을 삭감할 수 있다.
도 11은, 안테나 모듈을 제조하기 위하여 이용되는 접합층(203)의 일례이다. 도 11의 접합층(203)은, 비아 등이 형성되기 전의 유전체층(201)과, 에칭 가공 등이 실시되기 전의 금속층(202)이 접합됨으로써 구성된다.
일반적으로 유전체 기판(130)과 같은 다층 기판은, 도 11과 같은 접합층(203)에 에칭 처리를 실시하고 적층함으로써 형성한다.
안테나 패턴(121)이 유전체 기판(130)으로부터 노출되는 안테나 모듈을 제조하기 위해서는, 복수의 층을 적층하는 공정에서, 해당 복수의 층 중 안테나 패턴(121)을 포함하는 층의 적층 방향에 있어서의 방향을, 다른 층과는 역방향으로 되도록 반전시킬 필요가 있다.
또한 안테나 패턴(121)은 노출되므로, 해당 안테나 패턴(121)의 보호를 위하여 안테나 패턴(121)에 대하여 레지스트 가공 등을 행하는 것도 필요해진다.
도 10은, 제4 실시 형태의 안테나 모듈(100D)의 단면도이다. 제4 실시 형태의 안테나 모듈(100D)에 있어서는, 도 10에 도시된 바와 같이 안테나 패턴(121)이 유전체 기판(130)의 내부의 층에 형성되어 있다.
안테나 모듈(100D)와 같은 내부의 층에 안테나 패턴(121)을 갖는 안테나 모듈에서는, 접합층을 반전시키는 처리가 불필요해진다. 또한 안테나 패턴(121)이 노출되어 있지 않은 점에서, 안테나 패턴(121)에 대하여 레지스트 가공도 불필요해진다. 따라서 안테나 패턴(121)이 노출되는 안테나 모듈과 비교하여, 본 실시 형태의 안테나 모듈(100D)와 비교하여 제조 비용을 삭감할 수 있다.
이하에서는, 도 11에 있어서, 「비아 등이 형성되기 전의 유전체층(201)」을 「가공 전의 유전체층(201)」이라 한다. 「에칭 가공 등이 실시되기 전의 금속층(202)」을 「가공 전의 금속층(202)」이라 한다. 또한 가공 전의 유전체층(201)과 가공 전의 금속층(202)으로 구성되는 접합층(203)을 「가공 전의 접합층(203)」이라 한다.
도 12는, 안테나 모듈(100D)의 제조 방법의 일례를 도시하는 도면이다. 도 12의 (A)는, 안테나 모듈(100D)를 제조하기 위하여 이용되는 접합층을 도시한 도면이다.
도 12의 (A)의 예에서는, 안테나 모듈(100D)를 제조하기 위하여 복수의 접합층으로서의 5개의 접합층이 이용된다. 또한 접합층의 수는 「5」에 한정되지 않으며, 다른 수(예를 들어 「6」)여도 된다.
도 12의 (A)의 5개의 접합층은, 5개의 가공 전의 접합층(203)(도 11 참조) 각각에 대하여 에칭 처리 및 비아 형성 처리 등이 실시된 것이다. 5개의 접합층은 안테나 패턴층(211)과 신호선로층(212)과 접지 도체층(213)과 전원선로층(214)과 고주파 회로층(215)이다. 안테나 패턴층(211)은 「제1 층」과 대응하고 전원선로층(214)은 「제2 층」과 대응하고 접지 도체층(213)은 「제3 층」과 대응한다.
안테나 패턴층(211)은 유전체층(211A)과 안테나 패턴(121)(금속층)을 포함한다. 안테나 패턴(121)은, 가공 전의 금속층(202)에 대하여 에칭 가공 등이 실시됨으로써 형성된다.
신호선로층(212)은 유전체층(212A)과 신호선로(140)(금속층)을 포함한다. 신호선로(140)는, 가공 전의 금속층(202)에 대하여 에칭 가공 등이 실시됨으로써 형성된다. 유전체층(212A)은, 가공 전의 유전체층(201)에 대하여 비아(140B)가 형성됨으로써 구성된다.
