(57)【要約】【課題】信頼性を向上させることができる高周波モジュールを提供する。【解決手段】本開示に係る調理器は、実装面を有する基板と、前記基板の前記実装面に実装され、電磁波を送信する送信回路と、前記基板の前記実装面に実装され、電磁波を受信する受信回路と、前記基板の前記実装面に実装され、前記受信回路で受信される前記電磁波に基づいて演算処理を行う演算回路と、前記送信回路及び受信回路の周囲を囲い、電磁波を選択的に透過するケースと、前記演算回路の上方に配置され、電磁波を吸収するプレートと、を備え、前記ケースは、鱗片状に形成された複数の第１グラファイトフィラーを含み、前記プレートは、鱗片状に形成された複数の第２グラファイトフィラーを含み、前記複数の第１グラファイトフィラーと前記基板の前記実装面とのなす角度と、前記複数の第２グラファイトフィラーと前記基板の前記実装面とのなす角度とは、互いに異なる。【選択図】図１
2020126939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装面を有する基板と、
前記基板の前記実装面に実装され、電磁波を送信する送信回路と、
前記基板の前記実装面に実装され、電磁波を受信する受信回路と、
前記基板の前記実装面に実装され、前記受信回路で受信される前記電磁波に基づいて演算処理を行う演算回路と、
前記送信回路及び受信回路の周囲を囲い、電磁波を選択的に透過するケースと、
前記演算回路の上方に配置され、電磁波を吸収するプレートと、
を備え、
前記ケースは、鱗片状に形成された複数の第１グラファイトフィラーを含み、
前記プレートは、鱗片状に形成された複数の第２グラファイトフィラーを含み、
前記複数の第１グラファイトフィラーと前記基板の前記実装面とのなす角度と、前記複数の第２グラファイトフィラーと前記基板の前記実装面とのなす角度とは、互いに異なる、高周波モジュール。
【請求項２】
前記複数の第１グラファイトフィラーと前記基板の前記実装面に垂直な方向とのなす角度の平均値は、０°以上１０°以下である、請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項３】
前記複数の第２グラファイトフィラーと前記基板の前記実装面に平行な方向とのなす角度の平均値は、０°以上１０°以下であり、
前記複数の第２グラファイトフィラーの比誘電率は、７以上１７以下である、
請求項１又は２に記載の高周波モジュール。
【請求項４】
前記ケースにおける前記複数の第１グラファイトフィラーの混練量は、５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であり、
前記プレートにおける前記複数の第２グラファイトフィラーの混練量は、５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下である、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の高周波モジュール。
【請求項５】
前記ケースと前記プレートとは、一体で形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の高周波モジュール。
【請求項６】
前記電磁波の周波数帯域は、１０ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の高周波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ミリ波レーダなどに用いられる高周波モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の高周波モジュールでは、基板に実装された送信回路の周囲を筒状のシールドが囲い、ケース内壁に設けられたチョーク部で電波を逆位相にしている。これにより、送信回路から発信される電波を打ち消すことで受信回路への電波の漏れを防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−９３４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の高周波モジュールにおいては、信頼性を向上させるという点で未だ改善の余地がある。
【０００５】
したがって、本開示の目的は、前記課題を解決することにあって、信頼性を向上させることができる高周波モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本開示の一態様に係る高周波モジュールは、
実装面を有する基板と、
前記基板の前記実装面に実装され、電磁波を送信する送信回路と、
前記基板の前記実装面に実装され、電磁波を受信する受信回路と、
前記基板の前記実装面に実装され、前記受信回路で受信される前記電磁波に基づいて演算処理を行う演算回路と、
前記送信回路及び受信回路の周囲を囲い、電磁波を選択的に透過するケースと、
前記演算回路の上方に配置され、電磁波を吸収するプレートと、
を備え、
前記ケースは、鱗片状に形成された複数の第１グラファイトフィラーを含み、
前記プレートは、鱗片状に形成された複数の第２グラファイトフィラーを含み、
