JP2021069003A - 通信モジュール、及び通信回路 - Google Patents

Abstract

【課題】通信距離を延伸することができる通信モジュール、及び通信回路を提供する。【解決手段】本実施形態に係る通信モジュールは、通信相手の第２結合器２１１と電磁界結合する第１結合器１１１を有する第１結合器基板１０１と、第１結合器基板１０１と積層された第１積層基板１０２と、第１結合器基板１０１に設けられ、第１結合器１１１と接続する第１伝送線路１１２と、第１積層基板１０２に設けられ、平面視において第１結合器１１１と重複する第１帰還経路１２１と、第１結合器基板１０１及び第１積層基板１０２の一方から他方に渡って形成され、第１伝送線路１１２又は第１帰還経路１２１に接続される第１接続経路１５０と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、通信モジュール、及び通信回路に関する。

本件出願の発明者は、容量結合及び誘導結合（合わせて電磁界結合と称する）を用いて、基板間でデータ通信を行なう電子回路を提案している（例えば、特許文献１、２参照）。このような電子回路では、フレキシブルプリント回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＦＰＣ）、プリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ；ＰＣＢ）、モジュール、及び端末（以下、総称して基板と略称する）に、結合器が形成されている。

特許文献１では、信号線路が結合器として用いられている。それぞれの基板には、平行に配置された２本の信号線路（信号線路と帰還信号線路）が形成されている（図３３）。信号線路と帰還信号線路とは、抵抗を用いて終端整合されている。一方の基板の信号線路、帰還信号線路が、他方の基板の信号線路、帰還信号線路と平行かつ同一方向になるように配置される。基板を積層することで、信号線路が近接配置される。信号線路同士が重複し、帰還信号線路同士が重複するため，電磁界結合により無線通信を行なうことができる。

特許文献２には、信号線路を結合器として用いた通信装置が開示されている。特許文献２では、差動信号を用いるため、一本の信号線路の両端に引出伝送線路が接続されている。一方の引出伝送線路から正極性の信号が伝送線路に入力され、他方の引出し伝送線路から負極性の信号が伝送線路に入力される。

特許第５２１３０８７号公報 特開２０１４−０３３４３２号公報

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-04522 http://www.okp.jp/contents/products/elements.html https://lab.fujiele.co.jp/articles/3903/ https://product.tdk.com/info/ja/techlibrary/archives/techjournal/vol05_mlcc/contents03.html https://www.rohm.co.jp/electronics-basics/resistors/r_what3

このような結合器を用いたモジュール間通信では、伝送線路を介して、結合器にデジタル信号を入出力する。また、伝送線路の直下に設けられた接地電極が、デジタル信号に含まれる交流信号の帰還経路を提供する。送信側及び受信側における伝送線路と接地電極間の距離で、結合器の特性インピーダンスを設計することができる。送信側の伝送線路に入力されたデジタル信号は、２つの結合器間の電磁界結合によって、受信側の伝送線路にパルス信号として現れる。デジタル信号の値（１又は０）に応じて、パルス信号の極性が正又は負になる。受信側の比較器が、パルス信号の極性を判別することで、デジタル信号を復元することが可能になる。

受信側のパルス信号の振幅は、結合器間の距離ｄが大きいほど、小さくなる。また、受信側のパルス信号の振幅は、結合器と接地電極との間の距離ｈが小さいほど、小さくなる。信号接続できる結合器間の最大距離(ｄ．ｍａｘ)は、受信側の比較器を用いてデジタル信号に復元できるパルス信号の振幅の下限で決まり、通常、距離ｈの数倍の範囲内である。一般に、ＰＣＢの厚みは１〜２ｍｍでありＦＰＣの厚みは０．１〜０．２ｍｍ程度となっている。このため、ｄ．ｍａｘを大きくすることが困難となる、例えば、５ｍｍ以上のｄ．ｍａｘを必要とする応用は少なくないが、ｄ．ｍａｘを５ｍｍ以上にするのは難しいと言う問題点がある。

本実施形態は、上記の課題に鑑みたものであり、通信距離を延伸することができる通信回路を提供することを目的とする。

本実施の形態に係る通信モジュールは、通信相手の結合器と電磁界結合する結合器を有する結合器基板と、前記結合器基板と積層された積層基板と、前記結合器基板に設けられ、前記結合器と接続する伝送線路と、前記積層基板に設けられ、平面視において前記結合器と重複する帰還経路と、前記結合器基板及び前記積層基板の一方から他方に渡って形成され、前記伝送線路又は前記帰還経路に接続される接続経路と、を備えている。

上記の通信モジュールは、前記結合器基板に設けられ、平面視において前記伝送線路と重複する接地電極をさらに備え、前記接続経路が前記接地電極と前記帰還経路とを接続するようになっていてもよい。

上記の通信モジュールは、前記積層基板に設けられた接続用伝送線路と、前記積層基板に設けられ、前記帰還経路と接続し、平面視において前記接続用伝送線路と重複する接地電極と、をさらに備え、前記接続経路が、前記接続用伝送線路と前記伝送線路とを接続するようになっていてもよい。

上記の通信モジュールは、前記積層基板と前記結合器基板との間に配置された中間基板をさらに備えていてもよい。

上記の通信モジュールは、前記積層基板がチップ部品の基板により形成されていてもよい。

本実施の形態に係る通信モジュールは、通信相手となる結合器と電磁界結合する結合器を有する結合器基板と、前記結合器基板に設けられ、前記結合器と接続する伝送線路と、平面視において前記結合器と重複する帰還経路と、前記帰還経路と接続し、平面視において前記伝送線路と重複する接地電極と、を備え、前記帰還経路が、前記結合器基板の結合器側と反対側の面に設けられたコネクタにより形成され、前記コネクタが、平面視において前記結合器と重複する部分では、前記結合器基板との間に空間を形成するように屈曲していてもよい。

本実施の形態に係る通信モジュールは、通信相手の結合器と電磁界結合する結合器を有する結合器基板と、前記結合器基板に設けられ、前記結合器と接続する伝送線路と、前記結合器基板に設けられ、平面視において前記結合器とずれて配置された接地電極と、前記結合器基板に設けられ、平面視において前記結合器とずれて配置された帰還経路とを備えていてもよい。

上記の通信モジュールは、前記接地電極と前記結合器とが同一の配線層で形成されていてもよい。

上記の通信モジュールは、前記接地電極と前記結合器と前記帰還経路とが異なる配線層で形成されていてもよい。

本実施の形態に係る通信回路は、第１結合器を有する第１結合器基板と、前記第１結合器と電磁界結合する第２結合器を有する第２結合器基板と、前記第１結合器基板の前記第２結合器基板側と反対側が設けられ、前記第１結合器基板に積層された第１積層基板と、前記第２結合器基板の前記第１結合器基板側と反対側が設けられ、前記第２結合器基板に積層された第２積層基板と、前記第１結合器基板に設けられ、前記第１結合器と接続する第１伝送線路と、前記第２結合器基板に設けられ、前記第２結合器と接続する第２伝送線路と、前記第１積層基板に設けられ、平面視において前記第１結合器と重複する第１帰還経路と、前記第２積層基板に設けられ、平面視において前記第２結合器と重複する第２帰還経路と、前記第１結合器基板及び前記第１積層基板の一方から他方に渡って形成され、前記第１伝送線路又は前記第１帰還経路に接続される第１接続経路と、前記第２結合器基板及び前記第２積層基板の一方から他方に渡って形成され、前記第２伝送線路又は前記第２帰還経路に接続される第２接続経路と、を備えている。

上記の通信モジュールは、前記第１結合器基板に設けられ、平面視において前記第１伝送線路と重複する第１接地電極をさらに備え、前記第１接続経路が前記第１接地電極と前記第１帰還経路とを接続してもよい。

上記の通信モジュールは、前記第１積層基板に設けられた第１接続用伝送線路と、前記第１積層基板に設けられ、前記第１帰還経路と接続し、平面視において前記第１接続用伝送線路と重複する第１接地電極と、をさらに備え、前記第１接続経路が、前記第１接続用伝送線路と前記第１伝送線路とを接続してもよい。

上記の通信モジュールは、前記第２結合器基板に設けられ、平面視において前記第２伝送線路と重複する第２接地電極をさらに備え、前記第２接続経路が前記第２接地電極と前記第２帰還経路とを接続してもよい。

上記の通信モジュールは、前記第２積層基板に設けられた第２接続用伝送線路と、前記第２積層基板に設けられ、前記第２帰還経路と接続し、平面視において前記第２接続用伝送線路と重複する第２接地電極と、をさらに備え、前記第２接続経路が、前記第２接続用伝送線路と前記第２伝送線路とを接続してもよい。

