JPH033290A - 電子回路アセンブリ用サーマルシヤント及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子回路アセンブリ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
　ａｓｓｅｍｂｌｙ）の動作する素子温１度を減少する
改良された装置及び方法に関するものであり、具体的に
は限定的なものではなく、表面実装部品を支持するため
の回路ボードを使用する電子回路アセンブリの動作温度
を減少化する電子回路アセンブリ用サーマルシャント及
びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

プリント回路板（Ｐ　ＣＢ）に取り付けられた多くの異
なる電子素子を含む電子回路アセンブリを形成すること
はエレクトロニクス技術においては普通のことである。

プリント回路板は、屡々金属箔（ｆｏｉｌ）を取付けた
紙、布及び／又はガラス補強プラスチック基板から形成
される。金属箔は、エツチングされるか又は他の方法で
線引き（ｄｅｌｉｎｅａｔｅ）され、導電性の金属相互
接続線を生成し、かつ、種々の素子用のボンデングパッ
ド又は実装（取付け）（ｍｏｕｎｔｉｎｇ）パッドを形
成する。

高密度化表面実装（ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｏｕｎｔ）　Ｐ
　ＣＢ構成において、素子の達成し得る消費電力（Ｐｏ
ｗｅｒ　ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ）は表面実装素子パッ
ケージ及びＰＣＢの結合した熱抵抗によりしばしば極め
て制限される。例えば、現在の低コストの表面実装トラ
ンジスタ・パッケージは、５ｏ−８型パツケージに対し
て約４５℃／ｗａｔｔの範囲の熱抵抗を有し、５ＯＴ−
２３型パツケージに対して約２２０℃／ｗａｔｔの範囲
の熱抵抗を有する。５ｏ−８及び５ＯＴ−２３型パツケ
ージは、技術上周知の標準的なパッケージ輪郭名称であ
る。

電子装置即ちトランジスタ・グイから熱が吸収されるヒ
ート・シンクまでの全熱抵抗を決定する場合、ＰＣＢの
熱抵抗は、パッケージの熱抵抗に加算されなければなら
ない。ＰＣＢは、大量の熱抵抗を加えることができる。

高い熱抵抗は、同一の電力消費に対し素子のより高い動
作消費となり、次いでそれは素子の動作寿命を短くする
ことになるから、望ましくない。前述した問題は、特に
、無線周波数範囲即ち約ＩＭ）！ｚ以上、約１００ＭＨ
ｚ以上にて動作する電子アセンブリ　（組立部品）に対
して厳しい。−船釣に、寄生容量（ｃａｐａｃｉｔａｎ
ｃｅ）及び／又はインダクタンスのネガティブ（ｎｅｇ
ａｔｉｖｅ）な影響は動作周波数と共に増大するがら、
所望の動作周波数が高くなればなるほど、その問題は難
しいものとなる。高周波において有効にするためには、
熱放散への解決は、全ての寄生問題において低くしなけ
ればならない。

過去において、ＰＣＢ基板上に実装された素子の熱抵抗
を低くする種々の企画がなされた。例えば、アルミナ又
は酸化ベリリウムのようなセラミック材料は、ＰＣＢ基
板の代りに使用し得るが、通常の補強プラスチック型Ｐ
ＣＢに比較して極めて高価である。代案として、電子チ
ップ又はグイかＰＣＢの孔を貫通し下方にあるヒートシ
ンクに直接取付ける場所に、電子素子を取付けた植込ボ
ルト　（スタッド：　５ｔｕｄ）が使用される。然しな
がら、スタッド取付はパッケージは表面実装集合体には
実用的ではなく、グイとスタッド又はスタッドとヒート
シンクを電気的に分離することは極めて高価になる。

代案として、一部の外部ヒートシンクが、ＰＣＢ上に実
装した個々のデバイス又は素子と直接接触するように突
出した孔が具えられている。然しなから、この配置は、
多くの異なる型の素子に対して有用ではなく、屡々、プ
ラスチック封入素子から充分な熱除去を与えない。熱除
去を改善するための更に別の方法において、全ＰＣＢア
センブリは冷却液中に埋込まれるが、これは、高価な外
部パッケージ及び液体循環手段を必要とする。

