(57)【要約】【課題】基板に設置された発熱部品において発生した熱を効率的に放熱すると共に、発熱部品と他の回路との間における電磁気的な影響を抑制する。【解決手段】放熱部品は、基板と熱的に接続されることによって、基板へ伝導してきた熱を基板の外部へ放熱する放熱部品であって、発生した熱を基板へ伝導する発熱部品と、基板に形成され、発熱部品に電気的に接続された複数の信号線とを、基板の第１の面の側において覆う導電体である。【選択図】      図２
2020035904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と熱的に接続されることによって、前記基板へ伝導してきた熱を前記基板の外部へ放熱する放熱部品であって、
発生した熱を前記基板へ伝導する発熱部品と、前記基板に形成され、前記発熱部品に電気的に接続された複数の信号線とを、前記基板の第１の面の側において覆う導電体である
放熱部品。
【請求項２】
前記基板の前記第１の面に形成されたベタパターンと面同士が接することによって前記基板と熱的に接続される
請求項１に記載の放熱部品。
【請求項３】
前記ベタパターンと面同士が接することによって前記基板と電気的に接続される
請求項２に記載の放熱部品。
【請求項４】
前記ベタパターンは前記基板上に形成された回路のグランドに電気的に接続される
請求項２又は３に記載の放熱部品。
【請求項５】
前記基板、前記発熱部品、及び前記放熱部品を設置可能な筐体と面同士が接することによって前記筐体と熱的に接続される
請求項１乃至４の何れか１項に記載の放熱部品。
【請求項６】
前記複数の信号線を、互いに及ぼす電磁気的な影響が抑制された複数の領域に分離する
請求項１乃至５の何れか１項に記載の放熱部品。
【請求項７】
前記互いに及ぼす電磁気的な影響が抑制された複数の領域は、前記基板の前記第１の面に対向する前記放熱部品の第２の面に形成された溝である
請求項６に記載の放熱部品。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の放熱部品と、
前記基板と、
前記発熱部品と
を備えた電気装置。
【請求項９】
前記電気装置は光トランシーバである
請求項８に記載の電気装置。
【請求項１０】
前記電気装置は無線送信機又は無線受信機である
請求項８に記載の電気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板（以下、単に「基板」とも称す）における電磁気的な影響を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信の高速化、及び電気装置の小型化や高密度化の進展に伴い、電気装置において近接する信号線間で干渉が生じる結果、クロストークの発生が問題になっている。
【０００３】
基板における電磁気的な影響を抑制する技術の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１の電子機器は、回路基板と、シールドケースとを含む。回路基板はグランド部を有する。回路基板には、複数の電子部品が実装される。シールドケースは、内部が側面により複数の区画に分割された、下底面がない、金属製の筐体である。シールドケースは、回路基板上に設置された電子部品を、回路基板側の逆側から覆い、側面の下端がグランド部に圧接されることにより、各区画内に収容する。上記構成の結果、特許文献１の電子機器では、各電子部品がシールドされる。
【０００４】
基板における電磁気的な影響を抑制する技術の別の一例が、特許文献２に開示されている。特許文献２の基板一体型アンテナモジュールは、送信用高周波デバイスと、受信用高周波デバイスと、基板配線が実装された誘電体基板と、導体部材とを含む。導体部材には、送信アンテナ及び受信アンテナ用の給電導波管が形成される。導体部材は、誘電体基板の全面を覆う。導体部材には、送信キャビティと受信キャビティとが形成されている。送信キャビティは、送信用高周波デバイスと、送信用高周波デバイスに接続された基板線路とを覆う空隙である。受信キャビティは、受信用高周波デバイスと、受信用高周波デバイスに接続された基板線路とを覆う空隙である。上記構成の結果、特許文献２の基板一体型アンテナモジュールでは、高周波デバイスにおける不要放射が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２３５９１８号公報
【特許文献２】特開２０１４−０７５６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、電気装置における部品の発熱量の増加、及び電気装置の小型化や高密度化の進展に伴い、電気装置において十分な放熱を行うことが難しくなってきている。
