JP6920184B2

JP6920184B2 - 電子装置及び電子モジュール

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Publication number: JP6920184B2
Application number: JP2017242511A
Authority: JP
Inventors: 朋治藤井
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2037-12-19
Also published as: JP2019110453A; US10791623B2; US20190191546A1

Description

本発明は、電子装置及び電子モジュールに関する。

IoT(Internet of Things)時代の到来に伴い、無線通信でネットワークに接続可能な様々な小型の電子装置が開発されている。そのような電子装置においては、無線通信を行うための小型のチップアンテナが配線基板に実装されているため、チップアンテナの大きさによって電子装置を小型化するのが妨げられてしまう。

特開２０１３−２２９８６１号公報

一側面によれば、本発明は、小型化が可能な電子装置及び電子モジュールを提供することを目的とする。

一側面によれば、第１の隅部を備えた第１の配線基板と、前記第１の隅部を避けて前記第１の配線基板の下面側に形成された第１のグランドパターンと、前記第１の隅部を避けて前記第１の配線基板の上面側に形成された第２のグランドパターンと、前記第１の配線基板に対向するように前記第１の配線基板の上方に設けられ、前記第１の隅部の上方に第２の隅部を備えた第２の配線基板と、前記第２の隅部を避けて前記第２の配線基板の下面側に形成された第３のグランドパターンと、前記第２の隅部を避けて前記第２の配線基板の上面側に形成された第４のグランドパターンと、前記第１の配線基板と前記第２の配線基板との間に設けられ、前記第１のグランドパターン、前記第２のグランドパターン、前記第３のグランドパターン、及び前記第４のグランドパターンの各々と電気的に接続された複数の端子と、前記第２の隅部における前記第２の配線基板の前記上面に固着されたアンテナとを有する電子装置が提供される。

一側面によれば、第１の隅部や第２の隅部を避けて第１乃至第４のグランドパターンの各々を形成するため、第２の隅部に固着されたアンテナで送受信する電波が第１乃至第４のグランドパターンで遮蔽されるのを抑制できる。これにより、電波が第１乃至第４のグランドパターンで遮蔽されるのを防止する目的でチップアンテナを第２の配線基板の横に突出させる必要がなくなり、電子装置の小型化を実現できる。

しかも、第１乃至第４のグランドパターンの各々を端子で電気的に接続したことで、アンテナの横に厚いグランド層を形成したのと等価な構造が得られる。これによりアンテナの横に大きなグランド領域が現れ、反射特性等のアンテナ特性を向上させることもできる。

図１は、検討に使用した電子装置の側面図である。図２は、検討に使用した電子装置の上面図である。図３は、検討に使用した電子装置が備える配線基板における導体形成領域について説明するための上面図である。図４は、第１実施形態に係る電子装置の側面図である。図５は、第１実施形態に係る電子装置の上面図である。図６は、図５のI−I線に沿った断面図である。図７は、図５のII−II線に沿った断面図である。図８（ａ）は、第１実施形態に係る第１の配線基板の下面図であり、図８（ｂ）は、第１実施形態に係る第１の配線基板の下面図である。図９（ａ）は、第１実施形態に係る第２の配線基板の下面図であり、図９（ｂ）は、第１実施形態に係る第２の配線基板の上面図である。図１０は、第１実施形態におけるはんだバンプの配置を示す平面図である。図１１は、第１実施形態に係る電子装置におけるチップアンテナの反射特性の測定結果を示す図である。図１２は、第１実施形態において、チップアンテナで送受信される電波から見て第１乃至第４のグランドパターンがどの程度の厚さに見えるのかを評価する際に使用した電子装置の模式断面図である。図１３は、第１実施形態において、空間における電波の波長と、第１及び第２の配線基板の内部における電波の波長とを計算して得られた図である。図１４（ａ）は、第１実施形態の第１変形例に係る第１の配線基板の上面図であり、図１４（ｂ）は、第１実施形態の第１変形例に係る第２の配線基板の上面図である。図１５は、第１実施形態の第２変形例に係る第１の配線基板と第２の配線基板の平面透視図である。図１６は、第１実施形態の第３変形例に係る第１の配線基板と第２の配線基板の平面透視図である。図１７は、第２実施形態に係る電子モジュールの断面図である。図１８は、第２実施形態の別の例に係る電子モジュールの断面図である。

