JP5261104B2 - 回路基板および電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品を作動させるための回路基板および電子装置に関するものである。

従来の高周波信号が伝送される回路基板には、線路導体の一端に同軸コネクタが備えられているものがある。

このような回路基板として、例えば、線路導体として機能するストリップラインの先端部にスルーホールが形成され、スルーホールに同軸コネクタの中心導体の先端部が挿入されて固定されているものがあった。（例えば、下記の特許文献１参照）。
特開2001−102747号公報

しかしながら、同軸コネクタの中心導体がスルーホールに挿通される構成であるため、中心導体がスルーホール内に挿入される長さ等の中心導体のスルーホール内への接合状態によってインピーダンス値が変化する場合があり、インピーダンス値を一定のものにして整合させるのが困難であった。特に、近時は、電気信号の高周波化によって、インピーダンス値を一定のものとするための接合状態の管理が重要になる傾向にある。

そのため、同軸コネクタの中心導体がスルーホールに挿入されている箇所において、反射損失等の伝送損失が発生し、電気信号を効率よく伝送させることができないという問題点があった。

従って、本発明は上記問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、同軸コネクタの接合部において、電気信号を効率よく伝送させることのできる回路基板および電子装置を提供することにある。

本発明の回路基板は、誘電体から成り、内層または下側主面に形成された線路導体と、上側主面に形成された中心導体接続部およびこの中心導体接続部の周囲に形成された外周導体接続部と、前記誘電体の内部に設けられ、前記線路導体および前記中心導体接続部に電気的に接続された線路用ビア導体とを有する基体と、円筒状の外周導体および該外周導体の中心軸に設置された中心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁体から成る同軸コネクタとを備え、前記中心導体接続部は、前記中心導体の断面よりも大きく、前記中心導体接続部に前記同軸コネクタの中心導体の一端面が電気的かつ機械的に接合されているとともに、前記外周導体接続部に前記同軸コネクタの外周導体の一端面が電気的かつ機械的に接合されており、前記外周導体の外周を支持するための支持部が前記基体の上側主面に設けられていることを特徴とする。

本発明の回路基板において、好ましくは、前記基体と前記同軸コネクタの前記絶縁体との間に間隙部が設けられていることを特徴とする。

本発明の回路基板において、好ましくは、前記基体の上側主面に上部接地導体が形成されており、該上部接地導体に前記外周導体接続部が接続されていることを特徴とする。

本発明の回路基板において、好ましくは、前記基体の下側主面に下部接地導体が形成されており、前記上部接地導体と前記下部接地導体とが接地用ビア導体を介して接続されていることを特徴とする。

本発明の回路基板において、好ましくは、前記基体はセラミックスから成ることを特徴とする。

本発明の回路基板において、好ましくは、前記基体の前記上側主面には電子部品を収容する凹部が形成され、該凹部の外側に前記中心導体接続部と前記外周導体接続部が設けられるとともに前記同軸コネクタが接合され、前記凹部の内側に前記線路導体が導出されていることを特徴とする。

本発明の電子装置は、上記構成の回路基板と、前記凹部に収容されるとともに前記線路導体に電気的に接続された電子部品と、前記凹部の上面に前記凹部を塞ぐように接合された蓋体とを具備していることを特徴とする。

本発明の回路基板は、誘電体から成り、内層または下側主面に形成された線路導体と、上側主面に形成された中心導体接続部およびこの中心導体接続部の周囲に形成された外周導体接続部と、前記誘電体の内部に設けられ、前記線路導体および前記中心導体接続部に電気的に接続された線路用ビア導体とを有する基体と、円筒状の外周導体および該外周導体の中心軸に設置された中心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁体から成る同軸コネクタとを備え、前記中心導体接続部に前記同軸コネクタの中心導体の一端面が電気的かつ機械的に接合されているとともに、前記外周導体接続部に前記同軸コネクタの外周導体の一端面が電気的かつ機械的に接合されていることから、基板の上側主面に設けられた中心導体接続部に当接されることによって中心導体の軸方向の位置を決定することができる。また、従来のように中心導体をスルーホールの内部に挿入して接合する必要がなく、中心導体および線路用ビア導体の太さを最適なものとすることができるので、接合部のインピーダンス値を整合させ易いものとできる。

本発明の回路基板において、好ましくは、前記中心導体接続部は、前記中心導体の断面よりも大きいことから、中心導体の一端面から中心導体接続部に向けて広がる導電性接着剤のメニスカスを形成することができ、中心導体の一端面と中心導体接続部とを強固に接合させることができる。

