(57)【要約】高周波信号の伝送線路と導波管変換構成を有する高周波モジュールを小型化することが可能な高周波モジュール及び高周波モジュールの製造方法を提供すること。高周波モジュール（１０）は、第１導電層（１１１）と第２導電層（１１２）との間に第１誘電層（１１３）が設けられたコア材（１１ａ）と、複数のコア材（１１ａ）と誘電層（１１４）とが交互に積層され、最下層の誘電層（１１４ｂ）に接して設けられた最下導電層（１１５）から最上層の第１導電層（１１１ａ）までを貫通孔（１１ｈ）により貫かれた積層フィルタ（１１）と、積層フィルタ（１１）の上に設けられた第１表面誘電層（１３１）と、第１表面誘電層（１３１）の上に設けられ、高周波信号の伝送線路とグランドＧＮＤとを有する第１表面導電層（１２１）と、を備え、第１誘電層（１１３）における貫通孔（１１ｈ）の第１幅（ｄ１）と、誘電層（１１４）における貫通孔（１１ｈ）の第２幅（ｄ２）とが異なる。
2020166238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電層と第２導電層との間に第１誘電層が設けられたコア材と、
複数の前記コア材と誘電層とが交互に積層され、最下層の前記誘電層に接して設けられた最下導電層から最上層の前記第１導電層までを貫通孔により貫かれた積層フィルタと、
前記積層フィルタの上に設けられた第１表面誘電層と、
前記第１表面誘電層の上に設けられ、高周波信号の伝送線路とグランドとを有する第１表面導電層と、
を備え、
前記第１誘電層における前記貫通孔の第１幅と、前記誘電層における前記貫通孔の第２幅とが異なる、
高周波モジュール。
【請求項２】
前記第１誘電層の厚さは、所定周波数に対応する波長の４分の１の整数倍の長さであり、
前記誘電層の厚さは、前記所定周波数に対応する波長の４分の１の整数倍の長さである、
請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項３】
前記グランドと前記最上層の前記第１導電層とを電気的に接続する第１貫通ビアと、
前記グランドと前記第１導電層と前記第２導電層と前記最下導電層とを電気的に接続する第２貫通ビアと、
をさらに備える、
請求項１又は２に記載の高周波モジュール。
【請求項４】
前記グランドに接して設けられたショート蓋と、
前記最下導電層に接して設けられ、前記貫通孔により貫かれた金属体と、
をさらに備える、
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の高周波モジュール。
【請求項５】
前記積層フィルタの前記貫通孔により貫かれた側の面に設けられ導電性の材料を有するメッキ層をさらに備える、
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の高周波モジュール。
【請求項６】
前記メッキ層の厚さは、所定周波数の電磁波が前記貫通孔を伝送する場合、伝送損失が所定損失以下となる厚さである、
請求項５に記載の高周波モジュール。
【請求項７】
前記第１幅は、前記第１誘電層から前記最下導電層に向うに従って長くなる、
請求項１乃至６いずれか１つに記載の高周波モジュール。
【請求項８】
第１導電層と第２導電層との間に第１誘電層が設けられたコア材と、
複数の前記コア材と誘電層とが交互に積層され、最下層の前記誘電層に接して設けられた最下導電層から最上層の前記第１導電層までを第１貫通孔により貫かれ、前記最下導電層から前記最上層の前記第１導電層までを第２貫通孔により貫かれた積層フィルタと、
前記積層フィルタの上に設けられた第１表面誘電層と、
前記第１表面誘電層の上に設けられ、高周波信号の伝送線路とグランドとを有する第１表面導電層と、
前記グランドと前記最上層の前記第１導電層とを電気的に接続する貫通ビアと、
を備え、
前記積層フィルタは、前記第１誘電層又は前記誘電層の一部が削除され、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とが第１開口部により繋がり、前記第１誘電層又は前記誘電層の別の一部が削除され、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とが第２開口部により繋がる、
高周波モジュール。
【請求項９】
前記第１開口部と前記第２開口部との間の距離は、所定周波数に対応する波長の４分の１の整数倍の長さである、
請求項８に記載の高周波モジュール。
【請求項１０】
第１導電層と第２導電層との間に第１誘電層が設けられたコア材に、前記第１導電層から前記第２導電層までを貫く貫通孔を開けるステップと、
