(57)【要約】【課題】放熱用のスルーホールの数を削減して、配線基板の加工費のアップを抑えることができると共に、放熱特性を改善した電子回路モジュールを提供する。【解決手段】配線基板２と、配線基板２に搭載された電子部品１と、配線基板２に設けられた放熱用導体パターン３と、配線基板２に設けられ、放熱用導体パターン３に接続された複数の放熱用スルーホール４と、を備え、電子部品１内に発熱部１ｂを有する電子回路モジュール１００であって、複数の放熱用スルーホール４が、発熱部１ｂの中心点Ｐ１を囲む一つの仮想円Ｃ１の円周上にのみ形成されている。【選択図】図３
2015056546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板と、前記配線基板に搭載された電子部品と、前記配線基板に設けられた放熱用導体パターンと、前記配線基板に設けられ、前記放熱用導体パターンに接続された複数の放熱用スルーホールと、を備え、前記電子部品内に発熱部を有する電子回路モジュールであって、
複数の前記放熱用スルーホールが、前記発熱部の中心点を囲む一つの仮想円の円周上にのみ形成されていることを特徴とする電子回路モジュール。
【請求項２】
前記仮想円の中心点が前記発熱部の中心点と同一の位置にあると共に、複数の前記放熱用スルーホールが前記円周上で等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子回路モジュール。
【請求項３】
前記仮想円が、前記発熱部の形状寸法内に含まれていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子回路モジュール。
【請求項４】
前記放熱用スルーホールの数が、６個以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子回路モジュール。
【請求項５】
前記放熱用導体パターンが、前記電子部品のグランド用導体パターンでもあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電子回路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱部を有する電子部品を搭載した電子回路モジュールに関し、特に電子回路モジュール内で使用される配線基板の放熱特性の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォン等の通信可能な電子回路モジュールにおいては、信号送信のためにパワーアンプを有している。パワーアンプは一般に集積回路で構成されており、その出力電力の大きさによりかなりの熱を放出している。従って、電子回路モジュール内における放熱対策が必要となってくる。特許文献１には、効率的に放熱するための回路基板に関する発明が開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載された第１従来例としての回路基板９００を図１３に示す。この回路基板９００では、セラミック絶縁基板９０１の表面に金属導体層９０３を介してＩＣなどの電子部品９０２を搭載する。裏面には放熱体９０４を設け、金属導体層９０３と放熱体９０４とを熱的に接続するための３個以上の放熱用のスルーホール導体９０５とを具備している。スルーホール導体９０５を最大径ｄ０．１〜０．４ｍｍの円柱体から構成し、各スルーホール導体９０５を１．５ｄ〜４．０ｄの間隔をもって、隣接する各スルーホール導体９０５の中心を結ぶ線分が正三角形をなすように配列する。
【０００４】
回路基板９００は、複数個のスルーホール導体９０５の直径、ホール間距離および配列を調整することにより、反りや亀裂の発生なく放熱効率を高めることができる。これにより、ＩＣなどの電子部品９０２から発生する熱を効率的に放熱体９０４に伝達することが可能となり、ＩＣの誤動作などの発生のない信頼性の高い回路基板９００を提供することができるとしている。
【０００５】
特許文献１に開示された回路基板９００にかかわらず、一般的に回路基板に設ける放熱用のスルーホールの個数が多いほど放熱量を多くできることが知られている。また、回路基板上で発熱部の中心点から放射状に熱が拡がることが知られている。本発明の発明者は実験的に、電子回路モジュールに使用されている配線基板上のパワーアンプＩＣが搭載されている領域に、放熱用の複数のスルーホールを設け、その時のパワーアンプＩＣ及びその他電子部品の表面温度をシミュレーションにより計算した。そのための説明用図面を図１４及び図１５に示す。
