KR20190086434A - 고주파 모듈 및 통신 장치 - Google Patents

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KR20190086434A
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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

무지향성의 안테나를 구비하고, 또한 고주파 대역의 전파의 송수신에 적합한 고주파 모듈 및 통신 장치를 제공한다.
기판으로부터 돌출하여 마련된 안테나부와, 적어도 일부가 상기 안테나부의 위에 마련된 안테나 소자와, 상기 안테나 소자와 동일면에, 동일 재료로 마련된 전송선로와, 상기 기판의 상기 전송선로가 형성된 면에 실장된 고주파 소자를 구비하는 고주파 모듈.

Description

고주파 모듈 및 통신 장치
본 개시는 고주파 모듈 및 통신 장치에 관한 것이다.
근래, 보다 고주파 대역의 전파를 송수신하는 차세대의 이동체 통신용의 안테나 모듈로서, 미리파를 송수신하는 것이 가능한 안테나 일체형의 고주파 모듈이 개발되고 있다.
예를 들면, 하기한 특허 문헌 1에는, 절연층의 일방의 면상에 형성되고, 개구부를 갖는 접지 도체층과, 접지 도체층의 개구부에 겹쳐지도록 절연층의 타망의 면상에 형성된 도체 패턴과, 접지 도체층상에 다공질 재료로 형성된 유전체층과, 접지 도체층의 개구부에 겹쳐지도록 유전체층상에 형성된 안테나 소자를 구비하는 무선 주파수 모듈용 기판이 개시되어 있다.
특허 문헌 1에 개시된 무선 주파수 모듈용 기판에서는, 접지 도체층의 개구부를 통하여, 도체 패턴과, 안테나 소자를 전자적으로 결합시킴으로써, 안테나 소자로부터 전파를 송수신하고 있다. 특허 문헌 1에는, 접지 도체층의 개구부에 겹쳐지도록 도체 패턴, 접지 도체층 및 안테나 소자가 적층되어 있기 때문에, 안테나 소자의 지향성이 높아지는 것이 개시되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개2014-11769호 공보
그러나, 이동체 통신의 단말측의 안테나에는, 다양한 방향의 기지국으로부터 전파가 도달한다. 따라서 이와 같은 단말측의 안테나는, 무지향성인 것이 바람직하다. 그때문에, 특허 문헌 1에 개시된 무선 주파수 모듈용 기판은, 이동체 통신의 단말측의 안테나 등의 무지향성이 요구된 용도에는 적합하지가 않았다.
그래서, 고주파 대역의 전파의 송수신에 적합하고, 또한 무지향성의 안테나를 구비하는 고주파 모듈 및 통신 장치가 요구되고 있다.
본 개시에 의하면, 기판으로부터 돌출하여 마련된 안테나부와, 적어도 일부가 상기 안테나부의 위에 마련된 안테나 소자와, 상기 안테나 소자와 동일면에, 동일 재료로 마련된 전송선로와, 상기 기판의 상기 전송선로가 형성된 면에 실장된 고주파 소자를 구비하는 고주파 모듈이 제공된다.
또한, 본 개시에 의하면, 기판으로부터 돌출하여 마련된 안테나부와, 적어도 일부가 상기 안테나부의 위에 마련된 안테나 소자와, 상기 안테나 소자와 동일면에, 동일 재료로 마련된 전송선로와, 상기 기판의 상기 전송선로가 형성된 면에 실장된 고주파 소자와, 상기 기판의 상기 고주파 소자가 형성된 면과 대향하는 면에 마련된 장치 기판을 구비하는 통신 장치가 제공된다.
본 개시에 의하면, 안테나 소자를 포함하는 안테나부가 기판으로부터 돌출하여 마련되기 때문에, 안테나 소자의 주위의 공간의 유전체 손실을 등방적으로 저감할 수 있다. 또한, 안테나부의 안테나 소자와, 고주파 소자를 임피던스 부정합이 생기기 어려운 짧은 전송선로로 전기적으로 접속할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 개시에 의하면, 무지향성의 안테나를 구비하고, 또한 고주파 대역의 전파의 송수신에 적합한 고주파 모듈 및 통신 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기한 효과는 반드시 한정적인 것이 아니라, 상기한 효과와 함께, 또는 상기한 효과에 대신하여, 본 명세서에 나타난 어느 하나의 효과, 또는 본 명세서로부터 파악될 수 있는 다른 효과가 이루어져도 좋다.
도 1은 본 개시의 제1의 실시 형태에 관한 고주파 모듈의 구성을 모식적으로 도시한 단면도.
도 2는 도 1에서 도시한 고주파 모듈을 고주파 소자측에서 평면으로 본 평면도.
도 3은 동 실시 형태에 관한 고주파 모듈의 용도를 설명하는 설명도.
도 4는 본 개시의 제2의 실시 형태에 관한 통신 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도.
도 5는 도 4에서 도시한 통신 장치를 고주파 소자측에서 평면으로 본 평면도.
도 6은 동 실시 형태의 변형례에 관한 통신 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도.
도 7은 본 개시의 제3의 실시 형태에 관한 통신 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도.
도 8은 도 7에서 도시한 통신 장치를 장치 기판의 실장면과 대향하는 면측에서 평면으로 본 평면도.
도 9는 도 8의 안테나부의 확대도.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 개시의 알맞은 실시의 형태에 관해 상세히 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 관해서는, 동일한 부호를 붙임에 의해 중복 설명을 생략한다.
또한, 설명은 이하의 순서로 행하는 것으로 한다.
1. 제1의 실시 형태
1. 1. 고주파 모듈의 구성
1. 2. 고주파 모듈의 용도
2. 제2의 실시 형태
3. 제3의 실시 형태
4. 정리
<1. 제1의 실시 형태>
(1. 1. 고주파 모듈의 구성)
우선, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 개시의 제1의 실시 형태에 관한 고주파 모듈의 구성에 관해 설명한다. 도 1은, 본 개시의 제1의 실시 형태에 관한 고주파 모듈(10)의 구성을 모식적으로 도시한 단면도이다. 또한, 도 2는, 도 1에서 도시한 고주파 모듈(10)을 고주파 소자(140)측에서 평면으로 본 평면도이다.
또한, 본 명세서에서, 「고주파」란, 3G 또는 4G 등의 이동체 통신에서 이용되는 주파수 이상의 주파수를 나타내고, 예를 들면, 20㎓ 이상 100㎓ 이하의 주파수를 나타내어도 좋다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 고주파 모듈(10)은, 기판(110)과, 안테나부(112)와, 안테나 소자(122)와, 전송선로(124)와, 접속 배선(132, 134)과, 고주파 소자(140)와, 일반 배선(126)과, 그라운드 배선(150)을 구비한다.
기판(110)은, 고주파 모듈(10)의 각 구성이 마련되는 지지체이다. 기판(110)은, 고주파 특성에 우수한 재료로 구성되어도 좋고, 예를 들면, LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics) 또는 HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics) 등의 세라믹, 변성 폴리페닐렌에테르 수지, 비스말레이미드트리아진 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌 수지, 폴리이미드 수지, 액정 폴리머, 폴리노르보르넨 수지, 에폭시 수지, 또는 세라믹과 유기 수지와의 혼합체로 구성되어도 좋다.
