(57)【要約】【課題】組立性を向上できる高周波モジュールを得る。【解決手段】高周波モジュール１００−１は、放熱板２０４の一端面２０４ｂに設けられた高周波デバイス１１と、放熱板２０４の他端面２０４ｃに設けられた制御回路基板１３と、一端面２０４ｂから他端面２０４ｃに向けて貫通する放熱板２０４の貫通孔２０４ａを閉塞するように制御回路基板１３に設けられ、高周波デバイス１１と制御回路基板１３とを電気的に接続するソケット部１５と、貫通孔２０４ａを介して高周波デバイス１１からソケット部１５に向けて伸び、高周波デバイス１１とソケット部１５とを電気的に接続する導電性のピン１２とを備えたことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の内部に設けられた放熱板の一端面に設けられた高周波デバイスと、
前記放熱板の一端面とは反対側の他端面に設けられた制御回路基板と、
前記放熱板の前記一端面から前記他端面に向けて貫通する前記放熱板の貫通孔を介して前記高周波デバイスと対向して設けられると共に、前記制御回路基板に設けられ、前記高周波デバイスと前記制御回路基板とを電気的に接続するソケット部と、
前記貫通孔を介して前記高周波デバイスから前記ソケット部に向けて伸び、前記高周波デバイスと前記ソケット部とを電気的に接続する導電性のピンと
を備えたことを特徴とする高周波モジュール。
【請求項２】
前記ソケット部は、断面が突形状になるように屈曲成形された弾性部材であり、
前記ソケット部には、前記ピンを挿入する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項３】
前記ソケット部は、
前記貫通孔を介して前記高周波デバイスと対向して設けられると共に、前記制御回路基板に設けられる基板と、
前記基板に形成された複数の貫通孔のそれぞれに挿入された前記ピンと前記制御回路基板とを電気的に接続する導電性の複数の弾性部材と
を備えることを特徴とする請求項１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】
この発明は、高周波デバイスを備えた高周波モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示される高周波モジュールは、増幅器及び位相器といった高周波回路と高周波回路を制御する制御回路とを備える。高周波回路には、増幅器及び位相器をパッケージ化したセラミックパッケージと、セラミックパッケージが搭載された絶縁性の高周波回路基板とが設けられる。以下では、セラミックパッケージ及び高周波回路基板を「高周波デバイス」と称する場合がある。制御回路は、高周波回路を制御する制御ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）と、制御ＩＣを搭載した絶縁性の制御回路基板とを備える。
【０００３】
このように構成された高周波モジュールは筐体内に設置される。具体的には、筐体は、枠体と、枠体の鉛直方向における一方の開口部を閉塞する第１のカバーと、枠体の鉛直方向における他方の開口部を閉塞する第２のカバーと、枠体の内側に固定される放熱板とを備える。放熱板は、第１のカバー及び第２のカバーと平行に設置されている。高周波モジュールを構成する高周波デバイスは、放熱板の上面側に設置され、制御回路基板は、放熱板の下面側に設置される。このように高周波デバイス及び制御回路基板が設置されることにより、これらの回路が放熱板の上面側及び下面側の何れかのみに設置されている場合に比べて、回路の実装面積が抑制され、高周波モジュールを内蔵した筐体を小型化できる。
【０００４】
このように高周波デバイス及び制御回路基板は、それぞれが放熱板の上面側と下面側とに分けて設置されているため、高周波デバイスと制御回路基板とを電気的に接続するために、放熱板には貫通孔が形成され、高周波デバイスの裏面には当該貫通孔に挿入される金属ピンが設けられている。当該貫通孔に挿入された金属ピンには、ニッケル製のリボンの一端が接続される。そして制御回路基板に形成されたパッドにリボンの他端が接続される。このようにリボンの一端が金属ピンにはんだ付けされ、リボンの他端が制御回路基板のパッドにはんだ付けされることにより、高周波デバイスと金属ピンとリボンと制御回路基板とが電気的に接続される。
【０００５】
ここで高周波デバイス、制御回路基板及び放熱板のそれぞれの線膨張係数は異なるため、高周波モジュールの製造工程及び使用環境における温度変化によって、リボンにはこれらの線膨張係数の差に起因する熱応力が発生する。特許文献１に開示される高周波モジュールでは、このような熱応力に対するストレスリリーフを確保するため、リボンに余長が確保された上で接続が行われる。
