WO2021059693A1

WO2021059693A1 - アンテナ基板、アンテナモジュール、アンテナ基板の製造方法

Info

Publication number: WO2021059693A1
Application number: PCT/JP2020/027834
Authority: WO
Inventors: 俊坂井田; 尾仲　健吾
Original assignee: 株式会社村田製作所
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2020-07-17
Publication date: 2021-04-01
Also published as: US20220216591A1; US12027754B2

Abstract

アンテナ基板（１２０）は、放射素子（１２１ａ）が配置される平坦部（１３３）と、平坦部（１３３）に隣接して配置されるフレキシブル部（１３２）と、平坦部（１３３）の内部において一方の端部が放射素子（１２１ａ）に接続される導体配線（１４３）と、フレキシブル部（１３２）の内部において一方の端部が導体配線（１４３）の他方の端部に接続される導体配線（１４２）とを備える。導体配線（１４２）の延在方向のグレインサイズの平均値または中央値は導体配線（１４３）の延在方向のグレインサイズの平均値または中央値よりも大きく、かつ導体配線（１４２）のアスペクト比の平均値または中央値は導体配線（１４３）のアスペクト比の平均値または中央値よりも大きい。

Description

アンテナ基板、アンテナモジュール、アンテナ基板の製造方法

　本開示は、フレキシブル部を有するアンテナ基板、アンテナ基板を備えるアンテナモジュール、アンテナ基板の製造方法に関する。

　国際公開第２０１９／０２６５９５号公報には、給電部品（ＲＦＩＣ）と、アンテナ基板とを備えるアンテナモジュールが開示されている。アンテナ基板は、給電部品（ＲＦＩＣ）が実装される第１平坦部と、アンテナ素子が実装される第２平坦部と、第１平坦部と第２平坦部との間に配置される可撓性を有するフレキシブル部と、第１平坦部、第２平坦部およびフレキシブル部の内部において面内方向に延在し、給電部品とアンテナ素子とを接続する導体配線とを備える。

　このアンテナモジュールにおいては、第１平坦部と第２平坦部とが互いに直交する位置に配置される。フレキシブル部は、互いに直交する位置に配置される第１平坦部と第２平坦部と接続するために、曲げられた状態で配置される。

国際公開第２０１９／０２６５９５号公報

　一般に、アンテナ基板に用いられる導体配線は、多結晶構造を有する電解銅箔を素材としている。電解銅箔は、表面が鏡面状に仕上げられた極性ドラムを電解液に浸し、電気めっきの原理を利用して電解液中の銅イオンを極性ドラムの表面に沈着させて銅箔とし、銅箔の厚さが目標値となったところで極性ドラムの表面から銅箔を剥がして巻き取ることによって製造される。電解銅箔は、寸法精度が高く、インピーダンス調整を要するアンテナ基板に用いられるのに適している。

　その一方で、電解銅箔は、等方的なグレインを有し、かつグレインのサイズが小さいという特性がある。そのため、アンテナ基板のフレキシブル部に配置される導体配線の素材を電解銅箔とすると、フレキシブル部を曲げる際に生じる曲げ応力によって導体配線の厚さ方向にクラックが進行し易くなり、場合によっては導体配線が破断してしまうことが懸念される。

　本開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、アンテナ素子が配置される平坦部とアンテナ素子に接続される導体配線が配置されるフレキシブル部とを備えるアンテナ基板において、アンテナ特性のばらつきを抑制しつつ、フレキシブル部に配置される導体配線の曲げ耐性を確保することである。

　本開示によるアンテナ基板は、アンテナ素子を有するアンテナ基板であって、アンテナ素子が配置される板状の平坦部と、平坦部に隣接して配置される可撓性を有する板状のフレキシブル部と、多結晶構造を有する第１導体配線と、多結晶構造を有する第２導体配線とを備える。第１導体配線は、平坦部の内部において平坦部の面内方向に沿って延在し、一方の端部がアンテナ素子に接続される。第２導体配線は、フレキシブル部の内部においてフレキシブル部の面内方向に沿って延在し、一方の端部が第１導体配線の他方の端部に接続される。第２導体配線の延在方向の粒子サイズの平均値または中央値は、第１導体配線の延在方向の粒子サイズの平均値または中央値よりも大きく、かつ、第２導体配線の厚さ方向の粒子サイズに対する延在方向の粒子サイズの比の平均値または中央値は、第１導体配線の厚さ方向の粒子サイズに対する延在方向の粒子サイズの比の平均値または中央値よりも大きい。

