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WO2013080560A1 - 無線モジュール - Google Patents

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WO2013080560A1
WO2013080560A1 PCT/JP2012/007682 JP2012007682W WO2013080560A1 WO 2013080560 A1 WO2013080560 A1 WO 2013080560A1 JP 2012007682 W JP2012007682 W JP 2012007682W WO 2013080560 A1 WO2013080560 A1 WO 2013080560A1
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WO
WIPO (PCT)
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substrate
wireless module
connection member
antenna
ground
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2012/007682
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
卓 藤田
亮佑 塩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to US14/131,551 priority Critical patent/US20140126168A1/en
Priority to CN201280034105.8A priority patent/CN103703610B/zh
Priority to JP2013547001A priority patent/JP5909707B2/ja
Publication of WO2013080560A1 publication Critical patent/WO2013080560A1/ja
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    • H10W44/248—
    • H10W90/724—

Definitions

  • the present disclosure relates to a wireless module in which a semiconductor element or the like is mounted on a substrate.
  • Patent Document 1 discloses a wireless module using a semiconductor device on which an antenna and a circuit are mounted.
  • an antenna is formed on one surface side of a silicon substrate, a semiconductor element which is an active element is mounted on the other surface side, and the antenna and the semiconductor element are through vias penetrating the silicon substrate. It is electrically connected.
  • a passive element is mounted on one side of the wiring substrate formed separately from the silicon substrate, and the wiring substrate and the silicon substrate are disposed between the one surface side of the wiring substrate and the other surface side of the silicon substrate. It is the structure electrically connected via the provided connection member.
  • the present disclosure has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to suppress loss due to impedance discontinuity and radiation when configuring a wireless module used in a high frequency band.
  • a wireless module includes a first substrate on which a mounting component of a wireless circuit is mounted, a second substrate arranged to be stacked on the first substrate, and a space between the first substrate and the second substrate.
  • FIGS. 1 to (C) are diagrams showing a configuration of a wireless module according to the first embodiment of the present disclosure
  • (A) is a cross-sectional view
  • (B) is a plan view seen from above the second substrate
  • C) is a plan view seen from above with the second substrate removed
  • (B) is a figure showing the composition of the wireless module concerning modification 1 of a 1st embodiment
  • (A) is the top view seen from the top of the 2nd substrate
  • (B) is the 2nd substrate Top view from above with no (A)
  • (B) is a figure showing the composition of the radio module concerning modification 2 of a 1st embodiment
  • (A) is a sectional view and (B) is a state where a 2nd board is removed and it sees from the top Plan view
  • substrate is
  • an active element and a passive element are mounted on a first substrate, a second substrate on which an antenna or the like is formed is disposed opposite to each other, and two substrates are electrically connected by a connection member.
  • passive elements such as semiconductor elements (ICs etc.) and chip capacitors and chip resistors are mounted on the first substrate, and connecting members such as Cu (copper) core balls plated with solder are mounted on the second substrate.
  • the solder of the connection member is melted and electrically connected to the first substrate, and then the embedded layer in which the parts between the substrates exist is molded resin Fill in and seal with resin.
  • the connecting member such as Cu core ball and the wiring pads of the first substrate and the second substrate on which this is mounted are large with respect to the wavelength, and impedance loss and radiation loss increase .
  • the dielectric thickness (the thickness of the insulating member of the substrate) between the signal line layer and the ground (GND) layer on the substrate is 50 ⁇ m and the dielectric constant is about 3 to 4, the input / output impedance of the high frequency IC
  • the wiring width of the commonly used 50 ⁇ impedance is approximately 50 ⁇ m or narrower.
  • the diameter of the Cu core ball is approximately 250 ⁇ m. Requires a size of 250 ⁇ m or more. This is five or more times the wiring width of 50 ⁇ m, the real component of the impedance becomes small, and the imaginary component becomes large capacitive, so that impedance discontinuities and radiation losses occur with the wiring.
  • the present disclosure exemplifies a wireless module capable of suppressing impedance discontinuity and loss due to radiation when configuring a wireless module used in a high frequency band.
  • the first embodiment shows a configuration example in which a Cu core ball is used as a connecting member for electrically connecting the substrates.
  • the Cu core ball and the wiring pad of the substrate mounting this become larger with respect to the wavelength . That is, since the Cu core ball and the wiring pad of the substrate become large relative to the wiring width of the 50 ⁇ impedance on the substrate, the loss due to impedance discontinuity and radiation becomes large.
  • the height of a component mounted in the embedded layer between the substrates is, for example, 200 ⁇ m
  • the diameter of the Cu core ball is about 250 ⁇ m
  • the wiring pad on the substrate on which this is mounted needs a size of 250 ⁇ m or more.
  • the dielectric thickness (the thickness of the insulating member of the substrate) between the signal line layer and the ground (GND) layer on the substrate is 50 ⁇ m and the dielectric constant is about 3 to 4
  • the input / output impedance of the high frequency IC The wiring width of the 50 ⁇ impedance generally used as is approximately 50 ⁇ m or narrower. Therefore, the size (about 250 ⁇ m) of the Cu core ball and the wiring pad of the substrate is larger than the wiring width (about 50 ⁇ m) of the substrate, resulting in impedance mismatch.
  • the wireless module is configured such that a 250 ⁇ m Cu core ball conductor operates as a 50 ⁇ impedance conductor, and impedance loss and loss due to radiation are suppressed.
  • the impedance of the conductor is determined by the distance to the ground and the dielectric constant of the dielectric present therebetween. Therefore, in order to set the 250 ⁇ m conductor serving as the connecting member to 50 ⁇ , the conductive member serving as the ground may be provided, for example, at a distance of 250 ⁇ m from the connecting member. The appropriate distance between the connection member and the conductive member varies depending on the size of the connection member and the dielectric constant between the members.
  • FIGS. 1A to 1C are diagrams showing the configuration of a wireless module according to a first embodiment of the present disclosure, in which FIG. 1A is a cross-sectional view and FIG. 1B is a top view of a second substrate. A plan view, and (C) is a plan view seen from above with the second substrate removed.
  • the wireless module of the present embodiment has a first substrate 11 to be a main substrate and a second substrate 12 to be a sub-substrate.
  • the first substrate 11 and the second substrate 12 are formed of, for example, a dielectric insulating material having a dielectric constant of about 3 to 4.
  • the first substrate 11 is provided with a wiring pattern 15 of copper foil or the like on one side, and as a mounting component of a wireless circuit, a semiconductor element (IC or the like) 13 as an active element and a passive element 14 such as a chip capacitor or chip resistor. And a radio circuit is formed. Further, the first substrate 11 is provided with a wiring pad 19 for electrically connecting the connection member 18.
  • the second substrate 12 has a ground pattern 16 of copper foil or the like and a circular wiring pad 17 formed on one side, and a connection member 18 of a Cu core ball solder-plated on the wiring pad 17 is mounted. ing.
  • the second substrate 12 has a pad-shaped antenna 20 made of copper foil, for example, formed on the other surface side, and is electrically connected to the wiring pad 17 on the one surface side by the through via 21.
  • connection member 18 serves as a signal transmission path (signal line) between the wireless circuit of the first substrate 11 and the antenna 20 of the second substrate 12. Further, the connection member 18 is provided to form an interval at which mounting components such as the semiconductor element 13 can be mounted between the first substrate 11 and the second substrate 12. Then, for example, a sealing resin 22 of mold resin is filled and sealed in the embedded layer in which the semiconductor element 13 between the first substrate 11 and the second substrate 12 and the passive element 14 and the like exist.
  • a conductive member 23 for impedance adjustment which serves as an end face electrode, is provided on the side of the connection member 18 at a predetermined distance from the connection member 18.
  • the conductive member 23 is formed by applying, for example, conductive plating to the side end surface of the wireless module.
  • the conductive member 23 may be various members such as a thin film and a flat member as long as it is conductive.
  • the conductive member 23 is electrically connected to the ground pattern 24 formed on the first substrate 11 and functions as a ground electrode.
  • a shield technique performed as an EMC countermeasure may be applied.
  • the connecting member 18 when the diameter of the connecting member 18 by the Cu core ball is 250 ⁇ m, the connecting member 18 is disposed at a position where the distance to the conductive member 23 is about 250 ⁇ m on the module end face side provided with the conductive member 23.
  • a transmission line having a vertical structure in the thickness direction of the substrate can be formed between the connection member 18 and the ground electrode formed by the conductive member 23 formed on the module end surface. This vertical transmission line can reduce parasitic capacitance components between the connection member 18 and the wiring of the substrate.
  • connection member 18 and the conductive member 23 are disposed such that the diameter a of the connection member 18 and the distance b between the connection member 18 and the conductive member 23 are substantially equal.
  • the conductive member 23 is disposed such that the signal path of the connection member 18 has a predetermined impedance (50 ⁇ in this example).
  • the diameter a of the connection member 18 is larger than the wiring width d of the first substrate 11 and the second substrate 12, the position of the appropriate distance b
  • the connection member 18 can be viewed as a conductor of 50 ⁇ impedance.
  • the impedance of the connection member 18 for electrically connecting the substrates is made to be the same as the substrate side wiring, and between the connection member 18 and the wirings of the first substrate 11 and the second substrate 12. Impedance matching, and can suppress losses due to impedance discontinuities and radiation.
  • FIGS. 2A and 2B are views showing the configuration of a wireless module according to the first modification of the first embodiment
  • FIG. 2A is a plan view seen from above the second substrate
  • FIG. I is a plan view seen from above with the second substrate removed.
  • Cu core balls for ground are disposed as the conductive members 25 on both sides of the signal Cu core balls provided as the connection member 18.