【０００６】
第２従来例としての電子回路モジュール８００において、配線基板８０２上でパワーアンプＩＣ８０１が搭載されている領域を配線基板８０２の裏側（パワーアンプＩＣ８０１が搭載されていない側）から見た様子を、拡大して図１４に示す。電子回路モジュール８００では、１６個の放熱用のスルーホール８０４を等間隔で正方形形状に配置して配線基板８０２に設けている。更に１６個の放熱用のスルーホール８０４は、パワーアンプＩＣ８０１の搭載されている領域の内側に位置する、正方形形状の放熱用導体パターン８０３によって互いに接続されている。また、図１５に、配線基板８０２上でパワーアンプＩＣ８０１が搭載されている側から見た、パワーアンプＩＣ８０１及びその他電子部品８２２を配線基板８０２上に搭載している配線基板８０２全の様子、及びこの時の表面温度の分布状況を示す。ここで、パワーアンプＩＣ８０１は、その発熱量がその他電子部品８２２に比較して極めて大きな電子部品である。尚、配線基板８０２の周囲は、配線基板８０２が搭載されているマザーボード（図示せず）となっている。
【０００７】
図１５から分かるように、パワーアンプＩＣ８０１の発熱によって、配線基板８０２全体に熱が拡がり、配線基板８０２上の表面温度が全て４０℃以上となっている。また、パワーアンプＩＣ８０１の表面温度としては、５３℃を超えた状態であり、また、その他電子部品８２２においても、発熱量が比較的大きなその他電子部品８２２ａで５０℃を超えている。電子回路モジュール８００の種類にもよるが、一般的には、電子回路モジュール８００のどの箇所においても５０℃を超さないことが要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３３５５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
回路基板９００及び電子回路モジュール８００のいずれの場合においても、温度特性を改善するために更に多くのスルーホールを設けることが考えられる。しかしながら、スルーホールの数を増加させることは、配線基板の加工費をアップさせ、結果として電子回路モジュールのコストアップに繋がってしまうという問題がある。また、狭い範囲にスルーホールを数多く設けることにより基板の強度を下げてしまう可能性もある。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、放熱用のスルーホールの数を削減して、配線基板の加工費のアップを抑えることができると共に、放熱特性を改善した電子回路モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題を解決するために、本発明の電子回路モジュールは、配線基板と、前記配線基板に搭載された電子部品と、前記配線基板に設けられた放熱用導体パターンと、前記配線基板に設けられ、前記放熱用導体パターンに接続された複数の放熱用スルーホールと、を備え、前記電子部品内に発熱部を有する電子回路モジュールであって、複数の前記放熱用スルーホールが、前記発熱部の中心点を囲む一つの仮想円の円周上にのみ形成されているという特徴を有する。
【００１２】
このように構成された電子回路モジュールは、発熱部の中心点を囲む一つの仮想円の円周上にのみ複数の放熱用スルーホールを形成させることによって、発熱部の中心点から放射状に伝達される熱の伝達経路上に放熱用スルーホールを配置することができる。そのため、発熱部の中心点から放射状に伝達される熱をそれぞれ確実に放熱させることができ、放熱特性を改善することができる。また、この仮想円の円周上に形成された放熱用スルーホール以外に放熱用スルーホールを必要としないため、放熱用スルーホールの個数を減らすことができ、配線基板の加工費のアップを抑えることができる。
【００１３】
また、上記の構成における本発明の電子回路モジュールにおいて、前記仮想円の中心点が前記発熱部の中心点と同一の位置にあると共に、複数の前記放熱用スルーホールが前記円周上で等間隔に配置されているという特徴を有する。
【００１４】
