(57)【要約】  マイクロ波モジュール１は、少なくとも内部回路を覆う金属カバー２３０を有するＲＦデバイス１２２と、ＲＦデバイス１２２側の第１の端面１０１と、第１の端面１０１の反対側の第２の端面１０２と、内部回路を囲んで設けられ内部回路に接続される複数の信号スルーホール１６２ａと、複数の信号スルーホール１６２ａを囲んで設けられ金属カバー２３０に接続される複数のグランドスルーホール１７０と、第１の端面１０１側に設けられ金属カバー２３０に接続される第１の面グランド１０５と、複数のグランドスルーホール２１５に接続される内層面グランド１７３と、複数のグランドスルーホール１７０と第１の面グランド１０５と内層面グランド１７３とに囲まれ複数の信号スルーホール１６２ａに接続されるＲＦ伝送線路１３２とを有する多層樹脂基板１００と、を備える。
2017099145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波回路と、少なくとも前記マイクロ波回路を覆う電磁シールド壁とを有する複数のマイクロ波デバイスが実装される第１の端面と、前記第１の端面の反対側の第２の端面と、それぞれが前記マイクロ波回路に接続される複数の信号スルーホールと、それぞれが前記複数の信号スルーホールを囲んで設けられ前記電磁シールド壁に接続される複数のグランドスルーホールと、前記第１の端面側に設けられ前記電磁シールド壁に接続される第１の面グランドと、前記複数のグランドスルーホールに接続される内層面グランドと、前記複数のグランドスルーホールの内の第１のグランドスルーホール群と前記第１の面グランドと前記内層面グランドとに囲まれると共に、前記複数の信号スルーホールの内の第１の信号スルーホールに一端が接続される内層信号線路と、前記内層信号線路の他端に一端が接続される、前記複数の信号スルーホールの内の第２の信号スルーホールと、前記第２の信号スルーホールを囲んで設けられ前記内層面グランドに接続される、前記複数のグランドスルーホールの内の第２のグランドスルーホール群と、前記第２の信号スルーホールの他端に接続され、前記第２の端面側の表面に形成される第１のパッドと、前記第１のパッドを取り囲むように配置され、前記第２のグランドスルーホール群に接続されるグランドパッドと、前記第２の端面側に設けられ、前記グランドパッドに接続される第２の面グランドと、前記マイクロ波回路に熱的に接続される放熱体を有する多層樹脂基板を備え、
複数の前記多層樹脂基板のそれぞれは、
前記第２の面グランドに接続される冷却板に実装され、
前記多層樹脂基板と対向する面に第２のパッドが形成され、前記冷却板と前記第２の端面との間の空間に設けられる分配回路基板との間で前記第１のパッドと前記第２のパッドとの間に設けられ、前記第１のパッドと前記第２のパッドにそれぞれ接続されるバネ性のコンタクト端子により信号接続されることを特徴とするマイクロ波モジュール。
【請求項２】
前記多層樹脂基板は、前記第２の端面側に設けられる第２のマイクロ波デバイスを有し、
前記第２のマイクロ波デバイスは、前記冷却板のキャビティに収容されて電磁遮蔽されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波モジュール。
【請求項３】
前記多層樹脂基板に表面実装され、アンテナパネルに固定された同軸コネクタと接続される同軸コネクタを備え、
前記同軸コネクタと前記コンタクト端子とが前記複数のマイクロ波回路を介して電気的に接続されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマイクロ波モジュール。
【請求項４】
高周波デバイスが実装される回路実装面を有し、信号スルーホールとグランドスルーホールと前記高周波デバイスが有する第１の放熱体に熱的な接続がなされる第２の放熱体を有した多層樹脂基板と、
前記多層樹脂基板の裏面に設けられた信号端子およびグランド端子と、
前記多層樹脂基板の裏面および前記第２の放熱体に熱的に接続される冷却板と、
前記多層樹脂基板の前記信号端子および前記グランド端子に一端が接続されるバネ性のコンタクト端子と、
前記冷却板に配置され、前記コンタクト端子の収容空間で前記コンタクト端子の他端に接続されるパッドを有し、前記コンタクト端子を介して前記高周波デバイスとの間で高周波信号を送受する回路基板と、
を備えた高周波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波モジュール及び高周波モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子走査アンテナ内に設置され、無線周波数信号であるＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号の振幅及び位相の変調を行う従来の送受信モジュールでは、一部のＲＦデバイスを搭載する樹脂またはセラミックからなる基板と、ＨＰＡ（Ｈｉｇｈ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）などの高発熱ＲＦデバイスと、ＲＦコネクタとが、金属シャーシにねじまたは接合剤で固定される。そして上記基板と高発熱ＲＦデバイス間が金リボンまたは金ワイヤでボンディング接続される。【０００３】
ここで空間に露出されたＲＦデバイス及び信号線路、特にＲＦデバイスと基板間をつなぐ金リボンまたは金ワイヤの接続点から電磁波が放射されるため、この電磁波の放射及び結合による空間アイソレーションの低下に起因した特性不良及び不安定動作を抑制する必要がある。【０００４】
下記特許文献１に代表される従来のモジュールでは、空間を分割する電磁遮蔽または電波吸収体といった空間アイソレーション向上対策を施した金属カバーが、複数のＲＦデバイスを囲んで配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１００１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に代表される従来のモジュールにおいては、複数のＲＦデバイスを囲む金属カバーが必要になると共に、金属カバー内部で発生した電磁波による結合及び共振を抑制するために、電磁遮蔽体または電波吸収体の設置といった対策が必要となる。従って上記の従来技術においては、コストが上昇するという問題があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストの上昇を抑制できるマイクロ波モジュール及び高周波モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のマイクロ波モジュールは、マイクロ波回路と、少なくともマイクロ波回路を覆う電磁シールド壁とを有する複数の第１のマイクロ波デバイスが実装される第１の端面と、第１の端面の反対側の第２の端面と、それぞれがマイクロ波回路に接続される複数の信号スルーホールと、それぞれが複数の信号スルーホールを囲んで設けられ電磁シールド壁に接続される複数のグランドスルーホールと、第１の端面側に設けられ電磁シールド壁に接続される第１の面グランドと、複数のグランドスルーホールに接続される内層面グランドと、複数のグランドスルーホールの内の第１のグランドスルーホール群と第１の面グランドと内層面グランドとに囲まれると共に、複数の信号スルーホールの内の第１の信号スルーホールに一端が接続される内層信号線路と、内層信号線路の他端に一端が接続される、複数の信号スルーホールの内の第２の信号スルーホールと、第２の信号スルーホールを囲んで設けられ内層面グランドに接続される、複数のグランドスルーホールの内の第２のグランドスルーホール群と、第２の信号スルーホールの他端に接続され、第２の端面側の表面に形成される第１のパッドと、第１のパッドを取り囲むように配置され、第２のグランドスルーホール群に接続されるグランドパッドと、第２の端面側に設けられ、グランドパッドに接続される第２の面グランドと、マイクロ波回路に熱的に接続される放熱体を有する多層樹脂基板を備え、複数の多層樹脂基板のそれぞれは、第２の面グランドに接続される冷却板に実装され、多層樹脂基板と対向する面に第２のパッドが形成され、冷却板と第２の端面との間の空間に設けられる分配回路基板との間で第１のパッドと第２のパッドとの間に設けられ、第１のパッドと第２のパッドにそれぞれ接続されるバネ性のコンタクト端子により信号接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コストの上昇を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係るマイクロ波モジュールの正面図