  • the conductive member 25 made of a ground Cu core ball may be provided only on one side of the connection member 18.
  • the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1A, and the description will be omitted.
  • the conductive member 25 is connected to the wiring pad 26 provided on the first substrate 11 and is electrically connected to the conductive member 23 as a ground electrode through the ground pattern 27.
  • the conductive member 25 may not be connected to the conductive member 23. It is more effective to connect the conductive member 25 to the conductive member 23.
  • a Cu core ball for ground is provided around the Cu core ball, and the connecting member 18 serving as a signal path between the substrates is concavely covered by the conductive members 23 and 25 serving as the ground. There is. By this, the radiation from the connection member 18 is reduced, and the loss at the time of signal transmission can be further suppressed.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams showing the configuration of a wireless module according to the second modification of the first embodiment, where FIG. 3A is a cross-sectional view, and FIG. 3B is a state in which the second substrate is removed. Is a plan view seen from above.
  • the second modification of the first embodiment is a modification of the first modification described above except that the connection configuration between the wiring pad 26 connecting the conductive member 25 with the ground Cu core ball and the ground pattern 24 is changed. .
  • the ground pattern 24 of the first substrate 11 and the conductive member 23 as a ground electrode are connected at the end face of the first substrate 11.
  • the ground wiring pad 26 on the first substrate 11 is connected to the conductive member 23 via the ground pattern 27.
  • the via 101 connecting the wiring pad 26 and the ground pattern 24 is provided in the first substrate 11.
  • a plurality of vias 101 are provided for the wiring pad 26 and are electrically connected to the ground pattern 24 by the plurality of vias 101.
  • FIG. 4 is a view showing the configuration of the wireless module according to the third modification of the first embodiment, and is a plan view seen from above with the second substrate removed.
  • the third modification of the first embodiment is a modification of the second modification described above in the configuration of the wiring pad 26.
  • the wiring pad 26 and the conductive member 23 are connected by the line of the ground pattern 27.
  • the ground pattern 102 having a wide planar pattern is provided in the first substrate 11 and includes the functions of the wiring pad 26 and the ground pattern 27.
  • the ground pattern 102 is connected to a conductive member 25 made of a Cu core ball for ground and a conductive member 23 which is a ground electrode.
  • the ground pattern 102 is shaped so as to surround the wiring pad 19 connecting the connection member 18 made of Cu core ball for signal.
  • the ground potential can be stabilized and the shield effect of the signal line can be enhanced by providing the ground pattern 102 having a planar pattern instead of the wiring pad 26 for the ground.
  • FIG. 5 is a view showing the configuration of the wireless module according to the fourth modification of the first embodiment, and is a plan view seen from above the second substrate.
  • the fourth modification of the first embodiment is a modification of the first embodiment and the first modification thereof described above in the arrangement configuration of the through vias 21 connecting the antenna 20.
  • the connection member 18 is connected to the antenna 20 through the wiring pad 17 and the through via 21, and a signal is transmitted from the connection member 18 to the antenna 20. ing.
  • the through vias 21 are provided offset to the position away from the wiring pad 17, and the connection member side wiring 111 is extended from the wiring pad 17 for connection
  • the member-side wire 111 is connected to the through via 21.
  • a pad-like antenna 20 is connected to the through via 21 on the other surface side of the second substrate 12.
  • connection member 18 for a signal through which a high frequency signal such as a millimeter wave band of 60 GHz is transmitted is not positioned on the through via 21.
  • FIG. 6 is a view showing the configuration of the wireless module according to the fifth modification of the first embodiment, and is a plan view seen from above the second substrate.
  • the fifth modification of the first embodiment is a modification of the fourth modification described above in which the configuration around the through via 21 is changed.
  • an arc-shaped ground pattern 112 is provided on the second substrate 12 so as to surround the periphery on the opposite surface side of the signal connection member 18 and the wiring pad 17.
  • the ground pattern 112 is further formed in a substantially C shape so as to surround the through via 21.
  • a plurality of vias 113 are provided in the ground pattern 112 and electrically connected to the ground pattern of the second substrate 12 by the vias 113.
  • the ground pattern 112 is provided to surround the wiring pad 17 and the through via 21 through which signals are transmitted, whereby the leakage of the electromagnetic field can be reduced.
  • the ground pattern and the signal line are set at a specific interval, for example, 100 ⁇ m to 200 ⁇ m, it becomes possible to measure the signal with the high frequency probe.
  • Second Embodiment In the first embodiment, the ground electrode of the end face electrode and / or the Cu core ball for the ground are provided around the connection member by the Cu core ball for signal, and the structure of adjusting the impedance of the connection member is shown.
  • 2nd Embodiment shows the structural example which has arrange
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams showing the configuration of a wireless module according to the second embodiment of the present disclosure, where FIG. 7A is a plan view of the first substrate viewed from above, and FIG. FIG.
  • a conductive member 31 made of a square frame-shaped metal material is disposed so as to surround the periphery of a signal Cu core ball provided as the connection member 18.
  • the conductive member 31 is mounted on the first substrate 11 or the second substrate 12.
  • the conductive member 31 is mounted on the second substrate 12 and electrically connected to the ground pattern 16 of the second substrate 12.
  • the conductive member 31 is not limited to one formed entirely of a metal material, and the outer surface of a member such as a resin may be coated with a conductor such as metal plating.
  • the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1A, and the description will be omitted.
  • the conductive member 31 relative to the connecting member 18 is such that the diameter a of the connecting member 18 and the distance b between the connecting member 18 and the conductive member 31 are substantially equal. Place.
  • the conductive member 31 is formed and arranged so that the distance between the inner wall of the conductive member 31 and the connecting member 18 is about 250 ⁇ m.
  • the impedance of the connection member 18 can be set to, for example, 50 ⁇ , which is similar to that of the substrate side wiring.
  • the conductive member 31 By mounting the frame-shaped conductive member 31 as a component, the conductive member 31 functions as a ground for the connection member 18 at the center serving as the signal line, and the signal line between the substrates has a transmission path configuration close to a coaxial structure. As shown in FIG. 7B, the conductive member 31 is provided with a notch 32 in a portion through which the wiring pattern 15 from the wiring pad 19 on which the connection member 18 is mounted passes so as not to interfere with the wiring. And the coupling with the signal line can be reduced.
  • impedance matching can be achieved between the connection member 18 and the wiring of the first substrate 11 and the second substrate 12, and the impedance can be obtained. Discontinuity and radiation loss can be suppressed.
  • FIG. 8 is a plan view showing the configuration of a wireless module according to a modification of the second embodiment.
  • the modification of the second embodiment is provided with a frame-shaped conductive member 35 surrounding a wide portion on the substrate of the wireless module.
  • the conductive member 35 of the modification is configured to surround the connection member 18 and to surround components such as the semiconductor element 13 and the passive element 14 mounted on the substrate.
  • the conductive member 35 is mounted on the first substrate 11 or the second substrate 12 and electrically connected to the ground pattern.
  • the heat radiation effect and the EMC effect can be enhanced by the conductive member 35 surrounding the components on the substrate together with the connection member 18.
  • the third embodiment shows a configuration example in which the configuration of the connection member itself is changed to be a component having a different structure.
  • the diameter of the Cu core ball is determined by the height of the components disposed in the embedded layer between the substrates.
  • the entire Cu core ball is a uniform conductor, and the signal passes through all of the conductors, an impedance discontinuity occurs due to the difference in dimension with the wiring on the substrate.
  • the strength as a module in which the first substrate and the second substrate are bonded is maintained by the sealing resin filled in the embedded layer. It is conduction between the substrate and the second substrate.
  • the reason why the Cu core ball is spherical is that the connecting member can be arranged at a predetermined position without regard to the direction of the connecting member, but it is possible to mount components having different aspect ratios on the substrate in a desired direction It is generally performed and is not an essential condition for realizing a laminated structure of a plurality of substrates.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a configuration example 1 of a wireless module according to the third embodiment of the present disclosure.
  • Configuration example 1 is an example in which a cylindrical connecting member 41 is provided instead of the Cu core ball.
  • the connecting member 41 is formed in a cylindrical shape, has a cylindrical signal line conductor 42 serving as a signal line at the center, and the ground conductor 44 is circularly wound around the outer periphery of the cylinder via the circular insulating member 43.
  • the connection member 41 is a coaxial component for signal transmission.
  • the ground conductor 44 functions as a conductive member that adjusts the impedance of the signal line conductor 42. This coaxial structure can reduce parasitic capacitance components between the connection member 41 and the wiring of the substrate.
  • the diameter a1 of the signal line conductor 42 and the distance b1 between the signal line conductor 42 and the ground conductor 44 are configured to be substantially equal.
  • the connection member 41 is provided between the first substrate and the second substrate in order to form, for example, an interval at which a mounting component of a semiconductor element can be mounted.
  • the connection member 41 is not illustrated, in a state of being mounted on a substrate, the signal line conductor 42 is connected to the wiring pattern of the substrate, and the ground conductor 44 is connected to the ground pattern of the substrate.
  • the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1A, and the description will be omitted.
  • the wiring pattern and the ground pattern are formed on the first substrate so that the connection member 41 of the coaxial component is connected to the lead wire from the semiconductor element. . That is, on the first substrate, the wiring pattern of the signal line corresponding to the signal line conductor 42 in the center of the connection member 41 and the ground pattern corresponding to the ground conductor 44 are formed around the wiring pattern.
  • a notch 45 may be provided in the ground conductor 44 formed on the outer peripheral portion of the connection member 41 so that the signal line of the substrate and the ground conductor 44 of the connection member 41 of the coaxial component do not contact.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a configuration example 2 of the wireless module according to the third embodiment of the present disclosure.
