JPH09214077A - プリント回路基板の製造方法及びその放熱構造 - Google Patents

プリント回路基板の製造方法及びその放熱構造

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JPH09214077A
JPH09214077A JP1771196A JP1771196A JPH09214077A JP H09214077 A JPH09214077 A JP H09214077A JP 1771196 A JP1771196 A JP 1771196A JP 1771196 A JP1771196 A JP 1771196A JP H09214077 A JPH09214077 A JP H09214077A
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JP
Japan
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heat
heat dissipation
holes
hole
generating component
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JP1771196A
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English (en)
Inventor
Akira Inoue
朗 井上
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Toshiba Electric Appliances Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Electric Appliances Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/42Plated through-holes or plated via connections

Landscapes

  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、放熱面積を広くすることによって、
より一層の放熱効果を高める。 【解決手段】発熱部品12に近接する回路パターン11
a〜11eにそれぞれスルーホール14a〜14eを形
成し、かつこれらスルーホール14a〜14eの内壁に
それぞれ放熱層15を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子機器に
使用し、発熱部品が取り付けられるプリント回路基板の
製造方法及びその放熱構造に関する。
【0002】
【従来の技術】電子機器には、例えばその制御回路等を
備えるためにプリント回路基板(以下、PC板と称す
る)が用いられている。このようなPC板には、制御回
路等を構成する部品として例えばパワートランジスタ等
の発熱部品が取り付けられる。
【0003】このような発熱部品が取り付けられたPC
板では、その発熱部品からPC板に伝導した熱を放熱し
なければならない。例えば、多層プリント配線板では、
両面板に比べて熱による層間剥離やミーズリング等を起
こす虞があり、又、基板が吸湿すると耐熱性が大きく劣
化するので、発熱部品からの熱を放熱しなければならな
い。
【0004】このようなPC板での放熱方法としては、
例えば図7に示すように発熱部品1に対してヒートシン
ク2を取り付けたり、図8に示すように発熱部品1の取
り付けられたPC板3に対し、この発熱部品1の近くに
リード線4を接続し、発熱部品1の熱をリード線4を通
して逃がすことが行われている。
【0005】又、図9に示すように発熱部品1の近くの
回路パターン5、例えば発熱部品1が接続された回路パ
ターン5上に半田盛り6を形成して放熱することが行わ
れている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記P
C板での放熱方法では、PC板3の放熱に対して不十分
でPC板3が加熱されることがあり、より一層の放熱効
果を高めることが要求されている。
【0007】そこで本発明は、放熱面積を広くすること
によって、より一層の放熱効果を高めることができるプ
リント回路基板の製造方法を提供することを目的とす
る。又、本発明は、放熱面積を広くすることによって、
より一層の放熱効果を高めることができるプリント回路
基板の放熱構造を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1によれば、発熱