本実施形態の説明に先立ち、本願発明者が検討した事項について説明する。

図１は、検討に使用した電子装置の側面図である。

この電子装置１は、無線通信に使用するPOP(Package on Package)であって、第１の配線基板２及び第２の配線基板３と、これらを接続するはんだバンプ４とを備える。

各配線基板２、３の表面には無線通信用のチップアンテナ５や電子部品６が実装される。各配線基板２、３によって電波が遮られるのを防止するために、チップアンテナ５は第２の配線基板３の上面に設けられる。そして、電子部品６は、チップコンデンサや抵抗素子等のディスクリート部品である。

このように電子部品６が実装された各配線基板２、３を上下に積層することで、これらの配線基板２、３を横に並べる場合と比較して電子装置１の平面サイズを低減でき、電子装置１の小型化を実現できる。

図２は、この電子装置１の上面図である。

図２に示すように、第２の配線基板３には基板横方向に突出した突出部３ａが設けられる。前述のチップアンテナ５は、はんだ１０によって突出部３ａに固着されており、導体パターン９を介して第２の配線基板３との間で信号の授受を行う。

次に、各配線基板２、３における導体形成領域について説明する。

図３は、各配線基板２、３における導体形成領域について説明するための上面図である。

図３に示すように、各配線基板２、３には矩形状の導体形成領域Rが画定される。導体形成領域Rは、グランドパターン７や不図示の信号線等の導体が形成される領域であって、その外側には導体や電子部品６は設けられない。なお、グランドパターン７は各配線基板２、３のそれぞれの両面に形成されており、これにより各配線基板２、３の内部の信号線が外部の電磁界に曝されるのをグランドパターン７でシールドすることができる。

一方、チップアンテナ５で送受信する電波がグランドパターン７や電子部品６で遮蔽されるのを避けるために、この例では導体形成領域Rの外側に突出部３ａを設け、チップアンテナ５に信号を送受信するための導体パターン９のみを突出部３ａに設ける。

以上説明した電子装置１によれば、第２の配線基板３に突出部３ａにチップアンテナ５を実装するため、チップアンテナ５で送受信する電波がグランドパターン７や電子部品６で遮蔽されるのを抑制でき、チップアンテナ５で電波を良好に受信できる。

しかしながら、突起部３ａを設けたことで電子装置１の平面サイズを十分に縮小できず、電子装置１の小型化が可能であるというPOPの利点を十分に活かすことができない。

以下に、電子装置の小型化が可能な各実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図４は、第１実施形態に係る電子装置の側面図である。

この電子装置２０は、Bluetooth（登録商標）等の無線通信に使用するPOPであり、互いに対向した第１の配線基板２１及び第２の配線基板２２を備える。これらの配線基板２１、２２の間には端子２３としてはんだバンプが複数設けられており、その端子２３によって各配線基板２１、２２同士が電気的かつ機械的に接続される。

また、第２の配線基板２２の上面２２ｂには、無線通信に使用するためのチップアンテナ２４が固着される。チップアンテナ２４で送受信する電波の周波数帯は特に限定されないが、この例ではBluetooth（登録商標）等の近距離無線通信が準拠する２．４GHz以上の高周波帯の電波をチップアンテナ２４が送受信する場合を想定する。

そして、各配線基板２１、２２には、チップアンテナ２４と共に無線通信回路を形成する複数の電子部品２５が実装される。そのような電子部品２５としては、例えばチップコンデンサや抵抗素子等のディスクリート部品がある。更に、プロセッサ等のIC(Integrated Circuit)も電子部品２５の一例である。

