(57)【要約】【課題】高周波信号の伝送損失を小さくするとともに、高周波モジュールとプリント配線板との接続信頼性の低下を抑制することができるアンテナ装置等を提供する。【解決手段】アンテナ装置１００の高周波モジュール１０は、高周波信号を伝送する第１導体接続部２１と、高周波信号以外の信号を伝送する第２導体接続部２２とを有する。第１導体接続部２１は、Ｙ軸方向の長さが、第２導体接続部２２の長さよりも短くなるように形成されている。これにより、高周波信号の伝送損失を小さくしつつ、第２導体接続部２２のはんだ等の導電性材料の量を確保でき、高周波モジュール１０とプリント配線板３０との接続信頼性の低下を抑制することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュール基板と、
前記モジュール基板に配置され、高周波信号を出力する電子部品と、
前記電子部品に接続され、前記電子部品から出力された高周波信号を伝送するための第１伝送手段と、
前記電子部品に接続され、前記電子部品から出力された前記高周波信号以外の信号を伝送する第２伝送手段と、
を有し、
前記モジュール基板の厚み方向における前記第１伝送手段の長さは、前記第２伝送手段よりも短いことを特徴とする高周波モジュール。
【請求項２】
前記第１伝送手段は、導電性の接続部材から構成されることを特徴とする請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項３】
前記第１伝送手段は、複数の導電性の接続部材によって囲まれることにより形成された伝播空間から構成されることを特徴とする請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項４】
前記モジュール基板は、有機基板からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の高周波モジュール。
【請求項５】
前記電子部品は、前記モジュール基板にフリップチップ接続により実装されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の高周波モジュール
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の高周波モジュールを実装するためのプリント配線板であって、
前記高周波モジュールを実装する実装面は、前記第１伝送手段に接続される導体が形成された第１接続面と、前記第２伝送手段に接続される導体が形成された第２接続面と、を含んで構成され、
前記第１接続面は、前記第２接続面の位置よりも、前記モジュール基板の厚み方向に高い位置に形成されていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の高周波モジュールと、
請求項６に記載のプリント配線板と、
を有することを特徴とするプリント回路板。
【請求項８】
請求項７に記載のプリント回路板と、
前記プリント回路板に配置され、前記高周波モジュールから出力された高周波信号を送信する送信素子と、
前記プリント回路板に配置され、前記送信素子から送信された高周波信号の反射信号を受信し、前記高周波モジュールに伝送する受信素子と、
を有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項９】
前記送信素子及び前記受信素子は、パッチアンテナとして構成されていることを特徴とする請求項８に記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記送信素子及び前記受信素子は、スロットアレイアンテナとして構成されていることを特徴とする請求項８に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波モジュール、プリント配線板、プリント回路板、及びアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、前方を走る自動車との車間距離を検出する車載レーダ装置の需要が高まっている。例えば、下記特許文献１には、ミリ波信号及びマイクロ波等の高周波信号を送受信する車載レーダ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９６４８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されているレーダ装置の高周波モジュールは、ＢＧＡ（Ball Grid Array）パッケージとして構成されており、複数のはんだボールを介して、プリント配線板の導体パターンに接続される。このような高周波モジュールでは、高周波信号の伝送損失を小さくするためには、はんだボールのサイズを小さくし、伝送距離を短くすることが望ましい。しかしながら、はんだボールのサイズを小さくすると、はんだの量が減るため、高周波モジュールとプリント配線板との接続信頼性が低下し、高周波信号以外の信号が伝わりにくくなるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述の事情の下になされたもので、高周波信号の伝送損失を小さくするとともに、高周波モジュールとプリント配線板との接続信頼性の低下を抑制することができる高周波モジュール、プリント配線板、プリント回路板、及びアンテナ装置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】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明に係る第１の観点に係る高周波モジュールは、
