(57)【要約】【課題】放熱性を高く保持しつつ、小型化でき、かつ異物侵入を防止することができる高周波回路モジュールの構造を実現する。【解決手段】一面に開口３０１が形成され、開口３０１に対向している底面部３２と、底面部３２から底面部３２と開口３０１との中間の位置まで突き出たボス部３１とを有するケース３と、底面部３２に配置された回路部品２と、開口３０１を覆っているカバー４であって、ボス部３１に対応する位置に孔４１１が形成されたカバー４と、孔４１１の縁部とボス部３１の端部３１１との間の隙間４１を塞いでいるキャップ７とを備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面に開口が形成され、前記開口に対向している底面部と、前記底面部から前記底面部と前記開口との中間の位置まで突き出たボス部とを有するケースと、
前記底面部に配置された回路部品と、
前記開口を覆っているカバーであって、前記ボス部に対応する位置に孔が形成されたカバーと、
前記孔の縁部と前記ボス部の端部との間の隙間を塞いでいるキャップと
を備えた高周波回路モジュール。
【請求項２】
前記キャップは、
前記ボス部の前記端部と当たる当接部と、前記当接部の周縁から立ち上がってる壁部と、前記孔の前記縁部と係り合う係合部とを有し、前記当接部が前記孔に挿入された状態で前記壁部が前記隙間を塞いでいる請求項１に記載の高周波回路モジュール。
【請求項３】
前記高周波回路モジュールは、
前記ケースの前記底面部の外側に接する冷却板を備え、
前記ボス部は、
前記端部から前記底面部まで前記ケースを貫通する貫通孔である第１貫通孔が形成されており、
前記高周波回路モジュールは、
前記キャップの前記当接部を貫通し、かつ、前記第１貫通孔を貫通している第１固定部材を備え、
前記第１固定部材は、
前記ケースを前記冷却板に固定している請求項２に記載の高周波回路モジュール。
【請求項４】
前記ケースは、
前記開口の周囲に外周部を有し、
前記外周部は、
上端部から底面部まで前記ケースを貫通する貫通孔である第２貫通孔が形成され、
前記高周波回路モジュールは、
前記第２貫通孔を貫通している第２固定部材を備え、
前記第２固定部材は、
前記ケースを前記冷却板に固定している請求項３に記載の高周波回路モジュール。
【請求項５】
前記第１固定部材は、前記キャップと前記ボス部と前記冷却板とを共締めしているネジであり、
前記第２固定部材は、前記外周部と前記冷却板とを共締めしているネジである請求項４に記載の高周波回路モジュール。
【請求項６】
前記ボス部は、前記底面部の中央部から突き出ている請求項１から５のいずれか１項に記載の高周波回路モジュール。
【請求項７】
前記キャップは、樹脂製である請求項１から６のいずれか１項に記載の高周波回路モジュール。
【請求項８】
前記キャップは、導電加工されている請求項１から７のいずれか１項に記載の高周波回路モジュール。
【請求項９】
前記回路部品は、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  ｇｒｉｄ  ａｒｒａｙ）パッケージに収容されている請求項１から８のいずれか１項に記載の高周波回路モジュール。
【請求項１０】
前記高周波回路モジュールは、
前記回路部品と前記キャップとの間に設けられた金属製の衝立部を備えた請求項１から９のいずれか１項に記載の高周波回路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化合物半導体の高発熱部品を使用し、マイクロ波あるいはミリ波といった高周波信号を送信または受信する高周波回路モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高周波回路モジュールは、高周波信号の増幅を目的とした化合物半導体（ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＳｉＣなど）を主材料とする電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと称する）、あるいはモノリシックマイクロ波集積回路（以下、ＭＭＩＣと称する）などの高発熱部品を使用している。
部品の放熱と電磁シールドと異物の侵入抑止とを目的として、高発熱部品が実装された樹脂基板またはパッケージをネジ締め等によりケースに取り付け、カバーを取り付けることで高周波回路モジュールを形成している（特許文献１参照）。
その高周波回路モジュールのケースをさらに冷却板に取り付けることにより、高発熱部品の放熱性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７４６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の高周波回路モジュールでは、図７に示すように、ケースの外周部のみを冷却板にネジ止めする構成であるため、ケースの反りにより、ケースと冷却板との間に空隙が生じ、放熱性が低下してしまうという課題がある。
【０００５】
