CN110961595A - 高频部件的制造方法以及波导装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高频部件的制造方法以及波导装置。该制造方法是工业上对利用了人工磁导体的高频部件进行量产的方法。模具内的模腔的内周面具有确保高频部件的功能的功能区域形成部,在模腔的内周面的第1壁面开有浇口,在第2壁面开有在该第2壁面所延伸的方向上扩展的溢流部,功能区域形成部位于主流区域内,功能区域形成部包含多个杆形成孔,至少两个杆形成孔的开口的缘之间的间距比该两个杆形成孔中的任意一方的深度都要小,处于流动状态的金属原料通过浇口而注入到模腔内,其一部分从所述溢流部流出到所述模腔外。
Description
技术领域
本发明涉及高频部件的制造方法以及波导装置。
背景技术
在专利文献1中公开有具有人工磁导体的波导结构的例。人工磁导体是以人工方式实现理想磁导体(PMC:Perfect Magnetic Conductor)的性质的结构体。在专利文献1的高频波导路中,提出了利用在行方向以及列方向上排列的多个导电性杆的人工磁导体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2010/050122号
发明内容
发明要解决的技术课题
作为为了实现人工磁导体而形成具有排列多个导电性杆而成的结构的部件的方法,以往利用了对金属板施加切削加工的制造方法。但是,很难通过切削加工而量产。
本发明中的一个方式的目的之一在于,提供一种工业上对利用了人工磁导体的高频部件进行量产的方法。
用于解决课题的手段
本发明的高频部件的制造方法的一个方式如下:准备至少包含第1模具以及第2模具的多个模具,组合所述第1模具以及所述第2模具而在内部形成模腔,将处于流动状态的金属原料注入到所述模腔内,在所述金属原料固化之后,分离所述第1模具与所述第2模具,取出高频部件或所述高频部件的中间产品,所述模腔的内周面具有顶面、与该顶面相对的底面、周壁面以及功能区域形成部,所述周壁面连接所述顶面与所述底面并包围该顶面与该底面之间的空间,所述功能区域形成部设置于所述顶面以及所述底面中的至少一方的面并确保所述高频部件的功能。而且,所述周壁面具有隔着所述空间而彼此位于相反侧的第1壁面以及第2壁面,在所述第1壁面开有在该第1壁面所延伸的方向上扩展的浇口,在所述第2壁面开有在该第2壁面所延伸的方向上扩展的溢流部,所述功能区域形成部位于主流区域内。所述主流区域是在俯视观察所述至少一方的面的状态下使所述浇口假想地朝向所述第2壁面直线移动时被该浇口扫描的区域。所述功能区域形成部包含多个孔,多个所述孔中的相互相邻的至少两个孔是各自的尺寸为深度比宽度大的杆形成孔,所述至少两个杆形成孔的开口的缘之间的间距比该两个杆形成孔中的任意一方的深度都要小,处于所述流动状态的所述金属原料通过所述浇口而被注入到所述模腔内,其一部分从所述溢流部流出到所述模腔外。
发明效果
根据本发明的一个方式,能够以工业上的规模来对利用了人工磁导体的高频部件进行量产。
附图说明
图1是本公开的实施方式所涉及的天线装置(波导装置)1的分解图。
图2是本公开的实施方式所涉及的天线装置1的示意剖视图。
图3是第1高频部件50的局部放大图。
图4是成型本公开的实施方式所涉及的高频部件50、60、70的模具(压铸模具) 2的分解立体图。
图5是第1模10以及第2模20的示意剖视图。
图6是第1模10的局部剖视立体图。
图7是放大了第1模10的功能区域形成部40的局部放大俯视图。
图8是示出图6中的尤其是功能区域形成部40的各部分之间的尺寸关系的图。
图9A是包含第1功能区域形成部40a以及第2功能区域形成部40b的第1模10 的局部立体图。
图9B是第1模10的俯视图,是第1功能区域形成部40a以及第2功能区域形成部40b分别被虚线包围的图。
图9C是示出本实施方式的变形例中的第1模10b的俯视图。
图10A是本实施方式中的其他变形例所涉及的第1模10c的俯视图。
图10B是在第1模10c中放大了第1功能区域形成部41a以及第2功能区域形成部41b附近的图。
图11是第1模10d以及第2模20b的沿图10B中的顺着A-B-C的线的示意剖视图。
图12A是第二种柱46c的立体图。
图12B是第二种柱46c的仰视图。
符号说明
10、10b…第1模
20、20b…第2模
C、C1…模腔
50、60、70…第1、第2、第3高频部件
31…底面
32…顶面
33…模腔的周壁面
33a…第1壁面
33b…第2壁面
33g…浇口
33f…溢流部
FA…主流区域
40…功能区域形成部
43…杆形成孔
14…脊部形成槽
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式所涉及的高频部件的制造方法进行说明。另外,本发明的范围并不限于以下实施方式,在本发明的技术思想的范围内能够任意地变更。
<天线装置(波导装置)>
图1是本实施方式的天线装置(波导装置)1的分解图。图2是天线装置1的示意剖视图。
如图1所示,天线装置1具有多个高频部件(第1高频部件50、第2高频部件 60以及第3高频部件70)以及电路板90。
<电路板>
在电路板90搭载有微波集成电路。微波集成电路例如是生成或接收毫米波的MMIC(单片微波集成电路:Monolithic Microwave Integrated Circuit)。
在本说明书中,“高频部件”是指在主要处理高频(radio frequency)的电磁波的用途中使用的部件。本说明书中的“高频”是指大致3kHz以上且300GHz以下的频率。本实施方式的高频部件例如能够用于传播毫米波的频带(大致30GHz以上且 300GHz以下)的电磁波。另外,高频部件所处理的频带可以是频率比毫米波低的频带,也可以是频率比毫米波更高的频带。高频部件例如也可以用于传播太赫兹波的频带(大致300GHz以上且3THz以下)的电磁波。高频部件的结构并不限定于本实施方式,能够广泛用于利用具有排列多个导电性杆而成的结构的人工磁导体的用途。
在本实施方式中,电路板90配置并固定在第2高频部件60上。电路板90只要配置在多个高频部件50、60、70中的任意一个或者多个上即可。
<高频部件>
第1高频部件(高频部件)50、第2高频部件(高频部件)60以及第3高频部件(高频部件)70是导电部件。即,第1高频部件50、第2高频部件60以及第3 高频部件70由导电性的金属材料构成。作为一例,第1高频部件50、第2高频部件 60以及第3高频部件70由镁合金构成。但是,例如也可以利用铝合金、锌合金等其他合金。如后述,第1高频部件50、第2高频部件60以及第3高频部件70通过压铸而制成。
第1高频部件50、第2高频部件60以及第3高频部件70呈板状。第1高频部件50、第2高频部件60以及第3高频部件70使板厚方向一致并沿板厚方向层叠。第2高频部件60配置在第1高频部件50与第3高频部件70之间。
在本说明书中,为了容易地说明,使第1高频部件50、第2高频部件60以及第 3高频部件70以板厚方向与上下方向一致的方式配置来进行说明。并且,使第1高频部件50、第2高频部件60以及第3高频部件70从下侧依次向上侧配置来进行说明。
在天线装置1以该姿势配置的情况下,天线装置1朝向上侧发送电磁波,并且接收从上侧朝向下侧传递而到达天线装置1的电磁波。
另外,天线装置1的实际使用时的姿势并不限定于本说明书中说明的方向。
在本实施方式中,第1高频部件50、第2高频部件60以及第3高频部件70由金属材料构成。因此,第1高频部件50、第2高频部件60以及第3高频部件70的表面整体具有导电性。即,第1高频部件50、第2高频部件60以及第3高频部件70 具有导电性表面9。另外,在本实施方式中,在第1高频部件50、第2高频部件60 以及第3高频部件70的上表面以及下表面侧设置导电性表面9来说明各结构。
