JP4028474B2

JP4028474B2 - 高周波モジュール

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Publication number: JP4028474B2
Application number: JP2003390798A
Authority: JP
Inventors: 和人森; 利幸宗政
Original assignee: Miyoshi Electronics Corp
Current assignee: Miyoshi Electronics Corp
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2023-11-20
Also published as: US20060097382A1; JP2005158792A

Description

本発明は、高周波モジュールに関し、特に、放熱板上の絶縁基板に電子部品を実装した高周波モジュールに関する。

無線通信に用いる携帯用または車載用のデバイスに搭載する高出力の高周波電力モジュール(以下、高周波モジュールとする)においては、金属放熱板上にダイボンドされた高周波増幅素子に、たとえば整合回路などが接続される。上記の回路は、放熱板上に設置され、その上面に回路パターン形成された絶縁基板と、該絶縁基板に実装されるコンデンサおよびコイルなどの実装部品とによって構成される。

昨今、高周波モジュールのさらなる高出力化が要求され、これに伴い、高周波モジュールには、従来よりも高い放熱効率が要求されている。

図１８は、従来の高周波モジュールの一例を示した正面断面図である。

図１８を参照して、高周波モジュール１０１は、金属放熱板１０４上に下層めっきパターン１０９を介して設けられた絶縁基板１０５と、絶縁基板１０５上に上層めっきパターン１０８Ａ，１０８Ｂ（信号線）を介して設けられた実装部品１０６とを備える。なお、実装部品１０６と上層めっきパターン１０８Ａ，１０８Ｂとは、はんだ１０７を介して接続されている。また、金属放熱板１０４は、接地線と接続されている。

図１９は、従来の高周波モジュールの他の例を示した正面断面図である。

図１９を参照して、高周波モジュール１０１は、実装部品１０６と上層めっきパターン１０８Ａとの接合部（図１９中のα３部）近傍の絶縁基板１０５内に、金属放熱板１０４上の下層めっきパターン１０９に達するスルーホールパターン１１０を備える。

なお、図１９において、上層めっきパターン１０８Ａ（グランド線）は、電気的に接地線と接続されるべきパターンであり、上層めっきパターン１０８Ｂ（信号線）は、電気的に信号ラインと接続されるべきパターンである。

スルーホールパターン１１０を設置することによって、上層めっきパターン１０８Ａは、電気的に接地線と接続されることになる。ここで、上層めっきパターン１０８Ｂは、電気的に信号ラインと接続される必要があるため、実装部品１０６と上層めっきパターン１０８Ｂとの接合部（図１９中のα４部）近傍の絶縁基板１０５内に、スルーホールパターン１１０を設けることはできない。

なお、その他の事項については、図１８と同様であるので、ここでは説明を省略する。

ところで、特開平９−２５２１６８号公報（従来例１）において、金属基板上に絶縁層を設け、その絶縁層上に高周波回路を組付け、その高周波回路の発熱を伴う素子を設置する部分においては絶縁層を薄膜に形成し、発熱しない素子などを設置する部分においては、絶縁膜を所望のインピーダンス特性を得ることができる厚さとした高周波増幅器が開示されている。

一方、特許第３１０１１７９号公報（従来例２）において、ガラスエポキシ基板と、ガラスエポキシ基板の内部に形成される放熱用銅箔層と、ガラスエポキシ基板の表面に形成され、スイッチング素子の裏面が接続される表面銅箔層と、表面銅箔層から放熱用銅箔層に通じるスルーホールとを備えたスイッチング素子の放熱構造が開示されている。

他方、特開２００１−１５６４０６公報（従来例３）において、窒化ケイ素を主成分とするセラミックスからなる絶縁基板の一方の表面に配線回路層が設けられ、他方の表面に放熱板が貼付されてなる窒化ケイ素配線基板であって、絶縁基板の他方の表面側に、銅を主成分とする導体が充填された複数のビア導体が配設されたビア形成層を設け、ビア形成層と放熱板とを熱的に接続し、絶縁基板におけるビア形成層の厚みを絶縁基板全体の３０パーセントから８０パーセントとした窒化ケイ素配線基板が開示されている。

