(57)【要約】【課題】  高周波回路を収容するケースは、内部共振防止、外部への不要電波放射防止のため、カバーに電波吸収体を設ける。カバー、電波吸収体に接合するため、はんだ付け、ろう付け可能な金属膜が必要であり、高額となる。また、はんだ、ろう材による強固な接合であるため、カバーとの線膨張の差異により電波吸収体が割れ易いという問題があった。【解決手段】  固相接合や溶接によりカバーに接合した金属バンドにより、電波吸収体をカバーに固定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機樹脂材料を含まない電波吸収体と、
めっきの形成されたセラミック、または金属からなり、高周波回路を収容するケースの蓋となるカバーと、
両端部が前記カバーの表面に固相接合または溶接され、前記電波吸収体を前記カバーに固定する複数の金属バンドと、
を備えた高周波回路ケース用カバー。
【請求項２】
前記金属バンドは、アルミニウム、ニッケル、金、銅等を素材とするテープ状金属板からなることを特徴とする請求項１に記載の高周波回路ケース用カバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高周波回路を収容するケースにおける、高周波回路を収容する空間の一部を覆うカバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器は、小型、高性能化を図るため、高周波化と高密度実装化が進行している。特に、マイクロ波、ミリ波等の高周波信号を処理する高周波電子機器は、回路機能ブロック毎に金属ケースに収容し、実装された素子や回路導体等の高周波回路を外部環境から保護すると共に、外部回路との相互電波干渉を防止する。高周波回路を金属ケースで覆えば、ケース外部との相互電波干渉を防げる。金属ケースは、金属ケース本体と、金属ケース本体における高周波回路の収容空間の一部を覆う蓋体（蓋面）としてのカバーから構成されることが、一般的である。
【０００３】
金属ケースを設けると、金属ケース内における発生電波の自己干渉は防止できない。増幅器を含む高周波回路は、金属ケース内に構成された高周波伝送線路から生じた輻射電波がケース内で反射し、増幅器に帰還して発信する場合がある。
【０００４】
また、高周波回路の使用周波数とケース内空間の寸法によっては空洞共振を起こす場合がある。空洞共振抑制のためには、空間寸法で決まる遮断周波数を考慮した電子機器設計をすれば良い。高周波回路の回路規模、機能、大きさ等、同時に満足させなければならない制約が多いため、遮断周波数を制約とした設計を行えないのが実情である。
【０００５】
これら金属ケース内における自己干渉を抑制するには、金属ケース内で発生した不要電波を吸収する電波吸収体を設けることが有効であり、フェライト（磁性材料）を用いた電波吸収体をケース内に貼り付ける方法が採られてきた。特に電波吸収体を高周波回路直上、近傍に設けることが有効であるが、十分広い面積に設けることができるため、カバーにおける高周波回路と対向する面に貼り付ける構成が一般的である。
【０００６】
しかし、高周波磁界用の磁性材料として広く用いられてきたフェライトは高温下で焼結させた物であるため、物質として安定であるが焼結温度が１５００℃以上の高温である。このため、一部の専業メーカーでしかフェライトを製造できず、電気特性の設計自由度（選択肢）が低い。
【０００７】
また、フェライト自体は脆いため変形応力が加わった場合に破損するという問題があった。このことから、樹脂材料にフェライト粉末、軟磁性金属粉末を混合および分散させて、柔軟性を持たせたシート状の電波吸収体が考案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
ここで、一般の樹脂材料は、温度上昇と共に塩素、臭素、アンモニア、水素、炭化水素等、半導体素子を腐食させる腐食性元素からなるガスが発生する。これら腐食性元素を含まない樹脂材料を用いてシート状電波吸収体を形成している。樹脂材料を使用する限り、使用環境下、特に高温環境では、樹脂材料から蒸発する水分発生は避けられない。
【０００９】
