JPWO2017006614A1

JPWO2017006614A1 - 高周波モジュール

Info

Publication number: JPWO2017006614A1
Application number: JP2017527105A
Authority: JP
Inventors: 中川　真志; 真志中川; 猛弘清家; 渡辺　英樹; 英樹渡辺; 澁谷　嘉久; 嘉久澁谷; 俊二桑名
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2018-03-08
Also published as: WO2017006614A1; EP3322264A1; EP3322264A4; US20180145397A1

Abstract

【課題】構造が簡単であり、装置の小型化に貢献する高周波モジュールを提供する。【解決手段】配線基板１０と、配線基板１０の上面に配設されたアンテナ用基板２０と、を備えた高周波モジュール１００であって、アンテナ用基板２０上には、金属パターン２１ａによって形成されたアンテナ２１が形成されており、配線基板１０とアンテナ用基板２０との間に、非導電性接着剤１１と導電性接着剤１３とが存在すると共に、非導電性接着剤１１と導電性接着剤１３との間に、スペーサ２３が設けられている。そのため、スペーサ２３によって非導電性接着剤１１と導電性接着剤１３とが接触することを防止できると共に、配線基板１０とアンテナ用基板２０との間の必要な高さを確保することができる。また、配線基板１０とアンテナ用基板２０との接続を簡単な構造で実現させることができる。【選択図】図４

Description

本発明は、高周波モジュールに関し、特に、２枚の基板が重ね合わされて使用される高周波モジュールに関する。

近年、小型化のために２枚の基板を重ね合わせて構成した高周波モジュールが開発されている。２枚の基板を組み合わせた高周波モジュールでは、当該２枚の基板を機構的に接続させる必要があると共に、電気的にも接続する必要がある。２枚の基板を有し、当該２枚の基板を機構的及び電気的に接続した構造を有する高周波モジュールが、特許文献１に開示されている。以下、このような高周波モジュールである樹脂封止基板装置９００について図５を用いて説明する。

樹脂封止基板装置９００は、基板９０２の下面に実装された電子部品９０３ｂを覆うと共に、基板９０２の両面側に設けられた樹脂部９０５を備え、樹脂部９０５の下面に設けられた補助板９０６と、一方がこの補助板９０６へ固定されるとともに、他方が基板９０２へ固定され、樹脂部９０５内に埋設された複数のスペーサ９０７と、を設けている。スペーサ９０７は、導電性の金属で形成されていると共に、その高さは、基板９０２の下面に装着された電子部品９０３ｂの高さよりも高く設定されている。

このように、複数のスペーサ９０７によって補助板９０６と基板９０２とが機構的に接続されているので、補助板９０６を金型へ搭載すれば、樹脂部形成工程においても基板９０２の位置を安定して維持できる。また、スペーサ９０７によって補助板９０６と基板９０２とを電気的に接続できる、という効果を奏する。

特開２０１２−０２８４８６号公報

しかしながら、樹脂封止基板装置９００では、補助板９０６と基板９０２とを電気的に接続する為に金属製のスペーサ９０７を補助板９０６に複数個取り付ける必要があるため、部品点数が増えて構造が複雑になっていた。そのため、装置の小型化を妨げてしまうという問題があった。

本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、構造が簡単であり、装置の小型化に貢献する高周波モジュールを提供する。

上記課題を解決するために本発明の高周波モジュールは、配線基板と、前記配線基板の上面に配設されたアンテナ用基板と、を備え、前記アンテナ用基板上には、金属パターンによって形成されたアンテナが形成されており、前記配線基板と前記アンテナ用基板との間に、非導電性接着剤と導電性接着剤とが存在すると共に、前記非導電性接着剤と前記導電性接着剤との間に、スペーサが設けられている、という特徴を有する。

このように構成された高周波モジュールは、スペーサによって非導電性接着剤と導電性接着剤とが接触することを防止できると共に、配線基板とアンテナ用基板との間の必要な高さを確保することができる。また、配線基板とアンテナ用基板との電気的な接続を簡単な構造で実現させることができるため、装置の小型化に貢献することができる。

また、上記の構成において、前記スペーサが前記非導電性接着剤を囲んでいると共に、前記スペーサの一部に隙間が形成されており、前記隙間が前記導電性接着剤の周囲には形成されていない、という特徴を有する。

このように構成された高周波モジュールは、導電性接着剤が非導電性接着剤と混ざることを防止すると共に、アンテナ用基板と配線基板との接着時にガス抜きすることができる。その結果、アンテナ用基板と配線基板とをより確実に接着させることができる。

