WO2024252802A1 - 無線モジュール - Google Patents
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- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
Definitions
- the present invention relates to a wireless module.
- This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2023-093034, filed in Japan on June 6, 2023, the contents of which are incorporated herein by reference.
- a wireless module equipped with an antenna and a circuit board is used.
- Patent Document 1 an electronic circuit device equipped with multiple circuit boards is formed.
- heat can be generated on the circuit board, etc.
- heat can cause stability in output characteristics, etc.
- One aspect of the present invention aims to provide a wireless module with excellent heat dissipation characteristics.
- the first aspect of the present invention is a wireless module comprising a first substrate on which a first heating element and an antenna are mounted, a second substrate on which a second heating element is mounted, a heat sink provided between the first substrate and the second substrate, and a flexible connecting member electrically connecting the first substrate and the second substrate, the first substrate and the second substrate being arranged so as to overlap at least partially when viewed in the thickness direction, the first heating element being provided on a first opposing surface of the first substrate and in thermally conductive contact with the heat sink, and the second heating element being provided on a second opposing surface of the second substrate and in thermally conductive contact with the heat sink.
- the first heating element of the first substrate is in contact with the heat sink so as to be capable of conducting heat therethrough.
- the second heating element of the second substrate is in contact with the heat sink so as to be capable of conducting heat therethrough.
- a common heat sink is used as a heat dissipation path for the first and second boards, so the number of components can be reduced. This allows the wireless module to be made smaller.
- the first and second substrates are arranged so that they at least partially overlap when viewed in a plan view. This reduces the area occupied by the components. This allows the wireless module to be made smaller.
- the second aspect of the present invention is the wireless module of the first aspect, in which the heat sink comprises a main plate having a plate-shaped main body, a first base is formed on one side of the main body, a second base is formed on the other side of the main body, the first heating element is in contact with the first base so as to be capable of conducting heat, and the second heating element is in contact with the second base so as to be capable of conducting heat.
- the third aspect of the present invention is the wireless module of the first or second aspect, in which the first and second substrates are fixed to the heat sink.
- the fourth aspect of the present invention is a wireless module according to any one of the first to third aspects, in which the heat sink further includes a peripheral wall portion formed from the first substrate to the second substrate, an opening is formed in a part of the peripheral wall portion, and the connection member is connected to the first opposing surface at a first connection point and extends from the first connection point through the opening to the outside of the peripheral wall portion.
- the fifth aspect of the present invention is a wireless module according to any one of the first to fourth aspects, in which the first heating element is a first power supply element that supplies a signal to the antenna, the first substrate has a power supply line electrically connected to the first power supply element, and the power supply line is formed only on the first opposing surface and is electromagnetically coupled to the antenna.
- the first heating element is a first power supply element that supplies a signal to the antenna
- the first substrate has a power supply line electrically connected to the first power supply element
- the power supply line is formed only on the first opposing surface and is electromagnetically coupled to the antenna.
- the sixth aspect of the present invention is a wireless module according to any one of the first to fifth aspects, in which the extension direction of the connection member from the first substrate is opposite to the radiation direction of the electromagnetic wave from the antenna in a plan view.
- the seventh aspect of the present invention is a wireless module according to any one of the first to sixth aspects, in which the surface of the first substrate opposite the first opposing surface is a first outer surface, and electromagnetic waves from the antenna are radiated from the first outer surface.
- the eighth aspect of the present invention is the wireless module of the seventh aspect, in which a pressing member is provided on the first outer surface to press the first substrate against the heat sink.
- One aspect of the present invention provides a wireless module with excellent heat dissipation characteristics.
- FIG. 1 is a perspective view of a wireless module according to a first embodiment
- 2 is a cross-sectional view taken along line II shown in FIG. 1.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing a connection portion of a connection member.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing a connection portion of a connection member.
- 2 is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG.
- FIG. 11 is a perspective view of a wireless module according to a second embodiment.
- 7 is a cross-sectional view taken along line III-III shown in FIG. 6.
- FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line IV-IV shown in FIG. 6.
- Fig. 1 is a perspective view of a wireless module 1 according to a first embodiment of the present invention.
- Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line II shown in Fig. 1.
- a wireless module 1 according to this embodiment includes a first substrate 10 , a second substrate 20 , a heat sink 30 , and a connecting member 40 .
- the facing direction Z is the direction in which the first substrate 10 and the second substrate 20 face each other.
- the facing direction Z is the thickness direction of the first substrate 10, the second substrate 20, and the main plate portion 31 (heat sink 30).
- a view from the facing direction Z is referred to as a planar view.
- a direction that intersects (e.g., perpendicular to) the opposing direction Z is referred to as the first direction Y.
- the first direction Y is also the direction in which the short sides of the first substrate 10, the second substrate 20, and the heat sink 30 extend in a planar view.
- a direction that intersects (e.g., perpendicular to) both the opposing direction Z and the first direction Y is referred to as the second direction X.
- the second direction X is also the direction in which the long sides of the first substrate 10, the second substrate 20, and the heat sink 30 extend in a planar view.
- a surface that extends along the opposing direction Z and the first direction Y is the YZ plane.
- a surface that extends along the first direction Y and the second direction X is the XY plane.
- a surface that extends along the second direction X and the opposing direction Z is the XZ plane.
- One direction along the first direction Y is represented as a +Y direction in the drawing, and the opposite direction to the +Y direction is represented as a -Y direction in the drawing.
- One direction along the second direction X is represented as a +X direction in the drawings.
- the direction opposite to the +X direction is represented as a -X direction in the drawings.
- the +X direction is the front side.
- the direction opposite to the +X direction is the -X direction, which is the back side.
- One direction along the opposing direction Z is referred to as "upper” and is indicated as the +Z direction in the drawings.
- the opposite direction to the +Z direction is referred to as "lower” and is indicated as the -Z direction in the drawings.
- the first substrate 10, the heat sink 30, and the second substrate 20 are assembled together in the opposing direction Z in this order.
- the first substrate 10 includes a base material 11 , a first feeding element 12 , a plurality of antennas 13 , and a feeding line 14 .
- the substrate 11 is a plate-like body having a rectangular outer shape.
- the substrate 11 extends in a first direction Y and a second direction X.
- the lower surface of the substrate 11 is a first opposing surface 10a.
- the surface opposite the first opposing surface 10a is a first outer surface 10b.
- the substrate 11 is made of an insulating material such as LCP (liquid crystal polymer).
- the first power supply element 12 (first heating element) is provided on the underside (first opposing surface 10a) of the substrate 11.
- the first power supply element 12 is provided at approximately the center of the substrate 11 in a plan view.
- the first power supply element 12 protrudes downward (in the -Z direction) from the first opposing surface 10a.
- the first power supply element 12 is, for example, rectangular.
- the underside of the first power supply element 12 is a flat surface that is aligned with the XY plane.
- the first feeding element 12 supplies a high-frequency signal (RF signal) to each antenna 13. Specifically, the first feeding element 12 supplies a high-frequency signal (RF signal) to each antenna 13 through a feeding line 14 or the like.
- RF signal radio Frequency Integrated Circuit
- the first substrate 10 is also called an RFIC substrate or an RF substrate.
- the antenna 13 is made up of multiple antenna groups including a first antenna group G1 and a second antenna group G2.
- the first antenna group G1 is positioned closer to -X than the first feed element 12.
- the second antenna group G2 is positioned closer to +X than the first feed element 12.
- the first antenna group G1 and the second antenna group G2 are formed apart in the second direction X.
- Each antenna 13 belonging to the first antenna group G1 is, for example, a transmitting antenna that transmits electromagnetic waves to the outside of the wireless module 1.
- Each antenna 13 belonging to the second antenna group G2 is, for example, a receiving antenna that receives electromagnetic waves from the outside of the wireless module 1.
- the antennas 13 transmit and receive high-frequency signals (RF signals) in the millimeter wave band, for example.
- each antenna 13 belonging to the first antenna group G1 transmits electromagnetic waves E in a direction that increases as it approaches the -X side.
