(57)【要約】  伝送線路（１２）は、多層基板（２０）と、信号パターン線路（３０）と、グランドパターン導体（５０）と、信号パターン線路（３０）とグランドパターン導体（５０）との間に配置され、グランドパターン導体（５０）と電気的に接続される中間グランドパターン導体（４０）とを備え、信号パターン線路（３０）は、多層基板（２０）の積層方向に延びる信号導体が接続される第一接続点（３０ｃ）を有し、中間グランドパターン導体（４０）には、多層基板（２０）の平面視において信号パターン線路（３０）の第一端部（３０ａ）と重なる位置に第一開口部（４１ｈ）が形成されており、第一開口部（４１ｈ）の第一端縁（４１ｅ）は、信号パターン線路（３０）と重なる第一重複部（４１ａ）を有し、第一重複部（４１ａ）と第一接続点（３０ｃ）との間の距離は、第一端縁（４１ｅ）の第一重複部（４１ａ）以外の部分と第一接続点（３０ｃ）との間の距離より小さい。
2019098311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体で形成された多層基板と、
前記多層基板に配置される信号パターン線路と、
前記多層基板の積層方向において前記信号パターン線路と異なる位置に配置され、前記多層基板の平面視において前記信号パターン線路と重なるグランドパターン導体と、
前記多層基板の積層方向において前記信号パターン線路と前記グランドパターン導体との間に配置され、前記グランドパターン導体と電気的に接続される中間グランドパターン導体とを備え、
前記信号パターン線路は、前記信号パターン線路から前記多層基板の積層方向において前記中間グランドパターン導体から遠ざかる向きに延びる信号導体が接続される第一接続点を有し、
前記第一接続点は、前記信号パターン線路の一方の端部である第一端部に配置され、
前記中間グランドパターン導体には、前記多層基板の平面視において前記信号パターン線路の前記第一端部と重なる位置に開口している第一開口部が形成されており、
前記多層基板の平面視において、前記第一開口部の端縁である第一端縁は、前記信号パターン線路と重なる第一重複部を有し、前記第一重複部と前記第一接続点との間の距離は、前記第一端縁の前記第一重複部以外のいずれの部分と前記第一接続点との間の距離より小さい
伝送線路。
【請求項２】
前記中間グランドパターン導体は、前記多層基板の平面視において前記信号パターン線路に沿って前記第一開口部の内側に向かって突出する第一突出部を有する
請求項１に記載の伝送線路。
【請求項３】
前記多層基板の平面視において前記中間グランドパターン導体の前記信号パターン線路と重なる部分に配置され、前記中間グランドパターン導体と前記グランドパターン導体とを接続する第一グランドビアホール導体をさらに備える
請求項１又は２に記載の伝送線路。
【請求項４】
前記多層基板の平面視において前記中間グランドパターン導体の前記信号パターン線路と重なる部分に配置され、前記中間グランドパターン導体と前記グランドパターン導体とを接続する第一グランドビアホール導体をさらに備え、
前記第一グランドビアホール導体は、前記第一突出部に配置される
請求項２に記載の伝送線路。
【請求項５】
前記信号パターン線路は、
前記第一端部を含む広幅部と、
前記広幅部に接続され、前記広幅部より幅が狭い狭幅部とを含み、
前記第一突出部は、前記多層基板の平面視において、前記狭幅部と重なり、前記広幅部と重ならない
請求項２又は４に記載の伝送線路。
【請求項６】
前記信号パターン線路に接続され、前記多層基板の積層方向に延びて前記第一開口部と異なる位置において前記中間グランドパターン導体を貫通する信号ビアホール線路をさらに備える
請求項１〜５のいずれか１項に記載の伝送線路。
【請求項７】
前記中間グランドパターン導体には、前記信号ビアホール線路が貫通する第二開口部が形成され、
前記多層基板の平面視において、前記第二開口部の端縁である第二端縁は、前記信号パターン線路と重なる第二重複部を有し、前記第二重複部と、前記信号パターン線路における前記信号ビアホール線路が接続される第二接続点との間の距離は、前記第二端縁の前記第二重複部以外のいずれの部分と前記第二接続点との間の距離より小さい
請求項６に記載の伝送線路。
【請求項８】
前記中間グランドパターン導体は、前記信号パターン線路に沿って前記第二開口部の内側に向かって突出する第二突出部を有する
請求項７に記載の伝送線路。
【請求項９】
前記多層基板の平面視において、前記中間グランドパターン導体の前記信号パターン線路と重なる位置に配置され、前記中間グランドパターン導体と前記グランドパターン導体とを接続する第二グランドビアホール導体をさらに備える
請求項７又は８に記載の伝送線路。
【請求項１０】
前記多層基板の平面視において、前記中間グランドパターン導体の前記信号パターン線路と重なる位置に配置され、前記中間グランドパターン導体と前記グランドパターン導体とを接続する第二グランドビアホール導体をさらに備え、
前記第二グランドビアホール導体は、前記第二突出部に配置される
請求項８に記載の伝送線路。
【請求項１１】
前記多層基板の積層方向において前記信号パターン線路と同じ位置に配置される信号層グランドパターン導体をさらに備え、
前記信号パターン線路は、前記第一端部を含むストリップ線路部と、前記信号層グランドパターン導体に形成されるスリット部に配置されるコプレーナ線路部とを含む
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の伝送線路。
【請求項１２】
複数の前記信号パターン線路と、
複数の前記信号パターン線路にそれぞれ接続される複数の前記信号ビアホール線路とを備える
請求項６〜１０のいずれか１項に記載の伝送線路。
【請求項１３】
請求項１２に記載の伝送線路と、
前記伝送線路の複数の前記信号ビアホール線路にそれぞれ接続されるアレイ状に配列された複数のパッチアンテナとを備える
アンテナモジュール。
【請求項１４】
前記伝送線路の複数の前記信号パターン線路にそれぞれ接続される複数の端子を有する集積回路をさらに備える
請求項１３に記載のアンテナモジュール。
【請求項１５】
前記多層基板は、第一主面と、前記第一主面の裏側に位置する第二主面とを有し、
前記集積回路は、前記第一主面に配置され、
前記複数のパッチアンテナは、前記第一主面に対して前記第二主面側に配置される
請求項１４に記載のアンテナモジュール。
【請求項１６】
伝送線路と、当該伝送線路に接続されるパッチアンテナ及び集積回路の少なくとも一方とを備えるアンテナモジュールであって、
前記伝送線路は、
誘電体で形成された多層基板と、
前記多層基板に配置される信号パターン線路と、
前記多層基板の積層方向において前記信号パターン線路と異なる位置に配置され、前記多層基板の平面視において前記信号パターン線路と重なるグランドパターン導体と、
前記多層基板の積層方向において前記信号パターン線路と前記グランドパターン導体との間に配置され、前記グランドパターン導体と電気的に接続される中間グランドパターン導体と、
前記信号パターン線路の一方の端部に接続され、前記信号パターン線路から前記多層基板の積層方向において前記中間グランドパターン導体から遠ざかる向きに延びる信号ビアホール線路とを備え、
前記中間グランドパターン導体には、前記多層基板の平面視において前記一方の端部と重なる位置に開口している開口部が形成されており、
前記信号ビアホール線路は、前記積層方向に延びる他の線路を介さずに前記パッチアンテナ又は前記集積回路に接続されている
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、高周波信号を伝送する伝送線路及びそれを備えるアンテナモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高周波信号を伝送する伝送線路として、多層基板を用いる伝送線路が利用されている。多層基板には、集積回路が実装され、集積回路の端子と伝送線路とが接続される。このような多層基板の表層又は内層には、ストリップ線路、コプレーナ線路などの高周波伝送線路が形成される。【０００３】
このような多層基板において、一方の主面に実装された集積回路の端子から出力された信号を多層基板の他方の主面に伝送する場合がある。このような場合には、多層基板の積層方向に信号を伝送する信号ビアホール線路などを形成する必要がある。多層基板においては、グランドパターン導体が形成されており、信号ビアホール線路は、グランドパターン導体を貫通する。グランドパターン導体のうち、信号ビアホール線路が貫通する部分においては、信号ビアホール線路を中心とする円形の開口部が形成されており、疑似的な同軸線路が形成される。このような信号ビアホール線路とストリップ線路などとの接続部分における電磁界分布は、理想的な同軸線路又はストリップ線路の電磁界分布と異なる。このため当該接続部分において、インピーダンス不整合が生じる。【０００４】
このようなインピーダンス不整合を低減するために、グランドパターン導体に形成される開口部の形状を調整する手法が提案されている（特許文献１）。特許文献１に記載された伝送線路においては、開口部の形状を調整することにより、当該接続部分におけるインピーダンス不整合を低減しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−７４２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された手法により、多層基板の積層方向に延びる信号ビアホール線路と、多層基板の積層面内方向に延びるストリップ線路などとの接続部分におけるインピーダンス不整合を低減できるが、多層基板に形成される伝送線路においては、そのような接続部分以外においてもインピーダンス不整合が生じ得る。【０００７】
そこで、本発明は、多層基板を用いる伝送線路のインピーダンス不整合を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る伝送線路は、誘電体で形成された多層基板と、前記多層基板に配置される信号パターン線路と、前記多層基板の積層方向において前記信号パターン線路と異なる位置に配置され、前記多層基板の平面視において前記信号パターン線路と重なるグランドパターン導体と、前記多層基板の積層方向において前記信号パターン線路と前記グランドパターン導体との間に配置され、前記グランドパターン導体と電気的に接続される中間グランドパターン導体とを備え、前記信号パターン線路は、前記信号パターン線路から前記多層基板の積層方向において前記中間グランドパターン導体から遠ざかる向きに延びる信号導体が接続される第一接続点を有し、前記第一接続点は、前記信号パターン線路の一方の端部である第一端部に配置され、前記中間グランドパターン導体には、前記多層基板の平面視において前記信号パターン線路の前記第一端部と重なる位置に開口している第一開口部が形成されており、前記多層基板の平面視において、前記第一開口部の端縁である第一端縁は、前記信号パターン線路と重なる第一重複部を有し、前記第一重複部と前記第一接続点との間の距離は、前記第一端縁の前記第一重複部以外のいずれの部分と前記第一接続点との間の距離より小さい。【０００９】
このように、本発明の一態様に係る伝送線路の信号パターン線路の第一端部の第一接続点において、多層基板の積層方向に延びる信号導体が接続される。このような伝送線路における信号の伝送方向が変化する部分において、インピーダンス不整合が生じる。ここで、多層基板の積層方向に延びる信号導体におけるインピーダンスを整合させるために、中間グランドパターン導体に円形の開口を設けて疑似的な同軸線路を形成する手段が考えられる。なお、特許文献１に開示された開口部と異なり、この開口を貫通する導体は存在しない。この場合に想定される開口は、多層基板の平面視において、第一接続点を中心とする円形の端縁を有する。以下、この円形の端縁の形状を仮想の円という。このような開口により、信号導体におけるインピーダンス不整合は低減されるが、信号パターン線路の第一端部付近と対向する中間グランドパターン導体が存在しなくなるため、信号パターン線路の第一端部付近においてインピーダンス不整合が生じる。本発明の一態様に係る伝送線路では、多層基板の平面視において、中間グランドパターン導体の第一開口部の第一端縁は、信号パターン線路と重なる第一重複部を有し、第一重複部と第一接続点との間の距離は、第一端縁の第一重複部以外のいずれの部分と第一接続点との間の距離より小さい。これにより、中間グランドパターン導体に、多層基板の平面視において、第一接続点を中心とする上記仮想の円に沿った端縁を有する開口が形成された場合より、多層基板の平面視において、信号パターン線路の第一端部付近の部分のうち中間グランドパターン導体と重ならない部分を削減できる。このように、信号パターン線路と対向する位置に、中間グランドパターン導体における上記仮想の円の外部から内部にかけて連続的に中間グランドパターン導体を形成することにより、信号パターン線路の第一端部付近の部分におけるインピーダンス不整合を低減できる。なお、本明細書では、「信号パターン線路のインピーダンス」との記載は、信号パターン線路とその周辺に配置された中間グランドパターン導体などの導体とからなる線路のインピーダンスを意味する。「信号ビアホール線路のインピーダンス」などの記載についても同様である。【００１０】
また、本発明の一態様に係る伝送線路において、前記中間グランドパターン導体は、前記多層基板の平面視において前記信号パターン線路に沿って前記第一開口部の内側に向かって突出する第一突出部を有してもよい。【００１１】
これにより、多層基板の平面視において第一突出部と信号パターン線路とが重なる領域における信号パターン線路のインピーダンスを調整できる。このように信号パターン線路のインピーダンスを調整することで、信号パターン線路の第一端部付近におけるインピーダンス不整合を低減できる。【００１２】
また、本発明の一態様に係る伝送線路は、前記多層基板の平面視において前記中間グランドパターン導体の前記信号パターン線路と重なる部分に配置され、前記中間グランドパターン導体と前記グランドパターン導体とを接続する第一グランドビアホール導体をさらに備えてもよい。【００１３】
これにより、中間グランドパターン導体のうち、信号パターン線路のインピーダンスに影響する部分とグランドパターン導体との間で発生する寄生容量を低減できる。このため、信号パターン線路の寄生容量に起因するインピーダンス不整合を低減できる。【００１４】
また、本発明の一態様に係る伝送線路は、前記多層基板の平面視において前記中間グランドパターン導体の前記信号パターン線路と重なる部分に配置され、前記中間グランドパターン導体と前記グランドパターン導体とを接続する第一グランドビアホール導体をさらに備え、前記第一グランドビアホール導体は、前記第一突出部に配置されてもよい。【００１５】
