(57)【要約】【課題】シールドの有効性劣化を抑えつつシールド内へアクセスできる、シールドされた高周波モジュールを提供する。【解決手段】高周波回路モジュールであって、プリント回路基板（ＰＣＢ）１５０の上面と蓋とに電気的に結合され、少なくとも一部がＰＣＢ１５０の上面に回路を含む回路領域１１４を画定する内側壁１１８を備える導電性フレーム１１０と、導電性フレーム１１０の外側にあって、高周波信号を有する回路領域１１４とインタフェースし、導電性フレーム１１０内に配置される外側導体を具備するコネクタ１３０を備え、コネクタ１３０の少なくとも一部が導電性フレーム１１０に電気的に結合され、導電性フレーム１１０の内側壁１１８、ＰＣＢ１５０の上面及び蓋が回路領域１１４を囲むシールドを画定する。【選択図】  図１
2009060092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドされた高周波回路モジュールであって、
プリント回路基板の上面と蓋とに電気的に結合される導電性フレームであって、回路領域を画定する内側壁を備え、該回路領域の少なくとも一部は、前記プリント回路基板の前記上面に回路を含む、導電性フレームと、
前記導電性フレームの外側の、高周波信号を有する前記回路領域とインタフェースするようになっているコネクタであって、前記導電性フレーム内に配置される外側導体を備え、該コネクタの少なくとも一部は前記導電性フレームに電気的に結合されており、該導電性フレームの前記内側壁、前記プリント回路基板の前記上面及び前記蓋が、前記回路領域を囲むシールドを画定する、コネクタと、
を備える、シールドされた高周波回路モジュール。
【請求項２】
前記導電性フレームは金属フレームを含み、前記プリント回路基板の前記上面は金属層を含む、請求項１に記載のシールドされた高周波回路モジュール。
【請求項３】
前記導電性フレームは、コネクタランチの溝縁部への接触圧力を増加するようになっているコネクタランチ溝を有し、接地接触抵抗の低下を促進する、請求項１に記載のシールドされた高周波回路モジュール。
【請求項４】
前記導電性フレームは、導電性材料を介して前記プリント回路基板の前記上面に機械的に接続される、請求項１に記載のシールドされた高周波回路モジュール。
【請求項５】
前記導電性材料は、ガスケット又は接着剤のうちの一方を含む、請求項４に記載のシールドされた高周波回路モジュール。
【請求項６】
前記プリント回路基板の底面と接すると共に前記導電性フレームに接続されるバッキングプレートであって、前記導電性フレームと前記プリント回路基板の前記上面との間の圧力を増大させ、電気的結合を高めるようになっている、バッキングプレートをさらに備える、請求項１に記載のシールドされた高周波回路モジュール。
【請求項７】
高周波回路をシールドする導電性フレームであって、前記高周波回路の少なくとも一部はプリント回路基板に位置し、該導電性フレームは、
前記プリント回路基板の上面と接触する底面と、
前記プリント回路基板に位置する前記高周波回路領域の前記一部に対応する開口部を画定する複数の内側側壁であって、前記高周波回路領域は、前記開口部の該複数の内側側壁、前記プリント回路基板の前記上面、及び該導電性フレームの上面に固定される蓋によってシールドされる、複数の内側側壁と、
前記シールドされる高周波回路領域と信号コネクタとの間にインタフェースを提供するように動作するコネクタ孔であって、前記信号コネクタは、該孔に挿入可能であると共に、少なくともミリ波信号を前記高周波回路に結合し、前記高周波回路領域において前記プリント回路基板上の伝送線路と接触するピンを備え、前記導電性フレームは前記コネクタの外側導体を受け取るようになっている、コネクタ孔と、
を備える、導電性フレーム。
【請求項８】
前記導電性フレームの前記底面は、前記プリント回路基板の前記上面に電気的に結合され、該導電性フレームの前記上面は前記蓋に電気的に結合される、請求項７に記載の導電性フレーム。
【請求項９】
前記導電性フレームの前記底面は、シールドガスケットを包含するガスケット溝を画定し、該シールドガスケットは、前記導電性フレームの前記底面と前記プリント回路基板の前記上面との間の導電接触を高める、請求項８に記載の導電性フレーム。
【請求項１０】
前記プリント回路基板の底面と接触するバッキングプレートを取り付けるための少なくとも１つのコネクタであって、前記バッキングプレートは、前記導電性フレームの前記底面に対して、前記プリント回路基板へ圧力を加えさせるようにし、該プリント回路基板の前記上面との接触を高める、少なくとも１つのコネクタをさらに備える、請求項７に記載の導電性フレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波回路モジュールに係り、特にシールドされた高周波モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁シールドは、回路の異なる部品間の干渉及び外部の信号源からの干渉を低減することによって、高周波（たとえばマイクロ波及びミリ波）回路の性能を向上させる。回路は通常、金属の筐体又はシールドによって電磁的にシールドされる。多くの場合、シールド内の信号にアクセスするために開口部が設けられているが、このような開口部はシールドの有効性を劣化させる可能性がある。
【０００３】
