天线模块的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种天线模块。该天线模块具备电介质膜。电介质膜具有主面和背面，由树脂形成。在电介质膜的主面上形成有能够接收或者能够发送具有0.05THz以上且10THz以下太赫兹频带内的频率的电磁波的电极。电极构成渐变缝隙天线。电介质膜和电极由柔性布线电路基板形成。以与电极进行电连接的方式在电介质膜的主面上安装有能够以太赫兹频带内的频率进行动作的半导体元件。
【专利说明】天线模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发送或者接收太赫兹频带、例如0.05THz以上且IOTHz以下频率的电磁波的天线模块。
【背景技术】
[0002]使用了太赫兹频带的电磁波的太赫兹通信期望应用于短距离超高速通信以及非压缩、无延迟的超高清晰度影像传送等各种用途。
[0003]在日本特开2010-57161号公报中记载了使用了半导体基板的太赫兹振荡元件。在日本特开2010-57161号公报的太赫兹振荡兀件中，在半导体基板上形成有第一电极和第二电极、MIM(Metal Insulator Metal:金属绝缘体金属结构)反射器、共振器和有源元件。在第一电极与第二电极之间配置有喇叭式开口部。
【发明内容】
[0004]在日本特开2010-57161号公报中记载了以下技术:根据上述太赫兹振荡元件，能够相对于基板在水平方向上高效率地取出具有比较宽的带宽的频带的电磁波。
[0005]然而，在日本特开2010-57161号公报的太赫兹振荡元件中，电磁波被吸引到半导体基板。由此，与半导体基板的有效相对介电常数相应地电磁波的发射方向弯曲。另外，在半导体基板上形成有天线电极，因此电磁波的发射方向由半导体基板的影响来决定。因此，无法向期望的方向高效率地发射电磁波。另外，电磁波的发射效率低且电磁波的传送损失大。因而，传送距离和传送速度难以提高。
[0006]在日本特开2010-57161号公报中提出了以下情况:为了提高太赫兹振荡元件的发射效率而减小半导体基板的厚度。然而，太赫兹振荡元件变得容易破损。
[0007]本发明的目的在于，提供一种不容易产生破损、能够指向性具有大的自由度并且能够提高传送速度和提高传送距离的天线模块。
[0008](I)本发明的一个方式的天线模块具备:电介质膜，其具有第一面和第二面，由树脂形成；电极，其形成于电介质膜的第一面和第二面中的至少一个面上，使得能够接收或者能够发送太赫兹频带内的电磁波；以及半导体元件，其以与电极进行电连接的方式安装在电介质膜的第一面和第二面中的至少一个面上，能够在太赫兹频带下进行动作。
[0009]太赫兹频带例如表示0.05THz以上且IOTHz以下的频率范围，优选表示0.1THz以上且ITHz以下的频率范围。
[0010]在该天线模块中，通过形成于电介质膜的第一面和第二面中的至少一个面上的电极来发送或者接收太赫兹频带内的电磁波。另外，安装于电介质膜的第一面和第二面中的至少一个面上的半导体元件进行检波及整流动作或者振荡动作。
[0011]在此，电介质膜由树脂形成，因此电极周围的有效相对介电常数变低。由此，从电极发射的电磁波或者由电极接收到的电磁波较少被电介质膜吸引。因而，天线模块能够高效率地发射电磁波，具有大致固定方向的指向性。在该情况下，电介质膜具有柔软性，因此能够通过使电介质膜弯曲来得到期望方向的指向性。由此，天线模块能够指向性具有大的
自由度。
[0012]在此，由导体损失a I和电介质损失a 2用下式表示电磁波的传送损失a [dB/m]。
[0013]a = a 1+ a 2 [dB/m]
[0014]当将有效相对介电常数设为e 、将f设为频率、将导体表皮电阻设为R(f)、将介质损耗角正切设为tan 8时，导体损失a I和电介质损失a 2如下那样表示。
[0015]a I ?R If) ? / * r?[d B/in]
[0016]a fZtx t: f t , ? t a n fi * I — d 1.K m]
[0017]根据上式可知，当有效相对介电常数e %低时，电磁波的传送损失a减少。
[0018]在本发明所涉及的天线模块中，电极周围的有效相对介电常数低，因此电磁波的传送损失降低。由此，能够提高传送速度和提高传送距离。
[0019]并且，电介质膜具有柔软性，因此即使在电介质膜的厚度小的情况下，天线模块也不容易产生破损。
[0020]树脂也可以包含从由聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚烯烃、环烯烃聚合物、聚芳酯、聚甲基丙烯酸 甲酯聚合物、液晶聚合物、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚砜、聚乙缩醛、氟树脂、聚酯、环氧树脂、聚氨酯树脂以及聚氨酯丙烯酸树脂构成的群中选择的一个或者多个树脂。
[0021]在该情况下，电介质膜具有充分高的柔软性并且具有充分低的相对介电常数。因而，天线模块不容易产生破损，能够容易地得到期望方向的指向性，并且能够充分提高传送速度和充分提高传送距离。
[0022](2)树脂也可以包含多孔性树脂。在该情况下，电介质膜的相对介电常数更低。由此，能够进一步提高传送速度和传送距离。
[0023](3)电介质膜的厚度也可以是I U m以上且1000 U m以下。在该情况下，能够容易地制作电介质膜并且能够容易地确保电介质膜的柔软性。
[0024](4)电介质膜也可以在太赫兹频带中具有7.0以下的相对介电常数。在该情况下，能够充分提高太赫兹频带的电磁波的传送速度和传送距离。
[0025]半导体元件也可以通过倒装法安装于电极。在该情况下，半导体元件与电极的接合距离变短，半导体元件在太赫兹频带下能够以低损失方式进行动作。
[0026]半导体元件也可以通过引线接合安装于电极。另外，在太赫兹频带内的使用频率下半导体元件保持充分低的损失范围以进行动作的情况下，半导体元件的安装方法并不限定于上述安装方法。
[0027]半导体元件也可以包含从由共振隧穿二极管、肖特基势垒二极管、TUNNETT (隧道注入渡越时间)二极管、頂PATT (碰撞雪崩渡越时间)二极管、高电子迁移率晶体管、GaAs场效应晶体管、GaN场效应晶体管以及异质结双极型晶体管构成的群中选择的一个或者多个半导体元件。
[0028]在该情况下,半导体元件在太赫兹频带中能够进行振荡动作或者检波及整流动作。
[0029](5)也可以电极包括构成具有渐变缝隙的渐变缝隙天线的第一导电层和第二导电层，渐变缝隙具有从第一导电层和第二导电层的一端向另一端连续地或者阶梯状地减少的览度。