  • Configuration example 2 is an example in which a prismatic connecting member 51 is provided instead of the Cu core ball.
  • connection member 51 is formed in a prismatic shape, and a plurality of (9 in the illustrated example) conductive vias are provided so as to penetrate the opposing end surfaces (upper and lower surfaces in the drawing) of the insulating member 53.
  • a signal via 52 through which a signal passes is formed in the center, and eight ground vias 54 are formed so as to surround the periphery of the signal via 52.
  • the diameter a2 of the signal via 52 and the distance b2 between the signal via 52 and the ground via 54 are substantially equal.
  • the configuration of the connection member 51 forms a pseudo coaxial transmission line.
  • the ground vias 54 function as conductive members for adjusting the impedance of the signal vias 52.
  • connection member can be made into a rectangular parallelepiped, so that component pickup at the time of mounting becomes easy. Further, by providing the electrode 55 for position adjustment on the side surface of the rectangular parallelepiped of the connection member 51, the positional deviation can be reduced by the auto alignment effect from the side at the time of solder mounting.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a configuration example 3 of the wireless module according to the third embodiment of the present disclosure.
  • Configuration example 3 is an example in which a connecting member 61 having a prismatic shape and a signal line portion exposed is provided instead of the Cu core ball.
  • connection member 61 has a shape obtained by cutting the connection member 41 of Structural Example 1 into a prismatic shape and cutting it into approximately half. That is, it has a prismatic signal line conductor 62 penetrating the opposite end face (upper and lower surfaces in the figure) at the center of one side face, and the signal line conductor 62 at the outer periphery of the prism is present via the insulating member 63.
  • the ground conductor 64 is provided on three surfaces other than the target surface. One side of the signal line conductor 62 is exposed to the outside.
  • the width a3 of the signal line conductor 62 and the distance b3 between the signal line conductor 62 and the ground conductor 64 are configured to be substantially equal.
  • the ground conductor 64 functions as a conductive member for adjusting the impedance of the signal line conductor 62.
  • connection member 61 When the connection member 61 is mounted on the second substrate 12, the signal line conductor 62 is connected to the wiring pattern 28 of the substrate, and the ground conductor 64 is connected to the ground pattern 29 of the substrate.
  • the wiring pattern 28 on the second substrate 12 side is soldered not to the signal line conductor 62 on the bottom surface of the connection member 61 but to the signal line conductor 62 on the side surface of the connection member 61 This makes it easy to check connection failure.
  • the connection of the ground conductor 64 can facilitate the alignment of the connection member 61.
  • the electrode 65 for position adjustment on the side surface the positional deviation can be reduced by the auto alignment effect from the side at the time of solder mounting.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a configuration example 4 of the wireless module according to the third embodiment of the present disclosure.
  • the configuration example 4 is an example in which a connecting member 71 having a semi-cylindrical shape and a signal line portion exposed is provided instead of the Cu core ball.
  • the connecting member 71 has a shape obtained by cutting the cylindrical connecting member 41 of Structural Example 1 into substantially half. That is, a semi-cylindrical signal line conductor 72 penetrating through the opposing end faces (upper and lower faces in the drawing) is provided at the center of the side face of the plane, and the side face of the semicircular circular arc at the outer peripheral portion via the insulating member 73.
  • the ground conductor 74 is provided on the One side of the signal line conductor 72 is exposed to the outside.
  • the width a4 of the signal line conductor 72 and the distance b4 between the signal line conductor 72 and the ground conductor 74 are configured to be substantially equal.
  • the ground conductor 74 functions as a conductive member for adjusting the impedance of the signal line conductor 72.
  • connection member 71 mounted on the second substrate 12 the signal line conductor 72 is connected to the wiring pattern 28 of the substrate, and the ground conductor 74 is connected to the ground pattern 29 of the substrate.
  • the wiring pattern 28 on the second substrate 12 side is not the signal line conductor 72 on the bottom surface portion of the connection member 71 but the signal on the side surface of the plane of the connection member 71 due to the configuration in which the signal line conductor 72 is exposed. Since the solder connection is made with the wire conductor 72, it becomes easy to check the connection failure. Further, the connection of the ground conductor 74 facilitates the alignment of the connection member 61. In addition, by providing the electrode 75 for position adjustment on the side surface, the positional deviation can be reduced by the auto alignment effect from the side at the time of solder mounting.
  • connection member having a ground conductor and forming a coaxial transmission path is provided instead of the Cu core ball, thereby forming a space for arranging mounting components between the substrates. And impedance matching between the connection member and the wiring of the substrate. This makes it possible to suppress impedance discontinuities and losses due to radiation.
  • an imaging device in which a semiconductor chip in which a high frequency circuit having a transmitter for generating a high frequency signal and a patch antenna are formed on one surface of a semiconductor substrate is mounted on a MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuits) substrate.
  • MMIC Monitoring Microwave Integrated Circuits
  • the patch antenna and the high frequency circuit often have different lengths (heights) in the substrate thickness direction.
  • the tip of the tool (suction device) to be picked up interferes with the electronic component (for example, high frequency circuit including transmitter)
  • the present disclosure exemplifies a wireless module capable of easily picking up the wireless module from the antenna mounting surface side even when the electronic component is mounted on the antenna mounting surface of the wireless module.
  • FIG. 13 is a side cross-sectional view showing a configuration example of a wireless module in the fourth embodiment of the present disclosure.
  • the module substrate 310 is a multilayer substrate, and performs wiring and the like of an IC.
  • On the first surface 211 (upper surface in FIG. 13) of the module substrate 310 electronic components such as an antenna unit 320 and Tcxo 330 (temperature compensated crystal oscillator) are mounted. Therefore, the first surface 211 is an antenna mounting surface on which the antenna unit 320 is provided.
  • the antenna unit 320 is, for example, a patch antenna formed of an antenna pattern by wiring.
  • the wireless module 300 is mounted on the set substrate 400.
  • the second surface 212 side of the module substrate 310 contacts the mounting surface of the set substrate 400.
  • a frame substrate 360 is disposed on the second surface 212 of the module substrate 310 so that the set substrate 400 does not directly contact the electronic component mounted on the second surface 212.
  • the frame substrate 360 has, for example, a rectangular shape, and is disposed at the peripheral end of the second surface 212 of the module substrate 310.
  • the wireless module 300 has a cavity type structure by the module substrate 310 and the frame substrate 360.
  • the module substrate 310 may be configured by a multilayer substrate.
  • the electrodes 361 of the frame substrate 360 are soldered to the set substrate 400 and physically and electrically connected. As a result, the module substrate 310 and the frame substrate 360 and the set substrate 400 are conducted to enable signal transmission.
  • the length d1 of the module thickness direction (z direction in FIG. 13) of the module substrate 310 and the frame substrate 360 is, for example, about 1 mm.
  • the length d2 of the chip component 340 and the IC component 350 in the component thickness direction (z direction in FIG. 13) is, for example, about 0.2 to 0.3 mm. Even when the wireless module 300 including the frame substrate 360 is mounted on the set substrate 400, the electronic components mounted on the module substrate 310 do not contact the set substrate 400.
  • the antenna unit 320 and the electronic component such as Tcxo 330 are integrally molded by a mold member (for example, a mold resin) to form a mold unit 270.
  • the mold portion 370 encloses the antenna portion 320 and the surrounding electronic components.
  • the mold member is not particularly limited, but it goes without saying that the smaller the dielectric loss tangent (tan ⁇ ), the smaller the electric loss in the mold portion 370.
  • the wireless module 300 when the wireless module 300 is mounted on the set substrate 400, it is picked up by the pickup device from the first surface 211 side of the module substrate 310 and mounted on the set substrate 400. Therefore, the mold portion 370 is picked up, and interference at the time of pickup due to the step between the antenna portion 320 provided on the first surface 211 and the electronic component can be prevented, and pickup of the wireless module 300 becomes easy.
  • the circumferential end surface 213 (ceiling surface) of the mold portion 370 is preferably parallel to the module substrate 310 and flat. Thereby, the wireless module 300 can be picked up by adsorption more easily.
  • the wireless module 300 of this embodiment is a wireless module picked up from the side of the first surface 211 as the antenna mounting surface on which the antenna unit 320 is provided, and the module substrate 310 on which the antenna unit 320 is mounted And, on the first surface 211 of the module substrate 310, there is provided a mold portion 370 in which an electronic component including the antenna portion 320 is molded. This improves the certainty of suction by the tool to be picked up. That is, even when the electronic component is mounted on the antenna mounting surface of the wireless module, the wireless module can be easily picked up from the antenna mounting surface side.
  • FIG. 14 is a side cross-sectional view showing a configuration example of a wireless module in the fifth embodiment of the present disclosure.
  • the difference between the wireless module 300B illustrated in FIG. 14 and the wireless module 300 illustrated in FIG. 13 is that the wireless module 300B includes a waveguide 380.
  • the waveguide portion 380 is provided on the peripheral end surface 213 (mold surface) of the mold portion 370, and assists the transmission and reception of radio waves by the antenna unit 320.
  • the waveguide 380 is formed of, for example, a conductor pattern that functions as a waveguide.
  • the mold resin forming the mold portion 370 does not consider antenna characteristics, and thus is an undesirable dielectric when viewed from the antenna portion 320.
  • the wireless module 300 ⁇ / b> B can adjust the antenna characteristics and keep it in a good state by providing the waveguide part 380.
  • the following three patterns can be considered as the position where the waveguide part 380 is provided on the mold part 370.
  • FIG. 15 is a top view showing a first example of the positional relationship between the antenna unit 320 and the waveguide 380 of the wireless module 300B.
