JP6094287B2

JP6094287B2 - アンテナ一体型モジュールの製造方法およびアンテナ一体型モジュール

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Publication number: JP6094287B2
Application number: JP2013052659A
Authority: JP
Inventors: 強正岡
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-03-15
Also published as: JP2014179821A

Description

本発明は、ＲＦＩＣを含む電子部品を有する無線機能部と、アンテナ導体を有するアンテナ部とを備えるアンテナ一体型モジュールおよびその製造方法に関する。

従来、図１７に示すようなアンテナ一体型モジュールが提案されている（例えば特許文献１参照）。図１７に示すアンテナ一体型モジュール５００は、表面にシールド層５０１とアンテナ素子５０２とが設けられた多層構造の基板５０３を備えている。また、無線機能部５０４を形成するＲＦＩＣ等の電子部品５０５は、基板５０３のシールド層５０１が設けられた領域に埋設されている。また、基板５０３のアンテナ素子５０２が設けられた領域には、ＳＡＷフィルタ５０６や、コンデンサやインダクタ等の受動素子部品５０８が埋設されている。

特開２００２−３４４１４６号公報（段落００１７〜００２９、図３など）

上記したように、アンテナ一体型モジュール５００は、基板５０３の表面に一体的に形成されたアンテナ素子５０２を備えており、通信機器の構成や通信方式、通信に使用される周波数帯域に応じて専用品として構成された単体のアンテナが搭載されていないので、次のような問題があった。すなわち、基板５０３の表面にアンテナ素子５０２（アンテナ導体）が一体的に形成されたアンテナ一体型モジュール５００は、一般的な部品内蔵多層基板の製造プロセスにより製造される。そのため、アンテナ導体は、基板５０３の各層それぞれの主面に導電性材料により配線パターンを形成する方法と同様の方法で形成される。したがって、従来のアンテナ一体型モジュール５００では、基板５０３を構成する各層それぞれの主面のみにしかアンテナ導体を形成することができないので、アンテナの設計自由度が低く、指向性や利得等のアンテナ特性の調整範囲が制限されるという問題があった。

この発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、アンテナの設計自由度が高く、指向性等のアンテナ特性を任意に調整することができると共に、アンテナ導体および無線機能部からの輻射を抑制するシールド層を容易に形成することができる技術を提供し、優れたアンテナ特性を有するアンテナ部を備えるアンテナ一体型モジュールを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明のアンテナ一体型モジュールの製造方法は、ＲＦＩＣを含む電子部品を有する無線機能部が配置される無線領域と、アンテナ導体を有するアンテナ部が配置されるアンテナ領域とが、その一方主面に設けられた基板を用意する用意工程と、前記無線領域に前記電子部品を搭載する搭載工程と、前記電子部品を被覆するように前記基板の一方主面の全面に渡って樹脂を充填して樹脂封止層を形成する封止工程と、前記無線領域と前記アンテナ領域との境界に沿って前記樹脂封止層に溝を形成する溝形成工程と、導電性材料により前記樹脂封止層の表面を被覆する導電層を形成する導電層形成工程と、前記無線領域と前記アンテナ領域との境界部分における前記導電層の導電性材料を除去することにより当該導電層を分離して、前記無線領域側の前記導電層によりシールド層を形成し、前記アンテナ領域側の前記導電層により、前記樹脂封止層の前記アンテナ領域側の表面のうち、前記基板の一方主面との対向面と反対側の面および少なくとも１つの側面に延在するとともに、前記樹脂封止層の前記溝の前記アンテナ領域側の内側面に延在する前記アンテナ導体を形成する分離工程とを備えることを特徴としている。

このように構成された発明では、電子部品を被覆して基板の一方主面に形成された樹脂封止層の表面を被覆する導電層が導電性材料により形成される。そして、無線領域とアンテナ領域との境界部分における導電層の導電性材料が除去されることにより導電層が分離されて、電子部品が搭載された無線領域側の導電層によりシールド層が形成され、アンテナ領域側の導電層によりアンテナ導体が形成される。したがって、アンテナ導体と、無線機能部からの輻射を抑制するシールド層とを、共通の導電層形成工程および分離工程により、樹脂封止層の表面に容易に同時に形成することができる。

また、導電層形成工程において、樹脂封止層の基板の一方主面との対向面と反対側の面だけではなくその側面にも導電性材料により導電層を形成することができる。そのため、樹脂封止層のアンテナ領域側の表面のうち、基板の一方主面との対向面と反対側の面だけではなく、少なくとも１つの側面にもアンテナ導体を延在して形成することができる。したがって、基板を構成する各層の主面のみにしかアンテナ導体を形成することができない従来の構成と比較すると、アンテナ導体のサイズを大きくすることができ、アンテナの設計自由度が高く、指向性や利得等のアンテナ特性を任意に調整することができる。

また、溝形成工程において、無線領域とアンテナ領域との境界に沿って樹脂封止層に溝が形成されるので、この溝の内側面により、無線領域側の樹脂封止層にアンテナ領域側を向く側面が形成され、アンテナ領域側の樹脂封止層に無線領域側を向く側面が形成される。したがって、導電層形成工程において、溝の内側面に導電層が形成されることにより、無線領域側の樹脂封止層のアンテナ領域側を向く側面に延在してシールド層を形成することができるので、シールド層によるシールド効果を向上させることができる。また、アンテナ領域側の樹脂封止層の無線領域側を向く側面に延在してアンテナ導体を形成することができるので、アンテナ導体により形成されるアンテナの指向性をさらに向上させるなど、アンテナ特性をより高精度に調整することができる。