[0030]在该情况下，天线模块能够发送或者接收太赫兹频带内的各种频率的电磁波。由此，能够传送更宽频带。另外，渐变缝隙天线具有特定方向的指向性，因此能够通过使天线模块弯折来得到任意方向的指向性。
[0031](6)也可以以渐变缝隙的一部分具有能够发送或者接收太赫兹频带内的电磁波的宽度的方式，设定第一导电层和第二导电层的一端处的开口的宽度。
[0032]在该情况下，能够发送或者接收具有太赫兹频带内的特定频率的电磁波和具有其它频率的电磁波。
[0033](7)也可以电极包括形成于电介质膜的第一面上的导电层以及形成于电介质膜的第二面上的接地导体层，导电层和接地导体层构成贴片天线。
[0034]在该情况下，贴片天线的指向性依赖于太赫兹频带内的频率而不同。另外，太赫兹频带内的一个或者多个特定频率下的反射损失变低。因而，能够以太赫兹频带内的期望频率得到期望方向的指向性。
[0035](8)也可以电极形成于电介质膜的第一面上，天线模块还具备形成于电介质膜的第二面上的支承体。
[0036]在该情况下，即使在电介质膜的厚度小的情况下，也能确保天线模块的形状保持性。由此，能够固定电磁波的发送方向或者接收方向。另外，天线模块的处理性提高。
[0037](9)支承体也可以形成于第二面上的不与电极重叠的区域。在该情况下，能够抑制由支承体导致的指向性的变化和电磁波的传送损失。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1是本发明的第一实施方式所涉及的天线模块的示意性俯视图。
[0039]图2是图1的天线模块的A-A线示意性截面图。
[0040]图3是表示基于倒装安装法的半导体元件的安装的示意图。
[0041]图4是表示基于引线接合安装法的半导体元件的安装的示意图。
[0042]图5是表示本实施方式所涉及的天线模块的接收动作的示意性俯视图。
[0043]图6是表示本实施方式所涉及的天线模块的发送动作的示意性俯视图。
[0044]图7是用于说明本实施方式所涉及的天线模块的指向性的示意性侧视图。
[0045]图8是用于说明本实施方式所涉及的天线模块的指向性的变更的示意性侧视图。
[0046]图9是表示本实施方式所涉及的天线模块的第一变形例的示意性俯视图。
[0047]图10是表示本实施方式所涉及的天线模块的第二变形例的示意性立体图。
[0048]图11是用于说明使用于仿真和实验的天线模块的尺寸的示意性俯视图。
[0049]图12是表示电介质膜的厚度与发射效率的关系的仿真结果的图。
[0050]图13是表示电介质膜的相对介电常数与发射效率的关系的仿真结果的图。
[0051]图14是表示天线模块的评价系统的结构的框图。
[0052]图15是表示传送0.12THz和0.3THz的太赫兹波时的BER的测量结果的图。
[0053]图16是表示在传送0.12THz的太赫兹波时通过示波器观测到的基带信号的眼图的图。[0054]图17是表示在传送0.3THz的太赫兹波时通过示波器观测到的基带信号的眼图的图。
[0055]图18是表示数据传送速度为8.5Gbps的情况下的BER的测量结果的图。
[0056]图19是表示在数据传送速度为8.5Gbps的情况下通过示波器观测到的基带信号的眼图的图。
[0057]图20是用于说明实验和仿真中的天线模块的接收角度的定义的示意图。
[0058]图21是表示天线模块的指向性的水平距离依赖性的测量结果的图。
[0059]图22是表示接收0.12THz的太赫兹波时的指向性的测量结果的图。
[0060]图23是表示接收0.3THz的太赫兹波时的指向性的测量结果的图。
[0061]图24是表示接收0.3THz的太赫兹波时的指向性的测量结果和计算结果的图。
[0062]图25的(a)和(b)是表示不使天线模块弯折的情况下的三维电磁场仿真的结果的图。
[0063]图26的(a)和(b)是表示使天线模块弯折的情况下的三维电磁场仿真的结果的图。
[0064]图27是表示不使天线模块弯折的情况下和使天线模块弯折的情况下的天线增益的计算结果的图。
[0065]图28是本发明的第二实施方式所涉及的天线模块的示意性俯视图。
[0066]图29是图28的天线模块的B-B线示意性截面图。
[0067]图30是用于说明天线模块的方向的定义的图。
[0068]图31的(a)?(d)是表示图28的天线模块的三维电磁场仿真的结果的图。
[0069]图32是表示图28的天线模块的反射损失的计算结果的图。
[0070]图33是表示本实施方式所涉及的天线模块的变形例的示意性俯视图。
[0071]图34是用于说明天线模块的方向的定义的图。
[0072]图35的(a)?(C)是表示图33的天线模块的三维电磁场仿真的结果的图。
[0073]图36是表示图33的天线模块的反射损失的计算结果的图。
[0074]图37是本发明的第三实施方式所涉及的天线模块的示意性俯视图。
[0075]图38是图37的天线模块的B-B线示意性截面图。
[0076]图39是图37的天线模块的示意性立体图。
[0077]图40的(a)?(e)是表示图37的天线模块的制造方法的示意性工序截面图。
[0078]图41的(a)和(b)是表示使支承体-电极间距离变化的情况下的天线增益的变化的计算结果的图。
[0079]图42的(a)和(b)是表示使支承体_电极间距离变化的情况下的天线增益的变化的计算结果的图。
[0080]图43是表示使电磁波的频率从0.15THz至0.30THz为止变化的情况下的最大天线增益的计算结果的图。
[0081]图44的(a)和(b)是表示天线模块具有支承体的情况和不具有支承体的情况的天线增益的计算结果的图。
【具体实施方式】[0082]以下，说明本发明的实施方式所涉及的天线模块。在以下说明中，将0.05THZ?IOTHz的频带称为太赫兹频带。实施方式所涉及的天线模块能够发送或者接收具有太赫兹频带内的至少特定频率的电磁波。
[0083](I)第一实施方式
[0084](1-1)天线模块的结构
[0085]图1是本发明的第一实施方式所涉及的天线模块的示意性俯视图。图2是图1的天线模块的A-A线示意性截面图。
[0086]在图1中，天线模块I由电介质膜10、一对电极20a、20b和半导体元件30构成。电介质膜10由包含聚合物的树脂形成。将电介质膜10的相互对置的两个面中的一个面称为主面，将另一个面称为背面。在本实施方式中，主面为第一面的例子，背面为第二面的例子。
