JP2018157057A - プリント回路板および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を招くことなく、放熱効果に優れたプリント回路板を提供する。【解決手段】本発明のプリント回路板は、複数の金属層と、複数の金属層のうちの各金属層の間に設けられた複数の絶縁層と、複数の金属層のうちの１層の金属層に設けられた電子素子と、を備え、複数の金属層は、複数の金属層の中で最も外側に位置する第１外金属層および第２外金属層と、第１外金属層と第２外金属層との間に位置する中間金属層と、を含み、中間金属層の少なくとも一つは、第１外金属層および第２外金属層よりも厚い厚型金属層であり、厚型金属層は、電子素子のグラウンド端子および電源端子のうちのいずれか一方に接続されている。【選択図】図３

Description

本発明は、プリント回路板および電子機器に関する。

プロジェクター等の表示装置に対して、無線通信を利用した情報通信装置によりデータを送信する方式の表示システムが従来から知られている。近年の情報通信装置は高速化が進んでおり、情報通信装置内のプリント回路板では、一対の信号線によりデータを伝送する差動伝送が多く用いられている。また、この種のプリント回路板は、搭載される電子素子が動作時に熱を発するため、電子素子の熱を効率良く放出できる放熱構造を有する必要がある。

下記の特許文献１には、内層絶縁層と、内部伝熱層と、表層絶縁層と、発熱素子と、発熱素子と内部伝熱層とを接続するバイアホールと、を備えた多層基板の放熱構造が開示されている。この放熱構造において、発熱素子で発生した熱は、内部伝熱層および表層絶縁層を介して、多層基板が収納された金属ケースに伝えられ、外部に放出される。

特開２０００−２９９５６４号公報

特許文献１の放熱構造において、内部伝熱層は、内層絶縁層と表層絶縁層との間に設けられたパターンで構成されている。また、発熱素子の絶縁性を確保するために、表層絶縁層を介して内部伝熱層の熱を逃がす構成を採用している。この構成では、十分な放熱効果が得られないという問題があった。放熱効果を高めるために、上記の多層基板において、発熱素子の実装面にヒートシンクを設置する方法も考えられるが、基板の大型化を招くという別の問題がある。

本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであり、大型化を招くことなく、電子素子から発生する熱の放熱効果に優れたプリント回路板を提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、上記のプリント回路板を備えた電子機器を提供することを目的の一つとする。

上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様のプリント回路板は、複数の金属層と、前記複数の金属層のうちの各金属層の間に設けられた複数の絶縁層と、前記複数の金属層のうちの１層の金属層に設けられた電子素子と、を備え、前記複数の金属層は、前記複数の金属層の中で最も外側に位置する第１外金属層および第２外金属層と、前記第１外金属層と前記第２外金属層との間に位置する中間金属層と、を含み、前記中間金属層の少なくとも一つは、前記第１外金属層および前記第２外金属層よりも厚い厚型金属層であり、前記厚型金属層は、前記電子素子のグラウンド端子および電源端子のうちのいずれか一方に接続されている。

本発明の一つの態様のプリント回路板において、電子素子で発生した熱は、電子素子からグラウンド端子および電源端子のうちのいずれか一方に接続された厚型金属層に伝わる。一般に、グラウンド端子や電源端子に接続される金属層は、電子素子の信号線等に接続される金属層と異なり、細い配線パターンとする必要がなく、ベタパターンとすることができる。このように、厚型金属層は、他の金属層に比べて面積を広くでき、厚さも厚いため、熱抵抗が低く、内部で熱が拡散されやすい。したがって、本発明の一つの態様によれば、大型化を招くことなく、放熱効果に優れたプリント回路板を提供することができる。

本発明の一つの態様のプリント回路板は、前記複数の金属層および前記複数の絶縁層を貫通する貫通孔と、前記貫通孔の開口部が設けられた金属層に接続された放熱部材と、前記貫通孔に挿通され、前記放熱部材を固定する固定部材と、をさらに備えていてもよい。

この構成によれば、電子素子で発生した熱が厚型金属層に伝わった後、貫通孔に挿通された固定部材を介して放熱部材に伝わる。これにより、放熱部材を通じて熱を外部に放出することができるため、放熱部材を備えていない場合と比べて、放熱効果をより高めることができる。

本発明の一つの態様のプリント回路板は、前記複数の金属層の一部および前記複数の絶縁層の一部を貫通する貫通孔と、前記貫通孔の開口部が設けられた金属層に接続された放熱部材と、前記貫通孔に挿通され、前記放熱部材を固定する固定部材と、をさらに備えていてもよく、前記厚型金属層は、前記第１外金属層および前記第２外金属層のうちの一方の金属層側から他方の金属層側に向けて、少なくとも１層の前記金属層の一部と少なくとも１層の前記絶縁層の一部とが切り欠かれることによって外部に露出した露出領域を有し、前記貫通孔の開口部は、前記厚型金属層の前記露出領域に設けられ、前記放熱部材は、前記露出領域において前記厚型金属層に接続されていてもよい。

この構成においても、上述の構成と同様、放熱部材を通じて熱を外部に放出することができるため、放熱部材を備えていない場合と比べて、放熱効果を高めることができる。さらに、この構成の場合、厚型金属層が外部に露出した露出領域を有しているため、厚型金属層の全てが絶縁層や金属層によって覆われている場合と比べて、放熱効果をより高めることができる。

本発明の一つの態様のプリント回路板は、前記貫通孔の内壁に沿って設けられた金属被覆層をさらに備え、前記厚型金属層と前記放熱部材とは、前記金属被覆層を介して接続されていてもよい。

この構成によれば、熱は、貫通孔の内壁に沿って設けられた金属被覆層を介して厚型金属層から放熱部材に伝えられる。そのため、貫通孔に挿通された固定部材の熱伝導率や接触状態によらず、放熱効果を安定して得ることができる。

