JP2012151467A - Low-temperature co-fired ceramic substrate structure and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アンテナ素子などを集積するのに好適な低温焼成セラミック基板構造体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a low-temperature fired ceramic substrate structure suitable for integrating antenna elements and the like, and a method for manufacturing the same.
従来より、高周波用の電子部品では、小型化や高性能化のために、低温焼成セラミック（ＬＴＣＣ）基板などの誘電体基板に、フィルタやアンテナ素子などの高周波回路を形成し集積することが行われている。例えば、特許文献１には、一部がフィルタを構成する導波線路とアンテナ素子を低温焼成セラミック基板などの誘電体基板に形成し集積したものが記載されている。
Conventionally, in high-frequency electronic components, high-frequency circuits such as filters and antenna elements are formed and integrated on a dielectric substrate such as a low-temperature fired ceramic (LTCC) substrate for miniaturization and high performance. It has been broken. For example,
ところで、高周波信号は周波数（例えば、ミリ波帯）が高くなるにつれて伝送損失が大きく、また、アンテナ素子のような高周波回路は専有面積が大きく信号が伝送される距離も長い。よって、アンテナ素子などは、伝送損失をできるだけ抑制するよう誘電体は誘電率の低いもの（例えば、比誘電率が約２〜４の樹脂製など）を用いるのが望ましい。一方、信号処理を行うフィルタなどは、通常、比較的誘電率が高い（例えば、比誘電率が約４〜９の）低温焼成セラミック基板が用いられている。そのため、フィルタなどとともに集積しても良好な特性を得ることができるように、アンテナ素子などにおいて伝送損失を抑制できる低温焼成セラミック基板構造体が望まれる。 By the way, the transmission loss of the high-frequency signal increases as the frequency (for example, millimeter wave band) increases, and the high-frequency circuit such as an antenna element has a large area and a long signal transmission distance. Therefore, it is desirable to use an antenna element having a low dielectric constant (for example, a resin having a relative dielectric constant of about 2 to 4) so as to suppress transmission loss as much as possible. On the other hand, low-temperature fired ceramic substrates having a relatively high dielectric constant (for example, a relative dielectric constant of about 4 to 9) are usually used for filters that perform signal processing. Therefore, a low-temperature fired ceramic substrate structure capable of suppressing transmission loss in an antenna element or the like is desired so that good characteristics can be obtained even when integrated with a filter or the like.
本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンテナ素子などを形成するのに好適な低温焼成セラミック基板構造体及びその製造方法を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the reason which concerns, The objective is to provide the low-temperature baking ceramic substrate structure suitable for forming an antenna element etc., and its manufacturing method.
上記目的を達成するために、請求項１に記載の低温焼成セラミック基板構造体は、誘電体層に導体層が設けられたシート層が複数個積層され焼成されて成り、裏面側に位置するシート層の導体層にグランド電極が形成された低温焼成セラミック基板構造体において、前記グランド電極と表面側に位置するシート層の導体層との間に位置する内部の所定のシート層の所定箇所に空洞部が設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a low-temperature fired ceramic substrate structure according to
請求項２に記載の低温焼成セラミック基板構造体は、請求項１に記載の低温焼成セラミック基板構造体において、前記グランド電極は、最裏面側に位置するシート層の外部に露出した導体層に形成されていることを特徴とする。
