JP2022034604A - 無線通信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】実装基板のスルーホールとアンテナ基板やＲＦＩＣとを接続する信号端子における高周波信号の伝送損失を抑制できる無線通信モジュールを提供する。【解決手段】無線通信モジュール１は、第一面１０ａから第二面１０ｂまで貫通するスルーホール１１を有する実装基板１０と、第一面側に実装されるアンテナ基板２０と、第二面側に実装されるＲＦＩＣ３０と、スルーホールとアンテナ基板とを接続する第一信号端子２５と、スルーホールとＲＦＩＣとを接続する第二信号端子３５と、第一面とアンテナ基板との間において第一信号端子の周囲に設けられた複数の第一グランド端子２６と、第二面とＲＦＩＣとの間において第二信号端子の周囲に設けられた複数の第二グランド端子３６と、を備え、実装基板の厚さ方向において、第一信号端子と第二信号端子とが重なり、かつ、複数の第一グランド端子と複数の第二グランド端子とがそれぞれ重なる。【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信モジュールに関する。

無線通信モジュールには、アンテナ基板と高周波集積回路（ＲＦＩＣ：Radio Frequency Integrated Circuits）とを、実装基板の両面に搭載すると共に実装基板のスルーホールを介して相互に電気接続したものがある。この無線通信モジュールでは、アンテナ基板及び高周波集積回路がそれぞれ、スルーホールの両端に設けられた金属端子を介してスルーホールに電気接続される。アンテナ基板と高周波集積回路とを接続するスルーホール及び金属端子には、ミリ波等の高周波信号が伝送される。特許文献１には、スルーホールに伝送される高周波信号の伝送損失を極力低減するために、当該スルーホールを同軸構造とした基板（多層プリント配線板）が開示されている。

特開２００２－３０５３７７号公報

しかしながら、無線通信モジュールの実装基板として特許文献１の基板を適用しても、同軸構造のスルーホール（同軸スルーホール）の両端に接続された金属端子におけるインピーダンスの不整合に基づいて高周波信号の反射が大きくなるため、金属端子における高周波信号の伝送損失が増大してしまう、という問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、実装基板のスルーホールとアンテナ基板や高周波集積回路とを接続する金属端子における高周波信号の伝送損失を抑制することができる無線通信モジュールを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る無線通信モジュールは、第一面から前記第一面と反対側の面である第二面まで貫通して高周波信号が伝送される信号スルーホールを有する実装基板と、前記第一面側に実装されるアンテナ基板と、前記第二面側に実装される高周波集積回路と、前記第一面側に位置する前記信号スルーホールの第一端と前記アンテナ基板とを接続する第一信号金属端子と、前記第二面側に位置する前記信号スルーホールの第二端と前記高周波集積回路とを接続する第二信号金属端子と、前記第一面と前記アンテナ基板との間において、前記実装基板の厚さ方向から見た平面視で前記第一信号金属端子を中心として互いに周方向の異なる位置に設けられてグランド電位とされた複数の第一グランド金属端子と、前記第二面と前記高周波集積回路との間において、前記平面視で前記第二信号金属端子を中心として互いに周方向の異なる位置に設けられてグランド電位とされた複数の第二グランド金属端子と、を備える。前記実装基板の厚さ方向において、前記第一信号金属端子と前記第二信号金属端子とが重なり、かつ、複数の前記第一グランド金属端子と複数の前記第二グランド金属端子とがそれぞれ重なる。

上記の無線通信モジュールでは、実装基板とアンテナ基板との間において第一信号金属端子が複数の第一グランド金属端子によって囲まれる。同様に、実装基板と高周波集積回路との間において第二信号金属端子が複数の第二グランド金属端子によって囲まれる。さらに、実装基板の厚さ方向において、第一信号金属端子と第二信号金属端子とが重なり、かつ、複数の第一グランド金属端子と複数の第二グランド金属端子とがそれぞれ重なる。これにより、第一、第二信号金属端子におけるインピーダンス整合を図って、第一、第二信号金属端子における高周波信号の反射を小さくすることができる。したがって、第一、第二信号金属端子における高周波信号の伝送損失を抑制することができる。

上記無線通信モジュールにおいて、前記第一信号金属端子及び前記第一グランド金属端子は、インピーダンス整合された疑似的な同軸構造となるように配置され、前記第二信号金属端子及び前記第二グランド金属端子は、インピーダンス整合された疑似的な同軸構造となるように配置されてもよい。

