JP2014096667A - モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】外部との接続構成の多様化に対応することができるモジュールを提供することを目的とする。
【解決手段】モジュール１は、配線基板２と、配線基板２に設けられた複数の信号端子４ａを有するＲＦ−ＩＣ４と、配線基板２の一方主面に設けられた複数の接続端子６ａを有するコネクタ６と、配線基板２の他方主面に設けられた複数の実装用端子７と、配線基板２に設けられ、各信号端子４ａそれぞれについて、当該信号端子４ａを各接続端子６ａおよび各実装用端子７のうちの少なくとも１つの端子６ａ，７に接続する接続部とを備える。これにより、コネクタ６を介した外部接続および実装用電極７を用いた表面実装による外部接続の両方の接続態様を選択することができるため、外部との接続構成の多様化に対応することができるモジュール１を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線基板に外部接続用の端子が設けられたモジュールに関する。

従来より、図６に示すような配線基板１０１にコネクタ１０２が設けられた無線通信装置１００が知られている（特許文献１参照）。この無線通信装置１００は、配線基板１０１にアンテナが設けられることにより外部との無線通信を可能にする装置であり、配線基板１０１と、回路モジュール１０３と、短絡導体１０４と、コネクタ１０２と、給電導体１０５と、通信制御回路部１０６とを有する。

この場合、回路モジュール１０３は、回路基板１０３ａと該回路基板１０３ａの電磁シールドとして機能する導電性の筐体１０３ｂとを備え、回路基板１０３ａの回路電源は、配線基板１０１内に設けられた給電部に接続されることにより給電される。

また、短絡導体１０４は、回路モジュール１０３の筐体１０３ｂと半田付けにより接続されるとともに、コネクタ１０２を介して配線基板１０１の裏面に形成された基準電位の導体面に接続される。また、給電導体１０５は、短絡導体１０４が接続される筐体１０３の側面とは異なる側面に接続される。

また、通信制御回路１０６は、無線通信を行うために、信号の変復調や所定の通信プロトコルに従うための制御を行うものであり、信号入出力部１０６ａと、通信制御回路１０６ｂと、該通信制御回路１０６の電磁シールドとして機能する電磁シールド部１０６ｃとで構成される。このとき、信号入出力部１０６ａは、同軸線路で形成されており、その内部導体は給電導体１０５に半田付けされるとともに、その外部導体は、配線基板１０１に設けられたビア導体（図示せず）に接続される。

そして、配線基板１０１、回路モジュール１０３、短絡導体１０４、給電導体１０５が、上記したように接続されることで、回路モジュール１０３の筐体１０３ｂがアンテナとして機能する。

特開２００３−２９８４５５号（段落００１１〜００１７、図３等参照）

しかしながら、従来の無線通信装置１００では、回路モジュール１０３の筐体１０３ｂと、このモジュール１０３の外部の配線基板１０１の裏面に形成された基準電位の導体面とをコネクタ１０２を介して接続しているため、例えば、回路モジュール１０３の回路基板１０３ａを配線基板１０１に表面実装することにより、配線基板１０１の内部に形成されたビア導体を介して、回路モジュール１０３の筐体１０３ｂと、当該回路モジュール１０３の外部の配線基板１０１に形成された基準電位の導体面とを接続することができない。したがって、このような場合は、回路モジュール１０３の回路基板１０３の裏面等に表面実装用の端子を設けるなど、外部との接続仕様に応じて回路モジュール１０３の設計変更が必要になり、設計コストが増大するという問題が生じていた。

本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、外部との接続構成の多様化に対応したモジュールの提供を目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明のモジュールは、配線基板と、前記配線基板に設けられた複数の信号端子を有する信号入出力部と、前記配線基板の一方主面に設けられた複数の接続端子を有するコネクタと、前記配線基板の他方主面に設けられた複数の実装用端子と、前記配線基板に設けられ、前記各信号端子それぞれについて、当該信号端子を前記各接続端子および前記各実装用端子のうちの少なくとも１つの端子に接続する接続部とを備えることを特徴としている。

このように構成することにより、従来のモジュールのように、コネクタにより接続する方法および表面実装用の実装用端子により接続する方法のうちのどちらか一方で外部接続するのと異なり、両方の接続方法を用いて外部接続することができるため、モジュールの接続構成の多様化に対応することができる。

