(57)【要約】【課題】重量を増加させず、低コストで電波の指向性、強度を向上させ、放熱性を向上させたレーダ装置の提供。【解決手段】レーダ装置（１）は、基板（１０）の一方の主面（１１）にアンテナ（１３）と電子部品（１４）とが配置され、アンテナ（１３）および電子部品（１４）に重なるように樹脂製のホーン（２０）が配置されており、ホーン（２０）には、アンテナ（１３）に対応する位置に基板（１０）の一方の主面（１１）から遠ざかるにつれて幅広になる導波路（２３）が形成され、ホーン（２０）の外面（２７）にはめっき層（２８）が形成され、ホーン（２０）の導波路（２３）を形成する壁面（２６）にはめっき層（２８）によってシールド層（２９）が形成され、ホーン（２０）の基板（１０）と対向する対向面には、ホーン（２０）の電子部品（ＭＭＩＣチップ１４）の対向する位置からホーン（２０）の周壁部（２１）まで伝熱層（８０）が延設されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方の主面にアンテナと該アンテナに接続された電子部品とが配置され、前記アンテナおよび前記電子部品に重なるように樹脂製のホーンが配置されたレーダ装置であって、
前記ホーンには、前記アンテナに対応する位置に前記基板の一方の主面から遠ざかるにつれて幅広になる導波路が形成され、
前記ホーンの外面にはめっき層が形成され、
前記ホーンの前記導波路を形成する壁面には前記めっき層によってシールド層が形成され、
前記ホーンの前記基板と対向する対向面には、前記ホーンの前記電子部品と対向する位置から前記ホーンの周壁部まで伝熱層が延設されていることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記アンテナは前記基板の一方の主面に設けられた複数のアンテナであり、前記導波路は前記ホーンの前記複数のアンテナに対応する位置に形成された複数の導波路であることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記ホーンには、前記電子部品から前記シールド層に向かう伝熱経路が前記伝熱層及び前記めっき層で形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記基板の他方の主面に設けられた放熱板又はベースを備え、
前記ホーンには、前記電子部品から前記放熱板又は前記ベースに向かう放熱経路が前記伝熱層及び前記めっき層で形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記伝熱層の肉厚は、前記めっき層の肉厚よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記ホーンは、前記伝熱層と一体化成形されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記伝熱層又は前記めっき層は、銀、銅、金、ニッケル、錫、アルミニウム、鉄の少なくともいずれかを含む金属で形成されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項８】
一方の主面に電子部品を配置した基板と、前記基板の一方の主面に配置した樹脂製のホーンと、前記基板の他方の主面に配置した放熱板又はベースと、を備えたレーダ装置の製造方法であって、
前記伝熱層を設置した金型内に樹脂を充填することによって、前記伝熱層を露出した状態で前記ホーンに一体化成形し、前記伝熱層が一体化成形された前記ホーンの表面にメッキ処理をすることを特徴とするレーダ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーダ装置及びレーダ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両周囲の障害物を検知するレーダ装置としてのマイクロ波・ミリ波センサ装置の発明が下記特許文献１に開示されている。下記特許文献１に開示されたマイクロ波・ミリ波センサ装置によれば、共振キャビティに負性抵抗を発生するように３電極高周波増幅素子を集積化させるとともに、電磁波を空間へ放射するアンテナ機能を共用させるように放射型発振器を構成し、該放射型発振器の発振放射波が送信ＲＦ信号であり、該送信ＲＦ信号の被測定物による反射波が受信ＲＦ信号であり、該受信ＲＦ信号を前記放射型発振器で受け、放射型発振器自身によるホモダインミキシングによりＩＦ信号を取得し、ＲＦ帯において発振動作中の前記３電極高周波増幅素子が有する直流からＩＦ帯における増幅利得によって増幅されたＩＦ信号を信号解析処理手段により解析及び処理することに基づいて、被測定物の検知を行うようにした、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／１２０８２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１には、ある開口を確保して放射ビームを鋭くし、検知感度を高めるために、放射型発振器基板の放射面側にホーン状の放射構造部（以下単にホーンともいう）を設けた構成が示されているが、ホーン全体が金属で形成されていると装置重量が増加する。