通常、ミリ波回路の部品は、プリント回路基板（ＰＣＢ）で使用するように設計されておらず、ＰＣＢ特徴部（features）及び工程を使用するミリ波回路経路は現在、たいていの用途について実用的なものではない。ＰＣＢ技術は、その比較的低いコスト及び広範な利用可能性から魅力的ではあるが、大量生産型のＰＣＢ製造及び組み立て技術の製造公差は制限的である。部品のサイズ及び公差は一般的に、性能を維持するために、意図された動作周波数が増加するにつれて減少する。ミリ波は比較的高い周波数を有するため、所定サイズの回路素子の影響はより顕著なものとなる。意図しない回路素子は望ましくなく、「寄生素子」と呼ばれる。たとえば、寄生インダクタは、ミリ波回路となり、回路の性能に影響を及ぼす可能性がある。寄生素子は、たとえば回路特徴部の不整合（ずれ）から生じる可能性があり、この不整合は、ＰＣＢの層の不整合（ずれ）、又はＰＣＢに組み立てられる部品の不整合（ずれ）に起因して生じる可能性がある。
【０００４】
ミリ波回路は、金属の蓋で閉じられている金属本体を有する混成超小型回路に組み込まれる場合がある。しかし、混成超小型回路は通常、シールドされたマイクロ波回路の組み込みに関して統合をあまり支援しない。たとえば、混成超小型回路内のバイアス及び支援回路は通常、別個のＰＣＢの使用に関してのみ実用的または費用効率が高い。したがって、混成超小型回路には一般的に、低周波機能及び高周波機能のために別個の、相互接続されるアセンブリが必要であり、単一の集積アセンブリよりも多くの部品及び高い組み立てレベルを有する。また、混成超小型回路への低周波接続は通常、ＤＣフィードを通じて為され、これは同軸の金属スリーブ内の誘電体によって支持されるピン（ワイヤ）である。
【０００５】
したがって、既知の混成超小型回路は多くの場合、比較的大きくかさばり、通常は、ＰＣＢと比較して比較的高い製造コストがかかる。さらに、部品及び組み立て工程の多くは高速自動化に適しておらず、これは特に金属本体の製造がバッチではなくシリアルであるためである。また、低い集積化が機能密度を制限し、これは、過度の損失及び低周波回路の共振に起因する性能を低下させ得る。
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１３１０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、少なくとも上述の欠点を克服する高周波回路及びそのシールドが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
代表的な実施の形態では、シールドされた高周波回路モジュールは、プリント回路基板の上面及び蓋に電気的に結合される導電性フレームを含む。導電性フレームは、回路領域を画定する内側壁を含み、回路領域の少なくとも一部は、プリント回路基板の上面に回路を含む。シールドされた高周波回路モジュールは、導電性フレームの外側の、高周波信号を有する回路領域とインタフェースするようになっているコネクタであって、導電性フレーム内に配置される外側導体を備え、当該コネクタの少なくとも一部が導電性フレームに電気的に結合されている、コネクタをさらに備える。導電性フレームの内側壁、プリント回路基板の上面及び蓋が、回路領域を囲むシールドを画定する。
【０００９】
別の代表的な実施の形態では、少なくとも一部がプリント回路基板に位置する高周波回路をシールドする導電性フレームは、底面、内側側壁及びコネクタ孔を含む。底面は、プリント回路基板の上面と接触する。内側側壁は、プリント回路基板に位置する高周波回路の一部に対応する開口部を画定し、高周波回路領域は、開口部の内側側壁、プリント回路基板の上面、及び導電性フレームの上面に添えられる蓋によってシールドされる。コネクタ孔は、シールドされる高周波回路領域と信号コネクタとの間にインタフェースを提供し、信号コネクタは、上記孔に挿入可能であると共に、少なくともミリ波信号を高周波回路に結合し、高周波回路領域においてプリント回路基板上の伝送線路と接触するピンを含む。さらに、導電性フレームは、コネクタの外側導体を受け取るようになっている。
【００１０】
別の代表的な実施の形態では、高周波回路用のシールドは、プリント回路基板の上部導電層と接触している導電性フレームと、プリント回路基板の底面と接触するバッキングプレートと、同軸コネクタとを含む。導電性フレームは、プリント回路基板に位置する高周波回路領域に対応する開口部を画定する。高周波回路領域は、開口部の壁、プリント回路基板の上部導電層、及び導電性フレームに電気的に結合される蓋によってシールドされる。バッキングプレートが導電性フレームに取り付けられ、プリント回路基板の上部導電層と導電性フレームとの間の接触を高めるために、導電性フレームに対して、プリント回路基板へ圧力を加えさせるようにする。同軸コネクタの一部が導電性フレームの孔を通り、シールドされた高周波回路領域を同軸ケーブルとインタフェースさせる。同軸コネクタの少なくとも外側導体が導電性フレームに電気的に結合され、ここで、外側導体は導電性フレーム内に配置されている。また、電力、制御信号、及び低周波マイクロ波信号のうちの少なくとも１つが、プリント回路基板の内側層上のトレースを介してシールドされた高周波領域にアクセスする。
【００１１】
本教示は、添付の図面と共に読まれるとき、以下の詳細な説明から最もよく理解される。特徴部は必ずしも一定の縮尺で描かれていない。実際的な部分はどこでも、同様の参照符号は同様の特徴部を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下の詳細な説明では、限定ではなく説明する目的で、本教示の完全な理解を提供するために特定の詳細を開示する代表的な実施形態を記載する。既知の装置、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、方法及びシステムの説明は、例示的な実施形態の説明を不明瞭なものにしないように省略され得る。とはいえ、当業者の範囲内にあるそのようなハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、装置、方法及びシステムを、代表的な実施形態に従って使用することができる。
