(57)【要約】  無線モジュールは、一方の基板２ａに電子部品が搭載され、他方の基板２ｂにグランド層ＧＮＤ１が形成された第１基板２と、第１基板に対して積層された第２基板３と、第１基板と第２基板とを電気的に接続する接続部材８と、第１基板と接続部材とを電気的に接続する配線パッド４ａと、一方の基板と他方の基板との接合面に設けられる配線パッド４ｂと、を備える。接続部材の信号経路は、第２配線パッドとグランド層との間の距離に応じて定まる所定のインピーダンスを有する。
2013084479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２層の基板を含み、一方の基板に無線回路の電子部品が搭載され、他方の基板にグランド層が形成された第１基板と、
前記第１基板に対して積層して配置する第２基板と、
前記電子部品を搭載可能な間隔として前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、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、
前記第１基板と前記接続部材とを電気的に接続し、所定の径を有する第１配線パッドと、
前記一方の基板と前記他方の基板との接合面に設けられ、前記第１配線パッドの前記所定の径より小さい径を有する第２配線パッドと、を備え、
前記接続部材の信号経路は、前記第２配線パッドと前記グランド層との間の距離に応じて定まる所定のインピーダンスを有する、
無線モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の無線モジュールであって、
前記第２基板と前記接続部材とを電気的に接続し、前記所定の径と同一の径を有する第３配線パッドと、
前記第２基板の前記第３配線パッドと反対側に設けられ、前記所定の径より小さい径を有する第４配線パッドと、を更に備え、
前記第２基板の前記第４配線パッドと反対側に第２グランド層が形成され、
前記接続部材の信号経路は、前記第４配線パッドと前記第２グランド層との間の距離に応じて定まる所定のインピーダンスを有する、
無線モジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の無線モジュールであって、
前記グランド層と前記第１基板とを接続する複数のビア部材を、更に備え、
前記グランド層は、前記第１配線パッドを取り囲む所定形状を有する、
無線モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、無線通信に用いられ、基板に電子部品を搭載した無線モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に電子回路を搭載（実装）した無線通信用の回路モジュールとして、能動素子（例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）を搭載した基板と、受動素子（例えば、抵抗、インダクタ、コンデンサ）を搭載した基板とを対向させて電気的に接続し、各基板間を樹脂封止した構成のものが知られている。【０００３】
例えば、特許文献１には、受動素子としてのアンテナが搭載された基板と、能動素子としての半導体素子とが搭載された基板を用いた無線モジュールとしての半導体装置が開示されている（図３参照）。図３は、従来の半導体装置の縦断面図である。【０００４】
特許文献１の半導体装置は、シリコン基板３８の一面側にアンテナ４４が搭載され、シリコン基板３８の他面側に能動素子としての半導体素子４０が搭載され、アンテナ４４と半導体素子４０とがシリコン基板３８を貫通する貫通ビア４６を介して電気的に接続されている。シリコン基板３８と別体に形成された配線基板３０には、一面側に受動素子３２，３４が搭載され、配線基板３０とシリコン基板３８とが、配線基板３０の一面側とシリコン基板３８の他面側との間に配設された接続部材５４を介して電気的に接続された構成となっている。【０００５】
