JP2013232468A - 電子モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】第１の素子と第２の素子との間の熱の伝達を更に抑制し、第１の素子と第２の素子とをより近接配置させる。
【解決手段】増幅回路を有する第１の素子と、前記第１の素子によって駆動制御される第２の素子と、を備え、前記第１の素子は、第１のヒートシンクと、前記第１のヒートシンク上に搭載された第１の実装基板と、前記第１の実装基板上に搭載された第１の電気回路と、を有し、前記第２の素子は、第２のヒートシンクと、前記第２のヒートシンク上に搭載された第２の実装基板と、前記第２の実装基板上に搭載された第２の電気回路と、を有し、前記第１の素子と前記第２の素子とは、所定の間隔を有して互いに離隔して設置され、前記第１の素子と前記第２の素子との電気的接続は、少なくとも一つの受動素子によってなされることを特徴とする電子モジュールが提供される。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、電子モジュールに関する。

一般的に、駆動回路に搭載される電力（電圧）増幅器が動作する際には、自身の発熱による温度上昇を伴う。高周波、特に数Ｗ以上で動作する高出力電力（電圧）増幅器では、発熱に伴う温度上昇が特に顕著であり、安定動作のためにヒートシンク上に実装されることが普通である。

一方、レーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）や発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）に代表される光学素子は、一般的に、その動作特性が温度に依存する。特に、ＬＤ出力１００ｍＶ以上かつ動作周波数１ＧＨｚを超えて動作する高速高出力ＬＤは、温度依存性が大きく、安定動作のためには室温付近で動作させる必要がある。そのため、ＬＤを実装する際には、ＬＤ自身の発熱も考慮した温度制御が不可欠である。例えば、下記特許文献１には、ＬＤを搭載した光モジュールにおいて、基板に熱伝達率の高い窒化アルミニウムを用い、金属台座に銅タングステンを用いることで、半導体チップから金属台座に至る熱抵抗を低減し、素子の温度上昇を抑える技術が開示されている。

また、駆動回路とＬＤ実装回路とを接続して電子モジュールを構成する際には、特に駆動回路からＬＤ実装回路への熱伝達を考慮した上で、両者を配置しなければならない。従来、ＬＤの動作速度が十分低速であったときには、駆動回路とＬＤ実装回路との間の物理的距離を取ることで、駆動回路からＬＤ実装回路への熱的影響を小さくすることができた。しかし、近年、ＬＤの高速化、高出力化が進むにつれ、ＬＤと駆動回路の増幅器とのインピーダンス整合を考慮するような場合には、駆動回路とＬＤ実装回路とをより直近に配置する必要が生じている。

例えば、周波数１ＧＨｚ以上かつ振幅が４０Ｖを超えるような高速高出力ＬＤの駆動においては、高出力電力（電圧）増幅器の発熱量は１００Ｗを超え、駆動回路の温度は５０℃以上になり得る。上述したように、ＬＤは室温程度での駆動が望まれるため、ＬＤは、駆動回路から十分に熱的に遮断されて、すなわち遠ざけて配置されることが求められる。しかし、その一方で、ＬＤを高速駆動させる観点からは、駆動回路とＬＤとはできるだけ近づけて配置されることが望ましい。従って、駆動回路とＬＤとの間の熱を遮断することと、両者の距離を近くすることとはトレードオフの関係にあり、このことは、電子モジュールの更なる小型化を進める際には大きな問題となる。

図１Ａ、及び図１Ｂに、そのような従来の電子モジュールの概略図を示す。図１Ａは、従来の電子モジュールの概略構成を示す上面図であり、図１Ｂは、図１Ａに対応する側面図である。ただし、図１Ｂにおいては、図１Ａで示されている一部の素子やデバイスについては、図示を省略している。図１Ａ、及び図１Ｂを参照すれば、従来の電子モジュール８００は、第１の素子８２０、及び第２の素子８３０から構成される。

