JP2020174113A - 多層回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波回路を含む基板の生産性を向上できる多層回路基板を提供する。【解決手段】高周波基板を含む第１回路基板１０と、第１回路基板１０と接合される第２回路基板２０とを含む多層回路基板３０であって、第１回路基板１０の厚さ方向に垂直な面の一方の面が第１接合面１３であり、第２回路基板２０の厚さ方向に垂直な面の少なくとも一方の面が第２接合面２４であり、第１接合面１３と第２接合面２４との間に、第１回路基板１０と第２回路基板２０とを電気的かつ機械的に接合する接合構造を有する多層回路基板３０。【選択図】図１

Description

本発明は、多層回路基板に関する。

無線局の基地局や端末で用いられるアンテナモジュールでは、２０ＧＨｚを超えるミリ波帯の高周波信号が広く使用されている。高周波数帯に対応する基板では、低誘電率の特殊な誘電体材料が用いられている。また、特許文献１では、電源回路等には一般的な基板材料を用い、高周波回路の部分は高周波数帯に対応する基板材料を用いた複合基板が提案されている。

特開２０１６−４０７９７号公報

特許文献１では、一般的な基板材料を用いたベース基板と高周波特性に優れる高周波基板との電気的接続に、スルーホールを用いている。このため、ベース基板と高周波基板と貫通した孔あけ工程が必要であり、生産性が低い。また、スルーホールを設けることにより高周波信号を冗長に引き回す必要があり、特性の劣化を引き起こすおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高周波回路を含む基板の生産性を向上できる多層回路基板を提供する。

上記課題を解決するため、本発明は、高周波基板を含む第１回路基板と、前記第１回路基板と接合される第２回路基板とを含む多層回路基板であって、前記第１回路基板の厚さ方向に垂直な面の一方の面が第１接合面であり、前記第２回路基板の厚さ方向に垂直な面の少なくとも一方の面が第２接合面であり、前記第１接合面と前記第２接合面との間に、前記第１回路基板と前記第２回路基板とを電気的かつ機械的に接合する接合構造を有することを特徴とする多層回路基板を提供する。

前記接合構造は、半田層、導電ペースト層、導電性接着層、貫通導体を有する接続基板の少なくとも１種を含んでもよい。
前記接合構造は、コネクタ等により、前記第１回路基板と前記第２回路基板とを可逆的に取り外すことが可能であってもよい。
前記コネクタは、凹部を有する一対の台座部と、前記台座部の凹部に接続される同軸ピンを有してもよい。
前記コネクタは、嵌合ピンを有する雄型コネクタと、前記嵌合ピンに嵌合する嵌合凹部を有する雌型コネクタを有してもよい。
前記高周波基板は、誘電損失が０．０１未満の絶縁材料から構成されてもよい。

前記第１回路基板は、高周波信号の送信又は受信又は送受信が可能なアンテナを有してもよい。
少なくとも一つの前記アンテナに給電する給電線が、前記アンテナと同じ層に配置されていてもよい。
少なくとも一つの前記アンテナに給電する給電線が、前記アンテナと同じ層に配置されていなくてもよい。
前記アンテナは、無給電素子を有してもよい。
前記第１回路基板の前記アンテナが形成された面に誘電体層が形成されていてもよい。

前記第２回路基板に、高周波信号を処理する集積回路（ＩＣ）が搭載されてもよい。

本発明によれば、高周波回路を含む基板の生産性を向上できる多層回路基板を提供することができる。

第１実施形態の（ａ）各回路基板及び（ｂ）多層回路基板を示す断面図である。 第２実施形態の（ａ）各回路基板及び（ｂ）多層回路基板を示す断面図である。 接続基板の製造工程を（ａ）〜（ｄ）の順に示す断面図である。 第３実施形態の（ａ）各回路基板及び（ｂ）多層回路基板を示す断面図である。 第４実施形態の（ａ）各回路基板及び（ｂ）多層回路基板を示す断面図である。 第５実施形態の多層回路基板を示す断面図である。 第６実施形態の多層回路基板を示す断面図である。

