(57)【要約】  本発明は、保持ブロック（２）及びばね（３）を備えたトランジスタ（４）のためのトランジスタクランプ装置に関する。保持ブロック（２）はばね（３）がプリテンションされるようにトランジスタ（４）上方から係合される。プレッシャープレート（１）が保持ブロック（２）とトランジスタ（４）との間に設けられる。ばね（３）はトランジスタ（４）上にプレッシャープレート（１）を固定する。その結果、均一な圧力がプレッシャープレート（１）を介してトランジスタ（４）に加えられるとともに、トランジスタ（４）がプレッシャープレート（１）とは反対側の冷却要素（１８）への良好な熱伝導を有するようになる。
2010514170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持ブロック（２）及びばね（３）を備えたトランジスタ（４）のためのトランジスタクランプ装置であって、保持ブロック（２）はばね（３）がプリテンションされるようにトランジスタ（４）上方から係合しており、
プレッシャープレート（１）が保持ブロック（２）とトランジスタ（４）との間に設けられ、均一な圧力がプレッシャープレート（１）を介してトランジスタ（４）に加えられるとともに、トランジスタ（４）がプレッシャープレート（１）とは反対側の冷却要素（１８）への良好な熱伝導を有するように、ばね（３）はトランジスタ（４）上にプレッシャープレート（１）を固定することを特徴とするトランジスタクランプ装置。
【請求項２】
トランジスタ（４）は高周波パワートランジスタ（４）であることを特徴とする請求項１に記載のトランジスタクランプ装置。
【請求項３】
ばね（３）は湾曲した縁端を備えた金属板ばねであることを特徴とする請求項１又は２に記載のトランジスタクランプ装置。
【請求項４】
ばね（３）は、中央の曲がりが防止されるように幅全体にわたってプレッシャープレート（１）に圧力を加えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のトランジスタクランプ装置。
【請求項５】
ばね（３）は保持ブロック（２）とプレッシャープレート（１）との間に設けられ、均一な接触圧がばね（３）の張力と、保持ブロック（２）及びプレッシャープレート（１）間の距離によって加えられることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のトランジスタクランプ装置。
【請求項６】
保持ブロック（２）は耐圧性及び耐熱性合成材料から形成されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のトランジスタクランプ装置。
【請求項７】
保持ブロック（２）はねじ（５）によって冷却要素（１８）に対してプリテンションされることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のトランジスタクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提項によるトランジスタクランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波技術において、遮蔽の理由で、装置及び構成部品群は一般に、遮蔽ハウジング、即ち金属ハウジングに収容される。パワートランジスタは、大きな電力損失を有するので、従って相応に大きい寸法の冷却要素を備えていなければならない。
【０００３】
従って、冷却するべき対応する電気部品は従来、例えばプリント回路基板に、その冷却面が、プリント回路基板から突出する冷却要素と接触して配設され、除去される熱の量に依存して異なる数の多様な形状の個別のリブが設けられるようにして接続される。冷却するべき構成部品（高周波パワートランジスタ）の金属フランジは、プリント回路基板の凹部を貫き突出し、その全表面積で冷却プレートのフラットミル加工された凹部に延在する。トランジスタの接続ラグはプリント回路基板の接続面にはんだ付けされる。この文脈において、冷却プレートは初めに熱を拡散するのに役立つ。冷却プレートに配設された冷却溝の設計に依存して、熱損失は、冷却流体に、又は冷却プレートと熱的接触している冷却リブを通じてリブを通過する空気に、転移され得る。冷却リブは一般に、パワートランジスタの反対側に配設される冷却要素の側面に配設される。
【０００４】
特許文献１によれば、ハウジング壁の内面と良好な接触にある適切な位置にパワートランジスタを保持するために、クランプ装置が設けられる。構成部品は、ばね留め金又はばねクリップから構成されるクランプ装置によって所定の位置に保持される。従って、ハウジング壁自体を冷却要素として使用することが可能である。後背支持材が電気部品上に係合するブリッジの形態で設計され、電気部品から適切な側方間隔距離で直接ハウジング壁にねじによって取り付けられ得る。このクランプ装置の特定の短所は、斑点状でのみ作用するばね留め金であり、それは電気構成部品全体への力の均一な配分を保証せず、従って冷却要素への限られた質の熱輸送しか達成しない。