第１の素子８２０は、第１のヒートシンク８９、及び、実装基板８７を介して第１のヒートシンク８９上に搭載される駆動回路８６を有する。更に、駆動回路８６は、高出力電力（電圧）増幅器８２を有する。インピーダンス整合のために、高出力電力（電圧）増幅器８２の前段には入力側インピーダンス整合回路８１が接続され、後段には出力側インピーダンス整合回路８３が接続される。第１の素子８２０に搭載された高出力電力（電圧）増幅器８２は、上述のように発熱が顕著であるため、以下の説明では、第１の素子８２０に例示される駆動回路を有する素子のことを発熱素子とも称する。

第２の素子８３０は、第２のヒートシンク９０、及び第１の素子８２０と共通の実装基板８７を介して第２のヒートシンク９０上に搭載されるＬＤ実装回路８８を有する。ＬＤ実装回路８８は高速高出力ＬＤ８５を有する。第２の素子８３０に搭載された高速高出力ＬＤ８５は、上述のように恒温での動作が求められるため、以下の説明では、第２の素子８３０に例示されるＬＤ実装回路を有する素子のことを恒温動作素子とも称する。

このような従来の電子モジュール８００においては、第１の素子８２０から第２の素子８３０への熱伝達経路として、２つの経路が考えられる。第１の熱伝達経路は、第１のヒートシンク８９と第２のヒートシンク９０との間の熱の放射（輻射）であり、第２の熱伝達経路は、実装基板８７を介した熱の伝導である。

従来の電子モジュール８００においては、上記の熱伝達経路への対策として、以下の２つの対策が行われている。上記第１の熱伝達経路に対しては、熱の伝達を緩和するために、第１の素子８２０と第２の素子８３０とを、所定の間隔を有して互いに離隔して設置している。すなわち、第１のヒートシンク８９と第２のヒートシンク９０との間に、熱分離構造としての空隙Ｂを設けている。

また、上記第２の熱伝達経路に対しては、実装基板８７の表面の信号線路（図示せず。）、すなわち金属線を、第１の素子８２０と第２の素子８３０との間で遮断している。そのため、第１の素子８２０から第２の素子８３０への、実装基板８７の表面における金属線を介した熱の伝導が防止される。ここで、第１の素子８２０と第２の素子８３０とを電気的に接続するために、実装基板８７上の空隙Ｂに対応する箇所には、カップリングキャパシタ８４が搭載されている。

特開２００６−１２８５４５号公報

しかし、図１Ａ、及び図１Ｂに代表される従来の電子モジュールにおいては、発熱素子と恒温動作素子とが共通の実装基板を用いているため、当該実装基板を介した熱の伝達が十分に抑制できていないという問題があった。上述したように、実装基板の表面における金属線を介した熱の伝達は防止され得るが、基板そのもの、すなわち基板に用いられている誘電体及び金属薄膜を介した熱の伝達は起こり得る。電子モジュールの更なる小型化に伴い、このような基板そのものを介した熱伝達の影響を考慮する必要が生じている。また、電子モジュールの更なる小型化が進むにつれ、ヒートシンク間の空隙も小さくなるため、ヒートシンク間の熱放射による熱伝達の影響も無視できないものとなっている。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、発熱素子と恒温動作素子との間の熱の伝達を更に抑制し、発熱素子と恒温動作素子とをより近接配置させることが可能な、新規かつ改良された電子モジュールを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、増幅回路を有する第１の素子と、前記第１の素子によって駆動制御される第２の素子と、を備え、前記第１の素子は、第１のヒートシンクと、前記第１のヒートシンク上に搭載された第１の実装基板と、前記第１の実装基板上に搭載された第１の電気回路と、を有し、前記第２の素子は、第２のヒートシンクと、前記第２のヒートシンク上に搭載された第２の実装基板と、前記第２の実装基板上に搭載された第２の電気回路と、を有し、前記第１の素子と前記第２の素子とは、所定の間隔を有して互いに離隔して設置され、前記第１の素子と前記第２の素子との電気的接続は、少なくとも一つの受動素子によってなされることを特徴とする電子モジュールが提供される。

また、前記受動素子は、キャパシタであってもよい。

また、前記第１のヒートシンクと前記第２のヒートシンクの互いに対向する面内の少なくとも一部の領域における前記第１のヒートシンクと前記第２のヒートシンクとの間隔は、前記所定の間隔よりも大きな間隔を有してもよい。

