DE69419057T2

DE69419057T2 - Hochfrequenzmodul und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69419057T2
Application number: DE69419057T
Authority: DE
Inventors: Masaki Ichihara
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1993-03-25
Filing date: 1994-03-24
Publication date: 2000-01-05
Anticipated expiration: 2014-03-25
Also published as: EP0617467A3; JPH06283881A; JPH0763115B2; US5455384A; DE69419057D1; EP0617467A2; EP0617467B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hochfrequenzmodul für den Gebrauch z. B. in einem Funkkommunikationsapparat als einer Verarbeitungsvorrichtung für Hochfrequenzsignale und insbesondere auf ein Hochfrequenzmodul mit einer elektronische Teile tragenden Schaltkreisplatte, einem die Schaltkreisplatte abdeckenden Isolierteil, einem Metallfilm oder einer Abschirmung, der bzw. die auf dem Isolierteil gebildet ist, und Elektroden sowie einem Verfahren zu dessen Herstellung.
Ein Problem bei einem konventionellen Funkkommunikationsapparat ist, daß sich Störstrahlung (Streuwellen) von einer Verarbeitungsschaltung für hohe Frequenzen, das heißt einer Oszillationsschaltung, ausbreitet und so auch andere Schaltkreise zum Oszillieren anregt. Ein weiteres Problem ist, daß durch Forschen Fehlfunktionen im Apparat ausgelöst werden. Um diese Probleme auszuschalten, war es üblich, den Oszillationsschaltkreis mit einem Abschirmung zu versehen. Die Abschirmung ist z. B. als Metallplatte ausgeführt, die in einer gemeinsamen Struktur miteinander verbunden sind. Diese Art Abschirmung wird verwendet, um einen Hochfrequenzverstärkerschaltkreis, Oszillationsschaltkreis, Steuerschaltkreis oder ähnliche Vorrichtungen abzuschirmen. Insbesondere wird eine Metallplatte an einem Ende an ein Erdungsmuster gelötet, das auf einer Schaltkreisplatte mit elektronischen Bautielen vorgesehen ist, wodurch die Vorrichtung umgeben wird. Die Metallplatten, das heißt silberbeschichtete Kupferplatten, sind an ihren einander angrenzenden Enden mittels Schrauben, Nieten oder Lot miteinander verbunden. Diese Art von Ansatz hat jedoch den Nachteil, daß die Abschirmungsstruktur kompliziert und schwierig zu produzieren ist, was zu einem Anstieg der Kosten führt.
Im Lichte dessen, was oben gesagt worden ist, lehrt die japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 59-186397 einen zusammengesetzten IC (integrierte Schaltung, Integrated Circuit), der aus einer Anzahl von vergossenen Modulen aufgebaut ist. Die vergossenen Module sind auf einer Schaltkreisplatte montiert und über ein Schaltkreismuster elektrisch miteinander verbunden, um den gewünschten Schaltkreis zu bilden. Dieses Verfahren bringt jedoch ein weiteres Problem, nämlich daß Störstrahlungen vom Schaltkreismuster, welches die Module miteinander verbindet, ausgehen und die anderen Schaltkreise oder sogar einen externen Apparat beeinflussen.
Patent Abstracts of Japan, Vol. 8, Nr. 142 (E-254) [1579], und JP-A-59-51555 zeigen ein Verfahren zum Herstellen eines Hochfrequenzmoduls, das die Schritte Verbinden von Anschlüssen mit einer Schaltkreisplatte, auf der elektronische Teile montiert sind, Bedecken dieser Schaltkreisplatte mit einem Isolierteil, Bilden eines Metallfilms auf der gesamten Außenfläche des Isolierteils und Entfernen des Metallfilms um die Anschlüsse herum, um dadurch Elektroden zu bilden, umfaßt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hochfrequenzmodul zur Verfügung zu stellen, das völlig abgeschirmt ist, um so nur das Auftreten eines Minimums an Störstrahlung zuzulassen, und das einfach herzustellen ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Moduls. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Außerdem werden diese Aufgaben durch die Hochfrequenzvorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5 gelöst.
Der Metallfilm wird durch Bedampfen, Sprühen oder Beschichten gebildet, während die oben erwähnten Abschnitte des Metallfilms mittels chemischem Ätzen oder maschinell entfernt werden,
Die Anschlüsse sind auf derselben Fläche wie die elektronischen Teile an die Schaltkreisplatte angeschlossen. Die Schaltkreisplatte ist mit einer rechtwinkligen, parallel verdrahteten Konfiguration (parallelepided configuration) bedeckt. Die Elektroden sind so geformt, daß sich jede von den Seiten, an denen Anschlüsse vorhanden sind, zu den an die Seiten angrenzende Oberfläche hin erstrecken.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Hochfrequenzmodul auch eine Anzahl von Hochfrequenzmodulen, die nach der oben beschriebenen Methode hergestellt worden sind. Die Hochfrequenzmodule besitzen an Verbindungsflächen entsprechende Elektroden, die aneinander anstoßen und elektrisch miteinander verbunden sind, wodurch ein zusammengesetztes Hochfrequenzmodul hergestellt wird.
