JPH05291783A - 高周波回路モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波回路機器から発生する電磁波ノイズは
主に高周波回路モジュール本体からの伝導及び放射ノイ
ズであることから、モジュールを金属で囲いかつその空
間及びパワー素子の近傍にフェライトコンパウンド樹脂
を設けることにより、パワー素子個々のリード線及び入
出力端子に効果的にインダクタンスをもたせ電磁波ノイ
ズの抑制効果を向上することを目的としたものである。 【構成】 パワー素子個々のエミッタ及びコレクタ電極
から延びるリード線及び導体がフェライトコンパウンド
の樹脂でできた磁性材をより広範囲に貫通するようにコ
レクタ導体部にコア状のフェライトコンパウンド樹脂を
配置し、かつ、その外周にエミッタ電極からのリード線
をコイル状に巻回した上、フェライトコンパウンド樹脂
で空間全てをモールドすることにより、コレクタ導体
部、エミッタコイル部及びこれらのボンディング線及び
高周波回路モジュールの入出力線全ての線がフェライト
コンパウンド樹脂を貫通することとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高周波回路モジュールに
関し、特に電磁波ノイズの漏洩を防止できるようにした
汎用インバータ用高周波回路モジュールに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図６、図７は、特開平２−２２０４９６
号公報に示された従来の高周波回路モジュールの内部構
造を示す断面図である。同図において１は高周波回路モ
ジュール本体、２は金属よりなる高周波回路モジュール
本体１の底部を構成するヒートシンク、３はヒートシン
ク２に高周波的に接合し、ヒートシンク２と共に高周波
回路モジュール１の外郭を構成する金属筐体、２４は金
属筐体３の内側に貼付された磁性体コンパウンドの電波
吸収材、９ａ、９ｂ、９ｃは高周波回路モジュール１の
回路を構成するパワー素子、４はパワー素子９ａ、９
ｂ、９ｃが配設された回路基板、１５、１６は回路基板
４からの入出力端子である。

【０００３】以上のように構成された高周波回路モジュ
ール１において、パワー素子９ａ、９ｂ、９ｃ及び回路
基板４から漏洩する放射電磁波ノイズは金属筐体３の内
側に構成されたフェライト等による磁性材料の電磁波吸
収効果により外部への漏洩を抑制される。また、入出力
端子１５、１６に伝わる電磁波ノイズは磁性体を使用し
た電波吸収体２４を貫通するため伝導電磁波ノイズの漏
洩を抑制する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の高周波回路モジ
ュールは以上のように構成されており、パワー素子９
ａ、９ｂ、９ｃと回路基板４から放射する電磁波及び入
出力端子１５、１６に伝わる伝導電磁波は共に金属筐体
３の内側に貼付された磁性体２４のインダクタンスによ
り抑制されるが、形成されたインダクタンスの大きさが
十分ではないため、確実に電磁波を吸収することが不可
能であった。

【０００５】また、上記したような電磁波吸収体をケー
ス一面に張り付けたケースの場合または電磁波吸収体で
ある磁性材料でケースを形成した場合、全ての入出力端
子が同一の電磁波吸収体を貫通するため、１本の入出力
端子により電磁波吸収体に作られる磁力線が近隣の他の
入出力端子に影響を及ぼす恐れがある。また、入出力端
子各々により転送する信号や電磁波ノイズの漏洩に違い
がある時、入出力端子が同一の電磁波吸収体を貫通する
場合では、各入出力端子に適正な電磁波吸収体を選択で
きないため、効率的で安定した電磁波ノイズの抑制がで
きない恐れがある。

【０００６】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであって、電磁波ノイズについてはパワー
素子個々のエミッタ及びコレクタ導体にインダクタンス
を形成し、また、入出力端子及びベース回路にも比較的
大きいインダクタンスを形成することにより、電磁波ノ
イズを確実に吸収し電磁波ノイズの漏洩を防止すること
を目的とする。また、高周波回路モジュールにおいて、
入出力端子間の影響をなくし、安定した電磁波ノイズの
抑制効果をもたらす事を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る高周波回路
モジュールはパワー素子等で構成される高周波回路とパ
ワー素子個々のコレクタ導体が貫通する磁性体（フェラ
イト粉体＋プラスチック等）と、その磁性体の外周に巻
回されたエミッタ導体を具備し、これらを配置した回路
基板と高周波回路モジュールの外郭を構成する金属筐体
で囲われた空間にフェライトコンパウンド樹脂のモール
ド材を充填することにより構成されたものである。

