(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナパターンと該アンテナパターン以外の配線パターンとを有する、部品内蔵型の多層配線板と、
表面実装用の端子を備え、該端子を介して前記多層配線板上に実装されたＳＩＭカードソケットである第１の部品と、
前記多層配線板に実装された、認証機能部と通信処理回路とを備えた半導体部品である第２の部品と、
前記多層配線板に設けられた、前記半導体部品に給電するための入力端子を少なくとも備えた外部接続部と、
前記多層配線板に実装され、前記配線パターンにより前記半導体部品および前記アンテナパターンに電気的に接続された、アンテナ整合回路用の部品である第３の部品と、
押下げ可動の導電性コンタクトを備え、該コンタクトが前記半導体部品に電気的に接続されており、該コンタクトが押下されないときに前記半導体部品が前記アンテナパターンに電気的に接続されるように機能する機能部を有し、かつ、該コンタクトが導電体で押下されたときに前記半導体部品と前記アンテナパターンとの電気的接続が切り離されて前記半導体部品と該導電体とが電気的に接続されるように構成されている、前記多層配線板上に設けられた電気接続切断機構である第４の部品と
を具備することを特徴とする通信モジュール。
【請求項２】
前記外部接続部が、前記多層配線板の前記ＳＩＭカードソケットが実装された面である第１の面と同一の面上に実装された、着脱可能なコネクタのうちの一方の側の部品である第５の部品として設けられていることを特徴とする請求項１記載の通信モジュール。
【請求項３】
前記第２の部品が、前記多層配線板の前記第１の面上に実装された表面実装型の半導体パッケージであり、
前記多層配線板の前記第１の面と対向する第２の面上には、前記第１ないし第５の部品のいずれも存在しないこと
を特徴とする請求項２記載の通信モジュール。
【請求項４】
前記第２の部品が、前記多層配線板の前記第１の面上に実装された、表面実装用の端子を有する電子モジュールであり、
前記多層配線板の前記第１の面と対向する第２の面上には、前記第１ないし第５の部品のいずれも存在しないこと
を特徴とする請求項２記載の通信モジュール。
【請求項５】
前記第２の部品が、前記多層配線板の厚みの内部に位置させて実装されている半導体部品であり、
前記多層配線板の前記第１の面と対向する第２の面上には、前記第１ないし第５の部品のいずれも存在しないこと
を特徴とする請求項２記載の通信モジュール。
【請求項６】
前記外部接続部が、前記多層配線板の前記ＳＩＭカードソケットが実装された面である第１の面と対向する第２の面上に実装された、着脱可能なコネクタのうちの一方の側の部品である第５の部品として設けられていることを特徴とする請求項１記載の通信モジュール。
【請求項７】
前記第２の部品が、前記多層配線板の前記第２の面上に実装された表面実装型の半導体パッケージであることを特徴とする請求項６記載の通信モジュール。
【請求項８】
前記第２の部品が、前記多層配線板の前記第２の面上に実装された、表面実装用の端子を有する電子モジュールであることを特徴とする請求項６記載の通信モジュール。
【請求項９】
前記外部接続部が、部品ではなく、前記多層配線板の前記ＳＩＭカードソケットが実装された面である第１の面と対向する第２の面上に設けられた表面実装用のアレー状配列端子として設けられており、
前記第２の部品が、前記多層配線板の厚みの内部に位置させて実装されている半導体部品であり、
前記第３の部品が、前記多層配線板の厚みの内部に位置させて実装されており、
前記多層配線板の前記第２の面上には、前記第１ないし第４の部品のいずれも存在しないこと
を特徴とする請求項１記載の通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触通信を行うための電子部品である通信モジュールに係り、特に、ＳＩＭカードを受け入れるＳＩＭカードソケットを備えた通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、スマートフォンなどの携帯通信機器は、通信会社との契約で必要な個人情報が記録されたＳＩＭ（subscriber identity module）カードを内部に搭載している。また、このような携帯通信機器を、モバイル決済のためリーダライタにかざし必要な情報のやり取りを非接触で行うというように使うときには、個人特定のため、やはり内部に搭載のＳＩＭカードに記録された情報が使用される。
【０００３】
このような状況から、携帯通信機器に用いる、非接触通信に必要な電子部品である通信モジュールを考えると、ＳＩＭカードを受け入れるＳＩＭカードソケットを備え一体化されていることのニーズは高いと考えられる。また、もとより、通信モジュールは、非接触通信用のアンテナが接続されること（内蔵または外付け）は必須であり、さらには、携帯通信機器の内部に設けることからできるだけ小型であることが常に求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１３３８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、非接触通信を行うための電子部品である通信モジュールにおいて、ＳＩＭカードソケットを備えさらにアンテナを備えるにもかかわらず小型化が可能な通信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】