一方で、ホーンを軽量な樹脂で形成すると、ホーンを電波が通過して電波の指向性及び強度が弱くなるとともに、熱伝導率が低い樹脂製ホーンを経由した部品発熱の放熱性が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は前記課題を解決するもので、その目的とするところは、装置重量を増加させることなく、低コストであって、電波の指向性及び強度を向上させるとともに、部品発熱の放熱性を向上させることができるレーダ装置を提供すること、及びレーダ装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様のレーダ装置は、基板の一方の主面にアンテナと該アンテナに接続された電子部品とが配置され、前記アンテナおよび前記電子部品に重なるように樹脂製のホーンが配置されたレーダ装置であって、前記ホーンには、前記アンテナに対応する位置に前記基板の一方の主面から遠ざかるにつれて幅広になる導波路が形成され、前記ホーンの外面にはめっき層が形成され、前記ホーンの前記導波路を形成する壁面には前記めっき層によってシールド層が形成され、前記ホーンの前記基板と対向する対向面には、前記ホーンの前記電子部品の対向する位置から前記ホーンの周壁部まで伝熱層が延設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、シールド層によって導波路から放出される電波の指向性及び強度が向上されると共に、樹脂製のホーンを採用することで、金属の使用量を抑えてレーダ装置の軽量化を実現することができる。さらに、ホーンの基板に対向する対向面に、伝熱層を設けることによって低コストで基板に実装された電子部品の放熱性を向上させることができる。本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係るレーダ装置の分解斜視図。
【図２】第１の実施形態に係る複数のアンテナを有し、電波の放射状態を示したレーダ装置の断面模式図。
【図３】図２のレーダ装置の１つのアンテナを拡大して示し、電波の放射状態、伝熱経路及び放熱経路を示した拡大断面模式図。
【図４】ＭＭＩＣチップ（電子部品）と伝熱層との配置を示す平面模式図。
【図５】伝熱層をホーンと一体化成形する製造方法を示す断面模式図。
【図６】第１の実施形態に係るレーダ装置に伝熱部材を設けた場合の図３に対応する拡大断面模式図。
【図７】図７Ａは比較例に係る電波の放射状態、伝熱経路及び放熱経路の説明図、図７Ｂは比較例に係る複数アンテナによる電波の放射状態の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[第１の実施形態]
以下、図１〜図５を参照して、第１の実施形態に係るレーダ装置１について説明する。まず、図１を参照して、第１の実施形態に係るレーダ装置の全体構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るレーダ装置の分解斜視図である。なお、以下の説明では、レーダ装置としてミリ波レーダを例示して説明するが、本開示の技術は電波を放出して障害物を検知する他のレーダ装置に利用することが可能である。
【００１０】
レーダ装置１は、ミリ波レーダ装置であり、ミリ波帯の電波が放射され、障害物からの反射波が受信されて障害物が検知されるものである。図１に示すように、レーダ装置１の基板１０の一方の主面１１には、複数のアンテナ１３と、複数の電子部品としてのＭＭＩＣ（Monolithic  Microwave  Integrated  Circuit）チップ１４とが設けられている。各ＭＭＩＣチップ１４には給電線（不図示）を介して複数のアンテナ１３が接続されている。各ＭＭＩＣチップ１４からの電力供給によって各アンテナ１３から電波が放射され、各アンテナ１３で捕らえた電波は給電線を通じて各ＭＭＩＣチップ１４に送られる。
【００１１】
また、アンテナ１３は、基板１０上に設けられたパッチアンテナ等の平面アンテナでもよいし、基板１０上に設けられた表面実装型のチップアンテナでもよい。基板１０上には、半導体チップとして送受信用のＭＭＩＣチップ１４が配置される構成にしたが、送信用のＭＭＩＣチップ１４と受信用のＭＭＩＣチップ１４が個別に配置されてもよい。半導体チップとして、他のＭＩＣ（Microwave  Integrated  Circuit）チップが使用されてもよい。また、基板１０には、ガラスエポキシ基板、セラミック基板等が使用されてもよいし、低誘電率のフッ素樹脂製の高周波用基板が使用されてもよい。
【００１２】
