(57)【要約】【課題】  チップが複数積層されている集積回路において、積層されているチップ間及びチップ、基板間の無線通信の信号漏洩が改善される無線通信装置を提供する。【解決手段】  積層されているチップ間及びチップ、基板間の通信を容量結合または誘導結合によって行なうものであり、高実効誘電率領域もしくは高実効透磁率領域を含む基板と、基板上に実装された送信回路及び送信アンテナと上記送信アンテナが配置された送信アンテナ領域面からなる送信器と、チップ上に実装された受信回路及び受信アンテナと上記受信アンテナが配置された受信アンテナ領域面からなる受信器によって構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信回路と、送信アンテナと、前記送信アンテナが配置された送信アンテナ領域面とを有する送信器と、
受信回路と、受信アンテナと、前記受信アンテナが配置された受信アンテナ領域面を有する受信器と、
前記送信器と前記受信器との間に設けられた基板とを備えた無線通信回路であって、
前記基板は前記送信アンテナ領域と前記受信アンテナ領域とに挟まれたアンテナ結合領域を有し、
前記アンテナ結合領域の実効誘電率が周囲に比べて高いことを特徴とする無線通信回路。
【請求項２】
前記基板は、前記送信アンテナ領域面に対向する第１の面と前記受信アンテナ領域面に対向する第２の面とを有し、
前記アンテナ結合領域は、周囲より誘電率が高い高誘電率領域を有し、
前記高誘電率領域が、前記第１の面と前記第２の面を結んで貫通していることを特徴とする請求項１に記載の無線通信回路。
【請求項３】
送信回路と、送信アンテナと、前記送信アンテナが配置された送信アンテナ領域面とを有する送信器と、
受信回路と、受信アンテナと、前記受信アンテナが配置された受信アンテナ領域面を有する受信器と、
前記送信器と前記受信器との間に設けられた基板とを備えた無線通信回路であって、
前記基板は前記送信アンテナ領域と前記受信アンテナ領域とに挟まれたアンテナ結合領域を有し、
前記アンテナ結合領域の実効透磁率が周囲に比べて高いことを特徴とする無線通信回路。
【請求項４】
前記基板は、前記送信アンテナ領域面に対向する第１の面と前記受信アンテナ領域面に対向する第２の面とを有し、
前記アンテナ結合領域は、周囲より透磁率が高い高透磁率領域を有し、
前記高透磁率領域が、前記第１の面と前記第２の面を結んで貫通していることを特徴とする請求項３に記載の無線通信回路。
【請求項５】
前記アンテナ結合領域は、前記送信アンテナ領域面に対向する第３の面と前記受信アンテナ面に対向する第４の面とを有し、
前記第３の面の面積が前記送信アンテナ領域面の面積よりも小さいか、または前記第４の面の面積が前記受信アンテナ領域面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信回路。
【請求項６】
前記第３の面の面積が前記送信アンテナ領域面の面積よりも小さく、前記第４の面の面積が前記受信アンテナ領域面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の無線通信回路。
【請求項７】
前記アンテナ結合領域の厚さがその周囲の基板の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の無線通信回路。
【請求項８】
複数の前記送信器と、複数の前記受信器と、前記複数の送信器と前記複数の受信器との間に設けられた１枚の基板と、複数の前記アンテナ結合領域を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の無線通信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信回路および集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のチップを搭載している集積回路において、従来のチップ間及びチップ、基板間通信は金属配線によってチップ間及びチップ、基板間を接続することで行われていた。しかし、集積回路が縮小化すると、チップの３次元積層化が必要になるが、従来の金属配線では配線の複雑化や配線長が長くなることによる情報遅延が引き起こされる。これを解決する新しいチップ間及びチップ、基板間の通信手段として、チップの半導体基板上にアンテナを組み込み、各チップに存在するアンテナが電磁結合することによって、配線を必要としないチップ間の通信を行う方法が提案されている。
【０００３】
たとえば、下記の特許文献１では、アンテナを用いて集積回路チップ間で無線データ通
信を行なう方法が開示されている。これによると、２次元的または３次元的に配置された
