JP4961215B2 - Power device device - Google Patents

Power device device Download PDF

Info

Publication number
JP4961215B2
JP4961215B2 JP2007001722A JP2007001722A JP4961215B2 JP 4961215 B2 JP4961215 B2 JP 4961215B2 JP 2007001722 A JP2007001722 A JP 2007001722A JP 2007001722 A JP2007001722 A JP 2007001722A JP 4961215 B2 JP4961215 B2 JP 4961215B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit board
radiating plate
heat
heat radiating
power device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2007001722A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008171894A (en
Inventor
保 百目鬼
勝也 谷岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2007001722A priority Critical patent/JP4961215B2/en
Publication of JP2008171894A publication Critical patent/JP2008171894A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4961215B2 publication Critical patent/JP4961215B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

本発明は、パワートランジスタ等のパワーデバイスがプリント基板に実装されたパワーデバイス装置に関する。   The present invention relates to a power device device in which a power device such as a power transistor is mounted on a printed board.

無線インフラを構成する無線基地局又は中継局の送信部では、パワートランジスタなどのパワーデバイスを備えるパワーアンプモジュール（高周波電力増幅モジュール、以下「パワーアンプ」という）が用いられている。   A power amplifier module (a high frequency power amplification module, hereinafter referred to as a “power amplifier”) including a power device such as a power transistor is used in a transmission unit of a wireless base station or a relay station that constitutes a wireless infrastructure.

特に、無線基地局では、常に所定量（例えば、１０Ｗ〜５０Ｗ）の送信電力が消費されるため、これに伴い、無線基地局の送信部におけるパワーアンプでは、電流を流すパワートランジスタが発熱する。   Particularly, since a predetermined amount (for example, 10 W to 50 W) of transmission power is always consumed in a radio base station, a power transistor that flows current generates heat in the power amplifier in the transmission unit of the radio base station.

このため、従来のパワートランジスタを用いた電子回路には、パワートランジスタ等のパワーデバイスの発熱を放散する放熱板が取り付けられている。   For this reason, a heat dissipation plate that dissipates heat generated by a power device such as a power transistor is attached to a conventional electronic circuit using a power transistor.

例えば、特許文献１及び特許文献２は、パワートランジスタを実装するプリント基板の下面に放熱板を取り付け、この放熱板に、プリント基板の開口部内に配置したパワートランジスタを直接半田で接合することによってパワートランジスタの発熱を放散している。
特開平７−１３５２９１号公報 特開平９−２３２７１５号公報 For example, in Patent Document 1 and Patent Document 2, a heat sink is attached to the lower surface of a printed circuit board on which a power transistor is mounted, and the power transistor disposed in the opening of the printed circuit board is directly bonded to the heat sink by soldering. Dissipates the heat generated by the transistor.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-135291 JP-A-9-232715

ところで、プリント基板は、絶縁材料として、ベークライト、エポキシ樹脂等の樹脂性の基板に銅箔で配線を張り付けることによって形成され、放熱板は、鉄、銅などの導電性を有する金属製材料から形成され、熱膨張率が異なる材料からなることが一般的である。   By the way, the printed circuit board is formed by attaching wiring with copper foil to a resinous substrate such as bakelite or epoxy resin as an insulating material, and the heat sink is made of a metal material having conductivity such as iron or copper. It is common to be made of materials that are formed and have different coefficients of thermal expansion.

よって、従来の特許文献１及び特許文献２のように、パワーデバイスが実装される回路基板の真下に放熱板が配置される構造では、放熱板がパワーデバイスの発熱を受けた際に、プリント基板と放熱板の熱膨張率が異なることによって、回路基板に熱応力がかかり悪影響を及ぼしてしまうという問題がある。   Therefore, in the structure in which the heat sink is arranged directly below the circuit board on which the power device is mounted as in the conventional patent document 1 and patent document 2, when the heat sink receives heat generated by the power device, the printed board And the thermal expansion coefficient of the heat radiating plate are different, there is a problem in that a thermal stress is applied to the circuit board to adversely affect it.

また、従来のパワーデバイスの実装構造では、パワーデバイスを放熱板に直接半田付けで接合することによって、パワーデバイスの放熱性及び導電性の向上が図られている。このため、従来の構造では、パワーデバイスを交換する必要が生じた場合、パワーデバイスを取り外す作業に煩雑な手間がかかるという問題がある。   Further, in the conventional power device mounting structure, the heat dissipation and conductivity of the power device are improved by directly bonding the power device to the heat dissipation plate by soldering. For this reason, in the conventional structure, when it is necessary to replace the power device, there is a problem in that it takes troublesome work to remove the power device.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、プリント基板に実装されたパワーデバイスの発熱を確実に好適に放散させるパワーデバイス装置を提供することを目的とする。また、パワーデバイスを交換する必要が生じた場合でも、パワーデバイスを容易に取り外すことができるパワーデバイス装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the power device apparatus which dissipates suitably the heat_generation | fever of the power device mounted in the printed circuit board suitably. It is another object of the present invention to provide a power device device that can easily remove the power device even when the power device needs to be replaced.

