(57)【要約】  アレイアンテナ装置（５）は、複数の給電パッチアンテナ（１８）と複数の給電パッチアンテナ（１８）のそれぞれに電気的に接続された複数の能動素子回路（１３）とを有する配線基板（１０）と、無給電パッチアンテナ（３４）を有する複数のアンテナ基板（３０）とを備えている。配線基板（１０）一枚に対して複数のアンテナ基板（３０）が接合されている。これにより、小型化が可能であるとともに、良好なアンテナ特性を有するアレイアンテナ装置を提供することができる。
2016067906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板と、複数のアンテナ基板とを備え、
前記配線基板は、第１の面を有する第１の基板と、前記第１の基板の前記第１の面上に設けられた配線層とを含み、前記第１の基板は前記第１の面上に設けられた複数の能動素子回路を有し、前記複数の能動素子回路のそれぞれは、電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行い、前記配線層は複数の給電パッチアンテナと電気接続部とを有し、前記複数の給電パッチアンテナのそれぞれは前記複数の能動素子回路のそれぞれと前記電気接続部によって電気的に接続されており、
前記複数のアンテナ基板は、それぞれ、第２の面と前記第２の面とは反対の第３の面とを有する第２の基板と、前記第２の基板の前記第２の面上に設けられた少なくとも一つの無給電パッチアンテナとを含み、
前記配線基板一枚に対して前記複数のアンテナ基板が接合された、アレイアンテナ装置。
【請求項２】
前記第１の基板は半導体ウエハであり、前記第２の基板はプリント基板である、請求項１に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項３】
前記第１の基板は、Ｓｉ基板、ＳｉＧｅ基板、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＳｂ基板、ＳｉＣ基板及びＧａＮ基板のいずれかである、請求項１または請求項２に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項４】
前記配線層は、絶縁層をさらに有し、
前記電気接続部の少なくとも一部は前記絶縁層の内部に設けられている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項５】
前記絶縁層は、樹脂を含む、請求項４に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項６】
前記配線層は、接地導体層をさらに有し、
前記接地導体層は、前記複数の能動素子回路と前記複数の給電パッチアンテナとの間に設けられ、
前記接地導体層は、前記複数の給電パッチアンテナが配置される領域よりも大きい領域にわたって延在する１つの導体層である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項７】
前記複数のアンテナ基板の前記第３の面は前記配線基板の前記配線層に接合され、前記アンテナ基板の前記第２の面と前記第３の面との距離で規定される前記アンテナ基板の厚さは１００μｍ以上１ｍｍ以下である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項８】
前記配線基板と前記アンテナ基板とはアライメントマークを含む、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項９】
前記複数のアンテナ基板の間の隙間は０．１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であり、前記隙間は空気で満たされている、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項１０】
前記複数のアンテナ基板の間の隙間は、０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下であり、前記隙間は空気で満たされている、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項１１】
前記複数のアンテナ基板の前記第３の面と前記配線基板との間に接着フイルムが配置され、
前記複数のアンテナ基板は、前記接着フイルムによって前記配線基板に接合される、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項１２】
前記接着フイルムは、樹脂を含む、請求項１１に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項１３】
前記接着フイルムは、０．００５以下の誘電正接を有する、請求項１１または請求項１２に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項１４】
前記複数のアンテナ基板の前記第３の面と前記配線基板との間に半田が配置され、
前記複数のアンテナ基板は、半田によって前記配線基板に接合される、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項１５】
前記第２の基板は、０．００３以下の誘電正接を有する、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項１６】
配線基板を形成する工程と、
複数のアンテナ基板を形成する工程と、
前記配線基板一枚に対して前記複数のアンテナ基板を接合する工程とを備え、
前記配線基板を形成する工程は、複数の能動素子回路を第１の基板の第１の面上に形成する工程を含み、前記複数の能動素子回路はそれぞれ、電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行い、さらに、前記第１の基板の第１の面上に配線層を形成する工程を含み、前記配線層は複数の給電パッチアンテナと電気接続部とを有し、前記複数の給電パッチアンテナのそれぞれは前記複数の能動素子回路のそれぞれと前記電気接続部によって電気的に接続されており、
前記複数のアンテナ基板を形成する工程は、第２の基板の第２の面に少なくとも一つの無給電パッチアンテナを設ける工程を含む、アレイアンテナ装置の製造方法。
【請求項１７】
前記接合する工程は、前記配線基板に形成された第１のアライメントマークと、前記複数のアンテナ基板に形成された第２のアライメントマークとを観察しながら、前記複数のアンテナ基板を前記配線基板にアライメントすることを含む、請求項１６に記載のアレイアンテナ装置の製造方法。
【請求項１８】
前記接合する工程は、前記複数の給電パッチアンテナのそれぞれの中心位置と前記複数のアンテナ基板のそれぞれの前記無給電パッチアンテナの中心位置とを求める工程と、前記給電パッチアンテナのそれぞれの前記中心位置と前記無給電パッチアンテナの前記中心位置とが一致するように、前記複数のアンテナ基板のそれぞれを前記配線基板にアライメントする工程とを含む、請求項１６に記載のアレイアンテナ装置の製造方法。
【請求項１９】
前記接合する工程は、接着フイルムを前記複数のアンテナ基板に仮接着する第１の接着工程と、前記接着フイルムによって前記複数のアンテナ基板を前記配線基板に本接着する第２の接着工程とを含む、請求項１６から請求項１８のいずれか１項に記載のアレイアンテナ装置の製造方法。
【請求項２０】
前記接合する工程は、接着フイルムを前記複数のアンテナ基板に仮接着する第１の接着工程と、前記接着フイルムを有する前記複数のアンテナ基板を前記配線基板に本接着する第２の接着工程とを含み、
前記第１の接着工程において、前記接着フイルムが前記複数のアンテナ基板の前記第２のアライメントマークを覆わないように、前記接着フイルムは前記複数のアンテナ基板に仮接着される、請求項１７に記載のアレイアンテナ装置の製造方法。
【請求項２１】
前記第２の接着工程は、前記接着フイルムを有する前記複数のアンテナ基板を前記配線基板に仮接着する工程と、加熱プレス装置を用いて、前記配線基板に仮接着された前記複数のアンテナ基板を加熱しながら前記配線基板に仮接着された前記複数のアンテナ基板を一括して前記配線基板に押圧して、前記複数のアンテナ基板を一括して前記配線基板に本接着する第３の接着工程とを含む、請求項１９または請求項２０に記載のアレイアンテナ装置の製造方法。
【請求項２２】
前記第３の接着工程は、前記配線基板に仮接着された前記複数のアンテナ基板を加熱する前から、前記複数のアンテナ基板を一括して前記配線基板に本接着することが完了するまでの間、前記複数のアンテナ基板と前記配線基板とが前記加熱プレス装置に吸着されることを含む、請求項２１に記載のアレイアンテナ装置の製造方法。
【請求項２３】
前記接合する工程は、前記配線基板と前記複数のアンテナ基板とを半田によって接合することを含む、請求項１６から請求項１８のいずれか１項に記載のアレイアンテナ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波、ミリ波などの電磁波の送信および受信の少なくともいずれかを行うアレイアンテナ装置、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波、ミリ波などの電磁波の送信および受信の少なくともいずれかを行うために、複数のアンテナ素子が配置されたアレイアンテナ装置が知られている（特許文献１から特許文献３を参照）。【０００３】
特許文献１には、複数のアンテナモジュールがプリント基板上に実装されたアレイアンテナ装置が開示されている。複数のアンテナモジュールのそれぞれは、パッチアンテナが設けられた多層セラミックの積層基板と、多層セラミックの積層基板に設けられたキャビティの中に配置された電気素子とを備えている。【０００４】
特許文献２には、複数のアンテナ導体と能動素子回路とを有する一枚の半絶縁性ガリウムヒ素基板（半絶縁性ＧａＡｓ基板）と、複数の信号処理回路を備えた一枚のシリコン基板（Ｓｉ基板）とが接合されたアレイアンテナ装置が開示されている。【０００５】
特許文献３には、複数の無給電素子が形成された一枚の第１の誘電体基板と、複数の放射素子が形成された一枚の第２の誘電体基板と、複数の移相器が形成された一枚の第３の誘電体基板とが積層されたアレイアンテナ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１１７１３９号公報
【特許文献２】特開平５−６７９１９号公報
【特許文献３】特開２０００−１９６３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１のアレイアンテナ装置を小型化しようとすると、キャビティも小さくせざるを得ない。そのため、アレイアンテナ装置に必要な電気素子をキャビティの中に配置することができなくなってしまう。その結果、特許文献１に開示されたアレイアンテナ装置を小型化することは難しい。【０００８】
特許文献２では、半絶縁性ＧａＡｓ基板とＳｉ基板とを接合しなければならない。しかし、一般に、材料が異なる２つの基板は、互いに異なる線膨張係数または抗折強度を有する。しかも、特許文献２に記載された半絶縁性ＧａＡｓ基板とＳｉ基板は、アレイアンテナ装置の全体にわたって延在する一枚の基板であって、大きな面積を有している。【０００９】
大きな面積を有するとともに材料の異なる２枚の基板を接合すると、２枚の基板を接合する際に加えられる熱、またはアレイアンテナ装置の使用時にアレイアンテナ装置から発せられる熱によって、２枚の基板に反り、ねじれ、またはゆがみが生じ得る。そのため、複数のアンテナ素子の位置が設計位置からずれてしまい、アレイアンテナ装置のアンテナ特性が悪くなってしまう。【００１０】
特許文献３に記載された第１ないし第３の誘電体基板は、アレイアンテナ装置の全体にわたって延在する一枚の基板であって、大きな面積を有している。そのため、特許文献３において第１ないし第３の誘電体基板の材料が互いに異なる場合には、特許文献３においても、特許文献２と同様の理由により、複数のアンテナ素子の位置が設計位置からずれてしまい、アレイアンテナ装置のアンテナ特性が悪くなってしまう。【００１１】
また、特許文献３において第１ないし第３の誘電体基板の材料が互いに同じ材料から構成されている場合であっても、第１ないし第３の誘電体基板のそれぞれには、互いに異なる電気素子または互いに異なる配線が形成され得る。互いに異なる電気素子または互いに異なる配線パターンが形成された第１ないし第３の誘電体基板は、互いに異なる線膨張係数、力学物性、または幾何学的な対称性を有し得る。そのため、特許文献３において第１ないし第３の誘電体基板の材料が互いに同じ材料からなる場合であっても、第１ないし第３の誘電体基板に反り、ねじれ、またはゆがみなどが生じ得る。その結果、複数のアンテナ素子の位置が設計位置からずれてしまい、アレイアンテナ装置のアンテナ特性が悪くなってしまう。【００１２】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化が可能であるとともに、複数のアンテナ素子の位置ずれを小さくして、良好なアンテナ特性を有するアレイアンテナ装置、およびそ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】
【００１３】