また、特開２００１−６８８７８号公報（従来例４）において、基板上に電子回路を構成し、導体で接続した装置において、電子回路の発熱部の周辺に金属コアを配置したことを特徴とする制御装置が開示されている。
特開平９−２５２１６８号公報特許第３１０１１７９号公報特開２００１−１５６４０６号公報特開２００１−６８８７８号公報

上記のような高周波モジュールにおいては、以下のような問題があった。

図１８に示す構造において、実装部品１０６とはんだ１０７との接合部（図１８中のα１，α２部）で生じた熱は、図１８中の破線矢印のように、絶縁基板１０５を介して放熱金属板１０４に伝導される。一般に、絶縁基板１０５の熱伝導率は、金属に比べて小さいため、この構造においては、十分な放熱効率を得ることができない場合がある。

これに対し、図１９に示す構造において、α３部で生じた熱は、図１９中の実線矢印のように、スルーホールパターン１１０を介して放熱金属板１０４に伝導される、スルーホールパターン１１０の熱伝導率は、絶縁基板１０５に比べて大きく、この部分の放熱効率は十分に確保されている。

しかしながら、図１９中のα４部で生じた熱は、図１９中の破線矢印のように、絶縁基板１０５を介して放熱金属板１０４に伝導される。上述したように、絶縁基板１０５の熱伝導率が小さいため、この部分においては、十分な放熱効率を得ることができない場合がある。

高周波モジュール１０１の放熱効率の向上のため、絶縁基板１０５を薄く形成することが考えられる。しかしながら、絶縁基板１０５が極端に薄いと、絶縁基板１０５上に形成されるマイクロストリップラインの配線幅が狭くなり、該マイクロストリップラインを含む回路の利得が低減され、高周波モジュール１０１の出力端子から期待する電力を得ることが困難になる場合がある。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、放熱効率のよい高周波モジュールを提供することにある。

本発明に係る高周波モジュールは、絶縁基板と、絶縁基板の主表面上に形成され、高周波回路と電気的に接続され、高周波信号を伝達する信号線と、絶縁基板の主表面上に実装され、信号線に接続される電子部品と、絶縁基板の裏面上に放熱プレートと、信号線の下の絶縁基板に設けられ、絶縁基板内に一端を有するホール内に充填された伝熱部材と、絶縁基板の主表面から放熱プレートに達するスルーホール内に導体部とを備え、導体部は電子部品と放熱プレートとを電気的に接続し、ホール間の間隔が、スルーホール間の間隔より小さい。

本構成により、電子部品において発生した熱を、伝熱部材を介して効率よく放熱プレートに伝達することができる。また、絶縁基板の主表面から放熱プレートに達するスルーホール内に導体部を備え、導体部は電子部品と放熱プレートとを電気的に接続することにより、電子部品において発生した熱を、導体部を介して効率よく放熱プレートに伝達することができる。また、上記ホール間の間隔が、スルーホール間の間隔より小さいことにより、伝熱部材を介した放熱経路の放熱効率を向上させることができる。

伝熱部材は、絶縁基板内のホールの端部に、該絶縁基板の主表面と平行な方向に延在する板状部を有することが好ましい。

これにより、熱抵抗の低減に寄与する伝熱部材の面積を大きくすることができるので、この放熱経路における熱抵抗をさらに小さくすることができる。

本発明によれば、電子部品において発生した熱を、絶縁基板の裏面に設置された金属板に効率よく伝えることができる。

以下に、本発明に基づく高周波モジュールの実施の形態等（実施の形態１、実施の形態２および参考例）について、図１から図１７を用いて説明する。

図１は、本発明の１つの実施の形態に係る高周波モジュールの概略を示した上面図である。

図１を参照して、高周波モジュール１は、金属放熱板４上にダイボンドされた高周波増幅素子２と、金属放熱板上にはんだを用いて貼付された絶縁基板５と、絶縁基板５上に実装された実装部品６とを備える。

