CN113451763A - 层叠基板以及无线模块搭载基板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在搭载无线模块时，能够不修改无线模块本身地进行天线特性的调整的层叠基板。层叠基板包含：第一电介质层、第一导体层以及导体部。第一电介质层具有一个区域。第一导体层层叠在第一电介质层的除一个区域以外的区域上。导体部具有与第一导体层分离地设置的一个或多个附加导体、和连接一个或多个附加导体中的每个附加导体与第一导体层的一个或多个连接导体。

Description

层叠基板以及无线模块搭载基板

技术领域

本发明涉及层叠有导体层以及电介质层的层叠基板。

背景技术

目前，开发出很多利用IoT(Internet of Things：物联网)技术的无线通信装置。另外，即使在从未处理过无线通信装置的行业中也开始使用无线通信装置。

在使用无线通信功能的情况下，需要获得符合各国规定的标准以及规定的无线认证。为了获得该无线认证，需要精通无线通信技术，这成为了市场扩展的阻碍。

作为解决该问题的方法，利用预先获得无线认证的无线模块。这是因为在将获得无线认证的无线模块搭载于装置的情况下，该装置无需重新获得无线认证。

作为这样的无线模块，已知有天线内置型的无线模块。例如，提出了使用具有曲折形状的板状内置天线的无线模块(例如，专利文献1)。

专利文献1：日本特开2011－211491号公报

如上所述，为了使用无线通信功能需要获得无线认证。根据这样的法律情况，预计今后获得无线认证的无线模块的需求会越来越高。

然而，小型无线模块的天线特性存在受到搭载该无线模块的基板的材质、厚度以及搭载该无线模块的位置等的影响。因此，存在需要在将无线模块搭载于基板后调整天线特性的情况。然而，若进行无线模块的改进则无线认证的获取变得无效，因此存在无法在将无线认证维持在有效的状态下进行天线特性的调整的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题点而完成的，目的在于提供一种在搭载无线模块时，能够不修改无线模块本身地进行天线特性的调整的层叠基板。

本发明的层叠基板的特征在于，包含：第一电介质层，具有一个区域；第一导体层，层叠在上述第一电介质层的除上述一个区域以外的区域上；以及导体部，具有与上述第一导体层分离地设置的一个或多个附加导体、和连接上述一个或多个附加导体与上述第一导体层的一个或多个连接导体。

另外，本发明的层叠基板的特征在于，具有：第一电介质层，具有一个区域；第一导体层，层叠在上述第一电介质层的除上述一个区域以外的区域上；以及导体部，具有一个或多个附加导体，上述一个或多个附加导体与上述第一导体层分离地设置于上述第一电介质层的上述一个区域，在上述一个或多个附加导体分别设置第一连接焊盘，在上述第一导体层设置多个第二连接焊盘，上述第一连接焊盘以及上述第二连接焊盘构成为能够通过由导体构成的连接线连接。

根据本发明的层叠基板，在搭载无线模块时，能够不修改无线模块本身地进行天线特性的调整。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的层叠基板的结构的俯视图。

图2是示意性地表示本实施例的层叠基板的层结构的图。

图3是表示在本实施例的层叠基板上搭载有无线模块的状态的俯视图。

图4A是表示附加导体与L1层的连接部分的一个例子的图。

图4B是表示附加导体与L1层的连接部分的另一个例子的图。

图5A是示意性地表示未连接附加导体的情况的S11特性的图。

图5B是示意性地表示连接有附加导体的情况的S11特性的图。

图6A是表示附加导体与L1层的连接部分的变形例的图。

图6B是表示附加导体与L1层的连接部分的变形例的图。

图7是多个附加导体设置于不同的层的情况下的层叠基板的剖视图。

图8A是表示在第一电介质层以外的电介质层设置有附加导体的情况的层叠基板的表面的俯视图。

图8B是在第一电介质层以外的电介质层设置有附加导体的情况的层叠基板的剖视图。

附图标记说明：100...层叠基板；200...无线模块搭载基板；11...L1层；12...L2层；13...L3层；14...L4层；15...PP层；16...PP层；17...芯层；20...无线模块；21...主体部；22...天线；30...导体部；31～34...附加导体；35...通孔；36...通孔的入口

