JP6547134B2 - 回路基板 - Google Patents

Description

本技術分野は、各種電子機器に使用される回路基板に関する。

図１０は、従来の回路基板１の構成を示した断面図である。回路基板１は放熱板２と、放熱板２の上に配置されてレジスト層３と樹脂層４を有する配線基板５と、配線基板５に実装された発熱部品６とを含む。レジスト層３は、配線基板５における放熱板２に対向する面に設けられている。放熱板２は、放熱性がよい金属によって形成されている。

また、配線基板５の樹脂層４における発熱部品６へ対向する部分には、伝熱部７が設けられている。伝熱部７は伝熱特性がよい金属で形成されていて、発熱部品６によって生じた熱を効率よく放熱板２へ伝える。レジスト層３は、伝熱部７と放熱板２とを、電気的に絶縁している。

特開２００７−１９１２５号公報

本開示における回路基板は、蓄熱体と、絶縁層と、配線基板と、発熱部品とを含む。絶縁層は蓄熱体の上に接触対面して配置されている。配線基板は、絶縁層における蓄熱体の反対側で絶縁層に接触対面して配置されている。発熱部品は、配線基板における絶縁層の反対側に配置されている。絶縁層は配線基板から独立して設けられている。配線基板には、発熱部品に接触対向して配線基板を貫通する伝熱金属部が設けられている。絶縁層には、伝熱金属部に対向して絶縁層を貫通する伝熱樹脂部が設けられている。伝熱金属部と蓄熱体との間には、伝熱樹脂部ならびに絶縁層の一部が介在する。

この構成により、伝熱金属部と蓄熱体との間には、絶縁層によって厚み寸法が安定させられた伝熱樹脂部が介在する。そして、発熱部品で発生した熱は主に、伝熱金属部から伝熱樹脂部を通じて蓄熱体へと伝えられる。この結果、伝熱金属部と蓄熱体との間の電気的絶縁が維持されつつ、伝熱金属部から蓄熱体への伝熱性がよくなる。よって、発熱部品で発生した熱は効率よく蓄熱体に吸収される。

図１は実施の形態における回路基板の断面図である。 図２は図１に示す回路基板の上面図である。 図３は実施の形態における他の伝熱金属部を用いた回路基板の断面図である。 図４は実施の形態における他の絶縁層を用いた回路基板の要部上面図である。 図５は実施の形態におけるさらに他の絶縁層を用いた回路基板の要部上面図である。 図６は実施の形態におけるさらに他の絶縁層を用いた回路基板の要部上面図である。 図７は実施の形態におけるさらに他の絶縁層を用いた回路基板の要部上面図である。 図８は実施の形態における他の蓄熱体を用いた回路基板の断面図である。 図９は実施の形態における他の伝熱樹脂部を用いた回路基板の要部断面図である。 図１０は従来の回路基板の断面図である。

本実施の形態の説明に先立ち、図１０に示す従来の回路基板１における課題を説明する。回路基板１では、レジスト層３は伝熱部７と放熱板２とを電気的に絶縁する。ここでレジスト層３は樹脂層４へ塗布後に硬化されて、樹脂層４と放熱板２との間の全面にわたって設けられている。

レジスト層３が薄いときには、レジスト層３は樹脂層４から放熱板２への高い伝熱性、または、伝熱部７から放熱板２への高く安定した伝熱性を有する。しかしながら、レジスト層３が薄いときには、レジスト層３はピンホールを多く有する。このため伝熱部７と放熱板２との絶縁性が低下する虞がある。

この一方で、レジスト層３が厚いときには、ピンホールの発生が抑制されて、レジスト層３は良好な絶縁性を有する。しかしながら、レジスト層３が厚いときには、レジスト層３の厚さがばらつきやすくなる。このため、伝熱に関する特性は、レジスト層３が厚くなるに伴って、低下するとともにばらつきやすくなる。

以下、本開示による実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本実施の形態における回路基板８の断面図であり、図２は回路基板８の上面図である。