また、前記導電層形成工程の後に、前記アンテナ領域側の前記導電層を所定形状に加工する加工工程をさらに備えているとよい。

このようにすると、加工工程において、アンテナ領域側の導電層が所定形状に加工されることにより、アンテナ導体の形状、サイズ等が適宜調整される。したがって、所定形状に加工されたアンテナ導体により形成されるアンテナのアンテナ特性を任意に調整することができる。

また、本発明のアンテナ一体型モジュールは、無線領域とアンテナ領域とがその一方主面に設けられた基板と、前記無線領域および前記アンテナ領域を被覆するように樹脂が充填されて前記基板の一方主面に設けられた樹脂封止層と、前記無線領域に配置された無線機能部と、前記アンテナ領域に配置されたアンテナ部とを備え、前記無線機能部は、前記無線領域に搭載されて前記樹脂封止層に内蔵されたＲＦＩＣを含む電子部品と、前記樹脂封止層の前記無線領域側の表面に設けられたシールド層とを備え、前記無線領域と前記アンテナ領域との境界に沿って形成された溝が前記樹脂封止層に設けられ、前記アンテナ部は、前記樹脂封止層の前記アンテナ領域側の表面のうち、前記基板の一方主面との対向面と反対側の面および少なくとも１つの側面に延在するとともに、前記樹脂封止層の前記溝の前記アンテナ領域側の内側面に延在しており、前記シールド層と分離して設けられたアンテナ導体を備えることを特徴とする。

このように構成された発明では、アンテナ部が備えるアンテナ導体は、樹脂封止層のアンテナ領域側の表面のうち、基板の一方主面との対向面と反対側の面および少なくとも１つの側面に延在して、シールド層と分離して設けられている。そのため、基板を構成する各層の主面のみにしかアンテナ導体が形成されていない従来の構成と比較すると、アンテナ導体のサイズが大きく、アンテナの設計自由度が非常に高い。したがって、アンテナ導体により形成されるアンテナの指向性や利得等のアンテナ特性を任意に調整することができるので、アンテナ特性が非常に優れたアンテナ部を備えるアンテナ一体型モジュールを提供することができる。

また、無線機能部は、樹脂封止層の無線領域側の表面に設けられたシールド層を備えており、無線領域に搭載されて樹脂封止層に内蔵されたＲＦＩＣを含む電子部品の輻射を抑制するシールド層を備えるアンテナ一体側モジュールを提供することができる。また、無線機能部のシールド層とアンテナ部のアンテナ導体とが樹脂封止層上に離れて配置されているので、例えば、樹脂封止層内にシールド層とアンテナ導体とが平面視において重なる位置に配置される構成と比較すると、アンテナ導体により形成されるアンテナのアンテナ特性の向上を図ることができる。

また、樹脂封止層に設けられた溝の内側面により、アンテナ領域側の樹脂封止層に無線領域側を向く側面が形成される。そして、この側面に延在してアンテナ導体が形成されている。したがって、アンテナ導体により形成されるアンテナの指向性をさらに向上させるなど、アンテナ特性をより高精度に調整することができる。

なお、樹脂封止層の基板の一方主面との対向面と反対側の面からの溝の深さは、樹脂封止層の厚みよりも浅く形成してもよいし、樹脂封止層の厚みと同一に形成することにより基板の一方主面が露出するようにしてもよい。また、基板の一方主面に溝の底部を構成する凹溝が設けられることにより、溝の深さが樹脂封止層の厚みよりも深く形成されていてもよい。

また、前記シールド層が、前記樹脂封止層の前記溝の前記無線領域側の内側面に延在して設けられているとよい。

このように構成すると、樹脂封止層に設けられた溝の内側面により、無線領域側の樹脂封止層にアンテナ領域側を向く側面が形成される。そして、この側面に延在してシールド層が形成されている。したがって、シールド層によるシールド効果をさらに向上させることができる。また、無線機能部とアンテナ部との間にシールド層が配置されるので、シールド層による無線機能部およびアンテナ部間のアイソレーション特性の向上を図ることができる。

また、前記アンテナ導体が、前記アンテナ領域側の前記樹脂封止層の全表面に延在して設けられているとよい。

このように構成すると、アンテナ領域側の樹脂封止層の全表面に延在してアンテナ導体が設けられているので、アンテナ導体により形成されるアンテナのアンテナ特性をさらに高精度に調整することができる。

また、前記シールド層が、前記無線領域側の前記樹脂封止層の全表面に延在して設けられているとよい。

このように構成すると、無線領域側の樹脂封止層の全表面に延在してシールド層が設けられているので、シールド層によるシールド効果をさらに向上することができる。

また、前記基板の一方主面に前記無線領域を挟んで複数の前記アンテナ領域が設けられ、前記樹脂封止層の前記各アンテナ領域それぞれに対応する位置に前記アンテナ導体が個別に設けられているとよい。

このようにすると、樹脂封止層の各アンテナ領域に対応する位置それぞれに設けられた各アンテナ導体により形成される複数のアンテナを用いて、ダイバーシティによる通信に対応したアンテナ一体型モジュールを提供することができる。また、各アンテナを、それぞれ、所定の通信方式や、所定の周波数帯域に対応させることにより、マルチバンド、マルチモードに対応したアンテナ一体型モジュールを提供することができる。

