JP2019029481A - Communication module and substrate for communication module - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、無線通信を行う通信モジュール、および、このような通信モジュール用の基板に関する。 The present disclosure relates to a communication module that performs wireless communication, and a substrate for such a communication module.
近時、モノのインターネット(Internet of Things(IoT))として、各種のセンサまたはデバイスといった様々な「モノ」が、インターネットのようなネットワークに接続される試みが提案されている。このIoTにおいては、様々なモノが例えば無線通信などにより接続されて、情報交換を行う。IoTの導入によって、様々なモノを相互に制御することが可能になり、これらのモノを介して様々なビジネスおよびユーザ体験における利便性の向上が期待されている。例えば、特許文献1は、生産ラインを効率的かつ正確に管理するシステムを開示している。 Recently, attempts have been made to connect various “things” such as various sensors or devices to a network such as the Internet as the Internet of Things (IoT). In this IoT, various things are connected by, for example, wireless communication to exchange information. With the introduction of IoT, various things can be controlled with each other, and convenience in various business and user experiences is expected through these things. For example, Patent Document 1 discloses a system that efficiently and accurately manages a production line.
様々なモノをネットワークに接続するためには、それらのモノに通信機能を実装する必要がある。種々のモノに通信機能を実装する際は、典型的には、これらのモノに通信モジュールを設置したり、このような通信モジュールを備える通信ユニットを用意したりすることがある。このような場合、利便性の高い通信モジュールを提供できれば、極めて有利である。 In order to connect various things to a network, it is necessary to implement a communication function for those things. When a communication function is mounted on various things, typically, a communication module may be installed on these things, or a communication unit including such a communication module may be prepared. In such a case, it would be extremely advantageous if a highly convenient communication module could be provided.
本開示の目的は、利便性の高い通信モジュールおよび通信モジュール用基板を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a highly convenient communication module and communication module substrate.
本開示の一実施形態に係る通信モジュールは、
第1面および第2面を有する基板を備える。
前記基板の前記第1面には、無線通信に関連する部品および無線通信に関連しない部品のうち一方が設けられる。
前記基板の前記第2面には、キャビティが形成される。
前記キャビティ内には、前記無線通信に関連する部品および前記無線通信に関連しない部品のうち他方が設けられる。
A communication module according to an embodiment of the present disclosure includes:
A substrate having a first surface and a second surface is provided.
One of a component related to wireless communication and a component not related to wireless communication is provided on the first surface of the substrate.
A cavity is formed in the second surface of the substrate.
The other of the parts related to the wireless communication and the parts not related to the wireless communication is provided in the cavity.
また、本開示の一実施形態に係る通信モジュールは、
第1面および第2面を有する基板を備える。
前記基板の前記第1面には、第1の素子が実装される。
前記基板の前記第2面には、キャビティが形成される。
前記キャビティ内には、第2の素子が実装される。
前記キャビティの周りの側壁部の全周にわたって、ビアが配置される。
Further, the communication module according to an embodiment of the present disclosure is:
A substrate having a first surface and a second surface is provided.
A first element is mounted on the first surface of the substrate.
A cavity is formed in the second surface of the substrate.
A second element is mounted in the cavity.
Vias are arranged over the entire circumference of the side wall around the cavity.
また、本開示の一実施形態に係る通信モジュール用基板は、
第1面および第2面を有する。
前記通信モジュール用基板の前記第1面には、無線通信に関連する部品および無線通信に関連しない部品のうち一方が設けられる。
前記通信モジュール用基板の前記第2面には、キャビティが形成される。
前記キャビティ内には、前記無線通信に関連する部品および前記無線通信に関連しない部品のうち他方が設けられる。
Further, the communication module substrate according to an embodiment of the present disclosure is:
It has a first surface and a second surface.
One of a component related to wireless communication and a component not related to wireless communication is provided on the first surface of the communication module substrate.
A cavity is formed on the second surface of the communication module substrate.
The other of the parts related to the wireless communication and the parts not related to the wireless communication is provided in the cavity.
また、本開示の一実施形態に係る通信モジュール用基板は、
第1面および第2面を有する。
前記通信モジュール用基板の前記第1面には、第1の素子が実装される。
前記通信モジュール用基板の前記第2面には、キャビティが形成される。
前記キャビティ内には、第2の素子が実装される。
前記キャビティの周りの側壁部の全周にわたって、ビアが配置される。
Further, the communication module substrate according to an embodiment of the present disclosure is:
It has a first surface and a second surface.
A first element is mounted on the first surface of the communication module substrate.
A cavity is formed on the second surface of the communication module substrate.
A second element is mounted in the cavity.
Vias are arranged over the entire circumference of the side wall around the cavity.
本開示の実施形態によれば、利便性の高い通信モジュールおよび通信モジュール用基板を提供することができる。 According to the embodiment of the present disclosure, a highly convenient communication module and communication module substrate can be provided.
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る通信モジュールは、典型的にはIoT通信モジュールとすることができる。しかしながら、本実施形態に係る通信モジュールはIoT通信モジュールに限定されず、無線通信機能を有する各種の通信モジュールとすることができる。 Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The communication module according to the present embodiment can be typically an IoT communication module. However, the communication module according to the present embodiment is not limited to the IoT communication module, and can be various communication modules having a wireless communication function.