【０００６】
本発明の一態様である通信モジュールは、アンテナパターンと該アンテナパターン以外の配線パターンとを有する、部品内蔵型の多層配線板と、表面実装用の端子を備え、該端子を介して前記多層配線板上に実装されたＳＩＭカードソケットである第１の部品と、前記多層配線板に実装された、認証機能部と通信処理回路とを備えた半導体部品である第２の部品と、前記多層配線板に設けられた、前記半導体部品に給電するための入力端子を少なくとも備えた外部接続部と、前記多層配線板に実装され、前記配線パターンにより前記半導体部品および前記アンテナパターンに電気的に接続された、アンテナ整合回路用の部品である第３の部品と、押下げ可動の導電性コンタクトを備え、該コンタクトが前記半導体部品に電気的に接続されており、該コンタクトが押下されないときに前記半導体部品が前記アンテナパターンに電気的に接続されるように機能する機能部を有し、かつ、該コンタクトが導電体で押下されたときに前記半導体部品と前記アンテナパターンとの電気的接続が切り離されて前記半導体部品と該導電体とが電気的に接続されるように構成されている、前記多層配線板上に設けられた電気接続切断機構である第４の部品とを具備する。
【０００７】
この通信モジュールは、部品内蔵型の多層配線板を用い、これにより、まず受動素子部品などの配置密度を向上させ、さらに、通信モジュールとして必要なアンテナパターンも具備させる。必要的な部品として、ＳＩＭカードソケット、認証機能部と通信処理回路とを備えた半導体部品、アンテナ整合回路用の部品のほか、アンテナパターンと半導体部品との間の電気的接続を切る電気接続切断機構を有する。この切断機構は、導電性のコンタクトの押下により切断の状態に移行する。コンタクトは半導体部品に電気的に接続されているため、その押下状態では、コンタクトに外部アンテナを接触、接続させればこれをこの通信モジュールのアンテナとして機能させることが可能になっている。
【０００８】
多層配線板の面積は、必要な部品を実装するのに要する面積として設定することができる。この設定の結果は、部品同士の相対的な大きさの関係から、最も大きなＳＩＭカードソケットと同等かそれよりも少し大きな面積として設定される結果になる。この面積は、多くの場合、アンテナパターンを十分高性能に機能させる開口面積を確保するための面積としては不足するが、上記のように、この通信モジュールではコンタクトの押下により外部のアンテナを接続して利用できるように構成されている。
【０００９】
したがって、この通信モジュールは、ＳＩＭカードソケットを備えさらにアンテナを備えるにもかかわらず非常に小型である一方、コンタクトが押下されない状態でも一応は多層配線板に設けられたアンテナパターンが機能し、一定の非接触通信ができる。コンタクトの押下は、例えば、携帯電話などでは、その折りたたみに伴って生じるように構成しておけば、折りたたんだ状態では、十分高性能な非接触通信が可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、非接触通信を行うための電子部品である通信モジュールにおいて、ＳＩＭカードソケットを備えさらにアンテナを備えるにもかかわらず小型化が可能な通信モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態である通信モジュールの構成を示す上面図および正面図。
【図２】図１に示した通信モジュールで使用の電気接続切断機構１６の構造例を示す縦断面図。
【図３】図１に示した通信モジュールの電気的構成例を示す機能ブロック図。
【図４】図１に示した通信モジュールに接続して使用し得る外部アンテナ（シート）の構成例を示す上面図。
【図５】図３に示したものとは異なる、図１に示した通信モジュールの電気的構成例を示す機能ブロック図。
【図６】図３、図５に示したものとは異なる、図１に示した通信モジュールの電気的構成例を示す機能ブロック図。
【図７】本発明の別の実施形態である通信モジュールの構成を示す上面図。
【図８】本発明のさらに別の実施形態である通信モジュールの構成を示す上面図および正面図。
【図９】本発明のさらに別の（第４の）実施形態である通信モジュールの構成を示す上面図、正面図、および底面図。
【図１０】本発明のさらに別の（第５の）実施形態である通信モジュールの構成を示す上面図、正面図、および底面図。
【図１１】本発明のさらに別の（第６の）実施形態である通信モジュールの構成を示す上面図、正面図、および底面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施態様として、前記外部接続部が、前記多層配線板の前記ＳＩＭカードソケットが実装された面である第１の面と同一の面上に実装された、着脱可能なコネクタのうちの一方の側の部品である第５の部品として設けられている、とすることができる。このような部品は、ＳＩＭカードソケットよりも相当に小さい部品とすることができる。したがって、ＳＩＭカードソケットが実装された面に設けるとしても多層配線板の面積増加はわずかである。