また、前記基板の他方主面に、前記アンテナ導体と接続されたアンテナ電極と、前記無線機能部と接続された信号電極とが設けられているとよい。

このように構成すれば、基板の他方主面に設けられたアンテナ電極および信号電極を用いることにより、アンテナ電極に接続されたアンテナ導体の特性と、信号電極に接続された無線機能部の特性とを、それぞれ個別に簡単に検査することができる。また、アンテナ一体型モジュールを他の基板に実装することにより、他の基板側の配線パターンを利用して、アンテナ電極と信号電極とを接続して無線機能部とアンテナ部（アンテナ導体）とを簡単に接続することができる。

また、前記シールド層と前記アンテナ導体とが同一の導電性材料により形成されているとよい。

このように構成すると、例えば、導電性材料として同一の導電性ペーストを用いることにより、シールド層およびアンテナ導体を樹脂封止層の表面に簡単に形成することができる。

また、前記アンテナ部は、前記アンテナ領域に設けられ、前記アンテナ導体に接続された整合回路を備えているとよい。

このように構成すると、アンテナ導体により形成されるアンテナのアンテナ特性を整合回路により調整することができる。

本発明によれば、アンテナを構成するアンテナ導体と、無線機能部からの輻射を抑制するシールド層とを、共通の導電層形成工程および分離工程により、樹脂封止層の表面に簡単に同時に形成することができる。また、導電層形成工程において、樹脂封止層の基板の一方主面との対向面と反対側の面だけではなくその側面にも導電性材料により導電層を形成することにより、樹脂封止層のアンテナ領域側の表面のうち、基板の一方主面との対向面と反対側の面だけではなく、少なくとも１つの側面にもアンテナ導体を延在して形成することができる。したがって、アンテナ導体のサイズを大きくすることができ、アンテナの設計自由度が高く、指向性や利得等のアンテナの特性を任意に調整することができるので、優れたアンテナ特性を有するアンテナ部を備えるアンテナ一体型モジュールを提供することができる。また、溝形成工程において、無線領域とアンテナ領域との境界に沿って樹脂封止層に溝が形成されるので、この溝の内側面により、無線領域側の樹脂封止層にアンテナ領域側を向く側面が形成され、アンテナ領域側の樹脂封止層に無線領域側を向く側面が形成される。したがって、導電層形成工程において、溝の内側面に導電層が形成されることにより、無線領域側の樹脂封止層のアンテナ領域側を向く側面に延在してシールド層を形成することができるので、シールド層によるシールド効果を向上させることができる。また、アンテナ領域側の樹脂封止層の無線領域側を向く側面に延在してアンテナ導体を形成することができるので、アンテナ導体により形成されるアンテナの指向性をさらに向上させるなど、アンテナ特性をより高精度に調整することができる。

本発明の第１実施形態にかかるアンテナ一体型モジュールを示す斜視図である。図１のモジュールの断面図である。図１のモジュールの製造方法の一例を示す図であり、（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ異なる状態を示す。図１のモジュールの変形例を示す斜視図である。図４のモジュールの断面図である。図４のモジュールの製造方法の一例を示す図である。図１のモジュールの変形例を示す斜視図である。図７のモジュールの断面図である。図７のモジュールの製造方法の一例を示す図である。図１のモジュールの変形例を示す斜視図である。図１のモジュールの変形例を示す断面図である。図１のモジュールの変形例を示す断面図である。図１のモジュールの変形例を示す断面図である。本発明の第２実施形態にかかるアンテナ一体型モジュールを示す斜視図である。本発明の第３実施形態にかかるアンテナ一体型モジュールを示す断面図である。本発明の第４実施形態にかかるアンテナ一体型モジュールを示す断面図である。従来のアンテナ一体型モジュールを示す図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態にかかるアンテナ一体型モジュールを示す斜視図、図２は図１のモジュールの断面図である。また、図３は図１のモジュールの製造方法の一例を示す図であり、（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ異なる状態を示す。

（アンテナ一体型モジュール）
アンテナ一体型モジュール１は、携帯電話や携帯情報端末などの通信携帯端末が備える実装基板に搭載されるものであり、基板２の少なくとも一方主面２ａに、ＲＦＩＣやスイッチＩＣ、フィルタ素子等の各種の電子部品４１が実装されたり、整合回路５１を構成するための抵抗、インダクタ、キャパシタ等の各種のチップ部品などが実装されることにより、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュールおよび無線ＬＡＮモジュールなどの各種の通信モジュールや、アンテナスイッチモジュールとして形成される。

図１および図２に示すように、アンテナ一体型モジュール１は、無線領域２１とアンテナ領域２２とがその一方主面２ａに設けられた基板２と、無線領域２１およびアンテナ領域２２を被覆するように基板２の一方主面２ａに設けられた樹脂封止層３とを備えている。樹脂封止層３は、エポキシ樹脂やシアネート樹脂等のモールド用の一般的な熱硬化性樹脂が、無線領域２１およびアンテナ領域２２を被覆するように基板２の一方主面２ａに充填されることにより形成される。

基板２の無線領域２１には無線機能部４が配置されている。そして、無線機能部４は、無線領域２１に搭載されて樹脂封止層３に内蔵された少なくともＲＦＩＣを含む電子部品４１と、樹脂封止層３の無線領域２１側の表面に設けられたシールド層４２とを備えている。また、樹脂封止層３には、無線領域２１とアンテナ領域２２との境界に沿って形成された溝３１が設けられている。そして、この実施形態では、シールド層４２が、樹脂封止層３の溝３１の内側面に延在して設けられることにより、無線領域２１側の樹脂封止層３の全表面に延在してシールド層４２が設けられている。