以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。

第１実施形態の多層回路基板について説明する。図１（ａ）は第１回路基板１０及び第２回路基板２０を示し、図１（ｂ）は第１実施形態の多層回路基板３０を示す。第１回路基板１０は、複数の絶縁基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃを積層して構成されている。第２回路基板２０は、複数の絶縁基板２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆを積層して構成されている。第１回路基板１０及び第２回路基板２０に含まれる絶縁基板の層数は特に限定されず、それぞれ１層又は２層以上とすることができる。それぞれの絶縁基板は、フィルム、シート、プリプレグ等から構成することができる。絶縁基板の片面又は両面には、特に図示しないが、導体層を設けることができる。また、絶縁基板の１層又は２層以上を貫通して、貫通導体を設けることができる。

第１回路基板１０は、高周波基板を含む。高周波基板は、高周波に対応した絶縁基板である。高周波基板を構成する高周波材料としては、例えば誘電損失が０．０１未満の絶縁材料が挙げられる。本明細書で絶縁材料とは電気絶縁材料（誘電体、非導電体）を意味し、熱絶縁材料（断熱材）とする必要はない。また、誘電損失の測定条件は、例えばＪＩＳ Ｃ ６４８１（プリント配線板用銅張積層板試験方法）の誘電正接（ｔａｎδ）として規定されるように、１ＭＨｚの測定周波数に対して温度２０±２℃、相対湿度６０〜７０％が挙げられる。誘電損失０．００５以下の高周波材料から構成される高周波基板がより好ましい。高周波基板を構成する高周波材料の具体例としては、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、フッ素樹脂、シクロオレフィン樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、変性ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、石英、セラミック、サファイアからなる群から選択される１種以上等が挙げられる。第１回路基板１０の層数は特に限定されないが、例えば１〜６層が挙げられる。

第１回路基板１０は、各層の厚さが１００μｍ以下のコア基板又はプリプレグから構成される多層基板であってもよく、損失を下げるなど必要に応じて厚さが１００μｍを超えるコア基板又はプリプレグを含んでもよい。第１実施形態では、第１回路基板１０に含まれる絶縁基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃが全て高周波基板から構成されているが、それに限らない。第１回路基板１０に含まれる絶縁基板が、全て高周波基板から構成されていなくてもよい。

第１実施形態の第１回路基板１０には、高周波素子の一例として、高周波信号の送信又は受信又は送受信が可能なアンテナ１２が形成される。帯域を確保する、高周波信号の損失を抑制する等の目的で、例えばアンテナ１２に接する層として、高周波材料からなる基板を接着材で貼り合わせるか、あるいはプリプレグからなるビルドアップ層を設けてもよい。その場合は、第１回路基板１０のアンテナ１２が形成された層以外の層の少なくとも一部が高周波材料から構成されていなくてもよい。アンテナ１２は、基板に搭載又は内蔵が可能な構造であれば特に限定されないが、例えば平面アンテナが好ましく、パッチアンテナ、ストリップアンテナ、スロットアンテナ等が挙げられる。基板にポスト壁導波路（ＰＷＷ）等の導波路構造を構成し、導波路のスロット、開口等によりアンテナを構成してもよい。アンテナ１２はアンテナアレーを構成してもよい。

図１に示す例では、第１回路基板１０の厚さ方向のうち、第２回路基板２０から最も離れた層の絶縁基板１１ａにアンテナ１２が形成されている。アンテナ１２が空中に信号を送信し、又は空中から信号を受信する場合、第１回路基板１０の厚さ方向において、第２回路基板２０とは反対側が空中の側となるように第１回路基板１０を設置することができる。特に図示しないが、第１回路基板１０の他の絶縁基板１１ｂ，１１ｃにアンテナ１２を設けることも可能である。各絶縁基板１１ａ，１１ｂ，１１ｃに設ける導体層又は貫通導体（図示略）の位置は、アンテナ１２における空中信号の送信又は受信への影響を考慮して設計される。

