JP7153813B1 - 無線通信モジュールの評価装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】温度特性について、短時間で精度よく無線通信モジュールの評価を行うことができる無線通信モジュールの評価装置を提供する。【解決手段】評価装置は、無線通信モジュール１を保持するホルダ１５と、測定用の電波を送受信する測定用アンテナと、無線通信モジュール１の温度を調整する温度調整器２１と、を備える。温度調整器２１は、無線通信モジュール１に直接または間接的に接触して伝熱可能である。【選択図】図４
Description
本発明は、無線通信モジュールの評価装置に関する。
無線通信モジュールは、評価装置によって特性を評価することができる（例えば、特許文献１を参照）。この評価装置を用いて無線通信モジュールの温度特性を評価するには、恒温槽が用いられる。恒温槽は、被検体となる無線通信モジュールと、測定用アンテナとを収容する。この評価装置を用いて無線通信モジュールの評価を行うには、恒温槽内で所定の温度とされた条件で、無線通信モジュールに、測定用アンテナとの間で通信を行わせる。
しかし、恒温槽を用いた場合、恒温槽の温度が安定するまでに時間がかかるため、精度の高い評価を短時間で行うのは難しかった。
本発明の一態様は、短時間で精度よく無線通信モジュールの評価を行うことができる無線通信モジュールの評価装置を提供することを課題とする。
本発明の一態様は、被検体となる無線通信モジュールを保持するホルダと、前記無線通信モジュールに対向して設けられ、測定用の電波を送受信する測定用アンテナと、前記無線通信モジュールの温度を調整する温度調整器と、を備え、前記温度調整器は、前記無線通信モジュールに直接または間接的に接触して伝熱可能とされている、無線通信モジュールの評価装置を提供する。
この構成によれば、温度調整器は、無線通信モジュールに直接または間接的に接触して伝熱可能である。そのため、チャンバ内の気体の温度を調整することによって無線通信モジュールの温度を定める場合とは異なり、無線通信モジュールを短時間で目的の温度とすることができる。さらに、温度調整器との直接または間接的な接触を介した伝熱を利用するため、無線通信モジュールの温度を安定的に定めることができる。よって、無線通信モジュールの特性を精度よく評価することができる。
前記温度調整器は、前記無線通信モジュールのＲＦＩＣに直接または間接的に接触して伝熱可能とされていることが好ましい。
前記ホルダは、前記無線通信モジュールを前記温度調整器に向けて押さえつけることが好ましい。
前記無線通信モジュールの評価装置は、前記無線通信モジュールと前記温度調整器との間に介在するヒートスプレッダと、前記ヒートスプレッダの温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出値に基づいて前記温度調整器を制御することにより前記ヒートスプレッダの温度を調整する制御部と、をさらに備えることが好ましい。
前記制御部は、前記温度センサの検出値に基づいて前記温度調整器に流れる電流を制御することが好ましい。
前記無線通信モジュールと前記ヒートスプレッダとの間に、非粘着性の表面を有する伝熱シートが設けられていることが好ましい。
前記ヒートスプレッダは、前記温度調整器に対向する第１部分と、前記無線通信モジュールに対向する第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に介在する応力緩和層と、を備えることが好ましい。
前記ホルダは、樹脂で形成されていることが好ましい。
本発明の一態様によれば、温度特性について、短時間で精度よく無線通信モジュールの評価を行うことができる無線通信モジュールの評価装置を提供することができる。
図１は、実施形態の無線通信モジュールの評価装置１００の構成図である。無線通信モジュールの評価装置は、単に「評価装置」ということがある。図２は、被検体保持ユニット１０の一部の構成図である。図３は、無線通信モジュール１および第１温度調整機構２０の構成図である。図３は、図２にＡで示す部分の拡大図である。図４は、無線通信モジュール１および第１温度調整機構２０の分解図である。図５は、被検体保持ユニット１０の一部の斜視図である。図６は、気体供給部４０の模式図である。
Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は次のように定義される。Ｘ方向は、被検体保持ユニット１０と測定用アンテナユニット６０とが並ぶ方向である。＋Ｘ方向は、測定用アンテナユニット６０から被検体保持ユニット１０に向かう方向である。Ｚ方向は上下方向である。＋Ｚ方向は上方である。Ｙ方向は、Ｘ方向およびＺ方向に直交する方向である。被検体保持ユニット１０については、測定用アンテナユニット６０に近づく方向を「前方」という。測定用アンテナユニット６０については、被検体保持ユニット１０に近づく方向を「前方」という。なお、ここで定める位置関係は、評価装置１００の使用時の姿勢を限定しない。
［無線通信モジュール］
図１および図２に示すように、評価装置１００は、被検体である無線通信モジュール１を評価するための装置である。評価装置１００の説明に先だって、無線通信モジュール１について説明する。
図４に示すように、無線通信モジュール１は、アンテナ基板２と、ＲＦＩＣ３とを備える。
アンテナ基板２は、矩形板状の基材４と、アンテナパターン５（図５参照）とを備える。基材４は、例えば、誘電正接が小さく（すなわち、高周波信号の損失が小さく）、高周波信号の伝送特性の良い材料で形成されている。アンテナパターン５は、基材４の一方の面４ａ（－Ｘ方向の面）または基材４の内部に形成されている。
図１および図２に示すように、評価装置１００は、被検体である無線通信モジュール１を評価するための装置である。評価装置１００の説明に先だって、無線通信モジュール１について説明する。
図４に示すように、無線通信モジュール１は、アンテナ基板２と、ＲＦＩＣ３とを備える。
