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JP6776280B2 - 無線通信モジュール、プリント基板、および製造方法 - Google Patents

無線通信モジュール、プリント基板、および製造方法 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、無線通信モジュール、プリント基板、および製造方法に関する。
無線通信モジュールを実装したプリント基板には、アンテナの放射効率を高くするために、電子部品および配線を設置することができない配線禁止領域が設定される。当該配線禁止領域のために、無線通信モジュールの設計の自由度は低くなる。例えば、製品の小型化のために、無線通信モジュールを搭載した面の反対側に電子部品を設置しようとしても、当該配線禁止領域を考慮する必要がある。
特開２０１３−１７９４４９号公報
本発明の一実施形態は、アンテナの影響を受ける領域を小さくする無線通信モジュールを提供する。
本発明の一態様の無線通信モジュールは、基板と、高周波信号を少なくとも送信または受信する無線通信チップと、絶縁体と、導電膜と、給電線と、第１から第３の導体パターンと、第１および第２のビアと、を備える。無線通信チップ、給電線、第１および第２の導体パターンは、基板の第１の配線層に設置される。第３の導体パターンは、グラウンド電位であり、基板の第２の配線層に設置される。絶縁体は、無線通信チップを包み込む。導電膜は、絶縁体の側面の少なくとも一部を覆う。給電線は、無線通信チップと導電膜とを電気的に接続する。第１および第２の導体パターンは、導電膜と接触する。第１のビアは、第１の導体パターンと、第３の導体パターンとを、接続する。第２のビアは、第２の導体パターンと、第３の導体パターンとを、電気的に接続する。
第１の実施形態に係る無線通信モジュールを示す斜視図。 第１の実施形態の無線通信モジュールにおける配線パターンを示す図。 第１の実施形態において形成されるスロットアンテナを説明する図。 配線禁止領域を説明する上面図。 第１の実施形態の無線通信モジュールを実装したプリント基板の一例を示す垂直断面図。 第１の実施形態における無線通信モジュールの製造工程を説明する図。 第２の実施形態の無線通信モジュールにおける配線パターンを説明する図。 第２の実施形態において形成されるスロットアンテナを示す斜視図。 第３の実施形態において形成される開口部を示す斜視図。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無線通信モジュールを示す斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る無線通信モジュールにおける配線パターンを示す図である。図２（Ａ）は、第１配線層を通るxy平面に平行な断面図である。図２（Ｂ）は、第２配線層を通るxy平面に平行な断面図である。第１の実施形態に係る無線通信モジュール１は、インターポーザ基板１１と、半導体チップ１２と、絶縁体１３と、導電膜１４と、を備える。また、インターポーザ基板１１の配線パターンの一部として、給電線１５と、第１層導体パターン１６と、ビア１７と、第２層導体パターン１８と、を備える。
なお、符号の添え字のアルファベットは、同じ符号の各個体の区別のために付されている。図１に示すように、無線通信モジュール１は、第１層導体パターン１６Ａ（第１の導体パターン）と、第１層導体パターン１６Ｂ（第２の導体パターン）と、の少なくとも二つの第１層導体パターン１６を備えている。また、無線通信モジュール１は、ビア１７Ａと、ビア１７Ｂと、の少なくとも二つのビア１７を備えている。
なお、本説明においては、インターポーザ基板１１から半導体チップ１２を見た方向を「上」とし、逆方向を「下」と定義する。つまり、図１および２に示す直交座標系のｚ軸の正方向が上である。また、直交座標系のｘ軸の正方向を「前」とし、負方向を「後」とする。また、直交座標系のｙ軸の正方向を「右」とし、負方向を「左」とする。
