JP3287330B2 - 高周波回路のシールド構造 - Google Patents

高周波回路のシールド構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波帯やミ
リ波帯の高周波回路のシールド構造に関し、特に、複合
接着剤を用いて電磁シールドと気密封止の両機能を得る
高周波回路のシールド構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のマイクロ波帯やミリ波帯の高周波
回路のシールド構造を図6を用いて説明する。図6は、
高周波回路の一例としてマイクロ波集積回路(以下、M
ICと称する)に用いた場合のシールド構造を説明す
る。
【0003】本図において、図6(a)はMIC10の
平面図、図6(b)はMIC10のAA間の断面図を示
している。
【0004】図6において、1は金属製のベースプレー
ト(以下、金属ステムと称する)、2は金属ステム1上
に搭載され、高周波回路(例えば、高周波増幅器用半導
体チップやマイクロストリップ線路等)が実装された誘
電体基板、3は誘電体基板2の全体を覆い高周波シール
ドするための金属キャップ、4は金属キャップ3と金属
ステム1との接続箇所に充填されて両者の電気的シール
ドをとるための銀ペースト等の導電性接着剤、5は金属
キャップ3と金属ステム1との接続箇所の外周全体に塗
布してMICの気密封止をする気密封止用接着剤や溶
接、6は外部回路とのインターフェース接続用端子であ
り、金属ステム1とハーメチックシールされ誘電体基板
2の高周波回路に接続する接続端子である。
【0005】以上説明したような従来の高周波回路のシ
ールド構造は、金属キャップ3の内部にマイクロ波帯の
高周波回路が搭載されているため十分な電気シールドが
必要となると共にMICの内部に外部から水分等が進入
しないように十分な気密シールドを満足する必要があ
る。
【0006】このため、電気シールド条件から金属キャ
ップ3と金属ステム1との接続箇所に導電性接着剤4が
塗布され電気シールドを高めていた。また、気密シール
ド条件を満足するため、前述した導電性接着剤4に加え
てさらに、気密封止用接着剤や溶接5にて全体に覆うこ
とにより気密性を得ていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の高周波
回路のシールド構造では、電気シールド用導電性接着剤
4を塗布した後、気密シールド用の気密封止用接着剤や
溶接5を必要とする構造であるため、2段階に分けてシ
ールドしなければならない。
【0008】このため、従来の高周波回路のシールドの
ために複雑な作業工程を要するとともに時間も要すると
いう問題を有していた。
【0009】
【課題を解決しようとする課題】 上述した従来の高周
波回路のシールド構造では、金属製ステムと、前記金属
製ステムの上部に取り付けた高周波回路と、前記高周波
回路の周囲を上部から被覆する金属キャップと、前記金
属キャップと前記金属製ステムとを接合した高周波回路
のシールド構造において、前記金属キャップと前記金属
製ステムの接合面電磁シールド用接着剤と気密封止用
接着剤とを併設した複合接着剤シートを設けて両者を接
合することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を示す高周波
回路のシールド構造を図面を用いて説明する。
【0011】(実施の形態1)図1は、本発明の高周波
回路のシールド構造を示した図であり、図6と同様にマ
イクロ波集積回路(以下、MICと称する)に適用した
場合について記載してある。
【0012】ここで、図1(a)は、MIC10の平面
図、図1(b)はMIC10のAA間の断面図である。
なお、従来のMIC10と同一の符号に対しては説明を
省略する。
【0013】本発明の特徴は、図6の気密封止用接着剤
や溶接5による気密封止シールドを用いずに、金属キャ
ップ3と金属ステム1の接合面に複合接着剤シート(フ
ィルム状)20を設けて気密封止と電気シールドの両方
の機能を兼ねている点にある。
【0014】次に、複合接着剤シート20の構造につい
て詳細を図面を用いて説明する。
【0015】図2(a)及び(b)は、それぞれ複合接
