JP3556470B2

JP3556470B2 - High frequency module

Info

Publication number: JP3556470B2
Application number: JP14937898A
Authority: JP
Inventors: 公一永田; 謙治北澤; 慎一郡山; 滋生森岡; 貴則久保
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2018-05-29
Also published as: JPH11340370A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波帯からミリ波帯領域の高周波素子を複数搭載した高周波用モジュールに関し、特に、高周波信号の特性を劣化させることなく高周波素子間での信号の伝達を行うことのできる高周波用モジュールに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、マイクロ波やミリ波を取り扱う高周波回路素子を搭載した高周波用パッケージにおいては、誘電体基板と、誘電体基板の表面に接続された壁体や蓋体によって形成されるキャビティ内に気密封止されている高周波素子が収納されており、高周波素子と電気的に接続された信号伝送線路と外部回路基板に形成された信号伝送線路を電気的に接続して高周波信号の入出力が行われている。
【０００３】
そこで、従来から、この種の高周波用モジュールでは、図９（ａ）に示すように、誘電体からなる誘電体基板４１と蓋４２、４２’により形成されたキャビティ４３、４３’内にそれぞれ高周波素子４４、４４’を搭載して気密に封止されている。そして高周波信号の入出力は、誘電体基板４１表面に高周波素子４４、４４’と接続されるストリップ線路等の高周波用伝送線路４５、４５’がそれぞれ形成されている。この伝送線路４５と４５’とを、蓋４２、４２’に形成された絶縁体４６により絶縁された導体層４７を介してワイヤボンディングやリボン等により接続されている。また、図９（ｂ）に示すように、誘電体基板４１の内部に信号伝送線路４９を形成し、この信号伝送線路４９と伝送線路４５と４５’とをスル−ホ−ル導体５０を通じて接続した半導体パッケージが提案されている。さらに、図９（ｃ）に示すように、複数の高周波素子を、それぞれ独立して導電性蓋体にて電磁的に封止して、各高周波素子の入出力端に、それぞれ誘電体基板の主表面から金属板５１の裏面にかけて貫通するスルーホールを形成し、該スルーホールの内部に、同軸伝送路５２、５３を配し、該同軸伝送路５２、５３の主表面側の入出力端と、回路ブロックの入出力端とを電気的に接続する同軸伝送路接続部５４、５４’を介し、回路ブロックの入力端に接続される同軸伝送路５２、５３と、他の回路ブロックの出力端に接続される同軸伝送路５２’、５３’とを接続し、さらに、裏面側にて接続部材５５を介して接続する構成が平７−２６３８８７号等にて提案されている。
【０００４】
このような高周波用モジュールにおいては、高周波信号の伝送特性を劣化させることなく、高周波素子間で信号の入出力が可能であり、さらには、製造が容易であることも要求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９（ａ）においては、高周波信号が導体層４７中を通り、壁体４２、４２’を通過する場合、壁体通過部で信号伝送線路がマイクロストリップ線路からストリップ線路へと変換されるため、インピーダンス整合をとるために信号伝送線路幅を狭くする必要がある。その結果、この通過部で反射損、放射損が発生しやすく高周波信号の伝送特性が劣化するという問題がある。しかも、信号伝送線路４５、４５’をキャビティ４２、４２’の外側に引出すために、壁体の少なくとも線路通過部は誘電体によって形成する必要があり、構造が複雑になり、モジュール全体のコストを高める要因にもなっていた。
【０００６】
これに対して、図９（ｂ）は、スルーホール導体５０によって壁体を通過しないために、信号の特性劣化は小さいが、伝送する信号の使用周波数が４０ＧＨｚ以上になると信号伝送線路４９とスルーホール導体５０との接続部が曲折するために、曲折部での透過損失が急激に大きくなり、高周波信号を伝送することが困難であった。
【０００７】
また、図９（ｃ）においても、スルーホール導体５２、５２’の内部の同軸伝送路５４、５４’により、高周波信号の伝送損失を小さくすることはできるが、スルーホール内に同軸伝送路を形成することが難しく、また、接続部の信頼性が劣るという問題があった。
【０００８】
従って、本発明は、誘電体基板表面に形成された複数の高周波素子を個々に電磁的に封止するとともに、高周波素子間の信号伝達時の伝送損失が小さく、且つ簡略した構造からなる小型で高信頼性の高周波用モジュールを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、高周波用モジュールにおいて、低損失化、小型化が可能な構造について検討を重ねた結果、蓋体によるキャビティ内の誘電体基板表面に形成され、一方の端部が前記高周波素子と電気的に接続された素子接続高周波伝送線路同士を、前記キャビティ外の領域に形成された接続用高周波伝送線路との電磁結合によって接続することにより、前記高周波素子間を伝送特性を劣化させることなく電気的に相互接続することができるとともに、かつ単純で小型化が可能なモジュール構造となることを見いだした。
【００１０】
また、前記接続用伝送線路を電磁的に封止することにより、簡単な構造によって小型のモジュール化が可能であるとともに、回路全体の保護、ならびに外部からの電磁波の影響や、モジュールや信号伝送線路からの電磁波のもれを防止することができるものである。
【００１１】
即ち、本発明の高周波用モジュールは、誘電体基板と、該誘電体基板の一方の表面に接合された第１の蓋体と、該第１の蓋体と前記誘電体基板によって形成された第１のキャビティ内の前記誘電体基板表面に実装された第１の高周波素子と、前記第１のキャビティ内部の前記誘電体基板表面に形成され、一方の端部が前記第１の高周波素子と電気的に接続された第１の素子接続高周波伝送線路と、前記誘電体基板の一方の表面に接合された第２の蓋体と、該第２の蓋体と前記誘電体基板によって形成された第２のキャビティ内の前記誘電体基板表面に実装された第２の高周波素子と、前記第２のキャビティ内部の前記誘電体基板表面に形成され、一方の端部が前記第２の高周波素子と電気的に接続された第２の素子接続高周波伝送線路と、前記第１のキャビティおよび第２のキャビティ外の領域に形成された接続用高周波伝送線路とを具備し、前記第１の素子接続高周波伝送線路の他方の端部と、前記接続用高周波伝送線路の一方の端部を、および前記第２の素子接続高周波伝送線路の他方の端部と、前記接続用高周波伝送線路の他方の端部とをそれぞれ電磁結合することにより、前記第１および第２の高周波素子間を電気的に相互接続してなることを特徴とするものである。
【００１２】