第一突出部は、中間グランドパターン導体から突出した端部であるため、グランドパターン導体との間で寄生容量を発生し易いが、第一突出部とグランドパターン導体とを第一グランドビアホール導体で接続することによって、第一突出部における寄生容量を低減できる。したがって、信号パターン線路の寄生容量に起因するインピーダンス不整合を低減できる。【００１６】
また、本発明の一態様に係る伝送線路において、前記信号パターン線路は、前記第一端部を含む広幅部と、前記広幅部に接続され、前記広幅部より幅が狭い狭幅部とを含み、前記第一突出部は、前記多層基板の平面視において、前記狭幅部と重なり、前記広幅部と重ならなくてもよい。【００１７】
このように、信号パターン線路の形状に応じて、第一突出部の形状及び信号パターン線路との相対位置を調整することにより、信号パターン線路のインピーダンスを所望の値に調整できる。【００１８】
また、本発明の一態様に係る伝送線路において、前記信号パターン線路に接続され、前記多層基板の積層方向に延びて前記第一開口部と異なる位置において前記中間グランドパターン導体を貫通する信号ビアホール線路をさらに備えてもよい。【００１９】
また、本発明の一態様に係る伝送線路において、中間グランドパターン導体には、前記信号ビアホール線路が貫通する第二開口部が形成され、前記多層基板の平面視において、前記第二開口部の端縁である第二端縁は、前記信号パターン線路と重なる第二重複部を有し、前記第二重複部と、前記信号パターン線路における前記信号ビアホール線路が接続される第二接続点との間の距離は、前記第二端縁の前記第二重複部以外のいずれの部分と前記第二接続点との間の距離より小さくてもよい。【００２０】
このように、本発明の一態様に係る伝送線路の信号パターン線路の第二端部に配置された第二接続点において、多層基板の積層方向に延びる信号ビアホール線路が接続される。このような伝送線路における信号の伝送方向が変化する部分において、インピーダンス不整合が生じる。ここで、中間グランドパターン導体を貫通する信号ビアホール線路におけるインピーダンスを整合させるために、中間グランドパターン導体に円形の開口を設けて疑似的な同軸線路を形成する手段が考えられる。この場合に想定される開口は、多層基板の平面視において、第二接続点を中心とする円形の端縁を有する。以下、この円形の端縁の形状を上記第一開口部の説明において言及した円形の端縁と同様に、仮想の円という。このような開口により、信号ビアホール線路におけるインピーダンス不整合は低減されるが、信号パターン線路の第二端部付近と対向する中間グランドパターン導体が存在しなくなるため、信号パターン線路の第二端部付近においてインピーダンス不整合が生じる。本発明の一態様に係る伝送線路では、多層基板の平面視において、中間グランドパターン導体の第二開口部の第二端縁は、信号パターン線路と重なる第二重複部を有し、第二重複部と第二接続点との間の距離は、第二端縁の第二重複部以外のいずれの部分と第二接続点との間の距離より小さい。これにより、中間グランドパターン導体に、多層基板の平面視において、第二接続点を中心とする上記仮想の円に沿った端縁を有する開口が形成された場合より、信号パターン線路の第二端部付近の部分のうち中間グランドパターン導体と重ならない部分を削減できる。このように、信号パターン線路と対向する位置に、中間グランドパターン導体における上記仮想の円の外部から内部にかけて連続的に中間グランドパターン導体を形成することにより、信号パターン線路の第二端部付近の部分におけるインピーダンス不整合を低減できる。【００２１】
また、本発明の一態様に係る伝送線路において、前記中間グランドパターン導体は、前記信号パターン線路に沿って前記第二開口部の内側に向かって突出する第二突出部を有してもよい。【００２２】
これにより、多層基板の平面視において第二突出部と、信号パターン線路とが重なる領域における信号パターン線路のインピーダンスを調整できる。このように信号パターン線路のインピーダンスを調整することで、信号パターン線路の第二端部付近におけるインピーダンス不整合を低減できる。【００２３】
また、本発明の一態様に係る伝送線路は、前記多層基板の平面視において、前記中間グランドパターン導体の前記信号パターン線路と重なる位置に配置され、前記中間グランドパターン導体と前記グランドパターン導体とを接続する第二グランドビアホール導体をさらに備えてもよい。【００２４】
これにより、中間グランドパターン導体のうち、信号パターン線路のインピーダンスに影響する部分とグランドパターン導体との間で発生する寄生容量を低減できる。このため、信号パターン線路の寄生容量に起因するインピーダンス不整合を低減できる。【００２５】
また、本発明の一態様に係る伝送線路は、前記多層基板の平面視において、前記中間グランドパターン導体の前記信号パターン線路と重なる位置に配置され、前記中間グランドパターン導体と前記グランドパターン導体とを接続する第二グランドビアホール導体をさらに備え、前記第二グランドビアホール導体は、前記第二突出部に配置されてもよい。【００２６】
第二突出部は、中間グランドパターン導体から突出した端部であるため、グランドパターン導体５０との間で寄生容量が発生し易いが、第二突出部とグランドパターン導体とを第二ビアホール導体で接続することによって、第二突出部における寄生容量を低減できる。したがって、信号パターン線路の寄生容量に起因するインピーダンス不整合を低減できる。【００２７】
また、本発明の一態様に係る伝送線路は、前記多層基板の積層方向において前記信号パターン線路と同じ位置に配置される信号層グランドパターン導体をさらに備え、前記信号パターン線路は、前記第一端部を含むストリップ線路部と、前記信号層グランドパターン導体に形成されるスリット部に配置されるコプレーナ線路部とを含んでもよい。【００２８】
また、本発明の一態様に係る伝送線路は、複数の前記信号パターン線路と、複数の前記信号パターン線路にそれぞれ接続される複数の前記信号ビアホール線路とを備えてもよい。【００２９】
また、本発明の一態様に係るアンテナモジュールは、前記伝送線路と、前記伝送線路の複数の前記信号ビアホール線路にそれぞれ接続されるアレイ状に配列された複数のパッチアンテナとを備える。【００３０】
これにより、パッチアンテナと接続される信号パターン線路におけるインピーダンス不整合を低減できるため、信号伝送における損失を低減できる。このため、アンテナモジュールにおける放射効率を高めることができる。【００３１】
また、本発明の一態様に係るアンテナモジュールは、前記伝送線路の複数の前記信号パターン線路にそれぞれ接続される複数の端子を有する集積回路をさらに備えてもよい。【００３２】
これにより、パッチアンテナと集積回路との間の信号パターン線路におけるインピーダンス不整合を低減できるため、信号伝送における損失を低減できる。このため、アンテナモジュールにおける放射効率を高めることができる。【００３３】
また、本発明の一態様に係るアンテナモジュールにおいて、前記多層基板は、第一主面と、前記第一主面の裏側に位置する第二主面とを有し、前記集積回路は、前記第一主面に配置され、前記複数のパッチアンテナは、前記第一主面に対して前記第二主面側に配置されてもよい。【００３４】
これにより、複数のパッチアンテナと集積回路とを基板の同一主面に配置する場合より、両者の間の距離を短くできるため、伝送線路における信号の損失を低減できる。また、アンテナモジュールを小型化することができる。【００３５】
また、本発明の一態様に係るアンテナモジュールは、伝送線路と、当該伝送線路に接続されるパッチアンテナ及び集積回路の少なくとも一方とを備えるアンテナモジュールであって、前記伝送線路は、誘電体で形成された多層基板と、前記多層基板に配置される信号パターン線路と、前記多層基板の積層方向において前記信号パターン線路と異なる位置に配置され、前記多層基板の平面視において前記信号パターン線路と重なるグランドパターン導体と、前記多層基板の積層方向において前記信号パターン線路と前記グランドパターン導体との間に配置され、前記グランドパターン導体と電気的に接続される中間グランドパターン導体と、前記信号パターン線路の一方の端部に接続され、前記信号パターン線路から前記多層基板の積層方向において前記中間グランドパターン導体から遠ざかる向きに延びる信号ビアホール線路とを備え、前記中間グランドパターン導体には、前記多層基板の平面視において前記一方の端部と重なる位置に開口している開口部が形成されており、前記信号ビアホール線路は、前記積層方向に延びる他の線路を介さずに前記パッチアンテナ又は前記集積回路に接続されている。【００３６】
このように、中間グランドパターン導体に開口部が形成されることにより、パッチアンテナ又は集積回路に他のビアホール線路を介さずに接続される信号ビアホール線路と信号パターン線路との接続点付近におけるインピーダンス不整合を低減できる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、多層基板を用いる伝送線路のインピーダンス不整合を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、実施の形態１に係る伝送線路及びアンテナモジュールの外観を示す平面図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る伝送線路及びアンテナモジュールの基本構成を示す断面図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る伝送線路の信号パターン線路の一方の端部である第一端部付近の構成を示す拡大断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る伝送線路の信号パターン線路の第一端部付近におけるグランドパターン導体、中間グランドパターン導体及び信号パターン線路の形状を示す平面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態１に係る伝送線路の信号パターン線路の第一端部付近における信号パターン線路及び中間グランドパターン導体の相対位置を示す平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態１に係る第一開口部の第一端縁を示す平面図である。
【図６】図６は、実施の形態１の変形例に係る伝送線路及びアンテナモジュールの基本構成を示す断面図である。
【図７】図７は、実施の形態１の変形例に係る伝送線路の信号パターン線路の一方の端部である第一端部付近の構成を示す拡大断面図である。
【図８】図８は、実施の形態１の変形例に係る伝送線路のグランドパターン導体、中間グランドパターン導体及び信号パターン線路の形状を示す平面図である。
【図９】図９は、実施の形態１に係る伝送線路の入力側（集積回路側）から見たインピーダンス特性を示すスミスチャートである。
【図１０】図１０は、実施の形態１に係る伝送線路の出力側（パッチアンテナ側）から見たインピーダンス特性を示すスミスチャートである。
【図１１】図１１は、実施の形態１に係る伝送線路における反射損失と周波数との関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、実施の形態１に係る伝送線路における通過損失と周波数との関係を示すグラフである。
【図１３】図１３は、実施の形態２に係る伝送線路及びアンテナモジュールの構成を示す断面図である。
【図１４】図１４は、実施の形態２に係る伝送線路の信号パターン線路の他方の端部である第二端部付近の構成を示す拡大断面図である。
【図１５】図１５は、実施の形態２に係る伝送線路の信号パターン線路の第二端部付近におけるグランドパターン導体、中間グランドパターン導体及び信号パターン線路の形状を示す平面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、実施の形態２に係る伝送線路の信号パターン線路の端部における信号パターン線路及び中間グランドパターン導体の相対位置を示す平面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、実施の形態２に係る第二開口部の第二端縁を示す平面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、変形例１に係る中間グランドパターン導体の第一開口部の形状を示す平面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、変形例２に係る中間グランドパターン導体の第一開口部の形状を示す平面図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、変形例３に係る中間グランドパターン導体の第一開口部の形状を示す平面図である。
【図１７Ｄ】図１７Ｄは、変形例４に係る中間グランドパターン導体の第一開口部の形状を示す平面図である。
【図１７Ｅ】図１７Ｅは、変形例５に係る中間グランドパターン導体の第一開口部の形状を示す平面図である。
【図１７Ｆ】図１７Ｆは、変形例６に係る中間グランドパターン導体の第一開口部の形状を示す平面図である。
【図１７Ｇ】図１７Ｇは、変形例７に係る中間グランドパターン導体の第一開口部の形状を示す平面図である。
【図１７Ｈ】図１７Ｈは、変形例８に係る中間グランドパターン導体の第一開口部の形状を示す平面図である。
【図１７Ｉ】図１７Ｉは、変形例９に係る中間グランドパターン導体の第一開口部の形状を示す平面図である。
【図１７Ｊ】図１７Ｊは、変形例１０に係る中間グランドパターン導体の第一開口部の形状を示す平面図である。
【図１７Ｋ】図１７Ｋは、変形例１１に係るグランドビアホール導体の配置を示す平面図である。
【図１７Ｌ】図１７Ｌは、変形例１２に係るグランドビアホール導体の配置を示す平面図である。
【図１８】図１８は、変形例１３に係る伝送線路の一方の端部である第一端部付近におけるグランドパターン導体、中間グランドパターン導体及び信号パターン線路の形状を示す平面図である。
【図１９】図１９は、変形例１３に係る伝送線路の信号パターン線路の第一端部付近における信号パターン線路及び中間グランドパターン導体の相対位置を示す平面図である。
【図２０】図２０は、変形例１４に係る伝送線路の信号パターン線路の一方の端部である第一端部付近の構成を示す拡大断面図である。
【図２１】図２１は、変形例１５に係る伝送線路及びアンテナモジュールの基本構成を示す断面図である。
【図２２】図２２は、変形例１６に係る伝送線路及びアンテナモジュールの基本構成を示す断面図である。
【図２３】図２３は、変形例１７に係る伝送線路及びアンテナモジュールの基本構成を示す断面図である。
【図２４】図２４は、変形例１７に係る伝送線路の信号パターン線路の第二端部付近における中継パターン線路、グランドパターン導体、中間グランドパターン導体及び信号パターン線路の形状を示す平面図である。
【図２５】図２５は、変形例１８に係るアンテナモジュールの基本構成を示す断面図である。
