JP3403138B2 - 配線板及びその熱シート並びにその熱基板 - 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、電子部品が実装さ
れた実装基板の温度を適正に保持するための配線板及び
その熱シート並びにその熱基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術として、実装基板に多数のフ
ィンを有する金属製の放熱板、あるいはヒートパイプ等
を設けて電子部品（ＩＣ）から発生する熱を外部に放熱
するようにしたものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものは、大
型になるとともに、放熱効率が低下するものであった。
本発明は、配線板を構成する導体箔張り基板あるは導体
シートに流体が流通する流体路を形成することにより、
小型にして放熱（熱伝動）効率の高い新規な配線板及び
その熱シート並びにその熱基板を得ることを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下の如く構成したものである。即ち、実
装基板に被せる配線板の熱シートであって、該熱シート
は、２枚のシート状の導体箔が重ね合わされて一体的に
固着されるとともに、両導体箔の相対する面側のそれぞ
れに互いに対面する線状の溝がエッチング処理又はレー
ザー加工により形成され、該溝によって細長い中空の流
体路が形成されてなる構成にしたものである。また、実
装基板に被せる配線板の熱基板であって、該熱基板は、
基板の面に導体箔を固着し、該導体箔は、２枚のシート
状の導体箔が重ね合わされて一体的に固着されるととも
に、両導体箔の相対する面側のそれぞに互いに対面する
線状の溝がエッチング処理又はレーザー加工により形成
され、該溝によって細長い中空の流体路が形成されてな
る構成にしたものである。また、少なくとも一方の面に
導体箔を固着した導体箔張り基板を有する配線板であっ
て、前記導体箔は、２枚のシート状の導体箔が重ね合わ
されて一体的に固着されるとともに、両導体箔の相対す
る面側がそれぞれ凹欠きされて互いに対面する線状の溝
によって形成される細長い中空の流体路と、両導体箔の
不要箇所が共に除去されて形成されたパターン回路とを
有し、前記流体路に流体を供給する流体供給装置を設け
る構成にしたものである。この場合、前記パターン回路
に接続される電子部品の載置部に流体路を形成するとよ
い。また、前記流体路の一部を電子部品の載置部から側
方に離間させ、該離間した流体路を所定ピッチで面状に
敷き詰めるようにするとよい。また、前記流体路にマイ
クロポンプを接続し、該マイクロポンプにより流体路に
流体を流通させるとよい。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基いて説明する。図面において、図１は本発明の第１実
施例を示す実装基板の断面図、図２は図１の説明用平面
図、図３は図１のＡ部拡大断面図、図４は図１のＢ部拡
大断面図、図５は図１のＣ部拡大断面図、図６は本発明
の第２実施例を示す実装基板の要部断面図、図７は図５
の説明用平面図、図８は本発明の第３実施例を示す実装
基板の要部断面図である。

【０００６】図１、図２において、１は実装基板であ
り、配線板２に所定の機能を果たす多数の電子部品（Ｉ
Ｃ、ＬＳＩ）２０、２０・・・を搭載してなる。上記配
線板２は本例では二層構造からなり、両面に銅箔、アル
ミニューム箔等の導体箔３が張られた２枚の導体箔張り
基板２ａ，２ｂの各面部に、導体箔３をエッチング処理
して形成された所定のパターン回路４、電子部品載置部
５、パターン状の流体路６を有し、また、各導体箔張り
基板２ａ，２ｂの所定箇所にスルーホール７が形成され
ている。

【０００７】上記流体路６は、水又は空気等の流体（冷
媒流体）を流通させるもので、以下のようにして形成す
る。まず、図３、及び図４の下部に示すように、各導体
箔張り基板２ａ，２ｂの対面側の導体箔３ａ，３ｂに流
体路６を形成する際には、上記各導体箔張り基板２ａ，
２ｂが分離した状態において、各導体箔張り基板２ａ，
２ｂの対面側の導体箔３ａ，３ｂの所定箇所に、エッチ
ング処理、又はレーザー加工により薄肉にした溝６ａ，
６ｂを面対象に形成しておき、次いで各溝６ａ，６ｂが
対面する如く、各導体箔張り基板２ａ，２ｂを対面さ
せ、その対面側の導体箔３ａ，３ｂを一体的に固着（又
は融着）して流体路６を形成する。なお、流体路６の断
面積が小さくてもよい場合には上記溝６ａ，６ｂのう
ち、一方を省略してもよい。