インターポーザ基板１１は、配線パターンが設けられる、第１配線層および第２配線層を、少なくとも有する。つまり、インターポーザ基板１１は、２層基板（両面基板）でもよいし、多層基板でもよい。インターポーザ基板１１が２層基板の場合は、第１配線層は絶縁体１３側の表層であり、インターポーザ基板１１の電極側の面が第２配線層である。一方インターポーザ基板１１が多層基板の場合は、第１配線層と第２配線層とをインターポーザ基板の表層に配置する必要はない。
なお、インターポーザ基板１１は、プリント基板として一般的に用いられる基板を用いてよい。例えば、インターポーザ基板１１の基材はＦＲ−４（Ｆｌａｍｅ Ｒeｔａｒｄａｎｔ Ｔｙｐｅ−４：ガラス布基材エポキシ樹脂）やセラミック等の絶縁体からなる。またインターポーザ基板１１は、複数の配線層やソルダーレジスト層などを有することが想定される。なお、実際の使用を踏まえ、本説明ではインターポーザ基板の使用を想定したが、インターポーザ基板以外の基板が使用されても、無線通信モジュール１と同様の効果を得ることができる。ゆえに、インターポーザ基板以外の基板が使用されてもよい。
半導体チップ１２は、無線通信のための高周波回路やアナログ・デジタル変換器等の機能を有するチップであり、高周波信号を少なくとも送信または受信するまた半導体チップは必要に応じてＣＰＵなどのプロセッサと、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリなどが含まれる場合がある。半導体チップ１２は、半導体チップ１２は、インターポーザ基板１１上にマウントされる。
半導体チップ１２は、例えば、半田ボールなどにより、インターポーザ基板１１上にフリップチップボンディングされてもよい。また、ダイマウント材により、インターポーザ基板１１上にフェイスアップで接合されてもよい。なお、半導体チップ１２がフェイスアップによってインターポーザ基板１１に搭載される場合は、ワイヤボンディングによって、半導体チップ１２に対する配線と、インターポーザ基板１１の所定の配線とが、電気的に接続される。
なお、半導体チップ１２以外の他の電子部品が、インターポーザ基板１１に搭載されていてもよい。例えば、コンデンサ、インダクタ、抵抗などの受動部品や水晶振動子が搭載されていてもよい。半導体チップ１２以外の電子部品も表面実装によりインターポーザ基板１１に接合される。
絶縁体１３は、第１配線層に設置された半導体チップ１２などを封止するために、第１配線層とともに、半導体チップ１２などを包み込む。例えば、エポキシ樹脂など、一般に封止樹脂として用いられている絶縁体を、絶縁体１３として用いてよい。
導電膜１４は、半導体チップ１２、インターポーザ基板１１の配線パターンなどから放射される不要電磁波が無線通信モジュール１の外側に漏洩することを防ぐためのものである。つまり、導電膜１４は、絶縁体１３を覆うシールド層とも言える。なお、図１では、導電膜１４が絶縁体１３の上面および四つの側面を覆っている。このような場合において、導電膜１４がインターポーザ基板１１の側面においてグラウンド配線（ＧＮＤ配線）と接続されることにより、シールドの効果をより高めることができる。
なお、図１とは異なり、導電膜１４が絶縁体１３の面の一部を覆っているだけでもよい。つまり、無線通信モジュール１の仕様などに応じて、導電膜１４により覆われていない非被膜部が、絶縁体１３の外表面に存在してもよい。
導電膜１４は、導電率が所定値よりも高い導電体により、形成される。例えば、導電率が１．０×１０６［Ｓ／ｍ］よりも高い導電体である、金、銀、または銅により形成されてもよい。また、導電率の高い合金または導電性ペーストによって形成されてもよい。
また、絶縁体１３と導電膜１４との密着性の向上、または酸化防止といった目的のために、導電膜１４とは別の導電膜を新たに被膜してもよい。例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、チタンなどによる膜が、絶縁体１３と導電膜１４との界面、または導電膜１４の上に成膜されてもよい。
次に、インターポーザ基板１１の配線パターンを説明する。
