TWI845572B

TWI845572B - 管座

Info

Publication number: TWI845572B
Application number: TW108145148A
Authority: TW
Inventors: 池田巧; 木村康之; 金漢洙; 安海龍
Original assignee: 日商新光電氣工業股份有限公司
Priority date: 2018-12-11
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2024-06-21

Abstract

一種管座，包括：管座體，其具有放置於柔性基板的第1面、以及與第1面相反側的第2面，並且形成有貫通第1面及第2面的貫通孔；筒狀體，其安裝於管座體之貫通孔；以及引腳，其插通筒狀體並且藉由固定材料固定於筒狀體，其一端部從管座體之第1面突出；筒狀體具有相比於管座體之第1面朝向柔性基板側突出且包圍引腳之端部之外周面的突出部。本發明之管座能夠抑制在管座與放置有管座的柔性基板之間產生共振。

Description

管座

本發明有關於一種管座。

以往，搭載光學元件等半導體元件之管座，放置於具有可撓性的柔性印刷電路(Flexible Printed Circuits；FPC)而與FPC電性連接。亦即，藉由將從管座之底面突出的引腳焊接於在FPC上形成的過孔之焊墊(Land)，以使管座與FPC電性連接。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2005-286305號公報。

此外，放置管座的FPC由具有柔性的材料形成，因此因FPC之表面及背面的電路圖案或阻焊劑等之張力，有可能會變形為彎曲的形狀。因此，如果將管座之引腳與FPC之焊墊焊接，則在管座與FPC之間形成不均等的間隙。在管座與FPC之間形成間隙時，在引腳之外周面傳播的高頻信號洩漏至管座與FPC之間的間隙。其結果，在管座與FPC之間的間隙，有可能會產生高頻信號之共振。在管座與FPC之間的間隙產生的共振會成為使高頻特性劣化的原因，因此不理想。

本發明所公開之技術是鑑於上述問題而提出的，其目的在於提供一種能夠抑制在管座與放置有管座的柔性基板之間的間隙產生共振的管座。

本申請所公開之管座，在一實施形態中，包括：管座體，其具有放置於柔性基板的第1面、以及與前述第1面相反側的第2面，並且形成有貫通前述第1面及前述第2面的貫通孔；筒狀體，其安裝於前述管座體之貫通孔；以及引腳，其插通前述筒狀體並且藉由固定材料固定於前述筒狀體，其一端部從前述管座體之前述第1面突出；前述筒狀體具有相比於前述管座體之前述第1面朝向前述柔性基板側突出且包圍前述引腳之前述端部之外周面的突出部。

