JP2012147403A

JP2012147403A - 高周波モジュール

Info

Publication number: JP2012147403A
Application number: JP2011006314A
Authority: JP
Inventors: Yuji Machida; 祐司町田
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2012-08-02
Also published as: EP2651041A1; EP2651041A4; US20130300614A1; WO2012096354A1; CN103299551A

Abstract

【課題】製造に係る工程やコストを削減しつつ薄型化に貢献することが可能な高周波モジュールを提供することを目的としている。
【解決手段】基板の一方の面に実装された部品と、前記一方の面に形成された前記部品と当該高周波モジュールが搭載される装置とを接続するための電極と、前記一方の面に前記部品を覆うように形成された第１絶縁層と、を有する高周波モジュールであって、前記電極は、少なくとも前記電極の一部が前記第１絶縁層の表面で前記第１絶縁層と連続するように形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、高周波信号を受信する高周波モジュールに関する。

従来の高周波モジュールの一つとして、基板の片面に部品を実装し、部品の実装面を金属性のシールドケースで覆う構成のものが知られている。この高周波モジュールでは、部品実装面の裏面に、高周波モジュールを通信装置本体へ接続するための電極が形成されている。また従来の高周波モジュールでは、基板の両面に部品が実装されており、部品実装部が金属性のシールドケースで覆われた構成のものも知られている。両面実装の高周波モジュールでは、シールドケース外側の基板に通信装置本体と高周波モジュールとを接続するためのピンが形成されており、基板上の配線パターンとピンとが接続されている。

上述の片面実装及び両面実装の高周波モジュールでは、シールドケースで基板を覆う構成であるため、高周波モジュールを薄型化するに当たり不都合であった。

そこで、薄型化を実現するための高周波モジュールとして、基板の片面の実装された部品を覆う樹脂モールド層を形成し、樹脂モールド層の上にシールド層を形成する構成のものがある。例えば特許文献１には、金属ケースを使用せず樹脂モールド層と金属層とが形成された回路モジュールが記載されている。

この構成の高周波モジュールの基板の実装面の裏面にも、通信装置本体と高周波モジュールとを接続するための電極が形成されている。よって通信装置本体の基板に高周波モジュールを直接接続することができる。

また樹脂モールド層を用いた高周波モジュールにおいて、両面実装を実現したものも知られている。図１０は、従来の高周波モジュールの一例を示す図である。図１０（Ａ）は、高周波モジュール１０の断面の概略を示す図であり、図１０（Ｂ）は高周波モジュール２０の断面の概略を説明する図である。

図１０（Ａ）の高周波モジュール１０において基板１１は、部品１２を実装するための実装部１１Ａと、高周波モジュール１０を通信装置本体に実装する際ための電極１３が形成される電極形成部１１Ｂとを有するように形成される。高周波モジュール１０では、電極形成部１１Ｂを形成することで通信装置本体と基板１１との間に空間１４を設け、この空間１４を利用して基板１１の両面に部品１２を実装している。さらに高周波モジュール１０では、基板１１の両面において、部品１２を覆う樹脂モールド層１５が形成される。このとき樹脂モールド層１５の厚さは、空間１４の高さＨ１よりも薄い。

図１０（Ｂ）の高周波モジュール２０において基板２１には、両面に部品２２が実装されている。また基板２１には、通信装置本体と接続する面に、高周波モジュール２０と通信装置本体とを接続するための電極となる半田ボール２３が形成されている。高周波モジュール２０では、半田ボール２３を形成することで通信装置本体と基板２１との間に空間２４を設け、この空間２４を利用して基板２１の両面に部品２２を実装している。さらに高周波モジュール２０では、基板２１の両面において部品２２を覆う樹脂モールド層２５が形成される。樹脂モールド層２５の厚さは、空間２４の高さＨ２よりも薄い。尚図示していないが、高周波モジュール１０、２０は、何れも樹脂モールド層の上にシールド層が形成されている。

このように、従来の樹脂モールド層を用いた高周波モジュールでは、基板の両面に部品を実装し、且つ高周波モジュールを通信装置本体の基板へ直接接続することができる構成のものもある。

特開２００４−１７２１７６号公報

しかしながら例えば図１０に示すような高周波モジュールでは、構成が複雑であるため、製造に係る工数やコストが増大するという問題点がある。

本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決すべくなされたものであり、製造に係る工程やコストを削減しつつ薄型化に貢献することが可能な高周波モジュールを提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、以下の如き構成を採用した。