第１配線層には、図２（Ａ）に示すように、半導体チップ１２、給電線１５、および第１層導体パターン１６が設置されている。また、図２（Ａ）には、第１配線層におけるビア１７の断面が示されている。第２配線層には、図２（Ｂ）に示すように、第２層導体パターン１８（第３の導体パターン）が設置されている。また、図２（Ｂ）には、第２配線層におけるビア１７の断面が示されている。なお、第１配線層はインターポーザ基板１１の側面は、導電膜１４に接触している。一方で第２配線層には導電膜１４には接触していない。
給電線１５は、第１配線層の配線パターンの一部である。給電線１５の一端は、半導体チップ１２の電極に接続され、他端は導電膜１４に接続される。こうして、給電線１５は、半導体チップ１２と導電膜１４とを電気的に接続しており、半導体チップ１２からの高周波信号を導電膜１４に伝送する。
第１層導体パターン１６は、第１配線層の配線パターンの一部である。第１層導体パターン１６の一端は導電膜１４に接続されている。また、第１層導体パターン１６のそれぞれは、対応するビア１７を介して、第２層導体パターン１８と電気的に接続されている。図２（Ａ）では、第１層導体パターン１６Ａは、ビア１７Ａを介して、第２層導体パターン１８と電気的に接続されている。第１層導体パターン１６Ｂは、ビア１７Ｂを介して、第２層導体パターン１８と電気的に接続されている。
ビア１７は、少なくとも第１配線層と第２配線層との間を貫通して、第１層導体パターン１６と第２層導体パターン１８とを電気的に接続する。
第２層導体パターン１８は、第２配線層の配線パターンの一部である。第２層導体パターン１８は、ビア１７Ａの第２配線層における領域と、ビア１７Ｂの第２配線層における領域とを含む。第２層導体パターン１８は、インターポーザ基板１１の少なくとも一つの側面の一部に沿った端部を有する。図２（Ｂ）では、第２層導体パターン１８は、インターポーザ基板１１の左側面に沿った端部を有する。インターポーザ基板１１の端部と、第２層導体パターン１８の端部との間の隙間の長さは、半導体チップ１２が発する高周波信号に応じて調整すればよい。当該端部以外の部分の第２層導体パターン１８の形状は、任意に定めてよい。
第２層導体パターン１８はＧＮＤ配線とする。つまり、第２層導体パターン１８の電位はＧＮＤ電位にする。これにより、導電膜１４と第１層導体パターン１６との接続点も、第１層導体パターン１６およびビア１７を介して、ＧＮＤ電位となる。
このような構成において、高周波信号が、給電線１５を介して、半導体チップ１２から導電膜１４に供給されると、導電膜１４内において電位差が生じる。これにより、導電膜１４と、ビア１７Ａと、ビア１７Ｂと、第２層導体パターン１８と、により構成されるスロットアンテナが形成される。
図３は、第１の実施形態において形成されるスロットアンテナを説明する図である。図３（Ａ）は、無線通信モジュール１の左側面図である。図３（Ｂ）は、無線通信モジュール１の垂直断面図である。図３（Ｂ）の断面図における切断の位置は、図２（Ａ）III−III’線で示されている。なお、図３（Ａ）には、実際には外から目視できないが説明の便宜上、第１層導体パターン１６、ビア１７、および第２層導体パターン１８が点線にて示されている。
図３（Ａ）において、点線で示された領域は、スロットアンテナ領域２１を示す。当該領域は、導電膜１４の端部と、ビア１７Ａと、第２層導体パターン１８の端部と、ビア１７Ｂとにより構成されている。図３の例では、給電線１５と導電膜１４とがインターポーザ基板１１の左側面にて接続されているため、当該左側面側に、スロットアンテナ領域２１が存在する。これらの構成要素によって、給電線１５からの高周波信号によりスロットアンテナ領域２１に生じた電界が誘起され、電磁波が放射される。
図３（Ａ）および（Ｂ）に示される矢印は、スロットアンテナの電界２２の向きを示している。このように、電界２２は、インターポーザ基板１１の配線層とは垂直な方向を主な成分として励起される。