　上記のアンテナ基板においては、フレキシブル部の第２導体配線の延在方向の粒子サイズの平均値または中央値は、平坦部の第１導体配線の延在方向の粒子サイズの平均値または中央値よりも大きい。さらに、第２導体配線のアスペクト比（厚さ方向の粒子サイズに対する延在方向の粒子サイズの比）の平均値または中央値は、第１導体配線のアスペクト比の平均値または中央値よりも大きい。このような構成によって、フレキシブル部が曲げられる際に微小なクラックが第２導体配線に発生したとしても、そのクラックが第２導体配線の厚さ方向に進行し難くし、第２導体配線が電気的に破断するのを防ぎ易くすることができる。一方、平坦部の第１導体配線の素材には、サイズが小さくかつ等方的な粒子構造を有し、さらに寸法精度のよい電解銅箔を用いることができる。これにより、第１導体配線の長さがばらつくことを抑制することができるため、アンテナ特性のばらつき（たとえば反射特性における周波数帯のずれ）を小さくすることができる。その結果、アンテナ特性のばらつきを抑制しつつ、フレキシブル部に配置される第２導体配線の曲げ耐性を確保することができる。

　本開示によるアンテナ基板の製造方法は、電解銅箔を素材とし、一方の端部がアンテナ素子に接続される導体配線を内部に有する第１基板を準備する工程と、準備された第１基板の特定の部分を加圧しながら加熱するアニール処理を行なって導体配線の特定の部分の粒子を成長させることによって第２基板を生成する工程とを含む。第２基板において、特定の部分に含まれる導体配線の延在方向の粒子サイズの平均値または中央値は特定の部分以外の部分に含まれる導体配線の延在方向の粒子サイズの平均値または中央値よりも大きくし、かつ、特定の部分に含まれる導体配線の厚さ方向の粒子サイズに対する延在方向の粒子サイズの比の平均値または中央値は特定の部分以外の部分に含まれる導体配線の厚さ方向の粒子サイズに対する延在方向の粒子サイズの比の平均値または中央値よりも大きい。

　上記の製造方法によって生成される第２基板においては、特定の部分に含まれる導体配線（以下「第２導体配線」ともいう）の延在方向の粒子サイズの平均値または中央値が、特定の部分以外の部分に含まれる導体配線（以下「第１導体配線」ともいう）の延在方向の粒子サイズの平均値または中央値よりも大きい。さらに、第１導体配線のアスペクト比の平均値または中央値が、第２導体配線のアスペクト比の平均値または中央値よりも大きい。そのため、特定の部分が曲げられた場合に、微小なクラックが第２導体配線に発生したとしても、そのクラックが第２導体配線の厚さ方向に進行し難くし、第２導体配線が電気的に破断するのを防ぎ易くすることができる。一方、第１導体配線の素材には、サイズが小さくかつ等方的な粒子構造を有し、さらに寸法精度のよい電解銅箔を用いることができる。これにより、第１導体配線の長さがばらつくことを抑制することができるため、アンテナ特性のばらつき（たとえば反射特性における周波数帯のずれ）を小さくすることができる。その結果、アンテナ特性のばらつきを抑制しつつ、特定の部分に含まれる第２導体配線の曲げ耐性を確保することができる。

　本開示によれば、アンテナ素子が配置される平坦部とアンテナ素子に接続される導体配線が配置されるフレキシブル部とを備えるアンテナ基板において、アンテナ特性のばらつきを抑制しつつ、フレキシブル部に配置される導体配線の曲げ耐性を確保することができる。

アンテナ基板が適用される通信装置のブロック図の一例である。アンテナ基板の配置を説明するための図である。アンテナ基板の内部を透視した図（その１）である。フレキシブル部の導体配線（圧延銅箔）の断面を示す図である。平坦部の導体配線（電解銅箔）の断面を示す図である。準備工程を説明するための図である。アニール処理工程を説明するための図である。アニール処理工程によって生成されるアンテナ基板を示す図である。アニール処理工程によって生成されたアンテナ基板を実装基板に実装した図である。アンテナ基板の内部を透視した図（その２）である。アンテナ基板の内部を透視した図（その３）である。

　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

　（通信装置の基本構成）
　図１は、本実施の形態に係るアンテナ基板１２０が適用される通信装置１０のブロック図の一例である。通信装置１０は、たとえば、携帯電話、スマートフォンあるいはタブレットなどの携帯端末、あるいは通信機能を備えたパーソナルコンピュータなどである。

　図１を参照して、通信装置１０は、アンテナ基板１２０を含むアンテナモジュール１００と、ベースバンド信号処理回路を構成するＢＢＩＣ２００とを備える。アンテナモジュール１００は、アンテナ基板１２０に加えて、給電部品の一例であるＲＦＩＣ１１０を備える。通信装置１０は、ＢＢＩＣ２００からアンテナモジュール１００へ伝達された信号を高周波信号にアップコンバートしてアンテナ基板１２０から放射するとともに、アンテナ基板１２０で受信した高周波信号をダウンコンバートしてＢＢＩＣ２００にて信号を処理する。

　アンテナ基板１２０は、複数の放射素子１２１を含む。図１では、説明を容易にするために、アンテナ基板１２０に含まれる複数の放射素子１２１のうち、４つの放射素子１２１に対応する構成のみ示され、同様の構成を有する他の放射素子１２１に対応する構成については省略されている。なお、図１においては、アンテナ基板１２０が二次元のアレイ状に配置された複数の放射素子１２１を含む例を示しているが、放射素子１２１の配置形状は必ずしもアレイ状である必要はなく、また放射素子１２１は必ずしも複数である必要はない。本実施の形態においては、放射素子１２１は、略正方形の平板形状を有するパッチアンテナである。