本発明のパワーデバイス装置は、パワーデバイスと、前記パワーデバイスが配置される開口部が形成された回路基板と、前記パワーデバイスが取り付けられる第１放熱板と、前記回路基板と前記第１放熱板との間に介設され、前記第１放熱板より前記回路基板に熱膨張率が近い第２放熱板と、を具備するパワーデバイス装置であって、前記第２放熱板は、熱伝導性を有する複数の板状部材を積層してなる構成を採る。
また、本発明のパワーデバイス装置は、前記第２放熱板として前記回路基板と前記第１放熱板との間に介設される複数の板状部材のそれぞれの熱膨張率は、前記第１放熱板側に位置する板状部材から前記回路基板側に位置する板状部材に近づくにしたがって前記第１放熱板の熱膨張率より前記回路基板の熱膨張率に近い構成を採る。
また、本発明のパワーデバイス装置は、パワーデバイスと、前記パワーデバイスが配置される開口部が形成された回路基板と、前記パワーデバイスが取り付けられる第１放熱板と、前記回路基板と前記第１放熱板との間に介設され、前記第１放熱板より前記回路基板に熱膨張率が近い第２放熱板と、を具備するパワーデバイス装置であって、前記回路基板は、前記パワーデバイスの一次側端子部に接続される配線を備える本体基板と、前記パワーデバイスの二次側端子部に接続される配線を備えるとともに、前記本体基板の基材よりも熱伝導率の高い補助基板とから形成される構成を採る。
The power device device of the present invention includes a power device, a circuit board on which an opening in which the power device is disposed, a first heat sink to which the power device is attached, the circuit board, and the first heat sink. It is interposed between, a power device anda second heat radiating plate close coefficients of thermal expansion to the circuit board than the first heat radiating plate, the second heat sink, thermal conductivity of the The structure which laminates | stacks the several plate-shaped member to have is taken.
In the power device device of the present invention, the thermal expansion coefficient of each of the plurality of plate-like members interposed between the circuit board and the first heat radiating plate as the second heat radiating plate is the first heat radiation. As the plate-like member located on the plate side approaches the plate-like member located on the circuit board side, a configuration closer to that of the circuit board than that of the first heat radiating plate is adopted.
The power device device of the present invention includes a power device, a circuit board on which an opening in which the power device is disposed, a first heat radiating plate to which the power device is attached, the circuit board, and the first board. And a second heat radiating plate interposed between the heat radiating plate and having a coefficient of thermal expansion closer to the circuit board than the first heat radiating plate, wherein the circuit board From the main body substrate provided with wiring connected to the primary side terminal portion, and the auxiliary substrate having the wiring connected to the secondary side terminal portion of the power device and having higher thermal conductivity than the base material of the main body substrate. Take the configuration formed.

本発明によれば、回路基板に実装されたパワーデバイスの熱は、第１放熱板で受けた後、第１放熱板より回路基板に熱膨張率が近い第２放熱板に伝達するため、回路基板に、パワーデバイスの発熱による熱応力がかかることなく、回路基板に実装されたパワーデバイスの発熱を確実に好適に放散させることができる。   According to the present invention, the heat of the power device mounted on the circuit board is received by the first heat radiating plate and then transferred to the second heat radiating plate having a coefficient of thermal expansion closer to the circuit board than the first heat radiating plate. The heat generated by the power device mounted on the circuit board can be reliably and suitably dissipated without the substrate being subjected to thermal stress due to the heat generated by the power device.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係るパワーデバイス装置として高周波電力増幅モジュールを例に説明する。なお、パワーデバイス装置は高周波電力増幅モジュールに限らず、動作の際に発熱するパワーデバイスが回路基板に実装される構造を有するものであれば、どのようなものでもよい。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, a high-frequency power amplification module will be described as an example of the power device device according to the present invention. The power device device is not limited to the high frequency power amplification module, and may be any device as long as it has a structure in which a power device that generates heat during operation is mounted on a circuit board.

図１は、本発明に係るパワーデバイス装置一例としての高周波電力増幅モジュールの平面図、図２は同高周波電力増幅モジュールの側面図、図３は、同高周波電力増幅モジュールにおけるパワーデバイスであるパワートランジスタの実装構造を示す側断面図、図４は同高周波電力増幅モジュールの概略構成を示す要部分解斜視図である。   1 is a plan view of a high-frequency power amplification module as an example of a power device apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a side view of the high-frequency power amplification module, and FIG. 3 is a power transistor that is a power device in the high-frequency power amplification module. FIG. 4 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the high frequency power amplification module.

図１及び図２に示すように、高周波電力増幅モジュール１００は、パワーデバイスであるパワートランジスタ１１０と、パワートランジスタ１１０が実装される回路基板１２０と、パワートランジスタ１１０の発熱を放散する第１放熱板１３０と、第１放熱板１３０と回路基板との間に配設された第２放熱板１４０とを有する。なお、第１放熱板１３０は、熱伝導性を高めるため、第２放熱板１４０よりも板厚が厚い。   As shown in FIGS. 1 and 2, the high-frequency power amplification module 100 includes a power transistor 110 that is a power device, a circuit board 120 on which the power transistor 110 is mounted, and a first heat radiating plate that dissipates heat generated by the power transistor 110. 130 and a second heat radiating plate 140 disposed between the first heat radiating plate 130 and the circuit board. In addition, the 1st heat sink 130 is thicker than the 2nd heat sink 140, in order to improve thermal conductivity.

図１、図３及び図４に示すように、回路基板１２０には、実装されるパワートランジスタ１１０が配置される開口部１２１が形成されている。   As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the circuit board 120 has an opening 121 in which the power transistor 110 to be mounted is disposed.

回路基板１２０は、絶縁性基材にパターンが形成されてなり、表裏面を連通する開口部１２１を含む開口が形成された本体基板１２２と、本体基板１２２の開口内に、パワートランジスタ１１０とともに、配置された補助基板１２４とを有する。   The circuit board 120 has a pattern formed on an insulating base material, a main body substrate 122 in which an opening including an opening 121 communicating with the front and back surfaces is formed, and the power transistor 110 in the opening of the main body substrate 122. And an auxiliary substrate 124 arranged.