本発明のアレイアンテナ装置は、複数の給電パッチアンテナと複数の給電パッチアンテナのそれぞれに電気的に接続された複数の能動素子回路とを有する配線基板と、無給電パッチアンテナを有する複数のアンテナ基板とを備えている。配線基板一枚に対して複数のアンテナ基板が接合されている。【００１４】
本発明のアレイアンテナ装置の製造方法は、配線基板を形成する工程と、複数のアンテナ基板を形成する工程と、配線基板一枚に対して複数のアンテナ基板を接合する工程とを備えている。配線基板は、複数の給電パッチアンテナと複数の給電パッチアンテナのそれぞれに電気的に接続された複数の能動素子回路とを有する。複数のアンテナ基板を形成する工程は、少なくとも一つの無給電パッチアンテナを設ける工程を含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、小型化が可能であるとともに、複数のアンテナ素子の位置ずれを小さくして、設計どおりの良好なアンテナ特性を有するアレイアンテナ装置、およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナモジュールの概略斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナモジュールの、図１に示す断面線ＩＩ−ＩＩにおける概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置の概略上面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置の、図３に示す断面線ＩＶ−ＩＶにおける概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置の、図４に示す断面線Ｖ−Ｖにおける概略断面図である。
【図６】（Ａ）は、本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置のアンテナ基板の概略上面図である。（Ｂ）は、本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置のアンテナ基板の概略下面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置のアンテナ基板の、図６Ａに示す断面線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける概略断面図である。
【図８】（Ａ）は、本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置の複数のアンテナ基板の概略上面図である。（Ｂ）は、本発明の実施の形態１の変形例に係るアレイアンテナ装置の複数のアンテナ基板の概略上面図である。（Ｃ）は、本発明の実施の形態１の別の変形例に係るアレイアンテナ装置の複数のアンテナ基板の概略上面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置の概略断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置の製造工程の概略断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置の製造工程の概略断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置の製造工程の概略断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置の接着フイルム付アンテナ基板の概略断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置の接着フイルム付アンテナ基板の概略下面図である。
【図１５】（Ａ）は、本発明の実施の形態１の変形例に係るアレイアンテナ装置の接着フイルム付アンテナ基板の概略下面図である。（Ｂ）は、本発明の実施の形態１の別の変形例に係るアレイアンテナ装置の接着フイルム付アンテナ基板の概略下面図である。
【図１６】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置の製造工程の概略断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置の製造工程の概略断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置の製造工程の概略断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置の製造工程の概略断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態１に係るアレイアンテナ装置の概略上面図である。
【図２１】本発明の実施の形態２に係るアレイアンテナ装置の製造工程の概略側面図である。
【図２２】本発明の実施の形態２に係るアレイアンテナ装置の製造工程の概略側面図である。
【図２３】本発明の実施の形態２に係るアレイアンテナ装置の製造工程の概略側面図である。
【図２４】本発明の実施の形態２に係るアレイアンテナ装置の製造工程の概略側面図である。
【図２５】本発明の実施の形態２に係るアレイアンテナ装置の概略側面図である。
【図２６】本発明の実施の形態３に係るアレイアンテナ装置の製造工程の概略側面図である。
【図２７】本発明の実施の形態３に係るアレイアンテナ装置の概略側面図である。
【図２８】本発明の実施の形態４に係るアレイアンテナ装置の半田付アンテナ基板の概略断面図である。
【図２９】本発明の実施の形態４に係るアレイアンテナ装置の半田付アンテナ基板の概略下面図である。
【図３０】本発明の実施の形態４に係るアレイアンテナ装置の製造工程の概略断面図である。
【図３１】本発明の実施の形態４に係るアレイアンテナ装置の製造工程の概略断面図である。
【図３２】本発明の実施の形態４に係るアレイアンテナ装置の製造工程の概略断面図である。
【図３３】本発明の実施の形態４の変形例に係るアレイアンテナ装置の半田付アンテナ基板の概略下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１および図２を参照して、本実施の形態のアンテナモジュールは、筺体１と、ベース板２と、キャリア３と、アレイアンテナ装置５と、制御基板７、８と、パッド９と、配線基板１０と、アンテナ基板３０とを備えている。
【００１８】
筺体１として、例えば、アルミニウム合金板などの金属板を用いることができる。
ベース板２は、例えばねじ等の固定部材を用いて、筺体１に固定されている。ベース板２として、例えば、アルミニウム合金板などの金属板を用いることができる。
【００１９】
キャリア３は、例えばねじ等の固定部材を用いて、ベース板２に固定されている。キャリア３として、例えば、銅−タングステン板（Ｃｕ−Ｗ板）などの金属板を用いることができる。キャリア３は、配線基板１０の線膨張係数と略等しい線膨張係数を有するのが好ましい。
【００２０】
アレイアンテナ装置５は、主に、配線基板１０と複数のアンテナ基板３０とを有している。本実施の形態のアレイアンテナ装置５では、複数のアンテナ素子５５が一次元アレイ状または二次元アレイ状に配線基板１０上に配置されている。本明細書では、複数のアンテナ素子５５がアレイ状に配置されているとは、複数のアンテナ素子５５が、規則的または不規則的に配置されていることを意味する。本実施の形態では、複数のアンテナ素子５５は、二次元的に配置されている。より特定的には、複数のアンテナ素子５５は、正方格子状に配置されている。
【００２１】
アンテナ素子５５は、一つの給電パッチアンテナ１８と、一つの無給電パッチアンテナ３４と、一つの給電パッチアンテナ１８および一つの無給電パッチアンテナ３４に挟まれた領域の第２の基板３１および接着フイルム６とを含む。
【００２２】
本実施の形態では、配線基板１０は一枚の基板である。配線基板１０は、複数のサブ配線基板に分割されていてもよい。配線基板１０が複数のサブ配線基板に分割されている場合には、複数のサブ配線基板のそれぞれに対して複数のアンテナ基板３０が接合されるとともに、複数のアンテナ基板３０のそれぞれの厚さ方向に直交する面内（以下、「厚さ方向に直交する面内」を、単に「面内」と称することがある。）における複数のアンテナ基板３０のそれぞれの外周は、複数のサブ配線基板のそれぞれの厚さ方向に直交する面内における複数のサブ配線基板のそれぞれの外周よりも小さい。
【００２３】
アレイアンテナ装置５はキャリア３上に固定されている。本実施の形態では、アレイアンテナ装置５は、接着材層４によって、キャリア３上に固定されている。
【００２４】
配線基板１０は、キャリア３のベース板２に対向する面と反対側の表面に固定されている。本実施の形態では、配線基板１０は、キャリア３のベース板２に対向する面と反対側の表面に、接着材層４を用いて固定されている。
【００２５】
複数のアンテナ基板３０のそれぞれは、無給電パッチアンテナ３４を有している。複数のアンテナ基板３０は、それぞれ、配線基板１０のキャリア３に対向する面と反対側の表面に接合されている。本実施の形態では、複数のアンテナ基板３０は、それぞれ、配線基板１０のキャリア３に対向する面と反対側の表面に、接着フイルム６によって固定されている。
【００２６】
制御基板７、８は、例えばねじ等の固定部材を用いて、ベース板２に固定されている。制御基板７、８は、キャリア３の外周領域に位置している。制御基板７、８は、例えば、低誘電損失の樹脂製のプリント基板を用いることができる。制御基板７、８は、例えば、受信信号を復調して復号化するまたは送信信号を符号化して変調するベースバンド信号処理回路、電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う複数の能動素子回路１３（図４参照）を制御する制御回路、電源などが設けられている。制御基板７、８から外部へはコネクタ（図示せず）を通じて給電される。
【００２７】
配線基板１０と制御基板７、８とは、例えば、金（Ａｕ）やアルミニウム（Ａｌ）などのワイヤを用いて電気的に接続される。本実施の形態では、配線基板１０上に設けられたパッド９と制御基板７、８上に設けられたパッド（図示せず）とがワイヤによって接続される。
【００２８】
次に、図３から図５を参照して、配線基板１０とアンテナ基板３０とを有するアレイアンテナ装置５の構造について詳しく説明する。
【００２９】
最初に、配線基板１０について説明する。本実施の形態では、配線基板１０は、第１の面１２を有する第１の基板１１と、配線層１４とを有している。
【００３０】
配線基板１０および第１の基板１１の面内の外周形状は、三角形、四角形、五角形、六角形などの多角形、円形、楕円形などであってもよい。配線基板１０および第１の基板１１の面内の外周形状は、正三角形、正方形、正六角形などの多角形、円形などであってもよい。本実施の形態では、配線基板１０および第１の基板１１の面内の外周形状は正方形である。
【００３１】
第１の基板１１として、半絶縁性半導体基板を含む半導体基板を用いることができる。第１の基板１１として、Ｓｉ基板、ＳｉＧｅ基板、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＳｂ基板、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板などを用いることができる。本実施の形態では、第１の基板１１として、シリコンを主成分とした基板にゲルマニウムが微量添加されたＳｉＧｅ基板を用いている。本実施の形態のように、ＳｉＧｅ基板に形成された能動素子回路１３は、消費電力が少なく、高速で動作し、発生するノイズは少ない。そのため、マイクロ波やミリ波などの高周波の電磁波によって送信または受信される大容量のデータを高速に処理することが可能になり、アレイアンテナ装置５のアンテナ特性を高めることができる。
【００３２】
本実施の形態のように第１の基板１１として半導体基板を用いると、半導体加工プロセスを用いて、電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う複数の能動素子回路１３に加えて、制御基板７、８に設けられていたベースバンド信号処理回路などの信号処理回路の少なくとも一部を、第１の基板１１に形成することができる。電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う複数の能動素子回路１３と信号処理回路とを第１の基板１１に集積することによって、制御基板７、８に設けられていた回路の一部を第１の基板１１に移すことができる。そのため、制御基板７、８を小型化することができ、アレイアンテナモジュールを小型化することができる。
【００３３】
電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う複数の能動素子回路１３と信号処理回路とを第１の基板１１に集積すると、複数の能動素子回路１３と信号処理回路との経路を短くすることができる。そのため、アレイアンテナ装置５におけるマイクロ波やミリ波などの高周波の電磁波の伝送損失を小さくすることができ、また、マイクロ波やミリ波などの高周波の電磁波によって送信または受信される大容量のデータを高速で処理することができる。
【００３４】
