(57)【要約】本発明のアンテナ付き基板は、基板層と、上記基板層に配置された下部アンテナ素子と、上記基板層の上面に積層されたアンテナ保持層と、上記アンテナ保持層に配置され、上記下部アンテナ素子の上面に対向する上部アンテナ素子と、を備えるアンテナ付き基板であって、上記アンテナ保持層は、上記基板層よりも比誘電率の低い誘電材料からなり、上記上部アンテナ素子の下面、側面及び上面が上記アンテナ保持層に覆われている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板層と、
前記基板層に配置された下部アンテナ素子と、
前記基板層の上面に積層されたアンテナ保持層と、
前記アンテナ保持層に配置され、前記下部アンテナ素子の上面に対向する上部アンテナ素子と、を備えるアンテナ付き基板であって、
前記アンテナ保持層は、前記基板層よりも比誘電率の低い誘電材料からなり、
前記上部アンテナ素子の下面、側面及び上面が前記アンテナ保持層に覆われている、アンテナ付き基板。
【請求項２】
前記上部アンテナ素子は、上面の表面粗さが下面の表面粗さよりも大きい、請求項１に記載のアンテナ付き基板。
【請求項３】
前記上部アンテナ素子は、上面の面積が下面の面積よりも小さい逆テーパー形状を有する、請求項１又は２に記載のアンテナ付き基板。
【請求項４】
前記アンテナ保持層は、前記上部アンテナ素子の上面を覆う第１のアンテナ保持層と、前記上部アンテナ素子の下面を覆う第２のアンテナ保持層と、を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナ付き基板。
【請求項５】
前記上部アンテナ素子の一部は、前記第２のアンテナ保持層の内部に埋設されている、請求項４に記載のアンテナ付き基板。
【請求項６】
前記第１のアンテナ保持層は、前記第２のアンテナ保持層と同じ材料から構成される、請求項４又は５に記載のアンテナ付き基板。
【請求項７】
前記第１のアンテナ保持層は、前記第２のアンテナ保持層と異なる材料から構成される、請求項４又は５に記載のアンテナ付き基板。
【請求項８】
前記第１のアンテナ保持層の比誘電率が前記第２のアンテナ保持層の比誘電率よりも高い、請求項７に記載のアンテナ付き基板。
【請求項９】
前記上部アンテナ素子の下面の面積が、対向する前記下部アンテナ素子の上面の面積よりも大きい、請求項１〜８のいずれか１項に記載のアンテナ付き基板。
【請求項１０】
前記下部アンテナ素子の上面が前記基板層に覆われている、請求項１〜９のいずれか１項に記載のアンテナ付き基板。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のアンテナ付き基板と、
前記アンテナ付き基板に搭載された電子部品と、を備える、アンテナモジュール。
【請求項１２】
前記電子部品は、前記アンテナ付き基板の主面のうち、基板層の下面側の主面に搭載されている、請求項１１に記載のアンテナモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ付き基板、及び、アンテナモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一方のアンテナ素子が他方のアンテナ素子の上方に配置されたアンテナ付き基板として、例えば、特許文献１には、第１誘電体板の表面に設けられた給電励振素子（下部アンテナ素子）と、第２誘電体板の表面に設けられた無給電励振素子（上部アンテナ素子）とを備えるアンテナ装置が開示されている。特許文献１に記載のアンテナ装置においては、第１誘電体板と第２誘電体板との間に脚部が配置され、給電励振素子と無給電励振素子との間に空間が形成されていることを特徴としている。【０００３】
また、特許文献１には、従来のアンテナ装置として、給電励振素子及び無給電励振素子が、第２誘電体板及び誘電体スペーサを介して配列された構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８３２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のアンテナ装置においては、給電励振素子と無給電励振素子との間に従来の誘電体スペーサよりも比誘電率が極めて小さい空間が形成されるため、給電励振素子と無給電励振素子との間の比誘電率が小さくなり、電磁波の損失を少なくすることができるとされている。また、第１誘電体板と第２誘電体板との間に配置される脚部は、従来の誘電体スペーサに比べて変形しにくいため、給電励振素子と無給電励振素子との間の距離が一定に保たれ、アンテナ特性を維持することができるとされている。【０００６】
