(57)【要約】【課題】温度差に伴う破損を抑制し、かつ温度変化があっても高周波特性が変化することを抑制することができる高周波モジュールを提供する。【解決手段】実施形態に係る高周波モジュールは、高周波部品と、前記高周波部品に設けられた突起部と、前記高周波部品が接触するベースプレートと、前記ベースプレートの上面に設けられ、前記突起部が挿入される凹部と、を備える。前記凹部は、前記ベースプレートが所定温度より高いときに前記突起部から離間し、前記ベースプレートが前記所定温度以下のときに前記突起部を挟持するように設けられる。【選択図】図４Ｂ
2017108004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波部品と、
前記高周波部品に設けられた突起部と、
前記高周波部品が接触するベースプレートと、
前記ベースプレートの上面に設けられ、前記突起部が挿入される凹部と、
を備え、
前記凹部は、前記ベースプレートが所定温度より高いときに前記突起部から離間し、前記ベースプレートが前記所定温度以下のときに前記突起部を挟持するように設けられる、
高周波モジュール。
【請求項２】
前記凹部は、側面および前記側面によって囲まれた底面によって構成され、
前記凹部は、前記ベースプレートが前記所定温度以下のときに、前記底面の面積が、前記底面に対して平行な断面における前記突起部の面積より狭くなるように設けられる、
請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項３】
前記凹部は、前記ベースプレートの側面に至るように延伸して設けられており、
前記凹部は、前記ベースプレートが前記所定温度以下のときに、前記凹部の長手方向に対して垂直方向における前記凹部の幅が、前記垂直方向における前記突起部の幅より狭くなるように設けられる、
請求項１に記載の高周波モジュール。
【請求項４】
前記突起部の先端部は逆テーパ形状である、
請求項３に記載の高周波モジュール。
【請求項５】
前記ベースプレートの熱膨張係数は、前記突起部の熱膨張係数より大きい、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の高周波モジュール。
【請求項６】
前記ベースプレートの熱膨張係数と前記突起部の熱膨張係数との差は、５×１０−６[／Ｋ]以上である、
請求項５に記載の高周波モジュール。
【請求項７】
前記所定温度は窒素の沸点であり、
前記高周波部品は、超伝導特性を有する部品である、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の高周波モジュール。
【請求項８】
前記高周波部品は、高周波回路装置、または高周波回路部品である、
請求項７に記載の高周波モジュール。
【請求項９】
前記高周波部品は、高周波半導体装置である、
請求項７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】
本発明の実施形態は、高周波モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高周波半導体装置等の高周波部品を極低温の環境下において動作させる高周波モジュールが検討されている。極低温の環境下において動作する高周波部品は超伝導特性を有するため、極めて高性能な高周波モジュールを実現することができる。
【０００３】
このような高周波モジュールは、例えば銅モリブデン（ＣｕＭｏ）によって構成されるベースプレート上に、半田等の接合材を介して、アルミナ（酸化アルミニウム：Ａｌ２Ｏ３）基板を備えた高周波部品を実装することによって構成されている。
【０００４】
しかしながら、接合材を用いた実装時の温度は少なくとも１５０℃以上となる一方で、動作温度は例えば窒素の沸点以下である−１９５．８℃以下となり、両者の温度差が極めて大きいため、ベースプレートと高周波部品（のアルミナ基板）との熱膨張係数の違いによって、少なくとも両者のいずれか一方（例えばアルミナ基板）に応力がかかり破損する、という問題がある。
【０００５】