チップ間及びチップ、基板間で無線データ通信を行なうことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２７５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来技術においては、３次元的にチップが積層されている場合、通信対象となる２つのアンテナ間に基板が存在するため、アンテナからの通信信号の漏洩を引き起こすといった課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、チップ間通信及び
チップ、基板間通信の信号漏洩の改善を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る第１の態様に係る無線通信回路は、送信回路と送信アンテナと送信アンテナが配置された送信アンテナ領域面を有する送信器と、受信回路と受信アンテナと受信アンテナが配置された受信アンテナ領域面を有する受信器と、送信器と受信器との間に設けられた基板とを備えた無線通信回路であって、基板が、送信アンテナ領域と受信アンテナ領域とに挟まれたアンテナ結合領域を有し、アンテナ結合領域の実効誘電率が周囲に比べて高いことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の態様に係る無線通信回路は、さらに、基板が、送信アンテナ領域面に対向する第１の面と受信アンテナ領域面に対向する第２の面とを有し、アンテナ結合領域が、周囲より誘電率が高い高誘電率領域を有し、高誘電率領域が、第１の面と第２の面を結んで貫通していることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の態様に係る無線通信回路は、送信回路と送信アンテナと送信アンテナが配置された送信アンテナ領域面を有する送信器と、受信回路と受信アンテナと受信アンテナが配置された受信アンテナ領域面を有する受信器と、送信器と受信器との間に設けられた基板とを備えた無線通信回路であって、基板が、送信アンテナ領域と受信アンテナ領域とに挟まれたアンテナ結合領域を有し、アンテナ結合領域の実効透磁率が周囲に比べて高いことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第４の態様に係る無線通信回路は、さらに、基板が、送信アンテナ領域面に対向する第１の面と受信アンテナ領域面に対向する第２の面とを有し、アンテナ結合領域が、周囲より透磁率が高い高透磁率領域を有し、高透磁率領域が、第１の面と第２の面を結んで貫通していることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第５の態様に係る無線通信回路は、さらに、基板のアンテナ結合領域は、送信アンテナ領域面に対向する第３の面と受信アンテナ領域面に対向する第４の面とを有し、第３の面の面積が送信アンテナ領域面の面積よりも小さいか、または第４の面の面積が受信アンテナ領域面の面積よりも小さいことを特徴とする。この場合、外部からの不要電磁波の干渉を改善し、通信品質を改善することが可能となる。
【００１２】
本発明の第６の態様に係る無線通信回路は、さらに、第３の面の面積が送信アンテナ領域面の面積よりも小さく、第４の面の面積が受信アンテナ領域面の面積よりも小さいことを特徴とする。この場合、通信対象となるアンテナの位置ずれによる結合の劣化を改善することが可能になる。
【００１３】
本発明の第７の態様に係る無線通信回路は、さらに、アンテナ結合領域の厚さがその周囲の基板の厚さよりも薄いことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第８の態様に係る無線通信回路は、第１から第７のいずれかの態様の、複数の送信器と、複数の受信器と、複数の送信器と複数の受信器との間に設けられた１枚の基板と、複数のアンテナ結合領域を備えることを特徴とする。この場合、信号漏洩の改善に加え、各無線通信回路間のアイソレーションも改善される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、チップ間及びチップ、基板間通信の信号漏洩が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態１に基づいた無線通信回路１００の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に基づいた無線通信回路１００のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に基づいた無線通信回路１００の上面図である。
【図４】本発明の実施形態２に基づいた無線通信回路の構造図である。
【図５】本発明の実施形態３に基づいた無線通信回路の構造図である。