　ＲＦＩＣ１１０は、スイッチ１１１Ａ～１１１Ｄ，１１３Ａ～１１３Ｄ，１１７と、パワーアンプ１１２ＡＴ～１１２ＤＴと、ローノイズアンプ１１２ＡＲ～１１２ＤＲと、減衰器１１４Ａ～１１４Ｄと、移相器１１５Ａ～１１５Ｄと、信号合成／分波器１１６と、ミキサ１１８と、増幅回路１１９とを備える。

　高周波信号を送信する場合には、スイッチ１１１Ａ～１１１Ｄ，１１３Ａ～１１３Ｄがパワーアンプ１１２ＡＴ～１１２ＤＴ側へ切換えられるとともに、スイッチ１１７が増幅回路１１９の送信側アンプに接続される。高周波信号を受信する場合には、スイッチ１１１Ａ～１１１Ｄ，１１３Ａ～１１３Ｄがローノイズアンプ１１２ＡＲ～１１２ＤＲ側へ切換えられるとともに、スイッチ１１７が増幅回路１１９の受信側アンプに接続される。

　ＢＢＩＣ２００から伝達された信号は、増幅回路１１９で増幅され、ミキサ１１８でアップコンバートされる。アップコンバートされた高周波信号である送信信号は、信号合成／分波器１１６で４分波され、４つの信号経路を通過して、それぞれ異なる放射素子１２１に給電される。このとき、各信号経路に配置された移相器１１５Ａ～１１５Ｄの移相度が個別に調整されることにより、アンテナ基板１２０から放射される電波の指向性を調整することができる。

　各放射素子１２１で受信された高周波信号である受信信号は、それぞれ、異なる４つの信号経路を経由し、信号合成／分波器１１６で合波される。合波された受信信号は、ミキサ１１８でダウンコンバートされ、増幅回路１１９で増幅されてＢＢＩＣ２００へ伝達される。

　ＲＦＩＣ１１０は、例えば、上記回路構成を含む１チップの集積回路部品として形成される。あるいは、ＲＦＩＣ１１０における各放射素子１２１に対応する機器（スイッチ、パワーアンプ、ローノイズアンプ、減衰器、移相器）については、対応する放射素子１２１毎に１チップの集積回路部品として形成されてもよい。

　（アンテナ基板の配置および構成）
　図２は、本実施の形態１におけるアンテナ基板１２０の配置を説明するための図である。図２を参照して、アンテナ基板１２０は、板状の平坦部１３１，１３３と、平坦部１３１と平坦部１３３とを接続する板状のフレキシブル部１３２とを含む。平坦部１３１，１３３には、放射素子１２１ａ，１２１ｂがそれぞれ配置される。

　平坦部１３１は、ＲＦＩＣ１１０を介して実装基板２０の一方の主面２１に配置される。平坦部１３１は、実装基板２０の主面２１に沿って延在する。平坦部１３３は、実装基板２０の側面２２に沿って延在する。すなわち、平坦部１３１と平坦部１３３とは、互いに直交する位置に配置される。以下では、実装基板２０の主面２１の法線方向を「Ｚ軸方向」、実装基板２０の側面２２の法線方向を「Ｘ軸方向」、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に垂直な方向を「Ｙ軸方向」とも称する。

　平坦部１３１の放射素子１２１ｂは、主面２１の法線方向（すなわちＺ軸方向）へ電波が放射されるように配置されている。平坦部１３３の放射素子１２１ａは、側面２２の法線方向（すなわちＸ軸方向）へ電波が放射されるように配置されている。

　フレキシブル部１３２は、互いに直交する位置に配置される平坦部１３１と平坦部１３３とを接続するために、湾曲した状態で配置される。湾曲したフレキシブル部１３２を用いて２つの平坦部１３１，１３３を接続することで、異なる２つの方向へ電波を放射することができる。フレキシブル部１３２が湾曲した状態で配置されることに鑑み、フレキシブル部１３２の厚さは平坦部１３１，１３３の厚さよりも小さい値に設定される。

　アンテナ基板１２０（平坦部１３１，１３３およびフレキシブル部１３２）は、熱可塑性を有する液晶ポリマー（Liquid　Crystal　Polymer：ＬＣＰ）のシートを積層することによって形成される樹脂多層基板によって構成される。

　図３は、図２中のＹ軸の正方向側からアンテナ基板１２０の内部を透視した図である。アンテナ基板１２０を構成する平坦部１３１，１３３およびフレキシブル部１３２は、いずれも多層構造を有している。

　平坦部１３１には、放射素子１２１ｂ、導体配線１４１および接地電極ＧＮＤが、この順に所定間隔を隔てて積層されている。放射素子１２１ｂは、平坦部１３１の面内方向に沿って板状に延在する。導体配線１４１は、平坦部１３１の面内方向に沿って線状に延在する。接地電極ＧＮＤは、平坦部１３１の面内方向に沿って板状に延在する。

