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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022046285
(43)【公開日】2022-03-23
(54)【発明の名称】モジュール及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
   H01P 5/02 20060101AFI20220315BHJP
   H05K 9/00 20060101ALI20220315BHJP
   H01P 11/00 20060101ALI20220315BHJP
   H01P 3/08 20060101ALI20220315BHJP
   H05K 1/14 20060101ALI20220315BHJP
【FI】
H01P5/02 603L
H05K9/00 L
H01P11/00 102
H01P3/08 100
H05K1/14 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020152239
(22)【出願日】2020-09-10
(71)【出願人】
【識別番号】000000572
【氏名又は名称】アンリツ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100119677
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 賢治
(74)【代理人】
【識別番号】100160495
【弁理士】
【氏名又は名称】畑 雅明
(74)【代理人】
【識別番号】100173716
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 真理
(74)【代理人】
【識別番号】100163876
【弁理士】
【氏名又は名称】上藤 哲嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100115794
【弁理士】
【氏名又は名称】今下 勝博
(74)【代理人】
【識別番号】100187045
【弁理士】
【氏名又は名称】梅澤 奈菜
(72)【発明者】
【氏名】倉光 康太
【テーマコード(参考)】
5E321
5E344
5J014
【Fターム(参考)】
5E321AA02
5E321AA14
5E321AA17
5E321CC02
5E321CC03
5E321CC09
5E321CC22
5E321GG05
5E344AA04
5E344AA15
5E344BB06
5E344BB14
5E344BB15
5E344BB16
5E344CC05
5E344CC11
5E344CC25
5E344CD15
5E344CD29
5E344DD07
5E344DD09
5E344EE07
5E344EE08
5J014CA04
5J014CA07
5J014CA42
(57)【要約】      (修正有)
【課題】プリント基板の外形サイズ誤差があっても高周波特性を悪化させることなく、伝送線路とグランド線路を接続可能にするモジュール及びその製造方法を提供するる。
【解決手段】モジュールは、上面にマイクロストリップ線路が形成され、上面から下面までのいずれかの面にグランド線路が設けられた、複数の誘電体基板11a、11bと、誘電体基板の上下方向を前誘電体基板ごとに挟持する複数のシールドケース12a、12b、13a、13bと、複数の誘電体基板に形成されているマイクロストリップ線路同士を連結する伝送路基板11cと、伝送路基板を覆い、複数のシールドケースを連結する連結金具14、15と、を備える。誘電体基板の端面の少なくとも一部は、シールドケースから突出しており、誘電体基板の端面のうちのシールドケースから突出している部分にメッキが施され、グランド線路と導通する導体が形成される。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
上面に伝送線路が形成され、前記上面から下面までのいずれかの面にグランド線路が設けられた、複数の誘電体基板(11a、11b)と、
前記誘電体基板の上下方向を前記誘電体基板ごとに挟持する複数のシールドケース(12a、12b)と、
前記複数の誘電体基板に形成されている伝送線路同士を連結する伝送路基板(11c)と、
前記伝送路基板を覆い、前記複数のシールドケースを連結する連結金具(14、15)と、
を備え、
前記誘電体基板の端面の少なくとも一部は、前記シールドケースから突出しており、
前記誘電体基板の端面のうちの前記シールドケースから突出している部分にメッキが施され、前記グランド線路と導通する導体が形成されることを特徴とする、
モジュール。
【請求項2】
前記連結金具は、前記シールドケース及び前記誘電体基板を貫通するネジで固定されており、
前記連結金具に備わる前記ネジを通す穴が、前記複数のシールドケースの配列方向に長い、
請求項1に記載のモジュール。
【請求項3】
上面に伝送線路が形成され、前記上面から下面までのいずれかの面にグランド線路が設けられた、複数の誘電体基板(11a、11b)の端面にメッキを施し、前記グランド線路と導通する導体を形成する工程と、
