JP6982219B1 - 無線通信モジュール - Google Patents
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Abstract
本発明の無線通信モジュールは、第１面および第２面を有する実装基板と、前記第１面に実装されたアンテナ基板と、前記第２面に実装されたＲＦＩＣを有するＩＣパッケージとを備える。前記実装基板には、前記実装基板を貫通して前記第１面と前記第２面との間に延びる放熱ビアと、前記第１面に形成されて前記放熱ビアに接続された放熱パターンと、電気信号または電流を伝達する非放熱用ビアとが形成されている。前記実装基板の厚さ方向から見た平面視において、前記放熱ビアは前記ＲＦＩＣと重なる位置において前記ＲＦＩＣに接続され、かつ、前記放熱パターンが前記アンテナ基板の外側まで延びている。
Description
本発明は、無線通信モジュールに関する。
本願は、２０２０年５月２６日に日本に出願された特願２０２０−０９１６９２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、２０２０年５月２６日に日本に出願された特願２０２０−０９１６９２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
特許文献１には、アンテナ素子を有するアンテナ基板（第１の誘電体基板）と、アンテナ基板上に実装されたＲＦＩＣと、を備えた無線通信モジュールが開示されている。
無線通信モジュールの性能を確保するためには、ＲＦＩＣの熱を効率よく放出し、ＲＦＩＣを冷却することが求められる。特許文献１の構成では、ＲＦＩＣがアンテナ基板に直接実装されているため、アンテナ基板の配線が密集して配置されてしまうなどの理由で、放熱ルートを確保することが難しい場合があった。
本発明は、このような事情を考慮してなされ、ＲＦＩＣの放熱ルートを確保し、ＲＦＩＣを効率よく冷却できる無線通信モジュールを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る無線通信モジュールは、第１面および第２面を有する実装基板と、前記第１面に実装されたアンテナ基板と、前記第２面に実装されたＲＦＩＣを有するＩＣパッケージと、を備える。前記実装基板には、前記実装基板を貫通して前記第１面と前記第２面との間に延びる放熱ビアと、前記第１面に形成されて前記放熱ビアに接続された放熱パターンと、電気信号または電流を伝達する非放熱用ビアと、が形成されている。前記実装基板の厚さ方向から見た平面視において、前記放熱ビアは前記ＲＦＩＣと重なる位置において前記ＲＦＩＣに接続され、かつ、前記放熱パターンが前記アンテナ基板の外側まで延びている。
上記態様によれば、アンテナ基板とは別に実装基板を用意し、実装基板に平面視において放熱ビアがＲＦＩＣと重なる位置に配置されている。これにより、アンテナ基板の配線が密集して配置されてしまうことなく、ＲＦＩＣで発生した熱が、放熱ビアに効率よく伝えられる。さらに、放熱ビアが放熱パターンに接続されており、平面視において、放熱パターンがアンテナ基板の外側まで延びている。これにより、放熱パターンを実装基板の第１面上の広い領域に形成することが可能となる。このように、放熱ビアおよび放熱パターンを用いて放熱ルートを確保し、放熱パターンを介して熱を空気中に放出することで、ＲＦＩＣを効率よく冷却することができる。
ここで、前記アンテナ基板と前記実装基板との間に隙間が設けられていてもよい。
また、前記アンテナ基板のうち前記実装基板に対向する対向面に第２放熱パターンが形成され、前記第２放熱パターンと前記放熱パターンとが接続されていてもよい。
また、前記第２放熱パターンと前記放熱パターンとの接続部の周囲にアンダーフィルが設けられ、前記アンダーフィルが前記第２放熱パターンおよび前記放熱パターンに接していてもよい。
また、前記第２放熱パターンと前記放熱パターンとを接続する複数の接続部を備え、平面視において、前記複数の接続部は、前記アンテナ基板の中心部および外周部の両方に配置されていてもよい。
また、前記アンテナ基板は、前記アンテナ基板と前記ＲＦＩＣとの間で信号を伝送するアンテナ端子を有し、平面視において、前記中心部に配置された前記接続部と前記外周部に配置された前記接続部との間に、前記アンテナ端子が配置されていてもよい。
