通信モジュール
【課題】薄型化をす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。
【解決手段】本発明の通信モジュールは、第１の集積回路素子搭載パッドと窪み部とが一方の主面に設けられつつ窪み部を囲むように一方の主面に設けられている圧電発振器搭載パッドを備えるモジュール搭載部材と、第１の集積回路素子搭載パッドに搭載されている第１の集積回路素子と、圧電発振器搭載パッドに搭載される圧電発振器であって、素子搭載部材と素子搭載部材の一方の主面に搭載されている圧電振動素子と圧電振動素子を気密封止するための蓋部材と蓋部材の他方の主面に搭載されている第２の集積回路素子と蓋部材の他方の主面に設けられたモジュール搭載部材用接続端子とを備えている圧電発振器と、圧電発振器と第１の集積回路素子とを被覆するように設けられている樹脂層と、を備えていることを特徴とするものである。
【解決手段】本発明の通信モジュールは、第１の集積回路素子搭載パッドと窪み部とが一方の主面に設けられつつ窪み部を囲むように一方の主面に設けられている圧電発振器搭載パッドを備えるモジュール搭載部材と、第１の集積回路素子搭載パッドに搭載されている第１の集積回路素子と、圧電発振器搭載パッドに搭載される圧電発振器であって、素子搭載部材と素子搭載部材の一方の主面に搭載されている圧電振動素子と圧電振動素子を気密封止するための蓋部材と蓋部材の他方の主面に搭載されている第２の集積回路素子と蓋部材の他方の主面に設けられたモジュール搭載部材用接続端子とを備えている圧電発振器と、圧電発振器と第１の集積回路素子とを被覆するように設けられている樹脂層と、を備えていることを特徴とするものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる通信モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来の通信モジュールを示す断面図である。
図６に示すように、従来の通信モジュール２００は、その例としてモジュール搭載部材２１０、圧電発振器２２０、第１の集積回路素子２３０とから主に構成されている。
モジュール搭載部材２１０の一方の主面には、圧電発振器２２０や第１の集積回路素子２３０を搭載するための圧電発振器搭載パッド２１１、第１の集積回路素子搭載パッド２１２が設けられている。
また、モジュール搭載部材２１０は、積層構造となっており、モジュール搭載部材２１０の内層に、配線パターン（図示せず）等が設けられている。この配線パターンにより第１の集積回路素子搭載パッド２１２は、モジュール搭載部材２１０の他方の主面に設けられている外部接続用電極端子２１４や圧電発振器搭載パッド２１１と接続している。
これら圧電発振器搭載パッド２１１、第１の集積回路素子搭載パッド２１２の上には、圧電発振器２２０、第１の集積回路素子２３０が導電性接合材２５０を介して電気的に接続される。
この搭載された圧電発振器２２０、第１の集積回路素子２３０に被覆するようにモジュール搭載部材２１０の主面に樹脂層２４０が形成されている構造が知られている（特許文献１）。
また、この圧電発振器２２０は、素子搭載部材２２１と圧電振動素子２２２と蓋部材２２３と第２の集積回路素子２２４で主に構成されている。前記圧電発振器２２０は、前記素子搭載部材２２１に形成されている第１の凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子２２１が搭載され、第２の凹部空間Ｋ２内には、第２の集積回路素子２２４が搭載されている。その第１の凹部空間Ｋ１が蓋部材２２３により気密封止された構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２５２７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の通信モジュール２００においては、圧電発振器２２０をモジュール搭載部材２１０の主面に搭載しているため、これ以上の薄型化をすることができないといった課題があった。
また、モジュール搭載部材２１０に圧電発振器２２０を搭載した際に、浮遊容量の影響により発振周波数が変動しても周波数の調整をすることができないといった課題があった。
【０００５】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、薄型化をす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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の通信モジュールは、第１の集積回路素子搭載パッドと窪み部とが一方の主面に設けられつつ窪み部を囲むように一方の主面に設けられている圧電発振器搭載パッドを備えるモジュール搭載部材と、第１の集積回路素子搭載パッドに搭載されている第１の集積回路素子と、圧電発振器搭載パッドに搭載される圧電発振器であって、素子搭載部材と素子搭載部材の一方の主面に搭載されている圧電振動素子と圧電振動素子を気密封止するための蓋部材と蓋部材の他方の主面に搭載されている第２の集積回路素子と蓋部材の他方の主面に設けられたモジュール搭載部材用接続端子とを備えている圧電発振器と、圧電発振器と第１の集積回路素子とを被覆するように設けられている樹脂層と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、モジュール搭載部材の他方の主面に圧電発振器の発振周波数を調整するための周波数調整用書込端子が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の通信モジュールによれば、前記モジュール搭載部材の主面には窪み部が設けられ、その窪み部を囲むようにモジュール搭載部材の主面に設けられた圧電発振器搭載パッドと、前記圧電発振器の前記蓋部材の他方の主面に設けられたモジュール搭載部材用接続端子とが接合されることによって、モジュール搭載部材の主面に設けられた窪み部内に圧電発振器の素子搭載部材の一部が入り込むようにして搭載することができるので、通信モジュールの薄型化をすることができる。