基板２のアンテナ領域２２にはアンテナ部５が配置されている。そして、アンテナ部５は、アンテナ領域２２に設けられた整合回路５１と、樹脂封止層３のアンテナ領域２２側の表面にシールド層４２と分離して設けられたアンテナ導体５２とを備えている。また、この実施形態では、アンテナ導体５２が、アンテナ領域２２側の樹脂封止層３の全表面に延在して設けられている。

また、シールド層４２およびアンテナ導体５２は同一の導電性材料により形成されている。具体的には、ＡｇやＣｕなどを含む一般的な導電性ペースト（導電性材料）が、樹脂封止層３の表面に塗布されることにより、シールド層４２およびアンテナ導体５２が形成されている。

基板２は、この実施形態では、複数のセラミックグリーンシートが積層されて焼成されて成る多層セラミック基板により形成されている。セラミックグリーンシートは、アルミナおよびガラスなどの混合粉末が有機バインダおよび溶剤などと一緒に混合されたスラリーがシート化されたものであり、セラミックグリーンシートの所定位置に、レーザー加工などによりビアホールが形成され、形成されたビアホールにＡｇやＣｕなどを含む導体ペーストが充填されて層間接続用のビア導体２３が形成され、導体ペーストによる印刷により種々の電極パターン２４が形成される。その後、各セラミックグリーンシートが積層、圧着されることによりセラミック積層体が形成されて、約１０００℃前後の低い温度で、所謂、低温焼成されることにより基板２が形成される。

このように構成された基板２の内部には、ビア導体２３および電極パターン２４により内部配線パターンが形成され、基板２の一方主面２ａには、電子部品４１や、整合回路５１を構成する各種のチップ部品などが実装される実装用電極（図示省略）が形成されている。また、基板２の他方主面２ｂには、アンテナ一体型モジュール１を外部に接続するための電極として、無線機能部４と内部配線パターンにより接続された信号電極２５と、アンテナ導体５２と内部配線パターンにより接続されたアンテナ電極２６と、シールド電極４２と内部配線パターンにより接続されたグランド電極２７とが形成されている。

また、シールド電極４２およびアンテナ導体５２は、それぞれ、基板２の外側面から露出した電極パターン２４の端面と電気的に接続されている。また、整合回路５１は、図示省略された内部配線パターンを介してアンテナ電極２６に接続されることにより、アンテナ導体５２の給電点に接続されている。

なお、整合回路５１は、基板２の一方主面２ａに実装されるチップ部品に替えて、基板２内に電極パターン２４により形成されたインダクタやキャパシタを用いて構成してもよい。また、電極パターン２４により基板２内に形成されたインダクタやキャパシタと、基板２の一方主面２ａに実装されるチップ部品を組み合わせて整合回路５１を構成してもよい。

また、基板２は、樹脂やポリマー材料などを用いたプリント基板、アルミナ系基板、ガラス基板、複合材料基板、単層基板、多層基板などで形成してもよく、アンテナ一体型モジュール１の使用目的に応じて、適宜最適な材質を選択して基板２を形成すればよい。

以上のように構成されたアンテナ一体型モジュール１は、外部の実装基板に搭載されることにより、外部の実装基板に設けられた配線パターンにより、信号電極２５とアンテナ電極２６とが電気的に接続されて、無線機能部４とアンテナ部５との間で無線信号が入出力される。

（製造方法）
アンテナ一体型モジュール１の製造方法の各工程について説明する。

この実施形態では、複数のアンテナ一体型モジュール１の集合体が形成された後に、個片化されることによりアンテナ一体型モジュール１が製造される。

まず、図３（ａ）に示すように、所定の箇所に導体ビア２３や電極パターン２４が設けられた基板２の集合体が用意される（用意工程）。基板２の集合体の一方主面２ａには、アンテナ一体型モジュール１が形成される形成領域が複数設けられており、当該形成領域には、電子部品４１を有する無線機能部４が配置される無線領域２１と、アンテナ導体５２を有するアンテナ部５が配置されるアンテナ領域２２とが設けられている。なお、同図中に破線で示されている切断ラインＣＬは、複数のアンテナ一体型モジュール１の集合体が個片化される際の、基板２の集合体における切断位置を示している。

次に、基板２の無線領域２１に電子部品４１が搭載されると共に、整合回路５１を構成するチップ部品が基板２のアンテナ領域２２に搭載される（搭載工程）。続いて、図３（ｂ）に示すように、モールド用の熱硬化性の樹脂が、電子部品４１および整合回路５１を被覆するように基板２の集合体の一方主面２ａの全面に渡って充填されることにより樹脂封止層３が形成される（封止工程）。

次に、図３（ｃ）に示すように、ダイサー等の一般的な装置により、樹脂封止層３に溝３１，３２が形成される（溝形成工程）。具体的には、無線領域２１とアンテナ領域２２との境界に沿って、樹脂封止層３の基板２の一方主面２ａとの対向面と反対側の面（上面）からの深さが樹脂封止層３の厚みよりも浅い溝３１が形成される。また、切断ラインＣＬの位置に、樹脂封止層３の上面からの深さが樹脂封止層３の厚みより深い溝３２が形成される。