また、前記第１のヒートシンクと前記第２のヒートシンクの互いに対向する面の少なくとも一部の領域には、赤外線反射層が形成されてもよい。

また、前記赤外線反射層は、金で形成されてもよい。

また、前記第１の素子は、前記受動素子の周囲に、前記第１の実装基板と前記第１のヒートシンクとを貫通する、少なくとも一つの第１の固定ピンを有し、前記第２の素子は、前記受動素子の周囲に、前記第２の実装基板と前記第２のヒートシンクとを貫通する、少なくとも一つの第２の固定ピンを有してもよい。

また、前記第１の実装基板と前記第２の実装基板とは、互いに連結されており、前記連結された基板は、前記第１のヒートシンクと前記第２のヒートシンクとの間の空隙に対応する部位に少なくとも一つの開口部を有してもよい。

また、前記第１の実装基板と前記第２の実装基板とは、断熱材によって連結されてもよい。

以上説明したように本発明によれば、発熱素子と恒温動作素子との間の熱の伝達を更に抑制することにより、発熱素子と恒温動作素子とをより近接配置させることが可能となる。

従来の電子モジュールの概略構成を示す上面図である。 従来の電子モジュールの概略構成を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る電子モジュールの概略構成を示す上面図である。 本発明の第１の実施形態に係る電子モジュールの概略構成を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る電子モジュールの概略構成を示す上面図である。 本発明の第２の実施形態に係る電子モジュールの概略構成を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る電子モジュールの他の実施例を示す上面図である。 本発明の第２の実施形態に係る電子モジュールの他の実施例を示す上面図である。 本発明の第２の実施形態に係る電子モジュールの他の実施例を示す上面図である。 本発明の第２の実施形態に係る電子モジュールの他の実施例を示す側面図である。 本発明の第３の実施形態に係る電子モジュールの概略構成を示す上面図である。 本発明の第３の実施形態に係る電子モジュールの概略構成を示す側面図である。 本発明の第４の実施形態に係る電子モジュールの概略構成を示す上面図である。 本発明の第４の実施形態に係る電子モジュールの概略構成を示す側面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．第１の実施形態＞
まず、図２Ａ、及び図２Ｂを参照して、本発明の第１の実施形態に係る電子モジュールの概略構成について説明する。図２Ａは、第１の実施形態に係る電子モジュールの概略構成を示す上面図であり、図２Ｂは、図２Ａに対応する側面図である。ただし、図２Ｂにおいては、図２Ａで示されている一部の素子やデバイスについては、図示を省略している。図２Ａ、及び図２Ｂを参照すれば、第１の実施形態に係る電子モジュール１００は、第１の素子２００、及び第２の素子３００から構成される。

第１の素子２００は、第１のヒートシンク９、及び、第１の実装基板２０を介して第１のヒートシンク９上に搭載される第１の電気回路（以下、駆動回路６と称する。）を有する。第１のヒートシンク９は、放熱器の役割を果たし、駆動回路６によって生じた熱を放散し、駆動回路６の温度を低下させる。第１のヒートシンク９は、例えば、高い熱伝達率を有する銅やアルミニウムによって形成される。また、第１のヒートシンク９は、更に大型の別個のヒートシンクに接続されたり、空冷用のファンやペルチェ素子等の冷却機構を有したりしてもよい。第１のヒートシンク９は、更に別の構造体上に固定され得る。ここで、以下の説明では、ヒートシンク、ヒートスプレッダ、及び同等の機能を有する構造を、全てヒートシンクと称する。

駆動回路６は、高出力電力（電圧）増幅器２を有する。高出力電力（電圧）増幅器２は、通常、入出力インピーダンスが数Ωと小さいため、その前段には入力側インピーダンス整合回路１が接続され、後段には出力側インピーダンス整合回路３が接続される。また、インピーダンス整合回路は、高速高出力ＬＤ５の駆動方法に応じて、アッテネータ（減衰器）を含んでもよい。ここで、図２Ａは、駆動回路６の概略構成を示しているに過ぎず、駆動回路６は、図２Ａには図示されない各種素子を搭載していてもよい。また、第１の素子２００に搭載された高出力電力（電圧）増幅器２は、上述のように発熱が顕著であるため、以下の説明では、第１の素子２００に例示される駆動回路を有する素子のことを発熱素子とも称する。