[0087]在电介质膜10的主面上形成一对电极20a、20b。在电极20a、20b之间设置有从电极20a、20b的一端向另一端延伸的间隙。电极20a、20b的相对置的端面2la、2Ib以间隙的宽度从电极20a、20b的一端向另一端连续地或者阶梯地逐渐减小的方式形成为锥形状。将电极20a、20b之间的间隙称为渐变缝隙S。电极20a、20b构成渐变缝隙天线。电介质膜10和电极20a、20b由柔性布线电路基板形成。在该情况下，电极20a、20b通过减去法、添加法或者半添加法形成于电介质膜10上。在适当地安装有后述的半导体元件30的情况下，电极20a、20b也可以通过其它方法形成于电介质膜10上。例如，也可以通过丝网印刷或者喷墨法等在电介质膜10上图案形成导电材料，由此形成电极20a、20b。
[0088]在此，将渐变缝隙S的中心线的方向上的尺寸称为长度，将与电介质膜10的主面平行且与渐变缝隙S的中心线正交的方向上的尺寸称为宽度。将具有最大宽度的渐变缝隙S的端部称为开口端E1，将具有最小宽度的渐变缝隙S的端部称为安装端E2。并且，将从天线模块I的安装端E2朝向开口端El且沿渐变缝隙S的中心线的方向称为中心线方向。
[0089]半导体元件30通过倒装安装法或者引线接合安装法安装于安装端E2处的电极20a、20b的端部上。半导体元件30的一个端子与电极20a进行电连接，半导体元件30的另一端子与电极20b进行电连接。在后文中说明半导体元件30的安装方法。电极20b接地。
[0090]作为电介质膜10的材料，能够使用聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚烯烃、环烯烃聚合物、聚芳酯、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、液晶聚合物、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚砜、聚乙缩醛、氟树脂、聚酯、环氧树脂、聚氨酯树脂以及聚氨酯丙烯酸树脂中的一种或者两种以上的多孔树脂或者非多孔树脂。
[0091]作为氟树脂，可举出聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、全氟烷氧基氟树脂、或者四氟乙烯六氟丙烯共聚物等。作为聚酯，可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或者聚对苯二甲酸丁二醇酯等。
[0092]在本实施方式中，电介质膜10由聚酰亚胺形成。
[0093]电介质膜10的厚度优选为I U m以上且1000 y m以下。在该情况下，能够容易地制作电介质膜10并且能够容易确保电介质膜10的柔软性。电介质膜10的厚度优选为5 u m以上且IOOym以下。在该情况下，能够更容易地制作电介质膜10并且能够容易确保电介质膜10的更高的柔软性。在本实施方式中，电介质膜10的厚度例如为25 u m。
[0094]电介质膜10在太赫兹频带内的使用频率中优选具有7.0以下的相对介电常数，更优选具有4.0以下的相对介电常数。在该情况下，具有使用频率的电磁波的发射效率变得充分高并且电磁波的传送损失变得充分低。由此，能够充分提高具有使用频率的电磁波的传送速度和传送距离。在本实施方式中，电介质膜10由在太赫兹频带中具有1.2以上且
7.0以下的相对介电常数的树脂形成。例如，聚酰亚胺的相对介电常数在太赫兹频带中大约为3.2，多孔聚四氟乙烯(PTFE)的相对介电常数在太赫兹频带中大约为1.2。
[0095]电极20a、20b由金属或者合金等导电性材料形成，可以具有单一层结构或者也可以具有多个层的层叠结构。
[0096]如图2所示，在本实施方式中，电极20a、20b分别具有铜层201、镍层202以及金层203的层叠结构。铜层201的厚度例如为15 μ m，镍层202的厚度例如为3 μ m，金层203的厚度例如为0.2 μ m。电极20a、20b的材料和厚度并不限定于本实施方式的例子。
[0097]在本实施方式中，由于进行基于后述的柱形金凸块的倒装安装和基于键合金丝的引线接合安装，因此采用图2的层叠结构。镍层202和金层203的形成是使用上述安装方法的情况下的铜层201的表面处理。在使用利用焊锡球、ACF(各向异性导电膜)或者ACP (各向异性导电糊剂)等的其它安装方法的情况下，选择适合于各个安装方法的处理。
[0098]作为半导体元件30，使用从由共振隧穿二极管(RTD)、肖特基势垒二极管(SBD)、隧道注入渡越时间(TUNNETT =Tunnel Transit Time) 二极管、碰撞雪崩渡越时间(MPATT:Impact 1nization Avalanche Transit Time) 二极管、高电子迁移率晶体管(HEMT)、GaAs场效应晶体管(FET)、GaN场效应晶体管(FET)以及异质结双极型晶体管(HBT)构成的群中选择的一个或者多个半导体元件。这些半导体元件是有源元件。例如能够使用量子元件作为半导体元件30。在本实施方式中，半导体元件30为肖特基势垒二极管。
[0099]图3是表示基于倒装安装法的半导体元件30的安装的示意图。如图3所示，半导体元件30具有端子31a、31b。端子31a、31b例如是二极管的阳极和阴极。半导体元件30以端子31a、31b朝向下方的方式定位在电极20a、20b的上方,端子31a、31b分别使用柱形金凸块32与电极20a、20b进行接合。
[0100]图4是表示基于引线接合安装法的半导体元件30的安装的示意图。如图4所示，半导体元件30以端子3la、3Ib朝向上方的方式定位在电极20a、20b上，端子3la、3Ib分别使用键合金丝33与电极20a、20b相连接。
[0101]在图1的天线模块I中，从渐变缝隙S的开口端El至半导体元件30的安装部分为止的范围作为发送或者接收电磁波的发送接收部而发挥功能。由天线模块I发送或者接收的电磁波的频率是由渐变缝隙S的宽度和渐变缝隙S的有效介电常数而定的。根据电极20a、20b之间的空气的相对介电常数以及电介质膜10的相对介电常数和厚度来算出渐变缝隙S的有效介电常数。
[0102]通常，用下式表示介质中的电磁波的波长入。
[0103]X=X0Z^Eief
[0104]λ ^是真空中的电磁波的波长，ε 是介质的有效相对介电常数。因而，当渐变缝隙S的有效相对介电常数变高时，渐变缝隙S中的电磁波的波长变短。相反，当渐变缝隙S的有效相对介电常数变低时，渐变缝隙S中的电磁波的波长变长。在将渐变缝隙S的有效相对介电常数假设为最小的I的情况下，在渐变缝隙S的宽度成为1.5mm的部分发送或者接收0.1THz的电磁波。考虑有富余而期望渐变缝隙S包含具有2_宽度的部分。[0105]渐变缝隙S的长度优选为0.5mm以上且30mm以下。由于渐变缝隙S的长度为
0.5mm以上，由此能够确保半导体元件30的安装面积。另外，渐变缝隙S的长度优选以10个波长为基准而设为30mm以下。