前記誘電体基板の端面のうちのメッキが施されている部分が突出するように、前記誘電体基板の上下方向を前記誘電体基板ごとにシールドケース(12a、12b)で挟持する工程と、
前記複数の誘電体基板に施されているメッキ同士を密着させる工程と、
前記複数の誘電体基板に形成されている伝送線路同士を伝送路基板(11c)で連結する工程と、
前記伝送路基板を覆う連結金具(14、15)で、前記複数のシールドケースを連結する工程と、
を備えるモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、誘電体基板が連結されているモジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
これまで、プリント基板を連結して、柔軟に回路を構成する取り組みがなされてきた(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1では、異なる設計のマイクロストリップ線路を接続する際のインピーダンス不整合について、パターン素子やワイヤボンディングを用いてインピーダンス整合させる。しかし、特許文献1では、多層基板の接続と、基板の外形サイズ誤差について考慮されていない。
【0003】
通常、シールドケースを兼ねた固定具に両プリント基板を固定し、いくつかの方法で互いの伝送線路を導通して連結する。また、プリント基板の外形加工の誤差は+/-0.15mm程度ある。このため、最大寸法でも取り付けられるようにプリント基板間には隙間(この場合0.3mm)が必要であり、グランド線路の接続はシールドケースを介してか、伝送線路と同様に表層で接続しなければならない。
【0004】
プリント基板が多層基板の場合、2層目のグランド線路を直接連結することができず、底層か表層へのスルーホールを介して接続される。この場合、伝送線路よりもグランド線路が長大となり、高周波特性が悪化する。そのため、この方法は6GHz以下などに限られるか、あるいは用途を製品開発などの実験用に限ってプリント基板加工誤差を無くする追い込み加工を施すなどの制約があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2000-286614号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本開示は、プリント基板の外形サイズ誤差があっても、高周波特性を悪化させることなく、伝送線路とグランド線路を接続可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本開示のモジュールは、
上面に伝送線路が形成され、前記上面から下面までのいずれかの面にグランド線路が設けられた、複数の誘電体基板(11a、11b)と、
前記誘電体基板の上下方向を前記誘電体基板ごとに挟持する複数のシールドケース(12a、12b)と、
前記複数の誘電体基板に形成されている伝送線路同士を連結する伝送路基板(11c)と、
前記伝送路基板を覆い、前記複数のシールドケースを連結する連結金具(14、15)と、
を備え、
前記誘電体基板の端面の少なくとも一部は、前記シールドケースから突出しており、
前記誘電体基板の端面のうちの前記シールドケースから突出している部分にメッキが施され、前記グランド線路と導通する導体が形成されることを特徴とする。
【0008】
本開示のモジュールの製造方法は、
上面に伝送線路が形成され、前記上面から下面までのいずれかの面にグランド線路が設けられた、複数の誘電体基板(11a、11b)の端面にメッキを施し、前記グランド線路と導通する導体を形成する工程と、
前記誘電体基板の端面のうちのメッキが施されている部分が突出するように、前記誘電体基板の上下方向を前記誘電体基板ごとにシールドケース(12a、12b)で挟持する工程と、
前記複数の誘電体基板に施されているメッキ同士を密着させる工程と、
前記複数の誘電体基板に形成されている伝送線路同士を伝送路基板(11c)で連結する工程と、
前記伝送路基板を覆う連結金具(14、15)で、前記複数のシールドケースを連結する工程と、
を備える。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、プリント基板の外形サイズ誤差があっても、高周波特性を悪化させることなく、伝送線路とグランド線路を接続可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本開示に係るモジュールの一例を示す。
図2】本開示に係るモジュールの一例を示す。
図3】誘電体基板の構成の一例を示す。
図4】端面メッキを行った誘電体基板の一例を示す。
図5】シールドケースで挟まれた誘電体基板の一例を示す。
図6A】誘電体基板同士を突き当てた状態の一例を示す。
図6B図6Aに示すA-A’断面図の一例である。
図6C図6Aに示すB-B’断面図の一例である。
図7】クリップを用いて仮止めした状態の一例を示す。
図8】伝送路基板を搭載した状態の一例を示す。
図9】アレイ型樹脂を用いる場合のシールドケースの構成例を示す。
図10】シールドケースの溝にアレイ型樹脂を係止させた状態の一例を示す。
図11】複数の誘電体基板を連結金具で固定した状態の一例を示す。
図12】連結金具のネジ穴の一例を示す。