【００１３】
また、実施態様として、前記第２の部品が、前記多層配線板の前記第１の面上に実装された表面実装型の半導体パッケージであり、前記多層配線板の前記第１の面と対向する第２の面上には、前記第１ないし第５の部品のいずれも存在しない、とすることができる。このよう半導体パッケージは、ＳＩＭカードソケットよりも相当に小さい部品である。したがって、ＳＩＭカードソケットが実装された面に設けるとしても多層配線板の面積増加はわずかである。また、多層配線板の第２の面に第１ないし第５の部品を設けないことにすれば、この面は平坦であり通信モジュールの薄型化に寄与できるとともに、ノイズの入来や放射を防止する電磁的な遮蔽板（膜）を設けることにも適する。
【００１４】
また、実施態様として、前記第２の部品が、前記多層配線板の前記第１の面上に実装された、表面実装用の端子を有する電子モジュールであり、前記多層配線板の前記第１の面と対向する第２の面上には、前記第１ないし第５の部品のいずれも存在しない、とすることもできる。このよう電子モジュールも、ＳＩＭカードソケットよりも相当に小さい部品とすることができる。したがって、ＳＩＭカードソケットが実装された面に設けるとしても多層配線板の面積増加はわずかである。また、多層配線板の第２の面に第１ないし第５の部品を設けないことにすれば、この面は平坦であり通信モジュールの薄型化に寄与できるとともに、ノイズの入来や放射を防止する電磁的な遮蔽板（膜）を設けることにも適する。
【００１５】
また、実施態様として、前記第２の部品が、前記多層配線板の厚みの内部に位置させて実装されている半導体部品であり、前記多層配線板の前記第１の面と対向する第２の面上には、前記第１ないし第５の部品のいずれも存在しない、とすることができる。認証機能部と通信処理回路とを備えた半導体部品をこのように設ければ、多層配線板の面積は一層小さくできる。また、多層配線板の第２の面に第１ないし第５の部品を設けないことにすれば、この面は平坦であり通信モジュールの薄型化に寄与できるとともに、ノイズの入来や放射を防止する電磁的な遮蔽板（膜）を設けるにも適する。
【００１６】
また、実施態様として、前記外部接続部が、前記多層配線板の前記ＳＩＭカードソケットが実装された面である第１の面と対向する第２の面上に実装された、着脱可能なコネクタのうちの一方の側の部品である第５の部品として設けられている、とすることができる。このようなコネクタをＳＩＭカードソケットが設けられた面とは反対の側の面上に設ければ、多層配線板の一層の小面積化に寄与できる。
【００１７】
また、実施態様として、前記第２の部品が、前記多層配線板の前記第２の面上に実装された表面実装型の半導体パッケージである、とすることができる。このように半導体パッケージをＳＩＭカードソケットが設けられた面とは反対の側の面上に設ければ、多層配線板の一層の小面積化に寄与できる。
【００１８】
また、実施態様として、前記第２の部品が、前記多層配線板の前記第２の面上に実装された、表面実装用の端子を有する電子モジュールである、とすることができる。このように電子モジュールをＳＩＭカードソケットが設けられた面とは反対の側の面上に設ければ、多層配線板の一層の小面積化に寄与できる。
【００１９】
また、実施態様として、前記外部接続部が、部品ではなく、前記多層配線板の前記ＳＩＭカードソケットが実装された面である第１の面と対向する第２の面上に設けられた表面実装用のアレー状配列端子として設けられており、前記第２の部品が、前記多層配線板の厚みの内部に位置させて実装されている半導体部品であり、前記第３の部品が、前記多層配線板の厚みの内部に位置させて実装されており、前記多層配線板の前記第２の面上には、前記第１ないし第４の部品のいずれも存在しない、とすることができる。
【００２０】
外部接続部を多層配線板上にアレー状配列端子として設ければ、外部接続部を設けることによって多層配線板の面積が増加する結果にはならない。また、第２の部品（認証機能部と通信回路部とを備えた半導体部品）、第３の部品（アンテナ整合回路用の部品）を多層配線板の厚みの内部に設ければ、多層配線板の一層の小面積化に寄与できる。
【００２１】
以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態である通信モジュールの構成を示す上面図（図１（ａ））および正面図（図１（ｂ））である。図１に示すように、この通信モジュール１０は、部品内蔵型多層配線板１１、ＳＩＭカードソケット１２、半導体部品１３、コネクタ１４、アンテナ整合用の部品１５、電気接続切断機構１６、その他の部品１７を有する。
【００２２】
