JP3277819B2 - 多層基板 - Google Patents
多層基板Info
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4611—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
Description
ものである。
制御回路用の回路パタ−ンや電力回路用の回路パタ−ン
が形成され、これらの回路パタ−ン間には大きな電位差
が生じる場合がある。回路パタ−ン間に大きな電位差が
生じる場合として、スイッチング電源に用いられる多層
基板を例示する。以下、スイッチング電源に用いられる
多層基板を例示として説明する。
ンスが使用される。スイッチング周波数が数百キロヘル
ツ程度と高い場合には、スイッチングトランスとしてコ
イルパタ−ンを積層して作った薄く小型のトランスが使
用される。そして、スイッチング周波数が更に高い場合
には、トランスのインダクタンスが小さくて良いため、
トランスを多層基板の中に形成することも行われる。
構成され、一次コイルはスイッチング電源の入力側回路
パタ−ンに接続され、二次コイルは出力側回路パタ−ン
に接続される。一般に、スイッチング電源のトランスに
は電源電圧の2〜3倍の電圧がかかるため、トランスの
一次コイルと二次コイルを構成するコイルパタ−ンの間
での電位差は極めて大きなものとなる。
多層基板は、図6に示すように、例えば基板1、2、
3、4と、回路パタ−ン8乃至15と、基板間を埋める
プリプレグ5、6、7のガラス布基材5a、6a、7a
とエポキシ樹脂16、17、18とから構成される。
パタ−ンや配線パターンを含む回路パタ−ン8乃至15
が形成される。また、基板1、2、3、4は、基板間に
はガラス布基材5a、6a、7aと、ガラス布基材5
a、6a、7aを内包して硬化したエポキシ樹脂16、
17、18とからなる絶縁層を介して積層される。
μmのガラスエポキシ積層板等が使用される。また、回
路パタ−ン8乃至15は、基板1、2、3、4の表裏面
に積層された、例えば厚さ35〜70μm位の銅箔をエ
ッチングすることにより形成される。基板1、2、3、
4の表裏面に形成された回路パタ−ンは、必要に応じて
スル−ホ−ルを用いて接続される。コイルパタ−ンはコ
イルのタ−ン数を多くするため、積層された他層のコイ
ルパタ−ンと通常スル−ホ−ルを介して直列接続され
る。なお、コイルのタ−ン数は、トランスの特性に応じ
て定められる。
説明する。回路パターン8乃至15が表裏面に形成され
た基板1、2、3、4と、プリプレグ5、6、7は、交
互に積み重ねられる。プリプレグ5、6、7は、ガラス
布基材5a、5b、5cにエポキシ樹脂を含浸させ半硬
化状態にした薄いシ−トである。
プレグ5、6、7は、積層方向に加圧されるとともに全
体が加熱される。この結果、エポキシ樹脂は一旦溶融し
た後に硬化し、図6のように、基板1、2、3、4は相
互に接着されて多層基板が形成される。また、エポキシ
樹脂は、内層部の回路パタ−ン9乃至14を包み、かつ
基板1、2、3、4の間を満たして硬化するので、基板
1、2、3、4の間の電気的絶縁が保たれる。
は、真空積層成形プレスと呼ばれる装置が使用される。
この装置は、プレス部分全体を密封して減圧でき、且つ
減圧下で加圧、加熱を行うことができる。
リプレグを治具で固定し、プレス部分全体を密封して減
圧し、基板とプリプレグをおよそ170〜180゜Cに
加熱しつつ積層方向に30〜40kg/cm2 の加圧を行な
う。減圧時の真空度は 13,332Pa 以下にし、加熱
はおよそ70〜90分、加圧はおよそ15〜20分行な
われる。
熱過程の130゜C前後で溶融粘度が最も低くなり、こ
の温度を過ぎると硬化が始まるという特徴を有するた
め、基板を多層化する際に、粘度が低くなったエポキシ
樹脂が基板の間から流れ出てしまい、基板間に部分的な
空隙が生じて層間の絶縁耐圧が低下する欠点があった。
図7に示すように、特にこの空隙19が、高い電気的絶
縁耐圧が必要なトランスの一次コイル20と二次コイル
21のコイルパタ−ン間の絶縁層22中に生じた場合に
は、コイルパタ−ン間の電気的絶縁耐圧が不良となる虞
れがあった。また、コイルパタ−ンと接続された高電位
の電力回路用回路パタ−ンと低電位の制御回路用回路パ
タ−ン間の電気的絶縁耐圧も低下する欠点があった。
て、基板23、24の表裏面に形成された回路パタ−ン
を囲むように、基板23の裏面および基板24の表面に
四角枠状の流れ出し防止のパタ−ンを対向して設け、溶
融したエポキシ樹脂が基板23、24の間から流れ出な