本発明は、放熱性を高く保持しつつ、小型化でき、かつ異物侵入を防止することができる高周波回路モジュールの構造を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る高周波回路モジュールは、
一面に開口が形成され、前記開口に対向している底面部と、前記底面部から前記底面部と前記開口との中間の位置まで突き出たボス部とを有するケースと、
前記底面部に配置された回路部品と、
前記開口を覆っているカバーであって、前記ボス部に対応する位置に孔が形成されたカバーと、
前記孔の縁部と前記ボス部の端部との間の隙間を塞いでいるキャップとを備えた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る高周波回路モジュールによれば、底面部から底面部と開口との中間の位置まで突き出たボス部を有するケースと、底面部に配置された回路部品と、開口を覆っているカバーであって、ボス部に対応する位置に孔が形成されたカバーと、孔の縁部とボス部の端部との間の隙間を塞いでいるキャップとを備えたので、放熱性が高く、小型化でき、かつ異物侵入を防止することができる高周波回路モジュールを得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る高周波回路モジュール１００と比較するための比較例である高周波回路モジュール１００ａの構成図。
【図２】実施の形態１に係る高周波回路モジュール１００と比較するための比較例である高周波回路モジュール１００ｂの構成図。
【図３】実施の形態１に係る高周波回路モジュール１００の断面図。
【図４】実施の形態１に係る高周波回路モジュール１００を示す模式図であり、（ａ）が高周波回路モジュール１００の一部平面図、（ｂ）がキャップ７の斜視図。
【図５】実施の形態２に係る高周波回路モジュール１００ｃにおける電磁シールドのバリエーションを示す図。
【図６】実施の形態２に係る高周波回路モジュール１００ｄにおける電磁シールドのバリエーションを示す図。
【図７】実施の形態１の課題を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。
【００１０】
まず、図１及び図２を用いて、以下で説明する実施の形態１に係る高周波回路モジュール１００と比較するための比較例である高周波回路モジュール１００ａ，１００ｂについて説明する。
図１に示す高周波回路モジュール１００ａでは、図７の構造で生じた空隙を減らすために、ケース３の中央にボス部３１を設け、ボス部３１を介して冷却板５にケース３をネジ締めしている。しかし、この高周波回路モジュール１００ａでは、カバー４とボス部３１との間に隙間４１が生じるため、高周波回路モジュール１００ａの内部に異物が侵入し、高発熱部品である回路部品２がショートしてしまうリスクがある。
また、図２に示す高周波回路モジュール１００ｂでは、図１のような異物の侵入を防ぐために、ケース３の中央のボス部３１ｂを大きくして隙間４１を塞いでいる。しかし、この高周波回路モジュール１００ｂでは、ボス部３１ｂの径が大きくなるため、回路部品２を実装する面積が減少し、モジュールサイズが大きくなってしまう。また、高周波回路モジュール１００ｂでは、ネジ６のネジ頭６１の高さ分だけ高周波回路モジュール１００ｂの高さが高くなってしまう。
【００１１】
実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図３及び図４を用いて、本実施の形態に係る高周波回路モジュール１００の構成について説明する。
図３は、高周波回路モジュール１００を示す図であり、図４の（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図４は、（ａ）が高周波回路モジュール１００の平面図の一部を模式的に示した図であり、（ｂ）がキャップ７の斜視図を模式的に表した図である。
高周波回路モジュール１００は、基板１と、回路部品２と、ケース３と、カバー４と、冷却板５と、ネジ６と、キャップ７とを有する。
【００１２】
基板１は、樹脂基板である。回路部品２は、高発熱部品であり、具体的には、ＦＥＴまたはＭＭＩＣである。回路部品２は、基板１に実装されている。なお、基板１及び回路部品２は、パッケージでもよい。
図３に示すように、基板１には、ボス部３１を貫通させる孔である基板孔１１が形成されている。
【００１３】
ケース３は、一面に開口３０１が形成され、開口３０１に対向している底面部３２と、底面部３２から底面部３２と開口３０１との中間の位置まで突き出たボス部３１とを有する。ボス部３１には、端部３１１から底面部３２まで、ケース３を貫通する第１貫通孔３１２が形成されている。
また、ケース３は、開口３０１の周囲に外周部３５を有する。外周部３５には、上端部３５１から底面部３２までケース３を貫通する第２貫通孔３５２が形成されている。
【００１４】
ケース３について、さらに詳しく説明する。
