JPH10335778A - 高電力用電子部品 - Google Patents

高電力用電子部品

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JPH10335778A
JPH10335778A JP9146705A JP14670597A JPH10335778A JP H10335778 A JPH10335778 A JP H10335778A JP 9146705 A JP9146705 A JP 9146705A JP 14670597 A JP14670597 A JP 14670597A JP H10335778 A JPH10335778 A JP H10335778A
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JP
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electronic component
metal
metal plate
power
low
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JP9146705A
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Kaoru Ishida
石田  薫
Masayuki Miyaji
正之 宮地
Hiroaki Kosugi
裕昭 小杉
Shinichi Kugo
伸一 久郷
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • HELECTRICITY
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    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
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    • H05K3/341Surface mounted components

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  • Microwave Amplifiers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属板の接続面とトランジスタの接続面の間
の凹凸による熱抵抗や電気抵抗の増大を緩和し、特性劣
化や素子破壊を防ぐ。 【解決手段】 低融点の金属106を金属板103の接
続面に載せ、金属板103を暖めて低融点金属106を
溶かした状態でトランジスタ101を上から固定する。
このとき液状の低融点金属106が金属板103の接続
面とトランジスタ101の接続面の凹凸に入り込む。こ
の状態で金属板103を冷却し低融点金属106を固体
化する。この低融点金属106を介して金属板103と
トランジスタ101を固定ネジ105で接続することで
両接続面の凹凸に関係せず実効接触面積を大きくするこ
とができる。これにより熱抵抗と電気抵抗の両方が大き
く低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は主として携帯電話基地局
における高出力電力増幅器に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、デジタル移動体通信の基地局にお
いては数十Wから数百Wに及ぶ高出力の電力増幅器が使
用されている。この高出力電力増幅器では増幅に用いる
トランジスタやその出力を合成するための合成回路に使
用する抵抗などの素子の放熱設計が非常に重要である。
【0003】以下に従来例の基地局用高出力電力増幅器
を図6を用いて説明する。図10において、601は増
幅用トランジスタ、602は増幅器の整合回路やバイア
ス回路を構成した回路基板、603は金属板、604は
図示しない別の固定ネジで金属板603と固定された金
属製の放熱板、605はトランジスタ601を金属板6
03に固定するための固定ネジである。この構成におい
て、従来の基地局用高出力電力増幅器では回路基板60
2にトランジスタ601の大きさに合わせて穴を開け、
金属板603のその穴に対応した位置を削り、ネジ穴を
開け、トランジスタ601を固定ネジ605で金属板6
03に固定する。固定されたトランジスタ601の入出
力端子を回路基板602上の整合回路に接続し高出力電
力増幅器を構成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この構
成ではトランジスタの放熱特性が十分ではなく、増幅特
性の劣化やトランジスタの破壊の原因となっていた。こ
の理由を図11、図12を用いて説明する。
【0005】図11は図10のトランジスタ601の固
定ネジ605のある位置で縦断する方向の断面図であ
り、図10に対応する部分の各符号は、その下二桁の数
字を共通にしている。このトランジスタ701と金属板
703の接合部分を拡大したものが図12である。一般
に金属板703はトランジスタ701を固定するため
に、ある深さまでフライス等を用いて削られる。このと
きにはどのような精度の高い工程を用いても金属板70
3の接続面は凹凸を持ってしまう。またトランジスタ7
01の接続面もセラミックなどの誘電体上に金属を形成
しているために多少の凹凸を持つ。このような状態の金
属同士を接続させた場合には実効的な接触する面積が小
さくなってしまうために熱抵抗と電気抵抗の両方が大き
くなってしまうという問題点があった。
【0006】本発明は、このような従来の課題を考慮
し、熱抵抗や電気抵抗が低減できる基地局用高出力電力
増幅器を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、金属板の接続面と電子部品の接続面の間
に低融点の金属や低硬度の小金属粒を敷き固定ネジで圧
着することで、熱抵抗及び電気抵抗を低減することが可
能となる。
【0008】本発明は、低融点の金属を金属板の接続面
に載せ、金属板を暖めて低融点金属を溶かした状態で電
子部品を上から固定する。このとき液状の低融点金属が
金属板の接続面と電子部品の接続面の凹凸に入り込む。
この状態で金属板を冷却し低融点金属を固体化する。こ
の低融点金属を介して金属板と電子部品を固定ネジで接
続することで両接続面の凹凸に関係せず実効接触面積を
大きくすることができる。これにより熱抵抗と電気抵抗
の両方が大きく低減できる。
【0009】また、低融点金属の代わりに低硬度の小金
属粒を金属板の接続面と電子部品の接続面の間に並べ、
金属板と電子部品を固定ネジで圧着すると小金属粒が潰
される。これによっても、実効的な接触面積を大きくす
ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。 (第1の実施の形態)図1は本発明の第1の実施の形態
の基地局用高出力電力増幅器の構造図を示す。図におい
て、101は増幅用トランジスタ、102は増幅器の整
合回路やバイアス回路を構成した回路基板、103は金
属板、104は金属製の放熱板、105はトランジスタ
101を金属板103に固定するための固定ネジ、10
6は金属板103やトランジスタ101のパッケージの
金属部よりも融点の低い金属(例えば鉛、亜鉛、錫な
ど)である。
【0011】この構成において、回路基板102にトラ
ンジスタ101の大きさに合わせて穴を開け、金属板1
03のその穴に対応した位置を削り、ネジ穴を開け、ト
ランジスタ101と金属板103の接続面の間に低融点
金属106を介して、トランジスタ101を固定ネジ1
05で金属板103に固定する。固定されたトランジス
タ101の入出力端子を回路基板102上の整合回路や
バイアス回路に接続し高出力電力増幅器を構成する。こ
の構成について詳しく図2を用いて説明する。
【0012】図2は図1の面Aで切った断面図である。
図1と共通の部分の符号は下二桁を共通にしている。図
3は図1の増幅器の製造工程を示す流れ図である。図3
に示すように、まず金属板203の接続面に低融点金属
206を載せ、低融点金属206が溶融するまで金属板
203を加熱する。次にトランジスタ201をその上か
ら載せて固定ネジ205で固定して、液化した低融点金
属206が金属板203とトランジスタ201の接続面
の凹凸を埋めるようにする。固定した状態で金属板20
3を冷却して低融点金属206を再固体化させる。
【0013】このようにすることにより、金属板203
の接続面とトランジスタ201の接続面の凹凸部分でも
接触面積を大きく取れるようになり、熱抵抗と電気抵抗
が大きく低減できる。 (第2の実施の形態)図4は本発明の第2の実施の形態
を示す構造図である。第1の実施の形態と基本的構成は
同じなので、重複する部分の符号の下二桁を共通化して
説明を省略する。第1の実施の形態と異なっている点
は、第1の実施の形態においては低融点金属を用いてい
るのに対して、低硬度(例えば金、アルミニウムなど)
の小金属粒406を用いていることである。この構成に
ついて詳しく図5、図6を用いて説明する。
【0014】図5は図4の面Aで切った断面図である。
図4と共通の部分の符号は下二桁を共通化している。図
6は図4の増幅器の製造工程を示す流れ図である。図6
に示すように、まず金属板403の接続面に低硬度金属
粒406を敷く。次にトランジスタ401をその上から
載せて固定ネジ405で圧着固定する。これにより、金
属粒406が潰されて、金属板403の接続面とトラン
ジスタ401の接続面の凹凸部分でも接触面積を大きく
取れるようになり、第1の実施の形態と同様の効果を得
ることができる。
【0015】また、第1から第2の実施の形態において
は、増幅用トランジスタについてのみ説明したが、基地
局用高出力電力増幅器では増幅器の出力側に用いる高電
力抵抗や高電力アイソレータ、高電力帯域通過フィルタ
などの素子の放熱設計にも同様の方法が使用できる。図
7、図8にこのような拡張する例のブロック図を示す。
【0016】図7において501は高出力電力増幅器、
502は高電力用アイソレータである。図8において5
03は高出力電力増幅器、504は3dBハイブリッ
ド、505は高電力抵抗を用いた無反射終端である。図
7において、高電力用アイソレータ502は高出力電力
増幅器501の出力電力が送信アンテナ等の反射によっ
て逆流するのを防ぐ働きを持つ。また、図8において、
3dBハイブリッド504は2つの同じ高出力電力増幅
器503の出力電力を合成する働きを持ち、高電力抵抗
505は出力電力が送信アンテナ等の反射によって逆流
した成分を終端する働きを持つ。
【0017】このような高電力アイソレータ502や高
電力抵抗505においては高出力電力増幅器と同様の発
熱量が生じるため、第1及び第2の実施の形態に示した
実装方法により熱抵抗を低減することができる。
【0018】また、ここでは3dBハイブリッドを用い
た合成回路のみを説明したが、他の回路、例えばウィル
キンソン合成回路を用いても同様の構成で、同様の効果
を得ることが出来る。すなわち、図9はそのウイルキン
ソン合成回路を用いた回路ブロック図である。二つの高
出力電力増幅器903と、その増幅器903の出力側に
接続されたウイルキンソン合成回路900と、その合成
回路900からの出力端子906を備え、そのウイルキ
ンソン合成回路900は、前記二つの高出力電力増幅器
903の出力端子間に接続された吸収抵抗としての高電
力抵抗905と、前記二つの高出力電力増幅器903の
出力端子のそれぞれに接続された、二つの4分の1波長
伝送線路904とを有する。前記高電力抵抗は、上述し
た高電力電子部品の製造方法によって製造されたもので
ある。
【0019】なお、第1の実施の形態では低融点金属と
して、常温で固体の単体金属を例に挙げたが、常温で液
体のものや合金などの金属でも同様の効果を得ることが
できる。第2の実施の形態では低硬度金属として単体金
属を例に挙げたが、合金などの金属でも同様の効果を得
ることができる。
【0020】さらに第2の実施の形態では低硬度の金属
球を用いるとしたが、球状でなくても金属板とトランジ
スタのパッケージの凹凸の大きさよりも十分小さければ
立方体や直方体などの形状でも同様の効果を得ることが
できる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、熱抵抗と
電気抵抗の両方を大きく低減できる長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の基地局用高出力電
力増幅器の構造図
【図2】本発明の第1の実施の形態の基地局用高出力電
力増幅器の断面図
【図3】本発明の第1の実施の形態の基地局用高出力電
力増幅器の実装手順を説明する流れ図
【図4】本発明の第2の実施の形態の基地局用高出力電
力増幅器の構造図
【図5】本発明の第2実施の形態の基地局用高出力電力
増幅器の断面図
【図6】本発明の第2の実施の形態の基地局用高出力電
力増幅器の実装手順を説明する流れ図
【図7】本発明の本発明の実施の形態を高電力アイソレ
ータに拡張する例を示すブロック図
【図8】本発明の実施の形態の高電力抵抗(終端)に拡
張する例を示すブロック図
【図9】本発明の実施の形態のウイルキンソン合成回路
を用いた例を示すブロック図
【図10】従来例の基地局用高出力電力増幅器の構造図
【図11】従来例の基地局用高出力電力増幅器の断面図
【図12】従来例の基地局用高出力電力増幅器の断面拡
大図
【符号の説明】
101、201、301、401 電子部品 103、203、303、403 金属板 106、206 低融点金属 306、406 低硬度金属球 105、205、305、405 固定ネジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05K 7/20 H05K 7/20 E (72)発明者 久郷 伸一 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目3番1 号 松下通信工業株式会社内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品と、前記電子部品に関係する電
    子回路を形成する回路基板と、前記回路基板を固定する
    金属板と、前記金属板を固定する金属製の放熱板と、前
    記電子部品と前記金属板を固定するための固定ネジと、
    前記金属板及び前記電子部品の金属部分よりも融点の低
    い低融点金属材料から構成され、前記金属板及び前記電
    子部品の間に設けられた低融点金属層とを備えたことを
    特徴とする高電力用電子部品。
  2. 【請求項2】 金属板に低融点金属を載せ、前記金属板
    を加熱して前記低融点金属を溶かし、その上に、電子部
    品を載せ、固定ネジで前記電子部品と前記金属板を固定
    し、前記金属板を冷却して前記低融点金属を再固体化す
    ることを特徴とする高電力用電子部品の製造方法。
  3. 【請求項3】 電子部品と、前記電子部品に関係する電
    子回路を形成する回路基板と、前記回路基板を固定する
    金属板と、前記金属板を固定する金属製の放熱板と、前
    記電子部品と前記金属板を固定するための固定ネジと、
    前記金属板及び前記電子部品の金属部分よりも硬度の低
    い低硬度金属球から構成され、前記金属板及び前記電子
    部品の間に設けられた低硬度金属球層とを備えたことを
    特徴とする高電力用電子部品。
  4. 【請求項4】 金属板に低硬度金属球を載せ、その上
    に、電子部品を載せ、固定ネジで前記電子部品と前記金
    属板を固定し、前記低硬度金属球を押しつぶして圧着す
    る方法であって、前記低硬度金属球は、前記金属板及び
    前記電子部品のパッケージの金属部分よりも硬度が低い
    ことを特徴とする高電力用電子部品の製造方法。
  5. 【請求項5】 低融点金属が常温で液体であることを特
    徴とする請求項1記載の高電力用電子部品。
  6. 【請求項6】 低硬度金属が直方体あるいは立方体であ
    ることを特徴とする請求項3記載の高電力用電子部品。
  7. 【請求項7】 電子部品は、電力増幅用トランジスタ、
    高電力アイソレータ、高電力帯域通過フィルタ、又は高
    電力抵抗であることを特徴とする請求項1又は3記載の
    高電力用電子部品。
  8. 【請求項8】 高出力電力増幅器と、その高出力電力増
    幅器の出力に接続された高電力アイソレータとを備え、
    前記高電力アイソレータは、請求項2又は4記載の高電
    力電子部品の製造方法によって製造されたものであるこ
    とを特徴とする高出力電力増幅器。
  9. 【請求項9】 高出力電力増幅器と、その高出力電力増
    幅器の出力に接続された高電力帯域通過フィルタとを備
    え、前記高電力帯域通過フィルタは、請求項2又は4記
    載の高電力電子部品の製造方法によって製造されたもの
    であることを特徴とする高出力電力増幅器。
  10. 【請求項10】 二つの高出力電力増幅器と、その増幅
    器の出力を、高電力抵抗を吸収抵抗として、合成する3
    dBハイブリッド回路とを備え、前記高電力抵抗は、請
    求項2又は4記載の高電力電子部品の製造方法によって
    製造されたものであることを特徴とする高出力電力増幅
    器。
  11. 【請求項11】 二つの高出力電力増幅器と、その増幅
    器の出力側に接続されたウイルキンソン合成回路と、そ
    のウイルキンソン合成回路からの出力端子とをを備え、
    そのウイルキンソン合成回路は、前記二つの高出力電力
    増幅器の出力端子間に接続された吸収抵抗としての高電
    力抵抗と、前記二つの高出力電力増幅器の出力端子のそ
    れぞれに接続された、二つの4分の1波長伝送線路とを
    備え、前記高電力抵抗は、請求項2又は4記載の高電力
    電子部品の製造方法によって製造されたものであること
    を特徴とする高出力電力増幅器。
JP9146705A 1997-06-04 1997-06-04 高電力用電子部品 Pending JPH10335778A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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