(57)【要約】【課題】確実な機密シールド及び電磁シールドを可能とする簡単な構造の高周波デバイス構造及びその製造方法を提供する。【解決手段】キャップ１のベース２に対向する内部域４側と、外部側の全周方向にそれぞれ第１と第２の突出部１２と１３が形成されている。第２の突出部１３に接触され、加圧された電極に電流を流して、ベース２と接触する第１の突出部１２によるワイピング及びフィッティング作用を介してキャップ１とベース２間を溶接して高い電磁シールド及び気密シールド構造を得ている。【選択図】図１
2006156622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースの一面側からリードピンが密封挿入され、前記リードピンに接続された高周波デバイスが内域部に設けられ、前記ベースと当接するフランジを有するキャップで前記高周波デバイスが被覆された高周波デバイスであって、
前記キャップの前記ベースに対向する内部域側と、外部側の全周方向にそれぞれ第１と第２の突出部が形成され、前記第２の突出部に接触され、加圧された電極に電流を流して、前記ベースと接触する前記第１の突出部によるワイピング及びフィッティング作用を介して前記キャップと前記ベース間を溶接して得られる電磁シールド及び気密シールド構造を有することを特徴とする高周波デバイス構造。
【請求項２】
前記ベースとキャップは金属製であることを特徴とする請求項１に記載の高周波デバイス構造。
【請求項３】
前記高周波デバイスは、ミリ波デバイスであることを特徴とする請求項１または２に記載の高周波デバイス構造。
【請求項４】
前記ベースと前記リードピンは、ガラス端子により密封されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の高周波デバイス構造。
【請求項５】
前記ベース及び前記キャップは、略矩形形状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の高周波デバイス構造。
【請求項６】
ベースに形成された開口穴にリードピンを挿入して密封固定するステップと、
前記リードピンに接続された高周波デバイスを前記ベースに固定し、内部域に配設するステップと、
前記高周波デバイスを覆い、前記ベースの外側平坦部に当設し前記内部域に近い全周方向の第１の突出部と、外周に近い全周方向の第２の突出部を有するキャップを、前記ベース上に載置するステップと、
前記第２の突出部に電極を当てつつ加圧して電流を流して溶接を行って、前記第１の突出部によるワイピング及びフィッティング作用を生じさせるステップ、とを備えてなることを特徴とする高周波デバイス構造の製造方法。
【請求項７】
前記ベースとキャップは金属製であることを特徴とする請求項６に記載の高周波デバイス構造の製造方法。
【請求項８】
前記高周波デバイスは、ミリ波デバイスであることを特徴とする請求項６または７に記載の高周波デバイス構造の製造方法。
【請求項９】
前記ベースと前記リードピンは、ガラス端子により密封されることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の高周波デバイス構造の製造方法。
【請求項１０】
前記ベース及び前記キャップは、略矩形形状として構成されていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の高周波デバイス構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波デバイス構造及びその製造方法に関し、例えば、ベースに搭載したミリ波デバイスをキャップにより被覆するとともにその電磁シールド及び気密シールドを確実に行う高周波デバイス構造及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミリ波デバイスを導波管構造で使用する場合の一般的構造は、金属等のベースに高周波デバイスをハーメチックシールして搭載し、この高周波デバイス全体をキャップで囲む構造である。その際、ベース表面とキャップの当接面との接触状態はシールド及び機密性の面で重要である。
【０００３】
かかるミリ波デバイス用のパッケージは、一般に、回路形成上の制約により矩形型が採用されている。
【０００４】
ハーメチックパッケージは、金属ベース部にガラス端子により固定された複数個のリードピンが挿入され、ベース部の上面に金属製キャップ部が接合される構造を有する。
【０００５】
このベース部とキャップ部との接合には、パラレルギャプシーム溶接法やレーザ溶接法が用いられている。しかしながら、これらの溶接法は肉薄素材にのみ適用が可能であるだけでなく接合箇所がベース部側でなければならないというような制約がある。また、接合部に隙間が生じやすく、導波管構造を前提とする動作が不安定になる。
【０００６】
このような物理的な隙間をなくすためには多大な作業時間を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、ベース部とキャップ部との接合に、抵抗溶接法の一種であるプロジェクション溶接法が用いられている（特許文献１参照）。プロジェクション溶接法では、突起状のプロジェクションが形成され、被溶接材を平面電極で加圧しながら通電し、プロジェクションに電流と圧力を集中させて、溶融又は塑性流動を生じさせることにより被溶接材を接合する。このプロジェクション溶接法をパッケージに適用する場合は、一般に、突出部はベース部に形成されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−４４３１１号公報 （第３〜４頁、第１図）