本発明は、基板（１１０）の一方の面（１１０Ｂ）に実装された部品（１１２）と、前記一方の面（１１０Ｂ）に形成された前記部品（１１２）と当該高周波モジュール（１００）が搭載される装置とを接続するための電極（１１６）と、前記一方の面（１１０Ｂ）に前記部品（１１２）を覆うように形成された第１絶縁層（１１４）と、を有する高周波モジュール（１００）であって、
前記電極（１１６）は、少なくとも前記電極（１１６）の一部が前記第１絶縁層（１１４）の表面で前記第１絶縁層（１１４）と連続するように形成されている。

また本発明の高周波モジュールは、前記基板（１１０）の他方の面（１１０Ａ）に実装された部品（１１１）と、
前記他方の面（１１０Ａ）に実装された前記部品（１１１）を覆うように形成された第２絶縁層（１１３）と、を有する。

また本発明の高周波モジュールは、前記第２絶縁層（１１３）の表面に高周波信号を受信するためのアンテナパターン（１１９）が形成されている。

また本発明の高周波モジュールは、前記基板（１１０）の前記他方の面（１１０Ａ）に、高周波信号を受信するためのアンテナパターン（１１９）が形成されている。

なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。

本発明によれば、製造に係る工程やコストを削減しつつ薄型化に貢献することができる。

第一の実施形態の高周波モジュールを説明する図である。高周波モジュールのＡ−Ａ断面図である。第一の実施形態の高周波モジュールの製造方法について説明する図である。第一の実施形態の高周波モジュールの個片化を説明する図である。第二の実施形態の高周波モジュールの製造方法について説明する図である。第二の実施形態の高周波モジュールの電極部品を説明する図である。第三の実施形態の高周波モジュールを説明する第一の図である。第三の実施形態の高周波モジュールを説明する第二の図である。第四の実施形態の高周波モジュールを説明する図である。従来の高周波モジュールの一例を示す図である。

（第一の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第一の実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の高周波モジュールを説明する図である。

本実施形態の高周波モジュール１００は、回路基板に実装された電子部品が樹脂等に封止されて構成されている。本実施形態の高周波モジュール１００は、無線通信を行う通信装置に搭載されるものであり、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）装置、ワンセグチューナ装置、ＧＰＳ（Global Positioning System）装置等に搭載される。図２は、高周波モジュールのＡ−Ａ断面図である。

本実施形態の高周波モジュール１００は、回路基板１１０の一方の面１１０Ａと他方の面１１０Ｂとに電子部品１１１、１１２がそれぞれ実装されている。本実施形態の回路基板１１０は、例えばセラミックやエポキシ樹脂等から形成されている。また高周波モジュール１００では、面１１０Ａに実装された電子部品１１１を覆う絶縁層である樹脂モールド層１１３と、面１１０Ｂに実装された電子部品１１２を覆う絶縁層である樹脂モールド層１１４とが形成されている。さらに本実施形態の高周波モジュール１００では、面１１０Ｂ側に端子１１５と、端子１１５を樹脂モールド層１１４の外部へ引き出すための電極１１６とが形成されている。

尚本実施形態では図示していないが、樹脂モールド層１１３、１１４の表面は、ノイズ等の影響を遮蔽するシールド層となっていることが好ましい。

この端子１１５は、基板１１０に実装された電子部品１１１、１１２と接続されている。本実施形態では、高周波モジュール１００を通信装置に搭載する際に、電極１１６が通信装置側の基板と接続するように配置することで、基板１１０に実装された電子部品１１１、１１２と通信装置側の回路とを端子１１５、電極１１６を介して接続することができる。尚図３（Ａ）では図示していないが、面１１０Ａ及び面１１０Ｂに実装された電子部品１１１、１１２は、面１１０Ａ及び面１１０Ｂ上に形成された配線パターンにより端子１１５と接続されている。

図３は、第一の実施形態の高周波モジュールの製造方法について説明する図である。図３（Ａ）は、高周波モジュール１００における基板１１０の面１１０Ａと面１１０Ｂを説明する図である。面１１０Ａに実装された電子部品１１１は、例えば水晶発振器等を含む部品であっても良い。面１１０Ｂに実装された電子部品１１２は、通信に関わる部品や高周波モジュール１００の電源回路等であっても良い。本実施形態では、通信に関わる部品等を面１１０Ｂへ実装することで、高周波モジュール１００を通信装置へ搭載した際に電子部品１１２が面１１０Ｂと通信装置の基板との間に密封される。よって電子部品１１２に対するシールド効果の向上が期待できる。

基板１１０への電子部品１１１、１１２の実装が完了すると、図３（Ｂ）に示すように、面１１０Ａに対してモールド樹脂封止を行い、電子部品１１１を覆う樹脂モールド層１１３を形成する。また面１１０Ｂに対してもモールド樹脂封止を行い、電子部品１１２と端子１１５とを覆う樹脂モールド層１１４とを形成する。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