【００１３】
本明細書で使用する場合、用語「高周波数（高周波）」は、マイクロ波周波数帯域及びミリ波周波数帯域の周波数を意味する。本教示のシールドされた高周波回路モジュールは、マイクロ波周波数回路及びミリ波周波数回路、部品及びシステムと共に使用することを意図する。マイクロ波は、３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚの範囲内の周波数を有する電磁波である。ミリ波は、マイクロ波のサブセットであり、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚの範囲内の周波数を有する。なお、実施形態はミリ波の用途と関連して説明される場合が多い。実施形態は単なる例示であり、本教示は他の高周波部品、回路及びシステムで使用されることが意図されることを強調しておく。さらに、本教示は、他の周波数帯域／サブバンド（たとえばＲＦ）においても同様に使用されることが意図される。
【００１４】
図１は、本開示の代表的な一実施形態による、シールドされたミリ波回路モジュール１００の斜視図である。シールドされたミリ波回路モジュール１００は、プリント回路基板（ＰＣＢ）１５０に機械的且つ電気的に接続されている、金属フレーム１１０等の電気的に導電性のフレーム（導電フレームと称する）を含むが、フレーム１１０は、本教示の精神及び範囲から逸脱することなく他の導電性材料を含み得る。そのような材料は、合金、多層金属／合金、当業者に既知の導電性複合材料を含むがこれらに限定されない。金属フレーム１１０は、ＰＣＢ１５０の表面の回路領域１１４を画定する開口部を含み、これがシールドされる領域である。回路領域１１４は、一般的にミリ波回路において使用される、薄膜回路１１６及び集積回路（ＩＣ）（概念的に示す）等のワイヤボンディングされる部品を含み得る。薄膜回路１１６は通常、受動回路であり、アルミナ、サファイア、シリカ、窒化アルミニウム、ベリリア、及び当業者に既知の他の材料等、電気絶縁性基板上へのパターン化された材料によって形成される伝送線路、抵抗器、コンデンサ、及びインダクタを含む。
【００１５】
金属フレーム１１０は、内周壁１１８も含み、これは、回路領域１１４と、金属フレーム１１０の外側のＰＣＢ１５０の他の部品及びＰＣＢ１５０の外側の部品との間のシールド壁として機能する。シールドの上部は、蓋（図示せず）によって提供され、これが回路領域１１４を覆う。蓋は、金属又は他の導電性材料から製造され得る。また、蓋は、別個の部品であってもよく、又はたとえばＰＣＢ１５０または金属フレーム１１０に隣接する別の回路のＰＣＢによって形成されてもよい。シールドの底部すなわちベースは、後述するように、金属層であるＰＣＢ１５０の上面によって提供される。
【００１６】
金属の蓋と金属フレーム１１０との間、及び金属フレーム１１０とＰＣＢ１５０の（たとえば金属の）上面との間の接続部又は接合部は導電性であり、たとえば回路領域１１４の周囲に実質的に連続的な電磁シールドを形成する。この連続的にシールドされる筐体は、環境筐体も形成し、機械的損傷、及び腐食の原因となる可能性がある周囲物質（たとえば湿気）から内部の部品を保護する。
【００１７】
ＰＣＢ１５０は、例示的には、バイアによって相互接続され、誘電材料の層によって分離されている複数の金属層を含む多層プリント回路基板である。代表的な一実施形態では、ＰＣＢ１５０は、たとえばエポキシ−ガラス−シリカ充填積層物の誘電体層で積層されている６つの金属層を含む。伝送（transition）及びシールドのためにブラインドバイア及びスルーバイアが使用される。ワイヤボンディング領域は、たとえば接合可能な金で選択的にめっきされ得る。
【００１８】
シールド基盤（シールドベース）として機能することに加えて、ＰＣＢ１５０は、ミリ波回路の低周波、マイクロ波及びミリ波の電子部品の相互接続を支持するようになっている。一般的にＰＣＢで使用される部品は、ミリ波回路モジュール１００に適切に取り付けられ、且つこの中に含まれることができる。ミリ波部品は、標準的な表面実装技術（ＳＭＴ）、既知のダイ接着及びワイヤボンディング技法によって、又は当業者が利用し得る範囲内の他の方法によってＰＣＢ１５０に例示的に取り付けられ、且つ電気的に接続される。シールド領域のベースとしてのＰＣＢ１５０の使用は、ミリ波部分を有するミリ波回路の低周波、マイクロ波及びミリ波の部分の組み合わせを、単一の物理回路へ助長する。したがって、物理回路は低コストであり、軽量であり、且つ高密度である。
【００１９】
同軸コネクタ１３０が金属フレーム１１０に取り付けられ、高周波信号、ミリ波信号を含む信号を回路領域１１４へ提供する。図２に示すように、図２は、代表的な一実施形態によるシールドされたミリ波回路モジュール１００の破断図を示し、同軸コネクタ１３０は、金属フレーム１１０の孔内へ挿入可能である。一実施形態では、同軸コネクタ１３０の外側導体が金属フレーム１１０に電気的に結合され、実質的に一定のインピーダンスを維持する。また、同軸コネクタ１３０は、金属フレーム１１０の金属本体によって機械的に支持される。さらに、金属フレーム１１０に電気的に結合されることに加えて、同軸コネクタの外側導体が金属フレーム１１０内に配置され、且つ金属フレーム１１０に機械的に接続される。例示的には、機械的接続は、はんだ付け又はメカニカルファスナ（たとえばねじ）等、さまざまな既知の方法のうちの１つによって為され得る。
