(57)【要約】【課題】小型薄型化が容易で安価に製造可能なアンテナ一体型の通信モジュールを提供する。【解決手段】略直方体形状の通信モジュール１は、面実装される回路基板２と、回路基板２上に搭載された電子部品３を封止する樹脂封止材４と、樹脂封止材４の外表面に被着させた導電層１２からなる放射導体（放射素子）５やシールド導体８、給電ライン７等を備えている。放射導体５と給電ライン７の水平部７ａは樹脂封止材４の天面４ａに印刷形成されているが、給電ライン７の垂直部７ｂは、樹脂封止材４および回路基板２の側面に存する導電層１２にトリミング加工で切除部１３を設けることによって形成されている。この垂直部７ｂは、回路基板２の該側面に露出せしめた給電用電極６を覆い隠す位置まで延びて該電極６に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面実装される回路基板と、この回路基板上に搭載された電子部品と、前記回路基板上を前記電子部品を含めて覆う樹脂封止材と、少なくとも前記樹脂封止材の外表面に設けられた導電層とを備え、前記樹脂封止材の天面に存する前記導電層を用いてアンテナの放射素子が形成されている略直方体形状の通信モジュールであって、
前記樹脂封止材の所定の側面に存する前記導電層が、この側面と面一である前記回路基板の側面に露出せしめた給電用電極を覆い隠す位置まで延在していると共に、これら両側面に前記導電層の切除部を設けることによって、前記放射素子と前記給電用電極とに導通された給電ラインが形成されていることを特徴とする通信モジュール。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記樹脂封止材の天面に存する導電層が導電ペーストの印刷によって形成されていると共に、前記樹脂封止材の側面に被着せしめた前記導電ペーストによって該側面に導電層が形成されていることを特徴とする通信モジュール。
【請求項３】
請求項２の記載において、前記樹脂封止材の天面に存する導電層がトリミング加工されていることを特徴とする通信モジュール。
【請求項４】
請求項１または２の記載において、前記給電ラインとは別の場所で前記樹脂封止材の側面に存する導電層が、前記回路基板に設けられた接地導体パターンと接続されていることを特徴とする通信モジュール。
【請求項５】
請求項４の記載において、前記給電用電極および前記接地導体パターンが前記回路基板の内層に設けられていることを特徴とする通信モジュール。
【請求項６】
請求項１または２の記載において、前記樹脂封止材の天面に存する導電層の少なくとも一部がパッチアンテナの放射導体であることを特徴とする通信モジュール。
【請求項７】
請求項６の記載において、前記放射導体として、前記樹脂封止材の天面に設けた第１の放射導体と、この第１の放射導体を覆う絶縁樹脂層上に設けた第２の放射導体とを有し、前記第１の放射導体が前記第２の放射導体よりも大径であることを特徴とする通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば無線ＬＡＮ等に用いて好適なアンテナ一体型の通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮ等に用いられるアンテナ一体型の通信モジュールとして、ＲＦ回路等の電子部品が搭載された回路基板と、この回路基板の部品搭載面を覆う板金製のシールドカバーとを備え、シールドカバーの一部に設けた開口部をスロットアンテナの放射素子として動作させるように構成したものが従来より知られている。
【０００３】
近年、この種の通信モジュールにおいては薄型化が促進される傾向にあり、シールドカバーの板厚を極力薄くすることが要望されている。しかしながら、板厚の薄い金属板（例えば板厚０．１ｍｍ程度）を用いてシールドカバーを形成すると、開口部を有するシールドカバーに反りやゆがみ等の変形が発生しやすくなるため、シールドカバーを保持するホルダー部材が必要になってコストアップを余儀なくされたり、開口部の形状（スロット形状）が制約されてアンテナ性能を犠牲にせざるを得なくなる。
【０００４】
そこで従来、メッキ等のメタライズ処理を行ってシールドカバーに相当するシールド導体を形成することにより、板金製のシールドカバーを省略したアンテナ一体型の通信モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来例では、電子部品を収納するためのキャビティを設けた多層基板（基体）の外表面や、前記キャビティを封止する樹脂封止材の外表面に、無電解メッキと電解メッキとを施してシールド導体を形成している。また、多層基板の天面にはシールド導体の存しない所定形状の領域が設けてあり、この領域がスロットアンテナの放射素子として動作するように、多層基板に内設したストリップラインから給電を行う構成になっている。多層基板には、このストリップラインだけでなく各種の配線パターンや接地導体パターンも内設されている。