　平坦部１３３には、放射素子１２１ａ、導体配線１４３、および接地電極ＧＮＤが、この順に所定間隔を隔てて積層されている。放射素子１２１ａは、平坦部１３３の面内方向に沿って板状に延在する。導体配線１４３は、平坦部１３３の面内方向に沿って線状に延在する。接地電極ＧＮＤは、平坦部１３３の面内方向に沿って板状に延在する。

　フレキシブル部１３２には、導体配線１４２および接地電極ＧＮＤがこの順に所定間隔を隔てて積層されている。導体配線１４２は、フレキシブル部１３２の面内方向に沿って線状に延在する。接地電極ＧＮＤは、フレキシブル部１３２の面内方向に沿って板状に延在する。なお、接地電極ＧＮＤは、平坦部１３１，１３３およびフレキシブル部１３２に亘って一体的に形成されている。

　平坦部１３１において、放射素子１２１ｂは、ビアＶ１を介してＲＦＩＣ１１０に接続される。ＲＦＩＣ１１０からの高周波信号がビアＶ１を介して放射素子１２１ｂに供給されることによって、放射素子１２１ｂから電波が放射される。導体配線１４１の一方の端部はビアＶ２を介してＲＦＩＣ１１０に接続され、導体配線１４１の他方の端部はビアＶ３を介して導体配線１４２の一方の端部に接続される。

　平坦部１３３において、放射素子１２１ａは、ビアＶ５を介して導体配線１４３の一方の端部に接続される。導体配線１４３の他方の端部は、ビアＶ４を介して導体配線１４１の他方の端部に接続される。すなわち、平坦部１３３の放射素子１２１ａは、導体配線１４１～１４３およびビアＶ２～Ｖ５を介してＲＦＩＣ１１０に接続される。ＲＦＩＣ１１０からの高周波信号が導体配線１４１～１４３およびビアＶ２～Ｖ５を介して放射素子１２１ａに供給されることによって、放射素子１２１ａから電波が放射される。

　フレキシブル部１３２は、上述したように湾曲した状態で配置される。したがって、フレキシブル部１３２を平らな状態から湾曲した状態に曲げる際には、フレキシブル部１３２に曲げ応力が作用する。

　（導体配線のグレイン構造）
　一般に、多層基板の内部に用いられる導体配線は、多結晶構造を有する電解銅箔を素材としていることが多い。電解銅箔は、表面が鏡面状に仕上げられた極性ドラムを電解液に浸して回転させ、電気めっきの原理を利用して電解液中の銅イオンを極性ドラムの表面に沈着させて銅箔とし、銅箔の厚さが目標値となったところで極性ドラムの表面から銅箔を剥がして巻き取ることによって製造される。電解銅箔は、その製造原理によって寸法精度が高く、インピーダンス調整を要するアンテナ基板に用いるのに適している。

　その一方で、電解銅箔のグレイン（粒子）は、サイズが小さく、かつ等方的な構造を有するという特性がある。そのため、フレキシブル部１３２に配置される導体配線１４２の素材を電解銅箔とすると、フレキシブル部１３２を曲げる際に生じる曲げ応力（特に曲げ部の外周側に生じる引っ張り応力）によって導体配線１４２の厚さ方向にクラックが進行し易くなり、場合によっては導体配線１４２が破断してしまうことが懸念される。

　そこで、本実施の形態によるアンテナ基板１２０においては、曲げ応力の作用しない平坦部１３１，１３３の導体配線１４１，１４３の素材には、寸法精度の高い電解銅箔が用いられる。一方、曲げ応力が作用し得るフレキシブル部１３２の導体配線１４２の素材には、電解銅箔ではなく、圧延銅箔が用いられる。

　圧延銅箔は、銅材を圧延ロールの間に通して引き延ばすことによって銅の厚さを薄くする圧延工程を、銅の厚さが目標値となるまで繰り返すことによって製造される。圧延工程が繰り返されることで銅粒子が延在方向に成長するため、圧延銅箔のグレインは、圧延前よりもサイズが大きくなり、かつ延在方向に長い異方的な構造を有するという特徴がある。

　図４は、フレキシブル部１３２の導体配線１４２（圧延銅箔）の断面を示す図である。図５は、平坦部１３１，１３３の導体配線１４１，１４３（電解銅箔）の断面を示す図である。図４および図５において、紙面の横方向が各導体配線の延在方向を示し、紙面の縦方向が各導体配線の厚さ方向を示す。

　圧延銅箔および電解銅箔は、どちらも多結晶構造を有するが、グレインのサイズ、および、グレインの厚さ方向のサイズに対する延在方向のサイズの比（以下「アスペクト比」ともいう）が異なる。

　図４に示す導体配線１４２（圧延銅箔）のグレインは、圧延工程によって銅粒子が延在方向に成長するため、サイズが大きく、かつ延在方向に長い異方的な構造を有する。これに対し、図５に示す導体配線１４１，１４３（電解銅箔）のグレインは、図４に示す導体配線１４２（圧延銅箔）のグレインに比べると、サイズが小さく、かつ等方的な構造を有する。

