JP2017034293A - Radio module - Google Patents

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公一 瀬古
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安武 矢口
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Katsumi Otani
克実 大谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio module that improves communication sensitivity without making it larger, and allows the directivity of an antenna to be adjusted over a wide range in tune with the characteristic of a product.SOLUTION: A radio module 1 mounted on a base plate 10 of another product comprises an antenna element 3, an electronic component 4, and a module base plate 2 mounting the antenna element 3 and the electronic component 4. The top surface of the antenna element 3 forms an inclination angle with the mounting surface of the radio module 1 to the base plate 10 of the other product.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、アンテナ素子が実装された無線モジュールに関する。   The present disclosure relates to a wireless module in which an antenna element is mounted.

近年、携帯電話やコンピューターなどの情報処理機器等の普及にともなって、機器の小型化・高性能化への要望が高くなっている。これらの機器には無線モジュールが実装されており、要望を実現するために無線モジュールも小型化・高密度化・高速化が求められ、加えて、半導体チップに形成される集積回路の高集積化や処理速度の高速化にともなって、データ通信の高速化が求められている。特に、携帯端末においては、機器間通信の無線化が進み、動画などの大容量データの送受信の無線化要望が高まっている。この高速無線通信では、ミリ波やマイクロ波といった高周波信号を用いるため、他の電子機器への影響を考慮する必要性があり、データの送受信を行うアンテナの通信感度と指向性が重要となる。特に、信号の放射範囲を限定するアンテナの指向性は重要で、所望する向きへ調整できることは、モジュール設計の最も重要なポイントである。   In recent years, with the spread of information processing devices such as mobile phones and computers, there is a growing demand for smaller and higher performance devices. These devices are equipped with wireless modules, and in order to realize the demand, wireless modules are also required to be smaller, higher density, and faster, and in addition, higher integration of integrated circuits formed on semiconductor chips As data processing speed increases, data communication speed is required to increase. In particular, in mobile terminals, wireless communication between devices has progressed, and there is an increasing demand for wireless transmission / reception of large-capacity data such as moving images. In this high-speed wireless communication, since high-frequency signals such as millimeter waves and microwaves are used, it is necessary to consider the influence on other electronic devices, and the communication sensitivity and directivity of the antenna that transmits and receives data are important. In particular, the directivity of the antenna that limits the radiation range of the signal is important, and being able to be adjusted to a desired orientation is the most important point in the module design.

なお、通信感度とは、アンテナによる信号の送信の良好性を表す送信感度と、同じく受信の良好性を表す受信感度を総称している。   Note that the communication sensitivity is a generic term for transmission sensitivity representing the goodness of signal transmission by the antenna and reception sensitivity representing the goodness of reception.

図１２は、特許文献１の従来技術における無線モジュール１００と、それが実装された製品の基板２００とを示す断面図である。図１２の無線モジュール１００は、モジュール基板１１０と、枠基板１２０とを備える。またモジュール基板１１０の上面には、パターン型のアンテナ素子１３０が実装されており、モジュール基板１１０の下面には、アンテナ素子１３０のアンテナ性能を調整する調整部品１４０が設置される。調整部品１４０は、アンテナ素子１３０に対して対になるＧＮＤ電極である。調整部品１４０は、例えば、半田の実装用ランド１５０によりモジュール基板１１０の下面に固定される。アンテナ素子１３０と調整部品１４０は、全体としてアンテナを構成する。   FIG. 12 is a cross-sectional view showing the wireless module 100 in the prior art of Patent Document 1 and a product substrate 200 on which the wireless module 100 is mounted. The wireless module 100 in FIG. 12 includes a module substrate 110 and a frame substrate 120. A pattern type antenna element 130 is mounted on the upper surface of the module substrate 110, and an adjustment component 140 for adjusting the antenna performance of the antenna element 130 is installed on the lower surface of the module substrate 110. The adjustment component 140 is a GND electrode that is paired with the antenna element 130. The adjustment component 140 is fixed to the lower surface of the module substrate 110 by a solder mounting land 150, for example. The antenna element 130 and the adjustment component 140 constitute an antenna as a whole.

これまではアンテナ素子１３０の調整をするためには無線モジュール１００を再設計する必要があったが、この構成によりアンテナ素子１３０のＧＮＤ電極である調整部品１４０を調整することにより、無線モジュール１００の全体の構成を変更することなく、アンテナ素子１３０の特性を調整することが可能になる。   Until now, it was necessary to redesign the wireless module 100 in order to adjust the antenna element 130. By adjusting the adjustment component 140, which is the GND electrode of the antenna element 130, by this configuration, the wireless module 100 can be adjusted. The characteristics of the antenna element 130 can be adjusted without changing the overall configuration.

特開２０１３−１３８３７９号公報JP 2013-138379 A

図１３は、従来技術における無線モジュールのアンテナ指向性を示す説明図である。同図において電波の放射強度（または受信感度）が最大の方向と製品の基板２００とのなす角を角度αとする。特許文献１の従来技術においては、角度αが、０°（水平）に近づくと、通信感度が劣化することから、角度αには限界がある。例えば、角度αを０°付近にすることができない。   FIG. 13 is an explanatory diagram showing the antenna directivity of the wireless module in the prior art. In the figure, an angle formed between a direction in which the radio wave radiation intensity (or reception sensitivity) is maximum and the substrate 200 of the product is defined as an angle α. In the prior art of Patent Document 1, since the communication sensitivity deteriorates when the angle α approaches 0 ° (horizontal), the angle α has a limit. For example, the angle α cannot be around 0 °.

また、従来技術である、アンテナ素子のパターン変更や、基板の誘電率の変更による角度αの調整にも限界があり、調整可能な範囲が狭い。   Further, there is a limit to the adjustment of the angle α by changing the pattern of the antenna element or the change of the dielectric constant of the substrate, which is a conventional technique, and the adjustable range is narrow.

また、アンテナ素子が信号を送受信する場合、対象物の方向から見たアンテナ素子の投影面積を広くすることにより、通信感度を改善することが出来るため、アンテナ素子を大型化することで通信感度を高めることが可能である。しかし、アンテナ素子の大型化は実装面積の増大や無線モジュールの大型化を招き、製品の小型化や低背化の弊害になってしまう。また、消費エネルギーも大きく、製品の消費電力の増大や、電流の増加による温度の上昇など、使用上・信頼性上の課題が発生する可能性がある。   In addition, when the antenna element transmits and receives signals, the communication sensitivity can be improved by widening the projected area of the antenna element viewed from the direction of the object. Therefore, the communication sensitivity can be improved by increasing the size of the antenna element. It is possible to increase. However, an increase in the size of the antenna element leads to an increase in the mounting area and an increase in the size of the wireless module, which is an adverse effect of reducing the size and height of the product. In addition, energy consumption is large, which may cause problems in use and reliability, such as an increase in power consumption of the product and an increase in temperature due to an increase in current.

製品の小型化・低消費電力化・高速化の実現に向けて通信感度を改善するためには、アンテナ素子から放射される信号を所望する方向へ調整できることが重要であり、従来技術では、製品の仕様・目的に合わせた通信感度を十分に得ることが出来ない。   In order to improve communication sensitivity to achieve product miniaturization, low power consumption, and high speed, it is important to be able to adjust the signal radiated from the antenna element in the desired direction. It is not possible to obtain sufficient communication sensitivity that meets the specifications and purposes of the.

本開示は、上記従来の問題点を解決するもので、無線モジュールを大型化することなく通信感度を向上させるため、製品の特性に合わせて角度αの調整可能な範囲を広げる無線モジュールを提供することを目的とする。   The present disclosure solves the above-described conventional problems, and provides a wireless module that expands the adjustable range of the angle α according to the characteristics of the product in order to improve communication sensitivity without increasing the size of the wireless module. For the purpose.

本開示における無線モジュールは、回路基板上に実装される無線モジュールであって、アンテナ素子と、電子部品と、前記アンテナ素子および前記電子部品を搭載するモジュール基板とを備え、前記アンテナ素子の上面が、前記回路基板への前記無線モジュールの実装面に対して傾斜角度を持っている。   A wireless module according to the present disclosure is a wireless module mounted on a circuit board, and includes an antenna element, an electronic component, and a module substrate on which the antenna element and the electronic component are mounted. And an inclination angle with respect to the mounting surface of the wireless module on the circuit board.

本開示における無線モジュールは、無線モジュールの製品基板への実装面とアンテナ素子の上面が、傾斜角を持って配置されているため、電波の放射強度（または受信感度）が強い方向を広い範囲で調整することができ、つまり、調整可能な範囲を広げることができ、従来実現不可能であった方向、角度に対してもアンテナ素子からの信号の放射が可能になる。   In the wireless module according to the present disclosure, since the mounting surface of the wireless module on the product substrate and the upper surface of the antenna element are arranged with an inclination angle, the direction in which the radio wave radiation intensity (or reception sensitivity) is high is wide. It is possible to adjust, that is, the adjustable range can be widened, and the signal can be radiated from the antenna element with respect to the direction and angle that cannot be realized in the past.

実施の形態１に係る無線モジュール、および、それを実装する製品の基板の構成例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structural example of the board | substrate of the radio | wireless module which concerns on Embodiment 1, and the product which mounts it. 実施の形態１に係る無線モジュールの構成例示す立体斜視図である。3 is a three-dimensional perspective view illustrating a configuration example of a wireless module according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る無線モジュールのアンテナ素子の配置を示す斜視図である。3 is a perspective view showing an arrangement of antenna elements of the wireless module according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る無線モジュールのアンテナ指向性を示す説明図である。6 is an explanatory diagram illustrating antenna directivity of the wireless module according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態２に係る無線モジュール、および、それを実装する製品の基板の構成例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structural example of the radio | wireless module which concerns on Embodiment 2, and the board | substrate of the product which mounts it. 実施の形態３に係る無線モジュール、および、それを実装する製品の基板の構成例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structural example of the radio | wireless module which concerns on Embodiment 3, and the board | substrate of the product which mounts it. 実施の形態４に係る無線モジュール、および、それを実装する製品の基板の構成例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structural example of the board | substrate of the radio | wireless module which concerns on Embodiment 4, and the product which mounts it. 実施の形態５に係る無線モジュール、および、それを実装する製品の基板の構成例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structural example of the radio | wireless module which concerns on Embodiment 5, and the board | substrate of the product which mounts it. 実施の形態６に係る無線モジュール、および、それを実装する製品の基板の構成例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structural example of the radio | wireless module which concerns on Embodiment 6, and the board | substrate of the product which mounts it. 実施の形態７に係る無線モジュール、および、それを実装する製品の基板の構成例を模式的に示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration example of a wireless module according to Embodiment 7 and a substrate of a product on which the wireless module is mounted. 実施の形態８に係る無線モジュール、および、それを実装する製品の基板の構成例を模式的に示す断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a wireless module according to Embodiment 8 and a substrate of a product on which the wireless module is mounted. 従来技術における無線モジュールと、それが実装された製品の基板とを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the radio | wireless module in a prior art, and the board | substrate of the product in which it was mounted. 従来技術における無線モジュールのアンテナ指向性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the antenna directivity of the radio | wireless module in a prior art.

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, more detailed description than necessary may be omitted. For example, detailed descriptions of already well-known matters and repeated descriptions for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid the following description from becoming unnecessarily redundant and to facilitate understanding by those skilled in the art.

なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。   The inventor (s) provides the accompanying drawings and the following description in order for those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and is intended to limit the subject matter described in the claims. Not what you want.

