JP2021141438A

JP2021141438A - パッケージ構造

Info

Publication number: JP2021141438A
Application number: JP2020037702A
Authority: JP
Inventors: 知大水谷; Tomohiro Mizutani
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-03-05
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2021-09-16
Anticipated expiration: 2040-03-05
Also published as: JP2023160859A; JP7382856B2

Abstract

【課題】部品点数の増加を抑えつつ、モジュールの筐体の内部での閉ループにて電磁界結合が発生することを抑制することができるパッケージ構造を得ること。【解決手段】パッケージ構造は、基板６と、基板６の搭載面６ａに搭載された第１のＭＭＩＣ増幅器２と、第２のＭＭＩＣ増幅器３と、送受信回路１０と、を備える。また、パッケージ構造は、基板６を内部に収容する筐体１と、筐体１の内部に設けられて、搭載面６ａ側で第１のＭＭＩＣ増幅器２と第２のＭＭＩＣ増幅器３との間に設けられた金属製の遮断部１５と、を備える。筐体１の内壁面のうち搭載面６ａと垂直な方向に沿って見て基板６を囲む側壁面１ｂと、遮断部１５との間には空間が設けられている。【選択図】図１

Description

本開示は、モノリシックマイクロ波集積回路増幅器を備えたパッケージ構造に関する。

通信またはレーダシステムに使用する送受信モジュールにおいて、特許文献１に示すように、モノリシックマイクロ波集積回路（ＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃＭｉｃｒｏｗａｖｅＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ：ＭＭＩＣ）を用いた高周波増幅器を備えるものがある。なお、以下の説明において、モノリシックマイクロ波集積回路を用いた高周波増幅器をモノリシックマイクロ波集積回路増幅器またはＭＭＩＣ増幅器と称する。

このような送受信モジュールでは、モノリシックマイクロ波集積回路増幅器の接続部からの放射によって、モジュールの筐体内部の閉ループにて電磁界結合が発生し、送受信モジュールが発振したり、周波数特性が悪化したりすることがあった。

このような問題を解決するために、従来の技術では、モジュールの筐体内部を壁で仕切って分割することで、アイソレーションを確保して電磁界結合の発生を抑制していた。

特開２０１６−１１６２０９号公報

しかしながら、筐体の内部が壁で仕切られて分割されるために、筐体の内部に設けられる基板も壁で仕切られた小部屋に収まる大きさに分割する必要があり、部品点数が増加してしまう。また、筐体の構成が複雑になる、分割された基板同士を接続する接続部の箇所が増える、という問題もあった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、部品点数の増加を抑えつつ、モジュールの筐体の内部での閉ループにて電磁界結合が発生することを抑制することができるパッケージ構造を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかるパッケージ構造は、搭載面を有する基板と、基板の搭載面に搭載された第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器と、基板の搭載面に搭載された第２のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器と、基板の搭載面に搭載され、第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器および第２のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器と異なる送受信回路と、を備える。また、パッケージ構造は、基板を内部に収容する筐体と、筐体の内部に設けられて、搭載面側で第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器と第２のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器との間に設けられた金属製の遮断部と、を備える。筐体の内壁面のうち搭載面と垂直な方向に沿って見て基板を囲む側壁面と、遮断部との間には空間が設けられている。

本開示によれば、部品点数の増加を抑えつつ、モジュールの筐体の内部での閉ループにて電磁界結合が発生することを抑制することができるパッケージ構造を得ることができるという効果を奏する。

本実施の形態１にかかるパッケージ構造を備える送受信モジュールの内部構成を示す図図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図実施の形態１にかかる送受信モジュールの機能ブロック図本実施の形態２にかかるパッケージ構造を備える送受信モジュールの内部構成を示す図図４に示すＶ−Ｖ線に沿った断面図

以下に、本開示の実施の形態にかかるパッケージ構造を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態１にかかるパッケージ構造を備える送受信モジュールの内部構成を示す図である。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、実施の形態１にかかる送受信モジュールの機能ブロック図である。図３では、アッテネータ、位相器、ＬＮＡ（ＬｏｗＮｏｉｓｅＡｍｐｌｉｆｅｒ）の保護回路等は本開示を説明する上で必要ないので省略している。

送受信モジュール５０は、モジュール筐体１を備える。モジュール筐体１には、後述する回路部品を収容可能な収容部１ａが設けられている。

モジュール筐体１の収容部１ａに収容される回路部品には、第１の送信系ＭＭＩＣ（モノリシックマイクロ波集積回路）増幅器２と、第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３と、ＭＭＩＣ送受切替えスイッチ４と、受信系ＭＭＩＣ増幅器５と、バイアス印加部７と、第１のＲＦコネクタ８と、第２のＲＦコネクタ９と、送受信回路１０と、が含まれる。ここで、ＭＭＩＣ送受切替えスイッチ４は、位相器を含んでいてもよい。

上述した回路部品は、収容部１ａに収容されたＭＭＩＣ基板６の搭載面６ａに実装されている。ＭＭＩＣ基板６は、例えばセラミックス基板である。第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２とＭＭＩＣ基板６とはワイヤ１１で接続されている。また、第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３とＭＭＩＣ基板６とはワイヤ１１で接続されている。

収容部１ａには、遮断部である金属製の柱部１５が設けられている。図１に示すように、柱部１５は、第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２と、第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３との間に設けられている。また、収容部１ａを構成する内壁面のうち搭載面６ａと垂直な方向に沿って見てＭＭＩＣ基板６を囲む側壁面１ｂと、柱部１５との間には空間が設けられている。すなわち、柱部１５は、収容部１ａの内部を仕切る壁ではない。

図２に示すように、柱部１５は、収容部１ａを構成する内壁面のうち搭載面６ａと向き合う第１の壁面である天面１ｃに向けて、搭載面６ａの裏面６ｂと向き合う第２の壁面である底面１ｄから延びている。柱部１５は、底面１ｄと一体に形成されている。なお、柱部１５は、天面１ｃと一体に形成されて、底面１ｄに向けて伸びるように形成されていてもよいし、天面１ｃおよび底面１ｄとは別体で形成されていてもよい。

ＭＭＩＣ基板６には、柱部１５が貫通する孔６ｃが形成されている。なお、柱部１５を天面１ｃから底面１ｄに向けて延ばすとともに、ＭＭＩＣ基板６を貫通しない長さで形成すれば、ＭＭＩＣ基板６への孔６ｃの形成は不要となる。ＭＭＩＣ基板６を貫通しない長さで柱部１５を形成した場合には、柱部１５の先端がＭＭＩＣ基板６の搭載面６ａに接触していることが好ましい。

送受信モジュール５０では、例えば第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３からの放射によって、第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２とＭＭＩＣ基板６とを接続するワイヤ１１に結合する電磁界２０が発生する。本実施の形態１では、第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２と第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３との間に設けられた柱部１５によって、アイソレーションが確保されることで、ワイヤ１１に結合する電磁界２０が弱められる。これにより、モジュール筐体１の内部での閉ループにて電磁界結合が発生することを抑制することができる。

また、柱部１５は、モジュール筐体１の収容部１ａを仕切る壁ではないので、収容部１ａに収容されるＭＭＩＣ基板６を分割する必要がない。したがって、部品点数の削減を図ることができる。また、モジュール筐体１の収容部１ａを仕切る壁を設ける場合に比べて、本実施の形態１にかかる送受信モジュール５０では、モジュール筐体１の構造の簡素化を図ることができる。また、ＭＭＩＣ基板６を分割した場合には、基板同士を接続させる接続部が必要になるが、本実施の形態１にかかる送受信モジュール５０では、ＭＭＩＣ基板６を分割する必要がないため、上述した接続部も不要となる。

なお、柱部１５は、全体が金属で形成されていてもよいし、金属以外の材料で形成された基体の表面が金属で覆われていてもよい。

実施の形態２．
図４は、本実施の形態２にかかるパッケージ構造を備える送受信モジュールの内部構成を示す図である。図５は、図４に示すＶ−Ｖ線に沿った断面図である。なお、上記実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施の形態２にかかる送受信モジュール５１では、ＭＭＩＣ基板６の搭載面６ａの上に遮断部である金属製の板部１６が設けられている。板部１６は、第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２と第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３との間に設けられつつ、第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２と第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３とを搭載面６ａ側から覆う。第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２および第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３と、板部１６とが直接接触しないように、ＭＭＩＣ基板６の搭載面６ａには、第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２および第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３が搭載される部分に凹み６ｄが形成されている。

また、収容部１ａを構成する内壁面のうち搭載面６ａと垂直な方向に沿って見てＭＭＩＣ基板６を囲む側壁面１ｂと、板部１６との間には空間が設けられている。すなわち、上記実施の形態１で説明した柱部１５と同様に、板部１６は収容部１ａの内部を仕切る壁ではない。

本実施の形態２では、第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２と第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３との間に設けられ、第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器２と第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器３とを覆う板部１６によって、アイソレーションが確保されることで、ワイヤ１１に結合する電磁界２０が弱められる。これにより、モジュール筐体１の内部での閉ループにて電磁界結合が発生することを抑制することができる。

また、柱部１５は、モジュール筐体１の収容部１ａを仕切る壁ではないので、収容部１ａに収容されるＭＭＩＣ基板６を分割する必要がない。したがって、部品点数の削減を図ることができる。また、モジュール筐体１の収容部１ａを仕切る壁を設ける場合に比べて、本実施の形態２にかかる送受信モジュール５１では、モジュール筐体１の構造の簡素化を図ることができる。また、ＭＭＩＣ基板６を分割した場合には、基板同士を接続させる接続部が必要になるが、本実施の形態２にかかる送受信モジュール５１では、ＭＭＩＣ基板６を分割する必要がないため、上述した接続部も不要となる。

なお、板部１６は、全体が金属で形成されていてもよいし、金属以外の材料で形成された基板の表面が金属で覆われていてもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１モジュール筐体、１ａ収容部、１ｂ側壁面、１ｃ天面、１ｄ底面、２第１の送信系ＭＭＩＣ増幅器、３第２の送信系ＭＭＩＣ増幅器、４ＭＭＩＣ送受切替えスイッチ、５受信系ＭＭＩＣ増幅器、６ＭＭＩＣ基板、６ａ搭載面、６ｂ裏面、６ｃ孔、６ｄ凹み、７バイアス印加部、８第１のＲＦコネクタ、９第２のＲＦコネクタ、１０送受信回路、１５柱部、１６板部、５０，５１送受信モジュール。

Claims

搭載面を有する基板と、
前記基板の前記搭載面に搭載された第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器と、
前記基板の前記搭載面に搭載された第２のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器と、
前記基板の前記搭載面に搭載され、前記第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器および前記第２のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器と異なる送受信回路と、
前記基板を内部に収容する筐体と、
前記筐体の内部に設けられて、前記搭載面側で前記第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器と前記第２のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器との間に設けられた金属製の遮断部と、を備え、
前記筐体の内壁面のうち前記搭載面と垂直な方向に沿って見て前記基板を囲む側壁面と、前記遮断部との間には空間が設けられていることを特徴とするパッケージ構造。
前記遮断部は、前記筐体の内壁面のうち前記搭載面と向き合う第１の壁面および前記搭載面の裏面と向き合う第２の壁面の少なくとも一方から延びる柱であることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ構造。
前記遮断部は、前記第１のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器と前記第２のモノリシックマイクロ波集積回路増幅器とを前記搭載面側から覆う板であることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ構造。