접지 도체층(213)은 유전체층(213A)과 접지 도체(190)(금속층)를 포함한다. 접지 도체(190)는, 가공 전의 금속층(202)에 대하여 에칭 가공 등이 실시됨으로써 형성된다. 유전체층(213A)은, 가공 전의 유전체층(201)에 대하여 비아(140A)가 형성됨으로써 구성된다. 비아(140A)는, 접지 도체(190)에 형성된 개구부(192)를 관통한다.
전원선로층(214)은 유전체층(214A)과 전원선로(170)(금속층)를 포함한다. 전원선로(170)는, 가공 전의 금속층(202)에 대하여 에칭 가공 등이 실시됨으로써 형성된다. 유전체층(214A)은, 가공 전의 유전체층(201)에 대하여 비아(140A)와 비아(190A)가 형성됨으로써 구성된다.
고주파 회로층(215)은 유전체층(215A)을 포함한다. 유전체층(215A)은, 가공 전의 유전체층(201)에 대하여 비아(190A), 비아(140A), 비아(170A) 및 비아(170B)가 형성됨으로써 구성된다. 유전체층(215A)은 실장면(215B)을 갖는다. RFIC(110)는, 해당 RFIC(110)가 비아(190A)와 비아(140A)와 비아(170B)에 땜납 범프(특별히 도시하지 않음)를 통하여 전기적으로 접속되도록 실장면(215B)에 실장된다.
도 12의 (A)에 도시하는 적층 공정은, 복수의 접합층(안테나 패턴층(211), 신호선로층(212), 접지 도체층(213), 전원선로층(214), 고주파 회로층(215)) 각각의 금속층이 동일 방향을 향한 상태에서 적층되는 공정이다. 전형적으로는 적층 공정은, 복수의 접합층 각각의 금속층이, RFIC(110)가 실장되는 측의 방향(Z축의 부 방향)을 향한 상태에서 적층되는 공정이다. 달리 말하면 적층 공정은, 고주파 회로층(215) 이외의 접합층(즉, 4개의 접합층)이 실장면(215B)측을 향한 상태이고, 또한 고주파 회로층(215)의 금속층이 이들 4개의 접합층의 금속층과 동일한 방향을 향한 상태에서 적층되는 공정이다.
도 12의 (B)는, 적층 공정에서 적층된 복수의 접합층을 압착하는 압착 공정을 도시하는 도면이다. 도 12의 (A)의 복수의 접합층이 압착되었을 때, 도 12의 (B)에 도시하는 형상으로 된다. 압착이란, 예를 들어 가열 압착이다. 이 압착 공정에 의하여 유전체 기판(130)이 형성된다.
도 12의 (C)는, 복수의 접합층이 압착된 후, 실장면(215B)에 RFIC(110)가 실장된 상태를 도시하는 도면이다. 도 12의 (C)에서는 또한, 비아(170A)에 전원 회로(160)가 접속되어 있다.
다음으로, 이 제4 실시 형태의 안테나 모듈(100D), 및 안테나 모듈(100D)의 제조 방법의 효과를 설명한다. 제4 실시 형태의 안테나 모듈(100D)의 제조 방법이면, 적층 공정에 있어서 안테나 패턴층(211)의 상하 방향(Z축 방향)을 역전시킬 필요가 없다. 따라서 적층 공정에서의 공정 수를 삭감할 수 있다.
또한 제4 실시 형태의 안테나 모듈(100D), 및 안테나 모듈(100D)의 제조 방법이면, 안테나 패턴(121)이 외부에 노출되지 않도록 할 수 있다. 따라서 안테나 패턴층(211)에 대하여 레지스트 처리를 실시할 필요가 없다. 이상에 의하여, 안테나 모듈(100D)에서는 제조 비용을 삭감할 수 있다.
