JP2013138068A - 多層プリント基板 - Google Patents

Abstract

【課題】多層プリント基板において、多層プリント基板の表層に形成され、電子部品が実装された電極の面積を増大させることなく、電子部品が発する熱の放熱性を向上させる。
【解決手段】この多層プリント基板は、絶縁基材の表層の回路層に形成され、電子部品が実装される第１電極と、第１電極の隣の回路層に形成され、第１電極と電位の異なる内層導体とを有している。これらに加え、内層導体の隣の回路層に、第１電極と接続ビアで電気的、且つ熱伝導可能に接続された放熱用導体を有している。そして、内層導体は第１電極の少なくとも一部とオーバーラップし、放熱用導体は内層導体の少なくとも一部とオーバーラップしている。
これにより、電子部品から発せられる熱を、第１電極から内層導体へ伝熱させるとともに、放熱用導体から内層導体へ伝熱させることができる。したがって、第１電極の面積を増大させることなく、放熱性を向上させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、多層プリント基板における放熱構造に関する。

従来、電子部品が実装される多層プリント基板においては、電子部品が発する熱を放散させるための構造について種々の提案がされている。このうち、電子部品が発する熱を、電子部品に直接接続された電極（ランド）から外部に放熱させる構造が考えられている。あるいは、電極と多層プリント基板を収納する筐体等とを接続して、外部へ放熱させる構造が考えられている。すなわち、電子部品が発する熱を、電極を介して筐体等の表面から熱を空気中に放熱させる。ところで、筐体等は、通常グランド電位に設定されている。しかしながら、電子部品の種類によっては、電極がグランド電位ではなく、グランド電位と異なる電位（例えば、プラス電位）をもつ場合も多い。この場合、互いに電位の異なる電極と筐体とを接続することはできない。

この問題を解決する方法として、特許文献１には、表面伝熱導体（第１電極）とオーバーラップするように、多層プリント基板の内部に内層側伝熱導体（内層導体）を設けることが提案されている。この方法によれば、電子部品が発した熱は、表面伝熱導体から絶縁基材を介して内層側伝熱導体に伝熱し、内層側伝熱導体に接続された筐体等、あるいは多層プリント基板を形成する絶縁基材に伝熱して、外部に放散される。

特開２００８−１３０６８４号公報

ところで、特許文献１の方法は、表面伝熱導体から内層側伝熱導体への伝熱を、主として、絶縁基材を介して対向する面間で行なっている。一般に、絶縁基材の熱伝導率は金属の熱伝導率よりも小さい。例えば、絶縁基材として用いられることの多いプリプレグの熱伝導率は、４．４０×１０^−４Ｗ／（ｍｍ・Ｋ）であり、銅の熱伝導率４．０１×１０^−１Ｗ／（ｍｍ・Ｋ）に較べて１／１０００程度である。すなわち、表面伝熱導体から内層側伝熱導体への伝熱性が低いという問題がある。表面伝熱導体から内層側伝熱導体への伝熱性を向上させる方法として、表面伝熱導体と内層側伝熱導体との絶縁基材を介した対向面積を増加させることが考えられる。しかしながら、表面伝熱導体の面積を増加させると、多層プリント基板上に実装する部品数の減少や、基板自体の大型化ひいてはコストアップにつながってしまう。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、多層プリント基板において、多層プリント基板の表層に形成された電極の面積を増大させることなく、電子部品が発する熱の放熱性を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
絶縁基材と、
絶縁基材の厚さ方向において、絶縁基材に多層に配置された回路層と、を備え、
絶縁基材の一面に露出する回路層に、電子部品が実装される第１電極を有し、
絶縁基材の内部に位置する回路層に、第１電極とは異なる電位とされ、第１電極の少なくとも一部とオーバーラップするように設けられた内層導体を有する多層プリント基板であって、
厚さ方向において、内層導体を有する回路層の隣に位置し、一面に露出する回路層を除く回路層に形成され、内層導体の少なくとも一部とオーバーラップするように、第１電極と接続ビアを介して熱伝導可能に接続された放熱用導体を有することを特徴としている。

これによれば、厚さ方向において、内層導体の少なくとも一部とオーバーラップするように、放熱用導体が形成されている。この放熱用導体は、内層導体が形成された回路層の隣の回路層に形成され、絶縁基材の一面に露出する第１電極と接続ビアを介して熱伝導可能に接続されている。このような構成では、電子部品から発せられる熱を、第１電極だけでなく、接続ビアを介して放熱用導体に伝熱させることができる。すなわち、電子部品が熱的に第１電極のみと接続されている構成に較べて、電子部品と熱伝導可能に接続された導体の熱容量を増大させることができ、電子部品から発せられた熱を効率よく放熱することができる。これに加えて、電子部品と熱伝導可能に接続された導体の表面積を増大させることができ、より効果的に放熱することができる。さらに、電子部品と熱伝導可能に接続された導体が、内層導体とオーバーラップする部分の面積を増大させることができるため、電子部品から第１電極および放熱用導体に伝導した熱を、より効果的に内層導体に伝熱させることができる。このため、電子部品から発せされた熱を効果的に内層導体から絶縁基材中および、絶縁基材が置かれた空間に放熱することができる。したがって、本発明に係る多層プリント基板を採用することにより、第１電極の面積を増大させることなく、電子部品が発する熱の放熱性を向上させることができる。