  • the waveguide portion 380 is provided at a position facing the antenna portion 320 on the circumferential end surface 213 of the mold portion 370. Accordingly, the loss of the power transmitted or received by the antenna unit 320 is minimized, and radio waves can be favorably transmitted and received. That is, the certainty of suction by the tool to be picked up is improved, and the antenna characteristic can be maintained in a good state.
  • a waveguide portion 380 is provided on the peripheral end surface 213 of the mold portion 370 toward the outside of the mold portion 370.
  • the antenna unit 320 has a 2 ⁇ 2 array configuration on the first surface 211 of the module substrate 310.
  • the waveguide portion 380 has a 2 ⁇ 2 array configuration at the peripheral end surface 213 of the mold portion 370.
  • the 2 ⁇ 2 array configuration of the antenna unit 320 and the waveguide unit 380 is an example, and may be configured as one pattern or a larger number of patterns may be arranged in a lattice. The antenna characteristics are better if a large number of patterns are arranged.
  • the antenna gain and the antenna gain can be appropriately changed by appropriately changing the pattern functioning as the waveguide portion 380 on the mold portion 370 without redesigning the module substrate 310. Frequency characteristics can be changed. Also, although it is difficult to cut the pattern of the antenna unit 320 for adjusting manufacturing variations after molding, this can be achieved by cutting the pattern on the mold unit 370.
  • the presence of the mold portion 370 increases the thickness (the length in the z direction in FIG. 14) of the dielectric layer having a dielectric constant higher than that of air, so that the waveguide portion 380 is larger than the antenna portion 320. desirable. That is, it is desirable that the area where the waveguide part 380 is provided on the mold surface of the mold part 370 is larger than the area where the antenna part 320 is provided on the antenna mounting surface. Thereby, antenna characteristics can be adjusted more satisfactorily.
  • FIG. 16 is a top view showing a second example of the positional relationship between the antenna unit 320 and the waveguide 380 of the wireless module 300B.
  • the waveguide portion 380 is provided at a position separated by a predetermined distance d3 from the position facing the antenna portion 320 on the circumferential end surface 213 of the mold portion 370. That is, the position on the mold surface of the waveguide unit 380 and the position on the antenna mounting surface of the antenna unit 320 are arranged to be offset (offset).
  • the waveguide 380 when the waveguide 380 is on the left side of the antenna unit 320, radio waves are emitted in the left direction.
  • the waveguide part 380 when the waveguide part 380 is on the right side of the antenna part 320, radio waves are emitted in the right direction.
  • the waveguide 380 is disposed so as to be shifted in the direction in which the radio waves are to be emitted.
  • the antenna directivity can be changed (beam tilt) by changing the pattern on the peripheral end surface 213 of the mold portion 370 without redesigning the module substrate 310. Can. Also, even after the antenna unit 320 is mounted on the module substrate 310, the antenna directivity can be flexibly changed.
  • FIG. 17 is a top view showing a third example of the positional relationship between the antenna unit 320 and the waveguide 380 of the wireless module 300B.
  • the waveguide portion 380 is a region where the antenna portion 320 is rotated by a predetermined rotation angle ⁇ from the region provided on the antenna mounting surface at the peripheral end surface 213 of the mold portion 370
  • the waveguide 380 has a circumferential end face in such a positional relationship that the direction of the rectangle indicating the region of the waveguide 380 and the direction of the rectangle indicating the region of the antenna 320 are rotated.
  • the polarization plane (antenna polarization plane) of the radio wave radiated from the antenna unit 320 can be changed.
  • the position of the waveguide 380 on the mold surface and the position of the antenna 320 on the antenna mounting surface (position on the xy plane) are substantially the same.
  • the rotation angle ⁇ is an angle less than 90 degrees.
  • the antenna polarization plane can be made a desired polarization plane according to the size of the rotation angle ⁇ .
  • the antenna polarization plane can be changed from vertical polarization plane to horizontal polarization plane, from horizontal polarization plane to vertical polarization plane, or linear polarization can be circular polarization. Note that such a change in antenna polarization plane can be realized by changing the pattern as the waveguide portion 380 on the peripheral end surface 213 of the mold portion 370 without redesigning the module substrate 310.
  • the resonant frequency of the waveguide unit 380 and the resonant frequency of the antenna unit 320 may be designed to be different. Also by this, the antenna polarization plane can be changed.
  • the excitation timing is slightly different.
  • the antenna polarization plane can be changed.
  • a first wireless module includes a first substrate on which a mounting component of a wireless circuit is mounted, a second substrate arranged to be stacked on the first substrate, the first substrate, and the second substrate
  • a connection member for electrically connecting the first substrate and the second substrate, and a signal path of the connection member having a predetermined impedance, are arranged to form an interval at which the mounting component can be mounted therebetween.
  • a conductive member for example, when configuring a wireless module used in a high frequency band such as a millimeter wave band, impedance matching of the signal path of the connection member can be taken, and loss due to impedance discontinuity and radiation can be suppressed.
  • a second wireless module of the present disclosure is the first wireless module, wherein
  • the connection member includes a conductor forming a signal path, and the conductive member is disposed at a position separated from the conductor of the connection member by a predetermined distance, and the connection member is formed of the first substrate or the second substrate. Connected to the ground.
  • a third wireless module of the present disclosure is the second wireless module, wherein
  • the connection member is a member of a conductor, and the conductive member is a separate member from the connection member.
  • a fourth wireless module of the present disclosure is the second wireless module, wherein
  • the connection member includes a signal line conductor and a ground conductor which is disposed at a predetermined distance from the signal line conductor and functions as the conductive member.
  • a fifth wireless module of the present disclosure is the fourth wireless module, A wiring pad formed on the first substrate or the second substrate connected to the connection member of the ground conductor, and a via for connecting the wiring pad to the ground of the first substrate or the second substrate .
  • the sixth wireless module of the present disclosure is a wireless module picked up from the antenna mounting surface side provided with the antenna unit, and the module substrate on which the antenna unit is mounted, and the antenna mounting surface of the module substrate, And a mold unit in which an electronic component including the antenna unit is molded.
  • a seventh wireless module of the present disclosure is the sixth wireless module, further comprising: The position which opposes the said antenna part in the peripheral end surface of the said mold part is equipped with the waveguide part which assists transmission / reception of the electromagnetic wave by the said antenna part.
  • An eighth wireless module of the present disclosure is the seventh wireless module described above, The area in which the waveguide section is provided on the mold section is larger than the area in which the antenna section is provided on the module substrate.
  • a ninth wireless module of the present disclosure is the sixth wireless module described above,
  • a waveguide portion for assisting transmission and reception of radio waves by the antenna unit is provided at a position away from the position facing the antenna unit on the peripheral end face of the mold unit by a predetermined distance.
  • a tenth wireless module of the present disclosure is any one of the sixth to ninth wireless modules,
  • the waveguide portion is provided on a circumferential end surface of the mold portion in a region rotated by a predetermined angle from a region where the antenna portion is provided on the antenna mounting surface.
  • An eleventh wireless module of the present disclosure is any one of the sixth to ninth wireless modules described above, The resonant frequency of the waveguide and the resonant frequency of the antenna unit are different.
  • the present disclosure has an effect of suppressing loss due to impedance discontinuity and radiation when configuring a wireless module used in a high frequency band, and for example, mounted a semiconductor element or the like used for wireless communication in a millimeter wave band or the like. It is useful as a wireless module etc.