また、前記各接続端子は、前記各信号端子それぞれに対応して設けられ、前記各実装用端子は、前記各信号端子それぞれに対応して設けられ、前記接続部は、前記各信号端子それぞれについて、当該信号端子を対応する前記接続端子および対応する前記実装用端子の少なくとも一方に接続するようにしてもよい。このように構成することにより、例えば、信号入出力部の各信号端子が対応する接続端子および対応する実装用端子の両方に接続されている場合には、コネクタによる接続、および、表面実装用の実装用端子による接続のうちのいずれか一方を選択して外部接続を行うことができるため、モジュールを搭載するマザー基板等の接続構成に応じてモジュールの設計変更を行う必要がなく、モジュールの汎用性が向上する。

また、前記接続部は、前記接続端子および前記実装用端子の両方に接続される前記信号端子について、前記接続端子との接続状態および前記実装用端子との接続状態のうちの一方の導通／非導通を切換える切換手段を有するようにしてもよい。このように構成すると、接続端子および実装用端子のうちの使用しない端子については、切換手段により対応する信号端子との接続状態を非導通とすることにより、使用しない端子と信号端子とを接続する接続配線（不使用経路）と、使用する端子の接続配線（使用経路）とを分離することができるため、使用する端子に不使用の端子からノイズが混入するのを防止することができる。

また、前記切換手段は、スイッチであってもよい。このように構成することにより、信号端子の外部接続態様を、コネクタを介して行うのか、または、表面実装により行うのかを容易に選択することができる。

また、前記切換手段は、ジャンパチップであってもかまわない。このようにすることで、信号端子の外部との接続態様を、コネクタを介して行うのか、または、表面実装により行うのかの選択を安価な構成で行うことができる。

また、前記信号入出力部の少なくとも１つの前記信号端子は、前記コネクタを介して外部接続されるとともに、前記コネクタを介して外部接続される前記信号端子を除く少なくとも１つの前記信号端子は、前記実装用端子を介して外部接続されるようにしてもよい。このように構成することにより、例えば、高周波が使用されるモジュールの場合に、高周波信号（ＲＦ信号）が流れる信号端子を表面実装用の実装用端子により外部接続し、電源系の信号端子をコネクタにより外部接続するなど、信号入出力部の各信号端子と外部との接続を、コネクタによる接続および表面実装による接続の両方を利用した多彩な接続態様を実現することができる。

また、前記信号入出力部がＩＣであってもよい。このように構成することにより、信号入出力部がＩＣで形成されたモジュールに本発明を適用することができる。

本発明によれば、信号入出力部の複数の信号端子は、各々、接続部により配線基板の一方主面に設けられたコネクタの各接続端子および配線基板の他方主面に設けられた各実装用端子うちの少なくとも１つの端子に接続される。したがって、従来のモジュールのように、コネクタにより接続する方法および表面実装用の実装用端子により接続する方法のうちのどちらか一方で外部接続するのと異なり、両方の接続方法を用いて外部接続することができるため、モジュールと外部のマザー基板等との接続構成の多様化に対応することができる。

本発明の第１実施形態にかかるモジュールを説明するための図である。 図１のモジュールが備えるＲＦ−ＩＣの各端子と外部接続用のコネクタの接続端子および実装用端子との接続状態を説明するための図である。 本発明の第２実施形態にかかるモジュールを説明するための図である。 本発明の第３実施形態にかかるモジュールを説明するための図である。 本発明の第４実施形態にかかるモジュールを説明するための図である。 従来のモジュールを備えた無線通信装置の斜視図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態にかかるモジュールについて、図１および図２を参照して説明する。なお、図１はモジュールを説明するための図であり、（ａ）はモジュールの平面図、（ｂ）は底面図を示す。また、図２は、モジュールが備えるＲＦ−ＩＣの各信号端子と外部接続用のコネクタの接続端子および外部接続用の実装用端子との接続状態を説明するための図である。

この実施形態にかかるモジュール１は、無線通信を行う携帯電話機等に搭載されるアンテナモジュールであり、図１に示すように、配線基板２と、高周波信号（ＲＦ信号）の送受信を行うためのアンテナ３と、それぞれ配線基板２の表面（本発明における一方主面に相当）に実装されたＲＦ−ＩＣ（本発明における信号入出力部に相当）４、チップ部品５およびコネクタ６とを備える。

