JP2016001648A - 高周波モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】高周波回路における性能に影響を与えることなく、ESD対策を行うことができる高周波モジュールを提供する。【解決手段】電子部品31が搭載された配線基板10と、配線基板10上に載置された金属製のシールドカバー20と、を備えた高周波モジュール100であって、配線基板10上には、高周波信号が伝送され電子部品31に接続された配線導体11と、配線導体11に接続されていると共にシールドカバー20より外側に設けられた配線用電極13と、シールドカバー20に接続される接地用電極15と、が設けられ、シールドカバー20は、板状の金属からなる側板21と、側板21に設けられていると共に接地用電極15に半田付けされる脚部23と、を有し、側板21と配線基板10との間に隙間Dを設け、配線導体11を、隙間Dの下方に位置する配線基板10上で、側板21に対し平面視で交差するように配置した。【選択図】図1
Description
本発明は、高周波モジュールに係り、特に電子部品への静電気放電による損傷を防止可能な高周波モジュールに係わる。
従来から、無線LAN等の高周波回路を搭載した高周波モジュールにおいて、ESD(Electro-Static Discharge)対策を行うためにESD保護素子が用いられていた。しかし、ESD保護素子は一般的に容量性であるため、高周波回路の性能に影響を与えることがあった。従って、高周波モジュールにおいては、回路の性能に影響を与えるESD保護素子を使用せずにESD対策を行うことが望ましい。
ESD保護素子を使用せずにESD対策を行うようにした電子回路ユニットが特許文献1に開示されている。特許文献1に開示された電子回路ユニット900の構造を図4に示す。
電子回路ユニット900は、絶縁基板904と、絶縁基板904の少なくとも一つの基板面を覆う導電性のカバー905と、を備える。絶縁基板904の側面には、第1の側面電極911及び第2の側面電極912が形成され、カバー905の脚部915と第1の側面電極911とが半田付けされ、カバー905には、第2の側面電極912に対向するように突起916が形成されている。尚、第1の側面電極911は、電子回路ユニット900の接地用電極となっている。また、第2の側面電極912は、電子回路ユニット900の電源用電極となっている。
この構成によれば、第2の側面電極912に対向する突起916がカバー905に形成されているので、第2の側面電極912と接地電位となっているカバー905との間の距離が近づき、コロナ放電が生じやすくなる。従って、第2の側面電極912に静電気が放電された場合、突起916を介してカバー905に適切に放電され、絶縁基板904上の電子回路部品等の故障や損傷を防止することができる。また、カバー905と第2の側面電極912との間隔を広げた場合でも、突起916を経由してカバー905側に放電されるので、カバー905の絶縁基板904への取付け位置の精度が低くても静電気対策が可能である、としている。
しかしながら特許文献1に開示された電子回路ユニット900におけるESD対策を高周波モジュールの高周波回路用の配線用電極に用いた場合、以下のような課題があった。
電子回路ユニット900では、突起916の先端部と第2の側面電極912との間に結合容量が生じている。また、第2の側面電極912等の電極が半田Sを介してマザー基板902に接続されることによって取り付けられている。従って、第2の側面電極912には半田Sが塗布され、固着されることになる。半田Sの量は、製造工程において必ずしも一定ではない。その結果、突起916の先端部と第2の側面電極912との間の距離がばらつくこととなる。従って、突起916の先端部と第2の側面電極912との間に生じている結合容量の容量値もばらつくことになる。
電子回路ユニット900の場合、第2の側面電極912が電源用電極となっているため、突起916の先端部と第2の側面電極912との間の結合容量がばらついたとしても、特に性能的な問題は生じない。しかし、電子回路ユニット900の第2の側面電極912を高周波回路用の配線用電極として用いた場合、この配線用電極と突起916との間、即ち高周波回路用の配線用電極と接地電位との間の結合容量がばらつくことになる。高周波回路用の配線用電極と接地電位との間の結合容量がばらついた場合、高周波回路における性能に影響を与えることになる。特に、配線用電極に接続される高周波回路がアンテナ回路であった場合、アンテナ特性に悪影響を与えることになる。
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、高周波回路における性能に影響を与えることなく、ESD対策を行うことができる高周波モジュールを提供することにある。
この課題を解決するために、本発明の高周波モジュールは、電子部品が搭載された配線基板と、前記配線基板上に載置された金属製のシールドカバーと、を備えた高周波モジュールであって、前記配線基板上には、高周波信号が伝送され前記電子部品に接続された配線導体と、前記配線導体に接続されていると共に前記シールドカバーより外側に設けられた配線用電極と、前記シールドカバーに接続される接地用電極と、が設けられ、前記シールドカバーは、板状の金属からなる側板と、前記側板に設けられていると共に前記接地用電極に半田付けされる脚部と、を有し、前記側板と前記配線基板との間に隙間を設け、前記配線導体を、前記隙間の下方に位置する配線基板上で、前記側板に対し平面視で交差するように配置した、という特徴を有する。
