天線模塊及其安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及波導(dǎo)管縫隙天線和RFIC(Rad1 Frequency Integrated Circuit:射頻集成電路)被一體化的天線模塊。另外，涉及將這樣的天線模塊安裝于印制電路板的安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為下一代的無(wú)線LAN標(biāo)準(zhǔn)，WiGig (注冊(cè)商標(biāo))備受關(guān)注。在WiGig中，使用60GHz波段的毫米波，來(lái)實(shí)現(xiàn)最大6.75G比特/秒的超高速無(wú)線傳輸。因此，可預(yù)見(jiàn)60GHz波段用的天線向市場(chǎng)規(guī)模較大的個(gè)人計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)等消費(fèi)類設(shè)備的安裝，期待著其需求擴(kuò)大。
[0003]作為60GHz波段用的天線，一般是與RFIC —體化的天線。這是因?yàn)?0GHz波段的高頻信號(hào)從其衰減的難易來(lái)看不適合使用了同軸線纜的有線傳輸。作為記載有60GHz波段用的天線和RFIC被一體化的天線模塊的文獻(xiàn)，例如可舉出非專利文獻(xiàn)I。
[0004]圖5是表示非專利文獻(xiàn)I所記載的天線模塊5的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。天線模塊5是將第I導(dǎo)體層51、第I電介質(zhì)層52、第2導(dǎo)體層53、第2電介質(zhì)層54、第3導(dǎo)體層55、以及RFIC56按該順序?qū)盈B而成的天線模塊。
[0005]在天線模塊5中，隔著第I電介質(zhì)層52相互對(duì)置的第I導(dǎo)體層51以及第2導(dǎo)體層53構(gòu)成波導(dǎo)管縫隙天線5A。
[0006]在第I電介質(zhì)層52形成有作為T(mén)E模式激勵(lì)構(gòu)造的供電引腳(pin) 521、以及以從四方包圍該供電引腳521的方式排列的多個(gè)接線柱(post) 522。供電引腳521是從第I電介質(zhì)層52的上表面到內(nèi)部的對(duì)孔壁實(shí)施了導(dǎo)體鍍覆的非貫通孔(盲孔)。由于供電引腳521的下端部未與第I導(dǎo)體層51接觸，所以供電引腳521與第I導(dǎo)體層51絕緣。另外，為了避免供電引腳521的上端部與第2導(dǎo)體層53接觸，在第2導(dǎo)體層53形成有開(kāi)口(導(dǎo)體除去部)531 (供電引腳521的上端部與第2導(dǎo)體層53之間的間隙構(gòu)成反焊盤(pán)(ant1-pad))。因此，供電引腳521也與第2導(dǎo)體層53絕緣。另一方面，接線柱522是從第I電介質(zhì)層52的上表面到下表面的對(duì)孔壁實(shí)施了導(dǎo)體鍍覆的貫通孔。由于接線柱522的上端部與第2導(dǎo)體層53接觸，接線柱522的下端部與第I導(dǎo)體層53接觸，所以第I導(dǎo)體層51和第2導(dǎo)體層53經(jīng)由接線柱522短路。由此，被第I導(dǎo)體層51、第2導(dǎo)體層53、以及由多個(gè)接線柱522構(gòu)成的柱壁包圍了六方的區(qū)域作為對(duì)由供電引腳521激發(fā)出的電磁波(TE模式)進(jìn)行波導(dǎo)的波導(dǎo)523發(fā)揮功能。
[0007]從RFIC輸出的高頻信號(hào)作為T(mén)EM模式的電磁波在后述的微帶線5B中被傳輸之后，在供電引腳521中被轉(zhuǎn)換為T(mén)E模式的電磁波。該電磁波在波導(dǎo)523中進(jìn)行了波導(dǎo)后，經(jīng)由形成于第I導(dǎo)體層51的縫隙511被放射至波導(dǎo)523的外部。相反，經(jīng)由形成于第I導(dǎo)體層51的縫隙511入射至波導(dǎo)523的內(nèi)部的電磁波作為T(mén)E模式的電磁波在波導(dǎo)523中進(jìn)行了波導(dǎo)后，在供電引腳521中被轉(zhuǎn)換為T(mén)EM模式的電磁波。該電磁波在后述的微帶線5B中被傳輸后，作為高頻信號(hào)被輸入至RFIC56。
[0008]另外，在天線模塊5中，隔著第2電介質(zhì)層54相互對(duì)置的第2導(dǎo)體層53以及第3導(dǎo)體層55構(gòu)成微帶線5B。