回路基板１２０は、第２放熱板１４０を挟んで第１放熱板１３０に固定されている。ここでは、本体基板１２２は、止着部材１７０（図１及び図４参照）によって第２放熱板１４０を挟み第１放熱板１３０に固定され、補助基板１２４は、図示しないＧＮＤ端子部を介して第２放熱板１４０に固定されている。   The circuit board 120 is fixed to the first heat sink 130 with the second heat sink 140 interposed therebetween. Here, the main body substrate 122 is fixed to the first heat radiating plate 130 with the second heat radiating plate 140 sandwiched between the fastening members 170 (see FIGS. 1 and 4), and the auxiliary substrate 124 is interposed via a GND terminal portion (not shown). It is fixed to the second heat sink 140.

なお、回路基板１２０では、プリント基板である本体基板１２２，補助基板１２４上に図示しない集積回路、抵抗器、コンデンサ等の電子部品が実装されており、これら実装される電子部品とともに、所定の制御回路が構成されている。   In the circuit board 120, electronic parts such as an integrated circuit, a resistor, and a capacitor (not shown) are mounted on a main board 122 and an auxiliary board 124, which are printed boards, and a predetermined control is performed together with the mounted electronic parts. A circuit is configured.

回路基板１２０の開口部１２１の周縁部には、パワートランジスタ１１０の端子部１１２，１１４が接続されたランド部１２２ａ，１２４ａ（図３参照）が設けられている。   Land portions 122 a and 124 a (see FIG. 3) to which the terminal portions 112 and 114 of the power transistor 110 are connected are provided on the peripheral portion of the opening 121 of the circuit board 120.

これらランド部のうち、本体基板１２２のランド部１２２ａは、図３に示すように、開口部１２１内に配置されたパワートランジスタ１１０の一次側の端子部１１２に接続され、補助基板１２４のランド部１２４ａは、パワートランジスタ１１０の二次側の端子部１１４に接合されている。   Among these land portions, the land portion 122a of the main body substrate 122 is connected to the primary side terminal portion 112 of the power transistor 110 disposed in the opening 121 as shown in FIG. 124 a is joined to the terminal portion 114 on the secondary side of the power transistor 110.

これら端子部１１２，１１４とランド部１２２ａ，１２４ａとは、例えば、ワイヤボンディングや半田付けによって接合されている。なお、ランド部１２２ａ，１２４ａは、本体基板１２２、補助基板１２４のそれぞれにおける配線パターンに接続されている。   The terminal portions 112 and 114 and the land portions 122a and 124a are joined by, for example, wire bonding or soldering. The land portions 122a and 124a are connected to the wiring patterns on the main board 122 and the auxiliary board 124, respectively.

このように、開口部１２１内に配置されたパワートランジスタ１１０の端子部１１２，１１４が本体基板１２２，補助基板１２４のランド部に接合されることによって、パワートランジスタ１１０は回路基板１２０に実装されている。   As described above, the power transistor 110 is mounted on the circuit board 120 by joining the terminal portions 112 and 114 of the power transistor 110 arranged in the opening 121 to the land portions of the main body substrate 122 and the auxiliary substrate 124. Yes.

補助基板１２４は、本体基板１２２より熱伝導率の高い材料により形成され、ここでは、セラミック製のプリント基板を適用し、上述のようにパワートランジスタ１１０の二次側の端子部１１４に接続されることによって、回路基板１２０グランドを確保している。   The auxiliary substrate 124 is formed of a material having a higher thermal conductivity than that of the main body substrate 122. Here, a ceramic printed board is applied and connected to the terminal portion 114 on the secondary side of the power transistor 110 as described above. Thus, the circuit board 120 ground is secured.

これら本体基板１２２及び補助基板１２４は同一平面上に配置されており、パワートランジスタ１１０が配置される開口部１２１は、主に、本体基板１２２の開口のうち３辺と補助基板１２４の一辺とで規制されてなる。   The main substrate 122 and the auxiliary substrate 124 are arranged on the same plane, and the opening 121 where the power transistor 110 is arranged is mainly formed by three sides of the opening of the main substrate 122 and one side of the auxiliary substrate 124. Be regulated.

このように規制された開口部１２１内に配置されたパワートランジスタ１１０は、回路基板１２０の下部に配設された第２放熱板１４０の角穴１４２に挿通され、第２放熱板１４０の下部に配置された第１放熱板１３０に、着脱自在に取り付けられている。   The power transistor 110 disposed in the restricted opening 121 is inserted into the square hole 142 of the second heat radiating plate 140 disposed in the lower portion of the circuit board 120, and is formed in the lower portion of the second heat radiating plate 140. The first heat radiating plate 130 is detachably attached.

パワートランジスタ１１０は、大電流を流す半導体からなり、動作時において発熱するパワーデバイスである。なお、本実施の形態では、パワートランジスタ１１０としたが、パワーデバイスであれば、どのようなものでもよく、サイリスタなどを適用してもよい。   The power transistor 110 is a power device made of a semiconductor that allows a large current to flow, and generates heat during operation. In the present embodiment, the power transistor 110 is used. However, any power device may be used, and a thyristor or the like may be applied.

パワートランジスタ１１０は、開口部１２１の周面から所定間隔空けて配置されている。これにより、パワートランジスタ１１０の発する熱は、直接、本体基板１２２及び補助基板１２４に伝達されることがない。   The power transistor 110 is arranged at a predetermined interval from the peripheral surface of the opening 121. Thereby, the heat generated by the power transistor 110 is not directly transferred to the main body substrate 122 and the auxiliary substrate 124.