本発明の一つの態様のプリント回路板において、前記厚型金属層は、前記グラウンド端子に接続された第１厚型金属層と、前記電源端子に接続された第２厚型金属層と、を含んでいてもよい。

この構成によれば、電子素子で発生した熱が第１厚型金属層と第２厚型金属層の双方に伝わるため、放熱効果を大きく高めることができる。

本発明の一つの態様のプリント回路板は、前記電子素子が設けられた金属層の一部として構成され、第１配線と第２配線とを有する差動伝送線路をさらに備えていてもよい。

この構成によれば、差動伝送線路が設けられているため、特性インピーダンスの変動を抑制することができ、信号品質の低下を抑制することができる。また、電子素子の熱が効率良く放出されるため、信号伝送の安定性を確保することができる。

本発明の一つの態様の電子機器は、本発明の一つの態様のプリント回路板を備える。

本発明の一つの態様の電子機器は、本発明の一つの態様のプリント回路板を備えているため、信頼性に優れる。

第１実施形態のプリント回路板の平面図である。 プリント回路板に放熱部材を接続した状態を示す平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 第２実施形態のプリント回路板の断面図である。 第３実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。 プロジェクターの構成を示すブロック図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。
本実施形態のプリント回路板は、８層の金属層を含む多層プリント配線板を備えている。

図１は、本実施形態のプリント回路板の平面図である。図２は、プリント回路板に放熱部材を接続した状態を示す平面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。

なお、本明細書において、電子素子を実装する前の基板をプリント配線板と称し、実装した後の電子素子等の部材とプリント配線板とを含む全体をプリント回路板と称する。

（プリント回路板の構成）
図１〜図４に示すように、プリント回路板１０は、プリント配線板１１と、電子素子１２と、放熱部材１３と、固定部材１４Ａ，１４Ｂと、を備える。電子素子１２は、後述するプリント配線板１１の第１金属層上に実装されている。電子素子１２は、例えばＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ Ｃｈｉｐ）と称されるシステムＬＳＩであり、高負荷、高消費電流の半導体デバイスである。なお、電子素子１２としては、システムＬＳＩに限らず、種々のデバイスが使用可能である。

図３および図４に示すように、プリント配線板１１は、複数の金属層２０と複数の絶縁層３０とを備えている。これら金属層２０および絶縁層３０は、プリント配線板１１において最も外側の２層が金属層２０となるように１層ずつ交互に積層されている。すなわち、プリント回路板１０は、複数の金属層２０と、複数の金属層２０のうちの各金属層２０の間に設けられた複数の絶縁層３０と、複数の金属層２０のうちの１層の金属層２０に設けられた電子素子１２と、を備える。具体的に、本実施形態の場合、プリント配線板１１は、８層の金属層２０と７層の絶縁層３０とを備えている。

本明細書では、説明の便宜上、電子素子１２が実装されたプリント配線板１１の第１面１１ａ側から第２面１１ｂ側に向けて、各層をそれぞれ第１金属層２１、第１絶縁層３１、第２金属層２２、第２絶縁層３２、第３金属層２３、第３絶縁層３３、第４金属層２４、第４絶縁層３４、第５金属層２５、第５絶縁層３５、第６金属層２６、第６絶縁層３６、第７金属層２７、第７絶縁層３７、第８金属層２８と称する。

複数の金属層２０は、複数の金属層２０の中でプリント配線板１１の積層方向において最も外側に位置する表側金属層（第１外金属層）および裏側金属層（第２外金属層）と、表側金属層と裏側金属層との間に位置する中間金属層と、を含んでいる。本実施形態の場合、第１金属層２１が表側金属層であり、第８金属層２８が裏側金属層であり、第２金属層２２から第７金属層２７までの６層の金属層２０が中間金属層である。なお、本明細書において、表側金属層と裏側金属層とは、説明の便宜上、電子素子１２が実装された側の金属層２０を表側金属層と称し、電子素子１２が実装された側と反対側の金属層２０を裏側金属層と称しただけであって、この名称によりプリント回路板１０の設置形態等が特に限定されるわけではない。

中間金属層のうち少なくとも１層の金属層は、表側金属層である第１金属層２１および裏側金属層である第８金属層２８よりも厚い厚型金属層である。本実施形態において、第２金属層２２、第４金属層２４、第５金属層２５、および第７金属層２７が厚型金属層である。さらに、本実施形態において、厚型金属層である第２金属層２２、第４金属層２４、第５金属層２５、および第７金属層２７は、他の中間金属層の第３金属層２３および第６金属層２６よりも厚い。厚さの一例として、第１金属層２１、第３金属層２３、第６金属層２６、および第８金属層２８の厚さは３５μｍである。これに対し、厚型金属層である第２金属層２２、第４金属層２４、第５金属層２５、および第７金属層２７の厚さは７０μｍである。複数の金属層２０は、例えば銅等の金属材料により構成されている。金属材料として、電気伝導性および熱伝導性に優れたものを用いることが好ましい。

図３および図４の断面図には表れていないが、第１金属層２１、第３金属層２３、第６金属層２６、および第８金属層２８の各々は、電子素子１２の信号端子に接続されている。そのため、第１金属層２１、第３金属層２３、第６金属層２６、および第８金属層２８の各々は、配線パターンとして形成されている。

図１において、これら配線パターンのうち、第１金属層２１により形成された配線パターン１６の一部を示す。図１に示すように、プリント配線板１１は、配線パターン１６として、電子素子１２が設けられた第１金属層２１の一部として構成される差動伝送線路１７を備えている。差動伝送線路１７は、互いに略平行に延在する第１配線１８Ａと第２配線１８Ｂとを有する。

図３および図４に示されるように、第２金属層２２、第４金属層２４、第５金属層２５、および第７金属層２７の各厚型金属層は、電子素子１２のグラウンド端子１２ｇおよび電源端子１２ｄのうちいずれか一方に接続されている。本実施形態において、第２金属層２２および第７金属層２７の各厚型金属層（第１厚型金属層）は、電子素子１２のグラウンド端子１２ｇに接続されている。