The low-temperature fired ceramic substrate structure according to
請求項３に記載の低温焼成セラミック基板構造体は、請求項１又は２に記載の低温焼成セラミック基板構造体において、前記空洞部は、一部が外部に開放されて形成されているものであることを特徴とする。
The low-temperature fired ceramic substrate structure according to
請求項４に記載の低温焼成セラミック基板構造体は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の低温焼成セラミック基板構造体において、前記空洞部よりも表面側に位置するシート層の導体層にアンテナ素子の放射電極が形成されていることを特徴とする。
The low-temperature fired ceramic substrate structure according to
請求項５に記載の低温焼成セラミック基板構造体の製造方法は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の低温焼成セラミック基板構造体を製造する製造方法であって、前記誘電体層の原材料から前記シート層となる基板シートを複数個成形する基板シート成形工程と、前記複数の基板シートに、ビアホールを設けてそれを導電性部材で充填する及び／又は導電性部材で所定の平面パターンを形成することによって前記導体層を設ける基板シート加工工程と、前記複数の基板シートを積み重ね、加熱及び加圧によって圧着させて積層体とする積層工程と、圧着された前記積層体をカットして前記低温焼成セラミック基板構造体となる部分を取り出す低温焼成セラミック基板構造体取出工程と、該取り出された部分から前記低温焼成セラミック基板構造体を焼成する焼成工程と、を含んで成り、前記基板シート加工工程では、前記内部の所定のシート層となる基板シートにおいて前記空洞部に対応する空洞部部分を切除することを特徴とする。
The method for producing a low-temperature fired ceramic substrate structure according to
請求項６に記載の低温焼成セラミック基板構造体の製造方法は、請求項５に記載の低温焼成セラミック基板構造体の製造方法において、前記セラミック基板構造体の前記空洞部は、外部に一部が開放されて開口しているものであって、前記基板シート加工工程で、前記複数の基板シートに、前記空洞部が開口する１辺に沿って切れ込みを形成し、かつ、前記内部の所定のシート層となる基板シートにおいて前記空洞部部分とともにそれに連続して前記切れ込みを横切って外方にまで拡張した拡張部分を切除し、前記積層工程で、前記空洞部部分と前記拡張部分に空洞部仮設体を配置し、前記低温焼成セラミック基板構造体取出工程後又は焼成工程後に、前記空洞部仮設体を引き抜くことを特徴とする。
The method for producing a low-temperature fired ceramic substrate structure according to
請求項７に記載の低温焼成セラミック基板構造体の製造方法は、請求項５に記載の低温焼成セラミック基板構造体の製造方法において、前記セラミック基板構造体の前記空洞部は、外部に一部が開放されて開口しているものであって、前記低温焼成セラミック基板構造体取出工程で、前記低温焼成セラミック基板構造体となる部分とともに、それに連続して一体に形成された収縮変形吸収部分を取り出し、該収縮変形吸収部分は、前記空洞部とともに、前記表面側に位置するシート層の導体層と前記グランド電極がそれぞれ連続して拡張されており、焼成工程後に、該収縮変形吸収部分を切除することを特徴とする。
The method for producing a low-temperature fired ceramic substrate structure according to
請求項８に記載の低温焼成セラミック基板構造体の製造方法は、請求項７に記載の低温焼成セラミック基板構造体の製造方法において、前記基板シート加工工程で、前記複数の基板シートに、前記拡張された空洞部が開口する１辺に沿って切れ込みを形成し、かつ、前記内部の所定のシート層となる基板シートにおいて前記空洞部部分とともにそれに連続して前記切れ込みを横切って外方にまで拡張した拡張部分を切除し、前記積層工程で、前記空洞部部分と前記拡張部分に空洞部仮設体を配置し、前記低温焼成セラミック基板構造体取出工程後又は焼成工程後に、前記空洞部仮設体を引き抜くことを特徴とする。
The method for producing a low-temperature fired ceramic substrate structure according to
本発明の低温焼成セラミック基板構造体によれば、積層構造における積層方向の所定の箇所に空洞部を形成して誘電率を低くできるので、アンテナ素子などを形成するのに好適である。また、本発明の低温焼成セラミック基板構造体の製造方法によれば、所望の低温焼成セラミック基板構造体を比較的容易に製造することが可能になる。 According to the low-temperature fired ceramic substrate structure of the present invention, a cavity can be formed at a predetermined position in the stacking direction in the stacked structure to reduce the dielectric constant, which is suitable for forming an antenna element or the like. In addition, according to the method for producing a low-temperature fired ceramic substrate structure of the present invention, a desired low-temperature fired ceramic substrate structure can be produced relatively easily.
