JP3941634B2 - High frequency module and communication device using the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は電子部品を搭載した基板に高周波遮蔽のための金属ケースを装着した高周波モジュールに関し、特に例えば携帯電話等のように高密度実装される通信装置に使用する高周波モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の高周波モジュールとして、特開平4−328903号公報や特開平9−307261号公報に示すものがあった。図4は特開平4−328903号公報に開示された従来の高周波モジュールの斜視図を示し、図5はその分解斜視図を示す。図において、1は高周波モジュールであり、電子部品4を搭載した基板2と、基板2および電子部品4を覆うように基板2に固定される高周波遮蔽用の金属ケース3とから構成される。金属ケース3は、下面開口型をなし、側面には突起部3a、3bが設けられている。一方、基板2は、側面には金属ケースの突起部3a、3bに対応して凹部2a、2bが設けられ、凹部2a、2bと端面2c、2dには金属ケースを接合するためのメタライズ処理が施されている。これにより、金属ケース3は、その突起部3a、3bを基板の凹部2a、2bに嵌合して半田接合するとともに、その端面3c、3dを基板の端面2c、2dに半田接合することにより基板2に固定され、高周波モジュール1が形成される。
【0003】
また、図6は特開平9−307261号公報に開示された従来の高周波モジュールの分解斜視図を示す。この高周波モジュールでは、金属ケースの端面を基板の端面に固定するのではなく、基板の電子部品搭載面における基板端面に隣接した箇所に接地電極2e、2fを設け、これに金属ケースの端面3e、3fを半田接合している。これにより、金属ケースを固定するための基板のメタライズ処理が、多数の基板を量産するための元基板の分割前に一括処理できるため、製造コストが低減される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の高周波モジュールは、基板の端面に金属ケースの端面を半田接合したり、基板の側面に凹部を設け、これに金属ケースの突起部を嵌合して固定するので、薄い基板ではかかる側面や端面での固定が困難となり、また基板の側面や端面にメタライズ処理したり、凹部を設ける等の工程が必要となるため、製造コストが上昇するという問題があった。
【0005】
それゆえに、本願発明の主たる目的は、側面や端面での金属ケースの固定が困難な薄い基板にでも適用でき、基板の側面や端面にメタライズ処理したり、凹部を設けることなく金属ケースを接合できる、製造容易で高密度実装が可能な高周波モジュール及びそれを用いた通信装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本願発明の高周波モジュールは、金属ケースの4隅を含む一部に半田付け端子を備え、基板の電子部品搭載面に金属ケースの半田付け端子に対応したランドを設け、基板に金属ケースを半田接合したものである。
基板の電子部品搭載面にランドを設けて金属ケースを半田接合するようにしたので、薄い基板にでも金属ケースを装着できる。また、基板の側面や端面にメタライズ処理をする必要もなく、元基板段階で金属ケースが実装できるので、生産効率が向上し、製造コストを低減することができる。
また、半田付け端子を全周ではなく一部に設けて金属ケースを部分的に固定するようにしたので、基板に対して発生する応力がケースのそりや基板のそりによって緩和される。また、金属ケースの縦横の長さが均等でない場合に、全面半田付けでは、長辺側のセルフアライメントが強く働くため、短辺方向のズレに対しては適当な位置に戻るが、長辺方向のズレに対しては適当な位置に戻らないと考えられるのに対し、部分的に半田付けすることにより、長辺方向も短辺方向も均等なセルフアライメントが働くことが期待される。
【0007】
また、本願発明の高周波モジュールは、金属ケースの半田付け端子を折り曲げ加工したものが好ましい。
これにより、面接合となるので固着力が向上し、セルフアライメント効果によって金属ケースの位置精度が向上するので、より信頼性の高い製品が得られる。
【0008】
また、本願発明の高周波モジュールは、金属ケースの4隅の中間部にも半田付け端子を備え、基板の電子部品搭載面に当該半田付け端子に対応したランドを設け、当該ランドに当該半田付け端子を半田接合したものがより好ましい。
これにより、接合強度がさらに向上するとともに、高周波遮蔽効果も向上する。
【0009】
また、本願発明の高周波モジュールは、金属ケースの半田付け端子のうち、少なくとも1つ以上の折り曲げ方向を変えたものが更に好ましい。
これにより、一方向に曲げを揃えている場合に比して、高周波モジュールの上方向からの荷重に対して金属ケースが拉げにくくなり、金属ケースの耐荷重強度が向上する。
【0010】
また、本願発明の高周波モジュールは、金属ケースの熱膨張係数を基板の熱膨張係数より小さくしたものが更に好ましい。