また、従来の無線モジュールとして、能動素子及び受動素子を搭載した第１基板と、アンテナを搭載した第２基板とを対向的に配置させて２つの基板間を接続部材によって電気的に接続した構成のものもある。この構成の無線モジュールでは、第１基板に能動素子としての半導体素子（例えば、ＩＣ）、及び受動素子としてのチップコンデンサ、チップ抵抗が搭載され、第２基板に半田メッキされたＣｕ（銅）コアボール等の接続部材を搭載する。第１基板と第２基板との搭載面（実装面）同士を対向させ、接続部材の半田を溶融させて第１基板に対して電気的に接続した後、封止材料としてのモールドレジンを基板間の部品が存在する埋め込み層に充填して樹脂封止する。これにより、複数の基板を積層した構造の無線モジュールが完成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特開２００９−２６６９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような従来の構成の無線モジュールを用いて、高周波（例えばミリ波の帯域）の無線モジュールを製造する場合、高周波に起因したインピーダンス不整合の課題が生じる。【０００８】
本開示は、上記従来の事情に鑑みてなされたもので、高周波帯にて用いる無線モジュールを製造する場合に、インピーダンス不連続と放射による信号損失を抑制する無線モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、無線モジュールであって、少なくとも２層の基板を含み、一方の基板に無線回路の電子部品が搭載され、他方の基板にグランド層が形成された第１基板と、前記第１基板に対して積層して配置する第２基板と、前記電子部品を搭載可能な間隔として前記第１基板と前記第２基板との間に設けられ、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、前記第１基板と前記接続部材とを電気的に接続し、所定の径を有する第１配線パッドと、前記一方の基板と前記他方の基板との接合面に設けられ、前記第１配線パッドの前記所定の径より小さい径を有する第２配線パッドと、を備え、前記接続部材の信号経路は、前記第２配線パッドと前記グランド層との間の距離に応じて定まる所定のインピーダンスを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、高周波帯にて用いる無線モジュールを製造する場合に、インピーダンス不連続と放射による信号損失を抑制できる。【００１１】
本開示によれば、無線モジュールのアンテナ実装面に電子部品が実装されている場合でも、無線モジュールをアンテナ実装面側から容易にピックアップできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態の無線モジュールの縦断面図
【図２】小さい径の配線パッドと大きい径の配線パッドと貫通ビアとの各径の様子を示す説明図
【図３】第２の実施形態における無線モジュールの構成例を示す側断面図
【図４】第３の実施形態における無線モジュールの構成例を示す側断面図
【図５】第３の実施形態における無線モジュールのアンテナ部と導波部との位置関係の第１例を示す上面図
【図６】第３の実施形態における無線モジュールのアンテナ部と導波部との位置関係の第２例を示す上面図
【図７】第３の実施形態における無線モジュールのアンテナ部と導波部との位置関係の第３例を示す上面図
【図８】貫通ビアに接続する配線パッドとグランドパターンとの形状の一例を示す図
【図９】貫通ビアに接続する配線パッドとグランドパターンとの形状の一例を示す図
【図１０】他の無線モジュールの縦断面図
【図１１】従来の半導体装置の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示に係る無線モジュールの実施形態を説明する前に、上述した課題について詳述する。課題は、従来の構成の無線モジュールを用いて、高周波（例えばミリ波の帯域）の無線モジュールを製造する場合に、高周波に起因したインピーダンス不整合が生じることである。
【００１４】
