| 【発明の名称】 |
マイクロ波発振器ＩＣの実装構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】伊藤 匡稔
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| 【要約】 |
【課題】局部発振器モジュールにおいて、温度変動の下でもマイクロ波発振器ＩＣの接地状態を維持し、安定した発振周波数を得る。
【解決手段】マイクロ波発振器ＩＣ１を搭載接続したプリント基板２を間に挟んで上下２つのシールドケース４，５を固着しプリント基板２との接地を得、マイクロ波発振器ＩＣ１の周縁部１ａを上側のシールドケース４方向から板ばね３により押圧してマイクロ波発振器ＩＣ１とプリント基板２を密着させる。板ばね３は、天面部及び天面部から下方向に延出してＩＣの周縁部１ａを押圧する複数の脚部を有してマイクロ波発振器ＩＣ１に覆い被さる。温度変動によるマイクロ波発振器ＩＣ１の基板とプリント基板２の膨張率の差を板ばね３のばね弾性が吸収し、両者のグランド面は接触を保ちつつ連続的に相対位置を変えうる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 プリント基板に搭載接続したマイクロ波発振器ＩＣを上下２つのシールドケース内に実装する局部発振器モジュールであって、前記プリント基板を間に挟んで上下２つの前記シールドケースを固着し前記プリント基板との接地を得るとともに、前記マイクロ波発振器ＩＣの周縁部を上側の前記シールドケース方向からばね弾性体により押圧して前記マイクロ波発振器ＩＣと前記プリント基板とを密着させるべくしたことを特徴とするマイクロ波発振器ＩＣの実装構造。
【請求項２】 前記ばね弾性体は板ばねからなり、前記上側のシールドケースに当接する天面部及びその天面部から下方向に延出して前記マイクロ波発振器ＩＣの周縁部を押圧する複数の脚部とを有して前記マイクロ波発振器ＩＣに覆い被さる形状をなすことを特徴とする請求項１記載のマイクロ波発振器ＩＣの実装構造。
【請求項３】 前記天面部から下方向に延出する前記複数の脚部が前記マイクロ波発振器ＩＣの４側面に沿うべく方形状に延出し、前記マイクロ波発振器ＩＣの外囲ケースとの間にがたつきが生じない寸法差を呈するものであることを特徴とする請求項２記載のマイクロ波発振器ＩＣの実装構造。
【請求項４】 前記複数の脚部がくの字状または弓形状に曲げ加工されていることを特徴とする請求項２または３に記載のマイクロ波発振器ＩＣの実装構造。
【請求項５】 方形状に延出する前記脚部が、方形の１方向もしくは２方向において単数のみ延出することを特徴とする請求項３または４に記載のマイクロ波発振器ＩＣの実装構造。
【請求項６】 単数のみ延出する前記脚部が、前記マイクロ波発振器ＩＣとの位置決めの作用を有することを特徴とする請求項５記載のマイクロ波発振器ＩＣの実装構造。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波で用いられるマイクロ波発振器ＩＣの実装構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的にマイクロ波通信分野では、周波数変換器における局部発振器の周波数（位相）が十分安定であることが重要である。
【０００３】この目的のために、マイクロ波発振器ＩＣを高安定基準信号源に位相同期させて局部発振器を構成している。またマイクロ波発振器ＩＣをプリント基板に搭載接続して局部発振器モジュールを形成している。
【０００４】従来、局部発振器モジュールにおいて、マイクロ波発振器ＩＣの実装構造は、図６及び図７に示すようになっている。
【０００５】図６に示す従来技術では、マイクロ波発振器ＩＣ１１をプリント基板１２に搭載接続し、上側から抑え金具１３を被せ、ねじ１４を用いて抑え金具１３とプリント基板１２を締結固定するようになっている。
【０００６】また図７に示す従来技術では、プリント基板１２に搭載したマイクロ波発振器ＩＣ１１の側面を、半田１５によりプリント基板１２に半田付けすることにより固定するようになっている。
【０００７】これら従来技術のいずれの場合も、マイクロ波発振器ＩＣ１１の底面とプリント基板１２とを十分に密着させ、接地電位の共通化を図っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のマイクロ波発振器ＩＣの実装構造においては、次の如き問題がある。
【０００９】（１）図６に示した従来技術のように、ねじを用いて締結固定する場合、抑え金具のために実装面積が拡大してしまう。
【００１０】（２）図７に示した従来技術のように、底面の数個所を半田付けにより固定する場合、温度変化時に、ある時点で発振周波数が急峻に変化する。
