JP2011091142A - Flex rigid substrate - Google Patents
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Description
本発明は、フレックスリジッド基板に関し、詳しくは発熱体である電子部品を搭載したプリント配線基板に対する放熱性を向上させる構造のフレックスリジッド基板に関する。 The present invention relates to a flex-rigid board, and more particularly to a flex-rigid board having a structure for improving heat dissipation with respect to a printed wiring board on which an electronic component as a heating element is mounted.
従来技術におけるフレックスリジッド基板から発生する熱を放熱する技術は種々のものが開示されている。 Various techniques for dissipating heat generated from a flex-rigid substrate in the prior art have been disclosed.
その第1の例として、放熱するために金属板を備えた構造のフレックスリジッド基板がある。それは特開2003−249758号公報に開示されているもので、図2に示すように、Aはリジッドフレックス多層配線板で、部品を実装するためのリジッド部111とパワーモジュール113を搭載するフレキシブル部112からなり、パワーモジュール113が搭載されるフレキシブル部112には放熱のため、金属板114が貼り付けられた構成になっている。リジッド部111にはスルーホール115及びブラインド・バイア・ホール(BVH)が設けられている。
金属板114は、その種類、厚さ、層数に制限はなく、放熱性を重視する場合には、アルミ板、銅板等、剛性を重視する場合には鉄板等で構成されている。
As a first example, there is a flex-rigid board having a structure provided with a metal plate to dissipate heat. This is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-249758, and as shown in FIG. 2, A is a rigid flex multilayer wiring board, which is a flexible part on which a
The type, thickness, and number of layers of the
第2の例として、熱伝導性が高くまたクッション性のある部材を使用して筐体と接触させることでプリント配線基板(フレックスリジッド基板)の熱を筐体に逃がし放熱する構造のものが特開平11−74427号公報に開示されている。それは、図3に示すように、多層基板である第1基板121に実装されたCPU122の上方に接地層123と絶縁層124からなる第2基板125が配され、CPU122と第2基板125との間には熱伝導クッション126が介在されている。
As a second example, a structure having a structure in which heat of a printed wiring board (flexible rigid board) is released to the housing and released by contacting the housing with a member having high thermal conductivity and cushioning properties. This is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 11-74427. As shown in FIG. 3, a
CPU122は第2基板125の接地層123と熱伝導性部材としての絶縁性の熱伝導クッション126を介して熱的に接触することで、CPU122から発せられた熱は、熱伝導クッション126を介して第2基板125に形成された電気導体層の接地層123に伝わり、接地層123から放熱される。
The
第3の例として、上記説明した第1の例と第2の例を組み合わせたもので、熱伝導性の高いクッション材を第1リジッド部に搭載した発熱体の上部に取り付け、この取り付けたクッション材を筐体に接触させて放熱させ、且つフレキシブル基板を介した他方に設けた第2リジッド部に金属板を取り付けて放熱させるというものである。 As a third example, the first example and the second example described above are combined, and a cushion material having high thermal conductivity is attached to the upper part of the heating element mounted on the first rigid part, and the attached cushion The material is brought into contact with the casing to dissipate heat, and a metal plate is attached to the second rigid part provided on the other side through the flexible substrate to dissipate heat.
それは、図4に示すように、ポリイミド両面銅張積層板132の両面に銅箔133及び絶縁体のカバーレイ134を積層して形成されたフレキシブル基板131に、プリプレグ135、表層としての銅箔136、絶縁体としてのソルダーレジスト137を積層して形成し、ソルダーレジスト137の上部にIC等の発熱体138を搭載してなる第1リジッド部141と、第1リジッド部141から延長させたフレキシブル基板131にプリプレグ142、表層としての銅箔143、絶縁体としてのソルダーレジスト144を積層して形成した第2リジッド部145と、ソルダーレジスト144の上部に放熱用の金属板146を取付けた構造となっている。
As shown in FIG. 4, a
第1リジッド部141に搭載されている発熱体138の上部に熱伝導性の高いクッション材139を取り付け、このクッション材139は筐体140に接触されている。
そして、第1リジッド部141にはサーマルビア147を貫通させ、表層の銅箔136とフレキシブル基板131を形成する内層の銅箔133とをサーマルビア147で接続する。同様に、第2リジッド部145にもサーマルビア148を穿設し、表層の銅箔143とフレキシブル基板131を形成する内層の銅箔133とをサーマルビア148で接続する。
A
Then, the
このような構造のフレックスリジッド基板においては、IC等の発熱体138で発生した熱はクッション材139を介して筐体140の矢印方向に放熱され、且つ、発熱体138で発生した熱は第1リジッド部141のサーマルビア147で接続されている表層の銅箔136を介してフレキシブル基板131の内層の銅箔133に伝達され、その伝達された熱は第2リジッド部145の内層の銅箔133を介して表層の銅箔143に達し、その表層の銅箔143に達した熱は金属板146から空中に放熱される。
In the flex-rigid board having such a structure, the heat generated by the
しかし、従来技術で説明した、種々の放熱構造において、フレックスリジッド基板に金属板や熱伝導性の高い部材(クッション材)を取り付ける必要があり、その部材のコスト及び貼り付けの工数が必要で、その分、製品の原価が高くなるという問題がある。
又、金属板や熱伝導性の高い部材(クッション材)を発熱体の近傍に取り付ける構造にすると、その取り付けた領域或いは場所には他の電子部品等の実装ができず、部品実装可能面積を有効に利用できないという問題もある。
However, in various heat dissipation structures described in the prior art, it is necessary to attach a metal plate or a member with high thermal conductivity (cushion material) to the flex-rigid board, and the cost of the member and the number of steps for pasting are required. There is a problem that the cost of the product becomes higher accordingly.