配線基板２は、エポキシ樹脂、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）、ガラス等で形成された多層基板であり、その表面や内部に配線電極（図示せず）やビア導体（図示せず）等が形成される。また、その裏面には、図１（ｂ）に示すように、外部のマザー基板等に接続するための複数の実装用端子７が形成される。これらの各実装用端子７は、ＲＦ−ＩＣ４の各信号端子４ａそれぞれに対応して設けられている。なお、配線基板２は、単層基板であってもかまわない。また、各実装用端子７として、ＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）電極やＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）電極等を用いることができる。

配線基板２の製造方法は、例えば、ＬＴＣＣ多層基板の場合、アルミナおよびガラスなどの混合粉末が有機バインダおよび溶剤などと一緒に混合されたスラリーがシート化されたセラミックグリーンシートを形成し、このセラミックグリーンシートの所定の位置に、レーザー加工などによりビアホールが形成され、形成されたビアホールにＡｇやＣｕなどを含む導体ペーストが充填されて、層間接続用のビア導体が形成され、導体ペーストによる印刷により種々の電極パターンが形成される。その後、各セラミックグリーンシートを積層、圧着することによりセラミック積層体を形成して、約１０００℃前後の低い温度で焼成する、所謂、低温焼成して製造される。

ＲＦ−ＩＣ４は、無線通信を行うために、ＲＦ信号の変復調を制御するものであり、アンテナ３に接続されるアンテナ端子と、それぞれ外部に接続される、電源供給用の電源端子および制御信号を供給するための制御端子等の電源系の端子およびＲＦ信号の入出力用のＲＦ信号端子等の複数の信号端子４ａを有する。

チップ部品５は、ＲＦ−ＩＣ４のアンテナ端子とアンテナ３との間のインピーダンス整合を行うための整合回路を構成するものであり、チップコンデンサやチップインダクタ等で形成される。なお、これらのチップ部品５を配線基板２の内部の配線電極等で形成してもかまわない。

コネクタ６は、ＲＦ−ＩＣ４の各信号端子４ａを外部のマザー基板等に接続するためのものであり、各信号端子４ａそれぞれに対応して設けられた複数の接続端子６ａを有する。

次に、ＲＦ−ＩＣ４の各信号端子４ａと、コネクタ６の接続端子６ａおよび実装用端子７との接続状態について、図２を参照して説明する。この実施形態では、ＲＦ−ＩＣ４の一の信号端子４ａは、図２に示すように、配線基板２の配線電極やビア導体で形成された配線パターン（本発明における接続部８に相当）により、対応するコネクタ６の接続端子６ａおよび対応する配線基板２の裏面に形成された実装用端子７の両方に接続されている。他の信号端子４ａも同様に、対応する接続端子６ａおよび対応する実装用端子７の両方に接続される。

なお、各信号端子４ａのうちの一部の信号端子４ａを接続端子６ａおよび実装用端子７の両方に接続し、他の信号端子４ａを一方の端子６ａ，７のみに接続するようにしてもよい。また、コネクタ６および実装用端子７それぞれにおいて、ＲＦ−ＩＣ４の各信号端子４ａのいずれにも接続されない端子があってもよい。

したがって、上記した実施形態によれば、配線基板２の表面に外部接続用のコネクタ６が設けられるとともに、裏面には外部接続用の複数の実装用端子７が設けられ、個々の信号端子４ａが、接続部８により対応するコネクタ６の接続端子６ａおよび対応する実装用端子７の両方に接続される。したがって、モジュール１の外部との接続方法として、コネクタ６により外部接続する方法、および、実装用端子７を用いた表面実装により外部接続する方法のうちのいずれかを選択することができるため、外部の接続構成に応じてモジュール１を設計変更する必要がなく、汎用性の高いモジュール１を提供することができる。

また、一部の信号端子４ａをコネクタ６により外部接続し、他の信号端子４ａを表面実装により外部接続するなど、モジュール１と外部のマザー基板等との多様な接続態様に対応することもできる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態にかかるモジュールについて、図３を参照して説明する。なお、図３は、モジュールに関し、当該モジュールが備えるＲＦ−ＩＣの各信号端子と外部接続用のコネクタの接続端子および外部接続用の実装用端子との接続状態を説明するための図である。