応力による破損を抑制するために、接合材を用いずに、固定金具を使ってベースプレートに高周波部品を実装する手段も考えられる。しかしながら、温度差によるベースプレートと高周波部品（のアルミナ基板）との収縮率が異なるため、温度が変化すると、ベースプレートに対して高周波部品がスライド移動し、ベースプレートに対する高周波部品の位置がずれる。しかも、その位置ずれ量は温度が変化する毎に異なる。この結果、温度が変化する毎に高周波モジュールの高周波特性が変化する、という問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３３３６９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
実施形態は、温度差に伴う破損を抑制し、かつ温度変化があっても高周波特性が変化することを抑制することができる高周波モジュール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】
【０００８】
実施形態に係る高周波モジュールは、実施形態に係る高周波モジュールは、高周波部品と、前記高周波部品に設けられた突起部と、前記高周波部品が接触するベースプレートと、前記ベースプレートの上面に設けられ、前記突起部が挿入される凹部と、を備える。前記凹部は、前記ベースプレートが所定温度より高いときに前記突起部から離間し、前記ベースプレートが前記所定温度以下のときに前記突起部を挟持するように設けられる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る高周波モジュールを示す斜視図である。
【図２Ａ】第１の実施形態に係る高周波モジュールを模式的に示す上面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿った高周波モジュールの断面図である。
【図３Ａ】実装温度の環境下における凹部の様子を示すベースプレートの上面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿ったベースプレートの断面図である。
【図４Ａ】極低温の環境下における凹部の様子を示すベースプレートの上面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿ったベースプレートの断面図である。
【図５Ａ】高周波部品の実装方法を説明するための斜視図である。
【図５Ｂ】高周波部品の実装方法を説明するための図であって、図２Ｂに相当する断面図である。
【図６】高周波部品の実装方法を説明するための図であって、図２Ｂに相当する断面図である。
【図７】第１の実施形態の変形例に係る高周波モジュールを示す、図２Ｂに対応する断面図である。
【図８】第２の実施形態に係る高周波モジュールを示す斜視図である。
【図９Ａ】第２の実施形態に係る高周波モジュールを模式的に示す上面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿った高周波モジュールの断面図である。
【図１０Ａ】実装温度の環境下における凹部の様子を示すベースプレートの上面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿ったベースプレートの断面図である。
【図１１Ａ】極低温の環境下における凹部の様子を示すベースプレートの上面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿ったベースプレートの断面図である。
【図１２Ａ】高周波部品の実装方法を説明するための上面図である。
【図１２Ｂ】高周波部品の実装方法を説明するための図であって、図９Ｂに相当する断面図である。
【図１３】高周波部品の実装方法を説明するための図であって、図９Ｂに相当する断面図である。
【図１４】第２の実施形態の変形例に係る高周波モジュールを示す、図９Ｂに対応する断面図である。
【図１５Ａ】ベースプレートの変形例を模式的に示す上面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａの一点鎖線Ｙ−Ｙ´に沿ったベースプレートの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、実施形態に係る高周波モジュールについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る高周波モジュールを模式的に示す斜視図である。また、図２Ａは、第１の実施形態に係る高周波モジュールを模式的に示す上面図であり、図２Ｂは、図２Ａの一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿った高周波モジュールの断面図である。