（実施の形態１）
以下、図１〜図４を用いて、実施の形態１を説明する。 (Embodiment 1)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図１は、実施の形態１に係る無線モジュール、および、それを実装する製品の基板１０の構成例を模式的に示す断面図である。図２は、実施の形態１に係る無線モジュールの構成例を示す立体斜視図である。この無線モジュール１は、第一基板２ａと第二基板２ｂとを含むモジュール基板２、アンテナ素子３、電子部品４、枠基板５、バンプ６、封止部８、で構成され、製品の基板１０（回路基板）に実装されている。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration example of a wireless module according to Embodiment 1 and a substrate 10 of a product on which the wireless module is mounted. FIG. 2 is a three-dimensional perspective view illustrating a configuration example of the wireless module according to the first embodiment. The wireless module 1 includes a module substrate 2 including a first substrate 2a and a second substrate 2b, an antenna element 3, an electronic component 4, a frame substrate 5, a bump 6, and a sealing portion 8, and a product substrate 10 It is mounted on (circuit board).

第一基板２ａは、たとえばアンテナ素子への配線がなされた多層基板であり、第一基板２ａの上面（図１における上面）には、アンテナ素子３が実装されている。第一基板２ａの内部には、アンテナ素子３のＧＮＤになるＧＮＤプレーン（図示略）が内蔵されている。アンテナ素子３とＧＮＤプレーンは全体としてアンテナを構成する。   The first substrate 2a is, for example, a multilayer substrate on which wiring to the antenna element is made, and the antenna element 3 is mounted on the upper surface (the upper surface in FIG. 1) of the first substrate 2a. A GND plane (not shown) serving as the GND of the antenna element 3 is built in the first substrate 2a. The antenna element 3 and the GND plane constitute an antenna as a whole.

また第一基板２ａの上面および下面には、接続端子として機能する複数のバンプ６が接合されている。バンプ６は導電体であり、例えばはんだボールであってもよい。   A plurality of bumps 6 functioning as connection terminals are bonded to the upper and lower surfaces of the first substrate 2a. The bump 6 is a conductor, and may be a solder ball, for example.

アンテナ素子３は、たとえば配線によるアンテナパターンにより形成されるパッチアンテナである。   The antenna element 3 is a patch antenna formed by an antenna pattern made of wiring, for example.

第二基板２ｂは、電子部品４への配線がなされた多層基板であり、第二基板２ｂの下面（図１における下面）には、電子部品４が実装されている。   The second substrate 2b is a multilayer substrate on which wiring to the electronic component 4 is made, and the electronic component 4 is mounted on the lower surface (the lower surface in FIG. 1) of the second substrate 2b.

電子部品４は、たとえば半導体チップであり、バンプ６を介して第二基板２ｂにフリップチップ実装されている。電子部品４は、表面を第二基板２ｂ側に向けて実装されており、電子部品４と第二基板２ｂとはバンプ６により電気的に接続されている。また第二基板２ｂの上面および下面には、接続端子として機能する複数のバンプ６が接合されている。   The electronic component 4 is, for example, a semiconductor chip, and is flip-chip mounted on the second substrate 2b via bumps 6. The electronic component 4 is mounted with the surface facing the second substrate 2 b, and the electronic component 4 and the second substrate 2 b are electrically connected by bumps 6. A plurality of bumps 6 functioning as connection terminals are joined to the upper and lower surfaces of the second substrate 2b.

バンプ６はボール状の導電体であり、たとえば半田ボールを用いることが出来る。   The bump 6 is a ball-shaped conductor, and for example, a solder ball can be used.

枠基板５は、第二基板２ｂの外周を口形状に取り囲む枠基板であり、たとえば、第二基板２ｂと同種の材料により構成される。枠基板５の断面形状は、中央部がくり抜かれた矩形形状である。枠基板５は、たとえば、打ち抜き加工やくり抜き加工等の加工方法を用いて樹脂基材を所定の形状に加工されたものであってもよい。また複数の樹脂基材を組み合わせて中央部に穴の開いた形状に加工されたものであってもよい。   The frame substrate 5 is a frame substrate that surrounds the outer periphery of the second substrate 2b in a mouth shape, and is made of, for example, the same kind of material as that of the second substrate 2b. The cross-sectional shape of the frame substrate 5 is a rectangular shape with a central portion cut out. The frame substrate 5 may be obtained by processing a resin base material into a predetermined shape using a processing method such as punching or punching. Moreover, what was processed into the shape which opened the hole in the center part combining several resin base materials may be used.

また枠基板５は、第二基板２ｂと製品の基板１０とを電気的に接合するためにビア７が形成されている。ビア７は、たとえば、枠基板５を貫通するスルーホールの内壁を被覆する導電膜である。導電膜は、たとえばスルーホールめっき金属膜とする。なお、ビア７は、スルーホールめっき金属膜のような中空な構造のものには限られず、たとえば、枠基板５を貫通するスルーホールの内部全体に埋め込まれた導電材料からなる中実の電極としてもよい。   The frame substrate 5 is formed with vias 7 for electrically joining the second substrate 2b and the product substrate 10 together. The via 7 is, for example, a conductive film that covers an inner wall of a through hole that penetrates the frame substrate 5. The conductive film is, for example, a through-hole plated metal film. The via 7 is not limited to a hollow structure such as a through-hole plated metal film. For example, the via 7 is a solid electrode made of a conductive material embedded in the entire through-hole penetrating the frame substrate 5. Also good.

第二基板２ｂと枠基板５を電気的に接続した後、封止部８を実装する。   After the second substrate 2b and the frame substrate 5 are electrically connected, the sealing portion 8 is mounted.

封止部８は、第一基板２ａと第二基板２ｂとを電気的に接合するためにビア７ａが形成されている樹脂基材であり、封止部８の上面（図１における上面）には、封止部８の下面（図１における下面）に対して傾斜角βを有した形状になっている。封止部８は、たとえば、封止金型の内部形状に傾斜角βをつけることにより成型されたものであってもよい。また研磨等の加工方法を用いて樹脂基材を所定の形状に加工されたものであってもよい。ビア７ａは、たとえば、封止部８をアンテナ素子３の搭載面から反対側の面まで貫通するスルーホールであり、内部には導電性物質が埋め込まれて形成されている。また、ビア７ａは貫通孔表面に金属薄膜を形成した構造でも良い。ビア７ａは主軸を有する柱形状であってもよい。   The sealing portion 8 is a resin base material in which a via 7a is formed to electrically join the first substrate 2a and the second substrate 2b, and is on the upper surface (the upper surface in FIG. 1) of the sealing portion 8. Is in a shape having an inclination angle β with respect to the lower surface of the sealing portion 8 (the lower surface in FIG. 1). The sealing part 8 may be molded by, for example, adding an inclination angle β to the internal shape of the sealing mold. Moreover, what processed the resin base material into the defined shape using processing methods, such as grinding | polishing, may be used. The via 7a is, for example, a through hole that penetrates the sealing portion 8 from the mounting surface of the antenna element 3 to the opposite surface, and is formed with a conductive material embedded therein. The via 7a may have a structure in which a metal thin film is formed on the surface of the through hole. The via 7a may have a column shape having a main axis.

封止部８を第二基板２ｂ上に成型した後、第二基板２ｂの上面に配置されたバンプ６と接続するようにビア７ａを形成することにより、第二基板２ｂの配線、および実装された電子部品４と封止部８に形成されたビア７ａが電気的に接続される。   After the sealing portion 8 is molded on the second substrate 2b, the vias 7a are formed so as to be connected to the bumps 6 arranged on the upper surface of the second substrate 2b. The electronic component 4 and the via 7a formed in the sealing portion 8 are electrically connected.

第一基板２ａを封止部８の上面に実装し、第一基板２ａの下面に配置されたバンプ６と封止部８に形成されたビア７ａを接続することにより、第一基板２ａと第二基板２ｂは封止部８のビア７ａによる電気的に接続される。また、アンテナ素子３は電子部品４と電気的に接続される。   By mounting the first substrate 2a on the upper surface of the sealing portion 8 and connecting the bumps 6 disposed on the lower surface of the first substrate 2a and the vias 7a formed in the sealing portion 8, the first substrate 2a and the first substrate 2a The two substrates 2b are electrically connected by the via 7a of the sealing portion 8. The antenna element 3 is electrically connected to the electronic component 4.

封止部８の上面は下面に対して傾斜角を有しているため、第一基板２ａは第二基板２ｂに対して、傾斜角を持った状態で実装される。   Since the upper surface of the sealing part 8 has an inclination angle with respect to the lower surface, the first substrate 2a is mounted with an inclination angle with respect to the second substrate 2b.

第一基板２ａ、封止部８、第二基板２ｂによりモジュール基板２が構成され、モジュール基板２の第二基板２ｂと枠基板５は接合されており、キャビティ構造になっている。   The module substrate 2 is configured by the first substrate 2a, the sealing portion 8, and the second substrate 2b, and the second substrate 2b of the module substrate 2 and the frame substrate 5 are joined to form a cavity structure.

無線モジュール１は、バンプ６により製品の基板１０にはんだ付けされる。   The wireless module 1 is soldered to the product substrate 10 by the bumps 6.

無線モジュール１は、本構成をもちいることにより、製品の基板１０と物理的、電気的に接続される。また、第一基板２ａは製品の基板１０の実装面に対して傾斜角βをもっているため、第一基板２ａに実装されたアンテナ素子３も傾斜角βを持って配置される。   The wireless module 1 is physically and electrically connected to the product substrate 10 by using this configuration. Since the first substrate 2a has an inclination angle β with respect to the mounting surface of the product substrate 10, the antenna element 3 mounted on the first substrate 2a is also arranged with the inclination angle β.

無線モジュール１を搭載する製品の基板１０の実装面とアンテナ素子３が、傾斜角βを持って配置されているため、アンテナの指向性と製品の基板との角度αが、従来の技術では通信感度が劣化してしまう角度であっても製品の目的に応じた通信感度を得ることが可能になる。   Since the mounting surface of the substrate 10 of the product on which the wireless module 1 is mounted and the antenna element 3 are arranged with the inclination angle β, the antenna directivity and the angle α between the product substrate and the conventional technology are communication. Even at an angle at which the sensitivity deteriorates, it is possible to obtain communication sensitivity according to the purpose of the product.

また、通信感度の向上に伴い、アンテナ素子３を大型化する必要がなくなるため、無線モジュール１の小型化が可能になり、製品の小型化や低背化が可能になる。   Further, as the communication sensitivity is improved, it is not necessary to increase the size of the antenna element 3, so that the wireless module 1 can be reduced in size, and the product can be reduced in size and height.

また、第一基板２ａと第二基板２ｂの間に封止部８が構成される構造となることより、アンテナ素子３と電子部品４の間隔を離すことが可能となる。この構成により、電子部品４から発生した電気的ノイズがアンテナ素子３へ与える影響を抑制するとともに、アンテナ素子３からの電子部品４へのノイズを抑制し、アンテナ素子３と電子部品４の安定動作を実現することが可能になる。   Further, since the sealing portion 8 is configured between the first substrate 2a and the second substrate 2b, the distance between the antenna element 3 and the electronic component 4 can be increased. With this configuration, the influence of electrical noise generated from the electronic component 4 on the antenna element 3 is suppressed, and noise from the antenna element 3 to the electronic component 4 is suppressed, so that stable operation of the antenna element 3 and the electronic component 4 is achieved. Can be realized.

図３は、無線モジュールのアンテナ素子の配置を示す斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view showing the arrangement of the antenna elements of the wireless module.

図３では、アンテナ素子３は、第一基板２ａの上面において、２×２のアレー構成となっている。なお、２×２のアレー構成は一例であり、１つのパターンを用いて構成されていても、より多数のパターンが配列されていてもよい。なお、多数のパターンが配列された方が、アンテナの通信感度は良好になる。   In FIG. 3, the antenna element 3 has a 2 × 2 array configuration on the upper surface of the first substrate 2a. Note that the 2 × 2 array configuration is an example, and a single pattern may be used, or a larger number of patterns may be arranged. The communication sensitivity of the antenna is better when a large number of patterns are arranged.