アンテナ基板２は、矩形板状の基材４と、アンテナパターン５（図５参照）とを備える。基材４は、例えば、誘電正接が小さく（すなわち、高周波信号の損失が小さく）、高周波信号の伝送特性の良い材料で形成されている。アンテナパターン５は、基材４の一方の面４ａ（－Ｘ方向の面）または基材４の内部に形成されている。
アンテナパターン５は、特に限定されないが、例えば、複数の放射素子（図示略）が面４ａに二次元状に形成されたアレーアンテナやフェーズドアレーアンテナであってよい。アンテナパターン５は、例えば、線状アンテナ、平面アンテナ、マイクロストリップアンテナ、パッチアンテナ等の任意のアンテナであってもよい。
ＲＦＩＣ３は、ミリ波帯などの高周波信号を処理する集積回路（ＲＦＩＣ：Radio Frequency Integrated Circuit）を備える。ＲＦＩＣ３に適用可能なＩＣパッケージとしては、例えば、ＢＧＡ（Ball Grid Alley）、ＣＳＰ（Chip Size Package）、ＦＯＷＬＰ（Fan Out Wafer Level Package）等がある。ＲＦＩＣ３は、アンテナ基板２の他方の面４ｂ（＋Ｘ方向の面）に実装されている。ＲＦＩＣ３は、例えば、はんだ（ＳｎＡｇＣｕ等）などで形成された接続部によって、アンテナ基板２の面４ｂに実装されている。
ＲＦＩＣ３は、例えば、矩形板状とされている。ＲＦＩＣ３のＹ方向の寸法は、アンテナ基板２のＹ方向の寸法より小さい。ＲＦＩＣ３のＺ方向の寸法は、アンテナ基板２のＺ方向の寸法より小さい。
無線通信モジュール１は、例えば、ミリ波等の高周波信号の送受信を行う。無線通信モジュール１は、高周波信号の送信と受信の両方が可能であることが好ましいが、送信のみ、または受信のみを行う無線通信モジュールであってもよい。高周波信号の周波数は、例えば、１０ＧＨｚ～３００ＧＨｚ、６０ＧＨｚ～８０ＧＨｚ等が挙げられる。
［無線通信モジュールの評価装置］
図１に示すように、評価装置１００は、被検体保持ユニット１０と、第１温度調整機構２０と、収容ケース３０と、気体供給部４０と、移動機構５０と、測定用アンテナユニット６０と、第２温度調整機構７０と、位置確認機構８０と、チャンバ９０と、を備える。
図１に示すように、評価装置１００は、被検体保持ユニット１０と、第１温度調整機構２０と、収容ケース３０と、気体供給部４０と、移動機構５０と、測定用アンテナユニット６０と、第２温度調整機構７０と、位置確認機構８０と、チャンバ９０と、を備える。
（被検体保持ユニット）
被検体保持ユニット１０は、基台１１と、背板１２と、支持板１３と、複数の支持柱１４（図２参照）と、押さえ板１５と、を備える。
背板１２は、基台１１の上部から上方に延出する。支持板１３は、背板１２の前面（－Ｘ方向の面）に重ねられている。本実施形態では、背板１２および支持板１３は、Ｘ方向に垂直である。
被検体保持ユニット１０は、基台１１と、背板１２と、支持板１３と、複数の支持柱１４（図２参照）と、押さえ板１５と、を備える。
背板１２は、基台１１の上部から上方に延出する。支持板１３は、背板１２の前面（－Ｘ方向の面）に重ねられている。本実施形態では、背板１２および支持板１３は、Ｘ方向に垂直である。
図２に示すように、支持柱１４は、支持板１３の前面（－Ｘ方向の面）から前方（－Ｘ方向）に延出する。支持柱１４は、前から見て、押さえ板１５の四隅にそれぞれ設けられている（図５参照）。支持柱１４の先端面には、受け孔（図示略）が形成されている。
押さえ板１５は、被検体となる無線通信モジュール１を保持するホルダとして機能する。押さえ板１５は、無線通信モジュール１で送受信される電波に対する影響が少ない材料、例えば、非金属材料（例えば、樹脂、ガラスなど）で構成される。押さえ板１５は、樹脂製であることが好ましい。押さえ板１５は、繊維強化樹脂で形成されていてもよい。押さえ板１５は、例えば、絶縁性材料で構成される。
押さえ板１５が樹脂で形成されていると、無線通信モジュール１で送受信される電波に対する影響を小さくできる。よって、無線通信モジュール１の特性を精度よく評価することができる。
押さえ板１５が樹脂で形成されていると、無線通信モジュール１で送受信される電波に対する影響を小さくできる。よって、無線通信モジュール１の特性を精度よく評価することができる。
図５に示すように、押さえ板１５は、例えば、矩形状とされている。押さえ板１５には、１または複数の貫通口１６が形成されている。貫通口１６は、押さえ板１５の一方の面から他方の面にかけて、押さえ板１５を貫通して形成されている。本実施形態では、貫通口１６は、押さえ板１５の厚さ方向から見て、矩形状とされている。本実施形態において、貫通口１６の数は、２つである。２つの貫通口１６は、上下方向（Ｚ方向）に間隔をおいて形成されている。貫通口１６は、押さえ板１５の厚さ方向から見て、無線通信モジュール１のアンテナパターン５を包含する大きさとされている。
押さえ板１５は、固定具１７によって支持柱１４の先端面に固定されている。押さえ板１５の四隅には挿通孔（図示略）が形成されている。固定具１７は、前記挿通孔に挿通して、支持柱１４の前記受け孔に挿入される。固定具１７は、ネジ止めなどにより前記受け孔に固定される。これにより、押さえ板１５は、無線通信モジュール１をヒートスプレッダ２２に向けて押さえ込んでいる（図３参照）。
被検体保持ユニット１０は、Ｚ方向に沿う回転軸の周りに回動することができる。これにより、被検体保持ユニット１０は、測定用アンテナユニット６０に対する向きを任意に設定できる。本実施形態では、被検体保持ユニット１０は測定用アンテナユニット６０に対して正対するが、被検体保持ユニット１０は、回動軸の周りの回動によって、左右方向に向きを変えることもできる。
（第１温度調整機構）
図３および図４に示すように、第１温度調整機構２０は、無線通信モジュール１の温度を調整する。
第１温度調整機構２０は、温度調整器２１と、ヒートスプレッダ２２と、調整用温度センサ２３と、伝熱シート２４と、モニタ用温度センサ２５と、ヒートシンク２６と、電源２７と、制御部２８と、露点計２９（図２参照）と、を備える。
図３および図４に示すように、第１温度調整機構２０は、無線通信モジュール１の温度を調整する。