部品内蔵型多層配線板１１は、配線層数が例えば４から８程度で、その内部に各種の部品１１ｂを埋め込み内蔵可能な、例えばガラスエポキシ樹脂のようなリジッドな絶縁材料でできた配線板である。近年の技術によれば、厚みを例えば１ｍｍ以下（例えば０．５ｍｍ程度）にしても上記のような多数の配線層を設けることができる。この配線板１１は、通信モジュール１０としての基板として位置づけられ、その表面（一方の面）に、ＳＩＭカードソケット１２、半導体部品１３、コネクタ１４、アンテナ整合回路用の部品１５、電気接続切断機構１６、その他の部品１７が実装されている。内蔵の部品１１ｂは、アンテナ整合回路用の部品１５やその他の部品１７の一部として設けられてもよい。
【００２３】
配線板１１には、上記の各部品間を電気的につなぐ配線パターンのほか、アンテナパターン１１ａが例えば周回状または渦巻き状にパターン形成され備えられている。アンテナパターン１１ａは、この通信モジュール１０が行う非接触通信のアンテナとして機能する。この非接触通信は、近年、ＮＦＣ（near field communication）などと呼ばれており、通信モジュール１０を備える側を単に読み取られる側の媒体として機能させるだけでなく、通信モジュール１０を備える側を場合によりリーダライタとして機能させるようにした通信である。
【００２４】
アンテナパターン１１ａは、配線板１１の表面に外層配線パターンの一部として設けることも、内層配線パターンの一部として設けることもできるが、配線板１１の面積をできるだけ小面積化するためには、内層配線パターンとして設けるか、またはＳＩＭカードソケット１２が実装された面とは反対の側の面上に設ける方が有利である。また、アンテナパターン１１ａは、複数の層の配線パターンを、例えばインナービアのような層間接続体を介して接続し、周回状または渦巻き状のパターンの重畳配置として設けるようにしてもよい。これによればインダクタンスが増加するので、アンテナとしての性能が向上する。
【００２５】
ＳＩＭカードソケット１２は、ＳＩＭカードを受け入れて装着し、これによりＳＩＭカードとこの通信モジュール１０との電気接続状態を保つためのソケットである。ＳＩＭカードソケット１２は、表面実装用の端子１２ａを備えており、これにより配線板１１上に表面実装されている。端子１２ａは、それぞれ、ＳＩＭカード用コンタクト１２ｂのそれぞれに電気的に導通している。ＳＩＭカードソケット１２によるＳＩＭカードの受け入れ、固定、取り出しの各機構には、例えば、周知のプッシュロック、プッシュイジェクト機構などを利用することができる。
【００２６】
半導体部品１３は、配線板１１上に、表面実装用の端子（不図示）を介して実装された半導体パッケージ（例えばＬＧＡ）の部品である。半導体部品１３は、少なくとも認証機能部と通信処理回路とを備えている。認証機能部は、ＮＦＣによる通信で必要な認証動作を安全（セキュア）に行うための機能部である。通信処理回路は、送り出す情報や受け取る情報の変調、復調、さらにはデータ演算などの処理を行うための回路である。半導体部品１３は、配線板１１が有する配線パターン（縦方向の導電体も含む）により、電気的に、ＳＩＭカードソケット１２、コネクタ１４、アンテナ整合回路用の部品１５、その他の部品１７などと接続している。
【００２７】
コネクタ１４は、この通信モジュール１０を搭載するホスト機器（例えば携帯電話など）との電気的な接続を行うための外部接続部である。コネクタ１４には、着脱可能にこれと相補の関係の接続部が接続され得る。コネクタ１４が有する端子には、ホスト側とのデータのやり取りを行う端子のほか、給電のための入力端子が含まれており、この端子による給電により、ホストの側から半導体部品１３などに電源供給を行うことができる。
【００２８】
アンテナ整合回路用の部品１５は、配線板１１上に実装された複数の表面実装型受動素子部品であり、配線板１１が有する配線パターンで所定に相互に接続されアンテナ整合回路として機能する。アンテナ整合回路は、電気的に、半導体部品１３とアンテナパターン１１ａとの中間に位置し、半導体部品１３の側からアンテナパターン１１ａを高効率で駆動し、かつ、外界からの電磁信号からアンテナパターン１１ａで高感度に信号を取り出すべく、整合を取る回路である。
【００２９】
電気接続切断機構１６は、押下げ可動の導電性コンタクトを備えている（詳しくは図２を参照してその構造の一例を再度説明する）。そして、電気接続切断機構１６が配線板１１上に実装されることにより、コンタクトが半導体部品１３に電気的に接続され、コンタクトが押下されないときには半導体部品１３とアンテナパターン１１ａとが電気的に接続され、コンタクトが押下されたときには半導体部品１３とアンテナパターン１１ａとの電気的接続が切り離される機構になっている。
【００３０】
これにより、コンタクトが押下されない状態において、配線板１１に設けられたアンテナパターン１１ａが普通にアンテナとして機能し、この通信モジュール１０は一定の非接触通信ができる。ただし、この配線板１１は、意図的に小面積化されたものであるため、アンテナパターン１１ａとしてその開口面積が限られており、距離的に十分な通信能力を有するに適するわけではない。
【００３１】
