高Q誘電体セラミックスを用いた、世界初のミリ波帯LTCC多層基板

平成23年度、経済産業省支援プロジェクト「株式会社ヤスフクセラミックス/丸ス釉薬合資会社/名城大学/名古屋工業大学/東京工業大学/一般財団法人ファインセラミックスセンター/独立行政法人産業技術総合研究所/平井精密工業株式会社」の8機関は、焼結シミュレーションを活用した非ガラス系新材料・新焼結コンセプトの高Q誘電体LTCC基板を開発した。基板上のマイクロストリップ線路ロスがミリ波帯世界最小値を達成したことにより、サンプル基板の提供を開始した。また、従来LTCC基板ではロス過大で叶わなかったミリ波帯多層・小型アンテナ+送受信モジュールの集積化が実現、これにより喫緊のミリ波アプリケーション用としてLTCC基板新市場創出が可能となった。

ミリ波帯LTCC基板の開発成果の概要

ミリ波帯中空構造スロットアレーアンテナ

ミリ波帯スロットアレーアンテナ

LTCC基板材料は加工、機械安定、耐熱、耐振、耐環境性に秀れ、スーパーコンピューターの複雑配線用にも使われ、高周波特性に優れている。しかし、誘電体ロスが周波数に比例増大し、ミリ波帯では使用が困難であった。同社では、ロスを抑え、誘電率を下げる為に、放射及びポストウォール給電導波管にLTCC基板の誘電体を大きく刳り抜いた中空構造を考案採用し、今回CEATEC JAPANで紹介するミリ波帯スロットアレーアンテナを実現した。
※今回紹介されるミリ波帯中空構造スロットアンテナは、東京工業大学、廣川准教授のアイデア･設計・指導により開発された。

受動回路を内層集積可能な、マイクロ・ミリ波帯LTCCパッケージ

マイクロ・ミリ波帯LTCCパッケージ

同社では、準3次元(2.5次元)構造をLTCC基板加工技術のキーと捉え、更に高Q･高精度･薄層化に取組み、気密封止パッケージ、広帯域複数キャビティパッケージ、送受信モジュール基板、放熱用メタルクラッド基板等々を提供してきた。また、アンテナ、フィルター等受動素子を同一基板に内装することで、小型化･部品点数削減･実装工程簡素化を支え、コスト低減“リーズナブル･デバイス”が実現された。また同社は、RFシミュレーター、測定器を社内に有し、基板のRF検査・設計サポートの提供が可能となり、クラッド用メタルシートの加工・エッチング･貼り合せ、メッキ等々迄の一貫した請負いが可能となった。