図５は、電子装置２０の上面図である。

図５に示すように、第１の配線基板２１と第２の配線基板２２は同じ平面形状を有しており、いずれも平面視で一辺の長さが１０mm〜３０mm程度の矩形状である。

そして、第２の配線基板２２の隅には前述のチップアンテナ２４が固着される。チップアンテナ２４は、平面視で一辺の長さが１mm〜２０mm程度の矩形状であって、その各々の辺が第２の配線基板２２の各辺に平行となるように設けられる。

なお、そのチップアンテナ２４には導体パターン３６、３７が接続される。このうち、導体パターン３６は、第２の配線基板２２とチップアンテナ２４との間で信号の授受を行うための信号線であって、例えば銅めっき膜をパターニングして形成される。一方、導体パターン３７は、第２の配線基板２２の上面２２ｂにチップアンテナ２４を固着するためのはんだである。

図６は、図５のI−I線に沿った断面図である。

図６に示すように、第１の配線基板２１と第２の配線基板２２はいずれも同様の構造を有する多層配線基板である。

このうち、第１の配線基板２１は、相対する下面２１ａと上面２１ｂとを有しており、コア基材２６の両面に配線２７と絶縁層２８とを積層してなる。

この例では、コア基材２６としてガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ基板を使用し、コア基材２６の貫通孔２６ａとその開口端に銅めっき膜を形成することにより配線２７と貫通電極２７ａとを形成する。

また、絶縁層２８は、例えばフェノール樹脂、ポリイミド樹脂、及びエポキシ樹脂等の樹脂層であり、レーザ加工等により配線２７に至るビア２８ａが形成される。下面２１ａ側においては、ビア２８ａ内と絶縁層２８の上とに厚さが１０μm〜３５μm程度の銅めっき膜をパターニングしてなる第１のグランドパターン３１や第１の信号線３１ａが形成される。

また、上面２１ｂ側においては、ビア２８ａ内と絶縁層２８の上とに厚さが１０μm〜３５μm程度の銅めっき膜をパターニングしてなる第２のグランドパターン３２や第２の信号線３２ａが形成される。

そして、各グランドパターン３１、３２と各信号線３１ａ、３２ａの上にはソルダレジスト層２９が形成されており、そのソルダレジスト層２９の表面が下面２１ａや上面２１ｂとなる。上面２１ｂ側のソルダレジスト２９には第２のグランドパターン３２に至る深さのビア２９ａが形成されており、ビア２９ａ内の第２のグランドパターン３２に端子２３が接合される。

一方、第２の配線基板２２も、相対する下面２２ａと上面２２ｂとを備えた多層配線基板であり、下面２２ａ側に第３のグランドパターン３３と第３の信号線３３ａとを有すると共に、上面２２ｂ側に第４のグランドパターン３４と第４の信号線３４ａとを有する。各信号線３３ａ、３４ａと各グランドパターン３３、３４は、例えば厚さが１０μm〜３５μm程度の銅めっき膜をパターニングすることで形成される。

更に、上記のグランドパターンのうち、第３のグランドパターン３３は、ソルダレジスト層２９のビア２９ａにおいて端子２３に接合される。

その端子２３は、各グランドパターン３１〜３４の各々に電気的に接続されており、これらのグランドパターンと共にグランド電位に維持される。

一方、図７は、図５のII−II線に沿う断面図であって、電子装置２０の隅部S0の断面図である。

図７に示すように、第２の配線基板２２の最上層の絶縁層２８の上には前述の導体パターン３６が形成されており、その導体パターン３６の一部がソルダレジスト層２９のビア２９ｂから露出する。ビア２９ｂには導体パターン３７としてはんだが設けられており、その導体パターン３７を介してチップアンテナ２４と導体パターン３６とが電気的に接続される。

