JP2828081B2 - 回路基板 - Google Patents

回路基板

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JP2828081B2 JP8344360A JP34436096A JP2828081B2 JP 2828081 B2 JP2828081 B2 JP 2828081B2 JP 8344360 A JP8344360 A JP 8344360A JP 34436096 A JP34436096 A JP 34436096A JP 2828081 B2 JP2828081 B2 JP 2828081B2
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    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
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  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は回路基板に関し、特
に電力増幅器における発熱体の放熱効果の改良を図った
回路基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電力増幅回路用の回路基板の例として
は、特開平8−162809号公報に開示の構造があ
り、インピーダンスマッチング回路におけるコンデンサ
等の発熱体の対接地間の放熱効果を目的としたものであ
る。
【0003】図5及び図6はこの特開平8−16280
9号公報開示の構造を示しており、図5は斜視図、図6
はそのE−E線断面図である。図5,6を参照すると、
高誘電率(比誘電率100)誘電体からなる平面板32
と、平面板の表面及び裏面に銅メッキにより形成された
導体膜33,34と、平面板の相対する側面に銅メッキ
により形成された導体膜からなる端子35,36と、ア
ルミナ(比誘電率10)製の誘電体回路基板37と、誘
電体回路基板の表面に銅メッキにより形成されたストリ
ップライン38,39と、誘電体回路基板に銅メッキに
より形成されたスルーホール40と、誘電体回路基板の
表面に銅メッキにより形成されたグランドパターン41
と、誘電体回路基板の裏面に銅メッキにより形成された
グランド面42を有する。
【0004】グランドパターン41はスルーホール40
によりグランド面42に接続されている。端子35及び
36は夫々平面板の表面の導体膜33に接続されてい
る。また、2つの端子35及び36は夫々ストリップラ
イン38及び39に接続されている。平面板の裏面の導
体膜34はグランドパターン41に重なる様に接続され
ている。
【0005】平面板32は、インピーダンスマッチング
回路において、インピーダンス変換用コンデンサとして
動作する。そして、平面板32で発生する熱はスルーホ
ール40を介してグランドパターン41に伝達、拡散
し、放熱される。
【0006】また、別の従来の技術としては、図7の様
に例えば、プッシュプル形のトランジスタ17が設けら
れており、このトランジスタ17の信号入力側に、スト
リップライン5,6と、入力端子1,2と、バイアス供
給用パターン9,10とが形成されている。また、トラ
ンジスタ17の信号出力側にストリップライン7,8
と、出力端子3,4と、バイアス供給用パターン11,
12とが形成されている。
【0007】ストリップライン5,6の一方の端はトラ
ンジスタ17に接続され、他端は入力端子1,2に接続
されており、また、ストリップライン7,8の一方の端
はトランジスタ17に接続され、他端は出力端子3,4
に接続されている。
【0008】信号入力側のストリップライン5,6の間
には、容量を分割したインピーダンス変換用磁器コンデ
ンサ43,44が2個、並列に接続されている。これ
は、1個の磁器コンデンサよりも複数個の磁器コンデン
サに容量を分割した方が、表面積が増え、放熱の効果が
高いからである。また、同様に信号出力側のストリップ
ライン7,8の間にも、容量を分割したインピーダンス
変換用磁器コンデンサ45,46が2個、並列に接続さ
れている。
【0009】そして、入力端子1,2に等レベルで18
0°の位相差を持つ信号を入力すると、トランジスタ1
7によってこれが増幅され、出力端子3,4に、増幅さ
れた等レベルで180°の位相差を持つ信号が出力され
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図5,6に示した従来