回路基板８は、蓄熱体９と絶縁層１０と配線基板１１と発熱部品１２とを含む。絶縁層１０は蓄熱体９の上に配置されている。配線基板１１は、絶縁層１０における蓄熱体９の反対側に配置されている。発熱部品１２は、配線基板１１における絶縁層１０の反対側に配置されている。絶縁層１０は配線基板１１から独立して設けられている。配線基板１１には、発熱部品１２に対向して、配線基板１１を貫通する伝熱金属部１３が設けられている。絶縁層１０には、伝熱金属部１３に対向して、絶縁層１０を貫通する伝熱樹脂部１４が設けられている。伝熱金属部１３と蓄熱体９との間には、伝熱樹脂部１４ならびに絶縁層１０の一部が介在する。

以上の構成により、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間には、絶縁層１０によって安定的な厚さ寸法を有する伝熱樹脂部１４が介在する。そして、発熱部品１２で発生した熱は主に、伝熱金属部１３から伝熱樹脂部１４を通じて蓄熱体９へと伝えられる。この結果、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間の電気的絶縁が維持されつつ、伝熱金属部１３から蓄熱体９への伝熱性が向上する。よって、発熱部品１２で発生した熱は効率よく蓄熱体９に吸収される。

以下、回路基板８の構成について詳しく説明する。回路基板８は、順に積層配置された蓄熱体９と絶縁層１０と配線基板１１と、配線基板１１に実装された発熱部品１２とを有する。

絶縁層１０には伝熱樹脂部１４が設けられ、配線基板１１には伝熱金属部１３が設けられている。伝熱樹脂部１４は蓄熱体９と伝熱金属部１３との双方に対向して密着し、伝熱金属部１３は伝熱樹脂部１４と発熱部品１２との双方に対向して密着している。これにより、発熱部品１２と蓄熱体９とは熱的に結合されている。

さらに、伝熱金属部１３と蓄熱体９とは、伝熱樹脂部１４と絶縁層１０とによって電気的に絶縁されている。これにより、配線基板１１に設けられた配線パターン１５や発熱部品１２と蓄熱体９とは電気的に絶縁されている。したがって、蓄熱体９は導電性物質で形成されていてもよい。

伝熱金属部１３は、柱状あるいは板状に予め形成された金属塊が、配線基板１１に設けられた配線基板貫通孔１１Ａに挿入されることによって、構成されている。あるいは、伝熱金属部１３は配線基板貫通孔１１Ａに充填されることや鍍金されることによって形成された、柱状あるいは板状の金属塊でもよい。伝熱金属部１３は、銅をはじめとする熱伝導率が高い材質であることが望ましい。

伝熱樹脂部１４は、絶縁層１０に設けられた絶縁層貫通孔１０Ａに、絶縁性樹脂が充填されることで、あるいは、予め成形された絶縁性樹脂が挿入されることによって配置されてもよい。先にも述べたように伝熱樹脂部１４は、伝熱金属部１３と蓄熱体９とを熱的に結合することに加えて、伝熱金属部１３と蓄熱体９とを電気的に絶縁する。したがって、絶縁層貫通孔１０Ａは、空隙が無くほぼ完全に伝熱樹脂部１４によって満たされた状態であることが望ましい。そして、伝熱樹脂部１４は、絶縁層１０に設けられた絶縁層貫通孔１０Ａに、絶縁層１０よりも単位体積あたりの絶縁抵抗が大きな絶縁性樹脂が充填されていることが望ましい。

また、伝熱樹脂部１４は、伝熱金属部１３と蓄熱体９とが熱的に強く結合されるように、伝熱金属部１３と蓄熱体９との双方に高い密着度で接触していることが望ましい。このため、伝熱樹脂部１４は、蓄熱体９や伝熱金属部１３より弾性率が低く、変形が容易な絶縁樹脂によって構成されている。さらに、伝熱樹脂部１４の弾性率は絶縁層１０よりも低く、伝熱樹脂部１４は変形が容易な絶縁樹脂によって構成されている。

伝熱金属部１３および配線基板１１と、蓄熱体９とによって伝熱樹脂部１４が押圧される前であり回路基板８が構成される前には、伝熱樹脂部１４は、絶縁層貫通孔１０Ａから伝熱金属部１３と蓄熱体９との双方の方向へとはみ出すように設けられてよい。そして、絶縁層１０と伝熱樹脂部１４とは、伝熱金属部１３および配線基板１１と、蓄熱体９とにより両側から押圧されることによって、伝熱樹脂部１４が絶縁層１０と概ね同等の厚さ寸法となって絶縁層貫通孔１０Ａに配置されてもよい。この結果、絶縁層１０の一部と伝熱樹脂部１４の少なくとも一部が、並列して伝熱金属部１３と蓄熱体９との間に介在すればよい。