複数の能動素子回路１３と信号処理回路とを第１の基板１１に集積すると、電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う複数の能動素子回路１３が形成された一つの基板と信号処理回路が形成された別の基板とを接合する場合と比べて、複数の能動素子回路１３と信号処理回路との間に位置ずれが生じるのを抑制することができる。そのため、電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う複数の能動素子回路１３と信号処理回路とが第１の基板１１に集積されたアレイアンテナ装置５では、マイクロ波やミリ波などの高周波の電磁波の伝送損失およびノイズの発生を低減することができる。
【００３５】
第１の基板１１は第１の面１２を有している。第１の面１２は、平面であってもよいし、球面等の曲面であってもよい。本実施の形態では、第１の面１２は平面である。
【００３６】
第１の基板１１は、半導体ウエハであってもよい。第１の基板１１の直径は、１ｃｍ以上であってもよく、好ましくは２．５ｃｍ以上３０ｃｍ以下であってもよく、より好ましくは５ｃｍ以上２０ｃｍ以下であってもよい。
【００３７】
第１の基板１１は、電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う複数の能動素子回路１３を有している。複数の能動素子回路１３は、それぞれ、例えば、マイクロ波やミリ波などの電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う高周波電気素子を含むことができる。マイクロ波やミリ波など電磁波の送信および受信の少なくともいずれかを行う高周波電気素子は、例えば、低雑音増幅器（Low  Noise  Amplifier：ＬＮＡ）、大電力増幅器（High  Power  Amplifier：ＨＰＡ）、移相器（Phase  Shifter：ＰＳ）の少なくともいずれかを含んでいてもよい。
【００３８】
本実施の形態では、電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う複数の能動素子回路１３は、第１の基板１１の第１の面１２に設けられている。複数の能動素子回路１３は、例えば、半導体加工プロセスを用いて、第１の基板１１の第１の面１２に形成することができる。
【００３９】
配線層１４は、複数の給電パッチアンテナ１８と電気接続部１５とを有している。本実施の形態では、配線層１４は、電気接続部１５と、複数の給電パッチアンテナ１８と、絶縁層２０と、接地導体層２２と、第１のアライメントマーク２５とを有している。電気接続部１５は、第１の電気接続部分１６と第２の電気接続部分１７とを有している。
【００４０】
本実施の形態では、配線層１４は、第１の基板１１の第１の面１２上に設けることができる。配線層１４は第１の基板１１に一体的に設けられている。配線層１４の第１の基板１１とは反対側の表面は、複数のアンテナ基板３０が接合される面である。配線層１４の第１の基板１１とは反対側の表面は、平面であってもよいし、球面等の曲面であってもよい。本実施の形態では、配線層１４の第１の基板１１とは反対側の表面は、平面である。
【００４１】
電気接続部１５は、電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う複数の能動素子回路１３のそれぞれと複数の給電パッチアンテナ１８のそれぞれとを電気的に接続している。本実施の形態では、電気接続部１５は、第１の電気接続部分１６と第２の電気接続部分１７とを含んでいる。
【００４２】
第１の電気接続部分１６は、第１の基板１１の第１の面１２上に設けられている。第１の電気接続部分１６は、導電体層であってもよい。第１の電気接続部分１６は、金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）などの導電体材料からなっている。本実施の形態では、第１の電気接続部分１６は、銅層である。
【００４３】
第２の電気接続部分１７は、第１の電気接続部分１６と複数の給電パッチアンテナ１８のそれぞれとを電気的に接続している。第２の電気接続部分１７として貫通導体を用いてもよい。貫通導体は、絶縁層２０に設けられたビアホール２１に導電性材料を充填することによって形成することができる。貫通導体は、金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）などの導電体材料から構成されていてもよい。
【００４４】
第２の電気接続部分１７としてスロットを用いてもよい。第２の電気接続部分１７としてスロットを用いると、第１の電気接続部分１６と給電パッチアンテナ１８とが、スロットによって電磁的に結合される。
【００４５】
第２の電気接続部分１７は、給電パッチアンテナ１８の中心からずれた場所に配置されるのが望ましい。本実施の形態では、第２の電気接続部分１７は、給電パッチアンテナ１８の中心からずれた場所に配置されている（図５を参照）。
【００４６】
電気接続部１５を有する配線層１４を設けることにより、第１の基板１１の第１の面１２に設けられた複数の能動素子回路１３から任意の場所に電気接続部１５を引き回すことができる。そのため、複数の給電パッチアンテナ１８のそれぞれに対して、複数の能動素子回路１３を配置する位置を自由に設計することができる。また、給電パッチアンテナ１８のような能動素子回路１３に比較すると大きな面積を有する受動素子を、能動素子回路１３が設けられた第１の基板１１と一体的に形成することができる。
【００４７】
絶縁層２０は、第１の基板１１の第１の面１２上に設けられている。絶縁層２０は、電気接続部１５の少なくとも一部を埋め込み、電気接続部１５の少なくとも一部は絶縁層２０の内部に設けられている。本実施の形態では、絶縁層２０は、第２の電気接続部分１７の少なくとも一部を埋め込み、第２の電気接続部分１７の少なくとも一部は絶縁層２０の内部に設けられている。また、絶縁層２０は、接地導体層２２の少なくとも一部を埋め込み、接地導体層２２の少なくとも一部は絶縁層２０の内部に設けられている。
【００４８】
絶縁層２０は、樹脂を含んでいてもよい。絶縁層２０に用いられる樹脂は、熱可塑性または熱硬化性を有していてもよい。絶縁層２０に用いられる樹脂は、好ましくは、優れた機械強度、優れた耐熱性、及び少ない誘電損失（小さな誘電正接）を有する。本実施の形態では、絶縁層２０は、熱可塑性ポリイミドを主に含んでいる。
【００４９】
複数の給電パッチアンテナ１８は、配線基板１０（第１の基板１１）に設けられている。本実施の形態では、複数の給電パッチアンテナ１８は、絶縁層２０の第１の基板１１とは反対側の表面に設けられている。電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う複数の能動素子回路１３と複数の給電パッチアンテナ１８とは、第１の基板１１に設けられている。複数の能動素子回路１３と複数の給電パッチアンテナ１８との経路を短くすることができる。そのため、アレイアンテナ装置５におけるマイクロ波やミリ波などの高周波の電磁波の伝送損失を小さくすることができ、また、マイクロ波やミリ波などの高周波の電磁波によって送信または受信される大容量のデータを高速で処理することができる。
【００５０】
本実施の形態では、電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う複数の能動素子回路１３と複数の給電パッチアンテナ１８とが、第１の基板１１に一体的に設けられている。そのため、電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う複数の能動素子回路１３が形成された一つの基板と複数の給電パッチアンテナ１８が形成された別の基板とを接合する比較例と比べて、本実施の形態では、複数の能動素子回路１３と複数の給電パッチアンテナ１８との間に位置ずれが生じるのを抑制することができる。その結果、本実施の形態のアレイアンテナ装置５では、マイクロ波やミリ波などの高周波の電磁波の伝送損失および電磁波ノイズの発生を低減することができる。
【００５１】
複数の給電パッチアンテナ１８は、一次元アレイ状または二次元アレイ状に配線基板１０（第１の基板１１）上に設けられている。本実施の形態では、複数の給電パッチアンテナ１８は、ピッチＰで二次元アレイ状に配線基板１０（第１の基板１１）上に設けられている（図５を参照）。
【００５２】
複数の給電パッチアンテナ１８は、金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）などの導電体材料からなっている。本実施の形態では、給電パッチアンテナ１８は、銅（Ｃｕ）から構成されている。給電パッチアンテナ１８は、例えば、配線層１４の絶縁層２０の表面に銅箔を形成し、銅箔をエッチングすることによって複数の給電パッチアンテナ１８を一括して形成してもよい。
【００５３】
複数の給電パッチアンテナ１８のそれぞれの面内の外周形状は、三角形、四角形、五角形、六角形などの多角形、円形、楕円形、リング状に並べた同心円などであってもよい。複数の給電パッチアンテナ１８のそれぞれの面内の外周形状は、正三角形、正方形、正五角形、正六角形などの正多角形、円形などであってもよい。本実施の形態では、複数の給電パッチアンテナ１８のそれぞれの面内の外周形状は円形である。
【００５４】
接地導体層２２は、複数の能動素子回路１３と複数の給電パッチアンテナ１８との間に設けられる。そのため、複数の能動素子回路１３で発生した電磁波ノイズは、接地導体層２２によって遮蔽されて、複数の給電パッチアンテナ１８に結合されない。そのため、良好なアンテナ性能を有する複数のアンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５を得ることができる。
【００５５】
接地導体層２２は、電気接続部１５の少なくとも一部と複数の給電パッチアンテナ１８とから電気的に絶縁されるように、配線層１４に設けられている。本実施の形態では、接地導体層２２は、絶縁層２０によって、複数の給電パッチアンテナ１８と第２の電気接続部分１７とから電気的に絶縁されている。接地導体層２２を第２の電気接続部分１７から電気的に絶縁するために、接地導体層２２には開口２３が設けられ、開口２３の中に第２の電気接続部分１７が設けられている。
【００５６】
開口２３が大きさが大きすぎると、複数の能動素子回路１３などから発生する電磁波ノイズが第２の電気接続部分１７または給電パッチアンテナ１８に直接流れ込んで、アレイアンテナ装置５のアンテナ特性が劣化してしまうおそれがある。そのため、貫通電極である第２の電気接続部分１７と接地導体層２２の開口２３との隙間は、アレイアンテナ装置５で送信または受信される電磁波の波長λの１／４以下（λ／４以下）が好ましく、１／８以下（λ／８以下）がより好ましい。
【００５７】
本実施の形態では、接地導体層２２は、さらに、絶縁層２０によって、複数の能動素子回路１３とも電気的に絶縁されている。接地導体層２２は、金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）などの導電体材料から構成されていてもよい。
【００５８】
接地導体層２２をアンテナ基板３０のように細かく分割した比較例では、複数の能動素子回路１３などから発生するノイズ等が分割された接地導体層間の隙間から給電パッチアンテナ１８に向けて流れ込んで、アレイアンテナ装置５のアンテナ特性が劣化してしまうおそれがある。
【００５９】
これに対し、本実施の形態では、接地導体層２２は、複数の給電パッチアンテナ１８の外周領域（図５の線Ｖａで囲まれる領域）よりも大きい領域にわたって延在する１つの導体層を有している。本実施の形態では、上記比較例のように、複数の能動素子回路１３などから発生する電磁波ノイズが分割された接地導体層の隙間から給電パッチアンテナ１８に向けて流れ込むことを抑制することができる。そのため、本実施の形態のアレイアンテナ装置５は良好なアンテナ特性を有する。接地導体層２２は、好ましくは、配線基板１０上の最も外側に設けられた給電パッチアンテナ１８の中心から、複数の給電パッチアンテナ１８のピッチＰの１／２の距離だけ外側に出た領域（図５の線Ｖｂで囲まれる領域）よりも大きい領域にわたって延在する１つの導体層を有している。なお、接地導体層２２は、配線基板１０の外周まで延在してもよい。
【００６０】
配線基板１０には、配線基板１０とアンテナ基板３０とをアライメントするために用いられる複数の第１のアライメントマーク２５が設けられていてもよい。複数の第１のアライメントマーク２５は配線層１４に設けられていてもよい。本実施の形態では、絶縁層２０の第１の基板１１側とは反対側の表面に、第１のアライメントマーク２５が設けられている。
【００６１】
第１のアライメントマーク２５は、アンテナ基板３０を配線基板１０にアライメントする時にのみ必要なもので、アンテナとしての機能に寄与しない。アレイアンテナ装置５の作動時に第１のアライメントマーク２５がアレイアンテナ装置５に電磁気的な影響を与えないようにするために、第１のアライメントマーク２５のサイズは小さい方が望ましい。そのため、第１のアライメントマーク２５の直径は、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００６２】
第１のアライメントマーク２５は、金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）などの材料から構成されていてもよい。本実施の形態では、第１のアライメントマーク２５は、銅（Ｃｕ）から構成されている。
【００６３】
