JP5281931B2

JP5281931B2 - 基地局装置の放熱構造

Info

Publication number: JP5281931B2
Application number: JP2009059806A
Authority: JP
Inventors: 力宮本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2029-03-12
Also published as: JP2010212613A

Description

本発明は、基地局装置の回路構成における放熱構造に関する。

通信の高速大容量化にともない、基地局装置内部に内蔵された集積回路（ＩＣ：ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）が演算処理の過程で極めて高温化する傾向にある。このため、集積回路からの熱を効果的に放熱する構造が望まれている。従来の集積回路の放熱構造としては、例えば、モバイル用パーソナルコンピュータにおいて、ＩＣチップが搭載された基板全体（ＩＣパッケージ）を、ゴム弾性を有する熱伝導性シートで覆い、その上面にヒートシンクを接触させるものが知られていて、ＩＣパッケージからの熱が熱伝導性シートを介してヒートシンクに伝わり、ヒートシンクから放熱されるようになっている（特許文献１の図６参照）。

特開２００１−２４４３９４号公報

無線通信システムの基地局装置は、モバイル用パーソナルコンピュータよりも大型であり、演算量も膨大であるため、回路規模が大きい。このため、前述した放熱構造を基地局装置に採用しようとしても熱伝導性シートが厚手化する、といったように放熱構造自体が大規模になるだけであり、その分、集積回路からの高温の熱を効率良く熱伝導性シートに伝え、ヒートシンクから放熱させることができないという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、基地局装置における回路からの熱を効率良く外方に放散させることができる基地局装置の放熱構造を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明の基地局装置の放熱構造は、少なくとも基板に配された回路の上面を覆うように形成された絶縁性を有する熱伝導層と、前記熱伝導層の上端に接触されたヒートシンクとを備え、前記熱伝導層が、前記回路の表面を覆う第１の層と、前記ヒートシンクの下端に接触する第２の層と、前記第１の層および第２の層の間に介在された第３の層と、を含むように構成され、少なくとも前記第３の層が金属布材で構成され、かつ、前記第１の層および第２の層が熱伝導性を有する絶縁材で構成され、前記回路と前記第１の層との間および前記第３の層と前記ヒートシンクとの間には、熱伝導性グリスが塗布されている、ことを特徴とする。
前記第１の層、第２の層および第３の層は圧縮された状態で重なっていることが好ましい。

本発明の基地局装置の放熱構造は、熱を発生する回路とヒートシンクとの間に熱伝導率の高い金属布材を介在させて、その回路と熱伝導層との間および熱伝導層とヒートシンクとの間に熱伝導性グリスを塗布するので、基地局装置の回路構成において発生する熱を効率良く放散させることができる。

基地局装置の回路構成における本発明の放熱構造の一部断面図である。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、基地局装置の回路構成における本発明の放熱構造の一部断面図である。図１に示す放熱構造は、配線基板１と、配線基板１に搭載された基地局装置の各種機能を実行する集積回路２（回路）と、集積回路２の上面を覆うように形成された熱伝導層３と、熱伝導層３の上端に接触されたヒートシンク４とにより構成されている。熱伝導層３は、集積回路２を覆う熱伝導性シート１１（第１の層）と、ヒートシンク４の下端に接触する熱伝導性シート１３（第２の層）と、熱伝導性シート１１と熱伝導性シート１３の間に介在する熱伝導性シート１２（第３の層）とにより構成される。熱伝導性シート１１と熱伝導性シート１２と熱伝導性シート１３は、圧縮された状態で重なっている。

配線基板１に搭載される集積回路（ＩＣチップ）２の寸法は、例えば、高さ約０．８ｍｍ、幅約１１ｍｍ、奥行き約９ｍｍである。熱伝導性シート１１および熱伝導性シート１３の厚さＴ_１は、１〜２ｍｍであり、熱伝導性シート１２の厚さＴ_２は、３〜５ｍｍである。熱伝導性シート１１と熱伝導性シート１２と熱伝導性シート１３とが重なっている状態のときの熱伝導層３の厚さは、４〜８ｍｍである。