このため伝熱樹脂部１４は、絶縁層貫通孔１０Ａへの充填当初は変形が容易な未硬化状態であり、硬化後に伝熱金属部１３と蓄熱体９とに密着するように、硬化後に接着性を有する材質の樹脂であってもよい。このとき、伝熱樹脂部１４は、伝熱金属部１３と蓄熱体９とが熱的に効率よく結合されるために、絶縁層１０よりも高い熱伝導性を有することが好ましい。

よって伝熱樹脂部１４は、未硬化状態で絶縁層貫通孔１０Ａへ絶縁層貫通孔１０Ａの体積よりも大きな体積で充填され、その後、伝熱金属部１３および配線基板１１と、蓄熱体９とにより両側から押圧された状態で硬化されてもよい。

当然ながら、まず伝熱樹脂部１４は、未硬化状態で絶縁層貫通孔１０Ａへ絶縁層貫通孔１０Ａの体積よりも大きな体積で充填される。そして、伝熱樹脂部１４が硬化された後に、伝熱金属部１３および配線基板１１と、蓄熱体９とにより両側から押圧されてもよい。

またあるいは、まず伝熱樹脂部１４は、未硬化状態で絶縁層貫通孔１０Ａへ絶縁層貫通孔１０Ａの体積と概ね同等の体積で充填される。そして、伝熱樹脂部１４が硬化された後に、伝熱金属部１３および配線基板１１と、蓄熱体９とにより両側から押圧されてもよい。

絶縁層１０は配線基板１１から独立して設けられている。言い換えると、絶縁層１０は、配線基板１１や蓄熱体９の表面に塗布されたうえで形成されるのではなく、蓄熱体９と配線基板１１との間に挿入して挟まれた板状あるいは膜状の絶縁体として配置されている。そして、絶縁層１０は配線基板１１や蓄熱体９に対して別体として配置されているので、絶縁層１０は配線基板１１に対して容易に任意の位置関係で配置することができる。

図示していないが、配線基板１１と絶縁層１０と蓄熱体９とは、ネジなどの固定部材によって固定されるとよい。これにより、絶縁層１０は配線基板１１と蓄熱体９とによって挟まれ、固定される。絶縁層１０は、配線基板１１と蓄熱体９とを電気的に絶縁し、かつ、伝熱樹脂部１４を安定的な厚さ寸法とする。このため、絶縁層１０は配線基板１１と蓄熱体９とに対して全面にわたって密着する必要はない。

また、配線基板１１と絶縁層１０と蓄熱体９とは、伝熱樹脂部１４と接着剤（図示せず）によって固定されてもよい。この場合も、絶縁層１０は配線基板１１と蓄熱体９とに対して全面にわたって接着される必要はない。

このため、絶縁層貫通孔壁１０Ｂと伝熱樹脂部１４とは、配線基板１１あるいは伝熱金属部１３に対して容易に任意の位置関係で配置することができる。これは言い換えれば、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間には、かならず、絶縁層１０の一部である絶縁層貫通孔壁１０Ｂの近傍部分と、伝熱樹脂部１４の全体あるいは一部とが、並列した状態で介在して配置されるように、絶縁層１０の位置は容易に決定される。

また、伝熱金属部１３と蓄熱体９とを隔てる距離は、伝熱樹脂部１４の弾性率が絶縁層１０よりも低いことによって、絶縁層１０の厚さ寸法によって決定される。絶縁層１０は予め膜や板状に形成されているので、絶縁層１０の厚さ寸法の精度は高くばらつきも小さい。よって、伝熱金属部１３から蓄熱体９への熱伝導についての特性や、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間の絶縁性についての特性は、絶縁層１０の厚さ寸法に基づいて任意に設定することができる。

そして、絶縁層１０の厚さ寸法に基づく伝熱樹脂部１４の厚さ寸法は、先にも述べたように、絶縁層１０の一部が伝熱金属部１３と蓄熱体９との間に介在することで、さらに精度よく設定することができる。