部品に近接する回路パターンに少なくとも1つの貫通孔
を形成する第1の工程と、貫通孔の内壁に放熱層を形成
する第2の工程と、を有するプリント回路基板の製造方
法である。
【0009】このようなプリント回路基板の製造方法で
あれば、第1の工程において発熱部品に近接する回路パ
ターンに貫通孔を形成し、次の第2の工程において先に
形成された貫通孔の内壁に放熱層を形成する。
【0010】請求項2によれば、発熱部品に近接する回
路パターンに少なくとも1つの貫通孔を形成し、かつこ
の貫通孔の内壁に放熱層を形成したプリント回路基板の
放熱構造である。
【0011】このようなプリント回路基板の放熱構造で
あれば、貫通孔の内壁に放熱層を形成することにより放
熱面積を広くすることができ、発熱部品からの熱は、こ
の放熱層から放熱されて放熱効果が高くなる。そのう
え、プリント回路基板の発熱部品の取り付けられた第1
の面側とその反対の第2の面側との温度差により対流が
生じ、これによっても放熱効果が高くなる。
【0012】請求項3によれば、請求項2記載のプリン
ト回路基板の放熱構造において、貫通孔により形成され
る放熱面積は、この貫通孔の半径方向の断面積よりも大
きく形成した。
【0013】このようなプリント回路基板の放熱構造で
あれば、貫通孔内壁による放熱面積が広くなることによ
り、放熱効果が高くなる。請求項4によれば、請求項2
記載のプリント回路基板の放熱構造において、放熱層
は、貫通孔に対するメッキ処理により形成された。
【0014】このようなプリント回路基板の放熱構造で
あれば、発熱部品からの熱は、メッキ処理された放熱層
から放熱されて放熱効果が高くなる。請求項5によれ
ば、請求項2記載のプリント回路基板の放熱構造におい
て、貫通孔に対する強制排気を行うファン機構を備え
た。
【0015】このようなプリント回路基板の放熱構造で
あれば、貫通孔内壁による放熱面積が広くなることによ
り放熱効果が高くなるとともに、貫通孔内がファンによ
り強制的に排気されて放熱効果がより高くなる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
について図面を参照して説明する。図1はプリント回路
基板の放熱構造を示す図である。プリント回路基板(P
C板)10には、各回路パターン11a〜11eが形成
されている。
【0017】このPC板10には、パワートランジスタ
等の発熱部品12が実装され、この発熱部品12から導
出されている各端子は、それぞれ各回路パターン11a
〜11eに接続されている。
【0018】なお、この発熱部品12には、ヒートシン
ク13が取り付けられている。このように発熱部品12
の接続された各回路パターン11a〜11eには、この
発熱部品12の近傍、例えば10mm程度のところにそ
れぞれ少なくとも1つの貫通孔、すなわち各スルーホー
ル14a〜14eが形成されている。
【0019】図2はこれらスルーホール14a〜14e
のうちスルーホール14aの拡大図である。このスルー
ホール14aは、PC板10において、発熱部品12の
取り付けられている第1の面側(表面)とその反対の第
2の面側(裏面)とを貫通して形成され、かつその内壁
には、メッキ処理によって放熱層15が形成されてい
る。
【0020】なお、この放熱層15は、回路パータン1
1aに接続されて形成されている。ここで、スルーホー
ル14aの内壁の面積つまり放熱層15の表面積(放熱
面積)S1 は、図3(a) に示すようにスルーホール14
aの半径をr、PC板10の厚さをtとすると、 S1 =2πr×t …(1) となる。例えば、PC板10の厚さtを1.6とすれ
ば、S1 =3.2πrとなる。
【0021】一方、放熱面積としてスルーホール14a
を形成しない場合の放熱面積、すなわち図3(b) に示す
ように半径rの表面積S2 を考えると、この表面積S2
は、πr2 となる。
【0022】これら放熱面積S1 とS2 とが等しくなる
には、 S1 =S2 2πr×t=πr2 …(2) となり、この式(2) からPC板10の厚さtが1.6で
あれば、 3.2πr=πr2 r=3.2 …(3) の関係となる。
【0023】従って、PC板10の厚さtが1.6の場
合、スルーホール14aの放熱面積S1 が放熱面積S2
よりも広くなるには、 3.2πr>πr2 からスルーホール14aの半径rが、 r<3.2 …(4) の関係が満たされたときに、スルーホール14aを形成
しない場合の放熱面積S2 よりも広くなる。すなわち、 S1 >S2 …(5) となる。
【0024】なお、スルーホール14aについて説明し
