JP2021015904A - 無線装置および無線装置の製造方法 - Google Patents

無線装置および無線装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】小型化を実現しつつ２次電池に対する充電を行うことが可能な新規な構造の無線装置および無線装置の製造方法を提供する。【解決手段】実施形態の無線装置は、基板と、前記基板の第１の面に搭載された、無線回路を含む半導体素子と、前記基板の前記第１の面に設けられ、前記半導体素子を封止する非導電層と、前記非導電層の表面から前記基板の少なくとも１つの端面に亘って設けられ、該端面において前記基板に設けられた第１の配線と接触する第１の金属膜と、前記非導電層の表面から前記基板の少なくとも１つの端面に亘って、前記第１の金属膜と離間して設けられ、該端面において前記基板に設けられた第２の配線と接触する第２の金属膜と、第１の電極が前記第１の配線と電気的に接続され、第２の電極が前記第２の配線と電気的に接続された２次電池と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、無線装置および無線装置の製造方法に関する。
従来、無線装置の小型化を実現する技術が提案されている。このような小型の無線装置においては、外部からの電源供給によらずにスタンドアローンで動作できるようにしたいという要望がある。これを実現するため、小型の無線装置に２次電池を搭載することが検討されている。
小型の無線装置に２次電池を搭載した場合、２次電池への充電時に充電器（クレードル）の端子に接触する充電用のパッド（金属パターン）を無線装置に設ける必要がある。２次電池を搭載した場合においても、無線装置を小型化することが望まれる。
特開２０１８−２９２８６号公報
本発明が解決しようとする課題は、小型化を実現しつつ２次電池に対する充電を行うことが可能な新規な構造の無線装置および無線装置の製造方法を提供することである。
実施形態の無線装置は、基板と、前記基板の第１の面に搭載された、無線回路を含む半導体素子と、前記基板の前記第１の面に設けられ、前記半導体素子を封止する非導電層と、前記非導電層の表面から前記基板の少なくとも１つの端面に亘って設けられ、該端面において前記基板に設けられた第１の配線と接触する第１の金属膜と、前記非導電層の表面から前記基板の少なくとも１つの端面に亘って、前記第１の金属膜と離間して設けられ、該端面において前記基板に設けられた第２の配線と接触する第２の金属膜と、第１の電極が前記第１の配線と電気的に接続され、第２の電極が前記第２の配線と電気的に接続された２次電池と、を備える。
第１の実施形態に係る無線装置の外観を示す斜視図。 第１の実施形態に係る無線装置の側面図。 第１の実施形態に係る無線装置を充電器に装着した様子を示す断面図。 第１の実施形態に係る無線装置の製造方法の一例を示すフローチャート。 変形例１の無線装置の外観を示す斜視図。 変形例１の無線装置を充電器に装着した様子を示す断面図。 変形例２の無線装置の外観を示す斜視図。 変形例２の無線装置の外観を示す斜視図。 変形例３の無線装置の断面図。 変形例３の無線装置の断面図。 第２の実施形態に係る無線装置の側面図。 基板に設けられた配線の一例を示す平面図。 無線回路に電源を供給するための回路構成の一例を示す概念図。
以下、添付図面を参照しながら、実施形態に係る無線装置および無線装置の製造方法について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同様の機能を持つ構成要素については同一の符号を付して、重複した説明を適宜省略する。
＜第１の実施形態＞
まず、図１および図２を参照して、第１の実施形態に係る無線装置の構造について説明する。図１は、第１の実施形態に係る無線装置の外観を示す斜視図であり、図２は、図１の線分Ａ−Ａ’を通り、ＸＺ面に平行な面における断面図である。
第１の実施形態に係る無線装置は、基板１０１と、半導体素子として構成された無線回路１０２および電源回路１０３と、封止樹脂１０４と、第１の金属膜１０５と、第２の金属膜１０６と、２次電池１０７とを備える。