レーダ装置１の基板１０の一方の主面１１には、アンテナ１３及びＭＭＩＣチップ１４に重なるように平面視矩形状のホーン２０が配置されている。ホーン２０は、樹脂製材料により構成されており、その外面２７には金属メッキによりホーン２０全体を覆うようにめっき層２８が形成されている。ホーン２０には、基板１０上の複数のアンテナ１３に対応する位置にそれぞれ導波路２３が形成されている。さらに、ホーン２０の基板１０と対向する対向面には、ホーン２０のＭＭＩＣチップ１４に対向する位置からホーン２０の周壁部まで伝熱層８０が延設されている。伝熱層８０は、基板１０上のＭＭＩＣチップ１４などの半導体チップが実装された部分の対向面の近傍に一体化成形されている（図２参照）。なお、各導波路２３は、短距離用、中距離用、長距離用に種類が分かれている。複数の導波路２３から外部に向けて電波が放出されることで、レーダ装置１からの距離が異なる障害物を検知することが可能になっている。各導波路２３は、基板１０の一方の主面１１から遠ざかるにつれて幅広になるように(面積が大きくなるように)、ホーン２０のテーパ面によって例えば、角錐状又は円錐状に形成されている。
【００１３】
また、ホーン２０には、ＰＢＴ（Polybutylene  Terephthalate）樹脂、ＰＰＳ（Poly  Phenylene  Sulfide）樹脂、ＰＰ（Poly  Propylene）樹脂、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂、ＰＳ(Polystyrene)樹脂、ＰＥ（Poly Ethylene）樹脂、ＰＶＣ（Polyvinyl  Chloride）樹脂、ＰＣ（Polycarbonate）樹脂、ＰＥＴ（Polyethyleneterephthalate）樹脂、ＬＣＰ(Liquid Crystal Polymer)樹脂、ＰＰＯ（Polyphenyleneether）樹脂,エポキシ（Epoxy）樹脂、Ｓｉ(Silicone)樹脂、ポリエステル(Polyester)樹脂などを主成分とする熱可塑性樹脂、又は熱硬化性樹脂の軽量で熱伝導率が低い樹脂が使用されてもよい。また、金属メッキによってホーン２０の外面２７に形成されためっき層２８（図２参照）には、熱伝導率が高くシールド性を持った銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）等のいずれかを少なくとも含む金属が使用されてもよい。なお、ホーン２０の外面２７のめっき層２８は、メッキの他、スパッタ法、インクジェット法、スクリーン印刷法、ＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）法、ＰＶＤ（Physical  Vapor  Deposition）法等によって形成されてもよい。伝熱層８０は合金又は純金属を用いることができる。合金として、銅合金、アルミ合金、ＳＵＳ，真鍮合金、鉄合金、マグネシウム合金、などの金属板を用いることができる。また、これらの合金は薄肉の金属箔としてもよい。純金属としては、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）等の金属板又は金属箔を用いることができる。
【００１４】
ホーン２０には、複数の導波路２３を覆うように平面視矩形状のレンズ３０が配置されている。レンズ３０の基板１０側の裏面には、ホーン２０の複数の導波路２３に対応して複数のレンズ面３１（図２参照）が形成されている。そして、アンテナ１３から導波路２３内で放射状に拡散した電波はレンズ３０で平面波に変換されて外部に放出される。また、外部からの反射波はレンズ３０によって導波路２３内で収束されてアンテナ１３に受信される。なお、レンズ３０には、例えばＰＢＴ樹脂、ＰＰＳ樹脂等の誘電体材料が使用されてもよい。
【００１５】
ホーン２０及びレンズ３０の外縁部は矩形枠状のハウジング３５で押さえられている。ハウジング３５は、ホーン２０及びレンズ３０の抜け止めをする開口縁部３６と、レーダ装置１の側面を形成する側壁部３７とを有している。ハウジング３５の開口縁部３６上には、レーダ装置１の表面を形成するカバー３９が固定されている。カバー３９は、ハウジング３５に固定される外周部分を除いて膨出しており、雨や風等の自然環境から装置内部を保護するレドームとして機能している。なお、ハウジング３５及びカバー３９には、例えばＰＢＴ樹脂、ＰＰＳ樹脂等の樹脂材料が使用されてもよい。
【００１６】
基板１０の他方の主面１２には、基板１０の熱を逃がすための放熱板４０が設けられている。放熱板４０の基板１０側の表面には、基板１０上の複数のＭＭＩＣチップ１４に対応する位置に複数の支持台４１が形成されている。放熱板４０の裏面は、レーダ装置１の裏面を形成するベース４５に支持されている。各支持台４１の支持面は放熱シートＳ１を介して基板１０に接触し、ベース４５は放熱シートＳ２を介して放熱板４０に接触している。レーダ装置１には、放熱板４０及びベース４５によってＭＭＩＣチップ１４の熱を逃がす放熱経路が形成される。なお、放熱板４０及びベース４５にはアルミニウム等の熱伝導率が高い材料が使用されてもよい。なお、図示はしないが、図１に示すように放熱板４０とベース４５は必ずしも分離される必要はなく、放熱板４０とベース４５を一体化した部品（ベース）として使用することもできる。
