JPWO2014196144A1 - 無線モジュール及び無線装置 - Google Patents

無線モジュール及び無線装置 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2014196144A1
JPWO2014196144A1 JP2015521283A JP2015521283A JPWO2014196144A1 JP WO2014196144 A1 JPWO2014196144 A1 JP WO2014196144A1 JP 2015521283 A JP2015521283 A JP 2015521283A JP 2015521283 A JP2015521283 A JP 2015521283A JP WO2014196144 A1 JPWO2014196144 A1 JP WO2014196144A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
wireless device
wireless module
heat
wireless
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015521283A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6330149B2 (ja
Inventor
藤田 卓
卓 藤田
亮佑 塩崎
亮佑 塩崎
健太郎 渡邊
健太郎 渡邊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of JPWO2014196144A1 publication Critical patent/JPWO2014196144A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6330149B2 publication Critical patent/JP6330149B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/02Arrangements for de-icing; Arrangements for drying-out ; Arrangements for cooling; Arrangements for preventing corrosion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2283Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles mounted in or on the surface of a semiconductor substrate as a chip-type antenna or integrated with other components into an IC package
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
    • H01L2223/64Impedance arrangements
    • H01L2223/66High-frequency adaptations
    • H01L2223/6661High-frequency adaptations for passive devices
    • H01L2223/6677High-frequency adaptations for passive devices for antenna, e.g. antenna included within housing of semiconductor device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/16227Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1532Connection portion the connection portion being formed on the die mounting surface of the substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0237High frequency adaptations
    • H05K1/0243Printed circuits associated with mounted high frequency components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0296Conductive pattern lay-out details not covered by sub groups H05K1/02 - H05K1/0295
    • H05K1/0298Multilayer circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/141One or more single auxiliary printed circuits mounted on a main printed circuit, e.g. modules, adapters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10098Components for radio transmission, e.g. radio frequency identification [RFID] tag, printed or non-printed antennas

Abstract

アンテナ特性の劣化を抑制し、放熱性を向上できる無線モジュールとして、一方の面に、複数のアンテナ部及びグランド部が配設された第1基板と、第1基板の一方の面に対向して配設された放熱部材と、を備え、放熱部材は、各アンテナ部が開口する各開口部と、各開口部を区分する仕切り部と、を含み、グランド部は、第1基板と放熱部材との間に配置されている無線モジュールを提供する。

