JP2006303160A - 多層プリント配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 発熱部品の温度を熱保護部品の温度と同程度まで冷却することなく、熱保護部品を熱的に保護できるプリント配線基板を提供する。
【解決手段】 多層プリント配線基板（ＰＣＢ）において、第１の単層基板（Ｓ１ａ）には第１の保証温度（ＴＳ１）で動作する発熱部品（１０１）と第１の保証温度（ＴＳ２）より低い第２の保証温度（ＴＳ２）で動作する熱保証部品（１０２）とが実装され、第２の単層基板（Ｓ２ａ、Ｓ４ａ）には第１の単層基板（Ｓ１ａ）に重ね合わされた時に、発熱部品（１０１）の下部に位置する第１のベタ層（ＬＧ１ａ、ＬＰ１ａ）と熱保証部品（１０２）の下部に位置する第２のベタ層（ＬＧ２ａ、ＬＰ２ａ）とが設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ノート型パソコンやデスクトップ型パソコン等に用いられる、発熱の大きい電子部品と低保証温度あるいは低許容温度上昇部品が実装された多層プリント配線基板に関する。

ノート型パソコンやデスクトップ型パソコン等に用いられる多層プリント配線基板には、ＣＰＵ等の発熱量の大きい電子部品（以降、「発熱部品」と称す）と、保証温度の低い部品（以降、「低保証温度部品」と称す）や温度上昇を小さく抑える必要がある部品（以降、以降「低温度上昇部品」と称す）が、同一ベタ層上に実装されているものがある。なお、低保証温度部品と低温度上昇部品とを、熱保護部品と総称する。このような、多層プリント配線基板においては、発熱部品で発生した熱が、銅に代表される熱伝導体で形成されるベタ層を直接伝導して、熱保護部品を容易に保証温度以上に昇温させたり、許容量以上に温度上昇させたりする。結果、熱保護部品の劣化あるいは損傷を招く。

図８に上述の多層プリント配線基板の具体例を示す。多層プリント配線基板表面ＰＣＢｃは、ガラスエポキシ樹脂で作成された４枚の単層基板Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４を有する。つまり、多層配線基板ＰＣＢｃは第１の単層基板Ｓ１、第２の単層基板Ｓ２、第３の単層基板Ｓ３、および第４の単層基板Ｓ４が積み上げられて構成されている。単層基板Ｓ１〜Ｓ４のそれぞれの表面には、様々な回路要素が設けられている。

具体的には、第１の単層基板Ｓ１の表面には、６つのスルーホール１０３が設けられている。第２の単層基板Ｓ２の表面には、グランド層ＬＧｃｃが設けられている。第３の単層基板Ｓ３の表面には、２つのスルーホール１０３および配線１０７が設けられている。なお、配線１０７は、第３の単層基板Ｓ３の上に第２の単層基板Ｓ２重ねた場合に、第２の単層基板Ｓ２のグランド層ＬＧｃｃに設けられているスルーホール１０３の二つを繋ぐ位置に設けられている。第４の単層基板Ｓ４の表面には、電源層ＬＰｃが設けられている。なお、グランド層ＬＧｃｃや電源層ＬＰｃは、いわゆるベタ層と呼ばれる面積の大きい銅配線部分である。

多層プリント配線基板表面ＰＣＢｃの第１の単層基板Ｓ１には、発熱部品であるＣＰＵ１０１と熱保護部品であるＰＣカードスロット１０２が実装されている。ＣＰＵ１０１で発生した熱は、両熱伝導体である銅で形成されたスルーホール１０３や、単層基板Ｓ１〜Ｓ４を構成するガラスエポキシ樹脂を介して、グランド層ＬＧや電源層ＬＰ（ベタ層）に伝導する。熱は、さらに、グランド層ＬＧや電源層ＬＰを伝ってプリント配線基板全面に拡がり、最終的にＰＣカードスロット１０２に到達して、ＰＣカードスロット１０２の内部雰囲気温度を保護温度以上に上昇させてしまう。結果、ＰＣカードスロット１０２が正しく動作できなかったり、損傷或いは劣化したりするという問題を有している。

このような事態を防止するために、従来、発熱部品（ＣＰＵ１０１）に放熱板や放熱フィンを固定して、当該発熱部品（ＣＰＵ１０１）を自然空冷あるいは、ファンによる強制空冷することにより、発熱部品と熱保護部品との間の温度差を低下させている。つまり、温度差の低下により、発熱部品から熱保護部品に伝導する熱量の低下、さらに熱保護部品の昇温抑制を図っている。
特開２００１−２２１４８６号公報

