(57)【要約】  高周波集積回路素子が、アンテナで送受信される高周波信号の信号処理を行う。高周波集積回路素子は第１基板に実装されている。第１基板は第２基板に実装されている。第２基板に、高周波集積回路素子への変調信号が伝送されるケーブルを接続するコネクタが実装されている。第１シールド構造がコネクタを覆う。コネクタに起因するノイズがアンテナ特性に影響を及ぼしにくいアンテナモジュールが提供される。
2020153068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信される高周波信号の信号処理を行う高周波回路部品と、
前記高周波回路部品を実装する第１基板と、
前記第１基板に実装されたコネクタであって、前記高周波回路部品への信号が伝送されるケーブルを接続する前記コネクタと、
前記コネクタの少なくとも一部を覆い、少なくとも前記高周波回路部品と前記コネクタとの間に配置されている第１シールド構造と
を有するアンテナモジュール。
【請求項２】
前記第１基板の、前記コネクタが実装されている面が向く方向を上方と定義したとき、前記第１シールド構造は、上方及び横方向から前記コネクタを覆う請求項１に記載のアンテナモジュール。
【請求項３】
さらに、前記高周波回路部品の少なくとも一部を覆う第２シールド構造を有する請求項１または２に記載のアンテナモジュール。
【請求項４】
前記第２シールド構造は、少なくとも前記コネクタと前記高周波回路部品との間に配置されている請求項３に記載のアンテナモジュール。
【請求項５】
前記高周波回路部品は、
第２基板と、
前記第２基板に実装された高周波集積回路素子と、
前記高周波集積回路素子を封止する封止樹脂層と、
前記封止樹脂層に埋め込まれた導体ポストと
を含み、
前記第２シールド構造は、
前記第１基板に設けられた第１グランドプレーンと、
前記第２基板に設けられた第２グランドプレーンと
を含み、
前記導体ポストが前記第１グランドプレーンと前記第２グランドプレーンとを電気的に接続し、前記第２シールド構造の一部を構成している請求項３または４に記載のアンテナモジュール。
【請求項６】
前記高周波回路部品は、
第２基板と、
前記第２基板に実装された高周波集積回路素子と、
前記高周波集積回路素子を封止する封止樹脂層と
を含み、
前記第２シールド構造は、前記封止樹脂層を覆う導電膜を含む請求項３または４に記載のアンテナモジュール。
【請求項７】
前記高周波回路部品は、前記第１基板に直接実装された高周波集積回路素子を含む請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
【請求項８】
さらに、前記第１基板に設けられた放射素子を備えており、前記放射素子は前記高周波回路部品に接続されている請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
【請求項９】
さらに、前記第２基板に設けられた放射素子を備えており、前記放射素子は前記高周波回路部品に接続されている請求項５または６に記載のアンテナモジュール。
【請求項１０】
さらに、前記第１シールド構造に熱的に結合する第１放熱部材を備えている請求項１乃至９のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
【請求項１１】
さらに、前記第２シールド構造に熱的に結合する第２放熱部材を備えている請求項３乃至６のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のアンテナモジュールと、
前記高周波回路部品に与える信号を生成するベースバンド集積回路素子と
を有し、
前記ケーブルは、前記コネクタと前記ベースバンド集積回路素子とを接続する通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナモジュール及び通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
チップ型コンデンサ、チップ型抵抗器、発振回路、電圧レギュレータ、コネクタ等の部品を実装した基板に放射導体を取り付けたアンテナ一体型モジュールが下記の特許文献１に開示されている。基板に実装された複数の部品は、金属製の枠体で覆われている。この枠体に、コネクタに接続するケーブルを通すための開口が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３４８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたアンテナ一体型モジュールでは、発振回路等の高周波部品とコネクタとが共通の枠体で覆われている。このため、コネクタから漏洩したノイズが高周波部品と結合し、その結果アンテナ特性に影響を及ぼす場合がある。本発明の目的は、コネクタに起因するノイズがアンテナ特性に影響を及ぼしにくいアンテナモジュールを提供することである。本発明の他の目的は、このアンテナモジュールを用いた通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一観点によると、
無線通信される高周波信号の信号処理を行う高周波回路部品と、
前記高周波回路部品を実装する第１基板と、
前記第１基板に実装されたコネクタであって、前記高周波回路部品への信号が伝送されるケーブルを接続する前記コネクタと、
前記コネクタの少なくとも一部を覆い、少なくとも前記高周波回路部品と前記コネクタとの間に配置されている第１シールド構造と
を有するアンテナモジュールが提供される。【０００６】
本発明の他の観点によると、
前記アンテナモジュールと、
前記高周波回路部品に与える信号を生成するベースバンド集積回路素子と
を有し、
前記ケーブルは、前記コネクタと前記ベースバンド集積回路素子とを接続する通信装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