図13】本開示を適用した場合のモジュールのn周波数特性の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【0012】
図1及び図2に、本開示に係るモジュールの一例を示す。本開示に係るモジュールは、複数の誘電体基板11a及び11bを備える。誘電体基板11aは、シールドケース12a及び13aに挟持されている。誘電体基板11bは、シールドケース12b及び13bに挟持されている。このように、本開示は、誘電体基板の上下方向(図に示すz軸方向)が誘電体基板ごとにシールドケースで挟持されている。
【0013】
本開示に係るモジュールは、複数の誘電体基板11a及び11bに形成されているマイクロストリップ線路同士を連結する伝送路基板11cを備える。伝送路基板11cは、連結金具14で覆われている。連結金具14及び15は、伝送路基板11cを覆うようにシールドケース12a、12b、13a、13bを挟持する。
【0014】
本開示は、誘電体基板11a及び11bの位置合せを行うための仮止め具を備える。仮止め具は、誘電体基板11a及び11bを互いに密着させる方向に弾性を有する任意の弾性体である。本開示は、仮止め具の具体例として、コの字型クリップ(図1に示す符号31)とアレイ型樹脂(図2に示す符号32)の2種類を例示する。
【0015】
図1に示すクリップ31は、解放された両端で把持するコの字形状を有するクリップである。シールドケース12a、12b、13a及び13bと誘電体基板11a及び11bに開けた貫通孔に、クリップ31の両端を差し込み、元のコの字形状に戻ろうとする力によって誘電体基板11a及び11bを連結する。クリップ31は、金属や樹脂など、元の形状に戻ろうとする力の生ずる任意の部材を用いることができる。
【0016】
図2に示すアレイ型樹脂32は、両端に係止部を備え、長手方向に弾性を有する弾性体である。シールドケース12a及び12bの上面には、アレイ型樹脂32の係止部と係合する係止機構を有する溝12dが設けられる。シールドケース12a及び12bを彫り込んだ溝12dにアレイ型樹脂32の係止部を係止させ、アレイ型樹脂32の両端をシールドケース12a及び12bを固定する。アレイ型樹脂32は、長手方向に弾性を有するため、元の長さに戻ろうとする力によって誘電体基板11a及び11bを連結することができる。
【0017】
これらの仮止め具は、固定に用いるネジ16よりも小さく、また外すことなくネジ16を固定できる。このため、モジュールの製造方法において仮止め具を採用することで、連結作業が容易でありながら誘電体基板11a及び11bの連結構造を小型化することができる。
【0018】
本開示に係るモジュールの製造方法について説明する。本開示に係るモジュールは、以下の工程を順に備える。
第1の工程:誘電体基板11a及び11bを作製する。
第2の工程:誘電体基板11a及び11bに端面メッキを施す。
第3の工程:各誘電体基板11a及び11bにシールドケース12a、12b、13a、13bを固定する。
第4の工程:シールドケース12a、12b、13a、13bの固定された誘電体基板11a及び11bを互いに突き当て、伝送路基板11cを搭載する。この工程において、コの字型クリップ31又はアレイ型樹脂32を用いる。
第5の工程:誘電体基板11a及び11bを突き当てた状態で、シールドケース12a、12b、13a、13bを固定する。
以下、各工程について説明する。
【0019】
(第1の工程)
誘電体基板11a及び11bを作製する。図3に、誘電体基板の構成の一例について説明する。誘電体基板11a及び11bは、上面にマイクロストリップ線路が作製され、多層基板の2層目にグランド線路が形成された回路基板である。誘電体基板11a及び11bの上面に溝が配置され、溝の底部にマイクロストリップ線路21a及び21bが配置されていてもよい。誘電体基板11a及び11bは、例えば、フッ素樹脂を絶縁層に用いたテフロン(登録商標)基板が例示できる。
【0020】
なお、マイクロストリップ線路21a及び21bは、1本以上の任意の伝送線路でありうる。また、誘電体基板11a及び11bはこれらに限らず、樹脂基板及び薄膜基板などの中間層の上面あるいは下面にグランド線路を含む任意の多層基板でもよい。また、上面あるいは下面にグランド線路が形成された基板であってもよい。
【0021】
(第2の工程)
誘電体基板11a及び11bのうちのマイクロストリップ線路21bの端部の配置されている端面111bに端面メッキを施す。これにより、図4に示すように、端面111a及び端面111bに、グランド線路と導通する導体22a及び22bが設けられる。ここで、導体22a及び22bとの導通を避けるため、第1の工程において、マイクロストリップ線路21a及び21bの端部と端面111a及び端面111bとの間には予め隙間を設けておく。
【0022】
(第3の工程)
図5に示すように、誘電体基板11aをシールドケース12a及び13aで挟み、シールドケース12a及び13aを誘電体基板11aに固定する。これにより、シールドケース12a及び13aで保護された誘電体基板11aを作製する。固定方法は任意であるが、例えば、ネジ17a1、17a2でのネジ止めが例示できる。このとき、シールドケース12a及び13aは、誘電体基板11aの端面111aが少し突出するように固定する。誘電体基板11b、シールドケース12b及び13bについても同様である。
【0023】
