WO2020153068A1 - アンテナモジュール及び通信装置 - Google Patents

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WO2020153068A1
WO2020153068A1 PCT/JP2019/050131 JP2019050131W WO2020153068A1 WO 2020153068 A1 WO2020153068 A1 WO 2020153068A1 JP 2019050131 W JP2019050131 W JP 2019050131W WO 2020153068 A1 WO2020153068 A1 WO 2020153068A1
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substrate
antenna module
connector
module according
shield structure
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PCT/JP2019/050131
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English (en)
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Inventor
晴希 宮川
英樹 上田
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/526—Electromagnetic shields
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/528—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the re-radiation of a support structure
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    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2283—Supports; 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
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    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q23/00—Antennas with active circuits or circuit elements integrated within them or attached to them
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065—Patch antenna array

Definitions

  • the present invention relates to an antenna module and a communication device.
  • Patent Document 1 discloses an antenna integrated module in which a radiation conductor is attached to a substrate on which components such as a chip capacitor, a chip resistor, an oscillation circuit, a voltage regulator, and a connector are mounted.
  • the plurality of components mounted on the board are covered with a metal frame body.
  • the frame is provided with an opening for passing a cable connected to the connector.
  • a high-frequency circuit component that performs signal processing of a high-frequency signal wirelessly communicated, A first substrate on which the high-frequency circuit component is mounted, A connector mounted on the first substrate, for connecting a cable for transmitting a signal to the high-frequency circuit component; There is provided an antenna module which covers at least a part of the connector and has at least a first shield structure arranged between the high-frequency circuit component and the connector.
  • the antenna module A baseband integrated circuit element for generating a signal to be given to the high-frequency circuit component,
  • the cable is provided with a communication device that connects the connector and the baseband integrated circuit device.
  • the first shield structure covers the connector, the effect that the noise leaked from the connector does not affect the high-frequency circuit parts can be obtained. Therefore, it is possible to obtain the effect that the noise leaked from the connector hardly affects the antenna characteristics of the radiating element connected to the high frequency circuit component.
  • FIG. 1A and 1B are a perspective view and a sectional view of an antenna module according to a first embodiment, respectively, and FIG. 1C is an enlarged sectional view of a portion where a first shield structure is mounted.
  • FIG. 2 is a block diagram of a communication device in which the antenna module according to the first embodiment is used.
  • FIG. 3 is a sectional view of the antenna module according to the second embodiment.
  • 4A is a cross-sectional view of an antenna module according to a third embodiment, and FIG. 4B is a diagram showing a planar positional relationship among conductor posts, ground conductor posts, RFICs, and ground planes in the first substrate. ..
  • FIG. 5 is a sectional view of the antenna module according to the fourth embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an antenna module according to the fifth embodiment and a heat absorbing member to which the antenna module is attached.
  • 7A is a cross-sectional view of an antenna module according to the sixth embodiment and a heat absorbing member to which the antenna module is attached
  • FIG. 7B is a perspective view of the antenna module according to the sixth embodiment.
  • FIG. 8 is a perspective view of the antenna module according to the seventh embodiment.
  • 9A is a cross-sectional view of the antenna module according to the eighth embodiment, and FIG. 9B is a perspective view of the first shield structure as viewed from below.
  • 10A, 10B, and 10C are a plan view, a cross-sectional view, and a bottom view of an antenna module according to a ninth embodiment, respectively.
  • 11A and 11B are a cross-sectional view and a bottom view of an antenna module according to a modified example of the ninth embodiment.
  • 12A and 12B are a sectional view and a bottom view of an antenna module according to the tenth embodiment, respectively.
  • 13A and 13B are a cross-sectional view and a bottom view of an antenna module according to a modification of the tenth embodiment, respectively.
  • 14A and 14B are a cross-sectional view and a bottom view of the antenna module according to the eleventh embodiment, respectively.
  • 15A and 15B are a sectional view and a bottom view of an antenna module according to a modified example of the eleventh embodiment, respectively.
  • the high frequency circuit component 20 includes a second substrate 11, a high frequency integrated circuit element (RFIC) 12, and a plurality of circuit components 13.
  • the high frequency integrated circuit element 12 and the plurality of circuit components 13 are mounted on one surface of the second substrate 11, and the plurality of radiating elements 14 are provided on the opposite surface.
  • the plurality of radiating elements 14 form a patch array antenna.
  • the circuit component 13 is, for example, a bypass capacitor or the like.
  • a plurality of conductor posts 15 are erected on the surface of the second substrate 11 on which the RFIC 12 is mounted.
  • the conductor post 15 is formed of, for example, copper (Cu).
  • the RFIC 12, the plurality of circuit components 13, and the plurality of conductor posts 15 are sealed with a sealing resin layer 16.
  • the top surface of each of the conductor posts 15 is exposed on the surface of the sealing resin layer 16.
  • the radiating element 14 is connected to the RFIC 12. Note that the radiating element 14 is not necessarily directly connected to the RFIC 12, and may be electrically connected via a wiring provided on the second substrate 11 or a power supply line such as a via conductor. Further, the RFIC 12 is connected to the conductor post 15. Further, a ground plane (shown in FIG. 1C described later) is provided on the second substrate 11, and this ground plane is connected to a part of the conductor posts 15 for ground.
  • the exposed top surface of the conductor post 15 and the land provided on the surface of the first substrate 31 are electrically and mechanically connected by the solder 21 to mount the high frequency circuit component 20 on the first substrate 31.
  • the cable 51 (FIG. 1A) is detachably connected to the connector 32.
  • a signal including information to be wirelessly communicated is transmitted to the RFIC 12 through the cable 51.
  • FIG. 1B shows a state in which the cable 51 is not connected to the connector 32.
  • a first shield structure 33 is provided on the first substrate 31.
  • the first shield structure 33 covers at least a part of the connector 32, and shields the connector 32, the signal separation mixer 36, and the DCDC converter 37 from the outside including the RFIC 12.
  • the normal direction of the first substrate 31 that faces the outside of the surface on which the connector 32 is mounted is defined as “upward”.
  • the first shield structure 33 includes a side plate 34 that surrounds the connector 32 in a plan view and rises upward from the surface of the first substrate 31, and a top plate 35 that closes an opening above the side plate 34. In this way, the first shield structure 33 covers the connector 32 from above and laterally (sideways).
  • the side plate 34 is arranged at least between the connector 32 and the RFIC 12.
  • FIG. 1A shows a state in which the top plate 35 is removed from the side plate 34. After connecting the cable 51 to the connector 32, the top plate 35 is mounted on the side plate 34 as shown by the arrow in FIG. 1A, whereby the opening above the side plate 34 is closed by the top plate 35.
  • FIG. 1C is an enlarged cross-sectional view of a portion where the first shield structure 33 is mounted.
  • a ground plane 38 is provided on the first substrate 31, and the surface of the ground plane 38 is covered with a resist film 39.
  • An opening 39A is provided in a part of the resist film 39, and a part of the ground plane 38 is exposed in the opening 39A.
  • the lower end of the side plate 34 of the first shield structure 33 is connected to the ground plane 38 exposed in the opening 39A by soldering or the like.
  • FIG. 2 is a block diagram of a communication device in which the antenna module according to the first embodiment is used.
  • a mobile terminal such as a mobile phone, a smart phone, or a tablet terminal
  • a mother board 60 such as a personal computer having a communication function
  • the connector 32 of the antenna module are connected by a cable 51.
  • the cable 51 for example, a coaxial cable is used.
  • a local oscillator 61, a power supply circuit 62, a baseband integrated circuit element (BBIC) 63, etc. are mounted on the mother board 60.
  • the BBIC 63 generates a signal or the like to be given to the RFIC 12.
  • DC power, a local oscillation signal, a signal including information to be wirelessly communicated (for example, an intermediate frequency signal) is transmitted to the antenna module.
  • the signals are input to the signal separation mixer 36 through the connector 32 and separated into the local oscillation signal LO and the intermediate frequency signal IF.