絶縁層２０上に設けられた導電体をパターニングすることによって、第１のアライメントマーク２５を形成してもよい。絶縁層２０に設けられた電気接続部１５または給電パッチアンテナ１８を形成する際に、第１のアライメントマーク２５を電気接続部１５または給電パッチアンテナ１８と一括して形成してもよい。例えば、絶縁層２０の第１の基板１１側とは反対側の表面に形成された銅などの導電体をエッチングして、給電パッチアンテナ１８と第１のアライメントマーク２５とを一括して形成してもよい。
【００６４】
次に、図４、図６から図９を参照して、アンテナ基板３０について説明する。
本実施の形態では、アンテナ基板３０は、第２の面３２と第２の面３２と反対側の第３の面３３とを有する第２の基板３１と、無給電パッチアンテナ３４とを備えている。アンテナ基板３０は、さらに第２のアライメントマーク３５を備えていてもよい。
【００６５】
アンテナ基板３０および第２の基板３１の面内の外周形状は、三角形、四角形、五角形、六角形などの多角形、円形、楕円形、リング状などであってもよい。アンテナ基板３０および第２の基板３１の面内の外周形状は、正三角形、正方形、正五角形、正六角形などの正多角形、円形などであってもよい。本実施の形態では、アンテナ基板３０および第２の基板３１の面内の外周形状は正方形である。
【００６６】
アンテナ基板３０の面内の外周は、配線基板１０の外周または第１の基板１１の外周よりも小さい。例えば、アンテナ基板３０の面内の外周形状が多角形である場合には、アンテナ基板３０の一辺の長さは、配線基板１０または第１の基板１１の一辺の長さよりも小さい。アンテナ基板３０の一辺の長さは、配線基板１０または第１の基板１１の一辺の長さの半分以下であってもよい。例えば、アンテナ基板３０の面内の外周形状が円形である場合には、アンテナ基板３０の直径は、配線基板１０または第１の基板１１の直径よりも小さい。アンテナ基板３０の直径は、配線基板１０または第１の基板１１の直径の半分以下であってもよい。例えば、アンテナ基板３０の面内の外周形状が楕円形である場合には、アンテナ基板３０の長径および短径は、それぞれ、配線基板１０または第１の基板１１の長径および短径よりも小さい。アンテナ基板３０の長径および短径は、それぞれ、配線基板１０または第１の基板１１の長径および短径の半分以下であってもよい。図１を参照して、本実施の形態では、アンテナ基板３０の一辺の長さは、配線基板１０または第１の基板１１の一辺の長さの１／６以下である。
【００６７】
第２の基板３１として、例えば、高周波用プリント基板、液晶ポリマー基板、低温同時焼成セラミックス基板（ＬＴＣＣ（Low  Temperature  Co-fired  Ceramics）基板）などのセラミック基板を用いることができる。マイクロ波やミリ波といった高周波の電磁波の伝送遅延および伝送損失を少なくするため、第２の基板３１は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの低誘電率および低誘電損失を有するフッ素樹脂系の高周波用プリント基板であることが好ましい。本実施の形態では、第２の基板３１として、フッ素樹脂系の高周波用プリント基板を用いている。
【００６８】
第２の基板３１における誘電損失を小さくするため、第２の基板３１として、小さな誘電正接（ｔａｎδ）を有する基板を用いることが好ましい。第２の基板３１は、誘電正接（ｔａｎδ）が０．００３以下である高周波用プリント基板が好ましく、誘電正接（ｔａｎδ）が０．００１以下である高周波用プリント基板がより好ましい。第２の基板３１として高周波用プリント基板を用いる場合には、ガラス繊維およびその他の添加物をできるだけ少なくすることによって、高周波用プリント基板の基材そのものが有する低い誘電損失をできるだけ保つようにすることが好ましい。
【００６９】
本実施の形態では、第２の基板３１として、高周波用プリント基板の一つであるフッ素樹脂系の両面銅張プリント基板を用いている。両面銅張プリント基板は、絶縁性のフッ素樹脂とガラス繊維の織布とを積層した基材と、銅箔とを有している。両面銅張プリント基板の面内における線膨張係数は、両面銅張プリント基板の銅の線膨張係数１６．５ｐｐｍ／℃で与えられる。
【００７０】
第２の面３２と第３の面３３との距離によって規定されるアンテナ基板３０（第２の基板３１）の厚さは、１００μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。アンテナ基板３０の厚さを１００μｍ以上とすることにより、無給電パッチアンテナ３４に不要な電磁波が結合するのを減らすことができるので、放射効率が高く、使用可能な電磁波の周波数の帯域が広いアンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５を得ることができる。アンテナ基板３０の厚さを１ｍｍ以下とすることにより、第２の面３２と第３の面３３とに銅箔が形成された両面プリント基板を型抜き加工することによってアンテナ基板３０を得ることができる。そのため、アンテナ基板３０の外形の形状を精密に制御することができ、複数のアンテナ素子５５のアンテナ特性を均一にすることができる。また、複数のアンテナ基板３０を低コストで効率的に製造することができる。本実施の形態では、アンテナ基板３０（第２の基板３１）の厚さは、１３０μmである。
【００７１】
無給電パッチアンテナ３４は、第２の基板３１に設けられている。本実施の形態では、無給電パッチアンテナ３４は、第２の基板３１の第２の面３２に設けられている。無給電パッチアンテナ３４は、第２の基板３１の第２の面３２の全部または一部に設けられている。本実施の形態では、アンテナ基板３０（第２の基板３１）の第２の面３２の一部に無給電パッチアンテナ３４が形成されている。
【００７２】
無給電パッチアンテナ３４は、複数の給電パッチアンテナ１８のそれぞれに対応するように設けられる。無給電パッチアンテナ３４は、第１の基板１１に設けられた複数の能動素子回路１３と電気接続部１５によって接続されていない。無給電パッチアンテナ３４は、給電パッチアンテナ１８との電磁気的に結合している。このため、無給電パッチアンテナ３４は、アンテナ素子５５の一部として機能する。無給電パッチアンテナ３４によって、帯域が広いアンテナ素子５５及びアレイアンテナ装置５を得ることができる。
【００７３】
無給電パッチアンテナ３４は、金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）などの導電体材料から構成されていてもよい。本実施の形態では、無給電パッチアンテナ３４は、銅（Ｃｕ）から構成されている。
【００７４】
無給電パッチアンテナ３４の面内の外周形状は、三角形、四角形、五角形、六角形などの多角形、円形、楕円形、リング状に並べた同心円などであってもよい。無給電パッチアンテナ３４の面内の外周形状は、正三角形、正方形、正五角形、正六角形などの正多角形、円形などであってもよい。本実施の形態では、無給電パッチアンテナ３４の面内の外周形状は円形である。
【００７５】
アレイアンテナ装置５によって送信または受信される電磁波の周波数と、アレイアンテナ装置５を構成する材料の電気特性の値とによって、隣接する給電パッチアンテナ１８間のピッチＰおよび隣接する無給電パッチアンテナ３４間のピッチＰが定められる。そのため、送信または受信される電磁波の周波数とアレイアンテナ装置５を構成する材料とで定められるピッチＰで無給電パッチアンテナ３４が配置されていれば、複数のアンテナ素子５５の位置ずれが許容範囲内に収まる限り、アンテナ基板３０一枚当たりに形成される無給電パッチアンテナ３４の数、アンテナ基板３０の大きさ、およびアンテナ基板３０の形状を任意に設定することができる。１個の無給電パッチアンテナ３４を一枚のアンテナ基板３０に形成してもよいし（図８（Ａ）を参照）、複数個の無給電パッチアンテナ３４を一つのユニットとして、一つのユニットを構成する複数個の無給電パッチアンテナ３４を一枚のアンテナ基板３０に形成してもよい（図８（Ｂ）、図８（Ｃ）を参照）。
【００７６】
本実施の形態では、図８（Ａ）に示されるように、一枚のアンテナ基板３０一枚につき無給電パッチアンテナ３４が１個設けられている。そのため、アンテナ基板３０一枚につきアンテナ素子５５が１個含まれる。図８（Ｂ）に示される変形例では、アンテナ基板３０の外周は長方形の形状を有し、一枚のアンテナ基板３０一枚につき無給電パッチアンテナ３４が６個設けられている。そのため、アンテナ基板３０一枚につきアンテナ素子５５が６個含まれる。図８（Ｃ）に示される別の変形例では、アンテナ基板３０の外周は正方形の形状を有し、一枚のアンテナ基板３０一枚につき無給電パッチアンテナ３４が４個設けられている。そのため、アンテナ基板３０一枚につきアンテナ素子５５が４個含まれる。
【００７７】
アンテナ基板３０には、配線基板１０とアンテナ基板３０とをアライメントするために用いられる複数の第２のアライメントマーク３５が設けられていてもよい。複数の第２のアライメントマーク３５が第２の基板３１の第３の面３３に設けられていてもよい。本実施の形態では、第２の基板３１の第３の面３３の対角線上の一対の角部に、一対の第２のアライメントマーク３５が設けられている。
【００７８】
第２のアライメントマーク３５は、アンテナ基板３０を配線基板１０にアライメントする時にのみ必要なもので、アンテナとしての機能に寄与しない。アレイアンテナ装置５の作動時に第２のアライメントマーク３５がアレイアンテナ装置５に電磁気的な影響を与えないようにするために、第２のアライメントマーク３５のサイズは小さい方が望ましい。そのため、第２のアライメントマーク３５の直径は、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００７９】
第２のアライメントマーク３５は、金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）などの材料から構成されていてもよい。本実施の形態では、第２のアライメントマーク３５は、銅（Ｃｕ）から構成されている。
【００８０】
本実施の形態のアンテナ基板３０は、例えば、以下に述べる方法によって製造することができる。第２の面３２と第３の面３３とに銅箔が形成されたフッ素樹脂系の両面銅張プリント基板を用意する。第２の面３２上に形成された銅箔をエッチングすることによって、複数の無給電パッチアンテナ３４を形成する。第３の面３３上に形成された銅箔をエッチングすることによって、複数の第２のアライメントマーク３５を形成する。最後に、複数の無給電パッチアンテナ３４と複数の第２のアライメントマーク３５とが形成された両面プリント基板を型抜き加工して、複数のアンテナ基板３０を得る。そのため、アンテナ基板３０（第２の基板３１）の外形の形状を精密に制御することができ、複数のアンテナ素子５５のアンテナ特性を均一にすることができる。また、複数のアンテナ基板３０を低コストで効率的に製造することができる。
【００８１】
本実施の形態では、複数の第１のアライメントマーク２５と複数の第２のアライメントマーク３５とを用いて、アンテナ基板３０を配線基板１０に対してアライメントしている。例えば、複数の給電パッチアンテナ１８のそれぞれの中心と、無給電パッチアンテナ３４のそれぞれの中心とが一致するように、一つの配線基板１０に対して複数のアンテナ基板３０のそれぞれをアライメントしてもよい。複数の第１のアライメントマーク２５と複数の第２のアライメントマーク３５とを用いることによって、配線基板１０の面内において、アンテナ基板３０を正確にアライメントすることができる。そのため、高性能なアンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５を得ることができる。
【００８２】
配線基板１０（第１の基板１１）と複数のアンテナ基板３０（第２の基板３１）とのアライメントを、以下の工程によって行ってもよい。カメラなどの観察手段を用いて、複数の給電パッチアンテナ１８のそれぞれの中心位置と複数のアンテナ基板３０のそれぞれの無給電パッチアンテナ３４の中心位置とを求める。次に、給電パッチアンテナ１８のそれぞれの中心位置と無給電パッチアンテナ３４の中心位置とが一致するように、複数のアンテナ基板３０を配線基板１０にアライメントする。このアライメントに関する上記の変形例では、第１のアライメントマーク２５と第２のアライメントマーク３５とを用いずに、配線基板１０（第１の基板１１）に対して複数のアンテナ基板３０（第２の基板３１）をアライメントしている。そのため、この変形例では、第１のアライメントマーク２５と第２のアライメントマーク３５を形成する工程をなくすことができるので、製造工程を簡略化することができる。また、この変形例では、アンテナ基板３０（第２の基板３１）の第２の面３２の全面に無給電パッチアンテナ３４が形成されていても、配線基板１０（第１の基板１１）と複数のアンテナ基板３０（第２の基板３１）とのアライメントを正確に行うことができる。そのため、この変形例は、無給電パッチアンテナ３４の設計の自由度を向上させることができる。
【００８３】
図９を参照して、アンテナ基板３０の位置が配線基板１０の面内方向にずれると、アレイアンテナ装置５のアンテナ特性が劣化する。電磁界のシミュレーションの結果、配線基板１０に対するアンテナ基板３０の面内方向の位置ずれ量Ｍは、５０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがさらに好ましい。本実施の形態では、複数の第１のアライメントマーク２５と複数の第２のアライメントマーク３５とを用いて、アンテナ基板３０を配線基板１０に対してアライメントしているので、アンテナ基板３０の面内方向の位置ずれ量Ｍを２０μm以下に収めることができる。
