(57)【要約】  【課題】  プリント基板上に搭載されている回路部品の放熱を効率良く行うと共に複数の回路部品の放熱が互いに影響しないような電気回路モジュールを実現することである。  【解決手段】  少なくとも１個の発熱する電気部品を含む複数の電気部品と、上記複数の電気部品を搭載したプリント基板と、上記プリント基板に結合された放熱板とからなり、上記発熱する電気部品の熱を上記放熱板を介して放熱する電気回路モジュールにおいて、上記発熱する電気部品と他の上記電気部品との間の上記放熱板にスリットまたは凹部形状の溝を設け、上記放熱板に設けたスリットまたは凹部形状の溝は、発熱する上記電気部品の熱が上記放熱板を介して他の上記電気部品に伝播するのを阻止するように構成される。【選択図】  図１
2005228843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個の発熱する電気部品を含む複数の電気部品と、上記複数の電気部品を搭載したプリント基板と、上記プリント基板に結合された放熱板とからなり、上記発熱する電気部品の熱を上記放熱板を介して放熱する電気回路モジュールにおいて、上記発熱する電気部品と他の上記電気部品との間の上記放熱板にスリットまたは凹部形状の溝を設け、上記放熱板に設けたスリットまたは凹部形状の溝は、発熱する上記電気部品の熱が上記放熱板を介して他の上記電気部品に伝播するのを阻止することを特徴とする電気回路モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の電気回路モジュールにおいて、上記複数の電気回路モジュールは、少なくとも１個の発熱する電気部品と少なくとも１個の温度特性を持つ電気部品からなり、上記放熱板に設けたスリットまたは凹部形状の溝は、上記発熱する電気部品の熱が上記放熱板を介して上記温度特性を持つ電気部品に伝導しないように設けられていることを特徴とする電気回路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路モジュールに関し、特に、電気部品間の熱伝導を遮断する電気回路モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板等の共通の基板上に多数の電気あるいは電子部品を搭載する電気回路モジュールは、例えば、携帯電話器、各種の無線機、監視カメラあるいはテレビカメラ等の電気製品に数多く用いられている。しかしながら共通のプリント基板上に搭載されている電気あるいは電子部品、例えば、電力増幅用半導体チップおよびこれら半導体チップを用いた高周波電力増幅回路等には、数百ｍＡから数Ａの電流が流れるため発熱する。従って、その放熱の問題が極めて重要になる。特に、温度特性に敏感な電気部品が搭載されるような電気回路モジュールでは、発熱する電気部品との間の熱伝導の問題が製品の性能を大きく左右することとなる。
【０００３】
図２は、一般的な電力増幅モジュールの構成を示す図である。図２において、プリント基板２０１には、電力増幅器２０２−１、２０２−２、・・・２０２−ｎを含む電気回路２０３が構成されるのが普通である。なお、電力増幅器を総称する場合は、電力増幅器２０２と称する。図２では、ｎ＝４の場合が示されている。また、図２に示す電気回路２０３は、実際にはマイクロストリップライン等を用いて構成されるが、図２では、簡略化して、回路図記号により表示してある。２０４は、電源電圧端子や入出力信号用端子であり、例えば、高周波電力増幅回路等への電力の供給端子あるいは信号の入出力端子として使用される。なお、端子２０４の数量や各端子の用途は、電気回路の仕様、構成により異なるため、図２に示すものに限定されない。
【０００４】
而して、電気回路２０３は、端子２０４から電源電圧および入力信号が印加され、電気回路２０３が駆動されるが、その際、電力増幅器２０２のそれぞれが発熱する。電気回路モジュールに過度の熱が加わると、電力増幅器２０２の性能劣化原因となるため、プリント基板２０１を放熱板２０５に接続することにより電力増幅器２０２で発生した熱を速やかに放熱板（ヒートシンク）２０５を介して放熱できるように構成されている。
【０００５】