- the radiation direction of these electromagnetic waves E is the -X direction in a plan view.
- the electromagnetic waves E are radiated to the outside from the first outer surface 10b of the first substrate 10.
- each antenna 13 belonging to the first antenna group G1 may be a receiving antenna
- each antenna 13 belonging to the second antenna group G2 may be a transmitting antenna.
- the wireless module 1 may have one or three or more antenna groups.
- the power feed line 14 is electrically connected to the first power feed element 12.
- the power feed line 14 is made of a conductive material such as metal.
- the power feed line 14 is formed only on the first opposing surface 10a of the first substrate 10.
- the power feed line 14 is electromagnetically coupled to the antenna 13. Peripheral components other than the first power feed element 12, the antenna 13, and the power feed line 14 may be mounted on the first substrate 10.
- the second substrate 20 includes a base material 21 and a second feeding element 22 .
- the base material 21 is a plate-like body having a rectangular outer shape.
- the base material 21 extends in the first direction Y and the second direction X.
- the upper surface of the base material 21 is the second opposing surface 20a.
- the surface opposite to the second opposing surface 20a is the second outer surface 20b.
- the base material 21 is made of an insulator such as glass epoxy.
- the second power supply element 22 (second heating element) is provided on the upper surface (second opposing surface 20a) of the substrate 21.
- the second power supply element 22 is provided at approximately the center of the substrate 21 in a plan view.
- the second power supply element 22 protrudes upward (in the +Z direction) from the second opposing surface 20a.
- the second power supply element 22 is, for example, rectangular.
- the upper surface of the second power supply element 22 is a flat surface that follows the XY plane.
- the second feeding element 22 supplies a baseband signal (BB signal).
- BB signal baseband signal
- a BBIC Base Band Integrated Circuit
- the second board 20 is, for example, a board that handles baseband signals with a lower frequency than the high-frequency signals transmitted and received by the antenna 13 of the first board 10.
- the second board 20 is also called a baseband board or BB board. Peripheral components other than the second feeding element 22 may be mounted on the second board 20.
- the first substrate 10 and the second substrate 20 are arranged vertically spaced apart with the first opposing surface 10a and the second opposing surface 20a facing each other.
- the heat sink 30 includes a main plate portion 31 (see FIG. 2 ) and a peripheral wall portion 32 .
- the main plate portion 31 includes a main body 37, a first base portion 31b, and a second base portion 31d.
- the main body 37 is a plate-like body extending in the first direction Y and the second direction X.
- the main body 37 is, for example, rectangular in a plan view.
- the first base portion 31b is formed on the upper surface 31a (one surface) of the main body 37.
- the first base portion 31b protrudes upward (in the +Z direction) from the upper surface 31a.
- the upper surface (first main surface 31b1) of the first base portion 31b is a flat surface along the XY plane.
- the second base portion 31d is formed on the lower surface 31c (the other surface) of the main body 37.
- the second base portion 31d protrudes downward (in the -Z direction) from the lower surface 31c.
- the lower surface (second main surface 31d1) of the second base portion 31d is a flat surface along the XY plane.
- the peripheral wall portion 32 includes a rear wall portion 33 (see FIG. 2), a pair of side wall portions 34, and a pair of front wall portions 35.
- the peripheral wall portion 32 is formed over the entire height from the first substrate 10 to the second substrate 20.
- the rear wall portion 33 is formed at the rear end (the end on the ⁇ X side) of the main plate portion 31.
- the rear wall portion 33 is a wall body extending in the opposing direction Z and the first direction Y.
- the rear wall portion 33 has, for example, a rectangular wall shape.
- the pair of side walls 34 are formed on the side ends (the -Y end and the +Y end) of the main plate portion 31.
- the side walls 34 are walls extending in the opposing direction Z and the second direction X.
- the side walls 34 extend in the +X direction from both ends of the rear wall portion 33 in the first direction Y.
- the side walls 34 are, for example, rectangular walls.
- the pair of front wall portions 35 are formed at the front end (the end on the +X side) of the main plate portion 31.
- the front wall portions 35 are walls extending in the opposing direction Z and the first direction Y.
- the pair of front wall portions 35 are formed at a distance in the first direction Y.
- the pair of front wall portions 35 extend in directions approaching each other from the +X side ends of the pair of side wall portions 34.
- the front wall portions 35 are, for example, rectangular walls.
- the heat sink 30 is made of a metal such as aluminum or stainless steel.
- the first substrate 10 is provided overlapping an upper surface of the heat sink 30.
- the second substrate 20 is provided overlapping a lower surface of the heat sink 30.
- the first substrate 10, the second substrate 20, and the peripheral wall 32 form a box-shaped body (housing). This box-shaped body has an opening 36 on the +X side surface.
- the first substrate 10, the second substrate 20, and the heat sink 30 are, for example, rectangular in plan view.
- the first substrate 10, the second substrate 20, and the heat sink 30 are, for example, rectangular in plan view with a long side in the second direction X.
- the first substrate 10, the second substrate 20, and the heat sink 30 are, for example, identical in shape to each other in plan view.
- the first substrate 10 and the second substrate 20 are disposed so as to overlap at least partially in a plan view. That is, the first substrate 10 and the second substrate 20 overlap at least partially in a plan view. In this embodiment, the first substrate 10 and the second substrate 20 overlap over the entire area in a plan view.
- connection member 40 has flexibility.
- the connection member 40 is configured, for example, by a flexible printed circuit board (FPC).
- the connection member 40 electrically connects the first substrate 10 and the second substrate 20.
- One surface of the connection member 40 is a first surface 40a.
- the other surface of the connection member 40 is a second surface 40b. Since the connection member 40 has flexibility, the degree of freedom in the arrangement of the first substrate 10 and the second substrate 20 is increased.
- the connection member may be a coaxial cable.
- the connection member may be a flexible connection structure other than the FPC and the coaxial cable.
- FIG. 3 and 4 are cross-sectional views showing connection points of the connection member 40.
- Fig. 3 shows a state in which the first connector 51 and the second connector 52 are connected.
- Fig. 4 shows a state in which the first connector 51 and the second connector 52 are disconnected.
- the first substrate 10 includes a first connector 51.
- the first substrate 10 is mounted with the first connector 51.
- the first connector 51 is provided on a first opposing surface 10a of the first substrate 10.
- the first connector 51 extends in the first direction Y.
- connection member 40 includes a second connector 52.
- connection member 40 is equipped with the second connector 52.
- the second connector 52 is provided on the first surface 40a at a position close to the first end 40c of the connection member 40.
- the second connector 52 extends in the first direction Y.
- the first connector 51 and the second connector 52 are inter-board connectors that electrically connect the first board 10 and the connection member 40.
- the first connector 51 and the second connector 52 are first connection points that connect the first board 10 and the connection member 40.
- the first connector 51 and the second connector 52 are directly connected, so that the first board 10 and the connection member 40 are mechanically and electrically connected.
- the first connector 51 and the second connector 52 are connectable and disconnectable.
- One of the first connector 51 and the second connector 52 is a male connector.
- the other of the first connector 51 and the second connector 52 is a female connector.
- connection member 40 When the first connector 51 and the second connector 52 are connected, the connection member 40 extends from the second connector 52 to the +X side in a plan view.
- the connection member 40 passes through the opening 36 from the first connection point and reaches the outside of the peripheral wall portion 32 (the pair of front wall portions 35).
- the connection member 40 that has gone outside the peripheral wall portion 32 curves and hangs down toward the second board 20.
- the second substrate 20 includes a third connector 53.
- the second substrate 20 is mounted with the third connector 53.
- the third connector 53 is provided on the second outer surface 20b of the second substrate 20.
- the third connector 53 extends in the first direction Y.
- connection member 40 includes a fourth connector 54.
- connection member 40 is equipped with the fourth connector 54.
- the fourth connector 54 is provided on the second surface 40b at a position close to the second end 40d of the connection member 40.
- the fourth connector 54 extends in the first direction Y.