Description

本開示は、無線モジュール及び無線装置に関する。
従来、モジュール内の電子部品において発生する熱を逃がすために、放熱部品が設けられたモジュールが知られている(例えば、特許文献1参照)。モジュールの蓋には、電子部品と対向する開口部に、V字状に折り曲げられた金属片が設けられている。金属片を電子部品の面に接触させ、電子部品からの熱を放射する。
特開2000−223630号公報
特許文献1に記載されたモジュールでは、アンテナ特性の劣化を抑制し、放熱性を向上することが困難であった。
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、アンテナ特性の劣化を抑制し、放熱性を向上できる無線モジュールを提供する。
本開示の無線モジュールは、一方の面に、複数のアンテナ部及びグランド部が配設された第1基板と、第1基板の一方の面に対向して配設された放熱部材と、を備え、放熱部材は、各アンテナ部が開口する各開口部と、各開口部を区分する仕切り部と、を含み、グランド部は、第1基板と放熱部材との間に配置されている。
本開示によれば、アンテナ特性の劣化を抑制し、放熱性を向上できる。
第1の実施形態における無線装置の構造例を示す断面図 第1の実施形態における無線モジュールの構造例を示す平面図 第1の実施形態におけるモジュール基板及び放熱部品の形状の一例を示す平面図 第2の実施形態における無線装置の構造例を示す断面図 (A)第1変形例における無線モジュールの構造例を示す断面図、(B)第1変形例における無線モジュールの構造例を示す断面図 (A)第3変形例における無線モジュールの構造例を示す断面図、(B)第4変形例における無線モジュールの構造例を示す断面図、(C)第5変形例における無線モジュールの構造例を示す断面図
以下、本開示の実施形態について、図面を用いて説明する。
(本開示に係る一形態を得るに至った経緯)
特許文献1に記載されたモジュールは、アンテナが実装された無線モジュールではなかった。このため、アンテナが実装された無線モジュールに放熱部品を単に設けた場合、放熱部品によってアンテナ特性が劣化する可能性がある。
以下、アンテナ特性の劣化を抑制し、放熱性を向上できる無線モジュールについて説明する。
(第1の実施形態)
図1は第1の実施形態における無線装置100の構造例を示す断面図であり、図2に示す無線モジュール1のA−A断面図である。
ここで、モジュール基板3の面に平行な面をX−Y面とし、図1では、横方向をX方向とし、奥行き方向をY方向とする。また、モジュール基板の面に対して垂直な方向、つまり、X−Y面に対して垂直な方向をZ方向とする。
図2は無線モジュール1の構造例を示す平面図である。図3(A)はモジュール基板3の形状の一例を示す平面図である。図3(B)は放熱部品5の形状の一例を示す平面図である。
図1に示すように、無線モジュール1は、一方の面にアンテナ13,15が実装されたモジュール基板3と、モジュール基板(第1基板)3を覆う放熱部品5と、を含む。無線モジュール1は、筐体7に収容され、セット基板10に実装される。セット基板10は、例えば多層基板である。無線モジュール1、セット基板(第2基板)10、筐体7を含めて無線装置100が構成される。
モジュール基板3は、例えば矩形の板状に形成され、例えば7層の金属層3aと、各金属層3aの間に充填される誘電体層3bと、を含む多層基板である。モジュール基板3の最上層には、それぞれ例えば2×2(4個)のパッチアンテナを用いたアンテナ13,15(図2参照)が実装(配設)される。
なお、アンテナ13,15はモジュール基板3の上面に実装されているが、少なくとも1面に実装されていればよく、例えば下面に実装されてもよい。また、モジュール基板3の最上層には、アンテナ13,15と隣接するように、グランド(GND)パターン11が形成(配設)される。
モジュール基板3の最下層には、LSI8,9が、パッド21a〜21d及びはんだボール22a〜22dを介して実装される。LSI8,9とモジュール基板3の下面との間には、パッド21a〜21d及びはんだボール22a〜22dを覆うように、例えば樹脂が充填されたモールド部27が形成される。
LSI8のX方向における位置は、アンテナ13の位置と例えば略同一である。つまり、LSI8とアンテナ13とは、X方向において、少なくとも一部が重複する位置に配置されている。LSI8は、例えば、マイクロ波の信号を処理する高周波(RF:Radio Frequency)IC(Integrated Curcuit)を含み、マイクロ波の信号は、LSI8からアンテナ13へ伝搬される。アンテナ13は、各パッチアンテナ13a,13bと配線層3dとを接続する各信号ビア17,18を介して、LSI8と接続される。アンテナ13は、配線層3dとパッド21aを接続する信号ビア36、パッド21a、及びはんだボール22aを介して、LSI8と接続される。