金属放熱板４としては、たとえば銅などが用いられる。絶縁基板５と実装部品６とは、たとえば整合回路やバイアス回路などの回路を形成する。実装部品６としては、たとえばコンデンサ、コイルおよび抵抗などが用いられる。また、絶縁基板５としては、典型的にはガラスエポキシ樹脂基板などが用いられる。ガラスエポキシ樹脂を用いることにより、高周波モジュールの製作コストを低減することができる。なお、ガラスエポキシ樹脂基板に代わり、たとえば熱硬化性ＰＰＯ（ＰｏｌｙＰｈｅｎｙｌｅｎｅＯｘｉｄｅ）樹脂や、セラミック基板などが使用可能である。

高周波モジュール１は、たとえば携帯用または車載用の無線機などに組み込まれる。無線機は、典型的には移動局であり、高周波モジュール１は、無線機内部で空中線に電波を発射するのに最も近い送信増幅器の役割を担う。

送信増幅器に要求される電気的性能として、たとえば負荷変動に対する頑強性（負荷変動特性）が挙げられる。負荷変動特性は、高周波モジュールの動作時に、公称出力抵抗（たとえば５０Ω程度）に整合しない負荷を高周波モジュールの高周波出力端子３Ｂに与え、高周波モジュール１が性能劣化したり破壊に至らないかなどを調べる試験（負荷変動試験）を行なうことにより評価される。

この負荷変動試験の際に、絶縁基板５上の実装部品６が発熱するが、実装部品６の性能劣化や、信頼性の低下を抑制する観点から、上記の熱を効率よく放熱することが好ましい。なお、負荷変動試験は、実装部品６を発熱させる要因の一例であって、実装部品６の発熱は、負荷変動試験以外の要因（たとえば通常の使用時の通電など）によっても生じる。

ところで、高周波増幅素子２は、大きな発熱源ではあるが、金属放熱板４にダイボンドされているため、十分な放熱特性を有する。これに対し、熱伝導率の低い絶縁基板５上に実装される実装部品６は、十分な放熱特性を得ることができない。

図１において、高周波入力端子３Ａ側の領域（図１中のＢ部領域）内に位置する実装部品６の発熱量は比較的小さく、高周波出力端子３Ｂ側の領域（図１中のＡ部領域）内に位置する実装部品６の発熱量は比較的大きい。したがって、Ａ部領域において、特に放熱効率向上を図る必要がある。

後述する各実施の形態に係る高周波モジュール１は、実装部品６において発生した熱を金属放熱板４に伝導させやすい構成を有する。これにより、高周波モジュール１の信頼性を高めることができる。

（実施の形態１）
図２は、実施の形態１に係る高周波モジュールを示した正面断面図である。

図３は、図２におけるIII−III断面図であり、図４は、図２におけるIＶ−IＶ断面図であり、図５は、図２におけるＶ−Ｖ断面図である。なお、図２は、図３におけるII−II断面を示している。なお、後述する各図においては、説明の便宜上、図１と比較して、絶縁基板５上の実装部品６を大きく表示している。

図２から図５を参照して、高周波モジュール１は、金属放熱板４上に下層めっきパターン９を介して設けられた絶縁基板５と、絶縁基板５上に上層めっきパターン８Ａ，８Ｂを介して設けられた実装部品６とを備える。なお、実装部品６と上層めっきパターン８Ａ，８Ｂとは、はんだ７を介して接続されている。また、金属放熱板４は、接地線と接続されている。

高周波モジュール１には、実装部品６と上層めっきパターン８Ａとの接合部近傍の絶縁基板５内に、金属放熱板４上の下層めっきパターン９に達するスルーホール１０Ａが設けられ、スルーホール１０Ａ内には、スルーホールパターン１０が設けられている。