第１放熱板１３０は、熱伝導率の高い材料、ここでは、銅板により構成してなり、第２放熱板１４０の角穴１４２を挿通したパワートランジスタ１１０の下面が熱電像率の高いグリス又はシート材を介し直接接続されている。   The first heat radiating plate 130 is made of a material having a high thermal conductivity, here, a copper plate, and the lower surface of the power transistor 110 inserted through the square hole 142 of the second heat radiating plate 140 is a grease or sheet having a high thermoelectric image rate. It is connected directly through the material.

パワートランジスタ１１０は、第１放熱板１３０に脱着自在に取り付けられている。ここでは、パワートランジスタ１１０は、第１放熱板１３０に下面を直接接触させて、止着部材１５１（例えば、ネジ）を用いてネジ止めにより止着されている。   The power transistor 110 is detachably attached to the first heat radiating plate 130. Here, the power transistor 110 is fixed by screwing using a fixing member 151 (for example, a screw) with the lower surface thereof being in direct contact with the first heat radiating plate 130.

また、止着部材１５１は、アースプレート１１８を挿通しており、このアースプレート１１８を介してパワートランジスタ１１０を本体基板１２２及び補助基板１２４にそれぞれ接地している。   Further, the fastening member 151 is inserted through the ground plate 118, and the power transistor 110 is grounded to the main body substrate 122 and the auxiliary substrate 124 via the ground plate 118.

詳細には、アースプレート１１８は、導線性を有する帯状材に対し、中央部分が断面凹状となるように折曲することで形成され、凹状を形成する対向壁面の上端から互いに離間する方向に折曲されて延びる腕部を有する。アースプレート１１８は、止着部材１５１によるパワートランジスタ１１０の第１放熱板１３０へ脱着自在な止着によって、両腕部の一方が本体基板１２２の上面に当接し、他方が補助基板１２４の上面に当接して、それぞれを下方に押圧する。これにより、パワートランジスタ１１０自体は、止着部材１５１とともに、アースプレート１１８を介して本体基板１２２及び補助基板１２４に接地されることとなる。   Specifically, the ground plate 118 is formed by bending a conductive belt-like material so that the central portion has a concave cross section, and is folded away from the upper end of the opposing wall surface forming the concave shape. It has a bent and extended arm. The ground plate 118 is fixed to the first heat radiating plate 130 of the power transistor 110 by the fixing member 151, so that one of both arms abuts on the upper surface of the main body substrate 122 and the other is on the upper surface of the auxiliary substrate 124. Abut and press each one downward. As a result, the power transistor 110 itself is grounded to the main body substrate 122 and the auxiliary substrate 124 via the ground plate 118 together with the fastening member 151.

なお、第１放熱板１３０に対するパワートランジスタ１１０の接続は、脱着自在に接続する構成であれば、どのように接続してもよい。例えば、パワートランジスタ１１０を第１放熱板１３０に押圧する付勢部材を用いて、パワートランジスタ１１０を第１放熱板１３０上に押圧することによって接続させる構成としてもよい。   Note that the power transistor 110 may be connected to the first heat radiating plate 130 as long as the power transistor 110 is detachably connected. For example, the power transistor 110 may be connected by pressing the power transistor 110 onto the first heat sink 130 using a biasing member that presses the power transistor 110 against the first heat sink 130.

このように高周波電力増幅モジュール１００では、パワートランジスタ１１０が脱着自在に取り付けられているため、メンテナンス時において、パワートランジスタ１１０自体の交換が必要な場合でも、従来のようにパワートランジスタ１１０が半田によって放熱板に接合される構造と異なり、容易に取り外して交換することができる。   As described above, in the high-frequency power amplification module 100, the power transistor 110 is detachably attached. Therefore, even when the power transistor 110 itself needs to be replaced during maintenance, the power transistor 110 dissipates heat by solder as in the conventional case. Unlike the structure joined to the plate, it can be easily removed and replaced.

第２放熱板１４０は、熱伝導性を有するものであり、熱伝導率が第１放熱板１３０よりも回路基板１２０に近い。   The second heat radiating plate 140 has thermal conductivity, and the thermal conductivity is closer to the circuit board 120 than the first heat radiating plate 130.

ここでは、第２放熱板１４０は、第１放熱板１３０よりも熱伝導率の低く、回路基板１２０の熱伝導率に近い材料として、構造用鋼材であるＳＰＣＣ（冷間圧延軟鋼板）を用いて構成されている。言い換えれば、第２放熱板１４０の熱膨張率は、ここでは、材質の異なる回路基板１２０の熱膨張率に近い。   Here, the second heat sink 140 uses SPCC (cold rolled mild steel plate), which is a structural steel material, as a material having a lower thermal conductivity than the first heat sink 130 and close to the heat conductivity of the circuit board 120. Configured. In other words, the thermal expansion coefficient of the second heat radiating plate 140 is close to the thermal expansion coefficient of the circuit board 120 made of different materials here.

この第２放熱板１４０の表面には、この表面上に配置される補助基板１２４の位置決め用の突部１４４が形成され、この突部１４４に補助基板１２４の位置決め穴部１２６を嵌合させることによって、補助基板１２４は所定位置に位置決めされる。   A protrusion 144 for positioning the auxiliary substrate 124 disposed on the surface is formed on the surface of the second heat radiating plate 140, and the positioning hole 126 of the auxiliary substrate 124 is fitted into the protrusion 144. Thus, the auxiliary substrate 124 is positioned at a predetermined position.