  • first substrate 12 second substrate 13 semiconductor element 14 passive element 15, 28 wiring pattern 16, 24, 27, 29, 102, 112 ground pattern 17, 19, 26 wiring pad 18, 41, 51, 61, 71 connection member Reference Signs List 20 antenna 21 through via 22 sealing resin 23, 25, 31, 35 conductive member 42, 62, 72 signal line conductor 43, 53, 63, 73 insulating member 44, 64, 74 ground conductor 52 signal via 54 ground via 101, 113 Vias 111 Connection member side wiring 211 First surface of module board (antenna mounting surface) 212 Second surface of module board 213 Peripheral end face of mold (mold surface) 300, 300 B wireless module 310 module board 320 antenna unit 330 Tcxo 340 chip parts 350 IC parts 360 frame substrate 361 electrode 370 mold part 380 waveguide part 400 set board

Landscapes

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Abstract

　無線回路の実装部品を搭載する第１基板１１と、第１基板１１に対して積層して配置する第２基板１２とを有し、第１基板１１と第２基板１２とがＣｕコアボール等による接続部材１８によって電気的に接続される。接続部材１８の側方には、接続部材１８に対して所定距離となる位置に、インピーダンス調整用の導電部材２３が設けられ、接続部材１８の信号経路が所定のインピーダンスとなるようにしている。

Description

無線モジュール
　本開示は、基板に半導体素子等を実装した無線モジュールに関する。
　基板を用いて回路を形成した回路モジュールとして、能動素子及び受動素子を搭載した複数の基板を対向させて電気的に接続し、基板間を樹脂封止した構成のものが知られている。例えば、特許文献１には、アンテナ及び回路を搭載した半導体装置による無線モジュールが開示されている。
　特許文献１の半導体装置は、シリコン基板の一面側にアンテナが形成され、その他面側に能動素子である半導体素子が搭載されて、アンテナと半導体素子とがシリコン基板を貫通する貫通ヴィアを介して電気的に接続されている。また、シリコン基板と別体に形成された配線基板には、一面側に受動素子が搭載され、配線基板とシリコン基板とが、配線基板の一面側とシリコン基板の他面側との間に配設された接続部材を介して電気的に接続された構成となっている。
日本国特開２００９－２６６９７９号公報
　上記のような従来の構成によって、高周波の無線モジュール、特にミリ波帯の無線モジュールを実現しようとすると、インピーダンス不整合による課題が生じる。
　本開示は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、高周波帯にて使用する無線モジュールを構成する場合に、インピーダンス不連続と放射による損失を抑制することにある。
　本開示の無線モジュールは、無線回路の実装部品を搭載する第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、前記第１基板と前記第２基板との間に前記実装部品を搭載可能な間隔を形成し、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、前記接続部材の信号経路が所定のインピーダンスとなるように配置した導電部材と、を備える。
　本開示によれば、高周波帯にて使用する無線モジュールを構成する場合に、インピーダンス不連続と放射による損失を抑制できる。
（Ａ）～（Ｃ）本開示の第１の実施形態に係る無線モジュールの構成を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は第２基板の上から見た平面図、（Ｃ）は第２基板を除いた状態で上から見た平面図 （Ａ）、（Ｂ）第１の実施形態の変形例１に係る無線モジュールの構成を示す図であり、（Ａ）は第２基板の上から見た平面図、（Ｂ）は第２基板を除いた状態で上から見た平面図 （Ａ）、（Ｂ）第１の実施形態の変形例２に係る無線モジュールの構成を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は第２基板を除いた状態で上から見た平面図 第１の実施形態の変形例３に係る無線モジュールの構成を示す図であり、第２基板を除いた状態で上から見た平面図 第１の実施形態の変形例４に係る無線モジュールの構成を示す図であり、第２基板の上から見た平面図 第１の実施形態の変形例５に係る無線モジュールの構成を示す図であり、第２基板の上から見た平面図 （Ａ）、（Ｂ）本開示の第２の実施形態に係る無線モジュールの構成を示す図であり、（Ａ）は第１基板を上から見た平面図、（Ｂ）は断面図 第２の実施形態の変形例に係る無線モジュールの構成を示す平面図 本開示の第３の実施形態に係る無線モジュールの構成例１を示す斜視図 本開示の第３の実施形態に係る無線モジュールの構成例２を示す斜視図 本開示の第３の実施形態に係る無線モジュールの構成例３を示す斜視図 本開示の第３の実施形態に係る無線モジュールの構成例４を示す斜視図 本開示の第４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 本開示の第５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 本開示の第５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 本開示の第５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 本開示の第５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
（本開示の一形態を得るに至った経緯）
　無線モジュールの構成の一例として、第１基板に能動素子及び受動素子を搭載し、アンテナ等を形成した第２基板を対向配置させて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がある。この構成の場合、第１基板に半導体素子（ＩＣ等）及びチップコンデンサ、チップ抵抗等の受動素子を実装し、第２基板に半田メッキされたＣｕ（銅）コアボール等による接続部材を実装する。そして、第１基板と第２基板の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、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実現される。
　上記のような構成によって、高周波の無線モジュール、特にミリ波帯の無線モジュールを実現しようとすると、インピーダンス不整合による課題が生じる。ミリ波帯等の高周波帯では、Ｃｕコアボール等の接続部材、及びこれを実装する第１基板と第２基板の配線パッドが波長に対して大きいため、インピーダンス不連続及び放射による損失が大きくなる。
　例えば、基板における信号線の層とグランド（ＧＮＤ）層の間の誘電体厚さ（基板の絶縁部材の厚さ）を５０μｍ、誘電率を３～４程度とすると、高周波ＩＣの入出力インピーダンスとして一般的に用いられる５０Ωインピーダンスの配線幅は、概ね５０μｍまたはこれより狭くなる。これに対し、接続部材としてＣｕコアボールを用いる場合、基板間の埋め込み層に実装される部品高さを例えば２００μｍとすると、Ｃｕコアボールの径は概ね２５０μｍ、これを実装する基板上の配線パッドは２５０μｍ以上の大きさが必要となる。これは、配線幅５０μｍの５倍以上であり、インピーダンスの実成分は小さくなり、虚成分は大きな容量性となるため、配線との間にインピーダンス不連続と放射による損失が生じることになる。
　上記事情を鑑み、本開示では、高周波帯にて使用する無線モジュールを構成する場合に、インピーダンス不連続と放射による損失を抑制することが可能な無線モジュールを例示する。
（本開示の実施形態）
　以下の実施形態では、本開示に係る無線モジュールの例として、６０ＧＨｚのミリ波帯等の高周波帯において用いられ、アンテナ及び半導体素子を搭載した無線モジュールの構成例をいくつか示す。
（第１の実施形態）
　第１の実施形態は、基板間を電気的に接続する接続部材として、Ｃｕコアボールを用いた場合の構成例を示す。
　ミリ波帯等の高周波帯では、複数の基板を積層した構造の無線モジュールにおいて、接続部材にＣｕコアボールを用いる場合、Ｃｕコアボール及びこれを実装する基板の配線パッドが波長に対して大きくなる。すなわち、Ｃｕコアボール及び基板の配線パッドが基板上の５０Ωインピーダンスの配線幅に対して大きくなるため、インピーダンス不連続及び放射による損失が大きくなる。
　例えば、基板間の埋め込み層に実装される部品高さを例えば２００μｍとすると、Ｃｕコアボールの径は概ね２５０μｍ、これを実装する基板上の配線パッドは２５０μｍ以上の大きさが必要となる。ここで、基板における信号線の層とグランド（ＧＮＤ）層の間の誘電体厚さ（基板の絶縁部材の厚さ）を５０μｍ、誘電率を３～４程度とすると、高周波ＩＣの入出力インピーダンスとして一般的に用いられる５０Ωインピーダンスの配線幅は、概ね５０μｍまたはこれより狭くなる。したがって、Ｃｕコアボール及び基板の配線パッドの大きさ（約２５０μｍ）が基板の配線幅（約５０μｍ）に対して大きくなり、インピーダンスの不整合が生じる。
　そこで、本実施形態では、例えば２５０μｍのＣｕコアボールの導体が５０Ωインピーダンスの導体として動作するように、無線モジュールを構成し、インピーダンス不連続及び放射による損失を抑制する。
　導体のインピーダンスは、グランドとの距離とその間に存在する誘電体の誘電率によって決まる。よって、接続部材となる２５０μｍの導体を５０Ωとするには、グランドとなる導電部材を例えば接続部材から２５０μｍ離れた場所に設ければよい。接続部材と導電部材との適切な距離は、接続部材の大きさと部材間の誘電率によって変化する。
　図１（Ａ）～（Ｃ）は、本開示の第１の実施形態に係る無線モジュールの構成を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は第２基板の上から見た平面図、（Ｃ）は第２基板を除いた状態で上から見た平面図である。
　本実施形態の無線モジュールは、メイン基板となる第１基板１１と、サブ基板となる第２基板１２とを有する。これらの第１基板１１、第２基板１２は、例えば誘電率が３～４程度の誘電体の絶縁材料により形成される。第１基板１１は、一面側に銅箔等による配線パターン１５が設けられ、無線回路の実装部品として、能動素子としての半導体素子（ＩＣ等）１３と、チップコンデンサ、チップ抵抗等の受動素子１４とが実装され、無線回路が形成されている。また、第１基板１１には、接続部材１８を電気接続するための配線パッド１９が設けられる。
　第２基板１２は、一面側に銅箔等による面状のグランドパターン１６と、円形状の配線パッド１７とが形成され、配線パッド１７に半田メッキされたＣｕコアボールによる接続部材１８が実装されている。また、第２基板１２は、他面側に例えば銅箔によるパッド状のアンテナ２０が形成され、貫通ヴィア２１により一面側の配線パッド１７と電気的に接続されている。
　第１基板１１の一面側と第２基板１２の一面側とは対向配置され、接続部材１８の半田を溶融させて第１基板１１の配線パッド１９に接続することで、接続部材１８により第２基板１２が第１基板に対して電気的に接続される。この際、接続部材１８は、第１基板１１の無線回路と第２基板１２とのアンテナ２０との間の信号の伝送経路（信号線路）となる。また、接続部材１８は、第１基板１１と記第２基板１２との間に半導体素子１３等の実装部品を搭載可能な間隔を形成するために設けられる。そして、第１基板１１と第２基板１２との間の半導体素子１３、受動素子１４等が存在する埋め込み層には、例えばモールドレジンの封止樹脂２２が充填されて封止される。