根據本申請所公開之管座之一實施形態，能夠得到抑制在管座與放置有管座的柔性基板之間的間隙產生共振的功效。

1‧‧‧管座

10‧‧‧管座體

10a‧‧‧下表面

10b‧‧‧上表面

10c‧‧‧貫通孔

10d‧‧‧貫通孔

11‧‧‧立起部

12‧‧‧間隔件

13‧‧‧基板

15‧‧‧固定材料

20‧‧‧筒狀體

21‧‧‧突出部

21a‧‧‧凸緣部

25‧‧‧固定材料

26‧‧‧空氣層

30‧‧‧高頻信號用引腳

31‧‧‧下端部

40‧‧‧供電用引腳

45‧‧‧外殼接地用引腳

50‧‧‧FPC

50a‧‧‧過孔

50b‧‧‧承接用焊墊

50c‧‧‧連接用焊墊

50d‧‧‧電路圖案

51‧‧‧接地圖案

S‧‧‧焊料

g1~g3‧‧‧寬度

圖1係從上側觀察實施例的管座時的立體圖。

圖2係從下側觀察實施例的管座時的立體圖。

圖3係表示將實施例的管座放置於FPC的狀態的圖。

圖4係表示FPC之與接地圖案相反側的面之結構的俯視圖。

圖5係表示管座與FPC的連接部之結構的側視剖視圖。

圖6係表示用於模擬管座之高頻信號之傳輸特性之變化的模擬模型之一示例的圖。

圖7係表示用於模擬管座之高頻信號之傳輸特性之變化的模擬模型之一示例的圖。

圖8係表示使用圖6所示的模擬模型而取得的各頻率的高頻信號之透射特性S21之變化的結果的圖。

圖9係表示使用圖7所示的模擬模型而取得的各頻率的高頻信號之透射特性S21之變化的結果的圖。

圖10係表示使用圖6所示的模擬模型而取得的各頻率的高頻信號之反射特性S11之變化的結果的圖。

圖11係表示使用圖7所示的模擬模型而取得的各頻率的高頻信號之反射特性S11之變化的結果的圖。

以下，參照圖式，對本申請所公開之管座之實施例進行詳細說明。此外，所公開之技術並不限於前述實施例。此外，對在實施例中具有相同功能的結構賦予相同的符號，並省略重複說明。

管座之結構

圖1係從上側觀察實施例的管座1時的立體圖。圖2係從下側觀察實施例的管座1時的立體圖。圖3係表示將實施例的管座1放置於FPC 50的狀態的圖。此外，為了便於說明，在圖3示出了管座1及FPC 50之側視剖視圖。圖1至圖3所示的管座1放置於作為具有可撓性的柔性基板的FPC 50而與FPC 50電性連接。管座1具有管座體10、筒狀體20、高頻信號用引腳30、各種供電用引腳40、以及外殼接地(Case Ground)用引腳45。

管座體10例如考慮到散熱性及成本而由鐵等金屬材料形成，其係用於搭載構成管座1之各種構件的基體。管座體10形成為圓板狀，具有放置於FPC 50的下表面10a及與下表面10a相反側的上表面10b。上表面10b係搭載光學元件等半導體元件(未圖示)的搭載面。管座體10形成有貫通下表面10a與上表面10b的貫通孔10c及貫通孔10d。此外，在上表面10b之貫通孔10c附近之位置形成有立起部11。立起部11之位於貫通孔10c側的側面係經由間隔件12安裝基板13的安裝面。基板13與高頻信號用引腳30電性連接，將在高頻信號用引腳30傳播的電信號轉送給搭載於上表面10b的半導體元件。

筒狀體20安裝於管座體10之貫通孔10c。筒狀體20例如具有供高頻信號用引腳30***的內部空間。作為筒狀體20的材料，例如可以使用科伐合金(Kovar)。

高頻信號用引腳30例如形成為圓柱狀，用於傳輸作為高頻信號的電信號。高頻信號用引腳30***於筒狀體20並藉由固定材料25固定於筒狀體20。固定材料25將高頻信號用引腳30之與筒狀體20之內側面對應的外周面覆蓋而密封。固定材料25與用於將各種供電用引腳40固定於管座體10之固定材料15相比，其相對介電常數較低。藉由使用相對介電常數較低的固定材料25，能夠抑制固定材料25之外徑增大，從而能夠抑制筒狀體20 之內徑增大。作為固定材料25，例如可以使用硬質玻璃。

此外，高頻信號用引腳30之下端部31從管座體10之下表面10a突出。並且，下端部31在管座1放置於FPC 50之接地圖案51的狀態下，貫穿形成於FPC 50的過孔50a。

圖4係表示與FPC 50之接地圖案51相反側的面之結構的俯視圖。如圖3所示，在FPC 50之接地圖案51側的面形成有包圍過孔50a的承接用焊墊50b。而，如圖4所示，在FPC 50之與接地圖案51相反側的面形成有包圍過孔50a的連接用焊墊50c。此外，在FPC 50之與接地圖案51相反側的面形成有用於傳播電信號的電路圖案50d，電路圖案50d連接於過孔50a周圍之連接用焊墊50c。貫穿過孔50a的、高頻信號用引腳30之下端部31焊接於過孔50a之連接用焊墊50c。藉此，管座1與FPC 50電性連接。

回到圖1至圖3的說明。各種供電用引腳40例如形成為圓柱狀，其係用於監控或控制搭載於管座體10之上表面10b的半導體元件之狀態之引腳。各種供電用引腳40插通管座體10之貫通孔10d並且藉由固定材料15固定於貫通孔10d。固定材料15將各種供電用引腳40之與貫通孔10d對應的外周面覆蓋而密封。作為固定材料15，例如可以使用軟質玻璃，其適用於對鐵進行密封。