(第4の工程)
図6A図6Cに示すように、端面111a、111bを突き当て、誘電体基板11a及び11bのグランド線路を導通させる。その状態で、図7に示すように、クリップ31を用いて、シールドケース12a及び12bと共にシールドケース13a及び13bを仮固定する。このとき、クリップ31の一端がシールドケース12aの貫通孔12eaを貫通し、クリップ31の他端がシールドケース12bの貫通孔を貫通する。クリップ31は、シールドケース12a及び12bとの接触部分にくびれが備わり、シールドケース12a及び12bを押さえ込むことで誘電体基板11a及び11bを突き合わせる機構を備える。本実施形態では図6A及び図7に示すように、貫通孔12cの両側の2か所にクリップ31で仮固定する例を示すが、仮固定する場所及び数は任意である。
【0024】
ここで、本実施形態では、図6Bに示すように、シールドケース12a及び12bの間、シールドケース13a及び13bの間には間隙が設けられている。そのため、本開示は、誘電体基板11a及び11b同士を確実に密着させることができる。
【0025】
また、シールドケース12a及び13aには、図6Cに示すように、伝送路基板11cを搭載するための貫通孔12cが設けられており、貫通孔12cには誘電体基板11a及び11bのマイクロストリップ線路が露出している。そのマイクロストリップ線路上に、図8に示すように、伝送路基板11cを搭載し、マイクロストリップ線路21a及び21bを導通させる。
【0026】
図6A図7及び図8では仮止め具がクリップ31である例を示したが、仮止め具はアレイ型樹脂32であってもよい。この場合、シールドケース12a及び12bは、図9に示すような溝12dを備える。溝12dの両端には、アレイ型樹脂32の凸部を係止させる係止機構が備わる。この溝12dに、図10に示すように、アレイ型樹脂32を配置する。これにより、本開示は、誘電体基板11a及び11b同士を確実に密着させることができる。
【0027】
(第5の工程)
誘電体基板11a及び11bを突き当てた状態で、シールドケース12a、12b、13a、13bを固定する。例えば、図11に示すように、連結金具14をシールドケース12a及び12bにネジ16で固定し、連結金具15をシールドケース13a及び13bにネジ16で固定する。連結金具14は、シールドケース12a及び13aに設けられた貫通孔の位置に、伝送路基板11cを押さえるためのクッション141が設けられていてもよい。
【0028】
連結金具15は、誘電体基板11a及び11bを密着させた状態で固定できるよう、図12に示すように、誘電体基板11a及び11bの配列されているx軸方向に長いネジ穴15a1、15a2、15b1、15b2を備える。このように、連結金具15はフロートにして、誘電体基板11a及び11bの外形の誤差に応じて端面111a及び111bが確実に接触する位置で、シールドケース12a及び13aとシールドケース12b及び13bとを固定することができる。
【0029】
図13に、誘電体基板11a及び11bを接続したときの周波数特性の一例を示す。比較例として、伝送路基板11cのみを用いてマイクロストリップ線路21a及び21bを接続した場合の周波数特性を示す。伝送路基板11cのみの場合は20GHzを超えたあたりから周波数特性が劣化していた。これに対し、本開示の手法を用いて誘電体基板11a及び11bを接続した場合、40GHz程度まで周波数特性を維持することができた。
【0030】
以上説明したように、本開示は、誘電体基板11a及び11b同士を確実に密着させ、誘電体基板11a及び11bのグランド線路を導通させることができる。このため、本開示は、誘電体基板11a及び11bの外形サイズに誤差がある場合であってもマイクロストリップ線路21a及び21bとグランド線路を等距離で接続することができる。
【0031】
また、本開示は、誘電体基板11a及び11bに端面メッキを施し、誘電体基板11a及び11bの突き当てによって導通が取れるようにしたため、誘電体基板11a及び11b間のグランド線路が直接連結され、高周波特性が向上した上に、誘電体基板11a及び11bの外形誤差を許容できるようになったため、量産製品での活用が現実的になる。
【0032】
また、本開示は、仮止め具を用いるため、誘電体基板11a及び11bを位置合せしてからネジ16での固定までの間の位置ずれを防ぐことができる。このため、本開示は、誘電体基板11a及び11bの位置ずれを防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【0033】
本開示は電子機器産業に適用することができる。
【符号の説明】
【0034】
11a、11b:誘電体基板
111a、111b:端面
11c:伝送路基板
12a、12b、13a、13b:シールドケース
12c、12ea、12eb:貫通孔
12d:溝:
14、15:連結金具
14d:溝
141:クッション
15a1、15a2、15b1、15b2:ネジ穴
16:ネジ
17a1、17a2、17b1、17b2:ネジ
21a、21b:マイクロストリップ線路
22a、22b:導体
31:クリップ
32:アレイ型樹脂
図1
図2
図3
図4
図5
図6A
図6B
図6C
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13