【００１２】
図１、図２Ａ、および図２Ｂに示されるように、第１の実施形態に係る高周波モジュール１０は、冷却装置１００上に配置され、極低温である所定温度の環境下において動作するモジュールである。なお、本願において、「所定温度」とは、例えば窒素の沸点（−１９５．８℃）である。
【００１３】
高周波モジュール１０は、ベースプレート１１および高周波部品１２を具備しており、ベースプレート１１に高周波部品１２を実装することによって構成される。
【００１４】
高周波部品１２は、高周波半導体装置、高周波回路装置、または高周波回路部品であって、実装面１２ｍ（図２Ｂ）を下面に有する。また、高周波部品１２において、例えば実装面１２ｍには、実装面１２ｍから凸状に突出する突起部１３が設けられている。高周波部品１２がベースプレート１１に実装されたとき、高周波部品１２の実装面１２ｍおよび突起部１３の少なくとも側面は、ベースプレート１１に接触している。
【００１５】
なお、突起部１３は、必ずしも実装面１２ｍに設けられなくてもよい。突起部１３は、少なくともその一部分が、実装面１２ｍを含む平面から下方に突出していればよく、高周波部品１２の上面または側面に設けられていてもよい。
【００１６】
高周波部品１２の一例である高周波半導体装置は、例えば銅（Ｃｕ）、または銅タングステン（ＣｕＷ）等によって構成されるパッケージ基板を含むパッケージ内に、所望の高周波半導体チップを配置することによって構成されている。また、高周波半導体装置は、パッケージ基板の下面（実装面）に、例えばパッケージ基板と一体的に設けられた、パッケージ基板と同一材料によって構成される突起部１３を有する。パッケージ内に配置される高周波半導体チップは、所定温度以下の極低温の環境下において超伝導特性を有する半導体チップである。
【００１７】
高周波部品１２の他の一例である高周波回路装置は、例えばアルミナ（酸化アルミニウム：Ａｌ２Ｏ３）等によって構成される回路基板の上面上に所望の高周波回路を設けることによって構成されている。また、高周波回路装置は、回路基板の下面（実装面）に、例えば回路基板と一体的に設けられた、回路基板と同一材料によって構成される突起部１３を有する。高周波回路装置は、所定温度以下の極低温の環境下において超伝導特性を有する高周波回路装置である。
【００１８】
高周波部品１２のさらに他の一例である高周波回路部品は、例えばアルミナ（酸化アルミニウム：Ａｌ２Ｏ３）等によって構成されるチップ用基板の上面上にチップコンデンサ、チップ抵抗等を設けることによって構成されている。また、高周波回路部品は、チップ用基板の下面（実装面）に、例えばチップ用基板と一体的に設けられた、チップ用基板と同一材料によって構成される突起部１３を有する。高周波回路部品は、所定温度以下の極低温の環境下において超伝導特性を有する高周波回路装置である。
【００１９】
このように、高周波部品１２は、パッケージ基板、回路基板、チップ用基板、等の高周波部品用基板、およびこの基板の下面（実装面１２ｍ）に設けられた突起部１３、を備えている。そして、高周波部品１２は、所定温度以下の極低温の環境下において超伝導特性を有する。
【００２０】
高周波部品１２が実装されるベースプレート１１は、高周波部品１２において発せられる熱を冷却装置１００に放熱し、高周波部品１２を冷却する板体である。ベースプレート１１は、高周波部品１２の突起部１３の熱膨張係数（以下、本願において高周波部品１２の熱膨張係数と称する。）より大きい熱膨張係数を有する材料によって構成される、例えば四角形の板体であって、銅モリブデン（ＣｕＭｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の熱伝導性に優れた金属材料によって構成される。
【００２１】
なお、ベースプレート１１は、高周波部品１２の熱膨張係数より５×１０−６[／Ｋ]以上大きい熱膨張係数を有する材料によって構成されることが好ましいが、この理由については後述する。
【００２２】
図２Ｂに示すように、このベースプレート１１の上面には、上面から下面方向に向かって延伸する凹部１４が設けられている。凹部１４は、例えば直方体状のベースプレート材を切削加工する等して設けられている。この凹部１４は、高周波部品１２の突起部１３が挿入される部分であって、側面１４ｓ、および側面１４ｓによって囲まれた底面１４ｂ、によって構成されている。側面１４ｓは、高周波部品１２の突起部１３を挟持して固定する。底面１４ｂは、底面１４ｂに対して平行な断面（以下、水平断面と称する。）における突起部１３の形状に対して相似形状のベースプレート１１の一面である。