外殼接地用引腳45例如形成為圓柱狀，其係用於將管座體10接地之引腳。外殼接地用引腳45例如藉由焊接接合於管座體10之下表面10a。

管座與FPC的連接部

接著，參照圖5，對管座1與FPC 50的連接部進行詳細說明。圖5係表示管座1與FPC 50的連接部之結構的側視剖視圖。如上所述，管座1構成為可將筒狀體20安裝於管座體10之貫通孔10c。在筒狀體20內高頻信號用引腳30藉由固定材料25被固定，高頻信號用引腳30之下端部31從管座體10之下表面10a突出，並焊接於FPC 50之過孔50a之連接用焊墊50c。

此外，筒狀體20具有相比於管座體10之下表面10a朝向FPC 50側以規定的長度突出的突出部21。突出部21包圍高頻信號用引腳30之下端部31之外周面。並且，突出部21在管座1放置於FPC 50之接地圖案51(參見圖3)的狀態下，接合於FPC 50之接地圖案51。在突出部21之外側側面形成有朝向筒狀體20之徑向外側突出的凸緣部21a。在突出部21與FPC 50之接地圖案51接合時，突出部21之凸緣部21a焊接於FPC 50之接地圖案51。藉此，突出部21與FPC 50之接地圖案51更加牢固地接合。

此外，筒狀體20在突出部21與高頻信號用引腳30之下端部31之外周面之間，具有未填充有固定材料25的空氣層26。亦即，在筒狀體20之突出部21形成有用空氣層26覆蓋高頻信號用引腳30之下端部31周圍而成的同軸線路(以下稱為“空氣同軸線路”)。用於將高頻信號用引腳30之下端部31焊接的FPC 50之連接用焊墊50c通常比FPC 50之電路圖案50d的寬度較大，因此使與FPC 50相關的特性阻抗局部降低。相對於此，在筒狀體20之突出部21形成有空氣同軸線路時，能夠藉由空氣同軸線路使FPC 50之連接用焊墊50c之上方的特性阻抗增大。亦即，空氣層26能夠彌補在 FPC 50之連接用焊墊50c產生的特性阻抗的降低。

此外，放置管座1的FPC 50由具有柔性的材料形成，因此因FPC 50之表面及背面的電路圖案或阻焊劑等之張力，有可能會變形為彎曲的形狀。因此，如果將管座1之高頻信號用引腳30之下端部31與FPC 50之過孔50a之連接用焊墊50c焊接，則在管座1與FPC 50之間形成不均等的間隙。在管座1與FPC 50之間形成間隙時，在高頻信號用引腳30之外周面傳播的高頻信號(亦即，電信號)洩漏至管座1與FPC 50之間的間隙。其結果，在管座1與FPC 50之間的間隙，有可能會產生高頻信號的共振。

因此，如圖5所示，在本實施例的管座1中，將固定有高頻信號用引腳30的筒狀體20安裝於管座體10之貫通孔10c，並且在筒狀體20形成有包圍高頻信號用引腳30的下端部31之外周面的突出部21。藉此，在管座1放置於FPC 50之接地圖案51的狀態下，能夠將突出部21接合於FPC 50之接地圖案51。因此，管座1與FPC 50之間寬度g1的間隙及高頻信號用引腳30之下端部31之外周面被筒狀體20之突出部21隔斷，從而能夠避免在高頻信號用引腳30之外周面傳播的高頻信號洩漏至管座1與FPC 50之間寬度g1的間隙的情況。其結果，能夠抑制在管座1與FPC 50之間寬度g1的間隙產生共振。