いようにする等の工夫が種々図られている。
板の形状が小さい場合には、流れ出し防止のパタ−ンを
設けることによって空隙の発生を防ぐことができたが、
多層基板の形状が大きくなったり、回路パタ−ンの形状
が複雑化した場合には、多層基板を形成する際に基板に
加えられる熱や圧力の伝わりかたが不均一となる。この
ため、溶融したエポキシ樹脂が基板間に均一に確保され
にくくなり、局所的に空隙が発生しやすくなる。このた
め、空隙が、電位差が極めて大きいトランスを構成する
コイルパタ−ン間や、高電位と低電位の回路パタ−ン間
に生じた場合には、多層基板の電気的絶縁耐圧が悪くな
るという問題があった。
点に鑑みなされたもので、その目的は、少なくとも回路
パタ−ンにおける電位差の大きい部分の絶縁が良好な多
層基板を提供することである。
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、複数の基板を積層して構成し、その層間に
コイルパターンを含む回路パターンを備えた多層基板に
おいて、前記コイルパターンと同一平面上に、少なくと
も前記コイルパターンを取り囲む、前記基板を積層する
さいに挟まれたプリプレグが溶融して流れるのを阻止す
る囲みパターンを設けるものである。
溶融しても、コイルパタ−ンはその周りを囲みパタ−ン
に取り囲まれているので、エポキシ樹脂は囲みパタ−ン
により流れを阻止されて囲みパタ−ンの外には殆ど流出
せず、基板間のコイルパタ−ン部分には空隙が生じな
い。従って、コイルパタ−ン部分の絶縁耐圧は良好に維
持される。
位差が生じる高電位回路パターンと低電位回路パターン
とを含む回路パターンを有する多層基板において、前記
高電位回路パターンと同一平面上の前記高電位回路パタ
ーンの周りに、前記基板を積層するさいに挟まれたプリ
プレグが溶融して流れるのを阻止する囲みパターンを設
けるものである。
溶融しても、大きな電位差が生じる回路パタ−ン部はそ
の周りを囲みパタ−ンに取り囲まれているので、エポキ
シ樹脂は囲みパタ−ンにより流れを阻止されて囲みパタ
−ンの外には殆ど流出せず、また、エポキシ樹脂の移動
が阻止され、基板間の大きな電位差が生じる回路パタ−
ン部には空隙が生じない。従って、多層基板において大
きな電位差が生じる回路パタ−ン部の絶縁耐圧は良好に
維持される。
の層間にコイルパターンを含む回路パターンを備えた多
層基板において、前記コイルパターンと同一平面上の少
なくとも前記コイルパターンの周りに、前記基板を積層
するさいに挟まれたプリプレグが溶融して流れるのを阻
止する囲みパターンを設け、該囲みパターンには接続パ
ターンが接続され、該接続パターンは前記囲みパターン
によって囲まれた回路パターン部以外の回路パターンに
接続されるものである。
位差が生じる高電位回路パターンと低電位回路パターン
とを含む回路パターンを有する多層基板において、前記
高電位回路パターンと同一平面上の前記高電位回路パタ
ーンの周りに、前記基板を積層するさいに挟まれたプリ
プレグが溶融して流れるのを阻止する囲みパターンを設
け、該囲みパターンには接続パターンが接続され、該接
続パターンは囲みパターンによって囲まれた回路パター
ン部以外の回路パターンに接続されるものである。第三
および第四の発明において、接続パターンは、囲みパタ
ーンの外側にある所定の回路パターンに接続される。こ
のため、囲みパターンは電気的に浮いた状態とならな
い。また、電子部品で発生した熱は接続パターンを介し
て囲みパターンに伝熱され、さらに多層基板の内部に拡
散する。
図1および図2は、多層基板の内部の1枚の基板25
と、基板25の表面に形成された回路パタ−ンの一部で
あるコイルパタ−ン26と、その周辺のみを示してい
る。コイルパタ−ン26は、渦巻き状に形成され、コイ
ルパタ−ン26の内側先端部分は図示しないスルーホー
ルで裏面または他層の回路パターンと接続される。ま
た、コイルパタ−ン26の外側先端部には、引出しパタ
ーン26aが連続して設けられる。引出パターンし26
aは、必要に応じてスルーホールを用いて他の回路パタ
ーンに接続される。
を取り囲むように、例えば四角枠状の囲みパタ−ン27
が形成される。囲みパターン27は、引出しパターン2
6aと接続しないように、引出しパターン26aの部分
には設けられない。囲みパタ−ン27は、基板25の表
裏面に積層された銅箔を用いて、コイルパタ−ン26と
同時にエッチング形成される。なお、囲みパタ−ン27
の高さは、回路パタ−ンと同じ高さに形成される。囲み
パタ−ン27の幅は、エポキシ樹脂の流出や移動を防止
できる程度に細く形成され、囲みパターン27とコイル