請求項２に記載のように、内層導体および放熱用導体の少なくとも一方は、第１電極のうち、電子部品の端子がはんだ付けされるはんだ付け部の少なくとも一部とオーバーラップするように形成されると効果的である。

このような構成においては、内層導体および放熱用導体の少なくとも一方が、はんだ付け部の少なくとも一部の直下に位置する。はんだ付け部は、電極のうち、電子部品から発せられた熱がもっとも伝熱しやすい位置である。そして、このはんだ付け部の直下の領域においては、はんだ付け部から伝熱される熱の伝熱経路が直線的である。このため、はんだ付け部の直下に内層導体が形成されることにより、電子部品から発せられた熱が、内層導体や放熱用導体に伝熱しやすい。すなわち、このような構成とすることにより、電子部品から発せされた熱を、より効率的に、第１電極から内層導体へ、あるいは第１電極から放熱用導体を介して内層導体へ伝熱させることができる。したがって、より効率的に、内層導体から絶縁基材中および、絶縁基材が設置された空間に放熱することができる。

さらに、請求項３に記載のように、内層導体は、接続ビアが挿通される貫通孔を有し、
内層導体および放熱用導体は、第１電極のうち、はんだ付け部の全面に亘ってオーバーラップするように形成され、
放熱用導体は、絶縁基材を介して内層導体の貫通孔に挿通された接続ビアを介して、第１電極と接続されると効果的である。

このような構成においては、内層導体と放熱用導体とが、はんだ付け部の全面とオーバーラップする。すなわち、はんだ付け部とオーバーラップする内層導体および放熱用導体の面積が大きくなる。したがって、第１電極から内層導体および放熱用導体へ伝導する熱量を大きくすることができる。すなわち、より効率よく内層導体から絶縁基材中および、絶縁基材が設置された空間に放熱することができる。

加えて、請求項４に記載のように、内層導体の、厚さ方向に直交する面において、貫通孔は、はんだ付け部を中心として放射状に形成されると良い。

このような構成において、接続ビアは、内層導体を貫通して第１電極と放熱用導体とを接続している。内層導体は、第１電極、放熱用導体および、これらを互いに接続する接続ビアとは電位が異なるため、内層導体を貫通する接続ビアとは絶縁されている。内層導体と接続ビアとを絶縁している絶縁基材は、内層導体中の伝熱経路の妨げとなってしまう。換言すれば、内層導体における温度分布が不均一となってしまう。これに対し、本発明では、内層導体における貫通孔を、はんだ付け部（発熱中心）を中心として放射状としている。これにより、はんだ付け部から広がる伝熱経路を妨げることなく、熱を放射状にほぼ均一に伝熱させることができる。また、このような構成では、第１電極および放熱用導体においても、接続ビアの設置位置が、はんだ付け部を中心として放射状に並ぶ。このため、第１電極から放熱用導体へ伝導した熱を放射状にほぼ均一に分布させることができる。したがって、第１電極および放熱用導体から内層導体への伝熱を、より効果的に行うことができる。

請求項５に記載のように、内層導体は、厚さ方向において、少なくとも第１電極を有する回路層の隣に位置する回路層に形成され、
放熱用導体は、内層導体が形成された回路層の隣であって、第１電極を有する回路層と反対の回路層に形成されるような構成とすることができる。

このような構成において、内層導体は第１電極が形成された回路層の隣の回路層、すなわち、第１電極が形成された回路層に最も近い回路層に形成され、内層導体が形成された回路層の下層の回路層に放熱用導体が形成されている。換言すれば、内層導体は、絶縁基材を介して、第１電極と放熱用導体とに挟まれて設けられている。第１電極が形成された回路層の隣の回路層は、他の回路層に較べて第１電極に蓄積された熱をより効率よく伝熱させることのできる回路層である。この回路層に内層導体を形成させることにより、第１電極に蓄積された熱をより効率的に内層導体に伝熱させることができる。また、内層導体が形成された回路層の下層の回路層に放熱用導体が形成されることにより、第１電極から放熱用導体に伝導した熱を、内層導体に伝熱しやすくすることができる。

請求項６に記載のように、厚さ方向と直交する面において、放熱用導体と内層導体とがオーバーラップする部分の面積は、第１電極と内層導体とがオーバーラップする部分の面積よりも大きい構成すると効果的である。

このような構成とすることにより、内層導体への伝熱量について、第１電極からの伝熱量よりも、放熱用導体からの伝熱量を大きくすることができる。このため、第１電極の面積を増大させることなく、電子部品から発せられる熱の放熱性を向上させることができる。

加えて、請求項７に記載のように、放熱用導体は、内層導体が形成された回路層の両隣の回路層にそれぞれ形成されるような構成としてもよい。

このような構成において、放熱用導体は、内層導体が形成された回路層の両隣の回路層に形成されている。換言すれば、内層導体は、絶縁基材を介して、２つの放熱用導体に挟まれて設けられている。このような構成とすることにより、内層導体とオーバーラップする導体が電極のみである構成に較べて、内層導体とオーバーラップする部分の面積を大きくすることができる。このため、電子部品から発せられた熱をより効果的に内層導体に伝熱させることができる。

請求項８に記載のように、接続ビアは、絶縁基材の内部に位置する回路層のうち、放熱用導体が形成された回路層と異なる回路層において、バイパス導体により互いに熱伝導可能に接続されるとよい。