温度上昇と共に発生した水蒸気は、温度低下と共に電子機器ケース内で結露し、短絡や高周波回路導体、半導体素子を腐食する要因となる。特に気密封止する電子デバイスでは微量の水蒸気が致命的となる場合がある。ここで樹脂から発生する水分の除去には高温、長時間のベーキングが有効であるが、長時間のバッチ処理となるため製造能力を圧迫することとなり、また高価となる要因になっている。
【００１０】
また、シート状電波吸収体とカバーの接合固定に樹脂接着剤を使用したのでは、さらに腐食ガス、水分発生を増やすことになる。このため接着剤は使用できず、はんだ付け、低温ろう付けを行っている。しかしながら、はんだ、低温ろう付けを行うためには、電波吸収体に金属膜を形成しなければならず、金属ケースが高価とならざるを得ない。
【００１１】
また、はんだ、ろう材は溶融金属であるため、濡れ広がり制御のため、カバーの接着面に濡れ広がり防止のダム、レジスト膜を形成する必要があった。さらに、軟磁性金属は鉄が主成分であるため、非常に安価な素材で各種市販品がある。しかしながら、軟磁性金属から電波吸収体を構成すると、金属ケースが高価になる。
【００１２】
また、十分な電波吸収性能を有し、腐食ガス、水分の発生がほぼ無い焼結体を貼り付けてなる電波吸収体が開示されている（例えば特許文献２参照）。しかしながら、この電波吸収体は、樹脂接着剤、はんだ、ろう材を用いて、カバーに接着される。熱硬化性樹脂を用いると、シート状電波吸収体と同様に腐食性元素を含まない材料を選ぶことはできるが、やはり樹脂からの水分発生は避けられない。
【００１３】
また、はんだ、ろう材を用いて接合する場合は、電波吸収体に金属膜を設ける必要性があること、はんだ、ろう材の濡れ広がり防止のダム、レジスト膜を形成する必要があることから、金属ケースが高価となる要因は解決されない。
【００１４】
また、電波吸収体は鉄が主成分であり、金属ケースの線膨張係数が３〜７であるのに対して、電波吸収体の線膨張係数は１２以上である。このため、焼結構成の電波吸収体をはんだ、ろう材で強固に接合した場合、電波吸収体が大きい程、線膨張の差異により電波吸収体が割れ易くなる問題も生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００４−８７６８６号公報
【特許文献２】特開２００５−７２２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献１に示されるように、樹脂に軟磁性金属粉を分散させる方法では樹脂からの水分発生が避けられず、ケース内の高周波回路腐食要因を完全には無くせない問題がある。また、水分除去のために長時間のベーキング工程を採用すると、シート状電波吸収体が高価となる問題がある。
【００１７】
さらに、電波吸収体の取り付けのため、電波吸収体に金属層を形成する工程を設け、カバーにはんだ付けまたは低温ろう付け可能な金属層を形成すること、はんだ、ろう材は接合時に周囲に広がるため流れ防止ダム、レジスト枠を設けること等、電波吸収体を用いることで高価な構成となる問題がある。
【００１８】
また、特許文献２は、電波吸収体を焼結体とすることで水分発生を防止している。しかしながら、電波吸収体及びカバーにはんだ付け、ろう付け可能な金属層を形成する必要があって、高価となる製造工程が必要となる。また、特許文献２は、カバーと電波吸収体の線膨張差について言及しておらず、電波吸収体の割れを防止する構造を示していない。
【００１９】
この発明は係る課題を解決するためになされたものであって、高周波回路を収容するケースにおいて、腐食ガス、水分を発生せず、また熱応力により割れることがない、安価な電波吸収体の固定構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明による高周波回路ケース用カバーは、有機樹脂材料を含まない電波吸収体と、めっきの形成されたセラミック、または金属からなり、高周波回路を収容するケースの蓋となるカバーと、両端部が前記カバーの表面に固相接合または溶接され、前記電波吸収体を前記カバーに固定する複数の金属バンドと、を備えたものである。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、電波吸収体が金属バンドで固定されるため、カバーと電波吸収体の線膨張の差異があっても、カバーと電波吸収体が相対的に摺動可能となり、電波吸収体の割れを防止することができる。
【００２２】
