JP2018046439A

JP2018046439A - Antenna module

Info

Publication number: JP2018046439A
Application number: JP2016180338A
Authority: JP
Inventors: 岩崎　正樹; Masaki Iwasaki; 正樹岩崎
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2016-09-15
Publication date: 2018-03-22
Anticipated expiration: 2036-09-15
Also published as: JP6725378B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To downsize an antenna module and reduce cost thereof.SOLUTION: The antenna module according to the present embodiment comprises: a first circuit board in which an antenna pattern is formed in the first surface thereof ; and a plurality of second circuit boards formed with cavities for accommodating electronic components, and laminated at a second surface side opposite to the first surface of the first circuit board. Thereby, the antenna module can be configured by the laminated circuit boards. As a result, the antenna module can be downsized, and a cost of manufacture of a device can be reduced.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、アンテナモジュールに関する。 The present invention relates to an antenna module.

車両や航空機などの移動体に用いられるレーダシステムとしては、マイクロ波やミリ波などの電波を利用したレーダシステムが用いられる。この種のレーダシステムは、電波を送受信するアンテナモジュールと、アンテナモジュールとの入出力信号を処理する信号処理回路などから構成される。 A radar system using a radio wave such as a microwave or a millimeter wave is used as a radar system used for a moving body such as a vehicle or an aircraft. This type of radar system includes an antenna module that transmits and receives radio waves, a signal processing circuit that processes input and output signals to and from the antenna module, and the like.

アンテナモジュールは、例えば誘電体基板上に配置されるマイクロストリップパッチアンテナ素子などのアンテナ素子を複数有している。そのため、アンテナ素子ごとに、入出力信号を処理するための信号処理回路が必要となる。これらの信号処理回路は、一般には、配線基板の表裏面に実装された電子部品と、配線基板に形成された回路パターンから構成される。そのため、アンテナモジュールに複数のアンテナ素子を搭載しようとすると、信号処理回路が形成された配線基板の数が増加する。その結果、アンテナモジュールが大型化するとともに、装置の製造コストやランニングコストも増加する。 The antenna module has a plurality of antenna elements such as microstrip patch antenna elements disposed on a dielectric substrate, for example. Therefore, a signal processing circuit for processing input / output signals is required for each antenna element. These signal processing circuits are generally composed of electronic components mounted on the front and back surfaces of the wiring board and circuit patterns formed on the wiring board. For this reason, when a plurality of antenna elements are mounted on the antenna module, the number of wiring boards on which signal processing circuits are formed increases. As a result, the antenna module increases in size, and the manufacturing cost and running cost of the device also increase.

特開２０１４−７５６８２号公報JP 2014-75682 A

本発明は、上述の事情の下になされたもので、アンテナモジュールの小型化及び低コスト化を図ることを課題とする。 The present invention has been made under the above circumstances, and an object thereof is to reduce the size and cost of an antenna module.

上記課題を解決するため、本実施形態に係るアンテナモジュールは、第１面にアンテナパターンが形成される第１配線基板と、電子部品が収容されるキャビティが形成され、第１配線基板の第１面とは反対の第２面側に積層される複数の第２配線基板と、を備える。 In order to solve the above-described problem, the antenna module according to the present embodiment includes a first wiring board on which an antenna pattern is formed on a first surface and a cavity in which an electronic component is accommodated. A plurality of second wiring boards stacked on the second surface side opposite to the surface.

本実施形態に係るアンテナモジュールの斜視図である。It is a perspective view of the antenna module concerning this embodiment. アンテナモジュールの展開斜視図である。It is a development perspective view of an antenna module. ユニットの断面図である。It is sectional drawing of a unit. スタックビア群の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of a stack via group. ユニットの斜視図である。It is a perspective view of a unit. ユニットの断面図である。It is sectional drawing of a unit. スタックビア群の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of a stack via group. アンテナモジュールの製造方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing method of an antenna module. アンテナモジュールの回路を模式的に示す図である。It is a figure which shows the circuit of an antenna module typically. アンテナモジュールの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of an antenna module. アンテナモジュールの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of an antenna module. アンテナモジュールの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of an antenna module. アンテナモジュールの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of an antenna module.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態の説明にあたっては、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる直交座標系を適宜用いる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the embodiment, an orthogonal coordinate system including an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other is used as appropriate.

図１は、本実施形態に係るアンテナモジュール１０の斜視図である。アンテナモジュール１０は、例えば、マイクロ波を用いた合成開口レーダシステムに用いられるアンテナモジュールである。図１に示されるように、アンテナモジュール１０は、上面に９つのアンテナパターン２０４ａが形成された正方形板状のモジュールである。図２は、アンテナモジュール１０の展開斜視図である。図２に示されるように、アンテナモジュール１０は、４つのユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃから構成される。 FIG. 1 is a perspective view of an antenna module 10 according to the present embodiment. The antenna module 10 is an antenna module used in a synthetic aperture radar system using microwaves, for example. As shown in FIG. 1, the antenna module 10 is a square plate-like module having nine antenna patterns 204a formed on the upper surface. FIG. 2 is an exploded perspective view of the antenna module 10. As shown in FIG. 2, the antenna module 10 includes four units 20, 30A to 30C.