第１シールド構造がコネクタを覆っているため、コネクタから漏れたノイズが高周波回路部品に影響を及ぼしにくいという効果が得られる。このため、コネクタから漏れたノイズが、高周波回路部品に接続される放射素子のアンテナ特性に影響を及ぼしにくいという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ第１実施例によるアンテナモジュールの斜視図及び断面図であり、図１Ｃは、第１シールド構造が実装された箇所を拡大した断面図である。
【図２】図２は、第１実施例によるアンテナモジュールが用いられている通信装置のブロック図である。
【図３】図３は、第２実施例によるアンテナモジュールの断面図である。
【図４】図４Ａは、第３実施例によるアンテナモジュールの断面図であり、図４Ｂは、導体ポスト、グランド用導体ポスト、ＲＦＩＣ、及び第１基板内のグランドプレーンの平面的な位置関係を示す図である。
【図５】図５は、第４実施例によるアンテナモジュールの断面図である。
【図６】図６は、第５実施例によるアンテナモジュール、及びアンテナモジュールが取り付けられた吸熱部材の断面図である。
【図７】図７Ａは、第６実施例によるアンテナモジュール、及びアンテナモジュールが取り付けられた吸熱部材の断面図であり、図７Ｂは、第６実施例によるアンテナモジュールの斜視図である。
【図８】図８は、第７実施例によるアンテナモジュールの斜視図である。
【図９】図９Ａは、第８実施例によるアンテナモジュールの断面図であり、図９Ｂは、第１シールド構造を下方から見た斜視図である。
【図１０】図１０Ａ、図１０Ｂ、及び図１０Ｃは、それぞれ第９実施例によるアンテナモジュールの平面図、断面図、及び底面図である。
【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ第９実施例の変形例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。
【図１２】図１２Ａ及び図１２Ｂは、それぞれ第１０実施例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。
【図１３】図１３Ａ及び図１３Ｂは、それぞれ第１０実施例の変形例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。
【図１４】図１４Ａ及び図１４Ｂは、それぞれ第１１実施例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。
【図１５】図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ第１１実施例の変形例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１実施例］
図１Ａから図２までの図面を参照して、第１実施例によるアンテナモジュールについて説明する。
【００１０】
図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ第１実施例によるアンテナモジュールの斜視図及び断面図である。第１基板３１に高周波回路部品２０、コネクタ３２、信号分離混合器３６、ＤＣＤＣコンバータ３７等が実装されている。高周波回路部品２０は、第２基板１１、高周波集積回路素子（ＲＦＩＣ）１２、及び複数の回路部品１３を含む。第２基板１１の一方の面に高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３が実装されており、反対側の面に複数の放射素子１４が設けられている。複数の放射素子１４は、パッチアレイアンテナを構成する。回路部品１３は、例えばバイパスコンデンサ等である。第２基板１１の、ＲＦＩＣ１２が実装されている面に、複数の導体ポスト１５が立てられている。導体ポスト１５は、例えば銅（Ｃｕ）で形成される。ＲＦＩＣ１２、複数の回路部品１３、及び複数の導体ポスト１５が封止樹脂層１６で封止されている。導体ポスト１５の各々の頂面は、封止樹脂層１６の表面に露出している。
【００１１】
放射素子１４がＲＦＩＣ１２に接続されている。なお、放射素子１４はＲＦＩＣ１２に直接接続されているとは限らず、第２基板１１に設けられた配線やビア導体等の給電線を介して電気的に接続されていてもよい。さらに、ＲＦＩＣ１２が導体ポスト１５に接続されている。さらに、第２基板１１にグランドプレーン（後述する図１Ｃに示されている）が設けられており、このグランドプレーンは一部のグランド用の導体ポスト１５に接続されている。
【００１２】
導体ポスト１５の露出している頂面と、第１基板３１の表面に設けられたランドとをハンダ２１で電気的かつ機械的に接続することにより、高周波回路部品２０が第１基板３１に実装される。コネクタ３２にケーブル５１（図１Ａ）が着脱可能に接続される。ケーブル５１を通して、無線通信される情報を含む信号等がＲＦＩＣ１２に伝送される。なお、図１Ｂは、コネクタ３２にケーブル５１が接続されていない状態を示している。
【００１３】
第１基板３１に第１シールド構造３３が設けられている。第１シールド構造３３はコネクタ３２の少なくとも一部を覆っており、ＲＦＩＣ１２を含む外界からコネクタ３２、信号分離混合器３６、ＤＣＤＣコンバータ３７をシールドする。本明細書において、第１基板３１の、コネクタ３２が実装されている面の外側を向く法線方向を「上方」と定義することとする。第１シールド構造３３は、平面視においてコネクタ３２を取り囲み、第１基板３１の表面から上方に立ち上がる側板３４と、側板３４の上方の開口部を塞ぐ天板３５とを含む。このように、第１シールド構造３３は、上方及び横方向（側方）からコネクタ３２を覆っている。側板３４は、少なくともコネクタ３２とＲＦＩＣ１２との間に配置されている。側板３４には、ケーブル５１を引き出すための開口３４Ａ（図１Ａ）が設けられている。図１Ａは、天板３５が側板３４から取り外された状態を表している。ケーブル５１をコネクタ３２に接続した後、図１Ａに矢印で示すように天板３５を側板３４の上に取り付けることにより、側板３４の上方の開口が天板３５で塞がれる。
