(57)【要約】【課題】ＣＡＰ側およびベース側に嵌合時の位置決め構造を持たない外周辺端部を気密封止するハーメチックパッケージ用途において、嵌合時の位置精度が高く、かつ固定力バランスを崩すことなく、強度にシャーシ固定が可能な固定プレート構造を提供する。【解決手段】本発明による固定プレートは、平面型のプレートに、ＣＡＰ２２の頭部を遊貫させるためのＣＡＰ孔１１と、固定対象デバイスの外周に沿う位置に必要数のＣＡＰ嵌合時の位置決めガイドとなるピン状ポスト１２と、シャーシに固定するための締め付けネジ用のネジ孔１３ネジ孔１３とを設ける。なお、ピン状ポスト１２には伸縮性を持たせる。また、ＣＡＰ孔１１をＣＡＰ２２の頭部に対しゆとりのある大きさとすることで、位置決めが外周で行われることによる横ずれに対応するとともに、ＣＡＰ孔１１の側面に、一時的にＣＡＰ２２を保持するためのＣＡＰ保持ブッシング１４を設ける。【選択図】図３
2007288066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハーメチックパッケージを構成する２以上の部材を嵌合させてシャーシに固定するために用いられる固定プレート構造であって、
平面状のベースプレートに、
前記各部材の外周域が重なることによって形成されるハーメチックパッケージの外周位置に対応する位置に形成されることによって、前記各部材を水平方向に対し位置決め固定する第１の固定部と、
前記第１の固定部によって固定された部材を、保持する保持部と、
前記第１の固定部によって固定された各部材を、圧力接触させてシャーシに固定する第２の固定部とを設けた
ことを特徴とする固定プレート構造。
【請求項２】
第１の固定部は、各部材の外周域が重なることによって形成されるハーメチックパッケージの側面に密着するように設けられた、複数の支持部材である請求項１記載の固定プレート構造。
【請求項３】
支持部材が、シャーシ側の端部に、伸縮可能なばね部材を含む請求項２記載の固定プレート構造。
【請求項４】
保持部は、
最上層の部位の頭部を遊貫可能な挿通孔と、
前記挿通孔の側面に設けられた水平方向に伸縮可能なばね部材とを有し、
前記挿通孔に挿入させた頭部を前記ばね部材で挟持することによって、最上層の部位を保持する
請求項１から請求項３のうちのいずれか１記載の固定プレート構造。
【請求項５】
固定対象のハーメチックパッケージが、高周波回路部品を搭載したベースに金属製のキャップを冠着してなる矩形型高周波帯デバイスパッケージである請求項１から請求項４のうちのいずれか１記載の固定プレート構造。
【請求項６】
高周波回路部品を搭載したベースの上部に、金属製のキャップが被せられて構成される高周波デバイスパッケージ用途において、前記ベースと前記キャップとを嵌合させてシャーシに固定するために用いられる固定プレート構造であって、
前記ベースおよび前記キャップは、外周位置で嵌合可能に同一形状な外周域を含み、
平面状のプレートに、
キャップの頭部を遊貫可能な挿通孔と、
キャップおよびベースの同一形状な外周域が重なることによって形成される高周波デバイスパッケージの側面に密着して、キャップおよびベースを位置決め固定する複数のピン状ポストと、
前記ピン状ポストによってキャップおよびベースが固定された状態で、シャーシに圧力接着するためのネジ孔とを設けた
ことを特徴とする固定プレート構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハーメチックパッケージを構成する２以上の部材を嵌合させてシャーシに固定するために用いられる固定プレート構造に関し、特に、高周波回路部品を気密封止する高周波数帯デバイスを固定するための固定プレート構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミリ波デバイスの開発工程において、ハーメチックシール工程前に、ベース側とＣＡＰ側とを嵌合させて電気特性を確認する作業は頻繁に発生する。本作業を行うには、ＣＡＰを気密封止後と同等の接触状態で固定する必要がある。
【０００３】
従来の多くは、板状の固定金具（固定プレート）をネジ止めすることによって実現してきた。例えば、特許文献１には、ハーメチックシール工程前ではないが、ベース側とＣＡＰ側とを嵌合させてなる密封形高周波部品をシャーシに固定するアース構造が記載されている。特許文献１に記載のアース構造は、高周波回路部品を搭載した保持器（ベース）の上部に金属キャップ（ＣＡＰ）を冠着してなる密封形高周波部品１において、金属基盤２０，４０と、中央部に金属キャップ５の頭部が遊貫する挿通孔３２を有し、下面が金属キャップ５のフランジ５ａの上面に密着する押え板３０，５０とを備え、金属基盤２０，４０と押え板３０，５０とで、密封形高周波回路部品１を接着するよう構成される。