【００２３】
ベースプレート１１に設けられた凹部１４は、ベースプレート１１の温度変化に伴う伸縮によって伸縮するが、本実施形態において、極低温である所定温度の環境下における凹部１４の深さＤ１は、高周波部品１２の突起部１３の長さＬ１に実質的に一致している（図２Ｂ）。なお、「Ｄ１とＬ１とが実質的に一致する」とは、高周波部品１２の実装面１２ｍとベースプレート１１の上面とが接触する程度にＤ１とＬ１とが略一致することを意味する。
【００２４】
以下に、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂを参照して、凹部１４についてより詳細に説明する。図３Ａは、ベースプレート１１に高周波部品１２を実装するときの温度（実装温度）での環境下における凹部１４の様子を示すベースプレート１１の上面図であり、図３Ｂは、図３Ａの一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿ったベースプレート１１の断面図である。また、図４Ａは、極低温の環境下における凹部１４の様子を示すベースプレート１１の上面図であり、図４Ｂは、図４Ａの一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿ったベースプレート１１の断面図である。なお、図３Ａおよび図４Ａに記載されている点線は、水平断面における高周波部品１２の突起部１３の形状を示しており、図３Ｂおよび図４Ｂに記載されている点線は、水平断面に対して垂直な断面（以下、垂直断面と称する。）における、突起部１３を含む高周波部品１２の形状を示している。
【００２５】
図３Ａに示すように、凹部１４は、所定温度より高い温度（例えば室温等の実装温度）での環境下における底面１４ｂの面積が、水平断面における高周波部品１２の突起部１３の面積より大きくなるように設けられている。さらに図３Ｂに示すように、凹部１４は、所定温度より高い温度（例えば室温等の実装温度）の環境下における深さＤ２が、高周波部品１２の突起部１３の高さＬ２より長くなるように設けられている。
【００２６】
また、図４Ａに示すように、凹部１４は、所定温度以下の環境下における底面１４ｂの面積が、水平断面における高周波部品１２の突起部１３の面積より小さくなるように設けられている。さらに図４Ｂに示すように、凹部１４は、所定温度の環境下における深さＤ１が、高周波部品１２の突起部１３の高さＬ１に実質的に一致するように設けられている。
【００２７】
なお、このような凹部１４の形状の変化は、温度変化に基づくベースプレート１１の伸縮による。また、高周波部品１２の突起部１３の形状の変化は、温度変化に基づく自身の伸縮による。
【００２８】
再度図１、図２Ａ、および図２Ｂを参照する。このような高周波モジュール１０は、冷却装置１００上に配置される。なお、冷却装置１００については限定されないが、例えば、液体窒素等の寒材を充填可能な銅等の箱体によって構成されている。
【００２９】
高周波モジュール１０が冷却装置１００上に配置されることによってベースプレート１１が極低温である所定温度となったとき、高周波部品１２の実装面１２ｍはベースプレート１１の上面に接触しているとともに、高周波部品１２の突起部１３はベースプレート１１に設けられた凹部１４の側面１４ｓに挟持されている。このようにして、高周波部品１２がベースプレート１１に実装されている。
【００３０】
次に、高周波部品１２の実装方法について、図５Ａ、図５Ｂ、および図６を参照して説明する。図５Ａは、高周波部品１２の実装方法を説明するための斜視図である。また、図５Ｂおよび図６は、高周波部品１２の実装方法を説明するための図であって、図２Ｂに相当する断面図である。
【００３１】
まず、所定温度より高い温度の環境下において、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、ベースプレート１１の上面に高周波部品１２を配置する。このとき、高周波部品１２の突起部１３は、凹部１４内に挿入される（図５Ｂ）。高周波部品１２は、実装面１２ｍとベースプレート１１の上面との間に接合材を介在させずに配置される。さらに、高周波部品１２は、突起部１３と凹部１４の側面１４ｓおよび底面１４ｂとの間にも接合材を介在させずに配置される。