【００１７】
図２及び図３を参照して、第１の実施形態に係るレーダ装置の詳細構成について説明する。図２は、第１の実施形態に係る複数のアンテナを有し、電波の放射状体を示したレーダ装置の断面模式図である。図３は、図２のレーダ装置の１つのアンテナを拡大して示し、電波の放射状体、伝熱経路及び放熱経路を示した拡大断面模式図である。
【００１８】
図２に示すように、基板１０の一方の主面１１にはＭＭＩＣチップ１４が配置されると共に、ＭＭＩＣチップ１４に離間してアンテナ１３が設けられている。また、基板１０の一方の主面１１には、ホーン２０が配置されている。ホーン２０の外周部分には基板１０の外縁が囲まれる周壁部２１が設けられ、周壁部２１はハウジング３５の開口縁部３６を避けるように段状に形成されている。また、ホーン２０の内側部分には導波路２３が形成されたホーン本体２２が設けられ、ホーン本体２２の基板１０側の裏面はＭＭＩＣチップ１４やアンテナ１３に対応する箇所が部分的に突出している。
【００１９】
ホーン本体２２の裏面には、ＭＭＩＣチップ１４に対応する箇所に、ＭＭＩＣチップ１４の表面に当接される当接部２４が設けられている。また、ホーン本体２２の裏面には、アンテナ１３に対応する箇所に、導波路２３に沿って突出される薄厚のガイド部２５が設けられている。導波路２３は、基板１０の一方の主面１１から遠ざかるにつれて対向間隔が広くなるように、ホーン本体２２及びガイド部２５のテーパ状の壁面２６によって形成されている。また、ホーン本体２２の表面側にはレンズ３０が配置されており、レンズ３０の裏面には導波路２３の中心線を光軸とする凸面状のレンズ面３１が形成されている。
【００２０】
基板１０の他方の主面１２には放熱板４０が設けられている。放熱板４０の外周部分には、基板１０の外縁が囲まれる周壁部４２が設けられ、放熱板４０の内側部分にはＭＭＩＣチップ１４に対応する箇所にて基板１０に当接される支持台４１が設けられている。放熱板４０の周壁部４２は、ホーン２０の周壁部２１に当接されており、放熱板４０の支持台４１は、放熱シートＳ１を介して基板１０に当接されている。放熱板４０は、放熱シートＳ２を介してベース４５に支持されている。ベース４５は、放熱板４０と同様に熱伝導率が高い金属で形成されているため、ベース４５も放熱板として機能している。
【００２１】
また、ホーン２０は、導波路２３が形成されるホーン２０の壁面２６もめっき層２８で覆われているので、ホーン２０の壁面２６には、めっき層２８によって電波を遮蔽するシールド層２９が形成されている。つまり、ホーン２０全体を覆うめっき層２８のうち、ホーン２０の壁面２６を覆う部分は、電波を遮蔽するシールド層２９を構成する。壁面２６のシールド層２９により、導波路２３内の電波のシールド性が確保されて、電波の指向性及び強度が向上される。また、当接部２４がめっき層２８を介してＭＭＩＣチップ１４の表面に接触しているので、めっき層２８は、ＭＭＩＣチップ１４からシールド層２９に向かう伝熱経路Ｒ２（図３参照）を形成すると共に、ＭＭＩＣチップ１４から放熱板４０に向かう放熱経路Ｒ３（図３参照）を形成する。これにより、導波路２３内の結露の発生が防止されると共に、ＭＭＩＣチップ１４の温度上昇が抑えられている。
【００２２】
ここで、放熱経路Ｒ３によりＭＭＩＣチップ１４の発熱を放熱板４０に効率よく伝熱するためには、前記したように熱伝導性に優れた銅を用いてもめっき層２８には１０μｍ以上の肉厚が必要である。銅で１０μｍ以上のメッキをする場合には、製造時間が長くなり、コストが高くなる問題がある。
【００２３】
そこで、本実施形態では、めっき層２８の他に、めっき層２８よりも熱伝導性が高い伝熱層８０を設けて放熱経路Ｒ３の熱伝導性を向上させている。伝熱層８０は、シールド層２９（めっき層２８）よりも肉厚が大きい金属材料からなる板状部材を、ホーン２０と一体化成形することによって構成されている。
【００２４】
伝熱層８０は、基板１０上のＭＭＩＣチップ１４などの半導体チップが実装された部分の対向面の近傍に位置するように、ホーン２０に一体化成形されている（図２参照）。伝熱層８０は、図３に示すように、発熱部品であるＭＭＩＣチップ１４に対向する位置からホーン（２０）の周壁部（２１）まで延設されている。伝熱層８０は、金属材料であれば材質によらず、厚さが５０μｍ以上であれば放熱性能を満足できる。なお、銅合金などの伝熱性に優れた材質であれば、厚さ１０μｍ以上の金属箔を用いることもできる。
【００２５】