[0009]第3導(dǎo)體層55是被打印在第2電介質(zhì)層54的表面的導(dǎo)體圖案，包含信號(hào)線551、信號(hào)焊盤(pán)552、以及接地焊盤(pán)553。信號(hào)線551是其一個(gè)端點(diǎn)與形成于第2電介質(zhì)基板54的供電引腳541的上端部連接的線狀導(dǎo)體。這里，供電引腳541是從第2電介質(zhì)層54的上表面到下表面的對(duì)孔壁實(shí)施了導(dǎo)體鍍覆的貫通孔。由于該供電引腳541的下端部與形成于第I電介質(zhì)層52的供電引腳521的上端部接觸，所以信號(hào)線551與供電引腳521經(jīng)由供電引腳541導(dǎo)通。信號(hào)焊盤(pán)552是其端邊與信號(hào)線551的另一個(gè)端點(diǎn)連接的正方形的面狀導(dǎo)體。另外，接地焊盤(pán)553是在信號(hào)焊盤(pán)552的附近與信號(hào)焊盤(pán)552分離配置的正方形的面狀導(dǎo)體。在第2電介質(zhì)層54形成有作為從第2電介質(zhì)層54的上表面到下表面的對(duì)孔壁實(shí)施了導(dǎo)體鍍覆的貫通孔的接地過(guò)孔542。接地過(guò)孔542的上端部與接地焊盤(pán)553接觸，接地過(guò)孔542的下端部與第2導(dǎo)體層53接觸。由此，第2導(dǎo)體層53、以及與第2導(dǎo)體層53短路的第I導(dǎo)體層51的電位和接地焊盤(pán)553的電位(接地電位)相同。
[0010]信號(hào)焊盤(pán)552與形成于RFIC56的背面的信號(hào)端子(未圖示)連接。另外，接地焊盤(pán)553與形成于RFIC56的背面的接地端子(未圖示)連接。由此，能夠?qū)⒃诎l(fā)送時(shí)從RFIC56輸出的高頻信號(hào)經(jīng)由微帶線路5B輸入至波導(dǎo)管縫隙天線5A、以及將在接收時(shí)從波導(dǎo)管縫隙天線5A輸出的高頻信號(hào)經(jīng)由微帶線路5B輸入至RFIC56。
[0011]其中，如圖5所示的波導(dǎo)管縫隙天線5A那樣，將相互對(duì)置的2層導(dǎo)體層、和由從側(cè)方包圍被這2層導(dǎo)體層夾持的區(qū)域的多個(gè)接線柱構(gòu)成的接線柱壁作為波導(dǎo)管的天線被稱作“接線柱壁波導(dǎo)天線”。作為記載了這樣的接線柱壁波導(dǎo)天線的專利文獻(xiàn)例如可舉出專利文獻(xiàn)I。不過(guò)，由于專利文獻(xiàn)I所記載的接線柱壁波導(dǎo)天線并不是從形成于一方的導(dǎo)體層的狹縫輸入輸出電磁波的波導(dǎo)管縫隙天線，所以在參照專利文獻(xiàn)I時(shí)，應(yīng)當(dāng)留意這一點(diǎn)。
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本國(guó)公開(kāi)專利公報(bào)“日本特開(kāi)2012 - 175624號(hào)公報(bào)(2012年9月10日公開(kāi))”
[0013]非專利文獻(xiàn)1:広川二郎、“高効率S y波導(dǎo)波管型平面7 >尹于実現(xiàn)? ??製造技術(shù)的諸問(wèn)題”，[online]，[2014年2月3日]，互聯(lián)網(wǎng)〈URL:http://krpe.net/051003Hirokawa.pdf)
[0014]然而，在圖5所示的以往的天線模塊5中，從層疊方向(與各層正交的方向)來(lái)看，RFIC56被配置成不與波導(dǎo)523重合。因此，從層疊方向看到的天線模塊5的面積、即天線模塊5的安裝所需要的面積比從同方向看到的RFIC56的面積與從同方向看到的波導(dǎo)管523的面積之和大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明是鑒于上述的問(wèn)題而完成的，其目的在于，實(shí)現(xiàn)與以往的天線模塊5相比安裝面積較小的天線模塊。
[0016]為了解決上述的課題，本發(fā)明所涉及的天線模塊的特征在于，具備:波導(dǎo)管縫隙天線，由隔著第I電介質(zhì)層相互對(duì)置的第I導(dǎo)體層以及第2導(dǎo)體層構(gòu)成，并將形成于上述第I導(dǎo)體層的開(kāi)口作為狹縫；微帶線，由隔著第2電介質(zhì)層相互對(duì)置的上述第2導(dǎo)體層以及第3導(dǎo)體層構(gòu)成；以及RFIC(Rad1 Frequency Integrated Circuit:射頻集成電路)，與上述第3導(dǎo)體層連接，上述RFIC被配置成從上述各層的層疊方向觀察，不與構(gòu)成上述波導(dǎo)管縫隙天線的波導(dǎo)重疊。
[0017]根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，從層疊方向觀察到的本發(fā)明的天線模塊的面積、即本發(fā)明的天線模塊的安裝所需要的面積比從該方向看到的RFIC的面積與從該方向看到的波導(dǎo)的面積之和小。S卩，本發(fā)明的天線模塊的安裝所需要的面積比以往的天線模塊的安裝所需要的面積小。
[0018]另外，本發(fā)明所涉及的天線模塊的安裝方法的特征在于，是將上述天線模塊安裝于印制電路板的安裝方法，包含使用焊料凸起將上述天線模塊凸起連接于上述印制電路板的工序，將上述天線模塊凸起連接于上述印制電路板時(shí)所使用的上述焊料凸起的直徑比上述RF