また、電波吸収体を直接はんだ付け、ろう付けすることがなく、周囲に接合材料が流れることがないため、任意の位置に容易に、電波吸収体を取り付けることが出来る。さらに、電波吸収体とカバー面に、金属膜、レジスト膜を設ける必要が無いので、安価な構成を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１による高周波回路ケース用カバーを示す図である。
【図２】実施の形態１による電波吸収体の固定方法を示す模式図である。
【図３】実施の形態１による高周波回路デバイスを示す断面図である。
【図４】実施の形態２による高周波回路ケース用カバーを示す図である。
【図５】実施の形態２による高周波回路ケース用カバーを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による高周波回路ケース用カバー１０を例示する図である。図１において、高周波回路ケース用カバー１０は、金属製またはセラミック製のカバー１と、電波吸収体２から構成される、電波吸収体付きカバーである。カバー１は、溶接、熱圧着が可能なめっきの形成されたセラミック、または金属からなり、高周波回路８を収容するケース（後述する高周波回路ケース６）の蓋となる。カバー１の表面は、電波吸収体２が置かれている。電波吸収体２は、金属バンド３によりカバー１の表面に押し当られて固定されている。金属バンド３の幅と配置する位置は任意であるが、電波吸収体２の吸収性能を損なわない領域、または吸収性能を要する領域外に配置する。
【００２６】
金属バンド３の材質は、カバー１の面に強固な金属間接合部４を形成できる材質であれば良く、アルミニウム、ニッケル、金、銅等の各種金属が適用できる。金属バンド３の接合の方法としては、超音波接合、熱圧着、熱超音波接合等の固相接合、抵抗溶接、パラレルギャップ溶接等のスポット溶接の手法が適用でき、金属バンド３の材料、カバー１の材料に適する接合方法を選べば良い。カバー１の表面は、通常、腐食防止またはカバー１を通しての電波放射を防止するための金属膜が、めっき、蒸着、厚膜導体等により形成される。金属バンド３の接合方法に適合する種類の金属膜を設けておけば良い。
【００２７】
図２は、電波吸収体２の固定方法を示しており、金属バンド３を超音波接合、または熱超音波接合する例を示している。金属バンド３は板厚の薄いテープ状の金属板からなり、一端部とその反対側の他端部を自動でカバー１の表面に接合することができる。
【００２８】
接合ツール５は、金属バンド３の端部を加圧しつつ超音波振動を加えることで、金属バンド３の一端部をカバー１の表面に接合し、接合部４を形成する。
【００２９】
次いで、金属バンド３を電波吸収体２に這わせて張り、反対側の他端部をカバー１に接合し、接合部４を形成する。
【００３０】
このとき、金属バンド３の一端部を接合した後、引っ張り応力をかけて、金属バンド３の反対側の他端部を接合する。このため電波吸収体２は、金属バンド３により、カバー１の表面に押付けられて固定される。
【００３１】
図２では、電波吸収体２の２辺に沿って金属バンド３を設けて固定してある。電波吸収体２は、カバー１と固着させていないため、線膨張係数差による伸び縮みが生じても摺動可能である。金属バンド３は熱応力を吸収することができ、電波吸収体２の割れを防止することができる。この例では、金属バンド３はテープ状金属板を用いて、一端部から他端部へ引っ張る構成を示しているが、予め電波吸収体２の形状に合せて成型したバンドを用いることもできる。
【００３２】
図３は、実施の形態１の電波吸収体付きカバーを用いた高周波回路デバイスを示す断面図である。図３において、実施の形態１による高周波回路デバイス２０は、電波吸収体付きカバー１０と、高周波回路ケース６と、高周波回路８から構成される。高周波回路ケース６の内部には、空洞であるキャビティー７が形成される。高周波回路８は、高周波回路ケース６の内部に収容される。電波吸収体付きカバー１０は、高周波回路ケース６の上面の開口を塞ぐように接合される。
【００３３】
電波吸収体付きカバー１０の電波吸収体２は、高周波回路８と対向する位置に配置される。これにより、電波吸収体２は、高周波回路８から発信される不要電波を吸収し、キャビティー７内での共振を防止することで、高周波回路の動作を疎外する挙動を抑圧することができる。
【００３４】