【０００８】また、各導体箔張り基板２ａ，２ｂの外面
側の導体箔３に流体路６を形成する際には、図４の上部
に示すように、外面側の導体箔３ｃの所定箇所に、エッ
チング処理、又はレーザー加工により薄肉にした溝６ｃ
を形成し、一方、別体の導体箔（シート）３ｄに上記と
同様の要領で上記溝６ｃと対面する溝６ｄを形成し、次
いで上記導体箔３ｄを各溝６ｃ，６ｄが対面する如くし
て外面側の導体箔３ｃに固着（又は融着）して流体路６
を形成する。なお、流体路６の断面積が小さくてもよい
場合には、図５に示すように、上記溝６ｃ，６ｄのう
ち、一方を省略してもよい。上記流体路６は、図２に示
すように、作動時に熱を発生する電子部品２０の載置部
５と対面する部位に蛇行状に形成する。

【０００９】上記各導体箔張り基板２ａ，２ｂの上下面
に形成された流体路６同士の連通、あるいは流体路６と
載置部５及び流体路６とパターン回路４との熱伝達は図
３〜図５に示すように、スルーホール７を介して行う。
即ち、図１の左部側の電子部品２０ａに対応する流体路
６は、図３に示すように、該流体路６と隣接する側部に
上部の基板を貫通する第１スルーホール７ａを形成し、
該第１スルーホール７ａにより上記電子部品２０ａが載
置される載置部５と内層の導体箔３（３ａ）とを接続し
て上記電子部品２０ａと流体路６との熱交換を行わせ
る。

【００１０】また、図１の左右中間部の電子部品２０ｂ
に対応する上下の流体路６，６は、図４に示すように、
各流体路６間に上部の基板を貫通する例えば２個の第２
スルーホール７ｂを形成し、水、あるいは空気等の冷媒
流体が上記第２スルーホール７ｂを介して、上下の流体
路６，６を例えば上側から下側に向かって流通可能とす
る。また、図１の右部の電子部品２０ｃに対応する上下
の流体路６，６は、図５の左部に示すように、各流体路
６間に２枚の基板を貫通する第３スルーホール７ｃを形
成し、水、あるいは空気等の冷媒流体が上記第３スルー
ホール７ｃを介して、上下の流体路６，６を例えば上下
に直列に流通可能とする。

【００１１】前述した実装基板１の右側部に熱基板８を
設ける。この熱基板８は、図１、図２に示すように、下
面に銅箔、アルミニューム箔等の導体箔３をエッチング
処理して蛇行状に敷き詰めた２組の流体路６（６−１，
６−２）を有し、各流体路６−１，６−２の両端部にそ
れぞれマイクロポンプ９（９ａ，９ａ，９ｂ，９ｂ）を
接続する。各マイクロポンプ９は、水ポンプからなり、
制御回路１０によって駆動制御される。この制御回路１
０は上記各流体路６−１，６−２の中心部に設けた温度
センサー１１，１１の信号を入力して各マイクロポンプ
９の駆動量を制御し、上記各電子部品２０ａ，２０ｂの
温度がそれぞれ適正な温度となるようにする。なお、上
記流体路６は１組としてもよい。

【００１２】本例では、上記熱基板８の左部側の流体路
６−１を実装基板１の左右中心部に設けた電子部品２０
ｂに対応する流体路６に接続し、また、熱基板８の右部
側の流体路６−２を実装基板１の左部に設けた電子部品
２０ａに対応する流体路６に接続し、上記制御回路１０
により、温度センサー１１，１１の信号を入力して各マ
イクロポンプ９の駆動量を制御し、上記各電子部品２０
ａ，２０ｂの温度がそれぞれ適正な温度となるようにす
る。図５において、７ｄは上記熱基板８側の流体路６と
実装基板１側の流体路とを接続する第４スルーホールで
ある。