なお、基板２が樹脂封止層３と一緒に掘削されて溝３２が形成されることにより、基板２内の切断ラインＣＬの位置に形成されている電極パターン２４が切断されて、その切断面が溝３２内に露出する。また、溝３１は、その樹脂封止層３の上面からの深さが樹脂封止層３の厚みと同じに形成されてもよい。この場合、基板２の一方主面２ａが溝３１内に露出する。また、溝３２と同様に、その樹脂封止層３の上面からの深さが樹脂封止層３の厚みよりも深く溝３１が形成されてもよい。

続いて、図３（ｄ）に示すように、ＡｇやＣｕなどを含む一般的な導電性ペースト（導電性材料）が、溝３１，３２に充填されつつ樹脂封止層３の表面に塗布されることにより、樹脂封止層３の表面を被覆する導電層６が形成される（導電層形成工程）。次に、図３（ｅ）に示すように、ダイサーやリューター、レーザー加工により、無線領域２１とアンテナ領域２２との境界部分における導電層６の導電性ペーストが除去されて導電層６が分離される。そして、無線領域２１側の導電層６によりシールド層４２が形成され、アンテナ領域２２側の導電層６によりアンテナ導体５２が形成される。

このとき、導電層形成工程の後に実行される分離工程と同時に、または、分離工程の後に、ダイサーやリューター、レーザー加工により、アンテナ領域２２側の導電層６が所定形状に加工されてアンテナ導体５２が形成されてもよい（加工工程）。このようにすると、加工工程において、アンテナ領域２２側の導電層６が所定形状に加工されることにより、アンテナ導体５２の形状、サイズ等が適宜調整される。したがって、所定形状に加工されたアンテナ導体５２により形成されるアンテナのアンテナ特性を任意に調整することができる。

最後に、図３（ｆ）に示すように、基板２の集合体が切断ラインＣＬに沿って個片化されることにより、アンテナ一体型モジュール１が完成する。

以上のように、この実施形態では、電子部品４１および整合回路５１を被覆して基板２の一方主面２ａに形成された樹脂封止層３の表面を被覆する導電層６が導電性ペーストにより形成される。そして、無線領域２１とアンテナ領域２２との境界部分における導電層６の導電性ペーストが除去されることにより導電層６が分離されて、電子部品４１が搭載された無線領域２１側の導電層６によりシールド層４２が形成され、アンテナ領域２２側の導電層６によりアンテナ導体５２が形成される。したがって、アンテナ導体５２と、無線機能部４からの輻射を抑制するシールド層４２とを、共通の導電層形成工程および分離工程により、樹脂封止層３の表面に容易に同時に形成することができる。

また、溝形成工程において、基板２の集合体のアンテナ一体型モジュール１の形成領域を囲むように溝３２が形成されることにより、導電層形成工程において、樹脂封止層３の上面だけではなくその側面にも導電性ペーストにより導電層６を形成することができる。そのため、例えば、樹脂封止層３のアンテナ領域２２側の表面のうち、樹脂封止層３の上面だけではなく、少なくとも１つの側面にもアンテナ導体５２を延在して形成することができる。したがって、多層基板の各層の主面のみにしかアンテナ導体を形成することができない従来の構成と比較すると、アンテナ導体５２のサイズを大きくすることができ、アンテナの設計自由度が高く、指向性や利得等のアンテナ特性を任意に調整することができる。

この実施形態では、アンテナ部５が備えるアンテナ導体５２は、樹脂封止層３のアンテナ領域２２側の全表面に延在して、シールド層４２と分離して設けられている。そのため、多層基板の各層の主面のみにしかアンテナ導体が形成されていない従来の構成と比較すると、アンテナ導体４２のサイズが大きく、アンテナの設計自由度が非常に高い。したがって、アンテナ導体４２により形成されるアンテナの指向性や利得等のアンテナ特性を任意に調整することができるので、アンテナ特性が非常に優れたアンテナ部５を備えるアンテナ一体型モジュール１を提供することができる。

また、例えば、樹脂封止層３の無線領域２１側の表面のうち、樹脂封止層３の上面だけではなく、少なくとも１つの側面にもシールド層４２を延在して形成することができる。したがって、シールド層４２によるシールド効果を向上させることができる。

この実施形態では、無線機能部４は、樹脂封止層３の無線領域２１側の全表面に延在して設けられたシールド層４２を備えているので、シールド層４２よるシールド効果が非常に高い。したがって、無線領域２１に搭載されて樹脂封止層３に内蔵されたＲＦＩＣを含む電子部品４１の輻射を効率よく抑制するシールド層４２を備えるアンテナ一体側モジュール１を提供することができる。

また、無線機能部４のシールド層４２とアンテナ部５のアンテナ導体５２とが樹脂封止層３上に離れて配置されているので、例えば、樹脂封止層３内にシールド層４２とアンテナ導体５２とが平面視において重なる位置に配置される構成と比較すると、アンテナ導体５２により形成されるアンテナのアンテナ特性の向上を図ることができる。

また、溝形成工程において、無線領域とアンテナ領域との境界に沿って樹脂封止層３に溝３１が形成されるので、導電層形成工程において、溝３１に導電性ペーストが充填されて導電層６が形成される。そのため、無線領域２１側の樹脂封止層３のアンテナ領域２２側を向く側面に延在してシールド層４２を形成することができるので、シールド層４２によるアンテナ部５に対するシールド効果をさらに向上させることができる。したがって、無線機能部４とアンテナ部５との間にシールド層４２が配置されるので、シールド層４２による無線機能部４およびアンテナ部５間のアイソレーション特性の向上を図ることができる。