これにより、高温で組立後に常温に戻したときに基板の中央部が金属ケース側(上に凸)に反るので、基板の中央部が金属ケースの反対側(下に凸)に反る場合に比して基板の端子部にかかる応力が緩和され、端子部等に発生するマイクロクラックを防止し、より信頼性の高い製品が得られる。また、基板の裏面の周辺部に電極がある基板では、基板の中央部が基板の周辺部に対して下に凸となるように反ることがないので、電極のコンタクト性が確保される。
【0011】
また、本願発明の高周波モジュールは、金属ケースと基板の熱膨張係数の差を5ppm以下としたものが更に好ましい。
これにより、基板の平面度が向上し、携帯電話等の高密度実装の要求に適合する高周波モジュールを得ることができる。
【0012】
本願発明の通信装置は、本願発明の高周波モジュールに少なくとも高周波回路部分を形成したものである。
【0013】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は本願発明の一実施の形態にかかる高周波モジュールの斜視図を示し、図2はその分解斜視図を示す。図において、10は高周波モジュールであり、電子部品16を搭載した基板12と、基板12および電子部品16を覆うように基板12に固定される高周波遮蔽用の金属ケース14とから構成される。金属ケース14の4隅には半田付け端子14a、14b、14c、14dが設けられている。また、基板12の電子部品搭載面の4隅には各半田付け端子14a、14b、14c、14dに対応して、半田ランド12a、12b、12c、12dが設けられている。金属ケース14の各半田付け端子14a〜14dを基板12の各半田ランド12a〜12dに半田付けすることにより、金属ケース14は基板12に装着される。
【0015】
このように、基板の部品搭載面に半田ランドを設けて金属ケースを固定することで、薄い基板にでも金属ケースを装着できる。また、基板の側面や端面にメタライズ処理をする必要もなく、元基板段階で金属ケースが実装できるので、生産効率が向上し、製造コストを低減することができる。
【0016】
本実施の形態では、金属ケース14の半田付け端子14a〜14dを折り曲げ加工し、対応する基板12の半田ランド12a〜12dと面接合させている。このように、面接合とすることで固着力が上がるとともに、セルフアライメントの効果によって金属ケースの位置精度が向上するので、より信頼性の高い製品が得られる。
【0017】
本実施の形態では、金属ケースの4隅の半田付け端子14a〜14dの他に、その中間にも折り曲げた半田付け端子14e、14fを設け、対応する基板の半田ランド12e、12fに半田接合している。これにより、接合強度がさらに向上するとともに、高周波遮蔽効果も向上する。
【0018】
本実施の形態では、金属ケース14の半田付け端子14a〜14fの折り曲げ方向を4隅の半田付け端子14a〜14dと中間部の半田付け端子14e、14fとで90度異なるようにしている。これにより、一方向に曲げを揃えている場合に比して、高周波モジュールの上方向からの荷重に対して金属ケースが拉げにくくなり、金属ケースの耐荷重強度が向上する。
【0019】
また、本実施の形態においては、基板12と金属ケース14の熱膨張係数の差が5ppm以下の材料を使用している。具体的には、基板12の材質は酸化バリウムと酸化シリカの混合物を主成分とする誘電体であるセラミック基板で、熱膨張係数は11.6ppmである。一方、金属ケース14の材質はNiFe50アロイで、熱膨張係数は10.5ppmである。
【0020】
このように、熱膨張係数の差の小さい材質を使用することで、金属ケース14の半田付け部の応力集中を低減するとともに、高温で組立後に常温に戻したときの基板12の平面度を高く保つことができ、より信頼性の高い製品を得ることができる。特に、両者の熱膨張係数の差を5ppm以下とすることで、長さ20mmの基板を高温半田(融点220℃以上250℃以下)を使用して組立後に常温に戻したときの平面度を、半田面の高さである0.1mm以下にすることができる。これにより、携帯電話等の高密度実装の要求に適合する高周波モジュールを得ることができる。
【0021】
また、本実施の形態においては、金属ケースの熱膨張係数を基板の熱膨張係数より小さくしている。これは、金属ケースの熱膨張係数を基板の熱膨張係数より小さくすることにより、高温で組立後に常温に戻したときに基板の中央部が金属ケース側に反るので、基板の端子部の応力集中が緩和され、端子部等に発生するマイクロクラックを防止し、より信頼性の高い製品が得られる。更に、基板裏面の電極が基板の周辺部にある場合には、電極のコンタクト性が確保される。
【0022】
ここで、金属ケースの熱膨張係数を変えた場合の基板の半田付け端子部にかかる最大主応力の差異を測定した結果を下記する。尚、接合の対象となる基板は、寸法が14mm×9.7mm、厚さが0.6mm、材質は前述のように酸化バリウムと酸化シリカの混合物を主成分とするセラミック基板であり、熱膨張係数は11.6ppmである。
1.金属ケース1
(材質:リン青銅、熱膨張係数:17.8ppm)
最大主応力:120N/m2
2.金属ケース2
(材質:NiFe50アロイ、熱膨張係数:10.5ppm)
最大主応力:10N/m2
【0023】