If a metal plate or a highly heat conductive member (cushion material) is attached in the vicinity of the heating element, other electronic parts cannot be mounted in the attached region or place, and the area where the parts can be mounted is reduced. There is also a problem that it cannot be used effectively.
従って、発熱体を搭載したフレックスリジッド基板において、他の部材を利用しないで発熱体からの熱を逃がすことができる構造に解決しなければならない課題を有する。 Therefore, the flex-rigid board on which the heating element is mounted has a problem that must be solved in a structure that can release heat from the heating element without using other members.
上記課題を解決するために、本願発明のフレックスリジッド基板は、次に示す構成にしたことである。 In order to solve the above problems, the flex-rigid board of the present invention has the following configuration.
(1)フレックスリジッド基板は、発熱体が搭載され、外側に表層の導電性部材を積層し、内側に内層の導電性部材が積層されて形成されているフレキシブル基板を備えたリジッド部と、前記リジッド部の前記フレキシブル基板を延出させて形成したフレキシブル部とからなり、前記フレキシブル部の前記フレキシブル基板を形成する前記内層の導電性部材を筐体に接触させるようにしたことを特徴とする。
(2)前記リジッド部に、サーマルビアを穿設し、該サーマルビア内部において、前記表層の導電性部材と前記内層の導電性部材を導通状態にしたことを特徴とする(1)に記載のフレックスリジッド基板。
(3)前記フレキシブル部に、第2のリジッド部が設けられていることを特徴とする(1)乃至(2)に記載のフレックスリジッド基板。
(1) A rigid part having a flexible board on which a heating element is mounted, a conductive member of a surface layer is laminated on the outer side, and a conductive member of an inner layer is laminated on the inner side; The flexible substrate is formed by extending the flexible substrate of the rigid portion, and the conductive member of the inner layer forming the flexible substrate of the flexible portion is brought into contact with the housing.
(2) The thermal via is drilled in the rigid portion, and the conductive member of the surface layer and the conductive member of the inner layer are in a conductive state inside the thermal via. Flex rigid board.
(3) The flex-rigid substrate according to any one of (1) to (2), wherein a second rigid portion is provided in the flexible portion.
本発明によれば、フレックスリジッド基板を構成するフレキシブル基板の導電性部材(内層の銅箔)を放熱路とすることで筐体への熱の伝搬を安価且つ容易に実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, propagation | transmission of the heat | fever to a housing | casing can be implement | achieved cheaply and easily by using the electroconductive member (inner layer copper foil) of the flexible substrate which comprises a flex-rigid board as a heat dissipation path.
次に、本願発明に係るフレックスリジッド基板の実施形態について、図面を参照して以下説明する。 Next, an embodiment of a flex-rigid substrate according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
本願発明のフレックスリジッド基板は、フレックスリジッド基板を構成するフレキシブル基板の内層の導電性部材(銅箔)を熱の伝送路として利用するためにフレックスリジッド基板端面からフレキシブル基板を延長させ、その延長させた自由端部側の銅箔の一部を剥き出るようにし、その剥き出た銅箔を筐体等に接触させることで、フレキシブル基板の内層の銅箔を露出させ筐体への接触及び放熱を容易にすることができるというものである。 The flex-rigid board of the present invention extends the flexible board from the end face of the flex-rigid board in order to use the conductive member (copper foil) of the inner layer of the flexible board constituting the flex-rigid board as a heat transmission path. The part of the copper foil on the free end side is stripped, and the stripped copper foil is brought into contact with the housing, etc., so that the copper foil on the inner layer of the flexible substrate is exposed to the housing and heat dissipation. It can be made easier.