特に、本発明によれば、前記電磁結合は前記第１の素子接続高周波伝送線路と、前記接続用高周波伝送線路、および前記第２の素子接続高周波伝送線路と、前記接続用高周波伝送線路間にグランド層が介在し、該グランド層に形成されたスロット孔を介して前記第１の素子接続高周波伝送線路と、前記接続用高周波伝送線路、ならびに前記第２の素子接続高周波伝送線路とが電磁結合されることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の高周波用モジュールの具体的な構造としては、前記グランド層が、前記誘電体基板内部に形成され、前記接続用高周波伝送線路が前記誘電体基板の他方の表面に形成されてなる構造、前記グランド層が前記第１の誘電体基板に設けられ、前記接続用高周波伝送線路が第２の誘電体基板に形成され、前記第２の誘電体基板を前記第１の誘電体基板の他方の表面の所定箇所に設置してなる構造、前記グランド層と前記接続用高周波伝送線路が、第２の誘電体基板に設けられ、前記第２の誘電体基板を前記誘電体基板の他方の表面の所定箇所に設置してなる構造が望ましい。
【００１４】
さらに、本発明の高周波用モジュールの構造においては、前記接続用高周波伝送線路は電磁的に封止されていることが望ましい。
【００１５】
また、前記素子接続用高周波伝送線路は、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路、グランド付きコプレーナ線路から選ばれる１種から構成され、前記接続用高周波伝送線路は、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路、グランド付きコプレーナ線路およびトリプレート線路から選ばれる１種から構成されることが望ましい。
【００１６】
【作用】
本発明の上記構成によれば、特に素子接続高周波伝送線路の他方の端部と、接続用高周波伝送線路の端部とを、例えば、グランド層に形成されたスロット孔を介して電磁的に結合することにより、伝送線路が誘電体からなる壁体内を通過したり、スルーホール導体や同軸線路等を経由することがないために、高周波信号が壁体内や曲折部を通過する際に生じる反射損や放射損の発生を極力抑制することができ、また同軸線路等の形成の必要がなく、低伝送損失で且つ小型化が可能なモジュールを提供することができる。
【００１７】
また、前記接続用伝送線路を電磁的に封止することにより、外部電磁波の影響や電磁波のもれ及び他の信号伝送線路とのカップリングを防止することができる結果、接続用伝送線路における伝送損失を低減できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明における高周波用モジュールの第１の実施態様における概略断面図を図１に示した。
図１の高周波用モジュール１によれば、誘電体材料からなる誘電体基板２の表面には、２つ以上の蓋体３、３’が接合されており、誘電体基板２とそれらの蓋体３、３’によってキャビティ４、４’が形成されている。そして、そのキャビティ４、４’内の誘電体基板２表面には、それぞれＭＭＩＣ、ＭＩＣ等の高周波用の高周波素子５、５’が実装されている。また、上記のモジュールのキャビティ４、４’内には、高周波素子５、５’に信号を伝送するための線路として、マイクロストリップ線路、ストリップ線路、グランド付コプレーナ線路のうちから選ばれる１種からなる素子接続高周波伝送線路（以下、素子用線路と略す。）６、６’がキャビティ４、４’内の誘電体基板２表面に被着形成され、高周波素子５、５’と電気的に接続されている。
【００１９】
この誘電体基板２は、誘電率が２０以下のアルミナ、ムライト、窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウム等のセラミックス、ガラスセラミックス、セラミック金属複合材料、ガラス有機樹脂系複合材料および石英等の誘電体材料からなることが望ましい。
【００２０】
蓋体３、３’は、キャビティ４、４’からの電磁波が外部に漏洩したり、電磁波が外部にもれるのを防止できる電磁波遮蔽性を有する材料から構成され、例えば、金属、導電性セラミックス、セラミック金属複合材料等が使用できるが、絶縁基板の表面に導電性物質を塗布したものであってもよいが、コストの点から考慮すれば金属であるのがよい。
【００２１】
素子用線路６、６’は、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ等の低抵抗導体からなることが望ましく、この点から前記誘電体基板２は、焼成温度が８００〜１０００℃程度のガラスセラミックスが最適であり、この組み合わせにより誘電体基板２と信号伝送線路との同時焼成が可能となる。
【００２２】
高周波素子５、５’は素子用線路６、６’上に直接搭載するプリップチップ実装により、小さな伝送損失で接続することができるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、金リボンや複数のワイヤボンディングで接続したり、ポリイミド等の基板にＣｕ等の導体を形成した導体板等により接続することもできる。
【００２３】
本発明によれば、図１に示すように誘電体基板２の内部には前記素子用線路６、６’と平行にほぼ全面にわたりグランド層８が形成され、グランド層８内には、スロット孔９、９’が形成されている。
【００２４】
また、誘電体２の他方の表面には、前記素子用線路６、６’およびグランド層８と平行に、マイクロストリップ線路、ストリップ線路およびグランド付コプレーナ線路のうちから選ばれる１種からなる接続用高周波伝送線路７（以下、接続用線路と略す。）が形成されている。
【００２５】
そして、高周波素子５と一端が電気的に接続された素子用線路６の他端と接続用線路７の一端とを図１に示すように、スロット孔９を介して対峙する位置に形成することにより、素子用線路６と接続用線路７とが電磁的に結合され、素子用線路６と接続用線路７間で損失の小さい信号の伝達が行われる。
【００２６】
同様に、高周波素子５’と一端が電気的に接続された素子用線路６’の他端と接続用線路７の他端とをスロット孔９’を介して対峙する位置に形成することにより、素子用線路６’と接続用線路７とが電磁結合され、素子用線路６’と接続用線路７間で損失の小さい信号の伝達が行われる。
【００２７】
その結果、高周波素子５と高周波素子５’とを、素子用線路６、接続用線路７および素子用線路６’を経由して、低損失で接続することができる。
【００２８】
なお、前記電磁結合の具体的構造について説明すると、素子用線路６および接続用線路７は、各線路の端部がそれぞれスロット孔９の中心直上位置から必要な周波数の伝送信号の１／４波長相当の長さに突出させた対峙位置に形成されることが望ましく、スロット孔９の形状は、長辺と短辺とからなる長方形の孔であり、そのサイズは、使用周波数や周波数の帯域幅により適宜設定される。特に、スロット孔９の長辺は信号周波数の１／２波長相当長さにするのが望ましく、スロット孔９の短辺は１／５波長相当長さから１／５０波長相当長さに設定することが望ましい。また、素子用線路６’と接続用線路７も同様に配置される。
【００２９】
また、図１に示すように誘電体基板２と電磁波遮蔽性の蓋体３、３’との接合部にグランド層１０を形成し、ビアホール１１を通じてグランド層８と電気的に接続することにより、キャビティ４、４’内の電磁波がシールドできるため高周波素子５、５’および素子用線路６、６’に発生する電磁波が外部に漏洩および外部の電磁界による悪影響を防止し、回路の誤作動を防止することができるため、モジュールの信頼性を高めることができる。さらに信号伝送線路からの共振が他の回路等に影響を及ぼさないようにするため、蓋体３、３’の内面に電磁波吸収体をとりつけてもかまわない。