このように、基板と金属ケースの熱膨張係数の差を小さくすることにより当然に基板の半田付け端子部にかかる応力集中を大幅に緩和できることが判るが、熱膨張係数の絶対値の差異から考えて、金属ケースの熱膨張係数を基板の熱膨張係数に対して小さくすることにより、基板の半田付け端子部にかかる応力集中を更に緩和できると考えられる。これにより、端子部等に発生するマイクロクラックを防止し、より信頼性の高い製品が得られる。
【0024】
上記実施の形態では、基板と金属ケースの熱膨張係数の差が5ppm以下のものを使用しているが、これに限定されるものではなく、熱膨張係数の如何に拘らず、本願発明の目的は達成される。
【0025】
上記実施の形態では、金属ケースの半田付け端子のうち、中間部の半田付け端子の折り曲げ方向を90度異なるようにしているが、これに限定されるものではなく、4隅の半田付け端子の一部の折り曲げ方向を変えるようにしてもよい。また、方向の変化は必ずしも90度である必要は無く、任意の方向に折り曲げるようにしてもよい。
【0026】
また、上記実施の形態では、金属ケースの半田付け端子の折り曲げ方向を90度異なるようにしているが、これに限定されるものではなく、折り曲げ方向が90度異なる半田付け端子を設けなくても、本願発明の目的が達成される。
【0027】
上記実施の形態では、金属ケースの側面中央付近の2箇所に半田付け端子を設けているが、これに限定されるものではなく、必要に応じて各辺の適当な部位に、適当な長さで、適当数設けるようにしてもよい。これにより、基板に搭載された部品との抵触を避けつつ、必要な高周波遮蔽効果を得るようにできる。
【0028】
また、上記実施の形態では、金属ケースの4隅の中間部に半田付け端子を設け、基板の部品搭載面に対応するランドを設けて半田付けするようにしているが、これに限定されるものではなく、かかる中間部の固定をしなくても、本願発明の目的が達成される。
【0029】
上記実施の形態では、金属ケースの半田付け端子を外側に折り曲げるようにしているが、内側に折り曲げるようにしてもよい。このようにすれば、基板スペースをより有効に活用することが可能になる。
【0030】
また、上記実施の形態では、金属ケースの半田付け端子を折り曲げるようにしているが、これに限定されるものではなく、半田付け端子を折り曲げなくても、本願発明の目的が達成される。
【0031】
上記実施の形態では、金属ケースの側面の両端に半田付け端子を設けたが、4隅にL字型に設けても同様の効果を奏することは言うまでもない。
【0032】
図3は本願発明の一実施の形態にかかる通信装置のブロック構成図である。これは、本願発明の高周波モジュールを携帯電話の高周波回路部分に使用したものである。図において、20が本願発明の高周波モジュールであり、このなかにはデュプレクサDPXと、増幅器AMPa、AMPb、AMPcと、バンドパスフィルタBPFa、BPFbと、ミキサーMIXa,MIXbと、中間周波フィルタIFと、PLLシンセサイザと、変調器と、復調器からなる高周波回路部分が形成されている。
【0033】
次に、動作について説明する。アンテナから受信された信号は、デュプレクサDPXを介して増幅器AMPbで増幅された後、バンドパスフィルタBPFbで必要帯域の信号のみが取り出され、ミキサーMIXbでPLLシンセサイザからの信号と混合される。混合された信号は中間周波フィルタIFで中間周波帯域が取り出され、増幅器AMPcで増幅の後、復調器で受信信号が復調されて、高周波モジュール外の多重化制御回路に出力される。一方、多重化制御回路からで入力された送信信号は、変調器で変調され、ミキサーMIXaでPLLシンセサイザからの信号と混合される。混合された信号はバンドパスフィルタBPFaで高周波帯域の信号のみが取り出され、増幅器AMPaで増幅されて、デュプレクサDPXを介してアンテナに送られる。
【0034】
通信装置には、高周波モジュール外に、多重化制御回路、音声コーデック、CPU、マイク、スピーカ、ディスプレイ、キースイッチ、バイブレータが搭載されている。音声コーデックはマイクからの信号を符号化し、多重化制御回路に送るとともに、多重化制御回路からの復調信号を音声信号に変換して、スピーカに与える。CPUは多重化制御回路の制御を行うとともに、キースイッチの状態を読み取り、ディスプレイに対し表示信号を出力し、バイブレータに駆動信号を与える。
【0035】
以上のように、通信装置の高周波回路部分を本願発明の高周波モジュールに形成したので、高密度実装が可能となり、小型軽量の通信装置が得られる。
【0036】
上記実施の形態では、本願発明の高周波モジュールに形成する部分を、通信装置の高周波回路部分のみとしたが、これに限定されるものではなく、それ以外の部分を含めてもよく、例えば回路全体を本願発明の高周波モジュールに一体形成し、金属遮蔽の必要な部分のみに金属ケースを装着するようにしてもよい。これにより、更に高密度実装が可能となり、小型軽量化や低コスト化にも寄与する。
【0037】
尚、上記実施の形態では、高周波モジュールを携帯電話に使用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、高周波回路部分を有するすべての通信装置について適用できるものであることは言うまでもない。
【0038】
【発明の効果】
