JP6469572B2 - アンテナ一体型無線モジュールおよびこのモジュールの製造方法 - Google Patents

アンテナ一体型無線モジュールおよびこのモジュールの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、ＲＦ回路を有する無線機能部と、アンテナ導体を有するアンテナ部とを備えるアンテナ一体型無線モジュールおよびその製造方法に関する。
従来、図２５に示すようなアンテナ一体型無線モジュールが提案されている（例えば特許文献１参照）。図２５に示すアンテナ一体型無線モジュール５００では、基板５０１の一端側部分から中央部分に、ベースバンドＩＣやＲＦＩＣ、メモリＩＣ等の回路部品により形成されたＲＦ回路を有する無線機能部５０２が配置されている。また、基板５０１の一端側部分から中央部分の上面には、ＲＦ回路を形成する表面実装部品を覆うようにして、キャップ状の金属ケース５０３が取り付けられている。
また、基板５０１の他端側部分の内部にヘリカルラインからなる螺旋状のアンテナ導体５０４ａが設けられることにより、基板５０１の他端側部分にアンテナ部５０４が配置されている。また、基板５０１の他端側部分には、無線機能部５０２とアンテナ部５０４とのインピーダンスを整合するための整合回路５０５が設けられている。そして、無線機能部５０２は、整合回路５０５を介してアンテナ部５０４が有するアンテナ導体５０４ａの給電点に接続される。
したがって、無線機能部５０２とアンテナ部５０４とが基板５０１において互いに異なる領域に隣り合うように形成されているので、金属ケース５０３や基板５０１内に設けられた遮蔽用のグランド電極パターンがアンテナ部５０４に与える影響を抑制することができる。
特開２００３−１８８６２６号公報（段落０００９〜００１５、図１など）
上記したアンテナ一体型無線モジュール５００では、無線機能部５０２から輻射される電磁波が外部装置に与える影響を抑制するために金属ケース５０３が必要なので、アンテナ一体型無線モジュール５００の小型化の妨げとなっている。
この発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、金属ケースが不要で小型化を図ることができるアンテナ一体型無線モジュールを提供すると共に、このモジュールを容易に製造することができる技術を提供することを目的とする。
上記した目的を達成するために、本発明のアンテナ一体型無線モジュールは、基板の一端側の部分から中央部分にかけての無線領域と、前記一端側と対向する他端側の部分に設けられるアンテナ領域とが配置された前記基板と、前記無線領域に配置され、前記基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたＲＦ回路を有する無線機能部と、前記アンテナ領域に配置され、前記基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたアンテナ導体を有するアンテナ部と、前記無線領域および前記アンテナ領域の前記基板の一方主面側を少なくとも被覆するように前記基板の一方主面に設けられた樹脂封止層と、少なくとも前記樹脂封止層の上面の前記アンテナ領域の直上部分を被覆しないようにして前記樹脂封止層の表面に形成されたシールド層とを備え、前記基板の他方主面に、前記アンテナ部と接続されたアンテナ電極と、前記無線機能部と接続された信号電極とが設けられており、前記アンテナ部と前記無線機能部とは電気的に接続されておらず、前記アンテナ電極と前記信号電極とは外部の配線パターンで接続可能に構成されていることを特徴としている。
このように構成された発明では、無線領域およびアンテナ領域の一方主面側を少なくとも被覆するように基板の一方主面に設けられた樹脂封止層の基板の一方主面との対向面と反対面（以下、「上面」と称する）において、アンテナ領域の直上部分を被覆しないようにしてシールド層が形成されている。そのため、無線領域に配置され、基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたＲＦ回路を有する無線機能部から輻射される電磁波を、樹脂封止層の無線領域側に形成されたシールド層により抑制することができる。したがって、従来の金属ケースが不要であるので、アンテナ一体型無線モジュールの小型化を図ることができる。また、基板の他方主面に設けられた信号電極およびアンテナ電極を用いることにより、信号電極に接続された無線機能部の特性と、アンテナ電極に接続されたアンテナ導体の反射特性等の特性とを、それぞれ個別に簡単に検査することができる。また、モジュールを他の実装基板に実装することにより、他の実装基板側の配線パターンを利用して、信号電極とアンテナ電極とを接続して無線機能部とアンテナ部（アンテナ導体）とを簡単に接続することができる。
また、高価な金属ケースを用いずに、無線領域に配置された無線機能部からの電磁波の輻射をシールド層により抑制することができるので、アンテナ一体型無線モジュールの低コスト化を図ることができる。また、シールド層は、樹脂封止層の上面において、アンテナ領域の直上部分を被覆しないように形成されているので、例えば、シールド層とアンテナ導体とが平面視において重なる位置に配置された構成と比較すると、アンテナ導体により形成されるアンテナのアンテナ特性が接地されているシールド層により劣化するのを抑制することができ、アンテナ特性の向上を図ることができる。
また、前記シールド層は、前記樹脂封止層の上面において、前記無線領域に前記基板の一方主面側からの平面視で重なる領域にのみ形成されているとよい。
このようにすると、無線領域およびアンテナ領域の一方主面側を少なくとも被覆するように基板の一方主面に設けられた樹脂封止層の上面において、無線領域に平面視で重なる領域にのみシールド層が形成されている。そのため、無線領域に配置され、基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたＲＦ回路を有する無線機能部から輻射される電磁波を、樹脂封止層の無線領域側の上面に形成されたシールド層により確実に抑制することができる。
また、シールド層は、樹脂封止層の上面において、無線領域側の領域にのみ形成されているので、例えば、シールド層とアンテナ導体とが平面視において重なる位置に配置された構成と比較すると、アンテナ導体により形成されるアンテナのアンテナ特性が接地されているシールド層により劣化するのを抑制することができ、アンテナ特性の向上を図ることができる。
また、前記樹脂封止層の前記アンテナ領域と前記平面視で重なる部分の厚みが、前記無線領域と前記平面視で重なる部分の厚みよりも薄く形成され、前記無線領域と前記アンテナ領域との間の前記樹脂封止層に段差が形成されているとよい。
このようにすると、無線領域とアンテナ領域とは一方主面側から平面視したとき異なる位置に配置され、アンテナ部が配置されているアンテナ領域側の樹脂封止層の厚みが薄く形成されることにより、アンテナ導体により形成されるアンテナのアンテナ特性がアンテナ領域を被覆する樹脂封止層によって劣化するのを抑制することができる。したがって、アンテナ導体により形成されるアンテナのアンテナ特性の向上を図ることができる。
また、前記シールド層は、前記樹脂封止層の前記段差部分の側面にも延出して形成されていてもよい。
このようにすれば、無線領域とアンテナ領域との間の境界の樹脂封止層に形成された段差部分の側面にシールド層が延出して形成されているので、無線領域に平面視で重なる領域に配置された無線機能部から側方へ輻射された電磁波が隣接するアンテナ部へ波及するのを抑制できる。そのため、無線機能部からの輻射をシールドするシールド層のシールド効果の向上を図ることができる。したがって、無線領域に平面視で重なる領域に配置された無線機能部とアンテナ領域に平面視で重なる領域に配置されたアンテナ部との間のアイソレーション特性の向上を図ることができる。
また、前記樹脂封止層に、前記段差部分の側面に沿って前記基板の一方主面に近接または到達する溝が形成され、前記シールド層は、前記溝の内側面に延出して形成されていてもよい。
このようにすると、樹脂絶縁層に、段差部分の側面に沿って、基板の一方主面に近接または到達する溝が形成され、その溝の内側面に延出してシールド層が形成されているので、無線機能部とアンテナ部との間がシールド層により仕切られた状態となる。したがって、無線機能部から輻射される電磁波がアンテナ部に影響を与えるのをさらに効果的に抑制することができる。
また、前記無線領域を囲む前記樹脂封止層の側面に前記シールド層が延出して形成されていてもよい。