また、アンテナ素子３の形状、配置位置の変更や、第一基板２ａの誘電率を変更することにより、アンテナ素子３から放射信号の方向、角度を変化させることが出来る。   Further, the direction and angle of the radiation signal from the antenna element 3 can be changed by changing the shape and arrangement position of the antenna element 3 and changing the dielectric constant of the first substrate 2a.

図１３に示したように、従来技術においては、アンテナと基板、および無線モジュールの実装面は実質的に平行であり、傾斜角を有していないため、アンテナの指向性と製品の基板との角度αが０°（水平）に近づくと、通信感度が劣化することから、角度αには限界がある。   As shown in FIG. 13, in the prior art, the mounting surface of the antenna, the substrate, and the wireless module are substantially parallel and do not have an inclination angle. When the angle α approaches 0 ° (horizontal), the communication sensitivity deteriorates, so the angle α has a limit.

図４は、実施の形態１に係る無線モジュールのアンテナ指向性を示す説明図である。同図において電波の放射強度（または受信感度）が最大の方向と製品の基板１０とのなす角を角度αとする。言い換えれば、角度αは、強い指向性をもつ方向と製品の基板１０とのなす角である。また、アンテナ素子３の上面と製品の基板１０とのなす角を角度βとする。   FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating antenna directivity of the wireless module according to the first embodiment. In the figure, an angle formed between the direction in which the radio wave radiation intensity (or reception sensitivity) is maximum and the substrate 10 of the product is defined as an angle α. In other words, the angle α is an angle formed between a direction having strong directivity and the substrate 10 of the product. Further, an angle formed between the upper surface of the antenna element 3 and the substrate 10 of the product is an angle β.

本実施の形態では、第一基板２ａが製品の基板１０と傾斜角βを有して配置されているため、製品の特性に合わせて角度αを広い範囲で調整することが可能であり、通信感度を改善することが可能になる。また、角度αを０°付近に調整することも可能になる。   In the present embodiment, since the first substrate 2a is arranged with the product substrate 10 and the inclination angle β, it is possible to adjust the angle α in a wide range in accordance with the characteristics of the product. Sensitivity can be improved. It is also possible to adjust the angle α to around 0 °.

以上のように、本実施の形態において、無線モジュール１は、アンテナ素子３の上面（機能面）と無線モジュールの製品基板への実装面とで傾斜角を有する。   As described above, in the present embodiment, the wireless module 1 has an inclination angle between the upper surface (functional surface) of the antenna element 3 and the mounting surface of the wireless module on the product substrate.

これにより、電波の放射強度（または受信感度）が最大の方向と製品基板との角度αを０°（水平）にしても通信感度が劣化することがない。すなわち、アンテナ素子のパターン変更や調整部品で調整してもなお通信感度が劣化する領域が発生していた従来技術の課題を解消し、強い指向性をもつ方向を広い範囲で調整することを可能にするので、製品の目的に応じた通信感度を得ることが可能になる。また、通信感度の向上に伴い、アンテナ素子を大型化する必要がなくなるため、無線モジュールの小型化が可能になり、製品の小型化や低背化が可能になる。   Thereby, even if the angle α between the direction in which the radio wave radiation intensity (or reception sensitivity) is maximum and the product substrate is 0 ° (horizontal), the communication sensitivity does not deteriorate. In other words, it is possible to eliminate the problems of the prior art where the communication sensitivity deteriorates even when the antenna element pattern is changed or adjusted with adjustment parts, and to adjust the direction with strong directivity over a wide range. Therefore, it is possible to obtain communication sensitivity according to the purpose of the product. Further, with the improvement in communication sensitivity, it is not necessary to increase the size of the antenna element, so that the wireless module can be reduced in size, and the product can be reduced in size and height.

（実施の形態２）
以下、図５を用いて実施の形態２を説明する。 (Embodiment 2)
The second embodiment will be described below with reference to FIG.

図５は、実施の形態２に係る無線モジュール、および、それを実装する製品の基板の構成例を模式的に示す断面図である。   FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a wireless module according to Embodiment 2 and a substrate of a product on which the wireless module is mounted.

この無線モジュール１は、第一基板２０ａと第二基板２ｂとを含むモジュール基板２０、アンテナ素子３、電子部品４、枠基板５、バンプ６で構成され、製品の基板１０に実装されている。図５の無線モジュールは、図１の無線モジュールと比べて、モジュール基板２および封止部８の代わりにモジュール基板２０を備える点が主に異なっている。以下、異なる点を中心に説明する。   The wireless module 1 includes a module substrate 20 including a first substrate 20a and a second substrate 2b, an antenna element 3, an electronic component 4, a frame substrate 5, and bumps 6, and is mounted on a product substrate 10. The wireless module in FIG. 5 is mainly different from the wireless module in FIG. 1 in that a module substrate 20 is provided instead of the module substrate 2 and the sealing portion 8. Hereinafter, different points will be mainly described.

第一基板２０ａは、たとえばアンテナ素子３への配線がなされた多層基板であり、第一基板２０ａの上面には、第一基板２０ａの下面に対して傾斜角βを有した形状になっている。第一基板２０ａは、たとえば、研磨等の加工方法を用いて樹脂基材を所定の形状に加工されたものであってもよい。また複数の樹脂基材を組み合わせて上面に角度βを有した形状に加工されたものであってもよい。   The first substrate 20a is, for example, a multilayer substrate on which wiring to the antenna element 3 is made, and the upper surface of the first substrate 20a has a shape having an inclination angle β with respect to the lower surface of the first substrate 20a. . The first substrate 20a may be obtained by processing a resin base material into a predetermined shape using a processing method such as polishing. Further, a plurality of resin base materials may be combined and processed into a shape having an angle β on the upper surface.

第一基板２０ａの上面（図５における上面）には、アンテナ素子３が実装されている。第一基板２０ａの内部には、アンテナ素子３のＧＮＤになるＧＮＤプレーン（図示略）が内蔵されている。アンテナ素子３とＧＮＤプレーンは全体としてアンテナを構成する。また第一基板２０ａの上面および下面には、接続端子として機能する複数のバンプ６が接合されている。   The antenna element 3 is mounted on the upper surface (the upper surface in FIG. 5) of the first substrate 20a. A GND plane (not shown) serving as the GND of the antenna element 3 is built in the first substrate 20a. The antenna element 3 and the GND plane constitute an antenna as a whole. A plurality of bumps 6 functioning as connection terminals are bonded to the upper and lower surfaces of the first substrate 20a.

第二基板２ｂと枠基板５を実装した後、第一基板２０ａを第二基板２ｂの上面に実装することにより、第一基板２０ａ、第二基板２ｂ、枠基板５は、それぞれの表面に配置されたバンプ６とビア７により電気的に接続される。また、アンテナ素子３は電子部品４と電気的に接続される。   After mounting the second substrate 2b and the frame substrate 5, the first substrate 20a is mounted on the upper surface of the second substrate 2b, so that the first substrate 20a, the second substrate 2b, and the frame substrate 5 are arranged on the respective surfaces. The bumps 6 and the vias 7 are electrically connected. The antenna element 3 is electrically connected to the electronic component 4.

第一基板２０ａ、第二基板２ｂによりモジュール基板２０が構成され、モジュール基板２０の第二基板２ｂと枠基板５は接合されており、キャビティ構造になっている。   The module substrate 20 is configured by the first substrate 20a and the second substrate 2b, and the second substrate 2b and the frame substrate 5 of the module substrate 20 are joined to form a cavity structure.

また、第一基板２０ａは、上面は下面に対して傾斜角を有しているため、アンテナ素子３は、傾斜角を持った状態で実装される。   Moreover, since the upper surface of the first substrate 20a has an inclination angle with respect to the lower surface, the antenna element 3 is mounted with an inclination angle.

また、第一基板２０ａは製品の基板１０の実装面に対して傾斜角βをもっているため、第一基板２０ａに実装されたアンテナ素子３も傾斜角βを持って配置される。   Since the first substrate 20a has an inclination angle β with respect to the mounting surface of the product substrate 10, the antenna element 3 mounted on the first substrate 20a is also arranged with the inclination angle β.

無線モジュール１を搭載する製品の基板１０の実装面とアンテナ素子３が、傾斜角βを持って配置されているため、アンテナの指向性と製品の基板との角度αが、従来の技術では通信感度が劣化してしまう角度であっても製品の目的に応じた通信感度を得ることが可能になる。つまり、強い指向性をもつ方向を広い範囲で調整することを可能にし、例えば、角度αを０°付近にすることもできる。   Since the mounting surface of the substrate 10 of the product on which the wireless module 1 is mounted and the antenna element 3 are arranged with the inclination angle β, the antenna directivity and the angle α between the product substrate and the conventional technology are communication. Even at an angle at which the sensitivity deteriorates, it is possible to obtain communication sensitivity according to the purpose of the product. That is, the direction having strong directivity can be adjusted in a wide range, and for example, the angle α can be set to around 0 °.

また、通信感度の向上に伴い、アンテナ素子３を大型化する必要がなくなるため、無線モジュール１の小型化が可能になり、製品の小型化や低背化が可能になる。   Further, as the communication sensitivity is improved, it is not necessary to increase the size of the antenna element 3, so that the wireless module 1 can be reduced in size, and the product can be reduced in size and height.

また、第一基板２０ａの上面に実装されたアンテナ素子３と、第二基板２ｂの下面に実装された電子部品４との距離を離すことが可能となる。この構造により、電子部品４から発生した電気的ノイズがアンテナ素子３へ与える影響を抑制するとともに、アンテナ素子３からの電子部品４へのノイズを抑制し、アンテナ素子３と電子部品４の安定動作を実現することが可能になる。   Further, it is possible to increase the distance between the antenna element 3 mounted on the upper surface of the first substrate 20a and the electronic component 4 mounted on the lower surface of the second substrate 2b. With this structure, the influence of electrical noise generated from the electronic component 4 on the antenna element 3 is suppressed, and the noise from the antenna element 3 to the electronic component 4 is suppressed, so that stable operation of the antenna element 3 and the electronic component 4 is achieved. Can be realized.

また、実施の形態１と比べると、封止部の工程が無いため、製造を簡易化することが可能となる。   Further, as compared with the first embodiment, the manufacturing process can be simplified because there is no sealing portion process.

（実施の形態３）
以下、図６を用いて実施の形態３を説明する。 (Embodiment 3)
The third embodiment will be described below with reference to FIG.

図６は、実施の形態３に係る無線モジュール、および、それを実装する製品の基板の構成例を模式的に示す断面図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration example of a wireless module according to Embodiment 3 and a substrate of a product on which the wireless module is mounted.

この無線モジュール１は、第一基板２ａと第二基板２ｂとを含むモジュール基板２、アンテナ素子３、電子部品４、枠基板５、バンプ６、６ａ、６ｂ、で構成され、製品の基板１０に実装されている。図６の無線モジュールは、図１の無線モジュールと比べて、封止部８の代わりにバンプ６ａ、６ｂを備える点が主に異なっている。以下、異なる点を中心に説明する。   The wireless module 1 includes a module substrate 2 including a first substrate 2a and a second substrate 2b, an antenna element 3, an electronic component 4, a frame substrate 5, and bumps 6, 6a, 6b. Has been implemented. The wireless module of FIG. 6 is mainly different from the wireless module of FIG. 1 in that bumps 6 a and 6 b are provided instead of the sealing portion 8. Hereinafter, different points will be mainly described.