第２回路基板２０は、少なくとも一部に高周波基板を含んでもよいが、第２回路基板２０の絶縁材料は、高周波対応でない一般的な絶縁材料のみから構成されてもよい。第２回路基板２０に含まれる絶縁基板は、高周波基板を構成する高周波材料よりも誘電損失が高い、一般的な絶縁材料から構成することができる。高周波対応でない絶縁材料としては、例えば誘電損失が０．０１以上の絶縁材料が挙げられる。絶縁基板を構成する絶縁材料の具体例としては、ガラス布基材エポキシ樹脂（ＦＲ−４等）、ガラス布・ガラス不織布複合基材エポキシ樹脂、ガラス布・紙複合基材エポキシ樹脂、合成繊維布基材エポキシ樹脂、紙基材エポキシ樹脂、ガラス布基材ポリイミド樹脂、ガラス布基材ビスマレイミド／トリアジン／エポキシ樹脂、紙基材フェノール樹脂等の他、ポリイミドなどのフレキシブル基材が挙げられる。

第２回路基板２０としては、各層の厚さが１００μｍ以下のコア基板又はプリプレグから構成される多層基板が好ましい。これにより、基板の厚さが薄く、加工が容易になる。第２回路基板２０の層数は特に限定されないが、典型的には４〜１０層であり、１０層を超えてもよい。

アンテナ１２の利得を高めるためには、第１回路基板１０に形成するアンテナ１２の個数を多くすることが好ましい。そのため、第１実施形態では、第１回路基板１０に高周波信号を処理する集積回路２２は搭載されず、第２回路基板２０に高周波信号を処理する集積回路２２が搭載される。集積回路２２は、半田等の導体からなるバンプ２３を介して第２回路基板２０に接続される。集積回路２２としては、例えばＲＦＩＣ等の集積回路（ＩＣ）が挙げられる。高周波信号を扱うアンテナ基板では、ＲＦＩＣからの信号の損失を抑制するために、アンテナが形成された第１回路基板と、ＲＦＩＣが搭載された第２回路基板とを同一の多層回路基板に一体化した構成とすることが好ましい。これにより、信号線の引き回しが容易になり、かつ基板面積を抑制することができる。高周波用の基板材料は高価であるため、電源回路、低周波数のベースバンド信号を伝搬する回路等は第２回路基板に搭載され、第２回路基板を構成する各絶縁基板には、高周波対応でない、一般的な絶縁材料を用いることができる。例えば１０ＧＨｚ未満（数ＧＨｚ程度）の信号であれば、同軸ケーブル等により伝搬させることも可能である。

例えば集積回路２２で高周波信号を生成する場合、多層回路基板３０の内部で高周波信号を伝搬させてアンテナ１２に供給し、アンテナ１２から空中に放射させることができる。集積回路２２とアンテナ１２との間を接続する配線は、高周波信号の損失を低減するため、伝送距離を短くすることが好ましい。そのため、多層回路基板３０は、第１回路基板１０と第２回路基板２０とを、接合により複合化した構成である。多層回路基板３０の全体の厚さは、例えば１〜２ｍｍ、具体的には１．５ｍｍ程度が挙げられる。アンテナ１２は、必要に応じて、無給電素子を有してもよい。例えばパッチアンテナにおいて、放射パッチの周囲に無給電パッチを設置することにより、特性を改善することができる。

また集積回路２２で高周波信号を生成する場合、少なくとも第２回路基板２０の集積回路２２が搭載された層を高周波基板とし、搭載された集積回路２２の信号線や接地層に接続する配線を再配置してもよい。

第１回路基板１０は、厚さ方向に垂直な面の一方に第１接合面１３を有する。また、第２回路基板２０は、厚さ方向に垂直な面の少なくとも一方に第２接合面２４を有する。多層回路基板３０は、第１接合面１３と第２接合面２４とが対向するように、第１回路基板１０と第２回路基板２０とを接合した構成である。特に図示しないが、第２回路基板２０は、厚さ方向に垂直な面の両方に第２接合面２４を有して、それぞれの第２接合面２４に対して、第１回路基板１０が接合されてもよい。第２回路基板２０の厚さ方向に垂直な面の両方に第１回路基板１０を接合する場合、厚さ方向に対称性が高い構造となるため、基板の反りを抑制しやすくなる。