前述した先行技術は、極めて廉価にすることが重要な絣
酌事項であり、特に、表面実装アセンブリ　（集合体）
が所望されている場合、電子回路アセンブリには適当で
ない。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、本発明の目的は、改良された電子消費能力及び
／又は低い動作温度を有する廉価な電子回路アセンブリ
用サーマルシャント及びその製造方法を提供することで
ある。

更に本発明の他の目的はＰＣＢ特に補強されたプラスチ
ックベースのＰＣＢを利用する改良された電力消費能力
及び／又は低い動作温度を有する電子回路アセンブリ用
サーマルシャント及びその製造方法を提供することであ
る。

更に、他の目的は、表面実装アセンブリ、特に素子を配
置することの可能な機械を使用する自動化アセンブリに
適合した電子回路アセンブリの改善された電力消費能力
及び／又は廉価な動作温度を有する電子回路アセンブリ
用サーマルシャント及びその製造方法を提供することで
ある。

〔課題を解決するための手段〕

前述の目的及び他の目的、利点は、第１の表面上に第１
．第２金属領域を有し、対向する第２の表面上の第２金
属領域を重ねた（ｏｖｅｒｌａｐ）第３金属領域を有す
るＰＣＢ　　（プリント回路板）、第１の領域に熱的に
接続され、第１の領域から第２の領域まで接続された電
気的絶縁かつ熱伝導部品（即ちサーマルシャント部品）
を有する電力消費部品、を具える。第２の領域及び第３
の領域は、例えば、熱伝導性部品の取付は実装点近傍に
メツキした貫通孔又は類似物が配置されるように、高熱
伝導性の相互連結を有する。

熱伝導部品は、熱伝導部品により占有されるＰＣＢ部分
の熱抵抗に等しいか又はそれ以下の熱抵抗を有すること
が重要である。また、熱抵抗部品は、ＰＣＢ上の他の標
準素子に対して形状が充分似ている構成を有しているの
で、それは、他の素子を配置するのに使用される同様の
手段により基板上に配置される。

適当な熱素子の一例は、ＰＣＢの第１及び第２の金属領
域に対する付属装置（ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）に対して
、１表面上の離隔した金属付属装置領域と共に高度に熱
伝導性ある、電気的に絶縁性の誘電体（即ち、アルミナ
、酸化ベリリウム、窒化アルミニウム、サファイヤ又は
その化合物）の平行六面体である。誘電体平行六面体の
対向面及び重ね合わされているが第１．第２帯域を接触
させない第３金属領域は、更に熱インピーダンスを減少
することができる。

前述した電子集合体（電子回路アセンブリ）は、下記の
プロセスにより形成される。即ち、電力消費部品からの
熱接続を受入れる第１の金属領域、第１の金属領域から
離隔したＰＣＢの同一面上の第２の金属領域及びＰＣＢ
の対向面上に第３の金属を有し、第２の金属領域に熱的
に結合されたＰＣＢを提供するプロセスにより形成され
、各々の順序において、第１の金属領域と熱接触する電
力消費する部品を配置してそれと熱的に結合させる。

ＰＣＢを提供する工程（ステップ）は、第２．第３の金
属領域間に直接延びている１個又はそれ以上の金属導体
を有するＰＣＢを提供することから成ることが望ましく
、好ましくは、熱的に伝導する素子（部品）が第２金属
に結合する点の近傍が望ましい。

発明した装置及び方法は、添付図面及びそれに続く説明
を考慮することによってよりよく理解されるであろう。

〔発明の概要〕

本発明は、電気的絶縁体であって、熱伝導体ヒートシャ
ント部品をＰＣＢに対し通常の電子部品（素子）と共に
付加することにより、改善された熱放散能力を具えるプ
リント回路ボード（Ｐ　ＣＢ）電子回路アセンブリが達
成される。ヒートシャント部品は例えば、標準表面実装
電子部品と同様の形状であるが、それらは電子部品に対
し使用される同一のアセンブリ装置によりＰＣＢ上に配
置できる。

典型的なヒートシャント部品は、例えば、アルミナ、酸
化ベリリウム、サファイアまたは窒化アルミニウムのよ
うな高度な熱伝導性電気絶縁性誘電体の小さな平行六面
体である。それはある面上には間隔分離金属取付は地域
を有し、反対面上にはオプショナルの連続金属層を持つ
のが望ましい。