第２の素子３００は、第２のヒートシンク１０、及び第２の実装基板３０を介して第２のヒートシンク１０上に搭載される第２の電気回路（以下、ＬＤ実装回路８と称する。）を有する。第２のヒートシンク１０の機能及び構成は、第１のヒートシンク９と同様であるため、詳しい説明は割愛する。

ＬＤ実装回路８は高速高出力ＬＤ５を有する。高速高出力ＬＤ５は、第１の素子２００からの出力によって駆動される。ここで、図２Ａは、ＬＤ実装回路８の概略構成を示しているに過ぎず、ＬＤ実装回路８は、図２Ａには図示されない各種素子を搭載していてもよい。また、第２の素子３００に搭載された高速高出力ＬＤ５は、上述のように恒温での動作が求められるため、以下の説明では、第２の素子３００に例示されるＬＤ実装回路を有する素子のことを恒温動作素子とも称する。

第１の素子２００と第２の素子３００とは、熱の伝達を緩和するために、所定の間隔を有して互いに離隔して設置される。すなわち、第１のヒートシンク９と第２のヒートシンク１０との間には、熱分離構造としての空隙Ａが設けられている。

ここで、第１のヒートシンク９及び第２のヒートシンク１０の対向面それぞれの少なくとも一部領域には、赤外線反射層１３が形成されてもよい。赤外線反射層１３は、赤外線を反射する効果を有する、顔料、ガラス、金属等で形成され得る。例えば、金属を用いる場合、当該対向面に、蒸着法やメッキ法等を用いて金の膜を形成してもよい。

更に、第１の素子２００の第１の実装基板２０と第２の素子３００の第２の実装基板３０との間の、空隙Ａに対応する箇所には、カップリングキャパシタ４が搭載され、第１の素子２００と第２の素子３００とを電気的に接続する。すなわち、空隙Ａは、カップリングキャパシタ４の大きさに合わせて設けられてもよい。ここで、カップリングキャパシタ４としては、例えばセラミックキャパシタを用いることができる。第１の素子２００から第２の素子３００への熱の伝達は、カップリングキャパシタ４を介しても行われるが、セラミックは、通常金属配線として用いられる銅に比べて熱伝導率が低いため、熱的な遮断効果が期待できる。ここで、カップリングキャパシタ４は、セラミックキャパシタでなくてもよく、例えばアルミニウム電解キャパシタ等、他の材質を用いたキャパシタであってもよい。また、カップリングキャパシタ４は、チップキャパシタ以外であってもよく、例えばアキシャル型等他の形状のキャパシタであってもよい。更に、第１の素子２００と第２の素子３００との電気的な接続は、キャパシタを介したものに限定されず、他の受動素子によってなされてもよい。

入力側インピーダンス整合回路１には、入力電圧端子ＲＦｉｎ及び入力電圧を制御するための制御電圧が印加される制御電圧端子Ｖｇｇが設けられている。ここで、入力電圧端子ＲＦｉｎには、例えば高周波信号が入力されてもよい。また、制御電圧端子Ｖｇｇには、例えばゲート電圧が印加されてもよい。駆動回路６に入力された入力電圧は、高出力電力（電圧）増幅器２により、駆動する高速高出力ＬＤ５に対応するように適宜増幅され、ＬＤ実装回路８に出力される。カップリングキャパシタ４の両端には、電源電圧端子Ｖｄｄ及びバイアス電圧端子Ｂｉａｓが設けられており、当該端子に適宜電圧を印加することで、高速高出力ＬＤ５への入力電流（電圧）が制御される。ここで、電源電圧端子Ｖｄｄには、例えばドレイン電圧が印加されてもよい。また、バイアス電圧端子Ｂｉａｓには、例えばＬＤ印加電圧（電流）が入力されてもよい。ここで、高速高出力ＬＤ５を駆動するための回路構成は、かかる例に限定されず、例えば素子の数や構成、及び端子の配置等は、回路設計時に適宜変更され得る。