第２放熱板１４０には、位置決めされた補助基板１２４が、ＧＮＤ端子部を介して半田付けにより直接接合されている。これにより、第２放熱板１４０は、パワートランジスタ１１０の二次側の端子部１１４や、ＧＮＤに接続された補助基板１２４に電気的に強固に接続されることとなる。   The positioned auxiliary substrate 124 is directly joined to the second heat radiating plate 140 by soldering via the GND terminal portion. As a result, the second heat radiating plate 140 is electrically and securely connected to the secondary side terminal portion 114 of the power transistor 110 and the auxiliary substrate 124 connected to the GND.

なお、第２放熱板１４０の表面にはニッケルめっき等による被膜層が形成され、被膜層によって、補助基板１２４を含む回路基板１２０を電気的に接続させる際の半田濡れ性の向上が図られている。   Note that a coating layer made of nickel plating or the like is formed on the surface of the second heat radiation plate 140, and the coating layer improves solder wettability when the circuit board 120 including the auxiliary substrate 124 is electrically connected. Yes.

この第２放熱板１４０の角穴１４２は、パワートランジスタ１１０が挿通されるものであり、ここでは、パワートランジスタ１１０の外周形状と同様の形状で、当該第２放熱板１４０を鉛直方向に貫通して形成されている。この角穴１４２は、回路基板１２０における開口のうち、本体基板１２２の開口縁と補助基板１２４の一辺とで仕切られる部分、つまり、パワートランジスタ１１０が配置される部分、つまり、回路基板１２０の開口部１２１に連通して形成されている。   The square hole 142 of the second heat radiating plate 140 is for inserting the power transistor 110. Here, the second heat radiating plate 140 has a shape similar to the outer peripheral shape of the power transistor 110 and penetrates the second heat radiating plate 140 in the vertical direction. Is formed. The square hole 142 is a portion of the opening in the circuit board 120 that is partitioned by the opening edge of the main body substrate 122 and one side of the auxiliary substrate 124, that is, a portion where the power transistor 110 is disposed, that is, an opening of the circuit board 120. It is formed in communication with the portion 121.

このように、パワートランジスタ１１０を備える高周波電力増幅モジュール１００では、回路基板１２０に形成された開口部にパワートランジスタ１１０が配置され、回路基板１２０は、下部に配設された第２放熱板１４０に固定されている。   As described above, in the high-frequency power amplification module 100 including the power transistor 110, the power transistor 110 is disposed in the opening formed in the circuit board 120, and the circuit board 120 is attached to the second heat radiating plate 140 disposed in the lower portion. It is fixed.

また、この第２放熱板１４０は、当該第２放熱板１４０の下部に配設されるとともに、第２放熱板１４０を挿通するパワートランジスタ１１０がネジ止め接合された第１放熱板１３０に固定されている。   Further, the second heat radiating plate 140 is fixed to the first heat radiating plate 130 which is disposed under the second heat radiating plate 140 and to which the power transistor 110 inserted through the second heat radiating plate 140 is screwed and joined. ing.

言い換えれば、回路基板１２０に実装されるパワートランジスタ１１０は、回路基板１２０の開口部１２１内に配置されて、第２放熱板１４０の角穴１４２を介して、第２放熱板１４０の下部に配置された第１放熱板１３０に直接ネジ止めにより接合されている。   In other words, the power transistor 110 mounted on the circuit board 120 is disposed in the opening 121 of the circuit board 120 and disposed below the second heat radiation plate 140 through the square hole 142 of the second heat radiation plate 140. The first heat radiating plate 130 is joined directly by screws.

回路基板１２０は、第２放熱板１４０を介在させた状態で、第１放熱板１３０に止着部材（ここでは、ネジ）１７０によって固定され、回路基板１２０上のＧＮＤ線は、スルーホールによって、第２放熱板１４０を介して第１放熱板１３０に電気的に接続される。   The circuit board 120 is fixed to the first heat radiating plate 130 with a fastening member (here, a screw) 170 with the second heat radiating plate 140 interposed, and the GND line on the circuit board 120 is formed by a through hole. The second heat sink 140 is electrically connected to the first heat sink 130.

すなわち、第１放熱板１３０上に固定されたパワートランジスタ１１０は、第１放熱板１３０上の第２放熱板１４０を介して回路基板１２０に実装されている。   That is, the power transistor 110 fixed on the first heat sink 130 is mounted on the circuit board 120 via the second heat sink 140 on the first heat sink 130.

このように、高周波電力増幅モジュール１００では、第１放熱板１３０及び第２放熱板１４０といった複数の放熱板によって上部に配設される回路基板１２０に実装されるパワートランジスタ１１０の発熱を放散する。   As described above, in the high-frequency power amplification module 100, the heat of the power transistor 110 mounted on the circuit board 120 disposed on the upper side is dissipated by a plurality of heat radiating plates such as the first heat radiating plate 130 and the second heat radiating plate 140.

これにより、パワートランジスタ１１０が発熱した際に、熱は補助基板１２４及び第１放熱板１３０に伝導されるとともに、第２放熱板１４０に伝達する。   Accordingly, when the power transistor 110 generates heat, the heat is conducted to the auxiliary substrate 124 and the first heat radiating plate 130 and is also transmitted to the second heat radiating plate 140.

