JP2016195192A - Printed circuit board and electronic device - Google Patents

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知善 小林
Tomoyoshi Kobayashi
知善 小林
正人 笠島
Masato Kasashima
正人 笠島
哲 笹木
Satoru Sasaki
哲 笹木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To securely fix a heat radiation member to a base material of a printed circuit board.SOLUTION: A printed circuit board 10 includes: a base material 11 which is formed into a plate shape by glass fibers being a reinforcement material and epoxy being a thermosetting resin; wiring patterns 5a to 5h provided on the base material 11; a recessed part 11k provided on a lower plate surface of the base material 11; and a metal core 3 which fits in the recessed part 11k. In a state where the metal core 3 is fitted in the recessed part 11k, contact parts 2t', at which an inner peripheral surface of the recessed part 11k and an outer peripheral surface of the metal core 3 contact with each other, and separation parts 2s, at which the inner peripheral surface of the recessed part 11k and the outer peripheral surface of the metal core 3 does not contact with each other, are formed. The epoxy of the base material 11, which is melted by heating to fill the separation parts 2s, is cured to integrate the base material 11 with the metal core 3.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、プリント基板上に実装された電子部品で発生した熱を、プリント基板内に埋設した放熱部材により放熱する構造に関する。   The present invention relates to a structure in which heat generated by an electronic component mounted on a printed circuit board is radiated by a heat radiating member embedded in the printed circuit board.

プリント基板上に実装された電子部品で発生した熱を放熱するため、プリント基板内に放熱部材を埋設する技術が種々提案されている。   In order to dissipate heat generated by electronic components mounted on a printed circuit board, various techniques for embedding a heat dissipation member in the printed circuit board have been proposed.

たとえば、特許文献1では、プリント基板の電子部品を実装する位置に開口部(貫通孔)を設け、開口部より面積が小さい放熱部材(ビア導体)を開口部に嵌め込んでいる。また、開口部の内周面に周方向に所定の間隔で複数の溝を形成し、各溝と係合する突起を放熱部材の外周面に複数形成している。さらに、開口部に放熱部材を嵌め込んで生じる隙間に、接着性樹脂から成る充填材を充填して、放熱部材をプリント基板に固定している。   For example, in Patent Document 1, an opening (through hole) is provided at a position where an electronic component on a printed circuit board is mounted, and a heat radiating member (via conductor) having a smaller area than the opening is fitted into the opening. A plurality of grooves are formed at predetermined intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the opening, and a plurality of protrusions that engage with the grooves are formed on the outer peripheral surface of the heat dissipation member. Further, a gap formed by fitting the heat dissipation member into the opening is filled with a filler made of an adhesive resin, and the heat dissipation member is fixed to the printed board.

また、特許文献2では、プリント基板の電子部品を実装する位置に穴(貫通するスルーホール)を設け、この穴に放熱部材(金属片)を入れて、放熱部材を加圧により変形させることで、当該放熱部材をプリント基板に固定し、プリント基板と放熱部材とを同一の高さにしている。また、穴の内周面に凹凸部を設けて、凸部の頂点を放熱部材と接触させ、穴と放熱部材の隙間にはんだを充填している。   In Patent Document 2, a hole (through hole) is provided at a position where an electronic component of a printed circuit board is mounted, and a heat dissipation member (metal piece) is inserted into the hole, and the heat dissipation member is deformed by pressurization. The heat radiating member is fixed to the printed circuit board, and the printed circuit board and the heat radiating member have the same height. Moreover, the uneven | corrugated | grooved part is provided in the internal peripheral surface of the hole, the vertex of a convex part is made to contact with a heat radiating member, and the gap | clearance between a hole and a heat radiating member is filled up with the solder.

一方、多層のプリント基板においては、たとえば特許文献3に開示されているように、複数の両面配線基板の間にプリプレグを挟んで、加熱および加圧することで、プリプレグに含まれる熱硬化性樹脂を溶かし、その後熱硬化性樹脂を硬化させて、複数の両面配線基板とプリプレグを一体化している。   On the other hand, in a multilayer printed circuit board, for example, as disclosed in Patent Document 3, a prepreg is sandwiched between a plurality of double-sided wiring boards and heated and pressurized, so that a thermosetting resin contained in the prepreg is obtained. After melting, the thermosetting resin is then cured to integrate the plurality of double-sided wiring boards and the prepreg.

特開2010−258260号公報JP 2010-258260 A 特開2010−205995号公報JP 2010-205995 A 特開2003−17862号公報JP 2003-17862 A

従来のように、プリント基板の貫通孔に放熱部材を嵌入させて、貫通孔と放熱部材の隙間に接着剤やはんだを充填すると、その後、プリント基板に電子部品をはんだ付けする際の加熱や、実装した電子部品の通電時の発熱などのような、熱的外乱により、接着剤やはんだが溶融して、貫通孔から放熱部材が抜け出すおそれがある。   As in the past, by inserting a heat dissipation member into the through hole of the printed circuit board and filling an adhesive or solder in the gap between the through hole and the heat dissipation member, heating when soldering the electronic component to the printed circuit board, Due to thermal disturbance such as heat generation when the mounted electronic component is energized, the adhesive or solder may melt and the heat dissipation member may come out of the through hole.

本発明の課題は、プリント基板の基材内に放熱部材を強固に固定することである。   The subject of this invention is fixing a heat radiating member firmly in the base material of a printed circuit board.

本発明によるプリント基板は、補強材と熱硬化性樹脂から構成されて板状に形成された基材と、基材に設けられた配線パターンと、基材の板面に設けられた凹部と、凹部に嵌入する放熱部材とを備えている。そして、凹部に放熱部材を嵌入した状態で、凹部の内周面と放熱部材の外周面とが互いに接触する接触部と、互いに接触しない離間部とが形成され、加熱により溶け出して離間部に充填された基材の熱硬化性樹脂が硬化して、基材と放熱部材とが一体化されている。   The printed circuit board according to the present invention includes a base material formed of a reinforcing material and a thermosetting resin and formed in a plate shape, a wiring pattern provided on the base material, a recess provided on the plate surface of the base material, And a heat dissipating member fitted into the recess. Then, in a state where the heat dissipation member is fitted in the recess, a contact portion where the inner peripheral surface of the recess and the outer peripheral surface of the heat dissipation member are in contact with each other and a separation portion that is not in contact with each other are formed. The thermosetting resin of the filled substrate is cured, and the substrate and the heat dissipation member are integrated.

本発明によると、プリント基板の基材に設けた凹部に放熱部材を嵌入した状態で、凹部の内周面と放熱部材の外周面との間に、互いに接触する接触部と、互いに接触しない離間部とが形成される。そして、加熱することにより、基材の熱硬化性樹脂が溶け出して離間部に充填され、その後熱硬化性樹脂が硬化することで、基材と放熱部材とが一体化される。このため、たとえば、プリント基板に電子部品をはんだ付けする際の加熱や、実装した電子部品の通電時の発熱などのような、熱的外乱が作用しても、基材と放熱部材の間にある熱硬化性樹脂が溶けることはなく、放熱部材が凹部から抜け出すこともない。よって、プリント基板の基材内に放熱部材を強固に固定することができる。   According to the present invention, in a state where the heat dissipation member is fitted in the recess provided in the base material of the printed circuit board, the contact portion that is in contact with each other and the space that is not in contact with each other between the inner peripheral surface of the recess and the outer peripheral surface of the heat dissipation member. Part is formed. And by heating, the thermosetting resin of a base material melt | dissolves and it fills in a spacing part, and a base material and a thermal radiation member are integrated by hardening a thermosetting resin after that. For this reason, for example, even when a thermal disturbance such as heating when soldering an electronic component to a printed circuit board or heat generation when the mounted electronic component is energized acts between the base material and the heat dissipation member A certain thermosetting resin does not melt, and the heat radiating member does not come out of the recess. Therefore, the heat radiating member can be firmly fixed in the base material of the printed circuit board.

本発明では、上記プリント基板において、接触部および離間部は、凹部および放熱部材の周方向に、それぞれ所定の間隔で交互に複数形成されているのが好ましい。   In the present invention, in the printed circuit board, it is preferable that a plurality of contact portions and separation portions are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the recess and the heat dissipation member.

また、本発明では、上記プリント基板において、接触部は、凹部の内周面に形成された凸部から構成され、離間部は、凹部の内周面の凸部以外の部分から構成されてもよい。   Further, in the present invention, in the printed circuit board, the contact portion may be configured by a convex portion formed on the inner peripheral surface of the concave portion, and the separation portion may be configured by a portion other than the convex portion on the inner peripheral surface of the concave portion. Good.