안테나부(112)는, 기판(110)부터 돌출하여 마련되고, 고주파 대역의 전파를 송수신 가능한 안테나로서 구성된다. 즉, 고주파 모듈(10)은, 기판(110)과, 안테나부(112)가 일체화한 안테나 일체형 모듈이다. 고주파 모듈(10)은, 기판(110)의 일부를 안테나부(112)로 함에 의해, 구조 및 제조 공정을 간략화할 수 있다.
여기서, 도 1 및 도 2에서는, 안테나부(112)가 역F형 안테나로서 구성되는 예를 나타낸다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 안테나부(112)는, 구체적으로는, 안테나 소자(122) 및 안테나 소자(122)에 전기적으로 접속하는 단락선(152)으로 구성된다.
안테나 소자(122)는, 기판(110)에 대한 안테나부(112)의 돌출 방향과 수직한 방향으로 연신하는 본체부(122A)와, 본체부(122A)의 개략 중심과 전송선로(124)를 전기적으로 접속하는 급전선(122B)으로 이루어진다. 본체부(122A)는, 전파의 방사 등을 행한다. 또한, 급전선(122B)은, 전송선로(124)를 통하여, 본체부(122A)에 전력을 급전한다.
단락선(152)은, 안테나 소자(122)가 마련된 면과 대향하는 면에 마련되고, 기판(110)을 관통하여 본체부(122A)의 일단과 전기적으로 접속된다. 단락선(152)은, 그라운드 배선(150)과, 본체부(122A)를 전기적으로 접속함으로써, 본체부(122A)의 일단을 접지(어스라고도 한다)한다.
안테나 소자(122)는, 본체부(122A)의 단락선(152)이 마련되지 않은 측의 단부(端部)로부터 급전선(122B)과의 교점까지의 길이를 A로 하고, 급전선(122B) 중 그라운드 배선(150)부터 돌출하여 있는 부분의 길이를 B로 한 경우, A+B의 길이가 송수신되는 전파의 기판(110)상에서의 실효적인 파장(이하, 실효 파장(λe)이라고도 한다)의 1/4이 되도록 구성된다. 이와 같은 안테나부(112)는, 역F형 안테나로서 기능할 수 있다.
단, 안테나부(112)는, 어떤 형상의 안테나로 구성되어도 좋고, 예를 들면, 모노폴 안테나, 다이폴 안테나, 역L형 안테나, 또는 유전체 안테나로 구성되어도 좋다.
안테나 소자(122) 및 단락선(152)은, 금속 등의 도체라면, 어떤 것으로 구성되어도 좋고, 예를 들면, 알루미늄, 철, 니켈, 구리, 은, 금, 백금, 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 구성되어도 좋다. 또한, 후술하지만, 안테나 소자(122)는, 전송선로(124) 및 일반 배선(126)과 동일면에 동일 재료로 구성되고, 단락선(152)은, 그라운드 배선(150)과 동일면에 동일 재료로 구성된다.
여기서, 안테나부(112)는, 기판(110)부터 돌출하여 마련되어 있기 때문에, 안테나부(112)의 상하에는, 부재 등이 마련되지 않는 공기 영역(20)이 형성된다. 이에 의해, 안테나부(112)는, 안테나부(112)의 주위의 등가적인 비유전율이 저하되기 때문에, 송수신하는 전파의 유전체 손실을 감소시킬 수 있다. 따라서 안테나부(112)에서는, 전파의 방사 효율이 향상하고, 또한 송수신 가능한 전파의 주파수 대역이 확장한다. 또한, 안테나부(112)의 주위의 공간이 등방적이 되기 때문에, 안테나부(112)는, 지향성이 낮은 무지향성 안테나로서 구성되게 된다.
전송선로(124)는, 접속 배선(132)을 통하여, 안테나 소자(122)와 고주파 소자(140)를 전기적으로 접속하고, 안테나 소자(122)에 전력을 공급한다. 구체적으로는, 전송선로(124)는, 안테나 소자(122)의 급전선(122B)이 고주파 소자(140)의 하방까지 연신된 형상으로 구성된다.
따라서 전송선로(124)는, 안테나 소자(122)와 동일면에 동일 재료로, 안테나 소자(122)와 일체화되어 기판(110)상에 형성되게 된다. 고주파 모듈(10)에서는 고주파 소자(140)와 접속하는 접속 배선(132)부터 안테나 소자(122)까지를, 안테나 소자(122)와 동일 재료로 동일면에 형성된 전송선로(124)에 전기적으로 접속할 수 있기 때문에, 전송에 의한 전력 손실을 저감할 수 있다.
전송선로(124)는, 예를 들면, 스퍼터법, 전해 또는 무전해 도금법, 또는 각종 인쇄법 등을 이용하여, 안테나 소자(122) 및 일반 배선(126)과 동시에 형성되어도 좋다. 전송선로(124)는, 일반적인 배선에 사용되는 금속 등의 도체라면, 어떤 것으로 구성되어도 좋고, 예를 들면, 알루미늄, 철, 니켈, 구리, 은, 금, 백금, 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 구성되어도 좋다. 안테나 소자(122), 전송선로(124) 및 일반 배선(126)은, 동일면에 형성되기 때문에, 이들의 구성을 동일한 프로세스로 동시에 형성함으로써, 고주파 모듈(10)의 제조 공정을 간략화할 수 있다.
접속 배선(132, 134)은, 기판(110)상에 실장된 고주파 소자(140)와, 기판(110)의 면 내에 마련된 전송선로(124) 또는 일반 배선(126)을 전기적으로 접속한다. 구체적으로는, 접속 배선(132, 134)은, 범프, 솔더, 또는 비아 등이고, 고주파 소자(140)의 단자와, 전송선로(124) 또는 일반 배선(126)을 전기적으로 접속한다. 또한, 접속 배선(132, 134)은, 범프, 솔더, 또는 비아로서 일반적인 도전성 재료로 구성되어도 좋다.
또한, 접속 배선(132, 134)의 높이는, 안테나부(112)에서 송수신되는 전파의 기판(110) 내에서의 실효적인 파장(실효 파장(λe)이라고도 한다)의 1/4 이하라도 좋다. 이에 의하면, 접속 배선(132, 134)은, 임피던스 부정합이 생기기 쉬운 장거리의 배선, 와이어, 또는 비아 등을 통하지 않고서, 고주파 소자(140)와, 전송선로(124) 또는 일반 배선(126)을 전기적으로 접속할 수 있다. 따라서 접속 배선(132, 134)은, 높이를 실효 파장(λe)의 1/4 이하로 함에 의해, 전송에 의한 전력 손실을 저감할 수 있다.
고주파 소자(140)는, 안테나 소자(122)의 전단에 마련되는 전자 부품이다. 예를 들면, 고주파 소자(140)는 고주파 필터, 스위치, 파워 앰프, 또는 저노이즈 앰프 등의 적어도 어느 하나의 기능을 포함하는 회로를 구비하는 전자 부품이라도 좋다. 또한, 고주파 소자(140)는, 기판(110)상에의 플립 칩 접합이 가능하게 마련되어 있어도 좋다. 이에 의하면, 고주파 소자(140)는, 범프 또는 솔더 등보다 짧은 접속 배선(132)으로, 전송선로(124)와, 고주파 소자(140)를 전기적으로 접속하는 것이 가능하다.