本実施形態では、伝熱層８０と伝熱層８０の表面を覆うめっき層２８とによって放熱経路Ｒ３が形成されている。伝熱層８０は、ＭＭＩＣチップ１４と対向する位置に伝熱層８０の少なくとも一部が配置されるように、ホーン２０の表面の伝熱層取付部２７ａに一体化成形されている。伝熱層８０は、伝熱層取付部２７ａに取り付けられた状態でその表面側８２がめっき層２８によって覆われている。伝熱層８０は、ホーン２０の周壁部２１と放熱板４０の周壁部４２の合わせ面でめっき層２８を介して放熱板４０に接触されている。そして、ＭＭＩＣチップ１４の発熱が伝熱層８０及びめっき層２８からなる放熱経路Ｒ３を通じて放熱板４０の周壁部４２に伝えられ、また、放熱板４０から放熱シートＳ２を介してベース４５に伝えられる。このように、ＭＭＩＣチップ１４から基板１０の厚み方向に向かう放熱経路Ｒ１に加えて、ＭＭＩＣチップ１４からホーン２０の外面２７における伝熱層８０とめっき層２８を通る放熱経路Ｒ３によってＭＭＩＣチップ１４の温度上昇を抑えることができる。
【００２６】
ここで、ＭＭＩＣチップ１４の放熱性の向上には、伝熱層８０の設置面積を大きくすることが有効であるが、そうすると装置重量が重くなる問題がある。従って、伝熱層８０はＭＭＩＣチップ１４の全体を覆う場合に限らず、図４に示すＭＭＩＣチップ（電子部品）１４と伝熱層８０との配置のように、ＭＭＩＣチップ１４と対向する上部の少なくとも一部の位置とホーン２０の周壁部２１を繋ぐように設置されていればよい。かかる構成により、ＭＭＩＣチップ１４からの発熱をめっき層２８のみで放熱する場合に比べて肉厚が大きく放熱性に優れた伝熱層８０を伝わって放熱する放熱経路Ｒ３（図３参照）が形成できる。
【００２７】
また、伝熱層８０と一体化成形したホーン２０の製造方法としては、例えば、図５に示すようなインサード成形で製造することができる。ホーン２０の製造方法は、図５に示すように樹脂成形の金型７０内に伝熱層８０を挿入し、金型を閉じた状態で樹脂材料８１を金型７０内に充填し、ホーン２０の表面の伝熱層取付部２７ａに伝熱層８０を露出させた状態で一体化成形する。その後、金型７０から取り出した伝熱層８０の表面側８２及び伝熱層８０と一体化成形したホーン２０の外面２７にめっき層２８を形成する。なお、伝熱層８０の表面側８２のめっき層２８は、導波路２３のシールド層２９と連続して形成している。この連続しためっき層の形成によって、導波路２３のシールド層２９への伝熱経路Ｒ２を形成する。また、厚さ１００μｍ程度の伝熱層の製造コストは、一般に１０μｍ程度のＣｕめっき形成費用に比べて安価である。このようにして製造された伝熱層８０を有するホーン２０と、別途製造されたアンテナ１３等が設けられた基板１０、レンズ３０、ハウジング３５、カバー３９、放熱板４０及びベース４５等とともに組み立てることで第１の実施形態のレーダ装置１を製造する。
【００２８】
また、図５に示すように、金型７０を用いた樹脂成形手法で伝熱層８０と一体化成形したホーン２０を形成することによって、伝熱層のホーンへの組付け作業を省略し、さらなるコスト低減を図ることができる。また、厚さ１００μｍ程度の伝熱層のコストは、一般に１０μｍ程度のＣｕめっき（シールド層２９）形成費用に比べて安価であり、導波路のシールド層２９の肉厚は一般的に０．１〜１μｍあれば良い。従って、ＭＭＩＣチップ１４の発熱を伝熱するため、部分的に伝熱層８０を用いて放熱経路Ｒ３を形成し、全体のシールド層２９の肉厚を薄くすることにより、よりコスト低減を図ることができる。
【００２９】
また、図５に示すように、金型７０を用いた樹脂成形手法により、伝熱層８０と一体化成形したホーン２０を形成することによって、伝熱層８０のホーン２０への組付け作業の省略により、さらなるコスト低減を図ることができる。
【００３０】
また、図６に示すレーダ装置１のように、ＭＭＩＣチップ１４に伝熱部材Ａ１が塗布され、ＭＭＩＣチップ１４を、伝熱部材Ａ１を介して放熱経路Ｒ３に接続させることもできる。なお、伝熱部材Ａ１は、放熱作用がある高分子材料を含む成分で構成されており、接着剤やグリスなどを用いることができる。これにより、ＭＭＩＣチップ１４と放熱経路Ｒ３間に隙間ができる時も、この隙間を伝熱部材Ａ１で埋めることによって、放熱不良を防止できる。
【００３１】
また、伝熱層８０によりＭＭＩＣチップ１４の上部が完全に覆われ、めっき層２８とともに伝熱経路Ｒ２が形成されるようにしてもよい。これにより、ＭＭＩＣチップ１４の発熱によって伝熱経路Ｒ２を介してシールド層２９をより短時間で加熱することができ、確実に結露を防止できる。
【００３２】
なお、上記した第１の実施形態では、基板１０に複数のアンテナ１３が設けられ、ホーン２０に複数の導波路２３が形成される構成にしたが、基板１０に単一のアンテナ１３が設けられ、ホーン２０に単一の導波路２３が形成されていてもよい。
【００３３】
また、上記した第１の実施形態では、ホーン２０の外面２７全体にめっき層２８が形成されて、シールド層２９、伝熱経路Ｒ２、放熱経路Ｒ３が形成される構成にしたが、この構成に限定されない。すなわち、ホーン２０の外面２７に部分的にめっき層２８が形成されて、シールド層２９、伝熱経路Ｒ２、放熱経路Ｒ３が形成されてもよい。このとき、放熱経路Ｒ３においては、少なくとも伝熱層８０が設けられる部分に、めっき層２８が形成されるようにしてもよい。反対に、放熱経路Ｒ３において、めっき層２８が形成される位置に伝熱層８０が形成されるようにしてもよい。
【００３４】