【図２】図１に示すマイクロ波モジュールのＩＩ−ＩＩ矢視断面図
【図３】図２に示すＲＦデバイスの詳細図
【図４】図３に示すデバイス基板を第４の端面側から見た図
【図５】図１に示す多層樹脂基板を第１の端面側から見た図
【図６】図１に示す多層樹脂基板の内層部を示す図
【図７】図３に示すデバイス基板と図５，６に示す多層樹脂基板の断面図
【図８】図７に示す多層樹脂基板において第１の端面側の面グランドと内層面グランドと２つのグランドスルーホールとを含む面の断面図
【図９】実施の形態２に係るマイクロ波モジュールの断面図
【図１０】図９に示す多層樹脂基板の第２の端面側から見た図
【図１１】図９に示すコンタクト端子の斜視図
【図１２】図９に示す分配回路基板の第５の端面側から見た図
【図１３】実施の形態１に係るマイクロ波モジュールのＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ矢視断面図
【図１４】実施の形態２に係るマイクロ波モジュールとアンテナとの接続状態を示す断面図
【図１５】実施の形態１，２に係るマイクロ波モジュールの部分断面図
【図１６】実施の形態２に係るマイクロ波モジュールに設けられたコンタクト端子による効果を説明するための図
【図１７】図１５に示すマイクロ波モジュールの部分拡大図
【図１８】図１０に示す多層樹脂基板の変形例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態に係るマイクロ波モジュール及び高周波モジュールを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るマイクロ波モジュールの正面図である。図２は、図１に示すマイクロ波モジュールのＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。図３は、図２に示すＲＦデバイスの詳細図である。図４は、図２に示すデバイス基板を第４の端面側から見た図である。図５は、図１に示す多層樹脂基板を第１の端面側から見た図である。図６は、図１に示す多層樹脂基板の内層部を示す図である。図７は、図３に示すデバイス基板と図５，６に示す多層樹脂基板の断面図である。図８は、図７に示す多層樹脂基板において第１の端面側の面グランドと内層面グランドと２つのグランドスルーホールとを含む面の断面図である。
【００１３】
図１から図８を用いて実施の形態１に係るマイクロ波モジュールの構成を説明する。
【００１４】
マイクロ波モジュール１は、図２に示すように第１の端面１０１と第１の端面１０１の反対側の第２の端面１０２とを有する多層樹脂基板１００から構成される。また、マイクロ波モジュール１は、多層樹脂基板１００の第２の端面１０２側に配置される冷却板３００に機械的及び熱的に接続される。
【００１５】
マイクロ波モジュール１の多層樹脂基板１００は、図１に示すように固定ねじ３０により冷却板３００に固定される。１つもしくは複数のマイクロ波モジュール１は、冷却板３００に固定されて、図２に示すように冷却板３００と共にマイクロ波モジュール５００を構成する。
【００１６】
図１及び図２に示すように多層樹脂基板１００の第１の端面１０１側には、複数の第１のマイクロ波デバイスであるＲＦデバイス１２０，１２１，１２２，１２３，１２４と、複数のバイパスキャパシタ１４１，１４２，１４３とが設けられている。
【００１７】
また多層樹脂基板１００の第１の端面１０１側には、給電回路側同軸ＲＦコネクタ１２５と、アンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６と、制御ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）１４０と、電源制御コネクタ１１２とが設けられている。
【００１８】
実施の形態１では、ＲＦデバイス１２０は移相器及びスイッチである。
【００１９】
また実施の形態１では、ＲＦデバイス１２１はドライバ増幅器、ＲＦデバイス１２２はＨＰＡ、ＲＦデバイス１２３はサーキュレータまたは高耐電力スイッチ、ＲＦデバイス１２４は低雑音増幅器である。
【００２０】
図１及び図２に示すように多層樹脂基板１００の内部には、複数のＲＦ伝送線路１３０〜１３６と、第１の放熱体である放熱用埋め込み部材１７５とが設けられている。具体的には多層樹脂基板１００は、図３に示すマイクロ波回路である内部回路２２０を多層樹脂基板１００に向かって投影してなる領域に、内部回路２２０に接続される放熱用埋め込み部材１７５を有する。
【００２１】
図１では、給電回路側同軸ＲＦコネクタ１２５とＲＦデバイス１２０とがＲＦ伝送線路１３０で接続される。
【００２２】
ＲＦデバイス１２０とＲＦデバイス１２１とがＲＦ伝送線路１３１で接続される。
【００２３】
ＲＦデバイス１２１とＲＦデバイス１２２とが内層信号線路であるＲＦ伝送線路１３２で接続される。
【００２４】
ＲＦデバイス１２２とＲＦデバイス１２３とが内層信号線路であるＲＦ伝送線路１３３で接続される。
【００２５】
ＲＦデバイス１２３とアンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６とがＲＦ伝送線路１３４で接続される。
【００２６】
ＲＦデバイス１２３とＲＦデバイス１２４とがＲＦ伝送線路１３５で接続される。
【００２７】
ＲＦデバイス１２４とＲＦデバイス１２０とがＲＦ伝送線路１３６で接続される。
【００２８】
給電回路側同軸ＲＦコネクタ１２５とアンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６とは、それぞれ外導体により覆われ、ＲＦデバイス１２０，１２１，１２２，１２３，１２４はデバイス外周面が、グランドスルーホール、金属カバーまたは金属メッキを施した誘電体で覆われている。
【００２９】
図２に示すように、放熱用埋め込み部材１７５の一端は、ＲＦデバイス１２２に接続される。放熱用埋め込み部材１７５の他端は、冷却板３００に接続される。
【００３０】
放熱用埋め込み部材１７５は、ＲＦデバイス１２２で発生する熱を効果的に冷却板３００に伝達するための放熱体であり、銅、アルミニウム、または銅合金といった金属で形成されている。実施の形態１では、放熱用埋め込み部材１７５の形状は円柱または四角柱である。
【００３１】
図３にはＲＦデバイス１２２の構成例が示される。
【００３２】
ＲＦデバイス１２２は、第３の端面２０１と第３の端面２０１の反対側の第４の端面２０２とを有するデバイス基板２００を有する。
【００３３】
またＲＦデバイス１２２は、第３の端面２０１上に設けられた金属プレート２と、金属プレート２上に設けられたマイクロ波回路である内部回路２２０と、内部回路２２０を囲んで第３の端面２０１上に設けられた信号線路２２１と、グランドパターン１２とを有する。
【００３４】
またＲＦデバイス１２２は、ＲＦ重畳波を抑圧するバイパスキャパシタ２２５と、電磁シールド壁である金属カバー２３０とを有する。
【００３５】
金属プレート２は、銅及びモリブデンによる合金等によって形成された熱膨張係数整合用のプレートである。金属プレート２は、接着または半田付けによって第３の端面２０１上に取り付けられている。
