JP2004235184A - 高周波装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高周波装置の特性を悪化させることなく小型化し、金属シールドキャップと誘電体多層基板との接合を良好にする高周波装置を提供する。
【解決手段】表面にグランドパターンを設けた回路基板２の上面に高周波回路部品５および伝送線路を配置する。高周波回路部品５および伝送線路を覆うように金属シールドキャップ１を回路基板２に固定する。金属シールドキャップ１は、高周波回路部品５の上方で回路基板２と略平行に配置された天板１２と、この天板１２の周縁の一部分から垂下状態に設けられてバネ性を有し回路基板２のグランドパターンに接合される接地側壁１１とからなり、前記接地側壁１１以外の側面を開放している。
【選択図】 図１
【解決手段】表面にグランドパターンを設けた回路基板２の上面に高周波回路部品５および伝送線路を配置する。高周波回路部品５および伝送線路を覆うように金属シールドキャップ１を回路基板２に固定する。金属シールドキャップ１は、高周波回路部品５の上方で回路基板２と略平行に配置された天板１２と、この天板１２の周縁の一部分から垂下状態に設けられてバネ性を有し回路基板２のグランドパターンに接合される接地側壁１１とからなり、前記接地側壁１１以外の側面を開放している。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属シールドキャップ構造を有する高周波装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報通信の果たす役割は極めて大きく、移動通信システムに対する需要は急速に高まってきている。こうした状況の中で、携帯電話やコードレス電話では、システムの小型化に対する要求から、高周波回路ブロックを構成する各機器の小型化が極めて重要になりつつある。
【０００３】
従来からＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ ｓｙｓｔｅｍ）方式の携帯電話の高周波回路ブロックの機器の一つである高周波装置、特に送信用高周波増幅器としての増幅素子には、その優れた高周波特性からガリウム砒素電界効果トランジスタが使用されている。
【０００４】
従来の高周波装置の断面構造の一例を図７に示す（例えば、特許文献１参照）。この高周波装置は、例えば、四角形の誘電体多層回路基板２の裏面の凹部にトランジスタ（ガリウム砒素電界効果トランジスタ）３を実装し、樹脂９でトランジスタ３を封止している。また、誘電体多層回路基板２の表面（図１の上側）のランドパターン１０上に実装した高周波回路部品５とストリップ線路６とでトランジスタ３の高周波整合回路を構成している。さらに、誘電体多層回路基板２の表面（図１の上側）の高周波回路部品５とマイクロストリップ線路７とでトランジスタ３の電源回路を構成している。これらの回路は、バイアホール用微細孔に導体ペースト等の導電体が充填されて形成された内層のバイアホール８で接続されており、これにより高周波立体回路が形成されている。
【０００５】
誘電体多層回路基板２の表面の高周波回路部品５とストリップ線路６とは、金属シールドキャップ１によりシールドされている。また、金属シールドキャップ１は、誘電体多層回路基板２の上面端部あるいは端面にあるグランドパターン４と半田付けや溶接等で電気的に接合された構成からなる。
【０００６】
次に、従来の高周波装置における金属シールドキャップ１、誘電体多層回路基板２、高周波回路部品５、およびランドパターン１０の各々の位置と、寸法ずれから設計上必要とされる距離を図８に示す。ここでは、金属シールドキャップ１の側壁を誘電体多層回路基板２の上面端部に載せた構成を示している。誘電体多層回路基板２の誘電体材料には、放熱の観点から熱伝導性の良好なアルミナが多く用いられる。誘電体多層回路基板２の表面に、高周波回路部品５を実装するランドパターン１０やストリップ線路６を作成するには、この誘電体材料をグリーンシート化したものに、銅を主成分とした厚膜導体をスクリーン印刷し、これらを積み重ねて圧着し、誘電体と導体を焼成させて完成させる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２２０２２６号公報（第３−５頁、図１、図７）
【特許文献２】
特開平０９−１１６０９１号公報
【特許文献３】
特開２００１−３５２２７２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、印刷、圧着、焼成の過程において、高周波回路部品５を実装するためのランドパターン１０やストリップ線路６の位置は、設計ＣＡＤ図面寸法に対して最大０．１００ｍｍ（図８の寸法Ｄ）ずれてしまう。また、焼成後の誘電体多層回路基板２を個片に分割させる際の外形寸法ずれの最大０．１００ｍｍ（図８の寸法Ａ）や、高周波回路部品５の実装位置ずれの最大０．１５０ｍｍ（図８の寸法Ｅ）や、金属シールドキャップ１の外形寸法ずれの最大０．０５０ｍｍ（図８の寸法Ｂ）や、金属シールドキャップ１を誘電体多層回路基板２に半田付けまたは溶接する際の位置ずれの最大０．１５０ｍｍ（図８の寸法Ｃ）などが存在する。
【０００９】
このため、従来の金属シールドキャップ構造では、高周波回路部品５および金属シールドキャップ１の実装位置精度と誘電体多層回路基板２や金属シールドキャップ１の寸法精度の関係から、高周波回路部品５と金属シールドキャップ１とが接触しないようにするためには、一定距離０．５５０ｍｍ（図８の寸法Ｆ）が必要となり、小型化の障害となっていた。
【００１０】
同様に、従来の金属シールドキャップ構造では、ストリップ線路６の位置精度および金属シールドキャップ１の実装位置精度と誘電体多層回路基板２や金属シールドキャップ１の寸法精度の関係から、ストリップ線路６と金属シールドキャップ１とが接触しないようにするためには、一定距離０．４５０ｍｍが必要となり、小型化の障害となっていた。
【００１１】
さらに、これら位置や寸法のずれは、高周波回路部品５と金属シールドキャップ１の距離を一定に保てないために、高周波回路部品５のインピーダンスに影響を与える。これは、トランジスタの高周波整合に影響を与えることになり、高周波装置の特性を悪化させる要因となっていた。
【００１２】
また、金属シールドキャップ１の側壁と誘電体多層回路基板２の側面にあるグランドパターンとを半田付けまたは溶接することにより接合する構成において、金属シールドキャップ１の寸法と誘電体多層回路基板２の外形寸法にずれがあった場合、金属シールドキャップ１が誘電体多層回路基板２に嵌らない、あるいは金属シールドキャップ１と誘電体多層回路基板２との接合部に浮き（隙間）が生じて接触不良が発生していた。
【００１３】
本発明は、かかる点に鑑み、高周波特性を悪化させることなく小型化し、金属シールドキャップと誘電体多層回路基板との接合を良好にする高周波装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の請求項１記載の高周波装置は、表面にグランドパターンを有する回路基板と、回路基板上面に配置された高周波回路部品および伝送線路と、高周波回路部品および伝送線路を覆うように回路基板に固定された金属シールドキャップとを備えている。この金属シールドキャップは、高周波回路部品の上方で回路基板と略平行に配置された天板と、この天板の周縁の一部分から垂下状態に設けられてバネ性を有し回路基板のグランドパターンに電気的な接続を有して接合された接地側壁とからなり、金属シールドキャップの接地側壁以外の側面が開放されている。
【００１５】
