(57)【要約】【課題】高発熱性電子部品をケースに直付けした構造の高周波モジュールにおいてケースと基板の線膨張率の差によって生ずる接続不良、動作不良の問題にかんがみてなされたもので、このような接続不良、動作不良が発生しにくく、信頼性の高い高周波モジュールを提供すること。【解決手段】本発明一例の高周波モジュールによれば、ケースと、このケースにネジにより固定される絶縁性の基板と、この基板上に固定される低発熱性電子部品と、前記基板に設けられる孔部を通して前記ケースに取り付けられ、前記低発熱性電子部品より高い熱を発生する高発熱性電子部品と、を備え、前記基板は前記ケースに、前記高発熱性電子部品の周囲の領域では皿ネジにより、前記高発熱性電子部品の周囲以外の領域では鍋ネジにより、各々固定される。【選択図】図１
2010067625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
このケースにネジにより固定される絶縁性の基板と、
この基板上に固定される低発熱性電子部品と、
前記基板に設けられる孔部を通して前記ケースに取り付けられ、前記低発熱性電子部品より高い熱を発生する高発熱性電子部品と、
を備え、
前記基板は前記ケースに、前記高発熱性電子部品の周囲の領域では皿ネジにより、前記高発熱性電子部品の周囲以外の領域では鍋ネジにより、各々固定されることを特徴とする、高周波モジュール。
【請求項２】
前記高発熱性電子部品の周囲の領域においては、前記高発熱性電子部品の周囲以外の領域におけるよりも高い密度で、前記皿ネジにより、前記基板が前記ケースに固定されていることを特徴とする請求項１記載の高周波モジュール。
【請求項３】
金属製のケースと、
このケースに固定される高発熱性電子部品と、
前記ケースに固定され、前記高発熱性電子部品が通される孔部を有し、上面に前記高発熱性電子部品とリード線により接続されるマイクロストリップ線路及びこのマイクロストリップ線路に接続され、動作時に前記高発熱性電子部品よりも発熱量が小さい低発熱性電子部品を設けられた絶縁性の基板と、
前記高発熱性電子部品の周囲の領域において前記基板を前記ケースに固定する皿ネジと、
前記高発熱性電子部品の周囲以外の領域において、前記基板を前記ケースに固定する鍋ネジと、
を有することを特徴とする、高周波モジュール。
【請求項４】
前記高発熱性電子部品の周囲の領域においては、前記高発熱性電子部品の周囲以外の領域におけるよりも高い密度で、前記皿ネジにより、前記基板が前記ケースに固定されていることを特徴とする請求項３記載の高周波モジュール。
【請求項５】
前記低発熱性電子部品は、表面実装部品であることを特徴とする請求項４記載の高周波モジュール。
【請求項６】
前記基板は、ガラスエポキシ基板であることを特徴とする請求項５記載の高周波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品とこの電子部品を接続する高周波回路基板を内蔵する高周波モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波モジュールは、電子回路の機能素子であり、通常、ケースの上に、電子部品と、この電子部品に接続され、電子回路が設けられている高周波回路基板とを有する。
【０００３】
高周波モジュールは全体として発熱量が大きいので、ケースにはアルミニウムなど、放熱性及び電気伝導性に優れしかも軽量で加工がしやすい材料により構成する。また、高周波基板としては絶縁性が良好で加工しやすい樹脂素材を用いた基板、例えばガラスエポキシ基板を用いる。そして、発熱性の高い電子部品は、基板をくり抜いた穴に位置させ、直接ケースに固定して放熱効果を上げる。この高発熱性電子部品の端子は、基板上のパターンと半田により接続する。
【０００４】
ところが、ケースと高周波基板は線膨張率が異なるので、高温になった場合、これらを固定している箇所、すなわち半田部分でクラックが発生したり、リード線が断線して接続不良になることが多い。
【０００５】
線膨張係数は、例えばアルミニウムでは２４×１０−６、ガラスエポキシでは１４×１０−６程度である。一般に膨張による長さの差は、線膨張係数差に長さと温度差を掛けることによって計算できる。今、これらの長さが３００ｍｍで、１００℃の温度差があるとすると、熱により膨張差は次のように計算できる。
【０００６】
（２４×１０−６−１４×１０−６）×３００×１００＝０．３ｍｍ
この長さ０．３ｍｍは比較的大きく、高発熱部品の端子と基板上のパターンを接続している半田部分に応力が作用する。温度変化が数１００サイクル程度になると、半田クラックを発生し電気的接続が失われて動作不良を生ずることになる。
【０００７】