基板１０１は、絶縁基材に銅などの金属材料よりなる配線がパターン形成されたものである。配線は、基板１０１の第１の面１０１ａと、この第１の面１０１ａの裏面にあたる第２の面１０１ｂとに設けられる。第１の面１０１ａに設けられた配線の一部は、基板１０１を貫通するビアを介して、第２の面１０１ｂに設けられた配線の一部と繋がっている。図２においては、基板１０１に設けられた配線の例として、第１の配線１１１と、第２の配線１１２と、第３の配線１１３とを図示している。第１の配線１１１と第２の配線１１２は、端部が基板１０１の端面に到達するように設けられている。
無線回路１０２や電源回路１０３などの半導体素子は、例えばシリコン、シリコンゲルマニウム、ガリウム砒素などの材料による半導体基板の内部または表層に、銅、アルミニウム、金などの金属パターンが形成されたものであり、基板１０１の第１の面１０１ａに搭載され、第１の面１０１ａに設けられた配線に接続される。例えば、電源回路１０３は第１の配線１１１および第３の配線１１３に接続され、無線回路１０２は第３の配線１１３および第２の配線１１２に接続される。第３の配線１１３は、基板１０１の第２の面１０１ｂから基板１０１を貫通するビアを介して基板１０１の第１の面１０１ａに亘って設けられ、基板１０１の第１の面１０１ａにおいて電源回路１０３と無線回路１０２とに繋がっている。第２の配線１１２は、基板１０１の第２の面１０１ｂから基板１０１を貫通するビアを介して基板１０１の第１の面１０１ａに亘って設けられ、基板１０１の第１の面１０１ａにおいて無線回路１０２と第２の金属膜１０６とに繋がっている。なお、無線回路１０２や電源回路１０３などの半導体素子は、誘電体基板や磁性体基板、金属、もしくはそれらの組み合わせで構成されていてもよい。また、無線回路１０２や電源回路１０３などの半導体素子は、ＣＳＰ（Chip Size Package）、またはフェイスアップにしてボンディングワイヤと接続される構成としてもよい。
なお、図２では、基板１０１の第１の面１０１ａに無線回路１０２および電源回路１０３の２つの半導体素子を搭載した例を示しているが、無線回路１０２のみが搭載されていてもよい。また、無線回路１０２や電源回路１０３以外の他の半導体素子が搭載されていてもよい。また、これらの半導体素子のほかに、チップコンデンサ、抵抗、インダクタ、水晶発振器およびＩＣなどの電子部品が搭載されていてもよい。また、電源回路１０３は、半導体素子を含まず、抵抗器や、コンデンサからなる場合もある。
封止樹脂１０４は、例えば、エポキシ樹脂を主成分としてシリカ充填材などを加えた熱硬化性成形材料よりなり、基板１０１の第１の面１０１ａに設けられ、無線回路１０２や電源回路１０３などの半導体素子を封止して保護する役割を持つ。なお、封止樹脂１０４は、半導体素子を封止する非導電層の一例である。非導電層は樹脂に限らず、他の非導電材料または絶縁材料を用いた構成であってもよい。
第１の金属膜１０５および第２の金属膜１０６は、例えば、銅、銀などの導電率が高い金属材料、あるいは銀などの金属材料とエポキシ樹脂などの絶縁材料との混合物である導電性ペーストよりなり、それぞれ封止樹脂１０４の表面（外側の面）から基板１０１の端面に亘って設けられる。第１の金属膜１０５および第２の金属膜１０６は、酸化防止の目や金属膜の密着性を向上させる目的のチタンやＳＵＳの層を含む場合もある。これら第１の金属膜１０５と第２の金属膜１０６は互いに離間して設けられ、電気的に絶縁されている。第１の金属膜１０５および第２の金属膜１０６は、例えば、封止樹脂１０４の表面から基板１０１の端面に亘って成膜された一体の金属膜に対して切削加工を施してスリット状のギャップ部１０８を形成し、このギャップ部１０８により一体の金属膜を分離することにより形成される。
ここで、第１の金属膜１０５は、基板１０１の端面において基板１０１に設けられた第１の配線１１１と接触し（図２のＢ部を参照）、第１の配線１１１と接続される。また、第２の金属膜１０６は、基板１０１の端面において基板１０１に設けられた第２の配線１１２と接触し（図２のＣ部を参照）、第２の配線１１２と接続される。
２次電池１０７は、第１の電極（正極）１０７ａが基板１０１に設けられた第３の配線１１３に接続され、第２の電極（負極）１０７ｂが基板１０１に設けられた第２の配線１１２に接続されるように、例えば半田付けによる表面実装により基板１０１の第２の面１０１ｂに搭載される。この２次電池１０７としては、電子機器で一般的に利用されているリチウムイオン電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、鉛蓄電池、全個体電池のほか、例えば電気二重層キャパシタなどを用いてもよい。