前記複数の第１グラファイトフィラーと前記基板の前記実装面とのなす角度と、前記複数の第２グラファイトフィラーと前記基板の前記実装面とのなす角度とは、互いに異なる。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係る高周波モジュールによれば、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本開示の実施の形態１に係る高周波モジュールの一例の概略構成図である。
【図２】図２は、図１のＺ１部分の概略拡大図である。
【図３】図３は、図１のＺ２部分の概略拡大図である。
【図４】図４は、グラファイトフィラーの一例を示す図である。
【図５】図５は、図１の高周波モジュールの受信回路周辺の概略拡大図である。
【図６】図６は、図５のＺ３部分の概略拡大図である。
【図７】図７は、図５のＺ４部分の概略拡大図である。
【図８】図８は、図１の高周波モジュールの演算回路周辺の概略拡大図である。
【図９】図９は、図８のＺ５部分の概略拡大図である。
【図１０】図１０は、図８のＺ６部分の概略拡大図である。
【図１１】図１１は、実施例１〜４及び比較例１〜３の評価結果の一例を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示の基礎となった知見）
近年、自動車業界では自動運転の本格化とともに衝突防止システムの開発、通信業界では５Ｇに関するシステム開発が盛んに行われている。これらのシステムに用いられるレーダには、ミリ波のような高周波信号を送受信可能な高周波モジュールが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
高周波モジュールは、送信回路で生成した信号をアンテナから発信し、ターゲットに反射して戻ってきた信号を、アンテナを通じて受信回路によって受信する。受信回路は、送信回路から基板の配線を通じて供給された信号と、アンテナを通じて受信した信号とを比較し、ターゲットの位置、距離などを検出する。
【００１１】
しかしながら、送信回路で作られた信号が基板の配線を経由することなく、基板上の空間を経由して受信回路に伝わると、アイソレーションが悪化し、ターゲットの位置及び距離等の検出精度低下、またはゴーストの発生などの問題が生じる。
【００１２】
また、特許文献１に記載の高周波モジュールでは、以下のような問題がある。
（１）チョーク部を設ける必要があるために高さ方向のスペースに制約がある。
（２）構造的には空洞が存在するため特定の電波は打ち消すものの、それ以外のノイズ成分は受信回路に漏れる恐れがあり、モジュールとしての信頼性が懸念される。
【００１３】
本発明者らは、鋭意研究したところ、鱗片状に形成される複数のグラファイトフィラーを用いて、効率的かつ選択的に電磁波を透過及び吸収することによって、信頼性の高い高周波モジュールを実現できることを見出し、以下の発明に至った。
【００１４】
本開示の第１態様の高周波モジュールは、
実装面を有する基板と、
前記基板の前記実装面に実装され、電磁波を送信する送信回路と、
前記基板の前記実装面に実装され、電磁波を受信する受信回路と、
前記基板の前記実装面に実装され、前記受信回路で受信される前記電磁波に基づいて演算処理を行う演算回路と、
前記送信回路及び受信回路の周囲を囲い、電磁波を選択的に透過するケースと、
前記演算回路の上方に配置され、電磁波を吸収するプレートと、
を備え、
前記ケースは、鱗片状に形成された複数の第１グラファイトフィラーを含み、
前記プレートは、鱗片状に形成された複数の第２グラファイトフィラーを含み、
前記複数の第１グラファイトフィラーと前記基板の前記実装面とのなす角度と、前記複数の第２グラファイトフィラーと前記基板の前記実装面とのなす角度とは、互いに異なる。
【００１５】
本開示の第２態様の高周波モジュールにおいては、前記複数の第１グラファイトフィラーと前記基板の前記実装面に垂直な方向とのなす角度の平均値は、０°以上１０°以下であってもよい。
【００１６】
本開示の第３態様の高周波モジュールにおいては、前記複数の第２グラファイトフィラーと前記基板の前記実装面に平行な方向とのなす角度の平均値は、０°以上１０°以下であり、
前記複数の第２グラファイトフィラーの比誘電率は、７以上１７以下であってもよい。
【００１７】
本開示の第４態様の高周波モジュールにおいては、前記ケースにおける前記複数の第１グラファイトフィラーの混練量は、５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であり、
前記プレートにおける前記複数の第２グラファイトフィラーの混練量は、５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であってもよい。
【００１８】
本開示の第５態様の高周波モジュールにおいては、前記ケースと前記プレートとは、一体で形成されていてもよい。
【００１９】
本開示の第６態様の高周波モジュールにおいては、前記電磁波の周波数帯域は、１０ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下であってもよい。
【００２０】