図1は、一実施形態に係る通信モジュールの外観を示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view illustrating an appearance of a communication module according to an embodiment.
この通信モジュール1は、無線通信をはじめとする各種の機能を実現することができる。例えば、通信モジュール1は、各種の信号を処理して無線通信により送信する機能、および、各種の信号を無線通信により受信する機能の少なくとも一方を有する。また、通信モジュール1は、例えば外部から電力の供給を受けることにより、無線通信などの各種の機能の動作を行うようにしてもよい。また、通信モジュール1は、外部から電力の供給を受けずに、通信モジュール1に内蔵されたバッテリなどから電力の供給を受けることにより、無線通信などの各種の機能の動作を行うようにしてもよい。 The communication module 1 can realize various functions including wireless communication. For example, the communication module 1 has at least one of a function of processing various signals and transmitting them by wireless communication, and a function of receiving various signals by wireless communication. Further, the communication module 1 may perform various functions such as wireless communication by receiving power supply from the outside, for example. In addition, the communication module 1 may perform various functions such as wireless communication by receiving power supply from a battery or the like built in the communication module 1 without receiving power supply from the outside. Good.
図1(A)に示すように、本実施形態に係る通信モジュール1は、通信モジュール1の上面側からの外観上、基板10と、サイドガード20と、リッド30とを備える。図1においては、説明の便宜上、図に示すZ軸の正方向を「上」方向と記し、Z軸の負方向を「下」方向と記す。
As shown in FIG. 1A, the communication module 1 according to this embodiment includes a
本実施形態に係る通信モジュール1は、比較的小型のものとして構成することができる。例えば、通信モジュール1は、図1(A)に示すX軸方向およびY軸方向に例えばそれぞれ20mm以内の幅を有し、Z軸方向に例えば10mm以内の高さを有する直方体型としてもよい。このように、通信モジュール1を小型に構成することで、通信モジュール1を他の通信ユニットに組み込んだり、他の機器に内蔵させたりする際の利便性を高めることができる。 The communication module 1 according to the present embodiment can be configured as a relatively small one. For example, the communication module 1 may be a rectangular parallelepiped type having a width of, for example, 20 mm or less in the X-axis direction and the Y-axis direction shown in FIG. 1A and a height of, for example, 10 mm in the Z-axis direction. In this way, by configuring the communication module 1 in a small size, it is possible to improve convenience when the communication module 1 is incorporated in another communication unit or incorporated in another device.
基板10は、例えばセラミックを含む素材で構成することができる。後述するように、この基板10の上面側には、例えば通信機能を実現する各種の部品を搭載(設置)することができる。基板10は、図1(A)に示すX軸方向およびY軸方向に例えばそれぞれ20mm以内の幅を有し、Z軸方向に例えば4mm以内の高さを有する直方体型としてもよい。
The board |
通信モジュール1の基板10の上側には、図1(A)に示すように、サイドガード20が取り付けてある。サイドガード20は、基板10の上側かつサイドガード20の内側に収容される部品を保護することができる。このサイドガード20は、例えば金属または樹脂など、比較的堅牢な材料で構成することができる。また、サイドガード20は、金属材料からなり、通信モジュール1から放射される電磁波(ノイズ)を減衰させるシールドであってもよい。
A
サイドガード20の上側には、図1(A)に示すように、リッド30が被せてある。このリッド30は、基板10の上側かつサイドガード20の内側に収容される部品を覆うことにより保護することができる。このリッド30も、例えば金属または樹脂など、比較的堅牢な材料で構成することができる。また、リッド30は、金属材料からなり、通信モジュール1から放射される電磁波(ノイズ)を減衰させるシールドであってもよい。
A
図1(B)は、図1(A)に示した通信モジュール1のサイドガード20から、リッド30を取り外した状態を示している。
FIG. 1B shows a state where the
図1(B)に示すように、サイドガード20からリッド30を取り外した状態においては、基板10の上側かつサイドガード20の内側に、各種の部品を収容することができる。図1(B)においては、基板10の上側に配置される部品の例として、例えば無線通信に関連する部品50を配置してある。
As shown in FIG. 1B, in a state where the
ここで、無線通信に関連する部品50とは、例えば、RF関連部品51、インタフェース関連部品52(以下、I/O関連部品52と記す)、および電源関連部品53などとすることができる。これらの部品は、無線通信に関連する部品50を例示するものである。したがって、無線通信に関連する部品50とは、通信に関連する部品ただ1つのみの構成としてもよいし、通信に関連する部品を含めその他のいくつかの部品を含めてもよい。以下、無線通信に関連する部品50とは、通信に関連する部品を少なくとも1つ含み、適宜他の部品(例えば通信に関連しない部品)も含み得る部品の総称とする。
Here, the
