JP4469101B2 - 放熱構造を有する電子回路装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、通信機の送信部などで用いられる増幅器や発振器，変調器等が実装された電子回路装置の放熱構造に関し、特に、トランジスタや電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴという）等の高電力半導体能動素子がプリント基板上に搭載された電力増幅器や変調器などの電子回路装置の放熱冷却構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は一部を破断した従来の電子回路装置の放熱構造例を示す斜視図であり、図４は同じ従来例の放熱作用を説明する断面図である。これらの図において、１はプリント基板、２は発熱源となる高電力能動素子であり、例えば、半導体素子が樹脂モールド又はセラミックパッケージに収容されたフラットパッケージ形の能動素子、３は能動素子２の裏面に取付けられた放熱用のベースプレート、４は下面に多数のひれ状の放熱フィンを有する金属製の放熱体、５はシールドケースである。
【０００３】
プリント基板１は、シールドケース５と共に放熱体４の上面に小ねじで密着して固定されている。プリント基板１には、搭載される能動素子２のパッケージとベースプレートの外形寸法より若干大きい四角形の穴が設けられ、能動素子２のパッケージとベースプレート部分はこの四角形の穴にゆるくはめ込む（緩通する）ような状態で、能動素子２の両側に突き出た端子によってプリント基板１の上面のランド（図示せず）に接続されている。この状態で能動素子２のベースプレート３の底面は、プリント基板１の底面より下方に突き出して凸状となる。
【０００４】
能動素子２の下方に突き出たベースプレート３が当接する放熱体４の上面にはベースプレート３がはめ込まれる大きさの凹部が設けられ、ベースプレート３の突出高さと放熱体４の凹部の深さを等しくすることで、能動素子２の端子に不要な応力を与えずにベースプレート３と放熱体４の上面の凹部とが密接して配置されている。
上記の放熱体４の上面の凹部は、素子２のベースプレート３の厚さとプリント基板１の厚さにより、平坦又は凸状の場合もある。上記の位置で、ベースプレート３の両端を放熱体４に小ねじで固定することで、プリント基板１とベースプレート３を共に放熱体４に密着させている。
【０００５】
プリント基板１の上面は、その周辺部がシールドケース５で囲まれ、その上はカバーで覆われている。
【０００６】
このような従来の構成では、ベースプレート３を有する能動素子２の上の空間は、シールドケース５とカバーで覆われているため、能動素子２の発熱は、上部に放熱されず、図４の点線矢印で示すように、ベースプレート３から放熱体４への伝導熱は、放熱体４の下側の放熱フィンから外気に放散される構成である。すなわち、図４に示すように、能動素子２による発熱は、熱伝導により下側の方向のみに放散させる放熱構造である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の放熱構造では、能動素子２の発熱をプリント基板１とベースプレート３を経て下側の放熱体４の放熱フィンに逃がす熱伝導経路のみであるため、さらに高出力の能動素子を搭載する場合は、放熱量が不足し温度上昇が抑えられず、放熱体の大面積化が必要であるという問題があり、装置の小型化が制限されるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点を解消するため、能動素子からの放熱経路を増やして冷却効果を高めることによって増幅器など能動素子搭載装置の小型化・高出力化を実現することのできる放熱構造を有する電子回路装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トランジスタやＦＥＴ等の高出力の能動素子をプリント基板上に搭載した増幅器等の電子回路装置の放熱構造において、従来の熱伝導による放熱構造に加えて、プリント基板１と放熱体４との間に、冷却用の通風経路となる空隙を設けて対流による放熱構造を付加したことを特徴とするものである。
【００１０】
具体的には、本発明の放熱構造を有する電子回路装置は、裏面に複数のひれ状の放熱フィンが設けられた放熱体と、裏面に放熱用のベースプレートを有する能動素子が実装され前記放熱体の上面に固定されたプリント基板と、該プリント基板の上を覆うシールドカバーとが備えられ、
前記能動素子の端子が前記プリント基板に接続されるとともに前記ベースプレートが前記プリント基板の穴を緩通して前記放熱体の上面にねじ止めされて、該能動素子の発熱による前記ベースプレートからの伝導熱を前記放熱体を介して外気に放散する放熱構造を有する電子回路装置であって、
前記プリント基板は、前記放熱体の上面に設けられた所定の高さの基板取付部によって固定され、前記放熱体にねじ止めされた前記ベースプレートの周囲に形成された前記プリント基板と前記放熱体との間の空隙を通風経路として前記能動素子の発熱を該ベースプレートから側面の外気へ対流により熱放散させるようにしたことを特徴とするものである。