このような構成とすることにより、接続ビア間における熱伝導を促進することができる。すなわち、接続ビア間にバイパス導体を導入することにより、第１電極から放熱用導体へ伝導する熱の伝熱経路を確保しやすくでき、放熱用導体における温度分布の偏りを抑制することができる。したがって、効率よく第１電極および放熱用導体から内層導体に伝熱させることができる。

請求項９に記載のように、第１電極は、厚さ方向に直交する面の外形輪郭に凹部を有し、
第１電極と同一の回路層に、電子部品の端子のうち、第１電極と接続される端子と異なる端子が接続される第２電極を有し、
第２電極のうち、少なくとも端子と接続されるコンタクト部が、凹部の内部に配置されると効果的である。

このような構成とすることにより、第１電極に実装される電子部品が備える端子のうち、第１電極とはんだ付けされる端子以外の端子について、凹部の内部に配置された第２電極に接続することができる。この凹部を持たない第１電極では、電子部品を第１電極の外形輪郭に沿う位置に実装することにより、第１電極とはんだ付けされる端子以外の端子を第２電極に接続しなければならない。換言すれば、電子部品は第１電極の外形輪郭の端部に沿って実装されなければならない。このため、電子部品から発せられる熱の第１電極における伝熱経路が限られる。本発明のように、第１電極の外形輪郭に凹部を有し、その凹部の内部に、第２電極のうち、電子部品の端子が接続されるコンタクト部を有する構成とすることにより、電子部品を、第１電極の中央付近に実装した場合でも、第１電極とはんだ付けされる端子以外の端子と、第２電極とを容易に接続することができる。つまり、電子部品を第１電極の中央付近に実装することができるため、電子部品から発せられる熱を、第１電極全体に亘ってほぼ均一に伝熱させることができる。したがって、より効果的に、電子部品から発せられる熱を放熱することができる。

請求項１０に記載のように、放熱用導体は、絶縁基材の内部に形成され、
絶縁基材における一面と反対側の裏面に露出する回路層に、第１電極と接続ビアにより熱伝導可能に接続された第３電極を有すると効果的である。

これによれば、第３電極が、第１電極と熱伝導可能に接続され、外部に露出されて形成されている。このため、第１電極に蓄積された熱が、第１電極、放熱用導体および内層側伝熱導体だけでなく、第３電極からも放熱される。したがって、第３電極が無い構成に較べて、電子部品から発せられた熱をより効率よく放熱させることができる。

請求項１１に記載のように、接続ビアは、絶縁基材に形成された穴の内壁に導体材料が配置されてなる中空ビアとすることができる。

接続ビアをメッキ等により内壁に導体を配置した中空ビアとすることにより、第１電極と放熱用導体とを電気的、且つ熱伝導可能に接続する効果だけでなく、接続ビアを伝導する熱を、接続ビア内部の空気中に対しても放熱させることができる。このため、第１電極および放熱用導体に蓄積された熱を効率よく放熱させることができる。

なお、本明細書等において、はんだ付け部とは、電子部品が第１電極にはんだで固定される理想的な固定領域（設計値）に対して、固定領域の製造上のばらつきを考慮しても、電子部品のうち、第１電極に固定される所定端子およびはんだと第１電極とが必ず接触する領域を指す。

第１実施形態に係る多層プリント基板の概略構成を示す上面図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線の沿う断面図である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線の沿う断面図である。 はんだ付け部を示す図である。 第２実施形態に係る多層プリント基板の概略構成を示す断面図である。 第３実施形態に係る多層プリント基板の概略構成を示す断面図である。 図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 第４実施形態に係る多層プリント基板の概略構成を示す断面図である。 その他の実施形態に係る多層プリント基板の概略構成を示す断面図である。 その他の実施形態に係る多層プリント基板の概略構成を示す断面図である。 その他の実施形態に係る多層プリント基板のうち、内層導体の構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。

（第１実施形態）
最初に、図１〜図４を参照して、本実施形態に係る多層プリント基板１０の構成を説明する。

まず、本実施形態における多層プリント基板１０の概略構成を説明する。

多層プリント基板１０は、プリプレグなどを複数枚積層し一体化してなる絶縁基材１１の厚さ方向において、絶縁基材１１に多層の回路層を有している。そして、多層プリント基板１０は、この回路層のうち、絶縁基材１１の一面１１ａ側に露出する回路層に、銅からなる第１電極２０を有している。この第１電極２０は、図１に示すように、その表面のうち少なくとも一面２０ａが絶縁基材１１の一面１１ａから露出して形成されている。また、図２に示すように、絶縁基材１１の内部であって、第１電極２０が形成された回路層の隣の回路層には、銅からなる内層導体２１が形成されている。本実施形態において、内層導体２１は、第１電極２０の全面にオーバーラップするように形成されている。そして、内層導体２１の隣であって、第１電極２０が形成された回路層と反対側の回路層には、銅からなる放熱用導体２２が形成されている。放熱用導体２２も、内層導体２１と同様に、第１電極２０の全面にオーバーラップするように形成されている。また、絶縁基材１１における一面１１ａと反対側の裏面１１ｂに露出する回路層に、銅からなる第３電極２３が形成され、その表面のうち一面が裏面１１ｂから露出している。なお、図２に示すように、第１電極２０、放熱用導体２２および第３電極２３は、銅からなる接続ビア３０により電気的、且つ熱伝導可能に接続されている。