  • the local oscillation signal LO and the intermediate frequency signal IF are input to the RFIC 12.
  • the DC power transmitted through the cable 51 is input to the DCDC converter 37.
  • the DCDC converter 37 performs voltage conversion and supplies DC power DC of a predetermined voltage to the RFIC 12.
  • the connector 32, the signal separation mixer 36, and the DCDC converter 37 are shielded from the RFIC 12 by the first shield structure 33.
  • the RFIC 12 performs signal processing of a high frequency signal that is wirelessly communicated (transmitted and received by an antenna). The detailed functions of the RFIC 12 will be described below.
  • the intermediate frequency signal IF is input to the up-down conversion mixer 78 via the intermediate frequency amplifier 79.
  • the high frequency signal up-converted by the up-down conversion mixer 78 is input to the power divider 76 via the transmission/reception changeover switch 77.
  • Each of the high frequency signals divided by the power divider 76 is supplied to the plurality of radiating elements 14 via the phase shifter 75, the attenuator 74, the transmission/reception changeover switch 73, the power amplifier 71, the transmission/reception changeover switch 70, and the power supply line 17. To be done.
  • the phase shifter 75 that processes the high frequency signal after being divided by the power divider 76, the attenuator 74, the transmission/reception changeover switch 73, the power amplifier 71, the transmission/reception changeover switch 70, and the power supply line 17 are provided for each radiating element 14. ing.
  • the high frequency signal received by each of the plurality of radiating elements 14 is input to the power divider 76 via the power supply line 17, the transmission/reception changeover switch 70, the low noise amplifier 72, the transmission/reception changeover switch 73, the attenuator 74, and the phase shifter 75. It The high frequency signal synthesized by the power divider 76 is input to the up/down conversion mixer 78 via the transmission/reception changeover switch 77. The intermediate frequency signal down-converted by the up/down conversion mixer 78 is transmitted by the cable 51 connected to the connector 32 via the intermediate frequency amplifier 79 and the signal separation mixer 36, and is transmitted to the BBIC 63 mounted on the motherboard 60. Is entered.
  • the connector 32 is shielded from the high frequency circuit component 20 including the RFIC 12 by the first shield structure 33. Therefore, the influence of noise radiated from the connector 32 on the high-frequency circuit component 20 can be reduced. Further, since the signal separation mixer 36 and the DCDC converter 37 are also shielded from the high frequency circuit component 20 by the first shield structure 33, the noise generated in the signal separation mixer 36 and the DCDC converter 37 gives to the high frequency circuit component 20. The impact can be reduced.
  • a modulation signal such as an intermediate frequency signal, a local oscillation signal, and DC power are transmitted from the mother board 60 (FIG. 2) to the antenna module through the cable 51.
  • the signal transmitted through the cable 51 between the mother board 60 and the antenna module may include a control signal, a clock signal, and the like.
  • the coaxial cable is used as the cable 51, and the coaxial cable is used as the connector 32.
  • a multi-pin connector may be used as the connector 32 depending on the cable type.
  • the plurality of radiating elements 14 constitute the patch array antenna, but other antennas may be constituted.
  • the radiating element 14 a monopole antenna, a dipole antenna or the like may be used.
  • FIG. 3 is a sectional view of the antenna module according to the second embodiment.
  • the high frequency circuit component 20 is mounted on the first substrate 31 in such a posture that the surface of the second substrate 11 on which the RFIC 12 is mounted faces the first substrate 31.
  • the high-frequency circuit component 20 is mounted on the first substrate 31 with the surface of the second substrate 11 opposite to the surface on which the RFIC 12 is mounted facing the first substrate 31. Has been done.
  • the high frequency circuit component 20 is electrically and mechanically connected to the first substrate by the solder 22.
  • the high frequency circuit component 20 is not provided with the conductor post 15 (FIG. 1B).
  • the radiating element 14 (FIG. 1B) is provided on the second substrate 11, but in the second embodiment, the surface of the first substrate 31 on which the high frequency circuit component 20 is mounted is A plurality of radiating elements 14 are provided on the opposite surface. The plurality of radiating elements 14 are connected to the RFIC 12 via the transmission line provided on the first substrate 31, the solder 22, and the transmission line provided on the second substrate 11.
  • the connector 32 is mounted on the first substrate 31, and the first shield structure 33 shields the connector 32 from the high frequency circuit component 20 including the RFIC 12.
  • the connector 32 is shielded from the high frequency circuit component 20 including the RFIC 12. Therefore, the influence of noise radiated from the connector 32 on the high-frequency circuit component 20 can be reduced.
  • FIG. 4A is a sectional view of the antenna module according to the third embodiment.
  • the ground plane 40 is arranged on the inner layer of the first substrate 31. Some of the plurality of conductor posts 15 on the second substrate 11 side are ground conductor posts 18, and the ground conductor posts 18 are connected to a ground plane 19 in the second substrate 11.
  • the ground plane 40 in the first substrate 31 is connected to the ground conductor post 18 via the plurality of via conductors 41 and the solder 21 arranged in the first substrate 31.
  • FIG. 4B is a diagram showing a planar positional relationship among the conductor post 15, the ground conductor post 18, the RFIC 12, and the ground plane 40 in the first substrate 31.
  • a plurality of ground conductor posts 18 are arranged so as to surround the RFIC 12.
  • the RFIC 12 is arranged inside the ground plane 40.
  • the ground plane 40 overlaps the ground conductor post 18 and is connected to the ground conductor post 18.
  • the conductor posts 15 other than the ground conductor posts 18 are arranged outside the ground plane 40.
  • the ground plane 40 and the plurality of ground conductor posts 18 form the second shield structure 43.
  • the second shield structure 43 covers the RFIC 12 that is a part of the high-frequency circuit component 20, and shields the RFIC 12 from the outside including the connector 32 (FIG. 4A).
  • the excellent effect of the third embodiment will be described.
  • the effect of noise radiated from the connector 32 on the high frequency circuit component 20 can be reduced.
  • the RFIC 12 is generated by noise generated in the connector 32 and peripheral elements such as elements mounted on the motherboard 60 (FIG. 2). An excellent effect is obtained in that it is less likely to be affected by the generated noise. Further, it is possible to reduce the influence of noise generated in the RFIC 12 on the connector 32 and peripheral elements.
  • FIG. 5 is a sectional view of the antenna module according to the fourth embodiment.
  • the surface of the sealing resin layer 16 is covered with the conductive film 44.
  • the conductive film 44 is connected to the ground plane 19 provided on the second substrate 11.
  • the conductive film 44 functions as the second shield structure 43.
  • the second shield structure 43 covers the RFIC 12 and is arranged at least between the connector 32 and the RFIC 12.
  • the excellent effect of the fourth embodiment will be described.
  • the effect of noise radiated from the connector 32 on the high frequency circuit component 20 can be reduced.
  • the RFIC 12 is mounted on the noise generated in the connector 32 and the mother board 60 (FIG. 2) as in the third embodiment.
  • An excellent effect is obtained in that it is less likely to be affected by noise generated from peripheral elements such as elements. Further, it is possible to reduce the influence of noise generated in the RFIC 12 on the connector 32 and peripheral elements.
  • FIG. 6 is a sectional view of the antenna module according to the fifth embodiment and the heat absorbing member 80 to which the antenna module is attached.
  • Heat radiation members 81 and 82 are attached to the surfaces of the first shield structure 33 and the second shield structure 43 that face the side opposite to the first substrate 31 (hereinafter referred to as the top surface).
  • the first shield structure 33 and the second shield structure 43 are thermally coupled to the heat absorbing member 80 via the heat radiating members 81 and 82, respectively.
  • thermally coupled refers to a coupling in which heat can be conducted between a plurality of objects to be coupled.
  • heat dissipation members 81 and 82 for example, a sheet-shaped material (heat dissipation sheet, heat conduction sheet) that is soft, has excellent adhesiveness, and has high heat conductivity may be used.