一方で、第４金属層２４および第５金属層２５の各厚型金属層（第２厚型金属層）は、電子素子１２の電源端子１２ｄに接続されている。すなわち、本実施形態において厚型金属層は、電子素子１２のグラウンド端子１２ｇに接続された第１厚型金属層と、電子素子１２の電源端子１２ｄに接続された第２厚型金属層と、を含む。そのため、第２金属層２２、第４金属層２４、第５金属層２５、および第７金属層２７の各々は、ベタパターンとして形成されている。すなわち、プリント配線板１１を第１面１１ａの法線方向から平面視したとき、第２金属層２２、第４金属層２４、第５金属層２５、および第７金属層２７の各々は、当該平面視におけるプリント配線板１１の外形と略同じサイズで設けられている。

複数の絶縁層３０については、材料や厚さは特に限定されない。絶縁層３０の材料としては、例えばエポキシ、ポリイミド、ガラスエポキシ等の樹脂材料を用いることができる。絶縁層３０の厚さは、例えば２０μｍ〜２ｍｍ程度である。複数の絶縁層３０は、全て同一の絶縁材料で構成されていてもよいし、一般のプリント配線板で用いられるコア材とプリプレグとの組合せで構成されていてもよい。

図１に示すように、プリント配線板１１において、厚型金属層である第２金属層２２および第４金属層２４は、一部がそれぞれ外部に露出した第１露出領域１１ｅと第２露出領域１１ｆとを有する。第１露出領域１１ｅは、厚型金属層の一つである第２金属層２２が外部に露出した領域である。第２露出領域１１ｆは、厚型金属層の一つである第４金属層２４が外部に露出した領域である。本実施形態において、第１露出領域１１ｅと第２露出領域１１ｆとは、第１面１１ａの法線方向からのプリント配線板１１の平面視においてそれぞれ矩形状であり、隣り合う位置に設けられている。ただし、第１露出領域１１ｅおよび第２露出領域１１ｆの形状、配置等については特に限定されない。

プリント配線板１１は、第１貫通孔３９と第２貫通孔４０とを備えている。第１貫通孔３９の開口部３９ｈは、厚型金属層である第２金属層２２の第１露出領域１１ｅに設けられている。また、第２貫通孔４０の開口部４０ｈは、厚型金属層である第４金属層２４の第２露出領域１１ｆに設けられている。本実施形態において、各露出領域１１ｅ，１１ｆに１個の貫通孔３９，４０が設けられているが、各露出領域１１ｅ，１１ｆに２個以上の貫通孔が設けられていてもよく、貫通孔の数は特に限定されない。

図３に示すように、第１露出領域１１ｅにおいて、第２金属層２２は、表側金属層である第１金属層２１（第１外金属層）側から、裏側金属層である第８金属層２８（第２外金属層）側に向けて、第１金属層２１の一部と第１絶縁層３１の一部とが切り欠かれることによって外部に露出している。また、第１貫通孔３９は、第２金属層２２、第２絶縁層３２、第３金属層２３、第３絶縁層３３、第４金属層２４、第４絶縁層３４、第５金属層２５、第５絶縁層３５、第６金属層２６、第６絶縁層３６、第７金属層２７、第７絶縁層３７、および第８金属層２８を貫通して設けられている。

図４に示すように、第２露出領域１１ｆにおいて、第４金属層２４は、表側金属層である第１金属層２１側から裏側金属層である第８金属層２８側に向けて、第１金属層２１の一部、第１絶縁層３１の一部、第２金属層２２の一部、第２絶縁層３２の一部、第３金属層２３の一部、および第３絶縁層３３の一部が切り欠かれることによって外部に露出している。また、第２貫通孔４０は、第４金属層２４、第４絶縁層３４、第５金属層２５、第５絶縁層３５、第６金属層２６、第６絶縁層３６、第７金属層２７、第７絶縁層３７、および第８金属層２８を貫通して設けられている。

すなわち、第２金属層２２の第１露出領域１１ｅおよび第４金属層２４の第２露出領域１１ｆは、第１外金属層側から第２外金属層側に向けて、少なくとも１層の金属層２０の一部と少なくとも１層の絶縁層３０の一部とが切り欠かれることによって外部に露出している。また、第１貫通孔３９および第２貫通孔４０は、複数の金属層２０の一部および複数の絶縁層の一部を貫通している。

なお、本実施形態において、第１露出領域１１ｅおよび第２露出領域１１ｆは、第１外金属層側から第２外金属層側に向けて、少なくとも１層の金属層２０の一部と少なくとも１層の絶縁層３０の一部とが切り欠かれることによって設けられているが、これに限定されない。第１露出領域１１ｅおよび第２露出領域１１ｆは、第２外金属層側から第１外金属層側に向けて、少なくとも１層の金属層２０の一部と少なくとも１層の絶縁層３０の一部とが切り欠かれることによって設けられてもよい。すなわち、第１露出領域１１ｅおよび第２露出領域１１ｆは、第１外金属層および第２外金属層のうちの一方の金属層側から他方の金属層側に向けて、金属層２０の一部と絶縁層３０一部とが切り欠かれることで設けられる。

図２に示されるように、放熱部材１３は、第１放熱部材１３Ａと、第２放熱部材１３Ｂと、を含む。第１放熱部材１３Ａは、例えば板金等により構成され、プリント回路板１０が搭載される電子機器の筐体等に接続されていてもよい。同様に、第２放熱部材１３Ｂは、例えば板金等により構成され、プリント回路板１０が搭載される電子機器の一部に接続されていてもよい。このように、放熱部材１３がさらに他の部材に接続されている場合、他の部材を介して放熱することができる。第１放熱部材１３Ａはグラウンド端子１２ｇに接続され、第２放熱部材１３Ｂは電源端子１２ｄに接続されているため、第１放熱部材１３Ａと第２放熱部材１３Ｂとは、電気的に絶縁されている必要がある。