なお、図２から図５において、上層めっきパターン８Ａは、電気的に接地線と接続されるべきパターンであり、上層めっきパターン８Ｂは、電気的に信号線と接続されるべきパターンである。

スルーホールパターン１０を設置することによって、上層めっきパターン８Ａは、電気的に接地線と接続されることになる。ここで、上層めっきパターン８Ｂは、電気的に信号ラインと接続される必要があるため、実装部品６と上層めっきパターン８Ｂとの接合部近傍の絶縁基板５内に、スルーホールパターン１０を設けることはできない。

上記の構成において、実装部品６と上層めっきパターン８Ａとの接続部において発生した熱は、スルーホールパターン１０を介して、下層めっきパターン９および金属放熱板４に伝導される。スルーホールパターン１０は、金属を含むので、この経路における熱抵抗は十分に小さい。

一方、実装部品６と上層めっきパターン８Ｂとの接続部において発生した熱の放熱経路が問題となる。上述したように、絶縁基板５の全厚みを介して、この熱を金属放熱板４に伝導する場合、絶縁基板５の熱伝導率が小さいため、この経路における熱抵抗が大きくなる。

これに対し、絶縁基板５として、比較的熱伝導率の大きなものを用いることが考えられる。このような絶縁基板としては、たとえばセラミックス製のものなどが挙げられる。しかしながら、このような材料は、一般に比較的高価であり、コストの面で不利である。

そこで、本実施の形態においては、絶縁基板５として比較的コストが低いガラスエポキシ樹脂基板を用いた上で、実装部品６と上層めっきパターン８Ｂとの接続部近傍の絶縁基板５にホール１１Ａを設け、ホール１１Ａ内にホールパターン１１を設けている。

ホールパターン１１を設けることにより、実装部品６と上層めっきパターン８Ｂとの接続部において発生した熱の放熱経路に介在する絶縁基板の厚みが小さくなる。これにより、この放熱経路における熱抵抗を小さくすることができる。

スルーホールパターン１０およびホールパターン１１は、たとえば銅などの熱伝導性のよい材料を用いて形成される。

スルーホールパターン１０およびホールパターン１１は、典型的には、熱伝導性を考慮して、それぞれスルーホール１０Ａおよびホール１１Ａ内に充填されているが、たとえばスルーホール１０Ａおよびホール１１Ａの外周面にのみ設けられていてもよい。また、ここでいう充填とは、パターン１０，１１の熱伝導性を向上させ得る程度の充填を意味し、若干のボイドを有する場合も含むと解すべきである。

上述した構成について換言すると以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、絶縁基板５と、絶縁基板５の主表面上に形成され、高周波回路と電気的に接続され、高周波信号を伝達する上層めっきパターン８Ｂ（信号線）と、絶縁基板５の主表面上に実装され、上層めっきパターン８Ｂに接続される実装部品６（電子部品）と、絶縁基板５の裏面上に金属放熱板４（放熱プレート）と、上層めっきパターン８Ｂの下の絶縁基板５に設けられたホールパターン１１（伝熱部材）とを備える。ホールパターン１１は、絶縁基板５内に一端を有するホール１１Ａ内に形成されている。

本構成により、高周波回路と実装部品６との間において発生した熱を、ホールパターン１１を介して効率よく金属放熱板４に伝達することができる。

絶縁基板５の主表面から金属放熱板４に達するスルーホール１０Ａ内にスルーホールパターン１０（導体部）を備え、スルーホールパターン１０は実装部品６と金属放熱板４とを電気的に接続している。

本構成により、実装部品６において発生した熱を、スルーホールパターン１０を介して効率よく金属放熱板４に伝達することができる。

ホールパターン１１が伝熱部材として効率よく機能するために、ホールパターン１１をある程度以上の密度で設けることが好ましい。本実施の形態においては、ホール１１Ａ間の間隔は、スルーホール１０Ａ間の間隔より小さい。これにより、ホールパターン１１を介した放熱経路の放熱効率を向上させることができる。なお、ホール（スルーホール１０Ａおよびホール１１Ａ）間の間隔とは、隣り合うそれぞれのホールの中心間の間隔を意味する。