しかしながら、無給電励振素子を配置する場所によっては、上部アンテナ素子である無給電励振素子と下部アンテナ素子である給電励振素子との距離を一定に保つことが困難になる。例えば、上部アンテナ素子を第２誘電体板内に埋め込む構造の場合、埋め込み量によって上部アンテナ素子の側面に回り込む誘電材料の量がばらつき、その結果、アンテナ特性が安定しないおそれがある。また、上部アンテナ素子が第２誘電体板の表面に設けられていると、上部アンテナ素子の位置が平面方向にずれることにより、アンテナ特性が安定しないおそれがある。【０００７】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、アンテナ素子間の比誘電率が低く、かつ、アンテナ特性が安定したアンテナ付き基板を提供することを目的とする。本発明はまた、上記アンテナ付き基板に電子部品が搭載されたアンテナモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のアンテナ付き基板は、基板層と、上記基板層に配置された下部アンテナ素子と、上記基板層の上面に積層されたアンテナ保持層と、上記アンテナ保持層に配置され、上記下部アンテナ素子の上面に対向する上部アンテナ素子と、を備えるアンテナ付き基板であって、上記アンテナ保持層は、上記基板層よりも比誘電率の低い誘電材料からなり、上記上部アンテナ素子の下面、側面及び上面が上記アンテナ保持層に覆われている。【０００９】
本発明のアンテナ付き基板において、上記上部アンテナ素子は、上面の表面粗さが下面の表面粗さよりも大きいことが好ましい。【００１０】
本発明のアンテナ付き基板において、上記上部アンテナ素子は、上面の面積が下面の面積よりも小さい逆テーパー形状を有してもよい。【００１１】
本発明のアンテナ付き基板において、上記アンテナ保持層は、上記上部アンテナ素子の上面を覆う第１のアンテナ保持層と、上記上部アンテナ素子の下面を覆う第２のアンテナ保持層と、を含むことが好ましい。【００１２】
本発明のアンテナ付き基板において、上記上部アンテナ素子の一部は、上記第２のアンテナ保持層の内部に埋設されていてもよい。【００１３】
本発明のアンテナ付き基板において、上記第１のアンテナ保持層は、上記第２のアンテナ保持層と同じ材料から構成されてもよい。【００１４】
本発明のアンテナ付き基板において、上記第１のアンテナ保持層は、上記第２のアンテナ保持層と異なる材料から構成されてもよい。この場合、上記第１のアンテナ保持層の比誘電率が上記第２のアンテナ保持層の比誘電率よりも高くてもよい。【００１５】
本発明のアンテナ付き基板においては、上記上部アンテナ素子の下面の面積が、対向する上記下部アンテナ素子の上面の面積よりも大きくてもよい。【００１６】
本発明のアンテナ付き基板においては、上記下部アンテナ素子の上面が上記基板層に覆われていてもよい。【００１７】
本発明のアンテナモジュールは、本発明のアンテナ付き基板と、上記アンテナ付き基板に搭載された電子部品と、を備える。【００１８】
本発明のアンテナモジュールにおいて、上記電子部品は、上記アンテナ付き基板の主面のうち、基板層の下面側の主面に搭載されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、アンテナ素子間の比誘電率が低く、かつ、アンテナ特性が安定したアンテナ付き基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るアンテナ付き基板の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の第２実施形態に係るアンテナ付き基板の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第３実施形態に係るアンテナ付き基板の一例を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の第４実施形態に係るアンテナ付き基板の一例を模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第５実施形態に係るアンテナ付き基板の一例を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の第６実施形態に係るアンテナ付き基板の一例を模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、本発明のアンテナモジュールの一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明のアンテナ付き基板、及び、アンテナモジュールについて説明する。
しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
【００２２】
以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。第２実施形態以降では、第１実施形態と共通の事項についての記述は省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎には逐次言及しない。
【００２３】
［アンテナ付き基板］
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係るアンテナ付き基板について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るアンテナ付き基板の一例を模式的に示す断面図である。
【００２４】
本明細書では、説明の便宜上、図１の上方を「上」といい、下方を「下」という。図２以降においても同様である。本発明のアンテナ付き基板において、「上」及び「下」とは、アンテナ付き基板における相対的な向きを意味するものであり、「鉛直上方」及び「鉛直下方」を意味するものではない。