図３に示すように、第１放熱部材１３Ａは、第１露出領域１１ｅにおいて、第１貫通孔３９の開口部３９ｈが設けられた第２金属層２２に接続されている。固定部材１４Ａは、第１貫通孔３９の内部に挿通され、プリント配線板１１に対して第１放熱部材１３Ａを固定する。固定部材１４Ａとしては、金属製のネジが用いられている。

図４に示すように、第２放熱部材１３Ｂは、第２露出領域１１ｆにおいて、第２貫通孔４０の開口部４０ｈが設けられた第４金属層２４に接続されている。すなわち、第１放熱部材１３Ａおよび第２放熱部材１３Ｂは、第１露出領域１１ｅおよび第２露出領域１１ｆにおいて、厚型金属層である第２金属層２２および第４金属層２４にそれぞれ接続されている。固定部材１４Ｂは、第２貫通孔４０の内部に挿通され、プリント配線板１１に対して第２放熱部材１３Ｂを固定する。固定部材１４Ｂとしては、固定部材１４Ａと同様に、金属製のネジが用いられている。

また、図３および図４に示されるように、プリント配線板１１は、第１貫通孔３９および第２貫通孔４０の内部にそれぞれ金属被覆層４１を備える。金属被覆層４１は、第１貫通孔３９および第２貫通孔４０の内壁に沿ってそれぞれ設けられている。図３に示すように、金属被覆層４１は、第１露出領域１１ｅにおいて第２金属層２２に接続されており、第１貫通孔３９の内部において第７金属層２７に接続されている。さらに、金属被覆層４１は、第１露出領域１１ｅにおいて第１放熱部材１３Ａに接続されている。すなわち、第２金属層２２および第７金属層２７の厚型金属層と第１放熱部材１３Ａとは、金属被覆層４１を介して接続されている。

また、図４に示すように、金属被覆層４１は、第２露出領域１１ｆにおいて第４金属層２４に接続されており、第２貫通孔４０の内部において第５金属層２５に接続されている。さらに、金属被覆層４１は、第２露出領域１１ｆにおいて第２放熱部材１３Ｂに接続されている。すなわち、第４金属層２４および第５金属層２５の厚型金属層と第２放熱部材１３Ｂとは、金属被覆層４１を介して接続されている。

金属被覆層４１は、例えば銅などの金属材料により構成されている。金属材料として、熱伝導性に優れたものを用いることが好ましい。金属被覆層４１の厚さは、固定部材１４が第１貫通孔３９もしくは第２貫通孔４０に挿通されたときに固定部材１４と金属被覆層４１とが接触する程度の厚さであることが好ましい。例えばメッキ法などを用いて金属被覆層４１を形成することにより、金属被覆層４１の厚さを調整することができる。

なお、本実施形態において、金属被覆層４１は、図３および図４に示されるように、第１貫通孔３９および第２貫通孔４０にそれぞれ挿通された固定部材１４Ａ，１４Ｂに接触して設けられているが、実際には、金属被覆層４１を含めた第１貫通孔３９および第２貫通孔４０の各内径を固定部材１４Ａ，１４Ｂのネジ部の外径よりも大きくする公差設計により、固定部材１４Ａ，１４Ｂと金属被覆層４１との間には図示しない空間が存在する。

電子素子１２のグラウンド端子１２ｇは、第１ビア４３を介して厚型金属層である第２金属層２２および第７金属層２７に接続されている。そのため、第１ビア４３は、第３金属層２３、第４金属層２４、第５金属層２５および第６金属層２６とは絶縁されている。電子素子１２の電源端子１２ｄは、第２ビア４４を介して厚型金属層である第４金属層２４および第５金属層２５に接続されている。そのため、第２ビア４４は、第２金属層２２、第３金属層２３、第６金属層２６および第７金属層２７とは絶縁されている。

上記構成のプリント回路板１０は、例えば切削工法や張り合わせ工法（内層レジスト工法）により製造が可能である。切削工法を用いる場合、第１露出領域１１ｅおよび第２露出領域１１ｆを有していない多層プリント配線板を一旦製造した後、第２金属層２２や第４金属層２４が露出するまで第２金属層２２または第４金属層２４から外側の絶縁層および金属層を切削すればよい。また、張り合わせ工法を用いる場合、多層プリント配線板の第１面の法線方向からの平面視における面積が第２金属層２２や第４金属層２４よりも小さい絶縁層および金属層を予め形成しておき、それを第２金属層２２や第４金属層２４の上に順次張り合わせればよい。製造工程の数や製造コストの観点から、切削工法を用いることが望ましい。

（熱伝導経路）
図３において矢印Ｈ１は、電子素子１２で発生した熱のグラウンド端子１２ｇを経由した伝導経路を示す。電子素子１２で発生した熱は、グラウンド端子１２ｇおよび第１ビア４３を経て、グラウンド端子１２ｇが接続される第２金属層２２および第７金属層２７に伝えられる。第２金属層２２および第７金属層２７に伝えられた熱は、金属被覆層４１および固定部材１４Ａを経て、第１露出領域１１ｅにおいて第２金属層２２に固定されている第１放熱部材１３Ａに伝えられる。

また、図４において矢印Ｈ２は、電子素子１２で発生した熱の電源端子１２ｄを経由した伝導経路を示す。電子素子１２で発生した熱は、電源端子１２ｄおよび第２ビア４４を介して、電源端子１２ｄが接続される第４金属層２４および第５金属層２５に伝えられる。第４金属層２４および第５金属層２５に伝えられた熱は、金属被覆層４１および固定部材１４Ｂを経て、第２露出領域１１ｆにおいて第４金属層２４に固定されている第２放熱部材１３Ｂに伝えられる。放熱部材１３に伝えられた熱は、放熱部材１３から直接外部に放熱されるか、もしくは、放熱部材１３が他の部材に接続されている場合には他の部材を介して外部に放熱される。