そして、隅部S0における各配線基板２１、２２には、これらの導体パターン３６、３７以外の導体は存在しない。

次に、第１の配線基板２１と第２の配線基板２２の各々の導体形成領域について説明する。

図８（ａ）は、第１の配線基板２１の下面図である。

図８（ａ）の例では、第１の配線基板２１の四隅のうち、第１の隅部S1を避けるようにして下面２１ａ側に第１の導体形成領域R1が画定される。第１の導体形成領域R1は、第１のグランドパターン３１と第１の信号線３１ａとを形成する領域である。この場合、第１の隅部S1には、第１のグランドパターン３１や第１の信号線３１ａ等の導体が存在しない第１の誘電体領域E1が画定される。

第１の誘電体領域E1は平面視で矩形状の領域であって、その短辺の長さは例えば３mm〜５mm程度であり、長辺の長さは５mm〜１０mm程度である。これについては後述の第２〜第４の誘電体領域E2〜E4についても同様である。

図８（ｂ）は、第１の配線基板２１の上面図である。

図８（ｂ）に示すように、第１の配線基板２１の上面２１ｂ側には、第２のグランドパターン３２と第２の信号線３２ａとを形成する第２の導体形成領域R2が画定される。第１の導体形成領域R1と同様に、第２の導体形成領域R2も第１の隅部S1を避けるように設定され、第１の隅部S1には第２のグランドパターン３２や第２の信号線３２ａ等の導体が存在しない第２の誘電体領域E2が画定される。

更に、この例では第１の隅部S1に電子部品２５や配線２７（図６参照）等の導体も形成しないようにし、第１の配線基板２１を上から透視したときに第１の隅部S1に導体が存在しないようにする。

図９（ａ）は、第２の配線基板２２の下面図である。

図９（ａ）に示すように、第２の配線基板２２は第２の隅部S2を有する。第２の隅部S2は、第２の配線基板２２の四隅のうち、第１の配線基板２１の第１の隅部S1（図８（ａ）参照）の上方に位置する隅部である。

そして、第２の配線基板２２の下面２２ａ側には、第３のグランドパターン３３と第３の信号線３３ａとを形成する第３の導体形成領域R3が第２の隅部S2を避けるようにして画定される。これにより、第２の隅部S2には、第３のグランドパターン３３や第３の信号線３３ａ等の導体が存在しない第３の誘電体領域E3が画定される。

図９（ｂ）は、第２の配線基板２２の上面図である。

図９（ｂ）に示すように、第２の隅部S2における第２の配線基板２２の上面２２ｂには前述のチップアンテナ２４が設けられる。チップアンテナ２４は、前述のようにはんだ等の導体パターン３７により第２の隅部S2に固着されており、銅パターン等の導体パターン３６を介して第２の配線基板２２と信号の授受を行う。

また、第２の配線基板２２の上面２２ｂ側には、第４のグランドパターン３４と第４の信号線３４ａとを形成する第４の導体形成領域R4が第２の隅部S2を避けるようにして画定される。これにより、第２の隅部S2には、第４のグランドパターン３４や第４の信号線３４ａ等の導体が存在しない第４の誘電体領域E4が画定される。

更に、電子部品２５や配線２７（図６参照）等の導体も第２の隅部S2には形成されておらず、第２の配線基板２２を上から透視したときに導体パターン３６、３７以外の導体は第２の隅部S2に存在しない。