【００８４】
一つの配線基板１０に対して複数のアンテナ基板３０が接合されて、アレイアンテナ装置５が得られる。複数のアンテナ基板３０が配線基板１０上にタイル状に配置されて、アレイアンテナ装置５が得られる。複数の無給電パッチアンテナ３４は、ピッチＰで配列されている。本実施の形態では、配線基板１０の面内の直交する２つの方向について、いずれもピッチＰで、複数のアンテナ基板３０が配線基板１０上に接合されている（図５参照）。そのため、複数の無給電パッチアンテナ３４も、配線基板１０の面内の直交する２つの方向について、いずれもピッチＰで、配列されている。なお、配線基板１０の面内の異なる２つの方向について、異なるピッチＰで、複数の無給電パッチアンテナ３４及び複数のアンテナ基板３０が配列されていてもよい。
【００８５】
複数のアンテナ基板３０は、一つの配線基板１０に対して、接着フイルムまたは室温で接着が可能な両面接着シートなどの接合層によって接合される。本実施の形態では、複数のアンテナ基板３０は、一つの配線基板１０に対して、接着フイルム６によって接合される。
【００８６】
接着フイルム６は樹脂を含んでいてもよい。接着フイルム６に用いられる樹脂は、熱可塑性または熱硬化性を有していてもよい。接着フイルム６は、好ましくは、小さな誘電正接（ｔａｎδ）を有する。一般的に使用されているエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂からなる接着フイルムは大きな誘電正接（ｔａｎδ）を有する。そのため、接着フイルム６として、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂からなる接着フイルムを用いると、接着フイルム６の誘電損失が大きくなり得る。その結果、アンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５における電磁波の損失が大きくなり、アンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５の放射効率が低下することがある。
【００８７】
本実施の形態の接着フイルム６は、０．００５以下の誘電正接（ｔａｎδ）を有する。接着フイルム６は、より好ましくは、０．００３以下の誘電正接（ｔａｎδ）を有する。接着フイルム６は、給電パッチアンテナ１８と無給電パッチアンテナ３４との間に位置するため、接着フイルム６の電気特性はアンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５のアンテナ特性に影響を及ぼす。本実施の形態では、接着フイルム６は０．００５以下の誘電正接を有しているので、アンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５における電磁波の損失が小さくなり、アンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５の放射効率を向上させることができる。
【００８８】
接着フイルム６の材料として、例えば、フッ素系熱可塑性樹脂、ポリマーアロイ系の熱硬化性樹脂を使用できる。熱可塑性樹脂の場合、アーロン社のＣｕＣlａｄ６７００（商標）を例示することができる。熱硬化性の樹脂の場合、ナミックス社のアドフレマＮＣ０２０１（商標）を例示することができる。
【００８９】
本実施の形態では、第２の基板３１の第３の面３３と配線基板１０の絶縁層２０の表面との距離で定義される、本接着後の接着フイルム６の厚さＴ（図４参照）は、約３０μｍである。
【００９０】
図１０から図２０を参照して、本実施の形態における複数のアンテナ基板３０を配線基板１０に接合して、複数のアンテナ素子５５を有するアレイアンテナ装置５の製造する方法について説明する。
【００９１】
図１０を参照して、加熱ステージ３９上に接着フイルム６を載置する。接着フイルム６が載置される加熱ステージ３９の表面に、離型層４０を設けてもよい。離型層４０の材料として、フッ素樹脂を例示することができる。加熱ステージ３９の表面に離型層４０を設けることによって、後続する加熱工程において軟化した接着フイルム６が加熱ステージ３９と接着してしまうことを防ぐことができる。
【００９２】
次に、図１１を参照して、接着フイルム６に対してアンテナ基板３０をアライメントする。本実施の形態では、アンテナ基板３０をヒータ（図示せず）を備えたボンダーヘッド４５で把持する。次に、カメラ（図示せず）などの観察手段を用いて、接着フイルム６に対してアンテナ基板３０をアライメントする。
【００９３】
次に、図１２を参照して、アンテナ基板３０に接着フイルム６を仮接着する。本実施の形態では、ボンダーヘッド４５のヒータによってアンテナ基板３０を加熱しながら、ボンダーヘッド４５によってアンテナ基板３０の第３の面３３を接着フイルム６に押圧する。これにより、接着フイルム６がアンテナ基板３０の第３の面３３に仮接着される。仮接着の前後で、接着フイルム６の外形寸法は実質的に変化しない。アンテナ基板３０に接着フイルム６を仮接着する際に、接着フイルム６に代えて室温で接着可能な両面接着シートを用いる場合には、ヒータを備えたボンダーヘッド４５の温度および加熱ステージ３９の温度を上昇させる必要はない。室温で接着が可能な両面接着シートは、室温で接着フイルム６をアンテナ基板３０に仮接着することができるからである。
【００９４】
本実施の形態では、複数のアンテナ基板３０のそれぞれに対して以上の工程を繰り返し行って、複数のアンテナ基板３０それぞれに一枚の接着フイルム６を仮接着している。
【００９５】
複数枚の接着フイルム６が配列された接着フイルムシートに複数のアンテナ基板３０を一括して押圧し、複数のアンテナ基板３０のそれぞれに一括して接着フイルム６を仮接着してもよい。
【００９６】
以上の工程により、接着フイルム付アンテナ基板３６を得ることができる（図１３から図１５（Ｂ）を参照）。
【００９７】
図１４を参照して、接着フイルム６がアンテナ基板３０の第３の面３３に仮接着された時に、第２のアライメントマーク３５が接着フイルム６によって覆われないようにするために、接着フイルム６に切り欠き部６３が設けられていてもよい。配線基板１０に設けられた第１のアライメントマーク２５とアンテナ基板３０に設けられた第２のアライメントマーク３５とを、カメラなどの観察手段を用いてアライメントする際に、第２のアライメントマーク３５が接着フイルム６によって覆われていると、観察手段によって第２のアライメントマーク３５を認識することが難しくなり、アンテナ基板３０のアライメント精度が低下してしまう。接着フイルム６に切り欠き部６３を設けることによって、アンテナ基板３０に接着フイルム６が仮接着されても、カメラなどの観察手段を用いて第２のアライメントマーク３５を明確に認識することができる。そのため、配線基板１０とアンテナ基板３０とのアライメントの精度を高めることができる。
【００９８】
本実施の形態では、接着フイルム６の対角線上に位置する一対の角部を面取りすることによって、接着フイルム６の一対の角部に、略三角形状を有する切り欠き部６３が設けられている。略三角形状を有する切り欠き部６３は、接着フイルム６の角部を切断することによって形成することができる。
【００９９】
第２のアライメントマーク３５が接着フイルム６によって覆われないように、切り欠き部６３が接着フイルム６に設けられていればよく、切り欠き部６３は他の形状を有していてもよい。例えば、図１５（Ａ）に示されるように、接着フイルム６の対角線上に位置する一対の角部に、略四角形状を有する切り欠き部６３ａを設けてもよい。また、図１５（Ｂ）に示されるように、切り欠き部６３ｂは、接着フイルム６の対角線上に位置する一対の領域に、略円形状を有する切り欠き部６３ｂを設けてもよい。切り欠き部６３ａ、６３ｂは、接着フイルム６を型抜加工することによって形成することができる。
【０１００】
切り欠き部６３、６３ａ、６３ｂには接着フイルム６が存在しない。そのため、切り欠き部６３、６３ａ、６３ｂが無給電パッチアンテナ３４に近くに存在すると、アンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５のアンテナ特性が設計されたアンテナ特性からずれてしまうことがある。電磁界シミュレーションの結果、接着フイルム付アンテナ基板３６を第３の面３３側から平面視した時の、接着フイルム６の切り欠き部６３と無給電パッチアンテナ３４との最短距離ａ（図１４から図１５（Ｂ）を参照）が０．２ｍｍ以上であれば、接着フイルム６に切り欠き部６３、６３ａ、６３ｂを設けても、アレイアンテナ装置５のアンテナ特性に影響を及ぼさないことが判明した。そこで、本実施の形態では、接着フイルム付アンテナ基板３６を第３の面３３側から平面視した時の、接着フイルム６の切り欠き部６３と無給電パッチアンテナ３４との最短距離ａを、０．２ｍｍとした。
【０１０１】
次に、図１６を参照して、配線基板１０に対して、接着フイルム付アンテナ基板３６をアライメントする。本実施の形態では、接着フイルム付アンテナ基板３６をヒータを備えたボンダーヘッド４５で把持する。次に、カメラなどの観察手段（図示せず）を用いて、配線基板１０に設けられた第１のアライメントマーク２５と接着フイルム付アンテナ基板３６に設けられた第２のアライメントマーク３５とを観察しながら、配線基板１０に対して接着フイルム付アンテナ基板３６をアライメントする。例えば、配線基板１０に設けられた第１のアライメントマーク２５の中心と接着フイルム付アンテナ基板３６に設けられた第２のアライメントマーク３５の中心とが一致するように、配線基板１０に対して接着フイルム付アンテナ基板３６をアライメントしてもよい。
【０１０２】
次に、図１７を参照して、配線基板１０にアンテナ基板３０を本接着する。本実施の形態では、ボンダーヘッド４５のヒータによって接着フイルム付アンテナ基板３６を加熱するとともに、加熱ステージ３９によって配線基板１０を加熱しながら、ボンダーヘッド４５によって、接着フイルム付アンテナ基板３６を配線基板１０に押圧する。これにより、アンテナ基板３０が配線基板１０に本接着される。アンテナ基板３０を配線基板１０に本接着する工程は、接着フイルム６をアンテナ基板３０に仮接着する工程（図１２参照）よりも、高い温度および高い押圧力で行われる。アンテナ基板３０を配線基板１０に本接着する工程により、アンテナ基板３０は配線基板１０に最終的に固定される。
【０１０３】
接着フイルム６として室温で接着が可能な両面接着シートを用いる場合には、ボンダーヘッド４５のヒータおよび加熱ステージ３９の温度を上昇させる必要はない。室温で接着が可能な両面接着シートは、室温でアンテナ基板３０を配線基板１０に本接着することができるからである。
【０１０４】
以上の工程により、アンテナ基板３０が、配線基板１０上に接合される。本実施の形態では、アンテナ基板３０は、配線基板１０の配線層１４上に接合されている。
【０１０５】
次に、図１８から図２０を参照して、図１６および図１７の工程を繰り返し行うことによって、配線基板１０上に複数のアンテナ基板３０が接合されたアレイアンテナ装置５を得ることができる。例えば、既にアンテナ基板３０ａが接合された配線基板１０上のアンテナ基板３０ａの中心からピッチＰ１だけ離れた位置に、別のアンテナ基板３０ｂを接合してもよい。本実施の形態では、配線基板１０上に複数のアンテナ基板３０が接合されている。配線基板１０上に複数のアンテナ基板３０がタイル状に接合されている。
【０１０６】
本実施の形態では、配線基板１０の面内の直交する２つの方向について、いずれもピッチＰで、複数のアンテナ基板３０が配線基板１０上に接合されている（図５および図２０参照）。図１８および図１９に示されるピッチＰ１は、複数の第１のアライメントマーク２５と複数の第２のアライメントマーク３５とが設けられている方向、すなわち、アンテナ基板３０の対角線方向における複数のアンテナ基板３０の配列ピッチである。そのため、本実施の形態では、ピッチＰ１はピッチＰの√２倍である。
【０１０７】
本実施の形態では、隣接する複数のアンテナ基板３０間に隙間が設けられている。隣接する複数のアンテナ基板３０は互いに接しており、隣接する複数のアンテナ基板３０間に隙間が設けられていなくてもよい。
【０１０８】
図２０を参照して、接着フイルム付アンテナ基板３６を配線基板１０に押圧する際に、接着フイルム６はヒータを備えたボンダーヘッド４５および加熱ステージ３９によって加熱されて、軟化する。そのため、接着フイルム付アンテナ基板３６を配線基板１０に押圧する際に、接着フイルム６は切り欠き部６３などに押し広げられる。接着フイルム６の部分６４は、接着フイルム６が切り欠き部６３に押し広げられた部分である。
【０１０９】
接着フイルム付アンテナ基板３６を配線基板１０に押圧する際に、接着フイルム６がアンテナ基板３０の外周からはみ出すことがある。すると、既に配線基板１０に接合されたアンテナ基板３０ａに隣接して別のアンテナ基板３０ｂを接合しようとすると（図１８および図１９を参照）、別のアンテナ基板３０ｂがアンテナ基板３０ａの外周からはみ出した接着フイルム６と干渉するため、別のアンテナ基板３０ｂを、アンテナ基板３０ａの中心からピッチＰだけ離れた場所に接合することができなくなってしまうおそれがある。また、隣接するアンテナ基板３０ａ、３０ｂの間から軟化した接着フイルム６があふれ出して、軟化した接着フイルム６が無給電パッチアンテナ３４の表面にはみ出すおそれもある。軟化した接着フイルム６が無給電パッチアンテナ３４の表面にはみ出すと、設計の際に考慮されていない誘電体（接着フイルム６）が、無給電パッチアンテナ３４上に存在することになる。そのため、アンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５のアンテナ特性が設計されたアンテナ特性からずれてしまう。