【００２５】
図１に示すアンテナ付き基板１は、基板層１０と、基板層１０に配置された下部アンテナ素子２０と、基板層１０の上面に積層されたアンテナ保持層３０と、アンテナ保持層３０に配置された上部アンテナ素子４０と、を備える。上部アンテナ素子４０は、下部アンテナ素子２０の上面に対向して設けられている。
【００２６】
図１に示すアンテナ付き基板１では、下部アンテナ素子２０及び上部アンテナ素子４０がそれぞれ複数のパターンから構成されているが、１つのパターンから構成されていてもよい。いずれの場合においても、下部アンテナ素子２０と上部アンテナ素子４０とは、厚み方向から見て重なるように配置されることが好ましい。
【００２７】
図１に示すアンテナ付き基板１において、基板層１０には、必要に応じて配線２５が形成されている。基板層１０は多層構造を有していてもよい。
【００２８】
下部アンテナ素子２０は、一部が基板層１０の内部に設けられていることが好ましい。図１では、下部アンテナ素子２０の下面及び側面は基板層１０に覆われており、下部アンテナ素子２０の上面はアンテナ保持層３０に覆われている。
【００２９】
アンテナ保持層３０は、基板層１０よりも比誘電率の低い材料からなる層である。
下部アンテナ素子と上部アンテナ素子との間にアンテナ保持層を介在させることにより、基板層を介在させる場合に比べて、アンテナ素子間の比誘電率を低くすることができるため、アンテナ特性を向上させることができる。
【００３０】
図１に示すアンテナ付き基板１においては、上部アンテナ素子４０の下面、側面及び上面がアンテナ保持層３０に覆われている。すなわち、上部アンテナ素子４０は、アンテナ保持層３０の表面に露出していない。
アンテナ保持層の表面に上部アンテナ素子が露出する構造の場合、上部アンテナ素子の一部がアンテナ保持層に埋め込まれると、上部アンテナ素子の側面に回り込む誘電材料の量がばらつき、アンテナ特性が安定しないおそれがある。これに対し、上部アンテナ素子の全面をアンテナ保持層で覆うことにより、比誘電率の差によるアンテナ特性のばらつきがなくなるため、アンテナ特性が安定する。
【００３１】
また、上部アンテナ素子の全面をアンテナ保持層で覆うことにより、平面方向における下部アンテナ素子との位置ずれを抑制することができるため、アンテナ特性が安定する。
【００３２】
さらに、上部アンテナ素子の全面をアンテナ保持層で覆うことにより、アンテナ保持層と上部アンテナ素子との密着度が向上するため、信頼性が向上する。
【００３３】
図１に示すように、アンテナ保持層３０は、上部アンテナ素子４０の上面を覆う第１のアンテナ保持層３１と、上部アンテナ素子４０の下面を覆う第２のアンテナ保持層３２と、を含むことが好ましい。第１のアンテナ保持層３１は、第２のアンテナ保持層３２と同じ材料から構成される。
【００３４】
図１に示すアンテナ付き基板１では、上部アンテナ素子４０は第２のアンテナ保持層３２の上面に設けられており、上部アンテナ素子４０の下面は、第１のアンテナ保持層３１と第２のアンテナ保持層３２との境界面と同じ位置にある。
【００３５】
本発明の第１実施形態に係るアンテナ付き基板において、上部アンテナ素子は、上面の表面粗さが下面の表面粗さよりも大きいことが好ましい。
上部アンテナ素子の上面の表面粗さが大きいと、アンテナ素子間の位置ずれが起こりにくくなるため、アンテナ特性が安定する。また、上部アンテナ素子の上面の表面粗さが大きいと、アンカー効果によりアンテナ保持層との密着力が向上するため、信頼性が向上する。一方、上部アンテナ素子の下面の表面粗さが小さいと、電波の伝播ロスが少なくなるため、アンテナ特性が向上する。
なお、表面粗さは、最大高さ（Ｒｚ）を意味する。最大高さ（Ｒｚ）は、断面研磨を行い、凹凸の最大値から最小値の差を測定することにより求めることができる。
【００３６】
上部アンテナ素子は、例えば、フォトリソグラフィによって銅箔をパターニングすることにより形成される。銅箔は、通常、表裏面で表面粗さに違いがあり、一方が光沢面、他方が粗化面となっている。そのため、銅箔の光沢面が下側、粗化面が上側になるように積層することにより、上部アンテナ素子の上面の表面粗さを下面の表面粗さよりも大きくすることができる。
【００３７】
基板層を構成する材料としては、例えば、低温焼結セラミック（ＬＴＣＣ）材料等のセラミック材料が挙げられる。低温焼結セラミック材料とは、セラミック材料のうち、１０００℃以下の焼成温度で焼結可能であり、銅や銀等との同時焼成が可能である材料を意味する。また、基板層を構成する材料は、ガラスエポキシ樹脂等の樹脂材料であってもよい。
【００３８】
低温焼結セラミック材料としては、例えば、クオーツやアルミナ、フォルステライト等のセラミック材料にホウ珪酸ガラスを混合してなるガラス複合系低温焼結セラミック材料、ＺｎＯ−ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系の結晶化ガラスを用いた結晶化ガラス系低温焼結セラミック材料、ＢａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系セラミック材料やＡｌ２Ｏ３−ＣａＯ−ＳｉＯ２−ＭｇＯ−Ｂ２Ｏ３系セラミック材料等を用いた非ガラス系低温焼結セラミック材料等が挙げられる。