構造では、発熱素子であるコンデンサの放熱は、スルー
ホール40を介して第2層目の接地パターンに伝達され
て拡散する様になっているので、対接地間でのみ可能と
なっており、放熱効果が少ないという欠点がある。
【0011】また、図7に示す従来の構造では、放熱効
果を良くするために、インピーダンス変換用磁器コンデ
ンサの容量を分割して複数個(図7では2個)並列に接
続する構成であり、これはRF的に見ると、単なる並列
合成容量としては取扱うことができず、取付け位置によ
ってインピーダンスが変化することになる。よって、イ
ンピーダンスマッチングがとれないという欠点がある。
【0012】本発明の目的は、発熱体の温度上昇を効率
良く抑えることが可能な回路基板を提供することであ
る。
【0013】本発明の他の目的は、発熱体としてのイン
ピーダンス調整用コンデンサを分割することなく、単一
で用いて調整を正確に行いかつ放熱効果も大とした回路
基板を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、発熱体
と、この発熱体に接続されこの発熱体付近の温度よりも
低温の箇所まで延伸して形成された回路パターンと、こ
の回路パターン上に被着形成された良熱伝導性の金属パ
ターンとを含むことを特徴とする回路基板が得られる。
【0015】そして、前記金属パターンは前記回路パタ
ーン上に半田付にて被着形成されていることを特徴とし
ており、また、前記低温の箇所は電源ラインであること
を特徴としており、更に、前記回路パターンはストリッ
プ線路であり、前記金属パターンは銅板であることを特
徴としている。
【0016】そして、前記発熱体は、電力増幅用トラン
ジスタの入力または出力と電源ラインとの間に接続され
たインピーダンス調整用コンデンサであり、前記回路パ
ターンは、前記コンデンサの一端と前記電源ラインとの
間の接続パターンであることを特徴としている。
【0017】また、前記発熱体は、プッシュプル型電力
増幅用トランジスタの一対の入力端子間または一対の出
力端子間に接続されたインピーダンス調整用コンデンサ
であり、前記回路パターンは、前記一対の端子へバイア
スを供給するためのバイアスラインのパターンであるこ
とを特徴としている。
【0018】更に、前記発熱体は、前記電力増幅用トラ
ンジスタの出力端子とマイクロストリップバラン回路と
の間に接続されたインピーダンス調整用のコンデンサで
あり、前記回路パターンは、前記マイクロストリップバ
ラン回路を構成するパターンであることを特徴としてい
る。
【0019】本発明の作用を述べる。発熱体に一端が接
続されて他端が電源ライン等のより低温部に接続された
回路パターンを、良熱伝導性の金属パターンで披着する
ことにより、その部分の回路パターンの断面積が増大す
るので、発熱体の熱は低温部へと効率良く伝導して拡散
されることになる。
【0020】よって、発熱体の冷却効果が大となり、発
熱体がインピーダンス調整用のコンデンサである場合に
は、これを複数に分割して並列配置する必要がなくな
り、単一のコンデンサとすることができ、調整が正確に
行える。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。
【0022】図1は本発明の一実施例の平面図であり、
図2(a),(b)は図1のA−A,B−B線の各断面
図である。尚、図1,2において、図7と同等部分は同
一符号にて示している。
【0023】図1,2に示す様に、プッシュプル形トラ
ンジスタ17の信号入力側に、ストリップライン5,6
と、入力端子1,2と、バイアス供給用パターン9,1
0とが形成されており、また信号出力側に、出力端子
3,4と、バイアス供給用パターン11,12とが形成
されている。
【0024】ストリップライン5,6の一方の端はプッ
シュプル形トランジスタ17に接続され、他端は入力端
子1,2に接続されており、また、ストリップライン
7,8の一方の端はプッシュプル形トランジスタ17に
接続され、他端は出力端子3,4に接続されている。
【0025】図2(a)の様に、信号入力側のストリッ
プライン5,6の上には、インピーダンス変換用磁器コ
ンデンサの熱をバイアス供給用パターンに伝導,拡散さ
せるための放熱用銅板13,14が重なる様にハンダに
て披着形成して接続され、ストリップライン5,6の間
には、インピーダンス変換用磁器コンデンサ18が接続
されている。
【0026】また、図2(b)の様に信号出力側のスト
リップライン7,8の上には、インピーダンス変換用磁
器コンデンサ19の熱をバイアス供給用パターン11,