図３は、電気回路モジュールの従来の組立例を示す図である。なお、図２と同じものには同じ符号が付されている。図３において、放熱板２０５の表面は、凸凹無しの平坦なものが使用される。この放熱板２０５の上に、裏面が平坦で部品等が配置されていないプリント基板２０１を半田付けやネジ止めなどの方法で固定して電気回路モジュールを作成する。このようにすると電力増幅器２０２で発生する熱を効率よく放熱板２０５を介してプリント基板２０１の外部に熱を放熱することができる。なお、放熱を良くするためには、放熱板２０５の表面とプリント基板２０１の裏面がしっかりと固着または接触されていることが望ましい。
【０００６】
他に従来の電力増幅モジュールの例として、金（Ａｕ）メッキを施した銅（Ｃｕ）板等の上に電力増幅器であるＦＥＴチップがダイボンドされ、プリント基板をくりぬいた穴部から直接放熱板に取り付けたものがある。
【０００７】
また、電力増幅モジュール（例えば、特許文献１参照）には、パワーアンプから発生した熱を外部に高効率で放出することが記載されている。
【０００８】
更に、電力増幅モジュール（例えば、特許文献２参照）には、金属ブロック表面に実装された半導体チップが示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−７０２２０号公報
【００１０】
【特許文献２】特開２００１−６８６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述の従来技術では、プリント基板２０１上に、例えば、１個の電力増幅器２０２−１しかない場合には、電力増幅器２０２−１で発生した熱は、放熱板２０５に伝達され、放熱板２０５から効率よく放熱される。しかし、図２に示すように電力増幅器２０２が複数段接続されているような多段の高周波電力増幅回路等では、電力増幅器２０２−１で発生した熱が放熱板２０５を伝搬し、例えば、電力増幅器２０２−２に加えられる。従って、電力増幅器２０２−２は、熱による性能劣化が生じる。この現象は、プリント基板２０１上に搭載されている全ての電気あるいは電子回路素子（以下、電気部品と称する。）において同様に発生し、それらが複合されるため、結果的に電気回路モジュール全体の性能劣化につながることになる。
【００１２】
本発明の目的は、プリント基板上に搭載されている電気部品の放熱を効率良く行うことのできる電気回路モジュールを提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、プリント基板上に搭載されている複数の電気部品の放熱が互いに影響しないような電気回路モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、少なくとも１個の発熱する電気部品を含む複数の電気部品と、上記複数の電気部品を搭載したプリント基板と、上記プリント基板に結合された放熱板とからなり、上記発熱する電気部品の熱を上記放熱板を介して放熱する電気回路モジュールにおいて、上記発熱する電気部品と他の上記電気部品との間の上記放熱板にスリットまたは凹部形状の溝を設け、上記放熱板に設けたスリットまたは凹部形状の溝は、発熱する上記電気部品の熱が上記放熱板を介して他の上記電気部品に伝播するのを阻止するように構成される。
【００１５】
また、本発明の電気回路モジュールにおいて、上記複数の電気部品は、少なくとも２個の電力増幅器を含み、上記放熱板に設けたスリットまたは凹部形状の溝は、上記２個の電力増幅器の間の上記放熱板に設けられる。
【００１６】
また、本発明の電気回路モジュールにおいて、上記複数の電気回路モジュールは、少なくとも１個の発熱する電気部品と少なくとも１個の温度特性を持つ電気部品からなり、上記放熱板に設けたスリットまたは凹部形状の溝は、上記発熱する電気部品の熱が上記放熱板を介して上記温度特性を持つ電気部品に伝導しないように設けられる。
【００１７】