本実施形態のプリント配線板１１において、第１金属層２１は外表面に位置し、元々外部に露出しているため、例えば第１金属層２１の厚さを厚くできれば、放熱効果を高めることができる。ところが、プリント配線板１１に、図２に示される差動伝送線路１７のような高速データ転送用配線などが設けられる場合、第１金属層２１の厚さによって差動伝送線路１７のインピーダンス値を調整する必要があるため、第１金属層２１の厚さ調整の自由度が低く、第１金属層２１をむやみに厚くすることができない。

そこで、本実施形態においては、電子素子１２で発生した熱を伝える第２金属層２２、第４金属層２４、第５金属層２５および第７金属層２７の厚型金属層は、表側金属層（第１金属層２２）および裏側金属層（第８金属層２８）よりも厚くなっている。また、これらの厚型金属層は、他の中間金属層よりも厚くなっている。さらに、これらの厚型金属層は電子素子１２のグラウンド端子１２ｇまたは電源端子１２ｄに接続されるため、表側金属層、裏側金属層および他の中間金属層に比べて面積を広く取ることができる。そのため、これらの厚型金属層は、表側金属層、裏側金属層および他の中間金属層に比べて熱抵抗が十分低くなり、内部で熱が拡散されやすくなる。したがって、本実施形態によれば、大型化を招くことなく、放熱効果に優れたプリント回路板１０を提供することができる。

本実施形態において、第２金属層２２および第４金属層２４は、プリント配線板１１の中間金属層であるが、これらの層よりも外側にある層が一部切り欠かれたことによる第１露出領域１１ｅおよび第２露出領域１１ｆをそれぞれ備えている。さらに、第１露出領域１１ｅにおいて第２金属層２２に第１放熱部材１３Ａが接続され、第２露出領域１１ｆにおいて第４金属層２４に第２放熱部材１３Ｂが接続されている。これらの構成により、放熱効果をさらに高めることができる。

また、本実施形態のプリント回路板１０は、第１貫通孔３９および第２貫通孔４０の内壁に沿って設けられた金属被覆層４１をさらに備え、厚型金属層の各層と放熱部材１３とは金属被覆層４１を介して接続されている。この場合、熱は金属被覆層４１を介して厚型金属層から放熱部材１３に伝えられるため、上記の貫通孔に挿通された固定部材１４の熱伝導率や接触状態によらず、放熱効果を安定して得ることができる。

また、本実施形態のプリント回路板１０において、厚型金属層は、グラウンド端子１２ｇに接続された厚型金属層と、電源端子１２ｄに接続された厚型金属層とを含んでいる。この構成によれば、電子素子１２で発生した熱が双方の厚型金属層に伝わるため、放熱効果を大きく高めることができる。

また、本実施形態のプリント回路板１０は差動伝送線路１７を備えており、放熱性向上のために差動伝送線路１７が形成されている第１金属層２１を厚くすることがないため、特性インピーダンスの変動を抑制することができ、信号品質の低下を抑制することができる。また、電子素子１２の熱が効率良く放出されるため、信号伝送の安定性を確保することができる。例えばプリント回路板１０を情報通信装置に適用した場合、差動伝送はシングルエンド伝送に比べて信号の振幅を小さくできるため、データの伝送速度を高速化することができる。

なお、本実施形態において、電子素子１２のグラウンド端子１２ｇが接続された第２金属層２２に第１露出領域１１ｅが設けられ、電子素子１２の電源端子１２ｄが接続された第４金属層２４に第２露出領域１１ｆが設けられたが、これに限られない。第１露出領域１１ｅは、第７金属層２７から外側の金属層２０の一部および絶縁層３０の一部が切り欠かれることによって、第７金属層２７に設けられてもよいし、第２露出領域１１ｆは、第５金属層２５から外側の金属層２０の一部および絶縁層３０の一部が切り欠かれることによって、第５金属層２５に設けられてもよい。

また、本実施形態において、電子素子１２のグラウンド端子１２ｇは、第２金属層２２および第７金属層２７の２層の厚型金属層に接続され、電子素子１２の電源端子１２ｄは、第４金属層２４および第５金属層２５の２層の厚型金属層に接続されたが、これに限られない。電子素子１２のグラウンド端子１２ｇおよび電源端子１２ｄは、少なくとも１つの厚型金属層にそれぞれ接続されていればよい。グラウンド端子１２ｇおよび電源端子１２ｄがそれぞれ２層以上の金属層２０に接続されている場合、少なくとも電子素子１２に近い側の金属層２０を厚型金属層にすることで、厚型金属層において電子素子１２からの熱伝導量をより大きくすることができ、より放熱効果を向上させることができる。

また、本実施形態において、第２金属層２２、第４金属層２４、第５金属層２５および第７金属層２７の４つの厚型金属層の厚さは同じとしたが、これに限られず、それぞれの厚さが異なっていてもよいし、一部の厚型金属層の厚さが同じであってもよい。

また、本実施形態において、金属被覆層４１は、第１貫通孔３９および第２貫通孔４０の内壁に沿ってそれぞれ設けられたが、これに限られない。例えば、金属被覆層４１は、第１貫通孔３９および第２貫通孔４０の内壁に加え、第１放熱部材１３Ａおよび第２放熱部材１３Ｂにおいて各固定部材１４Ａ，１４Ｂが挿通される孔部の内壁にも設けられてもよい。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図５を用いて説明する。
第２実施形態のプリント回路板の基本構成は第１実施形態と略同様であり、層構成と放熱部材の接続構造が第１実施形態と異なる。そのため、プリント回路板の全体の説明は省略する。
図５は、第２実施形態のプリント回路板の断面図である。図５は、第１実施形態における図３に対応している。
図５において、図３と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態のプリント回路板５０において、プリント配線板５１は、複数の金属層６０と複数の絶縁層５２とを備えている。第１実施形態のプリント配線板１１は、８層の金属層２０と７層の絶縁層３０とを備えていた。これに対し、本実施形態のプリント配線板５１は、６層の金属層６０と５層の絶縁層５２とを備えている。これら金属層６０および絶縁層５２は、プリント配線板５１において最も外側の２層が金属層６０となるように１層ずつ交互に積層されている。

