JP4095477B2 - Radio wave absorbing lid member and high-frequency device using the same - Google Patents
Radio wave absorbing lid member and high-frequency device using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP4095477B2 JP4095477B2 JP2003087346A JP2003087346A JP4095477B2 JP 4095477 B2 JP4095477 B2 JP 4095477B2 JP 2003087346 A JP2003087346 A JP 2003087346A JP 2003087346 A JP2003087346 A JP 2003087346A JP 4095477 B2 JP4095477 B2 JP 4095477B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radio wave
- wave absorption
- layer
- metal
- lid member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波素子を収容する高周波装置に用いられる電波吸収蓋部材および高周波装置に関し、特にマイクロ波帯やミリ波帯の高周波(電磁波)の吸収特性に優れる電波吸収蓋部材および高周波装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電波吸収蓋部材の断面図を図4に、従来の高周波装置の断面図を図5に示す。これらの図に示すように、11は電波吸収蓋部材、12は金属蓋体、13は電波吸収層、14は高周波装置、15は基体、16は高周波素子、Sは接合材である。
【0003】
近年、電子機器はますます高速化、高密度化、デジタル化が進み、小型、多機能化も加速傾向にある。電子機器の小型多機能化の要求から、特にマイクロ波帯やミリ波帯で使用される高周波素子16は、配線基板への部品実装密度が非常に高まり、高周波素子16のピン間、周辺回路、他の高周波素子等に電磁波障害が発生するといった問題がある。この原因は、高周波素子16としての多数の半導体素子にあり、個々の半導体素子で発生する微弱な電磁波が他の半導体素子にとっては妨害波(放射ノイズ)となり、配線の線間結合やピン間の結合の増大、放射ノイズによる電磁干渉に起因する性能劣化や異常共振等が誘起され、電磁波障害が発生するためである。
【0004】
従来、このようないわゆる電磁波障害に対しては、回路にノイズフィルタを挿入したり、高周波素子16の周囲を金属板や金属メッキ層等の導電層をコーティングしたケースで囲んで成る電磁シールディングを施したり、または電波吸収シートから成る電波吸収層13を回路基板表面、高周波装置14表面に熱硬化性樹脂、低融点ガラスあるいは半田等の低融点ロウ材などの接合材Sで貼り付けて、電磁波障害を抑制してきた(下記の特許文献1参照)。
【0005】
また、針状または扁平状であって表面に酸化被膜を有する軟磁性粉末と有機結合剤等とを含む複合磁性体で構成されているEMI(Electro Magnetic Interference:電磁的障害)対策部品を、高周波装置の上面に配置して電磁波障害を抑制することが提案されている(下記の特許文献2参照)。
【0006】
さらに、ガラスまたはセラミックスをマトリックスとし、Ti,V,Cr,Zr,Nb,Mo,Hf,Ta,W,Fe,Ni,Co,Cu,Al,Mg,Znおよびそれらの合金、ステンレス鋼、パーマロイおよび超耐熱性合金から選ばれる少なくとも一種である金属粒子を複合相とする複合材料から成る電波吸収材料が開示されている(下記の特許文献3参照)。
【0007】
〔特許文献1〕
特開2002−289720号公報
〔特許文献2〕
特開平10−64714号公報
〔特許文献3〕
特開平9−255408号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に記載されている、電波吸収シートから成る電波吸収層13を高周波装置14表面に貼り付けるといった手段は、高周波装置14全体の厚さが厚くなり、機器の小型化には不利である。また、電波吸収層13がゴムやエポキシ樹脂等に磁性材料を混合させたものであり、また金属蓋体12に電波吸収層13を樹脂接着剤で貼り付けているため、電波吸収層13や樹脂接着剤の耐熱性が非常に小さいことから、高周波素子16の熱等によって電波吸収層13に容易に反りが生じ、電波吸収層13が金属蓋体12から剥離するといった問題点があった。
【0009】
また、特許文献2に記載されている、EMI対策部品として用いられる扁平状、針状の軟磁性体粉末を用いた複合磁性体も有機結合材を含むため、耐熱性、寸法安定性に劣るといった問題があった。従って、この複合磁性体を高周波装置14の構成部品として用いると、熱硬化性樹脂、低融点ろう材、低融点ガラス等による接合ができないといった問題点があった。
【0010】
さらに、特許文献3に記載されている、ガラスまたはセラミックスをマトリックスとし、Ti等の金属粒子を複合相とする複合材料から成る電波吸収材料は、それ自体は耐熱性および機械的特性に優れたものである。しかしながら、特許文献3にはこのような電波吸収材料を他の金属蓋体等に接合性良く被着させて、電波吸収蓋部材やパッケージ、電子装置、半導体装置等に好適に適用する点については一切開示されていない。
【0011】
従って、本発明は上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、電波吸収蓋部材に電波吸収層を直接強固に被着できるようにして、電波吸収層が熱によって剥れることのない低背化された高周波装置を作製できる電波吸収蓋部材、およびこの電波吸収蓋部材を用いた、マイクロ波帯やミリ波帯の高周波帯域で良好にEMI対策の施された小型の高周波装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の電波吸収蓋部材は、平板状の金属蓋体の一主面に、Ti,ZrおよびHfのうちの1種以上を含有したAg−Cu合金を主成分とする金属層と、該金属層の酸化層と、磁性材を51乃至90質量%および軟化点が250乃至500℃の低融点ガラスを5乃至40質量%ならびにチタン酸バリウムを1乃至20質量%含有するとともに、厚みが200乃至500μmである電波吸収層とが順次積層された電波吸収体が形成されており、前記一主面の前記電波吸収体が被着されていない外周部が、基体の上面の凹部の周囲にロウ付けおよび抵抗溶接の少なくとも一方で接合されることを特徴とする。
【0013】
本発明の電波吸収蓋部材は、平板状の金属蓋体の一主面に、Ti,ZrおよびHfのうちの1種以上を含有したAg−Cu合金を主成分とする金属層と、該金属層の酸化層と、磁性材を51乃至90質量%および軟化点が250乃至500℃の低融点ガラスを5乃至40質量%ならびにチタン酸バリウムを1乃至20質量%含有する電波吸収層とが順次積層された電波吸収体が形成されており、一主面の電波吸収体が被着されていない外周部が、基体の上面の凹部の周囲にロウ付けおよび抵抗溶接の少なくとも一方で接合されていることから、耐熱性に優れたものとなり、高周波素子の熱や高周波装置を外部電気回路基板等に半田等で接合する際の熱によって電波吸収層が金属蓋体から剥離することがなくなる。また、電波吸収層が強誘電体であるチタン酸バリウムを含んでいることから、電波吸収効果が大幅に向上する。さらに、電波吸収層の厚みが200乃至500μmであることから、電波吸収蓋部材の大幅な薄型化が可能となり、高周波装置の大幅な低背化につながる。
【0014】
また、電波吸収層は、Ti,ZrおよびHfのうちの1種以上を含有したAg−Cu合金を主成分とする金属層と金属層の酸化層とを介して、金属蓋体の一主面に積層されていることから、金属層に含有されるTi,Zr,Hfの活性金属が金属蓋体の金属粒界に拡散して金属蓋体と金属層とを強固に接合するとともに、金属層の酸化層の酸化物が電波吸収層中のガラスの酸化物成分と反応して金属層と電波吸収層とを強固に接合する。その結果、金属蓋体を、高周波素子を収容した基体にシーム溶接やロウ付けする際に230〜240℃の熱履歴が加わったとしても、電波吸収層が熱によって剥離することがなくなる。
【0015】
また、電波吸収層が電波吸収して電磁波のエネルギーを熱に変換した際に、その熱を互いに強固に接合された電波吸収層、金属層および金属蓋体を介して外部に効率良く放熱させることができる。
【0016】
本発明の高周波装置は、上面に形成された凹部の底面に高周波素子が載置される載置部を有する基体と、前記載置部に載置固定された高周波素子と、前記一主面が前記高周波素子に対向するように、前記基体の上面の前記凹部の周囲に前記外周部がロウ付けおよび抵抗溶接の少なくとも一方で接合された本発明の電波吸収蓋部材とを具備していることを特徴とする。
