天线装置制造方法及图纸

技术编号:18947733 阅读:14 留言:0更新日期:2018-09-15 12:39
一种天线装置,包括:具有第一面及第二面的电介质基板;配置在电介质基板的第一面上、具有第三面及与电介质基板相对的第四面的半导体基板;配置在半导体基板的第四面上的集成电路;配置在半导体基板的第四面上的辐射器;配置在将辐射器沿从辐射器辐射的电磁波的辐射方向投影到半导体基板的第三面上的位置的反射器;以及配置在将辐射器沿辐射方向投影到电介质基板上的位置的波导器。

Antenna device

An antenna device includes: a dielectric substrate with a first and a second face; a semiconductor substrate with a third face and a fourth face relative to the dielectric substrate on the first face of the dielectric substrate; an integrated circuit on the fourth face of the semiconductor substrate; and a spoke on the fourth face of the semiconductor substrate. A transmitter; a reflector disposed to project the radiator along the radiation direction of the electromagnetic wave radiated from the radiator onto the third plane of the semiconductor substrate; and a waveguide disposed at the position of projecting the radiator along the radiation direction to the dielectric substrate.

【技术实现步骤摘要】
天线装置
本专利技术涉及天线装置。
技术介绍
已知将CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor;互补金属氧化物半导体)等的半导体集成电路和天线集成在同一基板上的天线装置。与半导体集成电路集成在同一基板上的天线被称为片上天线(On-ChipAntenna)。片上天线例如在通信、雷达用模块的小型化、低价格方面是有效的。例如,非专利文献1中,公开了以CMOS技术制作的60GHz频带中工作的片上贴片天线(On-ChipPatchAntenna)。现有技术文献非专利文献非专利文献1:Y.Yao,T.Hirano,K.Okada,J.Hirokawa,M.Ando,“60GHzOn-ChipPatchAntennaIntegratedina0.18-umCMOSTechnology”,ProceedingsoftheInternationalSymposiumonAntennas&Propagation(ISAP)2012,pp.62-65但是,片上天线有小型化的优点,另一方面,从片上天线辐射的电磁波在传播损耗大的半导体基板中传播,所以天线增益低。
技术实现思路
本专利技术的非限定性的实施例,有助于提供一种能够使天线增益增加的天线装置。本专利技术一方式的天线装置包括:电介质基板,其具有第一面及第二面;半导体基板,其配置在所述电介质基板的所述第一面上,并具有第三面及与所述电介质基板相对的第四面;集成电路,其配置在所述半导体基板的所述第四面上;辐射器,其配置在所述半导体基板的所述第四面上;反射器,其配置在将所述辐射器沿从所述辐射器辐射的电磁波的辐射方向投影到所述半导体基板的所述第三面上的位置;以及波导器,其配置在将所述辐射器沿所述辐射方向投影到所述电介质基板上的位置。另外,这些概括性的或者具体的方式,可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或记录介质方式实现,也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序和记录介质的任意的组合来实现。根据本专利技术一方式,有助于天线增益的增加。本专利技术一方式中的更多的优点和效果从说明书和附图中可知。这些优点和/或效果可以由几个实施方式和说明书及附图所记载的特征来分别提供,但不需要为了获得一个或一个以上的相同特征而提供全部的方式。附图说明图1A表示现有的片上天线的一例子的平面图。图1B是图1A中的线A1-A2的剖面图。图2A表示本专利技术的实施方式1的天线装置的结构的平面图。图2B表示图2A的线A1-A2中的天线装置的剖面图。图2C是图2B的线A3-A4中的天线装置的剖面图,是表示半导体基板的图。图2D是图2B的线A3-A4中的天线装置的剖面图,是表示电介质基板的图。图3A表示天线装置的辐射器周围的放大图。图3B表示比较结构的天线装置的一例子的图。图3C表示比较结构的天线装置的一例子的图。图4表示本专利技术的实施方式1的天线装置的天线增益的特性的图。图5A表示本专利技术的实施方式1的天线装置的结构的图。图5B表示本专利技术的实施方式1的天线装置的结构的图。图6A表示比较结构的天线装置的一例子的图。图6B表示比较结构的天线装置的一例子的图。图7表示对布线的延伸的方向的不同进行比较的天线增益的特性的图。图8A表示本专利技术的实施方式1的天线装置的结构的图。图8B表示本专利技术的实施方式1的天线装置的结构的图。图9表示最短距离dmin和天线最大增益的关系的图。图10表示本专利技术的实施方式2的天线装置的结构的图。图11表示本专利技术的实施方式3的天线装置的结构的图。图12表示本专利技术的实施方式4的天线装置的结构的图。图13A表示本专利技术的实施方式4的天线装置的变形例的图。图13B表示本专利技术的实施方式4的天线装置的变形例的图。图14A表示本专利技术的实施方式5的天线装置的结构的图。图14B表示本专利技术的实施方式5的天线装置的变形例的图。附图标记说明1、21半导体基板1a、1b、5a、5b、5c面2、24反射器3辐射器4补片(バンプ)5电介质基板6波导器9底部填充胶(underfill、アンダーファル)10空腔11通孔11a第一通孔11b第二通孔11c第三通孔22片上天线23集成电路100、101、102、200、300、400、401、402、500、501、C1、C2、C3天线装置具体实施方式图1A是表示现有的片上天线的一例子的平面图。图1B是包含片上天线22的X-Z平面中的图1A中的线A1-A2的剖面图。在图1A、图1B中,在半导体基板21上的同一面内集成了片上天线22和集成电路23。而且,用导体构成的反射器24配置在半导体基板21的与形成片上天线22的面相反的面上。从片上天线22对半导体基板21辐射的电磁波通过反射器24被反射,并向上方(Z轴的正方向)被辐射。片上天线大多配置在每单位面积的成本高的半导体基板上的集成电路内,占有面积随天线尺寸增大而扩大,这成为成本增加的原因。因此,片上天线很少用于波长比较长的信号例如微波波段(低频信号)。另一方面,例如,由于可以在毫米波/太赫兹波波段的信号(高频信号)中减小天线尺寸,所以片上天线大多用于高频信号。此外,在包含具备高频信号的天线的天线基板和具备集成电路的半导体基板的无线模块中,例如,导线、补片作为连接部插入在天线基板和半导体基板之间。在这样的无线模块中,因为连接部中的信号的传播损耗,天线增益会下降。在将半导体集成电路和天线集成在同一半导体基板上的天线装置中,可以省略连接部,所以能够抑制因连接部中的信号的传播损耗而使天线增益的下降的情况。但是,片上天线与集成电路为一体设置在半导体基板上,所以从片上天线辐射的电磁波的大多在半导体基板内传播。因此,使用了片上天线的天线装置产生因半导体基板中的传播损耗而使天线增益的下降的问题。本专利技术鉴于这样的情况,着眼于通过配置在期望的辐射方向上感应电磁波的元件,抑制半导体基板中的传播损耗,使天线增益增加,并完成了本专利技术。接着,参照附图详细地说明本专利技术的实施方式。另外,以下说明的各实施方式是一例子,本专利技术并不是由这些实施方式来限定。(实施方式1)图2A是表示本专利技术的实施方式1的天线装置100的结构的平面图。图2B是图2A的线A1-A2中的天线装置100的剖面图(Y轴的正方向)图。图2C是图2B的线A3-A4中的天线装置100的剖面图,是表示半导体基板1的图,是从图2B的箭头b的方向(Z轴的正方向)观察的图。图2D是图2B的线A3-A4中的天线装置100的剖面图,是表示电介质基板5的图,是从图2B的箭头c的方向(Z轴的负方向)观察的图。如图2B所示,天线装置100具有半导体基板1、反射器2、辐射器3、补片4、电介质基板5、以及波导器6。在半导体基板1的面1a,配置例如CMOS的集成电路(未图示)。集成电路的至少一部分进行包含毫米波/太赫兹波段的高频段(例如,50GHz以上且10THz以下)的频率的信号处理。例如,集成电路也可以进行基带(基底频带)的信号处理。辐射器3配置在半导体基板1的与配置集成电路的面1a相同的面1a上。辐射器3将在集成电路中处理的信号的电磁波向辐射方向Tz(Z轴的正方向)辐射。辐射器3例如具有电场型的天线即偶极天线的形状。辐射器3的长度例如为有效波长的1/2左右的长度。另外,在图2A~图2C中,为了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线装置,包括:电介质基板,其具有第一面及第二面;半导体基板,其配置在所述电介质基板的所述第一面上,并具有第三面及与所述电介质基板相对的第四面;集成电路,其配置在所述半导体基板的所述第四面上;辐射器,其配置在所述半导体基板的所述第四面上;反射器,其配置在将所述辐射器沿从所述辐射器辐射的电磁波的辐射方向投影到所述半导体基板的所述第三面上的位置;以及波导器,其配置在将所述辐射器沿所述辐射方向投影到所述电介质基板上的位置。

【技术特征摘要】
2017.03.01 JP 2017-0383791.一种天线装置,包括:电介质基板,其具有第一面及第二面;半导体基板,其配置在所述电介质基板的所述第一面上,并具有第三面及与所述电介质基板相对的第四面;集成电路,其配置在所述半导体基板的所述第四面上;辐射器,其配置在所述半导体基板的所述第四面上;反射器,其配置在将所述辐射器沿从所述辐射器辐射的电磁波的辐射方向投影到所述半导体基板的所述第三面上的位置;以及波导器,其配置在将所述辐射器沿所述辐射方向投影到所述电介质基板上的位置。2.如权利要求1所述的天线装置,其中,在所述电介质基板上配置两个以上的所述波导器。3.如权利要求1所述的天线装置,其中,在所述电介质基板和所述半导体基板之间的空间的至少一部分,配置介电常数为1以上的介质...

【专利技术属性】
技术研发人员:村田智洋佐藤润二
申请(专利权)人:松下电器产业株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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