【図２６】図２６は、変形例１９に係るアンテナモジュールの基本構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について、実施例及び図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさ、又は大きさの比は、必ずしも厳密ではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する場合がある。
【００４０】
（実施の形態１）
実施の形態１に係る伝送線路及びアンテナモジュールについて説明する。
【００４１】
［１−１．基本構成］
まず、本実施の形態に係る伝送線路及びアンテナモジュールの基本構成について図面を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る伝送線路１２及びアンテナモジュール１０の外観を示す平面図である。図１においては、アンテナモジュール１０が備える集積回路８０の配置位置も破線で示されている。図２は、本実施の形態に係る伝送線路１２及びアンテナモジュール１０の基本構成を示す断面図である。図２には、図１のＩＩ−ＩＩ線断面が示されている。図３は、本実施の形態に係る伝送線路１２の信号パターン線路３０の一方の端部である第一端部３０ａ付近の構成を示す拡大断面図である。図３には、図２に示される破線枠ＩＩＩの内部が拡大されて示されている。図４は、本実施の形態に係る伝送線路１２の信号パターン線路３０の第一端部３０ａ付近におけるグランドパターン導体５０、中間グランドパターン導体４０及び信号パターン線路３０の形状を示す平面図である。図５Ａは、本実施の形態に係る伝送線路１２の信号パターン線路３０の第一端部３０ａ付近における信号パターン線路３０及び中間グランドパターン導体４０の相対位置を示す平面図である。図５Ｂは、本実施の形態に係る第一開口部４１ｈの第一端縁４１ｅを示す平面図である。図４及び図５Ａ及び図５Ｂは、多層基板２０の平面視における平面図であり、信号パターン線路３０の中心軸Ａｘが併せて示されている。図４及び図５Ａには、図２に示される破線枠ＩＩＩの内部における信号パターン線路３０などの平面図が示されている。図５Ａにおいて、中間グランドパターン導体４０が配置される領域がハッチングによって示されており、信号パターン線路３０が配置される領域の輪郭が破線で示されている。
【００４２】
図１及び図２に示されるように、アンテナモジュール１０は、伝送線路１２と、アレイ状に配置された複数のパッチアンテナ６０と、半田バンプ８２と、集積回路８０とを備える。図２に示されるように、伝送線路１２は、多層基板２０と、信号パターン線路３０と、信号ビアホール線路７２と、グランドパターン導体５０と、中間グランドパターン導体４０とを備える。本実施の形態では、伝送線路１２は、グランドビアホール導体７４及び７６と、信号層グランドパターン導体３８とをさらに備える。
【００４３】
多層基板２０は、誘電体で形成された基板であり、複数の誘電体薄膜を積層することによって形成される。多層基板２０は、第一主面２１、及び、第一主面２１の裏側に位置する第二主面２２を有する。多層基板２０としては、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ）基板などが用いられる。また、多層基板２０の内層及び表層には、信号パターン線路３０などの各種導体が配置される。多層基板２０に形成される各種導体としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、又は、これらの合金を主成分とする金属が用いられる。
【００４４】
信号パターン線路３０は、図２及び図３に示されるように、多層基板２０に配置されるパターン導体である。信号パターン線路３０は、多層基板２０の積層方向の所定の位置において、多層基板２０の第一主面２１及び第二主面２２と平行な面上に形成された膜状の導体である。ここで、積層方向とは、多層基板２０を構成する複数の薄膜が積層される方向、つまり、第一主面２１及び第二主面２２に垂直な方向である。本実施の形態では、図２に示されるように、信号パターン線路３０は、多層基板２０の第一主面２１に配置される。また、伝送線路１２は、複数の信号パターン線路３０を備える。複数の信号パターン線路３０は、それぞれ、図４に示されるように、信号パターン線路３０から多層基板２０の積層方向において中間グランドパターン導体４０から遠ざかる向きに延びる信号導体が接続される第一接続点３０ｃを有する。本実施の形態では、信号導体として、半田バンプ８２が信号パターン線路３０の第一接続点３０ｃに接続される。なお、半田バンプ８２は、第一接続点３０ｃだけでなく、第一接続点３０ｃを含む領域において信号パターン線路３０と接続されてもよい。また、第一接続点３０ｃは、当該領域の中心又は重心であってもよい。第一接続点３０ｃは、信号パターン線路３０の一方の端部である第一端部３０ａに配置される。ここで、第一端部３０ａとは、信号パターン線路３０の一方の端からの距離が、信号パターン線路３０のうち一方の端を含む部分（本実施の形態では、後述するストリップ線路部３１の広幅部３１ａ）の幅以下である領域を意味する。信号パターン線路３０は、第一接続点３０ｃにおいて半田バンプ８２を介して、集積回路８０の複数の端子に接続され、他方の端部付近において、信号ビアホール線路７２に接続される。
【００４５】
信号パターン線路３０は、図４に示されるように、第一端部３０ａを含むストリップ線路部３１と、信号層グランドパターン導体３８に形成されるスリット部３８ｓに配置されるコプレーナ線路部３２とを含む。
【００４６】
半田バンプ８２は、伝送線路１２と、集積回路８０とを接続する導体である。本実施の形態では、半田バンプ８２は、信号パターン線路３０から多層基板２０の積層方向において中間グランドパターン導体４０から遠ざかる向きに延びる信号導体として用いられる。
【００４７】
信号ビアホール線路７２は、信号パターン線路３０に接続され、多層基板２０の積層方向に延びるビアホール導体である。信号ビアホール線路７２は、パッチアンテナ６０に接続される。
【００４８】
信号層グランドパターン導体３８は、図２に示されるように、多層基板２０の積層方向において信号パターン線路３０と同一の位置に配置される、つまり、信号パターン線路３０と同一の層に配置されるパターン導体である。信号層グランドパターン導体３８は、接地されてグランド電位に維持される。信号層グランドパターン導体３８は、図２及び図４に示されるように、多層基板２０の平面視において、信号パターン線路３０と重ならない位置に配置され、信号パターン線路３０と接触しない。
【００４９】
図４に示されるように、信号層グランドパターン導体３８には、開口部３８ｈが形成される。開口部３８ｈには、信号パターン線路３０のストリップ線路部３１が配置される。本実施の形態では、開口部３８ｈの端縁は、信号パターン線路３０の第一接続点３０ｃを中心とする円弧を有する。これにより、信号層グランドパターン導体３８と、半田バンプ８２とは、疑似的な同軸線路を形成する。また、信号層グランドパターン導体３８には、スリット部３８ｓが形成される。スリット部３８ｓは、多層基板２０の平面視において、信号層グランドパターン導体３８の一部が帯状に欠落した部分である。スリット部３８ｓには、信号パターン線路３０のコプレーナ線路部３２が配置される。
【００５０】
グランドパターン導体５０は、図２及び図３に示されるように、多層基板２０の積層方向において信号パターン線路３０と異なる位置に配置されるパターン導体である。グランドパターン導体５０は、多層基板２０において信号パターン線路３０と異なる層に配置される。グランドパターン導体５０は、多層基板２０の平面視において、信号パターン線路３０と重なる。グランドパターン導体５０は、接地されてグランド電位に維持される。本実施の形態では、図２に示されるように、グランドパターン導体５０には、開口部５０ｈが形成されており、開口部５０ｈを信号ビアホール線路７２が貫通する。開口部５０ｈは、多層基板２０の平面視において、円形の形状を有する。開口部５０ｈの内部の信号ビアホール線路７２とグランドパターン導体５０との間の領域には、多層基板２０を形成する誘電体が配置されている。これにより、信号ビアホール線路７２を疑似的な同軸線路とすることができる。
【００５１】
中間グランドパターン導体４０は、図２及び図３に示されるように、多層基板２０の積層方向において信号パターン線路３０とグランドパターン導体５０との間の位置に配置されるパターン導体である。中間グランドパターン導体４０は、多層基板２０において信号パターン線路３０とグランドパターン導体５０との間の層に配置される。中間グランドパターン導体４０は、グランドパターン導体５０と電気的に接続される。中間グランドパターン導体４０は、グランドビアホール導体７６を介してグランドパターン導体５０と電気的に接続される。また、中間グランドパターン導体４０は、グランドビアホール導体７４を介して信号層グランドパターン導体３８と電気的に接続される。図５Ａに示されるように、中間グランドパターン導体４０には、多層基板２０の平面視において、信号パターン線路３０の第一端部３０ａと重なる位置に第一開口部４１ｈが形成されている。第一開口部４１ｈの内部には、信号パターン線路３０と電気的に接続される導体（例えば、信号ビアホール線路７２など）は配置されない。第一開口部４１ｈの内部の領域には、多層基板２０を形成する誘電体が配置されている。また、図２に示されるように、中間グランドパターン導体４０には、信号ビアホール線路７２が貫通する第二開口部４２ｈが形成されている。第二開口部４２ｈは、多層基板２０の平面視において、円形の形状を有する。第二開口部４２ｈの内部の領域には、多層基板２０を形成する誘電体が配置されている。
【００５２】
図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、多層基板２０の平面視において、中間グランドパターン導体４０の第一開口部４１ｈの端縁である第一端縁４１ｅは、信号パターン線路３０と重なる第一重複部４１ａを有する。図５Ｂにおいて、第一端縁４１ｅのうち、第一重複部４１ａが実線で、その他の部分が点線で示されている。第一重複部４１ａと第一接続点３０ｃとの間の距離Ｄ１は、第一端縁４１ｅの第一重複部４１ａ以外のいずれの部分と第一接続点３０ｃとの間の距離Ｄ２より小さい。ここで、第一重複部４１ａと第一接続点３０ｃとの間の距離Ｄ１は、第一重複部４１ａと第一接続点３０ｃとの間の最短距離を意味する。このように、信号パターン線路３０に対して積層方向に位置する中間グランドパターン導体４０に含まれる導体が、多層基板２０の平面視において、信号パターン線路３０の第一端部３０ａ付近の部分と重なるように中間グランドパターン導体４０の第一開口部４１ｈの形状が調整される。
【００５３】
本実施の形態では、図４に示されるように、中間グランドパターン導体４０は、多層基板２０の平面視において信号パターン線路３０に沿って第一開口部４１ｈの内側に向かって突出する第一突出部４１を有する。第一開口部４１ｈの第一端縁４１ｅは、第一突出部４１近傍以外の部分において、仮想の円４１ｉの円弧に沿った形状を有する。言い換えると、第一開口部４１ｈの第一端縁４１ｅは、仮想の円４１ｉの円弧に沿った形状の部分と、信号パターン線路３０と重なる部分において仮想の円４１ｉから内側に突出した形状を有する部分とを有する。
【００５４】
本実施の形態においては、中間グランドパターン導体４０の第一開口部４１ｈの第一端縁４１ｅは、第一突出部４１において、信号パターン線路３０のストリップ線路部３１と重なる。なお、第一突出部４１の幅（図４の中心軸Ａｘに垂直な方向の寸法）は、信号パターン線路３０の幅と等しくてもよいし、等しくなくてもよい。例えば、第一突出部４１の幅は、後述する信号パターン線路３０の狭幅部３１ｂの幅より大きくてもよい。
【００５５】
信号ビアホール線路７２は、信号パターン線路３０に接続され、多層基板２０の積層方向に延びるビアホール導体である。信号ビアホール線路７２は、第一開口部４１ｈと異なる位置において中間グランドパターン導体４０を貫通する。本実施の形態では、信号ビアホール線路７２は、中間グランドパターン導体４０の第二開口部４２ｈにおいて、中間グランドパターン導体４０を貫通する。また、信号ビアホール線路７２は、グランドパターン導体５０を開口部５０ｈにおいて貫通し、パッチアンテナ６０まで延びる。信号ビアホール線路７２、及び、伝送線路１２の他のビアホール導体の断面形状（つまり、多層基板２０の積層方向に垂直な断面の形状）は、特に限定されない。本実施の形態及び後述する他の実施の形態では、各ビアホール導体の断面形状は円形である。
【００５６】
グランドビアホール導体７４は、中間グランドパターン導体４０と信号層グランドパターン導体３８とを接続するビアホール導体である。本実施の形態に係る伝送線路１２は、複数のグランドビアホール導体７４を備える。
【００５７】
グランドビアホール導体７６は、中間グランドパターン導体４０とグランドパターン導体５０とを接続するビアホール導体である。本実施の形態に係る伝送線路１２は、複数のグランドビアホール導体７６を備える。
【００５８】
パッチアンテナ６０は、多層基板２０の第二主面２２に配置され、第二主面２２と平行な薄膜のパターン導体からなる放射電極である。本実施の形態に係るアンテナモジュール１０は、伝送線路１２の複数の信号ビアホール線路７２にそれぞれ接続されるアレイ状に配列された複数のパッチアンテナ６０を備える。本実施の形態では、パッチアンテナ６０は、図１に示されるように多層基板２０の平面視において、矩形形状を有するが、円形又は多角形形状等であってもよい。また、パッチアンテナ６０は、酸化等の防止のために多層基板２０の内層に形成されていてもよいし、パッチアンテナ６０上に保護膜が形成されてもよい。また、パッチアンテナ６０は、給電導体、及び、無給電導体で構成されていても構わない。
【００５９】
集積回路８０は、パッチアンテナ６０へ送信する信号を信号パターン線路３０に出力する機能、及び、パッチアンテナ６０によって受信された信号が信号パターン線路３０を介して入力されて、当該信号を処理する機能の少なくとも一方を有する素子である。本実施の形態では、集積回路８０は、ＲＦＩＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。なお、集積回路８０は、ＲＦＩＣなどの半導体チップに限定されない。集積回路８０は、回路を構成する素子が集積されたモジュールであればよい。例えば、集積回路８０には、半導体チップと、当該半導体チップの動作に関連する周辺部品とを一体化したモジュールなども含まれる。
【００６０】
