WO2008015989A1 - Carte de câblage imprimé - Google Patents

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hole
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printed wiring
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Hisashi Ishida
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Nec Corporation
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    • H05K3/429—Plated through-holes specially for multilayer circuits, e.g. having connections to inner circuit layers

Definitions

  • the present invention relates to a printed wiring board and an electronic apparatus including the printed wiring board.
  • a printed wiring in which a thermal land for suppressing heat dissipation is formed around a through hole of a solid pattern.
  • Electronic devices such as computer devices and communication devices are generally configured with a printed wiring board mounted thereon, and components such as through-hole mounting parts are mounted on the printed wiring board.
  • Through-hole mounted components are connected to a predetermined conductive layer inside the printed wiring board by inserting soldering leads into the through holes provided on the printed wiring board and soldering in this state. .
  • the multilayer printed wiring board 101 has a multilayer structure including a plurality of layers including a signal layer 102, a power supply layer 103, a ground layer 104, and a surface layer 105 as inner layers.
  • a multilayer printed wiring board having a 10-layer structure including four signal layers 102, one power supply layer 103, three ground layers 104, and two surface layers 105 is shown.
  • the snorley monolayers 106a and 106b are formed so as to penetrate through a plurality of layers and to be connected to the power supply layer 103 and the ground layer 104, respectively.
  • the leads 108a and 108b of the through-hole mounting component 107 are inserted into the snorley honels 106a and 106b.
  • the through holes 106a and 106b are used to connect the terminals of the through-hole mounting component 107 to the power supply layer 103 and the ground layer 104 as corresponding conductive layers, and to attach the through-hole mounting component 107 by soldering.
  • the lead 108a is used as a contact for power supply connection
  • the lead 108b is used as a contact for Darnd connection.
  • reference numeral 109 in FIG. 1 denotes solder.
  • the finished state of the soldering affects the connection reliability of the connection portion of the through-hole mounting component 107, and the reliability of the entire electronic device on which the multilayer printed wiring board 101 including the through-hole mounting component 107 is mounted. Affects sex.
  • the power supply layer 103 and the ground layer 104 are basically formed with a solid pattern made of a copper foil over the entire surface of the power supply layer 103 and the through layer connected to the power supply layer L03 and the ground layer 104. Hall 1
  • the number of layers of the multilayer printed wiring board in a large computer device or the like is several tens of layers. . As the number of layers increases, the heat conduction path increases, making it difficult to raise the temperature in the vicinity of the through holes 106a and 106b.
  • la and 11 lb are formed (see, for example, JP-A-09-008443 and JP-A-2005-0102088).
  • the thermal land 111b formed in the ground layer 104 has an innermost peripheral region 112b and a peripheral region 114b.
  • the innermost peripheral region 112b is formed in a substantially annular shape around the through hole 106b.
  • the peripheral area 114b is formed at the peripheral edge of the innermost peripheral area 112b.
  • the peripheral region 114b has a spoke 113b for limiting the heat conduction path in a direction in which the force of the through hole 106b is also moved away (along the radial direction with the center of the through hole 106b as a reference point).
  • spokes 113b are formed as heat conduction paths radially equidistantly (at 90 ° intervals) from the innermost peripheral region 112b in four directions, leaving the spokes 113b on the arc.
  • a non-copper foil region 115b is formed by etching the copper foil.
  • the heat conduction path is limited to four directions from the innermost peripheral region 112b via the spoke 1 13b as shown by arrows in FIG. Heat is conducted toward the surrounding solid pattern region.
  • This configuration can reduce the heat capacity of the through hole 106b and raise the temperature inside the through hole 106b to a temperature sufficient for soldering.
  • the signal layer 102 formed directly above and below the ground layer 104 has signal wirings 102e and 102f, signal wirings 102g, 102h, and 102i having a predetermined width (in FIG. 2, the route is indicated by a broken line). Are shown).
  • the signal wirings 102e and 102f and the signal wirings 102g, 102h and 102i are formed in the signal layer 102, respectively.
  • the signal wirings 102e and 102h are routed around the non-copper foil region 115b.
  • the signal wires 102f and 102g are routed through the non-copper foil region 115b.
  • the thermal land 111a formed in the power supply layer 103 has a through hole as shown in FIG. It has a substantially annular innermost peripheral region 112a around 106a and a peripheral region 114a.
  • the peripheral region 114a is limited to the peripheral portion of the innermost peripheral region 112a in a direction away from the through hole 106a (along the radial direction with the center of the through hole 106a as a reference point) to limit the heat conduction path.
  • spoke 113a is limited to the peripheral portion of the innermost peripheral region 112a in a direction away from the through hole 106a (along the radial direction with the center of the through hole 106a as a reference point) to limit the heat conduction path.
  • spoke 113a is limited to the peripheral portion of the innermost peripheral region 112a in a direction away from the through hole 106a (along the radial direction with the center of the through hole 106a as a reference point) to limit the heat conduction path.
  • spoke 113a
  • spokes 113a as heat conduction paths are formed radially from the innermost peripheral region 112a in four directions at equal angular intervals (at intervals of 90), leaving the spokes 113a on the arc.
  • a non-copper foil region 115a is formed by etching the copper foil.
  • the heat conduction path is limited to four directions from the innermost peripheral region 112a via the spoke 113a, as indicated by the arrows in the figure, and the thermal land 11 la is surrounded. Heat is conducted toward the solid pattern region.
  • This configuration can reduce the heat capacity of the through hole 106a and raise the temperature inside the through hole 106a to a temperature sufficient for soldering. That is, the through hole 106a is not easily heated.
  • signal lines 102a and 102b and signal lines 102c and 102d having a predetermined width are formed on the signal layer 102 formed immediately above and immediately below the power supply layer 103 (in FIG. 3, the paths are indicated by broken lines). Is formed.
  • the pair of signal springs 102a and 102b and the pair of signal springs 102c and 102d are formed in the signal layer 102, respectively. Further, the signal wiring 102b is routed around the non-thermal conduction region 115a. The signal wiring 102c is wired through the non-copper foil region 115a. Note that the pair of signal wirings 102a and 102b and the pair of signal wirings 102c and 102d form a differential signal transmission line.
  • the first problem to be solved is that in the related technology, the temperature rise during soldering is still insufficient, the finished state of soldering deteriorates, and the connection reliability decreases. It is.
  • lead-free solder for example, tin-silver-copper lead-free solder
  • the melting temperature becomes several tens of degrees. That is, the melting point of the related eutectic solder is 183 ° C.
  • the melting point of lead-free solder is generally around 210 to 220 ° C.
  • the second problem is that in the related technology, the current force S flows through the spokes of the thermal land, so that the narrow portion has a high resistance, resulting in a decrease in current capacity. Is a point.
  • the third problem is that, in the related technology, the power layer and the ground layer on which the solid pattern is formed are formed in the vicinity of the through hole in the signal layer facing the insulating layer. In addition, in the signal wiring, the signal transmission characteristic deteriorates and the signal wiring density decreases.
  • a non-copper foil region 115b is formed around the through hole 106b in an annular shape.
  • the signal wirings 102f and 102g formed in a straight line have a portion that passes through the non-copper foil region 115b in the ground layer 104 as a solid layer facing each other. In this place, the signal wirings 102f and 102g lose the opposing ground layer 104, which causes the signal transmission to be disturbed.