なお、スロットアンテナの共振周波数は、主にスロットアンテナの長手方向の長さに影響される。そのため、ビア１７Ａとビア１７Ｂとの位置を調整することにより、スロットアンテナの共振周波数を調整することができる。例えば、インターポーザ基板１１の基材の比誘電率が４．７の場合、ビア１７Ａとビア１７Ｂとの距離が９．０ｍｍとすると、スロットアンテナは約７．７ＧＨｚで共振する。スロットアンテナの共振周波数が高周波数帯域を目的とする用途であれば、導電膜１４が絶縁体１３の側面を全て覆っている構成を用いて、スロットアンテナを配置することができる。
図３に示すように、本実施形態では、無線通信モジュール１の側面に生じる、インターポーザ基板１１の配線層とは垂直な電界が主な成分である。配線層に水平な電界は微弱であり、モジュールから下方に放射される電磁波も微小となる。これにより、本実施形態の無線通信モジュール１が実装されたプリント基板に設けられる配線禁止領域は、一般の無線通信モジュールと比べて小さくできる。
無線通信モジュールを実装したプリント基板には、アンテナとプリント基板の導体パターンの結合を低くし、アンテアの放射特性を良好に保つための、電子部品および配線を設置することが禁止された配線禁止領域が設定される。当該配線禁止領域が大きくなると、製品の小型化などの妨げとなる。例えば、インターポーザ基板１１か配線層に水平な電界が強いと、モジュールから下方に放射する電磁界が強くなるため、配線禁止領域が広くなる。しかし、本実施形態の無線通信モジュール１であれば、モジュールから下方に放射される電磁波は微小であり、無線通信モジュール１の側面に垂直な方向に放射する電磁界が強いため、配線禁止領域は狭くできる。
図４は、配線禁止領域を説明する上面図である。図４（Ａ）のプリント基板６に実装されている無線通信モジュールは、標準的な無線通信モジュール４である。図４（Ｂ）のプリント基板３に実装されている無線通信モジュールは、本実施形態の無線通信モジュール１である。
図４（Ａ）に示すように、標準的な無線通信モジュール４では、ミアンダアンテナなどの線状アンテナがアンテナ部４１として用いられている。アンテナ部４１は、配線層の一定領域を占める。配線層におけるアンテナ部４１の占有面積は、おおよそ３０から５０％程度になることが多い。
標準的な無線通信モジュール４が内蔵するアンテナ部４１は、周囲に導体を配置すると放射効率が低下する性質がある。従って図４(Ａ)に示すように、プリント配線板６１のアンテナ部４１の直下の部分を含めた、広い面積の配線禁止領域６２を設ける必要がある。一方、図４（Ｂ）に示すように、本実施形態の無線通信モジュール１では、スロットアンテナがプリント配線板３１側には強く放射しないため、プリント配線板３１の無線通信モジュール１の直下に配線禁止領域を設ける必要がない。従って、配線禁止領域３２のように配置でき本実施形態の無線通信モジュール１のほうが配線禁止領域を小さくする。また、図４のような配置にせずに、スロットアンテナが形成される側面がプリント配線板３１の外周から１ｍｍ以下の距離になるように配置すると、配線禁止領域をより減らすことができる。
図５は、第１の実施形態の無線通信モジュールを実装したプリント基板の一例を示す垂直断面図である。プリント配線板３１の上面（第１面）に無線通信モジュール１が設置されている。また、無線通信モジュール１以外の電子部品として、電池３３とセンサ３４が、プリント基板３に取り付けられている。電池３３は、プリント配線板３１の底面（第２面）に、無線通信モジュール１の直下に取り付けられている。
前述の通り、無線通信モジュール１の直下は、標準的な無線通信モジュール４とは異なり、配線禁止領域としなくてよい。そのため、図５に示すように、電子部品を無線通信モジュール１の直下に位置するように、設置することができる。言い換えると、電子部品は、プリント配線板３１のモジュール搭載面の逆側において、無線通信モジュール１の直下の位置に電子部品を自由に配置できることができる。従って、無線通信モジュールを用いると、標準的な無線通信モジュール４を用いた場合より、プリント配線板の配線設計や部品配置の設計自由度を高くできる。