モジュール基板と、
前記モジュール基板に配置され、高周波信号を出力する電子部品と、
前記電子部品に接続され、前記電子部品から出力された高周波信号を伝送するための第１伝送手段と、
前記電子部品に接続され、前記電子部品から出力された前記高周波信号以外の信号を伝送するための第２伝送手段と、
を有し、
前記モジュール基板の厚み方向における前記第１伝送手段の長さは、前記第２伝送手段よりも短いことを特徴とする。
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明に係る第２の観点に係るプリント配線板は、
第１の観点に係る高周波モジュールを実装するためのプリント配線板であって、
前記高周波モジュールを実装する実装面は、前記第１伝送手段に接続される導体が形成された第１接続面と、前記第２伝送手段に接続される導体が形成された第２接続面と、を含んで構成され、
前記第１接続面は、前記第２接続面の位置よりも、前記モジュール基板の厚み方向に高い位置に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明に係る第３の観点に係るプリント回路板は、
第１の観点に係る高周波モジュールと、
第２の観点に係るプリント配線板と、
を有ることを特徴とする。
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明に係る第４の観点に係るアンテナ装置は、
第３の観点に係るプリント回路板と、
前記プリント回路板に配置され、前記高周波モジュールから出力された高周波信号を送信する送信素子と、
前記プリント回路板に配置され、前記送信素子から送信された高周波信号の反射信号を受信し、前記高周波モジュールに伝送する受信素子と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の高周波モジュールの第１伝送手段は、モジュール基板の厚み方向における長さが、第２伝送手段の長さよりも短くなるように形成されている。これにより、高周波信号の伝送損失を小さくしつつ、第２伝送手段を形成する導電性材料の量を確保でき、高周波モジュールとプリント配線板との接続信頼性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るアンテナ装置の斜視図である。
【図２】（Ａ）は、第１実施形態に係るアンテナ装置のＸＹ断面図であり、（Ｂ）は、当該アンテナ装置のＸＺ断面図である。
【図３】（Ａ）は、高周波モジュールの断面図であり、（Ｂ）は、当該高周波モジュールの下面図である。
【図４】第１実施形態の変形例に係る高周波モジュールの断面図である。
【図５】（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係るアンテナ装置のＸＹ断面図であり、（Ｂ）は、当該アンテナ装置のＸＺ断面図である。
【図６】プリント配線板の斜視図である。
【図７】（Ａ）は、本発明の第２実施形態の変形例に係るアンテナ装置のＸＹ断面図であり、（Ｂ）は、当該アンテナ装置のＸＺ断面図である。
【図８】（Ａ）は、本発明の第３実施形態に係るアンテナ装置のＸＹ断面図であり、（Ｂ）は、当該アンテナ装置のＸＺ断面図である。
【図９】高周波モジュールの断面図である。
【図１０】変形例に係る高周波モジュールの断面図（その２）である。
【図１１】（Ａ）は、本発明の第４実施形態に係るアンテナ装置のＸＹ断面図であり、（Ｂ）は、当該アンテナ装置のＸＺ断面図である。
【図１２】（Ａ）は、本発明の第５実施形態に係るアンテナ装置のＸＹ断面図であり、（Ｂ）は、当該アンテナ装置のＸＺ断面図である。
【図１３】（Ａ）は、比較例１に係るアンテナ装置のＸＹ断面図であり、（Ｂ）は、当該アンテナ装置のＸＺ断面図である。
【図１４】（Ａ）は、比較例２に係るアンテナ装置のＸＹ断面図である。（Ｂ）は、当該アンテナ装置のＸＺ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
《第１実施形態》
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図３を参照しながら説明する。なお、図中のＸＺ平面は水平な面であり、図中のＹ軸の方向は鉛直方向である。
【００１３】
第１実施形態に係るアンテナ装置１００は、例えば、自動車のバンパーに取り付けられ、その自動車の前方を走る自動車との車間距離を計測するために用いられる。アンテナ装置１００は、図１及び図２に示すように、高周波モジュール１０と、プリント配線板３０と、アンテナユニット４０とを有する。
【００１４】
高周波モジュール１０は、高周波信号をプリント配線板３０に出力する電子部品で、プリント配線板３０に実装されている。この高周波モジュール１０は、例えば、ＢＧＡ（Ball Grid Array）パッケージとして構成され、図３に示すように、モジュール基板１１と、モジュール基板１１の＋Ｙ側の面に配置された集積回路部品１２及び樹脂部１３と、モジュール基板１１の−Ｙ側の面に配置されたパッド１４及び導体接続部２０と、集積回路部品１２等を覆うカバー１９とを有する。
