JP2007124591A - 通信モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】 通信モジュールの小型化及び低背化と低コスト化を図ることができる通信モジュールを提供する。
【解決手段】 本発明の通信モジュールは、配線基板上に、集積回路素子を搭載するとともに、該集積回路素子と接続されている圧電振動素子を搭載してなる通信モジュールにおいて、該圧電振動素子を搭載する外周には、柱部材が設けられていることにより課題を解決するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品の通信モジュールの小型化とシールド効果とをもたせるようにした通信モジュールに関する。
通信装置の小型化に伴って、この通信装置に組み込まれるブルートゥース等に用いられる通信モジュールも小型化が要求されている。一般的に、通信モジュールは、小型化を図るために配線基板の上面を電子部品を搭載する面として利用し、配線基板の上面に電子部品を実装した構造としてある。
従来の通信モジュールは、配線基板上に、集積回路素子並びに水晶振動子を搭載してなり、集積回路素子を封止或いはモールドされた構造又は蓋体で部品を覆った構造、蓋体に収納された構造が存在する。（特許文献１参照
特開２００２−９２２５号公報 なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
しかしながら従来の通信モジュールでは、通信装置の小型化に伴い、通信モジュールの小型化及び低背化が求められているが、水晶振動素子を搭載する為の凹部が必要な為、これ以上通信モジュールを小型化及び低背化をすることができないといった欠点があった。
また、水晶振動素子を配線基板上に搭載する場合、該水晶振動素子を気密封止する為の蓋体が接合時にずれて、該集積回路素子に接触してしまうという欠点があった。
本発明の目的は、上記問題に鑑み、通信モジュールの小型化及び低背化と低コスト化を図ることができる通信モジュールを提供することを課題とするものである。
本発明の通信モジュールは、配線基板上に、集積回路素子を搭載するとともに、該集積回路素子と接続されている圧電振動素子を搭載してなる通信モジュールにおいて、該圧電振動素子を搭載する外周には、柱部材が設けられていることを特徴とするものである。
また本発明の通信モジュールは、前記圧電振動素子を被覆するようにして蓋体を配置してなることを特徴とするものである。
更に本発明の通信モジュールは、前記柱部材がグランド端子に接続されていることを特徴とするものである。
また更に本発明の通信モジュールは、前記集積回路素子並びに圧電振動素子を絶縁性樹脂で被覆し、前記絶縁性樹脂表面に導電性樹脂層を形成すると共に、該導電性樹脂層が前記柱部材と接続されていることを特徴とするものである。
本発明の通信モジュールによれば、圧電振動素子を搭載する外周には、柱部材が設けられていることによって、圧電振動素子を気密封止する為の蓋体が、接合時にずれても柱部材に接触することで、該集積回路素子に接触することがなくなり、安定した出力を供給することが可能となる。
また、本発明の通信モジュールによれば、前記柱部材がグランド端子に接続されていることによって、前記圧電振動素子がグランド端子に囲まれており、外来ノイズ等の影響を緩和することが可能となる。
また本発明の通信モジュールによれば、前記集積回路素子並びに圧電振動素子を絶縁性樹脂で被覆し、前記絶縁性樹脂表面に導電性樹脂層を形成すると共に、該導電性樹脂層が前記柱部材と接続されていることによって、搭載した集積回路素子及び圧電振動素子に対しては、配線基板と絶縁樹脂層及び導電性樹脂層とで完全に被覆するので、高精度で確実な絶縁性とシールド効果と高密度実装とを可能にすることができるため、外部からの電磁界や静電の影響を有効に阻止することができる。