また、上記の構成において、前記スペーサは、半田レジストが前記アンテナ用基板の前記配線基板側の面に印刷工法で形成されることによって設けられ、前記非導電性接着剤と前記導電性接着剤とが前記配線基板の前記アンテナ用基板側の面に塗布され、その後、前記アンテナ用基板と前記配線基板とが接着されることによって製造される、という特徴を有する。

このように構成された高周波モジュールは、スペーサを配線用パターンのないアンテナ用基板の配線基板側の面に形成するので、スペーサの高さの精度を高めることができる。また、配線基板とアンテナ用基板とを接着させる際に、塗布された非導電性接着剤及び導電性接着剤それぞれの量がスペーサによって規制されるので、非導電性接着剤と導電性接着剤それぞれの使用量を最小限に抑えることができる。

本発明の高周波モジュールは、スペーサによって非導電性接着剤と導電性接着剤とが接触することを防止できると共に、配線基板とアンテナ用基板との間の必要な高さを確保することができる。また、配線基板とアンテナ用基板との接続を簡単な構造で実現させることができるため、装置の小型化に貢献することができる。

高周波モジュールの外観を示す斜視図である。高周波モジュールを上方から見た模式図である。接着前の配線基板及びアンテナ用基板それぞれの断面図である。高周波モジュールの断面図である。従来例に関わる樹脂封止基板装置の断面図である。

以下、本発明の高周波モジュールについて図面を参照しながら説明する。本発明の高周波モジュールは、例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）やブルートゥース(登録商標)等に使用される、アンテナを有する小型の高周波モジュールである。本発明の高周波モジュールの用途については、以下説明する実施形態に限定されるものではなく適宜変更が可能である。尚、本明細書では、特に断りの無い限り、各図面の＋Ｘ側を右側、−Ｘ側を左側、＋Ｙ側を奥側、−Ｙ側を手前側、＋Ｚ側を上側、−Ｚ側を下側として説明する。

［実施形態］
最初に、図１乃至図４を参照して、本発明の実施形態に係る高周波モジュール１００の構造について説明する。図１は、高周波モジュール１００の外観を示す斜視図であり、図２は、高周波モジュール１００を上方から見た場合の模式図である。また、図３は、接着前の配線基板１０及びアンテナ用基板２０それぞれの、図２に示すＡ−Ａ線から見た時の断面図である。図３（ａ）が、接着前のアンテナ用基板２０であり、図３（ｂ）が、接着前の配線基板１０である。また、図４は、高周波モジュール１００の、図２に示すＡ−Ａ線から見た時の断面図である。尚、図２においては、内部の構造を分かり易く示すため、配線基板１０が透明であると仮定して、配線基板１０を２点鎖線で表示していると共に、アンテナ２１を省略している。

高周波モジュール１００は、図１に示すように、矩形形状をした配線基板１０と、配線基板１０の上面に配設され、配線基板１０よりも面積の小さな矩形形状をしたアンテナ用基板２０と、を備えて構成されている。アンテナ用基板２０上には、導電性を有する金属パターン２１ａによって形成されたアンテナ２１が形成されている。また、配線基板１０には、高周波回路（図示せず）が形成されており、アンテナ２１と高周波回路とが接続されている。尚、アンテナ用基板２０及び配線基板１０を備えた高周波モジュール１００は、複数のアンテナ用基板及び複数の配線基板によって構成された集合基板（図示せず）を切断して製造される。

アンテナ２１は、本実施形態では、ミアンダ形状で、一方端が解放されたモノポール形式のアンテナを採用しているが、逆Ｆ型アンテナ等その他の形式のアンテナであっても良い。

アンテナ２１の他方端には、電極部２７が形成されている。電極部２７は、配線基板１０に形成されている高周波回路とアンテナ２１とを接続するために設けられている。電極部２７は、図１で示すアンテナ用基板２０の−Ｘ側の一辺の−Ｙ側の端部の上面にある上面電極部２７ａ、下面にある下面電極部２７ｃ、及び側面にある側面電極部２７ｂによって構成されている。（図３（ａ）参照）尚、電極部２７は、アンテナ用基板２０が集合基板の一部である時に設けられたスルーホール２９を切断することによって形成される。

また、電極部２７が設けられているアンテナ用基板２０の−Ｘ側の一辺に対向する辺にも電極部２８が設けられているが、この電極部２８は、配線基板１０の高周波回路及びアンテナ用基板２０上のアンテナ２１のどちらにも接続されていない。この電極部２８は、集合基板を切断して形成されるアンテナ用基板２０を製造する際に形成された、集合基板上の他のアンテナ用基板用の電極部の一部であり、高周波モジュール１００に使用されるものではなく、又、高周波モジュール１００に影響を与えるものでもない。