【０００５】
本発明と特許文献１との違いに関して以下に言及する。
【０００６】
特許文献１の場合、主電源電圧動作構成部品が熱の除去のために冷却プレート上に電気絶縁様態で押圧されると想定される。従ってこの文脈において、合成材料が、トランジスタのまわりに導電性材料から形成される電磁気的に機能する変圧器巻き線を遮断するためではなく、高電圧から絶縁するための材料として使用される。特許文献１の１つの主要な態様は、適切な電気絶縁を付与すると同時に冷却要素としてハウジング壁を使用するために、ばねの使用によって相対的に薄いハウジング壁によるアセンブリを実現することである。これは大きい電力損失のために本発明による用法では考慮に入らない。特許文献１の場合、保持装置はまたトランジスタフランジも押圧しない。圧力はこの場合もっぱらばねによって加えられる。
【０００７】
保持ブロックの安定性に関して、特許文献１は、冷却するべき構成部品だけがハウジング壁に平坦に押圧されるので、重要ではない。本発明による例示的実施形態の場合、比較的極めて幅広いトランジスタフランジが、熱の大部分がそこから除去されなければならない構成部品の中心において良好な熱的及び電気的接触が達成される程度まで中心において曲がるほどの大きさの力がばねによって加えられなければならない。この文脈において、保持ブロックはカウンタベアリングとしてこの力全体を好適に吸収することができる。保持ブロックの材料としての合成材料の使用による技術的実現可能性は、後者が力に長期間耐えるように、単に設計対策によってのみ可能である。保持ブロックでの大きな応力は、合成材料の使用が第一に可能になるような様態で本発明に従って最小限にされる。
【０００８】
１つの更なる相違は、好ましい設計の実施形態において明白である。即ち、特許文献１の場合、取付ねじのためのねじ山は保持装置に配設される。本発明による例示的実施形態では、スルーボアホールが相当する位置に配設される。ねじがばねの圧力に耐えなければならないので、ねじ山は固体冷却プレートに導入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】独国特許出願公開第４３２７３３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、熱の除去を最適な様態で保証し、従ってパワートランジスタの最善に可能な冷却を保証する、トランジスタクランプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、請求項１の特徴によって本発明に従って達成される。有利な更なる発展は後者に関連する従属請求項の内容を形成する。
【００１２】
本発明は、保持ブロックがトランジスタ上に係合するトランジスタクランプ装置に関する。保持ブロックとプレッシャープレートとの間に配設された好ましくは金属板ばねであるばねが、例えば２本のねじの締付けによって好適にプリテンションされる。従って、それはトランジスタとばねとの間に配設されたプレッシャープレートを押圧し、それによりプレッシャープレートがトランジスタに均一に固定される。プレッシャープレートによってトランジスタに均一に加えられた圧力は、良好な熱伝導及び付加的に、プレッシャープレートとは反対側での冷却要素との良好な電気的接地接続を確定する。
【００１３】
プレッシャープレートによって加えられた圧力はトランジスタ表面全体上に均一に配分され、それにより斑点状圧力点が生じず、熱伝導は最適な様態で機能し、従って硬質で脆いセラミックキャップは、キャップが中心で中空であるために斑点状圧力によりそうなり得る高圧力下で損傷を受けない。
【００１４】
板ばねは有利には保持ブロックの幅全体にわたって作用する。保持ブロックの中央の曲がりはそれによって防止される。曲がりは、板ばねの両端がねじのごく近傍に配設されることになるということで好適に防止される。対照的に、従来技術によれば、圧力は中央のねじによって加えられ、それがブロックの、特に後者が合成材料でできている場合の曲がりにつながる。保持ブロックの幅にわたるばねの接触は、その作業寿命にわたって高圧力から生じる合成材料のあらゆる降伏又はそれぞれ流れ挙動を防止する。
【００１５】
板ばねは好ましくは丸められた縁端を有する。板ばねは、保持ブロックの凹部の一部である中間空間に配設される。それは保持ブロックとプレッシャープレートとの間に固定される。規定の接触圧がばねのプリテンション及び保持ブロックとプレッシャープレートとの間の間隔距離によって発生する。ねじの規定の締付けトルクは、それが保持ブロックへの２本のねじの組立時に自動的に達成されるので、規定の接触圧を発生させるために要求されない。
【００１６】