以下、本開示の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。また、各図においては、説明を容易なものとするため、各要素を誇張して示している。
【００２１】
（実施の形態１）
［全体構成］
本開示の実施の形態１に係る高周波モジュールの一例について説明する。図１は、本開示の実施の形態１に係る高周波モジュール１の一例の概略構成図である。図２は、図１のＺ１部分の概略拡大図である。図３は、図１のＺ２部分の概略拡大図である。なお、図中のＸ、Ｙ、Ｚ方向は、それぞれ高周波モジュール１の幅方向、奥行き方向、高さ方向を示している。
【００２２】
図１に示すように、高周波モジュール１は、基板２、送信回路３、受信回路４、演算回路５、ケース６、及びプレート７を備える。
【００２３】
＜基板＞
基板２は、各回路を実装する実装面２ａを有する板状の部材である。基板２の実装面２ａには、送信回路３、受信回路４及び演算回路５が実装されている。具体的には、基板２の実装面２ａには、送信回路３、受信回路４及び演算回路５を構成する部品が実装される。なお、基板２には、送信回路３、受信回路４及び演算回路５以外にも図示していない電子回路が実装されていてもよい。
【００２４】
＜送信回路＞
送信回路３は、ミリ波又はマイクロ波などの高周波信号を生成し、高周波信号を電磁波として送信する。例えば、送信回路３は、電磁波をターゲットに向けて送信する。
【００２５】
＜受信回路＞
受信回路４は、送信回路３から送信された電磁波のうちターゲットに反射して戻ってきた電磁波を受信する。
【００２６】
＜演算回路＞
演算回路５は、受信回路４で受信される電磁波に基づいて演算処理を行う。例えば、演算回路５は、送信回路３から送信される電磁波と、受信回路４で受信される電磁波とを比較し、ターゲットの位置及び／又は距離などを演算する。実施の形態１では、演算回路５は、基板２の実装面２ａにおいて、送信回路３と受信回路４との間に実装されている。
【００２７】
＜ケース＞
ケース６は、送信回路３及び受信回路４の周囲を囲い、電磁波を選択的に透過する。具体的には、図２に示すように、ケース６は、複数の第１グラファイトフィラー９ａを含む第１マトリクス材８ａによって形成されている。第１マトリクス材８ａの内部においては、複数の第１グラファイトフィラー９ａが分散している。
【００２８】
ケース６は、電磁波吸収材として機能する一方、電磁波を選択的に透過する。ケース６においては、第１マトリクス材８ａは電磁波を透過し、複数の第１グラファイトフィラー９ａが電磁波を反射及び吸収する。
【００２９】
本明細書では、電磁波吸収材は、電磁波遮蔽材の１つである。電磁波遮蔽材は、一方の面Ａに照射された電磁波が、裏面Ｂで検出されないものをいう。その方法として、面Ａでの反射及び／又は散乱、遮蔽材内で散乱、遮蔽材内での吸収、及び、それらを組み合わせたものがある。電磁波の吸収とは、照射された電磁波を遮蔽材内に取り込み、外に出さないことを意味する。
【００３０】
実施の形態１では、ケース６は、基板２の実装面２ａに直交する方向、即ち高周波モジュール１の高さ方向（Ｚ方向）に入射してくる電磁波を透過する。
【００３１】
＜プレート＞
プレート７は、演算回路５の上方に配置され、電磁波を吸収する。具体的には、図３に示すように、プレート７は、鱗片状に形成された複数の第２グラファイトフィラー９ｂを含む第２マトリクス材８ｂによって形成されている。第２マトリクス材８ｂの内部においては、複数の第２グラファイトフィラー９ｂが分散している。
【００３２】
プレート７は、電磁波吸収材として機能する。プレート７においては、第２マトリクス材８ｂ内部に分散された複数の第２グラファイトフィラー９ｂによって電磁波を反射及び吸収する。
【００３３】
実施の形態１では、プレート７は、基板２の実装面２ａに直交する方向、即ち高周波モジュール１の高さ方向（Ｚ方向）に入射してくる電磁波を吸収する。
【００３４】
なお、本明細書では、第１マトリクス材８ａと第２マトリクス材８ｂとをマトリクス材と称する場合がある。また、本明細書では、第１グラファイトフィラー９ａと第２グラファイトフィラー９ｂとをグラファイトフィラーと称する場合がある。
【００３５】
＜マトリクス材＞
マトリクス材は、熱可塑性樹脂もしくはエラストマーで形成することができる。また、マトリクス材は、弾性を有さない熱可塑性樹脂と、弾性があるエラストマーとの混合物を用いて形成してもよい。
【００３６】
熱可塑性樹脂としては、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、（メタ）アクリル酸エステル−スチレン共重合体等のスチレン系重合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂等のゴム強化樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、塩素化ポリエチレン等のオレフィン系重合体、ポリ塩化ビニル、エチレン−塩化ビニル重合体、ポリ塩化ビニリデン等の塩化ビニル系重合体、ポリメタクリル酸メチル等の（メタ）アクリル酸エステル系重合体、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等のイミド系重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系重合体、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン等のケトン系重合体、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等のスルホン系重合体、ウレタン系重合体、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。