図２に示すように、配線基板１０上には、集積回路等の電子部品１５が配置されており、その間が配線用パターン（図示せず）によって接続されて前述した高周波回路が形成されている。複数の電子部品１５は、樹脂によって一体に封止されていても良い。高周波回路を形成する電子部品１５には、アンテナ２１が前述した電極部２７を介して接続され、アンテナ２１で送信又は受信される高周波信号が信号処理される。

図２及び図４に示すように、配線基板１０とアンテナ用基板２０との間に、導電性を有さない非導電性接着剤１１と導電性を有する導電性接着剤１３とが存在すると共に、非導電性接着剤１１と導電性接着剤１３との間に、スペーサ２３が設けられている。

非導電性接着剤１１は、図２に示すように、複数の電子部品１５を覆うと共に、図４に示すように、配線基板１０の上面とアンテナ用基板２０の下面それぞれに接着して、配線基板１０とアンテナ用基板２０とを機構的に接続し、固定させている。

導電性接着剤１３は、図４に示すように、配線基板１０の上面とアンテナ用基板２０の下面それぞれに接着して、配線基板１０とアンテナ用基板２０とを機構的に接続し、固定させると共に、配線基板１０に設けられた高周波回路とアンテナ用基板２０上のアンテナ２１とを電極部２７を介して、電気的に接続する。導電性接着剤１３は、アンテナ用基板２０の下面に設けられた下面電極部２７ｃに付着すると共に、アンテナ用基板２０の側面に設けられた側面電極部２７ｂにも付着し、より確実に配線基板１０とアンテナ用基板２０とを接続する。

スペーサ２３は、図２に示すように、非導電性接着剤１１を囲んでいると共に、高周波モジュール１００の手前側（−Ｙ側）の、スペーサ２３の一部には、隙間２５が形成されている。この隙間２５は、導電性接着剤１３がスペーサ２３に接触しない位置に設けられる。つまり、非導電性接着剤１１と、導電性接着剤１３とが、スペーサ２３を挟んで対向する範囲においては、隙間２５が無く、スペーサ２３が形成されている。従って、スペーサ２３は、非導電性接着剤１１と導電性接着剤１３とを完全に隔てるため、非導電性接着剤１１と導電性接着剤１３とが混ざることがない。

次に、図１乃至図４を参照して、高周波モジュール１００の製造方法について説明する。

アンテナ用基板２０において、アンテナ２１が、図１及び図３（ａ）に示すように、アンテナ用基板２０の上側（＋Ｚ側）の面に、導電性を有する金属パターン２１ａが印刷されることによって形成される。

スペーサ２３は、図３（ａ）に示す半田レジスト２３ａがアンテナ用基板２０の下側、即ち配線基板１０側の面に印刷工法で設けられ、当該半田レジスト２３ａが熱によって硬化することによって配線基板１０に形成される。尚、半田レジスト２３ａが印刷される前のアンテナ用基板２０の下側の面には配線用パターンが設けられておらず、その面は平坦な面となっている。

スペーサ２３は、その高さが、図２及び図３（ｂ）に示す電子部品１５の高さよりも高く設定されている。そのため、配線基板１０の上面にアンテナ用基板２０を配設した時に、複数の電子部品１５より高い位置にアンテナ用基板２０の下側の面が位置することになる。

図３（ｂ）に示すように、配線基板１０において、配線基板１０のアンテナ用基板２０側の面（＋Ｚ側の面）には、電子部品１５が装着されると共に、非導電性接着剤１１と導電性接着剤１３とがそれぞれ所定の位置に、所定量塗布される。この時の非導電性接着剤１１及び導電性接着剤１３の塗布される高さは、アンテナ用基板２０に形成されたスペーサ２３の高さよりも高くなっている。

尚、本実施形態では、スペーサ２３をアンテナ用基板２０の下側、即ちアンテナ用基板２０の配線基板１０側の面に形成したが、スペーサ２３を配線基板１０の上側、即ち配線基板１０のアンテナ用基板２０側の面に形成しても良い。その場合、スペーサ２３は、電子部品１５が配線基板１０に装着される前の工程で形成される。

次に、上述のように形成されたアンテナ用基板２０と配線基板１０とを重ね合わせて上下から押圧することによって接着させる。高周波モジュール１００は、アンテナ用基板２０と配線基板１０とが接着されることによって製造される。アンテナ用基板２０と配線基板１０とを接着させると、図４に示すように、配線基板１０上に塗布された非導電性接着剤１１及び導電性接着剤１３は、それぞれアンテナ用基板２０と配線基板１０との間で押し広げられる。