第一基板２ａと第二基板２ｂはバンプ６ａ、６ｂで接続される。バンプ６ａ、６ｂはボール状の導電体であり、たとえば半田ボールを用いることが出来る。また、第二基板２ｂの１辺（図６では右側）に配置されるバンプ６ｂは、対面する１辺（図６では左側）に配置されるバンプ６ａよりも大きい。この形状の差によって、第一基板２ａは第二基板２ｂに対して、傾斜角を持った状態で実装される。また第一基板２ａと第二基板２ｂはバンプ６ａにより電気的に接続される。また、アンテナ素子３は電子部品４と電気的に接続される。   The first substrate 2a and the second substrate 2b are connected by bumps 6a and 6b. The bumps 6a and 6b are ball-shaped conductors, and for example, solder balls can be used. Further, the bump 6b disposed on one side (right side in FIG. 6) of the second substrate 2b is larger than the bump 6a disposed on one side facing (left side in FIG. 6). Due to the difference in shape, the first substrate 2a is mounted with an inclination angle with respect to the second substrate 2b. The first substrate 2a and the second substrate 2b are electrically connected by bumps 6a. The antenna element 3 is electrically connected to the electronic component 4.

無線モジュール１は、本構成をもちいることにより、製品の基板１０と物理的、電気的に接続される。また、第一基板２ａは製品の基板１０の実装面に対して傾斜角βをもっているため、第一基板２ａに実装されたアンテナ素子３も傾斜角βを持って配置される。   The wireless module 1 is physically and electrically connected to the product substrate 10 by using this configuration. Since the first substrate 2a has an inclination angle β with respect to the mounting surface of the product substrate 10, the antenna element 3 mounted on the first substrate 2a is also arranged with the inclination angle β.

無線モジュール１を搭載する製品の基板１０の実装面とアンテナ素子３が、傾斜角βを持って配置されているため、アンテナの指向性と製品の基板との角度αが、従来の技術では通信感度が劣化してしまう角度であっても製品の目的に応じた通信感度を得ることが可能になる。つまり、強い指向性をもつ方向を広い範囲で調整することを可能にし、例えば、角度αを０°付近にすることもできる。   Since the mounting surface of the substrate 10 of the product on which the wireless module 1 is mounted and the antenna element 3 are arranged with the inclination angle β, the antenna directivity and the angle α between the product substrate and the conventional technology are communication. Even at an angle at which the sensitivity deteriorates, it is possible to obtain communication sensitivity according to the purpose of the product. That is, the direction having strong directivity can be adjusted in a wide range, and for example, the angle α can be set to around 0 °.

また、通信感度の向上に伴い、アンテナ素子３を大型化する必要がなくなるため、無線モジュール１の小型化が可能になり、製品の小型化や低背化が可能になる。   Further, as the communication sensitivity is improved, it is not necessary to increase the size of the antenna element 3, so that the wireless module 1 can be reduced in size, and the product can be reduced in size and height.

また、第一基板２ａの上面に実装されたアンテナ素子３と、第二基板２ｂの下面に実装された電子部品４との距離を離すことが可能となる。この構造により、電子部品４から発生した電気的ノイズがアンテナ素子３へ与える影響を抑制するとともに、アンテナ素子３からの電子部品４へのノイズを抑制し、アンテナ素子３と電子部品４の安定動作を実現することが可能になる。   In addition, it is possible to increase the distance between the antenna element 3 mounted on the upper surface of the first substrate 2a and the electronic component 4 mounted on the lower surface of the second substrate 2b. With this structure, the influence of electrical noise generated from the electronic component 4 on the antenna element 3 is suppressed, and the noise from the antenna element 3 to the electronic component 4 is suppressed, so that stable operation of the antenna element 3 and the electronic component 4 is achieved. Can be realized.

また、実施の形態１と比べると、封止部８の工程が無いため、封止金型の製造費用が不要となり、安価に製造することが可能となる。   Further, as compared with the first embodiment, since there is no process of the sealing portion 8, the manufacturing cost of the sealing mold is not required, and it can be manufactured at a low cost.

（実施の形態４）
以下、図７を用いて実施の形態４を説明する。 (Embodiment 4)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to FIG.

図７は、実施の形態４に係る無線モジュールの構成、および、それを実装する製品の基板の構成例を模式的に示す断面図である。   FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a wireless module according to the fourth embodiment and a configuration example of a substrate of a product on which the wireless module is mounted.

この無線モジュール１は、第一基板２ａと第二基板２ｂとを含むモジュール基板２、アンテナ素子３、電子部品４、枠基板５０、バンプ６、で構成され、製品の基板１０に実装されている。図７の無線モジュールは、図１の無線モジュールと比べて、封止部８が削除されている点、枠基板５の代わりに枠基板５０を備える点が主に異なっている。以下、異なる点を中心に説明する。   The wireless module 1 includes a module substrate 2 including a first substrate 2a and a second substrate 2b, an antenna element 3, an electronic component 4, a frame substrate 50, and bumps 6, and is mounted on a product substrate 10. . The wireless module in FIG. 7 is mainly different from the wireless module in FIG. 1 in that the sealing portion 8 is omitted and that a frame substrate 50 is provided instead of the frame substrate 5. Hereinafter, different points will be mainly described.

第一基板２ａは、封止部８を介することなく、第二基板２ｂの上面に直接実装されている。第一基板２ａを第二基板２ｂの上面に実装することで、第一基板２ａと第二基板２ｂの対向領域において積層方向の導通経路が確保されるとともに、モジュール基板２が構成される。また、アンテナ素子３は電子部品４と電気的に接続される。   The first substrate 2a is directly mounted on the upper surface of the second substrate 2b without using the sealing portion 8. By mounting the first substrate 2a on the upper surface of the second substrate 2b, a conduction path in the stacking direction is secured in the facing region of the first substrate 2a and the second substrate 2b, and the module substrate 2 is configured. The antenna element 3 is electrically connected to the electronic component 4.

枠基板５０は、第二基板２ｂの外周を口形状に取り囲む枠基板であり、たとえば、第二基板２ｂと同種の材料により構成される。枠基板５０の断面形状は、中央部がくり抜かれた矩形形状である。また、枠基板５０の上面には、枠基板５０の下面に対して傾斜角βを有した形状になっている。枠基板５０は、たとえば、打ち抜き加工やくり抜き加工等の加工方法を用いて樹脂基材を所定の形状に加工されたものであってもよい。また複数の樹脂基材を組み合わせて中央部に穴の開いた形状に加工し、上面に角度βを有した形状に加工されたものであってもよい。   The frame substrate 50 is a frame substrate that surrounds the outer periphery of the second substrate 2b in a mouth shape, and is made of, for example, the same kind of material as the second substrate 2b. The cross-sectional shape of the frame substrate 50 is a rectangular shape with a central portion cut out. Further, the upper surface of the frame substrate 50 has a shape having an inclination angle β with respect to the lower surface of the frame substrate 50. The frame substrate 50 may be obtained by processing a resin base material into a predetermined shape using a processing method such as punching or punching. Alternatively, a plurality of resin base materials may be combined and processed into a shape with a hole in the center, and processed into a shape having an angle β on the upper surface.

また枠基板５０は、第二基板２ｂと製品の基板１０とを電気的に接合するためにビア７が形成されている。ビア７は、たとえば、枠基板５０を貫通するスルーホールの内壁を被覆する導電膜である。導電膜は、たとえばスルーホールめっき金属膜とする。なお、ビア７は、スルーホールめっき金属膜のような中空な構造のものには限られず、たとえば、枠基板５０を貫通するスルーホールの内部全体に埋め込まれた導電材料からなる中実の電極としてもよい。   The frame substrate 50 is formed with vias 7 for electrically joining the second substrate 2b and the product substrate 10 together. The via 7 is, for example, a conductive film that covers an inner wall of a through hole that penetrates the frame substrate 50. The conductive film is, for example, a through-hole plated metal film. The via 7 is not limited to a hollow structure such as a through-hole plated metal film. For example, the via 7 is a solid electrode made of a conductive material embedded in the entire through-hole penetrating the frame substrate 50. Also good.

モジュール基板２の第二基板２ｂと枠基板５０は、第二基板２ｂの下面に配置されたバンプ６と枠基板５０に形成されたビア７を接続することにより、電気的に接続される。またモジュール基板２と枠基板５０はキャビティ構造になっている。   The second substrate 2b of the module substrate 2 and the frame substrate 50 are electrically connected by connecting the bumps 6 disposed on the lower surface of the second substrate 2b and the vias 7 formed in the frame substrate 50. The module substrate 2 and the frame substrate 50 have a cavity structure.

枠基板５０の上面は下面に対して傾斜角を有しているため、モジュール基板２の第一基板２ａは枠基板５０の下面に対して、傾斜角を持った状態で実装される。   Since the upper surface of the frame substrate 50 has an inclination angle with respect to the lower surface, the first substrate 2 a of the module substrate 2 is mounted with an inclination angle with respect to the lower surface of the frame substrate 50.

無線モジュール１を組み立てた後、無線モジュール１は、バンプ６により製品の基板１０にはんだ付けされ実装される。   After the wireless module 1 is assembled, the wireless module 1 is soldered and mounted on the product substrate 10 by the bumps 6.

無線モジュール１は、本構成をもちいることにより、製品の基板１０と物理的、電気的に接続される。また、第一基板２ａおよび第二基板２ｂは製品の基板１０の実装面に対して傾斜角βをもっているため、第一基板２ａに実装されたアンテナ素子３も傾斜角βを持って配置される。   The wireless module 1 is physically and electrically connected to the product substrate 10 by using this configuration. Since the first substrate 2a and the second substrate 2b have an inclination angle β with respect to the mounting surface of the product substrate 10, the antenna element 3 mounted on the first substrate 2a is also arranged with the inclination angle β. .

無線モジュール１を搭載する製品の基板１０の実装面とアンテナ素子３が、傾斜角βを持って配置されているため、アンテナの指向性と製品の基板との角度αが、従来の技術では通信感度が劣化してしまう角度であっても製品の目的に応じた通信感度を得ることが可能になる。つまり、強い指向性をもつ方向を広い範囲で調整することを可能にし、例えば、角度αを０°付近にすることもできる。   Since the mounting surface of the substrate 10 of the product on which the wireless module 1 is mounted and the antenna element 3 are arranged with the inclination angle β, the antenna directivity and the angle α between the product substrate and the conventional technology are communication. Even at an angle at which the sensitivity deteriorates, it is possible to obtain communication sensitivity according to the purpose of the product. That is, the direction having strong directivity can be adjusted in a wide range, and for example, the angle α can be set to around 0 °.

また、通信感度の向上に伴い、アンテナ素子３を大型化する必要がなくなるため、無線モジュール１の小型化が可能になり、製品の小型化や低背化が可能になる。   Further, as the communication sensitivity is improved, it is not necessary to increase the size of the antenna element 3, so that the wireless module 1 can be reduced in size, and the product can be reduced in size and height.

また、モジュール基板２が第一基板２ａと第二基板２ｂの２枚の基板で構成されることにより、アンテナ素子３と電子部品４の間隔を離すことが可能となる。この構成により、電子部品４から発生した電気的ノイズがアンテナ素子３へ与える影響を抑制するとともに、アンテナ素子３からの電子部品４へのノイズを抑制し、アンテナ素子３と電子部品４の安定動作を実現することが可能になる。   Further, since the module substrate 2 is composed of two substrates, the first substrate 2a and the second substrate 2b, the distance between the antenna element 3 and the electronic component 4 can be increased. With this configuration, the influence of electrical noise generated from the electronic component 4 on the antenna element 3 is suppressed, and noise from the antenna element 3 to the electronic component 4 is suppressed, so that stable operation of the antenna element 3 and the electronic component 4 is achieved. Can be realized.

また、実施の形態１と比べると、封止部の工程が無いため、封止金型の製造費用が不要となり、安価に製造することが可能となる。さらに、実施の形態３と比べると、実施の形態３のように大きさの違うはんだボールを準備・管理する必要が無く、製造が簡易化できる。   Further, as compared with the first embodiment, since there is no sealing part process, the manufacturing cost of the sealing mold is not required, and the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, compared with the third embodiment, there is no need to prepare and manage solder balls having different sizes as in the third embodiment, and the manufacturing can be simplified.