RF関連部品51は、一般的な無線通信において、信号の送受信の機能を実現する各種の部品とすることができる。例えば、RF関連部品51は、一般的なRF(radio frequency)部などを少なくとも含む部品で構成することができる。RF関連部品51は、典型的には、ベースバンド部において処理された信号を、アンテナを経て送信することができる。また、RF関連部品51は、アンテナを経て受信した信号をベースバンド部に受け渡すことができる。RF関連部品51は、例えば、RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)、パワーアンプ、フィルタ、スイッチ素子等の少なくとも一部を含んでよい。
The RF-related
I/O関連部品52は、RF関連部品51と外部機器とのインタフェースとなる機能を提供する各種の部品とすることができる。また、I/O関連部品52は、RF関連部品51と通信モジュール1内の他の部品とのインタフェースとなる機能を提供する各種の部品などとしてもよい。また、I/O関連部品52は、無線通信に関連する部品50と当該無線通信に関連する部品50以外の部品とのインタフェースとなる機能を提供する各種の部品などとしてもよい。上述したように、無線通信に関連する部品50は、必ずしもI/O関連部品52を含まなくてもよい。この場合、例えば、I/O関連部品52の機能を、無線通信に関連する部品50以外の部品に担わせてもよい。
The I / O related
電源関連部品53は、RF関連部品51に電力を供給する機能を提供する各種の部品とすることができる。例えば、電源関連部品53は、通信モジュール1の外部から供給される電力を、RF関連部品51に供給するのに適した電圧/電流に変換する機能を有してもよい。上述したように、無線通信に関連する部品50は、必ずしも電源関連部品53を含まなくてもよい。この場合、例えば、電源関連部品53の機能を、無線通信に関連する部品50以外の部品に担わせてもよいし、無線通信に関連する部品50にバッテリを含ませてもよい。
The power supply related
基板10の上面側には、各種のプリント配線を施すことができる。したがって、無線通信に関連する部品50を基板10の上面側に設置することで、無線通信に関連する部品50を他の部品などと電気的に接続することができる。
Various printed wirings can be provided on the upper surface side of the
図2は、通信モジュール1の基板10をさらに説明する斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view for further explaining the
図2は、図1に示した通信モジュール1において、基板10からリッド30およびサイドガード20を取り外し、さらに基板10から無線通信に関連する部品50も取り外した状態を示している。図2(A)は、基板10を上面側から見た図、すなわち基板10をZ軸の負方向に見た図である。図2(B)は、基板10を下面側から見た図、すなわち基板10をZ軸の正方向に見た図である。図2(B)は、図2(A)に示す基板10を、Y軸を中心に180℃回転させた状態を示している。
FIG. 2 shows a state in which the
図2(A)に示すように、基板10は、上面側の第1面11と、下面側の第2面12とを有する。基板10の第1面11とは、図2に示すように、基板10においてZ軸正方向に向く面である。また、基板10の第2面12とは、図2に示すように、基板10においてZ軸負方向に向く面である。
As shown in FIG. 2A, the
上述したように、本実施形態において、基板10の第1面11には、例えば無線通信に関連する部品50を設けることができる。一方、本実施形態において、基板10の第2面12には、図2(A)に示すように、キャビティ13を形成する。キャビティ13は、基板10の第1面11側からは見ることができない。図2(A)においては、キャビティ13は、基板10を透過させて破線により示してある。キャビティ13を基板10に形成する態様は、後述する。
As described above, in the present embodiment, the
図2(B)に示すように、基板10の第2面12側からは、キャビティ13を見ることができる。図2(B)に示すように、キャビティ13内には、各種の部品を収容することができる。図2(B)においては、基板10に形成したキャビティ13内に配置される部品の例として、例えば無線通信に関連しない部品60を配置してある。ここで、例えば無線通信に関連しない部品60のような部品をキャビティ13内に取り付ける態様については、後述する。
As shown in FIG. 2B, the
ここで、無線通信に関連しない部品60とは、例えばコントローラ61およびメモリ62などとすることができる。これらの部品は、無線通信に関連しない部品60を例示するものである。したがって、無線通信に関連しない部品60とは、通信に関連しない部品ただ1つのみの構成としてもよいし、通信に関連しない部品を含めその他のいくつかの部品を含めてもよい。例えば、無線通信に関連しない部品60は、コントローラ61およびメモリ62の少なくとも一方を含むようにしてもよい。すなわち、無線通信に関連しない部品60は、比較的高速の動作周波数を有するデジタル部品としてもよい。以下、無線通信に関連しない部品60とは、通信に関連しない部品(例えばRF部ではない部品)を少なくとも1つ含み、適宜、通信に関連しない他の部品も含み得る部品の総称とする。
Here, the
コントローラ61は、CPU(Central Processing Unit)またはDSP(Digital Signal Processor)などのような、任意のプロセッサなどで構成することができる。このコントローラ61は、例えばRF関連部品51をはじめとして各種の機能部を制御することにより、通信モジュール1における通信機能を実現する。また、コントローラ61は、他の各種の部品および/または機能部を制御することにより、通信モジュール1における各種の機能を実現することもできる。
The
メモリ62は、通信モジュール1が動作するためのデータをはじめとして、各種の情報を記憶する。メモリ62は、例えばRAMおよびROMを含む、各種の半導体メモリなどの任意の記憶装置で構成することができる。メモリ62は、例えば通信モジュール1が通信機能を実現するために、コントローラ61において処理されるデータなどの各種の情報を記憶する。また、メモリ62は、通信モジュール1を動作させるためのプログラム等を記憶するとともに、ワークメモリとしても機能する。
The
図2(B)に示すように、無線通信に関連しない部品60の高さ方向(Z軸方向)のサイズは、キャビティ13の深さ方向(Z軸方向)のサイズよりも小さくしてもよい。このようにすれば、基板10の第2面12を他の基板などに取り付ける際に、無線通信に関連しない部品60が他の基板などに干渉することを防ぐことができる。
As shown in FIG. 2B, the size in the height direction (Z-axis direction) of the
図3は、通信モジュール1の断面を示す図である。図3は、図1(A)に示した通信モジュール1のA−A’における断面を示している。 FIG. 3 is a view showing a cross section of the communication module 1. FIG. 3 shows a cross section taken along line A-A ′ of the communication module 1 shown in FIG.