  • the signal wiring 102h when the signal wiring 102h is disposed so as to face the copper foil region (solid region) while avoiding the non-copper foil region 115b, the adjacent signal wiring 102i The clearance between the two becomes smaller, causing crosstalk noise. In addition, when trying to secure a sufficient clearance, the wiring density of the signal wiring has been reduced.
  • the non-copper foil region 115 a is avoided and the copper foil region (solid region) is opposed. If the signal wiring 102b is arranged in this way, a difference in wiring length occurs between the signal wirings 102a and 102b, which causes noise.
  • the fourth problem is that the flatness of the conductive layer in the vicinity of the through hole is deteriorated in the related technique.
  • a non-copper foil region having a relatively large area is arranged around the through hole in a ring shape.
  • a signal layer, a power supply layer, or a ground layer as a conductive layer (metal layer) directly below and above the insulating layer is contained. For this reason, the flatness of the conductive layer of the printed circuit board deteriorated, resulting in variations in the characteristics of the printed circuit board.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and supports a high-layered printed circuit board and lead-free solder, and suppresses heat diffusion to maintain a good soldered finish.
  • a first object of the present invention is to provide a printed wiring board capable of ensuring high connection reliability and an electronic device provided with the printed wiring board.
  • a second object of the present invention is to provide a printed wiring board capable of securing a current path in a solid pattern and obtaining a sufficient current capacity, and an electronic device including the printed wiring board. Yes.
  • the present invention provides a printed wiring board capable of maintaining a good signal transmission characteristic of the signal wiring and improving the signal wiring density, and an electronic device including the printed wiring board.
  • the purpose of 3 is.
  • a fourth object of the present invention is to provide a printed wiring board capable of maintaining the flatness of the conductive layer in the vicinity of the through hole and an electronic device including the printed wiring board.
  • the printed wiring board of the present invention has electrical components mounted thereon, insulating layers and conductive layers are alternately stacked, and a heat capacity formed at a predetermined portion of the conductive layer. It has a large solid area, and a thermal land formed with non-conductive parts arranged in a mesh or matrix dispersed pattern around the through hole in the solid area penetrated by the through hole! / RU
  • the printed wiring board of the present invention is formed so as not to overlap the adjacent signal wiring force through the insulating layer along the arrangement direction of the non-conductor portion and the non-conductor portion. Good.
  • the solid region of the printed wiring board of the present invention may be a power supply line or a ground line.
  • the thermal land of the printed wiring board of the present invention is provided around a through hole in a solid region where the signal wiring is formed on at least one side through the insulating layer, and the signal wiring is Are formed along the first direction and / or the second direction intersecting each other on the same plane, and at least some of the non-conductive portions are arranged in the first direction or / and the second direction. Arranged along! /, Even stuff! /.
  • a non-conductor region group in which non-conductor portions of a predetermined size are arranged in a substantially square ring shape is provided around the through hole, and the center of the through hole
  • the size of the non-conductor portions constituting the non-conductor region group is set to be different from each other along the direction away from the! /.
  • the printed wiring board of the present invention may be set so that the size force S of the non-conductor portion constituting the non-conductor region group becomes smaller along the direction of separation.
  • the printed wiring board of the present invention is adjacent to the non-conductor portion in the arrangement direction of the non-conductor portions through the insulating layer, and the signal wirings constituting the differential signal transmission path and making a pair are both non-conductive. It is formed so as to overlap the conductor part, or to overlap the conductor part near the non-conductor part, and to pass through the non-conductor part or the conductor part in substantially the same section along the wiring path. It may be.
  • the thermal land of the printed wiring board of the present invention is such that the lead terminal and the conductive layer provided in the electrical component are soldered at the through hole in a state where the lead terminal is passed through the through hole. When attaching, it may be formed in order to suppress heat dissipation.
  • the printed wiring board of the present invention may be one in which a connection terminal provided on an electrical component as a surface-mounted component and a conductive layer are connected via a through hole.
  • the electronic device of the present invention includes the printed wiring board of the present invention.
  • the thermal land is formed by disposing a non-conductive portion in a mesh-like or matrix-like dispersed pattern around the through hole of the conductive layer in which the solid region is formed. .
  • the heat capacity of the through hole can be reduced and the heat diffusing from the through hole can be suppressed.
  • a plurality of non-conductor portions formed by removing the conductors are arranged on the thermal land, and the conductor region between the non-conductor portions functions as a current path. And sufficient current capacity can be obtained.
  • the signal wiring by forming the signal wiring so as to overlap the conductor portion in the vicinity of the non-conductor portion along the arrangement direction of the non-conductor portion, for example, the signal transmission characteristic of the signal wiring is kept good. In addition, the signal spring density can be improved.
  • the flatness of the conductive layer in the vicinity of the through hole can be maintained by arranging the plurality of non-conductor portions in a mesh shape or a matrix shape.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a related technique, and is a cross-sectional view showing a configuration of a related multilayer printed wiring board.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a related technique, and is a cross-sectional view showing a configuration of a thermal land formed on a ground layer of a related multilayer printed wiring board.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the related technology, and a power supply for the multilayer printed wiring board It is sectional drawing which shows the structure of the thermal land formed in the layer.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of a thermal land formed on the ground layer of the multilayer printed wiring board according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a thermal land formed in a power supply layer of the multilayer printed wiring board.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of the multilayer printed wiring board.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a multilayer printed wiring board according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a multilayer printed wiring board according to a third embodiment of the present invention.
  • the thermal land is formed by disposing non-conductive portions in a mesh-like or matrix-like dispersed pattern around the through hole of the conductive layer in which the solid region is formed.
  • This configuration reduces the heat capacity of the through-hole, suppresses the through-hole force and the heat that diffuses, and maintains a good soldered finish in response to the increase in the number of printed wiring boards and the use of lead-free solder.
  • the first objective of ensuring high connection reliability was achieved.
  • the signal wiring is formed so as to overlap with the conductor portion in the vicinity of the non-conductor portion along the arrangement direction of the non-conductor portion, for example, the signal transmission characteristic of the signal wiring is kept good. And the third purpose of improving the signal wiring density was realized.
  • the fourth object of maintaining the flatness of the conductive layer in the vicinity of the through hole is realized by arranging the plurality of non-conductor portions in a mesh shape or a matrix shape. (Embodiment 1)
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the thermal land formed on the ground layer of the multilayer printed wiring board according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the thermal land formed on the power supply layer of the multilayer printed wiring board.
  • Figure 6 shows the same multilayer pudding. It is sectional drawing which shows the structure of a wiring board.
  • the multilayer printed wiring board 1 of this example is mounted on an electronic device such as a computer or a communication device, and a plurality of conductive layers 2 and insulating layers 3 are alternately stacked as shown in FIG. Has a multi-layer structure.
  • the multilayer printed wiring board 1 has a plurality of through holes 6a, 6b,.
  • the plurality of through-holes 6a, 6b,... Penetrate through the plurality of conductive layers 2 and insulating layers 3 from the front surface to the back surface, and through-hole mounting components (inserted components with leads) 4 as electronic components or electrical components 4 Leads 5a, 5b, ... for soldering are inserted.
  • leads 5a, 5b, ... for soldering the through-hole mounting component 4 are inserted.
