JP3244003B2 - 回路基板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化を図るため、電
子回路を構成する電子部品の高密度化がすすみ、電子機
器に組み込まれる回路基板が年々小さくなっている。こ
の結果、発熱する電子部品を回路基板に実装した場合に
は熱が逃げにくく、発熱する電子部品近傍の温度が高く
なるという問題があった。このため、電子回路の温度特
性が悪くなったり、発生する熱によって電子部品の寿命
が短くなる等の不具合が生じていた。従って、電子部品
から発生する熱を効率良く逃がすための工夫が種々行わ
れている。図４を用いて、熱を効率良く逃がすための工
夫が施された従来の回路基板の一つについて説明する。

【０００３】回路基板１は、絶縁基板部２と、絶縁基板
部２の表裏面にそれぞれ設けられた第一の外層パタ−ン
部３および第二の外層パタ−ン部４と、絶縁基板部２の
内部に設けられた第一の内層パタ−ン部５および第二の
内層パタ−ン部６と、第一の外層パタ−ン部３と第一の
内層パタ−ン部５を結合するバイアホ−ル７Ａと、第二
の外層パタ−ン部４と第二の内層パタ−ン部６を結合す
るバイアホ−ル７Ｂとから構成される。

【０００４】第一の外層パタ−ン部３と第二の外層パタ
−ン部４は回路パタ−ンで、第一の外層パタ−ン部３は
所定端子（図示せず）を有し、この所定端子を介して電
子部品（図示せず）が実装される。

【０００５】第一の内層パタ−ン部５と第二の内層パタ
−ン部６は、一定の間隔を設けて絶縁基板部２の内部に
積層形成された熱伝導用パタ−ンである。このため、第
一の内層パタ−ン部５と第二の内層パタ−ン部６は、電
気的に絶縁される。なお、第二の内層パタ−ン部６は、
絶縁基板部２の裏面のほぼ全面と対向するように形成さ
れる。また、第一の内層パタ−ン部５は、第二の内層パ
タ−ン部６の一部と対向するように形成される。

【０００６】第一の外層パタ−ン部３は、バイアホ−ル
７Ａを介して第一の内層パタ−ン部５と一体に接続され
る。また、第二の外層パタ−ン部４は、バイアホ−ル７
Ｂを介して第二の内層パタ−ン部６と一体に接続され
る。

【０００７】次に、回路基板１を製造する工程の概略を
説明する。

【０００８】例えば薄いプリント配線板用銅張積層板
（ガラス布基材エポキシ樹脂）の表裏面に積層された銅
箔をエッチング処理することにより、表面には第一の外
層パタ−ン部３を形成し、裏面には第一の内層パタ−ン
部５を形成した第一の絶縁基板（図示せず）を形成す
る。また、同様に、表面には第二の外層パタ−ン部４を
形成し、裏面には第二の内層パタ−ン部６を形成した第
二の絶縁基板（図示せず）を形成する。次に、第一の絶
縁基板の裏面と第二の絶縁基板の表面の間に絶縁性のプ
リプレグ（図示せず）を挟み、真空下で加熱加圧して積
層する。この後、第一の外層パタ−ン部３の電子部品を
実装する所定端子の近傍に第一の内層パタ−ン部５を露
出させる孔８Ａを設け、孔８Ａの内壁にメッキ処理を施
してバイアホ−ル７Ａを形成する。また、同様に、第二
の内層パタ−ン部６の表面を露出させる孔８Ｂを設け、
孔８Ｂの内壁にメッキ処理を施してバイアホ−ル７Ｂを
形成する。

【０００９】上述のように回路基板１を構成した結果、
第一の外層パタ−ン部３と第一の内層パタ−ン部５、お
よび第二の外層パタ−ン部４と第二の内層パタ−ン部６
は一体に接続され、両者は熱的に結合される。従って、
電子部品で発生した熱は第一の内層パタ−ン部５に伝導
した後、さらに絶縁基板部２を拡散して第二の内層パタ
−ン部６に伝導する。この結果、電子部品で発生した熱
は、第二の内層パタ−ン部６を介して回路基板１の内部
にほぼ均一に分散されると同時に、第二の内層パタ−ン
部６の熱は第二の外層パタ−ン部４に伝導して第二の外
層パタ−ン部４から空気中に効率良く放熱される。従っ
て、回路基板１の局所に熱がこもるといった現象が解消
し、電子回路は安定に動作し信頼性が高まる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た回路基板では、第一の内層パタ−ン部と第二の内層パ
タ−ン部の表面を対向させて積層するため、第一の内層
パタ−ン部と第二の内層パタ−ン部を別々に形成する必
要があった。また、第一の外層パタ−ン部と第一の内層
パタ−ン部、および第二の外層パタ−ン部と第二の内層
パタ−ン部を一体に接続するバイアホ−ルを別々に形成
する必要があった。このため、回路基板の製造工程が複
雑化し、製造コストが高くなるという問題があった。ま
た、第一の内層パタ−ン部と第二の内層パタ−ン部の電
位差によって両者の間には寄生容量が形成され、電子回
路の誤動作の要因となることがあった。さらに、回路基
板が多層基板の場合は、第一の内層パタ−ン部と第二の
内層パタ−ン部を対向させて積層するため、内層回路パ
タ−ンの高密度化の妨げとなる場合もあった。