（実施の形態２）
図６は、実施の形態２に係る高周波モジュールを示した正面断面図である。

図６を参照して、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、実施の形態１に係る高周波モジュールの変形例であって、伝熱部材として、絶縁基板５内のホール１１Ａの端部に、絶縁基板５の主表面と平行な方向に延在する内層めっきパターン１２（板状部）を有する点で、実施の形態１と異なる。

図７は、図６におけるＶII−ＶII断面図であり、図８は、図６におけるＶIII−ＶIII断面図である。なお、図５は、図６におけるＶ−Ｖ断面である。

図７を参照して、本実施の形態においては、実施の形態１と比較して、ホールパターン１１間の間隔が大きい。

図８を参照して、内層めっきパターン１２は、ホールパターン１１よりも、図８中の上下および左右方向の幅が大きい。また、内層めっきパターン１２は、複数のホールパターン１１を覆うように形成されている。

なお、Ｖ−Ｖ断面については、実施の形態１と同様である。

上記のような内層めっきパターン１２を備えることで、放熱金属板４に対向する伝熱部材の面積を大きくすることができる。したがって、この伝熱部材を介する放熱経路における熱抵抗を、内層めっきパターン１２の面積に応じて小さくすることができる。

ここで、内層めっきパターン１２の形成方法の一例について、図２２を用いて説明する。まず、絶縁基板５Ａにホール１１Ａに対応する貫通孔を設け、その基板の両面に銅めっき処理を施した後、エッチング処理を行なう。これにより、絶縁基板５Ａの両面には、それぞれ上層めっきパターン８Ａ，８Ｂに対応するパターンと、内層めっきパターン１２に対応するパターンとが形成され、ホール１１Ａ内には、ホールパターン１１が形成される。

次に、絶縁基板５Ａ，５Ｂを、接着層５００を介して貼り合わせ、両基板を接着する。接着層５００は、絶縁性の接着剤を熱硬化させることにより形成され、絶縁基板５Ａ，５Ｂよりも厚みが小さく、内層めっきパターン１２よりも厚みが大きい。

さらに、貼り合わされた絶縁基板５（５Ａ，５Ｂ）にスルーホール１０Ａに対応する貫通孔を設ける。その後、絶縁基板５Ｂ側の表面に銅めっき処理を施し、該表面にエッチング処理を施すことにより下層めっきパターン９を形成する。そして、上層および下層めっきパターン８Ａ，８Ｂ，９に表面研磨を施す。以上の工程を経て、図２２に示すように、内層めっきパターン１２を有する絶縁基板が形成される。

なお、図６および後述する図９から図１２に示す内層パターン１２（１２Ａ，１２Ｂ）は、上記と同様の方法により形成されるが、これらの図面においては、図示および説明の便宜上、接着層５００を絶縁基板５Ａ，５Ｂ，５Ｃに含め、接着層５００の図示を省略している。

以上、本実施の形態に係る高周波モジュール１の構成について説明したが、その他の事項については、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を省略する。

次に、本実施の形態に係る高周波モジュールの構成による効果について説明する。

図２０は、熱抵抗計算に適用するモデルを示す図であり、図２１は、図２０におけるＸＸI−ＸＸI断面図である。

図２０を参照して、厚みｔの熱伝導材５０上に、長辺の長さがａ、短辺の長さがｂの熱源８０を設置する。

図２１を参照して、本モデルにおいては、熱源８０の熱は、４５°の角度で広がりながら伝達される。なお、このモデルは、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）などの熱抵抗の計算において、一般に広く用いられているモデルである。

図２０，２１に示すモデルにおいて、熱抵抗Ｒ_０（Ｋ／Ｗ）は、以下の近似式（式１）により求められる。
Ｒ_Ｏ＝（１／λ）×（１／２（ａ−ｂ））×ｌｎ（ａ（ｂ＋２ｔ）／ｂ（ａ＋２ｔ））
ここで、λ（Ｗ／ｍＫ）は熱伝導材５０の熱伝導率である。なお、この近似式については、たとえば、福田益美・平地康剛共著、「ＧａＡｓ電界効果トランジスタの基礎」（電子情報通信学会編）などに記載されている。