  • heat absorbing member 80 for example, a metal portion of the mother board 60 (FIG. 2), a housing that houses the antenna module, a heat sink, or the like can be used.
  • the heat dissipation members 81 and 82 have a function of efficiently conducting heat between the first shield structure 33 and the heat absorbing member 80 and between the second shield structure 43 and the heat absorbing member 80, respectively.
  • the excellent effect of the fifth embodiment will be described.
  • the fifth embodiment as in the fourth embodiment, it is possible to reduce the influence of noise radiated from the connector 32 on the high frequency circuit component 20.
  • the first shield structure 33 and the heat dissipation member 81 are components shielded by the first shield structure 33, such as the connector 32, the signal separation mixer 36 (FIG. 2), and the DCDC converter 37 ( It functions as a heat transfer path from FIG. 2) to the heat absorbing member 80. Therefore, heat can be efficiently radiated from the connector 32, the signal separation mixer 36 (FIG. 2), and the DCDC converter 37 (FIG. 2). Further, since the sealing resin layer 16, the second shield structure 43, and the heat dissipation member 82 are arranged between the RFIC 12 and the heat absorbing member 80 with substantially no space therebetween, heat can be efficiently dissipated from the RFIC 12. ..
  • the antenna module and the heat dissipation members 81 and 82 are provided.
  • the heat absorbing member 80 can be easily attached to the flat surface thereof.
  • the difference between the height from the first substrate 31 to the top surface of the first shield structure 33 and the height from the first substrate 31 to the top surface of the second shield structure 43 depends on the flexibility of the heat dissipation members 81 and 82. It is preferable to make it absorbable. In this case, the heat radiation members 81 and 82 having the same thickness can be used. It is also possible to use one continuous heat dissipation member as the heat dissipation members 81 and 82.
  • the heat dissipation member 82 is attached to the top surface of the second shield structure 43, but the second shield structure 43 is not provided and the top surface of the sealing resin layer 16 (FIG. 3) according to the second embodiment.
  • a heat dissipation member 82 may be attached to the.
  • FIG. 7A and 7B are a cross-sectional view and a perspective view of an antenna module according to the sixth embodiment and a heat absorbing member 80 to which the antenna module is attached, respectively.
  • a heat dissipation member 83 is attached to the surface of the first substrate 31 opposite to the surface on which the high frequency circuit component 20 is mounted. The heat dissipation member 83 is in close contact with the heat absorption member 80.
  • heat dissipation member 84 is attached to the top surface of the first shield structure 33.
  • the heat dissipation member 84 extends to the outside of the first substrate 31 in a plan view and is in close contact with the heat absorption member 85 located near the antenna module.
  • the heat absorbing member 85 for example, a metal part of a mother board, a housing that houses an antenna module, a heat sink, or the like is used.
  • the sixth embodiment can reduce the influence of noise radiated from the connector 32 on the high frequency circuit component 20.
  • the heat generated by the RFIC 12 or the like can be efficiently radiated through the second substrate 11, the conductor post 15, the solder 21, the first substrate 31, and the heat dissipation member 83. Further, the heat generated by the components in the region surrounded by the first shield structure 33 can be efficiently radiated through the first shield structure 33 and the heat dissipation member 84.
  • the heights of the components such as the signal separation mixer 36, the DCDC converter 37 (FIG. 1A), etc. arranged near the connector 32 are different. In this way, when a plurality of components having different heights are mounted, it is difficult to attach a single heat-dissipating member that is difficult to deform to the top surfaces of these components.
  • the heat dissipation member 84 since the heat dissipation member 84 may be brought into close contact with the flat top surface of the first shield structure 33, it is possible to easily attach the heat dissipation member 84.
  • FIG. 8 is a perspective view of the antenna module according to the seventh embodiment.
  • the heat dissipation member 84 that is in close contact with the top surface of the first shield structure 33 is in close contact with the heat absorption member 85 near the antenna module.
  • the heat dissipation member 86 that is in close contact with the top surface of the first shield structure 33 is in close contact with the heat dissipation member 83 that is attached to the first substrate 31.
  • the seventh embodiment can reduce the influence of noise radiated from the connector 32 on the high frequency circuit component 20.
  • the heat generated by the components in the area surrounded by the first shield structure 33 is radiated via the first shield structure 33, the heat dissipation member 86, and the other heat dissipation member 83.
  • the heat can be efficiently radiated to the heat absorbing member 80 with which the member 83 is in close contact.
  • FIGS. 9A and 9B an antenna module according to the eighth embodiment will be described with reference to FIGS. 9A and 9B.
  • the description of the configuration common to the antenna module (FIGS. 7A and 7B) according to the sixth embodiment will be omitted.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view of the antenna module according to the eighth embodiment
  • FIG. 9B is a perspective view of the first shield structure 33 as seen from below.
  • the heat dissipation member 84 is attached to the top surface of the first shield structure 33.
  • the heat dissipation member 87 is attached to the surface of the top plate 35 of the first shield structure 33 facing the first substrate 31 side. The heat dissipation member 87 is in close contact with the top surface of a component shielded by the first shield structure 33, for example, the connector 32 (FIG. 9A), the signal separation mixer 36 (FIG. 1A), the DCDC converter 37 (FIG.
  • the heat dissipation member 87 comes into close contact with the connector portion of the cable 51.
  • the heat dissipation member 87 is deformed by the flexibility of the heat dissipation member 87, so that the heat dissipation member 87 adheres to the top surfaces of these parts.
  • the excellent effect of the eighth embodiment will be described.
  • the eighth embodiment as in the sixth embodiment, it is possible to reduce the influence of noise radiated from the connector 32 on the high frequency circuit component 20.
  • the heat generated by the signal separation mixer 36, the DCDC converter 37 (FIG. 1A) and the like is directly conducted to the first substrate 31, and also through the heat dissipation member 87 and the first shield structure 33. 1 Conducted to the substrate 31.
  • the heat conducted to the first substrate 31 is absorbed by the heat absorbing member 80 via the heat radiating member 83. Therefore, the heat generated by the heat dissipation member 87 and the first shield structure 33 can be efficiently dissipated.
  • the heat dissipation member 87 can be easily attached. Even if the heights of the plurality of parts are different, the flexibility of the heat dissipation member 87 allows the heat dissipation member 87 to be easily attached to the plurality of parts.
  • 10A, 10B, and 10C are a plan view, a cross-sectional view, and a bottom view of an antenna module according to the ninth embodiment, respectively.
  • the high frequency integrated circuit element 12 and the plurality of circuit components 13 are mounted on the second substrate 11 that functions as an interposer to form the high frequency circuit component 20.
  • the high frequency integrated circuit element 12 and the plurality of circuit components 13 are mounted on the first substrate 31 via the second substrate 11.
  • the high frequency integrated circuit element 12 and the plurality of circuit components 13 are directly mounted on the first substrate 31.
  • the high frequency circuit component 20 includes the high frequency integrated circuit element 12 and a plurality of circuit components 13 directly mounted on the first substrate 31.
  • Shield case 90 covers high-frequency circuit component 20.
  • the shield case 90 includes a side plate 90A and a top plate 90B.
  • the side plate 90A surrounds the high frequency integrated circuit element 12 and the plurality of circuit components 13 in a state where the first substrate 31 is viewed in a plan view.
  • the top plate 90B closes the opening of the side plate 90A.
  • the shield case 90 is electrically connected to the ground plane 40 provided on the inner layer of the first substrate 31.
  • the shield case 90 and the ground plane 40 function as the second shield structure 43.
  • a heat dissipation member 91 is arranged between the high frequency integrated circuit element 12 and the top plate 90B of the shield case 90, and both are thermally coupled by the heat dissipation member 91.
  • the ninth embodiment can reduce the influence of noise radiated from the connector 32, the signal separation mixer 36, the DCDC converter 37, etc. on the high frequency circuit component 20.