熱伝導性シート１１および熱伝導性シート１３には、熱伝導性、柔軟性、絶縁性を有するものが用いられる。熱伝導性シート１１は、圧力により弾性変形することによって、集積回路２との密着性、熱伝導性を良好にし、熱伝導性シート１３は、圧力により弾性変形することによって、ヒートシンク４との密着性、熱伝導性を良好にしている。
熱伝導性シート１１および熱伝導性シート１３としては、例えば、シリコンゴム、シリコンゲルなどを主な材料とした熱伝導性、弾性に富むシートが挙げられる。熱伝導率は約６Ｗ／ｍＫである。

熱伝導性シート１２は、銅（熱伝導率約４００Ｗ／ｍＫ）またはアルミニウム（熱伝導率約２００Ｗ／ｍＫ）等を用いて平織り、綾織り等で織られた金属布材である。熱伝導性シート１２は、平織り、綾織り等で織られた金属布材であるために圧力により塑性変形して密着する機能を有する。また、熱伝導率は、熱伝導性シート１１および熱伝導性シート１３の熱伝導率の１０倍以上である。熱伝導性シート１２としては、例えば、銅平織り、線径０．１〜０．２ｍｍ、６０〜１００メッシュのシートが挙げられる。

ヒートシンク４には、銅またはアルミニウムが用いられる。ヒートシンク４は、集積回路２が発生する熱を熱伝導層３を介して受け取り、ヒートシンク４に備えるフィンやファン等の冷却手段（図示せず）によって、受け取った熱を空気中に放出している。

また、集積回路２と熱伝導性シート１１との間、および熱伝導性シート１３とヒートシンク４との間には、接触を確実にして熱伝導性を良好にするために熱伝導性グリス（図示せず）が塗布されている。熱伝導性グリスの厚さは、１００μｍ以下が好ましい。熱伝導性グリスとしては、例えば、酸化アルミニウム等を配合したシリコングリスが挙げられる。

また、熱伝導性シート１１と熱伝導性シート１２、および熱伝導性シート１２と熱伝導性シート１３は、接着剤（図示せず）によって接着されている。接着剤としては、シート同士を接着できるものであれば、どのようなものでも良いが、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等に金属等を混合して熱伝導率を高めたたものが好ましい。

なお、図１では、熱伝導層３およびヒートシンク４を、１つの集積回路を覆うように構成して、１つの集積回路の熱を放散させる場合について示したが、本発明の基地局装置の放熱構造は、熱伝導層３およびヒートシンク４を、配線基板１に搭載された複数個の集積回路の全てまたは一部を覆うように構成して、全てのまたは一部の集積回路の熱を放散させるものである。

上述のように、本発明の基地局装置の放熱構造は、熱伝導率の高い金属布材で構成された厚みのある熱伝導性シート１３を、熱伝導性シート１１、１２で挟む構造としているため、集積回路の高さのばらつきのために熱伝導性シートに厚みを必要とする場合においても、集積回路に発生する熱を効率良く放散させることができる。

１配線基板
２集積回路
３熱伝導層
４ヒートシンク
１１，１２，１３熱伝導性シート

Claims

少なくとも基板に配された回路の上面を覆うように形成された絶縁性を有する熱伝導層と、前記熱伝導層の上端に接触されたヒートシンクと、を備え、
前記熱伝導層は、前記回路の表面を覆う第１の層と、前記ヒートシンクの下端に接触する第２の層と、前記第１の層および第２の層の間に介在された第３の層と、を含むように構成され、
少なくとも前記第３の層が金属布材で構成され、かつ、前記第１の層および第２の層が熱伝導性を有する絶縁材で構成され、
前記回路と前記第１の層との間および前記第３の層と前記ヒートシンクとの間には、熱伝導性グリスが塗布されている、ことを特徴とする基地局装置の放熱構造。
前記第１の層、第２の層および第３の層が圧縮された状態で重なっている、ことを特徴とする請求項１に記載の基地局装置の放熱構造。