[0106](1-2)天线模块的动作
[0107]图5是表示本实施方式所涉及的天线模块I的接收动作的示意性俯视图。在图5中，电磁波RW包括具有太赫兹频带的频率(例如0.3THz)的数字强度调制信号波和具有吉赫频带的频率(例如IGHz)的信号波。在天线模块I的渐变缝隙S处接收电磁波RW。由此，在电极20a、20b中流动具有太赫兹频带的频率成分的电流。半导体元件30进行检波动作和整流动作。由此，从半导体元件30输出具有吉赫频带的频率(例如IGHz)的信号SG。
[0108]图6是表示本实施方式所涉及的天线模块I的发送动作的示意性俯视图。在图6中，具有吉赫频带的频率(例如IGHz)的信号SG被输入到半导体元件30。半导体元件30进行振荡动作。由此，从天线模块I的渐变缝隙S发送电磁波RW。电磁波RW包含具有太赫兹频带的频率(例如0.3THz)的数字强度调制信号波和具有吉赫频带的频率(例如IGHz)的信号波。
[0109](1-3)天线模块的指向性
[0110]图7是用于说明本实施方式所涉及的天线模块I的指向性的示意性侧视图。
[0111]在图7中，天线模块I将通过信号波调制得到的载波作为电磁波RW进行发射。在该情况下，电介质膜10的相对介电常数低，因此电磁波RW不被电介质膜10吸引。因此，电磁波RW向天线模块I的中心线方向前进。
[0112]图8是用于说明本实施方式所涉及的天线模块I的指向性的变更的示意性侧视图。
[0113]天线模块I的电介质膜10具有柔软性。因此，能够使天线模块I沿与中心线方向交叉的线弯折。由此，如图8所示，能够将电磁波RW的发射方向变更为任意的方向。
[0114](1-4)天线模块的第一变形例
[0115]图9是表示本实施方式所涉及的天线模块I的第一变形例的示意性俯视图。
[0116]图9示出的天线模块I在电介质膜10上还具备信号布线51、52、53以及低通滤波器40。信号布线51与电极20a进行连接，信号布线52与电极20b进行连接。低通滤波器40连接于信号布线51与信号布线53之间。该低通滤波器40例如通过弯曲布线(蛇行布线)或者金线等形成。低通滤波器40仅使作为信号成分的吉赫频带的特定频率(例如20GHz)以下的低频成分通过。
[0117]通过减去法、添加法或者半添加法、或者导电材料的图案形成在电介质膜10上以共用的工序来形成电极20a、20b、低通滤波器40以及信号布线51、52、53。
[0118]电磁波RW包含具有太赫兹频带的频率的载波以及具有吉赫频带的频率的信号波。在天线模块I的渐变缝隙S处接收该电磁波RW。从半导体元件30对信号布线51、52输出具有吉赫频带的频率的信号。此时，有时从电极20a、20b对信号布线51、52传送太赫兹频带的频率成分的一部分。在该情况下，由低通滤波器40阻止太赫兹频带的频率成分通过。由此，对信号布线51、53仅输出具有吉赫频带的频率(例如大约20GHz)的信号SG。
[0119](1-5)天线模块的第二变形例
[0120]图10是表示本实施方式所涉及的天线模块的第二变形例的示意性立体图。[0121]在图10的例子中，使用共用的电介质膜10来制作两组渐变缝隙天线模块1A、1B。电介质膜10具有彼此邻接的矩形的第一区域REl和第二区域RE2。
[0122]在第一区域REl形成一对电极20a、20b，在电极20a、20b上安装有半导体元件30。电介质膜10的第一区域RE1、第一区域REl上的电极20a、20b以及半导体元件30构成天线模块IA。
[0123]同样地，在第二区域RE2形成一对电极20a、20b，在电极20a、20b上安装有半导体元件30。电介质膜10的第二区域RE2、第二区域RE2上的电极20a、20b以及半导体元件30构成天线模块IB。
[0124]电介质膜10沿着第一区域REl与第二区域RE2之间的边界线BL弯折成直角。
[0125]从天线模块IA发射的电磁波的偏振面与从天线模块IB发射的电磁波的偏振面相互正交。在此，电磁波的偏振面是指包含电磁波的电场的振动方向和传播方向的面。
[0126]由天线模块IA发射的电磁波的振动方向与由天线模块IB发射的电磁波的振动方向相差90°。因而，由天线模块1A、1B发射的电磁波不会相互干扰。由此，不使天线模块1A、1B的指向性变化就能够发送或者接收不同的偏振波。
[0127](1-6)天线模块的特性评价
[0128]以下，通过仿真和实验来评价本实施方式所涉及的天线模块I的特性。
[0129](a)天线模块I的尺寸
[0130]图11是用于说明使用于仿真和实验的天线模块I的尺寸的示意性俯视图。
[0131]宽度方向上的电极20a、20b的外侧的端缘之间的距离WO为2.83mm。开口端El处的渐变缝隙S的宽度Wl为1.11mm。开口端El与安装端E2之间的位置P1、P2处的渐变缝隙S的宽度W2、W3分别为0.88mm和0.36mm。开口端El与位置Pl之间的长度LI为
1.49mm，位置Pl与位置P2之间的长度L2为1.49mm。位置P2与安装端E2之间的长度L3为3.73mm。安装端E2处的渐变缝隙S的宽度为50 μ m。
[0132](b)发射效率的仿真
[0133]使用作为聚酰亚胺、多孔PTFE以及半导体材料的InP来作为电介质膜10的材料，通过电磁场仿真求得电介质膜10的厚度为25 μ m、100 μ m、250 μ m、500 μ m以及1000 μ m的情况下的300GHz下的发射效率。将聚酰亚胺的相对介电常数的值设为3.2，将多孔PTFE的相对介电常数的值设为1.6，将InP的相对介电常数的值设为12.4。
[0134]用下式表示发射效率。
[0135]发射效率=发射功率/供给功率
[0136]供给功率是指提供给天线模块I的功率。发射功率是指从天线模块I发射的功率。在本仿真中，供给功率为lmW。
[0137]图12是表示电介质膜10的厚度与300GHz下的发射效率的关系的仿真结果的图。图12的纵轴表示发射效率，横轴表示电介质膜10的厚度。
[0138]如图12所示，在使用多孔PTFE作为电介质膜10的材料的情况下，在电介质膜10的厚度为25 μ m?1000 μ m的范围大致得到100%的发射效率。在使用聚酰亚胺作为电介质膜10的材料的情况下，在电介质膜10的厚度为25 μ m?1000 μ m的范围大致得到75%以上的发射效率。在使用InP作为电介质膜10的材料的情况下，随着电介质膜10的厚度从25 μ m增加到250 μ m,发射效率急剧下降，当电介质膜10的厚度超过500 μ m时，发射效率下降至20%左右。
[0139]因而，可知在使用树脂作为电介质膜10的材料的情况下，与使用半导体材料作为电介质膜10的材料的情况相比，在电介质膜10的厚度的宽范围内发射效率高。特别是，可知通过使用多孔树脂，发射效率与电介质膜10的厚度无关地提高。