【００３０】
さらに、誘電体基板２のキャビティ４、４’内の表面には、高周波素子５、５’への電源供給線路や１ＧＨｚ以下の低周波信号が伝送される低周波信号伝送線路（図示せず）などが設けられ、さらには、他の電子部品等が実装されていてもよく、これらは通常の多層配線基板技術によってビアホールまたはスルーホールを介してキャビティ４、４’外に導出され、さらに高周波用モジュール１の外部へと導出される。
【００３１】
図１のモジュールにおいては、素子用線路６、６’、接続用線路７およびグランド層８がいずれも誘電体基板２内に設けられたものであるが、接続用線路７およびグランド層８は必ずしも誘電体基板２内に設けられる必要はない。そこで、接続用線路７あるいは接続用線路７およびグランド層８とを他の部材に形成した第２、第３の実施態様を図２および図３に示した。図２は、その第２の実施態様の分解断面図である。
【００３２】
図２の高周波用モジュール１２においては、誘電体基板２、蓋体３、３’、キャビティ４、４’高周波素子５、５’、素子用線路６、６’、スロット孔９、９’およびグランド層８は高周波用モジュール１と同様の構成とであるが、図２によれば、マイクロストリップ線路、ストリップ線路およびグランド付コプレーナ線路のうちから選ばれる１種からなる接続用線路７が誘電体材料からなる接続用部材１３の表面に形成されている。
【００３３】
そして、素子用線路６と接続用部材１３表面に形成された接続用線路７の終端部が図１で説明したのと同様にスロット孔９、９’を介して所定の位置関係になるように誘電体基板２と接続用部材１３との貼り合わせることにより、素子用線路６、６’と接続用線路７間を電磁的に結合することが可能となり、損失の小さい信号の伝達が行われる。
【００３４】
なお、誘電体基板２と接続用部材１３とは、接着剤やネジ止めにより貼り合わせ固定することができる他、接着剤を用いずに単に重畳しても問題はない。
【００３５】
図２においてはグランド層８が誘電体基板２の内部に接続用線路７が接続用部材１３の表面に形成される場合について示したが、第２の実施態様はこれに限られるものではなく、例えば、（１）接続用線路７が接続用部材１３の内部または裏面に、グランド層８が誘電体基板２の高周波素子５、５’形成面の裏面に形成される構成、（２）接続用線路７が接続用部材１３の内部に、グランド層８も誘電体基板２の内部または裏面に形成される等の構成であってもよい。
【００３６】
図３は第３の実施態様の分解断面図である。
また、図３によれば、高周波用モジュール１４においては、誘電体基板２、蓋体３、３’、キャビティ４、４’、高周波素子５、５’、素子用線路６、６’は高周波用モジュール１と同様の構成であるが、図３によれば、接続用部材１３の表面にほぼ全面にわたりグランド層８が形成され、グランド層８内には、スロット孔９、９’が形成され、また、マイクロストリップ線路、ストリップ線路およびグランド付コプレーナ線路のうちから選ばれる１種からなる接続用線路７が誘電体材料からなる接続用部材１３の内部または裏面に形成されている。
【００３７】
そして、素子用線路６、６’と接続用部材１３内部に形成された接続用線路７の終端部が図１で説明したのと同様にスロット孔９、９’を介して所定の位置関係になるように誘電体基板２と接続用部材１３とを貼り合わせることにより、素子用線路６、６’と高周波接続用伝送線路７間を電磁的に結合することが可能となり、損失の小さい信号の伝達が行われる。
【００３８】
なお、誘電体基板２と接続用部材１３とは、図２の高周波モジュール１２と同様に貼り合わせ固定することができる。
【００３９】
さらに、図３においてはグランド層８が接続用部材１３の表面に形成される場合について示したが、本発明の構成によればこれに限られるものではなく、グランド層８は接続用部材１３の内部に形成されてもよく、また、接続用線路７は接続用部材１３の裏面に形成されていてもよい。
【００４０】
なお、図２、３に示した接続用部材１３は、誘電体基板２よりも低誘電率の材料、特に樹脂製であることが、電磁結合性を高める上で望ましい。また、この接続用部材１３は、ヒートシンク、ハウジングなどを兼ね備えてもよく、もちろんこれと独立した部材であってもよい。
【００４１】
（シールド構造）
本発明においては、図１乃至図３の実施態様において、接続用線路７は電磁気的にシールドされていることが望ましい。そこで、図４に上記（１）の方法に基づく概略断面図に示した。
【００４２】
接続用線路の封止の方法としては、（１）高周波モジュール１において、接続用線路７形成面の接続用線路７を囲む位置に接続用線路７の厚みよりも厚い枠体を形成し、接続用線路７を開口部内に収納し、さらに電磁波遮蔽性を有する蓋体、スルーホールおよびグランド層により前記枠体の開口部を電磁的に封止する方法（図４）、（２）高周波モジュール１において、接続用線路７形成部に凹部を有する導電性蓋を接続用線路７形成面に設置し、電磁的にシールドする方法（図５）、（３）図２の高周波モジュール１２において、（２）と同様の導電性蓋体にて誘電体層１３を介して接続用線路７を封止し、電磁的にシールドする方法（図６）等がある。
【００４３】
図４の高周波用モジュール１５によれば、誘電体基板２の接続用線路７形成面に、線路７の厚みよりも厚い枠体１６が形成され、また枠体１６には開口部１７が形成され、接続用線路７が開口部１７内に収納されるように構成されている。
【００４４】
また、枠体１６の開口部１７周囲には、グランド層１８が形成されており、誘電体基板２のグランド層８とスルーホール、キャスタレーション、凹部内壁に形成された導体層１９を通じて接続されている。
【００４５】
そして、枠体１６の開口部１７には導電性蓋体２０が開口部１７を封止するようにグランド層１８にロウ付け、半田付け等の手法により接合され、電気的に接続された構造になっている。
【００４６】
なお、枠体１６は誘電体材料より構成され、誘電率が２０以下のセラミックス、ガラスセラミックス、セラミック金属複合材料、ガラス有機樹脂系複合材料等などが望ましいが、熱膨張挙動を合わせる観点から誘電体基板２と同じ材質であることが望ましい。
【００４７】
導電性蓋体２０は、電磁波が外部にもれるのを防止できる電磁波遮蔽性を有する材料から構成され、例えば、金属、セラミックス、セラミックス金属複合材料、ガラスセラミックス、ガラス有機樹脂複合材料等から形成される。また、枠体１６と導電性蓋体２０は接着剤やネジ止めにより、貼り合わせ固定することもできる。
【００４８】
図５は、前記（２）の方法に基づくモジュールの概略断面図である。この構造は図４の枠体１６および導電性蓋体２０に代えて、凹部２３を形成した導電性部材２２をこの凹部内で接続用線路７を囲むように高周波用モジュール１と導電性部材２２を貼り合わせたものであり、かかる構造によっても、図４と同様に接続用線路７を封止することができる。
【００４９】
図６は前記（３）に基づくモジュールの概略断面図である。
図６によれば、高周波用モジュール２４は、高周波用モジュール１２において、凹部２３を形成した導電性部材２２と高周波用モジュール１２とを貼り合わせた構造になっている。
【００５０】
このとき、高周波用モジュール１２と導電性部材２２が安定に貼り合わせられ、接続用部材１３を完全に封止できるように、接続用部材１３の厚みは、接続用伝送線路７が導電性部材２２の凹部２３から突出しない程度に凹部２３の深さとほぼ同一、あるいは凹部２３の深さよりも小さくすることが望ましい。