上記無線通信モジュールにおいて、前記実装基板は、前記第一面から前記第二面まで貫通するグランド電位とされた複数のグランドスルーホールを有し、複数の前記グランドスルーホールは、前記平面視で前記信号スルーホールを中心として互いに周方向の異なる位置に設けられてもよい。

上記無線通信モジュールにおいて、前記信号スルーホール及び前記グランドスルーホールは、インピーダンス整合された疑似的な同軸構造となるように配置されてもよい。

上記無線通信モジュールにおいて、前記実装基板は、２つの前記信号スルーホールを有し、２つの前記信号スルーホールの第一端のそれぞれに前記第一信号金属端子が設けられ、２つの前記第一信号金属端子の間の領域に配置された前記第一グランド金属端子の一部は、２つの前記第一信号金属端子のうち一方の前記第一信号金属端子の周囲に配置された複数の前記第一グランド金属端子と、他方の前記第一信号金属端子の周囲に配置された複数の前記第一グランド金属端子とを兼用し、２つの前記信号スルーホールの第二端のそれぞれに前記第二信号金属端子が設けられ、２つの前記第二信号金属端子の間の領域に配置された前記第二グランド金属端子の一部は、２つの前記第二信号金属端子のうち一方の前記第二信号金属端子の周囲に配置された複数の前記第二グランド金属端子と、他方の前記第二信号金属端子の周囲に配置された複数の前記第二グランド金属端子とを兼用してもよい。

上記無線通信モジュールにおいて、前記第一グランド金属端子は、前記第一面、及び、前記第一面に対向する前記アンテナ基板、のいずれか一方のみに接続されてもよい。

上記無線通信モジュールにおいて、前記第二グランド金属端子は、前記第二面、及び、前記第二面に対向する前記高周波集積回路、のいずれか一方のみに接続されてもよい。

本発明によれば、実装基板の信号スルーホールとアンテナ基板や高周波集積回路とを接続する第一、第二信号金属端子における高周波信号の伝送損失を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る無線通信モジュールの要部構成を示す側断面図である。 図１のII－II線に沿う断面矢視図である。 変形例に係る無線通信モジュールを示す平断面図である。 信号スルーホールの間の領域を説明するための平面図である。 本発明の他の実施形態に係る無線通信モジュールを示す側断面図である。 本発明の他の実施形態に係る無線通信モジュールを示す平断面図である。 本発明の他の実施形態に係る無線通信モジュールを示す側断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る無線通信モジュールについて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴を分かりやすくするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、本発明は以下の実施形態に限定されない。

〈アンテナモジュールの要部構成〉
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信モジュールの要部構成を示す側断面図である。図１に示すように、無線通信モジュール１は、実装基板１０と、アンテナ基板２０と、ＲＦＩＣ３０（高周波集積回路）と、を備える。無線通信モジュール１は、例えば周波数が５０～７０［ＧＨｚ］程度のミリ波等の高周波信号の送受信を行う。なお、無線通信モジュール１は、高周波信号の送信のみを行うものであっても、受信のみを行うものであってもよい。

〈実装基板〉
実装基板１０は、アンテナ基板２０、ＲＦＩＣ３０等の部品が実装される基板である。実装基板１０は、アンテナ基板２０よりも誘電正接が大きな材料によって形成されてよい。このような材料としては、例えば、リジット基板やフレキシブル基板の材料として従来から一般的に用いられている安価なもの（例えば、エポキシやポリイミド等）が挙げられる。

実装基板１０は、信号スルーホール１１及びグランドスルーホール１２を有する。信号スルーホール１１及びグランドスルーホール１２は、それぞれ実装基板１０の第一面１０ａから第一面１０ａと反対側の面である第二面１０ｂまで貫通する。

信号スルーホール１１は、高周波信号を伝送するためのスルーホールである。なお、図１では、図示を簡略化するため、信号スルーホール１１が１つだけ図示されているが、実装基板１０には信号スルーホール１１が複数設けられてよい。

グランドスルーホール１２は、グランド電位のスルーホールであり、同一の信号スルーホール１１に対して複数設けられている（図２参照）。複数のグランドスルーホール１２は、図２のように実装基板１０の厚さ方向から見た平面視で、信号スルーホール１１を中心として互いに周方向の異なる位置に設けられている。複数のグランドスルーホール１２は、例えば信号スルーホール１１を中心とする周方向において等間隔で並んでいるとよい。本実施形態において、同一の信号スルーホール１１に対応するグランドスルーホール１２の数は４つである。これら４つのグランドスルーホール１２は、信号スルーホール１１を中心とする周方向において９０度ずつずらして位置している。