前記第１導電層における前記貫通孔の幅を第２幅まで長くし、前記第２導電層における前記貫通孔の幅を第２幅まで長くして積層コア材を形成するステップと、
誘電体に、前記第２幅の貫通孔を開けて誘電層を形成するステップと、
最下導電層の上に、前記誘電層と前記積層コア材とを交互に積層して積層フィルタを形成するステップと、
前記最下導電層に前記第２幅の貫通孔を開けるステップと、
前記積層フィルタの前記貫通孔により貫かれた側の面に導電性の材料によりメッキ層を形成するステップと、
前記積層フィルタの上に第１表面誘電層を形成するステップと、
前記第１表面誘電層の上に、高周波信号の伝送線路とグランドとを有する第１表面導電層を形成するステップと、
前記グランドと、最上層の前記第１導電層と、を電気的に接続する第１貫通ビアを形成するステップと、
前記グランドと前記第１導電層と前記第２導電層と前記最下導電層とを電気的に接続する第２貫通ビアを形成するステップと、
を備える、
高周波モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、高周波モジュール及び高周波モジュールの製造方法に関するものであり、特に、高周波信号の伝送線路と導波管変換構成を有する高周波モジュールを小型化することが可能な高周波モジュール及び高周波モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信容量の大容量化が求められており、大容量化に対応可能な周波数帯として、ミリ波やテラヘルツ波といった高周波帯域に対応した高周波モジュールの開発が進められている。高周波モジュールの１つとして、導波管を伝送してきた信号をマイクロストリップ線路上の信号に変換するものが知られている。このような高周波モジュールにおいては、部品点数の削減及び回路面積の縮小により小型化することが望まれている。【０００３】
特許文献１には、方形導波管と、誘電体基板と、を備え、誘電体基板は、誘電体基板上に作製された高周波信号を伝搬する平面伝送線路と、平面伝送線路と方形導波管とを結合するプローブと、を有し、誘電体基板は、プローブが方形導波管内部の電界と結合するために、方形導波管のＨ面に対して垂直なＥ面と平行な方向から、方形導波管に挿入され、プローブは、方形導波管のＨ面の中央部よりも、誘電体基板側に位置し、導波管内部で電界が集中する箇所を調整することで、誘電体基板の誘電体層の厚さの影響を受けることなく、低損失で平面線路を伝搬する信号を導波管に出力することを特徴とする、平面伝送線路導波管変換器が開示されている。特許文献１に開示の平面伝送線路導波管変換器は、外付けフィルタを使用する必要があり、小型化することが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１４９７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
導波管の信号をマイクロストリップ線路上の信号に変換するための高周波モジュールは、平面回路の信号と導波管の信号とを変換する変換回路（変換構造）と、不要信号を除去するフィルタと、を有する。フィルタを平面回路で設計する場合、誘電体基板を使用して設計するので誘電体損による通過ロスが大きくなるので、通過ロス分を補うための増幅器が必要となる。このような増幅器は、増幅段数が多く面積が大きいので、高周波モジュールを小型化することの妨げとなる。また、高周波モジュールのフィルタとして外付け導波管フィルタを使用する場合、外付け導波管フィルタは大きくかつ高価なので高周波モジュールを小型化することが難しい。このように、高周波モジュールを小型化することが難しいという問題があった。【０００６】
本開示の目的は、上述した課題を解決する高周波モジュール及び高周波モジュールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る高周波モジュールは、
第１導電層と第２導電層との間に第１誘電層が設けられたコア材と、
複数の前記コア材と誘電層とが交互に積層され、最下層の前記誘電層に接して設けられた最下導電層から最上層の前記第１導電層までを貫通孔により貫かれた積層フィルタと、
前記積層フィルタの上に設けられた第１表面誘電層と、
前記第１表面誘電層の上に設けられ、高周波信号の伝送線路とグランドとを有する第１表面導電層と、
を備え、
前記第１誘電層における前記貫通孔の第１幅と、前記誘電層における前記貫通孔の第２幅とが異なる。【０００８】
本開示に係る高周波モジュールは、
第１導電層と第２導電層との間に第１誘電層が設けられたコア材と、