【０００８】また、筐体内に回路基板と上記回路基板に
配設された高周波回路と上記回路基板と筐体外とを結ぶ
入出力端子を備えた高周波回路モジュールにおいて、上
記筐体が導電性材料と磁性材料を混合した樹脂で構成さ
れ、上記入出力端子が上記筐体を貫通する部分を磁性体
とするものである。

【０００９】また、上記入出力端子が上記筐体を貫通す
る磁性体として、この磁性体を貫通する各々の入出力端
子の電磁波ノイズに対応して、各々の磁性体をその磁気
特性又は形状を変更して配置するものである。

【００１０】

【作用】上記のように構成された高周波回路モジュール
は、高周波回路の個々のパワー素子の主にエミッタ、コ
レクタ間で発生する電磁波ノイズに対して、各パワー素
子のエミッタ及びコレクタ導体が磁性体を貫通すること
によって、これら導体に発生していた磁界が磁性体の残
留損により特に高周波領域で大きい抵抗となり、電磁波
ノイズの漏洩を阻止する。また、入出力線及びベース回
路においても、磁性体貫通部が増大することにより磁性
体内での損失が増大するため伝導電磁波ノイズの抑制効
果が増える。更に、磁性体コンパウンドのモールドによ
り放射電磁波ノイズのより一層の抑制が可能となる。

【００１１】また、各々の入出力端子が各々独立した電
磁波吸収体（磁性体）を貫通しているため、他の入出力
端子に流れる電流に関係なく入出力端子が磁性体を貫通
する事によるインダクタンスが形成される。そしてこの
インダクタンスにより、周波数の高い電磁波ノイズの漏
洩が各入出力端子ごとに抑制され、安定した効果が得ら
れる。更に、入出力端子が貫通する磁性体以外の部分を
導電性材料と磁性材料により、筐体を形成した場合には
シールド効果と同時に電磁波ノイズの吸収効果も期待で
きる。さらに入出力端子が貫通する磁性体の透磁率を筐
体の透磁率より高く設定することにより他の入出力端子
の影響を受けずに電磁波ノイズの安定した抑制効果が得
られる。

【００１２】また、各入出力端子ごとに伝達する信号の
内容および漏洩する電磁波ノイズの大きさや周波数に対
応して、入出力端子が貫通する磁性体の特性や形状を各
入出力端子ごとに調整することにより効果的な対策が可
能となる。

【００１３】

【実施例】実施例１．図１は本発明の一実施例を示すも
ので、図３の三相用高周波回路の上段を表す断面図であ
り、１は本発明の高周波回路モジュール本体、２は金属
よりなり、高周波回路モジュール本体１の底部を構成す
るヒートシンク、３はヒートシンク２に高周波的に接合
し、ヒートシンク２と共に高周波回路モジュール１の外
郭を構成する金属筐体、４はヒートシンク２の上部表面
に設けられた回路基板、５ａ〜ｃは回路基板４の上部表
面に設けられたパワー素子９ａ〜ｃのエミッタが接続さ
れるエミッタ回路パターン、６は回路基板４の上部表面
に設けられパワー素子９ａ〜ｃのコレクタ電極が接合さ
れるコレクタ回路パターン、７ａ〜ｃはコレクタ回路パ
ターン６とパワー素子９ａ〜ｃのコレクタ電極とを接合
し、かつヒートシンクの役割をもつコレクタ導体、８ａ
〜ｃは回路基板４の上部表面に設けられ、パワー素子９
ａ〜ｃのベース電極を接合させるためのベース回路パタ
ーン、９ａ〜ｃは三相用高周波回路モジュールの上段を
構成するパワー素子、１０ａ〜ｃはコレクタ導体７ａ〜
ｃが貫通するように作られたフェライトコンパウンドの
プラスチックで作られたコア、１１ａ〜ｃはコア１０ａ
〜ｃのそれぞれの外周を数ターン巻き、片方をパワー素
子のエミッタ電極に、もう片方をエミッタ回路パターン
５ａ〜ｃに接続するエミッタコイル、１２ａ〜ｃはパワ
ー素子９ａ〜ｃのベース電極とベース回路パターンを接
続するボンディング線、１３ａ〜ｃはパワー素子９ａ〜
ｃのエミッタ電極とエミッタコイル１１ａ〜ｃを接続す
るボンディング線、１４ａ〜ｃはエミッタコイル１１ａ
〜ｃとエミッタ回路パターン５ａ〜ｃを接続するボンデ
ィング線、１５ａ〜ｃはエミッタ回路パターン５ａ〜ｃ
に片方を接合し、もう片方は金属筐体３を貫通し、高周
波回路モジュール１の外部に延びている出力端子、１６
はコレクタ回路パターン６に片方を接合し、もう片方は
金属筐体３を貫通し、高周波回路モジュール１の外部に
延びている入力端子、１７ａ〜ｃはベース回路パターン
８ａ〜ｃに片方を接合し、もう片方は金属筐体３を貫通
し、高周波回路モジュール１の外部に延びているベース
端子、１８は回路基板４と金属筐体３で囲われた空間全
てに充填された磁性材（フェライトコンパウンドのプラ
スチックモールド材）である。