【００１５】
モジュール基板１１は、長方形板状の絶縁性部材である。モジュール基板１１は、例えば、ポリフェニレンエーテル（Polyphenylene ether、ＰＰＥ）樹脂からなる。モジュール基板１１の素材は任意である。ＰＰＥ樹脂基板に限らず、液晶ポリマー（Liquid Crystal Polymer、ＬＣＰ）基板、低温同時焼成セラミック（Low Temperature Co-fired Ceramics、ＬＴＣＣ）基板等の絶縁性基板を用いることができる。また、モジュール基板１１には、導波路１１ａ、導体パターン、ビア１１ｂ等が形成されている。
【００１６】
導波路１１ａは、集積回路部品１２から出力された高周波信号を伝送する。この導波路１１ａは、例えば、コプレーナ線路から構成される。しかしながら、導波路１１ａの形状は任意であり、マイクロストリップ線路等でもよい。
【００１７】
ビア１１ｂは、モジュール基板１１に形成された貫通孔に導電性物質が充填されることにより形成される。
【００１８】
集積回路部品１２は、ミリ波帯又はマイクロ波帯の高周波信号を出力する高周波発信器、増幅器、バンドパスフィルタ等の複数の電子部品を含んで構成される。集積回路部品１２は、例えば、フリップチップ接続によって、モジュール基板１１の＋Ｙ側の面に実装されている。集積回路部品１２の実装方法は任意である。フリップチップ接続に限らず、ワイヤボンディングによる実装でもよい。しかしながら、ミリ波帯等の高周波信号を伝送する場合は、伝送損失が小さいフリップチップ接続の方が好ましい。
【００１９】
樹脂部１３は、実装された集積回路部品１２と、モジュール基板１１との接続部分を保護する部材で、リフロー工程によって硬化されたアンダーフィル樹脂からなる。このアンダーフィル樹脂は、例えば、エポキシ樹脂からなる主剤と、その主剤を硬化させる硬化剤とから構成される。アンダーフィル樹脂の素材は任意である。しかしながら、集積回路部品１２の接続部分のピッチが微細な場合においては、ボイド等の発生を抑制し、十分に充填される必要がある。また、集積回路部品１２に損傷を与えない必要がある。そのため、集積回路部品１２との熱膨張差が小さく、有機樹脂と無機フィラーとの複合体からなる素材が好ましく、具体的には、最大粒径５μｍ以下の無機フィラーを４０〜６０ｗｔ％含有させた有機樹脂が適している。
【００２０】
パッド１４は、導電性の素材からなり、集積回路部品１２と導体接続部２０とを接続するとともに、集積回路部品１２から出力された信号等を、導波路１１ａやビア１１ｂとともに導体接続部２０に伝送する。パッド１４は、複数形成されており、モジュール基板１１の−Ｙ側の面に格子状に配置されている。これらのパッド１４は、いずれも円形状に整形され、高周波信号を伝送するための第１パッド１５と、この第１パッド１５よりも大径に整形され、高周波信号以外の信号等を伝送するための第２パッド１６とから構成される。高周波信号以外の信号は、例えば、集積回路部品１２を制御するための制御信号や、電源回路部から供給される信号等が含まれる。なお、本実施形態においては、第１パッド１５は、３つ形成されている。
【００２１】
導体接続部２０は、例えば、略球状に形成されたはんだボールから構成されている。導体接続部２０は、第１パッド１５及び第２パッド１６を介して、モジュール基板１１の−Ｙ側の面に格子状に実装されている。導体接続部２０は任意である。はんだボールに限らず、例えば、Ａｕスタッドバンプ等であってもよい。
【００２２】
また、導体接続部２０は、集積回路部品１２からの高周波信号を伝送するための第１導体接続部２１と、高周波信号以外の信号を伝送するための第２導体接続部２２とを有している。第１導体接続部２１のＹ軸方向における長さは、第２導体接続部２２のＹ軸方向における長さよりも短くなるように形成されている。第１導体接続部２１は、第１パッド１５に接続され、第２導体接続部２２は、第２パッド１６に接続される。
【００２３】
プリント配線板３０は、例えば、多層配線板であり、図２に示すように、基板本体３１と、基板本体３１の表面に形成された導体パターン３２と、Ｙ軸方向に貫通するように形成され、アンテナユニット４０に給電する給電線３３とを有している。この給電線３３は、第２導体接続部２２の真下（−Ｙ側）に形成され、第２導体接続部２２に直接接続される。
【００２４】
基板本体３１は、略長方形板状の絶縁性部材が積層されたものであり、例えば、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂からなる。基板本体３１の素材は任意である。ＰＰＥ樹脂からなる基板に限らず、液晶ポリマー（ＬＣＰ）基板、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）基板等の絶縁性基板を用いることもできる。
【００２５】
また、基板本体３１の＋Ｙ側の面は、第１導体接続部２１の端部に接続される第１接続面３４と、第２導体接続部２２の端部に接続される第２接続面３５とから構成される。第１接続面３４及び第２接続面３５は、ＸＺ平面に水平な面として構成されている。また、第１接続面３４は、第２接続面３５よりも、＋Ｙ方向に高い位置に形成されている。第１接続面３４と第２接続面３５との高低差は、第２導体接続部２２のＹ方向における長さから、第１導体接続部２１の長さを減算した値と同等である。この第１接続面３４が＋Ｙ方向に高い位置に形成されることにより、基板本体３１には、図１に示すように、第１接続面３４を上面とする凸部３６が形成される。凸部３６は、第１導体接続部２１の数に対応して、３つ形成される。