第１温度調整機構２０は、温度調整器２１と、ヒートスプレッダ２２と、調整用温度センサ２３と、伝熱シート２４と、モニタ用温度センサ２５と、ヒートシンク２６と、電源２７と、制御部２８と、露点計２９（図２参照）と、を備える。
温度調整器２１は、例えば、矩形の板状とされている。温度調整器２１は、ヒートシンク２６の前面（－Ｘ方向の面）に重ねられている。温度調整器２１は、例えば、ペルチェ素子である。通電によってペルチェ素子に第１の方向の電流が流れると、ペルチェ素子の一方の面の温度は上昇し、他方の面の温度は降下する。ペルチェ素子に第２の方向（第１の方向とは反対の方向）の電流が流れると、ペルチェ素子の一方の面の温度は降下し、他方の面の温度は上昇する。ペルチェ素子の一方の面および他方の面の温度は、ペルチェ素子に流れる電流の大きさによって定められる。
温度調整器２１は、ペルチェ素子に限定されない。温度調整器２１は、例えば、熱媒体（流体）を流通させる熱媒体流通構造を有していてもよい。
温度調整器２１は、ヒートスプレッダ２２および伝熱シート２４を介して、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３に接触している。温度調整器２１は、間接的に無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３に接触しているといえる。温度調整器２１と無線通信モジュール１との間にはヒートスプレッダ２２および伝熱シート２４が設けられているため、温度調整器２１は無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３に伝熱可能に接触している。
なお、本実施形態では、温度調整器２１は間接的に無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３に接触して伝熱可能とされているが、温度調整器２１は、直接、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３に接触して伝熱可能であってもよい。すなわち、温度調整器２１は、ヒートスプレッダ２２および伝熱シート２４を介在せずに、直接、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３に接触していてもよい。
このように、温度調整器２１は、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３に直接または間接的に接触して熱を伝えることができる。
このように、温度調整器２１は、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３に直接または間接的に接触して熱を伝えることができる。
図４に示すように、ヒートスプレッダ２２は、温度調整器２１からの熱を拡散させることができる。ヒートスプレッダ２２は、第１部分２２Ａと、第２部分２２Ｂとを有する多層構造（詳しくは、二層構造）とされている。第１部分２２Ａおよび第２部分２２Ｂは、熱伝導率が高い材料、例えば、銅、アルミニウムなどの金属材料、炭素材料などによって形成される。
第１部分２２Ａは、例えば、矩形の板状とされている。第１部分２２Ａは、温度調整器２１の前面（－Ｘ方向の面）に重ねられている。第１部分２２Ａは、厚さ方向から見て、温度調整器２１を包含する大きさとされている。第１部分２２Ａは、温度調整器２１に対向する。
第２部分２２Ｂは、第１部分２２Ａの前面（－Ｘ方向の面）に重ねられている。第２部分２２Ｂは、例えば、矩形の板状とされている。第２部分２２Ｂは、厚さ方向から見て、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３を包含する大きさとされている。本実施形態では、第２部分２２ＢのＹ方向の寸法は、ＲＦＩＣ３のＹ方向の寸法より大きい。第２部分２２ＢのＺ方向の寸法は、ＲＦＩＣ３のＺ方向の寸法より大きい。第２部分２２Ｂは、無線通信モジュール１に対向する。
本実施形態では、第２部分２２ＢのＹ方向の寸法は、第１部分２２ＡのＹ方向の寸法より小さい。第２部分２２ＢのＺ方向の寸法は、第１部分２２ＡのＺ方向の寸法より小さい。
本実施形態では、第２部分２２ＢのＹ方向の寸法は、第１部分２２ＡのＹ方向の寸法より小さい。第２部分２２ＢのＺ方向の寸法は、第１部分２２ＡのＺ方向の寸法より小さい。
第２部分２２Ｂの後面と第１部分２２Ａの前面との間には、応力緩和層２２Ｃが形成されている。応力緩和層２２Ｃは、例えば、放熱グリスで構成される。放熱グリスは、複数の導電性粒子（例えば、金属粒子）を含む流動性基材である。流動性基材は、例えば、シリコーン系グリス、ポリオレフィン系グリスなどである。流動性基材は、例えば、液状または半固体状である。導電性粒子は、例えば、金属粒子、セラミック粒子などである。金属粒子は、例えば、熱伝導率の高い金属（銅、銀、アルミニウム等）で形成される。セラミック粒子は、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化アルミニウムなどで形成される。第２部分２２Ｂは、第１部分２２Ａの前面に、応力緩和層２２Ｃを介して面的に接触している。
ヒートスプレッダ２２は、第１部分２２Ａに応力緩和層２２Ｃを介して第２部分２２Ｂが設けられた構造を有する。無線通信モジュール１は、第２部分２２Ｂに押しつけられる。本実施形態では、無線通信モジュール１は、伝熱シート２４（後述）およびモニタ用温度センサ２５（後述）を介して第２部分２２Ｂに押しつけられる。無線通信モジュール１が第２部分２２Ｂを押圧することで生じた応力は、応力緩和層２２Ｃによって緩和される。そのため、温度調整器２１に加えられる押圧力を抑えることができる。よって、温度調整器２１の破損を回避できる。
調整用温度センサ２３（温度センサ）は、ヒートスプレッダ２２の温度を検出する。調整用温度センサ２３は、例えば、ヒートスプレッダ２２の第１部分２２Ａに内蔵されている。調整用温度センサ２３は、例えば、熱電対、サーミスタ、測温抵抗体等を備える。