【図６】本発明の実施形態３に基づいた無線通信回路の製造方法を示す図である。
【図７】本発明の実施形態４に基づいた無線通信回路の構造図である。
【図８】本発明の実施形態４に基づいた無線通信回路の製造方法を示す図である。
【図９】本発明の実施形態５に基づいた無線通信回路の構造図である。
【図１０】本発明の実施形態６に基づいた無線通信回路の構造図である。
【図１１】本発明の実施形態７に基づいた無線通信回路の構造図である。
【図１２】本発明の実施形態８に基づいた無線通信回路の構造図である。
【図１３】本発明の実施形態８に基づいた無線通信回路の製造方法を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態９に基づいた無線通信回路の構造図である。
【図１５】本発明の実施形態１０に基づいた無線通信回路の構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明における好ましい実施形態を示す。しかし、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、形態が本発明の技術的思想を有するものである限り、本発明の範囲に含まれる。各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせなどは一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【００１８】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る無線通信回路１００を示す斜視図である。本実施形態の無線通信回路は、送信回路１０１と送信アンテナ１０２と前記送信アンテナが配置された送信アンテナ領域面１１２を有する送信器を備える基板１０５と、受信回路１０３と受信アンテナ１０４と受信アンテナ領域面１１４と前記受信アンテナが配置された受信アンテナ領域面１１４を有する受信器を備えるチップ１０６とを備える。基板１０５は周囲より実効誘電率が高いアンテナ結合領域１１５を有している。
【００１９】
ここで、図１に示される送信アンテナの１０２の電極は基板１０５の表面上に、受信アンテナ１０４の電極は基板１０６の表面上にプリントもしくはエッチングによって形成される。
【００２０】
図１に示されるように、前記送信器は送信アンテナ領域面１１２を有しており、前記送信アンテナ領域面１１２は、送信アンテナ１０２を包括する最小の面積を持つ長方形もしくは正方形の基板１０５上の領域である。同様に、受信アンテナ領域１１４は、受信アンテナ１０４を包括する最小の長方形もしくは正方形のチップ１０６上の領域である。
【００２１】
図２は本実施形態に係る無線通信回路１００のＡ−Ａ断面図である。図２に示されるように、送信アンテナ領域面１１２が基板１０５の送信器が実装されている面に設けられている。また、受信アンテナ領域面１１４が基板１０５アンテナ結合の下面に対向して設けられている。ここで、基板１０５の下面と受信アンテナ領域面１１４の間には隙間があってもよい。したがって、送信アンテナ領域面１１２及び受信アンテナ領域面１１４に挟まれた基板１０５内のアンテナ結合領域１１５を介して上記各アンテナが結合される。基板１０５のアンテナ結合領域１１５は、周囲より高い実効誘電率を持つ誘電体材料で構成されている。そのため、通信信号によって生じる上記各アンテナ付近の電磁界がアンテナ結合領域１１５に集中するため、送信アンテナ１０２と受信アンテナ１０４間の結合が強化され、信号漏洩が改善される。さらに、実効誘電率の波長短縮効果によって各アンテナを小型化することが可能となる。ここで、本実施形態においては、送信アンテナ１０２と受信アンテナ１０４の結合は容量結合であるため、上記アンテナの形状は、スパイラルアンテナ、パッチアンテナ等の電界結合型アンテナが好ましい。さらに、基板１０５としては、シリコン等の半導体基板、ガラスエポキシ等の誘電体基板が好ましい。
【００２２】
図３は本実施形態に係る無線通信回路１００の上面図である。本実施形態において、送信アンテナ領域面１１２と同一面上に存在する基板１０５内のアンテナ結合領域１１５の第３の面３１６の面積Ｓ１が、送信アンテナ領域１１２の面積Ｓ２に対して小さいか、基板１０５のアンテナ結合領域１１５の受信アンテナ領域面１１４に対向する第４の面の面積Ｓ３が、受信アンテナ領域面１１４の面積Ｓ４よりも小さいと、アンテナ結合領域１１５に外部からの不要電磁波が侵入しにくくなり、通信品質が改善される。しかし、アンテナ間の容量結合が弱くなってしまうため、信号電力が弱くなり、通信品質が劣化することから、面積比Ｓ１/Ｓ２及び面積比Ｓ３/Ｓ４は０．３〜０．８が好ましい。
【００２３】
