JP4469101B2 - Electronic circuit device having heat dissipation structure - 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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat dissipation structure of an electronic circuit device in which, for example, an amplifier, an oscillator, a modulator, or the like used in a transmission unit of a communication device is mounted. In particular, the present invention relates to a transistor, a field effect transistor (hereinafter referred to as FET), The present invention relates to an improvement in a heat radiation cooling structure of an electronic circuit device such as a power amplifier or a modulator in which a power semiconductor active element is mounted on a printed board.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a heat dissipation structure of a conventional electronic circuit device with a part broken away, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the heat dissipation action of the same conventional example. In these drawings, 1 is a printed circuit board, 2 is a high-power active element serving as a heat source, for example, a flat package type active element in which a semiconductor element is accommodated in a resin mold or a ceramic package, and 3 is an active element 2 A heat dissipating base plate attached to the back surface, 4 is a metal heat dissipating member having a number of fin-shaped heat dissipating fins on the bottom surface, and 5 is a shield case.
[0003]
The printed circuit board 1 is fixed to the upper surface of the radiator 4 together with the
[0004]
A recess having a size into which the base plate 3 is fitted is provided on the upper surface of the heat dissipating member 4 that comes into contact with the base plate 3 protruding below the
Depending on the thickness of the base plate 3 of the
[0005]
The upper surface of the printed circuit board 1 is surrounded by a
[0006]
In such a conventional configuration, since the space above the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional heat dissipation structure, there is only a heat conduction path for releasing the heat generated by the
[0008]
In order to solve the above-described conventional problems, the present invention increases the heat dissipation path from the active element and enhances the cooling effect, thereby reducing the size and increasing the output of the active element mounting device such as an amplifier. It is an object of the present invention to provide an electronic circuit device having:
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a heat dissipation structure for an electronic circuit device such as an amplifier in which high-power active elements such as transistors and FETs are mounted on a printed circuit board. In addition to the conventional heat dissipation structure by heat conduction, the printed circuit board 1 and the heat radiator 4 Between the two, a gap serving as a cooling ventilation path is provided, and a heat dissipation structure by convection is added.
[0010]
Specifically, an electronic circuit device having a heat dissipation structure according to the present invention includes a heat radiator having a plurality of fin-shaped heat radiation fins provided on the back surface and an active element having a heat dissipation base plate mounted on the back surface. A printed circuit board fixed to the upper surface of the substrate, and a shield cover covering the printed circuit board,
The terminal of the active element is connected to the printed circuit board, and the base plate is screwed to the upper surface of the heat dissipating member through the hole of the printed circuit board, so that conduction heat from the base plate due to heat generation of the active element is generated. An electronic circuit device having a heat dissipation structure that dissipates into the outside air through the heat radiator,
The printed circuit board is fixed by a substrate mounting portion having a predetermined height provided on the upper surface of the heat radiating body, and is formed around the base plate screwed to the heat radiating body, and the heat radiating body. The heat generation of the active element is dissipated by convection from the base plate to the outside air on the side surface through a gap between the base plate and the outside air.
Furthermore, the heat dissipating body is characterized in that a plurality of fin-shaped heat dissipating fins are provided on the upper surface facing the gap.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention with a part thereof broken, and FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the heat radiation action of the present invention. In FIG. 1, the same parts as those in the conventional example of FIGS. 6 is a fin-like heat dissipating fin provided on the upper surface of the
[0012]
[0013]
However, depending on the thickness of the base plate 3 of the
[0014]
In addition to the above heat dissipation structure, as shown in FIGS. 1 and 2, a
[0015]
With the above configuration, the base plate 3 that is at the highest temperature due to heat generated by the
Note that the heat radiation structure in the lower direction for conducting heat from the base plate 3 to the heat radiating body 4 and escaping to the outside air from the heat radiating fins on the lower surface of the heat radiating body 4 is the same as the conventional one.
[0016]
【The invention's effect】
As described above in detail, by implementing the present invention, a high-power semiconductor
As a result, an extremely excellent effect in practical use can be obtained in that downsizing and high output of a high-power electronic circuit mounting device such as a power amplifier are promoted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially broken perspective view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the heat dissipation action of the present invention.
FIG. 3 is a partially broken perspective view showing a conventional example.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the heat radiation action of a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Printed
Claims (1)
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。A heat sink provided with a plurality of fin-like heat dissipating fins on the back surface, a printed circuit board on which an active element having a base plate for heat dissipation is mounted on the back surface and fixed on the upper surface of the heat dissipator, and covers the printed circuit board With a shield cover,
The terminal of the active element is connected to the printed circuit board, and the base plate is screwed onto the upper surface of the heat radiating body without applying unnecessary stress to the terminal of the active element by loosely fitting into the hole of the printed circuit board. , An electronic circuit device having a heat dissipation structure that dissipates conduction heat from the base plate due to heat generation of the active element to the outside air through the heat dissipation body,
The printed circuit board is fixed by a substrate mounting portion having a predetermined height provided on the upper surface of the heat radiating body, and is formed around the base plate screwed to the heat radiating body, and the heat radiating body. An electronic circuit device having a heat dissipation structure characterized in that heat generated by the active element is dissipated by convection from the base plate to the outside air on the side surface by using a gap as a ventilation path.
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