伝熱シート２４は、第２部分２２Ｂの前面と、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３の後面との間に設けられる。伝熱シート２４は、第２部分２２Ｂの前面と、ＲＦＩＣ３の後面とに接する。本実施形態では、伝熱シート２４の前面の一部は、モニタ用温度センサ２５を介してＲＦＩＣ３の後面に接する。伝熱シート２４は、第２部分２２Ｂからの熱をＲＦＩＣ３に伝えることができる。
伝熱シート２４は、例えば、矩形状とされている。伝熱シート２４は、例えば、炭素材料、金属、無機化合物等で構成される熱伝導性材料と、樹脂とを含有する。炭素材料としては、例えば、グラファイト、グラフェン、炭素繊維、カーボンブラックなどが挙げられる。金属としては、例えば、銅、銀、アルミニウムなどが挙げられる。無機化合物としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどが挙げられる。
伝熱シート２４は、厚さ方向に圧縮変形可能な弾性体であってよい。これにより、第２部分２２ＢとＲＦＩＣ３との隙間を小さくし、第２部分２２ＢとＲＦＩＣ３との間の伝熱効率を高めることができる。伝熱シート２４は、可撓性を有する。伝熱シートは、放熱シート、熱伝導シートともいう。
伝熱シート２４は、厚さ方向から見て、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３を包含する大きさとされている。伝熱シート２４は、第２部分２２Ｂの前面を包含する大きさとされている。本実施形態では、伝熱シート２４は、第２部分２２Ｂの前面と同形である。伝熱シート２４は、第２部分２２Ｂの前面に重ねられている。伝熱シート２４は、第２部分２２Ｂの前面を全域にわたって覆う。
伝熱シート２４の両面は、非粘着性である。すなわち、伝熱シート２４は、非粘着性の表面を有する。そのため、伝熱シート２４は、無線通信モジュール１に接着しない。よって、無線通信モジュール１の着脱の操作を容易にすることができる。
モニタ用温度センサ２５は、シート状とされている。モニタ用温度センサ２５は、ＲＦＩＣ３の温度を検出する。モニタ用温度センサ２５は、例えば、熱電対である。モニタ用温度センサ２５は、伝熱シート２４とＲＦＩＣ３との間に設けられる。モニタ用温度センサ２５は、厚さ方向から見て、ＲＦＩＣ３より小さい。モニタ用温度センサ２５でＲＦＩＣ３の温度を測定することによって、ＲＦＩＣ３の温度を正確に把握できる。
モニタ用温度センサ２５は、伝熱シート２４より薄い。モニタ用温度センサ２５の厚さは、例えば、伝熱シート２４の厚さの１０分の１以下であってよい。モニタ用温度センサ２５が伝熱シート２４より薄いことによって、ＲＦＩＣ３と伝熱シート２４との接触面積を大きくし、ＲＦＩＣ３と伝熱シート２４との間の熱伝導性を高めることができる。そのため、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３とヒートスプレッダ２２との間の熱伝導性を良くすることができる。
ヒートスプレッダ２２、伝熱シート２４およびモニタ用温度センサ２５は、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３と温度調整器２１との間に介在している。
ヒートシンク２６は、温度調整器２１の後面側に設けられている。ヒートシンク２６は、例えば、水冷式、空冷式などのヒートシンクである。ヒートシンク２６は、水冷式であることが望ましい。ヒートシンク２６は、支持板１３の前面に設けられている（図２参照）。
ヒートシンク２６は、温度調整器２１と、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３との温度を短時間で上昇または降下させることができる。
ヒートシンク２６は、温度調整器２１と、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３との温度を短時間で上昇または降下させることができる。
電源２７は、温度調整器２１に通電する。露点計２９（図２参照）は、収容ケース３０内の露点を測定する。
制御部２８は、調整用温度センサ２３の検出値に基づいて、温度調整器２１を制御することにより、ヒートスプレッダ２２の温度を調整する。
例えば、温度調整器２１がペルチェ素子である場合、制御部２８は、調整用温度センサ２３の検出値に基づいて、電源２７から温度調整器２１に流れる電流を制御することにより、温度調整器２１の温度を調整する。これにより、ヒートスプレッダ２２の温度を調整する。
温度調整器２１が熱媒体流通構造を有する場合、制御部２８は、調整用温度センサ２３の検出値に基づいて、熱媒体の温度または流量を制御することにより、温度調整器２１の温度を調整する。これにより、ヒートスプレッダ２２の温度を調整する。
例えば、温度調整器２１がペルチェ素子である場合、制御部２８は、調整用温度センサ２３の検出値に基づいて、電源２７から温度調整器２１に流れる電流を制御することにより、温度調整器２１の温度を調整する。これにより、ヒートスプレッダ２２の温度を調整する。
温度調整器２１が熱媒体流通構造を有する場合、制御部２８は、調整用温度センサ２３の検出値に基づいて、熱媒体の温度または流量を制御することにより、温度調整器２１の温度を調整する。これにより、ヒートスプレッダ２２の温度を調整する。
（収容ケース）
図２および図５に示すように、収容ケース３０は、被検体となる無線通信モジュール１および温度調整器２１を収容する。収容ケース３０は、ケース本体３１と、閉止板３２とを備える。
図２および図５に示すように、収容ケース３０は、被検体となる無線通信モジュール１および温度調整器２１を収容する。収容ケース３０は、ケース本体３１と、閉止板３２とを備える。
ケース本体３１は、支持板１３の前面から前方に延出する。ケース本体３１は、底板３３と、一対の側板３４と、上板３５とを備える。底板３３は、例えば、ＸＹ平面に沿う矩形状の板である。一対の側板３４は、底板３３のＹ方向の両端に立設されている。側板３４は、例えば、ＸＺ平面に沿う矩形状の板である。上板３５は、一方の側板３４の上端から他方の側板３４の上端にかけて形成されている。上板３５は、例えば、ＸＹ平面に沿う矩形状の板である。ケース本体３１は、矩形の枠状に形成されている。
