JP5590252B2

JP5590252B2 - 通信モジュール、コネクタ及びコネクタ付き通信モジュール

Info

Publication number: JP5590252B2
Application number: JP2013543007A
Authority: JP
Inventors: 直徒池田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2032-11-07
Also published as: WO2013069692A1; JPWO2013069692A1; US9033252B2; US20140239077A1

Description

本発明は、通信モジュール、コネクタ及びコネクタ付き通信モジュール、特に、種々の帯域の高周波信号によって通信を行う通信モジュール、該通信モジュールと一体化されるコネクタ、及び、コネクタ付き通信モジュールに関する。

近年、種々の周波数帯を使用した通信機器が開発され、また、物品の情報管理システムとして、誘導磁界を発生するリーダライタと、物品に付されたＲＦＩＤタグ（無線ＩＣデバイスとも称する）とを電磁界を利用した非接触方式で通信し、所定の情報を伝達するＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが実用化されている。

一方、通信モジュールとして通信規格の認証を受けるためには、接続状態が製品ごとに異なるはんだ付けを採用することができない。そこで、通信モジュールの基板をコネクタに搭載し、該コネクタを介してマザーボードに接続する必要がある。この種のコネクタとして、従来では、スロットタイプのものが一般的であり、一方端に接続端子が形成されたカードタイプの通信モジュールを挿入している。しかし、スロットタイプのコネクタでは厚みが大きく、低背化に不利であった。

そこで、特許文献１に記載されているような、側面端子を設けた通信モジュールのコネクタとして、載置面と側壁とを有し、側壁の内周面に通信モジュールの側面端子と接続させるための内壁端子を備えたコネクタが提案されている。

しかしながら、特許文献１に記載のコネクタでは、モジュールの側面に端子を形成するので、低背化を図ることは可能であるが、通信モジュールに搭載されるアンテナ素子に対して前記側面端子などが悪影響を与え、アンテナ特性が劣化するという問題点を有する。

特開２０１０−２５７６４０号公報

本発明の目的は、低背化が可能であるとともに、接続用の端子がアンテナ素子に与える悪影響を抑制できる通信モジュール、コネクタ及びコネクタ付き通信モジュールを提供することにある。

本発明の第１の形態であるコネクタ付き通信モジュールは、
通信モジュールと該通信モジュールを収容するコネクタとからなるコネクタ付き通信モジュールであって、
前記通信モジュールは、
アンテナ搭載領域及びＩＣ搭載領域が平面視で異なる位置に設けられた配線基板と、
前記アンテナ搭載領域に搭載されたアンテナ素子と、
前記ＩＣ搭載領域に搭載された無線ＩＣ及び実装部品と、
前記配線基板の前記ＩＣ搭載領域及び該領域の近傍にのみ設けられている側面端子と、を備え、
前記配線基板は平面視で長方形状をなし、前記アンテナ搭載領域は該配線基板の長辺方向の一方端側に位置し、前記ＩＣ搭載領域は他方端側に位置し、
前記側面端子は、前記配線基板の他方端側の側面及び該側面に隣接して長辺方向に延在する二つの側面に設けられており、
前記コネクタは、
前記通信モジュールを載置するための載置部と、該載置部の周囲に形成された壁部とからなる収容部と、
前記壁部の内側であって前記側面端子に対向する位置に設けられた内壁端子と、
前記収容部の外側であって前記内壁端子と電気的に接続されている外部端子と、を備え、
前記通信モジュールが前記収容部に収容された状態で、前記内壁端子と前記側面端子とが互いに接触するように嵌合されていること、
を特徴とする。

本発明の第２の形態である通信モジュールは、
アンテナ搭載領域及びＩＣ搭載領域が平面視で異なる位置に設けられた配線基板と、
前記アンテナ搭載領域に搭載されたアンテナ素子と、
前記ＩＣ搭載領域に搭載された無線ＩＣ及び実装部品と、
前記配線基板の前記ＩＣ搭載領域及び該領域の近傍にのみ設けられている側面端子と、を備え、
前記配線基板は平面視で長方形状をなし、前記アンテナ搭載領域は該配線基板の長辺方向の一方端側に位置し、前記ＩＣ搭載領域は他方端側に位置し、
前記側面端子は、前記配線基板の他方端側の側面及び該側面に隣接して長辺方向に延在する二つの側面に設けられていること、
を特徴とする。