【００３２】
所定温度より高い温度の環境下において、凹部１４の底面１４ｂの面積は、水平断面における高周波部品１２の突起部１３の面積よりも大きくなっている（図３Ａ）。したがって、高周波部品１２の突起部１３は、凹部１４の側面１４ｓから離間している。さらに、所定温度より高い温度の環境下において、凹部１４の深さＤ２は、高周波部品１２の突起部１３の高さＬ２よりも長くなっている（図３Ｂ）。したがって、高周波部品１２の突起部１３は、凹部１４の底面１４ｂからも離間している。
【００３３】
次に、図６に示すように、冷却装置１００上にベースプレート１１を配置し、ベースプレート１１を、所定温度まで冷却する。すると、ベースプレート１１は、凹部１４の底面１４ｂの面積が、水平断面における高周波部品１２の突起部１３の面積よりも小さくなるように収縮する（図４Ａ）。この結果、凹部１４の側面１４ｓが高周波部品１２の突起部１３に接触して、凹部１４の側面１４ｓが高周波部品１２の突起部１３を挟持する。さらに、所定温度の環境下において、ベースプレート１１は、凹部１４の深さＤ１が高周波部品１２の突起部１３の高さＬ１に実質的に一致するように収縮する（図４Ｂ）。この結果、凹部１４の底面１４ｂが高周波部品１２の突起部１３に接触する。
【００３４】
なお、ベースプレート１１を所定温度よりさらに低い温度まで冷却してもよい。この場合であっても、高周波部品１２の突起部１３は凹部１４の側面１４ｓに挟持されるため、高周波部品１２をベースプレート１１に実装することができる。しかし、凹部１４の深さが突起部１３の長さよりも浅くなり、高周波部品１２がベースプレート１１から浮いた状態になる可能性がある。したがって、ベースプレート１１を所定温度にすることが好ましい。
【００３５】
このようにして高周波部品１２は、ベースプレート１１に実装される。なお、高周波部品１２の突起部１３が凹部１４に配置されていない場合、凹部１４は、底面１４ｂの面積が水平断面における高周波部品１２の突起部１３の面積よりも小さくなるように収縮するが、高周波部品１２の突起部１３が凹部１４に配置されている場合、凹部１４の収縮は、突起部１３に阻害され、凹部１４は、底面１４ｂの面積が水平断面における突起部１３の面積に実質的に一致するまで収縮する。
【００３６】
以上に説明したように、ベースプレート１１の凹部１４を、所定温度より高い温度（例えば室温）の環境下においては底面１４ｂが高周波部品１２の突起部１３の断面より大きくなるように設けておき、ベースプレート１１を所定温度以下の極低温の環境下に配置することによる凹部１４の収縮によって、高周波部品１２は、ベースプレート１１に実装される。したがって、上述したように、ベースプレート１１は、高周波部品１２の熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する材料によって構成される必要がある。ベースプレート１１の熱膨張係数と高周波部品１２の熱膨張係数との差が５×１０−６[／Ｋ]以上である場合、高周波部品１２の突起部１３に対するベースプレート１１の収縮率を十分に大きくできるため、より確実に高周波部品１２をベースプレート１１に実装することができる。したがって、ベースプレート１１は、高周波部品１２の熱膨張係数より５×１０−６[／Ｋ]以上大きい熱膨張係数を有する材料によって構成されることが好ましい。反対に、ベースプレート１１の熱膨張係数と高周波部品１２の熱膨張係数との差が５×１０−６[／Ｋ]より小さい場合、高周波部品１２の突起部１３に対するベースプレート１１の収縮率を十分に大きくできなくなり、ベースプレート１１に対する高周波部品１２の実装の信頼性が低下する。
【００３７】
以上に説明した第１の実施形態によれば、ベースプレート１１に対して接合材を介さずに高周波部品１２が固定されるため、高周波モジュール１０の温度変化による破損を抑制することができる。
【００３８】
さらに、第１の実施形態によれば、高周波部品１２の突起部１３に対する凹部１４の収縮によって、高周波部品１２がベースプレート１１に固定される。ここで、凹部１４は、自身の大きさ（凹部１４の底面１４ｂの面積および凹部１４の深さ）がベースプレート１１の温度変化によって伸縮するのみであり、ベースプレート１１に対する凹部１４の位置は、温度毎に一意に決まっている。したがって、ベースプレート１１に対して一定の位置に高周波部品１２を実装することができ、高周波モジュール１０の高周波特性の変化を抑制することができる。