　図４に示す導体配線１４２（圧延銅箔）の延在方向のグレインサイズの平均値または中央値は、図５に示す導体配線１４１，１４３（電解銅箔）の延在方向のグレインサイズの平均値または中央値よりも大きい。さらに、図４に示す導体配線１４２（圧延銅箔）のアスペクト比の平均値または中央値は、図５に示す導体配線１４１，１４３（電解銅箔）のアスペクト比の平均値または中央値よりも大きい。

　各グレインのサイズは、たとえば、各導体配線の断面を画像解析して同じ境界面で囲われた部分を各グレインと特定し、特定された各グレインの厚み方向および延在方向のサイズを測定することによって得ることができる。グレインサイズの平均値および中央値、およびアスペクト比の平均値および中央値は、複数のグレインサイズの演算結果を統計的に処理することによって得ることができる。

　なお、図４に示す導体配線１４２（圧延銅箔）においては、概ね、延在方向のグレインサイズの平均値は２．０～４．０μｍ、厚さ方向のグレインサイズの平均値は０．５～１．５μｍである。これに対し、図５に示す導体配線１４１，１４３（電解銅箔）においては、概ね、延在方向のグレインサイズの平均値は０．１～０．５μｍ、厚さ方向のグレインサイズの平均値は０．１～０．５μｍである。

　フレキシブル部１３２の導体配線１４２の素材として電解銅箔よりもグレインサイズおよびアスペクト比の大きい圧延銅箔を用いることによって、電解銅箔を用いる場合に比べて、同じ曲げ応力が作用してもクラックを延在方向に進行し易くし、厚さ方向には進行し難くすることができる。言い換えれば、フレキシブル部１３２を曲げる際に微小なクラックが導体配線１４２に発生したとしても、そのクラックが導体配線１４２の厚さ方向に進行するのを抑制し、導体配線１４２が電気的に破断するのを防ぎ易くすることができる。その結果、フレキシブル部１３２の導体配線１４２の曲げ耐性を確保することができる。

　一方、平坦部１３１，１３３の導体配線１４１，１４３の素材には、圧延銅箔よりも寸法精度が高い電解銅箔が用いられる。そのため、導体配線１４１，１４３の素材を圧延銅箔とする場合に比べて、導体配線１４１，１４３の長さがばらつくことを抑制することができる。その結果、ＲＦＩＣ１１０から放射素子１２１ａまでの導体配線１４１，１４２，１４３の全体の長さの寸法精度が上がるため、放射素子１２１ａのアンテナ特性のばらつき（たとえば反射特性における周波数帯のずれ）を小さくすることができる。

　また、導体配線１４１，１４３の素材を圧延銅箔ではなく電解銅箔とすることで、導体配線１４１，１４３と周囲の液晶ポリマー基材との密着性を向上させることができる。すなわち、圧延銅箔は銅を圧延ロールで引き延ばして製造されるため、圧延銅箔の表面は電解銅箔の表面に比べて粗くなる傾向にある。これに対し、電解銅箔は鏡面状に仕上げられた極性ドラムの表面に沈着させて製造されるため、電解銅箔の表面は滑らかである。そのため、導体配線１４１，１４３の素材を圧延銅箔ではなく電解銅箔とすることで、導体配線１４１，１４３と周囲の液晶ポリマー基材との密着強度をより大きくすることができる。

　また、一般的に電解銅箔は圧延銅箔よりも安く製造することができるため、アンテナ基板１２０のコストも抑制することができる。すなわち、曲げ応力が作用し得るフレキシブル部１３２の導体配線１４２には曲げ耐性を確保するために圧延銅箔を用い、曲げ応力が作用しない平坦部１３１，１３３の導体配線１４１，１４３には圧延銅箔よりも低コストである電解銅箔を用いることで、導体配線１４１，１４２，１４３のすべてを圧延銅箔にする場合に比べて、コストを抑えることができる。

　以上のように、本実施の形態によるアンテナ基板１２０は、放射素子１２１ａが配置される板状の平坦部１３３と、平坦部１３３に隣接して配置される板状のフレキシブル部１３２と、平坦部１３３の内部において一方の端部が放射素子１２１ａに接続される導体配線１４３と、フレキシブル部１３２の内部において一方の端部が導体配線１４３の他方の端部に接続される導体配線１４２とを備える。導体配線１４３は電解銅箔を素材とし、導体配線１４２は圧延銅箔を素材とする。導体配線１４２の延在方向のグレインサイズの平均値または中央値は導体配線１４３の延在方向のグレインサイズの平均値または中央値よりも大きく、かつ導体配線１４２のアスペクト比の平均値または中央値は導体配線１４３のアスペクト比の平均値または中央値よりも大きい。