このように構成すれば、無線領域を囲む樹脂封止層の側面にシールド層が延出して形成されているので、無線領域に平面視で重なる領域に配置された無線機能部からの輻射をシールドするシールド層のシールド効果をさらに向上することができる。
また、前記アンテナ領域における前記樹脂封止層の上面に、所定の認識マークが形成されているとよい。
このように構成すると、樹脂封止層の上面において、アンテナ領域側におけるシールド層が形成されていない領域に、モジュールの配置方向やモジュールの種別を認識するための所定の認識マークが形成されることにより、モジュール表面のスペースの有効活用を図ることができる。したがって、所定の認識マークを形成するためのスペースをモジュールに新たに確保する必要がないので、アンテナ一体型無線モジュールの小型化を図ることができる。
また、前記アンテナ領域を囲む前記樹脂封止層の側面の少なくとも一部に前記シールド層がさらに形成されていてもよい。
このようにすると、アンテナ領域の外側面側から例えば手が近づいた場合であっても、シールド層によりアンテナ特性やアンテナの指向性などに与える影響を最小限に抑制することができるので、安定した特性を備えるアンテナ一体型無線モジュールを提供することができる。
また、前記アンテナ電極は、前記アンテナ導体の一方端と接続された一方端用アンテナ電極と、前記アンテナ導体の他方端と接続された他方端用アンテナ電極とを備えるようにしてもよい。
このように構成すると、一方端用アンテナ電極および他方端用アンテナ電極を利用することにより、従来のアンテナでは評価できなかった、アンテナ導体の伝送線路の通過特性を確認することができる。したがって、測定したアンテナ導体の通過特性に基づいて、アンテナ部の製造精度を簡単に判断することができる。
また、本発明の他のアンテナ一体型無線モジュールは、無線領域とアンテナ領域とが一方主面側からの平面視において異なる位置に配置された基板と、前記無線領域に配置され、前記基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたＲＦ回路を有する無線機能部と、前記アンテナ領域に配置され、前記基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたアンテナ導体を有するアンテナ部と、前記無線領域および前記アンテナ領域の前記基板の一方主面側を少なくとも被覆するように前記基板の一方主面に設けられた樹脂封止層と、少なくとも前記樹脂封止層の上面の前記アンテナ領域の直上部分を被覆しないようにして前記樹脂封止層の表面に形成されたシールド層とを備え、複数の前記アンテナ領域が、前記無線領域を挟むように前記基板に設けられ、前記各アンテナ領域それぞれにおいて、前記基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に前記アンテナ導体がそれぞれ設けられ、前記基板の他方主面に、前記アンテナ部と接続されたアンテナ電極と、前記無線機能部と接続された信号電極とが設けられており、前記アンテナ部と前記無線機能部とは電気的に接続されておらず、前記アンテナ電極と前記信号電極とは外部の配線パターンで接続可能に構成されていることを特徴としている。
このようにすると、無線領域を挟むように基板に設けられた各アンテナ領域それぞれに、基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に設けられた各アンテナ導体により形成される複数のアンテナを用いて、ダイバーシティやキャリアアグリゲーションによる通信に対応したアンテナ一体型無線モジュールを提供することができる。また、各アンテナを、それぞれ、所定の通信方式や、所定の周波数帯域に対応させることにより、マルチバンド、マルチモードに対応したアンテナ一体型無線モジュールを提供することができる。
また、本発明のアンテナ一体型無線モジュールの製造方法は、無線領域とアンテナ領域とが一方主面側からの平面視において異なる位置に配置された基板であって、前記無線領域に配置され、前記基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたＲＦ回路を有する無線機能部と、前記アンテナ領域に配置され、前記基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたアンテナ導体を有するアンテナ部とが設けられるとともに、他方主面に前記アンテナ部と接続されたアンテナ電極と、前記無線機能部と接続された信号電極とが設けられ、前記アンテナ部と前記無線機能部とは電気的に接続されておらず、前記アンテナ電極と前記信号電極とは外部の配線パターンで接続可能に構成された前記基板を用意する用意工程と、前記基板の一方主面側の全てを被覆するように前記基板の一方主面の全面に渡って樹脂を付与して樹脂封止層を形成する封止工程と、導電性材料により前記樹脂封止層の表面を被覆する導電層を形成する導電層形成工程と、前記樹脂封止層の上面に形成された前記導電層のうち、前記アンテナ領域側の導電性材料を除去することにより、少なくとも前記樹脂封止層の上面の前記アンテナ領域の直上部分を被覆しないようにして前記樹脂封止層の表面に前記導電層によりシールド層を形成する除去工程とを備えることを特徴としている。
このように構成された発明では、無線領域およびアンテナ領域の基板の一方主面側を少なくとも被覆するように基板の一方主面に形成された樹脂封止層の表面を被覆する導電層が導電性材料により形成される。そして、樹脂封止層の上面に形成された導電層のうち、アンテナ領域側の導電性材料が除去されることにより、樹脂封止層の上面において、アンテナ領域の直上部分を被覆しないように導電層によるシールド層が形成される。したがって、無線領域に配置されたＲＦ回路を有する無線機能部から輻射される電磁波を樹脂封止層の無線領域側に形成されたシールド層により抑制することができ、従来の金属ケースが不要で小型化を図ることができるアンテナ一体型無線モジュールを容易に製造することができる。
また、前記除去工程において、前記樹脂封止層の上面において前記無線領域に前記平面視で重なる領域にのみ前記導電層によりシールド層を形成してもよい。
このようにすると、樹脂封止層の上面に形成された導電層のうち、アンテナ領域側の導電性材料が除去されることにより、樹脂封止層の上面において、無線領域に平面視で重なる領域にのみ導電層によるシールド層が形成される。したがって、無線領域に配置されたＲＦ回路を有する無線機能部から輻射される電磁波を樹脂封止層の無線領域側の上面に形成されたシールド層により効果的に抑制することができる。
また、前記除去工程において、前記アンテナ領域側における前記樹脂封止層の厚みが、前記無線領域側の厚みよりも薄くなるように、前記アンテナ領域側の前記樹脂封止層の一部を導電性材料と一緒に除去してもよい。
このようにすると、アンテナ部が配置されているアンテナ領域側における樹脂封止層の厚みが薄く形成されることにより、アンテナ導体により形成されるアンテナのアンテナ特性がアンテナ領域側を被覆する樹脂封止層によって劣化するのを抑制することができる。したがって、アンテナ導体により形成されるアンテナのアンテナ特性の向上が図られたアンテナ一体型無線モジュールを容易に製造することができる。
また、前記封止工程の後であって、前記導電層形成工程の前に、前記無線領域と前記アンテナ領域との間において前記樹脂封止層に溝を形成する溝形成工程をさらに備え、前記導電層形成工程において、前記溝形成工程において形成された前記溝の内側面にも前記導電層が形成されるとよい。
このように構成すると、導電層形成工程において導電層が形成される前に、溝形成工程において、無線領域とアンテナ領域との間において樹脂封止層に溝が形成されるので、導電層形成工程において、溝の内側面が導電性材料により被覆されることにより、溝の内側面に簡単に導電層を形成することができる。また、この溝の内側面により、無線領域側の樹脂封止層にアンテナ領域側を向く側面が形成される。したがって、導電層形成工程において、溝の内側面に導電層が形成されることにより、無線領域側の樹脂封止層のアンテナ領域側を向く側面に延出してシールド層を簡単に形成することができる。よって、無線領域とアンテナ領域との間を仕切るシールド層を形成することができるので、シールド層によるシールド効果の向上を図ることができ、無線機能部から側方に向けて輻射される電磁波のアンテナ部への影響を軽減することができる。