- the third connector 53 and the fourth connector 54 are inter-board connectors that electrically connect the second board 20 and the connection member 40.
- the third connector 53 and the fourth connector 54 are second connection points that connect the second board 20 and the connection member 40.
- the third connector 53 and the fourth connector 54 are directly connected, so that the second board 20 and the connection member 40 are mechanically and electrically connected.
- the third connector 53 and the fourth connector 54 are connectable and disconnectable.
- One of the third connector 53 and the fourth connector 54 is a male connector.
- the other of the third connector 53 and the fourth connector 54 is a female connector.
- connection member 40 extends from the fourth connector 54 to the +X side in a plan view, and curves upward toward the first substrate 10.
- the third connector 53 may be provided on the second opposing surface 20a of the second substrate 20. In this case, it is preferable that the fourth connector 54 is provided on the first surface 40a of the connection member 40. If the third connector 53 is provided on the second opposing surface 20a of the second substrate 20, there is an advantage in that the connection member 40 can be shortened.
- the lower surface of the first power supply element 12 of the first substrate 10 is in direct or indirect contact with the first main surface 31b1 of the heat sink 30 (first base portion 31b).
- the lower surface of the first power supply element 12 is in thermally conductive contact with the first main surface 31b1 of the heat sink 30.
- the lower surface of the first power supply element 12 may be in direct contact with the first main surface 31b1, or indirect contact with the first main surface 31b1 via a heat dissipation sheet or the like.
- the upper surface of the second power supply element 22 of the second substrate 20 is in direct or indirect contact with the second main surface 31d1 of the heat sink 30 (second base portion 31d).
- the upper surface of the second power supply element 22 is in thermally conductive contact with the second main surface 31d1 of the heat sink 30.
- the upper surface of the second power supply element 22 may be in direct contact with the second main surface 31d1, or indirect contact with the second main surface 31d1 via a heat dissipation sheet or the like.
- the first substrate 10, the second substrate 20, and the heat sink 30 are fixed to each other by, for example, fixing screws 60.
- the first substrate 10 is fixed to the heat sink 30 by fixing screws 60 at multiple locations on each of both ends in the first direction Y.
- the first substrate 10 is fixed to the heat sink 30 by fixing screws 60 at three locations (six locations in total) on each of both ends in the first direction Y.
- the second substrate 20 can be fixed to the heat sink 30 by fixing screws 60 at multiple locations on each of both ends in the first direction Y.
- the second substrate 20 can be fixed to the heat sink 30 by fixing screws 60 at three locations (six locations in total) on each of both ends in the first direction Y.
- FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1.
- a plurality of fixing holes 64 are formed in the upper surface of the side wall portion 34 of the heat sink 30.
- a plurality of fixing holes 65 are formed in the lower surface of the side wall portion 34 of the heat sink 30.
- the fixing holes 64, 65 extend in the opposing direction Z.
- the first substrate 10 has a plurality of through holes 10c formed therein.
- the through holes 10c are formed in a plurality of locations (e.g., a total of six locations) at each of both ends of the first substrate 10 in the first direction Y.
- the second substrate 20 has a plurality of through holes 20c formed therein.
- the through holes 20c are formed in a plurality of locations (e.g., a total of six locations) at each of both ends of the second substrate 20 in the first direction Y.
- the fixing screw 60 has a threaded portion 61 and a head portion 62 provided at one end of the threaded portion 61.
- the threaded portion 61 of the fixing screw 60 is inserted into the through hole 10c of the first substrate 10 and into the fixing hole 64 of the heat sink 30.
- the threaded portion 61 is fixed to the side wall portion 34 by screwing or the like.
- the head portion 62 presses the first substrate 10 against the heat sink 30. This pressing force fixes the first substrate 10 to the heat sink 30 at multiple points (e.g., a total of six points) on each of both ends in the first direction Y.
- the threaded portion 61 of the fixing screw 60 is inserted into the through hole 20c of the second substrate 20 and into the fixing hole 65 of the heat sink 30.
- the threaded portion 61 is fixed to the side wall portion 34 by screwing or the like.
- the head 62 presses the second substrate 20 against the heat sink 30.
- This pressing force fixes the second substrate 20 to the heat sink 30 at multiple points (e.g., a total of six points) on each end of the second substrate 20 in the first direction Y.
- the first power supply element 12 is pressed against the first base portion 31b of the main plate portion 31 (see FIG. 2).
- the second power supply element 22 is pressed against the second base portion 31d of the main plate portion 31 (see FIG. 2).
- the first substrate 10 and the second substrate 20 are fixed to the heat sink 30, and the heat sink 30 fixes the first substrate 10 and the second substrate 20 together. This makes it easier to handle the wireless module 1.
- the wireless module 1 includes a first substrate 10, a second substrate 20, a heat sink 30, and a connecting member 40.
- the first feed element 12 of the first substrate 10 is in contact with the upper surface of the first base 31b of the main plate 31 in a heat-transferable manner.
- the second feed element 22 of the second substrate 20 is in contact with the lower surface of the second base 31d of the main plate 31 in a heat-transferable manner. Therefore, the heat generated in the first feed element 12 and the second feed element 22 can be quickly released through the main plate 31. Therefore, the wireless module 1 is excellent in terms of heat dissipation characteristics. This allows the temperature of the first substrate 10 to be optimized. Therefore, the wireless module 1 can stabilize the output characteristics (e.g., EIRP (Equivalent Isotropic Radiation Power)) of the first substrate 10.
- EIRP Equivalent Isotropic Radiation Power
- the wireless module 1 uses the heat sink 30 (main board portion 31) as a heat dissipation path for the first board 10 and the second board 20. This allows the number of components to be reduced. As a result, the wireless module 1 can be made smaller.
- the first substrate 10 and the second substrate 20 are arranged so that they at least partially overlap when viewed in a plan view. This allows the wireless module 1 to reduce the area occupied by its components. This allows the wireless module 1 to be made smaller.
- the main board portion 31 is made of metal, it can electromagnetically insulate the first board 10 from the second board 20. Therefore, the electromagnetic waves E transmitted and received by the antenna 13 are less susceptible to the effects of the second board 20. This results in good transmission and reception characteristics for the antenna 13.
- the heat sink 30 has a main plate portion 31 having a plate-shaped body 37.
- the first power supply element 12 and the second power supply element 22 are in contact with the upper and lower sides of the main plate portion 31, respectively. This makes it possible to save space. As a result, the wireless module 1 can be made more compact.
- the wireless module 1 the first substrate 10 and the second substrate 20 are fixed to the heat sink 30. This allows the number of components to be reduced. As a result, the wireless module 1 can be made smaller.
- connection member 40 is connected to the first opposing surface 10a of the first substrate 10.
- the first opposing surface 10a is the surface opposite to the first outer surface 10b, which is the emission surface of the electromagnetic waves E. Therefore, the electromagnetic waves E transmitted and received by the antenna 13 are less susceptible to the influence of the connection member 40. Therefore, the transmission and reception characteristics of the antenna 13 are excellent.
- connection member 40 can be wired to the outside of the peripheral wall portion 32 through the opening 36. This makes it easy to handle the connection member 40.
- the power supply line 14 is formed only on the first opposing surface 10a of the first substrate 10. This allows the power supply line 14 to be wired so that it is in contact with air, which has excellent dielectric properties. This reduces transmission loss.
- the extension direction of the connection member 40 from the first substrate 10 is the +X direction in a plan view. This extension direction is opposite to the radiation direction of the electromagnetic wave E in a plan view. Therefore, the electromagnetic wave E transmitted and received by the antenna 13 is less susceptible to the influence of the connection member 40. Therefore, the transmission and reception characteristics of the antenna 13 are excellent.
- the electromagnetic waves E from the antenna 13 are radiated from the first outer surface 10b of the first substrate 10. Meanwhile, the second substrate 20 is located below the first substrate 10. As such, the radiation direction of the electromagnetic waves E and the position of the second substrate 20 differ significantly with respect to the first substrate 10, so the electromagnetic waves E from the antenna 13 are less susceptible to the influence of the second substrate 20. Therefore, the transmission and reception characteristics of the antenna 13 are excellent.