【0017】
本発明の高周波装置は、上記の構成により、電波吸収層が熱によって剥れることのない低背化されたものとなるとともに、内部で電磁波の共振が発生するのを抑えることができる。その結果、マイクロ波帯やミリ波帯の高周波帯域で良好にEMI対策の施された高周波装置を作製することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の電波吸収蓋部材および高周波装置を以下に詳細に説明する。 図1は、本発明の電波吸収蓋部材の実施の形態の一例を示す断面図、図2はその要部拡大断面図である。これらの図において、1は電波吸収蓋部材、2は金属蓋体、3は電波吸収体、3aは金属層、3bは電波吸収層、3cは酸化層であり、主にこれらで本発明の電波吸収蓋部材1が構成されている。
【0019】
本発明の電波吸収蓋部材1は、平板状の金属蓋体2の一主面に、Ti,ZrおよびHfのうちの1種以上を含有したAg−Cu合金を主成分とする金属層3aと、金属層3aの酸化層3cと、磁性材を51乃至90質量%および軟化点が250乃至500℃の低融点ガラスを5乃至40質量%ならびにチタン酸バリウムを1乃至20質量%含有するとともに、厚みが200乃至500μmである電波吸収層3bとが順次積層された電波吸収体3が形成されており、一主面の電波吸収体3が被着されていない外周部が、基体5a,5bの上面の凹部の周囲にロウ付けおよび抵抗溶接の少なくとも一方で接合されている。
【0020】
本発明における金属蓋体2は、例えば42アロイ(Fe−Ni合金)、Fe−Ni−Co合金等の金属や合金から成るのが好ましく、これらは電磁波シールド性や電波吸収層3bとの熱整合が良いという利点がある。そして、金属蓋体2は、Fe−Ni−Co合金等の母材を打抜き金型で打ち抜くことによって、四角形状等の所定の形状に製作される。
【0021】
なお、金属蓋体2の電波吸収層3bが被着されていない領域には、酸化腐食の防止とロウ付け性の向上のため、Niめっき層やAuめっき層等のめっき層が形成されている。
【0022】
本発明の電波吸収層3bは、磁性材を51乃至90質量%および軟化点が250乃至500℃の低融点ガラスを5乃至40質量%ならびにチタン酸バリウムを1乃至20質量%含有するとともに、厚みが200乃至500μmである。これにより、従来の200℃程度の耐熱性しかないゴムや樹脂に磁性材を混入させたものと異なり耐熱性に優れ、接着剤を用いて貼り付けることもないので電波吸収層3bが金属蓋体2から剥離することもない。したがって、電波吸収層3bは、耐熱性に優れたものとなり、高周波素子の熱や高周波装置を外部電気回路基板等に半田等で接合する際の熱によって電波吸収層3bが金属蓋体2から剥離することがなくなる。また、電波吸収層3bの厚みが200乃至500μmであることから、電波吸収蓋部材1の大幅な薄型化が可能となり、高周波装置の大幅な低背化につながる。
【0023】
また、低融点ガラスとして鉛を含まない無鉛の低融点ガラスを用いるのがよく、環境問題に配慮されたものを作製できるとともに、低融点ガラスの加熱溶融時にアウトガスやブリードの発生も一切無い。
【0024】
磁性材としては、Fe−B−Si系合金,Fe−B−Si−C系合金,Fe−B−Si−Cr系合金,Fe−Co−B−Si系合金,Fe−Ni−Mo−B系合金,Co−Fe−Ni−Mo−B−Si系合金,Co−Fe−Ni−B−Si系合金等の高透磁率のアモルファス磁性金属やアモルファス磁性合金、または、36−パーマロイ(Feを36質量%含有するFe−Ni合金),45−パーマロイ,78−パーマロイ,スーパーマロイ(急冷熱処理Mo含有Fe−Ni合金),Cr−パーマロイ(Cr含有Fe−Ni合金),Mo−パーマロイ(Mo含有Fe−Ni合金),μ−メタル(μ−metal:Cr,Cu含有Fe−Ni合金)等のNi−Fe系合金、または、純鉄,軟鋼,Fe−Si合金,Fe−Al合金,Fe−Si−Al合金,Co−Fe合金,Mn−Zn系フェライト,Ni−Zn系フェライト,Cu−Zn系フェライト,Cu−Zn−Mg系フェライト,Mn−Mg−Al系フェライト,Y型六方晶フェライト,Z型六方晶フェライト,M型六方晶フェライト等があり、これらの少なくとも一種から成るものである。特に、高透磁率のアモルファス磁性金属やアモルファス磁性合金、Ni−Fe系合金が、高い電波吸収効果を有する点で好ましい。
【0025】
なお、例えば上記のFe−B−Si系合金とは、Fe,B,Siを主成分として含む(50質量%程度以上含む)合金という意味である。
【0026】
また、軟化点が250乃至500℃の低融点ガラスとしては、高周波素子6(図3)への熱的影響を小さくすること、およびガラス内の残留応力を小さくする観点から、できる限り低温で溶融可能なものが好ましく、例えば、Na2O−B2O3系等のホウ酸塩、Na2O−B2O3−P2O5系等のリン酸塩、Li2O−GeO2系等のゲルマン酸塩、Ta2O5−B2O3系等のタリウム酸塩、Na2O−MoO3系等のモリブデン酸塩、V2O5−GeO2−P2O5系等のバナジン酸塩、テルル酸塩、フッ化物、フツリン酸、カルコゲナイド、オキシカルコゲナイド等が挙げられる。特に、10〜50質量%の酸化銀と10〜20質量%のヨウ化銀とから成るガラスが、その軟化点が約280℃であり耐熱性に優れていることから、好適である。
【0027】
電波吸収層3bに含まれるチタン酸バリウムは、その含有量が1質量%未満だと、1〜20GHz帯域の電波吸収特性が不充分となる。20質量%を超えると、低融点ガラスとの分散性が劣化して、電波吸収層3bの強度が低下して剥離し易くなる。
【0028】
磁性材の含有量が51質量%未満だと、高周波装置と成した際に高周波装置内部で電磁波の共振を抑えることが不十分となり、また電波吸収層3bに反りが発生して剥離し易くなる。90質量%を超えると、粉体とされた磁性材の低融点ガラスへの分散性が悪くなり、電波吸収層3bの強度が著しく低下し、電波吸収層3bの剥離が発生し易くなる。
【0029】
低融点ガラスが5質量%未満だと、磁性材の分散性が悪くなり、電波吸収層3bの強度が著しく低下し、電波吸収層3bの剥離が発生し易くなる。一方、40質量%を超えると、高周波装置と成した際に高周波装置内部で電磁波の共振を抑えることが不十分となり、また電波吸収層3bに反りが発生して剥離し易くなる。
【0030】
低融点ガラスの軟化点が250℃未満だと、電波吸収蓋部材1を高周波素子6を収容した基体にシーム溶接やロウ付けする際に、電波吸収層3bが溶融し易くなる。一方、低融点ガラスの軟化点が500℃を超えると、磁性材が凝集してしまい、その結果電波吸収層3bの強度が著しく低下して電波吸収層3bが剥離し易くなる。
【0031】
電波吸収層3bの厚みが200μm未満では、電波吸収特性が不十分となる傾向があり、厚みが500μmを超えると、電波吸収蓋部材1全体が厚くなり薄型化が困難になる。また、金属蓋体2と電波吸収層3bとの熱膨張差によって金属蓋体2に反りが発生して、電波吸収層3bが剥離し易くなる。
【0032】
本発明の電波吸収蓋部材1は、電波吸収層3bは、活性金属であるTi,ZrおよびHfのうちの1種以上を含有したAg−Cu合金を主成分とする金属層3a、金属層3aの酸化層3cを介して金属蓋体2の一主面に積層されていることから、金属層3aに含有されたTi,Zr,Hfの活性金属が金属蓋体2の金属粒界に拡散して金属蓋体2と金属層3aとを強固に接合するとともに、金属層3aの酸化層3cの酸化物が電波吸収層3b中のガラスの酸化物成分と反応して金属層3aと電波吸収層3bとを強固に接合する。その結果、金属蓋体2を基体にシーム溶接やロウ付けする際に230〜240℃の熱履歴が加わったとしても、電波吸収層3bが熱によって剥離することがなくなる。
【0033】
また、電波吸収層3bが電波吸収して電磁波のエネルギーを熱に変換した際に、その熱を互いに強固に接合された電波吸収層3b、金属層3aおよび金属蓋体2を介して外部に効率良く放熱させることができる。
【0034】
このような電波吸収層3b、金属層3aは以下の方法により金属蓋体2に被着される。まず、Ag−Cu合金粉末とTi,ZrおよびHfのうちの1種以上の活性金属粉末、アクリル樹脂等の有機バインダ、トルエン,アセトン等の溶剤を混合して得た活性金属ペーストを、金属蓋体2に厚みが約70μmとなるようにスクリーン印刷し、還元雰囲気中、約800℃の温度で熱処理して金属蓋体2に密着させる方法により金属層3aを被着する。次に、磁性材とチタン酸バリウムを含有した低融点ガラスに有機溶剤、溶媒を添加混合して得た磁性材ペーストを、金属蓋体2に厚みが200乃至500μmとなるようにスクリーン印刷して、電波吸収層3bとなる磁性材ペースト層を形成し、大気中、約350〜600℃で焼成することで、電波吸収層3bのガラス成分と金属層3aの活性金属が酸化して形成された酸化層3cが同時に形成される。これにより、金属層3aに電波吸収層3bが酸化層3cを介して強固に被着される。