信号スルーホール１１及びグランドスルーホール１２は、インピーダンス整合された疑似的な同軸構造となるように配置されている。ここで、インピーダンス整合された疑似的な同軸構造とは、信号スルーホール１１を中心導体とした同軸構造を考えたとき、中心導体を取り囲むグランド導体が本来配置されるべき仮想円上又はその近傍にグランドスルーホール１２が配置された構造をいう。グランドスルーホール１２の上記の仮想円上からの位置ずれは、例えば、インピーダンスの誤差が±１０［Ω］程度の範囲であれば許容される。

信号スルーホール１１及びグランドスルーホール１２は、導体ピン、導体線、金属めっき、導電ペースト等の何れかによって形成されるのが好ましいが、これらに限ることはない。信号スルーホール１１及びグランドスルーホール１２に用いられる導体は、銅、銀、金、合金等の金属、カーボン等が挙げられる。信号スルーホール１１及びグランドスルーホール１２の形状は、特に限定されないが、ピン状、線状、層状、粒子状、鱗片状、繊維状、ナノチューブ等が挙げられる。図１に示すように、信号スルーホール１１及びグランドスルーホール１２の各両端には、電極パッド１１Ｐ，１２Ｐが形成されている。すなわち、信号スルーホール１１及びグランドスルーホール１２は、所謂パッドオンビア構造とされている。

実装基板１０には、グランドパターン１３が形成されている。グランドパターン１３は、実装基板１０の内層パターンであり、実装基板１０の第一面１０ａや第二面１０ｂに沿う方向に広がる板状又は膜状に形成されている。グランドパターン１３は、グランドスルーホール１２に電気的に接続され、グランドスルーホール１２を補強している。グランドパターン１３には、その厚さ方向に貫通する開口部１３ａが形成されており、当該開口部１３ａの内側に信号スルーホール１１が位置している。これにより、グランドパターン１３と信号スルーホール１１とが電気的に絶縁されている。実装基板１０には、上記のグランドパターン１３が複数層形成されてもよい。

実装基板１０の厚みは、例えば１．６［ｍｍ］程度以下であることが望ましい。ただし、実装基板１０に微細なスルーホールを形成するためには、実装基板１０の厚みが小さい方が有利である。例えば、直径が０．１［ｍｍ］程度の微細なスルーホールを形成する場合には、実装基板１０の厚みは０．８［ｍｍ］程度以下であることが望ましい。

〈アンテナ基板〉
アンテナ基板２０は、その第一面２０ａ又は内部にアンテナ（図示省略）が形成された基板である。アンテナ基板２０に用いる材料は、任意であってよいが、誘電正接が小さく（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あることがより好ましい。このような材料としては、例えば、フッ素樹脂、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、低温焼成セラミックス等が挙げられる。

アンテナ基板２０のアンテナは、例えば、複数の放射素子（図示省略）がアンテナ基板２０の第一面２０ａに二次元状に配設されたアレーアンテナであってよい。また、アンテナは、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、パッチアンテナなどの任意のアンテナであってもよい。なお、アンテナは、アンテナ基板２０の第一面２０ａ又は内部に形成することが可能な構造であれば特に限定されない。

アンテナ基板２０は、実装基板１０の第一面１０ａ側に実装される。この状態では、アンテナ基板２０の第二面２０ｂが実装基板１０の第一面１０ａに対向する。実装基板１０の第一面１０ａとアンテナ基板２０との間には、第一信号金属端子２５及び第一グランド金属端子２６が設けられている。第一信号金属端子２５及び第一グランド金属端子２６の材料には、ハンダ（ＳｎＡｇＣｕハンダ等）、金、銀、銅等の金属を用いることができる。

第一信号金属端子２５は、実装基板１０の第一面１０ａ側に位置する信号スルーホール１１の第一端とアンテナ基板２０とを電気的に接続する。第一信号金属端子２５は、信号スルーホール１１の第一端（電極パッド１１Ｐ）に接合され、実装基板１０の厚さ方向において信号スルーホール１１と重なる位置に配置されている。これにより、第一信号金属端子２５が信号スルーホール１１と重ならない位置に配置される場合と比較して、信号スルーホール１１からアンテナ基板２０に至る高周波信号の伝送距離を小さくして高周波信号の伝送損失を抑えることができる。
図１では、図示を簡略化するため、第一信号金属端子２５が１つだけ図示されているが、実装基板１０の第一面１０ａには、複数の第一信号金属端子２５が設けられてよい。