【００２６】
アンテナユニット４０は、図２に示すように、プリント配線板３０の−Ｙ側の面に配置されたパッチアンテナとして構成される。このアンテナユニット４０は、送信アンテナ素子４１と、受信アンテナ素子４２とを有する。
【００２７】
送信アンテナ素子４１は、高周波モジュール１０の高周波発信器から出力された高周波信号を、給電線３３を介して、電波を外部空間に放射する。送信アンテナ素子４１は、図２（Ｂ）を参照するとわかるように、プリント配線板３０の＋Ｘ側の端部近傍に配置されている。
【００２８】
受信アンテナ素子４２は、外部空間において反射された電波（反射波）を受信するとともに、導体パターン３２等を介して、高周波モジュール１０に出力する。受信アンテナ素子４２は、図２（Ｂ）を参照するとわかるように、プリント配線板３０の−Ｙ側の端部近傍及び＋Ｙ側の端部近傍の２箇所に配置されている。
【００２９】
アンテナ装置１００は、高周波モジュール１０と、プリント配線板３０と、アンテナユニット４０とに加えて、電源回路部、信号処理回路部を有している。
【００３０】
電源回路部は、高周波モジュール１０と同様に、プリント配線板３０の＋Ｙ側の面に実装されている。電源回路部は、導体パターン３２等を介して、高周波モジュール１０に電源を供給する。
【００３１】
信号処理回路部も、高周波モジュール１０及び電源回路部と同様に、プリント配線板３０の＋Ｙ側の面に実装されている。信号処理回路部は、外部空間に放射される信号と、外部空間で反射された信号との位相差を算出するとともに、この位相差に基づいて、前方を走る自動車との車間距離を算出する。
【００３２】
上述したプリント配線板３０の＋Ｙ側の面には、例えば、リフロー工程により、高周波モジュール１０が接続される。このとき、高周波モジュール１０の第１導体接続部２１が、プリント配線板３０の第１接続面３４に接続されるとともに、第２導体接続部２２が、第２接続面３５に接続される。このリフロー工程によって、第１導体接続部２１及び第２導体接続部２２のはんだが溶けて、第１導体接続部２１と、第１接続面３４上の導体パターン３２とが電気的に接続される。また、第２導体接続部２２と、基板本体３１の給電線３３とが電気的に接続される。これにより、プリント回路板が完成する。
【００３３】
さらに、このプリント回路板の−Ｙ側の面には、アンテナユニット４０が接続される。これにより、アンテナ装置１００が完成する。
【００３４】
上述のように構成されたアンテナ装置１００は、例えば、自動車のバンパーに固定されるとともに、コネクタ等を介して自動車の制御装置等に接続される。このように、取り付けられたアンテナ装置１００は、例えば、このアンテナ装置１００が取り付けられた自動車と、その前方を走行する自動車との車間距離を計測するために用いられる。
【００３５】
次に、アンテナ装置１００の動作を、図１〜３を参照して説明する。
【００３６】
自動車の運転手が、自動車のエンジンを始動させると、アンテナ装置１００に電源が供給される。これにより、先ず、集積回路部品１２の高周波発信器が、高周波信号を出力する。そして、この高周波信号は、導波路１１ａ、ビア１１ｂ、第１パッド１５を介して、第１導体接続部２１に伝送される。
【００３７】
次に、第１導体接続部２１に伝送された高周波信号は、プリント配線板３０の基板本体３１の給電線３３を介して、送信アンテナ素子４１に伝送される。そして、送信アンテナ素子４１が、伝送された高周波信号を、外部空間（自動車の前方方向）に放射する。
【００３８】
外部空間に放射された高周波信号は、例えば、前方を走る別の自動車に反射される。反射波信号は、受信アンテナ素子４２によって受信される。
【００３９】
受信アンテナ素子４２は、受信された反射波信号を、第１パッド１５等を介して、高周波モジュール１０の集積回路部品１２に伝送する。集積回路部品１２は、伝送された反射波信号を、増幅回路部によって増幅する。そして、第２パッド１６、第２導体接続部２２、導体パターン３２等を介して信号処理部に出力する。
【００４０】
信号処理部は、外部空間に放射される信号と、反射波信号との位相差を算出するとともに、この位相差に基づいて、前方を走る自動車との車間距離を算出する。そして、信号処理部は、車間距離に対応した信号を出力する。
【００４１】
信号処理部から出力された信号は、プリント配線板３０の基板本体３１の導体パターン３２等を介して、アンテナ装置１００が設置された自動車の制御装置等に伝送される。
【００４２】
自動車の制御装置は、伝送された信号に基づいて、所定の制御を行う。例えば、車間距離が設定値よりも小さくなった場合には、自動車の表示装置に表示したり、警告音を発生させたりすることで、車間距離が設定値よりも小さくなった旨を運転手に知らせる。
【００４３】
以上、説明したように、本第１実施形態に係るアンテナ装置１００によれば、高周波信号を伝送する第１導体接続部２１は、Ｙ軸方向における長さが、第２導体接続部２２の長さよりも短くなるよう形成されている。また、プリント配線板３０の第１接続面３４は、第２接続面３５よりも高い位置に形成されている。これにより、高周波信号の伝送損失を小さくしつつ、第２導体接続部２２のはんだの量を確保でき、高周波モジュール１０とプリント配線板３０との接続信頼性の低下を抑制することができる。