また、前記ＩＣパッケージのうち、前記実装基板とは反対側の表面に第１放熱部材が設けられていてもよい。
また、前記放熱パターンの表面のうち、前記平面視において前記アンテナ基板と異なる位置に第２放熱部材が設けられていてもよい。
また、前記放熱パターンは、ＧＮＤと同電位であってもよい。
本発明の上記態様によれば、アンテナ基板の配線が密集して配置されてしまうことなく、ＲＦＩＣの放熱ルートを確保し、ＲＦＩＣを効率よく冷却可能な無線通信モジュールを提供することができる。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態の無線通信モジュールについて図面に基づいて説明する。
図１に示すように、無線通信モジュール１は、実装基板１０と、アンテナ基板２０と、ＩＣパッケージ３０と、を備えている。実装基板１０は、第１面１１と、第２面１２と、を有している。第１面１１にアンテナ基板２０が実装され、第２面１２にＩＣパッケージ３０が実装されている。
以下、第１実施形態の無線通信モジュールについて図面に基づいて説明する。
図１に示すように、無線通信モジュール１は、実装基板１０と、アンテナ基板２０と、ＩＣパッケージ３０と、を備えている。実装基板１０は、第１面１１と、第２面１２と、を有している。第１面１１にアンテナ基板２０が実装され、第２面１２にＩＣパッケージ３０が実装されている。
（方向定義）
本実施形態では、実装基板１０の厚さ方向を上下方向という。第１面１１および第２面１２は、上下方向に直交する平面に沿って延びている。また、上下方向から見ることを平面視という。
図１〜図４は、上下方向に沿った断面図であり、図５、図６は上下方向から見た平面図である。
本実施形態では、実装基板１０の厚さ方向を上下方向という。第１面１１および第２面１２は、上下方向に直交する平面に沿って延びている。また、上下方向から見ることを平面視という。
図１〜図４は、上下方向に沿った断面図であり、図５、図６は上下方向から見た平面図である。
（ＩＣパッケージ）
ＩＣパッケージ３０は、実装基板１０の第２面１２に対向するように実装基板１０に実装されている。ＩＣパッケージ３０は、ＲＦＩＣ３１と、パッケージ部３２と、第１ＩＣ端子３３と、第２ＩＣ端子３４と、を有している。ＲＦＩＣ３１は、高周波集積回路（ＲＦＩＣ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、ミリ波帯などの高周波信号を処理する。ＩＣパッケージ３０と実装基板１０との間には、上下方向における隙間が設けられている。この隙間に、第１ＩＣ端子３３および第２ＩＣ端子３４が配置されている。このように、ＩＣパッケージ３０の周囲に空気が存在することで、高周波信号の伝送損失を低減することができる。同様の理由で、アンダーフィル等の樹脂をＩＣパッケージ３０の周囲などに使用しないことが望ましい。ただし、高周波信号が通らない部分に限定して、アンダーフィルなどを使用することも可能である。
ＩＣパッケージ３０は、実装基板１０の第２面１２に対向するように実装基板１０に実装されている。ＩＣパッケージ３０は、ＲＦＩＣ３１と、パッケージ部３２と、第１ＩＣ端子３３と、第２ＩＣ端子３４と、を有している。ＲＦＩＣ３１は、高周波集積回路（ＲＦＩＣ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、ミリ波帯などの高周波信号を処理する。ＩＣパッケージ３０と実装基板１０との間には、上下方向における隙間が設けられている。この隙間に、第１ＩＣ端子３３および第２ＩＣ端子３４が配置されている。このように、ＩＣパッケージ３０の周囲に空気が存在することで、高周波信号の伝送損失を低減することができる。同様の理由で、アンダーフィル等の樹脂をＩＣパッケージ３０の周囲などに使用しないことが望ましい。ただし、高周波信号が通らない部分に限定して、アンダーフィルなどを使用することも可能である。
パッケージ部３２は、ＲＦＩＣ３１を実装基板１０に電気的に接続するための部位であり、配線やリード線などを含んでいる。上下方向からみて、ＲＦＩＣ３１は、ＩＣパッケージ３０の中心部に位置する。言い換えると、上下方向から見て、パッケージ部３２は、ＲＦＩＣ３１を囲うように配置されている。