以上説明してきたように、本発明の第１の実施形態に係る電子モジュール１００では、従来の電子モジュールと異なり、第１の素子２００と第２の素子３００とで実装基板が分割され、例えばセラミックキャパシタによってのみ両者が電気的、物理的に接続される。これにより、第１の素子２００から第２の素子３００への基板を介した熱の伝達経路をなくすことができ、高い熱遮断効果が期待できる。また、第１のヒートシンク９と第２のヒートシンク１０との対向面のそれぞれに、赤外線反射層１３が形成され得る。これにより、第１の素子２００から第２の素子３００へのヒートシンク間の熱の放射による熱伝達を抑制することができる。以上の効果により、発熱素子と恒温動作素子とをより近づけて配置することが可能となる。ここで、本発明の第１の実施形態に係る電子モジュール１００は、例えば、略８０ｍｍ×略５０ｍｍ程度の大きさを有してもよく、その場合、空隙Ａは略１ｍｍ程度であってもよい。

＜２．第２の実施形態＞
次に、図３Ａ、及び図３Ｂを参照して、本発明の第２の実施形態に係る電子モジュールの概略構成について説明する。図３Ａは、第２の実施形態に係る電子モジュールの概略構成を示す上面図であり、図３Ｂは、図３Ａに対応する側面図である。ただし、図３Ｂにおいては、図３Ａで示されている一部の素子やデバイスについては、図示を省略している。以下、主に第１の実施形態との相違点について説明し、同一部分については詳細な説明は省略する。

図３Ａ、及び図３Ｂを参照すれば、本発明の第２の実施形態に係る電子モジュール１００は、第１の実施形態に係る電子モジュールと比較して、第１のヒートシンク９と第２のヒートシンク１０との互いに対向する面内の一部領域が凹部を有する点で相違する。当該凹部を有することにより、第１のヒートシンク９と第２のヒートシンク１０との当該一部領域における距離が、第１の実施形態における空隙Ａの間隔、すなわちカップリングキャパシタ４で規定され得る間隔よりも広くなる。従って、第１の素子２００から第２の素子３００へのヒートシンク間での放射による熱の伝達を抑制することができ、更なる熱遮断効果が期待できる。

また、第１のヒートシンク９と第２のヒートシンク１０との互いに対向する面の凹部の形状は、図３Ｂに示すような略半円形状に限定されず、多角形や矩形であってもよい。また、図３Ｂでは、第１のヒートシンク９と第２のヒートシンク１０との互いに対向する面の全面に渡って凹部が形成されているが、当該対向面それぞれの少なくとも一部の領域に凹部が形成されてもよい。

また、第１のヒートシンク９と第２のヒートシンク１０との互いに対向する面の形状は凹部に限定されず、第１のヒートシンク９と第２のヒートシンク１０との間の距離が広くなる形状であれば、同様の熱遮断効果を期待することができる。そのような構成例を図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、及び図４Ｄに示す。図４Ａ〜図４Ｃは、第２の実施形態に係る電子モジュール１００の別の構成例を示す上面図であり、図４Ｄは、第２の実施形態に係る電子モジュール１００の別の構成例を示す側面図である。なお、図４Ａ〜図４Ｄにおいては、第１のヒートシンク９、第２のヒートシンク１０、及びカップリングキャパシタ４以外の構成要素は、簡略化のために図示していない。

図４Ａ〜図４Ｃを参照すれば、第２の実施形態に係る電子モジュール１００は、第１のヒートシンク９と第２のヒートシンク１０との対向面の形状だけでなく、ヒートシンク自体の形状を変更して、両者の距離を広くしてもよい。また、図４Ｄを参照すれば、第２の実施形態に係る電子モジュール１００は、第１のヒートシンク９と第２のヒートシンク１０との対向面が、実装基板から遠ざかるにつれて徐々に互いの距離が広くなるような傾斜構造を有していてもよい。ここで、第１のヒートシンク９及び第２のヒートシンク１０の形状は、図３、及び図４Ａ〜Ｄに示した形状に限定されず、両者の距離が広くなる構造であれば、他の構造であっても構わない。また、第１のヒートシンク９及び第２のヒートシンク１０の形状については、図３Ｂに示した凹部構造、図４Ａ〜Ｄに示した構造、及び、両者の距離が広くなるような考え得る限りの他の構造を、可能な範囲で互いに組み合わせて適用することが可能である。