板ばねとトランジスタとの間に配設されたプレッシャープレートは、有利にはクランプ要素の機能を果たす。それは、トランジスタに平坦に配設され、プリテンションされた板ばねによってこの位置に固定される。板ばねによって加えられた圧力は、プレッシャープレートの表面に均一に配分され、トランジスタの接触面全体に転移される。圧力の一様な配分の結果、冷却要素への著しく劣った熱の移動を生じることになる斑点状圧力点は生じない。さらに、局所的な材料の変形も起こらない。また、不良な接地接続及び高周波パワートランジスタのセラミックへの損傷の危険も起こる。
【００１７】
トランジスタに関して、プレッシャープレートとは反対側の端への熱伝導性ペーストの適用は有意義である。熱伝導性ペーストは、トランジスタと冷却要素との間の熱的結合を、熱の除去が接触面全体にわたり著しく低い熱伝導率で生じるような程度まで改善する。熱伝導性ペーストはまた接地接続を改善するために理想的には導電性とすることができる。また、熱伝導性ホイルをトランジスタフランジと冷却要素との間に入れることもできる。しかしその場合、これは良好な電気伝導度を付与しなければならず、そうなければ接地接続は遮断される。
【００１８】
革新的なトランジスタクランプ装置、具体的には保持ブロックは、耐圧性かつ耐熱性合成材料から有利に製造される。これは電気的及び熱的な材料特性に影響する。特に、保持ブロックは、電気的に絶縁するように、従って好ましくは合成材料であるように設計されなければならず、それによりコイル巻き線は生じない。熱は、装置全体に配分されるのではなく、熱伝導位置に局所化され除去されるにすぎない。トランジスタの、そして冷却要素の昇温は装置の他の部分にいかなる影響も及ぼさない。従って、装置のいかなる部分も熱応力の結果として変形しない。
【００１９】
合成材料の電気絶縁特性からして、高周波パワートランジスタへの電磁結合は防止される。保持ブロックはもはや、短絡した変圧器巻き線のように作用するトランジスタとの電磁結合によって電気回路を閉じる可能性がない。従って、トランジスタの高周波特性を敏感な様態で乱し得る共振は起こり得ない。
【００２０】
板ばねのテンショニングと連係した合成材料の圧力抵抗は強みである。合成材料での応力は、ねじのごく近傍において板ばねが保持ブロックの幅全体にわたって接触しているということから最小限にされる。従って、ばねのカウンタベアリングの働きをする保持ブロックは、それに曲がりを生じさせ長期的には硬化挙動を付与させることになる長いレバーによって圧力を転移する必要がない。設置後、板ばねは安定した張力の下にある。それが保持ブロックに永久的に加える圧力の結果、それはそれを変形させることができ、あるいはそれを曲げることさえし得る。また、保持ブロックの形状の保存はその圧力抵抗によって長期的に実現される。これは、プレッシャープレートへの圧力を、従ってまた冷却要素へのトランジスタの熱伝導率を維持するという有利な効果を有する。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を、本発明の有利な例示的実施形態の略図を提示する図面に関して以下に説明する。
【００２２】
図１では、トランジスタクランプ装置の内部構造を例示するために断面図が選択された。トランジスタ４全体にわたって拡張又は係合する保持ブロック２は、ねじ５によって制限された合成材料ブリッジとして見ることができる。保持ブロック２は装置全体の残りの部分を被っている。保持ブロック２は、その上端においてねじ５のためのボアホールから始まり下方に拡張する。保持ブロック２を冷却要素１８に取り付けるねじ５は、凹部６の外側の両側において案内される。ねじ５のためのガイド２０は、保持ブロック２の上側の矩形凹部１４に穴あけされ、それにより締付け後、ねじ５は保持ブロック２の凹部１４に完全に見えなくなる。凹部は、この凹部１４を形成し曲げに対する安定性を付与する保持ブロック２の２つの縦方向ウェブによって好適に形成される。
【００２３】
トランジスタ４、プレッシャープレート１及び板ばね３がそこに配置される矩形凹部６が、保持ブロック２の内部に配設されている。両側での凹部６の大きさは、ほとんどねじ５のための穴あけされたガイド２０にまで及ぶ。垂直方向で、凹部６は、下端から保持ブロック２の高さのほぼ半分にまで及ぶ。保持ブロック２は凹部６における十分に大きい中間空間を板ばね３のために付与し、板ばねはねじ５が装着された時に中間空間内部で規定の様態で張力をかけられる。
【００２４】
板ばね３は、湾曲断面を備えて形成され、その中心部においてＵ字形に湾曲している。その側方縁端は反対方向にいくぶん下方に湾曲しており、それによりそれらは板ばね３が張力をかけられた時に保持ブロック２に食い込むことができない。プレッシャープレート１は板ばねのＵ字形部分の下側に固定されている。保持ブロック２は板ばね３に置かれ、ねじ５によって冷却要素１８上にトランジスタ４とともにねじ留めされる。板ばね３は中間空間に配設されており、それはまたプレッシャープレート１も収容しており、それによりねじ５の締付けは、板ばね３に規定の様態で張力をかけ、プレッシャープレート１をトランジスタ４に固定する。
【００２５】