일반 배선(126)은, 기판(110)상에 마련된 각종 배선이다. 구체적으로는, 일반 배선(126)은, 고주파 소자(140)의 하방까지 연신되어, 접속 배선(134)에 고주파 소자(140)와 전기적으로 접속된다. 예를 들면, 일반 배선(126)은, 고주파 소자(140)와 전원을 전기적으로 접속하는 배선, 또는 고주파 소자(140)와 다른 전자 부품을 전기적으로 접속하는 배선 등이라도 좋다.
일반 배선(126)은, 전송선로(124)와 마찬가지로, 안테나 소자(122)와 동일면에 동일 재료로 구성된다. 일반 배선(126)은, 일반적인 배선에 사용되는 금속 등의 도체라면, 어떤 것으로 구성되어도 좋고, 예를 들면, 알루미늄, 철, 니켈, 구리, 은, 금, 백금, 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 구성되어도 좋다. 또한, 일반 배선(126)은, 전송선로(124)와 마찬가지로, 예를 들면, 스퍼터법, 전해 또는 무전해 도금법, 또는 각종 인쇄법 등을 이용하여, 안테나 소자(122) 및 전송선로(124)와 동시에 형성되어도 좋다. 따라서 안테나 소자(122), 전송선로(124) 및 일반 배선(126)은, 동일한 프로세스로 동시에 형성됨으로써, 고주파 모듈(10)의 제조 공정을 간략화할 수 있다.
그라운드 배선(150)은, 기준 전위(도시 생략)에 접속된(즉, 접지된) 배선이다. 그라운드 배선(150)과 전기적으로 접속됨으로써, 예를 들면, 단락선(152)은, 접지되게(즉, 어스되게) 된다.
그라운드 배선(150)은, 예를 들면, 고주파 모듈(10)을 포함하는 전자 기기의 몸체의 금속부(도시 생략) 등과 전기적으로 접속됨으로써 접지되어도 좋다. 또한, 그라운드 배선(150)은, 등전위면을 형성하는 정도에 큰 도체판으로 구성됨으로써, 접지로서 기능하여도 좋다. 그라운드 배선(150)은, 일반적인 배선에 사용되는 금속 등의 도체라면, 어떤 것으로 구성되어도 좋고, 예를 들면, 알루미늄, 철, 니켈, 구리, 은, 금, 백금, 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 구성되어도 좋다.
이상으로 설명한 구성을 구비하는 고주파 모듈(10)은, 무지향성의 안테나부(112)를 구비하고, 고주파 대역의 전파를 송수신할 수 있다.
일반적으로, 송수신하는 전파의 주파수가 높아질 수록, 전송로에 의한 손실이 보다 커지기 쉽지만, 고주파 모듈(10)에서는, 안테나 소자(122)부터 고주파 소자(140)까지의 전송로를 보다 짧고, 임피던스 부정합이 생기지 않도록 형성할 수 있다. 따라서, 고주파 모듈(10)에서는, 전송로에서의 전력 손실을 저감할 수 있기 때문에, 고주파 대역의 전파를 보다 효율적으로 송수신할 수 있다.
또한, 상술한 고주파 모듈(10)은, 일반적인 전자 부품의 제조 기술을 이용함으로써 제조하는 것이 가능하다. 이와 같은 일반적인 전자 부품의 제조 기술은, 이른바 당업자에게 있어서는 자명하기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
(1. 2. 고주파 모듈의 용도)
다음에, 도 3을 참조하여, 본 실시 형태에 관한 고주파 모듈(10)의 용도에 관해 설명한다. 도 3은, 본 실시 형태에 관한 고주파 모듈(10)의 용도를 설명하는 설명도이다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 고주파 모듈(10)은, 예를 들면, 기지국(3)과의 사이에서 이동체 통신을 행한 단말(1)에 구비되어, 고주파 대역의 전파를 송수신한다. 기지국(3)과, 단말(1) 사이에서 송수신되는 전파의 주파수 대역은, 예를 들면, 20㎓∼100㎓의 고주파 대역이다.
기지국(3)은, 소정의 거리마다 각지에 마련되고, 그 기지국(3)의 담당 범위 내의 단말(1)과의 사이에서 전파의 송수신을 행한다. 기지국(3)이 구비하는 안테나는, 무지향성이라도 좋고, 고지향성이라도 좋다. 또한, 기지국(3)이 구비하는 안테나는, 복수의 안테나 소자가 평면상에 규칙적으로 배열된 안테나 어레이라도 좋다.
단말(1)은, 예를 들면, 휴대 전화, 태블릿 단말, 또는 스마트 폰 등이고, 가장 가까운 기지국(3)과의 사이에서 전파의 송수신을 행한다. 여기서, 단말(1)은, 여러가지의 방향에 존재하는 기지국(3)부터의 전파를 수신하기 때문에, 무지향성의 안테나를 구비하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 관한 고주파 모듈(10)은, 고주파 대역의 전파를 송수신 가능한 무지향성 안테나를 구비하기 때문에, 이동체 통신을 행하는 단말(1)에 알맞게 이용할 수 있다.
<2. 제2의 실시 형태>
계속해서, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 개시의 제2의 실시 형태에 관한 통신 장치(100)의 구성에 관해 설명한다. 도 4는, 본 개시의 제2의 실시 형태에 관한 통신 장치(100)의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 또한, 도 5는, 도 4에서 도시한 통신 장치(100)를 고주파 소자(140)측에서 평면으로 본 평면도이다.
도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 통신 장치(100)는 고주파 모듈(11)과, 고주파 모듈(11)이 실장된 장치 기판(200)을 구비한다. 또한, 통신 장치(100)는, 예를 들면, 이동체 통신을 행한 단말(1)의 몸체(30)의 내부에 수용된다.
고주파 모듈(11)은, 기판(110)과, 안테나부(112)와, 안테나 소자(122)와, 전송선로(124)와, 접속 배선(132, 134)과, 고주파 소자(140)와, 일반 배선(126)과, 그라운드 배선(154)과, 그라운드 비아(162, 164)와, 상부 실드(172)를 구비한다. 또한, 장치 기판(200)은, 기판 그라운드(210)를 구비하고, 솔더(220)로 고주파 모듈(11)과 접속된다.
본 실시 형태에 관한 통신 장치(100)에서는, 상부 실드(172), 그라운드 비아(162) 및 기판 그라운드(210)는 고주파 소자(140)를 전방위에 걸쳐서 둘러쌈으로써, 고주파 소자(140)에 침입하는 전파를 차폐하는 실드부(170)로서 기능한다. 이에 의해, 통신 장치(100)에서는 고주파 소자(140)에서의 노이즈 발생을 억제할 수 있다.
기판(110), 안테나부(112), 안테나 소자(122), 전송선로(124), 접속 배선(132, 134), 고주파 소자(140) 및 일반 배선(126)에 관해서는, 제1의 실시 형태와 실질적으로 같기 때문에, 여기서의 상세한 설명은 생략한다. 이하에서는, 제2의 실시 형태에 특징적인 구성을 중심으로 설명을 행한다.