  • the top plate 90B of the shield case 90 is attached to the heat absorbing member 80 via the heat radiating member 82 as in the fifth embodiment (FIG. 6), so that the heat radiating member 91 serves as a heat radiating path. It functions as a part and can dissipate heat efficiently.
  • FIGS. 11A and 11B are a cross-sectional view and a bottom view of an antenna module according to a modified example of the ninth embodiment.
  • the connector 32, the signal separation mixer 36, the DCDC converter 37, and the top plate 35 of the first shield structure 33 are hollow.
  • the connector 32, the signal separation mixer 36, the DCDC converter 37, and the top plate 35 of the first shield structure 33 are provided.
  • the heat dissipation member 87 is arranged between them. Therefore, the heat generated in the connector 32, the signal separation mixer 36, the DCDC converter 37, and the like can be efficiently radiated through the heat radiation member 87 and the first shield structure 33.
  • FIG. 12A and 12B are a cross-sectional view and a bottom view of the antenna module according to the tenth embodiment, respectively.
  • the high frequency integrated circuit element 12 and the plurality of circuit components 13 are covered with the shield case 90.
  • the high frequency integrated circuit element 12 and the plurality of circuit components 13 are sealed with the sealing resin layer 94. That is, the high frequency circuit component 20 is sealed with the sealing resin layer 94.
  • the tenth embodiment can reduce the influence of noise radiated from the connector 32, the signal separation mixer 36, the DCDC converter 37 and the like on the high frequency circuit component 20.
  • FIGS. 13A and 13B are a cross-sectional view and a bottom view of an antenna module according to a modification of the tenth embodiment, respectively.
  • the connector 32, the signal separation mixer 36, the DCDC converter 37, and the top plate 35 of the first shield structure 33 Similar to the antenna module according to the modification of the ninth embodiment (FIGS. 11A and 11B), the connector 32, the signal separation mixer 36, the DCDC converter 37, and the top plate 35 of the first shield structure 33.
  • a heat dissipation member 87 is disposed between the heat dissipation member 87 and the heat dissipation member 87. Therefore, the heat generated in the connector 32, the signal separation mixer 36, the DCDC converter 37, and the like can be efficiently radiated through the heat radiation member 87 and the first shield structure 33.
  • the high frequency circuit component 20 includes a second substrate 11 called an interposer.
  • the high frequency circuit component 20 has a so-called interposerless structure.
  • a high frequency circuit component 20 including the high frequency integrated circuit element 12 and a plurality of circuit components 13 is mounted on the first substrate 31.
  • the high frequency integrated circuit element 12 and the plurality of circuit components 13 are positioned and mounted on the temporary support substrate provided with the adhesive layer. In this state, the high frequency integrated circuit element 12 and the plurality of circuit components 13 are covered with a resin such as an epoxy resin. After the resin is cured, the temporary support substrate is removed together with the adhesive layer. The high frequency circuit component 20 is manufactured through these steps.
  • the eleventh embodiment As well, similar to the second embodiment, it is possible to reduce the influence of noise radiated from the connector 32, the signal separation mixer 36, the DCDC converter 37 and the like on the high frequency circuit component 20.
  • FIGS. 15A and 15B are a sectional view and a bottom view of an antenna module according to a modified example of the eleventh embodiment, respectively.
  • the connector 32, the signal separation mixer 36, the DCDC converter 37, and the top plate 35 of the first shield structure 33 Similar to the antenna module according to the modification of the ninth embodiment (FIGS. 11A and 11B), the connector 32, the signal separation mixer 36, the DCDC converter 37, and the top plate 35 of the first shield structure 33.
  • a heat dissipation member 87 is disposed between the heat dissipation member 87 and the heat dissipation member 87. Therefore, the heat generated in the connector 32, the signal separation mixer 36, the DCDC converter 37, and the like can be efficiently radiated through the heat radiation member 87 and the first shield structure 33.