閉止板３２は、ＹＺ平面に沿う矩形状の板である。閉止板３２は、ケース本体３１の前面開口を覆う蓋材として機能する。閉止板３２は、厚さ方向から見て、ケース本体３１の前面開口を包含する大きさとされている。
閉止板３２は、発泡体である誘電体により形成されている。発泡体である誘電体としては、発泡ポリオレフィン（例えば、発泡ポリエチレンなど）などの発泡性樹脂が挙げられる。閉止板３２は、発泡体であることにより可撓性が高められ、収容ケース３０の内圧が所定値以上となったときに厚さ方向に撓み変形しやすくなる。そのため、収容ケース３０の内圧に応じて、ケース本体３１の開口端３１ａに対して当接および離間するように動作しやすくなる。
閉止板３２は、発泡体であるため、非発泡体に比べて、見かけの誘電率が空気に近くなる。そのため、閉止板３２の内部での多重反射は起こりにくくなる。よって、閉止板３２の内部におけるマルチパスによる影響を抑制できる。閉止板３２は、発泡体であるため断熱効果が高いことから、無線通信モジュール１の温度調整が容易となる。
図５に示すように、閉止板３２の周縁部は、複数の固定具３６によって、ケース本体３１の開口端３１ａに固定されている。複数の固定具３６は、閉止板３２の周縁部に、間隔をおいて設けられている。
閉止板３２は、収容ケース３０内の気圧に応じてケース本体３１の開口端３１ａに対して当接および離間可能である。
例えば、閉止板３２は、収容ケース３０内の気圧が所定値未満のとき、ケース本体３１の開口端３１ａに、全周にわたって当接する。これにより、閉止板３２はケース本体３１の前面開口を塞ぎ、収容ケース３０内は閉空間となる。
収容ケース３０の内圧が所定値以上となると、閉止板３２の少なくとも一部はケース本体３１の開口端３１ａから離れる。例えば、閉止板３２の周縁部は、隣り合う固定具３６の間において、ケース本体３１の開口端３１ａから離れる。これにより、収容ケース３０内の気体は、閉止板３２と、ケース本体３１の開口端３１ａとの隙間から外部に放出可能となる。
例えば、閉止板３２は、収容ケース３０内の気圧が所定値未満のとき、ケース本体３１の開口端３１ａに、全周にわたって当接する。これにより、閉止板３２はケース本体３１の前面開口を塞ぎ、収容ケース３０内は閉空間となる。
収容ケース３０の内圧が所定値以上となると、閉止板３２の少なくとも一部はケース本体３１の開口端３１ａから離れる。例えば、閉止板３２の周縁部は、隣り合う固定具３６の間において、ケース本体３１の開口端３１ａから離れる。これにより、収容ケース３０内の気体は、閉止板３２と、ケース本体３１の開口端３１ａとの隙間から外部に放出可能となる。
（気体供給部）
図５および図６に示すように、気体供給部４０は、乾燥気体の供給源４１と、複数の導入路４２と、複数の放出部４３と、を備える。
供給源４１は、例えば、メンブレンフィルタによって気体から水分を除去することにより、乾燥気体を得る。供給源４１は、シリカゲルなどの除湿剤によって気体から水分を除去することにより乾燥気体を得る構成であってもよい。供給源４１は、このほか、気体を冷却することにより水分を除去して乾燥気体を得る構成であってもよい。気体としては、特に限定されないが、空気、窒素などが挙げられる。
図５および図６に示すように、気体供給部４０は、乾燥気体の供給源４１と、複数の導入路４２と、複数の放出部４３と、を備える。
供給源４１は、例えば、メンブレンフィルタによって気体から水分を除去することにより、乾燥気体を得る。供給源４１は、シリカゲルなどの除湿剤によって気体から水分を除去することにより乾燥気体を得る構成であってもよい。供給源４１は、このほか、気体を冷却することにより水分を除去して乾燥気体を得る構成であってもよい。気体としては、特に限定されないが、空気、窒素などが挙げられる。
導入路４２は、供給源４１から供給された乾燥気体を放出部４３に導く。
放出部４３は、筒状（詳しくは、円筒状）に形成されている。放出部４３には、複数の放出孔４４が形成されている。放出孔４４は、例えば、放出部４３の内周面から外周面にかけて放出部４３を貫通して形成されている。放出孔４４は、例えば円形状の貫通孔である。放出孔４４は、放出部４３内の乾燥気体を放出部４３の外に放出させ、収容ケース３０の内部に供給することができる。複数の放出孔４４は、放出部４３の長さ方向に並んで形成されている。複数の放出孔４４は、放出部４３の長さ方向に間隔をおいて形成されている。
放出部４３は、筒状（詳しくは、円筒状）に形成されている。放出部４３には、複数の放出孔４４が形成されている。放出孔４４は、例えば、放出部４３の内周面から外周面にかけて放出部４３を貫通して形成されている。放出孔４４は、例えば円形状の貫通孔である。放出孔４４は、放出部４３内の乾燥気体を放出部４３の外に放出させ、収容ケース３０の内部に供給することができる。複数の放出孔４４は、放出部４３の長さ方向に並んで形成されている。複数の放出孔４４は、放出部４３の長さ方向に間隔をおいて形成されている。
本実施形態では、放出部４３の数は２つである。２つの放出部４３は、それぞれ収容ケース３０の内部に設置されている。
２つの放出部４３のうち一方を第１放出部４３Ａという（図６参照）。第１放出部４３Ａは、Ｙ方向に沿う姿勢とされ、収容ケース３０の内部空間の上部に設置されている。放出孔４４は第１放出部４３Ａの下部に形成されているため、乾燥気体は下方に向けて放出される。
２つの放出部４３のうち他方を第２放出部４３Ｂという（図６参照）。第２放出部４３Ｂは、Ｙ方向に沿う姿勢とされ、収容ケース３０の内部空間の下部に設置されている。放出孔４４は第２放出部４３Ｂの上部に形成されているため、乾燥気体は上方に向けて放出される。
２つの放出部４３のうち一方を第１放出部４３Ａという（図６参照）。第１放出部４３Ａは、Ｙ方向に沿う姿勢とされ、収容ケース３０の内部空間の上部に設置されている。放出孔４４は第１放出部４３Ａの下部に形成されているため、乾燥気体は下方に向けて放出される。
２つの放出部４３のうち他方を第２放出部４３Ｂという（図６参照）。第２放出部４３Ｂは、Ｙ方向に沿う姿勢とされ、収容ケース３０の内部空間の下部に設置されている。放出孔４４は第２放出部４３Ｂの上部に形成されているため、乾燥気体は上方に向けて放出される。