- FIG. 6 is a perspective view of a wireless module 101 according to the second embodiment.
- Fig. 7 is a cross-sectional view taken along line III-III in Fig. 6.
- Fig. 8 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in Fig. 6.
- the wireless module 101 includes a first substrate 10, a second substrate 20, a heat sink 30, a connecting member 40, and a pressing member 70.
- Components common to the wireless module 1 shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals and will not be described. 1 and 2 in that the wireless module 101 includes a pressing member 70.
- the configuration other than the pressing member 70 is similar to that of the wireless module 1 shown in FIG.
- the pressing member 70 is a rectangular plate having a length direction in the first direction Y. At both ends of the pressing member 70, through holes 70c are formed that penetrate in the thickness direction (see FIG. 8).
- the pressing member 70 is made of a metal such as aluminum or stainless steel.
- the material of the pressing member 70 is not limited to metal, and may be resin, ceramic, etc.
- the pressing member 70 is overlapped on the first outer surface 10b of the first substrate 10.
- the length of the pressing member 70 is approximately equal to the dimension of the first substrate 10 in the first direction Y. Therefore, the pressing member 70 presses the first outer surface 10b over the entire length in the first direction Y.
- the pressing member 70 is located on the +X side of the first antenna group G1 in a plan view, and is located on the -X side of the second antenna group G2 in a plan view.
- the threaded portion 61 of the fixing screw 60 is inserted into the through hole 70c of the pressing member 70, the through hole 10c of the first substrate 10, and the fixing hole 64 of the heat sink 30, and is fixed to the side wall portion 34.
- the head 62 presses the first substrate 10 against the heat sink 30 via the pressing member 70.
- This pressing force causes both ends of the pressing member 70 to be fixed to the heat sink 30 via the first substrate 10 by the fixing screw 60.
- the pressing member 70 is located on the +X side of the first antenna group G1 and on the -X side of the second antenna group G2. Therefore, it is unlikely to cause electromagnetic interference with the antenna 13.
- the wireless module 101 provides the same effects as the wireless module 1 of the first embodiment.
- the wireless module 101 provides the following effects in addition to the effects provided by the wireless module 1 of the first embodiment.
- the wireless module 101 includes a pressing member 70.
- the pressing member 70 presses the first substrate 10 against the heat sink 30.
- the first feed element 12 is pressed against the first base 31b of the main plate 31. Since the first feed element 12 and the first base 31b are in good contact with each other, the heat transfer characteristics between the first feed element 12 and the main plate 31 are further improved. Therefore, the heat generated in the first feed element 12 can be dissipated more quickly through the main plate 31. This can further optimize the temperature of the first substrate 10. Therefore, the wireless module 101 can further stabilize the output characteristics (e.g., EIRP (Equivalent Isotropic Radiation Power)) of the first substrate 10.
- EIRP Equivalent Isotropic Radiation Power
- the pressing member 70 also has the function of diffusing the heat of the first substrate 10 in the first direction Y. This allows the temperature of the first substrate 10 to be optimized, and the output characteristics (e.g., EIRP) of the first substrate 10 to be further stabilized.
- EIRP output characteristics
- 1,101...wireless module 10...first board, 10a...first opposing surface, 10b...first outer surface, 12...first power supply element (first heating element), 13...antenna, 14...power supply line, 20...second board, 20a...second opposing surface, 22...second power supply element (second heating element), 30...heat sink, 31...main board, 32...peripheral wall, 36...opening, 37...main body, 40...connecting member, 70...pressing member
Landscapes
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Abstract