集積回路８０は、多層基板２０の第一主面２１に配置され、伝送線路１２の複数の信号パターン線路３０にそれぞれ接続される複数の端子を有する。このように、集積回路８０は、多層基板２０の第一主面２１に配置され、複数のパッチアンテナ６０は、多層基板２０の第二主面２２に配置される。つまり、複数のパッチアンテナ６０は、多層基板２０の第一主面２１の裏側に位置する第二主面２２に配置される。これにより、複数のパッチアンテナ６０と集積回路８０とを多層基板２０の同一主面に配置する場合より、両者の間の距離を短くできるため、伝送線路１２における信号の損失を低減できる。また、アンテナモジュール１０を小型化することができる。
【００６１】
［１−２．作用及び効果］
次に、本実施の形態に係る伝送線路の作用及び効果について説明する。
【００６２】
上述したとおり、伝送線路１２の信号パターン線路３０の第一端部３０ａに配置された第一接続点３０ｃにおいて、多層基板２０の積層方向に延びる信号導体である半田バンプ８２が接続される。このような伝送線路１２における信号の伝送方向が変化する部分において、インピーダンス不整合が生じる。ここで、多層基板２０の積層方向に延びる半田バンプ８２におけるインピーダンスを整合させるために、中間グランドパターン導体４０に円形の開口を設けて疑似的な同軸線路を形成する手段が考えられる。この場合に想定される開口は、多層基板の平面視において、第一接続点を中心とする仮想の円４１ｉに沿った端縁を有する。このような開口により、半田バンプ８２におけるインピーダンス不整合は低減されるが、信号パターン線路３０の第一端部３０ａ付近と対向する中間グランドパターン導体４０が存在しなくなるため、信号パターン線路３０の第一端部３０ａ付近においてインピーダンス不整合が生じる。
【００６３】
本実施の形態に係る伝送線路１２においては、図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、多層基板２０の平面視において、中間グランドパターン導体４０の第一開口部４１ｈの端縁である第一端縁４１ｅは、信号パターン線路３０と重なる第一重複部４１ａを有する。第一重複部４１ａと第一接続点３０ｃとの間の距離Ｄ１は、第一端縁４１ｅの第一重複部４１ａ以外のいずれの部分と第一接続点３０ｃとの間の距離Ｄ２より小さい。
【００６４】
これにより、中間グランドパターン導体４０に、多層基板２０の平面視において、第一接続点３０ｃを中心とする仮想の円４１ｉに沿った端縁を有する開口が形成された場合より、多層基板２０の平面視において、信号パターン線路３０の第一端部３０ａ付近の部分のうち中間グランドパターン導体４０と重ならない部分を削減できる。このように、信号パターン線路３０と対向する位置に、中間グランドパターン導体４０における仮想の円４１ｉの外部から内部にかけて連続的に中間グランドパターン導体４０を形成することにより、信号パターン線路３０の第一端部３０ａ付近の部分におけるインピーダンス不整合を低減できる。
【００６５】
また、伝送線路１２においては、中間グランドパターン導体４０は、多層基板２０の平面視において信号パターン線路３０に沿って第一開口部４１ｈの内側に向かって突出する第一突出部４１を有する。これにより、多層基板２０の平面視において第一突出部４１と、信号パターン線路３０とが重なる領域における信号パターン線路３０のインピーダンスを調整できる。このように信号パターン線路３０のインピーダンスを調整することで、信号パターン線路３０の第一端部３０ａ付近におけるインピーダンス不整合を低減できる。
【００６６】
また、図５Ａに示されるように、信号パターン線路３０は、第一端部３０ａを含む広幅部３１ａと、広幅部３１ａに接続され、広幅部３１ａより幅が狭い狭幅部３１ｂとを含む。中間グランドパターン導体４０の第一突出部４１は、多層基板２０の平面視において、狭幅部３１ｂと重なり、広幅部３１ａと重ならない。このように、信号パターン線路３０の形状に応じて、第一突出部４１の形状及び信号パターン線路３０との相対位置を調整することにより、信号パターン線路３０のインピーダンスを所望の値に調整できる。
【００６７】
以上のように、本実施の形態に係る伝送線路１２によれば、信号パターン線路３０におけるインピーダンス不整合を低減できる。本実施の形態に係るアンテナモジュール１０は、インピーダンス不整合を低減できる伝送線路１２を備えるため、アンテナモジュール１０と集積回路８０とを接続する伝送線路１２における反射損失及び通過損失を低減できる。
【００６８】
［１−３．変形例］
次に、実施の形態１の変形例に係る伝送線路について説明する。本変形例に係る伝送線路は、中間グランドパターン導体において生じる寄生容量を低減するための構成を有する点において、実施の形態１に係る伝送線路１２と相違する。以下、本変形例に係る伝送線路の構成について、実施の形態１に係る伝送線路１２との相違点を中心に図面を用いて説明する。
【００６９】
図６は、本変形例に係る伝送線路１２ａ及びアンテナモジュール１０ａの基本構成を示す断面図である。図６には、図２に示される断面図と同様の断面における伝送線路１２ａ及びアンテナモジュール１０ａの断面図が示されている。図７は、本変形例に係る伝送線路１２ａの信号パターン線路３０の一方の端部である第一端部３０ａ付近の構成を示す拡大断面図である。図７には、図６に示される破線枠ＶＩＩの内部が拡大されて示されている。図８は、本変形例に係る伝送線路１２ａのグランドパターン導体５０、中間グランドパターン導体４０及び信号パターン線路３０の形状を示す平面図である。図８は、多層基板２０の平面視において当該平面図に示される信号パターン線路３０と重なる位置におけるグランドパターン導体５０及び中間グランドパターン導体４０の形状を示す平面図である。図８には、図６に示される破線枠ＶＩＩの内部における信号パターン線路３０などの平面図が示されている。図６及び図８に示されるように、本変形例の伝送線路１２ａは、第一グランドビアホール導体７６ａを備える点において、実施の形態１に係る伝送線路１２と相違する。
【００７０】
第一グランドビアホール導体７６ａは、図６〜図８に示されるように、多層基板２０の平面視において、中間グランドパターン導体４０の信号パターン線路３０と重なる部分に配置され、中間グランドパターン導体４０とグランドパターン導体５０とを接続するビアホール導体である。第一グランドビアホール導体７６ａは、多層基板２０の平面視において、仮想の円４１ｉの内部に配置される。本変形例では、第一グランドビアホール導体７６ａは、中間グランドパターン導体４０の第一突出部４１に配置される。
【００７１】
ここで、本変形例に係る伝送線路１２ａの特性について、シミュレーション結果を用いて、実施の形態１に係る伝送線路１２の特性と比較しながら説明する。図９及び図１０は、それぞれ本変形例に係る伝送線路１２ａの入力側（集積回路８０側）及び出力側（パッチアンテナ６０側）から見たインピーダンス特性を示すスミスチャートである。図９及び図１０においては、１０ＭＨｚ以上２０ＧＨｚ以下の周波数帯域におけるインピーダンス特性が示されている。図１１及び図１２は、それぞれ本変形例に係る伝送線路１２ａにおける反射損失及び通過損失と周波数との関係を示すグラフである。図９〜図１２においては、本変形例に係る伝送線路１２ａの特性が実線で示され、実施の形態１に係る伝送線路１２の特性も併せて破線で示されている。
【００７２】
図９及び図１０に示されるように、本変形例に係る伝送線路１２ａのインピーダンスは、実施の形態１に係る伝送線路１２のインピーダンスより、特性インピーダンス（５０Ω）に近い。また、図１１及び図１２に示されるように、少なくとも周波数が１０ＧＨｚ以上の周波数帯域において、本変形例に係る伝送線路１２ａでは、実施の形態１に係る伝送線路１２より反射損失及び通過損失が少ない。本変形例では、例えば周波数が１２ＧＨｚの場合、実施の形態１と比較して、反射損失及び通過損失をそれぞれ８．１ｄＢ及び０．４８ｄＢ改善できる。このように、本変形例に係る伝送線路１２ａにおいては、実施の形態１に係る伝送線路１２よりインピーダンス不整合を低減できるため、反射損失及び通過損失をより一層低減できる。このような効果は、本実施の形態に係る伝送線路１２ａの中間グランドパターン導体４０のうち、信号パターン線路３０のインピーダンスに影響する部分とグランドパターン導体５０との間で発生する寄生容量を、第一グランドビアホール導体７６ａによって低減できることに起因する。
【００７３】
また、伝送線路１２ａにおいては、図８に示されるように、第一グランドビアホール導体７６ａは、第一突出部４１に配置される。第一突出部４１は、中間グランドパターン導体４０から突出した端部であるため、グランドパターン導体５０との間で寄生容量が発生し易いが、第一突出部４１とグランドパターン導体５０とを第一グランドビアホール導体７６ａで接続することによって、第一突出部４１における寄生容量を低減できる。したがって、信号パターン線路３０の寄生容量に起因するインピーダンス不整合を低減できる。
【００７４】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る伝送線路及びアンテナモジュールについて説明する。本実施の形態に係る伝送線路は、グランドパターン導体及び中間グランドパターン導体における信号ビア配線が貫通する部分の構成において、実施の形態１の変形例に係る伝送線路１２ａと相違し、その他の構成において一致する。以下、本実施の形態に係る伝送線路及びアンテナモジュールについて、実施の形態１の変形例との相違点を中心に説明する。
【００７５】
［２−１．構成］
本実施の形態に係る伝送線路及びアンテナモジュールの構成について図面を用いて説明する。図１３は、本実施の形態に係る伝送線路１１２及びアンテナモジュール１１０の構成を示す断面図である。図１３には、図２に示される断面図と同様の断面における伝送線路１１２及びアンテナモジュール１１０の断面図が示されている。図１４は、本実施の形態に係る伝送線路１１２の信号パターン線路３０の他方の端部である第二端部３０ｂ付近の構成を示す拡大断面図である。図１４には、図１３に示される破線枠ＸＩＶの内部が拡大されて示されている。図１５は、本実施の形態に係る伝送線路１１２の信号パターン線路３０の第二端部３０ｂ付近におけるグランドパターン導体１５０、中間グランドパターン導体１４０及び信号パターン線路３０の形状を示す平面図である。図１６Ａは、本実施の形態に係る伝送線路１１２の信号パターン線路３０の端部における信号パターン線路３０及び中間グランドパターン導体１４０の相対位置を示す平面図である。図１６Ｂは、本実施の形態に係る第二開口部１４２ｈの第二端縁１４２ｅを示す平面図である。図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂは、多層基板２０の平面視における平面図であり、信号パターン線路３０の中心軸Ａｘが併せて示されている。図１５及び図１６Ａには、図１３に示される破線枠ＸＩＶの内部における信号パターン線路３０などの平面図が示されている。図１６Ａにおいて、中間グランドパターン導体１４０が配置される領域がハッチングによって示されており、信号パターン線路３０が配置される領域の輪郭が破線で示されている。
【００７６】
図１３に示されるように、アンテナモジュール１１０は、伝送線路１１２と、アレイ状に配置された複数のパッチアンテナ６０と、半田バンプ８２と、集積回路８０とを備える。伝送線路１１２は、多層基板２０と、信号パターン線路３０と、信号ビアホール線路７２と、グランドパターン導体１５０と、中間グランドパターン導体１４０とを備える。本実施の形態では、伝送線路１１２は、グランドビアホール導体７４及び７６と、第一グランドビアホール導体７６ａと、第二グランドビアホール導体７６ｂと、信号層グランドパターン導体３８とをさらに備える。
【００７７】
本実施の形態に係る中間グランドパターン導体１４０は、図１３及び図１４に示されるように、グランドビアホール導体７６及び第一グランドビアホール導体７６ａを介してグランドパターン導体１５０と電気的に接続される。中間グランドパターン導体１４０は、さらに、第二グランドビアホール導体７６ｂを介してグランドパターン導体１５０と電気的に接続される。図１６Ａに示されるように、中間グランドパターン導体１４０には、多層基板２０の平面視において、信号パターン線路３０の他方の端部（第一端部３０ａの反対側に位置する端部）である第二端部３０ｂと重なる位置に第二開口部１４２ｈが形成されている。なお、ここで、第二端部３０ｂとは、信号パターン線路３０の他方の端（第一端部３０ａの反対側に位置する端）からの距離が、信号パターン線路３０のうち他方の端を含む部分（本実施の形態では、後述するストリップ線路部３１の広幅部３１ａ）の幅以下である領域を意味する。第二開口部１４２ｈの内部には、信号ビアホール線路７２が配置される。つまり、第二開口部１４２ｈにおいて、信号ビアホール線路７２が中間グランドパターン導体１４０を貫通する。
【００７８】
図１５に示されるように、信号パターン線路３０は、信号パターン線路３０から多層基板２０の積層方向に延びる信号ビアホール線路７２が接続される第二接続点３０ｄを有する。なお、信号ビアホール線路７２は、第二接続点３０ｄだけでなく、第二接続点３０ｄを含む領域において信号パターン線路３０と接続されてもよい。また、第二接続点３０ｄは、当該領域の中心又は重心であってもよい。第二接続点３０ｄは、第二端部３０ｂに配置される。また、信号パターン線路３０は、実施の形態１で説明した第一端部３０ａ付近の構成と同様に、第二端部３０ｂを含むストリップ線路部３１と、コプレーナ線路部３２とを含む。ストリップ線路部３１は、第二端部３０ｂを含む広幅部３１ａと、広幅部３１ａに接続され、広幅部３１ａより幅が狭い狭幅部３１ｂとを含む。
【００７９】
図１６Ａ及び図１６Ｂに示されるように、多層基板２０の平面視において、中間グランドパターン導体１４０の第二開口部１４２ｈの端縁である第二端縁１４２ｅは、信号パターン線路３０と重なる第二重複部１４２ａを有する。図１６Ｂにおいて、第二端縁１４２ｅのうち、第二重複部１４２ａが実線で、その他の部分が点線で示されている。本実施の形態においては、第二突出部１４２において、信号パターン線路３０のストリップ線路部３１と重なる。第二重複部１４２ａと第二接続点３０ｄとの間の距離Ｄ１１は、第二端縁１４２ｅの第二重複部１４２ａ以外のいずれの部分と第二接続点３０ｄとの間の距離Ｄ１２より小さい。つまり、信号パターン線路３０に対して積層方向に位置する中間グランドパターン導体１４０に含まれる導体が、多層基板２０の平面視において、信号パターン線路３０の第二端部３０ｂ付近の部分と重なるように中間グランドパターン導体１４０の第二開口部１４２ｈの形状が調整される。
【００８０】
本実施の形態では、図１５に示されるように、中間グランドパターン導体１４０は、多層基板２０の平面視において信号パターン線路３０に沿って第二開口部１４２ｈの内側に向かって突出する第二突出部１４２を有する。第二開口部１４２ｈの第二端縁１４２ｅは、第二突出部１４２近傍以外の部分において、第二接続点３０ｄを中心とする仮想の円１４２ｉの円弧に沿った形状を有する。言い換えると、第二開口部１４２ｈの第二端縁１４２ｅは、仮想の円１４２ｉの円弧に沿った形状の部分と、信号パターン線路３０と重なる部分において仮想の円１４２ｉから内側に突出した形状を有する部分とを有する。