【００１３】上記のように熱基板８を放熱用として使用
する場合、該熱基板８をペルチェ素子を用いて冷却する
ようにするとよい。このようにすれば小型にして熱基板
８の放熱効果を高めることができる。また、ファンによ
り外気を上記熱基板８の表面に流通させて該熱基板８の
放熱効果を高めるようにしてもよい。

【００１４】１２は上記熱基板８を加熱する加熱装置で
ある。この加熱装置１２は、例えば、面ヒーター１２ａ
を図１において、熱基板８の上面側に固着し、また、前
述した左右の電子部品２０ａ，２０ｂの載置部５，５の
中心部に温度センサー１３，１３を設け、該温度センサ
ー１３，１３の信号を上記制御装置１０が入力して上記
面ヒーター１２ａへの通電量を制御するようになってい
る。この加熱装置１２は図２に示すように、所定の流体
路６、例えば熱基板８の左部側の流体路６−１の上下流
端にプラスラインＬ１とマイナスラインＬ２とを接続し
て該流体路６−１をヒーター回路とし、上記制御装置１
０により、温度センサー１３，１３の信号を入力して上
記流体路６−１への通電量を制御するするようにしても
よい。このような加熱装置１２を設けると、例えば、電
子部品の初期温度を所定値に昇温させてその立ち上がり
時の動作を安定させる場合に有効である。

【００１５】上記第１実施例によれば、配線板２を構成
する導体箔張り基板２ａ，２ｂの導体箔３に、水、空気
等の流体（冷媒流体）が流通する流体路６を形成するよ
うにしたので、小型にして熱移動量を増大させることが
できる。また、基板の面部で流体路６を蛇行状に敷き詰
めるようにしたので、厚さを嵩張らせることなく放熱面
積を大きくすることができ、高密度の実装基板を小型に
して効率良く冷却することができる。

【００１６】図６、図７は第２実施例を示す。図１、図
２において、１５は実装基板であり、軟質製の基板１７
の上面に所定のパターン回路１８を形成してなる配線板
１６を設け、該パターン回路１７に所定の電子部品２０
を搭載してなる。上記実装基板１５の上面に熱基板２１
を被せる。この熱基板２１は軟質製の基板２２の下面に
導体箔２３をエッチング処理して形成された流体路２４
を有する。

【００１７】上記流体路２４は以下の如くして形成す
る。即ち、下面に導体箔（銅箔）２３ａが張られた導体
箔張り基板２１ａを設け、上記導体箔２３ａをエッチン
グ処理、又はレーザー加工してその下面に蛇行状の溝２
４ａを形成し、一方、別体の導体箔（シート）２３ｂの
上面に上記と同様の要領で上記溝２４ａと対面する溝２
４ｂを形成し、次いで上記導体箔２３ｂを各溝２４ａ，
２４ｂが対面する如くして導体箔張り基板２１ａ側の導
体箔２３ａに固着（又は融着）して流体路２４を形成す
る。なお、流体路２４の断面積が小さくてもよい場合に
は、上記溝２４ａ，２４ｂのうち、一方を省略してもよ
い。

【００１８】図８は第３実施例を示す。図８において、
１５は前述した第２実施例と同様の実装基板、２５はこ
の実装基板１５の上部に被せた熱シートであり、蛇行状
の流体路２６を有する。この流体路２６は２枚のシート
状の導体箔（銅箔）２５ａ，２５ｂの相対する面にエッ
チング処理して形成された蛇行状の溝２６ａ、２６ｂを
形成し、次いで両導体箔２５ａ，２５ｂを各溝２６ａ，
２６ｂが対面する如く向き合わせて一体的に固着（又は
融着）することにより、形成する。

【００１９】上記第２、第３実施例によれば、熱基板２
１、及び熱シート２５を単独に形成したので、安価に得
ることができるとともに、形式の異なる実装基板、既設
の実装基板等に容易に対応させることがてきる。なお、
前述した各流体路はメッキ（無電解メッキ）により形成
するようにしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明
は、導体箔又は導体シートに小断面積の流体路を形成す
るようにしたので、流体路を配線板内、あるいは実装さ
れた電子部品の表面部に容易に形成することができ、高
密度の実装基板を小型にして効率良く冷却、あるいは恒
温にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す実装基板の断面図で
ある。