なお、本実施形態の無線通信モジュール１の配線パターンは、インターポーザ基板１１の小面積化の観点からも優れている。一般の給電線は、給電の効率の観点から、スロットアンテナの近くでＧＮＤ電位の配線に短絡されるか、スロットアンテナの近くから約２分の１波長の距離まで配線を伸ばして開放されることが好ましい。しかし、例えば、給電線をビア等介して他の配線層のＧＮＤ電位に短絡する方法では、ビア周辺のランドの面積が必要となる。また、給電線１５を伸ばして開放する方法では、給電線１５の配置のための面積が必要となる。ゆえに、これらの方法では、インターポーザ基板１１の面積が増加する。
一方、本実施形態の給電線１５は、スロットアンテナを形成する、ＧＮＤ電位の導電膜１４に短絡する、つまり単にシールドに接するように配線を配置するだけであるため、給電線１５の配置面積を縮小することができる。ゆえに、無線通信モジュール１自体も小型化することができる。
また、本実施形態における無線通信モジュール１の絶縁体１３は、導電膜１４により全て覆われてもよいため、製造工程を単純化することができる。図６は、第１の実施形態における無線通信モジュールの製造工程を説明する図である。図６（Ａ）から（Ｅ）の順に処理が行われて、無線通信モジュール１が製造される。なお、製造方法は、１枚の大きなシート状のプリント配線板に対し、複数の無線通信モジュール１の構成要素のセットを並べて組立てた後に、最後に分割する、多面取りの方法を用いる。
まず、シート状のプリント配線板５１に対して、配線パターンと、電子部品の表面実装と、が行われる。図６（Ａ）は、表面実装が行われた状態を示す。表面実装は、半田のスクリーン印刷、部品のマウント、リフロー方式による半田づけ（以降、単にリフローと記載）、の順に行われる。なお、半導体チップ１２がチップサイズパッケージを内蔵する場合は、リフローの工程において、半導体チップ１２をプリント配線板５１に接合してもよい。ダイマウント材により半導体チップ１２をプリント配線板５１上に接着し、ワイヤボンディングにより電気的接続を確保する場合は、表面実装が行われた後に、ダイマウントおよびワイヤボンディングの工程が行われる。こうして、図６（Ａ）の点線の枠にて示されるように、無線通信モジュール１の構成要素のセットが、一つのシート状のプリント配線板５１に、一定の間隔ごとに設置される。なお、図６の例の構成要素のセットには、半導体チップ１２と、給電線１５と、第１層導体パターン１６Ａおよび１６Ｂと、ビア１７Ａおよび１７Ｂと、第２層導体パターン１８と、他の電子部品１９と、が含まれている。
続いて、トランスファーモールド、またはコンプレッションモールドなどの方法により、絶縁体１３が成形されて、半導体チップ１２などが絶縁体１３により封止される。図６（Ｂ）は、封止が行われた状態を示す。
続いて、ダイサーなどを用いて、ハーフカットが行われる。ハーフカットは、シート状のプリント配線板５１が切り離されない程度に、溝（切れ込み）５２を設けることである。ここでは、ハーフカットにより、構成要素セットごとに設けられた領域の境目ごとに、シート状のプリント配線板５１の上面よりも深い溝５２が形成される。図６（Ｃ）は、ハーフカットが行われた状態を示す。
続いて、導電膜１４を絶縁体１３の上面と側面、及びインターポーザ基板の側面の一部に成膜する。これにより、シールド層が成膜される。シールド層の成膜方法は、特に限られるものではない。例えば、スパッタ法、蒸着、静電噴霧、スプレー、スクリーン印刷などを用いることが考えられる。例えば、スパッタ法では、プラズマの回り込みにより、絶縁体１３の側面やインターポーザ基板の側面の一部にもシールド層が成膜される。図６（Ｄ）は、シールド層が成膜された状態を示す。
最後に、ダイサーなどを用いて、フルカットが行われる。フルカットでは、ハーフカットにより形成された溝５２に合わせて、シート状のプリント配線板５１が分断される。これにより、切り離された各個体が、無線通信モジュール１となる。
上記の製造方法は、スロットアンテナを形成するための専用の工程、例えば、導電膜１４に開口部を設けるための切削の工程を含まない。ゆえに、本製造方法を用いることにより、本実施形態の無線通信モジュール１を効率よく製造することができる。