第一グランド金属端子２６は、グランド電位の金属端子であり、同一の第一信号金属端子２５に対して複数設けられている（図２参照）。複数の第一グランド金属端子２６は、図２のように実装基板１０の厚さ方向から見た平面視で、第一信号金属端子２５を中心として互いに周方向の異なる位置に設けられている。複数の第一グランド金属端子２６は、例えば第一信号金属端子２５を中心とする周方向において等間隔で並んでいるとよい。本実施形態において、同一の第一信号金属端子２５に対応する第一グランド金属端子２６の数は４つである。これら４つの第一グランド金属端子２６は、第一信号金属端子２５を中心とする周方向において９０度ずつずらして位置している。

本実施形態において、各第一グランド金属端子２６は、実装基板１０及びアンテナ基板２０の両方に電気的に接続されている。すなわち、第一グランド金属端子２６は、実装基板１０とアンテナ基板２０を電気的に接続している。また、各第一グランド金属端子２６は、実装基板１０の第一面１０ａ側に位置するグランドスルーホール１２の第一端に電気的に接続されている。具体的に、第一グランド金属端子２６は、グランドスルーホール１２の第一端（電極パッド１２Ｐ）に接合され、実装基板１０の厚さ方向においてグランドスルーホール１２と重なる位置に配置されている。

第一信号金属端子２５及び第一グランド金属端子２６は、前述した信号スルーホール１１及びグランドスルーホール１２と同様に、インピーダンス整合された疑似的な同軸構造となるように配置されている。

図１に示すようにアンテナ基板２０が実装基板１０の第一面１０ａ側に実装された状態において、第一信号金属端子２５は、樹脂等によって覆われないことが望ましく、第一グランド金属端子２６は、樹脂によって覆われることが望ましい。第一信号金属端子２５が樹脂等によって覆われないことで、高周波信号の伝送損失を低減することができる。第一グランド金属端子２６が樹脂によって覆われることで、アンテナ基板２０と実装基板１０との接続部分を補強することができる。

アンテナ基板２０には、他の部品が搭載（実装）されていないことが望ましい。これにより、アンテナ基板２０の面積及び厚みを極力小さくすることができ、また、アンテナ基板２０の信頼性を確保することができる。ただし、必要であれば、アンテナ基板２０には他の部品が搭載されてもよい。

〈ＲＦＩＣ〉
ＲＦＩＣ３０は、高周波信号を処理する集積回路であり、実装基板１０の第二面１０ｂ側に実装される。ＲＦＩＣ３０に適用するＩＣパッケージは、例えばＢＧＡ（Ball Grid Alley）、ＣＳＰ（Chip Size Package）、ＦＯＷＬＰ（Fan Out Wafer Level Package）等であってよい。ＲＦＩＣ３０は、後述する第二信号金属端子３５、実装基板１０の信号スルーホール１１及び第一信号金属端子２５を介してアンテナ基板２０と電気的に接続されている。ＲＦＩＣ３０は、例えば、アンテナ基板２０から出力される高周波信号の受信処理を行って、高周波信号よりも周波数の低い受信信号を出力端子（図示省略）から出力する。また、ＲＦＩＣ３０は、例えば、入力端子（図示省略）から入力される送信信号の送信処理を行って、送信信号よりも周波数の高い高周波信号をアンテナ基板２０に出力する。

実装基板１０とＲＦＩＣ３０との間には、第二信号金属端子３５及び第二グランド金属端子３６が設けられている。第二信号金属端子３５及び第二グランド金属端子３６の材料には、ハンダ（ＳｎＡｇＣｕハンダ等）、金、銀、銅等の金属を用いることができる。

第二信号金属端子３５は、実装基板１０の第二面１０ｂ側に位置する信号スルーホール１１の第二端とＲＦＩＣ３０とを電気的に接続する。第二信号金属端子３５は、信号スルーホール１１の第二端（電極パッド１１Ｐ）に接合され、実装基板１０の厚さ方向において信号スルーホール１１と重なる位置に配置されている。これにより、第二信号金属端子３５が信号スルーホール１１と重ならない位置に配置される場合と比較して、信号スルーホール１１からＲＦＩＣ３０に至る高周波信号の伝送距離を小さくして高周波信号の伝送損失を抑えることができる。
図１では、図示を簡略化するため、第二信号金属端子３５が１つだけ図示されているが、実装基板１０の第二面１０ｂには、複数の第二信号金属端子３５が設けられてよい。