【０００７】
特許文献１及び２に開示されている技術では、シールド部材（特許文献１におけるシールドケース、又は特許文献２における導体部材）に伝導してきた熱の放熱が考慮されていない。そのため、熱源（特許文献１における電子部品、又は特許文献２における高周波デバイス）の温度が適切な動作温度の上限を超えるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、基板に設置された発熱部品において発生した熱を効率的に放熱すると共に、発熱部品と他の回路との間における電磁気的な影響を抑制することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様において、放熱部品は、基板と熱的に接続されることによって、基板へ伝導してきた熱を基板の外部へ放熱する放熱部品であって、発生した熱を基板へ伝導する発熱部品と、基板に形成され、発熱部品に電気的に接続された複数の信号線とを、基板の第１の面の側において覆う導電体である。
【００１０】
本発明の一態様において、電気装置は、基板と熱的に接続されることによって、基板へ伝導してきた熱を基板の外部へ放熱する放熱部品であって、発生した熱を基板へ伝導する発熱部品と、基板に形成され、発熱部品に電気的に接続された複数の信号線とを、基板の第１の面の側において覆う導電体である放熱部品、基板、及び発熱部品を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基板に設置された発熱部品において発生した熱を効率的に放熱すると共に、発熱部品と他の回路との間における電磁気的な影響を抑制できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態における電気装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における光トランシーバの構成の一例を示す３面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、すべての図面において、同等の構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
（第１の実施形態）
本発明の各実施形態の基本である、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１４】
本実施形態における構成について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施形態における電気装置の構成の一例を示す斜視図である。図１以降の図及び以降の説明において、電気装置が設置される向きは一例であり、実際に電気装置が設置される向きは、任意の向きであってよい。図１以降の図及び以降の説明において、ある方向から見て、電気装置の、幅方向を「Ｘ」で示し、奥行き方向を「Ｙ」で示し、高さ（厚み）方向を「Ｚ」で示すこととする。即ち、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は互いに直交する方向である。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向それぞれにおいて、右方向、手前方向、上方向を「正側」と称し、左方向、奥方向、下方向を「負側」と称することとする。又、以降の説明において、Ｘ方向における正側を「Ｘ＋」側と、Ｘ方向における負側を「Ｘ−」側と、Ｙ方向における正側を「Ｙ＋」側と、Ｙ方向における負側を「Ｙ−」側と、Ｚ方向における正側を「Ｚ＋」側と、Ｚ方向における負側を「Ｚ−」側とも称することとする。尚、図１では、放熱部品（後述）の内部を透視して図示している。
【００１６】
本実施形態における電気装置１００は、基板１１０と、発熱部品１２０と、放熱部品１６０とを含む。電気装置１００は、例えば、光トランシーバ、無線送信機、無線受信機、又は送信機と受信機との組である。図１に示した例では、電気装置１００は、筐体１９０を更に含む。筐体１９０は、基板１１０と、発熱部品１２０と、放熱部品１６０とを設置可能である。図１に示した例では、放熱部品１６０は、面同士が接することによって筐体１９０と熱的に接続される。図１に示した例では、筐体１９０はＺ−側の底面とＹ−側の側面とを含むが、筐体１９０は、Ｚ−側の底面又はＹ−側の側面に換えて或いは加えて、Ｚ＋側の底面、Ｙ＋側の側面、Ｘ＋側の側面、又はＸ−側の側面を含んでもよい。
【００１７】