【００５１】
上記のシールド構造により、接続用線路７に発生する電磁波が外部に漏洩することおよび外部の電磁界が接続用線路７に悪影響を及ぼすことを防止し、回路の誤作動を防止することができるため、モジュールの信頼性を高めることができる。
【００５２】
本発明の高周波用モジュールにおいては、図１〜６のモジュールでは、いずれも蓋体３、３’、キャビティ４、４’、高周波素子５、５’、素子用線路６、６’が同一の誘電体基板２に形成されているが、本発明はこれに限られるものではなく、蓋体３、キャビティ４、高周波素子５、素子用線路６が誘電体基板２に、蓋体３’、キャビティ４’、高周波素子５’、素子用線路６’が他の誘電体基板２’に形成される構造であってもよい。
【００５３】
また、蓋体３、３’については、別体として説明したが、蓋体３、３’は高周波素子５、５’を個々に電磁的にシールドできる構造であればよく、例えば、図７（ａ）に示すように、蓋体３、３’が完全に一体化され、壁部３ａによって第１、第２のキャビティに分別されるもの、あるいは、図７（ｂ）に示すように、蓋体３、３’が壁部３ａの開口部を蓋部３ｂで覆う構造の壁部３ａと蓋部３ｂによって構成され、壁部３ａによって第１、第２のキャビティに分別されるような一体型の蓋体であってもよい。
【００５４】
さらに、キャビティ４、４’内においては、１つの高周波素子以外に他の高周波素子や低周波素子が内蔵されていてもよく、また、１つのキャビティ内に電磁結合部が３つ以上存在していてもなんら差し支えない。
【００５５】
なお、本発明によれば、誘電体基板の表面に３つ以上のキャビティが設けられ、それぞれのキャビティ内に高周波素子が収納される場合において、３つ以上の高周波素子間が上記と同様な構造によって相互接続されてもよく、また、相互接続されない独立した高周波素子が存在していてもよい。
【００５６】
また、本発明の高周波用モジュールにおいては、接続用線路７内の素子用線路６、６’との接続端間において、整合用回路が設けられたり、線路に電子部品等が接続、介在していてもよい。
【００５７】
さらに、本発明においては、モジュールの末端の高周波素子に対しては、素子用線路６からスロット孔９を介して導波管等を接続することにより、直接アンテナ素子等に信号を伝達することが可能である。その具体例として、図９に本発明における高周波用モジュールの第９の実施態様の概略断面の端部図を示した。図９によれば、高周波用モジュール２５は、素子用線路６と導波管２６がスロット孔９を介して電磁結合する配線構造となっている。さらに、導波管２６と別のモジュールやアンテナ素子等に接続することにより、高周波信号が低伝送損失で伝送される。
【００５８】
なお、かかる構造においては、導波管２６とグランド層８とが複数のスルーホール導体２７によって電気的に接続されており、また、スロット孔９の導波管接続側にはインピーダンス整合用誘電体層２８を設けることによって、素子用線路６と導波管２６との損失を低減して接続することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の高周波用モジュールは、高周波素子をそれぞれ内蔵する各々のキャビティ内の素子用線路とキャビティ外に形成された接続用線路との電磁的な結合によって接続することにより、高周波信号伝送線路がキャビティ形成のための壁体等を通過することがないために、線路間及び高周波回路素子間を低伝送損失で信号を伝達することが可能となり、また容易にかつ低コストに作製することができる。しかも、高周波素子、素子用線路が収納されるキャビティおよび接続用伝送線路を導電性層やグランド層等により電磁的にシールドすることにより、非常に簡単な構造で、外部からの電磁波による影響および素子や線路間に及ぼす影響を防止することができ、高信頼性の小型化が可能な高周波用モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高周波用モジュールの第１の実施態様を示す概略断面図である。
【図２】本発明の高周波用モジュールの第２の実施態様を示す分解断面図である。
【図３】本発明の高周波用モジュールの第３の実施態様を示す分解断面図である。
【図４】本発明の高周波用モジュールの第４の実施態様を示す概略断面図である。
【図５】本発明の高周波用モジュールの第５の実施態様を示す概略断面図である。
【図６】本発明の高周波用モジュールの第６の実施態様を示す概略断面図である。
【図７】本発明の高周波用モジュールの第８の実施態様を示す概略断面図である。
【図８】本発明の高周波用モジュールの第９の実施態様を示す概略断面の端部図である。
【図９】従来の高周波用モジュールの構造を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１、１２、１４、１５、２１、２４、２５高周波用モジュール
２誘電体基板
３、３’ 蓋体
３ａ壁部
３ｂ蓋部
４、４’ キャビティ
５、５’ 高周波素子
６、６’ 素子用線路
７接続用線路
８、１０、１８グランド層
９、９’ スロット孔
１１ビアホール
１３接続用部材
１６枠体
１７開口部
１９、２７スルーホール
２０導電性蓋体
２２導電性部材
２３凹部
２６導波管
２８整合用誘電体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency module having a plurality of high-frequency elements in a microwave band to a millimeter-wave band, and more particularly to a high-frequency module capable of transmitting signals between high-frequency elements without deteriorating the characteristics of high-frequency signals. About the module.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, high-frequency packages equipped with high-frequency circuit elements that handle microwaves and millimeter waves are hermetically sealed in a cavity formed by a dielectric substrate and a wall or lid connected to the surface of the dielectric substrate. The high-frequency element is housed, and the signal transmission line electrically connected to the high-frequency element and the signal transmission line formed on the external circuit board are electrically connected to input and output high-frequency signals. I have.