[0140]另一方面，在将半导体元件30安装于InP等半导体基板时，期望半导体基板的厚度至少为200 ii m。当半导体基板的厚度小于200 u m时，难以处理半导体元件30，从而半导体基板容易产生破损。根据上述结果，当半导体基板的厚度在200 u m以上时，发射效率下降至大约30%以下。
[0141]接着，通过电介质膜10的相对介电常数为1.8,2.0,2.2,2.4,2.6,2.8以及3.0的情况下的电磁场仿真来求得300GHz下的发射效率。
[0142]图13是表示电介质膜10的相对介电常数与300GHz下的发射效率的关系的仿真结果的图。
[0143]如图13所示，电介质膜10的相对介电常数越低则发射效率越高。另外，电介质膜10的厚度越小则发射效率越高。
[0144](c)天线模块I的评价系统
[0145]图14是表示天线模块I的评价系统的结构的框图。
[0146]在图14的评价系统中，差频激光光源101通过使具有不同频率f\、f2的两个激光进行混合来产生具有作为这些频率f\、f2的差的频率fb(=f\-f2)的光拍频信号。在本实验中，差频激光光源101产生0.12THZ和0.3THZ的光拍频信号。
[0147]脉冲波形产生器102产生具有脉冲波形的电信号作为基带信号。光调制器103通过由脉冲波形产生器102产生的基带信号对由差频激光光源101产生的光拍频信号进行AM(振幅)调制。调制过的光拍频信号作为太赫兹光信号通过光放大器104提供给太赫兹波产生器105。
[0148]太赫兹波产生器105包含准直透镜、高频光电二极管、石英耦合器以及波导管。
[0149]太赫兹光信号通过准直透镜被提供给太赫兹波产生器105的高频光电二极管。由此，从高频光电二极管输出超高频电流。超高频电流通过石英耦合器和波导管作为太赫兹波而发射。在此，太赫兹波是指具有太赫兹频带内的频率的电磁波。
[0150]由太赫兹波产生器105发射的太赫兹波通过以相互分隔固定距离的方式配置的电介质透镜106、107被图11的天线模块I接收。天线模块I的电介质膜10由聚酰亚胺形成，通过倒装安装法安装肖特基势垒二极管作为半导体元件30。
[0151 ] 天线模块I通过对太赫兹波进行检波和整流来解调基带信号。基带放大器108对从天线模块I输出的基带信号进行放大。限幅放大器109对基带信号进行放大使得基带信号的电压振幅成为预定的值(例如0.5V)。
[0152]示波器110显示从限幅放大器109输出的基带信号的波形。错误检测器111对从限幅放大器109输出的基带信号中的误码率(BER:Bit Error Rate)进行检测。
[0153](d)传送实验
[0154]在图14的评价系统中，进行了 0.12THz和0.3THz的太赫兹波的传送实验。该传送实验中的太赫兹波的传送距离大约为lm。
[0155]图15是表示传送0.12THz和0.3THz的太赫兹波时的BER的测量结果的图。图15的纵轴表示由错误检测器111检测出的BER，横轴表示提供给太赫兹波产生器105的高频光电二极管的太赫兹光信号的光电流。
[0156]在本实验中，将数据的传送速度设为1.5Gbps。在BER为1.00 ΧΙΟ—12以下的情况下，可视为实现了没有错误的数据传送。
[0157]如图15所示，在传送0.12ΤΗζ的太赫兹波时，能够通过将光电流调整为1.2mA使BER下降至1.00X10_12。另外，在传送0.3THz的太赫兹波时，能够通过将光电流调整为
4.8mA 使 BER 下降至 1.0OX 10-12。
[0158]图16是表示在传送0.12ΤΗζ的太赫兹波时通过示波器110观测到的基带信号的眼图的图。图17是表示在传送0.3ΤΗζ的太赫兹波时通过示波器110观测到的基带信号的眼图的图。0.12ΤΗζ的太赫兹波的发送功率为20μ W，0.3THz的太赫兹波的发送功率为80 μ W。
[0159]如图16和图17所示，在传送0.12ΤΗζ和0.3ΤΗζ的太赫兹波时，对失真小的基带
信号进行解调。
[0160]根据上述结果，可知在传送0.12ΤΗζ和0.3ΤΗζ这两个太赫兹波时，能够实现无错误的数据传送。因而，根据本实施方式所涉及的天线模块1，能够传送宽频带的太赫兹波。
[0161]接着，在图14的评价系统中评价了最大传送速度。图18是表示数据传送速度为
8.5Gbps的情况下的BER的测量 结果的图。太赫兹波的频率为0.12THz。图18的纵轴表示由错误检测器111检测出的BER，横轴表示提供给太赫兹波产生器105的高频光电二极管的太赫兹光信号的光电流。
[0162]如图18所示，即使在数据传送速度为8.5Gbps的情况下，也能够通过将光电流调整为3.1mA来使BER下降至1.0OX 10-12。
[0163]图19是表示在数据传送速度为8.5Gbps的情况下通过示波器110观测到的基带信号的眼图的图。如图19所示，即使在传送8.5Gbps的数据时，也能对基带信号进行解调。
[0164]根据上述结果，可知即使在8.5Gbps的数据传送速度中，也能够实现没有错误的数据传送。因而，根据本实施方式所涉及的天线模块1，能够以8.5Gbps这种高数据传送速度来进行太赫兹波的传送。
[0165](e)天线模块的指向性的测量和计算
[0166]接着，对图11的天线模块I的指向性进行了测量实验。在实验中，使用300GHz发送机来发送0.3THz的太赫兹波,通过天线模块I接收了太赫兹波。使天线模块I的接收角度以5°步长来变化180°，通过频谱分析仪对天线模块I的接收功率进行了测量。另外，通过电磁场仿真计算了图11的天线模块I的指向性。
[0167]图20是用于说明实验和仿真中的天线模块I的接收角度的定义的示意图。
[0168]在图20中，将天线模块I的中心线方向设为0°。另外，将与电介质膜10的主面平行的面称为平行面，将与电介质膜10的主面垂直的面称为垂直面。
[0169]将在平行面内相对于中心线方向形成的角度称为方位角φ，将在垂直面内相对于中心线方向形成的角度称为仰角Θ。
[0170]将发送机与天线模块I的水平距离设定为4.5cm和9cm，对天线模块I的指向性的水平距离依赖性进行了测量。在此，水平距离是指发送机与天线模块I之间在天线模块I的中心线方向上的距离。在该情况下，使方位角φ以5°步长变化180°作为天线模块I的接收角度，对天线模块I的接收功率进行了测量。
[0171]图21是表示天线模块I的指向性的水平距离依赖性的测量结果的图。图21的纵轴表示接收功率[dBm]，横轴表示方位角(p。