複数の前記コア材と誘電層とが交互に積層され、最下層の前記誘電層に接して設けられた最下導電層から最上層の前記第１導電層までを第１貫通孔により貫かれ、前記最下導電層から前記最上層の前記第１導電層までを第２貫通孔により貫かれた積層フィルタと、
前記積層フィルタの上に設けられた第１表面誘電層と、
前記第１表面誘電層の上に設けられ、高周波信号の伝送線路とグランドとを有する第１表面導電層と、
前記グランドと前記最上層の前記第１導電層とを電気的に接続する貫通ビアと、
を備え、
前記積層フィルタは、前記第１誘電層又は前記誘電層の一部が削除され、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とが第１開口部により繋がり、前記第１誘電層又は前記誘電層の別の一部が削除され、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とが第２開口部により繋がる。【０００９】
本開示に係る高周波モジュールの製造方法は、
第１導電層と第２導電層との間に第１誘電層が設けられたコア材に、前記第１導電層から前記第２導電層までを貫く貫通孔を開けるステップと、
前記第１導電層における前記貫通孔の幅を第２幅まで長くし、前記第２導電層における前記貫通孔の幅を第２幅まで長くして積層コア材を形成するステップと、
誘電体に、前記第２幅の貫通孔を開けて誘電層を形成するステップと、
最下導電層の上に、前記誘電層と前記積層コア材とを交互に積層して積層フィルタを形成するステップと、
前記最下導電層に前記第２幅の貫通孔を開けるステップと、
前記積層フィルタの前記貫通孔により貫かれた側の面に導電性の材料によりメッキ層を形成するステップと、
前記積層フィルタの上に第１表面誘電層を形成するステップと、
前記第１表面誘電層の上に、高周波信号の伝送線路とグランドとを有する第１表面導電層を形成するステップと、
前記グランドと、最上層の前記第１導電層と、を電気的に接続する第１貫通ビアを形成するステップと、
前記グランドと前記第１導電層と前記第２導電層と前記最下導電層とを電気的に接続する第２貫通ビアを形成するステップと、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、高周波信号の伝送線路と導波管変換構成を有する高周波モジュールを小型化することが可能な高周波モジュール及び高周波モジュールの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る高周波モジュールを例示する断面図である。
【図２】実施の形態１に係る高周波モジュールを例示する断面図である。
【図３Ａ】実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
【図３Ｂ】実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
【図３Ｃ】実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
【図４Ａ】実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
【図４Ｂ】実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
【図５】実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
【図６】実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
【図７】実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
【図８】実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
【図９】実施の形態１に係る高周波モジュールを例示する断面図及びパターン図である。
【図１０】実施の形態２に係る高周波モジュールを例示する断面図である。
【図１１】実施の形態３に係る高周波モジュールを例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明を省略する。
【００１３】
［実施の形態１］
先ず、実施の形態１に係る高周波モジュールの構造を説明する。
実施の形態１では、８層（基板）を用いたマイクロストリップ線路−導波管変換構造を例に挙げて説明する。ただし、実施の形態１に係る高周波モジュールは、８層以外の層でも良い。また、マイクロストリップ線路は一例であり、他の高周波信号の伝送線路（例えば、コプレナ構造やサスペンデッド構造の線路）でも適用可能である。
図１は、実施の形態１に係る高周波モジュールを例示する断面図である。