上記の通信モジュールは、前記第１積層基板と前記第１結合器基板との間に配置された第１中間基板と、前記第２積層基板と前記第２結合器基板との間に配置された第２中間基板と、をさらに備えていてもよい。

上記の通信モジュールは、前記第１積層基板がチップ部品の基板により形成され、前記第１積層基板がチップ部品の基板により形成されていてもよい。

本実施の形態によれば、通信距離を延伸することができる通信モジュール及び通信回路を提供することができる。

実施の形態１にかかる通信回路の構成を示す側面図である。 配線層のレイアウトパターンを示す平面図である。 実施の形態１にかかる通信回路の積層構成を示す模式図である。 実施の形態２にかかる通信回路の構成を示す側面図である。 実施の形態２にかかる通信回路の積層構成を示す模式図である。 実装例１の積層構成を示す模式図である。 実装例２の積層構成を示す模式図である。 実装例３の積層構成を示す模式図である。 実装例４の積層構成を示す模式図である。 実施の形態３にかかる通信回路の積層構成を示す模式図である。 実施の形態３にかかる通信回路の積層構成を示す模式図である。 接続経路の構成例１の積層構成を示す模式図である。 接続経路の構成例２の積層構成を示す模式図である。 接続経路の構成例３の積層構成を示す模式図である。 実施の形態４にかかる通信回路の構成を示す図である。 チップ基板の構成を模式的に示す側面図である。 チップ基板の構成を模式的に示す斜視図である。 実施の形態５にかかる通信回路の構成を示す図である。 コネクタの構成を示す側面図である。 実施の形態６にかかる通信回路の構成を示す図である。 配線層のレイアウトパターンを示す平面図である。 実施の形態７にかかる通信回路の構成を示す側面図である。 配線層のレイアウトパターンを示す平面図である。 パターンを重ね合わせた状態を示す平面図である。 変形例１における配線層のレイアウトパターンを示す平面図である。 変形例２における配線層のレイアウトパターンを示す平面図である。 実施の形態８にかかる通信回路の構成を示す側面図である。 配線層のレイアウトパターンを示す平面図である。 パターンを重ね合わせた状態を示す平面図である。

本実施の形態にかかる通信回路は、基板と、基板上に形成された電磁界結合器とを備えている。通信回路は、電磁界結合器による電磁界結合を用いて、２つ以上の基板がデータ通信を行なう。具体的には、それぞれの電磁界結合器が対向するように、基板を積層配置する。対向した電磁界結合器が電磁界結合により結合している。電磁界結合を用いているため、非接触でデータを通信することができる。例えば、通信回路は、ディスプレイや車載電子機器のコネクタなどに適用可能である。

誘導結合器が形成される基板は、特に限定されるものではなく、種々のものを用いることができる。例えば、基板は、プリント回路基板（ＰＣＢ）や、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ基板）等の絶縁基板であってもよく、シリコン基板などの半導体基板であってもよい。電磁界結合器は、基板上の配線により構成される。例えば、シリコン基板などの半導体基板に誘導結合器を形成した場合、電子回路を１つの半導体チップとして構成することも可能である。

実施の形態１．
図１は、通信回路１の構成を模式的に示す側面図である。基板の積層方向がＺ方向であり、基板の主面と平行な平面がＸＹ平面となる。例えば、Ｘ方向、及びＹ方向は、矩形基板の端辺と平行な方向である。

通信回路１は、第１モジュール１００と第２モジュール２００とを備えている。図１では、第１モジュール１００の上に、第２モジュール２００が積層されているとして説明するが積層順番は、反対でもよい。また、第１モジュール１００と第２モジュール２００との配置は、通信回路１が設置された向きなどに応じて相対的に変化する。例えば、第１モジュール１００と第２モジュール２００とが左右に並んで配置されていてもよい。

第１モジュール１００は、第１結合器基板１０１と第１積層基板１０２とを備えている。第１積層基板１０２の上に、第１結合器基板１０１が積層されている。第２モジュール２００は、第２結合器基板２０１と第２積層基板２０２を備えている。第２結合器基板２０１の上に、第２結合器基板２０１が積層されている。第１モジュール１００と第２モジュール２００とは、非接触で互いにデータを送信又は受信する通信モジュールである。第１モジュール１００と第２モジュール２００とは、上下反転した構成を有しているため、適宜説明を省略する。

通信回路１は、第２積層基板２０２、第２結合器基板２０１、第１結合器基板１０１、第１積層基板１０２の順で配置された積層構成を備えている。第１積層基板１０２は、第１結合器基板１０１の第２結合器基板２０１と反対側に配置されている。第２積層基板２０２は、第２結合器基板２０１の第１結合器基板１０１と反対側に配置されている。第２積層基板２０２、第２結合器基板２０１、第１結合器基板１０１、第１積層基板１０２は、全体が重複していなくてもよい。第２積層基板２０２、第２結合器基板２０１、第１結合器基板１０１、第１積層基板１０２は、一部のみが重複していればよい。

第１結合器基板１０１、第１積層基板１０２、第２結合器基板２０１、第２積層基板２０２は配線基板であり、１つ又は複数の配線層を有している。第１結合器基板１０１、第１積層基板１０２、第２結合器基板２０１、第２積層基板２０２としては、例えば、ＦＰＣ基板やＰＣＢ基板を用いることができる。また、第１結合器基板１０１、及び第２結合器基板２０１には、送信器や受信器となるＩＣチップ（不図示）が搭載されていてもよい。

第１結合器基板１０１は、第１結合器１１１と、第１伝送線路１１２と、第１接地電極１１３と、第１ビアホール１１４と、第１表面電極１１５と、を備えている。第１結合器１１１と、第１接地電極１１３と、第１表面電極１１５とは、それぞれ異なる配線層で形成された導電パターンである。第１伝送線路１１２は、第１結合器１１１と同じ配線層で形成されている。つまり、第１伝送線路１１２と第１結合器１１１は、同一配線層により一体的に形成された導電パターンである。

第１結合器１１１は、例えば、第２結合器基板２０１に最も近い配線層で形成されている。第１表面電極１１５は、第１結合器基板１０１の第１積層基板１０２側の表面に形成されている。第１接地電極１１３は、第１結合器１１１と第１表面電極１１５との間の配線層で形成されている。第１ビアホール１１４は、Ｚ方向に沿って形成されており、第１接地電極１１３と第１表面電極１１５とを接続している。第１ビアホール１１４は、第１結合器基板１０１の一部を貫通するインタースティシャルビアである。第１ビアホール１１４によって、異なる配線層の第１接地電極１１３と第１表面電極１１５とが導通する。

第１積層基板１０２は、第１帰還経路１２１と第１側壁電極１２８とを備えている。第１帰還経路１２１は、第１積層基板１０２の第１結合器基板１０１側と反対側の面（裏面ともいう）に近い配線層で形成されている。第１側壁電極１２８は第１積層基板１０２の側面に形成されている。第１側壁電極１２８は、第１帰還経路１２１に接触している。

第１積層基板１０２の側面には、第１半田１２９が塗布されている。第１半田１２９は第１側壁電極１２８に接触している。また、第１半田１２９は、第１表面電極１１５を覆うように設けられている。よって、第１半田１２９は、第１表面電極１１５、及び第１側壁電極１２８と接触している。これにより、第１半田１２９を介して、第１表面電極１１５と、第１側壁電極１２８とが電気的に接続される。

これにより、第１接地電極１１３と第１帰還経路１２１とが導通する。すなわち、第１接地電極１１３と第１帰還経路１２１とが、第１ビアホール１１４、第１表面電極１１５、第１半田１２９、及び第１側壁電極１２８を介して接続される。第１ビアホール１１４、第１表面電極１１５、第１半田１２９、及び第１側壁電極１２８は、異なる基板間を接続する第１接続経路１５０となる。第１接続経路１５０は、第１結合器基板１０１及び第１積層基板１０２の一方から他方に渡って形成され、第１帰還経路１２１に接続される。したがって、第１接地電極１１３、及び第１帰還経路１２１に、共通の接地電位が供給される。

第１モジュール１００と第２モジュール２００は上下対称な配置となっている。第２結合器基板２０１は、第２結合器２１１と、第２伝送線路２１２と、第２接地電極２１３と、第２ビアホール２１４と、第２表面電極２１５と、を備えている。第２結合器２１１と、第２接地電極２１３と、第２表面電極２１５とは、それぞれ異なる配線層で形成された導電パターンである。第２伝送線路２１２は、第２結合器２１１と同じ配線層で形成されている。つまり、第２伝送線路２１２と第２結合器２１１は、同一配線層により一体的に形成された導電パターンである。