【００３９】
基板層の比誘電率は、アンテナ保持層の比誘電率よりも高い限り特に限定されないが、５以上であることが好ましく、１０を超えることがより好ましく、また、２０以下であることが好ましい。
【００４０】
アンテナ保持層を構成する誘電材料は、樹脂材料であることが好ましい。このような樹脂材料としては、例えば、フッ素系樹脂、シリコーンゴム、極性基の少ない炭化水素系樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等）等が挙げられる。より好ましい具体例としては、εｒ≒２．６のフッ素系樹脂、εｒ≒３．０のシリコーンゴム、εｒ≒２．２５のポリエチレン、εｒ≒２．２のポリプロピレン、εｒ≒２．４５のポリスチレン等が挙げられる。なお、εｒは比誘電率を表している。
【００４１】
アンテナ保持層の比誘電率は、基板層の比誘電率よりも低い限り特に限定されないが、３以下であることが好ましく、また、１．５以上であることが好ましい。
【００４２】
上部アンテナ素子の上面が覆われる限り、アンテナ保持層の厚みは特に限定されないが、アンテナ特性を向上させる観点からは、基板層の厚みと同等以上であることが好ましい。例えば、下部アンテナ素子の上面と上部アンテナ素子の下面との間の距離は、２００μｍ以上、４００μｍ以下であることが好ましい。ただし、製品の低背化が求められた際には、比誘電率がより低い材料を用いることで、アンテナ保持層を薄くしても必要な特性を得ることができる。
【００４３】
なお、アンテナ保持層の比誘電率は空気の比誘電率（εｒ≒１）より高い。そのため、上部アンテナ素子の上面を覆う部分のアンテナ保持層が厚くなりすぎると、アンテナ特性が低下するおそれがある。そのため、上部アンテナ素子の上面を覆う部分のアンテナ保持層の厚みは、例えば、５０μｍ以下であることが好ましい。
【００４４】
以下、本発明の第１実施形態に係るアンテナ付き基板の製造方法の一例について説明する。
【００４５】
まず、表層に下部アンテナ素子が形成された回路基板を作製する。
例えば、低温焼結セラミック材料を用いて、下部アンテナ素子を有するＬＴＣＣ基板を作製する。下部アンテナ素子は、一般的なＬＴＣＣ基板を作製する際の電極形成プロセスに準じて形成することができる。
【００４６】
基板層を構成する低温焼結セラミック材料として、アンテナ保持層を構成する材料よりも比誘電率の高い材料を選択する。
【００４７】
下部アンテナ素子の材料としては、銅や銀を用いることができる。下部アンテナ素子の材料は、上部アンテナ素子の材料と同一でもよいし、異なっていてもよい。
【００４８】
回路基板の主面のうち、下部アンテナ素子が形成されている側の主面上に、アンテナ保持層を積層する。
例えば、アンテナ保持層として、上述した樹脂材料等の誘電材料を主成分とする誘電フィルムを熱圧着にて積層する。積層方法は、一般的なロール方式、ダイヤフラム方式、平面プレス方式などでよい。
【００４９】
誘電フィルム（アンテナ保持層）上に、銅箔を熱圧着にて積層する。
通常、銅箔には表裏面で表面粗さに違いがあるため、光沢面が下側、粗化面が上側になるように積層する。
【００５０】
その後、下部アンテナ素子と対になるように、フォトリソグラフィによって上部アンテナ素子を形成する。具体的には、銅箔上にレジストを印刷した後、銅箔をエッチングすることにより、レジストにより覆われていない部分の銅箔を除去し、その後、レジストを除去する。
この際、上部アンテナ素子と下部アンテナ素子との平面方向の位置関係が特性に影響を及ぼすため、平面方向における位置ずれの量がアンテナ素子間の高さ方向における距離の半分以下になるように上部アンテナ素子を形成すればよい。
【００５１】
銅箔の厚みは、積層時の取り扱いやすさとエッチング時間とを両立させる観点から、５μｍ以上、２０μｍ以下程度がよい。上述したように、光沢面を下側に形成することにより、電波の伝播ロスが少なくなり、アンテナ特性が向上する。
【００５２】
最後に、上部アンテナ素子の厚み分の段差を充分に吸収できるよう、上部アンテナ素子と同等以上の厚みの誘電フィルム（アンテナ保持層）を、高温プレス機などを用いて高さ方向に圧力を加えながら積層する。これにより、上部アンテナ素子をアンテナ保持層内に埋没させる。この際、上部アンテナ素子の上側を粗化面とすることにより、アンカー効果によりアンテナ保持層との密着力が向上する。そのため、アンテナ素子間の位置ずれに起因するアンテナ特性の劣化が抑制されるとともに、信頼性が向上する。
【００５３】
以上により、本発明の第１実施形態に係るアンテナ付き基板が得られる。
【００５４】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態においては、上部アンテナ素子が逆テーパー形状を有する。
【００５５】
図２は、本発明の第２実施形態に係るアンテナ付き基板の一例を模式的に示す断面図である。
図２には全体的な構成が示されていないが、アンテナ付き基板２は、基板層１０と、基板層１０に配置された下部アンテナ素子２０と、基板層１０の上面に積層されたアンテナ保持層３０と、アンテナ保持層３０に配置された上部アンテナ素子４１と、を備える。上部アンテナ素子４１は、下部アンテナ素子２０の上面に対向して設けられている。