LSI9のX方向における位置は、GNDパターン11の位置と例えば略同一である。つまり、LSI9とGNDパターン11とは、X方向において、少なくとも一部が重複する位置に配置されている。LSI9は、例えば、ベースバンド信号を処理し、発熱量が所定量以上の電子部品であるベースバンドICを含む。GNDパターン11は、LSI9のGNDに接続される。GNDパターン11は、GNDビア19を介して、GND層3cと接続し、GND層3cは、GNDビア33を介して、パッド21cと接続し、パッド21cは、はんだボール22cを介して、LSI9のGNDと接続する。
このため、LSI9の内部において発生した熱の多くは、はんだボール22c、パッド21c、GNDビア33、GND層3c、及びGNDビア19を介して、GNDパターン11に伝搬される。
なお、図1では、アンテナ13を含む図2のA−A断面を例示しているが、A−A断面に平行でありアンテナ15を含む断面の構造についても、図1と同様である。
図3(A)に示すように、モジュール基板3の上面には、前述した、2×2個のパッチアンテナを含むアンテナ13,15、及びアンテナ13,15と隣接するGNDパターン11が配置される。
放熱部品5(放熱部材の一例)は、図3(B)に示すように、例えば矩形の板状に形成されたモジュール基板3を覆う。モジュール基板3の基板面に対向する放熱部品5の面(基板対向面)の面積は、モジュール基板3の基板面の面積より大きい。
また、放熱部品5は、モジュール基板3の上面以外にも、左右面つまりZ方向に沿う面も覆い、セット基板10に沿って延びている。従って、セット基板10と放熱部品5とにより、無線モジュール1全体が包囲される。なお、全体を覆わない場合は、放熱部品5のうち、少なくとも、2辺がセット基板10に沿って延びていればよい。この場合、放熱部品5は長方形に形成し、短辺において、2辺がセット基板10に沿って延びていればよい。
放熱部品5の材料としては、熱伝導性の高い、つまり熱抵抗の小さい材料が用いられる。具体的には、例えば金属(例えばベリリウム銅)又はグラファイトが用いられる。放熱部品5は、モジュール基板3に実装された例えばLSI8,9からの熱を、GNDパターン11を介して、セット基板10に伝搬することで、放熱効果を高めている。
また、放熱部品5の基板対向面5eは、GNDパターン11の上面と熱的に接触するように、モジュール基板3の上面に固定される。熱的に接触とは、物理的に接続された場合と接続されていない場合の双方を含む。
これにより、GNDパターン11を通じて、例えばLSI9からの熱が放熱部品5に伝わり易くなり、放熱効果が高まる。
なお、放熱部品5とGNDパターン11を単に熱的に接触させる以外にも、例えば、はんだ付けによって接続してもよく、より熱を伝搬し易くなる。
図2に示すように、放熱部品5の基板対向面5eには、2つの開口部5a,5bが形成される。開口部5a,5bは、例えば矩形に形成される。開口部5a、5bによって、アンテナ13,15からの電波の放射パターンの劣化を抑制できる。なお、開口部の数は2つに限られない。
また、放熱部品5には、2つのアンテナ13,15に対応する開口部5aと開口部5bとを区分する仕切り部5cが形成される。仕切り部5cによって、X−Y面において、アンテナ13の各端部は、開口部5aの各端部との距離が略均等になり、アンテナ15の各端部は、開口部5bの各端部との距離が略均等になる。即ち、各開口部5a,5bと各アンテナ13,15との位置関係はそれぞれ略同一であり、開口部5a,5bは、アンテナ13,15の例えば上下左右をそれぞれ均等に囲む。これにより、開口部5a,5bの内側に露出されたアンテナ13,15からの放射パターンが乱れることを防止できる。
なお、例えば3×2、4×3のパッチアンテナを有するアンテナの場合、放熱部品5には、例えば正方形でなく長方形の開口部が形成されることにより、同様の効果が得られる。
マイクロ波以上の波長をλとすると、開口部5a,5bの大きさは、2×2のパッチアンテナの各エレメントからX方向及びY方向にそれぞれλ/2以上に離間された大きさであることが望ましい。例えば、60GHz帯のミリ波を用いた場合、波長λ=5mmであるので、パッチアンテナの各エレメントから開口部の端までの距離は、5mm/2=2.5mmとなる。
無線モジュール1によれば、モジュール基板3を覆い、GNDパターン11と熱的に接触される放熱部品5の基板対向面5eに開口部5a,5bが形成されるので、アンテナ特性の劣化を抑制し、放熱性を向上できる。また、放熱部品5自体により広い面積に熱を分散、伝搬でき、更にセット基板10に熱を伝搬できる。また、GNDパターン11とLSI9のGNDとが接続されるので、発熱量の多い電子部品において発生する熱を効率良く放熱できる。また、筐体7に開口部を設けることなく、放熱部品5を取り付けるので、モジュール基板3の配線設計に制約が生じない。また、無線モジュール1を小型化、薄型化できるので、無線装置100の一例としてのモバイル機器に搭載し易くなる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、放熱部品をセット基板10に熱的に接触させたが、第2の実施形態では、放熱部品を筐体7に熱的に接触、つまり筐体7を介して放熱させる場合を示す。
