(57)【要約】【課題】複雑な形状のケースを必要とせずに所望の電波遮蔽空間を形成することができ、安価な高周波モジュールを得る。【解決手段】高周波モジュール１００は、箱状のケース１０と、ケース１０内に収納された基板２０及び高周波部品３０と、バネ性金属により作製され、ケース１０内部の空間を、高周波部品３０を収納する第１の空間とその他の第２の空間とに、第１の空間が所望の断面形状となるように電波遮蔽的に仕切るとともに、ケース１０と高周波部品３０との間の電気的導通を得るフィンガー（シールド部材）４０とを有している。【選択図】        図１
2008124364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料で作製され対向面に電気信号の入出力コネクタが設けられた箱状のケースと、  前記ケース内に固定され前記ケースの概略全長にわたって延びるグランドパターンが表面に形成された基板と、
前記ケース内の前記基板と同じ側に固定され表面が金属材料によって形成されている高周波部品と、
バネ性金属により作製され、部材前記ケース内の前記基板と反対側の壁面に固定された固定部、当該固定部から前記グランドパターンに向かって立設されたグランドパターン接触部、及び前記固定部から前記高周波部品に向かって立設された高周波部品接触部を有するシールド部材とを備え、
前記シールド部材の前記グランドパターン接触部は、先端部を前記グランドパターンに電気的に接触させることにより、前記ケース内部の空間を、前記高周波部品を収納する第１の空間とその他の第２の空間とに、前記第１の空間が所望の断面形状となるように電波遮蔽的に仕切り、
前記シールド部材の前記高周波部品接触部は、先端部を前記高周波部品に接触させて前記ケースと前記高周波部品との間の電気的導通を得る
ことを特徴とする高周波モジュール。
【請求項２】
前記シールド部材の前記固定部が、前記ケースの内壁に形成された突部にかしめて固定されている
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】
前記突部が、前記ケースの内壁に所望の電波が漏れないピッチで形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の高周波モジュール。
【請求項４】
前記シールド部材の前記グランドパターン接触部及び前記高周波部品接触部がクシ歯状をなし、クシ歯のピッチが所望の電波が漏れないピッチとされている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項５】
前記シールド部材が、プレス成型により作製されている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項６】
前記ケースが、一側を開口とする箱状のケース本体と、前記ケース本体の開口を塞ぐケース蓋体とを含んで構成され、
前記ケース蓋体は、前記ケース本体の前記開口をシールするように導電性ゴムを挟み込んで前記ケース本体に固定されている
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
【請求項７】
前記ケース蓋体が、プレス成型により作製されている
ことを特徴とする請求項６に記載の高周波モジュール。
【請求項８】
前記導電性ゴムが、自動塗布により形成されている
ことを特徴とする請求項６に記載の高周波モジュール。
【請求項９】
グランドパターンが表面に形成された基板と、
前記基板を収容する容器及び容器上面に設置される導電性の蓋体を有したケースと、
可撓性材料により形成され、一端が前記蓋体に電気的に接続され、他端が前記基板のグランドパターンに電気的に接続されるように、前記蓋体と基板の間に立設されたシールド部材とを備え、
前記シールド部材は、前記グランドパターンまたは前記蓋体の導電面に接触する短冊状の接触部を有し、当該シールド部材によって前記容器内に電磁的な間仕切り空間を形成することを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１０】
前記基板に少なくとも２つの半導体部品が載置され、前記シールド部材は前記２つの半導体部品を、電磁的に相互遮蔽された異なる空間にそれぞれ配置する
ことを特徴とする請求項９に記載の高周波モジュール。
【請求項１１】
上面にグランド面を有した半導体部品が前記基板上に載置され、前記シールド部材の接触部は、前記半導体部品のグランド面に接触することによって、半導体部品の周囲に電磁的な間仕切り空間を形成する
ことを特徴とする請求項９または１０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、アンプ部品、電源部品、発振器などの高周波部品が実装され、ＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）シールドが必要な高周波モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アンプ部品、電源部品、発振器などの高周波部品が実装される高周波モジュールにおいて、高周波部品への電波の洩れ込みにより、正常に動作しなくなる、発振と呼ばれる現象が問題とされている。この発振を防止する対策の一つとして、高周波モジュール用ケースを、電波が漏れ込まないような所望の形状に機械加工する方法がとられている。しかしながら、電波が漏れ込まないようにするには、複雑な形状に加工しなければならず加工工程が増え安価な高周波モジュールとすることができない。