２次電池１０７の第１の電極１０７ａは、基板１０１に設けられた第３の配線１１３および電源回路１０３を介して、第１の配線１１１に電気的に接続されている。第１の配線１１１は、上述のように、第１の金属膜１０５と図２のＢ部において接触し、第１の金属膜１０５と電気的に接続されている。したがって、本実施形態に係る無線装置においては、第１の金属膜１０５が、第１の配線１１１、電源回路１０３および第３の配線１１３を介して、２次電池１０７の第１の電極１０７ａと電気的に接続された構成となっている。
一方、２次電池１０７の第２の電極１０７ｂは、基板１０１に設けられた第２の配線１１２と電気的に接続されている。第２の配線１１２は、上述のように、第２の金属膜１０６と図２のＣ部において接触し、第２の金属膜１０６と電気的に接続されている。したがって、本実施形態に係る無線装置においては、第２の金属膜１０６が、第２の配線１１２を介して、２次電池１０７の第２の電極１０７ｂと電気的に接続された構成となっている。
ここで、第１の金属膜１０５と第２の金属膜１０６は、上述のように互いに離間して設けられており、電気的に絶縁されている。したがって、第１の金属膜１０５と第２の金属膜１０６は、２次電池１０７を充電するための充電器（クレードル）に無線装置を装着した際に充電器の端子に接触させる充電用のパッドとして利用することができる。
図３は、第１の実施形態に係る無線装置を充電器２００に装着した様子を示す断面図である。無線装置は、例えば樹脂などの絶縁体よりなるケース１５０に収容されて使用される。ケース１５０には２つの開口部１５１，１５２が設けられており、ケース１５０内に無線装置が収容されると、一方の開口部１５１から第１の金属膜１０５が外部に露出し、他方の開口部１５２から第２の金属膜１０６が外部に露出する。
充電器２００には、充電用のプラス側端子２０１とマイナス側端子２０２とが設けられている。これらプラス側端子２０１とマイナス側端子２０２は、バネなどにより図３の上方向に付勢されている。無線装置がケース１５０に収容された状態で図３に示すように充電器２００に装着されると、充電器２００のプラス側端子２０１がケース１５０の開口部１５１を介して無線装置の第１の金属膜１０５に接触し、充電器２００のマイナス側端子２０２がケース１５０の開口部１５２を介して無線装置の第２の金属膜１０６に接触する。これにより、無線装置に搭載された２次電池１０７に対する充電が行われる。
すなわち、第１の金属膜１０５は充電器２００のプラス電極と同電位になり、第２の金属膜１０６は充電器２００のグランド電極と同電位になる。そして、充電器２００から、第１の金属膜１０５、第１の配線１１１、電源回路１０３および第３の配線１１３を介して、２次電池１０７に電流が供給され、２次電池１０７が充電される。なお、２次電池１０７の第１の電極１０７ａを負極、第２の電極１０７ｂを正極とし、第２の金属膜１０６が充電器２００のプラス電極と同電位、第１の金属膜１０５が充電器２００のグランド電極と同電位になる構成としてもよい。電源回路１０３は、スイッチング素子やインダクタ、コンデンサや保護回路を含む場合がある。スイッチング素子を用いた電源を用いる場合、第１の金属膜１０５と第３の配線１１３の電位は異なる。
また、２次電池１０７が放電する電流（または充電器２００からの電流）の供給を受けて無線回路１０２が動作する際も、第２の金属膜１０６はグランド電位になる。ここで、第２の金属膜１０６は、その一部が、基板１０１の第１の面１０１ａに対して垂直な方向（−Ｚ方向）に見たときに、無線回路１０２（半導体素子）と重なるように配置されている。したがって、第２の金属膜１０６は、無線回路１０２の動作時に発生する不要電磁波の漏洩や外部からの不要電磁波の混入を抑制する電磁波シールドとして機能する。