電波吸収体２はカバー１の全面に設けても良いし、高周波回路の設計上、不要電波を放射する特定の部位の対向位置にのみ設けても良い。電波吸収体付きカバー１０は、はんだ、ろう材のような接合時に周囲に流れる材料は用いないので、任意の位置に容易に電波吸収体２を取り付けることができる。高周波回路ケース６は、カバー１が接合されることにより電磁放射を防止するための密閉構造となるので、電波吸収体２は、腐食ガス、水分の発生が無いかまたは非常に少ない組成および構成の材料から形成される。このため有機樹脂を使用した物は不適当であって、例えばフェライト粉末のような高温焼成により形成する電波吸収体が最適である。高温焼成により腐食ガス、水分発生が無いのであれば、電波吸収体２としてはどのような組成の素材を用いても構わないが、有機樹脂材料は含ない。
【００３５】
金属バンド３により電波吸収体２を固定した金属製またはセラミック製のカバー１を、図３に示すように高周波回路８を収容した高周波回路ケース６に適用する。この場合、電波吸収体２は、高周波回路８から発生するＧＨｚ帯の電波を吸収し、ケース内の共振を防止して、ケース外部への不要電波の放射を防止する。また、電波吸収体２とその固定材料である金属バンド３からは、有機樹脂材料を含まないので、樹脂のように腐食ガス、水分が発生する恐れが無い。このため、高周波回路デバイス２０が密閉された高周波回路ケース６から構成されていても、収容された高周波回路８を汚染したり、腐食させることの無い、信頼性の高い電波吸収体２を得ることができる。また、電波吸収体２は金属バンド３によってカバー１に取り付けられており、カバー１に固着されておらず、摺動可能であるため、カバー１、電波吸収体２の膨張収縮が生じても破壊応力は発生しない。このため機械的に信頼性の高い電波吸収体２の固定構造が得られる。
【００３６】
以上説明した通り、実施の形態１による高周波回路用カバー１０は、電波吸収体２が金属バンド３で固定されるため、カバー１と電波吸収体２の線膨張の差異があっても、カバー１と電波吸収体２が相対的に摺動可能となり、電波吸収体２の割れを防止することができる。
【００３７】
また、はんだ付け、ろう付けのように、周囲に接合材料が流れることもないため、任意の位置に容易に、電波吸収体２を取り付けることができる。さらに、電波吸収体２とカバー１の表面に、金属膜、レジスト膜を設ける必要が無いので、安価な構成を実現できる。
【００３８】
また、電波吸収体２を固定する金属バンド３は、抵抗溶接、熱圧着、超音波溶接等の金属間接合が可能なアルミニウム、ニッケル、金、銅等のテープ状金属板を使用することができる。この金属接合の接合装置は、リボンボンダ、テープボンダのような自動機を適用できるため、接合コストも安価である。
【００３９】
実施の形態２．
図４、図５は、金属バンド３による電波吸収体２の固定構造を変えたものである。図４は十字型に金属バンド３を設けたものである。図５は電波吸収体２の角部に金属バンド３を設けたものである。
【００４０】
金属バンド３は電波吸収効果が無い。このため、高周波回路８の設置位置によって、金属バンド３が電波吸収体２の必要とされる位置を覆ってしまわないように、金属バンド３を設ける位置と設置方向を選ぶようにする。
【００４１】
実施の形態２によれば、腐食ガス、水分発生が無い構成の電波吸収体２とその固定構造を得ることができる。このため、特に気密封止する構成の高周波回路デバイス２０に適用すると有効性が高い。
【００４２】
また、電波吸収体２とその取り付け部は接合されておらず、摺動可能なため、幅広い設置環境で安定した高周波の電波吸収性能を発揮することができる。
【００４３】
また、この構成は電波吸収体に接合用金属層を設けることもないため、いかなる種類の電波吸収体２においても、安価な固定構造を得ることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１  カバー、２  電波吸収体、３  金属ベルト、４  接合部、５  接合ツール、６  高周波回路ケース、７  キャビティー、８  高周波回路、１０  高周波回路用カバー、２０  高周波回路デバイス。
【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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