【００１４】
図１Ｃは、第１シールド構造３３が実装された箇所を拡大した断面図である。第１基板３１にグランドプレーン３８が設けられており、グランドプレーン３８の表面がレジスト膜３９で覆われている。レジスト膜３９の一部に開口３９Ａが設けられており、開口３９Ａ内にグランドプレーン３８の一部が露出している。第１シールド構造３３の側板３４の下端が、開口３９Ａ内に露出しているグランドプレーン３８にハンダ等で接続されている。
【００１５】
図２は、第１実施例によるアンテナモジュールが用いられている通信装置のブロック図である。例えば携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等の携帯端末や、通信機能を備えたパーソナルコンピュータ等のマザーボード６０と、アンテナモジュールのコネクタ３２とがケーブル５１で接続される。ケーブル５１として、例えば同軸ケーブルが用いられる。マザーボード６０に、局部発振器６１、電源回路６２、ベースバンド集積回路素子（ＢＢＩＣ）６３等が実装されている。ＢＢＩＣ６３は、ＲＦＩＣ１２に与える信号等を生成する。ケーブル５１を通して、アンテナモジュールに直流電力、局部発振信号、無線通信される情報を含む信号（例えば、中間周波信号等）が伝送される。
【００１６】
これらの信号は、コネクタ３２を通して信号分離混合器３６に入力され、局部発振信号ＬＯ及び中間周波信号ＩＦに分離される。局部発振信号ＬＯ及び中間周波信号ＩＦは、ＲＦＩＣ１２に入力される。さらに、ケーブル５１を伝送された直流電力がＤＣＤＣコンバータ３７に入力される。ＤＣＤＣコンバータ３７は電圧変換を行い、所定の電圧の直流電力ＤＣをＲＦＩＣ１２に供給する。コネクタ３２、信号分離混合器３６及びＤＣＤＣコンバータ３７は、第１シールド構造３３によってＲＦＩＣ１２からシールドされている。ＲＦＩＣ１２は、無線通信される（アンテナで送受信される）高周波信号の信号処理を行う。以下、ＲＦＩＣ１２の詳細な機能について説明する。
【００１７】
中間周波信号ＩＦが中間周波増幅器７９を介してアップダウンコンバート用ミキサ７８に入力される。アップダウンコンバート用ミキサ７８でアップコンバートされた高周波信号が、送受信切り替えスイッチ７７を介してパワーディバイダ７６に入力される。パワーディバイダ７６で分割された高周波信号の各々が、移相器７５、アッテネータ７４、送受信切り替えスイッチ７３、パワーアンプ７１、送受信切り替えスイッチ７０、及び給電線１７を経由して複数の放射素子１４に供給される。パワーディバイダ７６で分割された後の高周波信号の処理を行う移相器７５、アッテネータ７４、送受信切り替えスイッチ７３、パワーアンプ７１、送受信切り替えスイッチ７０、及び給電線１７は、放射素子１４ごとに設けられている。
【００１８】
複数の放射素子１４の各々で受信された高周波信号が、給電線１７、送受信切り替えスイッチ７０、ローノイズアンプ７２、送受信切り替えスイッチ７３、アッテネータ７４、移相器７５を経由してパワーディバイダ７６に入力される。パワーディバイダ７６で合成された高周波信号が、送受信切り替えスイッチ７７を経由して、アップダウンコンバート用ミキサ７８に入力される。アップダウンコンバート用ミキサ７８でダウンコンバートされた中間周波信号が、中間周波増幅器７９、信号分離混合器３６を経由し、コネクタ３２に接続されたケーブル５１によって伝送され、マザーボード６０に実装されたＢＢＩＣ６３に入力される。
【００１９】
次に、第１実施例の優れた効果について説明する。
第１実施例では、コネクタ３２がＲＦＩＣ１２を含む高周波回路部品２０から第１シールド構造３３によってシールドされている。このため、コネクタ３２から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。さらに、信号分離混合器３６及びＤＣＤＣコンバータ３７も、高周波回路部品２０から第１シールド構造３３によってシールドされているため、信号分離混合器３６及びＤＣＤＣコンバータ３７で発生したノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
【００２０】
次に、第１実施例の構成を基にした他の例について説明する。第１実施例では、マザーボード６０（図２）からケーブル５１を通してアンテナモジュールに、中間周波信号等の変調信号、局部発振信号、及び直流電力が伝送される。マザーボード６０とアンテナモジュールとの間でケーブル５１を通して伝送される信号に、制御信号、クロック信号等を含めてもよい。また、第１実施例では、ケーブル５１として同軸ケーブルを用い、コネクタ３２として同軸ケーブル用のものを用いた。その他に、コネクタ３２としてケーブル種別に応じて多ピンコネクタを用いてもよい。
【００２１】
第１実施例では、複数の放射素子１４がパッチアレイアンテナを構成しているが、他のアンテナを構成するようにしてもよい。例えば、放射素子１４として、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ等を用いてもよい。
【００２２】
［第２実施例］
次に、図３を参照して第２実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第１実施例によるアンテナモジュールと共通の構成については説明を省略する。
【００２３】
図３は、第２実施例によるアンテナモジュールの断面図である。第１実施例では、第２基板１１の、ＲＦＩＣ１２が実装された面を第１基板３１に対向させる姿勢で高周波回路部品２０が第１基板３１に実装されている。これに対し第２実施例では、第２基板１１の、ＲＦＩＣ１２が実装されている面とは反対側の面を第１基板３１に対向させる姿勢で、高周波回路部品２０が第１基板３１に実装されている。高周波回路部品２０は、ハンダ２２によって第１基板に電気的かつ機械的に接続される。第２実施例では、高周波回路部品２０に導体ポスト１５（図１Ｂ）は設けられていない。