すなわち、第１の実施形態に係る無線装置においては、２次電池１０７を充電するための充電用のパッドとして用いる第２の金属膜１０６が電磁波シールドとしての機能を併せ持つ構成、換言すると、電磁波シールドとして機能する第２の金属膜１０６を充電用のパッドとして用いて、２次電池１０７の充電を行う構成となっている。特に、本実施形態では、図１に示すように、第１の金属膜１０５と第２の金属膜１０６とにより封止樹脂１０４の表面の全域が覆われており、第１の金属膜１０５の面積と比較して第２の金属膜１０６の面積が格段に大きいので、第２の金属膜１０６は電磁波シールドとして良好な性能を発揮することができる。
次に、第１の実施形態に係る無線装置の製造方法の一例について、図４のフローチャートに沿って説明する。
まず、両面銅張基板に第１の配線１１１、第２の配線１１２および第３の配線１１３を含む配線をパターン形成、基板方面にソルダーレジストを塗布、ニッケルと金メッキなどの表面処理を行い、基板１０１を作成する（ステップＳ１０１）。そして、基板１０１の必要箇所にクリーム半田を印刷し（ステップＳ１０２）、基板１０１の第１の面１０１ａに無線回路１０２や電源回路１０３などの半導体素子を搭載して（ステップＳ１０３）、リフローにより半田付けする（ステップＳ１０４）。
その後、無線回路１０２や電源回路１０３などの半導体素子が搭載された基板１０１の第１の面１０１ａ上にトランスファーモールドやコンプレッションモールドなどの手段により封止樹脂１０４を充填し、この封止樹脂１０４により無線回路１０２や電源回路１０３などの半導体素子を封止する（ステップＳ１０５）。なお、上記ステップＳ１０１からステップＳ１０５までの工程は、個々の基板１０１が多数並んだ大型基板で、一括して行われる。
次に、大型基板をダイシングにより個片化して（ステップＳ１０６）、封止樹脂１０４により封止された半導体素子が搭載された基板１０１（個々のモジュール）を得る。そして、個々のモジュールごとに、例えばスパッタや蒸着、スプレーなどの方法により、封止樹脂１０４の表面から基板１０１の端面に亘って一体の金属膜を成膜する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０６およびステップＳ１０７は、次のようなステップでもよい。すなわち、スパッタや蒸着、スプレー、スクリーン印刷などの方法により、大型基板に並んだ複数の基板１０１における、封止樹脂１０４の表面から基板１０１の端面に亘って一体の金属膜を成膜し（ステップＳ１０６’）、ダイシングにより個片化する（ステップＳ１０７’）ようにしてもよい。
次に、例えば３次元レーザ装置などを用いて、ステップＳ１０７で成膜した金属膜に対して切削加工を施し、この金属膜にスリット状のギャップ部１０８を形成する（ステップＳ１０８）。これにより、ステップＳ１０７で成膜された一体の金属膜が第１の金属膜１０５と第２の金属膜１０６とに分離される。なお、ギャップ部１０８を形成するための切削加工は、３次元レーザ装置を用いて行う方法に限らない。例えば、モジュールを固定する台座を回転させながら２次元レーザ装置を用いて切削加工を施してもよいし、エンドミルなどの切削工具を用いて切削加工を施してもよい。
最後に、基板１０１の第２の面１０１ｂに２次電池１０７を表面実装し（ステップＳ１０９）、本実施形態に係る無線装置が完成する。なお、２次電池１０７は、ステップＳ１０６で大型基板を個片化する前に、基板１０１の第２の面１０１ｂに実装されてもよい。
以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、第１の実施形態に係る無線装置は、基板１０１の第１の面１０１ａに搭載された半導体素子（無線回路１０２および電源回路１０３）を封止する封止樹脂１０４の表面から基板１０１の端面に亘って設けられた第１の金属膜１０５および第２の金属膜１０６が、２次電池１０７を充電するための充電用のパッドとして機能する構造となっている。したがって、例えば充電用のパッドを基板１０１に設けたり、充電用のコネクタを基板１０１に搭載したりする必要がなく、２次電池１０７の充電のために基板１０１を大型化する必要がない。すなわち、第１の実施形態に係る無線装置は、小型化を実現しつつ２次電池１０７に対する充電を行うことができる。