そこで、電気接続切断機構１６のコンタクトの押下により、半導体素子１３とアンテナパターン１１ａとの接続を切り離し、同時にこのコンタクトに外部のアンテナを電気的に接続し利用できるように構成したものである。コンタクトの押下は、例えば、携帯電話などでは、その折りたたみに伴って生じるように構成しておけば、折りたたんだ状態では、十分高性能な非接触通信ができることになる。
【００３２】
その他の部品１７は、例えば、クリスタル発振子、電源用部品、ＥＭＣフィルタ用部品などの部品であり、配線板１１が有する配線パターンにより、半導体素子１３、コネクタ１４、ＳＩＭカードソケット１２、アンテナ整合回路用の部品１５などの部品と所定に電気的に接続されている。
【００３３】
この通信モジュール１０は、ＳＩＭカードソケット１２を配線板１１の一方の面上に設け、これと同一面上に、半導体部品１３、コネクタ１４、アンテナ整合回路用の部品１５、電気接続切断機構１６、その他の部品１７など、内蔵部品１１ｂを除いたすべての部品を設けている。したがって、配線板１１の裏面は平坦な構成になっており、この平坦性を利用して、その面上に、磁性体シート２０を一面平坦に設けることができる。
【００３４】
加えて、この通信モジュール１０は、上記のように、多層配線板１１の片面に各部品をまとめて実装しているため、厚み方向にも小型化が実現されている。この厚さは、磁性体シート２０を含めて、例えば、２ｍｍ程度以下にするのは容易である。
【００３５】
なお、磁性体シート２０は、通信モジュール１０（特にそのアンテナパターン１１ａ）へのノイズの入来や、通信モジュール１０（同）からのノイズの放射を防止する電磁的な遮蔽板（膜）として機能する。また、この通信モジュール１０を金属面上に設置、搭載したときに、アンテナパターン１１ａに誘導される起電力の低下を招くことを防止する機能を持たせることもできる。そのためには、通信周波数帯（例えば１３．５６ＭＨｚ）における透磁率が高く磁気損失が低い磁性体をもった磁性体シート２０を用いる。
【００３６】
図２は、図１に示した通信モジュール１０で使用の電気接続切断機構１６の構造例を示す縦断面図である。図２（ａ）は、コンタクト部１６ａが押下されていない状態を示し、図２（ｂ）は、コンタクト部１６ａが押下され同時に外部アンテナシート３０が接続された状態を示す。
【００３７】
図２（ａ）に示すように、電気接続切断機構１６は、コンタクト部１６ａ、ばね部１６ｂ、導電部材１６ｃ、導電部材１６ｄ、非導電部材１６ｅ、非導電部材１６ｆを有する。
【００３８】
コンタクト部１６ａは、導電性であり、押下げ可能に設けられている。コンタクト部１６ａは、普段は、非導電部材１６ｅの上面にある貫通孔部を挿通するように、ばね部１６ｂにより押し上げられており、この押し上げられた状態では、ばね部１６ｂの上部が、非導電部材１６ｅの内側に設けられた導電部材１６ｄに突き当てられ、これにより、コンタクト部１６ａと導電部材１６ｄとが電気的に接続された状態になっている。
【００３９】
コンタクト部１６ａは、その下に位置するばね部１６ｂ、さらにその下の導電部材１６ｃとは常に電気的に導通している。導電部材１６ｃは、配線板１１上に実装するための端子と一体の部材であり、この実装により、半導体部品１３に電気的に接続されている。一方、導電部材１６ｄは、配線板１１上に実装するための、上記端子とは別の端子と一体の部材であり、その実装により、電気的にアンテナパターン１１ａに接続されている。したがって、コンタクト部１６ａが押下されない状態では、半導体部品１３とアンテナパターン１１ａとは、電気的に接続がなされている。
【００４０】
次に、図２（ｂ）に示すように、コンタクト部１６ａが押下された状態では、ばね部１６ｂの上部が導電部材１６ｄに突き当てられた状態が解消され、これらの部材が非導電部材１６ｆで隔てられるので、半導体部品１３とアンテナパターン１１ａとの電気的接続は切断される。特に、図示するように、外部アンテナシート３０の接触端子３０ｔによりコンタクト部１６ａを押し下げた状態では、導電部材１６ｃからばね部１６ｂ、コンタクト部１６ａを介して、外部アンテナシート３０の接触端子３０ｔに電気的接続がなされる。
【００４１】
したがって、図２（ｂ）に示す状態では、半導体部品３０と外部アンテナシート３０との電気的な接続が確立した状態になる。なお、外部アンテナシート３０は、例えば、基材シート３０ａ上に導電パターン３０ｂでアンテナパターンが形成され、さらに、導電パターン３０ｂ上に、その接触端子３０ｔの領域を除いて保護膜３０ｃが形成された構成を有する。外部アンテナシート３０は、必要な性能が確保できるアンテナとして十分に大きな面積を有して構成されている。
【００４２】
図３は、図１に示した通信モジュールの電気的構成例を示す機能ブロック図である。図において、図１中に示した構成要素と対応するものには同一符号を付してあり、これにより図３の理解は、これまでの説明を参照すれば容易である。すでに述べているが、図３に示されるように、ＳＩＭカードソケット１２には、ＳＩＭカード４０が装着され得る。また、コネクタ１４により、ホストとの電気的接続がなされ得る。さらに、電気接続切断機構１６により、アンテナパターン１１ａと外部アンテナ３０とが択一的に利用され得る。