また、上記した第１の実施形態では、伝熱層８０をホーン２０と一体化成形した後、ホーン２０及び伝熱層８０の表面側８２にめっき層２８を設けていたが、これに限らず、ホーン２０にめっき層２８を形成した後、めっき層２８の表面に伝熱層８０を設けてホーン２０の外面２７から露出させた構成としてもよく、また、伝熱層８０がホーン２０の外面２７から露出する部分だけめっき層２８を省略する構成としてもよい。
【００３５】
さらに、上記した第１の実施形態では、ホーン２０と伝熱層８０を、一体化成形した場合を示したが、これに限らず、ホーン２０と伝熱層８０を別々に形成した後、組み合わせてもよい。
【００３６】
次に、図２、図３、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、第１の実施形態のレーダ装置１の効果について説明する。図７Ａは比較例に係る電波の放射状態、伝熱経路及び放熱経路の説明図、図７Ｂは比較例に係る複数アンテナによる電波の放射状態の説明図である。なお、比較例のレーダ装置は、本実施形態のレーダ装置と比較して樹脂製のホーンの外面２７が金属メッキされていない点、及び伝熱層８０が設けられていない点で相違している。
【００３７】
まず、第１の実施形態の図３と比較例の図７Ａを参照して、レーダ装置の電波の指向性及び強度について説明する。
【００３８】
図７Ａに示すように、比較例に係るレーダ装置５０では、ＭＭＩＣチップ５３からアンテナ５２に電力が供給されると、アンテナ５２から外部に向けて電波が放射される。アンテナ５２から導波路５５の内側に向う電波は、導波路５５を通じてレンズ面５７に導かれて、レンズ面５７で平面波に変換されて障害物の検知に使用される。しかしながら、アンテナ５２から導波路５５の外側に向かう電波は、樹脂製のホーン５４内を直進して外部に放出されて障害物の検知に使用されない。よって、ホーン５４の軽量化を図ることができるものの、電波利用効率が低くなって、電波の指向性及び強度が低下している。
【００３９】
一方で、図３に示すように、第１の実施形態に係るレーダ装置１では、導波路２３が形成されるホーン２０のテーパ状の壁面２６にめっき層２８でシールド層２９が形成されて導波路２３のシールド性が確保されている。そのため、アンテナ１３から導波路２３の内側に向かう電波も、アンテナ１３から導波路２３の外側に向かう電波も、ホーン２０のシールド層２９によってレンズ面３１に導かれて、レンズ面３１で平面波に変換されて障害物の検知に使用される。よって、ホーン２０の軽量化を図ることができると共に、電波利用効率が高くなって、電波の指向性及び強度が向上して検知精度が向上される。
【００４０】
次に、第１の実施形態の図３と比較例の図７Ａを参照して、レーダ装置の伝熱経路及び放熱経路について説明する。
【００４１】
図７Ａに示すように、比較例に係るレーダ装置５０では、ＭＭＩＣチップ５３の発熱によって装置内の空気が暖められると、内外温度差によってホーン５４のテーパ状の壁面５８に結露が生じて電波が乱れる場合がある。また、ＭＭＩＣチップ５３の発熱が基板５１及び放熱シートＳ１を介して放熱板６０の支持台６１に伝えられ、さらに放熱板６０から放熱シートＳ２を介してベース６２に伝えられる。しかしながら、ＭＭＩＣチップ５３から基板５１の厚み方向に向かう放熱経路Ｒ１だけでは、ＭＭＩＣチップ５３の温度上昇を効果的に抑えることが困難である。
【００４２】
一方で、図３に示すように、第１の実施形態に係るレーダ装置１では、ホーン２０の外面２７にＭＭＩＣチップ１４からシールド層２９に向かう伝熱経路Ｒ２が形成されている。伝熱経路Ｒ２は、当接部２４からガイド部２５までのホーン２０の外面２７を覆うめっき層２８によって形成され、ガイド部２５の先端部分で伝熱経路Ｒ２のめっき層２８とシールド層２９のめっき層２８が連なっている。そのため、ＭＭＩＣチップ１４の発熱が伝熱経路Ｒ２を通じてシールド層２９に伝わり、シールド層２９が加熱されて結露の発生が抑えられる。このように、導波路２３の結露の発生を抑えるために、ＭＭＩＣチップ１４の発熱を利用している。
【００４３】
このとき、ＭＭＩＣチップ１４の発熱はホーン２０の外面２７のめっき層２８に伝わり易いが、ホーン２０の樹脂成形部分は熱伝導率が低いため、ホーン２０の外面２７のめっき層２８から内側の樹脂成形部分には熱が伝わり難くなっている。そこで、ＭＭＩＣチップ１４から熱伝導率が高くて熱容量が小さなめっき層２８に集中的に熱が伝わるため、ＭＭＩＣチップ１４の発熱によって伝熱経路Ｒ２を介してシールド層２９を短時間で暖めることができる。よって、レーダ装置１の起動直後からシールド層２９を暖めることができ、結露による電波の乱れを効果的に抑えることができる。さらに、めっき層２８に加えて、伝熱層８０を設けることで、シールド層２９に効率よく熱を伝えることができるようになるため、より導波路の結露の発生を抑えることができるようになる。
【００４４】