以上のように、本願発明の高周波モジュールは、金属ケースの4隅を含む一部に半田付け端子を設け、基板の電子部品搭載面に対応する半田ランドを設けて、基板に金属ケースを半田付けするようにしたので、薄い基板でも金属ケースを固定でき、基板の側面や端面にメタライズ処理したり、凹部を設けることなく金属ケースを接合できるので、生産効率が向上し、製造コストを低減できるという効果がある。
【0039】
また、本願発明の通信装置は少なくとも高周波回路部分を本願発明の高周波モジュールに形成したので、高密度実装が可能となり、小型軽量の通信装置が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の一実施の形態にかかる高周波モジュールの斜視図である。
【図2】本願発明の一実施の形態にかかる高周波モジュールの分解斜視図である。
【図3】本願発明の一実施の形態にかかる通信装置のブロック構成図である。
【図4】従来の高周波モジュールの一例を示す斜視図である。
【図5】従来の高周波モジュールの一例を示す分解斜視図である。
【図6】従来の高周波モジュールの他の例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
10 高周波モジュール
12 基板
14 金属ケース
16 電子部品
12a、12b、12c、12d、12e、12f 半田ランド
14a、14b、14c、14d、14e、14f 半田付け端子
20 通信装置に実装された高周波モジュール
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency module in which a metal case for high-frequency shielding is mounted on a substrate on which electronic components are mounted, and more particularly to a high-frequency module used in a communication device that is mounted with high density, such as a mobile phone.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of high-frequency module, there are those shown in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-328903 and 9-307261. FIG. 4 is a perspective view of a conventional high-frequency module disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-328903, and FIG. 5 is an exploded perspective view thereof. In the figure, reference numeral 1 denotes a high-frequency module, which includes a substrate 2 on which an electronic component 4 is mounted, and a metal case 3 for high-frequency shielding that is fixed to the substrate 2 so as to cover the substrate 2 and the electronic component 4. The metal case 3 has a bottom opening type and is provided with protrusions 3a and 3b on side surfaces. On the other hand, the substrate 2 has recesses 2a and 2b corresponding to the protrusions 3a and 3b of the metal case on the side surface, and metallization processing for joining the metal case to the recesses 2a and 2b and the end surfaces 2c and 2d is performed. It has been subjected. Thus, the metal case 3 is formed by fitting the protrusions 3a and 3b to the recesses 2a and 2b of the substrate and soldering them, and soldering the end surfaces 3c and 3d to the end surfaces 2c and 2d of the substrate. The high frequency module 1 is formed.