[0003]
Conventionally, in this type of high-frequency module, as shown in FIG. 9A, a high-frequency module is provided in a cavity 43, 43 'formed by a dielectric substrate 41 made of a dielectric and lids 42, 42'. The elements 44 and 44 'are mounted and hermetically sealed. For input and output of high-frequency signals, high-frequency transmission lines 45 and 45 'such as strip lines connected to high-frequency elements 44 and 44' are formed on the surface of the dielectric substrate 41, respectively. The transmission lines 45 and 45 'are connected by wire bonding, a ribbon, or the like via a conductor layer 47 insulated by an insulator 46 formed on the lids 42, 42'. 9 (b), a signal transmission line 49 is formed inside the dielectric substrate 41, and the signal transmission line 49 and the transmission lines 45 and 45 'are connected through a through-hole conductor 50. Semiconductor packages have been proposed. Further, as shown in FIG. 9C, the plurality of high-frequency elements are each independently electromagnetically sealed with a conductive lid, and the input / output terminals of each of the high-frequency elements are respectively provided with a dielectric substrate. A through-hole penetrating from the main surface to the back surface of the metal plate 51 is formed, and coaxial transmission lines 52 and 53 are arranged inside the through-hole. , The coaxial transmission lines 52 and 53 connected to the input terminals of the circuit block via the coaxial transmission line connecting portions 54 and 54 ′ electrically connecting the input and output terminals of the circuit block, and the output terminals of the other circuit blocks. Is connected to the coaxial transmission lines 52 'and 53' connected to the other side, and further connected via a connecting member 55 on the back surface side is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-263887.
[0004]
Such a high-frequency module is required to be able to input and output signals between high-frequency elements without deteriorating the transmission characteristics of high-frequency signals, and to be easy to manufacture.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in FIG. 9A, when a high-frequency signal passes through the conductor layer 47 and passes through the walls 42 and 42 ', the signal transmission line is converted from a microstrip line to a stripline at the wall passing portion. Therefore, it is necessary to reduce the width of the signal transmission line in order to achieve impedance matching. As a result, there is a problem that reflection loss and radiation loss are easily generated in the passing portion, and the transmission characteristic of the high-frequency signal is deteriorated. Moreover, in order to draw out the signal transmission lines 45 and 45 'to the outside of the cavities 42 and 42', at least the line passing portion of the wall needs to be formed of a dielectric, which complicates the structure and reduces the cost of the entire module. It was also a factor to increase.
[0006]
On the other hand, FIG. 9B shows that the signal characteristics do not deteriorate much because the through-hole conductor 50 does not pass through the wall, but when the operating frequency of the signal to be transmitted becomes 40 GHz or more, the signal transmission line 49 and the through-hole are not connected. Since the connection portion with the hole conductor 50 is bent, the transmission loss at the bent portion sharply increases, and it has been difficult to transmit a high-frequency signal.
[0007]
Also in FIG. 9C, the transmission loss of the high-frequency signal can be reduced by the coaxial transmission lines 54 and 54 'inside the through-hole conductors 52 and 52'. There is a problem that it is difficult to form, and the reliability of the connection part is inferior.
[0008]
Therefore, the present invention electromagnetically seals a plurality of high-frequency elements formed on the surface of the dielectric substrate individually, reduces a transmission loss at the time of signal transmission between the high-frequency elements, and has a compact structure having a simplified structure. It is an object of the present invention to provide a highly reliable high frequency module.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have repeatedly studied a structure that can reduce the loss and reduce the size of the high-frequency module, and as a result, it is formed on the surface of the dielectric substrate in the cavity by the lid, and one end is formed of the high-frequency element. Deteriorating transmission characteristics between the high-frequency elements by connecting the element-connected high-frequency transmission lines electrically connected to each other by electromagnetic coupling with a connection high-frequency transmission line formed in a region outside the cavity. It has been found that a module structure that can be electrically interconnected without any problem and that is simple and can be miniaturized.
[0010]
In addition, by electromagnetically sealing the connection transmission line, it is possible to make a small module with a simple structure, to protect the entire circuit, and to prevent the influence of electromagnetic waves from the outside, the module and the signal transmission line. This can prevent leakage of electromagnetic waves from the device.
[0011]
That is, the high-frequency module of the present invention includes a dielectric substrate, a first lid joined to one surface of the dielectric substrate, and a first lid formed by the first lid and the dielectric substrate. A first high-frequency element mounted on the surface of the dielectric substrate in one cavity; and a first high-frequency element formed on the surface of the dielectric substrate in the first cavity, one end of which is electrically connected to the first high-frequency element. A first element-connected high-frequency transmission line that is electrically connected, a second lid that is joined to one surface of the dielectric substrate, and a second lid that is formed by the second lid and the dielectric substrate. A second high-frequency element mounted on the surface of the dielectric substrate in the second cavity; and a second high-frequency element formed on the surface of the dielectric substrate in the second cavity and having one end electrically connected to the second high-frequency element. A second element-connected high-frequency transmission line, which is electrically connected, A high-frequency transmission line for connection formed in a region outside the first cavity and the second cavity; the other end of the high-frequency transmission line connected to the first element; and one of the high-frequency transmission lines for connection. And the other end of the second element-connecting high-frequency transmission line and the other end of the connecting high-frequency transmission line are electromagnetically coupled to each other, whereby the first and second high-frequency transmission lines are connected. It is characterized in that the elements are electrically interconnected.
[0012]
In particular, according to the present invention, the electromagnetic coupling is formed between the first element connection high-frequency transmission line, the connection high-frequency transmission line, and the second element-connection high-frequency transmission line, and the connection high-frequency transmission line. The first element-connected high-frequency transmission line, the connection high-frequency transmission line, and the second element-connected high-frequency transmission line are electromagnetically coupled via a slot hole formed in the ground layer with a ground layer interposed therebetween. It is desirable to be done.
[0013]
Further, as a specific structure of the high frequency module of the present invention, the ground layer is formed inside the dielectric substrate, and the connecting high frequency transmission line is formed on the other surface of the dielectric substrate. The structure, the ground layer is provided on the first dielectric substrate, the high-frequency transmission line for connection is formed on a second dielectric substrate, and the second dielectric substrate is formed on the first dielectric substrate. The structure formed at a predetermined location on the other surface, the ground layer and the high-frequency transmission line for connection are provided on a second dielectric substrate, and the second dielectric substrate is provided on the other of the dielectric substrates. It is desirable to have a structure provided at a predetermined location on the surface.
[0014]
Further, in the structure of the high-frequency module according to the present invention, it is preferable that the high-frequency transmission line for connection is electromagnetically sealed.
[0015]
Further, the high-frequency transmission line for element connection is composed of one selected from a microstrip line, a coplanar line, and a coplanar line with ground, and the high-frequency transmission line for connection is a microstrip line, a coplanar line, a coplanar line with ground. And one selected from a triplate line.