第２結合器２１１は、例えば、第１結合器基板１０１に最も近い配線層で形成されている。第２表面電極２１５は、第２結合器基板２０１の第２積層基板２０２側の表面に形成されている。第２接地電極２１３は、第２結合器２１１と第２表面電極２１５との間の配線層で形成されている。第２ビアホール２１４は、Ｚ方向に沿って形成されており、第２接地電極２１３と第２表面電極２１５とを接続している。第２ビアホール２１４は、第２結合器基板２０１の一部を貫通するインタースティシャルビアである。第２ビアホール２１４によって、異なる配線層の第２接地電極２１３と第２表面電極２１５とが導通する。

第２積層基板２０２は、第２帰還経路２２１と第２側壁電極２２８とを備えている。第２帰還経路２２１は、第２積層基板２０２の第２結合器基板２０１側と反対側の面（裏面ともいう）に近い配線層で形成されている。第２側壁電極２２８は第２積層基板２０２の側面に形成されている。第２側壁電極２２８は、第２帰還経路２２１に接触している。

第２積層基板２０２の側面には、第２半田２２９が塗布されている。第２半田２２９は第２側壁電極２２８に接触している。また、第２半田２２９は、第２表面電極２１５を覆うように設けられている。よって、第２半田２２９は、第２表面電極２１５、及び第２側壁電極２２８と接触している。これにより、第２半田２２９を介して、第２表面電極２１５と、第２側壁電極２２８とが電気的に接続される。

これにより、第２接地電極２１３と第２帰還経路２２１とが導通する。すなわち、第２接地電極２１３と第２帰還経路２２１とが、第２ビアホール２１４、第２表面電極２１５、第２半田２２９、及び第２側壁電極２２８を介して接続される。第２ビアホール２１４、第２表面電極２１５、第２半田２２９、及び第２側壁電極２２８は、異なる基板間を接続する第２接続経路２５０となる。第２接続経路２５０は、第２結合器基板２０１及び第２積層基板２０２の一方から他方に渡って形成され、第２帰還経路２２１に接続される。したがって、第２接地電極２１３、及び第２帰還経路２２１に、共通の接地電位が供給される。

このようにすることで、第１モジュール１００と第２モジュール２００との間の近距離無線通信が可能となる。例えば、第１モジュール１００が送信側、第２モジュール２００受信側であるとすると、図示しない送信器からのデジタル信号が、第１伝送線路１１２を介して、第１結合器１１１に入力される。このデジタル信号は、第１結合器１１１と第２結合器２１１との間の電磁界結合によって、受信側の第２伝送線路２１２にパルス信号として現れる。デジタル信号の値（１又は０）に応じて、パルス信号の極性が正又は負になる。第２モジュール２００に設けられた比較器が、パルス信号の極性を判別することで、デジタル信号を復元することが可能になる。

なお、第１結合器基板１０１、及び第２結合器基板２０１に、それぞれ、送信器、及び受信器となるＩＣチップを設けてもよい。もちろん、第１モジュール１００が受信側、第２モジュール２００が送信側となっていてもよい。

図２は、第１モジュール１００の３つの配線層のレイアウトパターンを示すＸＹ平面図である。図２には、上から順に、第１結合器１１１及び第１伝送線路１１２の配線層、第１接地電極１１３の配線層、第１帰還経路１２１の配線層を示している。第１結合器１１１のパターンをパターンＣ２、第１伝送線路１１２のパターンをパターンＣ１とする。第１接地電極１１３のパターンをパターンＧ１とし、第１帰還経路１２１のパターンをパターンＧ２とする。

第１結合器１１１のパターンＣ２は、一対の伝送線路パターンである。ここでは、パターンＣ２は、Ｘ方向に沿った伝送線路パターンとなっている。パターンＣ２は、互いに平行な２本の伝送線路パターンとなっている。第１結合器１１１のパターンＣ２と第１伝送線路１１２のパターンＣ１とは同一配線層で形成されている。パターンＣ２の両端には、第１伝送線路１１２のパターンＣ１がそれぞれ接続されている。ＸＹ平面視において、第１結合器１１１のパターンＣ２と第１帰還経路１２１のパターンＧ２とが重複している。

また、ＸＹ平面視において、第１伝送線路１１２のパターンＣ１と第１接地電極１１３のパターンＧ２とが重複している。第１伝送線路１１２と第１接地電極１１３との距離で特性インピーダンスを設計することができる。ＸＹ平面視において、第１接地電極１１３のパターンＧ１は、第１結合器１１１のパターンＣ２と重複していない。第１接地電極１１３のパターンＧ１は、第１結合器１１１のパターンＣ１の両外側に配置された矩形パターンとなっている。ＸＹ平面視において、第１結合器１１１のパターンＣ２は第１接地電極１１３のパターンＧ１から完全にずれている。また、第１接地電極１１３には、第１ビアホール１１４が形成されている。

なお、第２モジュール２００の第２結合器２１１、第２伝送線路２１２、第２接地電極２１３、第２帰還経路２２１は、それぞれ、第１モジュール１００の第１結合器１１１、第１伝送線路１１２、第１接地電極１１３、第１帰還経路１２１と同様になっている。つまり、第２結合器２１１のパターンは、パターンＣ２と同様であり、第２伝送線路２１２のパターンは、パターンＣ１と同様である。また、第２接地電極２１３のパターンは、パターンＧ１と同様であり、第２帰還経路２２１のパターンは、パターンＧ２と同様である。よって、ＸＹ平面視において、第１結合器１１１と第２結合器２１１とは重複して配置される。これにより、第１結合器１１１と第２結合器２１１とが電磁界結合する。

図１に示すように、第１結合器１１１と第２結合器２１１との間の距離をｄとし、第１結合器基板１０１と第２結合器基板２０１の間の距離をｄ１とする。第１結合器１１１と第１帰還経路１２１との間の距離ｈとする。なお、ここでの距離ｄ、距離ｄ１、及び距離ｈは、Ｚ方向における距離である。なお、距離ｄ１は、後述するように電子部品を実装する基板間の距離である。つまり、本実施の形態では、第１結合器基板１０１、及び第２結合器基板２０１に電子部品を実装することができる。

上記の構成では、第１結合器１１１と第１帰還経路１２１とが異なる基板に生成されている。したがって第１積層基板１０２の厚さに応じて、距離ｈを大きくすることができる。つまり、同じ基板に第１結合器１１１と第１帰還経路１２１が同じ基板に形成されている構成に比べて、距離ｈを大きくすることができる。これにより、信号接続できる結合器間の最大距離(ｄ．ｍａｘ)を大きくすることができる。つまり、モジュール間の通信距離を延伸することができる。例えば、ｄ．ｍａｘを５ｍｍ以上に延伸することが可能となる。

なお、第１接続経路１５０は、それぞれ第１側壁電極１２８及び第１半田１２９を有し、第２接続経路２５０は、第２側壁電極２２８及び第２半田２２９を有している。第１側壁電極１２８、又は第２側壁電極２２８を用いた接続経路は、基板端面に設けられた半円状スルーホールにより実現することができる。例えば、半円状スルーホールについては、例えば、以下の非特許文献１により実現することができる。
非特許文献１：http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-04522

また、第１側壁電極１２８及び第２側壁電極２２８は、非特許文献２に示すようにメッキ処理により形成することができる。
非特許文献２：http://www.okp.jp/contents/products/elements.html

側壁電極以外の構成により、第１接続経路１５０、及び第２接続経路２５０を形成することも可能である。例えば、ＳＭＴ（Surface Mount Technology）工程や、ＤＩＰ(Dual Inline Package)工程により第１接続経路１５０、及び第２接続経路２５０を形成してもよい。第１接続経路１５０、及び第２接続経路２５０は、基板を貫通する貫通電極などを有していてもよい。第１接続経路１５０、及び第２接続経路２５０の構成については後述する。

図３は、本実施の形態の通信回路１の積層構成を抽象化して示す図である。通信回路１は、第１結合器１１１を有する第１結合器基板１０１と、第１結合器１１１と電磁界結合する第２結合器２１１を有する第２結合器基板２０１と、を備えている。通信回路１は、第１結合器基板１０１の第２結合器基板２０１側と反対側が設けられ、第１結合器基板１０１に積層された第１積層基板１０２と、第２結合器基板２０１の第１結合器基板１０１側と反対側が設けられ、第２結合器基板２０１に積層された第２積層基板２０２と、を備えている。

第１結合器基板１０１に設けられた第１伝送線路１１２は、第１結合器１１１と接続する。第２結合器基板２０１に設けられた第２伝送線路２１２は、第２結合器２１１と接続する。第１積層基板１０２に設けられた第１帰還経路１２１は、ＸＹ平面視において第１結合器１１１と重複する。第２積層基板２０２に設けられた第２帰還経路２２１は、ＸＹ平面視において第２結合器２１１と重複する。第１接続経路１５０は、第１結合器基板１０１及び第１積層基板１０２の一方から他方に渡って形成され、第１帰還経路１２１に接続されている。第１接続経路１５０は、第１帰還経路１２１と第１接地電極１１３とを接続する。第２接続経路２５０は、第２結合器基板２０１及び第２積層基板２０２の一方から他方に渡って形成され、第２帰還経路２２１に接続される。第２接続経路２５０は、第２帰還経路２２１と第２接地電極２１３とを接続する。