図4は第2の実施形態における無線装置100Aの構造例を示す断面図である。無線装置100Aにおいて、第1の実施形態における無線装置100と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。図4では、セット基板10の図示を省略している。
無線装置100Aは、図1に示した無線装置100と比較すると、放熱部品5の代わりに放熱部品5Aを備える。放熱部品5Aは、モジュール基板3を覆い、モジュール基板3に対向して窪み部(第2部分の一例)5gが形成される。窪み部5gは、GNDパターン11に近接配置され、筐体7側に曲折される。近接配置には、物理的に接触し、又はGNDパターン11との距離を所定距離以内とすることが含まれる。窪み部5gの面には、アンテナ13,15と対向する開口部5a,5bが形成される。
また、放熱部品5Aの窪み部5gを除く他部5i(第1部分の一例)は、筐体7に接触又は接続され、筐体7に熱的に接触する。放熱部品5Aは、モジュール基板3の下面に実装された電子部品(例えばLSI8,9)において発生した熱を筐体7に伝搬する。
無線モジュール1Aによれば、開口部5a,5bによりアンテナ特性の劣化を抑制し、放熱部品5Aが筐体7に熱的に接触されるので、放熱部品5Aから筐体7にも熱を伝搬でき、放熱効率を向上できる。また、筐体7に熱伝導性の良い材料を用いることで、更に放熱効果を高めることもできる。また、GNDパターン11に放熱部品5Aの一部が近接配置されることで、発熱量の多い電子部品(例えばLSI9)からの熱を、更に効率良く放熱できる。
(変形例)
以下に、無線モジュール1Aの変形例を6つ示す。変形例では、主に放熱部品の形状が異なる。変形例における無線モジュール1B〜1Fにおいて、無線モジュール1Aと同様の構成については説明を省略する。
図5(A)は第1変形例の無線モジュール1Bの構造例を示す断面図である。図5(B)は第2変形例の無線モジュール1Cの構造例を示す断面図である。なお、図5(A),(B)において、モジュール基板3の下面に取り付けられた部品(例えばLSI8,9)、及びセット基板10は省略されている。
図5(A)では、放熱部品5BがGNDパターン11に近接配置されていない。放熱部品5BのGNDパターン11に対向する部分(第1部分の一例)は、筐体7側に沿って延びている。また、放熱部品5Bの開口部5a,5bが形成された窪み部5g1は、窪み部5g1の底面5p1(第2部分の一例)の中心に対して、対称な形状を有する。また、窪み部5g1における筐体7に連接する壁面5h1(第3部分の一例)は、底面5p1に直交する方向(Z方向)に沿って形成される。
第1変形例によれば、アンテナ13,15による電波の放射パターンへの影響を小さくし、放熱できる。
図5(B)では、放熱部品5CがGNDパターン11に近接配置されていない。放熱部品5CのGNDパターン11に対向する部分は、筐体7側に沿って延びている。また、放熱部品5Cの開口部5a,5bが形成された窪み部5g2は、窪み部5g2の底面5p2の中心に対して、対称な形状を有する。また、窪み部5g2における筐体7に連接する壁面5h2は、底面5p2の端部周辺から放射状に広がるテーパ面を有する。
第2変形例によれば、アンテナ13,15による電波の放射パターンの広がりに対応でき、指向性の劣化を抑制でき、アンテナ13,15の放射パターンへの影響をより一層小さくできる。
このように、放熱部品5B,5Cが窪み部5g1,5g2を含むことにより、アンテナ13,15の放射パターンの劣化を防止し、筐体7への放熱量も確保できる。
図6(A)は第3変形例の無線モジュール1Dの構造例を示す断面図である。図6(B)は第4変形例の無線モジュール1Eの構造例を示す断面図である。図6(C)は第5変形例の無線モジュール1Fの構造例を示す断面図である。図6(A)〜(C)では、モジュール基板3の下面に取り付けられた部品(例えばLSI8,9)、及びセット基板10は省略されている。
図6(A)〜(C)では、無線モジュール1D〜1Fの窪み部5g3〜5g5は、X−Y面におけるX軸正方向、X軸負方向、Y軸正方向、Y軸負方向の少なくとも一方向において、筐体7と接触しない。例えば、図6(A)〜(C)では、放熱部品の窪み部の底面5gの一部に開口部5aが形成されるが、開口部5aのX軸負側では、窪み部の壁面は形成されない。また、放熱部品の窪み部よりもX軸負側では、放熱部5は筐体7に接続されない。
図6(A)に示す無線モジュール1Dでは、図4の無線装置100Aに含まれる無線モジュール1Aと比較すると、放熱部品5Dは、開口部5a,5bよりもX軸負側において、アンテナ13,15と対向する窪み部5g3の壁面が存在せず、筺体7に接続されない。つまり、放熱部品5Dは、X方向及びY方向において、開口部5a,5bよりもX軸正側(GNDパターン11側)の部分を有する。
図6(B)に示す無線モジュール1Eでは、図5(A)の無線モジュール1Bと比較すると、放熱部品5Eは、開口部5a,5bよりもX軸負側において、アンテナ13,15と対向する窪み部5g4の壁面が存在せず、筺体7に接続されない。つまり、放熱部品5Eは、X方向及びY方向において、開口部5a,5bよりもX軸正側(GNDパターン11側)の部分を有する。