【００１４】図２はエミッタコイル１１及びコア１０の
取付け説明図である。図３は本発明の高周波回路モジュ
ールの回路図であり、１９ａ〜ｃはパワー素子９ａ〜ｃ
のそれぞれのエミッタ回路に形成されたインダクタン
ス、２０ａ〜ｃはパワー素子９ａ〜ｃのそれぞれのコレ
クタ回路に形成されたインダクタンス、２１は高周波回
路モジュール１の入力線に形成されたインダクタンス、
２２ａ〜ｃは高周波回路モジュール１の出力線に形成さ
れたインダクタンス、２３ａ〜ｃはパワー素子９ａ〜ｃ
のベース回路に形成されたインダクタンスである。

【００１５】以上説明したように、本発明による高周波
回路モジュールにあっては、図３に示すように、各パワ
ー素子９ａ〜ｃのコレクタ導体７ａ〜ｃがコア１０ａ〜
ｃを貫通することによって、コレクタ導体７ａ〜ｃで発
生する磁界はコア１０ａ〜ｃの残留損によるインダクタ
ンス２０ａ〜ｃを形成し、高周波帯でのインピーダンス
の増大により、熱エネルギーに変換されるため、電磁波
ノイズが抑制される。同じく、エミッタコイル１１ａ〜
ｃ部にあっても、磁性材１８のモールドを行うことによ
って、コア１０と磁性材１８の間をエミッタコイル１１
ａ〜ｃが貫通するため、上記と同様の理由でインダクタ
ンス１９ａ〜ｃを形成し、電磁波ノイズが抑制される。

【００１６】また、同じく磁性材１８を貫通する入力端
子１６、出力端子１５ａ〜ｃ、ベース端子１７ａ〜ｃに
ついても２１、２２ａ〜ｃ、２３ａ〜ｃのインダクタン
スが形成され、更にボンディング線１２ａ〜ｃ、１３ａ
〜ｃ、１４ａ〜ｃについては１９ａ〜ｃ、２０ａ〜ｃ、
２３ａ〜ｃのインダクタンスを増加させる等の効果があ
り、回路各部において、電磁波ノイズ抑制が行われる。
従って、伝導電磁波ノイズのみならず、放射電磁波ノイ
ズの抑制にも従来以上の効果の向上が望める。

【００１７】尚、本発明の実施例では三相高周波モジュ
ールの上段の回路についてのみ説明しているが、当然の
ことながら、下段の回路でも同様の構成となり同様の効
果が望める。

【００１８】実施例２．図４は図５に示す３相高周波回
路モジュールの上段を示す断面図である。図４におい
て、１は高周波回路モジュール本体、２は金属よりなり
高周波回路モジュール本体１の底部を構成するヒートシ
ンク、４は高周波回路の主面に設ける回路基板、９ａ〜
ｃは回路基板４上に設けられたパワー素子、１５ａ〜ｃ
はパワー素子９ａ〜ｃによりスイッチングされた出力を
負荷側へ出力する出力端子、１６はモジュールに電力を
供給する入力端子、１７ａ〜ｃはパワー素子９ａ〜ｃへ
スイッチング信号を送るベース端子、１９は入出力端子
１６，１５ａ〜ｃおよびベース端子１７ａ〜ｃが貫通す
るよう筐体２０上に設けられた磁性体、２０は導電性材
料と磁性材料を混合し、樹脂で固めた筐体である。

【００１９】本発明による高周波回路モジュールにおい
て、高周波回路および回路素子９ａ〜ｃから発生する電
磁波ノイズの入出力端子からの漏洩は磁性体よりなる電
磁波吸収体１９に入出力端子を貫通させることにより、
電磁波吸収体によるインダクタンスで抑制される。ま
た、筐体２０として導電性材料と磁性材料を混合した筐
体とすることで、磁性材料により電磁波ノイズが吸収さ
れ、さらに導電性材料を含んでいるため金属筐体と同様
にシールド効果も得られ、電磁波ノイズの抑制効果が高
められる。そして、磁性体１９の透磁率を筐体２０の透
磁率より高く設定することにより他の入出力端子の影響
を受けずに電磁波ノイズの安定した抑制効果が得られ
る。また、入出力端子１６，１５ａ〜ｃおよびベース端
子１７ａ〜ｃの各々の漏洩する電磁波ノイズの大きさや
周波数に対応して、電磁波吸収体の特性や形状を変える
ことができ、効果的な電磁波ノイズの抑制が行える。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明による高周波
回路モジュールにあっては、高周波回路の個々のパワー
素子の各電極に最も近いリード線又は導体、ボンディン
グ線にインダクタンスを形成すると共に、入出力端子等
の高周波回路モジュールの外部に出る線のほぼ全長が磁
性材で覆われるような構造としたため、回路内でのイン
ダクタンスが上昇すると共に分布定数的にインダクタン
スを構成すること、及び、ノイズ発生源に近い位置への
配置等から伝導電磁波ノイズ及び放射電磁波ノイズ共、
従来を上回る漏洩電磁波抑制の効果をあげることができ
る。また、高周波回路モジュールの入出力端子各々に対
して１つずつ電磁吸収体を設けたので、他の入出力端子
の信号の影響を受けずに安定した電磁波ノイズの抑制効
果かが得られる。また、各入出力端子ごとに電磁波吸収
体の特性・形状を変更できるので、各入力端子に対応し
た電磁波ノイズの抑制が可能となり、効果的な電磁波ノ
イズの抑制が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による３相高周波回路モジュ
ールの上段を示す構造断面図である。

【図２】本発明の一実施例の一部を示すエミッタコイル
及びコアの取付け説明図である。

【図３】本発明の一実施例による高周波回路モジュール
の回路図である。

【図４】本発明の他の実施例による３相高周波回路モジ
ュールの上段を示す構造断面図である。

【図５】本発明の他の実施例による高周波回路モジュー
ルの回路図である。

【図６】従来の高周波回路モジュールを示す正面構造断
面図である。

【図７】従来の高周波回路モジュールを示す側面構造断
面図である。

【符号の説明】

１ 高周波回路モジュール本体 ３ 金属筐体 ４ 回路基板 ５ａ〜５ｃ エミッタ回路パターン ６ コレクタ回路パターン ７ａ〜７ｃ コレクタ導体 ８ａ〜８ｃ ベース回路パターン ９ａ〜９ｃ パワー素子 １０ａ〜１０ｃ フェライトコンパウンドプラスチック
コア １１ａ〜１１ｃ エミッタコイル １５ａ〜１５ｃ 出力端子 １６ 入力端子 １７ａ〜１７ｃ ベース端子 １８ 磁性材 １９ 磁性体 ２０ 金属材料・磁性材料混合筐体

フロントページの続き (72)発明者 平城 直 鎌倉市大船二丁目14番40号 三菱電機株式 会社生活システム研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体内に回路基板と上記回路基板に配設
   された高周波回路と上記回路基板と筐体外とを結ぶ入出
   力端子を備えた高周波回路モジュールであって、上記筐
   体内に磁性体あるいは磁性体を含む材料を充填すること
   を特徴とする高周波回路モジュール。
2. 【請求項２】 回路基板とこの回路基板に配設された高
   周波回路とを筐体内に備えた高周波回路モジュールにお
   いて、上記高周波回路のパワー素子のコレクタ導体が貫
   通するための磁性体とこの磁性体に巻回されたエミッタ
   線を設けたことを特徴とする高周波回路モジュール。
3. 【請求項３】 上記筐体を構成する材料として、電磁波
   を反射する材料とすることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項及び第２項記載の高周波回路モジュール。
4. 【請求項４】 筐体内に回路基板と上記回路基板に配設
   された高周波回路と上記回路基板と筐体外とを結ぶ入出
   力端子を備えた高周波回路モジュールにおいて、上記筐
   体が導電性材料と磁性材料を混合した樹脂で構成され、
   上記入出力端子が上記筐体を貫通する部分を磁性体とす
   ることを特徴とする高周波回路モジュール。
5. 【請求項５】 上記入出力端子が上記筐体を貫通する磁
   性体として、この磁性体を貫通する各々の入出力端子の
   電磁波ノイズに対応して各々の磁性体をその磁気特性又
   は形状を変更して配置することを特徴とする特許請求の
   範囲第４項記載の高周波回路モジュール。