本実施形態に係る無線通信回路１００の製造方法を説明する。誘電体基板のアンテナ結合領域１１５に当る部分にミリングもしくはカッティングによって穴をあけ、基板１０５より高い誘電率を有する誘電体を埋め込み、埋め込んだ誘電体の上面に対向するように基板１０５の上面に送信アンテナ１０２を実装する。埋め込む誘電体は異なる誘電率を持つ複数の誘電体材料から構成されていてもよい。
【００２４】
（実施形態２）
図４は本発明の実施形態２に係る無線通信回路４００を示す構造図である。実施形態２の無線通信回路は、送信回路４０１と送信アンテナと送信アンテナが配置された送信アンテナ領域面４１２を有する送信器を備える基板４０５と、受信回路４０３と受信アンテナと受信アンテナが配置された受信アンテナ領域面４１４を有する受信器を備えるチップ４０６とを備える。基板４０５は周囲より実効誘電率が高いアンテナ結合領域４１５を有している。
【００２５】
図４に示されるように、送信アンテナ領域面４１２の少なくとも一部がアンテナ結合領域４１５の上面に対向して設けられている。また、受信アンテナ領域面４１４の少なくとも一部がアンテナ結合領域４１５の下面に対向して設けられている。ここで、アンテナ結合領域４１５の下面と受信アンテナ領域面４１４の間には隙間があってもよい。したがって、送信アンテナ領域面４１２及び受信アンテナ領域面４１４に挟まれた基板４０５内のアンテナ結合領域４１５を介して上記各アンテナが結合される。基板４０５のアンテナ結合領域４１５は、基板４０５の第２領域４１６より高い実効誘電率を持つ誘電体材料で構成されている。そのため、通信信号によって生じる上記各アンテナ付近の電磁界がアンテナ結合領域４１５に集中するため、送信アンテナと受信アンテナ間の結合が強化され、信号漏洩が改善される。ここで、本実施形態においては、送信アンテナと受信アンテナの結合は容量結合であるため、上記アンテナの形状は、スパイラルアンテナ、パッチアンテナ等の電界結合型アンテナが好ましい。さらに、基板１０５としては、製造上の容易さから、シリコン等の半導体基板、ガラスエポキシ等の誘電体基板が好ましい。
【００２６】
本実施形態に係る無線通信回路４００の製造方法について説明する。誘電体基板のアンテナ結合領域に該当する部分に上面からミリングによって溝を掘り、基板より高い誘電率を有する材料を埋め込む。埋め込む誘電体は複数の誘電体をもつ材料を有していてもよい。
【００２７】
（実施形態３）
図５は本発明の実施形態３に係る無線通信回路５００を示す構成図である。本実施形態の無線通信回路は、送信回路５０１及び送信アンテナと送信アンテナが配置された送信アンテナ領域面５１２を有する送信器が主面上に設けられた基板５０５と、受信回路５０３と受信アンテナと受信アンテナが配置された受信アンテナ領域面５１４を有する受信器が主面上に設けられたチップ５０６で構成される。基板５０５は周囲より実効誘電率が高いアンテナ結合領域５１５を有している。
【００２８】
図５に示されるように、送信アンテナ領域面５１２の少なくとも一部がアンテナ結合領域５１５の上面に対向して設けられている。また、受信アンテナ領域面５１４の少なくとも一部がアンテナ結合領域５１５の下面に対向して設けられている。ここで、アンテナ結合領域５１５の下面と受信アンテナ領域面５１４の間には隙間があってもよい。したがって、送信アンテナ領域面５１２及び受信アンテナ領域面５１４に挟まれた基板５０５内のアンテナ結合領域５１５を介して上記各アンテナが結合される。本実施形態において、基板５０５のアンテナ結合領域５１５の周囲の領域は、基板５０５のアンテナ結合領域５１５より低い誘電率を持つ領域５１７を少なくとも一部含んでいる。ここで、図５では領域５１７の上面は基板５０５の上面に露出しているが、必ずしも領域５１７の上面が基板５０５の上面に露出している必要はない。このため、アンテナ結合領域５１５の実効誘電率が周囲に対して高くなる。したがって、通信信号によって生じる上記各アンテナ付近の電磁界がアンテナ結合領域５１５に集中するため、送信アンテナと受信アンテナ間の結合が強化され、信号漏洩が改善される。ここで、本実施形態においては、送信アンテナと受信アンテナの結合は容量結合であるため、アンテナの形状は、スパイラルアンテナ、パッチアンテナ等の電界結合型アンテナが好ましい。
【００２９】
本実施形態に係る無線通信回路５００の製造方法について図６を用いて説明する。図６は本実施形態に係る無線通信装置５００の製造方法を示す図である。図６に示されるように、半導体基板６０５の上面のアンテナ結合領域にあたる部分にマスク６０９を配置し、上から熱処理（annealing）を加え、半導体基板６０５のマスク６０９が配置されている部分以外を酸化させる。これによって、半導体基板６０５内にさらに誘電率の低い酸化された領域６１７が生成される。その後マスク６０９を取り除き、半導体基板６０５の上面の酸化されていない部分に対向するように送信アンテナ５０２を実装する。ここで、一般的な半導体基板としてシリコン基板が用いられるが、他の半導体基板でも本実施形態では適用できる。