そのフレックスリジッド基板の構造は、図1に示すように、ポリイミド基材12の両面に導電性部材(内層の銅箔)13及び絶縁体のカバーレイ14を積層して形成されたフレキシブル基板11に、プリプレグ15、表層としての銅箔(導電性部材)16、絶縁体としてのソルダーレジスト17を積層して形成し、ソルダーレジスト17の上部にIC等の発熱体18を搭載してなる第1リジッド部19と、第1リジッド部19から延長させたフレキシブル基板11にプリプレグ21、表層としての銅箔22、絶縁体としてのソルダーレジスト23を積層して形成した第2リジッド部24と、この第2リジッド部24の端面からフレキシブル基板11を延長させたフレキシブル部25と、からなる。
As shown in FIG. 1, the flex-rigid substrate has a structure in which a
フレキシブル部25は、フレキシブル基板11を延出させたもので、折り曲げることができるフレキシブルな構造となっており、中心位置に設けたポリイミド基材26の両面に、導電性部材であるところの銅箔27a、27bを設け、その銅箔27aの表面に絶縁体のカバーレイ28aを、銅箔27bの表面に絶縁体のカバーレイ28bをそれぞれ積層した構成となっている。そして、自由端部側の片方のカバーレイ28bを剥ぎ取り、銅箔27bを剥き出しの状態にし、この剥き出しにした銅箔27bを筐体29に直接接触させる構成となっている。
実施例においては、フレキシブル部25を折り曲げて剥き出しにした銅箔27bを筐体29の一部に接触させる構成になっているが、これに限定されることなく、折り曲げないで銅箔27a側を筐体29に接触させる構成であってもよい。
The
In the embodiment, the
一方、第1リジッド部19にはサーマルビア20を穿設し、このサーマルビア20内部において表層の銅箔16とフレキシブル基板11を形成する内層の銅箔13とを接触させる。
On the other hand, a
このようにしてサーマルビア20内部において銅箔16、13同士を接触させることにより、発熱体18から発生した熱が第1リジッド部19の銅箔16、13に伝達し、その銅箔16、13に伝達した熱はフレキシブル基板11の銅箔13に伝達され、更に第2リジッド部24の銅箔13に伝達し、その伝達した熱は矢印Pに示す方向のフレキシブル部25の銅箔27aを介して接触されている筐体29側に放熱される。同様に、伝達した熱は矢印Qに示す方向のフレキシブル部25の銅箔27bに至り、ポリイミド基材26及び銅箔27aを通じて、接触されている筐体29に放熱される。
In this way, by bringing the
特に、カバーレイ28aを剥ぎ取り、剥き出しとなっている銅箔27aで筐体29に直接接触されている銅箔27aからの放熱は剥き出しにした面全体からの放熱を可能にするため、極めて良好な放熱性が得られる。
In particular, the
尚、従来技術で説明した熱伝導性の高いとされた放熱用部材の熱伝導率は高くても16W/m・K程度で、一般的には1〜3W/m・K程度であるが、フレキシブル基板(FPC)の銅箔の熱伝導率は400W/m・Kと放熱用部材のそれと比較しても格段に高い。 In addition, the heat conductivity of the heat radiating member described as high thermal conductivity described in the prior art is at most about 16 W / m · K, generally about 1 to 3 W / m · K. The thermal conductivity of the copper foil of the flexible substrate (FPC) is much higher than that of the heat radiating member, which is 400 W / m · K.
発熱体を搭載したフレックスリジッド基板において、発熱体から発生する熱をフレックスリジッド基板を構成するフレキシブル基板の銅箔から筐体に通じるように伝達させることで放熱するための特別の部材を使用しないで発熱体から発生する熱を逃がすことができるフレックスリジッド基板を提供する。 Do not use a special member to dissipate heat by transmitting the heat generated from the heating element to the housing from the copper foil of the flexible board that constitutes the flex-rigid board, in the flex-rigid board equipped with the heating element. Provided is a flex-rigid board capable of releasing heat generated from a heating element.
11 フレキシブル基板
12 ポリイミド基材
13 内層の銅箔(導電性部材)
14 カバーレイ
15 プリプレグ
16 表層の銅箔(導電性部材)
17 ソルダーレジスト
18 発熱体
19 第1リジッド部
20 サーマルビア
21 プリプレグ
22 表層の銅箔
23 ソルダーレジスト
24 第2リジッド部
25 フレキシブル部
26 ポリイミド基材
27a 銅箔
27b 銅箔
28a カバーレイ
28b カバーレイ
29 筐体
11
14
17 Solder resist 18
Claims (3)
前記リジッド部の前記フレキシブル基板を延出させて形成したフレキシブル部とからなり、
前記フレキシブル部の前記フレキシブル基板を形成する前記内層の導電性部材を筐体に接触させるようにしたことを特徴とするフレックスリジッド基板。 A rigid portion including a flexible board on which a heating element is mounted, a conductive member of a surface layer is laminated on the outside, and a conductive member of an inner layer is laminated on the inside;
It consists of a flexible part formed by extending the flexible substrate of the rigid part,
A flex-rigid board, wherein the inner layer conductive member forming the flexible board of the flexible part is brought into contact with a casing.
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