【００２４】
また、第１実施例では第２基板１１に放射素子１４（図１Ｂ）が設けられているが、第２実施例では、第１基板３１の、高周波回路部品２０が実装されている面とは反対側の面に複数の放射素子１４が設けられている。複数の放射素子１４は、第１基板３１に設けられた伝送線路、ハンダ２２、及び第２基板１１に設けられた伝送線路を介してＲＦＩＣ１２に接続されている。
【００２５】
第２実施例においても、第１実施例と同様に、第１基板３１にコネクタ３２が実装されており、第１シールド構造３３がＲＦＩＣ１２を含む高周波回路部品２０からコネクタ３２をシールドしている。
【００２６】
次に、第２実施例の優れた効果について説明する。
第２実施例においても、第１実施例の場合と同様に、コネクタ３２がＲＦＩＣ１２を含む高周波回路部品２０からシールドされている。このため、コネクタ３２から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
【００２７】
［第３実施例］
次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照して第３実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第１実施例によるアンテナモジュールと共通の構成については説明を省略する。
【００２８】
図４Ａは、第３実施例によるアンテナモジュールの断面図である。第１基板３１の内層にグランドプレーン４０が配置されている。第２基板１１側の複数の導体ポスト１５のうち一部はグランド用導体ポスト１８であり、グランド用導体ポスト１８は、第２基板１１内のグランドプレーン１９に接続されている。第１基板３１内のグランドプレーン４０は、第１基板３１内に配置された複数のビア導体４１及びハンダ２１を介してグランド用導体ポスト１８に接続されている。
【００２９】
図４Ｂは、導体ポスト１５、グランド用導体ポスト１８、ＲＦＩＣ１２、及び第１基板３１内のグランドプレーン４０の平面的な位置関係を示す図である。複数のグランド用導体ポスト１８がＲＦＩＣ１２を取り囲むように配置されている。グランドプレーン４０の内側にＲＦＩＣ１２が配置されている。グランドプレーン４０は、グランド用導体ポスト１８と重なり、グランド用導体ポスト１８に接続されている。グランド用導体ポスト１８以外の導体ポスト１５は、グランドプレーン４０の外側に配置されている。
【００３０】
グランドプレーン４０及び複数のグランド用導体ポスト１８が第２シールド構造４３を構成している。第２シールド構造４３は、高周波回路部品２０の一部であるＲＦＩＣ１２を覆い、コネクタ３２（図４Ａ）を含む外界からＲＦＩＣ１２をシールドする。
【００３１】
次に、第３実施例の優れた効果について説明する。
第３実施例においても第１実施例と同様に、コネクタ３２から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
【００３２】
さらに、第３実施例では、第２シールド構造４３がＲＦＩＣ１２をシールドしているため、ＲＦＩＣ１２が、コネクタ３２で発生したノイズ、及びマザーボード６０（図２）に実装された素子等の周辺素子から発生したノイズの影響を受けにくいという優れた効果が得られる。さらに、ＲＦＩＣ１２で発生したノイズが、コネクタ３２や周辺素子に与える影響を軽減することができる。
【００３３】
［第４実施例］
次に、図５を参照して第４実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第２実施例によるアンテナモジュール（図３）と共通の構成については説明を省略する。
【００３４】
図５は、第４実施例によるアンテナモジュールの断面図である。第４実施例においては、封止樹脂層１６の表面が導電膜４４で覆われている。導電膜４４は、第２基板１１に設けられているグランドプレーン１９に接続されている。導電膜４４が、第２シールド構造４３として機能する。第２シールド構造４３は、ＲＦＩＣ１２を覆っており、少なくともコネクタ３２とＲＦＩＣ１２との間に配置されている。
【００３５】
次に、第４実施例の優れた効果について説明する。
第４実施例においても第１実施例と同様に、コネクタ３２から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
【００３６】
さらに、第４実施例では、導電膜４４が第２シールド構造４３として機能するため、第３実施例と同様に、ＲＦＩＣ１２が、コネクタ３２で発生したノイズ、及びマザーボード６０（図２）に実装され素子等の周辺素子から発生したノイズの影響を受けにくいという優れた効果が得られる。さらに、ＲＦＩＣ１２で発生したノイズが、コネクタ３２や周辺素子に与える影響を軽減することができる。
【００３７】
［第５実施例］
次に、図６を参照して第５実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第４実施例によるアンテナモジュール（図５）と共通の構成については説明を省略する。
【００３８】
図６は、第５実施例によるアンテナモジュール、及びアンテナモジュールが取り付けられた吸熱部材８０の断面図である。第１シールド構造３３及び第２シールド構造４３の、第１基板３１とは反対側を向く面（以下、天面という。）に、それぞれ放熱部材８１、８２が貼り付けられている。第１シールド構造３３及び第２シールド構造４３は、それぞれ放熱部材８１、８２を介して吸熱部材８０に熱的に結合する。ここで、「熱的に結合」とは、結合される複数の物体間において、熱を伝導可能な状態とした結合のことをいう。放熱部材８１、８２として、例えば柔らかく、密着性に優れ、かつ熱伝導性の高いシート状の材料（放熱シート、熱伝導シート）を用いるとよい。吸熱部材８０として、例えばマザーボード６０（図２）の金属部分、アンテナモジュールが収容される筐体、ヒートシンク等を用いることができる。