[0016]
[Action]
According to the configuration of the present invention, in particular, the other end of the element-connected high-frequency transmission line and the end of the connection-use high-frequency transmission line are electromagnetically coupled to each other through, for example, a slot hole formed in the ground layer. Since the transmission line does not pass through the wall made of a dielectric or pass through a through-hole conductor or a coaxial line, the reflection loss generated when a high-frequency signal passes through the wall or a bent portion is prevented. It is possible to provide a module that can minimize the occurrence of radiation loss and radiation loss, does not need to form a coaxial line or the like, has low transmission loss, and can be reduced in size.
[0017]
Further, by electromagnetically sealing the connection transmission line, it is possible to prevent the influence of external electromagnetic waves, leakage of the electromagnetic wave, and coupling with other signal transmission lines. Loss can be reduced.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a schematic sectional view of a high-frequency module according to a first embodiment of the present invention.
According to the high-frequency module 1 of FIG. 1, two or more lids 3 and 3 ′ are joined to the surface of a dielectric substrate 2 made of a dielectric material. Cavities 4, 4 'are formed by 3, 3'. On the surface of the dielectric substrate 2 in the cavities 4 and 4 ', high frequency devices 5 and 5' for high frequency such as MMIC and MIC are mounted, respectively. In the cavities 4, 4 'of the above-described module, as a line for transmitting a signal to the high-frequency elements 5, 5', one of a microstrip line, a strip line, and a coplanar line with a ground is selected. Element-connected high-frequency transmission lines (hereinafter abbreviated as element lines) 6, 6 'are formed on the surface of the dielectric substrate 2 in the cavities 4, 4', and are electrically connected to the high-frequency elements 5, 5 '. Have been.
[0019]
This dielectric substrate 2 is made of a dielectric material having a dielectric constant of 20 or less, such as ceramics such as alumina, mullite, silicon nitride, silicon carbide, and aluminum nitride, glass ceramics, a ceramic metal composite material, a glass organic resin composite material, and quartz. Desirably, it consists of
[0020]
The lids 3 and 3 'are made of a material having an electromagnetic wave shielding property capable of preventing the electromagnetic waves from the cavities 4 and 4' from leaking to the outside or leaking the electromagnetic waves to the outside. Although a ceramic metal composite material or the like can be used, a material obtained by applying a conductive substance to the surface of an insulating substrate may be used, but a metal is preferable in consideration of cost.
[0021]
The element lines 6, 6 'are desirably made of a low-resistance conductor such as Ag, Cu, or Au. In this regard, the dielectric substrate 2 is optimally made of a glass ceramic having a firing temperature of about 800 to 1000C. This combination enables simultaneous firing of the dielectric substrate 2 and the signal transmission line.
[0022]
The high-frequency elements 5 and 5 'can be connected with a small transmission loss by mounting a flip chip directly on the element lines 6 and 6', but the present invention is not limited to this. The connection can be made by a ribbon or a plurality of wire bondings, or by a conductor plate in which a conductor such as Cu is formed on a substrate such as polyimide.
[0023]
According to the present invention, as shown in FIG. 1, a ground layer 8 is formed inside the dielectric substrate 2 substantially in parallel with the element lines 6, 6 ', and a slot hole is formed in the ground layer 8. 9, 9 'are formed.
[0024]
On the other surface of the dielectric 2, in parallel with the element lines 6, 6 'and the ground layer 8, there is provided a connection made of one kind selected from a microstrip line, a strip line, and a coplanar line with ground. A high-frequency transmission line 7 (hereinafter abbreviated as a connection line) is formed.
[0025]
The other end of the element line 6 whose one end is electrically connected to the high-frequency element 5 and one end of the connection line 7 are formed at positions facing each other via the slot hole 9 as shown in FIG. As a result, the element line 6 and the connection line 7 are electromagnetically coupled, and a low-loss signal is transmitted between the element line 6 and the connection line 7.
[0026]
Similarly, by forming the other end of the element line 6 ′, one end of which is electrically connected to the high-frequency element 5 ′, and the other end of the connection line 7 at positions facing each other via the slot 9 ′. The element line 6 ′ and the connection line 7 are electromagnetically coupled, and a signal with a small loss is transmitted between the element line 6 ′ and the connection line 7.
[0027]
As a result, the high-frequency element 5 and the high-frequency element 5 'can be connected with low loss via the element line 6, the connection line 7, and the element line 6'.
[0028]
To explain the specific structure of the electromagnetic coupling, the element line 6 and the connection line 7 are arranged such that the ends of the lines are １／ wavelength of a transmission signal of a required frequency from a position immediately above the center of the slot hole 9. It is desirable that the slot hole 9 is formed at a confronting position protruding to a considerable length, and the shape of the slot hole 9 is a rectangular hole having a long side and a short side. Is set as appropriate. In particular, it is desirable that the long side of the slot hole 9 has a length corresponding to １／ wavelength of the signal frequency, and the short side of the slot hole 9 has a length corresponding to １／ wavelength to 1/50 wavelength. It is desirable. The element line 6 'and the connection line 7 are arranged in the same manner.
[0029]
Also, as shown in FIG. 1, a ground layer 10 is formed at the junction between the dielectric substrate 2 and the electromagnetic wave shielding lids 3 and 3 ′, and is electrically connected to the ground layer 8 through the via hole 11. Since the electromagnetic waves in the cavities 4, 4 'can be shielded, the electromagnetic waves generated in the high-frequency elements 5, 5' and the element lines 6, 6 'are prevented from leaking to the outside and adversely affected by external electromagnetic fields, thereby preventing malfunction of the circuit. Since it can be prevented, the reliability of the module can be improved. In order to prevent the resonance from the signal transmission line from affecting other circuits and the like, an electromagnetic wave absorber may be attached to the inner surfaces of the lids 3 and 3 '.
[0030]
Further, on the surfaces inside the cavities 4 and 4 'of the dielectric substrate 2, power supply lines to the high-frequency elements 5 and 5' and low-frequency signal transmission lines (not shown) through which low-frequency signals of 1 GHz or less are transmitted. And other electronic components and the like may be mounted. These components are led out of the cavities 4 and 4 ′ through via holes or through holes by a normal multilayer wiring board technique, and It is led out of the module 1.
[0031]
In the module of FIG. 1, the element lines 6, 6 ', the connection line 7, and the ground layer 8 are all provided in the dielectric substrate 2, but the connection line 7 and the ground layer 8 are not necessarily provided. It is not necessary to be provided in the dielectric substrate 2. Therefore, FIGS. 2 and 3 show second and third embodiments in which the connecting line 7 or the connecting line 7 and the ground layer 8 are formed on another member. FIG. 2 is an exploded sectional view of the second embodiment.