【図２】図１の説明用平面図である。

【図３】図１のＡ部拡大断面図である。

【図４】図１のＢ部拡大断面図である。

【図５】図１のＣ部拡大断面図である。

【図６】本発明の第２実施例を示す実装基板の要部断面
図である。

【図７】図５の説明用平面図である。

【図８】本発明の第３実施例を示す実装基板の要部断面
図である。

【符号の説明】

１ 実装基板 ２ 配線板 ３ 導体箔 ４ パターン回路 ５ 電子部品載置部 ６ 流体路 ７ スルーホール ８ 熱基板 ９ マイクロポンプ １０ 制御回路 １１ 温度センサー １２（６−１） 加熱装置 １２ａ 面ヒーター １３ 温度センサー Ｌ１ プラスライン Ｌ２ マイナスライン １５ 実装基板 １６ 配線板 １７ 基板 １８ パターン回路 ２０ 電子部品 ２１ 熱基板 ２２ 基板 ２３ 導体箔 ２４ 流体路 ２５ 熱シート ２５ａ 導体箔 ２５ｂ 導体箔 ２６ 流体路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−154098（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−354010（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−110959（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−221234（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−29434（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−137394（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−55773（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−12288（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 1/02 H05K 7/20 H01L 23/427 H01L 23/46 H01L 23/467 H01L 23/473

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実装基板（１５）に被せる配線板（１６）
   の熱シート（２５）であって、該熱シート（２５）は、
   ２枚のシート状の導体箔（２５ａ，２５ｂ）が重ね合わ
   されて一体的に固着されるとともに、両導体箔（２５
   ａ，２５ｂ）の相対する面側のそれぞれに互いに対面す
   る線状の溝（２６ａ、２６ｂ）がエッチング処理又はレ
   ーザー加工により形成され、該溝（２６ａ、２６ｂ）に
   よって細長い中空の流体路（２６）が形成されてなるこ
   とを特徴とする配線板の熱シート。
2. 【請求項２】実装基板（１５）に被せる配線板（１６）
   の熱基板（２１）であって、該熱基板（２１）は、基板
   （２２）の面に導体箔（２３）を固着し、該導体箔（２
   ３）は、２枚のシート状の導体箔（２３ａ，２３ｂ）が
   重ね合わされて一体的に固着されるとともに、両導体箔
   （２３ａ，２３ｂ）の相対する面側のそれぞに互いに対
   面する線状の溝（２４ａ、２４ｂ）がエッチング処理又
   はレーザー加工により形成され、該溝（２４ａ、２４
   ｂ）によって細長い中空の流体路（２４）が形成されて
   なることを特徴とする配線板の熱基板。
3. 【請求項３】少なくとも一方の面に導体箔（３）を固着
   した導体箔張り基板（２ａ，２ｂ）を有する配線板
   （２）であって、前記導体箔（３）は、２枚のシート状
   の導体箔（３ａ，３ｂ）が重ね合わされて一体的に固着
   されるとともに、両導体箔（３ａ，３ｂ）の相対する面
   側がそれぞれ凹欠きされて互いに対面する線状の溝（６
   ａ、６ｂ）によって形成される細長い中空の流体路
   （６）と、両導体箔（３ａ，３ｂ）の不要箇所が共に除
   去されて形成されたパターン回路（４）とを有し、前記
   流体路（６）に流体を供給する流体供給装置（９）を設
   けたことを特徴とする配線板。
4. 【請求項４】パターン回路（４）に接続される電子部品
   （２０）の載置部（５）に流体路（６）を形成したこと
   を特徴とする請求項３記載の配線板。
5. 【請求項５】流体路（６）の一部を電子部品（２０）の
   載置部（５）から側方に離間させ、該離間した流体路
   （６）を所定ピッチで面状に敷き詰めたことを特徴とす
   る請求項３又は４項に記載の配線板。
6. 【請求項６】流体路（６）にマイクロポンプ（９）を接
   続し、該マイクロポンプ（９）により流体路（６）に流
   体を流通させることを特徴とする請求項３〜５いずれか
   １項に記載の配線板。