【０００５】
かかる従来例のようにメッキ等のメタライズ処理でシールド導体が形成されているアンテナ一体型の通信モジュールは、このシールド導体が板金製のシールドカバーに比べて格段に薄いため、モジュール全体の薄型化に有利である。また、このシールド導体は、板金製のシールドカバーのように変形する虞がなく、かつ高い位置精度で放射素子を設けることができるため、安定したアンテナ性能の通信モジュールが量産化しやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１５１６０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、メタライズ処理によってシールド導体を設けた従来のアンテナ一体型の通信モジュールでは、ストリップライン等の給電ラインを多層基板に内設している関係上、この多層基板の平面的な大きさや厚さ寸法を小さく設定することが容易でない。それゆえ、モジュール全体の小型化や薄型化を促進しようとすると容易に製造できなくなってしまい、結果として製造コストが上昇してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、小型薄型化が容易で安価に製造可能なアンテナ一体型の通信モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、面実装される回路基板と、この回路基板上に搭載された電子部品と、前記回路基板上を前記電子部品を含めて覆う樹脂封止材と、少なくとも前記樹脂封止材の外表面に設けられた導電層とを備え、前記樹脂封止材の天面に存する前記導電層を用いてアンテナの放射素子が形成されている略直方体形状の通信モジュールにおいて、前記樹脂封止材の所定の側面に存する前記導電層が、この側面と面一である前記回路基板の側面に露出せしめた給電用電極を覆い隠す位置まで延在していると共に、これら両側面に前記導電層の切除部を設けることによって、前記放射素子と前記給電用電極とに導通された給電ラインが形成されているという構成にした。
【００１０】
このように樹脂封止材の外表面に設けた導電層を部分的に切除して給電ラインを形成し、この給電ラインが回路基板の側面で給電用電極に接続されていると、回路基板に給電ラインを内設する必要がなくなるためスペースファクタが向上し、通信モジュールの小型化や薄型化が促進しやすくなる。また、外表面に設けた導電層はレーザトリミング等によって所望形状に切除することが容易なため、寸法精度の高い給電ラインを効率よく形成することができる。
【００１１】
上記の構成において、樹脂封止材の天面に存する導電層が導電ペーストの印刷によって形成されていると共に、樹脂封止材の側面に被着せしめた導電ペーストによって該側面に導電層が形成されていると、樹脂封止材を設けた大判基板を格子状の分割溝で分割（ブレイク）して通信モジュールを多数個取りする製造過程で、樹脂封止材の天面に塗布した導電ペーストを分割溝へ入り込ませることによって、樹脂封止材の天面および側面に導電層を一括して形成できるようになる。そのため、通信モジュールの製造が容易になって製造コストを低減できる。この場合において、樹脂封止材の天面に存する導電層がトリミング加工されていると、所望形状の放射素子が形成しやすくなる。
【００１２】
また、上記の構成において、給電ラインとは別の場所で樹脂封止材の側面に存する導電層が、回路基板に設けられた接地導体パターンと接続されていると、この導電層をシールド導体として機能させることができるため好ましい。この場合において、給電用電極および接地導体パターンが回路基板の内層に設けられていると、回路基板の部品搭載面が小面積化しやすくなるため、通信モジュールの小型化が一層促進しやすくなる。
【００１３】