【００３９】
放熱部材８１、８２は、それぞれ第１シールド構造３３と吸熱部材８０との間、及び第２シールド構造４３と吸熱部材８０との間で効率よく熱を伝導させる機能を持つ。
【００４０】
次に、第５実施例の優れた効果について説明する。
第５実施例においても第４実施例と同様に、コネクタ３２から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
【００４１】
さらに、第５実施例においては、第１シールド構造３３及び放熱部材８１が、第１シールド構造３３でシールドされる部品、例えばコネクタ３２、信号分離混合器３６（図２）、及びＤＣＤＣコンバータ３７（図２）から吸熱部材８０までの伝熱経路として機能する。このため、コネクタ３２、信号分離混合器３６（図２）、及びＤＣＤＣコンバータ３７（図２）から効率的に放熱を行うことができる。さらに、ＲＦＩＣ１２と吸熱部材８０との間に、封止樹脂層１６、第２シールド構造４３、及び放熱部材８２が、ほぼ隙間なく配置されているため、ＲＦＩＣ１２から効率的に放熱を行うことができる。
【００４２】
第１基板３１から第１シールド構造３３の天面までの高さと、第１基板３１から第２シールド構造４３の天面までの高さとを揃えることにより、アンテナモジュールを、放熱部材８１、８２を介して吸熱部材８０の平坦な表面に容易に密着させることができる。なお、第１基板３１から第１シールド構造３３の天面までの高さと、第１基板３１から第２シールド構造４３の天面までの高さとの差を、放熱部材８１、８２の柔軟性で吸収することができる程度にすることが好ましい。この場合には、放熱部材８１、８２として、同一の厚さのものを用いることができる。なお、放熱部材８１、８２として、連続した１枚の放熱部材を用いることも可能である。
【００４３】
次に、第５実施例の変形例について説明する。第５実施例では、第２シールド構造４３の天面に放熱部材８２を貼り付けたが、第２シールド構造４３を設けず、第２実施例による封止樹脂層１６（図３）の天面に放熱部材８２を貼り付けてもよい。
【００４４】
［第６実施例］
次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、第６実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第３実施例によるアンテナモジュール（図４Ａ、図４Ｂ）と共通の構成については説明を省略する。
【００４５】
図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ第６実施例によるアンテナモジュール、及びアンテナモジュールが取り付けられた吸熱部材８０の断面図及び斜視図である。第１基板３１の、高周波回路部品２０が実装された面とは反対側の面に、放熱部材８３が貼り付けられている。放熱部材８３は、吸熱部材８０に密着する。
【００４６】
さらに、第１シールド構造３３の天面に、他の放熱部材８４が貼り付けられている。放熱部材８４は、平面視において第１基板３１の外側まで延びて、アンテナモジュールの近傍に位置する吸熱部材８５に密着する。吸熱部材８５として、例えば、マザーボードの金属部分、アンテナモジュールが収容される筐体、ヒートシンク等が利用される。
【００４７】
次に、第６実施例の優れた効果について説明する。
第６実施例においても第３実施例と同様に、コネクタ３２から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
【００４８】
さらに、第６実施例では、ＲＦＩＣ１２等で発生した熱を、第２基板１１、導体ポスト１５、ハンダ２１、第１基板３１、及び放熱部材８３を介して効率的に放熱することができる。さらに、第１シールド構造３３で囲まれた領域内の部品で発生した熱を、第１シールド構造３３及び放熱部材８４を介して効率的に放熱することができる。
【００４９】
一般に、コネクタ３２の近傍に配置される信号分離混合器３６、ＤＣＤＣコンバータ３７（図１Ａ）等の部品の高さは異なっている。このように、高さが異なっている複数の部品が実装されている場合、これらの部品の天面に変形しにくい１枚の放熱部材を貼り付けることは困難である。第６実施例では、第１シールド構造３３の平坦な天面に放熱部材８４を密着させればよいため、放熱部材８４の貼り付けを容易に行うことができるという効果が得られる。
【００５０】
［第７実施例］
次に、図８を参照して第７実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第６実施例によるアンテナモジュール（図７Ａ、図７Ｂ）と共通の構成については説明を省略する。
【００５１】
図８は、第７実施例によるアンテナモジュールの斜視図である。第６実施例（図７Ｂ）では、第１シールド構造３３の天面に密着した放熱部材８４がアンテナモジュールの近傍の吸熱部材８５に密着している。これに対し、第７実施例では、第１シールド構造３３の天面に密着した放熱部材８６が、第１基板３１に貼り付けられた放熱部材８３に密着している。
【００５２】
次に、第７実施例の優れた効果について説明する。
第７実施例においても第６実施例と同様に、コネクタ３２から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
【００５３】
さらに、第７実施例では、第１シールド構造３３で囲まれた領域内の部品で発生した熱を、第１シールド構造３３、放熱部材８６、及びもう１枚の放熱部材８３を介して、放熱部材８３が密着している吸熱部材８０に効率的に放熱することができる。
【００５４】
［第８実施例］
次に、図９Ａ及び図９Ｂを参照して第８実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第６実施例によるアンテナモジュール（図７Ａ、図７Ｂ）と共通の構成については説明を省略する。
【００５５】