（移動機構）
図１に示すように、移動機構５０は、スライドレール５１と、スライダ５２とを備える。
スライドレール５１は、チャンバ９０の底面に設けられている。スライドレール５１は、Ｘ方向に沿って延在する直線状のレールである。
スライダ５２は、被検体保持ユニット１０の下部に設けられている。スライダ５２は、スライドレール５１に沿って移動可能である。被検体保持ユニット１０は、スライダ５２によって、スライドレール５１に沿ってＸ方向に移動可能である。そのため、被検体保持ユニット１０は、測定用アンテナユニット６０に対する離間距離を任意に定めることができる。
図１に示すように、移動機構５０は、スライドレール５１と、スライダ５２とを備える。
スライドレール５１は、チャンバ９０の底面に設けられている。スライドレール５１は、Ｘ方向に沿って延在する直線状のレールである。
スライダ５２は、被検体保持ユニット１０の下部に設けられている。スライダ５２は、スライドレール５１に沿って移動可能である。被検体保持ユニット１０は、スライダ５２によって、スライドレール５１に沿ってＸ方向に移動可能である。そのため、被検体保持ユニット１０は、測定用アンテナユニット６０に対する離間距離を任意に定めることができる。
（測定用アンテナユニット）
測定用アンテナユニット６０は、基台６１と、支持板６３と、複数の支持柱６４と、押さえ板６５と、測定用アンテナモジュール１０１（測定用アンテナ）と、を備える。
支持板６３は、基台６１から上方に延出する。支持柱６４は、支持板６３の前面から前方（＋Ｘ方向）に延出する。押さえ板６５は、測定用アンテナモジュール１０１を保持するホルダとして機能する。押さえ板６５は、測定用アンテナモジュール１０１で送受信される電波に対する影響が少なく、熱伝導率が低い材料、例えばＰＥＥＫ等の樹脂で構成される。押さえ板６５は、測定用アンテナモジュール１０１をヒートスプレッダ７２に向けて押さえ込んでいる。
測定用アンテナユニット６０は、基台６１と、支持板６３と、複数の支持柱６４と、押さえ板６５と、測定用アンテナモジュール１０１（測定用アンテナ）と、を備える。
支持板６３は、基台６１から上方に延出する。支持柱６４は、支持板６３の前面から前方（＋Ｘ方向）に延出する。押さえ板６５は、測定用アンテナモジュール１０１を保持するホルダとして機能する。押さえ板６５は、測定用アンテナモジュール１０１で送受信される電波に対する影響が少なく、熱伝導率が低い材料、例えばＰＥＥＫ等の樹脂で構成される。押さえ板６５は、測定用アンテナモジュール１０１をヒートスプレッダ７２に向けて押さえ込んでいる。
測定用アンテナモジュール１０１は、無線通信モジュール１（図４参照）と同様に、アンテナ基板と、ＲＦＩＣとを備える。測定用アンテナモジュール１０１は、測定用の電波を送受信する。測定用アンテナモジュール１０１は、例えば、ミリ波等の高周波信号の送受信を行う。高周波信号の周波数は、例えば、１０ＧＨｚ～３００ＧＨｚ、６０ＧＨｚ～８０ＧＨｚ等が挙げられる。測定用アンテナモジュール１０１は、無線通信モジュール１と対向する位置に設置される。
本実施形態では、測定用アンテナモジュール１０１を備えた測定用アンテナユニット６０を使用しているが、測定用アンテナユニットは図１に示す例に限定されない。測定用アンテナユニットとしては、例えば、ホーンアンテナを用いた測定用アンテナユニットを使用してもよい。
（第２温度調整機構）
第２温度調整機構７０は、ヒートスプレッダ７２と、ヒートシンク７６とを備える。ヒートスプレッダ７２は、被検体保持ユニット１０のヒートスプレッダ２２と同様の構造であってよい。ヒートスプレッダ７２は、例えば、伝熱シートを介して測定用アンテナモジュール１０１のＲＦＩＣに接している。ヒートシンク７６は、例えば、空冷式のヒートシンクである。
第２温度調整機構７０は、ヒートスプレッダ７２と、ヒートシンク７６とを備える。ヒートスプレッダ７２は、被検体保持ユニット１０のヒートスプレッダ２２と同様の構造であってよい。ヒートスプレッダ７２は、例えば、伝熱シートを介して測定用アンテナモジュール１０１のＲＦＩＣに接している。ヒートシンク７６は、例えば、空冷式のヒートシンクである。
（位置確認機構８０）
位置確認機構８０は、レーザ光源などの光源８１と、受光部８２とを備える。受光部８２は、光源８１からの光を受光する。光源８１は、測定用アンテナユニット６０の基台６１の前面に設けられている。受光部８２は、被検体保持ユニット１０の支持板１３の前面に設けられている。
位置確認機構８０は、レーザ光源などの光源８１と、受光部８２とを備える。受光部８２は、光源８１からの光を受光する。光源８１は、測定用アンテナユニット６０の基台６１の前面に設けられている。受光部８２は、被検体保持ユニット１０の支持板１３の前面に設けられている。
位置確認機構８０によれば、光源８１からの光を受光部８２が受光することによって、被検体保持ユニット１０が測定用アンテナユニット６０に対して正対する姿勢となっていることを確認できる。
（チャンバ９０）
チャンバ９０は、被検体保持ユニット１０、第１温度調整機構２０、収容ケース３０、気体供給部４０、移動機構５０、測定用アンテナユニット６０、第２温度調整機構７０および位置確認機構８０を収容する。チャンバ９０は、外部からの電磁波の影響を受けず、かつ外部への電磁波の漏洩を抑制できる。チャンバ９０は、内部での電磁波の反射を抑制できる。
チャンバ９０は、被検体保持ユニット１０、第１温度調整機構２０、収容ケース３０、気体供給部４０、移動機構５０、測定用アンテナユニット６０、第２温度調整機構７０および位置確認機構８０を収容する。チャンバ９０は、外部からの電磁波の影響を受けず、かつ外部への電磁波の漏洩を抑制できる。チャンバ９０は、内部での電磁波の反射を抑制できる。
チャンバ９０の内面には、電波吸収体９１が設けられている。電波吸収体９１は、例えば、誘電性電波吸収体である。誘電性電波吸収体は、誘電損失により電波を吸収する。電波吸収体９１は、例えば、カーボン粉末を含む発泡樹脂（発泡ウレタン等）で構成されている。電波吸収体９１は、誘電性電波吸収体に限らず、導電性電波吸収体、磁性電波吸収体などでもよい。