本発明の無線モジュール1は、第1発熱体およびアンテナが実装された第1基板と、第2発熱体が実装された第2基板と、第1基板と第2基板との間に設けられた放熱体と、可撓性を有し、第1基板と第2基板とを電気的に接続する接続部材と、を備える。第1基板と第2基板とは、厚み方向から見て少なくとも一部が重なるように配置されている。第1発熱体は、第1基板の第1対向面に設けられている。第1発熱体は、放熱体に伝熱可能に接する。第2発熱体は、第2基板の第2対向面に設けられている。第2発熱体は、放熱体に伝熱可能に接する。
Description
本発明は、無線モジュールに関する。
本願は、2023年6月6日に日本に出願された特願2023-093034号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2023年6月6日に日本に出願された特願2023-093034号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
アンテナと、回路基板とを備えた無線モジュールが用いられている。特許文献1には、複数の回路基板を備えた電子回路装置が形成されている。
前記電子回路装置では、回路基板等に発熱が生じることがある。無線モジュールでは、熱を原因として出力特性等の安定が得られない場合があった。そのため、構成部品に生じた熱を放出する特性(放熱特性)を高めることが求められていた。
本発明の一態様は、放熱特性の点で優れた無線モジュールを提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、第1発熱体およびアンテナが実装された第1基板と、第2発熱体が実装された第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた放熱体と、可撓性を有し、前記第1基板と前記第2基板とを電気的に接続する接続部材と、を備え、前記第1基板と前記第2基板とは、厚み方向から見て少なくとも一部が重なるように配置され、前記第1発熱体は、前記第1基板の第1対向面に設けられて前記放熱体に伝熱可能に接し、前記第2発熱体は、前記第2基板の第2対向面に設けられて前記放熱体に伝熱可能に接する、無線モジュールである。
本発明の第1の態様によれば、第1基板の第1発熱体は、放熱体に伝熱可能に接している。第2基板の第2発熱体は、放熱体に伝熱可能に接している。そのため、第1発熱体および第2発熱体で発生した熱を、放熱体を通して速やかに放出することができる。よって、この無線モジュールは、放熱特性の点で優れている。
本発明の第1の態様によれば、共通の放熱体を第1基板および第2基板の放熱経路として利用するため、構成部品の点数を少なくすることができる。よって、この無線モジュールは、小型化を図ることができる。
本発明の第1の態様によれば、第1基板と第2基板とは、平面視において少なくとも一部が重なるように配置されている。そのため、構成部品の占有面積を小さくできる。よって、この無線モジュールは、小型化を図ることができる。
本発明の第2の態様は、前記放熱体は、板状の本体を有する主板部を備え、前記本体の一方の面には、第1台部が形成され、前記本体の他方の面には、第2台部が形成され、前記第1発熱体は、前記第1台部に伝熱可能に接し、前記第2発熱体は、前記第2台部に伝熱可能に接する、第1の態様の無線モジュールである。
本発明の第3の態様は、前記放熱体に、前記第1基板と前記第2基板とが固定される、第1の態様または第2の態様の無線モジュールである。
本発明の第4の態様は、前記放熱体は、前記第1基板から前記第2基板にかけて形成された周壁部をさらに備え、前記周壁部の一部に、開口が形成され、前記接続部材は、第1接続箇所において前記第1対向面に接続され、前記第1接続箇所から前記開口を通して前記周壁部の外に至る、第1の態様から第3の態様のいずれか一つの無線モジュールである。
本発明の第5の態様は、前記第1発熱体は、前記アンテナに信号を供給する第1給電素子であり、前記第1基板は、前記第1給電素子に電気的に接続された給電線路を有し、前記給電線路は、前記第1対向面のみに形成され、前記アンテナと電磁的に結合している、第1の態様から第4の態様のいずれか一つの無線モジュールである。
本発明の第6の態様は、前記第1基板からの前記接続部材の延出方向は、平面視において前記アンテナからの電磁波の放射方向と反対の向きである、第1の態様から第5の態様のいずれか一つの無線モジュールである。
本発明の第7の態様は、前記第1基板の前記第1対向面と反対の面は、第1外面であり、前記アンテナからの電磁波は、前記第1外面から放射される、第1の態様1から第6の態様のいずれか一つの無線モジュールである。
本発明の第8の態様は、前記第1外面に、前記第1基板を前記放熱体に向けて押さえつける押え部材が設けられている、第7の態様の無線モジュールである。
本発明の一態様は、放熱特性の点で優れた無線モジュールを提供する。
以下、本発明の実施形態に係る無線モジュールについて図面に基づいて説明する。
[無線モジュール](第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る無線モジュール1の斜視図である。図2は、図1に示すI-I線に沿う断面図である。
図1および図2に示すように、本実施形態に係る無線モジュール1は、第1基板10と、第2基板20と、放熱体30と、接続部材40と、を備える。
図1は、第1実施形態に係る無線モジュール1の斜視図である。図2は、図1に示すI-I線に沿う断面図である。
図1および図2に示すように、本実施形態に係る無線モジュール1は、第1基板10と、第2基板20と、放熱体30と、接続部材40と、を備える。
(方向定義)
本実施形態では、第1基板10と第2基板20とが互いに対向する方向を、対向方向Zと称する。本実施形態において、対向方向Zは、第1基板10、第2基板20、および主板部31(放熱体30)の厚み方向である。以下、対向方向Zから見ることを平面視と称する。
本実施形態では、第1基板10と第2基板20とが互いに対向する方向を、対向方向Zと称する。本実施形態において、対向方向Zは、第1基板10、第2基板20、および主板部31(放熱体30)の厚み方向である。以下、対向方向Zから見ることを平面視と称する。
対向方向Zに交差する(例えば、直交する)一方向を、第1方向Yと称する。本実施形態において、第1方向Yは、平面視で第1基板10、第2基板20および放熱体30の短辺が延びる方向でもある。対向方向Zおよび第1方向Yの双方に交差する(例えば、直交する)方向を、第2方向Xと称する。本実施形態において、第2方向Xは、平面視で第1基板10、第2基板20および放熱体30の長辺が延びる方向でもある。対向方向Zおよび第1方向Yに沿う面は、YZ平面である。第1方向Yおよび第2方向Xに沿う面は、XY平面である。第2方向Xおよび対向方向Zに沿う面は、XZ平面である。
第1方向Yに沿う一方の向きを図において+Yの向きで表す。+Yの向きとは反対の向きを図において-Yの向きで表す。
第2方向Xに沿う一方の向きを図において+Xの向きで表す。+Xの向きとは反対の向きを図において-Xの向きで表す。+Xの向きは、正面側である。+Xの向きと反対の向きは、-Xの向きであり、背面側である。
対向方向Zに沿う一方の向きを、「上方」と称し、図において+Zの向きで表す。+Zの向きとは反対の向きを、「下方」と称し、図において-Zの向きで表す。
第2方向Xに沿う一方の向きを図において+Xの向きで表す。+Xの向きとは反対の向きを図において-Xの向きで表す。+Xの向きは、正面側である。+Xの向きと反対の向きは、-Xの向きであり、背面側である。
対向方向Zに沿う一方の向きを、「上方」と称し、図において+Zの向きで表す。+Zの向きとは反対の向きを、「下方」と称し、図において-Zの向きで表す。
第1基板10と、放熱体30と、第2基板20とは、この順に対向方向Zに互いに組み合わされている。
第1基板10は、基材11と、第1給電素子12と、複数のアンテナ13と、給電線路14と、を備える。
第1基板10は、基材11と、第1給電素子12と、複数のアンテナ13と、給電線路14と、を備える。
基材11は、長方形状の外形を有する板状体である。基材11は、第1方向Yおよび第2方向Xに延在する。基材11の下面は、第1対向面10aである。第1対向面10aとは反対の面は、第1外面10bである。基材11は、例えば、LCP(液晶ポリマー)などの絶縁体で構成される。
第1給電素子12(第1発熱体)は、基材11の下面(第1対向面10a)に設けられている。第1給電素子12は、平面視において基材11のほぼ中央に設けられている。第1給電素子12は、第1対向面10aから下方(-Zの向き)に突出している。第1給電素子12は、例えば、直方体状とされている。第1給電素子12の下面は、XY平面に沿う平坦面である。
第1給電素子12は、各アンテナ13に高周波信号(RF信号)を供給する。具体的に、第1給電素子12は、給電線路14等を通じて、各アンテナ13に高周波信号(RF信号)を供給する。第1給電素子12としては、例えばRFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)等を用いることができる。第1基板10は、RFIC基板またはRF基板とも称される。
アンテナ13は、第1アンテナ群G1および第2アンテナ群G2を含む複数のアンテナ群を構成する。第1アンテナ群G1は、平面視において、第1給電素子12に比べて-X寄りに位置する。第2アンテナ群G2は、平面視において、第1給電素子12に比べて+X寄りに位置する。第1アンテナ群G1と第2アンテナ群G2とは、第2方向Xに離れて形成されている。
第1アンテナ群G1に属する各アンテナ13は、例えば、無線モジュール1の外部へと電磁波を送信する送信用アンテナである。第2アンテナ群G2に属する各アンテナ13は、例えば、無線モジュール1の外部から電磁波を受信する受信用アンテナである。アンテナ13は、例えば、ミリ波帯の高周波信号(RF信号)を送受信する。
図2に示すように、第1アンテナ群G1に属する各アンテナ13は、例えば、-X側に行くほど上昇する方向に電磁波Eを送信する。この電磁波Eの放射方向は、平面視において、-Xの向きである。電磁波Eは、第1基板10の第1外面10bから外部に放射される。