典型的な応用において、そのｌ端は、電力消費部品（素
子）がまた取付けられるコンタクトパッドに半田づけさ
れ、また他端は、近くの接地り一ドに半田づけされる。

直接金属接合、例えば、メツキ貫通孔または他の金属領
域は、接地リード及び熱シャント部品の取付は位置に近
いＰＣＢのメタルバック面の間に供給されるのが望まし
い。本装置及び方法は、表面実装ＰＣＢに対し特に有効
で、熱抵抗の著るしい減少が、その間に直接の電気的接
続を持たずに電力消費部品及びメタルバック面の間で達
成される。

〔実施例〕

第１図は、トランジスタ１２、抵抗１４〜１７、入力端
子２０及び入力結合コンデンサ（キャパシタ）２１、出
力端子２２及び出力結合コンデンサ（キャパシタ）２３
、電源接続２４（例えば■、）及び接地または共通接続
２６を含む高周波（ｒｆ）増幅器１０の簡単な概略回路
図を示す。増幅器１０は一般的なものである。第２−５
図の部品の物理的配置と第１図に表示する概略配置を比
較する便宜上、第２−５図のレイアウトの接続及び部品
に対し、第１図の概略図におけるものと同じ識別番号が
使用されている。

第２図は、絶縁性のＰＣＢ基板３２、ＰＣＢ基板３２の
第１面上の第１金属層３４及びＰＣＢ基板３２の第２対
向面上の第２金属層３６を含むＰＣＢ３０の簡略化した
平面図を示す。第１金属層３４は、エツチングされるか
、又は、パターン化され、共通または接地金属層リード
２６、電源接続（例えばｖ、６）リード２４、入力接続
領域２０、トランジスタ・ベース接続領域４４、トラン
ジスタ・エミッタ接続領域４６、トランジスタ・コレク
タ接続領域４８及び出力接続領域２２として作用する分
離金属領域を具える。金属リードまたは領域２０．２２
．２４．２６．４４．４６、及び４８は、第１図に示さ
れる電子部品（素子）１２．１４〜１７．２１及び２３
に対し必要な相互接続及び付属装置の位置を与える。第
３図は、第２図のＰＣＢ基板を切断した簡略縦断面図で
ある。

第４図は、第２図と同一のＰＣＢ基板の簡略化した平面
図を示し、第１図に表示される部品を具え、第１図の回
路を実現する電子回路アセンブリ５０を形成する。第５
図は、第４図の電子回路アセンブリの簡略化した右側面
図を示す。通常裏面（ｂａｃｋ−ｐｌａｎｅ）及び／ま
たは共通の金属層３６は、ヒートシンク３７に直接に接
触して配置され、部品１２．１４〜１７．２１及び２３
の内部で発生される熱を除去するのを助ける。

第６図は、第２図のＰＣＢ３０に類似のＰＣＢ５６の簡
略した平面図を示し、基板３２の上の金属層３４．３６
は、第１図の回路の実現を可能にするように変更されて
おり、適当な位置にサーマルシャント部分を具える第７
図は、第６図のＰＣＢの簡略した断面図を示す。

ＰＣＢの金属層３４は、エツチングされるか又はパター
ン形成され、共通または接地金属リード２６′、電源接
続（例えばＶ　、、）リード２４′、入力接続領域２０
′　　トランジスタ・ベース接続領域６４、トランジス
タ・エミッタ接続領域６６、トランジスタ・コレクタ接
続領域６８及び出力接続領域２２′として作用する分離
金属領域を与える。金属領域２０’　　２２’　　２４
’　　２６’６４．６６及び６８は、第１図に示す電子
部品１２．１４−１７．２１及び２３に対し必要な相互
接続及び付属装置の位置を与える。領域２０’、２２’
　、２４’　、２６’　、６４．６６、及び６８は、領
域２０．２２．２４．２６．４４．４６、及び４８にそ
れぞれ類似である。

第８図は、第６図のＰＣＢと同一のＰＣＢの簡略化した
平面図を示し、第１図に図示の実装部品を具え、第１図
の回路を実現する電子回路アセンブリ７６を形成するが
、しかし本発明にもとづき１つまたはそれ以上のサーマ
ルシャントを具える。

第９図は、第８図の電子回路アセンブリの簡略化した右
側面及び部分断面図を示す。便宜上、第１図の構成部品
に対すると同様に第８図、第９図の物理的部品に対して
同一または類似の識別番号が使用されている。