【０００３】
また、従来、電波の洩れ込みを防ぐ他の方法として、高周波部品上面とカバーとの間に導伝性材料をはさむ方法がとられている。この方法のうち最も一般的なものとして、金属ブロックを高周波部品上面とカバーとの間に導電性接着剤にて固定する方法がある。この方法の場合、高周波部品上面とカバーとの間の種々の間隙に対応しなければならないので、予め数種類の金属ブロックを準備しておき、適切な寸法の金属ブロックを選定して用いなければならず、部品点数が多くなるとともに製造時間が増大するので大量生産品に適するものではない。
【０００４】
そこで、従来、さらに他の方法として、上記金属ブロックに変えて、クシ歯状の薄板バネ性金属部材（以下フィンガー）を高周波部品上面に導電性接着材にて接着し、このフィンガーと高周波モジュールカバーとを電気的に接触させる方法もとられている。この方法は、部品点数と作業工数とを削減することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−１６２１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に記載されているフィンガーを用いる方法においては、高周波モジュールが設置される場所の環境条件が厳しい場合、フィンガーを接着する樹脂材料が高温・高湿の連続サイクルにより劣化し、安定した性能を得ることができなとともに、高周波モジュール用ケースを複雑な形状に加工しなければならないという未解決の課題を有している。
【０００７】
この発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、複雑な形状のケースを必要とせず、また部品点数を増加させることなくモジュール内に所望の電波遮蔽空間を形成することができ、安価な高周波モジュールとすることができるとともに、接着目的で樹脂材料を必要としないので高信頼性とすることが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】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明に係る高周波モジュールは、金属材料で作製され対向面に電気信号の入出力コネクタが設けられた箱状のケースと、ケース内に固定されケースの概略全長にわたって延びるグランドパターンが表面に形成された基板と、ケース内の基板と同じ側に固定され表面が金属材料によって形成されている高周波部品と、バネ性金属により作製され、部材ケース内の基板と反対側の壁面に固定された固定部、この固定部からグランドパターンに向かって立設されたグランドパターン接触部、及び固定部から高周波部品に向かって立設された高周波部品接触部を有するシールド部材とを備え、シールド部材のグランドパターン接触部は、先端部をグランドパターンに電気的に接触させることにより、ケース内部の空間を、高周波部品を収納する第１の空間とその他の第２の空間とに、第１の空間が所望の断面形状となるように電波遮蔽的に仕切り、シールド部材の高周波部品接触部は、先端部を高周波部品に接触させてケースと高周波部品との間の電気的導通を得ることを特徴とする。
【０００９】
また、この発明に係る高周波モジュールにおいては、シールド部材の固定部が、ケースの内壁に形成された突部にかしめて固定されていることを特徴とする。
【００１０】
さらに、この発明に係る高周波モジュールは、グランドパターンが表面に形成された基板と、基板を収容する容器及び容器上面に設置される導電性の蓋体を有したケースと、可撓性材料により形成され、一端が蓋体に電気的に接続され、他端が基板のグランドパターンに電気的に接続されるように、蓋体と基板の間に立設されたシールド部材とを備え、シールド部材は、グランドパターンまたは蓋体の導電面に接触する短冊状の接触部を有し、このシールド部材によって容器内に電磁的な間仕切り空間を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る高周波モジュールによれば、シールド部材のグランドパターン接触部は、ケースの概略全長にわたって延びる先端部をグランドパターンに電気的に接触させることにより所望の断面形状の電波遮蔽空間を形成して、この中に高周波部品を収納し、また、シールド部材の高周波部品接触部は、先端部を高周波部品に接触させてケースと高周波部品との間の電気的導通を得るので、複雑な形状のケースを必要とせず、また部品点数を増加させることなくモジュール内に所望の電波遮蔽空間を形成することができ、安価な高周波モジュールとすることができる。
【００１２】
また、この発明に係る高周波モジュールによれば、シールド部材の固定部が、ケースの内壁に形成された突部にかしめて固定されているので、接着目的で樹脂材料を必要とせず高信頼性とすることができる。
【００１３】