また、本発明では、上記プリント基板において、基材は、上面に配線パターンが設けられた第1絶縁層と、第1絶縁層の下面に設けられ、第1絶縁層より熱伝導率が低い第2絶縁層とから構成され、第2絶縁層の下面から第1絶縁層の下面に達するように、第2絶縁層に凹部および放熱部材が設けられてもよい。   According to the present invention, in the printed circuit board, the base material is provided on the first insulating layer having a wiring pattern on the upper surface and on the lower surface of the first insulating layer, and has a lower thermal conductivity than the first insulating layer. The second insulating layer may be provided with a recess and a heat dissipation member so as to reach the lower surface of the first insulating layer from the lower surface of the second insulating layer.

また、本発明による電子装置は、上記プリント基板と、上記プリント基板に実装された電子部品とを備えている。   An electronic device according to the present invention includes the printed board and an electronic component mounted on the printed board.

本発明では、上記電子装置において、凹部は、プリント基板の下面から厚み方向に窪むように設けられ、放熱部材は、プリント基板の下面から露出し、放熱部材の露出面と接触するように、プリント基板の下方に設けられた外部放熱体をさらに備えてもよい。   In the present invention, in the electronic device, the concave portion is provided so as to be recessed in the thickness direction from the lower surface of the printed circuit board, and the heat dissipation member is exposed from the lower surface of the printed circuit board and is in contact with the exposed surface of the heat dissipation member. You may further provide the external heat radiator provided in the downward direction.

本発明によれば、プリント基板の基材内に放熱部材を強固に固定することができる。   According to the present invention, the heat dissipation member can be firmly fixed in the base material of the printed board.

本発明の実施形態によるプリント基板の上表層を示した図である。It is the figure which showed the upper surface layer of the printed circuit board by embodiment of this invention. 図1のA−A断面を示した図である。It is the figure which showed the AA cross section of FIG. 図1のプリント基板の内層を示した図である。It is the figure which showed the inner layer of the printed circuit board of FIG. 図1のプリント基板の下表層を示した図である。It is the figure which showed the lower surface layer of the printed circuit board of FIG. 図1のB−B断面を示した図である。It is the figure which showed the BB cross section of FIG. 図1のC−C断面を示した図である。It is the figure which showed CC cross section of FIG. 図1のプリント基板に設けた凹部とメタルコアを示した図である。It is the figure which showed the recessed part and metal core which were provided in the printed circuit board of FIG. 図1のプリント基板の製造工程を示した図である。It is the figure which showed the manufacturing process of the printed circuit board of FIG. 図8Aの製造工程の続きを示した図である。It is the figure which showed the continuation of the manufacturing process of FIG. 8A. 本発明の他の実施形態を示した図である。It is the figure which showed other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態を示した図である。It is the figure which showed other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態を示した図である。It is the figure which showed other embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一部分および対応する部分には同一符号を付している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same reference numerals are given to the same parts and corresponding parts.

まず、実施形態のプリント基板10および電子装置100の構造を、図1〜図7を参照しながら説明する。   First, the structure of the printed circuit board 10 and the electronic device 100 according to the embodiment will be described with reference to FIGS.

図1は、プリント基板10の上面にある上表層L1を示した図である。図2は、図1のA−A断面を示した図である。図3は、プリント基板10の内部にある内層L2、L3、L4を示した図である。図4は、プリント基板10の下面にある下表層L5を示した図である。図5は、図1のB−B断面を示した図である。図6は、図1のC−C断面を示した図である。図7は、プリント基板10に設けた凹部11kとメタルコア3を示した図である。   FIG. 1 is a view showing the upper surface layer L1 on the upper surface of the printed circuit board 10. FIG. 2 is a diagram showing a cross section taken along the line AA of FIG. FIG. 3 is a view showing the inner layers L2, L3, and L4 inside the printed circuit board 10. As shown in FIG. FIG. 4 is a view showing the lower surface layer L5 on the lower surface of the printed circuit board 10. FIG. 5 is a view showing a BB cross section of FIG. 1. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. FIG. 7 is a view showing the recess 11 k and the metal core 3 provided in the printed circuit board 10.

なお、図1と図3は、プリント基板10の上方から見た状態を示し、図4および図7は、プリント基板10の下方から見た状態を示している。また、各図では、便宜上、プリント基板10および電子装置100の一部のみ図示している。   1 and 3 show the state viewed from above the printed circuit board 10, and FIGS. 4 and 7 show the state viewed from below the printed circuit board 10. In each figure, only a part of the printed circuit board 10 and the electronic device 100 is shown for convenience.

電子装置100は、たとえば電気自動車またはハイブリッドカーに搭載されるDC−DCコンバータから成る。電子装置100は、プリント基板10、電子部品9a〜9j、およびヒートシンク4を備えている。   The electronic device 100 includes a DC-DC converter mounted on, for example, an electric vehicle or a hybrid car. The electronic device 100 includes a printed circuit board 10, electronic components 9 a to 9 j, and a heat sink 4.

図2に示すように、プリント基板10は、上面と下面にそれぞれ表層L1、L5が設けられ、内部に複数の内層L2、L3、L4が設けられた多層基板である。図1〜図4に示すように、プリント基板10には、基材11、メタルコア3、配線パターン5a〜5w、およびスルーホール6a〜6eなどが備わっている。   As shown in FIG. 2, the printed circuit board 10 is a multilayer board in which surface layers L1 and L5 are provided on the upper surface and the lower surface, respectively, and a plurality of inner layers L2, L3, and L4 are provided therein. As shown in FIGS. 1-4, the printed circuit board 10 is equipped with the base material 11, the metal core 3, the wiring patterns 5a-5w, the through holes 6a-6e, etc.

基材11は、第1絶縁層1と第2絶縁層2とから構成されている。第1絶縁層1は、高熱伝導性のプリプレグから構成されている。高熱伝導性のプリプレグは、たとえば、アルミナをエポキシに混ぜ込むなどして生成された、高熱伝導性と絶縁性を有するプリプレグである。アルミナは、補強材であり、エポキシは、熱硬化性樹脂である。   The base material 11 is composed of a first insulating layer 1 and a second insulating layer 2. The first insulating layer 1 is composed of a highly thermally conductive prepreg. The high thermal conductivity prepreg is, for example, a prepreg having high thermal conductivity and insulation produced by mixing alumina into epoxy. Alumina is a reinforcing material, and epoxy is a thermosetting resin.

第1絶縁層1は、所定の厚み(100μm程度)を有する平板状に形成されている。外部に露出する第1絶縁層1の上面には、上表層L1が設けられている。図1に示すように、上表層L1には、電子部品9a〜9gと配線パターン5a〜5iが設けられている。   The first insulating layer 1 is formed in a flat plate shape having a predetermined thickness (about 100 μm). An upper surface layer L1 is provided on the upper surface of the first insulating layer 1 exposed to the outside. As shown in FIG. 1, electronic components 9a to 9g and wiring patterns 5a to 5i are provided on the upper surface layer L1.

配線パターン5a〜5iは、導電性と熱伝導性を有する銅箔から成る。配線パターン5a〜5iの一部は、電子部品9a〜9gをはんだ付けするランドとして機能する。電子部品9a〜9gは、FET(電界効果トランジスタ)9a、9b、ディスクリート部品9c、およびチップコンデンサ9d〜9gから成る。   The wiring patterns 5a to 5i are made of copper foil having conductivity and thermal conductivity. A part of the wiring patterns 5a to 5i functions as a land for soldering the electronic components 9a to 9g. The electronic components 9a to 9g include FETs (field effect transistors) 9a and 9b, discrete components 9c, and chip capacitors 9d to 9g.

FET9a、9bは、発熱量の多い表面実装型の電子部品である。FET9aのソース端子s1は、配線パターン5a上にはんだ付けされる。FET9aのゲート端子g1は、配線パターン5b上にはんだ付けされる。FET9aのドレイン端子d1は、配線パターン5c上にはんだ付けされる。FET9bのソース端子s2は、配線パターン5c上にはんだ付けされる。FET9bのゲート端子g2は、配線パターン5d上にはんだ付けされる。FET9bのドレイン端子d2は、配線パターン5eにはんだ付けされる。   The FETs 9a and 9b are surface-mounting electronic components that generate a large amount of heat. The source terminal s1 of the FET 9a is soldered on the wiring pattern 5a. The gate terminal g1 of the FET 9a is soldered on the wiring pattern 5b. The drain terminal d1 of the FET 9a is soldered on the wiring pattern 5c. The source terminal s2 of the FET 9b is soldered on the wiring pattern 5c. The gate terminal g2 of the FET 9b is soldered onto the wiring pattern 5d. The drain terminal d2 of the FET 9b is soldered to the wiring pattern 5e.