図１は、本発明の実施形態は、通信モジュールについて説明する分解斜視図であり、図２は、本発明である通信モジュールの外観斜視図である。また、図３は、本発明である通信モジュールの断面図である。また、図示では柱部材５と蓋体４に隙間があるが、柱部材５と蓋体４の隙間は実際には少ない。本発明の実施形態における通信モジュールは、該図に示すように、配線パターンが形成された配線基板１と、該配線基板１の部品実装面（一方の主面：上面）に集積回路素子２並びに圧電振動素子３を搭載し、該圧電振動素子３を気密封止する為の蓋体４が配置され、該圧電振動素子の外周には、柱部材５が配置されている。また前記集積回路素子２と圧電振動素子３を覆うように配線基板１の上面に形成された絶縁性樹脂層６と、該絶縁性樹脂層６の表面に形成された静電気や電磁界からの影響をシールド遮蔽する導電性樹脂層７とから構成されている。
図１と図２を参照しながら説明すると、図１は分解斜視図で上述の配線基板１を構成する絶縁層の材質としては、例えばガラスセラミックス等のセラミック材料が用いられ、個々の絶縁層の厚みは例えば５０μｍ〜３００μｍに設定される。
なお、前記配線基板１は、絶縁層がセラミック材料から成る場合、セラミック原料の粉末に適当な有機溶剤、有機溶媒等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートを複数枚積層した上、これをプレス成形し、しかる後、この積層体を高温で焼成し、外形加工することによって製作される。
また、前記配線基板１の内部に設けられる配線パターンやビアホール導体の材質としては、例えば、銀を主成分とする導電材料が好適に用いられ、個々の配線の厚みは例えば５μｍ〜２０μｍに設定される。
一方、配線基板１の上面には配線パターンと接続される接続パッド、表面配線（図示せず）等が形成されている。
なお、配線パターン、接続パッドは、例えば、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ等のＡｇ系粉末、ホウ珪酸系低融点ガラスフリット、エチルセルロース等の有機バインダー、有機溶剤等を含有してなる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって、配線基板１の最上層に対応するセラミックグリーンシート上に塗布し、焼成することによって形成される。
配線基板１の表面には、集積回路素子２及び圧電振動素子３を搭載するための搭載電極８が設けられている。
配線基板１の搭載電極８と集積回路素子２及び圧電振動素子３の励振電極とは、半田及び導電性接着剤で接続されている。
そして集積回路素子２、圧電振動素子３を搭載する配線基板１の内部には、内層パターンが設けられており、また配線基板１の裏面には、中央に配置されたグランド用電極が設けられている。配線基板１の表面に設けた配線パターンと、配線基板１の裏面に設けた前記グランド用電極とが、それぞれ前記内層パターンを介して電気的に接続されている。
集積回路素子２は、ＲＦ部分と、ベースバンド部分と、書き換え可能なフラッシュメモリ等の記憶媒体とにより構成され、フラッシュメモリにブルートゥースデバイス（ＢＤ）アドレス及び送信パワー、周波数等のＲＦ性能情報を書き込んでおき、この書き込まれているレジストリーの情報によりＲＦ内のＲＦ性能の調整を行うようにされている。
水晶振動素子３は、所定の結晶軸でカットした水晶片の両主面に一対の励振電極を被着・形成してなり、外部からの電圧が一対の励振電極を介して水晶片に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こす。
このような水晶振動素子３は、その両主面に被着されている励振電極と配線基板上面の対応する搭載電極８とを導電性接着材を介して電気的・機械的に接続することによって配線基板１に搭載される。なお、図２については、図２（ａ）が通信モジュールに蓋体４を被せる前の外観斜視図で、図２（ｂ）は蓋体４を被せた概念を示した外観斜視図である。
図３に示すように例えば、柱部材５は、金属により形成されており、配線基板上に配置し、該配線基板１に下面に設けられているグランド用電極に接続されている。このように柱部材５を導体層９の外周に配置することにより、該水晶振動素子３を気密封止する為の蓋体４が、接合時にずれても柱部材５に接触することで、該集積回路素子２に接触することがなくなり、安定した出力を供給することが可能となる。また、前記柱部材５がグランド端子に接続されていることによって、前記水晶振動素子３がグランド電位になっている柱部材５に囲まれることになるので、外来ノイズ等の影響を緩和することが可能となる。