しかしながら、ベタ層や配線を形成する銅の熱伝導率は非常に高く、銅配線、特に、電源層やグランド層などの面積の大きい銅配線部分であるいわゆるベタ層を伝導して大量の熱が熱保護部品に伝わる。そのために、熱保護部品に伝わる熱量あるいは熱保護部品の昇温を抑えるために、発熱部品と熱保護部品との間の温度差を出来るだけ小さくする必要がある。つまり、自然冷却あるいは強制冷却によって、発熱部品の温度を熱保護部品の温度と同程度にまで下げなければならない。そのような要求は、省スペースや高密度実装が要求されるプリント配線基板においては、技術的かつコスト的にも全く非現実的な解法である。

よって、本発明は上述の問題を鑑みて、発熱部品の温度を熱保護部品の温度と同程度まで冷却することなく、熱保護部品を熱的に保護できるプリント配線基板を提供することを目的とする。

このような問題を解決するために、本発明のプリント配線基板は、第１の保証温度で動作する発熱部品と、前記第１の保証温度より低い第２の保証温度で動作する熱保証部品とが実装される第１の単層基板と、
前記第１の単層基板に重ね合わされ、かつ接合される第２の単層基板とを備え、
前記第２の単層基板の表面には、前記第１の単層基板に重ね合わされた時に、前記発熱部品の下部に位置する第１のベタ層と、前記熱保証部品の下部に位置する第２のベタ層とが設けられていることを特徴とする。

本発明の多層プリント配線基板により、同一プリント配線基板上にＣＰＵ等の発熱の大きい電子部品と別の保証温度の低い部品もしくは温度上昇を小さく抑える必要がある部品が実装されているプリント配線基板において、発熱の大きい電子部品の温度が高くても、従来より、保証温度の低い部品もしくは温度上昇を小さく抑える必要がある部品の温度を低く保つことができることができる。結果、発熱の大きい電子部品の放熱構造を簡略化したり省略したりできる。

（実施の形態１）
図１を参照して、本発明の実施の形態１に係る多層プリント配線基板について説明する。本例においては、多層プリント配線基板ＰＣＢ１は、ガラスエポキシ樹脂で作成された４枚の単層基板Ｓ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓ３ａ、およびＳ４ａを有する。つまり、多層配線基板ＰＣＢ１は第１の単層基板Ｓ１ａ、第２の単層基板Ｓ２ａ、第３の単層基板Ｓ３ａ、および第４の単層基板Ｓ４ａが積み上げられて構成されている。単層基板Ｓ１ａ〜Ｓ４ａのそれぞれの表面には、様々な回路要素が設けられている。

具体的には、第１の単層基板Ｓ１ａの表面には、６つのスルーホール１０３が設けられている。第２の単層基板Ｓ２ａの表面には、第１のグランド層ＬＧ１ａおよび第２のグランド層ＬＧ２ａが設けられている。第１のグランド層ＬＧ１ａおよび第２のグランド層ＬＧ２ａは、ギャップＧｇによって互いに離間されている。第１のグランド層ＬＧ１ａおよび第２のグランド層ＬＧ２ａは、上述の従来の多層プリント配線基板表面ＰＣＢｃにおけるグランド層ＬＧが、ギャップＧｇによって物理的に分離されたものと言える。なお、第１のグランド層ＬＧ１ａおよび第２のグランド層ＬＧ２ａをグランド層ＬＧａと総称する。

第３の単層基板Ｓ３ａの表面には、２つのスルーホール１０３および配線１０７が設けられている。なお、配線１０７は、第３の単層基板Ｓ３ａの上に第２の単層基板Ｓ２ａを重ねた場合に、第２の単層基板Ｓ２ａの第１のグランド層ＬＧ１ａおよび第２のグランド層ＬＧ２ａに設けられているスルーホール１０３の二つを繋ぐ位置に設けられている。

そして、第４の単層基板Ｓ４ａの表面には第１の電源層ＬＰ１ａおよび第２の電源層ＬＰ２ａが設けられている。第１の電源層ＬＰ１ａおよび第２の電源層ＬＰ２ａは、ギャップＧｐによって互いに離間されている。なお、第１の電源層ＬＰ１ａおよび第２の電源層ＬＰ２ａは、従来のプリント配線基板表面ＰＣＢｃにおける電源層ＬＰがギャップＧｐによって物理的に分離されたものと言える。第１の電源層ＬＰ１ａおよび第２の電源層ＬＰ２ａを電源層ＬＰａと総称し、さらにギャップＧｇおよびギャップＧｐをギャップＧと総称する。なお、グランド層ＬＧａおよび電源層ＬＰａはベタ層ＬＦＰと総称する。