また、基板２の他方主面２ｂに設けられた信号電極２５およびアンテナ電極２６を用いることにより、信号電極２５に接続された無線機能部４の特性と、アンテナ電極２６に接続されたアンテナ導体５２の特性とを、それぞれ個別に簡単に検査することができる。また、アンテナ一体型モジュール１を他の実装基板に実装することにより、他の実装基板側の配線パターンを利用して、信号電極２５とアンテナ電極２６とを接続して無線機能部４とアンテナ部５（アンテナ導体５２）とを簡単に接続することができる。

なお、他の実装基板側に設けられた整合回路やスイッチング回路、フィルタ回路等を介して無線機能部４とアンテナ部５とを接続することもできる。この場合、整合回路５１の基板２への搭載を省略してもよい。

また、導電性材料として同一の導電性ペーストを用いることにより、シールド層４２およびアンテナ導体５２を樹脂封止層の表面に簡単に形成することができる。

また、アンテナ部５は、アンテナ領域２２に設けられ、アンテナ導体５２に接続された整合回路５１を備えているので、アンテナ導体５２により形成されるアンテナのアンテナ特性を整合回路５１により調整することができる。

また、溝形成工程において形成される溝３１，３２に導電性ペーストが充填されたり、溝３１，３２の内側面に導電性ペーストが塗布されることにより導電層６が形成される。したがって、溝３１，３２が形成される位置やその樹脂封止層３の上面からの深さを調整することにより、シールド層４２およびアンテナ導体５２が形成される位置やその形状等の構成を任意に変更することができる。

具体的には、図３（ｃ）に示すように、基板２の集合体の一方主面２に設けられた樹脂封止層３に、アンテナ一体型モジュール１の形成領域を囲んで形成される溝３２の位置や深さを変更すれば、樹脂封止層３の上面から外側面に延在して設けられるシールド層４２やアンテナ導体５２の位置やその形状を任意に変更することができる。また、図３（ｃ）に示すように、無線領域２１とアンテナ領域２２との境界に沿って樹脂封止層３に形成される溝３１の幅や深さを変更すれば、樹脂封止層３の無線領域２１とアンテナ領域２２との境界領域に形成されるシールド層４２やアンテナ導体５２の位置やその形状を任意に変更することができる。

したがって、基板２の集合体を用いてアンテナ一体型モジュール１の集合体を形成した後に個片化することでアンテナ一体型モジュール１を製造することにより、樹脂封止層３の表面にシールド層４２およびアンテナ導体５２が設けられたアンテナ一体型モジュール１を非常に効率よく量産することができる。

（変形例）
次に、溝形成工程により形成される溝３１，３２の構成を変更することにより形成されるアンテナ一体型モジュールの変形例について図４〜図１３を参照して説明する。

Ａ．変形例（１）
図４は図１のモジュールの変形例を示す斜視図、図５は図４のモジュールの断面図、図６は図４のモジュールの製造方法の一例を示す図である。この変形例（１）が上記した実施形態と異なるのは、図４および図５に示すように、アンテナ一体型モジュール１の長手方向におけるアンテナ部５（アンテナ領域２２）側の端面に延在してアンテナ導体５２が設けられていない点である。また、アンテナ電極２６に接続された電極パターン２４は、アンテナ領域２２側の樹脂絶縁層３の外側面（図４および図５の紙面に向かって手前側もしくは奥側）に延在して設けられたアンテナ導体５２に接続されている。また、図６に示すように、アンテナ一体側モジュール１の長手方向におけるアンテナ領域２２側の端面に相当する切断ラインＣＬの位置には溝３２が形成されていない。その他の構成は上記した実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。

Ｂ．変形例（２）
図７は図１のモジュールの変形例を示す斜視図、図８は図７のモジュールの断面図、図９は図７のモジュールの製造方法の一例を示す図である。この変形例（２）が上記した実施形態と異なるのは、図７および図８に示すように、アンテナ一体型モジュール１の長手方向におけるアンテナ部５（アンテナ領域２２）側の端面に基板２の一方主面２ａの位置まで延在してアンテナ導体５２が設けられている点である。また、アンテナ電極２６に接続された電極パターン２４は、アンテナ領域２２側の樹脂絶縁層３の外側面（図７および図８の紙面に向かって手前側もしくは奥側）に延在して設けられたアンテナ導体５２に接続されている。また、図９に示すように、アンテナ一体側モジュール１の長手方向におけるアンテナ領域２２側の端面に相当する切断ラインＣＬの位置には、その樹脂封止層３の上面からの深さが樹脂絶縁層３の厚みと同一に溝３２が形成されている。その他の構成は上記した実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。

Ｃ．変形例（３）
図１０は図１のモジュールの変形例を示す斜視図である。この変形例（３）が上記した変形例（１）と異なるのは、図１０に示すように、アンテナ一体型モジュール１の長手方向におけるアンテナ部５（アンテナ領域２２）側の端部の樹脂絶縁層３の表面にアンテナ導体５２が設けられていない点である。その他の構成は上記した実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。

Ｄ．変形例（４）
図１１は図１のモジュールの変形例を示す断面図である。この変形例（４）が上記した実施形態と異なるのは、図１０に示すように、溝形成工程において、溝３１が幅広に形成されている点である。その他の構成は上記した実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。