【００３０】
（実施形態４）
図７は実施形態４に係る無線通信回路７００を示す図である。実施形態４の無線通信回路は、送信回路７０１及び送信アンテナと上記送信アンテナが配置された送信アンテナ領域面７１２を有する送信器が主面上に設けられた基板７０５と、受信回路７０３と受信アンテナと上記受信アンテナが配置された受信アンテナ領域面７１４を有する受信器が主面上に設けられたチップ７０６で構成される。基板７０５は周囲より実効誘電率が高いアンテナ結合領域７１５を有している。
【００３１】
図７に示されるように、送信アンテナ領域面７１２の少なくとも一部がアンテナ結合領域７１５の上面に対向して設けられている。また、受信アンテナ領域面７１４の少なくとも一部がアンテナ結合領域７１５の下面に対向して設けられている。ここで、アンテナ結合領域７１５の下面と受信アンテナ領域面７１４の間には隙間があってもよい。したがって、送信アンテナ領域面７１２及び受信アンテナ領域面７１４に挟まれた基板７０５内のアンテナ結合領域７１５を介して上記各アンテナが結合される。本実施形態において、基板７０５のアンテナ結合領域７１５は、その周囲より高い誘電率を持つ領域７１７を少なくとも一部含んでいる。ここで、図７では領域７１７の上面は基板７０５の上面に露出しているが、必ずしも領域７１７の上面が基板７０５の上面に露出している必要はない。そのため、アンテナ結合領域７１５の実効誘電率が周囲の実効誘電率より高くなる。したがって、通信信号によって生じる上記各アンテナ付近の電磁界がアンテナ結合領域７１５に集中するため、送信アンテナと受信アンテナ間の結合が強化され、信号漏洩が改善される。ここで、本実施形態においては、送信アンテナと受信アンテナの結合は容量結合であるため、アンテナの形状は、スパイラルアンテナ、パッチアンテナ等の電界結合型アンテナが好ましい。
【００３２】
本実施形態に係る無線通信回路７００の製造方法について図８を用いて説明する。図８は本実施形態に係る無線通信回路７００の製造方法を示す図である。図８に示されるように、半導体基板８０５の上面の第２領域にあたる部分にフォトレジスト８０９をかぶせ、上からドーピングを行なう。これによって、半導体基板８０５のアンテナ結合領域にあたる部分の少なくとも一部がドープされ、ドーピングされたアンテナ結合領域にあたる部分の少なくとも一部に誘電率の高い領域８１７が生成される。その後、フォトレジスト８０９を取り除き、半導体基板８０５の誘電率の高い領域８１７に対向するように送信アンテナ７０２を実装する。ここで、一般的な半導体基板としてシリコン基板が用いられるが、他の半導体基板でも本実施形態では適用できる。
【００３３】
（実施形態５）
図９は実施形態５に係る無線通信回路９００を示す図である。実施形態５の無線通信回路は、送信回路９０１及び送信アンテナと上記送信アンテナが配置された送信アンテナ領域面９１２を有する送信器が主面上に設けられた基板９０５と、受信回路９０３と受信アンテナと上記受信アンテナが配置された受信アンテナ領域面９１４を有する受信器が主面上に設けられたチップ９０６で構成される。基板９０５は周囲より実効誘電率が高いアンテナ結合領域９１５を有している。
【００３４】
図９に示されるように、送信アンテナ領域面９１２の少なくとも一部がアンテナ結合領域９１５の上面に対向して設けられている。また、受信アンテナ領域面９１４の少なくとも一部がアンテナ結合領域９１５の下面に対向して設けられている。ここで、アンテナ結合領域９１５の下面と受信アンテナ領域面９１４の間には隙間があってもよい。したがって、送信アンテナ領域面９１２及び受信アンテナ領域面９１４に挟まれた基板９０５内のアンテナ結合領域９１５を介して上記各アンテナが結合される。本実施形態において、基板９０５のアンテナ結合領域９１５の周囲の領域は基板９０５の上面及び下面を貫通する領域９１７を少なくとも一つ有している。ここで本実施形態における領域９１７はアンテナ結合領域９１５より低い誘電率を有している。そのため、アンテナ結合領域９１５の実効誘電率が周囲に対して高くなる。したがって、通信信号によって生じる上記各アンテナ付近の電磁界がアンテナ結合領域９１５に集中するため、送信アンテナと受信アンテナ間の結合が強化され、信号漏洩が改善される。ここで、本実施形態においては、送信アンテナと受信アンテナの結合は容量結合であるため、アンテナの形状は、スパイラルアンテナ、パッチアンテナ等の電界結合型アンテナが好ましい。さらに、基板１０５としては、シリコン等の半導体基板、ガラスエポキシ等の誘電体基板が好ましい。
【００３５】
（実施形態６）