この構成によれば、金属シールドキャップの側面には、部分的に接地側壁が設けられているものの、それ以外の部分は開放されていて側壁が設けられていない。その結果、金属シールドキャップの側面の開放部分については、金属シールドキャップの外形寸法ずれと、金属シールドキャップを誘電体多層回路基板に固定する際の位置ずれとを考慮する必要がなくなる。したがって、誘電体多層回路基板の表面での高周波回路部品もしくは伝送線路等の実装可能領域を拡大させることができる。その結果、誘電体多層回路基板を小さくすることが可能となり、高周波装置を小型にすることが可能である。また、接地側壁の板バネ効果により、金属シールドキャップと誘電体多層回路基板の間の寸法的な誤差を吸収することができ、金属シールドキャップと誘電体多層回路基板との接合を良好にすることができる。
【００１６】
また、本発明の請求項２記載の高周波装置は、表面にグランドパターンを設けた回路基板と、回路基板上面に配置された高周波回路部品および伝送線路と、高周波回路部品および伝送線路を覆うように回路基板に固定された金属シールドキャップとを備えている。この金属シールドキャップは、高周波回路部品の上方で回路基板と略平行に配置された天板と、この天板の周縁の一部分から垂下状態に設けられてバネ性を有し回路基板のグランドパターンに電気的な接続を有して接合された接地側壁と、接地側壁に隣接して天板の周縁の他の部分から垂下状態にかつ接地側壁よりも短い状態に設けられた非接地側壁とからなり、接地側壁と非接地側壁の境界に下方向に開放した切り欠きを有し、金属シールドキャップの接地側壁および非接地側壁以外の側面が開放されている。
【００１７】
この構成によれば、金属シールドキャップの側面には、部分的に接地側壁および非接地側壁が設けられているものの、それ以外の部分は開放されていて、側壁が設けられていない。その結果、金属シールドキャップの側面の開放部分については、金属シールドキャップの外形寸法ずれと、金属シールドキャップを誘電体多層回路基板に固定する際の位置ずれとを考慮する必要がなくなる。したがって、誘電体多層回路基板の表面での高周波回路部品もしくは伝送線路等の実装可能領域を拡大させることができる。その結果、誘電体多層回路基板を小さくすることが可能となり、高周波装置を小型にすることが可能である。また、接地側壁の板バネ効果により、金属シールドキャップと誘電体多層回路基板の間の寸法的な誤差を吸収することができ、金属シールドキャップと誘電体多層回路基板との接合を良好にすることができる。
【００１８】
また、本発明の請求項３記載の高周波装置は、請求項２記載の高周波装置において、非接地側壁が高周波回路部品の高さより長く形成され、非接地側壁の下端が回路基板の上面に当接した状態で、接地側壁が回路基板のグランドパターンに接合されている。
【００１９】
この構成によれば、金属シールドキャップの非接地側壁が支柱となり、金属シールドキャップの上方から加えられる力に対し、金属シールドキャップの強度を上げることが可能であり、金属シールドキャップが外力によって変形し高周波回路部品に接触するのを防止することができる。
【００２０】
また、本発明の請求項４記載の高周波装置は、請求項２または３記載の高周波装置において、金属シールドキャップの側面の開放部分が、回路基板上に配置される高周波回路部品に接触しない高さと幅に設定されている。
【００２１】
この構成によれば、金属シールドキャップの側面の開放部分に高周波回路部品を配置することが可能となり、誘電体多層回路基板の表面での高周波回路部品の実装可能領域を拡大させ、高周波装置を小型することが可能である。
【００２２】
本発明の請求項５記載の高周波装置は、請求項４記載の高周波装置において、金属シールドキャップの側面の開放部分がアーチ状になっている。
【００２３】
この構成によれば、側壁の開放部分がアーチ状になっているので、金属シールドキャップの側面の一部を開放したことによる金属シールドキャップの強度低下を少なく抑えることができる。したがって、金属シールドキャップの上面方向からの力に対して強度を保ちつつ、誘電体多層回路基板への高周波回路部品の実装数の増加または高周波装置の小型化を実現できる。
【００２４】
本発明の請求項６記載の高周波装置は、請求項４または５記載の高周波装置において、金属シールドキャップの側面の開放部分に、金属シールドキャップとの間の距離によってインピーダンスが敏感に影響を受ける高周波回路部品を配置している。
【００２５】
この構成によれば、金属シールドキャップの電磁界的な干渉による高周波回路部品の高周波特性の劣化を最小限に抑えることができる。
【００２６】
本発明の請求項７記載の高周波装置は、請求項４または５記載の高周波装置において、金属シールドキャップの側面の開放部分に近接した位置に小さい高周波信号パワーが流れる小電力用高周波回路部品を配置し、金属シールドキャップの側面の非開放部分に近接した位置に大きい高周波信号パワーが流れる大電力用高周波回路部品を配置している。
【００２７】
この構成によれば、金属シールドキャップの側面の開放部分に小さい高周波信号パワーが流れる小電力用高周波回路部品を設置し、金属シールドキャップの側面の非開放部分に大きい高周波信号パワーが流れる大電力用高周波回路部品を設置するように回路設計をすることで、従来の高周波装置と変わらないシールド特性を維持したまま、小型化を実現することができる。
【００２８】
本発明の請求項８記載の高周波装置は、請求項２または請求項３記載の高周波装置において、金属シールドキャップの側面の開放部分が、回路基板上に配置される伝送線路に接触しない高さと幅に設定されている。
【００２９】
この構成によれば、金属シールドキャップの側面の開放部分が、回路基板上に配置される伝送線路に接触しない高さと幅に設定されているので、誘電体多層回路基板の表面に伝送線路を設置する領域を拡大させ、高周波装置を小型にすることができる。伝送線路の場合、金属シールドキャップの側壁を開放する高さは高周波回路部品より低い０．０５０〜０．１５０ｍｍ程度確保するだけで十分である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
（第１の実施の形態）
図１に本発明の第１の実施の形態の高周波装置を示す。この高周波装置は、図１に示すように、表面にグランドパターン（図７参照）を設けた例えばアルミナからなる例えば四角形の誘電体多層回路基板２と、誘電体多層回路基板２の上面に配置された高周波回路部品５および伝送線路（図７参照）と、例えばニッケルからなる金属シールドキャップ１とを備えている。金属シールドキャップ１は、折り曲げ成形あるいはプレス加工等によって製造され、高周波回路部品５の上方で誘電体多層回路基板２と略平行に配置された例えば四角形の天板１２と、この天板１２の四周縁のうちの相対する二辺の各々の一部分、この例では中央部分から垂下状態に設けられてバネ性を有し誘電体多層回路基板２のグランドパターンに電気的な接続を有して接合された接地側壁１１とからなり、金属シールドキャップ１の接地側壁１１以外の側面が開放されている。なお、天板１２と高周波回路部品５の上面との間には、所定の隙間が設けられる。
【００３２】
詳しく述べると、この高周波装置は、金属シールドキャップ１の接地側壁１１を、例えば四角形の誘電体多層回路基板２の端面（表面）に設けたグランドパターン（図７参照）に電気的機械的に接合している。金属シールドキャップ１は、接地するための接地側壁１１を一対のみ残して、その他四方の金属シールドキャップ１の側壁を取り去った構成を有している。金属シールドキャップ１の接地側壁１１は半田づけまたは溶接により、誘電体多層回路基板２の端面に設けたグランドパターンに固定され、誘電体多層回路基板２と金属シールドキャップ１の間に高周波回路部品５を設置する空間を確保する。これにより、金属シールドキャップ１における接地側壁１１のない部分は、誘電体多層回路基板２の上面での高周波回路部品５の実装可能領域を拡大させることが可能であり、高周波装置を小型することができる。図１において、実線Ｇは従来技術で高周波回路部品実装可能領域を示し、破線Ｈは第１の実施の形態での高周波回路部品実装可能領域を示している。また、図１は、金属シールドキャップ１を誘電体多層回路基板２に固定する前の状態を示している。金属シールドキャップ１が誘電体多層回路基板２に固定された後は、両者の接続部分では図７と同様の断面状態になる。