第１実施形態では、第２回路基板２０に集積回路２２を搭載したが、それに限らない。第１回路基板１０に集積回路２２を搭載してもよい。また、第１回路基板１０及び第２回路基板２０のそれぞれに１以上の集積回路２２を搭載してもよい。

第１回路基板１０と第２回路基板２０との複合化と、高周波信号の伝送を実現するため、多層回路基板３０は、第１接合面１３と第２接合面２４との間に、第１回路基板１０と第２回路基板２０とを電気的かつ機械的に接合する接合構造を有する。第１実施形態の場合、第１回路基板１０と第２回路基板２０との電気的接続（電気的接合）及び機械的接合のため、半田層、導電ペースト層、導電性接着層等からなる導電層３１が設けられている。導電層３１は基板間の接続部３１である。

半田層を構成する半田は、半田ボール、半田ペースト等、各種の半田から適宜選択することができる。多層回路基板３０の製品では、接合後の半田層を構成する半田がリフローにより層状となっていてもよい。
導電ペースト層又は導電性接着層に用いられる導体は、金、銀、銅等の金属粒子や、カーボンブラックやグラファイト、カーボンナノチューブ等の導電性カーボン等が挙げられる。導電ペースト層は、銀ペースト、銅ペースト、導電性カーボンペースト等、各種の導電ペーストから構成することができる。導電ペースト層は、製造過程で流動性又は変形性を有するペースト状であればよく、多層回路基板３０の製品では、接合後の導電ペースト層が焼成、硬化等により、流動性又は変形性を有しなくてもよい。
導電性接着層は、各種の導電性接着材から構成することができる。製造過程における導電性接着材の状態は特に限定されないが、シート状、ペースト状、ゲル状、液状等が挙げられる。多層回路基板３０の製品では、接合後の導電性接着層が硬化状態又は乾燥状態となってもよい。

導電層３１は、半田層、導電ペースト層、導電性接着層等の２種以上であってもよい。第１接合面１３又は第２接合面２４において導電層３１が設けられる領域には、特に図示しないが、金属箔、金属めっき層等からなる導体層が形成されてもよい。高周波信号を伝送する導電層３１の周囲に、グランドに接続して接地された導電層３１を配置してもよい。

第１接合面１３と第２接合面２４との間で、導電層３１が形成されない領域には、絶縁樹脂等からなる封止層３２を形成することが好ましい。封止層３２を構成する材料としては、非導電性フィルム（ＮＣＦ）、非導電性ペースト（ＮＣＰ）、アンダーフィル材等が挙げられるが、機械的な接合を強化するために、エポキシ樹脂等の硬化性樹脂を用いることが好ましい。導電層３１が半田層である場合は、半田層の形成される範囲を制御しやすいため、封止層３２が導電層３１の周囲を覆う代わりに、半田層から離れた位置に、例えば第１接合面１３又は第２接合面２４の端部又は隅部に形成されてもよい。

第１実施形態の多層回路基板３０を製造する方法としては、アンテナ１２が形成された第１回路基板１０を作製する工程、集積回路２２が搭載された第２回路基板２０を作製する工程、第１回路基板１０と第２回路基板２０とを導電層３１により接合する工程、導電層３１の周囲を封止層３２で封止する工程を有する製造方法が挙げられる。第１回路基板１０と第２回路基板２０とを別々の回路基板として準備した後で、導電層３１を介して第１回路基板１０と第２回路基板２０とを接合することにより、第１回路基板１０と第２回路基板２０との間で信号のやりとりが可能になる。