なお、各アンテナ13の配置および機能は、適宜変更可能である。例えば、第1アンテナ群G1に属する各アンテナ13が、受信用アンテナであって、第2アンテナ群G2に属する各アンテナ13が、送信用アンテナであってもよい。無線モジュール1は、1つまたは3つ以上のアンテナ群を有していてもよい。
給電線路14は、第1給電素子12に電気的に接続されている。給電線路14は、金属などの導電性材料によって形成されている。給電線路14は、第1基板10の第1対向面10aのみに形成されている。給電線路14は、アンテナ13と電磁的に結合している。第1基板10には、第1給電素子12、アンテナ13および給電線路14以外の周辺部品が実装されていてもよい。
第2基板20は、基材21と、第2給電素子22と、を備える。
基材21は、長方形状の外形を有する板状体である。基材21は、第1方向Yおよび第2方向Xに延在する。基材21の上面は、第2対向面20aである。第2対向面20aとは反対の面は、第2外面20bである。基材21は、例えば、ガラスエポキシなどの絶縁体で構成される。
基材21は、長方形状の外形を有する板状体である。基材21は、第1方向Yおよび第2方向Xに延在する。基材21の上面は、第2対向面20aである。第2対向面20aとは反対の面は、第2外面20bである。基材21は、例えば、ガラスエポキシなどの絶縁体で構成される。
第2給電素子22(第2発熱体)は、基材21の上面(第2対向面20a)に設けられている。第2給電素子22は、平面視において基材21のほぼ中央に設けられている。第2給電素子22は、第2対向面20aから上方(+Zの向き)に突出している。第2給電素子22は、例えば、直方体状とされている。第2給電素子22の上面は、XY平面に沿う平坦面である。
第2給電素子22は、ベースバンド信号(BB信号)を供給する。第2給電素子22としては、例えば、BBIC(Base Band Integrated Circuit)等を用いることができる。第2基板20は、例えば、第1基板10のアンテナ13が送受信する高周波信号よりも低い周波数のベースバンド信号を扱う基板である。第2基板20は、ベースバンド基板またはBB基板とも称される。第2基板20には、第2給電素子22以外の周辺部品が実装されていてもよい。
第1基板10と第2基板20とは、第1対向面10aと第2対向面20aとを向かい合わせた姿勢で、上下に離間して配置されている。
図1および図2に示すように、放熱体30は、主板部31(図2参照)と、周壁部32とを備える。
主板部31は、本体37と、第1台部31bと、第2台部31dとを備える。本体37は、第1方向Yおよび第2方向Xに延在する板状体である。本体37は、例えば、平面視において矩形状である。第1台部31bは、本体37の上面31a(一方の面)に形成されている。第1台部31bは、上面31aから上方(+Zの向き)に突出する。第1台部31bの上面(第1主面31b1)は、XY平面に沿う平坦面である。第2台部31dは、本体37の下面31c(他方の面)に形成されている。第2台部31dは、下面31cから下方(-Zの向き)に突出する。第2台部31dの下面(第2主面31d1)は、XY平面に沿う平坦面である。
主板部31は、本体37と、第1台部31bと、第2台部31dとを備える。本体37は、第1方向Yおよび第2方向Xに延在する板状体である。本体37は、例えば、平面視において矩形状である。第1台部31bは、本体37の上面31a(一方の面)に形成されている。第1台部31bは、上面31aから上方(+Zの向き)に突出する。第1台部31bの上面(第1主面31b1)は、XY平面に沿う平坦面である。第2台部31dは、本体37の下面31c(他方の面)に形成されている。第2台部31dは、下面31cから下方(-Zの向き)に突出する。第2台部31dの下面(第2主面31d1)は、XY平面に沿う平坦面である。
周壁部32は、後壁部33(図2参照)と、一対の側壁部34と、一対の前壁部35と、を備える。周壁部32は、第1基板10から第2基板20にかけて全高さにわたって形成されている。
後壁部33は、主板部31の後端(-X側の端)に形成されている。後壁部33は、対向方向Zおよび第1方向Yに延在する壁体である。後壁部33は、例えば、矩形壁状とされている。
一対の側壁部34は、主板部31の側端(-Y側の端および+Y側の端)にそれぞれ形成されている。側壁部34は、対向方向Zおよび第2方向Xに延在する壁体である。側壁部34は、後壁部33の第1方向Yの両端部から+Xの向きに延出する。側壁部34は、例えば、矩形壁状とされている。
一対の側壁部34は、主板部31の側端(-Y側の端および+Y側の端)にそれぞれ形成されている。側壁部34は、対向方向Zおよび第2方向Xに延在する壁体である。側壁部34は、後壁部33の第1方向Yの両端部から+Xの向きに延出する。側壁部34は、例えば、矩形壁状とされている。
一対の前壁部35は、主板部31の前端(+X側の端)に形成されている。前壁部35は、対向方向Zおよび第1方向Yに延在する壁体である。一対の前壁部35は、第1方向Yに間隔をおいて形成されている。一対の前壁部35は、一対の側壁部34の+X側の端から互いに近づく方向に延出する。前壁部35は、例えば、矩形壁状とされている。
一対の前壁部35の間は、開口36である。そのため、周壁部32は、四方の壁部のうち一つに開口36が形成されている。
放熱体30は、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属によって形成されている。
放熱体30は、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属によって形成されている。
第1基板10は、放熱体30の上面に重ねて設けられている。第2基板20は、放熱体30の下面に重ねて設けられている。
第1基板10と、第2基板20と、周壁部32(後壁部33、一対の側壁部34、および一対の前壁部35)とは、箱状体(筐体)を構成する。この箱状体は、+X側の面に開口36を有する。
第1基板10と、第2基板20と、周壁部32(後壁部33、一対の側壁部34、および一対の前壁部35)とは、箱状体(筐体)を構成する。この箱状体は、+X側の面に開口36を有する。
第1基板10、第2基板20および放熱体30は、例えば、平面視において矩形状である。第1基板10、第2基板20および放熱体30は、例えば、平面視において第2方向Xに長辺を有する長方形状とされている。第1基板10、第2基板20および放熱体30は、例えば、平面視において互いに同形状である。
第1基板10と第2基板20とは、平面視において少なくとも一部が重なるように配置されている。すなわち、第1基板10と第2基板20とは、平面視において少なくとも一部の領域で重なっている。本実施形態では、第1基板10と第2基板20とは、平面視において全領域で重なっている。
第1基板10と第2基板20とは、平面視において少なくとも一部が重なるように配置されている。すなわち、第1基板10と第2基板20とは、平面視において少なくとも一部の領域で重なっている。本実施形態では、第1基板10と第2基板20とは、平面視において全領域で重なっている。
接続部材40は、可撓性を有する。接続部材40は、例えば、フレキシブルプリント基板(FPC:Flexible Print Circuit)で構成される。接続部材40は、第1基板10と第2基板20とを電気的に接続する。接続部材40の一方の面は、第1面40aである。接続部材40の他方の面は、第2面40bである。接続部材40は可撓性を有するため、第1基板10と第2基板20との配置の自由度が高められる。
接続部材は、同軸ケーブルであってもよい。接続部材は、FPCおよび同軸ケーブル以外の可撓性の接続構造体であってもよい。
接続部材は、同軸ケーブルであってもよい。接続部材は、FPCおよび同軸ケーブル以外の可撓性の接続構造体であってもよい。
図3および図4は、接続部材40の接続箇所を示す断面図である。図3は、第1コネクタ51と第2コネクタ52とが接続された状態を示す。図4は、第1コネクタ51と第2コネクタ52とが外れた状態を示す。
図3および図4に示すように、第1基板10は、第1コネクタ51を備える。言い換えれば、第1基板10には、第1コネクタ51が実装されている。第1コネクタ51は、第1基板10の第1対向面10aに設けられている。第1コネクタ51は、第1方向Yに延在する。
図3および図4に示すように、第1基板10は、第1コネクタ51を備える。言い換えれば、第1基板10には、第1コネクタ51が実装されている。第1コネクタ51は、第1基板10の第1対向面10aに設けられている。第1コネクタ51は、第1方向Yに延在する。
接続部材40は、第2コネクタ52を備える。言い換えれば、接続部材40には、第2コネクタ52が実装されている。第2コネクタ52は、接続部材40の第1端部40cに近い位置における第1面40aに設けられている。第2コネクタ52は、第1方向Yに延在する。
第1コネクタ51および第2コネクタ52は、第1基板10と接続部材40とを電気的に接続する基板間コネクタである。第1コネクタ51および第2コネクタ52は、第1基板10と接続部材40とを接続する第1接続箇所である。第1コネクタ51と第2コネクタ52とが、直接、接続されることにより、第1基板10と接続部材40とは、機械的かつ電気的に接続される。第1コネクタ51と第2コネクタ52とは、接続可能および接続解除可能である。第1コネクタ51と第2コネクタ52の一方は、オスコネクタである。第1コネクタ51と第2コネクタ52の他方は、メスコネクタである。
第1コネクタ51と第2コネクタ52とが接続された状態では、接続部材40は、第2コネクタ52から、平面視において+X側に延出する。接続部材40は、第1接続箇所から開口36を通って周壁部32(一対の前壁部35)の外に至る。周壁部32の外に出た接続部材40は、湾曲して垂下し、第2基板20に向かう。