図3に示すように、通信モジュール1は基板10を備える。この基板10は、図3に示すように、第1面11(基板10の上面側)および第2面12(基板10の下面側すなわち低面側)を有する。図3に示すように、基板10の第1面11には、例えば無線通信に関連する部品50(51,52など)が設けられる。また、図3に示すように、基板10の第2面には、キャビティ13が形成される。このキャビティ13内には、例えば無線通信に関連しない部品60(61,62など)が設けられる。図3においては、基板10の上側に、サイドガード20を取り付けた状態を示してある。また、図3においては、サイドガード20の上側に、リッド30を被せた状態を示してある。
As shown in FIG. 3, the communication module 1 includes a
次に、通信モジュール1の基板10においてキャビティ13を形成する態様について説明する。
Next, an aspect in which the
基板10は、種々の態様で形成することができる。例えば、基板10は、最初にセラミックなどの直方体の塊として形成してから、その底面の一部にキャビティ13を削り取るようにして形成してもよい。
The
一方、例えば基板10の内部に配線を形成するなどの都合上、基板10を最初にセラミックなどの直方体の塊として形成してから、その底面の一部にキャビティ13を削り取るようにして形成することが困難な場合も想定される。そこで、本実施形態においては、例えば、基板10の上部と下部をそれぞれ別に形成してから、これらを焼成などの方法により貼り合わせてもよい。
On the other hand, for example, for the purpose of forming wiring inside the
図3に示すように、本実施形態において、基板10は、基板上部10Uと、基板下部10Lとで、別個に形成したものを結合させてもよい。以下、このような形成について、さらに説明する。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the
図4は、基板下部10Lのみを形成した様子を示す図である。図4(A)は、基板下部10Lのみを形成したものを、基板10の第2面12から見た図である。また、図4(B)は、図4(A)に示した基板下部10LのB−B’における断面を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which only the substrate
図4に示すように、基板下部10Lは、キャビティ13として、予め中央に開口を設けたものを形成してもよい。この場合、例えば、基板下部10Lを10枚程度の薄いセラミックの板を積層させることにより形成してもよい。複数の薄いセラミックの板を積層させる際には、接着剤などで貼り付けてもよいし、焼成してもよい。このようにすれば、それぞれの薄いセラミックの板の中央に予め開口を設けたものを、10枚程度積層させることができる。そして、このようにすれば、それぞれの薄いセラミックの板には、配線を形成することもできる。図4に示す例では、基板下部10Lは、中央部分に形成されるキャビティ13を取り囲むように、多数のビアホールを有している。そして、それらのビアホールは、それぞれ導体のビア15を備えている。
As shown in FIG. 4, the substrate
これらのビア15は、通信モジュール1の第2面12を他の基板または機器などに取り付けた際に、通信モジュール1が有する各種の部品と、他の基板または機器などとの間を電気的に接続する。ここで、他の基板または機器などを介して、ビア15が電気的に接地されることにより、キャビティ13内に設置された部品のノイズが基板下部10Lを経て漏れることは抑制される。したがって、このような構成によれば、キャビティ13内に設置された部品のノイズが、通信モジュール1の外部に及ぼす悪影響は低減される。このように、本実施形態において、キャビティ13の周りの側壁部(基板下部10L)に、電気的に接地される導体(ビア15)を配置してもよい。
These
図4に示す例では、基板下部10Lは、中央部分に形成されるキャビティ13の周りを全て取り囲むように、ビア15を備えている。このように、本実施形態においては、キャビティ13の周りの側壁部(基板下部10L)の全周にわたり、電気的に接地される導体(ビア15)を配置してもよい。しかしながら、キャビティ13の周りの基板下部10Lの全周にわたり電気的に接地されるビア15を配置せずに、一部のビアを電気的に接地させなくてもよい。この場合、電気的に接地されないビアには、通信モジュール1の外部に及ぼすノイズの影響が小さい信号のためのビアを割り当ててよい。電気的に接地されないビアには、後述するI/Oポートを介して接続される外部機器からの信号を伝達するためのビアや、電源に関連する信号を伝達するためのビアが割り当てられてよい。また、基板下部10Lに形成される複数のビアの内、第2面12における最も外側となる周囲のビアが、電気的に接地されるビアとして割り当てられてよい。
In the example shown in FIG. 4, the substrate
図5は、基板上部10Uのみを形成した様子を示す図である。図5(A)は、基板上部10Uのみを形成したものを、図4(A)と同じように、基板10の第2面12の側から見た図である。また、図5(B)は、図5(A)に示した基板上部10UのC−C’における断面を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which only the