複数の金属層６０は、複数の金属層６０の中でプリント配線板５１の積層方向において最も外側に位置する表側金属層（第１外金属層）および裏側金属層（第２外金属層）と、表側金属層と裏側金属層との間に位置する中間金属層と、を含んでいる。本実施形態において、第１金属層６１が表側金属層であり、第６金属層６６が裏側金属層であり、第２金属層６２から第５金属層６５までの４層の金属層６０が中間金属層である。

中間金属層のうち少なくとも１層の金属層は、表側金属層である第１金属層６１および裏側金属層である第６金属層６６よりも厚い厚型金属層である。本実施形態において、第２金属層６２および第５金属層６５は、厚型金属層である。さらに、本実施形態において、厚型金属層である第２金属層６２および第５金属層６５は、他の中間金属層の第３金属層６３および第４金属層６４よりも厚い。第２金属層６２および第５金属層６５の厚さは、例えば７０μｍであり、その他の第１金属層６１、第３金属層６３、第４金属層６４、および第６金属層６６の厚さは、例えば３５μｍである。

厚型金属層である第２金属層６２および第５金属層６５は、第１ビア４３を介して電子素子１２のグラウンド端子１２ｇに接続されている。また、図５には表されないが、第３金属層６３と第４金属層６４の各々は、電子素子１２の電源端子１２ｄもしくは信号端子に接続されている。第１金属層６１と第６金属層６６の各々は、電子素子１２の信号端子に接続されている。そのため、第２金属層６２および第５金属層６５の各々は、ベタパターンとして形成されている。また、第３金属層６３と第４金属層６４の各々は、電源端子１２ｄに接続されている場合にはベタパターンとして形成され、信号端子に接続されている場合には配線パターンとして形成されている。第１金属層６１と第６金属層６６の各々は、配線パターンとして形成されている。

第１実施形態のプリント回路板１０は、厚型金属層の一部が外部に露出した露出領域（第１露出領域１１ｅおよび第２露出領域１１ｆ）を備えていた。これに対し、本実施形態のプリント回路板５０は、上記の露出領域を備えていない。第１金属層６１の一部として、電子素子１２の信号端子に接続された配線パターンとは電気的に絶縁されたグラウンドパターン５４が形成されている。第１貫通孔３９は、６層の金属層６０と５層の絶縁層５２との全てを貫通して設けられている。第１放熱部材１３Ａは、第１貫通孔３９の開口部３９ｈが設けられた第１金属層６１のグラウンドパターン５４に接続されている。固定部材１４Ａは、第１貫通孔３９の内部に挿通され、プリント配線板５１に第１放熱部材１３Ａを固定する。

（熱伝導経路）
図５において矢印Ｈ３は、図３の矢印Ｈ１と同様に、電子素子１２で発生した熱のグラウンド端子１２ｇを経由した伝導経路を示す。電子素子１２で発生した熱は、グラウンド端子１２ｇおよび第１ビア４３を経て第２金属層６２および第５金属層６５に伝えられる。第２金属層６２および第５金属層６５に伝えられた熱は、金属被覆層４１および固定部材１４Ａを経て、第１金属層６１に固定されている第１放熱部材１３Ａに伝えられる。第１放熱部材１３Ａに伝えられた熱は、第１放熱部材１３Ａから直接外部に放熱されるか、もしくは、第１放熱部材１３Ａが電子機器の筐体等の他の部材に接続されている場合には他の部材を介して外部に放熱される。

本実施形態においても、大型化を招くことなく、放熱効果に優れたプリント回路板５０を提供することができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。

なお、本実施形態においても上記の第１実施形態と同様に、電子素子１２のグラウンド端子１２ｇは、少なくとも１つの厚型金属層に接続されていればよく、グラウンド端子１２ｇが接続される厚型金属層が電子素子１２に近いほど、放熱効果をより高めることができる。また、厚型金属層である第２金属層６２および第５金属層６５の厚さは、互いに異なっていてもよい。さらに、金属被覆層４１は、第１放熱部材１３Ａにおいて固定部材１４Ａが挿通される孔部の内壁にも設けられてもよい。

［第３実施形態］
第３実施形態は、上述の実施形態のプリント回路板１０，５０を備えるプロジェクターである。第１、第２実施形態のプリント回路板１０，５０は、映像情報や各種信号を送受信するプロジェクター等の情報通信装置を含む電子機器に適用することができる。

図６は、本実施形態のプロジェクター１０１を示す概略構成図である。
図６に示すように、本実施形態のプロジェクター１０１は、スクリーン７００上にカラー画像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクター１０１は、光源装置１７０と、均一照明光学系１４０と、色分離光学系１０３と、赤色光用の光変調装置１０４Ｒと、緑色光用の光変調装置１０４Ｇと、青色光用の光変調装置１０４Ｂと、合成光学系１０５と、投射光学系１６０と、を備えている。

光源装置１７０は、白色の照明光ＷＬを均一照明光学系１４０に向けて射出する。光源装置１７０は、所定の波長の光を射出する図示しない光源を含む。光源は、高圧放電灯等を含む放電灯、半導体レーザー、もしくはＬＥＤ（発光ダイオード）等、種々の光源が考えられる。

均一照明光学系１４０は、ホモジナイザー光学系１３１と、偏光変換素子１３２と、重畳光学系１３３と、を備えている。ホモジナイザー光学系１３１は、第１のマルチレンズアレイ１３１ａと、第２のマルチレンズアレイ１３１ｂと、から構成されている。均一照明光学系１４０は、光源装置１７０から射出された照明光ＷＬの強度分布を被照明領域である光変調装置１０４Ｒ、光変調装置１０４Ｇ、および光変調装置１０４Ｂにおいて均一化する。均一照明光学系１４０から射出された照明光ＷＬは、色分離光学系１０３に入射する。