パターン26との間には一定の空間Sが設けられる。な
お、空間Sは、多層基板を製造する際にエポキシ樹脂で
満たされる。
スエポキシ積層板等で形成され、回路パタ−ン、囲みパ
タ−ン、引出しパタ−ンは、厚さ35〜70μm位の銅
箔で形成される。
説明する。回路パタ−ンが形成された基板とプリプレグ
とが交互に積み重ねられ、積層方向に加圧するとともに
全体が加熱される。この結果、エポキシ樹脂は一旦溶融
した後に硬化し、基板は相互に接着されて多層基板が形
成される。多層基板は、およそ6〜10層の基板が積層
され、厚さは1.5〜2.0mm位に形成される。
含まれたエポキシ樹脂が溶融して流動性を持つが、コイ
ルパタ−ン26の周囲には囲みパタ−ン27が形成され
ているので、コイルパタ−ン26部分のエポキシ樹脂は
囲みパタ−ン27により流れを阻止されて囲みパタ−ン
27の外には殆ど流れ出ない。
空隙が生じないため、コイルパタ−ン部分の電気的絶縁
耐圧の不良は発生しない。
の形態に限定するものではなく、例えば、囲みパタ−ン
の形状をコイルパタ−ンに合わせて円形にするとか、囲
みパタ−ンの厚みをコイルパタ−ンの厚みよりも厚くす
る等種々に変形することができる。
されたコイルパタ−ン間の電気的絶縁性について説明し
たが、基板の表裏面に隣接して形成された高電位と低電
位の回路パタ−ン間についても同様に、電気的絶縁性を
確保することができる。このため、従来は電気的絶縁性
を確実に確保するために、高電位の回路パタ−ンは低電
位の回路パタ−ンから離して配置形成することがあった
が、回路パタ−ンを離して配置する必要がなくなり、多
層基板を小形化することができる。
説明する。第二の実施例の特徴は、囲みパタ−ン28が
コイルパタ−ン26以外の他の回路パタ−ン29に接続
されていることである。これ以外は実施例1と同じなた
め、説明は簡略化する。
れ、コイルパタ−ン26の内側先端部分は図示しないス
ルーホールで裏面または他層の回路パターンと接続され
る。また、コイルパタ−ン26の外側先端部には、引出
しパターン26aが連続して設けられ、引出しパターン
26aは、必要に応じてスルーホールを用いて他の回路
パターンに接続される。
を取り囲むように囲みパタ−ン28が形成される。囲み
パターン28は、引出しパターン26aと接続しないよ
うに、引出しパターン26aの部分には設けられない。
また、囲みパタ−ン28には連続して接続パタ−ン28
aが設けられ、接続パタ−ン28aは同層のコイルパタ
−ン26以外の他の回路パタ−ン29に接続される。こ
の結果、囲みパターン28は電気的に浮いた状態とはな
らずに、接続された回路パタ−ン29に応じた所定の電
位に保たれる。
ン28aの近傍に実装された電子部品から発生する熱を
囲みパタ−ン28に伝熱する。伝熱された熱は、囲みパ
タ−ン28を介して多層基板中に拡散する。このため、
多層基板において、電子部品で発生した熱が局所的に蓄
積されることがなく、電子回路の誤動作や、電子部品の
寿命低下等を防ぐことができる。
に、コイルパタ−ン26の周縁に同様の効果を有するパ
タ−ンを配置形成しても良い。図4を用いて、第三の実
施例を説明する。
図4(a)のように、例えばランド30、31、32や
配線パタ−ン33が設計配置される。この場合、ランド
30、31、32と配線パタ−ン33は、図4(b)の
ように、その形状が拡大や変形され、コイルパタ−ン2
6の周縁を囲むランド30a、31a、32aと配線パ
タ−ン33aに形成され、さらにコイルパタ−ン26の
周縁に隣接するように配置形成される。この結果、コイ
ルパタ−ン26は、囲みパタ−ン28を設けたと同様
に、ランド30a、31a、32aと配線パタ−ン33
aとによって囲まれる。従って、コイルパタ−ン26部
分の溶融したエポキシ樹脂は、コイルパタ−ン26の外
に流れ出にくくなり、囲みパタ−ン28を設けたと同様
の効果が得られる。
電位差の大きい回路パタ−ンの周りを囲むように囲みパ
タ−ンを設けたので、少なくとも電位差の大きい回路パ
タ−ン部には空隙ができず、電気的絶縁性を確保するこ
とができる。このため、多層基板の電気的耐圧を良好に
維持することが出来るので、多層基板の電気的信頼性が
向上し、また、製品の歩留まりも高まる。また、電気的
絶縁耐圧の高いトランス、インダクタ、モ−タ−のコイ
ル、PCカ−ド内蔵用のコイル等を構成することが出来
る。
例示であるスイッチング電源の多層基板を構成するコイ
ルパタ−ン部分を示す平面図である。
例示であるスイッチング電源の多層基板を構成するコイ
ルパタ−ン部分を示す平面図である。