なお、樹脂封止層の上面からの溝の深さは、樹脂封止層の厚みよりも浅く形成されてもよいし、樹脂封止層の厚みと同一に形成されることにより基板の一方主面が露出するようにしてもよい。また、基板の一方主面に溝の底部を構成する凹溝が設けられることにより、溝の深さが樹脂封止層の厚みよりも深く形成されていてもよい。
また、前記除去工程の後に、前記アンテナ領域側の前記樹脂封止層の上面に、所定の認識マークを形成するマーキング工程をさらに備えていてもよい。
このようにすれば、樹脂封止層の上面において、アンテナ領域側のシールド層が形成されていない領域に、モジュールの配置方向やモジュールの種別を認識するための所定の認識マークを形成することができるので、モジュール表面のスペースの有効活用を図ることができる。したがって、所定の認識マークを形成するためのスペースをモジュールに新たに確保する必要がないので、アンテナ一体型無線モジュールの小型化を図ることができる。
また、前記用意工程において前記基板の集合体を用意し、前記各工程の全てが実行された後に前記基板の集合体を前記基板単位に個片化するとよい。
このようにすると、所謂、親基板工法を用いた実用的な製造方法で、モジュールを一括して製造することができる。
本発明によれば、無線機能部およびアンテナ部の基板の一方主面側を少なくとも被覆するように基板の一方主面に設けられた樹脂封止層の上面において、アンテナ領域の直上部分を被覆しないようにシールド層が形成されているため、無線領域に配置された無線機能部から輻射される電磁波をシールド層により抑制することができる。したがって、従来の金属ケースが不要であるので、アンテナ一体型無線モジュールの小型化を図ることができる。
本発明の第１実施形態にかかるアンテナ一体型無線モジュールを示す斜視図である。 図１のモジュールの断面図である。 図１のモジュールの製造方法の一例を示す図であり、（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ異なる状態を示す。 図１のモジュールの変形例を示す斜視図である。 図４のモジュールの断面図である。 図４のモジュールの製造方法の一例を示す図である。 図１のモジュールの変形例を示す断面図である。 図７のモジュールの製造方法の一例を示す図である。 図１のモジュールの変形例を示す斜視図である。 図９のモジュールの断面図である。 図９のモジュールの製造方法の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態にかかるアンテナ一体型無線モジュールを示す斜視図である。 図１２のモジュールの製造方法の一例を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ異なる状態を示す。 図１２のモジュールの変形例を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態にかかるアンテナ一体型無線モジュールを示す断面図である。 本発明の第４実施形態にかかるアンテナ一体型無線モジュールを示す斜視図である。 本発明の第５実施形態にかかるアンテナ一体型無線モジュールを示す断面図である。 本発明の第６実施形態にかかるアンテナ一体型無線モジュールを示す断面図ある。 アンテナ一体型無線モジュールの変形例を示す図である。 アンテナ一体型無線モジュールの変形例を示す図である。 アンテナ一体型無線モジュールの変形例を示す図である。 アンテナ一体型無線モジュールの変形例を示す図である。 アンテナ一体型無線モジュールの変形例を示す図である。 アンテナ一体型無線モジュールの変形例を示す図である。 従来のアンテナ一体型無線モジュールを示す図である。
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態にかかるアンテナ一体型無線モジュールを示す斜視図、図２は図１のモジュールの断面図である。また、図３は図１のモジュールの製造方法の一例を示す図であり、（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ異なる状態を示す。また、図１では、理解を容易なものとするために、シールド層６を点で塗りつぶしている。なお、後の説明で参照する図４，９，１２，１４，１６，１９，２０〜２２についても、同様に、シールド層６（導電層６１）を点で塗りつぶしているが、後の説明ではその説明は省略する。
（アンテナ一体型無線モジュール）
アンテナ一体型無線モジュール１（以下、単に「モジュール」と称する）は、携帯電話やスマートフォン、タブレットなどの通信携帯端末（図示省略）が備える実装基板に搭載されるものであり、例えば、ＧＳＭ（登録商標）規格、Ｗ−ＣＤＭＡ規格、ＬＴＥ規格、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格など、それぞれ異なる通信規格による通信を行う複数の通信システムや、それぞれ同一の通信規格で異なるバンド（周波数帯域）において通信を行う複数の通信システムを備え、複数の通信規格により複数の周波数帯域を利用して通信を行うマルチモード、マルチバンドに対応した通信携帯端末に搭載される。
図１および図２に示すように、モジュール１は、無線領域２１とアンテナ領域２２とが設けられた基板２と、無線領域２１およびアンテナ領域２２を被覆するように基板２の一方主面２ａに設けられた樹脂封止層３とを備えている。樹脂封止層３は、エポキシ樹脂やシアネート樹脂等のモールド用の一般的な熱硬化性樹脂が、無線領域２１およびアンテナ領域２２を被覆するように基板２の一方主面２ａに付与（充填）されることにより形成される。
基板２の無線領域２１に平面視で重なる領域には、ＲＦ回路４１を備える無線機能部４が配置されている。ＲＦ回路４１は、基板２の無線領域２に平面視で重なる領域にそれぞれ配置された、ＲＦＩＣやスイッチＩＣ、フィルタ素子などの電子部品４２、抵抗、インダクタ、キャパシタ等の各種のチップ型の受動素子（図示省略）、基板２内の電極パターンにより形成された各種の回路（図示省略）などが組み合わされて形成される。
なお、ＲＦ回路４１が備える各種の電子部品４２や各種のチップ型の受動素子は、それぞれ、基板２の一方主面２ａおよびその内部のいずれかに搭載されていればよい。
基板２のアンテナ領域２２に平面視で重なる領域には、アンテナ導体５１を備えるアンテナ部５が配置されている。アンテナ導体５１は、通信に使用される周波数帯域に応じた形状を有し、基板２の一方主面２ａのアンテナ領域２２に金属材料により形成されている。なお、アンテナ部５が備えるアンテナ導体５１の構成は上記した例に限られるものではなく、アンテナ部５が、基板２内に設けられた配線パターンにより形成されたアンテナ導体を備えていてもよいし、アンテナ部５が、所謂、チップアンテナをアンテナ導体として備えていてもよい。なお、無線領域２１とアンテナ領域２２とは、基板２の一方主面２ａ側から平面視したときに異なる位置に配置されている。
また、基板２の無線領域２１の一方主面２ａに配置された無線機能部４（電子部品４２）と、基板２のアンテナ領域２２の一方主面２ａに配置されたアンテナ部５（アンテナ導体５１）とは樹脂封止層３により被覆されている。また、樹脂封止層３には、無線領域２１とアンテナ領域２２との間の境界に沿って形成された溝３１が設けられている。また、樹脂封止層３のアンテナ領域２２に重なる領域の厚みＨ１が、無線領域２１に重なる領域の厚みＨ２よりも薄く形成されることにより、無線領域２１とアンテナ領域２２との間の樹脂封止層３に段差３２が形成されている。
また、樹脂封止層３の基板２の一方主面２ａとの対向面と反対の面（上面）において、無線領域２１に平面視で重なる領域にのみシールド層６が形成されている。また、この実施形態では、シールド層６が、無線領域２１の外周を取り囲む樹脂封止層３の外側面に形成されると共に、シールド層６が、樹脂封止層３の段差３２部分の側面と、この側面に沿って基板２の一方主面２ａに近接するように形成された溝３１の内側面に延出して形成されることにより、無線領域２１を囲む樹脂封止層３の側面、すなわち、無線領域２１側の樹脂封止層３の全表面に延出してシールド層６が形成されている。
また、図１および図２に示すように、この実施形態では、シールド層６が、樹脂封止層３の段差３２部分の側面と、この側面に沿って基板２の一方主面２ａに近接するように形成された溝３１の内側面に延出して形成されることにより、アンテナ領域２２を囲む樹脂封止層３の側面にもシールド層６が形成されている。
なお、シールド層６は、ＡｇやＣｕなどを含む一般的な導電性ペースト（導電性材料）が、樹脂封止層３の表面に塗布されることにより形成される。