［無線通信モジュールの評価方法］
図１に示す評価装置１００を用いて無線通信モジュール１を評価する方法の一例を説明する。
この例では、無線通信モジュール１と測定用アンテナモジュール１０１との間の電波の送受信状態を確認することによって、無線通信モジュール１の温度特性を評価する評価試験を行う。
図１に示す評価装置１００を用いて無線通信モジュール１を評価する方法の一例を説明する。
この例では、無線通信モジュール１と測定用アンテナモジュール１０１との間の電波の送受信状態を確認することによって、無線通信モジュール１の温度特性を評価する評価試験を行う。
図５および図６に示すように、気体供給部４０の供給源４１において、乾燥気体を得る。
乾燥気体は、実施される評価試験の温度に応じて、収容ケース３０内で結露が発生しない条件（または結露が少ない条件）を満足するように調整される。例えば、乾燥気体の湿度は、評価試験の温度範囲の下限値において結露が生じないように選択される。例えば、評価試験の温度範囲の下限値が－４０℃である場合、－４０℃で結露が起きないように、乾燥気体の湿度が設定される。
乾燥気体は、実施される評価試験の温度に応じて、収容ケース３０内で結露が発生しない条件（または結露が少ない条件）を満足するように調整される。例えば、乾燥気体の湿度は、評価試験の温度範囲の下限値において結露が生じないように選択される。例えば、評価試験の温度範囲の下限値が－４０℃である場合、－４０℃で結露が起きないように、乾燥気体の湿度が設定される。
図６に示すように、供給源４１から供給された乾燥気体を、導入路４２を通して放出部４３に導く。放出部４３内の乾燥気体は、放出孔４４を通して放出され、収容ケース３０の内部に供給される。２つの放出部４３のうち第１放出部４３Ａから放出された乾燥気体は、下方に向けて放出される。第２放出部４３Ｂから放出された乾燥気体は、上方に向けて放出される。
収容ケース３０内の気圧が所定値以上となると、閉止板３２の少なくとも一部はケース本体３１の開口端３１ａから離れ、収容ケース３０内の気体は、閉止板３２と、ケース本体３１の開口端３１ａとの隙間から外部に放出される。
図３および図４に示すように、温度調整器２１を用いて、無線通信モジュール１の温度を設定する。制御部２８は、調整用温度センサ２３の検出値に基づいて、電源２７から温度調整器２１に流れる電流を制御することにより、温度調整器２１の温度を調整することができる。制御部２８は、例えば、検出値が、予め定められた設定範囲の下限値を下回った場合に、温度調整器２１に流れる電流を大きくし、温度調整器２１の温度を上昇させる。制御部２８は、例えば、検出値が、予め定められた設定範囲の上限値を上回った場合に、温度調整器２１に流れる電流を小さくし、温度調整器２１の温度を降下させる。これにより、無線通信モジュール１を、目的の温度とする。
図１に示すように、収容ケース３０への乾燥気体の供給、および、無線通信モジュール１の温度設定を行いつつ、無線通信モジュール１と測定用アンテナモジュール１０１との間の電波の送受信状態を確認する。
具体的には、例えば、無線通信モジュール１から送信された電波を、測定用アンテナモジュール１０１に受信させることで、無線通信モジュール１は適正な送信ができているか否かを評価することができる。測定用アンテナモジュール１０１から送信された電波を、無線通信モジュール１に受信させることで、無線通信モジュール１は適正な受信ができているか否かを評価することができる。
具体的には、例えば、無線通信モジュール１から送信された電波を、測定用アンテナモジュール１０１に受信させることで、無線通信モジュール１は適正な送信ができているか否かを評価することができる。測定用アンテナモジュール１０１から送信された電波を、無線通信モジュール１に受信させることで、無線通信モジュール１は適正な受信ができているか否かを評価することができる。
無線通信モジュール１の温度を適宜調整しつつ、送受信状態の確認を行うことによって、無線通信モジュール１の温度特性を評価することができる。
［実施形態の無線通信モジュールの評価装置が奏する効果］
評価装置１００では、温度調整器２１は、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３に直接または間接的に接触して伝熱可能である。そのため、チャンバ９０内の気体の温度を調整することによって無線通信モジュール１の温度を定める場合とは異なり、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３を短時間で目的の温度とすることができる。さらに、温度調整器２１との直接または間接的な接触を介した伝熱を利用するため、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３の温度を安定的に定めることができる。よって、無線通信モジュール１の特性を精度よく評価することができる。
評価装置１００では、温度調整器２１は、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３に直接または間接的に接触して伝熱可能である。そのため、チャンバ９０内の気体の温度を調整することによって無線通信モジュール１の温度を定める場合とは異なり、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３を短時間で目的の温度とすることができる。さらに、温度調整器２１との直接または間接的な接触を介した伝熱を利用するため、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３の温度を安定的に定めることができる。よって、無線通信モジュール１の特性を精度よく評価することができる。
温度調整器２１は、温度が変化しやすいＲＦＩＣ３に直接または間接的に接触して伝熱可能であるため、無線通信モジュール１の温度を安定的に定めることができる。よって、無線通信モジュール１の特性を精度よく評価することができる。