基板１１０には、電気装置１００の機能を実現するために必要な回路１４０が形成されている。基板１１０は、Ｚ＋側の面に形成されたベタパターン（ソリッドパターン）を有してもよい。ここで、ベタパターンとは、基板において、信号を伝達するためのパターンが形成されていない空き領域に面的に広がって形成された導電体のパターンであることとする。特に、グランドパターンとは、基板上に形成された回路のグランドに電気的に接続されたベタパターンであることとする。導電体は、例えば、金属部材である。
【００１８】
発熱部品１２０は、発生した熱を主に基板１１０へ伝導することとする。発熱部品１２０は、発生した熱の一部を、空気へ伝導したり、周囲へ放射したりするが、以下では熱の主要な流れについて説明することとする。発熱部品１２０は、例えば、光トランシーバ若しくは無線送信機における、送信部に電圧信号を印加する駆動回路（ドライバー）、又は、光トランシーバ、無線送信機、若しくは無線受信機に含まれる、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）である。
【００１９】
放熱部品１６０は、基板１１０と熱的に接続されることによって、基板１１０へ伝導してきた熱を基板１１０の外部へ放熱する。図１に示した例では、放熱部品１６０は、基板１１０と面同士が接することによって基板１１０と熱的に接続される。放熱部品１６０は、例えば、基板１１０に形成されたベタパターンと面同士が接することによって、基板１１０と熱的に接続されてもよい。
【００２０】
放熱部品１６０は、導電体から成る。放熱部品１６０は、基板１１０に形成されたベタパターンに電気的に接続されてもよい。例えば、放熱部品１６０は、基板１１０に形成された、ベタパターン又はグランドパターンと面同士が接することによって、基板１１０と電気的に接続されてもよい。導電体は、例えば、金属部材である。
【００２１】
放熱部品１６０は、発熱部品１２０と、複数の信号線１５０とを、基板１１０のＺ＋側において覆う。放熱部品１６０の内部は、放熱部品１６０内部に形成された側面によって、互いに及ぼす電磁気的な影響が抑制された複数の領域に分離されていてもよい。これらの領域は、例えば、放熱部品１６０のＺ−側の面に形成された溝である（第２の実施形態において後述）。
【００２２】
信号線１５０は、基板１１０に形成され、発熱部品１２０に電気的に接続される。複数の信号線１５０は、互いに及ぼす電磁気的な影響が抑制された複数の領域に分離して格納されてもよい。
【００２３】
本実施形態における動作について説明する。
【００２４】
発熱部品１２０は基板１１０と熱的に接続されるので、発熱部品１２０において発生した熱は、基板１１０を経由して、放熱部品１６０へ伝導される。そして、放熱部品１６０は、放熱部品１６０へ伝導されてきた熱を、基板１１０の外部（筐体１９０）へ放熱する。即ち、発熱部品１２０を始点とし、基板１１０、放熱部品１６０、筐体１９０等を順に経由して、電気装置１００の外部（外気等）を終点とする放熱経路が形成される。図１において、放熱経路の一例を太矢印で示す。
【００２５】
放熱部品１６０は、導電体から成り、発熱部品１２０と複数の信号線１５０とを基板１１０のＺ＋側において覆うので、放熱部品１６０の内側と外側とにおける電磁気的な影響を抑制する。即ち、放熱部品１６０は、発熱部品１２０及び信号線１５０と、他の回路との間における電磁気的な影響を抑制する。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態における電気装置１００は、基板１１０と、発熱部品１２０と、放熱部品１６０とを含む。放熱部品１６０は、導電体から成り、発熱部品１２０と、複数の信号線１５０とを、基板１１０のＺ＋側において覆う。放熱部品１６０は、基板１１０と熱的に接続される。従って、本実施形態における電気装置１００には、基板１１０に設置された発熱部品１２０において発生した熱を効率的に放熱すると共に、発熱部品１２０と他の回路との間における電磁気的な影響を抑制できるという効果がある。
【００２７】
又、複数の信号線１５０が、互いに及ぼす電磁気的な影響が抑制された複数の領域に分離して格納される場合、本実施形態における電気装置１００には、異なる領域に格納された信号線１５０間のクロストーク（漏話）が抑制されるという効果がある。
【００２８】
又、放熱部品１６０は、特に、基板１１０に形成されたベタパターンと面同士が接することによって基板１１０と熱的に接続される場合には、基板１１０から基板１１０の外部への放熱性により優れる。
【００２９】
又、放熱部品１６０は、特に、基板１１０に形成されたグランドパターンと面同士が接することによって基板１１０と電気的に接続される場合には、発熱部品１２０と他の回路との間における電磁気的な影響の抑制性により優れる。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態を基本とする、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態において、電気装置は光トランシーバであり、発熱部品は光送信部のドライバー（例えば、ドライバーＩＣ（Integrated Circuit））である。