図９Ａは、第８実施例によるアンテナモジュールの断面図であり、図９Ｂは、第１シールド構造３３を下方から見た斜視図である。第６実施例（図７Ａ、図７Ｂ）では、第１シールド構造３３の天面に放熱部材８４が貼り付けられている。これに対し第８実施例では、第１シールド構造３３の天板３５の、第１基板３１側を向く面に放熱部材８７が貼り付けられている。放熱部材８７は、第１シールド構造３３でシールドされている部品、例えばコネクタ３２（図９Ａ）、信号分離混合器３６（図１Ａ）、ＤＣＤＣコンバータ３７（図１Ａ）等の天面に密着している。なお、コネクタ３２にケーブル５１（図１Ａ）を接続した状態で第１シールド構造３３の天板３５を側板３４に取り付けると、放熱部材８７はケーブル５１のコネクタ部に密着する。複数の部品の高さが異なっている場合には、放熱部材８７の柔軟性によって放熱部材８７が変形することにより、これらの部品の天面に放熱部材８７が密着する。
【００５６】
次に、第８実施例の優れた効果について説明する。
第８実施例においても第６実施例と同様に、コネクタ３２から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
【００５７】
さらに、第８実施例では、信号分離混合器３６及びＤＣＤＣコンバータ３７（図１Ａ）等で発生した熱が、第１基板３１に直接伝導するとともに、放熱部材８７及び第１シールド構造３３を通しても第１基板３１に伝導する。第１基板３１に伝導した熱は、放熱部材８３を介して吸熱部材８０に吸収される。このため、放熱部材８７及び第１シールド構造３３で発生した熱を効率的に放熱することができる。
【００５８】
さらに、第１シールド構造３３の天板３５の、第１基板３１側を向く面は平坦であるため、放熱部材８７を容易に貼り付けることができる。複数の部品の高さが異なっていても、放熱部材８７の柔軟性により、複数の部品に容易に放熱部材８７を密着させることができる。
【００５９】
［第９実施例］
次に、図１０Ａ、図１０Ｂ、及び図１０Ｃを参照して、第９実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第４実施例によるアンテナモジュール（図５）と共通の構成については説明を省略する。
【００６０】
図１０Ａ、図１０Ｂ、及び図１０Ｃは、それぞれ第９実施例によるアンテナモジュールの平面図、断面図、及び底面図である。第４実施例（図５）では、高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３が、インターポーザとして機能する第２基板１１に実装されて高周波回路部品２０が構成されている。高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３は、第２基板１１を介して第１基板３１に実装される。これに対して第９実施例では、高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３が、第１基板３１に直接実装されている。第９実施例においては、高周波回路部品２０が、第１基板３１に直接実装された高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３を含む。
【００６１】
シールドケース９０が高周波回路部品２０を覆っている。シールドケース９０は側板９０Ａと天板９０Ｂとを含む。側板９０Ａは、第１基板３１を平面視した状態で、高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３を取り囲む。天板９０Ｂは、側板９０Ａの開口部を塞ぐ。シールドケース９０は、第１基板３１の内層に設けられたグランドプレーン４０に電気的に接続されている。シールドケース９０及びグランドプレーン４０が、第２シールド構造４３として機能する。
【００６２】
高周波集積回路素子１２とシールドケース９０の天板９０Ｂとの間に放熱部材９１が配置されており、両者が放熱部材９１によって熱的に結合する。
【００６３】
次に、第９実施例の優れた効果について説明する。
第９実施例においても第４実施例と同様に、コネクタ３２、信号分離混合器３６、ＤＣＤＣコンバータ３７等から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。さらに、第９実施例においては、シールドケース９０の天板９０Ｂを、第５実施例（図６）のように放熱部材８２を介して吸熱部材８０に取り付けることにより、放熱部材９１が放熱経路の一部として機能し、効率的に放熱を行うことができる。
【００６４】
次に、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して第９実施例の変形例について説明する。
図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ第９実施例の変形例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。第９実施例（図１０Ｂ）では、コネクタ３２、信号分離混合器３６、及びＤＣＤＣコンバータ３７と、第１シールド構造３３の天板３５との間が空洞にされている。これに対して本変形例では、第８実施例（図９Ａ、図９Ｂ）と同様に、コネクタ３２、信号分離混合器３６、及びＤＣＤＣコンバータ３７と、第１シールド構造３３の天板３５との間に放熱部材８７が配置されている。このため、コネクタ３２、信号分離混合器３６及びＤＣＤＣコンバータ３７等で発生した熱を、放熱部材８７及び第１シールド構造３３を通しても効率的に放熱させることができる。
【００６５】
［第１０実施例］
次に、図１２Ａ及び図１２Ｂを参照して第１０実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第９実施例によるアンテナモジュール（図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ）と共通の構成については説明を省略する。