【００４３】
図３に示すように、アンテナ整合回路用部品１５およびその周りの電気的接続がなされている場合、アンテナパターン１１ａと外部アンテナ３０とでは、同一の整合回路が使用されることになる。一般に、パターンの異なるアンテナどうしは整合インピーダンスが異なるため、同一の整合回路を用いると、いずれも十分な整合状態を得ることができない可能性がある。この点に関しては、パターンを工夫して整合インピーダンスを近づけることや、整合回路にアンプを付加させて送受信信号を増幅するような構成が考えられる。
【００４４】
以上、一実施形態について説明した。端的に言うと、この実施形態では、部品内蔵型の多層配線板１１を用い、これにより、まず受動素子部品などの配置密度を向上させ、さらに、通信モジュール１０として必要なアンテナパターン１１ａも具備させる。必要的な部品として、ＳＩＭカードソケット１２、認証機能部と通信処理回路とを備えた半導体部品１３、コネクタ１４、アンテナ整合回路用の部品１５、その他の部品１７のほか、アンテナパターンと半導体部品との間の電気的接続を切る電気接続切断機構１６を有する。
【００４５】
電気接続切断機構１６は、導電性のコンタクト部１６ａの押下により切断の状態に移行する。コンタクト部１６ａは半導体部品１３に電気的に接続されているため、その押下状態では、コンタクト部１６ａに外部アンテナ３０を接触、接続させればこれをこの通信モジュール１０のアンテナとして機能させることが可能である。
【００４６】
多層配線板１１の面積は、必要な部品を実装するのに要する面積として設定することができる。この設定の結果は、必要な部品を同一面に設けるとしても、部品同士の相対的な大きさの関係から、最も大きなＳＩＭカードソケット１２と同等かそれよりも少し大きな面積として設定される結果になる。この面積は、多くの場合、アンテナパターン１１ａを十分高性能に機能させる開口面積を確保するための面積としては不足するが、上記のように、この通信モジュール１０ではコンタクト部１６ａの押下により外部アンテナ３０を接続して利用できるように構成されている。
【００４７】
したがって、この通信モジュール１０は、ＳＩＭカードソケット１２を備えさらにアンテナパターン１１ａを備えるにもかかわらず非常に小型である一方、コンタクト部１６ａが押下されない状態でも一応は多層配線板１１に設けられたアンテナパターン１１ａが機能し、一定の非接触通信ができる。コンタクト部１６ａの押下は、例えば、携帯電話などでは、その折りたたみに伴って生じるように構成しておけば、折りたたんだ状態では、十分高性能な非接触通信が可能になる。
【００４８】
次に、図４は、図１に示した通信モジュールに接続して使用し得る外部アンテナ（シート）３０の構成例を示す上面図である。
【００４９】
外部アンテナ３０には、アンテナとしての開口面積が非接触通信で必要とされる十分な面積を有するように構成されたものを用いることができる。この外部アンテナ３０は、シート状であり、通信モジュール１０が搭載される携帯電話などの携帯機器が用意できる領域に貼り付けるように設けることができる。図示中の、外部アンテナ３０の接触端子３０ｔは、すでに説明したように、通信モジュール１０が有する電気接続切断機構１６の一部であるコンタクト部１６ａとの接触に供する領域である。図示していないが、外部アンテナ３０の面上には、ノイズ防止のため磁性体シートを設けることができる。
【００５０】
なお、携帯電話の折りたたみ動作において、開いた状態では外部アンテナ３０でコンタクト部１６ａが押下されず、折りたたんだ状態のとき外部アンテナ３０によりコンタクト部１６ａが押下されるように構成することは容易である。一方、逆にすること、つまり開いた状態で外部アンテナ３０によりコンタクト部１６ａが押下され、折りたたんだ状態では外部アンテナ３０によるコンタクト部１６ａの押下状態が解放されるように構成することも、機構を付加すれば不可能ではない。後者のように構成した場合、開いた状態では、例えばスマートポスターの読み取りなど比較的長い距離の非接触通信に好適に対応することができ、折りたたんだ状態では、例えばモバイル決済など比較的近距離の非接触通信に特化してセキュリティを向上するなどの使い方ができる。
【００５１】
次に、図５は、図３に示したものとは異なる、図１に示した通信モジュールの電気的構成例を示す機能ブロック図である。図５において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００５２】
この通信モジュール１０Ａは、図３に示した通信モジュール１０の構成と比較して、アンテナ整合回路の構成が異なる。すなわち、この通信モジュール１０Ａは、アンテナ整合回路用部品１５ａを外部アンテナ３０との整合に適するように設け、アンテナパターン１１ａとの整合には、アンテナ整合回路用部品１５ａとアンテナ整合回路用部品１５ｂとの縦列接続で対応した構成である。このため、図示のように、半導体部品１３と電気接続切断機構との間にアンテナ整合回路用部品１５ａを設け、電気接続切断機構１５ａとアンテナパターン１１ａとの間にアンテナ整合回路用部品１５ｂを設けている。