このような熱膨張差による問題を解決するために例えば特許文献１に記載の電子機器が知られている。この電子機器は、高周波回路基板と外部の同軸コネクタを接続するものであるが、基板のランドと同軸コネクタのリード端子の接続部において線膨張係数差により半田付け部に発生する応力を緩和するために、基板の同軸コネクタの反対側に位置する固定部に、基板の水平方向の応力を緩和する構造、例えば滑りやすいワッシャを挟んでネジを止める構造とした。
【特許文献１】特開２０００−２３２２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献１のようにケースと基板を相対的にずらすことは、上述のように高発熱性電子部品を基板のパターンに接続しているような場合には適用が困難である。
【０００９】
本発明は、上述のように、高発熱性電子部品をケースに直付けした構造の高周波モジュールにおいてケースと基板の線膨張率の差によって生ずる接続不良、動作不良の問題にかんがみてなされたもので、このような接続不良、動作不良が発生しにくく、信頼性の高い高周波モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１によれば、ケースと、このケースにネジにより固定される絶縁性の基板と、この基板上に固定される低発熱性電子部品と、前記基板に設けられる孔部を通して前記ケースに取り付けられ、前記低発熱性電子部品より高い熱を発生する高発熱性電子部品と、を備え、前記基板は前記ケースに、前記電子部品の周囲の領域では皿ネジにより、前記高発熱性電子部品の周囲以外の領域では鍋ネジにより、各々固定されることを特徴とする、高周波モジュールを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高発熱性電子部品をケースに直付けした構造の高周波モジュールにおいてケースと基板の線膨張率の差によって生ずる接続不良、動作不良が発生しにくく、信頼性の高い高周波モジュールが得られる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は本発明一実施形態の高周波モジュールの斜視図である。
【００１３】
この高周波モジュール１１は、良導体である金属製の、例えばアルミニウムにより構成されたケース１２と、このケース１２の上面に載置され固定された高周波絶縁基板１３と、この高周波絶縁基板１３上のマイクロストリップ線路１４に接続固定された低発熱性電子部品１６ａ，１６ｂと、高周波絶縁基板１３の孔部１７において上記ケース１２に直接接触するように設けられた高発熱性電子部品１８とを有する。高発熱性電子部品１８は、リード線１８Ｌによりマイクロストリップ線路１４に、例えばスズ鉛半田あるいは鉛フリー半田で接続されている。
【００１４】
高周波絶縁基板１３は、誘電体材料例えばガラスエポキシにより構成される。高発熱性電子部品１８は電力トランジスタなど動作時に発熱し高温度になる電子部品であり、低発熱性電子部品１６ａ，１６ｂは、例えば表面実装電子部品であり、動作時にも上記高発熱性電子部品ほどに高温とならない電子部品である。換言すれば高発熱性電子部品は、動作時には、低発熱性電子部品よりも高温となる電子部品である。
【００１５】
低発熱性電子部品１６ａ，１６ｂは高周波絶縁基板１３上に固定され、低発熱性電子部品１６ａ，１６ｂの各端子は、高周波絶縁基板１３に設けられた配線の、例えばマイクロストリップ線路１４に接続されている。これに対して高発熱性電子部品１８は、高周波絶縁基板１３ではなく、直接、良導体のケース１２に接触するように、ネジ（図示せず）により固定されている。したがって、高発熱性電子部品１８において発生する熱は、ケース１２に伝わり放熱効果は大きい。
【００１６】
高周波絶縁基板１３がケース１２に接続固定されていないと、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が悪化するので、確実に接続固定される必要がある。このため、通常、ネジにより高周波絶縁基板１３がケース１２に接続固定されるが、高発熱性電子部品１８の周囲の領域では、皿ネジ１９により固定される。一方、例えば低発熱性電子部品１６ａ，１６ｂが設けられている領域など、高発熱性電子部品が設けられている部分以外の領域では、鍋ネジ２０により、高周波絶縁基板１３がケース１２に接続、固定される。
【００１７】
高周波絶縁基板１３が皿ネジ１９及び鍋ネジ２０によりケース１２に固定される様子を、図２（ａ）、図２（ｂ）により説明する。
【００１８】
図２（ａ）は鍋ネジ２０により固定される場合である。高周波絶縁基板１３及びケース１２の鍋ネジ２０が固定される位置に穴２１を設け、この穴２１に鍋ネジ２０を回転させて挿入し固定させる。しかし、高周波絶縁基板１３の穴２１には、鍋ネジ２０のネジ部２１が入るが若干の遊びがあり、これにより、高周波モジュール１１の動作時の熱膨張によって、ケース１２と高周波絶縁基板１３は相対的に横方向に少しずれることがある。
