WO2014196144A1 - 無線モジュール及び無線装置 - Google Patents

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WO2014196144A1
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heat
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wireless module
wireless
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藤田　卓
亮佑 塩崎
健太郎 渡邊
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to a wireless module and a wireless device.
  • a module provided with a heat dissipating component in order to release heat generated in the electronic component in the module is known (for example, see Patent Document 1).
  • the lid of the module is provided with a metal piece bent into a V shape at an opening facing the electronic component. A metal piece is brought into contact with the surface of the electronic component to radiate heat from the electronic component.
  • This disclosure has been made in view of the above circumstances, and provides a wireless module that can suppress deterioration of antenna characteristics and improve heat dissipation.
  • a wireless module of the present disclosure includes a first substrate on which one of a plurality of antenna units and a ground unit is disposed, and a heat dissipation member disposed to face one surface of the first substrate.
  • the heat dissipating member includes each opening that each antenna portion opens, and a partition that separates each opening, and the ground portion is disposed between the first substrate and the heat dissipating member.
  • Sectional drawing which shows the structural example of the radio
  • the top view which shows the structural example of the wireless module in 1st Embodiment
  • the top view which shows an example of the shape of the module board in 1st Embodiment, and a thermal radiation component Sectional drawing which shows the structural example of the radio
  • the module described in Patent Document 1 is not a wireless module on which an antenna is mounted. For this reason, when a heat radiating component is simply provided in the wireless module on which the antenna is mounted, the antenna characteristics may be deteriorated by the heat radiating component.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structural example of the wireless device 100 according to the first embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line AA of the wireless module 1 shown in FIG.
  • the plane parallel to the plane of the module substrate 3 is the XY plane, and in FIG. 1, the horizontal direction is the X direction and the depth direction is the Y direction.
  • a direction perpendicular to the surface of the module substrate, that is, a direction perpendicular to the XY plane is defined as a Z direction.
  • FIG. 2 is a plan view showing a structural example of the wireless module 1.
  • FIG. 3A is a plan view showing an example of the shape of the module substrate 3.
  • FIG. 3B is a plan view showing an example of the shape of the heat dissipation component 5.
  • the wireless module 1 includes a module substrate 3 on which antennas 13 and 15 are mounted on one surface, and a heat dissipation component 5 that covers the module substrate (first substrate) 3.
  • the wireless module 1 is accommodated in the housing 7 and mounted on the set substrate 10.
  • the set substrate 10 is, for example, a multilayer substrate.
  • the wireless device 100 includes the wireless module 1, the set substrate (second substrate) 10, and the housing 7.
  • the module substrate 3 is formed in a rectangular plate shape, for example, and is a multilayer substrate including, for example, seven metal layers 3a and a dielectric layer 3b filled between the metal layers 3a.
  • antennas 13 and 15 are mounted (arranged).
  • the antennas 13 and 15 are mounted on the upper surface of the module substrate 3, but may be mounted on at least one surface, for example, on the lower surface.
  • a ground (GND) pattern 11 is formed (arranged) on the uppermost layer of the module substrate 3 so as to be adjacent to the antennas 13 and 15.
  • LSIs 8 and 9 are mounted on the lowermost layer of the module substrate 3 via pads 21a to 21d and solder balls 22a to 22d. Between the LSIs 8 and 9 and the lower surface of the module substrate 3, for example, a mold part 27 filled with resin is formed so as to cover the pads 21a to 21d and the solder balls 22a to 22d.
  • the position of the LSI 8 in the X direction is substantially the same as the position of the antenna 13, for example. That is, the LSI 8 and the antenna 13 are arranged at positions where at least a part thereof overlaps in the X direction.
  • the LSI 8 includes, for example, a radio frequency (RF) IC (Integrated Circuit) that processes a microwave signal, and the microwave signal is propagated from the LSI 8 to the antenna 13.
  • the antenna 13 is connected to the LSI 8 through signal vias 17 and 18 that connect the patch antennas 13a and 13b and the wiring layer 3d.
  • the antenna 13 is connected to the LSI 8 through the signal via 36, the pad 21a, and the solder ball 22a that connect the wiring layer 3d and the pad 21a.
  • the position of the LSI 9 in the X direction is, for example, substantially the same as the position of the GND pattern 11. That is, the LSI 9 and the GND pattern 11 are arranged at positions where at least a part thereof overlaps in the X direction.
  • the LSI 9 includes, for example, a baseband IC that is an electronic component that processes a baseband signal and has a heat generation amount of a predetermined amount or more.
  • the GND pattern 11 is connected to the GND of the LSI 9.