以下、本発明を実施するための好ましい形態を図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態に係る低温焼成セラミック基板構造体１は、スロットアンテナのアンテナ素子を形成したものである。この低温焼成セラミック基板構造体１は、図１及び図２に示すように、複数（本実施形態では８個）のシート層Ｓ１〜Ｓ８が積層され焼成されたものである。各々のシート層Ｓ１〜Ｓ８は、平面視で略四辺形をなし（図３〜図６参照）、誘電体層Ｉ１〜Ｉ８に、銀などの導電性部材から成る導体層Ｃ１〜Ｃ８が設けられたものである。なお、図１及び図２（及び、後述の図１２〜図１５）では、理解し易いように、積層方向（図２における上下方向）の長さを、それと直交する方向の長さよりも拡大して示している。
Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. A low-temperature fired
最裏面側（８層目）のシート層Ｓ８は、導体層Ｃ８が低温焼成セラミック基板構造体１の裏面１ａにおいて外部に露出しており（図２参照）、図３に示すように、四方の端から端までほぼ全体にわたって、グランド電極２が形成されている。グランド電極２には、後述の放射電極４との間で電波を適切な位置に誘導する導波路を成すために、多数の貫通したビアホール５８、５８、…が設けられ、それにも導体層Ｃ８としての導電性部材が充填されている。ビアホール５８は、その直径が例えば０．１ｍｍ程度であり、後述の給電源導波孔６の周囲から後述の放射電極４の電波放射部分４ａに対向する大面積部分２ａの周囲まで列（図３中、Ｂ、Ｂ’、Ｃ、Ｃ’で示す略正方形状の列）になって設けられ、また、大面積部分２ａの給電源導波孔６側には、この列Ｃ，Ｃ’に並設される電波分配用の列（図３中、Ｄで示す上下に並ぶ複数の列）が設けられている。また、グランド電極２の一部を切除することにより給電源導波孔６が形成されており、この給電源導波孔６には図外の導波管から電波が供給される。この導波管を取り付けるために、給電源導波孔６の周囲に４箇所、グランド電極２の一部を切除してその内側に貫通した取付孔７８が設けられている。
The sheet layer S8 on the rearmost surface side (eighth layer) has the conductor layer C8 exposed to the outside on the
前述した最裏面側に位置するシート層Ｓ８と後述する最表面側に位置するシート層Ｓ１間に位置する内部のシート層の１つである７層目のシート層Ｓ７は、図４に示すように、上記のビアホール５８、５８、…と同様の多数の貫通したビアホール５７、５７、…が設けられ、それに導体層Ｃ７としての導電性部材が充填されている。また、上記の取付孔７８と同様の４個の貫通した取付孔７７が設けられている。同様に、最裏面側に位置するシート層Ｓ８と最表面側に位置するシート層Ｓ１間に位置するその他の内部のシート層の６層目のシート層Ｓ６〜２層目のシート層Ｓ２についても、図４及び図５に示すように、ビアホール５６〜５２と取付孔７６〜７２が設けられており、ビアホール５６〜５２にそれぞれ導体層Ｃ６〜Ｃ２としての導電性部材が充填されている。
The seventh sheet layer S7, which is one of the internal sheet layers located between the sheet layer S8 located on the outermost surface side and the sheet layer S1 located on the outermost surface side to be described later, is as shown in FIG. Are provided with a plurality of penetrating via
そのうち、６層目のシート層Ｓ６〜３層目のシート層Ｓ３は、所定箇所に空洞部３が設けられている。空洞部３は、具体的には、図５に示すように、一部が外部に開放されて形成されており、すなわち、開口部３ａにおいて開口している。さらには、空洞部３は、後述する放射電極４の電波放射部分４ａと略重なり合う（略重合する）ように形成されている。
Among them, the sixth sheet layer S6 to the third sheet layer S3 are provided with the
最表面側（１層目）のシート層Ｓ１は、図６に示すように、上記のビアホール５８、５８、…などと同様の多数の貫通したビアホール５１、５１、…が設けられ、それに導体層Ｃ１としての導電性部材が充填されている。また、上記の取付孔７８などと同様の４個の貫通した取付孔７１が設けられている。導体層Ｃ１は、また、上記の給電源導波孔６及び後述の多数のスロット（みぞ孔）４０、４０、…を除いてほぼ上記のグランド電極２と同様な平面形状の放射電極４を形成している。この放射電極４は、グランド電極２とともにアンテナ素子を構成して電波を放射する側の電極であり、低温焼成セラミック基板構造体１の表面１ｂにおいて外部に露出している（図２参照）。これと逆向きにして放射電極４が表面１ｂにおいて外部に露出ないようにすることも可能である。
As shown in FIG. 6, the outermost surface side (first layer) sheet layer S1 is provided with a number of through-
このようなシート層Ｓ１〜Ｓ８の積層により、各ビアホール５１〜５８は積層方向に接続されており、それらを充填する導電性部材は一連の柱状導体を形成している。給電源導波孔６から供給された電波は、放射電極４とグランド電極２の間で、柱状導体の並びで構成された導波路を通って伝播する。そして、この電波は、電波分配用の列Ｄの柱状導体で適正な割合で分配（図３〜図６における上下方向に分配）されてから、多数のスロット４０、４０、…が形成されている電波放射部分４ａに誘導された後、導体層Ｃ１がないところであるスロット４０、４０、…から放射される。また、シート層Ｓ１〜Ｓ８の積層により、取付孔７１〜７８が連通しており、図外の導波管を固く取り付けることができる。