【００１９】
一方、図２（ｂ）は皿ネジ１９により固定される場合である。この場合にも、高周波絶縁基板１３及びケース１２の皿ネジ１９が固定される位置に穴２４を設け、この穴２４に皿ネジ１９を回転させて挿入し固定させる。
【００２０】
この場合にも高周波絶縁基板１３の穴２４には、皿ネジ１９のネジ部２５が入るが若干の遊びがある。しかし、皿ネジ１９が回転挿入されて固定されると、皿ネジ１９の上方から強い力が働くが、その付け根部分２６において、皿ネジ１９が穴２４の中央に強固に固定される。したがって高周波モジュール１１の動作時の熱膨張により、ケース１２と高周波絶縁基板１３の間に相対的に横方向に応力が働いても、ケース１２と高周波絶縁基板１３の位置関係は動かない。
【００２１】
結局、高周波モジュール１１が動作するとき、発熱量が大きい高発熱性電子部品１８の周りの領域では、皿ネジ１９により高周波絶縁基板１３はケース１２に強固に固定される。したがって、熱膨張によって高発熱性電子部品１８と、高周波絶縁基板１３の相対的な位置関係の変化によってリード線１８Ｌやその半田付け部分にかかる応力は小さい。
【００２２】
一方、低発熱性電子部品１６ａ，１６ｂが設けられている領域など高発熱性電子部品１８が設けられている以外の領域では、鍋ネジ２０により高周波絶縁基板１３はケース１２に比較的緩く固定されることになり、ケース１２と高周波絶縁基板１３の熱膨張率により生ずる横方向の応力は鍋ネジ２０により固定されている部分で吸収される。
【００２３】
図３に本発明の他の実施形態の高周波モジュール１１の斜視図を示す。皿ネジ２９以外の各部分は図１に示した番号と同一の番号により示してある。
【００２４】
この実施形態でも、高周波絶縁基板１３は、高発熱性電子部品１８の周囲の領域では、皿ネジ２９によりケース１２に固定されている。また、低発熱性電子部品１６ａ，１６ｂなどが設けられている領域など、高発熱性電子部品１８以外の領域では、高周波絶縁基板１３は鍋ネジ２０によりケース１２に固定されている。
【００２５】
ただし、この実施形態では、高発熱性電子部品１８に周囲の領域では、それ以外の領域よりも多くのネジ、しかも皿ネジ２９により、高周波絶縁基板１３がケース１２に接続固定されている。したがって、高周波絶縁基板１３のケース１２への固定の程度は図１に示す実施形態の場合よりも更に強くなり、高発熱性電子部品１８が動作しているときの、高周波絶縁基板１３に対する発熱性電子部品１８の位置のずれは、図１の実施形態よりも少なくなる。
【００２６】
結局、高周波モジュール１１の動作時に、リード線１８Ｌがマイクロストリップ線路１４に接続されている部分において働く応力は更に小さくなってリード線の断線や半田クラックが生ずる可能性を更に小さくすることができる利点がある。
【００２７】
上記図３に示す実施形態では、高発熱性電子部品の周囲の領域を、それ以外の領域における鍋ネジによる固定よりも、多くの皿ネジを用いて高周波絶縁基板をケースに固定していた。このように、高周波絶縁基板を固定するネジを、基板の高発熱性電子部品の周囲の領域で本数を増加させると、この領域では基板と高発熱性電子部品の位置の変化が少なくなり、この種の電子部品のリード線と基板上のマイクロストリップ線路との接続部において、温度サイクルにより半田のクラックが生ずることを防止することが可能となる。
【００２８】
本発明は上記実施形態に限られず種々変形して実施することが可能であり、本発明の技術思想に含まれる限り、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明一実施形態の高周波モジュールの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に用いる鍋ネジと皿ネジの固定時の様子を説明するための図である。
【図３】本発明の他の実施形態の高周波モジュールの斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１・・・高周波モジュール、
１２・・・ケース、
１３・・・高周波絶縁基板、
１４・・・マイクロストリップ線路、
１６ａ，１６ｂ・・・低発熱性電子部品、
１７・・・孔部、
１８・・・高発熱性電子部品、
１８Ｌ・・・リード線、
１９，２９・・・皿ネジ、
２０・・・鍋ネジ、
２２，２５・・・ネジ部、
２６・・・付け根部分。
【図１】
2010067625.tif 000003
【図２】
2010067625.tif 000004
【図３】
2010067625.tif 000005