このように構成された電子回路モジュールは、発熱部の中心点から同一の距離の位置に複数の放熱用スルーホールそれぞれを配置することになるため、発熱部の中心点から放射状に伝達される熱をそれぞれ効率よく放熱させることができる。また、放熱用スルーホールを円周上で等間隔に配置するので、各放熱用スルーホールの放熱量を均一となるようにすることができる。よって、少ない個数の放熱用スルーホールで最大限の放熱を行うことができる。
【００１５】
また、上記の構成における本発明の電子回路モジュールにおいて、前記仮想円が、前記発熱部の形状寸法内に含まれているという特徴を有する。
【００１６】
このように構成された電子回路モジュールは、各放熱用スルーホールの中心点を発熱部の形状寸法内に配置させるので、放熱用スルーホールを効率よく配置することができる。
【００１７】
また、上記の構成における本発明の電子回路モジュールにおいて、前記放熱用スルーホールの数が、６個以上であるという特徴を有する。
【００１８】
このように構成された電子回路モジュールは、放熱用スルーホールを６個以上設けることによって発熱部の中心点を確実に取り囲むことが可能となるので、発熱部からの熱を効果的に無駄なく放熱させることができる。
【００１９】
また、上記の構成における本発明の電子回路モジュールにおいて、前記放熱用導体パターンが、前記電子部品のグランド用導体パターンでもあるという特徴を有する。
【００２０】
このように構成された電子回路モジュールは、放熱用導体パターンとして電子部品のグランド用導体パターンを用いるため、新たに放熱用導体パターンを設ける必要がなく、配線基板の寸法を大きくする必要がない。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の電子回路モジュールは、発熱部の中心点を囲む一つの仮想円の円周上にのみ複数の放熱用スルーホールを形成させることによって、発熱部の中心点から放射状に伝達される熱の伝達経路上に放熱用スルーホールを配置することができる。そのため、発熱部の中心点から放射状に伝達される熱をそれぞれ確実に放熱させることができ、放熱特性を改善することができる。また、この仮想円の円周上に形成された放熱用スルーホール以外に放熱用スルーホールを必要としないため、放熱用スルーホールの個数を減らすことができ、配線基板の加工費のアップを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】電子回路モジュールの構成を示すブロック図である。
【図２】配線基板上の構成を示す平面図及び側面図である。
【図３】電子部品と放熱用スルーホールとの関係を示す拡大平面図である。
【図４】電子部品と放熱用スルーホールとの関係を示す拡大断面図である。
【図５】放熱構造に関するシミュレーション条件を示す表である。
【図６】放熱用スルーホールの穴径と温度との関係を示すグラフである。
【図７】放熱用スルーホールの個数と温度との関係を示すグラフである。
【図８】発熱部の中心点を囲む仮想円の直径と温度との関係を示すグラフである。
【図９】電子部品と放熱用スルーホールとの関係を示す拡大平面図である。
【図１０】電子部品と放熱用スルーホールとの関係を示す拡大断面図である。
【図１１】放熱構造に関するシミュレーション条件を示す表である。
【図１２】電子回路モジュールの温度分布を示す平面図である。
【図１３】第１従来例に係る電子回路モジュールの断面図である。
【図１４】第２従来例に係る電子回路モジュールの拡大平面図である。
【図１５】第２従来例に係る電子回路モジュールの温度分布を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、本明細書では、特に断りの無い限り、各図面のＸ１側を右側、Ｘ２側を左側、Ｙ１側を奥側、Ｙ２側を手前側、Ｚ１側を上側、Ｚ２側を下側として説明する。また、図１２においては、基板の各領域における温度分布を分かり易く示すために、各温度領域それぞれにハッチングを施している。
【００２４】
[第１実施形態]
本発明の第１実施形態の電子回路モジュール１００の構成について、図１乃至図５を用いて説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第１実施形態の電子回路モジュール１００内の回路ブロックの構成を示すブロック図である。図２は、図２（ａ）が電子回路モジュール１００の配線基板２上の構成を示す平面図であり、図２（ｂ）が電子回路モジュール１００の配線基板２上の構成を示す側面図である。また、図３は、電子回路モジュール１００の配線基板２上の電子部品１と放熱用スルーホール４との関係を示す拡大平面図であり、図４は、配線基板２上の電子部品１と放熱用スルーホール４との関係を示す拡大断面図である。尚、電子回路モジュール１００の放熱構造に関する具体的な条件は、図５に示す表１の通りである。