【００２０】
同軸コネクタ１３０は、シールドされたミリ波回路モジュール１００の外側の同軸ケーブル（図示せず）と、シールドされたミリ波回路モジュール１００内の（たとえば回路領域１１４内の）薄膜回路１１６上のマイクロストリップ伝送線路２３４（図２）とにインタフェースする。たとえば、同軸コネクタ１３０の中心ピン１３１が金属フレーム１１０によって画定されるコネクタ孔２３５（コネクタチャネルとも呼ばれる）を貫通し、マイクロストリップ伝送線路２３４と接触し得る。なお、コネクタ孔２３５は、金属フレーム１１０に、実質的に電気的及び物理的に囲まれる（enclosing）経路を形成する。一実施形態では、中心ピン１３１は、たとえばはんだ付け又はメッシュボンド（mesh bond）接続によってマイクロストリップ伝送線路２３４に機械的に接続され得る。また、伝送線路２３４は代替的に、コプレーナ導波路、コプレーナストリップ、バランスドストリップ（balanced strip）、サスペンデッドストリップ線路等であり得る。同軸コネクタ１３０は、同軸ガラス−金属シール２３２を有し、シールドされたミリ波回路モジュール１００のケーブル側（外側）と回路側（内側）との間の環境バリアを提供してもよい。
【００２１】
図３は、図１及び図２に関連して上述した特徴部の多くに加えてバッキングプレート３４０を含む、代表的な一実施形態によるシールドされたミリ波回路モジュール３００の上部斜視図である。図１及び図２に関して説明した特徴部の詳細は、目下説明する実施形態を不明瞭にしないように繰り返さない。
【００２２】
シールドされたミリ波回路モジュール３００は一般的に、ＰＣＢ３５０の、上部の導電性部、たとえば金属の表面において接触する、金属フレーム３１０等の導電性フレームを含む。金属フレーム３１０は、ＰＣＢ３５０の表面上に、シールドされる回路領域３１４を画定する。バッキングプレート３４０を金属フレーム３１０に機械的に取り付け、金属フレーム３１０に対して、ＰＣＢ３５０の上面に圧力を加えさせるようにする。また、同軸コネクタ３３０が金属フレーム３１０に接続され、同軸コネクタ１３０に関して上述したように、ミリ波信号をシールドされた回路領域３１４に結合できるようにする。
【００２３】
シールドされた回路領域３１４は、薄膜回路３１６及びＩＣ等のワイヤボンディングされた部品を含む。図１に示すように、金属フレーム３１０の内周壁３１８は、回路領域３１４をシールドする壁として機能する。シールドの残りの部分は、金属の蓋（図示せず）、及びシールドベースとして機能するＰＣＢ３５０の上面によって提供される。
【００２４】
しかし、図３の金属フレーム３１０の内周壁３１８は、ミリ波用に特別に設計された回路面積を画定する。シールドされた回路領域３１４の例示的なパターンは、共振等の良くない伝送効果を防止するように設計される。たとえば、電磁エネルギーの発生源が導体で囲まれると、放射エネルギーを導体表面から反射することができる。電磁波の周波数がシールドされた回路の基本周波数または固有周波数に近い場合、共振が起こる可能性がある。既知のように、共振は、マイクロ波回路、特にキャビティ共振の性能にとって有害である可能性がある。最も注目すべきは、共振は回路の効率を低下させる役割を果たす。スミスチャートでは、これらの共振は多くの場合、「サックアウト」すなわちエネルギー流出として生じ、したがってサックアウトが生じる回路の動作周波数の部分において、過剰な損失を回路にもたらす。
【００２５】
したがって、金属フレーム３１０の寸法、及びシールドされた回路領域３１４のパターンは、囲まれると、シールドされた回路領域３１４によって支持される基本周波数が、回路の動作範囲よりも高い周波数で生じるように選択される。換言すると、金属フレーム３１０の寸法及びシールドされた回路領域３１４のパターンは、回路の動作範囲の基本周波数が支持されないように選択される。特定の実施形態では、さまざまなチャネル（たとえば内周壁３１８）の幅及び高さは、存在する全ての材料を考慮した後に、最高動作周波数の１／２波長よりも小さくなるように規定され得る。シールドされた回路領域３１４のパターンの特定のサイズ及び形状は、本教示の範囲及び精神に影響を与えることなく変わり得ること、また、他のサイズ及びパターン形状が意図されることが理解される。
【００２６】
加えて、さらに共振を最小化するために、又は他の望ましくない帯域外の共振が発生する場合は、電磁吸収材料が採用され得る。
【００２７】
図４は、代表的な一実施形態によるシールドされたミリ波回路モジュール３００の底部斜視図である。バッキングプレート３４０は、金属フレーム３１０をＰＣＢ３５０にしっかりと接続するために金属フレーム３１０が取り付けられる剛性支持体を提供する。バッキングプレート３４０は、たとえばねじ又はクランプ（図示せず）を用いて金属フレーム３１０に機械的に取り付けられることができ、ＰＣＢ３５０は、バッキングプレート３４０と金属フレーム３１０との間に配置される。これによって、金属フレーム３１０の周囲の底面に対して、ＰＣＢ３５０の上面へ実質的に一定圧力を加えさせる。一実施形態では、金属フレーム３１０とＰＣＢ３５０の上部金属層との間のこの金属−金属接触は、シールドするために必要な導電結合及び環境シールを提供するのに十分であり得る。また、一実施形態では、バッキングプレート３４０もしくは金属フレーム３１０、または、それらの両方は着脱可能であり得る。