【0035】
金属層3aの厚みは50〜100μmが好ましい。50μm未満では、活性金属が酸化して形成される酸化層3cが十分な厚さとならない傾向にある。100μmを超えると、還元雰囲気中で熱処理した際、金属層3a内で不均一な部分を生じることがある。
【0036】
酸化層3cの厚みは1〜3μmが好ましい。1μm未満では、金属層3aと電波吸収層3bとの接合強度が弱くなり、熱により電波吸収層3bが金属層3aから剥れ易くなる。3μmを超えると、過剰酸化となり、酸化層3cと電波吸収層3bとの接合界面において気泡をまき込み易くなるため、接合面積が減少して電波吸収層3bが金属層3aから剥れ易くなる。
【0037】
次に、本発明の電波吸収蓋部材1を用いた高周波装置4について、図3に基づいて詳細に説明する。同図は、本発明の高周波装置4の実施の形態の一例を示し、(a)は金属から成る基体5aを用いた高周波装置の断面図、(b)は絶縁体から成る基体5bを用いた高周波装置の断面図である。これらの図に示すように、2は金属蓋体、3は電波吸収体、4は高周波装置、5a,5bは基体、6は高周波素子、7はメタライズ層、8は封止材である。
【0038】
本発明の高周波装置は、上面に形成された凹部の底面に高周波素子6が載置される載置部を有する基体5a,5bと、載置部に載置固定された高周波素子6と、一主面が高周波素子6に対向するように、基体5a,5bの上面の凹部の周囲に外周部がロウ付けおよび抵抗溶接の少なくとも一方で接合された本発明の電波吸収蓋部材1とを具備している。
【0039】
本発明における基体5a,5bは、上面の中央部に高周波素子6を収容するための凹部が設けられており、この凹部の底面に高周波素子6が低融点ガラス、樹脂接着剤、ロウ材等の接着剤を介して接着固定される。また、基体5a,5bの凹部の側面や底面から外面にかけて、複数のメタライズ配線層や複数のリード端子(図示せず)が、基体5a,5bの表面をつたって、または基体5a,5bを貫通するとともにガラスで気密封止されて設けられている。このメタライズ配線層やリード端子の凹部の底面に位置する部位は、高周波素子6の各電極がボンディングワイヤ等(図示せず)を介して電気的に接続され、基体5a,5bの外面に導出された部位は、外部電気回路基板の配線導体(図示せず)にボンディングワイヤ等の導電性接続部材を介して電気的に接続される。
【0040】
金属からなる基体5aは、42アロイやFe−Ni−Co合金等から成るのが好ましく、それらの金属の母材を打抜き金型で打ち抜いたり、切削などの機械加工を施すことによって、凹部を有する所定の形状のものとして製作される。なお、基体5aの表面に、耐食性に優れ、Au−Snロウ材や半田等のロウ材との濡れ性の良好な金等の金属をめっき法等により、0.1〜1μmの厚さに被着させておくのが好ましい。
【0041】
そして、基体5aの上面の凹部の周囲と電波吸収蓋部材1の下面の外周部とを、シーム溶接などの抵抗溶接で接合する。または、電波吸収蓋部材1の下面の外周部に被着形成されたロウ材から成る封止材8を介して接合したり、さらにはシーム溶接とロウ付けとを組み合わせても構わない。
【0042】
例えば、基体5aと電波吸収蓋部材1とをシーム溶接する場合、基体5aの上面の凹部の周囲に電波吸収蓋部材1を載置し、窒素雰囲気の下で、電波吸収蓋部材1の上面の外周部に通電されたローラー電極を当てて、電波吸収蓋部材1を基体5a側にローラー電極で一定圧力で押圧しつつローラー電極を周回させて、0.5〜10分間圧着させることにより、気密に接合する。
【0043】
一方、絶縁体からなる基体5bの場合、基体5bは、酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、ガラスセラミックス等を主成分とする焼結体(セラミックス)等の無機材料、または樹脂から成る。例えば、基体5bが酸化アルミニウム質焼結体から成る場合、先ずアルミナ(Al2O3)やシリカ(SiO2)、カルシア(CaO)、マグネシア(MgO)等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状と成し、これを従来周知のドクターブレード法やカレンダーロール法等によりシート状に成形してセラミックグリーンシート(以下、グリーンシートともいう)を得る。その後、グリーンシートを所定形状に打ち抜き加工するとともに複数枚積層し、約1600℃の温度で焼成することにより製作される。
【0044】
そして、基体5bの場合、その上面の凹部の周囲には、電波吸収蓋部材1に接合するための枠状のメタライズ層7が被着される。このメタライズ層7や凹部の側面や底面に形成されたメタライズ配線層は、タングステンやモリブデン、マンガン等の高融点金属から成り、これらの粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合した金属ペーストをそれぞれグリーンシートの所定位置に従来周知のスクリーン印刷法により所定パターンに被着形成させておき、グリーンシートと同時に焼成することにより形成される。なお、メタライズ層7の表面には、耐食性に優れ、Au−Snロウ材や半田等のロウ材との濡れ性の良好な金等の金属を、めっき法等により0.1〜1μmの厚さに被着させておくのがよく、フラックスを用いることなく金属蓋体2と接合することが可能となる。
【0045】
なお、半田等に含まれるフラックスは、高周波装置4内部に飛散すると、高周波素子6の電極を腐蝕し断線を発生させる原因となることから、メタライズ層7の表面には、金等の金属をめっき法等により被着させておき、メタライズ層7と電波吸収蓋部材1との接合をフラックスを用いずに行なうことが好ましい。そして、メタライズ層7に電波吸収蓋部材1が、その下面の外周部に被着形成された封止材8を介して接合される。
基体5bと電波吸収蓋部材1との接合は、基体5b上面の凹部の周囲に形成されたメタライズ層7と電波吸収蓋部材1との間に封止材8が挟まるように電波吸収蓋部材1を基体5b上面に載置し、電波吸収蓋部材1を基体5b側に一定圧力で押圧しながらピーク温度が約280〜300℃で窒素雰囲気のシール炉に0.5〜10分間入れて、封止材8を溶融させることにより、封止材8が流れ出しフィレットを形成して気密に接合されることとなる。
【0046】
かくして、本発明の電波吸収蓋部材1および高周波装置4は、基体5a,5bの凹部底面の載置部に半導体素子等の高周波素子6を樹脂接着剤等を介して載置固定し、高周波素子6の各電極をボンディングワイヤ等を介してリード端子やメタライズ配線層に接続し、しかる後、基体5aの上面の凹部の周囲に電波吸収蓋部材1をシーム溶接で接合したり、あるいは電波吸収蓋部材1の下面の外周部に被着された封止材8を加熱溶融させ、メタライズ層7に接合することにより、基体5a,5bと電波吸収蓋部材1とを封止することによって、製品としての高周波装置4となる。
【0047】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。例えば、上述の実施の形態では高周波素子6としてIC,LSI等の半導体素子を用いた例について説明したが、高周波素子6として圧電振動子や弾性表面波素子等の電子部品を用いることもできる。
【0048】
【実施例】
本発明の電波吸収蓋部材の実施例を以下に説明する。
【0049】
図1の電波吸収蓋部材1を以下のようにして製作した。まず、寸法が縦21.1mm×横19.6mm×厚み0.3mmの四角形の板状で、Fe−Ni−Co合金から成る金属蓋体2を準備し、その電波吸収層3bが形成される部位以外の部位の全面に厚さ2.0μmのNiめっき層と厚さ0.5μmのAuめっき層を被着した。
【0050】
次に、金属蓋体2の一主面の電波吸収層3bが形成される部位に、活性金属としてTiを3質量%(Ag−Cu合金を100質量%とする)含有したAg72質量%−Cu28質量%のAg−Cu共晶からなる金属層3aを、スクリーン印刷で厚さ70μmに形成し、還元雰囲気中、800〜850℃の温度で熱処理して金属蓋体2に被着した。
【0051】
電波吸収層3bは、パーマロイ(Fe42質量%、Ni58質量%のFe−Ni合金)から成る磁性材と、チタン酸バリウムを含有した銀−リン系の低融点ガラス(軟化点約280℃)を、種々の割合(下記表1参照)で混合し、これに有機溶剤(日本香料薬品株式会社製「メンタノール」)を少量添加し、スクリーン印刷法によって、縦19.1mm×横17.6mmの大きさ、および焼成後に種々の厚み(下記表1参照)となるようにして、金属蓋体2の一主面の金属層3a上に塗布した。これを、炉中で温度300℃〜350℃で焼成して、厚さ1.5μmの酸化層3cを形成し、電波吸収層3bを金属蓋体2に被着形成した。
【0052】
得られた各種試料について、電波吸収蓋部材1の反り、金属蓋体2と電波吸収層3bとの接着強度、電磁波減衰効果を測定した。
【0053】