図6(C)に示す無線モジュール1Fでは、図5(B)の無線モジュール1Cと比較すると、放熱部品5Fは、開口部5a,5bよりもX軸負側において、アンテナ13,15と対向する窪み部5g5の壁面が存在せず、筺体7に接続されない。つまり、放熱部品5Fは、X方向及びY方向において、開口部5a,5bよりもX軸正側(GNDパターン11側)の部分を有する。
このように、開口部5a,5bよりもX軸負側(アンテナ13,15側)の一部が省かれた放熱部品5D〜5Fでも、放熱部品5D〜5Fの一部が発熱量の多いGNDパターン11の上方に位置し、熱的に接触する。従って、GNDパターン11の下方に位置する例えばLSI9から発する熱を効率良く逃がすことができる。また、放熱部品5D〜5Fの材料が低減するので、軽量化又はコストダウンに繋がる。また、実装スペース又は配置位置を加味して放熱部品5D〜5Fを実装できる。
なお、本開示は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、請求の範囲において示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。
例えば、上記実施形態では、筐体7には開口部が形成されていないが、筐体7においても、放熱部品に形成された開口部と対向する位置に開口部を形成してもよい。これにより、放熱効果を更に向上できる。
また、上記実施形態では、放熱部品をGNDパターン11に接触させる代わりに、熱伝導率の高い材料(例えばマイカ)を挟んで熱的にGNDパターン11に接触させるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、放熱部品は、セット基板10又は筐体7のいずれか一方に熱的に接触するように取り付けられたが、両方に熱的に接触させてもよい。これにより、放熱効果を更に向上できる。
また、前記第1の実施形態では、放熱部品は、モジュール基板に取り付けられていたが、無線モジュール内の他の基板に取り付けられてもよい。
なお,以上の説明ではアンテナと開口部端の間をλ/2以上離すことで、放射パターンへの影響を抑制する場合について記載したが、アンテナの放射パターンを変更する場合には、アンテナと開口部端の間をλ/2以下としてもよい。
なお、以上の説明では、放熱部品の材料として、金属又はグラファイトを用いて記載したが、例えばABS樹脂を用いた誘電体材料であっても同様な効果が得られる。
(本開示の一形態の概要)
本開示の無線モジュールは、一方の面に、複数のアンテナ部及びグランド部が配設された第1基板と、第1基板の一方の面に対向して配設された放熱部材と、を備え、放熱部材は、各アンテナ部が開口する各開口部と、各開口部を区分する仕切り部と、を含み、グランド部は、第1基板と放熱部材との間に配置されている。
本開示の第2の無線モジュールは、第1の無線モジュールであって、
仕切り部は、アンテナ部とアンテナ部に対向する開口部との位置関係が各アンテナ部について略均等となるように形成されている。
本開示の第3の無線モジュールは、第1または第2の無線モジュールであって、
グランド部は、発熱量が所定量以上の電子部品と熱的に接触する。
本開示の第4の無線装置は、第1ないし第3のいずれか1つの無線モジュールを用い、
放熱部材は、無線モジュールが実装される第2基板に熱的に接触する。
本開示の第5の無線装置は、第4の無線装置であって、
放熱部材は、無線モジュールと対向する筐体に熱的に接触する。
本開示の第6の無線装置は、第5の無線装置であって、
放熱部材とグランド部との距離は、所定距離以下である。
本開示の第7の無線装置は、第5の無線装置であって、
放熱部材は、筐体に沿って近接配置される第1部分と、開口部を含み第1基板側に沿って近接配置される第2部分と、第1部分と第2部分とを接続する第3部分と、を含む。
本開示の第8の無線装置は、第7の無線装置であって、
放熱部材の第3部分は、第2部分が底部となるテーパ面を有する。
本開示の第9の無線装置は、第7または第8の無線装置であって、
放熱部材の第2部分及び第3部分は、第2部分を基準として、第2部分に直交する方向に対して略対称な形状を有する。
本出願は、2013年6月4日出願の日本特許出願(特願2013-117974)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本開示は、無線モジュールにおいて、アンテナ特性の劣化を抑制し、放熱性を向上でき、有用である。
1,1A,1B,1C,1D,1E,1F 無線モジュール
3 モジュール基板
3a 金属層
3b 誘電体層
3c GND層
3d 配線層
5,5A,5B,5C,5D,5E,5F 放熱部品
5a,5b 開口部
5c 仕切り部
5e 基板対向面
5i 他部
5g,5g1,5g2,5g3,5g4,5g5 窪み部
5h1,5h2 窪み部の壁面
5p1,5p2 窪み部の底面
7 筐体
8,9 LSI
10 セット基板
11 GNDパターン
13,15 アンテナ
13a,13b パッチアンテナ
17,18,36 信号ビア
19,33 GNDビア
21a,21b,21c,21d パッド
22a,22b,22c,22d はんだボール
27 モールド部
100,100A 無線装置