高周波電力増幅モジュール１００では、第１放熱板１３０に熱が伝導されて熱膨張した際に、その熱応力を直接、回路基板１２０に伝導させることなく、第１放熱板１３０よりも回路基板１２０に熱膨張率が近い第２放熱板１４０に伝導した後で、回路基板１２０に伝導させる。   In the high-frequency power amplification module 100, when heat is conducted to the first heat radiating plate 130 and thermally expands, the thermal stress is not directly conducted to the circuit board 120, but rather to the circuit board 120 rather than the first heat radiating plate 130. After conducting to the second heat radiating plate 140 having a similar coefficient of thermal expansion, it is conducted to the circuit board 120.

これにより、発熱した第１放熱板１３０の熱膨張による熱応力が直接回路基板１２０に加わらず、回路基板１２０を変形させる等の悪影響を与えることがない。   Thereby, the thermal stress due to the thermal expansion of the first heat radiating plate 130 that has generated heat is not directly applied to the circuit board 120, and there is no adverse effect such as deformation of the circuit board 120.

また、パワートランジスタ１１０の端子部が接続される回路基板１２０では、パワートランジスタ１１０の二次側の端子部が、本体基板１２２よりも熱伝導率が高く、第２放熱板１４０に電気的に接続された補助基板１２４に接続されている。   Further, in the circuit board 120 to which the terminal portion of the power transistor 110 is connected, the terminal portion on the secondary side of the power transistor 110 has a higher thermal conductivity than the main body substrate 122 and is electrically connected to the second heat radiating plate 140. Connected to the auxiliary substrate 124.

このため、二次側の端子部は、第２放熱板１４０を介して第１放熱板１３０に電気的に接続されることとなり、パワートランジスタ１１０を効率よく接地させることができる。   For this reason, the terminal part on the secondary side is electrically connected to the first heat radiating plate 130 via the second heat radiating plate 140, and the power transistor 110 can be grounded efficiently.

また、パワートランジスタ１１０は、アースプレート１１８を介して回路基板１２０の本体基板１２２及び補助基板１２４に接触しており、これら本体基板１２２及び補助基板１２４は、第２放熱板１４０とともに第１放熱板１３０に固定されている。   The power transistor 110 is in contact with the main board 122 and the auxiliary board 124 of the circuit board 120 through the ground plate 118, and the main board 122 and the auxiliary board 124 together with the second heat sink 140 are the first heat sinks. 130 is fixed.

これにより回路基板１２０の発熱も、第２放熱板１４０を介して、第１放熱板１３０に伝導させて放散させることができる。   As a result, the heat generated by the circuit board 120 can also be conducted to the first heat radiating plate 130 via the second heat radiating plate 140 and dissipated.

このように本実施の高周波電力増幅モジュール１００は、開口部１２１が形成された回路基板１２０と、開口部１２１内に配置されたパワートランジスタ（パワーデバイス）１１０と、回路基板１２０の下方に配置され、パワートランジスタ１１０に接合された第１放熱板１３０とを具備する。   As described above, the high-frequency power amplification module 100 according to the present embodiment is arranged below the circuit board 120 having the opening 121, the power transistor (power device) 110 arranged in the opening 121, and the circuit board 120. And a first heat radiating plate 130 joined to the power transistor 110.

これら回路基板１２０と第１放熱板１３０との間には、第１放熱板１３０より回路基板１２０に熱膨張率が近い第２放熱板１４０が、開口部１２１と連通する角穴１４２内に、パワートランジスタ１１０を挿通させて介設されている。この第２放熱板１４０は、第１放熱板１３０上に接合されている。   Between the circuit board 120 and the first heat radiating plate 130, the second heat radiating plate 140 having a thermal expansion coefficient closer to the circuit board 120 than the first heat radiating plate 130 is in the square hole 142 communicating with the opening 121. The power transistor 110 is inserted and inserted. The second heat radiating plate 140 is bonded onto the first heat radiating plate 130.

これにより、回路基板１２０に実装されたパワートランジスタ１１０の熱は、第１放熱板１３０で受けた後、第１放熱板１３０より回路基板１２０に熱膨張率が近い第２放熱板１４０に伝達する。これにより、パワートランジスタ１１０の熱が回路基板１２０に直接伝達されることがなく、回路基板１２０に、パワートランジスタ１１０の発熱による熱応力がかかることなく、回路基板１２０に、パワートランジスタ１１０を、パワートランジスタ１１０の発熱を確実に好適に放散させるように実装できる。   As a result, after the heat of the power transistor 110 mounted on the circuit board 120 is received by the first heat radiating plate 130, the heat is transferred from the first heat radiating plate 130 to the second heat radiating plate 140 having a coefficient of thermal expansion closer to the circuit board 120. . As a result, the heat of the power transistor 110 is not directly transferred to the circuit board 120, and the circuit board 120 is not subjected to thermal stress due to the heat generated by the power transistor 110. The transistor 110 can be mounted so as to surely and suitably dissipate heat.

また、本実施の形態では、回路基板１２０は、本体基板１２２と補助基板１２４とによって構成し、補助基板１２４側のランド部にパワートランジスタ１１０の二次側の端子部が接続されている。   In the present embodiment, the circuit board 120 includes the main body substrate 122 and the auxiliary substrate 124, and the terminal portion on the secondary side of the power transistor 110 is connected to the land portion on the auxiliary substrate 124 side.

これにより、パワートランジスタ１１０のＧＮＤを、本体基板１２２よりも熱伝導率が高いセラミックなどの基材からなる補助基板１２４を介して第２放熱板１４０、第１放熱板１３０に伝導させることができ、効率よくアース、熱を放散できる。   As a result, the GND of the power transistor 110 can be conducted to the second heat sink 140 and the first heat sink 130 via the auxiliary substrate 124 made of a base material such as ceramic having higher thermal conductivity than the main body substrate 122. , Can efficiently dissipate the ground and heat.