【００１１】そこで、本発明は、上記問題を解決した回
路基板を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の回路基板は、上
述の目的を達成するため次のように構成される。すなわ
ち、第一に、絶縁基板部と、該絶縁基板部の表面に設け
られた電子部品を実装する外層パタ−ン部とを備えた回
路基板において、前記絶縁基板部の内部に形成された周
縁に櫛歯状の突起パターンを有する第一の内層パタ−ン
部と、該第一の内層パタ−ン部と前記外層パタ−ン部と
を一体に接続するスル−ホ−ルと、前記第一の内層パタ
−ン部の外縁に近接してその内縁が配置形成され、前記
第一の内層パタ−ンと同一平面を形成する第二の内層パ
タ−ンとを備えたものである。第二に、絶縁基板部と、
該絶縁基板部の表面に設けられた電子部品を実装する外
層パタ−ン部とを備えた回路基板において、前記絶縁基
板部の内部に形成された渦巻き形状の第一の内層パタ−
ン部と、該第一の内層パタ−ン部と前記外層パタ−ン部
とを一体に接続するスル−ホ−ルと、前記第一の内層パ
タ−ン部の外縁に近接してその内縁が配置形成され、前
記第一の内層パタ−ンと同一平面を形成する第二の内層
パタ−ンとを備えたものである。第三に、絶縁基板部
と、該絶縁基板部の表面に設けられた電子部品を実装す
る外層パタ−ン部とを備えた回路基板において、前記絶
縁基板部の内部に形成されたつづら折れ形状の第一の内
層パタ−ン部と、該第一の内層パタ−ン部と前記外層パ
タ−ン部とを一体に接続するスル−ホ−ルと、前記第一
の内層パタ−ン部の外縁に近接してその内縁が配置形成
され、前記第一の内層パタ−ンと同一平面を形成する第
二の内層パタ−ンとを備えたものである。

【００１３】第一乃至第三の発明において、電子部品か
ら発生した熱は、外層パタ−ン部からスル−ホ−ルを介
して、第一の内層パタ−ン部に伝えられ、端縁が近接配
置された第二の内層パタ−ン部に拡散される。また、第
一の内層パタ−ン部と第二の内層パタ−ン部は面として
対向することなく、端縁が一定間隔を介して対向するの
で両者間の寄生容量は小さく、ほとんど無視することが
できるとともに、両者は同一平面上に形成されるので回
路基板の厚みが薄くなる。

【００１４】第四の発明において、第1乃至第３の発明
のスル−ホ−ルの内部に熱伝導率の大きい物質を充填し
たものである。

【００１５】外層パタ−ン部と第一の内層パタ−ン部
は、熱伝導率の大きい物質を充填しない場合に比べてよ
り強く熱的に結合される。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１（ａ）および（ｂ）を用い
て、本発明に係る回路基板について説明する。回路基板
１１は、絶縁基板部１２と、絶縁基板部１２の表裏面に
それぞれ設けられた第一の外層パタ−ン部１３および第
二の外層パタ−ン部１４と、絶縁基板部１２の内部に設
けられた第一の内層パタ−ン部１５および第二の内層パ
タ−ン部１６と、第一の外層パタ−ン部１３と、第二の
外層パタ−ン部１４および第一の内層パタ−ン部１５を
結合するスル−ホ−ル１７とから構成される。

【００１７】第一の外層パタ−ン部１３と第二の外層パ
タ−ン部１４は回路パタ−ンで、第一の外層パタ−ン部
１３は所定端子（図示せず）を有し、この所定端子を介
して電子部品（図示せず）が実装される。所定端子の近
傍の第一の外層パタ−ン部１３にはスル−ホ−ル１７が
設けられ、スル−ホ−ル１７を介して第一の外層パタ−
ン部１３と第二の外層パタ−ン部１４は一体に接続され
る。