【０００４】
【特許文献１】実開昭６２−１０３３２０号公報（図１〜図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
なお、特許文献１では明示されていないが、保持器２と金属キャップ５との嵌合位置を固定するために、保持器２の底面に段差が設けられている。このような気密封止される部位より内周域に段差等を設ける構造は、低周波数帯デバイスにおいて一般に多く採用されている構造である。このような構造が設けられていることによって内部電気回路の破壊等を特別意識することなく、ＣＡＰをベースに接触・固定することが可能となる。しかしながら、ミリ波デバイス等の高周波数帯デバイスの場合には、要求される電気特性上、このような構造を設けることが難しく、多くは目視で位置を合わせる不安定なＣＡＰ固定・解放を行っていた。
【０００６】
ミリ波デバイス等の高周波帯デバイスの場合、高周波の伝搬特性上、デバイス内の伝送線路及び輻射による影響を受け、内部（キャップ内部）に中空構造かつ導波管構造になる電磁シールド部を形成する。このような中空導波管構造になる電磁シールド部が形成されることによって、伝送したい周波数帯域と阻止したい周波数帯域とが制御可能となり、要求電気特性を実現するのである。従って、気密封止される部位より内周域に段差等を設けることによって、接着後の内壁面に隙間や段差が生じると、中空導波管構造が正しく形成されずに、想定外周波数帯の伝送等による問題（異常特性）が生じてしまう。このため、内周域に段差等を設ける構造は要求電気特性に対して加工精度が見合わないため採用できずに、不安定なＣＡＰ固定によって、内部電気回路を破壊してしまうことが多く発生していた。
【０００７】
また、固定プレートをネジ止めする方法は、要求される固定力（押え力）および平面性と、コスト面とを同時に満足させる目的からであるが、複数のネジを用いて固定する場合、個々のネジの締め付け・緩めの際に固定力のバランスが崩れ、ＣＡＰとベースとの嵌合位置がずれてしまうことも内部回路の破損の一因となっていた。なお、ＣＡＰ固定加除の際にも同様の問題が発生する。
【０００８】
また、固定対象となるＣＡＰは、専用のシール機にて溶接密封することを目的としているため、ＣＡＰ嵌合後の固定は、ＣＡＰ外周域を均等にかつ多大な加重で押さえつける必要がある。
【０００９】
従って、高周波帯デバイスを固定する固定具または固定方法においては、内部空間に中空導波管構造を形成するという構造上の制約、位置精度、および専用のシール機に耐えうる平面性および強度を持った固定力が要求され、更に内部電気回路の破損防止策をも兼ね備えることが望まれている。
【００１０】
なお、ＣＡＰおよびベース自身に嵌合時の位置決め構造を設けない高周波帯デバイスに適用可能な固定方法として、高周波帯デバイスの外径を利用する方法が考えられているが、高平行性および位置精度を満たすために高度な加工精度が要求され、コストに見合わない結果となっている。
【００１１】
例えば、特許文献１の図２で示されているような、押え板３０に段差形状を設けた構造を適用したとしても、切削加工等による段差形状の押さえ方では、加工精度が思わしくなく、コスト、耐久性に見合わない。また、特許文献１の図３で示されているような、押え板５０にネジ形状を持たせた構造を適用した場合には、更に複雑で高度な加工を要求し、また、固定対象の形状を丸形優位にさせてしまうという点で問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、ＣＡＰ側およびベース側に嵌合時の位置決め構造を持たない外周辺端部を気密封止するハーメチックパッケージ用途において、嵌合時の位置精度が高く、かつ固定力バランスを崩すことなく、強度にシャーシ固定が可能な固定プレート構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による固定プレート構造は、ハーメチックパッケージを構成する２以上の部材を嵌合させてシャーシに固定するために用いられる固定プレート構造であって、平面状のベースプレートに、各部材の外周域が重なることによって形成されるハーメチックパッケージの外周位置に対応する位置に形成されることによって、各部材を水平方向に対し位置決め固定する第１の固定部（例えば、ピン状ポスト１２）と、第１の固定部によって固定された部材を、保持する保持部（例えば、ＣＡＰ保持ブッシング１４）と、第１の固定部によって固定された各部材を、圧力接触させてシャーシに固定する第２の固定部（例えば、ネジ孔１３）とを設けたことを特徴とする。