特に、ミリ波の帯域の高周波では、Ｃｕコアボール等の接続部材、及び接続部材を実装する第１基板と第２基板とに設けられる配線パッドの径（直径）が、無線通信における信号の波長に対して大きくなる。これにより、インピーダンス不整合が生じ、入力側と出力側との間におけるインピーダンス不連続となり、信号反射又は信号放射によって信号損失が大きくなる。
【００１５】
例えば、信号線の層が搭載（実装）された基板と、グランド（ＧＮＤ）層が搭載された基板との間の誘電体の厚さを５０［μｍ］、誘電体の誘電率を３〜４程度とする。この場合、高周波信号の信号経路における入出力インピーダンスとして一般的に用いられる５０［Ω］インピーダンスの配線幅（信号線幅）は、概ね５０［μｍ］又は５０［μｍ］より小さくなる。
【００１６】
複数の基板を接続するための接続部材としてＣｕコアボールを用いる場合、基板と基板との間の埋め込み層に実装される電子部品（例えば、半導体素子）の高さを例えば２００［μｍ］とする。この場合、Ｃｕコアボールの径（直径）は概ね２５０［μｍ］、Ｃｕコアボールと基板とを電気的に接続するために基板上に搭載される配線パッドは２５０［μｍ］以上の径を有する。
【００１７】
従って、配線パッドの径は、上記した５０［Ω］インピーダンスを実現するための配線幅（５０［μｍ］）の５倍以上となる。即ち、インピーダンスの実成分が小さくなり、インピーダンスの虚成分が大きな容量成分を有することになり、信号経路の配線間におけるインピーダンスが不連続となって、信号反射又は信号放射によって信号損失が生じることになる。
【００１８】
次に、本開示に係る無線モジュールの実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態の無線モジュールは、例えば６０［ＧＨｚ］のミリ波の帯域の高周波において用いられ、受動素子としてのアンテナ及び能動素子としての半導体素子を搭載した構成である。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の無線モジュール１の縦断面図である。無線モジュール１は、メイン基板となる第１基板２と、サブ基板となる第２基板３とを有する構成である。なお、第１基板２と第２基板３とはどちらがメイン基板、サブ基板であってもよいが、説明を簡単にするために、第１基板２をメイン基板、第２基板３をサブ基板とする。
【００２０】
第１基板２は、例えば誘電率が３〜４程度の誘電体の絶縁材料を用いて形成され、第１層基板２ａと第２層基板２ｂとが接合された少なくとも２層以上の多層構造を有する。なお、図１では２つの第１層基板２ａと第２層基板２ｂとが接合されて第１基板２が形成されているが、第１基板２を構成する多層構造は２層に限定されない。
【００２１】
第１層基板２ａは、一面側に、後述する接続部材８を電気的に接続するための配線パッド４ａと、無線回路の電子部品（実装部品）としての半導体素子７を電気的に接続するための配線パターン１５，１６とが形成されている。また、第１層基板２ａは、一面側に、配線パッド４ａに半田メッキされた接続部材８としての球形のＣｕコアボールが搭載されている。
【００２２】
また、第１層基板２ａの一面側には、配線パターン１５，１６を介して半導体素子７が搭載されている。なお、図１には図示していないが、第１層基板２ａの一面側には、半導体素子７の他に、チップコンデンサ、チップ抵抗等の受動素子が搭載されてもよい。
【００２３】
また、第１層基板２ａは、他面側に、貫通ビア５ａを介して配線パッド４ａと電気的に接続可能な配線パッド６ａと、貫通ビア５ｃを介して配線パターン１５と電気的に接続可能な配線パッド６ｃと、配線パッド６ａ及び６ｃ間を電気的に接続する配線パターン１３とが形成されている。
【００２４】
第２層基板２ｂは、他面側が第１層基板２ａの他面側と接合され、一面側に、例えば銅箔の面状のグランドパターンＧＮＤ１が形成されている。
【００２５】
第２基板３は、例えば誘電率が３〜４程度の誘電体の絶縁材料を用いて形成され、単層構造を有する。なお、第２基板３は第１基板２と同様に多層構造を有してもよい。第２基板３は、一面側に、接続部材８を電気的に接続するための配線パッド４ｂと、例えば銅箔の面上のグランドパターンＧＮＤ２とが形成されている。第２基板３は、一面側に、配線パッド４ｂに半田メッキされたＣｕコアボールによる接続部材８が搭載されている。なお、配線パッド４ｂとグランドパターンＧＮＤ２とは電気的に接続されていない。