  • Second Substrate High Frequency Integrated Circuit Element (RFIC) 13 Circuit Parts 14 Radiating Element 15 Conductor Post 16 Sealing Resin Layer 17 Feed Line 18 Ground Conductor Post 19 Ground Plane 20 High Frequency Circuit Parts 21, 22 Solder 31 First Substrate 32 Connector 33 First Shield Structure 34 Side Plate 34A Opening 35 Top Plate 36 Signal Separation Mixer 37 DCDC Converter 38 Ground Plane 39 Resist Film 39A Opening 40 Ground Plane 41 Via Conductor 43 Second Shield Structure 44 Conductive Film 51 Cable 60 Motherboard 61 Local Oscillator 62 Power Supply Circuit 63 Baseband Integrated Circuit Device (BBIC) 70 transmission/reception changeover switch 71 power amplifier 72 low noise amplifier 73 transmission/reception changeover switch 74 attenuator 75 phase shifter 76 power divider 77 transmission/reception changeover switch 78 up-down conversion mixer 79 intermediate frequency amplifier 80 heat absorption members 81, 82, 83, 84 heat dissipation member 85 Heat absorbing member 86, 87 Heat radiating member

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Abstract

高周波集積回路素子が、アンテナで送受信される高周波信号の信号処理を行う。高周波集積回路素子は第１基板に実装されている。第１基板は第２基板に実装されている。第２基板に、高周波集積回路素子への変調信号が伝送されるケーブルを接続するコネクタが実装されている。第１シールド構造がコネクタを覆う。コネクタに起因するノイズがアンテナ特性に影響を及ぼしにくいアンテナモジュールが提供される。

Description

アンテナモジュール及び通信装置
　本発明は、アンテナモジュール及び通信装置に関する。
　チップ型コンデンサ、チップ型抵抗器、発振回路、電圧レギュレータ、コネクタ等の部品を実装した基板に放射導体を取り付けたアンテナ一体型モジュールが下記の特許文献１に開示されている。基板に実装された複数の部品は、金属製の枠体で覆われている。この枠体に、コネクタに接続するケーブルを通すための開口が設けられている。
特開２００７－１３４８９４号公報
　特許文献１に開示されたアンテナ一体型モジュールでは、発振回路等の高周波部品とコネクタとが共通の枠体で覆われている。このため、コネクタから漏洩したノイズが高周波部品と結合し、その結果アンテナ特性に影響を及ぼす場合がある。本発明の目的は、コネクタに起因するノイズがアンテナ特性に影響を及ぼしにくいアンテナモジュールを提供することである。本発明の他の目的は、このアンテナモジュールを用いた通信装置を提供することである。
　本発明の一観点によると、
　無線通信される高周波信号の信号処理を行う高周波回路部品と、
　前記高周波回路部品を実装する第１基板と、
　前記第１基板に実装されたコネクタであって、前記高周波回路部品への信号が伝送されるケーブルを接続する前記コネクタと、
　前記コネクタの少なくとも一部を覆い、少なくとも前記高周波回路部品と前記コネクタとの間に配置されている第１シールド構造と
を有するアンテナモジュールが提供される。
　本発明の他の観点によると、
　前記アンテナモジュールと、
　前記高周波回路部品に与える信号を生成するベースバンド集積回路素子と
を有し、
　前記ケーブルは、前記コネクタと前記ベースバンド集積回路素子とを接続する通信装置が提供される。
　第１シールド構造がコネクタを覆っているため、コネクタから漏れたノイズが高周波回路部品に影響を及ぼしにくいという効果が得られる。このため、コネクタから漏れたノイズが、高周波回路部品に接続される放射素子のアンテナ特性に影響を及ぼしにくいという効果が得られる。
図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ第１実施例によるアンテナモジュールの斜視図及び断面図であり、図１Ｃは、第１シールド構造が実装された箇所を拡大した断面図である。 図２は、第１実施例によるアンテナモジュールが用いられている通信装置のブロック図である。 図３は、第２実施例によるアンテナモジュールの断面図である。 図４Ａは、第３実施例によるアンテナモジュールの断面図であり、図４Ｂは、導体ポスト、グランド用導体ポスト、ＲＦＩＣ、及び第１基板内のグランドプレーンの平面的な位置関係を示す図である。 図５は、第４実施例によるアンテナモジュールの断面図である。 図６は、第５実施例によるアンテナモジュール、及びアンテナモジュールが取り付けられた吸熱部材の断面図である。 図７Ａは、第６実施例によるアンテナモジュール、及びアンテナモジュールが取り付けられた吸熱部材の断面図であり、図７Ｂは、第６実施例によるアンテナモジュールの斜視図である。 図８は、第７実施例によるアンテナモジュールの斜視図である。 図９Ａは、第８実施例によるアンテナモジュールの断面図であり、図９Ｂは、第１シールド構造を下方から見た斜視図である。 図１０Ａ、図１０Ｂ、及び図１０Ｃは、それぞれ第９実施例によるアンテナモジュールの平面図、断面図、及び底面図である。 図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ第９実施例の変形例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。 図１２Ａ及び図１２Ｂは、それぞれ第１０実施例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。 図１３Ａ及び図１３Ｂは、それぞれ第１０実施例の変形例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。 図１４Ａ及び図１４Ｂは、それぞれ第１１実施例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。 図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ第１１実施例の変形例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。
　［第１実施例］
　図１Ａから図２までの図面を参照して、第１実施例によるアンテナモジュールについて説明する。
　図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ第１実施例によるアンテナモジュールの斜視図及び断面図である。第１基板３１に高周波回路部品２０、コネクタ３２、信号分離混合器３６、ＤＣＤＣコンバータ３７等が実装されている。高周波回路部品２０は、第２基板１１、高周波集積回路素子（ＲＦＩＣ）１２、及び複数の回路部品１３を含む。第２基板１１の一方の面に高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３が実装されており、反対側の面に複数の放射素子１４が設けられている。複数の放射素子１４は、パッチアレイアンテナを構成する。回路部品１３は、例えばバイパスコンデンサ等である。第２基板１１の、ＲＦＩＣ１２が実装されている面に、複数の導体ポスト１５が立てられている。導体ポスト１５は、例えば銅（Ｃｕ）で形成される。ＲＦＩＣ１２、複数の回路部品１３、及び複数の導体ポスト１５が封止樹脂層１６で封止されている。導体ポスト１５の各々の頂面は、封止樹脂層１６の表面に露出している。
　放射素子１４がＲＦＩＣ１２に接続されている。なお、放射素子１４はＲＦＩＣ１２に直接接続されているとは限らず、第２基板１１に設けられた配線やビア導体等の給電線を介して電気的に接続されていてもよい。さらに、ＲＦＩＣ１２が導体ポスト１５に接続されている。さらに、第２基板１１にグランドプレーン（後述する図１Ｃに示されている）が設けられており、このグランドプレーンは一部のグランド用の導体ポスト１５に接続されている。
　導体ポスト１５の露出している頂面と、第１基板３１の表面に設けられたランドとをハンダ２１で電気的かつ機械的に接続することにより、高周波回路部品２０が第１基板３１に実装される。コネクタ３２にケーブル５１（図１Ａ）が着脱可能に接続される。ケーブル５１を通して、無線通信される情報を含む信号等がＲＦＩＣ１２に伝送される。なお、図１Ｂは、コネクタ３２にケーブル５１が接続されていない状態を示している。
　第１基板３１に第１シールド構造３３が設けられている。第１シールド構造３３はコネクタ３２の少なくとも一部を覆っており、ＲＦＩＣ１２を含む外界からコネクタ３２、信号分離混合器３６、ＤＣＤＣコンバータ３７をシールドする。本明細書において、第１基板３１の、コネクタ３２が実装されている面の外側を向く法線方向を「上方」と定義することとする。第１シールド構造３３は、平面視においてコネクタ３２を取り囲み、第１基板３１の表面から上方に立ち上がる側板３４と、側板３４の上方の開口部を塞ぐ天板３５とを含む。このように、第１シールド構造３３は、上方及び横方向（側方）からコネクタ３２を覆っている。側板３４は、少なくともコネクタ３２とＲＦＩＣ１２との間に配置されている。側板３４には、ケーブル５１を引き出すための開口３４Ａ（図１Ａ）が設けられている。図１Ａは、天板３５が側板３４から取り外された状態を表している。ケーブル５１をコネクタ３２に接続した後、図１Ａに矢印で示すように天板３５を側板３４の上に取り付けることにより、側板３４の上方の開口が天板３５で塞がれる。
　図１Ｃは、第１シールド構造３３が実装された箇所を拡大した断面図である。第１基板３１にグランドプレーン３８が設けられており、グランドプレーン３８の表面がレジスト膜３９で覆われている。レジスト膜３９の一部に開口３９Ａが設けられており、開口３９Ａ内にグランドプレーン３８の一部が露出している。第１シールド構造３３の側板３４の下端が、開口３９Ａ内に露出しているグランドプレーン３８にハンダ等で接続されている。