【００１４】
また、第１の固定部は、各部材の外周域が重なることによって形成されるハーメチックパッケージの側面に密着するように設けられた、複数の支持部材であってもよい。
【００１５】
また、支持部材が、シャーシ側の端部に、伸縮可能なばね部材を含んでいてもよい。
【００１６】
また、保持部は、最上層の部位の頭部を遊貫可能な挿通孔と、挿通孔の側面に設けられた水平方向に伸縮可能なばね部材とを有し、挿通孔に挿入させた頭部をばね部材で挟持することによって、最上層の部位を保持してもよい。
【００１７】
例えば、固定対象のハーメチックパッケージは、高周波回路部品を搭載したベースに金属製のキャップを冠着してなる矩形型高周波帯デバイスパッケージである。
【００１８】
また、固定プレート構造は、高周波回路部品を搭載したベースの上部に、金属製のキャップが被せられて構成される高周波デバイスパッケージ用途において、ベースとキャップとを嵌合させてシャーシに固定するために用いられる固定プレート構造であって、ベースおよびキャップは、外周位置で嵌合可能に同一形状な外周域を含み、平面状のプレートに、キャップの頭部を遊貫可能な挿通孔と、キャップおよびベースの同一形状な外周域が重なることによって形成される高周波デバイスパッケージの側面に密着して、キャップおよびベースを位置決め固定する複数のピン状ポストと、ピン状ポストによってキャップおよびベースが固定された状態で、シャーシに圧力接着するためのネジ孔とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、第１の固定部が固定対象のハーメチックパッケージの外周に沿った位置に設けられているので、各部材を所定の位置で確実に嵌合することができる。また、第１の固定部である支持部材に、伸縮機能を持たせることで、シャーシ固定時にバランスを保ちながら均一な押さえ込みを実現させる。また、固定プレートに部材を保持される保持部を設けることで、位置合わせの際に内部部品を破損させる危険性を減少することができる。なお、高平面性を実現容易な固定プレート側にて位置決め機構を提供しているので、固定対象のハーメチックパッケージの内部構造に関わらず、強度な固定が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１および図２は、本実施の形態による固定プレートの加工時における外観を示す正面図および斜視図である。また、図３は、本実施の形態による固定プレートのデバイス固定時における断面図である。また、図４および図５は、本実施の形態における固定対象であるミリ波帯デバイスの外観を示す斜視図である。また、図６および図７は、図４に示した矩形型ミリ波帯デバイスのＡ’−Ａ”断面図である。
【００２１】
まず、固定対象であるミリ波帯デバイスについて説明する。図４および図５に示すように、固定対象のミリ波帯デバイス２は、ミリ波回路部品（図示せず。）を搭載したベース２１の上部に、金属製のＣＡＰ２２が被せられて構成されている。なお、ミリ波帯デバイス２は、ベース２１とＣＡＰ２２とが気密封止されることによって、内部に電磁シールド部を形成する。また、ベース２１には、電磁シールド部内でミリ波回路部品と接続するための複数の入出力端子２３が設けられている。
【００２２】
なお、例えば図８および図９に示すような、一般的なハーメパッケージ構造の場合、自己構造（例えば、ベース９２１の段差域）にて位置決め嵌合が図られているため、シャーシ固定の際には単純なプレート状の方法（例えば、プレート９１上のネジ位置）によって実現可能である。図１０は、一般的なハーメパッケージ構造のデバイス固定方法の例である。
【００２３】
しかしながら、高周波特性の制約により矩形型となるミリ波帯デバイス２においては、図６および図７に示すように、ベース側およびＣＡＰ側に段差等の嵌合を容易にするための構造になっていない。よって、目視においても位置合わせが困難であり、ＣＡＰ２２とベース２１とを同時に押さえ込む行為はより難易度が高く、各々の位置がずれた場合には、内部部品に破損が生じる可能性も高くなっている。さらに、導波管構造を形成する電磁シールド部の接触は、高周波の特性上、全周囲にわたり堅固に保持されなければならない。
【００２４】