この実施形態にかかるモジュール１ａが、図１および図２を参照して説明した第１実施形態のモジュール１と異なるところは、接続部８ａが、コネクタ６の接続端子６ａおよび実装用端子７の両方に接続されるＲＦ−ＩＣ４の信号端子４ａについて、接続端子６ａとの接続状態および実装用端子７との接続状態のうちの一方の導通／非導通を切換える切換手段として、ジャンパチップ９を有する点である。その他の構成は、第１実施形態と同じであるため、同一符号を付すことにより説明を省略する。

この場合、接続部８ａにおいて、一の信号端子４ａと対応する実装用端子７とを接続する配線パターン上にジャンパチップ９が設けられる。このジャンパチップ９は、当該配線パターン上に半田付け等で接続されており、この状態では一の信号端子４ａと対応する実装用端子７とが導通しているが、取り外された状態では、非導通とすることができるものである。具体的には、信号端子４ａと実装用端子７とを接続する配線パターンはジャンパチップ９が設けられた部分で分断されており、ジャンパチップ９が分断された配線パターン同士を接続している。したがって、ジャンパチップ９が取り付けられた状態では、一の信号端子４ａは対応する接続端子６ａおよび対応する実装用端子７の両方に接続され、取り外された状態では、信号端子４ａと実装用端子７とを接続する配線パターンにおいて、ジャンパチップ９が設けられていた部分で非導通となり信号端子４ａは接続端子６ａのみに接続されることになる。

なお、ジャンパチップ９を、信号端子４ａとコネクタ６の接続端子６ａとを接続する配線パターン上に設ける構成であってもよく、実装用電極側および接続端子側の両方の配線パターン上に設ける構成であってもかまわない。また、対応する接続端子６ａおよび対応する実装用端子７の両方に接続される各信号端子４ａのうちの一部の信号端子４ａのみにジャンパチップ９を設けるようにしてもよい。

また、接続端子６ａおよび実装用端子７の両方に接続される信号端子４ａは、各信号端子４ａのうちの一部であってもよいし、全部であってもよい。

このように構成することにより、例えば、外部接続に使用しない一方の端子６ａ，７と信号端子４ａとを接続する配線パターンと、使用する他方の端子６ａ，７と信号端子４ａとを接続する配線パターンとを分離することができるため、使用しない端子６ａ，７側から使用する端子６ａ，７側へのノイズの混入を防止することができる。また、信号端子４ａにＲＦ信号が流れる場合には、使用しない配線パターンのスタブによる影響を抑制することもできる。また、ジャンパチップ９は安価であるため、一の信号端子４ａと接続端子６ａとの接続状態および実装用端子７との接続状態のうちの一方の導通／非導通を切換えるのに実用的である。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態にかかるモジュールについて、図４を参照して説明する。なお、図４は、モジュールに関し、当該モジュールが備えるＲＦ−ＩＣの各信号端子と外部接続用のコネクタの接続端子および外部接続用の実装用端子との接続状態を説明するための図である。

この実施形態にかかるモジュール１ｂが、図３を参照して説明した第２実施形態のモジュール１ａと異なるところは、接続部８ｂが、コネクタ６の接続端子６ａおよび実装用端子７の両方に接続されるＲＦ−ＩＣ４の信号端子４ａについて、接続端子６ａとの接続状態および実装用端子７との接続状態のうちの一方の導通／非導通を切換える切換手段として、スイッチ１０を有する点である。その他の構成は、第２実施形態と同じであるため、同一符号を付すことにより説明を省略する。

この場合、一の信号端子４ａが、配線基板２に設けられたスイッチ１０を介して対応するコネクタ６の接続端子６ａおよび対応する実装用端子７に接続され、当該スイッチ１０により、当該信号端子４ａと接続端子６ａとの接続状態の切換え、ならびに、当該信号端子４ａと実装用端子７との接続状態の切換えが行われる。

このように構成することにより、上記したように、不使用の端子６ａ，７に接続される配線パターンが使用する端子６ａ，７に接続される配線パターンに接続されることによる、ノイズの影響およびスタブによる影響を防止することができる。また、接続状態の切換えをスイッチ１０で行うため、信号端子４ａを接続端子６ａまたは実装用端子７に接続する切換えを容易に行うことができる。

＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態にかかるモジュールについて、図５を参照して説明する。なお、図５は、モジュールに関し、当該モジュールが備えるＲＦ−ＩＣの各信号端子と外部接続用のコネクタの接続端子および外部接続用の実装用端子との接続状態を説明するための図である。