【００５６】
図２に示すように、アンテナ保持層３０は、上部アンテナ素子４１の上面を覆う第１のアンテナ保持層３１と、上部アンテナ素子４１の下面を覆う第２のアンテナ保持層３２と、を含むことが好ましい。第１のアンテナ保持層３１は、第２のアンテナ保持層３２と同じ材料から構成される。
【００５７】
図２に示すアンテナ付き基板２では、上部アンテナ素子４１は、上面の面積が下面の面積よりも小さい逆テーパー形状を有している。
上部アンテナ素子が逆テーパー形状を有していると、楔効果によって、上部アンテナ素子の上方への抜けを抑制することができる。そのため、アンテナ特性及び信頼性がさらに向上する。
【００５８】
図２に示すアンテナ付き基板２は、上部アンテナ素子４１が逆テーパー形状を有することを除いて、図１に示すアンテナ付き基板１と共通の構成を有している。
【００５９】
本発明の第１実施形態で説明したように、上部アンテナ素子は、例えば、フォトリソグラフィによって形成される。この場合、銅箔をエッチングする際に、逆テーパー形状を有する上部アンテナ素子を容易に形成することができる。
【００６０】
また、上部アンテナ素子が逆テーパー形状を有していると、上部アンテナ素子を形成した後に誘電フィルム（アンテナ保持層）を積層する際、エア噛みが生じにくくなる。そのため、安価な設備であっても積層可能となり、製造コストを削減することができる。
【００６１】
本発明の第２実施形態に係るアンテナ付き基板では、上部アンテナ素子の上面の面積が下面の面積よりも小さい限り、上部アンテナ素子の形状は特に限定されない。例えば、上部アンテナ素子の上面の面積は、下面の面積の７０％以上、９０％以下であることが好ましい。
【００６２】
本発明の第２実施形態に係るアンテナ付き基板では、下部アンテナ素子及び上部アンテナ素子がそれぞれ複数のパターンから構成されていてもよいし、１つのパターンから構成されていてもよい。いずれの場合においても、下部アンテナ素子と上部アンテナ素子とは、厚み方向から見て重なるように配置されることが好ましい。下部アンテナ素子及び上部アンテナ素子がそれぞれ複数のパターンから構成されている場合、全ての上部アンテナ素子が逆テーパー形状を有することが好ましい。上部アンテナ素子の形状は、それぞれ同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００６３】
本発明の第２実施形態に係るアンテナ付き基板において、上部アンテナ素子は、上面の表面粗さが下面の表面粗さよりも大きいことが好ましい。
【００６４】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態においては、アンテナ保持層が第１のアンテナ保持層と第２のアンテナ保持層とを含み、上部アンテナ素子の一部が第２のアンテナ保持層の内部に埋設されている。
【００６５】
図３は、本発明の第３実施形態に係るアンテナ付き基板の一例を模式的に示す断面図である。
図３には全体的な構成が示されていないが、アンテナ付き基板３は、基板層１０と、基板層１０に配置された下部アンテナ素子２０と、基板層１０の上面に積層されたアンテナ保持層３０と、アンテナ保持層３０に配置された上部アンテナ素子４１と、を備える。上部アンテナ素子４１は、下部アンテナ素子２０の上面に対向して設けられている。
【００６６】
図３に示すように、アンテナ保持層３０は、上部アンテナ素子４１の上面を覆う第１のアンテナ保持層３１と、上部アンテナ素子４１の下面を覆う第２のアンテナ保持層３２と、を含む。第１のアンテナ保持層３１は、第２のアンテナ保持層３２と同じ材料から構成される。
【００６７】
図３に示すアンテナ付き基板３では、上部アンテナ素子４１の一部は、第２のアンテナ保持層３２の内部に埋設されている。
上部アンテナ素子の一部が第２のアンテナ保持層の内部に埋設されていると、上部アンテナ素子がしっかりと保持される。そのため、アンテナ特性及び信頼性がさらに向上する。
【００６８】
図３に示すアンテナ付き基板３は、上部アンテナ素子４１の一部が第２のアンテナ保持層３２の内部に埋設されていることを除いて、図２に示すアンテナ付き基板２と共通の構成を有している。なお、図３に示すアンテナ付き基板３は、上部アンテナ素子４１に代えて、図１に示す上部アンテナ素子４０を備えてもよい。
【００６９】
本発明の第３実施形態に係るアンテナ付き基板では、上部アンテナ素子の一部が第２のアンテナ保持層の内部に埋設されている限り、上部アンテナ素子の形状及び埋没量は特に限定されない。例えば、上部アンテナ素子の高さの５０％以上が第２のアンテナ保持層の内部に埋設されていることが好ましい。
【００７０】
本発明の第３実施形態に係るアンテナ付き基板では、下部アンテナ素子及び上部アンテナ素子がそれぞれ複数のパターンから構成されていてもよいし、１つのパターンから構成されていてもよい。いずれの場合においても、下部アンテナ素子と上部アンテナ素子とは、厚み方向から見て重なるように配置されることが好ましい。下部アンテナ素子及び上部アンテナ素子がそれぞれ複数のパターンから構成されている場合、全ての上部アンテナ素子において、上部アンテナ素子の一部が第２のアンテナ保持層の内部に埋設されていることが好ましい。上部アンテナ素子の形状及び埋没量は、それぞれ同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００７１】