[0003]
FIG. 6 is an exploded perspective view of a conventional high-frequency module disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-307261. In this high-frequency module, the end face of the metal case is not fixed to the end face of the board, but the ground electrodes 2e and 2f are provided at locations adjacent to the end face of the board on the electronic component mounting surface. 3f is soldered. Thereby, the metallization processing of the substrate for fixing the metal case can be performed collectively before the division of the original substrate for mass production of a large number of substrates, so that the manufacturing cost is reduced.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional high-frequency module is thin because the end surface of the metal case is solder-bonded to the end surface of the substrate, or the concave portion is provided on the side surface of the substrate, and the protrusion of the metal case is fitted and fixed thereto. In the substrate, it is difficult to fix the side surface and the end surface, and a process such as a metallization process or a recess is required on the side surface or the end surface of the substrate, which increases the manufacturing cost.
[0005]
Therefore, the main object of the present invention can be applied to a thin substrate where it is difficult to fix the metal case on the side surface or the end surface, and the metal case can be joined without performing metallization on the side surface or end surface of the substrate or providing a recess. An object of the present invention is to provide a high-frequency module that is easy to manufacture and capable of high-density mounting, and a communication device using the same.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The high-frequency module of the present invention is provided with solder terminals in a part including the four corners of the metal case, and a land corresponding to the solder terminal of the metal case is provided on the electronic component mounting surface of the substrate, and the metal case is soldered to the substrate. It is a thing.
Since the land is provided on the electronic component mounting surface of the substrate and the metal case is soldered, the metal case can be mounted even on a thin substrate. In addition, since it is not necessary to perform metallization on the side surfaces and end surfaces of the substrate and the metal case can be mounted at the original substrate stage, the production efficiency can be improved and the manufacturing cost can be reduced.
In addition, since the metal case is partially fixed by providing soldering terminals on a part rather than the entire circumference, the stress generated on the substrate is relieved by the warp of the case or the substrate. Also, when the vertical and horizontal lengths of the metal case are not uniform, self-alignment on the long side works strongly with full-surface soldering, so it returns to an appropriate position for misalignment in the short side, but the long side direction Although it is considered that the position does not return to an appropriate position with respect to the deviation, it is expected that uniform self-alignment works in both the long side direction and the short side direction by partially soldering.
[0007]
Further, the high frequency module of the present invention is preferably one in which a solder terminal of a metal case is bent.
Thereby, since it becomes surface bonding, the adhering force is improved, and the position accuracy of the metal case is improved by the self-alignment effect, so that a more reliable product can be obtained.
[0008]
The high-frequency module according to the present invention also includes solder terminals at the middle of the four corners of the metal case, a land corresponding to the solder terminal is provided on the electronic component mounting surface of the substrate, and the solder terminal is provided on the land. More preferably, these are solder bonded.
Thereby, the bonding strength is further improved and the high frequency shielding effect is also improved.
[0009]
The high-frequency module of the present invention is more preferably one in which at least one bending direction is changed among the solder terminals of the metal case.
Thereby, compared with the case where the bending is aligned in one direction, the metal case is less likely to be dragged against the load from above the high-frequency module, and the load resistance strength of the metal case is improved.
[0010]
The high-frequency module of the present invention is more preferably one in which the thermal expansion coefficient of the metal case is smaller than the thermal expansion coefficient of the substrate.
As a result, the center of the board warps to the metal case side (convex upward) when returned to normal temperature after assembly at high temperature, so the center of the board warps to the opposite side (downward convex) of the metal case As compared with the above, stress applied to the terminal portion of the substrate is relieved, and microcracks generated in the terminal portion and the like are prevented, and a more reliable product can be obtained. In addition, in a substrate having electrodes on the peripheral portion of the back surface of the substrate, the center portion of the substrate does not warp so as to protrude downward with respect to the peripheral portion of the substrate, so that the contact property of the electrodes is ensured.
[0011]
Further, the high-frequency module of the present invention more preferably has a difference in thermal expansion coefficient between the metal case and the substrate of 5 ppm or less.
As a result, the flatness of the substrate is improved, and a high-frequency module suitable for high-density mounting requirements such as a mobile phone can be obtained.
[0012]
The communication device of the present invention is obtained by forming at least a high-frequency circuit portion on the high-frequency module of the present invention.