マトリクス材は、これらの材料のうちいずれか１つを単独で用いて形成してもよい。マトリクス材は、これらの材料のうち２種以上を組み合わせて形成してもよい。あるいは、マトリクス材は、これらの材料のうち複数種をアロイ化して形成してもよい。
【００３７】
エラストマーとしては、特に限定されないが、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、スチレンーブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンープロピレンゴム、エチレンープロピレンージエンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、水素化ニトリルゴム等が挙げられる。マトリクス材は、これらの材料のうち１つを単独で用いて形成してもよい。あるいは、マトリクス材は、これらの材料のうち２種以上を併用して形成してもよい。
【００３８】
＜グラファイトフィラー＞
グラファイトフィラーは、鱗片状に形成されている。
【００３９】
本明細書において、「鱗片状」とは、平板状、湾曲板状等のように、所定の角度から観察した際（平面視した際）の面積が、当該観察方向と直交する角度から観察した際の面積よりも大きい形状を意味する。
【００４０】
図４は、グラファイトフィラーの一例を示す図である。図４は、観察方向としてＸ方向から観察したときの第１グラファイトフィラー９ａの一例を示す。図２及び図４に示すように、第１グラファイトフィラー９ａにおいて、「鱗片状」とは、観察方向としてＸ方向から第１グラファイトフィラー９ａを観察した際の面積が、観察方向と直交するＹ方向及びＺ方向から第１グラファイトフィラー９ａを観察した際の面積よりも大きい形状を意味する。なお、第２グラファイトフィラー９ｂにおいて、「鱗片状」とは、観察方向としてＺ方向から第２グラファイトフィラー９ｂを観察した際の面積が、観察方向と直交するＸ方向及びＹ方向から第２グラファイトフィラー９ｂを観察した際の面積よりも大きい形状を意味する。
【００４１】
なお、鱗片状とは、鱗状の形状だけでなく、楕円状、円状、多角形状、又は薄膜を粉砕して得られる不定形な形状を含んでもよい。
【００４２】
実施の形態１では、グラファイトフィラーにおいては、例えば、長径が平均１μｍ以上５００μｍ以下であり、かつ長径／厚さ比が平均１０以上である。
【００４３】
複数のグラファイトフィラーの製造方法について説明する。複数のグラファイトフィラーは、例えば、人工グラファイト、又は天然グラファイトを粉砕することにより得ることができる。複数のグラファイトフィラーは、天然の鱗片状グラファイトパウダーを用いて製造してもよい。長径が平均１μｍ以上５００μｍ以下であり、かつ長径／厚さ比が平均１０以上であるである条件を満たす限り、複数種のグラファイトフィラーを混合して複数のグラファイトフィラーを製造してもよい。
【００４４】
人工グラファイトは、高分子フィルムを不活性ガス下で、２４００℃以上、好ましくは２６００℃以上３３００℃以下の高温で熱処理することにより得ることができる。熱処理は一段階で行ってもよく、二段階以上に分けて、それぞれ温度を変えて行ってもよい。不活性ガスは、特に限定されないが、窒素ガス、アルゴンガス等が安価で好ましい。熱処理時間は、特に限定されないが、例えば２時間以上１０時間以下が好ましい。
【００４５】
グラファイト化される前の高分子フィルムの厚さは、適宜選択すればよいが、例えば４００μｍ以下であり、特に１μｍ以上１５０μｍ以下とすることが好ましい。比較的厚い高分子フィルムを用いる場合でも、グラファイトフィルムを粉砕するときにグラファイトの層間で剥離が起こるため、より薄い鱗片状のグラファイトフィラーを得ることができる。高分子フィルムが４００μｍより厚くなる場合、フィルム内で均等に熱が加わりにくくなり、グラファイトの結晶性が低下してしまう。また、１μｍより薄くなると、熱処理で破壊されてしまう。
【００４６】
高分子フィルムとしては、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリオキサジアゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリベンゾビスチアゾール、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾビスチアゾール、ポリ（ｐーフェニレンイソフタルアミド）、ポリ（mーフェニレンベンゾイミタゾール）、ポリ（フェニレンベンゾビスイミタゾール）、ポリチアゾール、ポリパラフェニレンビニレンなどが好ましい。
【００４７】