　接続部材１８の側方には、接続部材１８に対して所定距離となる位置に、端面電極となるインピーダンス調整用の導電部材２３が設けられる。導電部材２３は、無線モジュールの側部端面に例えば導電メッキを施すことにより形成される。なお、導電部材２３は、導電性のものであれば、薄膜、平板部材など、種々のものを用いることができる。導電部材２３は、第１基板１１に形成されたグランドパターン２４と電気的に接続され、グランド電極として機能する。無線モジュールの側部端面に例えば導電メッキを設けて配線を行う場合、ＥＭＣ対策として行われているシールド技術を適用すればよい。
　例えば、Ｃｕコアボールによる接続部材１８の径が２５０μｍの場合、導電部材２３を設けたモジュール端面側に、導電部材２３との距離が約２５０μｍとなる位置に接続部材１８を配置する。これによって、基板間の信号線路となる接続部材１８において、モジュール端面に形成した導電部材２３によるグランド電極との間に、基板厚さ方向の縦構造の伝送線路を構成することができる。この縦構造の伝送線路により、接続部材１８と基板の配線との間における寄生容量成分を小さくできる。
　図１（Ａ）～（Ｃ）に示すように、接続部材１８の直径ａと、接続部材１８と導電部材２３との距離ｂとが、略等しくなるように接続部材１８及び導電部材２３を配置する。この際、導電部材２３は、接続部材１８の信号経路が所定のインピーダンス（本例では５０Ω）となるように配置する。ここで、図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、接続部材１８の直径ａは、第１基板１１及び第２基板１２の配線幅ｄに対して大きいものの、適切な距離ｂの位置に導電部材２３を設けることで、接続部材１８を５０Ωインピーダンスの導体として見えるようにできる。
　このように、本実施形態の構成によれば、基板間を電気接続する接続部材１８のインピーダンスを基板側配線と同様とし、接続部材１８と第１基板１１及び第２基板１２の配線との間のインピーダンス整合をとることができ、インピーダンス不連続及び放射による損失を抑制できる。
　図２（Ａ）、（Ｂ）は、第１の実施形態の変形例１に係る無線モジュールの構成を示す図であり、（Ａ）は第２基板の上から見た平面図、（Ｂ）は第２基板を除いた状態で上から見た平面図である。
　第１の実施形態の変形例１は、接続部材１８として設けられる信号用のＣｕコアボールの両側に、グランド用のＣｕコアボールを導電部材２５として配置したものである。なお、グランド用のＣｕコアボールによる導電部材２５は、接続部材１８の片側のみに設けてもよい。その他の構成は図１（Ａ）に示した第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。
　導電部材２５は、第１基板１１に設けた配線パッド２６と接続され、グランドパターン２７を介してグランド電極としての導電部材２３と電気的に接続されている。なお、導電部材２５は導電部材２３と接続しなくてもよい。導電部材２５は導電部材２３と接続した方がより効果的である。
　このように、変形例１では、Ｃｕコアボールの周辺にグランド用のＣｕコアボールを設け、基板間の信号経路となる接続部材１８を、グランドとなる導電部材２３、２５によって凹状に覆う構成としている。これによって、接続部材１８からの放射が軽減され、信号伝送時の損失をさらに抑制できる。
　図３（Ａ）、（Ｂ）は、第１の実施形態の変形例２に係る無線モジュールの構成を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は第２基板を除いた状態で上から見た平面図である。
　第１の実施形態の変形例２は、上述した変形例１に対して、グランド用のＣｕコアボールによる導電部材２５を接続する配線パッド２６とグランドパターン２４との接続構成を変更したものである。
　図１（Ａ）に示した第１の実施形態では、第１基板１１のグランドパターン２４と、グランド電極としての導電部材２３とが、第１基板１１の端面において接続されている。図２（Ｂ）に示した第１の実施形態の変形例１では、第１基板１１上のグランド用の配線パッド２６が、グランドパターン２７を介して導電部材２３に接続されている。
　一方、変形例２では、第１基板１１において、配線パッド２６とグランドパターン２４とを接続するヴィア１０１が設けられている。ヴィア１０１は、配線パッド２６に対して複数設けられ、複数のヴィア１０１によってグランドパターン２４と電気的に接続される。
　このように、変形例２では、グランド用の配線パッド２６をグランドパターン２７及び導電部材２３を介してグランドパターン２４と接続するだけでなく、ヴィア１０１によって短い経路で配線パッド２６とグランドパターン２４とを接続している。これにより、グランドにおける抵抗成分及び寄生成分による電位差が小さくなり、安定したグランド電位を得られる。
　図４は、第１の実施形態の変形例３に係る無線モジュールの構成を示す図であり、第２基板を除いた状態で上から見た平面図である。
　第１の実施形態の変形例３は、上述した変形例２に対して、配線パッド２６の構成を変更したものである。図３（Ｂ）に示した第１の実施形態の変形例２では、配線パッド２６と導電部材２３とがグランドパターン２７の線路によって接続されている。
　一方、変形例３では、第１基板１１において、広い平面状のパターン（ベタパターン）によるグランドパターン１０２が設けられ、配線パッド２６とグランドパターン２７の機能を含む構成となっている。グランドパターン１０２には、グランド用のＣｕコアボールによる導電部材２５が接続されるとともに、グランド電極である導電部材２３が接続される。そして、グランドパターン１０２は、信号用のＣｕコアボールによる接続部材１８を接続する配線パッド１９の周りを取り囲む形状となっている。
　このように、変形例３では、グランド用の配線パッド２６の代わりに平面状のパターンによるグランドパターン１０２を設けることで、グランド電位を安定化させ、信号ラインのシールド効果を高められる。
　図５は、第１の実施形態の変形例４に係る無線モジュールの構成を示す図であり、第２基板の上から見た平面図である。
　第１の実施形態の変形例４は、上述した第１の実施形態及びその変形例１に対して、アンテナ２０を接続する貫通ヴィア２１の配置構成を変更したものである。図１（Ａ）に示した第１の実施形態では、接続部材１８が配線パッド１７及び貫通ヴィア２１を介してアンテナ２０と接続され、接続部材１８からアンテナ２０に信号が伝送される構成となっている。
　一方、変形例４では、第２基板１２において、貫通ヴィア２１が配線パッド１７から外れた位置にずらして（オフセットして）設けられ、配線パッド１７より接続部材側配線１１１が延出され、接続部材側配線１１１が貫通ヴィア２１と接続されている。第２基板１２の他面側は、パッド状のアンテナ２０が貫通ヴィア２１と接続されている。
　このように、変形例４では、例えば６０ＧＨｚのミリ波帯等の高周波信号が伝送される信号用の接続部材１８が、貫通ヴィア２１上に位置しないように構成することで、貫通ヴィア２１の穴埋めを、接続部材１８を直接搭載するよりも簡易な材料、例えば、ソルダレジストにて行うことが出来る。
　図６は、第１の実施形態の変形例５に係る無線モジュールの構成を示す図であり、第２基板の上から見た平面図である。
　第１の実施形態の変形例５は、上述した変形例４に対して、貫通ヴィア２１の周辺の構成を変更したものである。変形例５では、第２基板１２において、信号用の接続部材１８及び配線パッド１７の反対面側の周囲を取り囲むように、円弧状のグランドパターン１１２が設けられる。グランドパターン１１２は、さらに貫通ヴィア２１の周りを囲むように、略Ｃ字状に形成されている。さらに、グランドパターン１１２においてヴィア１１３が複数設けられ、ヴィア１１３によって第２基板１２のグランドパターンと電気的に接続される。
　このように、変形例５では、グランドパターン１１２を設け、信号が伝送される配線パッド１７と貫通ヴィア２１とを取り囲む構成とすることにより、電磁界の漏れを小さくできる。なお、グランドのパターンと信号ラインとを特定の間隔、例えば１００μｍ～２００μｍとしておくことで、高周波プローブにて信号の測定をすることが可能となる。
（第２の実施形態）
　第１の実施形態では、信号用のＣｕコアボールによる接続部材の周辺に、端面電極のグランド電極及び／またはグランド用のＣｕコアボールを設け、接続部材のインピーダンスを調整する構造を示した。第２の実施形態は、接続部材の周辺に専用部品の導電部材を配置した構成例を示す。
　図７（Ａ）、（Ｂ）は、本開示の第２の実施形態に係る無線モジュールの構成を示す図であり、（Ａ）は第１基板を上から見た平面図、（Ｂ）は断面図である。
　接続部材１８として設けられる信号用のＣｕコアボールの周囲を囲むように、四角の枠状の金属材料からなる導電部材３１が配置される。導電部材３１は、第１基板１１または第２基板１２に実装される。図示例では、導電部材３１は第２基板１２に実装され、第２基板１２のグランドパターン１６に電気的に接続されている。なお、導電部材３１は、全体を金属材料で形成したものに限らず、樹脂等の部材の外表面を金属メッキ等の導電体で被覆したものでもよい。その他の構成は図１（Ａ）に示した第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。
　図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、接続部材１８の直径ａと、接続部材１８と導電部材３１との距離ｂとが、略等しくなるように接続部材１８に対して導電部材３１を配置する。例えば、Ｃｕコアボールによる接続部材１８の径が２５０μｍの場合、導電部材３１の内壁と接続部材１８との距離が約２５０μｍとなるように、導電部材３１を形成して配置する。これにより、接続部材１８のインピーダンスを基板側配線と同様の、例えば５０Ωとすることができる。
　枠状の導電部材３１を部品として実装することで、信号線路となる中心の接続部材１８に対するグランドとして導電部材３１が機能し、基板間の信号線路が同軸構造に近い伝送路構成となる。なお、図７（Ｂ）に示すように、導電部材３１は、接続部材１８が実装された配線パッド１９からの配線パターン１５が通る部分に切り欠き３２を設けて配線と干渉しないようにすることで、信号線路との結合を軽減できるように構成してもよい。
　このように、本実施形態の構成によれば、第１の実施形態と同様に、接続部材１８と第１基板１１及び第２基板１２の配線との間のインピーダンス整合をとることができ、インピーダンス不連続及び放射による損失を抑制できる。
　図８は、第２の実施形態の変形例に係る無線モジュールの構成を示す平面図である。
　第２の実施形態の変形例は、無線モジュールの基板上の広い部分を囲む枠状の導電部材３５を設けたものである。変形例の導電部材３５は、接続部材１８の周囲を囲むとともに、基板に実装された半導体素子１３、受動素子１４等の部品を囲むように構成される。この導電部材３５は、第１基板１１または第２基板１２に実装され、グランドパターンに電気的に接続される。
　この変形例では、接続部材１８とともに基板上の部品を囲む導電部材３５によって、放熱効果、ＥＭＣ効果を高めることができる。
（第３の実施形態）
　第３の実施形態は、接続部材自体の構成を変更し異なる構造の部品とした構成例を示す。
　接続部材としてＣｕコアボールを用いた場合、Ｃｕコアボールの径は、基板間の埋め込み層に配置された部品の高さによって決まる。この場合、Ｃｕコアボール全体が一様な導体であり、この導体の全てを信号が通るため、基板上の配線との寸法差によりインピーダンス不連続が生じる。
　複数基板を積層した回路モジュールの構造において、第１基板と第２基板を張り合わせたモジュールとしての強度は、埋め込み層に充填された封止樹脂によって保たれるため、Ｃｕコアボールの役目は第１基板と第２基板の間の導通である。Ｃｕコアボールが球形であるのは接続部材を所定位置への配置時に接続部材の向きを気にせずに行えるためであるが、縦横比が異なった部品を所望の方向で基板に実装することは一般的に行われており、複数基板の積層構造を実現するための必須の条件ではない。