【００３６】
内部回路２２０は、金属プレート２の上面に配置されたトランジスタチップ５、入力整合回路６、及び出力整合回路７を有する。
【００３７】
トランジスタチップ５は、入力整合回路６と出力整合回路７との間に配置される。
【００３８】
トランジスタチップ５、入力整合回路６、及び出力整合回路７は、接着または半田付けによって、金属プレート２の面上に取り付けられている。
【００３９】
トランジスタチップ５と入力整合回路６はボンディングワイヤ８で接続される。
【００４０】
トランジスタチップ５と出力整合回路７はボンディングワイヤ９で接続される。
【００４１】
入力整合回路６と信号線路２２１はボンディングワイヤ１０で接続される。
【００４２】
出力整合回路７と信号線路２２１はボンディングワイヤ１１で接続される。
【００４３】
信号線路２２１の種類としては、入力ＲＦ線路、ゲートバイアス供給線路、出力ＲＦ線路、及びドレインバイアス供給線路である。
【００４４】
ゲートバイアス供給線路は、内部回路２２０にゲートバイアスを供給する線路である。
【００４５】
ドレインバイアス供給線路は、内部回路２２０にドレインバイアスを供給する線路である。
【００４６】
グランドパターン１２は、デバイス基板２００の第３の端面２０１上において、信号線路２２１よりも外側に設けられている。すなわちグランドパターン１２は、内部回路２２０、信号線路２２１及びバイパスキャパシタ２２５を囲んで、デバイス基板２００の第３の端面２０１上に設けられている。
【００４７】
金属カバー２３０は、内部回路２２０、信号線路２２１及びバイパスキャパシタ２２５を覆うように、デバイス基板２００の第３の端面２０１側に設けられる。
【００４８】
また金属カバー２３０は、接着または半田付けによって、グランドパターン１２に接続される。金属カバー２３０に使用する材料は、鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、または真鍮等である。金属メッキを施した誘電体でもよい。
【００４９】
デバイス基板２００は、その内部に、信号線路２２１と接続する複数の信号スルーホール２１３と、複数のグランドスルーホール２１５と、放熱用埋め込み部材１７６とを有する。
【００５０】
第２の放熱体である放熱用埋め込み部材１７６は、内部回路２２０下のデバイス基板２００の中央部に設けられている。
【００５１】
放熱用埋め込み部材１７６の一端面は、金属プレート２に接続されている。放熱用埋め込み部材１７６の他端面は、放熱用埋め込み部材１７６の終端端子であるグランドパッド１２２ｅに接続されている。
【００５２】
放熱用埋め込み部材１７６は、放熱用埋め込み部材１７５と同様に、ＲＦデバイス１２２で発生する熱を効果的に冷却板３００に伝達するための放熱体である。
【００５３】
放熱用埋め込み部材１７６は、銅、アルミニウム、または銅合金といった金属で形成されている。実施の形態１では、放熱用埋め込み部材１７６の形状は、円柱または四角柱である。
【００５４】
複数の信号スルーホール２１３は、金属プレート２及び内部回路２２０を囲んで、デバイス基板２００の内部に設けられている。
【００５５】
複数のグランドスルーホール２１５は、複数の信号スルーホール２１３が設けられている位置よりも外側の位置に設けられている。
【００５６】
すなわち複数のグランドスルーホール２１５は、複数の信号スルーホール２１３を囲んで、デバイス基板２００の内部に設けられている。
【００５７】
複数のグランドスルーホール２１５は、グランドパターン１２と接続する。
【００５８】
図４に示すように、デバイス基板２００は、その第４の端面２０２に、多層樹脂基板１００と信号を授受する端子として、入力ＲＦ信号端子１２２ａ、出力ＲＦ信号端子１２２ｂ、ゲート制御端子１２２ｃ、及びドレイン電源端子１２２ｄを有する。
【００５９】
また、デバイス基板２００は、その第４の端面２０２に、複数のグランド端子２１０と、グランドパッド１２２ｅとを有する。
【００６０】
入力ＲＦ信号端子１２２ａは、図３に示す入力ＲＦ線路用の信号スルーホール２１３に接続される。
【００６１】
出力ＲＦ信号端子１２２ｂは、図３に示す出力ＲＦ線路用の信号スルーホール２１３に接続される。
【００６２】
ゲート制御端子１２２ｃは、図３に示すゲートバイアス供給線路用の信号スルーホール２１３に接続される。
【００６３】
ドレイン電源端子１２２ｄは、図３に示すドレインバイアス供給線路用の信号スルーホール２１３に接続される。
【００６４】
これにより、入力ＲＦ信号端子１２２ａ、出力ＲＦ信号端子１２２ｂ、ゲート制御端子１２２ｃ、及びドレイン電源端子１２２ｄは、それぞれが信号スルーホール２１３を介して、信号線路２２１に接続される。
【００６５】
複数のグランド端子２１０は、それぞれが複数のグランドスルーホール２１５のそれぞれに接続されている。図４のデバイス基板２００では、入力ＲＦ信号端子１２２ａに隣接する８つのグランド端子２１０で入力ＲＦ信号端子１２２ａを囲むことにより疑似同軸が形成される。またデバイス基板２００では、出力ＲＦ信号端子１２２ｂに隣接する８つのグランド端子２１０で出力ＲＦ信号端子１２２ｂを囲むことにより疑似同軸が形成される。
【００６６】
これにより複数のグランド端子２１０は、それぞれがグランドスルーホール２１５を介して、グランドパターン１２に接続される。すなわち複数のグランド端子２１０はそれぞれが金属カバー２３０に接続される。
【００６７】
なお、ゲート制御端子１２２ｃ及びドレイン電源端子１２２ｄには、ＲＦ重畳波を抑圧するバイパスキャパシタ２２５と、図３に示すＲＦ信号抑圧フィルタ２１９が重畳波に応じて配置される。
【００６８】
このように入力ＲＦ信号端子１２２ａ、出力ＲＦ信号端子１２２ｂ、ゲート制御端子１２２ｃ、及びドレイン電源端子１２２ｄは、金属カバー２３０と、複数のグランドスルーホール２１５と、複数のグランド端子２１０とに囲まれるように配置されている。
【００６９】
これにより、後述する多層樹脂基板１００に実装することにより内部回路２２０、信号線路２２１、及びバイパスキャパシタ２２５が電磁的に遮蔽され、ＲＦデバイス１２２で発生した電磁波がＲＦデバイス１２２の外部に放射されることを抑制できる。
【００７０】
なお、図１に示すＲＦデバイス１２１，１２３，１２４は、それぞれが図３に示す電磁シールドを施したＲＦデバイス１２２と同様に、金属カバーまたは金属メッキを施した誘電体で覆われて電磁シールドされた構成である電磁シールド壁を有しているものとする。
【００７１】
図５、図６、図７において、多層樹脂基板１００は、その第１の端面１０１に、ランド１１２ａ、ランド１１２ｂ、ランド１１２ｃ、及びランド１１２ｄを有する。
【００７２】
また多層樹脂基板１００は、その第１の端面１０１に、ランド１１３ａ、ランド１１３ｂ、ランド１１３ｃ、ランド１１６ａ、ランド１１７ａ、及びランド１１８ａを有する。
【００７３】
また多層樹脂基板１００は、第１の端面１０１において、上記の各ランド以外の領域に、第１の面グランドである面グランド１０５を有する。
【００７４】
ランド１１２ａは、入力ＲＦ信号端子１２２ａに接続される。
【００７５】
ランド１１２ｂは、出力ＲＦ信号端子１２２ｂに接続される。
【００７６】
ランド１１２ｃは、ゲート制御端子１２２ｃに接続される。
【００７７】
ランド１１２ｄは、ドレイン電源端子１２２ｄに接続される。
【００７８】
ランド１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃは、それぞれが図１に示すＲＦデバイス１２３に設けられる図示しない信号端子に接続される。
【００７９】
ランド１１６ａは、図１に示すアンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６に設けられる図示しない信号端子に接続される。