도 13은, 안테나 모듈(100D)의 제조 방법의 흐름도이다. 스텝 S2에 있어서, 도 12의 (A)에 나타낸 바와 같이 복수의 접합층이 적층된다. 다음으로, 스텝 S4에 있어서, 도 12의 (B)에 나타낸 바와 같이, 적층된 복수의 접합층이 압착된다. 다음으로, 스텝 S6에 있어서, 도 12의 (C)에 나타낸 바와 같이, 압착된 접합층의 실장면(215B)에 RFIC(110)가 실장된다.
이와 같이, 제4 실시 형태에서는, 복수의 접합층 각각의 금속층이 동일 방향(실장면(215B)으로의 방향)을 향하여 적층되고, 해당 적층된 해당 복수의 접합층이 압착됨으로써 안테나 모듈(100D)이 제조된다.
도 14는, 본 실시 형태의 수법에 의하여 복수의 접합층이 압착된 부재의 일례를 도시하는 도면이다. 도 14의 (A)의 예에서는, 유전체층(302)에 대하여 전극(304)(에칭된 금속층 등)이 형성된다. 이 전극(304)은 테이퍼면(304A)을 포함한다.
또한 유전체층(306)에 대하여 전극(308)(에칭된 금속층 등)이 형성된다. 이 전극(308)은 테이퍼면(308A)을 포함한다. 그리고 유전체층(302)과 유전체층(306)이 본 실시 형태의 수법으로부터 압착된다.
본 실시 형태의 수법에 의하여 제조된 부재는, 도 12의 (A)에 도시한 바와 같이 테이퍼면(304A)과 테이퍼면(308A)의 방향이 동일해진다. 전형적으로는, 테이퍼면(304A)에 의하여 끝이 가늘어지는 방향과, 테이퍼면(308A)에 의하여 끝이 가늘어지는 방향은 동일 방향으로 된다.
도 14의 (B)의 예에서는, 유전체층(312)에 대하여 비아(316)가 형성된다. 비아(316)는 테이퍼면(316A)을 포함한다. 또한 유전체층(314)에 대하여 비아(318)가 형성된다. 비아(318)는 테이퍼면(318A)을 포함한다. 그리고 유전체층(312)과 유전체층(316)이 본 실시 형태의 수법으로부터 압착된다.
본 실시 형태의 수법에 의하여 제조된 부재는, 도 12의 (B)에 도시한 바와 같이 테이퍼면(316A)과 테이퍼면(318A)의 방향이 동일해진다. 전형적으로는, 테이퍼면(316A)에 의하여 끝이 가늘어지는 방향과, 테이퍼면(318A)에 의하여 끝이 가늘어지는 방향은 동일 방향으로 된다.
[변형예]
이상, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않으며, 다양한 변형, 응용이 가능하다.
(1) 도 3 등에서는, Z축 방향으로부터 평면으로 보아 안테나 패턴(121)과 전원선로(170)가 중복되는 구성을 개시하였다. 그러나 Z축 방향으로부터 평면으로 보아 안테나 패턴(121)의 일부와 전원선로(170)가 중복되는 구성으로 해도 된다. 또한 Z축 방향으로부터 평면으로 보아 안테나 패턴(121)과 전원선로(170)가 중복되지 않는 구성으로 해도 된다.
(2) 도 3 등에서는, RFIC(110)는 유전체 기판(130)의 제2 면(134)에 실장되는 구성을 개시하였다. 그러나 안테나 모듈은 인터포저를 포함하고, RFIC(110)와 제2 면(134) 사이에 인터포저를 두고 RFIC(110)가 유전체 기판(130)에 실장되도록 해도 된다.
(3) 도 3 등에서는, 전원선로(170)는 유전체 기판(130)의 내부의 층에 마련되는 것으로서 설명하였다. 그러나 전원선로(170)는, 예를 들어 Z축 방향 중, 가장 하방의 층에 마련되도록 해도 된다. 이 경우에는, 전원선로(170)가 마련된 면에는, 전원선로(170)의 보호를 위하여 레지스트 가공이 실시된다.