トランジスタ１２のベースリードは、ベース接続リード
６４に取付けられ、エミッタリードはエミッタ接続リー
ド６６に取付けられ、また、コレクタはコレクタリード
６８に取付けられる。トランジスタ１２は、ガルウィン
グ（ｇｕｌｌ−ｗｉｎｇ）型のリードを有する表面実装
部品のパッケージ構成、例えば５ｏ−８型パツケージで
ある。ガルウィング型リード配置は、第５図及び第９図
に示されている。これは、トランジスタ及び類似部品に
対する典型的な表面実装リード配置であるので、例えば
Ｊ−リードパッケージのような他の既知の表面実装トラ
ンジスタ・パッケージ装置がまた使用できることを当業
技術者は、理解するであろう。さらに、他の電力消費デ
バイスがトランジスタ１２の代わりに使用され、他の回
路機能を構成することもできる。デバイス１２の的確な
性質は本発明に対し本質的ではな（、トランジスタ１２
は、説明の便宜のために単なる例示として用いられるだ
けである。

部品１２が、プラスチックカプセル封止した表面実装ト
ランジスタの場合、トランジスタの内部で発生された熱
は、大部分はコレクタリードを介して放散され、ある程
度はエミッタリードを介して、また一般的には小さな範
囲だけはペースリードを介して放散される。さらに、い
（らかの熱は、プラスチックカプセルを介して放散され
る。

デバイス接合より共通金属裏面３６に接触するヒートシ
ンク３７への熱インピーダンスは、個々の熱インピーダ
ンスの直並列組合せ即ち、（ｉ）パッケージリードを介
する、（ｉｉ）プラスチックパッケージ本体を介する、
（２）デバイスリード及びパッケージより金属層３６及
びその下のヒートシンク３７へのＰＣＢの種々の金属及
び誘電体領域を介する、個々の熱インピーダンスの直列
−並列の組合せである。

デバイス１２の内部に発生された熱の大部分は、主とし
てコレクタリードを介し、次にエミッタリードを介し引
き出されるから、全熱インピーダンスは、サーマルシャ
ント部品を主としてコレクタ接続点に、また次にエミッ
タ接続点に使用することにより実質的に低減することが
できる。サーマルシャント部品８０は、コレクタ接続領
域６８及び接地領域２６′の間に延長し、サーマルシャ
ント部品８５は、コレクタ接続領域６８及び電力リード
２４′の間に延長し、サーマルシャント部品８１．８２
は、エミッタ接続領域６６及び接地領域２６′の間に延
長し、またサーマルシャント部品８３．８４は、エミッ
タ領域６６及び電力リード２４′の間に延びる。

第６図に示す例において、１つのサーマルシャントのみ
が収容できる場合には、コレクタ領域６８及び接地領域
２６′の間のシャント８０の位置（第８図、第９図参照
）の近傍にシャントを配置するのが望ましい。その理由
は、熱放散における最大の改善がその位置で達成される
からである。

さらに、接地または共通領域２６′は、下にある共通金
属裏面３６と一般に同一の電気電位にある故に、直接金
属接続が接地領域２６′と金属裏面３６の間でなされる
ことが可能となり、ヒートシャント部品８０の端部に接
近して置かれる金属または他の非常に熱伝導性ある接続
８８を介し作られることができる。これは、実質的にコ
レクタ接続領域６８上のコレクタリードと裏面３６の下
のヒートシンク３７の間の熱インピーダンスを低下する
のを援ける結果となる。

第１θ図は、本発明の第１実施例によるサーマルシャン
ト９０の簡略化した上面図を示す。第１１図は簡略化し
た側面図を示し、また第１２図はサーマルシャント９０
の簡略化した底面図（ｅｎｄ　ｖｉｅｗ）を示す。サー
マルシャント″９０は、第８図。

第９図に図示されるサーマルシャント８０−８５の表示
的な例である。一般に、そこを占有するＰＣＢ領域と同
一の熱伝導性である限り、他のいかなる型のサーマルシ
ャントも役に立つであろう。

例えば、酸化ベリリウムまたは窒化アルミニウムまたは
アルミナまたはサファイアまたはそれらの組合せのよう
な高熱伝導性セラミックの平行六面体は、比較的低熱伝
導性強化プラスチックボード上のヒートソース（熱源）
とヒートシンクの間の全熱インピーダンスを低下するの
に有用である。