図2に示すように、第2基板20は、第3コネクタ53を備える。言い換えれば、第2基板20には、第3コネクタ53が実装されている。第3コネクタ53は、第2基板20の第2外面20bに設けられている。第3コネクタ53は、第1方向Yに延在する。
接続部材40は、第4コネクタ54を備える。言い換えれば、接続部材40には、第4コネクタ54が実装されている。第4コネクタ54は、接続部材40の第2端部40dに近い位置における第2面40bに設けられている。第4コネクタ54は、第1方向Yに延在する。
第3コネクタ53および第4コネクタ54は、第2基板20と接続部材40とを電気的に接続する基板間コネクタである。第3コネクタ53および第4コネクタ54は、第2基板20と接続部材40とを接続する第2接続箇所である。第3コネクタ53と第4コネクタ54とが、直接、接続されることにより、第2基板20と接続部材40とは、機械的かつ電気的に接続される。第3コネクタ53と第4コネクタ54とは、接続可能および接続解除可能である。第3コネクタ53と第4コネクタ54の一方は、オスコネクタである。第3コネクタ53と第4コネクタ54の他方は、メスコネクタである。
第3コネクタ53と第4コネクタ54とが接続された状態では、接続部材40は、第4コネクタ54から、平面視において+X側に延出し、湾曲しつつ上昇し、第1基板10に向かう。
なお、第3コネクタ53は、第2基板20の第2対向面20aに設けられていてもよい。この場合、第4コネクタ54は、接続部材40の第1面40aに設けられることが好ましい。第3コネクタ53が第2基板20の第2対向面20aに設けられていると、接続部材40を短くできるという利点がある。
第1基板10の第1給電素子12の下面は、放熱体30(第1台部31b)の第1主面31b1に直接または間接的に接触している。これにより、第1給電素子12の下面は、放熱体30の第1主面31b1に伝熱可能に接触している。具体的には、第1給電素子12の下面は、直接、第1主面31b1に接触してもよいし、放熱シート等を介して間接的に第1主面31b1に接触してもよい。第1給電素子12が放熱体30に伝熱可能に接触することによって、第1給電素子12で発生した熱は、放熱体30に伝わることができる。
第2基板20の第2給電素子22の上面は、放熱体30(第2台部31d)の第2主面31d1に直接または間接的に接触している。これにより、第2給電素子22の上面は、放熱体30の第2主面31d1に伝熱可能に接触している。具体的には、第2給電素子22の上面は、直接、第2主面31d1に接触してもよいし、放熱シート等を介して間接的に第2主面31d1に接触してもよい。第2給電素子22が放熱体30に伝熱可能に接触することによって、第2給電素子22で発生した熱は、放熱体30に伝わることができる。
図1に示すように、第1基板10、第2基板20、および放熱体30は、例えば、固定ネジ60によって互いに固定される。第1基板10は、第1方向Yの両端部のそれぞれにおいて、複数の箇所で、固定ネジ60によって、放熱体30に固定されている。例えば、第1基板10は、第1方向Yの両端部のそれぞれにおいて、3か所(合計6か所)で、固定ネジ60によって、放熱体30に固定されている。
第2基板20についても、第1基板10と同様に、第1方向Yの両端部のそれぞれにおいて、複数の箇所で、固定ネジ60によって、放熱体30に固定することができる。例えば、第2基板20は、第1方向Yの両端部のそれぞれにおいて、3か所(合計6か所)で、固定ネジ60によって、放熱体30に固定することができる。
図5は、図1に示すII-II線に沿う断面図である。図5に示すように、放熱体30の側壁部34の上面には、複数の固定孔64が形成されている。放熱体30の側壁部34の下面には、複数の固定孔65が形成されている。固定孔64,65は、対向方向Zに延びる。
第1基板10には、複数の貫通孔10cが形成されている。貫通孔10cは、第1基板10の第1方向Yの両端部のそれぞれにおいて、複数の箇所(例えば、合計6か所)に形成されている。第2基板20には、複数の貫通孔20cが形成されている。貫通孔20cは、第2基板20の第1方向Yの両端部のそれぞれにおいて、複数の箇所(例えば、合計6か所)に形成されている。
固定ネジ60は、螺入部61と、螺入部61の一端に設けられた頭部62と、を有する。固定ネジ60の螺入部61は、第1基板10の貫通孔10cに挿通し、放熱体30の固定孔64に挿入される。螺入部61は、ネジ止め等により側壁部34に固着する。これにより、頭部62は、第1基板10を放熱体30に押しつける。この押し付け力により、第1基板10は、第1方向Yの両端部のそれぞれにおいて、複数の箇所(例えば、合計6か所)で、放熱体30に固定される。
固定ネジ60の螺入部61は、第2基板20の貫通孔20cに挿通し、放熱体30の固定孔65に挿入される。螺入部61は、ネジ止め等により側壁部34に固着する。これにより、頭部62は第2基板20を放熱体30に押しつける。この押し付け力により、第2基板20は、第1方向Yの両端部においてそれぞれ複数か所(例えば、合計6か所)で放熱体30に固定される。
第1基板10が放熱体30に押しつけられることによって、第1給電素子12は、主板部31の第1台部31bに押しつけられる(図2参照)。
第2基板20が放熱体30に押しつけられることによって、第2給電素子22は、主板部31の第2台部31dに押しつけられる(図2参照)。
第2基板20が放熱体30に押しつけられることによって、第2給電素子22は、主板部31の第2台部31dに押しつけられる(図2参照)。
第1基板10および第2基板20が放熱体30に固定されることによって、放熱体30は、第1基板10と第2基板20とを固定する。これにより、無線モジュール1の取り扱い性を高めることができる。
[第1実施形態の無線モジュールが奏する効果]
無線モジュール1は、第1基板10と、第2基板20と、放熱体30と、接続部材40とを備える。第1基板10の第1給電素子12は、主板部31の第1台部31bの上面に伝熱可能に接している。第2基板20の第2給電素子22は、主板部31の第2台部31dの下面に伝熱可能に接している。そのため、第1給電素子12および第2給電素子22で発生した熱を、主板部31を通して速やかに放出することができる。したがって、無線モジュール1は、放熱特性の点で優れている。これにより、第1基板10の温度を適正化できる。よって、無線モジュール1は、第1基板10の出力特性(例えば、EIRP(Equivalent Isotropic Radiation Power:等価等方放射電力)を安定させることができる。
無線モジュール1は、第1基板10と、第2基板20と、放熱体30と、接続部材40とを備える。第1基板10の第1給電素子12は、主板部31の第1台部31bの上面に伝熱可能に接している。第2基板20の第2給電素子22は、主板部31の第2台部31dの下面に伝熱可能に接している。そのため、第1給電素子12および第2給電素子22で発生した熱を、主板部31を通して速やかに放出することができる。したがって、無線モジュール1は、放熱特性の点で優れている。これにより、第1基板10の温度を適正化できる。よって、無線モジュール1は、第1基板10の出力特性(例えば、EIRP(Equivalent Isotropic Radiation Power:等価等方放射電力)を安定させることができる。
無線モジュール1は、放熱体30(主板部31)を第1基板10および第2基板20の放熱経路として利用する。そのため、構成部品の点数を少なくすることができる。よって、無線モジュール1は、小型化を図ることができる。
無線モジュール1では、第1基板10と第2基板20とが、平面視において少なくとも一部が重なるように配置されている。そのため、無線モジュール1は、構成部品の占有面積を小さくできる。よって、無線モジュール1は、小型化を図ることができる。
主板部31は、金属によって形成されていると、第1基板10と第2基板20とを電磁的に遮断できる。そのため、アンテナ13が送受信する電磁波Eは、第2基板20からの影響を受けにくくなる。よって、アンテナ13の送受信特性は、良好となる。
放熱体30は、板状の本体37を有する主板部31を備える。第1給電素子12および第2給電素子22は、主板部31の上面側および下面側にそれぞれ接する。そのため、省スペース化が可能である。よって、無線モジュール1は、小型化を図ることができる。
無線モジュール1は、第1基板10と第2基板20とが放熱体30に固定される。そのため、構成部品の点数を少なくすることができる。よって、無線モジュール1は、小型化を図ることができる。
接続部材40は、第1基板10の第1対向面10aに接続されている。第1対向面10aは、電磁波Eの放出面である第1外面10bと反対の面である。そのため、アンテナ13が送受信する電磁波Eは、接続部材40からの影響を受けにくくなる。よって、アンテナ13の送受信特性は、良好となる。
放熱体30の周壁部32には、開口36が形成されている。そのため、接続部材40を、開口36を通して周壁部32の外に配線することができる。よって、接続部材40の取りまわしが容易となる。
給電線路14は、第1基板10の第1対向面10aのみに形成されている。これにより、給電線路14は、誘電特性に優れる空気に触れるように配線される。そのため、伝送損失を小さくできる。
第1基板10からの接続部材40の延出方向は、平面視において+Xの向きである。この延出方向は、平面視における電磁波Eの放射方向と反対の向きである。そのため、アンテナ13が送受信する電磁波Eは、接続部材40からの影響を受けにくくなる。よって、アンテナ13の送受信特性は、良好となる。
無線モジュール1では、アンテナ13からの電磁波Eは、第1基板10の第1外面10bから放射される。一方、第2基板20は、第1基板10の下方に位置する。このように、第1基板10を基準として、電磁波Eの放射方向と、第2基板20の位置とが大きく異なるため、アンテナ13からの電磁波Eは、第2基板20からの影響を受けにくくなる。よって、アンテナ13の送受信特性は、良好となる。