図３は、ユニット２０の図２におけるＡＡ断面を示す図である。図３に示されるように、ユニット２０は、相互に積層された３つの絶縁層２１〜２３と、絶縁層２１〜２３に設けられる導体層２０１〜２０４とを有する多層配線基板である。ユニット２０では、絶縁層２２と、絶縁層２２の表裏面に形成される導体層２０２，２０３とが、例えば、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたコア基板と、コア基板の表裏面に貼り付けられた銅箔を有する銅張積層板を用いて作られている。コア基板は、絶縁層２２となり、銅箔は、パターニングされることにより導体層２０２，２０３となる。導体層２０２，２０３は、アンテナモジュール１０の仕様に応じてパターニングされている。 3 is a cross-sectional view of the unit 20 taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 3, the unit 20 is a multilayer wiring board having three insulating layers 21 to 23 stacked on each other and conductor layers 201 to 204 provided on the insulating layers 21 to 23. In the unit 20, the insulating layer 22 and the conductor layers 202 and 203 formed on the front and back surfaces of the insulating layer 22 are attached to, for example, a core substrate in which a glass fiber is impregnated with an epoxy resin, and the front and back surfaces of the core substrate. It is made using a copper clad laminate having a copper foil formed. The core substrate becomes the insulating layer 22, and the copper foil becomes the conductor layers 202 and 203 by patterning. The conductor layers 202 and 203 are patterned according to the specifications of the antenna module 10.

また、絶縁層２１と導体層２０１、及び絶縁層２３と導体層２０４は、例えば、絶縁層２１，２３となるコア基板と、コア基板の一方の面に貼り付けられた銅箔を有する銅張積層板を用いて作られている。導体層２０１，２０４も、アンテナモジュール１０の仕様に応じてパターニングされている。ユニット２０では、例えば図２を参照するとわかるように、導体層２０４の一部が、正方形のアンテナパターン２０４ａとなっている。 The insulating layer 21 and the conductor layer 201, and the insulating layer 23 and the conductor layer 204 are, for example, a copper substrate having a core substrate to be the insulating layers 21 and 23 and a copper foil attached to one surface of the core substrate. Made with laminates. The conductor layers 201 and 204 are also patterned according to the specifications of the antenna module 10. In the unit 20, as can be seen with reference to FIG. 2, for example, a part of the conductor layer 204 is a square antenna pattern 204a.

絶縁層２１，２３は、例えば、プリプレグなどを介して、絶縁層２２に接着されている。各導体層２０１〜２０４は、絶縁層２１〜２３に設けられたスルーホール導体２１０によって、適当な位置で電気的に接続されている。 The insulating layers 21 and 23 are bonded to the insulating layer 22 via, for example, a prepreg. The conductor layers 201 to 204 are electrically connected at appropriate positions by through-hole conductors 210 provided in the insulating layers 21 to 23.

ユニット２０では、３つの絶縁層２１〜２３にわたって、Ｚ軸方向へスタックされた３つのスルーホール導体２１０からなるスタックビア群２２０が形成されている。スタックビア群２２０は、図４の丸印Ｃに示されるように、ユニット２０の外縁とアンテナパターン２０４ａの外縁に沿って形成されている。複数のスタックビア群２２０によって、各導体層２０１〜２０４が電気的に接続されるとともに、ユニット２０の剛性が高められる。 In the unit 20, a stacked via group 220 including three through-hole conductors 210 stacked in the Z-axis direction is formed across the three insulating layers 21 to 23. The stacked via group 220 is formed along the outer edge of the unit 20 and the outer edge of the antenna pattern 204a as indicated by a circle C in FIG. The plurality of stacked via groups 220 electrically connect the conductor layers 201 to 204 and increase the rigidity of the unit 20.

図５は、ユニット３０Ａの斜視図である。図５に示されるように、ユニット３０Ａは、キャビティ３００ａが形成された配線基板３００と、配線基板３００に実装されたＩＣ（Integrated Circuit）６１やチップ６２などの電子部品を有している。 FIG. 5 is a perspective view of the unit 30A. As shown in FIG. 5, the unit 30 A includes a wiring board 300 in which a cavity 300 a is formed, and electronic components such as an IC (Integrated Circuit) 61 and a chip 62 mounted on the wiring board 300.