【００８１】
本実施の形態に係るグランドパターン導体１５０には、図１５に示されるように、多層基板２０の平面視において、信号パターン線路３０の第二端部３０ｂと重なる位置に開口部１５０ｈが形成されている。開口部１５０ｈの内部には、信号ビアホール線路７２が配置される。つまり、開口部１５０ｈにおいて、信号ビアホール線路７２がグランドパターン導体１５０を貫通する。また、グランドパターン導体１５０は、多層基板２０の平面視において信号パターン線路３０に沿って開口部１５０ｈの内側に向かって突出する突出部１５１を有する。開口部１５０ｈの端縁１５０ｅは、突出部１５１近傍以外の部分において、第二接続点３０ｄを中心とする仮想の円１５０ｉの円弧に沿った形状を有する。言い換えると、開口部１５０ｈの端縁１５０ｅは、仮想の円１５０ｉの円弧に沿った形状の部分と、信号パターン線路３０と重なる部分において仮想の円１５０ｉから内側に突出した形状を有する部分とを有する。このように、本実施の形態に係るグランドパターン導体１５０の開口部１５０ｈは、中間グランドパターン導体１４０の第二開口部１４２ｈと同様の形状を有する。
【００８２】
第二グランドビアホール導体７６ｂは、多層基板２０の平面視において、中間グランドパターン導体１４０の信号パターン線路３０と重なる位置に配置され、中間グランドパターン導体１４０とグランドパターン導体１５０とを接続するビアホール導体である。第二グランドビアホール導体７６ｂは、多層基板２０の平面視において、仮想の円１４２ｉの内部に配置される。本実施の形態では、第二グランドビアホール導体７６ｂは、第二突出部１４２に配置される。
【００８３】
［２−２．作用及び効果］
上述したように、本実施の形態に係る伝送線路１１２において、多層基板２０の平面視において、中間グランドパターン導体１４０の第二開口部１４２ｈの端縁である第二端縁１４２ｅは、信号パターン線路３０と重なる第二重複部１４２ａを有する。本実施の形態においては、第二突出部１４２において、信号パターン線路３０のストリップ線路部３１と重なる。第二重複部１４２ａと第二接続点３０ｄとの間の距離Ｄ１１は、第二端縁１４２ｅの第二重複部１４２ａ以外のいずれの部分と第二接続点３０ｄとの間の距離Ｄ１２より小さい。
【００８４】
このように、本実施の形態に係る伝送線路１１２の信号パターン線路３０の第二端部３０ｂに配置された第二接続点３０ｄにおいて、多層基板２０の積層方向に延びる信号ビアホール線路７２が接続される。このような伝送線路１１２における信号の伝送方向が変化する部分において、インピーダンス不整合が生じる。ここで、中間グランドパターン導体１４０を貫通する信号ビアホール線路７２におけるインピーダンスを整合させるために、中間グランドパターン導体１４０に円形の開口を設けて疑似的な同軸線路を形成する手段が考えられる。この場合に想定される開口は、多層基板２０の平面視において、第二接続点３０ｄを中心とする仮想の円１４２ｉに沿った端縁を有する。このような開口により、信号ビアホール線路７２におけるインピーダンス不整合は低減されるが、信号パターン線路３０の第二端部付近と対向する中間グランドパターン導体が存在しなくなるため、信号パターン線路の第二端部付近においてインピーダンス不整合が生じる。本実施の形態に係る伝送線路１１２では、多層基板２０の平面視において、中間グランドパターン導体１４０の第二開口部１４２ｈの第二端縁１４２ｅは、信号パターン線路３０と重なる第二重複部１４２ａを有し、第二重複部１４２ａと第二接続点３０ｄとの間の距離Ｄ１１は、第二端縁１４２ｅの第二重複部１４２ａ以外のいずれの部分と第二接続点３０ｄとの間の距離Ｄ１２より小さい。これにより、中間グランドパターン導体１４０に、多層基板２０の平面視において、第二接続点３０ｄを中心とする仮想の円１４２ｉに沿った端縁を有する開口が形成された場合より、信号パターン線路３０の第二端部３０ｂ付近の部分のうち中間グランドパターン導体１４０と重ならない部分を削減できる。このように、信号パターン線路３０と対向する位置に、中間グランドパターン導体１４０における上記仮想の円１４２ｉの外部から内部にかけて連続的に中間グランドパターン導体１４０を形成することにより、信号パターン線路３０の第二端部３０ｂ付近の部分におけるインピーダンス不整合を低減できる。
【００８５】
また、伝送線路１１２においては、中間グランドパターン導体１４０は、多層基板２０の平面視において信号パターン線路３０に沿って第二開口部１４２ｈの内側に向かって突出する第二突出部１４２を有する。これにより、多層基板２０の平面視において第二突出部１４２と、信号パターン線路３０とが重なる領域における信号パターン線路３０のインピーダンスを調整できる。このように信号パターン線路３０のインピーダンスを調整することで、信号パターン線路３０の第二端部３０ｂ付近におけるインピーダンス不整合を低減できる。
【００８６】
また、伝送線路１１２は、多層基板２０の平面視において、中間グランドパターン導体１４０の信号パターン線路３０と重なる位置に配置され、中間グランドパターン導体１４０とグランドパターン導体１５０とを接続する第二グランドビアホール導体７６ｂを有する。このような、第二グランドビアホール導体７６ｂにより、実施の形態１に係る第一グランドビアホール導体７６ａと同様の効果を奏することができる。すなわち、中間グランドパターン導体１４０のうち信号パターン線路３０のインピーダンスに影響する部分と、グランドパターン導体１５０との間で発生する寄生容量を、第二グランドビアホール導体７６ｂによって低減できる。これにより、信号パターン線路３０におけるインピーダンス不整合を低減できる。
【００８７】
また、本実施の形態では、第二グランドビアホール導体７６ｂは、第二突出部１４２に配置される。第二突出部１４２は、中間グランドパターン導体１４０から突出した端部であるため、周囲の電磁界の影響を受けて電位が変動し易いが、第二突出部１４２とグランドパターン導体１５０とを第二グランドビアホール導体７６ｂで接続することによって、第二突出部１４２とグランドパターン導体１５０との間で発生する寄生容量を低減できる。したがって、信号パターン線路３０のインピーダンス不整合を低減できる。
【００８８】
（その他の実施の形態）
以上、本発明に係る伝送線路及びアンテナモジュールについて、実施の形態１及び２を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る伝送線路及びアンテナモジュールを内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
【００８９】
例えば、上記各実施の形態に係る伝送線路は、信号ビアホール線路を備えたが、伝送線路は、信号ビアホール線路を備えなくてもよい。
【００９０】
また、上記各実施の形態に係るパッチアンテナは、多層基板の第二主面、つまり、多層基板の表層に配置されたが、パッチアンテナの配置位置はこれに限定されない。パッチアンテナは、多層基板の第一主面に対して第二主面側に配置されればよい。例えば、パッチアンテナは多層基板の内層に配置されてもよい。
【００９１】
また、上記実施の形態では、中間グランドパターン導体は、第一開口部４１ｈ及び第二開口部１４２ｈにおいて、それぞれ第一突出部４１及び第二突出部１４２を有するが、中間グランドパターン導体の構成はこれに限定されない。例えば、実施の形態１に係る伝送線路１２は、中間グランドパターン導体４０に代えて図１７Ａに示される中間グランドパターン導体２４０ａのような構成を備えてもよい。図１７Ａは、変形例１に係る中間グランドパターン導体２４０ａの第一開口部２４１ｈの形状を示す平面図である。図１７Ａに示されるように、中間グランドパターン導体２４０ａは、第一開口部２４１ｈにおいて、第一突出部を有さなくてもよい。より詳しくは、第一開口部２４１ｈの端縁である第一端縁２４１ｅは、仮想の円２４１ｉの円弧に沿った形状を有する部分と、仮想の円２４１ｉの弦に沿った形状を有する部分とを含む。図１７Ａに示される中間グランドパターン導体２４０ａは、多層基板２０の平面視において、仮想の円２４１ｉの内側の領域で信号パターン線路３０と重なる。多層基板２０の平面視において、第一端縁２４１ｅは、信号パターン線路３０と重なる第一重複部２４１ａを有し、第一重複部２４１ａと第一接続点３０ｃとの間の距離Ｄ１は、第一端縁２４１ｅの第一重複部２４１ａ以外のいずれの部分と第一接続点３０ｃとの間の距離Ｄ２より小さい。また、多層基板２０の平面視において、中間グランドパターン導体２４０ａの仮想の円２４１ｉの内側の領域であって、信号パターン線路３０と重なる領域に、第一グランドビアホール導体７６ａが配置される。このような中間グランドパターン導体２４０ａを備える伝送線路においても、実施の形態１に係る伝送線路１２及び実施の形態１の変形例に係る伝送線路１２ａと同様の効果が得られる。また、同様に、実施の形態２に係る中間グランドパターン導体１４０の、第二開口部１４２ｈにおいて、第二突出部１４２を有さなくてもよい。
【００９２】
中間グランドパターン導体の構成は上述した各例の構成に限定されない。以下に、中間グランドパターン導体の他の変形例について図１７Ｂ〜図１７Ｉを用いて説明する。図１７Ｂ〜図１７Ｉは、それぞれ、変形例２〜９に係る中間グランドパターン導体の第一開口部の形状を示す平面図である。図１７Ｂ〜図１７Ｉにそれぞれ示される中間グランドパターン導体２４０ｂ〜２４０ｊも、上記各実施の形態と同様に、多層基板２０の平面視において、仮想の円２４１ｉの内側の領域で信号パターン線路３０と重なる。多層基板２０の平面視において、第一端縁２４１ｅは、信号パターン線路３０と重なる第一重複部２４１ａを有する。以下、各変形例について説明する。
【００９３】
図１７Ｂに示される変形例２に係る中間グランドパターン導体２４０ｂのように、第一開口部２４１ｈの端縁である第一端縁２４１ｅは、仮想の円２４１ｉの円弧に沿っていなくてもよい。中間グランドパターン導体２４０ｂでは、第一端縁２４１ｅは、仮想の円２４１ｉの半径Ｒ１より小さい半径Ｒ２の円弧に沿った形状を有する部分を有する。ここで、半径Ｒ２は、第一重複部２４１ａと第一接続点３０ｃとの間の距離Ｄ１より大きい。
【００９４】
より詳しくは、変形例２に係る第一開口部２４１ｈの端縁である第一端縁２４１ｅは、半径Ｒ２の円弧に沿った形状を有する複数の部分と、それらの複数の部分を接続する直線状の部分と、第一重複部２４１ａを含む直線状の形状を有する部分とを含んでもよい。なお、変形例２では、半径Ｒ２の円弧の一部が仮想の円２４１ｉに内接している。
【００９５】
また、図１７Ｃに示される変形例３に係る中間グランドパターン導体２４０ｃのように、第一開口部２４１ｈの端縁である第一端縁２４１ｅは、仮想の円２４１ｉの円弧に沿った形状を有する部分と、仮想の円２４１ｉの半径Ｒ１より小さい半径Ｒ２の円弧に沿った形状を有する部分と、それらの部分を接続する直線状の部分と、第一重複部２４１ａを含む直線状の形状を有する部分とを含んでもよい。なお、半径Ｒ２は、第一重複部２４１ａと第一接続点３０ｃとの間の距離Ｄ１より大きい。
【００９６】
また、図１７Ｄに示される変形例４に係る中間グランドパターン導体２４０ｄのように、第一開口部２４１ｈの端縁である第一端縁２４１ｅは、仮想の円２４１ｉの略半周の円弧に沿った形状を有する部分と、当該円弧の弦の一部に沿った直線状の部分と、仮想の円２４１ｉの半径Ｒ１より小さい半径Ｒ３の円弧に沿った形状を有する部分と、第一重複部２４１ａを含む直線状の形状を有する部分とを含んでもよい。なお、半径Ｒ３は、第一重複部２４１ａと第一接続点３０ｃとの間の距離Ｄ１より大きい。
【００９７】
また、図１７Ｅに示される変形例５に係る中間グランドパターン導体２４０ｅのように、第一開口部２４１ｈの端縁である第一端縁２４１ｅは、仮想の円２４１ｉの略半周の円弧に沿った形状を有する部分と、当該円弧の弦の一部に沿った直線状の部分と、第一重複部２４１ａを含む直線状の形状を有する部分と、上記二つの直線状の部分を接続する直線状の部分とを含んでもよい。
【００９８】
また、図１７Ｆに示される変形例６に係る中間グランドパターン導体２４０ｆのように、第一開口部２４１ｈの端縁である第一端縁２４１ｅは、仮想の円２４１ｉの略半周の円弧に沿った形状を有する部分と、第一重複部２４１ａを含む直線状の形状を有する部分と、上記二つの部分を接続する直線状の部分とを含んでもよい。
【００９９】
また、図１７Ｇに示される変形例７に係る中間グランドパターン導体２４０ｇのように、第一開口部２４１ｈの端縁である第一端縁２４１ｅは、第一重複部２４１ａと、仮想の円２４１ｉの円弧に沿った形状を有する部分と、当該部分と第一重複部２４１ａとを接続し、中心軸Ａｘに沿った直線状の部分とを含んでもよい。
【０１００】
また、図１７Ｈに示される変形例８に係る中間グランドパターン導体２４０ｈのように、第一開口部２４１ｈの端縁である第一端縁２４１ｅは、第一重複部２４１ａを含む直線状の部分と、仮想の円２４１ｉの半径Ｒ１より大きい半径Ｒ４及び半径Ｒ５の円弧に沿った形状を有する部分とを含んでもよい。
【０１０１】
また、図１７Ｉに示される変形例９に係る中間グランドパターン導体２４０ｉのように、第一開口部２４１ｈの端縁である第一端縁２４１ｅは、第一重複部２４１ａを含む直線状の部分と、仮想の円２４１ｉの円弧に沿った形状を有する部分と、それらの部分を接続し、仮想の円２４１ｉの半径方向に延びる直線状の部分とを含んでもよい。
【０１０２】
以上で述べた変形例２〜変形例９に係る中間グランドパターン導体２４０ｂ〜２４０ｉにおいても、第一重複部２４１ａと第一接続点３０ｃとの間の距離Ｄ１は、第一端縁２４１ｅの第一重複部２４１ａ以外のいずれの部分と第一接続点３０ｃとの間の距離Ｄ２より小さい。
【０１０３】
また、上述した各中間グランドパターン導体の形状をさらに変形することも可能である。このような変形例について、図１７Ｊを用いて説明する。図１７Ｊは、変形例１０に係る中間グランドパターン導体４０ｊの第一開口部４１ｈの形状を示す平面図である。図１７Ｊに示されるように、第一開口部４１ｈの第一突出部４１などの角部が丸められてもよい。つまり、第一開口部４１ｈの角部の曲率半径を適宜調整してもよい。図１７Ｊには、変形の一例を示したが、上記各中間グランドパターン導体においても同様に変形を施してもよい。
【０１０４】
また、グランドビアホール導体７６の配置及び個数は、上述した例に限定されない。グランドビアホール導体７６の配置例について、図１７Ｋ及び図１７Ｌを用いて説明する。図１７Ｋ及び図１７Ｌは、それぞれ、変形例１１及び変形例１２に係るグランドビアホール導体７６の配置を示す平面図である。図１７Ｋ及び図１７Ｌには、上記実施の形態１に係る中間グランドパターン導体４０に接続されるグランドビアホール導体７６の配置例が示されている。