また、矩形型ミリ波デバイスの他の構成例としては、図１１〜図１３に示すような構成も考えられる。例えば、図１１に示すように、接合部を上面とし、ＣＡＰ２２を平らにして導電性接着剤等によりシールドを行うような構造も考えられる。いずれにしても、ベース側およびＣＡＰ側に嵌合を容易にするための構造を成していない点で、位置合わせの困難性は共通である。なお、本実施の形態では、適用可能な高周波帯デバイスとして、ＣＡＰ２２とベース２１の外径が、固定可能に一致していることを前提とする。ここで、固定可能に外径が一致するとは、ＣＡＰとベースとを重ねて、一致した外径部を挟持した際に位置が固定されればよく、外径全てが一致することを要しないことを意味する。
【００２５】
このようなミリ波帯デバイス２を、例えば、図１４および図１５に示すような固定プレート構造によって固定しようとしたとする。図１４に示す例では、固定プレート９１に設けられたＣＡＰ２２を挟接する孔９１１によってＣＡＰ２２の頭部を固定した上で、締め付けネジ４を位置ガイドとして利用できる。しかしながら、このような構造では、ＣＡＰ２２とベース２１との嵌合において、位置決め精度が要求に見合っていない結果となってしまう。また、図１５に示す例では、固定プレート９１の段差形状（段差域９１２）によってＣＡＰ２２とベース２１との嵌合位置を固定した上で、締め付けネジ４を位置ガイドとして利用できる。しかしながら、段差域９１２には、平面性と位置精度の両方を満たす加工精度が要求されるため、製造コストの面で課題解決には至っていない。
【００２６】
本発明は、図１に示すように、従来より使用されていた板型のプレートに嵌合用の位置決めガイドを、ミリ波帯デバイス２の外周位置に設けることによって、高い平面性を維持したまま嵌合時の確実性を実現させる固定プレート構造が提供される。具体的には、図１に示すように、平面型のプレートに、ミリ波帯デバイス２のＣＡＰ２２の頭部を遊貫可能なＣＡＰ孔１１と、ミリ波帯デバイス２の外周に沿う位置に必要数のＣＡＰ嵌合時の位置決めガイドとなるピン状ポスト１２と、シャーシに固定するための締め付けネジ用のネジ孔１３とを設ける。ここで、ピン状ポスト１２の必要数とは、固定対象をずらさずに固定できるだけの必要数である。なお、図１に示す例では矩形型デバイスを確実に固定するために、長辺部には２つ，短辺部には１つ（計６つ）のピン状ポストを設けている。なお、「遊貫可能」とは、遊びを持たせた状態で挿入可能なことを言い、具体的には、ＣＡＰ孔１１の大きさが、ＣＡＰ２２の頭部に対して余裕を持たせた大きさであることを示す。
【００２７】
なお、ピン状ポスト１２は、例えばスプリング・プローブのように、固定面に対し垂直方向に伸縮性を有する。以下、ピン状ポスト１２をスプリング・プローブ１２と表現する場合がある。また、図３に示すように、ＣＡＰ孔１１をＣＡＰ２２の頭部に対し余裕（マージン）のある大きさとすることで、位置決めが外周で行われることによる横ずれに対応するとともに、ＣＡＰ孔１１の側面に、一時的にＣＡＰ２２を保持するためのＣＡＰ保持ブッシング１４を設ける。ＣＡＰ保持ブッシング１４は、例えば、水平方向に伸縮性のある円柱状のシリコン性ゴムである。なお、ＣＡＰを挟持する構造に限らず、ＣＡＰ２２が保持できれば、例えばマグネットを用いたマグネット式の保持であってもよい。
【００２８】
通常のプレートのみの状態における締め付けねじによる固定方法では、面バランスを保ちつつ締め付けを行うことが困難であるが、本実施の形態では、スプリングプローブ１２の反力によってこの問題を解決する。また、固定プレートにＣＡＰが保持されることによって固定時および解放時にＣＡＰの位置がずれることによる内部部品の破損を防止する。
【００２９】
次に、本実施の形態による固定プレートの使用例を説明する。図１６は、本実施の形態による固定プレートを用いた固定動作の一例を示す説明図である。図１６（ａ）に示すように、ここでは、準備段階として、固定対象であるミリ波帯デバイス２のベース２１がシャーシ３に固定されているものとする。
【００３０】
まず、図１６（ｂ）に示すように、ＣＡＰ２２を固定プレート１にはめ込む。本例では、固定プレート１に設けられたスプリング・プローブ１２にＣＡＰ２２の外周を合わせつつ、ＣＡＰ２２の頭部を固定プレート１のＣＡＰ孔１１に設けられたＣＡＰ保持用ブッシング１４により挟持させればよい。次に、図１６（ｃ）に示すように、ＣＡＰ２２とベース２１とで嵌合位置を決定する。本例では、固定プレート１に設けられたスプリング・プローブ１２にベース２１の外周を合わせるだけで、嵌合時の位置決めが行える。
【００３１】