【０００９】
また、モジュール搭載部材の他方の主面に圧電発振器の発振周波数を調整するための周波数調整用書込端子が設けられていることによって、モジュール搭載部材に圧電発振器を搭載した際に、浮遊容量の影響により発振周波数が変動しても、調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る通信モジュールの一例を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る通信モジュールを構成する樹脂層がない状態の一例を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施形態に係る通信モジュールを構成するモジュール搭載部材の一方の主面から見た一例を示す斜視図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る通信モジュールを構成するモジュール搭載部材の他方の主面から見た一例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る通信モジュールを構成する圧電発振器を示す断面図である。
【図６】従来の通信モジュールを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、圧電振動素子に水晶を用いた場合について説明する。また、図示した寸法も一部誇張して示している。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る通信モジュールの一例を示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、本発明の実施形態に係る通信モジュールを構成する樹脂層がない状態の一例を示す斜視図である。図４（ａ）は、本発明の実施形態に係る通信モジュールを構成するモジュール搭載部材の一方の主面から見た一例を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、本発明の実施形態に係る通信モジュールを構成するモジュール搭載部材の他方の主面から見た一例を示す斜視図である。図５は、本発明の実施形態に係る通信モジュールを構成する圧電発振器を示す断面図である。
【００１３】
図１〜図３に示すように、本発明の第１の実施形態に係る通信モジュール１００は、モジュール搭載部材１１０と圧電発振器ＯＳ１と第１の集積回路素子１２０と樹脂層１３０で主に構成されている。
この通信モジュール１００は、圧電発振器搭載パッド１１１と第１の集積回路素子搭載パッド１１２が一方の主面に設けられているモジュール搭載部材１１０の前記圧電発振器搭載パッド１１１に圧電発振器ＯＳ１が搭載され、前記第１の集積回路素子搭載パッド１１２に第１の集積回路素子１２０が搭載されている。この圧電発振器ＯＳ１と第１の集積回路素子１２０とを被覆するように樹脂層１４０が設けられている。
【００１４】
図１〜図３に示す第１の集積回路素子１２０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。このようにして、第１の集積回路素子１２０は、後述する圧電発振器ＯＳ１からの発振周波数が入力されることにより、通信信号を出力するものである。
第１の集積回路素子１２０は、後述する前記モジュール搭載部材１１０の第１の集積回路素子搭載パッド１１２に例えば半田等の導電性接合材１６０を介して搭載されている。
【００１５】
図５に示すように、圧電発振器ＯＳ１は、素子搭載部材ＳＢと圧電振動素子ＸＴと蓋部材ＲＤと第２の集積回路素子ＳＳで主に構成されている。この圧電発振器ＯＳ１は、前記素子搭載部材ＳＢに形成されている凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子ＸＴと第２の集積回路素子ＳＳが搭載されている。その凹部空間Ｋ１が蓋部材ＲＤにより気密封止された構造となっている。
【００１６】
圧電振動素子ＸＴは、図５に示すように、水晶素板ＸＳに励振用電極Ｄ１を被着形成したものであり、外部からの交番電圧が励振用電極Ｄ１を介して水晶素板ＸＳに印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
水晶素板ＸＳは、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。
励振用電極Ｄ１は、前記水晶素板ＸＳの表裏両主面に金属を所定のパターンで被着・形成したものである。
このような圧電振動素子ＸＴは、その両主面に被着されている励振用電極Ｄ１から延出する引き出し電極と凹部空間Ｋ１内底面に形成されている後述する圧電振動素子搭載パッドＡＴとを、導電性接着剤ＤＳを介して電気的且つ機械的に接続することによって凹部空間Ｋ１に搭載される。
【００１７】