By laminating the sheet layers S1 to S8, the via holes 51 to 58 are connected in the laminating direction, and the conductive member filling them forms a series of columnar conductors. The radio wave supplied from the power
ここで、電波が放射電極４とグランド電極２の間を伝播するときには伝送損失が生じるが、放射電極４において大面積を占める電波放射部分４ａとグランド電極２との間には空洞部３が設けられており、そこには空気が入っている。空気の比誘電率はほぼ１であり、誘電体層Ｉ１〜Ｉ８の誘電率に比べて非常に小さい。そして、電波放射部分４ａとグランド電極２の間には誘電体層Ｉ１、Ｉ２、Ｉ７、Ｉ８と空気層から成る誘電体が存在して、それによる伝送損失が抑制できる。なお、この空洞部３を低温焼成セラミック基板構造体１の積層方向の中央近傍に形成する、より詳細には、空洞部３の裏面１ａ側及び表面１ｂ側に同数のシート層を存在させることにより、低温焼成セラミック基板構造体１の外力に対する強度低下が抑制されている。
Here, a transmission loss occurs when radio waves propagate between the
このような低温焼成セラミック基板構造体１は、フィルタなどの形成で通常用いられる低温焼成セラミック基板を用いても、放射電極４とグランド電極２が構成するアンテナ素子が良好な特性を得ることができるので、他の高周波回路も同一の低温焼成セラミック基板にも容易に集積可能である。
In such a low-temperature fired
低温焼成セラミック基板構造体１は、以下のようにして製造することができる。先ず、基板シート成形工程で、誘電体層Ｉ１〜Ｉ８を形成する誘電体の原材料から所定の厚さ（例えば、０．０５〜０．１ｍｍ程度）の基板シート（いわゆるグリーンシート）Ｂ１〜Ｂ８を複数個（この実施形態では８個）成形する。目的の低温焼成セラミック基板構造体１は、例えば、基板シートＢ１〜Ｂ８のサイズが１５０〜２００ｍｍ四角程度であり、低温焼成セラミック基板構造体１のサイズが５０〜７０ｍｍ四角程度ならば、基板シートＢ１〜Ｂ８から２個分が製造されることが可能である。これらの基板シートＢ１〜Ｂ８は、低温焼成セラミック基板構造体１では、シート層Ｓ１〜Ｓ８になる。
The low-temperature fired
そして、基板シート加工工程では、基板シートＢ１〜Ｂ８に、マイクロドリルやレーザーなどにより、所要のパターンに応じて貫通したビアホール５１〜５８や取付孔７１〜７８を設ける。また、図７〜図１０に示すように、完成したセラミック基板構造体１において内方に設けられた空洞部３が開口することになる外周の１辺に沿って、基板シートＢ１〜Ｂ８の端部近傍まで切れ込み８１〜８８を形成する。この切れ込み８１〜８８は、基板シートＢ１〜Ｂ８を貫通している。また、内部のシート層Ｓ３〜Ｓ６に対応する基板シートＢ３〜Ｂ６においては、図９に示すように、空洞部３に対応する空洞部部分３３〜３６とともにそれに連続して切れ込み８３〜８６を横切って外方にまで拡張した拡張部分３３Ａ〜３６Ａを切除する。
In the substrate sheet processing step, via
そして、導体層Ｃ１〜Ｃ８を形成するように、導電性部材である導体ペーストを基板シートＢ１〜Ｂ８にスクリーン印刷したり、導体薄膜をメッキ等により形成してからパターニングしたりして、ビアホール５１〜５８を充填し、及び／又は、基板シートＢ１〜Ｂ８の表面に所定の平面形状のパターンを形成する。
Then, to form the conductor layers C1 to C8, the conductor paste, which is a conductive member, is screen-printed on the substrate sheets B1 to B8, or the conductor thin film is formed by plating or the like and then patterned to form the via
積層工程では、こうした基板シートＢ１〜Ｂ８を複数個（本実施形態では８個）正確に積み重ね、加熱及び加圧によって圧着させ一体化して積層体とする。このとき、最裏面側（８層目）のシート層Ｓ８に対応する基板シートＢ８は導体層Ｃ８が設けられている表面が露出するようにする。また、最表面側（１層目）のシート層Ｓ１に対応する基板シートＢ１は導体層Ｃ１が設けられている表面が露出するように、基板シートＢ８とは逆向きに重ねる。内部の複数の基板シートＢ２〜Ｂ７については、基板シートＢ１又はＢ８の向きのどちらかに合わせて重ねればよい。 In the laminating step, a plurality of (8 in the present embodiment) such substrate sheets B1 to B8 are accurately stacked, and are pressed and integrated by heating and pressurizing to form a laminated body. At this time, the substrate sheet B8 corresponding to the sheet layer S8 on the rearmost surface side (the eighth layer) is exposed such that the surface on which the conductor layer C8 is provided. Further, the substrate sheet B1 corresponding to the outermost surface side (first layer) sheet layer S1 is stacked in the opposite direction to the substrate sheet B8 so that the surface on which the conductor layer C1 is provided is exposed. The plurality of internal substrate sheets B2 to B7 may be stacked in accordance with the direction of the substrate sheet B1 or B8.