図２、図３、および図４を参照して、ギャップＧとベタ層ＬＦＰ（グランド層ＬＧおよび電源層ＬＰ）との関係について説明する。図２は、代表例として、図１において矢印Ａの方向に見えた第２の単層基板Ｓ２ａでギャップＧｇを中心とする端部を拡大して示している。図３は、図２に示した第２の単層基板Ｓ２ａの上に、第１の単層基板Ｓ１ａが重ね合わされて多層配線基板ＰＣＢ１が完成された時の状態を拡大して示している。図４は、図３と同様に多層配線基板ＰＣＢ１が完成された時の異なる状態を拡大して示している。なお、以下に述べるギャップＧｇとグランド層ＬＧａとに関する説明は、第４の単層基板Ｓ４ａにおけるギャップＧｐと電源層ＬＰａに関しても同様に有効である。

図２に示すように、第２の単層基板Ｓ２ａのベースプレートＢ２ａの上に、第１のグランド層ＬＧ１ａと第２のグランド層ＬＧ２ａがギャップＧｇを介して、近接して載置されている。ギャップＧｇは所定の幅Ｗｇを有している。言い換えれば、従来のプリント配線基板ＰＣＢｃにおける１つのグランド層ＬＧが、幅Ｗｇの溝（Ｇ）で分離されていると言える。グランド層ＬＧａは、極めて電気伝導性および熱伝導性のよい銅で形成されている。そして、ベースプレートＢ２ａは、絶縁体で且つ銅に比べて、熱伝導性が極めて悪いガラスエポキシ樹脂材で構成されている。そして、ギャップＧｇには、ガラスエポキシ樹脂材に比べても熱伝導性の劣る空気が満たされている。

つまり、第１のグランド層ＬＧ１ａと第２のグランド層ＬＧ２ａとの間での直接熱伝導は、ギャップＧｇによって遮断されている。それゆえに、第１のグランド層ＬＧ１ａと第２のグランド層ＬＧ２ａとの間で熱が伝導するには、第１のグランド層ＬＧ１ａと第２のグランド層ＬＧ２ａの両方に接触しているベースプレートＢ２ａ（ガラスエポキシ樹脂材）を介する直接伝導ルートと、第１のグランド層ＬＧ１ａおよび第２のグランド層ＬＧ２ａとのギャップＧｇ側の端部間での熱放射ルートと、同端部で暖められる空気を介する暖気ルートを介して実現される。しかしながら、上述のように、ガラスエポキシ樹脂材および空気の熱伝導係数は、ベタ層ＬＦＰを構成する銅に比べて著しく小さいので、ギャップＧｇによって、第１のグランド層ＬＧ１ａと第２のグランド層ＬＧ２ａとの間で伝導される熱量は、両者間の温度差（熱勾配）の大きさに拘わらず、大幅に制限される。

図３に示すように、図３に示した第２の単層基板Ｓ２ａの上に、第１の単層基板Ｓ１ａが接合されて、多層配線基板ＰＣＢ１が構成される。このとき、ギャップＧｇは、第１のグランド層ＬＧ１ａおよび第２のグランド層ＬＧ２ａの銅製端面と、第２の単層基板Ｓ２ａの上面および第１の単層基板Ｓ１ａの底面のガラスエポキシ樹脂面で規定される。つまり、多層配線基板ＰＣＢ１の単層基板の積み上げ方向に垂直な方向に開口した、ギャップＧｇに沿ったギャップ空間ＳＧｇが生成される。ギャップ空間ＳＧｇには、図３に示すように、空気が充填されているので、第１のグランド層ＬＧ１ａおよび第２のグランド層ＬＧ２ａの間の直接伝導は防止される。

図４に、図３と同様に、第２の単層基板Ｓ２ａの上に第１の単層基板Ｓ１ａが接合された時の別の例を示す。本例においては、多層配線基板ＰＣＢ１の各単層基板Ｓ１ａ〜Ｓ４ａが接合されるばあいに、ギャップＧｇの上下のガラスエポキシ樹脂材が変形して、ギャップ空間ＳＧｇ内に充填される場合がある。図４に例示されているように、ギャップ空間ＳＧｇが、ガラスエポキシ樹脂で完全に充填されている場合には、第１のグランド層ＬＧ１ａおよび第２のグランド層ＬＧ２ａの銅製端部の熱は、ガラスエポキシ樹脂を介して伝導される。しかしながら、上述のように、ガラスエポキシ樹脂の熱伝導係数は、銅に比べて著しく小さいので、ガラスエポキシ樹脂を介する第１のグランド層ＬＧ１ａおよび第２のグランド層ＬＧ２ａ間で伝導される熱量は、図２に示した状態に比べれば若干多いものの、従来のプリント配線基板ＰＣＢｃの場合に比べると著しく小さい。

なお、実際の多層配線基板ＰＣＢ１においては、第２の単層基板Ｓ２ａのギャップ空間ＳＧｇがガラスエポキシ樹脂で完全に充填されずに、図２および図３で示した状態の中間の状態になることがある。つまり、ギャップ空間ＳＧｇの一部分は空気で充填され、他の部分はガラスエポキシ樹脂が充填される。この場合、ギャップ空間ＳＧｇを介して、第１のグランド層ＬＧ１ａおよび第２のグランド層ＬＧ２ａの間で伝導される熱量は、図２に示した場合より多く、図３に示した場合より少なくなる。