ＩＣパッケージ３０は、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｌｌｅｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＦＯＷＬＰ（Ｆａｎ Ｏｕｔ Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋａｇｅ）であってもよい。例えば、ＩＣパッケージ３０がＢＧＡの場合、第１ＩＣ端子３３および第２ＩＣ端子３４は、溶融して再凝固したはんだボールである。第２ＩＣ端子３４は、後述の放熱ビア１３に接続された端子である。第１ＩＣ端子３３は、その他の端子である。第１ＩＣ端子３３および第２ＩＣ端子３４の数は、限定されないが、それぞれの端子の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。第１ＩＣ端子３３は、後述の非放熱用ビア１４に接続されてもよい。
（実装基板）
実装基板１０は、本体部１０ａと、放熱ビア１３と、非放熱用ビア１４と、放熱パターン１５と、を有している。本体部１０ａは、絶縁体により形成されている。本体部１０ａの材質としては、例えば、エポキシやポリイミドなどを用いることができるが、その他の樹脂材料などを用いてもよい。本体部１０ａの厚さは、特に限定されないが、例えば、１．６ｍｍ程度である。放熱ビア１３および非放熱用ビア１４を設ける際に、本体部１０ａに微細な貫通孔（例えば、直径０．１ｍｍ）をドリルで形成する場合、本体部１０ａは、例えば、０．８ｍｍ程度に薄くすることもできる。本体部１０ａの内部に、配線が形成されていてもよい。
実装基板１０は、本体部１０ａと、放熱ビア１３と、非放熱用ビア１４と、放熱パターン１５と、を有している。本体部１０ａは、絶縁体により形成されている。本体部１０ａの材質としては、例えば、エポキシやポリイミドなどを用いることができるが、その他の樹脂材料などを用いてもよい。本体部１０ａの厚さは、特に限定されないが、例えば、１．６ｍｍ程度である。放熱ビア１３および非放熱用ビア１４を設ける際に、本体部１０ａに微細な貫通孔（例えば、直径０．１ｍｍ）をドリルで形成する場合、本体部１０ａは、例えば、０．８ｍｍ程度に薄くすることもできる。本体部１０ａの内部に、配線が形成されていてもよい。
放熱ビア１３および非放熱用ビア１４は、第１面１１と第２面１２との間で上下方向に延びており、実装基板１０を貫通している。放熱ビア１３は、第２面１２から第１面１１へと熱を伝達するために設けられたビアである。非放熱用ビア１４は、電気信号あるいは電流（駆動電流など）を伝達するために設けられたビアである。
放熱ビア１３は、伝熱用ランド１３ａを介して、第２ＩＣ端子３４に接続されている。伝熱用ランド１３ａは、実装基板１０の第２面１２上における放熱ビア１３の直上に形成されている。放熱ビア１３は、実装基板１０の第１面１１上において、放熱パターン１５に接続されている。この構成により、ＲＦＩＣ３１が発した熱は、第２ＩＣ端子３４、伝熱用ランド１３ａ、および放熱ビア１３を経由して、放熱パターン１５に伝えられる。放熱パターン１５及び放熱ビア１３としては、銅などの熱伝導率が高い材質を用いることが望ましい。
放熱ビア１３は、ＧＮＤ回路に接続されていてもよい。この場合、放熱ビア１３および放熱パターン１５がＧＮＤと同電位になる。また、非放熱用ビア１４は、同軸構造であってもよい。この構成は、一般的なＦＲ４などの誘電特性の良くない材料を実装基板１０の本体部１０ａとして使用する際に有効である。
図１に示す例では、非放熱用ビア１４が、アンテナ端子２１、第１ランド１４ａ、第２ランド１４ｂ、および第１ＩＣ端子３３を介して、アンテナ基板２０とＩＣパッケージ３０とを電気的に接続している。ただし、非放熱用ビア１４は、アンテナ基板２０およびＩＣパッケージ３０の一方にのみ電気的に接続されていてもよい。また、アンテナ基板２０およびＩＣパッケージ３０のいずれにも電気的に接続されていない非放熱用ビア１４が設けられていてもよい。
放熱ビア１３は、信号や電源電流などの伝送を目的としないビアであって、発熱源であるＲＦＩＣ３１と平面視において重なる位置に配置され、放熱パターン１５に接続されている。放熱ビア１３は、ＧＮＤと同電位となっていてもよい。