第２の集積回路素子ＳＳは、図５に示すように、回路形成面に前記圧電振動素子ＸＴからの発振出力を生成する発振回路等が設けられており、この発振回路で生成された出力信号は後述するモジュール搭載部材用接続端子ＭＳＴを介して圧電発振器ＯＳ１の外へ出力され、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。
また、第２の集積回路素子ＳＳには、可変容量素子に周囲温度に応じた制御電圧を印加して温度変化による発振回路の発振周波数の変動を補償するため、３次関数発生回路及び記憶素子部により温度補償回路部が設けられており、３次関数発生回路には、温度センサが接続されている。
この温度センサは、検出した温度と、温度センサに印加させる電圧値とに基づいて生成される温度データ信号（電圧値）が３次関数発生回路に出力される構成となっている。
第２の集積回路素子ＳＳは、素子搭載部材ＳＢの第１の凹部空間Ｋ１内と対向する蓋部材ＲＤに形成された第２の集積回路素子搭載パッドＳＰに半田等の導電性接合材を介して搭載されている。
【００１８】
図５に示すように、素子搭載部材ＳＢは、基板部ＳＢ１と、枠部ＳＢ２とで主に構成されている。
この素子搭載部材ＳＢは、基板部ＳＢ１の一方の主面に枠部ＳＢ２が設けられて、凹部空間Ｋ１が形成されている。
凹部空間Ｋ１内で露出した基板部ＳＢ１一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッドＡＰが設けられている。
尚、この素子搭載部材ＳＢを構成する基板部ＳＢ１及び枠部ＳＢ２は、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。また、基板部ＳＢ１は、セラミック材が積層した構造となっている。
また、枠部ＳＢ２の開口側頂面には、第１の素子接続電極ＳＤ１が設けられている。
また、第１の素子接続電極ＳＤ１が設けられている位置よりも外側を囲むように、枠部ＳＢ２の開口側頂面に環状の第１の封止用導体パターンＨＤ１が形成されている。
【００１９】
蓋部材ＲＤは、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。
図５に示すように、蓋部材ＲＤは、素子搭載部材ＳＢの枠部ＳＢ２よりも平面視して大きい形状になっている。
また、前記素子搭載部材１１０の凹部空間Ｋ１内に位置する箇所である蓋部材ＲＤの主面には、第２の集積回路素子搭載パッドＳＰが設けられている。
また、前記第１の素子接続電極ＳＤ１と対向する前記蓋部材ＲＤの主面には、第２の素子接続電極ＳＤ２が設けられている。
前記第２の集積回路素子搭載パッドＳＰと前記第２の素子接続電極ＳＤ２を囲むように環状の第２の封止用導体パターンＨＤ２が設けられている。
また、前記第２の封止用導体パターンＨＤ２の外側方向で、蓋部材ＲＤの主面の４隅には、モジュール搭載部材用接続端子ＭＴＳが設けられている。このモジュール搭載部材用接続端子ＭＴＳと後述する圧電発振器搭載パッド１１１が接続される。
素子搭載部材ＳＢの第１の素子接続電極ＳＤ１と蓋体の素子接続電極ＳＤ２が、導電性接合材を介して接合されている。
素子搭載部材ＳＢの第１の封止用導体パターンＨＤ１と蓋部材ＲＤの第２の封止用導体パターンＨＤ２は、封止部材ＨＢを介して接合されている。
封止部材ＨＢは、例えば金錫（Ａｕ−Ｓｎ）等のロウ材から設けられ、その成分比率が、金が８０％、錫が２０％のものが使用されている。また、封止部材ＨＢの厚みは、１０μｍ〜４０μｍである。
【００２０】
前記導電性接着剤ＤＳは、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。
【００２１】
図１及び図３に示すように、電子部品素子１３０は、例えばコンデンサ、抵抗、インダクタ等のチップ部品、ＳＡＷフィルタ等である。
前記電子部品素子１３０は、後述するモジュール搭載部材１１０の電子部品素子搭載パッド１１３に搭載されている。
【００２２】
モジュール搭載部材１１０は、例えばガラスセラミックス、アルミナセラミックス、ムライトセラミックス等のセラミック材料から形成され、平板状に形成されている。
図２及び図４（ａ）に示すように、モジュール搭載部材１１０の一方の主面に窪み部１１６が設けられ、前記窪み部１１６には、前記素子搭載部材ＳＢが収容されている。
また、前記窪み部１１６を囲うようにモジュール搭載部材１１０の一方の主面に圧電発振器搭載パッド１１１が設けられている。
図２及び図４（ａ）に示すように、モジュール搭載部材１１０の一方の主面に第１の集積回路素子搭載パッド１１２と電子部品素子搭載パッド１１３が設けられている。
図４（ｂ）に示すように、モジュール搭載部材１１０の他方の主面には、外部接続用電極端子１１４と周波数調整用書込端子１１５とが設けられている。また、この外部接続用電極端子１１４の内の１つから、通信モジュール１００としての通信信号が出力される。
モジュール搭載部材１１０の内層には、配線パターン（図示せず）等が設けられている。
この配線パターンにより、圧電発振器搭載パッド１１１は、モジュール搭載部材１１０の一方の主面に設けられている第１の集積回路素子搭載パッド１１２やモジュール搭載部材１１０の他方の主面に設けられている周波数調整用書込端子１１５と接続している。
また、この配線パターンにより、第１の集積回路素子搭載パッド１１２は、モジュール搭載部材１１０の一方の主面に設けられている圧電発振器搭載パッド１１１やモジュール搭載部材１１０の他方の主面に設けられている外部接続用電極端子１１４と接続している。