図２は、実施の形態１に係る高周波モジュールを例示する断面図である。
【００１４】
図１及び図２に示すように、実施の形態１に係る高周波モジュール１０は、積層フィルタ１１と、第１表面誘電層１３１と、第１表面導電層１２１と、を備える。
【００１５】
積層フィルタ１１は、複数のコア材１１ａと誘電層１１４とが交互に積層され、最下層の誘電層１１４ｂに最下導電層１１５が接して設けられたものである。積層フィルタ１１は、最下導電層１１５から最上層の第１導電層１１１ａまでを貫通孔１１ｈにより貫かれる。誘電層１１４は、誘電体である。最下導電層１１５は、導電体により形成された内層パターンである。
【００１６】
コア材１１ａは、第１導電層１１１と第２導電層１１２と第１誘電層１１３とを有し、第１導電層１１１と第２導電層１１２との間に第１誘電層１１３が設けられる。第１導電層１１１と第２導電層１１２とは、導電体により形成された内層パターンである。第１誘電層１１３は、誘電体である。
【００１７】
第１表面誘電層１３１は、積層フィルタ１１の上に設けられる。第１表面誘電層１３１は、誘電体である。
【００１８】
第１表面導電層１２１は、第１表面誘電層１３１の上に設けられ、マイクロストリップ線路１２１ａとグランドＧＮＤとを有する。第１表面導電層１２１は、導電体により形成された表層パターンである。
【００１９】
第１誘電層１１３における貫通孔１１ｈの第１幅ｄ１と、誘電層１１４における貫通孔１１ｈの第２幅ｄ２とが異なる。すなわち、第１幅ｄ１と第２幅ｄ２とは、幅の長さが同じではない。
【００２０】
例えば、図１に示すように、第１誘電層１１３における貫通孔１１ｈの第１幅ｄ１は、誘電層１１４における貫通孔１１ｈの第２幅ｄ２未満である。また、例えば、図２に示すように、第１誘電層１１３を誘電層１１４をと比べて凹ませる。すなわち、第１誘電層１１３における貫通孔１１ｈの第１幅ｄ１は、誘電層１１４における貫通孔１１ｈの第２幅ｄ２より大きい。
【００２１】
誘電層１１４における貫通孔１１ｈの第２幅ｄ２は、所定周波数の電磁波が通過する導波管の寸法に相当する。よって、第２幅ｄ２は、所定周波数に基づいて決定することができる。積層フィルタ１１は、第１幅ｄ１が第２幅ｄ２よりも短い場合（図１参照）、誘導性リアクタンス成分を含む回路となり、ローパスフィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）となる。また、積層フィルタ１１は、第１幅ｄ１が第２幅ｄ２よりも長い場合（図２参照）、容量性リアクタンス成分を含む回路となり、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ：Ｈｉｇｈ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）となる。ローパスフィルタ及びハイパスフィルタ（積層フィルタ１１）の減衰量は、第１誘電層１１３の厚さｔｈ１と、第１誘電層１１３における貫通孔１１ｈの第１幅ｄ１により決まる。よって、第１幅ｄ１は、厚さｔｈ１と、積層フィルタ１１の減衰量と、に基づいて決定することができる。
【００２２】
第１誘電層１１３の厚さｔｈ１は、所定周波数に対応する波長の４分の１の整数倍の長さである。誘電層１１４の厚さｔｈ２は、所定周波数に対応する波長の４分の１の整数倍の長さである。
【００２３】
高周波モジュール１０は、第１貫通ビア１１６と第２貫通ビア１１７とをさらに備える。第１貫通ビア１１６は、グランドＧＮＤと最上層の第１導電層１１１ａとを電気的に接続する。第２貫通ビア１１７は、グランドＧＮＤと第１導電層１１１と第２導電層１１２と最下導電層１１５とを電気的に接続する。
【００２４】
高周波モジュール１０は、ショート蓋１４と、金属体１５と、をさらに備える。ショート蓋１４は、グランドＧＮＤに接して設けられる。ショート蓋１４は金属であって、第１表面導電層１２１のマイクロストリップ線路１２１ａと導波管間の伝送モード変換の為に、ショート面を構成している。
【００２５】
金属体１５は、最下導電層１１５に接して設けられ、貫通孔１１ｈにより貫かれる。金属体１５は、導波管インタフェースを有する金属である。金属体１５の貫通孔１１ｈより貫かれた空間を、導波管インタフェースと称する。
【００２６】
高周波モジュール１０は、積層フィルタ１１の貫通孔１１ｈにより貫かれた側の面に設けられたメッキ層１１８をさらに備えても良い。メッキ層１１８は、導電性の材料を有する。メッキ層１１８は、コア材１１ａ、誘電層１１４及び最下導電層１１５と接する。
【００２７】