  • the through holes 6a, 6b,... are filled with the solder 7 with the leads 5a, 5b,.
  • the terminal of the through-hole mounting component 4 is connected to the corresponding conductive layer 2 and the through-hole mounting component 4 is attached.
  • the leads 5a and 5b of the through-hole mounting component 4 are used as a contact for power connection and a contact for ground connection, respectively, and through the through-holes 6a and 6b, the power layer 9 and the ground Connected to layer 11.
  • Each conductive layer 2 includes a signal layer 8, a power supply layer 9, a ground layer 11, or a surface layer 12.
  • a multilayer printed wiring board having a 10-layer structure including four signal layers 8, one power supply layer 9, three ground layers 11 and two surface layers 12 is shown.
  • the power supply layer 9 and the ground layer 11 are solid plates in which conductive regions are formed on the entire surface except for the snorkel wheels 6a and 6b and the non-copper foil regions described later around the snorkel wheels 6a and 6b. It is a pattern.
  • each signal layer 8 signal wirings having a predetermined width are formed along the X-axis direction and / or the y-axis direction, respectively.
  • the thermal land 13b formed in the ground layer 11 has square non-copper foil regions 15b, 15b,... Arranged so as to surround the through-hole 6b in a mesh shape (lattice shape) at predetermined intervals along the direction and the y-axis direction Has been. Further, in the thermal land 13b, square non-copper foil regions 16b, 16b,... Are predetermined along the x-axis direction and the y-axis direction so as to surround the non-copper foil regions 15b, 15b,. It is arranged roughly in a mesh shape (lattice shape) at intervals of!
  • the non-copper foil region groups 17b, 18b, 19b force through holes 6b formed by arranging the non-copper foil regions 15b (16b) in an annular shape in triplicate Arranged to surround.
  • the thermal land 13b has non-copper foil region groups 17b, 18b, and 19b formed by arranging the non-copper foil regions 15b (16b) in a square ring shape. These non-copper foil region groups 17b, 18b, 19b are placed so as to surround the snorley wheel 6b in a triple manner.
  • non-copper foil regions having a relatively large area for example, the length of one side is approximately half the diameter of the through hole 6b
  • 15b force is arranged in four directions along the x-axis and y-axis directions.
  • four non-copper foil region 15b is arranged at a position away from the through hole 6b by a predetermined distance along the diagonal direction to form a non-copper foil region group 17b. That is, eight non-copper foil regions 15b are arranged in an annular shape around the through hole 6b.
  • non-copper foil region group 17b composed of eight non-copper foil regions 15b arranged in a square ring shape
  • a relatively small area for example, the length of one side is the diameter of the through hole 6b.
  • Approximately 1/3) of 16 non-copper foil regions 16b are arranged in an annular shape to form a non-copper foil region group 18b.
  • 24 non-copper foil regions 16b are arranged in an annular shape so as to form a non-copper foil region group 19b.
  • Each non-copper foil region 15b, 16b is formed by etching the copper foil, and is a non-conductive region of heat and electricity. Also, between the through hole 6b and the non-copper foil region 15b arranged diagonally, between the non-copper foil regions 15b and 15b, between the non-copper foil regions 15b and 16b, and between the non-copper foil regions 16b and 16b The area consists of a copper foil area where copper foil conducting heat and electricity is left.
  • each non-copper foil region 15b, 16b, the arrangement pattern of the non-copper foil regions 15b, 16b, the region for forming the non-copper foil regions 15b, 16b around the through-hole 6b range
  • the distance between the non-copper foil regions 15b and 15b, between the non-copper foil regions 16b and 16b, and between the non-copper foil regions 15b and 16b is, for example, around the target through-hole 6b.
  • the heat capacity and current capacity are set according to the allowable range.
  • the signal wirings 8e and 8f and the signal wirings 8g and 8h having a predetermined width Is formed linearly along the X-axis direction and the y-axis direction.
  • the signal wirings 8e and 8f are formed in parallel to each other on the same plane along the x-axis direction at a predetermined interval.
  • the signal wiring 8e includes a non-copper foil region 15b disposed along the X-axis direction below the through-hole 6b in the figure, a non-copper foil region 16b on the inner peripheral side and the outer peripheral side, and these Is arranged so as to overlap the copper foil region between the inner peripheral side and the non-copper foil region 16b on the outer peripheral side (that is, the signal wiring 8e is covered by the copper foil region).
  • the signal wiring 8f has an inner peripheral side and an outer peripheral non-copper foil region 16b arranged along the X-axis direction below the through-hole 6b in the figure, and an outer peripheral side arranged below them. It is arranged to overlap the copper foil region between the non-copper foil region 16b.
  • the signal wirings 8g and 8h are formed in parallel to each other on the same plane along the y-axis direction with a predetermined separation.
  • the signal wiring 8g has a non-copper foil region 15b disposed along the y-axis direction on the left side of the through-hole 6b in the figure, and non-copper foil regions 16b on the inner and outer peripheral sides. Are arranged so as to overlap the copper foil region between the inner and outer non-copper foil regions 16b arranged on the left side (that is, the signal wiring 8g is covered by the copper foil region). ing.
  • the center line of the signal wiring 8h is arranged on the left side of the inner and outer non-copper foil regions 16b arranged along the y-axis direction to the left of the through hole 6b in the figure.
  • the outer peripheral side non-copper foil region 16b is disposed so as to overlap the copper foil region.
  • the thermal land 13a formed in the power supply layer 9 has square non-copper foil regions 15a, 15a, ... around the circular through-hole 6a in the x-axis direction. And along the y-axis direction, they are arranged so as to surround the mesh-like (lattice-like) through-holes 6a at predetermined intervals.
  • square non-copper foil regions 16a, 16a,... are roughly configured by being arranged in a mesh (lattice) at predetermined intervals along the x-axis direction and the y-axis direction.
  • the non-copper foil region groups 17a, 18a, and 19a formed by arranging the non-copper foil regions 15a (16a) in a square ring shape have the through holes 6a tripled. It is arranged so as to surround it.
  • non-copper foil regions having a relatively large area for example, the length of one side is approximately half the diameter of the through hole 6a
  • 15a is arranged in four directions along the x-axis direction and the y-axis direction. Then, four non-copper foil regions 15a are arranged along the diagonal direction with a predetermined distance from the through-horn 6a to form a non-copper foil region group 17a. That is, eight non-copper foil regions 15a are arranged in an annular shape around the through hole 6a.
  • non-copper foil region group 17a composed of eight non-copper foil regions 15a arranged in a square ring shape
  • a relatively small area for example, one side length is equal to the diameter of the through hole 6a.
  • 16 non-copper foil regions 16a are arranged in an annular shape to form a non-copper foil region group 18a.
  • non-copper foil region group 18a composed of 16 non-copper foil regions 16a arranged in an annular shape
  • 24 non-copper foil regions 16a are arranged in an annular shape. 19a is formed.