放熱パターン１５は、第１面１１上に形成されており、放熱ビア１３に接続されている。このため、ＲＦＩＣ３１から放熱ビア１３に伝わった熱は、放熱パターン１５にも伝わる。
放熱パターン１５は、第１面１１上に形成されており、放熱ビア１３に接続されている。このため、ＲＦＩＣ３１から放熱ビア１３に伝わった熱は、放熱パターン１５にも伝わる。
放熱パターン１５は、放熱効果を十分に得るために一定以上の厚さで形成されていることが望ましい。例えば、放熱パターン１５の材質が銅であれば、放熱パターン１５の厚みは、３５μｍ以上とするとよい。
本実施形態では、放熱パターン１５の領域を十分に確保するため、ＩＣパッケージ３０を、アンテナ基板２０ではなく実装基板１０に実装している。ＩＣパッケージ３０を実装基板１０に実装することで、アンテナ基板２０との接続が必要な配線であり、かつ、高周波信号以外の信号（デジタル信号、低周波の信号、電源など）を送受信するための配線を、アンテナ基板２０以外の部位（例えば、実装基板１０の本体部１０ａ内など）に配置することができる。
本実施形態では、放熱パターン１５の領域を十分に確保するため、ＩＣパッケージ３０を、アンテナ基板２０ではなく実装基板１０に実装している。ＩＣパッケージ３０を実装基板１０に実装することで、アンテナ基板２０との接続が必要な配線であり、かつ、高周波信号以外の信号（デジタル信号、低周波の信号、電源など）を送受信するための配線を、アンテナ基板２０以外の部位（例えば、実装基板１０の本体部１０ａ内など）に配置することができる。
また、仮にＲＦＩＣ３１をアンテナ基板２０に実装した場合には、アンテナ基板２０上の信号線が密集して配置されることになり、ＲＦＩＣ３１の放熱ルートを確保しにくくなる。これに対して、本実施形態のように、実装基板１０におけるアンテナ基板２０が実装された第１面１１とは反対側の第２面１２にＲＦＩＣ３１を実装することで、放熱ルートが確保しやすくなる。
（アンテナ基板）
アンテナ基板２０は、実装基板１０の第１面１１に対向するように実装基板１０に実装されている。アンテナ基板２０には、不図示のアンテナパターンが形成されている。アンテナパターンは、アンテナ基板２０の表面または内部に形成される。アンテナ基板２０としては、高周波信号の伝送特性がよい（誘電正接が小さい）材質が好ましい。具体的には、フッ素樹脂、ＬＣＰ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、低温焼成セラミックスなどが挙げられる。ただし、これらの材質以外の材質を選択してもよい。アンテナ基板２０上には他の部品は実装しないことが、専有面積の低減及び信頼性の観点などから望ましいが、アンテナ基板２０上に必要に応じて部品を実装してもよい。
アンテナ基板２０は、実装基板１０の第１面１１に対向するように実装基板１０に実装されている。アンテナ基板２０には、不図示のアンテナパターンが形成されている。アンテナパターンは、アンテナ基板２０の表面または内部に形成される。アンテナ基板２０としては、高周波信号の伝送特性がよい（誘電正接が小さい）材質が好ましい。具体的には、フッ素樹脂、ＬＣＰ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、低温焼成セラミックスなどが挙げられる。ただし、これらの材質以外の材質を選択してもよい。アンテナ基板２０上には他の部品は実装しないことが、専有面積の低減及び信頼性の観点などから望ましいが、アンテナ基板２０上に必要に応じて部品を実装してもよい。
アンテナ基板２０のアンテナパターンは、アンテナ端子２１を介してＲＦＩＣ３１に電気的に接続される。より詳しくは、アンテナパターンは、アンテナ端子２１、第１ランド１４ａ、非放熱用ビア１４、第２ランド１４ｂ、および第１ＩＣ端子３３を介して、ＲＦＩＣ３１に電気的に接続されている。なお、その他のルートを介してアンテナパターンとＲＦＩＣ３１とが電気的に接続されていてもよい。
アンテナ端子２１と非放熱用ビア１４の第１ランド１４ａとの接合部分、及びその接合部分の周辺に対して、樹脂材料などで補強を行ってもよい。ただし、高周波信号が伝送されるアンテナ端子２１の周辺に空気が存在することが、信号の損失低減の観点からは望ましい。