  • the GND pattern 11 is connected to the GND layer 3c via the GND via 19
  • the GND layer 3c is connected to the pad 21c via the GND via 33
  • the pad 21c is connected to the pad of the LSI 9 via the solder ball 22c. Connect to GND.
  • FIG. 1 illustrates the AA cross section of FIG. 2 including the antenna 13, but the structure of the cross section including the antenna 15 parallel to the AA cross section is the same as that of FIG.
  • the above-described antennas 13 and 15 including the 2 ⁇ 2 patch antennas and the GND pattern 11 adjacent to the antennas 13 and 15 are arranged on the upper surface of the module substrate 3. .
  • the heat radiating component 5 (an example of a heat radiating member) covers the module substrate 3 formed in a rectangular plate shape, for example, as shown in FIG.
  • the area of the surface of the heat dissipation component 5 (substrate facing surface) facing the substrate surface of the module substrate 3 is larger than the area of the substrate surface of the module substrate 3.
  • the heat dissipation component 5 also covers the left and right surfaces, that is, the surface along the Z direction, and extends along the set substrate 10. Accordingly, the entire wireless module 1 is surrounded by the set substrate 10 and the heat dissipation component 5. In addition, when not covering the whole, at least 2 sides should just extend along the set board
  • FIG. In this case, the heat radiating component 5 is formed in a rectangular shape, and it is only necessary that two sides extend along the set substrate 10 in the short side.
  • the material of the heat dissipating component 5 a material having high thermal conductivity, that is, low thermal resistance is used. Specifically, for example, metal (for example, beryllium copper) or graphite is used.
  • the heat dissipation component 5 enhances the heat dissipation effect by propagating heat from, for example, the LSIs 8 and 9 mounted on the module substrate 3 to the set substrate 10 via the GND pattern 11.
  • the board facing surface 5e of the heat radiation component 5 is fixed to the upper surface of the module substrate 3 so as to be in thermal contact with the upper surface of the GND pattern 11.
  • Thermal contact includes both physically connected and unconnected cases.
  • heat dissipation component 5 and the GND pattern 11 may be connected by soldering, for example, and heat can be more easily propagated.
  • two openings 5 a and 5 b are formed in the substrate facing surface 5 e of the heat dissipation component 5.
  • the openings 5a and 5b are formed in a rectangular shape, for example. Deterioration of the radiation pattern of the radio waves from the antennas 13 and 15 can be suppressed by the openings 5a and 5b. Note that the number of openings is not limited to two.
  • the heat dissipating component 5 is formed with a partition portion 5c that separates the opening 5a corresponding to the two antennas 13 and 15 and the opening 5b. Due to the partition portion 5c, the distance between the end portions of the antenna 13 and the end portions of the opening portion 5a becomes substantially equal on the XY plane, and the end portions of the antenna 15 correspond to the end portions of the opening portion 5b. The distance to is approximately equal. That is, the positional relationship between the openings 5a and 5b and the antennas 13 and 15 is substantially the same, and the openings 5a and 5b equally surround, for example, the top, bottom, left, and right of the antennas 13 and 15. Thereby, it can prevent that the radiation pattern from the antennas 13 and 15 exposed inside the openings 5a and 5b is disturbed.
  • the same effect can be obtained by forming, for example, a rectangular opening instead of a square in the heat dissipation component 5.
  • the wireless module 1 since the openings 5a and 5b are formed in the board facing surface 5e of the heat dissipation component 5 that covers the module board 3 and is in thermal contact with the GND pattern 11, deterioration of the antenna characteristics is suppressed. , Heat dissipation can be improved. Further, the heat dissipating component 5 itself can disperse and propagate heat over a wide area, and can further propagate heat to the set substrate 10. Further, since the GND pattern 11 and the GND of the LSI 9 are connected, heat generated in an electronic component having a large amount of heat can be efficiently radiated. Further, since the heat dissipating component 5 is attached without providing an opening in the housing 7, there is no restriction on the wiring design of the module substrate 3. Further, since the wireless module 1 can be reduced in size and thickness, it can be easily mounted on a mobile device as an example of the wireless device 100.
  • the heat dissipation component is brought into thermal contact with the set substrate 10.
  • the heat dissipation component is brought into thermal contact with the housing 7, that is, dissipated through the housing 7. Show the case.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a structure example of the wireless device 100A according to the second embodiment.
  • the same components as those of the wireless device 100 in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
  • illustration of the set substrate 10 is omitted.