　このように、フレキシブル部１３２の導体配線１４２の素材として電解銅箔よりもグレインサイズおよびアスペクト比の大きい圧延銅箔を用いることによって、フレキシブル部１３２を曲げる際の導体配線１４２の曲げ耐性を確保することができる。一方、平坦部１３３の導体配線１４３の素材として圧延銅箔よりも寸法精度が高い電解銅箔を用いることによって、ＲＦＩＣ１１０から放射素子１２１ａまでの導体配線１４１，１４２，１４３の全体の長さの寸法精度が上がるため、放射素子１２１ａのアンテナ特性のばらつきを小さくすることができる。その結果、放射素子１２１ａが配置される平坦部１３３と放射素子１２１ａに接続される導体配線１４２が配置されるフレキシブル部１３２とを備えるアンテナ基板１２０において、アンテナ特性のばらつきを抑制しつつ、フレキシブル部１３２に配置される導体配線１４２の曲げ耐性を確保することができる。

　本実施の形態による放射素子１２１ａ、平坦部１３３、フレキシブル部１３２、導体配線１４３、および導体配線１４２は、本開示の「アンテナ素子」、「平坦部」、「フレキシブル部」、「第１導体配線」、および「第２導体配線」にそれぞれ対応し得る。

　なお、接地電極ＧＮＤのグレイン構造については、クラック防止という視点では、フレキシブル部１３２の接地電極ＧＮＤの素材を圧延銅箔とし、平坦部１３１，１３３の接地電極ＧＮＤの素材を電解銅箔とすることが望ましい。一方、低コスト化という視点から、接地電極ＧＮＤの素材を全て電解銅箔としてもよい。

　［変形例］
　（変形例１）
　上述の実施の形態によるアンテナ基板１２０は、フレキシブル部１３２の導体配線１４２のグレインサイズおよびアスペクト比の平均値または中央値が、平坦部１３１，１３３の導体配線１４１，１４３のグレインサイズおよびアスペクト比の平均値または中央値よりも大きいという構成（以下「本開示の特徴的な構成」ともいう）を有する。上述の実施の形態においては、本開示の特徴的な構成を有するアンテナ基板１２０を、圧延銅箔を素材とする導体配線１４２と電解銅箔を素材とする導体配線１４１，１４３とをビアＶ３，Ｖ４で接続することによって製造する例を説明した。

　これに対し、本変形例１においては、本開示の特徴的な構成を有するアンテナ基板１２０Ｂを、以下に説明する準備工程およびアニール処理（熱処理）工程をこの順に行なうことによって製造する。

　図６は、本変形例１における準備工程を説明するための図である。図７は、本変形例１におけるアニール処理工程を説明するための図である。図８は、アニール処理工程によって生成されるアンテナ基板１２０Ｂを示す図である。

　図６に示すように、準備工程においては、アンテナ基板１２０Ａを準備する。アンテナ基板１２０Ａは、上述のアンテナ基板１２０の導体配線１４１，１４２，１４３およびビアＶ３，Ｖ４を、電解銅箔を素材とする１本の導体配線１４０に変更したものである。

　図７に示すように、アニール処理工程においては、準備工程で準備されたアンテナ基板１２０Ａのフレキシブル部１３２を製造装置２００ａ，２００ｂを用いて厚さ方向に加圧しながら加熱するアニール処理を行なうことによって、導体配線１４０におけるフレキシブル部１３２に含まれる部分のグレインを延在方向に成長させる。

　なお、アニール処理においては、アンテナ基板１２０Ａのフレキシブル部１３２を、所定の保持時間（たとえば３０分以上３時間未満以下の時間）、所定の圧力値（たとえば８．４ＭＰａ以下の圧力）で加圧しながら、所定の温度（たとえば２３０℃以上３００℃未満の温度）で加熱する。グレインサイズを成長（肥大化）させるためには加熱温度を２３０℃以上とすることが望ましいが、３００℃付近ではアンテナ基板１２０Ａの基材である樹脂多層基板の溶融分解が起こるので、保持時間、圧力値、加熱温度を適切に設定してアニール処理を行なうことが望まれる。望ましくは２５０℃で１時間、より望ましくは２８０℃で３０分、実装部品などへのダメージを抑えるなら２３０℃で２～３時間の加熱を行なう。アンテナ基板１２０Ａが一括プレス積層で製造される集合基板である場合、圧力値としては、製造時の条件および局所的な加熱プレスであることを考慮すると、上述したように８．４ＭＰａ以下の圧力とすることが望ましい。

　上記のような処理をアンテナ基板１２０Ａのフレキシブル部１３２に施すことによって、本開示の特徴的な構成を得ることができる。すなわち、導体配線１４０におけるフレキシブル部１３２の部分のグレインサイズおよびアスペクト比の平均値または中央値は、導体配線１４０における平坦部１３１，１３３の部分のグレインサイズおよびアスペクト比の平均値または中央値よりも大きくなる。その結果、図８に示すように、アニール処理工程によって生成されるアンテナ基板１２０Ｂにおいては、導体配線１４０における平坦部１３１，１３３の部分が電解銅箔を素材とする導体配線１４１Ｂ，１４３Ｂとなり、導体配線１４０におけるフレキシブル部１３２の部分が圧延銅箔と同じようなグレイン構造を有する導体配線１４２Ｂとなる。