本発明の第３実施形態に係るアンテナ付き基板において、上部アンテナ素子は、上面の表面粗さが下面の表面粗さよりも大きいことが好ましい。
【００７２】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態においては、上部アンテナ素子の下面の面積が、対向する下部アンテナ素子の上面の面積よりも大きい。
【００７３】
図４は、本発明の第４実施形態に係るアンテナ付き基板の一例を模式的に示す断面図である。
図４に示すアンテナ付き基板４は、基板層１０と、基板層１０に配置された下部アンテナ素子２０と、基板層１０の上面に積層されたアンテナ保持層３０と、アンテナ保持層３０に配置された上部アンテナ素子４２と、を備える。上部アンテナ素子４２は、下部アンテナ素子２０の上面に対向して設けられている。基板層１０には、必要に応じて配線２５が形成されている。
【００７４】
図４に示すように、アンテナ保持層３０は、上部アンテナ素子４２の上面を覆う第１のアンテナ保持層３１と、上部アンテナ素子４２の下面を覆う第２のアンテナ保持層３２と、を含むことが好ましい。第１のアンテナ保持層３１は、第２のアンテナ保持層３２と同じ材料から構成される。
【００７５】
図４に示すアンテナ付き基板４では、上部アンテナ素子４２の下面の面積が、対向する下部アンテナ素子２０の上面の面積よりも大きい。
上部アンテナ素子の面積が下部アンテナ素子の面積よりも大きいと、アンテナ素子間に多少の位置ずれがあっても、下部アンテナ素子から放射された電波を充分に受信することができるため、アンテナ特性が安定する。
【００７６】
図４に示すアンテナ付き基板４は、上部アンテナ素子４２の下面の面積が、対向する下部アンテナ素子２０の上面の面積よりも大きいことを除いて、図１に示すアンテナ付き基板１と共通の構成を有している。
【００７７】
本発明の第４実施形態に係るアンテナ付き基板では、上部アンテナ素子の下面の面積が、対向する下部アンテナ素子の上面の面積よりも大きい限り、上部アンテナ素子及び下部アンテナ素子の形状は特に限定されない。例えば、上部アンテナ素子の下面の面積は、対向する下部アンテナ素子の上面の面積の１１０％以上であることが好ましく、また、２５０％以下であることが好ましい。
【００７８】
本発明の第４実施形態に係るアンテナ付き基板では、下部アンテナ素子及び上部アンテナ素子がそれぞれ複数のパターンから構成されていてもよいし、１つのパターンから構成されていてもよい。いずれの場合においても、下部アンテナ素子と上部アンテナ素子とは、厚み方向から見て重なるように配置されることが好ましい。下部アンテナ素子及び上部アンテナ素子がそれぞれ複数のパターンから構成されている場合、全ての上部アンテナ素子の下面の面積が、対向する下部アンテナ素子の上面の面積よりも大きいことが好ましい。上部アンテナ素子及び下部アンテナ素子の形状は、それぞれ同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００７９】
本発明の第４実施形態に係るアンテナ付き基板において、上部アンテナ素子は、上面の表面粗さが下面の表面粗さよりも大きいことが好ましい。
【００８０】
本発明の第４実施形態に係るアンテナ付き基板において、上部アンテナ素子は、上面の面積が下面の面積よりも小さい逆テーパー形状を有してもよい。
【００８１】
本発明の第４実施形態に係るアンテナ付き基板において、アンテナ保持層が第１のアンテナ保持層と第２のアンテナ保持層とを含む場合、上部アンテナ素子の一部は、第２のアンテナ保持層の内部に埋設されていてもよい。
【００８２】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態においては、下部アンテナ素子の上面が基板層に覆われている。
【００８３】
図５は、本発明の第５実施形態に係るアンテナ付き基板の一例を模式的に示す断面図である。
図５には全体的な構成が示されていないが、アンテナ付き基板５は、基板層１０と、基板層１０に配置された下部アンテナ素子２０と、基板層１０の上面に積層されたアンテナ保持層３０と、アンテナ保持層３０に配置された上部アンテナ素子４０と、を備える。上部アンテナ素子４０は、下部アンテナ素子２０の上面に対向して設けられている。
【００８４】
図５に示すように、アンテナ保持層３０は、上部アンテナ素子４０の上面を覆う第１のアンテナ保持層３１と、上部アンテナ素子４０の下面を覆う第２のアンテナ保持層３２と、を含むことが好ましい。第１のアンテナ保持層３１は、第２のアンテナ保持層３２と同じ材料から構成される。
【００８５】
図５に示すアンテナ付き基板５では、下部アンテナ素子２０の上面が基板層１０に覆われている。
下部アンテナ素子の上面が基板層に覆われていると、誘電フィルム（アンテナ保持層）を積層する前のアンテナ素子の耐食性を向上させることができ、また、ハンドリング等による傷を防止することができる。