アンテナ基板２０のうち、上下方向において実装基板１０に対向する対向面２０ａには、第２放熱パターン２３が形成されている。第２放熱パターン２３は、接続部２２を介して、放熱パターン１５に接続されている。第２放熱パターン２３としては、銅などの熱伝導率が高い材質を用いることが望ましい。第２放熱パターン２３は、放熱パターン１５と同様に、放熱効果を得るために一定以上の厚み（例えば、銅であれば３５μｍ以上）を有することが好ましい。
第１ランド１４ａおよび第２ランド１４ｂは、非放熱用ビア１４の直上に配置されている。さらに、第１ランド１４ａの直上にアンテナ端子２１が配置され、第２ランド１４ｂの直上に第１ＩＣ端子３３が配置されている。このように、アンテナ基板２０とＩＣパッケージ３０との接続構造は、いわゆるパッドオンビアであることが望ましい。これにより、高周波信号の伝送距離を小さくして、信号の損失を抑える効果が得られる。
ＩＣパッケージ３０は、第１ＩＣ端子３３および第２ＩＣ端子３４を介して、実装基板１０に実装されている。アンテナ基板２０は、アンテナ端子２１および接続部２２を介して、実装基板１０に実装されている。アンテナ基板２０およびＩＣパッケージ３０の実装基板１０への実装は、はんだ接合により行われてもよい。この場合、アンテナ端子２１、接続部２２、第１ＩＣ端子３３、および第２ＩＣ端子３４は、溶融して再凝固したはんだである。ただし、はんだ接合以外の方法（例えば、超音波接合、加圧による圧着など）を選択してもよい。アンテナ端子２１、接続部２２、第１ＩＣ端子３３、第２ＩＣ端子３４の材質としては、はんだ（ＳｎＡｇＣｕはんだなど）、金、銀、銅などを用いることができる。
ここで、無線通信モジュール１の性能を確保するためには、ＩＣパッケージ３０が生じる熱を効率よく放出し、ＩＣパッケージ３０を冷却することが求められる。また、ＩＣパッケージ３０における発熱は、主としてＲＦＩＣ３１において生じる。
そこで本実施形態では、平面視において、放熱ビア１３がＲＦＩＣ３１と重なる位置に配置されている。これにより、ＩＣパッケージ３０のＲＦＩＣ３１で発生した熱が、放熱ビア１３に効率よく伝えられる。さらに、放熱ビア１３が放熱パターン１５に接続されており、平面視において、放熱パターン１５がアンテナ基板２０の外側まで延びている。これにより、放熱パターン１５を実装基板１０の第１面１１上の広い領域に形成することが可能となる。そして、この放熱パターン１５を介して熱を空気中に放出し、ＲＦＩＣ３１を効率よく冷却することができる。
以上説明したように、本実施形態の無線通信モジュール１は、第１面１１および第２面１２を有する実装基板１０と、第１面１１に実装されたアンテナ基板２０と、第２面１２に実装されたＲＦＩＣ３１を有するＩＣパッケージ３０と、を備える。実装基板１０には、実装基板１０を貫通して第１面１１と第２面１２との間に延びる放熱ビア１３と、第１面１１に形成されて放熱ビア１３に接続された放熱パターン１５と、電気信号または電流を伝達する非放熱用ビア１４と、が形成されている。そして、アンテナ基板２０とは別に実装基板１０を用意し、実装基板１０の厚さ方向から見た平面視において、放熱ビア１３は、ＲＦＩＣ３１と重なる位置においてＲＦＩＣ３１に接続され、かつ、放熱パターン１５がアンテナ基板２０の外側まで延びている。これにより、アンテナ基板２０の配線が密集して配置されてしまうことなく、放熱ビア１３および放熱パターン１５を用いて放熱ルートを確保し、放熱パターン１５を介して熱を空気中に放出することで、ＲＦＩＣ３１を効率よく冷却することが可能となる。
また、アンテナ基板２０と実装基板１０との間に上下方向の隙間が設けられている。これにより、放熱パターン１５をより広い面積で空気に触れさせて熱を効率よく放出させ、かつ、アンテナ基板２０を空気で囲い、高周波信号の伝送損失を抑制することができる。
また、アンテナ基板２０のうち実装基板１０に対向する対向面２０ａに第２放熱パターン２３が形成され、第２放熱パターン２３と放熱パターン１５とが接続部２２により接続されている。これにより、放熱パターン１５だけでなく、第２放熱パターン２３からもＲＦＩＣ３１の熱を放出させて、より効率よくＲＦＩＣ３１を冷却できる。