【０１０５】
図１７Ｋに示されるように、グランドビアホール導体７６は、第一開口部４１ｈの第一端縁４１ｅの付近の中心軸Ａｘから離隔した位置に配置されてもよいし、複数配置されてもよい。
【０１０６】
また、図１７Ｌに示されるように、複数のグランドビアホール導体７６は、第一開口部４１ｈの第一端縁４１ｅの全周に沿って、等間隔又は不等間隔で配置されてもよい。
【０１０７】
また、実施の形態１に係る伝送線路１２では、信号パターン線路３０のストリップ線路部３１が広幅部３１ａと狭幅部３１ｂとを含むが、信号パターン線路３０の構成はこれ限定されない。例えば、実施の形態１及び実施の形態２に係る信号パターン線路３０に代えて図１８に示される信号パターン線路３３０のような構成を備えてもよい。図１８は、変形例１３に係る伝送線路の一方の端部である第一端部３３０ａ付近におけるグランドパターン導体５０、中間グランドパターン導体３４０及び信号パターン線路３３０の形状を示す平面図である。図１９は、変形例１３に係る伝送線路の信号パターン線路３３０の第一端部３３０ａ付近における信号パターン線路３３０及び中間グランドパターン導体３４０の相対位置を示す平面図である。
【０１０８】
信号パターン線路３３０は、ストリップ線路部３３１と、コプレーナ線路部３２とを含む。信号パターン線路３３０は、信号パターン線路３３０から多層基板２０の積層方向において中間グランドパターン導体３４０から遠ざかる向きに延びる信号導体が接続される第一接続点３３０ｃを有する。中間グランドパターン導体３４０には、多層基板２０の平面視において、少なくとも一部が第一接続点３３０ｃを中心とする仮想の円３４１ｉに沿った第一端縁３４１ｅを有する第一開口部３４１ｈが形成されている。中間グランドパターン導体３４０は、多層基板２０の平面視において、第一開口部３４１ｈの内部に向かって、信号パターン線路３３０に沿って突出する第一突出部３４１を有する。
【０１０９】
図１８に示されるように、ストリップ線路部３３１は一様な幅を有してもよい。この場合、図１８及び図１９に示されるように、中間グランドパターン導体３４０の第一突出部３４１は、多層基板２０の平面視において、信号パターン線路３３０のストリップ線路部３３１のほぼ全体と重なってもよい。例えば、中間グランドパターン導体３４０は、ストリップ線路部３３１の面積の８０％以上９５％以下の領域と重なってもよい。図１９に示される例においても実施の形態１と同様に、多層基板２０の平面視において、中間グランドパターン導体３４０の第一開口部３４１ｈの端縁である第一端縁３４１ｅは、信号パターン線路３３０と重なる第一重複部３４１ａを有する。第一重複部３４１ａと第一接続点３３０ｃとの間の距離Ｄ１は、第一端縁３４１ｅの第一重複部３４１ａ以外のいずれの部分と第一接続点３３０ｃとの間の距離Ｄ２より小さい。このような信号パターン線路３３０及び中間グランドパターン導体３４０を備える伝送線路においても、実施の形態１に係る伝送線路１２及び実施の形態１の変形例に係る伝送線路１２ａと同様の効果が得られる。
【０１１０】
また、上述した各中間グランドパターン導体は、グランドパターン導体５０と、信号パターン線路３０との間に一層だけ設けられたが、グランドパターン導体５０と、信号パターン線路３０との間に複数の中間グランドパターン導体が設けられてもよい。このような例について、図２０を用いて説明する。図２０は、変形例１４に係る伝送線路の信号パターン線路３０の一方の端部である第一端部付近の構成を示す拡大断面図である。図２０に示されるように、グランドパターン導体５０と、中間グランドパターン導体４０との間に、さらに、中間グランドパターン導体４０と同様の形状を有する中間グランドパターン導体４０Ａを設けてもよい。また、中間グランドパターン導体４０と信号パターン線路３０との間に中間グランドパターン導体４０と同様の形状を有する中間グランドパターン導体４０Ｂを設けてもよい。なお、中間グランドパターン導体４０Ｂは、第一突出部４１を有さなくてもよい。また、中間グランドパターン導体４０Ａ又は中間グランドパターン導体４０Ｂの一方だけが設けられてもよい。また、グランドパターン導体５０と、中間グランドパターン導体４０との間に複数の中間グランドパターン導体４０Ａが設けられてもよいし、中間グランドパターン導体４０と信号パターン線路３０との間に複数の中間グランドパターン導体４０Ｂが設けられてもよい。
【０１１１】
また、上記実施の形態の伝送線路では、信号パターン線路３０は、多層基板２０の第一主面２１に配置されるが、信号パターン線路３０の配置構成はこれに限定されない。例えば、信号パターン線路３０は、多層基板の内層に配置されてもよい。このような構成例について、図面を用いて説明する。図２１は、変形例１５に係る伝送線路４１２及びアンテナモジュール４１０の基本構成を示す断面図である。図２１には、図２に示される断面図と同様の断面における伝送線路４１２及びアンテナモジュール４１０の断面図が示されている。
【０１１２】
図２１に示されるように、本変形例に係るアンテナモジュール４１０は、伝送線路４１２と、アレイ状に配置された複数のパッチアンテナ６０と、半田バンプ８２と、集積回路８０とを備える。伝送線路４１２は、実施の形態１に係る伝送線路１２と同様に、多層基板４２０と、信号パターン線路３０と、信号ビアホール線路７２と、グランドパターン導体５０と、中間グランドパターン導体４０と、グランドビアホール導体７４及び７６と、第一グランドビアホール導体７６ａと、信号層グランドパターン導体３８とを備える。本変形例に係る伝送線路４１２は、さらに、信号ビアホール線路４７２と、中間グランドパターン導体４４０と、グランドパターン導体４５０と、表層グランドパターン導体４３８と、パッド電極３５と、グランドビアホール導体４７４及び４７６とを備える。
【０１１３】
多層基板４２０は、実施の形態１及び実施の形態２に係る多層基板２０と同様の基板であり、第一主面４２１及び第二主面４２２を有する。
【０１１４】
グランドパターン導体４５０は、多層基板４２０の積層方向において信号パターン線路３０と異なる位置に配置され、多層基板４２０の平面視において、信号パターン線路３０と重なるパターン導体である。グランドパターン導体４５０は、多層基板４２０の積層方向において信号パターン線路３０より、第一主面４２１に近い位置に配置される。グランドパターン導体４５０は、接地されてグランド電位に維持される。
【０１１５】
中間グランドパターン導体４４０は、多層基板４２０の積層方向において信号パターン線路３０とグランドパターン導体４５０との間に配置され、グランドパターン導体４５０と電気的に接続されるパターン導体である。中間グランドパターン導体４４０は、グランドビアホール導体４７４を介してグランドパターン導体４５０と電気的に接続される。
【０１１６】
表層グランドパターン導体４３８は、多層基板４２０の第一主面４２１に配置されるパターン導体である。表層グランドパターン導体４３８は、接地されてグランド電位に維持される。表層グランドパターン導体４３８は、グランドビアホール導体４７６を介してグランドパターン導体４５０と電気的に接続される。
【０１１７】
信号ビアホール線路４７２は、信号パターン線路３０から多層基板４２０の積層方向において中間グランドパターン導体４０から遠ざかる向きに延びる信号導体である。信号ビアホール線路４７２は、図２１においては図示しない第一接続点において信号パターン線路３０と接続される。信号ビアホール線路４７２は、中間グランドパターン導体４４０及びグランドパターン導体４５０に形成された開口部において、中間グランドパターン導体４４０及びグランドパターン導体４５０を貫通する。信号ビアホール線路４７２は、パッド電極３５に接続される。
【０１１８】
パッド電極３５は、第一主面４２１に配置される電極である。パッド電極３５は、半田バンプ８２を介して、集積回路８０の端子に接続される。
【０１１９】
このように、信号パターン線路３０が多層基板４２０の内層に配置される場合においても、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。なお、本変形例において、実施の形態２に係る構成を適用してもよい。
【０１２０】
また、上述した変形例１５に係る伝送線路４１２及びアンテナモジュール４１０をさらに変形してもよい。このような伝送線路及びアンテナモジュールについて図２２を用いて説明する。図２２は、変形例１６に係る伝送線路４１２Ａ及びアンテナモジュール４１０Ａの基本構成を示す断面図である。図２２には、図２に示される断面図と同様の断面における伝送線路４１２Ａ及びアンテナモジュール４１０Ａの断面図が示されている。
【０１２１】
変形例１６に係る伝送線路４１２Ａ及びアンテナモジュール４１０Ａは、中間グランドパターン導体４４０Ａの構成において、変形例１５に係る伝送線路４１２及びアンテナモジュール４１０と相違する。
【０１２２】
変形例１６では、中間グランドパターン導体４０と中間グランドパターン導体４４０Ａとを区別するために、それぞれ、第一中間グランドパターン導体及び第二中間グランドパターン導体とも呼ぶ。
【０１２３】
変形例１６に係る中間グランドパターン導体４４０Ａ（第二中間グランドパターン導体）は、変形例１５に係る中間グランドパターン導体４４０と同様に、多層基板４２０の積層方向において、信号パターン線路３０と異なる位置に配置され、多層基板４２０の平面視において信号パターン線路と重なるパターン導体である。多層基板４２０の積層方向において、中間グランドパターン導体４０（第一グランドパターン導体）、信号パターン線路３０及び中間グランドパターン導体４４０Ａ（第二グランドパターン導体）は、この順に配置される。また、中間グランドパターン導体４４０Ａは、多層基板４２０の積層方向において信号パターン線路３０とグランドパターン導体４５０との間に配置され、グランドパターン導体４５０と電気的に接続される。
【０１２４】
信号ビアホール線路４７２は、図２２においては図示しない第一接続点において信号パターン線路３０と接続される。
【０１２５】
信号パターン線路３０は、図４及び図１５に示される上記各実施の形態と同様に、信号ビアホール線路４７２及び信号ビアホール線路７２がそれぞれ接続される第一接続点及び第二接続点を有する（図２２においては不図示）。また、図４及び図１５に示される上記各実施の形態と同様に、第一接続点は、信号パターン線路３０の一方の端部である第一端部に配置され（図４参照）、第二接続点は、信号パターン線路３０の他方の端部である第二端部に配置される（図１５参照）。
【０１２６】
変形例１６では、中間グランドパターン導体４０には、多層基板４２０の平面視において信号パターン線路３０の一方の端部である第一端部と重なる位置に開口している第一開口部４１ｈが形成されている（図５Ａなど参照）。また、中間グランドパターン導体４４０Ａには、多層基板４２０の平面視において他方の端部である第二端部と重なる位置に開口している開口部である第三開口部４４１ｈが形成されている。
【０１２７】
信号ビアホール線路７２は、積層方向に延びる他の線路を介さずにパッチアンテナ６０集積回路に接続されている。また、信号ビアホール線路４７２は、積層方向に延びる他の線路を介さずに集積回路８０に接続されている。なお、信号ビアホール線路７２は、第一開口部４１ｈと異なる位置において中間グランドパターン導体４０を貫通する。
【０１２８】
このように、中間グランドパターン導体４０に第一開口部４１ｈが形成されることにより、信号ビアホール線路４７２の第一接続点付近におけるインピーダンス不整合を低減できる。また、中間グランドパターン導体４４０Ａに第三開口部４４１ｈが形成されることにより、信号ビアホール線路７２の第二接続点付近におけるインピーダンス不整合を低減できる。第三開口部４４１ｈの形状は、特に限定されない。例えば、第三開口部４４１ｈの形状は、第一開口部４１ｈの形状と同様であってもよい。すなわち、多層基板４２０の平面視において、第三開口部４４１ｈの端縁である第一端縁は、信号パターン線路３０と重なる第一重複部を有し、第一重複部と第二接続点との間の距離は、第一端縁の第一重複部以外のいずれの部分と第二接続点との間の距離より小さくてもよい。このような形状を採用することで、第二接続点付近におけるインピーダンス不整合をより一層低減できる。
【０１２９】
なお、図２２に示される例では、第一開口部４１ｈ及び第三開口部４４１ｈの両方が形成されたが、少なくとも一方の開口部が形成されてもよい。このような構成においても、伝送線路４１２Ａ及びアンテナモジュール４１０Ａにおけるインピーダンス不整合を低減できる。
【０１３０】
また、アンテナモジュール４１０Ａは、パッチアンテナ６０及び集積回路８０を備えたが、アンテナモジュール４１０Ａは、パッチアンテナ６０又は集積回路８０を備えればよい。つまり、アンテナモジュール４１０Ａは、伝送線路４１２Ａと、伝送線路４１２Ａに接続されるパッチアンテナ６０及び集積回路８０の少なくとも一方とを備えればよい。
【０１３１】
また、アンテナモジュール４１０Ａが、パッチアンテナ６０及び集積回路８０のうち、パッチアンテナ６０だけを備える場合には、伝送線路４１２Ａは、中間グランドパターン導体４４０Ａ及びグランドパターン導体４５０を備えなくてもよい。また、アンテナモジュール４１０Ａがパッチアンテナ６０及び集積回路８０のうち、集積回路８０だけを備える場合には、伝送線路４１２Ａは、中間グランドパターン導体４０及びグランドパターン導体５０を備えなくてもよい。
【０１３２】
以上のように、伝送線路４１２Ａは、誘電体で形成された多層基板４２０と、多層基板４２０に配置される信号パターン線路３０と、多層基板４２０の積層方向において信号パターン線路３０と異なる位置に配置され、多層基板４２０の平面視において信号パターン線路３０と重なるグランドパターン導体と、多層基板４２０の積層方向において信号パターン線路３０とグランドパターン導体との間に配置され、グランドパターン導体と電気的に接続される中間グランドパターン導体と、信号パターン線路３０の一方の端部に接続され、信号パターン線路３０から多層基板４２０の積層方向において中間グランドパターン導体から遠ざかる向きに延びる信号ビアホール線路とを備え、中間グランドパターン導体には、多層基板４２０の平面視において一方の端部と重なる位置に開口している開口部が形成されており、信号ビアホール線路は、積層方向に延びる他の線路を介さずにパッチアンテナ又は集積回路に接続されている。
【０１３３】
このように、中間グランドパターン導体に開口部が形成されることにより、信号パターン線路３０と信号ビアホール線路との接続点付近におけるインピーダンス不整合を低減できる。したがって、伝送線路４１２Ａ及びアンテナモジュール４１０Ａにおけるインピーダンス不整合を低減できる。
【０１３４】
変形例１６に係るアンテナモジュール４１０Ａでは、信号パターン線路３０に接続される信号ビアホール線路７２が直接パッチアンテナ６０に接続されたが、信号ビアホール線路７２が、他の線路を介してパッチアンテナ６０に接続されてもよい。以下、このようなアンテナモジュールについて、図２３及び図２４を用いて説明する。