Claims (9)

  1. 一方の面に、複数のアンテナ部及びグランド部が配設された第1基板と、
    前記第1基板の前記一方の面に対向して配設された放熱部材と、
    を備え、
    前記放熱部材は、前記各アンテナ部が開口する各開口部と、前記各開口部を区分する仕切り部と、を含み、
    前記グランド部は、前記第1基板と前記放熱部材との間に配置される、
    無線モジュール。
  2. 請求項1に記載の無線モジュールであって、
    前記仕切り部は、前記アンテナ部と前記開口部との位置関係が各アンテナ部について均等となるように形成された無線モジュール。
  3. 請求項1または2に記載の無線モジュールであって、
    前記グランド部は、発熱量が所定量以上の電子部品と熱的に接触する無線モジュール。
  4. 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の無線モジュールを用い、
    前記放熱部材は、前記無線モジュールが実装される第2基板に熱的に接触する
    無線装置。
  5. 請求項4に記載の無線装置であって、
    前記放熱部材は、前記無線モジュールと対向する筐体に熱的に接触する無線装置。
  6. 請求項5に記載の無線装置であって、
    前記放熱部材と前記グランド部との距離は、所定距離以下である無線装置。
  7. 請求項5に記載の無線装置であって、
    前記放熱部材は、
    前記筐体に沿って近接配置される第1部分と、
    前記開口部を含み前記第1基板側に沿って近接配置される第2部分と、
    前記第1部分と前記第2部分とを接続する第3部分と、
    を含む無線装置。
  8. 請求項7に記載の無線装置であって、
    前記放熱部材の前記第3部分は、前記第2部分が底部となるテーパ面を有する無線装置。
  9. 請求項7または8に記載の無線装置であって、
    前記放熱部材の前記第2部分及び前記第3部分は、前記第2部分を基準として、前記第2部分に直交する方向に対して略対称な形状を有する無線装置。
JP2015521283A 2013-06-04 2014-05-23 無線モジュール及び無線装置 Expired - Fee Related JP6330149B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013117974 2013-06-04
JP2013117974 2013-06-04
PCT/JP2014/002717 WO2014196144A1 (ja) 2013-06-04 2014-05-23 無線モジュール及び無線装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2014196144A1 true JPWO2014196144A1 (ja) 2017-02-23
JP6330149B2 JP6330149B2 (ja) 2018-05-30