メッキ層１１８の厚さは、所定周波数の電磁波が貫通孔１１ｈ（導波管インタフェース）を伝送する場合、伝送損失が所定損失以下となるような厚さに調整する。メッキ層１１８の厚さは、例えば、所定周波数の電磁波の表皮深さ（skin depth）と同等かそれ以上の厚さにすると、伝送損失が少なくなり効果的である。
【００２８】
尚、第１導電層１１１と第２導電層１１２と最下導電層１１５とを総称して導電層と称する。また、誘電層１１４と第１誘電層１１３とを総称して誘電層と称する。
【００２９】
また、高周波モジュール１０は、マイクロストリップ線路１２１ａとグランドＧＮＤとを有するマイクロストリップ部と、積層フィルタ１１を有するフィルタ部と、金属体１５を有する導波管インタフェースと、を備えると称することもある。
【００３０】
高周波モジュール１０は、導波管インタフェースから入力した電磁波を、フィルタ部を介してマイクロストリップ部に伝送する。高周波モジュール１０は、導波管を伝達してきた信号をマイクロストリップ線路上の信号に変換するマイクロストリップ線路−導波管変換構造を有する。高周波モジュール１０は、多層基板を用いたマイクロストリップ線路−導波管変換構造において、誘電体と内層パターンによる周期構造を有するスタブ等を用いたフィルタ（積層フィルタ１１）を有する。ただし、誘電体は、第１表面誘電層１３１、第１誘電層１１３及び誘電層１１４であり、内層パターンは、第１導電層１１１、第２導電層１１２及び最下導電層１１５とする。これにより、外部にフィルタ等を設ける必要が無くなり高周波モジュールを小型化すると共に部品点数が削減されるのでコストを低減することができる。
【００３１】
次に、実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を説明する。
高周波モジュールに係る多層基板の製造工程は、誘電体に銅箔を接着したコア材を製造する工程と、コア材とプリプレグとを交互に積層して多層にする工程と、を有する。プリプレグは、コア材同士を接着させるための接着剤である。コア材は、プリプレグにより接着される。
【００３２】
図３Ａは、実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
図３Ｂは、実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
図３Ｃは、実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
図４Ａは、実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
図４Ｂは、実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
図５は、実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
図６は、実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
図７は、実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
図８は、実施の形態１に係る高周波モジュールの製造方法を例示する断面図である。
図９は、実施の形態１に係る高周波モジュールを例示する断面図及びパターン図である。
【００３３】
図３Ａに示すように、第１導電層１１１と第２導電層１１２との間に第１誘電層１１３が設けられたコア材１１ａを用意する。コア材１１ａは、例えば、誘電体に銅箔が接着された材料である。この例では、第１導電層１１１と第２導電層１１２は銅箔であり、第１誘電層１１３は誘電体である。コア材１１ａを基板材料と称することもある。
【００３４】
図３Ｂに示すように、ルータ等を使用してコア材１１ａに、第１導電層１１１から第２導電層１１２までを貫く穴（貫通孔１１ｈ）を開ける。
【００３５】
図３Ｃに示すように、コア材１１ａにエッチング等を施して第１導電層１１１（銅箔）と第２導電層１１２（銅箔）を削り、積層コア材１１ａ１を形成する。すなわち、第１導電層１１１における貫通孔１１ｈの幅を第１幅ｄ１から第２幅ｄ２まで長くし、第２導電層１１２における貫通孔１１ｈの幅を第１幅ｄ１から第２幅ｄ２まで長くして積層コア材１１ａ１を形成する。
【００３６】
図４Ａに示すように、プリプレグを用意する。プリプレグは誘電体であり、積層コア材１１ａ１同士を接着する接着剤のシートである。
【００３７】
図４Ｂに示すように、プリプレグ（誘電体）に、第２幅ｄ２の貫通孔１１ｈを開けて誘電層１１４を形成する。貫通孔１１ｈを開けることにより、コア材１１ａと誘電層１１４とを交互に積層してフィルタを形成した場合、フィルタの内側に空間ができる。
【００３８】
図５に示すように、最下導電層１１５（銅箔）の上に、誘電層１１４と積層コア材１１ａ１とを交互に積層して積層フィルタ１１を形成する。積層フィルタ１１の内側に空間ができる。
【００３９】
図６に示すように、最下導電層１１５にエッチングを施して第２幅ｄ２の貫通孔１１ｈを開ける。これにより、導波路が形成される。
【００４０】
図７に示すように、積層フィルタ１１の貫通孔１１ｈにより貫かれた側の面（導波路）に導電性の材料によりメッキ層１１８を形成する。導電性の材料は、例えば、金フラッシュメッキや無電解銀メッキである。メッキ層１１８の厚さは、所定周波数の電磁波が貫通孔１１ｈ（導波管）を伝送する場合、伝送損失が所定損失以下となる厚さで良い。メッキ層１１８の厚さは、例えば、導波管の表皮効果が及ばない厚さにすると伝送損失が少なくなり効果的である。
【００４１】
図８に示すように、積層フィルタ１１の上に誘電体（接着剤）を積層して第１表面誘電層１３１を形成する。第１表面誘電層１３１の上に、導電体（銅箔）を積層し、エッチングを施して、マイクロストリップ線路１２１ａとグランドＧＮＤとを有する第１表面導電層１２１を形成する。
【００４２】
グランドＧＮＤと、最上層の第１導電層１１１ａと、を電気的に接続する第１貫通ビア１１６を形成する。グランドＧＮＤと第１導電層１１１と第２導電層１１２と最下導電層１１５とを電気的に接続する第２貫通ビア１１７を形成する。
【００４３】
第１表面誘電層１３１を形成する前の状態（図７参照）でメッキ層１１８を形成する理由を以下に示す。それは、第１表面誘電層１３１を形成した後の状態（図８参照）でメッキ層１１８を形成した場合、第１表面誘電層１３１の下面１３１ｓの貫通孔１１ｈが開いている部分までメッキ層１１８が形成され、導波管伝送線路の変換構造とならないからである。
【００４４】
ここで、積層フィルタ１１について説明する。
説明を簡単にするため、図９においては、導電層と誘電層の番号を付け替えて、上層から、導電層（１）、誘電層（９）、導電層（２）、誘電層（１０）、導電層（３）、誘電層（１１）とする。また、誘電層（１１）の下を、上層から導電層（４）、誘電層（１２）、導電層（５）、誘電層（１３）、導電層（６）、誘電層（１４）、導電層（７）、誘電層（１５）、及び導電層（８）とする。
【００４５】
図１及び図９に示すように、誘電層（１０）、誘電層（１２）、誘電層（１４）は、周期構造を有する。この周期構造はフィルタの特徴を有する。高周波モジュール１０の積層フィルタ１１は、周期構造を有し、周期構造によりフィルタを形成する。すなわち、高周波モジュール１０は、誘電層と導電層が交互に積層された部分（基板の積層構造部分）がフィルタを形成する。
【００４６】
この周期構造を有するフィルタでは、所定周波数に対応する波長の４分の１ごとにアイリス（スタブ）や共振用空洞（共振用キャビティ）を設けるのが一般的である。そこで、実施の形態１に係る積層フィルタ１１においては、第１誘電層１１３の厚さｔｈ１を所定周波数に対応する波長の４分の１の整数倍の長さとし、誘電層１１４の厚さｔｈ２を、所定周波数に対応する波長の４分の１の整数倍の長さとする。具体的には、誘電層（１０）、誘電層（１１）、誘電層（１２）、誘電層（１３）、誘電層（１４）、及び誘電層（１５）のそれぞれの厚さを、所定周波数に対応する波長の４分の１の整数倍の長さとする。
【００４７】
これにより、積層フィルタ１１を効果的に動作させることができる。このように、実施の形態１に係る高周波モジュール１０は、層構成を利用して周期構造を形成する点に特徴がある。誘電層の厚さは、積層数に依存し、例えば、約０．０５ｍｍ（ミリメートル）から０．５ｍｍ（ミリメートル）である。一方、高周波モジュール１０が使用する周波数は、例えば、ミリ波やテラヘルツ波であり、それらの周波数に対応する波長の４分の１の長さは、約０．２ｍｍ（ミリメートル）から０．５ｍｍ（ミリメートル）である。このことからも理解できるように、高周波モジュール１０は、ミリ波やテラヘルツ波の周波数帯域において適用し易い。
【００４８】
実施の形態１に係る高周波モジュール１０は、周期構造を有するフィルタを有する。これにより、高周波モジュール１０はフィルタを小型化でき、その結果、マイクロストリップ線路１２１ａと導波管変換構成を有する高周波モジュールを小型化することが可能な高周波モジュールを提供することができる。
【００４９】
また、高周波モジュール１０が有する積層フィルタ１１は、多層基板により形成される。よって、既存の多層基板の製造工程に積層フィルタ１１を形成する工程を追加するだけで実施の形態１を実現することができる。
【００５０】