また、放熱パターン１５がＧＮＤと同電位であってもよい。この場合、インピーダンス整合のためなどに実装基板１０に形成されるＧＮＤパターンを、放熱パターン１５として利用できる。これにより、実装基板１０の面積を大きくすることなく、放熱パターン１５による放熱効果を得ることができる。
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について説明するが、第２実施形態の構成は、第１実施形態と基本的に同様である。このため、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、第１実施形態と第２実施形態とが異なる点についてのみ説明する。
図２に示すように、本実施形態の無線通信モジュール１Ａは、アンダーフィル４０を備えている。
次に、本発明に係る第２実施形態について説明するが、第２実施形態の構成は、第１実施形態と基本的に同様である。このため、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、第１実施形態と第２実施形態とが異なる点についてのみ説明する。
図２に示すように、本実施形態の無線通信モジュール１Ａは、アンダーフィル４０を備えている。
アンダーフィル４０は、放熱パターン１５と第２放熱パターン２３との接続部２２の周囲に設けられている。また、アンダーフィル４０は、放熱パターン１５および第２放熱パターン２３の両方に接している。これにより、接続部２２だけでなく、アンダーフィル４０も経由して、熱を放熱パターン１５から第２放熱パターン２３へと伝えることができる。したがって、ＲＦＩＣ３１の熱をより効率よく放出することが可能となる。アンダーフィル４０の材質としては、樹脂などを採用できる。
なお、放熱パターン１５、接続部２２、および第２放熱パターン２３には高周波信号が通らないため、アンダーフィル４０を設けたとしても、高周波信号の伝送損失の低下を避けることができる。
（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態について説明するが、第３実施形態の構成は、第１実施形態と基本的に同様である。このため、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、第１実施形態と第３実施形態とが異なる点についてのみ説明する。
図３に示すように、本実施形態の無線通信モジュール１Ｂは、第１放熱部材５１および補助放熱部材５２を備えている。
次に、本発明に係る第３実施形態について説明するが、第３実施形態の構成は、第１実施形態と基本的に同様である。このため、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、第１実施形態と第３実施形態とが異なる点についてのみ説明する。
図３に示すように、本実施形態の無線通信モジュール１Ｂは、第１放熱部材５１および補助放熱部材５２を備えている。
第１放熱部材５１は、ＩＣパッケージ３０における、実装基板１０とは反対側の表面に接している。補助放熱部材５２は、第１放熱部材５１における、ＩＣパッケージ３０とは反対側の面に接している。言い換えると、ＩＣパッケージ３０と補助放熱部材５２とにより第１放熱部材５１が挟まれている。平面視において、補助放熱部材５２は、ＩＣパッケージ３０および第１放熱部材５１よりも広い面積を有する。第１放熱部材５１は、例えば、放熱シートや接着剤などであってもよい。補助放熱部材５２は、例えば、金属などであってもよい。
このように本実施形態では、ＩＣパッケージ３０のうち、実装基板１０とは反対側の表面に第１放熱部材５１が設けられている。これにより、ＲＦＩＣ３１で生じた熱を、第１放熱部材５１を介して空気に放出することができる。したがって、ＲＦＩＣ３１をより効率よく冷却することが可能となる。また、補助放熱部材５２をさらに設けた場合には、補助放熱部材５２によっても熱を放出することができる。なお、補助放熱部材５２を省略してもよい。また、平面視における第１放熱部材５１の面積をＩＣパッケージ３０より大きくしてもよい。
（第４実施形態）