また、伝熱金属部１３と蓄熱体９とが対向する領域では、絶縁層１０が限られた一部に介在する。そして、伝熱金属部１３と蓄熱体９とが対向する他の領域では、絶縁層１０ではなく伝熱樹脂部１４が介在する。伝熱樹脂部１４は絶縁層１０よりも良好な電気的絶縁性を有する。したがって、特に、絶縁層１０が非常に薄く、仮にピンホールなどが発生し易い材質である場合においても、絶縁層１０が介在する領域は限定されるので、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間の絶縁性の低下は抑制される。伝熱金属部１３と蓄熱体９との間において、絶縁層１０が介在する領域よりも伝熱樹脂部１４が介在する領域の方が大きい方が、絶縁性および熱伝導性の特性はさらに向上する。

絶縁層１０の材質としては、耐熱性がよく、厚さが部位にかかわらず概ね均一に形成されやすい、ポリエチレンナフタレートが用いられるとよい。絶縁層１０の材質としては他に、ポリエチレンテレフタレートや、ポリイミド樹脂が用いられてもよい。伝熱樹脂部１４の材質としては、絶縁性がよいシリコーンゴムやシリコーンコンパウンドが用いられるとよい。伝熱樹脂部１４には、高熱伝導性の無機フィラーが配合されるとよい。そして、無機フィラーには、アルミナやシリカなどの金属化合物が用いられるとよい。

以上から、絶縁層１０と配線基板１１との位置関係により、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間に介在する、絶縁層１０と伝熱樹脂部１４との面積の比率が容易に決定される。言い換えると、絶縁層１０の厚さは予め決定されているので、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間に介在する、絶縁層１０と伝熱樹脂部１４との体積の比率は容易に決定される。この結果、伝熱金属部１３から蓄熱体９への熱伝導についての特性や、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間の絶縁性についての特性が細やかに、かつ、容易に設定される。

さらに、図２に示すように、伝熱樹脂部１４および伝熱金属部１３は共に柱状、円柱状あるいは円板状に形成され、伝熱樹脂部１４の貫通方向における外径Ａ１４は、伝熱金属部１３の貫通方向における外径Ａ１３よりも小さくするとよい。これにより、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間には、絶縁層１０が伝熱金属部１３の外周縁に対向して配置され易くなる。このため、伝熱樹脂部１４と伝熱金属部１３とが対向する面積は変化しにくい。そして、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間には、伝熱樹脂部１４は厚さが全体にわたって概ね均一となって介在し易くなる。この結果、伝熱金属部１３から蓄熱体９への熱伝導に関する特性や、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間の絶縁性に関する特性は安定する。

そして、伝熱樹脂部１４の貫通方向における外径Ａ１４が伝熱金属部１３の貫通方向における外径Ａ１３に内包されるとよい。これにより、伝熱樹脂部１４と伝熱金属部１３とが対向する面積は変化しにくい。また、伝熱樹脂部１４は厚さが全体にわたって概ね均一となる。この結果、伝熱金属部１３から蓄熱体９への熱伝導に関する特性や、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間の絶縁性に関する特性は、さらに安定する。

言い換えると、絶縁層貫通孔１０Ａと配線基板貫通孔１１Ａとは同心円状に形成されるとよい。これにより、伝熱金属部１３が伝熱樹脂部１４への対向面に凹凸を有しても、熱伝導や絶縁性に関する特性は安定する。

図３は本実施の形態における他の伝熱金属部１３を用いた回路基板８の断面図である。図３に示すように、伝熱金属部１３が伝熱樹脂部１４の方向へ凸部１３Ａを有する場合、伝熱樹脂部１４よりも硬い絶縁層１０が伝熱金属部１３の外周縁を保持する。そして、伝熱金属部１３と蓄熱体９とは適切な位置関係を維持する。このため、凸部１３Ａの突出寸法が絶縁層１０の厚さよりも小さければ、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間の絶縁性に関する特性は維持できる。ここで、伝熱樹脂部１４の厚さは部分的に小さくなるものの、伝熱樹脂部１４の絶縁性は絶縁層１０よりも高いので絶縁性に大きな障害は生じない。