ディスクリート部品9cは、図2に示すように、プリント基板10を貫通するリード端子t1、t2(図1)を備えた電子部品である。ディスクリート部品9cの本体部は、第1絶縁層1の上面に搭載される。ディスクリート部品9cの各リード端子t1、t2は、それぞれスルーホール6c、6dに挿入された後、はんだ付けされる。   As illustrated in FIG. 2, the discrete component 9 c is an electronic component including lead terminals t <b> 1 and t <b> 2 (FIG. 1) that penetrate the printed circuit board 10. The main body of the discrete component 9 c is mounted on the upper surface of the first insulating layer 1. The lead terminals t1 and t2 of the discrete component 9c are inserted into the through holes 6c and 6d, respectively, and then soldered.

チップコンデンサ9d〜9gは、表面実装型の電子部品である。図1に示すように、チップコンデンサ9dは、配線パターン5b、5h上にはんだ付けされる。チップコンデンサ9eは、配線パターン5e、5f上にはんだ付けされる。チップコンデンサ9fは、配線パターン5d、5i上にはんだ付けされる。チップコンデンサ9gは、配線パターン5e、5g上にはんだ付けされる。   The chip capacitors 9d to 9g are surface mount type electronic components. As shown in FIG. 1, the chip capacitor 9d is soldered onto the wiring patterns 5b and 5h. The chip capacitor 9e is soldered on the wiring patterns 5e and 5f. The chip capacitor 9f is soldered on the wiring patterns 5d and 5i. The chip capacitor 9g is soldered on the wiring patterns 5e and 5g.

図2に示すように、第1絶縁層1の下面には、第2絶縁層2が設けられている。第2絶縁層2は、第1絶縁層1より厚みが厚い平板状に形成されていて、積層構造を有している。詳しくは、第2絶縁層2は、通常のプリプレグ2bの上下両面に、銅張積層板2aをそれぞれ接着することにより構成されている。   As shown in FIG. 2, a second insulating layer 2 is provided on the lower surface of the first insulating layer 1. The second insulating layer 2 is formed in a flat plate shape thicker than the first insulating layer 1 and has a laminated structure. In detail, the 2nd insulating layer 2 is comprised by adhere | attaching the copper clad laminated board 2a on the upper and lower surfaces of the normal prepreg 2b, respectively.

通常のプリプレグ2bは、一般的なプリント基板の材料となるプリプレグであって、たとえば図5および図6に示すように、格子模様で表されたガラス繊維2dにエポキシを含浸させて成る板材である。銅張積層板2aは、たとえば、格子模様で表されたガラス繊維2eにエポキシを含浸させて成る板状のコア材2cの上下両面に、銅箔を貼り付けたものである。通常のプリプレグ2bと銅張積層板2aをそれぞれ構成するガラス繊維2d、2eとエポキシは、本例では成分が異なっているが、他の例として成分が同一でもよい。ガラス繊維2d、2eは、補強材である。図2では、ガラス繊維2d、2eの図示を省略している。   The normal prepreg 2b is a prepreg that is a material of a general printed circuit board, and is, for example, a plate material obtained by impregnating glass fibers 2d represented by a lattice pattern with epoxy as shown in FIGS. . The copper clad laminate 2a is obtained by adhering copper foil to the upper and lower surfaces of a plate-like core material 2c formed by impregnating epoxy into glass fibers 2e represented by a lattice pattern, for example. The glass fibers 2d and 2e and the epoxy constituting the normal prepreg 2b and the copper-clad laminate 2a, respectively, have different components in this example, but as another example, the components may be the same. The glass fibers 2d and 2e are reinforcing materials. In FIG. 2, illustration of the glass fibers 2d and 2e is omitted.

他の例として、ガラス繊維に代えて、炭素繊維などの他の補強材と、エポキシ以外の熱硬化性樹脂とから成る板材を、第2絶縁層2として用いてもよい。   As another example, instead of glass fiber, a plate material made of another reinforcing material such as carbon fiber and a thermosetting resin other than epoxy may be used as the second insulating layer 2.

第2絶縁層2の各銅張積層板2aの銅箔部分を用いて、第1絶縁層1と第2絶縁層2の間に内層L2が設けられ、第2絶縁層2内に内層L3、L4が設けられ、第2絶縁層2の下面に下表層L5が設けられている。   An inner layer L2 is provided between the first insulating layer 1 and the second insulating layer 2 using the copper foil portion of each copper-clad laminate 2a of the second insulating layer 2, and the inner layer L3, L4 is provided, and a lower surface layer L5 is provided on the lower surface of the second insulating layer 2.

図3に示すように、内層L2〜L4には、配線パターン5j〜5n、5j’〜5n’、5j”〜5n”が設けられている。各配線パターン5j〜5n、5j’〜5n’、5j”〜5n”は、導電性と熱伝導性を有する銅箔から成る。   As shown in FIG. 3, the inner layers L2 to L4 are provided with wiring patterns 5j to 5n, 5j 'to 5n', 5j "to 5n". Each of the wiring patterns 5j to 5n, 5j 'to 5n', 5j "to 5n" is made of a copper foil having conductivity and thermal conductivity.

本例では、内層L2の配線パターン5j、5k、5l、5m、5nと、内層L3の配線パターン5j’、5k’、5l’、5m’、5n’と、内層L4の配線パターン5j”、5k”、5l”、5m”、5n”とは、それぞれ同形状になっている。他の例として、各内層L2、L3、L4の配線パターンの形状を異ならせてもよい。   In this example, the wiring patterns 5j, 5k, 5l, 5m, and 5n of the inner layer L2, the wiring patterns 5j ′, 5k ′, 5l ′, 5m ′, and 5n ′ of the inner layer L3, and the wiring patterns 5j ″ and 5k of the inner layer L4 are used. “5l”, “5m”, and “5n” have the same shape. As another example, the shapes of the wiring patterns of the inner layers L2, L3, and L4 may be different.

図4に示すように、下表層L5には、電子部品9h〜9jと配線パターン5o〜5wが設けられている。配線パターン5o〜5wは、導電性と熱伝導性を有する銅箔から成る。配線パターン5p、5q、5s、5t、5v、5wの一部は、電子部品9h〜9jをはんだ付けするランドとして機能する。   As shown in FIG. 4, the lower surface layer L5 is provided with electronic components 9h to 9j and wiring patterns 5o to 5w. The wiring patterns 5o to 5w are made of copper foil having conductivity and thermal conductivity. A part of the wiring patterns 5p, 5q, 5s, 5t, 5v, and 5w functions as a land for soldering the electronic components 9h to 9j.

電子部品9h〜9jは、表面実装型のチップコンデンサである。チップコンデンサ9hは、配線パターン5p、5q上にはんだ付けされる。チップコンデンサ9iは、配線パターン5t、5s上にはんだ付けされる。チップコンデンサ9jは、配線パターン5v、5w上にはんだ付けされる。   The electronic components 9h to 9j are surface mount type chip capacitors. The chip capacitor 9h is soldered on the wiring patterns 5p and 5q. The chip capacitor 9i is soldered on the wiring patterns 5t and 5s. The chip capacitor 9j is soldered on the wiring patterns 5v and 5w.

図2などに示すように、基材11の下側の板面には、凹部11kが設けられている。詳しくは、第2絶縁層2の下面から厚み方向に窪んで第1絶縁層1の下面に達するように、凹部11kが第2絶縁層2に設けられている。凹部11kには、メタルコア3が嵌入されている。メタルコア3も、第2絶縁層2の下面から第1絶縁層1の下面に達するように、第2絶縁層2に設けられている。   As shown in FIG. 2 and the like, a recess 11k is provided on the lower plate surface of the substrate 11. Specifically, the recess 11 k is provided in the second insulating layer 2 so as to be recessed from the lower surface of the second insulating layer 2 in the thickness direction and reach the lower surface of the first insulating layer 1. The metal core 3 is fitted into the recess 11k. The metal core 3 is also provided on the second insulating layer 2 so as to reach the lower surface of the first insulating layer 1 from the lower surface of the second insulating layer 2.