溝形成工程において、無線領域２１とアンテナ領域２２との境界に沿って樹脂封止層３に溝３１が幅広に形成されているので、この溝３１の内側面により、無線領域２１側の樹脂封止層３にアンテナ領域２２側を向く側面が形成され、アンテナ領域２２側の樹脂封止層３に無線領域２１側を向く側面が形成されている。そして、無線領域２１側の樹脂封止層３のアンテナ領域２２側を向く側面に延在してシールド層４２が形成されているので、シールド層４２によるシールド効果を向上させることができる。また、アンテナ領域２２側の樹脂封止層３の無線領域２１側を向く側面に延在してアンテナ導体５２が形成されているので、アンテナ導体５２により形成されるアンテナの指向性をさらに向上させるなど、アンテナ特性をより高精度に調整することができる。

Ｅ．変形例（５）
図１２は図１のモジュールの変形例を示す断面図である。この変形例（５）が上記した変形例（４）と異なるのは、図１２に示すように、溝形成工程において、樹脂基板層３の上面からの深さが樹脂基板層３の厚みよりも深く溝３１が形成されている点である。また、アンテナ一体型モジュール１の長手方向におけるアンテナ部５（アンテナ領域２２）側の端面に、基板２の一方主面２ａの手前の位置まで延在してアンテナ導体５２が設けられている。また、アンテナ電極２６にビア導体２３を介して接続され、その一端がビア導体２３と接続され、その他端が溝３１内に露出する電極パターン２４とアンテナ導体５２とが接続されている。また、グランド電極２７にビア導体２３を介して接続され、その一端がビア導体２３と接続され、その他端が溝３１内に露出する電極パターン２４とシールド層４２とが接続されている。その他の構成は上記した実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。

なお、基板２の一方主面２ａが露出するように溝３１が形成されて、シールド層４２およびアンテナ導体５２が、溝３１の底面を形成する基板２の一方主面２ａに設けられた電極に接続されることにより、それぞれ、信号電極２５およびアンテナ電極２６に接続されるようにしてもよい。

Ｆ．変形例（６）
図１３は図１のモジュールの変形例を示す断面図である。この変形例（６）が上記した実施形態と異なるのは、図１３に示すように、溝３１が形成されておらず、樹脂封止層３の無線領域２１とアンテナ領域２２との境界部分にシールド層４２が設けられていない点である。その他の構成は上記した実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について図１４を参照して説明する。図１４は本発明の第２実施形態にかかるアンテナ一体型モジュールを示す斜視図である。

この実施形態におけるアンテナ一体型モジュール１ａが上記した第１実施形態と異なるのは、図１４に示すように、基板２の一方主面２ａに無線領域２１を挟んでアンテナ領域２２が設けられ、樹脂封止層３の各アンテナ領域２２それぞれに対応する位置にアンテナ導体５２が個別に設けられている点である。その他の構成は上記した第１実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。

この実施形態では上記した実施形態と同様の効果を奏することができると共に、以下の効果を奏することができる。すなわち、樹脂封止層３の各アンテナ領域２２に対応する位置それぞれに設けられた各アンテナ導体５２により形成される複数のアンテナを用いて、ダイバーシティによる通信に対応したアンテナ一体型モジュール１ａを提供することができる。また、各アンテナを、それぞれ、所定の通信方式や、所定の周波数帯域に対応させることにより、マルチバンド、マルチモードに対応したアンテナ一体型モジュール１ａを提供することができる。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態について図１５を参照して説明する。図１５は本発明の第３実施形態にかかるアンテナ一体型モジュールを示す断面図である。

この実施形態におけるアンテナ一体型モジュール１ｂが上記した第１実施形態と異なるのは、アンテナ導体５２の給電点とアンテナ電極２６との接続方法が異なる点である。その他の構成は上記した第１実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。

図１５に示すように、アンテナ領域２２において、樹脂絶縁層３に電極ピンが埋設されることにより電極ポスト５３が設けられている。そして、アンテナ電極２６は、ビア導体２３および電極ポスト５３を介してアンテナ導体５２の給電点に接続されている。また、グランド電極２７が、ビア導体２３および電極パターン２４を介して、アンテナ一体型モジュール１ｂの長手方向におけるアンテナ部５側の端面に延在して設けられたアンテナ導体５２に接続されている。以上のように、この実施形態では、アンテナ導体５２により、板状逆Ｆアンテナが構成されている。

この実施形態においても、上記した実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、電極ポスト５３に替えて、樹脂封止層３に透設されたビア孔に導電性ペーストが充填されることにより形成されたビア導体により、アンテナ電極２６とアンテナ導体５２の給電点とが接続されていてもよい。

＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態について図１６を参照して説明する。図１６は本発明の第４実施形態にかかるアンテナ一体型モジュールを示す断面図である。

この実施形態におけるアンテナ一体型モジュール１ｃが上記した第１実施形態と異なるのは、図１６に示すように、無線機能部４とアンテナ導体５２とが、基板２の一方主面２ａや内部に設けられたビア導体２３および電極パターン２４により形成された配線パターンにより接続されている点である。その他の構成は上記した第１実施形態と同様であるため、同一符号を付すことによりその構成の説明は省略する。

この実施形態においても、上記した実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、上記した実施形態では、基板２の集合体を用いて複数のアンテナ一体型モジュールを一体的に形成した後に個片化することにより、アンテナ一体型モジュールが製造されているが、個々のアンテナ一体型モジュールが個別に製造されてもよい。