ケース３は、内部に回路部品２を配置する空間である部品配置部３３を有する。図３に示すように、部品配置部３３の底面である底面部３２には、回路部品２が配置される。回路部品２は、基板１に実装され、基板１が底面部３２に接するように底面部３２に取り付けられる。
また、底面部３２の外側には、冷却板５が接している。
図４の（ａ）において高周波回路モジュール１００を切るＡ−Ａ方向をＸ方向とする。ケース３において、Ｘ方向の両端部の外周部３５には、ネジ６を貫通させる第２貫通孔３５２が形成される。また、ケース３は、Ｘ方向の中央部に、第１貫通孔３１２が形成されたボス部３１を有する。ボス部３１は、底面部３２の中央部（略中央）から突き出ている。
【００１５】
ネジ６のうちネジ６ａは、後述するキャップ７の当接部７３と、ボス部３１の第１貫通孔３１２とを貫通し、ケース３を冷却板５に固定している第１固定部材の例である。
また、ネジ６のうちネジ６ｂは、外周部３５の第２貫通孔３５２を貫通し、ケース３を冷却板５に固定している第２固定部材の例である。
【００１６】
図３に示すように、冷却板５の上面部５５からボス部３１の端部３１１までの高さは、冷却板５の上面部５５から外周部３５の上端部３５１までの高さと略同一である。
ケース３において、端部３１１あるいは上端部３５１の高さＨ３は、ケース３の最上端面３１３よりＨ１だけ低く形成される。このＨ１は、ネジ６のネジ頭６１の高さＨ２と略等しいことが好ましい。特に、Ｈ１≧Ｈ２であることが好ましい。
ケース３は、Ｘ方向において、両端部である外周部３５の２箇所とボス部３１の１箇所との合計３箇所が、ネジ６ａ，６ｂを用いて冷却板５に固定されている。なお、図４に示すように、このＸ方向の３つのネジ６ａ，６ｂをネジ群Ｘとすると、ネジ群ＸはＹ方向に複数あってもよい。高周波回路モジュール１００の大きさに応じて、Ｙ方向におけるネジ群Ｘの数が選択される。また、Ｘ方向の３つのネジ６ａ，６ｂは、Ｘ方向に並んでいなくてもよく、底面部３２のいずれかの位置で底面部３２を押さえるネジ６ｂを有していればよい。特に、底面部３２の略中央の位置で底面部３２を押さえることが好ましい。
【００１７】
カバー４は、主に、異物の侵入防止と電磁シールドとを目的としてケース３に取り付けられている。カバー４は、開口３０１を塞ぐように、ケース３の上面に配置される。また、カバー４は、ボス部３１に対応する位置に孔４１１が形成されている。
【００１８】
冷却板５は、回路部品２が発する熱を冷却するための板である。冷却板５は、複数のネジ穴５１を有する。冷却板５の上面部５５にケース３の底面部３２の外側が接した状態で、ケース３の第１貫通孔３１２を貫通したネジ６ａおよびケース３の第２貫通孔３５２を貫通したネジ６ｂの各々の端部が、複数のネジ穴５１の各々に螺合する。このような構成により、ケース３と冷却板５とが密着して固定される。
【００１９】
キャップ７は、孔４１１の縁部とボス部３１の端部３１１との間の隙間４１を塞いでいる。図４の（ｂ）に示すように、キャップ７は、ボス部３１の端部３１１と当たる当接部７３と、当接部７３の周縁から立ち上がる壁部７２と、孔４１１の縁部と係り合う係合部７１とを有する。図３に示すように、キャップ７は、当接部７３が孔４１１に挿入された状態で壁部７２が隙間４１を塞いでいる。キャップ７は、具体的には、樹脂製であり、樹脂キャップともいう。
図３に示すように、第１固定部材であるネジ６ａは、キャップ７とボス部３１と冷却板５とを共締めしている。
【００２０】
キャップ７は、ケース３の中央のボス部３１とカバー４との隙間を塞ぐようにボス部３１の端部３１１に配置され、ネジ６ａにより共締めされる。
図４の（ｂ）に示すように、当接部７３には、ボス部３１の第１貫通孔３１２と連通する孔７４が形成されていてもよい。孔７４は無くてもよい。
【００２１】
＊＊＊高周波回路モジュール１００の組み立て方法の一例の説明＊＊＊
（１）回路部品２が実装された基板１をケース３の底面部３２に取り付ける。このとき、基板１の基板孔１１にボス部３１を貫通させて、基板１と底面部３２とを当接させて固定する。
（２）カバー４をケース３に取り付け、カバー４の孔４１１にキャップ７を当接部７３から押し込む。このとき、当接部７３は、ボス部３１の端部３１１に当たる。壁部７２は、隙間４１を塞ぐ。係合部７１は、カバー４の孔４１１の縁部に引っ掛かる。
（３）ネジ６ａを当接部７３および第１貫通孔３１２に貫通させ、ネジ６ａによりキャップ７とボス部３１と冷却板５とを共締めする。また、ネジ６ｂを第２貫通孔３５２に貫通させ、外周部３５と冷却板５とを共締めする。
なお、上記高周波回路モジュール１００の組み立て方法は、一例であり、その他の順番で高周波回路モジュール１００を組み立ててもよい。
【００２２】
＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る高周波回路モジュール１００は、化合物半導体の高発熱部品が実装された樹脂基板またはパッケージがケースに取り付けられており、ケースの上面にカバーが取り付けられている。また、高周波回路モジュール１００は、ケースと冷却用の板がネジにより取り付けられている。また、高周波回路モジュール１００は、ケースの中央部にボス構造があり、ボス部とカバーとの隙間を薄い樹脂キャップで埋めるとともに樹脂キャップとボス部が共締めにより冷却用の板にネジ締めされている。