図２、図３、および図４に示す何れの場合においても、第１のグランド層ＬＧ１ａおよび第２のグランド層ＬＧ２ａの間の温度差が大きくても、両者間で伝導される熱量を大幅に制限できる。結果として、第１のグランド層ＬＧ１ａと第２のグランド層ＬＧ２ａの一方の発熱温度が高くても、他方を保証温度以下に保つことが容易である。

以下に、多層配線基板ＰＣＢ１において、ＰＣカードスロット１０２がＣＰＵ１０１の高温から保護されるメカニズムについて説明する。第１の単層基板Ｓ１ａ、第２の単層基板Ｓ２ａ、第３の単層基板Ｓ３ａ、および第４の単層基板Ｓ４ａは、スルーホール１０３のそれぞれが、同一線上に位置するように、或いはそれらの外形が揃うように積み上がられ、且つ互いに接合されている。そして、多層配線基板ＰＣＢ１の上面、つまり、第１の単層基板Ｓ１ａの表面には、ＣＰＵ１０１とＰＣカードスロット１０２が実装される。なお、ＣＰＵ１０１は、第２の単層基板Ｓ２ａの第１のグランド層ＬＧ１ａ（第４の単層基板Ｓ４ａの第１の電源層ＬＰ１ａ）の領域上に位置し、ＰＣカードスロット１０２は、第２の単層基板Ｓ２ａの第２のグランド層ＬＧ２ａの領域上に位置する。

稼働時には、ＣＰＵ１０１は、数Ｗ以上の熱を発生し、その保証温度ＴＳ１は１００℃程度である。一方、ＰＣカードスロット１０２の発熱量は無視できるほど小さいが、その保証温度ＴＳ２は５５℃と低い。つまり、ＣＰＵ１０１とＰＣカードスロット１０２の許容最大温度差は４５℃程度である。本発明においては、許容最大温度差（４５℃）を確保するために、従来用いられているＣＰＵ１０１に自然あるいは強制冷却手段を設けることなく、上述の構成によって実現される以下の機構によって、その温度差に拘わらず、ＣＰＵ１０１からＰＣカードスロット１０２に伝わる熱量を抑制して、ＰＣカードスロット１０２が保証温度ＴＳ２（５５℃）以上に昇温するのを防止する。

上述のように、多層配線基板ＰＣＢ１においては、熱源であるＣＰＵ１０１と、熱保護部品であるＰＣカードスロット１０２は第１の単層基板Ｓ１ａの表面に実装されている。よって、ＣＰＵ１０１で発生される熱は、第１の単層基板Ｓ１ａを介してＰＣカードスロット１０２に伝わる熱量を低減することが必要である。そのために、本発明においては、第１の単層基板Ｓ１ａの下に積み重ねられた、第２の単層基板Ｓ２ａ、第３の単層基板Ｓ３ａ、および第４の単層基板Ｓ４ａで、ＣＰＵ１０１の熱を吸収し、拡散し、さらに放熱する手段として用いる。つまり、３つの単層基板Ｓ２ａ、Ｓ３ａ、およびＳ４ａは、ＣＰＵ１０１（第１の単層基板Ｓ１ａ）から遠ざかるほど、その温度が低く保たれるので、ＣＰＵ１０１で発生した熱は、基本的に第４の単層基板Ｓ４ａに向かって伝導する。

具体的には、多層配線基板ＰＣＢ１において、ＣＰＵ１０１で発生した熱は、第１の単層基板Ｓ１ａに設けられた銅製のスルーホール１０３や、第１の単層基板Ｓ１ａを構成するガラスエポキシ樹脂材を介して、第２の単層基板Ｓ２ａに設けられた第１のグランド層ＬＧ１ａの主に、ＣＰＵ１０１およびスルーホール１０３の直下の部分に到達する。そして、熱は、第１のグランド層ＬＧ１ａの内部を伝導して、第１のグランド層ＬＧ１ａに接する第１の単層基板Ｓ１ａの下面（ガラスエポキシ材）、および第２の単層基板Ｓ２ａに接するガラスエポキシ樹脂材の全体に拡散される。つまり、第１のグランド層ＬＧ１ａに伝えられた熱は、第１のグランド層ＬＧ１ａから第２のグランド層ＬＧ２ａに直接伝導されるのではなく、一旦、第２の単層基板Ｓ２ａのベースプレートＢ２ａ内に拡散された後に第２のグランド層ＬＧ２ａに伝導される。