[0013]
The above object, other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the embodiments of the present invention with reference to the drawings.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view of a high-frequency module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view thereof. In the figure, reference numeral 10 denotes a high-frequency module, which includes a substrate 12 on which an electronic component 16 is mounted, and a metal case 14 for high-frequency shielding that is fixed to the substrate 12 so as to cover the substrate 12 and the electronic component 16. Solder terminals 14 a, 14 b, 14 c and 14 d are provided at the four corners of the metal case 14. In addition, solder lands 12a, 12b, 12c, and 12d are provided at the four corners of the electronic component mounting surface of the substrate 12 corresponding to the soldering terminals 14a, 14b, 14c, and 14d. The metal case 14 is mounted on the substrate 12 by soldering the solder terminals 14 a to 14 d of the metal case 14 to the solder lands 12 a to 12 d of the substrate 12.
[0015]
In this way, the metal case can be mounted even on a thin substrate by providing the solder land on the component mounting surface of the substrate and fixing the metal case. In addition, since it is not necessary to perform metallization on the side surfaces and end surfaces of the substrate and the metal case can be mounted at the original substrate stage, the production efficiency can be improved and the manufacturing cost can be reduced.
[0016]
In the present embodiment, the solder terminals 14a to 14d of the metal case 14 are bent and surface-bonded to the corresponding solder lands 12a to 12d of the substrate 12. As described above, the surface bonding increases the fixing force and improves the position accuracy of the metal case by the effect of self-alignment, so that a more reliable product can be obtained.
[0017]
In the present embodiment, in addition to the soldering terminals 14a to 14d at the four corners of the metal case, the soldering terminals 14e and 14f that are bent in the middle are provided and soldered to the solder lands 12e and 12f of the corresponding substrate. ing. Thereby, the bonding strength is further improved and the high frequency shielding effect is also improved.
[0018]
In the present embodiment, the bending directions of the solder terminals 14a to 14f of the metal case 14 are different by 90 degrees between the four corner solder terminals 14a to 14d and the intermediate solder terminals 14e and 14f. Thereby, compared with the case where the bending is aligned in one direction, the metal case is less likely to be dragged against the load from above the high-frequency module, and the load resistance strength of the metal case is improved.
[0019]
In the present embodiment, a material having a difference in thermal expansion coefficient between the substrate 12 and the metal case 14 of 5 ppm or less is used. Specifically, the material of the substrate 12 is a ceramic substrate that is a dielectric material mainly composed of a mixture of barium oxide and silica oxide, and has a thermal expansion coefficient of 11.6 ppm. On the other hand, the material of the metal case 14 is NiFe50 alloy, and the thermal expansion coefficient is 10.5 ppm.
[0020]
In this way, by using a material having a small difference in thermal expansion coefficient, the stress concentration of the soldered portion of the metal case 14 is reduced, and the flatness of the substrate 12 when the assembly is returned to room temperature after assembly at high temperature is increased. Can be maintained, and a more reliable product can be obtained. In particular, by setting the difference in thermal expansion coefficient between the two to 5 ppm or less, the flatness when a substrate having a length of 20 mm is returned to room temperature after assembling using a high-temperature solder (melting point: 220 ° C. or higher and 250 ° C. or lower), The height of the solder surface can be 0.1 mm or less. As a result, a high-frequency module suitable for high-density mounting requirements such as a mobile phone can be obtained.
[0021]
Moreover, in this Embodiment, the thermal expansion coefficient of a metal case is made smaller than the thermal expansion coefficient of a board | substrate. This is because the thermal expansion coefficient of the metal case is made smaller than the thermal expansion coefficient of the board, so that the center part of the board warps to the metal case side when returned to room temperature after assembly at high temperature. Concentration is relaxed, and microcracks generated in the terminal portion and the like are prevented, and a more reliable product can be obtained. Furthermore, when the electrode on the back surface of the substrate is in the peripheral portion of the substrate, the contact property of the electrode is ensured.
[0022]
Here, the result of having measured the difference of the maximum principal stress concerning the soldering terminal part of a board | substrate when changing the thermal expansion coefficient of a metal case is shown below. The substrate to be joined is a ceramic substrate having a size of 14 mm × 9.7 mm, a thickness of 0.6 mm, and a material mainly composed of a mixture of barium oxide and silica oxide as described above, and has a thermal expansion. The coefficient is 11.6 ppm.