この回路基板において、好ましくは、前記基体と前記同軸コネクタの前記絶縁体との間に間隙部が設けられていることから、基体と同軸コネクタの絶縁体との間に誘電率の低い領域が配置され、中心導体と外周導体との間に生ずる容量成分が小さくなって、この領域でインピーダンス値が所定のインピーダンス値よりも高いものとなる。それに対し、中心導体接続部は中心導体の断面よりも大きく、中心導体接続部と外周導体接続部との間に生ずる容量成分が大きくなって、中心導体接続部の位置でインピーダンス値が所定のインピーダンス値よりも小さくなる。従って、これらの高いインピーダンス値と低いインピーダンス値とが相殺されて、間隙部および中心導体接続部でのインピーダンス値が所定値に整合された状態となる。その結果、中心導体を伝送する電気信号の反射損失等による伝送損失を抑制することができる。

本発明の回路基板において、好ましくは、前記基体の上側主面に前記同軸コネクタの前記外周導体の外周を支持するための支持部が設けられていることから、基体上側主面の所定位置に同軸コネクタを設置して同軸コネクタを支持することができる。すなわち、中心導体の一端面を中心導体接続部の所定の位置に、外周導体の一端面を外周導体接続部の所定の位置に、それぞれ電気的および機械的に接合する作業を容易とでき、さらに電気信号のインピーダンス値を所定値に整合し易くすることができる。その結果、回路基板を作業性よく製造することができるとともに、中心導体を伝送する電気信号の伝送損失をさらに抑制することができる。

本発明の回路基板において、好ましくは、上部接地導体が形成されており、この上部接地導体に前記外周導体接続部が接続されていることから、外周導体接続部の接地電位を強化し安定なものとすることができる。また、上部接地導体を線路導体に対する接地電位導体として機能させることもできる。その結果、中心導体および線路導体に電気信号を伝送させることができる。

本発明の回路基板において、好ましくは、前記基体の下側主面に下部接地導体が形成されており、前記上部接地導体と前記下部接地導体とが接地用ビア導体を介して接続されていることから、接地用ビア導体により、線路用ビア導体を伝送する電気信号を接地することができる。従って、線路用ビア導体を伝送する電気信号を効率よく伝送させることができる。また、上部接地導体と下部接地導体とを同一電位とすることができ、インピーダンス整合し易くすることができる。

本発明の回路基板において、好ましくは、前記基体はセラミックスから成ることから、高温雰囲気中での使用に耐え得る回路基板とすることができる。

本発明の回路基板において、好ましくは、前記基体の前記上側主面には電子部品を収容する凹部が形成され、該凹部の外側に前記中心導体接続部と前記外周導体接続部が設けられるとともに前記同軸コネクタが接合され、前記凹部の内側に前記線路導体が導出されていることから、同軸コネクタを簡単な構造で取り付けることができ、電子部品を気密に封止することができる回路基板とすることができる。

本発明の電子装置は、上記本発明の回路基板と、前記凹部に収容されるとともに前記線路導体の先端部に電気的に接続された電子部品と、前記凹部の上面に前記凹部を塞ぐように接合された蓋体とを具備していることから、本発明の回路基板を用いた電気信号を効率よく伝送させることができる電子装置とすることができる。

本発明の回路基板について以下に詳細に説明する。

図１（ａ）は本発明の回路基板について実施の形態の一例を示す断面図、図１（ｂ）は本発明の回路基板について実施の形態の他の例を示す断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）および図１（ｂ）の回路基板について基体の上側主面を示す平面図である。図２（ａ）は本発明の回路基板について実施の形態の他の例を示す断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の回路基板について基体の上側主面を示す平面図である。また、図３（ａ）は本発明の回路基板について実施の形態の他の例を示す断面図であり、図３（ｂ），図３（ｃ）は図３（ａ）の回路基板について基体の上側主面を示す平面図である。

図４（ａ）は本発明の回路基板および電子装置について実施の形態の一例を示す断面図、図４（ｂ）は本発明の回路基板および電子装置について実施の形態の他の例を示す断面図である。