その寸法に関して、板ばね３は、それが配設される中間空間とほぼ同じ幅である。プレッシャープレート１は、トランジスタ４に平坦に配設され、張力がかかった板ばね３によってトランジスタ４上に均一に押圧される。プレッシャープレート１によるトランジスタ４上への圧力の配分の結果、トランジスタ４と冷却要素１８との間の均一な熱的結合がプレッシャープレート１とは反対の側で確立される。例示的実施形態において、プレッシャープレート１は、その下に配設されるトランジスタ４とまったく同じ幅である。プレッシャープレート１の厚さは、張力がかかった板ばね３が配設される中間空間の高さにほぼ相当する。
【００２６】
プレッシャープレート１はトランジスタ４に平坦に配設される。それは冷却要素１８の矩形凹部１６において冷却要素１８に平坦に配設されている。それは凹部１６を完全には埋めないが、保持ブロック２の縁端と面一に終端し、それによりクランプ装置の両側の凹部１６に小さな隙間が形成される。
【００２７】
ボアホールはトランジスタ４の側方縁端に隣接して配設される。ねじ５は保持ブロック２を通り冷却要素１８にねじ込まれる。ねじ５のねじ山７は、冷却要素１８に深く及ぶが、穴あけされた深さまで下方ではなく、それにより小さな突出部分がねじボアホール２０において下方に残る。
【００２８】
この領域のトランジスタの高さは、プレッシャープレート１の高さのほぼ２倍に相当する。幅は保持ブロック２の凹部６の幅と完全には一致せず、それにより、中空空洞が両側に残り、プレッシャープレート２及びその上方に配設された板ばね３は突出する。小ねじ８により冷却要素１８上に下方にねじ留めされた薄いプリント回路基板９は、冷却要素１８上で装置に隣接して横に取り付けられる。
【００２９】
図２はトランジスタクランプ装置を上から図示している。装置を冷却要素１８に固定するねじ５とともに保持ブロック２を見ることができる。保持ブロック２は、矩形の形状をしており、ほとんどトランジスタ４全体を被っている。また、ねじ５の間の保持ブロック２上の凹部１４も見ることができる。それは、ねじ５自体よりもいくぶん幅広く、左端から右端まで及ぶ。凹部１４の深さはねじ頭５の高さにほとんど一致する。
【００３０】
凹部１０もまた保持ブロック２の四隅に見てとれる。冷却要素１８にねじ込まれるねじ１１はこれらの凹部１０に配設される。
【００３１】
上部縁端の中心付近に配設された２個の矩形ストリップ線路１３は、トランジスタ４の外部に通る端子である。図２において下部縁端には、やはりトランジスタ４の外部に通る端子１５である２個のストリップ線路１５がやはり縁端の中心付近に配設されている。縁端の中心に向かうストリップ線路１５の側部は斜めに切り落とされている。
【００３２】
図３はトランジスタクランプ装置を斜視図で図示している。斜視平面図は、凹部１４にねじ込まれたねじ５とともに保持ブロック２を示している。ねじ頭５が凹部１４に沈められており、それらがワッシャ１９を有することが見てとれる。冷却要素１８にまで及ぶ凹部１０が保持ブロック２の四隅に見ることができる。さらに、側部の下部部分もまた保持ブロック２の長い側部で切り落とされていることが見てとれる。トランジスタ４のストリップ線路接続部１３がそこに配設される。
【００３３】
本発明による保持ブロックは、後者が射出成形法によりコスト上有利な様態で製造することができるようにして好適に設計される。更なる追加が、保持ブロックの側部に成形することができる合計４つのガイドによって付与される。これらは、ばね及びプレッシャープレートのための一種のガイドが凹部内に形成され、従って組立中に２つの構成部品の自動センタリングが実現されるような様態で凹部を修正する。
【００３４】
本発明は提示された例示的実施形態に制限されない。具体的には、重ね板ばね又は板ばね以外のばねを使用することができる。説明及び／又は例示された特徴の全部は、本発明の枠組みの範囲内で必要に応じて互いに組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によるトランジスタクランプ装置の断面図を示す。
【図２】本発明によるトランジスタクランプ装置の平面図を示す。
【図３】本発明によるトランジスタクランプ装置の斜視図を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１  プレッシャープレート
２  保持ブロック
３  板ばね
４  トランジスタ
５  ねじ
６  凹部
７  ねじ山
８  小ねじ
９  プリント回路基板
１０  凹部
１１  ねじ
１３  ストリップ線路
１４  矩形凹部
１５  端子
１６  矩形凹部
１８  冷却要素
１９  ワッシャ
２０  ガイド、ねじボアホール
【図１】
2010514170.tif 000003
【図２】
2010514170.tif 000004
【図３】
2010514170.tif 000005
【国際調査報告】
2010514170.tif 000006
2010514170.tif 000007
2010514170.tif 000008
2010514170.tif 000009