ここでは、伝熱金属部１３の一部が凸部１３Ａとして突出している場合が示されている。あるいは、複数の凸部１３Ａが突出して伝熱金属部１３の伝熱樹脂部１４への対向面が多くの凹凸を有してもよい。

またあるいは、伝熱金属部１３の全体が配線基板１１における図中の下面から伝熱樹脂部１４の方向へ突出している場合もまた、伝熱樹脂部１４よりも硬い絶縁層１０が伝熱金属部１３の外周縁を保持する。そして、伝熱金属部１３と蓄熱体９とは適切な位置関係を維持する。したがって、伝熱金属部１３の突出量にかかわらず、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間の絶縁性に関する特性は維持できる。

図２に示した絶縁層貫通孔１０Ａや配線基板貫通孔１１Ａは、説明の便宜のために上面視で概ね真円に近似した形状で示されている。しかしながら、絶縁層貫通孔１０Ａや配線基板貫通孔１１Ａは、多角形であっても、あるいは、外周が波状に変形した破孔状の円形であってもよい。

ここでは図示していないが、発熱部品１２はコンバータやインバータへＦＥＴなどとして用いられる場合、複数の発熱部品１２が離れた位置に分散して配置される。このとき、通常は同一特性あるいは類似特性の複数の発熱部品１２が配置される。ここで、上記のように、配線基板１１と蓄熱体９とは、絶縁層１０を介して配置されている。そして絶縁層１０は、配線基板１１や蓄熱体９とは別に設けられた個別の要素として安定した概ね均一の厚さ寸法を有して配置されている。このため、個々の発熱部品１２に対応する個々の伝熱樹脂部１４の厚みや、これに基づく絶縁性や熱伝導性は均等化される。したがって、一部の発熱部品１２が偏って温度上昇して、コンバータやインバータの動作が不安定化することは起こりにくい。

以上では主に、配線基板１１と蓄熱体９との絶縁性および熱伝導性は、絶縁層貫通孔１０Ａと配線基板貫通孔１１Ａとの外径に基づいて絶縁層１０の一部が配線基板１１と蓄熱体９との間に介在することで、設定されている。これ以外に、絶縁層貫通孔１０Ａと配線基板貫通孔１１Ａとが異なった形状に形成されることによって、配線基板１１と蓄熱体９との絶縁性および熱伝導性が設定されてもよい。以下、例を挙げて説明する。

図４は本実施の形態における他の絶縁層１０を用いた回路基板８の要部上面図、図５は本実施の形態におけるさらに他の絶縁層１０を用いた回路基板８の要部上面図である。図４、図５に示すように、絶縁層貫通孔１０Ａは貫通孔梁部１０Ｃによって複数に分割された形状を有してもよい。図４では絶縁層貫通孔１０Ａは貫通孔梁部１０Ｃによって２つに分割され、図５では絶縁層貫通孔１０Ａは複数の貫通孔梁部１０Ｃによって４つに分割されている。ここで、絶縁層貫通孔１０Ａと配線基板貫通孔１１Ａとは、何れの外径が大きくてもあるいは同等であっても構わない。

これにより、絶縁層１０の一部である貫通孔梁部１０Ｃは、常に伝熱金属部１３と蓄熱体９との間に介在し易くなる。そして、貫通孔梁部１０Ｃは絶縁層１０と同等の厚さ寸法を有し、伝熱金属部１３と蓄熱体９とを隔てる間隔を決定する。これにより、伝熱樹脂部１４は分割された絶縁層貫通孔１０Ａに設けられて概ね絶縁層１０と同等の厚みを有し、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間に介在する。

そして、貫通孔梁部１０Ｃは絶縁層貫通孔１０Ａの中央やその近くに配置され易いので、伝熱樹脂部１４の厚さは全体にわたって概ね均一となる。この結果、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間における、熱伝導や絶縁性に関する特性は安定する。また、貫通孔梁部１０Ｃは必ず、配線基板貫通孔１１Ａの中央に配置されていなくても、伝熱樹脂部１４が伝熱金属部１３および蓄熱体９に対向する面積は大きな変化が生じ難い。この結果、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間における、伝熱樹脂部１４の熱伝導や絶縁性に関する特性は安定する。