【００４４】
また、本第１実施形態に係るアンテナ装置１００の高周波モジュール１０は、集積回路部品１２等を覆うカバー１９を有している。これに限らず、図４に示す高周波モジュール１０Ａのように、カバー１９を有さない構成としてもよい。ただし、この場合は、高周波回路部１２は、フリップチップ接続によってモジュール基板１１に実装されていることが好ましい。
【００４５】
《第２実施形態》
次に、本発明の第２実施形態について、図５及び図６を参照しながら説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成については、同一の符号を用いる。
【００４６】
第２実施形態に係るアンテナ装置１００Ａは、図５に示すように、高周波モジュール１０と、プリント配線板３０Ａと、アンテナユニット４０とを有する。なお、このアンテナ装置１００Ａの高周波モジュール１０、アンテナユニット４０は、第１実施形態に係るアンテナ装置１００のものと同等である。そして、プリント配線板３０Ａが、第１実施形態に係るアンテナ装置１００のプリント配線板３０と異なるものである。
【００４７】
プリント配線板３０Ａは、基板本体３１Ａと、基板本体３１の表面に形成された導体パターン３２、Ｙ軸方向に貫通するように形成され、アンテナユニット４０に給電する給電線３３等を有している。
【００４８】
また、基板本体３１Ａの＋Ｙ側の面は、第１導体接続部２１に接続される第１接続面３４Ａと、第２導体接続部２２に接続される第２接続面３５Ａとから構成される。第１接続面３４Ａは、第２接続面３５Ａよりも＋Ｙ方向に高い位置に形成されている。また、第２接続面３５Ａは、第２導体接続部２２の下方（−Ｙ側）近傍にのみ形成されている。これにより、図６に示すように、基板本体３１Ａには、第２接続面３５Ａを底面とする凹部３７が形成される。
【００４９】
本第２実施形態に係るアンテナ装置１００Ａによれば、本第１実施形態に係るアンテナ装置１００と同様に、高周波信号の伝送損失を小さくしつつ、第２導体接続部２２のはんだの量を確保でき、高周波モジュール１０とプリント配線板３０Ａとの接続信頼性の低下を抑制することができる。
【００５０】
さらに、第２接続面３５Ａは、第１実施形態に係る第２接続面３５と比較して、小さな面積になるように形成されている。これにより、プリント配線板３０Ａ全体に対する薄板部分の比率を減らし、厚板部分を多く確保できるため、多層配線板であるプリント配線板３０Ａの層数を多く形成することが可能になる。ひいては、導体パターン等の設計の自由度を向上させることができる。
【００５１】
また、本第２実施形態に係るプリント配線板３０Ａには、１つの凹部３７が形成されているが、これに限らず、図７に示すプリント配線板３０Ｂように、複数の凹部３７を形成してもよい。この場合、プリント配線板３０Ｂに形成された凹部３７の数は、第２接続導体部２２の数と同一にできる。
【００５２】
《第３実施形態》
次に、本発明の第３実施形態について、図８及び図９を参照しながら説明する。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一又は同等の構成については、同一の符号を用いる。
【００５３】
第３実施形態に係るアンテナ装置１００Ｃは、図８に示すように、高周波モジュール１０Ｃと、プリント配線板３０Ｃと、アンテナユニット４０とを有する。
【００５４】
高周波モジュール１０Ｃは、図８（Ｂ）及び図９を参照するとわかるように、モジュール基板１１と、集積回路部品１２と、接地導体接続部５１ａ〜５１ｄ、６１ａ〜６１ｄと、接地パッド１７と、伝送導体接続部２５と、伝送パッド１８とを有している。
【００５５】
モジュール基板１１の＋Ｙ側の面には、導波管変換部１１ｃが形成されている。この導波管変換部１１ｃは、集積回路部品１２から出力された高周波信号を、後述する伝播空間５０に伝送する。
【００５６】
集積回路部品１２は、高周波発信器、増幅器、バンドパスフィルタ等の複数の電子部品を含んで構成され、高周波信号を導波管変換部１１ｃに出力する。
【００５７】
接地導体接続部５１ａ〜５１ｄは、略球状に形成されたはんだボールから構成され、接地パッド１７を介して、モジュール基板１１の−Ｙ側の面に実装されている。これらの接地導体接続部５１ａ〜５１ｄに囲まれた空間には、図８（Ｂ）に示すように、集積回路部品１２からの高周波信号を伝送するための伝播空間５０が形成される。伝播空間５０は、導波管変換部１１ｃからの高周波信号を−Ｙ方向に伝送する。
【００５８】
接地導体接続部６１ａ〜６１ｄは、接地導体接続部５１ａ〜５１ｄと同様に、略球状に形成されたはんだボールから構成され、接地パッド１７を介して、モジュール基板１１の−Ｙ側の面に実装されている。これらの接地導体接続部６１ａ〜６１ｄに囲まれた空間には、外部空間において反射された高周波信号を伝送するための伝播空間６０が形成される。伝播空間６０は、外部空間において反射された高周波信号を＋Ｙ方向に伝送する。
【００５９】
伝送導体接続部２５は、略球状に形成されたはんだボールから構成され、伝送パッド１８を介して、モジュール基板１１の−Ｙ側の面に格子状に実装されている。伝送導体接続部２５は、高周波信号以外の信号を伝送する。高周波信号以外の信号は、例えば、集積回路部品１２を制御するための制御信号や、電源回路部から供給される信号等が含まれる。
【００６０】