[無線モジュール](第2実施形態)
図6は、第2実施形態に係る無線モジュール101の斜視図である。図7は、図6に示すIII-III線に沿う断面図である。図8は、図6に示すIV-IV線に沿う断面図である。
図6は、第2実施形態に係る無線モジュール101の斜視図である。図7は、図6に示すIII-III線に沿う断面図である。図8は、図6に示すIV-IV線に沿う断面図である。
図6および図7に示すように、無線モジュール101は、第1基板10と、第2基板20と、放熱体30と、接続部材40と、押え部材70と、を備える。図1および図2に示す無線モジュール1との共通構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
無線モジュール101は、押え部材70を備えている点で、図1および図2に示す無線モジュール1と異なる。押え部材70以外の構成については、図1および図2に示す無線モジュール1と同様である。
無線モジュール101は、押え部材70を備えている点で、図1および図2に示す無線モジュール1と異なる。押え部材70以外の構成については、図1および図2に示す無線モジュール1と同様である。
押え部材70は、第1方向Yに長さ方向を有する長方形状の板体である。押え部材70の両端部には、厚み方向に貫通する貫通孔70cが形成されている(図8参照)。押え部材70は、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属によって形成されている。押え部材70の材料は、金属に限らず、樹脂、セラミック等であってもよい。
押え部材70は、第1基板10の第1外面10bに重ねられている。押え部材70の長さは、第1基板10の第1方向Yの寸法にほぼ等しい。そのため、押え部材70は、第1外面10bを第1方向Yの全長にわたって押さえつける。
押え部材70は、平面視において、第1アンテナ群G1より+X側に位置する。押え部材70は、平面視において、第2アンテナ群G2より-X側に位置する。
押え部材70は、平面視において、第1アンテナ群G1より+X側に位置する。押え部材70は、平面視において、第2アンテナ群G2より-X側に位置する。
図8に示すように、固定ネジ60の螺入部61は、押え部材70の貫通孔70c、第1基板10の貫通孔10c、放熱体30の固定孔64に挿入されて側壁部34に固着する。これにより、頭部62は、押え部材70を介して第1基板10を放熱体30に押しつける。この押し付け力により、押え部材70の両端部は、固定ネジ60によって、第1基板10を介して放熱体30に固定される。
図7に示すように、押え部材70によって第1基板10が放熱体30に押しつけられると、第1給電素子12は、主板部31の第1台部31bに押しつけられる。そのため、第1給電素子12と第1台部31bとの接触は、良好となる。
押え部材70は、平面視において、第1アンテナ群G1より+X側、かつ第2アンテナ群G2より-X側に位置する。そのため、アンテナ13に対して電磁的に干渉しにくい。
[第2実施形態の無線モジュールが奏する効果]
無線モジュール101では、第1実施形態の無線モジュール1と同様の効果を奏する。無線モジュール101では、第1実施形態の無線モジュール1が奏する効果のほかに、以下の効果を奏する。
無線モジュール101では、第1実施形態の無線モジュール1と同様の効果を奏する。無線モジュール101では、第1実施形態の無線モジュール1が奏する効果のほかに、以下の効果を奏する。
無線モジュール101は、押え部材70を備える。押え部材70によって、第1基板10は、放熱体30に押しつけられる。そのため、第1給電素子12は、主板部31の第1台部31bに押しつけられる。第1給電素子12と第1台部31bとの接触が良好となるため、第1給電素子12と主板部31との間の伝熱特性はさらに高められる。したがって、第1給電素子12で発生した熱を、主板部31を通してさらに速やかに放出することができる。これにより、第1基板10の温度をさらに適正化できる。よって、無線モジュール101は、第1基板10の出力特性(例えば、EIRP(Equivalent Isotropic Radiation Power:等価等方放射電力)をさらに安定させることができる。
押え部材70は、第1基板10の熱を第1方向Yに拡散させる機能も有する。そのため、第1基板10の温度を適正化し、第1基板10の出力特性(例えば、EIRP)をさらに安定させることができる。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。
1,101…無線モジュール、10…第1基板、10a…第1対向面、10b…第1外面、12…第1給電素子(第1発熱体)、13…アンテナ、14…給電線路、20…第2基板、20a…第2対向面、22…第2給電素子(第2発熱体)、30…放熱体、31…主板部、32…周壁部、36…開口、37…本体、40…接続部材、70…押え部材
Claims (8)
- 第1発熱体およびアンテナが実装された第1基板と、
第2発熱体が実装された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた放熱体と、
可撓性を有し、前記第1基板と前記第2基板とを電気的に接続する接続部材と、を備え、
前記第1基板と前記第2基板とは、厚み方向から見て少なくとも一部が重なるように配置され、
前記第1発熱体は、前記第1基板の第1対向面に設けられて前記放熱体に伝熱可能に接し、
前記第2発熱体は、前記第2基板の第2対向面に設けられて前記放熱体に伝熱可能に接する、
無線モジュール。 - 前記放熱体は、板状の本体を有する主板部を備え、
前記本体の一方の面には、第1台部が形成され、
前記本体の他方の面には、第2台部が形成され、
前記第1発熱体は、前記第1台部に伝熱可能に接し、
前記第2発熱体は、前記第2台部に伝熱可能に接する、
請求項1に記載の無線モジュール。 - 前記放熱体に、前記第1基板と前記第2基板とが固定される、
請求項1または請求項2に記載の無線モジュール。 - 前記放熱体は、前記第1基板から前記第2基板にかけて形成された周壁部をさらに備え、
前記周壁部の一部に、開口が形成され、
前記接続部材は、第1接続箇所において前記第1対向面に接続され、前記第1接続箇所から前記開口を通して前記周壁部の外に至る、
請求項1~3のうちいずれか1項に記載の無線モジュール。 - 前記第1発熱体は、前記アンテナに信号を供給する第1給電素子であり、
前記第1基板は、前記第1給電素子に電気的に接続された給電線路を有し、
前記給電線路は、前記第1対向面のみに形成され、前記アンテナと電磁的に結合している、
請求項1~4のうちいずれか1項に記載の無線モジュール。 - 前記第1基板からの前記接続部材の延出方向は、平面視において前記アンテナからの電磁波の放射方向と反対の向きである、
請求項1~5のうちいずれか1項に記載の無線モジュール。 - 前記第1基板の前記第1対向面と反対の面は、第1外面であり、
前記アンテナからの電磁波は、前記第1外面から放射される、
請求項1~6のうちいずれか1項に記載の無線モジュール。 - 前記第1外面に、前記第1基板を前記放熱体に向けて押さえつける押え部材が設けられている、
請求項7に記載の無線モジュール。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP2023093034 | 2023-06-06 | ||
| JP2023-093034 | 2023-06-06 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| WO (1) | WO2024252802A1 (ja) |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| US20160336646A1 (en) * | 2015-05-11 | 2016-11-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Antenna device and electronic device including the same |
| JP2021057867A (ja) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | 株式会社村田製作所 | 通信モジュール |
-
2024
- 2024-04-19 WO PCT/JP2024/015520 patent/WO2024252802A1/ja not_active Ceased
Patent Citations (2)
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| WANG, XIAOYAN ET AL.: "A 3-D Reconfigurable Memory I/O Interface Using a Quad-Band Interconnect", IEEE TRANSACTIONS ON COMPONENTS, PACKAGING AND MANUFACTURING TECHNOLOGY., vol. 11, no. 5, May 2021 (2021-05-01), pages 832 - 839, XP011854620, Retrieved from the Internet <URL:https://ieeexplore.ieee.org/document/9405615> [retrieved on 20240625], DOI: 10.1109/TCPMT.2021.3073594 * |
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