次いで、各要素について詳細を説明する。

第１電極２０は、絶縁基材１１の一面１１ａ側に露出する回路層に形成されている。第１電極２０の露出した一面２０ａには、電子部品（例えば、３端子トランジスタ）１００を実装することができる。図２に示すように、電子部品１００は、例えば、素子１１０と放熱板を兼ねた裏面電極１２０と外部回路と電気的に接続するリード１３０とを有し、これらがエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂によりモールド成形されている。電子部品１００は、裏面電極１２０の表面のうち一面が露出するようにモールド成形され、はんだ４０を介して、一面２０ａにおけるはんだ付け部４０ａに接続されている。また、図１に示すように、リード１３０は、第１電極２０が形成された回路層と同一の回路層であって絶縁基材１１の一面１１ａに露出するように形成された第２電極５０のコンタクト部５０ａに電気的に接続されている。なお、第１電極２０は、その外形輪郭に２つの凹部２０ｂを有している。本実施形態では、第２電極５０が、第１電極２０の外側からこの凹部２０ｂの内部に、延びて形成されている。そして、第２電極５０のうち、凹部２０ｂの内部に位置しているコンタクト部５０ａに、リード１３０が接続されている。また、本実施形態における電子部品１００は、例えば、裏面電極１２０をエミッタとし、第２電極５０に接続される２つのリードを、コレクタまたはベースとする３端子のトランジスタとすることができる。第１電極２０の、厚さ方向に直交する面の面積に関しては、とくに制限はなく、一面１１ａに実装される部品の大きさや使用条件により任意に設定することができるが、絶縁基材１１上における部品の実装率を向上させるために、第１電極２０の面積はなるべく小さいことが好ましい。

なお、第２電極５０は、第１電極２０と同一の回路層に形成され、その一部が凹部２０ｂの内部に位置していればよい。そして、第２電極５０のうち、凹部２０ｂの内部に位置した部分がコンタクト部５０ａとされる。第２電極５０と図示しない外部回路等とを接続する構成としては、第２電極５０と絶縁基材１１内部に形成された配線とをビア等で接続する構成とすることもできる。

また、図示しないが、絶縁基材１１の一面１１ａと、第１電極２０の一面２０ａのうち、はんだ付け部４０ａ以外の面と、第２電極５０のうち、コンタクト部５０ａ以外の部分と、には、その露出した表面にソルダーレジストが塗布されている。すなわち、多層プリント基板１０の一面１１ａ側の表面は、はんだ付け部４０ａおよびコンタクト部５０ａ以外の領域が、ソルダーレジストにより被覆されている。

内層導体２１は、第１電極２０が形成された回路層の隣の回路層に形成され、第１電極２０の全面にオーバーラップするように形成されている。換言すれば、第１電極２０の外形輪郭が、内層導体２１の外形輪郭に内包される位置関係となっている。また、内層導体２１は、第１電極２０とは電位が異なる。本実施形態において、第１電極２０は、上記したように、電子部品１００の裏面電極１２０が接続されているため、例えば、グランド電位に対して＋電位となっている。これに対して、内層導体２１は、多層プリント基板１０におけるグランド電位となっている。また、内層導体２１の、厚さ方向に直交する面の面積に関しては、とくに制限はないが、本実施形態においては、内層導体２１の面積が、第１電極２０、放熱用導体２２および第３電極２３の面積よりも大きくされている。そして、図３に示すように、内層導体２１には、第１電極２０との絶縁を確保するため、接続ビア３０が挿通される部分に貫通孔３１が形成されている。貫通孔３１は絶縁基材１１で満たされており、この貫通孔３１により、内層導体２１は第1電極２０と絶縁されている。本実施形態において、この貫通孔３１は、はんだ付け部４０ａを中心として放射状に並んで形成されている。

放熱用導体２２は、内層導体２１が形成された回路層の隣であって、第１電極２０が形成された回路層と反対側の回路層に形成され、第１電極２０の全面にオーバーラップするように形成されている。換言すれば、第１電極２０の外形輪郭が、放熱用導体２２の外形輪郭に内包される位置関係となっている。放熱用導体２２の、厚さ方向に直交する面の面積に関しては、とくに制限はないが、本実施形態においては、放熱用導体２２の面積が第１電極２０の面積よりも大きくされている。そして、放熱用導体２２は、図２に示すように、接続ビア３０により第１電極２０と電気的、且つ熱伝導可能に接続されている。

第３電極２３は、絶縁基材１１における一面１１ａと反対側の裏面１１ｂに露出する回路層に形成され、第３電極の表面のうち一面が裏面１１ｂから露出している。第３電極２３は、図２に示すように、接続ビア３０により第１電極２０と電気的、且つ熱伝導可能に接続されている。第３電極２３の厚さ方向に直交する面の面積に関しては、とくに制限はなく、裏面１１ｂに実装される部品の大きさや使用条件により任意に設定することができる。本実施形態において、第３電極２３の面積は、第１電極２０の面積と同じにされている。

接続ビア３０は、図２に示すように、第1電極２０と放熱用導体２２と第３電極２３とを電気的、且つ熱伝導可能に接続している。本実施形態における接続ビア３０は、絶縁基材１１を貫通するスルーホールの穴内に銅を埋設したスルーホールビアとなっている。本実施形態において、図３に示すように、接続ビア３０は、内層導体２１に形成された貫通孔３１に挿通され、貫通孔３１に満たされた絶縁基材１１により、内層導体２１と絶縁されている。また、本実施形態において、接続ビア３０は、はんだ付け部４０ａを中心として放射状に並んで形成されている。