このように構成された高周波モジュールは、配線導体を側板に対し平面視で交差するように配置したので、配線導体と側板との間の結合容量の値を一定とすることができる。その結果、高周波回路における性能に影響を与えることなく、ESD対策を行うことができる。
また、上記の構成において、前記配線導体と前記側板とのなす角度が直角である、という特徴を有する。
このように構成された高周波モジュールでは、配線導体と側板とのなす角度を直角としたので、配線導体と側板とが交差する面積を最も小さくできる。そのため、配線導体と側板との間の結合容量の値を最小にでき、高周波回路の設計を容易にすることができる。
また、上記の構成において、前記脚部の端部が、前記接地用電極に当接している、という特徴を有する。
このように構成された高周波モジュールでは、配線導体と側板との間の離間距離を精度良く設定することができる。
また、上記の構成において、前記配線用電極にアンテナが接続される、という特徴を有する。
このように構成された高周波モジュールでは、配線用電極にアンテナが接続された場合、アンテナで送信又は受信する信号の電力損失を小さく保ちながら、静電気を放電し易くすることができる。
本発明の高周波モジュールは、配線導体を、側板に対し平面視で交差するように配置したので、配線導体と側板との間の結合容量の値を一定とすることができる。その結果、高周波回路における性能に影響を与えることなく、ESD対策を行うことができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、本明細書では、特に断りの無い限り、各図面のX1側を右側、X2側を左側、Y1側を奥側、Y2側を手前側、Z1側を上側、Z2側を下側として説明する。
実施形態に係る高周波モジュール100の構成及び動作について図1乃至図3を用いて説明する。
図1は、高周波モジュール100の外観を示す斜視図であり、図2は、高周波モジュール100の側面図(図2(a))と平面図(図2(b))である。また、図3は、高周波モジュール100に対する気中放電の様子を示す模式図である。
最初に高周波モジュール100の構成について説明する。図1に示すように、高周波モジュール100は、電子部品31が搭載された配線基板10と、配線基板10上に載置された金属製のシールドカバー20と、を備えている。
配線基板10には、高周波信号が伝送され電子部品31に接続された配線導体11と、配線導体11に接続されていると共にシールドカバー20より外側に設けられた配線用電極13と、シールドカバー20に接続される接地用電極15と、が設けられている。高周波モジュール100では、電子部品31と、配線導体11と、図示しないその他の配線導体等と、によって高周波回路30が構成されている。配線用電極13は、アンテナ接続用端子である。配線用電極13を、ここでは配線基板10の側面に形成された側面電極としているが、配線導体11に接続されていれば配線基板10の下面に設けられた電極であっても良い。
シールドカバー20は、板状の金属からなり、配線基板10と平行な面を有する矩形状の天板25と、天板25の各辺から延伸した板状の金属からなる側板21と、を有している。シールドカバー20は、前述の高周波回路30を覆うようにして配線基板10に取り付けられ、高周波回路30を高周波シールドしている。側板21には、複数の脚部23が設けられていて、脚部23は配線基板10上の接地用電極15に半田付けされる。
図1に示すように、高周波モジュール100は、電子機器(図示せず)に備えられたマザーボード50上に取り付けられる。マザーボード50には、各種回路(図示せず)が搭載されており、その一部が高周波モジュール100に接続されている。また、マザーボード50上には、アンテナ51が搭載されており、アンテナ51は、アンテナ接続用導体53を介して高周波モジュール100の配線用電極13に接続される。
側板21と配線基板10との間には、図1及び図2(a)に示すように隙間Dが設けられている。そして、図1及び図2(b)に示すように配線導体11を、この隙間Dの下方に位置する配線基板10上で、側板21に対し平面視で交差するように配置している。特に、図2(b)に示すように配線導体11と側板21とのなす角度αが直角であるように配線導体11を配置することが好ましい。高周波モジュール100のシールドカバー20においては、側板21と配線基板10との間に隙間Dを設けるように作成するだけで良いので、側板21を特別な構造にする必要がなく、シールドカバー20の作成及び管理が容易になる。
前述したように、側板21には脚部23が設けられていて、配線基板10上の接地用電極15に半田付けされる。図2(a)に示すように、脚部23は、その端部23aが接地用電極15に当接するように取り付けられている。尚、脚部23に配線基板10への取り付けのための取り付け部等が他に設けられていても良いが、側板21の取り付け高さを決定する脚部23の端部23aは接地用電極15に当接した状態で載置されることが必要である。また、接地用電極15は、スルーホール17を介してマザーボード50の接地パターン(図示せず)に接続される。その結果、シールドカバー20の電位がマザーボード50の接地パターンと同一の電位となる。