また、樹脂封止層３の上面において、アンテナ領域２２に平面視で重なる領域に、所定の認識マーク７が形成されている。認識マーク７は、モジュール１の配置方向を認識したり、モジュール１の種別を認識するために使用される。なお、認識マーク７は、一般的なシルク印刷、レーザー印字等の方法により形成される。
基板２は、この実施形態では、複数のセラミックグリーンシートが積層されて焼成されて成る多層セラミック基板により形成されている。セラミックグリーンシートは、アルミナおよびガラスなどの混合粉末が有機バインダおよび溶剤などと一緒に混合されたスラリーがシート化されたものである。また、セラミックグリーンシートの所定位置に、レーザー加工などによりビアホールが形成され、形成されたビアホールにＡｇやＣｕなどを含む導電性ペーストが充填されて層間接続用のビア導体２３が形成される。また、導電性ペーストによる印刷により種々の電極パターン２４がセラミックグリーンシートの所定位置に形成される。その後、各セラミックグリーンシートが積層、圧着されることによりセラミック積層体が形成される。そして、セラミック積層体が約１０００℃前後の低い温度で、所謂、低温焼成されることにより基板２が形成される。
このように構成された基板２の内部には、ビア導体２３および電極パターン２４により内部配線パターンが形成されている。また、基板２の一方主面２ａには、電子部品４２や、整合回路等を構成する各種のチップ型の受動素子などが実装される実装用電極（図示省略）が形成されている。また、基板２の他方主面２ｂには、モジュール１を外部に接続するための電極として、無線機能部４と内部配線パターンにより接続された信号電極２５と、アンテナ導体５１（アンテナ部５）と内部配線パターンにより接続されたアンテナ電極２６と、シールド層６と内部配線パターンにより接続されたグランド電極２７とが形成されている。
また、シールド層６は、基板２の外側面から露出した電極パターン２４の端面と電気的に接続されることにより、ビア導体２３を介してグランド電極２７と接続されている。また、アンテナ電極２６は、ビア導体２３を介してアンテナ導体５１の給電点に接続されている。また、アンテナ導体５１の給電点に図示省略された整合回路が接続されている。
なお、基板２は、樹脂やポリマー材料などを用いたプリント基板、アルミナ系基板、ガラス基板、複合材料基板、単層基板、多層基板などで形成してもよく、モジュール１の使用目的に応じて、適宜最適な材質を選択して基板２を形成すればよい。
以上のように構成されたモジュール１は、外部の実装基板に搭載されることにより、外部の実装基板に設けられた配線パターンにより、信号電極２５とアンテナ電極２６とが電気的に接続されて、無線機能部４とアンテナ部５との間で無線信号が入出力される。
（製造方法）
アンテナ一体型無線モジュール１の製造方法の各工程について説明する。
この実施形態では、複数のモジュール１の集合体が形成された後に、個片化されることによりモジュール１が製造される。
まず、図３（ａ）に示すように、所定の箇所にビア導体２３や電極パターン２４が設けられた基板２の集合体が用意される（用意工程）。基板２の集合体の一方主面２ａには、モジュール１の形成領域が複数設けられており、当該形成領域には、無線領域２１とアンテナ領域２２とが設けられている。また、基板２の無線領域２１に平面視で重なる領域には、基板２の一方主面２ａおよびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたＲＦ回路４１（電子部品４２）を有する無線機能部４が配置されている。また、基板２のアンテナ領域２２に平面視で重なる領域には、基板２の一方主面２ａおよびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたアンテナ導体５１を有するアンテナ部５が配置されている。なお、同図中に破線で示されている切断ラインＣＬは、複数のモジュール１の集合体が個片化される際の、基板２の集合体における切断位置を示している。
次に、図３（ｂ）に示すように、無線領域２１に配置された無線機能部４およびアンテナ領域２２に配置されたアンテナ部５を含み、無線領域２１およびアンテナ領域２２を被覆するように、モールド用の熱硬化性の樹脂が基板２の集合体の一方主面２ａの全面に渡って付与（充填）されることにより樹脂封止層３が形成される（封止工程）。
次に、図３（ｃ）に示すように、ダイサー等の一般的な装置により、樹脂封止層３に溝３１，３３が形成される（溝形成工程）。具体的には、無線領域２１とアンテナ領域２２との間の境界に沿って、樹脂封止層３の上面からの深さが樹脂封止層３の厚みよりも浅い溝３１が形成される。また、切断ラインＣＬの位置に、樹脂封止層３の上面からの深さが樹脂封止層３の厚みより深い溝３３が形成される。
なお、基板２が樹脂封止層３と一緒に掘削されて溝３３が形成されることにより、基板２内の切断ラインＣＬの位置に形成されている電極パターン２４が切断されて、その切断面が溝３３内に露出する。また、溝３１は、その樹脂封止層３の上面からの深さが樹脂封止層３の厚みと同じに形成されてもよい。この場合、基板２の一方主面２ａが溝３１内に露出する。また、溝３３と同様に、その樹脂封止層３の上面からの深さが樹脂封止層３の厚みよりも深く溝３１が形成されてもよい。
続いて、図３（ｄ）に示すように、ＡｇやＣｕなどを含む一般的な導電性ペースト（導電性材料）が、溝３１，３３に充填されつつ樹脂封止層３の表面に塗布されることにより、樹脂封止層３の表面を被覆する導電層６１が形成される（導電層形成工程）。次に、図３（ｅ）に示すように、ダイサーやリューター、レーザー加工により、樹脂封止層３の上面に形成された導電層６１のうち、アンテナ領域２２に平面視で重なる領域の導電性材料が除去される（除去工程）。そして、樹脂封止層３の上面において、無線領域２１に平面視で重なる領域にのみ導電層６１によりシールド層６が形成される。
また、除去工程において、樹脂封止層３のアンテナ領域２２に重なる領域の厚みＨ１が、無線領域２１に重なる領域の厚みＨ２よりも薄くなるように、アンテナ領域２２に重なる領域の樹脂封止層３の一部が導電性材料と一緒に除去される。したがって、無線領域２１とアンテナ領域２２との間の境界の樹脂封止層３に段差３２が形成される。また、除去工程の後に、樹脂封止層３の上面においてアンテナ領域２２に平面視で重なる領域に、モジュール１の配置方向や種別を認識するための所定の認識マーク７が、シルク印刷、レーザー印字等の一般的な手法により形成される（マーキング工程）。
最後に、図３（ｆ）に示すように、基板２の集合体が切断ラインＣＬに沿って個片化されることにより、モジュール１が完成する。
以上のように、この実施形態では、無線領域２１に設けられた電子部品４２およびアンテナ領域２２に設けられたアンテナ導体５１を被覆するように基板２の一方主面２ａに設けられた樹脂封止層３の上面において、無線領域２１に平面視で重なる領域にのみシールド層６が形成されている。そのため、無線領域２１に平面視で重なる領域に配置され、基板２の一方主面２ａおよびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたＲＦ回路４１を有する無線機能部４から輻射される電磁波を、樹脂封止層３の無線領域２１側の上面に形成されたシールド層６により抑制することができる。また、外部の電磁ノイズから無線機能部４のＲＦ回路４１を保護することができる。したがって、従来の金属ケースが不要であるので、モジュール１の小型化を図ることができる。
また、高価な金属ケースを用いずに、無線領域２１に平面視で重なる領域に配置された無線機能部４からの電磁波の輻射をシールド層６により抑制することができる。したがって、モジュール１の低コスト化を図ることができる。また、シールド層６は、樹脂封止層３の上面において無線領域２１に平面視で重なる領域にのみ形成されている。したがって、例えば、シールド層６とアンテナ導体５１とが平面視において重なる位置に配置された構成と比較すると、アンテナ導体５１により形成されるアンテナのアンテナ特性が接地されているシールド層６により劣化するのを抑制することができ、アンテナ特性の向上を図ることができる。
また、アンテナ部５が配置されているアンテナ領域２２側に重なる樹脂封止層３の厚みが薄く形成されている。そのため、アンテナ導体５１により形成されるアンテナのアンテナ特性がアンテナ領域２２を被覆する樹脂封止層３によって劣化するのを抑制することができる。したがって、アンテナ導体５１により形成されるアンテナのアンテナ特性の向上を図ることができる。