たが、他の各スルーホール14b〜14eもスルーホー
ル14aと同様に、発熱部品12の取り付けられている
表面とその反対の裏面とを貫通して形成され、かつその
内壁にメッキ処理によって放熱層が形成されている。
【0025】そして、これらスルーホール14b〜14
eは、PC板10の厚さtが例えば1.6の場合、その
放熱面積が上記式(4) を満足するようにその半径rに形
成されている。
【0026】次にこれらスルーホール14a〜14eの
製造方法について説明する。これらスルーホール14a
〜14eの製造方法としては、例えば穴埋めスクリーン
印刷法、穴埋め+テンティング法、テンティング法、二
次銅半田剥離法が用いられる。
【0027】このうち穴埋めスクリーン印刷法は、図4
(a) 〜(g) に示すように素材面断裁面取りの後に、例え
ばNCドリルにより穴開けを行い、次に銅メッキを行
う。ここで、穴開けの半径は、上記の通りPC板10の
厚さtが例えば1.6の場合、その放熱面積が上記式
(4) を満足する値となっている。
【0028】又、銅メッキは、例えば20μmの厚さに
形成される。続いてインクを用いて穴埋め、研磨を行
い、この後にパターン印刷、鉄液エッチング、インク剥
離を行ってスルーホール14b〜14eに放熱層15を
形成するものとなる。
【0029】穴埋め+テンティング法は、素材面断裁面
取りの後、穴開け、銅メッキ、穴埋め・研磨を行い、次
にD/Fラミネート露光・現像、鉄液エッチング、D/
Fインク剥離の工程を行って、スルーホール14b〜1
4eに放熱層15を形成するものとなる。
【0030】テンティング法は、素材面断裁面取りの
後、穴開け、銅メッキ、D/Fラミネート露光・現像、
鉄液エッチング、D/Fインク剥離の工程を行って、ス
ルーホール14b〜14eに放熱層15を形成するもの
となる。
【0031】二次銅半田剥離法は、素材面断裁面取りの
後、穴開け、一次銅メッキ、D/Fラミネート露光・現
像、二次銅メッキ、半田メッキ、D/F剥離、アルカリ
エッチング、半田メッキ剥離の工程を行って、スルーホ
ール14b〜14eに放熱層15を形成するものとな
る。
【0032】次に上記プリント回路基板の放熱構造の作
用について説明する。発熱部品12で熱が発生すると、
この熱は、図2に示すように発熱部品12の各端子を通
して各回路パターン11a〜11eに伝導し、これら回
路パターン11a〜11eに形成された各スルーホール
14a〜14eに伝わる。
【0033】これらスルーホール14a〜14eにおい
て、熱はそれぞれ各放熱層15から放熱される。ここ
で、これら放熱層15の各放熱面積S1 は、上記の如く
式(4) の条件を満たす広さに形成されており、各スルー
ホール14a〜14eを形成しない場合の放熱面積より
も広く形成されている。
【0034】従って、発熱部品12からの熱は、各スル
ーホール14a〜14eの各放熱層15から効率よく放
熱される。一方、PC板10の表面と裏面とでは、表面
に発熱部品12が実装されていることから温度差が生
じ、かつ各スルーホール14a〜14eはPC板10を
貫通していることから、これら各スルーホール14a〜
14eを通して対流が発生し、発熱部品12で発生した
熱が各スルーホール14a〜14eを通して逃げるよう
になる。
【0035】これにより、発熱部品12で発生した熱が
対流することにより、PC板10の放熱効果もさらに高
まるとともに発熱部品12自体の温度も低下する。この
ように上記一実施の形態においては、発熱部品12に近
接する回路パターン11a〜11eにそれぞれスルーホ
ール14a〜14eを形成し、かつこれらスルーホール
14a〜14eの内壁にそれぞれ放熱層15を形成した
ので、スルーホール14a〜14e内壁の放熱層15に
より放熱面積を広くすることができ、発熱部品12から
の熱を放熱する放熱効果を高くでき、そのうえ、PC板
10の表面と裏面との温度差により対流が生じ、放熱効
果をより高くできるとともに発熱部品12自体の温度を
低下できる。
【0036】例えば、多層プリント配線板にこれらスル
ーホール14a〜14eを適用すれば、熱による層間剥
離やミーズリング等を起こすことなく、かつ基板が吸湿
して耐熱性が大きく劣化することもなくなる。
【0037】なお、本発明は、上記一実施の形態に限定
されるものでなく次の通り変形してもよい。例えば、上
記一実施の形態では、各回路パターン11a〜11eに
それぞれ1つのスルーホール14a〜14eを形成して
いるが、各回路パターン11a〜11e、例えば図5に
示すように回路パターン11aにそれぞれ複数のスルー
ホール20、21、…を形成し、かつこれらスルーホー