(4) 본 실시 형태에서는, 전원선로(170)와 신호선로(140) 사이에 마련되어 있는 접지 도체와, 전원선로(170)와 안테나 패턴(121) 사이에 마련되어 있는 접지 도체는 동일한 것으로서(양쪽 모두 접지 도체(190)) 설명하였다. 그러나 전원선로(170)와 신호선로(140) 사이에 마련되어 있는 접지 도체와, 전원선로(170)와 안테나 패턴(121) 사이에 마련되어 있는 접지 도체는 다른 접지 도체로 해도 된다.
(5) 본 실시 형태에서는, RFIC(110)는 제2 면(134) 상에 마련되는 것으로서 설명하였지만, RFIC(110)는 제1 면(132) 상에 마련되도록 해도 된다. 즉, RFIC(110)는, 안테나 패턴(121)과 동일한 면 상에 마련되도록 해도 된다.
(6) 본 실시 형태의 안테나 모듈의 형상은 평탄 형상인 것으로서 설명하였지만, 안테나 모듈의 형상은 만곡 형상을 갖는 것이어도 된다. 도 15는, 변형예의 안테나 모듈(100E)의 XZ 평면에 있어서의 단면도이다. 안테나 모듈(100E)은, 유전체 기판(401, 402)과, 만곡되어 있는 플렉시블 기판(400)을 갖는다. 플렉시블 기판(400)은 가요성을 갖는다. 유전체 기판(401, 402) 및 플렉시블 기판(400)은, 예를 들어 에폭시, 폴리이미드 등의 수지로 형성된다. 또한 플렉시블 기판(400)은, 보다 낮은 유전율을 갖는 액정 폴리머 혹은 불소계 수지를 이용하여 형성되어도 된다. 또한 플렉시블 기판(400) 대신, 예를 들어 열가소성을 갖는 리지드 기판이 마련되어 있어도 된다.
플렉시블 기판(400)의 두께는 유전체 기판(401, 402)의 두께보다도 얇아서, 만곡시키기 쉬운 구조로 되어 있다. 안테나 모듈(100E) 중의 유전체 기판(401)이 RFIC(110)를 개재하여 실장 기판(500)의 주면(501)에 배치된다. 유전체 기판(402)에는, 실장 기판(500)의 측면(521)의 법선 방향(즉, 도 15의 X축 방향)으로 전파가 방사되도록 안테나 패턴(121)이 배치된다. 유전체 기판(401)에 있어서, 신호선로(140)의 일 단부는 비아(140A)를 통하여 RFIC(110)에 접속되어 있다. 신호선로(140)는 플렉시블 기판(400)의 내부를 경유하여 유전체 기판(402)까지 연장 존재한다. 유전체 기판(402)에 있어서, 신호선로(140)의 타 단부는 비아(140B)를 통하여 안테나 패턴(121)에 접속되어 있다.
유전체 기판(401, 402)에 있어서, 접지 도체(190)는, 실장 기판(500)에 대향한 면을 따라 배치되어 있다. 또한 접지 도체(190)는, 플렉시블 기판(400)의 만곡 부분을 따라 배치되어 있다.
유전체 기판(401)에 있어서, 전원선로(170)의 일 단부는 비아(170B)를 통하여 RFIC(110)에 전기적으로 접속되어 있다. 유전체 기판(401)에 있어서, 전원선로(170)는 비아(170A)를 통하여 전원 회로(160)에 접속되어 있다. 전원선로(170)는 플렉시블 기판(400)의 내부를 경유하여 유전체 기판(402)까지 연장 존재한다.
플렉시블 기판(400)은 외측의 만곡면(400A)과 내측의 만곡면(400B)을 갖는다. 플렉시블 기판(400)의 내부의 신호선로(140) 및 플렉시블 기판(400)의 내부의 전원선로(170)는 모두, 내측의 만곡면(400B)에 치우친 영역에 배치된다.