色分離光学系１０３は、光源装置１７０から射出された照明光ＷＬを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。色分離光学系１０３は、第１のダイクロイックミラー１０７ａと、第２のダイクロイックミラー１０７ｂと、第１の反射ミラー１０８ａと、第２の反射ミラー１０８ｂと、第３の反射ミラー１０８ｃと、第１のリレーレンズ１０９ａと、第２のリレーレンズ１０９ｂと、を備えている。

第１のダイクロイックミラー１０７ａは、光源装置１７０から射出された照明光ＷＬを赤色光ＬＲと、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを含む光と、に分離する。第１のダイクロイックミラー１０７ａは、赤色光ＬＲを透過させ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを反射する。第２のダイクロイックミラー１０７ｂは、第１のダイクロイックミラー１０７ａで反射した光を緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。第２のダイクロイックミラー１０７ｂは、緑色光ＬＧを反射し、青色光ＬＢを透過させる。

第１の反射ミラー１０８ａは、赤色光ＬＲの光路中に配置されている。第１の反射ミラー１０８ａは、第１のダイクロイックミラー１０７ａを透過した赤色光ＬＲを光変調装置１０４Ｒに向けて反射する。第２の反射ミラー１０８ｂと第３の反射ミラー１０８ｃとは、青色光ＬＢの光路中に配置されている。第２の反射ミラー１０８ｂと第３の反射ミラー１０８ｃとは、第２のダイクロイックミラー１０７ｂを透過した青色光ＬＢを光変調装置１０４Ｂに導く。緑色光ＬＧは、第２のダイクロイックミラー１０７ｂで反射され、光変調装置１０４Ｇに向けて進む。

第１のリレーレンズ１０９ａと第２のリレーレンズ１０９ｂとは、青色光ＬＢの光路中における第２のダイクロイックミラー１０７ｂの光射出側に配置されている。第１のリレーレンズ１０９ａおよび第２のリレーレンズ１０９ｂは、青色光ＬＢの光路長が赤色光ＬＲの光路長および緑色光ＬＧの光路長よりも長いことに起因した青色光ＬＢの光損失を補償する。

各光変調装置１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂは、光源装置１７０から射出される光を画像信号に応じて変調する。光変調装置１０４Ｒは、赤色光ＬＲを画像信号に応じて変調し、赤色光ＬＲに対応した画像光を形成する。光変調装置１０４Ｇは、緑色光ＬＧを画像信号に応じて変調し、緑色光ＬＧに対応した画像光を形成する。光変調装置１０４Ｂは、青色光ＬＢを画像信号に応じて変調し、青色光ＬＢに対応した画像光を形成する。光変調装置１０４Ｒ、光変調装置１０４Ｇ、および光変調装置１０４Ｂには、例えば透過型の液晶パネルが用いられる。また、液晶パネルの光入射側および光射出側には、図示しない偏光板がそれぞれ配置されている。偏光板は、特定の偏光方向を有する直線偏光光を透過させる。

光変調装置１０４Ｒの光入射側には、フィールドレンズ１１０Ｒが配置されている。光変調装置１０４Ｇの光入射側には、フィールドレンズ１１０Ｇが配置されている。光変調装置１０４Ｂの光入射側には、フィールドレンズ１１０Ｂが配置されている。フィールドレンズ１１０Ｒは、光変調装置１０４Ｒに入射する赤色光ＬＲを平行化する。フィールドレンズ１１０Ｇは、光変調装置１０４Ｇに入射する緑色光ＬＧを平行化する。フィールドレンズ１１０Ｂは、光変調装置１０４Ｂに入射する青色光ＬＢを平行化する。

合成光学系１０５は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢのそれぞれに対応した画像光を合成し、合成された画像光を投射光学系１６０に向けて射出する。合成光学系１０５には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられる。

投射光学系１６０は、複数の投射レンズを含む投射レンズ群から構成されている。投射光学系１６０は、合成光学系１０５により合成された画像光をスクリーン７００に向けて拡大投射する。すなわち、投射光学系１６０は、各光変調装置１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂにより変調された光を投射する。これにより、スクリーン７００上には、拡大されたカラー画像が表示される。

図７は、本実施形態のプロジェクターの構成を示す。
プロジェクター１０１は、図６に示された構成の他に、図７に示されるように、通信部５０３、映像信号変換部５１０と、直流電源装置５７５と、映像処理装置５７０と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５８０と、光源駆動装置５７７と、を備える。

映像信号変換部５１０は、外部から入力された映像信号（輝度−色差信号またはアナログＲＧＢ信号など）を所定のワード長のデジタルＲＧＢ信号に変換して画像信号５１２Ｒ，５１２Ｇ，５１２Ｂを生成し、映像処理装置５７０に供給する。

映像処理装置５７０は、３つの画像信号５１２Ｒ，５１２Ｇ，５１２Ｂに対してそれぞれ映像処理を行う。映像処理装置５７０は、各光変調装置１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂをそれぞれ駆動するための映像信号５７２Ｒ，５７２Ｇ，５７２Ｂを各光変調装置１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂに供給する。

直流電源装置５７５は、外部の交流電源６００から供給される交流電圧を一定の直流電圧に変換する。直流電源装置５７５は、映像信号変換部５１０、映像処理装置５７０および光源駆動装置５７７に直流電圧を供給する。

光源駆動装置５７７は、起動時に光源装置１７０に駆動電流を供給し、光源装置１７０を点灯させる。

光変調装置１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂは、それぞれ映像信号５７２Ｒ，５７２Ｇ，５７２Ｂに基づいて、各光変調装置１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂに入射される色光の透過率を変調する。なお、各光変調装置１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂは、映像信号５７２Ｒ，５７２Ｇ，５７２Ｂに基づいて各光変調装置１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂを駆動させる、図示しない表示駆動装置を含んでいる。