複数のグラファイトフィラーの製造方法は、上記に限定されない。これらの材料は１種を単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。例えば、それぞれ異なる複数種のフィルムをグラファイト化し、粉砕してから、それらを混合してもよい。あるいは、複数種の材料を予め複合化もしくはアロイ化してからフィルム化し、そのフィルムをグラファイト化してもよい。得られたグラファイトフィルムを粉砕処理することにより、鱗片状に形成された複数のグラファイトフィラーが得られる。
【００４８】
粉砕方法は、特に限定されないが、グラファイトフィラー同士を衝突させるか、またはグラファイトフィラーと硬度の高い物質とを物理的に衝突させるジェットミル法が好ましい。それ以外の方法として、ボールミル法、ナノマイザ法、冷凍粉砕法等を挙げることができる。粉砕するグラファイトフィルムの厚さは、所望の鱗片状のグラファイトフィラーの厚さに応じて適宜選択すればよい。
【００４９】
複数の第１グラファイトフィラー９ａと基板２の実装面２ａとのなす角度と、複数の第２グラファイトフィラー９ｂと基板２の実装面２ａとのなす角度とは、互いに異なる。
【００５０】
図１及び図２に示すように、ケース６においては、鱗片状に形成された複数の第１グラファイトフィラー９ａは、基板２の実装面２ａの延びる方向Ｄ１に間隔を有して配列されている。また、複数の第１グラファイトフィラー９ａのそれぞれは、基板２の実装面２ａと垂直な方向Ｄ２に略平行に第１マトリクス材８ａの内部に配置されている。具体的には、複数の第１グラファイトフィラー９ａのそれぞれにおいて、ベーサル面ＢＰ１は、基板２の実装面２ａと垂直な方向Ｄ２に配置されている。好ましくは、複数の第１グラファイトフィラー９ａのベーサル面ＢＰ１と基板２の実装面２ａと垂直な方向Ｄ２とのなす角度θの平均値は、０°以上１０°以下である。より好ましくは、角度θの平均値は、０°である。
【００５１】
本明細書では、ベーサル面ＢＰ１は、鱗片状の第１グラファイトフィラー９ａにおいて最も大きい面積を有する面に相当する。また、方向Ｄ１は、図中のＸ方向及びＹ方向を含み、方向Ｄ２はＺ方向を含む。
【００５２】
図１及び図３に示すように、プレート７においては、鱗片状に形成された複数の第２グラファイトフィラー９ｂは、基板２の実装面２ａと垂直な方向Ｄ２に配列されている。また、複数の第２グラファイトフィラー９ｂのそれぞれは、基板２の実装面２ａと略平行に第２マトリクス材８ｂの内部に配置されている。具体的には、複数の第２グラファイトフィラー９ｂのそれぞれにおいて、ベーサル面ＢＰ２が基板２の実装面２ａの延びる方向Ｄ１と略平行に配置されている。好ましくは、複数の第２グラファイトフィラー９ｂのベーサル面ＢＰ２と基板２の実装面２ａの延びる方向Ｄ２とのなす角度αの平均値は、０°以上１０°以下である。より好ましくは、角度αの平均値は、０°である。
【００５３】
本明細書では、ベーサル面ＢＰ２は、鱗片状の第２グラファイトフィラー９ｂにおいて最も大きい面積を有する面に相当する。
【００５４】
角度θの平均値については、第１マトリクス材８ａの内部に分散する２０個以上の第１グラファイトフィラー９ａの角度θをそれぞれ測定し、角度θの平均値を算出した。なお、角度θは、ベーサル面ＢＰ１の延長線と、基板２の実装面２ａと垂直な方向Ｄ１に延びる線とのなす角度を測定した。２つの線が交わる角度は、２つあるが、角度θは２つの角度のうち小さい方の角度で定義される。
【００５５】
角度αの平均値については、第２マトリクス材８ｂの内部に分散する２０個以上の第２グラファイトフィラー９ｂの角度αをそれぞれ測定し、角度αの平均値を算出した。なお、角度αは、ベーサル面ＢＰ２の延長線と、基板２の実装面２ａと平行な方向Ｄ２に延びる線とのなす角度を測定した。２つの線が交わる角度は、２つあるが、角度αは２つの角度のうち小さい方の角度で定義される。
【００５６】
本明細書では、角度θ、αを整列角度θ、αと称する場合がある。
【００５７】
複数の第２グラファイトフィラー９ｂの比誘電率は、７以上１７以下の範囲にあることが好ましい。比誘電率が７未満の場合、多重反射による吸収が十分ではないため、透過率が１０％以上になってしまう。一方、比誘電率が１７以上の場合、反射が支配的になり、内部の不要輻射まで反射するため、モジュールの信頼性が低下してしまう。
【００５８】
［ケース及びプレートの製造方法］
上述したグラファイトフィラーの製造方法によって製造された鱗片状の複数のグラファイトフィラーを、加熱溶解させたマトリクス材に投入する。複数のグラファイトフィラーとマトリクス材を８インチの２本のロールを有する混練機を用いて十分に混練し、所定の間隔を有する射出部より冷却板上に押し出す。これにより、所定厚さの組成物を製造することができる。組成物に含有する鱗片状の複数のグラファイトフィラーについては、押し出し速度を変更することによって、整列角度θ、αを、２°以上６０°以下まで変化させることができる。
【００５９】