次に、本発明に係る第４実施形態について説明するが、第４実施形態の構成は、第３実施形態と基本的に同様である。このため、第３実施形態と同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、第３実施形態と第４実施形態とが異なる点についてのみ説明する。
図４に示すように、本実施形態の無線通信モジュール１Ｃは、第２放熱部材５３および第２補助放熱部材５４を備えている。
次に、本発明に係る第４実施形態について説明するが、第４実施形態の構成は、第３実施形態と基本的に同様である。このため、第３実施形態と同様の構成には同一の符号を付してその説明は省略し、第３実施形態と第４実施形態とが異なる点についてのみ説明する。
図４に示すように、本実施形態の無線通信モジュール１Ｃは、第２放熱部材５３および第２補助放熱部材５４を備えている。
第２放熱部材５３は、放熱パターン１５に接するように、実装基板１０の第１面１１の上側に設けられている。また、第２補助放熱部材５４は、第２放熱部材５３に接している。平面視において、第２放熱部材５３および第２補助放熱部材５４は、アンテナ基板２０とは異なる位置に配置されている。平面視において、第２補助放熱部材５４は、第２放熱部材５３よりも広い面積を有する。第２放熱部材５３は、例えば、放熱シートや接着剤などであってもよい。第２補助放熱部材５４は、例えば、金属などであってもよい。
このように本実施形態では、放熱パターン１５の表面のうち、平面視においてアンテナ基板２０と異なる位置に、第２放熱部材５３が設けられている。これにより、ＲＦＩＣ３１で生じた熱を、第２放熱部材５３を介して空気に放出することができる。したがって、ＲＦＩＣ３１をより効率よく冷却することが可能となる。また、第２補助放熱部材５４をさらに設けた場合には、第２補助放熱部材５４によっても熱を放出することができる。なお、第２補助放熱部材５４を省略してもよい。
（第５実施形態）
次に、本発明に係る第５実施形態について説明する。本実施形態では図５、図６を用いて、上記第１〜第４実施形態における接続部２２やアンテナ端子２１の配置の具体例について説明する。なお、図５、図６では無線通信モジュール１Ｄを上方から見ており、アンテナ基板２０については輪郭のみを破線で示している。図５、図６において、放熱パターン１５には複数の開口部１５ａが形成されており、各開口部１５ａの内側に、非放熱用ビア１４の第１ランド１４ａおよびアンテナ端子２１が配置されている。接続部２２は、放熱パターン１５上（開口部１５ａ以外の箇所）に設けられている。
次に、本発明に係る第５実施形態について説明する。本実施形態では図５、図６を用いて、上記第１〜第４実施形態における接続部２２やアンテナ端子２１の配置の具体例について説明する。なお、図５、図６では無線通信モジュール１Ｄを上方から見ており、アンテナ基板２０については輪郭のみを破線で示している。図５、図６において、放熱パターン１５には複数の開口部１５ａが形成されており、各開口部１５ａの内側に、非放熱用ビア１４の第１ランド１４ａおよびアンテナ端子２１が配置されている。接続部２２は、放熱パターン１５上（開口部１５ａ以外の箇所）に設けられている。
図５に示すように、放熱パターン１５と第２放熱パターン２３（図１等参照）とを接続する接続部２２は、平面視におけるアンテナ基板２０の中心部および外周部の両方に配置するとよい。図５では、２つの接続部２２がアンテナ基板２０の中心部に配置されている。また、図５では実装基板１０に２つの放熱ビア１３が形成されており、平面視において、中心部に位置する２つの接続部２２が各放熱ビア１３の直上に配置されている。さらに、１２個の接続部２２が、アンテナ基板２０の外周部に配置されている。これにより、ＲＦＩＣ３１で生じた熱を複数のルート（複数の接続部２２）を経由して第２放熱パターン２３に伝え、より効率よく放熱することができる。
また、図５に示すように、平面視において、中心部に配置された接続部２２と外周部に配置された接続部２２との間に、ＲＦＩＣ３１との間で信号を伝送するアンテナ端子２１を配置するとよい。図５に示す例では、４つのアンテナ端子２１が、アンテナ基板２０の中心部に位置する２つの接続部２２を囲うように配置されている。さらに、外周部に位置する１２個の接続部２２が、４つのアンテナ端子２１を囲うように配置されている。