【００６６】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、それぞれ第１０実施例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。第９実施例（図１０Ｂ）では、高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３が、シールドケース９０で覆われている。これに対して第１０実施例では、高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３が、封止樹脂層９４で封止されている。すなわち、高周波回路部品２０が封止樹脂層９４で封止されている。
【００６７】
次に、第１０実施例の優れた効果について説明する。
第１０実施例においても第９実施例と同様に、コネクタ３２、信号分離混合器３６、ＤＣＤＣコンバータ３７等から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
【００６８】
次に、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して、第１０実施例の変形例について説明する。
図１３Ａ及び図１３Ｂは、それぞれ第１０実施例の変形例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。本変形例では、第９実施例の変形例によるアンテナモジュール（図１１Ａ、図１１Ｂ）と同様に、コネクタ３２、信号分離混合器３６、及びＤＣＤＣコンバータ３７と、第１シールド構造３３の天板３５との間に放熱部材８７が配置されている。このため、コネクタ３２、信号分離混合器３６及びＤＣＤＣコンバータ３７等で発生した熱を、放熱部材８７及び第１シールド構造３３を通しても効率的に放熱させることができる。
【００６９】
［第１１実施例］
次に、図１４Ａ及び図１４Ｂを参照して第１１実施例によるアンテナモジュールについて説明する。以下、第２実施例によるアンテナモジュール（図３）と共通の構成については説明を省略する。
【００７０】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、それぞれ第１１実施例の変形例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。第２実施例（図３）では、高周波回路部品２０がインターポーザと呼ばれる第２基板１１を含んでいる。これに対して第１１実施例では、高周波回路部品２０が、いわゆるインターポーザレス構造を有する。高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３を含む高周波回路部品２０が、第１基板３１に実装されている。
【００７１】
以下、第１１実施例によるアンテナモジュールに用いられている高周波回路部品２０の製造方法の一例について説明する。接着層が設けられた仮のサポート基板に、高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３を位置決めして搭載する。この状態で、高周波集積回路素子１２及び複数の回路部品１３をエポキシ樹脂等の樹脂で被覆する。樹脂を硬化させた後、仮のサポート基板を接着層とともに除去する。これらの工程を経て、高周波回路部品２０が作製される。
【００７２】
次に、第１１実施例の優れた効果について説明する。
第１１実施例においても、第２実施例と同様に、コネクタ３２、信号分離混合器３６、ＤＣＤＣコンバータ３７等から放射されるノイズが高周波回路部品２０に与える影響を軽減することができる。
【００７３】
次に、図１５Ａ及び図１５Ｂを参照して、第１１実施例の変形例について説明する。
図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ第１１実施例の変形例によるアンテナモジュールの断面図及び底面図である。本変形例では、第９実施例の変形例によるアンテナモジュール（図１１Ａ、図１１Ｂ）と同様に、コネクタ３２、信号分離混合器３６、及びＤＣＤＣコンバータ３７と、第１シールド構造３３の天板３５との間に放熱部材８７が配置されている。このため、コネクタ３２、信号分離混合器３６及びＤＣＤＣコンバータ３７等で発生した熱を、放熱部材８７及び第１シールド構造３３を通しても効率的に放熱させることができる。
【００７４】
上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００７５】
１１  第２基板
１２  高周波集積回路素子（ＲＦＩＣ）
１３  回路部品
１４  放射素子
１５  導体ポスト
１６  封止樹脂層
１７  給電線
１８  グランド用導体ポスト
１９  グランドプレーン
２０  高周波回路部品
２１、２２  ハンダ
３１  第１基板
３２  コネクタ
３３  第１シールド構造
３４  側板
３４Ａ  開口
３５  天板
３６  信号分離混合器
３７  ＤＣＤＣコンバータ
３８  グランドプレーン
３９  レジスト膜
３９Ａ  開口
４０  グランドプレーン
４１  ビア導体
４３  第２シールド構造
４４  導電膜
５１  ケーブル
６０  マザーボード
６１  局部発振器
６２  電源回路
６３  ベースバンド集積回路素子（ＢＢＩＣ）
７０  送受信切り替えスイッチ
７１  パワーアンプ
７２  ローノイズアンプ
７３  送受信切り替えスイッチ
７４  アッテネータ
７５  移相器
７６  パワーディバイダ
７７  送受信切り替えスイッチ
７８  アップダウンコンバート用ミキサ
７９  中間周波増幅器
８０  吸熱部材
８１、８２、８３、８４  放熱部材
８５  吸熱部材
８６、８７  放熱部材
９０  シールドケース
９０Ａ  側板
９０Ｂ  天板
９１  放熱部材
９４  封止樹脂層
【図１】
2020153068.tif 000003
【図２】