これらの図において、１は基体、１ａは凹部、１ｂは載置部、１ｃは側壁部、２は線路導体、２ａは線路用ビア導体、２ｂは中心導体接続部、２ｃは先端部、３は同軸コネクタ、３ａは外周導体、３ｂは中心導体、３ｃは絶縁体、３ｄは間隙部、４は接地導体、４ａは外周導体接続部、４ｂは上部接地導体、４ｃは下部接地導体、４ｄは接地用ビア導体、５は電子部品、７は蓋体である。

まず、本発明の回路基板について、以下詳細に説明する。

本発明の回路基板は、誘電体から成る基体１を有する。また、本発明の回路基板は、円筒状の外周導体３ａおよび外周導体３ａの中心軸に設置された中心導体３ｂならびにそれらの間に介在させた絶縁体３ｃから成る同軸コネクタ３を有する。基体１には、上側主面に中心導体接続部２ｂと中心導体接続部２ｂを取り囲むように周囲に形成された外周導体接続部４ａとが平面状に形成され、内層または下側主面に基体１の上側主面または下側主面と平行に線路導体２が形成され、中心導体接続部２ｂと線路導体２とが内部に設けられた線路用ビア導体２ａを介して電気的に接続されている。そして、中心導体接続部２ｂに同軸コネクタ３の中心導体３ｂの一端面が電気的かつ機械的に接合されているとともに、基体１の外周導体接続部４ａに同軸コネクタ３の外周導体３ａの一端面が電気的かつ機械的に接合されている。

図１〜図４において、筒状の外周導体３ａおよびその中心軸に設置された中心導体３ｂならびにそれらの間に介在する絶縁体３ｃからなる同軸コネクタ３を用いている。同軸コネクタ３を用いることで、中心導体３ｂを伝送する高周波信号を同軸線路のモードで伝送でき、高周波信号のインピーダンス値を所望の値、例えば同軸コネクタに接続される同軸ケーブルと同じに設定し易くできる。

基体１はアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）質セラミックス，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質セラミックス等のセラミックス，樹脂，ガラスからなる誘電体によって形成される。

このような基体１は以下のようにして作製される。例えば、セラミックグリーンシートに、ＷやＭｏ等の高融点金属粉末に適当な有機バインダ、可塑剤、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを、スクリーン印刷法等の厚膜形成技術により印刷塗布して、線路導体２，線路用ビア導体２ａ，中心導体接続部２ｂ，先端部２ｃ，外周導体接続部４ａ，上部接地導体４ｂ，下部接地導体４ｃおよび接地用ビア導体４ｄとなるメタライズ層を所定パターンに形成する。

しかる後、セラミックグリーンシートを複数枚積層し、これを還元雰囲気中、約1600℃の温度で焼成することにより製作される。

なお、同軸コネクタ３において中心導体３ｂと外周導体３ａとを伝送する電気信号は互いに絶縁されており、基体１中でも絶縁を保持する必要がある。従って、中心導体接続部２ｂに接続される線路導体２は線路用ビア導体２ａとして基体１の中心導体接続部２ｂ下方に引き回し、基体１表面に形成された外周導体接続部４ａ，上部接地導体４ｂと絶縁させておく。

なお基体１は焼成後に、基体１表面に露出する線路導体２，中心導体接続部２ｂ，先端部２ｃ，外周導体接続部４ａ，上部接地導体４ｂ，下部接地導体４ｃ等は、その露出表面にニッケル（Ｎｉ）や金（Ａｕ）から成るメッキ金属層を１〜20μｍ程度の厚みに被着させておくのが好ましい。

また表面に露出する線路導体２，中心導体接続部２ｂ，先端部２ｃ，外周導体接続部４ａ，上部接地導体４ｂ，下部接地導体４ｃ等はメタライズ層によって形成される代わりに、薄膜形成法によって形成されていてもよく、その場合、線路導体２，中心導体接続部２ｂ，先端部２ｃ，外周導体接続部４ａ，上部接地導体４ｂ，下部接地導体４ｃ等は窒化タンタル（Ｔａ_２Ｎ）、ニクロム（Ｎｉ−Ｃｒ合金）、チタン（Ｔｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）等から形成され、セラミックグリーンシートを焼成した後に形成される。

なお、この場合も露出表面には、ＮｉやＡｕから成るメッキ金属層を１〜20μｍ程度の厚みに被着させておくのが好ましい。

これにより、これらの露出する線路導体２，中心導体接続部２ｂ，先端部２ｃ，外周導体接続部４ａ，上部接地導体４ｂ，下部接地導体４ｃ等の酸化腐食を有効に防止することができるとともに、中心導体接続部２ｂおよび外周導体接続部４ａのそれぞれのロウ材や半田等の導電性接着剤８の濡れ性を良好なものとし、中心導体３ｂおよび外周導体３ａをロウ付けや半田付け等によって基体１の所定位置に強固に接合することができる。また、線路導体２の先端部２ｃとボンディングワイヤ等による電気的接続手段６との接続性を良好なものとすることができる。