実施の形態２．
本実施の形態にかかる通信回路１の構成について、図４を用いて説明する。本実施の形態では、各配線層の構成が実施の形態１と異なっている。なお、通信回路１の基本的な構成については、実施の形態１と同様であるため、適宜説明を省略する。また、第２モジュール２００は、第１モジュール１００を上下反転した構成となっているため、同様の構成については、適宜省略する。

第１結合器基板１０１が、第１結合器１１１、第１伝送線路１１２、及び第１側壁電極１１８を備えている。第１結合器１１１、第１伝送線路１１２は、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。なお、実施の形態２では、第１接地電極１１３、第１ビアホール１１４、第１表面電極１１５が設けられていない。

第１側壁電極１１８は、第１結合器基板１０１の側面に形成されている。第１側壁電極１１８は、第１伝送線路１１２と接続されている。そして、第１側壁電極１１８には、第１半田１１９が塗布されている。第１側壁電極１１８、及び第１半田１１９は、第１側壁電極１２８、及び第１半田１２９と同様の構成となっている。

また、第１積層基板１０２が、第１帰還経路１２１、第１接地ビアホール１２２、第１接地電極１２３、第１ビアホール１２４、第１表面電極１２５、第１接続用伝送線路１２６を備えている。第１帰還経路１２１と、第１接地電極１２３と、第１表面電極１２５は、それぞれ異なる配線層で形成された導電パターンである。

第１表面電極１２５は、第１積層基板１０２の第１結合器基板１０１側の表面に形成されている。第１表面電極１２５は、第１ビアホール１２４を介して、第１接続用伝送線路１２６と接続されている。第１接続用伝送線路１２６と、第１伝送線路１１２とは、第１ビアホール１２４、第１表面電極１２５、第１側壁電極１１８、及び第１半田１１９を介して接続される。第１ビアホール１２４、第１表面電極１２５、第１側壁電極１１８、及び第１半田１１９は、第１接続用伝送線路１２６と第１伝送線路１１２とを接続するための第１接続経路１５０となる。第１接続経路１５０は、第１結合器基板１０１と第１積層基板１０２の一方から他方に渡って設けられ、第１伝送線路１１２と接続されている。

第１帰還経路１２１は、第１積層基板１０２の第１結合器基板１０１側と反対側の裏面に最も近い配線層で形成されている。第１接地電極１２３は、第１帰還経路１２１と第１接続用伝送線路１２６との間の配線層で形成される。第１接地電極１２３と第１帰還経路１２１とは、第１接地ビアホール１２２を介して接続されている。

実施の形態１と同様に、平面視において、第１帰還経路１２１と第１結合器１１１とは重複している。なお、図示を省略するが、平面視において、第１接続用伝送線路１２６と、第１接地電極１２３とは重複している。第１接続用伝送線路１２６と第１接地電極１２３との距離で特性インピーダンスを設計することができる。

第１モジュール１００と第２モジュール２００とは、上下対称な構成となっている。第２結合器基板２０１が、第２結合器２１１、第２伝送線路２１２、及び第２側壁電極２１８を備えている。第２結合器２１１、第２伝送線路２１２は、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。なお、実施の形態２では、実施の形態１の第２接地電極２１３、第２ビアホール２１４、第２表面電極２１５が設けられていない。

第２側壁電極２１８は、第２結合器基板２０１の側面に形成されている。第２側壁電極２１８は、第２伝送線路２１２と接続されている。そして、第２側壁電極２１８には、第２半田２１９が塗布されている。第２側壁電極２１８、及び第２半田２１９は、第１側壁電極１２８、及び第１半田１２９と同様の構成となっている。

また、第２積層基板２０２が、第２帰還経路２２１、第２接地ビアホール２２２、第２接地電極２２３、第２ビアホール２２４、第２表面電極２２５、第２接続用伝送線路２２６を備えている。第２帰還経路２２１と、第２接地電極２２３と、第２表面電極２２５は、それぞれ異なる配線層で形成された導電パターンである。

第２表面電極２２５は、第２積層基板２０２の第２結合器基板２０１側の表面に形成されている。第２表面電極２２５は、第２ビアホール２２４を介して、第２接続用伝送線路２２６と接続されている。第２接続用伝送線路２２６と、第２伝送線路２１２とは、第２ビアホール２２４、第２表面電極２２５、第２側壁電極２１８、及び第２半田２１９を介して接続される。第２ビアホール２２４、第２表面電極２２５、第２側壁電極２１８、及び第２半田２１９は、第２接続用伝送線路２２６と第２伝送線路２１２とを接続するための第２接続経路２５０となる。第２接続経路２５０は、第２結合器基板２０１と第２積層基板２０２の一方から他方に渡って設けられ、第２伝送線路２１２と接続されている。

第２帰還経路２２１は、第２積層基板２０２の第２結合器基板２０１側と反対側の裏面に最も近い配線層で形成されている。第２接地電極２２３は、第２帰還経路２２１と第２接続用伝送線路２２６との間の配線層で形成される。第２接地電極２２３と第２帰還経路２２１とは、第２接地ビアホール２２２を介して接続されている。

実施の形態１と同様に、平面視において、第２帰還経路２２１と第２結合器２１１とは重複している。なお、図示を省略するが、平面視において、第２接続用伝送線路２２６と、第２接地電極２２３とは重複している。第２接続用伝送線路２２６と第２接地電極２２３との距離で特性インピーダンスを設計することができる。

このようにすることで、第１モジュール１００と第２モジュール２００との間の近距離無線通信が可能となる。例えば、第１モジュール１００が送信側、第２モジュール２００受信側であるとすると、図示しない送信器が第１接続用伝送線路１２６に接続されている。送信器からのデジタル信号が、第１接続用伝送線路１２６、第１接続経路１５０、第１伝送線路１１２を介して、第１結合器１１１に入力される。このデジタル信号は、第１結合器１１１と第２結合器２１１との間の電磁界結合によって、受信側の第２伝送線路２１２にパルス信号として現れる。デジタル信号の値（１又は０）に応じて、パルス信号の極性が正又は負になる。パルス信号は、第２接続経路２５０、第２接続用伝送線路２２６を介して、比較器に入力される。第２モジュール２００に設けられた比較器が、パルス信号の極性を判別することで、デジタル信号を復元することが可能になる。

なお、第１積層基板１０２、及び第２積層基板２０２に、それぞれ、送信器、及び受信器となるＩＣチップを設けてもよい。もちろん、第１モジュール１００が受信側、第２モジュール２００が送信側となっていてもよい。

実施の形態２の構成においても、実施の形態１と同様に距離ｈを大きくすることができる。つまり、同じ基板に第１結合器１１１と第１帰還経路１２１が同じ基板に形成されている構成に比べて、距離ｈを大きくすることができる。これにより、信号接続できる結合電極間の最大距離(ｄ．ｍａｘ)を大きくすることができる。つまり、モジュール間の通信距離を延伸することができる。例えば、ｄ．ｍａｘを５ｍｍ以上に延伸することが可能となる。

なお、図４に示す距離ｄ１は、後述するように電子部品を実装する基板間の距離である。つまり、本実施の形態では、第２積層基板２０２、及び第２積層基板２０２に電子部品を実装することができる。

図５は、通信回路１の積層構成を抽象化して示す図である。本実施の形態では、第１結合器基板１０１及び第１積層基板１０２の一方から他方に渡って形成された第１接続経路１５０が、第１伝送線路１１２に接続されている。第１接続経路１５０が、第１伝送線路１１２と第１接続用伝送線路１２６とを接続する。第２結合器基板２０１及び第２積層基板２０２の一方から他方に渡って形成された第２接続経路２５０が、第２伝送線路２１２に接続されている。第２接続経路２５０は第２伝送線路２１２と第２接続用伝送線路２２６とを接続する。

第１接続用伝送線路１２６と、第２接続用伝送線路２２６はそれぞれ受信器又は送信器とＩＣチップに接続される。第１接続経路１５０、及び、第２接続経路２５０がデジタル信号を伝送する伝送線路に接続されている。よって、第１接続経路１５０、及び、第２接続経路２５０のそれぞれが２以上設けられている。つまり、第１接続経路１５０、及び、第２接続経路２５０は、デジタル信号を供給する第１伝送線路１１２、及び第２伝送線路２１２の配線数に応じた数だけ形成される。

