特許 7599530 パッケージ構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-05

(45)【発行日】2024-12-13

(54)【発明の名称】パッケージ構造

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/38 20150101AFI20241206BHJP

   H03F 3/24 20060101ALI20241206BHJP

【ＦＩ】

H04B1/38

H03F3/24

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2023138762

(22)【出願日】2023-08-29

(62)【分割の表示】P 2020037702の分割

【原出願日】2020-03-05

(65)【公開番号】P2023160859

(43)【公開日】2023-11-02

【審査請求日】2023-08-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】水谷 知大

【審査官】後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０７１１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１１２３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２５０９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２３２６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０８８３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０９３１４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １／３８

Ｈ０３Ｆ ３／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

搭載面と、前記搭載面に形成された第１凹みおよび第２凹みと、を有する基板と、
前記基板の前記第１凹みに搭載された送信系の回路部品である第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器と、
前記基板の前記第２凹みに搭載された送信系の回路部品であって、前記第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器に電気的に直列に接続され、前記第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器とは異なる回路部品である第２のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器と、
前記基板の前記搭載面に搭載され、前記第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器および前記第２のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器と異なる送受信回路と、
前記基板を内部に収容する、金属製または表面が金属で覆われている筐体と、
前記搭載面に直接配置され、前記第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器が搭載された前記第１凹みと前記第２のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器が搭載された前記第２凹みとを覆う板である金属製または表面が金属で覆われている遮蔽部と、を備えることを特徴とするパッケージ構造。

【請求項2】

送受信回路は、第２のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器で増幅されたマイクロ波を出力し、入力されたマイクロ波を受信するサーキュレータを有することを特徴とする請求項１に記載のパッケージ構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、モノリシックマイクロ波集積回路増幅器を備えたパッケージ構造に関する。

【背景技術】

【0002】

通信またはレーダシステムに使用する送受信モジュールにおいて、特許文献１に示すように、モノリシックマイクロ波集積回路（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＭＭＩＣ）を用いた高周波増幅器を備えるものがある。なお、以下の説明において、モノリシックマイクロ波集積回路を用いた高周波増幅器をモノリシックマイクロ波集積回路増幅器またはＭＭＩＣ増幅器と称する。

【0003】

このような送受信モジュールでは、モノリシックマイクロ波集積回路増幅器の接続部からの放射によって、モジュールの筐体内部の閉ループにて電磁界結合が発生し、送受信モジュールが発振したり、周波数特性が悪化したりすることがあった。

【0004】

このような問題を解決するために、従来の技術では、モジュールの筐体内部を壁で仕切って分割することで、アイソレーションを確保して電磁界結合の発生を抑制していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－１１６２０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、筐体の内部が壁で仕切られて分割されるために、筐体の内部に設けられる基板も壁で仕切られた小部屋に収まる大きさに分割する必要があり、部品点数が増加してしまう。また、筐体の構成が複雑になる、分割された基板同士を接続する接続部の箇所が増える、という問題もあった。

【0007】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、部品点数の増加を抑えつつ、モジュールの筐体の内部での閉ループにて電磁界結合が発生することを抑制することができるパッケージ構造を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかるパッケージ構造は、搭載面と、搭載面に形成された第１凹みおよび第２凹みと、を有する基板と、基板の第１凹みに搭載された送信系の回路部品である第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器と、基板の第２凹みに搭載された送信系の回路部品であって、第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器に電気的に直列に接続され、第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器とは異なる回路部品である第２のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器と、基板の搭載面に搭載され、第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器および第２のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器と異なる送受信回路と、基板を内部に収容する、金属製または表面が金属で覆われている筐体と、搭載面に直接配置され、第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器が搭載された第１凹みと第２のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器が搭載された第２凹みとを覆う板である金属製または表面が金属で覆われている遮蔽部と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、部品点数の増加を抑えつつ、モジュールの筐体の内部での閉ループにて電磁界結合が発生することを抑制することができるパッケージ構造を得ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施の形態１にかかるパッケージ構造を備える送受信モジュールの内部構成を示す図

【図2】図１に示すＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図

【図3】実施の形態１にかかる送受信モジュールの機能ブロック図

【図4】本実施の形態２にかかるパッケージ構造を備える送受信モジュールの内部構成を示す図

【図5】図４に示すＶ－Ｖ線に沿った断面図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、本開示の実施の形態にかかるパッケージ構造を図面に基づいて詳細に説明する。

【0012】

実施の形態１．
図１は、本実施の形態１にかかるパッケージ構造を備える送受信モジュールの内部構成を示す図である。図２は、図１に示すＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、実施の形態１にかかる送受信モジュールの機能ブロック図である。図３では、アッテネータ、位相器、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｅｒ）の保護回路等は本開示を説明する上で必要ないので省略している。

【0013】

送受信モジュール５０は、モジュール筐体１を備える。モジュール筐体１には、後述する回路部品を収容可能な収容部１ａが設けられている。

【0014】

モジュール筐体１の収容部１ａに収容される回路部品には、第１の送信系ＭＭＩＣ（モノリシックマイクロ波集積回路）増幅器２と、第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３と、ＭＭＩＣ送受切替えスイッチ４と、受信系ＭＭＩＣ増幅器５と、バイアス印加部７と、第１のＲＦコネクタ８と、第２のＲＦコネクタ９と、送受信回路１０と、が含まれる。ここで、ＭＭＩＣ送受切替えスイッチ４は、位相器を含んでいてもよい。

【0015】

上述した回路部品は、収容部１ａに収容されたＭＭＩＣ基板６の搭載面６ａに実装されている。ＭＭＩＣ基板６は、例えばセラミックス基板である。第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２とＭＭＩＣ基板６とはワイヤ１１で接続されている。また、第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３とＭＭＩＣ基板６とはワイヤ１１で接続されている。