本発明の第３の形態であるコネクタは、
アンテナ搭載領域及びＩＣ搭載領域が平面視で異なる位置に設けられた配線基板と、前記アンテナ搭載領域に搭載されたアンテナ素子と、前記ＩＣ搭載領域に搭載された無線ＩＣ及び実装部品と、前記配線基板の前記ＩＣ搭載領域及び該領域の近傍にのみ設けられている側面端子と、を備え、前記配線基板は平面視で長方形状をなし、前記アンテナ搭載領域は該配線基板の長辺方向の一方端側に位置し、前記ＩＣ搭載領域は他方端側に位置し、前記側面端子は、前記配線基板の他方端側の側面及び該側面に隣接して長辺方向に延在する二つの側面に設けられている通信モジュールを収容するためのコネクタであって、
前記通信モジュールを載置するための載置部と、該載置部の周囲に形成された壁部とからなる収容部と、
前記壁部の内側であって前記側面端子に対向する位置に設けられた内壁端子と、
前記収容部の外側であって前記内壁端子と電気的に接続されている外部端子と、
を備えたことを特徴とする。

前記通信モジュールには側面端子が設けられ、前記コネクタには該側面端子と互いに接触するように嵌合する内壁端子が設けられているため、コネクタの低背化が可能であり、かつ、側面端子は通信モジュールの配線基板のＩＣ搭載領域及び該領域の近傍にのみ設けられており、アンテナ搭載領域には設けられていないため、側面端子がアンテナ素子の特性に悪影響を及ぼすことが抑制される。

本発明によれば、低背化が可能であるとともに、接続用の端子がアンテナ素子に与える悪影響を抑制できる。

一実施例である通信モジュールを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。前記通信モジュールと一実施例であるコネクタとを示し、（Ａ）は組立て前の状態を示す斜視図、（Ｂ）は組み立てた状態を示す斜視図である。（Ａ）は側面端子を拡大して示す説明図、（Ｂ）は内壁端子及び外部端子を拡大して示す説明図、（Ｃ）は端子の嵌合状態を示す説明図である。前記コネクタに設けた端子の他の例を示す断面図である。他の実施例であるコネクタと通信モジュールとの組み立てた状態を示す断面図である。コネクタ付き通信モジュールを通信機器に組み込んだ状態を示す説明図である。

以下、本発明に係る通信モジュール、コネクタ及びコネクタ付き通信モジュールの実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部品、部分は同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

一実施例である通信モジュール１０は、図１に示すように、配線基板１１と、アンテナ素子１５と、無線ＩＣ１６と、コンデンサ素子やマッチング回路素子などの実装部品１７と、から構成されている。配線基板１１は、平面視で長方形状をなし、アンテナ素子１５を搭載するためのアンテナ搭載領域Ｘ１が図１（Ａ）の左側に設けられ、無線ＩＣ１６や実装部品１７を搭載するためのＩＣ搭載領域Ｘ２が図１（Ａ）の右側に設けられている。

アンテナ素子１５は、チップタイプであって、無線ＩＣ１６とは配線基板１１の表面又は内部に設けた導体（図示せず）を介して電気的に接続されている。無線ＩＣ１６は、ＲＦ信号を処理する周知のもので、アンテナ素子１５を介して外部の送受信機器と所定周波数帯域の信号を伝達し合う。なお、本実施例では、アンテナ素子１５としてチップタイプのものを用いたが、基板１１上に設けた配線をアンテナとしたり、フェライトアンテナを用いることも可能である。

さらに、配線基板１１には、その周縁部に側面端子１２が形成されている。側面端子１２は、無線ＩＣ１６や実装部品１７などと配線基板１１の表面又は内部の導体を介して接続されており、以下に説明するコネクタ２０を介して通信機器のマザーボードなどと接続するためのものである。これらの側面端子１２は、配線基板１１の前記ＩＣ搭載領域Ｘ２及びその近傍にのみ形成されており、前記アンテナ搭載領域Ｘ１には形成されていない。側面端子１２は、具体的には、配線基板１１を多数個取りの手法で製作する際に、母基板に形成した穴部に導電材を充填し、母基板を該穴部に沿ってカットすることにより、配線基板１１の側面に露出するように形成される。