  • the radio apparatus 100 ⁇ / b> A includes a heat radiating component 5 ⁇ / b> A instead of the heat radiating component 5 as compared with the radio apparatus 100 shown in FIG. 1.
  • the heat radiating component 5 ⁇ / b> A covers the module substrate 3, and a recessed portion (an example of a second portion) 5 g is formed facing the module substrate 3.
  • the hollow portion 5g is disposed close to the GND pattern 11 and is bent toward the housing 7 side.
  • the close arrangement includes making physical contact or keeping the distance from the GND pattern 11 within a predetermined distance. Openings 5a and 5b facing the antennas 13 and 15 are formed on the surface of the recess 5g.
  • the other part 5i (an example of the first part) excluding the recessed part 5g of the heat radiating component 5A is in contact with or connected to the casing 7, and is in thermal contact with the casing 7.
  • the heat radiating component 5 ⁇ / b> A propagates heat generated in electronic components (for example, LSIs 8 and 9) mounted on the lower surface of the module substrate 3 to the housing 7.
  • the deterioration of the antenna characteristics is suppressed by the openings 5a and 5b, and the heat dissipation component 5A is in thermal contact with the housing 7, so that heat can be transmitted from the heat dissipation component 5A to the housing 7.
  • Heat dissipation efficiency can be improved.
  • the heat dissipation effect can be further enhanced by using a material having good thermal conductivity for the housing 7. Further, by disposing a part of the heat radiation component 5A close to the GND pattern 11, heat from an electronic component (for example, LSI 9) having a large amount of heat can be radiated more efficiently.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing a structural example of the wireless module 1B of the first modification.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a structure example of the wireless module 1C according to the second modification.
  • components for example, LSIs 8 and 9 attached to the lower surface of the module substrate 3 and the set substrate 10 are omitted.
  • the heat dissipating component 5B is not disposed close to the GND pattern 11.
  • a portion (an example of a first portion) facing the GND pattern 11 of the heat dissipation component 5B extends along the housing 7 side.
  • the recess 5g1 in which the openings 5a and 5b of the heat dissipation component 5B are formed has a symmetrical shape with respect to the center of the bottom surface 5p1 (an example of the second portion) of the recess 5g1.
  • the wall surface 5h1 (an example of the third portion) connected to the housing 7 in the recessed portion 5g1 is formed along a direction (Z direction) orthogonal to the bottom surface 5p1.
  • the first modification it is possible to reduce the influence of the antennas 13 and 15 on the radiation pattern of radio waves and to dissipate heat.
  • the heat dissipating component 5C is not disposed close to the GND pattern 11.
  • a portion of the heat dissipating component 5C that faces the GND pattern 11 extends along the housing 7 side.
  • the recess 5g2 in which the openings 5a and 5b of the heat dissipation component 5C are formed has a symmetrical shape with respect to the center of the bottom surface 5p2 of the recess 5g2.
  • the wall surface 5h2 connected to the housing 7 in the recessed portion 5g2 has a tapered surface that spreads radially from the periphery of the end portion of the bottom surface 5p2.
  • the second modification it is possible to cope with the spread of the radiation pattern of the radio waves by the antennas 13 and 15, suppress the deterioration of directivity, and further reduce the influence on the radiation pattern of the antennas 13 and 15.
  • the heat radiation components 5B and 5C include the recessed portions 5g1 and 5g2, deterioration of the radiation pattern of the antennas 13 and 15 can be prevented, and a heat radiation amount to the housing 7 can be secured.
  • FIG. 6A is a cross-sectional view showing a structural example of the wireless module 1D of the third modification.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view showing a structural example of the wireless module 1E of the fourth modified example.
  • FIG. 6C is a cross-sectional view showing a structure example of the wireless module 1F of the fifth modified example.
  • components for example, LSIs 8 and 9) attached to the lower surface of the module substrate 3 and the set substrate 10 are omitted.
  • the recesses 5g3 to 5g5 of the wireless modules 1D to 1F are at least in the X axis positive direction, the X axis negative direction, the Y axis positive direction, and the Y axis negative direction in the XY plane. There is no contact with the housing 7 in one direction.
  • the opening 5a is formed in a part of the bottom surface 5g of the recess of the heat dissipation component, but the wall surface of the recess is formed on the X axis negative side of the opening 5a.
  • the heat radiating part 5 is not connected to the housing 7 on the X axis negative side with respect to the hollow part of the heat radiating component.
  • the heat dissipating component 5D has antennas 13 and 15 on the X-axis negative side with respect to the openings 5a and 5b. There is no wall surface of the recessed portion 5g3 that faces and is not connected to the housing 7. That is, the heat dissipation component 5D has a portion on the X axis positive side (GND pattern 11 side) with respect to the openings 5a and 5b in the X direction and the Y direction.