また、無線領域２１とアンテナ領域２２との間の境界の樹脂封止層３に形成された溝３１にシールド層６が延出して形成されている。そのため、無線領域２１に平面視で重なる領域に配置された無線機能部４からの輻射をシールドするシールド層６のシールド効果の向上を図ることができる。したがって、無線領域２１に平面視で重なる領域に配置された無線機能部４とアンテナ領域２２に平面視で重なる領域に配置されたアンテナ部５との間のアイソレーション特性の向上を図ることができる。
また、上記した実施形態では、無線領域２１を囲む樹脂封止層３の全ての側面にシールド層６が延出して形成されているので、無線領域２１に平面視で重なる領域に配置された無線機能部４からの輻射をシールドするシールド層のシールド効果をさらに向上することができる。
また、樹脂封止層３の上面において、アンテナ領域２２に平面視で重なるシールド層６が形成されていない領域に、モジュール１の配置方向やモジュール１の種別を認識するための所定の認識マーク７が形成されている。そのため、モジュール１表面のスペースの有効活用を図ることができる。したがって、所定の認識マーク７を形成するためのスペースをモジュール１に新たに確保する必要がないので、モジュール１の小型化を図ることができる。
また、上記したモジュール１の製造方法において、無線領域２１およびアンテナ領域２２を被覆するように基板２の一方主面２ａに形成された樹脂封止層３の表面を被覆する導電層６１が導電性材料により形成される。そして、樹脂封止層３の上面に形成された導電層６１のうち、アンテナ領域２２に平面視で重なる領域の導電性材料が除去されることにより、樹脂封止層３の上面において、無線領域２１に平面視で重なる領域にのみ導電層６１によるシールド層６が形成される。したがって、無線領域２１に平面視で重なる領域に配置されたＲＦ回路４１を有する無線機能部４から輻射される電磁波を樹脂封止層３の無線領域２１側の上面に形成されたシールド層６により抑制することができ、従来の金属ケースが不要で小型化を図ることができるアンテナ一体型無線モジュール１を容易に製造することができる。
また、除去工程において、アンテナ部５が配置されているアンテナ領域２２側に重なる樹脂封止層３の厚みが薄く形成されることにより、アンテナ導体５１により形成されるアンテナのアンテナ特性がアンテナ領域２２を被覆する樹脂封止層３によって劣化するのを抑制することができる。したがって、アンテナ導体５１により形成されるアンテナのアンテナ特性の向上が図られたアンテナ一体型無線モジュール１を容易に製造することができる。
また、溝形成工程において、無線領域２１とアンテナ領域２２との間の境界に沿って樹脂封止層３に溝３１が形成されるので、この溝３１の内側面により、無線領域２１側の樹脂封止層３にアンテナ領域２２側を向く側面が形成される。したがって、導電層形成工程において、溝３１の内側面に導電層６１が形成されることにより、無線領域２１側の樹脂封止層３のアンテナ領域２２側を向く側面に延出してシールド層６を容易に形成することができる。
また、マーキング工程において、樹脂封止層３の上面において、アンテナ領域２２に平面視で重なるシールド層６が形成されていない領域に、モジュール１の配置方向やモジュール１の種別を認識するための所定の認識マーク７を形成することができるので、モジュール１表面のスペースの有効活用を図ることができる。
また、図２５に示す従来のアンテナ一体型無線モジュール５００において、アンテナ部５０４の品質を評価するためには、無線機能部５０２とアンテナ部５０４とを接続する高周波伝送路に高周波信号用コネクタを設ける必要があった。この場合、基板５０１に樹脂封止層が設けられていると、高周波信号コネクタを上記した高周波伝送路に設けるのは不可能である。
また、高周波伝送路に設けられた高周波信号コネクタを用いて無線機能部５０２およびアンテナ部５０４の特性を切り分けて評価するためには、スイッチ付のコネクタを用いる必要がある。すなわち、スイッチを用いて、一旦、無線機能部５０２とアンテナ部５０４とを接続する高周波伝送路を切断して、無線機能部５０２とアンテナ部５０４とを独立させる必要がある。
しかしながら、上記した実施形態では、例えば製品出荷の際に、基板２の他方主面２ｂに設けられた信号電極２５およびアンテナ電極２６を用いることにより、信号電極２５に接続された無線機能部４の特性と、アンテナ電極２６に接続されたアンテナ導体５１（アンテナ部５）の特性とを独立して、それぞれ個別に簡単に切り分けて検査することができる。したがって、製品出荷の際には、一般的にその特性にばらつきが大きいアンテナ部５を切り離して、無線機能部４のみの特性を独立して評価することができる。
また、モジュール１を他の実装基板に実装することにより、他の実装基板側の配線パターンを利用して、信号電極２５とアンテナ電極２６とを接続して無線機能部４とアンテナ部５（アンテナ導体５１）とを簡単に接続することができる。また、基板２の一方主面２ａに樹脂封止層３が設けられている状態でも、従来のように高周波コネクタ等が必要ないので、無線機能部４およびアンテナ部５の特性をそれぞれ独立して評価することができる。
なお、他の実装基板側に設けられた整合回路やスイッチング回路、フィルタ回路、アッテネータ等を介して無線機能部４とアンテナ部５とを接続することもできる。この場合、整合回路の基板２への搭載を省略することもできる。
また、アンテナ導体５１に接続された整合回路やアッテネータにより、アンテナ導体５１により形成されるアンテナのアンテナ特性を簡単に調整することができる。また、状況によっては、無線機能部４とアンテナ部４とを接続せずに、他の実装基板側に設けられたアンテナと無線機能部４とを接続することができるので、アンテナ一体型無線モジュール１が搭載される装置の設計の自由度が向上する。
また、アンテナ部５が備えるアンテナ導体５１のアンテナ特性は、アンテナ導体５１の全方位に配置される物体や手などの干渉を受ける。すなわち、アンテナ一体型無線モジュール１が搭載された装置の筐体を人が手に持って使用する場合に、アンテナ導体５１のアンテナ特性や指向性が装置の筐体を持つ人の手の影響を受けて変動し、安定した通信品質を維持することが困難になるおそれがある。
しかしながら、上記した実施形態では、アンテナ領域２２を囲む樹脂封止層３の側面にシールド層６がさらに形成されている。したがって、アンテナ領域２２の外側面側から例えば手が近づいた場合であっても、シールド層６によりアンテナ特性やアンテナの指向性などに与える影響を最小限に抑制することができるので、安定した特性を備えるアンテナ一体型無線モジュール１を提供することができる。
また、溝形成工程において形成される溝３１，３３に導電性ペーストが充填されたり、溝３１，３３の内側面に導電性ペーストが塗布されることにより導電層６１が形成される。したがって、溝３１，３３が形成される位置やその樹脂封止層３の上面からの深さを調整することにより、シールド層６が形成される位置やその形状等の構成を任意に変更することができる。
具体的には、図３（ｃ）に示すように、基板２の集合体の一方主面２ａに設けられた樹脂封止層３に、モジュール１の形成領域を囲んで形成される溝３３の位置や深さを変更すれば、樹脂封止層３の上面から外側面に延出して設けられるシールド層６の位置やその形状を任意に変更することができる。また、図３（ｃ）に示すように、無線領域２１とアンテナ領域２２との間の境界に沿って樹脂封止層３に形成される溝３１の幅や深さを変更すれば、樹脂封止層３の無線領域２１とアンテナ領域２２との間の境界領域に形成されるシールド層６の位置やその形状を任意に変更することができる。
また、図３（ｅ）に示すように、除去工程において除去されるアンテナ領域２２側の樹脂封止層３の量を調整することにより、アンテナ領域２２側の樹脂封止層３の厚みＨ１を簡単に変更することができる。
したがって、基板２の集合体を用いてモジュール１の集合体を形成した後に個片化することでアンテナ一体型無線モジュール１を製造することにより、無線領域２１側の樹脂封止層３の上面にのみシールド層６が設けられたモジュール１を非常に効率よく量産することができる。
（変形例）
次に、溝形成工程により形成される溝３１，３３の構成を変更したり、除去工程において除去されるアンテナ領域２２側の樹脂封止層６の量を変更することにより形成されるアンテナ一体型無線モジュールの変形例について図４〜図１１を参照して説明する。なお、溝形成工程および除去工程の構成を変更することにより形成されるモジュールの変形例は、以下に例示する変形例に限定されるものではない。
Ａ．変形例（１）