【０００６】
特許文献１に開示される高周波モジュールの組立時に、高周波デバイスの金属ピンと制御回路基板のパッドとを、リボンを介して接続する手順は、以下の通りである。
（１）一定の長さのリボンが切り出される。
（２）金属ピンにリボンの一端が巻き付けられ、金属ピンにリボンがはんだ付けされる。
（３）余長を持たせるため金属ピンに接続されたリボンが折り曲げられる。
（４）制御回路基板のパッドにリボンの他端がはんだ付けされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８―２３５４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特許文献１に開示される構造では、高周波モジュールに設けられた複数の金属ピンにおいて、リボンの接続作業とリボンの余長を持たせるための折り曲げ作業とが発生するため、リボンの接続作業に多大な時間を要するという課題がある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、組立性を向上できる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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る高周波モジュールは、筐体の内部に設けられた放熱板の一端面に設けられた高周波デバイスと、放熱板の一端面とは反対側の他端面に設けられた制御回路基板と、放熱板の一端面から他端面に向けて貫通する放熱板の貫通孔を介して高周波デバイスと対向して設けられると共に、制御回路基板に設けられ、高周波デバイスと制御回路基板とを電気的に接続するソケット部と、貫通孔を介して高周波デバイスからソケット部に向けて伸び、高周波デバイスとソケット部とを電気的に接続する導電性のピンとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る高周波モジュールは、組立性を向上できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る高周波モジュールを内蔵した筐体の断面図
【図２】図１の高周波モジュールを示す部分拡大図
【図３】図２に示す高周波モジュールを制御回路基板側からＹ軸方向に向かって見たときの平面図
【図４】比較例に係る高周波モジュールの断面図
【図５】実施の形態２に係る高周波モジュールの断面図
【図６】図５に示す高周波モジュールを制御回路基板側からＹ軸方向に向かって見たときの平面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態に係る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。
【００１４】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る高周波モジュールを内蔵した筐体の断面図である。図１に示される筐体２００は、金属製の枠体２０１と、枠体２０１の鉛直方向における一方の開口部２１０を閉塞する金属製の第１のカバー２０２と、枠体２０１の鉛直方向における他方の開口部２１１を閉塞する金属製の第２のカバー２０３と、枠体２０１の内側に固定される放熱板２０４とを備える。放熱板２０４は筐体２００の一部である。図１では、右手系のＸＹＺ座標において、水平方向がＸ軸方向とされ、垂直方向がＹ軸方向とされ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向とされる。
【００１５】
第１のカバー２０２は、複数の締結部材２２０を用いて枠体２０１に固定される。第２のカバー２０３は、複数の締結部材２２１を用いて枠体２０１に固定される。
【００１６】
放熱板２０４は、第１のカバー２０２及び第２のカバー２０３と平行に設けられている。放熱板２０４には、放熱板２０４の一端面２０４ｂから他端面２０４ｃに向けて貫通する貫通孔２０４ａが形成されている。
【００１７】
図２は図１の高周波モジュールを示す部分拡大図である。図３は図２に示す高周波モジュールを制御回路基板側からＹ軸方向に向かって見たときの平面図である。
【００１８】
図２に示すように高周波モジュール１００−１は、放熱板２０４のＹ軸方向における一端面２０４ｂに設置された高周波デバイス１１と、高周波デバイス１１に設けられた導電性のピン１２と、放熱板２０４の一端面２０４ｂとは反対側の他端面２０４ｃに設置された制御回路基板１３と、導電性のソケット部１５と、制御ＩＣ２とを備える。
【００１９】
高周波デバイス１１には、高周波回路基板１１ａと、高周波回路基板１１ａに設置された高周波回路１１ｂとが内蔵され、制御ＩＣ２は、高周波回路１１ｂを制御するためのデバイスである。制御回路基板１３には、制御ＩＣ２とパッド１３ａとを電気的に接続するためのパターン配線１３ｂが設けられている。制御回路基板１３には複数のパッド１３ａが設けられており、複数のパッド１３ａと制御ＩＣ２とはパターン配線１３ｂを介して電気的に接続されている。
【００２０】
高周波デバイス１１には、図３に示すように複数のピン１２が設けられている。複数のピン１２のそれぞれは、高周波デバイス１１のＸ軸方向における中央部からＹ軸方向に伸びて、放熱板２０４の貫通孔２０４ａを貫通する。複数のピン１２のそれぞれの先端部１２ａは、制御回路基板１３よりも下方に位置する。
【００２１】
制御回路基板１３には、図３に示すように複数のソケット部１５が設けられている。複数のソケット部１５のそれぞれは、放熱板２０４の貫通孔２０４ａを介して高周波デバイス１１と対向して設けられると共に、制御回路基板１３に設けられ、高周波デバイス１１と制御回路基板１３とを電気的に接続する。複数のソケット部１５のそれぞれは、Ｚ軸方向に互いに離間して配列されている。複数のソケット部１５のそれぞれは、ピン１２と制御回路基板１３とを電気的に接続するためのばね性を有する弾性部材である。ソケット部１５の材料には、ばね性を有するりん青銅及びステンレス鋼といった金属材料を例示できる。図２に示すようにソケット部１５は、断面が突形状になるように屈曲成形されている。複数のソケット部１５のそれぞれは、ばね性を有する板状の金属材料を折り曲げて製作したものでもよいし、ばね性を有する金属材料をダイカストにより成型したものでもよい。
【００２２】
複数のソケット部１５のそれぞれは、図３に示すように、Ｘ軸方向に伸びる基部１５ａと、基部１５ａのＸ軸方向における一端側に設けられる第１の屈曲片１５ｂと、基部１５ａのＸ軸方向における他端側に設けられる第２の屈曲片１５ｃとを備える。
【００２３】
第１の屈曲片１５ｂ及び第２の屈曲片１５ｃのそれぞれの先端部は、制御回路基板１３のパッド１３ａにはんだ１６で接続される。
【００２４】
ソケット部１５の基部１５ａには、Ｙ軸方向に貫通する貫通孔１５ａ１が形成される。高周波デバイス１１からＹ軸方向に伸びるピン１２の先端部１２ａは、貫通孔１５ａ１に挿入される。貫通孔１５ａ１に挿入されたピン１２は、ソケット部１５の基部１５ａに、はんだ１７で接続される。これにより、高周波デバイス１１とピン１２とソケット部１５とパッド１３ａとパターン配線１３ｂと制御ＩＣ２とが電気的に接続される。
【００２５】
図４は比較例に係る高周波モジュールの断面図である。図４に示される高周波モジュール１００Ａと図２に示される高周波モジュール１００−１との相違点は、高周波モジュール１００Ａでは、ソケット部１５の代わりにニッケル製のリボン２１が用いられていることのみである。
【００２６】
高周波モジュール１００Ａの組立時に、高周波デバイス１１のピン１２と制御回路基板１３のパッド１３ａとを、リボン２１を介して接続する手順は、以下の通りである。
（１）リボン２１の一端がピン１２に巻き付けられ、ピン１２に巻き付けられたリボン２１がピン１２にはんだ付けされる。
（２）熱応力に対するストレスリリーフを確保するためリボン２１に余長が確保される。図４ではリボン２１の余長を確保するためリボン２１が折り曲げられている。
（３）余長が確保されたリボン２１の他端は、制御回路基板１３のパッド１３ａにはんだ付けされる。
【００２７】
このように図４に示される高周波モジュール１００Ａでは、リボン２１をピン１２に巻き付ける作業と、リボン２１を折り曲げる作業とが必要である。
【００２８】
実施の形態１に係る高周波モジュール１００−１では、ストレスリリーフ機能を有するソケット部１５が用いられているため、図４に示すリボン２１をピン１２に巻き付ける作業とリボン２１を折り曲げる作業とが不要である。
【００２９】
また実施の形態１に係る高周波モジュール１００−１では、ピン１２をソケット部１５に挿入するだけでソケット部１５の位置決めができるため、制御回路基板１３へのソケット部１５のリフロー実装が可能である。従って、実施の形態１に係る高周波モジュール１００−１において、はんだ付けに要する作業時間は大幅に短縮される。
【００３０】
また実施の形態１に係る高周波モジュール１００−１では、機械加工又はダイカストにより、予めソケット部１５を成形できるため、図４に示すようなリボン２１の配線作業をすることなくストレスリリーフを確保できる。
【００３１】
実施の形態２．