  • Each non-copper foil region 15a, 16a is formed by etching a copper foil, and is a non-conductive region for heat and electricity. Also, between the through hole 6a and the non-copper foil region 15a arranged diagonally, between the non-copper foil regions 15a and 15a, between the non-copper foil regions 15a and 16a, and the regions of the non-copper foil regions 16a and 16a Consists of a copper foil area where copper foil conducting heat and electricity is left
  • each non-copper foil region 15a, 16a shape and size of each non-copper foil region 15a, 16a, the arrangement pattern of the non-copper foil regions 15a, 16a, and the region for forming the non-copper foil regions 15a, 16a around the through-hole 6a ( Range), the distance between non-copper foil regions 15a and 15a, between non-copper foil regions 16a and 16a and between non-copper foil regions 15a and 16a (ie, the width of the current path), etc. It is set according to the heat capacity around and the allowable range of current capacity.
  • the signal layer 8 formed immediately above and below the power supply layer 9 with the insulating layer 3 interposed therebetween.
  • signal wirings 8a and 8b and signal wirings 8c and 8d having predetermined widths are linearly formed along the X-axis direction and the y-axis direction. Yes.
  • the pair of signal wirings 8a and 8b are formed in parallel to each other on the same plane along the x-axis direction at a predetermined interval, and are used as differential lines.
  • the signal wiring 8a is arranged such that its center line passes through the centers of the inner and outer non-copper foil regions 16a arranged along the X-axis direction below the through-hole 6a in the figure.
  • the center line of the signal wiring 8b is a non-copper foil region 16a arranged along the X-axis direction below the through hole 6a in the figure, out of the non-copper foil region 16a on the outer peripheral side arranged in a square ring shape. It is arranged to pass through the center of!
  • the pair of signal wirings 8c and 8d are formed in parallel with each other on the same plane along the y-axis direction while maintaining a predetermined separation, and are used as differential lines.
  • the signal wiring 8c has its center line passing through the centers of the inner and outer non-copper foil regions 16a arranged along the y-axis direction to the left of the through hole 6a in the figure. Has been placed.
  • the signal wiring 8d has a center line whose non-copper foil region 16a is arranged along the y-axis direction to the left of the through-hole 6a in the figure, out of the non-copper foil region 16a on the outer peripheral side arranged in a square ring shape. It is arranged to pass through the center of 16a!
  • the heat applied to the solder from the solder iron is, as shown in FIG. 6, through holes 6 a, 6 b, It is transmitted to each conductive layer 2 through.
  • the power supply layer 9 ground layer 11
  • the heat is diffused toward the peripheral edge as seen from the through holes 6a (6b).
  • the heat transmitted through the through hole 6a (6b) filled with solder is Non-copper foil region 15a arranged in an annular shape from any position on the inner edge of the copper foil region 15a, 15a (15b, 15b) between the non-copper foil regions 15a, 15a (15b, 15b) in contact with the edge of through-hole 6a (6b) , 15a (15b, 15b) Copper foil region, non-copper foil region 15a, 16a (15b, 16b) copper foil region, non-copper foil region Conducted through the copper foil region between 16a and 16a (16b and 16b), delayed and conducted while bypassing the mesh path, and transmitted to the solid pattern region around the thermal land 13a (13b).
  • the copper foil region on the inner peripheral side is narrower than the copper foil region on the outer peripheral side, heat dissipation in the vicinity of the through hole 6a (6b
  • a mesh-shaped copper foil region is formed around the through hole 6a (6b). That is, when the through-hole mounting component 4 is attached to the multilayer printed wiring board 1 and then used as an electronic device on which the multilayer printed wiring board 1 is mounted, the present invention has a complicated current path. Therefore, it is possible to avoid a narrow width of a specific width and a local current concentration to the part.
  • the signal wirings 8e, 8f and the signal wirings 8g, 8h are straight lines along the arrangement direction (X-axis direction or y-axis direction) of the non-copper foil regions 15b, 16b, respectively, with a predetermined interval. It is formed in a shape.
  • the signal wirings 8e and 8f and the signal wirings 8g and 8h are overlapped with the copper foil region between the non-copper foil regions 15b and 15b (15b and 16b) (that is, the signal wirings 8e and 8f and the signal wiring 8g , 8h is covered by the copper foil area).
  • the signal wirings 8e and 8f and the signal wirings 8g and 8h have a current return path secured by the opposing ground layer 11.
  • the signal wirings 8a and 8b and the signal wirings 8c and 8d forming the differential signal transmission path are respectively arranged in a predetermined direction with the arrangement direction of the non-copper foil region 15a (X-axis direction or y-axis). It is formed in a straight line so as to pass through the non-copper foil region 15a along the axial direction.
  • the signal wiring 8a, 8b and the signal wiring 8c, 8d have the same pattern configuration of the non-copper foil region / copper foil region of the opposing power supply layer 9, and thus the electrical characteristics between the pair of signal wirings. There is no difference between the two.
  • the heat transmitted from the through-hole 6a (6b) force is As it is, without conducting along the radiation direction, between the non-copper foil regions 15a, 15a (15b, 15b), between the non-copper foil regions 16a, 16a (16b, 16b), and the non-copper foil regions 15a, 16a ( 15b and 16b) are conducted while bypassing the mesh-like copper foil region, and are transmitted to the solid pattern region around the thermal land 13a (13b). This reduces the heat capacity of the through-hole 6a (6b) Therefore, it is possible to suppress the diffusion of heat through the through-hole 6a (6b) force.
  • the heat capacity around the through-hole 6a (6b) during soldering is sufficiently low due to the thermal land 13a (13b) formed in the solid pattern of the power supply layer 9 (ground layer 11). Reduced.
  • heat is easily transferred to the snorkel 6a (6b), the snorkel 6a (6b) is sufficiently heated, and the temperature inside the through hole 6a (6b) is increased to a temperature sufficient for soldering. It is possible to increase the power S. As a result, the melted solder can be well washed up in the through-hole 6a (6b).
  • the present invention corresponds to the increase in the number of printed circuit boards and the use of lead-free solder, suppresses heat diffusion, maintains a good soldering finish, and ensures high connection reliability.
  • the power S to do corresponds to the increase in the number of printed circuit boards and the use of lead-free solder, suppresses heat diffusion, maintains a good soldering finish, and ensures high connection reliability.
  • the power S to do corresponds to the increase in the number of printed circuit boards and the use of lead-free solder, suppresses heat diffusion, maintains a good soldering finish, and ensures high connection reliability.
  • a mesh-like copper foil region is formed around the through hole 6a (6b).
  • the current path is complicatedly branched, and the current path is secured so as to avoid local concentration of the current in a specific narrow part, so that a sufficient current capacity is obtained as a whole. And a relatively low resistance. Therefore, the present invention can prevent problems such as abnormal temperature rise and voltage drop.
  • the signal wirings 8e and 8f and the signal wirings 8g and 8h are linearly formed along the arrangement direction (X-axis direction or y-axis direction) of the non-copper foil regions 15b and 16b, respectively, with a predetermined interval therebetween. Is formed. Further, the signal wiring 8e, 8f and the signal wiring 8g, 8h are overlapped with the copper foil region between the non-copper foil regions 15b, 15b (15b, 16b) (that is, the signal wiring 8e, 8f and the signal wiring 8g, 8h). Arranged so as to be covered by the copper foil region).
  • the signal wirings 8e and 8f and the signal wirings 8g and 8h have a current return path secured by the opposing ground layer 11, and can maintain good signal transmission characteristics.
