SiP の設計

本章では，試作した SiP についてシールドとアンテナを含めた設計について 説明し，その後 SiP の組立工程も示す．その後，アンテナとシールドの測定結 果も示す．

レス鋼（SUS）/ Cu / SUSで構成され，トータル厚さは約3 μmである． SUS 層の厚さは，2.4 GHzにおけるSUSの表皮深さよりはるかに薄く，Cuの酸化 防止等の目的で成膜した．シールド効果はCu層がSUS層よりも厚く，抵抗率 も低いため， Cu層によって確保される．Cu層のシート抵抗は約0.01 Ω/□であ

る．図3.12 に示したシート抵抗とMSEの関係では，シート抵抗が0.01Ω/□と

すると500 MHz以上で42 dB以上のMSEが得られるため，シート抵抗は十分

低い値である．またシールド層は約3 μmと薄いため，金属の切削に適したグリ ーンレーザーマーカーで切削可能である．また，スロットアンテナを形成するた めにシールドにはスロット（溝）を形成するが，チップ直上にはスロットを配置 せず，シールド層を残している．チップからの放射ノイズや，外部からのノイズ を受けた際にチップへの影響を低くするために，チップ直上にシールドを配置 した．

シールド層は，パッケージの側面で，パッケージ基板の側面に配置された GND電位の配線と接触する．GND 電位の配線は図 5.3 に示すように，パッケ ージ基板の外周を囲うように配置され，側面に露出しシールド層と接続する部 分はくし形形状としている．くし形形状にするのは，次節に示すダイシングの工 程において，銅箔が脱落しないようにするためであり，かつある程度のシールド との接触面積を確保し，低抵抗に接続するためである．

スロットアンテナは，図 5.2 に示すようにシールドとパッケージ基板の両方 に配置した．シールド上のスロットアンテナはスロットアンテナ全体の長さの

69％を占め，残りの31％はパッケージ基板上に配置した．したがって，パッケ

ージ基板上のアンテナの面積を小さくできた．図 5.3 に示すパッケージ基板の スロットアンテナの面積は0.95 x 8.55 mm²で，パッケージ基板の面積の17％

となった．パッケージ基板上のスロットアンテナの一部は，図5.2に示すシール

(a) 外観

(b) 上面

Y X Z

Φ

θ

図5.2 試作したBLE SiP の模式図

シールド層上 スロットアンテナ

シールド層

BLE チップ

パッケージ基板 封止樹脂

パッケージ基板上 スロットアンテナ 9.0 mm

1. 0 mm

フラッシュメモリ

BLE chip

コンデンサ群

スロットアンテナの一部 アンテナの

給電線

Memory

GND 8.55 mm

0 .95 mm

シールドのスロットとつながる部分

図5.4 SiP の内部，および周辺回路

パッケージ基板には給電線となる基板パターンも配置している．SiPのパッケ ージ基板の導体層は 2 層で，1 つの絶縁層を挟む構造としている．絶縁体層は FR-4とした．