図５は実施の形態２に係る高周波モジュールの断面図である。図６は図５に示す高周波モジュールを制御回路基板側からＹ軸方向に向かって見たときの平面図である。図５及び図６に示される実施の形態２に係る高周波モジュール１００−２と、図２及び図３に示される実施の形態１に係る高周波モジュール１００−１との相違点は以下の通りである。
（１）高周波モジュール１００−２ではソケット部１５の代わりにソケット部１５Ａが用いられている。
（２）図３に示すように実施の形態１に係る高周波モジュール１００−１では、複数のピン１２がＺ軸方向に配列されているが、図６に示すように実施の形態２に係る高周波モジュール１００−２では、複数のピン１２がＸ軸方向に配列されると共に、複数のピン１２がＺ軸方向に配列される。
【００３２】
図６に示すように複数のピン１２がＸ軸方向とＺ軸方向とに配列されている場合、図３に示すようなソケット部１５を用いることができない。図５及び図６に示されるソケット部１５Ａは、基板１９と、複数の導電性の弾性部材であるリード２０とを備える。
【００３３】
図６に示すように基板１９のＸ軸方向における幅Ｗ１は、放熱板２０４に形成された貫通孔２０４ａのＸ軸方向における幅Ｗ２よりも広い。基板１９は、貫通孔２０４ａを介して高周波デバイス１１と対向して設けられると共に、制御回路基板１３に設けられる。
【００３４】
基板１９には複数の貫通孔１５ａ１が形成されている。また基板１９は、複数のパッド２２と、パッド２２と貫通孔１５ａ１とを電気的に接続する複数のパターン配線２３とを備える。複数の貫通孔１５ａ１のそれぞれはＹ軸方向に貫通している。複数のパッド２２のそれぞれは、リード２０の一端にはんだ付けされている。リード２０の他端は、制御回路基板１３のパッド１３ａにはんだ１６で接続される。
【００３５】
基板１９のＸ軸方向には、複数の貫通孔１５ａ１が互いに離間して配列され、基板１９のＺ軸方向には、複数の貫通孔１５ａ１が互いに離間して配列される。複数の貫通孔１５ａ１のそれぞれには、高周波デバイス１１からＹ軸方向に伸びるピン１２の先端部１２ａが挿入される。貫通孔１５ａ１に挿入されたピン１２は、パッド２２にはんだ１７で接続される。これにより、高周波デバイス１１とピン１２とリード２０とパッド１３ａとパターン配線１３ｂと制御ＩＣ２とが電気的に接続される。
【００３６】
リード２０は、ばね性を有する板状の金属材料を折り曲げて製作したものでもよいし、ばね性を有する金属材料をダイカストにより成型したものでもよい。リード２０の材料には、ばね性を有するりん青銅及びステンレス鋼といった金属材料を例示できる。
【００３７】
実施の形態２に係る高周波モジュール１００−２では、ストレスリリーフ機能を有するソケット部１５Ａが用いられているため、図４に示すリボン２１をピン１２に巻き付ける作業とリボン２１を折り曲げる作業とが不要である。
【００３８】
また実施の形態２に係る高周波モジュール１００−２では、ピン１２をソケット部１５Ａの貫通孔１５ａ１に挿入するだけで、基板１９及びリード２０の位置決めができるため、制御回路基板１３へのリード２０のリフロー実装が可能であり、基板１９へのリード２０のリフロー実装が可能である。従って、実施の形態２に係る高周波モジュール１００−２において、実施の形態１と同様に、はんだ付けに要する作業時間は大幅に短縮されるだけでなく、ピン１２が図６に示すようにＸ軸方向及びＺ軸方向のそれぞれに複数配列されている場合でも高周波デバイス１１と制御ＩＣ２との接続が容易化される。
【００３９】
またソケット部１５Ａの基板１９とリード２０とは予め製作可能であるため、図３に示すように複数のソケット部１５のそれぞれをピン１２に設置するという作業が不要になり、はんだ付けに要する作業時間がより一層短縮される。
【００４０】
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。
【符号の説明】
【００４１】
２  制御ＩＣ、１１  高周波デバイス、１１ａ  高周波回路基板、１１ｂ  高周波回路、１２  ピン、１２ａ  先端部、１３  制御回路基板、１３ａ，２２  パッド、１３ｂ，２３  パターン配線、１５，１５Ａ  ソケット部、１５ａ  基部、１５ａ１，２０４ａ  貫通孔、１５ｂ  第１の屈曲片、１５ｃ  第２の屈曲片、１６，１７  はんだ、１９  基板、２０  リード、２１  リボン、１００−１，１００−２，１００Ａ  高周波モジュール、２００  筐体、２０１  枠体、２０２  第１のカバー、２０３  第２のカバー、２０４  放熱板、２０４ｂ  一端面、２０４ｃ  他端面、２１０，２１１  開口部、２２０，２２１  締結部材。
【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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