次に、上述した熱抵抗算出モデルを用いて、図６に示す構造のホールパターン１１および内層めっきパターン１２を介した放熱経路における熱抵抗を算出する。

図６に示す構造においては、絶縁基板５Ｂが熱伝導材５０に相当し、内層めっきパターン１２が熱源８０に相当する。図６に示す構造における材質および大きさなどに関する諸元は表１に示す通りである。

表１の各値を上述した熱抵抗を求める近似式に代入すると、Ｒ_Ｏは約４１（Ｋ／Ｗ）となる。

これに対し、図１８および図１９に示す従来の構造においては、絶縁基板１０５が熱伝導材５０に相当し、上層めっきパターン１０８Ｂが熱源８０に相当する。図１８および図１９に示す構造における材質および大きさなどに関する諸元は表２に示す通りである。

表２の各値を上述した熱抵抗を求める近似式に代入すると、Ｒ_Ｏは約１７７（Ｋ／Ｗ）となる。

このように、本実施の形態に係る高周波モジュールにおいては、実装部品６の信号線近傍で発生した熱を金属放熱板４に伝達するまでの放熱経路における熱抵抗が、従来の構造に比べて小さいことが分かる。

なお、図６において、上層めっきパターン８Ｂから内層めっきパターン１２に達するまでの放熱経路における熱抵抗は、絶縁基板５を介した放熱経路と比較して十分に小さい。したがって、上述した熱抵抗の計算において、この部分の熱抵抗は考慮しなくともよい。

また、図６のような構造を適用することで、内層めっきパターン１２と下層めっきパターン９との間に寄生キャパシタンスが形成される。このキャパシタンスが大きいと、絶縁基板５の主表面上に形成される高周波整合回路などに影響を及ぼす場合がある。

本実施の形態に係る高周波モジュールにおいては、実装部品６として容量を設ける場合の、そのコンデンサの容量は、上記の寄生キャパシタンスに比べて十分に大きい。具体的には、絶縁基板上のコンデンサの容量が、たとえば２００（ｐＦ）程度であるのに対し、内層めっきパターン１２と下層めっきパターン９との間に形成される寄生キャパシタンスは、たとえば２．４（ｐＦ）程度である。なお、従来の構造（図１８，１９を参照）において上層めっきパターン８Ｂと下層めっきパターン９との間に形成される寄生キャパシタンスは、たとえば０．４（ｐＦ）程度である。

このように、本実施の形態においては、上記の寄生キャパシタンス量はほとんど無視できるレベルである。

図９から図１２は、本実施の形態に係る高周波モジュールの変形例を示した正面断面図である。

図９を参照して、ホールパターン１１は、上層めっきパターン８Ｂの下部に設けられ、絶縁基板５の裏面から絶縁基板５の主表面近傍に達する。また、ホールパターン１１と上層めっきパターン８Ｂとが対向する部分に、内層めっきパターン１２が設けられている。

図１０を参照して、ホールパターン１１は、上層めっきパターン８Ａ，８Ｂの下部に設けられ、絶縁基板５の主表面から絶縁基板５の裏面近傍に達する。また、ホールパターン１１と下層めっきパターン９とが対向する部分に、内層めっきパターン１２が設けられている。

図１１を参照して、ホールパターン１１は、絶縁基板５の全域にわたって設けられ、絶縁基板５の裏面から絶縁基板５の主表面近傍に達する。また、ホールパターン１１と絶縁基板５の主表面との間に、内層めっきパターン１２が設けられている。

なお、図９から図１１において、絶縁基板５は、絶縁基板５Ａ，５Ｂからなり、図１２において、絶縁基板５は、絶縁基板５Ａ，５Ｂ，５Ｃからなる。このような絶縁基板５の形成方法については、上述したとおりであるので、ここでは説明を省略する。