기판(110)은, 고주파 모듈(11)의 각 구성이 마련되는 지지체이다. 기판(110)은, 제1의 실시 형태와 같은 재료로 구성되어도 좋다.
안테나부(112)는, 기판(110)부터 돌출하여 마련되고, 고주파 대역의 전파를 송수신 가능한 안테나로서 구성된다. 안테나부(112)는, 기판(110)부터 돌출하여 마련됨으로써, 안테나부(112)의 상하에 비유전율이 낮은 공기 영역(20)을 형성할 수 있다. 이에 의해, 안테나부(112)는, 전파의 방사 효율을 향상시키고, 또한 송수신 가능한 주파수 대역을 확장할 수 있다. 또한, 이와 같은 구성에 의해, 안테나부(112)는, 지향성이 낮은 무지향성 안테나로서 구성된다.
안테나부(112)는, 어떤 안테나로 구성되어도 좋지만, 제1의 실시 형태와 마찬가지로 역F형 안테나로 구성되어도 좋다. 또한, 안테나 소자(122)도 제1의 실시 형태와 같은 평면 형상으로 구성되어도 좋다.
전송선로(124)는, 제1의 실시 형태와 마찬가지로, 고주파 소자(140)와, 안테나 소자(122)를 전기적으로 접속하고, 안테나 소자(122)에 전력을 공급한다. 전송선로(124)는, 제1의 실시 형태와 마찬가지로, 안테나 소자(122)와 동일면에, 동일 재료로 형성되기 때문에, 전송 거리를 단축함으로써, 전송에 의한 전력 손실을 저감할 수 있다.
또한, 전송선로(124)는, 동일면에 형성되는 안테나 소자(122) 및 일반 배선(126)과 동시에, 동일한 프로세스에서 형성되어도 좋다. 이에 의하면, 전송선로(124)는 고주파 모듈(11)의 제조 공정을 간략화할 수 있다.
접속 배선(132, 134)은, 제1의 실시 형태와 마찬가지로, 기판(110)상에 실장된 고주파 소자(140)와, 기판(110)의 면 내에 마련된 전송선로(124) 또는 일반 배선(126)을 전기적으로 접속한다. 예를 들면, 접속 배선(132, 134)은, 범프, 솔더, 또는 비아 등이라도 좋다. 또한, 접속 배선(132, 134)의 높이는, 안테나부(112)에서 송수신되는 전파의 실효 파장(λe)의 1/4 이하라도 좋다. 이에 의하면, 접속 배선(132, 134)은, 전송에 의한 전력 손실을 저감할 수 있다.
고주파 소자(140)는, 제1의 실시 형태와 마찬가지로, 예를 들면, 고주파 필터, 스위치, 파워 앰프, 또는 저노이즈 앰프 등의 적어도 어느 하나의 기능을 포함하는 회로를 구비하는 전자 부품이라도 좋다.
또한, 본 실시 형태에 관한 통신 장치(100)에서는 고주파 소자(140)는, 상부 실드(172), 그라운드 비아(162) 및 기판 그라운드(210)로이루어지는 실드부(170)에 의해 둘러싸여진다. 이에 의해, 고주파 소자(140)는, 실드부(170)에 의해 외부의 전파로부터 차폐되기 때문에, 회로 내에서의 노이즈 발생을 억제할 수 있다. 또한, 실드부(170)에 의해 차폐되는 전파는, 예를 들면, 안테나부(112)에 의해 송수신되는 전파 및 그 전파의 고조파 등이라도 좋다. 구체적으로는, 실드부(170)는, 20㎓∼200㎓의 주파수 대역의 전파를 차폐하여도 좋다.
이와 같은 실드부(170)는, 예를 들면, 개구의 크기가 차폐 전파의 기판(110) 내에서의 실효적인 파장(실효 파장(λe)이라고도 한다)의 1/4 이하인 도체로, 차폐 대상의 주위를 전방위에 걸쳐서 둘러쌈으로써 구성할 수 있다.
일반 배선(126)은, 제1의 실시 형태와 마찬가지로, 기판(110)상에 마련된 각종 배선이다. 또한, 일반 배선(126)은, 접속 배선(134)에 의해 고주파 소자(140)와 전기적으로 접속된다. 예를 들면, 일반 배선(126)은, 안테나 소자(122) 및 전송선로(124)와 동일면에 동일 재료로 구성되어도 좋다. 또한, 일반 배선(126)은, 안테나 소자(122) 및 전송선로(124)와 동시에, 동일 프로세스에서 형성되어도 좋다. 이에 의하면, 통신 장치(100)의 구성 및 제조 공정을 보다 간략화할 수 있다.
그라운드 배선(154)은, 기준 전위에 접속된(즉, 접지된) 배선이다. 구체적으로는, 그라운드 배선(154)은, 기판(110)을 관통하여 마련된 그라운드 비아(164) 및 솔더(220)에 의해, 기판 그라운드(210)와 전기적으로 접속됨으로써 접지된다. 또한, 그라운드 배선(154)은, 제1의 실시 형태와 같은 재료로 구성되어도 좋다.
그라운드 비아(162)는 고주파 소자(140) 및 기판(110)을 관통하여 마련되고, 상부 실드(172) 및 기판 그라운드(210)와 실드부(170)를 구성함으로써, 고주파 소자(140)에 침입하는 전파를 차폐한다. 구체적으로는, 그라운드 비아(162)는 고주파 소자(140)의 외주에 따라, 서로 소정의 폭(gap) 이하의 간격을 띠여서 마련된다.
소정의 폭(gap)의 크기는, 예를 들면, 실드부(170)에 의해 차폐되는 전파의 실효 파장(λe)(즉, 기판(110) 내에서의 실효적인 파장)의 1/4로 하여도 좋다. 또한, 그라운드 비아(162)에 의한 전파의 차폐능을 보다 높게 하기 위해서는, 소정의 폭(gap)의 크기는, 실드부(170)에 의해 차폐되는 전파의 실효 파장(λe)의 1/10로 하여도 좋다. 예를 들면, 실드부(170)에 의해 차폐되는 전파가, 20㎓∼100㎓의 주파수 대역의 전파인 경우, 소정의 폭(gap)의 크기는, 0.75㎜로 하여도 좋고, 바람직하게는 0.3㎜로 하여도 좋다.
이와 같은 소정의 폭(gap)은, 차폐 대상의 전파의 실효 파장에 대해 충분히 작다. 따라서 차폐 대상의 전파는, 소정의 폭(gap) 이하의 간격으로 마련되는 그라운드 비아(162)의 사이를 빠져 나갈 수가 없고, 그라운드 비아(162)는, 측면으로부터 고주파 소자(140)에 침입하려고 하는 전파를 차폐할 수 있다.
그라운드 비아(162)는, 일반적인 배선 또는 전극에 사용되는 도체로 구성되어도 좋고, 예를 들면, 구리, 알루미늄, 티탄, 또는 텅스텐 등의 금속 또는 이들 금속의 합금으로 구성되어도 좋다.