図１０は実施形態６に係る無線通信回路１０００を示す構造図である。実施形態６の無線通信回路１０００は、送信回路１００１及び送信アンテナと上記送信アンテナが配置された送信アンテナ領域面１０１２を有する送信器が主面上に設けられた積層基板１００５と、受信回路１００３と受信アンテナと上記受信アンテナが配置された受信アンテナ領域面１０１４を有する受信器が主面上に設けられたチップ１００６で構成される。積層基板１００５は周囲より実効誘電率が高いアンテナ結合領域１０１５を有している。
【００３６】
図１０に示されるように、送信アンテナ領域面１０１２の少なくとも一部がアンテナ結合領域１０１５の上面に対向して設けられている。また、受信アンテナ領域面１０１４の少なくとも一部がアンテナ結合領域１０１５の下面に対向して設けられている。ここで、アンテナ結合領域１０１５の下面と受信アンテナ領域面１０１４の間には隙間があってもよい。従って、送信アンテナ領域面１０１２及び受信アンテナ領域面１０１４に挟まれた積層基板１００５内のアンテナ結合領域１０１５を介して上記各アンテナが結合される。本実施形態において、積層基板１００５のアンテナ結合領域１０１５はスルーホール１０１７を少なくとも一つ含んでいる。誘電体内に導体（スルーホール）が含まれることによって誘電率が大きくなるため、アンテナ結合領域１０１５の実効誘電率は周囲に対して高くなる。従って、通信信号によって生じる上記各アンテナ付近の電磁界がアンテナ結合領域１０１５に集中するため、送信アンテナと受信アンテナ間の結合が強化され、信号漏洩が改善される。ここで、本実施形態においては、送信アンテナと受信アンテナの結合は容量結合であるため、アンテナの形状は、スパイラルアンテナ、パッチアンテナ等の電界結合型アンテナが好ましい。また、積層基板１００５はＬＴＣＣ基板、もしくはガラスエポキシ等の誘電体基板を積層した基板が好ましい。
【００３７】
（実施形態７）
図１１は実施形態７に係る無線通信回路１１００を示す図である。実施形態７の無線通信回路１１００は、送信回路１１０１及び送信アンテナ１１０２を有する送信器が主面上に設けられた半導体基板１１０５と、受信回路１１０３と受信アンテナ１１０４を有する受信器が主面上に設けられたチップ１１０６で構成される。基板１１０５は周囲より実効誘電率が高いるアンテナ結合領域１１１５を有している。
【００３８】
図１１に示されるように、送信アンテナ１１０２の少なくとも一部がアンテナ結合領域１１１５の上面に対向して設けられている。また、受信アンテナ１１０４の少なくとも一部がアンテナ結合領域１１１５の下面に対向して設けられている。ここで、アンテナ結合領域１１１５の下面と受信アンテナ１１０４の間には隙間があってもよい。したがって、送信アンテナ１１０２及び受信アンテナ１１０４に挟まれた基板１１０５内のアンテナ結合領域１１１５を介して上記各アンテナが結合される。本実施形態において、図１１に示されるように、基板１１０５のアンテナ結合領域１１１５に厚さの薄い領域１１１７が形成されており、領域１１１７の上面に送信アンテナ１１０２が配置されている。したがって、通信信号によって生じる上記各アンテナ付近の電磁界がアンテナ結合領域１１１５に集中するため、送信アンテナ１１０２と受信アンテナ１１０４間の結合が強化され、信号漏洩が改善される。さらに、領域１１１７を設けることで、送信アンテナ１１０２と受信アンテナ１１０４との距離が小さくなるため、さらに上記アンテナ間の結合が強化され、信号漏洩が改善する。ここで、本実施形態においては、送信アンテナ１１０２と受信アンテナ１１０４の結合は容量結合であるため、アンテナの形状は、スパイラルアンテナ、パッチアンテナ等の電界結合型アンテナが好ましい。
【００３９】
本実施形態に係る無線通信回路１１００の製造方法について説明する。まず、実施形態２と同様の方法で、基板のアンテナ結合領域にあたる部分に溝を形成する。これによって、基板の一部に厚さの薄い領域が形成される。その後、基板が半導体基板である場合は、実施形態１、実施形態２、実施形態３、実施形態４と同様の方法で、半導体基板の厚さの薄い領域にアンテナ結合領域を形成する。ここで、一般的な半導体基板としてシリコン基板が用いられるが、他の半導体基板でも本実施形態では適用できる。また、基板がガラスエポキシ等の誘電体基板の場合には、実施形態１、実施形態２と同様の方法で、誘電体基板の厚さの薄い領域にアンテナ結合領域を形成する。そして、誘電体基板の厚さの薄い領域の上面に送信アンテナ１１０２を実装する。
【００４０】
（実施形態８）
図１２は実施形態８に係る無線通信回路１２００を示す構造図である。実施形態８の無線通信回路１２００は、送信回路１２０１及び送信アンテナと上記送信アンテナが配置された送信アンテナ領域面１２１２を有する送信器が主面上に設けられた基板１２０５と、受信回路１２０３と受信アンテナと上記受信アンテナが配置された受信アンテナ領域面１２１４を有する受信器が主面上に設けられたチップ１２０６で構成される。基板１２０５は周囲より実効誘電率が高いアンテナ結合領域１２１５を有している。
