(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体と、
該誘電体の一方の面に信号ラインのための導体として形成されたアンテナ層と、
前記誘電体の他方の面に接地導体として形成されたグラウンド層とを備えた平面アンテナ基板において、
前記誘電体は、前記アンテナ層側に配されている低誘電層と、該低誘電層よりも誘電率が高い中間層と、該中間層よりもガラス転移点が高く且つ前記低誘電層よりも吸水率が高い接着層とを有し、
前記中間層に対して前記低誘電層は前記アンテナ層側に配されていて、
前記中間層に対して前記接着層は前記グラウンド層側に配されていることを特徴とする平面アンテナ基板。
【請求項２】
前記接着層と前記グラウンド層とが直接接していることを特徴とする請求項１に記載の平面アンテナ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてマイクロストリップアンテナ（パッチアンテナ）に適用される平面アンテナ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信には高速性が求められていて（家屋内の機器間での配信や屋外での映像データのダウンロード等）、このような高速通信を実現するものとしてミリ波（２０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）の利用が期待されている。このようなミリ波を通信できるアンテナには種々のものがあるが、構造が簡単で低コストに形成できるマイクロストリップアンテナが注目されている。特にマイクロストリップアンテナは、絶縁性基板上で導体膜をエッチングでパターニングすることで形成できるので、小型化、低価格化を図ることができる。【０００３】
マイクロストリップアンテナで代表される平面アンテナ基板は、絶縁層たる誘電体と、この誘電体の一方の面に信号ラインのための導体として形成されたアンテナ層（プラス側）と、誘電体の他方の面に接地導体として形成されたグラウンド層（マイナス側）とで構成されている。なお、グラウンド層は地導体板や地板とも称されている。【０００４】
このような構造の平面アンテナ基板では、誘電体とグラウンド層とが接着剤にて接着されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１はこのような接着工程にてボイドを抑制するものであるが、誘電体の厚みを０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下としている。【０００５】
そして、上述したようにミリ波に対応できるように、誘電体としては低誘電材料を用いる必要がある。取り扱う周波数の高さから誘電損失の増大が懸念されるためであり、高周波特性が求められるからである。したがって、このような特性を有するＬＣＰ（液晶ポリマー）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、低誘電特性が与えられたガラスクロスや高分子材料等がこの誘電体として用いられることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１９−２１６２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した低誘電特性を有する材料で誘電体を形成した場合、一般的な厚みは０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲でないと非常に製造コストがかかってしまう。しかしながらこの範囲では、誘電体が薄いため、剛性が低くなってしまう。このため、回路形成の取り扱いが困難であり、反りが発生する可能性も高く接着工程でのボイド発生の要因となってしまう。このことは組み立てコストの増大も招く。強度的な面を考慮すると誘電体は１．６ｍｍ程度の厚みを有することが好ましいが、上述したように０．５ｍｍを超えるような厚みを形成することはコストの観点から現実的ではない。したがって、特許文献１が示す誘電体の厚みを０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下というのは、低誘電材料にて誘電体を形成した場合にはコスト的に現実的ではない。【０００８】
また、上述した低誘電特性を有する材料はフィルム形状であるため、ガスバリア性が高く、吸水性が非常に低い。したがってグラウンド層との接着にて接着剤を用いても、誘電体が水分をはじくため密着度があまり高くない。【０００９】