第二グランド金属端子３６は、グランド電位の金属端子であり、同一の第二信号金属端子３５に対して複数設けられている（図２参照）。複数の第二グランド金属端子３６は、複数の第一グランド金属端子２６と同様に、平面視で第二信号金属端子３５を中心として互いに周方向の異なる位置に設けられている。複数の第二グランド金属端子３６は、例えば第二信号金属端子３５を中心とする周方向において等間隔で並んでいるとよい。本実施形態において、同一の第二信号金属端子３５に対応する第二グランド金属端子３６の数は４つである。これら４つの第二グランド金属端子３６は、第二信号金属端子３５を中心とする周方向において９０度ずつずらして位置している。

本実施形態において、各第二グランド金属端子３６は、実装基板１０及びＲＦＩＣ３０の両方に電気的に接続されている。すなわち、第二グランド金属端子３６は、実装基板１０とＲＦＩＣ３０とを電気的に接続している。また、各第二グランド金属端子３６は、実装基板１０の第二面１０ｂ側に位置するグランドスルーホール１２の第二端に電気的に接続されている。具体的に、第二グランド金属端子３６は、グランドスルーホール１２の第二端（電極パッド１２Ｐ）に接合され、実装基板１０の厚さ方向においてグランドスルーホール１２と重なる位置に配置されている。

第二信号金属端子３５及び第二グランド金属端子３６は、前述した信号スルーホール１１及びグランドスルーホール１２と同様に、インピーダンス整合された疑似的な同軸構造となるように配置されている。

ＲＦＩＣ３０が実装基板１０の第二面１０ｂ側に実装された状態において、第二信号金属端子３５は、樹脂等によって覆われないことが望ましい。例えば、ＲＦＩＣ３０と実装基板１０の第二面１０ｂとの間が、アンダーフィル等の樹脂によって封止されていないことが望ましい。第二信号金属端子３５が樹脂等によって覆われないことで、高周波信号の伝送損失を低減することができる。なお、ＲＦＩＣ３０と実装基板１０の第二面１０ｂとの間のうち第二信号金属端子３５を除く部分は、例えばアンダーフィル等の樹脂によって封止されてもよい。

そして、無線通信モジュール１では、図１，２に示すように、実装基板１０の厚さ方向において第一信号金属端子２５と第二信号金属端子３５とが重なっている。また、実装基板１０の厚さ方向において４つの第一グランド金属端子２６と４つの第二グランド金属端子３６とがそれぞれ重なっている。第一信号金属端子２５と第二信号金属端子３５とは、完全に重なってもよいし、一部だけが重なってもよい。同様に、第一グランド金属端子２６と第二グランド金属端子３６とは、完全に重なってもよいし、一部だけが重なってもよい。

以上説明したように、本実施形態の無線通信モジュール１では、実装基板１０とアンテナ基板２０との間において第一信号金属端子２５が複数の第一グランド金属端子２６によって囲まれる。同様に、実装基板１０とＲＦＩＣ３０との間において第二信号金属端子３５が複数の第二グランド金属端子３６によって囲まれる。さらに、実装基板１０の厚さ方向において、第一信号金属端子２５と第二信号金属端子３５とが重なり、かつ、複数の第一グランド金属端子２６と複数の第二グランド金属端子３６とがそれぞれ重なる。これにより、第一、第二信号金属端子２５，３５におけるインピーダンス整合を図って、第一、第二信号金属端子２５，３５における高周波信号の反射を小さくすることができる。したがって、第一、第二信号金属端子２５，３５における高周波信号の伝送損失を抑制することができる。

また、第一信号金属端子２５が複数の第一グランド金属端子２６によって囲まれるため、第一信号金属端子２５を通る高周波信号が外乱の影響を受けることを抑制することができる。同様に、第二信号金属端子３５が複数の第二グランド金属端子３６によって囲まれるため、第二信号金属端子３５を通る高周波信号が外乱の影響を受けることを抑制することができる。

さらに、第一信号金属端子２５が複数の第一グランド金属端子２６によって囲まれていることで、実装基板１０の第一面１０ａに複数の第一信号金属端子２５があっても、隣り合う第一信号金属端子２５の間で高周波信号が遷移することを抑制することができる。同様に、第二信号金属端子３５が複数の第二グランド金属端子３６によって囲まれていることで、実装基板１０の第二面１０ｂに複数の第二信号金属端子３５があっても、隣り合う第二信号金属端子３５の間で高周波信号が遷移することを抑制することができる。

また、本実施形態の無線通信モジュール１では、実装基板１０の信号スルーホール１１が複数のグランドスルーホール１２によって囲まれている。このため、信号スルーホール１１のインピーダンス整合を図って、信号スルーホール１１における高周波信号の反射を小さくすることができる。これにより、信号スルーホール１１における高周波信号の伝送損失を抑制することができる。
また、実装基板１０の信号スルーホール１１が複数のグランドスルーホール１２によって囲まれているため、特許文献１のような完全な同軸構造のスルーホールを形成する場合と比較して、無線通信モジュール１（特に実装基板１０）のリードタイムの短縮や、コストダウンを図ることができる。