【００３９】
＜第１の実施形態の変形例＞
図７は、第１の実施形態の変形例に係る高周波モジュール１０´を示す図であって、図２Ｂに対応する断面図である。図７に示すように、底面１４ｂおよび側面１４ｓ´によって構成される凹部１４´を備える高周波モジュール１０´において、所定温度の環境下における凹部１４´の深さＤ１´は、高周波部品１２の突起部１３´の長さＬ１´より深くてもよい。このような高周波モジュール１０´であっても、第１の実施形態に係る高周波モジュール１０と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
さらに、第１の実施形態の変形例によれば、所定温度よりさらに低い環境下における凹部１４´の深さを、高周波部品１２の突起部１３´の長さより深くすることができる。したがって、ベースプレート１１を所定温度より低くしても、高周波部品１２がベースプレート１１から上方に浮くことを抑制することができる。このため、第１の実施形態と比較して、温度制御が容易になる。
【００４１】
＜第２の実施形態＞
図８は、第２の実施形態に係る高周波モジュールを模式的に示す斜視図である。また、図９Ａは、第２の実施形態に係る高周波モジュールを模式的に示す上面図であり、図９Ｂは、図９Ａの一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿った高周波モジュールの断面図である。以下に、図８、図９Ａ、および図９Ｂを参照して、第２の実施形態に係る高周波モジュールについて説明する。なお、以下の第２の実施形態に係る高周波モジュール２０の説明において、第１の実施形態に係る高周波モジュール１０と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
第２の実施形態に係る高周波モジュール２０において、高周波部品１２の突起部２１の先端部は、逆テーパ形状になっている（図９Ｂ）。また、このような突起部２１の形状に応じて、ベースプレート１１に設けられる、底面２２ｂおよび側面２２ｓによって構成される凹部２２の垂直断面における形状も、底面２２ｂ付近において逆テーパ形状になっている（図９Ｂ）。
【００４３】
さらに、上述のような突起部２１の形状および凹部２２の形状のため、高周波部品１２をベースプレート１１に実装するときに、突起部２１を上方から凹部２２に挿入することができない。したがって、凹部２２は、ベースプレート１１の一側面に至るように延伸して帯状に設けられている（図８、図９Ａ）。そして、突起部２１を除く凹部２２の内部には、封止材２３が充填されている。封止材２３は如何なる材料であってもよいが、ベースプレート１１と同一材料によって構成されることが好ましい。
【００４４】
なお、ベースプレート１１および高周波部品１２の材料は、第１の実施形態と同様であるため、これらの説明は省略する。
【００４５】
以下に、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ、図１１Ｂを参照して、凹部２２についてより詳細に説明する。図１０Ａは、ベースプレート１１に高周波部品１２を実装するときの温度（実装温度）での環境下における凹部２２の様子を示すベースプレート１１の上面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａの一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿ったベースプレート１１の断面図である。また、図１１Ａは、極低温の環境下における凹部２２の様子を示すベースプレート１１の上面図であり、図１１Ｂは、図１１Ａの一点鎖線Ｘ−Ｘ´に沿ったベースプレート１１の断面図である。なお、図１０Ａおよび図１１Ａに記載されている点線は、水平断面における高周波部品１２の突起部２１の形状を示しており、図１０Ｂおよび図１１Ｂに記載されている点線は、垂直断面における、突起部２１を含む高周波部品１２の形状を示している。
【００４６】
図１０Ａに示すように、凹部２２は、所定温度より高い温度（例えば室温等の実装温度）での環境下における幅Ｗ２が、高周波部品１２の突起部２１の幅Ｔ２より大きくなるように設けられている。さらに図１０Ｂに示すように、凹部２２は、所定温度より高い温度（例えば室温等の実装温度）での環境下における深さＤ４が、高周波部品１２の突起部２１の高さＬ４より長くなるように設けられている。なお、「凹部２２の幅」とは、凹部２２の長手方向に対して垂直方向における凹部２２の長さを意味する。また、「突起部２１の幅」とは、凹部２２の長手方向に対して垂直方向における突起部２１の長さを意味する。以下、同様である。