図６は、ユニット３０Ａの図５におけるＡＡ断面を示す図である。図６に示されるように、配線基板３００は、相互に積層された６つの絶縁層３１〜３６と、絶縁層３１〜３６に設けられる導体層３０１〜３０７とを有する多層配線基板である。 6 is a cross-sectional view of the unit 30A taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 6, the wiring board 300 is a multilayer wiring board having six insulating layers 31 to 36 stacked on each other and conductor layers 301 to 307 provided on the insulating layers 31 to 36.

配線基板３００では、絶縁層３２と、絶縁層３２の表裏面に形成される導体層３０２，３０３とが、例えば、絶縁層３２となるコア基板と、コア基板の表裏面に貼り付けられた銅箔を有する銅張積層板を用いて作られている。 In the wiring substrate 300, the insulating layer 32 and the conductor layers 302 and 303 formed on the front and back surfaces of the insulating layer 32 are, for example, a core substrate that becomes the insulating layer 32 and copper bonded to the front and back surfaces of the core substrate. It is made using a copper clad laminate with foil.

絶縁層３１と導体層３０１、及び絶縁層３３と導体層３０４は、例えば、絶縁層３１，３３となるコア基板と、コア基板の一方の面に貼り付けられた銅箔を有する銅張積層板を用いて作られている。絶縁層３１，３３は、例えば、プリプレグなどを介して、絶縁層３２の下面と上面にそれぞれ接着されている。絶縁層３１〜３３は、キャビティ３００ａの下方に位置し、キャビティ３００ａの底壁を構成する The insulating layer 31 and the conductor layer 301, and the insulating layer 33 and the conductor layer 304 include, for example, a core board that becomes the insulating layers 31 and 33, and a copper-clad laminate having a copper foil attached to one surface of the core board It is made using. The insulating layers 31 and 33 are bonded to the lower surface and the upper surface of the insulating layer 32 through, for example, a prepreg. The insulating layers 31 to 33 are located below the cavity 300a and constitute the bottom wall of the cavity 300a.

絶縁層３４と導体層３０５、絶縁層３５と導体層３０６、及び絶縁層３６と導体層３０７は、絶縁層３３の上面側（＋Ｚ側）に積層されている。図５及び図６を参照するとわかるように、絶縁層３４〜３６には、Ｚ軸方向に貫通する複数（９つ）の開口Ｈが形成されている。これらの開口Ｈは、図５を参照するとわかるように、３行３列のマトリクス状に配列されている。 The insulating layer 34 and the conductor layer 305, the insulating layer 35 and the conductor layer 306, and the insulating layer 36 and the conductor layer 307 are stacked on the upper surface side (+ Z side) of the insulating layer 33. As can be seen with reference to FIGS. 5 and 6, the insulating layers 34 to 36 have a plurality (nine) of openings H penetrating in the Z-axis direction. These openings H are arranged in a matrix of 3 rows and 3 columns, as can be seen with reference to FIG.

絶縁層３４と導体層３０５、絶縁層３５と導体層３０６、及び絶縁層３６と導体層３０７は、例えば、絶縁層３４，３５，３６となるコア基板と、コア基板の一方の面に貼り付けられた銅箔を有する銅張積層板を用いて作られている。絶縁層３４〜３６は、例えば、プリプレグなどを介して、それぞれ絶縁層３３〜３５に接着されている。開口Ｈが形成された絶縁層３４〜３６が、絶縁層３３の上面に積層されることで、９つのキャビティ３００ａが形成される。 The insulating layer 34 and the conductor layer 305, the insulating layer 35 and the conductor layer 306, and the insulating layer 36 and the conductor layer 307 are attached to, for example, the core substrate to be the insulating layers 34, 35, and 36 and one surface of the core substrate. It is made using a copper clad laminate having a copper foil formed. The insulating layers 34 to 36 are bonded to the insulating layers 33 to 35 through prepregs, for example. Nine cavities 300 a are formed by laminating the insulating layers 34 to 36 in which the openings H are formed on the upper surface of the insulating layer 33.

絶縁層３１〜３６に形成される導体層３０１〜３０７は、アンテナモジュール１０の仕様に応じてパターニングされている。また、キャビティ３００ａから露出する導体層３０４は、電子部品を実装するためのパッドなどを含む。 The conductor layers 301 to 307 formed on the insulating layers 31 to 36 are patterned according to the specifications of the antenna module 10. The conductor layer 304 exposed from the cavity 300a includes a pad for mounting an electronic component.