  • the signal wirings 8a and 8b and the signal wirings 8c and 8d forming the differential signal transmission line are respectively arranged in a predetermined direction with the arrangement direction of the non-copper foil regions 15a (X-axis direction or y-axis). It is formed in a straight line so as to pass through the non-copper foil region 15a along the axial direction. Further, the signal wirings 8a and 8b and the signal wirings 8c and 8d are connected to the non-copper foil region / copper foil region of the power supply layer 9 facing each other.
  • the turn structure is the same. Therefore, the present invention can obtain good signal transmission characteristics without causing a difference in electrical characteristics between the pair of signal wirings.
  • the non-copper foil regions 15a and 15a through which the signal wirings 8a and 8b pass and the non-copper foil regions 15a and 15a through which the signal wirings 8c and 8d pass are respectively the same array pattern (the same array pattern). Direction and the same separation), and the same shape and size. This means that the signal wiring 8a and the signal wiring 8b have the same wiring conditions, and the signal wiring 8c and the signal wiring 8d have the same wiring conditions.
  • the present invention does not require the formation of a detour path for avoiding the non-copper foil region, so that noise that does not cause a difference in wiring length between signal wirings is not generated. Thereby, signal wiring can be formed with high density even in the vicinity of the through hole.
  • the present invention provides a non-copper foil region for signal wiring formed in the vicinity of a through hole in a signal layer opposed to a power supply layer and a ground layer on which a solid pattern is formed via an insulating layer.
  • a signal wiring pattern is formed so as to match the mesh arrangement pattern. For this reason, this invention can maintain the signal transmission characteristic of a signal wiring favorable, and can improve a signal wiring density.
  • the non-copper foil regions 15a, 16a (15b, 16b) having a smaller area compared to the related technology are meshed at predetermined intervals along the x-axis direction and the y-axis direction. They are arranged (in a grid pattern). That is, the non-copper foil regions 15a and 16a (15b and 16b) are regularly arranged. For this reason, the signal layer, the power supply layer, and the ground layer as a conductive layer (metal layer) immediately below and directly above the insulating layer at the locations where the non-copper foil regions 15a and 16a (15b and 16b) are formed. (Depression in the non-copper foil region) is prevented, and the flatness of the conductive layer in the vicinity of the through hole can be maintained. As a result, the present invention uses the force S to suppress the variation in electrical characteristics.
  • the configuration of the present invention can contribute to improving the reliability of electronic devices such as computers and communication devices on which the multilayer printed wiring board 1 is mounted.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the multilayer printed wiring board according to the second embodiment of the present invention.
  • the present embodiment differs greatly from the first embodiment described above in that it is applied to mounting of a surface mount component (SMD) instead of a through-hole mount component.
  • SMD surface mount component
  • the multilayer printed wiring board 1A of the present embodiment is mounted on an electronic device such as a computer or a communication device, and as shown in FIG. 7, a multilayer structure in which a plurality of conductive layers 21 and insulating layers 22 are laminated.
  • the multilayer printed wiring board 1A has a plurality of through holes 25a, 25b,.
  • the plurality of through holes 25a, 25b,... Penetrate through the plurality of conductive layers 21 and insulating layers 22 from the front surface to the back surface of the multilayer printed wiring board 1A, and are surface mount components 23 as electronic components or electrical components 23.
  • the connection terminal 24 is used to connect the inner conductive layer 21.
  • the surface mount component 23 is attached to the multilayer printed wiring board 1A with the connection terminals 24 connected to the corresponding conductive layers 21 through through holes 25a, 25b,.
  • solder pads 26 are formed on the surface of the multilayer printed wiring board 1A.
  • connection terminals 24 corresponding to the solder pads 26 are formed. Connection of the surface mounting component 23 The surface mounting component 23 is attached to the multilayer printed wiring board 1A by physically and electrically connecting the terminal 24 to the solder pad 26 via the solder 7.
  • the through hole 25a is connected to the power supply layer 28 and to the corresponding solder pad 26.
  • the through hole 25b is connected to the ground layer 29 and to the corresponding solder pad 26.
  • Each conductive layer 21 includes a signal layer 27, a power supply layer 28, a ground layer 29, or a surface layer 31 including a solder pad 26.
  • a multilayer printed wiring board having a 10-layer structure including four signal layers 27, one power supply layer 28, three ground layers 29, and two surface layers 31 is shown.
  • the power supply layer 28 and the ground layer 29 are electrically conductive regions on the entire surface except for the snorley wheels 25a, 25b, ... and the mesh-like non-copper foil regions around the through holes 25a, 25b, ... This is a solid pattern formed with Further, in the power supply layer 28 and the ground layer 29, thermal landings 32a, 32b,... For suppressing thermal diffusion during soldering are formed on the edges of the through-holes 25a, 25b,.
  • the thermal lands 32a, 32b, ... of the present embodiment have substantially the same configuration as the thermal lands 13a, 13b, ... of the first embodiment described above.
  • Thermal lands 32a, 32b,... For suppressing thermal diffusion are formed around the snorley wheels 25a, 25b, ... of the power supply layer 28 and the ground layer 29. For this reason, when soldering to mount the surface mount component 23 on the multilayer printed wiring board 1A, heat conduction via the solder pad 26, through hole 25a (25b), power supply layer 28 (ground layer 29) The heat capacity around the solder pad 26 as the surface layer 31 is controlled to be sufficiently small. As a result, since the solder 7 is sufficiently heated and melted, good soldering can be performed.
  • a mesh-like copper foil region is formed around the through hole 32a (32b).
  • the present invention when the surface mount component 23 is attached to the multilayer printed wiring board 1A and then an electronic device on which the multilayer printed wiring board 1A is mounted is used, the present invention has a complicated current path. Therefore, it is possible to avoid the concentration of local current in a specific narrow part. As described above, the present invention can obtain a sufficient current capacity as a whole and has a relatively low resistance, thereby preventing problems such as abnormal temperature rise and voltage drop.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the multilayer printed wiring board according to the third embodiment of the present invention.
  • This embodiment differs greatly from the second embodiment described above in that a multilayer printed wiring board is used as a build-up board. [0123] Since the other configuration is substantially the same as the configuration of the second embodiment described above, the same components as those of the second embodiment are denoted by the reference numerals used in Fig. 7 in Fig. 8. The same symbols are used to simplify the description.
  • the multilayer printed wiring board 1B of the present embodiment is mounted on an electronic device such as a computer or a communication device.
  • the multilayer printed wiring board 1B includes a core layer 43 and a build-up board.
  • the core layer 43 has a multilayer structure in which a plurality of conductive layers 41 and insulating layers 42 are laminated.
  • the buildup board has buildup layers 44 and 45.
  • the multilayer printed wiring board 1B has a through hole 48a and a through hole 48b.
  • the through hole 48 a passes through the plurality of conductive layers 41 and the insulating layer 42 from the front surface to the back surface of the core layer 43.
  • the snorley wheel 48b passes through the core layer 43 and the build-up layers 44, 45 from the front surface of the build-up layer 44 to the back surface of the build-up layer 45. Both the through hole 48a and the through hole 48b connect the connection terminal 47 of the surface mount component 46 to the inner conductive layer 41.
  • the inner wall surfaces of the snorley wheels 48a and 48b are provided with metal plating.
  • Solder pads 49 are formed on the surface of the multilayer printed wiring board 1B.
  • a connection terminal 47 corresponding to the solder pad 49 is formed on the surface mount component 46.
