JP2013214550A - 高周波モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】よりシールド性能が高い高周波モジュールを提供する。
【解決手段】筐体と、スルーホールを有し、筐体上に電気的に接続するように設けられ、絶縁層と、絶縁層の端部とスルーホールの周縁を覆うように設けられている配線層と、を有する配線基板と、配線基板上にあり、スルーホールを隔てて配置され、高周波を送受信するための第１回路及び第２回路と、前記スルーホールの周縁に設けられている配線層と電気的に接続し、第１回路と第２回路を遮蔽するように設けられ、配線層と接するように形成されている仕切り部を有し、第１回路と第２回路とを覆っているシールドカバーと、を含み、仕切り部または筐体の少なくとも一方にスルーホールと連通する溝部が形成され、溝部は、接触面から溝部のまでの深さをＬ、自然数をｎ、高周波の波長をλとしたとき、Ｌ＝ｎ×λ／２を満たすように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、高周波モジュールに関する。
近年、情報伝達のために、１〜３０ＧＨｚのマイクロ波や、３０〜３００ＧＨｚのミリ
波を用いており、例えば、大容量通信システムや、車載レーダシステム等の高周波信号を
用いたシステムが注目を集めている。
この高周波を用いたシステムに搭載される高周波モジュールでは、受信回路に送信波や
外部からの不要波が回り込むと受信性能の劣化が生じる。この送信波と不要波の回り込み
を防ぐために、送信回路と受信回路の間と、送信回路と受信回路を覆うように金属のシー
ルドカバーを配置し、シールドすることがよく行われる。
特開２０１１−４４６２３号公報
従来の高周波モジュールでは、送信回路と受信回路を覆うようにシールドカバーを用い
た場合、特に送信回路と受信回路との間に設けられているシールドカバーが、送受信回路
が設けられている基板との間の接触が不十分で所望のシールドを確保することが難しかっ
た。
そこで本発明では、よりシールド性能が高い高周波モジュールの提供を目的とする。
上記目的を達成するために、実施形態の高周波モジュールは、筐体と、スルーホールを
有し、筐体上に電気的に接続するように設けられ、絶縁層と、絶縁層の端部とスルーホー
ルの周縁を覆うように設けられている配線層と、を有する配線基板と、配線基板上にあり
、スルーホールを隔てて配置され、高周波を送受信するための第１回路及び第２回路と、
スルーホールの周縁に設けられている配線層と電気的に接続し、第１回路と第２回路を遮
蔽するように設けられ、配線層と接するように形成されている仕切り部を有し、第１回路
と第２回路とを覆っているシールドカバーと、を含み、仕切り部または筐体の少なくとも
一方にスルーホールと連通する溝部が形成され、溝部は、接触面から溝部の端部までの深
さをＬ、自然数をｎ、高周波の波長をλとしたとき、Ｌ＝ｎ×λ／２を満たすように形成
されているとを特徴としている。
第１の実施形態に係る高周波モジュールを示す断面図。 第２の実施形態に係る高周波モジュールを示す断面図。 第３の実施形態に係る高周波モジュールを示す断面図。
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ
符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る高周波モジュールを示す図である。図１に示すように、
本実施形態に係る高周波モジュール１は、筐体２と、配線基板３と、送信回路４と、受信
回路５と、シールドカバー６とから構成されている。
筐体２は、金属から形成された板状のものであり、配線基板３を支持するために設けら
れている。なお、本実施形態では、筐体２とシールドカバー６は金属としているが、これ
に限られることはなく、樹脂材料の表面に金属メッキを施した物を用いてもよい。
配線基板３は、筐体２上に設けられており、配線基板３上に設けられている送信回路４
と受信回路５との間にスルーホールＨが設けられている。また、配線基板３は、配線層３
ａと絶縁層３ｂとから構成されている。
配線層３ａは、筐体２に接するように配置され、絶縁層３ｂの端部を覆うように設けら
れている。また、配線層３ａはスルーホールＨ内に連続して形成されており、スルーホー
ルＨの周縁の絶縁層３ｂを覆うように設けられている。このように、絶縁層３ｂの端部や
スルーホールＨの周縁を配線層３ａにより覆うことで、グランドパターンを形成させるこ
とが可能となる。また、絶縁層３ｂは配線層３ａ上に設けられており、絶縁性の樹脂から
形成されている。
送信回路４（第１回路）は、配線基板３上に設けられており、高周波信号を外部へと送
信するための回路である。そして、受信回路５（第２回路）は、外部から発信された高周
波信号を受信するための回路である。また、送信回路４と受信回路５はスルーホールＨを
隔てて（挟んで）それぞれ配置されている。なお、送信回路４と受信回路５は、スルーホ
ールＨを隔ててそれぞれ配置されていればどのように設けてもよい。
シールドカバー６は、送信回路４と受信回路５との間に仕切り部６ａが連続して設けら
れ送信回路と受信回路を遮蔽するように形成されている。そして、送信回路４と受信回路
５を覆うように設けられている。そして、シールドカバー６は、配線基板３の端部とスル
ーホールＨの周縁に形成されている配線層３ａと電気的に接続するように設けられている
。材質としては、導電性の金属材料が用いられる。
また、シールドカバー６は、仕切り部６ａにスルーホールＨと連通するように形成され
ている第１溝部Ｍ１が設けられている。第１溝部Ｍ１の深さＬ１は、配線基板３の配線層
３ａとシールドカバー６とが接する面である接触面Ｓから第１溝部Ｍ１の端部までの深さ
であり、溝の深さをＬ、自然数をｎ、高周波信号の波長をλとしたとき、次式を満たす深
さＬ１に形成されている。
Ｌ＝ｎ×λ／２ ・・・（１）
このように、仕切り部６ａは、電気回路的に配線層３ａの接触面Ｓから第１溝部Ｍ１の
端部までが開口し、断面がコの字形状となるように連続して形成されているため、導波管
と等価の機能を有することになる。
本実施形態では、（１）式で示す深さとなるように仕切り部６ａに第１溝部Ｍ１を設け
ることにより、シールドカバー６と配線層３ａとの間の電気的なインピーダンスを０に近
づけることができ、高いシールド性能を確保することができる。
配線層３ａとシールドカバー６とが接する面である接触面Ｓからみた第１溝部Ｍ１の電
気的なインピーダンスＺｉｎは、虚数単位をｊ、特性インピーダンスをＺ０、位相定数を
βとしたとき、次式で表される。
Figure 2013214550
すなわち、（２）式から電気的なインピーダンスＺｉｎを０にするためには、深さＬが
（１）式を満たせば電気的なインピーダンスＺｉｎを０とすることができ、高いシールド
性能を確保することができる。
以上、本実施形態の高周波モジュールでは、配線基板３のグランドパターンと、シール
ドカバー６とが電気的に接続するように設けられている。そして、シールドカバー６の仕
切り部６ａに第１溝部Ｍ１が形成されており、深さがＬ＝ｎ×λ／２となるように形成さ
れている。これにより、よりシールド性能が高い高周波モジュールとなる。
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る高周波モジュールを示す図である。本実施形態では、シ
ールドカバーの支持部に形成されていた溝部が筐体に形成されている点で第１の実施形態
とは異なり、その他の構成は第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
筐体１１は、配線基板３に形成されているスルーホールＨと連通するように第２溝部Ｍ
２が形成されており、シールドカバー１２と配線基板３の配線層３ａとが接している接触
面Ｓから第２溝部Ｍ２の端部までの深さＬ２が（１）式を満たすように形成されている。
すなわち、配線基板３のスルーホールＨと筐体１１の第２溝部Ｍ２の端部までの深さが
（１）式を満たすように形成されている。これにより、筐体１１は配線基板３と電気的に
接続しているため、シールドカバー１２と同様の役割をはたしているため、第１の実施形
態と同様の効果を得ることができる。
シールドカバー１２は、送信回路４と受信回路５との間に仕切り部１２ａが連続して設
けられ、送信回路４と受信回路５を覆うように設けられている。そして、シールドカバー
１２は、配線基板３の端部とスルーホールＨの周縁に形成されている配線層３ａと電気的
に接続するように設けられている。
以上、本実施形態の高周波モジュールでは、配線基板３のグランドパターンと、シール
ドカバー６とが電気的に接続するように設けられている。そして、筐体１１に第２溝部Ｍ
２が形成されており、接触面Ｓから第２溝部Ｍ２の端部までの深さが（１）式となるよう
に形成されている。これにより、よりシールド性能が高い高周波モジュールとなる。
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る高周波モジュールを示す図である。本実施形態では、第
１の実施形態のシールドカバー６と第２の実施形態の筐体１１を用いた高周波モジュール
２０である。この場合、２つの異なる波長の高周波信号をシールドさせるために、シール
ドカバー６に設けられている第１溝部Ｍ１が形成されている側の深さＬ１と、筐体１１に
設けられている第２溝部Ｍ２が形成されている側の深さＬ２の深さ（１）式を満たし、異
なる深さになるようにしてもよい。これにより、更にシールド性能が高い高周波モジュー
ルとなる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したも
のであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その
他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種
々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範
囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含ま
れる。
１…高周波モジュール
２…筐体
３…配線基板
３ａ…配線層
３ｂ…絶縁層
４…送信回路（第１回路）
５…受信回路（第２回路）
６…シールドカバー
６ａ…仕切り部
Ｈ…スルーホール
Ｓ…接触面
Ｍ１…第１溝部
Ｍ２…第２溝部
Ｌ１，Ｌ２…深さ

Claims (2)

  1. 筐体と、
    スルーホールを有し、前記筐体上に電気的に接続するように設けられ、絶縁層と、前記
    絶縁層の端部と前記スルーホールの周縁を覆うように設けられている配線層と、を有する
    配線基板と、
    前記配線基板上にあり、前記スルーホールを隔てて配置され、高周波を送受信するため
    の第１回路及び第２回路と、
    前記スルーホールの周縁に設けられている前記配線層と電気的に接続し、前記第１回路
    と前記第２回路を遮蔽するように設けられ、前記配線層と接するように形成されている仕
    切り部を有し、前記第１回路と前記第２回路とを覆っているシールドカバーと、
    を含み、
    前記仕切り部または前記筐体の少なくとも一方に前記スルーホールと連通する溝部が形
    成され、
    前記溝部は、前記接触面から前記溝部の端部までの深さをＬ、自然数をｎ、高周波の波
    長をλとしたとき、Ｌ＝ｎ×λ／２を満たすように形成されていることを特徴とする高周
    波モジュール。
  2. 前記溝部は、前記仕切り部に形成された第１溝部と、前記筐体に形成された第２溝部を
    有しており、前記第１溝部と前記第２溝部は異なる波長に対応して形成されたことを特徴
    とする請求項１に記載の高周波モジュール。
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