【００１８】第一の内層パタ−ン部１５と第二の内層パ
タ−ン部１６は、絶縁基板部１２の内部の同一平面上に
形成された熱伝導用パタ−ンである。第一の内層パタ−
ン部１５は、例えば四角形パタ−ン部１５Ａと、四角形
パタ−ン部１５Ａの四辺に設けられた櫛歯形状の突起パ
タ−ン部１５Ｂとから構成される。この結果、第一の内
層パタ−ン部１５の外縁長は、単に四角形とした場合に
比べて長く形成される。なお、第一の内層パタ−ン部１
５はスル−ホ−ル１７と一体に接続される。この結果、
第一の内層パタ−ン部１５は、スル−ホ−ル１７を介し
て第一の外層パタ−ン部１３および第二の外層パタ−ン
部１４と一体に接続され、熱的に結合される。

【００１９】第二の内層パタ−ン部１６は、第一の内層
パタ−ン部１５の外縁を囲む内縁を有し、絶縁基板部１
２の表面と平行に絶縁基板部１２を上層部と下層部に二
分する如くに形成される。第一の内層パタ−ン部１５の
外縁と第二の内層パタ−ン部１６の内縁との間には一定
幅の間隙が設けられ、両者は電気的に絶縁される。ま
た、第一の内層パタ−ン部１５の外縁長と第二の内層パ
タ−ン部１６の内縁長は長く形成されているため、第一
の内層パタ−ン部１５と第二の内層パタ−ン部１６の熱
的結合度は高くなる。

【００２０】次に、回路基板１１を製造する工程の概略
を説明する。

【００２１】例えば薄いプリント配線板用銅張積層板
（ガラス布基材エポキシ樹脂）の表裏面に積層された銅
箔をエッチング処理することにより、表面には第一の外
層パタ−ン部１３を形成し、裏面には第一の内層パタ−
ン部１５および第二の内層パタ−ン部１６を形成した第
一の絶縁基板（図示せず）を形成する。また、同様に、
裏面に第二の外層パタ−ン部１４を形成した第二の絶縁
基板（図示せず）を形成する。次に、第一の絶縁基板の
裏面と第二の絶縁基板の表面の間に絶縁性のプリプレグ
（図示せず）を挟み、真空下で加熱加圧して積層する。
この後、第一の外層パタ−ン部１３の電子部品を実装す
る所定端子の近傍には貫通孔１８が設けられ、貫通孔１
８の内壁にメッキ処理を施してスル−ホ−ル１７が形成
される。この結果、第一の外層パタ−ン部１３と、第二
の外層パタ−ン１４および第一の内層パタ−ン部１５
は、スル−ホ−ル１７を介して一体に接続され、熱的に
結合される。

【００２２】上述のように回路基板１１を構成した結
果、第一の外層パタ−ン１３の所定端子に実装された電
子部品で発生した熱は、第一の内層パタ−ン１５および
第二の外層パタ−ン１４に伝導する。第一の内層パタ−
ン１５に伝導した熱は第二の内層パタ−ン１６に伝導
し、絶縁基板部１２の内部を拡散して回路基板１１の内
部に分散する。また、同時に、第二の外層パタ−ン１４
を介して、空気中に効率良く放熱される。

【００２３】なお、第一の内層パタ−ン１５は一つに限
られることなく、例えば複数の発熱の大きい電子部品を
実装するための所定端子のそれぞれに第一の内層パタ−
ン１５を一体に接続しても良い。この場合、複数の第一
の内層パタ−ン１５の外縁は離して配置され、相互に絶
縁される。また、第二の内層パタ−ン１６は、複数の第
一の内層パタ−ン１５の外縁を囲む内縁を有し、絶縁基
板部１２の表面と平行に絶縁基板部１２を上層部と下層
部に二分する如くに形成される。第一の内層パタ−ン１
５どうし、また第一の内層パタ−ン１５と第二の内層パ
タ−ン１６は電気的に絶縁されているため、所定端子の
電圧が異なる場合でも電気的短絡せずに、複数の電子部
品から発生する熱を効率良く逃がすことができる。ま
た、電子部品から発生する熱が少ない場合は、第二の外
層パタ−ン１４を形成しなくとも良い。さらに、第二の
内層パタ−ン１６を、電子機器のシャ−シ−に接続して
も良い。この場合は、熱容量が大きいシャ−シ−がヒ−
トシンクとなり、電子部品から発生する熱をさらに効率
良く逃がすことができる。さらにまた、回路基板１１
は、内層回路パタ−ンを形成した多層基板でも良い。こ
の場合は、絶縁基板部１２の内部に形成された電源パタ
−ンあるいはグランドパタ−ンを第二の内層パタ−ン１
６として使用することができる。

【００２４】また、上述した実施例では、スル−ホ−ル
１７の内部にはなにも充填しない場合を例示したが、金
属のような熱伝導性の大きい物質を充填しても良い。こ
の場合、電子部品で発生した熱は熱伝導性の大きい物質
を介して第二の外層パタ−ン１４および第一の内層パタ
−ン１５に伝わりやすくなるため、熱の逃げが良くな
る。なお、熱伝導性の大きい物質としては、一般的には
半田が用いられる。