図5に示すように、基板上部10Uは、キャビティ13を形成しない部分として、10枚程度の薄いセラミックの板を積層させることにより形成してもよい。複数の薄いセラミックの板を積層させる際には、接着剤などで貼り付けてもよいし、焼成してもよい。このようにすれば、それぞれの薄いセラミックの板の中央に予め開口を設けたものを、10枚程度積層させることができる。そして、このようにすれば、それぞれの薄いセラミックの板には、配線を形成することもできる。例えば、10枚程度の薄いセラミックの板を積層させることにより基板上部10Uを形成する場合、各層において異なる配線を形成することもできる。図5においては、そのような配線の図示は省略してある。
As shown in FIG. 5, the substrate
このように、本実施形態において、基板10は、基板上部10Uと、基板下部10Lとで、別個に形成してもよい。そして、基板上部10Uと、基板下部10Lとが別個に形成されたら、これらを接着剤で張り付けてもよいし、焼成することで結合させてもよい。この場合、図5(B)に示すように、基板上部10Uの上から(Z軸の正方向に向けて)、図4(B)に示した基板下部10Lを結合させる。または、図4(B)に示した基板下部10Lの下から(Z軸の負方向に向けて)、図5(B)に示す基板上部10Uを結合させてもよい。ここで、基板上部10Uと基板下部10Lとを結合させた後では、キャビティ13内において、メタルマスクを用いてクリームはんだを印刷することが困難になることが想定される。そのような場合、図5(B)に示すように、キャビティ13内に配置する部品として、例えばBGA(ball grid array)のようなハンダボール63を備えるコントローラ61のようなパッケージ部品を採用することができる。このようにすれば、フラックスまたはハンダの転写などにより、キャビティ13内に、コントローラ61などのようなパッケージ部品を実装することができる。
As described above, in the present embodiment, the
次に、通信モジュール1を他の基板などに配置する構成について説明する。図6は、本実施形態に係る通信モジュール1を内蔵する通信ユニットの外観を示す斜視図である。 Next, the structure which arrange | positions the communication module 1 on another board | substrate etc. is demonstrated. FIG. 6 is a perspective view showing an external appearance of a communication unit incorporating the communication module 1 according to the present embodiment.
図6に示すように、本実施形態に係る通信ユニット3は、上述した通信モジュール1を内蔵している。この通信ユニット3は、例えばIoTを導入する際に、ユーザが身に付けて持ち歩いたり、他の機器または商品などに取り付けたりして使用することを想定している。このため、通信ユニット3は、通信モジュール1に対して電力を供給したり、外部と接続する機能を提供したり、ユーザの操作を検出したりするなどの機能を備えている。
As shown in FIG. 6, the
本実施形態に係る通信ユニット3は、図6に示すように、外観上、ケース100と、上面プレート110と、I/Oポート200と、ボタン300と、インジケータ310とを備えている。なお、図6に示す通信ユニット3は、本実施形態に係る通信モジュール1を内蔵する通信ユニットの単なる一例を示す。通信ユニット3は、必要な機能に応じて各種の構成を採用することができる。
As shown in FIG. 6, the
ケース100および上面プレート110は、通信ユニット3の筐体を構成している。ケース100および上面プレート110は、通信ユニット3の内部構造を保護する。ケース100および上面プレート110は、例えば樹脂製または金属製とするなど、通信ユニット3の使用環境に耐え得る強度の素材で構成してもよい。また、使用環境によっては、ケース100と上面プレート110との間がパッキンで封止されるようにして、通信ユニット3の内部を防水または防塵としてもよい。上面プレート110をケース100から取り外すことにより、通信ユニット3の内部を露出させることができる。
The
I/Oポート200は、例えばマイクロUSBのコネクタを接続可能なポートとすることができる。通信ユニット3は、I/Oポート200を介して外部機器と接続することにより、外部機器を制御することができる。また、通信ユニット3は、I/Oポート200を介して外部機器と接続することにより、外部機器から制御されるようにしてもよい。さらに、このI/Oポート200に電力を供給することにより、通信ユニット3に内蔵されたバッテリが充電されるようにしてもよい。
The I /
ボタン300は、例えば電源スイッチとしたり、動作開始/停止の切り換えスイッチとしたりするなど、各種の機能を割り当てることができる。また、ボタン300は、押下される回数を検出することにより、通信ユニット3に異なる動作を実行させてもよい。また、ボタン300は、短押しと長押しを区別して検出することにより、通信ユニット3に異なる動作を実行させてもよい。
The
インジケータ310は、例えば発光ダイオード(LED)を埋没させたものとして構成することができる。インジケータ310は、発光により点灯することで、通信ユニット3のユーザに各種の情報を知らせることができる。例えばインジケータ310を点灯することにより、通信ユニット3の電源がオンの状態であることをユーザに知らせることができる。また、例えばインジケータ310が点灯している間は、通信ユニット3が通信中であることをユーザに知らせてもよい。さらに、インジケータ310は、点灯する回数を異ならせることで、通信ユニット3のユーザに各種の異なる情報を知らせてもよい。また、例えばインジケータ310が点滅している時は、通信ユニット3のバッテリ残量が僅かであることをユーザに知らせてもよい。
The