また、第１の実施形態に係るレーダ装置１では、ホーン２０の外面２７にＭＭＩＣチップ１４からホーン２０の周壁部２１に向かう放熱経路Ｒ３が形成されている。放熱経路Ｒ３は、当接部２４から周壁部２１までのホーン２０の外面２７を覆うめっき層２８及び伝熱層８０によって形成され、ホーン２０の周壁部２１と放熱板４０の周壁部４２の合わせ面で放熱経路Ｒ３のめっき層２８が放熱板４０に接触している。そのため、ＭＭＩＣチップ１４の発熱が放熱経路Ｒ３を通じて放熱板４０の周壁部４２に伝えられ、放熱板４０から放熱シートＳ２を介してベース４５に伝えられる。このように、ＭＭＩＣチップ１４から基板１０の厚み方向に向かう放熱経路Ｒ１に加えて、ＭＭＩＣチップ１４からホーン２０の外面２７を通るめっき層２８及び伝熱層８０からなる放熱経路Ｒ３によってＭＭＩＣチップ１４の温度上昇を抑えることができる。
【００４５】
ここでは、シールド層２９と、伝熱経路Ｒ２及び放熱経路Ｒ３とを同一材料のめっき層２８で形成したが、この構成に限定されない。すなわち、シールド層２９は伝熱経路Ｒ２及び放熱経路Ｒ３よりもシールド性が高いめっき層で形成され、伝熱経路Ｒ２及び放熱経路Ｒ３はシールド層２９よりも熱伝導率が高いめっき層で形成されてもよい。例えば、シールド層２９にはシールド性が高いニッケルが使用され、伝熱経路Ｒ２及び放熱経路Ｒ３には熱伝導率が高い銅が使用されてもよい。この場合、ニッケルでシールド性を確保するためには０．０２１μｍ以上の厚みが必要であり、銅で伝熱性を確保するためには１０μｍ以上の厚みが必要である。
【００４６】
また、シールド層２９と伝熱経路Ｒ２及び放熱経路Ｒ３とを同一のめっき層２８で形成する場合に、シールド層２９のめっき層２８の肉厚よりも伝熱経路Ｒ２及び放熱経路Ｒ３のめっき層２８の肉厚が大きく形成されてもよい。例えば、シールド層２９と伝熱経路Ｒ２及び放熱経路Ｒ３を銅膜で形成する場合に、シールド層２９は０．２４μｍ以上の厚みの銅膜で形成され、伝熱経路Ｒ２及び放熱経路Ｒ３は１０μｍ以上の厚みの銅膜で形成されてもよい。これにより、伝熱経路Ｒ２及び放熱経路Ｒ３のめっき層２８が厚くなった分だけ、ＭＭＩＣチップ１４の熱をめっき層２８に伝え易くしている。また、シールド層２９は、複数層構造で形成されてもよく、例えばシールド性が高いニッケルと熱伝導率が高い銅の二層構造で形成されてもよい。
【００４７】
以上のように、第１の実施形態のレーダ装置１では、めっき層２８によって導波路２３内のシールド性が確保されて、導波路２３から放出される電波の指向性が向上され、電波強度が増大される。また、樹脂製のホーン２０を採用することで、金属の使用量を抑えてレーダ装置１の軽量化を実現することができる。さらに、ホーン２０の外面２７を通る伝熱経路Ｒ２によって、ＭＭＩＣチップ１４の発熱を利用して導波路２３の結露の発生を抑えることができる。さらにまた、めっき層２８及び伝熱層８０により形成されたホーン２０の外面２７を通る放熱経路Ｒ３によって、ＭＭＩＣチップ１４の熱を放熱板４０に逃がして、ＭＭＩＣチップ１４の温度上昇を抑えることができる。
【００４８】
次に、図２及び図７Ｂを参照して、レーダ装置の電波干渉について説明する。
【００４９】
図７Ｂに示すように、比較例に係るレーダ装置５０には複数のアンテナ５２に対応して複数の導波路５５が形成され、各アンテナ５２から同時に電波が放射されている。各アンテナ５２から各導波路５５の内側に向かう電波は、それぞれ導波路５５を通じてレンズ面５７に導かれて、レンズ面５７で平面波に変換されて障害物の検知に使用される。しかしながら、各アンテナ５２から各導波路５５の外側に向かう電波は、樹脂製のホーン５４内を直進して隣の導波路５５に入り込んで電波干渉を起こしている。そのため、この電波干渉によって障害物の検知性能が悪化している。
【００５０】
一方で、図２に示すように、第１の実施形態に係るレーダ装置１では、複数のアンテナ１３から同時に電波が放射されても、ホーン２０のシールド層２９によって導波路２３外への電波の漏れが防止されている。また、アンテナ１３から導波路２３の内側に向かう電波も、アンテナ１３から導波路２３の外側に向かう電波も、ホーン２０のシールド層２９によってレンズ面３１に導かれて、レンズ面３１で平面波に変換されて障害物の検知に使用される。よって、複数の導波路２３の間で電波干渉を起こすことがなく、電波干渉によって障害物の検知性能が悪化することがない。
【００５１】
以上の通り、本実施形態に記載のレーダ装置（１）は、基板（１０）の一方の主面（１１）にアンテナ（１３）と、アンテナ（１３）に接続された電子部品（ＭＭＩＣチップ１４）とが配置され、アンテナ（１３）および電子部品（ＭＭＩＣチップ１４）に重なるように樹脂製のホーン（２０）が配置されたレーダ装置（１）であって、ホーン（２０）には、アンテナ（１３）に対応する位置に基板（１０）の一方の主面（１１）から遠ざかるにつれて幅広になる導波路（２３）が形成され、ホーン（２０）の外面（２７）にはめっき層（２８）が形成され、ホーン（２０）の導波路（２３）を形成する壁面（２６）にはめっき層（２８）によってシールド層（２９）が形成され、ホーン（２０）の基板（１０）と対向する対向面には、ホーン（２０）の電子部品（ＭＭＩＣチップ１４）と対向する位置からホーン（２０）の周壁部（２１）まで伝熱層（８０）が延設されている。