コネクタ２０は、前記通信モジュール１０を収容して通信機器のマザーボードに搭載するためのものであり、図２（Ａ）に示すように、通信モジュール１０を載置するための載置部２２と該載置部２２の周囲に形成された壁部２３とからなる収容部２１を備えている。さらに、収容部２１の内側であって前記側面端子１２に対向する位置に内壁端子２５が設けられているとともに、収容部２１の外側であって内壁端子２５と電気的に接続されている外部端子２６が設けられている。内壁端子２５及び外部端子２６は、コネクタ２０の収容部２１の内側から上面を経て外側に導電ペーストを塗布するなどの手法によって形成される。

なお、本実施例では、導電性ペーストを塗布することによって内壁端子２５及び外部端子２６を形成したが、収容部２１の内側から壁部２３の上面を経て外側に至る金属金具２７（図４参照）を設けることで内壁端子２５及び外部端子２６としてもよい。

通信モジュール１０はコネクタ２０の収容部２１に嵌合され、この状態を図２（Ｂ）に示す。このとき、内壁端子２５と側面端子１２とが互いに接触し、側面端子１２と外部端子２６とが電気的に導通される。即ち、通信モジュール１０に搭載された無線ＩＣ１６などは側面端子１２、内壁端子２５を介して外部端子２６と電気的に接続される。そして、外部端子２６が通信機器のマザーボード上のランドにはんだ付けなどで接続されることになる。

以上説明したように、通信モジュール１０には側面端子１２が設けられ、コネクタ２０には該側面端子１２と互いに接触するように嵌合する内壁端子２５が設けられているため、コネクタ２０は必要以上に背が高くなることはない。しかも、側面端子１２は通信モジュール１０の配線基板１１のＩＣ搭載領域Ｘ２及び該領域Ｘ２の近傍にのみ設けられており、アンテナ搭載領域Ｘ１には設けられていないため、側面端子１２がアンテナ素子１５の特性に悪影響を及ぼすことが抑制される。

ここで、前記側面端子１２と内壁端子２５との好ましい構成について図３を参照して説明する。側面端子１２は、図３（Ａ）に示すように、配線基板１１の側面に形成した凹部１２’の壁面に導電材を塗布することによって凹状に形成されている。内壁端子２５は、図３（Ｂ）に示すように、コネクタ２０の収容部２１の内側に若干先細の凸状に形成されている。通信モジュール１０がコネクタ２０の収容部２１に装着されると、図３（Ｃ）に示すように、内壁端子２５と側面端子１２とが互いに嵌合する。これにて、電気的な導通が図られるとともに、配線基板１１とコネクタ２０との位置合わせの精度が高められる。

また、図５に示すように、コネクタ２０は通信モジュール１０を載置するための段差状の載置部２２を有し、配線基板１１の裏面側と収容部２１の底面との間に隙間２４が形成されていてもよい。配線基板１１の裏面側に実装部品１８が搭載されている場合、この隙間２４が必要となる。

コネクタ２０を備えた通信モジュール１０は、図６に示すように、通信機器（例えば携帯電話３０）のマザーボード３２に搭載される。マザーボード３２は表面にグランド導体３３が設けられ、携帯電話３０の筺体３１に収容されている。通信モジュール１０はコネクタ２０の外部端子２６をマザーボード３２上のランド（図示せず）やグランド導体３３にはんだ付けにて実装される。この実装時において、通信モジュール１０はアンテナ素子１５による外部との通信性能を十分に発揮できるように、できる限り筺体３１の端部に位置することが好ましい。さらに、同様の目的を達成するには、アンテナ素子１５の周囲にマザーボード３２に設けたグランド導体３３やその他の導体が近接しないことも好ましい。換言すれば、通信モジュール１０は図６におけるマザーボード３２の中央位置Ｙ１やアンテナ素子１５がグランド導体３３上に配置されるような位置Ｙ２に搭載することを避けることが好ましい。

また、コネクタ２０の外部端子２６は、アンテナ素子１５への影響を避けるためにＩＣ搭載領域Ｘ２近傍にしか設けられていないため、ＩＣ搭載領域Ｘ２でしかコネクタ２０をマザーボード３２に固定できない。しかし、アンテナ搭載領域Ｘ１にあたるコネクタ２０の下面に非導電性部材からなる篏合用突起を設け、マザーボード３２側に設けた切り欠きや篏合穴と係合させることで、アンテナ素子１５へ影響を及ぼすことなく、コネクタ２０の実装位置の精度と安定度を高めることができる。