（実施の形態５）
以下、図８を用いて実施の形態５を説明する。 (Embodiment 5)
The fifth embodiment will be described below with reference to FIG.

図８は、本発明の実施の形態５に係る無線モジュール、および、それを実装する製品の基板の構成例を模式的に示す断面図である。この無線モジュール１は、モジュール基板２１、アンテナ素子３、電子部品４、枠基板５０、バンプ６、で構成され、製品の基板１０に実装されている。   FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a wireless module according to Embodiment 5 of the present invention and a substrate of a product on which the wireless module is mounted. The wireless module 1 includes a module substrate 21, an antenna element 3, an electronic component 4, a frame substrate 50, and bumps 6, and is mounted on a product substrate 10.

図８の無線モジュールは、図１の無線モジュールと比べて、モジュール基板２および封止部８の代わりにモジュール基板２１を備える点と、枠基板５の代わりに枠基板５０を備える点とが主に異なっている。また、図８の無線モジュールは、図７の無線モジュールと比べて、モジュール基板２の代わりにモジュール基板２１を備える点が主に異なっている。   The wireless module of FIG. 8 is mainly different from the wireless module of FIG. 1 in that a module substrate 21 is provided instead of the module substrate 2 and the sealing portion 8 and a frame substrate 50 is provided instead of the frame substrate 5. Is different. Further, the wireless module of FIG. 8 is mainly different from the wireless module of FIG. 7 in that a module substrate 21 is provided instead of the module substrate 2.

以下、異なる点を中心に説明する。 モジュール基板２１は、たとえばアンテナ素子３や電子部品４への配線がなされた多層基板であり、モジュール基板２１の上面（図８における上面）には、アンテナ素子３が実装されている。モジュール基板２１の内部には、アンテナ素子３のＧＮＤになるＧＮＤプレーン（図示略）が内蔵されている。アンテナ素子３とＧＮＤプレーンは全体としてアンテナを構成する。またモジュール基板２１の下面（図８における下面）には電子部品４が実装されている。電子部品４は、たとえば半導体チップであり、バンプ６を介してモジュール基板２１にフリップチップ実装されている。   Hereinafter, different points will be mainly described. The module substrate 21 is a multilayer substrate on which wiring to the antenna element 3 and the electronic component 4 is made, for example, and the antenna element 3 is mounted on the upper surface of the module substrate 21 (the upper surface in FIG. 8). A GND plane (not shown) serving as the GND of the antenna element 3 is built in the module substrate 21. The antenna element 3 and the GND plane constitute an antenna as a whole. The electronic component 4 is mounted on the lower surface of the module substrate 21 (the lower surface in FIG. 8). The electronic component 4 is, for example, a semiconductor chip, and is flip-chip mounted on the module substrate 21 via the bumps 6.

電子部品４は、表面をモジュール基板２１側に向けて実装されており、電子部品４とモジュール基板２１とはバンプ６により電気的に接続されている。またモジュール基板２１の上面および下面には、接続端子として機能する複数のバンプ６が接合されている。   The electronic component 4 is mounted with the surface facing the module substrate 21, and the electronic component 4 and the module substrate 21 are electrically connected by bumps 6. A plurality of bumps 6 functioning as connection terminals are bonded to the upper and lower surfaces of the module substrate 21.

バンプ６はボール状の導電体であり、たとえば半田ボールを用いることが出来る。   The bump 6 is a ball-shaped conductor, and for example, a solder ball can be used.

アンテナ素子３は電子部品４と電気的に接続されている。   The antenna element 3 is electrically connected to the electronic component 4.

枠基板５０は、モジュール基板２１の外周を口形状に取り囲む枠基板であり、たとえば、第二基板２ｂと同種の材料により構成される。枠基板５０の断面形状は、中央部がくり抜かれた矩形形状である。また、枠基板５０の上面には、枠基板５０の下面に対して傾斜角βを有した形状になっている。枠基板５０は、たとえば、打ち抜き加工やくり抜き加工等の加工方法を用いて樹脂基材を所定の形状に加工されたものであってもよい。また複数の樹脂基材を組み合わせて中央部に穴の開いた形状に加工し、上面に角度βを有した形状に加工されたものであってもよい。   The frame substrate 50 is a frame substrate that surrounds the outer periphery of the module substrate 21 in a mouth shape, and is made of, for example, the same kind of material as that of the second substrate 2b. The cross-sectional shape of the frame substrate 50 is a rectangular shape with a central portion cut out. Further, the upper surface of the frame substrate 50 has a shape having an inclination angle β with respect to the lower surface of the frame substrate 50. The frame substrate 50 may be obtained by processing a resin base material into a predetermined shape using a processing method such as punching or punching. Alternatively, a plurality of resin base materials may be combined and processed into a shape with a hole in the center, and processed into a shape having an angle β on the upper surface.

また枠基板５０は、モジュール基板２１と製品の基板１０とを電気的に接合するためにビア７が形成されている。ビア７は、たとえば、枠基板５０を貫通するスルーホールの内壁を被覆する導電膜である。導電膜は、たとえばスルーホールめっき金属膜とする。なお、ビア７は、スルーホールめっき金属膜のような中空な構造のものには限られず、たとえば、枠基板５０を貫通するスルーホールの内部全体に埋め込まれた導電材料からなる中実の電極としてもよい。   The frame substrate 50 is formed with vias 7 for electrically joining the module substrate 21 and the product substrate 10. The via 7 is, for example, a conductive film that covers an inner wall of a through hole that penetrates the frame substrate 50. The conductive film is, for example, a through-hole plated metal film. The via 7 is not limited to a hollow structure such as a through-hole plated metal film. For example, the via 7 is a solid electrode made of a conductive material embedded in the entire through-hole penetrating the frame substrate 50. Also good.

モジュール基板２１と枠基板５０は、モジュール基板２１の下面に配置されたバンプ６と枠基板５０に形成されたビア７を接続することにより、電気的に接続される。またモジュール基板２１と枠基板５０はキャビティ構造になっている。   The module substrate 21 and the frame substrate 50 are electrically connected by connecting the bumps 6 disposed on the lower surface of the module substrate 21 and the vias 7 formed in the frame substrate 50. The module substrate 21 and the frame substrate 50 have a cavity structure.

枠基板５０の上面は下面に対して傾斜角を有しているため、モジュール基板２１は枠基板５０の下面に対して、傾斜角を持った状態で実装される。   Since the upper surface of the frame substrate 50 has an inclination angle with respect to the lower surface, the module substrate 21 is mounted with an inclination angle with respect to the lower surface of the frame substrate 50.

無線モジュール１を組み立てた後、無線モジュール１は、バンプ６により製品の基板１０にはんだ付けされ実装される。   After the wireless module 1 is assembled, the wireless module 1 is soldered and mounted on the product substrate 10 by the bumps 6.

モジュール基板２１は製品の基板１０の実装面に対して傾斜角βをもっているため、モジュール基板２１に実装されたアンテナ素子３も傾斜角βを持って配置される。   Since the module substrate 21 has an inclination angle β with respect to the mounting surface of the product substrate 10, the antenna element 3 mounted on the module substrate 21 is also arranged with the inclination angle β.

無線モジュール１を搭載する製品の基板１０の実装面とアンテナ素子３が、傾斜角βを持って配置されているため、アンテナの指向性と製品の基板との角度αが、従来の技術では通信感度が劣化してしまう角度であっても製品の目的に応じた通信感度を得ることが可能になる。つまり、強い指向性をもつ方向を広い範囲で調整することを可能にし、例えば、角度αを０°付近にすることもできる。   Since the mounting surface of the substrate 10 of the product on which the wireless module 1 is mounted and the antenna element 3 are arranged with the inclination angle β, the antenna directivity and the angle α between the product substrate and the conventional technology are communication. Even at an angle at which the sensitivity deteriorates, it is possible to obtain communication sensitivity according to the purpose of the product. That is, the direction having strong directivity can be adjusted in a wide range, and for example, the angle α can be set to around 0 °.

また、通信感度の向上に伴い、アンテナ素子３を大型化する必要がなくなるため、無線モジュール１の小型化が可能になり、製品の小型化や低背化が可能になる。   Further, as the communication sensitivity is improved, it is not necessary to increase the size of the antenna element 3, so that the wireless module 1 can be reduced in size, and the product can be reduced in size and height.

また、これまでの実施の形態と比べると、モジュール基板が１枚で済むため、部材の費用を低減し、安価に製造することが可能となる。   Further, as compared with the embodiments so far, only one module substrate is required, so that the cost of the members can be reduced and it can be manufactured at a low cost.

（実施の形態６）
以下、図９を用いて実施の形態６を説明する。 (Embodiment 6)
Hereinafter, the sixth embodiment will be described with reference to FIG.

図９は、本発明の実施の形態６に係る無線モジュール、および、それを実装する製品の基板の構成例を模式的に示す断面図である。この無線モジュール１は、モジュール基板２１、アンテナ素子３、電子部品４、枠基板５、バンプ６、封止部８、で構成され、製品の基板１０に実装されている。   FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a wireless module according to Embodiment 6 of the present invention and a substrate of a product on which the wireless module is mounted. The wireless module 1 includes a module substrate 21, an antenna element 3, an electronic component 4, a frame substrate 5, bumps 6, and a sealing portion 8, and is mounted on a product substrate 10.

図９の無線モジュールは、図１の無線モジュールと比べて、モジュール基板２の代わりにモジュール基板２１を備える点と、アンテナ素子３が第一基板２ａではなく封止部８の上面に実装されている点とが主に異なっている。また、図９の無線モジュールは、図８の無線モジュールと比べて、アンテナ素子３とモジュール基板２１の間に封止部８が追加されている点と、枠基板５０の代わりに枠基板５を備える点とが主に異なっている。   Compared to the wireless module of FIG. 1, the wireless module of FIG. 9 includes a module substrate 21 instead of the module substrate 2, and the antenna element 3 is mounted on the upper surface of the sealing portion 8 instead of the first substrate 2a. The main difference is that 9 is different from the wireless module in FIG. 8 in that a sealing portion 8 is added between the antenna element 3 and the module substrate 21, and the frame substrate 5 is replaced with a frame substrate 50. It is mainly different from the point to be prepared.

以下、異なる点を中心に説明する。   Hereinafter, different points will be mainly described.

モジュール基板２１は、たとえばアンテナ素子３や電子部品４への配線がなされた多層基板であり、モジュール基板２１の内部には、アンテナ素子３のＧＮＤになるＧＮＤプレーン（図示略）が内蔵されている。アンテナ素子３とＧＮＤプレーンは全体としてアンテナを構成する。またモジュール基板２１の下面（図９における下面）には電子部品４が実装されている。電子部品４は、たとえば半導体チップであり、バンプ６を介してモジュール基板２１にフリップチップ実装されている。   The module substrate 21 is a multilayer substrate in which wiring to the antenna element 3 and the electronic component 4 is made, for example, and a GND plane (not shown) that becomes the GND of the antenna element 3 is built in the module substrate 21. . The antenna element 3 and the GND plane constitute an antenna as a whole. The electronic component 4 is mounted on the lower surface of the module substrate 21 (the lower surface in FIG. 9). The electronic component 4 is, for example, a semiconductor chip, and is flip-chip mounted on the module substrate 21 via the bumps 6.