アンテナ用基板２０と配線基板１０との間で押し広げられた非導電性接着剤１１は、図４に示すように、スペーサ２３で押し止められ、その外側に広がることはない。一方、アンテナ用基板２０と配線基板１０間で押し広げられた導電性接着剤１３は、その一方の側がスペーサ２３で押し止められ、他方の側が配線基板１０の端部で止まる。即ち、配線基板１０とアンテナ用基板２０とを接着させる際に、塗布された非導電性接着剤１１及び導電性接着剤１３それぞれの量が、スペーサ２３によって規制される。

また、前述したように、スペーサ２３には、隙間２５が設けられているため、アンテナ用基板２０と配線基板１０とを接着させる際に、アンテナ用基板２０と配線基板１０との間に残ったガスを、隙間２５を介して外部に排出することができる。即ち、ガス抜きすることができる。

このような製造工程を経て、図４に示すように、導電性接着剤１３がアンテナ用基板２０の端部にある電極部２７の下面電極部２７ｃ及び側面電極部２７ｂに届き、アンテナ用基板２０上のアンテナ２１と配線基板１０上の高周波回路とが電気的に接続されると共に、非導電性接着剤１１と導電性接着剤１３とによって、アンテナ用基板２０と配線基板１０とが機構的に接続される。

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

高周波モジュール１００は、スペーサ２３によって非導電性接着剤１１と導電性接着剤１３とが接触することを防止できると共に、配線基板１０とアンテナ用基板２０との間の高さの精度を高められるので、アンテナの特性ばらつきを小さくできる。また、配線基板１０とアンテナ用基板２０との電気的な接続を簡単な構造で実現させることができるため、装置の小型化に貢献することができる。

また、スペーサ２３が非導電性接着剤１１を囲んでいると共に、スペーサ２３の一部に隙間２５が形成されており、隙間２５が導電性接着剤１３の周囲には形成されていないため、導電性接着剤１３が非導電性接着剤１１と混ざることを防止すると共に、アンテナ用基板２０と配線基板１０との接着時にガス抜きすることができる。その結果、アンテナ用基板２０と配線基板１０とをより確実に接着させることができる。

また、スペーサ２３を、配線用パターンのないアンテナ用基板２０の配線基板１０側の面に半田レジスト２３ａによって形成するので、スペーサ２３の高さの精度を高めることができる。また、配線基板１０とアンテナ用基板２０とを接着させる際に、塗布された非導電性接着剤１１及び導電性接着剤１３それぞれの量がスペーサ２３によって規制されるので、非導電性接着剤１１と導電性接着剤１３それぞれの使用量を最小限に抑えることができる。

以上説明したように、本発明の高周波モジュールは、スペーサによって非導電性接着剤と導電性接着剤とが接触することを防止できると共に、配線基板とアンテナ用基板との間の必要な高さを確保することができる。また、配線基板とアンテナ用基板との接続を簡単な構造で実現させることができるため、装置の小型化に貢献することができる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。

１０配線基板
１１非導電性接着剤
１３導電性接着剤
１５電子部品
２０アンテナ用基板
２１アンテナ
２１ａ金属パターン
２３スペーサ
２３ａ半田レジスト
２５隙間
２７電極部
２７ａ上面電極部
２７ｂ側面電極部
２７ｃ下面電極部
２８電極部
２９スルーホール
１００高周波モジュール

Claims

配線基板と、前記配線基板の上面に配設されたアンテナ用基板と、を備え、
前記アンテナ用基板上には、金属パターンによって形成されたアンテナが形成されており、
前記配線基板と前記アンテナ用基板との間に、非導電性接着剤と導電性接着剤とが存在すると共に、前記非導電性接着剤と前記導電性接着剤との間に、スペーサが設けられている、
ことを特徴とする高周波モジュール。
前記スペーサが前記非導電性接着剤を囲んでいると共に、前記スペーサの一部に隙間が形成されており、前記隙間は、前記導電性接着剤が前記スペーサに接触しない位置に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の高周波モジュール。
前記スペーサは、半田レジストが前記アンテナ用基板の前記配線基板側の面に印刷工法で形成されることによって設けられ、
前記非導電性接着剤と前記導電性接着剤とが前記配線基板の前記アンテナ用基板側の面に塗布され、その後、前記アンテナ用基板と前記配線基板とが接着されることによって製造される、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高周波モジュール。