【０１１０】
別のアンテナ基板３０ｂが既に配線基板１０に接合されたアンテナ基板３０ａの外周からはみ出した接着フイルム６と干渉することと、接着フイルム６が隣接するアンテナ基板３０ａ、３０ｂの間からあふれ出すことを防止するために、隣接するアンテナ基板３０の間に、０．１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下の隙間を設けてもよい。隣接するアンテナ基板３０の間の隙間は、空気で満たされてもよい。
【０１１１】
また、別のアンテナ基板３０ｂが既に配線基板１０に接合されたアンテナ基板３０ａの外周からはみ出した接着フイルム６と干渉することと、接着フイルム６が隣接するアンテナ基板３０ａ、３０ｂの間からあふれ出すことを防止するために、アンテナ基板３０（第２の基板３１）に仮接着される接着フイルム６の外形寸法をアンテナ基板３０（第２の基板３１）の外形寸法よりも一回り小さくするセットバックＳを、接着フイルム６に設けてもよい（図１４、図１５参照）。
【０１１２】
セットバックＳには接着フイルム６が存在しない。そのため、セットバックＳを大きくすると、配線基板１０とアンテナ基板３０との接着強度が低下してしまう。また、セットバックＳを大きくして、セットバックＳが無給電パッチアンテナ３４に近くに存在すると、アレイアンテナ装置５のアンテナ特性が設計されたアンテナ特性からずれてしまう。そのため、セットバックＳは、０．４ｍｍ以下が好ましく、０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下がより好ましく、０．０２ｍｍ以上０．２ｍｍ以下がさらに好ましい。このようなセットバックＳを接着フイルム６に設けることにより、本接着時の加圧および加熱によって接着フイルム６が軟化しても、接着フイルム６がアンテナ基板３０（第２の基板３１）の外周の外部に過剰にはみ出さず、接着フイルム６が隣接するアンテナ基板３０ａ、３０ｂの間からあふれ出さないようになる。また、本接着後に、接着フイルム６が存在しない領域が無給電パッチアンテナ３４の近くに存在しない。そのため、良好なアンテナ特性を有するアレイアンテナ装置５を得ることができる。
【０１１３】
次に、複数のアンテナ基板３０が配線基板１０に接合されたアレイアンテナ装置５を、接着材層４を用いて、キャリア３上に接着する。キャリア３をベース板２上に、ねじなどによって固定する。制御基板７、８をベース板２上に、ねじなどによって固定する。配線基板１０上のパッド９と制御基板７、８上に設けられたパッド（図示せず）とをワイヤ（図示せず）を用いて電気的に接続して、アンテナモジュールを得ることができる（図１）。ポリイミドなどの高分子フイルムベースのフレキシブルプリント基板、または、異方性導電フイルムなどを用いて、配線基板１０と制御基板７、８とを電気的に接続してもよい。
【０１１４】
本実施の形態のアレイアンテナ装置５およびその製造方法の効果を説明する。
本実施の形態のアレイアンテナ装置５では、電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う複数の能動素子回路１３は、第１の基板１１の第１の面１２上に設けられている。そのため、複数の能動素子回路１３をそれぞれ異なる複数の基板に設け、複数の基板をプリント基板上に実装する比較例と比べて、本実施の形態ではアレイアンテナ装置５を小型化することができる。
【０１１５】
本実施の形態では、配線基板１０一枚に対して複数のアンテナ基板３０が接合されている。また、本実施の形態では、複数のアンテナ基板３０のそれぞれの厚さ方向に直交する面内における複数のアンテナ基板３０のそれぞれの外周は、配線基板１０の厚さ方向に直交する面内における配線基板１０の外周よりも小さい。例えば、本実施の形態では、アンテナ基板３０の一辺の長さは、配線基板１０の一辺の長さよりも小さい。
【０１１６】
一般に、線膨張係数、力学物性、または幾何学的な対称性が異なる２枚の基板を接合すると、２枚の基板を接合する際に加えられる熱、または接合後に２枚の基板に加えられる熱によって、２枚の基板に反り、ねじれ、またはゆがみが生じる。この反り、ねじれ、またはゆがみは、２枚の基板が対向する部分の面積が大きくなるほど、大きくなる。本実施の形態では、配線基板１０が一枚であるのに対して、アンテナ基板３０は複数枚に分割されている。そのため、配線基板１０一枚とアンテナ基板３０一枚とが対向する部分の面積は、アンテナ基板が配線基板と同じ面積を有する一枚の基板である比較例よりも、本実施の形態の方が小さくなる。その結果、本実施の形態では、配線基板１０及び複数のアンテナ基板３０の反り、ねじれ、またはゆがみを小さくすることができる。
【０１１７】
言い換えると、アンテナ基板が配線基板と同じ大きな面積を有している比較例では、配線基板とアンテナ基板とを接合する際に加えられる熱、またはアレイアンテナ装置の使用時にアレイアンテナ装置から発せられる熱によって、アンテナ基板のある領域で生じた反り、ねじれ、またはゆがみは、アンテナ基板の隣接する別の領域に累積的な影響を及ぼす。そのため、配線基板及びアンテナ基板の反り、ねじれ、またはゆがみは大きくなる。これに対し、本実施の形態では、アンテナ基板３０は複数枚に分割されている。そのため、配線基板１０と複数のアンテナ基板３０とを接合する際に加えられる熱、またはアレイアンテナ装置５の使用時にアレイアンテナ装置５から発せられる熱によって、あるアンテナ基板３０で生じた反り、ねじれ、またはゆがみは、隣接する別のアンテナ基板３０の反り、ねじれ、またはゆがみに累積的な影響を及ぼさない。その結果、本実施の形態では、配線基板１０及び複数のアンテナ基板３０の反り、ねじれ、またはゆがみを小さくすることができる。
【０１１８】
本実施の形態のように、配線基板１０及び複数のアンテナ基板３０の反り、ねじれ、またはゆがみが小さくなると、例えば、給電パッチアンテナ１８と複数の能動素子回路１３とに対する無給電パッチアンテナ３４の位置、及び給電パッチアンテナ１８に対する無給電パッチアンテナ３４の傾きの、設計値からのずれも小さくなる。そのため、本実施の形態の複数のアンテナ素子５５を有するアレイアンテナ装置５では、複数のアンテナ素子５５の位置ずれと傾きのずれとを小さくすることができ、良好なアンテナ特性を有するアレイアンテナ装置５を得ることができる。
【０１１９】
また、本実施の形態では、アンテナ基板３０の反り、ねじれ、またはゆがみを気にすることなく、配線基板１０（第１の基板１１）の材料およびアンテナ基板３０（第２の基板３１）の材料として、複数のアンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５のアンテナ特性に適した材料を選択することができる。その結果、良好なアンテナ特性を有するアレイアンテナ装置５を得ることができる。
【０１２０】
例えば、第２の基板３１として、マイクロ波やミリ波などの高周波の電磁波の送信または受信に適した、低誘電損失を有するフッ素樹脂系の高周波用プリント基板を用いる場合には、第２の基板３１の面内方向における線膨張係数は、プリント基板に含まれる導電体を構成する銅の線膨張係数１６．５ｐｐｍ／℃によって与えられる。他方、第１の基板１１としてシリコンウエハを用いる場合には、第１の基板１１の面内方向における線膨張係数は、シリコンの線膨張係数３．５ｐｐｍ／℃によって与えられる。もし、配線基板及びアンテナ基板がそれぞれ１枚の基板で構成されていると、配線基板及びアンテナ基板を接合する際に加えられる熱、またはアレイアンテナ装置の使用時にアレイアンテナ装置から発せられる熱によって、配線基板及びアンテナ基板に大きな反り、大きなねじれ、または大きなゆがみが生じる。そのため、アンテナ素子の位置が設計位置から大きくずれてしまい、アレイアンテナ装置のアンテナ特性が劣化するおそれがある。
【０１２１】
また、低誘電損失を有するフッ素樹脂系の高周波用プリント基板では、高周波用プリント基板の基材そのものが持つ低誘電体損失の特性をできるだけ保持するために、高周波用プリント基板に含まれるガラス繊維およびその他の添加物の量を少なくしている。そのため、配線基板及びアンテナ基板を接合する際に加えられる熱、またはアレイアンテナ装置の使用時にアレイアンテナ装置から発せられる熱によって、低誘電損失を有するフッ素樹脂系の高周波用プリント基板からなるアンテナ基板に、より大きな反り、より大きなねじれ、またはより大きなゆがみが生じる。その結果、アンテナ素子の位置が設計位置からさらに大きくずれてしまい、アレイアンテナ装置のアンテナ特性がさらに悪くなるおそれがある。
【０１２２】
これに対し、本実施の形態では、配線基板１０が一枚であるのに対して、アンテナ基板３０は複数枚に分割されている。そのため、配線基板１０と複数のアンテナ基板３０とを接合する際に加えられる熱、またはアレイアンテナ装置５の使用時にアレイアンテナ装置５から発せられる熱によって、あるアンテナ基板３０に反り、ねじれ、またはゆがみが生じても、あるアンテナ基板３０で生じた反り、ねじれ、またはゆがみは、隣接する別のアンテナ基板３０の反り、ねじれ、またはゆがみに累積的な影響を及ぼさない。そのため、複数のアンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５の反り、ねじれ、またはゆがみを小さくすることができる。その結果、良好なアンテナ特性を有するアレイアンテナ装置５を得ることができる。
【０１２３】
また、本実施の形態では、アンテナ基板３０の反り、ねじれ、またはゆがみを気にすることなく、配線基板１０（第１の基板１１）の材料およびアンテナ基板３０（第２の基板３１）の材料として、複数のアンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５のアンテナ特性に適した材料を選択することができる。例えば、配線基板１０（第１の基板１１）の線膨張係数とアンテナ基板３０（第２の基板３１）の線膨張係数との差が１０ｐｐｍ／℃以上であるような材料を、配線基板１０（第１の基板１１）の材料およびアンテナ基板３０（第２の基板３１）の材料として選択することができる。その結果、良好なアンテナ特性を有するアレイアンテナ装置５を得ることができる。
【０１２４】
本実施の形態では、電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う複数の能動素子回路１３と複数の給電パッチアンテナ１８とは、第１の基板１１に設けられている。そのため、複数の能動素子回路１３が形成された基板と複数の給電パッチアンテナ１８が形成された別の基板とを接合する比較例と比べて、複数の能動素子回路１３と複数の給電パッチアンテナ１８との間に位置ずれが生じるのを抑制することができる。その結果、本実施の形態のアレイアンテナ装置５では、マイクロ波やミリ波などの高周波の電磁波の伝送損失および電磁波ノイズの発生を低減することができる。
【０１２５】
本実施の形態では、電気接続部１５を有する配線層１４が設けられているので、能動素子回路１３から任意の場所に電気接続部１５を引き回すことが可能になる。そのため、給電パッチアンテナ１８に対する能動素子回路１３の位置を自由に設計することができる。
【０１２６】
本実施の形態では、電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う複数の能動素子回路１３と給電パッチアンテナ１８とを電気的に接続する電気接続部１５の少なくとも一部が絶縁層２０の内部に設けられている。そのため、電磁波の送信または受信の少なくともいずれかを行う複数の能動素子回路１３が設けられた第１の基板１１として、半絶縁性基板だけでなく、半絶縁性を有しない通常の半導体基板を用いることができる。
【０１２７】
本実施の形態では、接地導体層２２は、複数の能動素子回路１３と複数の給電パッチアンテナ１８との間に設けられる。そのため、複数の能動素子回路１３などで発生した電磁ノイズは、接地導体層２２によって遮蔽されて、複数の給電パッチアンテナ１８に結合されない。そのため、良好なアンテナ性能を有する複数のアンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５を提供することができる。
【０１２８】
絶縁層２０として樹脂を採用すると、配線基板１０と複数のアンテナ基板３０とを接合する際に加えられる熱、またはアレイアンテナ装置５の使用時にアレイアンテナ装置５から発せられる熱によって、樹脂からなる絶縁層２０が軟化する。そのため、配線基板１０と複数のアンテナ基板３０とを接合する際、またはアレイアンテナ装置５の使用時に、樹脂からなる絶縁層２０が変形して、アンテナ基板３０の反り、ねじれ、またはゆがみをさらに小さくすることができる。
【０１２９】
本実施の形態では、接着フイルム６として樹脂を採用することができる。配線基板１０と複数のアンテナ基板３０とを接合する際に加えられる熱、またはアレイアンテナ装置５の使用時にアレイアンテナ装置５から発せられる熱によって、樹脂からなる接着フイルム６が軟化する。そのため、配線基板１０と複数のアンテナ基板３０とを接合する際、またはアレイアンテナ装置５の使用時に、樹脂からなる接着フイルム６が変形して、アンテナ基板３０の反り、ねじれ、またはゆがみをさらに小さくすることができる。