1. Metal case 1
(Material: phosphor bronze, thermal expansion coefficient: 17.8 ppm)
Maximum principal stress: 120 N / m 2
2. Metal case 2
(Material: NiFe50 alloy, coefficient of thermal expansion: 10.5 ppm)
Maximum principal stress: 10 N / m 2
[0023]
In this way, it can be seen that by reducing the difference in thermal expansion coefficient between the board and the metal case, naturally the stress concentration on the soldering terminals of the board can be greatly relieved, but it is considered from the difference in the absolute value of the thermal expansion coefficient. Thus, it is considered that the stress concentration applied to the soldering terminal portion of the substrate can be further alleviated by reducing the thermal expansion coefficient of the metal case relative to the thermal expansion coefficient of the substrate. Thereby, the microcrack which generate | occur | produces in a terminal part etc. is prevented, and a more reliable product is obtained.
[0024]
In the above embodiment, the difference between the thermal expansion coefficient of the substrate and the metal case is 5 ppm or less, but the present invention is not limited to this, and the object of the present invention is not limited to this. Is achieved.
[0025]
In the above embodiment, among the solder terminals of the metal case, the bending direction of the solder terminal at the middle part is different by 90 degrees. However, the present invention is not limited to this. Some bending directions may be changed. Further, the change in direction is not necessarily 90 degrees, and it may be bent in an arbitrary direction.
[0026]
Further, in the above embodiment, the bending direction of the solder terminal of the metal case is made to be different by 90 degrees. However, the present invention is not limited to this, and it is not necessary to provide a soldering terminal having a different bending direction of 90 degrees. The object of the present invention is achieved.
[0027]
In the above embodiment, the solder terminals are provided at two locations near the center of the side surface of the metal case. However, the present invention is not limited to this, and an appropriate length is provided at an appropriate portion on each side as necessary. Therefore, an appropriate number may be provided. Thereby, it is possible to obtain a necessary high frequency shielding effect while avoiding a conflict with components mounted on the substrate.
[0028]
In the above embodiment, solder terminals are provided in the middle of the four corners of the metal case, and lands corresponding to the component mounting surface of the board are provided and soldered. However, the present invention is not limited to this. Instead, the object of the present invention can be achieved without fixing the intermediate portion.
[0029]
In the above embodiment, the solder terminal of the metal case is bent outward, but may be bent inward. In this way, the board space can be utilized more effectively.
[0030]
Moreover, in the said embodiment, although the soldering terminal of a metal case is bent, it is not limited to this, The objective of this invention is achieved even if it does not bend a soldering terminal.
[0031]
In the above embodiment, the solder terminals are provided at both ends of the side surface of the metal case, but it goes without saying that the same effect can be obtained even if they are provided in the four corners in an L shape.
[0032]
FIG. 3 is a block diagram of a communication apparatus according to an embodiment of the present invention. This is one in which the high-frequency module of the present invention is used in a high-frequency circuit portion of a mobile phone. In the figure, reference numeral 20 denotes a high frequency module of the present invention, which includes a duplexer DPX, amplifiers AMPa, AMPb, AMPc, bandpass filters BPFa, BPFb, mixers MIXa, MIXb, an intermediate frequency filter IF, and a PLL synthesizer. A high frequency circuit portion including a modulator and a demodulator is formed.
[0033]
Next, the operation will be described. The signal received from the antenna is amplified by the amplifier AMPb via the duplexer DPX, and then only the signal in the necessary band is extracted by the bandpass filter BPFb, and mixed with the signal from the PLL synthesizer by the mixer MIXb. An intermediate frequency band is extracted from the mixed signal by an intermediate frequency filter IF, amplified by an amplifier AMPc, a received signal is demodulated by a demodulator, and output to a multiplexing control circuit outside the high frequency module. On the other hand, the transmission signal input from the multiplexing control circuit is modulated by the modulator and mixed with the signal from the PLL synthesizer by the mixer MIXa. Only the high-frequency band signal is extracted from the mixed signal by the bandpass filter BPFa, amplified by the amplifier AMPa, and sent to the antenna via the duplexer DPX.
[0034]
In addition to the high frequency module, the communication device includes a multiplexing control circuit, a voice codec, a CPU, a microphone, a speaker, a display, a key switch, and a vibrator. The audio codec encodes the signal from the microphone, sends it to the multiplexing control circuit, converts the demodulated signal from the multiplexing control circuit into an audio signal, and gives it to the speaker. The CPU controls the multiplexing control circuit, reads the state of the key switch, outputs a display signal to the display, and gives a drive signal to the vibrator.