Wenn die Hochfrequenzmodule miteinander verbunden werden sollen, werden die an der Verbindungsfläche der Module aneinander anstoßenden Elektroden durch Löten verbunden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die oben beschriebenen und andere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher werden.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer elektronische Teile tragenden Schaltkreisplatte, die in einem Hochfrequenzmodul, der die vorliegende Erfindung verkörpert, enthalten ist;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Schaltkreisplatte in einem vergossenen Zustand zeigt;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die das vergossene Element von Fig. 2 zeigt, von dem die Anschlüsse abgeschnitten worden sind;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Metallfilm und Elektroden zeigt, welche auf einem Isolierteil, wie in Fig. 3 gezeigt, ausgebildet ist;
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, in der eine Anzahl von Hochfrequenzmodulen miteinander verbunden sind; und
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Anzahl von Hochfrequenzmodulen zeigt, deren Elektroden verlötet sind, um ein zusammengesetztes Hochfrequenzmodul zu vollenden.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In Fig. 1 bis 4 wird ein Hochfrequenzmodul, das die vorliegende Erfindung verkörpert, und ein Verfahren zu dessen Herstellung beschrieben. Zu Beginn wird eine Schaltkreisplatte, auf der elektronische Teile gepackt sind, hergestellt. Insbesondere zeigt Fig. 1 eine Schaltkreisplatte 10, auf welcher elektronische Teile und Anschlüsse verbunden sind. In der erläuternden Ausführungsform sind elektro nische Teile 12a, 12b, 12c und 12d, die z. B. einen LSI (large scale integrated circuit) mit flachem Gehäuse und Chipwiderstände einschließen, auf einer Schaltkreisplatte 11 montiert. Anschlüsse 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g und 13h sind an die Enden eines Schaltkreismusters, das ebenfalls auf der Schaltkreisplatte 11 angeordnet ist, verbunden.
Die Schaltkreisplatte 10, die die oben erwähnten elektronischen Teile und Anschlüsse trägt, ist vergossen, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Wie gezeigt, ist die Schaltkreisplatte 10 mit einem Isolierelement 14 bedeckt. Zum Beispiel kann die Schaltkreisplatte 10, nachdem die Anschlüsse von einer Metallform aufgenommen worden sind, zusammen mit einem Harz oder einer Keramik durch Einspritzverießen vergossen werden, so daß sie eine rechtwinklige, parallele Form besitzt. Alternativ kann ein Isolator in die Form gefüllt werden, um die Schaltkreisplatte 10 in einer rechtwinkligen, parallelen Konfiguration zu bedecken, nachdem die Schaltkreisplatte 10 von einer Metallform aufgenommen worden ist. Ob Harz, Keramik oder Isolator ausgewählt werden sollte, hängt vom Frequenzverlust, der thermischen Beschädigung und anderen Faktoren des gewünschten Schaltungsaufbaus ab.
Danach werden die Anschlüsse 13a bis 13h, welche aus den Kanten des resultierenden Formteils, das heißt des Isolierteils 14, hervorragen, abgeschnitten, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Zu diesem Zweck kann z. B. von einer Presse Gebrauch gemacht werden, die in der Lage ist, die Anschlüsse 13a bis 13h gleichzeitig abzuschneiden.
Danach wird ein Metallfilm auf der Oberfläche des Isolierteils 14 gebildet, und dann werden Elektroden auf dem Metallfilm gebildet. Insbesondere wird ein Metallfilm 16 auf der gesamten Oberfläche des Isolierteils 14, von dem die Anschlüsse 13a bis 13b entfernt worden sind, durch Bedampfen, Sprühen, Beschichten oder ähnlichen konventionellen Technologien gebildet, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Im Ergebnis wird eine Abschirmung gebildet, die die Schaltkreisplatte 10 abdeckt. Dann wird der Metallfilm 16 um die Schnittbereiche der Anschlüsse 13a bis 13h herum entfernt, um Elektroden 17a, 17b, 17c, 17d, 17e, 17f, 17g und 17h zu bilden. Die Elektroden 17a bis 17g haben alle einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt, das heißt jede von ihnen erstreckt sich von der Umgebung des zugehörigen Anschlusses aus zur oberen Oberfläche der Schaltkreisplatte 10. Die Elektroden 17a bis 17g ermöglichen es, durch sie Spannungen an die Schaltkreisplatte 10 anzulegen und ermöglichen es, daß Signale an die Schaltkreisplatte 10 eingegeben und von der Schaltkreisplatte 10 ausgegeben werden.