図４は図１のモジュールの変形例を示す斜視図、図５は図４のモジュールの断面図、図６は図４のモジュールの製造方法の一例を示す図である。この変形例（１）が図１を参照して説明した第１実施形態と異なるのは、除去工程において、アンテナ領域２２に重なる樹脂封止層３の一部が除去されておらず、樹脂封止層３の厚みが均一である点である。また、図４および図５に示すように、溝形成工程において、モジュール１の長手方向におけるアンテナ部５（アンテナ領域２２）側の端面に相当する位置に溝３３が形成されていない。したがって、図４〜図６に示す例では、モジュール１の長手方向におけるアンテナ部５（アンテナ領域２２）側の端面に相当する位置にシールド層６が形成されていない。
このように構成すれば、除去工程において樹脂封止層３の一部を除去する時間を短縮することができるので、モジュール１の製造時間の短縮と製造コストの低減とを図ることができる。その他の構成は上記した実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。なお、上記した第１実施形態と同様に、樹脂封止層３の上面に認識マーク７が形成されていてもよい。また、以下で説明する各変形例および各実施形態のおいても同様に認識マーク７が形成されていてもよいが、以降の説明においてはその説明は省略する。
Ｂ．変形例（２）
図７は図１のモジュールの変形例を示す断面図、図８は図７のモジュールの製造方法の一例を示す図である。この変形例（２）が図４を参照して説明した変形例（１）と異なるのは、図７および図８に示すように、溝形成工程において、無線領域２１とアンテナ領域２２との間の境界の樹脂封止層３に溝３１が形成されていない点である。したがって、図７および図８に示す例では、図４〜図６に示す例と異なり、無線領域２１とアンテナ領域２２との間の境界部分にシールド層６が延出して形成されていない。その他の構成は上記した実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。
Ｃ．変形例（３）
図９は図１のモジュールの変形例を示す斜視図、図１０は図９のモジュールの断面図、図１１は図９のモジュールの製造方法の一例を示す図である。この変形例（３）が図７を参照して説明した変形例（２）と異なるのは、図９〜図１１に示すように、樹脂封止層３のアンテナ領域２２に重なる領域の厚みＨ１が、無線領域２１に重なる領域の厚みＨ２よりも薄く形成されて、無線領域２１とアンテナ領域２２との間の境界の樹脂封止層３に段差３２が形成されている点である。また、図９〜図１１に示す例では、図７および図８に示す例と同様に、モジュール１の短手方向における両側面の全面に渡って、無線領域２１側からアンテナ領域２２側に延出してシールド層６が設けられている。その他の構成は上記した実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について図１２および図１３を参照して説明する。図１２は本発明の第２実施形態にかかるアンテナ一体型無線モジュールを示す斜視図である。図１３は図１２のモジュールの製造方法の一例を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ異なる状態を示す。
この実施形態におけるモジュール１ａが上記した第１実施形態と異なるのは、図１２および図１３（ｃ），（ｄ）に示すように、導電層形成工程において、各溝３１，３３に導電性ペーストが充填されずに、各溝３１，３３の内面に導電層６１が形成される点である。また、溝形成工程において、溝３１が樹脂封止層３の厚みよりも深く形成されている。なお、各溝３１，３３の内面にスパッタリングやめっき等の一般的な薄膜形成技術により導電層６１が形成されていてもよい。その他の構成は上記した第１実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。
この実施形態のモジュール１ａは上記した第１実施形態のモジュール１と同様に、以下で説明するように製造される。
まず、図１３（ａ）に示すように、無線領域２１に平面視で重なる領域に無線機能部４が配置され、アンテナ領域２２に平面視で重なる領域にアンテナ部５が配置された基板２が用意される（用意工程）。続いて、図１３（ｂ）に示すように、無線領域２１に配置された無線機能部４およびアンテナ領域２２に配置されたアンテナ部５を含み、無線領域２１およびアンテナ領域２２を被覆するように樹脂封止層３が形成される（封止工程）。次に、ダイサー等の一般的な装置により、樹脂封止層３に溝３１，３３が形成される（溝形成工程）。
続いて、図３（ｃ）に示すように、導電性ペースト（導電性材料）により、溝３１，３３の内面を含む樹脂封止層３の表面を被覆する導電層６１が形成される（導電層形成工程）。次に、図３（ｄ）に示すように、樹脂封止層３の上面に形成された導電層６１のうち、アンテナ領域２２に平面視で重なる領域の導電性材料が除去される（除去工程）。そして、樹脂封止層３の上面において、無線領域２１に平面視で重なる領域にのみ導電層６１によりシールド層６が形成される。
また、この実施形態では、図１２に示すように、上記した第１実施形態と同様に、アンテナ領域２２を囲む樹脂封止層３の全側面にシールド層６が形成される。
また、除去工程において、樹脂封止層３のアンテナ領域２２に重なる領域の厚みが、無線領域２１に重なる領域の厚みよりも薄くなるように、アンテナ領域２２に重なる領域の樹脂封止層３の一部が導電性材料と一緒に除去される。したがって、無線領域２１とアンテナ領域２２との間の境界の樹脂封止層３に段差３２が形成される。なお、除去工程の後に、樹脂封止層３の基板２の上面においてアンテナ領域２２に平面視で重なる領域に所定の認識マーク７を形成するマーキング工程が実行されてもよい。
最後に、図３（ｄ）に示すように、基板２の集合体が切断ラインＣＬに沿って個片化されることにより、モジュール１ａが完成する。
この実施形態においても上記した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
Ｄ．変形例（４）
図１４は図１２のモジュールの変形例を示す斜視図である。この変形例（４）が図１２を参照して説明した第２実施形態と異なるのは、図９を参照して説明した変形例（３）と同様に、溝形成工程において溝３１が形成されていない点である。したがって、図１４に示す例では、無線領域２１とアンテナ領域２２との間の境界部分において樹脂封止層３にシールド層６が形成されていない。その他の構成は上記した実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態について図１５を参照して説明する。図１５は本発明の第３実施形態にかかるアンテナ一体型無線モジュールを示す断面図である。
この実施形態におけるモジュール１ｂが図１を参照して説明した第１実施形態と異なるのは、シールド層６とグランド電極２７との接続方法が異なる点である。また、モジュール１ｂの長手方向におけるアンテナ領域２２側の側面にシールド層６が形成されていない。その他の構成は上記した第１実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。
図１５に示すように、無線領域２２において、樹脂封止層３に電極ピンが埋設されることにより電極ポスト２８が設けられている。そして、グランド電極２７は、ビア導体２３および電極ポスト２８を介してシールド層６に接続されている。なお、電極ポスト２８に替えて、樹脂封止層３に透設されたビア孔（ビアホール）に導電性ペーストが充填されることにより形成されたビア導体により、グランド電極２７とシールド層６とが接続されていてもよい。
この実施形態においても上記した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、図１５に示すモジュール１ｂにおいて、樹脂封止層３に溝３１が形成されておらず、無線領域２１とアンテナ領域２２との間の境界にシールド層６が延出して配置されていなくてもよい。
＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態について図１６を参照して説明する。図１６は本発明の第４実施形態にかかるアンテナ一体型無線モジュールを示す斜視図である。