【００４７】
また、図１１Ａに示すように、凹部２２は、所定温度以下の環境下における幅Ｗ１が、高周波部品１２の突起部２１の幅Ｔ１より小さくなるように設けられている。さらに図１１Ｂに示すように、凹部２２は、所定温度の環境下における深さＤ３が、高周波部品１２の突起部２１の高さＬ３に実質的に一致するように設けられている。
【００４８】
再度図８、図９Ａおよび図９Ｂを参照する。このような高周波モジュール２０は、冷却装置１００上に配置される。高周波モジュール２０が冷却装置１００上に配置されているとき、ベースプレート１１は極低温である所定温度となる。このとき、高周波部品１２はベースプレート１１に設けられた凹部２２の側面２２ｓに挟持されており、このようにして、高周波部品１２がベースプレート１１に実装されている。
【００４９】
次に、高周波部品１２の実装方法について、図１２Ａ、図１２Ｂ、および図１３を参照して説明する。図１２Ａは、高周波部品１２の実装方法を説明するための上面図であり、図１２Ｂおよび図１３はそれぞれ、高周波部品１２の実装方法を説明するための図であって、図９Ｂに相当する断面図である。
【００５０】
まず、所定温度より高い温度の環境下において、図１２Ａに示すように、高周波部品１２の突起部２１が凹部２２の長手方向における端部に衝突するまで、突起部２１を凹部２２に沿ってスライド移動させる。このようにして、高周波部品１２をベースプレート１１の上面に配置する（図１２Ａ、図１２Ｂ）。高周波部品１２は、ベースプレート１１の上面と高周波部品１２の実装面１２ｍとの間に接合材を介在させずに配置される。所定温度より高い温度の環境下において、凹部２２の幅Ｗ２は、高周波部品１２の突起部２１の幅Ｔ２よりも大きくなっている（図１０Ａ）。また、所定温度より高い温度の環境下において、凹部２２の深さＤ４は、高周波部品１２の突起部２１の長さＬ４よりも深くなっている（図１０Ｂ。）したがって、高周波部品１２は実装面１２ｍ以外の部分において、ベースプレート１１から離間している。
【００５１】
次に、図１３に示すように、冷却装置１００上にベースプレート１１を配置し、ベースプレート１１を、所定温度まで冷却する。すると、凹部２２の幅Ｗ１が高周波部品１２の突起部２１の幅Ｔ１よりも小さくなるように、ベースプレート１１が収縮する（図１１Ａ）。この結果、凹部２２の側面２２ｓが高周波部品１２の突起部２１に接触して、凹部２２の側面２２ｓが高周波部品１２の突起部２１を挟持する。さらに、所定温度の環境下において、ベースプレート１１は、凹部２２の深さＤ３が高周波部品１２の突起部２１の高さＬ３に実質的に一致するように収縮する（図１１Ｂ）。この結果、凹部２２の底面２２ｂが高周波部品１２の突起部２１に接触する。なお、高周波部品１２の突起部２１が凹部２２に配置されていない場合、凹部２２は、凹部２２の幅が高周波部品１２の突起部２１の幅よりも小さくなるように収縮するが、高周波部品１２の突起部２１が凹部２２に配置されている場合、凹部２２の収縮は、突起部２１に阻害され、凹部２２は、凹部２２の幅が突起部２１の幅に実質的に一致するまで収縮する。
【００５２】
なお、ベースプレート１１を所定温度よりさらに低い温度まで冷却してもよい。この場合であっても、高周波部品１２の突起部２１は凹部２２の側面２２ｓに挟持されるため、高周波部品１２をベースプレート１１に実装することができる。しかし、凹部２２の深さが突起部２１の長さよりも浅くなり、高周波部品１２がベースプレート１１から浮いた状態になる可能性がある。したがって、ベースプレート１１を所定温度にすることが好ましい。
【００５３】
最後に、突起部２１を除く凹部２２の内部を封止材２３で充填する。このようにして高周波部品１２は、ベースプレート１１に実装される。
【００５４】
以上に説明した第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の理由により、温度変化による破損の抑制が可能であり、さらに、ベースプレート１１に対して一定の位置に高周波部品１２を実装することができ高周波特性の変化の抑制が可能な高周波モジュール２０を提供することができる。