プリント配線板３０Ｃの内部には、図８（Ａ）に示すように、複数のスロット５２が形成されている。スロット５２は、モジュール基板１１に形成された伝播空間５０の下方（−Ｙ方向）に形成されており、このスロット５２によって、伝播空間７０が構成される。伝播空間７０は、伝播空間５０からの高周波信号を、送信アンテナ素子４１に伝送する。
【００６１】
同様に、モジュール基板１１に形成された伝播空間６０の下方（−Ｙ方向）にも、複数のスロットから構成された２つの伝播空間が形成されており、受信アンテナ素子４２からの反射波信号を＋Ｙ方向に伝送する。
【００６２】
次に、アンテナ装置１００Ｃの動作を説明する。先ず、集積回路部品１２の高周波発信器が、高周波信号を出力する。そして、この高周波信号は、導波管変換部１１ｃを介して、伝播空間５０に伝送される。
【００６３】
次に、伝播空間５０に伝送された高周波信号は、プリント配線板３０Ｃの伝播空間７０を介して、送信アンテナ素子４１に伝送される。そして、送信アンテナ素子４１が、伝送された高周波信号を、外部空間（自動車の前方方向）に放射する。
【００６４】
外部空間に放射された高周波信号は、例えば、前方を走る別の自動車に反射される。反射波信号は、受信アンテナ素子４２によって受信される。
【００６５】
受信アンテナ素子４２は、受信された反射波信号を、伝播空間６０等を介して、集積回路部品１２に伝送する。集積回路部品１２は、伝送された反射波信号を、増幅回路部によって増幅する。そして、伝送パッド１８、伝送導体接続部２５、導体パターン３２等を介して信号処理部に出力する。
【００６６】
信号処理部は、外部空間に放射される信号と、反射波信号との位相差を算出するとともに、この位相差に基づいて、前方を走る自動車との車間距離を算出する。そして、信号処理部は、車間距離に対応した信号を出力する。
【００６７】
信号処理部から出力された信号は、プリント配線板３０Ｃの導体パターン３２等を介して、アンテナ装置１００Ｃが設置された自動車の制御装置等に伝送される。
【００６８】
自動車の制御装置は、伝送された信号に基づいて、所定の制御を行う。例えば、車間距離が設定値よりも小さくなった場合には、自動車の表示装置に表示したり、警告音を発生させたりすることで、車間距離が設定値よりも小さくなった旨を運転手に知らせる。
【００６９】
以上、説明したように、本第３実施形態に係るアンテナ装置１００Ｃによれば、高周波信号を伝送する伝播空間５０，６０は、Ｙ軸方向における長さが、伝送導体接続部２５の長さよりも短くなるよう形成されている。これにより、高周波信号の伝送損失を小さくしつつ、伝送導体接続部２５のはんだの量を確保でき、高周波モジュール１０Ｃとプリント配線板３０Ｃとの接続信頼性の低下を抑制することができる。
【００７０】
また、本第３実施形態に係るアンテナ装置１００Ｃの高周波モジュール１０Ｃは、集積回路部品１２等を覆うカバー１９を有している。これに限らず、図１０に示す高周波モジュール１０Ｄのように、カバー１９を有さない構成としてもよい。ただし、この場合は、高周波回路部１２は、フリップチップ接続によってモジュール基板１１に実装されていることが好ましい。
【００７１】
《第４実施形態》
次に、本発明の第４実施形態について、図１１を参照しながら説明する。なお、第１実施形態〜第３実施形態と同一又は同等の構成については、同一の符号を用いる。
【００７２】
第４実施形態に係るアンテナ装置１００Ｄは、図１１に示すように、高周波モジュール１０Ｃと、プリント配線板３０Ｄとを有する。高周波モジュール１０Ｃは、第３実施形態に係るアンテナ装置１００Ｃの高周波モジュール１０Ｃと同等のものである。
【００７３】
プリント配線板３０Ｄの内部には、図１０に示すように、伝播空間５０からの高周波信号を−Ｙ方向に伝送する導波管８０が形成されている。導波管８０は、例えば、内周面がメタライズされた孔によって構成される。メタライズに用いられる材料は任意であるが、銅めっきが好ましい。さらには、銅めっきを施した後に、ニッケルめっき、金めっきを施してもよい。また、導波管８０の下端（−Ｙ側）は、スロットアレイアンテナ８１として構成されており、伝播空間５０からの高周波信号は、このスロットアレイアンテナ８１を介して、外部空間（自動車の前方方向）に放射される。
【００７４】
同様に、モジュール基板１１に形成された伝播空間６０の下方（−Ｙ方向）にも、導波管が形成されている。この導波管の下端（−Ｙ側）もスロットアレイアンテナ８２として構成されており、外部空間からの反射波信号は、このスロットアレイアンテナ８２を介して伝播空間６０に伝送される。
【００７５】
上述のように構成されたアンテナ装置１００Ｄにおいては、伝播空間５０に伝送された高周波信号が、プリント配線板３０Ｄの導波管８０を介して伝送される。そして、導波管８０の下端（−Ｙ側）に形成されたスロットアレイアンテナ８１が、伝送された高周波信号を、外部空間（自動車の前方方向）に放射する。
【００７６】
外部空間に放射された高周波信号は、例えば、前方を走る別の自動車に反射される。反射波信号は、スロットアレイアンテナ８２によって受信される。そして、このスロットアレイアンテナ８２は、受信された反射波信号を、伝播空間６０等を介して、集積回路部品１２に伝送する。
【００７７】
本第４実施形態に係るアンテナ装置１００Ｄによれば、上述の実施形態と同様に、高周波信号の伝送損失を小さくしつつ、伝送導体接続部２５のはんだの量を確保でき、高周波モジュール１０Ｃとプリント配線板３０Ｄとの接続信頼性の低下を抑制することができる。