この実施形態におけるモジュール１ｃが図１を参照して説明した第１実施形態と異なるのは、図１６に示すように、複数のアンテナ領域２２が、無線領域２１を挟むように基板２の一方主面２ａに設けられている点である。また、各アンテナ領域２２それぞれに平面視で重なる領域であって、基板２の一方主面２ａおよびその内部の少なくともいずれか一方にアンテナ導体５１（図示せず）がそれぞれ設けられている。また、図１６に示す例では、モジュール１ｃの短手方向における両側面の全面に渡って、無線領域２１側からアンテナ領域２２側に延出してシールド層６が設けられている。その他の構成は上記した第１実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。
この実施形態では上記した第１実施形態と同様の効果を奏することができると共に、以下の効果を奏することができる。すなわち、各アンテナ領域２２それぞれに平面視で重なる領域に設けられた各アンテナ導体５１により形成される複数のアンテナを用いて、ダイバーシティやキャリアアグリゲーションによる通信に対応したアンテナ一体型無線モジュール１ｃを提供することができる。また、各アンテナを、それぞれ、所定の通信方式や、所定の周波数帯域に対応させることにより、マルチバンド、マルチモードに対応したアンテナ一体型無線モジュール１ｃを提供することができる。
＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態について図１７を参照して説明する。図１７は本発明の第５実施形態にかかるアンテナ一体型無線モジュールを示す断面図である。
この実施形態におけるモジュール１ｄが図１を参照して説明した第１実施形態と異なるのは、図１７に示すように、無線機能部４とアンテナ導体５１とが、基板２の一方主面２ａや内部に設けられたビア導体２３および電極パターン２４により形成された配線パターンにより接続されている点である。その他の構成は上記した第１実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。
この実施形態においても、ＲＦ回路４１を有する無線機能部４から輻射される電磁波を、樹脂封止層３の無線領域２１側の上面に形成されたシールド層６により抑制することができるという、上記した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
＜第６実施形態＞
本発明の第６実施形態について図１８を参照して説明する。図１８は本発明の第６実施形態にかかるアンテナ一体型無線モジュールを示す断面図である。
この実施形態におけるモジュール１ｅが図１を参照して説明した第１実施形態と最も大きく異なるのは、図１８に示すように、アンテナ部５に接続されるアンテナ電極が、アンテナ導体５１の一方端と接続された一方端用アンテナ電極２６ａと、アンテナ導体５１の他方端と接続された他方端用アンテナ電極２６ｂとを備える点である。また、図示省略されているが、この実施形態では、モジュール１ｅの短手方向における両側面（図１８の紙面に向って奥側と手前側の側面）の全面に渡ってシールド電極６が無線領域２１側からアンテナ領域２２側に延出して形成されている。その他の構成は上記した第１実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。
一般的にアンテナは、一端が開放型の構成で設計されることが多い。このため、一般的に、計測用のコネクタ端子等から見たアンテナの入力インピーダンスを測定することができる。しかしながら、アンテナの経路ロス等を確認することによりアンテナの通過特性等のアンテナ導体の状態を確認することは困難であった。
しかしながら、この実施形態では、アンテナ導体５１の一方端に接続された一方端用アンテナ電極と、アンテナ導体５１の他方端に接続された他方端用アンテナ電極とを利用することにより、従来のアンテナでは評価できなかった、アンテナ導体５１の伝送線路の通過特性を確認することができる。したがって、例えば製品出荷の際などに、測定したアンテナ導体５１の通過特性に基づいて、アンテナ部５の製造精度を簡単に判断することができる。
＜その他＞
上記した各実施形態に示すように、種々の形態で樹脂封止層３およびシールド層６を形成することができるが、さらに、上記した各実施形態を図１９〜図２４に示すように変形することができる。図１９〜図２４は、それぞれ、アンテナ一体型無線モジュールの変形例を示す図である。なお、以下では、上記した各実施形態と異なる点を中心に説明を行い、その他の構成については、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。
図１９に示すモジュール１が、図１に示す例と異なるのは、無線領域２１とアンテナ領域２２との間の境界の樹脂封止層３にシールド層６が形成されていない点である。
図２０および図２１それぞれが示すモジュール１ａが、図１２および図１４それぞれに示す例と異なる点は、アンテナ領域２２側の樹脂封止層３の厚みが厚く形成されている点である。
図２２に示すモジュール１ａが、図２０に示す例と異なるのは、モジュール１ａが個片化される際に、無線領域２１とアンテナ領域２２との間の境界における導電層６１および基板２が研削されることにより、無線領域２１側のシールド層６とアンテナ領域２２側のシールド層６とが電気的に絶縁されている点である。なお、上記した各実施形態においても、シールド層６の一部が除去されることにより、無線領域２１側のシールド層６とアンテナ領域２２側のシールド層６とが電気的に絶縁されていてもよい。
図２３に示すモジュール１が、図１に示す例と異なるのは、溝３１が、その深さが基板２の一方主面２ａに至るように形成されている点である。また、図２４に示すモジュール１が、図１に示す例と異なるのは、溝形成工程において、樹脂絶縁層３と一緒に基板２も研削されて溝３１が形成されている点である。したがって、図２４に示す例では、基板２の内部に至るようにシールド層６が形成されている。
図２３および図２４に示すように構成すると、基板２上に電磁波を発生するＲＦ回路４１等の無線機能部品が実装されている場合で、かつ、基板２上にアンテナ導体５１が形成されている場合に、溝３１の深さを樹脂封止層３の厚みと同じか、もしくは、樹脂封止層３の厚みよりも深くして、溝３１の内側面にもシールド層６を形成することにより、無線機能部４とアンテナ部５との間がシールド層６により仕切られた状態となる。したがって、ＲＦ回路４１等の無線機能部品から輻射される電磁波がアンテナ部５に回り込むのを抑制し、無線機能部品から輻射された電磁波がアンテナ部５へ悪影響を与えるのを抑制することができる。なお、上記した各実施形態においても、図２３および図２４に示す例と同様にして溝３１が形成されていてもよい。
なお、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、上記した実施形態では、基板２の集合体を用いて複数のアンテナ一体型無線モジュールを一体的に形成した後に個片化することにより、アンテナ一体型無線モジュールが製造されているが、個々のアンテナ一体型無線モジュールが個別に製造されてもよい。
また、上記した実施形態では、無線領域２１に平面視で重なる領域に無線機能部４が配置され、アンテナ領域２２に平面視で重なる領域にアンテナ部５が配置されることにより、無線機能部４とアンテナ部５とのアイソレーション特性の向上が図られているが、アンテナ部がアンテナ導体５１の給電点に接続される整合回路をさらに備えていてもよい。
また、アンテナ一体型無線モジュールを、例えば次のように構成してもよい。すなわち、ＲＦ回路４１を有する無線機能部４およびアンテナ導体５１を有するアンテナ部５が、それぞれ、アンテナ一体型無線モジュールの長手方向における両側に離れて配置され、無線領域２１とアンテナ領域２２との間の境界部分の伝送路にスイッチＩＣやＳＡＷフィルタ等のフィルタ回路が配置されるようにしてもよい。
また、シールド層やアンテナ導体を形成する導電性材料としては、上記した例に限らず、一般的に用いられる種々の材料を使用することができる。
また、上記した各アンテナ一体型無線モジュールが他の実装基板等に搭載されて使用される場合に、他の実装基板に搭載されたアンテナ一体型無線モジュールが他の実装基板上で樹脂封止されていてもよい。
また、シールド層６は、少なくとも、樹脂封止層３の上面の無線領域２１が平面視で重なる領域に形成されていればよい。
また、ＲＦ回路を有する無線機能部と、アンテナ導体を有するアンテナ部とを備えるアンテナ一体型無線モジュールおよびその製造方法に本発明を広く適用することができる。
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ アンテナ一体型無線モジュール
２ 基板
２ａ 一方主面
２１ 無線領域
２２ アンテナ領域
２５ 信号電極
２６ アンテナ電極
２６ａ 一方端用アンテナ電極
２６ｂ 他方端用アンテナ電極