【００５５】
さらに、第２の実施形態によれば、高周波部品１２の突起部２１の先端部が逆テーパ形状になっており、凹部２２の形状も、このような突起部２１の形状に対応した形状となっている。したがって、第１の実施形態と比較して、高周波部品１２をベースプレート１１から離れ難くすることができる。この結果、より高い信頼度で、ベースプレート１１に高周波部品１２を実装することができる。
【００５６】
＜第２の実施形態の変形例＞
図１４は、第２の実施形態の変形例に係る高周波モジュールを示す図であって、図９Ｂに対応する断面図である。図１４に示すように、底面２２ｂおよび側面２２ｓ´によって構成される凹部２２´を備える高周波モジュール２０´において、所定温度の環境下における凹部２２´の深さＤ３´は、高周波部品１２の突起部２１´の長さＬ３´より深くてもよい。このような高周波モジュール２０´であっても、第２の実施形態に係る高周波モジュール２０と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
さらに、第２の実施形態の変形例によれば、所定温度よりさらに低い環境下における凹部２２´の深さを、高周波部品１２の突起部２１´の長さより深くすることができる。したがって、ベースプレート１１を所定温度より低くしても、高周波部品１２がベースプレート１１から上方に浮くことを抑制することができる。このため、第２の実施形態と比較して、温度制御が容易になる。
【００５８】
以上に、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００５９】
例えば冷却装置をベースプレート１１に組み込んでもよい。例えば図１５Ａおよび図１５Ｂに示すように、ベースプレート１１の内部に、液体窒素等の寒材を流すことができる流路１０１を設けてもよい。この場合、流路１０１内に寒材を流すことによってベースプレート１１を冷却できるため、冷却装置１００は不要となり、冷却装置を含めた高周波モジュールの小型化が可能となる。
【００６０】
また、上述した各実施形態において、高周波部品１２に設けられる突起部１３、１３´、２１、２１´は一つだったが、一つの高周波部品１２に対して突起部１３、１３´、２１、２１´を複数個設けてもよい。また、突起部１３、１３´、２１、２１´の数に対応して、ベースプレート１１に複数個の凹部１４、１４´、２２、２２´を設けてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０、１０´、２０、２０´・・・高周波モジュール
１１・・・ベースプレート
１２・・・高周波部品
１２ｍ・・・実装面
１３、１３´、２１、２１´・・・突起部
１４、１４´、２２、２２´・・・凹部
１４ｂ、２２ｂ・・・底面
１４ｓ、１４ｓ´、２２ｓ、２２ｓ´・・・側面
２３・・・封止材
１００・・・冷却装置
１０１・・・流路
【図１】
2017108004.tif 000003
【図２Ａ】
2017108004.tif 000004
【図２Ｂ】
2017108004.tif 000005
【図３Ａ】
2017108004.tif 000006
【図３Ｂ】
2017108004.tif 000007
【図４Ａ】
2017108004.tif 000008
【図４Ｂ】
2017108004.tif 000009
【図５Ａ】
2017108004.tif 000010
【図５Ｂ】
2017108004.tif 000011
【図６】
2017108004.tif 000012
【図７】
2017108004.tif 000013
【図８】
2017108004.tif 000014
【図９Ａ】
2017108004.tif 000015
【図９Ｂ】
2017108004.tif 000016
【図１０Ａ】
2017108004.tif 000017
【図１０Ｂ】
2017108004.tif 000018
【図１１Ａ】
2017108004.tif 000019
【図１１Ｂ】
2017108004.tif 000020
【図１２Ａ】
2017108004.tif 000021
【図１２Ｂ】
2017108004.tif 000022
【図１３】
2017108004.tif 000023
【図１４】
2017108004.tif 000024
【図１５Ａ】
2017108004.tif 000025
【図１５Ｂ】
2017108004.tif 000026