【００３３】
つまり、金属シールドキャップ１の側面には、部分的に接地側壁１１が設けられてはいるものの、それ以外の部分には側壁が設けられていない。その結果、側壁が設けられていない部分、すなわち金属シールドキャップ１の側面の開放部分については、高周波回路部品５もしくは伝送線路と金属シールドキャップ１とを接触させないために、金属シールドキャップ１の外形寸法ずれと、金属シールドキャップ１を誘電体多層回路基板２に固定する際の位置ずれとを考慮する必要がなくなる。したがって、誘電体多層回路基板２の表面での高周波回路部品５もしくは伝送線路の実装可能領域を拡大させることができる。その結果、誘電体多層回路基板２を小さくすることが可能となり、高周波装置を小型にすることが可能である。
【００３４】
従来の高周波装置では、誘電体多層回路基板２の端面からランドパターン１０まで０．５５０ｍｍの距離をあけておく必要があったが、本発明の第１の実施の形態では、誘電体多層回路基板２の端面からランドパターン１０までは０．３５０ｍｍの距離をあけておくだけで良い。
【００３５】
また、図１のような形状の接地側壁１１とすることで、接地側壁１１を板バネとして機能させ、弾性を持たせることが可能である。したがって、誘電体多層回路基板２と金属シールドキャップ１との間に寸法ずれがあっても、板バネの有するしなり効果で寸法ずれを吸収することが可能である。すなわち、側壁１１の板バネ効果により、金属シールドキャップ１と誘電体多層回路基板２の間の寸法的な誤差を吸収することができ、金属シールドキャップ１と誘電体多層回路基板２との接合を良好にすることができる。
【００３６】
以上のように、本発明の第１の実施の形態の高周波装置によれば、誘電体多層回路基板２のグランドパターンと接合するための接地側壁１１以外に側壁のない金属シールドキャップ１を用いたことにより、誘電体多層回路基板２への高周波回路部品５等の実装数の増加または高周波装置の小型化を実現し、かつ誘電体多層回路基板２と金属シールドキャップ１との間の寸法ずれを吸収することができる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
図２に本発明の第２の実施の形態の高周波装置を示す。この高周波装置は、図２に示すように、表面にグランドパターン（図示せず）を設けた例えばアルミナからなる例えば四角形の誘電体多層回路基板２と、誘電体多層回路基板２の上面に配置された高周波回路部品５および伝送線路（図示せず）と、例えばニッケルからなる金属シールドキャップ１とを備えている。この金属シールドキャップ１は、折り曲げ成形もしくプレス加工により製造され、高周波回路部品５の上方で誘電体多層回路基板２と略平行に配置された例えば四角形の天板１２と、この天板１２の四周縁の相対する二辺の各々一部分、この例では中央部分から垂下状態に設けられてバネ性を有し誘電体多層回路基板２のグランドパターンに電気的な接続を有して接合された接地側壁１１と、接地側壁１の両側に隣接して天板１２の周縁の他の部分から垂下状態にかつ接地側壁１１よりも短い状態に設けられた非接地側壁１４とからなり、接地側壁１１と非接地側壁１４の境界に下方向に開放した切り欠き１３を有し、接地側壁１１および非接地側壁１４以外の側面が開放されている。
【００３８】
より詳しく述べると、この高周波装置は、金属シールドキャップ１の接地側壁１１を、例えば四角形の誘電体多層回路基板２の端面（表面）に設けたグランドパターン（図７参照）に電気的機械的に接合している。金属シールドキャップ１は、例えば四角形の天板１２と、天板１２の四周縁のうちの相対する二辺のそれぞれの中央部から垂下状態に接地側壁１１が設けられ、その両側に切り欠き１３を介して非接地側壁１４が設けられている。この非接地側壁１４が天板１２の他の二辺まで回り込んで形成されている。天板１２の他の二辺の中央部分には、高周波部品５に接触しないように幅および高さが設定された開放部１５が設けられている。天板１２と高周波部品５の上面との間には所定の間隔が設けられている。
【００３９】
金属シールドキャップ１の接地側壁１１は半田づけまたは溶接により誘電体多層回路基板２のグランドパターンと接合して固定され、誘電体多層回路基板２と金属シールドキャップ１の間には高周波回路部品５を設置する空間を確保する。
【００４０】
また、金属シールドキャップ１において、非接地側壁１４の長さを、高周波回路部品５の高さよりも長くし、非接地側壁１４の下端を誘電体多層回路基板２の周縁の上面に当接させることで、非接地側壁１４に誘電体多層回路基板２と金属シールドキャップ１の間に高周波回路部品５を設置する空間を確保するための支柱の役目を持たせている。これによって、金属シールドキャップ１の上面方向からの力に対して強度を上げることができる。その結果、金属シールドキャップ１が外力によって変形し高周波回路部品に接触するのを防止することができる。
【００４１】
図２に示すように、金属シールドキャップ１の非接地側壁１４の一部を高周波回路部品５に接触しないように開放する開放部１５を金属シールドキャップ１の側面中央にして、その両側に非接地側壁１４を一部残すことで、高周波回路部品５の実装面積の拡大と高周波装置のパッケージ強度の向上を実現できる。高周波装置にさらなる小型化への要望があれば、金属シールドキャップ１の非接地側壁１４の開放部１５を拡大することで実現できる。
【００４２】
また、図２のように接地側壁１１に切り欠き１３を入れることで、側壁を板バネとして機能させ、弾性を引き出すことが可能であり、誘電体多層回路基板２と金属シールドキャップ１との間に寸法ずれがあっても、板バネの有するしなり効果で寸法ずれを吸収することが可能である。図２において、実線Ｇは従来技術で高周波回路部品実装可能領域を示し、破線Ｈは第２の実施の形態での高周波回路部品実装可能領域を示している。また、図２は、金属シールドキャップ１を誘電体多層回路基板２に固定する前の状態を示している。金属シールドキャップ１が誘電体多層回路基板２に固定された後は、両者の接続部分では図７と同様の断面状態になる。
【００４３】
また、本発明の第２の実施の形態によれば、金属シールドキャップ１の側面の中央部分を高周波回路部品５が接触しないように開放し、その両側部分に非接地側壁１４を設けることにより、第１の実施の形態と同様に、誘電体多層回路基板２への高周波回路部品５の実装数の増加または高周波装置の小型化とパッケージ強度の向上を実現可能であり、また、接地側壁１１と非接地側壁１４の境界に切り欠き１３を入れることにより、誘電体多層回路基板２と金属シールドキャップ１との間に寸法ずれを吸収することができる。
【００４４】
なお、第２の実施の形態において、金属シールドキャップ５の側面のうちの開放する箇所を側面中央にしたが、図３に示すように対角位置に開放部１５を持つ構成、あるいは図４に示すような中央部に非接地側壁１４を持つような構成でも同様の効果を得ることができる。さらに、図５に示すように金属シールドキャップ１の側面の開放部１５をアーチ形にすることで、金属シールドキャップ１の上面方向からの力に対して強度を保ちつつ、誘電体多層回路基板２への高周波回路部品５の実装数の増加または高周波装置の小型化を実現できる。
【００４５】
なお、第１の実施の形態および第２の実施の形態において、接地側壁１１を一対としたが、１つもしくは複数個であって構わない。
【００４６】
また、第２の実施の形態において、金属シールドキャップ１の一つの側面において、接地側壁１１と非接地側壁１４とは、長さが大、小の２段階に異なるように記載したが、これは一例であり、３種類以上の複数の段階に長さが異なるもの、あるいは長さが途中で連続的に変化するもの、つまり、接地側壁１１から非接地側壁１４にかけて長さが連続的に変化するものであっても構わない。