【００２８】
ＰＣＢ３５０は、ミリ波回路モジュール３００の支持特徴部を有して設計及び製造される。たとえば、ＰＣＢ技術は、たとえば高い接続公差が必要であるためミリ波回路経路の構築には通常は適していないが、ＰＣＢ技術は、電源及び制御回路等の同等な低周波関連の支持機能に対応することができる。ＰＣＢ３５０を通じて電力を供給することによって、ミリ波回路用の別個のＤＣフィードを使用する必要がない。また、通常は高周波ミリ波回路経路よりも複雑であると共に多くの部品を含む低周波支援回路を、ＰＣＢ３５０上により効率的に製造することができる。
【００２９】
金属フレーム３１０が接続されるＰＣＢ３５０の領域は、金属又は他の導電性材料、好ましくは金又は他の貴金属によって被覆され、ＰＣＢ３５０と金属フレーム３１０との間の導電接触をより高めるようにしてもよい。また、ＰＣＢ３５０の上面は、グラウンド平面及びシールドとして働くように、金属フレーム３１０の内側と同様の材料又は同じ材料で被覆してもよい。ＰＣＢ３５０の上部導電層は、必要に応じて、上部導電層を用いる伝送線路、及びバイアの内側導電層への接続を可能にする開口部を有する。ＰＣＢ３５０の伝送線路及びバイアは、シールドされたミリ波回路モジュール３００内でマイクロ波信号を搬送して、そのような信号をその領域外の回路と接続することができる。
【００３０】
ミリ波回路経路は、ＩＣ、薄膜回路、ワイヤボンド、並びにＰＣＢ３５０上、及び金属フレーム３１０に機械加工されるか又は他の方法で形成されるチャネル及びキャビティ内に実装される他の部品を含み得る。シールドされた領域内にあるミリ波回路経路は、通常はワイヤボンドからＰＣＢ３５０上のパッドへ、ＰＣＢ３５０の低周波回路又はマイクロ波回路へ直接接続され得る。
【００３１】
図５は、図３に示すシールドされたミリ波回路モジュール３００の金属フレーム３１０の底部斜視図である。例示的な金属フレーム３１０の底面は、金属フレーム３１０の周囲の一部に沿って画定されるガスケット溝５２０を含む。ガスケット溝５２０は、金属フレーム３１０とＰＣＢ３５０との間のシールを高めるガスケット５２１（図示せず）を含む。代替的に、はんだ付け（たとえば無鉛はんだ）又は導電性接着剤（たとえば銀入りエポキシ）を、金属フレーム３１０とＰＣＢ３５０の上部層との間の接合部に塗布して、連続的な導電接触を確実にしてもよい。さらに、ガスケット、はんだ若しくは導電性エポキシ、または、それらの幾つかまたは全てを、金属フレーム３１０と金属の蓋との間の接合部に塗布してもよい。これらの特徴部は、本教示の精神及び範囲から逸脱することなく、所望の導電接続及び環境シールを達成するように単独で、又は任意の組合せで使用することができる。
【００３２】
図５はまた、コネクタランチ溝（connector launch groove）５６０を示し、この拡大図を図６に示す。コネクタランチ溝５６０は、溝縁部５６１のコネクタランチ領域５６２へ機械力を集中させ、抵抗の低い接地接触を促進する。他の表面処理、たとえばダイヤモンド粒子相互接続（diamond-particle interconnect）を用いて、導電接続を容易にすることができる。コネクタランチは、コネクタを回路へ結合するインタフェースである。
【００３３】
製造及び組み立てに関して、代表的な一実施形態では、ＳＭＴアセンブリが完成した後に、シールドされたミリ波回路モジュール３００がＰＣＢ３５０に組み付けられる。換言すると、ＩＣ、薄膜回路３１６、及び他のワイヤボンディング部品を含む全ての回路部品が、金属フレーム３１０が組み付けられる前にＰＣＢ３５０に取り付けられる。第１の組み立て工程は、ＳＭＴ部品がＰＣＢ３５０の両面（上面及び底面）に取り付けられる２側面マウントの取り付け（two-sided surface mount attach）であり得る。ＳＭＴ部品は、コネクタ、抵抗器、コンデンサ、インダクタ、トランジスタ、ダイオード、パッケージ入りＩＣ、標準的なシールド、及びＳＭＴ工程中に取り付けられ得る任意の部品を含み得る。ＳＭＴシールデッドマイクロ波コネクタ、及びマイクロ波回路の部分である特注の壁も、この工程中にＰＣＢ３５０の上面に取り付けられ得る。回路設計及びレイアウトが、製造公差及び組み立て公差に影響する。これらの公差は、回路性能の周波数範囲に対する主な限定事項である。
【００３４】
次いで、薄膜回路３１６、ＩＣ及び他のワイヤボンディング部品は、ＰＣＢ３５０に取り付けられ得る。これは通常、２段階（層）で行われ、すなわちシム（shim）又は薄膜回路３１６に実装されるＩＣに対応して行われる。ワイヤボンディング接続は、たとえばウェッジ接合で行われ得る。ワイヤボンディングされるシールドされたミリメータ波回路モジュール３１０の部品は、ＰＣＢ３５０の、たとえば上部金属接地平面に実装され、互いに接続されるか、又はたとえばエッジ間ワイヤボンドでＰＣＢ３５０に接続される。ミリ波部品の設置の正確性は、反射及び寄生を制限するように特定される。シールドされた領域（たとえば回路領域３１４）内外の全ての部品は、ＰＣＢ１５０のそれぞれの領域に取り付けられ、同じ工程でワイヤボンディングされ得る。
【００３５】