上記のような構成によれば、アンテナ端子２１への高周波信号等が外乱の影響を受けることを防いだり、アンテナ端子２１間で生じる信号の遷移を防いだりする効果が得られる。特に接続部２２がＧＮＤと同電位である場合に、上記の効果が顕著に得られる。
なお、アンテナ端子２１や接続部２２の数は適宜変更可能である。例えば、図６に示すように、接続部２２の数を増やすことで、放熱効果をより高めてもよい。
なお、アンテナ端子２１や接続部２２の数は適宜変更可能である。例えば、図６に示すように、接続部２２の数を増やすことで、放熱効果をより高めてもよい。
なお、本発明の技術的範囲は、前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記の各実施形態では、アンテナ基板２０に第２放熱パターン２３が形成されていたが、このような第２放熱パターン２３は、無くてもよい。さらに、放熱パターン１５と第２放熱パターン２３とを接続するために用いられる接続部２２も無くてもよい。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。
例えば、前記第１〜第５実施形態のうち、２つまたは３つ以上の構成を組み合わせてもよい。
例えば、前記第１〜第５実施形態のうち、２つまたは３つ以上の構成を組み合わせてもよい。
１、１Ａ〜１Ｄ…無線通信モジュール １０…実装基板 １１…第１面 １２…第２面 １３…放熱ビア １５…放熱パターン ２０…アンテナ基板 ２０ａ…対向面 ２１…アンテナ端子 ２２…接続部 ２３…第２放熱パターン ３０…ＩＣパッケージ ４０…アンダーフィル ５１…第１放熱部材 ５３…第２放熱部材
Claims (9)
- 第１面および第２面を有する実装基板と、
前記第１面に実装されたアンテナ基板と、
前記第２面に実装されたＲＦＩＣを有するＩＣパッケージと、を備え、
前記実装基板には、前記実装基板を貫通して前記第１面と前記第２面との間に延びる放熱ビアと、前記第１面に形成されて前記放熱ビアに接続された放熱パターンと、電気信号または電流を伝達する非放熱用ビアと、が形成され、
前記実装基板の厚さ方向から見た平面視において、前記放熱ビアは前記ＲＦＩＣと重なる位置において前記ＲＦＩＣに接続され、かつ、前記放熱パターンが前記アンテナ基板の外側まで延びている、無線通信モジュール。 - 前記アンテナ基板と前記実装基板との間に隙間が設けられている、
請求項１に記載の無線通信モジュール。 - 前記アンテナ基板のうち前記実装基板に対向する対向面に第２放熱パターンが形成され、
前記第２放熱パターンと前記放熱パターンとが接続されている、
請求項１又は請求項２に記載の無線通信モジュール。 - 前記第２放熱パターンと前記放熱パターンとの接続部の周囲にアンダーフィルが設けられ、
前記アンダーフィルが前記第２放熱パターンおよび前記放熱パターンに接している、
請求項３に記載の無線通信モジュール。 - 前記第２放熱パターンと前記放熱パターンとを接続する複数の接続部を備え、
平面視において、前記複数の接続部は、前記アンテナ基板の中心部および外周部の両方に配置されている、
請求項３又は請求項４に記載の無線通信モジュール。 - 前記アンテナ基板は、前記アンテナ基板と前記ＲＦＩＣとの間で信号を伝送するアンテナ端子を有し、
平面視において、前記中心部に配置された前記接続部と前記外周部に配置された前記接続部との間に、前記アンテナ端子が配置されている、
請求項５に記載の無線通信モジュール。 - 前記ＩＣパッケージのうち、前記実装基板とは反対側の表面に第１放熱部材が設けられている、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の無線通信モジュール。 - 前記放熱パターンの表面のうち、前記平面視において前記アンテナ基板と異なる位置に第２放熱部材が設けられている、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の無線通信モジュール。 - 前記放熱パターンは、ＧＮＤと同電位である、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の無線通信モジュール。
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