図１２を参照して、ホールパターン１１は、上層めっきパターン８Ｂの下部に設けられ、絶縁基板５の主表面近傍から絶縁基板５の裏面近傍に達する。また、ホールパターン１１と上層めっきパターン８Ｂおよび下層めっきパターン９とが対向する部分に、それぞれ内層めっきパターン１２が設けられている。

図９から図１２に示す構造においても、上記と同様に、実装部品６において発生した熱を、効率よく金属放熱板４に伝達することができる。

（参考例）
図１３は、参考例に係る高周波モジュールを示した正面断面図である。また、図１４は、図１３におけるＸIＶ−ＸIＶ断面図である。

図１３，１４を参照して、本参考例に係る高周波モジュールは、絶縁基板５と、絶縁基板５の主表面上に形成され、高周波回路と電気的に接続され、高周波信号を伝達する上層めっきパターン８Ａ，８Ｂ（信号線）と、絶縁基板５の主表面上に実装され、絶縁基板５の主表面上に立設された上層めっきパターン８Ａ，８Ｂに接続される電極６Ａ，６Ｂ（電極部）を有する実装部品６（電子部品）と、絶縁基板５の裏面上に放熱金属板４（放熱プレート）と、電極６Ａ，６Ｂの側面をその高さ方向（図１３における上下方向）に覆うように上層めっきパターン８Ａ，８Ｂ上に設置された金属ブロック１３とを備える。

金属ブロック１３としては、たとえば銅などが使用可能である。なお、電極６Ａ，６Ｂの側面とは、図１３中の左右方向における電極６Ａ，６Ｂの端面を意味する。

図１３，１４に示す構造において金属ブロック１３を設置しない場合、電極部６Ａ，６Ｂにおいて発生した熱は、はんだ７を介して上層めっきパターン８Ａ，８Ｂに伝達し、その後、放熱金属板４に向かって、絶縁基板５内を伝達する。したがって、はんだ７と上層めっきパターン８Ａ，８Ｂとの接触面積が、この放熱経路における熱抵抗に影響する。

この構成において、はんだ７とともに金属ブロック１３を設けることにより、はんだ７および金属ブロック１３を介して上層めっきパターン８Ａ，８Ｂに伝熱することが可能となる。金属ブロック１３と上層めっきパターン８Ａ，８Ｂとの接触面積は、はんだ７と上層めっきパターン８Ａ，８Ｂとの接触面積よりも安定して確保しやすい。したがって、実装部品６において発生した熱を、絶縁基板５上の上層めっきパターン８Ａ，８Ｂに確実に伝達することができる。この結果、この経路の放熱効率が向上する。

図１５，図１６，図１７は、本参考例に係る高周波モジュールの変形例を示した正面断面図である。

図１５を参照して、金属ブロック１３の断面は、たとえばＬ字形状であってもよい。

図１６を参照して、金属ブロック１３を、上述した実施の形態１に係る高周波モジュールに適用してもよい。

図１６に示す構造について換言すると、以下のようになる。すなわち、本参考例に係る高周波モジュールの変形例は、絶縁基板５と、絶縁基板５の主表面上に形成され、高周波回路と電気的に接続され、高周波信号を伝達する上層めっきパターン８Ｂ（信号線）と、絶縁基板５の主表面上に実装され、上層めっきパターン８Ｂに接続される実装部品６（電子部品）と、絶縁基板５の裏面上に金属放熱板４（放熱プレート）と、上層めっきパターン８Ｂの下の絶縁基板５に設けられ、絶縁基板５内に一端を有するホール内に充填されたホールパターン１１（伝熱部材）とを備え、実装部品６の電極６Ａ，６Ｂは、それぞれ上層めっきパターン８Ａ，８Ｂに接続され、上層めっきパターン８Ａ上に金属ブロック１３Ａが設置され、上層めっきパターン８Ｂ上に金属ブロック１３Ｂが設置される。上層めっきパターン８Ａは、スルーホールパターン１０を介して下層めっきパターン９と接続されている。下層めっきパターン９は、金属放熱板４を介して接地線と接続されている。