如图2所示,在第1高频部件50与第2高频部件60之间设置有第1波导路59。并且,在第2高频部件60与第3高频部件70之间设置有第2波导路69。即,波导路59、69分别构成于第1高频部件50与第2高频部件60之间以及第2高频部件60 与第3高频部件70之间。
在本说明书中,波导路59、69是在高频部件50与高频部件60之间配置有人工磁导体以及脊部(波导部件)的WRG波导路(华夫板脊形波导路(WRG:Waffle Iron RidgeWaveguide))。波导路59、69能够在微波段或毫米波段中实现损耗较低的天线馈线。第1高频部件50以及第2高频部件60作为激励并分配电磁波而供给到辐射层的供电层发挥功能。
第3高频部件70具有为了发送电磁波而使用的天线阵列78和为了接收电磁波而使用的天线阵列79。第3高频部件70的天线阵列78以及79与波导路59、69结合。本实施方式的第3高频部件70作为收发电磁波的辐射层发挥功能。
根据本实施方式,通过层叠配置分别设置有功能区域的多个高频部件,能够制造设置有辐射层和供电层的天线装置1。即,根据本实施方式,能够在整体上实现平坦并且低轮廓(low profile)的平板天线装置。
以下,对各个高频部件50、60、70进行更详细的说明。
<第1高频部件>
如图1所示,第1高频部件50具有板状的主体部51。第1高频部件50的主体部51具有彼此朝向相反的一侧的上表面50a以及下表面50b。主体部51还具有连接该两个上表面50a与下表面50b的周壁面50c。
在本说明书中,各个高频部件50、60、70的主体部的51、61、71均具有朝向上侧的面和朝向下侧的面。第1高频部件50的上表面50a与第2高频部件60的下表面 60b在上下方向上相对。第2高频部件60的上表面60a与第3高频部件70的下表面 70b在上下方向上相对。
如图2所示,在第1高频部件50的上表面50a设置有从上下方向观察时呈条状延伸的脊部52和从上下方向观察时配置在脊部52的周围的多个杆53。即,第1高频部件50具有脊部52以及杆53。脊部52以及杆53均从主体部51的上表面50a向上侧突出。
第1高频部件50的脊部52的上端面在上下方向上隔着间隙而与第2高频部件 60的下表面60b相对。脊部52的上端面与第2高频部件60的下表面60b之间的间隙构成第1波导路59。电磁波(信号波)在脊部52的上端面与第2高频部件60的下表面60b之间的间隙中沿着脊部52所延伸的方向传播。脊部52以相同的宽度沿着引导电磁波的方向延伸。
多个杆53在脊部52的周围沿行方向以及列方向排列。
这样的杆53还有时被称作柱或销。在行方向以及列方向上排列的多个杆53实现人工磁导体。
人工磁导体是以人工方式实现自然界中不存在的理想磁导体(PMC:PerfectMagnetic Conductor)的性质的结构体。理想磁导体具有“表面的磁场的切线分量为零”的性质。这是与理想电导体(PEC:Perfect Electric Conductor)的性质、即“表面的电场的切线分量为零”的性质相反的性质。理想磁导体虽不存在于自然界中,但是能够通过例如多个导电性杆的排列这样的人工结构而实现。人工磁导体在由该结构规定的特定频带中作为理想磁导体发挥功能。人工磁导体抑制或阻止具有特定频带 (传播截止频带)中所包含的频率的电磁波沿着人工磁导体的表面传播。因此,人工磁导体的表面有时被称作高阻抗面。
多个杆53的上端面在上下方向上隔着间隙而与第2高频部件60的下表面60b 相对。在本实施方式中,多个杆53的上端面与脊部52的上端面位于同一平面上。该平面构成人工磁导体的表面S。
从第1高频部件50的厚度方向观察时,脊部52配置在多个杆53之间。即,在脊部52的宽度方向的两侧分别存在人工磁导体。换句话说,脊部52的宽度方向的两侧被人工磁导体夹住。
另外,在本实施方式中,脊部52和杆53具有相同的高度。但是,脊部52的高度也可以与杆53的高度不同。
在脊部52的宽度方向的两侧,人工磁导体的表面S与第2高频部件60的下表面 60b之间的空间不传播具有特定频带内的频率的电磁波。这样的频带被称作“受限带”。在设置于脊部52的上端面与第2高频部件60的下表面60b之间的第1波导路59中传播的电磁波(信号波)的频率(即,工作频率)包含于受限带。因此,天线装置1 能够抑制在第1波导路59中传播的电磁波的损耗。
从板厚方向观察时,第1高频部件50的脊部52分别具有一对端部。脊部52的一对端部分别位于设置在第2高频部件60的端口64、65(贯通孔)的正下方。脊部 52的一对端部中的一方隔着第1端口64而与配置在第2高频部件60的上表面60a 的电路板90的端子(省略图示)相对。并且,脊部52的一对端部中的另一方配置在第2端口65的正下方。第1波导路59经由第1端口64从电路板90的端子接收电磁波,并经由第2端口65向第2波导路69传递电磁波。
如图1所示,在第1高频部件50的上表面50a设置有两个区域,从板厚方向观察时,多个脊部52和多个杆53集中配置在该两个区域中。在本说明书中,将集中配置有多个脊部52以及多个杆53的区域称作功能区域50A。两个功能区域50A中的一方为了传播所发送的电磁波(发送信号)而设置,另一方为了传播所接收的电磁波(接收信号)而设置。
图3是第1高频部件50的局部放大图。
多个杆53分类为多个第一种杆53A和多个第二种杆53B。第一种杆53A是从板厚方向观察时与脊部52相邻的杆53。多个第一种杆53A沿脊部52所延伸的方向排列。另一方面,从板厚方向观察时,第二种杆53B配置在相对于脊部52比第一种杆 53A靠外侧的位置处。
在以下说明中,在互不区分第一种杆53A和第二种杆53B的情况下,将这些简称为杆53。
为了在脊部52的周围构成人工磁导体,重要的是与脊部52相邻配置的第一种杆53A的高精度的形状。更具体地说,在第一种杆53A的末端的脊部52侧的角度明确的情况下,能够实现更加功能性的人工磁导体。此时的明确是指在模具成型过程中不可避免地产生的角部分的圆度比第二种杆53B的末端的角度的圆度小。在此,圆度小表示其曲面的曲率半径小。与此相对,第二种杆53B为了辅助第一种杆53A的功能而设置,对实现人工磁导体的贡献比第一种杆53A低。即、优选的是,第一种杆53A 的脊部52侧的边缘比该第一种杆53A的其他边缘以及第二种杆53更清晰。
在第1高频部件50的下表面50b设置有向下侧突出的多个固定部58。固定部 58呈圆柱状。固定部58在下表面50b沿周壁面50c设置有多个。在固定部58设置有沿上下方向贯通的固定孔58a。在固定孔58a中插入有相互固定高频部件50、60、 70彼此的螺钉。
<第2高频部件>
如图1所示,第2高频部件60具有主体部61。第2高频部件60的主体部61具有朝向相互相反的一侧的上表面60a以及下表面60b。并且,主体部61具有连接上表面60a与下表面60b的周壁面60c。
与第1高频部件50同样地,第2高频部件60起供电层的作用。第2高频部件 60具有类似于第1高频部件50的结构。
如图2所示,在第2高频部件60的上表面60a设置有从上下方向观察时呈条状延伸的脊部62(波导部件)以及从上下方向观察时配置在脊部62的周围的多个杆63。即,第2高频部件60具有脊部62以及杆63。脊部62以及杆63均从主体部61的上表面60a向上侧突出。
第2高频部件60的脊部62的上端面在上下方向上隔着间隙而与第3高频部件 70的下表面70b相对。脊部62的上端面与第3高频部件70的下表面70b之间的间隙构成第2波导路69。
从板厚方向观察时,第2高频部件60的脊部62分别具有一对端部。脊部62的一对端部中的一方与第2高频部件60的第2端口65相邻配置。并且,脊部62的一对端部中的另一方位于设置在第3高频部件70的缝隙(贯通孔)73的正下方。第2 波导路69经由第2端口65从第1波导路59接收电磁波,并经由缝隙73向第3高频部件70的天线阵列79传递电磁波。
与第1高频部件50的杆53同样地,第2高频部件60的杆63分类为两种杆。即,多个杆63分类为多个第一种杆63A和多个第二种杆63B。
第一种杆63A具有与第1高频部件50的第一种杆53A(参照图3)相同的结构。即,第一种杆63A是从板厚方向观察时与脊部62相邻的杆63。多个第一种杆63A沿着脊部62所延伸的方向排列。
在以下说明中,在互不区分第一种杆63A和第二种杆63B的情况下,将这些简称为杆63。
第二种杆63B具有与第1高频部件50的第二种杆53B(参照图3)相同的结构。即,从板厚方向观察时,第二种杆63B配置在相对于脊部62比第一种杆63A靠外侧的位置处。
如图1所示,在第2高频部件60的上表面60a设置有从板厚方向观察时多个脊部62和多个杆63集中配置的两个功能区域60A。两个功能区域60A中的一方为了传播所发送的电磁波(发送信号)而设置,另一方为了传播所接收的电磁波(接收信号) 而设置。
如图2所示,在第2高频部件60的上表面60a配置有电路板90。在电路板90 中,在与第2高频部件60的上表面60a相对的一侧的面即图2中的电路板90的背侧搭载有微波集成电路。由于微波集成电路位于电路板90的背侧,因此在图2中未显示微波集成电路。在第2高频部件60的上表面60a存在凹部66。该凹部66作为集成电路容纳区域66发挥功能。并且,在第2高频部件60设置有沿板厚方向贯通的多个第1端口64(贯通孔)以及多个第2端口65(贯通孔)。多个第1端口64排列配置在集成电路容纳区域66的周围。从板厚方向观察时,第2端口65位于功能区域 60A的内侧。
在第2高频部件60的上表面60a以及下表面60b设置有上下突出的多个固定部 68。固定部68呈圆柱状。固定部68在上表面60a以及下表面60b沿周壁面60c设置有多个。在固定部68设置有沿上下方向贯通的固定孔68a。在固定孔68a中插入有相互固定高频部件50、60、70彼此的螺钉。
<第3高频部件>
第3高频部件70具有主体部71。第3高频部件70的主体部71具有朝向相互相反的一侧的上表面70a以及下表面70b。主体部71还具有连接上表面70a与下表面 70b的周壁面70c。
第3高频部件70在上表面70a具有天线阵列78以及天线阵列79。喇叭状天线阵列78具有多个缝隙73和分别连接于该缝隙的喇叭状部74。天线阵列79具有多个缝隙73以及从该缝隙的开口伸长的突起75。
缝隙73是沿上下方向贯通第3高频部件70的主体部71的贯通孔。缝隙73分别在主体部71的上表面70a以及下表面70b开口。缝隙73作为供给电磁波的供电部件发挥功能。缝隙73与第2波导路69连接。即,缝隙73从第2波导路69接收电磁波。
天线阵列78包含排列在一列上的五个喇叭状部74。缝隙73在该五个喇叭状部中的中央的三个喇叭状部的底部开口。在该情况下,缝隙开口表示处于能够在缝隙与喇叭状部之间进行电磁波的传递的关系。例如,即使缝隙被电介质封闭,只要是能够进行电磁波的传递的状态,则在本公开所涉及的高频部件中,视为缝隙是开口的。
<高频部件的制造方法>
接着,对高频部件50、60、70的制造方法进行说明。高频部件50、60、70通过压铸而成型。
图4是成型高频部件50、60、70的模具(压铸模具)2的分解立体图。
模具2具有第1模(第1模具)10、第1基座19、第2模(第2模具)20以及第2基座29。即,模具2具有至少包含第1模10以及第2模20的多个模具。
第1模10和第2模20相互面对配置。第1模10被第1基座19支承。第1基座 19以及第2基座29分别被未图示的机构保持。该机构能够使第2基座29相对于第1 基座19向相对远离的方向或者靠近的方向移动。以下,有时将使模具靠近并组合的动作表达为闭合模具。并且,以下,有时将使处于闭合的状态的模具分离的操作表达为打开模具。并且,还有时将这些开闭操作时使模具移动的方向表达为开闭方向。
另外,在图4中,以分离了第2模和第2基座29的状态图示,但是在实际成型作业时,第2模固定于第2基座29。
在使第1模10与第2模20接触的组合的状态下,在第1模10与第2模20之间存在模腔C。以下,有时将该状态表达为模具闭合的状态。并且,有时将此时的操作表达为闭合模具。模腔C还有时是一个,但是在该例中为四个。为了提高生产率,大多情况下确保多个模腔C。
通过闭合模具,由第1模10和第2模20形成模腔C。模腔C是被第1模10和第2模20包围的空腔。并且,模腔C的内周面是第1模10和第2模20各自的表面的一部分。
另外,第1模10以及第2模20也可以由多个部分模具或者嵌件等构成。
并且,在本说明书中,模腔C是指成型高频部件50、60、70的空间,不包含形成流道以及溢流部的空间。
向模腔C内注入熔融且处于流动状态的金属原料。通过被注入的金属原料固化,成型出高频部件50、60、70。即,高频部件50、60、70的制造方法包含向模腔C内注入处于流动状态的金属原料并使其固化的工序。
在本实施方式中,在模具2中除了设置有分别成型第1高频部件50、第2高频部件60以及第3高频部件70的模腔C之外,还设置有成型用于使熔融的金属原料的流动的平衡良好的虚设成型件的模腔C。因此,在模具2中设置有四个模腔C。四个模腔C分类为成型第1高频部件50的第1模腔C1、成型第2高频部件60的第2模腔C2、成型第3高频部件70的第3模腔C3以及成型虚设成型件的虚设模腔CD。另外,代替该虚设模腔CD,也可以设置有成型第4高频部件的第4模腔。
高频部件50、60、70的制造方法包含在注入到模腔C内的金属原料固化之后打开模具2并取出固化的金属原料的工序。在本实施方式中,固化的金属原料具有在高频部件50、60、70连接有流道以及溢流部的形态。在本实施方式中,固化的金属原料(成型体)是中间产品,而不是高频部件50、60、70的成品。本实施方式的高频部件50、60、70的制造方法包含从取自模具2的中间产品去除流道以及溢流部的工序。
另外,也可以在分离第1模10和第2模20的工序中去除流道以及溢流部。在该情况下,在分离第1模10和第2模20的工序中取出的金属原料能够是高频部件50、 60、70其本身。
另外,在本说明书中,为了简化以下记载,有时将流动状态的金属简称为熔融金属。并且,在本公开中,熔融金属并不限定于完全熔融而成为液相的单一相状态的金属。即使是局部残留原料的固相且固相和液相共存的状态,只要整体处于能够流动的状态,则也包含于“熔融且处于流动状态的金属原料”的范畴。举出一例,在本公开中,固相和液相共存并呈现触变性(thixotropy)的原料也能够是“熔融且处于流动状态的金属原料”。
<关于嵌件(insert)>
接着,对本实施方式的模具2的具体结构进行说明。在此,对多个模腔C中的第 1模腔C1以及在第1模腔C1中成型的第1高频部件50进行说明。
图5是第1模10以及第2模20的示意剖视图。组合第1模10以及第2模20,形成第1模腔C1。通过在第1模腔C1内填充熔融金属并使其固化,成型第1高频部件50。
第1模10具有块形状的基部11和安装于基部11的多个嵌件(insert)12。更准确地说,基部11具有设置有多个槽、凹部或贯通孔的长方体的形状或板形状。
基部11具有第1面11a以及朝向与第1面11a相反的一侧的第2面11b。第1 面11a与第2模20相对。在打开模具2时,第1面11a与第2模20之间的距离扩大。在第1面11a设置有向第2模20侧开口的主凹部30、与主凹部30连接的浇口33g 以及与主凹部30连接的溢流部33f。浇口33g以及溢流部33f的图5中的纵深方向的长度比深度大。在闭合模具2的状态下,浇口33g以及溢流部33f成为向模腔C 开口的孔。
在闭合模具2的状态下,主凹部30的开口被第2模20覆盖。即,第2模20的表面的一部分与第1面11a以及所述主凹部30相对。第1模腔C1是被主凹部30和第2模20包围的空间。主凹部30具有与第2模20相对的底面31和从底面31向第 2模20侧延伸的壁面33a、33b。