【０１３０】
本実施の形態では、接着フイルム６が０．００５以下の誘電正接を有していてもよい。接着フイルム６は、給電パッチアンテナ１８と無給電パッチアンテナ３４との間に位置するため、接着フイルム６の電気特性はアンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５のアンテナ特性に影響を及ぼす。本実施の形態では、接着フイルム６が０．００５以下の誘電正接を有しているので、複数のアンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５における電磁波の損失が小さくなり、複数のアンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５の放射効率または受信効率を向上させることができる。
【０１３１】
本実施の形態のアレイアンテナ装置５のアンテナ素子５５は、それぞれ、給電パッチアンテナ１８に加えて、無給電パッチアンテナ３４を有している。本実施の形態のアレイアンテナ装置５に無給電パッチアンテナ３４を設けることによって、アレイアンテナ装置５に使用可能な電磁波の周波数帯域を拡げ、アレイアンテナ装置５における電磁的な損失を低減することができる。
【０１３２】
本実施の形態では、アンテナ基板３０の第２の面３２に無給電パッチアンテナ３４が設けられ、第２の面３２と反対側のアンテナ基板３０の第３の面３３が配線基板１０に接合される。アンテナ基板３０は１００μｍ以上１ｍｍ以下の厚さを有している。本実施の形態では、給電パッチアンテナ１８と無給電パッチアンテナ３４とは、少なくともアンテナ基板３０（第２の基板３１）の厚さだけ隔てられている。そのため、本実施の形態では、給電パッチアンテナ１８と無給電パッチアンテナ３４との距離を大きくすることができる。第２の基板３１を、例えば、１００μｍ以上に厚くすることは、第２の基板３１としてプリント基板等を用いることによって容易に実現できる。
【０１３３】
アンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５のアンテナ特性は、アンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５を構成する材料の電気特性によって調整することができる。本実施の形態では、給電パッチアンテナ１８と無給電パッチアンテナ３４との距離を大きくすることができる。その結果、アンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５の設計の自由度が大きく、また、放射効率が高く、使用可能な電磁波の周波数の帯域が広いアンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５を得ることができる。
【０１３４】
これに対し、例えば、給電パッチアンテナ１８と無給電パッチアンテナ３４とが誘電体樹脂層だけで隔てられたアンテナ素子およびアレイアンテナ装置では、１００μｍに達するような誘電体樹脂層を形成することは困難であるため、給電パッチアンテナ１８と無給電パッチアンテナ３４との距離を大きくすることが難しい。その結果、アンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５の設計の自由度が小さく、高性能なアンテナ素子およびアレイアンテナ装置を得ることが難しい。
【０１３５】
本実施の形態では、第２の基板３１の厚さを１ｍｍ以下としている。これにより、第２の面３２と第３の面３３とに銅箔が形成された両面プリント基板を型抜き加工することによって第２の基板３１を得ることができる。そのため、第２の基板３１およびアンテナ基板３０の外形の形状を精密に制御することができ、複数のアンテナ素子５５のアンテナ特性を均一にすることができる。また、複数のアンテナ基板３０を低コストで効率的に製造することができる。
【０１３６】
本実施の形態では、第２の基板３１が０．００３以下の誘電正接を有していてもよい。第２の基板３１における誘電損失を小さいので、アンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５における電磁波の損失が小さくなる。そのため、アンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５の放射効率及び受信効率を向上させることができる。また、本実施の形態では、配線基板１０に設けられた第１のアライメントマーク２５と、複数のアンテナ基板３０のそれぞれに設けられた第２のアライメントマーク３５とを利用して、配線基板１０に対して複数のアンテナ基板３０のそれぞれをアライメントしている。そのため、複数のアンテナ基板３０を配線基板１０に精度よく接合することができ、高性能なアンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５を提供することができる。
【０１３７】
本実施の形態では、接着フイルム６が複数のアンテナ基板３０の第２のアライメントマーク３５を覆わないように、接着フイルム６は複数のアンテナ基板３０に仮接着される。第２のアライメントマーク３５は接着フイルム６によって覆われていないので、カメラなどの観察手段を用いて第２のアライメントマーク３５を明確に認識することができる。接着フイルム６によって覆われていない第２のアライメントマーク３５によって、配線基板１０と複数のアンテナ基板３０とのアライメントの精度を高めることができる。
【０１３８】
本実施の形態の変形例として、配線基板１０と複数のアンテナ基板３０とのアライメントを、複数の給電パッチアンテナ１８のそれぞれの中心位置と複数のアンテナ基板３０のそれぞれの無給電パッチアンテナ３４の中心位置とを求める工程と、給電パッチアンテナ１８のそれぞれの中心位置と無給電パッチアンテナ３４の中心位置とが一致するように、複数のアンテナ基板３０のそれぞれを配線基板１０にアライメントする工程とによって行ってもよい。この変形例では、第１のアライメントマーク２５と第２のアライメントマーク３５を形成する工程をなくすことができるので、製造工程を簡略化することができる。また、この変形例では、アンテナ基板３０（第２の基板３１）の第２の面３２の全面に無給電パッチアンテナ３４が形成されていても、配線基板１０（第１の基板１１）と複数のアンテナ基板３０（第２の基板３１）とのアライメントを正確に行うことができる。そのため、無給電パッチアンテナ３４の設計の自由度が向上する。
【０１３９】
（実施の形態２）
図２１から図２５を参照して、複数のアンテナ基板３０を配線基板１０に接合して、実施の形態２に係るアレイアンテナ装置５ａを製造する方法について説明する。実施の形態２では、実施の形態１のアレイアンテナ装置５の製造方法の変形例について説明する。実施の形態２のアレイアンテナ装置５ａは、基本的には、図４に示す実施の形態１のアレイアンテナ装置５と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、主に以下の点で異なる。
【０１４０】
実施の形態１では、複数のアンテナ基板３０を一つずつ配線基板１０に本接着して、複数のアンテナ基板３０が配線基板１０に接合されたアレイアンテナ装置５を製造していた。これに対し、本実施の形態では、まず、複数のアンテナ基板３０を配線基板１０に仮接着する。その後、ヒータを備えた加熱プレス装置４３を用いて、複数のアンテナ基板３０を配線基板１０に一括してプレスすることによって、複数のアンテナ基板３０を一括して配線基板１０に本接着する。以上の工程によって、本実施の形態のアレイアンテナ装置５ａを製造する。
【０１４１】
接着フイルム付アンテナ基板３６を製造する工程（図１０から図１４参照）、および、接着フイルム付アンテナ基板３６を配線基板１０に対してアライメントする工程（図１６参照）は、本実施の形態と実施の形態１とで同じである。
【０１４２】
次に、図２１および図２２を参照して、複数の接着フイルム付アンテナ基板３６を配線基板１０に仮接着する。本実施の形態では、ボンダーヘッド４５のヒータ（図示せず）によって接着フイルム付アンテナ基板３６を加熱しながら、ボンダーヘッド４５によって接着フイルム付アンテナ基板３６を配線基板１０に押圧する。これにより、接着フイルム付アンテナ基板３６が配線基板１０に仮接着される。本実施の形態では、複数の接着フイルム付アンテナ基板３６のそれぞれに対して以上の工程を繰り返し行って、複数のアンテナ基板３０を一つずつ配線基板１０に仮接着している。複数の接着フイルム付アンテナ基板３６を一括して配線基板１０に仮接着してもよい。
【０１４３】
本実施の形態における複数の接着フイルム付アンテナ基板３６を配線基板１０に仮接着する工程は、接着フイルム６をアンテナ基板３０に仮接着する工程（図１７参照）と、同様の温度および同様の押圧力で行われる。配線基板１０上に仮接着される接着フイルム付アンテナ基板３６は複数であればよい。本実施の形態では、配線基板１０上に搭載される全ての複数の接着フイルム付アンテナ基板３６を、配線基板１０上に仮接着している。
【０１４４】
次に、図２３から図２５を参照して、ヒータ（図示せず）を備えた加熱プレス装置４３を用いて、複数のアンテナ基板３０を一括して配線基板１０に本接着する。本実施の形態では、加熱プレス装置４３のヒータにより、複数の接着フイルム付アンテナ基板３６と配線基板１０とを加熱しながら、ボンダーヘッド４５によって、複数の接着フイルム付アンテナ基板３６を一括して配線基板１０に押圧する。これにより、複数のアンテナ基板３０が一括して配線基板１０に本接着される。複数のアンテナ基板３０を一括して配線基板１０に本接着する工程は、複数の接着フイルム付アンテナ基板３６を配線基板１０に仮接着する工程（図２１および図２２参照）よりも、高い温度および高い押圧力で行われる。複数のアンテナ基板３０を一括して配線基板１０に本接着する工程により、複数のアンテナ基板３０は配線基板１０に最終的に固定される。こうして配線基板１０上に複数のアンテナ基板３０が接合されたアレイアンテナ装置５ａを得ることができる。
【０１４５】
ヒータを備えた加熱プレス装置４３による一度の押圧によって、配線基板１０上に一括して本接着されるアンテナ基板３０の数は複数であればよい。本実施の形態では、ヒータを備えた加熱プレス装置４３による一度の押圧によって、全ての複数のアンテナ基板３０を一括して配線基板１０上に本接着している。そのため、本実施の形態では、ヒータを備えた加熱プレス装置４３のプレス面４３ａは、配線基板１０および複数のアンテナ基板３０よりも大きなサイズを有している。
【０１４６】
実施の形態１では、配線基板１０に対して複数のアンテナ基板３０を一つずつ本接着している。そのため、複数のアンテナ基板３０のそれぞれに対する押圧力の変動、複数のアンテナ基板３０のそれぞれを押圧する際の温度の変動などの理由により、接着フイルム６の軟化の程度や接着フイルム６の変形度合いが、複数のアンテナ基板３０間で異なり得る。そのため、例えば、配線基板１０に複数のアンテナ基板３０を本接着した後の、給電パッチアンテナ１８と無給電パッチアンテナ３４との距離、または給電パッチアンテナ１８に対する無給電パッチアンテナ３４の傾き等が、複数のアンテナ基板３０間で異なり得る。その結果、複数のアンテナ素子５５のアンテナ特性がばらつくことがあり得る。
【０１４７】
これに対し、本実施の形態では、配線基板１０に対して仮接着された複数のアンテナ基板３０を一括して押圧するため、複数のアンテナ基板３０を配線基板１０に本接着する際、複数のアンテナ基板３０に対して均等な押圧力と均等な温度を印加することができる。また、一般に、ヒータを備えた加熱プレス装置４３のプレス面４３ａは、優れた表面精度を有している。そのため、配線基板１０に複数のアンテナ基板３０を本接着した後の、給電パッチアンテナ１８と無給電パッチアンテナ３４との距離、または給電パッチアンテナ１８に対する無給電パッチアンテナ３４の傾き等が、複数のアンテナ基板３０間で均一になる。その結果、複数のアンテナ素子５５のアンテナ特性を均一にすることができる。
【０１４８】
（実施の形態３）
図２６および図２７を参照して、複数のアンテナ基板３０を配線基板１０に接合して、実施の形態３に係るアレイアンテナ装置５ｂを製造する方法について説明する。実施の形態３では、実施の形態２のアレイアンテナ装置５ａの製造方法の変形例について説明する。実施の形態３のアレイアンテナ装置５ｂは、基本的には、図２５に示す実施の形態２のアレイアンテナ装置５ａと同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、主に以下の点で異なる。
【０１４９】
実施の形態２では、ヒータを備えた加熱プレス装置４３を用いて、複数のアンテナ基板３０を一括して配線基板１０に本接着して、アレイアンテナ装置５ａを製造していた。これに対し、本実施の形態では、まず、真空吸着機構５０とヒータ（図示せず）とを備えた加熱プレス装置４３を用いて、複数のアンテナ基板３０と配線基板１０とを加熱プレス装置４３に吸着する。その後、複数のアンテナ基板３０と配線基板１０とが加熱プレス装置４３に吸着された状態で、複数のアンテナ基板３０と配線基板１０とを加熱プレス装置４３で加熱して、加熱プレス装置４３を用いて複数のアンテナ基板３０を配線基板１０に一括して押圧する。このようにして、複数のアンテナ基板３０を一括して配線基板１０に本接着して、本実施の形態のアレイアンテナ装置５ｂを製造する。