更に、本発明の電気回路モジュールにおいて、上記放熱板に設けられるスリットまたは凹部形状の溝に上記放熱板より熱伝導率の低い材料を充填したものである。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば放熱板に設けられたスリットまたは凹部により熱が放熱板の横方向へ伝搬するのが阻止され、電気部品間の熱伝導が阻止される。従って、温度特性を持つ電気部品等を発熱する電気部品と同様にプリント基板上に搭載するような電気回路モジュールでは、性能劣化を防止することが可能となる。また、放熱板およびスリット（または凹部）の形状を適宜変更するだけで種々のプリント基板の放熱対策に利用できるため、現在生産されている製品に対しても容易に適用でき、特性の改善が図れる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施例を図１を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例の電気回路モジュールの組立てのための斜視図を示す。図１において、１０１−１、１０１−２、・・・１０１−Ｐは、放熱板２０５に搭載されたスリット（溝部）を示す。なお、スリット１０１−１、１０１−２、・・・１０１−Ｐを総称する場合は、スリット１０１と称する。また、図２と同じものには同じ符号が付されている。また、図１の組立図を組立てると図２に示すような電気回路モジュールとなる。
【００２０】
プリント基板２０１は、エポキシ樹脂等の絶縁樹脂から構成され、このプリント基板２０１に電力増幅用半導体チップ等の電力増幅器２０２およびマイクロストリップライン等で構成された高周波電力増幅回路等の電気回路２０３が設けられている。なお、図１では、簡略化され、回路図記号により表示されている。放熱板２０５は、図１では、例えば、銅（Ｃｕ）部材からなるブロックで、大きさは、例えば、長さ６０ｍｍ×巾３０ｍｍ、厚さ２ｍｍの銅部材である。なお、電気回路モジュールとしては、上記のものに限らず、長さ２０ｍｍ×巾１０ｍｍ、厚さ２ｍｍのもの等、使用目的に応じて種々の大きさのものがあることは勿論である。
【００２１】
このプリント基板２０１は、放熱板２０５にネジまたは、はんだ付けで固定され、この放熱板２０５は、シャーシ等の電気製品の筐体に取りつけられている。なお、放熱板２０５のプリント基板２０１を固定する側の面は、できるだけ平らな面に加工され、プリント基板２０１からの熱伝導を良くするようになされている。また、プリント基板２０１と放熱板２０５との間の熱伝導を良くするために熱伝導の良いスペーサを介在させることもできることは言うまでもない。
【００２２】
次に、放熱板２０５に設けられたスリット１０１について説明する。スリット１０１は、放熱板２０５の所定の位置に適宜設けられる。図１においては、例えば、電力増幅器２０２との関係で定められた位置に、所定の大きさのスリット１０１が設けられる。即ち、スリット１０１−１は、電力増幅器２０２−１と電力増幅器２０２−２の間に、スリット１０１−２は、電力増幅器２０２−２と電力増幅器２０２−３および２０２−ｎの間に形成されている。また、スリット１０１−Ｐ（図１においてはＰ＝３の場合を示す。）は、電力増幅器２０２−３と電力増幅器２０２−ｎの間に形成されている。その理由は、先にも説明したように各電力増幅器２０２で発生した熱は、プリント基板２０１から放熱板２０５に伝播する。放熱板２０５に伝播した熱は、放熱板２０５に沿って熱伝導するが、スリット１０１が設けられていると、このスリット１０１で熱伝導が遮断され、スリットのない方向に熱は伝播する。
【００２３】
例えば、図１に示す多段の電力増幅器２０２が接続された高周波電力増幅回路について説明する。まず、初段の電力増幅器２０２−１が動作し、熱を発生すると、その熱は、プリント基板２０１から放熱板２０５の領域Ｓ１に伝播する。電力増幅器２０２−１からの熱は、放熱板２０５の領域Ｓ１を放熱板２０５に沿って熱伝導するがスリット１０１−１が設けられているため、スリット１０１−１で長手方向の熱伝導は、遮断される。そのため電力増幅器２０２−１からの熱は、電力増幅器２０２−２が位置する領域Ｓ２には、伝播しないで、放熱板２０５の領域Ｓ１の範囲に限定され、シャーシ等の筐体に放熱する。従って、スリット１０１−１を設けることによって初段の電力増幅器２０２−１で発生した熱は、電力増幅器２０２−２に影響することはない。
【００２４】