【００２３】
周波数調整用書込端子１１５は、圧電発振器ＯＳ１の発振周波数を調整するため端子として用いられる。
図２に示すように、前記周波数調整用端子１１５は、ビア導体ＶＤ１、ＶＤ２と配線パターンＭを介して前記圧電発振器搭載パッド１１１と電気的に接続されている。
また、前記圧電発振器搭載パッド１１１は、圧電発振器ＯＳ１のモジュール搭載部材用接続端子ＭＴＳと半田等の導電性接合材１６０を介して電気的に接続されている。
よって、周波数調整用書込端子１１５は、圧電発振器ＯＳ１のモジュール搭載部材用接続端子ＭＴＳと電気的に接続されることになる。
【００２４】
尚、前記モジュール搭載部材１１０は、ガラスセラミックスから成る場合、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に、圧電発振器搭載パッド１１１と第１の集積回路素子搭載パッド１１２と外部接続用電極端子１１４と周波数調整用書込端子１１５等となる例えばＡｇやＣｕ等からなる導体ペーストを、また、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内にビア導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することにより製作される。
【００２５】
図１及び図２に示すように、樹脂層１４０は、前記モジュール搭載部材１１０に搭載されている前記第１の集積回路素子１２０、前記圧電発振器ＯＳ１、前記電子部品素子１３０に対して全面被覆するように形成されている。
前記樹脂層１４０は、例えば、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。
【００２６】
導電層１５０は、電波シールド材からなり、前記樹脂層１４０の主面に電波シールド材を塗布した後、熱処理を行い、有機溶剤を気化させることで形成される。
前記導電層１５０は、第１の集積回路素子１１０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することを防ぎ、通信モジュール１００の動作を安定化させることが可能なものとなる。
また、前記電波シールド材は、例えば銀（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。
また、前記電波シールド材のコロイド金属の種類により、電波シールド材の対応周波数帯域が異なることを利用し、通信モジュール１００に発振周波数帯域に適したシールド構造を形成することが可能となる。
【００２７】
本発明の実施形態に係る通信モジュール１００によれば、前記モジュール搭載部材１１０の主面には窪み部１１６が設けられ、その窪み部１１６を囲むようにモジュール搭載部材１１０の主面に設けられた圧電発振器搭載パッド１１１と、前記圧電発振器ＯＳ１の前記蓋部材の他方の主面に設けられたモジュール搭載部材用接続端子とが接合されることによって、モジュール搭載部材１１０の主面に設けられた窪み部１１６内に圧電発振器ＯＳ１の素子搭載部材ＳＢの一部が入り込むようにして搭載することができるので、通信モジュール１００の薄型化することができる。
また、モジュール搭載部材１１０の他方の主面に圧電発振器ＯＳ１の発振周波数を調整するための周波数調整用書込端子１１５が設けられていることによって、モジュール搭載部材１１０に圧電発振器ＯＳ１を搭載した際に、浮遊容量の影響により発振周波数が変動しても、発振周波数を調整することができる。
【００２８】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
例えば、前記した本実施形態では、圧電振動素子を構成する圧電素材として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。
【符号の説明】
【００２９】
１１０・・・モジュール搭載部材
１１１・・・圧電発振器搭載パッド
１１２・・・第１の集積回路素子搭載パッド
１１３・・・電子部品素子搭載パッド
１１４・・・外部接続用電極端子
１１５・・・周波数調整用書込端子
１１６・・・窪み部
１２０・・・第１の集積回路素子
１３０・・・電子部品素子
１４０・・・樹脂層
１５０・・・導体層
１００・・・通信モジュール
ＯＳ１、ＯＳ２・・・圧電発振器
ＳＢ・・・素子搭載部材
ＳＢ１・・・基板部
ＳＢ２・・・枠部
Ｋ１・・・凹部空間
ＡＴ・・・圧電振動素子搭載パッド
ＭＴＳ・・・モジュール搭載部材用接続端子
ＳＴ・・・第２の集積回路素子搭載パッド
ＸＴ・・・圧電振動素子
ＸＳ・・・水晶素板
Ｄ１・・・励振用電極
ＲＤ・・・蓋部材
ＨＤ１・・・第１の封止用導体パターン
ＨＤ２・・・第２の封止用導体パターン
ＳＤ１・・・第１の素子接続電極
ＳＤ２・・・第２の素子接続電極
ＨＢ・・・封止部材
ＳＳ・・・第２の集積回路素子
ＤＳ・・・導電性接着剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる通信モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来の通信モジュールを示す断面図である。
図６に示すように、従来の通信モジュール２００は、その例としてモジュール搭載部材２１０、圧電発振器２２０、第１の集積回路素子２３０とから主に構成されている。
モジュール搭載部材２１０の一方の主面には、圧電発振器２２０や第１の集積回路素子２３０を搭載するための圧電発振器搭載パッド２１１、第１の集積回路素子搭載パッド２１２が設けられている。