枠基板５は、モジュール基板２１の外周を口形状に取り囲む枠基板であり、たとえば、モジュール基板２１と同種の材料により構成される。枠基板５の断面形状は、中央部がくり抜かれた矩形形状である。枠基板５は、たとえば、打ち抜き加工やくり抜き加工等の加工方法を用いて樹脂基材を所定の形状に加工されたものであってもよい。また複数の樹脂基材を組み合わせて中央部に穴の開いた形状に加工されたものであってもよい。   The frame substrate 5 is a frame substrate that surrounds the outer periphery of the module substrate 21 in a mouth shape, and is made of, for example, the same type of material as the module substrate 21. The cross-sectional shape of the frame substrate 5 is a rectangular shape with a central portion cut out. The frame substrate 5 may be obtained by processing a resin base material into a predetermined shape using a processing method such as punching or punching. Moreover, what was processed into the shape which opened the hole in the center part combining several resin base materials may be used.

また枠基板５は、モジュール基板２１と製品の基板１０とを電気的に接合するためにビア７が形成されている。ビア７は、たとえば、枠基板５を貫通するスルーホールの内壁を被覆する導電膜である。導電膜は、たとえばスルーホールめっき金属膜とする。なお、ビア７は、スルーホールめっき金属膜のような中空な構造のものには限られず、たとえば、枠基板５を貫通するスルーホールの内部全体に埋め込まれた導電材料からなる中実の電極としてもよい。   The frame substrate 5 is provided with vias 7 for electrically joining the module substrate 21 and the product substrate 10. The via 7 is, for example, a conductive film that covers an inner wall of a through hole that penetrates the frame substrate 5. The conductive film is, for example, a through-hole plated metal film. The via 7 is not limited to a hollow structure such as a through-hole plated metal film. For example, the via 7 is a solid electrode made of a conductive material embedded in the entire through-hole penetrating the frame substrate 5. Also good.

モジュール基板２１と枠基板５を電気的に接続した後、封止部８を実装する。   After the module substrate 21 and the frame substrate 5 are electrically connected, the sealing portion 8 is mounted.

封止部８は、ビア７ａが形成されている樹脂基材であり、封止部８の上面（図９における上面）には、封止部８の下面（図９における下面）に対して傾斜角βを有した形状になっている。封止部８は、たとえば、封止金型の内部形状に傾斜角βをつけることにより成型されたものであってもよい。また研磨等の加工方法を用いて樹脂基材を所定の形状に加工されたものであってもよい。ビア７ａは、たとえば、封止部８をアンテナ素子３の搭載面から反対側の面まで貫通するスルーホールであり、内部には導電性物質が埋め込まれて形成されている。また、ビア７ａは貫通孔表面に金属薄膜を形成した構造でも良い。ビア７ａは主軸を有する柱形状であってもよい。   The sealing portion 8 is a resin base material on which vias 7a are formed, and the upper surface (upper surface in FIG. 9) of the sealing portion 8 is inclined with respect to the lower surface (lower surface in FIG. 9) of the sealing portion 8. The shape has an angle β. The sealing part 8 may be molded by, for example, adding an inclination angle β to the internal shape of the sealing mold. Moreover, what processed the resin base material into the defined shape using processing methods, such as grinding | polishing, may be used. The via 7a is, for example, a through hole that penetrates the sealing portion 8 from the mounting surface of the antenna element 3 to the opposite surface, and is formed with a conductive material embedded therein. The via 7a may have a structure in which a metal thin film is formed on the surface of the through hole. The via 7a may have a column shape having a main axis.

封止部８をモジュール基板２１上に成型した後、モジュール基板２１の上面に配置されたバンプ６と接続するようにビア７ａを形成することにより、モジュール基板２１の配線、および実装された電子部品４と封止部８に形成されたビア７ａが電気的に接続される。   After the sealing portion 8 is molded on the module substrate 21, vias 7a are formed so as to be connected to the bumps 6 arranged on the upper surface of the module substrate 21, thereby wiring the module substrate 21 and the mounted electronic components. 4 and the via 7a formed in the sealing portion 8 are electrically connected.

封止部８をモジュール基板２１上に成型した後、アンテナ素子３を封止部８の上面に実装し、ビア７ａを接続することにより、アンテナ素子３は電子部品４と電気的に接続される。   After the sealing portion 8 is molded on the module substrate 21, the antenna element 3 is mounted on the upper surface of the sealing portion 8, and the via 7a is connected to electrically connect the antenna element 3 to the electronic component 4. .

封止部８の上面は下面に対して傾斜角を有しているため、アンテナ素子３もモジュール基板２１に対して、傾斜角を持った状態で実装され、無線モジュール１となる。   Since the upper surface of the sealing portion 8 has an inclination angle with respect to the lower surface, the antenna element 3 is also mounted with the inclination angle with respect to the module substrate 21 to form the wireless module 1.

無線モジュール１は、本構成をもちいることにより、製品の基板１０と物理的、電気的に接続される。また、封止部８の上面は製品の基板１０の実装面に対して傾斜角βをもっているため、封止部８に実装されたアンテナ素子３も傾斜角βを持って配置される。   The wireless module 1 is physically and electrically connected to the product substrate 10 by using this configuration. Further, since the upper surface of the sealing portion 8 has an inclination angle β with respect to the mounting surface of the product substrate 10, the antenna element 3 mounted on the sealing portion 8 is also arranged with the inclination angle β.

無線モジュール１を搭載する製品の基板１０の実装面とアンテナ素子３が、傾斜角βを持って配置されているため、アンテナの指向性と製品の基板との角度αが、従来の技術では通信感度が劣化してしまう角度であっても製品の目的に応じた通信感度を得ることが可能になる。つまり、強い指向性をもつ方向を広い範囲で調整することを可能にし、例えば、角度αを０°付近にすることもできる。   Since the mounting surface of the substrate 10 of the product on which the wireless module 1 is mounted and the antenna element 3 are arranged with the inclination angle β, the antenna directivity and the angle α between the product substrate and the conventional technology are communication. Even at an angle at which the sensitivity deteriorates, it is possible to obtain communication sensitivity according to the purpose of the product. That is, the direction having strong directivity can be adjusted in a wide range, and for example, the angle α can be set to around 0 °.

また、通信感度の向上に伴い、アンテナ素子３を大型化する必要がなくなるため、無線モジュール１の小型化が可能になり、セットの小型化や低背化が可能になる。   Moreover, since it is not necessary to increase the size of the antenna element 3 as the communication sensitivity is improved, the wireless module 1 can be reduced in size, and the set can be reduced in size and height.

また、封止部８の上面に実装されたアンテナ素子３と、モジュール基板２１の下面に実装された電子部品４との距離を離すことが可能となる。この構造により、電子部品４から発生した電気的ノイズがアンテナ素子３へ与える影響を抑制するとともに、アンテナ素子３からの電子部品４へのノイズを抑制し、アンテナ素子３と電子部品４の安定動作を実現することが可能になる。   Further, the distance between the antenna element 3 mounted on the upper surface of the sealing portion 8 and the electronic component 4 mounted on the lower surface of the module substrate 21 can be increased. With this structure, the influence of electrical noise generated from the electronic component 4 on the antenna element 3 is suppressed, and the noise from the antenna element 3 to the electronic component 4 is suppressed, so that stable operation of the antenna element 3 and the electronic component 4 is achieved. Can be realized.

また、実施の形態１と比べると、モジュール基板が１枚で済むため、部材の費用を低減し、安価に製造することが可能となる。   Further, as compared with the first embodiment, since only one module substrate is required, it is possible to reduce the cost of members and to manufacture at low cost.

（実施の形態７）
以下、図１０を用いて実施の形態７を説明する。 (Embodiment 7)
Hereinafter, the seventh embodiment will be described with reference to FIG.

図１０は、本発明の実施の形態７に係る無線モジュール、および、それを実装する製品の基板の構成例を模式的に示す断面図である。この無線モジュール１は、モジュール基板２２、アンテナ素子３、電子部品４、枠基板５、バンプ６で構成され、製品の基板１０に実装されている。   FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a wireless module according to Embodiment 7 of the present invention and a substrate of a product on which the wireless module is mounted. The wireless module 1 includes a module substrate 22, an antenna element 3, an electronic component 4, a frame substrate 5, and bumps 6, and is mounted on a product substrate 10.

図１０の無線モジュールは、図１の無線モジュールと比べて、モジュール基板２および封止部８の代わりにモジュール基板２２を備える点が主に異なっている。また、図１０の無線モジュールは、図５の無線モジュールと比べて、モジュール基板２０の代わりにモジュール基板２２を備える点が主に異なっている。   The wireless module of FIG. 10 is mainly different from the wireless module of FIG. 1 in that a module substrate 22 is provided instead of the module substrate 2 and the sealing portion 8. Also, the wireless module of FIG. 10 is mainly different from the wireless module of FIG. 5 in that a module substrate 22 is provided instead of the module substrate 20.

以下、異なる点を中心に説明する。   Hereinafter, different points will be mainly described.

モジュール基板２２は、たとえばアンテナ素子や電子部品への配線がなされた多層基板であり、モジュール基板２２の上面（図１０における上面）には、モジュール基板２２の下面（図１０における下面）に対して傾斜角βを有した形状になっている。モジュール基板２２は、たとえば、研磨等の加工方法を用いて樹脂基材を所定の形状に加工されたものであってもよい。また複数の樹脂基材を組み合わせて上面に角度βを有した形状に加工されたものであってもよい。   The module substrate 22 is, for example, a multilayer substrate on which wiring to antenna elements and electronic components is made, and the upper surface (upper surface in FIG. 10) of the module substrate 22 is opposite to the lower surface of the module substrate 22 (lower surface in FIG. 10). The shape has an inclination angle β. The module substrate 22 may be obtained by processing a resin base material into a predetermined shape using a processing method such as polishing. Further, a plurality of resin base materials may be combined and processed into a shape having an angle β on the upper surface.

モジュール基板２２の上面には、アンテナ素子３が実装されており、モジュール基板２２の下面には、電子部品４が実装されている。モジュール基板２２の内部には、アンテナ素子３のＧＮＤになるＧＮＤプレーン（図示略）が内蔵されている。アンテナ素子３とＧＮＤプレーンは全体としてアンテナを構成する。またモジュール基板２２の上面および下面には、接続端子として機能する複数のバンプ６が接合されている。   The antenna element 3 is mounted on the upper surface of the module substrate 22, and the electronic component 4 is mounted on the lower surface of the module substrate 22. A GND plane (not shown) serving as the GND of the antenna element 3 is built in the module substrate 22. The antenna element 3 and the GND plane constitute an antenna as a whole. A plurality of bumps 6 that function as connection terminals are bonded to the upper and lower surfaces of the module substrate 22.

アンテナ素子３は、たとえば配線によるアンテナパターンにより形成されるパッチアンテナである。   The antenna element 3 is a patch antenna formed by an antenna pattern made of wiring, for example.

電子部品４は、たとえば半導体チップであり、バンプ６を介してモジュール基板２２にフリップチップ実装され、電気的に接続されている。   The electronic component 4 is, for example, a semiconductor chip, and is flip-chip mounted on the module substrate 22 via the bumps 6 and is electrically connected.

枠基板５は、モジュール基板２２の外周を口形状に取り囲む枠基板であり、たとえば、モジュール基板２２と同種の材料により構成される。   The frame substrate 5 is a frame substrate that surrounds the outer periphery of the module substrate 22 in a mouth shape, and is made of, for example, the same kind of material as the module substrate 22.

また枠基板５は、モジュール基板２２と製品の基板１０とを電気的に接合するためにビア７が形成されている。モジュール基板２２と枠基板５は、それぞれの表面に配置されたバンプ６とビア７により電気的に接続される。モジュール基板２２と枠基板５は接合されキャビティ構造になる。   The frame substrate 5 is formed with vias 7 for electrically joining the module substrate 22 and the product substrate 10. The module substrate 22 and the frame substrate 5 are electrically connected by bumps 6 and vias 7 arranged on the respective surfaces. The module substrate 22 and the frame substrate 5 are joined to form a cavity structure.