次に高周波モジュール100に対する気中放電の様子について説明する。高周波モジュール100に対してはESD試験が実施される。
図3に示すように、高周波モジュール100へのESD試験は、ESD試験機90を用いて行われる。ESD試験機90では、既定の静電容量値及び既定の高電圧値によって静電気Eが生成される。この生成された静電気Eは、ESD試験機90に取り付けられたプローブ91を介して、高周波モジュール100の配線用電極13に気中放電される。
高周波モジュール100の配線用電極13に気中放電された静電気Eは、本発明を適用しない場合には、配線用電極13から配線導体11を通って、高周波回路30内の電子部品31に印加されることになる。その結果、電子部品31が静電気放電による損傷を受ける可能性があった。しかし、本発明を適用した場合には、図3に示すように、気中放電された静電気Eは、配線用電極13から配線導体11の一部及び隙間D、そしてシールドカバー20の側板21への放電経路で放電される。次に、シールドカバー20に伝わった静電気Eは、図2(a)に示したシールドカバー20の脚部23、配線基板10の接地用電極15及びスルーホール17を介してマザーボード50の接地パターン(図示せず)に導かれる。従って、静電気Eが高周波回路30内の電子部品31に印加されることはない。そのため、電子部品31が静電気放電による損傷を受けることはない。
このように、高周波モジュール100では、配線導体11を、側板21に対し平面視で交差するように配置したので、配線導体11と側板21との間の結合容量の値を一定とすることができる。その結果、高周波回路30における性能に影響を与えることなく、ESD対策を行うことができる。
また、配線導体11と側板21とのなす角度を直角としたので、配線導体11と側板21とが交差する面積を最も小さくできる。そのため、配線導体11と側板21との間の結合容量の値を最小にでき、高周波回路30の設計を容易にすることができる。
また、脚部23の端部23aが、接地用電極15に当接しているので、配線導体11と側板21との間、即ち隙間Dの離間距離を精度良く設定することができる。
また、配線用電極13にアンテナ51が接続された場合、アンテナ51で送信又は受信する信号の電力損失を小さく保ちながら、静電気を放電し易くすることができる。
以上説明したように、本発明の高周波モジュールは、配線導体を、側板に対し平面視で交差するように配置したので、配線導体と側板との間の結合容量の値を一定とすることができる。その結果、高周波回路における性能に影響を与えることなく、ESD対策を行うことができる。
以上のように、本発明の実施形態に係る高周波モジュール100について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。
10 配線基板
11 配線導体
13 配線用電極
15 接地用電極
20 シールドカバー
21 側板
23 脚部
23a 端部
25 天板
30 高周波回路
31 電子部品
50 マザーボード
51 アンテナ
53 アンテナ接続用導体
90 ESD試験機
91 プローブ
100 高周波モジュール
D 隙間
E 静電気
11 配線導体
13 配線用電極
15 接地用電極
20 シールドカバー
21 側板
23 脚部
23a 端部
25 天板
30 高周波回路
31 電子部品
50 マザーボード
51 アンテナ
53 アンテナ接続用導体
90 ESD試験機
91 プローブ
100 高周波モジュール
D 隙間
E 静電気
Claims (4)
- 電子部品が搭載された配線基板と、前記配線基板上に載置された金属製のシールドカバーと、を備えた高周波モジュールであって、
前記配線基板上には、高周波信号が伝送され前記電子部品に接続された配線導体と、前記配線導体に接続されていると共に前記シールドカバーより外側に設けられた配線用電極と、前記シールドカバーに接続される接地用電極と、が設けられ、
前記シールドカバーは、板状の金属からなる側板と、前記側板に設けられていると共に前記接地用電極に半田付けされる脚部と、を有し、
前記側板と前記配線基板との間に隙間を設け、前記配線導体を、前記隙間の下方に位置する配線基板上で、前記側板に対し平面視で交差するように配置したことを特徴とする高周波モジュール。 - 前記配線導体と前記側板とのなす角度が直角であることを特徴とする請求項1に記載の高周波モジュール。
- 前記脚部の端部が、前記接地用電極に当接していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の高周波モジュール。
- 前記配線用電極にアンテナが接続されることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の高周波モジュール。
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