また、蓋体４は従来周知の金属加工法を採用し、４２アロイ等の金属を所定形状に成形することによって製作され、前記蓋体４の上面には、ニッケル（Ｎｉ）層が形成され、更にニッケル（Ｎｉ）層の上面の導体層９に対応する箇所に封止材１０である金錫（Ａｕ−Ｓｎ）層が形成される。金錫（Ａｕ−Ｓｎ）層の厚みは、１０μｍ〜４０μｍである。例えば、成分比率が、金が８０％、錫が２０％のものが使用されている。また、このような封止材１０は、導体層９の凹凸を緩和し、気密性の低下を防ぐことが可能となる。また、封止材１０が薄すぎると当該機能を充分に発揮しない。
また、この絶縁性樹脂層６は、例えば略矩形状をなすようにして形成され、エポキシ樹脂及び硬化剤等を混合したものを真空印刷することによって形成される。
この絶縁性樹脂層６は、前記配線基板１上の集積回路素子２並びに水晶振動素子３に対して全面被覆するように形成されている。
また、導電性樹脂層７は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）の金属イオン溶液を水素ガス中にまたは、リン等へ投じて還元反応を生じさせ、その後燃焼により加熱して反応を促進させ、生成した金属コロイドを液体分散媒中に受け入れ作成する方法や、液体分散媒中で上記金属イオン溶液を還元処理する方法等を用い、金属コロイドを作成し、有機溶剤と共にエポキシ中に分散させることによって形成されたものである。
このように絶縁性樹脂層６の上面並びに、柱部材に導電性樹脂層７を被着させたことにより、集積回路素子内の発振回路や増幅回路を構成する回路配線へ電磁波が侵入しにくくなり、通信モジュールの動作を安定化させることが可能なものとなる。
また、導電性樹脂層７の代わりに電波吸収体層を用いてもよく、電波吸収体層は、磁性体粉末粒子とこれを分散して結合する有機結合材等の媒体との混合体からなり、この混合体により電子部品等の電磁波を放射する部分を覆って電磁干渉の防止を図る。このような電波吸収体の電波吸収材料を構成する磁性体粒子としては、ＭｎＺｎフェライトやＮｉＺｎフェライト、あるいはＦｅＳｉ又はＦｅＳｉＡｌ系の扁平金属軟磁性粒子が用いられている。
なお、本実施例では柱部材５を設けることで説明しているが、柱部材５としてははんだバンプ、金バンプ、導電性接着剤などで構成しても同様の効果をそうすることは言うまでもない。また、柱部材５の配置数に制限を受けるものでは無く、柱部材５を連続的に配置しても構わない。
本発明の実施形態における通信モジュールの構造を示す分解斜視図である。 （ａ）と（ｂ）は、発明の実施形態における通信モジュールの構造を示す外観斜視図である。 本発明の実施形態における通信モジュールの構造を示す断面図である。
符号の説明
１・・・配線基板
２・・・集積回路素子
３・・・水晶振動素子
４・・・蓋体
５・・・柱部材
６・・・絶縁性樹脂層
７・・・導電性樹脂層
８・・・搭載電極
９・・・導体層
１０・・・封止材

Claims (4)

  1. 配線基板上に、集積回路素子を搭載するとともに、該集積回路素子と接続されている圧電振動素子を搭載してなる通信モジュールにおいて、
    該圧電振動素子を搭載する位置の外周には、柱部材が設けられていることを特徴とする通信モジュール。
  2. 前記圧電振動素子を被覆するようにして蓋体を配置してなることを特徴とする請求項１記載の通信モジュール。
  3. 前記柱部材がグランド端子に接続されていることを特徴とする請求項１記載の通信モジュール。
  4. 前記集積回路素子並びに圧電振動素子を絶縁性樹脂で被覆し、前記絶縁性樹脂表面に導電性樹脂層を形成すると共に、該導電性樹脂層が前記柱部材と接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の通信モジュール。
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