第１回路基板１０と第２回路基板２０との間を位置合わせ（アライメント）して接続部３１により接続する工程に先立って、接続部３１を第１回路基板１０又は第２回路基板２０のいずれに設けてもよい。例えば、第１回路基板１０を作製する工程において、第１接合面１３に接続部３１を設けてもよい。また、第２回路基板２０を作製する工程において、第２接合面２４に接続部３１を設けてもよい。接続部３１として半田ボールを用いる場合は、フラックス、半田ペースト等を用いて、第１回路基板１０又は第２回路基板２０に搭載してもよい。

特許文献１に記載されているように、多層回路基板の全層にわたってスルーホールを形成する場合、スルーホールの長さが長くなることから、製造が難しい。スルーホールの径を大きくすると製造が容易になるが、面積効率が悪くなる。

第１実施形態の多層回路基板３０によれば、導電層３１を介して高周波信号を伝送することができるので、第１回路基板１０又は第２回路基板２０に層間スルーホールを設ける場合においても、スルーホールの長さは最大でも第１回路基板１０又は第２回路基板２０の厚さで済む。そのため、生産性を向上できる。また、スルーホールの径を小さくすることができるので、基板の面積効率を改善することができる。

次に、第２実施形態の多層回路基板について説明する。図２（ａ）は、第１回路基板１０、第２回路基板２０及び接続基板４５を示す。図２（ｂ）は、第２実施形態の多層回路基板４０を示す。図３は、接続基板の製造工程を（ａ）〜（ｄ）の順に示す。第１回路基板１０及び第２回路基板２０の構成は、第１実施形態と同様とすることができるので、重複する説明は省略する。

接続基板４５は、絶縁基材４１及び貫通導体４２からなる。絶縁基材４１の両面に接着性を有することが好ましい。貫通導体４２は、絶縁基材４１を貫通する導体である。貫通導体４２を構成する導電材料は、第１実施形態の導電層３１を構成する半田、導電ペースト、導電性接着材と同様に選択することができる。接続基板４５が異なる種類の導電材料からなる２種以上の貫通導体４２を有してもよい。第１回路基板１０及び第２回路基板２０を接合する前の接続基板４５においては、貫通導体４２が絶縁基材４１の両面から突出していることが好ましい。

接続基板４５を作製する方法としては、例えば図３（ａ）に示すように両面にそれぞれフィルム４３が形成された絶縁基材４１を準備する工程、図３（ｂ）に示すように絶縁基材４１及びフィルム４３を貫通するビア４４を形成する工程、図３（ｃ）に示すようにビア４４に導電材料を充填して貫通導体４２を形成する工程、図３（ｄ）に示すように、絶縁基材４１からフィルム４３を除去して、絶縁基材４１の両面から貫通導体４２を突出させる工程を有する方法が挙げられる。

絶縁基材４１が接着性である場合には、フィルム４３が保護シートであってもよい。絶縁基材４１が粘着性である場合には、フィルム４３が仮貼り材料であってもよい。貫通導体４２を半田ボールから形成する場合、ビア４４の寸法に応じた半田ボールを準備してもよい。接続基板４５を第１接合面１３及び第２接合面２４の間に挟み込むことにより、第１回路基板１０と第２回路基板２０とを接合することができる。また、必要に応じて、第１回路基板１０及び第２回路基板２０を接合する際に、加熱や加圧プレスをしてもよい。

第２実施形態の多層回路基板４０では、貫通導体４２により第１回路基板１０と第２回路基板２０との間を電気的に接続することができる。第１接合面１３と第２接合面２４との間を機械的に接合する構成が、絶縁基材４１の接合力のみであってもよく、絶縁基材４１の接合力と貫通導体４２の接合力との合計であってもよい。絶縁基材４１の両面に接着性がなく、貫通導体４２の接合力のみであってもよい。第２実施形態の多層回路基板４０は、第１実施形態の多層回路基板３０の効果である生産性の向上も備える。

次に、第３実施形態の多層回路基板について説明する。図４（ａ）は、第１回路基板１０、第２回路基板２０及び同軸コネクタ５４を示す。図４（ｂ）は、第３実施形態の多層回路基板５０を示す。第１回路基板１０及び第２回路基板２０の構成は、第１実施形態と同様とすることができるので、重複する説明は省略する。