また、基板の層数が少ないため積層フィルタ１１だけでは所望の特性が得られない場合には、積層フィルタ１１を、導波管フィルタもしくは平面線路（例えば、マイクロストリップ線路１２１ａ）フィルタの補助的なフィルタとして適用することができる。
【００５１】
積層フィルタ１１を補助的なフィルタとして使用することで、外付け導波管フィルタの段数を削減し外形サイズを小さくすることができる。また、積層フィルタ１１を補助的なフィルタとして使用することで、導波管フィルタの加工精度を落とすことができる。
【００５２】
ここで、実施の形態１に係る高周波モジュール１０の特徴を以下に示す。
高周波モジュール１０は、多層基板を用いたマイクロストリップ線路−導波管変換構造有し、多層基板の誘電体と、複数の内層パターンによる周期構造を有するスタブ等を用いたフィルタと、を備える。これにより、高周波モジュール１０を小型化すると共に小型化によりコストを低減することができる。
【００５３】
［実施の形態２］
図１０は、実施の形態２に係る高周波モジュールを例示する断面図である。
【００５４】
図１０に示すように、実施の形態２に係る高周波モジュール２０は、第１誘電層１１３おける貫通孔の第１幅ｄ１が第１誘電層１１３から最下導電層１１５に向うに従って長くなる。具体的には、最下層の第１誘電層１１３おける貫通孔の幅ｄ１３は、中間層の第１誘電層１１３おける貫通孔の幅ｄ１２よりも長く、中間層の第１誘電層１１３おける貫通孔の幅ｄ１２は、最上層の第１誘電層１１３おける貫通孔の幅ｄ１１よりも長い。これにより、貫通孔１１ｈ（導波路）の開口部が、実施の形態１に係る高周波モジュール１０の導波路の開口部よりも大きくなるので、フィルタ構造部分をアンテナとすることができる。
【００５５】
［実施の形態３］
図１１は、実施の形態３に係る高周波モジュールを例示する断面図である。
【００５６】
図１１に示すように、実施の形態３に係る高周波モジュール３０は、実施の形態１に係る高周波モジュール１０と比べて、第１貫通孔３１ｈ１と第２貫通孔３１ｈ２という２つの貫通孔（導波路）が設けられている点が異なる。また、２つの導波路を接続する開口部３１１と開口部３１２とが設けられている点が異なる。
【００５７】
高周波モジュール３０の製造工程においては、２つの導波路（第１貫通孔３１ｈ１と第２貫通孔３１ｈ２）を高周波モジュール１０の製造工程と同様に行う。２つの導波路を形成した後、第１誘電層１１３の一部を除去して開口部３１１を形成し、誘電層１１４の一部を除去して開口部３１２を形成する。このとき、開口部３１１と開口部３１２とが、所定周波数に対応する波長の４分の１の間隔で設けられるように形成する。これにより、高周波モジュール３０は、開口部３１１と開口部３１２とが、所定周波数に対応する波長の４分の１の間隔で設けられているので、方向性結合器として動作する。
【００５８】
尚、第１誘電層１１３の厚さと誘電層１１４の厚さをそれぞれ所定厚に変更することで、方向性結合器の結合度を所定結合度にすることができる。
【００５９】
実施の形態１から実施の形態３においては、ミリ波やテラヘルツ波の波長が短いことに着目し、多層基板で積層フィルタや方向性結合器などの受動素子を形成する。これにより、外部にフィルタ等を設ける必要が無くなり高周波モジュールを小型化すると共に部品点数が削減されるのでコストを低減することができる。
【００６０】
本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００６１】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００６２】
この出願は、２０１９年２月１３日に出願された日本出願特願２０１９−０２３４６８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００６３】
１０…高周波モジュール
１１…積層フィルタ
１１ａ…コア材
１１ａ１…積層コア材
１１１、１１１ａ…第１導電層
１１２…第２導電層
１１３…第１誘電層
１１４、１１４ｂ…誘電層
１１５…最下導電層
１１６…第１貫通ビア
１１７…第２貫通ビア
１１８…メッキ層
１１ｈ…貫通孔
１２１…第１表面導電層
１２１ａ…マイクロストリップ線路
１３１…第１表面誘電層
１３１ｓ…下面
１４…ショート蓋
１５…金属体
３１ｈ１…第１貫通孔
３１ｈ２…第２貫通孔
３１１、３１２…開口部
ｄ１…第１幅
ｄ１１、ｄ１２、ｄ１３…幅
ｄ２…第２幅
ｄ３…第３幅
ｔｈ１、ｔｈ２…厚さ
ＧＮＤ…グランド
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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