【００１１】一般に、発振周波数の変動速度が位相同期ループの追従範囲内で生じた場合には、系はすみやかにその変動を追従するため伝送系に影響は及ばないが、追従範囲以上のスピードで生じた場合には、局部発振器の周波数飛びもしくは位相飛びとなり、伝送品質に影響を及ぼす可能性がある。
【００１２】発振周波数の急峻な変動は以下のメカニズムで説明される。
【００１３】図７のような従来の半田付けによる実装構造においては、温度変化があった場合、マイクロ波発振器ＩＣ１１の底面とプリント基板１２は、膨張率の差により両グランド面が相対的に位置を変えようとする。しかし、半田１５により固定されているため、特にマイクロ波発振器ＩＣ１１の底部では連続的に相対位置を変えることができないため、半田１５で固定されている点を中心にストレスが蓄積していくことになる。
【００１４】そのストレスが限界値を超えたとき、ストレスを別のモードに解放するため、マイクロ波発振器ＩＣ１１とプリント基板１２の接地状態が急峻に変化する。温度一定の下ではマイクロ波発振器ＩＣ１１の発振周波数は、マイクロ波発振器ＩＣ１１とプリント基板１２の間の接地状態で決まる負荷条件の下で安定している。
【００１５】しかし、上述した接地状態の急峻な変化は、等価的にマイクロ波発振器ＩＣ１１の底面とプリント基板１２の間の接地電位の急峻な変化となり、これはマイクロ波発振器ＩＣ１１の負荷変動と等価であるので、マイクロ波発振器ＩＣ１１の発振周波数が急峻に変化することになる。
【００１６】また、図６のような従来の実装構造においても、ねじ締結による固定であるため、マイクロ波発振器ＩＣ１１とプリント基板１２の間の相対的な位置は、容易には変えることができず、従って上記と同様な問題が生じる。
【００１７】そこで本発明の目的は、温度変動の下でも安定した発振周波数（位相）を得ることのできるマイクロ波発振器ＩＣの実装構造を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロ波発振器ＩＣの実装構造は、プリント基板に搭載接続したマイクロ波発振器ＩＣを上下２つのシールドケース内に実装する局部発振器モジュールであって、前記プリント基板を間に挟んで上下２つの前記シールドケースを固着し前記プリント基板との接地を得るとともに、前記マイクロ波発振器ＩＣの周縁部を上側の前記シールドケース方向からばね弾性体により押圧して前記マイクロ波発振器ＩＣと前記プリント基板とを密着させるべくしたものである。
【００１９】このマイクロ波発振器ＩＣの実装構造において、前記ばね弾性体は板ばねからなり、前記上側のシールドケースに当接する天面部及びその天面部から下方向に延出して前記マイクロ波発振器ＩＣの周縁部を押圧する複数の脚部とを有して前記マイクロ波発振器ＩＣに覆い被さる形状をなすことが好ましい。
【００２０】また前記天面部から下方向に延出する前記複数の脚部が前記マイクロ波発振器ＩＣの４側面に沿うべく方形状に延出し、前記マイクロ波発振器ＩＣの外囲ケースとの間にがたつきが生じない寸法差を呈するものであってもよく、さらに前記複数の脚部がくの字状または弓形状に曲げ加工されていることが好ましい。
【００２１】また方形状に延出する前記脚部が、方形の１方向もしくは２方向において単数のみ延出するもの、あるいは単数のみ延出する前記脚部が、前記マイクロ波発振器ＩＣとの位置決めの作用を有するものであってもよい。
【００２２】このように本発明は、局部発振器モジュールにおいてシールドケースとマイクロ波発振器ＩＣの間にばね弾性体（特に板ばね）を介在させ、そのばね弾性によりマイクロ波発振器ＩＣをプリント基板に押さえ付けて密着させる構成である。
【００２３】従ってモジュール全体に温度変化があり、マイクロ波発振器ＩＣの基板とプリント基板の膨張率の度合に差が生じた場合でも、両者の膨張率の差をばね弾性体が吸収することにより、両者のグランド面は一定の接触を保ちながら連続的に相対位置を変えることができるため、マイクロ波発振器ＩＣの接地状態を安定に維持し、接地状態の急峻な変化を生じることがない。また、温度変化時の発振周波数の変動を通常の位相同期ループバンド内に収まるゆっくりとしたものにすることが可能であり、発振周波数（位相）は位相同期ループによって常に安定に保たれるので、発振周波数変動を穏やかにすることができ、伝送系に影響を及ぼさない。さらに、半田付けやねじ止めといった工程を省略でき、マイクロ波発振器ＩＣを押さえるための大きな部品を必要としないので、実装コスト及び実装面積を小さくすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００２５】図１は本発明の実施の形態の分解斜視図、図２はこの実施の形態の組立状態を示し、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図３ないし図５は本発明におけるばね弾性体である板ばねのそれぞれ第１ないし第３の実施の形態を示す側面図である。