また、第１の実施形態に係る無線装置は、無線回路１０２などの半導体素子が搭載された基板１０１の第１の面１０１ａの裏面にあたる第２の面１０１ｂに２次電池１０７を搭載する構造であるため、基板１０１を大型化することなく２次電池１０７を搭載するための占有面積を確保することができ、サイズが大きく容量が多い２次電池１０７を用いることができる。特に、本実施形態では、基板１０１の第２の面１０１ｂに対して表面実装により２次電池１０７を搭載しており、コネクタは不要とされているので、その分、２次電池１０７のサイズを大きくすることができる。なお、本実施形態においては、基板１０１として２層の導体層を持つ両面基板を用いる例を説明したが、基板１０１は２層基板に限らず、２層以上の多層基板を用いてもよい。基板１０１として多層基板を用いた場合も同様の効果を達成できる。
（変形例１）
なお、上述の第１の実施形態に係る無線装置においては、図１に示したように、封止樹脂１０４の表面のうち、基板１０１の第１の面１０１ａと平行な上面部から、この上面部と交差する１つの側面部を介して基板１０１の端面に到達する形状で、第１の金属膜１０５が設けられている。しかし、第１の金属膜１０５は、基板１０１の端面において第１の配線１１１と接触し、第１の配線１１１と接続される形状であれば、どのような形状で設けられていてもよい。
例えば図５に示すように、封止樹脂１０４の上面部には第１の金属膜１０５を設けずに、封止樹脂１０４の１つの側面部から基板１０１の端面に亘って第１の金属膜１０５が設けられた構成であってもよい。図５の例の場合、封止樹脂１０４の上面部の全域と、封止樹脂１０４の側面部のうち、第１の金属膜１０５で覆われた領域とギャップ部１０８とを除く領域とが、すべて第２の金属膜１０６によって覆われる。したがって、上述の第１の実施形態に係る無線装置と比較して、第２の金属膜１０６による電磁波シールドの性能を向上させることができる。
このように構成された無線装置は、２次電池１０７への充電を行う場合、例えば図６に示すようにケース１５０に収容されて充電器２００に装着され、充電器２００のプラス側端子２０１が第１の金属膜１０５に接触する。なお、図６では充電器２００のマイナス側端子２０２が図示されていないが、充電器２００のマイナス側端子２０２は、例えば、第１の金属膜１０５と同じ面内で第２の金属膜１０６と接触する構成とすることができる。
なお、図５に示した例では、封止樹脂１０４の１つの側面部に第１の金属膜１０５が設けられているが、第１の金属膜１０５は、封止樹脂１０４の２つ以上の側面部に跨って設けられてもよい。ただし、封止樹脂１０４の１つまたは２つの側面部に第１の金属膜１０５を設ける構成であれば、上述の３次元レーザ装置を用いて台座を回転させることなく第１の金属膜１０５と第２の金属膜１０６とを分離するギャップ部１０８を形成でき、短時間で生産性よく無線装置を製造できる。したがって、封止樹脂１０４の１つまたは２つの側面部に第１の金属膜１０５を設ける構成とすることが望ましい。
また、図１や図５に示した例では、第１の金属膜１０５と第２の金属膜１０６とが基板１０１の端面の全域を覆うように設けられているが、第１の金属膜１０５が第１の配線１１１に接触し、第２の金属膜１０６が第２の配線１１２に接触する構成であればよく、基板１０１の端面の一部が露出していてもよい。
（変形例２）
第２の金属膜１０６は、上述のように、無線回路１０２が動作する際にグランド電位となる導体である。したがって、例えば図７に示すように、第２の金属膜１６にスロットアンテナ１０９の少なくとも一部を形成し、アンテナ付きの無線装置として構成することもできる。この場合、スロットアンテナ１０９は、基板１０１の第１の面１０１ａに対して垂直な方向（−Ｚ方向）に見たときに、無線回路１０２と重ならないように形成する。これにより、第２の金属膜１０６による電磁波シールドの機能を維持しながら、アンテナ付きの無線装置を実現することができる。
スロットアンテナ１０９は、導体に囲まれたスリット状のギャップに給電することで、このスリット状のギャップをアンテナとして機能させたものである。スロットアンテナ１０９は、長手方向の全長（スロット長）を無線装置の通信に用いる所望周波数のおおよそ半波長とすることにより、所望周波数の電磁波を効率よく放射または受信することができる。このようなスロットアンテナ１０９は、例えば、封止樹脂１０４の表面から基板１０１の端面に亘って成膜された一体の金属膜に３次元レーザ装置などを用いてギャップ部１０８を形成する際に、このギャップ部１０８と併せて形成することができる。