この実施形態にかかるモジュール１ｃが、図１および図２を参照して説明した第１実施形態のモジュール１と異なるところは、図５に示すように、ＲＦ−ＩＣ４の各信号端子４ａのうち、一の信号端子４ａ１が接続部８ｃにより対応するコネクタ６の接続端子６ａに接続されるとともに、当該信号端子４ａと異なる他の一の信号端子４ａ２が接続部８ｃにより対応する実装用電極７に接続されている点である。その他の構成は第１実施形態と同じであるため、同一符号を付すことにより説明を省略する。

この場合、一の信号端子４ａ１は、接続部８ｃにおける配線パターンにより対応するコネクタ６の接続端子６ａにのみ接続されることで、コネクタ６を介して外部接続される。また、他の一の信号端子４ａ２は、接続部８ｃにおける配線パターンにより対応する実装用端子７のみに接続されることで外部接続される。また、両信号端子４ａ１，４ａ２を除く他の信号端子４ａも、各々、接続部８ｃにおける配線パターンにより、各接続端子６ａおよび各実装用端子７のうちの対応する１つの端子６ａ，７のみに接続される。

このように構成することにより、例えば、ＲＦ−ＩＣ４の各信号端子４ａのうちの電源端子や制御端子等の電源系の端子をコネクタ６の接続端子６ａに接続させて外部接続し、他のＲＦ信号端子を実装用端子７に接続させて外部接続するなど、多様な接続構成に対応することができる。また、電源系の端子をコネクタ６により外部接続することにより、外部のマザー基板等に電源系の端子用の配線パターンを形成する必要がなくなるため、マザー基板の配線構造の簡素化が可能になり、これにより、配線構造の設計の自由度の向上ならびに設計負荷の低減を図ることができる。

なお、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。

例えば、モジュール１，１ａ，１ｂ，１ｃに設けられるＩＣは、ＲＦ−ＩＣ４に限らず、パワーアンプやスイッチＩＣ等、種々のＩＣを用いることができる。

また、本発明は、上記した無線通信用のモジュール（アンテナモジュール）１，１ａ，１ｂ，１ｃに限らず、外部との接続を要する種々のモジュールに通用することができる。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ モジュール
２ 配線基板
４ ＲＦ−ＩＣ（信号入出力部）
４ａ，４ａ１，４ａ２ 信号端子
６ コネクタ
６ａ 接続端子
７ 実装用端子
８，８ａ，８ｂ，８ｃ 接続部
９ ジャンパチップ（切換手段）
１０ スイッチ（切換手段）

Claims (7)

1. 配線基板と、
   前記配線基板に設けられた複数の信号端子を有する信号入出力部と、
   前記配線基板の一方主面に設けられた複数の接続端子を有するコネクタと、
   前記配線基板の他方主面に設けられた複数の実装用端子と、
   前記配線基板に設けられ、前記各信号端子それぞれについて、当該信号端子を前記各接続端子および前記各実装用端子のうちの少なくとも１つの端子に接続する接続部と
   を備えることを特徴とするモジュール。
2. 前記各接続端子は、前記各信号端子それぞれに対応して設けられ、
   前記各実装用端子は、前記各信号端子それぞれに対応して設けられ、
   前記接続部は、前記各信号端子それぞれについて、当該信号端子を対応する前記接続端子および対応する前記実装用端子の少なくとも一方に接続することを特徴とする請求項１に記載のモジュール。
3. 前記接続部は、
   前記接続端子および前記実装用端子の両方に接続される前記信号端子について、前記接続端子との接続状態および前記実装用端子との接続状態のうちの一方の導通／非導通を切換える切換手段を有することを特徴とする請求項２に記載のモジュール。
4. 前記切換手段は、スイッチであることを特徴とする請求項３に記載のモジュール。
5. 前記切換手段は、ジャンパチップであることを特徴とする請求項３に記載のモジュール。
6. 前記信号入出力部の少なくとも１つの前記信号端子は、前記コネクタを介して外部接続されるとともに、前記コネクタを介して外部接続される前記信号端子を除く少なくとも１つの前記信号端子は、前記実装用端子を介して外部接続されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のモジュール。
7. 前記信号入出力部がＩＣであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のモジュール。

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