図１０は、端子２３の配置を示す平面図である。

図１０に示すように、端子２３は、各隅部S1、S2を避けつつ各配線基板２１、２２の縁に沿って間隔をおいて設けられる。

これらの端子２３の一部は、各グランドパターン３１〜３４と電気的に接続されたグランド端子として機能し、残りは信号端子として機能する。

この例では、各隅部S1、S2の縁に沿ってグランド端子を設けることにより、チップアンテナ２４の横に明瞭なグランド領域が現れるようにする。

また、各端子２３の大きさや間隔も時に限定されず、例えば直径が０．３mm〜１．２mm程度のはんだバンプを０．５mm〜１．５mm程度の間隔をおいて配列し得る。

以上説明した電子装置２０によれば、各隅部S1、S2を避けて各グランドパターン３１〜３４を形成するため、チップアンテナ２４が送受信する電波が各グランドパターン３１〜３４で遮蔽されるのを抑制できる。これにより、電波が各グランドパターン３１〜３４で遮蔽されるのを防止する目的でチップアンテナ２４を第２の配線基板２２の横に突出させる必要がなくなり、電子装置２０の小型化を実現できる。

しかも、チップアンテナ２４の横の各グランドパターン３１〜３４の各々を端子２３で電気的に接続したことで、チップアンテナ２４の横に厚いグランド層を形成したのと等価な構造が得られる。これによりチップアンテナ２４の横に大きなグランド領域が現れ、反射特性等のチップアンテナ２４のアンテナ特性を向上させることができる。

特に、図１０のように各隅部S1、S2の縁に沿ってグランド端子を設けたことで、チップアンテナ２４の横に明瞭にグランド領域が現れるようになり、チップアンテナ２４のアンテナ特性を一層向上させることが可能となる。

しかも、各隅部S1、S2を上から透視したときに導体パターン３６、３７以外の導体が存在しないため、チップアンテナ２４が送受信する電波が隅部S1、S2によって遮蔽されるのを抑制することもできる。

本願発明者は、この電子装置２０におけるチップアンテナ２４の反射特性を実際に測定した。その測定結果を図１１に示す。

図１１の横軸は、チップアンテナ２４が受信した電波の周波数を示し、その縦軸はSパラメータのS11成分を示す。なお、S11成分は、チップアンテナ２４の反射特性を表す指標である。また、この調査では、チップアンテナ２４が送受信する電波の周波数としてBluetooth（登録商標）が規定している２．４GHz帯を想定している。

図１１によれば、２．４GHzの近傍の周波数でチップアンテナ２４のリターンロスが低くなっており、２．４GHz帯の電波を受信することができている。この結果より、本実施形態のように各隅部S1、S2から導体を排除し、かつ各グランドパターン３１〜３４の各々を端子２３で電気的に接続することが、チップアンテナ２４の反射特性を向上させるのに有効であることが確認できた。

ところで、チップアンテナ２４により電波を良好に送受信するには、チップアンテナ２４の周囲から導電体の立体構造を排除し、導電体による電波の乱れを抑制するのが好ましい。そこで、本願発明者は、チップアンテナ２４で送受信される２．４GHz帯の周波数の電波から見たときに、各グランドパターン３１〜３４がどの程度の厚さに見えるのかを以下のように評価した。

図１２は、その評価に使用した電子装置２０の模式断面図である。

図１２に示すように、この評価では、第１の配線基板２１と第２の配線基板２２の各々の厚さt₁、t₂をいずれも０．４mmとした。また、各配線基板２１、２２の間隔D₁を０．６mm〜０．７mmとし、下面２１ａと上面２２ｂとの間隔D₂を１．４mm〜１．５mmとした。

各配線基板２１、２２の間には空気で満たされた空間Sが介在しており、電子装置２０の全体の誘電率は配線基板２１、２２と空間Sの各々の誘電率を平均したものとなる。

図１３は、空間Sにおける電波の波長と、各配線基板２１、２２の内部における電波の波長とを計算して得られた図である。なお、電波の周波数は２．４GHzとした。また、各配線基板２１、２２は、誘電率が４の誘電体と近似した。