このとき、基板シートＢ３〜Ｂ６は、空洞部部分３３〜３６及び拡張部分３３Ａ〜３６Ａが切除されているので、これらの基板シートＢ３〜Ｂ６を積み重ねるときには、空洞部部分３３〜３６及び拡張部分３３Ａ〜３６Ａに空洞部仮設体３Ａを配置しておく（図１２参照）。空洞部仮設体３Ａは、後述の積層工程（及び焼成工程）の際に基板シートＢ２〜Ｂ７に接着し難く一体化しないものであり、低温焼成セラミック基板構造体１と同じ又は類似の誘電体層を圧着して焼成した別の完成した低温焼成セラミック基板構造体であるのが好ましい。この低温焼成セラミック基板構造体の空洞部仮設体３Ａは、曲げに対する強度が高いので、後述するように、空洞部仮設体３Ａを引き抜く際に曲がったとしても破壊され難く、また、熱膨張率も製造する低温焼成セラミック基板構造体１に非常に近いので、空洞部３のサイズ及び形状を制御し易い。
At this time, since the
そして、低温焼成セラミック基板構造体取出工程では、圧着された積層体を、図１１の破線で示す低温焼成セラミック基板構造体１の外周の３辺の（上記の切れ込み８１〜８８以外の辺の）仮想のライン及び上記拡張部分３３Ａ〜３６Ａの少し外方の（切れ込み８１〜８８と平行の）仮想のラインに沿って切断用ブレードでカットして低温焼成セラミック基板構造体１となる部分を取り出す。このとき、切れ込み８１〜８８が形成されていた面からは、図１２に示すように、空洞部仮設体３Ａが低温焼成セラミック基板構造体１となる部分からはみ出した状態となっている。
Then, in the low-temperature fired ceramic substrate structure take-out step, the pressure-bonded laminated body is formed on the three sides of the outer periphery of the low-temperature fired
そして、焼成工程において、取り出した部分から低温焼成セラミック基板構造体１を焼成する。
In the firing step, the low-temperature fired
ここで、空洞部仮設体３Ａは、低温焼成セラミック基板構造体取出工程後或いは焼成工程後につかんで引き抜かれる。低温焼成セラミック基板構造体取出工程後に引き抜く場合は、かわりに、空洞部仮設体３Ａと同等の大きさであり焼成工程に適した別の空洞部仮設体を挿入しておくことが好ましい。
Here, the cavity
こうして、上記した工程で、空洞部３が積層方向の中央近傍に形成された図１で示したような低温焼成セラミック基板構造体１を比較的容易に製造できるのである。
Thus, the low-temperature fired
次に、空洞部３の開口部３ａが積層方向に広がり易くなるという現象の対策について述べる。焼成工程においては、導体層Ｃ１〜Ｃ８と誘電体層Ｉ１〜Ｉ８とはともに収縮するが、導体層Ｃ１〜Ｃ８を形成する導電性部材と誘電体層Ｉ１〜Ｉ８を形成する誘電体とは収縮率が異なる。それにより、図１３に示すように、空洞部３の開口部３ａの中央付近が積層方向に広がり、内方に向かって物理的変形が起こり易い。このような物理的変形が起こると、電波の放射又は指向性などの特性にも影響してくる。この開口部３ａからの物理的変形を抑制するためには、例えば、低温焼成セラミック基板構造体１の上に重しをのせて焼成することも必要となる。
Next, a countermeasure against the phenomenon that the
また、対策として、図１４に示すように、上記のシート層Ｓ８の裏面１ａ側に更に別のシート層Ｓ８’を、シート層Ｓ１の表面１ｂ側に更に別のシート層Ｓ１’を、それぞれ１個又は２個以上（本実施形態では２個）積層することにより、開口部３ａの物理的変形を抑制することも可能である。この場合、通常、シート層Ｓ１’、Ｓ８’の、少なくとも空洞部３に重なり合う部分には、放射電極４やグランド電極２のような導体層を設けないようにする。また、シート層Ｓ１’、Ｓ８’の誘電体層が誘電体層Ｉ１〜Ｉ８と別の材料であると、収縮率の違いにより複雑な物理的変形が発生し得るので、シート層Ｓ１’、Ｓ８’の誘電体層は、誘電体層Ｉ１〜Ｉ８と同じ材料が好ましい。なお、給電源導波孔６に図外の導波管から電波を適切に供給するように、シート層Ｓ８’には上記の給電源導波孔６に連通する給電源導波孔６Ａが形成され、また、導波管が接触するようになるグランド電極パッド２’が形成され、グランド電極パッド２’はビアホール５８’、５８’、…に充填された導体層Ｃ８’を介してグランド電極２に接続される。
As a countermeasure, as shown in FIG. 14, another sheet layer S8 ′ is provided on the
また、特に効果的な対策の方法は、焼成し終わるまでは、図１５に示すように、低温焼成セラミック基板構造体１となる部分に連続して収縮変形吸収部分１’を一体に形成しておく方法である。すなわち、低温焼成セラミック基板構造体取出工程で、低温焼成セラミック基板構造体１となる部分とともに収縮変形吸収部分１’を取り出し、焼成工程後に、収縮変形吸収部分１’を切除して、図１に示すような目的とする低温焼成セラミック基板構造体１を残すという方法である。この収縮変形吸収部分１’は、空洞部３とともに、最表面側に位置するシート層Ｓ１の導体層である放射電極４と、グランド電極２と、がそれぞれ連続して拡張されているものである。なお、この放射電極４の拡張部分は、図のようにスロット４０、４０、…を形成しなくてもよいし、或いは形成してもよい。