本発明は、上記従来技術を考慮したものであり、ミリ波に対応できるような低誘電特性を有する材料を誘電体として用いても理想とする強度（剛性）を得ることができ、さらにグラウンド層との接着性能も高めることができる平面アンテナ基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明では、誘電体と、該誘電体の一方の面に信号ラインのための導体として形成されたアンテナ層と、前記誘電体の他方の面に接地導体として形成されたグラウンド層とを備えた平面アンテナ基板において、前記誘電体は、前記アンテナ層側に配されている低誘電層と、該低誘電層よりも誘電率が高い中間層と、該中間層よりもガラス転移点が高く且つ前記低誘電層よりも吸水率が高い接着層とを有し、前記中間層に対して前記低誘電層は前記アンテナ層側に配されていて、前記中間層に対して前記接着層は前記グラウンド層側に配されていることを特徴とする平面アンテナ基板を提供する。【００１１】
好ましくは、前記接着層と前記グラウンド層とが直接接している。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、誘電体が三層構造になっているため、ミリ波に対応できるような低誘電特性を有する材料を用いても、アンテナ特性を発揮できる厚さのみでこれを低誘電層とし、その他の層（中間層及び接着層）は比較的厚みを形成できる材料とすることができる。このため、１．６ｍｍ程度がよいとされている０．６ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の厚みを誘電体として十分な剛性を得て、コストを抑えながら形成することができる。したがって、誘電体としては十分な厚みがあって強度を得ることができるが、これを構成する層当たりの厚みはそれほど厚くはないので製造が容易となる。さらに、低誘電層以外を中間層と接着層として分けることで、接着される部分を接着性能の高い材料で形成することができ、グラウンド層との接着性も高めることができる。【００１３】
また、接着層とグラウンド層とを直接接する構造とすることで、接着剤が不要となり、構造が簡単で生産性も高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る平面アンテナ基板の概略断面図である。
【図２】本発明に係る別の平面アンテナ基板の概略断面図である。
【図３】本発明に係るさらに別の平面アンテナ基板の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に示すように、本発明に係る平面アンテナ基板１は、絶縁材料にて形成された誘電体２を備えている。この誘電体２の一方の面には、信号ラインのための導体として形成されたアンテナ層３が配されている。このアンテナ層３は例えばプリント配線基板の製造におけるプリントパターンとして形成される。そして誘電体２の他方の面には、接地導体として形成されたグラウンド層４が配されている。具体的には、誘電体２とグラウンド層４とは接着剤５を介して接着されている。なお、アンテナ層３への給電は通常グラウンド層４側から行われるが図では省略している。グラウンド層４としては、アルミ板やガラスファイバ製のプレートが用いられる。
【００１６】
そして、誘電体２は三層構造を有し、アンテナ層３側から低誘電層２ａ、中間層２ｂ、接着層２ｃとして形成されている。すなわち、中間層２ｂに対して低誘電層２ａはアンテナ層３側に配されていて、中間層２ｂに対して接着層２ｃはグラウンド層４側に配されている。このように、誘電体が三層構造になっているため、一つ一つの層を薄く形成し、誘電体２のトータル厚みとしては十分な剛性を保持するような構成とすることができる。
【００１７】
ここで、低誘電層２ａは中間層２ｂよりも誘電率が低い材料にて形成されている。換言すれば、中間層２は低誘電層２ａよりも誘電率が高い。低誘電層２ａとしては、ＬＣＰやＰＴＦＥ、あるいは低誘電特性を有するＦＲ−４（エポキシ樹脂材料）が用いられる。例えば、ＬＣＰの誘電率は３．０であり、ＰＴＦＥの誘電率は２．２以上３．０以下、低誘電特性を有するＦＲ−４の誘電率は３．０以上４．０以下である。これらの低誘電材料は全て同じ値の誘電率を有しているため、中間層２ｂに用いられることはない。中間層２ｂとしては、これらの低誘電材料よりも確実に誘電率が高い範囲を有している一般的なＦＲ−４が用いられる。一般的なＦＲ−４の誘電率は４．０以上５．５以下である。なお、ミリ波に対応できる誘電率は３．５以下といわれているので、低誘電層２ａとしては上述した低誘電材料に限らず、この値以下の誘電率を有する材料であればどのようなものを用いてもよい。
【００１８】