  • the predetermined connection terminal 47 is connected to the predetermined conductive layer 41 through the via hole 51 and the through hole 48a formed in the build-up layer 44.
  • the through hole 48 a is connected to the power supply layer 53 and is connected to the corresponding solder pad 49 via the via hole 51.
  • the through hole 48b is connected to the ground layer 54 and to the corresponding solder pad 49.
  • Each conductive layer 41 includes a signal layer 52, a power supply layer 53, a ground layer 54, or a surface layer 55 including a solder pad 49.
  • the power generation layer 53 and the ground layer 54 are solid surfaces in which conductive regions are formed on the entire surface except for the snowflake holes 48a and 48b and the mesh-like non-copper foil regions around the snowflake holes 48a and 48b. It is a pattern.
  • the thermal lands 56a, 56b of this embodiment have substantially the same configuration as the thermal lands 32a, 32b, ... of the second embodiment described above.
  • Thermal lands 56a (56b) for suppressing thermal diffusion are formed around the through holes 48a (48b) of the power supply layer 53 (ground layer 54). For this reason, when soldering to mount the surface mount component 46 on the multilayer printed wiring board 1B, the solder node 49, the via hole 51, the snorley wheel 48a, the electrical layer 53 (solder node) The heat conduction through the via 49, the snorley wheel 48b, and the ground layer 54) is suppressed, and the heat capacity around the solder pad 49 as the surface layer 55 is controlled to be sufficiently small. As a result, since the solder 7 is sufficiently heated and melted, good soldering can be performed.
  • a mesh-like copper foil region is formed around the through hole 48a (48b).
  • the present invention after the surface mount component 46 is attached to the multilayer printed wiring board 1B, when the electronic device on which the multilayer printed wiring board 1B is mounted is used, the present invention has a complicated current path. Therefore, it is possible to avoid the local concentration of current in a specific narrow part. As described above, the present invention can obtain a sufficient current capacity as a whole and has a relatively low resistance, thereby preventing problems such as abnormal temperature rise and voltage drop.
  • the shape of the non-copper foil region is a square shape.
  • the shape is not limited to a square shape, and may be a circle, an ellipse, a polygon, or an irregular shape. It may be fixed. Further, the shape may be asymmetric depending on the wiring pattern of the formed layer, the placement pattern of other through holes, and the like.
  • the case where the annular non-copper foil region groups are arranged in triplicate has been described, but it may be four or more, or may be only one or two. Also mentioned above, the force described in the case where the size of the non-copper foil region constituting the non-copper foil region group is changed to two steps may be three or more, and the size may be uniform.
  • the arrangement direction of the non-copper foil regions may be oblique rather than orthogonal.
  • the mesh structure is not limited to a lattice shape, and may be a triangular mesh shape.
  • the thermal land arranged in a non-copper foil region force S mesh shape of the present invention may not be formed around all the through holes in the power supply layer and the ground layer.
  • a thermal land having a related configuration may be formed at a place where the signal wiring is formed in the vicinity of! / ,!
  • silver foil or aluminum foil can be used as the metal foil.
  • a method for forming the conductor layer in addition to a method for forming a metal foil adhered to an insulating layer by etching, a method for forming by plating can be used.
  • an insulating layer between layers for example, it can be applied when using a method of forming a plate-like, film-like, or film-like insulating layer made of epoxy resin, polyimide resin or the like. .
  • the present invention can also be applied to a case where a conductive layer in which power supply wiring, ground wiring, and signal wiring are mixed is formed on the same surface as the conductive layer.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