【００２６】
また、第２基板３は、他面側に、貫通ビア５ｂを介して配線パッド４ｂと電気的に接続可能な配線パッド６ｂと、例えば銅箔のパッド状のアンテナ９と、配線パッド６ｂとアンテナ９とを電気的に接続する配線パターン１４とが形成されている。
【００２７】
また、第１基板２と第２基板３とは、第１基板２の第１層基板２ａの一面側と第２基板３の一面側とが対向的に配置され、配線パッド４ａ，４ｂに半田メッキされた接続部材８としてのＣｕコアボールを介して電気的に接続されている。接続部材８は、第１基板２の第１層基板２ａにおける無線回路（例えば半導体素子７）と第２基板３におけるアンテナ９との間の信号の伝送経路（信号線路）となる。
【００２８】
また、接続部材８は、第１基板２と第２基板３との間に半導体素子７等の電子部品を搭載可能な間隔を形成するために設けられる。第１基板２と第２基板３との間の半導体素子７が存在する埋め込み層には、モールドレジン等の封止樹脂１０が充填されて封止される。
【００２９】
ここで、接続部材８としてのＣｕコアボールの径（直径）は、第１基板２と第２基板３との間の埋め込み層に搭載される電子部品（例えば半導体素子７）の高さに応じて決められ、例えば２００［μｍ］とする。この場合、配線パッド４ａ，４ｂの径ｚは接続部材８を搭載するために接続部材８の径より長くなり、例えば３００［μｍ］とされる（図２参照）。
【００３０】
上記した従来の無線モジュールでは、第１基板と第２基板とを電気的に接続するための接続部材（Ｃｕコアボール）を搭載する配線パッドは、例えば５０［μｍ］の厚さの誘電体層を挟んでグランド層と結合する。従って、無線モジュールにおける高周波信号の信号経路における入出力インピーダンスにおいて、グランド層に対する容量成分が大きくなり、インピーダンスの不連続が生じる。
【００３１】
本実施形態の無線モジュール１では、従来の無線モジュールに比べ、径の異なる大小２つの配線パッド（例えば４ａ，６ａ）の組合せを設け、径の大きな配線パッド（４ａ，４ｂ）と径の小さな配線パッド（６ａ，６ｂ）とを貫通ビア（５ａ，５ｂ）を介して電気的に接続する（図２参照）。図２は、小さい径の配線パッド（６ａ，６ｂ）と大きい径の配線パッド（４ａ，４ｂ）と貫通ビアとの各径の様子を示す説明図である。
【００３２】
更に、本実施形態の無線モジュール１では、径の小さな配線パッド（６ａ，６ｂ）と例えば上記した５０［μｍ］の厚さの誘電体層を挟んでグランド層（ＧＮＤ１，ＧＮＤ２）とが結合する。具体的には、図１では、第２層基板２ｂ及び第２基板３の厚さが５０［μｍ］となる。
【００３３】
更に、貫通ビア５ａの径ｘを５０［μｍ］（又は１００［μｍ］）とし、径の小さな配線パッド６ａ，６ｂの径ｙを８０［μ］（又は１２０［μｍ］）と、径の大きな配線パッド４ａ，４ｂの径ｚに比べて小さいものを用いる。
【００３４】
これにより、無線モジュール１における信号経路となる接続部材８のインピーダンスは、グランド層（ＧＮＤ１，ＧＮＤ２）と結合する配線パッド（６ａ，６ｂ）の面積が１／９（又は１／４）となるため、グランド層（ＧＮＤ１，ＧＮＤ２）に対する容量成分を、グランド層（ＧＮＤ１，ＧＮＤ２）と配線パッド（４ａ，４ｂ）とが結合する場合に比べて削減でき、インピーダンス不連続の発生を抑制できる。
【００３５】
以上により、本実施形態の無線モジュール１では、径の異なる大小２つの配線パッドを設け、径の大きな配線パッドと径の小さな配線パッドとを貫通ビアを介して電気的に接続し、径の小さな配線パッドとグランド層とを結合する。
【００３６】
これにより、無線モジュール１は、径の大きな配線パッドとグランド層を結合させて誘電体層の厚さを広げた場合に比べて、径の小さな配線パッドとグランド層との間の誘電体層において高周波信号の電磁界を閉じ込めることができ、信号反射又は信号放射による信号損失を小さくできる。
【００３７】