次に、図１６（ｄ）に示すように、ＣＡＰ２２をベースに嵌合させる。固定プレート１は、高い平面性を維持しているので、固定プレート１の下面に接触するＣＡＰ２２のフランジに対しても高い平面性が維持される。また、ＣＡＰ２２およびベース２１は、固定プレート１に設けられたスプリング・プローブ１２によって所定の勘合位置で固定されているため、固定プレート１を押さえ込むだけで容易に勘合させることができる。次に、図１６（ｅ）に示すように、締め付けネジで固定する。本例では、スプリング・プローブ１２の反力によって、面バランスを保つことができるので、締め付けネジ４による均等な押さえ込みが可能である。
【００３２】
以上のように、本実施の形態によれば、従来から多く使用されている板状の固定金具に位置決めガイドとなるピン状のポストをＣＡＰおよびベースに共通する外周状に設けることにより、視認性に関係なく所定の位置でベースとの嵌合が確実に図れる。さらに、ポストに伸縮機能を持たせることで、固定時の面バランスを保ちながら、矩形体でも均一な押さえ込みを実現させる上、ＣＡＰ嵌合を固定または解放する際の破損予防に貢献している。また、破損予防においては、固定金具にＣＡＰを保持させる構造を設けることによって、より効果を高めている。なお、板型固定プレート側で嵌合時の位置決め機能を備えるので、高周波数体デバイスの内部構造に影響を与えない。
【００３３】
なお、固定対象としてＣＡＰとベースの２段構成によってパッケージ化されるミリ波帯デバイスを例に説明したが、２つ以上の構成からなる場合も同様の効果が得られる。また、外形も矩形型に限定されず、嵌合する対象物の外形が固定可能に同一であればよい。また、構成部品として金属を一例としているが、異材質による形成、または基材とは分離した構成部品を溶接、ろう付け、めっき、接着等の工法により追加加工する場合も同様に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、２つ以上の構成からなる外周域を嵌合させる工程を含む部品の開発に好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施の形態による固定プレートの加工時における外観を示す正面図。
【図２】本実施の形態による固定プレートの加工時における外観を示す斜視図。
【図３】固定対象のミリ波帯デバイスの外観を示す斜視図。
【図４】固定対象のミリ波帯デバイスの外観を拡大して示す部分斜視図。
【図５】図３に示す矩形型ミリ波帯デバイスをＡ’−Ａ”断面で切断した場合の外径を示す斜視図。
【図６】図３に示す矩形型ミリ波帯デバイスのＡ’−Ａ”断面図。
【図７】本実施の形態による固定プレートのデバイス固定時における断面図。
【図８】一般的なハーメパッケージ構造を示す説明図。
【図９】一般的なハーメパッケージ構造を示す説明図。
【図１０】一般的なハーメパッケージ構造の固定方法を示す説明図。
【図１１】矩形型ミリ波デバイスの構成例を示す説明図。
【図１２】矩形型ミリ波デバイスの構成例を示す説明図。
【図１３】矩形型ミリ波デバイスの構成例を示す説明図。
【図１４】従来の固定プレートの固定方法の一例を示す説明図。
【図１５】従来の固定プレートの固定方法の一例を示す説明図。
【図１６】本実施の形態による固定プレートを用いた固定動作の一例を示す説明図。
【符号の説明】
【００３６】
１  固定プレート
１１  ＣＡＰ孔
１２  ピン状ポスト（スプリング・プローブ）
１３  ネジ孔
１４  ＣＡＰ保持ブッシング
２  高周波数帯デバイス（矩形型ミリ波帯デバイス）
２１  ベース
２２  ＣＡＰ
２３  入出力端子
３  シャーシ
４  締め付けネジ
【図１】
2007288066.tif 000003
【図２】
2007288066.tif 000004
【図３】
2007288066.tif 000005
【図４】
2007288066.tif 000006
【図５】
2007288066.tif 000007
【図６】
2007288066.tif 000008
【図７】
2007288066.tif 000009
【図８】
2007288066.tif 000010
【図９】
2007288066.tif 000011
【図１０】
2007288066.tif 000012
【図１１】
2007288066.tif 000013
【図１２】
2007288066.tif 000014
【図１３】
2007288066.tif 000015
【図１４】
2007288066.tif 000016
【図１５】
2007288066.tif 000017
【図１６】
2007288066.tif 000018