明 細 書
プリント配線基板
技術分野
[0001] 本発明は、プリント配線基板及び該プリント配線基板を備えた電子機器に関し、例 えば、ベタパターンのスルーホールの周りに、熱放散を抑制するためのサーマルラン ドが形成されたプリント配線基板及び該プリント配線基板を備えた電子機器に関する
〇
背景技術
[0002] コンピュータ装置や通信装置等の電子機器は、一般にプリント配線基板が実装さ れて構成され、このプリント配線基板には、スルーホール実装部品等の部品が搭載さ れる。スルーホール実装部品は、プリント配線基板に設けられたスルーホールに、半 田付け用のリードが揷入され、この状態で半田付けすることで、プリント配線板内部の 所定の導電層に接続される。
[0003] ところで、近年の電子機器の高機能化に伴って、電子機器に実装されて使用され るプリント配線基板の多層化が進んでいる。
[0004] 一般に、多層プリント配線板 101は、図 1に示すように、内層としての信号層 102、 電源層 103、及びグランド層 104と、表面層 105とを含む複数層からなる多層構造で ある。ここでは、一例として、 4層の信号層 102、 1層の電源層 103、 3層のグランド層 104、 2層の表面層 105からなる 10層構造の多層プリント配線板が示されている。
[0005] 例えば、スノレーホ一ノレ 106a, 106bは、複数層を貫通すると共に、それぞれ、電源 層 103、グランド層 104に接続するように形成されている。スノレーホ一ノレ 106a, 106b には、スルーホール実装部品 107のリード 108a, 108bが揷入されている。スルーホ 一ノレ 106a, 106bは、スルーホール実装部品 107の端子を対応する導電層としての 電源層 103、グランド層 104に接続し、スルーホール実装部品 107を半田付けにより 取り付けるために用いられる。
[0006] すなわち、リード 108aは電源接続用のコンタクトとして用いられ、リード 108bはダラ ンド接続用のコンタクトとして用いられる。なお、図 1中の符号 109は、半田を示す。 [0007] 半田付けの際には、スルーホール実装部品 107のリード 108a, 108bをスルーホー ル 106a, 106bに揷入した後、フロー装置を用いた一括半田付け（ディップソルダリ ング)や、半田鏝を用いた半田付けが行われる。
[0008] 半田付けの仕上り状態は、スルーホール実装部品 107の接続箇所の接続信頼性 に影響を与え、このスルーホール実装部品 107を含む多層プリント配線板 101が実 装された電子機器全体の信頼性に影響を及ぼす。
[0009] 半田付けの仕上がりを悪化させる原因の 1つに、半田付け時の温度上昇が不十分 であることによって、スルーホール 106a, 106bの端部まで半田が十分に上がらない 半田上がり性の悪化がある。これによつて、スルーホール 106a, 106b内部全体に亘 つて、高品質の半田付けができないと、接続強度不足となり、接続信頼性に悪影響を 及ぼす。
[0010] このため、スノレーホ一ノレ 106a, 106b内部において良好な半田付けを行うためには 、半田の溶融温度に対して半田付けによる接続部位の温度を十分に上昇させる必 要がある。
[0011] 例えば、スノレーホ一ノレ 106a, 106bの下端部で加熱されると、熱は、スルーホール 106a, 106b内部を経由して、各導電層（信号層 102、電源層 103、グランド層 104) へ伝達される。
[0012] 特に、電源層 103、グランド層 104には、基本的にこの層全面に亘つて銅箔からな るべタパターンが形成され、電源層； L03、グランド層 104に接続されるスルーホール 1
06a, 106bからは熱が拡散してしまう。そして電源層 103、グランド層 104は熱容量 が大きいため、半田付けの際に、スルーホール 106a, 106bの温度が上昇し難くなる 。このため、溶融した半田力 スルーホール 106a, 106bの端部まで十分に上がらず 、接続不良を生じる。
[0013] さらに、上述したように、近年、多層プリント配線板 101に実装される部品数が増加 し、部品を接続する配線数も増加してきている。これに伴って、多層プリント配線板 1 01の層数及び厚さも増してきており、多層化が多層プリント配線板 101の熱容量の 増加をもたらしている。
[0014] 特に、大型コンピュータ装置等における多層プリント配線板の層数は数十層となる 。層数の増加に伴って、熱の伝導経路が増加し、スルーホール 106a, 106b近傍の 温度を上昇させることが困難となってきている。
[0015] このため、図 2及び図 3に示すように、電源層 103、グランド層 104の複数の内層の ベタパターンのスルーホール 106a, 106bの周りに、熱放散を抑制するためのサー マルランド l l la、 11 lbが形成されている（例えば、特開平 09— 008443号公報、特 開 2005— 012088号公報等参照）。
[0016] グランド層 104に形成されたサーマルランド 111bは、図 2に示すように、最内周領 域 112bと、周縁部領域 114bとを有している。最内周領域 112bは、スルーホール 10 6bの周りの略円環状に形成されている。周縁部領域 114bは、最内周領域 112bの 周縁部に形成されている。周縁部領域 114bは、スルーホール 106b力も遠ざかる向 きに (スルーホール 106bの中心を基準点とした動径方向に沿って）、熱伝導経路を 限定するためのスポーク 113bを有する。
[0017] 周縁部領域 114bには、最内周領域 112bから 4方向に放射状に等角度間隔で（9 0° 間隔で）熱伝導経路としてのスポーク 113bが形成され、スポーク 113bを残して 円弧上に銅箔がエッチングされた非銅箔領域 115bが形成されている。
[0018] これによつて、最内周領域 112bからは、スポーク 1 13bを経由することによって、同 図中矢印で示すように、熱伝導経路が 4方向に限定されてサーマルランド 11 lbの周 囲のベタパターン領域へ向けて熱が伝導することとなる。この構成は、スルーホール 106bの熱容量を低減させ、スルーホール 106b内部の温度を半田付けのために十 分な温度まで上昇させることができる。
[0019] また、グランド層 104の直上及び直下に形成された信号層 102には、所定の幅の 信号配線 102e, 102f、信号配線 102g, 102h, 102i (図 2中、その経路を破線によ つて示す。）が形成されている。
[0020] ここで、信号配線 102e, 102f、信号配線 102g, 102h, 102iは、それぞれ、信号 層 102に形成されている。また、信号配線 102e, 102hは、非銅箔領域 115bを迂回 して配線されている。信号配線 102f, 102gは、非銅箔領域 115bを通過して配線さ れている。
[0021] 電源層 103に形成されたサーマルランド 111aは、図 3に示すように、スルーホール 106aの周りの略円環状の最内周領域 1 12aと、周縁部領域 114aとを有している。周 縁部領域 114aは、最内周領域 112aの周縁部に、スルーホール 106aから遠ざかる 向きに (スルーホール 106aの中心を基準点とした動径方向に沿って）、熱伝導経路 を限定するためのスポーク 113aを有する。
[0022] 周縁部領域 114aには、最内周領域 112aから 4方向に放射状に等角度間隔で（90 。 間隔で）熱伝導経路としてのスポーク 113aが形成され、スポーク 113aを残して円 弧上に銅箔がエッチングされた非銅箔領域 115aが形成されている。
[0023] これによつて、最内周領域 112aからは、スポーク 113aを経由することによって、同 図中矢印で示すように、熱伝導経路が 4方向に限定され、サーマルランド 11 laの周 囲のベタパターン領域へ向けて熱が伝導することとなる。この構成は、スルーホール 106aの熱容量を低減させ、スルーホール 106a内部の温度を半田付けのために十 分な温度まで上昇させることができる。すなわち、スルーホール 106aが温まり易くな
[0024] また、電源層 103の直上及び直下に形成された信号層 102には、所定の幅の信号 配線 102a, 102b、信号配線 102c, 102d (図 3中、その経路を破線によって示す。） が形成されている。
[0025] ここで、一対の信号配泉 102a、 102b,一対の信号配泉 102c、 102dは、それぞれ 、信号層 102に形成されている。また、信号配線 102bは、非熱伝導領域 115aを迂 回して配線されている。信号配線 102cは、非銅箔領域 115aを通過して配線されて いる。なお、一対の信号配線 102a, 102bと、一対の信号配線 102c, 102dとは、差 動信号伝送路を形成してレ、る。
発明の開示
[0026] 解決しょうとする第 1の問題点は、上記関連する技術では、半田付け時の温度上昇 が依然として不十分であり、半田付けの仕上がり状態が悪化し、接続信頼性が低下 するという点である。
[0027] すなわち、電子機器の益々の高機能化に伴い、関連するサーマルランドの技術で は多層プリント配線板のさらなる高多層化に対応できず、熱の伝導経路が増加するこ ととなり、スルーホール近傍の温度を上昇させることが困難である。 [0028] また、多層プリント配線板の厚さが厚くなることによって、スルーホールの長さが長く なり、スルーホール内部への半田付けがさらに困難になってきている。