另外,主凹部30的底面31是基部11的第1面11a的一部分。
基部11具有多个条状凹部14、多个贯通孔13、多个第1凹部15以及未图示的多个第2凹部。这些凹部均在主凹部30的底面31开口。并且,基部11具有多个容纳凹部17。容纳凹部17分别在第2面11b开口,并朝向所述第1面11a凹陷。多个贯通孔13分别在第1面11a开口。并且,贯通孔13分别从第1面11a伸长并到达容纳凹部17,在容纳凹部17的底面171开口。通常,基部11具有至少一个条状凹部 14和至少一个容纳凹部17。
图6是第1模10在第1模腔C1中的局部剖视立体图。
如图6所示,基部11除了具有多个条状凹部14、多个贯通孔13、多个容纳凹部 17以及多个第1凹部15之外,还具有多个第2凹部16。
条状凹部14在主凹部30的底面31开口。条状凹部14从第1面11a朝向第2 面11b侧凹陷。条状凹部14的长度比宽度的三倍大。并且,条状凹部14能够包含弯折部或分支。脊部52通过在条状凹部14的内部空间填充熔融了的金属原料并使其固化而成型。
容纳凹部17在基部11的第2面11b开口。容纳凹部17从第2面11b朝向第1 面11a侧凹陷。在多个容纳凹部17中分别容纳嵌件12。此时,嵌件12处于与容纳凹部17嵌合的状态。
图7是俯视观察第1面11a的状态下的基部11的俯视图。尤其放大示出了功能区域形成部40中的一个功能区域形成部40。在该图中,示出了容纳凹部17以及与容纳凹部17嵌合的嵌件12的平面配置。另外,在图7中为了强调嵌件12而标注了阴影线。
如图7所示,容纳凹部17配置在贯通孔13所排列的列的正下方。贯通孔13的列与条状凹部14相邻。容纳凹部17沿着配置在容纳凹部17的正上方的贯通孔13 的列所延伸的方向延伸。
嵌件12的外周面是与容纳凹部17的内周面相同的形状,尺寸比容纳凹部17的尺寸稍微小。此时的“稍微”是指,使嵌件12以不会大幅损伤嵌件12或容纳凹部 17的方式与容纳凹部17嵌合或者拆卸已嵌合的嵌件12的程度的大小。该尺寸根据模具的材质等各种条件而不同,由于其说明是超过本说明书的目的而在此省略,但是作为本领域技术人员是能够掌握的。关于嵌件12,准备至少与容纳凹部17相同的数量,使嵌件12与各容纳凹部嵌合。另外,在该例中,在各容纳凹部17内分别容纳作为独立的分体部件的嵌件12,但是本公开的实施方式并不限于这样的方式。例如,也可以是相邻的多个嵌件12在第2面11b侧连接而成为一个部件的方式。这样的嵌件例如呈现与图12A所示的第二种柱46c(后述)相似的外观。
如图6所示,贯通孔13从容纳凹部17的底面171向基部11的第1面11a侧贯通。从第1面11a的法线方向观察时,贯通孔13具有(平面形状)矩形的形状。在贯通孔13向容纳凹部17侧开口的部分中,该开口的宽度比容纳凹部17的宽度小。换句话说,贯通孔13的容纳凹部17侧的开口被嵌件12的第1面11a侧的端面覆盖。并且,其开口的缘的全周与嵌件12的第1面11a侧的端面接触。在此,“接触”并不限定于间隙完全为零的状态。即使是在实际注入原料而进行成型作业时在容纳凹部 17的底面171与嵌件12的端面之间残留有可能产生毛刺的程度的间隙的状态,在本公开中也包含于“接触”。另外,贯通孔13的平面形状并不限于矩形。圆形或椭圆形状等也能够根据需要而选择。多个贯通孔13沿条状凹部14排列。贯通孔13与条状凹部14相邻配置。从贯通孔13观察时,在与条状凹部14相反的一侧配置有第1 凹部15。第1凹部15配置有多个,并沿贯通孔13的列而排列。
嵌件12嵌合于容纳凹部17,嵌件12的第1面11a侧的端面12a封闭贯通孔13 的容纳凹部17侧的开口。端面12a扩展至贯通孔13的第2面11b侧的开口的缘的外侧。通过将熔融的金属原料填充于贯通孔13内并使其固化,成型出第一种杆53A(参照图3)。
在通常的模具制造中,为了形成微细的凹部,利用放电加工。但是,在需要使凹部的底面和侧面形成明确的角的情况下,很难通过放电加工而形成。这是因为,在这样的角部分中,在放电加工的电极中产生不必要的火花。
根据本实施方式,通过利用嵌件12覆盖贯通孔13的容纳凹部17侧的开口,能够在贯通孔13的内周面与嵌件12的端面12a的边界处形成明确的角。在本公开所涉及的高频部件中,需要使第一种杆53A的末端面和侧面形成明确的角。通过这样构成第1模10的基部11,能够在贯通孔13的内部空间内成型的第一种杆53A的末端形成明确的角。
通常,在通过放电加工而制造模具的情况下,与凹部的成型相比,在贯通孔的成型中不易产生火花。因而,根据本实施方式,在通过放电加工而制造第1模10的情况下,容易提高贯通孔13的内周面的模具精度。而且,与凹部相比,贯通孔13容易进行内表面的磨削,即使在放电加工时产生火花的情况下,也容易通过磨削而去除火花痕。即,根据本实施方式,在第1模10中,容易提高成型第一种杆53A的贯通孔 13的模具精度,其结果是,能够提高第一种杆53A的尺寸精度。
并且,通常在压铸成型中,容易在模具的微细的凹形状的内部积存气体,这成为填充熔融了的金属原料的阻碍。因此,很难在成型件的凸部形成明确的角。
根据本实施方式,在成型时,能够从嵌件12与容纳凹部17的底面171之间排出气体抽出气体。因此,在贯通孔13的内周面与嵌件12的端面12a的边界部分也充分地填充熔融金属原料,从而能够在第一种杆53A的末端形成明确的角。并且,由于在贯通孔13向容纳凹部17侧开口的部分中,该开口的宽度比容纳凹部17的宽度小,因此即使在贯通孔13的内周面和嵌件12的端面万一产生毛刺,毛刺也呈在从贯通孔 13的开口向外侧扩展的方向上扩展的形状。而且,例如在图6中,在从模具卸下已成型的部件时,由于部件向图中的上方向移动,因此该毛刺与贯通孔13的容纳凹部 17侧的开口的缘接触而容易被去除。在利用嵌件的结构中,在该点上也能够期待提高第一种杆53A的末端部分的成型精度的效果。
在第1高频部件50中,作为用于实现人工磁导体的结构,最重要的是第一种杆53A。第二种杆53B辅助第一种杆53A的功能。通过利用嵌件12,能够提高该第一种杆53A的尤其末端部分的成型精度。另一方面,对第二种杆53B不要求第一种杆53A 程度的成型精度。
在压铸成型中,有时在模具的微细的凹部的内周面与成型件之间发生烧结。若在模具的微细的凹部的内侧发生烧结,则需要更换模具,因此以往具有微细的凹部的模具的寿命较短。
根据本实施方式,能够取下嵌件12而使贯通孔13的第2面11b侧的开口露出,因此即使在贯通孔的内部发生烧结的情况下,也容易进行模具的修补。其结果是,能够延长第1模10的寿命。
如图7所示,在俯视观察的情况下,多个贯通孔13与条状凹部14相邻,并沿条状凹部14所延伸的方向排列。如上述,条状凹部14成型出脊部52,贯通孔13成型出第一种杆53A。根据本实施方式的模具2,能够成型出具有脊部52以及与脊部52 相邻并沿脊部52所延伸的方向排列的多个第一种杆53A的第1高频部件50。
根据本实施方式,第1模10具有多个嵌件12,基部11具有分别与嵌件12嵌合的多个容纳凹部17。即,多个贯通孔13所有的开口并不是被单一的嵌件12覆盖,而是被各自的长度比条状凹部14的长度短的多个嵌件12覆盖。
在第1模10具有嵌件的情况下,由于在第1模10的基部11通过容纳凹部而设置有切槽,因此基部11的刚性下降。因此,若在一个基部11的宽范围内采用嵌件结构,则在压铸成型时向处于流动状态的金属原料施加高压的情况下,容易在基部11 产生挠曲。若产生挠曲,则容纳凹部17的底面171与嵌件12之间的间隙变大,容易在被成型的部件产生毛刺。
