JP2012230980A - 回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】グランド側信号の流れを高周波信号の流れと一致させることで、高周波信号の乱れを抑えることができるようにする。
【解決手段】
提供される回路基板１１は、高周波系モジュールあるいは高周波系ユニットに用いられ、回路基板１１の表面から一定の深さを有し、電気部品１４が載置可能な段差部１５を備える。電気部品１４が有するリード端子１３を回路基板１１の表面に実装するとともに、電気部品１４を段差部１５に実装する。
【選択図】図１

Description

この発明は、回路基板に係り、詳しくは、高周波系モジュールあるいは高周波系ユニットを構成する電気部品の実装に用いて好適な回路基板に関する。

従来、たとえば図３に示すように、高周波系モジュールに使用する電気部品が実装される回路基板１がある。回路基板１はケース２に固定されており、回路基板１にはリード端子３を介して電気部品４が実装されている。電気部品４のように、高周波系モジュールに使用する電気部品のうち表面実装以外の電気部品は、電気部品４の底面側に台座５を挿入したりすることで回路基板１の表面と電気部品４のリード端子３との高さを合わせて、電気部品４をケース２に取り付けている。
ここで、図４に矢印で示すように、図３に示す構成におけるグランド（以下ＧＮＤ）側信号の流れの経路は「回路基板１→ケース２→電気部品４」となり、高周波信号の流れの経路「回路基板１→電気部品４」とは異なっている。

また、図５に示すように、回路基板１の表面と電気部品４のリード端子３との高さを合わせるため、回路基板１が固定されるケース６に、電気部品４の実装部分だけ高くするための段差部７を設ける構成もある。この場合も、図６に示すように、ＧＮＤ側信号の流れの経路は高周波信号の流れの経路とは異なっている。

上記した高周波系モジュール用の回路基板においては、高周波信号の乱れを抑えるために、実装された電気部品のリード端子付近に高周波信号の乱れを抑えるための調整用のパターンが設けられている。そして、高周波系モジュールごとに高周波信号の乱れを抑えるための調整を実施する必要がある。

他方、回路基板に電気部品を実装する技術としては、特許文献１に記載の半導体装置が知られている。この半導体装置は、回路基板のサーマルビアホールを設けた位置にＣＰＵを実装し、回路基板のＣＰＵ実装面と反対側に配置された下パネルとの間に、半流動性の高熱伝導性材料を充填したものである。
また、回路基板に電気部品を実装する別の技術としては、特許文献２に記載のハイブリッドモジュールが知られている。このハイブリッドモジュールは、親回路基板に対向する主面に凹部を形成し、凹部内に発熱性の回路電気部品を実装し、回路基板を親回路基板に実装したときに、回路電気部品が親回路基板に直接或いは放熱部材を介して当接するようにしたものである。

特開平０９−０５５４５９号公報 特開平１１−２２０２２５号公報

上記したように、高周波系モジュールに使用する電気部品のうち表面実装以外の電気部品４については、回路基板１の表面と電気部品４のリード端子３との高さを合わせるため、台座５を挿入したり、電気部品実装部分だけ高くするための段差部７を加工したりすることで、ケース２に取り付けている。
そのため、ケース２（ケース６）を通して回路基板１のＧＮＤと電気部品４のＧＮＤが接続されており、ＧＮＤ側信号の流れの経路は「回路基板１→ケース２→電気部品４」となり、高周波信号の流れの経路「回路基板１→電気部品４」とは異なっている。その結果、高周波信号の乱れが発生するという問題があった。
さらに、図３に示したように電気部品４の底面側とケース２との間に台座５を挿入した場合は、部品点数の増加につながるという問題があった。
さらに、図５に示したようにケース６に電気部品実装部分だけ高くするための段差部７を設けた場合は、ケース６の加工が複雑化するという問題があった。

この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、グランド側信号の流れを高周波信号の流れと一致させることで、高周波信号の乱れを抑えることができる回路基板を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、この発明の第１の構成は、電気部品が実装される回路基板において、前記回路基板の表面から一定の深さを有し、前記電気部品が載置可能な段差部を備え、前記電気部品が有するリード端子を前記回路基板の前記表面に実装するとともに、前記電気部品を前記段差部に実装することを特徴としている。

この発明の構成によれば、回路基板に段差部を設け、リード端子を回路基板の表面に実装し、電気部品を段差部に実装する。これにより、電気部品のリード端子部分の接続箇所でのグランドの不連続が無くなり、表面実装電気部品以外の電気部品でも回路基板上で同一グランドとなるため、信号の乱れを抑えることができる。
また、従来のように電気部品とケースの間に台座を設けることが不要となるため、部品点数を削減できる。また、従来のようにケースに電気部品実装部分だけ高くするための段差部を設けることが不要となるため、従来の複雑な加工を削減できる。

この発明の実施形態である高周波系モジュール用の回路基板の構成および電気部品の実装状態を示す断面図である。 図１の一部を拡大して示す断面図である。 関連技術による高周波系モジュール用の回路基板の構成および電気部品の実装状態を示す断面図である。 図３の一部を拡大して示す断面図である。 別の関連技術による高周波系モジュール用の回路基板の構成および電気部品の実装状態を示す断面図である。 図５の一部を拡大して示す断面図である。

回路基板の表面から一定の深さを有し、電気部品の底部が載置可能な電気部品実装面を有する段差部を備え、前記電気部品が有するリード端子を前記回路基板の前記表面に実装するとともに、前記電気部品の前記底部を前記段差部の前記電気部品実装面に実装することで、前記回路基板のグランドに直接接続することで、高周波系モジュールに適用して好適な、この発明の回路基板を実現した。

実施形態

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
図１は、この発明の実施形態である高周波系モジュール用の回路基板の構成および電気部品の実装状態を示す断面図である。また、図２は、図１の一部を拡大して示す断面図である。
この実施形態の高周波系モジュール用の回路基板は、たとえばサーキュレータや電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）など、表面実装電気部品以外の複数の電気部品が直接実装されるものである。
まず、高周波系モジュール用の回路基板の構成について説明する。図１に示すように、回路基板１１は、ケース１２に固定されている。回路基板１１には、リード端子１３を介して電気部品１４が実装されている。図１では回路基板１１の一部を図示するとともに、実装対象の電気部品として電気部品１４のみを図示しており、他の電気部品の図示は省略する。

回路基板１１には、該回路基板１１の表面から一定の深さを有し、電気部品１４の底部が載置可能な大きさの電気部品実装面を有する段差部１５が設けられている。回路基板１１の段差部１５は、実装対象の電気部品ごとに設けられている。図１では電気部品１４に対応する段差部１５のみを図示しており、他の段差部の図示は省略する。電気部品１４は、その底部が回路基板１１の段差部１５の電気部品実装面に実装されることにより、回路基板１１のグランド（以下ＧＮＤ）に直接接続される。
電気部品１４のリード端子１３がハンダ付けされる回路基板１１の表面（パターン面）は、回路基板１１の段差部１５の電気部品実装面に対して高さａの位置となるように設定されている。換言すれば、回路基板１１の段差部１５の深さは、電気部品１４を段差部１５の電気部品実装面に載置した状態において、電気部品１４のリード端子１３を水平状態にして回路基板１１の表面にハンダ付けすることが可能な寸法に設定されている。

この発明では回路基板の段差部を次のように定義している。上記したように、回路基板の段差部は、実装対象電気部品を段差部の電気部品実装面に載置した状態で実装対象電気部品のリード端子を水平状態にして回路基板表面にハンダ付け可能な深さを有するものであり、以下の構造を含むものとする。
すなわち、段差部の構造としては、実装対象電気部品の周囲の全部が回路基板の切断面（垂直面）に囲まれた凹部構造、実装対象電気部品の周囲の一部が回路基板の切断面（垂直面）に囲まれた切り欠き構造を含むものとする。凹部構造の段差部は、回路基板の水平方向において該回路基板の端面側よりも内側に設けられる。これに対して、切り欠き構造の段差部は、回路基板の水平方向において該回路基板の端面側を含んで設けられることになる。

次に、高周波系モジュール用の回路基板１１に電気部品１４を実装した構成における作用について説明する。上記したように、電気部品１４のリード端子１３がハンダ付けされる回路基板１１の表面は、回路基板１１の段差部１５の電気部品実装面に対して高さａの位置となるように設定されている。
電気部品１４のリード端子１３は、回路基板１１の表面に対してハンダ付けされる。そのため、回路基板１１の段差部１５は、電気部品１４を回路基板１１の段差部１５の電気部品実装面に載置した状態で電気部品１４のリード端子１３を水平状態にして回路基板１１の表面にハンダ付け可能な深さに設定されている。
すなわち、電気部品１４のリード端子１３の高さと回路基板１１の表面の高さとが同じになるように、回路基板１１の段差部１５の電気部品実装面を回路基板１１の表面から一定の深さを有する位置に設定している。図１に示す状態で電気部品１４のリード端子１３を回路基板１１の表面にハンダ付けすることにより、電気部品１４を回路基板１１に直接実装することができる。

上記したように高周波系モジュール用の回路基板１１に、該回路基板１１の表面から一定の深さを有する段差部１５を設け、回路基板１１に段差部１５を介して電気部品１４を実装することで、図２に矢印で示すように、ＧＮＤ側信号の流れが回路基板１１→電気部品１４となり、高周波信号の流れと一致させることができる。

この実施形態によれば、実装対象の電気部品のリード端子１３の高さと回路基板１１の表面の高さとを合わせるために、回路基板１１に段差部１５を設けるとともに、段差部１５の深さを、電気部品１４を段差部１５に載置した状態で電気部品１４のリード端子１３を水平状態にして回路基板１１の表面にハンダ付け可能な寸法に設定する。これにより、回路基板１１に電気部品を直接実装することができる。

その結果、ケース１２に実装される電気部品のＧＮＤと回路基板１１に実装される電気部品のＧＮＤが回路基板上で同一となり、電気部品のリード端子部分の接続箇所でのＧＮＤの不連続が無くなり、表面実装電気部品以外の電気部品でも回路基板上で同一ＧＮＤとなる。その結果、高周波信号の乱れを抑えることができる。
また、従来のように、電気部品のリード端子と回路基板表面との高さを合わせるために電気部品とケースの間に台座を設けることが不要となるため、部品点数を削減することができる。
また、従来のように、電気部品のリード端子と回路基板表面との高さを合わせるためにケースに電気部品実装部分だけ高くするための段差部を設けることが不要となるため、従来の複雑な加工を削減することができる。
さらに、すべての電気部品を回路基板に直接実装することが可能となるため、回路基板の下側にケースが無くても回路基板の信号入力部に入力信号を加えることで、電気部品の電気的動作の確認が可能となる。

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあってもこの発明に含まれる。
たとえば、上記したように、回路基板に設ける段差部の構造としては、回路基板の水平方向において該回路基板の端面側よりも内側に設けられる凹部構造、回路基板の水平方向において該回路基板の端面側を含んで設けられる切り欠き構造のいずれでも良い。また、上述の実施形態では、この発明の回路基板を、高周波系モジュールに用いる場合について述べたが、これに限定するものではなく、高周波系以外にも必要に応じて適用できる。

この発明の回路基板は、高周波系モジュールの分野に限らず、高周波系ユニットの分野、表面実装電気部品とリード端子を有する電気部品とを混在させて実装する分野など、各種の分野に適用できる。また、この発明の回路基板を用いた高周波系モジュールあるいは高周波系ユニットが搭載される対象としては、たとえばレーダ装置などがある。

１１ 回路基板
１２ ケース
１３ リード端子
１４ 電気部品
１５ 段差部

Claims (5)

1. 電気部品が実装される回路基板であって、
   前記回路基板の表面から一定の深さを有し、前記電気部品が載置可能な段差部を備え、
   前記電気部品が有するリード端子を前記回路基板の前記表面に実装するとともに、前記電気部品を前記段差部に実装することを特徴とする回路基板。
2. 高周波系モジュールあるいは高周波系ユニットを構成する電気部品が実装される回路基板であって、
   前記回路基板の表面から一定の深さを有し、前記電気部品の底部が載置可能な電気部品実装面を有する段差部を備え、
   前記電気部品が有するリード端子を前記回路基板の前記表面に実装するとともに、前記電気部品の前記底部を前記段差部の前記電気部品実装面に実装することで、前記回路基板のグランドに直接接続することを特徴とする回路基板。
3. 前記段差部は、前記電気部品を前記段差部に載置した状態で、前記電気部品の前記リード端子を水平状態にして前記回路基板の表面にハンダ付けが可能な深さに設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の回路基板。
4. 前記段差部の構造には、前記回路基板の水平方向において前記回路基板の端面側よりも内側に設けられる凹部構造、前記回路基板の水平方向において前記回路基板の端面側を含んで設けられる切り欠き構造が含まれることを特徴とする請求項１、２又は３記載の回路基板。
5. 前記電気部品は、表面実装電気部品以外の電気部品であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の回路基板。

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