押さえ板１５は、無線通信モジュール１をヒートスプレッダ２２に向けて押さえ込んで保持するため、無線通信モジュール１を安定的に位置決めすることができる。よって、無線通信モジュール１の特性を精度よく評価することができる。また、無線通信モジュール１とヒートスプレッダ２２との熱伝導も効率よく行うことができる。さらに、接着剤などを使用して無線通信モジュールを固定する場合に比べ、無線通信モジュール１の着脱も容易となる。
評価装置１００は、ヒートスプレッダ２２と、調整用温度センサ２３と、制御部２８とを備える。制御部２８は、調整用温度センサ２３の検出値に基づいて温度調整器２１を制御することにより、ヒートスプレッダ２２の温度を調整する。そのため、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３の温度を安定的に定めることができる。よって、無線通信モジュール１の特性を精度よく評価することができる。
制御部２８は、調整用温度センサ２３の検出値に基づいて、電源２７から温度調整器２１に流れる電流を制御することにより、温度調整器２１の温度を調整することができる。そのため、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３の温度を安定的に定めることができる。よって、無線通信モジュール１の特性を精度よく評価することができる。
本発明は前記の例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
図３に示すヒートスプレッダ２２は、第１部分２２Ａと第２部分２２Ｂとを有する二層構造であるが、ヒートスプレッダは、三層以上の構造であってもよい。ヒートスプレッダは、単層構造であってもよい。
図３および図４に示す温度調整器２１としては、ペルチェ素子を例示したが、温度調整器は特に限定されない。温度調整器は、ニクロム線等の電熱線などのヒータであってもよい。温度調整器は、チラー（冷却水循環装置）などの冷却機構を備えていてもよい。
図５に示す気体供給部４０における放出部４３の数は２つであるが、放出部の数は１または複数（２以上の任意の数）であってよい。
温度調整器２１は、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３以外の部分（例えば、アンテナ基板２）に直接または間接的に接触して伝熱可能とされていてもよい。
図３に示すヒートスプレッダ２２は、第１部分２２Ａと第２部分２２Ｂとを有する二層構造であるが、ヒートスプレッダは、三層以上の構造であってもよい。ヒートスプレッダは、単層構造であってもよい。
図３および図４に示す温度調整器２１としては、ペルチェ素子を例示したが、温度調整器は特に限定されない。温度調整器は、ニクロム線等の電熱線などのヒータであってもよい。温度調整器は、チラー（冷却水循環装置）などの冷却機構を備えていてもよい。
図５に示す気体供給部４０における放出部４３の数は２つであるが、放出部の数は１または複数（２以上の任意の数）であってよい。
温度調整器２１は、無線通信モジュール１のＲＦＩＣ３以外の部分（例えば、アンテナ基板２）に直接または間接的に接触して伝熱可能とされていてもよい。
１…無線通信モジュール（被検体）、３…ＲＦＩＣ、１５…押さえ板（ホルダ）、２１…温度調整器、２２…ヒートスプレッダ、２２Ａ…第１部分、２２Ｂ…第２部分、２２Ｃ…応力緩和層、２３…調整用温度センサ（温度センサ）、２４…伝熱シート、２８…制御部、１００…無線通信モジュールの評価装置、１０１…測定用アンテナモジュール（測定用アンテナ）。
Claims (8)
- 被検体となる無線通信モジュールを保持するホルダと、
前記無線通信モジュールに対向して設けられ、測定用の電波を送受信する測定用アンテナと、
前記無線通信モジュールの温度を調整する温度調整器と、を備え、
前記温度調整器は、前記無線通信モジュールに直接または間接的に接触して伝熱可能とされ、
前記無線通信モジュールは、アンテナパターンを有し、
前記ホルダは、貫通口を有する板状とされ、前記無線通信モジュールに重ねられて前記無線通信モジュールを前記温度調整器に向けて押さえつけ、
前記貫通口は、前記ホルダの厚さ方向から見て前記アンテナパターンを包含する、
無線通信モジュールの評価装置。 - 被検体となる無線通信モジュールを保持するホルダと、
前記無線通信モジュールに対向して設けられ、測定用の電波を送受信する測定用アンテナと、
前記無線通信モジュールの温度を調整する温度調整器と、
前記無線通信モジュールと前記温度調整器との間に介在するヒートスプレッダと、
前記ヒートスプレッダの温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出値に基づいて前記温度調整器を制御することにより前記ヒートスプレッダの温度を調整する制御部と、
を備え、
前記温度調整器は、前記無線通信モジュールに直接または間接的に接触して伝熱可能とされている、
無線通信モジュールの評価装置。 - 前記温度調整器は、前記無線通信モジュールのＲＦＩＣに直接または間接的に接触して伝熱可能とされている、
請求項２記載の無線通信モジュールの評価装置。 - 前記ホルダは、前記無線通信モジュールを前記温度調整器に向けて押さえつける、
請求項２または３記載の無線通信モジュールの評価装置。 - 前記制御部は、前記温度センサの検出値に基づいて前記温度調整器に流れる電流を制御する、
請求項２～４のうちいずれか１項に記載の無線通信モジュールの評価装置。 - 前記無線通信モジュールと前記ヒートスプレッダとの間に、非粘着性の表面を有する伝熱シートが設けられている、
請求項２～５のうちいずれか１項に記載の無線通信モジュールの評価装置。 - 前記ヒートスプレッダは、
前記温度調整器に対向する第１部分と、
前記無線通信モジュールに対向する第２部分と、
前記第１部分と前記第２部分との間に介在する応力緩和層と、
を備える、
請求項２～６のうちいずれか１項に記載の無線通信モジュールの評価装置。 - 前記ホルダは、樹脂で形成されている、
請求項２～７のうちいずれか１項に記載の無線通信モジュールの評価装置。
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