　図２は、第１実施例によるアンテナモジュールが用いられている通信装置のブロック図である。例えば携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等の携帯端末や、通信機能を備えたパーソナルコンピュータ等のマザーボード６０と、アンテナモジュールのコネクタ３２とがケーブル５１で接続される。ケーブル５１として、例えば同軸ケーブルが用いられる。マザーボード６０に、局部発振器６１、電源回路６２、ベースバンド集積回路素子（ＢＢＩＣ）６３等が実装されている。ＢＢＩＣ６３は、ＲＦＩＣ１２に与える信号等を生成する。ケーブル５１を通して、アンテナモジュールに直流電力、局部発振信号、無線通信される情報を含む信号（例えば、中間周波信号等）が伝送される。
　これらの信号は、コネクタ３２を通して信号分離混合器３６に入力され、局部発振信号ＬＯ及び中間周波信号ＩＦに分離される。局部発振信号ＬＯ及び中間周波信号ＩＦは、ＲＦＩＣ１２に入力される。さらに、ケーブル５１を伝送された直流電力がＤＣＤＣコンバータ３７に入力される。ＤＣＤＣコンバータ３７は電圧変換を行い、所定の電圧の直流電力ＤＣをＲＦＩＣ１２に供給する。コネクタ３２、信号分離混合器３６及びＤＣＤＣコンバータ３７は、第１シールド構造３３によってＲＦＩＣ１２からシールドされている。ＲＦＩＣ１２は、無線通信される（アンテナで送受信される）高周波信号の信号処理を行う。以下、ＲＦＩＣ１２の詳細な機能について説明する。
　中間周波信号ＩＦが中間周波増幅器７９を介してアップダウンコンバート用ミキサ７８に入力される。アップダウンコンバート用ミキサ７８でアップコンバートされた高周波信号が、送受信切り替えスイッチ７７を介してパワーディバイダ７６に入力される。パワーディバイダ７６で分割された高周波信号の各々が、移相器７５、アッテネータ７４、送受信切り替えスイッチ７３、パワーアンプ７１、送受信切り替えスイッチ７０、及び給電線１７を経由して複数の放射素子１４に供給される。パワーディバイダ７６で分割された後の高周波信号の処理を行う移相器７５、アッテネータ７４、送受信切り替えスイッチ７３、パワーアンプ７１、送受信切り替えスイッチ７０、及び給電線１７は、放射素子１４ごとに設けられている。
　複数の放射素子１４の各々で受信された高周波信号が、給電線１７、送受信切り替えスイッチ７０、ローノイズアンプ７２、送受信切り替えスイッチ７３、アッテネータ７４、移相器７５を経由してパワーディバイダ７６に入力される。パワーディバイダ７６で合成された高周波信号が、送受信切り替えスイッチ７７を経由して、アップダウンコンバート用ミキサ７８に入力される。アップダウンコンバート用ミキサ７８でダウンコンバートされた中間周波信号が、中間周波増幅器７９、信号分離混合器３６を経由し、コネクタ３２に接続されたケーブル５１によって伝送され、マザーボード６０に実装されたＢＢＩＣ６３に入力される。
　次に、第１実施例の優れた効果について説明する。
　第１実施例では、コネクタ３２がＲＦＩＣ１２を含む高周波回路部品２０から第１シールド構造３３によってシールドされている。このため、コネクタ３２から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。さらに、信号分離混合器３６及びＤＣＤＣコンバータ３７も、高周波回路部品２０から第１シールド構造３３によってシールドされているため、信号分離混合器３６及びＤＣＤＣコンバータ３７で発生したノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
　次に、第１実施例の構成を基にした他の例について説明する。第１実施例では、マザーボード６０（図２）からケーブル５１を通してアンテナモジュールに、中間周波信号等の変調信号、局部発振信号、及び直流電力が伝送される。マザーボード６０とアンテナモジュールとの間でケーブル５１を通して伝送される信号に、制御信号、クロック信号等を含めてもよい。また、第１実施例では、ケーブル５１として同軸ケーブルを用い、コネクタ３２として同軸ケーブル用のものを用いた。その他に、コネクタ３２としてケーブル種別に応じて多ピンコネクタを用いてもよい。
　第１実施例では、複数の放射素子１４がパッチアレイアンテナを構成しているが、他のアンテナを構成するようにしてもよい。例えば、放射素子１４として、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ等を用いてもよい。
　［第２実施例］
　次に、図３を参照して第２実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第１実施例によるアンテナモジュールと共通の構成については説明を省略する。
　図３は、第２実施例によるアンテナモジュールの断面図である。第１実施例では、第２基板１１の、ＲＦＩＣ１２が実装された面を第１基板３１に対向させる姿勢で高周波回路部品２０が第１基板３１に実装されている。これに対し第２実施例では、第２基板１１の、ＲＦＩＣ１２が実装されている面とは反対側の面を第１基板３１に対向させる姿勢で、高周波回路部品２０が第１基板３１に実装されている。高周波回路部品２０は、ハンダ２２によって第１基板に電気的かつ機械的に接続される。第２実施例では、高周波回路部品２０に導体ポスト１５（図１Ｂ）は設けられていない。
　また、第１実施例では第２基板１１に放射素子１４（図１Ｂ）が設けられているが、第２実施例では、第１基板３１の、高周波回路部品２０が実装されている面とは反対側の面に複数の放射素子１４が設けられている。複数の放射素子１４は、第１基板３１に設けられた伝送線路、ハンダ２２、及び第２基板１１に設けられた伝送線路を介してＲＦＩＣ１２に接続されている。
　第２実施例においても、第１実施例と同様に、第１基板３１にコネクタ３２が実装されており、第１シールド構造３３がＲＦＩＣ１２を含む高周波回路部品２０からコネクタ３２をシールドしている。
　次に、第２実施例の優れた効果について説明する。
　第２実施例においても、第１実施例の場合と同様に、コネクタ３２がＲＦＩＣ１２を含む高周波回路部品２０からシールドされている。このため、コネクタ３２から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
　［第３実施例］
　次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照して第３実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第１実施例によるアンテナモジュールと共通の構成については説明を省略する。
　図４Ａは、第３実施例によるアンテナモジュールの断面図である。第１基板３１の内層にグランドプレーン４０が配置されている。第２基板１１側の複数の導体ポスト１５のうち一部はグランド用導体ポスト１８であり、グランド用導体ポスト１８は、第２基板１１内のグランドプレーン１９に接続されている。第１基板３１内のグランドプレーン４０は、第１基板３１内に配置された複数のビア導体４１及びハンダ２１を介してグランド用導体ポスト１８に接続されている。
　図４Ｂは、導体ポスト１５、グランド用導体ポスト１８、ＲＦＩＣ１２、及び第１基板３１内のグランドプレーン４０の平面的な位置関係を示す図である。複数のグランド用導体ポスト１８がＲＦＩＣ１２を取り囲むように配置されている。グランドプレーン４０の内側にＲＦＩＣ１２が配置されている。グランドプレーン４０は、グランド用導体ポスト１８と重なり、グランド用導体ポスト１８に接続されている。グランド用導体ポスト１８以外の導体ポスト１５は、グランドプレーン４０の外側に配置されている。
　グランドプレーン４０及び複数のグランド用導体ポスト１８が第２シールド構造４３を構成している。第２シールド構造４３は、高周波回路部品２０の一部であるＲＦＩＣ１２を覆い、コネクタ３２（図４Ａ）を含む外界からＲＦＩＣ１２をシールドする。
　次に、第３実施例の優れた効果について説明する。
　第３実施例においても第１実施例と同様に、コネクタ３２から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
　さらに、第３実施例では、第２シールド構造４３がＲＦＩＣ１２をシールドしているため、ＲＦＩＣ１２が、コネクタ３２で発生したノイズ、及びマザーボード６０（図２）に実装された素子等の周辺素子から発生したノイズの影響を受けにくいという優れた効果が得られる。さらに、ＲＦＩＣ１２で発生したノイズが、コネクタ３２や周辺素子に与える影響を軽減することができる。
　［第４実施例］
　次に、図５を参照して第４実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第２実施例によるアンテナモジュール（図３）と共通の構成については説明を省略する。
　図５は、第４実施例によるアンテナモジュールの断面図である。第４実施例においては、封止樹脂層１６の表面が導電膜４４で覆われている。導電膜４４は、第２基板１１に設けられているグランドプレーン１９に接続されている。導電膜４４が、第２シールド構造４３として機能する。第２シールド構造４３は、ＲＦＩＣ１２を覆っており、少なくともコネクタ３２とＲＦＩＣ１２との間に配置されている。
　次に、第４実施例の優れた効果について説明する。
　第４実施例においても第１実施例と同様に、コネクタ３２から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
　さらに、第４実施例では、導電膜４４が第２シールド構造４３として機能するため、第３実施例と同様に、ＲＦＩＣ１２が、コネクタ３２で発生したノイズ、及びマザーボード６０（図２）に実装され素子等の周辺素子から発生したノイズの影響を受けにくいという優れた効果が得られる。さらに、ＲＦＩＣ１２で発生したノイズが、コネクタ３２や周辺素子に与える影響を軽減することができる。
　［第５実施例］
　次に、図６を参照して第５実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第４実施例によるアンテナモジュール（図５）と共通の構成については説明を省略する。