具体实施方式

以下，对本发明的优选的实施例进行详细说明。此外，在以下的实施例中的说明以及附图中，对实质相同或者等效的部分标注相同的附图标记。

图1是从一个表面(以下，仅称为表面)的上方观察本实施例的层叠基板100的俯视图。在层叠基板100的表面搭载无线模块。另外，在层叠基板100形成有由形成为浮岛状的多个附加导体构成的导体部30。

层叠基板100是夹着电介质层层叠多个导体层而成的多层基板。在俯视时，层叠基板100具有矩形的形状。在层叠基板100的上层部，层叠有PP层15以及L1层11。L1层11是第一导体层。PP层15是位于L1层11的下层的第一电介质层。此外，在L1层11的表面、和PP层15的表面的一部分形成有由阻焊剂构成的抗蚀膜，但在图1中省略图示。

L1层11由形成为平面状的图案的导体(例如，Cu)构成，构成实心图案的GND。在以下的说明中，也将位于抗蚀膜的下部的L1层11的表面称为GND面。

在形成于L1层的表面的抗蚀膜上，形成有搭载无线模块20的主体部、其它各种部件的部件搭载区域。搭载于部件搭载区域的各种部件经由通孔与层叠基板100的内部的电源层等连接。

图2是示意性地表示层叠基板100的层结构的剖视图。在这里，示出沿着图1的AA线的截面。

本实施例的层叠基板100例如是四层结构的刚性基板，包括：L1层11、L2层12、L3层13、L4层14、PP层15、PP层16以及芯层17。进一步，抗蚀膜RF形成为覆盖L1层11以及L4层14的外侧表面和PP层15以及PP层16的表面的一部分(即，PP层15的未与L1层11重叠的部分的表面、以及PP层16的未与L4层14重叠的部分的表面)。

L1层11是构成四层结构的第一层的导体层(第一导体层)。L1层11例如构成为由铜箔(Cu)构成的信号层(布线层)。

L2层12是构成四层结构的第二层的导体层(第二导体层)。L2层12例如构成为由铜箔(Cu)构成的平面层。

L3层13是构成四层结构的第三层的导体层(第三导体层)。L3层13例如构成为由铜箔(Cu)构成的平面层。

L4层14是构成四层结构的第四层的导体层(第四导体层)。L4层14例如构成为由铜箔(Cu)构成的信号层(布线层)。

PP层15是设置于L1层11与L2层12之间的电介质层。通过由环氧树脂等构成的预浸料构成PP层15。

PP层16是设置于L3层13与L4层14之间的电介质层。通过由环氧树脂等构成的预浸料构成PP层16。

芯层17是位于多层基板的中心的内层，设置于L2层12与L3层13之间。由使环氧树脂等固化后的基体材料构成芯层17。

图3是作为无线模块搭载基板200示出搭载有无线模块20的状态的层叠基板100的俯视图。无线模块20包括：主体部21以及天线22。

主体部21包含收发无线信号的无线通信电路。天线22由带状导体构成，具有以直角折曲的曲折形状。

无线模块20与层叠基板100分立地形成，在经过无线认证等作业后搭载于层叠基板100。无线模块20配置于PP层15的表面部分中的未形成有L1层11的部分(以下，称为PP层15的第一区域)与L1层11的表面的边界附近。配置为主体部21位于L1层11上，并且天线22位于PP层15的第一区域。

导体部30设置于层叠基板100的PP层15的第一区域。在本实施例中，在搭载有无线模块20时配置天线22的区域的附近的左右的位置，将一对导体部30设置为隔着天线22对置。