【００３０】
本実施形態における構成について説明する。
【００３１】
図２は、本発明の第２の実施形態における光トランシーバの構成の一例を示す３面図である。より具体的には、図２（Ａ）はＺ＋側から見た上面図を示し、図２（Ｂ）はＸ＋側から見た側面図を示し、図２（Ｃ）はＹ＋側から見た正面図を示す。但し、図２（Ｂ）はＡ−Ａ線における断面図を示す。又、図２（Ｃ）では筐体としてカバーのみが図示されており、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では筐体は省略されている。又、図２（Ａ）では、クールシートは省略され、ドライバー、光送信部、信号線、及び溝は透視して示されている。
【００３２】
本実施形態における光トランシーバ１０５（電気装置）は、基板１と、ドライバー２（発熱部品）と、放熱部品６と、カバー９（筐体）とを含む。
【００３３】
カバー９は、カバー９に伝導してきた熱を光トランシーバ１０５の外部（外気等）へ放熱する。カバー９には、基板１と、ドライバー２と、放熱部品６とが設置可能である。図２に示した例では、放熱部品６は、面同士が接することによってカバー９と熱的に接続される。図２に示した例では、カバー９はＺ＋側の底面を含むが、カバー９は、Ｚ＋側の底面に加えて、Ｚ−側の底面、Ｙ＋側の側面、Ｙ−側の側面、Ｘ＋側の側面、又はＸ−側の側面を含んでもよい。又、図２に示した例では、放熱部品６は、領域１１において、クールシート８を介して面同士が接することによってカバー９と熱的に接続される。クールシート８は、熱伝導率が高いシートであり、例えば、シリコンゴムシートである。ここで、クールシート８は省略可能である。即ち、放熱部品６は、面同士が直接接することによって、カバー９と熱的に接続されてもよい。又、電気的に接続する必要がなく且つ熱的に接続する必要がある他の箇所についても、クールシートを介して面同士が接することによって熱的に接続してもよい。
【００３４】
基板１には、光トランシーバ１０５の機能を実現するために必要な回路が形成されている。基板１は、Ｚ＋側の面に形成されたベタパターンを有してもよい。ベタパターン１１は、基板１のＺ＋側の面に、例えば、図２（Ａ）において破線で囲まれた領域１１に形成されている。基板１は、光送信部４と、ＤＳＰ３とを含む。
【００３５】
ドライバー２は、光送信部４に電圧信号を印加する。ドライバー２は、発生した熱を主に基板１へ伝導することとする。ドライバー２は、発生した熱の一部を、空気へ伝導したり、周囲へ放射したりするが、以下では熱の主要な流れについて説明することとする。
【００３６】
放熱部品６は、基板１と熱的に接続されることによって、基板１へ伝導してきた熱をカバー９へ放熱する。図２に示した例では、放熱部品６は、例えば、基板１の領域１１に形成されたベタパターンと面同士が接することによって、基板１と熱的に接続されてもよい。
【００３７】
放熱部品６は、導電体から成る。放熱部品６は、基板１に形成されたベタパターンに電気的に接続されてもよい。例えば、放熱部品６は、基板１の領域１１に形成された、ベタパターン又はグランドパターンと面同士が接することによって、基板１と電気的に接続されてもよい。導電体は、例えば、金属部材である。
【００３８】
放熱部品６は、ドライバー２と、複数の信号線５とを、基板１のＺ＋側において覆う。放熱部品６の内部は、放熱部品６内部に形成された側面によって、互いに及ぼす電磁気的な影響が抑制された複数の領域に分離されている。図２に示した例では、これらの領域は、基板１のＺ＋側の面に対向する、放熱部品６のＺ−側の面に形成された溝７である。又、図２に示した例では、放熱部品６は、ドライバー２、光送信部４、及び信号線５との間に隙間を設けた上で、放熱部品６が肉厚になるように形成されている。即ち、図２に示した例では、放熱部品６は、ドライバー２、光送信部４、及び信号線５等が収まる凹みが設けられた、例えば金属製のブロックである。又、放熱部品６は、基板１のＺ＋側の面に形成された配線に接触しない（踏まない）ようになっている。
【００３９】
信号線５は、基板１に形成され、ドライバー２に電気的に接続される。信号線５は、ドライバー２と、光送信部４又はＤＳＰ３との間を接続する。各信号線５は、互いに及ぼす電磁気的な影響が抑制された、互いに異なる複数の領域（溝７）に分離して格納されている。ここで、信号線５は、１本毎に異なる領域（溝７）に分離されてもよいし、クロストークが少ない一群の信号線毎に異なる領域（溝７）に分離されてもよい。ここで、クロストークが少ない一群の信号線とは、例えば、撚り対線を成す一対の信号線、又は、信号用若しくは電源用の何れか一方の信号線である。又は、ドライバー２が送信側及び受信側の両方の回路を含む場合には、クロストークが少ない一群の信号線とは、例えば、送信側又は受信側の何れか一方の信号線である。