また、モジュール搭載部材２１０は、積層構造となっており、モジュール搭載部材２１０の内層に、配線パターン（図示せず）等が設けられている。この配線パターンにより第１の集積回路素子搭載パッド２１２は、モジュール搭載部材２１０の他方の主面に設けられている外部接続用電極端子２１４や圧電発振器搭載パッド２１１と接続している。
これら圧電発振器搭載パッド２１１、第１の集積回路素子搭載パッド２１２の上には、圧電発振器２２０、第１の集積回路素子２３０が導電性接合材２５０を介して電気的に接続される。
この搭載された圧電発振器２２０、第１の集積回路素子２３０に被覆するようにモジュール搭載部材２１０の主面に樹脂層２４０が形成されている構造が知られている（特許文献１）。
また、この圧電発振器２２０は、素子搭載部材２２１と圧電振動素子２２２と蓋部材２２３と第２の集積回路素子２２４で主に構成されている。前記圧電発振器２２０は、前記素子搭載部材２２１に形成されている第１の凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子２２１が搭載され、第２の凹部空間Ｋ２内には、第２の集積回路素子２２４が搭載されている。その第１の凹部空間Ｋ１が蓋部材２２３により気密封止された構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２５２７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の通信モジュール２００においては、圧電発振器２２０をモジュール搭載部材２１０の主面に搭載しているため、これ以上の薄型化をすることができないといった課題があった。
また、モジュール搭載部材２１０に圧電発振器２２０を搭載した際に、浮遊容量の影響により発振周波数が変動しても周波数の調整をすることができないといった課題があった。
【０００５】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、薄型化をす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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の通信モジュールは、第１の集積回路素子搭載パッドと窪み部とが一方の主面に設けられつつ窪み部を囲むように一方の主面に設けられている圧電発振器搭載パッドを備えるモジュール搭載部材と、第１の集積回路素子搭載パッドに搭載されている第１の集積回路素子と、圧電発振器搭載パッドに搭載される圧電発振器であって、素子搭載部材と素子搭載部材の一方の主面に搭載されている圧電振動素子と圧電振動素子を気密封止するための蓋部材と蓋部材の他方の主面に搭載されている第２の集積回路素子と蓋部材の他方の主面に設けられたモジュール搭載部材用接続端子とを備えている圧電発振器と、圧電発振器と第１の集積回路素子とを被覆するように設けられている樹脂層と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、モジュール搭載部材の他方の主面に圧電発振器の発振周波数を調整するための周波数調整用書込端子が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の通信モジュールによれば、前記モジュール搭載部材の主面には窪み部が設けられ、その窪み部を囲むようにモジュール搭載部材の主面に設けられた圧電発振器搭載パッドと、前記圧電発振器の前記蓋部材の他方の主面に設けられたモジュール搭載部材用接続端子とが接合されることによって、モジュール搭載部材の主面に設けられた窪み部内に圧電発振器の素子搭載部材の一部が入り込むようにして搭載することができるので、通信モジュールの薄型化をすることができる。
【０００９】
また、モジュール搭載部材の他方の主面に圧電発振器の発振周波数を調整するための周波数調整用書込端子が設けられていることによって、モジュール搭載部材に圧電発振器を搭載した際に、浮遊容量の影響により発振周波数が変動しても、調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る通信モジュールの一例を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る通信モジュールを構成する樹脂層がない状態の一例を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施形態に係る通信モジュールを構成するモジュール搭載部材の一方の主面から見た一例を示す斜視図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る通信モジュールを構成するモジュール搭載部材の他方の主面から見た一例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る通信モジュールを構成する圧電発振器を示す断面図である。
