JP2015041776A - 多層プリント回路基板 - Google Patents

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Abstract

【課題】既存のビアに比べて電流の流れを改善することができるとともに、設計を効果的に行うことができるだけでなく、熱放出効果を高めることができる多層プリント回路基板を提供する。
【解決手段】本発明の多層プリント回路基板１００は、多数の回路層１０１と、多数の回路層１０１間にそれぞれ形成された絶縁層１０２と、絶縁層１０２および回路層１０１を貫通し、多数の回路層１０１を電気的に接続するビアと、を含み、前記ビアは、第１ビア２００および第２ビア３００を有し、第２ビア３００は、第１ビア２００より大きい直径を有する大径ビアであるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、多層プリント回路基板に関する。
プリント回路基板（ＰＣＢ；Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）は、電気絶縁性基板に銅のような伝導性材料で回路ラインパターンを印刷して形成したものであり、電子部品を搭載する直前の基板（Ｂｏａｒｄ）を意味する。
すなわち、多数多種の電子素子を平板上に密集して搭載するために、各部品の装着位置を確定し、部品を連結する回路パターンを平板の表面に印刷して固定した回路基板を意味する。
かかるプリント回路基板は、通常、単層ＰＣＢと、ＰＣＢを多層に形成したビルドアップ基板（Ｂｕｉｌｄ−ｕｐ Ｂｏａｒｄ）、すなわち、多層プリント回路基板である。
近年、スマートフォン、タブレットＰＣを始めデジタル機器には、高機能化、小型化および迅速な転送速度、転送データ容量増加が要求されている。
そのため、高い動作周波数と広帯域、マルチバンド特性などが必要である。
例えば、スマートフォンに用いられるメインボード（ＣＰＵ）、アプリケーションプロセッサ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ；ＡＰ）、電力増幅器（ＰＯＷＥＲ ＡＭＰＬＩＦＩＥＲ）、ＲＦ部品などは、高い消費電流を使用するため、電流の流れを改善するプリント回路基板の構造が要求されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１２０８５８号公報
本発明の一側面によれば、既存のＢＡＲＥ ＰＣＢ上においてビア（ＶＩＡ）に比べて電流の流れを改善できる特徴のある大径ビア（ＯＴＨ ＶＩＡ）構造を提供することを目的とする。
また、インナービアとスタックビアの両方を電流量の多い電源系配線に使用することで、設計を効果的に行うことができる構造を提供することを目的とする。
また、ビアを介して伝達可能な最大電流量を増加させて、熱放出効果を高める構造を提供することを目的とする。
本発明の一実施例による多層プリント回路基板は、多数の回路層と、前記多数の回路層間にそれぞれ形成された絶縁層と、前記絶縁層および回路層を貫通し、前記多数の回路層を電気的に接続するビアと、を含み、前記ビアは、第１ビアおよび第２ビアを有し、前記第２ビアは、前記第１ビアより大きい直径を有する大径ビアである。
この際、前記第２ビアは、インナービアおよびスタックビアを有することができる。
また、前記第２ビアの平面形状が楕円形であることができる。
ここで、前記第２ビアが電源系配線を構成することができる。
また、前記第２ビアのめっき量が、第１ビアのめっき量に対して１．３〜１．４倍であることができる。
本発明の実施例による多層プリント回路基板によれば、既存のビアに比べて電流の流れを改善することができる。
また、インナービアとスタックビアの両方を電流量の多い電源系配線に使用することで、設計を効果的に行うことができる。
また、ビアを介して伝達可能な最大電流量を増加させて、熱放出効果を高めることができる。
第１および第２ビアが形成された多層プリント回路基板の断面図である。 第１ビアが第２ビア構造に変化された断面図である。 第１ビアが第２ビア構造に変化された断面図である。
本発明の目的、特定の長所および新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明および好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、「他面」、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
（多層プリント回路基板）
図１を参照すると、本発明の一実施例による多層プリント回路基板１００は、多数の回路層１０１と、前記多数の回路層１０１間にそれぞれ形成された絶縁層１０２と、前記絶縁層１０２および回路層１０１を貫通し、前記多数の回路層１０１を電気的に接続するビアと、を含む。
ここで、前記ビアは、第１ビア２００および第２ビア３００を有し、前記第２ビア３００は、前記第１ビア２００より大きい直径を有する大径ビアである。
この際、前記第２ビア３００は、インナービアおよびスタックビアを有することができる。
また、前記第２ビア３００の平面形状は、楕円形であることができる。
ここで、前記第２ビア３００は、電源系配線を構成することができる。
電流量の多い電源ライン（ｌｉｎｅ）に使用可能であることが、第２ビア３００の大きい利点である。第１ビア２００は、主に、信号系（ｓｉｇｎａｌ ｌｉｎｅ）配線に用いられ、第２ビア３００は、信号系だけでなく、電源系配線にも用いられる。
また、本発明では、第２インナービア３０２と第２スタックビア３０１の両方を電流量の多い電源系配線に使用することで、設計をより効果的に行うことができる。
また、前記第２ビアのめっき３０３量は、第１ビアのめっき２０３量に対して１．３〜１．４倍であることができる。