【００４７】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００４８】
本発明の第３の実施の形態は、図２に示す高周波装置において、金属シールドキャップ１の非接地側壁１４の一部を高周波回路部品５が接触しないように開放させたところに、金属シールドキャップ１の非接地側壁１４に隣接する金属シールドキャップ１との距離が、敏感にインピーダンスに影響を受ける高周波回路部品５、例えばチップコイルを設置した構造を有する。
【００４９】
図９に金属シールドキャップ１と高周波回路部品５としてのチップコイル（チップインダクタ）との距離を近づけたときのチップコイルのインダクタンス値の変化を示す。チップコイルのパターン構造と方向性にも依存するが、金属シールドキャップ１がチップコイルの隣に０．８０ｍｍから０．１０ｍｍの距離に近づいたときのチップコイルのインダクタンス値は１ｎＨのもので約２０％変化する。このインダクタンス値の変化は高周波装置の特性を悪化させる原因となる。
【００５０】
本発明の第３の実施の形態により、従来の高周波装置にあった高周波回路部品５および金属シールドキャップ１の実装位置精度と誘電体多層回路基板２や金属シールドキャップ１の寸法精度ばらつきから発生する、高周波回路部品５と金属シールドキャップ１の距離の変動による高周波回路部品５のインピーダンスへの影響を回避することができる。
【００５１】
以上のように、本発明の第３の実施の形態によれば、金属シールドキャップ１の側面を高周波回路部品５が接触しないように開放した開放部１５に、特に金属キャップシールド１が近接した際に特性に影響を受ける高周波回路部品５を配置することで、金属シールドキャップ１の影響を受けない安定した特性でかつ小型の高周波装置を提供することができる。
【００５２】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
【００５３】
本発明の第４の実施の形態は、図２に示す高周波装置において金属シールドキャップ１と誘電体多層回路基板２との間に高周波回路部品５を設置できる空間を確保する支柱として金属シールドキャップ１の非接地側壁１４を使用する構成において、金属シールドキャップ１の側面の中央部分に高周波回路部品５が接触しない高さと幅で開放部１５を形成し、両側部分を支柱として残した構成で、ＤＣ電源回路部品や小さい高周波信号パワーが流れる高周波回路部品５を開放部１５に近接して配置し、大きい高周波信号パワーが流れる高周波回路部品５を金属シールドキャップ１の側壁を残している箇所に近接して配置するように回路設計した構造を有する。
【００５４】
以上のように、本発明の第４の実施の形態によれば、金属シールドキャップ１の側壁の有無に応じ、側壁の有るところには大きい高周波信号パワーの流れる高周波回路部品５を、側壁の無いところには小さい高周波信号パワーの流れる高周波回路部品５を設置することで、従来の高周波装置と変わらないシールド特性を維持し、かつ小型にすることができる。
【００５５】
（第５の実施の形態）
次に本発明の第５の実施の形態について説明する。
【００５６】
図６に本発明の第５の実施の形態を示す。図６に示すように、第５の実施の形態は、第２の実施の形態で説明した構造に類似している。図６の高周波装置は、金属シールドキャップ１の非接地側壁１４の開放部１５を、誘電体多層回路基板の表面に設置しているストリップ線路等の伝送線路１６に接触しないように０．０５０〜０．１５０ｍｍ高さだけ開放した構成を有している。その他は第２の実施の形態と同様である。なお、図６において、実線Ｉは従来技術での伝送線路接地可能領域を示し、破線Ｊは第５の実施の形態による伝送線路接地可能領域を示している。
【００５７】
従来の高周波装置では、金属シールドキャップ１が伝送線路１６と接触しないように、誘電体多層回路基板２の端面から伝送線路１６まで０．４００ｍｍの距離をあけておく必要があったが、金属シールドキャップ１に関する影響（第１の実施の形態で説明したのと同じ）を考慮する必要がなくなるために、本発明の第５の実施の形態では誘電体多層回路基板２の端面から伝送線路１２までは０．２００ｍｍの距離をあけておくだけで良い。
【００５８】
以上のように、本発明の第５の実施の形態によれば、金属シールドキャップ１の非接地側壁１４を伝送線路１６が接触しないように開放する構成を高周波装置に設けることにより、誘電体多層回路基板２への伝送線路１６の設置面積の増加または高周波装置の小型化を実現できる。
【００５９】
なお、上記実施の形態において、誘電体多層回路基板２を用いて説明したが、通常の回路基板であっても構わない。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の高周波装置によれば、金属シールドキャップの側壁の一部を開放することで、誘電体多層回路基板の表面に設置できる高周波回路部品や伝送線路の占有率を増やし、高周波装置の小型化を実現できる。
【００６１】
また、金属シールドキャップの側壁の有無に応じた高周波回路部品の配置場所の最適設計を行うことにより、より特性を安定にし、または、シールド性能を劣化させることなく高周波装置の小型化を実現できる。
【００６２】
また、側壁の部分的な形成、あるいは接地側壁と非接地側壁との境界に切り欠きを入れることで、接地側壁を板バネとして機能させ、誘電体多層回路基板と金属シールドキャップとの間に寸法ずれがあっても、吸収することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における高周波装置の例を示す概略図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態における高周波装置の第１の例を示す概略図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における高周波装置の第２の例を示す概略図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における高周波装置の第３の例を示す概略図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における高周波装置の第４の例を示す概略図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態における高周波装置の例を示す概略図である。
【図７】従来の高周波装置の例を示す断面図である。
【図８】従来の高周波装置の拡大断面図である。
【図９】金属シールドキャップとチップコイルの距離を近づけたときのチップコイルのインダクタンス値の変化を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 金属シールドキャップ
２ 誘電体多層回路基板
３ トランジスタ
４ グランドパターン
５ 高周波回路部品
６ ストリップ線路
７ マイクロストリップ線路
８ バイアホール
９ 樹脂
１０ ランドパターン
１１ 接地側壁
１２ 伝送線路
１３ 切り欠き
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属シールドキャップ構造を有する高周波装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報通信の果たす役割は極めて大きく、移動通信システムに対する需要は急速に高まってきている。こうした状況の中で、携帯電話やコードレス電話では、システムの小型化に対する要求から、高周波回路ブロックを構成する各機器の小型化が極めて重要になりつつある。
【０００３】