ＣＰＵ５８０は、プロジェクター１０１の点灯開始から消灯に至るまでの各種の動作を制御する。例えば、通信信号５８２を介して点灯命令や消灯命令を光源駆動装置５７７に出力する。ＣＰＵ５８０は、光源駆動装置５７７から通信信号５８４を介して光源装置１７０の点灯情報を受け取る。

通信部５０３は、ＣＰＵ５８０により制御され、図示しない情報転送装置との間で、無線通信または有線通信によって映像情報等の送受信を行う。通信部５０３は、情報転送装置との通信により情報転送装置から映像情報を受信した場合、ＣＰＵ５８０の制御に従って、受信した映像情報を映像信号変換部５１０に出力する。なお、本実施形態において、通信部５０３は、ＣＰＵ５８０と制御信号線で接続されているが、図７では制御信号線の図示を省略している。

上述の第１実施形態のプリント回路板１０および第２実施形態のプリント回路板５０は、例えば、本実施形態のプロジェクター１において、通信部５０３、ＣＰＵ５８０および図示しない表示駆動装置の回路に用いられる。

以上のように、本実施形態のプロジェクター１０１において、上記実施形態のプリント回路板を使用することにより、映像情報や信号の劣化を抑制できるため、映像品質に優れたプロジェクターを実現することができる。また、本発明のプリント回路板は、プロジェクターに限らず、例えば、情報を送受信する携帯電話や液晶表示装置等の種々の情報通信装置に適用が可能である。

また、本実施形態において、透過型のプロジェクターに本発明を適用した場合の例について説明したが、本発明は、反射型のプロジェクターにも適用することも可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含む光変調装置（液晶ライトバルブ）が光を透過するタイプであることを意味する。「反射型」とは、光変調装置（液晶ライトバルブ）が光を反射するタイプであることを意味する。なお、光変調装置は、液晶パネル等に限られず、例えばマイクロミラーを用いた光変調装置であってもよい。

また、本実施形態において、３つの光変調装置１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂを用いたプロジェクター１０１の例を挙げたが、本発明は、１つの光変調装置のみを用いたプロジェクター、４つ以上の光変調装置を用いたプロジェクターにも適用可能である。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、中間金属層を４層以上備えるプリント回路板の例を挙げたが、例えば２層の厚型金属層からなる中間金属層を備え、一方の中間金属層がグラウンド端子に接続され、他方の中間金属層が電源端子に接続されたプリント回路板であってもよい。また、複数の中間金属層のうち、いずれの金属層を厚型金属層にするかは適宜選択が可能である。

また、プリント回路板を構成する各構成要素の形状、寸法、配置、数等の具体的な構成については、適宜変更が可能である。上記実施形態では、リジッドタイプのプリント回路板を想定して記載したが、フレキシブルタイプのプリント回路板にも適用が可能である。

１０，５０…プリント回路板、１１，５１…プリント配線板、１２…電子素子、１３…放熱部材、１４Ａ，１４Ｂ…固定部材、１７…差動伝送線路、２０，６０…金属層、２１，６１…第１金属層（表側金属層）、２２，６２…第２金属層（中間金属層）、２３，６３…第３金属層（中間金属層）、２４，６４…第４金属層（中間金属層）、２５，６５…第５金属層（中間金属層）、２６…第６金属層（中間金属層）、２７…第７金属層（中間金属層）、２８…第８金属層（裏側金属層）、３０，５２…絶縁層、３９…第１貫通孔、４０…第２貫通孔、３９ｈ，４０ｈ…開口部、６６…第６金属層（裏側金属層）、１０１…プロジェクター（電子機器）。

Claims (7)

1. 複数の金属層と、
   前記複数の金属層のうちの各金属層の間に設けられた複数の絶縁層と、
   前記複数の金属層のうちの１層の金属層に設けられた電子素子と、
   を備え、
   前記複数の金属層は、前記複数の金属層の中で最も外側に位置する第１外金属層および第２外金属層と、前記第１外金属層と前記第２外金属層との間に位置する中間金属層と、を含み、
   前記中間金属層の少なくとも一つは、前記第１外金属層および前記第２外金属層よりも厚い厚型金属層であり、
   前記厚型金属層は、前記電子素子のグラウンド端子および電源端子のうちのいずれか一方に接続されている、プリント回路板。
2. 前記複数の金属層および前記複数の絶縁層を貫通する貫通孔と、
   前記貫通孔の開口部が設けられた金属層に接続された放熱部材と、
   前記貫通孔に挿通され、前記放熱部材を固定する固定部材と、
   をさらに備えた、請求項１に記載のプリント回路板。
3. 前記複数の金属層の一部および前記複数の絶縁層の一部を貫通する貫通孔と、
   前記貫通孔の開口部が設けられた金属層に接続された放熱部材と、
   前記貫通孔に挿通され、前記放熱部材を固定する固定部材と、
   をさらに備え、
   前記厚型金属層は、前記第１外金属層および前記第２外金属層のうちの一方の金属層側から他方の金属層側に向けて、少なくとも１層の前記金属層の一部と少なくとも１層の前記絶縁層の一部とが切り欠かれることによって外部に露出した露出領域を有し、
   前記貫通孔の開口部は、前記厚型金属層の前記露出領域に設けられ、
   前記放熱部材は、前記露出領域において前記厚型金属層に接続されている、請求項１に記載のプリント回路板。
4. 前記貫通孔の内壁に沿って設けられた金属被覆層をさらに備え、
   前記厚型金属層と前記放熱部材とは、前記金属被覆層を介して接続されている、請求項２または請求項３に記載のプリント回路板。
5. 前記厚型金属層は、前記グラウンド端子に接続された第１厚型金属層と、前記電源端子に接続された第２厚型金属層と、を含む、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のプリント回路板。
6. 前記電子素子が設けられた金属層の一部として構成され、第１配線と第２配線とを有する差動伝送線路をさらに備えた、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のプリント回路板。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のプリント回路板を備えた、電子機器。

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