根据本实施方式,作为容纳嵌件的容纳凹部,并不是准备一个较长的容纳凹部,而是准备多个比较短的容纳凹部,由此确保基部11的刚性,从而能够抑制在第一种杆53A的末端的角部产生毛刺。并且,在本实施方式所涉及的高频部件中,第一种杆 53A基本上只配置在与脊部52相邻的部分。在作为与脊部52不直接相邻的杆的第二种杆53B中,由于不要求高到第一种杆53A程度的成型精度,因此容许通过曲面连接末端面与侧面之间的形状。因此,为了成型第二种杆53B,不采用嵌件12。在这样的部位中,不使用贯通孔,而是使用第1凹部15。即,贯通孔13虽然成列排列,但是该列与条状凹部14相邻。而且,多个第1凹部15沿着贯通孔13的列而排列。即,贯通孔13的列位于多个第1凹部15与条状凹部14之间。另外,成列的贯通孔13 的数量是三个以上。
即使是与脊部52相邻的杆,也局部使用凹部而成型。由此,在该部分的正下方不存在容纳凹部。在图6以及图7中,这样的凹部图示为第2凹部16。因此,容纳凹部17在第2凹部16的下方被切断,长度变短。这样,通过分割容纳凹部17而使其缩短,能够提高基部11的刚性。另外,根据以上说明的理由,虽然很难进行第2 凹部16的加工,但是由于数量较少,因此模具加工的成本上升比较小。
通过分割容纳凹部17而使其缩短来获得提高基部11的刚性的效果的容纳凹部 17的最短长度是两个贯通孔的量。更详细地说是如下结构:至少三个贯通孔13成列排列,其中,两个贯通孔13在一个容纳凹部17的底面171开口,剩余一个贯通孔 13在其他容纳凹部17的底面171开口。而且,在该两个容纳凹部17中分别容纳嵌件12。在该情况下,基部11具有至少两个容纳凹部17。并且,当需要在相邻的两个容纳凹部17的边界部分也形成杆的结构的情况下,配置第2凹部16。从与第1面11a 垂直的方向观察的情况下,第2凹部16的中心位于两个容纳凹部17之间。
如图6所示,贯通孔13的第1面11a侧的开口中的除与条状凹部14相邻的一个边的其他三个边具有弯曲面。即,在贯通孔13的第1面11a侧的开口的一部分边缘设置有圆角。通过在贯通孔13的第1面11a侧的开口设置弯曲面,促进熔融金属原料流入到贯通孔13内。由此,能够提高金属原料填充于贯通孔13内的填充率,从而能够提高第一种杆53A的成型精度。
另外,贯通孔13的第1面11a侧的开口中的与条状凹部14相邻的一个边不带有弯曲面。即,贯通孔13的第1面11a侧的开口中的与条状凹部14相邻的一个边具有角。由此,贯通孔13能够成型出在与脊部52相对的侧面的下端具有角的第一种杆 53A。通过将这样的形状的杆用作与脊部相邻配置的杆,容易确保杆列的作为人工磁导体的特性。
贯通孔13的与贯通孔13的轴向垂直的面中的截面积随着从第1面11a侧的开口朝向第2面11b侧而逐渐减小。即,贯通孔13的内周面的至少一部分具有宽度从第 2面11b侧朝向第1面11a侧的开口而变窄的锥形状。其结果是,在贯通孔13中成型出的第一种杆53A的至少一部分也具有端部变细的锥形状。另外,贯通孔13的内周面中的与条状凹部14相邻的面是与第1面11a垂直的平面。由此,贯通孔13能够成型出具有与脊部52的侧面平行地相对的侧面的第一种杆53A,从而容易确保由第一种杆53A构成的杆列的作为人工磁导体的特性。
通过在第1凹部15内填充熔融了的金属原料并使其固化,成型出第二种杆53B (参照图3)。第1凹部15设置于主凹部30的底面31。即,第1凹部15设置于基部11的第1面11a。第1凹部15从第1面11a向第2面11b侧凹陷。从与第1面11 垂直的方向观察时,第1凹部15是在四角设置有圆角的矩形状。
在本实施方式中,成型出第二种杆53B的第1凹部15未采用嵌件结构。这是因为,第二种杆53B无需比第一种杆53A高的成型精度。
第1凹部15的开口的缘具有凸弯曲面形状。即,在第1凹部15的开口的缘设置有圆角。通过在第1凹部15的开口设置弯曲面,促进熔融金属原料流入到第1凹部 15内。由此,能够提高金属原料填充于第1凹部15内的填充率,从而能够提高第二种杆53B的成型精度。
第1凹部15的与第1凹部15的轴向垂直的面中的截面积随着从开口朝向底部而单调减少。即,第1凹部15的内周面呈间隔从开口朝向底部而变窄的锥形状。
<关于功能区域形成部>
再次参照图5,对功能区域形成部40进行说明。
第1模腔C1的内周面具有底面31、与该底面31相对的顶面32、连接底面31 与顶面32的周壁面33以及功能区域形成部40。底面31成型出第1高频部件50的上表面50a。顶面32成型出第1高频部件50的下表面50b。并且,周壁面33成型出第1高频部件50的周壁面50c。
功能区域形成部40设置于底面31以及顶面32中的至少一方。功能区域形成部 40是形成第1高频部件50的功能区域50A的区域。
图8是示出图6中的尤其是功能区域形成部40的各部分之间的尺寸关系的图。
功能区域形成部40包含多个贯通孔13、多个第1凹部15以及多个第2凹部16 中的任意一种以上。并且,功能区域形成部40也可以包含一个以上的条状凹部14。在图8的例中,功能区域形成部40包含这些全部。
贯通孔13、第1凹部15以及第2凹部16的结构虽然彼此不同,但是具有杆的成型这一共同的目的。由此,在以下说明中,有时不区分这些,只统称为杆形成孔 43。并且,为了表达以脊部的成型为目的,以下,有时将条状凹部14称作脊部形成槽14。
本公开所涉及的高频部件50以及60的特征点是:具有由配置在功能区域的多个导电性的杆构成的人工磁导体。为了使导电性的杆作为人工磁导体发挥功能,需要将多个导电性杆靠近配置。而且,各个杆的高度也必须比宽度高。由此,用于成型这样的高频部件的模具的杆形成孔的尺寸以及配置需要满足一定的条件。以下,对该条件进行详细说明。
在功能区域形成部40相邻配置有至少两个杆形成孔13。各个杆形成孔13的深度d13比宽度w13大。相互相邻的两个杆形成孔13的开口的缘之间的间距h比该两个杆形成孔13中的任意一方的深度d13都要小。因此,能够由多个杆形成孔13形成紧密地配置的多个杆53(参照图3)。另外,不需要使所有相邻的两个杆形成孔13 满足这样的关系。也可以使一部分杆形成孔13的相邻的杆形成孔13的开口的缘之间的间距h比任一杆形成孔13的深度d大。但是,在该情况下,在这样的杆形成孔13 中成型出的杆有时不会充分发挥作为人工磁导体的功能。
另外,也可以在功能区域形成部40配置有杆形成孔13以外的孔。例如,这样的孔的宽度有时比深度大。
在功能区域形成部还能够配置脊部形成槽(条状凹部)14。脊部形成槽14的长度比脊部形成槽14的底部的宽度w14大。同样地,脊部形成槽14的长度比脊部形成槽14的深度d14大。
<关于浇口以及溢流部>
本公开所涉及的高频部件具有密集配置有细长的多个杆以及宽度较窄且高度较高的脊部的功能区域。因此,如上述,用于成型该高频部件的模具也具有靠近配置有较细的孔或较深的槽的区域。但是,在这样的较细的孔或较深的槽内充分地填充熔融了的金属并非容易。尤其在制造亚毫米波(频率:20~30GHz)或者毫米波用的高频部件的情况下,杆以及脊部的宽度也成为1mm左右或者小于1mm的宽度,因此容易发生填充不良。为了可靠地填充,尤其对杆形成孔43下了如上述的各种工夫,但是除此以外,优选对浇口以及溢流部也下工夫。另外,溢流部(Overflow)这一用语作为表示以下两个部分的用语使用,该两个部分分别是:用于使从模腔流出的多余的熔融金属原料流入的空隙;以及连接该空隙与模腔的流路。在本说明书中,还有时作为表示流入到溢流部的空隙之后固化的部分的用语使用。同样地,浇口(gate)之一用语也有时作为表示以下两个部分的用语使用,该两个部分分别是:向模腔内注入熔融金属原料时的流路;或者残留在浇口中的熔融金属原料固化而产生的部位。
为了将原料充分地填充于模具的微小的间隙内,需要对注入到模腔内的熔融金属原料施加充分的压力。为此,优选减小熔融金属原料通过浇口时的阻力。另一方面,在熔融金属原料通过溢流部时,优选阻力稍微大。为了实现这样的条件,需要设计浇口开口的纵横比较小并且溢流部的开口较小的模具。
但是,根据本公开所涉及的发明人等的研究结果,即使欲使用这样设计的模具生产本公开所涉及的高频部件,也难以充分降低尤其是功能区域形成部中的填充不良。