従来からＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ ｓｙｓｔｅｍ）方式の携帯電話の高周波回路ブロックの機器の一つである高周波装置、特に送信用高周波増幅器としての増幅素子には、その優れた高周波特性からガリウム砒素電界効果トランジスタが使用されている。
【０００４】
従来の高周波装置の断面構造の一例を図７に示す（例えば、特許文献１参照）。この高周波装置は、例えば、四角形の誘電体多層回路基板２の裏面の凹部にトランジスタ（ガリウム砒素電界効果トランジスタ）３を実装し、樹脂９でトランジスタ３を封止している。また、誘電体多層回路基板２の表面（図１の上側）のランドパターン１０上に実装した高周波回路部品５とストリップ線路６とでトランジスタ３の高周波整合回路を構成している。さらに、誘電体多層回路基板２の表面（図１の上側）の高周波回路部品５とマイクロストリップ線路７とでトランジスタ３の電源回路を構成している。これらの回路は、バイアホール用微細孔に導体ペースト等の導電体が充填されて形成された内層のバイアホール８で接続されており、これにより高周波立体回路が形成されている。
【０００５】
誘電体多層回路基板２の表面の高周波回路部品５とストリップ線路６とは、金属シールドキャップ１によりシールドされている。また、金属シールドキャップ１は、誘電体多層回路基板２の上面端部あるいは端面にあるグランドパターン４と半田付けや溶接等で電気的に接合された構成からなる。
【０００６】
次に、従来の高周波装置における金属シールドキャップ１、誘電体多層回路基板２、高周波回路部品５、およびランドパターン１０の各々の位置と、寸法ずれから設計上必要とされる距離を図８に示す。ここでは、金属シールドキャップ１の側壁を誘電体多層回路基板２の上面端部に載せた構成を示している。誘電体多層回路基板２の誘電体材料には、放熱の観点から熱伝導性の良好なアルミナが多く用いられる。誘電体多層回路基板２の表面に、高周波回路部品５を実装するランドパターン１０やストリップ線路６を作成するには、この誘電体材料をグリーンシート化したものに、銅を主成分とした厚膜導体をスクリーン印刷し、これらを積み重ねて圧着し、誘電体と導体を焼成させて完成させる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２２０２２６号公報（第３−５頁、図１、図７）
【特許文献２】
特開平０９−１１６０９１号公報
【特許文献３】
特開２００１−３５２２７２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、印刷、圧着、焼成の過程において、高周波回路部品５を実装するためのランドパターン１０やストリップ線路６の位置は、設計ＣＡＤ図面寸法に対して最大０．１００ｍｍ（図８の寸法Ｄ）ずれてしまう。また、焼成後の誘電体多層回路基板２を個片に分割させる際の外形寸法ずれの最大０．１００ｍｍ（図８の寸法Ａ）や、高周波回路部品５の実装位置ずれの最大０．１５０ｍｍ（図８の寸法Ｅ）や、金属シールドキャップ１の外形寸法ずれの最大０．０５０ｍｍ（図８の寸法Ｂ）や、金属シールドキャップ１を誘電体多層回路基板２に半田付けまたは溶接する際の位置ずれの最大０．１５０ｍｍ（図８の寸法Ｃ）などが存在する。
【０００９】
このため、従来の金属シールドキャップ構造では、高周波回路部品５および金属シールドキャップ１の実装位置精度と誘電体多層回路基板２や金属シールドキャップ１の寸法精度の関係から、高周波回路部品５と金属シールドキャップ１とが接触しないようにするためには、一定距離０．５５０ｍｍ（図８の寸法Ｆ）が必要となり、小型化の障害となっていた。
【００１０】
同様に、従来の金属シールドキャップ構造では、ストリップ線路６の位置精度および金属シールドキャップ１の実装位置精度と誘電体多層回路基板２や金属シールドキャップ１の寸法精度の関係から、ストリップ線路６と金属シールドキャップ１とが接触しないようにするためには、一定距離０．４５０ｍｍが必要となり、小型化の障害となっていた。
【００１１】
さらに、これら位置や寸法のずれは、高周波回路部品５と金属シールドキャップ１の距離を一定に保てないために、高周波回路部品５のインピーダンスに影響を与える。これは、トランジスタの高周波整合に影響を与えることになり、高周波装置の特性を悪化させる要因となっていた。
【００１２】
また、金属シールドキャップ１の側壁と誘電体多層回路基板２の側面にあるグランドパターンとを半田付けまたは溶接することにより接合する構成において、金属シールドキャップ１の寸法と誘電体多層回路基板２の外形寸法にずれがあった場合、金属シールドキャップ１が誘電体多層回路基板２に嵌らない、あるいは金属シールドキャップ１と誘電体多層回路基板２との接合部に浮き（隙間）が生じて接触不良が発生していた。
【００１３】
本発明は、かかる点に鑑み、高周波特性を悪化させることなく小型化し、金属シールドキャップと誘電体多層回路基板との接合を良好にする高周波装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の請求項１記載の高周波装置は、表面にグランドパターンを有する回路基板と、回路基板上面に配置された高周波回路部品および伝送線路と、高周波回路部品および伝送線路を覆うように回路基板に固定された金属シールドキャップとを備えている。この金属シールドキャップは、高周波回路部品の上方で回路基板と略平行に配置された天板と、この天板の周縁の一部分から垂下状態に設けられてバネ性を有し回路基板のグランドパターンに電気的な接続を有して接合された接地側壁とからなり、金属シールドキャップの接地側壁以外の側面が開放されている。
【００１５】
この構成によれば、金属シールドキャップの側面には、部分的に接地側壁が設けられているものの、それ以外の部分は開放されていて側壁が設けられていない。その結果、金属シールドキャップの側面の開放部分については、金属シールドキャップの外形寸法ずれと、金属シールドキャップを誘電体多層回路基板に固定する際の位置ずれとを考慮する必要がなくなる。したがって、誘電体多層回路基板の表面での高周波回路部品もしくは伝送線路等の実装可能領域を拡大させることができる。その結果、誘電体多層回路基板を小さくすることが可能となり、高周波装置を小型にすることが可能である。また、接地側壁の板バネ効果により、金属シールドキャップと誘電体多層回路基板の間の寸法的な誤差を吸収することができ、金属シールドキャップと誘電体多層回路基板との接合を良好にすることができる。
【００１６】
また、本発明の請求項２記載の高周波装置は、表面にグランドパターンを設けた回路基板と、回路基板上面に配置された高周波回路部品および伝送線路と、高周波回路部品および伝送線路を覆うように回路基板に固定された金属シールドキャップとを備えている。この金属シールドキャップは、高周波回路部品の上方で回路基板と略平行に配置された天板と、この天板の周縁の一部分から垂下状態に設けられてバネ性を有し回路基板のグランドパターンに電気的な接続を有して接合された接地側壁と、接地側壁に隣接して天板の周縁の他の部分から垂下状態にかつ接地側壁よりも短い状態に設けられた非接地側壁とからなり、接地側壁と非接地側壁の境界に下方向に開放した切り欠きを有し、金属シールドキャップの接地側壁および非接地側壁以外の側面が開放されている。
【００１７】
この構成によれば、金属シールドキャップの側面には、部分的に接地側壁および非接地側壁が設けられているものの、それ以外の部分は開放されていて、側壁が設けられていない。その結果、金属シールドキャップの側面の開放部分については、金属シールドキャップの外形寸法ずれと、金属シールドキャップを誘電体多層回路基板に固定する際の位置ずれとを考慮する必要がなくなる。したがって、誘電体多層回路基板の表面での高周波回路部品もしくは伝送線路等の実装可能領域を拡大させることができる。その結果、誘電体多層回路基板を小さくすることが可能となり、高周波装置を小型にすることが可能である。また、接地側壁の板バネ効果により、金属シールドキャップと誘電体多層回路基板の間の寸法的な誤差を吸収することができ、金属シールドキャップと誘電体多層回路基板との接合を良好にすることができる。