【００５３】
これによれば、アンテナパターン１１ａに対する整合も、外部アンテナ３０に対する整合も十分なものとすることができる。
【００５４】
次に、図６は、図３、図５に示したものとは異なる、図１に示した通信モジュールの電気的構成例を示す機能ブロック図である。図６において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００５５】
この通信モジュール１０Ｂは、図３に示した通信モジュール１０の構成と比較して、アンテナ整合回路部品を設けている、電気的な配置位置が異なる。すなわち、この通信モジュール１０Ｂは、アンテナ整合回路用部品１５を、半導体部品１３と電気接続切断機構１６との間ではなく、電気接続切断機構１６とアンテナパターン１１ａとの間に設けている。アンテナ整合回路用部品１５は、アンテナパターン１１ａとの整合に適するように設計することができる。
【００５６】
一方、外部アンテナ３０のための整合は、外部アンテナ３０の側に専用のアンテナ整合回路３１を設けて対応している。このため、外部アンテナ３０の側に回路を設ける負担が生じるが、外部アンテナ３０の面積は大きくこれを設ける領域として不足することはない。
【００５７】
次に、別の実施形態について図７を参照して説明する。図７は、別の実施形態である通信モジュールの構成を示す上面図である。同図において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。この通信モジュール１０Ｃは、半導体部品１３、アンテナ整合回路用部品１５（の一部であってもよい）、その他の部品１７（の一部であってもよい）を配線板に実装してモジュール化した電子モジュール１８を用いている。電子モジュール１８は、配線板上に表面実装用の端子（不図示）を有しており、これにより、多層配線板１１Ａ上に表面実装されている。
【００５８】
電子モジュール１８を用いると、半導体部品１３およびその周辺の回路を別途製造できるため、生産性の向上が見込める。また、電子モジュール１８自体が部品内蔵型の多層配線板を有している構成も採用できることから、電子モジュール１８自体として小面積化される利点を享受できる。すなわち、このような電子モジュール１８を採用することで、通信モジュール１０Ｃとして一層小面積の配線板１１Ａを用いることができる。
【００５９】
次に、さらに別の実施形態について図８を参照して説明する。図８は、さらに別の実施形態である通信モジュールの構成を示す上面図および正面図である。同図において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。この通信モジュール１０Ｄは、半導体部品１３を配線板１１Ｂの厚みの内部に位置させて実装している。半導体部品１３をこのように設ければ、多層配線板１１Ｂの面積を一層小さくできる効果が大きい。半導体部品１３は、通常、小型の受動素子部品より面積的に相当に大きいためである。
【００６０】
なお、半導体部品１３を配線板１１Ｂの厚みの内部に位置させ実装する技術には、以下のようなものがあるのでいずれかを適宜採用することができる。ひとつは、ベアチップの半導体部品１３を用い、フリップ接続で配線板１１Ｂの内層配線層となるべき配線パターン上に実装し、その後半導体部品１３を埋め込むように絶縁板材料を積層する方法である。あるいは、ベアチップの半導体部品１３を用い、ボンディングワイヤで配線板１１Ｂの内層配線層となるべき配線パターン上への電気的接続を行い、その後は上記と同様である。また、あるいは、チップスケールパッケージ化されＬＧＡの端子を有する半導体部品１３を用いてこれを配線板１１Ｂの内層配線層となるべき配線パターン上へはんだで実装し、その後は上記と同様である。
【００６１】
次に、さらに別の実施形態について図９を参照して説明する。図９は、さらに別の実施形態である通信モジュールの構成を示す上面図（図９（ａ））、正面図（図９（ｂ））、および底面図（図９（ｃ）、（ｄ））である。図９において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。この実施形態の通信モジュール１０Ｅは、配線板１１Ｃとしてその極限までの小面積化を進め、ＳＩＭカードソケット１２とほとんど同等の面積を実現したものである。
【００６２】
このため、図示するように、半導体部品１３、コネクタ１４、アンテナ整合回路用部品１５、電気接続切断機構１６、その他の部品１７は、ＳＩＭカードソケット１２の実装された面とは反対の側の面上に設けている。このうち、アンテナ整合回路用部品１５およびその他の部品１７の一部は、内蔵部品１１ｂとして設けられてもよい点はすでに説明した実施形態と同様である。
【００６３】
図９（ａ）において、配線板１１Ｃの四隅近傍の部位は、取り付け用凹部１１ｃになっている。取り付け用凹部１１ｃは、この通信モジュール１０Ｅをマザーボードなどに安定的に取り付けるための凹部である。このような凹部１１ｃを設けているのは、配線板１１Ｃが極限まで小面積化され、さらに配線板１１ｃの両面ともに部品が実装され平坦ではないためである。