【００２６】この実施の形態によるマイクロ波発振器ＩＣの実装構造は、図１及び図２に示すように、マイクロ波発振器ＩＣ１、プリント基板２、ばね弾性体としての板ばね３、上下のシールドケース４，５及びねじ６とから構成され、図２で示す組立状態にて局部発振器モジュールを形成する。
【００２７】上面にマイクロ波発振器ＩＣ１を搭載接続したプリント基板２を、上下２つのシールドケース４，５内に実装する。シールドケース４，５は内部で発生したマイクロ波の漏れを防ぐためのケースであり、プリント基板２を間に挟んで上下のシールドケース４，５をねじ６により締結固定し、プリント基板２との接地をとると同時に外部への電磁波の漏れを防ぐ。
【００２８】ここで、以下に詳細に説明する図３ないし図５に示すようなばね弾性体としての板ばね３を、上側のシールドケース４とマイクロ波発振器ＩＣ１との間に介在させ、この板ばね３のばね弾性によってマイクロ波発振器ＩＣ１がプリント基板２側に押さえ付けられる。なお詳しくは、図１及び図２に示すように、板ばね３の下端部がマイクロ波発振器ＩＣ１の基板の周縁部１ａの部位を押さえ付けるようになっている。
【００２９】次に、ばね弾性体としての板ばね３の形状について説明する。
【００３０】板ばね３の基本形状は、天面部と、この天面部から下方に延出してマイクロ波発振器ＩＣ１に覆い被さるごとき脚部とを有してなり、言わば蓋のない箱を開口部側を下向きにしてマイクロ波発振器ＩＣ１に被せる形状となっている。
【００３１】図３は板ばね３の第１の実施の形態を示す図で、同図（ａ）及び（ｂ）は図１のそれぞれＡ−Ａ線方向及びＢ−Ｂ線方向から見た側面図である。
【００３２】この板ばね３は、天面部３１と、天面部３１から下方に延出する複数の脚部３２ａないし３６ａ及び３２ｂないし３６ｂを有し、かつこれら複数の脚部はマイクロ波発振器ＩＣ１の外囲ケースの４側面に沿うように方形状に延出し、長手方向の２側面にはそれぞれ３本の脚部３２ａないし３４ａ及び３２ｂないし３４ｂが、また短手方向の２側面にはそれぞれ２本の脚部３５ａ，３６ａ及び３５ｂ，３６ｂが延出する。
【００３３】延出した各脚部からなる方形状の長手方向の幅Ｌ１及び短手方向の幅Ｌ２は、マイクロ波発振器ＩＣ１の外囲のシールドカバーの長手方向及び短手方向の幅より若干大きめの寸法とし、マイクロ波発振器ＩＣ１に覆い被さったときに、マイクロ波発振器ＩＣ１との間に長手、短手いずれの方向にもがたつきが生じないような寸法となっている。従って、各脚部の下端部がマイクロ波発振器ＩＣ１の基板の周縁部１ａ（図１及び図２参照）に当接する形となる。
【００３４】また各脚部の高さ寸法Ｈは、マイクロ波発振器ＩＣ１の基板の周縁部１ａと上側のシールドケース４の下面との間の寸法（図２に示す寸法Ｇ）より若干大きな寸法となっている。さらに、延出した各脚部は、方形状の外側に向かってくの字状に曲げ加工がされている。
【００３５】このような形状の第１の実施の形態の板ばね３を、図１及び図２に示すように、マイクロ波発振器ＩＣ１に覆い被さるように置き、プリント基板２を挟んで上下のシールドケース４，５をねじ６により締結固定すると、天面部３１がシールドケース４の下面に当接して押されるため、各脚部がマイクロ波発振器ＩＣ１の基板の周縁部１ａを押すこととなり、各脚部のばね弾性が作用することによって、マイクロ波発振器ＩＣ１がプリント基板２側に押さえ付けられる。
【００３６】このように、板ばね３のばね弾性によりマイクロ波発振器ＩＣ１の基板には常にシールドケース４からの押圧力がかかり、マイクロ波発振器ＩＣ１の基板とプリント基板２とを密着させるようになっているため、マイクロ波発振器ＩＣ１とプリント基板２は常に安定した接地状態を維持することとなる。
【００３７】この実施の形態の構造によれば、局部発振器モジュール全体に温度変化があり、マイクロ波発振器ＩＣ１の基板とプリント基板２の膨張率の度合に差が生じた場合でも、両者の膨張率の差を板ばね３のばね弾性が吸収することにより、両者のグランド面は一定の接触を保ちながら連続的に相対位置を変えることができるため、マイクロ波発振器ＩＣ１の接地状態を安定に維持し、接地状態の急峻な変化を生じることがない。
【００３８】従って、温度による発振周波数変動を十分穏やかにすることができ、伝送系に影響を及ぼすような発振周波数の急峻な変化は起こらない。つまり、温度変化時の発振周波数の変動を通常の位相同期ループバンド内に収まるゆっくりとしたものにすることが可能であり、発振周波数（位相）は位相同期ループによって常に安定に保たれるので、伝送系に影響を及ぼさない。