[0032]
In the high-frequency module 12 of FIG. 2, the dielectric substrate 2, the lids 3, 3 ', the cavities 4, 4', the high-frequency elements 5, 5 ', the element lines 6, 6', the slot holes 9, 9 'and the ground. The layer 8 has the same configuration as that of the high-frequency module 1, but according to FIG. 2, the connection line 7 made of one type selected from a microstrip line, a strip line, and a coplanar line with a ground is made of a dielectric material. It is formed on the surface of the connecting member 13 made of.
[0033]
Then, the terminal line 6 and the end portion of the connection line 7 formed on the surface of the connection member 13 have a predetermined positional relationship via the slot holes 9 and 9 'in the same manner as described with reference to FIG. By bonding the dielectric substrate 2 and the connection member 13, the element lines 6, 6 'and the connection line 7 can be electromagnetically coupled, and a signal with a small loss is transmitted.
[0034]
The dielectric substrate 2 and the connection member 13 can be bonded and fixed by an adhesive or a screw, and there is no problem even if they are simply overlapped without using an adhesive.
[0035]
FIG. 2 shows a case where the ground layer 8 is formed inside the dielectric substrate 2 and the connection line 7 is formed on the surface of the connection member 13, but the second embodiment is not limited to this. For example, (1) a configuration in which the connection line 7 is formed inside or on the back surface of the connection member 13, and a ground layer 8 is formed on the back surface of the high-frequency element 5, 5 ′ forming surface of the dielectric substrate 2; The line 7 may be formed inside the connection member 13, and the ground layer 8 may be formed inside or on the back surface of the dielectric substrate 2.
[0036]
FIG. 3 is an exploded sectional view of the third embodiment.
According to FIG. 3, in the high-frequency module 14, the dielectric substrate 2, the lids 3, 3 ', the cavities 4, 4', the high-frequency elements 5, 5 ', and the element lines 6, 6' Although the configuration is the same as that of the module 1, according to FIG. 3, a ground layer 8 is formed on almost the entire surface of the connecting member 13, and slot holes 9, 9 ′ are formed in the ground layer 8, In addition, a connection line 7 made of one kind selected from a microstrip line, a strip line, and a coplanar line with a ground is formed inside or on the back surface of the connection member 13 made of a dielectric material.
[0037]
The end portions of the element lines 6, 6 'and the connection line 7 formed inside the connection member 13 are brought into a predetermined positional relationship via the slot holes 9, 9' as described with reference to FIG. By bonding the dielectric substrate 2 and the connection member 13 in such a manner, the element lines 6, 6 'and the high-frequency connection transmission line 7 can be electromagnetically coupled to each other, and a signal having a small loss can be obtained. Communication takes place.
[0038]
The dielectric substrate 2 and the connecting member 13 can be bonded and fixed in the same manner as the high-frequency module 12 in FIG.
[0039]
Further, FIG. 3 shows a case where the ground layer 8 is formed on the surface of the connection member 13. However, according to the configuration of the present invention, the present invention is not limited to this. The connection line 7 may be formed inside, or the connection line 7 may be formed on the back surface of the connection member 13.
[0040]
Note that the connection member 13 shown in FIGS. 2 and 3 is preferably made of a material having a lower dielectric constant than the dielectric substrate 2, particularly, a resin in order to enhance electromagnetic coupling. Further, the connection member 13 may have a heat sink, a housing, and the like, and may be a member independent of the heat sink and the housing.
[0041]
(Shield structure)
In the present invention, it is preferable that the connection line 7 is electromagnetically shielded in the embodiment shown in FIGS. Therefore, FIG. 4 is a schematic sectional view based on the method (1).
[0042]
As a method of sealing the connection line, (1) in the high-frequency module 1, a frame body thicker than the thickness of the connection line 7 is formed at a position surrounding the connection line 7 on the surface where the connection line 7 is formed. A method of housing the transmission line 7 in the opening, and electromagnetically sealing the opening of the frame with a lid, a through hole, and a ground layer having electromagnetic wave shielding properties (FIG. 4), (2) High-frequency module 1 2, a method of installing a conductive lid having a concave portion in the connection line 7 forming portion on the connection line 7 forming surface and electromagnetically shielding (FIG. 5); (3) In the high-frequency module 12 of FIG. 2), the connection line 7 is sealed via the dielectric layer 13 with the same conductive lid, and electromagnetically shielded (FIG. 6).
[0043]
According to the high-frequency module 15 of FIG. 4, the frame 16 having a thickness greater than the thickness of the line 7 is formed on the connection line 7 forming surface of the dielectric substrate 2, and the frame 16 has the opening 17 formed therein. The connection line 7 is accommodated in the opening 17.
[0044]
A ground layer 18 is formed around the opening 17 of the frame body 16 and is connected to the ground layer 8 of the dielectric substrate 2 through through holes, castellations, and conductor layers 19 formed on the inner wall of the recess. I have.
[0045]
Then, a conductive lid 20 is brazed to the ground layer 18 so as to seal the opening 17 in the opening 17 of the frame body 16, joined by a method such as soldering, and electrically connected. Has become.
[0046]
The frame 16 is made of a dielectric material, and is preferably made of a ceramic having a dielectric constant of 20 or less, a glass ceramic, a ceramic metal composite material, a glass organic resin composite material, or the like. It is desirable that the material is the same as that of the substrate 2.
[0047]
The conductive lid 20 is made of a material having an electromagnetic wave shielding property capable of preventing an electromagnetic wave from leaking to the outside. You. In addition, the frame 16 and the conductive lid 20 can be bonded and fixed by an adhesive or a screw.
[0048]
FIG. 5 is a schematic sectional view of a module based on the method (2). In this structure, instead of the frame 16 and the conductive lid 20 shown in FIG. 4, the high-frequency module 1 and the conductive member 22 are formed such that the conductive member 22 having the concave portion 23 is surrounded by the connecting line 7 in the concave portion. The connection line 7 can be sealed in the same manner as in FIG. 4 by such a structure.
[0049]
FIG. 6 is a schematic sectional view of a module based on the above (3).
According to FIG. 6, the high-frequency module 24 has a structure in which the conductive member 22 having the concave portion 23 and the high-frequency module 12 are bonded to each other.
[0050]
At this time, the thickness of the connection member 13 is set so that the connection transmission line 7 is made of the conductive member 22 so that the high-frequency module 12 and the conductive member 22 can be stably stuck and the connection member 13 can be completely sealed. It is desirable that the depth is substantially the same as or smaller than the depth of the recess 23 so as not to protrude from the recess 23.
[0051]
With the shield structure described above, it is possible to prevent electromagnetic waves generated in the connection line 7 from leaking to the outside and prevent an external electromagnetic field from adversely affecting the connection line 7, thereby preventing malfunction of the circuit. , The reliability of the module can be increased.
[0052]
In the high-frequency module of the present invention, the lids 3 and 3 ', the cavities 4 and 4', the high-frequency elements 5 and 5 ', and the element lines 6 and 6' have the same dielectric in the modules shown in FIGS. Although formed on the body substrate 2, the present invention is not limited to this, and the lid 3, the cavity 4, the high-frequency element 5, and the element line 6 are provided on the dielectric substrate 2, the lid 3 ', the cavity 4 The high-frequency element 5 'and the element line 6' may be formed on another dielectric substrate 2 '.
[0053]
Although the lids 3 and 3 'have been described as separate bodies, the lids 3 and 3' may have a structure capable of electromagnetically shielding the high-frequency elements 5 and 5 'individually. For example, FIG. As shown in FIG. 7A, the lids 3 and 3 'are completely integrated and separated into first and second cavities by the wall 3a. Alternatively, as shown in FIG. The body 3, 3 'is constituted by a wall 3a and a lid 3b having a structure in which the opening of the wall 3a is covered by a lid 3b, and is separated into the first and second cavities by the wall 3a. May be the lid.
[0054]
Further, in the cavities 4 and 4 ', other high-frequency elements and low-frequency elements may be built in addition to one high-frequency element, and three or more electromagnetic coupling portions exist in one cavity. No problem.
[0055]
According to the present invention, when three or more cavities are provided on the surface of the dielectric substrate and the high-frequency elements are housed in the respective cavities, a structure similar to the above is provided between the three or more high-frequency elements. May be interconnected, or there may be independent high-frequency elements that are not interconnected.
[0056]
Further, in the high-frequency module of the present invention, a matching circuit is provided between the connection ends of the connection lines 7 with the element lines 6 and 6 ′, and electronic components and the like are connected to and intervened in the lines. You may.
[0057]
Further, in the present invention, a signal is directly transmitted to an antenna element or the like by connecting a waveguide or the like from the element line 6 to the high-frequency element at the end of the module through the slot hole 9. It is possible. As a specific example, FIG. 9 shows an end view of a schematic cross section of a ninth embodiment of the high-frequency module according to the present invention. According to FIG. 9, the high-frequency module 25 has a wiring structure in which the element line 6 and the waveguide 26 are electromagnetically coupled through the slot hole 9. Further, by connecting the waveguide 26 to another module, antenna element, or the like, a high-frequency signal is transmitted with low transmission loss.
[0058]
In this structure, the waveguide 26 and the ground layer 8 are electrically connected by a plurality of through-hole conductors 27, and an impedance matching dielectric is provided on the waveguide connection side of the slot hole 9. By providing the layer 28, the connection between the element line 6 and the waveguide 26 can be reduced with a reduced loss.
[0059]
【The invention's effect】
As described above in detail, the high-frequency module of the present invention is connected by electromagnetic coupling between the element line in each cavity containing the high-frequency element and the connection line formed outside the cavity, Since the high-frequency signal transmission line does not pass through a wall or the like for forming a cavity, signals can be transmitted between the lines and between high-frequency circuit elements with low transmission loss, and easily and at low cost. Can be made. In addition, since the high-frequency element, the cavity for accommodating the element line, and the connection transmission line are electromagnetically shielded by a conductive layer, a ground layer, and the like, the structure is extremely simple, and the effect of external electromagnetic waves and the element In addition, it is possible to provide a high-frequency module which can prevent influences between lines and between lines, and can be miniaturized with high reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of a high-frequency module according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded sectional view showing a second embodiment of the high-frequency module according to the present invention.
FIG. 3 is an exploded sectional view showing a third embodiment of the high-frequency module according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a fourth embodiment of the high-frequency module according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a high-frequency module according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a high-frequency module according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic sectional view showing an eighth embodiment of the high-frequency module according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional end view showing a ninth embodiment of the high-frequency module of the present invention.
FIG. 9 is a schematic sectional view showing the structure of a conventional high-frequency module.
[Explanation of symbols]
1, 12, 14, 15, 21, 24, 25 Module for High Frequency
2 Dielectric substrate
3, 3 'lid
3a wall
3b Lid
4, 4 'cavity
5, 5 'high frequency element
6, 6 'element line
7 Connection line
8, 10, 18 Ground layer
9, 9 'slot hole
11 Beer hole
13 Connection material
16 Frame
17 Opening
19, 27 Through hole
20 Conductive lid
22 conductive members
23 recess
26 Waveguide
28 Dielectric for matching

Claims

A dielectric substrate;
A first lid joined to one surface of the dielectric substrate, and a first lid mounted on the surface of the dielectric substrate in a first cavity formed by the first lid and the dielectric substrate. A first high-frequency element, a first element-connected high-frequency transmission line formed on the surface of the dielectric substrate inside the first cavity, and one end of which is electrically connected to the first high-frequency element;
A second lid joined to one surface of the dielectric substrate; and a second lid mounted on the surface of the dielectric substrate in a second cavity formed by the second lid and the dielectric substrate. A second element-connected high-frequency transmission line formed on the surface of the dielectric substrate inside the second cavity and having one end electrically connected to the second high-frequency element;
A high-frequency transmission line for connection formed in an outer region of the first cavity and the second cavity,
The other end of the first element-connected high-frequency transmission line, one end of the connection-use high-frequency transmission line, and the other end of the second element-connection high-frequency transmission line; A high-frequency module, wherein the first and second high-frequency elements are electrically interconnected by electromagnetically coupling with the other end of the transmission line.

A ground layer is interposed between the first element connection high-frequency transmission line, the connection high-frequency transmission line, and the second element connection high-frequency transmission line, and the connection high-frequency transmission line is formed on the ground layer. The first element-connected high-frequency transmission line, the connection-use high-frequency transmission line, and the second element-connected high-frequency transmission line are electromagnetically coupled to each other through a slot hole. High frequency module.

The high-frequency module according to claim 2, wherein the ground layer is formed inside the dielectric substrate, and the high-frequency transmission line for connection is formed on the other surface of the dielectric substrate.

The ground layer is provided on the dielectric substrate, the connection high-frequency transmission line is formed on the connection dielectric substrate, and the connection dielectric substrate is provided at a predetermined position on the other surface of the first dielectric substrate. The high-frequency module according to claim 2, which is installed.

3. The connection layer according to claim 2, wherein the ground layer and the connection high-frequency transmission line are provided on the connection dielectric substrate, and the connection dielectric substrate is provided at a predetermined position on the other surface of the dielectric substrate. High frequency module.

The high-frequency module according to claim 1, wherein the connection high-frequency transmission line is electromagnetically sealed.

The high-frequency module according to claim 1, wherein the element-connecting high-frequency transmission line is composed of one selected from a microstrip line, a coplanar line, and a grounded coplanar line.

The high-frequency module according to claim 1, wherein the connection high-frequency transmission line is formed of one selected from a microstrip line, a coplanar line, a coplanar line with ground, and a triplate line.