Further, as a particularly effective countermeasure method, until the baking is completed, as shown in FIG. 15, a shrinkage
こうすると、焼成するにつれて収縮変形吸収部分１’の端部は積層方向に広がるが、それによる物理的変形は、低温焼成セラミック基板構造体１となる部分にはほとんど及ばなくなる。その結果、収縮変形吸収部分１’を切除して完成した低温焼成セラミック基板構造体１では、空洞部３の開口部３ａの広がりは、ほぼ無視できる程度に抑制できる。
In this way, the end portion of the shrinkage
この収縮変形吸収部分１’を低温焼成セラミック基板構造体１となる部分に付加するには、図１６〜２０に示すように、基板シートＢ１〜Ｂ８の切れ込み８１〜８８を、収縮変形吸収部分１’の端部、すなわち拡張された空洞部３が開口する１辺、に沿って形成するようにしておいて、積層工程で上述したのと同様にして積層体とし、低温焼成セラミック基板構造体取出工程で上述したのと同様にして、低温焼成セラミック基板構造体１となる部分とともに収縮変形吸収部分１’を取り出せばよい。
In order to add this shrinkage
このように、低温焼成セラミック基板構造体１の上に重しをのせる方法、シート層Ｓ８の裏面１ａ側及びシート層Ｓ１の表面１ｂ側にシート層Ｓ８’及びシート層Ｓ１’を更に積層する方法、焼成し終わるまで収縮変形吸収部分１’を形成しておいたりする方法、を１つ又は２以上組み合わせて用いることにより、空洞部３の開口部３ａの広がりを抑制することができる。
Thus, the method of placing weight on the low-temperature fired
以上、本発明の実施形態に係る低温焼成セラミック基板構造体について説明したが、本発明は、上述の実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。例えば、上述したようにシート層Ｓ８の裏面１ａ側やシート層Ｓ１の表面１ｂ側に更に別のシート層を積層することも可能であり、この場合も、内部の所定のシート層Ｓ３〜Ｓ６に設けられる空洞部３は、裏面側に位置するシート層Ｓ８のグランド電極２と表面側に位置するシート層Ｓ１の導体層Ｃ１との間に位置する。また、この低温焼成セラミック基板構造体は、マイクロストリップアンテナなどの他のアンテナ素子に適用することも可能である。また、更には、アンテナ素子の放射電極にかえて、伝送損失の大きくなり易いようなマイクロストリップラインなどの配線に適用することも可能である。
The low-temperature fired ceramic substrate structure according to the embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to that described in the above-described embodiment, and within the scope of the matters described in the claims. Various design changes are possible. For example, as described above, another sheet layer can be laminated on the
１ 低温焼成セラミック基板構造体
１ａ 低温焼成セラミック基板構造体１の裏面
１ｂ 低温焼成セラミック基板構造体１の表面
１’ 収縮変形吸収部分
２ グランド電極
３ 空洞部
３３〜３６ 空洞部部分
３３Ａ〜３６Ａ 拡張部分
３Ａ 空洞部仮設体
４ 放射電極
５１〜５８ ビアホール
８１〜８８ 切れ込み
Ｉ１〜Ｉ８ 誘電体層
Ｃ１〜Ｃ８ 導体層
Ｓ１〜Ｓ８ シート層
Ｂ１〜Ｂ８ 基板シート
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記グランド電極と表面側に位置するシート層の導体層との間に位置する内部の所定のシート層の所定箇所に空洞部が設けられていることを特徴とする低温焼成セラミック基板構造体。 In a low-temperature fired ceramic substrate structure in which a plurality of sheet layers provided with a conductor layer on a dielectric layer are laminated and fired, and a ground electrode is formed on the conductor layer of the sheet layer located on the back side.
A low-temperature fired ceramic substrate structure characterized in that a cavity is provided at a predetermined position of an internal predetermined sheet layer positioned between the ground electrode and the conductor layer of the sheet layer positioned on the surface side.
前記グランド電極は、最裏面側に位置するシート層の外部に露出した導体層に形成されていることを特徴とする低温焼成セラミック基板構造体。 The low-temperature fired ceramic substrate structure according to claim 1,