この発明に係る高周波モジュールによれば、グランドパターンが表面に形成された基板と、この基板を収容する容器及びこの容器上面に設置される導電性の蓋体を有したケースと、一端が蓋体に電気的に接続されて他端が基板のグランドパターンに電気的に接続されるように蓋体と基板の間に立設された可撓性を有するシールド部材とを備え、このシールド部材は、グランドパターンまたは蓋体の導電面に接触する短冊状の接触部を有しており、このシールド部材によって容器内に電磁的な間仕切り空間が形成されるので、複雑な形状のケースを必要とせず、また部品点数を増加させることなくモジュール内に所望の電波遮蔽空間を形成することができ、安価な高周波モジュールとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明にかかる高周波モジュールの実施の形態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。
【００１５】
実施の形態
図１はこの発明の高周波モジュールの実施の形態を示すケース蓋体を開けた様子を示す斜視図である。図２はケース蓋体を閉じた状態の高周波モジュールの図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。図３はケース蓋体を閉じた状態の高周波モジュールの図２の断面と直交する方向の部分的な断面図である。図１から３において、本実施の形態の高周波モジュール１００は、金属材料で作製された箱状のケース１０と、このケース１０内に収納された基板２０及び高周波部品（半導体部品）３０と、高周波部品３０への電波の洩れ込みを防止するためにケース１０内に設けられた薄板バネ性金属材料（可撓性材料）で作製されたフィンガー（シールド部材）４０とを有している。
【００１６】
ケース１０は、金属材料で作製されており、ケース本体（容器）１１と、このケース本体１１の開口を塞ぐケース蓋体（蓋体）１２とで構成されている。ケース本体１１は、ダイカスト成型にて作製され、一側全体を開口とする概略直方体箱状を成し、箱の底部に基板２０及び高周波部品３０を収納している。ケース蓋体１２は、プレス成型により作製され、概略平板状を成し、ケース本体１１の開口を電波遮蔽的にシールする目的で、平板の縁部に全周にわたって設けられた導電性ゴムからなるＥＭＩガスケット１３を挟み込んでケース本体１１にネジにて締着されている。ケース本体１１の長さ方向に対向する２面には、入力コネクタ１４及び出力コネクタ１５が設けられている。
【００１７】
基板２０は、セラミックやガラスエポキシなどを基材として構成され、３枚に分割されてケース本体１１の底部のほぼ全面にわたって配置されケース本体１１にネジにて固定されている。隣接する基板２０は、金ワイヤや金リボンなどの線材２２により電気的に接続されている。基板２０上には電機部品が搭載されている。基板２０の表面には、金などの導電性の優れた材料にて形成されたグランドパターン２１が設けられている。グランドパターン２１は、ケース本体１１の長さ方向ほぼ全長にわたって形成された長尺部２１ａと、基板２０の端部にて直角に折れ曲がって延びる短尺部２１ｂとから構成されている。
【００１８】
高周波部品（半導体部品）３０は、具体的には少なくとも２個設けられたアンプ部品や発振器などであり、基板２０の切れ込み内に配置されて、ケース本体１１の底部にネジ３１により固定され、基板２０とは、金ワイヤや金リボンなどの線材２２により電気的に接続されており、基板２０上の電機部品と協動して高周波帯域の信号を発信する。高周波部品３０の表面は金属材料にて覆われており、少なくとも上面にグランド面が形成されている。
【００１９】
フィンガー４０は、薄板で可撓性にとみバネ性が高くしかも導電性も良いリン青銅などの材料にて、プレス成型により作製され、ケース蓋体１２の内部側壁面に固定された細長方形の固定部４１と、クシ歯状（短冊状）を成し固定部４１の縁部から折れ曲がるようにグランドパターン２１に向かって立設されたグランドパターン接触部４２と、クシ歯状（短冊状）を成し固定部４１の主面に切り起こしによって形成され固定部４１から高周波部品３０に向かって立設された高周波部品接触部４３とから構成されている。グランドパターン接触部４２は、さらに固定部４１の長辺に全長にわたって形成された長尺部４２ａと、固定部４１の短辺に全長にわたって形成された短尺部４２ｂとから構成されている。固定部４１は、ケース蓋体１２の内部側壁面に形成された突部１２ａにかしめて固定されている。この突部１２ａは所望の周波数の電波が漏れないピッチで形成されている。
【００２０】
グランドパターン接触部４２は、長尺部４２ａの先端部をグランドパターン２１の長尺部２１ａに接触させ、短尺部４２ｂの先端部をグランドパターン２１の短尺部２１ｂに接触させて、各々電気的導通をとっている。このようにして、フィンガー４０とグランドパターン２１とは、ケース１０内部の空間を、高周波部品３０を収納する第１の空間Ｂとその他の第２の空間Ｃとに電波遮蔽的に仕切り、同時に第１の空間Ｂが所望の断面形状となるようにしている（図２）。高周波部品接触部４３は、先端部を高周波部品３０の上部のグランド面に接触させて電気的導通を得ている。
【００２１】