12に伝導,拡散させるための放熱用銅板15,16が
重なる様にハンダにて披着形成して接続され、ストリッ
プライン7,8の間には、インピーダンス変換用磁器コ
ンデンサ19が接続されている。尚、図1の平面図で
は、2層構造部分について、他の一層構造と区別するた
めに、2重枠で示している。
【0027】かかる構成において、入力端子1,2に等
レベルで180°の位相差を持つ信号を入力する。バイ
アス供給用パターン9,10,11,12より、トラン
ジスタ17にバイアスをかけ、インピーダンス変換用磁
器コンデンサ18の容量や位置を変えることで入力のイ
ンピーダンスを、また、インピーダンス変換用磁器コン
デンサ19の容量や位置を変えることで出力のインピー
ダンスを変えることができる。これにより、個々のトラ
ンジスタの入出力インピーダンスのばらつきを吸収する
ことができ、インピーダンスマッチングをとることがで
きる。
【0028】この際、インピーダンス変換用磁器コンデ
ンサ18,19自身及び取付け部付近のパターンの熱
は、放熱用銅板13,14,15,16によってパター
ンの断面積が増えるので、効率的にバイアス供給用パタ
ーン9,10,11,12に伝導,拡散,放熱される。
トランジスタ17で増幅された信号は、出力端子3,4
に等レベルの180°の位相差を持つ信号として出力さ
れる。
【0029】次に、本発明の他の実施例について図面を
参照して説明する。図3はその平面図、図4(a),
(b)は、図3のC−C,D−D線の断面図を夫々示し
ており、図1,2と同等部分は同一符号にて示されてい
る。尚、図3においても、2層構造部分については、他
の1層構造と区別するために、2重枠で示している。
【0030】図3,4の様に、プッシュプル形のトラン
ジスタ17の信号入力側に、ストリップライン5,6
と、入力端子1と、バイアス供給用パターン9,10
と、マイクロストリップバラン回路30とが設けられて
いる。また、信号出力側に出力端子3と、バイアス供給
用パターン11,12と、マイクロストリップバラン回
路31とが設けられている。
【0031】ストリップライン5,6の一方の他端はト
ランジスタ17に接続され、他端は磁器コンデンサ2
1,22を介して、マイクロストリップバラン回路30
の一方の端に接続され、マイクロストリップバラン回路
30の他端は入力端子1に接続されている。また、スト
リップライン7,8の一方の端はトランジスタ17に接
続され、他端は磁器コンデンサ23,24を介して、マ
イクロストリップバラン回路31の一方の端に接続さ
れ、マイクロストリップバラン回路31の他端は出力端
子3に接続されている。
【0032】図4(a)の様に、信号入力側のマイクロ
ストリップバラン回路30の上にはパターンの熱を接地
パターン27に伝導,拡散させるための放熱用銅板25
が重なる様にハンダにて接続され、ストリップライン
5,6の間には、インピーダンス変換用磁器コンデンサ
18が接続されている。
【0033】また、図4(b)の様に、信号出力側のマ
イクロストリップバラン回路31の上にはパターンの熱
を接地パターン27に伝導,拡散させるための放熱用銅
板26が重なる様にハンダにて接続され、ストリップラ
イン7,8の間には、インピーダンス変換用磁器コンデ
ンサ19が接続されている。尚、28,29はスルーホ
ールを示している。
【0034】入力端子1に信号を入力すると、信号は、
入力側のマイクロストリップバラン回路30により等レ
ベルで180°の位相差を持つ2信号に分けられ、磁器
コンデンサ21,22及びストリップライン5,6を経
てプッシュプル形のトランジスタ17に入力される。
【0035】バイアス供給用パターン9,10,11,
12より、トランジスタ17にバイアスをかけ、インピ
ーダンス変換用磁器コンデンサ18の容量や位置を変え
ることで入力のインピーダンスを、また、インピーダン
ス変換用磁器コンデンサ19の容量や位置を変えること
で出力のインピーダンスを変えることができる。これに
より、個々のトランジスタの入出力インピーダンスのば
らつきを吸収することができ、インピーダンスマッチン
グをとることができる。
【0036】この際、マイクロストリップバラン回路の
パターンの熱は、放熱用銅板25,26によってパター
ンの断面積が増えるので、接地パターン27に効率的に
伝導,拡散,放熱される。プッシュプル形のトランジス
タ17で増幅された180°の位相差を持つ2信号は、
ストリップライン7,8及び磁器コンデンサ23,24
を介してマイクロストリップバラン回路31に入力さ
れ、マイクロストリップバラン回路31にて、合成され