【００２６】
1378873577527_0
１に示すように、電子回路モジュール１００は、電子部品１であるパワーアンプＩＣ１ａと、送受信アンテナ２１と、送受信アンテナ共用器２２ａ、ローノイズアンプ２２ｂ、受信回路部２２ｃ、ベースバンド信号処理回路２２ｄ、送信回路部２２ｅからなるその他電子部品２２とで構成されている。
【００２７】
電子回路モジュール１００では、送受信アンテナ２１で受信した信号を送受信アンテナ共用器２２ａによってローノイズアンプ２２ｂに伝送し、ローノイズアンプ２２ｂで増幅した信号を、受信回路部２２ｃを介してベースバンド信号処理回路２２ｄへ伝送する。ベースバンド信号処理回路２２ｄでは種々の信号処理を行った後に、処理を行った信号を図示せぬ映像表示装置や音声出力装置へ伝送する。また、ベースバンド信号処理回路２２ｄで送信すべき信号が発生した場合には、その信号を、送信回路部２２ｅを介してパワーアンプＩＣ１ａに伝送し、パワーアンプＩＣ１ａで所望の信号レベルに増幅する。増幅された信号は、その後、送受信アンテナ共用器２２ａを介して送受信アンテナ２１へ伝送され、送受信アンテナ２１から図示せぬ他の通信機器へ送信される。
【００２８】
電子回路モジュール１００を構成する電子部品の一部には、消費電力が大きいことによって発熱を生じる発熱部を内部に有した電子部品が存在する。発熱部を内部に有した電子部品の中で、最も発熱量が多い電子部品がパワーアンプＩＣ１ａである。
【００２９】
電子部品１であるパワーアンプＩＣ１ａは、図２（ａ）に示すように、配線基板２の一方の面（Ｚ１側の面）上のＹ２側にあるＡ部に搭載されている。パワーアンプＩＣ１ａの周囲には、複数のその他電子部品２２が搭載されている。電子部品１であるパワーアンプＩＣ１ａと複数のその他電子部品２２とは、図１に示した回路を構成するように配設され、導体パターン等で配線されている。パワーアンプＩＣ１ａは１つのＩＣチップで構成されており、図２（ａ）に示すように、パワーアンプＩＣ１ａのほぼ全体が発熱部１ｂとなっている。尚、電子部品１であるパワーアンプＩＣ１ａ及びその他電子部品２２の一部又は全てが、１つの共通のＩＣの中に構成されていても良い。また、送受信アンテナ２１は、配線基板２上に配設されても良いし、配線基板２の外部に取り付けられるように設定されていても良い。尚、配線基板２は、最終的にマザーボード５１に搭載される。
【００３０】
次に、配線基板２における放熱構造について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、電子部品１であるパワーアンプＩＣ１ａと放熱用スルーホール４との関係を示す拡大平面図であり、図４は、図３に示す切断線Ｂ−Ｂから見た、パワーアンプＩＣ１ａと放熱用スルーホール４との関係を示す拡大断面図である。
【００３１】
図３は、配線基板２のパワーアンプＩＣ１ａやその他電子部品２２が搭載されている面（Ｚ１側の面）とは逆の面（Ｚ２側の面）から見た図であるため、パワーアンプＩＣ１ａを破線で示している。また、発熱部１ｂをパワーアンプＩＣ１ａの内側に２点鎖線で示している。尚、発熱部１ｂは、パワーアンプＩＣ１ａ内のほぼ全域に亘って存在している。更に、発熱部１ｂの中心点をＰ１として表示している。また、図３の切断線Ｂ−Ｂとしては、複数の放熱用スルーホール４の内のＹ１側の放熱用スルーホール４ａ及び放熱用スルーホール４ｂそれぞれの中心点を通る線としている。
【００３２】
図３及び図４に示すように、配線基板２のパワーアンプＩＣ１ａが搭載されている領域とは逆の面（配線基板２のＺ２側の面）には放熱用導体パターン３が設けられている。図３に示すように、配線基板２には６個の放熱用スルーホール４が設けられていて、放熱用導体パターン３に接続されている。また、６個の放熱用スルーホール４が、発熱部１ｂの中心点Ｐ１を囲む一つの仮想円Ｃ１の円周上に形成されている。尚、放熱用スルーホール４は仮想円Ｃ１の円周上以外には設けられていない。即ち、複数の放熱用スルーホール４は、発熱部１ｂの中心点Ｐ１を囲む一つの仮想円Ｃ１の円周上にのみ形成されている。また、仮想円Ｃ１の中心点をＰ２とすると、仮想円Ｃ１の中心点Ｐ２は、発熱部１ｂの中心点Ｐ１と同一の位置にある。