【図６】従来の通信モジュールを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、圧電振動素子に水晶を用いた場合について説明する。また、図示した寸法も一部誇張して示している。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る通信モジュールの一例を示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、本発明の実施形態に係る通信モジュールを構成する樹脂層がない状態の一例を示す斜視図である。図４（ａ）は、本発明の実施形態に係る通信モジュールを構成するモジュール搭載部材の一方の主面から見た一例を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、本発明の実施形態に係る通信モジュールを構成するモジュール搭載部材の他方の主面から見た一例を示す斜視図である。図５は、本発明の実施形態に係る通信モジュールを構成する圧電発振器を示す断面図である。
【００１３】
図１〜図３に示すように、本発明の第１の実施形態に係る通信モジュール１００は、モジュール搭載部材１１０と圧電発振器ＯＳ１と第１の集積回路素子１２０と樹脂層１３０で主に構成されている。
この通信モジュール１００は、圧電発振器搭載パッド１１１と第１の集積回路素子搭載パッド１１２が一方の主面に設けられているモジュール搭載部材１１０の前記圧電発振器搭載パッド１１１に圧電発振器ＯＳ１が搭載され、前記第１の集積回路素子搭載パッド１１２に第１の集積回路素子１２０が搭載されている。この圧電発振器ＯＳ１と第１の集積回路素子１２０とを被覆するように樹脂層１４０が設けられている。
【００１４】
図１〜図３に示す第１の集積回路素子１２０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。このようにして、第１の集積回路素子１２０は、後述する圧電発振器ＯＳ１からの発振周波数が入力されることにより、通信信号を出力するものである。
第１の集積回路素子１２０は、後述する前記モジュール搭載部材１１０の第１の集積回路素子搭載パッド１１２に例えば半田等の導電性接合材１６０を介して搭載されている。
【００１５】
図５に示すように、圧電発振器ＯＳ１は、素子搭載部材ＳＢと圧電振動素子ＸＴと蓋部材ＲＤと第２の集積回路素子ＳＳで主に構成されている。この圧電発振器ＯＳ１は、前記素子搭載部材ＳＢに形成されている凹部空間Ｋ１内に圧電振動素子ＸＴと第２の集積回路素子ＳＳが搭載されている。その凹部空間Ｋ１が蓋部材ＲＤにより気密封止された構造となっている。
【００１６】
圧電振動素子ＸＴは、図５に示すように、水晶素板ＸＳに励振用電極Ｄ１を被着形成したものであり、外部からの交番電圧が励振用電極Ｄ１を介して水晶素板ＸＳに印加されると、所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
水晶素板ＸＳは、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。
励振用電極Ｄ１は、前記水晶素板ＸＳの表裏両主面に金属を所定のパターンで被着・形成したものである。
このような圧電振動素子ＸＴは、その両主面に被着されている励振用電極Ｄ１から延出する引き出し電極と凹部空間Ｋ１内底面に形成されている後述する圧電振動素子搭載パッドＡＴとを、導電性接着剤ＤＳを介して電気的且つ機械的に接続することによって凹部空間Ｋ１に搭載される。
【００１７】
第２の集積回路素子ＳＳは、図５に示すように、回路形成面に前記圧電振動素子ＸＴからの発振出力を生成する発振回路等が設けられており、この発振回路で生成された出力信号は後述するモジュール搭載部材用接続端子ＭＳＴを介して圧電発振器ＯＳ１の外へ出力され、例えば、クロック信号等の基準信号として利用される。
また、第２の集積回路素子ＳＳには、可変容量素子に周囲温度に応じた制御電圧を印加して温度変化による発振回路の発振周波数の変動を補償するため、３次関数発生回路及び記憶素子部により温度補償回路部が設けられており、３次関数発生回路には、温度センサが接続されている。
この温度センサは、検出した温度と、温度センサに印加させる電圧値とに基づいて生成される温度データ信号（電圧値）が３次関数発生回路に出力される構成となっている。
第２の集積回路素子ＳＳは、素子搭載部材ＳＢの第１の凹部空間Ｋ１内と対向する蓋部材ＲＤに形成された第２の集積回路素子搭載パッドＳＰに半田等の導電性接合材を介して搭載されている。
【００１８】
図５に示すように、素子搭載部材ＳＢは、基板部ＳＢ１と、枠部ＳＢ２とで主に構成されている。
この素子搭載部材ＳＢは、基板部ＳＢ１の一方の主面に枠部ＳＢ２が設けられて、凹部空間Ｋ１が形成されている。
凹部空間Ｋ１内で露出した基板部ＳＢ１一方の主面には、２個一対の圧電振動素子搭載パッドＡＰが設けられている。
尚、この素子搭載部材ＳＢを構成する基板部ＳＢ１及び枠部ＳＢ２は、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。また、基板部ＳＢ１は、セラミック材が積層した構造となっている。
また、枠部ＳＢ２の開口側頂面には、第１の素子接続電極ＳＤ１が設けられている。
また、第１の素子接続電極ＳＤ１が設けられている位置よりも外側を囲むように、枠部ＳＢ２の開口側頂面に環状の第１の封止用導体パターンＨＤ１が形成されている。
【００１９】
蓋部材ＲＤは、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミック等のセラミック材料を複数積層することよって形成されている。
図５に示すように、蓋部材ＲＤは、素子搭載部材ＳＢの枠部ＳＢ２よりも平面視して大きい形状になっている。
また、前記素子搭載部材１１０の凹部空間Ｋ１内に位置する箇所である蓋部材ＲＤの主面には、第２の集積回路素子搭載パッドＳＰが設けられている。