[0035]
As described above, since the high-frequency circuit portion of the communication device is formed in the high-frequency module of the present invention, high-density mounting is possible, and a small and lightweight communication device can be obtained.
[0036]
In the above embodiment, the portion formed in the high-frequency module of the present invention is only the high-frequency circuit portion of the communication device, but is not limited to this, and may include other portions, for example, the entire circuit May be formed integrally with the high-frequency module of the present invention, and a metal case may be attached only to a portion that requires metal shielding. As a result, higher-density mounting becomes possible, contributing to a reduction in size and weight and cost.
[0037]
In the above-described embodiment, the case where the high-frequency module is used in a mobile phone has been described. However, the present invention is not limited to this and can be applied to all communication devices having a high-frequency circuit portion. .
[0038]
【The invention's effect】
As described above, the high frequency module of the present invention is provided with soldering terminals in a part including the four corners of the metal case, solder lands corresponding to the electronic component mounting surface of the board, and soldering the metal case to the board. The metal case can be fixed even on a thin substrate, and the metal case can be joined to the side surface and end surface of the substrate without bonding, or the metal case can be joined without providing a recess, so that the production efficiency can be improved and the manufacturing cost can be reduced. effective.
[0039]
In addition, since the communication device of the present invention has at least the high-frequency circuit portion formed in the high-frequency module of the present invention, high-density mounting is possible, and a small and lightweight communication device can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a high-frequency module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a high-frequency module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block configuration diagram of a communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a conventional high-frequency module.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing an example of a conventional high-frequency module.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing another example of a conventional high-frequency module.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 High frequency module 12 Board | substrate 14 Metal case 16 Electronic component 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f Solder land 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f Soldering terminal 20 High frequency module mounted in the communication apparatus

Claims (6)

電子部品が搭載された基板と、前記電子部品を覆うように前記基板に取り付けられた金属ケースとを備えた高周波モジュールにおいて、前記金属ケースの4隅を含む一部に切り込みを設けてケースの内側に折り曲げ加工し、L字状に形成した半田付け端子を備え、前記基板の電子部品搭載面に前記半田付け端子に対応したランドを設け、前記ランドに前記半田付け端子を半田接合したことを特徴とする、高周波モジュール。In a high-frequency module comprising a substrate on which an electronic component is mounted and a metal case attached to the substrate so as to cover the electronic component, an incision is provided in a part including four corners of the metal case. And a soldering terminal formed in an L shape, provided with a land corresponding to the soldering terminal on the electronic component mounting surface of the board, and soldering the soldering terminal to the land. A high-frequency module. 前記金属ケースの4隅の中間部にも半田付け端子を備え、前記基板の電子部品搭載面に当該半田付け端子に対応したランドを設け、当該ランドに当該半田付け端子を半田接合したことを特徴とする、請求項1記載の高周波モジュール。A soldering terminal is also provided in the middle part of the four corners of the metal case, a land corresponding to the soldering terminal is provided on the electronic component mounting surface of the substrate, and the soldering terminal is soldered to the land. The high-frequency module according to claim 1. 前記金属ケースの半田付け端子のうち、少なくとも1つ以上の折り曲げ方向を変えたことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の高周波モジュール。The high frequency module according to claim 1 or 2, wherein at least one bending direction of the solder terminals of the metal case is changed. 前記金属ケースの熱膨張係数が、前記基板の熱膨張係数より小さいことを特徴とする、請求項1ないし請求項のいずれかに記載の高周波モジュール。The thermal expansion coefficient of the metal case may be smaller than the thermal expansion coefficient of the substrate, a high frequency module according to any one of claims 1 to 3. 前記金属ケースと前記基板の熱膨張係数の差が5ppm以下であることを特徴とする、請求項に記載の高周波モジュール。The high-frequency module according to claim 4 , wherein a difference in coefficient of thermal expansion between the metal case and the substrate is 5 ppm or less. 高周波回路部分を有する通信装置であって、請求項1ないし請求項のいずれかに記載の高周波モジュールに、少なくとも前記高周波回路部分を形成したことを特徴とする、通信装置。A communication device having a high-frequency circuit portion, wherein at least the high-frequency circuit portion is formed in the high-frequency module according to any one of claims 1 to 5 .
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