即ち、無線モジュール１は、高周波回路におけるインピーダンスの不連続の発生を抑制し、インピーダンス不連続と信号反射又は信号放射による信号損失とを抑制できる。
【００３８】
次に、第２の実施形態の無線モジュールの前提となる背景技術及び課題について説明する。
【００３９】
従来、半導体基板上に、高周波信号を発生させる発信器を持つ高周波回路とパッチアンテナとが一方の面に形成された半導体チップが、ＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuits）基板に実装された撮像装置が知られている（例えば、参考特許文献１参照）。
【００４０】
（参考特許文献１）日本国特開２００４−２０５４０２号公報
【００４１】
しかし、パッチアンテナと高周波回路とは基板厚み方向における高さが異なることが多い。この場合、モジュール基板を他の基板に実装する際、パッチアンテナの実装面側からモジュール基板をピックアップすると、ピックアップする工具（吸引器）の先が電子部品（例えば発信器を含む高周波回路）と干渉してしまうことがある。
【００４２】
そこで、第２の実施形態では、無線モジュールのアンテナ実装面に電子部品が実装されている場合であっても、無線モジュールをアンテナ実装面側から容易にピックアップすることができる無線モジュールの例を説明する。
【００４３】
（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態における無線モジュール１００の構成例を示す側断面図である。
【００４４】
図３に示す無線モジュール１００において、モジュール基板１１０は、多層基板であり、ＩＣの配線等を行う。モジュール基板１１０の第１の面１１（図３では上面）には、アンテナ部１２０若しくはＴｃｘｏ１３０（Temperature compensated crystal oscillator：温度補償水晶発振器）等の電子部品が実装されている。したがって、第１の面１１は、アンテナ部１２０が設けられるアンテナ実装面である。
【００４５】
アンテナ部１２０は、例えば配線によるアンテナパターンにより形成されるパッチアンテナである。モジュール基板１１０の第２の面１２（図３では下面）には、ＲＬＣ等のチップ部品１４０若しくはＩＣ部品１５０などの電子部品が実装される。
【００４６】
無線モジュール１００は、セット基板２００に実装される。この場合、モジュール基板１１０の第２の面１２側がセット基板２００の実装面に接触する。第２の面１２に実装される電子部品に対して、セット基板２００が直接接触しないように、モジュール基板１１０の第２の面１２には、枠基板１６０が配置される。枠基板１６０は、例えば口形状となっており、モジュール基板１１０の第２の面１２の周端部に配置される。この場合、無線モジュール１００は、モジュール基板１１０と枠基板１６０とにより、キャビティ型の構造となる。なお、モジュール基板１１０は、多層基板ではなく、例えば単層基板によって構成されてもよい。
【００４７】
枠基板１６０の電極１６１は、セット基板２００に半田付けされ、物理的および電気的に接続される。これにより、モジュール基板１１０および枠基板１６０と、セット基板２００と、が導通されて信号伝送が可能となる。
【００４８】
モジュール基板１１０および枠基板１６０の基板厚さ方向（図３におけるｚ方向）の長さｄ１は、例えば１ｍｍ程度である。チップ部品１４０若しくはＩＣ部品１５０の部品厚さ方向（図３におけるｚ方向）の長さｄ２は、例えば０．２〜０．３ｍｍ程度である。枠基板１６０を含む無線モジュール１００がセット基板２００に実装されても、モジュール基板１１０に実装された電子部品がセット基板２００に接触することはない。
【００４９】
モジュール基板１１０の第１の面１１側では、アンテナ部１２０とＴｃｘｏ１３０等の電子部品とが、モールド部材（例えばモールド樹脂）によって一体でモールドされ、モールド部１７０が形成される。モールド部１７０は、アンテナ部１２０および周辺の電子部品を包囲している。モールド部材としては特に制約は無いが，誘電正接（ｔａｎδ）が小さい方が、モールド部１７０における電気損失が小さいことは言うまでもない。
【００５０】