[0172]如图21所示，在水平距离为4.5cm的情况和9cm的情况这两种情况下，在方位角0°时出现接收功率的峰值。根据图21的结果，确认了天线模块I的指向性几乎不存在水平距离依赖性这一情况。
[0173]接着，对接收0.12THz的太赫兹波时和接收0.3THz的太赫兹波时的指向性进行了测量。发送机与天线模块I的水平距离为9cm。在该情况下，使仰角0和方位角9以5°步长变化180°作为天线模块I的接收角度，对天线模块I的接收功率进行了测量。
[0174]图22是表示接收0.12THz的太赫兹波时的指向性的测量结果的图。图23是表示接收0.3THz的太赫兹波时的指向性的测量结果的图。图22和图23的纵轴表示接收功率[dBm]，横轴表示方位角CR。“水平”是指使方位角(p变化的情况。
[0175]如图22所示，在接收0.12THz的太赫兹波时，在方位角0°时出现接收功率的峰值。另外，如图23所示，在接收0.3THz的太赫兹波时，也在方位角0°时出现接收功率的峰值。
[0176]根据图22和图23的结果，可知天线模块I具有与电介质膜10的主面平行的中心线方向上的指向性。
[0177]并且，通过电磁场仿真求得图11的天线模块I的指向性。在仿真中，计算出了基于仰角e的变化的天线增益[dBi]的变化以及基于方位角cp的变化的天线增益[dBi]的变化。在该情况下，使仰角e和方位角9以1°步长变化180°作为天线模块I的接收角度，计算出了天线增益。
[0178]图24是表示接收0.3THz的太赫兹波时的指向性的测量结果(参照图23)和计算结果的图。图24的纵轴表示接收灵敏度[dB]，横轴表示方位角(p或者仰角9。
[0179]在图24中，对天线增益[dBi]的计算值和上述图23的接收功率[dBm]的测量值进行校正使得峰值成为接收灵敏度o[dB]。用粗实线表示基于仰角e的变化的接收灵敏度的测量值的变化，用粗虚线表示基于方位角9的变化的接收灵敏度的测量值的变化。另夕卜，用细实线表示基于仰角e的变化的接收灵敏度的计算值的变化，用细虚线表示基于方位角(P的变化的接收灵敏度的计算值的变化。
[0180]根据图24可知，关于天线模块I的指向性，实验的测量结果与仿真的计算结果表示出大致相同的趋势。由此，确认了天线模块I的设计有效性。
[0181](f)由天线模块的弯折引起的指向性的变化
[0182]接着，通过电磁场仿真求得不使天线模块I弯折的情况下和使天线模块I弯折的情况下的指向性的变化。
[0183]图25是表示不使天线模块I弯折的情况下的三维电磁场仿真的结果的图。图26是表示使天线模块I弯折的情况下的三维电磁场仿真的结果的图。图25的(a)和图26(a)是用于说明天线模块I的方向的定义的图，图25的(b)和图26的(b)是表示天线模块I的发射特性(指向性)的图。
[0184]将天线模块I的中心线方向称为Y方向，将与电介质膜10的主面平行且与Y方向正交的方向称为X方向，将与电介质膜10的主面垂直的方向称为Z方向。
[0185]在如图25的(a)所示那样不使天线模块I弯折的情况下，如图25的(b)所示那样电磁波向Y方向发射。
[0186]在如图26的(a)所示那样使天线模块I沿着与X方向平行的线向斜上方弯折45°的情况下，如图26的(b)所不那样电磁波在YZ面内相对于Y方向朝45°的斜上方发射。
[0187]图27是表示在不使天线模块I弯折的情况下和弯折的情况下的天线增益的计算结果的图。图27的纵轴表示天线增益[dBi]，横轴表示仰角Θ。用虚线表示没有弯折的天线模块1(非弯折模型)的天线增益的计算结果，用实线表示弯折45°的天线模块1(45°弯折模型)的天线增益的计算结果。
[0188]如图27所示，在不使天线模块I弯折的情况下，天线增益的峰值的位置为0°，在使天线模块I弯折的情况下，天线增益的峰值的位置大约偏移45°。
[0189]根据这些结果可知，能够通过使天线模块I弯折来任意地设定天线模块I的指向性的方向。
[0190](1-7)第一实施方式的效果
[0191]在本实施方式所涉及的天线模块I中，电介质膜10由树脂形成，因此渐变缝隙S的有效介电常数变低。由此，从电极20a、20b发射的电磁波或者由电极20a、20b接收的电磁波不被电介质膜10吸引。因而，天线模块I具有特定方向的指向性。在该情况下，电介质膜10具有柔软性，因此能够通过使电介质膜10弯折来得到期望方向的指向性。
[0192]另外，渐变缝隙S的有效介电常数低，因此电磁波的传送损失降低。由此，能够提闻传送速度和提闻传送距尚。
[0193]并且，电介质膜10具有柔软性，因此即使在电介质膜10的厚度小的情况下，天线模块I也不容易产生破损。
[0194](2)第二实施方式
[0195](2-1)天线模块的结构
[0196]图28是本发明的第二实施方式所涉及的天线模块的示意性俯视图。图29是图28的天线模块的B-B线示意性截面图。
[0197]在图28和图29中，天线模块2由电介质膜10、矩形状的电极20、布线部22、一对矩形状的焊盘23、24、接地导体层26以及半导体元件30构成。
[0198]在电介质膜10的主面上形成有电极20、布线部22以及焊盘23、24。电极20通过布线部22与焊盘23相连接。焊盘23、24被配置成相互分离。
[0199]在焊盘24下面的电介质膜10的部分形成贯通孔，在贯通孔内填充导电性的连接导体25。在电介质膜10的背面上形成有接地导体层26。焊盘24与接地导体层26通过贯通孔内的连接导体进行电连接。电极20和接地导体层26构成贴片天线。
[0200]电介质膜10、电极20、布线部22、焊盘23、24以及接地导体层26由柔性布线电路基板形成。在该情况下，电极20、布线部22以及焊盘23、24通过减去法、添加法或者半添加法、或者导电材料的图案形成等形成于电介质膜10上。
[0201]如图29所示，半导体元件30通过倒装安装法安装于焊盘23、24上。半导体元件30的端子31a、31b分别使用柱形金凸块32与焊盘23、24接合。半导体元件30也可以通过引线接合安装法安装于电介质膜10上。[0202]本实施方式中的电介质膜10的材料、厚度以及相对介电常数与第一实施方式中的电介质膜10的材料、厚度和相对介电常数相同。另外，本实施方式中的电极20、布线部22和焊盘23、24的材料与第一实施方式中的电极20a、20b的材料相同。接地导体层26由金属或者合金等导电性材料形成，可以具有单一层结构或者也可以具有多个层的层叠结构。
[0203]能够使用与第一实施方式相同的一个或者多个半导体元件作为半导体元件30。在本实施方式中，半导体元件30为肖特基势垒二极管。
[0204](2-2)天线模块的仿真
[0205]通过电磁场仿真求得来自图28和图29的天线模块2的电磁波的发射方向和天线模块2的反射损失S11。