また、前記第１の素子接続電極ＳＤ１と対向する前記蓋部材ＲＤの主面には、第２の素子接続電極ＳＤ２が設けられている。
前記第２の集積回路素子搭載パッドＳＰと前記第２の素子接続電極ＳＤ２を囲むように環状の第２の封止用導体パターンＨＤ２が設けられている。
また、前記第２の封止用導体パターンＨＤ２の外側方向で、蓋部材ＲＤの主面の４隅には、モジュール搭載部材用接続端子ＭＴＳが設けられている。このモジュール搭載部材用接続端子ＭＴＳと後述する圧電発振器搭載パッド１１１が接続される。
素子搭載部材ＳＢの第１の素子接続電極ＳＤ１と蓋体の素子接続電極ＳＤ２が、導電性接合材を介して接合されている。
素子搭載部材ＳＢの第１の封止用導体パターンＨＤ１と蓋部材ＲＤの第２の封止用導体パターンＨＤ２は、封止部材ＨＢを介して接合されている。
封止部材ＨＢは、例えば金錫（Ａｕ−Ｓｎ）等のロウ材から設けられ、その成分比率が、金が８０％、錫が２０％のものが使用されている。また、封止部材ＨＢの厚みは、１０μｍ〜４０μｍである。
【００２０】
前記導電性接着剤ＤＳは、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。
【００２１】
図１及び図３に示すように、電子部品素子１３０は、例えばコンデンサ、抵抗、インダクタ等のチップ部品、ＳＡＷフィルタ等である。
前記電子部品素子１３０は、後述するモジュール搭載部材１１０の電子部品素子搭載パッド１１３に搭載されている。
【００２２】
モジュール搭載部材１１０は、例えばガラスセラミックス、アルミナセラミックス、ムライトセラミックス等のセラミック材料から形成され、平板状に形成されている。
図２及び図４（ａ）に示すように、モジュール搭載部材１１０の一方の主面に窪み部１１６が設けられ、前記窪み部１１６には、前記素子搭載部材ＳＢが収容されている。
また、前記窪み部１１６を囲うようにモジュール搭載部材１１０の一方の主面に圧電発振器搭載パッド１１１が設けられている。
図２及び図４（ａ）に示すように、モジュール搭載部材１１０の一方の主面に第１の集積回路素子搭載パッド１１２と電子部品素子搭載パッド１１３が設けられている。
図４（ｂ）に示すように、モジュール搭載部材１１０の他方の主面には、外部接続用電極端子１１４と周波数調整用書込端子１１５とが設けられている。また、この外部接続用電極端子１１４の内の１つから、通信モジュール１００としての通信信号が出力される。
モジュール搭載部材１１０の内層には、配線パターン（図示せず）等が設けられている。
この配線パターンにより、圧電発振器搭載パッド１１１は、モジュール搭載部材１１０の一方の主面に設けられている第１の集積回路素子搭載パッド１１２やモジュール搭載部材１１０の他方の主面に設けられている周波数調整用書込端子１１５と接続している。
また、この配線パターンにより、第１の集積回路素子搭載パッド１１２は、モジュール搭載部材１１０の一方の主面に設けられている圧電発振器搭載パッド１１１やモジュール搭載部材１１０の他方の主面に設けられている外部接続用電極端子１１４と接続している。
【００２３】
周波数調整用書込端子１１５は、圧電発振器ＯＳ１の発振周波数を調整するため端子として用いられる。
図２に示すように、前記周波数調整用端子１１５は、ビア導体ＶＤ１、ＶＤ２と配線パターンＭを介して前記圧電発振器搭載パッド１１１と電気的に接続されている。
また、前記圧電発振器搭載パッド１１１は、圧電発振器ＯＳ１のモジュール搭載部材用接続端子ＭＴＳと半田等の導電性接合材１６０を介して電気的に接続されている。
よって、周波数調整用書込端子１１５は、圧電発振器ＯＳ１のモジュール搭載部材用接続端子ＭＴＳと電気的に接続されることになる。
【００２４】
尚、前記モジュール搭載部材１１０は、ガラスセラミックスから成る場合、所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得たセラミックグリーンシートの表面に、圧電発振器搭載パッド１１１と第１の集積回路素子搭載パッド１１２と外部接続用電極端子１１４と周波数調整用書込端子１１５等となる例えばＡｇやＣｕ等からなる導体ペーストを、また、セラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内にビア導体となる導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷によって塗布するとともに、これを複数枚積層してプレス成形した後、高温で焼成することにより製作される。
【００２５】
図１及び図２に示すように、樹脂層１４０は、前記モジュール搭載部材１１０に搭載されている前記第１の集積回路素子１２０、前記圧電発振器ＯＳ１、前記電子部品素子１３０に対して全面被覆するように形成されている。
前記樹脂層１４０は、例えば、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。
【００２６】
導電層１５０は、電波シールド材からなり、前記樹脂層１４０の主面に電波シールド材を塗布した後、熱処理を行い、有機溶剤を気化させることで形成される。
前記導電層１５０は、第１の集積回路素子１１０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することを防ぎ、通信モジュール１００の動作を安定化させることが可能なものとなる。
また、前記電波シールド材は、例えば銀（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。