図7は、図6に示した通信ユニット3のD−D’における断面を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a cross section taken along line D-D ′ of the
図7に示すように、通信ユニット3の内部には、上述した通信モジュール1を内蔵させることができる。通信ユニット3の内部において通信モジュール1を配置する位置は、必ずしも図7に示す位置に限定されず、任意の位置に配置してよい。図7に示すように、上面プレート110のすぐ裏側に通信モジュール1を配置すれば、通信ユニット3のケース100から上面プレート110を取り外すことにより、通信モジュール1が即座に露出する。このような構成によれば、通信モジュール1を交換する際に取り外し/取り付けを行ったり、通信モジュール1のメンテナンスを行ったりすることが、容易になる。
As shown in FIG. 7, the communication module 1 described above can be incorporated in the
通信ユニット3のケース100から上面プレート110を取り外すと、図7に示すように、通信モジュール1が配置されている他に、フレーム120も配置されている。フレーム120は、例えば樹脂製または金属製とするなど、適度な強度の素材で構成してもよい。図7に示すように、フレーム120には、アンテナ210が設置される。アンテナ210は、通信ユニット3が外部機器と無線通信を行うための任意の好適な材料で構成することができる。アンテナ210は、通信モジュール1と電気的に接続される。通信モジュール1は、アンテナ210と接続されることにより、無線通信の機能を実現する。
When the
通信ユニット3の内部において、ケース100の底面部(Z軸方向の座標が最も小さい部分)の上には、図7に示すように、バッテリ220が配置されている。バッテリ220は、リチウムイオン二次電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、またはニッケル・水素充電池などで構成することができる。また、バッテリ220は必ずしも充電可能な電池でなくてもよい。例えば、バッテリ220は、アルカリ電池またはマンガン電池などで構成してもよい。通信ユニット3および通信モジュール1は、バッテリ220から電力を供給されるようにしてもよい。
Inside the
通信ユニット3の内部において、バッテリ220の上(Z軸正方向)には、図7に示すように、ユニット基板130が配置されている。ユニット基板130は、樹脂またはセラミックなど、電気回路を配置するのに好適な材料で構成することができる。一般的には、セラミック製の基板よりも樹脂製の基板の方がコスト的に有利であるため、ユニット基板130のような基板は、樹脂製の基板が採用されることが比較的多い。
Inside the
本実施形態においては、図7に示すように、このユニット基板130の上に、通信モジュール1が配置される。以下、ユニット基板130の上に通信モジュール1が配置される構成について、さらに説明する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the communication module 1 is disposed on the
図8は、通信モジュール1の基板10がユニット基板130の上に配置された状態を示す図である。図8は、図3において説明した通信モジュール1を、通信ユニット3のユニット基板130に設置した状態を示す図である。図3においては、図3に示したサイドガード20、リッド30、および無線通信に関連する部品50の図示は省略してある。
FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the
図8に示すように、通信モジュール1の基板10は、その下側の面(第2面12)を、ユニット基板130のような他の基板に取り付けることができる。このように、本実施形態において、基板10の第2面12は、他の基板(ユニット基板130)に取り付けられるようにしてもよい。通信モジュール1の基板10がユニット基板130上に取り付けられると、図8に示すように、無線通信に関連しない部品60は、セラミック製の基板10に覆われる。また、通信モジュール1の基板10がユニット基板130上に取り付けられると、基板10のビア15がユニット基板130に接触する。したがって、無線通信に関連する部品50および/または無線通信に関連しない部品60は、ビア15を介して、ユニット基板130上の配線と電気的に接続される。
As shown in FIG. 8, the lower surface (second surface 12) of the
本実施形態においては、図8に示すように、ユニット基板130にグラウンドすなわち設置したパターン140を形成してもよい。このように、本実施形態において、ビア15のような導体は、通信モジュール1が取り付けられる他の基板(ユニット基板130)を経て電気的に接地されるようにしてもよい。また、基板10の第2面12は、他の基板(ユニット基板130)の接地パターン140に覆われるように構成してもよい。このような構成により、図8に示す無線通信に関連しない部品60のようなキャビティ13内に設置された部品のノイズが、ユニット基板130を経て漏れることは抑制される。あるいは、このような構成により、外部からのノイズの侵入を抑制することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, a ground pattern, that is, an installed
以下、本実施形態に係る通信モジュール1の効果および/または有利な点について述べる。 Hereinafter, effects and / or advantages of the communication module 1 according to the present embodiment will be described.