また、第1絶縁層1の下面において、少なくともFET9a、9bと上下に重なるように、メタルコア3は設けられている。詳しくは、図1に示すように、プリント基板10の上方から見て、メタルコア3は、第1絶縁層1の上面に設けられた複数の電子部品9a、9b、9d、9fや複数の配線パターン5a〜5e、5h、5iと全部または一部重なるように、広範囲に設けられている。   Further, the metal core 3 is provided on the lower surface of the first insulating layer 1 so as to overlap with at least the FETs 9a and 9b. Specifically, as shown in FIG. 1, when viewed from above the printed circuit board 10, the metal core 3 includes a plurality of electronic components 9a, 9b, 9d, 9f provided on the upper surface of the first insulating layer 1 and a plurality of wiring patterns. 5a to 5e, 5h, and 5i are provided over a wide range so as to be wholly or partly overlapped.

メタルコア3は、熱伝導性を有する銅などの金属板から成る。メタルコア3は、図1、図4、および図7に示すように、上方または下方から見ると矩形状に形成されている。凹部11kは、上方または下方から見るとほぼ矩形状に形成されている。凹部11kの面積は、メタルコア3の面積より広くなっている。   The metal core 3 is made of a metal plate such as copper having thermal conductivity. As shown in FIGS. 1, 4, and 7, the metal core 3 is formed in a rectangular shape when viewed from above or below. The recess 11k is formed in a substantially rectangular shape when viewed from above or below. The area of the recess 11 k is wider than the area of the metal core 3.

図2に示すように、メタルコア3の上面は、第1絶縁層1で覆われている。メタルコア3の下面は、第2絶縁層2から露出している。メタルコア3は、本発明の「放熱部材」の一例である。   As shown in FIG. 2, the upper surface of the metal core 3 is covered with the first insulating layer 1. The lower surface of the metal core 3 is exposed from the second insulating layer 2. The metal core 3 is an example of the “heat dissipating member” in the present invention.

第1絶縁層1とメタルコア3の熱伝導率は、第2絶縁層2の熱伝導率より高くなっている。また、メタルコア3の熱伝導率は、第1絶縁層1の熱伝導率より高くなっている。具体的には、たとえば、第2絶縁層2の熱伝導率が0.3〜0.5W/mK(mK:メートル・ケルビン)であるのに対して、第1絶縁層1の熱伝導率は3〜5W/mKである。また、メタルコア3を銅製にした場合、メタルコア3の熱伝導率は約400W/mKである。   The thermal conductivity of the first insulating layer 1 and the metal core 3 is higher than the thermal conductivity of the second insulating layer 2. Further, the thermal conductivity of the metal core 3 is higher than the thermal conductivity of the first insulating layer 1. Specifically, for example, the thermal conductivity of the second insulating layer 2 is 0.3 to 0.5 W / mK (mK: meter · Kelvin), whereas the thermal conductivity of the first insulating layer 1 is 3 to 5 W / mK. Moreover, when the metal core 3 is made of copper, the thermal conductivity of the metal core 3 is about 400 W / mK.

各内層L2〜L4において、配線パターン5j〜5n、5j’〜5n’、5j”〜5n”とメタルコア3の間には、第2絶縁層2の絶縁体(エポキシやガラス繊維2d、2e)が介在している(図2、図3、図5、図6)。このため、メタルコア3と配線パターン5j〜5n、5j’〜5n’、5j”〜5n”とは絶縁されている。   In each inner layer L2 to L4, between the wiring patterns 5j to 5n, 5j ′ to 5n ′, 5j ″ to 5n ″ and the metal core 3, an insulator (epoxy or glass fiber 2d, 2e) of the second insulating layer 2 is present. It is interposed (FIGS. 2, 3, 5, and 6). For this reason, the metal core 3 and the wiring patterns 5j to 5n, 5j 'to 5n', 5j "to 5n" are insulated.

下表層L5において、メタルコア3の近傍にある配線パターン5o、5p、5r、5s、5uとメタルコア3の間には、所定の絶縁距離が設けられている(図2、図4、図5、図6)。このため、メタルコア3と各配線パターン5o〜5wとは絶縁されている。   In the lower surface layer L5, a predetermined insulation distance is provided between the wiring patterns 5o, 5p, 5r, 5s, and 5u in the vicinity of the metal core 3 and the metal core 3 (FIGS. 2, 4, 5, and 5). 6). For this reason, the metal core 3 and each wiring pattern 5o-5w are insulated.

上表層L1において、メタルコア3の直上にある配線パターン5a〜5e、5hとメタルコア3の間には、第1絶縁層1が介在している(図1、図2、図5、図6)。このため、メタルコア3と各配線パターン5a〜5e、5hとは絶縁されている。   In the upper surface layer L1, the first insulating layer 1 is interposed between the wiring patterns 5a to 5e, 5h immediately above the metal core 3 and the metal core 3 (FIGS. 1, 2, 5, and 6). For this reason, the metal core 3 and each wiring pattern 5a-5e, 5h are insulated.

スルーホール6a〜6eは、第1絶縁層1と第2絶縁層2と該両絶縁層1、2にある配線パターンを貫通している(図2)。各スルーホール6a〜6eの内面には、銅やはんだのめっきが施されている。スルーホール6a〜6eは、異なる層L1〜L5にある配線パターン同士を接続している。   The through holes 6a to 6e pass through the first insulating layer 1, the second insulating layer 2, and the wiring patterns in the both insulating layers 1 and 2 (FIG. 2). The inner surfaces of the through holes 6a to 6e are plated with copper or solder. The through holes 6a to 6e connect the wiring patterns in different layers L1 to L5.

詳しくは、スルーホール6aは、絶縁層1、2と上表層L1の配線パターン5aと内層L2〜L4の配線パターン5j、5j’、5j”と下表層L5の配線パターン5oを貫通するように複数設けられている。各スルーホール6aは、それらの配線パターン5a、5j、5j’、5j”、5oを接続している。   Specifically, the plurality of through holes 6a penetrate through the insulating layers 1 and 2, the wiring pattern 5a of the upper surface layer L1, the wiring patterns 5j, 5j ', 5j "of the inner layers L2 to L4, and the wiring pattern 5o of the lower surface layer L5. Each through hole 6a connects the wiring patterns 5a, 5j, 5j ′, 5j ″, 5o.

スルーホール6bは、絶縁層1、2と、上表層L1の配線パターン5eと、内層L2〜L4の配線パターン5m、5m’、5m”と、下表層L5の配線パターン5sを貫通するように複数設けられている。各スルーホール6bは、それらの配線パターン5e、5m、5m’、5m”、5sを接続している。   The plurality of through holes 6b penetrate through the insulating layers 1 and 2, the wiring pattern 5e of the upper surface layer L1, the wiring patterns 5m, 5m ', 5m "of the inner layers L2 to L4, and the wiring pattern 5s of the lower surface layer L5. Each through hole 6b connects the wiring patterns 5e, 5m, 5m ′, 5m ″, and 5s.

スルーホール6cは、絶縁層1、2と、上表層L1の配線パターン5eと、内層L2〜L4の配線パターン5m、5m’、5m”と、下表層L5の配線パターン5sを貫通するように設けられている。スルーホール6cには、ディスクリート部品9cの一方のリード端子t1がはんだ付けされ、該リード端子t1と配線パターン5e、5m、5m’、5m”、5sがスルーホール6cを介して接続されている。   The through hole 6c is provided so as to penetrate the insulating layers 1 and 2, the wiring pattern 5e of the upper surface layer L1, the wiring patterns 5m, 5m ', 5m "of the inner layers L2 to L4, and the wiring pattern 5s of the lower surface layer L5. One lead terminal t1 of the discrete component 9c is soldered to the through hole 6c, and the lead terminal t1 is connected to the wiring patterns 5e, 5m, 5m ′, 5m ″, and 5s through the through hole 6c. Has been.