  • the heat dissipating component 5E faces the antennas 13 and 15 on the X axis negative side with respect to the openings 5a and 5b.
  • the wall surface of the recess 5g4 does not exist and is not connected to the housing 7. That is, the heat dissipation component 5E has a portion on the X axis positive side (GND pattern 11 side) with respect to the openings 5a and 5b in the X direction and the Y direction.
  • the heat dissipation component 5F faces the antennas 13 and 15 on the X-axis negative side with respect to the openings 5a and 5b.
  • the wall surface of the recess 5g5 does not exist and is not connected to the housing 7. That is, the heat dissipation component 5F has a portion on the X axis positive side (GND pattern 11 side) with respect to the openings 5a and 5b in the X direction and the Y direction.
  • the heat radiating components 5D to 5F can be mounted in consideration of the mounting space or the arrangement position.
  • the opening is not formed in the housing 7, but the opening may be formed in the housing 7 at a position facing the opening formed in the heat dissipation component.
  • the heat dissipation effect can be further improved.
  • a material having high thermal conductivity for example, mica may be sandwiched and brought into thermal contact with the GND pattern 11.
  • the heat dissipating component is attached so as to be in thermal contact with either the set substrate 10 or the housing 7, but may be in thermal contact with both. Thereby, the heat dissipation effect can be further improved.
  • the heat dissipation component is attached to the module substrate, but may be attached to another substrate in the wireless module.
  • the case where the influence on the radiation pattern is suppressed by separating the antenna and the opening end by ⁇ / 2 or more has been described.
  • the antenna and the opening are changed.
  • the distance between the end portions may be ⁇ / 2 or less.
  • the metal or graphite is used as the material of the heat dissipation component.
  • the same effect can be obtained even with a dielectric material using ABS resin.
  • a wireless module of the present disclosure includes a first substrate on which one of a plurality of antenna units and a ground unit is disposed, and a heat dissipation member disposed to face one surface of the first substrate.
  • the heat dissipating member includes each opening that each antenna portion opens, and a partition that separates each opening, and the ground portion is disposed between the first substrate and the heat dissipating member.
  • the second wireless module of the present disclosure is a first wireless module,
  • the partition portion is formed so that the positional relationship between the antenna portion and the opening facing the antenna portion is substantially equal for each antenna portion.
  • the third wireless module of the present disclosure is the first or second wireless module,
  • the ground portion is in thermal contact with an electronic component whose calorific value is equal to or greater than a predetermined amount.
  • the fourth wireless device of the present disclosure uses any one of the first to third wireless modules,
  • the heat dissipation member is in thermal contact with the second substrate on which the wireless module is mounted.
  • a fifth wireless device of the present disclosure is a fourth wireless device,
  • the heat dissipating member is in thermal contact with the housing facing the wireless module.
  • a sixth wireless device of the present disclosure is a fifth wireless device, The distance between the heat radiating member and the ground portion is not more than a predetermined distance.
  • a seventh wireless device of the present disclosure is a fifth wireless device,
  • the heat dissipating member connects the first part disposed close along the housing, the second part including the opening and disposed close along the first substrate side, and the first part and the second part. 3 parts.
  • An eighth wireless device of the present disclosure is a seventh wireless device,
  • the third part of the heat dissipation member has a tapered surface with the second part serving as a bottom.
  • a ninth wireless device of the present disclosure is a seventh or eighth wireless device,
  • the second part and the third part of the heat dissipating member have a substantially symmetrical shape with respect to the direction orthogonal to the second part with respect to the second part.
  • This disclosure is useful in a wireless module because it can suppress deterioration of antenna characteristics and improve heat dissipation.
  • Wireless module 3 Module substrate 3a Metal layer 3b Dielectric layer 3c GND layer 3d Wiring layer 5, 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F Heat radiation component 5a, 5b Opening Part 5c Partition part 5e Substrate facing surface 5i Other part 5g, 5g1, 5g2, 5g3, 5g4, 5g5 Indented part 5h1, 5h2 Indented part wall surface 5p1, 5p2 Indented part bottom surface 7 Housing 8, 9 LSI 10 set substrate 11 GND pattern 13, 15 antenna 13a, 13b patch antenna 17, 18, 36 signal via 19, 33 GND via 21a, 21b, 21c, 21d pad 22a, 22b, 22c, 22d solder ball 27 mold part 100, 100A Wireless device

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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

無線モジュール及び無線装置
　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。
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