図１３に示すように、１／１６波長は、空間Sにおいて１５．６mmであり、各配線基板２１、２２において７．８mmである。図１２の構造でこれらを平均してなる平均波長は凡そ１１mm〜１２mm程度となる。図１２の間隔D₂（１．４mm〜１．５mm）はこの平均波長の１／１０程度と十分に小さいため、周波数が２．４GHz以上の高周波においては各配線基板２１、２２の積層構造を一枚の薄い絶縁板とみなすことができる。

よって、各配線基板２１、２２に設けられた各グランドパターン３１〜３４も実質的に凹凸のない一枚のグランドパターンとみなすことができ、導体の凹凸に起因した電波の乱れを抑制できる。

次に、本実施形態の様々な変形例について説明する。

（１）第１変形例
図１４（ａ）は、第１変形例に係る第１の配線基板２１の上面図であり、図１４（ｂ）は、第１変形例に係る第２の配線基板２２の上面図である。

なお、図１４（ａ）、（ｂ）において、図４〜図１３におけるのと同じ要素にはこれらの図におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。

図１４（ａ）に示すように、この例では、第１の配線基板２１の縁に沿って端子２３を第１の間隔P₁で配列する。また、第１の隅部S1の縁に沿って第１の間隔P₁よりも狭い第２の間隔P₂をおいて端子２３を配列する。

そして、図１４（ｂ）に示すように、第２の配線基板２２の四隅のうち、第１の隅部S1の上方に位置する第２の隅部S2にチップアンテナ２４が設けられる。

このように第１の隅部S1の縁に沿って端子２３を密に配列することで第１の隅部S1の縁における各グランドパターン３１〜３４のインピーダンスが下がる。これにより第１の隅部S1の縁におけるグランドパターン３１〜３４の電位がグランド電位から変動し難くなるため、チップアンテナ２４とこれらのグランドパターンとの電位差が明瞭に現れ、チップアンテナ２４で電波を良好に受信できる。

なお、第２の間隔P₂は特に限定されない。但し、チップアンテナ２４で送受信する電波の波長の１／５０以下の狭い値に第２の間隔P₂を設定することで各端子２３を実質的に一つの導体とみなせるようにし、チップアンテナ２４の横にグランド領域が明瞭に現れるようにするのが好ましい。

（２）第２変形例
図８〜図９を参照して説明したように、本実施形態では、各配線基板２１、２２の隅部S1、S2から導体を排除することでチップアンテナ２４の特性を維持する。この場合、チップアンテナ２４から遠い導体ほどチップアンテナ２４の特性に与える影響が少なくなるため、第１〜第４の導体形成領域R1〜R4もチップアンテナ２４から離れるほど広く確保することができる。

本実施形態では、このような各導体形成領域R1〜R4の自由度を活かして以下のように電子装置２０の設計の自由度を高める。

図１５は、第２変形例に係る第１の配線基板２１と第２の配線基板２２の平面透視図である。

なお、図１５において、図４〜図１４におけるのと同じ要素にはこれらの図におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。

図１５に示すように、本変形例においては、最上層の第４の誘電体領域E4の面積を最も広くし、第３の誘電体領域E3、第２の誘電体領域E2、及び第１の誘電体領域E1の順に面積を狭くする。なお、各誘電体領域E1〜E4はいずれも矩形状であり、互いに相似形である。

これにより相対的に第４の導体形成領域R4、第３の導体形成領域R3、第２の導体形成領域R2、第１の導体形成領域R1の順に面積が広くなる。そのため、これらの導体形成領域R1〜R4に信号線３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ（図６参照）やグランドパターン３１〜３４を引き回す余裕が生じ、電子装置２０の設計の自由度が高まる。

なお、各誘電体領域E1〜E4の大きさは特に限定されない。

例えば、第１の誘電体領域E1の短辺の長さをAx、長辺の長さをAyとしたとき、第２の誘電体領域E2の短辺の長さBxはAx＋０．５mm程度とし、その長辺の長さByはAy＋０．５mm程度とし得る。