　そこで、本実施形態では、接続部材に必要とされる、埋め込み層に配置された「部品に接触しない間隔を作り出す」という役割を果たしつつ、インピーダンス不連続を生じさせない構成例をいくつか示す。
　図９は、本開示の第３の実施形態に係る無線モジュールの構成例１を示す斜視図である。構成例１は、Ｃｕコアボールの代わりに、円柱形状の接続部材４１を設けた例である。
　接続部材４１は、円柱形状に形成され、中心部に信号線路となる円柱状の信号線導体４２を有し、円管状の絶縁部材４３を介して円柱の外周部に周回状にグランド導体４４が設けられる。すなわち、接続部材４１は、信号伝送用の同軸部品となっている。グランド導体４４は信号線導体４２のインピーダンスを調整する導電部材として機能する。この同軸構造により、接続部材４１と基板の配線との間における寄生容量成分を小さくできる。
　ここで、信号線導体４２の直径ａ１と、信号線導体４２とグランド導体４４との距離ｂ１とが、略等しくなるように構成されている。また、接続部材４１は、第１基板と第２基板との間に例えば半導体素子の実装部品を搭載可能な間隔を形成するために設けられる。接続部材４１は、図示しないが、基板に実装された状態では、信号線導体４２が基板の配線パターンに接続され、グランド導体４４が基板のグランドパターンに接続される。その他の構成は図１（Ａ）に示した第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。
　例えば、第１基板側に半導体素子が搭載されているとすると、この半導体素子からの引き出し線に同軸部品の接続部材４１が接続されるように、第１基板に配線パターン及びグランドパターンを形成する。すなわち、第１基板には、接続部材４１の中心部の信号線導体４２に対応して信号線の配線パターン、その周辺にグランド導体４４に対応してグランドパターンをそれぞれ形成する。
　これにより、同軸の信号線とグランドが接続され、基板上の平面構造の伝送線路から接続部材４１の同軸伝送路に信号が伝わり、インピーダンス不連続を小さくできる。なお、基板の信号線路と同軸部品の接続部材４１のグランド導体４４とが接触しないように、接続部材４１の外周部に形成するグランド導体４４に切り欠き４５を設けてもよい。
　図１０は、本開示の第３の実施形態に係る無線モジュールの構成例２を示す斜視図である。構成例２は、Ｃｕコアボールの代わりに、角柱形状の接続部材５１を設けた例である。
　接続部材５１は、角柱形状に形成され、絶縁部材５３の対向する端面（図中上下の面）を貫通するように、複数（図示例では９個）の導電体によるヴィアが設けられる。中心部には、信号が通過する信号用ヴィア５２が形成され、信号用ヴィア５２の周辺を囲むように、８個のグランド用ヴィア５４がそれぞれ形成されている。ここで、信号用ヴィア５２の直径ａ２と、信号用ヴィア５２とグランド用ヴィア５４との距離ｂ２とが、略等しくなるように構成される。接続部材５１の構成により、擬似的な同軸伝送路が形成される。グランド用ヴィア５４は信号用ヴィア５２のインピーダンスを調整する導電部材として機能する。
　構成例２では、接続部材を直方体とすることができるため、実装時の部品ピックアップが容易になる。また、接続部材５１の直方体側面に位置調整用の電極５５を設けることで、半田実装時に側方からのオートアライメント効果によって位置ずれを少なくすることができる。
　図１１は、本開示の第３の実施形態に係る無線モジュールの構成例３を示す斜視図である。構成例３は、Ｃｕコアボールの代わりに、角柱形状で信号線部分が露呈した構造の接続部材６１を設けた例である。
　接続部材６１は、構成例１の接続部材４１を角柱形状として略半分に切断した形状となっている。すなわち、一側面の中央部に、対向する端面（図中上下の面）を貫通する角柱状の信号線導体６２を有し、絶縁部材６３を介して角柱の外周部における信号線導体６２が存在する面を除く３面にグランド導体６４が設けられる。信号線導体６２は、一側面が外側に露呈している。ここで、信号線導体６２の幅ａ３と、信号線導体６２とグランド導体６４との距離ｂ３とが、略等しくなるように構成されている。グランド導体６４は信号線導体６２のインピーダンスを調整する導電部材として機能する。
　接続部材６１は、第２基板１２に実装された状態では、信号線導体６２が基板の配線パターン２８に接続され、グランド導体６４が基板のグランドパターン２９に接続される。信号線導体６２がむき出しの構成によって、第２基板１２側の配線パターン２８は、接続部材６１の底面部分の信号線導体６２ではなく、接続部材６１の側面の信号線導体６２と半田接続することになり、接続不良の確認が容易になる。また、グランド導体６４の接続によって、接続部材６１の位置合わせが容易にできる。なお、側面に位置調整用の電極６５を設けることで、半田実装時に側方からのオートアライメント効果によって位置ずれを少なくすることができる。
　図１２は、本開示の第３の実施形態に係る無線モジュールの構成例４を示す斜視図である。構成例４は、Ｃｕコアボールの代わりに、半円柱形状で信号線部分が露呈した構造の接続部材７１を設けた例である。
　接続部材７１は、構成例１の円柱状の接続部材４１を略半分に切断した形状となっている。すなわち、平面の側面の中央部に、対向する端面（図中上下の面）を貫通する半円柱状の信号線導体７２を有し、絶縁部材７３を介して外周部における半円柱の円弧の側面にグランド導体７４が設けられる。信号線導体７２は、一側面が外側に露呈している。ここで、信号線導体７２の幅ａ４と、信号線導体７２とグランド導体７４との距離ｂ４とが、略等しくなるように構成されている。グランド導体７４は信号線導体７２のインピーダンスを調整する導電部材として機能する。
　接続部材７１は、第２基板１２に実装された状態では、信号線導体７２が基板の配線パターン２８に接続され、グランド導体７４が基板のグランドパターン２９に接続される。構成例３と同様、信号線導体７２がむき出しの構成によって、第２基板１２側の配線パターン２８は、接続部材７１の底面部分の信号線導体７２ではなく、接続部材７１の平面の側面の信号線導体７２と半田接続することになり、接続不良の確認が容易になる。また、グランド導体７４の接続によって、接続部材６１の位置合わせが容易にできる。なお、側面に位置調整用の電極７５を設けることで、半田実装時に側方からのオートアライメント効果によって位置ずれを少なくすることができる。
　上述したように、第３の実施形態では、Ｃｕコアボールの代わりに、グランド導体を有し同軸伝送路を形成する接続部材を設けることで、基板間に実装部品を配置する間隔を形成しつつ、接続部材と基板の配線との間のインピーダンス整合をとることができる。これにより、インピーダンス不連続及び放射による損失を抑制できる。
（本開示の他の実施形態に至る経緯）
　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）。
　［参考特許文献１］日本国特開２００４－２０５４０２号公報
　しかしながら、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長さ（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。
　上記事情を鑑み、本開示では、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を例示する。
（第４の実施形態）
　図１３は本開示の第４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。
　図１３に示す無線モジュール３００において、モジュール基板３１０は、多層基板であり、ＩＣの配線等を行う。モジュール基板３１０の第１の面２１１（図１３では上面）には、アンテナ部３２０やＴｃｘｏ３３０（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２１１は、アンテナ部３２０が設けられるアンテナ実装面である。
　アンテナ部３２０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３１０の第２の面２１２（図１３では下面）には、ＲＬＣ等のチップ部品３４０やＩＣ部品３５０などの電子部品が実装される。
　無線モジュール３００は、セット基板４００に実装される。この場合、モジュール基板３１０の第２の面２１２側がセット基板４００の実装面に接触する。第２の面２１２に実装される電子部品に対して、セット基板４００が直接接触しないように、モジュール基板３１０の第２の面２１２には、枠基板３６０が配置される。枠基板３６０は、例えば方形形状となっており、モジュール基板３１０の第２の面２１２の周端部に配置される。この場合、無線モジュール３００は、モジュール基板３１０と枠基板３６０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３１０は、多層基板によって構成されてもよい。
　枠基板３６０の電極３６１は、セット基板４００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３１０および枠基板３６０と、セット基板４００と、が導通されて信号伝送が可能となる。
　モジュール基板３１０および枠基板３６０の基板厚さ方向（図１３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３４０やＩＣ部品３５０の部品厚さ方向（図１３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３６０を含む無線モジュール３００がセット基板４００に実装されても、モジュール基板３１０に実装された電子部品がセット基板４００に接触することはない。
　モジュール基板３１０の第１の面２１１側では、アンテナ部３２０とＴｃｘｏ３３０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２７０が形成される。モールド部３７０は、アンテナ部３２０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３７０における電気損失が小さいことは言うまでもない。
　本実施形態では、無線モジュール３００がセット基板４００に実装されるときには、モジュール基板３１０の第１の面２１１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４００に実装される。したがって、モールド部３７０がピックアップされることになり、第１の面２１１に設けられるアンテナ部３２０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３００のピックアップが容易になる。
　また、モールド部３７０の周端面２１３（天井面）は、モジュール基板３１０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３００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。
　このように、本実施形態の無線モジュール３００は、アンテナ部３２０が設けられるアンテナ実装面としての第１の面２１１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３２０が実装されるモジュール基板３１０と、モジュール基板３１０の第１の面２１１において、アンテナ部３２０を含む電子部品がモールドされたモールド部３７０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。
（第５の実施形態）
　図１４は本開示の第５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。
　図１４に示す無線モジュール３００Ｂと図１３に示した無線モジュール３００との相違点は、無線モジュール３００Ｂが導波部３８０を備える点である。
　図１４に示すように、導波部３８０は、モールド部３７０の周端面２１３（モールド面）に設けられ、アンテナ部３２０による電波の送受を補助する。導波部３８０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。
　通常、モールド部３７０を形成するモールド樹脂はアンテナ特性は考慮していないため、アンテナ部３２０から見ると好ましくない誘電体である。アンテナ部３２０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、アンテナの特性が変わることがある。無線モジュール３００Ｂは、導波部３８０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。