続いて図３（Ｃ）に示すように、樹脂モールド層１１４の表面において端子１１５と重なる領域１１５Ａに、端子１１５まで達する穴１１７を形成する。尚穴１１７を形成する加工は、例えばレーザ等により行うことが好ましい。続いて図３（Ｄ）に示すように、穴１１７に対してマスクを使用して銅ペーストを注入し、電極１１６を形成する。

このように本実施形態では、樹脂モールド層１１４に形成した穴１１７に銅ペーストを注入して電極１１６としている。したがって本実施形態の高周波モジュール１００では、図２に示すように樹脂モールド層１１４と電極１１６とが連続した状態で形成される。

本実施形態の高周波モジュール１００は、図４に示すように、複数個まとめて形成される。図３（Ａ）〜（Ｄ）に示す手順が完了した後に、複数個がそれぞれ個別の高周波モジュール１００として個片化される。図４は、第一の実施形態の高周波モジュールの個片化を説明する図である。

本実施形態の高周波モジュール１００は、以上のように形成することで、基板１１０の両面に電子部品１１１、１１２を実装しつつ、通信装置と接続するための電極１１６を樹脂モールド層１１４の表面に形成することができる。したがって、高周波モジュール１００を通信装置本体へ搭載する際に、電極１１６が形成された面が通信装置の基板へ接するように配置するだけで、高周波モジュール１００内の電子部品１１１、１１２と通信回路側の回路とを接続することができる。

また本実施形態の高周波モジュール１００は、基板１１０の両面に電子部品１１１、１１２を実装し且つ樹脂モールド層１１４と連続した電極１１６を形成する。このため本実施形態の高周波モジュール１００では、通信装置本体と基板１１０との間に両面実装するための空間を設ける加工が不要となり、製造工程やコストを低減できる。また本実施形態の高周波モジュール１００は、金属製のシールドケースを使用する必要がなく、両面実装とすることができるため、高周波モジュール１００全体の小型化及び薄型化に貢献することができる。

（第二の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第二の実施形態について説明する。本発明の第二の実施形態では、端子１１５を樹脂モールド層１１４の表面へ引き出すための電極を予め基板に実装しておく点のみ第一の実施形態と相違する。したがって以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図５は、第二の実施形態の高周波モジュールの製造方法について説明する図である。本実施形態の高周波モジュール１００Ａは、基板１１０に電極部品１１６Ａとなる部品を予め実装しておく。

図５（Ａ）に示すように、本実施形態の面１１０Ｂには、端子１１５が形成される位置に電極部品１１６Ａが実装されている。電極部品１１６Ａの形状の詳細は後述する。

本実施形態では、この状態で面１１０Ａに対してモールド樹脂封止を行い、電子部品１１１を覆うように樹脂モールド層１１３を形成する。また面１１０Ｂに対してもモールド樹脂封止を行い、電子部品１１２を覆うように樹脂モールド層１１４Ａを形成する。

本実施形態では、図５（Ｂ）に示すように、樹脂モールド層１１４Ａをシートモールド成形にて形成し、電極部品１１６Ａが樹脂モールド層１１４Ａから数十μメートル突出するようにした。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

本実施形態では、以上のようにして高周波モジュール１００Ａを形成することで、基板１１０の両面に電子部品１１１、１１２を実装しつつ、通信装置と接続するための電極部品１１６Ａを樹脂モールド層１１４Ａの表面と連続するように形成することができる。図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）を紙面に示す矢印方向から見た底面図である。

以下に図６を参照して本実施形態の電極部品１１６Ａの形状について説明する。図６は、第二の実施形態の高周波モジュールの電極部品を説明する図である。

図６（Ａ）は電極部品１１６Ａの例を示す第一の図である。電極部品１１６Ａは、例えば断面が四角形となる形状とした。電極部品１１６Ａは、基板１１０に半田面１１５Ａ
により接合されている。

図６（Ｂ）の電極部品１１６Ｂは、例えば断面にくぼみ１１８Ａが形成されるＨ字状とした。この形状にすることで、樹脂モールド層１１４Ａの形成時にモールド樹脂がくぼみ１１８Ａへ流れこむ。よって、例えばリフローにより高周波モジュール１００Ａを通信装置に実装する場合等に、電極部品１１６Ｂと面１１０Ｂとを接合する半田面１１５Ａが溶けることによる電極部品１１６Ｂの抜け落ちや電極部品１１６Ｂの配置のずれ等を防止できる。