次に動作を説明する。ケース１０内部の電気部品（基板２０上の電機部品、高周波部品３０）は金ワイヤや金リボンなどの線材２２により接続され、ケース１０の壁面に設けられたコネクタ１４，１５から高周波帯域の信号の入力および出力を行う。この時、高周波帯域の信号はケース１０内部の空間も伝播しているため、ケース１０内部は導波管に見立てることができ、ケース内部断面空間の幅寸法ａが高さ寸法ｂの２倍以上の場合、一般に方形導波管と呼ばれる導波管の特性に近似することができる。方形導波管を伝播する信号の周波数帯は数式（１）により規定することができ、数式（１）中のｆｃ（カットオフ周波数）よりも低い周波数帯域の信号はこの空間内を伝播することはできない。
【００２２】
ｆｃ＝Ｃ/２ａ                                （１）
ここで
ｆｃ＝カットオフ周波数［Ｈｚ］
Ｃ＝光の速度［３×１０8ｍ/ｓ］
ａ＝ケース内部断面空間の幅寸法［ｍｍ］
【００２３】
上記方形導波管の伝播特性から、ケース１０内部空間の寸法をコントロールすることで所望の電気特性を得られることがわかる。本実施の形態においては、ケース蓋体１２に取り付けたフィンガー４０を基板２０に設けたグランドパターン２１や高周波部品３０と接触させることでケース内部空間Ｂの寸法をコントロールし、所望の電気特性を安易に得ることが可能となる。また、ケース蓋体１２にＥＭＩガスケット１３を取り付けてケース本体１１との間に挟み込むことで、外部からの信号の高周波モジュール１００への漏れ込み及び外部への漏れ出しを多くのねじを使用せずに防止することが可能となる。
【００２４】
次に本実施の形態の発明における高周波モジュール１００の製造方法について説明する。フィンガー４０のグランドパターン接触部４２及び高周波部品接触部４３は、グランドパターン２１や高周波部品３０との接触圧を低減するために薄板でバネ性が高く導電性も良いリン青銅などの材料でクシ歯状の形状に成型するのが望ましい。クシ歯のスリット間寸法は上記数式（１）から所望の寸法を求めて決定することで、空間を完全にシールドしなくても信号の漏れを防止することができる。そのため、過剰な荷重を電気部品に与える危険性がなく、信頼性の高い高周波モジュールを得ることができる。
【００２５】
フィンガー４０は、ケース蓋体１２に押し出し加工にて形成されている突部１２ａにはめ込み、この突部１２ａを押しつぶしてかしめることでケース蓋体１２に固定される。この時、フィンガー４０をかしめる間隔、つまり突部１２ａの間隔を上記数式（１）から所望の寸法を求めて決定することで、フィンガー４０とケース蓋体１２とを接着などで隙間なく固定しなくても、接合部の隙間からの信号の漏れ出しを防ぐことができる。このように、接着剤などの樹脂材料を介在させずにフィンガー４０とケース蓋体１２との接合が可能になるため、高周波モジュール１００の設置される環境条件が厳しい場合などにおいても劣化せず安定した性能を得ることが可能となる。
【００２６】
さらに、ケース蓋体１２、フィンガー４０及びケース蓋体１２へのフィンガーのかしめ構造は、全て金型によるプレス加工にて成型可能なものであり、さらにまた、ケース蓋体１２に設けるＥＭＩガスケット１３は、導電性ゴムの自動機による塗布により成型可能であることから、従来と比較して格段に安価な高周波モジュールを得ることができる。
【００２７】
以上のように、本実施の形態の高周波モジュールによれば、複雑な形状のケースを必要とせず、また部品点数が増加することもないので、組立が簡単で安価な高周波モジュールを得られるという効果があるばかりでなく、構造が簡単で、接着剤などを使用しなくても良いため、環境条件が厳しい場合などにおいても劣化せず安定した性能の高周波モジュールを得られるという効果もある。また、ケース蓋体１２及びフィンガー４０はプレス成型、ＥＭＩガスケット１３は自動塗布、ケース本体１１はダイカスト成型などで製造できるものであるため、大量生産が容易な高周波モジュールを得られるという効果もある。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
この発明は、アンプ部品、電源部品、発振器などの高周波部品が実装される高周波モジュールに適用されて好適なものであり、特に、高温・高湿の連続サイクル等の環境条件が厳しい場所に設置される高周波モジュールに適用されて最適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の高周波モジュールの実施の形態を示すケース蓋体を開けた様子を示す斜視図である。
【図２】ケース蓋体を閉じた状態の高周波モジュールの図１のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。
【図３】ケース蓋体を閉じた状態の高周波モジュールの図２の断面と直交する方向の部分的な断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ケース
１１  ケース本体（容器）
１２  ケース蓋体（蓋体）
１３  導電性ゴム（ＥＭＩガスケット）
１４  入力コネクタ
１５  出力コネクタ
２０  基板
２１  グランドパターン
２２  線材
３０  高周波部品
３１  ネジ
４０  フィンガー（バネ性金属部材で作製されたシールド部材）
４１  フィンガーの固定部
４２  フィンガーのグランドパターン接触部
４３  フィンガーの高周波部品接触部
１００  高周波モジュール
【図１】
2008124364.tif 000003
【図２】
2008124364.tif 000004
【図３】
2008124364.tif 000005