【００８６】
図５に示すアンテナ付き基板５は、下部アンテナ素子２０の上面が基板層１０に覆われていることを除いて、図１に示すアンテナ付き基板１と共通の構成を有している。
【００８７】
本発明の第５実施形態に係るアンテナ付き基板では、下部アンテナ素子の上面が覆われる限り、下部アンテナ素子の上面を覆う部分の基板層の厚みは特に限定されないが、アンテナ素子間の比誘電率を低くする観点からは、できるだけ薄い方が好ましい。例えば、下部アンテナ素子の上面を覆う部分の基板層の厚みは、上部アンテナ素子の下面と下部アンテナ素子の上面との間の距離の２０％以下であることが好ましい。具体的には、６０μｍ以下であることが好ましい。
【００８８】
本発明の第５実施形態に係るアンテナ付き基板では、下部アンテナ素子及び上部アンテナ素子がそれぞれ複数のパターンから構成されていてもよいし、１つのパターンから構成されていてもよい。いずれの場合においても、下部アンテナ素子と上部アンテナ素子とは、厚み方向から見て重なるように配置されることが好ましい。下部アンテナ素子及び上部アンテナ素子がそれぞれ複数のパターンから構成されている場合、全ての下部アンテナ素子の上面が基板層に覆われていることが好ましい。
【００８９】
本発明の第５実施形態に係るアンテナ付き基板において、上部アンテナ素子は、上面の表面粗さが下面の表面粗さよりも大きいことが好ましい。
【００９０】
本発明の第５実施形態に係るアンテナ付き基板において、上部アンテナ素子は、上面の面積が下面の面積よりも小さい逆テーパー形状を有してもよい。
【００９１】
本発明の第５実施形態に係るアンテナ付き基板において、アンテナ保持層が第１のアンテナ保持層と第２のアンテナ保持層とを含む場合、上部アンテナ素子の一部は、第２のアンテナ保持層の内部に埋設されていてもよい。
【００９２】
本発明の第５実施形態に係るアンテナ付き基板においては、上部アンテナ素子の下面の面積が、対向する下部アンテナ素子の上面の面積よりも大きくてもよい。
【００９３】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態においては、アンテナ保持層が第１のアンテナ保持層と第２のアンテナ保持層とを含み、第１のアンテナ保持層が第２のアンテナ保持層と異なる材料から構成される。
【００９４】
図６は、本発明の第６実施形態に係るアンテナ付き基板の一例を模式的に示す断面図である。
図６に示すアンテナ付き基板６は、基板層１０と、基板層１０に配置された下部アンテナ素子２０と、基板層１０の上面に積層されたアンテナ保持層３０ａと、アンテナ保持層３０ａに配置された上部アンテナ素子４０と、を備える。上部アンテナ素子４０は、下部アンテナ素子２０の上面に対向して設けられている。基板層１０には、必要に応じて配線２５が形成されている。
【００９５】
図６に示すように、アンテナ保持層３０ａは、上部アンテナ素子４０の上面を覆う第１のアンテナ保持層３１ａと、上部アンテナ素子４０の下面を覆う第２のアンテナ保持層３２と、を含む。
【００９６】
図６に示すアンテナ付き基板６では、第１のアンテナ保持層３１ａは、第２のアンテナ保持層３２と異なる材料から構成される。
【００９７】
図６に示すアンテナ付き基板６は、第１のアンテナ保持層が第２のアンテナ保持層と異なる材料から構成されることを除いて、図１に示すアンテナ付き基板１と共通の構成を有している。
【００９８】
本発明の第６実施形態においても、上部アンテナ素子の全面をアンテナ保持層で覆うことができるため、本発明の第１実施形態と同様の効果が発揮される。
【００９９】
本発明の第６実施形態に係るアンテナ付き基板では、第１のアンテナ保持層の材料として、例えば、一般的なドライフィルムレジスト等、扱いが容易で安価なフィルムを用いることができる。
上記フィルムを用いることで、材料コストの削減、及び、安価な設備での加工が可能となるため、製造コストを削減することができる。
【０１００】
本発明の第６実施形態に係るアンテナ付き基板では、第１のアンテナ保持層の比誘電率が第２のアンテナ保持層の比誘電率よりも高くてもよい。この場合、第１のアンテナ保持層の比誘電率は、基板層の比誘電率よりも低いことが好ましい。
アンテナ特性を安定させる観点からは、第１のアンテナ保持層の比誘電率は、第２のアンテナ保持層の比誘電率の２００％以下であることが好ましい。
【０１０１】
本発明の第６実施形態に係るアンテナ付き基板において、第１のアンテナ保持層の厚みは、第１実施形態で説明したように、上部アンテナ素子よりも厚ければよい。
上部アンテナ素子の上面を覆う部分のアンテナ保持層の厚みは、例えば、３０μｍ以下であることが好ましい。
【０１０２】
本発明の第６実施形態に係るアンテナ付き基板では、下部アンテナ素子及び上部アンテナ素子がそれぞれ複数のパターンから構成されていてもよいし、１つのパターンから構成されていてもよい。いずれの場合においても、下部アンテナ素子と上部アンテナ素子とは、厚み方向から見て重なるように配置されることが好ましい。
【０１０３】
本発明の第６実施形態に係るアンテナ付き基板において、上部アンテナ素子は、上面の表面粗さが下面の表面粗さよりも大きいことが好ましい。
【０１０４】