以上のように、本実施形態によれば、シート層が絶縁体の一側面全てを覆っている場合でも、当該側面にスロットアンテナを形成することができる。これにより、プリント基板の配線禁止領域を縮小し、配線の配置の自由度を向上することができる。また、本実施形態の無線通信モジュールは、製造の際に開口部を設けるための専用の工程がなく、効率よく製造することが可能である。
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、無線通信モジュール１の一つの側面にスロットアンテナを形成した。しかし、無線通信モジュール１の長手方向の長さが放射される電磁波の波長の２分の１よりも小さい場合では、放射効率が低下する恐れがある。例えば、ビア１７の位置を調整しても、形成されるスロットアンテナの外周の長さが、放射される電磁波の波長の２分の１よりも短い場合は、放射効率が低下する。そこで、第２の実施形態は、スロットアンテナの外周の長さを確保するために、スロットアンテナを複数の側面に跨るようにする。
図７は、第２の実施形態の無線通信モジュールにおける配線パターンを説明する図である。図７の例では、無線通信モジュール１の左側面および前側面の二つの側面に跨るスロットアンテナを形成する。図７（Ａ）は、第１配線層におけるxy平面に平行な断面の断面図である。図２と同様、絶縁体１３は図７から省略されている。図７（Ｂ）は、第２配線層におけるxy平面に平行な断面の断面図である。
第１の実施形態では、第１層導体パターン１６Ａおよび第１層導体パターン１６Ｂが同一の側面にて導電膜１４と接触していた。第２の実施形態では、第１層導体パターン１６Ａの位置は同一だが、一方で第１層導体パターン１６Ｂの位置は、他の側面（図７では前側面）と接触している。ビア１７Ｂの位置も、第１層導体パターン１６Ｂの位置に合わせて変更されている。
第２の実施形態の第２層導体パターン１８は、インターポーザ基板１１の左側面および前側面に沿った端部を有する。このように、第２層導体パターン１８の端部は、二つ以上の側面に沿わせる。当該端部以外の部分の形状は、任意に定めてよい。図７の例のように、第２層導体パターン１８は、Ｌ字型でもよいし、単なる矩形でもよい。当該端部以外は、複雑な形状であってもよい。
図８は、第２の実施形態において形成されるスロットアンテナを示す斜視図である。Ｌ字型のスロットアンテナが、無線通信モジュール１の左側面および前側面に跨って形成されている。図８の例では、第１の実施形態と同様、給電線１５が導電膜１４と無線通信モジュール１（絶縁体１３）の左側面にて接続されているが、ビア１７Ｂが導電膜１４と前側面にて接続されているため、スロットアンテナ領域２１が、左側面と前側面に跨って存在する。
このように、本実施形態でのスロットアンテナを形成する導電膜１４は二つの側面に跨って絶縁体１３を覆っており、第１層導体パターン１６Ａおよび第１層導体パターン１６Ｂは、当該二つの側面の異なる面で導電膜１４と接している。これにより、スロットアンテナが当該二つの側面に跨って形成される。ゆえに、一つの側面ではスロットアンテナの長さが不足する場合でも、十分なスロットアンテナの長さを確保することができ、スロットアンテナの使用可能な周波数帯域を調整することができる。
なお、上記の例では、二つの側面に跨る例を示したが、第１層導体パターン１６の位置、第２層導体パターン１８の形状を調整して、三つおよび四つの側面に跨るスロットアンテナを形成することも可能である。
以上のように、第２の実施形態では、複数の側面に跨るスロットアンテナを形成することにより、スロットアンテナの外周の長さを確保し、使用可能な周波数帯域を広くすることができる。
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、スロットアンテナの外周の長さが短い場合に、配線パターンは第1の実施形態から変えずに、導電膜１４に開口部（非被膜部）を設けて、インターポーザ基板１１の側面のスロットアンテナ領域２１に接続し、１つのスロットアンテナとして動作させる。これにより、スロットアンテナの長さを長くし、第１の実施形態よりも低い周波数で放射効率の高いスロットアンテナを実現する。