さらに、伝熱樹脂部１４の熱伝導や絶縁性に関する特性が安定するように、円状の絶縁層貫通孔１０Ａの外径は、円状の配線基板貫通孔１１Ａの外径よりも大きくするとよい。これにより、伝熱樹脂部１４の貫通軸方向における面積は大きくできるので、熱伝導や絶縁性に関する特性は向上する。また、貫通孔梁部１０Ｃは伝熱金属部１３と蓄熱体９とを隔てる間隔を決定するために配置しているので、貫通孔梁部１０Ｃの幅は容易に小さな値に設定できる。そのため、伝熱樹脂部１４はさらに大きな面積で伝熱金属部１３に対向し易くなり、熱伝導や絶縁性に対する効果が向上する。

また、絶縁層貫通孔１０Ａと配線基板貫通孔１１Ａとは、互いの中心の位置がずれていてもかまわない。ここで、絶縁層貫通孔１０Ａと配線基板貫通孔１１Ａとの中心ずれの値が、絶縁層貫通孔１０Ａの外径と配線基板貫通孔１１Ａの外径との差の値よりも小さくすればよい。これにより、伝熱金属部１３と蓄熱体９とが伝熱樹脂部１４を介して対向する面積は概ね一定となる。この結果、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間における、伝熱樹脂部１４の熱伝導や絶縁性に関する特性は安定する。

以上では、絶縁層貫通孔１０Ａと配線基板貫通孔１１Ａとは、ともに円形を基本とした形状としている。しかしながら、絶縁層貫通孔１０Ａと配線基板貫通孔１１Ａとは一方が円形を基本としない形状であっても、あるいは、双方が円形を基本としない形状であってもよい。

図６は本実施の形態におけるさらに他の絶縁層１０を用いた回路基板８の要部上面図である。絶縁層貫通孔１０Ａは貫通方向からみた外形を方形状とし、配線基板貫通孔１１Ａは貫通方向からみた外形を円形状としてもよい。ここでは、方形状の絶縁層貫通孔１０Ａの各辺の寸法は、配線基板貫通孔１１Ａの直径よりも小さい。

これにより、伝熱金属部１３と蓄熱体９とは、絶縁層１０の一部と、絶縁層貫通孔１０Ａに配置された伝熱樹脂部１４の一部とを介して対向する。この結果、伝熱樹脂部１４の厚さは全体にわたって概ね均一となる。そして、伝熱金属部１３から蓄熱体９への熱伝導に関する特性や、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間の絶縁性に関する特性は安定する。

また、絶縁層貫通孔１０Ａは貫通方向からみた外形を円形状とし、配線基板貫通孔１１Ａは貫通方向からみた外形を方形状としてもよい。ここでは、円形状の絶縁層貫通孔１０Ａの直径の寸法は、方形状の配線基板貫通孔１１Ａの対角の寸法よりも小さい。

これにより、伝熱金属部１３と蓄熱体９とは、絶縁層１０の一部と、絶縁層貫通孔１０Ａに配置された伝熱樹脂部１４の一部とを介して対向する。この結果、伝熱樹脂部１４の厚さ寸法は安定し、伝熱金属部１３から蓄熱体９への熱伝導に関する特性や、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間の絶縁性に関する特性は安定する。

図７は本実施の形態におけるさらに他の絶縁層１０を用いた回路基板８の要部上面図である。図７では、絶縁層貫通孔１０Ａの貫通方向からみた外形は、図中の縦方向が長軸とされた矩形状である。そして、配線基板貫通孔１１Ａの貫通方向からみた外形は、図中の横方向が長軸とされた矩形状である。言い換えると、絶縁層貫通孔１０Ａと配線基板貫通孔１１Ａとは、それぞれの長軸が交差する矩形状である。このように、絶縁層貫通孔１０Ａと配線基板貫通孔１１Ａとが形成されてもよい。

これにより、絶縁層１０と配線基板１１とが積層される際に互いの角度や位置に変化が生じても、絶縁層貫通孔１０Ａと配線基板貫通孔１１Ａとが重なり合う領域の面積はほとんど変化しない。このため、伝熱金属部１３と蓄熱体９とは、絶縁層１０の一部と、絶縁層貫通孔１０Ａに配置された伝熱樹脂部１４の一部とを介して対向する。この結果、伝熱樹脂部１４の厚さは全体にわたって概ね均一となる。そして、伝熱金属部１３から蓄熱体９への熱伝導に関する特性や、伝熱金属部１３と蓄熱体９との間の絶縁性に関する特性は安定する。