本実施形態に係る通信モジュール1は、キャビティ13を形成したセラミック製の基板10を採用することで、基板10の第1面11および第2面12(のキャビティ13内)の両方に、各種部品を実装することができる。したがって、通信モジュール1は、全体の面積は小さなサイズとしつつ、部品を実装する面積を増やすことができる。特に、IoTの導入に際しては、通信モジュール1および/または通信ユニット3の小型化が求められる傾向にある。したがって、通信モジュール1に実装可能な部品点数を減らさずに、通信モジュール1のサイズを小さくできることは、極めて有利である。
The communication module 1 according to the present embodiment employs the
また、本実施形態に係る通信モジュール1は、セラミック製の基板10を採用している。セラミックは、低温同時焼成したもの(LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic))と、高温同時焼成したもの(HTCC(High Temperature Co-fired Ceramic))とがある。したがって、通信モジュール1を設置するユニット基板130が樹脂のような熱膨張率の高い材料で構成される場合、通信モジュール1の基板10を熱膨張率の高いLTCCとすることができる。このようにすれば、通信モジュール1をユニット基板130に設置した際に、はんだ付け部分がずれるような問題が生じにくくなる。また、通信モジュール1を設置するユニット基板130が熱膨張率の低い材料で構成される場合、通信モジュール1の基板10を熱膨張率の低いHTCCとしてもよい。このように、本実施形態において、基板10は、通信モジュール1が取り付けられる他の基板(例えばユニット基板130)の熱膨張率に応じた熱膨張率を有するようにしてもよい。
Further, the communication module 1 according to the present embodiment employs a
また、本実施形態に係る通信モジュール1は、キャビティ13の周囲にビア15が配置されるように構成している。したがって、ビア15が設置されるユニット基板130がグラウンドに接続されることで、ビア15に電流が流れているか否かに関わらず、キャビティ13内外の部品のノイズが、基板10を経て互いに干渉することは抑制される。さらに、通信モジュール1の基板10の第2面12は、通信モジュール1が取り付けられるユニット基板130のような他の基板の接地パターン140に覆われるように構成してもよい。このような構成により、キャビティ13内外の部品のノイズが、ユニット基板130のような他の基板を経て互いに干渉することは抑制される。
Further, the communication module 1 according to the present embodiment is configured such that the via 15 is disposed around the
さらに、本実施形態に係る通信モジュール1の基板10は、無線通信に関連する部品50と無線通信に関連しない部品60とのように、物理的に離間した位置に部品を実装することを可能にする。したがって、物理的に離間された位置の部品同士のノイズによる干渉も抑制されることが期待できる。
Furthermore, the
上述した実施形態では、基板10の第1面11に無線通信に関連する部品50が設けられ、基板10の第2面12のキャビティ13内に無線通信に関連しない部品60が設けられる例を説明した。しかしながら、基板10の第1面11に無線通信に関連しない部品60が設けられ、基板10の第2面12のキャビティ13内に無線通信に関連する部品50が設けられてもよい。このような構成によっても、それぞれの部品同士のノイズによる干渉という観点からは、同様の効果が期待できる。
In the embodiment described above, an example in which the
上述した実施形態では、基板10の第1面11に無線通信に関連する部品50が設けられ、基板10の第2面12のキャビティ13内に無線通信に関連しない部品60が設けられる構成を例示した。本実施形態は、例えば、基板10の第1面11に無線通信に関連する部品50の少なくとも一部が設けられ、基板10の第2面12のキャビティ13内に無線通信に関連しない部品60の少なくとも一部が設けられる構成を含んでよい。例えば、通信モジュール1は、基板10の第1面11にRF関連部品51が少なくとも設けられ、基板10の第2面12のキャビティ13内に無線通信に関連しない部品60、I/O関連部品52、電源関連部品53が設けられる構成であってもよい。このような構成によっても、それぞれの部品同士のノイズによる干渉という観点からは、上記同様の効果が期待できる。
In the above-described embodiment, a configuration in which the
また、通信モジュール1は、RF関連部品51が複数の部品からなる場合、基板10の第1面11にRF関連部品51の少なくとも一部が設けられ、基板10の第2面12のキャビティ13内に無線通信に関連しない部品60が設けられてもよい。このような構成においては、RF関連部品51のうち前記少なくとも一部以外は、基板10の第2面12に設けられてもよい。例えば、RF関連部品51がRFIC、パワーアンプ、フィルタ、スイッチ素子を含む場合、通信モジュール1は、基板10の第1面11に、パワーアンプ、フィルタ、スイッチ素子が設けられてもよい。この場合、基板10の第2面12のキャビティ13内には、無線通信に関連しない部品60とRFICが設けられてもよい。このような構成によっても、それぞれの部品同士のノイズによる干渉という観点からは、上記同様の効果が期待できる。
Further, in the communication module 1, when the RF-related
以上、通信モジュール1の観点からの実施形態について説明した。しかしながら、他の実施形態として、通信ユニット3として実施してもよい。この場合、本実施形態に係る通信ユニット3は、上述した通信モジュール1と、通信モジュール1が取り付けられる他の基板(例えばユニット基板130)を備えてもよい。
The embodiment from the viewpoint of the communication module 1 has been described above. However, as another embodiment, the
また、上述した実施形態では、基板10の第1面11に設けられる部品と、基板10の第2面12のキャビティ13内に設けられる部品とを、無線通信に関連するか否かで分類した。しかしながら、他の実施形態として、無線通信に関連するか否かで分類しなくてもよい。この場合、基板10の第1面11には、任意の第1の素子50が実装されるようにしてもよい。また、基板10の第2面12のキャビティ13内には、任意の第2の素子60が実装されるようにしてもよい。そして、キャビティ13の周りの側壁部10Lの全周にわたって、ビア15が配置されるようにしてもよい。このような構成によっても、上述した実施形態の場合とほぼ同様の効果が期待できる。
In the above-described embodiment, the components provided on the
さらに、本実施形態は、通信モジュール1の発明としての実施に限定されるものではない。例えば、本実施形態は、通信モジュール1用の基板10として実施することもできる。
Further, the present embodiment is not limited to the implementation of the communication module 1 as an invention. For example, this embodiment can also be implemented as the
本発明を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形および修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部およびステップなどを1つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。また、上述した本発明の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。 Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various variations and modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each functional unit, each means, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of functional units and steps are combined or divided into one. It is possible. In addition, each of the embodiments of the present invention described above is not limited to being performed faithfully to each of the embodiments described above, and is implemented by appropriately combining the features or omitting some of the features. You can also.