【００７８】
また、プリント配線板３０Ｄの内部には、−Ｙ側の端部がスロットアレイアンテナ８１，８２として構成された導波管８０が形成されている。このため、アンテナユニットを別途形成する必要がない。
【００７９】
《第５実施形態》
次に、本発明の第５実施形態について、図１２を参照しながら説明する。なお、第１実施形態〜第４実施形態と同一又は同等の構成については、同一の符号を用いる。
【００８０】
第５実施形態に係るアンテナ装置１００Ｅは、図１２に示すように、高周波モジュール１０と、プリント配線板３０Ｅと、インピーダンス整合部９０とを有する。このアンテナ装置１００Ｅのプリント配線板３０Ｅの＋Ｙ側の面は、平滑な面として形成されている。
【００８１】
インピーダンス整合部９０は、高周波信号の伝送損失を低減させる円柱形状の部材であり、高周波モジュール１０とプリント配線板３０Ｅとの間に配置される。インピーダンス整合部９０は、導電性の素材からなる芯線９１と、芯線９１の周囲に形成された誘電体部９２と、誘電体部９２の外周に形成された円筒状の接地電極９３とを有している。誘電体部９２は、例えば、フッ素樹脂からなる。
【００８２】
インピーダンス整合部９０は、例えば、はんだ接続により、プリント配線板３０Ｅに実装される。しかしながら、インピーダンス整合部９０の実装方法は、任意である。Ａｕ−Ａｕ圧着等によって実装されていてもよい。
【００８３】
本第５実施形態に係るアンテナ装置１００Ｄによれば、インピーダンス整合部９０が、高周波モジュール１０とプリント配線板３０Ｅとの間に配置されている。これにより、第１導体接続部２１は、Ｙ軸方向における長さが、第２導体接続部２２の長さよりも短くなるように形成することが可能になる。このため、高周波信号の伝送損失を小さくしつつ、第２導体接続部２２のはんだの量を確保でき、高周波モジュール１０とプリント配線板３０Ｅとの接続信頼性の低下を抑制することができる。
【００８４】
《実施例》
次に、上述した本実施形態の伝送損失を、電磁界シミュレーションによって計算した。
【００８５】
（実施例１）図１〜図３に示す第１実施形態に係るアンテナ装置１００について、第２導体接続部２２に、７６ＧＨｚの高周波信号を伝送した場合の伝送損失のシミュレーションを行った。なお、第１導体接続部２１は、高さを０．１ｍｍ、直径を０．１ｍｍとする円柱形状として、シミュレーションを行った。この結果、伝送損失は−０．３ｄＢであった。
【００８６】
（実施例２）図８及び図９に示す第３実施形態に係るアンテナ装置１００Ｃについて、伝播空間５０に、７６ＧＨｚの高周波信号を伝送した場合の伝送損失のシミュレーションを行った。なお、伝送導体接続部２５は、高さを０．１ｍｍ、直径を０．１ｍｍとする円柱形状とし、これら伝送導体接続部２５同士のＸ軸方向の間隔を１．３ｍｍ、Ｙ軸方向の間隔を２．６ｍｍとして、シミュレーションを行った。この結果、伝送損失は−０．１ｄＢであった。
【００８７】
（実施例３）図１１に示す第５実施形態に係るアンテナ装置１００Ｅについて、伝播空間５０に、７６ＧＨｚの高周波信号を伝送した場合の伝送損失のシミュレーションを行った。なお、伝送導体接続部２５は、高さを０．０６ｍｍ、直径を０．１ｍｍとする円柱形状とし、インピーダンス整合部９０の特性インピーダンスを５０Ωとして、シミュレーションを行った。この結果、伝送損失は−０．２ｄＢであった。
【００８８】
（比較例１）比較例１に係るアンテナ装置２００は、図１３に示すように、高周波モジュール２１０と、＋Ｙ側の面が平滑な面として構成されたプリント配線板２３０とを有している。高周波モジュール２１０の第１導体接続部２１及び第２導体接続部２２は、同じ長さに形成されている。このアンテナ装置２００について、第１導体接続部２１に、７６ＧＨｚの高周波信号を伝送した場合の伝送損失のシミュレーションを行った。なお、第１導体接続部２１及び第２導体接続部２２は、高さを０．５ｍｍ、直径を０．５ｍｍとする円柱形状として、シミュレーションを行った。この結果、伝送損失は−７．２ｄＢであった。
【００８９】
（比較例２）比較例２に係るアンテナ装置２００Ａは、図１４に示すように、高周波モジュール２１０Ａと、＋Ｙ側の面が平滑な面として構成されたプリント配線板２３０Ａとを有している。高周波モジュール２１０Ａの接地導体接続部５１ａ〜５１ｄ及び伝送導体接続部２５は、同じ長さに形成されている。このアンテナ装置２００Ａについて、伝送空間５０に、７６ＧＨｚの高周波信号を伝送した場合の伝送損失のシミュレーションを行った。なお、接地導体接続部５１ａ〜５１ｄ及び伝送導体接続部２５は、高さを０．１ｍｍ、直径を０．１ｍｍとする円柱形状とし、これら導体接続部同士のＸ軸方向の間隔を１．３ｍｍ、Ｙ軸方向の間隔を２．６ｍｍとして、シミュレーションを行った。この結果、伝送損失は−５．４ｄＢであった。
【００９０】
以上のシミュレーションの結果により、実施例１〜３の伝送損失は、比較例１及び比較例２の伝送損失よりも小さいことが確認された。
【００９１】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００９２】
例えば、上記本第実施形態のプリント配線板３０の＋Ｙ側の面は、異なる高さに形成された第１接続面３４と第２接続面３５とから構成されているが、これに限らず、３種類以上の異なる高さの面から構成されていてもよい。
【００９３】