　導波部３８０がモールド部３７０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。
　図１５は無線モジュール３００Ｂのアンテナ部３２０と導波部３８０との位置関係の第１例を示す上面図である。
　第１例では、導波部３８０は、モールド部３７０の周端面２１３におけるアンテナ部３２０と対向する位置に設けられる。これにより、アンテナ部３２０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３７０の周端面２１３において、モールド部３７０の外側に向かって導波部３８０が設けられる。
　図１５に示す例では、アンテナ部３２０がモジュール基板３１０の第１の面２１１において２×２のアレー構成となっている。同様に、導波部３８０がモールド部３７０の周端面２１３において２×２のアレー構成となっている。アンテナ部３２０および導波部３８０を２×２のアレー構成とすることで、位相合成や振幅合成を行うことが容易になる。なお、アンテナ部３２０および導波部３８０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。
　図１５のような導波部３８０を備えることで、モジュール基板３１０を再設計することなく、モールド部３７０上の導波部３８０として機能するパターンを適宜変更することで、アンテナ利得や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３２０のパターンカットは困難であるが，モールド部３７０上のパターンをカットすることで、これが可能となる。
　さらに、モールド部３７０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１４におけるｚ方向の長さ）が増すため、導波部３８０はアンテナ部３２０よりも大きいことが望ましい。つまり、導波部３８０がモールド部３７０のモールド面上に設けられた領域が、アンテナ部３２０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。
　図１６は無線モジュール３００Ｂのアンテナ部３２０と導波部３８０との位置関係の第２例を示す上面図である。
　第２例では、導波部３８０は、モールド部３７０の周端面２１３におけるアンテナ部３２０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３８０のモールド面における位置とアンテナ部３２０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。
　例えば、図１６に示すように、導波部３８０がアンテナ部３２０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３８０がアンテナ部３２０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３８０がずれるように配置する。
　このような導波部３８０を設けることで、モジュール基板３１０を再設計することなく、モールド部３７０の周端面２１３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３１０にアンテナ部３２０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。
　図１７は無線モジュール３００Ｂのアンテナ部３２０と導波部３８０との位置関係の第３例を示す上面図である。
　第３例では、図１７に示すように、導波部３８０は、モールド部３７０の周端面２１３において、アンテナ部３２０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１７において、導波部３８０の領域を示す矩形の向きと、アンテナ部３２０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３８０が周端面２１３上に実装される。これにより、アンテナ部３２０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。
　モールド面における導波部３８０の位置とアンテナ実装面におけるアンテナ部３２０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３１０を再設計することなく、モールド部３７０の周端面２１３上の導波部３８０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。
　さらに、導波部３８０とアンテナ部３２０との位置関係を回転位置関係とする代わりに、導波部３８０の共振周波数とアンテナ部３２０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。
　例えば、アンテナ部３２０の共振周波数を６０ＧＨｚ、導波部３８０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。
（開示の一態様の概要）
　本開示の第１の無線モジュールは、無線回路の実装部品を搭載する第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、前記第１基板と前記第２基板との間に前記実装部品を搭載可能な間隔を形成し、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、前記接続部材の信号経路が所定のインピーダンスとなるように配置した導電部材と、を備える。
　この構成により、例えばミリ波帯等の高周波帯にて使用する無線モジュールを構成する場合に、接続部材の信号経路のインピーダンス整合をとることができ、インピーダンス不連続と放射による損失を抑制できる。
　本開示の第２の無線モジュールは、上記第１の無線モジュールであって、
　前記接続部材は、信号経路を形成する導体を含むものであり、前記導電部材は、前記接続部材の導体に対して所定距離を離れた位置に配置され、前記第１基板または前記第２基板のグランドと接続される。
　本開示の第３の無線モジュールは、上記第２の無線モジュールであって、
　前記接続部材は、導体の部材であり、前記導電部材は、前記接続部材と別部材である。
　本開示の第４の無線モジュールは、上記第２の無線モジュールであって、
　前記接続部材は、信号線導体と、前記信号線導体に対して所定距離を離れた位置に配置され前記導電部材として機能するグランド導体とを含むものである。
　本開示の第５の無線モジュールは、上記第４の無線モジュールであって、
　前記グランド導体の接続部材と接続される前記第１基板または前記第２基板に形成された配線パッドと、前記配線パッドと前記第１基板または前記第２基板のグランドとを接続するヴィアとを備える。
　本開示の第６の無線モジュールは、アンテナ部が設けられるアンテナ実装面側からピックアップされる無線モジュールであって、前記アンテナ部が実装されるモジュール基板と、前記モジュール基板の前記アンテナ実装面において、前記アンテナ部を含む電子部品がモールドされたモールド部と、を備える。
　この構成により、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、モールド部によってアンテナ部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。
　本開示の第７の無線モジュールは、上記第６の無線モジュールであって、更に、
　前記モールド部の周端面における前記アンテナ部と対向する位置に、前記アンテナ部による電波の送受を補助する導波部を備える。
　本開示の第８の無線モジュールは、上記第７の無線モジュールであって、
　前記導波部がモールド部上に設けられた領域は、前記アンテナ部が前記モジュール基板上に設けられた領域よりも大きい。
　本開示の第９の無線モジュールは、上記第６の無線モジュールであって、
　前記モールド部の周端面における前記アンテナ部と対向する位置から所定距離離れた位置に、前記アンテナ部による電波の送受を補助する導波部を備える。
　本開示の第１０の無線モジュールは、上記第６から第９のいずれかの無線モジュールであって、
　前記導波部は、前記モールド部の周端面において、前記アンテナ部が前記アンテナ実装面において設けられた領域から所定角度回転された領域に設けられる。
　本開示の第１１の無線モジュールは、上記第６から第９のいずれかの無線モジュールであって、
　前記導波部の共振周波数と前記アンテナ部の共振周波数とが異なる。
　なお、本開示は、本開示の趣旨ならびに範囲を逸脱することなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が様々な変更、応用することも本開示の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
　本出願は、２０１１年１２月２日出願の日本特許出願（特願2011-265019）、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、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本開示は、高周波帯にて使用する無線モジュールを構成する場合に、インピーダンス不連続と放射による損失を抑制できる効果を有し、例えば、ミリ波帯等の無線通信に用いる半導体素子等を実装した無線モジュール等として有用である。
　１１　第１基板
　１２　第２基板
　１３　半導体素子
　１４　受動素子
　１５、２８　配線パターン
　１６、２４、２７、２９、１０２、１１２　グランドパターン
　１７、１９、２６　配線パッド
　１８、４１、５１、６１、７１　接続部材
　２０　アンテナ
　２１　貫通ヴィア
　２２　封止樹脂
　２３、２５、３１、３５　導電部材
　４２、６２、７２　信号線導体
　４３、５３、６３、７３　絶縁部材
　４４、６４、７４　グランド導体
　５２　信号用ヴィア
　５４　グランド用ヴィア
　１０１、１１３　ヴィア
　１１１　接続部材側配線
　２１１　モジュール基板の第１の面（アンテナ実装面）
　２１２　モジュール基板の第２の面
　２１３　モールド部の周端面（モールド面）
　３００、３００Ｂ　無線モジュール
　３１０　モジュール基板
　３２０　アンテナ部
　３３０　Ｔｃｘｏ
　３４０　チップ部品
　３５０　ＩＣ部品
　３６０　枠基板
　３６１　電極
　３７０　モールド部
　３８０　導波部
　４００　セット基板

Claims (5)

  1. 　無線回路の実装部品を搭載する第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、
    　前記第１基板と前記第２基板との間に前記実装部品を搭載可能な間隔を形成し、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、
    　前記接続部材の信号経路が所定のインピーダンスとなるように配置した導電部材と、
    　を備える無線モジュール。
  2. 　請求項１に記載の無線モジュールであって、
    　前記接続部材は、信号経路を形成する導体を含むものであり、
    　前記導電部材は、前記接続部材の導体に対して所定距離を離れた位置に配置され、前記第１基板または前記第２基板のグランドと接続される、無線モジュール。
  3. 　請求項２に記載の無線モジュールであって、
    　前記接続部材は、導体の部材であり、
    　前記導電部材は、前記接続部材と別部材である、無線モジュール。
  4. 　請求項２に記載の無線モジュールであって、
    　前記接続部材は、信号線導体と、前記信号線導体に対して所定距離を離れた位置に配置され前記導電部材として機能するグランド導体とを含むものである、無線モジュール。
  5. 　請求項４に記載の無線モジュールであって、
    　前記グランド導体の接続部材と接続される前記第１基板または前記第２基板に形成された配線パッドと、前記配線パッドと前記第１基板または前記第２基板のグランドとを接続するヴィアとを備える、無線モジュール。
     
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