【０１３５】
図２３は、変形例１７に係る伝送線路４１２Ｂ及びアンテナモジュール４１０Ｂの基本構成を示す断面図である。図２４は、変形例１７に係る伝送線路４１２Ｂの信号パターン線路３０の第二端部付近における中継パターン線路４３０、グランドパターン導体５０Ｂ、中間グランドパターン導体１４０及び信号パターン線路３０の形状を示す平面図である。
【０１３６】
図２３に示されるように、変形例１７に係る伝送線路４１２Ｂ及びアンテナモジュール４１０Ｂは、信号ビアホール線路７２と、パッチアンテナ６０との間の構成において、変形例１６に係る伝送線路４１２Ａ及びアンテナモジュール４１０Ａと相違する。変形例１７に係る信号ビアホール線路７２は、中継パターン線路４３０及び信号ビアホール線路７２Ｂを介してパッチアンテナ６０に接続される。
【０１３７】
中継パターン線路４３０は、多層基板４２０の積層方向において、グランドパターン導体５０と、パッチアンテナ６０との間に配置されるパターン導体である。中継パターン線路４３０は、多層基板４２０の第一主面４２１及び第二主面４２２と平行な面上に形成された膜状の導体である。図２４の平面図（ａ）に示されるように、中継パターン線路４３０は、一方の端部である第三端部４３０ａの第三接続点４３０ｃにおいて、信号ビアホール線路７２と接続される。また、図２３に示されるように、中継パターン線路４３０は、他方の端部において、信号ビアホール線路７２Ｂと接続される。なお、中継パターン線路４３０の平面形状は特に限定されない。中継パターン線路４３０の平面形状は、図２４に示されるように、信号パターン線路３０と同様の形状であってもよい。
【０１３８】
信号ビアホール線路７２Ｂは、中継パターン線路４３０に接続され、多層基板４２０の積層方向に延びるビアホール導体である。信号ビアホール線路７２Ｂは、パッチアンテナ６０に接続される。
【０１３９】
また、変形例１７に係る伝送線路４１２Ｂは、グランドパターン導体５０Ｂの構成においても、変形例１６に係る伝送線路４１２Ａと相違する。
【０１４０】
グランドパターン導体５０Ｂには、図２４の平面図（ｂ）に示されるように、多層基板４２０の平面視において、中継パターン線路４３０の第三端部４３０ａと重なる位置に開口部５２ｈが形成されている。開口部５２ｈの内部には、信号ビアホール線路７２が配置される。つまり、開口部５２ｈにおいて、信号ビアホール線路７２がグランドパターン導体５０Ｂを貫通する。また、グランドパターン導体５０Ｂは、多層基板４２０の平面視において中継パターン線路４３０に沿って開口部５２ｈの内側に向かって突出する突出部５２を有する。なお、グランドパターン導体５０Ｂの開口部５２ｈの構成は、多層基板４２０の平面視において、中継パターン線路４３０の第三端部４３０ａと重なる位置において開口していればよく、上記構成に限定されない。
【０１４１】
変形例１７に係る中間グランドパターン導体１４０は、図２４の平面図（ｃ）に示されるように、上記実施の形態２に係る中間グランドパターン導体１４０と同様の構成を有する。
【０１４２】
変形例１７に係る信号パターン線路３０は、図２４の平面図（ｄ）に示されるように、上記実施の形態１に係る信号パターン線路３０と同様の構成を有する。
【０１４３】
以上のような構成を有する伝送線路４１２Ｂ及びアンテナモジュール４１０Ａにおいても、変形例１６に係る伝送線路４１２Ａ及びアンテナモジュール４１０Ｂと同様の効果が奏される。さらに、変形例１７では、グランドパターン導体５０Ｂの開口部５２ｈ及び中間グランドパターン導体１４０の第二開口部１４２ｈが、それぞれ突出部５２及び第二突出部１４２を有するため、信号パターン線路３０及び中継パターン線路４３０の端部付近におけるインピーダンス不整合をより一層低減できる。
【０１４４】
なお、変形例１７に係る開口部５２ｈ及び第二開口部１４２ｈの形状は、上記変形例１〜変形例１０に係る第一開口部と同様に変形されてもよい。
【０１４５】
また、グランドパターン導体５０Ｂには、多層基板４２０の平面視において、中継パターン線路４３０の他方の端部（つまり、信号ビアホール線路７２Ｂに接続される端部）と重なる位置に開口部５２ｈと同様の形状を有する開口部が形成されてもよい。これにより、中継パターン線路４３０の他方の端部付近におけるインピーダンス不整合を低減できる。
【０１４６】
以上で述べた各実施の形態及び各変形例においては、集積回路などに接続される伝送線路におけるインピーダンス不整合を低減する構成を述べたが、例えば、集積回路が内部に伝送線路を有する場合に、集積回路内において上記構成を利用することも可能である。以下、このようなアンテナモジュールの例について、図２５を用いて説明する。
【０１４７】
図２５は、変形例１８に係るアンテナモジュール４１０Ｃの基本構成を示す断面図である。
【０１４８】
図２５に示されるように、アンテナモジュール４１０Ｃは、変形例１６に係る伝送線路４１２Ａと、複数のパッチアンテナ６０と、伝送線路４１２Ａの複数の信号ビアホール線路４７２にそれぞれ接続される複数の端子５３５を有する集積回路８０Ｃとを備える。変形例１８に係るアンテナモジュール４１０Ｃは、集積回路８０Ｃの構成において、変形例１６に係るアンテナモジュール４１０Ａと相違する。
【０１４９】
変形例１８に係る集積回路８０Ｃは、複数の端子５３５と、表層グランドパターン導体５３８と、複数のグランドビアホール導体５７４と、内層グランドパターン導体５４０と、複数の信号ビアホール線路５７２と、複数の信号パターン線路５３０とを備える。なお、集積回路８０Ｃの上記各導体及び線路以外の領域には、誘電体が配置される。また、集積回路８０Ｃの上記各導体及び線路が配置される部分は、多層基板４２０と同様の誘電体基板であってもよい。また、図示されていないが、集積回路８０Ｃは、回路を構成する素子などをさらに備える。
【０１５０】
端子５３５は、伝送線路４１２Ａの第一主面４２１と対向する集積回路８０Ｃの表面に配置され、信号ビアホール線路４７２に接続される。端子５３５は、半田バンプ８２を介してパッド電極３５と接続される。なお、以下では、伝送線路４１２Ａの第一主面４２１と対向する集積回路８０Ｃの表面のことを実装面ともいう。
【０１５１】
信号パターン線路５３０は、集積回路８０Ｃの内層に配置されるパターン導体である。信号パターン線路５３０は、集積回路８０Ｃの実装面と平行な面上に形成された膜状の導体である。信号パターン線路５３０の一方の端部は、信号ビアホール線路５７２に接続され、他方の端部は、集積回路８０Ｃ内の回路を構成する素子などに接続される。
【０１５２】
表層グランドパターン導体５３８は、集積回路８０Ｃの実装面に配置されるパターン導体である。表層グランドパターン導体５３８は、接地されてグランド電位に維持される。変形例１８では、表層グランドパターン導体５３８は、半田バンプ８２を介して、伝送線路４１２Ａの表層グランドパターン導体４３８に接続される。表層グランドパターン導体５３８は、複数の端子５３５と接触しないように配置される。変形例１８においては、表層グランドパターン導体５３８には、集積回路８０Ｃの実装面の平面視において、信号パターン線路５３０の一方の端部と重なる位置に開口部５３９ｈが形成されている（図２５の右端の信号パターン線路５３０の一方の端部と重なる位置を除く）。表層グランドパターン導体５３８は、集積回路８０Ｃの実装面の平面視において信号パターン線路５３０に沿って開口部５３９ｈの内側に向かって突出する突出部５３９を有する。これにより、信号パターン線路５３０の一方の端部付近におけるインピーダンス不整合を低減できる。なお、表層グランドパターン導体５３８の開口部５３９ｈの構成は、集積回路８０Ｃの実装面の平面視において、信号パターン線路５３０の一方の端部と重なる位置において開口していればよく、上記構成に限定されない。例えば、上記各変形例に係る開口部と同様の構成であってもよい。
【０１５３】
信号ビアホール線路５７２は、端子５３５に接続され、集積回路８０Ｃの実装面に垂直な方向に延びるビアホール導体である。信号ビアホール線路５７２は、信号パターン線路５３０に接続される。
【０１５４】
内層グランドパターン導体５４０は、集積回路８０Ｃの実装面に垂直な方向において信号パターン線路５３０より実装面から遠い位置に配置されるパターン導体である。内層グランドパターン導体５４０は、表層グランドパターン導体５３８とグランドビアホール導体５７４を介して電気的に接続される。
【０１５５】
内層グランドパターン導体５４０には、集積回路８０Ｃの実装面の平面視において、信号パターン線路５３０の一方の端部と重なる位置に開口部５４１ｈが形成されている（図２５の右端の信号パターン線路５３０の一方の端部と重なる位置を除く）。開口部５４１ｈの内部には、信号パターン線路５３０と電気的に接続される導体（例えば、信号ビアホール線路５７２など）は配置されない。このような開口部５４１ｈにより、信号パターン線路５３０の一方の端部付近におけるインピーダンス不整合を低減できる。また、内層グランドパターン導体５４０は、集積回路８０Ｃの実装面の平面視において信号パターン線路５３０に沿って開口部５４１ｈの内側に向かって突出する突出部５４１を有する。これにより、信号パターン線路５３０の一方の端部付近におけるインピーダンス不整合をより一層低減できる。内層グランドパターン導体５４０の開口部５４１ｈの構成は、集積回路８０Ｃの実装面の平面視において、信号パターン線路５３０の一方の端部と重なる位置において開口していればよく、上記構成に限定されない。例えば、上記各変形例に係る開口部と同様の構成であってもよい。なお、内層グランドパターン導体５４０には、必ずしも開口部５４１ｈが形成されていなくてもよい。
【０１５６】
グランドビアホール導体５７４は、表層グランドパターン導体５３８に接続され、集積回路８０Ｃの実装面に垂直な方向に延びるビアホール導体である。グランドビアホール導体５７４は、内層グランドパターン導体５４０に接続される。
【０１５７】
以上のような構成を有するアンテナモジュール４１０Ｃによれば、上述のとおり、信号パターン線路５３０におけるインピーダンス不整合を低減できる。
【０１５８】
変形例１８では、集積回路８０Ｃの内層に配置される信号パターン線路５３０におけるインピーダンス不整合を低減する構成を示したが、集積回路が表層に信号パターン線路を有する場合にも、インピーダンス不整合を低減することは可能である。以下、このようなアンテナモジュールの例について、図２６を用いて説明する。
【０１５９】
図２６は、変形例１９に係るアンテナモジュール４１０Ｄの基本構成を示す断面図である。
【０１６０】
図２６に示されるように、アンテナモジュール４１０Ｄは、伝送線路４１２Ｄと、複数のパッチアンテナ６０と、伝送線路４１２Ｄの複数の信号ビアホール線路４７２にそれぞれ接続される複数の信号パターン線路５３５Ｄを有する集積回路８０Ｄとを備える。なお、図示されていないが、集積回路８０Ｄは、回路を構成する素子などをさらに備える。
【０１６１】
変形例１９に係る集積回路８０Ｄは、複数の信号パターン線路５３５Ｄと、表層グランドパターン導体５３８と、複数のグランドビアホール導体５７４と、内層グランドパターン導体５４０とを備える。なお、集積回路８０Ｄの上記各導体及び線路以外の領域には、誘電体が配置される。また、集積回路８０Ｃの上記各導体及び線路が配置される部分は、多層基板４２０と同様の誘電体基板であってもよい。
【０１６２】
信号パターン線路５３５Ｄは、伝送線路４１２Ｄの第一主面４２１と対向する集積回路８０Ｄの表面に配置され、一方の端部において半田バンプ８２を介して伝送線路４１２Ｄのパッド電極３５に接続される。なお、以下では、伝送線路４１２Ｄの第一主面４２１と対向する集積回路８０Ｄの表面のことを実装面ともいう。信号パターン線路５３５Ｄの他方の端部は、集積回路８０Ｄの回路を構成する素子などに接続される。
【０１６３】
表層グランドパターン導体５３８は、集積回路８０Ｄの実装面に配置されるパターン導体である。表層グランドパターン導体５３８は、接地されてグランド電位に維持される。変形例１９では、表層グランドパターン導体５３８は、半田バンプ８２を介して、伝送線路４１２Ｄの表層グランドパターン導体４３８Ｄに接続される。表層グランドパターン導体５３８は、複数の信号パターン線路５３５Ｄと接触しないように配置される。
【０１６４】
グランドビアホール導体５７４は、表層グランドパターン導体５３８に接続され、集積回路８０Ｄの実装面に垂直な方向に延びるビアホール導体である。グランドビアホール導体５７４は、内層グランドパターン導体５４０に接続される。
【０１６５】
内層グランドパターン導体５４０は、集積回路８０Ｃの実装面に垂直な方向において信号パターン線路５３０より実装面から遠い位置に配置されるパターン導体である。内層グランドパターン導体５４０は、表層グランドパターン導体５３８とグランドビアホール導体５７４を介して電気的に接続される。
【０１６６】
内層グランドパターン導体５４０には、集積回路８０Ｄの実装面の平面視において、信号パターン線路５３５Ｄの一方の端部と重なる位置に開口部５４１ｈが形成されている（図２６の右端の信号パターン線路５３５Ｄの一方の端部と重なる位置を除く）。開口部５４１ｈの内部には、信号パターン線路５３５Ｄと電気的に接続される導体は配置されない。このような開口部５４１ｈにより、信号パターン線路５３０の一方の端部付近におけるインピーダンス不整合を低減できる。また、内層グランドパターン導体５４０は、集積回路８０Ｄの実装面の平面視において信号パターン線路５３５Ｄに沿って開口部５４１ｈの内側に向かって突出する突出部５４１を有する。これにより、信号パターン線路５３０の一方の端部付近におけるインピーダンス不整合をより一層低減できる。なお、内層グランドパターン導体５４０の開口部５４１ｈの構成は、集積回路８０Ｄの実装面の平面視において、信号パターン線路５３５Ｄの一方の端部と重なる位置において開口していればよく、上記構成に限定されない。例えば、上記各変形例に係る開口部と同様の構成であってもよい。また、内層グランドパターン導体５４０には、必ずしも開口部５４１ｈが形成されていなくてもよい。
【０１６７】
伝送線路４１２Ｄは、表層グランドパターン導体４３８Ｄの構成において、変形例１６に係る伝送線路４１２Ａと相違し、その他の点において一致する。
【０１６８】
表層グランドパターン導体４３８Ｄには、多層基板４２０の平面視において、信号パターン線路５３５Ｄの一方の端部と重なる位置に開口部４３９ｈが形成されている。これにより、信号パターン線路５３５Ｄの一方の端部付近におけるインピーダンス不整合を低減できる。また、表層グランドパターン導体４３８Ｄは、多層基板４２０の平面視において信号パターン線路５３５Ｄに沿って開口部４３９ｈの内側に向かって突出する突出部４３９を有する。これにより、信号パターン線路５３５Ｄの一方の端部付近におけるインピーダンス不整合をより一層低減できる。表層グランドパターン導体４３８Ｄの開口部４３９ｈの構成は、多層基板４２０の平面視において、信号パターン線路５３５Ｄの一方の端部と重なる位置において開口していればよく、上記構成に限定されない。例えば、上記各変形例に係る開口部と同様の構成であってもよい。