【００１８】
また、本発明の請求項３記載の高周波装置は、請求項２記載の高周波装置において、非接地側壁が高周波回路部品の高さより長く形成され、非接地側壁の下端が回路基板の上面に当接した状態で、接地側壁が回路基板のグランドパターンに接合されている。
【００１９】
この構成によれば、金属シールドキャップの非接地側壁が支柱となり、金属シールドキャップの上方から加えられる力に対し、金属シールドキャップの強度を上げることが可能であり、金属シールドキャップが外力によって変形し高周波回路部品に接触するのを防止することができる。
【００２０】
また、本発明の請求項４記載の高周波装置は、請求項２または３記載の高周波装置において、金属シールドキャップの側面の開放部分が、回路基板上に配置される高周波回路部品に接触しない高さと幅に設定されている。
【００２１】
この構成によれば、金属シールドキャップの側面の開放部分に高周波回路部品を配置することが可能となり、誘電体多層回路基板の表面での高周波回路部品の実装可能領域を拡大させ、高周波装置を小型することが可能である。
【００２２】
本発明の請求項５記載の高周波装置は、請求項４記載の高周波装置において、金属シールドキャップの側面の開放部分がアーチ状になっている。
【００２３】
この構成によれば、側壁の開放部分がアーチ状になっているので、金属シールドキャップの側面の一部を開放したことによる金属シールドキャップの強度低下を少なく抑えることができる。したがって、金属シールドキャップの上面方向からの力に対して強度を保ちつつ、誘電体多層回路基板への高周波回路部品の実装数の増加または高周波装置の小型化を実現できる。
【００２４】
本発明の請求項６記載の高周波装置は、請求項４または５記載の高周波装置において、金属シールドキャップの側面の開放部分に、金属シールドキャップとの間の距離によってインピーダンスが敏感に影響を受ける高周波回路部品を配置している。
【００２５】
この構成によれば、金属シールドキャップの電磁界的な干渉による高周波回路部品の高周波特性の劣化を最小限に抑えることができる。
【００２６】
本発明の請求項７記載の高周波装置は、請求項４または５記載の高周波装置において、金属シールドキャップの側面の開放部分に近接した位置に小さい高周波信号パワーが流れる小電力用高周波回路部品を配置し、金属シールドキャップの側面の非開放部分に近接した位置に大きい高周波信号パワーが流れる大電力用高周波回路部品を配置している。
【００２７】
この構成によれば、金属シールドキャップの側面の開放部分に小さい高周波信号パワーが流れる小電力用高周波回路部品を設置し、金属シールドキャップの側面の非開放部分に大きい高周波信号パワーが流れる大電力用高周波回路部品を設置するように回路設計をすることで、従来の高周波装置と変わらないシールド特性を維持したまま、小型化を実現することができる。
【００２８】
本発明の請求項８記載の高周波装置は、請求項２または請求項３記載の高周波装置において、金属シールドキャップの側面の開放部分が、回路基板上に配置される伝送線路に接触しない高さと幅に設定されている。
【００２９】
この構成によれば、金属シールドキャップの側面の開放部分が、回路基板上に配置される伝送線路に接触しない高さと幅に設定されているので、誘電体多層回路基板の表面に伝送線路を設置する領域を拡大させ、高周波装置を小型にすることができる。伝送線路の場合、金属シールドキャップの側壁を開放する高さは高周波回路部品より低い０．０５０〜０．１５０ｍｍ程度確保するだけで十分である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
（第１の実施の形態）
図１に本発明の第１の実施の形態の高周波装置を示す。この高周波装置は、図１に示すように、表面にグランドパターン（図７参照）を設けた例えばアルミナからなる例えば四角形の誘電体多層回路基板２と、誘電体多層回路基板２の上面に配置された高周波回路部品５および伝送線路（図７参照）と、例えばニッケルからなる金属シールドキャップ１とを備えている。金属シールドキャップ１は、折り曲げ成形あるいはプレス加工等によって製造され、高周波回路部品５の上方で誘電体多層回路基板２と略平行に配置された例えば四角形の天板１２と、この天板１２の四周縁のうちの相対する二辺の各々の一部分、この例では中央部分から垂下状態に設けられてバネ性を有し誘電体多層回路基板２のグランドパターンに電気的な接続を有して接合された接地側壁１１とからなり、金属シールドキャップ１の接地側壁１１以外の側面が開放されている。なお、天板１２と高周波回路部品５の上面との間には、所定の隙間が設けられる。
【００３２】
詳しく述べると、この高周波装置は、金属シールドキャップ１の接地側壁１１を、例えば四角形の誘電体多層回路基板２の端面（表面）に設けたグランドパターン（図７参照）に電気的機械的に接合している。金属シールドキャップ１は、接地するための接地側壁１１を一対のみ残して、その他四方の金属シールドキャップ１の側壁を取り去った構成を有している。金属シールドキャップ１の接地側壁１１は半田づけまたは溶接により、誘電体多層回路基板２の端面に設けたグランドパターンに固定され、誘電体多層回路基板２と金属シールドキャップ１の間に高周波回路部品５を設置する空間を確保する。これにより、金属シールドキャップ１における接地側壁１１のない部分は、誘電体多層回路基板２の上面での高周波回路部品５の実装可能領域を拡大させることが可能であり、高周波装置を小型することができる。図１において、実線Ｇは従来技術で高周波回路部品実装可能領域を示し、破線Ｈは第１の実施の形態での高周波回路部品実装可能領域を示している。また、図１は、金属シールドキャップ１を誘電体多層回路基板２に固定する前の状態を示している。金属シールドキャップ１が誘電体多層回路基板２に固定された後は、両者の接続部分では図７と同様の断面状態になる。
【００３３】
つまり、金属シールドキャップ１の側面には、部分的に接地側壁１１が設けられてはいるものの、それ以外の部分には側壁が設けられていない。その結果、側壁が設けられていない部分、すなわち金属シールドキャップ１の側面の開放部分については、高周波回路部品５もしくは伝送線路と金属シールドキャップ１とを接触させないために、金属シールドキャップ１の外形寸法ずれと、金属シールドキャップ１を誘電体多層回路基板２に固定する際の位置ずれとを考慮する必要がなくなる。したがって、誘電体多層回路基板２の表面での高周波回路部品５もしくは伝送線路の実装可能領域を拡大させることができる。その結果、誘電体多層回路基板２を小さくすることが可能となり、高周波装置を小型にすることが可能である。
【００３４】
従来の高周波装置では、誘電体多層回路基板２の端面からランドパターン１０まで０．５５０ｍｍの距離をあけておく必要があったが、本発明の第１の実施の形態では、誘電体多層回路基板２の端面からランドパターン１０までは０．３５０ｍｍの距離をあけておくだけで良い。
【００３５】
また、図１のような形状の接地側壁１１とすることで、接地側壁１１を板バネとして機能させ、弾性を持たせることが可能である。したがって、誘電体多層回路基板２と金属シールドキャップ１との間に寸法ずれがあっても、板バネの有するしなり効果で寸法ずれを吸収することが可能である。すなわち、側壁１１の板バネ効果により、金属シールドキャップ１と誘電体多層回路基板２の間の寸法的な誤差を吸収することができ、金属シールドキャップ１と誘電体多層回路基板２との接合を良好にすることができる。
【００３６】
以上のように、本発明の第１の実施の形態の高周波装置によれば、誘電体多層回路基板２のグランドパターンと接合するための接地側壁１１以外に側壁のない金属シールドキャップ１を用いたことにより、誘電体多層回路基板２への高周波回路部品５等の実装数の増加または高周波装置の小型化を実現し、かつ誘電体多層回路基板２と金属シールドキャップ１との間の寸法ずれを吸収することができる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
図２に本発明の第２の実施の形態の高周波装置を示す。この高周波装置は、図２に示すように、表面にグランドパターン（図示せず）を設けた例えばアルミナからなる例えば四角形の誘電体多層回路基板２と、誘電体多層回路基板２の上面に配置された高周波回路部品５および伝送線路（図示せず）と、例えばニッケルからなる金属シールドキャップ１とを備えている。この金属シールドキャップ１は、折り曲げ成形もしくプレス加工により製造され、高周波回路部品５の上方で誘電体多層回路基板２と略平行に配置された例えば四角形の天板１２と、この天板１２の四周縁の相対する二辺の各々一部分、この例では中央部分から垂下状態に設けられてバネ性を有し誘電体多層回路基板２のグランドパターンに電気的な接続を有して接合された接地側壁１１と、接地側壁１の両側に隣接して天板１２の周縁の他の部分から垂下状態にかつ接地側壁１１よりも短い状態に設けられた非接地側壁１４とからなり、接地側壁１１と非接地側壁１４の境界に下方向に開放した切り欠き１３を有し、接地側壁１１および非接地側壁１４以外の側面が開放されている。
【００３８】
より詳しく述べると、この高周波装置は、金属シールドキャップ１の接地側壁１１を、例えば四角形の誘電体多層回路基板２の端面（表面）に設けたグランドパターン（図７参照）に電気的機械的に接合している。金属シールドキャップ１は、例えば四角形の天板１２と、天板１２の四周縁のうちの相対する二辺のそれぞれの中央部から垂下状態に接地側壁１１が設けられ、その両側に切り欠き１３を介して非接地側壁１４が設けられている。この非接地側壁１４が天板１２の他の二辺まで回り込んで形成されている。天板１２の他の二辺の中央部分には、高周波部品５に接触しないように幅および高さが設定された開放部１５が設けられている。天板１２と高周波部品５の上面との間には所定の間隔が設けられている。
【００３９】
金属シールドキャップ１の接地側壁１１は半田づけまたは溶接により誘電体多層回路基板２のグランドパターンと接合して固定され、誘電体多層回路基板２と金属シールドキャップ１の間には高周波回路部品５を設置する空間を確保する。
【００４０】
また、金属シールドキャップ１において、非接地側壁１４の長さを、高周波回路部品５の高さよりも長くし、非接地側壁１４の下端を誘電体多層回路基板２の周縁の上面に当接させることで、非接地側壁１４に誘電体多層回路基板２と金属シールドキャップ１の間に高周波回路部品５を設置する空間を確保するための支柱の役目を持たせている。これによって、金属シールドキャップ１の上面方向からの力に対して強度を上げることができる。その結果、金属シールドキャップ１が外力によって変形し高周波回路部品に接触するのを防止することができる。
【００４１】
図２に示すように、金属シールドキャップ１の非接地側壁１４の一部を高周波回路部品５に接触しないように開放する開放部１５を金属シールドキャップ１の側面中央にして、その両側に非接地側壁１４を一部残すことで、高周波回路部品５の実装面積の拡大と高周波装置のパッケージ強度の向上を実現できる。高周波装置にさらなる小型化への要望があれば、金属シールドキャップ１の非接地側壁１４の開放部１５を拡大することで実現できる。
【００４２】
また、図２のように接地側壁１１に切り欠き１３を入れることで、側壁を板バネとして機能させ、弾性を引き出すことが可能であり、誘電体多層回路基板２と金属シールドキャップ１との間に寸法ずれがあっても、板バネの有するしなり効果で寸法ずれを吸収することが可能である。図２において、実線Ｇは従来技術で高周波回路部品実装可能領域を示し、破線Ｈは第２の実施の形態での高周波回路部品実装可能領域を示している。また、図２は、金属シールドキャップ１を誘電体多層回路基板２に固定する前の状態を示している。金属シールドキャップ１が誘電体多層回路基板２に固定された後は、両者の接続部分では図７と同様の断面状態になる。
【００４３】
また、本発明の第２の実施の形態によれば、金属シールドキャップ１の側面の中央部分を高周波回路部品５が接触しないように開放し、その両側部分に非接地側壁１４を設けることにより、第１の実施の形態と同様に、誘電体多層回路基板２への高周波回路部品５の実装数の増加または高周波装置の小型化とパッケージ強度の向上を実現可能であり、また、接地側壁１１と非接地側壁１４の境界に切り欠き１３を入れることにより、誘電体多層回路基板２と金属シールドキャップ１との間に寸法ずれを吸収することができる。
【００４４】
なお、第２の実施の形態において、金属シールドキャップ５の側面のうちの開放する箇所を側面中央にしたが、図３に示すように対角位置に開放部１５を持つ構成、あるいは図４に示すような中央部に非接地側壁１４を持つような構成でも同様の効果を得ることができる。さらに、図５に示すように金属シールドキャップ１の側面の開放部１５をアーチ形にすることで、金属シールドキャップ１の上面方向からの力に対して強度を保ちつつ、誘電体多層回路基板２への高周波回路部品５の実装数の増加または高周波装置の小型化を実現できる。
【００４５】
なお、第１の実施の形態および第２の実施の形態において、接地側壁１１を一対としたが、１つもしくは複数個であって構わない。
【００４６】
また、第２の実施の形態において、金属シールドキャップ１の一つの側面において、接地側壁１１と非接地側壁１４とは、長さが大、小の２段階に異なるように記載したが、これは一例であり、３種類以上の複数の段階に長さが異なるもの、あるいは長さが途中で連続的に変化するもの、つまり、接地側壁１１から非接地側壁１４にかけて長さが連続的に変化するものであっても構わない。
【００４７】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００４８】
本発明の第３の実施の形態は、図２に示す高周波装置において、金属シールドキャップ１の非接地側壁１４の一部を高周波回路部品５が接触しないように開放させたところに、金属シールドキャップ１の非接地側壁１４に隣接する金属シールドキャップ１との距離が、敏感にインピーダンスに影響を受ける高周波回路部品５、例えばチップコイルを設置した構造を有する。
【００４９】
図９に金属シールドキャップ１と高周波回路部品５としてのチップコイル（チップインダクタ）との距離を近づけたときのチップコイルのインダクタンス値の変化を示す。チップコイルのパターン構造と方向性にも依存するが、金属シールドキャップ１がチップコイルの隣に０．８０ｍｍから０．１０ｍｍの距離に近づいたときのチップコイルのインダクタンス値は１ｎＨのもので約２０％変化する。このインダクタンス値の変化は高周波装置の特性を悪化させる原因となる。
【００５０】
本発明の第３の実施の形態により、従来の高周波装置にあった高周波回路部品５および金属シールドキャップ１の実装位置精度と誘電体多層回路基板２や金属シールドキャップ１の寸法精度ばらつきから発生する、高周波回路部品５と金属シールドキャップ１の距離の変動による高周波回路部品５のインピーダンスへの影響を回避することができる。
【００５１】
以上のように、本発明の第３の実施の形態によれば、金属シールドキャップ１の側面を高周波回路部品５が接触しないように開放した開放部１５に、特に金属キャップシールド１が近接した際に特性に影響を受ける高周波回路部品５を配置することで、金属シールドキャップ１の影響を受けない安定した特性でかつ小型の高周波装置を提供することができる。
【００５２】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
【００５３】
本発明の第４の実施の形態は、図２に示す高周波装置において金属シールドキャップ１と誘電体多層回路基板２との間に高周波回路部品５を設置できる空間を確保する支柱として金属シールドキャップ１の非接地側壁１４を使用する構成において、金属シールドキャップ１の側面の中央部分に高周波回路部品５が接触しない高さと幅で開放部１５を形成し、両側部分を支柱として残した構成で、ＤＣ電源回路部品や小さい高周波信号パワーが流れる高周波回路部品５を開放部１５に近接して配置し、大きい高周波信号パワーが流れる高周波回路部品５を金属シールドキャップ１の側壁を残している箇所に近接して配置するように回路設計した構造を有する。
【００５４】
以上のように、本発明の第４の実施の形態によれば、金属シールドキャップ１の側壁の有無に応じ、側壁の有るところには大きい高周波信号パワーの流れる高周波回路部品５を、側壁の無いところには小さい高周波信号パワーの流れる高周波回路部品５を設置することで、従来の高周波装置と変わらないシールド特性を維持し、かつ小型にすることができる。
【００５５】
（第５の実施の形態）
次に本発明の第５の実施の形態について説明する。
【００５６】
図６に本発明の第５の実施の形態を示す。図６に示すように、第５の実施の形態は、第２の実施の形態で説明した構造に類似している。図６の高周波装置は、金属シールドキャップ１の非接地側壁１４の開放部１５を、誘電体多層回路基板の表面に設置しているストリップ線路等の伝送線路１６に接触しないように０．０５０〜０．１５０ｍｍ高さだけ開放した構成を有している。その他は第２の実施の形態と同様である。なお、図６において、実線Ｉは従来技術での伝送線路接地可能領域を示し、破線Ｊは第５の実施の形態による伝送線路接地可能領域を示している。
【００５７】
従来の高周波装置では、金属シールドキャップ１が伝送線路１６と接触しないように、誘電体多層回路基板２の端面から伝送線路１６まで０．４００ｍｍの距離をあけておく必要があったが、金属シールドキャップ１に関する影響（第１の実施の形態で説明したのと同じ）を考慮する必要がなくなるために、本発明の第５の実施の形態では誘電体多層回路基板２の端面から伝送線路１２までは０．２００ｍｍの距離をあけておくだけで良い。
【００５８】
以上のように、本発明の第５の実施の形態によれば、金属シールドキャップ１の非接地側壁１４を伝送線路１６が接触しないように開放する構成を高周波装置に設けることにより、誘電体多層回路基板２への伝送線路１６の設置面積の増加または高周波装置の小型化を実現できる。
【００５９】
なお、上記実施の形態において、誘電体多層回路基板２を用いて説明したが、通常の回路基板であっても構わない。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の高周波装置によれば、金属シールドキャップの側壁の一部を開放することで、誘電体多層回路基板の表面に設置できる高周波回路部品や伝送線路の占有率を増やし、高周波装置の小型化を実現できる。
【００６１】
また、金属シールドキャップの側壁の有無に応じた高周波回路部品の配置場所の最適設計を行うことにより、より特性を安定にし、または、シールド性能を劣化させることなく高周波装置の小型化を実現できる。
【００６２】
また、側壁の部分的な形成、あるいは接地側壁と非接地側壁との境界に切り欠きを入れることで、接地側壁を板バネとして機能させ、誘電体多層回路基板と金属シールドキャップとの間に寸法ずれがあっても、吸収することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における高周波装置の例を示す概略図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態における高周波装置の第１の例を示す概略図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における高周波装置の第２の例を示す概略図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における高周波装置の第３の例を示す概略図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における高周波装置の第４の例を示す概略図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態における高周波装置の例を示す概略図である。
【図７】従来の高周波装置の例を示す断面図である。
【図８】従来の高周波装置の拡大断面図である。
【図９】金属シールドキャップとチップコイルの距離を近づけたときのチップコイルのインダクタンス値の変化を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 金属シールドキャップ
２ 誘電体多層回路基板
３ トランジスタ
４ グランドパターン
５ 高周波回路部品
６ ストリップ線路
７ マイクロストリップ線路
８ バイアホール
９ 樹脂
１０ ランドパターン
１１ 接地側壁
１２ 伝送線路
１３ 切り欠き
Claims (8)
- 表面にグランドパターンを有する回路基板と、
前記回路基板上面に配置された高周波回路部品および伝送線路と、前記高周波回路部品および伝送線路を覆うように前記回路基板に固定された金属シールドキャップとを備え、
前記金属シールドキャップが、前記高周波回路部品の上方で前記回路基板と略平行に配置された天板と、この天板の周縁の一部分から垂下状態に設けられてバネ性を有し前記回路基板のグランドパターンに電気的な接続を有して接合された接地側壁とからなり、前記金属シールドキャップの前記接地側壁以外の側面が開放されている高周波装置。 - 表面にグランドパターンを有する回路基板と、
前記回路基板上面に配置された高周波回路部品および伝送線路と、前記高周波回路部品および伝送線路を覆うように前記回路基板に固定された金属シールドキャップとを備え、
前記金属シールドキャップが、前記高周波回路部品の上方で前記回路基板と略平行に配置された天板と、この天板の周縁の一部分から垂下状態に設けられてバネ性を有し前記回路基板のグランドパターンに電気的な接続を有して接合された接地側壁と、前記接地側壁に隣接して前記天板の周縁の他の部分から垂下状態にかつ前記接地側壁よりも短い状態に設けられた非接地側壁とからなり、前記接地側壁と前記非接地側壁の境界に下方向に開放した切り欠きを有し、前記金属シールドキャップの前記接地側壁および前記非接地側壁以外の側面が開放されている高周波装置。 - 前記非接地側壁が前記高周波回路部品の高さより長く形成され、前記非接地側壁の下端が前記回路基板の上面に当接した状態で、前記接地側壁が前記回路基板のグランドパターンに接合されている請求項２記載の高周波装置。
- 前記金属シールドキャップの側面の開放部分が、前記回路基板上に配置される前記高周波回路部品に接触しない高さと幅に設定されている請求項２または３記載の高周波装置。
- 前記金属シールドキャップの側面の開放部分がアーチ形状になっている請求項４記載の高周波装置。
- 前記金属シールドキャップの側面の開放部分に、前記金属シールドキャップとの間の距離によってインピーダンスが敏感に影響を受ける高周波回路部品を配置した請求項４または５記載の高周波装置。
- 前記金属シールドキャップの側面の開放部分に近接した位置に小さい高周波信号パワーが流れる小電力用高周波回路部品を配置し、前記金属シールドキャップの側面の非開放部分に近接した位置に大きい高周波信号パワーが流れる大電力用高周波回路部品を配置した請求項４または５記載の高周波装置。
- 前記金属シールドキャップの側面の開放部分が、前記回路基板上に配置される前記伝送線路に接触しない高さと幅に設定されている請求項２または請求項３記載の高周波装置。
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