【0016】

収容部１ａには、遮断部である金属製の柱部１５が設けられている。図１に示すように、柱部１５は、第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２と、第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３との間に設けられている。また、収容部１ａを構成する内壁面のうち搭載面６ａと垂直な方向に沿って見てＭＭＩＣ基板６を囲む側壁面１ｂと、柱部１５との間には空間が設けられている。すなわち、柱部１５は、収容部１ａの内部を仕切る壁ではない。

【0017】

図２に示すように、柱部１５は、収容部１ａを構成する内壁面のうち搭載面６ａと向き合う第１の壁面である天面１ｃに向けて、搭載面６ａの裏面６ｂと向き合う第２の壁面である底面１ｄから延びている。柱部１５は、底面１ｄと一体に形成されている。なお、柱部１５は、天面１ｃと一体に形成されて、底面１ｄに向けて伸びるように形成されていてもよいし、天面１ｃおよび底面１ｄとは別体で形成されていてもよい。

【0018】

ＭＭＩＣ基板６には、柱部１５が貫通する孔６ｃが形成されている。なお、柱部１５を天面１ｃから底面１ｄに向けて延ばすとともに、ＭＭＩＣ基板６を貫通しない長さで形成すれば、ＭＭＩＣ基板６への孔６ｃの形成は不要となる。ＭＭＩＣ基板６を貫通しない長さで柱部１５を形成した場合には、柱部１５の先端がＭＭＩＣ基板６の搭載面６ａに接触していることが好ましい。

【0019】

送受信モジュール５０では、例えば第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３からの放射によって、第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２とＭＭＩＣ基板６とを接続するワイヤ１１に結合する電磁界２０が発生する。本実施の形態１では、第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２と第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３との間に設けられた柱部１５によって、アイソレーションが確保されることで、ワイヤ１１に結合する電磁界２０が弱められる。これにより、モジュール筐体１の内部での閉ループにて電磁界結合が発生することを抑制することができる。

【0020】

また、柱部１５は、モジュール筐体１の収容部１ａを仕切る壁ではないので、収容部１ａに収容されるＭＭＩＣ基板６を分割する必要がない。したがって、部品点数の削減を図ることができる。また、モジュール筐体１の収容部１ａを仕切る壁を設ける場合に比べて、本実施の形態１にかかる送受信モジュール５０では、モジュール筐体１の構造の簡素化を図ることができる。また、ＭＭＩＣ基板６を分割した場合には、基板同士を接続させる接続部が必要になるが、本実施の形態１にかかる送受信モジュール５０では、ＭＭＩＣ基板６を分割する必要がないため、上述した接続部も不要となる。

【0021】

なお、柱部１５は、全体が金属で形成されていてもよいし、金属以外の材料で形成された基体の表面が金属で覆われていてもよい。

【0022】

実施の形態２．
図４は、本実施の形態２にかかるパッケージ構造を備える送受信モジュールの内部構成を示す図である。図５は、図４に示すＶ－Ｖ線に沿った断面図である。なお、上記実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

【0023】

本実施の形態２にかかる送受信モジュール５１では、ＭＭＩＣ基板６の搭載面６ａの上に遮断部である金属製の板部１６が設けられている。板部１６は、第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２と第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３との間に設けられつつ、第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２と第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３とを搭載面６ａ側から覆う。第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２および第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３と、板部１６とが直接接触しないように、ＭＭＩＣ基板６の搭載面６ａには、第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２および第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３が搭載される部分に凹み６ｄが形成されている。

【0024】

また、収容部１ａを構成する内壁面のうち搭載面６ａと垂直な方向に沿って見てＭＭＩＣ基板６を囲む側壁面１ｂと、板部１６との間には空間が設けられている。すなわち、上記実施の形態１で説明した柱部１５と同様に、板部１６は収容部１ａの内部を仕切る壁ではない。

【0025】

本実施の形態２では、第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２と第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３との間に設けられ、第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２と第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３とを覆う板部１６によって、アイソレーションが確保されることで、ワイヤ１１に結合する電磁界２０が弱められる。これにより、モジュール筐体１の内部での閉ループにて電磁界結合が発生することを抑制することができる。

【0026】

また、柱部１５は、モジュール筐体１の収容部１ａを仕切る壁ではないので、収容部１ａに収容されるＭＭＩＣ基板６を分割する必要がない。したがって、部品点数の削減を図ることができる。また、モジュール筐体１の収容部１ａを仕切る壁を設ける場合に比べて、本実施の形態２にかかる送受信モジュール５１では、モジュール筐体１の構造の簡素化を図ることができる。また、ＭＭＩＣ基板６を分割した場合には、基板同士を接続させる接続部が必要になるが、本実施の形態２にかかる送受信モジュール５１では、ＭＭＩＣ基板６を分割する必要がないため、上述した接続部も不要となる。

【0027】

なお、板部１６は、全体が金属で形成されていてもよいし、金属以外の材料で形成された基板の表面が金属で覆われていてもよい。

【0028】

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0029】

１ モジュール筐体、１ａ 収容部、１ｂ 側壁面、１ｃ 天面、１ｄ 底面、２ 第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器、３ 第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器、４ ＭＭＩＣ送受切替えスイッチ、５ 受信系ＭＭＩＣ増幅器、６ ＭＭＩＣ基板、６ａ 搭載面、６ｂ 裏面、６ｃ 孔、６ｄ 凹み、７ バイアス印加部、８ 第１のＲＦコネクタ、９ 第２のＲＦコネクタ、１０ 送受信回路、１５ 柱部、１６ 板部、５０，５１ 送受信モジュール。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】