なお、本明細書等において、はんだ付け部４０ａとは、図４に示すように、電子部品１００が第１電極２０にはんだ４０で固定される理想的な固定領域４１（設計値）に対して、固定領域のばらつき（４１ｘ,４１ｙ）を考慮しても、電子部品１００の所定端子（本実施形態では裏面電極１２０）およびはんだ４０と第１電極２０とが必ず接触する領域を指す。換言すれば、第１電極２０の厚さ方向に直交する面におけるｘ方向と、ｘ方向に直交するｙ方向に対して、ｘ方向の固定領域のマージン４１ｘとｙ方向の固定領域のマージン４１ｙが最大となるように所定端子１２０の固定領域がずれても、電子部品１００の所定端子１２０およびはんだ４０と第１電極２０とが必ず接触する領域を指す。

次に、本実施形態に係る多層プリント基板１０の作用効果を説明する。

第１電極２０には、一面２０ａにはんだ４０を介して電子部品１００が実装されている。このため、電子部品１００から発せられた熱は、第１電極２０に伝熱しやすい。第１電極２０は絶縁基材１１の一面１１ａから外部に露出しているため、電子部品１００から伝熱した熱を外部に放出しやすい。また、本実施形態において、第1電極２０は、厚さ方向に直交する面の外形輪郭に凹部２０ｂを有している。そして、第２電極５０が、第１電極２０の外側から凹部２０ｂの内部に延びて形成されている。このため、電子部品１００のリード１３０長に関係なく、電子部品１００を第1電極２０の中央付近に実装することができる。すなわち、はんだ付け部４０ａを第1電極２０の中央付近に設定することができ、第１電極中において、電子部品１００が発する熱を、放射状にほぼ均一に分布させることができる。したがって、熱の外部への放出や、接続ビア３０で接続された放熱用導体２２および第３電極２３に対して、熱を伝導させやすくすることができる。

また、第１電極２０の隣の回路層には内層導体２１が形成されている。第１電極２０が形成された回路層の隣の回路層は、他の回路層に較べて第１電極２０に蓄積された熱をより効率よく伝熱させることのできる回路層である。したがって、第１電極２０から発せられた熱は、効率良く絶縁基材１１を介して内層導体２１に伝熱される。そして、内層導体２１に伝導した熱は、内層導体２１全体に拡散して絶縁基材１１に伝熱・放熱される。なお、本実施形態における内層導体２１は、はんだ付け部４０ａにオーバーラップするように形成されている。絶縁基材１１のうち、はんだ付け部４０ａの直下の部分は、熱が蓄積されやすいため、この位置に内層導体２１が配置されることで、より効率良く熱を内層導体２１に伝熱させることができ、放熱性を向上させることができる。

また、内層導体２１が形成された回路層の隣であり、第１電極２０と反対側の回路層に放熱用導体２２が形成されている。放熱用導体２２は、第１電極２０と接続ビア３０を介して接続されているため、電子部品１００から発せられた熱が伝熱しやすい。換言すれば、電子部品１００が接続されている導体の熱容量が、第1電極２０のみの場合に較べて大きくなっている。これにより、電子部品１００から発せられた熱をより効率良くに放熱させることができる。さらに、電子部品１００が接続されている導体の表面積も、第１電極２０のみの場合に較べて大きくなっている。これにより、電子部品１００から発せられた熱をより効率良く絶縁基材１１に伝熱・放熱させることができる。さらに、本実施形態では、第１電極２０と放熱用導体２２とが、内層導体２１を挟み込む構成となっている。このような構成において、電子部品１００が接続されている導体の、内層導体２１と絶縁基材１１を介して対向する対向面積は、導体が第1電極２０のみの場合に較べて、放熱用導体２２のぶんだけ大きくすることができる。このため、電子部品１００から第1電極２０および放熱用導体２２に伝導した熱を、より効率的に内層導体２１へ伝導させることができ、放熱性を向上させることができる。なお、本実施形態では、放熱用導体２２の厚さ方向に直交する面の面積を、第1電極２０の面積よりも大きく設定している。このため、第１電極２０の面積を大きくすることなく、内層導体２１への放熱性を向上させることができる構成となっている。

また、本実施形態では、絶縁基材１１における一面１１ａと反対側の裏面１１ｂに露出する回路層に第３電極２３が形成されている。第３電極２３は、第１電極２０と接続ビア３０を介して接続され、その表面のうち一面が裏面１１ｂから外部に露出している。このため、第３電極２３は、電子部品１００から発せられ、第１電極２０に蓄積された熱を受け取り、裏面１１ｂ側から外部に放熱することができる。

また、本実施形態では、接続ビア３０がはんだ付け部４０ａを中心とした放射状に形成されている。このような構成とすることにより、内層導体２１における貫通孔３１も放射状に形成される。これにより、はんだ付け部４０ａから広がる伝熱経路を妨げることなく、熱を放射状にほぼ均一に伝熱させることができる。加えて、電子部品１００から発せられ、第１電極２０に蓄積された熱を放熱用導体２２および第３電極２３に、接続ビア３０を介して放射状に均一に伝熱させることができる。これにより、内層導体２１と放熱用導体２２とが絶縁基材１１を介して対向する領域のうち、広い領域で内層導体２１と放熱用導体２２との間の温度差をつけることができ、放熱用導体２２から内層導体２１への放熱性を向上させることができる。また、第３電極２３の広い領域で、第３電極２３と外部との間の温度差をつけることができ、第３電極２３から外部への放熱性を向上させることができる。