The low-temperature fired ceramic substrate structure according to claim 1, wherein the ground electrode is formed on a conductor layer exposed to the outside of the sheet layer positioned on the outermost surface side.
前記空洞部は、一部が外部に開放されて形成されているものであることを特徴とする低温焼成セラミック基板構造体。 In the low-temperature fired ceramic substrate structure according to claim 1 or 2,
A low-temperature fired ceramic substrate structure according to claim 1, wherein a part of the hollow portion is opened to the outside.
前記空洞部よりも表面側に位置するシート層の導体層にアンテナ素子の放射電極が形成されていることを特徴とする低温焼成セラミック基板構造体。 In the low-temperature fired ceramic substrate structure according to any one of claims 1 to 3,
A low-temperature fired ceramic substrate structure, wherein a radiation electrode of an antenna element is formed on a conductor layer of a sheet layer located on the surface side of the cavity.
前記誘電体層の原材料から前記シート層となる基板シートを複数個成形する基板シート成形工程と、
前記複数の基板シートに、ビアホールを設けてそれを導電性部材で充填する及び／又は導電性部材で所定の平面パターンを形成することによって前記導体層を設ける基板シート加工工程と、
前記複数の基板シートを積み重ね、加熱及び加圧によって圧着させて積層体とする積層工程と、
圧着された前記積層体をカットして前記低温焼成セラミック基板構造体となる部分を取り出す低温焼成セラミック基板構造体取出工程と、
該取り出された部分から前記低温焼成セラミック基板構造体を焼成する焼成工程と、
を含んで成り、
前記基板シート加工工程では、前記内部の所定のシート層となる基板シートにおいて前記空洞部に対応する空洞部部分を切除することを特徴とする低温焼成セラミック基板構造体の製造方法。 A manufacturing method for manufacturing the low-temperature fired ceramic substrate structure according to any one of claims 1 to 4,
A substrate sheet forming step of forming a plurality of substrate sheets to be the sheet layer from the raw material of the dielectric layer;
A substrate sheet processing step of providing the conductor layer by providing a via hole in the plurality of substrate sheets and filling the conductive sheet with a conductive member and / or forming a predetermined plane pattern with the conductive member;
Stacking the plurality of substrate sheets, and laminating the laminate by heating and pressing to form a laminate,
A low-temperature fired ceramic substrate structure removing step of cutting the pressure-bonded laminate and taking out a portion to be the low-temperature fired ceramic substrate structure;
A firing step of firing the low-temperature fired ceramic substrate structure from the extracted portion;
Comprising
In the substrate sheet processing step, a cavity portion corresponding to the cavity portion is cut out in the substrate sheet to be a predetermined sheet layer inside the manufacturing method of the low-temperature fired ceramic substrate structure.