本実施形態では、無線モジュール１００がセット基板２００に実装されるときには、モジュール基板１１０の第１の面１１側からピックアップ装置によりピックアップされ、セット基板２００に実装される。したがって、モールド部１７０がピックアップされることになり、第１の面１１に設けられるアンテナ部１２０と電子部品との段差によるピックアップ時の干渉を防止でき、無線モジュール１００のピックアップが容易になる。
【００５１】
また、モールド部１７０の周端面１１３（天井面）は、モジュール基板１１０と平行かつ平坦となることが好ましい。これにより、無線モジュール１００を一層容易に吸着によりピックアップすることができる。
【００５２】
このように、本実施形態の無線モジュール１００は、アンテナ部１２０が設けられるアンテナ実装面としての第１の面１１側からピックアップされる無線モジュールであって、アンテナ部１２０が実装されるモジュール基板１１０と、モジュール基板１１０の第１の面１１において、アンテナ部１２０を含む電子部品がモールドされたモールド部１７０を備える。これにより、ピックアップする工具による吸引の確実性が向上する。つまり、無線モジュールのアンテナ実装面に電子部品が実装されている場合であっても、容易に無線モジュールをアンテナ実装面側からピックアップすることができる。
【００５３】
（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態における無線モジュールの構成例を示す側断面図である。
【００５４】
図４に示す無線モジュール１００Ｂと図１に示した無線モジュール１００との相違点は、無線モジュール１００Ｂが導波部１８０を備える点である。
【００５５】
図４に示すように、導波部１８０は、モールド部１７０の周端面１１３（モールド面）に設けられ、アンテナ部１２０による電波の送受を補助する。導波部１８０は、例えば導波器として機能する導体パターンにより形成される。
【００５６】
通常、モールド部１７０を形成するモールド樹脂は、アンテナ特性を考慮していないため、アンテナ部１２０から見ると好ましくない誘電体である。アンテナ部１２０は空気（誘電率ε＝１）を想定して形成されているが、誘電率ε＝３〜４の樹脂がアンテナを包囲することで、アンテナ特性が変わることがある。無線モジュール１００Ｂは、導波部１８０を備えることで、アンテナ特性を再調整して良好な状態に保つことができる。
【００５７】
導波部１８０がモールド部１７０上に設けられる位置として、以下の３パターンが考えられる。
【００５８】
図５は、第３の実施形態における無線モジュール１００Ｂのアンテナ部１２０と導波部１８０との位置関係の第１例を示す上面図である。
【００５９】
第１例では、導波部１８０は、モールド部１７０の周端面１１３におけるアンテナ部１２０と対向する位置に設けられる。これにより、アンテナ部１２０により送電または受電される電力の損失が最も小さくなり、良好に電波の送受を行うことができる。つまり、ピックアップする工具による吸引の確実性が向上するとともに、アンテナ特性を良好な状態に保つことができる。なお、モールド部１７０の周端面１１３において、モールド部１７０の外側に向かって導波部１８０が設けられる。
【００６０】
図５に示す例では、アンテナ部１２０がモジュール基板１１０の第１の面１１において２×２のアレー構成となっている。同様に、導波部１８０がモールド部１７０の周端面１１３において２×２のアレー構成となっている。アンテナ部１２０および導波部１８０を２×２のアレー構成とすることで、位相合成若しくは振幅合成を行うことが容易になる。なお、アンテナ部１２０および導波部１８０の２×２のアレー構成は一例であり、１つのパターンで構成されても、より多数のパターンが格子状に配列されてもよい。多数のパターンが配列された方が、アンテナ特性は良好になる。
【００６１】
図５のような導波部１８０を備えることで、モジュール基板１１０を再設計することなく、モールド部１７０上の導波部１８０として機能するパターンを適宜変更することで、アンテナ利得若しくはアンテナ利得の周波数特性を変更することができる．また，モールド後では製造時ばらつきを調整するためのアンテナ部１２０のパターンカットは困難であるが、モールド部１７０上のパターンをカットすることで、アンテナ部１２０のパターンカットが可能となる。