出力端子3に出力される。
【0037】尚、これ等放熱用銅板の断面厚さは、例え
ば0.4mmとし、マイクロストリップライン(回路パ
ターン)のそれ(約13μm)に比し大とすることで、
放熱効果を良好とするものである。もっとも、この放熱
用銅板の代りに、他の熱伝導性の良い、低コストの金属
を用いることができるものである。
【0038】本発明の第3の実施例として、プッシュプ
ル形のトランジスタの代りに、単一(シングル形)のト
ランジスタを電力増幅用に使用した場合にも、適用され
る。この場合には、トランジスタの入力,出力と接地ラ
イン間にインピーダンス調整用コンデンサが接続される
が、このコンデンサと接地ラインとの間の回路パターン
上に、上述の2層の放熱構造を採用すれば良いことにな
る。
【0039】
【発明の効果】第1の効果は、プッシュプル形やシング
ル形トランジスタを使用した電力増幅器において、イン
ピーダンス変換用磁器コンデンサ自身及び取付け部付近
の温度上昇を少なくすることができ、部品の信頼性が上
がる点である。その理由は、付加した放熱用銅板によっ
てパターンの断面積が増えて、比較的温度の低いパター
ンに熱を効率的に伝導,拡散,放熱することができるか
らである。
【0040】第2の効果は、入出力インピーダンスの変
化をなくすことができることである。その理由は、放熱
用銅板を付加することによって、インピーダンス変換用
磁器コンデンサの容量を分割し、複数個並列に接続する
必要がなくなるからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の平面図である。
【図2】(a)は図1のA−A線の断面図、(b)は図
1のB−B線の断面図である。
【図3】本発明の他の実施例の平面図である。
【図4】(a)は図3のC−C線の断面図、(b)は図
1のD−D線の断面図である。
【図5】従来の回路基板の一例の斜視図である。
【図6】従来の回路基板の一例のE−E線の断面図であ
る。
【図7】従来の回路基板の他の例の平面図である。
【符号の説明】
1,2 入力端子 3,4 出力端子 5〜8 ストリップライン 9〜12 バイアス供給用パターン 13〜16,25,26 放熱用銅板 17 プッシュプル形トランジスタ 18,19,21〜24 磁器コンデンサ 20 基板 27 接地パターン 28,29 スルーホール 30,31 マイクロストリップバラン回路

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発熱体と、この発熱体に接続されこの発
    熱体付近の温度よりも低温の箇所まで延伸して形成され
    た回路パターンと、この回路パターン上に被着形成され
    た良熱伝導性の金属パターンとを含むことを特徴とする
    回路基板。
  2. 【請求項2】 前記金属パターンは前記回路パターン上
    に半田付にて被着形成されていることを特徴とする請求
    項1記載の回路基板。
  3. 【請求項3】 前記低温の箇所は電源ラインであること
    を特徴とする請求項1または2記載の回路基板。
  4. 【請求項4】 前記回路パターンはストリップ線路であ
    り、前記金属パターンは銅板であることを特徴とする請
    求項1〜3いずれか記載の回路基板。
  5. 【請求項5】 前記発熱体は、電力増幅用トランジスタ
    の入力または出力と電源ラインとの間に接続されたイン
    ピーダンス調整用コンデンサであり、前記回路パターン
    は、前記コンデンサの一端と前記電源ラインとの間の接
    続パターンであることを特徴とする請求項1〜4いずれ
    か記載の回路基板。
  6. 【請求項6】 前記発熱体は、プッシュプル型電力増幅
    用トランジスタの一対の入力端子間または一対の出力端
    子間に接続されたインピーダンス調整用コンデンサであ
    り、前記回路パターンは、前記一対の端子へバイアスを
    供給するためのバイアスラインのパターンであることを
    特徴とする請求項1〜4いずれか記載の回路基板。
  7. 【請求項7】 前記発熱体は、前記電力増幅用トランジ
    スタの出力端子とマイクロストリップバラン回路との間
    に接続されたインピーダンス調整用のコンデンサであ
    り、前記回路パターンは、前記マイクロストリップバラ
    ン回路を構成するパターンであることを特徴とする請求
    項1〜6いずれか記載の回路基板。
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