また、前記電波シールド材のコロイド金属の種類により、電波シールド材の対応周波数帯域が異なることを利用し、通信モジュール１００に発振周波数帯域に適したシールド構造を形成することが可能となる。
【００２７】
本発明の実施形態に係る通信モジュール１００によれば、前記モジュール搭載部材１１０の主面には窪み部１１６が設けられ、その窪み部１１６を囲むようにモジュール搭載部材１１０の主面に設けられた圧電発振器搭載パッド１１１と、前記圧電発振器ＯＳ１の前記蓋部材の他方の主面に設けられたモジュール搭載部材用接続端子とが接合されることによって、モジュール搭載部材１１０の主面に設けられた窪み部１１６内に圧電発振器ＯＳ１の素子搭載部材ＳＢの一部が入り込むようにして搭載することができるので、通信モジュール１００の薄型化することができる。
また、モジュール搭載部材１１０の他方の主面に圧電発振器ＯＳ１の発振周波数を調整するための周波数調整用書込端子１１５が設けられていることによって、モジュール搭載部材１１０に圧電発振器ＯＳ１を搭載した際に、浮遊容量の影響により発振周波数が変動しても、発振周波数を調整することができる。
【００２８】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
例えば、前記した本実施形態では、圧電振動素子を構成する圧電素材として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電振動素子でも構わない。
【符号の説明】
【００２９】
１１０・・・モジュール搭載部材
１１１・・・圧電発振器搭載パッド
１１２・・・第１の集積回路素子搭載パッド
１１３・・・電子部品素子搭載パッド
１１４・・・外部接続用電極端子
１１５・・・周波数調整用書込端子
１１６・・・窪み部
１２０・・・第１の集積回路素子
１３０・・・電子部品素子
１４０・・・樹脂層
１５０・・・導体層
１００・・・通信モジュール
ＯＳ１、ＯＳ２・・・圧電発振器
ＳＢ・・・素子搭載部材
ＳＢ１・・・基板部
ＳＢ２・・・枠部
Ｋ１・・・凹部空間
ＡＴ・・・圧電振動素子搭載パッド
ＭＴＳ・・・モジュール搭載部材用接続端子
ＳＴ・・・第２の集積回路素子搭載パッド
ＸＴ・・・圧電振動素子
ＸＳ・・・水晶素板
Ｄ１・・・励振用電極
ＲＤ・・・蓋部材
ＨＤ１・・・第１の封止用導体パターン
ＨＤ２・・・第２の封止用導体パターン
ＳＤ１・・・第１の素子接続電極
ＳＤ２・・・第２の素子接続電極
ＨＢ・・・封止部材
ＳＳ・・・第２の集積回路素子
ＤＳ・・・導電性接着剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の集積回路素子搭載パッドと窪み部とが一方の主面に設けられつつ前記窪み部を囲むように一方の主面に設けられている圧電発振器搭載パッドを備えるモジュール搭載部材と、
前記第１の集積回路素子搭載パッドに搭載されている第１の集積回路素子と、
前記圧電発振器搭載パッドに搭載される圧電発振器であって、素子搭載部材と前記素子搭載部材の一方の主面に搭載されている圧電振動素子と前記圧電振動素子を気密封止するための蓋部材と前記蓋部材の他方の主面に搭載されている第２の集積回路素子と前記蓋部材の他方の主面に設けられたモジュール搭載部材用接続端子とを備えている圧電発振器と、
前記圧電発振器と前記第１の集積回路素子とを被覆するように設けられている樹脂層と、を備えていることを特徴とする通信モジュール。
【請求項２】
前記モジュール搭載部材の他方の主面に前記圧電発振器の発振周波数を調整するための周波数調整用書込端子が設けら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。
【請求項１】
第１の集積回路素子搭載パッドと窪み部とが一方の主面に設けられつつ前記窪み部を囲むように一方の主面に設けられている圧電発振器搭載パッドを備えるモジュール搭載部材と、
前記第１の集積回路素子搭載パッドに搭載されている第１の集積回路素子と、
前記圧電発振器搭載パッドに搭載される圧電発振器であって、素子搭載部材と前記素子搭載部材の一方の主面に搭載されている圧電振動素子と前記圧電振動素子を気密封止するための蓋部材と前記蓋部材の他方の主面に搭載されている第２の集積回路素子と前記蓋部材の他方の主面に設けられたモジュール搭載部材用接続端子とを備えている圧電発振器と、
前記圧電発振器と前記第１の集積回路素子とを被覆するように設けられている樹脂層と、を備えていることを特徴とする通信モジュール。
【請求項２】
前記モジュール搭載部材の他方の主面に前記圧電発振器の発振周波数を調整するための周波数調整用書込端子が設けら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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２５８９４５（Ｐ２０１０−２５８９４５Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０８９７４（Ｐ２００９−１０８９７４）
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラキンセキ株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【出願人】（０００１０４７２２）京セラキンセキ株式会社 (870)
【Ｆターム（参考）】
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