【００８０】
ランド１１７ａは、図１に示すバイパスキャパシタ１４３の一方の信号端子に接続される。
【００８１】
ランド１１８ａは、図１に示すバイパスキャパシタ１４２の一方の信号端子に接続される。
【００８２】
図５では、多層樹脂基板１００の内、図示しないアンテナ側の領域のみを示しているが、その他の領域の部分においても同様に構成されている。
【００８３】
また図６に示すように、多層樹脂基板１００は、その内層部１０３に、ＲＦ信号抑圧フィルタ１５７と、ＲＦ伝送線路１３２と、ＲＦ伝送線路１３３と、信号スルーホール１６２ａと、第１の信号スルーホールである信号スルーホール１６２ｂと、信号スルーホール１６２ｃと、信号スルーホール１６２ｄとを有する。
【００８４】
また多層樹脂基板１００は、その内層部１０３に、スルーホール１６７ａと、スルーホール１６８ａと、複数のグランドスルーホール１７０と、ゲート制御信号ライン１５２ｃと、ドレイン電源ライン１５２ｄとを有する。
【００８５】
また図７に示すように、多層樹脂基板１００の内層部１０３には、内層面グランド１７３が設けられている。
【００８６】
また多層樹脂基板１００の第２の端面１０２には、第２の面グランドである面グランド１０６が設けられている。
【００８７】
放熱用埋め込み部材１７５は、４つの信号スルーホール１６２ａ，１６２ｂ，１６２ｃ，１６２ｄによって囲まれ、さらに複数のグランドスルーホール１７０によって囲まれるように多層樹脂基板１００に設けられている。
【００８８】
信号スルーホール１６２ａは、図５に示すランド１１２ａに接続されると共に、図６に示すＲＦ伝送線路１３２に接続される。
【００８９】
信号スルーホール１６２ｂは、図５に示すランド１１２ｂに接続されると共に、図６に示すＲＦ伝送線路１３３に接続される。
【００９０】
信号スルーホール１６２ｃは、図５に示すランド１１２ｃに接続されると共に、図６に示すゲート制御信号ライン１５２ｃに接続される。
【００９１】
信号スルーホール１６２ｄは、図５に示すランド１１２ｄに接続されると共に、図６に示すドレイン電源ライン１５２ｄに接続される。
【００９２】
スルーホール１６７ａは、図５に示すランド１１７ａに接続される。
【００９３】
スルーホール１６８ａは、図５に示すランド１１８ａに接続されると共に、ドレイン電源ライン１５２ｄに接続される。
【００９４】
複数のグランドスルーホール１７０は、それぞれが図７に示す面グランド１０５と面グランド１０６とに接続される。
【００９５】
従って、図４に示すＲＦデバイス１２２の入力ＲＦ信号端子１２２ａは、図５に示すランド１１２ａと図６に示す信号スルーホール１６２ａとを介して、ＲＦ伝送線路１３２に接続される。
【００９６】
図４に示すＲＦデバイス１２２の出力ＲＦ信号端子１２２ｂは、図５に示すランド１１２ｂと図６に示す信号スルーホール１６２ｂを介して、図６に示すＲＦ伝送線路１３３に接続される。
【００９７】
図４に示すＲＦデバイス１２２のゲート制御端子１２２ｃは、図５に示すランド１１２ｃと図６に示す信号スルーホール１６２ｃを介して、図６に示すゲート制御信号ライン１５２ｃに接続される。
【００９８】
図４に示すＲＦデバイス１２２のドレイン電源端子１２２ｄは、図５に示すランド１１２ｄと図６に示す信号スルーホール１６２ｄを介して、図６に示すドレイン電源ライン１５２ｄに接続される。
【００９９】
ここで、図４に示すゲート制御端子１２２ｃ、ドレイン電源端子１２２ｄに重畳されるＲＦ信号は、ＲＦデバイス１２２の内部に配置されるバイパスキャパシタ２２５及び図示しないフィルタ回路により減衰され、多層樹脂基板１００内のゲート制御信号ライン１５２ｃ及びドレイン電源ライン１５２ｄへのＲＦ信号の漏えいは抑圧される。
【０１００】
実施の形態１では、ＲＦデバイス１２２の内部における減衰量に応じて多層樹脂基板１００内にさらにゲート制御信号ライン用のＲＦ信号抑圧フィルタ１５７が設置され、ゲート制御信号ライン１５２ｃに重畳するＲＦ信号が抑圧されている。
【０１０１】
スルーホール１６７ａを介して接続されるバイパスキャパシタ１４３は、ＲＦデバイス１２２の低周波発振抑圧用のキャパシタであり、スルーホール１６８ａを介して接続されるバイパスキャパシタ１４２は、同じく低周波発振の抑圧と電荷供給の目的でつけられたキャパシタである。
【０１０２】
なおＲＦデバイス１２２以外のＲＦデバイス間を接続するＲＦ伝送線路も同様であり、説明は省略する。
【０１０３】
次に多層樹脂基板１００内のＲＦ伝送線路１３２が、同一電位のグランドに取り囲まれていることを説明する。
【０１０４】
図７においてデバイス基板２００内の信号スルーホール２１３及びグランドスルーホール２１５は、それぞれがデバイス基板２００の内部において疑似同軸線路を構成する。
【０１０５】
多層樹脂基板１００内の信号スルーホール１６２ａ及びグランドスルーホール１７０は、それぞれが多層樹脂基板１００の内部において疑似同軸線路を構成する。
【０１０６】
ＲＦデバイス１２２の信号スルーホール２１３は、入力ＲＦ信号端子１２２ａ、半田層６０、ランド１１２ａ、及び信号スルーホール１６２ａを介して、ＲＦ伝送線路１３２に接続される。
【０１０７】
ＲＦデバイス１２２のグランドスルーホール２１５は、グランド端子２１０、半田層６０、面グランド１０５、及びグランドスルーホール１７０を介して、面グランド１０６に接続される。
【０１０８】
図８に示すように多層樹脂基板１００の内部のＲＦ伝送線路１３２は、面グランド１０５と、内層面グランド１７３と、２つのグランドスルーホール１７０とに囲まれている。
【０１０９】
冷却板３００、面グランド１０５、面グランド１０６、内層面グランド１７３、グランドスルーホール１７０、グランドスルーホール２１５、及び金属カバー２３０は、同電位の電気的グランド、すなわち疑似電気壁を形成している。
【０１１０】
従って、ＲＦデバイス１２２から出力された信号は、全体として同一グランドに取り囲まれているため、外部に放射されることがなく、ＲＦデバイス１２２と同様に構成されたＲＦデバイスに伝達される。
【０１１１】
以下にマイクロ波モジュール１及びマイクロ波モジュール５００の動作を説明する。
【０１１２】
ＲＦデバイス１２２におけるドレイン電源は、電源制御コネクタ１１２から、制御ＩＣ１４０及びバイパスキャパシタ１４１，１４２，１４３を介して、ＲＦデバイス１２２に供給される。
【０１１３】
ＲＦデバイス１２２におけるゲート制御信号を含むデバイス用制御信号は、電源制御コネクタ１１２から制御ＩＣ１４０を介してＲＦデバイス１２２に伝達され、ＲＦデバイス１２２を所要の状態に動作させる。
【０１１４】
送信種信号は、給電回路側同軸ＲＦコネクタ１２５に入力され、給電回路側同軸ＲＦコネクタ１２５からＲＦ伝送線路１３０を介してＲＦデバイス１２０に伝達される。
【０１１５】
ＲＦデバイス１２０に伝達された送信種信号は、ＲＦデバイス１２１、ＲＦデバイス１２２、ＲＦデバイス１２３、アンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６の順に伝達される。送信種信号は、その過程で増幅及び位相制御がなされて、図示しないアンテナを介して空間に放射される。
【０１１６】
図示しないアンテナで受信された信号波は、受信信号としてアンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６に入力され、アンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６からＲＦ伝送線路１３４を介してＲＦデバイス１２３に伝達される。
【０１１７】
ＲＦデバイス１２３に伝達された受信信号は、ＲＦデバイス１２４、ＲＦデバイス１２０、給電回路側同軸ＲＦコネクタ１２５の順に伝達され、図示しない分配回路で信号合成される。
【０１１８】
ＲＦデバイス１２２で発生した熱は、放熱用埋め込み部材１７６、グランドパッド１２２ｅ、及び放熱用埋め込み部材１７５を介して、冷却板３００に伝わる。これによりＲＦデバイス１２２が効果的に冷却される。
【０１１９】
ＲＦデバイス１２２以外のＲＦデバイス１２０，１２１，１２３，１２４も同様に放熱用埋め込み部材またはスルーホールによりそれぞれが発熱量に応じて効果的に冷却される。
【０１２０】
以上に説明したように実施の形態１のマイクロ波モジュール１では、複数のＲＦデバイス、信号線路及びＲＦ伝送線路が疑似電気壁に格納されている。そのため複数のＲＦデバイスの内部で発生した電磁波が、それぞれのＲＦデバイスの外部に放射されることを抑制できる。
【０１２１】
従来のモジュールでは、複数のＲＦデバイスを一括して囲む金属等導電性のモジュールカバーが必要であり、さらにＲＦデバイス端子間の空間アイソレーションを確保するために、電磁遮蔽体または電波吸収体の設置が必要となり、コストが上昇するという問題があった。
【０１２２】
実施の形態１のマイクロ波モジュール１は、このようなモジュールカバーが必要なく、さらに、このようなモジュールカバーの内部に電磁遮蔽体または電波吸収体を設置する必要がない。従って低コスト化、小型化、及び軽量化が可能である。
【０１２３】
またシャーシに基板及びデバイスをねじ固定し、入出力ＲＦ端子と基板上の線路をボンディング接続する従来構造と比較して、実施の形態１のマイクロ波モジュール１は、全ての部品を多層樹脂基板１００上に表面実装して構成されている。そのため低コスト化、小型化、及び軽量化が可能である。
【０１２４】
また実施の形態１のマイクロ波モジュール１は、複数のＲＦデバイスが多層樹脂基板１００上に表面実装されているため、モジュール単位の構造体として個別に用意するシャーシが不要となり、直接冷却板３００に多層樹脂基板１００を固定可能である。そのため低コスト化、小型化、及び軽量化が可能である。
【０１２５】
また実施の形態１のマイクロ波モジュール５００は、ＨＰＡ等高発熱なＲＦデバイスに放熱用埋め込み部材１７６を設け、多層樹脂基板１００に放熱用埋め込み部材１７５を設けている。これにより、樹脂基板をくり抜いてシャーシに金属パッケージをねじ固定する従来構造と同等の放熱性を確保できる。
【０１２６】
また実施の形態１のマイクロ波モジュール５００によれば、従来のシャーシ、モジュールカバー、及び共振抑圧部品の設置に伴う質量の増加を回避できる。
【０１２７】
実施の形態２．
図９は実施の形態２に係るマイクロ波モジュールの断面図である。図１０は図９に示す多層樹脂基板の第２の端面側から見た図である。図１１は図９に示すコンタクト端子の斜視図である。図１２は図９に示す分配回路基板の第５の端面側から見た図である。
【０１２８】
実施の形態２のマイクロ波モジュール１−１は、主に、以下の点が実施の形態１のマイクロ波モジュール１と異なる。
（１）多層樹脂基板１００に相当する多層樹脂基板１００−１が用いられていること。
（２）ＲＦデバイス１２３に相当する、後述する、電磁シールドされていない非シールドマイクロ波デバイスであるＲＦデバイス１２３−１が用いられていること。
（３）ＲＦデバイス１２３−１は多層樹脂基板１００−１の第２の端面１０２に設けられていること。
（４）多層樹脂基板１００−１の第２の端面１０２には、ＲＦデバイス１２３−１を囲んで、ＲＦデバイス１２３−１用の複数のランド１８３が設けられていること。
（５）電源制御コネクタ１１２の代わりに、電源制御コネクタ用パッド５２Ａ及び電源制御コネクタ用端子５２Ｂが設けられていること。ただし、電源制御コネクタ１１２があっても良い。
（６）多層樹脂基板１００−１の第２の端面１０２において、後述のコンタクト端子５５と対向する位置に、ＲＦコネクタ用パッド５１Ａ及び電源制御コネクタ用パッド５２Ａが設けられていること。
また、実施の形態２のマイクロ波モジュール５００−１は、主に、以下の点が実施の形態１のマイクロ波モジュール５００と異なる。
（７）マイクロ波モジュール５００−１は、１つもしくは複数のマイクロ波モジュール１−１と、冷却板３００に相当する冷却板３００−１から構成されること。
（８）冷却板３００−１には、ＲＦデバイス１２３−１及びランド１８３を格納するキャビティ１５が形成されていること。なお図９から図１２ではキャビティ１５の図示を省略しているが、キャビティ１５は後述する図１４において例示するものとする。
（９）冷却板３００−１には、多層樹脂基板１００−１上の各デバイスに電源、制御信号、及びＲＦ信号を供給する回路基板である分配回路基板５０が設けられていること。
（１０）分配回路基板５０上に表面実装されバネ性を有するコンタクト端子５５が設けられていること。
【０１２９】
図９に示す分配回路基板５０は、第５の端面５０−１と、第５の端面５０−１の反対側の第６の端面５０−２とを有する。ＲＦデバイス１２０とＲＦデバイス１２１とが内層信号線路であるＲＦ伝送線路１３１で接続され、ＲＦデバイス１２１とＲＦデバイス１２２とが内層信号線路であるＲＦ伝送線路１３２で接続され、ＲＦデバイス１２０とコンタクト端子５５とが内層信号線路であるＲＦ伝送線路１３６で接続される。
【０１３０】
分配回路基板５０は、第６の端面５０−２が冷却板３００−１と対向するように冷却板３００−１上に設けられている。
【０１３１】
図９，１０に示すＲＦデバイス１２３−１は、実施の形態１のＲＦデバイス１２３と同様、サーキュレータまたは高耐電力スイッチである。
【０１３２】
複数のランド１８３は、例えばＲＦデバイス１２３−１の入力ＲＦ信号端子及び出力ＲＦ信号端子である。
【０１３３】
図９に示す冷却板３００−１のキャビティ１５と多層樹脂基板１００−１の面グランド１０６とが、疑似電気壁を形成する。
【０１３４】
これによりＲＦデバイス１２３−１で発生した電磁波がキャビティ１５の外部に放射されることを抑制できる。
【０１３５】
図１０に示すように多層樹脂基板１００−１の第２の端面１０２側には、ＲＦコネクタ用パッド５１Ａと電源制御コネクタ用パッド５２Ａが設けられている。
【０１３６】
ＲＦコネクタ用パッド５１Ａは、ＲＦ信号接続用の第１のパッドであるＲＦ信号用パッド５１Ａ−１と、ＲＦ信号用パッド５１Ａ−１を囲む複数のグランドパッド５１Ａ−２を有する。
【０１３７】
ＲＦコネクタ用パッド５１Ａは、ＲＦ信号用パッド５１Ａ−１の外周にグランドパッド５１Ａ−２を設けることで、疑似同軸を形成し、後述の分配回路基板５０と接続することで外部への電磁波の放射を抑圧している。
【０１３８】
電源制御コネクタ用パッド５２Ａは、複数のパッド１８５Ａからなる。
【０１３９】
図１１に示すようにコンタクト端子５５は、Ｚ形状の板バネである。
【０１４０】
図１２に示すように分配回路基板５０の第５の端面５０−１側には、コンタクト端子５５で構成されるＲＦコネクタ用端子５１Ｂ及び電源制御コネクタ用端子５２Ｂが表面実装されている。
【０１４１】
ＲＦ信号用パッド５１Ｃ−１及びグランドパッド５１Ｃ−２は分配回路基板５０の第５の端面５０−１側に設けられている。ＲＦコネクタ用端子５１Ｂは、ＲＦ信号用パッド５１Ｃ−１に表面実装されたＲＦ信号用コンタクト端子５１Ｂ−１と、グランドパッド５１Ｃ−２に表面実装されたグランド端子５１Ｂ−２からなる。ＲＦ信号用パッド５１Ｃ−１とグランドパッド５１Ｃ−２は、ＲＦ信号接続用の第２のパッドである。複数のグランドパッド５１Ｃ−２は、ＲＦ信号用パッド５１Ｃ−１の周囲を囲む。図１２の例では、ＲＦ信号用パッド５１Ｃ−１及びグランドパッド５１Ｃ−２はそれぞれ矩形状であって、１つのＲＦ信号用パッド５１Ｃ−１の周囲に、４つのグランドパッド５１Ｃ−２がＲＦ信号用パッド５１Ｃ−１を囲むように配置される。
【０１４２】
ＲＦコネクタ用端子５１Ｂは、ＲＦ信号用コンタクト端子５１Ｂ−１の外周に複数のグランド端子５１Ｂ−２を設けることで、疑似同軸を形成し、ＲＦコネクタ用パッド５１Ａと接続することで外部への電磁波の放射を抑圧している。
【０１４３】
複数のパッド５２Ｃは分配回路基板５０の第５の端面５０−１側に設けられている。電源制御コネクタ用端子５２Ｂは、複数のパッド５２Ｃに表面実装された複数のコンタクト端子１８５Ｂからなる。図１２の例では、複数のコンタクト端子１８５Ｂは一列に配列されている。
【０１４４】
多層樹脂基板１００−１は、分配回路基板５０を設けた冷却板３００−１に、図示しないねじで固定される。このねじが冷却板３００−１に締め込まれることにより、分配回路基板５０に設けられたコンタクト端子５５は、多層樹脂基板１００−１と分配回路基板５０により圧縮される。
【０１４５】
従ってコンタクト端子５５の一端側の平坦面が、多層樹脂基板１００−１側のパッド１８５Ａ、ＲＦ信号用パッド５１Ａ−１、及びグランドパッド５１Ａ−２に面接触する。
【０１４６】
これにより多層樹脂基板１００−１と分配回路基板５０との間で電源、制御信号、及びＲＦ信号が授受される。
【０１４７】
コンタクト端子５５は、その平坦面の面積を広くすることで、パッド１８５Ａ、ＲＦ信号用パッド５１Ａ−１、及びグランドパッド５１Ａ−２との接触を確保できる。
【０１４８】
すなわちコンタクト端子５５の平坦面の中心部が、パッド１８５Ａ、ＲＦ信号用パッド５１Ａ−１、及びグランドパッド５１Ａ−２のそれぞれの中心部からずれている場合でも、位置ずれの許容範囲を大きくすることができる。
【０１４９】
なおコンタクト端子５５の形状は、Ｚ形状に限定されず、例えばＵ形状のバネでもよい。コンタクト端子５５は、バネ性を有するコンタクトであれば種類を問わない。またバネであるコンタクト端子５５は、図１０に示される第１のパッドであるＲＦ信号用パッド５１Ａ−１に表面実装されるように構成してもよいし、図１２に示される第２のパッドであるＲＦ信号用コンタクト端子５１Ｂ−１に表面実装されるように構成してもよい。
【０１５０】
またコンタクト端子５５は、点接触型のスプリングピンであっても、接触点のパッド平面内でのばらつきを許容するように設計すれば、Ｚ形状の端子と同様に適用できる。
【０１５１】
また実施の形態２では、コンタクト端子５５を分配回路基板５０側に表面実装した例を説明したが、コンタクト端子５５は多層樹脂基板１００−１側に表面実装してもよい。
【０１５２】
以上に説明したように実施の形態２のマイクロ波モジュール１−１及びマイクロ波モジュール５００−１によれば、金属パッケージ内部に格納されずに電磁シールド設計が困難な放熱量の比較的小さいＲＦデバイス１２３−１を、電磁シールド構造とせずとも適用可能となる。
【０１５３】
従って、電磁シールド設計がされていない汎用のＲＦデバイスを用いることができ、コスト低減が可能となる。
【０１５４】
また実施の形態２のマイクロ波モジュール１−１及びマイクロ波モジュール５００−１によれば、電磁シールドを設けることによるデバイス大型化、コスト上昇、及び特性低下といった問題も回避できる。
【０１５５】
また実施の形態２のマイクロ波モジュール１−１及びマイクロ波モジュール５００−１は、分配回路側に位置ずれ許容度の大きいコンタクト端子５５を用いて信号の伝送を行う構成としている。すなわちアンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６の嵌合上要求される所定の位置において、冷却板３００−１に多層樹脂基板１００−１をねじ固定する際、多層樹脂基板１００−１の基板外形公差、ＲＦコネクタ用端子５１Ｂ及び電源制御コネクタ用端子５２Ｂの表面実装位置決め公差、分配回路基板５０との組立位置ずれ公差といった製造公差により、多層樹脂基板１００−１のパッド１８５Ａ及び５１Ａ−１、５１Ａ−２と分配回路基板５０のコンタクト端子１８５Ｂ及び５１Ｂ−１、５１Ｂ−２の中心とがずれても、信号授受が可能である。
【０１５６】
また実施の形態２のマイクロ波モジュール１−１及びマイクロ波モジュール５００−１によれば、位置ずれの許容範囲を大きくすることができると共に、コンタクト端子１８５Ｂとパッド１８５Ａとが面接触するため、通常のピン形コネクタを用いる場合に比べて電流容量が大きくない、端子数を低減できるという利点も有する。
【０１５７】
図１３は実施の形態１に係るマイクロ波モジュールのＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ矢視断面図である。図１３には、実施の形態１に係るマイクロ波モジュール１を固定するための基板設置用部品４０と、アンテナパネル２０と、アンテナパネル２０に設けられた同軸コネクタ２１と、同軸コネクタ２１及びアンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６を接続する中継コネクタ２２と、冷却パネル２３とが示される。アンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６とＲＦデバイス１２３とが内層信号線路であるＲＦ伝送線路１３４で接続され、ＲＦデバイス１２３とＲＦデバイス１２４とが内層信号線路であるＲＦ伝送線路１３５で接続され、ＲＦデバイス１２４と給電回路側同軸ＲＦコネクタ１２５とが図示しないＲＦ伝送線路１３６、ＲＦデバイス１２０、及びＲＦ伝送線路１３０で接続される。冷却パネル２３は、アンテナパネル２０と冷却板３００との間に配置されて、冷却板３００に接触し、冷却板３００と熱的に接続される。冷却板３００は上述の通りマイクロ波モジュール１と共にマイクロ波モジュール５００を構成する。中継コネクタ２２の一端が同軸コネクタ２１に接続され、中継コネクタ２２の他端がアンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６に接続されることにより、同軸コネクタ２１、中継コネクタ２２及びアンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６のそれぞれに内蔵される図示しないＲＦ信号伝送用端子が相互に接続される。図１３では１つの同軸コネクタ２１と１つのマイクロ波モジュール１とが示されるが、実際のアンテナパネル２０には複数の同軸コネクタ２１が設けられており、複数の同軸コネクタ２１のそれぞれにはマイクロ波モジュール１が接続されているものとする。従って１つのアンテナパネル２０には複数のマイクロ波モジュール１が接続される形となる。なお、図１３に示すように冷却板３００は冷却パネル２３に接触しているため、ＲＦデバイス１２３で発生した熱は多層樹脂基板１００、冷却板３００、冷却パネル２３に伝わる。そして冷却パネル２３に伝わった熱は、アンテナパネル２０の外に設置された不図示の冷却器で放熱される。
【０１５８】
図１３に示すように、マイクロ波モジュール１を構成する冷却板３００は基板設置用部品４０に設置されている。具体的には、複数の冷却板３００を１つのブロックとして、複数のブロックが基板設置用部品４０に設置される。そして複数のブロックが設置される基板設置用部品４０が、不図示のねじにより、アンテナパネル２０及び冷却パネル２３にねじ止めされている。そのため基板設置用部品４０、アンテナパネル２０及びマイクロ波モジュール１のそれぞれの寸法公差、及び部品取付精度により、同軸コネクタ２１及びアンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６の中心位置は互いに一致しない場合がある。図１３に示す構成例では、このような寸法公差を考慮して同軸コネクタ２１とアンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６とが中継コネクタ２２を介して接続されている。中継コネクタ２２を用いることにより、同軸コネクタ２１とアンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６との位置ずれを吸収しながらアンテナパネル２０とマイクロ波モジュール１との間でＲＦ信号の伝送が可能になる。
【０１５９】
図１４は実施の形態２に係るマイクロ波モジュールとアンテナとの接続状態を示す断面図である。図１４に示すように基板設置用部品４０にはマイクロ波モジュール５００−１を構成する冷却板３００−１が設置され、冷却板３００−１には、分配回路基板５０が設けられると共に、第２のマイクロ波デバイスであるＲＦデバイス１２３−１を格納するキャビティ１５が形成されている。分配回路基板５０と多層樹脂基板１００−１との間にはコンタクト端子５５が設けられている。ＲＦデバイス１２３−１はキャビティ１５に収容されて電磁遮蔽される。
【０１６０】
アンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６とＲＦデバイス１２３−１とが内層信号線路であるＲＦ伝送線路１３４で接続され、ＲＦデバイス１２３−１とＲＦデバイス１２４とが内層信号線路であるＲＦ伝送線路１３５で接続される。またＲＦデバイス１２４とコンタクト端子５５とが図示しないＲＦ伝送線路１３６、ＲＦデバイス１２０、及びＲＦ伝送線路１３０で接続される。図１３に示す構造では、中継コネクタ２２を用いることで寸法公差を吸収可能であるが、図１４に示す構造では、中継コネクタ２２だけでなくバネ構造のコンタクト端子５５によっても、多層樹脂基板１００−１に設けられたアンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６と同軸コネクタ２１との位置ずれを吸収することができる。
【０１６１】
図１５は実施の形態１，２に係るマイクロ波モジュールの部分断面図である。図１５に示すように実施の形態１，２に係るマイクロ波モジュール５００，５００−１では、ＲＦデバイス１２２を構成するデバイス基板２００に埋め込まれた放熱用埋め込み部材１７５と、多層樹脂基板１００，１００−１に設けられた放熱用埋め込み部材１７６の一端側とがグランドパッド１２２ｅを介して接触し、放熱用埋め込み部材１７６の他端側が冷却板３００，３００−１に接触している。このように放熱用埋め込み部材１７５及び放熱用埋め込み部材１７６は、内部回路２２０と冷却板３００，３００−１との間に積層された状態で配置されている。この構造により、ＲＦデバイス１２２で発生した熱は放熱用埋め込み部材１７５及び放熱用埋め込み部材１７６を介して冷却板３００に伝わるため、実施の形態１，２に係るマイクロ波モジュール５００，５００−１によれば、デバイス基板２００上において金属カバー２３０に覆われたＲＦデバイス１２２を効果的に冷却することができる。
【０１６２】
図１６は実施の形態２に係るマイクロ波モジュールに設けられたコンタクト端子による効果を説明するための図である。図１６の縦軸は反射損を表し、横軸は周波数である。ここではコンタクト端子５５は、その両端のそれぞれの平坦面が短片１．５ｍｍ×長辺１．７ｍｍの大きさであり、その一端から他端までの高さが１．０ｍｍであると仮定する。実施の形態２に係るマイクロ波モジュール１−１では、前述したようにコンタクト端子５５を用いることにより変位量の相対的影響を低減できるため、コンタクト端子５５とパッドとの相対的な位置が設計中心から一定量ずれた場合でも、反射損が２０ｄＢ程度と良好な特性を維持できる。一定量としては、水平方向へのずれ量±０．５ｍｍと、鉛直方向へのずれ量±０．１２５ｍｍとを例示できる。また反射損２０ｄＢは入射エネルギーの１／１００のみ反射されることを表し、９９％のエネルギーがマイクロ波モジュール１−１内に伝達される。
【０１６３】
図１７は図１４に示すマイクロ波モジュールの部分拡大図である。図１７では、多層樹脂基板１００−１と冷却板３００−１との間に配置されたコンタクト端子５５が拡大して示される。コンタクト端子５５は、その一端がＲＦ信号用パッド５１Ａ−１及びグランドパッド５１Ａ−２に接触するように配置される。なお図１７では図示を省略しているが、グランドパッド５１Ａ−２は、面グランド１０６に電気的に接続されている。
【０１６４】
冷却板３００−１と第２の端面１０２との間には空間４００が形成される。分配回路基板５０の多層樹脂基板１００−１と対向する面である第５の端面５０−１には、グランドパッド５１Ｃ−２と、第２のパッドであるＲＦ信号用パッド５１Ｃ−１とが形成される。複数のコンタクト端子５５のそれぞれの他端は、グランドパッド５１Ｃ−２及びＲＦ信号用パッド５１Ｃ−１に接続されている。なお複数のコンタクト端子５５のそれぞれの他端は、分配回路基板５０に表面実装してもよい。
【０１６５】
第１の信号スルーホールである信号スルーホール１６２ａは、ＲＦ伝送線路１３２の一端に接続される。信号スルーホール１６２ａは、複数のグランドスルーホール１７０の内の第１のグランドスルーホール群１７０ａと、第１の面グランドである面グランド１０５と、内層面グランド１７３とに囲まれる。
【０１６６】
ＲＦ伝送線路１３２の他端は、図示しない他のＲＦデバイスを介しＲＦ伝送線路１３７に接続され、第２の信号スルーホールである信号スルーホール１６２ｅに接続される。複数のグランドスルーホール１７０の内の第２のグランドスルーホール群１７０ｂは、信号スルーホール１６２ｅを囲むように設けられ、内層面グランド１７３に接続される。信号スルーホール１６２ｅの一端はＲＦ伝送線路１３７の一端に接続される。
【０１６７】
第１のパッドであるＲＦ信号用パッド５１Ａ−１は信号スルーホール１６２ｅの他端に接続される。グランドパッド５１Ａ−２はグランドスルーホール１７０の一端に接続される。グランドスルーホール１７０の他端は面グランド１０５及び内層面グランド１７３に接続される。ＲＦ信号用パッド５１Ａ−１に接するコンタクト端子５５は、信号スルーホール１６２ｅを介してＲＦ伝送線路１３７に接続される。グランドパッド５１Ａ−２に接するコンタクト端子５５は、グランドスルーホール１７０を介して面グランド１０５及び内層面グランド１７３に接続される。その結果、図１４に示される多層樹脂基板１００−１に表面実装され、アンテナパネル２０に固定された複数の同軸コネクタ２１と中継コネクタ２２を介して勘合するアンテナ側同軸ＲＦコネクタ１２６と、バネ構造のコンタクト端子５５とが、図１５に示すマイクロ波回路である内部回路２２０を介して接続される。このようにアンテナパネル２０により同軸コネクタ２１の位置が固定された状態においても、図１６に示すようにコンタクト端子５５とＲＦ信号用パッド５１Ａ−１の中心位置のずれが許容されるため、良好な特性を維持できる。
【０１６８】
図１８は図１０に示す多層樹脂基板の変形例を示す図である。図１０に示す多層樹脂基板１００−１は、ＲＦ信号用パッド５１Ａ−１を複数のグランドパッド５１Ａ−２で囲むことにより疑似同軸を形成している。図１８に示す多層樹脂基板１００−１は、複数のグランドパッド５１Ａ−２の代わりに、ＲＦ信号用パッド５１Ａ−１の周囲全体を取り囲む環状のグランドパッド５１Ａ−３を用いる。グランドパッド５１Ａ−３は疑似同軸を形成する。グランドパッド５１Ａ−３を用いることにより、複数のグランドパッド５１Ａ−２を用いる場合に比べて、部品実装ずれに対する許容度を増すことができる。
【０１６９】
以上説明した通り、実施の形態２によるマイクロ波モジュールは、周囲が電磁遮蔽された高周波デバイスであるマイクロ波デバイス（複数のＲＦデバイス１２０、１２１、１２２、１２３、１２４）が実装される回路実装面（第１の端面１０１）を有し、信号スルーホール（１６２ａ）とグランドスルーホール（１７０）とマイクロ波デバイスの有する放熱体（１７６）に熱的な接続がなされる放熱体（１７５）を有した多層樹脂基板と、前記多層樹脂基板の裏面に設けられた信号端子（５１Ａ−１）およびグランド端子（５１Ａ−２）と、前記多層樹脂基板の裏面および放熱体（１７５）に熱的に接続される冷却板（３００）と、前記多層樹脂基板の信号端子およびグランド端子に一端が接続されるバネ性のコンタクト端子（５５）と、前記冷却板に配置され、前記コンタクト端子の収容空間（４００）で前記コンタクト端子の他端に接続されるパッド（ＲＦ信号用パッド５１Ｃ−１、グランドパッド５１Ｃ−２）を有し、前記コンタクト端子を介して前記高周波デバイスとの間で高周波信号を送受する回路基板（分配回路基板５０）とを備えたマイクロ波モジュール（または高周波モジュール）を特徴とする。これによって、コストの上昇を抑制できるという効果を奏する。また、高周波デバイスを電磁遮蔽した状態で、高周波デバイスから発生する熱をその放熱体を介して多層樹脂基板の放熱体に放熱し、更に多層樹脂基板の放熱体から冷却板に放熱することができる。加えて、多層樹脂基板の信号端子と冷却板に取り付けられた回路基板のパッド間で、バネ性のコンタクト端子を介して、高周波信号を伝送できることにより、高周波デバイスを冷却板に取り付ける際の位置ずれ誤差を吸収し、位置ずれ誤差に伴う信号伝送損失を低減することができる。