各導体層３０１〜３０７は、絶縁層３１〜３６に設けられたスルーホール導体３１０によって、適当な位置で電気的に接続されている。配線基板３００では、絶縁層３１〜３６にわたってＺ軸方向へスタックされた６つのスルーホール導体３１０からなるスタックビア群３２０が形成されている。スタックビア群３２０は、図７の丸印Ｃに示されるように、配線基板３００の外縁とキャビティ３００ａの外縁に沿って形成されている。複数のスタックビア群３２０によって、各導体層３０１〜３０７が電気的に接続されるとともに、配線基板３００の剛性が高められる。 The conductor layers 301 to 307 are electrically connected at appropriate positions by through-hole conductors 310 provided in the insulating layers 31 to 36. In the wiring board 300, a stack via group 320 including six through-hole conductors 310 stacked in the Z-axis direction over the insulating layers 31 to 36 is formed. The stacked via group 320 is formed along the outer edge of the wiring board 300 and the outer edge of the cavity 300a as indicated by a circle C in FIG. The plurality of stack via groups 320 electrically connect the conductor layers 301 to 307 and increase the rigidity of the wiring board 300.

ユニット３０Ａ以外のユニット３０Ｂ，３０Ｃも、ユニット３０Ａと同様に、キャビティ３００ａが形成された配線基板３００と、配線基板３００に実装されたＩＣ６１やチップ６２などの電子部品を有している。各ユニット３０Ａ〜３０Ｃに実装されるＩＣ６１などの電子部品の数や種類は、アンテナモジュール１０の仕様によって決定される。 Similarly to the unit 30A, the units 30B and 30C other than the unit 30A also have a wiring board 300 in which a cavity 300a is formed, and electronic components such as an IC 61 and a chip 62 mounted on the wiring board 300. The number and type of electronic components such as the IC 61 mounted on the units 30 A to 30 C are determined by the specifications of the antenna module 10.

次に、上述のように構成されるアンテナモジュール１０の製造方法について説明する。アンテナモジュール１０は、ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃをそれぞれ製造した後、ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃを一体化することにより製造することができる。 Next, a method for manufacturing the antenna module 10 configured as described above will be described. The antenna module 10 can be manufactured by integrating the units 20, 30A to 30C after manufacturing the units 20, 30A to 30C, respectively.

ユニット２０を構成する配線基板は、例えばサブトラクティブ法などを用いてパターニングされた導体層が形成された基板を、ビルドアップ工法を用いて多層化することにより形成することができる。 The wiring board constituting the unit 20 can be formed, for example, by multilayering a substrate on which a conductor layer patterned using a subtractive method or the like is formed using a build-up method.

同様に、ユニット３０Ａ〜３０Ｃを構成する配線基板３００も、例えばサブトラクティブ法などを用いてパターニングされた導体層が形成された基板を、ビルドアップ工法を用いて多層化することにより形成することができる。配線基板３００が準備できたら、次に、配線基板３００のキャビティ３３０ａから露出する導体層３０４に、ＩＣ６１やチップ６２などの電子部品を実装する。以上の工程により、ユニット２０、３０Ａ〜３０Ｃが完成する。 Similarly, the wiring board 300 constituting the units 30A to 30C can also be formed by, for example, forming a substrate on which a conductor layer patterned by using a subtractive method or the like is multilayered by using a build-up method. it can. When the wiring board 300 is prepared, next, electronic components such as the IC 61 and the chip 62 are mounted on the conductor layer 304 exposed from the cavity 330 a of the wiring board 300. The units 20, 30A to 30C are completed through the above steps.

ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃを整形して寸法を調整するには、例えば、ルータなどを用いて、ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃを構成する配線基板の外縁を研磨することなどが考えられる。 In order to shape and adjust the dimensions of the units 20 and 30A to 30C, for example, it is possible to polish the outer edges of the wiring boards constituting the units 20 and 30A to 30C using a router or the like.

次に、ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃを重ねて一体化する。具体的には、図８に示されるように、まず、ユニット３０Ａ〜３０Ｃのスタックビア群３２０の上方の導体層３０７に、半田からなるバンプ４０を形成する。 Next, the units 20, 30A to 30C are stacked and integrated. Specifically, as shown in FIG. 8, first, bumps 40 made of solder are formed on the conductor layer 307 above the stack via group 320 of the units 30A to 30C.

次に、ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃを重ね合わせる。そして、ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃを、加熱するとともに加圧する。これにより、ユニット２０の導体層２０１とユニット３０Ａの導体層３０７が、バンプ４０を介して接着される。また、ユニット３０Ａの導体層３０１とユニット３０Ｂの導体層３０７が、バンプ４０を介して接着され、ユニット３０Ｂの導体層３０１とユニット３０Ｃの導体層３０７が、バンプ４０を介して接着される。これにより、ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃが一体化され、図１に示されるアンテナモジュール１０が完成する。 Next, the units 20, 30A to 30C are overlapped. Then, the units 20, 30A to 30C are heated and pressurized. Thereby, the conductor layer 201 of the unit 20 and the conductor layer 307 of the unit 30 A are bonded via the bumps 40. The conductor layer 301 of the unit 30A and the conductor layer 307 of the unit 30B are bonded via the bumps 40, and the conductor layer 301 of the unit 30B and the conductor layer 307 of the unit 30C are bonded via the bumps 40. Thereby, the units 20 and 30A to 30C are integrated, and the antenna module 10 shown in FIG. 1 is completed.