（他の実施例）
なお、本発明に係る通信モジュール、コネクタ及びコネクタ付き通信モジュールは前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

特に、配線基板やコネクタの細部の構造、形状は任意である。また、通信モジュールは携帯電話以外の種々の通信機器に搭載することができる。

以上のように、本発明は、通信モジュールに有用であり、特に、低背化が可能であるとともに、接続用の端子がアンテナ素子に与える悪影響を抑制できる点で優れている。

１０…通信モジュール
１１…配線基板
１２…側面端子
１５…アンテナ素子
１６…無線ＩＣ
１７…実装部品
２０…コネクタ
２１…収容部
２２…載置部
２３…壁部
２５…内壁端子
２６…外部端子
Ｘ１…アンテナ搭載領域
Ｘ２…ＩＣ搭載領域

Claims

通信モジュールと該通信モジュールを収容するコネクタとからなるコネクタ付き通信モジュールであって、
前記通信モジュールは、
アンテナ搭載領域及びＩＣ搭載領域が平面視で異なる位置に設けられた配線基板と、
前記アンテナ搭載領域に搭載されたアンテナ素子と、
前記ＩＣ搭載領域に搭載された無線ＩＣ及び実装部品と、
前記配線基板の前記ＩＣ搭載領域及び該領域の近傍にのみ設けられている側面端子と、を備え、
前記配線基板は平面視で長方形状をなし、前記アンテナ搭載領域は該配線基板の長辺方向の一方端側に位置し、前記ＩＣ搭載領域は他方端側に位置し、
前記側面端子は、前記配線基板の他方端側の側面及び該側面に隣接して長辺方向に延在する二つの側面に設けられており、
前記コネクタは、
前記通信モジュールを載置するための載置部と、該載置部の周囲に形成された壁部とからなる収容部と、
前記壁部の内側であって前記側面端子に対向する位置に設けられた内壁端子と、
前記収容部の外側であって前記内壁端子と電気的に接続されている外部端子と、を備え、
前記通信モジュールが前記収容部に収容された状態で、前記内壁端子と前記側面端子とが互いに接触するように嵌合されていること、
を特徴とするコネクタ付き通信モジュール。
アンテナ搭載領域及びＩＣ搭載領域が平面視で異なる位置に設けられた配線基板と、
前記アンテナ搭載領域に搭載されたアンテナ素子と、
前記ＩＣ搭載領域に搭載された無線ＩＣ及び実装部品と、
前記配線基板の前記ＩＣ搭載領域及び該領域の近傍にのみ設けられている側面端子と、を備え、
前記配線基板は平面視で長方形状をなし、前記アンテナ搭載領域は該配線基板の長辺方向の一方端側に位置し、前記ＩＣ搭載領域は他方端側に位置し、
前記側面端子は、前記配線基板の他方端側の側面及び該側面に隣接して長辺方向に延在する二つの側面に設けられていること、
を特徴とする通信モジュール。
アンテナ搭載領域及びＩＣ搭載領域が平面視で異なる位置に設けられた配線基板と、前記アンテナ搭載領域に搭載されたアンテナ素子と、前記ＩＣ搭載領域に搭載された無線ＩＣ及び実装部品と、前記配線基板の前記ＩＣ搭載領域及び該領域の近傍にのみ設けられている側面端子と、を備え、前記配線基板は平面視で長方形状をなし、前記アンテナ搭載領域は該配線基板の長辺方向の一方端側に位置し、前記ＩＣ搭載領域は他方端側に位置し、前記側面端子は、前記配線基板の他方端側の側面及び該側面に隣接して長辺方向に延在する二つの側面に設けられている通信モジュールを収容するためのコネクタであって、
前記通信モジュールを載置するための載置部と、該載置部の周囲に形成された壁部とからなる収容部と、
前記壁部の内側であって前記側面端子に対向する位置に設けられた内壁端子と、
前記収容部の外側であって前記内壁端子と電気的に接続されている外部端子と、
を備えたことを特徴とするコネクタ。