【００３３】
図４に示すように、配線基板２の上側の面（Ｚ１側の面）には、配線用導体パターン８が設けられていて、パワーアンプＩＣ１ａと複数のその他電子部品２２とを配線している。尚、配線用導体パターン８は、配線基板２の下側の面（Ｚ２側の面）又は内層の面に設けられていても良い。また、配線基板２の上側の面（Ｚ１側の面）には、接続用導体パターン７が設けられていて、パワーアンプＩＣ１ａの発熱部１ｂに接続されている。そして、接続用導体パターン７は、配線基板２のＺ２側の面に設けられている放熱用導体パターン３と、６個の放熱用スルーホール４によって接続されている。
【００３４】
このように、パワーアンプＩＣ１ａの発熱部１ｂを放熱用導体パターン３に接続して、発熱部１ｂからの発熱を放熱用導体パターン３により放熱することができる。尚、電子部品１であるパワーアンプＩＣ１ａのグランド用導体パターン９を放熱用導体パターン３として使用することが可能である。また、放熱用導体パターン３には、ヒートシンク等の放熱部材（図示せず）を取り付けるようにしても良い。
【００３５】
図３に示すように、複数の放熱用スルーホール４は、発熱部１ｂの中心点Ｐ１を囲む一つの仮想円Ｃ１の円周上に形成されているが、それぞれの放熱用スルーホール４が仮想円Ｃ１の円周上で等間隔に配置されていることが望ましい。
【００３６】
また、仮想円Ｃ１の直径をＤ１とすると、直径Ｄ１は、発熱部１ｂの形状寸法内に含まれる大きさであることが望ましい。電子回路モジュール１００では、図３に示すように、仮想円Ｃ１の直径Ｄ１を、発熱部１ｂの配線基板２の面方向における形状（正方形形状）よりも小さく設定している。
【００３７】
また、電子回路モジュール１００では、図３に示すように、放熱用スルーホール４の数を６個としているが、放熱用スルーホール４の数を６個以上とすることが望ましい。
【００３８】
以上述べたように、電子回路モジュール１００は、発熱部１ｂの中心点Ｐ１を囲む一つの仮想円Ｃ１の円周上にのみ複数の放熱用スルーホール４を形成させることによって、発熱部１ｂの中心点Ｐ１から放射状に伝達される熱の伝達経路上に放熱用スルーホール４を配置することができる。そのため、発熱部１ｂの中心点Ｐ１から放射状に伝達される熱をそれぞれ確実に放熱させることができ、放熱特性を改善することができる。また、この仮想円Ｃ１の円周上に形成された放熱用スルーホール４以外に放熱用スルーホールを必要としないため、放熱用スルーホールの個数を減らすことができ、配線基板２の加工費のアップを抑えることができる。
【００３９】
また、仮想円Ｃ１の中心点Ｐ２が発熱部１ｂの中心点Ｐ１と同一の位置にあるように設定したので、発熱部１ｂの中心点Ｐ１から同一の距離の位置に放熱用スルーホール４それぞれを配置することになる。そのため、発熱部１ｂの中心点Ｐ１から放射状に伝達される熱をそれぞれ効率よく放熱させることができる。また、放熱用スルーホール４を円周上で等間隔に配置するので、各放熱用スルーホール４の放熱量を均一となるようにすることができる。よって、少ない個数の放熱用スルーホール４で最大限の放熱を行うことができる。
【００４０】
また、仮想円Ｃ１が発熱部１ｂの形状寸法内に含まれているため、各放熱用スルーホール４の中心点Ｐ１を発熱部１ｂの形状寸法内に配置させることができる。従って、放熱用スルーホール４を効率よく配置することができる。
【００４１】
また、放熱用スルーホール４を６個以上設けることによって発熱部１ｂの中心点Ｐ１を確実に取り囲むことが可能となるので、発熱部１ｂからの熱を効果的に無駄なく放熱させることができる。
【００４２】
また、放熱用導体パターン３として電子部品１のグランド用導体パターン９を用いるため、新たに放熱用導体パターン３を設ける必要がないので、配線基板２の寸法を大きくする必要がない。
【００４３】
次に、電子回路モジュール１００における、放熱構造上の各条件を変化させた時の、シミュレーション結果について、図３及び図５乃至図８を参照して説明する。
【００４４】