つまり、第２のグランド層ＬＧ２ａに拡散した熱は、第２の単層基板Ｓ２ａのガラスエポキシ材および第１の単層基板Ｓ１ａの下面を介して第２のグランド層ＬＧ２ａに伝えられる。結果、第２のグランド層ＬＧ２ａの温度は、ＣＰＵ１０１の熱が第１のグランド層ＬＧ１ａから直接伝導される場合に比べて、著しく低くなる。

上述のように、第２の単層基板Ｓ２ａのガラスエポキシ樹脂材の全面に拡散された熱は、第３の単層基板Ｓ３ａの表面の全体に伝わる。そして、第３の単層基板Ｓ３ａの下面から第４の単層基板Ｓ４ａに設けられた電源層ＬＰ（第１の電源層ＬＰ１ａおよび第２の電源層ＬＰ２ａ）に熱が伝えられる。電源層ＬＰに伝えられた熱は、第４の単層基板Ｓ４ａのガラスエポキシ樹脂材の全体に拡散される。なお、第１の電源層ＬＰ１ａと第２の電源層ＬＰ２ａにおける熱伝導は、上述の第２の単層基板Ｓ２ａにおける第１のグランド層ＬＧ１ａと第２のグランド層ＬＧ２ａとの間と同様である。

ＣＰＵ１０１で発生した熱は、上述のようにグランド層ＬＧや電源層ＬＰによって、多層配線基板ＰＣＢ１の全体に拡散される。この際に、ＣＰＵ１０１で発生した熱は、主に２つの熱伝導ルートによってＰＣカードスロット１０２に伝導する。第１の熱伝導ルートＨＣＲ１とは、第１の単層基板Ｓ１ａの表面と通る水平ルートである。第２の伝導ルートＨＣＲ２とは、４つの単層基板Ｓ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓ３ａ、およびＳ４ａのガラスエポキシ樹脂材、グランド層ＬＧ、および電源層ＬＰｗｐ通る垂直ルートである。

第１の熱伝導ルートＨＣＲ１は、第２の伝導ルートＨＣＲ２に比べて伝導距離が小さい反面、熱伝導抵抗（熱伝導可能量）は第２の伝導ルートＨＣＲ２に比べて大きい。つまり、ＣＰＵ１０１で発生した熱は、第１の熱伝導ルートＨＣＲ１を介してＰＣカードスロット１０２に伝達されると同時に第２の伝導ルートＨＣＲ２を介して、４つの単層基板Ｓ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓ３ａ、およびＳ４ａに拡散伝導されて吸収される。

この場合、基本的に、ＰＣカードスロット１０２との温度差は単層基板Ｓ４ａ、Ｓ３ａ、Ｓ２ａ、およびＳ１ａの順番に小さいと考えられる。それ故に、４つの単層基板Ｓ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓ３ａ、およびＳ４ａからＰＣカードスロット１０２に伝導される熱量も小さい。なお、第２の単層基板Ｓ２ａおよび第４の単層基板Ｓ４ａにおいて、グランド層ＬＧおよびグランド層ＬＧはギャップＧｇおよびギャップＧｐによって、それぞれ、分断されているために、水平方向の熱伝導が大きく制限されている。そのために、第２の伝導ルートＨＣＲ２においては、ＣＰＵ１０１で発生して熱がＰＣカードスロット１０２に逆流する経路は４つの単層基板Ｓ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓ３ａ、およびＳ４ａでの全域に展開される。

つまり、ＣＰＵ１０１で発生した熱は、多層配線基板ＰＣＢ１の内部で、大面積の銅箔で形成されたベタ層ＬＦＰであるグランド層ＬＧや電源層ＬＰに伝わる。しかし、ＰＣカードスロット１０２の下部に位置する第２のグランド層ＬＧ２ａおよび第２の電源層ＬＰ２と、ＣＰＵ１０１の下部に位置する第１のグランド層ＬＧ１ａおよび第２の電源層ＬＰ２ａは、それぞれギャップＧｇおよびギャップＧｐによって分断されている。そのために、ＣＰＵ１０１の熱は、ＰＣカードスロット１０２の下部領域には伝わらず、ＰＣカードスロット１０２の温度を低く抑えることができる。

また、ＣＰＵ１０１の熱の大部分は熱抵抗の小さい大面積銅箔の第１のグランド層ＬＧ１ａや第１の電源層ＬＰ１ａに伝わるため、熱抵抗の大きい線幅の小さい銅箔の信号配線層でＣＰＵ１０１とＰＣカードスロット１０２が電気的に繋がっていても、ＰＣカードスロット１０２に伝わるＣＰＵ１０１の熱は非常に小さく、したがって、ＰＣカードスロット１０２の温度上昇はほとんどない。

上述のように、本実施の形態においては、最も熱が伝わる銅配線部分からの熱伝導を抑えることができるため、発熱の大きい電子部品の温度が高くても、従来より、保証温度の低い部品もしくは温度上昇を小さく抑える必要がある部品の温度を低く保つことができる。