スルーホール6dは、絶縁層1、2と、上表層L1の配線パターン5fと、内層L2〜L4の配線パターン5n、5n’、5n”と、下表層L5の配線パターン5rを貫通するように設けられている。スルーホール6dには、ディスクリート部品9cの他方のリード端子t2がはんだ付けされ、該リード端子t2と配線パターン5f、5n、5n’、5n”、5rがスルーホール6dを介して接続されている。   The through hole 6d is provided so as to penetrate the insulating layers 1 and 2, the wiring pattern 5f of the upper surface layer L1, the wiring patterns 5n, 5n ′, 5n ″ of the inner layers L2 to L4, and the wiring pattern 5r of the lower surface layer L5. The other lead terminal t2 of the discrete component 9c is soldered to the through hole 6d, and the lead terminal t2 is connected to the wiring patterns 5f, 5n, 5n ′, 5n ″, 5r via the through hole 6d. Has been.

スルーホール6eは、絶縁層1、2と、上表層L1の配線パターン5hと、内層L2〜L4の配線パターン5k、5k’、5k”と、下表層L5の配線パターン5pを貫通するように設けられている。スルーホール6eは、それらの配線パターン5h、5k、5k’、5k”、5pを接続している。   The through hole 6e is provided so as to penetrate the insulating layers 1 and 2, the wiring pattern 5h of the upper surface layer L1, the wiring patterns 5k, 5k ′, 5k ″ of the inner layers L2 to L4, and the wiring pattern 5p of the lower surface layer L5. The through holes 6e connect the wiring patterns 5h, 5k, 5k ′, 5k ″, and 5p.

図2に示すように、第2絶縁層2とメタルコア3の下方には、ヒートシンク4が設けられている。ヒートシンク4は、アルミニウムなどの金属製であり、プリント基板10で生じた熱を外部に放出して、プリント基板10を冷却する。ヒートシンク4は、本発明の「外部放熱体」の一例である。   As shown in FIG. 2, a heat sink 4 is provided below the second insulating layer 2 and the metal core 3. The heat sink 4 is made of metal such as aluminum, and releases the heat generated in the printed circuit board 10 to cool the printed circuit board 10. The heat sink 4 is an example of the “external heat radiator” in the present invention.

ヒートシンク4の上面には、上方へ突出した凸部4a、4bが形成されている。凸部4a、4bの上面は、プリント基板10の板面と平行になっている。   On the upper surface of the heat sink 4, convex portions 4 a and 4 b projecting upward are formed. The upper surfaces of the convex portions 4 a and 4 b are parallel to the plate surface of the printed circuit board 10.

ヒートシンク4の凸部4bには、プリント基板10の厚み方向(図2で上下方向)と平行に、螺合孔4hが形成されている。各絶縁層1、2において、電子部品9a〜9jおよび配線パターン5a〜5wと重ならない位置に、貫通孔7が設けられている。この貫通孔7は、ヒートシンク4の螺合孔4hと連通する。   A screw hole 4h is formed in the convex portion 4b of the heat sink 4 in parallel with the thickness direction of the printed circuit board 10 (vertical direction in FIG. 2). In each of the insulating layers 1 and 2, a through hole 7 is provided at a position that does not overlap the electronic components 9a to 9j and the wiring patterns 5a to 5w. The through hole 7 communicates with the screwing hole 4 h of the heat sink 4.

第1絶縁層1の上方からねじ8を貫通孔7へ貫通させて、ヒートシンク4の螺合孔4hに螺合することにより、図2に示すように、第2絶縁層2の下面にヒートシンク4の凸部4bが固定される。このようなねじ止め箇所を複数設けることにより、プリント基板10の下方にヒートシンク4が取り付けられる。   The screw 8 is passed through the through hole 7 from above the first insulating layer 1 and screwed into the screwing hole 4h of the heat sink 4, so that the heat sink 4 is attached to the lower surface of the second insulating layer 2 as shown in FIG. The convex portion 4b is fixed. The heat sink 4 is attached below the printed circuit board 10 by providing a plurality of such screwing points.

第2絶縁層2の下面にヒートシンク4の凸部4bを固定した状態で、メタルコア3の下面とヒートシンク4の凸部4aの上面とが接触する。本例では、下表層L5の配線パターン5o、5p、5r、5s、5uとメタルコア3の間に、所定の絶縁距離を確保するなどの理由により、ヒートシンク4の凸部4aの上面の面積を、メタルコア3の下面の面積より若干狭くしている。   In a state where the convex portion 4 b of the heat sink 4 is fixed to the lower surface of the second insulating layer 2, the lower surface of the metal core 3 and the upper surface of the convex portion 4 a of the heat sink 4 are in contact. In this example, the area of the upper surface of the convex portion 4a of the heat sink 4 is reduced due to a predetermined insulation distance between the wiring pattern 5o, 5p, 5r, 5s, 5u on the lower surface layer L5 and the metal core 3. It is slightly narrower than the area of the lower surface of the metal core 3.

他の例として、下表層L5の配線パターンや電子部品の配置を考慮して、ヒートシンク4の凸部4aの上面の面積を、メタルコア3の下面の面積に対して、同一にしたり若干広くしたりしてもよい。   As another example, the area of the upper surface of the convex portion 4a of the heat sink 4 is made the same as or slightly wider than the area of the lower surface of the metal core 3 in consideration of the wiring pattern of the lower surface layer L5 and the arrangement of electronic components. May be.

ヒートシンク4の凸部4aの上面には、高熱伝導性を有するサーマルグリス(図示省略)が塗布されている。これにより、凸部4aの上面とメタルコア3の下面との密着性が高められ、かつメタルコア3からヒートシンク4への熱伝導性が高められる。   Thermal grease (not shown) having high thermal conductivity is applied to the upper surface of the convex portion 4 a of the heat sink 4. Thereby, the adhesiveness of the upper surface of the convex part 4a and the lower surface of the metal core 3 is improved, and the thermal conductivity from the metal core 3 to the heat sink 4 is improved.

次に、プリント基板10の製造方法を、図7、図8A、および図8Bを参照しながら説明する。   Next, a method for manufacturing the printed circuit board 10 will be described with reference to FIGS. 7, 8A, and 8B.

図8Aおよび図8Bは、プリント基板10の製造工程を示した図である。なお、図8Aおよび図8Bでは、便宜上、プリント基板10の各部を簡略化して示している。   8A and 8B are diagrams showing the manufacturing process of the printed circuit board 10. 8A and 8B, each part of the printed circuit board 10 is simplified and shown for convenience.

図8Aにおいて、2枚の銅張積層板2aのうち、一方の銅張積層板2aの上下両面にある銅箔をエッチング処理などして、内層L2、L3の配線パターン5j〜5n、5j’〜5n’(図8Aおよび図8Bでは符号省略)を形成する。また、他方の銅張積層板2aの上面にある銅箔をエッチング処理などして、内層L4の配線パターン5j”〜5n”(図8Aおよび図8Bでは符号省略)を形成する(図8Aの(1))。   In FIG. 8A, of the two copper-clad laminates 2a, the copper foils on the upper and lower surfaces of one copper-clad laminate 2a are subjected to etching or the like to form the wiring patterns 5j to 5n, 5j ′ to the inner layers L2, L3. 5n ′ (reference numerals omitted in FIGS. 8A and 8B). Also, the copper foil on the upper surface of the other copper-clad laminate 2a is etched to form wiring patterns 5j "to 5n" (reference numerals omitted in FIGS. 8A and 8B) of the inner layer L4 (( 1)).

次に、各銅張積層板2aにメタルコア3を嵌入させるための貫通孔2hを形成する(図8Aの(2))。また、通常のプリプレグ2bにも、メタルコア3を嵌入させるための貫通孔2h’を形成する(図8Aの(3))。後述するように、貫通孔2h、2h’の内周面は、凹部11kの内周面を構成する。   Next, a through hole 2h for fitting the metal core 3 into each copper clad laminate 2a is formed ((2) in FIG. 8A). Further, a through hole 2h ′ for fitting the metal core 3 is also formed in the normal prepreg 2b ((3) in FIG. 8A). As will be described later, the inner peripheral surfaces of the through holes 2h and 2h 'constitute the inner peripheral surface of the recess 11k.

貫通孔2h、2h’は、銅張積層板2aや通常のプリプレグ2bの厚み方向から見て、図7(a)に示すように略矩形状に形成されている。貫通孔2h、2h’の内周面には、内側に向かって突出する複数の凸部2tが所定の間隔で形成されている。各凸部2tの突出長は、図7(b)に示すように、貫通孔2h、2h’にメタルコア3を嵌入させた状態で、メタルコア3の外周面に達するような長さにする。   The through holes 2h and 2h 'are formed in a substantially rectangular shape as shown in FIG. 7A when viewed from the thickness direction of the copper-clad laminate 2a and the normal prepreg 2b. A plurality of convex portions 2t projecting inward are formed at predetermined intervals on the inner peripheral surfaces of the through holes 2h and 2h '. As shown in FIG. 7B, the protruding length of each convex portion 2t is set to a length that reaches the outer peripheral surface of the metal core 3 in a state where the metal core 3 is fitted in the through holes 2h and 2h '.