また、上記本第実施形態の高周波モジュール１０及びプリント配線板３０は、車載レーダ装置として用いられるアンテナ装置に適用されているが、これに限らず、パーソナルコンピュータのマザーボードにも適用することも可能である。
【００９４】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００９５】
（付記１）モジュール基板と、
前記モジュール基板に配置され、高周波信号を出力する電子部品と、
前記電子部品に接続され、前記電子部品から出力された高周波信号を伝送するための第１伝送手段と、
前記電子部品に接続され、前記電子部品から出力された前記高周波信号以外の信号を伝送する第２伝送手段と、
を有し、
前記モジュール基板の厚み方向における前記第１伝送手段の長さは、前記第２伝送手段よりも短いことを特徴とする高周波モジュール。
【００９６】
（付記２）前記第１伝送手段は、導電性の接続部材から構成されることを特徴とする付記１に記載の高周波モジュール。
【００９７】
（付記３）前記第１伝送手段は、複数の導電性の接続部材によって囲まれることにより形成された伝播空間から構成されることを特徴とする付記１に記載の高周波モジュール。
【００９８】
（付記４）前記モジュール基板は、有機基板からなることを特徴とする付記１乃至３のいずれか一つに記載の高周波モジュール。
【００９９】
（付記５）前記電子部品は、前記モジュール基板にフリップチップ接続により実装されていることを特徴とする付記１乃至４のいずれか一つに記載の高周波モジュール
【０１００】
（付記６）付記１乃至５のいずれか一つに記載の高周波モジュールを実装するためのプリント配線板であって、
前記高周波モジュールを実装する実装面は、前記第１伝送手段に接続される導体が形成された第１接続面と、前記第２伝送手段に接続される導体が形成された第２接続面と、を含んで構成され、
前記第１接続面は、前記第２接続面の位置よりも、前記モジュール基板の厚み方向に高い位置に形成されていることを特徴とするプリント配線板。
【０１０１】
（付記７）付記１乃至５のいずれか一つに記載の高周波モジュールと、
付記６に記載のプリント配線板と、
を有することを特徴とするプリント回路板。
【０１０２】
（付記８）付記７に記載のプリント回路板と、
前記プリント回路板に配置され、前記高周波モジュールから出力された高周波信号を送信する送信素子と、
前記プリント回路板に配置され、前記送信素子から送信された高周波信号の反射信号を受信し、前記高周波モジュールに伝送する受信素子と、
を有することを特徴とするアンテナ装置。
【０１０３】
（付記９）前記送信素子及び前記受信素子は、パッチアンテナとして構成されていることを特徴とする付記８に記載のアンテナ装置。
【０１０４】
（付記１０）前記送信素子及び前記受信素子は、スロットアレイアンテナとして構成されていることを特徴とする付記８に記載のアンテナ装置。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明のアンテナ装置は、車載レーサ装置に用いられるのに適している。
【符号の説明】
【０１０６】
１０、１０Ａ、１０Ｃ  高周波モジュール
１１  モジュール基板
１１ａ  導波路
１１ｂ  ビア
１１ｃ  導波管変換部
１２  集積回路部品
１３  樹脂部
１４  パッド
１５  第１パッド
１６  第２パッド
１７  接地パッド
１８  伝送パッド
１９  カバー
２０  導体接続部
２１  第１導体接続部（第１伝送手段）
２２  第２導体接続部（第２伝送手段）
２５  伝送導体接続部（第２伝送手段）
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ  プリント配線板
３１、３１Ａ  基板本体
３２  導体パターン（導体）
３３  給電線（導体）
３４、３４Ａ  第１接続面
３５、３５Ａ  第２接続面
３６  凸部
３７  凹部
４０  アンテナユニット
４１  送信アンテナ素子
４２  受信アンテナ素子
５０、６０  伝播空間（第１伝送手段）
７０  伝播空間
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ  接地導体接続部
５２  スロット
８０  導波管
８１、８２  スロットアレイアンテナ
９０  インピーダンス整合部
９１  芯線
９２  誘電体部
９３  接地電極
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ  アンテナ装置
【図１】
2012209796.tif 000003
【図２】
2012209796.tif 000004
【図３】
2012209796.tif 000005
【図４】
2012209796.tif 000006
【図５】
2012209796.tif 000007
【図６】
2012209796.tif 000008
【図７】
2012209796.tif 000009
【図８】
2012209796.tif 000010
【図９】
2012209796.tif 000011
【図１０】
2012209796.tif 000012
【図１１】
2012209796.tif 000013
【図１２】
2012209796.tif 000014
【図１３】
2012209796.tif 000015
【図１４】
2012209796.tif 000016