代表的な一実施形態において、金属フレーム３１０は、特定の特徴サイズ及び公差に対応することができる、メカニカルミリング等の機械加工方法によって形成される。金属フレーム３１０は、シールドされたミリ波回路モジュール３００の組み立てを可能にする種々の特徴部を含むように形成される。たとえば、金属フレーム３１０は、コネクタ（たとえば同軸コネクタ３３０）を取り付け、低反射電磁モードをマイクロストリップ回路に生じさせるための複数の特徴部を含み得る。また、モジュール３００は、ＰＣＢ３５０、金属フレーム３１０及び蓋によって画定されるチャネル又はキャビティを含んでもよく、マイクロ波回路部品がＰＣＢ１５０の上面に実装され得る。金属フレーム３１０はまた、金属の蓋を取り付けるための、バッキングプレート３４０を有するＰＣＢ３５０に金属フレーム３１０をクランプで固定するための複数の特徴部、または、金属フレーム３１０とＰＣＢ３５０との間の電気的接触及び機械的接触を高めるための複数の特徴部を含んでもよい。
【００３６】
信号コネクタ（たとえば同軸コネクタ３３０）が、金属フレーム３１０がＰＣＢ３５０に取り付けられる前に金属フレーム３１０に挿入される。コネクタ３３０と回路との整合（アライメント）は、回路の性能にとって重要であり、ミリ波回路モジュール３００の公差によって考慮される。正確に配置される整合部品（アライメント部品）が、ワイヤボンディングされた部品への損傷を防ぐために、且つ金属フレーム３１０の適切な位置付けを確実にするために、ガイドとして含まれ得る。整合部品は、薄膜コネクタランチ回路等の回路部品の中に含まれてもよく、又は専用部品であってもよい。コネクタ３３０の中心ピン１３１（図２及び図６）は、はんだ付け又はワイヤボンディング等の既知の方法によって薄膜コネクタランチ回路に接続され得る。
【００３７】
バッキングプレート３４０は、上述したように金属フレーム３１０をＰＣＢ３５０にしっかりと締結するように取り付けられる。図５及び図６に示すコネクタ３３０のコネクタランチ領域５６２のコネクタランチ溝５６０は、コネクタランチのための接地接触抵抗（値）の低下を促進する（たとえば同軸伝送線路からマイクロストリップ線路へのトランジション）。ダイヤモンド粒子相互接続等の他の表面処理を用いて、導電接続をさらに容易にしてもよく、金属フレーム３１０とＰＣＢ３５０との間の電気結合を確実にする。
【００３８】
種々の実施形態では、導電接続を高めるようにさらなる特徴部が含まれ得る。たとえば、図５に示すように、ガスケット５２１をガスケット溝５２０に挿入して、金属フレーム３１０とＰＣＢ３５０との間を形成し得るいかなる間隙もシールすることができる。代替的に又はこれに加えて、導電性エポキシ（図示せず）を、金属フレーム３１０とＰＣＢ３５０の上部層との間の接合部に適用してもよい。
【００３９】
電子部品を組み立て、金属フレーム３１０を取り付けた後で、蓋を取り付ける前に基本的な機能を確認するために電気試験を行ってもよい。試験の結果に応じて、蓋を組み付ける前に必要に応じて再加工を行ってもよい。
【００４０】
蓋は、金属等の導電性材料から、機械加工、打ち抜き加工等の適当な処理によって製造され得る。蓋は、たとえばバッキングプレート３４０にねじ留めされるメカニカルファスナ（図示せず）によって金属フレーム３１０にクランプで固定され得る。一実施形態では、蓋は、図３に示すような金属フレーム３１０の上面に画定されるリセス（凹部）３６０内に嵌まり得る。蓋と金属フレーム３１０との間の接合部は、連続的且つ導電性であるべきである。シールド（遮蔽）ガスケット又は導電性接着剤（たとえばエポキシ）を用いて、金属フレーム３１０と蓋との間の接合部をシールすることができる。ＰＣＢ３５０上のどこかに位置付けられシールドされるマイクロ波回路又はミリ波回路の蓋は、同様にこの段階で取り付けられ得る。
【００４１】
ヒートシンク、ブラケット、及び外部部品は、最後の組み立てステップにおいて取り付けられ得る。たとえば、回路部品は、それぞれの動作温度範囲内になるまで放散されなければならない熱を発生させる。温度は、ミリ波回路モジュール３００内に、熱を表面に導く熱伝導特徴部を設けることによって管理することができ、表面において、熱が環境（周囲）に放散され得る。したがって、ヒートシンク（図示せず）は、蓋もしくはバッキングプレート３４０、または、それらの両方に取り付けられるか、又は他の方法でこれらに熱的に結合され得る。また、熱発生部品を、熱エネルギーを効率的に広げる別個の素子又はＰＣＢ３５０に一体化される素子のいずれかである、熱伝導素子（たとえば層）に取り付けてもよい。熱エネルギーを広げることによって、続く材料を通り抜ける熱抵抗が低減する。
【００４２】
さらに、スルーバイア及び金属面が、ＰＣＢ３５０において熱伝導構造体を提供する。たとえば、シールドされた回路領域３４０内の部品から雰囲気への２つの熱経路が存在する。第１には、熱は、装置を通って熱拡散層（複数可）へ下方に、熱拡散層（複数可）を横方向に、ＰＣＢ３５０を横方向に通って、金属フレーム３１０を通って上方に、そして金属の蓋から外へ放散されることができる。第２に、熱は、装置を通って熱拡散層（複数可）へ下方に、熱拡散層（複数可）を横方向に、ＰＣＢ３５０を通って下方向に、そしてＰＣＢ３５０の底部から外へ放散されることができる。
【００４３】
シールドされたミリ波回路モジュール３００は、次いで、最終チェックとして再び試験され得る。シールドされたミリ波回路モジュール３００内の回路は、必要であれば、着脱可能であり得る蓋を取り外すことによって再加工され得る。
【００４４】