导体部30由设置成浮岛状的多个附加导体31构成。在俯视时，本实施例的附加导体31具有矩形的形状。附加导体31分别与L1层11分离地形成于PP层15的第一区域，并通过由导体构成的连接布线(即，连接导体)与L1层11连接。

图4A是表示附加导体31与L1层11的连接部分的一个例子的图。导体部30的附加导体31A、31B、31C以及31D分别通过由零欧姆电阻、跳线等构成的连接导体32与L1层11连接。

连接导体32分别设置为沿分离方向延伸。连接导体32分别构成为与延伸方向正交的方向上的直径比附加导体31～31D的直径小，容易切断。例如，在制造层叠基板100后，通过激光照射等切断连接导体32。通过切断连接导体32，能够将附加导体31A、31B、31C以及31D中的每个附加导体选择性地连接于L1层11的GND面。

例如，制造附加导体31A～31D全部通过连接导体32连接于L1层11的状态的层叠基板100。然后，切断附加导体31C以及31D中的每个附加导体与L1层11之间的连接导体32。由此，能够成为仅多个附加导体中的附加导体31A以及31B连接于L1层11的GND面的状态。

图4B是表示附加导体31与L1层11的连接部分的另一个例子的图。在导体部30的附加导体31A、31B、31C以及31D中的每个附加导体，设置有焊盘PD1。另一方面，在L1层11设置有焊盘PD2。

附加导体31以及L1层11构成为通过使用由导体构成的连接线连接焊盘PD1以及PD2之间而容易成为电连接的状态。由此，能够将附加导体31A、31B、31C以及31D中的每个附加导体选择性地连接于L1层11的GND面。

例如，制造全部的焊盘PD1与焊盘PD2未相互连接的状态，即附加导体31A～31D均未连接于L1层11的状态的层叠基板100。然后，通过连接线33连接设置于附加导体31A以及31B中的每个附加导体的焊盘PD1与设置于L1层11的焊盘PD2之间。由此，能够成为仅多个附加导体中的附加导体31A以及31B连接于L1层11的GND面的状态。

这样，在本实施例的层叠基板100中，设置有多个附加导体31，该多个附加导体31连接于L1层11的GND面。因此，因附加导体31的影响，在搭载于层叠基板100的无线模块20的天线22的阻抗特性中产生变化。

图5A是表示未设置有本实施例这样的导体部30的无线模块搭载基板中的天线22的作为阻抗特性之一的S11特性的图。

横轴表示信号的频率(GHz)，纵轴表示天线的插入损耗(dB)。在无导体部30，且未连接附加导体的情况下，天线22的插入损耗成为信号频率在2.3GHz～2.4GHz之间具有极小值(即，峰值)的波形。

此外，在设置有导体部30本身但附加导体31全部不连接于L1层11的情况(例如，在图4A中连接导体32全部切断那样的情况)下，也获得相同的波形。

图5B是表示设置有导体部30且至少一个以上的附加导体31连接于L1层11的情况下的S11特性的图。这种情况下的天线22的插入损耗成为信号频率在2.2GHz～2.3GHz之间具有极小值(即，峰值)的波形。

即，连接有附加导体31的情况下的天线22的插入损耗成为使未连接附加导体31的情况下的波形(图5A)移动至低频率侧后的波形(图5B)。像这样，通过在天线22的附近设置附加导体31并连接于L1层11的GND面，能够使天线22的阻抗特性变化。

而且，在本实施例的层叠基板100中，如上述那样，能够将多个附加导体31分别选择性地设为连接或者非连接。因此，能够根据所搭载的无线模块20的用途，以在所希望的频带插入损耗成为最小(极小值)的方式，调整天线22的阻抗特性的变动。