これにより、貫通孔2h、2h’にメタルコア3を嵌入させた状態で、メタルコア3の外周面と貫通孔2h、2h’の内周面とが互いに接触する接触部2t’(凸部2tの先端部分)と、互いに接触しない離間部2s(凸部2tの無い部分)とが形成される。ここで、接触部2t’と離間部2sとは、メタルコア3および貫通孔2h、2h’の周方向に、それぞれ所定の間隔で交互に複数形成される。このため、メタルコア3と貫通孔2h、2h’の内周面との接触面積が小さくなり、メタルコア3を貫通孔2h、2h’に嵌入させ易くなる。   Thereby, in a state where the metal core 3 is fitted in the through holes 2h and 2h ′, the contact portion 2t ′ (the tip of the convex portion 2t) where the outer peripheral surface of the metal core 3 and the inner peripheral surface of the through holes 2h and 2h ′ are in contact with each other. Portion) and a separation portion 2s that does not come into contact with each other (portion without the protrusion 2t) are formed. Here, a plurality of contact portions 2t 'and separation portions 2s are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the metal core 3 and the through holes 2h, 2h'. For this reason, the contact area between the metal core 3 and the inner peripheral surfaces of the through holes 2h and 2h 'is reduced, and the metal core 3 is easily fitted into the through holes 2h and 2h'.

また、所定の厚みを有する高熱伝導性のプリプレグ1aと、該プリプレグ1aの上面に貼り付けるための所定の厚みを有する銅箔5を準備する(図8Aの(4))。さらに、銅などの金属板を加工して、所定の形状のメタルコア3を形成する(図8Aの(5))。   Moreover, the highly heat conductive prepreg 1a which has predetermined | prescribed thickness, and the copper foil 5 which has predetermined | prescribed thickness for affixing on the upper surface of this prepreg 1a are prepared ((4) of FIG. 8A). Further, the metal core 3 having a predetermined shape is formed by processing a metal plate such as copper ((5) in FIG. 8A).

そして、下から、一方の銅張積層板2a、通常のプリプレグ2b、他方の銅張積層板2a、高熱伝導性のプリプレグ1a、および銅箔5を順に積み重ねて、貫通孔2h、2h’にメタルコア3を嵌入させた後、これらを加熱しつつ上下方向(各部材の厚み方向)に加圧する(図8Bの(6))。   Then, from the bottom, one copper-clad laminate 2a, a normal prepreg 2b, the other copper-clad laminate 2a, a highly thermally conductive prepreg 1a, and a copper foil 5 are sequentially stacked, and metal cores are formed in the through holes 2h, 2h ′. After inserting 3, pressurize in the up-down direction (thickness direction of each member) while heating them ((6) in FIG. 8B).

これにより、各プリプレグ2b、1aと銅張積層板2aのエポキシが溶け出して、これら部材1a、2a、2bの隙間に入り込む。その後、そのエポキシが硬化することで、部材1a、2a、2b同士が接着され、基材11の第1絶縁層1、第2絶縁層2、内層L2〜L4、および凹部11kが構成される(図8Bの(6’))。凹部11kの内周面は、貫通孔2h、2h’の内周面から成り、凹部11kの底面は、高熱伝導性のプリプレグ1aの下面から成る。   Thereby, the epoxy of each prepreg 2b, 1a and the copper clad laminated board 2a melt | dissolves, and it penetrates into the clearance gap between these members 1a, 2a, 2b. Thereafter, the epoxy is cured, so that the members 1a, 2a, and 2b are bonded to each other, and the first insulating layer 1, the second insulating layer 2, the inner layers L2 to L4, and the recess 11k of the base material 11 are configured ( (6 ') of FIG. 8B). The inner peripheral surface of the recess 11k is formed by the inner peripheral surfaces of the through holes 2h and 2h ', and the bottom surface of the recess 11k is formed by the lower surface of the prepreg 1a having high thermal conductivity.

また、各プリプレグ2b、1aと銅張積層板2aの溶け出したエポキシが、メタルコア3と凹部11kの隙間や離間部2sに充填される。その後、そのエポキシが硬化することで、基材11とメタルコア3が一体化される。つまり、メタルコア3と凹部11kの接触部2t’では、図5に示すように、銅張積層板2aやプリプレグ2bのガラス繊維2d、2eとエポキシでメタルコア3が保持される。また、メタルコア3と凹部11kの離間部2sでは、図6に示すように、銅張積層板2aやプリプレグ2bの硬化後のエポキシ2jによりメタルコア3が保持される。メタルコア3の上面は、第1絶縁層1で保持される。   Further, the melted epoxy of each prepreg 2b, 1a and the copper clad laminate 2a is filled in the gap between the metal core 3 and the recess 11k or the separation portion 2s. Thereafter, the base material 11 and the metal core 3 are integrated by curing the epoxy. That is, at the contact portion 2t 'between the metal core 3 and the recess 11k, the metal core 3 is held by the glass fibers 2d and 2e of the copper-clad laminate 2a and the prepreg 2b and epoxy as shown in FIG. Moreover, in the space | interval part 2s of the metal core 3 and the recessed part 11k, as shown in FIG. 6, the metal core 3 is hold | maintained by the epoxy 2j after hardening of the copper clad laminated board 2a and the prepreg 2b. The upper surface of the metal core 3 is held by the first insulating layer 1.

次に、銅箔5および基材11の所定の箇所に貫通孔をあけて、該貫通孔の内面にめっきを施し、スルーホール6a〜6e(図8Bでは符号6の部分)を形成する(図8Bの(7))。次に、最上部にある銅箔5をエッチング処理などして、第1絶縁層1の上面に上表層L1の配線パターン5a〜5i(図8Bでは符号省略)を形成する。また、最下部にある銅箔をエッチング処理などして、第2絶縁層2の下面に下表層L5の配線パターン5o〜5w(図8Bでは符号省略)を形成する。(図8Bの(8))。   Next, through holes are formed in predetermined locations of the copper foil 5 and the base material 11, and plating is performed on the inner surfaces of the through holes to form through holes 6a to 6e (portion 6 in FIG. 8B) (see FIG. 8). 8B (7)). Next, the uppermost copper foil 5 is etched to form wiring patterns 5a to 5i (not shown in FIG. 8B) of the upper surface layer L1 on the upper surface of the first insulating layer 1. Further, the copper foil at the lowermost part is etched to form wiring patterns 5o to 5w (reference numerals omitted in FIG. 8B) of the lower surface layer L5 on the lower surface of the second insulating layer 2. ((8) in FIG. 8B).

この後、露出している第1絶縁層1の上面、配線パターン5a〜5i、第2絶縁層2の下面、および配線パターン5o〜5wなどに対して、レジストやシルクなどの表面処理を施す(図8Bの(9))。そして、各絶縁層1、2の余分な端部を切断するなどして、外形を加工する(図8Bの(10))。以上により、プリント基板10が形成される。   Thereafter, the exposed upper surface of the first insulating layer 1, the wiring patterns 5a to 5i, the lower surface of the second insulating layer 2, the wiring patterns 5o to 5w, and the like are subjected to a surface treatment such as resist or silk. (9) of FIG. 8B). Then, the outer shape is processed by cutting excess ends of the insulating layers 1 and 2 ((10) in FIG. 8B). Thus, the printed circuit board 10 is formed.