ここで蓄熱体９は主として、発熱部品１２で生じた熱を放熱することよりも、発熱部品１２で生じた熱を吸収することを目的としている。例えば、回路基板８が用いられる電源装置（図示せず）などが、瞬間的な電圧変動を補償するための非常用電源として動作する場合には、電源装置は長時間にわたって継続して動作するのではなく、短く限られた時間において集中的に動作する。このため、回路基板８の発熱部品１２は急激な温度上昇を起こす。蓄熱体９は、伝熱金属部１３と伝熱樹脂部１４とを介して発熱部品１２で生じた熱を速く吸収するために、発熱部品１２の熱容量よりも大きな熱容量、あるいは、発熱部品１２で生じる発熱量よりも大きな熱容量を有すればよい。これにより、発熱部品１２は短時間に必要とされる動作を集中して、あるいは短時間内に繰り返して行うことができる。

蓄熱体９は銅やアルミニウムなどの熱伝導率が高い材質で構成されるとよい。これにより、伝熱樹脂部１４と蓄熱体９との接触部分から蓄熱体９の全体へと早急に熱が伝搬され、蓄熱体９は速く熱を吸収する。

また、先に述べた蓄熱体９の熱容量は、回路基板８が用いられる電源装置に接続される蓄電池（図示せず）の電力が全て消費される場合に、発熱部品１２から発せられる発熱量と同等であればよい。あるいは、蓄熱体９の熱容量は、蓄電池の電力を消費する際に発熱部品１２から発せられる熱量に基づいて決定されるとよい。図中では発熱部品１２は配線基板１１へ単独で配置されているが、複数の発熱部品１２が配置されているときには、蓄熱体９の熱容量は、全ての発熱部品１２から発せられる発熱量の総和と同等であればよい。

図１や図３では、蓄熱体９は、先にも述べたように銅やアルミニウムなどを用いて板状に設けられている。蓄熱体９は放熱性よりも、発熱部品１２からの熱を吸収することを優先して構成されている。

このため、蓄熱体９は図８に示すように形成されてもよい。図８は本実施の形態における他の蓄熱体９を用いた回路基板８の断面図である。図８では、蓄熱体９は均等の厚みを有した板状ではなく、伝熱樹脂部１４に対向する部分に瘤状やあるいは塊状の蓄熱部９Ａが蓄熱体９に設けられている。

これにより、蓄熱体９において、発熱部品１２からの熱が伝搬され易い領域の熱容量が大きくなる。さらに、蓄熱部９Ａは、蓄熱体９の板状の部分に比較して熱が伝搬する方向において断面積が大きい。よって、蓄熱部９Ａでは熱を伝搬するうえでの熱的抵抗が小さくなるため、発熱部品１２からの熱を速く吸収することができる。複数の発熱部品１２が配線基板１１の上に配置されている場合は、個々の発熱部品１２に対応して概ね同一形状の蓄熱部９Ａが設けられるとよい。また、個々の蓄熱部９Ａの熱容量が、発熱部品１２から発せられる発熱量あるいは発熱部品１２の熱容量と同等であってもよい。

さらに、図１や図３では図示していないが、蓄熱体９における、蓄熱体９と伝熱樹脂部１４とが対向する部分には凹凸が設けられるとよい。先にも述べたように、蓄熱体９は放熱よりも主に発熱部品１２で生じた熱を吸収することを目的としている。このため、発熱部品１２から伝熱金属部１３および伝熱樹脂部１４を介して蓄熱体９へと伝えられる熱は、短時間で蓄熱体９によって吸収されるのがよい。そこで、蓄熱体９と伝熱樹脂部１４との接触面積が大きくされるとよい。これによって、発熱部品１２から蓄熱体９への熱の移動は円滑に進む。

また、複数の発熱部品１２が配線基板１１に配置される場合は、個々の発熱部品１２に対応する伝熱樹脂部１４に対向する部分の蓄熱体９に凹凸が形成されるとよい。そして、ここで形成された個々の発熱部品１２に対応する凹凸は概ね同一形状であるとよい。