同軸コネクタ５４は、第１接合面１３に搭載される第１台座部５１と、第２接合面２４に搭載される第２台座部５２と、第１台座部５１及び第２台座部５２を接続する同軸ピン５３を有する。同軸ピン５３は、長さ方向の両端にそれぞれ第１端５３ａ及び第２端５３ｂを有する。同軸ピン５３は、第１端５３ａを第１台座部５１の凹部５１ｃに嵌合し、第２端５３ｂを第２台座部５２の凹部５２ｃに嵌合することができる。各同軸コネクタ５４は、同軸ピン５３を複数有してもよい。第１接合面１３と第２接合面２４との間に、複数組の同軸コネクタ５４を設けてもよい。同軸コネクタ５４は、第１回路基板１０と第２回路基板２０との間を電気的かつ機械的に接合することができる。

第１台座部５１及び第２台座部５２は、特に図示しないが、それぞれ第１回路基板１０又は第２回路基板２０のグランドパッド及び信号線パッドに接続するバンプを有する。第１接合面１３及び第２接合面２４は、それぞれ第１台座部５１及び第２台座部５２に対応した配線パターンを有する。半田バンプのリフローにより、第１台座部５１及び第２台座部５２をそれぞれ第１回路基板１０及び第２回路基板２０に接合することができる。同軸コネクタ５４の一例としては、例えば、ユウエツ精機株式会社のｍｉｃｒｏＳＭＰシリーズが挙げられる。

第３実施形態の多層回路基板５０では、電気的接続が同軸コネクタ５４を介することにより、損失を抑制することができる。同軸コネクタ５４は、第１回路基板１０と第２回路基板２０との間を可逆的に取り外すことができる。また、同軸ピン５３が第１台座部５１及び第２台座部５２の凹部５１ｃ，５２ｃに対して遊びを有することにより、第１接合面１３及び第２接合面２４の平面に沿った方向で例えば±３０μｍ程度の位置ずれに対応することができる。このため、接合の工程及び設備を簡略化することができる。さらに第３実施形態の多層回路基板５０は、第１実施形態の多層回路基板３０の効果である生産性の向上を備える。

次に、第４実施形態の多層回路基板について説明する。図５（ａ）は、第１回路基板１０、第２回路基板２０及び嵌合コネクタ６４を示す。図５（ｂ）は、第４実施形態の多層回路基板６０を示す。第１回路基板１０及び第２回路基板２０の構成は、第１実施形態と同様とすることができるので、重複する説明は省略する。

嵌合コネクタ６４は、第１接合面１３に搭載される雄型コネクタ６１と、第２接合面２４に搭載される雌型コネクタ６２を有する。雄型コネクタ６１は、雌型コネクタ６２の嵌合凹部６２ｃに嵌合する嵌合ピン６３を有する。特に図示しないが、第１接合面１３に雌型コネクタ６２を搭載し、第２接合面２４に雄型コネクタ６１を搭載してもよい。雄型コネクタ６１は、嵌合ピン６３を複数有してもよい。第１接合面１３と第２接合面２４との間に、複数組の嵌合コネクタ６４を設けてもよい。嵌合コネクタ６４は、第１回路基板１０と第２回路基板２０とを電気的かつ機械的に接合することができる。

雄型コネクタ６１及び雌型コネクタ６２は、特に図示しないが、それぞれ第１回路基板１０又は第２回路基板２０のグランドパッド及び信号線パッドに接続するバンプを有する。第１接合面１３及び第２接合面２４は、それぞれ雄型コネクタ６１及び雌型コネクタ６２に対応した配線パターンを有する。半田バンプのリフローにより、雄型コネクタ６１及び雌型コネクタ６２をそれぞれ第１回路基板１０及び第２回路基板２０に接合することができる。