なお、上記の構成の通信モジュールにおいて、アンテナの種類は適宜選択可能である。例えば、樹脂封止材の天面に存する導電層の少なくとも一部をパッチアンテナの放射導体（放射素子）となすことが可能である。その場合、放射導体を複数設けることによって複共振アンテナや広帯域アンテナの小型化を図ることもできる。すなわち、パッチアンテナの放射導体として、樹脂封止材の天面に設けた第１の放射導体と、この第１の放射導体を覆う絶縁樹脂層上に設けた第２の放射導体とを有し、第１の放射導体が第２の放射導体よりも大径であれば、高低２種類の周波数帯域に共振可能なパッチアンテナを備えた小型の通信モジュールが得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によるアンテナ一体型の通信モジュールは、印刷等によって樹脂封止材の外表面に設けた導電層を部分的に切除して給電ラインを形成し、この給電ラインを回路基板の側面で給電用電極と接続しているため、回路基板に給電ラインを内設する必要がなくて小型化や薄型化が促進しやすい。また、この通信モジュールは、外表面に設けた導電層をレーザトリミング等によって所望形状に切除することが容易であり、寸法精度の高い給電ラインを効率よく形成することができるため、量産化に好適で製造コストが低減させやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態例に係る通信モジュールの外観図である。
【図２】図１に示す通信モジュールの断面図である。
【図３】図１に示す通信モジュールの製造方法を説明するための工程図である。
【図４】本発明の第２の実施形態例に係る通信モジュールの外観図である。
【図５】本発明の第３の実施形態例に係る通信モジュールを一部断面して示す側面図である。
【図６】図５に示す通信モジュールの製造方法を説明するための工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。まず、図１〜図３を参照しつつ、本発明の第１の実施形態例に係る通信モジュール１とその製造方法について説明する。
【００１７】
図１と図２に示す通信モジュール１は、外形が略直方体形状で無線ＬＡＮ等に用いられるアンテナ一体型の通信モジュールである。この通信モジュール１は、図示せぬマザーボードに面実装される回路基板２と、回路基板２上に搭載された複数の電子部品３と、トランスファーモールド法によって回路基板２上に設けられた樹脂封止材４と、樹脂封止材４の天面４ａに設けられた放射導体５と、放射導体５の給電部から延びて回路基板２の給電用電極６に接続されている給電ライン７と、樹脂封止材４や回路基板２の側面に設けられたシールド導体８とによって主に構成されている。ただし、放射導体５と給電ライン７とシールド導体８は、樹脂封止材４の外表面に設けられた導電層１２の相異なる領域として形成されたものである。
【００１８】
回路基板２はＦＲ４等からなる多層基板であり、その内層に設けられた給電用電極６と接地導体パターン９は回路基板２の側面に露出している（図２参照）。図３（Ｅ）に示すように、この回路基板２は大判基板１０を分割溝１１で分割して得られる個片であり、大判基板１０に分割溝１１を形成することによって、分割溝１１の内壁面（回路基板２の側面）に給電用電極６や接地導体パターン９が露出するようになっている。
【００１９】
樹脂封止材４はエポキシ系樹脂等からなり、回路基板２上の電子部品３を封止している。この樹脂封止材４の外形は直方体形状であり、平面視で樹脂封止材４の大きさは回路基板２と同等である。すなわち、樹脂封止材４は、回路基板２の部品搭載面を電子部品３を含めて覆っている。
【００２０】
放射導体５はパッチアンテナの放射素子として形成されたものである。この放射導体５は略円形にパターニングされているが、図１に二点鎖線Ｔで示すように、共振周波数を調整するために放射導体５の一部（例えば二点鎖線Ｔよりも外周側部分）をレーザトリミングしてもよい。
【００２１】
給電ライン７は樹脂封止材４の天面４ａから一側面へと延びるＬ字状に形成されている。樹脂封止材４の天面４ａに存する放射導体５および給電ライン７の水平部７ａは、印刷パターンとしてスクリーン印刷されたものである。これに対して、樹脂封止材４および回路基板２の一側面に存する給電ライン７の垂直部７ｂは、印刷パターンではなく該側面の導電層１２をレーザトリミングして形成されたものである。すなわち、本実施形態例では、後述するように、放射導体５や水平部７ａをスクリーン印刷する際のスキージングによって導電ペーストが樹脂封止材４や回路基板２の側面に被着させてあり、こうして側面に設けた導電層１２のうち給電ライン７の水平部７ａと連続する箇所を垂直部７ｂとなすために、レーザトリミングによって図１に示すような切除部１３を形成している。また、樹脂封止材４や回路基板２の側面に存する残余の導電層１２はシールド導体８となり、このシールド導体８は切除部１３を介して垂直部７ｂと隔てられている。
【００２２】