ケース６およびプレート７を形成するマトリクス材に対する鱗片状のグラファイトフィラーの混練量は、５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であることが好ましい。より好ましくは、マトリクス材に対する鱗片状のグラファイトフィラーの混練量は、７ｗｔ％以上１５ｗｔ％以下である。混練量が５ｗｔ％を下回る場合、電磁波吸収特性が低下し、混練量が３０ｗｔ％を上回る場合、筐体としての強度を維持することが難しくなる。また、混練量が３０ｗｔ％を超えると、電磁波の通り道が少なくなり、多重反射が起き難くなる。
【００６０】
なお、電磁波吸収特性の評価は、自由空間法により行うことができる。例えば、合否の判定は、１０ｄＢ以上である。１０ｄＢ以上の吸収性がない場合、他の電子機器から放射された電磁波が電子機器に侵入し、これにより電子機器が誤作動を引き起こす可能性がある。
【００６１】
［動作］
高周波モジュール１の動作の一例としてケース６に電磁波が入射される場合について、図５〜図７を用いて説明する。図５は、図１の高周波モジュール１の受信回路４周辺の概略拡大図である。図６は、図５のＺ３部分の概略拡大図である。図７は、図５のＺ４部分の概略拡大図である。なお、図５は、ケース６に電磁波１０ａ，１０ｂが入射される様子を示す。図６は、ケース６のケース上部６ａにおいて電磁波１０ａを透過している様子を示す。図７は、ケース６のケース側部６ｂにおいて電磁波１０ａを反射及び吸収している様子を示す。
【００６２】
図５に示すように、ケース６は、受信回路４の周囲を囲むように配置されている。具体的には、ケース６は、受信回路４の上方に位置するケース上部６ａと、受信回路４の側方に位置するケース側部６ｂと、を有する。ケース上部６ａは、高周波モジュール１の幅方向（Ｘ方向）及び奥行き方向（Ｙ方向）に延びている。ケース側部６ｂは、高周波モジュール１の高さ方向（Ｚ方向）に延びている。
【００６３】
ケース６に対して電磁波１０ａ，１０ｂが照射される。電磁波１０ａ，１０ｂは、例えば、送信回路３から発信された電磁波がターゲットに反射して戻ってきた電磁波である。図５〜７においては、電磁波１０ａは、ケース上部６ａに対して垂直方向Ｄ２（Ｚ方向）に入射する。電磁波１０ｂは、ケース側部６ｂに対して垂直方向Ｄ１（Ｘ方向）に入射する。
【００６４】
図６に示すように、ケース上部６ａにおいては、鱗片状に形成された複数の第１グラファイトフィラー９ａが、基板２の実装面２ａの延びる方向Ｄ１に間隔を有して配列されている。また、複数の第１グラファイトフィラー９ａのそれぞれは、基板２の実装面２ａと垂直な方向Ｄ２に略平行に配置されている。このため、ケース上部６ａに対して垂直方向Ｄ２（Ｚ方向）に入射する電磁波１０ａは、複数の第１グラファイトフィラー９ａの間を透過する。
【００６５】
図７に示すように、ケース側部６ｂにおいても、ケース上部６ａと同様に、複数の第１グラファイトフィラー９ａのそれぞれは、基板２の実装面２ａと垂直な方向Ｄ２に略平行に配置されている。このため、ケース側部６ｂに対して垂直方向Ｄ１（Ｘ方向）に入射する電磁波１０ｂは、複数の第１グラファイトフィラー９ａにより多重反射を起こして減衰する。これにより、電磁波１０ｂは、複数の第１グラファイトフィラー９ａによって吸収される。
【００６６】
このように、ケース６は、ケース上部６ａに対して垂直方向Ｄ２に入射する電磁波１０ａを透過させ、ケース側部６ｂに対して垂直方向Ｄ１に入射する電磁波１０ｂを吸収している。
【００６７】
なお、図５〜７は、受信回路４周辺に配置されるケース６について説明したが、送信回路３周辺に配置されるケース６についても同様である。
【００６８】
次に、高周波モジュール１の動作の一例としてプレート７に電磁波が入射される場合について、図８〜図１０を用いて説明する。図８は、図１の高周波モジュールの演算回路周辺の概略拡大図である。図９は、図８のＺ５部分の概略拡大図である。図１０は、図８のＺ６部分の概略拡大図である。なお、図８は、プレート７に電磁波１０ｃ，１０ｄが入射される様子を示す。図９は、プレート７において電磁波１０ｃを反射及び吸収している様子を示す。図１０は、ケース６のケース側部６ｂにおいて電磁波１０ｄを反射及び吸収している様子を示す。
【００６９】
図８に示すように、プレート７は、演算回路５の上方に配置される。演算回路５は、基板２の実装面２ａ上において、プレート７と、ケース６のケース側部６ｂとによって周囲を囲われている。プレート７は、高周波モジュール１の幅方向（Ｘ方向）及び奥行き方向（Ｙ方向）に延びている。
【００７０】
プレート７及びケース側部６ｂは、電磁波１０ｃ，１０ｄが演算回路５に入射することを抑制している。具体的には、プレート７は、プレート７に対して垂直方向Ｄ２（Ｚ方向）に入射してくる電磁波１０ｃを反射及び吸収する。また。ケース側部６ｂは、ケース側部６ｂに対して垂直方向Ｄ１（Ｘ方向）に入射してくる電磁波１０ｄを反射及び吸収する。
【００７１】
図９に示すように、プレート７においては、鱗片状に形成された複数の第２グラファイトフィラー９ｂが、基板２の実装面２ａと垂直な方向Ｄ２に間隔を有して配列されている。また、複数の第２グラファイトフィラー９ｂのそれぞれは、基板２の実装面２ａと略平行な方向Ｄ１に配置されている。このため、プレート７に対して垂直方向Ｄ２（Ｚ方向）に入射する電磁波１０ｃは、複数の第２グラファイトフィラー９ｂにより多重反射を起こして減衰する。これにより、電磁波１０ｃは、複数の第２グラファイトフィラー９ｂによって吸収される。
【００７２】