なお、本実施の形態における高周波電力増幅モジュール１００の構成によればパワートランジスタ１１０と形状の異なるパワートランジスタを取り付ける場合、回路基板１２０の開口内に配置される形状であれば、補助基板１２４と第２放熱板１４０を変更するだけで対応することができる。   According to the configuration of high-frequency power amplification module 100 in the present embodiment, when a power transistor having a shape different from that of power transistor 110 is attached, the auxiliary substrate 124 and 2 It can respond by changing only the heat sink 140.

また、本実施の形態では、第２放熱板１４０を一枚の放熱板で形成したものとしたが、これに限らず、第２放熱板１４０を、熱伝導性を有する複数の板状部材（放熱板）を積層して形成してもよい。この構成の場合、第２放熱板１４０として、回路基板１２０と第１放熱板１３０との間に介設される複数の板状部材のそれぞれの熱膨張率は、第１放熱板１３０側に位置する板状部材から回路基板１２０側に位置する板状部材に近づくにしたがって第１放熱板１３０の熱膨張率より回路基板１２０の熱膨張率に近いことが望ましい。   In the present embodiment, the second heat radiating plate 140 is formed by a single heat radiating plate. However, the present invention is not limited to this, and the second heat radiating plate 140 may be a plurality of plate-like members having thermal conductivity ( You may form by laminating | stacking a heat sink. In the case of this configuration, the thermal expansion coefficient of each of the plurality of plate-like members interposed between the circuit board 120 and the first heat radiating plate 130 as the second heat radiating plate 140 is located on the first heat radiating plate 130 side. It is desirable that the thermal expansion coefficient of the circuit board 120 is closer to the thermal expansion coefficient of the first heat radiating plate 130 as the plate-shaped member positioned closer to the circuit board 120 is approached.

この構成によれば、回路基板１２０に実装されたパワートランジスタ１１０の熱は、第１放熱板１３０で受けた後、第１放熱板１３０より回路基板１２０に熱膨張率が近い第２放熱板１４０において第１放熱板１３０上に積層された放熱板に伝達する。そして、複数の放熱板からなる第２放熱板１４０において、最下層の放熱板から、上方に向かって順に、回路基板１２０の熱膨張率が近づいていく放熱板に熱が伝達していく。これにより、パワートランジスタ１１０の熱が回路基板１２０に直接伝達されることがなく、回路基板１２０に、パワートランジスタ１１０の発熱による熱応力がかかることなく、回路基板１２０に、パワートランジスタ１１０を、パワートランジスタ１１０の発熱を更に効果的に、確実に放散させるように実装できる。   According to this configuration, the heat of the power transistor 110 mounted on the circuit board 120 is received by the first heat radiating plate 130 and then the second heat radiating plate 140 having a thermal expansion coefficient closer to the circuit board 120 than the first heat radiating plate 130. Then, the heat is transmitted to the heat sink laminated on the first heat sink 130. And in the 2nd heat sink 140 which consists of a several heat sink, heat | fever transfers to the heat sink which the thermal expansion coefficient of the circuit board 120 approaches in order toward the upper direction from the heat sink of the lowest layer. As a result, the heat of the power transistor 110 is not directly transferred to the circuit board 120, and the circuit board 120 is not subjected to thermal stress due to the heat generated by the power transistor 110. The heat generation of the transistor 110 can be implemented more effectively and reliably.

なお、上記本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り、種々の改変をなすことができ、そして本発明が該改変させたものに及ぶことは当然である。   The present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.

本発明に係るパワーデバイス装置は、パワーデバイスが実装される回路基板に、パワーデバイスの発熱による熱応力がかかることなく、パワーデバイスの発熱を確実に好適に放散させる効果を有し、無線インフラなどにおける基地局の送信部として有用である。   The power device apparatus according to the present invention has an effect of reliably and suitably dissipating heat generated by the power device without applying thermal stress due to heat generated by the power device to the circuit board on which the power device is mounted, such as a wireless infrastructure. It is useful as a transmission unit of a base station in

本発明に係るパワーデバイス装置の一例としての高周波電力増幅モジュールの平面図The top view of the high frequency power amplification module as an example of the power device apparatus which concerns on this invention 同高周波電力増幅モジュールの側面図Side view of the high-frequency power amplification module 同高周波電力増幅モジュールにおけるパワートランジスタの実装構造を示す側断面図Side sectional view showing mounting structure of power transistor in high frequency power amplification module 本発明に係るパワーデバイス装置の一例としての高周波電力増幅モジュールの概略構成を示す要部分解斜視図The principal part disassembled perspective view which shows schematic structure of the high frequency power amplification module as an example of the power device apparatus which concerns on this invention

符号の説明Explanation of symbols

１００ 高周波電力増幅モジュール（パワーデバイス装置）
１１０ パワートランジスタ（パワーデバイス）
１１２ 一次側端子部
１１４ 二次側端子部
１２０ 回路基板
１２１ 開口部
１２２ 本体基板
１２４ 補助基板
１３０ 第１放熱板
１４０ 第２放熱板
１４２ 角穴
１４４ 突部
１５１、１７０ 止着部材 100 High frequency power amplification module (power device device)
110 Power transistor
112 Primary side terminal part 114 Secondary side terminal part 120 Circuit board 121 Opening part 122 Main body board 124 Auxiliary board 130 1st heat sink 140 2nd heat sink 142 Square hole 144 Protrusion 151,170 Fastening member