【０１５０】
複数の接着フイルム付アンテナ基板３６を配線基板１０に仮接着する工程（図２１および図２２参照）までは、本実施の形態と実施の形態２とで同じである。
【０１５１】
実施の形態２では、ヒータを備えた加熱プレス装置４３により、複数のアンテナ基板３０を一括して配線基板１０に加熱しながら押圧して、複数のアンテナ基板３０を一括して配線基板１０に本接着していた。本接着時における加熱プレス装置４３のヒータの温度上昇によって、接着フイルム６が軟化する。そのため、仮接着時にアンテナ基板３０が配線基板１０の表面に対して傾いていたり、本接着するために加熱プレス装置４３のヒータの温度を上昇させる最中にアンテナ基板３０に思わぬ外力が加わったりすることなどにより、仮接着する工程においてアライメントされたアンテナ基板３０の位置から、アンテナ基板３０がずれてしまうことがあり得る。その結果、給電パッチアンテナ１８と無給電パッチアンテナ３４との距離、または給電パッチアンテナ１８に対する無給電パッチアンテナ３４の傾き等が、設計値からずれてしまい、複数のアンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５ａのアンテナ特性が悪化することがあり得る。
【０１５２】
これに対し、本実施の形態では、配線基板１０に仮接着された複数のアンテナ基板３０を加熱する前から、複数のアンテナ基板３０を一括して配線基板１０に本接着することが完了するまでの間、複数のアンテナ基板３０と配線基板１０とが加熱プレス装置４３に吸着されている。
【０１５３】
複数のアンテナ基板３０と配線基板１０とを加熱プレス装置４３に吸着させるために、本実施の形態の加熱プレス装置４３は、ヒータに加えてプレス面４３ａに真空吸着機構５０を有している。真空吸着機構５０として、例えば、真空吸着ステージを例示することができる。真空吸着機構５０は、複数の開口５１と排気口５２とを有している。複数の開口５１は、プレス面４３ａのうち複数のアンテナ基板３０のそれぞれに対向する部分と、プレス面４３ａのうち配線基板１０とに対向する部分とに設けられている。
【０１５４】
真空吸着機構５０の排気口５２から排気することによって、複数のアンテナ基板３０と配線基板１０とがそれぞれ、加熱プレス装置４３のプレス面４３ａに吸着される。次に、加熱プレス装置４３のヒータによって、加熱プレス装置４３のプレス面４３ａに吸着された複数のアンテナ基板３０と配線基板１０とを加熱する。それから、加熱プレス装置４３のプレス面４３ａに吸着された複数のアンテナ基板３０と配線基板１０とを加熱プレス装置４３によって加熱しながら、加熱プレス装置４３によって複数のアンテナ基板３０を配線基板１０に押圧する。以上の工程により、複数のアンテナ基板３０が一括して配線基板１０に本接着される。複数のアンテナ基板３０は一括して配線基板１０に最終的に接着固定され、配線基板１０上に複数のアンテナ基板３０が接合されたアレイアンテナ装置５ｂを得ることができる。
【０１５５】
このように、複数のアンテナ基板３０を配線基板１０に本接着するために接着フイルム６を加熱する前から、配線基板１０への複数のアンテナ基板３０の本接着が完了するまでの間、複数のアンテナ基板３０と配線基板１０とが加熱プレス装置４３のプレス面４３ａに吸着されている。そのため、配線基板１０に複数のアンテナ基板３０を本接着するために、加熱プレス装置４３のヒータの温度を上昇させて、接着フイルム６が軟化しても、複数のアンテナ基板３０を配線基板１０上に仮接着する工程においてアライメントされたアンテナ基板３０の位置から、アンテナ基板３０がずれてしまうことを防止することができる。その結果、給電パッチアンテナ１８と無給電パッチアンテナ３４との距離を設計値のとおりに定めることができ、給電パッチアンテナ１８に対する無給電パッチアンテナ３４の傾きをなくすことができる。良好なアンテナ特性を有する複数のアンテナ素子５５およびアレイアンテナ装置５ｂをより一層確実に得ることができる。
【０１５６】
なお、複数のアンテナ基板３０を配線基板１０に本接着する工程では、接着フイルム付アンテナ基板３６を配線基板１０に仮接着する工程（図２１および図２２参照）よりも、高い温度および高い押圧力が印加される。
【０１５７】
真空吸着機構５０とヒータとを備えた加熱プレス装置４３による一度の押圧によって、配線基板１０上に一括して本接着されるアンテナ基板３０の数は複数であればよい。本実施の形態では、真空吸着機構５０とヒータとを備えた加熱プレス装置４３による一度の押圧によって、全ての複数のアンテナ基板３０を、配線基板１０上に一括して本接着している。そのため、本実施の形態では、ヒータを備えた加熱プレス装置４３のプレス面４３ｃおよび真空吸着機構５０は、配線基板１０および複数のアンテナ基板３０よりも大きなサイズを有している。
【０１５８】
（実施の形態４）
図２８から図３３を参照して、実施の形態４に係るアレイアンテナ装置５ｃ、およびアレイアンテナ装置５ｃを製造する方法について説明する。実施の形態４のアレイアンテナ装置５ｃは、実施の形態１のアレイアンテナ装置５の変形例である。実施の形態４のアレイアンテナ装置５ｃは、基本的には、図４に示す実施の形態１のアレイアンテナ装置５と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、主に以下の点で異なる。
【０１５９】
実施の形態１では、接着フイルム６によって複数のアンテナ基板３０を配線基板１０に接合してアレイアンテナ装置５を得ていた。これに対し、本実施の形態では、半田７２によって複数のアンテナ基板３０ｃを配線基板１０ｃに接合してアレイアンテナ装置５ｃを得ている。
【０１６０】
図２８から図３３を参照して、本実施の形態では、実施の形態１の第２のアライメントマーク３５に代えて、複数の第２のパッド７１を第２の基板３１の第３の面３３に設けることによって、アンテナ基板３０ｃが得られる。
【０１６１】
本実施の形態のアンテナ基板３０ｃは、例えば、以下に述べる方法によって製造することができる。第２の面３２と第３の面３３とに銅箔が形成された両面プリント基板を用意する。第２の面３２上に形成された銅箔の一部をエッチングして、複数の無給電パッチアンテナ３４を形成する。第３の面３３上に形成された銅箔の一部をエッチングして、複数の第２のパッド７１を形成する。それから、複数の無給電パッチアンテナ３４と複数の第２のパッド７１とが形成された両面プリント基板を型抜き加工して、複数のアンテナ基板３０ｃを得る。そのため、第２の基板３１およびアンテナ基板３０の外形の形状を精密に制御することができ、複数のアンテナ素子５５のアンテナ特性を均一にすることができる。また、複数のアンテナ基板３０ｃを低コストで効率的に製造することができる。
【０１６２】
図３０から図３２を参照して、本実施の形態では、実施の形態１の第１のアライメントマーク２５に代えて、複数の第１のパッド７３が配線基板１０ｃ上に設けられている。複数の第１のパッド７３は、複数の給電パッチアンテナ１８が設けられた配線層１４ｃの絶縁層２０上に設けられていてもよい。配線層１４ｃの絶縁層２０に設けられた電気接続部１５または複数の給電パッチアンテナ１８を形成する際に、複数の第１のパッド７３を電気接続部１５または複数の給電パッチアンテナ１８と一括して形成してもよい。例えば、絶縁層２０の第１の基板１１側とは反対側の表面に形成された導電体をエッチングして、複数の給電パッチアンテナ１８と複数の第１のパッド７３とを一括して形成することができる。
【０１６３】
複数のアンテナ基板３０ｃの第２のパッド７１に半田７２を設けることによって、複数の半田付アンテナ基板３６ｃを得ることができる。図２８および図２９に示されるように、複数の第２のパッド７１および半田７２をアンテナ基板３０の第３の面３３の角部に設けてもよいし、図３３に示されるように、複数の第２のパッド７１および半田７２をアンテナ基板３０の第３の面３３の外周に沿って点列状に設けてもよい。
【０１６４】
図３０を参照して、半田付アンテナ基板３６ｃをヒータ（図示せず）を備えたボンダーヘッド４５で把持する。ボンダーヘッド４５のヒータによって半田７２を加熱し、半田７２を溶融する。
【０１６５】
図３１を参照して、ヒータを備えたボンダーヘッド４５を配線基板１０ｃに近づけて、半田付アンテナ基板３６ｃの溶融した半田７２を、配線基板１０ｃ上の第１のパッド７３に当接させる。溶融した半田７２の表面張力により、第２のパッド７１が第１のパッド７３上に位置するように、配線基板１０ｃまたはアンテナ基板３０ｃの厚さ方向に直交する平面内において、配線基板１０ｃに対するアンテナ基板３０ｃの位置が自動的に補正される（半田のセルフアライメント効果）。
【０１６６】
本実施の形態では、半田７２のセルフアライメント効果によって、配線基板１０ｃまたはアンテナ基板３０ｃの厚さ方向に直交する面内における、配線基板１０ｃに対するアンテナ基板３０ｃの位置をアライメントすることができる。そのため、実施の形態１の第１のアライメントマーク２５および第２のアライメントマーク３５をそれぞれ、配線基板１０ｃおよびアンテナ基板３０ｃに設ける必要はない。本実施の形態では、実施の形態１に比べて、第１のアライメントマーク２５および第２のアライメントマーク３５を形成する工程をなくすことができるので、製造工程を簡略化することができる。
【０１６７】
本実施の形態の変形例として、実施の形態１のように、配線基板１０に第１のアライメントマーク２５（図４参照）を設けるとともに、複数のアンテナ基板３０ｃに設けられた半田７２の少なくとも一部にアライメントマークの機能を持たせるようにしてもよい。アライメントマークの機能を有する半田７２と、配線基板１０に設けられた第１のアライメントマーク２５とをアライメントしてもよい。この変形例では、実施の形態１に比べて、第２のアライメントマーク３５を形成する工程をなくすことができるので、製造工程を簡略化することができる。
【０１６８】
アンテナ基板３０ｃの第３の面３３には、半田７２が存在する場所のみに導電体が存在し、半田７２が存在しない場所には導電体が存在しない。そのため、半田７２が無給電パッチアンテナ３４に近い場所に存在すると、アレイアンテナ装置５ｃのアンテナ特性が設計値からずれてしまうおそれがある。電磁界シミュレーションの結果、半田付アンテナ基板３６ｃを第３の面３３側から平面視した時の、半田７２と無給電パッチアンテナ３４との最短距離ａ４（図２９、図３３を参照）が０．２ｍｍ以上であれば、アレイアンテナ装置５ｃのアンテナ特性に影響を及ぼさないことが判明した。そこで、本実施の形態では、半田付アンテナ基板３６ｃを第３の面３３側から平面視した時の、半田７２と無給電パッチアンテナ３４との最短距離ａ４を、０．２ｍｍとした。
【０１６９】
本実施の形態のアレイアンテナ装置５ｃでは、配線基板１０ｃ一枚に対して複数のアンテナ基板３０ｃが接合される。複数のアンテナ基板３０ｃのそれぞれの厚さ方向に直交する面内における複数のアンテナ基板３０ｃのそれぞれの外周は、配線基板１０ｃの厚さ方向に直交する面内における配線基板１０ｃの外周よりも小さい。そのため、配線基板１０ｃに対して複数のアンテナ基板３０ｃを加熱しながら半田７２で接合した後の冷却過程、またはアレイアンテナ装置５ｃの使用時にアレイアンテナ装置５ｃから発せられる熱によって、配線基板１０ｃ及び複数のアンテナ基板３０ｃに生じる反り、ねじれ、またはゆがみを小さくすることができる。そのため、本実施の形態の複数のアンテナ素子５５を有するアレイアンテナ装置５ｃでは、複数のアンテナ素子５５の位置ずれを小さくすることができ、設計どおりのアンテナ特性を有するアレイアンテナ装置５ｃを得ることができる。
【０１７０】
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。本発明の範囲は、上記した説明ではなく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を意図される。
【符号の説明】
【０１７１】
１  筺体、２  ベース板、３  キャリア、４  接着材層、５，５ａ，５ｂ，５ｃ  アレイアンテナ装置、６  接着フイルム、７，８  制御基板、９  パッド、１０，１０ｃ  配線基板、１１  第１の基板、１２  第１の面、１３  能動素子回路、１４，１４ｃ  配線層、１５  電気接続部、１６  第１の電気接続部分、１７  第２の電気接続部分、１８  給電パッチアンテナ、２０  絶縁層、２１  ビアホール、２２  接地導体層、２３  開口、２５  第１のアライメントマーク、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  アンテナ基板、３１  第２の基板、３２  第２の面、３３  第３の面、３４  無給電パッチアンテナ、３５  第２のアライメントマーク、３６  接着フイルム付アンテナ基板、３６ｃ  半田付アンテナ基板、３９  加熱ステージ、４０  離型層、４３  加熱プレス装置、４３ａ  プレス面、４５  ボンダーヘッド、５０  真空吸着機構、５１  開口、５２  排気口、５５  アンテナ素子、６３，６３ａ，６３ｂ  切り欠き部、６４  部分、７１  第２のパッド、７２  半田、７３  第１のパッド、Ｍ  位置ずれ量、Ｐ，Ｐ１  ピッチ、Ｓ  セットバック、Ｔ  接着フイルムの厚さ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【国際調査報告】
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