一般而言，在将无线模块搭载于层叠基板的情况下，存在受到基板的材质以及厚度、搭载位置等的影响而无线模块的天线的阻抗特性变化的情况。为了纠正这样的由基板的材质等引起的阻抗特性的变化，需要调整阻抗特性，但若修改无线模块本身，则存在在向层叠基板搭载前获得的无线模块的无线认证变得无效的可能性。

与此相对，根据本实施例的层叠基板100，通过将附加导体31连接于L1层11的GND面，能够使天线22的阻抗特性变化，因此能够在搭载无线模块后不修改无线模块本身地进行阻抗特性的调整。即，通过向抵消由基板的材质等引起的变化的方向进行阻抗特性的调整，能够获得所希望的阻抗特性。

例如，在如图4A那样，在将附加导体31A～31D全部连接于L1层11的状态设为初始状态，通过切断连接导体32来调整阻抗特性的情况下，在初始状态下插入损耗的峰值位于相当低的频带，通过切断连接导体32来进行调整，以使峰值位置移动至高频带。另一方面，在如图4B那样，将附加导体31A～31D均未连接于L1层11的状态设为初始状态，通过以连接线33连接焊盘彼此来调整阻抗特性的情况下，在初始状态下插入损耗的峰值位于相当高的频带，通过连接连接线33来进行调整，以使峰值位置移动至低频带。

如以上那样，在本实施例的层叠基板100中，在搭载无线模块20时配置天线22的位置的附近，设置有导体部30，上述导体部30具有多个附加导体31。通过将附加导体31连接于形成于L1层11的GND面，来使天线22的阻抗特性变化。而且，多个附加导体31分别构成为容易切换与L1层11的连接以及非连接。因此，根据本实施例的层叠基板100，在搭载无线模块时，能够不修改无线模块本身地进行天线特性的调整。

此外，本发明不限于上述实施例中示出的内容。例如，在上述实施例中，对在天线22的左右位置以隔着天线22对置的方式设置有一对导体部30的情况进行了说明。但是，也可以仅在天线22的左右任意一方的位置设置有导体部30。

另外，在上述实施例中，对附加导体31的形状为矩形的情况进行了说明，但不限定于此，可以为各种形状。另外，附加导体31的数量不限定于在上述实施例中示出的数量。

另外，在上述实施例中，对附加导体31中的每个附加导体直接连接于L1层11的GND面的情况进行了说明。但是，也可以构成为部分附加导体经由其它附加导体连接于L1层11。

图6A是表示这样的附加导体与L1层11的连接部分的变形例的图。附加导体31A通过连接导体32连接于L1层11。附加导体31B通过连接线34连接于附加导体31A，从而经由附加导体31A连接于L1层11。附加导体31C连接于附加导体31B，从而经由附加导体31B以及31A连接于L1层11。附加导体31D连接于附加导体31C，从而经由附加导体31C、31B以及31A连接于L1层11。即，附加导体31A～31D与L1层11串联连接。

像这样，附加导体31也可以由直接连接于L1层11的附加导体、和经由该附加导体间接地连接于L1层11的附加导体构成。在上述的结构中，也可以通过切断附加导体彼此之间(例如31B与31C之间、31B与31D之间)的连接线，使连接于L1层11的附加导体的数量变化，来进行天线22的阻抗特性的调整。

图6B是表示附加导体与L1层11的连接部分的其它变形例的图。导体部30除了通过连接导体32直接连接于L1层11的附加导体31A～31D以外，还具有经由附加导体31A～31D间接地连接于L1层11的附加导体31E、31F、31GH以及31H。根据上述的结构，由于能够增加所连接的附加导体的数量，因此能够更精细地进行天线22的阻抗特性的调整。

另外，在上述实施例中，对附加导体31设置于PP层15上的情况进行了说明。但是，附加导体31也可以设置于PP层16、芯层17等其它电介质层。

图7是表示多个附加导体31中的部分附加导体设置于PP层15，其它附加导体设置于PP层16以及芯层17的情况下的截面的图。

附加导体31A设置在PP层15上，通过连接导体32连接于L1层11的GND面。附加导体31B设置于芯层17，经由通孔35与附加导体31A连接。附加导体31C设置于PP层16，经由通孔35与附加导体31B连接。即，附加导体31B经由附加导体31A间接地连接于L1层11的GND面，附加导体31C经由附加导体31B以及31A间接地连接于L1层11的GND面。

另外，也可以与图7不同，将所有的附加导体设置于PP层15以外的电介质层。图8A是从PP层15的第一区域的上方观察这样的情况下的层叠基板100的俯视图，图8B是其剖视图。

如图8A所示，在PP层15的第一区域未设置附加导体，而在PP层15的第一区域形成有用于连接L1层11与设置于下层的附加导体的通孔的入口36。

而且，如图8B所示，设置于芯层17的附加导体31B经由通孔35以及连接导体32连接于L1层11的GND面。设置于PP层16的附加导体31C经由通孔35与附加导体31B连接，而间接地连接于L1层11的GND面。

根据这样的结构，即使在层叠基板100的第一区域没有用于配置附加导体的充分的空间的情况下，也能够通过分成多个层地配置附加导体来配置充分的数量的附加导体。

另外，在上述实施例中，对由四层结构的刚性基板构成层叠基板100的情况进行了说明。但是，层叠基板100的层结构不限于此。另外，层叠基板100也可以是柔性基板。

Claims (9)

1.一种层叠基板，其特征在于，包含：

第一电介质层，具有一个区域；

第一导体层，层叠在上述第一电介质层的除上述一个区域以外的区域上；以及

导体部，具有与上述第一导体层分离地设置的一个或多个附加导体、和连接上述一个或多个附加导体与上述第一导体层的一个或多个连接导体。

2.根据权利要求1所述的层叠基板，其特征在于，

上述一个或多个连接导体构成为与延伸方向正交的直径比上述一个或多个附加导体的直径小且容易切断。

3.根据权利要求1或2所述的层叠基板，其特征在于，

上述导体部包含：至少一个附加导体，通过上述连接导体直接连接于上述第一导体层；以及其它附加导体，通过连接于上述至少一个附加导体间接地连接于上述第一导体层。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的层叠基板，其特征在于，

上述一个或多个附加导体设置在上述第一电介质层的上述一个区域上。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的层叠基板，其特征在于，

具有交替地层叠多个导体层和多个电介质层而成的层叠构造，其中，上述多个导体层包含上述第一导体层，上述多个电介质层包含上述第一电介质层，

上述一个或多个附加导体设置于上述多个电介质层中的任一个电介质层。

6.根据权利要求5所述的层叠基板，其特征在于，

上述导体部包含：第一附加导体，设置于上述第一电介质层的上述一个区域；以及第二附加导体，设置于上述多个电介质层中的上述第一电介质层以外的电介质层，

上述第一附加导体以及上述第二附加导体经由导通孔相互连接。

7.一种层叠基板，其特征在于，具有：

第一电介质层，具有一个区域；

第一导体层，层叠在上述第一电介质层的除上述一个区域以外的区域上；以及

导体部，具有与上述第一导体层分离地设置于上述第一电介质层的上述一个区域的一个或多个附加导体，

在上述一个或多个附加导体分别设置第一连接焊盘，

在上述第一导体层设置多个第二连接焊盘，

上述第一连接焊盘以及上述第二连接焊盘构成为能够通过由导体构成的连接线连接。

8.一种无线模块搭载基板，其特征在于，包含：

权利要求1所述的层叠基板；以及

无线模块，搭载于上述层叠基板，上述无线模块具有包含通信电路的主体部以及与上述主体部连接的天线，上述主体部配置在上述第一导体层上，并且上述天线配置在上述第一电介质层的上述一个区域上。

9.根据权利要求8所述的无线模块搭载基板，其特征在于，

上述一个或多个附加导体配置于上述天线的附近。

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