図９は本実施の形態における他の伝熱樹脂部１４を用いた回路基板８の要部断面図である。伝熱樹脂部１４は柱状、円柱状あるいは円板状である。さらに、伝熱樹脂部１４における伝熱金属部１３への対向部分および伝熱樹脂部１４における蓄熱体９への対向部分に、樹脂鍔部１４Ａが全周にわたってあるいは外周の一部に設けられてもよい。言い換えると、伝熱樹脂部１４は鋲状に形成されてもよい。これにより、伝熱金属部１３と蓄熱体９とを隔てる沿面距離が大きくなり、伝熱金属部１３と蓄熱体９との絶縁性が向上する。樹脂鍔部１４Ａは、伝熱樹脂部１４における図中の上下両面に形成されているが、上面あるいは下面の何れか一方のみであってもよい。

また、樹脂鍔部１４Ａは、予め絶縁層１０に設けられた切り欠き部１０Ｄに対応して形成されるとよい。これにより、伝熱金属部１３と蓄熱体９とを隔てる沿面距離が安定し、伝熱金属部１３と蓄熱体９との絶縁性が安定する。

またあるいは、先にも述べたように絶縁層１０が配線基板１１と蓄熱体９とによって挟み込まれる前に、まず、伝熱樹脂部１４は絶縁層貫通孔１０Ａからはみ出すように形成して配置される。そしてその後、伝熱樹脂部１４は、伝熱金属部１３と蓄熱体９とによって図中の上下両方から押圧される。この結果、伝熱樹脂部１４の一部が絶縁層１０を押圧し、伝熱樹脂部１４の上面および下面に樹脂鍔部１４Ａが形成されてもよい。このとき、切り欠き部１０Ｄは形成されていても、あるいは、形成されていなくても何れであってもよい。

以上に述べたように本開示によれば、伝熱金属部と蓄熱体との間の電気的絶縁が維持されつつ、伝熱金属部から蓄熱体への伝熱性がよくなる。よって、発熱部品で発生した熱は効率よく蓄熱体に吸収されるという有利な効果を有するので、回路基板として有効である。

８ 回路基板
９ 蓄熱体
９Ａ 蓄熱部
１０ 絶縁層
１０Ａ 絶縁層貫通孔
１０Ｂ 絶縁層貫通孔壁
１０Ｃ 貫通孔梁部
１０Ｄ 切り欠き部
１１ 配線基板
１１Ａ 配線基板貫通孔
１２ 発熱部品
１３ 伝熱金属部
１３Ａ 凸部
１４ 伝熱樹脂部
１４Ａ 樹脂鍔部
１５ 配線パターン

Claims (6)

1. 蓄熱体と、
   蓄熱体の上に接触対面して配置された絶縁層と、
   前記絶縁層における、前記蓄熱体の反対側で前記絶縁層に接触対面して配置された配線基板と、
   前記配線基板における、前記絶縁層の反対側に配置された発熱部品と、を備え、
   前記絶縁層は前記配線基板から独立して設けられ、
   前記配線基板には、前記発熱部品に対向して前記配線基板を貫通する伝熱金属部が設けられ、
   前記絶縁層には、前記伝熱金属部に接触対向して前記絶縁層を貫通する伝熱樹脂部が設けられ、
   前記伝熱金属部と前記蓄熱体との間には、前記伝熱樹脂部ならびに前記絶縁層の一部が介在する、
   回路基板。
2. 前記発熱部品は、前記伝熱金属部に接触配置されている、
   請求項１に記載の回路基板。
3. 前記伝熱金属部および前記伝熱樹脂部は共に円柱状に形成され、
   前記伝熱樹脂部の貫通方向における外径は、
   前記伝熱金属部の貫通方向における外径よりも小さい、
   請求項１に記載の回路基板。
4. 前記絶縁層は、前記伝熱樹脂部の貫通方向に伸びて前記伝熱樹脂部を分割する梁部を有する、
   請求項１に記載の回路基板。
5. 前記伝熱樹脂部の貫通方向における外周形状は、
   前記伝熱金属部の貫通方向における外周形状と異なる、
   請求項１に記載の回路基板。
6. 前記蓄熱体の熱容量は、前記発熱部品の熱容量よりも大きい、
   請求項１に記載の回路基板。
   

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