　図６は、第５実施例によるアンテナモジュール、及びアンテナモジュールが取り付けられた吸熱部材８０の断面図である。第１シールド構造３３及び第２シールド構造４３の、第１基板３１とは反対側を向く面（以下、天面という。）に、それぞれ放熱部材８１、８２が貼り付けられている。第１シールド構造３３及び第２シールド構造４３は、それぞれ放熱部材８１、８２を介して吸熱部材８０に熱的に結合する。ここで、「熱的に結合」とは、結合される複数の物体間において、熱を伝導可能な状態とした結合のことをいう。放熱部材８１、８２として、例えば柔らかく、密着性に優れ、かつ熱伝導性の高いシート状の材料（放熱シート、熱伝導シート）を用いるとよい。吸熱部材８０として、例えばマザーボード６０（図２）の金属部分、アンテナモジュールが収容される筐体、ヒートシンク等を用いることができる。
　放熱部材８１、８２は、それぞれ第１シールド構造３３と吸熱部材８０との間、及び第２シールド構造４３と吸熱部材８０との間で効率よく熱を伝導させる機能を持つ。
　次に、第５実施例の優れた効果について説明する。
　第５実施例においても第４実施例と同様に、コネクタ３２から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
　さらに、第５実施例においては、第１シールド構造３３及び放熱部材８１が、第１シールド構造３３でシールドされる部品、例えばコネクタ３２、信号分離混合器３６（図２）、及びＤＣＤＣコンバータ３７（図２）から吸熱部材８０までの伝熱経路として機能する。このため、コネクタ３２、信号分離混合器３６（図２）、及びＤＣＤＣコンバータ３７（図２）から効率的に放熱を行うことができる。さらに、ＲＦＩＣ１２と吸熱部材８０との間に、封止樹脂層１６、第２シールド構造４３、及び放熱部材８２が、ほぼ隙間なく配置されているため、ＲＦＩＣ１２から効率的に放熱を行うことができる。
　第１基板３１から第１シールド構造３３の天面までの高さと、第１基板３１から第２シールド構造４３の天面までの高さとを揃えることにより、アンテナモジュールを、放熱部材８１、８２を介して吸熱部材８０の平坦な表面に容易に密着させることができる。なお、第１基板３１から第１シールド構造３３の天面までの高さと、第１基板３１から第２シールド構造４３の天面までの高さとの差を、放熱部材８１、８２の柔軟性で吸収することができる程度にすることが好ましい。この場合には、放熱部材８１、８２として、同一の厚さのものを用いることができる。なお、放熱部材８１、８２として、連続した１枚の放熱部材を用いることも可能である。
　次に、第５実施例の変形例について説明する。第５実施例では、第２シールド構造４３の天面に放熱部材８２を貼り付けたが、第２シールド構造４３を設けず、第２実施例による封止樹脂層１６（図３）の天面に放熱部材８２を貼り付けてもよい。
　［第６実施例］
　次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、第６実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第３実施例によるアンテナモジュール（図４Ａ、図４Ｂ）と共通の構成については説明を省略する。
　図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ第６実施例によるアンテナモジュール、及びアンテナモジュールが取り付けられた吸熱部材８０の断面図及び斜視図である。第１基板３１の、高周波回路部品２０が実装された面とは反対側の面に、放熱部材８３が貼り付けられている。放熱部材８３は、吸熱部材８０に密着する。
　さらに、第１シールド構造３３の天面に、他の放熱部材８４が貼り付けられている。放熱部材８４は、平面視において第１基板３１の外側まで延びて、アンテナモジュールの近傍に位置する吸熱部材８５に密着する。吸熱部材８５として、例えば、マザーボードの金属部分、アンテナモジュールが収容される筐体、ヒートシンク等が利用される。
　次に、第６実施例の優れた効果について説明する。
　第６実施例においても第３実施例と同様に、コネクタ３２から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
　さらに、第６実施例では、ＲＦＩＣ１２等で発生した熱を、第２基板１１、導体ポスト１５、ハンダ２１、第１基板３１、及び放熱部材８３を介して効率的に放熱することができる。さらに、第１シールド構造３３で囲まれた領域内の部品で発生した熱を、第１シールド構造３３及び放熱部材８４を介して効率的に放熱することができる。
　一般に、コネクタ３２の近傍に配置される信号分離混合器３６、ＤＣＤＣコンバータ３７（図１Ａ）等の部品の高さは異なっている。このように、高さが異なっている複数の部品が実装されている場合、これらの部品の天面に変形しにくい１枚の放熱部材を貼り付けることは困難である。第６実施例では、第１シールド構造３３の平坦な天面に放熱部材８４を密着させればよいため、放熱部材８４の貼り付けを容易に行うことができるという効果が得られる。
　［第７実施例］
　次に、図８を参照して第７実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第６実施例によるアンテナモジュール（図７Ａ、図７Ｂ）と共通の構成については説明を省略する。
　図８は、第７実施例によるアンテナモジュールの斜視図である。第６実施例（図７Ｂ）では、第１シールド構造３３の天面に密着した放熱部材８４がアンテナモジュールの近傍の吸熱部材８５に密着している。これに対し、第７実施例では、第１シールド構造３３の天面に密着した放熱部材８６が、第１基板３１に貼り付けられた放熱部材８３に密着している。
　次に、第７実施例の優れた効果について説明する。
　第７実施例においても第６実施例と同様に、コネクタ３２から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
　さらに、第７実施例では、第１シールド構造３３で囲まれた領域内の部品で発生した熱を、第１シールド構造３３、放熱部材８６、及びもう１枚の放熱部材８３を介して、放熱部材８３が密着している吸熱部材８０に効率的に放熱することができる。
　［第８実施例］
　次に、図９Ａ及び図９Ｂを参照して第８実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第６実施例によるアンテナモジュール（図７Ａ、図７Ｂ）と共通の構成については説明を省略する。
　図９Ａは、第８実施例によるアンテナモジュールの断面図であり、図９Ｂは、第１シールド構造３３を下方から見た斜視図である。第６実施例（図７Ａ、図７Ｂ）では、第１シールド構造３３の天面に放熱部材８４が貼り付けられている。これに対し第８実施例では、第１シールド構造３３の天板３５の、第１基板３１側を向く面に放熱部材８７が貼り付けられている。放熱部材８７は、第１シールド構造３３でシールドされている部品、例えばコネクタ３２（図９Ａ）、信号分離混合器３６（図１Ａ）、ＤＣＤＣコンバータ３７（図１Ａ）等の天面に密着している。なお、コネクタ３２にケーブル５１（図１Ａ）を接続した状態で第１シールド構造３３の天板３５を側板３４に取り付けると、放熱部材８７はケーブル５１のコネクタ部に密着する。複数の部品の高さが異なっている場合には、放熱部材８７の柔軟性によって放熱部材８７が変形することにより、これらの部品の天面に放熱部材８７が密着する。
　次に、第８実施例の優れた効果について説明する。
　第８実施例においても第６実施例と同様に、コネクタ３２から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
　さらに、第８実施例では、信号分離混合器３６及びＤＣＤＣコンバータ３７（図１Ａ）等で発生した熱が、第１基板３１に直接伝導するとともに、放熱部材８７及び第１シールド構造３３を通しても第１基板３１に伝導する。第１基板３１に伝導した熱は、放熱部材８３を介して吸熱部材８０に吸収される。このため、放熱部材８７及び第１シールド構造３３で発生した熱を効率的に放熱することができる。
　さらに、第１シールド構造３３の天板３５の、第１基板３１側を向く面は平坦であるため、放熱部材８７を容易に貼り付けることができる。複数の部品の高さが異なっていても、放熱部材８７の柔軟性により、複数の部品に容易に放熱部材８７を密着させることができる。
　［第９実施例］
　次に、図１０Ａ、図１０Ｂ、及び図１０Ｃを参照して、第９実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第４実施例によるアンテナモジュール（図５）と共通の構成については説明を省略する。
　図１０Ａ、図１０Ｂ、及び図１０Ｃは、それぞれ第９実施例によるアンテナモジュールの平面図、断面図、及び底面図である。第４実施例（図５）では、高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３が、インターポーザとして機能する第２基板１１に実装されて高周波回路部品２０が構成されている。高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３は、第２基板１１を介して第１基板３１に実装される。これに対して第９実施例では、高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３が、第１基板３１に直接実装されている。第９実施例においては、高周波回路部品２０が、第１基板３１に直接実装された高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３を含む。
　シールドケース９０が高周波回路部品２０を覆っている。シールドケース９０は側板９０Ａと天板９０Ｂとを含む。側板９０Ａは、第１基板３１を平面視した状態で、高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３を取り囲む。天板９０Ｂは、側板９０Ａの開口部を塞ぐ。シールドケース９０は、第１基板３１の内層に設けられたグランドプレーン４０に電気的に接続されている。シールドケース９０及びグランドプレーン４０が、第２シールド構造４３として機能する。
　高周波集積回路素子１２とシールドケース９０の天板９０Ｂとの間に放熱部材９１が配置されており、両者が放熱部材９１によって熱的に結合する。
　次に、第９実施例の優れた効果について説明する。
　第９実施例においても第４実施例と同様に、コネクタ３２、信号分離混合器３６、ＤＣＤＣコンバータ３７等から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。さらに、第９実施例においては、シールドケース９０の天板９０Ｂを、第５実施例（図６）のように放熱部材８２を介して吸熱部材８０に取り付けることにより、放熱部材９１が放熱経路の一部として機能し、効率的に放熱を行うことができる。
　次に、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して第９実施例の変形例について説明する。