なお、本実施の形態においては、グランド層および電源層の両層を分断しているが、目標とする温度低下が得られる場合はどちらか一方の層のみを分断すればよい。さらに、発熱部品としてＣＰＵが、熱保護部品としてＰＣカードスロットがプリント配線基板の同一面側に実装されているが、発熱部品から熱保護部品への伝熱を抑えることを目的とするものであればこれらの部品は何でもよく、多層配線基板ＰＣＢ１の何れの面に実装されてもよいことは言うまでも無い。

（実施の形態２）
図５を参照して、本発明の実施の形態２に係る多層配線基板について説明する。同図に示すように、本例に係る多層配線基板ＰＣＢ２は、図１に示した多層配線基板ＰＣＢ１において、第２の単層基板Ｓ２ａおよび第３の単層基板Ｓ３ａがそれぞれ、第２の単層基板Ｓ２ｂおよび第３の単層基板Ｓ３ｂに交換されている。そして、第２の単層基板Ｓ２ｂは、第２の単層基板Ｓ２ａにおいて、第１のグランド層ＬＧ１ａおよび第２のグランド層ＬＧ２ａがそれぞれ、第１のグランド層ＬＧ１ｂおよび第２のグランド層ＬＧ２ｂに交換されている。第１のグランド層ＬＧ１ｂおよび第２のグランド層ＬＧ２ｂは、それぞれ、第１のグランド層ＬＧ１ａおよび第２のグランド層ＬＧ２ａにスルーホール１０８が近接して追加されている。なお、第１のグランド層ＬＧ１ｂおよび第２のグランド層ＬＧ２ｂをグランド層ＬＧｂと総称する。

また、第３の単層基板Ｓ３ｂは、第３の単層基板Ｓ３ａにおいて、配線１０９が設けられている。なお、配線１０９は、第３の単層基板Ｓ３ｂの上に第２の単層基板Ｓ２ｂを重ねて場合に、第１のグランド層ＬＧ１ｂおよびギャップＧｌ２ｂのスルーホール１０８を繋ぐ位置に設けられている。

以下に、多層配線基板ＰＣＢ２において、ＰＣカードスロット１０２がＣＰＵ１０１の高温から保護されるメカニズムについて説明する。上述の多層配線基板ＰＣＢ１に於けるのと同様に、ＣＰＵ１０１の熱は銅でできたスルーホール１０３やガラスエポキシ樹脂材を介して、大面積の銅箔でできたグランド層ＬＧｂや電源層ＬＰａに伝わり、これらの熱がグランド層ＬＧｂや電源層ＬＰａ銅箔面内を伝わって多層配線基板ＰＣＢ２全体に拡がる。ところが、ＰＣカードスロット１０２の下部の第２のグランド層ＬＧ２および第２の電源層ＬＰ２ａは、ＣＰＵ１０１の下部に位置する第１のグランド層ＬＧ１ｂおよび第１の電源層ＬＰ１ａのそれぞれと同一層内では物理的に分断されている。それ故に、ＣＰＵ１０１の熱は、ＰＣカードスロット１０２の下部領域には伝わらず、ＰＣカードスロット１０２の温度を低く抑えることができる。

ただし、本実施の形態に係る多層配線基板ＰＣＢ２においては、スルーホール１０８と配線１０９を介して、第１のグランド層ＬＧ１ｂと第２のグランド層ＬＧ２ｂは電気的に接続されている。しかし、スルーホール１０８や配線１０９の熱抵抗は非常に大きいので、第１のグランド層ＬＧ１ｂから第２のグランド層ＬＧ２ｂへは、熱は殆ど伝わらない。

また、ＣＰＵ１０１の熱の大部分は熱抵抗の小さい大面積銅箔製のベタ層ＬＦＰであるグランド層ＬＧｂや電源層ＬＰａ電源層２０２を伝わるため、熱抵抗の大きい線幅の小さい銅箔の信号配線層でＣＰＵ１０１とＰＣカードスロット１０２が電気的に繋がっていても、ＰＣカードスロット１０２に伝わるＣＰＵ１０１の熱は非常に小さい。したがって、ＰＣカードスロット１０２の温度上昇はほとんどない。

（実施の形態３）
図６を参照して、本発明の実施の形態３に係る多層配線基板について説明する。同図に示すように、本例に係る多層配線基板ＰＣＢ３は、図１に示した多層配線基板ＰＣＢ１において、第２の単層基板Ｓ２ａおよび第４の単層基板Ｓ４ａがそれぞれ、第２の単層基板Ｓ２ｃおよび第４の単層基板Ｓ４ｃに交換されている。そして、第２の単層基板Ｓ２ｃは、第２の単層基板Ｓ２ａにおいて、第１のグランド層ＬＧ１ａおよび第２のグランド層ＬＧ２ａが１つのグランド層ＬＧｃに置き換えられている。さらに、第４の単層基板Ｓ４ｃは、第４の単層基板Ｓ４ａにおいて第１の電源層ＬＰ１ａおよび第２の電源層ＬＰ２ａが１つの電源層ＬＰｃに置き換えられている。