　なお、図８には、導体配線１４２Ｂと導体配線１４１Ｂとの境界部分Ｂ１と、フレキシブル部１３２と平坦部１３１との境界部分とがほぼ一致する例が示されるが、両者が多少ずれていてもよい。同様に、図８には、導体配線１４２Ｂと導体配線１４３Ｂとの境界部分Ｂ１と、フレキシブル部１３２と平坦部１３３との境界部分とがほぼ一致する例が示されるが、両者が多少ずれていてもよい。また、境界部分Ｂ１，Ｂ２のグレイン構造は、導体配線１４２Ｂ側から導体配線１４１Ｂ，１４３Ｂ側にかけて、圧延銅箔相当のグレイン構造から電解銅箔のグレイン構造に徐々に変化するものであってもよい。

　図９は、本変形例１によるアニール処理工程によって生成されたアンテナ基板１２０Ｂを実装基板２０に実装した図である。アンテナ基板１２０Ｂにおいては、図９に示すように、フレキシブル部１３２の導体配線１４２Ｂが平坦部１３１，１３３の導体配線１４１Ｂ，１４３Ｂと一体的に形成されている。

　平坦部１３１，１３３の導体配線１４１Ｂ，１４２Ｂのグレイン構造は、図５に示した電解銅箔のグレイン構造と同じである。これに対し、フレキシブル部１３２の導体配線１４２Ｂのグレイン構造は、アニール処理によってグレインを延在方向に成長させた結果、図４に示した圧延銅箔のグレイン構造と同等の構造になっている。これにより、上述の実施の形態と同様、アンテナ特性のばらつきを抑制しつつ、フレキシブル部１３２に配置される導体配線１４２Ｂの曲げ耐性を確保することができる。

　なお、本変形例１の「アンテナ基板１２０Ａ」、「準備工程」、「アニール処理」、「アンテナ基板１２０Ｂ」、および「アニール処理工程」は、本開示の「第１基板」、「第１基板を準備する工程」、「アニール処理」、「第２基板」、および「第２基板を生成する工程」にそれぞれ対応し得る。

　（変形例２）
　上述の図３に示すアンテナ基板１２０においては、平坦部１３１，１３３およびフレキシブル部１３２が、いずれも、熱可塑性を有するフレキシブル基板のみによって構成される。しかしながら、平坦部１３１，１３３の少なくとも一方において、フレキシブル基板の上に平坦基板が積層された構造を有していてもよい。この場合、平坦基板は、フレキシブル基板に対して、たとえば、はんだ実装、圧着、あるいは接着層などによって接続される。

　図１０は、本変形例２によるアンテナ基板１２０Ｃの内部をＹ軸の正方向側から透視した図である。このアンテナ基板１２０Ｃにおいては、平坦部１３１，１３３およびフレキシブル部１３２の全体に渡って延在するフレキシブル基板１２２と、フレキシブル基板１２２における平坦部１３１，１３３の領域にそれぞれ積層される平坦基板１２３ａ，１２３ｂとを備える。

　平坦基板１２３ａ，１２３ｂの各々は、たとえば、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Low　Temperature　Co-fired　Ceramics）多層基板、エポキシ、ポリイミドなどの樹脂から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、液晶ポリマーから構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、フッ素系樹脂から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、ＰＥＴ（Polyethylene　Terephthalate）材から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板、あるいは、ＬＴＣＣ以外のセラミックス多層基板である。なお、平坦基板１２３ａ，１２３ｂは必ずしも多層構造でなくてもよく、単層の基板であってもよい。また、平坦基板１２３ａ，１２３ｂは、通信装置１０の筐体側（液晶パネル等の表示パネルも含む）に配置されてもよい。

　さらに、フレキシブル基板１２２においては、圧延銅箔を素材とする導体配線１４２が、フレキシブル部１３２から平坦部１３１および平坦部１３３にまで延在している。

　平坦部１３３における平坦基板１２３ｂには、放射素子１２１ａと、電解銅箔を素材とする導体配線１４３と、放射素子１２１ａと導体配線１４３の一方の端部とを接続するビアＶ５とが配置される。導体配線１４３の他方の端部は、ビアＶ４を介して、フレキシブル基板１２２に配置される導体配線１４２の一方の端部に接続される。導体配線１４２の他方の端部は、平坦部１３１において、ビアＶ２を介してＲＦＩＣ１１０に接続される。これにより、放射素子１２１ａがＲＦＩＣ１１０に電気的に接続される。

　平坦部１３１における平坦基板１２３ａには、放射素子１２１ｂと、電解銅箔を素材とする導体配線１４４と、放射素子１２１ｂと導体配線１４４の一方の端部とを接続するビアＶ６とが配置される。導体配線１４４の他方の端部は、ビアＶ１を介してＲＦＩＣ１１０に接続される。これにより、放射素子１２１ｂがＲＦＩＣ１１０に電気的に接続される。