さらに、前記放熱体は、前記空隙に面する上面に複数のひれ状の放熱フィンを設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は一部を破断した本発明の実施例を示す斜視図であり、図２は本発明の放熱作用を説明する断面図である。図１において、図３，図４の従来例と同じ部分には同じ符号を付した。６は放熱体４の上面に設けたひれ状の放熱フィン、７は基板取付部、８は空隙である。能動素子２はプリント基板１の四角形の穴にゆるくはめ込む（緩通する）形でその端子のみがプリント基板１の裏面のランドに接続されている。この状態で、能動素子２のベースプレート３の底面は、プリント基板１の底面より下側に凸状となることは、従来の構成と同じである。
【００１２】
プリント基板１を放熱体４に固定するために放熱体４の上面の複数箇所に設けた基板取付部７は、円柱形状で高さがベースプレート３の下方への突出高さと同じである。そして、プリント基板１を放熱体４の基板取付部７に取付けたとき、プリント基板１と放熱体４との間に基板取付部７の高さの空隙８が形成される。この状態で、ベースプレート３の底面は放熱体４に密着し、素子２の端子に不要な応力が加わることなく放熱体４に固定される。この場合は、放熱体４の上面にベースプレート３をはめ込む凹部は不要となる。
【００１３】
しかし、能動素子２のベースプレート３の厚さとプリント基板１の厚さによっては、放熱体４のベースプレート接触部を平坦または凸状にして空隙８を設けるようにしてもよい。
【００１４】
上記の放熱構造に加えて、図１，図２のように、放熱体４の上面の空隙８に面する側に、基板取付部７の高さとほぼ同じの高さの放熱フィン６を設けることで放熱，冷却効果を更にあげることができる。
【００１５】
上記の構成により、能動素子２の発熱によって最も高温となるベースプレート３および放熱体４のベースプレート３との接触部付近は、空隙８により側面の外気に通気的に開放されるため、図２の点線矢印で示すように前後左右，水平方向の対流による放熱構造が実現される。さらに、放熱体４の上面の能動素子２側に放熱フィン６を設けると更に効果的である。
なお、ベースプレート３から放熱体４に熱伝導し、放熱体４の下面の放熱フィンから外気に逃がす下側方向の放熱構造は従来と同様である。
【００１６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明を実施することにより、トランジスタやＦＥＴなどの高出力半導体能動素子２をプリント基板１上に搭載し、能動素子２のベースプレート３をプリント基板１の下の放熱体４に固定して放熱する増幅器などの電子回路搭載装置の冷却構造において、もっとも高温となる能動素子２のベースプレート３近傍から熱を対流によって逃す放熱構造を加えたため、さらに高い冷却効果が得られる。
これにより、電力増幅器などの高出力電子回路搭載装置の小型化・高出力化が促進されるという実用上極めて優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す部分破断斜視図である。
【図２】本発明の放熱作用を説明する断面図である。
【図３】従来例を示す部分破断斜視図である。
【図４】従来例の放熱作用を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ プリント基板
２ 素子
３ ベースプレート
４ 放熱体
５ シールドケース
６ 放熱フィン
７ プリント基板取付部
８ 空隙
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、通信機の送信部などで用いられる増幅器や発振器，変調器等が実装された電子回路装置の放熱構造に関し、特に、トランジスタや電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴという）等の高電力半導体能動素子がプリント基板上に搭載された電力増幅器や変調器などの電子回路装置の放熱冷却構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は一部を破断した従来の電子回路装置の放熱構造例を示す斜視図であり、図４は同じ従来例の放熱作用を説明する断面図である。これらの図において、１はプリント基板、２は発熱源となる高電力能動素子であり、例えば、半導体素子が樹脂モールド又はセラミックパッケージに収容されたフラットパッケージ形の能動素子、３は能動素子２の裏面に取付けられた放熱用のベースプレート、４は下面に多数のひれ状の放熱フィンを有する金属製の放熱体、５はシールドケースである。
【０００３】
プリント基板１は、シールドケース５と共に放熱体４の上面に小ねじで密着して固定されている。プリント基板１には、搭載される能動素子２のパッケージとベースプレートの外形寸法より若干大きい四角形の穴が設けられ、能動素子２のパッケージとベースプレート部分はこの四角形の穴にゆるくはめ込む（緩通する）ような状態で、能動素子２の両側に突き出た端子によってプリント基板１の上面のランド（図示せず）に接続されている。この状態で能動素子２のベースプレート３の底面は、プリント基板１の底面より下方に突き出して凸状となる。
【０００４】
能動素子２の下方に突き出たベースプレート３が当接する放熱体４の上面にはベースプレート３がはめ込まれる大きさの凹部が設けられ、ベースプレート３の突出高さと放熱体４の凹部の深さを等しくすることで、能動素子２の端子に不要な応力を与えずにベースプレート３と放熱体４の上面の凹部とが密接して配置されている。
上記の放熱体４の上面の凹部は、素子２のベースプレート３の厚さとプリント基板１の厚さにより、平坦又は凸状の場合もある。上記の位置で、ベースプレート３の両端を放熱体４に小ねじで固定することで、プリント基板１とベースプレート３を共に放熱体４に密着させている。
【０００５】
プリント基板１の上面は、その周辺部がシールドケース５で囲まれ、その上はカバーで覆われている。
【０００６】
このような従来の構成では、ベースプレート３を有する能動素子２の上の空間は、シールドケース５とカバーで覆われているため、能動素子２の発熱は、上部に放熱されず、図４の点線矢印で示すように、ベースプレート３から放熱体４への伝導熱は、放熱体４の下側の放熱フィンから外気に放散される構成である。すなわち、図４に示すように、能動素子２による発熱は、熱伝導により下側の方向のみに放散させる放熱構造である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の放熱構造では、能動素子２の発熱をプリント基板１とベースプレート３を経て下側の放熱体４の放熱フィンに逃がす熱伝導経路のみであるため、さらに高出力の能動素子を搭載する場合は、放熱量が不足し温度上昇が抑えられず、放熱体の大面積化が必要であるという問題があり、装置の小型化が制限されるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点を解消するため、能動素子からの放熱経路を増やして冷却効果を高めることによって増幅器など能動素子搭載装置の小型化・高出力化を実現することのできる放熱構造を有する電子回路装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トランジスタやＦＥＴ等の高出力の能動素子をプリント基板上に搭載した増幅器等の電子回路装置の放熱構造において、従来の熱伝導による放熱構造に加えて、プリント基板１と放熱体４との間に、冷却用の通風経路となる空隙を設けて対流による放熱構造を付加したことを特徴とするものである。
【００１０】
具体的には、本発明の放熱構造を有する電子回路装置は、裏面に複数のひれ状の放熱フィンが設けられた放熱体と、裏面に放熱用のベースプレートを有する能動素子が実装され前記放熱体の上面に固定されたプリント基板と、該プリント基板の上を覆うシールドカバーとが備えられ、
前記能動素子の端子が前記プリント基板に接続されるとともに前記ベースプレートが前記プリント基板の穴を緩通して前記放熱体の上面にねじ止めされて、該能動素子の発熱による前記ベースプレートからの伝導熱を前記放熱体を介して外気に放散する放熱構造を有する電子回路装置であって、
前記プリント基板は、前記放熱体の上面に設けられた所定の高さの基板取付部によって固定され、前記放熱体にねじ止めされた前記ベースプレートの周囲に形成された前記プリント基板と前記放熱体との間の空隙を通風経路として前記能動素子の発熱を該ベースプレートから側面の外気へ対流により熱放散させるようにしたことを特徴とするものである。
さらに、前記放熱体は、前記空隙に面する上面に複数のひれ状の放熱フィンを設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は一部を破断した本発明の実施例を示す斜視図であり、図２は本発明の放熱作用を説明する断面図である。図１において、図３，図４の従来例と同じ部分には同じ符号を付した。６は放熱体４の上面に設けたひれ状の放熱フィン、７は基板取付部、８は空隙である。能動素子２はプリント基板１の四角形の穴にゆるくはめ込む（緩通する）形でその端子のみがプリント基板１の裏面のランドに接続されている。この状態で、能動素子２のベースプレート３の底面は、プリント基板１の底面より下側に凸状となることは、従来の構成と同じである。
【００１２】
プリント基板１を放熱体４に固定するために放熱体４の上面の複数箇所に設けた基板取付部７は、円柱形状で高さがベースプレート３の下方への突出高さと同じである。そして、プリント基板１を放熱体４の基板取付部７に取付けたとき、プリント基板１と放熱体４との間に基板取付部７の高さの空隙８が形成される。この状態で、ベースプレート３の底面は放熱体４に密着し、素子２の端子に不要な応力が加わることなく放熱体４に固定される。この場合は、放熱体４の上面にベースプレート３をはめ込む凹部は不要となる。
【００１３】
しかし、能動素子２のベースプレート３の厚さとプリント基板１の厚さによっては、放熱体４のベースプレート接触部を平坦または凸状にして空隙８を設けるようにしてもよい。
【００１４】
上記の放熱構造に加えて、図１，図２のように、放熱体４の上面の空隙８に面する側に、基板取付部７の高さとほぼ同じの高さの放熱フィン６を設けることで放熱，冷却効果を更にあげることができる。
【００１５】
上記の構成により、能動素子２の発熱によって最も高温となるベースプレート３および放熱体４のベースプレート３との接触部付近は、空隙８により側面の外気に通気的に開放されるため、図２の点線矢印で示すように前後左右，水平方向の対流による放熱構造が実現される。さらに、放熱体４の上面の能動素子２側に放熱フィン６を設けると更に効果的である。