【００２３】
このように、本実施の形態に係る高周波回路モジュール１００では、キャップを用いることにより、ケース中央のボス部とカバーとの隙間を埋め、図１のように隙間から高周波回路モジュール内に異物が侵入することを防ぐとともに、図７のような反りによる放熱性の低下を防ぎ、図２よりも径の小さいボス構造を可能としている。
よって、本実施の形態に係る高周波回路モジュール１００によれば、ケースの中央部を冷却板に固定することができ、ケースの反りを抑制し、放熱性を高めることができる。
また、本実施の形態に係る高周波回路モジュール１００によれば、カバーとボス部との隙間を塞ぐキャップを有しているので、ボス部の径を小さくしたことによって生じる隙間を塞ぐことができ、ケースの内部に異物が侵入することを防ぐことができる。
また、本実施の形態に係る高周波回路モジュール１００によれば、ボス部の径を小さくすることができるので、モジュールサイズを小型化することができる。
【００２４】
実施の形態２．
本実施の形態では、主に、実施の形態１に追加する構成について説明する。
本実施の形態では、高周波回路モジュールの電磁シールドのバリエーションについて説明する。以下に、３つの電磁シールドの方法について説明する。
【００２５】
まず、第１の方法として、実施の形態１の図３の状態のままで、キャップ７を導電加工し、電磁シールドする方法について説明する。
実施の形態１の図３で説明したキャップ７自体の表面または内部に、スパッタリング、蒸着または導電粒の混入等により導電膜を付着または導電粒を内含して導電性をもたせる。これにより、キャップ７自体により回路部品２を電磁シールドすることができる。
【００２６】
次に、第２の方法として、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  ｇｒｉｄ  ａｒｒａｙ）パッケージ９１を用いる方法について説明する。
図５は、本実施の形態に係る高周波回路モジュール１００ｃにおける電磁シールドのバリエーションを示す図である。
図５に示すように、回路部品２を、ＢＧＡパッケージ９１に収容してもよい。電波の漏えいが問題となるＦＥＴまたはＭＭＩＣをＢＧＡパッケージ９１内に入れることで、電磁シールドすることができる。
【００２７】
次に、第３の方法として、衝立部９４を用いる方法について説明する。
図６は、本実施の形態に係る高周波回路モジュール１００ｄにおける電磁シールドのバリエーションを示す図である。
図６に示すように、高周波回路モジュール１００ｄは、回路部品２とキャップ７との間に設けられた金属製の衝立部９４を備える。衝立部９４は、金属ブロック９３と、ガスケット９２とを備える。基板１に金属ブロック９３を衝立として設置し、導電性をもたせたカバー４の下面にガスケット９２を当てることによって、電磁シールドを行う。
【００２８】
以上のように、本実施の形態に係る高周波回路モジュール１００，１００ｃ，１００ｄによれば、簡単な構成で確実に電磁シールドを行うことができる。
【００２９】
上記の実施の形態１，２に係る高周波回路モジュールは、上述した組み立て方法により製造することができるが、上記の実施の形態に係る高周波回路モジュールの構成を作成できれば上記組み立て方法に限定されるものではない。
また、上記の実施の形態１，２に係る高周波回路モジュールでは、ボス部はケースの略中央にひとつ形成されている例を説明したが、ボス部は複数個であってもよい。
また、上記の実施の形態１，２のうち、複数の部分を組合せて実施しても構わない。或いは、これら実施の形態のうち、部分的に実施しても構わない。その他、これらの実施の形態を、全体として或いは部分的に、どのように組合せて実施しても構わない。
なお、上記の実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１  基板、２  回路部品、３  ケース、４  カバー、４１  隙間、４１１  孔、５  冷却板、５１  ネジ穴、５５  上面部、６，６ａ，６ｂ  ネジ、６１，６１ａ，６１ｂ  ネジ頭、１１  基板孔、３１，３１ｂ  ボス部、３０１  開口、３１１  端部、３１２  第１貫通孔、３１３  最上端面、３２  底面部、３３  部品配置部、３５  外周部、３５１  上端部、３５２  第２貫通孔、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ  高周波回路モジュール、７  キャップ、７１  係合部、７２  壁部、７３  当接部、７４  孔、９１  ＢＧＡパッケージ、９２  ガスケット、９３  金属ブロック、９４  衝立部。
【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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