1 通信モジュール
3 通信ユニット
10 基板
10U 基板上部
10L 基板下部
11 第1面
12 第2面
13 キャビティ
15 ビア
20 サイドガード
30 リッド
50無線関連部品
51 RF関連部品
52 I/O関連部品(インタフェース関連部品)
53 電源関連部品
60 デジタル部品
61 コントローラ
62 メモリ
63 ハンダボール
100 ケース
110 上面プレート
120 フレーム
130 ユニット基板
140 接地パターン
200 I/Oポート
210 アンテナ
220 バッテリ
300 ボタン
310 インジケータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
53 Power-related
Claims (12)
前記基板の前記第1面には、無線通信に関連する部品および無線通信に関連しない部品のうち一方が設けられ、
前記基板の前記第2面には、キャビティが形成され、
前記キャビティ内には、前記無線通信に関連する部品および前記無線通信に関連しない部品のうち他方が設けられる、通信モジュール。 A communication module comprising a substrate having a first surface and a second surface,
The first surface of the substrate is provided with one of components related to wireless communication and components not related to wireless communication,
A cavity is formed in the second surface of the substrate,
The communication module, wherein the other of the parts related to the wireless communication and the parts not related to the wireless communication is provided in the cavity.
前記基板の前記第2面は、前記他の基板の接地パターンに覆われるように構成する、請求項5に記載の通信モジュール。 The second surface of the substrate is attached to the other substrate;
The communication module according to claim 5, wherein the second surface of the substrate is configured to be covered with a ground pattern of the other substrate.
前記通信モジュールが取り付けられる他の基板と、を備える通信ユニットであって、
前記基板の前記第2面は、前記他の基板に取り付けられ、
前記基板の前記第2面は、前記他の基板の接地パターンに覆われるように構成する、通信ユニット。 The communication module according to any one of claims 1 to 6,
A communication unit comprising another substrate to which the communication module is attached,
The second surface of the substrate is attached to the other substrate;
The communication unit configured to cover the second surface of the substrate with a ground pattern of the other substrate.
前記基板の前記第1面には、第1の素子が実装され、
前記基板の前記第2面には、キャビティが形成され、
前記キャビティ内には、第2の素子が実装され、
前記キャビティの周りの側壁部の全周にわたって、ビアが配置される、通信モジュール。 A communication module comprising a substrate having a first surface and a second surface,
A first element is mounted on the first surface of the substrate;
A cavity is formed in the second surface of the substrate,
A second element is mounted in the cavity,
A communication module in which vias are arranged over the entire circumference of the side wall around the cavity.
前記通信モジュール用基板の前記第1面には、無線通信に関連する部品および無線通信に関連しない部品のうち一方が設けられ、
前記通信モジュール用基板の前記第2面には、キャビティが形成され、
前記キャビティ内には、前記無線通信に関連する部品および前記無線通信に関連しない部品のうち他方が設けられる、通信モジュール用基板。 A communication module substrate having a first surface and a second surface,
The first surface of the communication module substrate is provided with one of a component related to wireless communication and a component not related to wireless communication,
A cavity is formed on the second surface of the communication module substrate,
The communication module substrate, wherein the other of the components related to the wireless communication and the components not related to the wireless communication is provided in the cavity.
前記通信モジュール用基板の前記第1面には、第1の素子が実装され、
前記通信モジュール用基板の前記第2面には、キャビティが形成され、
前記キャビティ内には、第2の素子が実装され、
前記キャビティの周りの側壁部の全周にわたって、ビアが配置される、通信モジュール用基板。 A communication module substrate having a first surface and a second surface,
A first element is mounted on the first surface of the communication module substrate,
A cavity is formed on the second surface of the communication module substrate,
A second element is mounted in the cavity,
A communication module substrate in which vias are arranged over the entire circumference of the side wall around the cavity.
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