図１０に示すように、ケース側部６ｂにおいては、複数の第１グラファイトフィラー９ａのそれぞれは、基板２の実装面２ａと垂直な方向Ｄ２に略平行に配置されている。このため、ケース側部６ｂに対して垂直方向Ｄ１（Ｘ方向）に入射する電磁波１０ｄは、複数の第１グラファイトフィラー９ａにより多重反射を起こして減衰する。これにより、電磁波１０ｄは、複数の第１グラファイトフィラー９ａによって吸収される。
【００７３】
このように、プレート７及びケース側部６ｂは、外部から演算回路５に向かって入射してくる電磁波１０ｃ，１０ｄを吸収する。
【００７４】
なお、電磁波の吸収により閉じ込められた電磁波のエネルギーは熱となり、高い熱伝導率を有する鱗片状のグラファイトフィラーにより分散放熱される。
【００７５】
プレート７及びケース側部６ｂは、例えば、二色成形により一体で形成されていてもよい。あるいは、プレート７及びケース側部６ｂは、プレート７を基板２と垂直な方向に配置し、成形することにより形成されてもよい。
【００７６】
［効果］
実施の形態１の高周波モジュール１によれば、以下の効果を奏することができる。
【００７７】
高周波モジュール１は、実装面２ａを有する基板２と、基板２の実装面２ａに実装される送信回路３、受信回路４及び演算回路５と、送信回路３及び受信回路４の周囲を囲い、電磁波を選択的に透過するケース６と、演算回路５の上方に配置され、電磁波を吸収するプレート７と、備える。ケース６は、鱗片状に形成された複数の第１グラファイトフィラー９ａを含む。プレート７は、鱗片状に形成された複数の第２グラファイトフィラー９ｂを含む。複数の第１グラファイトフィラー９ａと基板２の実装面２ａとのなす角度と、複数の第２グラファイトフィラー９ｂと基板２の実装面２ａとのなす角度とは、互いに異なる。このような構成により、高周波モジュール１の信頼性を向上させることができる。
【００７８】
高周波モジュール１によれば、チョーク部を設ける必要がなく、高さ方向のスペースを小さくすることができる。これにより、高周波モジュール１の軽量化及び省スペース化を図ることができる。
【００７９】
また、高周波モジュール１によれば、送信回路３と受信回路４の周囲を囲うケース６においては、選択的に電磁波を透過させることができる。具体的には、このような構成により、ケース６は、基板２の実装面２ａに垂直な方向に入射してくる電磁波を透過し、それ以外の電磁波を反射及び吸収することができる。また、演算回路５の上方に配置されるプレート７においては、電磁波を吸収することができる。これにより、ノイズ成分が各回路に入ることを抑制することができる。
【００８０】
複数の第１グラファイトフィラー９ａと基板２の実装面２ａに垂直な方向Ｄ２とのなす角度θの平均値は、０°以上１０°以下である。より好ましくは、角度θの平均値は、０°である。このような構成により、ケース６において、基板２の実装面２ａに垂直な方向に入射してくる電磁波の透過率を９０％以上にすることができる。一方、ケース６において、基板２の実装面２ａに平行な方向に入射してくる電磁波の透過率を１０％未満にすることができる。
【００８１】
複数の第２グラファイトフィラー９ｂと基板２の実装面２ａに平行な方向Ｄ１とのなす角度αの平均値は、０°以上１０°以下である。より好ましくは、角度αの平均値は、０°である。また、複数の第２グラファイトフィラー９ｂの比誘電率は、７以上１７以下である。このような構成により、プレート７において、基板２の実装面２ａに垂直な方向に入射してくる電磁波の透過率を１０％未満にすることができる。
【００８２】
ケース６における複数の第１グラファイトフィラー９ａの混練量は、５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下である。プレート７における複数の第２グラファイトフィラー９ｂの混練量は、５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下である。このような構成により、高い電磁波吸収特性を保持しつつ、筐体としての強度を維持することができる。
【００８３】
ケース６とプレート７とは、一体で形成されている。例えば、ケース６及びプレート７は、送信回路３、受信回路４及び演算回路５の位置関係に応じて、二色成形を用いて一体化されてもよい。このような構成により、軽量化及び省スペースを実現できる。
【００８４】
高周波モジュール１によれば、電磁波の周波数帯域は、１０ＧＨｚ以上３００ＧＨｚ以下である。このように構成することにより、広い電磁波吸収特性を有する高周波モジュール１を提供することができる。
【実施例】
【００８５】
実施例１〜４と比較例１〜３を用いて、自由空間法による評価を行った。具体的には、ケース６に関しては基板２の実装面２ａに垂直な方向に入射する電磁波に対する透過率を評価した。プレート７に関しては、基板２の実装面２ａに垂直な方向に入射する電磁波に対する吸収率を評価した。
【００８６】