一般的には、結晶材料の熱伝導性が通常アモルファス型
より高いため、結晶材料の使用が望ましいが、アモルフ
ァス材料が除外されるのではない。

シャントの熱インピーダンスは、第１０図〜第１２図に
示すセラミック上に金属地帯または領域９４．９６．９
８を提供することによりさらに低減できる。

サーマルシャント９０は、第１面９５上で離隔された第
１及び第２金属付属装置領域９４．９６を有する電気的
に絶縁性あり、高度に熱電導性ある本体（ｂｏｄｙ）９
２を具えることが望ましい。対向した表面９７上の第３
金属領域９８はオプションである。金属領域９４より金
属領域９６への熱伝導（またはその逆方向の熱伝導）は
、主として電気絶縁体９２のバルクを介して発生するが
、同一の本体の厚さに対してより小さな熱インピーダン
スは、金属領域９８を金属領域９４．９６に重ねること
により達成される。これは、離隔した領域９４．９６の
１方または他方より、電気絶縁体９２を介し対向した第
３金属領域９８への追加熱経路、金属領域９８及びその
裏面の絶縁体９２から、離隔した金属領域９４．９６の
他端への追加熱経路を与える。銅のような高い熱伝導性
ある金属の熱伝導度は、実際に最高の熱伝導性ある絶縁
体の熱伝導度より実質的に高い故に、低い熱インピーダ
ンスが結果として生ずる。しかしながら、−船釣には、
同様の熱インピーダンスが本体９２を厚くしまた金属層
９８を省略することにより達成できる。層９８を省略す
ることは、サーマルシャントの寄性容量（キャパシタン
ス）を最少にする。

サーマルシャント９０が正面及び裏面を金属被覆（メタ
ライズ）される第１θ図〜第１２図の装置は、サーマル
シャントにより回路に導入される容量（キャパシタンス
）を増加するであろうが、この付加容量（キャパシタン
ス）の大きさは得られる熱インピーダンスの減少に比較
し小さいことが示されることができる。かくして、付加
容量は普通は問題でない。さらに付加容量は、ＰＣＢ自
身にすでに固有的なものである。シャント容量（キャパ
シタンス）に比較し普通は小さい。それが占有するＰＣ
Ｂ面積の熱コンダクタンスより少なくとも同じ大きさか
、またむしろ実質的に大きい熱コンダクタンスを有する
サーマルシャントを使用することにより、寄生容量を殆
んど増加しないで熱コンダクタンスの正味の改善を得る
ことができる。その理由は、そうしなければシャント容
量がつくり出され、更に、熱を除去する目的でその位置
に前に残されていたＰＣＢ上の金属領域を除去すること
ができるからである。

第６図〜第９図に示す実施例において、変更した寸法を
有する第１０図〜第１２図のサーマルシャント９０の特
定の実施例であるサーマルシャント８０〜８５は、金属
領域９４．９６により金属層３４の適当な位置に取り付
けられる。例えば、サーマルシャント８０は、金属領域
９４をコレクタ接触領域６８へ取付け、また金属領域９
６を接地または共通領域２６′に取付けさせる。金属領
域またはメツキ貫通孔または他の高熱伝導手段８８は、
金属取付は領域９６の近傍において、表面層３４の接地
領域２６′と裏面３６との間に具えられる。部品１２．
１４〜１７．２１及び２３を取付けるのに使用されるの
と同じ手段によりサーマルシャント９０をＰＣＢ５６の
金属層３４に取り付けるのは便利であるが、しかしこれ
は必須のものではない。半田は、電子部品をＰＣＢに取
り付ける既知の手段であり、またサーマルシャント９０
に対してもよく役立つ。

サーマルシャント９０は、そのアセンブリに使用される
他の部品、例えば部品１２．１４〜１７．２１．２３の
形式と実質的に同一形式であるのが望ましい。これは、
サーマルシャント部品が、他の部品に使用されるのと同
一の技術及び同一の装置により、ボード上に配置され取
付けられることを可能にする。当業技術者は、自動アセ
ンブリが表面実装部品と共に益々、使用されることを知
っている。この型のアセンブリでは、種々の部品は、粘
着性テープのリール上、または小さなトレーの区画また
は、区画テープ内に与えられる。コンピュータ制御アー
ムは、テープまたはトレーより１個１個所望の部品を取
り出すように伸長し、それを方向づけ、例えば僅かに粘
着性のある半田フラックスにより、それがＰＣＢ上の適
当な位置に保持されるのが望ましい位置にそれを置く。

全ての部品がＰＣＢの上に配置された後に、それは、炉
の中を通り、そこで半田を被覆した部品及び／またはＰ
ＣＢ上の取付は領域は加熱され半田は再流動する。溶融
半田の表面張力は、半田が冷却し硬化するまで、所定位
置にサーマルシャントを包含し部品を保持する。

金属が充満しまたは全面メツキの孔、または、他の高熱
伝導性手段８８は、サーマルシャントの端部に隣接する
表面金属層３４の部分とヒートシンク３７に直結される
下方の共通層３６との間に配置されるのが望ましい。層
３４と３６の間の金属シャントは必須ではないが、それ
らは、ヒートシンク３７への熱インピーダンスを減少す
るのに非常に有効である。これらはＰＣＢの製造のあい
だに少しまたは追加のコスト無しで供給できる。

その理由は、層３４の接地リード２６′と裏面３６との
間に電気的目的用の金属接続を与えることは通常の常套
手段であり、熱目的の用の追加の金属接続は同時に少し
の努力で与えることができるからである。かくして、サ
ーマルシャントが使用さるべき時には、補助的な直接接
続８８が、シャントの取付は装置の位置または近傍の層
３４と３６との間に具えられるのが望ましい。

当業技術者は、ここの記述にもとづき、例えば層３４及
び３６の間の熱結合（接続）８８が金属の場合には、そ
れらは電気的伝導体であり、従って電気的電位が同一で
ある層３４及び３６の部分の間にのみ適当であることが
理解できるであろう。

そのような直接熱結合（接続）が、例えば、金属層３４
のＶ　ａ　ｃリード２４′と、基板３２を介する通常の
熱伝導に追加してまたはその代わりとして共通層３６（
電気的接地であると仮定する）との間に望ましい場合に
、例えば、絶縁体は電気絶縁物であり、他方熱伝導を容
易にする金属−絶縁物のような例えばセラミック及び／
又は金属の組合せから成る電気的に非導通のプラグ又は
接続が使用されなければならない。これは、熱特性を改
善するであろうが、このような熱伝導性あり、かつ電気
絶縁性のプラグを提供し、また、そこに熱結合（接続）
を作る追加コストのために、極端に低コストにすること
が最高の要求である応用には、その使用は正当化されな
いかもしれない。

〔実施例〕

下記は、１つまたはそれ以上のサーマルシャントの使用
が、いかに熱インピーダンスを低減し、達成可能な出力
を増加し、または、高周波増幅器の動作寿命を延長する
かを示す例である。

第１図の回路に対応し、また、第６図〜第７図に示す構
成を一般的に有する回路ボード上で実現されたＣ級無線
周波増幅器を考えよう。以下の條件のセットのもとて最
大連続出力電力の達成が望ましいものと仮定する。

１、　最大許容トランジスタ接合温度は１５０℃。

２、ＰＣＢ裏面は無視できる熱抵抗を有し、最高温度８
０℃を有するヒートシンクに熱的に結合される。

３、　高周波電力トランジスタは、θ、、＝４５°Ｃ／
Ｗで、主要熱伝達はコレクタリードを介する５ｏ−８高
周波型パッケージに収容される。

４、　無視できる放射性及び対流性熱損失が存在する（
即ち、熱伝達は殆んど全部ＰＣＢを介して裏面への伝導
による）。

５、ＰＣＢは、５７ｇ（２オンス）銅箔を両面に具える
ＦＲ−４型ガラス強化プラスチックより形成される。

６、　増幅器は５０％の効率である。

ＦＲ−４型ＰＣＢは、例えば、Ｏａｋ　Ｍａｔｅｒｉａ
ｌｓ　Ｔａｉｗａｎ　ＬＴＤ、　５９　Ｃｈｕｎｇ−ｙ
ａｎｇ　Ｒｄ、　Ｓｅｃ、　２．　Ｔｕ　ＣｈｅｎｇＨ
ｓｉａｎｇ、　Ｔａ１ｐｅｉ　Ｈｓｉｅｎ、　Ｔａｉｗ
ａｎ　Ｒ，Ｏ，Ｃ，のような多くの既知の企業より入手
できる。ＦＲ−４型ＰＣＢは、約０．８　ｍｍ　（１／
　３２インチ）厚さのガラス強化プラスチック本体及び
各面上に約７２マイクロメータ（０，００２８インチ）
厚さの５７ｇ（２オンス）銅箔を具える。

ＰＣＢを介するコレクタリード及びパッドからの熱イン
ピーダンスは、いかなるサーマルシャントも無しでは、
約１８６°Ｃ／Ｗと計算される。したがって、これらの
条件のもとて達成できる最大連続無線周波電力出力は、
約（１５０−８０）／（１８６＋４５）＝３０３ミリワ
ットである。

第１０図〜第１２図に図示される型のサーマルシャント
の場合には、熱インピーダンスは実質的に低減できる。

例えば、長さ約２．２　ｍｍ（０，０８５インチ）、幅
約１．４　ｍｍ（０，０５５インチ′）及び厚さ約０．
６ｍｍ（０，０２５インチ）の酸化ベリリウム棒よりな
るサーマルシャントは、金属取付は領域９４．９６を含
むが、金属層９８を含まずに、上記増幅器に付加される
ので、酸化ベリリウム棒の１端はトランジスタのコレク
タリードの約０．４　ｍｍ（０，０１５インチ）以内で
あり、その棒の他端は、約１．０　ｍｍ（０，０４イン
チ）直径の２個のメツキ貫通孔の約０．４　ｍｍ（０，
０１５インチ）以内である。そこにこのシャントがあれ
ば、コレクタリードよりヒートシンクへの熱インビー、
ダンスは約５６９Ｃ／Ｗまで減少される。これらの状況
では、最大連続無線周波電力出力は、（１５Ｏ−８０）
／　（５６＋４５）＝６９４ミリワットに増加されるが
、なお、１５０℃の接合温度を維持する。かくして、他
の条件が等しければ、本発明のサーマルシャントを利用
すれば、増幅器よりの無線周波電力出力が２倍以上にな
ることを可能にする。

代りに、増幅器が約３００ミリワツトの最初の無線周波
電力レベルで動作されるとすれば、トランジスタの接合
温度はサーマルシャントにより約１５０℃より１１０℃
に低下される。即ち、約４０°Ｃの改善が達成できる。

トランジスタの動作寿命（ＭＴＢＦ）は、接合温度の１
０℃降下ごとに約２倍になることが知られている。した
がって、本発明のサーマルシャントの使用は、増幅器の
有効寿命をめざましく延ばすことができる。これは非常
に望ましいことである。さらに、上記の寸法の酸化ベリ
リウム棒は、普通使用される表面実装電子回路部品（例
えばチップ抵抗またはコンデンサ等）に似た形式であり
、また、そのような普通の表面実装電気部品を処理する
ため既に開発された自動アセンブリ装置によりＰＣＢ上
に配置するのによ（適合される。

当業技術者は上述の説明にもとづき、本発明が、改良さ
れた電力放散能力を有する低コスト電子回路アセンブリ
用の手段及び方法を提供し、また、ＰＣＢ特に強化プラ
スチックベースＰＣＢを利用する電子回路アセンブリに
よく適合する手段及び方法を提供する。さらに、これは
、表面実装アセンブリに適合する電子回路部品、特に表
面実装部品を配置できる機械装置を使用する自動アセン
ブリに適合するもの、に対し特別に有効であることを理
解するであろう。

当業技術者は、また、上述の記述にもとづき、本発明の
実施例において、その精神及び範囲を逸脱することなく
、種々の変更がなされうることを理解するであろう。例
示的なもので限定を意図するものではないが、前述した
発明は、消費電力のある部分がデバイスリードを介し外
部に排出され、または、ＰＣＢ上の熱伝導性地域または
領域に取り付けられた他の領域にサーマルシャントがま
た取付けできる、実際的にいかなる型の電力消費部分に
ついても適用できる。また、前述した発明は、サーマル
シャントが、ＰＣＢ上の中間の取付は領域を使用するこ
となくデバイス自体に直接に結合される場所にも適用で
きる。当業技術者に考えられるこれら及び他の変更を、
添付の特許請求の範囲に含むことが意図される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、無線周波増幅器の簡略化した概要回路図を示
す。 第２図は、第１図の回路の実現を可能にするように金属
層がエツチングされたＰＣＢの簡略化した平面図を示す
。 第３図は、第２図のＰＣＢの断面図を示す。 第４図は、第２図と同一の簡略化した平面図を示すが、
取付けられた電子部品により第１図の回路を実現するア
センブリを形成する。 第５図は、第３図の電子回路アセンブリの簡略化した右
側面図を示す。 第６図は、第１図の回路の実現を可能にするように金属
層がエツチングされた第２図と同様のＰＣＢの簡略化し
た平面図を示し、本発明にもとづきサーマルシャント部
品を収容するのにＰＣＢが適合している。 第７図は、第６図の電子回路アセンブリの簡略化した断
面図を示す。 第８図は、第６図と同一のＰＣＢの単純化した平面図を
示し、取付けられた電子回路部品により第１図の回路を
実現するアセンブリを形成し、また、本発明による１つ
またはそれ以上のサーマルシャント部品を具える。 第９図は、第８図の電子回路アセンブリの簡略化した右
側面及び部分断面図を示す。 第１Ｏ図は、本発明の第１実施例にもとづくサーマルシ
ャント部品の簡略化した上面図を示す。 第１１図は、第１０図のサーマルシャント部品の簡略化
した側面図を示す。 第１２図は、第１０図のサーマルシャント部品の簡略化
した底面図を示す。 １０・・・無線周波（「ｆ）増幅器 １２・・・トランジスタ １４、１５．１６．１７・・・抵抗 ２０、２０’・・・入力端子（接続） ２１・・・人力結合キャパシタ ２２．２２’・・・出力端子（接続） ２３・・・出力結合キャパシタ　（コンデンサ）２４、
２４’・・・電源（接続）リード２６、２６’・・・接
地（共通接続）リード３０、５６・・・ＰＣＢ ３２・・・ＰＣＢ基板 ３４・・・第１の金属層 ３６・・・第２の金属層 ３７・・・ヒートシンク ４４、６４・・・（トランジスタの）ベース接続領域（
リード）４６、６６・・・（〃）エミッタ接続領域（リ
ード）４８、６８・・・（〃）コレクタ　　　ＩＩ　　
（リード）５０、７６・・・電子回路アセンブリ　（組
立部品）８１．８２，８３，８４．８５．９０　・（サ
ーマル）シャント（ｔｈｅｒｍａｌ　５ｈｕｎｔ）（部
品） ８８・・・高熱伝導接続 ９２・・・熱伝導基体電気的絶縁体 ９４、９６．９８・・・金属（メタル）領域９５・・・
第１の表面 ９７・・・第２の表面 ３町 ７←

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．それぞれ第１，第２の対向表面上に第１，第２の金
   属層を有する絶縁基板と、 第１の金属層の第１の部分に取付けた第１の領域と、第
   １の金属層の第２の部分に結合された第２の領域とを有
   する電力放散部品と、 第２の金属層と熱接触して第１の金属層の第１の部分か
   ら第１の金属層の第３の部分まで延びている電気的絶縁
   性の熱伝導性のヒートシヤント部品と、 を具える電子回路アセンブリ。
2. ２．第１の表面上の第１，第２金属領域と、対向した表
   面上で第２の金属領域を重ね合わせた第３の金属領域と
   、 第１の金属領域に熱的に接続された電力放散部品と、 第１の金属領域から第２の金属領域まで接続された電気
   的に絶縁性があり、熱的に伝導性ある部品と、 を具える電子回路アセンブリ。
3. ３．電力放散部品からの熱接続を受入れる第１の金属領
   域と、プリント回路板の同一表面上で第１の金属領域か
   ら離隔した第２の金属領域と、プリント回路板の対向面
   で第２の金属領域に熱的に接続された第３の金属領域と
   を有するプリント回路板を提供する工程と、 第１の金属領域と熱接触して電力放散部品を配置する工
   程と、 第１，第２金属領域間に電気絶縁性のかつ熱伝導性ある
   部品を配置し、それと熱的に接続する工程と、 を具える電子回路アセンブリ用サーマルシヤントを形成
   する方法。