図９は、ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃが一体されることにより形成されたアンテナモジュール１０の回路を模式的に示す図である。アンテナモジュール１０では、例えば、各アンテナパターン２０４ａは、当該アンテナパターン２０４ａの直下に位置するキャビティに収容される電子部品からなる制御回路に電気的に接続される。また、アンテナモジュール１０では、ユニット２０のスタックビア群２２０と、ユニット３０Ａ〜３０Ｃのスタックビア群３２０が、直列に接続される。 FIG. 9 is a diagram schematically showing a circuit of the antenna module 10 formed by integrating the units 20 and 30A to 30C. In the antenna module 10, for example, each antenna pattern 204a is electrically connected to a control circuit made up of electronic components housed in a cavity located directly below the antenna pattern 204a. In the antenna module 10, the stack via group 220 of the unit 20 and the stack via group 320 of the units 30A to 30C are connected in series.

上述のように構成されるアンテナモジュール１０には、例えばユニット３０Ｃの下面に、外部機器との接続に用いられるコネクタなどが実装される。 In the antenna module 10 configured as described above, for example, a connector used for connection with an external device is mounted on the lower surface of the unit 30C.

以上説明したように、本実施形態に係るアンテナモジュール１０は、アンテナパターン２０４ａが形成されたユニット２０に積層されるユニット３０Ａ〜３０Ｃによって、アンテナパターン２０４ａからの信号を処理する制御回路が構成される。これにより、アンテナモジュール１０を、配線基板を積層することにより構成することができる。したがって、アンテナモジュール１０を小型化することができ、装置の製造コストを削減することができる。 As described above, in the antenna module 10 according to the present embodiment, the control circuit for processing the signal from the antenna pattern 204a is configured by the units 30A to 30C stacked on the unit 20 on which the antenna pattern 204a is formed. . Thereby, the antenna module 10 can be comprised by laminating | stacking a wiring board. Therefore, the antenna module 10 can be reduced in size, and the manufacturing cost of the apparatus can be reduced.

本実施形態では、アンテナパターン２０４ａに対応する制御回路は、各ユニット３０Ａ〜３０Ｃの配線基板３００に実装される電子部品によって構成される。そのため、アンテナモジュール１０では、各ユニット３０Ａ〜３０Ｃに実装される電子部品に応じたグレードの配線基板３００を用いることができる。したがって、アンテナパターン２０４ａの制御回路を１つの配線基板上に形成する場合に比べて、安価な配線基板を使用することができる。したがって、装置の製造コストを削減することが可能となる。 In the present embodiment, the control circuit corresponding to the antenna pattern 204a is configured by electronic components mounted on the wiring board 300 of each unit 30A to 30C. Therefore, in the antenna module 10, the grade wiring board 300 according to the electronic component mounted in each unit 30A-30C can be used. Therefore, an inexpensive wiring board can be used as compared with the case where the control circuit for the antenna pattern 204a is formed on one wiring board. Therefore, the manufacturing cost of the device can be reduced.

本実施形態では、アンテナモジュール１０が、配線基板から構成される。そのため、高周波素子、アナログ部品、デジタル部品などの種々の部品を用いて、アンテナモジュール１０を構成することができる。したがって、設計の自由度を維持しつつ、アンテナモジュール１０の小型化を実現することができる。 In the present embodiment, the antenna module 10 is composed of a wiring board. Therefore, the antenna module 10 can be configured using various parts such as high-frequency elements, analog parts, and digital parts. Therefore, the antenna module 10 can be downsized while maintaining the degree of freedom in design.

以上、実施形態に係るアンテナモジュールについて説明したが、本アンテナモジュールは上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、アンテナモジュール１０が、４つのユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃから構成される場合について説明した。これに限らず、アンテナモジュール１０は、３つ以下や５つ以上のユニットから構成されていてもよい。 Although the antenna module according to the embodiment has been described above, the antenna module is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the case where the antenna module 10 includes the four units 20 and 30A to 30C has been described. Not limited to this, the antenna module 10 may be composed of three or less units or five or more units.

各ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃを構成する配線基板の層数は、アンテナモジュール１０の仕様に応じて、任意に決めることができる。また、上記実施形態で説明したユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃを構成する配線基板の構成は一例であり、各ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃの配線基板は、アディティブ法やセミアディティブ法など任意の手法を用いて製造することができる。 The number of layers of the wiring board constituting each unit 20, 30 A to 30 C can be arbitrarily determined according to the specifications of the antenna module 10. Further, the configuration of the wiring board constituting the units 20, 30A to 30C described in the above embodiment is an example, and the wiring board of each unit 20, 30A to 30C uses an arbitrary method such as an additive method or a semi-additive method. Can be manufactured.