Family

ID=52007805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015521283A Expired - Fee Related JP6330149B2 (ja) 2013-06-04 2014-05-23 無線モジュール及び無線装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9627741B2 (ja)
JP (1) JP6330149B2 (ja)
WO (1) WO2014196144A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3764466A1 (en) * 2015-12-22 2021-01-13 INTEL Corporation Microelectronic devices designed with integrated antennas on a substrate
JP6905438B2 (ja) * 2017-09-22 2021-07-21 株式会社フジクラ 無線通信モジュール
JP7062473B2 (ja) * 2018-03-14 2022-05-06 株式会社東芝 アンテナモジュール
JP6881675B2 (ja) * 2018-03-27 2021-06-02 株式会社村田製作所 アンテナモジュール
KR20200121037A (ko) 2019-04-15 2020-10-23 삼성전자주식회사 안테나 및 방열 구조물을 포함하는 전자 장치
KR20210098764A (ko) * 2020-02-03 2021-08-11 삼성전자주식회사 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치
WO2022038868A1 (ja) * 2020-08-19 2022-02-24 株式会社村田製作所 通信装置
US11476556B1 (en) 2020-11-23 2022-10-18 Xilinx, Inc. Remote active cooling heat exchanger and antenna system with the same
JP2024512118A (ja) * 2021-04-06 2024-03-18 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド 放熱構造を含む電子装置
KR20220138745A (ko) * 2021-04-06 2022-10-13 삼성전자주식회사 방열 구조를 포함하는 전자 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11340724A (ja) * 1998-05-22 1999-12-10 Mitsubishi Electric Corp フェーズドアレーアンテナ
JP2007116217A (ja) * 2005-10-18 2007-05-10 Hitachi Ltd ミリ波レーダ装置およびそれを用いたミリ波レーダシステム
WO2010067725A1 (ja) * 2008-12-12 2010-06-17 株式会社 村田製作所 回路モジュール
JP2010182792A (ja) * 2009-02-04 2010-08-19 Yamaha Corp 電子回路装置
JP2012157065A (ja) * 2012-04-13 2012-08-16 Sony Computer Entertainment Inc アンテナおよびそれを利用した無線通信装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3330893B2 (ja) 1999-02-04 2002-09-30 シャープ株式会社 金属筐体に囲まれた電子部品の放熱構造
JP2003163459A (ja) * 2001-11-26 2003-06-06 Sony Corp 高周波回路ブロック体及びその製造方法、高周波モジュール装置及びその製造方法。
JP4630746B2 (ja) 2005-07-13 2011-02-09 富士通株式会社 半導体パッケージ
JP2010245373A (ja) * 2009-04-08 2010-10-28 Panasonic Corp 半導体装置及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11340724A (ja) * 1998-05-22 1999-12-10 Mitsubishi Electric Corp フェーズドアレーアンテナ
JP2007116217A (ja) * 2005-10-18 2007-05-10 Hitachi Ltd ミリ波レーダ装置およびそれを用いたミリ波レーダシステム
WO2010067725A1 (ja) * 2008-12-12 2010-06-17 株式会社 村田製作所 回路モジュール
JP2010182792A (ja) * 2009-02-04 2010-08-19 Yamaha Corp 電子回路装置
JP2012157065A (ja) * 2012-04-13 2012-08-16 Sony Computer Entertainment Inc アンテナおよびそれを利用した無線通信装置

Also Published As

Publication number Publication date
US9627741B2 (en) 2017-04-18
US20150214598A1 (en) 2015-07-30
WO2014196144A1 (ja) 2014-12-11
JP6330149B2 (ja) 2018-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6330149B2 (ja) 無線モジュール及び無線装置
TWI534979B (zh) 用於射頻多晶片積體電路封裝的電磁干擾外殼
JP5730159B2 (ja) アンテナ基板およびアンテナモジュール
JP6058225B1 (ja) 高周波回路の電磁シールド構造及び高周波モジュール
KR20180006979A (ko) 이동 단말기 및 방열 및 차폐 구조체
KR20160038304A (ko) 회로기판
CN110167316B (zh) 通信模块及该通信模块的安装结构
WO2020017582A1 (ja) モジュール
KR20160120486A (ko) 회로기판 및 회로기판 제조방법
WO2016163135A1 (ja) 電子モジュール及び電子装置
JP2005026263A (ja) 混成集積回路
JP2010098274A (ja) 表面実装可能な集積回路のパッケージ化機構
JP2014036066A (ja) 放熱効果を有するシールドケース及びそれを備えた回路ユニット
JP6045427B2 (ja) 電磁波シールド構造および高周波モジュール構造
JP2012209527A (ja) 部品内蔵基板及びその製造方法
KR20180023488A (ko) 반도체 패키지 및 반도체 패키지 제조방법
KR102038602B1 (ko) 고방열 팬아웃 패키지 및 그 제조방법
JP7098820B2 (ja) 無線通信モジュール
JP2011077075A (ja) 発熱性電子素子内蔵のモジュール基板及びその製造方法
JP2013254925A (ja) 電子回路装置
JP5762452B2 (ja) 表面実装可能な集積回路のパッケージ化機構
JP2007027684A (ja) 電子部品モジュール
JP7062473B2 (ja) アンテナモジュール
JP6365283B2 (ja) 半導体チップ及び高周波モジュール
JP2014146843A (ja) 制御装置の放熱構造

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161206

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170926

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180313

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180326

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6330149

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees