JP2008131489A - 通信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】より部品点数を減らすことが可能でありかつ組立工数を削減することが可能な通信モジュールを得る。
【解決手段】回路素子５が実装された回路基板２と、立体回路部品（ＭＩＤ）として構成され回路基板２上で回路素子５が実装される部分を被覆するカバー３と、を備え、カバー３の内面にはシールド用導体膜が形成される一方、当該カバー３の上面３ａおよび側外面３ｂにはアンテナ用導体膜としての導体パターン４ｂ，４ｃが形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信モジュールに関する。

従来、無線による送受信を行う通信モジュールとして、回路等が実装された基板をシールドケース（カバー）で被覆し、当該シールドケースの外面にアンテナ導体を設けたものが知られている（例えば特許文献１）。
特開２００３−２９８３４４号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示される通信モジュールでは、シールドケースとアンテナ導体とがそれぞれ別個の部品として構成されているため、部品点数が多くなる上、組み立ての手間が増えるという問題があった。

そこで、本発明は、より部品点数を減らすことが可能でありかつ組立工数を削減することが可能な通信モジュールを得ることを目的とする。

請求項１の発明にあっては、部品が実装された回路基板と、立体回路部品として構成され、上記回路基板の部品実装部分を被覆するカバーと、を備え、上記カバーの内面にはシールド用導体膜が形成される一方、当該カバーの外面にはアンテナ用導体膜が形成されて信号を前記部品実装部分に伝達することを特徴とする。

請求項２の発明にあっては、上記カバーの内面に電磁波吸収用突起を設けたことを特徴とする。

請求項３の発明にあっては、上記カバーの母材が絶縁性樹脂材料によって成形されることを特徴とする。

請求項４の発明にあっては、上記カバーの母材がシールド性を有するフィラーを含有する材料によって成形されることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、カバーを立体回路部品として構成し、内面にはシールド用導体膜を形成し、外面にはアンテナ用導体膜を形成したため、カバーとアンテナ導体とが別体である場合に比べて部品点数を減らすことができる上、組立工数を削減することができる。また、カバー内部に信号を伝達する場合、シールド用導体膜によって電磁波ノイズの影響を受けにくくなる。

請求項２の発明によれば、カバーの内面に電磁波吸収用突起を設けたため、シールド性能をさらに高めることができる。

請求項３の発明によれば、カバーが樹脂材料であるため、カバーが金属材料である場合に比べて軽量化することができる。

請求項４の発明によれば、カバーの母材がシールド性を有するフィラーを含有するため、シールド性能をさらに高めることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）図１は、本実施形態にかかる通信モジュールの斜視図、図２は、通信モジュールの分解斜視図、図３は、通信モジュールで用いられるカバーを裏面側から見た斜視図である。

本実施形態にかかる通信モジュール１は、図１および図２に示すように、回路基板（例えばプリント基板）２と、その表面２ａ上に実装された部品としての回路素子（例えばＩＣ等）５と、回路基板２上の部品実装部分を被覆する箱状のカバー３と、カバー３の上面３ａ上に実装されるアンテナ素子６と、を備えている。

回路基板２の表面２ａには導体パターン１０が形成されており、回路素子５は、この導体パターン１０と電気的な接続が確保される状態で実装されている。また、導体パターン１１は、回路基板２のグラウンド層に電気的に接続されている。ここでは、回路素子５の実装方式は特に限定されず、フリップチップ実装、はんだ実装、ワイヤボンディング実装など、種々の形態を採用することができる。

カバー３は、立体回路部品（ＭＩＤ：Molded Interconnect Device）として構成され、母材を樹脂やセラミック等の材料を例えば射出成形等によって所定形状に成形し、その表面に導体パターン４およびシールド用導体膜７（図３）を形成して得ることができ、ＭＩＤの公知の各種手法（例えば、ＵＶ露光法（サブトラクティブ法、セミアディティブ法、アディティブ法等）、レーザーイメージング法（輪郭除去法等）、ＩＶＯＮＤ法等の１回成形法や、ＳＫＷ法等の２回成形法等）によって得ることが可能である。

このカバー３の母材としては、絶縁性の樹脂材料、例えば、３０％（質量％）グラスファイバー入りのＰＥＥＫ（ポリエチルエーテルケトン）樹脂や、芳香族ポリアミドに各種フィラーを添加した樹脂材料等を用いることができるし、あるいは、シールド性（電磁シールド性）を有するフィラー（混入物）として、カーボン材料（例えばカーボンナノチューブやカーボンマイクロコイル等）や、磁性粉、成形材料（例えばカーボンナノチューブ上に銅やニッケル等の粉体を付着させた材料）等を混入させたものを用いることができる。また、母材としてセラミック材料を用いてもよい。

図３に示すように、カバー３の内面３ｄには、非成膜領域８を除くほぼ全面に亘って、シールド用導体膜７が成膜される。シールド用導体膜７としては、種々のものを採用することができ、具体的には、例えば、無電解銅メッキ層、無電解ニッケルメッキ層、無電解銅メッキ層と無電解ニッケルメッキ層の組み合わせ、フェライトメッキ層、カーボン材料（カーボンナノチューブやカーボンマイクロコイル等）の複合メッキ層、導電性塗膜（例えば銅系塗料、ニッケル系材料塗料による塗膜）、アルミニウム蒸着膜、導電性プラスチック、スパッタ膜、金属箔等がある。シールド用導体膜７は、シールドしたい周波数帯域やシールド強度に応じて適宜に選択するのが好適である。なお、このシールド用導体膜７に繋がる電極部７ａは、回路基板２上の導体パターン１１に接触して導通するようになっているため、シールド用導体膜７は、グラウンドレベルとなる。

一方、図１および図２に示すように、カバー３の外面（上面３ａおよび側外面３ｂ）には、アンテナが実装される。本実施形態では、当該外面上に、一対の導体パターン（４ａおよび４ｂ）が形成されるとともに、アンテナ素子６が当該一対の導体パターン（４ａおよび４ｂ）と電気的な接続が確保される状態で実装されている。これら上面３ａ上に形成される導体パターン４ａおよび側外面３ｂ上に形成される導体パターン４ｂは、図３に示すように開口端面３ｃに形成される導体パターン４ｃとともに、連続した一連の帯状の導体パターン４として形成され、その一部（例えばカバー３の上面３ａ上に形成される導体パターン４ｃ）にアンテナとしての機能を担わせることもできる。本実施形態では、導体パターン４ａ，４ｂが、アンテナ用導体膜に相当する。

そして、図２に示すように、カバー３を回路基板２の表面２ａ上に載せる際に、当該回路基板２の表面２ａ上に形成された導体パターン１０，１０と、カバー３の開口端面３ｃに形成された導体パターン４ｃ，４ｃ（図３）とを一つずつ接触かつ導通させ、以て、回路基板２の表面２ａ上に実装された回路（回路素子５等）とアンテナ素子６とを電気的に接続させるようにしている。

このとき、本実施形態では、図３に示すように、シールド用導体膜７を一対の導体パターン４ｃ，４ｃに隣接する位置で略矩形状に切り欠くようにして、これら導体パターン４ｃ，４ｃとシールド用導体膜７とを隔絶する非成膜領域８を設定することで、当該シールド用導体膜７と導体パターン４ｃとを絶縁させている。

以上の本実施形態によれば、カバー３を立体回路部品（ＭＩＤ）として構成し、内面３ｄにはシールド用導体膜７を形成し、外面としての上面３ａおよび側外面３ｂにはアンテナ用導体膜としての導体パターン４ａ，４ｂを形成したため、カバーとアンテナ導体とが別体である場合に比べて部品点数を減らすことができる上、組立工数を削減することができる。

また、本実施形態において、カバー３を絶縁性樹脂材料とすれば、カバー３が金属材料である場合に比べて軽量化することができ、携帯電話等の小型の電気機器に対しても適用しやすくなる。

また、本実施形態において、カバー３の母材にシールド性を有するフィラーを含有させれば、シールド性能をさらに高めることができる。

また、図４は、本実施形態の変形例にかかる通信モジュール１Ａの分解斜視図であるが、このように、回路基板２の表面２ａ上の部品実装部を複数のカバー３，３Ａで被覆してもよい。こうすれば、回路素子５，５Ａ毎にカバー３，３Ａの仕様（シールド用導体膜７の材質や厚み等）を異ならせることでより適切なシールド特性を得ることができるようになる。なお、アンテナ（アンテナ素子６や導体パターン４ａ等）は、カバー３，３Ａの各々に設けてもよい。

（第２実施形態）図５は、本実施形態にかかる通信モジュールで用いられるカバー３Ｂを裏面側から見た斜視図である。なお、本実施形態にかかる通信モジュールは、上記各実施形態にかかる通信モジュールと同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素については共通の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態にかかるカバー３Ｂは、その内面に、電磁波吸収用突起９Ｂを備えている。この電磁波吸収用突起９Ｂは、電波暗室の内壁面等に設置されるものと同様の機能を担うもので、ピラミッド型等に形成することで、電磁波の損失が電磁波吸収用突起９Ｂの先端側から基端側に向かうに連れて大きくなるようにして、反射波を小さく抑えるものである。すなわち、電磁波吸収用突起９Ｂの軸方向と垂直な断面の断面積は、先端側から基端側に向けて徐々に大きくなるため、電磁波が進行するに連れて導電率が大きくなる多層型の導電体と略等価な状態を得ることができる。本実施形態は、四角錐状の電磁波吸収用突起９Ｂを上壁の裏面のみに設けた形態である。