また、シールド層４２およびアンテナ導体５２は、少なくとも、樹脂封止層３の上面に配置されていればよいが、特に、アンテナ導体５２を、樹脂封止層３の少なくとも１つの側面に延在して設けることにより次のような効果を奏することができる。すなわち、樹脂封止層３の上面から側面に延在してアンテナ導体５２が設けられているため、指向性や利得等のアンテナ特性を高精度に調整することができる。

また、上記した実施形態では、アンテナ領域２２に整合回路５１のみが配置され、その他の回路（電子部品４１）が無線領域２１に配置されることにより、無線機能部４とアンテナ部５とのアイソレーション特性の向上が図られているが、アンテナ一体型モジュールを、次のように構成してもよい。すなわち、ＲＦＩＣおよびシールド層４２を有する無線機能部４およびアンテナ導体５２を有するアンテナ部５が、それぞれ、アンテナ一体型モジュールの長手方向における両側に離れて配置され、無線領域２１とアンテナ領域２２との境界部分の伝送路にスイッチＩＣやＳＡＷフィルタ等のフィルタ回路が配置されるようにしてもよい。

また、シールド層やアンテナ導体を形成する導電性材料としては、上記した例に限らず、一般的に用いられる種々の材料を使用することができる。

また、ＲＦＩＣを含む電子部品を有する無線機能部と、アンテナ導体を有するアンテナ部とを備えるアンテナ一体型モジュールとその製造方法に本発明を広く適用することができる。

１，１ａ，１ｂ，１ｃアンテナ一体型モジュール
２基板
２ａ一方主面
２ｂ他方主面
２１無線領域
２２アンテナ領域
２５信号電極
２６アンテナ電極
３樹脂封止層
３１溝
４無線機能部
４１電子部品
４２シールド層
５アンテナ部
５１整合回路
５２アンテナ導体
６導電層

Claims

ＲＦＩＣを含む電子部品を有する無線機能部が配置される無線領域と、アンテナ導体を有するアンテナ部が配置されるアンテナ領域とが、その一方主面に設けられた基板を用意する用意工程と、
前記無線領域に前記電子部品を搭載する搭載工程と、
前記電子部品を被覆するように前記基板の一方主面の全面に渡って樹脂を充填して樹脂封止層を形成する封止工程と、
前記無線領域と前記アンテナ領域との境界に沿って前記樹脂封止層に溝を形成する溝形成工程と、
導電性材料により前記樹脂封止層の表面を被覆する導電層を形成する導電層形成工程と、
前記無線領域と前記アンテナ領域との境界部分における前記導電層の導電性材料を除去することにより当該導電層を分離して、前記無線領域側の前記導電層によりシールド層を形成し、前記アンテナ領域側の前記導電層により、前記樹脂封止層の前記アンテナ領域側の表面のうち、前記基板の一方主面との対向面と反対側の面および少なくとも１つの側面に延在するとともに、前記樹脂封止層の前記溝の前記アンテナ領域側の内側面に延在する前記アンテナ導体を形成する分離工程と
を備えることを特徴とするアンテナ一体型モジュールの製造方法。
前記導電層形成工程の後に、前記アンテナ領域側の前記導電層を所定形状に加工する加工工程をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ一体型モジュールの製造方法。
無線領域とアンテナ領域とがその一方主面に設けられた基板と、
前記無線領域および前記アンテナ領域を被覆するように樹脂が充填されて前記基板の一方主面に設けられた樹脂封止層と、
前記無線領域に配置された無線機能部と、
前記アンテナ領域に配置されたアンテナ部とを備え、
前記無線機能部は、
前記無線領域に搭載されて前記樹脂封止層に内蔵されたＲＦＩＣを含む電子部品と、
前記樹脂封止層の前記無線領域側の表面に設けられたシールド層とを備え、
前記無線領域と前記アンテナ領域との境界に沿って形成された溝が前記樹脂封止層に設けられ、
前記アンテナ部は、
前記樹脂封止層の前記アンテナ領域側の表面のうち、前記基板の一方主面との対向面と反対側の面および少なくとも１つの側面に延在するとともに、前記樹脂封止層の前記溝の前記アンテナ領域側の内側面に延在しており、前記シールド層と分離して設けられたアンテナ導体
を備えることを特徴とするアンテナ一体型モジュール。
前記シールド層が、前記樹脂封止層の前記溝の前記無線領域側の内側面に延在して設けられていることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ一体型モジュール。
前記アンテナ導体が、前記アンテナ領域側の前記樹脂封止層の全表面に延在して設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載のアンテナ一体型モジュール。
前記シールド層が、前記無線領域側の前記樹脂封止層の全表面に延在して設けられていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載のアンテナ一体型モジュール。
前記基板の一方主面に前記無線領域を挟んで複数の前記アンテナ領域が設けられ、前記樹脂封止層の前記各アンテナ領域それぞれに対応する位置に前記アンテナ導体が個別に設けられていることを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載のアンテナ一体型モジュール。
前記基板の他方主面に、前記アンテナ導体と接続されたアンテナ電極と、前記無線機能部と接続された信号電極とが設けられていることを特徴とする請求項３ないし７のいずれかに記載のアンテナ一体型モジュール。
前記シールド層と前記アンテナ導体とが同一の導電性材料により形成されていることを特徴とする請求項３ないし８のいずれかに記載のアンテナ一体型モジュール。
前記アンテナ部は、
前記アンテナ領域に設けられ、前記アンテナ導体に接続された整合回路を備えていることを特徴とする請求項３ないし９のいずれかに記載のアンテナ一体型モジュール。