도 15에 도시한 바와 같이, 유전체 기판(401), 플렉시블 기판(400) 및 유전체 기판(402)의 내부의 전원선로(170)의 두께는 안테나 패턴(121)의 두께보다도 두껍다. 따라서 안테나 모듈(100E)도 제1 실시 형태와 마찬가지로 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
전원 회로(160)로부터 RFIC(110)에 전원이 공급됨으로써 RFIC(110)가 구동된다. RFIC(110)가 구동되면 RFIC(110)에 있어서 열이 발생한다. 안테나 모듈(100E)에서는, 전원 회로(160)로부터의 전원선로(170)가 플렉시블 기판(400)의 내부를 경유하여 유전체 기판(402)까지 연신되어 있다. 전원선로(170)는 구리, 은, 알루미늄 등의 도전체이며, 유전체 기판보다도 높은 전열 계수를 갖는다. 이것에 의하여, 플렉시블 기판(400)의 내부의 전원선로(170) 및 유전체 기판(402)의 내부의 전원선로(170)를 이용하여, RFIC(110)에서 발생한 열을 유전체 기판(402)측으로 전달할 수 있다. 따라서 안테나 모듈(100E)은, RFIC(110)에서 발생한 열을 전원선로(170)에 의하여 효율적으로 방출할 수 있으며, 결과적으로 RFIC(110)의 냉각 효과를 높일 수 있다.
또한 플렉시블 기판(400)의 내부의 신호선로(140)가, 외측의 만곡면(400A)에 치우친 영역에 배치되는 구성의 경우, 플렉시블 기판(400)의 내부의 신호선로(140)가, 내측의 만곡면(400B)에 치우친 영역에 배치되는 구성과 비교하여, 신호선로(140)에 가해지는 인장력은 커진다. 신호선로(140)에 가해지는 인장력이 커지면 신호선로(140)의 길이는 길어지고, 또한 신호선로(140)의 단면적은 작아진다. 따라서 신호선로(140)의 임피던스의 변화율이 증대되어 버려서, 신호선로(140)의 원하는 임피던스로부터 크게 괴리되어 버린다. 또한 신호선로(140)에 가해지는 인장력이 커지면, 신호선로(140)가 단선될 가능성이 높아진다.
안테나 모듈(100E)에서는, 도 15에 도시한 바와 같이, 플렉시블 기판(400)의 내부의 신호선로(140)가, 내측의 만곡면(400B)에 치우친 영역에 배치된다. 따라서 신호선로(140)에 대하여 압축력이 가해진다. 또한 신호선로(140)는 전원선로(170)보다도 외측에 배치되는 점에서, 신호선로(140)가 전원선로(170)보다도 내측에 배치되는 구성과 비교하여, 신호선로(140)에 대하여 가해지는 압축력을 저감할 수 있다. 따라서 플렉시블 기판(400)의 내부의 신호선로(140)가, 내측의 만곡면(400B)에 치우친 영역에 배치되는 구성이면, 플렉시블 기판(400)의 내부의 신호선로(140)가, 외측의 만곡면(400A)에 치우친 영역에 배치되는 구성과 비교하여, 신호선로(140)의 변형량을 작게 할 수 있다. 신호선로(140)의 변형량이 작아지면 신호선로(140)의 임피던스의 변화율을 억제할 수 있다. 따라서 안테나 모듈(100E)에서는, 신호선로(140)의 원하는 임피던스로부터의 괴리량을 저감할 수 있다. 또한 안테나 모듈(100E)에서는 신호선로(140)에 인장력이 가해지지 않으므로, 신호선로(140)가 단선될 가능성을 저감할 수 있다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 개시의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명이 아니라 청구의 범위에 의하여 나타나며, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함될 것이 의도된다.