また、本実施形態の無線通信モジュール１では、第一信号金属端子２５及び第一グランド金属端子２６が、インピーダンス整合された疑似的な同軸構造となるように配置されている。さらに、第二信号金属端子３５及び第二グランド金属端子３６が、インピーダンス整合された疑似的な同軸構造となるように配置されている。また、実装基板１０の信号スルーホール１１及びグランドスルーホール１２が、インピーダンス整合された疑似的な同軸構造となるように配置されている。これにより、インピーダンス不整合に基づく高周波信号の反射をさらに小さくして、信号スルーホール１１及び第一、第二信号金属端子２５，３５における高周波信号の伝送損失をさらに抑制することができる。

また、本実施形態の無線通信モジュール１では、第一グランド金属端子２６が実装基板１０とアンテナ基板２０とを接続している。これにより、第一信号金属端子２５の間で高周波信号が遷移したり、第一信号金属端子２５を通る高周波信号が外乱の影響を受けたりすることを、より効果的に抑制できる。同様に、第二グランド金属端子３６が実装基板１０とＲＦＩＣ３０とを接続していることで、第二信号金属端子３５の間で高周波信号が遷移したり、第二信号金属端子３５を通る高周波信号が外乱の影響を受けたりすることを、より効果的に抑制できる。

〈変形例〉
次に、図３，４を参照して変形例に係る無線通信モジュールについて説明する。図３に示す平断面図は、図１のII－II線に沿う断面図に相当するものである。図３においては、図２に示した構成と同様の構成について同一の符号を付してある。
図３に示すように、変形例の無線通信モジュールでは、実装基板１０が２つの信号スルーホール１１を有し、かつ、隣り合う２つの信号スルーホール１１の各第一端（実装基板１０の第一面１０ａ側）に第一信号金属端子２５が設けられている。そして、２つの第一信号金属端子２５の間の領域に配置された第一グランド金属端子２６Ａが、２つの第一信号金属端子２５のうち一方の第一信号金属端子２５の周囲に配置された４つの第一グランド金属端子２６のうち１つと、他方の第一信号金属端子２５の周囲に配置された４つの第一グランド金属端子２６のうち１つと、を兼用している。なお、一方の第一信号金属端子２５の周囲に配置された第一グランド金属端子２６及び他方の第一信号金属端子２５の周囲に配置された第一グランド金属端子２６を兼用する第一グランド金属端子２６Ａの数は、１つに限らず、複数であってもよい。

一方の第一信号金属端子２５と他方の第一信号金属端子２５との間の領域は、例えば図４において線分で示された領域Ｒ１である。この領域Ｒ１は、２つの第一信号金属端子２５の中心を結ぶ直線Ｌ１に直交し、かつ、２つの円ＣＲに外接する平行な２つの直線Ｌ１１，Ｌ１２で仕切られた領域である。ここで、２つの円ＣＲは２つの第一信号金属端子２５のそれぞれを中心とした円であり、これら２つの円ＣＲの径寸法は互いに等しい。図４では、２つの第一信号金属端子２５の間の領域に配置された第一グランド金属端子２６が、領域Ｒ１のうち直線Ｌ１と交差する部分に位置しているが、これに限ることはない。また、各第一信号金属端子２５を囲む４つの第一グランド金属端子２６は、その中心が円ＣＲ上に位置するように配置されているが、これに限ることはない。

図３に示すように、上記した第一信号金属端子２５及び第一グランド金属端子２６の場合と同様に、２つの第二信号金属端子３５の間の領域に配置された第二グランド金属端子３６Ａは、２つの第二信号金属端子３５のうち一方の第二信号金属端子３５の周囲に配置された４つの第二グランド金属端子３６と、他方の第二信号金属端子３５の周囲に配置された４つの第二グランド金属端子３６と、を兼用する。

図３，４に例示した構成では、２つの第一信号金属端子２５の間の領域に、一方の第一信号金属端子２５を囲むための第一グランド金属端子２６と、他方の第一信号金属端子２５を囲むための第一グランド金属端子２６とが別個に配置される場合と比較して、２つの第一信号金属端子２５を互いに近づけることができる。同様に、２つの第二信号金属端子３５を互いに近づけることができる。これにより、複数の第一、第二信号金属端子２５，３５をより高密度に配置することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。