なお、図７に示すスロットアンテナ１０９の形状は一例であり、この例に限らない。スロットアンテナ１０９は、スロット長が無線装置の通信に用いる所望周波数のおおよそ半波長となるように、少なくとも一部が第２の金属膜１０６に形成されていればよい。ただし、図７に示す例のように、第１の金属膜１０５と第２の金属膜１０６とを分離するギャップ部１０８と同じ面にスロットアンテナ１０９の少なくとも一部が配置される構成とすれば、切削加工によりギャップ部１０８とスロットアンテナ１０９を形成する際の作業性が向上する。
また、スロットアンテナ１０９の一部は、例えば特許文献１に開示される無線装置と同様に、基板１０１に設けられたグランド電位の導体パターンに設けられていてもよい。つまり、第２の金属膜１０６と電気的に接続される導体パターンを基板１０１に設け、第２の金属膜１０６からこの導体パターンに亘って一体のスロットアンテナ１０９を形成するようにしてもよい。また、例えば図８に示すように、スロットアンテナ１０９の少なくとも一部を、プラス電位である第１の金属膜１０５に設けてもよいし、第１の金属膜１０５に接続される導体パターンを基板１０１に設け、第１の金属膜１０５からこの導体パターンに亘って一体のスロットアンテナを形成するようにしてもよい。スロットアンテナ１０９の一部を、第１の金属膜１０５および第２の金属膜１０６にそれぞれ設けてもよい。
（変形例３）
上述の第１の実施形態に係る無線装置は、２次電池１０７を基板１０１の第２の面１０１ｂに表面実装している。しかし、２次電池１０７は、第１の電極１０７ａが基板１０１に設けられた第１の配線１１１に電気的に接続され、第２の電極１０７ｂが基板１０１に設けられた第２の配線１１２に電気的に接続されるように無線装置に搭載されればよく、基板１０１の第２の面１０１ｂに表面実装する形態に限らない。
例えば図９に示すように、基板１０１の第２の面１０１ｂ側に２次電池１０７を搭載するための別基板（電池基板１２１）を配置し、この電池基板１２１に２次電池１０７を搭載する構成としてもよい。電池基板１２１には、第４の配線１１４と第５の配線１１５とが設けられる。２次電池１０７は、第１の電極１０７ａが第４の配線１１４に接続され、第２の電極１０７ｂが第５の配線１１５に接続されるように、電池基板１２１に搭載される。電池基板１２１は、第４の配線１１４が第３の配線１１３と電気的に接続され、第５の配線１１５が第２の配線１１２と電気的に接続されるように、基板１０１の第２の面１０１ｂ側に半田付けされる。
この図９の例では、２次電池１０７の第１の電極１０７ａは、電池基板１２１に設けられた第４の配線１１４、基板１０１に設けられた第３の配線１１３および電源回路１０３を介して、基板１０１に設けられた第１の配線１１１に電気的に接続される。また、２次電池１０７の第２の電極１０７ｂは、電池基板１２１に設けられた第５の配線１１５を介して、基板１０１に設けられた第２の配線１１２に電気的に接続される。
図９に示す構成の場合、予め２次電池１０７が搭載された電池基板１２１を半田付けなどにより基板１０１の第２の面１０１ｂ側に接合するといった、比較的簡単な方法で無線装置に２次電池１０７を搭載することができるので、生産性を向上させることができる。この場合でも、例えば充電用のパッドを基板１０１および基板１２１に設けたり、充電用のコネクタを基板１０１および基板１２１に搭載したりする必要はない。２次電池１０７の充電のために基板１０１および基板１２１を大型化する必要がない。
また、例えば図１０に示すように、２次電池１０７を基板１０１の第１の面１０１ａに表面実装し、無線回路１０２や電源回路１０３などの半導体素子とともに２次電池１０７が封止樹脂１０４によって封止される構成としてもよい。この場合、２次電池１０７としては、固体電解質を用いた全個体電池を用いることが望ましい。
図１０に示す例のように、２次電池１０７を基板１０１の第１の面１０１ａに表面実装する構成の場合、基板１０１の面方向のサイズは大きくなるが、基板１０１の厚み方向のサイズを小型化（薄型化）することができる。
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係る無線装置は、２次電池１０７として、一般的に市販されているリチウムポリマー電池を無線装置に搭載した例である。一般的に市販されているリチウムポリマー電池は電源回路を備えており、この電源回路にコネクタがケーブルによって接続されている。リチウムポリマー電池の第１の電極（正極）は、電源回路を介してコネクタの正極側端子と電気的に接続され、リチウムポリマー電池の第２の電極（負極）は、電源回路を介してコネクタの負極側端子と電気的に接続されている。以下では、本実施形態に係る無線装置に搭載される２次電池１０７を、第１実施形態と区別して２次電池１０７’と表記する。