説明するための例示であるスイッチング電源の多層基板
を構成するコイルパタ−ン部分を示す平面図であり、図
4(b)は従来例である。
るスイッチング電源の多層基板の製造方法を示す概略断
面図である。
るスイッチング電源の多層基板の概略断面図である。
るスイッチング電源の多層基板のコイルパタ−ン部分に
空隙が生じた場合を示す概略断面図である。
タ−ン 16、17、18 エポキシ樹脂 19 空隙 20 一次コイル 21 二次コイル 22 絶縁層 26 コイルパタ−ン 26a 引出しパターン 27、28 囲みパタ−ン 28a 接続パタ−ン 30、31、32、30a、31a、32a ランド 33、33a 配線パタ−ン
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の基板を積層して構成し、その層間
にコイルパターンを含む回路パターンを備えた多層基板
において、前記コイルパターンと同一平面上に、少なく
とも前記コイルパターンを取り囲む、前記基板を積層す
るさいに挟まれたプリプレグが溶融して流れるのを阻止
する囲みパターンを設けることを特徴とする多層基板。 - 【請求項2】 複数の基板を積層して構成し、電位差が
生じる高電位回路パターンと低電位回路パターンとを含
む回路パターンを有する多層基板において、前記高電位
回路パターンと同一平面上の前記高電位回路パターンの
周りに、前記基板を積層するさいに挟まれたプリプレグ
が溶融して流れるのを阻止する囲みパターンを設けるこ
とを特徴とする多層基板。 - 【請求項3】 複数の基板を積層して構成し、その層間
にコイルパターンを含む回路パターンを備えた多層基板
において、前記コイルパターンと同一平面上の少なくと
も前記コイルパターンの周りに、前記基板を積層するさ
いに挟まれたプリプレグが溶融して流れるのを阻止する
囲みパターンを設け、該囲みパターンには接続パターン
が接続され、該接続パターンは前記囲みパターンによっ
て囲まれた回路パターン部以外の回路パターンに接続さ
れることを特徴とする多層基板。 - 【請求項4】 複数の基板を積層して構成し、電位差が
生じる高電位回路パターンと低電位回路パターンとを含
む回路パターンを有する多層基板において、前記高電位
回路パターンと同一平面上の前記高電位回路パターンの
周りに、前記基板を積層するさいに挟まれたプリプレグ
が溶融して流れるのを阻止する囲みパターンを設け、該
囲みパターンには接続パターンが接続され、該接続パタ
ーンは囲みパターンによって囲まれた回路パターン部以
外の回路パターンに接続されることを特徴とする多層基
板。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24310496A JP3277819B2 (ja) | 1995-12-19 | 1996-09-13 | 多層基板 |
US08/926,816 US5942965A (en) | 1996-09-13 | 1997-09-09 | Multilayer substrate |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33044995 | 1995-12-19 | ||
JP7-330449 | 1995-12-19 | ||
JP24310496A JP3277819B2 (ja) | 1995-12-19 | 1996-09-13 | 多層基板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09232162A JPH09232162A (ja) | 1997-09-05 |
JP3277819B2 true JP3277819B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24310496A Expired - Fee Related JP3277819B2 (ja) | 1995-12-19 | 1996-09-13 | 多層基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3277819B2 (ja) |
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-
1996
- 1996-09-13 JP JP24310496A patent/JP3277819B2/ja not_active Expired - Fee Related
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