本発明の無線通信モジュールにおいて、第一、第二グランド金属端子２６，３６は、例えば図５，６に示すように、実装基板１０のグランドスルーホール１２の両端に接合されなくてもよい。第一、第二グランド金属端子２６，３６は、例えば図５に示すように、グランドスルーホール１２に対して、信号スルーホール１１及び第一、第二信号金属端子２５，３５を中心とする径方向（図５において左右方向）にずれて位置してもよい。また、第一、第二グランド金属端子２６，３６は、例えば図６に示すように、グランドスルーホール１２に対して、信号スルーホール１１及び第一、第二信号金属端子２５，３５を中心とする周方向にずれて位置してもよい。第一、第二グランド金属端子２６，３６が実装基板１０のグランドスルーホール１２に対してずれて位置する場合に、第一、第二グランド金属端子２６，３６は、例えばグランドスルーホール１２と直接配線で接続されてもよいし、接続されなくてもよい。ただし、第一、第二グランド金属端子２６，３６は、グランドスルーホール１２となるべく密に接続されていることが好ましい。

本発明の無線通信モジュールにおいて、第一、第二グランド金属端子２６，３６は、例えば図７に示すように、実装基板１０のみに接続され、アンテナ基板２０やＲＦＩＣ３０に接続されなくてもよい。また、第一グランド金属端子２６は、例えばアンテナ基板２０のみに接続され、実装基板１０に接続されなくてもよい。同様に、第二グランド金属端子３６は、例えばＲＦＩＣ３０のみに接続され、実装基板１０に接続されなくてもよい。また、複数の第一、第二グランド金属端子２６，３６は、これらの一部が実装基板１０とアンテナ基板２０やＲＦＩＣ３０とを接続し、これらの残部が実装基板１０とアンテナ基板２０やＲＦＩＣ３０とを接続しないように設けられてもよい。

このような構成であっても、上記した実施形態と同様に、高周波信号の伝送損失や遷移を抑制したり、高周波信号が外乱の影響を受けることを抑制したりすることができる。ただし、上記実施形態のように第一、第二グランド金属端子２６，３６が実装基板１０とアンテナ基板２０やＲＦＩＣ３０との両方に接続される方が、高周波信号が遷移したり、高周波信号が外乱の影響を受けたりすることを、より効果的に抑制できる。

また、第一グランド金属端子２６が実装基板１０及びアンテナ基板２０の一方のみに接続される構成では、第一グランド金属端子２６を接合するためのパッド（図７の例示では電極パッド１２Ｐ）を、実装基板１０及びアンテナ基板２０の一方にだけ設ければよい。この場合、実装基板１０及びアンテナ基板２０の他方には、第一グランド金属端子２６を接合するためのパッドを設ける必要が無いため、当該パッドの代わりに別の用途の配線（例えば高周波信号を伝送するための配線）等を形成することができる。同様に、第二グランド金属端子３６が実装基板１０及びＲＦＩＣ３０の一方のみに接続される構成では、実装基板１０及びＲＦＩＣ３０の他方には、第二グランド金属端子３６を接合するためのパッドを設ける必要が無く、当該パッドの代わりに別の用途の配線（例えば高周波信号を伝送するための配線）等を形成することができる。これにより、実装基板１０、アンテナ基板２０、ＲＦＩＣ３０において別の用途の配線をより高密度に配置することが可能となる。

図７においては、実装基板１０のみに接続された第一、第二グランド金属端子２６，３６が、半球状に形成されている。半球状の第一、第二グランド金属端子２６，３６は、例えば実装基板１０の電極パッド１２Ｐにはんだペーストを印刷し、リフローで溶融させることで形成することができる。アンテナ基板２０やＲＦＩＣ３０のみに接続された第一、第二グランド金属端子２６，３６も、同様にして半球状に形成することができる。

本発明の無線通信モジュールにおいて、同一の信号スルーホール１１に対応するグランドスルーホール１２の数は、２つ以上であればよい。少なくとも２つのグランドスルーホール１２が同一の信号スルーホール１１に対応して設けられていれば、高周波信号の電界を閉じ込める効果を十分に得ることができる、すなわち、高周波信号の伝送損失を抑制することができる。ただし、グランドスルーホール１２の数が過度に多いと、信号スルーホール１１の狭ピッチ化に適さなくなる。また、コストが上昇すると共に、グランドスルーホール１２の間隔が狭くなって破損が生ずる等の不具合が生じやすくなる。このため、グランドスルーホール１２の数は、複数のパラメータを考慮して適宜設計することが望ましい。