因突出部而引起的高頻信號之傳輸特性之變化之模擬

在此，對因在筒狀體20形成突出部21而引起的管座1之高頻信號之傳輸特性(透射特性S21及反射特性S11)之變化進行說明。圖6及圖7係表示用於模擬管座1之高頻信號之傳輸特性之變化的模擬模型之一示例的圖。如圖6及圖7所示，管座1之管座體10形成有貫通孔10c，在貫通孔10c安裝有筒狀體20。在筒狀體20藉由固定材料25固定有高頻信號用引腳30，高頻信號用引腳30之下端部31從管座體10之下表面10a朝向下方突出，並藉由焊料S連接於FPC 50之過孔50a之連接用焊墊50c。此外，管座1與FPC 50之間的間隙之寬度g2由於FPC 50翹曲或變形而發生變化。圖6表示筒狀體20不具有突出部21的狀態。圖7表示筒狀體20具有突出部21的狀態。此外，在圖7所示的模擬模型中，突出部21之長度改變，則管座1與FPC 50之間的間隙之寬度g3也改變。

圖8係表示使用圖6所示的模擬模型而取得的各頻率的高頻信號之透射特性S21之變化的結果的圖。圖9係表示使用圖7所示的模擬模型而取得的各頻率的高頻信號之透射特性S21之變化的結果的圖。亦即，圖8表示在筒狀體20不具有突出部21時的透射特性S21之變化，圖9表示筒狀體20具有突出部21時的透射特性S21之變化。圖8及圖9分別表示，對於管座1與FPC 50之間的間隙之不同寬度g2、g3，相對於高頻信號之頻率的透射特性S21之變化。如圖8所示，在筒狀體20不具有突出部21時，高頻信號之頻率越高，透射特性S21之變化越大。亦即，藉此能夠確認到，在筒狀體20不具有突出部21時，在管座1與FPC 50之間的間隙產生共振。

而，在筒狀體20具有突出部21時，藉由突出部21能夠抑制高頻信號從高頻信號用引腳30之外周面洩漏，因此如圖9所示，在17GHz附近以及36GHz至50GHz的頻帶內，不再出現透射特性S21之大幅度劣化。亦即，藉此能夠確認到，在筒狀體20具有突出部21時，能夠抑制在管座1與FPC 50之間的間隙產生共振。

圖10係表示使用圖6所示的模擬模型而取得的各頻率的高頻信號之反射特性S11之變化的結果的圖。圖11係表示使用圖7所示的模擬模型而取得的各頻率的高頻信號之反射特性S11之變化的結果的圖。亦即，圖10表示在筒狀體20不具有突出部21時的反射特性S11之變化，圖11表示筒狀體20具有突出部21時的反射特性S11之變化。圖10及圖11分別表示，對於管座1與FPC 50之間的間隙之不同寬度g2、g3，相對於高頻信號之頻率的反射特性S11之變化。在筒狀體20不具有突出部21時，在管座1與FPC 50之間的間隙產生共振，因此如圖10所示，反射特性S11隨著高頻信號之頻率變大而增大。

而，在筒狀體20具有突出部21時，能夠抑制在管座1與FPC 50之間的間隙產生共振，因此如圖11所示，能夠抑制反射特性S11之增大。

綜上所述，本實施例的管座1具有管座體10、筒狀體20、以及高頻信號用引腳30。管座體10具有放置於FPC 50的下表面10a及與下表面10a相反側的上表面10b，並形成有貫通下表面10a及上表面10b的貫通孔10c。筒狀體20安裝於管座體10之貫通孔10c。高頻信號用引腳30插通筒狀體20並且藉由固定材料25固定於筒狀體20，其下端部31從管座體10之下表面10a突出。筒狀體20相比於管座體10之下表面10a朝向FPC 50側突出，且具有包圍高頻信號用引腳30之下端部31之外周面的突出部21。藉此，能夠抑制在管座1與放置管座1的FPC 50之間的間隙產生共振，從而能夠改善透射特性。

此外，在本實施例的管座1中，突出部21接合於FPC 50之接地圖案51。因此，藉由接地電位的突出部21，能夠抑制高頻信號從高頻信號用引腳30之外周面洩漏，其結果，能夠更穩定地抑制在管座1與FPC 50之間的間隙產生共振。

此外，在本實施例的管座1中，筒狀體20在突出部21與高頻信號用引腳30之下端部31之外周面之間，具有未填充有固定材料25的空氣層26。因此，藉由空氣層26，能夠彌補在FPC 50之連接用焊墊50c產生的特性阻抗之降低。