図７は、代表的な一実施形態による、バッキングプレートを含まない、取り付けられシールドされたミリ波回路モジュール７００を有する、プリント回路基板ＰＣＢ７５０の上部斜視図である。モジュール７００は、図１〜図６に関連して上述した多くの特徴部を含む。これらの特徴部の詳細は、目下説明する実施形態を不明瞭にしないように繰り返さない。ミリ波回路モジュール７００は、オープンシールデッド回路領域７１４を画定する、金属フレーム７１０等の導電性フレームを含み、キャビティ共振等の伝送の良くない効果を最小化するように設計される。シールドされた回路領域７１４は、ＰＣＢ７５０に実装される薄膜回路７１６及びＩＣを含む。蓋（図示せず）が、リセス（凹部）７６０内のシールドされた回路領域７１４上に挿入される。したがって、回路領域７１４は、ＰＣＢ７５０の上面、金属フレーム７１０の内側側壁７３４及び蓋によって、電磁的に且つ環境的にシールドされる。これらの部品それぞれの間の接合部は、確実な機械的接触及び電気結合が為されるように、ガスケットもしくは導電性材料、または、それらの両方から形成される接着剤を使用してさらにシールすることができる。
【００４５】
図７の例示的なミリ波回路モジュール７００は、ミリ波信号を含む信号用の３つの同軸コネクタ７３０を含む。ＰＣＢ７５０は、必要に応じて、マイクロ波信号、低周波信号、電力及び制御信号を含む他の信号に対応する別個のコネクタ７５２を含み得る。一実施形態では、電力、制御信号及びマイクロ波回路は、上述したようにシールドされたミリ波回路モジュール領域の外側に主に位置する。電力、制御電圧及びマイクロ波信号は、ＰＣＢ７５０の内側層上のトレースを介してシールドされたミリ波回路７００に接続され得る。特にマイクロ波信号は、シールドされたミリ波回路モジュール７００内のブラインドバイアに接続される、ＰＣＢ７５０内のストリップライン伝送線路によってシールドされたミリ波回路に接続され得る。最小限のミリ波回路が、シールドされたミリ波回路モジュール７００内に含まれ得る。
【００４６】
ミリ波信号は、シールドされたミリ波回路モジュール領域内に実質的に含まれ得る。ミリ波入力信号及び出力信号は、金属フレーム７１０に取り付けられる一定のインピーダンスのシールドされた同軸マイクロ波コネクタ７３０を介してシールドされたミリ波回路モジュール７００に接続される。たとえば、ミリ波信号は、たとえば薄膜回路上にあるマイクロストリップ伝送線路７１６を使用して、シールドされたミリ波回路モジュール７００内で経路付けされ得る。
【００４７】
種々の回路部品間の接続は、開示される実施形態のシールド属性に影響を与えることなく、既知のＰＣＢ技術を用いて為され得る。たとえば、ベアダイを、ワイヤボンドを用いて互いに且つＰＣＢ７５０に接続してもよい。接地又はいくらかの回路電位への裏面接続を必要とする部品は、ダイ取付ジョイントによって接続され得る。たとえばＳＭＴによって取り付けられるパッケージングされた部品への接続は、はんだ接合によって為され得る。スルーバイアのアレイが、ＰＣＢ７５０内でシールドするのに用いられてもよく、且つシールドされたミリ波回路モジュール７００の内側又は外側に位置してもよい。バイアアレイは、ＰＣＢ７５０内をトレースが通るのを可能にするように割り込み得る。ワイヤボンドは、ＰＣＢ７５０上のパッドをシールドエリア内のミリ波回路に接続し得る。
【００４８】
種々の回路部品が、電圧若しくは電流の制御、スイッチング、減衰、増幅、混合、サンプリング、フィルタ処理、又は（高周波のアナログ回路若しくはデジタル回路において必要とされ得る）その他の機能等の信号に基づいて動作を実行する。回路部品は、ＰＣＢ７５０に取り付けられるもの及びＰＣＢ７５０それ自身を含む、回路の全ての部品を含み得る。たとえば、ＰＣＢ７５０の金属層のパターンはフィルタリング素子を形成し得る。
【００４９】
図示しないが、単一のＰＣＢ７５０上に配置される複数のシールドされたミリ波回路モジュール７００によって、集積化をさらに向上することができる。これによって、単一のＰＣＢ７５０が、それぞれが別個のシールドされた信号コネクタを有する複数のシールドされた領域を支持することを可能にする。
【００５０】
前述したように、ミリ波回路モジュール７００は、回路のシールドされた領域において電磁エネルギーからのシールドを提供する。さらに、ミリ波回路モジュール７００のシールドは、通常はベアダイに必要とされる環境的保護及び機械的保護を提供する。ミリ波回路モジュール７００のシールドの構成によって、信頼性を大幅に低下させかねない湿気の侵入を低減する。たとえば、湿気は本質的に金属を通過しないが、たとえば蓋の取り付けに使用するたいていのＰＣＢ誘電材料及びエポキシは通過する。湿気の侵入は、ＰＣＢ７５０の表面を金属で被覆することによって、また可能な場合は、薄く広いジョイントを金属フレーム７１０及び蓋に取り付けることによって最小限にされる。
【００５１】
本教示を、特定の実施形態を参照して詳細に説明したが、本教示が属する分野の当業者は、特許請求の精神及び範囲から逸脱することなく、さまざまな変更及び強化が可能であることを理解するであろう。また、本明細書で説明したさまざまな装置及び方法は、例示としてのみ含まれており、決して限定するものではない。最後に、念のため、本発明の実施の形態を改めて列挙する。
【００５２】
（実施態様１）
シールドされた（shielded：シールデッド）高周波回路モジュール（１００）であって、
プリント回路基板（１５０）の上面と蓋とに電気的に結合される導電性フレーム（１１０）であって、回路領域（１１４）を画定する内側壁（１１８）を備え、該回路領域の少なくとも一部は、プリント回路基板の上面に回路を含む、導電性フレーム（１１０）と、
導電性フレームの外側の、高周波信号を有する回路領域とインタフェースするようになっているコネクタ（１３０）であって、導電性フレーム（１１０）内に配置される外側導体を備え、該コネクタの少なくとも一部は導電性フレームに電気的に結合されており、該導電性フレーム（１１０）の内側壁（１１８）、プリント回路基板（１５０）の上面及び蓋が、回路領域（１１４）を囲むシールドを画定する、コネクタ（１３０）と、