ル20、21、…の内壁にそれぞれ放熱層22、23、
…を形成してもよく、これによりさらに放熱効果を高く
できる。
【0038】又、スルーホール14a〜14eは、円形
の断面形状に限らず、放熱面積が広くなれば、四辺形や
多角形の断面形状、楕円等の曲面で形成される断面形状
に形成してもよい。
【0039】一方、図6はPC板10を電子機器等の筐
体内に収納された状態を示し、30は筐体の上ケース、
31は筐体の下ケースを示している。この筐体の下ケー
ス31には、ファン機構としてファンモータ32が設け
られ、このファンモータ32の回転軸にファン33が取
り付けられている。
【0040】このファンモータ32の設置位置は、PC
板10の下方となっている。このような構成であれば、
発熱部品12で発生した熱は、発熱部品12から各回路
パターン11a〜11eに形成された各スルーホール1
4a〜14eに伝わり、これらスルーホール14a〜1
4eにおいて、熱はそれぞれ各放熱層15から放熱され
る。
【0041】従って、発熱部品12からの熱は、上記の
通り各スルーホール14a〜14eの各放熱層15から
効率よく放熱される。さらに、ファンモータ32の駆動
によりファン33が回転し、このファン33の回転によ
るPC板10への送風により各スルーホール14a〜1
4e内が強制的に排気される。このような各スルーホー
ル14a〜14e内の強制的な排気により放熱効果はさ
らに高くなる。
【0042】
【発明の効果】以上詳記したように本発明の請求項1に
よれば、放熱面積を広くすることによって、より一層の
放熱効果を高めることができるプリント回路基板の製造
方法を提供できる。
【0043】又、本発明の請求項2〜5によれば、放熱
面積を広くすることによって、より一層の放熱効果を高
めることができるプリント回路基板の放熱構造を提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるプリント回路基板の放熱構造の
一実施の形態を示す構成図。
【図2】スルーホールの拡大図。
【図3】スルーホールの放熱面積の広さを説明するため
の図。
【図4】スルーホールの製造方法を示す工程図。
【図5】スルーホール形成の変形例を示す図。
【図6】ファンモータを備えた放熱構造を示す図。
【図7】従来のPC板での放熱方法であるヒートシンク
の取り付けを示す図。
【図8】従来のPC板での放熱方法であるリード線の接
続を示す図。
【図9】従来のPC板での放熱方法である半田盛りを示
す図。
【符号の説明】
10…プリント回路基板(PC板)、 11a〜11e…回路パターン、 12…発熱部品、 14a〜14e…スルーホール、 15…放熱層、 32…ファンモータ、 33…ファン。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発熱部品に近接する回路パターンに少な
    くとも1つの貫通孔を形成する第1の工程と、 前記貫通孔の内壁に放熱層を形成する第2の工程と、を
    有することを特徴とするプリント回路基板の製造方法。
  2. 【請求項2】 発熱部品に近接する回路パターンに少な
    くとも1つの貫通孔を形成し、かつこの貫通孔の内壁に
    放熱層を形成したことを特徴とするプリント回路基板の
    放熱構造。
  3. 【請求項3】 前記貫通孔により形成される放熱面積
    は、この貫通孔の半径方向の断面積よりも大きく形成し
    たことを特徴とする請求項2記載のプリント回路基板の
    放熱構造。
  4. 【請求項4】 前記放熱層は、前記貫通孔に対するメッ
    キ処理により形成されたことを特徴とする請求項2記載
    のプリント回路基板の放熱構造。
  5. 【請求項5】 前記貫通孔に対する強制排気を行うファ
    ン機構を備えたことを特徴とする請求項2記載のプリン
    ト回路基板の放熱構造。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007242617A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 Samsung Electro Mech Co Ltd バックライトユニット
JP2008091834A (ja) * 2006-10-05 2008-04-17 Denso Wave Inc 電子機器の放熱構造
JP2012256725A (ja) * 2011-06-09 2012-12-27 Fujitsu Ltd 電子装置

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