[0206]在本仿真中使用的天线模块2中，电介质膜10由聚酰亚胺形成，电极20、布线部22、焊盘23、24以及接地导体层26由铜形成。电介质膜10的厚度为25 u m,电极20、布线部22、焊盘23、24以及接地导体层26的厚度为16 u m。
[0207]在电极20的宽度W与电极20的长度L相等的情况下，使用由天线模块2发送或者接收的电磁波的波长、和电极20周围的有效介电常数￡%用下式表示电极20的宽度W和长度L。
[0208]W=L=入/(2 eref)
[0209]将电极20周围的有效介电常数e 假设为2.6。在发送或者接收0.3THz的电磁波的情况下，计算电极20的 宽度W和长度L为310 y m。
[0210]图30是用于说明天线模块2的方向的定义的图。将沿着天线模块2的布线部22的方向称为Y方向，将与电介质膜10的主面平行且与Y方向正交的方向称为X方向，将与电介质膜10的主面垂直的方向称为Z方向。
[0211]图31是表示图28的天线模块I的三维电磁场仿真的结果的图。图31的(a)、(b)、(c)、(d)分别表示 0.250THz、0.300THz、0.334THz 和 0.382THz 时的发射特性(指向性)。如图31所示，发射特性依赖于频率而不同。
[0212]图32是表示图28的天线模块2的反射损失Sll的计算结果的图。图32的纵轴表示反射损失Sll [dB]，横轴表示频率[THz]。
[0213]如图32所示，在太赫兹频带内的特定的多个频率下反射损失变低。
[0214]从这些结果可知，根据图28和图29的天线模块2，能够将具有太赫兹频带内的特定频率的电磁波向特定方向发射。
[0215](2-3)天线模块的变形例
[0216]图33是表示本实施方式所涉及的天线模块2的变形例的示意性俯视图。
[0217]在图33的例子中，在电介质膜10的主面上形成有四个矩形状的电极20A、20B、20C、20D。电极20A、20B通过布线部22A与焊盘23相连接。电极20C、20D通过布线部22B与焊盘23相连接。半导体元件30被安装于焊盘23、24上。
[0218](2-4)变形例的仿真
[0219]通过电磁场仿真求得来自图33的天线模块2的电磁波的发射方向和反射损失Sn。
[0220]图34是用于说明天线模块2的方向的定义的图。将天线模块2的焊盘24和焊盘23的排列方向称为Y方向，将与电介质膜10的主面平行且与Y方向正交的方向称为X方向，将与电介质膜10的主面垂直的方向称为Z方向。
[0221]本仿真的条件除了天线模块2具有四个电极20A、20B、20C、20D这一点以外与图31和图32的仿真的条件相同。
[0222]图35是表示图33的天线模块2的三维电磁场仿真的结果的图。图35的(a)、(b)、(c)分别示出0.222THz、0.300THz以及0.326THz时的发射特性(指向性)。如图35所示，发射特性依赖于频率而不同。
[0223]图36是表示图33的天线模块2的反射损失Sll的计算结果的图。图36的纵轴表示反射损失Sll [dB],横轴表示频率[THz]。如图36所示,在太赫兹频带内的特定的多个频率下反射损失变低。
[0224]根据这些结果，根据图33的天线模块2，能够将具有太赫兹频带内的特定频率的电磁波向特定方向发射。
[0225]另外，根据图31、图32、图35以及图36的仿真结果，通过对构成贴片天线的电极的数量进行调整，针对具有太赫兹频带内的期望频率的电磁波能够得到期望方向的指向性。
[0226](3)第三实施方式
[0227](3-1)天线模块的结构
[0228]图37是本发明的第三实施方式所涉及的天线模块的示意性俯视图。图38是图37的天线模块的B-B线示意性截面图。图39是图37的天线模块的示意性立体图。
[0229]图37?图39的天线模块Ia的结构与图1和图2的天线模块I的结构在以下点上不同。
[0230]在图37?图39的天线模块Ia中，还具备形成于电介质膜10的背面的支承体60。支承体60由具有形状保持性的材料形成。在本实施方式中，支承体60是由不锈钢构成的金属层。支承体60也可以由铁、铝或者铜等其它金属层形成。
[0231]支承体60形成于除了电极20a、20b正下方的区域以外的区域。在该情况下，支承体60被配置在不与电极20a、20b重叠的区域。由此，电极20a、20b正下方的电介质膜10的下方的相对介电常数成为空气的相对介电常数(大约为I)。
[0232]在本实施方式中，支承体60由与电极20a、20b的外侧的侧边平行地延伸的一对第一支承部61和与电极20a、20b的安装端E2平行地延伸的第二支承部62构成。第一支承部61被配置成与电极20a、20b的外侧的侧边相隔距离D1，第二支承部62被配置成与电极20a、20b的安装端E2相隔距离D2。
[0233]根据后述的仿真结果，电极20a、20b与第一支承部61之间的距离Dl优选在0.1mm以上。在该情况下，如在后文中所述，天线增益不受支承体60的影响。
[0234]支承体60的厚度并不限定于特定的范围，但是考虑天线模块Ia的面积、电极20a、20b的形状、支承体60的形状以及支承体60的材料等，将支承体60的厚度优选设定为能够确保天线模块Ia的足够的形状保持性。在本实施方式中，例如使用SUS306作为支承体60的材料，支承体60的厚度例如被设定为30 μ m以上且50 μ m以下。
[0235](3-2)天线模块Ia的制造方法
[0236]图40是表示图37的天线模块Ia的制造方法的示意性工序截面图。
[0237]如图40的(a)所示，例如准备由SUS306构成的厚度为50 μ m的金属基材6。接着，如图40的(b)所示，在金属基材6的上面涂敷聚酰亚胺前体，进行加热处理，由此在金属基材6上形成由聚酰亚胺构成的电介质膜10。
[0238]接着，如图40的(C)所示，通过半添加法或者添加法在电介质膜10上形成一对铜层201。之后，在金属基材6的下面形成光致抗蚀剂，例如使用氯化铁溶液对一对铜层201下方处的金属基材6的部分进行湿蚀刻，由此如图40的(d)所示，形成支承体60。
[0239]并且，对铜层201进行适合于半导体元件(参照图37?图39)的安装方法的表面处理。例如图40的(e)所示，在一对铜层201的表面依次形成镍层202和金层203。由此，形成一对电极20a、20b。
[0240](3-3)支承体对指向性和天线增益的影响
[0241]通过电磁场仿真研究了支承体60对图37的天线模块Ia的指向性和天线增益是否存在影响。在以下的电磁场仿真中，将支承体60的材料设为不锈钢。