【０１６９】
以上のような構成を有するアンテナモジュール４１０Ｄによれば、上述のとおり、信号パターン線路５３５Ｄにおけるインピーダンス不整合を低減できる。
【産業上の利用可能性】
【０１７０】
本発明は、高周波信号の伝送損失を低減できるアンテナ装置及び通信装置として、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
【符号の説明】
【０１７１】
１０、１０ａ、１１０、４１０、４１０Ａ、４１０Ｂ、４１０Ｃ、４１０Ｄ    アンテナモジュール
１２、１２ａ、１１２、４１２、４１２Ａ、４１２Ｂ、４１２Ｄ    伝送線路
２０、４２０    多層基板
２１、４２１    第一主面
２２、４２２    第二主面
３０、３３０、５３０、５３５Ｄ    信号パターン線路
３０ａ、３３０ａ    第一端部
３０ｂ    第二端部
３０ｃ、３３０ｃ    第一接続点
３０ｄ    第二接続点
３１、３３１    ストリップ線路部
３１ａ    広幅部
３１ｂ    狭幅部
３２    コプレーナ線路部
３５    パッド電極
３８    信号層グランドパターン導体
３８ｈ、５０ｈ、５２ｈ、１５０ｈ、４３９ｈ、５３９ｈ、５４１ｈ    開口部
３８ｓ    スリット部
４０、４０Ａ、４０ｊ、１４０、２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄ、２４０ｅ、２４０ｆ、２４０ｇ、２４０ｈ、２４０ｉ、３４０、４４０、４４０Ａ    中間グランドパターン導体
４１、３４１    第一突出部
４１ａ、２４１ａ、３４１ａ    第一重複部
４１ｅ、２４１ｅ、３４１ｅ    第一端縁
４１ｈ、２４１ｈ、３４１ｈ    第一開口部
４１ｉ、１４２ｉ、１５０ｉ、２４１ｉ、３４１ｉ    仮想の円
４２ｈ、１４２ｈ    第二開口部
５０、５０Ｂ、１５０、４５０    グランドパターン導体
５２、１５１、４３９、５３９、５４１    突出部
６０    パッチアンテナ
７２、７２Ｂ、４７２、５７２    信号ビアホール線路
７４、７６、４７４、４７６、５７４    グランドビアホール導体
７６ａ    第一グランドビアホール導体
７６ｂ    第二グランドビアホール導体
８０、８０Ｃ、８０Ｄ    集積回路
８２    半田バンプ
１４２    第二突出部
１４２ａ    第二重複部
１４２ｅ    第二端縁
１５０ｅ    端縁
４３０    中継パターン線路
４３０ａ    第三端部
４３０ｃ    第三接続点
４３８、４３８Ｄ、５３８    表層グランドパターン導体
５３５    端子
５４０    内層グランドパターン導体
【図１】
2019098311.tif 000003
【図２】
2019098311.tif 000004
【図３】
2019098311.tif 000005
【図４】
2019098311.tif 000006
【図５Ａ】
2019098311.tif 000007
【図５Ｂ】
2019098311.tif 000008
【図６】
2019098311.tif 000009
【図７】
2019098311.tif 000010
【図８】
2019098311.tif 000011
【図９】
2019098311.tif 000012
【図１０】
2019098311.tif 000013
【図１１】
2019098311.tif 000014
【図１２】
2019098311.tif 000015
【図１３】
2019098311.tif 000016
【図１４】
2019098311.tif 000017
【図１５】
2019098311.tif 000018
【図１６Ａ】
2019098311.tif 000019
【図１６Ｂ】
2019098311.tif 000020
【図１７Ａ】
2019098311.tif 000021
【図１７Ｂ】
2019098311.tif 000022
【図１７Ｃ】
2019098311.tif 000023
【図１７Ｄ】
2019098311.tif 000024
【図１７Ｅ】
2019098311.tif 000025
【図１７Ｆ】
2019098311.tif 000026
【図１７Ｇ】
2019098311.tif 000027
【図１７Ｈ】
2019098311.tif 000028
【図１７Ｉ】
2019098311.tif 000029
【図１７Ｊ】
2019098311.tif 000030
【図１７Ｋ】
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【図１７Ｌ】
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【図１８】
2019098311.tif 000033
【図１９】
2019098311.tif 000034
【図２０】
2019098311.tif 000035
【図２１】
2019098311.tif 000036
【図２２】
2019098311.tif 000037
【図２３】
2019098311.tif 000038
【図２４】
2019098311.tif 000039
【図２５】
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【図２６】
2019098311.tif 000041
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月23日(2020.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
図９及び図１０に示されるように、本変形例に係る伝送線路１２ａのインピーダンスは、実施の形態１に係る伝送線路１２のインピーダンスより、特性インピーダンス（５０Ω）に近い。また、図１１及び図１２に示されるように、少なくとも周波数が１０ＧＨｚ以上の周波数帯域において、本変形例に係る伝送線路１２ａでは、実施の形態１に係る伝送線路１２より反射損失及び通過損失が少ない。本変形例では、例えば周波数が１２ＧＨｚの場合、実施の形態１と比較して、反射損失及び通過損失をそれぞれ８．１ｄＢ及び０．４８ｄＢ改善できる。このように、本変形例に係る伝送線路１２ａにおいては、実施の形態１に係る伝送線路１２よりインピーダンス不整合を低減できるため、反射損失及び通過損失をより一層低減できる。このような効果は、本変形例に係る伝送線路１２ａの中間グランドパターン導体４０のうち、信号パターン線路３０のインピーダンスに影響する部分とグランドパターン導体５０との間で発生する寄生容量を、第一グランドビアホール導体７６ａによって低減できることに起因する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る伝送線路及びアンテナモジュールについて説明する。本実施の形態に係る伝送線路は、グランドパターン導体及び中間グランドパターン導体における信号ビアホール配線が貫通する部分の構成において、実施の形態１の変形例に係る伝送線路１２ａと相違し、その他の構成において一致する。以下、本実施の形態に係る伝送線路及びアンテナモジュールについて、実施の形態１の変形例との相違点を中心に説明する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
また、伝送線路１１２は、多層基板２０の平面視において、中間グランドパターン導体１４０の信号パターン線路３０と重なる位置に配置され、中間グランドパターン導体１４０とグランドパターン導体１５０とを接続する第二グランドビアホール導体７６ｂを有する。このような、第二グランドビアホール導体７６ｂにより、実施の形態１の変形例に係る第一グランドビアホール導体７６ａと同様の効果を奏することができる。すなわち、中間グランドパターン導体１４０のうち信号パターン線路３０のインピーダンスに影響する部分と、グランドパターン導体１５０との間で発生する寄生容量を、第二グランドビアホール導体７６ｂによって低減できる。これにより、信号パターン線路３０におけるインピーダンス不整合を低減できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
中間グランドパターン導体の構成は上述した各例の構成に限定されない。以下に、中間グランドパターン導体の他の変形例について図１７Ｂ〜図１７Ｉを用いて説明する。図１７Ｂ〜図１７Ｉは、それぞれ、変形例２〜９に係る中間グランドパターン導体の第一開口部の形状を示す平面図である。図１７Ｂ〜図１７Ｉにそれぞれ示される中間グランドパターン導体２４０ｂ〜２４０ｉも、上記各実施の形態と同様に、多層基板２０の平面視において、仮想の円２４１ｉの内側の領域で信号パターン線路３０と重なる。多層基板２０の平面視において、第一端縁２４１ｅは、信号パターン線路３０と重なる第一重複部２４１ａを有する。以下、各変形例について説明する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
変形例１６に係る中間グランドパターン導体４４０Ａ（第二中間グランドパターン導体）は、変形例１５に係る中間グランドパターン導体４４０と同様に、多層基板４２０の積層方向において、信号パターン線路３０と異なる位置に配置され、多層基板４２０の平面視において信号パターン線路と重なるパターン導体である。多層基板４２０の積層方向において、中間グランドパターン導体４０（第一中間グランドパターン導体）、信号パターン線路３０及び中間グランドパターン導体４４０Ａ（第二中間グランドパターン導体）は、この順に配置される。また、中間グランドパターン導体４４０Ａは、多層基板４２０の積層方向において信号パターン線路３０とグランドパターン導体４５０との間に配置され、グランドパターン導体４５０と電気的に接続される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２７】
信号ビアホール線路７２は、積層方向に延びる他の線路を介さずにパッチアンテナ６０に接続されている。また、信号ビアホール線路４７２は、積層方向に延びる他の線路を介さずに集積回路８０に接続されている。なお、信号ビアホール線路７２は、第一開口部４１ｈと異なる位置において中間グランドパターン導体４０を貫通する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３７】
中継パターン線路４３０は、多層基板４２０の積層方向において、グランドパターン導体５０Ｂと、パッチアンテナ６０との間に配置されるパターン導体である。中継パターン線路４３０は、多層基板４２０の第一主面４２１及び第二主面４２２と平行な面上に形成された膜状の導体である。図２４の平面図（ａ）に示されるように、中継パターン線路４３０は、一方の端部である第三端部４３０ａの第三接続点４３０ｃにおいて、信号ビアホール線路７２と接続される。また、図２３に示されるように、中継パターン線路４３０は、他方の端部において、信号ビアホール線路７２Ｂと接続される。なお、中継パターン線路４３０の平面形状は特に限定されない。中継パターン線路４３０の平面形状は、図２４に示されるように、信号パターン線路３０と同様の形状であってもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４３】
以上のような構成を有する伝送線路４１２Ｂ及びアンテナモジュール４１０Ｂにおいても、変形例１６に係る伝送線路４１２Ａ及びアンテナモジュール４１０Ａと同様の効果が奏される。さらに、変形例１７では、グランドパターン導体５０Ｂの開口部５２ｈ及び中間グランドパターン導体１４０の第二開口部１４２ｈが、それぞれ突出部５２及び第二突出部１４２を有するため、信号パターン線路３０及び中継パターン線路４３０の端部付近におけるインピーダンス不整合をより一層低減できる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６１】
変形例１９に係る集積回路８０Ｄは、複数の信号パターン線路５３５Ｄと、表層グランドパターン導体５３８と、複数のグランドビアホール導体５７４と、内層グランドパターン導体５４０とを備える。なお、集積回路８０Ｄの上記各導体及び線路以外の領域には、誘電体が配置される。また、集積回路８０Ｄの上記各導体及び線路が配置される部分は、多層基板４２０と同様の誘電体基板であってもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６５】
内層グランドパターン導体５４０は、集積回路８０Ｄの実装面に垂直な方向において信号パターン線路５３５Ｄより実装面から遠い位置に配置されるパターン導体である。内層グランドパターン導体５４０は、表層グランドパターン導体５３８とグランドビアホール導体５７４を介して電気的に接続される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６６】
内層グランドパターン導体５４０には、集積回路８０Ｄの実装面の平面視において、信号パターン線路５３５Ｄの一方の端部と重なる位置に開口部５４１ｈが形成されている（図２６の右端の信号パターン線路５３５Ｄの一方の端部と重なる位置を除く）。開口部５４１ｈの内部には、信号パターン線路５３５Ｄと電気的に接続される導体は配置されない。このような開口部５４１ｈにより、信号パターン線路５３５Ｄの一方の端部付近におけるインピーダンス不整合を低減できる。また、内層グランドパターン導体５４０は、集積回路８０Ｄの実装面の平面視において信号パターン線路５３５Ｄに沿って開口部５４１ｈの内側に向かって突出する突出部５４１を有する。これにより、信号パターン線路５３５Ｄの一方の端部付近におけるインピーダンス不整合をより一層低減できる。なお、内層グランドパターン導体５４０の開口部５４１ｈの構成は、集積回路８０Ｄの実装面の平面視において、信号パターン線路５３５Ｄの一方の端部と重なる位置において開口していればよく、上記構成に限定されない。例えば、上記各変形例に係る開口部と同様の構成であってもよい。また、内層グランドパターン導体５４０には、必ずしも開口部５４１ｈが形成されていなくてもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
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【国際調査報告】
2019098311.tif 000043
2019098311.tif 000044
2019098311.tif 000045