上記実施形態では、アンテナモジュール１０が、９つのアンテナパターン２０４ａを有している場合について説明した。これに限らず、アンテナモジュール１０は、１０以上或いは８以下のアンテナパターン２０４ａを備えていてもよい。 In the above embodiment, the case where the antenna module 10 has the nine antenna patterns 204a has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the antenna module 10 may include 10 or more or 8 or less antenna patterns 204a.

上記実施形態では、９つのアンテナパターン２０４ａがマトリクス状に配置されている場合について説明した。アンテナパターン２０４ａの配置はこれに限られるものではなく、例えば、ランダムに配置されていてもよく、所定の規則に従って配置されていてもよい。 In the above embodiment, the case where the nine antenna patterns 204a are arranged in a matrix has been described. The arrangement of the antenna pattern 204a is not limited to this. For example, the antenna pattern 204a may be arranged at random or may be arranged according to a predetermined rule.

ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃに用いられる配線基板として、標準サイズの基板を用いる場合には、アンテナパターン２０４ａの数を、できる限り増やすことによって、低コストで高性能なアンテナモジュール１０を製造することが可能になる。 When a standard-sized board is used as the wiring board used in the units 20, 30A to 30C, the high-performance antenna module 10 can be manufactured at low cost by increasing the number of antenna patterns 204a as much as possible. It becomes possible.

上記実施形態では、図８に示されるように、アンテナモジュール１０を構成するユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃを、半田からなるバンプ４０を用いて接続する場合について説明した。これに限らず、ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃの接続は、種々の方法で行うことができる。例えば、ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃを、導電性ペーストなどを用いて接続することとしてもよい。また、ＰＧＡ（Pin Grid Array）タイプの素子の実装と同様に、導体からなるピンを用いて、ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃを接続してもよい。また、金属コア入りの半田ボールを用いて、ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃを接続してもよい。 In the above embodiment, as illustrated in FIG. 8, the case where the units 20 and 30A to 30C constituting the antenna module 10 are connected using the bumps 40 made of solder has been described. Not limited to this, the units 20, 30A to 30C can be connected by various methods. For example, the units 20, 30A to 30C may be connected using a conductive paste or the like. Further, similarly to the mounting of a PGA (Pin Grid Array) type element, the units 20, 30A to 30C may be connected using pins made of a conductor. Further, the units 20, 30A to 30C may be connected using a solder ball with a metal core.

上記実施形態では、９つのアンテナパターン２０４ａを備えるアンテナモジュール１０について説明した。これに限らず、ルータなどを用いて、当該モジュールを、アンテナパターン２０４ａごとに切り離して、１つのアンテナパターン２０４ａを備える９つのアンテナモジュールを製造することとしてもよい。 In the above embodiment, the antenna module 10 including the nine antenna patterns 204a has been described. The present invention is not limited to this, and it is possible to manufacture nine antenna modules including one antenna pattern 204a by separating the module into antenna patterns 204a using a router or the like.

上記実施形態では、各ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃの導体層が、スタックされたビアからなるスタックビア群によって電気的に接続される場合について説明した。これに限らず、例えば、アンテナモジュール１０の上面から下面に貫通する開口を設け、当該開口の内壁面にメッキ処理をすることにより、各ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃの導体層を相互に接続することとしてもよい。また、アンテナモジュール１０の上面から下面に貫通する開口に、導電性ペーストを充填することにより、各ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃの導体層を相互に接続することとしてもよい。 In the above embodiment, the case where the conductor layers of the units 20, 30A to 30C are electrically connected by the stacked via group including stacked vias has been described. For example, an opening that penetrates from the upper surface to the lower surface of the antenna module 10 is provided, and the conductor layers of the units 20 and 30A to 30C are connected to each other by plating the inner wall surface of the opening. It is good. Moreover, it is good also as connecting the conductor layer of each unit 20, 30A-30C mutually by filling the opening penetrated from the upper surface to the lower surface of the antenna module 10 with a conductive paste.

上記実施形態では、ユニット３０Ａ〜３０Ｃの配線基板３００に、上方が開口したキャビティが形成されている場合について説明した。これに限らず、例えば図６に示される絶縁層３１〜３３及び導体層３０１〜３０４と、絶縁層３４〜３６及び導体層３０５〜３０７を別々の配線基板から構成してもよい。 In the above-described embodiment, a case has been described in which a cavity having an opening on the upper side is formed in the wiring board 300 of the units 30A to 30C. For example, the insulating layers 31 to 33 and the conductor layers 301 to 304 and the insulating layers 34 to 36 and the conductor layers 305 to 307 shown in FIG. 6 may be configured from separate wiring boards.