同様に、電力増幅器２０２−２で発生した熱は、スリット１０１−２のために領域Ｓ２の範囲に限定され、電力増幅器２０２−３および２０２−ｎに影響することはない。また、スリット１０１−Ｐを設けることにより電力増幅器２０２−３で発生する熱は、領域Ｓ３の範囲に限定され、電力増幅器２０２−ｎに影響することはない。電力増幅器２０２−ｎで発生する熱は、領域Ｓ４の範囲に限定され、他の電力増幅器２０２に影響することはない。即ち、スリット１０１は、各電力増幅器２０２で発生する熱を各電力増幅器の位置する放熱板２０５の熱伝播範囲内に限定し、各電力増幅器相互に影響されないようにすることができる。従って、他の電力増幅器の発生する熱によってその近傍に配置された電力増幅器の温度特性が影響されることはない。
【００２５】
図４は、本発明の他の一実施例を説明するための組立てのための斜視図である。図４において、４０１は、温度特性を持つ電気回路部品で、温度変化に敏感な電気回路部品である。例えば、バイアス抵抗を形成するダイオードや、バラクタダイオード（可変容量ダイオードの一種）等である。４０２は、放熱板２０５に形成されたスリットまたは凹部形状の溝を示している。なお、図１と同じものには、同じ符号が付されている。本実施例においては、温度変化に敏感な電気回路部品４０１を囲むようにスリットまたは凹部形状の溝４０２が形成され、電力増幅器２０２−１、２０２−２、２０２−３で発生する熱を放熱板２０５を介して温度変化に敏感な電気部品４０１に伝播しないようになされている。これによって周囲の温度変化に影響されないようにすることが可能であり、温度変化に敏感な電気部品の安定化に効果を発揮するものである。
【００２６】
なお、上記実施例では、放熱板２０５にスリット１０１を設けることについて説明したが、スリット１０１のように放熱板２０５の上面から裏面までを貫通させるようなスリット構造ではなく、放熱板２０５の上面（プリント基板２０１が固着される側の面）を開口した凹部形状の溝を設けることも可能である。このような上面を開口した凹部形状の溝は、当然、熱伝導を遮断する効果は勿論であるが、放熱板２０５の強度面で、スリットの場合よりも優れているといえる。また、上記実施例で、プリント基板２０１と放熱板２０５との間の熱伝導を良くするために熱伝導の良いスペーサを介在させることについて説明したが、このようにスペーサを介在させた場合には、このスペーサにも放熱板２０５に設けるスリットあるいは溝に対応して同じスリットを設けることは勿論である。
【００２７】
また、スリット１０１または凹部形状の溝は、放熱板２０５の熱の伝搬を妨げる、あるいは、熱の伝播を限定的にするものであれば、長さや幅、形状は特に限定されない。また、スリット１０１は、空間でも良いが、放熱板２０５よりも熱伝導率が低い材料を充填することもできる。
【００２８】
また、上記実施例では、電力増幅器について説明しているが、電気回路モジュールには、電力増幅器に限らず、発熱する回路素子、例えば、抵抗、変圧器等があり、それらから発生する熱を互いに他の電気部品に影響しないように放熱板２０５にスリット１０１または凹部形状の溝を設けることで相互に発熱する熱の影響を受けない電気回路モジュールを実現できる。
【００２９】
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された電気回路モジュールに限定されるものではなく、上記以外の電気回路モジュールに広く適応することが出来ることは、言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例の概略構成を示す図である。
【図２】従来の電気回路モジュールの一例を示す概略構成図である。
【図３】従来の電気回路モジュールの組み立て図を示す。
【図４】本発明の他の一実施例の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０１−１、１０１−２、・・・１０１−Ｐ、４０２：スリット、２０１：プリント基板、２０２−１、２０２−２、・・・２０２−ｎ：、電力増幅器、２０３：電気回路、２０４：端子、２０５：放熱板、４０１：温度特性を持つ電気回路部品。
【図１】
2005228843.tif 000003
【図２】
2005228843.tif 000004
【図３】
2005228843.tif 000005
【図４】
2005228843.tif 000006