Claims (3)

パワーデバイスと、
前記パワーデバイスが配置される開口部が形成された回路基板と、
前記パワーデバイスが取り付けられる第１放熱板と、
前記回路基板と前記第１放熱板との間に介設され、前記第１放熱板より前記回路基板に熱膨張率が近い第２放熱板と、を具備するパワーデバイス装置であって、
前記第２放熱板は、熱伝導性を有する複数の板状部材を積層してなることを特徴とするパワーデバイス装置。 Power devices,
A circuit board having an opening in which the power device is disposed;
A first heat sink to which the power device is attached;
A power device device comprising: a second heat radiating plate interposed between the circuit board and the first heat radiating plate and having a thermal expansion coefficient closer to the circuit board than the first heat radiating plate ,
The second heat radiating plate is formed by stacking a plurality of plate members having thermal conductivity . 前記第２放熱板として前記回路基板と前記第１放熱板との間に介設される複数の板状部材のそれぞれの熱膨張率は、前記第１放熱板側に位置する板状部材から前記回路基板側に位置する板状部材に近づくにしたがって前記第１放熱板の熱膨張率より前記回路基板の熱膨張率に近いことを特徴とする請求項１記載のパワーデバイス装置。 The coefficient of thermal expansion of each of the plurality of plate-like members interposed between the circuit board and the first heat-radiating plate as the second heat-radiating plate is determined from the plate-like member located on the first heat-radiating plate side. 2. The power device device according to claim 1 , wherein the power device device is closer to the thermal expansion coefficient of the circuit board than the thermal expansion coefficient of the first heat radiating plate as it approaches the plate-like member positioned on the circuit board side. パワーデバイスと、
前記パワーデバイスが配置される開口部が形成された回路基板と、
前記パワーデバイスが取り付けられる第１放熱板と、
前記回路基板と前記第１放熱板との間に介設され、前記第１放熱板より前記回路基板に熱膨張率が近い第２放熱板と、を具備するパワーデバイス装置であって、
前記回路基板は、前記パワーデバイスの一次側端子部に接続される配線を備える本体基板と、
前記パワーデバイスの二次側端子部に接続される配線を備えるとともに、前記本体基板の基材よりも熱伝導率の高い補助基板とから形成されることを特徴とするパワーデバイス装置。 Power devices,
A circuit board having an opening in which the power device is disposed;
A first heat sink to which the power device is attached;
A power device device comprising: a second heat radiating plate interposed between the circuit board and the first heat radiating plate and having a thermal expansion coefficient closer to the circuit board than the first heat radiating plate,
The circuit board includes a main body board provided with wiring connected to a primary side terminal portion of the power device;
A power device apparatus comprising: a wiring connected to a secondary terminal portion of the power device; and an auxiliary substrate having a higher thermal conductivity than a base material of the main body substrate.
JP2007001722A 2007-01-09 2007-01-09 Power device device Active JP4961215B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007001722A JP4961215B2 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Power device device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007001722A JP4961215B2 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Power device device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008171894A JP2008171894A (en) 2008-07-24
JP4961215B2 true JP4961215B2 (en) 2012-06-27

Family

ID=39699735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007001722A Active JP4961215B2 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Power device device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4961215B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105682345A (en) * 2011-09-29 2016-06-15 华为技术有限公司 Printed board assembly and processing method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0749804Y2 (en) * 1988-08-11 1995-11-13 富士通株式会社 Semiconductor device
JP2862695B2 (en) * 1991-02-14 1999-03-03 富士通株式会社 Circuit module mounting structure
JPH08264910A (en) * 1995-03-22 1996-10-11 Yokohama Teikouki Kk Manufacture of printed wiring board with heat sink and method for mounting high-power component on the board
JP2000114441A (en) * 1998-10-09 2000-04-21 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc Multilayer metal plate and its manufacture
JP2003152288A (en) * 2001-11-14 2003-05-23 Nissan Motor Co Ltd Flexible board, circuit board and method for mounting electronic component

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008171894A (en) 2008-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5106519B2 (en) Thermally conductive substrate and electronic component mounting method thereof
US20050128713A1 (en) Apparatus for cooling semiconductor devices attached to a printed circuit board
JP5936313B2 (en) Electronic component mounting structure
WO2016162991A1 (en) Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method
US6657866B2 (en) Electronics assembly with improved heatsink configuration
WO2017038419A1 (en) Circuit structure and electrical junction box
US20080198557A1 (en) Heat-dissipating module
JP5640616B2 (en) Heat dissipation structure for electronic components
JP2010073942A (en) Electronic circuit device
JP2009176990A (en) Electronic device unit
JPH06252573A (en) Circuit board and structure for installing circuit board into case
JP4961215B2 (en) Power device device
JP2009283840A (en) Electronic circuit module
JP2007273835A (en) Metal base board and electronic component mounting structure equipped therewith
JP4452888B2 (en) Electronic circuit equipment
JP6686467B2 (en) Electronic component heat dissipation structure
JP2006156610A (en) Circuit board
JPH0155591B2 (en)
JPH0322554A (en) Heat dissipation device for electronic component
KR101281043B1 (en) Heat sink
JP2006173243A (en) Printed wiring board and heat dissipation structure of printed circuit board
JP2006135202A (en) Heat radiating structure for electronic appliance
JP2008171963A (en) Semiconductor chip cooling structure
JP6403741B2 (en) Surface mount semiconductor package equipment
KR20080004734A (en) Radiating structure in exothermic element

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090224

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090915

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111227

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120313

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120326

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150330

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4961215

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150