なお、電波吸収蓋部材1の反りについては、通炉前と通炉後を比較して、通炉後に反り(最大高低差)が0.15mm未満であったものを○、0.15mm以上であったものを×とした。
【0054】
接着強度の測定は、金属蓋体2の一主面に電波吸収層3bが被着されている状態で、49N(ニュートン)の荷重で3点曲げ試験を行ない、プッシュプルゲージが1.0mmまで下降した際に電波吸収層3bが剥がれなかったものを○、剥がれたのものを×とした。
【0055】
電磁波減衰効果の測定は、図3(a)に示すように、基体5aの凹部の底面に高周波素子6をAu−Snロウ材で接合し、電波吸収蓋部材1を基体5aにシーム溶接した高周波装置4の各試料を作製して、キャビティ共振抑制効果の評価を行った。すなわち、ネットワークアナライザー(アジレントテクノロジー社製「HP8510C」)を用いて、Sパラメータ(高周波入出力の比)の値からキャビティ共振抑制効果を測定した。
【0056】
具体的には、高周波装置4内にマイクロストリップスルーラインが形成された配線基板を配置し、基体5aの凹部の側面に取り付けられた高周波入出力端子とマイクロストリップスルーラインをAu−Sn合金ロウ等のロウ材で電気的に接続して、高周波入出力端子とネットワークアナライザーを接続した。基体5aの上面の凹部の周囲に電波吸収蓋部材1を配置することにより、高周波装置4内部は空洞共振器となり、試料サイズから決まる共振周波数とネットワークアナライザーから入射される高周波信号の周波数が一致したとき、マイクロストリップスルーラインからの放射を共振させてSパラメータを測定した。このとき、電波吸収層3bがない状態を基準とし、キャビティ共振抑制効果はその基準に対して共振量が20dB以下であれば○、20dBを超えれば×とした。評価結果を表1に示す。
【0057】
【表1】
【0058】
表1より、磁性材としてのパーマロイが90質量%を超えるもの(No.1)は、電波吸収層3bにおける磁性材の分散性が悪いために接着強度が弱くなり、電波吸収層3bが金属蓋体2から剥離して接着不良が発生した。また、パーマロイが51質量%未満のもの(No.5)は、通炉後に20GHz以上40GHz未満の周波数帯域でのキャビティ共振抑制効果が劣化した。
【0059】
次に、低融点ガラスが40質量%を超えるもの(No.6)は、電波吸収層3bに反りが発生した。また、低融点ガラスが5質量%未満のもの(No.10)は、磁性材の分散性が悪くなり、電波吸収層3bの強度が著しく低下したため電波吸収層3bの剥離が発生した。
【0060】
チタン酸バリウムが20質量%を超えるもの(No.11)は、電波吸収層3bにおける低融点ガラスに対するチタン酸バリウムの分散性が悪いために接着強度が弱くなり、電波吸収層3bが金属蓋体2から剥離して接着不良が発生した。一方の1質量%未満のもの(No.15)は1GHz以上20GHz未満の周波数帯域でのキャビティ共振抑制効果が劣化した。これは、銀−リン系の低融点ガラスの誘電率が鉛系の低融点ガラスと比べて極めて小さいためと、キャビティ共振抑制効果が電波吸収層3bにおける磁性材の粒子間距離に依存するためであり、磁性材の含有量が少ないと通炉後にガラス成分が速やかに固化して均一な磁性材の粒子間距離が得られないからと考えられる。
【0061】
これに対し、磁性材の含有量が51乃至90質量%で、低融点ガラスの含有量が5乃至40質量%で、チタン酸バリウムの含有量が1乃至20質量%である本発明のもの(No.12〜14)は、いずれも電波吸収蓋部材1の反りが小さく、接着強度、キャビティ共振抑制効果も優れていた。
【0062】
ガラスの軟化点が250℃未満のもの(No.16)は、電波吸収蓋部材1を金属製の基体5aにシーム溶接した際にガラスが溶融軟化したため、製品として使用できなくなった。また、ガラスの軟化点が500℃を超えるもの(No.21)は、500℃を超える高温下で通炉するので電波吸収蓋部材1の反りが大きくなり、製品として使用できなくなった。
【0063】
これに対して、ガラスの軟化点が250乃至500℃である本発明のもの(No.17〜20)は、いずれも電波吸収蓋部材1の反りが小さく、接着強度、キャビティ共振抑制効果も優れていた。
【0064】
電波吸収層3bの厚みが200μm未満のもの(No.22)は、キャビティ共振抑制効果が悪く、製品として使用できなくなった。また、電波吸収層3bの厚みが500μmを超えるもの(No.26)は、電波吸収蓋部材1全体が薄型化できず、またスクリーン印刷の作業性が悪いので実用的でなかった。
【0065】
これに対して、電波吸収層3bの厚みが200乃至500μmである本発明のもの(No.23〜25)は、いずれも電波吸収蓋部材1の反りが小さく、接着強度、キャビティ共振抑制効果も優れていた。
【0066】
電波吸収体3として、上記のNo.24の試料において金属層3aを有していないものを比較例(No.24A)とし、No.24の試料において金属層3aの種類を変えた試料(No.27〜31)を作製した。これらについて、上記と同様に、電波吸収蓋部材1の反り、金属蓋体2と電波吸収層3bとの接着強度、キャビティ共振抑制効果を測定し、その結果を表2に示す。
【0067】
【表2】
【0068】
表2より、金属層3aがTi、ZrおよびHfのうちの1種以上の活性金属を含有したAg−Cu合金を主成分とするものである試料(No.27〜31)は、電波吸収蓋部材1の反りがいずれも小さく、キャビティ共振抑制効果も優れていた。さらに接着強度についても、3点曲げ試験でプッシュプルゲージが1.0mmまで下降した際に全く問題なく、さらに下降させ2.0mmでも金属層3aおよび電波吸収層3bが剥がれず、非常に強固に被着されたものとなった。なお、表2で、2.0mmまで下降しても剥がれなかったものを◎とした。
【0069】
【発明の効果】
本発明の電波吸収蓋部材は、平板状の金属蓋体の一主面に、Ti,ZrおよびHfのうちの1種以上を含有したAg−Cu合金を主成分とする金属層と、該金属層の酸化層と、磁性材を51乃至90質量%および軟化点が250乃至500℃の低融点ガラスを5乃至40質量%ならびにチタン酸バリウムを1乃至20質量%含有する電波吸収層とが順次積層された電波吸収体が形成されており、一主面の電波吸収体が被着されていない外周部が、基体の上面の凹部の周囲にロウ付けおよび抵抗溶接の少なくとも一方で接合されていることから、耐熱性に優れたものとなり、高周波素子の熱や高周波装置を外部電気回路基板等に半田等で接合する際の熱によって電波吸収層が金属蓋体から剥離することがなくなる。また、電波吸収層が強誘電体であるチタン酸バリウムを含んでいることから、電波吸収効果が大幅に向上する。さらに、電波吸収層の厚みが200乃至500μmであることから、電波吸収蓋部材の大幅な薄型化が可能となり、高周波装置の大幅な低背化につながる。
【0070】
また、電波吸収層は、Ti,ZrおよびHfのうちの1種以上を含有したAg−Cu合金を主成分とする金属層と金属層の酸化層とを介して、金属蓋体の一主面に積層されていることから、金属層に含有されるTi,Zr,Hfの活性金属が金属蓋体の金属粒界に拡散して金属蓋体と金属層とを強固に接合するとともに、金属層の酸化層の酸化物が電波吸収層中のガラスの酸化物成分と反応して金属層と電波吸収層とを強固に接合する。その結果、金属蓋体を、高周波素子を収容した基体にシーム溶接やロウ付けする際に230〜240℃の熱履歴が加わったとしても、電波吸収層が熱によって剥離することがなくなる。
【0071】
また、電波吸収層が電波吸収して電磁波のエネルギーを熱に変換した際に、その熱を互いに強固に接合された電波吸収層、金属層および金属蓋体を介して外部に効率良く放熱させることができる。
【0072】
本発明の高周波装置は、上面に形成された凹部の底面に高周波素子が載置される載置部を有する基体と、載置部に載置固定された高周波素子と、一主面が高周波素子に対向するように、基体の上面の凹部の周囲に外周部がロウ付けおよび抵抗溶接の少なくとも一方で接合された本発明の電波吸収蓋部材とを具備していることにより、電波吸収層が熱によって剥れることのない低背化されたものとなるとともに、内部で電磁波の共振が発生するのを抑えることができる。その結果、マイクロ波帯やミリ波帯の高周波帯域で良好にEMI対策の施された高周波装置を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電波吸収蓋部材の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図2】図1の電波吸収蓋部材の要部拡大断面図である。
【図3】(a),(b)は本発明の高周波装置についてそれぞれ実施の形態の例を示す断面図である。
【図4】従来の電波吸収蓋部材の断面図である。
【図5】従来の高周波装置の断面図である。
【符号の説明】
1:電波吸収蓋部材
2:金属蓋体
3:電波吸収体
3a:金属層
3b:電波吸収層
3c:酸化層
4:高周波装置
5a,5b:基体