【００５２】
この構成によれば、シールド層（２９）によって導波路（２３）から放出される電波の指向性及び強度が向上されると共に、樹脂製のホーン（２０）を採用することで、金属の使用量を抑えてレーダ装置（１）の軽量化を実現することができる。さらに、ホーン（２０）の基板（１０）に対向する対向面に、伝熱層（８０）を設けることによって低コストで基板（１０）に実装された電子部品（ＭＭＩＣチップ１４）の放熱性を向上させることができる。
【００５３】
本実施形態に記載のレーダ装置（１）において、アンテナ（１３）は基板（１０）の一方の主面（１１）に設けられた複数のアンテナ（１３）であり、導波路（２３）はホーン（２０）の複数のアンテナ（１３）に対応する位置に形成された複数の導波路（２３）である。
【００５４】
この構成によれば、複数の導波路（２３）の間で電波干渉を抑えることができる。また、複数の導波路（２３）から外部に向けて電波が放出されることで、レーダ装置（１）からの距離が異なる障害物を検知することが可能になる。
【００５５】
本実施形態に記載のレーダ装置（１）において、ホーン（２０）には、電子部品（ＭＭＩＣチップ１４）からシールド層（２９）に向かう伝熱経路（Ｒ２）が伝熱層（８０）及びめっき層（２８）で形成されている。
【００５６】
この構成によれば、ホーン（２０）の外面（２７）を通る伝熱経路（Ｒ２）によって、電子部品（ＭＭＩＣチップ１４）の発熱を利用して、導波路（２３）の結露の発生を抑えることができる。ホーン（２０）は熱伝導率が低い樹脂製であり、電子部品（ＭＭＩＣチップ１４）から熱伝導率が高い金属に集中的に熱が伝わって、短時間でシールド層（２９）を暖めることができる。
【００５７】
本実施形態に記載のレーダ装置（１）において、基板（１０）の他方の主面（１２）に設けられた放熱板（４０）又はベース（４５）を備え、ホーン（２０）には、電子部品（ＭＭＩＣチップ１４）から放熱板（４０）又はベース（４５）に向かう放熱経路（Ｒ３）が伝熱層（８０）及びめっき層（２８）で形成されている。
【００５８】
この構成によれば、ホーン（２０）の外面（２７）を通る放熱経路（Ｒ３）によって、電子部品（ＭＭＩＣチップ１４）の熱を放熱板（４０）又はベース（４５）に逃がして、電子部品（ＭＭＩＣチップ１４）の温度上昇を抑えることができる。
【００５９】
本実施形態に記載のレーダ装置（１）において、伝熱層（８０）の肉厚は、めっき層（２８）の肉厚よりも大きく形成されている。
【００６０】
この構成によれば、伝熱層（８０）の肉厚が大きいため、電子部品（ＭＭＩＣチップ１４）の熱をめっき層（２８）に効果的に逃がすことができる。
【００６１】
本実施形態に記載のレーダ装置（１）において、前記ホーン（２０）は、前記伝熱層（８０）と一体化成形されている。
【００６２】
この構成によれば、伝熱層（８０）のホーン（２０）への組付け作業の省略により、さらなるコスト低減を図ることができる。
【００６３】
本実施形態に記載のレーダ装置（１）において、伝熱層（８０）又はめっき層（２８）は、銀、銅、金、ニッケル、錫、アルミニウム、鉄の少なくともいずれかを含む金属で形成される。
【００６４】
この構成によれば、熱伝導率が高くシールド性を有する金属によって伝熱層（８０）又はめっき層（２８）を形成できる。
【００６５】
本実施形態に記載のレーダ装置（１）の製造方法は、一方の主面（１１）に電子部品（ＭＭＩＣチップ１４）を配置した基板（１０）と、基板（１０）の一方の主面（１１）に配置した樹脂製のホーン（２０）と、基板（１０）の他方の主面（１２）に配置した放熱板（４０）又はベース（４５）と、を備えたレーダ装置（１）の製造方法であって、前記伝熱層（８０）を設置した金型（７０）内に樹脂（８１）を充填することによって、前記伝熱層（８０）を露出した状態で前記ホーン（２０）に一体化成形し、前記伝熱層（８０）が一体化成形された前記ホーン（２０）の表面をメッキ処理する。
【００６６】
この構成によれば、伝熱層（８０）のホーン（２０）への組付け作業の省略により、さらなるコスト低減を図ることができ、基板（１０）に実装された電子部品（ＭＭＩＣチップ１４）の放熱性を向上することができる。
【００６７】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１    レーダ装置
１０  基板
１１  一方の主面
１２  他方の主面
１３  アンテナ
１４  ＭＭＩＣチップ（電子部品）
２０  ホーン
２３  導波路
２６  ホーンの壁面
２７  ホーンの外面
２８  めっき層
２９  シールド層
４０  放熱板
Ｒ２  伝熱経路
Ｒ３  放熱経路
７０  金型
８０  伝熱層
８１  樹脂材料
８２  表面側
Ａ１  伝熱部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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