上記実施形態によると、プリント基板10の基材11に設けた凹部11kにメタルコア3を嵌入した状態で、凹部11kの内周面とメタルコア3の外周面との間に、互いに接触する接触部2t’と、互いに接触しない離間部2sとが形成されている。そして、各部材5、1a、2a、2b、3の積層体を加熱および加圧することにより、部材1a、2a、2bの熱硬化性樹脂であるエポキシが溶け出して離間部2sに充填され、その後そのエポキシが硬化することで、基材11とメタルコア3とが一体化される。このため、たとえば、プリント基板10に電子部品9a〜9jをはんだ付けする際の加熱や、実装した電子部品9a〜9jの通電時の発熱などのような熱的外乱が作用しても、基材11とメタルコア3の間のエポキシが溶けることはなく、凹部11kからメタルコア3が抜け出すこともない。よって、プリント基板10の基材11内にメタルコア3を強固に固定することができる。   According to the above-described embodiment, the contact portion 2t that is in contact with each other between the inner peripheral surface of the recess 11k and the outer peripheral surface of the metal core 3 in a state where the metal core 3 is fitted in the recess 11k provided in the base material 11 of the printed circuit board 10. 'And a separation portion 2s that do not contact each other are formed. And by heating and pressurizing the laminated body of each member 5, 1a, 2a, 2b, the epoxy which is the thermosetting resin of the members 1a, 2a, 2b is melted and filled in the separating portion 2s, and then The base material 11 and the metal core 3 are integrated by the epoxy being hardened. For this reason, for example, even when a thermal disturbance such as heating when soldering the electronic components 9a to 9j on the printed board 10 or heat generation when the mounted electronic components 9a to 9j are energized acts on the base material The epoxy between 11 and the metal core 3 does not melt, and the metal core 3 does not come out from the recess 11k. Therefore, the metal core 3 can be firmly fixed in the base material 11 of the printed circuit board 10.

また、上記実施形態では、接触部2t’および離間部2sは、凹部11kおよびメタルコア3の周方向にそれぞれ所定の間隔で交互に複数設けられている。このため、凹部11kにメタルコア3を嵌入すると、凹部11kの内周面とメタルコア3の外周面との各接触部2t’の摩擦抵抗により、メタルコア3が凹部11kから抜け出し難くなる。このため、各部材5、1a、2a、2b、3の積層体を加熱および加圧して、基材11とメタルコア3とを一体化させ易くなり、プリント基板10の製造を容易にすることができる。   In the above-described embodiment, the contact portions 2t ′ and the separation portions 2s are provided alternately at predetermined intervals in the circumferential direction of the recesses 11k and the metal core 3. For this reason, when the metal core 3 is inserted into the recess 11k, the metal core 3 is difficult to come out of the recess 11k due to the frictional resistance of each contact portion 2t 'between the inner peripheral surface of the recess 11k and the outer peripheral surface of the metal core 3. For this reason, the laminated body of the members 5, 1 a, 2 a, 2 b, and 3 is heated and pressurized to facilitate the integration of the base material 11 and the metal core 3, thereby facilitating the production of the printed circuit board 10. .

また、上記実施形態では、基材11の銅張積層板2aやプリプレグ2bに貫通孔2h、2h’を形成する際に、貫通孔2h、2h’の内周面に凸部2tを所定の間隔で複数設けることで、凹部11kとメタルコア3との間に接触部2t’と離間部2sとを容易に複数設けることができる。また、メタルコア3の外周面を複雑に加工する必要がないので、メタルコア3の形成を容易にすることができる。   Moreover, in the said embodiment, when forming the through-holes 2h and 2h 'in the copper clad laminated board 2a and the prepreg 2b of the base material 11, the convex part 2t is set to predetermined intervals on the inner peripheral surface of the through-holes 2h and 2h'. By providing a plurality of contact portions 2 t ′, a plurality of contact portions 2 t ′ and separation portions 2 s can be easily provided between the recess 11 k and the metal core 3. Moreover, since it is not necessary to process the outer peripheral surface of the metal core 3 in a complicated manner, the formation of the metal core 3 can be facilitated.

また、上記実施形態では、基材11が第1絶縁層1と、第1絶縁層1より熱伝導率が低い第2絶縁層2とから構成され、第2絶縁層2の下面から第1絶縁層1の下面に達するように、第2絶縁層2に凹部11kおよびメタルコア3が設けられている。このため、凹部11kが基材11を貫通しておらず、基材11の厚み方向に対してメタルコア3を位置決めし易くなり、プリント基板10の製造を容易にすることができる。また、メタルコア3の上面が第1絶縁層1の下面に接触するので、第1絶縁層1の上面に実装された電子部品9a、9b、9d、9fで発生した熱を、第1絶縁層1を通してメタルコア3に伝え易くして、効率良く放熱することができる。   Moreover, in the said embodiment, the base material 11 is comprised from the 1st insulating layer 1 and the 2nd insulating layer 2 whose heat conductivity is lower than the 1st insulating layer 1, and is the 1st insulation from the lower surface of the 2nd insulating layer 2. The second insulating layer 2 is provided with a recess 11k and a metal core 3 so as to reach the lower surface of the layer 1. For this reason, the recessed part 11k does not penetrate the base material 11, it becomes easy to position the metal core 3 with respect to the thickness direction of the base material 11, and manufacture of the printed circuit board 10 can be facilitated. In addition, since the upper surface of the metal core 3 is in contact with the lower surface of the first insulating layer 1, heat generated by the electronic components 9 a, 9 b, 9 d, 9 f mounted on the upper surface of the first insulating layer 1 is transferred to the first insulating layer 1. The heat can be easily transmitted to the metal core 3 through the heat dissipation.

さらに、上記実施形態では、凹部11kがプリント基板10の下面から厚み方向に窪むように設けられ、メタルコア3がプリント基板10の下面から露出し、該メタルコア3の露出面と接触するように、プリント基板10の下方にヒートシンク4が取り付けられている。このため、プリント基板10の上面に実装された電子部品9a、9b、9d、9fで発生した熱や、プリント基板10に伝わった熱を、メタルコア3からヒートシンク4に伝えて、外部へ効率良く放熱することができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, the printed circuit board is provided such that the recess 11k is provided so as to be recessed in the thickness direction from the lower surface of the printed circuit board 10, and the metal core 3 is exposed from the lower surface of the printed circuit board 10 and is in contact with the exposed surface of the metal core 3. A heat sink 4 is attached below 10. For this reason, the heat generated by the electronic components 9a, 9b, 9d, and 9f mounted on the upper surface of the printed circuit board 10 and the heat transmitted to the printed circuit board 10 are transmitted from the metal core 3 to the heat sink 4 to efficiently dissipate the heat to the outside. can do.

本発明では、以上述べた以外にも、種々の実施形態を採用することができる。たとえば、以上の実施形態では、凹部11kを構成する銅張積層板2aとプリプレグ2bの貫通孔2h、2h’の内周面に、凸部2tをそれぞれ形成した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、銅張積層板2aの貫通孔2hの内周面にだけ、図7で示した凸部2tを形成し、図9に示すように、通常のプリプレグ2bには、内周面に凹凸のない貫通孔2h”を形成してもよい。   In the present invention, various embodiments other than those described above can be adopted. For example, in the above embodiment, the example in which the convex portions 2t are respectively formed on the inner peripheral surfaces of the through-holes 2h and 2h ′ of the copper clad laminate 2a and the prepreg 2b constituting the concave portion 11k has been shown. It is not limited to this. In addition to this, for example, the convex portion 2t shown in FIG. 7 is formed only on the inner peripheral surface of the through hole 2h of the copper-clad laminate 2a, and the normal prepreg 2b has an inner peripheral surface as shown in FIG. A through hole 2h ″ having no irregularities on the surface may be formed.

また、以上の実施形態では、上方または下方から見たときのメタルコア3の形状を矩形状にした例を示したが、これに限らず、プリント基板上の電子部品の配置や形状に合わせて、上方から見たときのメタルコアの形状を、任意の形にしてもよい。たとえば図10に示すように、メタルコア3’を上方から見て、不規則に複数の角と辺を有する形状に形成してもよい。この場合、基材11’の凹部11k’も上方から見て、不規則に複数の角と辺を有する形状で、かつ、メタルコア3’の外径より大きく形成すればよい。また、図10に示すように、メタルコア3’の外周面にだけ凸部3tを所定の間隔で複数設けることで、メタルコア3’と外周面と凹部11k’の内周面との間に接触部2t’と離間部2sを設けてもよい。   In the above embodiment, the example in which the shape of the metal core 3 is rectangular when viewed from above or below is shown, but not limited to this, according to the arrangement and shape of electronic components on the printed circuit board, The shape of the metal core when viewed from above may be any shape. For example, as shown in FIG. 10, the metal core 3 ′ may be formed in a shape having a plurality of corners and sides when viewed from above. In this case, the concave portion 11k 'of the base material 11' may be formed in a shape having a plurality of corners and sides irregularly as viewed from above and larger than the outer diameter of the metal core 3 '. Further, as shown in FIG. 10, by providing a plurality of convex portions 3t at predetermined intervals only on the outer peripheral surface of the metal core 3 ′, the contact portion is provided between the metal core 3 ′, the outer peripheral surface, and the inner peripheral surface of the concave portion 11k ′. 2t ′ and a separation portion 2s may be provided.