を備える、シールドされた高周波回路モジュール。
（実施態様２）
導電性フレーム（１１０）は金属フレームを含み、プリント回路基板（１５０）の上面は金属層を含む、実施態様１に記載のシールドされた高周波回路モジュール。
（実施態様３）
導電性フレームは、コネクタランチの溝縁部（５６１）への接触圧力を増加するようになっているコネクタランチ溝（５６０）を有し、接地接触抵抗の低下を促進する、実施態様１に記載のシールドされた高周波回路モジュール。
（実施態様４）
導電性フレームは、導電性材料を介してプリント回路基板の上面に機械的に接続される、実施態様１に記載のシールドされた高周波回路モジュール。
（実施態様５）
導電性材料は、ガスケット（５２１）又は接着剤のうちの一方を含む、実施態様４に記載のシールドされた高周波回路モジュール。
（実施態様６）
プリント回路基板（１５０）の底面と接すると共に導電性フレーム（１１０）に接続されるバッキングプレート（３４０）であって、導電性フレームとプリント回路基板（１５０）の上面との間の圧力を増大させ、電気的（electronic）結合を高めるようになっている、バッキングプレート（３４０）をさらに備える、実施態様１に記載のシールドされた高周波回路モジュール。
（実施態様７）
高周波回路（１１６）をシールドする導電性フレーム（１１０）であって、高周波回路の少なくとも一部はプリント回路基板（１５０）に位置し、該導電性フレームは、
プリント回路基板（１５０）の上面と接触する底面と、
プリント回路基板（１５０）に位置する高周波回路領域（１１４）の一部に対応する開口部を画定する複数の内側側壁（１１８）であって、高周波回路領域（１１４）は、開口部の該複数の内側側壁（１１８）、プリント回路基板の上面、及び該導電性フレームの上面に固定される蓋によってシールドされる、複数の内側側壁（１１８）と、
シールドされる高周波回路領域（１１４）と信号コネクタ（１３０）との間にインタフェースを提供するように動作するコネクタ孔（２３５）であって、信号コネクタは、該孔に挿入可能であると共に、少なくともミリ波信号を高周波回路に結合し、高周波回路領域においてプリント回路基板（１５０）上の伝送線路（２３４）と接触するピン（１３１）を備え、導電性フレームはコネクタの外側導体を受け取るようになっている、コネクタ孔（２３５）と、
を備える、導電性フレーム。
（実施態様８）
導電性フレームの底面は、プリント回路基板（１５０）の上面に電気的に結合され、該導電性フレーム（１１０）の上面は蓋に電気的に結合される、実施態様７に記載の導電性フレーム。
（実施態様９）
導電性フレーム（１１０）の底面は、シールドガスケットを包含するガスケット溝（５２０）を画定し、該シールドガスケットは、導電性フレームの底面とプリント回路基板の上面との間の導電接触を高める、実施態様８に記載の導電性フレーム。
（実施態様１０）
プリント回路基板（１５０）の底面と接触するバッキングプレート（３４０）を取り付けるための少なくとも１つのコネクタ（１３０）であって、バッキングプレートは、導電性フレーム（１１０）の底面に対して、プリント回路基板（１５０）へ圧力を加えさせるようにし、該プリント回路基板の上面との接触を高める、少なくとも１つのコネクタ（１３０）をさらに備える、実施態様７に記載の導電性フレーム。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】代表的な一実施形態による、シールドされたミリ波回路モジュールの上部斜視図である。
【図２】代表的な一実施形態による、図１に示されるシールドされたミリ波回路モジュールの破断図である。
【図３】代表的な一実施形態による、シールドされたミリ波回路モジュールの上部斜視図である。
【図４】代表的な一実施形態による、図３に示されるシールドされたミリ波回路モジュールの底部斜視図である。
【図５】代表的な一実施形態による、図３に示されるシールドされたミリ波回路モジュールの金属フレームの底部斜視図である。
【図６】代表的な一実施形態による、図５に示される金属フレームの破断図である。
【図７】代表的な一実施形態による、シールドされたミリ波回路モジュールの上部斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００，３００，７００  ミリ波回路モジュール
１１０  導電性フレーム
１１４，３１４，７１４  回路領域
１１６，３１６  薄膜回路
１１８  内側側壁
１３０  信号コネクタ
１３１  中心ピン
１５０，３５０，７５０  プリント回路基板（ＰＣＢ）
２３２  同軸ガラス−金属シール
２３４，７１６  マイクロストリップ伝送線路
２３５  コネクタ孔
３１０，７１０  金属フレーム
３１８  内周壁
３３０  同軸コネクタ
３４０  バッキングプレート
３６０，７６０  リセス（凹部）
５２０  ガスケット溝
５２１  ガスケット
５６０  コネクタランチ溝
５６１  コネクタランチ溝縁部
５６２  コネクタランチ領域
７３０  同軸マイクロ波コネクタ
７３４  内側側壁
７５２  コネクタ
【図１】
2009060092.tif 000003
【図２】
2009060092.tif 000004
【図３】
2009060092.tif 000005
【図４】
2009060092.tif 000006
【図５】
2009060092.tif 000007
【図６】
2009060092.tif 000008
【図７】
2009060092.tif 000009