6:高周波素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio wave absorption lid member and a high frequency device used for a high frequency device that accommodates a high frequency element, and more particularly to a radio wave absorption lid member and a high frequency device that have excellent high frequency (electromagnetic wave) absorption characteristics in a microwave band and a millimeter wave band.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional radio wave absorption lid member, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional high-frequency device. As shown in these drawings, 11 is a radio wave absorption lid member, 12 is a metal lid, 13 is a radio wave absorption layer, 14 is a high frequency device, 15 is a base, 16 is a high frequency element, and S is a bonding material.
[0003]
In recent years, electronic devices have become increasingly faster, higher density, and digitized, and the trend toward smaller and more multifunctional devices is also accelerating. Due to the demand for smaller and more multifunctional electronic devices, the high-
[0004]
Conventionally, for such so-called electromagnetic interference, a noise filter is inserted into the circuit, or electromagnetic shielding is formed by surrounding the high-
[0005]
In addition, EMI (Electro Magnetic Interference) countermeasure parts made of a composite magnetic material that is needle-shaped or flat and has a soft magnetic powder having an oxide film on the surface and an organic binder, etc. It has been proposed to suppress electromagnetic interference by placing the device on the upper surface of the device (see
[0006]
Further, glass or ceramics as a matrix, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W, Fe, Ni, Co, Cu, Al, Mg, Zn and their alloys, stainless steel, permalloy and An electromagnetic wave absorbing material made of a composite material having at least one metal particle selected from super heat resistant alloys as a composite phase is disclosed (see
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2002-289720 A
[Patent Document 2]
JP-A-10-64714
[Patent Document 3]
JP 9-255408 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the means described in Patent Document 1, such as affixing the radio
[0009]
Moreover, since the composite magnetic body using the flat and needle-shaped soft magnetic powder used as an EMI countermeasure part described in
[0010]
Further, the radio wave absorption material described in
[0011]
Accordingly, the present invention has been completed in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to enable the radio wave absorption layer to be directly and firmly attached to the radio wave absorption cover member so that the radio wave absorption layer is peeled off by heat. Radio wave absorption lid member capable of producing a low-frequency high-frequency device that can be prevented from being produced, and a small-sized radio wave using the radio wave absorption lid member that has been well-measured for EMI in the high frequency band of the microwave band and the millimeter wave band The object is to provide a high-frequency device.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The radio wave absorption lid member of the present invention,FlatA metal layer mainly composed of an Ag—Cu alloy containing at least one of Ti, Zr, and Hf, an oxide layer of the metal layer, and a magnetic material are formed on one main surface of the metal lid. An electromagnetic wave absorbing layer containing 5 to 40% by mass of low melting point glass having a mass% and a softening point of 250 to 500 ° C. and 1 to 20% by mass of barium titanate and having a thickness of 200 to 500 μm is sequentially laminated.Radio wave absorber is formedAnd the radio wave absorption of the one main surfacebodyThe outer peripheral portion to which no is applied is joined to at least one of brazing and resistance welding around the recess on the upper surface of the base body.