また、メタルコアの外周面と凹部の内周面の両方に凸部を設けて、凸部同士が接触する部分を接触部とし、凸部以外の部分を離間部としてもよい。   Moreover, a convex part is provided in both the outer peripheral surface of a metal core, and the internal peripheral surface of a recessed part, and it is good also considering the part which convex parts contact as a contact part, and making a part other than a convex part into a separation part.

さらに、図11に示すように、メタルコア3”の外周面が曲面になるように、メタルコア3”を円柱状に形成し、基材11”の凹部11k”を上方から見て、メタルコア3”を嵌入可能な矩形状に形成してもよい。この場合、メタルコア3”の外周面や凹部11k”の内周面に、別途凹凸部を設けなくても、凹部11k”の内幅をメタルコア3”の直径と同等にすれば、メタルコア3”の外周面と凹部11k”の内周面とが互いに接触する接触部2t’と、互いに接触しない離間部2sとを形成することができる。   Further, as shown in FIG. 11, the metal core 3 ″ is formed in a cylindrical shape so that the outer peripheral surface of the metal core 3 ″ is a curved surface, and the concave portion 11k ″ of the base material 11 ″ is viewed from above, and the metal core 3 ″ is It may be formed in a rectangular shape that can be inserted. In this case, the inner width of the recess 11k ″ can be set to the metal core 3 ″ without providing an uneven portion on the outer peripheral surface of the metal core 3 ″ or the inner periphery of the recess 11k ″. The contact portion 2t ′ where the outer peripheral surface of the metal core 3 ″ and the inner peripheral surface of the recess 11k ″ are in contact with each other and the separation portion 2s which are not in contact with each other can be formed.

また、以上の実施形態では、外部放熱体として、ヒートシンク4を用いた例を示したが、これに代えて、空冷式や水冷式の放熱器、または冷媒を用いた放熱器などを用いてもよい。また、金属製の外部放熱体だけでなく、熱伝導性の高い樹脂で形成された外部放熱体を用いてもよい。   In the above embodiment, the heat sink 4 is used as the external radiator, but an air-cooled or water-cooled radiator or a radiator using a refrigerant may be used instead. Good. Moreover, you may use not only a metal external heat radiator but the external heat radiator formed with resin with high heat conductivity.

また、以上の実施形態では、2つの表層L1、L5と3つの内層L2〜L4が設けられたプリント基板10に本発明を適用した例を挙げたが、本発明は、上面にだけ配線パターンなどの導体が設けられた単層のプリント基板や、2層以上に導体が設けられたプリント基板にも適用することができる。   In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the printed circuit board 10 provided with the two surface layers L1 and L5 and the three inner layers L2 to L4 has been described. The present invention can also be applied to a single-layer printed circuit board provided with a single conductor or a printed circuit board provided with conductors in two or more layers.

さらに、以上の実施形態では、電子装置100として、電気自動車やハイブリッドカーに搭載されるDC−DCコンバータを例に挙げたが、本発明は、プリント基板と、発熱する電子部品と、放熱体とを備えた、他の電子装置にも適用することができる。   Furthermore, in the above embodiment, although the DC-DC converter mounted in an electric vehicle or a hybrid car was mentioned as an example as the electronic apparatus 100, this invention is a printed circuit board, the electronic component which generate | occur | produces, and a heat radiator. It is applicable also to other electronic devices provided with.

1 第1絶縁層
2 第2絶縁層
2t 凸部
2t’接触部
2s 離間部
3、3’、3” メタルコア(放熱部材)
4 ヒートシンク(外部放熱体)
5a〜5i 上表層の配線パターン
5j〜5n、5j’〜5n ’、5j”〜5n” 内層の配線パターン
5o〜5w 下表層の配線パターン
9a、9b FET(電子部品)
9c ディスクリート部品(電子部品)
9d〜9j チップコンデンサ(電子部品)
10 プリント基板
11、11’、11” 基材
11k、11k’、11k” 凹部
100 電子装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st insulating layer 2 2nd insulating layer 2t Convex part 2t 'contact part 2s Separation part 3, 3', 3 "Metal core (heat dissipation member)
4 Heat sink (external heat radiator)
5a to 5i Upper surface wiring pattern 5j to 5n, 5j 'to 5n', 5j "to 5n" Inner layer wiring pattern 5o to 5w Lower surface layer wiring pattern 9a, 9b FET (electronic parts)
9c Discrete parts (electronic parts)
9d-9j Chip capacitors (electronic components)
10 Printed Circuit Board 11, 11 ′, 11 ″ Base Material 11k, 11k ′, 11k ″ Recess 100 Electronic Device

Claims (6)

補強材と熱硬化性樹脂から構成されて板状に形成された基材と、
前記基材に設けられた配線パターンと、
前記基材の板面に設けられた凹部と、
前記凹部に嵌入する放熱部材と、を備えたプリント基板において、
前記凹部に前記放熱部材を嵌入した状態で、前記凹部の内周面と前記放熱部材の外周面とが互いに接触する接触部と、互いに接触しない離間部とが形成され、
加熱により溶け出して前記離間部に充填された、前記基材の前記熱硬化性樹脂が硬化して、前記基材と前記放熱部材とが一体化された、ことを特徴とするプリント基板。
A base material formed of a reinforcing material and a thermosetting resin and formed into a plate shape;
A wiring pattern provided on the substrate;
A recess provided on the plate surface of the substrate;
In a printed circuit board comprising a heat radiating member fitted into the recess,
In a state where the heat radiating member is inserted into the concave portion, a contact portion where the inner peripheral surface of the concave portion and the outer peripheral surface of the heat radiating member are in contact with each other, and a separation portion that is not in contact with each other are formed,
A printed circuit board, wherein the thermosetting resin of the base material, which is melted by heating and filled in the separated portion, is cured, and the base material and the heat dissipation member are integrated.
請求項1に記載のプリント基板において、
前記接触部および前記離間部は、前記凹部および前記放熱部材の周方向に、それぞれ所定の間隔で交互に複数形成されている、ことを特徴とするプリント基板。
The printed circuit board according to claim 1,
The printed circuit board, wherein a plurality of the contact portions and the separation portions are alternately formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the recesses and the heat dissipation member.
請求項1または請求項2に記載のプリント基板において、
前記接触部は、前記凹部の内周面に形成された凸部から成り、
前記離間部は、前記凹部の内周面の前記凸部以外の部分から成る、ことを特徴とするプリント基板。
The printed circuit board according to claim 1 or 2,
The contact portion comprises a convex portion formed on the inner peripheral surface of the concave portion,
The printed circuit board according to claim 1, wherein the spacing portion is a portion other than the convex portion on the inner peripheral surface of the concave portion.
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のプリント基板において、
前記基材は、
上面に前記配線パターンが設けられた第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の下面に設けられ、前記第1絶縁層より熱伝導率が低い第2絶縁層とから構成され、
前記第2絶縁層の下面から前記第1絶縁層の下面に達するように、前記第2絶縁層に前記凹部および前記放熱部材が設けられた、ことを特徴とするプリント基板。
In the printed circuit board in any one of Claim 1 thru | or 3,
The substrate is
A first insulating layer provided with the wiring pattern on an upper surface;
A second insulating layer provided on a lower surface of the first insulating layer and having a thermal conductivity lower than that of the first insulating layer;
The printed circuit board, wherein the recess and the heat dissipation member are provided in the second insulating layer so as to reach the lower surface of the first insulating layer from the lower surface of the second insulating layer.
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のプリント基板と、
前記プリント基板に実装された電子部品と、を備えたことを特徴とする電子装置。
A printed circuit board according to any one of claims 1 to 4,
And an electronic component mounted on the printed circuit board.
請求項5に記載の電子装置において、
前記凹部は、前記プリント基板の下面から厚み方向に窪むように設けられ、
前記放熱部材は、前記プリント基板の下面から露出し、
前記放熱部材の露出面と接触するように、前記プリント基板の下方に設けられた外部放熱体をさらに備えた、ことを特徴とする電子装置。
The electronic device according to claim 5.
The recess is provided so as to be recessed in the thickness direction from the lower surface of the printed circuit board,
The heat dissipation member is exposed from the lower surface of the printed circuit board,
An electronic device, further comprising an external heat dissipating member provided below the printed circuit board so as to come into contact with an exposed surface of the heat dissipating member.
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