[0242]首先，对于图37的天线模块Ia计算出使支承体60与电极20a、20b之间的距离Dl (以下称为支承体-电极间距离Dl)从0变化至3.0mm的情况下的天线增益的变化。
[0243]图41和图42是表示使支承体-电极间距离Dl变化的情况下的天线增益的变化的计算结果的图。图41的纵轴表示天线增益[dBi]，横轴表示方位角(P。图42的纵轴表示天线增益[dBi]，横轴表示仰角0。方位角Cp和仰角0的定义按照图20所示。电磁波的波长为 0.3THz。
[0244]图41的(a)和图42的(a)示出支承体-电极间距离Dl为0、0.1mm、0.3mm、0.5mm以及0.7mm的情况下的天线增益，图41的(b)和图42的(b)示出支承体-电极间距离Dl为1_、1.5mm、2.0mm以及3.0mm的情况下的天线增益。
[0245]图43是表示使电磁波的频率从0.15THz变化至0.30THz的情况下的最大天线增益的计算结果的图。图43的纵轴表示最大天线增益[dBi]，横轴表示支承体-电极间距离Dl0
[0246]如图41和图42所示，在支承体-电极间距离Dl为0.1mm以上的情况下，天线增益的峰值位于方位角q>和仰角Q成为0°的位置。另外,支承体-电极间距离Dl为0.1mm
以上的情况下的最大天线增益大于支承体-电极间距离Dl为0的情况下的最大天线增益。
[0247]如图43 所示，关于频率 0.15THz、0.18THz、0.21THz、0.24THz 以及 0.30THz 的电磁波，支承体-电极间距离Dl为0.1mm以上的情况下的最大天线增益大于支承体-电极间距离Dl为0的情况下的最大天线增益。
[0248]根据这些结果可知，在支承体-电极间距离Dl为0.1mm以上的情况下，天线增益的指向性大致相等并且传送损失小。因而，支承体-电极间距离Dl优选在0.1mm以上。
[0249]接着，计算出由图37的天线模块Ia中是否存在支承体60引起的天线增益的差异。图44是表示天线模块Ia具有支承体60的情况和不具有支承体60的情况下的天线增益的计算结果的图。图44的(a)的纵轴表示天线增益[dBi]，横轴表示方位角(P。图44的(b)的纵轴表示天线增益[dBi]，横轴表示仰角0。天线模块Ia具有支承体60的情况下的支承体-电极间距离Dl为1.0mm。
[0250]如图44的(a)、(b)所示，在天线模块Ia具有支承体60的情况下和天线模块Ia不具有支承体60的情况下，天线增益没有显著性差异。[0251]根据这些结果可知，在支承体-电极间距离Dl为0.1mm以上的情况下，支承体60几乎不对天线增益造成影响。
[0252](3-4)天线模块的支承体的效果
[0253]在本实施方式所涉及的天线模块Ia中，即使在电介质膜10的厚度小的情况下，也能通过支承体60来确保天线模块Ia的形状保持性。由此，能够固定电磁波的发送方向和接收方向。另外，天线模块Ia的处理性提高。
[0254]在该情况下，能够通过在除了电极20a、20b下方的区域以外的区域设置支承体60，抑制由支承体60引起的指向性的变化和电磁波的传送损失。特别是，能够通过将支承体-电极间距离Dl设定为0.1mm以上，防止产生指向性的变化和电磁波的传送损失。
[0255](4)其它实施方式
[0256]在上述实施方式中，电极20a、20b、20、20A、20B、20C、20D被设置于电介质膜10的
主面，但是本发明并不限定于此。电极可以设置于电介质膜10的背面，或者多个电极也可以设置于电介质膜10的主面和背面。
[0257]在上述实施方式中，半导体元件30安装于电介质膜10的主面，但是本发明并不限定于此。半导体元件30也可以安装于电介质膜10的背面，或者多个半导体元件30也可以安装于电介质膜10的主面和背面。
[0258]例如，也可以电极形成于电介质膜10的主面上，半导体元件30安装于电介质膜10的背面上。
[0259]在上述实施方式中，说明了包含渐变缝隙天线的天线模块I和包含贴片天线的天线模块2，但是本发明并不限定于此。本发明还能够应用于平行缝隙天线、凹槽天线或者微带天线等其它平面天线。
[0260]在第三实施方式中，在包含渐变缝隙天线的图1的天线模块中设置支承体60，但是本发明并不限定于此。也可以在包含贴片天线或者其它平面天线的天线模块的下面设置支承体60。
[0261]第三实施方式中的支承体60由金属形成，但是本发明并不限定于此。例如，支承体60也可以由具有比电介质膜10高的形状保持性的树脂形成。
[0262]产业h的可利用件
[0263]本发明能够利用于具有太赫兹频带的频率的电磁波的传送。
【权利要求】
1.一种天线模块，具备: 电介质膜，其具有第一面和第二面，由树脂形成； 电极，其形成于上述电介质膜的上述第一面和上述第二面中的至少一个面上，使得能够接收或者能够发送太赫兹频带内的电磁波；以及 半导体元件，其以与上述电极进行电连接的方式安装在上述电介质膜的上述第一面和上述第二面中的至少一个面上，能够在太赫兹频带下进行动作。
2.根据权利要求1所述的天线模块，其特征在于， 上述树脂包含多孔性树脂。
3.根据权利要求1或2所述的天线模块，其特征在于， 上述电介质膜的厚度为Ium以上且1000 V- m以下。
4.根据权利要求1?3中的任一项所述的天线模块，其特征在于， 上述电介质膜在太赫兹频带中具有7.0以下的相对介电常数。
5.根据权利要求1?4中的任一项所述的天线模块，其特征在于， 上述电极包括具有渐变缝隙的构成渐变缝隙天线的第一导电层和第二导电层， 上述渐变缝隙具有从上述第一导电层和上述第二导电层的一端向另一端连续地或者阶梯地减少的宽度。
6.根据权利要求5所述的天线模块，其特征在于， 以上述渐变缝隙的一部分具有能够发送或者接收太赫兹频带内的电磁波的宽度的方式，设定上述第一导电层和上述第二导电层的上述一端处的开口的宽度。
7.根据权利要求1?4中的任一项所述的天线模块，其特征在于， 上述电极包括形成于上述电介质膜的上述第一面上的导电层以及形成于上述电介质膜的上述第二面上的接地导体层，上述导电层和上述接地导体层构成贴片天线。
8.根据权利要求1?7中的任一项所述的天线模块，其特征在于， 上述电极形成于上述电介质膜的上述第一面上， 上述天线模块还具备形成于上述电介质膜的上述第二面上的支承体。
9.根据权利要求8所述的天线模块，其特征在于， 上述支承体形成于上述第二面上的不与上述电极重叠的区域。
【文档编号】H01Q1/38GK103811860SQ201310560308
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2012年11月12日
【发明者】井上真弥, 程野将行, 本上满, 永妻忠夫, 富士田诚之 申请人:日东电工株式会社, 国立大学法人大阪大学