【００６２】
さらに、モールド部１７０が存在することで、空気よりも高い誘電率の誘電体層の厚み（図４におけるｚ方向の長さ）が増すため、導波部１８０はアンテナ部１２０よりも大きいことが望ましい（図５参照）。つまり、導波部１８０がモールド部１７０のモールド面上に設けられた領域が、アンテナ部１２０がアンテナ実装面上に設けられた領域よりも大きいことが望ましい。これにより、一層アンテナ特性を良好に調整することができる。
【００６３】
図６は、第３の実施形態における無線モジュール１００Ｂのアンテナ部１２０と導波部１８０との位置関係の第２例を示す上面図である。
【００６４】
第２例では、導波部１８０は、モールド部１７０の周端面１１３におけるアンテナ部１２０と対向する位置から所定距離ｄ３だけ離れた位置に設けられる。つまり、導波部１８０のモールド面における位置とアンテナ部１２０のアンテナ実装面における位置とがずらして（オフセットして）配置される。
【００６５】
例えば、図６に示すように、導波部１８０がアンテナ部１２０よりも左側の場合には、左方向に電波が放射される。一方、導波部１８０がアンテナ部１２０よりも右側の場合には、右方向に電波が放射される。このように、電波を放射したい方向に導波部１８０がずれるように配置する。
【００６６】
このような導波部１８０を設けることで、モジュール基板１１０を再設計することなく、モールド部１７０の周端面１１３上のパターンを変更することで、アンテナ指向性を変更する（ビームチルトする）ことができる。また、モジュール基板１１０にアンテナ部１２０が実装された後であっても、柔軟にアンテナ指向性を変更することができる。
【００６７】
図７は、第３の実施形態における無線モジュール１００Ｂのアンテナ部１２０と導波部１８０との位置関係の第３例を示す上面図である。
【００６８】
第３例では、図７に示すように、導波部１８０は、モールド部１７０の周端面１１３において、アンテナ部１２０がアンテナ実装面において設けられた領域から所定の回転角度θだけ回転された領域に設けられている。つまり、図７において、導波部１８０の領域を示す矩形の向きと、アンテナ部１２０の領域を示す矩形の向きと、が回転した関係となるような位置関係で、導波部１８０が周端面１１３上に実装される。これにより、アンテナ部１２０から放射される電波の偏波面（アンテナ偏波面）を変更することができる。
【００６９】
モールド面における導波部１８０の位置とアンテナ実装面におけるアンテナ部１２０の位置（ｘｙ平面上の位置）とは、ほぼ同位置となる。回転角度θは、９０度に満たない角度である。回転角度θを調整することで、回転角度θの大きさに応じて、アンテナ偏波面を所望の偏波面にすることができる。例えば、アンテナ偏波面を垂直偏波面から水平偏波面にしたり、水平偏波面から垂直偏波面にしたり、直線偏波を円偏波にしたりすることができる。なお、このようなアンテナ偏波面の変更は、モジュール基板１１０を再設計することなく、モールド部１７０の周端面１１３上の導波部１８０としてのパターンを変更することで実現することができる。
【００７０】
さらに、導波部１８０とアンテナ部１２０との位置関係を回転位置関係とする代わりに、導波部１８０の共振周波数とアンテナ部１２０の共振周波数とが異なるように設計してもよい。これによっても、アンテナ偏波面を変更することができる。
【００７１】
例えば、アンテナ部１２０の共振周波数を６０ＧＨｚ、導波部１８０の共振周波数を５９．５ＧＨｚとなるように、両者の共振周波数を微妙にずらすことによって、励振タイミングが若干異なるようになる。これにより、アンテナ偏波面を変更することができる。
【００７２】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示の無線モジュールはかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７３】