[実装例]
実施の形態１，及び実施の形態２の実装例について図６〜図９を用いて説明する。なお、図６〜図９では、実施の形態１で示した第１モジュール１００、及び第２モジュール２００をそれぞれ第1モジュール１００Ａ、及び第２モジュール２００Ａとして示している。また、実施の形態２で示した第１モジュール１００、第２モジュール２００を、それぞれ第1モジュール１００Ａ、及び第２モジュール２００Ａとして示している。

[実装例１]
図６は、実装例１の積層構成を模式的に示す図である。実装例１では、２つのモジュールが実施の形態１と同様の構成となっている。実装例１では、実施の形態１の第１モジュール１００Ａ、及び実施の形態１の第２モジュール２００Ａを組み合わせている。

さらに、実装例１では、第１結合器基板１０１が第１積層基板１０２よりも大きいサイズの基板となっている。したがって、第１結合器基板１０１が、第１積層基板１０２から−Ｘ側にはみ出している。第１結合器基板１０１には、第１電子部品１７０が実装されている。

第１電子部品１７０は、第１結合器基板１０１の第２結合器基板２０１側と反対側の面に実装されている。第１結合器基板１０１の第１積層基板１０２からはみ出した部分に第１電子部品１７０が実装されている。

第２結合器基板２０１が第２積層基板２０２よりも大きいサイズの基板となっている。具体的には、第２結合器基板２０１が、第２積層基板２０２から−Ｘ側にはみ出している。第２結合器基板２０１には、第２電子部品２７０が実装されている。

第２電子部品２７０は、第２結合器基板２０１の第１結合器基板１０１側と反対側の面に実装されている。第２結合器基板２０１の第２積層基板２０２からはみ出した部分に第２電子部品２７０が実装されている。なお、実装例１では、第１電子部品１７０を実装した第１積層基板１０２と、第２電子部品２７０を実装した第２積層基板２０２との基板間距離をｄ１としている。

[実装例２]
図７は、実装例２の積層構成を模式的に示す図である。実装例２では、２つのモジュールが実施の形態２と同様の構成となっている。実装例２では、実施の形態２の第１モジュール１００Ｂ、実施の形態２の第２モジュール２００Ｂを組み合わせている。

さらに、実装例２では、第１結合器基板１０１が第１積層基板１０２よりも小さいサイズの基板となっている。したがって、第１積層基板１０２が、第１結合器基板１０１から−Ｘ側にはみ出している。第１積層基板１０２には、第１電子部品１７０が実装されている。

第１電子部品１７０は、第１積層基板１０２の第２結合器基板２０１側の面に実装されている。第１積層基板１０２の第１結合器基板１０１からはみ出した部分に第１電子部品１７０が実装されている。

同様に、第２結合器基板２０１が第２積層基板２０２よりも小さいサイズの基板となっている。したがって、第２積層基板２０２が、第２結合器基板２０１から−Ｘ側にはみ出している。第２積層基板２０２には、第２電子部品２７０が実装されている。

第２電子部品２７０は、第２積層基板２０２の第１結合器基板１０１側の面に実装されている。第２積層基板２０２の第２結合器基板２０１からはみ出した部分に第２電子部品２７０が実装されている。

実装例において、第１電子部品１７０、及び第２電子部品２７０は、受信器や送信器を有するＩＣチップなどである。第１電子部品１７０，及び第２電子部品２７０は、上述したようにパルス信号の極性を判別するための比較器を有していてもよい。つまり、第１電子部品１７０，及び第２電子部品２７０は、受信回路や送信回路が形成されたＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップとすることができる。

実装例１と実装例２とを比較すると、実装例１では、第１結合器基板１０１と第１積層基板１０２の第１接続経路１５０が帰還経路にあって信号経路にはないので、反射が少なく高速信号を転送することができる。同様に、第２積層基板２０２と第２結合器基板２０１との第２接続経路２５０が、帰還経路あって信号経路にはないので反射が少なく高速信号を転送することができる。

一方、実装例２では、第１電子部品１７０が実装された第１積層基板１０２と、第１結合器１１１が形成された第１結合器基板１０１が異なる基板となっている。このため、第１結合器基板１０１の厚さ以下の高さの第１電子部品１７０を、第１積層基板１０２の第２結合器基板２０１側の面に実装することができる。同様に、第２結合器基板２０１の厚さ以下の高さの第２電子部品２７０を、第２積層基板２０２の第１結合器基板１０１側の面に実装することができる。換言すれば、距離ｄ１を実装例１の場合よりも長くできる。よって、通信距離を延伸することができる。

[実装例３]
実装例３では、実施の形態１の第１モジュール１００Ａと、実施の形態２の第２モジュール２００Ｂを組み合わせている。第２結合器基板２０１の厚さ以下の高さの第２電子部品２７０を、第２積層基板２０２の第１結合器基板１０１側の面に実装することができる。換言すれば、距離ｄ１を実装例１の場合よりも長くできる。したがって、通信回路１の通信距離をさらに延伸できる。また、第１結合器基板１０１と第１積層基板１０２の第１接続経路１５０が帰還経路にあって信号経路にはないので、反射が少なく高速信号を転送することができる。

[実装例４]
実装例４では、実施の形態２の第１モジュール１００Ｂと、実施の形態１の第２モジュール２００Ｂを組み合わせている。第１結合器基板１０１の厚さ以下の高さの第１電子部品１７０を、第１積層基板１０２の第２結合器基板２０１側の面に実装することができる。換言すれば、距離ｄ１を実装例１の場合よりも長くできる。したがって、通信回路１の通信距離をさらに延伸できる。第２積層基板２０２と第２結合器基板２０１との第２接続経路２５０が、帰還経路に合って信号経路にはないので反射が少なく高速信号を転送することができる。

このように、実施の形態１のモジュールと実施の形態２のモジュールとは組み合わせて用いることができる。したがって、用途等に応じて電子部品及び基板を配置することができ、設計の自由度に向上することができる。

実施の形態３．
実施の形態３にかかる通信回路１の構成について、図１０を用いて説明する。図１０は、通信回路１の積層構成を示す概念図である。本実施の形態では、第１結合器基板１０１と第１積層基板１０２との間に、第１中間基板１０３が配置されている。また、第２結合器基板２０１と第２積層基板２０２との間に、第２中間基板２０３が配置されている。つまり、上から、第２積層基板２０２、第２中間基板２０３、第２結合器基板２０１、第１結合器基板１０１、第１中間基板１０３第１積層基板１０２の順番で積層されている。

第１モジュール１００、及び第２モジュール２００には、第１接続経路１５０、及び第２接続経路２５０がそれぞれ設けられている。第１接続経路１５０は、実施の形態１、２と同様に、第１結合器基板１０１及び第１積層基板１０２の一方から他方に渡って形成されている。

第１接続経路１５０は、第１中間基板１０３を介して、第１積層基板１０２の第１帰還経路１２１と第１結合器基板１０１の第１接地電極１１３とを接続している。図１０では、第１接続経路１５０が、第１中間基板１０３を貫通するスルーホールを有しているが、実施の形態１、２のように、側壁電極等を有していてもよい。

第２接続経路２５０は、実施の形態１、２と同様に、第２結合器基板２０１及び第２積層基板２０２の一方から他方に渡って形成されている。第２接続経路２５０は、第２中間基板２０３を介して、第２積層基板２０２の第２帰還経路２２１と第２結合器基板２０１の第２接地電極２１３とを接続している。図１０では、第２接続経路２５０が、第２中間基板２０３を貫通するスルーホールを有しているが、実施の形態１、２のように、側壁電極等を有していてもよい。

本実施の形態では、第１接続経路１５０が、第１接地電極１１３と第１帰還経路１２１とを接続しているが、実施の形態２のように、第１伝送線路１１２と第１接続用伝送線路１２６とを接続してもよい。第２接続経路２５０が、実施の形態２のように、第２伝送線路２１２と第２接続用伝送線路２２６とを接続してもよい。

このようにすることで、実施の形態１、２よりもさらに距離ｈを大きくすることができる。よって、ｄ．ｍａｘを大きくすることでき、通信距離を延伸することができる。また、第１結合器基板１０１と第１積層基板１０２の間に介在する第１中間基板１０３の数は１に限らず、２以上であってもよい。同様に、第２結合器基板２０１と第２積層基板２０２の間に介在する第２中間基板２０３の数は１に限らず、２以上であってもよい。

さらに、本実施の形態では、図１１に示すように、第１中間基板１０３、及び第２中間基板２０３を重ならないように配置することも可能である。ＸＹ平面視において、第１中間基板１０３は、第１結合器１１１から−Ｘ方向に延びて配置されており、第２中間基板２０３は、第２結合器２１１から＋方向に配置されている。つまり、第１中間基板１０３と第２中間基板２０３とが反対方向に配置されている。図１１では、ＸＹ平面視において、第１中間基板１０３と第２中間基板２０３が完全にずれて配置されている。重複していない第１中間基板１０３と第２中間基板２０３との間で、信号の送受信が可能となる。