なお、本参考例において、上層めっきパターン８Ａ上に設置される金属ブロック１３Ａについては必須の構成ではなく、上層めっきパターン８Ｂ（信号線）上に設置される金属ブロック１３Ｂのみを有する構造であってもよい。

図１７を参照して、金属ブロック１３（１３Ａ，１３Ｂ）の高さは、電極６Ａ，６Ｂの高さよりも大きくてもよい。ここで、金属ブロック１３および電極６Ａ，６Ｂの高さとは、図１７中の上下方向におけるそれらの長さを意味する。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上述した各実施の形態の特徴部分を適宜組み合わせることは当初から予定されている。また、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態１、実施の形態２および参考例に係る高周波モジュールの概略を示した上面図である。本発明の実施の形態１に係る高周波モジュールを示した正面断面図である。図２におけるIII−III断面図である。図２におけるIＶ−IＶ断面図である。図２，図６におけるＶ−Ｖ断面図である。本発明の実施の形態２に係る高周波モジュールを示した正面断面図である。図６におけるＶII−ＶII断面図である。図６におけるＶIII−ＶIII断面図である。本発明の実施の形態２に係る高周波モジュールの変形例を示した正面断面図である。本発明の実施の形態２に係る高周波モジュールの他の変形例を示した正面断面図である。本発明の実施の形態２に係る高周波モジュールのさらに他の変形例を示した正面断面図である。本発明の実施の形態２に係る高周波モジュールのさらに他の変形例を示した正面断面図である。参考例に係る高周波モジュールを示した正面断面図である。図１３におけるＸIＶ−ＸIＶ断面図である。参考例に係る高周波モジュールの変形例を示した正面断面図である。参考例に係る高周波モジュールの他の変形例を示した正面断面図である。参考例に係る高周波モジュールのさらに他の変形例を示した正面断面図である。従来の高周波モジュールの一例を示した正面断面図である。従来の高周波モジュールの他の例を示した正面断面図である。熱抵抗計算に適用するモデルを示す図である。図２０におけるＸＸI−ＸＸＩ断面図である。内層めっきパターンが形成された絶縁基板を示す断面図である。

符号の説明

１，１０１高周波モジュール、２高周波増幅素子、３Ａ高周波入力端子、３Ｂ高周波出力端子、４，１０４金属放熱板、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，１０５絶縁基板、６，１０６実装部品、６Ａ，６Ｂ電極、７，１０７はんだ、８Ａ，８Ｂ，１０８Ａ，１０８Ｂ上層めっきパターン、９，１０９下層めっきパターン、１０，１１０スルーホールパターン、１０Ａスルーホール、１１ホールパターン、１１Ａホール、１２，１２Ａ，１２Ｂ内層めっきパターン、１３，１３Ａ，１３Ｂ金属ブロック、５０熱伝導材、８０熱源、５００接着層。

Claims

絶縁基板と、
前記絶縁基板の主表面上に形成され、高周波回路と電気的に接続され、高周波信号を伝達する信号線と、
前記絶縁基板の主表面上に実装され、前記信号線に接続される電子部品と、
前記絶縁基板の裏面上に放熱プレートと、
前記信号線の下の前記絶縁基板に設けられ、前記絶縁基板内に一端を有するホール内に充填された伝熱部材と、
前記絶縁基板の主表面から前記放熱プレートに達するスルーホール内に導体部とを備え、
前記導体部は前記電子部品と前記放熱プレートとを電気的に接続し、
前記ホール間の間隔が、前記スルーホール間の間隔より小さい、高周波モジュール。
前記伝熱部材は、前記絶縁基板内の前記ホールの端部に、該絶縁基板の主表面と平行な方向に延在する板状部を有する、請求項１に記載の高周波モジュール。