このようにして形成された給電ライン７の垂直部７ｂは、図２に示すように、回路基板２の一側面に露出している給電用電極６を覆い隠す位置まで延在しているため、垂直部７ｂは給電用電極６に密着接合して該電極６と接続されている。したがって、給電ライン７を介して放射導体５の給電部へ給電信号を供給することができる。また、シールド導体８は、回路基板２の他側面に露出している接地導体パターン９と接続されているため、このシールド導体８によって電子部品３を電磁的にシールドすることが可能となる。
【００２３】
次に、このように構成される通信モジュール１の製造方法について説明する。まず、図３（Ａ）に示すように、回路基板２の母材である大判基板１０を用意する。この大判基板１０には、予め給電用電極６を含む配線パターンや接地導体パターン９等が配設されている。
【００２４】
次なる工程として、図３（Ｂ）に示すように、大判基板１０の部品搭載面上に各電子部品３をマウントする。そして、図３（Ｃ）に示すように、大判基板１０の部品搭載面上にトランスファーモールド法によって所要の厚みの樹脂封止材４を積層・固着させ、この樹脂封止材４で各電子部品３を封止する。
【００２５】
次なる工程として、図３（Ｄ）に示すように、樹脂封止材４を設けた大判基板１０に格子状の分割溝１１を刻設する。この分割溝１１の深さは、樹脂封止材４の厚みに大判基板１０の厚みを加えた寸法よりも若干小さく設定されている。具体的には、分割溝１１は、樹脂封止材４の厚みよりも深くて、大判基板１０の板厚の半分強の深さまで入り込んでいる。これにより、分割溝１１の奥部に前記給電用電極６や前記接地導体パターン９が露出することになる。
【００２６】
しかる後、樹脂封止材４の天面４ａに導電ペーストをスクリーン印刷して、放射導体５や前記給電ライン７の水平部７ａとして利用される導電層１２を印刷形成する。その際、スキージングによって導電ペーストを分割溝１１内に入り込ませることによって、図３（Ｅ）に示すように、分割溝１１の内壁面（樹脂封止材４や回路基板２の側面）にも導電層１２を形成する。こうして分割溝１１の内壁面に形成された導電層１２は、大部分がシールド導体８として利用されるが、一部は後述するトリミング加工により給電ライン７の前記垂直部７ｂとして利用される。また、分割溝１１の内壁面に形成された導電層１２は、給電用電極６や接地導体パターン９の前記露出部に密着接合される。
【００２７】
次なる工程として、大判基板１０および樹脂封止材４の積層体を縦横一方の分割溝１１で短冊状に分割（ブレイク）した後、その分割面にレーザトリミングで切除部１３（図１参照）を設けることによって、給電ライン７の水平部７ａと連続する垂直部７ｂを形成する。前述したように、この垂直部７ｂは、給電用電極６と接続されていると共に、切除部１３を介してシールド導体８と隔てられており、レーザトリミングによって寸法精度の高い垂直部７ｂを比較的容易に形成することができる。それゆえ、この後、短冊状の積層体を縦横他方の分割溝１１で分割して個片化することにより、図１と図２に示す通信モジュール１が多数個取りできる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態例に係る通信モジュール１では、樹脂封止材４の天面４ａに放射導体５および給電ライン７の水平部７ａを印刷形成する際に、樹脂封止材４および回路基板２の側面に導電ペーストを被着させて導電層１２を形成し、この導電層１２をシールド導体８として利用すると共に、この導電層１２にレーザトリミングで切除部１３を設けることによって給電ライン７の垂直部７ｂを形成している。そのため、この通信モジュール１は、回路基板２に給電ラインを内設する必要がなくてスペースファクタが向上しており、小型化や薄型化が促進しやすい。また、分割溝１１を利用することにより、通常の印刷工程で放射導体５と給電ライン７の水平部７ａとシールド導体８とが一括形成でき、レーザトリミングで給電ライン７の垂直部７ｂを効率よく形成することも容易なため、この通信モジュール１は比較的安価に製造できる。
【００２９】
また、本実施形態例に係る通信モジュール１は、給電ライン７と接続される給電用電極６や、シールド導体８と接続される接地導体パターン９が、回路基板２の内層に設けられているため、回路基板２の部品搭載面が小面積化しやすい。そのため、この点からも通信モジュール１は小型化が促進しやすくなっている。
【００３０】
なお、ルーター等を用いたトリミング加工によって給電ライン７の垂直部７ｂを形成してもよい。また、放射導体５は少なくとも樹脂封止材４の天面４ａに設ける必要があるが、放射導体（放射素子）が樹脂封止材４の天面４ａから側面まで延在していてもよい。
【００３１】