着剤シート20の構造を示す平面図、断面図である。本
図において、複合接着剤シート20は、異なる材質の2
つの接着剤シートを併設した2重のリング状の接着剤シ
ートを用いている。すなわち、内側のリングは電磁シー
ルド用接着剤シート21、外側のリングは気密封止用接
着剤シート22となっており、両者は熱圧着して接合さ
れている。
【0016】この複合接着剤シート20は、金属キャッ
プ3と金属ステム1との接合面全体に張り付けられる。
本発明では、金属キャップ3の金属ステム1との接合面
が方形断面形状であるため長方形のリングとなっている
が、その接続面の形状に合わせた形状に加工される。
【0017】この複合接着剤シート20を構成する電磁
シールド用接着剤シート21は、熱可塑性導電接着剤が
用いられ、例えば、銀や金などの材料が適当である。ま
た、気密封止用接着剤シート22は、熱可塑性絶縁性接
着剤が用いられ、例えば、エポキシ系接着剤などが使用
できる。
【0018】また、複合接着剤シート20の製造方法と
しては、電磁シールド用接着剤シート21と気密封止用
接着剤シート22を熱圧着して張り合わす方法が用いら
れる。この場合、両者のガラス転移温度は共にほぼ同一
の材料を用いる。
【0019】ガラス転移温度Tgとは、鎖状高分子の熱
膨張を測定するとその比容量は全温度範囲で直線的な変
化を示さず低温側でこう配が小さくなり屈曲点を示し、
高温側と低温側の直線部の外挿をしてその交点で表され
る。Tgより低い温度では一般に固くてもろいガラス状
の固体となる。これより高い温度では、分子鎖の熱運動
が活発になってゴム状弾性や粘性などがあらわれ外力に
対する変形が容易になる。
【0020】以上のように、本発明の複合接着剤シート
20は、高分子材料中からガラス転移温度Tgがほぼ等
しい導電性接着剤と絶縁性接着剤の組み合わせの材料を
選択し、ほぼ同一温度で両者を変形させて熱圧着接合さ
せている。
【0021】次に、複合接着剤シート20の大きさは、
図2に示されるようにX=約30ミリメートル、Y=約
40ミリメートル、幅H=約2ミリメートル、厚さD=
約0.1ミリメートルである。
【0022】ここで、幅Hは、電磁シールド用接着剤シ
ート21の幅を約1ミリメートル、気密封止用接着剤シ
ート22の幅を約1ミリメートルとしている。電磁シー
ルド用接着剤シート21の幅と気密封止用接着剤シート
22の幅は、高周波シールドの条件によって適切な幅に
するのが望ましい。すなわち、例えば、船舶や宇宙等の
厳しい環境条件で使用されるMICに対しては、気密封
止シールド条件を強化するため電磁シールド用接着剤シ
ート21の幅を1ミリメートルよりも大きくする。
【0023】また、電磁シールド用接着剤シート21の
厚さと気密封止用接着剤シート22の厚さは、共に同じ
にしているがこれに限定されるものではない。
【0024】次に、図3は本発明の高周波回路のシール
ド構造の複合接着剤シート20をMIC10に取り付け
る方法を説明するフローチャートである。
【0025】本図において、最初に、金属ステム1上に
複合接着剤シート20を搭載する(ステップ1)。次
に、金属ステム1を約230〜250℃まで加熱する
(ステップ2)。その後、複合接着剤シート20の上に
金属キャップ20を被せる(ステップ3)。最後に、金
属キャップ20の上側と金属ステム1の下側の双方から
加重する(ステップ4)。なお、この加重は、約20〜
30kgの加重が望ましい。
【0026】以上のようにしてMIC10に取り付けら
れた複合接着剤シート20の金属ステム1と金属キャッ
プ3の接着面の近傍の断面図を図4に示す。図4におい
て、金属ステム1や金属キャップ3の各表面は、研磨さ
れたとしても細かい凹凸が存在する。本発明の複合接着
剤シート20は、これら凹凸の間隙を完全に埋めること
ができる。この結果、電磁シールド用接着剤シート21
により高周波信号をシールドし、気密封止用接着剤シー
ト22により気密シールドをとることができる。
【0027】以上説明した複合接着剤シート20は、電
磁シールド用接着剤シート21を高周波回路が搭載され
た側に設け、外側には気密封止用接着剤シート22を設
ける構成としたが、逆に、気密封止用接着剤シート22
を高周波回路が搭載された側に設け、外側に電磁シール
ド用接着剤シート21を設ける構成としても同様の効果