그라운드 비아(164)는, 기판(110)을 관통하여 마련되고, 솔더(220)를 통하여, 그라운드 배선(154)과, 기판 그라운드(210)를 전기적으로 접속한다. 이에 의해, 그라운드 비아(164)는, 그라운드 배선(154)을 접지시킬 수 있다. 그라운드 비아(164)는, 적어도 하나 마련되어 있으면 좋지만, 복수 마련되어 있어도 좋다. 그라운드 비아(164)가 복수 마련되는 경우, 그라운드 배선(154)과, 기판 그라운드(210)와의 전기적인 접속을 강화할 수 있기 때문에, 그라운드 배선(154)의 접지의 안정성 등을 향상시킬 수 있다. 그라운드 비아(164)는, 일반적인 비아 또는 전극에 사용되는 도체로 구성되어도 좋고, 예를 들면, 구리, 알루미늄, 티탄, 또는 텅스텐 등의 금속 또는 이들 금속의 합금으로 구성되어도 좋다.
상부 실드(172)는 고주파 소자(140)의 기판(110)에의 실장면과 대향하는 면(즉, 고주파 소자(140)의 상면)에 마련되는 도체층이다. 상부 실드(172)는 고주파 소자(140)의 상면의 전체에 걸쳐서 마련됨으로써, 상면측부터 고주파 소자(140)에 침입하려고 하는 전파를 차폐할 수 있다. 또한, 상부 실드(172)는 고주파 소자(140)가 구비하는 트랜지스터의 소스 인덕턴스를 저감하는 것도 가능하다. 상부 실드(172)는, 금속 등의 도체라면, 어떤 것으로 구성되어도 좋고, 예를 들면, 알루미늄, 철, 니켈, 구리, 은, 금, 백금, 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 구성되어도 좋다.
장치 기판(200)은, 고주파 모듈(11)을 포함하는 통신 장치(100)의 각 구성이 실장되는 지지체이다. 예를 들면, 장치 기판(200)은, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 변성 폴리페닐렌에테르 수지, 페놀 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌 수지, 규소 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리에스테르 수지, 멜라민 수지, 우레아 수지, 폴리페닐렌술파이드 수지, 또는 폴리페닐렌옥시드 수지 등의 유기 수지로 구성되어도 좋다. 또한, 장치 기판(200)을 구성하는 유기 수지에는, 기계적 강성을 향상시키기 위해, 유리 섬유 등이 혼합되어 있어도 좋다. 또한, 장치 기판(200)은, 복수층으로 다층 배선 기판으로서 구성되어도 좋다.
솔더(220)는 고주파 모듈(11)에 형성된 배선과, 장치 기판(200)에 형성된 배선을 전기적으로 접속한다. 구체적으로는, 솔더(220)는, 그라운드 비아(162 및 164)와, 기판 그라운드(210)를 전기적으로 접속한다. 이에 의해, 그라운드 비아(162 및 164), 상부 실드(172) 및 그라운드 배선(154)은, 기판 그라운드(210)에 의해 접지된다. 또한, 솔더(220)는 고주파 모듈(11)에 형성된 일반 배선(126)과, 장치 기판(200)에 형성된 배선(도시 생략)을 전기적으로 접속하여도 좋다.
예를 들면, 솔더(220)는, BGA(Ball Grid Array)를 구성하는 솔더 볼, POP(Package On Package) 등의 3차원 실장용의 Cu 코어 솔더 볼, 또는 주형상(柱狀)의 구리의 위에 솔더를 캡한 Cu 필러 범프 등이라도 좋다.
기판 그라운드(210)는, 장치 기판(200)에 마련되고, 기준 전위(도시 생략)에 접속된(즉, 접지된) 배선이다. 기판 그라운드(210)와 전기적으로 접속됨으로써, 그라운드 비아(162 및 164), 상부 실드(172) 및 그라운드 배선(154)은, 접지된다. 기판 그라운드(210)는, 예를 들면, 통신 장치(100)를 포함하는 전자 기기의 몸체(30)의 금속부(도시 생략) 등과 전기적으로 접속됨으로써 접지되어도 좋다. 또한, 기판 그라운드(210)는, 등전위면을 형성하는 정도로 큰 도체판으로 구성됨으로써, 접지로서 기능하여도 좋다.
또한, 기판 그라운드(210)는, 적어도 상부 실드(172)를 평면으로 본 사영(射影) 영역에 마련되어도 좋다. 기판 그라운드(210)는 고주파 소자(140)의 평면 영역의 전체에 걸쳐서 마련됨으로써, 장치 기판(200)측부터 고주파 소자(140)에 침입하려고 하는 전파를 차폐할 수 있다. 즉, 기판 그라운드(210)는, 그라운드 비아(162) 및 상부 실드(172)와 함께 고주파 소자(140)를 케이지형상으로 둘러쌈으로써, 고주파 소자(140)에 침입하려고 하는 전파를 차폐하는 실드부(170)로서 기능할 수 있다.
또한, 기판 그라운드(210)는, 안테나부(112)의 하방에 마련되지 않아도 좋다. 이와 같은 경우, 안테나부(112)의 기판(110)의 상하의 공간이 보다 등방성이 되기 때문에, 안테나부(112)의 무지향성을 보다 향상시킬 수 있다.
기판 그라운드(210)는, 일반적인 배선에 사용되는 금속 등의 도체라면, 어떤 것으로 구성되어도 좋고, 예를 들면, 알루미늄, 철, 니켈, 구리, 은, 금, 백금, 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 구성되어도 좋다.
도 4 및 도 5에서는, 상부 실드(172), 그라운드 비아(162) 및 기판 그라운드(210)로 실드부(170)가 구성되는 예를 나타냈지만, 본 실시 형태는, 이러한 예시로 한정되지 않는다. 실드부(170)는, 기판 그라운드(210)에 대신하여, 기판(110) 또는 장치 기판(200)의 어느 하나에 마련되는 도체층(예를 들면, 그라운드 배선(154) 등)으로 구성되어 있어도 좋다.
예를 들면, 실드부(170)는, 상부 실드(172), 그라운드 비아(162) 및 상부 실드(172)를 평면으로 본 사영 영역의 기판(110)에 마련되는 도체층(예를 들면, 그라운드 배선(154))으로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 실드부(170)는, 상부 실드(172), 그라운드 비아(162) 및 상부 실드(172)를 평면으로 본 사영(射影) 영역의 장치 기판(200)에 마련되는 도체층으로 구성되어 있어도 좋다.
이와 같은 경우에도, 상부 실드(172), 그라운드 비아(162) 및 도체층은, 고주파 소자(140)를 케이지형상으로 둘러쌀 수 있기 때문에, 고주파 소자(140)에 침입하려고 하는 전파를 차폐하는 실드부(170)로서 기능할 수 있다. 또한, 이와 같은 경우, 실드부(170)는, 접지되지 않지만, 특히 문제는 없다.
한편, 실드부(170)가 상부 실드(172), 그라운드 비아(162) 및 기판 그라운드(210)로 구성되는 경우, 별도의 도체층을 마련하는 일 없고, 기판 그라운드(210)를 장치 기판(200)측부터의 전파의 차폐체로서 이용할 수 있기 때문에, 통신 장치(100)의 구성 및 제조 공정을 간략화할 수 있다.
이상으로 설명하는 구성을 구비하는 통신 장치(100)는, 무지향성의 안테나부(112)를 구비하고, 전송로에 의한 손실이 적고, 보다 효율적으로 고주파 대역의 전파를 송수신할 수 있다.