以上説明してきたように、本発明の第２の実施形態に係る電子モジュール１００は、第１の実施形態で説明した構造に加えて、第１のヒートシンク９と第２のヒートシンク１０との距離をより広くする構造を更に有する。これにより、基板を介した熱の伝導による熱伝達、及びヒートシンク間における熱の放射による熱伝達の両方を抑制することができる。従って、発熱素子から恒温動作素子への熱の伝達を効果的に抑制することができ、発熱素子と恒温動作素子とをより近づけて配置することが可能となる。

＜３．第３の実施形態＞
次に、図５Ａ、及び図５Ｂを参照して、本発明の第３の実施形態に係る電子モジュールの概略構成について説明する。図５Ａは、第３の実施形態に係る電子モジュールの概略構成を示す上面図であり、図５Ｂは、図５Ａに対応する側面図である。ただし、図５Ｂにおいては、図５Ａで示されている一部の素子やデバイスについては、図示を省略している。以下、主に第２の実施形態との相違点について説明し、同一部分については詳細な説明は省略する。

図５Ａ、及び図５Ｂを参照すれば、本発明の第３の実施形態に係る電子モジュール１００は、第２の実施形態に係る電子モジュールと比較して、第１の素子２００及び第２の素子３００のカップリングキャパシタ４の周囲に、少なくともそれぞれ１つ以上の固定ピン１１を有する点で相違する。固定ピン１１は、例えば、インバー等の鉄−ニッケル合金で形成されてもよい。

第１の素子に設けられる固定ピン１１は、第１の実装基板２０及び第１のヒートシンク９を貫通するように形成される。また、第２の素子に設けられる固定ピン１１は、第２の実装基板３０及び第２のヒートシンク１０を貫通するように形成される。ここで、固定ピン１１は、第１の素子２００及び第２の素子３００のそれぞれに、複数設置されてもよい。また、固定ピン１１は、それぞれ、第１のヒートシンク９及び第２のヒートシンク１０の下部構造体にまで達するように形成されてもよい。

上述したように、第１のヒートシンク９及び第２のヒートシンク１０は、例えば、熱伝導率の高い銅やアルミニウムによって形成される。銅やアルミニウムは熱膨張率が大きいため、温度変化による熱膨張や熱収縮が顕著である。従って、電子モジュールの動作時、カップリングキャパシタ４には、ヒートシンクの熱膨張及び熱収縮に起因する物理的なストレスが加えられる。この物理的ストレスは、温度変化の少ない一定条件下での使用時には問題とならないが、温度変化が大きい場合、第１の素子２００と第２の素子３００との接続の観点から、信頼性上問題となる可能性がある。

これに対して、本発明の第３の実施形態に係る電子モジュール１００では、カップリングキャパシタ４の周囲に、実装基板とヒートシンクとを貫通する固定ピン１１が設けられる。当該固定ピン１１を設けることにより、カップリングキャパシタ４に加えられる、ヒートシンクの熱膨張及び熱収縮に起因する物理的ストレスを緩和させることができる。従って、基板を介した熱の伝導による熱伝達、及びヒートシンク間における熱の放射による熱伝達の両方を抑制する効果を保ちつつ、すなわち、発熱素子と恒温動作素子との更なる近接配置を実現しつつ、カップリングキャパシタ４における接続の信頼性を向上させることができる。

ここで、以上の説明では、第２の実施形態に対して固定ピン１１を更に設けた実施形態を説明してきたが、本発明の第３の実施形態に係る電子モジュールはこの例に限定されない。例えば、本発明の第３の実施形態は、第１の実施形態に対して固定ピン１１を更に設けた実施形態であってもよい。