[0013]
The radio wave absorption lid member of the present invention,FlatA metal layer mainly composed of an Ag—Cu alloy containing at least one of Ti, Zr, and Hf, an oxide layer of the metal layer, and a magnetic material are formed on one main surface of the metal lid. An electromagnetic wave absorbing layer containing 5 to 40% by mass of low melting point glass having a mass% and a softening point of 250 to 500 ° C. and 1 to 20% by mass of barium titanate is sequentially laminated.Radio wave absorber is formedAnd absorption of radio waves on one main surfacebodySince the outer peripheral portion to which no coating is applied is joined to at least one of brazing and resistance welding around the concave portion on the upper surface of the base body, the heat resistance of the high-frequency element and the high-frequency device are improved. The radio wave absorption layer will not be peeled off from the metal lid due to heat generated when bonding to an external electric circuit board or the like with solder or the like. Moreover, since the radio wave absorption layer contains barium titanate which is a ferroelectric material, the radio wave absorption effect is greatly improved. Furthermore, since the thickness of the radio wave absorption layer is 200 to 500 μm, the radio wave absorption lid member can be significantly reduced in thickness, which leads to a significant reduction in the height of the high frequency device.
[0014]
Further, the radio wave absorption layer is provided on one main surface of the metal lid through a metal layer mainly composed of an Ag-Cu alloy containing one or more of Ti, Zr, and Hf and an oxide layer of the metal layer. Since the active metal of Ti, Zr, and Hf contained in the metal layer is diffused to the metal grain boundary of the metal lid, the metal lid and the metal layer are firmly bonded, and the metal layer The oxide of the oxide layer reacts with the oxide component of the glass in the radio wave absorption layer to firmly bond the metal layer and the radio wave absorption layer. As a result, even when a heat history of 230 to 240 ° C. is applied when the metal lid is seam welded or brazed to the base body containing the high frequency element, the radio wave absorption layer is not peeled off by heat.
[0015]
Also, when the radio wave absorption layer absorbs radio waves and converts the energy of electromagnetic waves into heat, the heat is efficiently radiated to the outside through the radio wave absorption layer, metal layer, and metal lid that are firmly bonded to each other. Can do.
[0016]
The high-frequency device of the present invention includes a base having a mounting portion on which a high-frequency element is mounted on the bottom surface of a recess formed on the upper surface, and a high-frequency element mounted and fixed on the mounting portion.,in frontThe main surface faces the high-frequency element.The outer peripheral portion is joined to at least one of brazing and resistance welding around the concave portion on the upper surface of the base body.WasThe present inventionAnd a radio wave absorption lid member.
[0017]
According to the above configuration, the high-frequency device of the present invention has a reduced height so that the radio wave absorption layer is not peeled off by heat, and can suppress the occurrence of electromagnetic resonance inside. As a result, it is possible to manufacture a high-frequency device that is satisfactorily subjected to EMI countermeasures in a high-frequency band such as a microwave band or a millimeter wave band.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The radio wave absorption lid member and high-frequency device of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a radio wave absorption lid member of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part thereof. In these figures, 1 is a radio wave absorption lid member, 2 is a metal lid body, 3 is a radio wave absorber, 3a is a metal layer, 3b is a radio wave absorption layer, and 3c is an oxide layer. An absorption lid member 1 is configured.
[0019]
The radio wave absorption lid member 1 of the present invention
[0020]
The
[0021]
A plated layer such as a Ni plated layer or an Au plated layer is formed in the region where the radio
[0022]
The radio
[0023]
Moreover, it is preferable to use lead-free low-melting glass that does not contain lead as the low-melting glass, and it is possible to produce a glass that is environmentally friendly, and there is no outgassing or bleed when the low-melting glass is heated and melted.
[0024]
Magnetic materials include Fe-B-Si alloys, Fe-B-Si-C alloys, Fe-B-Si-Cr alloys, Fe-Co-B-Si alloys, Fe-Ni-Mo-B. Alloy, Co-Fe-Ni-Mo-B-Si alloy, Co-Fe-Ni-B-Si alloy and other high magnetic permeability amorphous magnetic metals and amorphous magnetic alloys, or 36-permalloy (Fe Fe-Ni alloy containing 36% by mass), 45-permalloy, 78-permalloy, supermalloy (quenched heat-treated Mo-containing Fe-Ni alloy), Cr-permalloy (Cr-containing Fe-Ni alloy), Mo-permalloy (Mo-containing) Fe-Ni alloy), [mu] -metal ([mu] -metal: Cr, Cu-containing Fe-Ni alloy), or the like, or pure iron, mild steel, Fe-Si alloy, Fe-Al alloy, Fe- Si-Al alloy, C -Fe alloy, Mn-Zn ferrite, Ni-Zn ferrite, Cu-Zn ferrite, Cu-Zn-Mg ferrite, Mn-Mg-Al ferrite, Y-type hexagonal ferrite, Z-type hexagonal ferrite, There are M-type hexagonal ferrites and the like, which are composed of at least one of these. In particular, an amorphous magnetic metal, an amorphous magnetic alloy, or a Ni—Fe alloy having a high magnetic permeability is preferable because it has a high radio wave absorption effect.
[0025]
For example, the above-mentioned Fe—B—Si alloy means an alloy containing Fe, B, and Si as main components (including about 50 mass% or more).
[0026]
Further, as a low melting point glass having a softening point of 250 to 500 ° C., it is melted at as low a temperature as possible from the viewpoint of reducing the thermal effect on the high frequency element 6 (FIG. 3) and reducing the residual stress in the glass. Possible are preferred, for example Na2OB2O3Borates such as Na, Na2OB2O3-P2O5Phosphate such as Lithium, Li2O-GeO2Germanic acid salt such as Ta, Ta2O5-B2O3System thalates, Na2O-MoO3Molybdate such as V, V2O5-GeO2-P2O5Examples thereof include vanadates, tellurates, fluorides, fluorophosphates, chalcogenides, oxychalcogenides, and the like. In particular, a glass composed of 10 to 50% by mass of silver oxide and 10 to 20% by mass of silver iodide is preferable because its softening point is about 280 ° C. and excellent heat resistance.