図１１は、第２の実施形態に係る無線装置の断面図であり、図２と同様の位置における断面を図中のｙ方向に見た断面図である。また、図１２は、第２の実施形態に係る無線装置の基板１０１に設けられた配線の一例を示す平面図（Ｚ方向から見た基板１０１におけるＸＹ平面図）であり、図１３は、無線回路１０２に電源を供給するための回路構成の一例を示す概念図である。
第２の実施形態に係る無線装置においては、図１１に示すように、基板１０１の第２の面１０１ｂに上述のリチウムポリマー電池よりなる２次電池１０７’が搭載される。本実施形態では、２次電池１０７’が電源回路１０３’を備えているため、基板１０１の第１の面１０１ａに電源回路１０３が搭載されていない。その代わり、無線回路１０２に供給される電源の電圧を安定化させるためのキャパシタ１２３が、基板１０１の第１の面１０１ａに搭載されている。
２次電池１０７’のコネクタ１２２は、図１２に示すように、正極側端子１２２ａが基板１０１に設けられた第１の配線１１１と接続され、負極側端子１２２ｂが基板１０１に設けられた第２の配線１１２と接続されるように、基板１０１の第２の面１０１ｂに実装される。したがって、２次電池１０７’の第１の電極は、電源回路１０３’とコネクタ１２２を介して、基板１０１に設けられた第１の配線１１１と電気的に接続され、２次電池１０７’の第２の電極は、電源回路１０３’とコネクタ１２２を介して、基板１０１に設けられた第２の配線１１２と電気的に接続される。
本実施形態においても、上述の第１の実施形態と同様に、基板１０１に設けられた第１の配線１１１は第１の金属膜１０５と電気的に接続され、基板１０１に設けられた第２の配線１１２は第２の金属膜１０６と電気的に接続されている（図１２参照）。したがって、第１の金属膜１０５と第２の金属膜１０６を、２次電池１０７’を充電するための充電用のパッドとして利用することができる。
また、キャパシタ１２３は、図１２に示すように、正極側が第１の配線１１１に接続され、負極側が第２の金属膜１０６と電気的に接続された第６の配線１１６に接続されるように、基板１０１の第１の面１０１ａに搭載される。なお、無線回路１０２のグランド端子は、第７の配線１１７を介して第２の金属膜１０６と接続されている。
第２の実施形態に係る無線装置においては、以上の構成によって、図１３に示すように、２次電池１０７’が第１の金属膜１０５と第２の金属膜１０６とに接続されるとともに、この２次電池１０７’に対して、無線回路１０２とキャパシタ１２３とが並列に接続された回路構成となる。
第２の実施形態に係る無線装置は、上述の第１の実施形態と同様に充電器２００に装着されると、第１の金属膜１０５が充電器２００のプラス電極と同電位、第２の金属膜１０６が充電器２００のグランド電極と同電位となり、充電器２００から、第１の金属膜１０５、第１の配線１１１、コネクタ１２２および電源回路１０３’を介して２次電池１０７’に電流が供給され、２次電池１０７’が充電される。また、無線回路１０２の動作時には、２次電池１０７’に対して無線回路１０２とキャパシタ１２３とが並列に接続されているため、無線回路１０２に安定した電源を供給することができる。
以上説明したように、第２の実施形態に係る無線装置は、上述の第１の実施形態と同様に、基板１０１の第１の面１０１ａに搭載された無線回路１０２やキャパシタ１２３を封止する封止樹脂１０４の表面から基板１０１の端面に亘って設けられた第１の金属膜１０５および第２の金属膜１０６が、２次電池１０７’を充電するための充電用のパッドとして機能する構造となっている。したがって、第２の実施形態に係る無線装置は、上述の第１の実施形態と同様に、小型化を実現しつつ２次電池１０７’に対する充電を行うことができる。