Das nach obiger Prozedur hergestellte Hochfrequenzmodul wird auf einer Hauptplatine oder einer ähnlichen, nicht gezeigten Schaltkreisplatte, die der gewünschte Apparat beinhaltet, montiert. Die Elektroden 17a bis 17h werden alle mit einem Rückflußprozeß oder einem ähnlichen Prozeß an ein bestimmtes Schaltkreismuster, mit dem die Hauptplatine versehen ist, gelötet, wodurch das Anlegen von Spannungen und die Eingabe und die Ausgabe von Signalen implementiert wird. Gleichzeitig wird der Metallfilm 16 an ein Erdungsmuster gelötet, das nicht gezeigt ist, mit dem die Hauptplatine ebenfalls versehen ist, so daß er die Rolle einer Abschirmung übernehmen kann. Das Hochfrequenzmodul mit einer solchen Konfiguration ermöglicht es, daß ein Minimum an Störstrahlung auftritt, und kann mit jeder gewünschten Anzahl von Schaltkreisen versehen werden.
Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt ist, sind die Hochfrequenzmodule 20 und 22 identisch zueinander oder unterscheiden sich voneinander in der internen Schaltungsanordnung und werden miteinander verbunden, um eine Anzahl von gewünschten Schaltungen zu bilden. Die Module 20 und 22 können z. B. einen Abschnitt zum Verarbeiten eines zu sendenden Signals bzw. einen Abschnitt zum Verarbeiten eines empfangenen Signals bilden. Die Module 20 und 22 sind an ihren Seiten miteinander verbunden, während die Elektroden 20a, 20b und 20c des Moduls 20 bzw. die Elektroden 22a, 22b und 22c des Moduls 22 durch Löten entsprechend verbunden sind. In diesem Fall sind die Elektroden 20a bis 20c und die Elektroden 22a bis 22c natürlich mit elektrisch verbindbaren internen Konfigurationen ausgestattet.
Fig. 6 zeigt die Module 20 und 22, deren Elektroden 20a bis 20c und 22a bis 22c zusammengelötet sind, zusammen mit einem weiteren Hochfrequenzmodul 26. Wie gezeigt ist, hat das Modul 26 eine größere Schaltkreisabmessung als die Module 20 und 22 und kann mit den Modulen 20 und 22 verbunden werden, um die Gesamtabmessung des Schaltkreises zu vergrößern. Auf diese Weise kann eine Anzahl von Hochfrequenzmodulen, von denen jeder den Metallfilm oder die Abschirmung aufweist und in der internen Schaltungsanordnung identisch mit den anderen oder unterschiedlich zu den anderen ist, frei kombiniert werden, um eine Anzahl von Schaltkreisen einfach auszuführen. Der resultierende Schaltkreis weist auch nur ein Minimum an Störstrahlung auf.
In den in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsformen sind die gewünschten Schaltkreise nur zustande zu bringen, wenn die einander gegenüberliegenden Elektroden verbunden werden. Dies reduziert Streustrahlungen effektiv im Vergleich zu den konventionellen Modulen, die mittels Anschlüssen verbunden werden müssen, die auf einer Schaltkreisplatte montiert und dann mittels Schaltkreismustern verbunden sind.
Während die Module 20 und 22 in Fig. 5 als an ihren Seiten miteinander verbunden dargestellt sind, können sie aufeinandergestapelt werden, wenn dies gewünscht ist. Solch eine alternative Anordnung reduziert die Fläche, welche die Anordnung in der horizontalen Richtung belegt.
Des weiteren gilt, daß, obwohl die Module 20, 22 und 26 mit einer rechtwinkligen, parallel verdrahteten Konfiguration gezeigt und beschrieben worden sind, solch eine Konfiguration nur zur Darstellung dient und nicht beschränkend ist. Zum Beispiel kann jeder Modul mit einer Form versehen sein, die der Form der Schaltkreisplatte angepaßt ist. Wenn der Modul z. B. mit Vorsprüngen und Aussparungen versehen ist, können Elektroden an den Vorsprüngen gebildet werden und direkt an Signaleingabe-/-ausgabeanschlüsse, die auf einem Rahmen vorgesehen sind, angeschlossen werden.
Zusammenfassend ist zu sehen, daß die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verfügung stellt, welches in der Lage ist, ein Hochfrequenzmodul herzustellen, das vollständig abgeschirmt ist und daher nur geringfügig unter Störstrahlung leidet. Um diesen Vorteil zu erreichen, bedeckt das Verfahren eine Schaltkreisplatte, mit der Anschlüsse verbunden worden sind, mit einem Isolierteil in einer rechtwinkligen, parallel verdrahteten Konfiguration, schneidet die von der Oberfläche des Isolierteils abstehenden Anschlüsse ab, bedeckt die gesamte Oberfläche des Isolierteils mit einem Metallfilm und formt dann Elektroden, indem der Metallfilm in der Umgebung der Anschlüsse entfernt wird, so daß sich jede Elektrode zur oberen Oberfläche des Isolierteils erstreckt.
Außerdem werden eine Anzahl von mit der obigen Prozedur hergestellten Modulen an ihren Seiten miteinander verbunden, und ihre einander gegenüberliegenden Elektroden werden verlötet oder auf andere Weise miteinander verbunden. Dies realisiert einfach ein zusammengesetztes Modul mit großen Abmessungen, das es ermöglicht, daß ein Minimum an Störstrahlung auftritt und das eine gewünschte Anzahl an Schaltungen bildet.
Vielfältige Modifikationen werden für den Fachmann möglich, nachdem er die Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgenommen hat, ohne vom Schutzbereich der angefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Hochfrequenzmoduls mit den Schritten:

(a) Verbinden von Anschlüssen (13) mit einer Schaltkreisplatte (10, 11) auf welcher elekronische Teile (12) befestigt sind;

(b) Umschliessen der Schaltkreisplatte mit einem Isolierteil (14), so daß die Leitungen (13) aus dem Isolierteil (14) hervorragen und die Schaltkreisplatte (10, 11) durch das Isolierteil (14) eingekapselt ist;

(c) Abschneiden der Teile der Leitungen (13), die aus dem Isolierteil (14) hervorragen;

(d) Ausbilden eines Metallfilms (16) auf dem gesamten Umfang des Isolierteils (14);

(e) Entfernen eines Teils des Metallfilms (16) um die Leitungen herum, so daß Teile des Metallfilms, welche die Leitungsenden (13) kontaktieren, übrig gelassen werden, um Elektroden (17) zu bilden, welche von den anderen Teilen des Metallfilms (16) elektrisch getrennt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (d) aufweist: Ausbilden des Metallfilms (16) durch Evaporation, Sprühen oder Plattieren, und Schritt (e) aufweist: Entfernen der Teile des Metallfilms durch chemisches Ätzen oder mechanische Bearbeitung.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (a) aufweist: Verbinden der Leitungen (13) mit der Schaltkreisplatte (10, 11) auf der gleichen Oberfläche wie die elekronischen Teile, Schritt (b) aufweist: Abdecken der Schaltkreisplatte (10, 11) in rechtwinkliger Parallelelepiped- Form, und Schritt (e) aufweist: Ausbilden der Elektoden so, daß jede Elektrode (17) sich individuell von der Seite erstreckt, an welcher die Leitung (13) die Elektrode kontaktiert, zu einer Oberfläche, die an dieser Seite anliegt.

4. Hochfrequenzvorrichtung mit einer Vielzahl von Hochfrequenzmodulen (20, 22), die durch ein Verfahren nach Anspruch 1 erhalten werden können, wobei die Vielzahl von Hochfrequenzmodulen jeweils Elektroden an Verbindungsflächen aufweisen, die aneinander anstossen und elektrisch miteinander verbunden sind, wodurch ein zusammengesetzter Hochfrequenzschaltkreis erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl von Hochfrequenzmodulen (20, 22, 26) aneinander befestigt werden, so daß Elektoden, die an Verbindungsflächen des Moduls aneinander anliegen, durch Lot verbunden sind.