JP2517209B2 - High-frequency circuit module mounting structure - Google Patents
High-frequency circuit module mounting structureInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、発熱をともなう高周波
回路モジュールの取り付け構造に関する。近年、移動体
通信における無線通信はマルチキャリア化(多重化)な
らびに高出力化の要求が高く、高周波電力の増幅器は帯
域全体にわたっての低歪化の得られる半導体回路素子を
用いた高出力かつ低歪のものが要求される。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mounting structure for a high frequency circuit module which generates heat. In recent years, wireless communication in mobile communication is highly required to have multi-carrier (multiplexing) and high output, and high-frequency power amplifiers use high-output and low-power semiconductor circuit elements that can obtain low distortion over the entire band. Distorted ones are required.
【0002】半導体回路素子を用いた高周波電力増幅器
は半導体回路素子の高出力化にともなう半導体回路素子
の発熱を伝導して除去させることが、性能確保ならびに
素子の信頼性と寿命を左右する要因となる。In a high frequency power amplifier using a semiconductor circuit element, conduction and removal of heat generated by the semiconductor circuit element due to higher output of the semiconductor circuit element is a factor affecting performance assurance and reliability and life of the element. Become.
【0003】以上のようなことから、本発明は高出力高
周波回路を平面回路で構成するに際して、半導体回路素
子を内蔵する高周波回路モジュールとこれが取り付けら
れる金属基板との取り付け面での接触の熱抵抗を減少さ
せるとともに、高性能化、高信頼度化、長寿命化な高周
波電力増幅器の要望にこたえるものである。In view of the above, when the present invention constructs a high-power high-frequency circuit with a planar circuit, the thermal resistance of contact between the high-frequency circuit module containing the semiconductor circuit element and the metal substrate on which it is mounted is high. It satisfies the demand for high-frequency power amplifiers with high performance, high reliability and long life.
【0004】なお、本発明で金属基板とは単なる基板お
よび金属筐体を含みこれらを総称して金属基板、または
金属基板などという。In the present invention, the term "metal substrate" includes a simple substrate and a metal housing, which are generically referred to as a metal substrate or a metal substrate.
【0005】[0005]
【従来の技術】上記のような高周波回路モジュールは取
り付けられる金属基板と接触する接地面ならびに、伝熱
面の表面粗さの精度をきわめて高くして確実で広い面同
士の接触状態が得られるようにしている。2. Description of the Related Art In a high frequency circuit module as described above, the precision of the surface roughness of the grounding surface and the heat transfer surface which are in contact with the metal substrate to be mounted is extremely high so that a reliable contact state between wide surfaces can be obtained. I have to.
【0006】このような高周波回路モジュールと金属基
板との取り付け構造を図5の分離状態の要部斜視図なら
びに、回路基板の回路導体パターンに沿った図6の要部
断面図により説明する。A mounting structure of such a high-frequency circuit module and a metal substrate will be described with reference to a perspective view of an essential part in a separated state of FIG. 5 and a sectional view of an essential part of FIG. 6 along a circuit conductor pattern of the circuit board.
【0007】図6の図(a)は取り付け前、図(b)は
取り付け状態が示される。なお、金属基板など、とは金
属基板または金属筐体に対して取り付ける、いずれの場
合に対しても含まれるとはいうものであるが、以下、単
に金属基板と略称することとする。FIG. 6A shows the state before attachment, and FIG. 6B shows the state of attachment. Note that the term “metal substrate, etc.” means that the term “metal substrate or the like” is included in any case of being attached to a metal substrate or a metal housing, but hereinafter, it is simply referred to as a metal substrate.
【0008】図において金属基板1の上に、下面に一面
に接地導体層2が形成され上面に回路導体パターン3の
形成された誘電体基板4からなる回路基板5が、接地導
体層2の面で電気的、機械的に接合されている。In the figure, a circuit board 5 consisting of a dielectric substrate 4 having a ground conductor layer 2 formed on the lower surface and a circuit conductor pattern 3 formed on the upper surface of a metal substrate 1 is a surface of the ground conductor layer 2. Are electrically and mechanically joined together.
【0009】高周波回路モジュール6の取り付けられる
部分7は回路基板5が分離されるとともに金属基板1に
溝状の凹部8が形成され、底面は平坦にして平滑に仕上
げられ取り付け用のねじ孔9が設けられている。In the portion 7 to which the high-frequency circuit module 6 is attached, the circuit board 5 is separated and a groove-shaped recess 8 is formed in the metal substrate 1, the bottom surface is made flat and smooth, and a screw hole 9 for attachment is formed. It is provided.
【0010】この金属基板1は熱伝導性の良好な銅また
は銅合金などで構成されるが、アルミニウムの場合には
表面に金などの皮膜がめっき法により形成される。高周
波回路モジュール6の下側にはフランジ状の取り付け座
11が両側に突出され、ここに取り付けねじ用の切り欠
き孔12がそれぞれに形成されている。高周波回路モジ
ュール6の内部には発熱をともなう半導体回路素子が実
装されており、蓋13で気密に封止されている。なお、
高周波回路モジュール6の収容筐体であるパッケージは
熱伝導性の良好な銅などで構成されている。The metal substrate 1 is made of copper or a copper alloy having good thermal conductivity. In the case of aluminum, a film of gold or the like is formed on the surface by plating. On the lower side of the high-frequency circuit module 6, flange-shaped mounting seats 11 are projected on both sides, and cutout holes 12 for mounting screws are formed in the mounting seats 11, respectively. A semiconductor circuit element that generates heat is mounted inside the high frequency circuit module 6, and is hermetically sealed by a lid 13. In addition,
The package, which is the housing for the high-frequency circuit module 6, is made of copper or the like having good thermal conductivity.
【0011】また、取り付け座11とは異なる両側に
は、誘電体で気密端子を構成した高周波伝送線路に接合
した薄い板状の端子14が突出して設けられており、内
部回路に接続されている。On both sides different from the mounting seat 11, thin plate-like terminals 14 joined to a high-frequency transmission line which constitutes an airtight terminal with a dielectric are provided so as to project and are connected to an internal circuit. .
【0012】以上の構成で、高周波回路モジュール6を
金属基板1の凹部8に載置させ、上から4本のねじ15
を切り欠き孔12を通してねじ孔9にねじ込み、回路導
体パターン3と端子14との位置が所定の適正な位置と
なるように高周波回路モジュール6の位置を位置決めし
た後締め付けて固定させる。With the above structure, the high frequency circuit module 6 is placed in the recess 8 of the metal substrate 1, and the four screws 15 from the top are placed.
Is screwed into the screw hole 9 through the notch hole 12, the high frequency circuit module 6 is positioned so that the positions of the circuit conductor pattern 3 and the terminal 14 are at predetermined predetermined positions, and then tightened and fixed.
【0013】以上のようにして高周波回路モジュール6
が金属基板1に取り付けられると、図6の図(b)に示
されるように端子14を回路パターン3に半田付け16
して接続させる。As described above, the high frequency circuit module 6
Is attached to the metal substrate 1, the terminals 14 are soldered to the circuit pattern 3 as shown in FIG.
And connect.
【0014】以上のような構成に対して、図7に示され
るように高周波回路モジュール6の下端面と金属基板1
の凹部8との間に押圧力に応じて比較的容易に変形し、
両面になじみ易くかつ熱伝導性の良好な軟質金属、たと
えばインジウムシート18を介在させて取り付ける方法
も知られている。この場合には凹部8の深さをその分適
宜深く形成させる。In contrast to the above construction, as shown in FIG. 7, the lower end surface of the high frequency circuit module 6 and the metal substrate 1 are
Deforms relatively easily between the concave part 8 and the concave part 8,
A method is also known in which a soft metal, such as an indium sheet 18, which is easily adapted to both surfaces and has a good thermal conductivity is interposed. In this case, the depth of the recess 8 is appropriately deepened.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】上記図5、図6のよう
な取り付け構造では、金属基板1へのねじ15の締め付
けのバランスが一様でない場合や、接触面の僅かな歪、
接触面間への異物の存在または傷による微小な盛り上が
り、などにより確実な面接触状態が得られずに接触の熱
抵抗を生じるといった問題点がある。In the mounting structure as shown in FIGS. 5 and 6, when the tightening balance of the screws 15 on the metal substrate 1 is not uniform, or when the contact surface is slightly distorted,
There is a problem that a certain surface contact state cannot be obtained due to the presence of foreign matter between contact surfaces or a minute swelling due to a scratch, etc., and thermal resistance of contact is generated.
【0016】図7に示されるような取り付け構造は、以
上のような不安定な面接触状態の問題点は解消されるも
のの、高周波回路モジュール6の締め付けによる押圧力
によって軟質金属18の変形が大きく生じた場合、たと
えば、軟質金属18の経時変化にともなうクリープ、熱
変形などにより高周波回路モジュール6が所定の設定位
置よりも沈んだ状態となる。Although the mounting structure as shown in FIG. 7 solves the problem of the unstable surface contact state as described above, the soft metal 18 is largely deformed by the pressing force due to the tightening of the high frequency circuit module 6. When it occurs, for example, the high frequency circuit module 6 is in a state of being sunk below a predetermined set position due to creep, thermal deformation, or the like accompanying the change over time of the soft metal 18.
【0017】このような場合には、図7の図(b)のよ
うに端子14が平坦でなくA,Aのような段差を生じる
ことになる。または、図(c)に示されるように高周波
回路モジュール6の傾きを生じて、端子14が水平状態
でなくA,Aのような傾きを生じる。また軟質金属18
の変形により、凹部8と高周波回路モジュール6とで形
成される隙間にしみ出してB,Bのように隙間に盛り上
がる。In such a case, the terminal 14 is not flat as shown in FIG. 7B, and steps A, A are generated. Alternatively, as shown in FIG. 6C, the high frequency circuit module 6 is tilted so that the terminals 14 are not in a horizontal state and are tilted like A, A. Also soft metal 18
Due to the deformation of B, it oozes into the gap formed between the concave portion 8 and the high-frequency circuit module 6 and rises in the gap as indicated by B and B.
【0018】このような盛り上がりが大きくなると最悪
の事態では端子14に接触して破損させたり、端子14
と接地間との間隔が変化して高周波伝送特性が変化され
るおそれがある。このように、端子14を含む半田付け
16部分に端子14の変形やストレスを生じる不都合が
発生する。In the worst case, if such swelling increases, the terminal 14 may be contacted and damaged, or the terminal 14 may be damaged.
The high-frequency transmission characteristics may change due to a change in the distance between the ground and the ground. As described above, there is a problem that the terminal 14 is deformed or stressed in the soldering 16 portion including the terminal 14.
【0019】本発明は上記従来の問題点を解決して熱抵
抗を低減させるとともに長期にわたる安定性にすぐれ、
電気的にも高性能でしかも高信頼性な高周波回路モジュ
ールの取り付け構造を提供しようとするものである。The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, reduces thermal resistance, and is excellent in long-term stability.
It is intended to provide a mounting structure for a high-frequency circuit module which is electrically high-performance and highly reliable.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明手段の構成要旨とするところは、半導体回路素
子を内蔵し金属基板などにねじ止めして取り付けられる
高周波回路モジュールの取り付け面と上記金属基板など
の面との間に熱伝導用の軟質金属を介在させる取り付け
構造であって、上記軟質金属の収容凹部を形成し高周波
回路モジュールの取り付け状態で上記金属基板などと高
周波回路モジュールの面同士の一部が当接されて取り付
け位置が規定されるように構成した高周波回路モジュー
ルの取り付け構造である。Means for Solving the Problems The object of the present invention for solving the above-mentioned problems is to provide a mounting surface of a high-frequency circuit module in which a semiconductor circuit element is incorporated and which is screwed and mounted on a metal substrate or the like. A mounting structure in which a soft metal for heat conduction is interposed between the metal substrate and the surface of the metal substrate, the soft metal accommodating recess is formed, and the metal substrate and the high frequency circuit module are mounted in a mounted state of the high frequency circuit module. The high frequency circuit module mounting structure is configured such that a part of the surfaces are in contact with each other to define a mounting position.
【0021】さらには、高周波回路モジュールの入出力
部が高周波平面伝送線路と接続される部分の直下で金属
基板などと高周波回路モジュールの面同士が当接される
ように構成した上記に記載の高周波回路モジュールの取
り付け構造である。Further, the above-mentioned high frequency circuit configured such that the metal substrate and the surfaces of the high frequency circuit module are brought into contact with each other directly below the portion where the input / output section of the high frequency circuit module is connected to the high frequency plane transmission line. It is a mounting structure of a circuit module.
【0022】[0022]
【作用】上記本発明の構成手段は、金属基板などと高周
波回路モジュールの接触面はその一部が接触し、その他
の部分は軟質金属を介在させて軟質金属を介した接触状
態となる。したがって、軟質金属には高周波回路モジュ
ールの取り付けによる過大な締め付け力が制限阻止され
ておよぶことがないから、長期にわたる熱伝導特性なら
びに電気的特性の安定維持が果たされる。In the constituent means of the present invention, a part of the contact surface between the metal substrate and the high frequency circuit module is in contact, and the other part is in contact with the soft metal via the soft metal. Therefore, the excessive tightening force due to the mounting of the high-frequency circuit module is not restricted and prevented from reaching the soft metal, so that stable heat conduction characteristics and electrical characteristics can be maintained for a long period of time.
【0023】さらなる手段によれば、高周波回路モジュ
ールと金属基板などとの直接の接触部分がモジュールの
端子と高周波平面伝送路との接続部分の直下で行なわれ
ることから、確実な接地接続関係が得られることとなり
高周波伝送特性はきわめて良好な状態となるものであ
る。According to the further means, since the direct contact portion between the high frequency circuit module and the metal substrate or the like is directly under the connection portion between the terminal of the module and the high frequency plane transmission line, a reliable ground connection relation can be obtained. As a result, the high frequency transmission characteristics are in a very good state.
【0024】[0024]
【実施例】以下、本発明の高周波回路モジュールの接続
構造について、構成要旨にもとづいた実施例で図を参照
しながら詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The connection structure of a high frequency circuit module of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings in an embodiment based on the structure.
【0025】図1は本発明の第1一実施例の分離状態の
要部斜視図であり、その回路導体パターンに沿った位置
での要部断面図が図2に示される。図2の図(a)は取
り付け前、図(b)は取り付け状態である。FIG. 1 is a perspective view of an essential part of a first embodiment of the present invention in a separated state, and FIG. 2 is a sectional view of the essential part at a position along the circuit conductor pattern. FIG. 2A shows a state before attachment, and FIG. 2B shows an attached state.
【0026】なお、金属基板など、とは金属基板または
金属筐体に対して取り付ける、いずれの場合に対しても
含まれることはいうるでもないものであるが、以下、単
に金属基板と略称することとする。It should be noted that the term “metal substrate, etc.” can be included in any case of being attached to a metal substrate or a metal housing, but hereinafter, it will be simply referred to as “metal substrate”. And
【0027】図において金属基板21の上に、下面に接
地導体層2が形成され上面に回路導体パターン3の形成
された誘電体基板4からなる回路基板5が、接地導体層
2の面で電気的、機械的に接合さている。In the figure, a circuit board 5 composed of a dielectric substrate 4 having a ground conductor layer 2 formed on a lower surface and a circuit conductor pattern 3 formed on an upper surface on a metal substrate 21 is electrically connected on the surface of the ground conductor layer 2. Mechanically and mechanically.
【0028】高周波回路モジュール6の取り付けられる
部分22は回路基板5が分離されるとともに、金属基板
21に溝状の凹部23が形成され底面は平坦にして平滑
に仕上げられており、両側の段部24とさらに一段低い
第2の凹部25が形成され、その底部には取り付け用の
ねじ孔26が設けられている。In the portion 22 to which the high-frequency circuit module 6 is attached, the circuit board 5 is separated, and the groove-like recess 23 is formed in the metal substrate 21 so that the bottom surface is flat and smooth, and the step portions on both sides are formed. 24 and a second recess 25 that is one step lower than the recess 24 are formed, and a screw hole 26 for attachment is provided in the bottom thereof.
【0029】上記高周波回路モジュール6の取り付けら
れる部分22の第2の凹部25上には、第2の凹部25
の深さよりも適宜に厚い厚さの軟質金属28、たとえば
インジウムシートが配置されている。The second recess 25 is provided on the second recess 25 of the portion 22 to which the high frequency circuit module 6 is attached.
A soft metal 28, such as an indium sheet, having a thickness that is appropriately thicker than the depth thereof is arranged.
【0030】この金属基板21は熱伝導性の良好な銅ま
たは銅合金などで構成されるが、アルミニウムの場合に
は表面に金などの皮膜がめっき法などで付与される。高
周波回路モジュール6の下側にはフランジ状の取り付け
座11が両側に突出され、ここに取り付けねじ用の切り
欠き孔12がそれぞれ形成されている。高周波回路モジ
ュール6の内部には図示省略の発熱をともなう半導体回
路素子が実装されており、蓋13で気密に封止されてい
る。なお、高周波回路モジュール6の収容筐体であるパ
ッケージは熱伝導性の良好な銅などで構成されている。The metal substrate 21 is made of copper or a copper alloy having a good thermal conductivity. In the case of aluminum, a film of gold or the like is applied to the surface by a plating method or the like. On the lower side of the high-frequency circuit module 6, flange-shaped mounting seats 11 are projected on both sides, and notch holes 12 for mounting screws are formed therein. Inside the high-frequency circuit module 6, a semiconductor circuit element with heat generation (not shown) is mounted and is hermetically sealed with a lid 13. The package, which is the housing for the high frequency circuit module 6, is made of copper or the like having good thermal conductivity.
【0031】また、取り付け座11とは異なる両側に
は、誘電体で気密端子を構成した高周波伝送線路に接合
した薄い板状の端子14が突出して設けられており、内
部回路に接続されている。Further, on both sides different from the mounting seat 11, thin plate-like terminals 14 joined to a high-frequency transmission line which constitutes an airtight terminal with a dielectric are provided so as to project, and are connected to an internal circuit. .
【0032】以上の構成で高周波回路モジュール6を金
属基板21の高周波回路モジュールの取り付け部分22
上に載置させ、上から4本のねじ15を切り欠き孔12
を通してねじ孔26にねじ込み、回路導体パターン3と
端子14との位置が所定の適正な位置となるように、高
周波回路モジュール6の位置を位置決めした状態として
ねじ15を締め付け固定させる。With the above structure, the high frequency circuit module 6 is mounted on the metal substrate 21 at the mounting portion 22 of the high frequency circuit module.
Place it on the top and screw the four screws 15 from the top to the cutout hole 12
The high frequency circuit module 6 is positioned and positioned so that the circuit conductor pattern 3 and the terminal 14 are positioned at predetermined proper positions.
【0033】以上のようにして高周波回路モジュール6
が金属基板21に取り付けられると、図(b)に示され
るように端子14を回路導体パターン3に半田付け16
して接続させる。As described above, the high frequency circuit module 6
Is attached to the metal substrate 21, the terminals 14 are soldered to the circuit conductor pattern 3 as shown in FIG.
And connect.
【0034】このようにして取り付けられた状態が図2
の図(b)に示される。高周波回路モジュール6の底面
29はその両側で金属基板21の段部24,24の面と
接しており、その他の部分は第2の凹部25内に配置さ
れた軟質金属28を押圧して軟質金属28を介して金属
基板21と電気的および熱的に接している。The state of attachment in this way is shown in FIG.
(B) of FIG. The bottom surface 29 of the high-frequency circuit module 6 is in contact with the surfaces of the stepped portions 24, 24 of the metal substrate 21 on both sides, and the other portions are pressed by the soft metal 28 arranged in the second recess 25 to soften the metal. It is in electrical and thermal contact with the metal substrate 21 via 28.
【0035】回路基板5上の回路導体パターン3は、い
わゆるマイクロストリップ線路であり、これと高周波回
路モジュール6の端子14とは、マイクロストリップ線
路が高周波平面回路を構成する誘電体基板4の誘電率な
どによって特性インピーダンスが定まっているのに対
し、端子14側のそれは金属基板21の空間部分の空気
の誘電率にもとづく空間形状などにより定まるものであ
る。The circuit conductor pattern 3 on the circuit board 5 is a so-called microstrip line, and this and the terminal 14 of the high frequency circuit module 6 mean that the dielectric constant of the dielectric substrate 4 in which the microstrip line constitutes a high frequency plane circuit. While the characteristic impedance is determined by the above, the characteristic on the terminal 14 side is determined by the space shape based on the dielectric constant of air in the space portion of the metal substrate 21.
【0036】したがって、本実施例によれば金属基板2
1の段部24上には軟質金属28が存在することなく、
平滑に仕上げられた面と高周波回路モジュールの底面2
9との密な接触によって電気的な伝送路の不連続状態が
なく安定した伝送特性が得られる。Therefore, according to this embodiment, the metal substrate 2
There is no soft metal 28 on the step 24 of No. 1,
Smooth finished surface and bottom surface of high frequency circuit module 2
Due to the close contact with 9, stable transmission characteristics can be obtained without a discontinuous state of the electrical transmission path.
【0037】第2の凹部25内には軟質金属28が密に
充填されて押圧状態であるから、高周波回路モジュール
6に生じた発熱は効果的に軟質金属28を介して金属基
板21に伝熱され、高周波回路モジュール6の温度上昇
は一定の温度以上にはならないように制御される。Since the soft metal 28 is densely filled in the second recess 25 and is in a pressed state, the heat generated in the high frequency circuit module 6 is effectively transferred to the metal substrate 21 through the soft metal 28. Thus, the temperature rise of the high frequency circuit module 6 is controlled so as not to exceed a certain temperature.
【0038】この軟質金属28については高周波回路モ
ジュール6が段部24によって一定位置に規定されるこ
とから、取り付け用ねじの締め付け状態の如何にかかわ
らず過大な押圧力が作用することはなく、長期にわたっ
て安定した一定の圧接状態が得られる。With respect to the soft metal 28, since the high-frequency circuit module 6 is defined at a fixed position by the step portion 24, an excessive pressing force does not act regardless of the tightening state of the mounting screw, and the soft metal 28 can be used for a long period of time. A stable and constant pressure contact state can be obtained over the entire range.
【0039】本実施例は金属基板21側に第2の凹部2
5を形成したものであるが、逆に高周波回路モジュール
6の底面29側に同様な凹部25を形成して金属基板2
1側は単なる凹部23のみとし、高周波回路モジュール
6の底部両側の段部24に相当する部分で接触させるよ
うにしても同様の作用、効果は得られる。もちろん、第
2の凹部25に相当する凹部には軟質金属28を介在さ
せることはいうまでももないことである。In this embodiment, the second recess 2 is formed on the metal substrate 21 side.
5 is formed, on the contrary, a similar recess 25 is formed on the bottom surface 29 side of the high frequency circuit module 6 to form the metal substrate 2
Even if only the concave portion 23 is provided on the first side and the portions corresponding to the step portions 24 on both sides of the bottom portion of the high frequency circuit module 6 are brought into contact with each other, the same action and effect can be obtained. Of course, it goes without saying that the soft metal 28 is provided in the recess corresponding to the second recess 25.
【0040】つぎに、本発明の第2実施例について図3
を参照して説明する。図3は第1実施例と同じ構成の回
路基板5および高周波回路モジュール6からなるもので
あるから、これらについては同一符号を付して構成の説
明は省略する。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Will be described with reference to. Since FIG. 3 comprises a circuit board 5 and a high-frequency circuit module 6 having the same configuration as in the first embodiment, the same reference numerals are given to these and description of the configuration is omitted.
【0041】ここでは構成の異なる金属基板31の構成
について説明すると、高周波回路モジュール6の取り付
けられる部分32に溝状の凹部33が形成され、底面3
4には図1と同様の取り付け用の図示省略のねじ孔35
(図1では26)と、底面34からここに配置される軟
質金属36の厚さに相当する高さの突起37が複数箇所
に設けられている。Here, the structure of the metal substrate 31 having a different structure will be described. A groove-shaped recess 33 is formed in a portion 32 to which the high-frequency circuit module 6 is attached, and the bottom surface 3 is formed.
4 is a screw hole 35 (not shown) for mounting similar to that of FIG.
(26 in FIG. 1), and projections 37 having a height corresponding to the thickness of the soft metal 36 disposed here from the bottom surface 34 are provided at a plurality of locations.
【0042】突起37の形状は平面視適宜な形状が適用
される。たとえば円形あるいは角形などであるが、その
位置はできるだけねじ孔35の近傍ないしは、ねじ孔3
5を含む部分であるのが好ましい。As the shape of the projection 37, an appropriate shape in plan view is applied. For example, it is circular or rectangular, but its position is as close to the screw hole 35 as possible or the screw hole 3
It is preferably a portion containing 5.
【0043】軟質金属36の厚さは突起37の高さより
も僅かに高い厚さであり、その幅は凹部33の幅よりも
僅かに適宜狭い幅に設定されている、たとえば、インジ
ユウムシートである。The thickness of the soft metal 36 is slightly higher than the height of the protrusion 37, and the width thereof is set to be a width slightly smaller than the width of the recess 33, for example, an indium sheet. is there.
【0044】上記金属基板31は熱伝導性の良好な銅ま
たは銅合金などで構成されるが、アルミニウムの場合に
は表面に金などの皮膜がめっき法などで付与される。以
上の構成で高周波回路モジュール6を金属基板31の高
周波回路モジュールの取り付け部分32に載置させ、上
から図1と同様に4本のねじ15を切り欠き孔12を通
してねじ孔35にねじ込み、回路導体パターン3と端子
14との位置が所定の適正な位置となるように、高周波
回路モジュール6の位置を位置決めした状態としてねじ
15を締め付け固定せる。The metal substrate 31 is made of copper or a copper alloy having good thermal conductivity. In the case of aluminum, a film of gold or the like is applied to the surface by plating or the like. With the above configuration, the high-frequency circuit module 6 is placed on the mounting portion 32 of the high-frequency circuit module of the metal substrate 31, and the four screws 15 are screwed into the screw holes 35 through the cutout holes 12 as in FIG. The screw 15 is tightened and fixed so that the position of the high-frequency circuit module 6 is positioned so that the conductor pattern 3 and the terminal 14 are located at predetermined proper positions.
【0045】高周波回路モジュール6が金属基板31に
取り付けられた後、図3の図(b)に示されるように、
端子14と回路導体パターン3とを半田付け16して接
続させる。After the high frequency circuit module 6 is attached to the metal substrate 31, as shown in FIG. 3B,
The terminal 14 and the circuit conductor pattern 3 are connected by soldering 16.
【0046】このようにして取り付けられた高周波回路
モジュール6の底面29は、金属基板31の凹部33底
面34の突起37面に接しており、その他の底面29部
分は軟質金属35に接して押圧状態となっている。The bottom surface 29 of the high-frequency circuit module 6 thus mounted is in contact with the projection 37 surface of the recess 33 bottom surface 34 of the metal substrate 31, and the other bottom surface 29 is in contact with the soft metal 35 and is pressed. Has become.
【0047】軟質金属36は押圧されて両方の面29,
34になじみ拡がって凹部33の壁の部分に接触してお
り、電気的、熱的に接している。このように、軟質金属
36が凹部33と高周波回路モジュール6との壁面の隙
間を必要以上に滲み出して埋めることのないように設定
されている。したがって、電気的な不連続状態がなく安
定した伝送特性が得られる。The soft metal 36 is pressed against both surfaces 29,
It spreads to 34 and is in contact with the wall portion of the recess 33, and is in electrical and thermal contact. In this way, the soft metal 36 is set so as not to ooze and fill the gap between the wall surface between the recess 33 and the high-frequency circuit module 6 more than necessary. Therefore, stable transmission characteristics can be obtained without electrical discontinuity.
【0048】軟質金属36は高周波回路モジュール6が
突起37の面に接して一定位置に規定されることから、
取り付け用のねじ15の締め付け状態の如何にかかわら
ず過大な押圧力が作用することはなく、長期にわたって
安定した一定の圧接状態が得られる。Since the high-frequency circuit module 6 contacts the surface of the protrusion 37 and is defined at a fixed position, the soft metal 36 is
An excessive pressing force does not act regardless of the tightened state of the mounting screw 15, and a stable and constant pressure contact state can be obtained for a long period of time.
【0049】凹部33内には軟質金属36が充填されて
圧接状態であるから、高周波回路モジュール6に生じた
発熱は効果的に軟質金属36を介して金属基板31に伝
熱され、高周波回路モジュール6の温度上昇は一定の温
度以上にはならないように制御される。Since the soft metal 36 is filled in the concave portion 33 and is in a pressure contact state, the heat generated in the high frequency circuit module 6 is effectively transferred to the metal substrate 31 via the soft metal 36, and the high frequency circuit module. The temperature rise of 6 is controlled so as not to exceed a certain temperature.
【0050】本実施例は金属基板31に突起37を形成
したものであるが、逆に高周波回路モジュール6の底面
29に同様な突起37を形成して金属基板31側は単な
る凹部33のみとし、高周波回路モジュール6の底部2
9の突起37に相当する部分で接触させるようにしても
同様の作用、効果が得られる。もちろん、凹部33内に
軟質金属36を配置することはいうまでもないことであ
る。In this embodiment, the protrusion 37 is formed on the metal substrate 31, but the same protrusion 37 is formed on the bottom surface 29 of the high-frequency circuit module 6 so that only the recess 33 is formed on the metal substrate 31 side. Bottom part 2 of high-frequency circuit module 6
Even if the portions corresponding to the protrusions 37 of 9 are brought into contact with each other, the same action and effect can be obtained. Of course, it goes without saying that the soft metal 36 is arranged in the recess 33.
【0051】本発明のさらなる構成とその特徴について
図4を参照して説明する。図4は本発明にかかる表面粗
さと伝熱の熱抵抗の関係を、本発明者が実験により求め
たデータである。横軸に表面粗さを凹凸の高さで、縦軸
に熱抵抗を示してある。A further configuration and features of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is data obtained by experiments by the inventor of the present invention regarding the relationship between the surface roughness and the thermal resistance of heat transfer according to the present invention. The abscissa indicates the surface roughness, the height of the unevenness, and the ordinate indicates the thermal resistance.
【0052】一般に、面接触による熱伝達は相互の面同
士の密着性が良好で、隙間などがない状態であることが
望ましいことであると認識されている。そこで、本発明
者は上記のような考えのもとに軟質金属を介在させる場
合についても同様なこととして、高周波回路モジュール
と金属基板との両者の面を凹凸の少ないきわめて平滑な
面として実験を行なった。It has been generally recognized that it is desirable for heat transfer by surface contact to be such that the adhesion between the surfaces is good and there is no gap. Therefore, the present inventor also conducts an experiment by making the surfaces of both the high-frequency circuit module and the metal substrate as extremely smooth surfaces with few irregularities, even in the case of interposing a soft metal based on the above idea. I did.
【0053】まず、軟質金属を介在させない場合として
は金属基板側の接触面仕上げ精度を10点平均法で3.
2μm程度必要であることが判明した。ところが、軟質
金属を介在させる場合にはこのような表面状態よりも、
12.5μmと表面粗さが大きい方が接触の熱抵抗が大
きく減少していることが分かった。First, in the case where no soft metal is interposed, the contact surface finishing accuracy on the metal substrate side is calculated by the 10-point averaging method.
It was found that about 2 μm was necessary. However, in the case of interposing a soft metal, rather than such a surface state,
It was found that the larger the surface roughness was 12.5 μm, the more the thermal resistance of the contact decreased.
【0054】以上のことを推測するに、軟質金属が粗面
となじむことで熱伝達面積が増大して熱伝達効率が増加
する結果と考えられ、接触の熱抵抗を低減し得る。It is considered that the soft metal conforms to the rough surface to increase the heat transfer area and increase the heat transfer efficiency, and the thermal resistance of contact can be reduced.
【0055】[0055]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の高
周波回路モジュールの取り付け構造によれば、簡易な構
成にして電気的な高周波特性にすぐれ、しかも高周波回
路モジュールの発熱を効果的に伝熱冷却する実用上の効
果はきわめて著しいものである。また、軟質金属を介在
させる面の状態については平滑な面状態ではなく、適当
に粗な面状態の方が伝熱の熱抵抗を低減して同一の対向
面積でも、より多くの熱量を伝達し得るものにできる。As described in detail above, according to the mounting structure of the high-frequency circuit module of the present invention, the structure is simple and the electric high-frequency characteristics are excellent, and the heat generation of the high-frequency circuit module is effectively transmitted. The practical effect of heat cooling is extremely remarkable. In addition, regarding the state of the surface on which the soft metal is interposed, not the smooth surface state but an appropriately rough surface state reduces the heat resistance of heat transfer and transfers a larger amount of heat even with the same facing area. You can get what you get.
【図1】本発明の高周波回路モジュールの取り付け構造
(その1)FIG. 1 is a mounting structure of a high-frequency circuit module of the present invention (No. 1)
【図2】図1の要部断面図2 is a cross-sectional view of the main part of FIG.
【図3】本発明の高周波回路モジュールの取り付け構造
(その2)FIG. 3 is a mounting structure for a high-frequency circuit module of the present invention (No. 2)
【図4】本発明にかかる表面粗さと伝熱の熱抵抗の実験
データFIG. 4 is an experimental data of surface roughness and thermal resistance of heat transfer according to the present invention.
【図5】従来の高周波回路モジュールの取り付け構造
(その1)FIG. 5: Conventional high-frequency circuit module mounting structure (No. 1)
【図6】図5の要部断面図6 is a cross-sectional view of the main part of FIG.
【図7】従来の高周波回路モジュールの取り付け構造
(その2)FIG. 7: Conventional high-frequency circuit module mounting structure (Part 2)
2 接地導体層 3 回路導体パターン 4 誘電体基板 5 回路基板 6 高周波回路モジュール 11 取り付け座 12 切り欠き孔 14 端子 15 ねじ 16 半田付け 21 金属基板 22 高周波回路モジュールの取り付け部分 23 凹部 24 段部 25 第2の凹部 26 ねじ孔 28 軟質金属 29 底面 31 金属基板 32 高周波回路モジュールの取り付け部分 33 凹部 34 底面 35 ねじ孔 36 軟質金属 37 突起 2 ground conductor layer 3 circuit conductor pattern 4 dielectric substrate 5 circuit board 6 high frequency circuit module 11 mounting seat 12 notch hole 14 terminal 15 screw 16 soldering 21 metal substrate 22 mounting part of high frequency circuit module 23 recess 24 step 25 2 recessed portion 26 screw hole 28 soft metal 29 bottom surface 31 metal substrate 32 mounting portion of high frequency circuit module 33 recessed portion 34 bottom surface 35 screw hole 36 soft metal 37 protrusion
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 恭一 東京都千代田区岩本町2丁目12番5号 株式会社宇宙通信基礎技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kyoichi Ishii 2-12-5 Iwamotocho, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Space Communication Basic Technology Research Institute, Inc.
Claims (2)
1)などにねじ止めして取り付けられる高周波回路モジ
ュール(6)の取り付け面と上記金属基板などの面との
間に熱伝導用の軟質金属(28)を介在させる取り付け
構造であって、 上記軟質金属(28)の収容凹部(25)を形成し高周
波回路モジュール(6)の取り付け状態で上記金属基板
(21)などと高周波回路モジュール(6)の面同士の
一部が当接されて取り付け位置が規定されるように構成
したことを特徴とする高周波回路モジュールの取り付け
構造。1. A metal substrate (2) incorporating a semiconductor circuit element.
A mounting structure in which a soft metal (28) for heat conduction is interposed between a mounting surface of a high-frequency circuit module (6) mounted by screwing on 1) or the like and a surface of the metal substrate or the like. In the mounting state of the high frequency circuit module (6) in which the metal (28) accommodating recess (25) is formed, a part of the surfaces of the metal substrate (21) and the high frequency circuit module (6) are brought into contact with each other and the mounting position is A structure for mounting a high-frequency circuit module, characterized in that
が高周波平面伝送線路(3)と接続される部分の直下で
金属基板(21)などと高周波回路モジュール(6)の
面(24)(29)同士が当接されるように構成したこ
とを特徴とする請求項1に記載の高周波回路モジュール
の取り付け構造。2. The surface (24) () of the high-frequency circuit module (6) and the metal substrate (21) directly below the portion where the input / output section of the high-frequency circuit module (6) is connected to the high-frequency flat transmission line (3). 29) The mounting structure for a high-frequency circuit module according to claim 1, characterized in that they are abutted against each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5301530A JP2517209B2 (en) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | High-frequency circuit module mounting structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5301530A JP2517209B2 (en) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | High-frequency circuit module mounting structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07153870A JPH07153870A (en) | 1995-06-16 |
| JP2517209B2 true JP2517209B2 (en) | 1996-07-24 |
Family
ID=17898047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2517209B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4770518B2 (en) * | 2006-03-01 | 2011-09-14 | 日本電気株式会社 | High power amplifier |
| JP2008218934A (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-18 | Yokogawa Electric Corp | Pressure vessel with heat sink |
| JP5024314B2 (en) * | 2009-03-05 | 2012-09-12 | 株式会社富士通ゼネラル | Semiconductor device heat dissipation structure and electronic device including the same |
| JP6352583B2 (en) * | 2012-09-04 | 2018-07-04 | 株式会社東芝 | Semiconductor device |
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1993
- 1993-12-01 JP JP5301530A patent/JP2517209B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH07153870A (en) | 1995-06-16 |
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