本公开所涉及的发明人等为了解决该问题而进行研究的结果,希望发现通过设置宽度非常宽的浇口以及以与该浇口相对的形态配置的宽度非常宽的溢流部来充分降低填充不良。这启示了在不提高压力的前提下提高熔融金属原料的流量对填充率的改善是有效的。
以下,对浇口和溢流部进行详细说明。
图9A是包含第1功能区域形成部40a以及第2功能区域形成部40b的第1模10 的局部立体图。第1模10具有在图中朝向上方开口的主凹部30。第1功能区域形成部40a以及第2功能区域形成部40b配置在主凹部30的底面31,底面31被周壁面 33包围。更具体地说,周壁面33是指向远离底面31的方向延伸的壁面。在该例中,周壁面33具有四个壁面。在俯视观察底面31的情况下,周壁面33具有在图中的一个方向上较长的长方形的形状。在周壁面33的相当于该长方形的长边的部分33a以及33b存在缺口33g以及33f。在组合第1模10与第2模20时,该两个缺口分别成为浇口33g的开口和溢流部33f的开口。另外,在本说明书中,为方便起见,对两个缺口以及由该两个缺口产生的浇口以及溢流部分别标注相同的符号(33g、33f)。
图9B是第1模10的俯视图。第1功能区域形成部40a以及第2功能区域形成部 40b分别用虚线圈起来。并且,主流区域FA标注阴影线来表示。在该俯视图中,第1 功能区域形成部40a以及第2功能区域形成部40b位于底面31上,并配置于主流区域FA的内侧。主流区域FA是指在沿底面31的法线方向观察第1模10的情况下使第1壁面33a的浇口33g假想地朝向第2壁面33b的溢流部33f直线移动时通过浇口33g 扫描的区域。另外,在浇口33g的宽度与溢流部33f的宽度不同的情况下,假想地移动的浇口33g在移动中途以一定的比例减小宽度,在到达溢流部33f时,成为与溢流部33f相同的宽度。在本说明书中,以下“通过假想地移动的浇口扫描的区域”具有在此说明的含义。
这样定义的主流区域还能够用其他用语表达。在图9B中,在从浇口33g的左端观察时溢流部33f的最近的部位是溢流部33f的左端。同样地,在从浇口33g的右端观察时溢流部33f的最近的部位是溢流部33f的右端。然后,通过分别连接浇口33g 的各端部与离各端部最近的溢流部33f的部位而描绘出四边形的区域。还能够以该四边形的区域定义为主流区域FA。
另外,在模腔内周面的顶面和底面分别配置有功能区域形成部的方式也包含于本申请的公开。在该情况下,也能够分别关于顶面以及底面严格地定义主流区域。但是,在顶面和底面平行的情况下,无论在俯视观察顶面以及底面中的任一个的情况下,被定义的主流区域都相同。由此,在该情况下,在定义主流区域时,无论以顶面以及底面中的任一个为基准,都不产生差异。
这样定义的主流区域相当于从浇口流入到模腔内部的熔融金属中的朝向溢流部直线流动的部分所通过的模腔内部的区域。通过在该主流区域的内侧配置功能区域形成部,能够大量地确保通过功能区域形成部的熔融金属的量,从而能够提高熔融金属填充于凹部或槽内的填充度。
另外,在该例中,在从与顶面垂直的方向观察的情况下,模腔是四角被实施倒角的长方形,浇口33g和溢流部33f配置于包围该模腔的周壁面的长边33a以及33b。通过这样配置,不仅能够较宽地设置浇口33g以及溢流部33f的宽度,还能够缩短浇口33g与溢流部33f之间的距离。缩短浇口33g与溢流部33f之间的距离这一点,也有助于提高熔融金属填充于第1功能区域形成部40a以及第2功能区域形成部40b 中的凹部或槽内的填充率。
优选溢流部33f的开口面积相对于浇口33g的开口面积为85%以上且100%以下。通过这样构成,被注入到第1模腔C1内时的熔融金属原料的压力增高,能够提高金属原料填充于第1功能区域形成部40a以及第2功能区域形成部40b内的填充率。
图9C是示出本实施方式的变形例中的第1模10b的俯视图。周壁面33的形状以及第1功能区域形成部40的形态和配置与第1模10相同。并且,浇口33g配置于包围模腔的周壁面的作为长边的第1壁面33a这一点也相同。溢流部配置于周壁面的作为长边的第2壁面33b这一点与第1模10相同,但是在溢流部分为溢流部33f1和溢流部33f2这两个的点上不同。在该情况下,定义第1主流区域FA1和第2主流区域 FA2。而且,第1功能区域形成部40a位于第1主流区域FA1的内侧,第2功能区域形成部40b位于第2主流区域FA2的内侧。
在该例中,第1主流区域FA1是在使第1壁面33a的浇口33g假想地朝向第2 壁面33b的第1溢流部33f1直线移动时被浇口33g扫描的区域。并且,第2主流区域FA2是在使第1壁面33a的浇口33g假想地朝向第2壁面33b的第2溢流部33f2 直线移动时被浇口33g假想地扫描的区域。无论在哪一种情况下,浇口33g与溢流部 33f1以及33f2的大小都不同。在这样的情况下扫描中的浇口33g如上述那样在移动中途以一定的比例减小宽度,在到达溢流部33f1或33f2时,成为分别与溢流部33f1 以及33f2相同的宽度。
并且,与图9B所示的例同样地,在图9C的例中,也能够用其他表达来定义主流区域。在图9C中,在从浇口33g的左端观察时溢流部33f1的最近的部位是溢流部 33f1的左端。同样地,在从浇口33g的右端观察时溢流部33f1的最近的部位是溢流部33f1的右端。然后,通过分别连接浇口33g的各端部与离各端部最近的溢流部33f1 的部位而描绘出四边形的区域。还能够以该四边形的区域定义为主流区域FA1。还能够通过浇口33g和溢流部33f2描绘出同样的四边形,从而能够将此定义为主流区域 FA2。
通过将溢流部分为两个,能够调整熔融金属在模腔内部的流动,从而提高填充于功能区域形成部中的凹部或槽内的填充率。另外,在该例中,虽然分割了溢流部侧,但是也可以分割浇口侧。在本申请的其他实施方式中,还能够分割浇口以及溢流部这两者。例如,也可以将浇口分割为两个,并且溢流部也分割为两个。在该情况下,规定出四个主流区域。在图9C的例中,这样的多个主流区域FA1、FA2的一部分重叠。即使产生这样的重复区域,只要功能区域形成部在结合主流区域FA1和FA2而得到的结合区域的范围内,则也能够提高熔融金属填充于凹部或槽内的填充率。另外,“FA1 和FA2的结合区域”是将主流区域FA1和FA2合为一体而得到的区域,结合区域内的任意的点属于FA1或FA2中的至少任意一个。结合区域可以对于三个以上的主流区域进行定义。
即使在各自被分割的情况下,也优选溢流部33f1以及33f2的开口面积的总和相对于浇口33g的开口面积为85%以上且100%以下。通过这样构成,被注入到第1模腔 C1内时的熔融金属原料的压力增高,能够提高金属原料填充于第1功能区域形成部 40a以及第1功能区域形成部40b内的填充率。
并且,在溢流部33f以及浇口33g这两者在第1模腔C1的内周面配置有多个的情况下,优选多个溢流部33f的开口面积的总和相对于多个浇口33g的开口面积的总和为85%以上且100%以下。
图10A是本实施方式中的其他变形例所涉及的第1模10c的俯视图。并且,第一种柱44a以及第二种柱46a、46c也同时示出。第一种柱44a以及第二种柱46a、46c 作为与第1模10c或第2模20b的主体部分分体的部件制作,其一端容纳在设置于主体部分的孔(未图示)内,作为第1模10c或第2模20b的一部分发挥功能。第一种柱44a的宽度比较大,超过杆形成孔43的宽度的四倍。在第二种柱46a、46c中至少局部包含宽度较窄的部分,其较窄的部分中的宽度是杆形成孔43的宽度的三倍以下。第1模10c具有第1功能区域形成部41a以及第2功能区域形成部41b。在第1模10c 中,浇口33g配置于周壁面的作为长边的第1壁面33a,这一点与第1模10以及第1 模10b相同。与第1模10b同样地,溢流部分为溢流部33f3以及溢流部33f4这两个。溢流部33f3以及溢流部33f4向第2壁面33b开口。在该情况下,定义第1主流区域FA1和第2主流区域FA2。而且,第1功能区域形成部41a位于第1主流区域FA1 的内侧,第2功能区域形成部41b位于第2主流区域FA2的内侧。