　図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ第９実施例の変形例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。第９実施例（図１０Ｂ）では、コネクタ３２、信号分離混合器３６、及びＤＣＤＣコンバータ３７と、第１シールド構造３３の天板３５との間が空洞にされている。これに対して本変形例では、第８実施例（図９Ａ、図９Ｂ）と同様に、コネクタ３２、信号分離混合器３６、及びＤＣＤＣコンバータ３７と、第１シールド構造３３の天板３５との間に放熱部材８７が配置されている。このため、コネクタ３２、信号分離混合器３６及びＤＣＤＣコンバータ３７等で発生した熱を、放熱部材８７及び第１シールド構造３３を通しても効率的に放熱させることができる。
［第１０実施例］
　次に、図１２Ａ及び図１２Ｂを参照して第１０実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第９実施例によるアンテナモジュール（図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ）と共通の構成については説明を省略する。
　図１２Ａ及び図１２Ｂは、それぞれ第１０実施例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。第９実施例（図１０Ｂ）では、高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３が、シールドケース９０で覆われている。これに対して第１０実施例では、高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３が、封止樹脂層９４で封止されている。すなわち、高周波回路部品２０が封止樹脂層９４で封止されている。
　次に、第１０実施例の優れた効果について説明する。
　第１０実施例においても第９実施例と同様に、コネクタ３２、信号分離混合器３６、ＤＣＤＣコンバータ３７等から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
　次に、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して、第１０実施例の変形例について説明する。
　図１３Ａ及び図１３Ｂは、それぞれ第１０実施例の変形例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。本変形例では、第９実施例の変形例によるアンテナモジュール（図１１Ａ、図１１Ｂ）と同様に、コネクタ３２、信号分離混合器３６、及びＤＣＤＣコンバータ３７と、第１シールド構造３３の天板３５との間に放熱部材８７が配置されている。このため、コネクタ３２、信号分離混合器３６及びＤＣＤＣコンバータ３７等で発生した熱を、放熱部材８７及び第１シールド構造３３を通しても効率的に放熱させることができる。
　［第１１実施例］
　次に、図１４Ａ及び図１４Ｂを参照して第１１実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第２実施例によるアンテナモジュール（図３）と共通の構成については説明を省略する。
　図１４Ａ及び図１４Ｂは、それぞれ第１１実施例の変形例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。第２実施例（図３）では、高周波回路部品２０がインターポーザと呼ばれる第２基板１１を含んでいる。これに対して第１１実施例では、高周波回路部品２０が、いわゆるインターポーザレス構造を有する。高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３を含む高周波回路部品２０が、第１基板３１に実装されている。
　以下、第１１実施例によるアンテナモジュールに用いられている高周波回路部品２０の製造方法の一例について説明する。接着層が設けられた仮のサポート基板に、高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３を位置決めして搭載する。この状態で、高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３をエポキシ樹脂等の樹脂で被覆する。樹脂を硬化させた後、仮のサポート基板を接着層とともに除去する。これらの工程を経て、高周波回路部品２０が作製される。
　次に、第１１実施例の優れた効果について説明する。
　第１１実施例においても、第２実施例と同様に、コネクタ３２、信号分離混合器３６、ＤＣＤＣコンバータ３７等から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
　次に、図１５Ａ及び図１５Ｂを参照して、第１１実施例の変形例について説明する。
　図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ第１１実施例の変形例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。本変形例では、第９実施例の変形例によるアンテナモジュール（図１１Ａ、図１１Ｂ）と同様に、コネクタ３２、信号分離混合器３６、及びＤＣＤＣコンバータ３７と、第１シールド構造３３の天板３５との間に放熱部材８７が配置されている。このため、コネクタ３２、信号分離混合器３６及びＤＣＤＣコンバータ３７等で発生した熱を、放熱部材８７及び第１シールド構造３３を通しても効率的に放熱させることができる。
　上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
１１　第２基板
１２　高周波集積回路素子（ＲＦＩＣ）
１３　回路部品
１４　放射素子
１５　導体ポスト
１６　封止樹脂層
１７　給電線
１８　グランド用導体ポスト
１９　グランドプレーン
２０　高周波回路部品
２１、２２　ハンダ
３１　第１基板
３２　コネクタ
３３　第１シールド構造
３４　側板
３４Ａ　開口
３５　天板
３６　信号分離混合器
３７　ＤＣＤＣコンバータ
３８　グランドプレーン
３９　レジスト膜
３９Ａ　開口
４０　グランドプレーン
４１　ビア導体
４３　第２シールド構造
４４　導電膜
５１　ケーブル
６０　マザーボード
６１　局部発振器
６２　電源回路
６３　ベースバンド集積回路素子（ＢＢＩＣ）
７０　送受信切り替えスイッチ
７１　パワーアンプ
７２　ローノイズアンプ
７３　送受信切り替えスイッチ
７４　アッテネータ
７５　移相器
７６　パワーディバイダ
７７　送受信切り替えスイッチ
７８　アップダウンコンバート用ミキサ
７９　中間周波増幅器
８０　吸熱部材
８１、８２、８３、８４　放熱部材
８５　吸熱部材
８６、８７　放熱部材
９０　シールドケース
９０Ａ　側板
９０Ｂ　天板
９１　放熱部材
９４　封止樹脂層

Claims (12)

  1. 　無線通信される高周波信号の信号処理を行う高周波回路部品と、
    　前記高周波回路部品を実装する第１基板と、
    　前記第１基板に実装されたコネクタであって、前記高周波回路部品への信号が伝送されるケーブルを接続する前記コネクタと、
    　前記コネクタの少なくとも一部を覆い、少なくとも前記高周波回路部品と前記コネクタとの間に配置されている第１シールド構造と
    を有するアンテナモジュール。
  2. 　前記第１基板の、前記コネクタが実装されている面が向く方向を上方と定義したとき、前記第１シールド構造は、上方及び横方向から前記コネクタを覆う請求項１に記載のアンテナモジュール。
  3. 　さらに、前記高周波回路部品の少なくとも一部を覆う第２シールド構造を有する請求項１または２に記載のアンテナモジュール。
  4. 　前記第２シールド構造は、少なくとも前記コネクタと前記高周波回路部品との間に配置されている請求項３に記載のアンテナモジュール。
  5. 　前記高周波回路部品は、
    　第２基板と、
    　前記第２基板に実装された高周波集積回路素子と、
    　前記高周波集積回路素子を封止する封止樹脂層と、
    　前記封止樹脂層に埋め込まれた導体ポストと
    を含み、
    　前記第２シールド構造は、
    　前記第１基板に設けられた第１グランドプレーンと、
    　前記第２基板に設けられた第２グランドプレーンと
    を含み、
    　前記導体ポストが前記第１グランドプレーンと前記第２グランドプレーンとを電気的に接続し、前記第２シールド構造の一部を構成している請求項３または４に記載のアンテナモジュール。
  6. 　前記高周波回路部品は、
    　第２基板と、
    　前記第２基板に実装された高周波集積回路素子と、
    　前記高周波集積回路素子を封止する封止樹脂層と
    を含み、
    　前記第２シールド構造は、前記封止樹脂層を覆う導電膜を含む請求項３または４に記載のアンテナモジュール。
  7. 　前記高周波回路部品は、前記第１基板に直接実装された高周波集積回路素子を含む請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  8. 　さらに、前記第１基板に設けられた放射素子を備えており、前記放射素子は前記高周波回路部品に接続されている請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  9. 　さらに、前記第２基板に設けられた放射素子を備えており、前記放射素子は前記高周波回路部品に接続されている請求項５または６に記載のアンテナモジュール。
  10. 　さらに、前記第１シールド構造に熱的に結合する第１放熱部材を備えている請求項１乃至９のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  11. 　さらに、前記第２シールド構造に熱的に結合する第２放熱部材を備えている請求項３乃至６のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
  12. 　請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のアンテナモジュールと、
    　前記高周波回路部品に与える信号を生成するベースバンド集積回路素子と
    を有し、
    　前記ケーブルは、前記コネクタと前記ベースバンド集積回路素子とを接続する通信装置。
     
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