本発明の無線通信モジュールにおいて、同一の第一、第二信号金属端子２５，３５にそれぞれ対応する第一、第二グランド金属端子２６，３６の数も、２つ以上であればよい。少なくとも２つの第一、第二グランド金属端子２６，３６が同一の第一、第二信号金属端子２５，３５に対応して設けられていれば、高周波信号の伝送損失を抑制することができる。第一、第二信号金属端子２５，３５を通る高周波信号が外乱の影響を考慮すると、第一、第二信号金属端子２５，３５の数は多い方がより望ましい。一方、狭ピッチ化やコストなどを考慮すると、第一、第二信号金属端子２５，３５の数は、極力少ない方（２つ以上）が望ましい。

本発明の無線通信モジュールにおいて、実装基板１０は少なくとも信号スルーホール１１を有していればよく、信号スルーホール１１に対応するグランドスルーホール１２を有さなくてもよい。

１…無線通信モジュール、１０…実装基板、１０ａ…第一面、１０ｂ…第二面、１１…信号スルーホール、１２…グランドスルーホール、２０…アンテナ基板、２５…第一信号金属端子、２６，２６Ａ…第一グランド金属端子、３０…ＲＦＩＣ（高周波集積回路）、３５…第二信号金属端子、３６，３６Ａ…第二グランド金属端子

Claims (7)

1. 第一面から前記第一面と反対側の面である第二面まで貫通して高周波信号が伝送される信号スルーホールを有する実装基板と、
   前記第一面側に実装されるアンテナ基板と、
   前記第二面側に実装される高周波集積回路と、
   前記第一面側に位置する前記信号スルーホールの第一端と前記アンテナ基板とを接続する第一信号金属端子と、
   前記第二面側に位置する前記信号スルーホールの第二端と前記高周波集積回路とを接続する第二信号金属端子と、
   前記第一面と前記アンテナ基板との間において、前記実装基板の厚さ方向から見た平面視で前記第一信号金属端子を中心として互いに周方向の異なる位置に設けられてグランド電位とされた複数の第一グランド金属端子と、
   前記第二面と前記高周波集積回路との間において、前記平面視で前記第二信号金属端子を中心として互いに周方向の異なる位置に設けられてグランド電位とされた複数の第二グランド金属端子と、
   を備え、
   前記実装基板の厚さ方向において、前記第一信号金属端子と前記第二信号金属端子とが重なり、かつ、複数の前記第一グランド金属端子と複数の前記第二グランド金属端子とがそれぞれ重なる無線通信モジュール。
2. 前記第一信号金属端子及び前記第一グランド金属端子は、インピーダンス整合された疑似的な同軸構造となるように配置され、
   前記第二信号金属端子及び前記第二グランド金属端子は、インピーダンス整合された疑似的な同軸構造となるように配置されている請求項１に記載の無線通信モジュール。
3. 前記実装基板は、前記第一面から前記第二面まで貫通するグランド電位とされた複数のグランドスルーホールを有し、
   複数の前記グランドスルーホールは、前記平面視で前記信号スルーホールを中心として互いに周方向の異なる位置に設けられている請求項１又は請求項２に記載の無線通信モジュール。
4. 前記信号スルーホール及び前記グランドスルーホールは、インピーダンス整合された疑似的な同軸構造となるように配置されている請求項３に記載の無線通信モジュール。
5. 前記実装基板は、２つの前記信号スルーホールを有し、
   ２つの前記信号スルーホールの第一端のそれぞれに前記第一信号金属端子が設けられ、
   ２つの前記第一信号金属端子の間の領域に配置された前記第一グランド金属端子の一部は、２つの前記第一信号金属端子のうち一方の前記第一信号金属端子の周囲に配置された複数の前記第一グランド金属端子と、他方の前記第一信号金属端子の周囲に配置された複数の前記第一グランド金属端子とを兼用し、
   ２つの前記信号スルーホールの第二端のそれぞれに前記第二信号金属端子が設けられ、
   ２つの前記第二信号金属端子の間の領域に配置された前記第二グランド金属端子の一部は、２つの前記第二信号金属端子のうち一方の前記第二信号金属端子の周囲に配置された複数の前記第二グランド金属端子と、他方の前記第二信号金属端子の周囲に配置された複数の前記第二グランド金属端子とを兼用する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の無線通信モジュール。
6. 前記第一グランド金属端子は、前記第一面、及び、前記第一面に対向する前記アンテナ基板、のいずれか一方のみに接続されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の無線通信モジュール。
7. 前記第二グランド金属端子は、前記第二面、及び、前記第二面に対向する前記高周波集積回路、のいずれか一方のみに接続されている請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の無線通信モジュール。

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