また、第３の誘電体領域E3の短辺の長さCxはAx＋１．０mm程度とし、その長辺の長さCyはAy＋１．０mm程度とし得る。

更に、第４の誘電体領域E4の短辺の長さDxはAx＋１．５mm程度とし、その長辺の長さDyはAy＋１．５mm程度とし得る。

（３）第３変形例
図１６は、第３変形例に係る第１の配線基板２１と第２の配線基板２２の平面透視図である。

なお、図１６において、図４〜図１５におけるのと同じ要素にはこれらの図におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。

図１６に示すように、本変形例においては、第２変形例とは逆に最上層の第４の誘電体領域E4の面積を最も狭くし、第３の誘電体領域E3、第２の誘電体領域E2、及び第１の誘電体領域E1の順に面積を広くする。なお、第２変形例と同様に、各誘電体領域E1〜E4はいずれも矩形状であり、互いに相似形である。

このようにしても、各誘電体領域E1〜E4から導体が排除されるため、チップアンテナ２４の特性を維持することができる。

なお、各誘電体領域E1〜E4の大きさは特に限定されない。

例えば、第１の誘電体領域E1の短辺の長さをAx、長辺の長さをAyとしたとき、第２の誘電体領域E2の短辺の長さBxはAx−０．５mm程度とし、その長辺の長さByはAy−０．５mm程度とし得る。

また、第３の誘電体領域E3の短辺の長さCxはAx−１．０mm程度とし、その長辺の長さCyはAy−１．０mm程度とし得る。

更に、第４の誘電体領域E4の短辺の長さDxはAx−１．５mm程度とし、その長辺の長さDyはAy−１．５mm程度とし得る。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態で説明した電子装置２０を備えた電子モジュールについて説明する。

図１７は、本実施形態に係る電子モジュールの断面図である。

なお、図１７において、第１実施形態におけるのと同じ要素には第１実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。

この電子モジュール５０は、心拍数等の生体情報を取得するウェアラブルデバイスであって、心拍数センサや電池等の電子部品５２が実装された回路基板５１を備える。

回路基板５１には更に第１のソケット５３が固定されており、この第１のソケット５３に着脱自在な第２のソケット５４が電子装置２０に固定される。そして、回路基板５１から電子装置２０に電力が供給され、心拍数等の生体情報が電子装置２０のチップアンテナ２４から外部に無線送信される。

このような構造によれば、各ソケット５３、５４によって回路基板５１に電子装置２０が着脱自在となるため、IC等の高価な電子部品２５を備えた電子装置２０を再利用することができる。

しかも、第１実施形態で説明したように、第２の配線基板２２の第２の隅部S2にチップアンテナ２４を設けたことで電子装置２０の小型化が図られているため、電子モジュール５０の小型化も実現することができる。

なお、電子モジュール５０の構造は上記に限定されない。

図１８は、本実施形態の別の例に係る電子モジュール５０の断面図である。

図１８の例では、上記の各ソケット５３、５４に代えて複数のはんだバンプ５５を設け、これらのはんだバンプ５５で回路基板５１と電子装置２０とを接続する。これにより、ソケット５３、５４を設ける場合と比較して電子モジュール５０の更なる小型化が可能となる。

１…電子装置、２…第１の配線基板、３…第２の配線基板、３ａ…突出部、４…はんだバンプ、５…チップアンテナ、６…電子部品、７…グランドパターン、９…導体パターン、１０…はんだ、２０…電子装置、２１…第１の配線基板、２１ａ…下面、２１ｂ…上面、２２…第２の配線基板、２２ａ…下面、２２ｂ…上面、２３…端子、２４…チップアンテナ、２５…電子部品、２６…コア基材、２６ａ…貫通孔、２７…配線、２７ａ…貫通電極、２８…絶縁層、２８ａ…ビア、２９…ソルダレジスト層、２９ａ、２９ｂ…ビア、３１…第１のグランドパターン、３１ａ…第１の信号線、３２…第２のグランドパターン、３２ａ…第２の信号線、３３…第３のグランドパターン、３３ａ…第３の信号線、３４…第４のグランドパターン、３４ａ…第４の信号線、３６、３７…導体パターン、５０…電子モジュール、５１…回路基板、５２…電子部品、５３…第１のソケット、５４…第２のソケット、５５…はんだバンプ、R…導体形成領域、R1〜R4…第１〜第４の導体形成領域、E1〜E4…第１〜第４の誘電体領域。