上記したように、電子部品１００が接続される導体について、第１電極２０だけでなく、放熱用導体２２および第３電極２３を追加することにより、電子部品１００が発する熱を蓄積する導体の熱容量を大きくすることができる。加えて、上記導体の表面積を増加させつつ、内層導体２１と絶縁基材１１を介して対向する対向面積を増大させることができる。このため、第１電極２０および放熱用導体２２から絶縁基材１１への放熱性を向上させつつ、内層導体２１への伝熱性を向上させることができる。したがって、第１電極２０の面積を増大させることなく、放熱性を向上させることができる。

上記したように、第１電極２０の面積を増大させることなく、放熱性を向上させることができることから、このような多層プリント基板１０に実装される電子部品１００として、例えば、自動車等に用いられるシリーズレギュレート方式電源回路中のトランジスタ（可変抵抗として機能する）に適用することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、内層導体２１が第１電極２０の形成された回路層の隣の回路層に形成される例を示した。これに対し、本実施形態では、図５に示すように、第１電極２０が形成された回路層の隣の回路層に放熱用導体２２ａが形成され、この放熱用導体２２ａと、別の回路層に形成された放熱用導体２２ｂとが内層導体２１ａを挟み込んだ例を示す。また、本実施形態では、複数の内層導体２１ａ，２１ｂがそれぞれ別の回路層に形成され、各内層導体２１ａ，２１ｂが、それぞれ放熱用導体２２ａ，２２ｂ、放熱用導体２２ｃ，２２ｄに挟まれた構成となっている。

最初に、図５を参照して、本実施形態に係る多層プリント基板１０の構成を説明する。なお、ここでは、第１実施形態に対して、絶縁基材１１内における形成位置が異なる内層導体２１、放熱用導体２２についてのみ説明する。これら以外の要素については、第１実施形態と同じであるため、詳細な説明を省略する。

第１実施形態の構成に対して、本実施形態では、第１電極２０が形成された回路層の隣の回路層に放熱用導体２２ａが形成されている。この放熱用導体２２ａは、第１実施形態と同様に、第１電極２０の面積よりも大きくされ、第１電極２０の全面にオーバーラップするように形成されている。換言すれば、放熱用導体２２ａの外形輪郭が第１電極２０の外形輪郭を内包するような位置関係となっている。そして、放熱用導体２２ａの隣の回路層であって、第１電極２０と反対側の回路層に内層導体２１ａが形成されている。内層導体２１ａも第１実施形態と同様に、第１電極２０の全面にオーバーラップするように形成されている。換言すれば、内層導体２１ａの外形輪郭が第１電極２０の外形輪郭を内包するような位置関係となっている。さらに、内層導体２１ａの隣の回路層であって、放熱用導体２２ａと反対側の回路層に、放熱用導体２２ｂが形成されている。本実施形態において、放熱用導体２２ｂは、放熱用導体２２ａと同一の形状であり、放熱用導体２２ａと全面に亘ってオーバーラップしている。換言すれば、内層導体２１ａは、放熱用導体２２ａと放熱用導体２２ｂに挟まれて形成され、放熱用導体２２ａが、第１電極２０の隣の回路層に形成されている。

さらに、本実施形態では、内層導体２１ａとは別の内層導体２１ｂが絶縁基材１１の内部に形成されている。内層導体２１ｂの形状は任意であるが、本実施形態における内層導体２１ｂは、内層導体２１ａと同一の形状とされている。そして、内層導体２１ｂが形成された回路層の両隣の回路層には、放熱用導体２２ｃおよび放熱用導体２２ｄが形成されている。これら放熱用導体２２ｃ，２２ｄは、内層導体２１ａを挟み込む放熱用導体２２ａ，２２ｂと同一の形状とされており、且つ、全面に亘ってオーバーラップしている。

また、第１実施形態と同様に、絶縁基材１１における一面１１ａと反対側の裏面１１ｂに露出する回路層に、第３電極２３が形成され、その表面のうち一面が裏面１１ｂから露出している。

そして、第１実施形態と同様に、スルーホールビアの穴内を銅で満たした構成の接続ビア３０により、第１電極２０、放熱用導体２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ、第３電極２３が電気的、且つ熱伝導可能に接続されている。なお、内層導体２１ａ，２１ｂには、第１実施形態と同様に、接続ビア３０が挿通される貫通孔３１が形成されている（図３参照）。