第４実施形態の多層回路基板６０では、電気的接続が嵌合コネクタ６４を介することにより、損失を抑制することができる。嵌合コネクタ６４は、第１回路基板１０と第２回路基板２０とを可逆的に取り外すことができる。嵌合コネクタ６４を用いる場合、同軸コネクタ５４に比べて、第１接合面１３及び第２接合面２４の距離を短くして、多層回路基板６０の総厚を縮小することができる。さらに第４実施形態の多層回路基板６０は、第１実施形態の多層回路基板３０の効果である生産性の向上を備える。

上述の同軸コネクタ５４及び嵌合コネクタ６４は、第１回路基板１０と第２回路基板２０との電気的接続及び機械的接合に用いるコネクタの例示である。第１回路基板１０と第２回路基板２０との電気的接続及び機械的接合に用いるコネクタは特に限定されないが、１種のコネクタのみを用いてもよく、２種以上のコネクタを用いてもよい。コネクタ等を用いて第１回路基板１０と第２回路基板２０とを可逆的に取り外すことを可能とする場合、接合に加熱が不要となるため、熱収縮、硬化収縮等の影響を回避することができ、プレスを用いなくても、反りを抑制することができる。

次に、第５実施形態の多層回路基板について説明する。図６は、第５実施形態の多層回路基板を示す。第１回路基板１０、第２回路基板２０、導電層３１、封止層３２の構成は、第１実施形態と同様とすることができるので、重複する説明は省略する。なお、特に図示しないが、第５実施形態の多層回路基板において、接合構造は導電層３１及び封止層３２に限られず、接続基板４５、同軸コネクタ５４、嵌合コネクタ６４等でもよい。

アンテナ１２に給電する給電線７０は、第２回路基板２０の厚さ方向を貫通する層間接続部７１と、第１回路基板１０の厚さ方向の一部を貫通する層間接続部７２と、第１回路基板１０の層間において、アンテナ１２と異なる層に配置される沿面接続部７３と、アンテナ１２に対して、第１回路基板１０の厚さ方向に沿って接続される層間接続部７４とを有する。層間接続部７１と層間接続部７２との間は、接合構造の導電層３１により接続することができる。給電線７０は、アンテナ１２の層に接続部を有していない。この場合、給電線７０からの不要な放射を抑制することができるので、多層回路基板の特性を向上することができる。

次に、第６実施形態の多層回路基板について説明する。図７は、第６実施形態の多層回路基板を示す。第１回路基板１０、第２回路基板２０、導電層３１、封止層３２の構成は、第１実施形態と同様とすることができるので、重複する説明は省略する。なお、特に図示しないが、第６実施形態の多層回路基板において、接合構造は導電層３１及び封止層３２に限られず、接続基板４５、同軸コネクタ５４、嵌合コネクタ６４等でもよい。

アンテナ１２に給電する給電線８０は、第２回路基板２０の厚さ方向を貫通する層間接続部８１と、第１回路基板１０の厚さ方向を貫通する層間接続部８２と、第１回路基板１０において、アンテナ１２と同じ層に配置される沿面接続部８３とを有する。層間接続部８１と層間接続部８２との間は、接合構造の導電層３１により接続することができる。この場合、第１回路基板１０を構成する絶縁基板１１ａ，１１ｂの層数を少なくすることができるので、第１回路基板１０の製造上、有利である。

第６実施形態では、第１回路基板１０のアンテナ１２が形成された面に誘電体層１４が形成されている。誘電体層１４を形成する方法は特に限定されず、アンテナ１２に誘電体層１４を貼付、塗布等する方法が挙げられる。誘電体層１４は、放射パッチや無給電パッチが接触する物質を空気（誘電率１．０）から誘電体とするものであり、このためアンテナ１２における空中信号の送信又は受信への影響を避けるため、導体層、貫通導体等の導電体を有しない絶縁層である。また、誘電体層１４によりアンテナ１２を保護することができる。アンテナ１２が放射素子及び無給電素子を有するときは、放射素子及び無給電素子のいずれにも誘電体層１４を形成することができる。
特に図示しないが、第１〜第５の実施形態においても、アンテナ１２が形成された面に誘電体層１４を形成することができる。

