JP2013152886A - High-frequency module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配線部材に形成された高周波導線に接続導線が電気的に接続されて構成される高周波モジュールに関する。 The present invention relates to a high-frequency module configured by connecting a connection lead to a high-frequency lead formed on a wiring member.
通信装置やレーダ装置などに用いられる高周波モジュールとして、誘電体基板に形成された高周波導線に同軸コネクタの芯線が電気的に接続されて構成されるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の高周波モジュールでは、同軸コネクタの芯線の軸径とほぼ等しい形状の溝または穴が形成された導体ブロックが高周波導線に接続され、この導体ブロックの溝または穴に同軸コネクタの芯線が挿入されて、高周波導線と同軸コネクタの芯線が電気的に接続されている。特許文献1に記載の高周波モジュールでは、高周波導線と同軸コネクタの芯線が最短距離で接続されるので良好な反射特性が得られるとともに、同軸コネクタの芯線が導体ブロックに対して軸方向に移動することができるので簡易な構成で熱膨張や歪みによって接続部位にストレスがかかるのを抑制することができる。 2. Description of the Related Art As a high-frequency module used in a communication device, a radar device, or the like, a configuration in which a core wire of a coaxial connector is electrically connected to a high-frequency conductor formed on a dielectric substrate is known (for example, see Patent Document 1). ). In the high frequency module described in Patent Document 1, a conductor block in which a groove or hole having a shape substantially equal to the axial diameter of the core wire of the coaxial connector is connected to the high frequency conductor, and the core wire of the coaxial connector is connected to the groove or hole of the conductor block. Is inserted, and the high-frequency conductor and the core wire of the coaxial connector are electrically connected. In the high-frequency module described in Patent Document 1, the high-frequency conductor and the core wire of the coaxial connector are connected at the shortest distance, so that good reflection characteristics can be obtained and the core wire of the coaxial connector moves in the axial direction with respect to the conductor block. Therefore, it is possible to suppress stress on the connection site due to thermal expansion or distortion with a simple configuration.
近年、こうした高周波モジュールでは、複雑、多様な機能が求められ、高周波導線が形成される配線部材や同軸ケーブルなどの被接続部材が複雑化、大型化している。そして、限られたスペース内で高周波導体に被接続部材の接続導線が接続されるため、熱膨張や歪みによって、高周波導線と接続導線の接続部位に、接続導線の軸方向のストレスだけでなく接続導線の軸方向とは垂直な方向にストレスがかかってしまう場合がある。 In recent years, such high-frequency modules are required to have complex and diverse functions, and wiring members on which high-frequency conductors are formed and members to be connected such as coaxial cables have become complicated and large. And since the connecting conductor of the connected member is connected to the high-frequency conductor in a limited space, it is connected not only to the stress in the axial direction of the connecting conductor but also to the connecting portion of the high-frequency conductor and the connecting conductor due to thermal expansion and distortion. Stress may be applied in a direction perpendicular to the axial direction of the conducting wire.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で高周波導線と接続導線の接続部位に接続導線の軸方向及びその垂直な方向にストレスがかかるのを抑制できる高周波モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a high-frequency module capable of suppressing stress applied to the connection portion between the high-frequency conductor and the connection conductor in the axial direction of the connection conductor and the direction perpendicular thereto with a simple configuration. The purpose is to provide.
上記目的を達成するため、本発明に係る高周波モジュールは、配線部材に形成された高周波導線に接続導線が電気的に接続されて構成される高周波モジュールである。この高周波モジュールは、高さが接続導線の高さとほぼ等しく幅が接続導線の幅より所定の移動許容長さだけ大きい挿入部が形成され、高周波導線に固着される接続部材を備える。この高周波モジュールでは、接続導線が接続部材の挿入部に挿入されて高周波導線と接続導線が電気的に接続される。 In order to achieve the above object, a high-frequency module according to the present invention is a high-frequency module configured by connecting a connection lead to a high-frequency lead formed on a wiring member. The high-frequency module includes a connection member that is formed with an insertion portion having a height that is substantially equal to the height of the connection conductor and a width that is greater than the width of the connection conductor by a predetermined movement allowable length, and is fixed to the high-frequency conductor. In this high-frequency module, the connection conductor is inserted into the insertion portion of the connection member, and the high-frequency conductor and the connection conductor are electrically connected.
本発明によれば、簡易な構成で高周波導線と接続導線の接続部位に接続導線の軸方向及びその垂直な方向にストレスがかかるのを抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that a stress is applied to the connection part of a high frequency conducting wire and a connecting conducting wire by the simple structure to the axial direction of a connecting conducting wire, and its perpendicular | vertical direction.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施の形態1.
本発明の実施の形態1に係る高周波モジュール20は、例えば通信装置やレーダ装置などの一部として構成されている。高周波モジュール20は、図1に示すように、ベース体22上に複数の配線部24a、24bが設けられ、この複数の配線部24a、24bにおける高周波導線26a、26b同士が接続導線28と接続部材30とによって電気的に接続されて構成されている。なお、図1では、配線部24a、24bについて、接続導線28と接続部材30によって電気的に接続される付近の高周波導線26a、26bのみを図示しており、その他の配線などについては本発明の中核をなさないため、図示を省略している。
Embodiment 1 FIG.
The
ベース体22は、例えば線膨張係数が比較的大きいアルミニウム(線膨張係数24ppm/℃)からなる。ベース体22上には、複数の配線部24a、24bやその他の図示しない部品などが接着やはんだ付け、ビス止めなどで固着されている。一例として、この実施の形態では、図2に示すように、ベース体22上に固着材(接着剤やはんだ材など)23を介して2つの配線部24a、24bが固着されている。
The
配線部24a、24bは、この実施の形態では、図1に示すように、それぞれの一辺の端近傍が互いに対向するようにベース体22上に配置されている。配線部24a、24bは、例えば、アルミナ・セラミックスの積層パッケージ(7〜9ppm/℃)、銅モリブデン(9〜11ppm/℃)、コバール(4〜5ppm/℃)などのメタルウォールパッケージや、FR−4、BTレジン(14〜16ppm/℃)といった有機基板などで構成されており、ベース体22と比較して線膨張係数が小さく構成されている。配線部24a、24bのそれぞれには、高周波導線26a、26bがパターン形成されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the
高周波導線26a、26bのそれぞれは、高周波モジュール20における高周波回路の一部を構成し、ミリ波帯やマイクロ波帯の電気信号が流れる。高周波導線26a、26bは、一方の高周波導線26aに接続導線28が取り付けられるとともに他方の高周波導線26bに接続部材30が取り付けられ、接続導線28と接続部材30を介して互いに電気的に接続される。ここで、高周波導線26a、26bの接続部分は、低インピーダンスとなるように、それぞれの接続端が互いに同軸に位置するように形成されることが望ましい。また、高周波導線26a、26bのうち接続部材30が取り付けられる部位は、接続部材30の大きさに合わせて幅広に形成されている。一例として、高周波導線26a、26bのそれぞれは、幅Waが0.4mmで形成されるとともに、接続部材30が取り付けられる部位の幅Wbが0.8mmで形成されている。なお、接続部材30が取り付けられる高周波導線26a、26bの部位は、接続部材30より若干大きく又は若干小さく形成されてもよい。
Each of the high-
接続導線28は、高周波導線26a、26bを最短距離で電気的に接続するように設けられ、一方の高周波導線26aに固着されて他方の高周波導線26bに向けて延出する。接続導線28は、例えばコバールやリン青銅、ベリリウム銅などを用いることができる。一例として、接続導線28は、機械加工やウェットエッチングで個別に製作されて金めっき等が施された直径φが0.3mm程度の丸型の導線や、幅が0.3mm、厚み0.1mm〜0.3mm程度のリボン型の導線を用いることができる。また、接続導線28と高周波導線26aの固着は、例えばろう付けやはんだ付けなどを用いることができる。ただし、接続導線28は、高周波導線26aに固着するものに限定されず、予め配線部24aに形成されているものを用いてもよい。
The
接続部材30は、接続導線28と同一の素材からなり、機械加工やウェットエッチングで個別に製作される。接続部材30は、高周波導線26bに固着可能なように、例えばニッケルや金でめっきするなどの表面処理が施されている。接続部材30は、図3に示すように、全体として直方体状であり、接続導線28を挿入するための凹部(挿入部)30aが底面に形成されている。凹部30aは、その高さHcが、接続部材30が高周波導線26bに取り付けられたときに接続部材30と高周波導線26bの隙間の高さが接続導線28の高さと等しいかやや小さくなるように設計され、幅Wcが、接続導線28の幅より十分に大きく設計されている。なお、凹部30aの高さHcは、接続導線28との固着によって生じる厚み(例えばろう材やはんだ材などの接着材27の厚み)を考慮して設計することが望ましい。また、幅Wcの設計については後述する。一例として、接続導線28として直径φが0.3mm(許容精度+0.05mm〜−0.00mm)の丸型の導線を用いた場合には、接続部材30の凹部30aの高さHcを0.25mm(許容精度+0.00mm〜−0.05mm)、幅Wcを0.6mm、凹部30aの外縁の厚さtを一律に0.1mmなどと設計することができる。
The
高周波導線26a、26bに接続導線28や接続部材30を固着するときには、まず、高周波導線26a、26bを橋渡しするように接続導線28を配置し、ろう付けやはんだ付けなどによって接続導線28を高周波導線26aに固着する。続いて、図4に示すように、接続部材30の凹部30aに接続導線28が位置して高周波導線26bと接続導線28が接触するように接続部材30を高周波導線26b上に配置して固着する。高周波導線26bと接続部材30の固着としては、例えば、糸はんだを用いて手はんだ付けしたり、予め高周波導線26b上に、ペースト状のはんだをディスペンサやスクリーン印刷、めっきなどの公知の方法で予備はんだ(例えば、厚さ20μm程度)を施しておいて接続部材30の上面側から抵抗溶接機などで荷重及び熱を加えてはんだ付けすることなどが考えられる。接続部材30は、図5に示すように、接続導線28の先端が接続部材30の凹部30a内に位置するように配置することが好ましく、一例として、接続部材30における接続導線28の軸方向(延出方向)の長さLを0.4mmとし、接続導線28が接続部材30の内側に0.25mm位置するように設計することができる(図5中、長さLa=0.25mm)。ただし、接続導線28の先端が接続部材30の凹部30a内に位置するものに限定されず、接続導線28の先端が接続部材30の端より突出するように設計してもよい。このように高周波導線26a、26bに接続導線28と接続部材30が固着されることにより、図4及び図5に示すように、接続導線28が高周波導線26bと接続部材30とに挟まれて接触し、高周波導線26a、26bが電気的に接続される。
When the
この実施の形態の高周波モジュール20では、一方の高周波導線26aに固着された接続部材28が他方の高周波導線26bと接続部材30とに挟まれて接触し、接続導線28と高周波導線26bや接続部材30とは固着されていない。また、接続部材30の凹部30aは、幅Wcが接続導線28の幅より大きく形成されている。このため、接続導線28は、接続部材30に対して軸方向に移動することができるとともに、接続部材30の凹部30a内で軸方向に垂直な方向(以下、「垂直方向」ともいう)に移動することができ、簡易な構成で高周波導線26a、26bの接続部位に接続導線28の軸方向及び垂直方向にストレスがかかるのを抑制することができる。つまり、接続部材30の凹部30aは、接続導線28が接続部材30に対して垂直方向に移動する場合を考慮して、その幅Wcが接続導線28の幅より所定の移動許容長さだけ大きく形成されているのである。例えば、ベース体22が線膨張係数24ppm/℃のアルミニウムで形成され、配線部24a、24bが線膨張係数7.0ppm/℃のアルミナ・セラミックスで形成されているものとし、温度変化が50℃生じて配線部24a、24bが互いに接続導線28の垂直方向に100mm離れた部位を基点に膨張収縮するものとすると、接続導線28は、接続部材30に対して垂直方向に0.095mm変位する。上述した寸法で接続部材30が形成されている場合には、接続導線28は接続部材30の凹部30a内で垂直方向に±0.15mmまで移動することができるので、こうした温度変化で高周波導線26a、26bの接続部分にストレスがかかるのを抑制することができる。接続部材30の凹部30aの幅Wcは、ベース体22や配線部24a、24bの材質や寸法、想定される温度変化などに基づいて適宜設計すればよい。また、この実施の形態では、接続導線28と接続部材30が同一の材料で形成されているので、温度変化による膨張収縮などによって接続導線28と接続部材30とに高さ方向のストレスや隙間が生じるのも抑制できる。
In the high-
また、近年、高周波モジュールでは、用いられる電気信号が高周波化しており、例えば配線部24a、24bの高周波導線26a、26bが金ワイヤなどで接続されている場合には、金ワイヤなどの余長部位によって高周波導線26a、26b間の反射特性が大きく低下してしまう。これに対して、この実施の形態の高周波モジュール20では、直線状の接続導線28によって高周波導線26a、26bが最短距離で電気的に接続されているので、良好な反射特性を得ることができる。
Further, in recent years, in the high-frequency module, the electric signal used has become high frequency. For example, when the high-
この実施の形態では、接続部材30には凹部30aが形成されており、この凹部30aによって生じる接続部材30と高周波導線26bとの隙間に接続導線28が挿入されるものとしたが、図6に示すように、接続部材30Aを貫通して挿入孔(挿入部)30Aaが形成され、接続導線28が挿入孔30Aaに挿入されて接続部材30Aが高周波導線26bに固着されてもよい。この場合には、接続部材30Aを介して接続導線28と高周波導線26bが電気的に接続される。挿入孔30Aaは、高さHhが接続導線28の高さとほぼ同一かやや小さく設計され、幅Whが、接続部材30の凹部30aの幅Wcと同様に、接続導線28の幅より十分に大きく設計されている。一例として、接続導線28として直径φが0.3mm(許容精度+0.05mm〜−0.00mm)の丸型の導線を用いた場合には、接続部材30Aの挿入孔30Aaの高さHhを0.3mm(許容精度+0.00mm〜−0.05mm)、幅Whを0.6mm、挿入孔30Aaの外縁の厚さtを一律に0.1mmなどと設計することができる。なお、この寸法で接続部材30Aを形成した場合には、一般に挿入孔30Aaの高さHhは接続導線28の高さより小さくなる。挿入孔30Aaが形成された接続部材30Aを用いる場合、先に接続導線28を高周波導線26aに固着してから挿入孔30Aaに接続導線28を挿入して接続部材30Aを高周波導線26bに固着してもよいし、先に接続部材30Aを高周波導線26bに固着してから挿入孔30Aaに接続導線28を挿入させて接続導線28を高周波導線26aに固着してもよい。
In this embodiment, the
実施の形態2.
本発明の実施の形態2に係る高周波モジュールの構成は、接続部材130を除いて実施の形態1に係る高周波モジュール20の構成と同一である。実施の形態2に係る高周波モジュールの接続部材130では、実施の形態1に係る接続部材30と同様に底面に凹部30aが形成され、図7に示すように、凹部30aの上面が肉薄に形成されるとともに、凹部30aの高さHcが接続導線28の高さよりやや小さく形成されている。一例として、接続部材130の凹部30aの寸法を実施の形態1と同様とし、凹部30aの側面の厚みtaを0.1mm、上面の厚みtbを0.05mmなどと設計することができる。このように凹部30aの上面が肉薄に形成されることによって、凹部30aの上面がばね性を有する。実施の形態2に係る高周波モジュールでは、凹部30aによって生じる接続部材130と高周波導線26bの隙間に接続導線28が挿入されると、接続部材130の上面がやや上方に撓み、接続部材130の復元力によって接続導線28と接続部材130及び高周波導線26bとの接触が好適に保持される。
Embodiment 2. FIG.
The configuration of the high-frequency module according to Embodiment 2 of the present invention is the same as the configuration of the high-
また、図8の他の例の接続部材130Aに示すように、接続部材130Aを貫通して挿入孔30Aaが形成され、挿入孔30Aaの上面が肉薄に形成されるとともに、挿入孔30Aaの高さHhが接続導線28の高さよりやや小さく形成されてもよい。この場合、挿入孔30Aaの底面はある程度肉厚に形成される方が好ましい。一例として、接続部材130Aの挿入孔30Aaの寸法を実施の形態1の接続部材30Aの挿入孔30Aaの寸法と同様とし、挿入孔30Aaの側面の厚みth及び底面の厚みtdを0.1mm、上面の厚みtuを0.05mmなどと設計することができる。このように挿入孔30Aaの底面がある程度肉厚に形成されることによって、接続部材130Aと高周波導線26bの接続平面を確保することができる。
Further, as shown in the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上述した実施の形態に限定されず、種々の変形および応用が可能である。例えば、上述した実施の形態では、接続部材30、130は、直方体の底面に凹部30aが形成された形状のものとしたが、図9の接続部材30Bに示すように、接続部材30Bの底面側に幅方向に延出する固着部30bが形成されていてもよい。また、こうした固着部30bは、挿入孔30Aaが形成された接続部材30A、130Aに設けられてもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible. For example, in the above-described embodiment, the
上述した実施の形態では、接続部材30、30A、130、130Aの凹部30aや挿入孔30Aaの上面は、平面状のものとしたが、例えば図10の接続部材30Cに示すように、上面に下側に凸となる凸部30cが形成されてもよい。この場合、凸部30cの下端と高周波導体26b(挿入孔30Aaが形成されている接続部材30A、130Aの場合には挿入孔30Aaの底面)との高さが接続導線28の高さよりやや小さく設計される。また、この場合、接続部材30Cの上面や凸部30cが弾性を有するように形成されてもよい。このように接続部材30Cの上面に下側に凸となる凸部30cが形成されることにより、凸部30cを接続導線28に確実に接触させて接続導線28と接続部材30との接触を確保することができる。
In the above-described embodiment, the upper surfaces of the
上述した実施の形態では、接続部材30、30A、130、130Aの凹部30aや挿入孔30Aaは、接続部材30、30A、130、130Aを貫通して直方体状に形成されるものとしたが、例えば四隅が丸角に形成されるなど、直方体状以外の凹部30aや挿入孔30Aaが形成されてもよい。また、凹部30aや挿入孔30Aaは、接続部材30、30A、130、130Aを貫通して形成されるものに限定されず、接続部材30、30A、130、130Aを貫通していなくてもよい。また、接続部材30、30A、130、130A自体も全体として直方体状のものに限定されず、凹部30aや挿入孔30Aaが形成されていれば如何なる形状としても構わない。
In the embodiment described above, the
20 高周波モジュール
22 ベース体
24a、24b 配線部
26a、26b 高周波導線
28 接続導線
30、130 接続部材
30a 凹部
30A、130A 接続部材
30Aa 挿入孔
30B、30C 接続部材
30b 固着部
30c 凸部
20 High-
Claims (6)
高さが前記接続導線の高さとほぼ等しく幅が前記接続導線の幅より所定の移動許容長さだけ大きい挿入部が形成され、前記高周波導線に固着される接続部材を備え、
前記接続導線が前記接続部材の挿入部に挿入されて前記高周波導線と前記接続導線が電気的に接続される、
高周波モジュール。 A high frequency module configured by electrically connecting a connection lead to a high frequency lead formed on a wiring member,
An insertion portion having a height substantially equal to the height of the connection conductor and having a width larger than the width of the connection conductor by a predetermined movement allowable length, and a connection member fixed to the high-frequency conductor;
The connection conductor is inserted into an insertion portion of the connection member, and the high-frequency conductor and the connection conductor are electrically connected;
High frequency module.
前記接続導線は、前記接続部材の凹部と前記高周波導線とに接触する、
請求項1に記載の高周波モジュール。 The insertion portion is a recess formed in the connection member;
The connection conductor is in contact with the recess of the connection member and the high-frequency conductor;
The high frequency module according to claim 1.
前記接続導線は、前記接続部材を介して前記高周波導線と電気的に接続される、
請求項1に記載の高周波モジュール。 The insertion part is a hole formed in the connection member,
The connection conductor is electrically connected to the high-frequency conductor through the connection member.
The high frequency module according to claim 1.
請求項1乃至3の何れか一項に記載の高周波モジュール。 The connection member is made of an elastic member, and the upper surface of the insertion portion is formed thin and the height of the insertion portion is slightly smaller than the height of the connection conductor.
The high frequency module according to any one of claims 1 to 3.
請求項1乃至4の何れか一項に記載の高周波モジュール。 On the upper surface of the insertion portion of the connection member, a convex portion that is convex downward is formed.
The high frequency module according to any one of claims 1 to 4.
請求項1乃至5の何れか一項に記載の高周波モジュール。 The connection conductor is fixed to a high-frequency conductor different from the high-frequency conductor formed in the wiring member.
The high frequency module according to any one of claims 1 to 5.
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