３ 樹脂封止層
３１ 溝
３２ 段差
４ 無線機能部
４１ ＲＦ回路
５ アンテナ部
５１ アンテナ導体
６ シールド層
６１ 導電層
７ 認識マーク
Ｈ１ 厚み

Claims (16)

  1. 基板の一端側の部分から中央部分にかけての無線領域と、前記一端側と対向する他端側の部分に設けられるアンテナ領域とが配置された前記基板と、
    前記無線領域に配置され、前記基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたＲＦ回路を有する無線機能部と、
    前記アンテナ領域に配置され、前記基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたアンテナ導体を有するアンテナ部と、
    前記無線領域および前記アンテナ領域の前記基板の一方主面側を少なくとも被覆するように前記基板の一方主面に設けられた樹脂封止層と、
    少なくとも前記樹脂封止層の上面の前記アンテナ領域の直上部分を被覆しないようにして前記樹脂封止層の表面に形成されたシールド層と
    を備え、
    前記基板の他方主面に、前記アンテナ部と接続されたアンテナ電極と、前記無線機能部と接続された信号電極とが設けられており、
    前記アンテナ部と前記無線機能部とは電気的に接続されておらず、
    前記アンテナ電極と前記信号電極とは外部の配線パターンで接続可能に構成されていることを特徴とするアンテナ一体型無線モジュール。
  2. 前記シールド層は、前記樹脂封止層の上面において、前記無線領域に前記基板の一方主面側からの平面視で重なる領域にのみ形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ一体型無線モジュール。
  3. 前記樹脂封止層の前記アンテナ領域と前記平面視で重なる部分の厚みが、前記無線領域と前記平面視で重なる部分の厚みよりも薄く形成され、前記無線領域と前記アンテナ領域との間の前記樹脂封止層に段差が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ一体型無線モジュール。
  4. 前記シールド層は、前記樹脂封止層の前記段差部分の側面にも延出して形成されていることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ一体型無線モジュール。
  5. 前記樹脂封止層に、前記段差部分の側面に沿って前記基板の一方主面に近接または到達する溝が形成され、前記シールド層は、前記溝の内側面に延出して形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載のアンテナ一体型モジュール。
  6. 前記無線領域を囲む前記樹脂封止層の側面に前記シールド層が延出して形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のアンテナ一体型無線モジュール。
  7. 前記アンテナ領域側の前記樹脂封止層の上面に、所定の認識マークが形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のアンテナ一体型無線モジュール。
  8. 無線領域とアンテナ領域とが一方主面側からの平面視において異なる位置に配置された基板と、
    前記無線領域に配置され、前記基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたＲＦ回路を有する無線機能部と、
    前記アンテナ領域に配置され、前記基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたアンテナ導体を有するアンテナ部と、
    前記無線領域および前記アンテナ領域の前記基板の一方主面側を少なくとも被覆するように前記基板の一方主面に設けられた樹脂封止層と、
    少なくとも前記樹脂封止層の上面の前記アンテナ領域の直上部分を被覆しないようにして前記樹脂封止層の表面に形成されたシールド層と
    を備え、
    複数の前記アンテナ領域が、前記無線領域を挟むように前記基板に設けられ、前記各アンテナ領域それぞれにおいて、前記基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に前記アンテナ導体がそれぞれ設けられ、
    前記基板の他方主面に、前記アンテナ部と接続されたアンテナ電極と、前記無線機能部と接続された信号電極とが設けられており、
    前記アンテナ部と前記無線機能部とは電気的に接続されておらず、
    前記アンテナ電極と前記信号電極とは外部の配線パターンで接続可能に構成されていることを特徴とするアンテナ一体型無線モジュール。
  9. 前記アンテナ領域を囲む前記樹脂封止層の側面の少なくとも一部に前記シールド層がさらに形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のアンテナ一体型無線モジュール。
  10. 前記アンテナ電極は、前記アンテナ導体の一方端と接続された一方端用アンテナ電極と、前記アンテナ導体の他方端と接続された他方端用アンテナ電極とを備えることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ一体型無線モジュール。
  11. 無線領域とアンテナ領域とが一方主面側からの平面視において異なる位置に配置された基板であって、前記無線領域に配置され、前記基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたＲＦ回路を有する無線機能部と、前記アンテナ領域に配置され、前記基板の一方主面およびその内部の少なくともいずれか一方に設けられたアンテナ導体を有するアンテナ部とが設けられるとともに、他方主面に前記アンテナ部と接続されたアンテナ電極と、前記無線機能部と接続された信号電極とが設けられ、前記アンテナ部と前記無線機能部とは電気的に接続されておらず、前記アンテナ電極と前記信号電極とは外部の配線パターンで接続可能に構成された前記基板を用意する用意工程と、
    前記基板の一方主面側の全てを被覆するように前記基板の一方主面の全面に渡って樹脂を付与して樹脂封止層を形成する封止工程と、
    導電性材料により前記樹脂封止層の表面を被覆する導電層を形成する導電層形成工程と、
    前記樹脂封止層の上面に形成された前記導電層のうち、前記アンテナ領域側の導電性材料を除去することにより、少なくとも前記樹脂封止層の上面の前記アンテナ領域の直上部分を被覆しないようにして前記樹脂封止層の表面に前記導電層によりシールド層を形成する除去工程と
    を備えることを特徴とするアンテナ一体型無線モジュールの製造方法。
  12. 前記除去工程において、前記樹脂封止層の上面において前記無線領域に前記平面視で重なる領域にのみ前記導電層によりシールド層を形成することを特徴とする請求項１１に記載のアンテナ一体型無線モジュールの製造方法。
  13. 前記除去工程において、前記アンテナ領域側における前記樹脂封止層の厚みが、前記無線領域側の厚みよりも薄くなるように、前記アンテナ領域側の前記樹脂封止層の一部を導電性材料と一緒に除去することを特徴とする請求項１１または１２に記載のアンテナ一体型無線モジュールの製造方法。
  14. 前記封止工程の後であって、前記導電層形成工程の前に、前記無線領域と前記アンテナ領域との間において前記樹脂封止層に溝を形成する溝形成工程をさらに備え、前記導電層形成工程において、前記溝形成工程において形成された前記溝の内側面にも前記導電層が形成されることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれかに記載のアンテナ一体型無線モジュールの製造方法。
  15. 前記除去工程の後に、前記アンテナ領域側の前記樹脂封止層の上面に、所定の認識マークを形成するマーキング工程をさらに備えることを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれかに記載のアンテナ一体型無線モジュールの製造方法。
  16. 前記用意工程において前記基板の集合体を用意し、前記工程の全てが実行された後に前記基板の集合体を前記基板単位に個片化することを特徴とする請求項１１ないし１５のいずれかに記載のアンテナ一体型無線モジュールの製造方法。
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