JP2010081486A

JP2010081486A - 導波管接続構造及びこれを用いたフロントエンド

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Publication number: JP2010081486A
Application number: JP2008249773A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Koriyama; 慎一郡山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2010-04-08

Abstract

【課題】安価に製造できながらも、導波管と誘電体基板とを容易に接続することが可能な導波管接続構造を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の導波管接続構造は、主面を有し、第１の導波管端子部を具備する第１の部材と、第２の導波管端子部を具備し、該第２の導波管端子部が前記第１の導波管端子部と対向するように前記第１の部材の主面上に配設される第２の部材と、前記第１の部材と前記第２の部材との間に配設され、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する導電性接合部材と、を備えている。そして、前記第１の部材及び前記第２の部材を平面視した場合に、前記第１の孔部及び前記第２の孔部と前記導電性接合部材との間に位置するせき止め部材を更に備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロ波帯及びミリ波帯のような高周波帯における信号伝達に用いられる導波管接続構造並びにこれを用いたフロントエンドに関するものである。フロントエンドは、例えば車間レーダのようなセンサーに好適に用いることができる。

近年、自動車の安全性の更なる向上の要求に伴い、事故を未然に防ぐための車間レーダが開発されている。車間レーダの大きな課題の一つは低価格化であり、特に高周波回路とアンテナから構成されるフロントエンドの低価格化が求められている。そこで、特許文献１に記載されているように、導電性接合部材を介して２つの誘電体基板を接合した導波管接続部が提案されている。

従来、２つの誘電体基板を手作業にてねじ止めすることにより導波管接続部が構成されていた。しかしながら、特許文献１においては、ハンダ（導電性接合部材）を介して２つの誘電体基板を接合して導波管接続部を形成することにより、接続作業が簡易化され、導波管接続部の低価格化が図られている。
特開２００２−１８５２０３号公報

特許文献１に記載されているように、ハンダを介して導波管と誘電体基板を接合して導波管接続部を形成することにより、導波管接続部の低価格化を図ることができる。しかしながら、ハンダを用いて導波管と誘電体基板を接合する場合、この接合工程において、ハンダが導波管端子である孔部にはみ出すことがある。ハンダが孔部にはみ出してしまうと、導波管接続部における高周波の損失が大きくなってしまう。そのため、ハンダの量及び配設する位置の調整や、導波管と誘電体基板とを接合する時における導波管と誘電体基板とを押圧する力を調節することが煩雑となってしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、安価に製造できながらも、導波管と誘電体基板とを容易に接続することが可能な導波管接続構造を提供することを目的とする。

本発明の導波管接続構造は、主面を有し、第１の導波管端子部を具備する第１の部材と、第２の導波管端子部を具備し、該第２の導波管端子部が前記第１の導波管端子部と対向するように前記第１の部材の主面上に配設される第２の部材と、前記第１の部材と前記第２の部材との間に配設され、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する導電性接合部材と、を備えている。

そして、前記第１の導波管端子部と前記第２の導波管端子部との間に位置する導波管領域を有し、前記第１の部材及び前記第２の部材を平面視した場合に、前記導電性接合部材は、前記導波管領域よりも前記第１の部材及び前記第２の部材の外側に位置し、前記第１の部材と前記第２の部材の間に位置し、前記導電性接合部材が前記導波管領域に侵入することをせき止めることが可能なせき止め部材を更に備えている。

本発明の導波管接続構造によれば、第１の部材及び第２の部材を平面視した場合に、導電性接合部材は、導波管領域よりも第１の部材及び第２の部材の外側に位置し、第１の部材と第２の部材の間に位置し、導電性接合部材が導波管領域に侵入することをせき止めることが可能なせき止め部材を更に備えている。導電性接合部材が導波管領域に侵入することをせき止めることが可能なせき止め部材を更に備えていることから、導電性接合部材が第１の導波管端子部及び第２の導波管端子部の接続部分にはみ出すことが抑制される。結果として、安価に製造できながらも、導波管と誘電体基板とを容易に接続することができる。

以下、本発明の導波管接続構造について図面を用いて詳細に説明する。

図１〜３に示すように、本発明の第１の実施形態にかかる導波管接続構造１は、主面を有し、第１の導波管端子部３を具備する第１の部材５と、第２の導波管端子部７を具備し、第２の導波管端子部７が第１の導波管端子部３と対向するように第１の部材５の主面上に配設される第２の部材９と、第１の部材５と第２の部材９との間に配設され、第１の部材５と第２の部材９とを接合する導電性接合部材１１と、を備えている。

さらに、本実施形態の導波管接続構造１は、第１の導波管端子部３と第２の導波管端子部７との間に位置する導波管領域１２を有し、第１の部材５及び第２の部材９を平面視した場合に、導電性接合部材１１は、導波管領域１２よりも第１の部材５及び第２の部材９の外側に位置し、第１の部材５と第２の部材９の間に位置し、導電性接合部材１１が導波管領域１２に侵入することをせき止めることが可能なせき止め部材１３を更に備えている。

このように、本実施形態におけるせき止め部材１３は、導電性接合部材１１が導波管領域１２に侵入することをせき止めることが可能とするよう第１の部材５と第２の部材９の間に位置している。これにより、第１の部材５と第２の部材９とが接合されるときに、導電性接合部材１１が第１の導波管端子部３側及び第２の導波管端子部７側に押し出されそうになっても、せき止め部材１３により導電性接合部材１１が押し出されることが抑制される。そのため、導電性接合部材１１が第１の導波管端子部３と第２の導波管端子部７の接続部分にはみ出すことが抑制される。結果として、安価に製造できながらも、第１の部材５と第２の部材９とを容易に接続することができる。

本実施形態においては、第１の部材５及び第２の部材９として金属基板を用いている。また、本実施形態における第１の導波管端子部３は、第１の部材５の主面から裏面にかけて貫通する第１の孔部である。本実施形態における第２の導波管端子部７は、第２の部材９の主面から裏面にかけて貫通する第２の孔部である。そして、この第１の孔部及び第２の孔部が導波管として作用している。第１の孔部及び第２の孔部は、第１の部材５及び第２の部材９を平面視した場合に、矩形となるような形状であることが好ましい。一般にミリ波帯の計測システムが矩形導波管を用いていることから、第１の部材５あるいは第２の部材９に構成された高周波回路やアンテナの接続前の個別検査を容易にすることができ、検査コストを低減できるからである。

特に、第１の部材５及び第２の部材９を平面視した場合に、第１の孔部及び第２の孔部が一致するように形成されていることが好ましい。これにより、第１の部材５と第２の部材９との間で高周波が反射することを抑制することができるからである。そのため、効率よく高周波を伝達することができる。

導電性接合部材１１としては、導電性が良好であると同時に、第１の部材５と第２の部材９とを接合することが可能な部材を用いればよい。具体的には、例えば、ハンダを用いることができる。

せき止め部材１３としては、第１の部材５と第２の部材９とが接合されるときに、導電性接合部材１１が第１の孔部側及び第２の孔部側に押し出されることを抑制することが求められるため、第１の部材５と第２の部材９からの押圧力に対して耐えられる程度の耐久性を有することが求められる。

導電性接合部材１１としてハンダを用いる場合、せき止め部材１３としては、導電性接合部材１１よりも軟化点が高いことが好ましい。これにより、第１の部材５と第２の部材９とをハンダ接合する場合においても、せき止め部材１３が大きく変形することを抑制できる。結果として、導電性接合部材１１が第１の孔部側及び第２の孔部側に押し出されることをより確実に抑制できる。

また、せき止め部材１３としては、絶縁体であることが好ましい。これにより、第１の孔部及び第２の孔部を通る高周波の損失を低減することができるからである。具体的には、せき止め部材１３としては、樹脂を主成分とする部材を用いることが好ましい。樹脂は金属のように高周波を反射することなく、万一孔部にはみ出したとしても伝送特性に及ぼす影響が小さい。また、金属部材２３と比較して耐腐食性に優れているため、導波管接続構造１を長時間の使用した場合においても、高い耐久性を維持することができるからである。

特に、せき止め部材１３としては、発泡樹脂を用いることがより好ましい。発泡樹脂は、誘電率、誘電正接が空気に近いので、第１の孔部及び第２の孔部を通る高周波の反射及び損失を更に抑制することができるからである。

また、せき止め部材１３が、少なくとも一部が第１の孔部及び第２の孔部内に配設されるとともに導波管領域１２の外周部分に位置することが好ましい。第１の部材５と第２の部材９とが接合される場合において、導電性接合部材１１が第１の孔部と第２の孔部の接続部分からはみ出すことにより、第１の孔部及び第２の孔部における高周波の損失が大きくなってしまう。しかしながら、せき止め部材１３が、第１の孔部及び第２の孔部内に配設されるとともに導波管領域１２の外周部分に位置することにより、上記の導電性接合部材１１のはみ出しをより確実に抑制することができるからである。

また、せき止め部材１３が、開口部を有し、第１の部材５及び第２の部材９を平面視した場合に、第１の導波管端子部３及び第２の導波管端子部７と導電性接合部材１１との間のみに位置することが好ましい。これにより、第１の孔部と第２の孔部の接続部分における高周波の損失を抑制できるからである。

次に、本発明の第２の実施形態について説明をする。

図４に示すように、本実施形態の導波管接続構造１は、第１の実施形態における導波管接続構造１と比較して、せき止め部材１３の少なくとも一部が導波管領域１２と導電性接合部材１１との間に位置している。第１の部材５と第２の部材９とが接合される場合においても、せき止め部材１３のうち、導波管領域１２と導電性接合部材１１との間に位置している部分により、第１の部材５の主面と第２の部材９とが支持されるので、導電性接合部材１１に大きな押圧力が加わることを抑制できる。これにより、導電性接合部材１１が第１の孔部側及び第２の孔部側に押し出されることをより確実に抑制できる。

次に、本発明の第３の実施形態について説明をする。

図５に示すように、本実施形態の導波管接続構造１は、第１の実施形態における導波管接続構造１と比較して、せき止め部材１３が導波管領域１２と導電性接合部材１１との間のみに位置している。言い換えれば、第１の部材５と第２の部材９とを平面視した場合において、第１の孔部及び第２の孔部内に位置していない。これにより、第２の実施形態と同様に、せき止め部材１３により、第１の部材５と第２の部材９とが支持されるので、導電性接合部材１１に大きな押圧力が加わることを抑制できる。また、本実施形態の導波管接続構造１では、第１の部材５と第２の部材９とを平面視した場合において、せき止め部材１３が第１の孔部及び第２の孔部内に位置していない。そのため、せき止め部材１３による高周波の伝達の阻害が抑制されるので、より効率よく高周波を伝達することができる。

次に、本発明の第４の実施形態について説明をする。

図６に示すように、本実施形態の導波管接続構造１は、第１の実施形態における導波管接続構造１と比較して、第１の部材５が、平面視した場合に矩形の外周上または円周上に位置するとともに複数のビア孔１９を有する誘電体基板２１と、複数のビア孔１９内にそれぞれ配設された複数の金属部材２３と、を備えている。金属部材２３はビア孔１９に完全に充填されていても良く、またビア孔１９内面に被覆されていても良い。また、第１の導波管端子部３が、複数の金属部材２３と、この複数の金属部材２３で囲まれた誘電体領域とからなる。そして、第２の導波管端子部７が、第２の部材９の主面から裏面にかけて貫通する孔部である。

本実施形態においては、第１の導波管端子部３が誘電体基板２１の裏面の高周波回路を導波管に変換する導波管変換器の端子として作用している。つまり、第１の実施形態に示すように導波管を有する金属基板同士を接続する場合だけでなく、本実施形態のように、第１の部材５として導波管変換器を有する誘電体基板２１を用いるとともに、第２の部材９として導波管を有する金属基板を用いた場合であっても、安価に導波管接続構造１を製造しつつ、第１の部材５と第２の部材９とを容易に接続することができる。

また、第１の部材５として導波管変換器を有する誘電体基板２１を用いた場合であっても、本発明の効果が得られることから、第１の部材５として導波管変換器を有する誘電体基板２１を用いるとともに、第２の部材９として導波管変換器を有する誘電体基板２１を用いた場合であっても本発明の効果を得ることができる。

また、本実施形態においては、ビア孔１９とは、第１の部材５の主面から裏面にかけて貫通する貫通孔であるが、ビア孔１９の代わりに第１の部材５の主面に開口する凹部を用いてもよい。

誘電体基板２１としては、例えば、セラミックスを用いることができる。セラミックスとしては、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２を用いることができる。また、ＳｉＯ_２を主成分とする場合には、ＢａＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＭｇＯのようなアルカリ土類酸化物、Ｌｉ_２Ｏ，Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏのようなアルカリ金属酸化物、Ａｌ_２Ｏ_３，Ｆｅ_２Ｏ_３，Ｂ_２Ｏ_３，ＣｕＯの少なくとも一種を含有する酸化物混合系の低温焼成セラミックスを用いることができる。また、ＢａＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＭｇＯのようなアルカリ土類金属酸化物、Ｌｉ_２Ｏ，Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏのようなアルカリ金属酸化物、Ｆｅ_２Ｏ_３，Ｂ_２Ｏ_３，ＣｕＯのような単独酸化物又はこれらの複合酸化物、ＡｌＮ，Ｓｉ_３Ｎ_４，ＳｉＣ，ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３の少なくとも一種のセラミックフィラーを含有するガラスセラミックスを用いてもよい。

本実施形態のように第１の部材５が誘電体基板２１である場合には、Ａｕメッキ、Ｎｉメッキのような金属メッキを第１の部材５の主面上に配設することが好ましい。これにより、誘電体基板２１とハンダの接合性を高めることができるからである。

また、本実施形態の導波管接続構造１は、第２の部材９の主面のうち少なくとも導電性接続部材に被覆される部分と、第２の孔部の表面と、第２の部材９の裏面の少なくとも一部とを被覆するように配設された導電性被覆部材を備えている。このような導電性被覆部材を備えていることにより、樹脂基板のような絶縁性部材でも導波管を形成できる。

導電性被覆部材としては、具体的には、金、銀、銅、タングステン、モリブデンのような金属部材２３を用いることができる。

次に、本発明の一実施形態にかかるフロントエンドについて説明する。

図７に示すように、本実施形態のフロントエンド２５は、平面視した場合に矩形の外周上に位置するとともに第１の部材５の主面上に形成された凹部２７を有する誘電体基板２１と、複数のビア孔１９内にそれぞれ配設された複数の金属部材２３とを備えた第１の部材５と、第１の部材５の裏面の高周波素子２９と高周波線路３１からなる高周波回路３３と、第２の導波管端子部７を具備し、第２の導波管端子部７が第１の導波管端子部３と対向するように第１の部材５の主面上に配設された第２の部材９と、第２の部材９の主面に構成されたアンテナ３５と、第１の部材５と第２の部材９との間の、導電性接合部材１１と、導電性接合部材１１よりも第１の導波管端子部３及び第２の導波管端子部７に近い位置に配設されたせき止め部材１３からなる導波管接続構造１から構成されている。

このように、本実施形態におけるフロントエンド２５は、高周波回路が構成された第１の部材５と、アンテナ３５が構成された第２の部材９とを、導電性接合部材１１と、導電性接合部材１１よりも第１の導波管端子部３及び第２の導波管端子部７に近い位置に配設されたせき止め部材１３からなる導波管接続構造１で接続することにより、第１の導波管端子部３及び第２の導波管端子部７の内側にはみ出すことが抑制される。結果として、安価に製造できながらも、特性が良好なフロントエンド２５を提供することができる。

本発明の第１の実施形態における導波管接続構造を示す分解斜視図である。図１に示す導波管接続構造の平面図である。図１に示す導波管接続構造の断面図である。本発明の第２の実施形態における導波管接続構造を示す断面図である。本発明の第３の実施形態における導波管接続構造を示す断面図である。本発明の第４の実施形態における導波管接続構造を示す断面図である。本発明の一実施形態にかかるフロントエンドを示す斜視図である。

符号の説明

１・・・導波管接続構造
３・・・第１の導波管端子部
５・・・第１の部材
７・・・第２の導波管端子部
９・・・第２の部材
１１・・・導電性接合部材
１２・・・導波管領域
１３・・・せき止め部材
１９・・・ビア孔
２１・・・誘電体基板
２３・・・金属部材
２５・・・フロントエンド
２７・・・凹部
２９・・・高周波素子
３１・・・高周波線路
３３・・・高周波回路
３５・・・アンテナ

Claims

主面を有し、第１の導波管端子部を具備する第１の部材と、
第２の導波管端子部を具備し、該第２の導波管端子部が前記第１の導波管端子部と対向するように前記第１の部材の主面上に配設される第２の部材と、
前記第１の部材と前記第２の部材との間に配設され、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する導電性接合部材と、を備えた導波管接続構造であって、
前記第１の導波管端子部と前記第２の導波管端子部との間に位置する導波管領域を有し、
前記第１の部材及び前記第２の部材を平面視した場合に、前記導電性接合部材は、前記導波管領域よりも前記第１の部材及び前記第２の部材の外側に位置し、
前記第１の部材と前記第２の部材の間に位置し、前記導電性接合部材が前記導波管領域に侵入することをせき止めることが可能なせき止め部材を更に備えたことを特徴とする導波管接続構造。
前記第１の導波管端子部は、前記第１の部材の主面から裏面にかけて貫通する第１の孔部であって、前記第２の導波管端子部は、前記第２の部材の主面から裏面にかけて貫通する第２の孔部であって、
前記せき止め部材は、少なくとも一部が前記第１の孔部及び前記第２の孔部内に配設されるとともに前記導波管領域の外周部分に位置する請求項１に記載の導波管接続構造。
前記第１の部材は、平面視した場合に矩形の外周上または円周上に位置するとともに前記第１の部材の主面から裏面にかけて貫通する複数のビア孔を有する誘電体基板と、前記複数のビア孔内にそれぞれ配設された複数の金属部材と、を備え、
前記第１の導波管端子部は、前記複数の金属部材と、この複数の金属部材で囲まれた誘電体領域とからなり、
前記第２の導波管端子部は、前記第２の部材の主面から裏面にかけて貫通する孔部であることを特徴とする請求項１に記載の導波管接続構造。
前記せき止め部材の少なくとも一部は、前記導波管領域と前記導電性接合部材との間に位置していることを特徴とする請求項１に記載の導波管接続構造。
前記せき止め部材は、前記導波管領域と前記導電性接合部材との間のみに位置していることを特徴とする請求項４に記載の導波管接続構造。
前記せき止め部材は、樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１に記載の導波管接続構造。
前記せき止め部材は、発泡樹脂であることを特徴とする請求項６に記載の導波管接続構造。
請求項１〜７のいずれかに記載の導波管接続構造を有するフロントエンド。