図６（Ｃ）〜図６（Ｅ）は、図６（Ｂ）と同様に半田面１１５Ａが溶けることによる電極部品の抜け落ちや電極部品の配置のずれを防止するための電極部品の形状の例である。図６（Ｃ）の電極部品１１６Ｃは、凸部１１８Ｂを有する構成とした。図６（Ｄ）の電極部品１１６Ｄは、断面に半円型の凹部１１８Ｃを有する構成とした。図６（Ｅ）の電極部品１１６Ｅは、半田ボールにより構成される。本実施形態では、電極部品の形状を、電極部品と樹脂モールド層１１４Ａとが接する面積が大きくなる形状にすることが好ましい。

以上に説明したように、本実施形態の高周波モジュール１００Ａは、面１１０Ｂに電子部品１１２と電極部品とを実装してから樹脂モールド層１１４Ａを形成するため、通信装置本体と基板１１０との間に空間を設ける必要がなく、製造工程やコストを低減できる。また本実施形態の高周波モジュール１００Ａは、金属製のシールドケースを使用する必要がなく、両面実装とすることができるため、高周波モジュール１００全体の小型化及び薄型化に貢献することができる。

（第三の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第三の実施形態について説明する。本発明の第三の実施形態では、高周波モジュールとアンテナとを一体的に形成する点が第一の実施形態と相違する。よって以下の第三の実施形態の説明では、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図７は、第三の実施形態の高周波モジュールを説明する第一の図である。図７に示す高周波モジュール１００Ｂは、樹脂モールド層１１３の表面にアンテナ１１９と、端子１１５とアンテナ１１９とを接続するための表層パターン１２０とが形成されている。

尚図７では、第一の実施形態の高周波モジュール１００にアンテナ１１９と表層パターン１２０とを形成した例を示したが、第二の実施形態の高周波モジュール１００Ａにも同様にアンテナ１１９と表層パターン１２０とを形成することができる。

図８は、第三の実施形態の高周波モジュールを説明する第二の図である。図８に示す高周波モジュール１００Ｃでは、基板１１０の面１１０Ａに電子部品１１１と共にアンテナ１１９と表層パターン１２０とが形成されている。尚図８の構成は、基板１１０の面１１０Ｂに電極部品１１６Ａを実装した形態にも適用される。

また本実施形態のアンテナ１１９及び表層パターン１２０は、例えば高周波モジュール１００Ｃの製造工程において形成されても良い。例えば、図４に示すように、高周波モジュール１００Ｃが複数個まとまった状態であるときに、アンテナ１１９及び表層パターン１２０を一括して形成しても良い。

（第四の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第四の実施形態について説明する。本発明の第四の実施形態では、高周波モジュールがコネクタに接合された状態で通信装置に搭載される形態を示す。以下の第四の実施形態において、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

図９は、第四の実施形態の高周波モジュールを説明する図である。本実施形態では、通信装置の基板に実装されるコネクタ２００へ高周波モジュール１００が収納される。

コネクタ２００には、ピン２１０と電極２２０とが形成されている。コネクタ２００に高周波モジュール１００が収納されると、電極１１６がピン２１０と圧接し、高周波モジュール１００とコネクタ２００とが接続される。電極２２０は、ピン２１０と一体的に形成されており、ピン２１０を介して電極１１６と接続される。

このように高周波モジュール１００をコネクタ２００に収納可能とすれば、例えば高周波信号を受信するための認証として、高周波モジュールのコネクタ接続が要求される場合にも対応することができる。

尚図９では、第一の実施形態の高周波モジュール１００をコネクタ２００に収納した例を説明したが、第二の実施形態及び第三の実施形態の高周波モジュール１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃも同様に適用することができる。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ高周波モジュール
１１０基板
１１１、１１２電子部品
１１３、１１４樹脂モールド層
１１５端子
１１６電極
１１６Ａ電極部品

Claims

基板の一方の面に実装された部品と、前記一方の面に形成された前記部品と当該高周波モジュールが搭載される装置とを接続するための電極と、前記一方の面に前記部品を覆うように形成された第１絶縁層と、を有する高周波モジュールであって、
前記電極は、少なくとも前記電極の一部が前記第１絶縁層の表面で前記第１絶縁層と連続するように形成されている高周波モジュール。
前記基板の他方の面に実装された部品と、
前記他方の面に実装された前記部品を覆うように形成された第２絶縁層と、を有する請求項１記載の高周波モジュール。
前記第２絶縁層の表面に高周波信号を受信するためのアンテナパターンが形成されている請求項２記載の高周波モジュール。
前記基板の前記他方の面に、
高周波信号を受信するためのアンテナパターンが形成されている請求項２記載の高周波モジュール。