【００２５】また、第一の内層パタ−ン１５と第二の内
層パタ−ン１６は、上述した形状には限られない。すな
わち、第一の内層パタ−ン１９は、図２に示すように、
所定幅の渦巻き形状としても良い。第二の内層パタ−ン
２０は、第一の内層パタ−ン１９との間に隙間を設け
て、第一の内層パタ−ン１９の外縁を囲むように形成さ
れる。なお、第二の内層パタ−ン２０の渦巻き形状部分
の幅は、スル−ホ−ル１７側から次第に広くなるように
設計される。この結果、熱が伝導する方向に面積が広が
るため、熱伝導効率をより高めることができる。

【００２６】さらに、第一の内層パタ−ン２１は、図３
に示すように、所定幅のつづら折れ形状としても良い。
第二の内層パタ−ン２２は、一定幅の隙間を設けて、第
一の内層パタ−ン２１の外周を囲むように形成される。

【００２７】

【発明の効果】本発明は上述のような構成であるから次
のような効果を有する。すなわち、電子部品で発生する
熱は、スル−ホ−ルおよび第一の内層パタ−ンを介し
て、第二の内層パタ−ンに伝導し、回路基板に均一に分
散される。また、第一の内層パタ−ンと第二の内層パタ
−ンは、表面を対向して配置形成しないため、両者の間
に発生する寄生容量は小さく、ほとんど無視することが
できる。これらの結果、電子回路の誤動作の要因が除去
され、回路基板の電気的信頼性が向上する。

【００２８】また、第一の内層パタ−ンと第二の内層パ
タ−ンは、同一工程で同時に形成することができる。さ
らに、従来の回路基板のように二つのバイアホ−ルを形
成する必要がなく、一つのスル−ホ−ルで第一の外層パ
タ−ンと、第二の外層パタ−ンおよび第一の内層パタ−
ンを一体に接続できるので、低コストで回路基板を製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第一の回路基板で、図１（ａ）は
回路基板の断面図であり、図１（ｂ）は第一の内層パタ
−ンと第二の内層パタ−ンが形成された層の平面図であ
る。

【図２】本発明に係る第二の回路基板で、第一の内層パ
タ−ンと第二の内層パタ−ンが形成された層の平面図で
ある。

【図３】本発明に係る第三の回路基板で、第一の内層パ
タ−ンと第二の内層パタ−ンが形成された層の平面図で
ある。

【図４】従来に係る回路基板で、回路基板の断面図であ
る。

【符号の説明】

１１ 回路基板 １２ 絶縁基板部 １３ 第一の外層パタ−ン部 １４ 第一の外層パタ−ン部 １５ 第一の内層パタ−ン部 １６ 第二の内層パタ−ン部 １７ スル−ホ−ル １８ 貫通孔

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板部と、該絶縁基板部の表面に設
   けられた電子部品を実装する外層パタ−ン部とを備えた
   回路基板において、前記絶縁基板部の内部に形成された
   周縁に櫛歯状の突起パターンを有する第一の内層パタ−
   ン部と、該第一の内層パタ−ン部と前記外層パタ−ン部
   とを一体に接続するスル−ホ−ルと、前記第一の内層パ
   タ−ン部の外縁に近接してその内縁が配置形成され、前
   記第一の内層パタ−ンと同一平面を形成する第二の内層
   パタ−ンとを有することを特徴とする回路基板。
2. 【請求項２】 絶縁基板部と、該絶縁基板部の表面に設
   けられた電子部品を実装する外層パタ−ン部とを備えた
   回路基板において、前記絶縁基板部の内部に形成された
   渦巻き形状の第一の内層パタ−ン部と、該第一の内層パ
   タ−ン部と前記外層パタ−ン部とを一体に接続するスル
   −ホ−ルと、前記第一の内層パタ−ン部の外縁に近接し
   てその内縁が配置形成され、前記第一の内層パタ−ンと
   同一平面を形成する第二の内層パタ−ンとを有すること
   を特徴とする回路基板。
3. 【請求項３】 絶縁基板部と、該絶縁基板部の表面に設
   けられた電子部品を実装する外層パタ−ン部とを備えた
   回路基板において、前記絶縁基板部の内部に形成された
   つづら折れ形状の第一の内層パタ−ン部と、該第一の内
   層パタ−ン部と前記外層パタ−ン部とを一体に接続する
   スル−ホ−ルと、前記第一の内層パタ−ン部の外縁に近
   接してその内縁が配置形成され、前記第一の内層パタ−
   ンと同一平面を形成する第二の内層パタ−ンとを有する
   ことを特徴とする回路基板。
4. 【請求項４】 スル−ホ−ルの内部に熱伝導率の大きい
   物質を充填したことを特徴とする請求項１乃至３のいず
   れかに記載の回路基板。