なお、グランド層ＬＧｃにおいては、４つのスルーホール１０３を２つずつ分離するように、ＣＰＵ１０１およびＰＣカードスロット１０２との間に位置するように、スリット２０７が設けられている。スリット２０７は、上述のギャップＧｇに対応している。なお、ギャップＧｇがグランド層ＬＧを完全に分離しているのに対して、スリット２０７はＣＰＵ１０１とＰＣカードスロット１０２との間だけを部分的に分離している。同様に、電源層ＬＰｃに、スリット２０７に対応する位置に、上述のギャップＧｐに対応するスリット２０８が設けられている。

以下に、多層配線基板ＰＣＢ３において、ＰＣカードスロット１０２がＣＰＵ１０１の高温から保護されるメカニズムについて説明する。上述の多層配線基板ＰＣＢ１およびＰＣＢ２に於けるのと同様に、ＣＰＵ１０１の熱は銅でできたスルーホール１０３やガラスエポキシ樹脂材を介して、大面積の銅箔でできたグランド層ＬＧｂや電源層ＬＰａに伝わり、これらの熱がグランド層ＬＧｂや電源層ＬＰａ銅箔面内を伝わって多層配線基板ＰＣＢ２全体に拡がる。

なお、多層配線基板ＰＣＢ３においては、ＣＰＵ１０１とＰＣカードスロット１０２を結ぶ直線上の途中のグランド層ＬＧｃにＣＰＵ１０１より長いスリット２０７が設けられることにより、ＣＰＵ１０１の熱がＰＣカードスロット１０２の下部領域に伝えられ難い。電源層ＬＰｃにも同様に、ＣＰＵ１０１とＰＣカードスロット１０２を結ぶ直線上の途中の電源層ＬＰｃにＣＰＵ１０１より長いスリット２０８が設けられていることにより、ＣＰＵ１０１の熱をＰＣカードスロット１０２の下部領域に伝え難くしている。これによりＰＣカードスロット１０２の温度を低く抑えることができる。

また、ＣＰＵ１０１の熱の大部分は熱抵抗の小さい大面積銅箔のグランド層２０５や電源層２０６を伝わるため、熱抵抗の大きい線幅の小さい銅箔の信号配線層Ｓ４ａでＣＰＵ１０１とＰＣカードスロット１０２が電気的に繋がっていても、ＰＣカードスロット１０２に伝わるＣＰＵ１０１の熱は非常に小さく、したがって、ＰＣカードスロット１０２の温度上昇はほとんどない。本実施の形態においては、グランド層ＬＧｃおよび電源層ＬＰｃの両層にスリットを設けているが、目標とする温度低下が得られる場合はどちらか一方の層にのみ設けてもよい。

（実施の形態４）
図７を参照して、本発明の実施の形態４に係る多層配線基板について説明する。同図に示すように、本例に係る多層配線基板ＰＣＢ４は、図６に示した多層配線基板ＰＣＢ３において、第１の単層基板Ｓ１ａ、および第３の単層基板Ｓ３ｃがそれぞれ、第１の単層基板Ｓ１ｄおよび第３の単層基板Ｓ３ｄに交換されている。そして、第１の単層基板Ｓ１ｄにおいては、４つのスルーホール１０３を２つずつ分離するように、つまりＣＰＵ１０１およびＰＣカードスロット１０２との間に位置するように、貫通穴２０９が設けられている。貫通穴２０９は、上述のスリット２０７および２０８に対応している。

また、第３の単層基板Ｓ３ｄにおいては、上述の第３の単層基板Ｓ３ａにおいて、配線１０７が配線１１０に交換されると共に、２つのスルーホール１０３を１つずつ分離するように、つまりＣＰＵ１０１およびＰＣカードスロット１０２との間に位置するように、貫通穴２１０が設けられている。貫通穴２１０は、上述の貫通穴２０９に対応している。

以下に、多層配線基板ＰＣＢ４において、ＰＣカードスロット１０２がＣＰＵ１０１の高温から保護されるメカニズムについて説明する。上述の多層配線基板ＰＣＢ１〜ＰＣＢ３に於けるのと同様に、ＣＰＵ１０１の熱は銅でできたスルーホール１０３やガラスエポキシ樹脂材を介して、大面積の銅箔でできたグランド層ＬＧｃや電源層ＬＰｃに伝わり、これらの熱がグランド層ＬＧｃや電源層ＬＰｃ銅箔面内を伝わって多層配線基板ＰＣＢ４全体に拡がる。