【００４１】
図１２に示されるように、送信アンテナ領域面１２１２の少なくとも一部がアンテナ結合領域１２１５の上面に対向して設けられている。また、受信アンテナ領域面１２１４の少なくとも一部がアンテナ結合領域１２１５の下面に対向して設けられている。アンテナ結合領域１２１５の下面と受信アンテナ領域面１２１４の間には隙間があってもよい。したがって、送信アンテナ領域面１２１２及び受信アンテナ領域面１２１４に挟まれた基板１２０５内のアンテナ結合領域１２１５を介して上記各アンテナが結合される。本実施形態において、図１２に示されるように、基板１２０５のアンテナ結合領域１２１５の一部に厚さの薄い領域１２１７が形成されており、領域１２１７の上面に送信アンテナ領域面１２１２が配置されている。したがって、通信信号によって生じる上記各アンテナ付近の電磁界がアンテナ結合領域１２１５に集中するため、送信アンテナと受信アンテナ間の結合が強化され、信号漏洩が改善される。さらに、厚さの薄い領域１２１７を設けることで、送信アンテナと受信アンテナとの距離が小さくなるため、さらに上記アンテナ間の結合が強化され、信号漏洩が改善する。ここで、本実施形態においては、送信アンテナと受信アンテナの結合は容量結合であることが好ましいため、アンテナの形状は、スパイラルアンテナ、パッチアンテナ等の電界結合型アンテナが好ましい。
【００４２】
本実施形態に係る無線通信回路１２００の製造方法について説明する。図１３に本実施形態に係る無線通信回路１２００の製造方法を示す。アルミナシート等を積層して製造されるＬＴＣＣ基板においては、図１３に示されるように、複数積層されたシート１３０１上に、アンテナ結合領域にあたる部分を抜いたシート１３０２を複数枚積層することで、積層基板の一部に厚さの薄い領域が形成される。そして、実施形態６と同様の方法で、基板の領域にアンテナ結合領域を形成し、基板の厚さの薄い領域の上面に送信アンテナ１２０２を実装する。
【００４３】
（実施形態９）
図１４は実施形態９に係る無線通信回路１４００を示す図である。実施形態９の無線通信回路１４００は、送信回路１４０１及び送信アンテナと上記送信アンテナが配置された送信アンテナ領域面１４１２を有する送信器が主面上に設けられた基板１４０５と、受信回路１４０３と受信アンテナと上記受信アンテナが配置された受信アンテナ領域面１４１４を有する受信器が主面上に設けられたチップ１４０６で構成される。基板１４０５は周囲より実効透磁率が高いアンテナ結合領域１４１５を有している。
【００４４】
図１４に示されるように、送信アンテナ領域面１４１２の少なくとも一部がアンテナ結合領域１４１５の上面に対向して設けられている。また、受信アンテナ領域面１４１４の少なくとも一部がアンテナ結合領域１４１５の下面に対向して設けられている。アンテナ結合領域１４１５の下面と受信アンテナ領域面１４１４の間には隙間があってもよい。したがって、送信アンテナ領域面１４１２及び受信アンテナ領域面１４１４に挟まれた基板１４０５内のアンテナ結合領域１４１５を介して上記各アンテナが結合される。本実施形態において、アンテナ結合領域１４１５を除く領域の上面及び下面を貫通する領域１４１７を少なくとも一つ有している。ここで本実施形態における領域１４１７はアンテナ結合領域１４１５より低い透磁率を有している。そのため、アンテナ結合領域１４１５の実効透磁率が周囲に対して高い。したがって、通信信号によって生じる上記各アンテナ付近の電磁界がアンテナ結合領域１４１５に集中するため、送信アンテナと受信アンテナ間の結合が強化され、信号漏洩が改善される。さらに、実効透磁率の波長短縮効果によって各アンテナを小型化することが可能となる。ここで、本実施形態においては、送信アンテナと受信アンテナの結合は誘導結合であるため、アンテナの形状は、ループアンテナ、ヘリカルアンテナ等の磁界結合型アンテナが好ましい。さらに、基板１０５としては、磁性体基板が好ましい。
【００４５】
（実施形態１０）
図１５は実施形態１０に係る集積回路１５００を示す構造図である。集積回路１５００は本発明に係る無線通信回路１５０８と無線通信回路１５０９を有しており、無線通信回路１５０８は、送信回路１５０１及び送信アンテナと上記送信アンテナが配置された送信アンテナ領域面１５１２を有する送信器が主面上に設けられた基板１５０５と、受信回路１５０３と受信アンテナと上記受信アンテナが配置された受信アンテナ領域面１５１４を有する受信器が主面上に設けられたチップ１５０６で構成される。また、無線通信回路１５０９は、送信回路１５３１及び送信アンテナと上記送信アンテナが配置された送信アンテナ領域面１５４２を有する送信器が主面上に設けられた基板１５０５と、受信回路１５３３と受信アンテナと上記受信アンテナが配置された受信アンテナ領域面１５４４を有する受信器が主面上に設けられたチップ１５０６で構成される。基板１５０５は周囲より実効誘電率が高いアンテナ結合領域１５１５，１５３５を有している。