評価に用いた電磁波の周波数は、７０ＧＨｚ以上９０Ｈｚ以下である。評価の結果については、ケース６における電磁波の透過率が９０％以上であり、且つ、プレート７における電磁波の吸収率が９０％以上である場合に「Ａ」と評価した。ケース６における電磁波の透過率が９０％未満である場合、又は、プレート７における電磁波の吸収率が９０％未満である場合、「Ｂ」と評価した。なお、「Ａ」は電磁波を選択的に透過させると共にそれ以外の電磁波を吸収しているということを示し、高周波モジュールの信頼性が高いことを示す。「Ｂ」は、ケース６における電磁波の透過率、又は、プレート７における電磁波の吸収率が低いことを示す。
【００８７】
実施例１〜４及び比較例１〜３について説明する。
【００８８】
（実施例１）
実施例１においては、マトリクス材としてポリプロピレン樹脂、グラファイトフィラーの原料としてポリイミドを用いて実施の形態１の高周波モジュール１を作製した。なお、グラファイトフィラーの整列角度θ、αは５°である。複数の第２グラファイトフィラー９ｂの比誘電率は１０である。グラファイトフィラーの混練量は１５ｗｔ％である。
【００８９】
（実施例２）
実施例２においては、グラファイトフィラーの整列角度θ、αは５°である。その他の条件は、実施例１と同じである。
【００９０】
（実施例３）
実施例３においては、複数の第２グラファイトフィラー９ｂの比誘電率は１７であり、グラファイトフィラーの混練量は３０ｗｔ％である。その他の条件は、実施例１と同じである。
【００９１】
（実施例４）
実施例４においては、複数の第２グラファイトフィラー９ｂの比誘電率は７であり、グラファイトフィラーの混練量は５ｗｔ％である。その他の条件は、実施例１と同じである。
【００９２】
（比較例１）
比較例１においては、グラファイトフィラーの整列角度は１５°である。その他の条件は、実施例１と同じである。その他の条件は、実施例１と同じである。
【００９３】
（比較例２）
比較例２においては、複数の第２グラファイトフィラー９ｂの比誘電率は２０であり、グラファイトフィラーの混練量は４０ｗｔ％である。その他の条件は、実施例１と同じである。
【００９４】
（比較例３）
比較例３においては、複数の第２グラファイトフィラー９ｂの比誘電率は５であり、グラファイトフィラーの混練量は３ｗｔ％である。その他の条件は、実施例１と同じである。
【００９５】
図１１は、実施例１〜４及び比較例１〜３の評価結果の一例を示す表である。図１１に示すように、実施例１〜４に示すとおり、鱗片状に形成されたグラファイトフィラー９の整列角度を５°以上１０°以下、比誘電率を７以上１７以下、混練量を５ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下で高周波モジュールを作製している。実施例１〜４においては、ケース６における電磁波の透過率は９０％以上であり、プレート７における電磁波の吸収率は９０％以上である。このため、実施例１〜４においては、総合評価が「Ａ」となっている。
【００９６】
一方、比較例１では、ケース６における電磁波の透過率が７４％であり、プレート７における電磁波の吸収率が６８％である。比較例１のように、整列角度が１０°よりも大きい場合では、ケース６において多重反射による吸収効果が生じるため透過率が低下する。また、プレート７において電磁波の漏れによる透過が生じるため吸収率が低下する。したがって、比較例１の総合評価は「Ｂ」となっている。
【００９７】
また、比較例２では、ケース６における電磁波の透過率が３２％であり、プレート７における電磁波の吸収率が２８％である。比較例２のように、混練量が３０ｗｔ％よりも大きい場合では、電磁波が全て反射されるため、透過率及び吸収率が低下する。したがって、比較例２の総合評価は「Ｂ」となっている。
【００９８】
さらに、比較例３では、ケース６における電磁波の透過率が９９％であるが、プレート７における電磁波の吸収率が４６％となる。比較例３のように、混練量が５ｗｔ％より小さく、比誘電率が７より小さい場合では、誘電損失が低くなり、吸収効果が生じにくくなる。したがって、比較例３の総合評価は「Ｂ」となっている。
【００９９】
本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本開示に係る高周波モジュールは、ミリ波レーダおよびミリ波デバイスに関する分野に適用できる。
【符号の説明】
【０１０１】
１  高周波モジュール
２  基板
２ａ  実装面
３  送信回路
４  受信回路
５  演算回路
６  ケース
６ａ  ケース上部
６ｂ  ケース側部
７  プレート
８ａ  第１マトリクス材
８ｂ  第２マトリクス材
９ａ  第１グラファイトフィラー
９ｂ  第２グラファイトフィラー
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  電磁波
【図１】
2020126939.tif 000003
【図２】
2020126939.tif 000004
【図３】
2020126939.tif 000005
【図４】
2020126939.tif 000006
【図５】
2020126939.tif 000007
【図６】
2020126939.tif 000008
【図７】
2020126939.tif 000009
【図８】
2020126939.tif 000010
【図９】
2020126939.tif 000011
【図１０】
2020126939.tif 000012
【図１１】
2020126939.tif 000013