【００４０】
カバー９は、放熱部品６から伝導してきた熱を光トランシーバ１０５の外部へ放熱する。図２に示した例では、カバー９は、放熱フィンを有する。ここで、放熱フィンは省略可能である。
【００４１】
光送信部４は、ドライバー２より入力された電気信号を光信号として出力する。
【００４２】
ＤＳＰ３は、ドライバー２によって入力される送信データを表す信号を出力する。図２に示した例では、ＤＳＰ３は、面同士が接することによってカバー９と熱的に接続される。
【００４３】
本実施形態における他の構成は、第１の実施形態における構成と同じである。
【００４４】
本実施形態における動作について説明する。
【００４５】
ドライバー２は基板１と熱的に接続されるので、ドライバー２において発生した熱は、基板１を経由して、放熱部品６へ伝導される。そして、放熱部品６は、放熱部品６へ伝導されてきた熱を、カバー９へ放熱する。即ち、ドライバー２を始点とし、基板１、放熱部品６、カバー９等を順に経由して、光トランシーバ１０５の外部（外気等）を終点とする放熱経路が形成される。図２（Ｃ）において、放熱経路の一例を太矢印で示す。
【００４６】
放熱部品６は、導電体から成り、ドライバー２と複数の信号線５とを基板１のＺ＋側において覆うので、放熱部品６の内側と外側とにおける電磁気的な影響を抑制する。即ち、放熱部品６は、ドライバー２及び信号線５と、ＤＳＰ３等の他の回路との間における電磁気的な影響を抑制する。
【００４７】
本実施形態における他の動作は、第１の実施形態における動作と同じである。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態における光トランシーバ１０５は、基板１と、ドライバー２と、放熱部品６とを含む。放熱部品６は、導電体から成り、ドライバー２と、複数の信号線５とを、基板１のＺ＋側において覆う。放熱部品６は、基板１と熱的に接続される。従って、本実施形態における光トランシーバ１０５には、基板１に設置されたドライバー２において発生した熱を効率的に放熱すると共に、ドライバー２と他の回路との間における電磁気的な影響を抑制できるという効果がある。
【００４９】
又、本実施形態における光トランシーバ１０５では、複数の信号線５が、互いに及ぼす電磁気的な影響が抑制された複数の領域（溝７）に分離して格納される。そのため、本実施形態における光トランシーバ１０５には、異なる領域（溝７）に格納された信号線５間のクロストーク（漏話）が抑制されるという効果がある。
【００５０】
又、放熱部品６は、特に、基板１に形成されたベタパターンと面同士が接することによって基板１と熱的に接続される場合には、基板１から基板１の外部への放熱性により優れる。
【００５１】
又、放熱部品６は、特に、基板１に形成されたグランドパターンと面同士が接することによって基板１と電気的に接続される場合には、ドライバー２と他の回路との間における電磁気的な影響の抑制性により優れる。
【００５２】
上述した説明では、ドライバー２を発熱部品と見做したが、これは一例である。本実施形態における光トランシーバ１０５では、ＤＳＰ３を発熱部品と見做して、ＤＳＰ３に放熱部品６が設置されてもよい。
【００５３】
以上、本発明を、上述した各実施形態およびその変形例によって例示的に説明した。しかしながら、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態およびその変形例に記載した範囲に限定されない。当業者には、係る実施形態に対して多様な変更又は改良を加えることが可能であることは明らかである。そのような場合、係る変更又は改良を加えた新たな実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれ得る。そしてこのことは、特許請求の範囲に記載した事項から明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、発熱量が大きい電気部品が設置された回路基板における電磁的影響を抑制する用途において利用できる。
【符号の説明】
【００５５】
１００  電気装置
１０５  光トランシーバ
１１０、１  基板
１１  領域
１２０  発熱部品
２  ドライバー
３  ＤＳＰ
１４０  回路
４  光送信部
１５０、５  信号線
１６０、６  放熱部品
７  溝
８  クールシート
１９０  筐体
９  カバー
【図１】
2020035904.tif 000003
【図２】
2020035904.tif 000004