【００３９】さらに、マイクロ波発振器ＩＣ１をプリント基板２に固定するための半田付けやねじ止めといった工程を省略できると共に、マイクロ波発振器ＩＣ１を押さえるための抑え金具を必要としないので、実装に関わるコストや実装面積も小さくすることができる。
【００４０】次に、ばね弾性体としての板ばね３は、その形状・構成を種々変更して実施することができる。
【００４１】図４（ａ）及び（ｂ）は板ばね３の第２の実施の形態を示す側面図である。
【００４２】この第２の実施の形態の板ばね３は、第１の実施の形態のものと同じく天面部３１から複数の脚部が方形状に延出しているが、第１の実施の形態の場合と異なるのは、短手方向の２側面から延出するのがそれぞれ脚部３７ａ，３７ｂの１本（単数）のみであることである。
【００４３】マイクロ波発振器ＩＣ１の大きさや長・短方向の寸法比、あるいは接地状態の確保に必要な押圧力などの諸条件に応じて、この第２の実施の形態のように単数の脚部を有する板ばね３の構成としてもよい。なお図４に示すものの変形例として、単数の脚部３７ａとした短手方向に隣り合う長手方向の一方のみの脚部を単数とする構成としてもよい。
【００４４】図５は板ばね３の第３の実施の形態を示す側面図である。
【００４５】この第３の実施の形態の板ばね３は、短手方向のみ（あるいは長手方向のみ）にそれぞれ設けた単数の脚部３８ａ及び脚部３８ｂが、その高さ寸法Ｈ１が板ばね３本体の高さ寸法Ｈよりも短く、その下端部はマイクロ波発振器ＩＣ１の基板の周縁部１ａまで達しない形となっている。これは図３（ａ）に示した長手方向の幅寸法Ｌ１を決定する役割のみを有するためのものであり、マイクロ波発振器ＩＣ１に覆い被せたときに長手方向の位置決めをするためのストッパの作用を有する。なお、マイクロ波発振器ＩＣ１に押圧力を与えるばね弾性は、高さ寸法Ｈを有する他の脚部がその作用を発揮するので問題はない。
【００４６】また、板ばね３の第１の実施の形態において、天面部から延出した各脚部が方形状の外側に向かってくの字状に曲げ加工されていると説明したが、くの字状に代わって弓形状に曲げ加工されていてもよく、これらのことは第２及び第３の実施の形態の板ばね３においても適用される。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、局部発振器モジュールにおいてシールドケースとマイクロ波発振器ＩＣの間にばね弾性体（特に板ばね）を介在させ、そのばね弾性によりマイクロ波発振器ＩＣをプリント基板に押さえ付けて密着させる構成としたため、次の様な効果を有する。
【００４８】（１）マイクロ波発振器ＩＣの接地状態を安定に維持できる。
【００４９】モジュール全体に温度変化があり、マイクロ波発振器ＩＣの基板とプリント基板の膨張率の度合に差が生じた場合でも、両者の膨張率の差をばね弾性体が吸収することにより、両者のグランド面は一定の接触を保ちながら連続的に相対位置を変えることができるため、マイクロ波発振器ＩＣの接地状態を安定に維持し、接地状態の急峻な変化を生じることがない。
【００５０】（２）発振周波数変動を穏やかにすることができる。
【００５１】温度変化時の発振周波数の変動を通常の位相同期ループバンド内に収まるゆっくりとしたものにすることが可能であり、発振周波数（位相）は位相同期ループによって常に安定に保たれるので、伝送系に影響を及ぼさない。
【００５２】（３）実装コスト及び実装面積を小さくできる。
【００５３】半田付けやねじ止めといった工程を省略でき、マイクロ波発振器ＩＣを押さえるための大きな部品を必要としない。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２３７
【氏名又は名称】日本電気株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年５月２４日（１９９９．５．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８２９３５
【弁理士】
【氏名又は名称】京本 直樹 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３３２４８０（Ｐ２０００−３３２４８０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１１月３０日（２０００．１１．３０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１４３５８０ |
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