図５は、図３に示した電子回路モジュール１００の放熱構造に関するシミュレーション時の具体的な条件を示す表（表１）である。そして、図６乃至図８は、表１の中のいずれか１つの条件（構成要件の各項目の１つ）を変化させた時のパワーアンプＩＣ１ａの表面温度の変化を示したグラフである。この場合、上記いずれか１つの条件を変化させた時には、他の条件は表１に記載した条件のままである。尚、今後、パワーアンプＩＣ１ａの表面温度を単に表面温度と表記する。図６は、配線基板２上の放熱用スルーホール４の穴径ｄ１を変化させた場合の表面温度との関係を示すグラフである。また、図７は、放熱用スルーホール４の個数を変えた場合の表面温度との関係を示すグラフである。更に、図８は、パワーアンプＩＣ１ａの発熱部１ｂの中心点Ｐ１を囲む仮想円Ｃ１の直径Ｄ１を変化させた場合の表面温度との関係を示すグラフである。尚、ここで使用したパワーアンプＩＣ１ａは、これらのシミュレーションに使用するための簡略化したモデルであり、前述した第２従来例や後述する第２実施形態の電子回路モジュールで使用するパワーアンプＩＣとは仕様が異なる。
【００４５】
図６に示すように、放熱用スルーホール４の穴径ｄ１を変化させた場合、表面温度が変化するが、その変化は単調な変化ではない。即ち、放熱用スルーホール４の穴径ｄ１が０．５ｍｍから１．０ｍｍまで大きくなるに従って表面温度が下がっていく。しかし、放熱用スルーホール４の穴径ｄ１が１．０ｍｍから１．５ｍｍまで大きくなるに従って表面温度が逆に上がっていき、その後、放熱用スルーホール４の穴径ｄ１を大きくしても表面温度はあまり変化しない。従って、このシミュレーション結果から放熱用スルーホール４の穴径ｄ１は１．０ｍｍ前後が最適であることが分かる。
【００４６】
図７に示すように、放熱用スルーホール４の個数を増加させた場合、表面温度は低下する。放熱用スルーホール４の個数を５個から１５個あたりまで増加させるに従って表面温度が下がっていき、その後、放熱用スルーホール４の個数を更に増加させても表面温度はあまり変化しない。このように、放熱用スルーホール４の個数を増加させれば表面温度が低下することが分かる。ただし、放熱用スルーホール４の個数を増加させた場合、複数の放熱用スルーホール４の相互間隔が小さくなる。従って、あまり増加させすぎると、複数の放熱用スルーホール４の相互間隔が小さくなることによって配線基板２の強度に影響を与える可能性がある。従って、放熱用スルーホール４の個数を増加させる時には、複数の放熱用スルーホール４の相互間隔も考慮する必要がある。
【００４７】
図８に示す通り、パワーアンプＩＣ１ａの発熱部１ｂの中心点Ｐ１を囲む仮想円Ｃ１の直径Ｄ１を大きくした場合、即ち、パワーアンプＩＣ１ａの発熱部１ｂの中心点Ｐ１から放熱用スルーホール４の中心点までの距離を大きくした場合、表面温度は上がって行く。従って、パワーアンプＩＣ１ａの発熱部１ｂの中心点Ｐ１に対し、放熱用スルーホール４をより近く配置したほうが良いことが分かる。また、パワーアンプＩＣ１ａの発熱部１ｂの中心点Ｐ１から放熱用スルーホール４の中心点までの距離については、発熱部１ｂの形状寸法も考慮する必要がある。即ち、上記仮想円Ｃ１の直径Ｄ１が、発熱部１ｂの配線基板２の面方向における形状寸法内に含まれるように設定することが望ましい。
【００４８】
[第２実施形態]
本発明の第２実施形態の電子回路モジュール２００の構成について、図９乃至図１１を用いて説明する。
【００４９】
図９は、電子回路モジュール２００の配線基板１２上に搭載された電子部品１１であるパワーアンプＩＣ１１ａと放熱用スルーホール１４との関係を示す拡大平面図であり、図１０は、図９に示す切断線Ｆ−Ｆ線から見た、パワーアンプＩＣ１１ａと放熱用スルーホール１４との関係を示す拡大断面図である。尚、本発明の第２実施形態の電子回路モジュール２００の放熱構造に関する具体的な条件は、図１１に示す表２の通りである。
【００５０】
第２実施形態の電子回路モジュール２００は、図１に示した電子回路モジュール１００の内部ブロック構成、図２に示した、配線基板上にその他電子部品２２も搭載されること、及び配線基板がマザーボード５１上に搭載されること等については、電子回路モジュール１００と同一であるため、その説明を省略する。
【００５１】
電子回路モジュール２００における電子回路モジュール１００との違いは、図５に示す表１と図１１に示す表２を比較すれば分かるように、放熱用スルーホール１４の個数を６個から１２個としていることだけである。この変更は、前述した電子回路モジュール１００における放熱構造に関するシミュレーション結果を考慮して決定した結果である。即ち、放熱用スルーホール１４の穴径ｄ２を１．０ｍｍとし、スルーホール配置用の仮想円Ｃ２の直径Ｄ２を６ｍｍとし、その他条件を電子回路モジュール１００と同一にして、放熱用スルーホール１４の個数だけを１２個に変更した。尚、パワーアンプＩＣ１１ａの仕様は、電子回路モジュール１００のパワーアンプＩＣ１ａの仕様とは異なり、実際に電子回路モジュール２００で使用されるパワーアンプＩＣの仕様と同一のものを使用している。また、第２従来例の電子回路モジュール８００で使用されたパワーアンプＩＣ８０１の仕様と同一のものを使用している。
【００５２】
図９は、配線基板１２上のパワーアンプＩＣ１１ａが搭載されている面（Ｚ１側の面）とは逆の面（Ｚ２側の面）から見た図であるため、パワーアンプＩＣ１１ａを破線で示している。また、発熱部１１ｂをパワーアンプＩＣ１１ａの内側に２点鎖線で示している。尚、発熱部１１ｂは、パワーアンプＩＣ１１ａ内のほぼ全域に亘って存在している。更に、発熱部１１ｂの中心点をＰ１１として表示している。また、図９の切断線Ｆ−Ｆ線としては、複数の放熱用スルーホール１４の内の、Ｙ１側に位置する放熱用スルーホール１４ａ及び放熱用スルーホール１４ｂそれぞれの中心点を通る線としている。
【００５３】
図９及び図１０に示すように、配線基板１２のパワーアンプＩＣ１１ａが搭載されている領域とは逆の面（配線基板１２のＺ２側の面）には放熱用導体パターン１３が設けられている。図９に示すように、配線基板１２には１２個の放熱用スルーホール１４が設けられていて、放熱用導体パターン１３に接続されている。１２個の放熱用スルーホール１４は、発熱部１１ｂの中心点Ｐ１１を囲む一つの仮想円Ｃ２の円周上に形成されている。尚、放熱用スルーホール１４は仮想円Ｃ２の円周上以外には設けられていない。即ち、複数の放熱用スルーホール１４は、発熱部１１ｂの中心点Ｐ１１を囲む一つの仮想円Ｃ２の円周上にのみ形成されている。また、仮想円Ｃ２の中心点をＰ１２とすると、仮想円Ｃ２の中心点Ｐ１２は、発熱部１１ｂの中心点Ｐ１１と同一の位置にある。
【００５４】
図１０に示すように、配線基板１２の上側の面（Ｚ１側の面）には、配線用導体パターン１８が設けられていて、パワーアンプＩＣ１１ａと複数のその他電子部品２２とを配線している。また、配線基板１２の上側の面（Ｚ１側の面）には、接続用導体パターン１７が設けられていて、パワーアンプＩＣ１１ａの発熱部１１ｂに接続されている。そして、接続用導体パターン１７は、配線基板１２のＺ２側の面に設けられている放熱用導体パターン１３と、１２個の放熱用スルーホール１４によって接続されている。
【００５５】
図９に示すように、複数の放熱用スルーホール１４は、発熱部１１ｂの中心点Ｐ１１を囲む一つの仮想円Ｃ２の円周上に形成されているが、それぞれの放熱用スルーホール１４は仮想円Ｃ２の円周上で等間隔に配置されている。
【００５６】
また、仮想円Ｃ２の直径をＤ２とすると、直径Ｄ２は、発熱部１１ｂの配線基板１２の面方向における形状寸法内に含まれている。即ち、電子回路モジュール２００では、図９に示すように、仮想円Ｃ２の直径Ｄ２を、発熱部１１ｂの配線基板１２の面方向における形状（正方形形状）よりも小さく設定している。
【００５７】
このように構成された電子回路モジュール２００の配線基板１２上のパワーアンプＩＣ１１ａ、及びその他電子部品２２それぞれの表面温度をシミュレーションにより計算した結果を図１２に示す。
【００５８】
図１２は、配線基板１２がマザーボード５１上に搭載され、配線基板１２上でパワーアンプＩＣ１１ａが搭載されている側（Ｚ１側）から見た、マザーボード５１、配線基板１２、パワーアンプＩＣ１１ａ及びその他電子部品２２それぞれの表面温度の分布状況を示す。尚、このシミュレーションによる表面温度の計算の条件は、放熱用スルーホール１４の個数とその配置方法以外第２従来例の場合と同一である。パワーアンプＩＣ１１ａの仕様も同一である。
【００５９】
図９に示すように、配線基板１２上で、パワーアンプＩＣ１１ａが搭載されている領域のみに、１２個の放熱用スルーホール１４を設けているが、図１２から分かるように、パワーアンプＩＣ１１ａ及びその他電子部品２２を含めて、その表面温度は５０℃以下に抑えられている。従って、パワーアンプＩＣ１１ａ及びその他電子部品２２の一部の表面温度は、第２従来例の場合に比較して、全体的に改善されていることが分かる。
【００６０】
特に、図１５に示した第２従来例で５０℃を超えていたその他電子部品８２２ａと同一電子部品で同一の位置に搭載されたその他電子部品２２（ベースバンド信号処理回路２２ｄ）は、その領域に放熱用スルーホールが存在しないにもかかわらず、その表面温度は、５０℃以下に抑えられている。
【００６１】
電子回路モジュール２００では、スルーホール配置用の仮想円Ｃ２の直径Ｄ２を６ｍｍとし、放熱用スルーホール１４の個数を１２個としている。放熱用スルーホール１４を１２個設けることによって発熱部１１ｂの中心点Ｐ１１を隙間なく確実に取り囲むことができるので、発熱部１１ｂからの熱を取り逃がすことがなく、更に効果的に無駄なく放熱させることができていると考えられる。また、スルーホール配置用の仮想円Ｃ２の直径Ｄ２を６ｍｍとし、放熱用スルーホール１４をさほど多くせず、１２個とすることによって、複数の放熱用スルーホール４の相互間隔を狭くしなかったため、配線基板２の強度に影響を与えることがない。
【００６２】
以上説明したように、本発明の電子回路モジュールは、発熱部の中心点を囲む一つの仮想円の円周上にのみ複数の放熱用スルーホールを形成させることによって、発熱部の中心点から放射状に伝達される熱の伝達経路上に放熱用スルーホールを配置することができる。そのため、発熱部の中心点から放射状に伝達される熱をそれぞれ確実に放熱させることができ、放熱特性を改善することができる。また、この仮想円の円周上に形成された放熱用スルーホール以外に放熱用スルーホールを必要としないため、放熱用スルーホールの個数を減らすことができ、配線基板の加工費のアップを抑えることができる。
【００６３】
本発明は上記の第１実施形態及び第２実施形態の記載に限定されず、その効果が発揮される態様で適宜変更して実施することができる。本発明では、発熱部を有する電子部品としてパワーアンプＩＣを選んだが、パワーアンプＩＣが搭載される領域以外に、ベースバンド信号処理回路等の他の電子部品が搭載される領域に適用しても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１        電子部品
１ａ      パワーアンプＩＣ
１ｂ      発熱部
２        配線基板
３        放熱用導体パターン
４        放熱用スルーホール
４ａ      放熱用スルーホール
４ｂ      放熱用スルーホール
７        接続用導体パターン
８        配線用導体パターン
９        グランド用導体パターン
１２      配線基板
１３      放熱用導体パターン
１４      放熱用スルーホール
１４ａ    放熱用スルーホール
１４ｂ    放熱用スルーホール
１７      接続用導体パターン
１８      配線用導体パターン
１９      グランド用導体パターン
２０      集合基板
２１      送受信アンテナ
２２      その他電子部品
２２ａ    送受信アンテナ共用器
２２ｂ    ローノイズアンプ
２２ｃ    受信回路部
２２ｄ    ベースバンド信号処理回路
２２ｅ    送信回路部
１００    電子回路モジュール
２００    電子回路モジュール
【図１】
2015056546.tif 000003
【図２】
2015056546.tif 000004
【図３】
2015056546.tif 000005
【図４】
2015056546.tif 000006
【図５】
2015056546.tif 000007
【図６】
2015056546.tif 000008
【図７】
2015056546.tif 000009
【図８】
2015056546.tif 000010
【図９】
2015056546.tif 000011
【図１０】
2015056546.tif 000012
【図１１】
2015056546.tif 000013
【図１２】
2015056546.tif 000014
【図１３】
2015056546.tif 000015
【図１４】
2015056546.tif 000016
【図１５】
2015056546.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月14日(2014.1.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
図１に示すように、電子回路モジュール１００は、電子部品１であるパワーアンプＩＣ１ａと、送受信アンテナ２１と、送受信アンテナ共用器２２ａ、ローノイズアンプ２２ｂ、受信回路部２２ｃ、ベースバンド信号処理回路２２ｄ、送信回路部２２ｅからなるその他電子部品２２とで構成されている。