＜４．第４の実施形態＞
次に、図６Ａ、及び図６Ｂを参照して、本発明の第４の実施形態に係る電子モジュールの概略構成について説明する。図６Ａは、第４の実施形態に係る電子モジュールの概略構成を示す上面図であり、図６Ｂは、図６Ａに対応する側面図である。ただし、図６Ｂにおいては、図６Ａで示されている一部の素子やデバイスについては、図示を省略している。以下、主に第２の実施形態との相違点について説明し、同一部分については詳細な説明は省略する。

図６Ａ、及び図６Ｂを参照すれば、本発明の第４の実施形態に係る電子モジュール１００は、第２の実施形態に係る電子モジュールと比較して、第１の実装基板２０と第２の実装基板３０とが互いに連結されており、当該連結された実装基板（実装基板７）の、空隙Ａに対応する部分に、少なくとも１つ以上の開口部１２が設けられている点で相違する。

当該構造を取ることにより、第１の素子２００と第２の素子３００との物理的な接続が、カップリングキャパシタ４だけではなく、実装基板の連結部における開口部１２以外の領域によってもなされるので、ヒートシンクの熱膨張及び熱収縮に起因する物理的ストレスによるカップリングキャパシタ４への負荷を低減することができる。

本発明の第４の実施形態においては、第１の素子２００と第２の素子３００とが実装基板によっても接続されるので、実装基板を介した熱の伝達が生じ得る。しかし、当該実装基板は開口部１２を有するため、従来の電子モジュールと比べて、第１の素子２００と第２の素子３００との物理的接続に寄与する実装基板の面積が小さい。従って、本発明の第４の実施形態に係る電子モジュールは、従来の電子モジュールと比べて、基板を介した熱の伝達を抑制することができ、発熱素子と恒温動作素子とをより近づけて配置することが可能となる。

ここで、第１の実装基板２０と第２の実装基板３０との連結は、断熱材によってなされてもよい。断熱材を用いることで、第１の素子２００から第２の素子３００への、実装基板の開口部１２以外の領域を介した熱の伝達が、更に抑制される効果が期待できる。

以上説明してきたように、本発明の第４の実施形態に係る電子モジュール１００では、第２の実施形態で説明した構造に加えて、第１の実装基板２０と第２の実装基板３０とが互いに連結されており、当該連結された実装基板の、空隙Ａに対応する部分に、少なくとも１つ以上の開口部１２が設けられる。当該構造を有することにより、カップリングキャパシタ４に加えられる物理的ストレスを緩和することができる。従って、基板を介した熱の伝導による熱伝達、及びヒートシンク間における熱の放射による熱伝達の両方を抑制する効果を保ちつつ、すなわち、発熱素子と恒温動作素子との更なる近接配置を実現しつつ、発熱素子と恒温動作素子との接続の信頼性を向上させることができる。

ここで、以上の説明では、第２の実施形態に対して第１の実装基板２０及び第２の実装基板３０を連結して開口部１２を設ける実施形態を説明してきたが、本発明の第４の実施形態に係る電子モジュールはこの例に限定されない。例えば、本発明の第４の実施形態は、上述した第１の実施形態、又は第３の実施形態に対して、第１の実装基板２０及び第２の実装基板３０を連結した実施形態であってもよい。

以上説明してきたように、本発明に係る電子モジュールでは、発熱素子及び恒温動作素子の実装基板が分離される、又は両者の基板を介した物理的接続面積が従来構造よりも小さくされる。従って、発熱素子から恒温動作素子への基板を介した熱伝導による熱の伝達が抑制される。

また、本発明に係る電子モジュールでは、発熱素子及び恒温動作素子のヒートシンク対向面の少なくとも一部領域の間の距離が従来構造よりも広くされる。また、当該対向面の少なくとも一部領域に赤外線反射層が設けられる。従って、発熱素子から恒温動作素子へのヒートシンク間の熱の放射による熱の伝達が抑制される。