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示されているパッケージは、キャップ部の湾曲部に突出部を形成することによりキャップ部とベース部との隙間をなくしているが、キャップ内部の電磁シールドが充分ではなく、ミリ波デバイスのような高周波デバイス構造としては動作面で問題が残っている。
【００１０】
図５（Ａ）と（Ｂ）には、キャップとベース面を接合するシール前とシール後の接合面の様子が簡略化された断面図として示されている。リードピン３がベース２に挿入されており、キャップ１のベース２の平面との接触部となる折曲がり平面部の先端寄りに突出部１１１が設けられ、一方、ベース２の内周側表面に突出部２１１が形成され（図５（Ａ）参照）、キャップ１のフランジ部１１の突出部１１１対応部の上方から電極に圧力を加えて当該突出部１１を変形させて密着性を確保するような構成である（図５（Ｂ）のシール後の断面構造参照）。
【００１１】
一方、図６（Ａ）と（Ｂ）には、図５のようにベースに突出部を設けず平坦とし（図６（Ａ）参照）、キャップ平坦部を上方から周方向に沿って順次位置をずらしつつ圧力を加えて密着性を改善する構成である（図６（Ｂ）のシール後の断面構造参照）。
【００１２】
しかしながら、図５（Ｂ）や図６（Ｂ）に示すようにシール後の内周側のキャップとベース間には隙間１００が生じるため、パッケージ内の導波管構造を形成する電磁シールド部の接合が不良となり、ミリ波帯デバイスとして適用することは困難であった。
【００１３】
また、図６に示すような方法では、ハーメチックシール時の溶接変形を電磁シールド側へ伝達抑制する構造とはなるが、構成部品の加工（圧力印加）の程度（加工精度）に依存して特性が定まってしまい、安定的な特性を得ることができなかった。特に、内部の導波管構造を形成している空間は、電気特性上完全な矩形型構造が要求されるため、構成部品（キャップとベース）の接合部位においては全周囲にわたって不連続を生じさせないようにすることは極めて困難である。
【００１４】
接合方法として現在パラレルギャップシームウェルド工法やレーザーウェルド工法も用いられるが、いずれも肉薄素材のみにしか適用ができず、接合箇所も下部側に制約され、どうしても接合部内側における隙間の発生が避けられず（気密シールドの問題）、上述と同様な電気的特性の不安定（電磁シールドの問題）、隙間発生を少なくするための加工に多大な時間を要するという問題がある。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、かかる課題を解決し、確実な機密シールド及び電磁シールドを可能とする簡単な構造の高周波デバイス構造及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前述の課題を解決するため、本発明による高周波デバイス構造及びその製造方法は、次のような特徴的な構成を採用している。
【００１７】
（１）ベースの一面側からリードピンが密封挿入され、前記リードピンに接続された高周波デバイスが内域部に設けられ、前記ベースと当接するフランジを有するキャップで前記高周波デバイスが被覆された高周波デバイス構造であって、
前記キャップの前記ベースに対向する内部域側と、外部側の全周方向にそれぞれ第１と第２の突出部が形成され、前記第２の突出部に接触され、加圧された電極に電流を流して、前記ベースと接触する前記第１の突出部によるワイピング及びフィッティング作用を介して前記キャップと前記ベース間を溶接して得られる電磁シールド及び気密シールド構造を有する高周波デバイス構造。
（２）前記ベースとキャップは金属製である上記（１）の高周波デバイス構造。
（３）前記高周波デバイスは、ミリ波デバイスである上記（１）または（２）の高周波デバイス構造。
（４）前記ベースと前記リードピンは、ガラス端子により密封されている上記（１）乃至（３）のいずれかの高周波デバイス構造。
（５）前記ベース及び前記キャップは、略矩形形状である上記（１）乃至（４）のいずれかの高周波デバイス構造。
（６）ベースに形成された開口穴にリードピンを挿入して密封固定するステップと、
前記リードピンに接続された高周波デバイスを前記ベースに固定し、内部域に配設するステップと、
前記高周波デバイスを覆い、前記ベースの外側平坦部に当設し前記内部域に近い全周方向の第１の突出部と、外周に近い全周方向の第２の突出部を有するキャップを、前記ベース上に載置するステップと、
前記第２の突出部に電極を当てつつ加圧して電流を流して溶接を行って、前記第１の突出部によるワイピング及びフィッティング作用を生じさせるステップ、とを備えてなる高周波デバイス構造の製造方法。
（７）前記ベースとキャップは金属製である上記（６）の高周波デバイス構造の製造方法。
（８）前記高周波デバイスは、ミリ波デバイスである上記（６）または（７）の高周波デバイス構造の製造方法。
（９）前記ベースと前記リードピンは、ガラス端子により密封される上記（６）乃至（８）のいずれかの高周波デバイス構造の製造方法。