在本实施例中,第一种柱44a在周围带有环状凹部44c。在铸造时,在该环状凹部44c内填充熔融金属,形成环状的柱。该环状的柱是第2高频部件60中的固定部68。第二种柱46a位于第2功能区域形成部41b的内部。第二种柱46c位于第1功能区域形成部41a的内侧。第1功能区域形成部41a位于第1主流区域FA1的内侧,第 2功能区域形成部41b位于第2主流区域FA2的内侧。由于具有这样的配置,因此在铸造时熔融金属充分地流过第二种柱46a以及46c的周围。因此,在与第二种柱44 相邻的脊部形成槽14以及杆形成孔43中也充分地填充熔融金属。
在第1模10c中配置有多个第一种柱44a,但是其中的至少一部分局部位于第1 主流区域FA1或第2主流区域FA2的外侧。或者,也可以存在整体位于主流区域FA1、 FA2的外侧的第一种柱44a。由于第一种柱44a的宽度比第二种柱46a或46c的宽度大,因此若第一种柱44a配置于主流区域FA1、FA2中,则有可能在第一种柱44a的下游侧产生熔融金属原料的流动的紊乱,在成型件的内部产生空隙。根据本实施方式,通过将第一种柱44a的至少一部分配置在主流区域FA1、FA2的外侧,能够抑制在功能区域产生起因于第一种柱44a的空隙。另外,在存在多个第一种柱的情况下,将其全部配置在主流区域外是并非容易的事情。
图10B是在第1模10c中放大了第1功能区域形成部41a以及第2功能区域形成部41b附近的图。在第2功能区域形成部41b的内侧配置有三个第二种柱46a。这些第二种柱46a之间存在大至各个第二种柱46a的宽度以上的间隔。在第1功能区域形成部41a的内侧配置有四个第二种柱46c。这些第二种柱46c之间的间隔比各个第二种柱46c的宽度窄。无论在这些任一情况下,都能够通过将第二种柱46a、46c配置在任一主流区域的内侧,使熔融金属充分地填充于第二种柱46a、46c的周围。
图11是第1模10c以及第2模20b的沿图10B中的顺着A-B-C的线的示意剖视图。第1模10c以及第2模20b被组合而成为闭合的状态,形成第2模腔C2。使用第2模腔C2成型出第2高频部件60。
在第2模腔C2中包含具有类似于第1模腔C1的结构的部位。因此,在第2模腔 C2的说明中,对与第1模腔C1相同的结构标注同一符号而省略说明。
第1模10d具有与第2模20b相对的第1面11a。第2模20b具有与第1模10d 相对的第2面21。在第1面11a配置有朝向第2面21开口的主凹部30。主凹部30 的底面31被周壁面33包围。周壁面33是从底面31朝向第2面21伸长的面。另外,将第2面21中的相当于第2模腔C2的内周面的部分称作顶面32。
在图11中,在底面31配置有第2功能区域形成部41b和环状凹部44c。并且,在底面31开有第一种柱容纳孔44b。在第一种柱容纳孔44b内容纳第一种柱44a的基部,第一种柱44a的末端面与顶面32接触。与第1功能区域形成部41a同样地,第2功能区域形成部41b包含多个杆形成孔43和脊部形成槽42。在该图中,脊部形成槽包含沿着截面延伸并且在左右方向上伸长的两个部位42a以及42b。并且,在脊部形成槽的两个部位42a与部位42b之间配置有增高部42c以及杆形成孔43。并且,第2功能区域形成部41b包含第二种柱46a。在顶面32开有第二种柱容纳孔46b,容纳第二种柱46a的上部。第二种柱46a的下端面与增高部42c的顶面接触。
在熔融金属被填充于第2模腔C2内并固化时,第一种柱44a成型出贯通第2高频部件60的孔。并且,第二种柱46a成型出贯通第2高频部件60的孔,该孔与由增高部42c形成的不存在脊部的部分连接。
以下,在图11中,将第1模10d、第一种柱44a或第二种柱46a的与顶面32平行的面中的截面称作水平截面。在第1模10d的水平截面中,环状凹部44c的水平截面具有圆形的外形,第一种柱44a以及第一种柱容纳孔44b的截面形状也分别是圆形。第二种柱46a的水平截面是H型。第二种柱46a的水平截面并不限于H型,能够选择 I字型或者U字等形状。第二种柱46a和第二种柱容纳孔46b具有同一水平截面形状。
环状凹部44c、第一种柱44a以及第一种柱容纳孔44b配置于第2功能区域形成部41b的外侧。即,不带有与这些部位或部件相邻并且隔着这些部位或部件而配置的多个杆形成孔43。另一方面,如图10B所示,在沿着与顶面32垂直的方向俯视观察的情况下,第二种柱46a带有与第二种柱46a相邻并且隔着第二种柱46a而配置的多个杆形成孔43。另外,在此,相邻是指在俯视观察的状态下只隔着比杆形成孔43的深度的两倍小的距离的位置关系。
通过第一种柱44a成型的孔能够为了容纳用于将第2高频部件60固定于其他部件的螺钉等固定部件而使用。通过第二种柱46a成型的孔能够作为用于使电磁波通过的波导管利用。
另外,在本说明书中使用的底面以及顶面的用语并不表示底面实际位于地面侧且顶面位于顶部侧。只是将一对相对的面中的一方称作底面,将另一方称作顶面。在实际的制造时,顶面还有可能位于地面侧。并且,顶面还有可能朝向水平方向。
图12A以及图12B是对第二种柱46c进行说明的图。图12A是包含四根第二种柱 46c的部件的立体图。四根第二种柱46c在基部侧与宽幅的一个柱46d连接。位于模腔C2的内部的只是第二种柱46c的一部分。在该例中,四根第二种柱46c相互靠近配置,但是由于在基部连成一个,因此容易处理。
图12B是从图12A的下侧观察第二种柱46c时的图。各个第二种柱46c具有H 型的截面形状。并且,四个第二种柱46c沿着H型的水平部分所延伸的方向排列。相邻的第二种柱46c之间的间隙比第二种柱46c的宽度小。
第一种柱44a的截面具有圆形或方形等简单的形状,但是第二种柱46a、46c能够取H型或U型等更复杂的形状。而且,在这样的复杂的形状的柱靠近排列的图12A、图12B所示的例中,也能够通过将这些柱配置在主流区域中而抑制产生铸造时的填充不良。
以上,参照附图对本发明所涉及的优选的实施方式进行了说明,但是本发明并不限定于上述例。上述例中示出的各结构部件的诸形状以及组合等是一例,在不脱离本发明的主旨的范围内,能够根据设计要求等进行各种各样的变更。
Claims (9)
1.一种高频部件的制造方法,其中,
准备至少包含第1模具以及第2模具的多个模具,
组合所述第1模具以及所述第2模具而在内部形成模腔,
向所述模腔内注入处于流动状态的金属原料,
在所述金属原料固化之后,分离所述第1模具与所述第2模具,取出高频部件或所述高频部件的中间产品,其中,
所述模腔的内周面具有顶面、与该顶面相对的底面、周壁面以及功能区域形成部,所述周壁面连接所述顶面与所述底面并包围该顶面与该底面之间的空间,所述功能区域形成部设置于所述顶面以及所述底面中的至少一方的面并确保所述高频部件的功能,
所述周壁面具有隔着所述空间而彼此位于相反侧的第1壁面以及第2壁面,
在所述第1壁面开有向该第1壁面所延伸的方向扩展的浇口,
在所述第2壁面开有向该第2壁面所延伸的方向扩展的溢流部,
所述功能区域形成部位于主流区域内,
所述主流区域是在从所述至少一方的面的法线方向观察的状态下使所述浇口假想地朝向所述第2壁面直线移动时被该浇口扫描的区域,
所述功能区域形成部包含多个孔,
多个所述孔中的相互相邻的至少两个孔是各自的尺寸为深度比宽度大的杆形成孔,
至少两个所述杆形成孔的开口的缘之间的间距比该两个杆形成孔中的任意一方的深度都要小,
处于所述流动状态的所述金属原料通过所述浇口而被注入到所述模腔内,其一部分从所述溢流部流出到所述模腔外。
2.根据权利要求1所述的高频部件的制造方法,其中,
所述至少两个杆形成孔中的至少一方具有宽度随着从开口朝向底部而变窄的形状,
所述至少两个杆形成孔中的所述至少一方的开口的缘具有凸弯曲面形状。
3.一种高频部件的制造方法,其中,
准备至少包含第1模具以及第2模具的多个模具,
组合所述第1模具以及所述第2模具而在内部形成模腔,
向所述模腔内注入处于流动状态的金属原料,