【０１７０】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【０１７１】
また、実施の形態１、２によるマイクロ波モジュール（または高周波モジュール）は、マイクロ波帯のＲＦ信号（高周波信号）を送受するマイクロ波デバイス（または高周波デバイス）として、ＲＦデバイス（１２０，１２１，１２２，１２３，１２３−１，１２４）を用いた例について記載しているが、ミリ波帯のＲＦ信号（高周波信号）を送受するＲＦモジュール（または高周波モジュール）であっても良い。
【符号の説明】
【０１７２】
１，１−１  マイクロ波モジュール、２  金属プレート、５  トランジスタチップ、６  入力整合回路、７  出力整合回路、８，９，１０，１１  ボンディングワイヤ、１２  グランドパターン、１５  キャビティ、２０  アンテナパネル、２１  同軸コネクタ、２２  中継コネクタ、２３  冷却パネル、３０  固定ねじ、４０  基板設置用部品、５０  分配回路基板、５０−１  第５の端面、５０−２  第６の端面、５１Ａ  ＲＦコネクタ用パッド、５１Ａ−１，５１Ｃ−１  ＲＦ信号用パッド、５１Ａ−２，５１Ａ−３，５１Ｃ−２  グランドパッド、５１Ｂ  ＲＦコネクタ用端子、５１Ｂ−１  ＲＦ信号用コンタクト端子、５１Ｂ−２，２１０  グランド端子、１１２  電源制御コネクタ、５５  コンタクト端子、６０  半田層、１００，１００−１  多層樹脂基板、１０１  第１の端面、１０２  第２の端面、１０３  内層部、１０５，１０６  面グランド、１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１６ａ，１１７ａ，１１８ａ，１８３  ランド、１２０，１２１，１２２，１２３，１２３−１，１２４  ＲＦデバイス、１２２ａ  入力ＲＦ信号端子、１２２ｂ  出力ＲＦ信号端子、１２２ｃ  ゲート制御端子、１２２ｄ  ドレイン電源端子、１２２ｅ  グランドパッド、１２５  給電回路側同軸ＲＦコネクタ、１２６  アンテナ側同軸ＲＦコネクタ、１３０，１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６，１３７  ＲＦ伝送線路、１４０  制御ＩＣ、１４１，１４２，１４３，２２５  バイパスキャパシタ、１５２ｃ  ゲート制御信号ライン、１５２ｄ  ドレイン電源ライン、１５７，２１９  ＲＦ信号抑圧フィルタ、１６２ａ，１６２ｂ，１６２ｃ，１６２ｄ，１６２ｅ，２１３  信号スルーホール、１６７ａ，１６８ａ  スルーホール、１７０，２１５  グランドスルーホール、１７０ａ  第１のグランドスルーホール群、１７０ｂ  第２のグランドスルーホール群、１７３  内層面グランド、１７５，１７６  放熱用埋め込み部材、５２Ａ  電源制御コネクタ用パッド、５２Ｂ  電源制御コネクタ用端子、５２Ｃ，１８５Ａ  パッド、１８５Ｂ  コンタクト端子、２００  デバイス基板、２０１  第３の端面、２０２  第４の端面、２２０  内部回路、２２１  信号線路、２３０  金属カバー、３００，３００−１  冷却板、４００  空間、５００，５００−１  マイクロ波モジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年4月7日(2017.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波回路と、前記マイクロ波回路に熱的に接続した放熱用埋め込み部材と前記マイクロ波回路に接続される信号スルーホールとを有して前記マイクロ波回路を実装するデバイス基板と、少なくとも前記マイクロ波回路を覆う電磁シールド壁とを有する複数のマイクロ波デバイスと、
前記複数のマイクロ波デバイスが実装される第１の端面と、前記第１の端面の反対側の第２の端面と、前記第１の端面側に設けられ前記電磁シールド壁のグランドに接続される第１の面グランドと、それぞれが前記マイクロ波回路の信号スルーホールに接続されてマイクロ波信号を伝送する複数の第１の信号スルーホールと、それぞれが前記複数の第１の信号スルーホールを囲んで設けられ前記第１の面グランドに接続される複数の第１のグランドスルーホールと、前記複数の第１の信号スルーホールに接続される第２の信号スルーホールと、前記第２の信号スルーホールを囲んで設けられ前記第１の面グランドに接続される第２のグランドスルーホールと、前記第２の信号スルーホールに接続され、前記第２の端面側の表面に形成される第１のパッドと、前記第１のパッドを取り囲むように配置され、前記第２のグランドスルーホールに接続されるグランドパッドと、前記グランドパッドに接続される第２の面グランドと、前記マイクロ波デバイスの放熱用埋め込み部材および前記第２の面グランドに熱的に接続する放熱体とを有する複数の多層樹脂基板と、
複数の前記多層樹脂基板を実装し、それぞれの前記放熱体に熱的に接続され、前記第２の面グランドとの間に空間を形成する冷却板と、
前記多層樹脂基板と対向する面に複数の第２のパッドと前記第２のパッドを取り囲む複数のグランドパッドとが形成され、前記冷却板の空間に収容される分配回路基板と、
前記多層樹脂基板の前記第１のパッドと前記分配回路基板の前記第２のパッドにそれぞれ接続されて、前記多層樹脂基板との間でマイクロ波信号を伝送する複数のバネ性のコンタクト端子と、
前記多層樹脂基板の前記グランドパッドと前記回路基板の前記グランドパッドとにそれぞれ接続される複数のバネ性のグランド用コンタクト端子と、
を備えたことを特徴とするマイクロ波モジュール。
【請求項２】
前記多層樹脂基板は、前記複数のグランドスルーホールに接続される内層面グランドと、前記複数の前記第１のグランドスルーホールと前記第１の面グランドと前記内層面グランドとに囲まれると共に、前記第１の信号スルーホールに一端が接続され、他端が前記第２の信号スルーホールに接続される内層信号線路とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波モジュール。
【請求項３】
前記多層樹脂基板は、前記第２の端面側に設けられる第２のマイクロ波デバイスを有し、
前記第２のマイクロ波デバイスは、前記冷却板のキャビティに収容されて電磁遮蔽されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロ波モジュール。
【請求項４】
前記多層樹脂基板に表面実装され、アンテナパネルに固定された同軸コネクタと接続される同軸コネクタを備え、
前記同軸コネクタと前記コンタクト端子とが電気的に接続されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のマイクロ波モジュール。
【国際調査報告】
2017099145.tif 000021
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2017099145.tif 000023
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