以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。改変としては、各実施形態における構成要素の追加、置換、省略、その他の変更が挙げられる。また、２以上の実施形態に用いられた構成要素を適宜組み合わせることも可能である。

高周波信号の周波数は特に限定されないが、例えば３０〜３００ＧＨｚ、６０〜８０ＧＨｚ等が挙げられる。高周波回路に適用可能な高周波素子としては、アンテナ、導波路、フィルタ、ダイプレクサ、方向性結合器、分配器、光電変換素子等が挙げられる。

第１回路基板に２以上のアンテナが搭載される場合、各アンテナが同一の構成を有してもよく、２種類以上の構成を併用してもよい。アンテナに給電する給電線についても、例えば、第５実施形態のように、それぞれのアンテナに給電する給電線が当該アンテナと同じ層に配置されていない構成であってもよい。また、第６実施形態のように、それぞれのアンテナに給電する給電線が当該アンテナと同じ層に配置されている構成であってもよい。また、特に図示しないが、２以上のアンテナのうち、１以上のアンテナにおいて給電線が当該アンテナと同じ層に配置されていて、別の１以上のアンテナにおいて給電線が当該アンテナと同じ層に配置されていなくてもよい。

１０…第１回路基板、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…絶縁基板、１２…アンテナ、１３…第１接合面、１４…誘電体層、２０…第２回路基板、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ…絶縁基板、２２…集積回路、２３…バンプ、２４…第２接合面、３０，４０，５０，６０…多層回路基板、３１…導電層、３２…封止層、４１…絶縁基材、４２…貫通導体、４３…フィルム、４４…ビア、４５…接続基板、５１…第１台座部、５１ｃ…第１台座部の凹部、５２…第２台座部、５２ｃ…第１台座部の凹部、５３…同軸ピン、５４…同軸コネクタ、６１…雄型コネクタ、６２…雌型コネクタ、６２ｃ…嵌合凹部、６３…嵌合ピン、６４…嵌合コネクタ、７０，８０…給電線、７１，７２，７４，８１，８２…層間接続部、７３，８３…沿面接続部。

Claims (12)

1. 高周波基板を含む第１回路基板と、前記第１回路基板と接合される第２回路基板とを含む多層回路基板であって、
   前記第１回路基板の厚さ方向に垂直な面の一方の面が第１接合面であり、
   前記第２回路基板の厚さ方向に垂直な面の少なくとも一方の面が第２接合面であり、
   前記第１接合面と前記第２接合面との間に、前記第１回路基板と前記第２回路基板とを電気的かつ機械的に接合する接合構造を有することを特徴とする多層回路基板。
2. 前記接合構造は、半田層、導電ペースト層、導電性接着層、貫通導体を有する接続基板の少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板。
3. 前記接合構造は、コネクタにより、前記第１回路基板と前記第２回路基板とを可逆的に取り外すことが可能であることを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板。
4. 前記コネクタは、凹部を有する一対の台座部と、前記台座部の凹部に接続される同軸ピンを有することを特徴とする請求項３に記載の多層回路基板。
5. 前記コネクタは、嵌合ピンを有する雄型コネクタと、前記嵌合ピンに嵌合する嵌合凹部を有する雌型コネクタを有することを特徴とする請求項３に記載の多層回路基板。
6. 前記高周波基板は、誘電損失が０．０１未満の絶縁材料から構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の多層回路基板。
7. 前記第１回路基板は、高周波信号の送信又は受信又は送受信が可能なアンテナを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の多層回路基板。
8. 少なくとも一つの前記アンテナに給電する給電線が、前記アンテナと同じ層に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の多層回路基板。
9. 少なくとも一つの前記アンテナに給電する給電線が、前記アンテナと同じ層に配置されていないことを特徴とする請求項７又は８に記載の多層回路基板。
10. 前記アンテナは、無給電素子を有することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の多層回路基板。
11. 前記第１回路基板の前記アンテナが形成された面に誘電体層が形成されていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の多層回路基板。
12. 前記第２回路基板に、高周波信号を処理する集積回路（ＩＣ）が搭載されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の多層回路基板。

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