モジュール基板２２の上面は製品の基板１０の実装面に対して傾斜角βをもっているため、モジュール基板２２の上面に実装されたアンテナ素子３も傾斜角βを持って配置される。   Since the upper surface of the module substrate 22 has an inclination angle β with respect to the mounting surface of the product substrate 10, the antenna element 3 mounted on the upper surface of the module substrate 22 is also arranged with the inclination angle β.

無線モジュール１を搭載する製品の基板１０の実装面とアンテナ素子３が、傾斜角βを持って配置されているため、アンテナの指向性と製品の基板との角度αが、従来の技術では通信感度が劣化してしまう角度であっても製品の目的に応じた通信感度を得ることが可能になる。   Since the mounting surface of the substrate 10 of the product on which the wireless module 1 is mounted and the antenna element 3 are arranged with the inclination angle β, the antenna directivity and the angle α between the product substrate and the conventional technology are communication. Even at an angle at which the sensitivity deteriorates, it is possible to obtain communication sensitivity according to the purpose of the product.

また、通信感度の向上に伴い、アンテナ素子３を大型化する必要がなくなるため、無線モジュール１の小型化が可能になり、製品の小型化や低背化が可能になる。   Further, as the communication sensitivity is improved, it is not necessary to increase the size of the antenna element 3, so that the wireless module 1 can be reduced in size, and the product can be reduced in size and height.

また、モジュール基板２２の上面に実装されたアンテナ素子３と、下面に実装された電子部品４との距離を離すことが可能となる。この構造により、電子部品４から発生した電気的ノイズがアンテナ素子３へ与える影響を抑制するとともに、アンテナ素子３からの電子部品４へのノイズを抑制し、アンテナ素子３と電子部品４の安定動作を実現することが可能になる。つまり、強い指向性をもつ方向を広い範囲で調整することを可能にし、例えば、角度αを０°付近にすることもできる。   In addition, the distance between the antenna element 3 mounted on the upper surface of the module substrate 22 and the electronic component 4 mounted on the lower surface can be increased. With this structure, the influence of electrical noise generated from the electronic component 4 on the antenna element 3 is suppressed, and the noise from the antenna element 3 to the electronic component 4 is suppressed, so that stable operation of the antenna element 3 and the electronic component 4 is achieved. Can be realized. That is, the direction having strong directivity can be adjusted in a wide range, and for example, the angle α can be set to around 0 °.

また、実施の形態１と比べると、モジュール基板が１枚で済むため、部材の費用が不要となり、安価に製造することが可能となる。さらに、実施の形態５と比べると、枠基板に角度をつけるよりも、モジュール基板に角度をつけるほうが容易であるため、歩留りが向上する。   Further, as compared with the first embodiment, since only one module substrate is required, the cost of the members is not required, and it can be manufactured at a low cost. Furthermore, compared with Embodiment 5, since it is easier to angle the module substrate than to angle the frame substrate, the yield is improved.

（実施の形態８）
以下、図１１を用いて実施の形態８を説明する。 (Embodiment 8)
Hereinafter, the eighth embodiment will be described with reference to FIG.

図１１は、本発明の実施の形態８に係る無線モジュール、および、それを実装する製品の基板の構成例を模式的に示す断面図である。この無線モジュール１は、モジュール基板２３（図１１ではフレキシブル基板として記載）、アンテナ素子３、電子部品４、枠基板５、バンプ６、封止部８で構成され、製品の基板１０に実装されている。   FIG. 11: is sectional drawing which shows typically the structural example of the radio | wireless module which concerns on Embodiment 8 of this invention, and the board | substrate of the product which mounts it. The wireless module 1 includes a module substrate 23 (described as a flexible substrate in FIG. 11), an antenna element 3, an electronic component 4, a frame substrate 5, bumps 6, and a sealing portion 8, and is mounted on a product substrate 10. Yes.

図１１の無線モジュールは、図１の無線モジュールと比べて、モジュール基板２の代わりにモジュール基板２３を備える点が主に異なっている。   The wireless module in FIG. 11 is mainly different from the wireless module in FIG. 1 in that a module substrate 23 is provided instead of the module substrate 2.

以下、異なる点を中心に説明する。   Hereinafter, different points will be mainly described.

モジュール基板２３は、たとえばフレキシブル基板であり、アンテナ素子や電子部品への配線がなされた多層基板であり、アンテナ素子３、電子部品４が実装されている。モジュール基板２３の内部には、アンテナ素子３のＧＮＤになるＧＮＤプレーン（図示略）が内蔵されている。アンテナ素子３とＧＮＤプレーンは全体としてアンテナを構成する。またモジュール基板２３には、接続端子として機能する複数のバンプ６が接合されている。   The module substrate 23 is a flexible substrate, for example, and is a multilayer substrate on which wiring to the antenna element and the electronic component is made, and the antenna element 3 and the electronic component 4 are mounted thereon. A GND plane (not shown) serving as the GND of the antenna element 3 is built in the module substrate 23. The antenna element 3 and the GND plane constitute an antenna as a whole. A plurality of bumps 6 that function as connection terminals are bonded to the module substrate 23.

枠基板５は、モジュール基板２３の外周を口形状に取り囲む枠基板であり、たとえば、モジュール基板２３と同種の材料により構成される。   The frame substrate 5 is a frame substrate that surrounds the outer periphery of the module substrate 23 in a mouth shape, and is made of, for example, the same kind of material as the module substrate 23.

また枠基板５は、モジュール基板２３と製品の基板１０とを電気的に接合するためにビア７が形成されている。 モジュール基板２３と枠基板５は、それぞれの表面に配置されたバンプ６とビア７により電気的に接続される。モジュール基板２３と枠基板５は接合されキャビティ構造になる。   The frame substrate 5 is provided with vias 7 for electrically joining the module substrate 23 and the product substrate 10. The module substrate 23 and the frame substrate 5 are electrically connected by bumps 6 and vias 7 arranged on the respective surfaces. The module substrate 23 and the frame substrate 5 are joined to form a cavity structure.

封止部８は、樹脂基材であり、封止部８の上面（図１１における上面）には、封止部８の下面（図１１における下面）に対して傾斜角βを有した形状になっている。封止部８は、たとえば、封止金型の内部形状に傾斜角βをつけることにより成型されたものであってもよい。また研磨等の加工方法を用いて樹脂基材を所定の形状に加工されたものであってもよい。   The sealing part 8 is a resin base material, and the upper surface (upper surface in FIG. 11) of the sealing part 8 has a shape having an inclination angle β with respect to the lower surface of the sealing part 8 (lower surface in FIG. 11). It has become. The sealing part 8 may be molded by, for example, adding an inclination angle β to the internal shape of the sealing mold. Moreover, what processed the resin base material into the defined shape using processing methods, such as grinding | polishing, may be used.

モジュール基板２３は、封止部８をモジュール基板２３上に成型した後、途中部分で折り曲げられ、電子部品４が実装され枠基板５との接合面に対して水平な部分と、アンテナ素子３が実装され封止部８の上面にそって傾斜角βを有する部分と、に加工、形成される。   The module substrate 23 is formed on the module substrate 23 after the sealing portion 8 is molded, and then bent at an intermediate portion to mount the electronic component 4 and a horizontal portion with respect to the joint surface with the frame substrate 5, and the antenna element 3. A portion that is mounted and has an inclination angle β along the upper surface of the sealing portion 8 is processed and formed.

また、モジュール基板２３のアンテナ素子３が実装され封止部８の上面にそって傾斜角βを有する部分は、製品の基板１０の実装面に対して傾斜角βをもっているため、アンテナ素子３も傾斜角βを持って配置される。   Further, the portion of the module substrate 23 on which the antenna element 3 is mounted and has an inclination angle β along the upper surface of the sealing portion 8 has an inclination angle β with respect to the mounting surface of the substrate 10 of the product. Arranged with an inclination angle β.

無線モジュール１を搭載する製品の基板１０の実装面とアンテナ素子３が、傾斜角βを持って配置されているため、アンテナの指向性と製品の基板との角度αが、従来の技術では通信感度が劣化してしまう角度であっても製品の目的に応じた通信感度を得ることが可能になる。つまり、強い指向性をもつ方向を広い範囲で調整することを可能にし、例えば、角度αを０°付近にすることもできる。   Since the mounting surface of the substrate 10 of the product on which the wireless module 1 is mounted and the antenna element 3 are arranged with the inclination angle β, the antenna directivity and the angle α between the product substrate and the conventional technology are communication. Even at an angle at which the sensitivity deteriorates, it is possible to obtain communication sensitivity according to the purpose of the product. That is, the direction having strong directivity can be adjusted in a wide range, and for example, the angle α can be set to around 0 °.

また、通信感度の向上に伴い、アンテナ素子３を大型化する必要がなくなるため、無線モジュール１の小型化が可能になり、製品の小型化や低背化が可能になる。   Further, as the communication sensitivity is improved, it is not necessary to increase the size of the antenna element 3, so that the wireless module 1 can be reduced in size, and the product can be reduced in size and height.

また、モジュール基板２３に実装されたアンテナ素子３と、電子部品４との距離を離すことが可能となる。この構造により、電子部品４から発生した電気的ノイズがアンテナ素子３へ与える影響を抑制するとともに、アンテナ素子３からの電子部品４へのノイズを抑制し、アンテナ素子３と電子部品４の安定動作を実現することが可能になる。   In addition, the distance between the antenna element 3 mounted on the module substrate 23 and the electronic component 4 can be increased. With this structure, the influence of electrical noise generated from the electronic component 4 on the antenna element 3 is suppressed, and the noise from the antenna element 3 to the electronic component 4 is suppressed, so that stable operation of the antenna element 3 and the electronic component 4 is achieved. Can be realized.

また、実施の形態１と比べると、モジュール基板が１枚で済むため、部材の費用が不要となり、安価に製造することが可能となる。さらに、複数の基板を用意した時に必要となる導通をとる工程が不要となり、封止樹脂を貫通して電極を形成する工程が不要となるため、歩留りが向上し製造コストが削減できる。   Further, as compared with the first embodiment, since only one module substrate is required, the cost of the members is not required, and it can be manufactured at a low cost. In addition, a process for conducting electricity required when preparing a plurality of substrates is not required, and a process for forming an electrode through the sealing resin is not required, so that the yield is improved and the manufacturing cost can be reduced.

以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜８を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。   As described above, Embodiments 1 to 8 have been described as examples of the technology disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to an embodiment in which changes, replacements, additions, omissions, and the like are appropriately performed.

例えば、実施の形態１〜８において、モジュール基板、第一基板、第二基板は多層基板としたが、これは一例であって、両面基板であってもよい。また、それぞれ樹脂基板、セラミック基板またはフレキシブル基板のいずれであってもよく、抵抗や容量などの素子が実装されていてもよい。   For example, in the first to eighth embodiments, the module substrate, the first substrate, and the second substrate are multilayer substrates, but this is an example, and a double-sided substrate may be used. Moreover, any of a resin substrate, a ceramic substrate, and a flexible substrate may be sufficient, and elements, such as resistance and a capacity | capacitance, may be mounted.

また、実施の形態１〜８において、電子部品はバンプを介してモジュール基板にフリップチップ実装されているが、これは一例であって、ワイヤーボンドを介して接続されていてもよい。   In the first to eighth embodiments, the electronic component is flip-chip mounted on the module substrate via the bump, but this is an example, and the electronic component may be connected via a wire bond.

また、実施の形態１〜８において、アンテナ素子は配線によるアンテナパターンにより形成されるパッチアンテナであるが、これは一例であって、金属板に細長い切り抜きを設けたスロットアンテナであってもよい。また、スロットアンテナは電子部品と電気的に接続されていても、されていなくてもよい。   In the first to eighth embodiments, the antenna element is a patch antenna formed by an antenna pattern made of wiring. However, this is an example, and a slot antenna having a long and thin cutout in a metal plate may be used. Further, the slot antenna may or may not be electrically connected to the electronic component.