在所述金属原料固化之后,分离所述第1模具与所述第2模具,取出高频部件或所述高频部件的中间产品,其中,
所述模腔的内周面具有顶面、与该顶面相对的底面、周壁面以及功能区域形成部,所述周壁面连接所述顶面与所述底面并包围该顶面与该底面之间的空间,所述功能区域形成部设置于所述顶面以及所述底面中的至少一方并确保所述高频部件的功能,
所述周壁面具有从所述顶面的法线方向观察时彼此位于相反侧的第1壁面以及第2壁面,
在所述第1壁面开有向该第1壁面所延伸的方向扩展的浇口,
在所述第2壁面开有向该第2壁面所延伸的方向扩展的溢流部,
所述功能区域形成部位于主流区域内,
所述主流区域是从所述法线方向观察时分别连接所述浇口的两端与所述溢流部的两端而得的四边形的区域,
所述功能区域形成部包含多个孔,
多个所述孔中的相互相邻的至少两个孔是各自的尺寸为深度比宽度大的杆形成孔,
至少两个所述杆形成孔的开口的缘之间的间距比该两个杆形成孔中的任意一方的深度都要小,
处于所述流动状态的所述金属原料通过所述浇口而被注入到所述模腔内,其一部分从所述溢流部流出到所述模腔外。
4.根据权利要求3所述的高频部件的制造方法,其中,
所述第2壁面具有多个所述溢流部,
在所述模腔内设置有多个主流区域,所述多个主流区域是在从所述法线方向观察时分别连接所述浇口的两端与多个所述溢流部的两端而得的四边形,
所述功能区域形成部的整个区域位于组合多个所述主流区域中的至少两个主流区域而得到的合成区域的内侧。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的高频部件的制造方法,其中,
在所述模腔内配置有柱形状的一个或多个第一种柱,所述第一种柱从所述底面到达所述顶面,所述第一种柱具有从所述法线方向观察时比所述杆形成孔的宽度大的外径,
所述第一种柱中的至少一个第一种柱的至少一部分局部位于所述主流区域的外侧、或者所述第一种柱的任意至少一个整体位于所述主流区域的外侧。
6.根据权利要求5所述的高频部件的制造方法,其中,
在所述模腔内配置有柱形状的第二种柱,所述第二种柱位于所述主流区域的内侧,所述第二种柱从所述底面到达所述顶面,
在所述模腔内配置有多个所述第一种柱,
在从所述法线方向观察的情况下,所述第二种柱的截面积比多个所述第一种柱中的至少两个第一种柱的截面积小。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的高频部件的制造方法,其中,
所述溢流部的开口面积相对于所述浇口的开口面积为85%以上且100%以下。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的高频部件的制造方法,其中,
所述功能区域形成部包含长度比深度以及底部处的宽度大的脊部形成槽,
多个所述杆形成孔中的至少两个杆形成孔与所述脊部形成槽相邻。
9.一种波导装置,其具有:
多个高频部件,所述多个高频部件分别通过权利要求8所述的高频部件的制造方法而制成;以及
电路板,所述电路板配置在所述多个高频部件中的任意一个或者多个上,所述多个高频部件中的一个高频部件具有第1导电性表面以及朝向与该第1导电性表面相反的方向的第2导电性表面,
所述多个高频部件中的另一个高频部件具有第3导电性表面以及朝向与该第3导电性表面相反的方向的第4导电性表面,
在所述模腔内,所述第1导电性表面与所述顶面接触,所述第2导电性表面与所述底面接触,
在所述模腔内,所述第3导电性表面与所述顶面接触,所述第4导电性表面与所述底面接触,
所述第1导电性表面以及所述第2导电性表面中的一方与所述第3导电性表面以及所述第4导电性表面中的一方相对。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005020526A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Japan Radio Co Ltd | 平面スロットアンテナ及びそのアンテナベース部鋳造用金型 |
JP2005014065A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Japan Radio Co Ltd | 平面スロットアンテナの鋳造方法 |
JP2008183591A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Toshiba Corp | 鋳造品の製造方法およびダイカスト金型 |
CN102160236A (zh) * | 2008-10-29 | 2011-08-17 | 松下电器产业株式会社 | 高频波导及使用该高频波导的移相器、辐射器和使用该移相器及辐射器的电子设备、天线装置及具备该天线装置的电子设备 |
CN107408747A (zh) * | 2015-01-19 | 2017-11-28 | 加普韦夫斯公司 | 通过模具成形实现的微波或毫米波rf部件 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7057570B2 (en) | 2003-10-27 | 2006-06-06 | Raytheon Company | Method and apparatus for obtaining wideband performance in a tapered slot antenna |
US8736505B2 (en) | 2012-02-21 | 2014-05-27 | Ball Aerospace & Technologies Corp. | Phased array antenna |
CN109216842A (zh) | 2017-07-07 | 2019-01-15 | 日本电产株式会社 | 波导装置的制造方法 |
JP7294608B2 (ja) | 2017-08-18 | 2023-06-20 | ニデックエレシス株式会社 | アンテナアレイ |
-
2019
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- 2019-09-27 CN CN201910924456.XA patent/CN110961595B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005020526A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Japan Radio Co Ltd | 平面スロットアンテナ及びそのアンテナベース部鋳造用金型 |
JP2005014065A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Japan Radio Co Ltd | 平面スロットアンテナの鋳造方法 |
JP2008183591A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Toshiba Corp | 鋳造品の製造方法およびダイカスト金型 |
CN102160236A (zh) * | 2008-10-29 | 2011-08-17 | 松下电器产业株式会社 | 高频波导及使用该高频波导的移相器、辐射器和使用该移相器及辐射器的电子设备、天线装置及具备该天线装置的电子设备 |
CN107408747A (zh) * | 2015-01-19 | 2017-11-28 | 加普韦夫斯公司 | 通过模具成形实现的微波或毫米波rf部件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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