なお、ベースプレート３から放熱体４に熱伝導し、放熱体４の下面の放熱フィンから外気に逃がす下側方向の放熱構造は従来と同様である。
【００１６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明を実施することにより、トランジスタやＦＥＴなどの高出力半導体能動素子２をプリント基板１上に搭載し、能動素子２のベースプレート３をプリント基板１の下の放熱体４に固定して放熱する増幅器などの電子回路搭載装置の冷却構造において、もっとも高温となる能動素子２のベースプレート３近傍から熱を対流によって逃す放熱構造を加えたため、さらに高い冷却効果が得られる。
これにより、電力増幅器などの高出力電子回路搭載装置の小型化・高出力化が促進されるという実用上極めて優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す部分破断斜視図である。
【図２】本発明の放熱作用を説明する断面図である。
【図３】従来例を示す部分破断斜視図である。
【図４】従来例の放熱作用を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ プリント基板
２ 素子
３ ベースプレート
４ 放熱体
５ シールドケース
６ 放熱フィン
７ プリント基板取付部
８ 空隙
Claims (1)
- 裏面に複数のひれ状の放熱フィンが設けられた放熱体と、裏面に放熱用のベースプレートを有する能動素子が実装され前記放熱体の上面に固定されたプリント基板と、該プリント基板の上を覆うシールドカバーとが備えられ、
前記能動素子の端子が前記プリント基板に接続されるとともに前記ベースプレートが前記プリント基板の穴にゆるくはめ込むことにより前記能動素子の端子に不要な応力が加わることなく前記放熱体の上面にねじ止めされて、該能動素子の発熱による前記ベースプレートからの伝導熱を前記放熱体を介して外気に放散する放熱構造を有する電子回路装置であって、
前記プリント基板は、前記放熱体の上面に設けられた所定の高さの基板取付部によって固定され、前記放熱体にねじ止めされた前記ベースプレートの周囲に形成された前記プリント基板と前記放熱体との間の空隙を通風経路として前記能動素子の発熱を該ベースプレートから側面の外気へ対流により熱放散させるようにしたことを特徴とする放熱構造を有する電子回路装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001090238A JP4469101B2 (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 放熱構造を有する電子回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001090238A JP4469101B2 (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 放熱構造を有する電子回路装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002290091A JP2002290091A (ja) | 2002-10-04 |
| JP4469101B2 true JP4469101B2 (ja) | 2010-05-26 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001090238A Expired - Fee Related JP4469101B2 (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 放熱構造を有する電子回路装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022255736A1 (ko) * | 2021-06-01 | 2022-12-08 | 주식회사 케이엠더블유 | 전자 기기 |
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| CN112399768B (zh) * | 2019-08-13 | 2023-05-12 | Oppo广东移动通信有限公司 | 屏蔽罩、电路板组件和电子设备 |
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-
2001
- 2001-03-27 JP JP2001090238A patent/JP4469101B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022255736A1 (ko) * | 2021-06-01 | 2022-12-08 | 주식회사 케이엠더블유 | 전자 기기 |
Also Published As
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|---|---|
| JP2002290091A (ja) | 2002-10-04 |
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