[接続経路の構成例]
実施の形態１〜３では、第１接続経路１５０が第１結合器基板１０１と第１積層基板１０２とを接続し、第２接続経路２５０が第２結合器基板２０１と第２積層基板２０２とを接続している。つまり、第１接続経路１５０、第２接続経路２５０は基板間を電気的に接続する構成を有している。基板間の接続について、図１では、第１接続経路１５０として第１側壁電極１２８、第１半田１２９を用いて、図４では第２接続経路２５０として第２側壁電極２２８、第２半田２２９を用いていたが、第１接続経路１５０、第２接続経路２５０は、これに限られるものではない。

以下、図１２〜図１４を用いて、第１接続経路１５０、及び第２接続経路２５０の構成例について説明する。図１２〜図１４は、それぞれ第１接続経路１５０の構成例を示す模式図である。なお、第２接続経路２５０は、第１接続経路１５０と同様の構成とすることができるため、説明を省略する。また、図１２〜図１４では、第１結合器１１１及び第１帰還経路１２１等が適宜省略されている。

[接続経路の構成例１]
図１２では、ＳＭＴ工程で表面実装部品のように第１接続経路１５０を実装している。具体的には、第１接続経路１５０は、第１結合器基板１０１を貫通するスルーホール１５１により形成されている。第１積層基板１０２は、貫通穴１５２が設けられている。リフロー半田工程で、貫通穴１５２に、半田を充填することで、スルーホール１５１が形成される。スルーホール１５１は、第１積層基板１０２の第１表面電極１２５上に配置されている。

したがって、スルーホール１５１を介して、第１結合器基板１０１と、第１積層基板１０２とが接続される。例えば、実施の形態２で示したように、第１接続経路１５０が第１帰還経路１２１（図１１では不図示）と、第１接地電極１１３とを接続することができる。なお、図１１では、第１結合器基板１０１にスルーホール１５１を形成しているが、第１積層基板１０２にスルーホールを形成してもよい。

[接続経路の構成例２]
図１３では、ＳＭＴ工程で表面実装部品のように第１接続経路１５０を実装している。第１結合器基板１０１の第１積層基板１０２側の表面に、表面電極１５３が形成されている。第１積層基板１０２の第１結合器基板１０１側の表面に、表面電極１５４が形成されている。表面電極１５３と表面電極１５４との間には、半田１５５が設けられている。よって、表面電極１５３と表面電極１５４とは、半田１５５を介して接続される。つまり、半田１５５により、第１結合器基板１０１と第１積層基板１０２とが接続される。表面電極１５３、半田１５５、及び表面電極１５４が、第１接続経路１５０となる。

例えば、表面電極１５３は、図１の第１表面電極１１５に対応する。この場合、第１接続経路１５０は、第１接地電極１１３と第１帰還経路１２１とを接続する。あるいは、表面電極１５４が、第１表面電極１２５に対応する。この場合、第１接続経路１５０は、第１伝送線路１１２と第１接続用伝送線路１２６とを接続する。

[接続経路の構成例３]
図１４では、ＤＩＰ工程により、刺し部品を用いて第１接続経路１５０を実装している。第１積層基板１０２と第１結合器基板１０１との間には、リード等の端子１５６が設けられている。端子１５６は第１積層基板１０２に設けられたホールに挿入して、半田（不図示）など接続する。これにより、第１積層基板１０２と第１結合器基板１０１とを接続することができる。端子１５６が、第１接続経路１５０となる。

なお、図１２〜図１４は、第１接続経路１５０の構成の一例を示すものであり、第１接続経路１５０は、図１２〜図１４の構成に限られるものではない。例えば、基板間をでき的に接続する手法は、以下の非特許文献３、４のホームページに記載されている。

非特許文献３:https://lab.fujiele.co.jp/articles/3903/
非特許文献４: https://product.tdk.com/info/ja/techlibrary/archives/techjournal/vol05_mlcc/contents03.html

また、第２接続経路２５０は、第１接続経路１５０と同様の構成とすることができる。さらに、第１接続経路１５０と第２接続経路２５０とは異なる構成となっていてもよい。例えば、第１接続経路１５０は、図１１の構成とし、第２接続経路２５０は、図１４の構成としてもよい。

実施の形態４．
実施の形態４にかかる通信回路について、図１５を用いて説明する。図１５は、本実施の形態にかかる通信回路１の構成を模式的に示す側面図である。本実施の形態では、第１積層基板１０２、及び第２積層基板２０２がチップ抵抗又はチップコンデンサなどの表面実装部品により構成されている。つまり、第１結合器基板１０１、及び第１積層基板１０２が表面実装部品であるチップ部品の基板となっている。

第１結合器基板１０１は、第１側壁端子１６１を有している。第１側壁端子１６１は、断面コの字状に形成されており、第１積層基板１０２の側面から上面及び下面まで延びている。第１側壁端子１６１は、第１側壁電極１２８と接続されている。実施の形態１のように、第１側壁電極１２８は、第１帰還経路１２１と接続されている。

第１ビアホール１１４、第１表面電極１１５、第１側壁電極１２８、及び第１側壁端子１６１により、第１接続経路１５０を形成することができる。第１側壁端子１６１を介して、第１結合器基板１０１と第１積層基板１０２とが接続される。第１側壁端子１６１を介して、第１接地電極１１３と第１帰還経路１２１とが接続される。第１側壁端子１６１は、例えば半田メッキにより形成されている。

第２積層基板２０２は、第２側壁端子２６１を有している。第２側壁端子２６１は、断面コの字状に形成されており、第２積層基板２０２の側面から上面及び下面まで延びている。第２側壁端子２６１は、第２側壁電極２２８と接続されている。実施の形態１のように、第２側壁電極２２８は、第２帰還経路２２１と接続されている。

第２側壁端子２６１により、第２接続経路２５０を形成することができる。第２側壁端子２６１を介して、第２結合器基板２０１と第２積層基板２０２とが接続される。第２側壁端子２６１を介して、第２接地電極２１３と第２帰還経路２２１とが接続される。第２側壁端子２６１は、例えば半田メッキにより形成されている。

図１６は、第２積層基板２０２としてチップ部品の基板を用いた場合の構成を示す模式図である第２積層基板２０２の側面には、第２側壁電極２２８を覆うように第２側壁端子２６１が設けられている。さらに、第２積層基板２０２の上面には、保護膜２６３が形成されている。保護膜２６３は、第２帰還経路２２１の第２側壁端子２６１から露出した部分を覆っている。

もちろん、第１積層基板１０２としても、図１６と同様の構成を有するチップ部品の基板を用いてもよい。あるいは、第１結合器基板１０１、第２結合器基板２０１として、図１６と同様の構成を有するチップ部品の基板を用いてもよい。また、第２積層基板２０２には、２つ以上の第２側壁端子２６１を設けてもよい。図１７は、２つの第２側壁端子２６１を設けた構成を示す斜視図である。

チップ部品の構成は、例えば、以下の非特許文献５のホームページに記載されている。
非特許文献５：https://www.rohm.co.jp/electronics-basics/resistors/r_what3

実施の形態５．
実施の形態５にかかる通信回路について、図１８を用いて説明する。図１８は本実施の形態にかかる通信回路1の構成を模式的に示す側面図である。実施の形態５では、第１積層基板１０２、及び第２積層基板２０２が設けられていない点で、実施の形態1と異なっている。そして、第１モジュール１００、及び第２モジュール２００には、第１コネクタ１８０及び第２コネクタ２８０がそれぞれ設けられている。第１コネクタ１８０及び第２コネクタ２８０は、表面実装部品であるジャンパーピン等を用いることができる。

第１結合器基板１０１は、図１と同様に、第１結合器１１１、第１伝送線路１１２、第１接地電極１１３、第１ビアホール１１４、及び第１表面電極１１５を備えている。第１結合器基板１０１の第２結合器基板２０１と反対側の面には、第１コネクタ１８０が設けられている。第１コネクタ１８０の構成を図１９に示す。図１９は、第１コネクタ１８０の構成を示す側面図である。

図１９に示すように、Ｘ方向における第１コネクタ１８０の中央部を中央部１８０ａとし、その両端側を端部１８０ｂとする。中央部１８０ａと端部１８０ｂとの間で、第１コネクタ１８０が屈曲している。よって、中央部１８０ａの＋Ｚ側に空間１８１が形成される。例えば、金属板を屈曲することで、第１コネクタ１８０を形成することができる。あるいは、金属ピンを屈曲して、第１コネクタ１８０を形成してもよい。

図１８に示すように、第１コネクタ１８０の中央部１８０ａが、第１帰還経路１２１となる。すなわち、ＸＹ平面視において、第１コネクタ１８０の中央部１８０ａが第１結合器１１１と重複する。

端部１８０ｂは、半田（不図示）などにより、第１表面電極１１５と接続されている。よって、第１ビアホール１１４、第１表面電極１１５、端部１８０ｂが第１接続経路１５０となる。第１接続経路１５０を介して、第１接地電極１１３と第１帰還経路１２１とが接続する。

第１コネクタ１８０の中央部１８０ａと、第１結合器基板１０１との間には、空間１８１が形成される。第１コネクタ１８０が、ＸＹ平面視において第１結合器１１１と重複する部分では、第１積層基板１０２との間に空間を形成するように屈曲している。これにより、Ｚ方向における第１結合器１１１と第１帰還経路１２１との距離ｈを大きくすることができる。つまり、第１結合器基板１０１の厚さに加えて、空間１８１の厚さだけ、第１帰還経路１２１が第１結合器１１１から離れて配置される。よって、実施の形態１と同様に，通信距離を延伸することができる。

第２結合器基板２０１は、図１と同様に、第２結合器２１１、第２伝送線路２１２、第２接地電極２１３、第２ビアホール２１４、及び第２表面電極２１５を備えている。第２結合器基板２０１の第１結合器基板１０１と反対側の面には、第２コネクタ２８０が設けられている。

第２コネクタ２８０は、第１コネクタ１８０を上下反転した構成となっている。したがって、第２コネクタ２８０は中央部２８０ａと、端部２８０ｂとを備えている。中央部２８０ａと第２結合器基板２０１との間には空間２８１が形成されている。

端部２８０ｂは、半田（不図示）などにより、第２表面電極２１５と接続されている。よって、第２ビアホール２１４、第２表面電極２１５、端部２８０ｂが第２接続経路２５０となる。第２接続経路２５０を介して、第１接地電極１１３と第１帰還経路１２１とが接続する。

第２コネクタ２８０の中央部２８０ａと、第２結合器基板２０１との間には、空間２８１が形成される。これにより、Ｚ方向における第２結合器２１１と第２帰還経路２２１との距離を大きくすることができる。つまり、第２結合器基板２０１の厚さに加えて、空間２８１の厚さだけ、第２帰還経路２２１が第２結合器２１１から離れて配置される。よって、実施の形態１と同様に，通信距離を延伸することができる。

実施の形態６．
実施の形態６にかかる通信回路１について、図２０を用いて説明する。本実施の形態では、第１結合器１１１と第１接地電極１１３とが同じ配線層で形成されている。また、第２結合器２１１と第１接地電極１１３とが同じ第１結合器基板１０１に形成されている。この構造により、第１積層基板１０２と第２積層基板２０２とが重複しない構成とすることができる。

図２１は、配線層のパターンレイアウトを示すＸＹ平面図である。第１結合器１１１、及び第１伝送線路１１２は、図２と同様のレイアウトとなっている。また、第１接地電極１１３が第１結合器１１１、及び第１伝送線路１１２と同じ配線層で形成されている。第１結合器１１１と、第１接地電極１１３との距離ｓで第１結合器１１１の特性インピーダンスを設計することができる。

この構成によれば、第１結合器１１１と第１帰還経路１２１とを重複しないように配置することができる。よって、第１結合器１１１から第１積層基板１０２をずらして配置することができる。

第２結合器基板２０１の配線層のパターンレイアウトも、図２１と同様にすることができる。これにより、距離ｓに基づいて、第２結合器２１１の特性インピーダンスを設計することができる。この構成によれば、第２結合器２１１と第２帰還経路２２１とを重複しないように配置することができる。よって、第２結合器２１１から第２積層基板２０２をずらして配置することができる。

よって、第１積層基板１０２と第２積層基板２０２とをずらして配置することができる。第１積層基板１０２が第１結合器基板１０１から−Ｘ方向にはみ出しており、第２積層基板２０２が第２結合器基板２０１から＋Ｘ方向にはみ出している。例えば、ＸＹ平面視において、第１積層基板１０２、及び第２積層基板２０２を反対方向にずらして配置することが可能となる。よって、設計の自由度を高くすることができる。

実施の形態７．
本実施の形態では、第１結合器基板１０１の主面（ＸＹ平面）と平行な方向において、第１結合器１１１と第１接地電極１１３との距離を離すことで、実効的に距離ｈを大きくしている。本実施の形態にかかる通信回路１について、図２２を用いて説明する。

本実施の形態では、通信回路１が第１積層基板１０２、及び第２積層基板２０２を有していない。つまり、第１モジュール１００が、１枚の第１結合器基板１０１で構成され、第２モジュール２００が１枚の第２結合器基板２０１で構成されている。

そして、第１結合器基板１０１に、第１結合器１１１、第１伝送線路１１２、第１接地電極１１３、及び第１帰還経路１２１が形成されている。第１結合器１１１、及び第１伝送線路１１２は、同じ配線層で形成されている。第１結合器１１１と第１接地電極１１３と第１帰還経路１２１とは異なる配線層で形成されている。

図２３はそれぞれの配線層のレイアウトパターンを示すＸＹ平面図である。図２３には、上から順に、第１結合器１１１及び第１伝送線路１１２の配線層、第１接地電極１１３の配線層、第１帰還経路１２１の配線層を示している。第１結合器１１１のパターンをパターンＣ２、第１伝送線路１１２のパターンをパターンＣ１とする。第１接地電極１１３のパターンをパターンＧ１とし、第１帰還経路１２１のパターンをパターンＧ２とする。

ＸＹ平面視において、パターンＧ１は、パターンＣ２を囲むように配置されている。さらに、パターンＧ１は、パターンＣ２と重複しないように配置されている。具体的には、第１接地電極１１３の配線層において、第１結合器１１１と重複しないようにパターンＧ１が設けられていない矩形の領域が設けられている。第１帰還経路１２１のパターンＧ２は、該矩形の領域に設けられていなければよい。例えば、パターンＧ２はパターンＧ１と同じ形状でもよい。

図２４は、パターンＣ１，Ｃ２とパターンＧ１とを重ね合わせて示すＸＹ平面図である。ＸＹ平面視において、第１接地電極１１３と第１伝送線路１１２とは重複している。ＸＹ平面視において、第１結合器１１１と第１接地電極１１３とは重複していない。具体的には、第１結合器１１１はＸ方向に沿って延びており、Ｙ方向において、第１結合器１１１は、第１接地電極１１３から距離ｈ’だけ離れて配置されている。ＸＹ平面内における距離ｈ’の分だけ、第１結合器１１１と第１接地電極１１３との間の距離ｈを実効的に大きくすることができる。よって、通信距離を延伸することができる。

［変形例１］
図２５は、変形例１にかかる配線層のパターンレイアウトを示すＸＹ平面図である。変形例１では、第１接地電極１１３のパターンＧ１の形状が異なっている。パターンＧ１以外は、図２４と同様であるため説明を省略する。

具体的には、パターンＧ１の形状が、図２４と異なっている。具体的には、パターンＧ１が、第１結合器１１１と第１伝送線路１１２との接続線路（Ｃ１とＣ２との間の斜め部分）に沿った形状となっている。よって、パターンＧ１が設けられていない領域が台形状になっている。具体的には、２つの台形状の領域がＸ軸に対して対称に配置されている。

このような構成とすることで、第１結合器１１１と第１伝送線路１１２との接続線路におけるインピーダンスを、パターンＣ１、Ｃ２に近くすることができる。よって、信号の反射を抑制することができる。

［変形例２］
図２６は、変形例２にかかる配線層のパターンレイアウトを示すＸＹ平面図である。変形例２では、第１接地電極１１３のパターンＧ１の形状が異なっている。具体的には、変形例２では、図２５等で示した２つの第１結合器１１１の間の第１接地電極１１３がない構成となっている。よって、Ｙ方向において、第１結合器１１１の片側のみに第１接地電極１１３が配置されたレイアウトとなる。この構成により、小さくレイアウトすることができる。

実施の形態６とその変形例では、第１結合器基板１０１において、第１接地電極１１３、及び第１帰還経路１２１を第１結合器１１１と異なる配線層で形成している。さらに、ＸＹ平面視において、第１接地電極１１３、及び第１帰還経路１２１を第１結合器１１１からずらして配置している。このようにすることで、ＸＹ平面内において、第１結合器１１１と第１接地電極１１３との間の距離ｈ’を大きくすることできる。よって、実効的な距離ｈを大きくすることができ、通信距離を延伸することができる。

実施の形態８．
本実施の形態にかかる通信回路１について、図２７を用いて説明する。本実施の形態では、実施の形態７と同様に、通信回路１が第１積層基板１０２、第２積層基板２０２を有していない。すなわち、第１帰還経路１２１が、第１結合器基板１０１に設けられている。具体的には、第１ビアホール１１４を介して、第１接地電極１１３と第１帰還経路１２１とが接続されている。第１帰還経路１２１が、第１結合器基板１０１に設けられている。また、第２ビアホール２１４を介して、第２接地電極２１３と第２帰還経路２２１とが接続されている。なお、通信回路１の基本的な構成は、上記の実施の形態と同様であるため説明を省略する。

図２８は、各配線層のパターンを示すＸＹ平面図である。図２８は、上から順に、第１結合器１１１及び第１伝送線路１１２のパターンＣ２、Ｃ１、第１接地電極１１３のパターンＧ１、第１帰還経路１２１のパターンＧ２を示している。図２９は、パターンＣ２、Ｃ１、パターンＧ１、パターンＧを重複した状態を模式的に示すＸＹ平面図ある。

実施の形態８では、実施の形態７と同様に、第１結合器基板１０１において、第１接地電極１１３及び第１帰還経路１２１が第１結合器１１１と異なる配線層で形成されている。さらに、ＸＹ平面視において、第１接地電極１１３、及び第１帰還経路１２１を第１結合器１１１からずらして配置している。このようにすることで、ＸＹ平面内における第１結合器１１１と第１接地電極１１３と距離ｈ’’を大きくすることができる。よって、実効的な距離ｈを大きくすることができ、通信距離を延伸することができる。さらに、Ｚ方向において、第１帰還経路１２１と第１結合器１１１との距離を大きくすることができるため，通信距離を延伸することができる。

実施の形態６〜８では、第１結合器１１１、第１伝送線路１１２、第１接地電極１１３、第１帰還経路１２１が第１結合器基板１０１に形成されている。そして、第１結合器１１１は、第１接地電極１１３及び第１帰還経路１２１と重複しないように配置されている。すなわち、ＸＹ平面視において、第１結合器１１１は、第１接地電極１１３、及び第１帰還経路１２１とずれて配置されている。

なお、上記の各実施の形態、変形例、実装例など波適宜組み合わせることが可能である。例えば、第１モジュール１００と第２モジュール２００とを異なる実施の形態の構成とすることも可能である。具体的には、第１モジュール１００は、実施の形態１の構成として、第２モジュール２００は、実施の形態７の構成とすることが可能である。さらには、第１モジュール１００，及び第２モジュール２００の一方のみが、上記の構成となっていてもよい。つまり、第１モジュール１００，及び第２モジュール２００の他方は、上記の構成以外の構成となっていてもよい。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１００ 第１モジュール
１０１ 第１結合器基板
１０２ 第１積層基板
１０３ 第１中間基板
１１１ 第１結合器
１１２ 第１伝送線路
１１３ 第１接地電極
１１４ 第１ビアホール
１１５ 第１表面電極
１１８ 第１側壁電極
１１９ 第１半田
１２１ 第１帰還経路
１２２ 第１接地ビアホール
１２３ 第１接地電極
１２４ 第１ビアホール
１２５ 第１表面電極
１２６ 第１接続用伝送線路
１２８ 第１側壁電極
１２９ 第１半田
１５０ 第１接続経路
１７０ 第１電子部品
２００ 第２モジュール
２０１ 第２結合器基板
２０２ 第２積層基板
２０３ 第２中間基板
２１１ 第２結合器
２１２ 第２伝送線路
２１３ 第２接地電極
２１４ 第２ビアホール
２１５ 第２表面電極
２２１ 第２帰還経路
２２２ 第２接地ビアホール
２２３ 第２接地電極
２２４ 第２ビアホール
２２５ 第２表面電極
２２６ 第２接続用伝送線路
２２８ 第２側壁電極
２２９ 第２半田
２５０ 第２接続経路
２６１ 第２側壁端子
２７０ 第２電子部品

Claims (16)

1. 通信相手の結合器と電磁界結合する結合器を有する結合器基板と、
   前記結合器基板と積層された積層基板と、
   前記結合器基板に設けられ、前記結合器と接続する伝送線路と、
   前記積層基板に設けられ、平面視において前記結合器と重複する帰還経路と、
   前記結合器基板及び前記積層基板の一方から他方に渡って形成され、前記伝送線路又は前記帰還経路に接続される接続経路と、を備えた通信モジュール。
2. 前記結合器基板に設けられ、平面視において前記伝送線路と重複する接地電極をさらに備え、
   前記接続経路が前記接地電極と前記帰還経路とを接続する請求項１に記載の通信モジュール。
3. 前記積層基板に設けられた接続用伝送線路と、
   前記積層基板に設けられ、前記帰還経路と接続し、平面視において前記接続用伝送線路と重複する接地電極と、をさらに備え、
   前記接続経路が、前記接続用伝送線路と前記伝送線路とを接続する請求項１に記載の通信モジュール。
4. 前記積層基板と前記結合器基板との間に配置された中間基板をさらに備えている請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信モジュール。
5. 前記積層基板がチップ部品の基板により形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信モジュール。
6. 通信相手となる結合器と電磁界結合する結合器を有する結合器基板と、
   前記結合器基板に設けられ、前記結合器と接続する伝送線路と、
   平面視において前記結合器と重複する帰還経路と、
   前記帰還経路と接続し、平面視において前記伝送線路と重複する接地電極と、を備え、
   前記帰還経路が、前記結合器基板の結合器側と反対側の面に設けられたコネクタにより形成され、
   前記コネクタが、平面視において前記結合器と重複する部分では、前記結合器基板との間に空間を形成するように屈曲している通信モジュール。
7. 通信相手の結合器と電磁界結合する結合器を有する結合器基板と、
   前記結合器基板に設けられ、前記結合器と接続する伝送線路と、
   前記結合器基板に設けられ、平面視において前記結合器とずれて配置された接地電極と、
   前記結合器基板に設けられ、平面視において前記結合器とずれて配置された帰還経路とを備えた通信モジュール。
8. 前記接地電極と前記結合器とが同一の配線層で形成されている請求項７に記載の通信モジュール。
9. 前記接地電極と前記結合器と前記帰還経路とが異なる配線層で形成されている請求項７に記載の通信モジュール。
10. 第１結合器を有する第１結合器基板と、
    前記第１結合器と電磁界結合する第２結合器を有する第２結合器基板と、
    前記第１結合器基板の前記第２結合器基板側と反対側が設けられ、前記第１結合器基板に積層された第１積層基板と、
    前記第２結合器基板の前記第１結合器基板側と反対側が設けられ、前記第２結合器基板に積層された第２積層基板と、
    前記第１結合器基板に設けられ、前記第１結合器と接続する第１伝送線路と
    前記第２結合器基板に設けられ、前記第２結合器と接続する第２伝送線路と
    前記第１積層基板に設けられ、平面視において前記第１結合器と重複する第１帰還経路と、
    前記第２積層基板に設けられ、平面視において前記第２結合器と重複する第２帰還経路と、
    前記第１結合器基板及び前記第１積層基板の一方から他方に渡って形成され、前記第１伝送線路又は前記第１帰還経路に接続される第１接続経路と
    前記第２結合器基板及び前記第２積層基板の一方から他方に渡って形成され、前記第２伝送線路又は前記第２帰還経路に接続される第２接続経路と、を備えた通信回路。
11. 前記第１結合器基板に設けられ、平面視において前記第１伝送線路と重複する第１接地電極をさらに備え、
    前記第１接続経路が前記第１接地電極と前記第１帰還経路とを接続する請求項１０に記載の通信回路。
12. 前記第１積層基板に設けられた第１接続用伝送線路と、
    前記第１積層基板に設けられ、前記第１帰還経路と接続し、平面視において前記第１接続用伝送線路と重複する第１接地電極と、をさらに備え、
    前記第１接続経路が、前記第１接続用伝送線路と前記第１伝送線路とを接続する請求項１０に記載の通信回路。
13. 前記第２結合器基板に設けられ、平面視において前記第２伝送線路と重複する第２接地電極をさらに備え、
    前記第２接続経路が前記第２接地電極と前記第２帰還経路とを接続する請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の通信回路。
14. 前記第２積層基板に設けられた第２接続用伝送線路と、
    前記第２積層基板に設けられ、前記第２帰還経路と接続し、平面視において前記第２接続用伝送線路と重複する第２接地電極と、をさらに備え、
    前記第２接続経路が、前記第２接続用伝送線路と前記第２伝送線路とを接続する請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の通信回路。
15. 前記第１積層基板と前記第１結合器基板との間に配置された第１中間基板と、
    前記第２積層基板と前記第２結合器基板との間に配置された第２中間基板と、をさらに備えている請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の通信回路。
16. 前記第１積層基板がチップ部品の基板により形成され、
    前記第１積層基板がチップ部品の基板により形成されている請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の通信回路。

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