図９は、第３の実施形態において形成される開口部を示す図である。無線通信モジュール１の左側面および上面に跨って、導電膜１４に開口部２３が形成されている。そして、開口部２３が、インターポーザ基板１１の側面のスロットアンテナ領域２１と接続されている。これにより、第３の実施形態で形成されるスロットアンテナは、開口部がなかった場合に形成されるスロットアンテナと開口部とが合わさったものとなる。これにより、第３の実施形態で形成されるスロットアンテナの外周を長くすることができる。
なお、第３の実施形態では、開口部から不要電磁波が特定の周波数帯で漏れ出す恐れがある。ゆえに、パッケージ内部から放射されるノイズの周波数や開口部の位置は考慮する必要がある。例えば、開口部から不要電磁波の漏洩は、スロットアンテナの共振周波数よりも高い周波数帯で起こりやすいが、パッケージ内部のクロックの周波数をスロットアンテナの共振周波数よりも十分低い周波数とすれば、クロックの高調波の強度も不要電磁波の漏洩が起こりやすい周波数では十分に下がり、不要電磁波の漏洩は問題とならない。また、開口部２３の直下に放射源となる半導体チップ１２を配置しなければ、不要電磁波の漏洩は問題とならない。また、開口部２３は無線通信モジュール１の上部に設けられているため、モジュール株のプリント基板の配線パターンとは干渉しない。従って、第１の実施形態と同様、プリント基板において、配線禁止領域を小さくしつつ、無線通信モジュール１の直下に電子部品を配置することができる。
以上のように、第３の実施形態では、無線通信モジュールの側面および上面の少なくともいずれかに設けられた導電膜１４の開口部２３が、インターポーザ基板側面のスロットアンテナ領域２１と接続される。これにより、スロットアンテナの長さを確保し、使用可能な周波数帯域を広くすることができる。
上記に、本発明の一実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１ 無線通信モジュール
１１ インターポーザ基板
１２ 半導体チップ
１３ 絶縁体
１４ 導電膜
１５ 給電線
１６Ａ、１６Ｂ 第１層導体パターン
１７Ａ、１７Ｂ ビア
１８ 第２層導体パターン
１９ 他の電子部品
２１ スロットアンテナ領域
２２ 電界
２３ 開口部
３ プリント基板
３１ プリント配線板
３２ 配線禁止領域
３３ 電池
３４ センサ
４ 標準的な無線通信モジュール
４１ 標準的な無線通信モジュールのアンテナ部
５１ シート状のプリント配線板
５２ 溝（切れ込み）
６ 標準的な無線通信モジュールを実装するプリント基板
６１ 標準的な無線通信モジュールを実装するプリント配線板
６２ 標準的な無線通信モジュールを実装するプリント配線板の配線禁止領域

Claims (16)

  1. 少なくとも、第１配線層と、第２配線層と、を有する基板と、
    前記第１配線層上に設置され、高周波信号を少なくとも送信または受信する半導体チップと、
    前記第１配線層と直交する第１の側面を有し前記半導体チップを包み込む絶縁体と、
    前記絶縁体の前記第１の側面の少なくとも一部を覆う導電膜と、
    前記第１配線層に設置されて、前記半導体チップ、及び前記導電膜に電気的に接続された給電線と、
    前記第１配線層に設置されて、前記導電膜と接触する第１および第２の導体パターンと、
    前記第２配線層に設置された、グラウンド電位の第３の導体パターンと、
    前記第１の導体パターンと、前記第３の導体パターンとを、電気的に接続する第１のビアと、
    前記第２の導体パターンと、前記第３の導体パターンとを、電気的に接続する第２のビアと、
    を備える無線通信モジュール。
  2. 前記半導体チップから前記高周波信号が、前記給電線を介して、前記導電膜に伝送されることにより、前記導電膜の端部と、前記第３の導体パターンの端部と、前記第１のビアと、前記第２のビアと、により、スロットアンテナが形成される