（１０）前記ベース及び前記キャップは、略矩形形状として構成されている上記（６）乃至（９）のいずれかの高周波デバイス構造の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の高周波デバイス構造及びその製造方法によれば、ミリ波デバイスのような高周波デバイスの導波管構造を形成する電磁シールド性と気密シールド性を格段に改善することができる。すなわち、ベースとキャップの当接部の接触安定化をワイピング及びフィッティング機能を経てきわめて高い電磁シールド性と気密シールド性を維持できる接触保持構造で実現される。また、本発明は、極端な縦横比のミリ波帯用の矩形型パッケージにおいても、部品製造面においては加工精度等の制約等なく既存技術の延長上で供給することができる。
【実施例１】
【００１９】
以下、本発明による高周波デバイス構造及びその製造方法の好適実施例の構成および動作を、添付図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は（Ａ）と（Ｂ）は本発明による高周波デバイスのシール前とシール後の構造を示す簡略化された断面図である。図２は、本発明による高周波デバイス構造を得る際に奏するワイピングやフィッティング効果を説明するための模式断面図である。また、図３と図４には、本発明が適用されるベースに搭載され、キャップで被覆された代表的な矩形型ハーメチックパッケージとしてのミリ波デバイスの斜視図とそのＡ−Ａ断面図が示されている。
【００２１】
先ず、図３を参照すると、本発明が適用される高周波デバイス用パッケージは、金属製のベース２にリードピン３が挿入され、このインターフェースピン３はガラス端子により固定されている。ベース２の上面にはミリ波デバイス（図示せず）が配設され、リードピン３に接続され、全体が金属性のキャップ１で被覆されている。ミリ波デバイスはキャップ１の内部域４に配設されている。
【００２２】
さて、図１（Ａ）に示すようにキャップ１のフランジ部１１には、そのベース面との対向部の内周側と外周側に全周方向の突出部１２と１３が設けられている。キャップ１のフランジ１１とベース２との電磁シールド及び気密シールド処理のため、突出部１３に対向するフランジ１１の上部に溶接のための電極を配接し、電流をながしつつ加重（加圧）する。すると、図２に示すように、ハーメチックシール時の電極加重、部材溶融によりパッケージ端に設けられた気密保持用の突出部１３の溶融部が押し潰されフランジ１１に変形が生じる（図中、点線から実線への変化）。このとき、キャップ１の突出部１２のベース２との接触部１４には縦方向及び横方向のワイピング作用が発生し、接触部１４とベース２表面の接合面１０に付着した異物の挟み込みを回避させることができる。また、フランジ１１の変形による押さえ込み力の相乗効果によって全周囲にわたり矩形型のシールド接触性の保持が可能となる。
【００２３】
上記処理を経て最終的に得られた構造が図１（Ｂ）に示されている。したがって、本発明によれば、構成部品の接触面における加工精度は極端に緩和され、構造的に単純化が図られる。
【００２４】
上記実施例において、電磁シールド部と気密シールド部の両立はＣＡＰ側の一体成型にて構造を実現しているが、同材質の肉盛りによる形成、また基材とは分離した構成部品を溶接、ろう付け、メッキ、接着等の工法により追加加工とした場合にも適応できる。
【００２５】
本実施例では、金型加工を適用しているＣＡＰ側に構造を盛り込んでいるため構成部品の形状が単純化され相乗的な効果を奏する。
【００２６】
以上、本発明による高周波デバイス構造及びその製造方法の好適実施例の構成および動作を説明した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による高周波デバイスのシール前とシール後の構造を示す簡略化された断面図である。
【図２】本発明による高周波デバイス構造を得る際に奏するワイピングやフィッティング効果を説明するための模式断面図である。
【図３】本発明が適用されるベースに搭載され、キャップで被覆された代表的な矩形型ハーメチックパッケージとしてのミリ波デバイスの斜視図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】従来の高周波デバイス構造におけるキャップとベース面を接合するシール前とシール後の接合面の様子が簡略化された断面図である。
【図６】従来の他の高周波デバイス構造におけるキャップとベース面を接合するシール前とシール後の接合面の様子が簡略化された断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１          キャップ
２          ベース
３          リードピン
４          内部域
１０        接合面
１１        フランジ
１２、１３  突出部
１４        接触部
１００      隙間
１１１、２１１  突出部
【図１】
2006156622.tif 000003
【図２】
2006156622.tif 000004
【図３】
2006156622.tif 000005
【図４】
2006156622.tif 000006
【図５】
2006156622.tif 000007
【図６】
2006156622.tif 000008