上記した実施形態では、径の異なる大小２つの配線パッドの組合せを用いて説明したが、配線パッドの組合せ数は大小２つに限定されず、例えば大小３つの配線パッドを用いてもよい。この場合、第１基板２又は第２基板３は、配線パッドの組合せの数に応じた多層構造を有する。
【００７４】
なお、第１の実施形態において、図１に示すグランドパターンＧＮＤ１は、貫通ビア５ａ及び配線パッド４ａ，６ａを取り囲む形状でも良い（図８及び図９参照）。図８は、貫通ビア５ａに接続する配線パッド４ａとグランドパターンＧＮＤとの形状の一例を示す図である。図９は、貫通ビア５ａに接続する配線パッド６ａとグランドパターンＧＮＤ１との形状の一例を示す図である。
【００７５】
信号用パッドとしての配線パッド４ａ，４ｂは配線パターン１３，１４に接続していないため（図１参照）、グランドパターンＧＮＤ１は、貫通ビア５ａ，５ｂ及び配線パッド４ａ，４ｂを取り囲む形状として、例えば円形状となる（図８参照）。図８では、グランドパターンＧＮＤ１と第１基板２の第１層基板２ａ又は第２層基板２ｂとを接続する複数の貫通ビアＶ１が設けられている。これにより、無線モジュールは、グランドパターン１０１とグランドパターン１０２とを同電位にすることが可能となり、信号用の配線パッド４ａ，６ａおよび貫通ビア５ａを伝わる信号の周辺をＧＮＤ層によって囲むことで信号の放射を抑圧することができる。
【００７６】
なお、グランドパターンＧＮＤ１は、円形状に限定されず、例えば四角形又は多角形でも良い。また、図８に示す配線パッド４ａは、図１０に示す無線モジュールにおけるグランドパターンＧＮＤ１０１，ＧＮＤ１０２，ＧＮＤ１０３でも良い。図１０は、他の無線モジュールの縦断面図である。
【００７７】
一方、信号用パッドとしての配線パッド６ａ，６ｂは配線パターン１３，１４に接続しているため（図１参照）、グランドパターンＧＮＤ１は、貫通ビア５ａ，５ｂ及び配線パッド６ａ，６ｂを取り囲むが、配線パターン１３，１４の方向に一部が欠けた形状である。同様に図９でも、グランドパターンＧＮＤ１と第１基板２の第２層基板２ｂとを接続する複数の貫通ビアＶ１が設けられている。これにより、無線モジュールは、グランドパターン１０１とグランドパターン１０２とを同電位にすることが可能となり、信号用の配線パッド４ａ，６ａおよび貫通ビア５ａを伝わる信号の周辺をＧＮＤ層によって囲むことで信号の放射を抑圧することができる。
【００７８】
なお、本出願は、２０１１年１２月５日出願の日本特許出願（特願２０１１−２６６０４３）及び２０１１年１２月７日出願の日本特許出願（特願２０１１−２６８０４２）に基づくものであり、それらの内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本開示は、高周波帯にて用いる無線モジュールを製造する場合に、インピーダンス不連続と放射による信号損失を抑制する無線モジュールに有用である。
また、本開示は、無線モジュールのアンテナ実装面に電子部品が実装されている場合であっても、無線モジュールをアンテナ実装面側から容易にピックアップすることができる無線モジュール等に有用である。
【符号の説明】
【００８０】
１、１００、１００Ｂ  無線モジュール
２  第１基板
２ａ  第１層基板
２ｂ  第２層基板
３  第２基板
４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂ、６ｃ  配線パッド
５ａ、５ｂ、５ｃ  貫通ビア
７  半導体素子
８  接続部材
９  アンテナ
１０  封止樹脂
１１  モジュール基板の第１の面（アンテナ実装面）
１２  モジュール基板の第２の面
１３、１４、１５、１６  配線パターン
１１０  モジュール基板
１１３  モールド部の周端面（モールド面）
１６０  枠基板
１６１  電極
１７０  モールド部
１８０  導波部
２００  セット基板
ＧＮＤ１、ＧＮＤ２  グランド層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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