【００６４】
図９（ｃ）の図示は、磁性体シート２０Ａを取り付けていない状態の底面を示し、図９（ｄ）の図示は、磁性体シート２０Ａを取り付けた状態の底面を示している。磁性体シート２０Ａは、特にアンテナパターン１１ａの遮蔽に資するように、実装された各部品の凹凸を避けて取り付けられている。磁性体シート２０Ａの機能は、図１に示した実施形態における磁性体シート２０と同様である。
【００６５】
次に、さらに別の実施形態について図１０を参照して説明する。図１０は、さらに別の実施形態である通信モジュールの構成を示す上面図（図１０（ａ））、正面図（図１０（ｂ））、および底面図（図１０（ｃ）、（ｄ））である。同図において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。この実施形態の通信モジュール１０Ｆも、上記の通信モジュール１０Ｅと同様に配線板１１Ｄとしてそのさらに小面積化を進め、ＳＩＭカードソケット１２とほとんど同等の面積を実現したものである。
【００６６】
この通信モジュール１０Ｆは、半導体部品１３、アンテナ整合回路用部品１５（の一部であってもよい）、その他の部品１７（の一部であってもよい）をモジュール化した電子モジュール１８を用いている。電子モジュール１８は、表面実装用の端子（不図示）を有しており、これにより、多層配線板１１ＤのＳＩＭカードコネクタ１２が実装された面とは反対の面上に表面実装されている。
【００６７】
電子モジュール１８は、図７を参照して説明した実施形態でも使用されたものである。したがって、この通信モジュール１０Ｆは、図９に示した通信モジュール１０Ｅの利点と図７に示した通信モジュール１０Ｃの利点とを併せ持つことができる。図１０（ｃ）の図示は、磁性体シート２０Ｂを取り付けていない状態の底面を示し、図１０（ｄ）の図示は、磁性体シート２０Ｂを取り付けた状態の底面を示している。磁性体シート２０Ｂも、磁性体シート２０Ａと同様に、特にアンテナパターン１１ａの遮蔽に資するように、実装された各部品の凹凸を避けて取り付けられている。
【００６８】
次に、さらに別の実施形態について図１１を参照して説明する。図１１は、さらに別の実施形態である通信モジュールの構成を示す上面図（図１１（ａ））、正面図（図１１（ｂ））、および底面図（図１１（ｃ））である。同図において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。
【００６９】
この実施形態の通信モジュール１０Ｇは、外部接続部として、コネクタではなく、多層配線板１１ＥのＳＩＭカードソケット１２が実装された面と対向する面上に、表面実装用のアレー状配列端子１１ｔとして設けている。この端子１１ｔは、多層配線板１１Ｅの最外層の配線パターンの一部として形成されたものである。アレー状配列端子１１ｔにより、この通信モジュール１０Ｇは、例えばマザーボードにはんだで表面実装が可能であり、機械的にも強固に固定でき、使い勝手がよい。
【００７０】
さらに、配線板１１Ｅとして小面積化を図るため、半導体部品１３、アンテナ整合回路用部品１５、その他の部品１７は、すべて配線板１１Ｅの厚みの内部に位置させて実装している。ただし、アレー状配列端子１１ｔを設けた関係上、電気接続切断機構１６は、小面積化のためアレー状配列端子１１ｔの設けられた面上に設けられないので、ＳＩＭカードソケット１２が実装された側の面上に設けている。その分、図８、図９に示した通信モジュール１０Ｅ、１０Ｆより幾分か面積的に大きくなっているものの、図１、図７、図８に示した通信モジュール１０、１０Ｃ、１０Ｄよりは小面積化が大きく図られている。
【符号の説明】
【００７１】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ…通信モジュール、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ…部品内蔵型多層配線板、１１ａ…アンテナパターン、１１ｂ…内蔵された部品、１１ｃ…取り付け用凹部、１１ｔ…アレー状配列端子、１２…ＳＩＭカードソケット、１２ａ…表面実装用端子、１２ｂ…ＳＩＭカード用コンタクト、１３…半導体部品（認証機能部、通信処理回路）、１４…コネクタ、１５，１５ａ，１５ｂ…アンテナ整合回路用の部品、１６…電気接続切断機構、１６ａ…コンタクト部、１６ｂ…ばね部、１６ｃ…導電部材、１６ｄ…導電部材、１６ｅ…非導電部材、１６ｆ…非導電部材、１７…その他の部品、１８…電子モジュール（認証機能部、通信処理回路）、２０，２０Ａ，２０Ｂ…磁性体シート、３０…外部アンテナ（シート）、３０ａ…基材シート、３０ｂ…導電パターン（アンテナパターン）、３０ｃ…保護膜、３０ｔ…接触端子、３１…アンテナ整合回路、４０…ＳＩＭカード。
【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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