を有する。
【0028】なお、本発明は、MIC10以外の他の高
周波回路、例えば、高周波水晶振動発振器、高周波電圧
制御発振器(VCO)、マイクロ波マルチチップモジュ
ール(MCM)等のシールド構造にも適用できるのは勿
論である。
【0029】(実施の形態2)本発明の複合接着剤シー
ト20は、電磁シールド用接着剤シート21と気密封止
用接着剤シート22の2つのシートを複合したものであ
るが、さらに多数のシートを複合することもできる。例
えば、図5は2個の電磁シールド用接着剤シート21と
2個の気密封止用接着剤シート22を交互に併設して作
製された複合接着剤シート20を示している。
【0030】(実施の形態3)上述した構成では、全て
接着剤シートを用いた複合接着剤シート20にて説明し
た。しかし、本発明は、接着剤シートに限るものでなく
金属ステム1と金属キャップ3との接合面に、ペースト
状の電磁シールド用接着剤と気密封止用接着剤をそれぞ
れ内側と外側にリング状に印刷したり、塗布する方法で
も同様の効果を得ることができる。
【0031】
【発明の効果】本発明の高周波回路のシールド構造は、
従来行われていた金属ステムと金属キャップとの接続面
の導電性接着剤塗布とその接合面外周全体の溶接という
複雑なシールド機構をもたずに、単に複合接着剤による
1回の接続作業のみで従来と同等の電磁シールドと気密
封止が可能となる。このため、高周波回路全体の製造を
容易にできる。
【0032】また、金属ステムと金属キャップとの接合
面のみに接着剤を取り付けるのみで電磁シールドと気密
封止が可能となるため、従来のように接合面外周に溶接
等の無駄なスペースが不要となるため高周波回路全体の
小型化が可能となる。
【0033】さらに、気密条件に応じて複合接着剤の気
密封止用接着剤のシート幅や塗布する量を変えて気密条
件の緩い高周波回路は、気密封止用接着剤のシート幅を
小さくするなどしてさらに小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の高周波回路のシー
ルド構造を説明する図である。
【図2】図1の複合接着剤シート20の構成を説明する
図である。
【図3】図1の複合接着剤シート20の取り付けを説明
するフローチャートである。
【図4】図1の複合接着剤シート20の接合面近傍を示
す断面図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態の高周波回路のシー
ルド構造を示す図である。
【図6】従来の高周波回路のシールド構造を説明する図
である。
【符号の説明】
1 金属ステム 2 誘電体基板 3 金属キャップ 4 導電性接着剤 5 気密封止用接着剤または溶接 6 接続端子 10 MIC 20 複合接着剤シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/00 - 23/10 H01L 23/16 - 23/26 H05K 9/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属製ステムと、前記金属製ステムの上部
    に取り付けた高周波回路と、前記高周波回路の周囲を上
    部から被覆する金属キャップと、前記金属キャップと前
    記金属製ステムとを接合した高周波回路のシールド構造
    において、 前記金属キャップと前記金属製ステムの接合面電磁シ
    ールド用接着剤と気密封止用接着剤とを併設した複合接
    着剤シートを設けて両者を接合することを特徴とする高
    周波回路のシールド構造。
  2. 【請求項2】前記電磁シールド用接着剤は、熱可塑性導
    電接着剤であることを特徴とする請求項1記載の高周波
    回路のシールド構造。
  3. 【請求項3】前記気密封止用接着剤は、熱可塑性エポキ
    シ系接着剤であることを特徴とする請求項1記載の高周
    波回路のシールド構造。
  4. 【請求項4】前記電磁シールド用接着剤と前記気密封止
    用接着剤のガラス転移温度はほぼ同一とすることを特徴
    とする請求項1記載の高周波回路のシールド構造。
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