100, 100B, 100C, 100D: 안테나 모듈
110: RFIC
120: 안테나 어레이
121: 안테나 패턴
130: 유전체 기판
132: 제1 면
134: 제2 면
140: 신호선로
160: 전원 회로
170: 전원선로
190: 접지 도체
203: 접합층
211: 안테나 패턴층
212: 신호선로층
213: 접지 도체층
214: 전원선로층
215: 고주파 회로층
215B: 실장면
226: 용제
228: 레지스트
400: 플렉시블 기판

Claims (10)

  1. 제1 면과, 해당 제1 면과 대향하는 제2 면을 포함하고, 또한 적층 구조를 갖는 유전체 기판과,
    상기 유전체 기판의 상기 제1 면측에 형성된 안테나 패턴과,
    상기 유전체 기판에 마련되어 있고, 또한 상기 안테나 패턴에 고주파 신호를 공급하는 고주파 회로와,
    상기 고주파 회로에 전력을 공급하는 전원선로와,
    상기 고주파 회로로부터 공급된 고주파 신호를 상기 안테나 패턴에 전송하는 신호선로를 구비하고,
    상기 유전체 기판의 적층 방향에 있어서의 상기 전원선로의 두께는, 상기 적층 방향에 있어서의 상기 안테나 패턴의 두께보다도 두껍고, 치수 정밀도 확보를 위해, 상기 적층 방향에 있어서의 상기 신호선로의 두께는, 상기 적층 방향에 있어서의 상기 전원선로의 두께보다도 얇은, 안테나 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적층 방향에 있어서의 상기 신호선로의 두께는, 상기 적층 방향에 있어서의 상기 안테나 패턴의 두께보다도 얇은, 안테나 모듈.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 전원선로와 상기 신호선로 사이에 마련되어 있는 접지 도체를 더 구비하는, 안테나 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전원선로와 상기 안테나 패턴 사이에 마련되어 있는 접지 도체를 더 구비하는, 안테나 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 접지 도체는, 상기 안테나 모듈을 평면으로 보았을 때 상기 전원선로와 겹쳐지도록 형성되는, 안테나 모듈.
  7. 제1항, 제3항, 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고주파 회로는 상기 제2 면측에 마련되어 있는, 안테나 모듈.
  8. 제1항, 제3항, 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력을 상기 전원선로를 통하여 상기 고주파 회로에 공급하고, 또한 상기 제2 면측에 마련되어 있는 전원 회로를 더 구비하는, 안테나 모듈.
  9. 제1항, 제3항, 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나 패턴은 상기 유전체 기판의 내부의 층에 마련되어 있는, 안테나 모듈.
  10. 금속층과 유전체층이 접합된 복수의 접합층을 적층하는 공정과,
    상기 적층하는 공정에서 적층된 상기 복수의 접합층을 압착함으로써 유전체 기판을 형성하는 공정과,
    고주파 회로를 상기 유전체 기판에 실장하는 공정을 구비하고,
    상기 복수의 접합층은,
    상기 고주파 회로에 의하여 고주파 신호가 공급되는 안테나 패턴이 형성된 제1 층과,
    상기 고주파 회로에 전력을 공급하는 전원선로가 형성된 제2 층과,
    접지 도체가 형성된 제3 층과,
    상기 고주파 회로로부터 공급된 고주파 신호를 상기 안테나 패턴에 전송하는 신호선로가 형성된 제4 층을 포함하고,
    상기 적층하는 공정은, 상기 복수의 접합층의 각각에 있어서의 금속층이, 상기 고주파 회로가 실장되는 측을 향한 상태에서, 상기 복수의 접합층을 적층하는 공정을 포함하고,
    적층 방향에 있어서의 상기 전원선로의 두께는, 상기 적층 방향에 있어서의 상기 안테나 패턴의 두께보다도 두껍고, 치수 정밀도 확보를 위해, 상기 적층 방향에 있어서의 상기 신호선로의 두께는, 상기 적층 방향에 있어서의 상기 전원선로의 두께보다도 얇은, 안테나 모듈의 제조 방법.
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