ところが、ＣＰＵ１０１とＰＣカードスロット１０２を結ぶ直線上の途中のグランド層ＬＧｃおよび電源層ＬＰｃにＣＰＵ１０１より長いスリット２０７および２０８が設けられ、かつ、第１の単層基板Ｓ１ｄおよび第３の単層基板Ｓ３ｄの対応する部分に貫通穴２０９および貫通穴２１０のプリント配線基板をカットし貫通穴２０９を設けることにより、ＣＰＵ１０１の熱をＰＣカードスロット１０２の下部領域に伝え難くしている。これによりＰＣカードスロット１０２の温度を低く抑えることができる。なお、上述の多層配線基板ＰＣＢ１、ＰＣＢ２、ＰＣＢ３、およびＰＣＢ４をプリント配線基板ＰＣＢと総称する。

本発明は、ノート型パソコン、デスクトップ型パソコン等の発熱の大きい電子部品を実装したプリント配線基板に利用できる。

本発明の実施の形態１に係る多層プリント配線基板の構成を示す図 図１に示す多層プリント配線基板の単層基板におけるギャップと電源層ベタ層との関係の説明図 図１に示す多層プリント配線基板の単層基板におけるギャップと電源層ベタ層との関係の説明図 図３と同様に、図１に示す多層プリント配線基板の単層基板におけるギャップと電源層ベタ層との関係の説明図 本発明の実施の形態２に係る多層プリント配線基板の構成を示す図 本発明の実施の形態３に係る多層プリント配線基板の構成を示す図 本発明の実施の形態４に係る多層プリント配線基板の構成を示す図 従来のプリント配線基板の構成を示す図

符号の説明

ＰＣＢｃ、ＰＣＢ１、ＰＣＢ２、ＰＣＢ３、ＰＣＢ４ 多層プリント配線基板表面
Ｓ１ａ、Ｓ１ｄ 第１の単層基板
Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ 第２の単層基板
Ｓ３ａ、Ｓ３ｂ、Ｓ３ｄ 第３の単層基板
Ｓ４ａ、Ｓ４ｃ 第４の単層基板
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＰＣカードスロット
１０３ スルーホール
１０７、１１０ 配線
１０８ スルーホール
１０９ 配線１０９
２０７、２０８ スリット
２０９、２１０ 貫通穴
ＬＧｃ グランド層
ＬＧ１ａ、ＬＧ１ｂ 第１のグランド層
ＬＧ２ａ、ＬＧ２ｂ 第２のグランド層
ＬＰｃ 電源層
ＬＰ１ａ 第１の電源層
ＬＰ２ａ 第２の電源層
Ｇｇ、Ｇｐ ギャップ

Claims (9)

1. 第１の保証温度で動作する発熱部品と、前記第１の保証温度より低い第２の保証温度で動作する熱保証部品とが実装される第１の単層基板と、
   前記第１の単層基板に重ね合わされ、かつ接合される第２の単層基板とを備え、
   前記第２の単層基板の表面には、前記第１の単層基板に重ね合わされた時に、前記発熱部品の下部に位置する第１のベタ層と、前記熱保証部品の下部に位置する第２のベタ層とが設けられていることを特徴とする多層プリント配線基板。
2. 前記第１のベタ層と、前記第２のベタ層はギャップによって、完全に分断されていることを特徴とする、請求項１に記載の多層プリント配線基板。
3. 前記第１のベタ層と、前記第２のベタ層はスリットによって、部分的に分断されていることを特徴とする、請求項１に記載の多層プリント配線基板。
4. 前記第１の単層基板および前記第２の単層基板の少なくとも一つに重ね合わされ、かつ接合される第３の単層基板をさらに備え、当該第３の単層基板の表面には、信号配線が設けられ、当該信号線はスルーホールおよびビアホールの少なくとも何れかを介して第１のベタ層と、前記第２のベタ層を電気的に接続することを特徴とする、請求項１に記載の多層プリント配線基板。
5. 前記スリットは、前記発熱部品と前記熱保護部品とを結ぶ直線の途中で、当該直線に対して垂直な方向に、当該発熱部品と熱保護部品の何れか一方よりも長く延在することを特徴とする、請求項３に記載の多層プリント配線基板。
6. 前記第１の単層基板および前記第３の単層基板の少なくとも何れかには、前記第２の単層基板に重ね合わされた時に前記スリットに対応する部分に貫通穴が設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の多層プリント配線基板。
7. 前記第１のベタ層および前記第２のベタ層はグランド層であることを特徴とする、請求項１に記載の多層プリント回路基板。
8. 前記第１のベタ層および前記第２のベタ層は電源層であることを特徴とする、請求項１に記載の多層プリント回路基板。
9. 請求項１項に記載の多層プリント基板を内蔵する電子機器。
   
   

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