なお、第１電極２０の一面２０ａには、第１実施形態と同様に、電子部品１００が実装されている。

次に、本実施形態に係る多層プリント基板１０の作用効果を説明する。

本実施形態では、電子部品１００が実装される第１電極２０に、接続ビア３０を介して、放熱用導体２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ、第３電極２３が電気的、且つ熱伝導可能に接続されている。このため、電子部品１００が接続される導体が第１電極２０のみの構成に較べて、導体の熱容量を大きくすることができ、電子部品１００から発せられる熱をより効率良く放熱させることができる。また、電子部品１００が接続される導体の表面積も大きくすることができ、電子部品１００から発せられる熱を、より効率良く絶縁基材１１へ伝熱・放熱させることができる。さらに、本実施形態では、第１電極２０よりも面積の大きい放熱用導体２２ａ，２２ｂが内層導体２１ａを挟み込む構成となっている。このため、内層導体２１ａに絶縁基材１１を介して対向する電子部品１００が接続される導体の対向面積を、電子部品１００が接続される導体が第１電極２０のみの場合に較べて大きくすることができる。さらに言えば、第１実施形態のように、電子部品１００が接続される導体が第１電極２０および放熱用導体２２という組み合わせである場合に較べて大きくすることができる。したがって、放熱用導体２２ａ，２２ｂから内層導体２１ａへ、効率良く熱を伝導させることができる。つまり、第１電極２０の面積を大きくすることなく、電子部品１００から発せられる熱の放熱性を向上させることができる。

さらに、本実施形態に係る多層プリント基板１０は、放熱用導体２２が内層導体２１を挟み込む構造を２つ有している。すなわち、多層プリント基板１０は、内層導体２１ａと放熱用導体２２ａ，２２ｂとからなる構造、および内層導体２１ｂと放熱用導体２２ｃ，２２ｄとからなる構造を有している。このようにすることにより、第１電極２０から、接続ビア３０を介して放熱用導体２２ｃ，２２ｄへ伝熱された熱を、内層導体２１ｂに伝熱させることができ、内層導体２１ｂから絶縁基材１１中へ放熱することができる。すなわち、内層導体２１ａよりも第１電極２０から離れて形成された内層導体２１ｂを、電子部品１００が発する熱の放熱に活用することができる。

（第３実施形態）
上記した各実施形態において、接続ビア３０同士は、第１電極２０、放熱用導体２２および第３電極２３により電気的、且つ熱伝導可能に接続された状態にある。これに対して、本実施形態では、上記に加えて、絶縁基材１１の内部に位置する回路層のうち、放熱用導体２２が形成された回路層以外の回路層で、互いに電気的、且つ熱伝導可能に接続された例を示す。

本実施形態では、図６に示すように、内層導体２１が形成された回路層において、接続ビア３０が互いに銅からなるバイパス導体３２により接続されている。このような構成では、図７に示すように、内層導体２１が形成された回路層における接続ビア３０は、互いにバイパス導体３２により連結されている。

このような構成とすることにより、第１電極２０から放熱用導体２２へ伝導する熱の伝熱経路を確保しやすくでき、放熱用導体２２における温度分布の偏りを抑制することができる。したがって、効率よく第１電極２０および放熱用導体２２から内層導体２１に伝熱させることができる。

なお、本実施形態において、バイパス導体３２は、内層導体２１が形成された回路層に設けられる例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、内層導体２１や放熱用導体２２が形成されていない回路層に、バイパス導体３２を設けることもできる。

（第４実施形態）
上記した各実施形態においては、接続ビア３０がスルーホールビアであり、その内部が導体（銅）で満たされた構成の例を示した。これに対して、本実施形態では、スルーホールビアの内壁が銅メッキによりコーティングされた構成の例を示す。

図８に示すように、第１電極２０、放熱用導体２２および第３電極２３を接続する接続ビア３０の内壁が銅からなる導体でコーティングされている。換言すれば、接続ビア３０は、内壁のみが銅メッキされた中空ビアとなっている。

このような構成とすることにより、第１電極２０と放熱用導体２２とを電気的、且つ熱伝導可能に接続する効果だけでなく、接続ビア３０を伝導する熱を、接続ビア３０内部の空気中に対しても放熱させることができる。このため、第１電極２０および放熱用導体２２に蓄積された熱を効率よく放熱させることができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

例えば、内層導体２１は、図９に示すように、第１電極２０と全面に亘ってオーバーラップしている必要はなく、第１電極２０の少なくとも一部とオーバーラップしていればよい。ただし、電子部品１００から発せられる熱が伝熱しやすいはんだ付け部４０ａとオーバーラップしているとより好ましい。また、内層導体２１は必ずしも貫通孔３１を有している必要はなく、図９に示すように、接続ビア３０が内層導体２１を貫通しない構成とすることもできる。

また、放熱用導体２２についても、第１電極２０と全面に亘ってオーバーラップしている必要はなく、第１電極２０と接続ビア３０を介して接続されつつ、内層導体２１の少なくとも一部とオーバーラップしていればよい。ただし、内層導体２１の場合と同様、はんだ付け部４０ａとオーバーラップしているとより好ましい。

また、上記した各実施形態では、接続ビア３０として絶縁基材１１を貫通するスルーホールビアの例を示したが、接続ビア３０はスルーホールビアに限定されるものではない。例えば、異なる層（図９においては、第１電極２０と放熱用導体２２）の間を接続する層間接続ビアとすることもできる。

また、上記した各実施形態では、第３電極２３が絶縁基材１１の裏面１１ｂに露出する回路層に形成された例を示したが、図９に示すように、第３電極２３は、必ずしも設置されなくともよい。第３電極２３を設けるか否かは、裏面１１ｂにおける部品の実装率や多層プリント基板１０の使用条件に応じて適宜決定することができる。