[0027]
If the content of barium titanate contained in the radio
[0028]
When the content of the magnetic material is less than 51% by mass, it becomes insufficient to suppress the resonance of electromagnetic waves inside the high-frequency device when it is formed as a high-frequency device, and the radio
[0029]
When the low melting point glass is less than 5% by mass, the dispersibility of the magnetic material is deteriorated, the strength of the radio
[0030]
If the softening point of the low melting point glass is less than 250 ° C., the radio
[0031]
If the thickness of the radio
[0032]
In the radio wave absorption lid member 1 of the present invention, the radio
[0033]
Further, when the radio
[0034]
The radio
[0035]
The thickness of the
[0036]
The thickness of the
[0037]
Next, the high frequency device 4 using the radio wave absorption lid member 1 of the present invention will be described in detail with reference to FIG. This figure shows an example of an embodiment of the high-frequency device 4 of the present invention, (a) is a cross-sectional view of a high-frequency device using a base 5a made of metal, and (b) uses a base 5b made of an insulator. It is sectional drawing of a high frequency device. As shown in these drawings, 2 is a metal lid, 3 is a radio wave absorber, 4 is a high-frequency device, 5a and 5b are bases, 6 is a high-frequency element, 7 is a metallized layer, and 8 is a sealing material.
[0038]
The high-frequency device of the present invention includes bases 5a and 5b each having a mounting portion on which a high-
[0039]
The bases 5a and 5b in the present invention are provided with a recess for accommodating the high-
[0040]
The base 5a made of metal is made of 42 alloy or Fe—Ni—Co alloy.EqualIt is preferable that the metal base material is punched with a punching die or machined such as cutting to produce a predetermined shape having a recess. A metal such as gold having excellent corrosion resistance and good wettability with a brazing material such as an Au-Sn brazing material or solder is coated on the surface of the substrate 5a to a thickness of 0.1 to 1 μm by a plating method or the like. It is preferable to keep it on.
[0041]
And the circumference | surroundings of the recessed part of the upper surface of the base | substrate 5a and the outer peripheral part of the lower surface of the electromagnetic wave absorption cover member 1 are joined by resistance welding, such as seam welding. Alternatively, they may be joined via a sealing material 8 made of a brazing material deposited on the outer peripheral portion of the lower surface of the radio wave absorption lid member 1, or seam welding and brazing may be combined.
[0042]
For example, when the base body 5a and the radio wave absorption lid member 1 are seam welded, the radio wave absorption lid member 1 is placed around the recess on the upper surface of the base body 5a, and the upper surface of the radio wave absorption lid member 1 is placed under a nitrogen atmosphere. Applying a roller electrode that is energized to the outer periphery, pressing the radio wave absorption lid member 1 against the substrate 5a with a roller electrode at a constant pressure, rotating the roller electrode, and press-bonding for 0.5 to 10 minutes allows airtight bonding To do.
[0043]
On the other hand, in the case of the base 5b made of an insulator, the base 5b is mainly composed of an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, an aluminum nitride sintered body, a silicon carbide sintered body, glass ceramics, or the like. It consists of an inorganic material such as a sintered body (ceramics) or a resin. For example, when the substrate 5b is made of an aluminum oxide sintered body, first, alumina (Al2O3) And silica (SiO2), Calcia (CaO), magnesia (MgO) and other raw material powders are mixed with an appropriate organic solvent and solvent to form a slurry, which is formed into a sheet by a conventionally known doctor blade method or calendar roll method. Molding to obtain a ceramic green sheet (hereinafter also referred to as green sheet). Thereafter, the green sheet is punched into a predetermined shape, and a plurality of green sheets are laminated and fired at a temperature of about 1600 ° C.
[0044]
In the case of the base body 5 b, a frame-like metallized layer 7 for bonding to the radio wave absorption lid member 1 is attached around the recess on the upper surface. The metallized layer 7 and the metallized wiring layer formed on the side and bottom surfaces of the recess are made of a high melting point metal such as tungsten, molybdenum, manganese, etc., and a green paste is prepared by adding a metal paste obtained by adding an organic solvent and a solvent to these powders. It is formed by depositing a predetermined pattern on the predetermined position by a well-known screen printing method and baking it at the same time as the green sheet. The surface of the metallized layer 7 is coated with a metal such as gold having excellent corrosion resistance and good wettability with a brazing material such as an Au-Sn brazing material or solder to a thickness of 0.1 to 1 μm by a plating method or the like. It is good to wear and it becomes possible to join with the
[0045]
In addition, if the flux contained in the solder or the like is scattered inside the high-frequency device 4, the electrode of the high-
The base member 5b and the radio wave absorption lid member 1 are joined to the radio wave absorption lid member 1 so that the sealing material 8 is sandwiched between the metallized layer 7 formed around the recess on the upper surface of the base body 5b and the radio wave absorption lid member 1. Is placed on the upper surface of the base body 5b, and the radio wave absorption cover member 1 is pressed against the base body 5b with a constant pressure while being put in a sealing furnace in a nitrogen atmosphere at a peak temperature of about 280 to 300 ° C. for 0.5 to 10 minutes. By melting 8, the sealing material 8 flows out, forms a fillet, and is joined airtightly.
[0046]
Thus, the radio wave absorption lid member 1 and the high-frequency device 4 of the present invention mount and fix the high-
[0047]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, an example in which a semiconductor element such as IC or LSI is used as the high-
[0048]
【Example】
Examples of the radio wave absorption lid member of the present invention will be described below.
[0049]
The radio wave absorbing lid member 1 of FIG. 1 was manufactured as follows. First, a
[0050]
Next, Ag 72% by mass-Cu 28 containing 3% by mass of Ti as an active metal (100% by mass of the Ag—Cu alloy) at the site where the radio
[0051]
The radio
[0052]
About the obtained various samples, the curvature of the electromagnetic wave absorption cover member 1, the adhesive strength of the
[0053]
In addition, about the curvature of the electromagnetic wave absorption cover member 1, compared with before and after passing through the furnace, the curvature (maximum height difference) after passing through the furnace was less than 0.15 mm, and was 0.15 mm or more. The thing was made into x.
[0054]
The adhesive strength is measured by performing a three-point bending test with a load of 49 N (Newton) with the radio
[0055]
As shown in FIG. 3A, the electromagnetic wave attenuation effect is measured by bonding a
[0056]
Specifically, a wiring board on which a microstrip through line is formed is arranged in the high frequency device 4, and the high frequency input / output terminal and the microstrip through line attached to the side surface of the concave portion of the base 5a are connected to an Au—Sn alloy braze or the like. A high frequency input / output terminal and a network analyzer were connected electrically with a brazing material. By arranging the radio wave absorption lid member 1 around the recess on the upper surface of the base 5a, the inside of the high-frequency device 4 becomes a cavity resonator, and the resonance frequency determined from the sample size matches the frequency of the high-frequency signal incident from the network analyzer. At that time, the S parameter was measured by resonating the radiation from the microstrip through line. At this time, the state without the radio
[0057]
[Table 1]
[0058]
According to Table 1, when the permalloy as the magnetic material exceeds 90% by mass (No. 1), the magnetic material in the radio
[0059]
Next, when the low melting point glass exceeded 40 mass% (No. 6), the radio
[0060]
When barium titanate exceeds 20% by mass (No. 11), the dispersibility of barium titanate with respect to the low melting point glass in the radio
[0061]
On the other hand, the magnetic material content is 51 to 90% by mass, the low-melting glass content is 5 to 40% by mass, and the barium titanate content is 1 to 20% by mass ( Nos. 12 to 14) all had small warpage of the radio wave absorption lid member 1 and were excellent in adhesive strength and cavity resonance suppression effect.