上記実施形態では、例えば、図５及び図６に示されるように、ＩＣ６１などの電子部品が、キャビティ３００ａが形成される配線基板３００に実装される場合について説明した。これに限らず、例えば、図１０に示されるように、キャビティ３００ａに収容されるＩＣ６１などの電子部品は、当該キャビティ３００ａが形成される配線基板３００以外の配線基板３００に実装される電子部品であってもよい。 In the above embodiment, for example, as shown in FIGS. 5 and 6, the case where an electronic component such as the IC 61 is mounted on the wiring board 300 in which the cavity 300 a is formed has been described. For example, as shown in FIG. 10, an electronic component such as an IC 61 accommodated in the cavity 300a is an electronic component mounted on a wiring board 300 other than the wiring board 300 on which the cavity 300a is formed. There may be.

具体的には、ユニット３０Ａのキャビティ３００ａに収容される電子部品は、ユニット２０の電子部品であってもよい。また、ユニット３０Ｂのキャビティ３００ａに収容される電子部品はユニット３０Ａの電子部品であってもよく、ユニット３０Ｃのキャビティ３００ａに収容される電子部品はユニット３０Ｂの電子部品であってもよい。 Specifically, the electronic component housed in the cavity 300a of the unit 30A may be the electronic component of the unit 20. Further, the electronic component housed in the cavity 300a of the unit 30B may be the electronic component of the unit 30A, and the electronic component housed in the cavity 300a of the unit 30C may be the electronic component of the unit 30B.

また、図１０に示されるように、ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃは、キャビティ３００ａ以外の位置に実装されるＩＣ６１などの電子部品を備えていてもよい。 Further, as shown in FIG. 10, the units 20, 30A to 30C may include electronic components such as an IC 61 mounted at a position other than the cavity 300a.

上記実施形態では、例えば、図５及び図６に示されるように、キャビティ３００ａの下面に電子部品が実装される場合について説明した。これに限らず、図１１に示されるように、キャビティ３００ａの下面と上面の双方に、電子部品が実装されていてもよい。これによれば、ユニット３０Ａ〜３０Ｃを構成する配線基板３００の表裏面に電子部品を実装することができる。そのため、アンテナモジュール１０の実装密度を向上することができる。 In the above embodiment, for example, as shown in FIGS. 5 and 6, the case where the electronic component is mounted on the lower surface of the cavity 300 a has been described. Not only this but as FIG. 11 shows, the electronic component may be mounted in both the lower surface and upper surface of the cavity 300a. According to this, an electronic component can be mounted on the front and back surfaces of the wiring board 300 constituting the units 30A to 30C. Therefore, the mounting density of the antenna module 10 can be improved.

上記アンテナモジュール１０における高周波回路を構成する素子やチップは、他の素子に与える影響が大きい。そのため、図１２に示されるように、ユニット３０Ａ〜３０Ｃに、キャビティ３００ａを覆うようにシールドパターンＳＰを形成してもよい。このシールドパターンＳＰは、例えば、ユニット３０Ａ〜３０Ｃを構成する導体層の一部として設けることができる。更に、シールドパターンＳＰ同士を接続するグランドピンＧＰを、キャビティ３００ａの周囲に配置することで、シールド効果をより一層高めることができる。 The elements and chips constituting the high-frequency circuit in the antenna module 10 have a great influence on other elements. Therefore, as shown in FIG. 12, a shield pattern SP may be formed on the units 30A to 30C so as to cover the cavity 300a. For example, the shield pattern SP can be provided as a part of a conductor layer constituting the units 30A to 30C. Further, the shielding effect can be further enhanced by arranging the ground pins GP for connecting the shield patterns SP around the cavity 300a.

従来は、高周波回路からのノイズをシールド（アイソレーション）するために、例えばＩＣなどの素子を覆う金属製のケースを、基板に設けていた。本変形例では、ユニットを構成する導体層をシールドとして用いることができるので、金属製のケースなどを用いる必要がなく、装置を簡素化するとともに、製造コストを削減することができる。 Conventionally, in order to shield (isolate) noise from a high-frequency circuit, for example, a metal case covering an element such as an IC is provided on the substrate. In this modification, since the conductor layer constituting the unit can be used as a shield, it is not necessary to use a metal case or the like, and the apparatus can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

また、各ユニット２０Ａ，３０Ａ〜３０Ｃを構成する基板を、ＥＢＧ（Electromagnetic Band Gap）構造としてもよい。この場合にも、金属製のケースなどを用いる必要がなく、装置を簡素化することができる。 Moreover, it is good also considering the board | substrate which comprises each unit 20A, 30A-30C as an EBG (Electromagnetic Band Gap) structure. Also in this case, it is not necessary to use a metal case or the like, and the apparatus can be simplified.

上記実施形態では、例えば、図８に示されるように、アンテナモジュール１０が、絶縁層と導体層からなるユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃから構成される場合について説明した。これに限らず、アンテナモジュール１０は、ユニット２０，３０Ａ〜３０Ｃ以外に、放熱板などの放熱部材を備えていてもよい。 In the above-described embodiment, for example, as illustrated in FIG. 8, the antenna module 10 has been described as being configured of units 20 and 30A to 30C including an insulating layer and a conductor layer. Not only this but the antenna module 10 may be provided with heat radiating members, such as a heat sink, in addition to unit 20, 30A-30C.