第２ビア３００の直径サイズが第１ビア２００の直径サイズより大きくて、第２ビア３００の内部ホールのめっき量が１．３〜１．４倍程度多くなりうる。しかし、本数値は、限定されたものではなく、ビアの直径サイズが変わるにつれて本数値もまた変わりうる。
第１ビア２００と第２ビア３００を同じ領域内で比較すると、第２ビア３００が、第１ビア２００に比べて銅（Ｃｕ）含有量が多く、電流の流れを改善する効果がある。
第２ビア３００が、第１ビア２００に比べて銅（Ｃｕ）含有量が多く、電流の流れがより良好である。
また、第２ビア３００では、伝達可能な最大電流量を増加させて熱放出効果を高める効果がある。
ここで、電流の流れが良好であるということは抵抗値が小さいことを意味し、第１ビア２００と比較すると、第２ビア３００の電流抵抗値がより小さいと言える。
また、所定の電圧と電流で抵抗値が小さくなったときに発生する熱量もまた減少する。本発明で提示した第２ビア３００の場合、発生する熱量が第１ビア２００より小さいと言える。
図２は、本発明の一実施例によるスタックビアを示す図である。
例えば、多層プリント回路基板にスタックビアを１層から４層まで形成したと仮定すると、第１スタックビア２０１のランドサイズが２５０、ホールサイズが１００の場合にＣｕ含有量は３，９２５，０００μｍ３であり、第２スタックビア３０１のランドサイズが５００、ホールサイズが３５０の場合にＣｕ含有量は４，４６２，５００μｍ３であり、Ｃｕ含有量が約１１４％増加することを確認することができる。
ここで、第２スタックビア３０１の電流の流れが１１４％改善したことが分かる。
また、電流の流れが良好であることは、換言すれば、抵抗値が減少したと見ることができる。
ここで、電流の流れを妨害する作用を理解するための数式、
Figure 2015041776
を参照すると、第２スタックビア３０１の抵抗値が約８７．８％減少したことが分かる。
また、抵抗と熱量の関係式、
Figure 2015041776
を参照すると、熱量もまた減少したことを確認することができる。
したがって、第２スタックビア３０１の熱量が約８７．８％減少したことが分かる。
前記数式および数値を参照して、本発明の第２スタックビア３０１の構造に係る効果的な面について説明したが、前記数値は発明の一実施例によるものであって、銅含有量による電流の流れ値、抵抗値、熱量は、第２スタックビア３０１の設計条件に応じて変わりうる。
図３は、本発明の他の実施例によるインナービアを示す図である。
例えば、多層プリント回路基板にインナービアを４層から９層まで形成したと仮定すると、第１インナービア２０２のランドサイズが４５０、ホールサイズが２００の場合にＣｕ含有量は６，６７３，１２８μｍ３であり、第２インナービア３０２のランドサイズが９００、ホールサイズが６５０の場合にＣｕ含有量は７，８９０，５６４μｍ３であり、Ｃｕ含有量が約１１８％増加することを確認することができる。
ここで、第２インナービア３０２の電流の流れが１１８％改善したことが分かる。
また、電流の流れが良好であることは、換言すれば、抵抗値が減少したと見ることができる。
ここで、電流の流れを妨害する作用を理解するための数式、
Figure 2015041776
を参照すると、第２インナービア３０２の抵抗値が約８４．７％減少したことが分かる。
また、抵抗と熱量の関係式、
Figure 2015041776
を参照すると、熱量もまた減少したことを確認することができる。
したがって、第２インナービア３０２の熱量が約８４．７％減少したことが分かる。
前記数式および数値を参照して、本発明の第２インナービア３０２構造に係る効果的な面について説明したが、前記数値は発明の他の実施例によるものであって、銅含有量による電流の流れ値、抵抗値、熱量は、第２インナービア３０２の設計条件に応じて変わりうる。
このように、本発明の実施例による多層プリント回路基板によれば、既存のビアに比べて電流の流れを改善することができる。
また、インナービアとスタックビアの両方を電流量の多い電源系配線に使用することで、設計を効果的に行うことができる。
また、ビアを介して伝達可能な最大電流量を増加させて、熱放出効果を高めることができる。
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
本発明は、多層プリント回路基板に適用可能である。
１００ 多層プリント回路基板
１０１ 回路層
１０２ 絶縁層
２００ 第１ビア
２０１ 第１スタックビア
２０２ 第１インナービア
２０３ 第１ビアのめっき
３００ 第２ビア
３０１ 第２スタックビア
３０２ 第２インナービア
３０３ 第２ビアのめっき

Claims (5)

  1. 多数の回路層と、
    前記多数の回路層間にそれぞれ形成された絶縁層と、
    前記絶縁層および回路層を貫通し、前記多数の回路層を電気的に接続するビアと、を含み、
    前記ビアは、第１ビアおよび第２ビアを有し、前記第２ビアは、前記第１ビアより大きい直径を有する大径ビアである、多層プリント回路基板。
  2. 前記第２ビアは、インナービアおよびスタックビアを有する、請求項１に記載の多層プリント回路基板。
  3. 前記第２ビアの平面形状が楕円形である、請求項１に記載の多層プリント回路基板。
  4. 前記第２ビアが電源系配線を構成する、請求項１に記載の多層プリント回路基板。
  5. 前記第２ビアのめっき量が、第１ビアのめっき量に対して１．３〜１．４倍である、請求項１に記載の多層プリント回路基板。
JP2014167162A 2013-08-20 2014-08-20 多層プリント回路基板 Pending JP2015041776A (ja)

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