上記の構造を有することにより、発熱素子及び恒温動作素子をより近接に配置することが可能になる。また、上述したように、ＬＤは発振周波数の温度依存性が大きく、特に高温域での特性劣化が顕著であるため、ＬＤの安定動作、及び寿命向上が期待できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記第１〜第４の実施形態では、発熱素子、及び恒温動作素子として、高出力電力（電圧）増幅器、及び高速高出力ＬＤを有する場合を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、アクティブ素子が搭載された電気回路を有する発熱素子と、大きな温度特性を有する光学素子が搭載された恒温動作素子とが近接して設置された、光集積ＩＣにも適用され得る。

また、上記第１〜第４の実施形態では、電子モジュールについて説明してきたが、本発明は、素子、ＩＣレベルの構造にも適用され得る。

また、上記第１〜第４の実施形態では、ギガヘルツ帯以上で使用される高速動作モジュールについて説明してきたが、本発明は、全周波数帯域について適用され得る。

また、上記第４の実施形態では、図６Ａにおいて開口部１２は円形を有しているが、開口部１２は楕円形や多角形等、任意の形状を有してもよい。

また、上記第１〜第４の実施形態に記載した事項のそれぞれは、互いに可能な範囲で組み合わせて実施することが可能である。例えば、第１の実施形態に記載した、第１のヒートシンク９と第２のヒートシンク１０との対向面の少なくとも一部の領域に赤外線反射層を設ける構造を、第２〜第４の実施形態に適用してもよい。

１００ 電子モジュール
２００ 第１の素子
３００ 第２の素子
２０ 第１の実装基板
３０ 第２の実装基板
１ 入力側インピーダンス整合回路
２ 高出力電力（電圧）増幅器
３ 出力側インピーダンス整合回路
４ カップリングキャパシタ
５ 高速高出力レーザダイオード（ＬＤ）
６ 駆動回路
７ 実装基板
８ ＬＤ実装回路
９ 第１のヒートシンク
１０ 第２のヒートシンク
１１ 固定ピン
１２ 開口部
１３ 赤外線反射層

Claims (8)

1. 増幅回路を有する第１の素子と、
   前記第１の素子によって駆動制御される第２の素子と、
   を備え、
   前記第１の素子は、第１のヒートシンクと、前記第１のヒートシンク上に搭載された第１の実装基板と、前記第１の実装基板上に搭載された第１の電気回路と、を有し、
   前記第２の素子は、第２のヒートシンクと、前記第２のヒートシンク上に搭載された第２の実装基板と、前記第２の実装基板上に搭載された第２の電気回路と、を有し、
   前記第１の素子と前記第２の素子とは、所定の間隔を有して互いに離隔して設置され、
   前記第１の素子と前記第２の素子との電気的接続は、少なくとも一つの受動素子によってなされる
   ことを特徴とする電子モジュール。
2. 前記受動素子は、キャパシタである
   ことを特徴とする、請求項１に記載の電子モジュール。
3. 前記第１のヒートシンクと前記第２のヒートシンクの互いに対向する面内の少なくとも一部の領域における前記第１のヒートシンクと前記第２のヒートシンクとの間隔は、前記所定の間隔よりも大きな間隔を有する
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の電子モジュール。
4. 前記第１のヒートシンクと前記第２のヒートシンクの互いに対向する面の少なくとも一部領域には、赤外線反射層が形成される
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子モジュール。
5. 前記赤外線反射層は、金で構成される
   ことを特徴とする、請求項４に記載の電子モジュール。
6. 前記第１の素子は、前記受動素子の周囲に、前記第１の実装基板と前記第１のヒートシンクとを貫通する、少なくとも一つの第１の固定ピンを有し、
   前記第２の素子は、前記受動素子の周囲に、前記第２の実装基板と前記第２のヒートシンクとを貫通する、少なくとも一つの第２の固定ピンを有する
   ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子モジュール。
7. 前記第１の実装基板と前記第２の実装基板とは、互いに連結されており、
   前記連結された基板は、前記第１のヒートシンクと前記第２のヒートシンクとの間の空隙に対応する部位に少なくとも一つの開口部を有する
   ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子モジュール。
8. 前記第１の実装基板と前記第２の実装基板とは、断熱材によって連結される
   ことを特徴とする、請求項７に記載の電子モジュール。

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