[0062]
The glass having a softening point of less than 250 ° C. (No. 16) cannot be used as a product because the glass melted and softened when the radio wave absorption lid member 1 was seam welded to the metal base 5a. Further, the glass having a softening point exceeding 500 ° C. (No. 21) passed through the furnace at a high temperature exceeding 500 ° C., so that the warp of the radio wave absorption lid member 1 became large, and it could not be used as a product.
[0063]
On the other hand, the glass softening point of the present invention (Nos. 17 to 20) having a softening point of 250 to 500 ° C. has low warpage of the radio wave absorption lid member 1 and is excellent in adhesive strength and cavity resonance suppression effect. It was.
[0064]
When the radio
[0065]
On the other hand, in the present invention (No. 23 to 25) in which the thickness of the radio
[0066]
Radio wave absorptionCollection3 and No. 3 above. 24 samples that do not have the
[0067]
[Table 2]
[0068]
From Table 2, a sample (No. 27 to 31) in which the
[0069]
【The invention's effect】
The radio wave absorption lid member of the present invention,FlatA metal layer mainly composed of an Ag—Cu alloy containing at least one of Ti, Zr, and Hf, an oxide layer of the metal layer, and a magnetic material are formed on one main surface of the metal lid. An electromagnetic wave absorbing layer containing 5 to 40% by mass of low melting point glass having a mass% and a softening point of 250 to 500 ° C. and 1 to 20% by mass of barium titanate is sequentially laminated.Radio wave absorber is formedAnd absorption of radio waves on one main surfacebodySince the outer peripheral portion to which no coating is applied is joined to at least one of brazing and resistance welding around the concave portion on the upper surface of the base body, the heat resistance of the high-frequency element and the high-frequency device are improved. The radio wave absorption layer will not be peeled off from the metal lid due to heat generated when bonding to an external electric circuit board or the like with solder or the like. Moreover, since the radio wave absorption layer contains barium titanate which is a ferroelectric material, the radio wave absorption effect is greatly improved. Furthermore, since the thickness of the radio wave absorption layer is 200 to 500 μm, the radio wave absorption lid member can be significantly reduced in thickness, which leads to a significant reduction in the height of the high frequency device.
[0070]
Further, the radio wave absorption layer is provided on one main surface of the metal lid through a metal layer mainly composed of an Ag-Cu alloy containing one or more of Ti, Zr, and Hf and an oxide layer of the metal layer. Since the active metal of Ti, Zr, and Hf contained in the metal layer is diffused to the metal grain boundary of the metal lid, the metal lid and the metal layer are firmly bonded, and the metal layer The oxide of the oxide layer reacts with the oxide component of the glass in the radio wave absorption layer to firmly bond the metal layer and the radio wave absorption layer. As a result, even when a heat history of 230 to 240 ° C. is applied when the metal lid is seam welded or brazed to the base body containing the high frequency element, the radio wave absorption layer is not peeled off by heat.
[0071]
Also, when the radio wave absorption layer absorbs radio waves and converts the energy of electromagnetic waves into heat, the heat is efficiently radiated to the outside through the radio wave absorption layer, metal layer, and metal lid that are firmly bonded to each other. Can do.
[0072]
A high-frequency device according to the present invention includes a base having a mounting portion on which a high-frequency element is mounted on the bottom surface of a recess formed on the upper surface, a high-frequency element mounted and fixed on the mounting portion,,oneThe main surface faces the high-frequency elementThe outer peripheral portion is joined to at least one of brazing and resistance welding around the recess on the upper surface of the base bodyBy providing the radio wave absorption lid member of the present invention, the radio wave absorption layer is reduced in height so as not to be peeled off by heat and suppresses the occurrence of electromagnetic resonance inside. be able to. As a result, it is possible to manufacture a high-frequency device that is satisfactorily subjected to EMI countermeasures in a high-frequency band such as a microwave band or a millimeter wave band.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a radio wave absorption lid member of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the radio wave absorption lid member of FIG.
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views showing examples of embodiments of the high-frequency device of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional radio wave absorption lid member.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional high-frequency device.
[Explanation of symbols]
1: Radio wave absorption lid member
2: Metal lid
3: Radio wave absorber
3a: Metal layer
3b: radio wave absorption layer
3c: oxide layer
4: High frequency equipment
5a, 5b: Base
6: High frequency element
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003087346A JP4095477B2 (en) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | Radio wave absorbing lid member and high-frequency device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003087346A JP4095477B2 (en) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | Radio wave absorbing lid member and high-frequency device using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004296791A JP2004296791A (en) | 2004-10-21 |
| JP4095477B2 true JP4095477B2 (en) | 2008-06-04 |
Family
ID=33401748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003087346A Expired - Fee Related JP4095477B2 (en) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | Radio wave absorbing lid member and high-frequency device using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4095477B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101959395B (en) * | 2009-07-17 | 2012-05-30 | 英华达(南京)科技有限公司 | Shielding shell and surface processing method thereof |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5190713B2 (en) * | 2009-04-28 | 2013-04-24 | 大日本印刷株式会社 | Manufacturing method of metal shield plate |
| JP2011181662A (en) * | 2010-03-01 | 2011-09-15 | Mitsubishi Electric Corp | Ceramic circuit board and method of manufacturing the same |
| JP2023180008A (en) * | 2022-06-08 | 2023-12-20 | 株式会社タムラ製作所 | electronic component unit |
-
2003
- 2003-03-27 JP JP2003087346A patent/JP4095477B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101959395B (en) * | 2009-07-17 | 2012-05-30 | 英华达(南京)科技有限公司 | Shielding shell and surface processing method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004296791A (en) | 2004-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102870326A (en) | Surface acoustic wave device and its manufacturing method | |
| JP4095477B2 (en) | Radio wave absorbing lid member and high-frequency device using the same | |
| JP4057897B2 (en) | Optical semiconductor device | |
| JP3618063B2 (en) | Package for storing semiconductor elements | |
| JP4189234B2 (en) | Radio wave absorbing lid member and high-frequency device using the same | |
| JP2001313345A (en) | Package for storing semiconductor elements | |
| WO2018155053A1 (en) | Wiring substrate, electronic device package, and electronic device | |
| JP4105998B2 (en) | High frequency circuit package lid, manufacturing method thereof, and high frequency circuit package using the same | |
| JP3827623B2 (en) | Semiconductor element storage package and semiconductor device | |
| JP2004228532A (en) | I / O terminal and semiconductor element storage package and semiconductor device | |
| JP3696817B2 (en) | Optical semiconductor element storage package and optical semiconductor device | |
| JP3770187B2 (en) | Surface acoustic wave device and communication device using the same | |
| JP6809813B2 (en) | Semiconductor packages and semiconductor devices | |
| JP3439963B2 (en) | Package for storing semiconductor elements | |
| JP2003258138A (en) | Semiconductor device | |
| JP2710893B2 (en) | Electronic components with leads | |
| JP4000093B2 (en) | Input / output terminal, manufacturing method of input / output terminal, package for storing semiconductor element using input / output terminal, and semiconductor device | |
| JP3439964B2 (en) | Package for storing semiconductor elements | |
| JP2004235205A (en) | Electromagnetic wave absorber and high frequency circuit package using the same | |
| JP2717727B2 (en) | Package for storing semiconductor elements | |
| JP3612292B2 (en) | Semiconductor element storage package and semiconductor device | |
| JP2002184889A (en) | Package for storing semiconductor elements | |
| JP2001274270A (en) | Package for storing semiconductor elements | |
| JP3318452B2 (en) | Electronic component storage package | |
| JPH05222472A (en) | Electronic components with leads |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050909 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070514 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070522 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070719 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071127 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080116 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080212 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080307 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110314 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |