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発明の名称 電子装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−37200
公開日 平成6年(1994)2月10日
出願番号 特願平4−189102
出願日 平成4年(1992)7月16日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】秋田 収喜
発明者 神代 岩道 / 沼波 雅仁
要約 目的
高周波増幅モジュールの組立性および実装性向上。

構成
フランジ7の主面の回路基板取付領域10に回路基板15を半田20で固定し、かつフランジの両端を除くフランジ主面部分をパッケージ16で被った高周波増幅モジュールにあって、フランジ主面の側縁を打ち抜きバリ面6aとして半田の濡れ領域を規定させて回路基板のずれや半田流出による半田突起発生を防ぎパッケージ取付歩留りを向上させる。実装時取付板に対面するフランジ裏面において、フランジの両端縁を打ち抜きバリ面6aとし、フランジ中央,両端が前記取付板に接触するようにすることによって、実装時のネジの締め付けによるフランジの曲げ応力発生を防止し回路基板の剥離等を防ぐ。
特許請求の範囲
【請求項1】 矩形状のフランジと、このフランジの主面に固定される回路基板と、前記フランジの両端部分に設けられる固定部品が取り付けられる固定部とを有する電子装置であって、前記フランジはプレス成型品であるとともに、少なくとも前記回路基板が取り付けられる領域のフランジ主面両側縁部分は打ち抜きバリ面となり、前記固定部が設けられるフランジ裏面両端縁部分は打ち抜きバリ面となっていることを特徴とする電子装置。
【請求項2】 前記回路基板は前記フランジ主面に半田を介して接合されているとともに、前記回路基板の幅は前記フランジの幅と一致していることを特徴とする請求項1記載の電子装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電力増幅モジュール(パワーアンプモジュール)等放熱板としてのフランジを有する電子装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子装置の一つとして電力増幅回路装置が知られている。この種の電子装置は、内部で発生した熱を外部に速やかに放出する必要があることから、放熱板としてのフランジを有する構造となっている。この種電子装置として、たとえば、株式会社日立製作所半導体事業部技術本部発行「ゲイン(GAIN)」1988年9月号P23〜P25に記載されているように、高周波パワーMOSFETモジュール(高周波増幅モジュール)がある。この高周波増幅モジュールは、フランジ(放熱フランジ)の主面に回路基板を固定し、かつこの回路基板上に所望の受動部品や能動部品からなる電子部品を搭載している構造となっている。また、前記電子部品や回路基板は、パッケージによって封止されている。また、前記パッケージの両端から突出するフランジ部分(フランジ両端部分)には、ネジ取り付け用の溝が設けられ、固定部が形成されている。なお、この高周波増幅モジュールは、パワーMOSFETを三段に組み込むことによって出力の向上を図る構造となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】高周波増幅モジュールにおける放熱板としてのフランジ(ヘッダー)は、一般的にはプレス成型によって製造されている。プレス成型においては、図8に示すように、素材となる金属板1をダイ2上に置き、ポンチ3の打ち抜き動作によってポンチ3の形状に打ち抜く。成型品は1回のポンチ3の打ち抜きによって、あるいは複数回のポンチ3の打ち抜きによる抜き型としての成型品を得る方法がある。いずれにしても、成形品4の周縁は、打ち抜きによっていわゆるダレ5と称される丸み縁やダレの反対面に現れるバリ6と称される突起縁が発生する。前記バリ6は、ダイ2とポンチ3の平坦面による押し潰しプレス加工によって、図9に示すようになくなるが、ダレ5はそのまま残留することが多い。なお、この明細書においてダレ面(ダレ面5a),バリ面(バリ面6a)なる言葉を使うが、これはプレス成型時にダレが発生した面(縁)またはバリが発生した面(縁)を意味し、プレス成型後の押し潰しプレス加工によってダレやバリが消滅してもそのままダレ面5a,バリ面6aとして説明することにする。
【0004】高周波増幅モジュールにおけるフランジは、順送金型による複数回の打ち抜きによって形成されている。フランジ7は、図10に示すように一方向に長い矩形体となるとともに、その両端にはネジ(固定部品)が差し込まれる溝9が設けられた形状となっている。また、フランジ7の上面中央部分は、回路基板が取り付けられる領域、すなわちハッチングで示される回路基板取付領域10となっている。図10における白抜き矢印は、打ち抜き方向11(以下同様)を示すものであり、この結果、図10に示されるフランジ7は、フランジ7の下面の周縁にダレ5が現れる状態となっている。このように、ダレ5が下面周縁に現れる状態でフランジ7を使用して高周波増幅モジュール12の組立が行われた場合、高周波増幅モジュール12を取付板13にネジ14で締め付け固定する際、フランジ7に応力が加わり損傷を起こすことがある。すなわち、図11に示すように、高周波増幅モジュール12を取付板13にネジ14を用いて固定する場合、フランジ7の両端下部はダレ5(ダレ面5a)があることから、フランジ7の片方をネジ14で締め付けた際、このダレ5部分が取付板13に接触するため、フランジ7の他端が浮き上がってしまう。したがって、浮き上がったフランジ7の他端をネジ締めすると、フランジ7に曲げ応力が加わり、たとえばフランジ7の上面(主面)に固定されている回路基板が剥離を起こしたりして破損が生じてしまう。なお、図中16はパッケージである。
【0005】そこで、高周波増幅モジュール12の組立においては、前記フランジ7は図12および図13に示すように、回路基板15を固定する面として周縁にダレ5が現れるダレ面5aを使用することが多い。このようなフランジの使用状態によれば、高周波増幅モジュール12の実装時、フランジ7のバリ面6aが取付板に対面することから、ネジ締めによってもフランジ7に曲げ応力が加わることはないが、高周波増幅モジュール12の組立時に不都合が生じることが本発明者によってあきらかにされた。すなわち、高周波増幅モジュール12の組立(製造)においては、フランジ7の主面の回路基板取付領域10に回路基板15が固定されるが、この固定は、本出願人にあっては半田20で固定している。図12に示すように、溶けた半田20は回路基板取付領域10上に広がるが、フランジ7の両側縁では、縁がダレ面5aとなっていることから、半田20の広がった縁が留まる位置がないため一定し難くなる。この結果、溶けた半田20の上に浮かぶ回路基板15の位置が、矢印に示すように左右にふらつき、フランジ7に対して一定し難くなる。高周波増幅モジュール12の小型化から前記回路基板15の幅は、フランジ7の幅と略同一寸法となっていることから、フランジ7に対して一致して重ならないことは、前記回路基板15およびフランジ7を覆うパッケージ16が取り付け難くなる。図13では、回路基板15がフランジ7の側面からaだけ突出した状態を示す。また、前記フランジ7に回路基板15を半田20で固定する際、フランジ7の両側縁部分がダレ面5aとなっていることから、図14に示すように、溶けた半田20がフランジ7の側面にまで流れ出すこともある。このような半田20の流出は、フランジ7や回路基板15の縁から突出する半田突起21の発生となり、前記同様にパッケージの取り付け不良を起こす原因となる。
【0006】本発明の目的は組立歩留りを高くできる電子装置を提供することにある。
【0007】本発明の他の目的は、フランジに位置精度良く回路基板を固定できる電子装置を提供することにある。
【0008】本発明の他の目的は、取付板への実装時、フランジに曲げ応力の発生を生じさせることがない電子装置を提供することにある。本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。すなわち、本発明の高周波増幅モジュールは、矩形状のフランジと、このフランジの主面に固定される回路基板と、前記フランジの両端部分に設けられるネジやリベットが取り付けられる溝を有する固定部とを有する構造となっているが、前記フランジはプレス成型品であるとともに、少なくとも前記回路基板が取り付けられる領域のフランジ両側縁部分は打ち抜きバリ面となり、前記固定部が設けられるフランジ両端のフランジ裏面部分は打ち抜きバリ面となっている。また、前記回路基板は前記フランジ主面に半田を介して接合されているとともに、前記回路基板の幅は前記フランジの幅と略一致している構造となっている。
【0010】
【作用】上記した手段によれば、本発明の高周波増幅モジュールは、フランジの回路基板を取り付ける回路基板取付領域においては、フランジの両側縁は略直角断面となる縁(バリ面)となって前記回路基板取付領域の両側縁を構成していることから、回路基板をフランジに固定する半田の濡れ縁が常に一定となるため、半田の表面張力によるセルフアライメント効果もあって回路基板はフランジに対して常に一致して一定の位置に固定されることになる。また、回路基板をフランジに固定する半田の濡れ領域はバリ面による略直角断面となる縁に規定されることから、半田はフランジおよび回路基板の両側から突出しない。これらのことから、フランジおよび回路基板等を覆うパッケージの取り付けにも支障を来さなくなる。また、フランジの両端の下面、すなわち取付板に接触する面はバリ面となっていることから、フランジの一端をネジで締め付け固定した際、フランジの他端が取付板の表面から浮き上がるような事もなくなり、実装時にフランジに曲げ応力が作用することによる不都合は生じなくなる。
【0011】
【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例について説明する。図1は本発明によるフランジの概要を示す斜視図、図2は同じくフランジの製造方法を示す模式図、図3は同じくフランジの製造における各工程でのプレス打ち抜き状態を示す模式図、図4は本発明による高周波増幅モジュールの概要を示す断面図、図5は同じく高周波増幅モジュールの概要を示す斜視図、図6は同じく高周波増幅モジュールの組立における回路基板の固定状態を示す断面図、図7は同じく高周波増幅モジュールの実装状態を示す正面図である。
【0012】この実施例では、自動車電話用の高周波増幅モジュール(パワーアンプモジュール)に本発明を適用した例について説明する。この高周波増幅モジュール12は、図5に示すように、外観的には放熱板を兼ねる基板(フランジ)7と、このフランジ7の主面に取り付けられた樹脂からなる矩形状のパッケージ(ケース)16と、前記パッケージ16の一側面(手前側)から突出する4本のリード25とからなっている。前記フランジ7の両端はパッケージ16から突出しているとともに、その突出部は固定部26を構成している。すなわち、前記フランジ7の両端には、端中央から切り込まれた溝9を有している。この溝9には、ネジやリベットが挿入される。たとえば、図7に示すように、高周波増幅モジュール12を取付板13に実装する場合、前記固定部26の溝9にネジ14を挿入するとともに、このネジ14を取付板13にあらかじめ設けられたネジ穴にネジ込むことによって高周波増幅モジュール12を取付板13に固定する。
【0013】この高周波増幅モジュール12は、前記パッケージ16内において、図4に示すように前記フランジ7の主面(上面)に高周波回路基板15が固定されている。この回路基板15は、セラミック板からなるとともに、その主面(上面)には図示しないが配線層が形成されている。そして、所定部に例えば3個の高周波回路(パワーMOSFET)27,28,29や図示しないコンデンサ等が固定されている。前記パワーMOSFET27,28,29は図示しないワイヤによって各電極が前記配線層に接続されている。前記リード25は、図5に示すように、たとえば左から右に向かって入力端子(PIN),ゲインコントロール端子(VAPC ),電源端子(VDD),出力端子(POUT )となっている。そして、この高周波増幅モジュール12は、3段増幅回路を構成することになる。
【0014】一方、これが本発明の特徴の一つであるが、この高周波増幅モジュール12のフランジ7は、図1に示すような形状となっている。すなわちフランジ7は、金属板を順送金型によって打ち抜いて形成されるが、この際従来のように全て一方向からの打ち抜きだけでなく、たとえばフランジ7の両側を形成する打ち抜きの場合は、図1で示すように下方から上方に向かってポンチを移動させて打ち抜き、フランジ7の両端を形成する打ち抜きの場合は、図1で示すように上方から下方に向かってポンチを移動させて打ち抜く。これにより、フランジ7の両端の固定部26の下面は、打ち抜きバリ面6aとなり、その後のバリ除去によって平坦となる。また、フランジ7の中央部分のハッチングで示す回路基板取付領域10もその両側縁が打ち抜きバリ面6aとなることから、その後のバリ除去処理もあって平坦となる。また、前記回路基板取付領域10と固定部26との間には、コイニングによって溝30が設けられている。この結果、回路基板取付領域10の周囲は、シャープな縁となり、半田によって回路基板15を固定する際、半田の濡れ縁が前記シャープな縁で鮮明に区画されることになる。したがって、溶けた半田の上に浮かぶ回路基板15は、半田の表面張力によるセルフアライメント効果によって常にフランジ7に対して一致し常に一定の位置に固定されることになる。また、この固定において前記シャープな縁によって半田の濡れ領域が規定されるため、半田がフランジ7の縁から外方に流れ出て図14に示すような前記半田突起21が形成されることもない。なお、前記固定部26にはガイド孔31が設けられている。
【0015】つぎに、本発明によるフランジ7の製造方法、すなわち順送金型によるプレス成型について説明する。図2はリールから解き出されたフープ材(素材となる金属板)に、順次順送金型(順送プレス)によって打ち抜きが行われる状態を示すものである。フープ材(金属板)1は、たとえば右から左に向かって間欠的に移動し、(a)〜(g)なる各ステーションでそれぞれ所望の打ち抜き加工が施される。打ち抜きは、すなわちポンチ3は(a)〜(f)までの各ステーションでは、図3に示すように金属板1の上方から下方に向けて移動して打ち抜きを行い、(g)のステーションでは金属板1の下方から上方に向けて移動して打ち抜きを行うようになっている。これによって、ステーション(g)では、バリ面はステーション(a)〜ステーション(f)の場合とは逆の面となる。
【0016】金属板1は、たとえば2.3mm厚さの表面にニッケルメッキを施した銅板となっている。この金属板1に対して、ステーション(a)では、フープ材1の両側にそれぞれパイロット孔35が設けられる。ステーション(b)では、固定部26のガイド孔31が設けられる。ステーション(c)では、フランジ7の一側縁を形成するための細長溝(スリット)36が設けられる。このスリット36は、前記ガイド孔31に近接したフランジ7の一側縁を形成することになる。また、ステーション(d)では、フランジ7の他側縁を形成するための細長溝(スリット)37が設けられる。このステーション(c),(d)における打ち抜きによってフランジ7の両側縁が形成される。そして、図2に示される面においてフランジ7の両側縁はダレ面5aとなる。したがって、図示されないフランジ7の裏面両側縁はバリ面6a(図示しない)となる。ステーション(e)ではコイニングが行われて溝30が形成される。ステーション(f)では固定部26における溝9を形成するための長溝38が形成される。また、最後のステーション(g)ではフランジ7の両端縁を形成するための2本の細長溝(スリット)39が設けられる。このスリット39は前記スリット6,37に直交するとともに、両端は前記フランジ7の両側縁を形成するスリット36,37にそれぞれ到達する。この結果、二点鎖線で示す形状のフランジ7が金属板1から切り離されることになる。
【0017】本発明の高周波増幅モジュール12は、前記のように形成されたフランジ7を用いて製造されている。すなわち、本発明の高周波増幅モジュール12において、図6に示すように、回路基板15は両側縁がバリ面6aとなるフランジ7の面を主面として、主面に半田20を介して固定されている。この固定作業時、溶けた半田20は、図1に示すようにフランジ7の回路基板取付領域10一杯に広がるが、この回路基板取付領域10を形成する縁は、コイニングによって設けられた溝30による縁と、フランジ7の両側のバリ面6aによる縁とによって形成され、いずれもダレのように曲面とならず、シャープな縁を形成するため、溶けた半田20はこれらの縁ではっきりと区画され半田の濡れ領域が常に一定する。したがって、図6に示すように、半田20の表面張力によるセルフアライメント効果もあり、フランジ7と略同一の幅を有する回路基板15が一致して重なってフランジ7に固定されることになる。また、溶けた半田20が回路基板取付領域10の縁から食み出すことがなくなるため、図6に示すように、フランジ7と回路基板15を一体に固定する半田20が、フランジ7や回路基板15の端から突出することもない。この結果、回路基板15がフランジ7に対してずれて固定されないこと、フランジ7と回路基板15を固定する半田20がフランジ7の両側から突出しないことによって、パッケージの取り付けに支障を来さなくなり、組立の歩留りが向上することになる。
【0018】本発明の高周波増幅モジュール12は、図7に示すように、実装状態において取付板13に対面するフランジ7の両端縁はバリ面6aとなっている。したがって、ネジ14でフランジ7の両端の固定部26を締め付け固定した場合、フランジ7はその中央および両端が取付板13に密着することから、従来のようにフランジ7の一端側をネジ固定した場合に他端側が浮き上がるようなこともなく、実装時にフランジ7に曲げ応力が作用せず、回路基板15の剥離等の不都合も生じなくなる。
【0019】
【発明の効果】(1)本発明の高周波増幅モジュールは、構成部品として使用されるフランジがその製造において、プレス成型時の打ち抜き方向を部分的に選択して形成されていることから、回路基板を固定する面においては回路基板をフランジに固定する半田の濡れ領域が常に一定し、回路基板を所定位置に高精度に固定することができるという効果が得られる。
【0020】(2)上記(1)により、本発明の高周波増幅モジュールは、フランジに回路基板が半田で固定される構造となっているが、半田の濡れ領域はフランジの両側縁では打ち抜きバリ面の縁で規定されるため、半田がフランジの両側縁から突出しなくなるという効果が得られる。
【0021】(3)上記(1)および(2)により、本発明によれば、高周波増幅モジュールの組立において、フランジに対して回路基板がずれて固定されないこと、フランジ側縁に半田突起が発生しないことから、パッケージの取り付けに支障を来さなくなり、組立の歩留りが向上するという効果が得られる。
【0022】(4)上記(1)により、本発明の高周波増幅モジュールは、固定部下面の端、すなわちフランジの取付板に対面する面の両端縁が打ち抜きダレ面ではなく、打ち抜きバリ面となって略直角断面の角部となっていることから、高周波増幅モジュールを取付板に実装する際、一方の固定部をネジによって固定した場合、他端が浮き上がるようなこともなく、実装時にフランジに曲げ応力が作用することもないという効果が得られる。これによって、実装時、回路基板がフランジから剥離するような不都合も生じなくなる。
【0023】(5)上記(1)〜(4)により、本発明によれば、組立歩留りが高くかつ実装性の良い高周波増幅モジュールを提供することができるという相乗効果が得られる。
【0024】以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0025】以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野である高周波増幅モジュールの技術に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではない。本発明は少なくとも取付板に固定される放熱性のフランジを有する電子装置には適用できる。




 

 


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