2020153068.tif 000004
【図３】
2020153068.tif 000005
【図４】
2020153068.tif 000006
【図５】
2020153068.tif 000007
【図６】
2020153068.tif 000008
【図７】
2020153068.tif 000009
【図８】
2020153068.tif 000010
【図９】
2020153068.tif 000011
【図１０】
2020153068.tif 000012
【図１１】
2020153068.tif 000013
【図１２】
2020153068.tif 000014
【図１３】
2020153068.tif 000015
【図１４】
2020153068.tif 000016
【図１５】
2020153068.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月21日(2021.6.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信される高周波信号の信号処理を行う高周波回路部品と、
前記高周波回路部品を実装する第１基板と、
前記第１基板に実装されたコネクタであって、前記高周波回路部品への信号が伝送されるケーブルを接続する前記コネクタと、
前記コネクタの少なくとも一部を覆い、少なくとも前記高周波回路部品と前記コネクタとの間に配置されている第１シールド構造と
を有し、
前記第１シールド構造は、平面視において前記コネクタを取り囲む側板を含み、前記側板に開口が設けられており、前記開口は、前記コネクタに接続されるケーブルが前記開口を通って引き出される位置に設けられているアンテナモジュール。
【請求項２】
前記第１基板の、前記コネクタが実装されている面が向く方向を上方と定義したとき、前記第１シールド構造は、上方及び横方向から前記コネクタを覆う請求項１に記載のアンテナモジュール。
【請求項３】
さらに、前記高周波回路部品の少なくとも一部を覆う第２シールド構造を有する請求項１または２に記載のアンテナモジュール。
【請求項４】
前記第２シールド構造は、少なくとも前記コネクタと前記高周波回路部品との間に配置されている請求項３に記載のアンテナモジュール。
【請求項５】
無線通信される高周波信号の信号処理を行う高周波回路部品と、
前記高周波回路部品を実装する第１基板と、
前記第１基板に実装されたコネクタであって、前記高周波回路部品への信号が伝送されるケーブルを接続する前記コネクタと、
前記コネクタの少なくとも一部を覆い、少なくとも前記高周波回路部品と前記コネクタとの間に配置されている第１シールド構造と、
前記高周波回路部品の少なくとも一部を覆う第２シールド構造と
を有し、
前記高周波回路部品は、
第２基板と、
前記第２基板に実装された高周波集積回路素子と、
前記高周波集積回路素子を封止する封止樹脂層と、
前記封止樹脂層に埋め込まれた導体ポストと
を含み、
前記第２シールド構造は、
前記第１基板に設けられた第１グランドプレーンと、
前記第２基板に設けられた第２グランドプレーンと
を含み、
前記導体ポストが前記第１グランドプレーンと前記第２グランドプレーンとを電気的に接続し、前記第２シールド構造の一部を構成しているアンテナモジュール。
【請求項６】
前記高周波回路部品は、
第２基板と、
前記第２基板に実装された高周波集積回路素子と、
前記高周波集積回路素子を封止する封止樹脂層と
を含み、
前記第２シールド構造は、前記封止樹脂層を覆う導電膜を含む請求項３または４に記載のアンテナモジュール。
【請求項７】
前記高周波回路部品は、前記第１基板に直接実装された高周波集積回路素子を含む請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
【請求項８】
さらに、前記第１基板に設けられた放射素子を備えており、前記放射素子は前記高周波回路部品に接続されている請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
【請求項９】
さらに、前記第２基板に設けられた放射素子を備えており、前記放射素子は前記高周波回路部品に接続されている請求項５または６に記載のアンテナモジュール。
【請求項１０】
さらに、前記第１シールド構造に熱的に結合する第１放熱部材を備えている請求項１乃至９のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
【請求項１１】
さらに、前記第２シールド構造に熱的に結合する第２放熱部材を備えている請求項３乃至６のいずれか１項に記載のアンテナモジュール。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のアンテナモジュールと、
前記高周波回路部品に与える信号を生成するベースバンド集積回路素子と
を有し、
前記ケーブルは、前記コネクタと前記ベースバンド集積回路素子とを接続する通信装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の一観点によると、
無線通信される高周波信号の信号処理を行う高周波回路部品と、
前記高周波回路部品を実装する第１基板と、
前記第１基板に実装されたコネクタであって、前記高周波回路部品への信号が伝送されるケーブルを接続する前記コネクタと、
前記コネクタの少なくとも一部を覆い、少なくとも前記高周波回路部品と前記コネクタとの間に配置されている第１シールド構造と
を有し、
前記第１シールド構造は、平面視において前記コネクタを取り囲む側板を含み、前記側板に開口が設けられており、前記コネクタに接続されるケーブルが前記開口を通って引き出されるアンテナモジュールが提供される。
【国際調査報告】
2020153068.tif 000018
2020153068.tif 000019
2020153068.tif 000020
2020153068.tif 000021