上述したように、低誘電材料は０．５ｍｍを超える厚みを形成するとコストがかかるので、十分な剛性を有する厚みを形成することは困難である。しかし本発明のように誘電体２を三層構造とすることで、ミリ波に対応できるような低誘電特性を有する材料を用いても、アンテナ特性を発揮できる厚さのみでこれを低誘電層２ａとし、その他の層（中間層２ｂ及び接着層２ｃ）は比較的厚みを形成できる材料とすることができる。このため、１．６ｍｍ程度がよいとされている０．６ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の厚みを誘電体２として十分な剛性を得て、コストを抑えながら形成することができる。したがって、誘電体２としては十分な厚みがあって強度を得ることができるが、これを構成する層当たりの厚みはそれほど厚くはないので製造が容易となる。なお、実際の低誘電層２ａの厚みはアンテナ層３のアンテナ特性やパターン形状により決定される。
【００１９】
接着層２ｃは、中間層２ｂよりもガラス転移点（Ｔｇ）が高く且つ低誘電層２ａよりも吸水率が高い材料が用いられる。例えば高ガラス転移点特性が付与されたＦＲ−４を用いる。上述した一般的なＦＲ−４のガラス転移点は１５０℃以下であるため、これよりも高いガラス転移点を有するような特性が付与されたＦＲ−４を用いることができる。そしてさらに、接着層２ｃとしては、吸水率の高さも求められるため、この点に関しては低誘電層２ａよりも高い吸水率を求めることとしている。ＬＣＰの吸水率は０．０４％（５０℃／４８ｈ）であり、低誘電特性を有するＦＲ−４の吸水率は０．１４％（２５℃／５０ｈ）であるため、これよりも高い吸水率のものが用いられる。高ガラス転移点特性が付与されたＦＲ−４はこれらよりも高い吸水率であるため、これを用いることが好ましい。このように、低誘電層２ａ以外を中間層２ｂと接着層２ｃとして分け、さらにグラウンド層４と接着される側を接着性能の高い材料で形成された接着層２とすることで、誘電体２とグラウンド層４との接着性も高めることができる。
【００２０】
好ましい厚みとしては、製造のコストの観点から低誘電層２ａは０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、接着層２ｃの厚みは接着性能が十分に発揮できるような厚みである０．０６ｍｍ以上０．２ｍｍである。そして、中間層２ｂは主として剛性を高めるためであり、トータルとして求められている誘電体２の厚みから低誘電層２ａ及び接着層２ｃの厚みを差し引いて算出された厚みで形成される。一般的なＦＲ−４は１．５ｍｍ程度であっても容易にその厚みを形成できるので、トータル厚み１．６ｍｍ程度であればコストをかけずに容易に形成することができる。このように、誘電体２を形成する三層を全て別の材料にて形成することで、十分な剛性を有しながらミリ波に対応できる平面アンテナ基板１を得ることができる。
【００２１】
ここで、図２を参照すれば明らかなように、誘電体２とグラウンド層４とを接着剤５を介して接着せずとも、接着層２ｃの接着性能を利用して、接着層２ｃとグラウンド層４とを直接接するような構造としてもよい。このように、接着層２ｃとグラウンド層４とを直接接する構造とすることで、接着剤５が不要となり、構造が簡単で生産性も高めることができる。
【００２２】
また、図３に示すように、接着層２ｃ側に銅箔６を配し、この銅箔６とグラウンド層４とを接着剤５を介して接着してもよい。このように、本願発明の平面アンテナ基板１は、誘電体２として三層構造を有していれば、どのような構造のアンテナ構造にも適用でき、汎用性の高いものである。
【符号の説明】
【００２３】
１：平面アンテナ基板、２：誘電体、２ａ：低誘電層、２ｂ：中間層、２ｃ：接着層、３：アンテナ層、４：グラウンド層、５：接着剤、６：銅箔
【要約】
平面アンテナ基板(1)は、誘電体(2)と、該誘電体(2)の一方の面に信号ラインのための導体として形成されたアンテナ層(3)と、誘電体(2)の他方の面に接地導体として形成されたグラウンド層(4)とを備え、誘電体(2)は、アンテナ層(3)側に配されている低誘電層(2a)と、該低誘電層(2a)よりも誘電率が高い中間層(2b)と、該中間層(2b)よりもガラス転移点が高く且つ低誘電層(2a)よりも吸水率が高い接着層(2c)とを有し、中間層(2b)に対して低誘電層(2a)はアンテナ層(3)側に配されていて、中間層(2b)に対して接着層(2c)はグラウンド層(4)側に配されている。【図１】
0006748338.tif 000002
【図２】
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【図３】
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