同軸コネクタ３は、基体１に載置する電子部品５を外部の同軸ケーブルに電気的に接続するものであり、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金等の金属から成る円筒状の外周導体３ａの中心軸に同じくＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属から成る中心導体３ｂがガラス等の絶縁体から成る絶縁体３ｃを介して固定された構造をしている。また、基板１との接続端（図１〜４における下側面）において、中心導体３ｂおよび外周導体３ａの一端面が基板１の上側主面と当接可能な面上に位置するように加工されている。

同軸コネクタ３の中心導体３ｂおよび外周導体３ａは、例えば、金（Ａｕ）−錫（Ｓｎ）ロウや金（Ａｕ）−ゲルマニウム（Ｇｅ）ロウ等の導電性接着剤８を介してそれぞれ中心導体接続部２ｂ，外周導体接続部４ａに接合されるようにすることで、十分強固に接合することができる。このようなロウ材または半田による接合の場合、基体１の中心導体接続部２ｂと外周導体接続部４ａのそれぞれの上にロウ材または半田のプリフォームを設置し、プリフォームの上に中心導体３ｂ，外周導体３ａを設置する。次いで、基体１にプリフォームを介して同軸コネクタ３が設置された状態のものを高温炉等に入れ所定温度まで加熱することにより、ロウ材または半田のプリフォームを溶融させる。その後冷却してロウ材または半田を固化させることにより、基体１の中心導体接続部２ｂ，外周導体接続部４ａのそれぞれに同軸コネクタ３の中心導体３ｂおよび外周導体３ａが電気的かつ機械的に接続される。そして、同軸コネクタ３の基体１に接合されない側に同軸ケーブルが接続されることによって、基体１と外部との間で同軸線路のモードの高周波信号を入出力させることができる。

この構成により、中心導体３ｂの一端面が基体１の上側主面に設けられた平面状の中心導体接続部２ｂに接合されるとともに、外周導体３ａの一端面が基体１の上側主面に設けられた平面状の外周導体接続部４ａに接合される。中心導体３ｂと外周導体３ａとは基体１の上側主面に当接されて接合されるので、中心導体３ｂと外周導体３ａとは軸方向の位置を揃えて基体１の上側主面に接合できる。また、中心導体３ｂの太さに応じて線路用ビア導体の太さを自由に選択することができるので、接合部でのインピーダンス値を一定のものに整合することが容易である。また、同軸線路のモードで伝送するコネクタ側と、これに接続される中心導体接続部２ｂおよび外周導体接続部４ａとは同軸線路のモードであるので、接合部で反射損失等の伝送損失が生ずるのを抑制することができる。

好ましくは、同軸コネクタ３の基体１に接合される側の端面は、研磨加工により、平坦に加工しておくのがよい。この加工により、基体１の上側主面に平面状に形成された中心導体接続部２ｂと外周導体接続部４ａとの接触性を高め、電気的接続をより安定なものとすることができる。

また好ましくは、図２に示すように、中心導体接続部２ｂは、中心導体３ｂの一端面よりも少し大きくしておく。すなわち、中心導体接続部２ｂの平面視における大きさは、中心導体３ｂの一端面の平面視における大きさよりも大きくしておく。そして、中心導体接続部２ｂと中心導体３ｂの一端面とが導電性接着剤８を介して電気的かつ機械的に接合されているのがよい。

この構成により、中心導体３ｂの一端面から中心導体接続部２ｂに向けて広がる導電性接着剤８のメニスカスを形成することができ、中心導体３ｂの一端面と中心導体接続部２ｂとを強固に接合させることができる。

さらに好ましくは、外周導体接続部４ａの平面視における大きさも外周導体３ａの一端面の平面視における大きさよりも大きくしておくのがよい。すなわち、外周導体接続部４ａの周方向に直交する幅の方が外周導体３ａの周方向に直交する幅よりも厚くしておくのがよい。そして、外周導体接続部４ａと外周導体３ａの一端面とが、中心導体接続部２ｂと中心導体３ｂの一端面と同様に導電性接着剤８を介して電気的かつ機械的に接合されているのがよい。

また好ましくは、図２に示すように、基体１の上側主面と同軸コネクタ３の絶縁体３ｃの下面との間に間隙部３ｄを設けておくとよい。

この構成により、間隙部３ｄにおいて中心導体３ｂと外周導体３ａとの間には誘電率の低い空気等が存在する領域を設けることとなり、中心導体３ｂと外周導体３ａとの間に生ずる容量成分が小さくなる。したがって、中心導体３ｂを伝送する電気信号のインピーダンス値が絶縁体３の存在する部分よりも高いものとなる。一方、中心導体接続部２ｂは中心導体３ｂの一端面の平面視よりも大きくなっており、中心導体接続部２ｂを伝送する電気信号と外周導体接続部４ａとの間に生ずる容量成分が大きく、中心導体接続部２ｂを伝送する電気信号のインピーダンス値が絶縁体３の存在する部分よりも小さくなる。

従って、中心導体３ｂと中心導体接続部２ｂとを連続して伝送する電気信号は、インピーダンス値の高い箇所と、インピーダンス値の低い箇所とを連続して伝送することとなる。これにより、高いインピーダンス値と低いインピーダンス値とが相殺されて、インピーダンス値が所定値に整合された状態となって、電気信号がスムーズに伝送するようになる。すなわち、中心導体３ｂと中心導体接続部２ｂとの接合部で反射損失等の伝送損失が生ずるのを効果的に抑制することができる。

なお、間隙部３ｄの高さ寸法は0.1ｍｍ程度であればよく、間隙部３ｄによって中心導体３ｂを伝送するインピーダンス値が高くなっている箇所の長さと、低いインピーダンス値となっている箇所の長さとのバランスをとり、電気信号を効率よく伝送させることができる。

なお、この構成により、間隙部３ｄによって露出した中心導体３ｂの表面に導電性接着剤８を這い上がらせることもできる。導電性接着剤８を這い上がらせることにより、中心導体３ｂと中心導体接続部２ｂとの間にさらに良好な導電性接着剤８のメニスカスを形成することができ、中心導体３ｂと中心導体接続部２ｂとを強固に接合させることができる。この場合、間隙部３ｄの高さ寸法も調整すればよい。

また、好ましくは、図３に示すように基体１の上側主面に同軸コネクタ３の外周導体３ａの外周を支持するための支持部10が設けられているのがよい。支持部10は、外周導体３の径よりわずかに大きい孔を有する絶縁体で形成される。この支持部10の孔の内周面をガイドにして同軸コネクタ３の外周導体３ａが接するように差し込んで同軸コネクタ３が基体１に組み込まれる。これによって、同軸コネクタ３の組立の作業性を向上することができるとともに、中心導体３ｂの一端面を中心導体接続部２ｂの所定の位置に、外周導体３ａの一端面を外周導体接続部４ａの所定の位置に、それぞれ電気的および機械的に接合でき、電気信号のインピーダンス値を所定値に整合し易くすることができる。その結果、回路基板を効率よく製造することができるとともに、中心導体３ａを伝送する電気信号をさらに効率よく伝送させることができる。

なお、外周導体３ａの外側面と支持部10の孔の内周面とは必ずしも接合する必要はないが、必要に応じて接着材等で接合してもよい。

支持部10の平面視形状は、図３（ｂ）に示すような同軸コネクタ３の外周導体３ａと同様な円形状であってもよいし、図３（ｃ）に示すような同軸コネクタ３の外周導体３ａの外周面が内接する四角形等の多角形状であってもよい。

また、支持部10はセラミックス，樹脂，ガラス等の誘電体から成っていてもよいし、金属等の導電性材料からなっていてもよい。誘電体からなる場合は、好ましくは、基体１と同様の材料から成るのがよい。例えば、基体１がセラミックスからなり、セラミックグリーンシート積層法によって形成される場合、セラミックグリーンシート積層工程において、基体１の上側主面に支持部10となるセラミックグリーンシートを積層すればよく、支持部10を基体１の製造工程と同一工程で設けることができ、作業効率よく支持部10を設けることができる。

また、好ましくは、図１，図２に示すように、外周導体接続部４ａの外側の基体１の上側主面に外周導体接続部４ａと同一電位の上部接地導体４ｂが形成されているのがよい。すなわち、上部接地導体４ｂと外周導体接続部４ａとは一体的に設けられ、上部接地導体４ｂに設けられた孔の周囲が外周導体接続部４ａとして用いられる。

この上部接地導体４ｂは、例えば、セラミックグリーンシート積層法によって形成される場合、上記したようにＷやＭｏ等の高融点金属粉末に適当な有機バインダ、可塑剤、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを、基体１の上側主面にスクリーン印刷法等の厚膜形成技術により印刷塗布し、焼成することによって形成される。

また、好ましくは、図２に示すように、基体１の下側主面に下部接地導体４ｃが形成しておき、上部接地導体４ｂと下部接地導体４ｃとを接地用ビア導体４ｄを介して接続しておく。

この構成により、基体１の上側主面，内部，下側主面の各部位において、接地導体の接地電位を同一電位とすることができ、伝送する電気信号のインピーダンス値を整合し易くすることができる。

接地用ビア導体４ｄは、好ましくは、図２（ｂ）に示すように、平面視で線路用ビア導体２ａを中心とする等距離の円周上に複数設けるのがよい。この構成によって、線路用ビア導体２ａを伝送する電気信号が、線路用ビア導体２ａを中心とする等距離の円周上に複数設けられた接地用ビア導体４ｄによって接地され、線路用ビア導体２ａを伝送する電気信号が同軸線路に近い伝送モードで伝送することができる。その結果、同軸コネクタ３と基体１との間で、電気信号をほぼ同じ伝送モード（同軸線路のモード）とでき、接続が容易なものとなる。

好ましくは、基体１はセラミックスからなり、同軸コネクタ３がロウ付けまたは半田付け接合されているのがよい。

この構成により、基体１が耐熱性を有する材料からなるとともに、同軸コネクタ３が基体１に耐熱性を有する材料によって接合される構成となるので、高温雰囲気中での使用に耐え得る回路基板とすることができる。例えば、ロウ材または半田としてＡｕ−ＳｎロウやＡｕ−Ｇｅロウ等を用いることで、300℃程度までの高温雰囲気中での使用に耐えることができ、基体１にＡｌ_２Ｏ_３質セラミックスを用いることで基体１の強度が高い回路基板とすることができる。

本発明の回路基板において、好ましくは、図４に示すように、基体１の上側主面には電子部品５を収容する凹部１ａが形成される。凹部１ａは、例えば図４に示すように、基体１上の電子部品５の搭載部１ｂを取り囲むように側壁部１ｃが設けられることによって形成される。側壁部１ｃはＡｌ_２Ｏ_３質セラミックス，ＡｌＮ質セラミックス等のセラミックス，樹脂，ガラスの誘電体から成り、搭載部１ｂが形成される底板部１ｄと一体に形成されていてもよい。または、側壁部１ｃがＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金や銅（Ｃｕ），銅（Ｃｕ）−クロム（Ｃｒ）等の金属からなっていてもよく、この場合、図４（ａ）に示すように側壁部１ｃは誘電体からなる底板部１ｄ上に搭載部１ｂを取り囲むようにロウ付け，半田付け等の方法によって接合される。金属から成る側壁部１ｃは、そのインゴットに圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって、所定の形状に製作される。また、底板部１ｄおよび側壁部１ｃは樹脂による一体成形で形成してもよい。

また電子部品５から多量に熱が発生する場合、底板部１ｄが熱伝導率の高いＡｌＮ質セラミックスから形成されるのがよい。この構成により、電子部品５から発生する熱を効率よく外部に放散させることができる。

または、底板部１ｄのうち搭載部１ｂのみを金属によって形成してもよく、この場合も電子部品５から発生する熱を効率よく外部に放散させることができる。このような搭載部１ｂを形成する金属としては、Ｃｕ，Ｃｕ−Ｗ，Ｃｕ−Ｍｏ，Ｃｕ−Ｃｒ等の熱放散性に優れた材料から成り、セラミックス等の絶縁体に設けられた貫通孔に嵌め込むように接合される。

また、側壁部１ｃが金属からなる場合、図４（ａ）に示すように、側壁部１ｃが接合される部位において、線路導体２が側壁部１ｃに電気的に接続しないように、線路導体２を基体１の内部に配置する。なお図示していないが、側壁部１ｃは上部接地導体４ｂと電気的に接続されているのがよく、側壁部１ｃをケースグランドとして機能させることができ上部接地導体４ｂの接地電位を強化することができる。

さらに、下部接地導体４ｃが上部接地導体４ｂと接地用ビア導体４ｄを介して接続されていることで、金属製の側壁部１ｃと電気的に接続されケースグランドとなるとともに、上部接地導体４ｂが下部接地導体４ｃと同一の電位となり、非常に安定した接地電位とすることができる。ケースグランドとは回路基板の基準となる接地電位のことであり、上部接地導体４ｂ、下部接地導体４ｃ、金属製の側壁部１ｃの接地電位を同じ電位に保持することにより、接地電位の値を安定なものとできる。その結果、線路導体２に安定した高周波信号を流すことができる。

また、側壁部１ｃが金属から成る場合、側壁部１ｃの上面に蓋体７をシーム溶接法等の溶接法を用いて接合させることができ、蓋体７を気密に接合させ易くできるという作用効果がある。

蓋体７をシーム溶接法等の溶接法を用いて接合させるための形態としては、側壁部１ｃの下側（底板部１ｄ側）をＡｌ_２Ｏ_３質セラミックス，ＡｌＮ質セラミックス等のセラミックス，樹脂，ガラスの誘電体で形成し、蓋体７と接合される側壁部１ｃの上側を金属で形成するという形態であっても構わない。この構成によっても、側壁部１ｃの上面に蓋体７をシーム溶接法等の溶接法を用いて接合させることができ、蓋体７を気密に接合させ易くできるという作用効果がある。

また、凹部１ａの内側に線路導体２の先端部２ｃが設けられていることにより、凹部１ａの内側に収容された電子部品５を線路導体２に接続させて、凹部１ａ外側との間で電気信号を良好に入出力させることができる。

また好ましくは、図４（ｂ）に示すように、同軸コネクタ３が接合される面が、電子部品５の搭載部１ｂよりも上側に設けられるのがよい。

この構成により、同軸コネクタ３の中心導体３ｂが接合される中心導体接続部２ｂから搭載部１ｂと同一面まで下方向に線路用ビア導体２ａを設け、次いで線路導体２を電子部品５の搭載部１ｂ付近まで設けることで、同軸コネクタ３と電子部品５との接続ができるようになる。その結果、図４（ａ）に示す同軸コネクタ３と電子部品５とが同一面に設けられる場合に比べ、線路用ビア導体２ａを２箇所から１箇所に減らして、線路導体２の配線を単純化することができるとともに屈曲部を少なくすることができ、線路導体２を伝送する電気信号に反射損失等の伝送損失が発生するのを抑制することができる。

次に、本発明の電子装置について、以下詳細に説明する。

本発明の電子装置は、凹部１ａの内側に半導体レーザ（ＬＤ），フォトダイオード（ＰＤ），トランジスタ，ＩＣ，ＬＳＩ等の電子部品５または回路基板上にこれら半導体素子やコンデンサ等の受動部品を搭載した電子部品５が収納される。例えば、枠状の側壁部１ｃと底板部１ｄによって取り囲まれた領域に凹部１ａが形成され、凹部１ａの底面と成る底板部１ａ上の搭載部１ｂに電子部品５が搭載される。

電子部品５は、その電極が、線路導体２の先端部２ｃにボンディングワイヤ等の電気的接続手段６を介して電気的に接続される。

つまり、線路導体２は、その一端が同軸コネクタ３の中心導体３ｂに、他端が電子部品５にそれぞれ電気的に接続される。

ここで、線路導体２の先端部２ｃの同一面の両側には等間隔を隔てて同一面接地導体が設けられているのがよく、この構成により、先端部２ｃをコプレーナ伝送線路とすることができ、より高い高周波信号にも対応し易くなる。線路導体２の中心導体３ｂが接続される側と反対側の端に電子部品５の電極を電気的に接続する際に、線路導体２の両側に設けられた上部接地導体４ｂの他端を電子部品５の接地用電極に電気的に接続することにより、線路導体２の電子部品５との接続部の伝送モードを電子部品５の電極部に多く採用されているコプレーナ伝送線路モードと同様とすることができ、線路導体２を伝送する高周波信号の伝送モードを電子部品５の電極部の伝送モードとマッチングさせやすくできる。高周波信号を効率よく伝送させることができる。

また、蓋体７はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属，セラミックス，ガラス，樹脂等から成る。蓋体７の断面形状は、図４（ａ），（ｂ）に示す平板状であったり、逆凹字状（キャップ状）であったりする。

本発明の回路基板の凹部１ａ内の搭載部１ｂに電子部品５を載置固定するとともにその電極を線路導体２の先端部２ｃにボンディングワイヤ等の電気的接続手段６を介して電気的に接続し、しかる後、側壁部２ｃの上面に蓋体７を半田付け法，ロウ付け法やシームウエルド法等により取着することにより製品としての電子装置となる。この構成により、凹部１ａ内部に電子部品５を気密に収容し、電子部品５を安定に作動させることができる。

このような電子装置は、同軸コネクタ３に外部電気回路に接続される同軸ケーブルを接続することにより内部に収容する電子部品５が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。

以上の構成により、本発明の回路基板を用いた電気信号を効率よく伝送させることができ、作動性に優れた電子装置とすることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。例えば、側壁部１ｃの断面形状は、階段状とされてもよい。また、凹部１ａの平面視形状は四角形であっても、円形であってもよい。または、接地用ビア導体４ｄが設けられる代わりに、基体１の線路用ビア導体２ａが延設される方向と平行な側面に側面導体が設けられてもよい。この構成によっても、上部接地導体４ｂと下部接地導体４ｃとを電気的に接続できる。

（ａ）は本発明の回路基板について実施の形態の一例を示す断面図、（ｂ）は本発明の回路基板について実施の形態の他の例を示す断面図、（ｃ）は図１（ａ）および図１（ｂ）の回路基板について基体の上側主面を示す平面図である。 （ａ）は本発明の回路基板について実施の形態の他の例を示す断面図であり、（ｂ）は図２（ａ）の回路基板について基体の上側主面を示す平面図である。 （ａ）は本発明の回路基板について実施の形態の他の例を示す断面図であり、（ｂ），（ｃ）は図３（ａ）の回路基板について基体の上側主面を示す平面図である。 （ａ）は本発明の回路基板および電子装置について実施の形態の一例を示す断面図、（ｂ）は本発明の回路基板および電子装置について実施の形態の他の例を示す断面図である。

符号の説明

１：基体
１ａ：凹部
１ｂ：載置部
１ｃ：側壁部
２：線路導体
２ａ：線路用ビア導体
２ｂ：中心導体接続部
２ｃ：先端部
３：同軸コネクタ
３ａ：外周導体
３ｂ：中心導体
３ｃ：絶縁体
３ｄ：間隙部
４ａ：外周導体接続部
４ｂ：上部接地導体
４ｃ：下部接地導体
４ｄ：接地用ビア導体
５：電子部品
６：電気的接続手段
７：蓋体
８：導電性接着剤
10：支持部

Claims (7)

1. 誘電体から成り、内層または下側主面に形成された線路導体と、上側主面に形成された中心導体接続部および該中心導体接続部の周囲に形成された外周導体接続部と、前記誘電体の内部に設けられ、前記線路導体および前記中心導体接続部に電気的に接続された線路用ビア導体とを有する基体と、
   円筒状の外周導体および該外周導体の中心軸に設置された中心導体ならびにそれらの間に介在させた絶縁体から成る同軸コネクタとを備え、
   前記中心導体接続部は、前記中心導体の断面よりも大きく、前記中心導体接続部に前記同軸コネクタの中心導体の一端面が電気的かつ機械的に接合されているとともに、前記外周導体接続部に前記同軸コネクタの外周導体の一端面が電気的かつ機械的に接合されており、前記外周導体の外周を支持するための支持部が前記基体の上側主面に設けられていることを特徴とする回路基板。
2. 前記基体と前記同軸コネクタの前記絶縁体との間に間隙部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
3. 前記基体の上側主面に上部接地導体が形成されており、該上部接地導体に前記外周導体接続部が接続されていることを特徴とする請求項１または請求項2記載の回路基板。
4. 前記基体の下側主面に下部接地導体が形成されており、前記上部接地導体と前記下部接地導体とが接地用ビア導体を介して接続されていることを特徴とする請求項３記載の回路基板。
5. 前記基体はセラミックスから成ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の回路基板。
6. 前記基体の前記上側主面には電子部品を収容する凹部が形成され、該凹部の外側に前記中心導体接続部と前記外周導体接続部が設けられるとともに前記同軸コネクタが接合され、前記凹部の内側に前記線路導体が導出されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の回路基板。
7. 請求項６に記載の回路基板と、前記凹部に収容されるとともに前記線路導体に電気的に接続された電子部品と、前記凹部の上面に前記凹部を塞ぐように接合された蓋体とを具備していることを特徴とする電子装置。
   

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