図４は本発明の第２の実施形態例に係る通信モジュール２１の外観図であり、図１と対応する部分には同一符号が付してある。
【００３２】
図４に示す通信モジュール２１は、樹脂封止材４の天面のうち、放射導体５および給電ライン７の水平部７ａを切除部２２を介して包囲する領域に、シールド導体８が設けられている点が、前述した第１の実施形態例と大きく異なっている。この切除部２２はレーザトリミングで形成したものであり、給電ライン７の垂直部７ｂの周囲の切除部１３は切除部２２と連通している。すなわち、この通信モジュール２１を製造する際には、樹脂封止材４の天面すべてに導電ペーストを印刷して導電層１２を形成した後、この導電層１２にレーザトリミングで切除部２２を設けることにより、放射導体５と給電ライン７の水平部７ａとを形成する。なお、この印刷時には前記分割溝に導電ペーストを入り込ませて樹脂封止材４等の側面にも導電層１２を形成し、後刻レーザトリミングで切除部１３を設けることにより給電ライン７の垂直部７ｂを形成するが、この点については前記第１の実施形態例と同様なので詳しい説明は省略する。このような構成の通信モジュール２１においては、樹脂封止材４の天面の広い領域にシールド導体８として機能する導電層１２を設けることができる。
【００３３】
図５は本発明の第３の実施形態例に係る通信モジュール３１を一部断面して示す側面図、図６はこの通信モジュール３１の製造方法を説明するための工程図であり、図１と対応する部分には同一符号が付してある。
【００３４】
図５に示す通信モジュール３１は、上下一対の放射導体３２，３３を絶縁樹脂層３４を介して積層した構造のパッチアンテナを備えている点が、前記第１の実施形態例と大きく異なっている。すなわち、この通信モジュール３１では、樹脂封止材４の天面４ａに設けた第１の放射導体３２を絶縁樹脂層３４が覆っていると共に、この絶縁樹脂層３４上に第１の放射導体３２よりも小径な第２の放射導体３３が設けてある。第１の放射導体３２は前記第１の実施形態例における放射導体５と基本的に同じものであり、第２の放射導体３３は第１の放射導体３２との容量結合によって給電されるようになっている。かかる積層構造のパッチアンテナは、高低２種類の周波数帯域に共振可能であると共に、平面的なスペースファクタが良好で樹脂封止材４の天面４ａが狭くても無理なく形成できるため、小型の複共振アンテナや小型の広帯域アンテナとして好適である。それゆえ、かかる積層構造のパッチアンテナを備えた通信モジュール３１は各種の小型通信機器に用いて好適である。
【００３５】
通信モジュール３１のパッチアンテナを製造する手順について簡単に説明すると、まず図６（Ａ）に示すように、樹脂封止材４の天面４ａに導電ペーストを印刷して、第１の放射導体３２と給電ライン７の水平部７ａとを形成する。次に、図６（Ｂ）に示すように、樹脂封止材４の天面４ａに第１の放射導体３２を覆う樹脂ペーストを印刷して絶縁樹脂層３４を形成する。しかる後、図６（Ｃ）に示すように、絶縁樹脂層３４上の略中央部に導電ペーストを印刷して第２の放射導体３３を形成することにより、第１および第２の放射導体３２，３３を有する積層構造のパッチアンテナが得られる。ただし、この第３の実施形態例において、給電ライン７の垂直部（図示せず）やシールド導体８を形成する手順は、前記第１の実施形態例の場合と同様なので、その説明は省略する。
【００３６】
なお、上記の各実施形態例では、いずれもパッチアンテナの放射導体を備えた通信モジュールについて説明しているが、通信モジュールのアンテナの種類はパッチアンテナに限定されるものではなく適宜選択可能である。例えば、樹脂封止材４の天面に導電層１２に包囲された所定形状の開口部（スロット）を設け、この開口部をスロットアンテナの放射素子として動作させてもよい。その場合、天面４ａに存する導電層１２はすべてシールド導体として機能させることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１，２１，３１  通信モジュール
２  回路基板
３  電子部品
４  樹脂封止材
４ａ  天面
５  放射導体
６  給電用電極
７  給電ライン
７ａ  水平部
７ｂ  垂直部
８  シールド導体
９  接地導体パターン
１０  大判基板
１１  分割溝
１２  導電層
１３  切除部
２２  切除部
３２  第１の放射導体
３３  第２の放射導体
３４  絶縁樹脂層
【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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