例えば、図１３には、放熱板８１と、銅インレイ８２を備えるアンテナモジュール１０が示されている。放熱板８１は、例えば銅やアルミニウムなど、導電性の高い金属からなる。ユニット３０Ａとユニット３０Ｂは、放熱板８１を介して積層されている。この状態のときには、放熱板８１は、ユニット３０Ｂを構成するＩＣ６１などの電子部品と接した状態になっている。したがって、ユニット３０Ｂの電子部品から生じる熱は、放熱板８１をヒートシンクとして、外部へ放出される。 For example, FIG. 13 shows the antenna module 10 including the heat radiating plate 81 and the copper inlay 82. The heat sink 81 is made of a highly conductive metal such as copper or aluminum. The unit 30 A and the unit 30 B are stacked via the heat dissipation plate 81. In this state, the heat radiating plate 81 is in contact with an electronic component such as the IC 61 constituting the unit 30B. Therefore, the heat generated from the electronic components of the unit 30B is released to the outside using the heat radiating plate 81 as a heat sink.

また、銅インレイ８２は、ユニット３０Ｃを構成する配線基板３００に埋め込まれている。銅インレイ８２は、上面がユニット３０Ｃのキャビティ３００ａに露出し、下面がユニット３０Ｃの外部に通じている。銅インレイ８２の上面は、例えば半田や導電性ペーストなどを介して、ユニット３０Ｃを構成するＩＣ６１などの電子部品に接続されている。したがって、ユニット３０Ｃの電子部品から生じる熱は、銅インレイ８２をヒートシンクとして、外部へ放出される。 Further, the copper inlay 82 is embedded in the wiring board 300 constituting the unit 30C. The upper surface of the copper inlay 82 is exposed in the cavity 300a of the unit 30C, and the lower surface communicates with the outside of the unit 30C. The upper surface of the copper inlay 82 is connected to an electronic component such as an IC 61 constituting the unit 30C via, for example, solder or a conductive paste. Therefore, heat generated from the electronic components of the unit 30C is released to the outside using the copper inlay 82 as a heat sink.

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１０アンテナモジュール
２０，２０Ａユニット
２１〜２３絶縁層
３０，３０Ａ〜３０Ｃユニット
３１〜３６絶縁層
４０バンプ
６１ＩＣ
６２チップ
８１放熱板
８２銅インレイ
２０１〜２０４導体層
２０４ａアンテナパターン
２１０スルーホール導体
２２０スタックビア群
３００配線基板
３００ａキャビティ
３０１〜３０７導体層
３１０スルーホール導体
３２０スタックビア群
３３０ａキャビティ
Ｃ丸印
ＧＰグランドピン
ＳＰシールドパターン 10 Antenna Module 20, 20A Unit 21-23 Insulating Layer 30, 30A-30C Unit 31-36 Insulating Layer 40 Bump 61 IC
62 chip 81 heat sink 82 copper inlay 201-204 conductor layer 204a antenna pattern 210 through-hole conductor 220 stack via group 300 wiring board 300a cavity 301-307 conductor layer 310 through hole conductor 320 stack via group 330a cavity C circle GP ground pin SP shield pattern

Claims

A first wiring board having an antenna pattern formed on the first surface;
A plurality of second wiring boards formed on the second surface side opposite to the first surface of the first wiring board, wherein a cavity for accommodating electronic components is formed;
An antenna module comprising:

The cavity is formed on a first surface side of the second wiring substrate, and the second wiring substrate is configured such that the first surface of the second wiring substrate faces the second surface of the first wiring substrate. The antenna module according to claim 1 arranged.

The antenna module according to claim 1, wherein the wiring board is a multilayer wiring board including a plurality of conductor layers on which a circuit pattern is formed and a plurality of insulating layers arranged between the conductor layers.

A plurality of the antenna patterns are formed on the first wiring board,
The antenna module according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of the cavities are formed on the second wiring board at positions corresponding to the antenna patterns.

The antenna module according to claim 4, wherein the antenna patterns are arranged in a matrix.

The antenna module according to any one of claims 1 to 5, wherein the second wiring board is stacked via a heat dissipation member that is in contact with an electronic component housed in the cavity.

The second wiring board is provided with a heat radiating member having a first surface in thermal contact with the electronic component in the cavity and a second surface opposite to the first surface exposed to the outside of the cavity. The antenna module according to any one of claims 1 to 6.

The conductor layers of the second wiring boards in contact with each other include a shield pattern formed so as to sandwich the cavity,
The antenna module according to any one of claims 1 to 7, wherein the shield pattern is electrically connected by a conductor disposed around the cavity.