　図１１は、本変形例２による他のアンテナ基板１２０Ｄの内部をＹ軸の正方向側から透視した図である。このアンテナ基板１２０Ｄにおいては、上述の図１０に示すアンテナ基板１２０Ｃに対して、平坦基板１２３ａの一部がフレキシブル基板１２２の一方の端部よりも外側（図１１においてはＸ軸負方向側）にずらして配置されるともに、平坦基板１２３ｂの一部がフレキシブル基板１２２の他方の端部よりも外側（図１１においてはＺ軸負方向側）にずらして配置される。フレキシブル基板１２２は、各平坦基板１２３ａ，１２３ｂの平面上で圧着、もしくは接着、もしくはコネクタによって接続される。

　さらに、アンテナ基板１２０Ｄにおいては、平坦部１３１における導体配線１４４が平坦基板１２３ａではなくフレキシブル基板１２２に配置されるとともに、放射素子１２１ｂとビアＶ６とが平坦基板１２３ａ内において電解銅箔を素材とする導体配線１４５を介して接続される。アンテナ基板１２０Ｄのその他の構成については、上述のアンテナ基板１２０Ｃと同じである。

　以上のように、フレキシブル部１３２をフレキシブル基板によって構成し、平坦部１３１，１３３をフレキシブル基板と平坦基板との積層構造とするようにしてもよい。なお、本変形例２の「フレキシブル基板１２２」および「平坦基板１２３ｂ」は、本開示の「フレキシブル基板」および「平坦基板」にそれぞれ対応し得る。

　今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１０　通信装置、２０　実装基板、２１　主面、２２　側面、１００　アンテナモジュール、１１１Ａ～１１３Ｄ，１１７　スイッチ、１１２ＡＲ～１１２ＤＲ　ローノイズアンプ、１１２ＡＴ～１１２ＤＴ　パワーアンプ、１１４Ａ～１１４Ｄ　減衰器、１１５Ａ～１１５Ｄ　移相器、１１６　信号合成／分波器、１１８　ミキサ、１１９　増幅回路、１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ　アンテナ基板、１２１，１２１ａ，１２１ｂ　放射素子、１３１，１３３　平坦部、１３２　フレキシブル部、１４０，１４１，１４１Ｂ，１４２，１４２Ｂ，１４３，１４３Ｂ　導体配線、２００ａ，２００ｂ　製造装置、ＧＮＤ　接地電極、Ｖ１～Ｖ５　ビア。

Claims

　アンテナ素子を有するアンテナ基板であって、
　前記アンテナ素子が配置される板状の平坦部と、
　前記平坦部に隣接して配置される可撓性を有する板状のフレキシブル部と、
　前記平坦部の内部において前記平坦部の面内方向に沿って延在し、一方の端部が前記アンテナ素子に接続される、多結晶構造を有する第１導体配線と、
　前記フレキシブル部の内部において前記フレキシブル部の面内方向に沿って延在し、一方の端部が前記第１導体配線の他方の端部に接続される、多結晶構造を有する第２導体配線とを備え、
　前記第２導体配線の延在方向の粒子サイズの平均値または中央値は、前記第１導体配線の延在方向の粒子サイズの平均値または中央値よりも大きく、かつ、前記第２導体配線の厚さ方向の粒子サイズに対する延在方向の粒子サイズの比の平均値または中央値は、前記第１導体配線の厚さ方向の粒子サイズに対する延在方向の粒子サイズの比の平均値または中央値よりも大きい、アンテナ基板。
　前記平坦部および前記フレキシブル部は液晶ポリマーを素材とし、
　前記第１導体配線および前記第２導体配線は銅箔を素材とする、請求項１に記載のアンテナ基板。
　前記第１導体配線は電解銅箔を素材とし、
　前記第２導体配線は圧延銅箔を素材とする、請求項２に記載のアンテナ基板。
　前記フレキシブル部は、フレキシブル基板によって構成され、
　前記平坦部は、前記フレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に積層される平坦基板とによって構成される、請求項１～３のいずれかに記載のアンテナ基板。
　請求項１～４のいずれかに記載のアンテナ基板と、
　前記アンテナ基板の前記第２導体配線の他方の端部に接続される給電部品とを備える、アンテナモジュール。
　電解銅箔を素材とし、一方の端部がアンテナ素子に接続される導体配線を内部に有する第１基板を準備する工程と、
　準備された前記第１基板の特定の部分を加圧しながら加熱するアニール処理を行なって前記導体配線の前記特定の部分の粒子を成長させることによって第２基板を生成する工程とを含み、
　前記第２基板において、前記特定の部分に含まれる導体配線の延在方向の粒子サイズの平均値または中央値は前記特定の部分以外の部分に含まれる導体配線の延在方向の粒子サイズの平均値または中央値よりも大きくし、かつ、前記特定の部分に含まれる導体配線の厚さ方向の粒子サイズに対する延在方向の粒子サイズの比の平均値または中央値は前記特定の部分以外の部分に含まれる導体配線の厚さ方向の粒子サイズに対する延在方向の粒子サイズの比の平均値または中央値よりも大きい、アンテナ基板の製造方法。