また、図１０に示すように、内層導体２１が形成された回路層の隣の回路層に放熱用導体２２が形成され、この回路層が絶縁基材１１の裏面１１ｂに露出する回路層に相当する構成とすることもできる。この構成においては、放熱用導体２２のうち、裏面１１ｂから露出する放熱用導体２２を第３電極２３と見なすこともでき、この放熱用導体２２は、第１電極２０から伝導された熱を内層導体２１へ伝熱させるとともに、裏面１１ｂから外部へ放熱させることもできる。

また、上記した各実施形態において、接続ビア３０は、はんだ付け部４０ａを中心として放射状に並んで形成される例を示したが、上記例に限定されるものではない。図１１に示すように、接続ビア３０は、第１電極２０と放熱用導体２２とを電気的、且つ熱伝導可能に接続されていればよく、その形成位置は、任意に決定することができる。

また、上記した各実施形態において、第１電極２０、内層導体２１、放熱用導体２２、第３電極２３、接続ビア３０を構成する材料に銅を用いる例を示したが、上記例に限定されるものではない。これらを構成する材料としては、熱伝導性に優れた材料であれば本発明の効果を奏することができる。銅以外の材料としては、例えば、アルミニウムや金を用いることもできる。

また、上記した各実施形態では、第１電極２０が、その外形輪郭に凹部２０ｂを有する例を示したが、上記例に限定されるものではなく、必ずしも凹部２０ｂを有している必要はない。ただし、上記したように、第１電極２０がその外形輪郭に凹部２０ｂを有する構成とすることにより、電子部品１００を第１電極２０の中央付近に実装することができ、はんだ付け部４０ａを中心として放射状にほぼ均一に伝熱できるため、放熱性に有利である。

また、上記した各実施形態では、絶縁基材１１の構成材料として、プリプレグを用いる例を示した。しかしながら、絶縁基材１１の構成材料として、それ以外の材料、例えば、熱可塑性樹脂やセラミックを用いることもできる。

１０・・・多層プリント基板
１１・・・絶縁基材
２０・・・第１電極
２１・・・内層導体
２２・・・放熱用導体
２３・・・第３電極
３０・・・接続ビア
４０・・・はんだ
４０ａ・・・はんだ付け部
１００・・・電子部品

Claims (11)

1. 絶縁基材と、
   該絶縁基材の厚さ方向において、前記絶縁基材に多層に配置された回路層と、を備え、
   前記絶縁基材の一面に露出する回路層に、電子部品が実装される第１電極を有し、
   前記絶縁基材の内部に位置する回路層に、前記第１電極とは異なる電位とされ、前記第１電極の少なくとも一部とオーバーラップするように設けられた内層導体を有する多層プリント基板であって、
   前記厚さ方向において、前記内層導体を有する回路層の隣に位置し、前記一面に露出する回路層を除く回路層に形成され、前記内層導体の少なくとも一部とオーバーラップするように、前記第１電極と接続ビアを介して熱伝導可能に接続された放熱用導体を有することを特徴とする多層プリント基板。
2. 前記内層導体および前記放熱用導体の少なくとも一方は、前記第１電極のうち、前記電子部品の端子がはんだ付けされるはんだ付け部の少なくとも一部とオーバーラップするように形成されることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント基板。
3. 前記内層導体は、前記接続ビアが挿通される貫通孔を有し、
   前記内層導体および前記放熱用導体は、前記第１電極のうち、前記はんだ付け部の全面に亘ってオーバーラップするように形成され、
   前記放熱用導体は、前記絶縁基材を介して前記内層導体の貫通孔に挿通された前記接続ビアを介して、前記第１電極と接続されることを特徴とする請求項２に記載の多層プリント基板。
4. 前記内層導体の、前記厚さ方向に直交する面において、前記貫通孔は、前記はんだ付け部を中心として放射状に形成されることを特徴とする請求項３に記載の多層プリント基板。
5. 前記内層導体は、前記厚さ方向において、少なくとも前記第１電極を有する回路層の隣に位置する回路層に形成され、
   前記放熱用導体は、前記内層導体が形成された回路層の隣であって、前記第１電極を有する回路層と反対の回路層に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の多層プリント基板。
6. 前記厚さ方向と直交する面において、前記放熱用導体と前記内層導体とがオーバーラップする部分の面積は、前記第１電極と前記内層導体とがオーバーラップする部分の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の多層プリント基板。
7. 前記放熱用導体は、前記内層導体が形成された回路層の両隣の回路層にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項６に記載の多層プリント基板。
8. 前記接続ビアは、前記絶縁基材の内部に位置する回路層のうち、前記放熱用導体が形成された回路層と異なる回路層において、バイパス導体により互いに熱伝導可能に接続されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の多層プリント基板。
9. 前記第１電極は、前記厚さ方向に直交する面の外形輪郭に凹部を有し、
   前記第１電極と同一の回路層に、前記電子部品の端子のうち、前記第１電極と接続される端子と異なる端子が接続される第２電極を有し、
   前記第２電極のうち、少なくとも前記端子と接続されるコンタクト部が、前記凹部の内部に配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の多層プリント基板。
10. 前記放熱用導体は、前記絶縁基材の内部に形成され、
    前記絶縁基材における前記一面と反対側の裏面に露出する回路層に、前記第１電極と前記接続ビアにより熱伝導可能に接続された第３電極を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の多層プリント基板。
11. 前記接続ビアは、前記絶縁基材に形成された穴の内壁に導体材料が配置されてなる中空ビアであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の多層プリント基板。

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