또한, 상술한 통신 장치(100)는, 일반적인 전자 부품의 제조 기술을 이용하는 것으로 제조하는 것이 가능하다. 이와 같은 일반적인 전자 부품의 제조 기술은, 이른바 당업자에 있어서는 자명한 바로 잡고, 여기서의 설명은 생략한다.
(변형례)
여기서, 도 6을 참조하여, 본 실시 형태에 관한 통신 장치의 변형례에 관해 설명한다. 도 6은, 본 실시 형태의 변형례에 관한 통신 장치(100A)의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 본 변형례에 관한 통신 장치(100A)는, 장치 기판(200)이 안테나부(112)의 하방에 마련되지 않는 점이 도 4에서 도시한 통신 장치(100)와 다르다.
통신 장치(100A)에서는, 도 4에서 도시한 통신 장치(100)에 대해, 안테나부(112)의 하방의 공간에 존재하는 장치 기판(200)이 없어지기 때문에, 유전체 손실을 보다 저감할 수 있다. 따라서 통신 장치(100A)에서는, 안테나부(112)로부터의 전파의 방사 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
<3. 제3의 실시 형태>
다음에, 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 개시의 제3의 실시 형태에 관한 통신 장치(101)의 구성에 관해 설명한다. 도 7은, 본 개시의 제3의 실시 형태에 관한 통신 장치(101)의 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다. 또한, 도 8은, 도 7에서 도시한 통신 장치(101)를 장치 기판(200)의 실장면과 대향하는 면측에서 평면으로 본 평면도이다.
도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 통신 장치(101)는 고주파 모듈(12)과, 고주파 모듈(12)이 실장된 장치 기판(200)을 구비한다. 또한, 통신 장치(101)는, 예를 들면, 이동체 통신을 행하는 단말(1)의 몸체(30)의 내부에 수용된다.
고주파 모듈(12)은, 기판(111)과, 안테나부(112)와, 안테나 소자(122)와, 전송선로(124)와, 접속 배선(132, 134)과, 고주파 소자(140)와, 일반 배선(126)과, 그라운드 배선(154)과, 그라운드 비아(162)와, 상부 실드(172)를 구비한다. 또한, 장치 기판(200)은, 기판 그라운드(210)를 구비하고, 솔더(220)로 고주파 모듈(12)과 접속된다.
본 실시 형태에 관한 통신 장치(101)에서는 고주파 소자(140)가 기판(111)의 내부에 마련된다. 이 때문에, 상부 실드(172)는, 기판(111)의 장치 기판(200)의 실장면과 대향하는 면에 마련되고, 그라운드 비아(162)는 고주파 소자(140)를 둘러싸도록, 기판(111)을 관통하여 마련된다. 이와 같은 경우, 그라운드 비아(162)의 배치를 보다 유연하게 제어할 수 있다. 이에 의해, 그라운드 비아(162)는, 전송선로(124)에 침입하는 전파도 차폐하는 것이 가능하다.
제3의 실시 형태의 각 구성의 재질 등에 관해서는, 제2의 실시 형태와 실질적으로 같기 때문에, 여기서의 상세한 설명은 생략한다. 이하에서는, 제3의 실시 형태에 특징적인 구성을 중심으로 설명을 행한다.
기판(111)은, 고주파 모듈(12)의 각 구성이 마련되는 지지체이다. 또한, 기판(111)은, 내부에 고주파 소자(140)를 구비한다. 이와 같은 기판(111)은, 예를 들면, 다층 배선 기판으로서 형성되어도 좋다. 또한, 기판(111)은, 제1의 실시 형태와 같은 재료로 구성되어도 좋다.
안테나부(112)는, 기판(111)부터 돌출하여 마련되고, 고주파 대역의 전파를 송수신 가능한 안테나로서 구성된다. 본 실시 형태에서는, 장치 기판(200)측의 면에 안테나 소자(122)(즉, 본체부(122A) 및 급전선(122B))이 마련되고, 장치 기판(200)측의 면과 대향하는 면에 단락선(152)이 마련된다.
이에 의해, 통신 장치(101)에서는, 안테나부(112)의 임피던스 조정을 보다 용이하게 행하는 것이 가능하다. 이러한 점에 관해, 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9는, 도 8의 안테나부(112)의 확대도이다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 안테나부(112)는, 예를 들면, 본체부(122A), 본체부(122A)의 개략 중심과 수직하게 접속하는 급전선(122B) 및 기판(111)을 관통하여 본체부(122A)의 일단과 전기적으로 접속하는 단락선(152)으로 이루어지는 역F형 안테나로서 구성된다.
역F형 안테나에서는, 급전선(122B) 및 단락선(152)의 두께 및 급전선(122B)과 단락선(152)과의 거리(L) 등에 의해, 임피던스 등의 특성이 변화한다. 따라서 안테나부(112)는, 급전선(122B) 또는 단락선(152)을 장치 기판(200)의 실장면과 대향하는 면에 마련함으로써, 급전선(122B) 또는 단락선(152)을 형성한 후에, 이들을 다시 가공하여, 임피던스 조정 등을 행할 수가 있다.
예를 들면, 급전선(122B) 또는 단락선(152)은, 기판(111)에 형성된 후에, 레이저 가공법 또는 인쇄법 등에 의해, 다시 형상을 가공되어도 좋다. 또한, 급전선(122B) 또는 단락선(152)은, 후단에서의 형상의 가공에 대비하고, 임피던스 조정부로서, 비교적 굵은 폭으로 형성되어도 좋다.
이에 의하면, 가공 오차 등에 의해 안테나부(112)의 특성이 소망하는 특성으로부터 변동하여 버린 경우에도, 급전선(122B) 또는 단락선(152)을 추가공(追加工)함으로써, 안테나부(112)의 특성을 소망하는 특성으로 수정할 수 있다. 따라서 이와 같은 구성에 의하면, 통신 장치(101)의 제조 공정에서의 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 안테나부(112)가 역F형 안테나 이외의 구조의 안테나로서 구성되는 경우, 임피던스 조정부의 구성은, 상기와는 다르다. 그렇지만, 안테나부(112)가 어느 구조의 안테나로서 구성되는 경우라도, 안테나부(112)는, 장치 기판(200)의 실장면과 대향하는 면측에서 임피던스가 조정 가능하도록 구성되어도 좋다.
전송선로(124)는 고주파 소자(140)와, 안테나 소자(122)를 전기적으로 접속하고, 안테나 소자(122)에 전력을 공급한다. 전송선로(124)는, 제2의 실시 형태와 마찬가지로, 안테나 소자(122)와 동일면에, 동일 재료로 형성되어도 좋고, 동일면에 형성되는 안테나 소자(122) 및 일반 배선(126)과 동시에, 동일한 프로세스에서 형성되어도 좋다.
접속 배선(132, 134)은, 기판(111)의 내부에 실장된 고주파 소자(140)와, 기판(111)의 내부에 마련된 전송선로(124) 또는 일반 배선(126)을 전기적으로 접속한다. 예를 들면, 접속 배선(132, 134)은, 범프, 솔더, 또는 비아 등이라도 좋고, 접속 배선(132, 134)의 높이는, 안테나부(112)에서 송수신되는 전파의 실효 파장(λe)의 1/4 이하라도 좋다.