本発明の第６実施形態に係るアンテナ付き基板において、上部アンテナ素子は、上面の面積が下面の面積よりも小さい逆テーパー形状を有してもよい。
【０１０５】
本発明の第６実施形態に係るアンテナ付き基板において、アンテナ保持層が第１のアンテナ保持層と第２のアンテナ保持層とを含む場合、上部アンテナ素子の一部は、第２のアンテナ保持層の内部に埋設されていてもよい。
【０１０６】
本発明の第６実施形態に係るアンテナ付き基板においては、上部アンテナ素子の下面の面積が、対向する下部アンテナ素子の上面の面積よりも大きくてもよい。
【０１０７】
本発明の第６実施形態に係るアンテナ付き基板においては、下部アンテナ素子の上面が基板層に覆われていてもよい。
【０１０８】
［アンテナモジュール］
本発明のアンテナモジュールは、本発明のアンテナ付き基板と、上記アンテナ付き基板に搭載された電子部品と、を備える。
【０１０９】
図７は、本発明のアンテナモジュールの一例を模式的に示す断面図である。図７では、本発明のアンテナモジュールとして、本発明の第１実施形態に係るアンテナ付き基板を用いたアンテナモジュールが示されている。
【０１１０】
図７に示すアンテナモジュール１００は、アンテナ付き基板１と、アンテナ付き基板１に搭載された電子部品５１及び５２と、を備える。
【０１１１】
アンテナ付き基板１の構成は、図１で説明したとおりである。すなわち、アンテナ付き基板１は、基板層１０と、基板層１０に配置された下部アンテナ素子２０と、基板層１０の上面に積層されたアンテナ保持層３０と、アンテナ保持層３０に配置された上部アンテナ素子４０と、を備える。アンテナ保持層３０は、第１のアンテナ保持層３１と、第２のアンテナ保持層３２と、を含むことが好ましい。
【０１１２】
図７に示すアンテナモジュール１００では、電子部品５１及び５２は、アンテナ付き基板１の主面のうち、基板層１０の下面側の主面（以下、アンテナ付き基板１の裏面ともいう）に搭載されている。図７では、電子部品５１は、はんだ等の接合材料５５を介して回路基板に搭載されている。
【０１１３】
図７に示すアンテナモジュール１００では、さらに、アンテナ付き基板１の裏面に外部端子５３が設けられている。また、電子部品５１及び５２は、封止材５４によって封止されている。
【０１１４】
電子部品としては、例えば、集積回路（ＩＣ）や各種受動部品（コンデンサ、インダクタ、抵抗）等の表面実装部品（ＳＭＣ）が挙げられる。アンテナの有効面積を大きくする観点から、電子部品は、アンテナ付き基板の裏面に搭載されることが好ましい。
【０１１５】
電子部品と同様、外部端子は、アンテナ付き基板の裏面に搭載されることが好ましい。
【０１１６】
このようなアンテナモジュールは、例えば、モバイル機器の高速通信用途に使用することができる。
【０１１７】
本発明のアンテナモジュールは、例えば、本発明のアンテナ付き基板の裏面に、ＩＣ等の電子部品を実装した後、封止材を用いて実装面を樹脂モールドすることにより作製することができる。また、樹脂モールド前に銅ポストを実装面に配置し、樹脂モールド後に銅ポストを研磨などで露出させることで、外部端子を設けてもよい。
【０１１８】
電子部品は、一般的な実装プロセスを用いて実装することができる。また、樹脂モールドには、トランスファーモールド、コンプレッションモールド、液状樹脂のディッピング等のプロセスを使用することができる。
【０１１９】
本発明のアンテナ付き基板、及び、アンテナモジュールは、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、アンテナ付き基板及びアンテナモジュールの構成、製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【０１２０】
例えば、本発明のアンテナ付き基板において、アンテナ保持層が第１のアンテナ保持層と第２のアンテナ保持層とを含む場合、第１のアンテナ保持層と第２のアンテナ保持層との間に第３のアンテナ保持層を１層以上含んでもよい。この場合、第３のアンテナ保持層は、第１のアンテナ保持層及び第２のアンテナ保持層と同じ材料から構成されてもよいし、異なる材料から構成されてもよい。また、アンテナ保持層は、１層のみから構成されてもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１，２，３，４，５，６  アンテナ付き基板
１０  基板層
２０  下部アンテナ素子
２５  配線
３０，３０ａ  アンテナ保持層
３１，３１ａ  第１のアンテナ保持層
３２  第２のアンテナ保持層
４０，４１，４２  上部アンテナ素子
５１，５２  電子部品
５３  外部端子
５４  封止材
５５  接合材料
１００  アンテナモジュール
【図１】
2019116718.tif 000003
【図２】
2019116718.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019116718.tif 000007
【図６】
2019116718.tif 000008
【図７】
2019116718.tif 000009
【国際調査報告】
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