前記セラミック基板構造体の前記空洞部は、外部に一部が開放されて開口しているものであって、
前記基板シート加工工程で、前記複数の基板シートに、前記空洞部が開口する１辺に沿って切れ込みを形成し、かつ、前記内部の所定のシート層となる基板シートにおいて前記空洞部部分とともにそれに連続して前記切れ込みを横切って外方にまで拡張した拡張部分を切除し、
前記積層工程で、前記空洞部部分と前記拡張部分に空洞部仮設体を配置し、
前記低温焼成セラミック基板構造体取出工程後又は焼成工程後に、前記空洞部仮設体を引き抜くことを特徴とする低温焼成セラミック基板構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the low-temperature firing ceramic substrate structure according to claim 5,
The cavity portion of the ceramic substrate structure is a part that is open and opened to the outside,
In the substrate sheet processing step, a cut is formed in the plurality of substrate sheets along one side where the cavity portion opens, and the cavity portion portion of the substrate sheet serving as the predetermined sheet layer in the interior is formed on the substrate sheet. Continuously cutting away the expanded portion extending outwardly across the notch,
In the laminating step, a hollow part temporary structure is disposed in the hollow part and the extended part,
A method for producing a low-temperature fired ceramic substrate structure, wherein the cavity temporary structure is pulled out after the low-temperature fired ceramic substrate structure take-out step or after the firing step.
前記セラミック基板構造体の前記空洞部は、外部に一部が開放されて開口しているものであって、
前記低温焼成セラミック基板構造体取出工程で、前記低温焼成セラミック基板構造体となる部分とともに、それに連続して一体に形成された収縮変形吸収部分を取り出し、
該収縮変形吸収部分は、前記空洞部とともに、前記表面側に位置するシート層の導体層と前記グランド電極がそれぞれ連続して拡張されており、
焼成工程後に、該収縮変形吸収部分を切除することを特徴とする低温焼成セラミック基板構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the low-temperature firing ceramic substrate structure according to claim 5,
The cavity portion of the ceramic substrate structure is a part that is open and opened to the outside,
In the low-temperature fired ceramic substrate structure take-out step, together with the part that becomes the low-temperature fired ceramic substrate structure, the shrinkage deformation absorption part formed integrally continuously therewith is taken out,
The shrinkage deformation absorbing portion has the conductor portion of the sheet layer located on the surface side and the ground electrode continuously extended together with the hollow portion,
A method for producing a low-temperature fired ceramic substrate structure, wherein the shrinkage deformation absorbing portion is excised after the firing step.
前記基板シート加工工程で、前記複数の基板シートに、前記拡張された空洞部が開口する１辺に沿って切れ込みを形成し、かつ、前記内部の所定のシート層となる基板シートにおいて前記空洞部部分とともにそれに連続して前記切れ込みを横切って外方にまで拡張した拡張部分を切除し、
前記積層工程で、前記空洞部部分と前記拡張部分に空洞部仮設体を配置し、
前記低温焼成セラミック基板構造体取出工程後又は焼成工程後に、前記空洞部仮設体を引き抜くことを特徴とする低温焼成セラミック基板構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the low-temperature firing ceramic substrate structure according to claim 7,
In the substrate sheet processing step, the plurality of substrate sheets are formed with cuts along one side where the expanded cavity portion is opened, and the cavity portion is formed in the substrate sheet serving as the predetermined sheet layer inside. Excision of the extended portion extending outwardly across the notch with the portion, continuously across it,
In the laminating step, a hollow part temporary structure is disposed in the hollow part and the extended part,
A method for producing a low-temperature fired ceramic substrate structure, wherein the cavity temporary structure is pulled out after the low-temperature fired ceramic substrate structure take-out step or after the firing step.
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| JP2010291372 | 2010-12-27 | ||
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101872487B1 (en) | 2017-02-08 | 2018-06-28 | 이용하 | Ceramic antenna for ultra high frequency wireless communication |
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- 2011-12-26 JP JP2011284525A patent/JP2012151467A/en active Pending
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