    請求項１に記載の無線通信モジュール。
  3. 前記スロットアンテナの電界が、前記第１配線層の厚さ方向と平行な方向を主な成分として励起される
    請求項２に記載の無線通信モジュール。
  4. 前記スロットアンテナの共振周波数が、前記第１のビアおよび前記第２のビアの位置により、調整される
    請求項２または３に記載の無線通信モジュール。
  5. 前記絶縁体が、前記第１配線層および前記第１の側面の両方に直交する第２の側面を有し、
    前記導電膜が、前記第１の側面および前記第２の側面に跨って、前記絶縁体の少なくとも一部を覆い、
    前記第１の導体パターンが、前記導電膜と前記第１の側面において接触し、
    前記第２の導体パターンが、前記導電膜と前記第２の側面において接触し、
    前記スロットアンテナが、前記第１の側面および前記第２の側面に跨って形成される
    請求項２ないし４のいずれか一項に記載の無線通信モジュール。
  6. 前記絶縁体は、前記導電膜にて被膜されていない非被膜部を有し、
    前記スロットアンテナを形成する前記導電膜の端部の一部が、前記非被膜部と接続されている
    請求項２ないし５のいずれか一項に記載の無線通信モジュール。
  7. 前記非被膜部が、前記絶縁体の前記第１の側面以外の側面にも存在する
    請求項６に記載の無線通信モジュール。
  8. 前記非被膜部が、前記絶縁体の上面にも存在する
    請求項６または７に記載の無線通信モジュール。
  9. 前記絶縁体の前記上面に存在する前記非被膜部の直下に、前記前記半導体チップが配置されていない
    請求項８に記載の無線通信モジュール。
  10. 前記半導体チップのクロックの周波数が前記スロットアンテナの共振周波数よりも低い
    請求項６ないし９のいずれか一項に記載の無線通信モジュール。
  11. 前記導電膜が、前記絶縁体の前記第１の側面の全てを覆う
    請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の無線通信モジュール。
  12. 第１面と、前記第１面の裏側の第２面と、を有するプリント配線板と、
    前記第１面に設置された、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の無線通信モジュールと、
    前記第２面に設置された電子部品と、
    を備える
    プリント基板。
  13. 前記電子部品が、前記無線通信モジュールの直下に設置されている
    請求項１２に記載のプリント基板。
  14. 前記無線通信モジュールの直下に、配線禁止領域が設けられていない
    請求項１２または１３に記載のプリント基板。
  15. 前記第１の側面が存在するほうの前記無線通信モジュールの側面が、前記プリント配線板の外周から１ｍｍ以下の距離になるように配置された
    請求項１２ないし１４のいずれか一項に記載のプリント基板。
  16. 請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の無線通信モジュールの製造方法であって、
    前記半導体チップと、前記給電線と、前記第１の導体パターンと、前記第２の導体パターンと、前記第３の導体パターンと、前記第１のビアと、前記第２のビアと、を含む、前記無線通信モジュールの構成要素のセットが、一定の間隔ごとに設置された一つのシート状のプリント基板の上面の全体に対し、絶縁体を成形するステップと、
    構成要素セットごとに設けられた領域の境目ごとに、前記絶縁体と前記シート状のプリント基板の一部に跨る溝を形成するステップと、
    前記溝にも成膜されるように、前記絶縁体の上から導電膜を成膜するステップと、
    前記溝に合わせて、前記シート状のプリント基板を分断し、小片化するステップと、
    を備える製造方法。
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