Claims

第１の隅部を備えた第１の配線基板と、
前記第１の隅部を避けて前記第１の配線基板の下面側に形成された第１のグランドパターンと、
前記第１の隅部を避けて前記第１の配線基板の上面側に形成された第２のグランドパターンと、
前記第１の配線基板に対向するように前記第１の配線基板の上方に設けられ、前記第１の隅部の上方に第２の隅部を備えた第２の配線基板と、
前記第２の隅部を避けて前記第２の配線基板の下面側に形成された第３のグランドパターンと、
前記第２の隅部を避けて前記第２の配線基板の上面側に形成された第４のグランドパターンと、
前記第１の配線基板と前記第２の配線基板との間に設けられ、前記第１のグランドパターン、前記第２のグランドパターン、前記第３のグランドパターン、及び前記第４のグランドパターンの各々と電気的に接続された複数の端子と、
前記第２の隅部における前記第２の配線基板の前記上面に固着されたアンテナと、
を有する電子装置。
前記複数の端子の各々が、前記第１の隅部の縁に沿って設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記複数の端子の各々が、前記第１の配線基板の縁に沿って第１の間隔をおいて配列され、かつ、前記第１の隅部の縁に沿って前記第１の間隔よりも狭い第２の間隔をおいて配列されたことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記第２の配線基板に設けられ、前記アンテナに接続された導体パターンを更に有し、
前記第１の配線基板の上から透視したときに、前記第１の隅部には導体が存在せず、
前記第２の配線基板の上から透視したときに、前記第２の隅部には前記導体パターンを除いて導体が存在しないことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電子装置。
前記第１の隅部における前記第１の配線基板の前記下面側に画定され、前記第１のグランドパターンを形成しない第１の領域と、
前記第１の隅部における前記第１の配線基板の前記上面側に画定され、前記第２のグランドパターンを形成しない第２の領域と、
前記第２の隅部における前記第２の配線基板の前記下面側に画定され、前記第３のグランドパターンを形成しない第３の領域と、
前記第２の隅部における前記第２の配線基板の前記上面側に画定され、前記第４のグランドパターンを形成しない第４の領域とを更に有し、
前記第４の領域、前記第３の領域、前記第２の領域、及び前記第１の領域の順に面積が小さくなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電子装置。
回路基板と、
前記回路基板の上に設けられた電子装置とを備え、
前記電子装置は、
第１の隅部を備えた第１の配線基板と、
前記第１の隅部を避けて前記第１の配線基板の下面側に形成された第１のグランドパターンと、
前記第１の隅部を避けて前記第１の配線基板の上面側に形成された第２のグランドパターンと、
前記第１の配線基板に対向するように前記第１の配線基板の上方に設けられ、前記第１の隅部の上方に第２の隅部を備えた第２の配線基板と、
前記第２の隅部を避けて前記第２の配線基板の下面側に形成された第３のグランドパターンと、
前記第２の隅部を避けて前記第２の配線基板の上面側に形成された第４のグランドパターンと、
前記第１の配線基板と前記第２の配線基板との間に設けられ、前記第１のグランドパターン、前記第２のグランドパターン、前記第３のグランドパターン、及び前記第４のグランドパターンの各々と電気的に接続された複数の端子と、
前記第２の隅部における前記第２の配線基板の前記上面に固着されたアンテナと、
を有することを特徴とする電子モジュール。