また、第２の実施形態に係る無線装置は、一般的に市販されているリチウムポリマー電池を２次電池１０７’として搭載した構成であるため、部品調達コストを低減させて安価に製造することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、ここで説明した実施形態は、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。ここで説明した新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、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。ここで説明した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。
１０１ 基板
１０１ａ 第１の面
１０１ｂ 第２の面
１０２ 無線回路
１０３ 電源回路
１０４ 封止樹脂
１０５ 第１の金属膜
１０６ 第２の金属膜
１０７ ２次電池
１０７ａ 第１の電極
１０７ｂ 第２の電極
１０８ ギャップ部
１０９ スロットアンテナ
１１１ 第１の配線
１１２ 第２の配線
１１３ 第３の配線

Claims (10)

  1. 基板と、
    前記基板の第１の面に搭載された、無線回路を含む半導体素子と、
    前記基板の前記第１の面に設けられ、前記半導体素子を封止する非導電層と、
    前記非導電層の表面から前記基板の少なくとも１つの端面に亘って設けられ、該端面において前記基板に設けられた第１の配線と接触する第１の金属膜と、
    前記非導電層の表面から前記基板の少なくとも１つの端面に亘って、前記第１の金属膜と離間して設けられ、該端面において前記基板に設けられた第２の配線と接触する第２の金属膜と、
    第１の電極が前記第１の配線と電気的に接続され、第２の電極が前記第２の配線と電気的に接続された２次電池と、を備える無線装置。
  2. 前記２次電池は、前記基板の第２の面に搭載されている
    請求項１に記載の無線装置。
  3. 前記基板の第２の面側に配置される電池基板をさらに備え、
    前記２次電池は、前記電池基板に搭載されている
    請求項１に記載の無線装置。
  4. 前記２次電池は、前記基板の前記第１の面に搭載され、前記半導体素子とともに前記非導電層により封止されている
    請求項１に記載の無線装置。
  5. 前記２次電池の前記第１の電極は、前記基板に設けられた第３の配線および電源回路を介して前記第１の配線と電気的に接続されている
    請求項１乃至４のいずれか一項に記載の無線装置。
  6. 前記第２の金属膜の一部は、前記基板の前記第１の面に対して垂直な方向に見たときに、前記半導体素子と重なるように設けられている
    請求項１乃至５のいずれか一項に記載の無線装置。
  7. 前記非導電層の表面は、前記基板の前記第１の面と平行な上面部と、該上面部と交差する側面部とを含み、
    前記第１の金属膜は、前記非導電層の側面部から前記基板の少なくとも１つの端面に亘って設けられている
    請求項１乃至６のいずれか一項に記載の無線装置。
  8. 前記第１の金属膜と前記第２の金属膜は、前記非導電層の表面から前記基板の少なくとも１つの端面に亘って成膜された一体の金属膜に対して切削加工を施してスリット状のギャップ部を形成し、該ギャップ部により前記一体の金属膜を分離することにより形成される
    請求項１乃至７のいずれか一項に記載の無線装置。
  9. 前記第１の金属膜および前記第２の金属膜の少なくとも一方にスロットアンテナの少なくとも一部が形成されている
    請求項１乃至８のいずれか一項に記載の無線装置。
  10. 基板の第１の面に搭載された半導体素子を封止する非導電層の表面から前記基板の少なくとも１つの端面に亘って一体の金属膜を成膜する工程と、
    前記一体の金属膜に対して切削加工を施してスリット状のギャップ部を形成し、該ギャップ部により前記一体の金属膜を、前記基板の少なくとも１つの端面において前記基板に設けられた第１の配線と接触する第１の金属膜と、前記基板の少なくとも１つの端面において前記基板に設けられた第２の配線と接触する第２の金属膜とに分離する工程とを有し、
    前記第１の配線は２次電池の第１の電極と電気的に接続され、前記第２の配線は２次電池の第２の電極と電気的に接続される
    無線装置の製造方法。
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