고주파 소자(140)는, 제2의 실시 형태와 마찬가지로, 예를 들면, 고주파 필터, 스위치, 파워 앰프, 또는 저노이즈 앰프 등의 적어도 어느 하나의 기능을 포함하는 회로를 구비하는 전자 부품이라도 좋다.
또한, 고주파 소자(140)는, 상부 실드(172), 그라운드 비아(162) 및 기판 그라운드(210)로 이루어지는 실드부(170)에 의해 케이지형상으로 상에 둘러싸인다. 이에 의해, 고주파 소자(140)는, 실드부(170)에 의해 외부의 전파로부터 차폐되기 때문에, 회로 내에서의 노이즈 발생을 억제할 수 있다. 또한, 실드부(170)에 의해 차폐되는 전파는, 예를 들면, 안테나부(112)에 의해 송수신되는 전파 및 그 전파의 고조파 등이라도 좋다. 구체적으로는, 실드부(170)는, 20㎓∼200㎓의 주파수 대역의 전파를 차폐하여도 좋다.
일반 배선(126)은, 제2의 실시 형태와 마찬가지로, 접속 배선(134)에 의해 고주파 소자(140)와 전기적으로 접속되는 각종 배선이다. 예를 들면, 일반 배선(126)은, 안테나 소자(122) 및 전송선로(124)와 동일면에, 동일 재료로 구성되어도 좋고, 동일면에 형성되는 안테나 소자(122) 및 전송선로(124)와 동시에, 동일 프로세스에서 형성되어도 좋다.
그라운드 배선(154)은, 기준 전위에 접속된(즉, 접지된) 배선이다. 구체적으로는, 그라운드 배선(154)은, 기판(111)을 관통하여 마련된 그라운드 비아(162) 및 솔더(220)에 의해, 기판 그라운드(210)와 전기적으로 접속됨으로써 접지된다.
그라운드 비아(162)는, 기판(111)을 관통하여 마련되고, 상부 실드(172) 및 기판 그라운드(210)와 실드부(170)를 구성함으로써, 고주파 소자(140)에 침입하는 전파를 차폐한다. 구체적으로는, 그라운드 비아(162)는 고주파 소자(140)의 주위를 둘러싸도록, 서로 소정의 폭(gap) 이하의 간격을 띠여서 마련된다. 또한, 그라운드 비아(162)는, 전송선로(124)의 주위를 둘러싸도록, 서로 소정의 폭(gap) 이하의 간격을 띠여서 마련되어도 좋다.
소정의 폭(gap)의 크기는, 제2의 실시 형태에서 설명한 바와 같이 , 예를 들면, 실드부(170)에 의해 차폐되는 전파의 실효 파장(λe)의 1/4이다. 또한, 그라운드 비아(162)에 의한 전파의 차폐능을 보다 높게 하기 위해서는, 소정의 폭(gap)의 크기는, 차폐되는 전파의 실효 파장(λe)의 1/10로 하여도 좋다. 예를 들면, 실드부(170)에 의해 차폐되는 전파가, 20㎓∼100㎓의 주파수 대역의 전파인 경우, 소정의 폭(gap)의 크기는, 0.75㎜로 하여도 좋고, 바람직하게는 0.3㎜로 하여도 좋다.
이와 같은 소정의 폭(gap) 이하의 간격으로 마련됨에 의해, 그라운드 비아(162)는, 측면으로부터 고주파 소자(140)에 침입하려고 하는 전파를 차폐할 수 있다. 또한, 그라운드 비아(162)는, 측면으로부터 전송선로(124)에 침입하려고 하는 전파를 차폐할 수 있다.
상부 실드(172)는, 기판(111)의 장치 기판(200)이 실장된 면과 대향하는 면(즉, 기판(111)의 상면)에 마련되는 도체층이다. 상부 실드(172)는, 기판(111)의 상면의 전체에 걸쳐서 마련됨으로써, 상면측부터 고주파 소자(140) 및 전송선로(124)에 침입하려고 하는 전파를 차폐할 수 있다.
장치 기판(200)은, 고주파 모듈(12)을 포함하는 통신 장치(101)의 각 구성이 실장되는 지지체이다. 또한, 장치 기판(200)은, 안테나부(112)의 하방에 마련되지 않아도 좋다. 이와 같은 경우, 통신 장치(101)는, 안테나부(112)의 상하의 공간의 유전체 손실을 저감할 수 있기 때문에, 안테나부(112)로부터의 전파의 방사 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
솔더(220)는 고주파 모듈(12)에 형성된 배선과, 장치 기판(200)에 형성된 배선을 전기적으로 접속한다. 구체적으로는, 솔더(220)는, 그라운드 비아(162)와, 기판 그라운드(210)를 전기적으로 접속한다.
기판 그라운드(210)는, 장치 기판(200)에 마련되고, 기준 전위에 접속된(즉, 접지된) 배선이다. 기판 그라운드(210)와 전기적으로 접속됨으로써, 그라운드 비아(162), 상부 실드(172) 및 그라운드 배선(154)은, 접지된다. 또한, 기판 그라운드(210)는, 그라운드 비아(162) 및 상부 실드(172)와 함께 고주파 소자(140) 등을 케이지형상으로 둘러쌈으로써, 고주파 소자(140)에 침입하려고 하는 전파를 차폐하는 실드부(170)로서 기능한다.
이상으로 설명하는 구성을 구비하는 통신 장치(101)는, 제2의 실시 형태에 관한 통신 장치(100)와 마찬가지로, 무지향성의 안테나부(112)를 구비한다. 또한, 통신 장치(101)는, 전송로에 의한 손실이 적고, 보다 효율적으로 고주파 대역의 전파를 송수신할 수 있다.
또한, 상술한 통신 장치(101)는, 일반적인 전자 부품의 제조 기술을 이용함으로써 제조하는 것이 가능하다. 이와 같은 일반적인 전자 부품의 제조 기술은, 이른바 당업자에게 있어서는 자명하기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.
<4. 정리>
이상에 설명한 바와 같이 , 본 개시의 한 실시 형태에 관한 고주파 모듈 및 통신 장치는, 무지향성의 안테나를 구비하고, 고주파 대역의 전파를 송수신할 수 있다. 또한, 본 개시의 한 실시 형태에 관한 고주파 모듈 및 통신 장치는, 안테나 소자로부터 고주파 소자까지의 전송로를 보다 짧고, 임피던스 부정합이 생기지 않도록 형성할 수 있다. 따라서 본 개시의 한 실시 형태에 관한 고주파 모듈 및 통신 장치는, 전송로에서의 전력 손실을 저감할 수 있기 때문에, 고주파 대역의 전파를 보다 효율적으로 송수신할 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 개시의 알맞은 실시 형태에 관해 상세히 설명하였지만, 본 개시의 기술적 범위는 이러한 예로 한정되지 않는다. 본 개시의 기술 분야에서의 통상의 지식을 갖는 자라면, 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종의 변경례 또는 수정례에 상도할 수 있음은 분명하고, 이들에 대해서도, 당연히 본 개시의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
또한, 본 명세서에 기재된 효과는, 어디까지나 설명적 또는 예시적인 것이고 한정적이 아니다. 즉, 본 개시에 관한 기술은, 상기한 효과와 함께, 또는 상기한 효과에 대신하여, 본 명세서의 기재로부터 당업자에게는 분명한 다른 효과를 이룰 수 있다.