なお、内面には、シールド用導体膜を形成してもよいし、しなくてもよいが、母材の材質としては、所要の導電性を有することが必須であるため、例えば、導電性フィラーを含有する樹脂材料を用いるのが好適である。ただし、この場合、導体パターン４を成膜するにあたっては、予め絶縁被膜を形成するなどして、カバー３Ｂの母材と導体パターン４とを絶縁させるようにする必要がある。

図６は、本実施形態の第１変形例にかかるカバー３Ｃを裏面側から見た斜視図である。このカバー３Ｃの上壁の裏面に突設される電磁波吸収用突起９Ｃは、その頂部において当該上壁の表面と略平行な一本の直線状の稜線（線分）３ｅを成す四つの面を有する突起として形成されている。かかる構成によっても、上記第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

図７は、本実施形態の第２変形例にかかるカバー３Ｄを裏面側から見た斜視図である。このカバー３Ｄには、上壁の裏面から突出する四角錐状の電磁波吸収用突起９Ｄ１に加えて、側壁の裏面（側内面）から突出する四角錐状の電磁波吸収用突起９Ｄ２を設けてある。かかる構成によっても、上記第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、この場合、電磁波吸収用突起９Ｄ１，９Ｄ２の数が多い分、これら電磁波吸収用突起９Ｄ１，９Ｄ２が有効に作用する方向をより多く設定でき、シールド性を高めることができる。

図８は、本実施形態の第３変形例にかかるカバー３Ｅを裏面側から見た斜視図である。このカバー３Ｅには、上壁の裏面から突出する上記第１変形例と同様形状の稜線３ｅを有する電磁波吸収用突起９Ｅ１に加えて、側壁の裏面（側内面）にも同様形状の稜線３ｅを有する電磁波吸収用突起９Ｄ２を設けてある。かかる構成によっても、上記第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、この場合も、電磁波吸収用突起９Ｅ１，９Ｅ２の数が多い分、これら電磁波吸収用突起９Ｅ１，９Ｅ２が有効に作用する方向をより多く設定でき、シールド性を高めることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。

本発明の第１実施形態にかかる通信モジュールの斜視図。 本発明の第１実施形態にかかる通信モジュールの分解斜視図。 本発明の第１実施形態にかかる通信モジュールで用いられるカバーを裏面側から見た斜視図。 本発明の第１実施形態の変形例にかかる通信モジュールの分解斜視図。 本発明の第２実施形態にかかる通信モジュールで用いられるカバーを裏面側から見た斜視図。 本発明の第２実施形態の第１変形例にかかる通信モジュールで用いられるカバーを裏面側から見た斜視図。 本発明の第２実施形態の第２変形例にかかる通信モジュールで用いられるカバーを裏面側から見た斜視図。 本発明の第２実施形態の第３変形例にかかる通信モジュールで用いられるカバーを裏面側から見た斜視図。

符号の説明

１，１Ａ 通信モジュール
２ 回路基板
３，３Ａ〜３Ｅ カバー
３ａ 上面（外面）
３ｂ 側外面（外面）
３ｄ 内面
４ａ，４ｂ 導体パターン（アンテナ用導体膜）
５，５Ａ 回路素子（部品）
６ アンテナ素子（アンテナ）
７ シールド用導体膜
９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ１，９Ｄ２，９Ｅ１，９Ｅ２ 電磁波吸収用突起

Claims (4)

1. 部品が実装された回路基板と、
   立体回路部品として構成され、前記回路基板の部品実装部分を被覆するカバーと、
   を備え、
   前記カバーの内面にはシールド用導体膜が形成される一方、当該カバーの外面にはアンテナ用導体膜が形成されて信号を前記部品実装部分に伝達することを特徴とする通信モジュール。
2. 前記カバーの内面に電磁波吸収用突起を設けたことを特徴とする請求項１に記載の通信モジュール。
3. 前記カバーの母材が絶縁性樹脂材料によって成形されることを特徴とする請求項１または２に記載の通信モジュール。
4. 前記カバーの母材がシールド性を有するフィラーを含有する材料によって成形されることを特徴とする請求項１または２に記載の通信モジュール。

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