【００４６】
図１５に示されるように、送信アンテナ領域面１５１２の少なくとも一部がアンテナ結合領域１５１５の上面に対向して設けられており、受信アンテナ領域１５１４の少なくとも一部がアンテナ結合領域１５１５の下面に対向して設けられている。また、送信アンテナ領域面１５４２の少なくとも一部がアンテナ結合領域１５３５の上面に対向して設けられており、受信アンテナ領域面１５４４の少なくとも一部がアンテナ結合領域１５３５の下面に対向して設けられている。アンテナ結合領域１５１５の下面と受信アンテナ領域面１５１４の間及びアンテナ結合領域１５３５の下面と受信アンテナ領域面１５４４の間には隙間があってもよい。ここで、図１５の各無線通信回路の構造は実施形態１の構造を表しているが、実施形態２〜実施形態８の構造であってもよい。したがって、送信アンテナ領域面１５１２及び受信アンテナ領域面１５４４に挟まれた基板１５０５内のアンテナ結合領域１５１５を介して上記送信アンテナ領域面１５１２上の送信アンテナ及び上記受信アンテナ領域面１５１４上の受信アンテナが結合され、送信アンテナ領域面１５４２及び受信アンテナ領域面１５４４に挟まれた基板１５０５内のアンテナ結合領域１５３５を介して上記送信アンテナ領域面１５４２上の送信アンテナ及び上記受信アンテナ領域面１５４４上の受信アンテナが結合される。したがって、上記送信アンテナ領域面１５１２上の送信アンテナ及び上記受信アンテナ領域面１５１４上の受信アンテナ間の通信信号によって生じる上記アンテナ付近の電磁界はアンテナ結合領域１２１５に集中し、上記送信アンテナ領域面１５４２上の送信アンテナ及び上記受信アンテナ領域面１５４４上の受信アンテナ間の通信信号によって生じる上記各アンテナ付近の電磁界はアンテナ結合領域１２３５に集中することで、無線通信回路１５０８と無線通信回路１５０９の間のクロストークが低減され、上記無線通信回路間のアイソレーションが改善される。ここで、本実施形態においては、各送信アンテナと各受信アンテナの結合は容量結合であることが好ましいため、アンテナの形状は、スパイラルアンテナ、パッチアンテナ等の電界結合型アンテナが好ましい。また、基板１５０５に関しては、半導体基板もしくは誘電体基板が好ましい。
【００４７】
また、本実施形態において、基板１５０５が周囲より実効透磁率が高いアンテナ結合領域１５１５，１５３５を有している磁性材基板である場合には、アンテナの形状は、ループアンテナ、ヘリカルアンテナ等の磁界結合型アンテナを適用することで、同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明に係る無線通信回路は、ＩＣ集積回路などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１００，２００，４００，５００，７００，９００，１０００，１１００，１２００，１４００，１５０８，１５０９  無線通信回路
１５００  集積回路
１０１，２０１，４０１，５０１，７０１，９０１，１００１，１１０１，１２０１、１４０１，１５０１，１５３１  送信回路
１０３，２０３，４０３，５０３，７０３，９０３，１００３，１２０３，１４０３，１５０３，１５３３  受信回路
１０２，２０２，５０２，７０２  送信アンテナ
１０４，２０４  受信アンテナ
１１２，４１２，５１２，７１２，９１２，１０１２，１１１２，１２１２，１４１２，１５１２，１５４２  送信アンテナ領域面
１１４，５１４，７１４，９１４，１０１４，１１１４，１２１４，１４１４，１５１４，１５４４  受信アンテナ領域面
１１５、２１５，４１５，５１５，７１５，９１５，１０１５，１１１５、１２１５，１５１５，１５３５  高実効誘電率領域（アンテナ結合領域）
１４１５  高実効透磁率領域（アンテナ結合領域）
３１６  第３の面
１０５、２０５，４０５，５０５，７０５，９０５，１００５，１１０５，１２０５，１４０５，１５０５  基板
１０６、２０６，４０６，５０６，７０６，９０６，１００６，１１０６，１２０６，１４０６，１５０６  チップ
１１１７  厚さの薄い領域
【図１】
2015201511.tif 000003
【図２】
2015201511.tif 000004
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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