또한, 이하와 같은 구성도 본 개시의 기술적 범위에 속한다.
(1) 기판으로부터 돌출하여 마련된 안테나부와,
적어도 일부가 상기 안테나부의 위에 마련된 안테나 소자와,
상기 안테나 소자와 동일면에, 동일 재료로 마련된 전송선로와,
상기 기판의 상기 전송선로가 형성된 면에 실장된 고주파 소자를 구비하는 고주파 모듈.
(2) 상기 고주파 소자는, 전파를 차폐하는 실드부로 둘러싸여 있는, 상기 (1)에 기재된 고주파 모듈.
(3) 상기 실드부는, 상기 고주파 소자의 상기 기판과의 실장면과 대향하는 면에 마련된 상부 실드와, 상기 고주파 소자 및 상기 기판을 관통하는 복수의 그라운드 비아와, 상기 그라운드 비아와 접속하는 그라운드 배선을 포함하는, 상기 (2)에 기재된 고주파 모듈.
(4) 상기 복수의 그라운드 비아의 각각의 간격은, 상기 실드부가 차폐하는 전파의 실효 파장의 1/4 이하인, 상기 (3)에 기재된 고주파 모듈.
(5) 상기 고주파 소자와, 상기 전송선로는, 접속 배선으로 전기적으로 접속되어 있고,
상기 접속 배선의 길이는, 상기 실드부가 차폐하는 전파의 실효 파장의 1/4 이하인, 상기 (2)∼(4)의 어느 한 항에 기재된 고주파 모듈.
(6) 상기 실드부가 차폐하는 전파는, 상기 안테나 소자로부터 송수신되는 전파 및 상기 전파의 고조파인, 상기 (2)∼(5)의 어느 한 항에 기재된 고주파 모듈.
(7) 상기 실드부는, 또한 상기 전송선로를 둘러싸고 있는, 상기 (2)∼(6)의 어느 한 항에 기재된 고주파 모듈.
(8) 상기 안테나 소자로부터 송수신되는 전파는, 20㎓∼100㎓의 고주파 전파인, 상기 (1)∼(7)의 어느 한 항에 기재된 고주파 모듈.
(9) 상기 안테나부의 상하에는, 공기 영역이 마련되는, 상기 (1)∼(8)의 어느 한 항에 기재된 고주파 모듈.
(10) 상기 안테나부는, 역F형 안테나로서 구성되는, 상기 (1)∼(9)의 어느 한 항에 기재된 고주파 모듈.
(11) 기판으로부터 돌출하여 마련된 안테나부와,
적어도 일부가 상기 안테나부의 위에 마련된 안테나 소자와,
상기 안테나 소자와 동일면에, 동일 재료로 마련된 전송선로와,
상기 기판의 상기 전송선로가 형성된 면에 실장된 고주파 소자와,
상기 기판의 상기 고주파 소자가 형성된 면과 대향하는 면에 마련되는 장치 기판을 구비하는 통신 장치.
(12) 상기 고주파 소자는, 전파를 차폐하는 실드부로 둘러싸여 있고,
상기 실드부는, 상기 고주파 소자의 상기 기판과의 실장면과 대향하는 면에 마련된 상부 실드와, 상기 고주파 소자 및 상기 기판을 관통하는 복수의 그라운드 비아와, 상기 그라운드 비아와 접속하고, 상기 장치 기판에 마련되는 기판 그라운드를 포함하는, 상기 (11)에 기재된 통신 장치.
(13) 상기 기판 그라운드는, 상기 안테나부의 하방의 영역에는 마련되지 않은, 상기 (12)에 기재된 통신 장치.
(14) 상기 장치 기판은, 상기 안테나부의 하방의 영역에는 마련되지 않은, 상기 (11)∼(13)의 어느 한 항에 기재된 통신 장치.
(15) 상기 장치 기판이 마련되는 측과 대향하는 측의 상기 안테나부의 면에는, 임피던스 조정부가 또한 마련되는, 상기 (11)∼(14)의 어느 한 항에 기재된 통신 장치.
10, 11, 12 : 고주파 모듈 20 : 공기 영역
30 : 몸체 100, 101 : 통신 장치
110, 111 : 기판 112 : 안테나부
122 : 안테나 소자 124 : 전송선로
126 : 일반 배선 132, 134 : 접속 배선
140 : 고주파 소자 150, 154 : 그라운드 배선
162, 164 : 그라운드 비아 170 : 실드부
172 : 상부 실드 200 : 장치 기판
210 : 기판 그라운드 220 : 솔더

Claims (15)

  1. 기판으로부터 돌출하여 마련된 안테나부와,
    적어도 일부가 상기 안테나부의 위에 마련된 안테나 소자와,
    상기 안테나 소자와 동일면에, 동일 재료로 마련된 전송선로와,
    상기 기판의 상기 전송선로가 형성된 면에 실장된 고주파 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고주파 소자는, 전파를 차폐하는 실드부로 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 실드부는, 상기 고주파 소자의 상기 기판과의 실장면과 대향하는 면에 마련된 상부 실드와, 상기 고주파 소자 및 상기 기판을 관통하는 복수의 그라운드 비아와, 상기 그라운드 비아와 접속하는 그라운드 배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 그라운드 비아의 각각의 간격은, 상기 실드부가 차폐하는 전파의 실효 파장의 1/4 이하인 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 고주파 소자와, 상기 전송선로는, 접속 배선으로 전기적으로 접속되어 있고,
    상기 접속 배선의 길이는, 상기 실드부가 차폐하는 전파의 실효 파장의 1/4 이하인 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 실드부가 차폐하는 전파는, 상기 안테나 소자로부터 송수신되는 전파 및 상기 전파의 고조파인 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 실드부는, 또한 상기 전송선로를 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 소자로부터 송수신되는 전파는, 20㎓∼100㎓의 고주파 전파인 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 안테나부의 상하에는, 공기 영역이 마련되는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 안테나부는, 역F형 안테나로서 구성되는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  11. 기판으로부터 돌출하여 마련된 안테나부와,
    적어도 일부가 상기 안테나부의 위에 마련된 안테나 소자와,
    상기 안테나 소자와 동일면에, 동일 재료로 마련된 전송선로와,
    상기 기판의 상기 전송선로가 형성된 면에 실장된 고주파 소자와,
    상기 기판의 상기 고주파 소자가 형성된 면과 대향하는 면에 마련된 장치 기판을 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 고주파 소자는, 전파를 차폐하는 실드부로 둘러싸여 있고,
    상기 실드부는, 상기 고주파 소자의 상기 기판과의 실장면과 대향하는 면에 마련된 상부 실드와, 상기 고주파 소자 및 상기 기판을 관통하는 복수의 그라운드 비아와, 상기 그라운드 비아와 접속하고, 상기 장치 기판에 마련된 기판 그라운드를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기판 그라운드는, 상기 안테나부의 하방의 영역에는 마련되지 않은 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 장치 기판은, 상기 안테나부의 하방의 영역에는 마련되지 않은 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 장치 기판이 마련된 측과 대향하는 측의 상기 안테나부의 면에는, 임피던스 조정부가 또한 마련되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
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