以上説明してきたように本開示における無線モジュールの一態様は、回路基板上に実装される無線モジュールであって、アンテナ素子と、電子部品と、前記アンテナ素子および前記電子部品を搭載するモジュール基板とを備え、前記アンテナ素子の上面が、前記回路基板への前記無線モジュールの実装面に対して傾斜角度を持っている。   As described above, one aspect of the wireless module according to the present disclosure is a wireless module mounted on a circuit board, and includes an antenna element, an electronic component, and a module substrate on which the antenna element and the electronic component are mounted. The upper surface of the antenna element has an inclination angle with respect to the mounting surface of the wireless module on the circuit board.

この構成によれば、電波の放射強度（または受信感度）が強い方向を広い範囲で調整することができ、従来実現不可能であった方向、角度に対してもアンテナ素子からの信号の放射が可能になる。   According to this configuration, the direction in which the radio wave radiation intensity (or reception sensitivity) is strong can be adjusted over a wide range, and the radiation of the signal from the antenna element can be performed even in the direction and angle that could not be realized in the past. It becomes possible.

また、前記モジュール基板は、第一の面と前記第一の面と反対側の第二の面とを有し、前記第一の面に前記アンテナ素子が搭載され、前記第二の面に前記電子部品が搭載されてもよい。   The module substrate has a first surface and a second surface opposite to the first surface, the antenna element is mounted on the first surface, and the second surface is Electronic components may be mounted.

また、前記無線モジュールは、前記モジュール基板の一部もしくは全体に樹脂で形成された封止部を有しており、前記封止部の一面は前記封止部の他の面に対して前記傾斜角度を有しており、前記アンテナ素子は、前記封止部を介して前記モジュール基板に実装されてもよい。   In addition, the wireless module includes a sealing portion formed of resin on a part or the whole of the module substrate, and one surface of the sealing portion is inclined with respect to the other surface of the sealing portion. The antenna element may be mounted on the module substrate via the sealing portion.

また、前記モジュール基板は、一面側に傾斜角度を有しており、前記アンテナ素子が実装されてもよい。   The module substrate may have an inclination angle on one side, and the antenna element may be mounted.

また、前記モジュール基板は、途中部分で折り曲げられて形成され、折り曲げ箇所を境界とする第１の基板部分と第２の基板部分とを有し、前記第１の基板部分は、第２の基板部分に対して前記傾斜角度を有してもよい。   Further, the module substrate is formed by being bent at an intermediate portion, and has a first substrate portion and a second substrate portion with the bent portion as a boundary, and the first substrate portion is a second substrate. You may have the said inclination-angle with respect to a part.

また、前記モジュール基板の底面に接続される枠基板を有しており、前記枠基板は前記モジュール基板との接続面に任意の傾斜角度を有してもよい。   Moreover, it has the frame board connected to the bottom face of the said module board | substrate, and the said frame board | substrate may have arbitrary inclination | tilt angles in the connection surface with the said module board | substrate.

また、本開示における無線モジュール基板の別の態様は、アンテナ素子を搭載する第一のモジュール基板と、電子部品を搭載する第二のモジュール基板とを備え、前記第一のモジュール基板の主面の１つと、前記第二のモジュール基板の主面とが傾斜角度を持っている。   Further, another aspect of the wireless module substrate in the present disclosure includes a first module substrate on which an antenna element is mounted and a second module substrate on which an electronic component is mounted, and the main surface of the first module substrate One and the main surface of the second module substrate have an inclination angle.

また、前記第一のモジュール基板と、前記第二のモジュール基板とが、上面と下面に前記傾斜角度を持って形成される樹脂を介して固定されてもよい。   The first module substrate and the second module substrate may be fixed via a resin formed on the upper surface and the lower surface with the inclination angle.

また、前記第一のモジュール基板と、前記第二のモジュール基板とが大きさの異なるバンプにより前記傾斜角度を持って固定されてもよい。   Further, the first module substrate and the second module substrate may be fixed with the inclination angle by bumps having different sizes.

また、前記第一のモジュール基板の前記主面の１つには、前記アンテナ素子が実装され、前記第一のモジュール基板の前記主面の１つは主面の他の１つに対して前記傾斜角度を有してもよい。   Further, the antenna element is mounted on one of the main surfaces of the first module substrate, and one of the main surfaces of the first module substrate is the one with respect to the other one of the main surfaces. It may have an inclination angle.

また、本開示における無線モジュール基板のさらに別の態様は、アンテナ素子を搭載する第一のモジュール基板と、電子部品を搭載する第二のモジュール基板とを備え、前記第二のモジュール基板の底面に接続される枠基板を有しており、前記枠基板は前記第二のモジュール基板との接続面に傾斜角度を有している。   Further, another aspect of the wireless module substrate in the present disclosure includes a first module substrate on which an antenna element is mounted and a second module substrate on which an electronic component is mounted, and the bottom surface of the second module substrate. A frame substrate to be connected is provided, and the frame substrate has an inclination angle on a connection surface with the second module substrate.

また、前記アンテナ素子が配線パターンにより構成されてもよい。   The antenna element may be configured by a wiring pattern.

また、前記アンテナ素子が金属板の加工により形成されてもよい。   The antenna element may be formed by processing a metal plate.

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。   As described above, the embodiments have been described as examples of the technology in the present disclosure. For this purpose, the accompanying drawings and detailed description are provided.

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。   Accordingly, among the components described in the accompanying drawings and the detailed description, not only the components essential for solving the problem, but also the components not essential for solving the problem in order to illustrate the above technique. May also be included. Therefore, it should not be immediately recognized that these non-essential components are essential as those non-essential components are described in the accompanying drawings and detailed description.

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。   Moreover, since the above-mentioned embodiment is for demonstrating the technique in this indication, a various change, replacement, addition, abbreviation, etc. can be performed in a claim or its equivalent range.

本開示は、アンテナ素子を実装した無線通信モジュールに適用可能である。具体的には、携帯電話などに搭載される通信機器のＲＦモジュールなどに有用である。   The present disclosure is applicable to a wireless communication module in which an antenna element is mounted. Specifically, it is useful for an RF module of a communication device mounted on a mobile phone.

１ 無線モジュール
２、２０、２１、２２、２３ モジュール基板
２ａ、２０ａ 第一基板
２ｂ 第二基板
３ アンテナ素子
４ 電子部品
５、５０ 枠基板
６、６ａ、６ｂ バンプ
７、７ａ ビア
８ 封止部
１０ 製品の基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wireless module 2, 20, 21, 22, 23 Module board | substrate 2a, 20a 1st board | substrate 2b 2nd board | substrate 3 Antenna element 4 Electronic component 5, 50 Frame board | substrate 6, 6a, 6b Bump 7, 7a Via 8 Sealing part 10 Product board

Claims (13)

回路基板上に実装される無線モジュールであって、
アンテナ素子と、
電子部品と、
前記アンテナ素子および前記電子部品を搭載するモジュール基板と
を備え、
前記アンテナ素子の上面が、前記回路基板への前記無線モジュールの実装面に対して傾斜角度を持っている
無線モジュール。 A wireless module mounted on a circuit board,
An antenna element;
Electronic components,
A module substrate on which the antenna element and the electronic component are mounted;
A radio module in which an upper surface of the antenna element is inclined with respect to a mounting surface of the radio module on the circuit board. 前記モジュール基板は、第一の面と前記第一の面と反対側の第二の面とを有し、
前記第一の面に前記アンテナ素子が搭載され、
前記第二の面に前記電子部品が搭載されている
請求項１記載の無線モジュール。 The module substrate has a first surface and a second surface opposite to the first surface;
The antenna element is mounted on the first surface,
The wireless module according to claim 1, wherein the electronic component is mounted on the second surface. 前記無線モジュールは、
前記モジュール基板の一部もしくは全体に樹脂で形成された封止部を有しており、
前記封止部の一面は前記封止部の他の面に対して前記傾斜角度を有しており、
前記アンテナ素子は、前記封止部を介して前記モジュール基板に実装されている、
請求項１記載の無線モジュール。 The wireless module is
It has a sealing part formed of resin on a part or the whole of the module substrate,
One surface of the sealing portion has the inclination angle with respect to the other surface of the sealing portion,
The antenna element is mounted on the module substrate via the sealing portion.
The wireless module according to claim 1. 前記モジュール基板は、
一面側に傾斜角度を有しており、前記アンテナ素子が実装されている
請求項１記載の無線モジュール。 The module substrate is
The radio module according to claim 1, wherein the radio module has an inclination angle on one side and the antenna element is mounted. 前記モジュール基板は、
途中部分で折り曲げられて形成され、折り曲げ箇所を境界とする第１の基板部分と第２の基板部分とを有し、
前記第１の基板部分は、第２の基板部分に対して前記傾斜角度を有する
請求項１記載の無線モジュール。 The module substrate is
It is formed by being bent at an intermediate part, and has a first substrate part and a second substrate part with the bent part as a boundary,
The wireless module according to claim 1, wherein the first substrate portion has the inclination angle with respect to the second substrate portion. 前記モジュール基板の底面に接続される枠基板を有しており、
前記枠基板は前記モジュール基板との接続面に任意の傾斜角度を有している
請求項１記載の無線モジュール。 A frame substrate connected to the bottom surface of the module substrate;
The wireless module according to claim 1, wherein the frame substrate has an arbitrary inclination angle on a connection surface with the module substrate. アンテナ素子を搭載する第一のモジュール基板と、
電子部品を搭載する第二のモジュール基板と
を備え、
前記第一のモジュール基板の主面の１つと、前記第二のモジュール基板の主面とが傾斜角度を持っている
無線モジュール。 A first module substrate on which the antenna element is mounted;
A second module board on which electronic components are mounted,
A wireless module in which one of the main surfaces of the first module substrate and the main surface of the second module substrate have an inclination angle. 前記第一のモジュール基板と、前記第二のモジュール基板とが、上面と下面に前記傾斜角度を持って形成される樹脂を介して固定されている
請求項７記載の無線モジュール。 The wireless module according to claim 7, wherein the first module substrate and the second module substrate are fixed via a resin formed on the upper surface and the lower surface with the inclination angle. 前記第一のモジュール基板と、前記第二のモジュール基板とが大きさの異なるバンプにより前記傾斜角度を持って固定されている
請求項７記載の無線モジュール。 The wireless module according to claim 7, wherein the first module substrate and the second module substrate are fixed with the inclination angle by bumps having different sizes. 前記第一のモジュール基板の前記主面の１つには、前記アンテナ素子が実装され、
前記第一のモジュール基板の前記主面の１つは主面の他の１つに対して前記傾斜角度を有する、
請求項７記載の無線モジュール。 The antenna element is mounted on one of the main surfaces of the first module substrate,
One of the major surfaces of the first module substrate has the tilt angle with respect to the other one of the major surfaces;
The wireless module according to claim 7. アンテナ素子を搭載する第一のモジュール基板と、
電子部品を搭載する第二のモジュール基板と
を備え、
前記第二のモジュール基板の底面に接続される枠基板を有しており、
前記枠基板は前記第二のモジュール基板との接続面に傾斜角度を有している
無線モジュール。 A first module substrate on which the antenna element is mounted;
A second module board on which electronic components are mounted,
Having a frame substrate connected to the bottom surface of the second module substrate;
The frame substrate is a wireless module having an inclination angle on a connection surface with the second module substrate. 前記アンテナ素子が配線パターンにより構成されている
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の無線モジュール。 The wireless module according to claim 1, wherein the antenna element is configured by a wiring pattern. 前記アンテナ素子が金属板の加工により形成されている
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の無線モジュール。 The wireless module according to claim 1, wherein the antenna element is formed by processing a metal plate.
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