[0029] また、鉛フリー半田の使用義務化によって、鉛フリー半田（例えば、すず 銀—銅 系無鉛半田）を用いた場合には、溶融温度が数十度高くなるという問題がある。すな わち、関連する共晶半田の融点は 183°Cである力 鉛フリー半田の融点は、その組 成による力 一般に 210〜220°C近傍となる。
[0030] したがって、鉛フリー半田を用いて半田付けを行う場合には、半田付け箇所の温度 を 240〜260°C程度まで加熱する必要があり、さらに半田上がり性が悪化し、良好な 半田付けを行うことが難しくなつてきている。
[0031] また、第 2の問題点は、上記関連する技術では、サーマルランドのスポークを電流 力 S流れることとなるので、この幅の狭い箇所が高抵抗となり、電流容量の低下を招くと いう点である。
[0032] すなわち、関連するサーマルランドでは、スルーホールの熱容量を減少させるため に、非銅箔領域 (ベタ領域でない領域)をある程度大きく形成する必要があった。しか しながら、実装部品をリードを介してプリント基板に取り付けた後、使用した際に、局 部的に幅が狭く高抵抗なスポークを電流が流れて発熱してしまう。このことが電流容 量を減少させてしまうこととなり、また、プリント基板を焼損する場合もある。
[0033] また、第 3の問題点は、上記関連する技術では、ベタパターンが形成された電源層 やグランド層に、絶縁層を介して対向する信号層のうち、スルーホール近傍に形成さ れた信号配線において、信号伝送特性が悪化すると共に、信号配線密度が低下す るという点である。
[0034] 例えば、図 2に示すように、関連するサーマルランド 11 lbでは、スルーホール 106b の周りに環状に非銅箔領域 115bが形成されている。直線状に形成された信号配線 102f, 102gは、例えば、対向するベタ層としてのグランド層 104のうち、非銅箔領域 115bを通過する箇所がある。この箇所では、信号配線 102f, 102gは、対向するグ ランド層 104を失ってしまうため、信号伝送を乱す原因となってしまっていた。
[0035] 特に、例えば、図 3に示すように、一対の信号配線 102c、 102dによって差動信号 伝送路を形成する場合に、例えば、一方の信号配線 102cのみが非銅箔領域 115a を通過することとなる。これにより、ペア配線間の電気的特性に差を生じ、信号伝送 特性が悪化する原因となっていた。
[0036] また、例えば、図 2に示すように、非銅箔領域 115bを避けて、信号配線 102hを、 銅箔領域 (ベタ領域）に対向するように配置させると、隣接する信号配線 102iとの間 のクリアランスが小さくなり、クロストークノイズ発生の原因となってしまっていた。また、 十分なクリアランスを確保しょうとすると、信号配線の配線密度が小さくなつてしまって いた。
[0037] また、例えば、図 3に示すように、差動信号伝送路を形成する一対の信号配線 102 a, 102bの場合、非銅箔領域 115aを避けて銅箔領域 (ベタ領域）に対向するように して信号配線 102bを配置させると、信号配線 102a, 102bで、配線長に差が生じて しまい、ノイズ発生の原因となってしまっていた。
[0038] また、第 4の問題点は、上記関連する技術では、スルーホール近傍の導電層の平 坦性が悪化するという点である。
[0039] すなわち、関連するサーマルランドでは、スルーホールの周りに環状に比較的大面 積の非銅箔領域が配置されている。この非銅箔領域においては、絶縁層を介した直 下及び直上の導電層（メタル層）としての信号層や電源層、あるいはグランド層が橈 んでしまう。このため、プリント基板の導電層の平坦性が悪化し、プリント基板の特性 にばらつきが発生していた。
[0040] 本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、プリント基板の高多層化及び半田 の鉛フリー化に対応し、熱の拡散を抑制して良好な半田付けの仕上がり状態を維持 し、高レヽ接続信頼性を確保することができるプリント配線基板及び該プリント配線基 板を備えた電子機器を提供することを第 1の目的としている。
[0041] また、本発明は、ベタパターンにおいて電流経路を確保し、十分な電流容量を得る ことができるプリント配線基板及び該プリント配線基板を備えた電子機器を提供する ことを第 2の目的としている。
[0042] また、本発明は、信号配線の信号伝送特性を良好に保ち、かつ、信号配線密度を 向上させることができるプリント配線基板及び該プリント配線基板を備えた電子機器 を提供することを第 3の目的としている。 [0043] また、本発明は、スルーホール近傍の導電層の平坦性を維持することができるプリ ント配線基板及び該プリント配線基板を備えた電子機器を提供することを第 4の目的 としている。
[0044] 課題を解決するために、本発明のプリント配線基板は、電気部品を搭載し、絶縁層 と導電層とが交互に積層され、かつ、導電層の所定の部位に形成された熱容量が大 きいべた領域を備え、スルーホールによって貫通されるべた領域の当該スルーホー ルの周辺に、メッシュ状又はマトリックス状の分散模様に非導体部分が配置されて形 成されたサーマルランドを備えて!/、る。
[0045] また、本発明のプリント配線基板は、非導体部分の配列方向に沿って絶縁層を介し て隣接する信号配線力、非導体部分に重ならないように形成されているものであって あよい。
[0046] また、本発明のプリント配線基板のベた領域は、電源線又はグランド線であってもよ い。
[0047] また、本発明のプリント配線基板のサーマルランドは、絶縁層を介して少なくとも一 方の側に信号配線が形成されているベた領域のスルーホールの周りに設けられ、信 号配線は、同一平面上の互いに交差する第 1の方向又は/及び第 2の方向に沿つ て形成されていると共に、少なくとも一部の非導体部分は、第 1の方向又は/及び第 2の方向に沿って配列されて!/、るものであってもよ!/、。
[0048] また、本発明のプリント配線基板は、所定のサイズの非導体部分が略角環状に配 置されてなる非導体領域群が、スルーホールの周りに多重に設けられ、スルーホー ルの中心から離れる方向に沿って、非導体領域群を構成する非導体部分のサイズ が互いに異なるように設定されて!/、ることを特徴として!/、る。
[0049] また、本発明のプリント配線基板は、離れる方向に沿って、非導体領域群を構成す る非導体部分のサイズ力 S、小さくなるように設定されているものであってもよい。
[0050] また、本発明のプリント配線基板は、非導体部分の配列方向に沿って、絶縁層を介 して隣接し、差動信号伝送路を構成し対をなす信号配線が、共に、非導体部分に重 なるように、又は非導体部分の近傍の導体部分に重なるように形成され、かつ、配線 経路に沿って、非導体部分又は導体部分を略同一区間で通過するように形成されて いるものであってもよい。
[0051] また、本発明のプリント配線基板のサーマルランドは、電気部品に設けられたリード 端子と導電層とを、リード端子がスルーホールに揷通された状態で、スルーホールの 部位にて半田付けする際に、熱放散を抑制するために形成されているものであって あよい。
[0052] また、本発明のプリント配線基板は、スルーホールを介して、表面実装部品としての 電気部品に設けられた接続端子と導電層とが接続されるものであってもよい。
[0053] また、本発明の電子機器は、本発明のプリント配線基板を備えている。
[0054] 本発明によれば、サーマルランドは、ベた領域が形成された導電層のスルーホー ルの周辺に、メッシュ状又はマトリックス状の分散模様に非導体部分が配置されて形 成されている。このため、スルーホールの熱容量を低減させ、スルーホールから拡散 する熱を抑制することができる。その結果、本発明によれば、プリント配線基板の高多 層化及び半田の鉛フリー化に対応して良好な半田付けの仕上がり状態を維持し、高 V、接続信頼性を確保することができる。
[0055] また、サーマルランドにぉレ、ては、導体を除去して形成された複数の非導体部分が 配置され、非導体部分間の導体領域が電流経路として機能するので、電流経路を確 保し、十分な電流容量を得ることができる。
[0056] また、信号配線が、非導体部分の配列方向に沿って、非導体部分の近傍の導体部 分に重なるように形成されることによって、例えば、信号配線の信号伝送特性を良好 に保ち、かつ、信号配泉密度を向上させることができる。
[0057] また、複数の非導体部分が、メッシュ状又はマトリックス状に配置されることによって 、スルーホール近傍の導電層の平坦性を維持することができる。
図面の簡単な説明
[0058] [図 1]関連する技術を説明するための説明図であって、関連する多層プリント配線板 の構成を示す断面図である。
[図 2]関連する技術を説明するための説明図であって、関連する多層プリント配線板 のグランド層に形成されたサーマルランドの構成を示す断面図である。
[図 3]関連する技術を説明するための説明図であって、同多層プリント配線板の電源 層に形成されたサーマルランドの構成を示す断面図である。
[図 4]この発明の第 1の実施形態である多層プリント配線板のグランド層に形成された サーマルランドの構成を示す断面図である。
[図 5]同多層プリント配線板の電源層に形成されたサーマルランドの構成を示す断面 図である。
[図 6]同多層プリント配線板の構成を示す断面図である。
[図 7]この発明の第 2の実施形態である多層プリント配線基板の構成を示す断面図で ある。
[図 8]この発明の第 3の実施形態である多層プリント配線基板の構成を示す断面図で ある。
発明を実施するための最良の形態
[0059] サーマルランドは、ベた領域が形成された導電層のスルーホールの周辺に、メッシ ュ状又はマトリックス状の分散模様に非導体部分が配置されて形成されている。この 構成により、スルーホールの熱容量を低減させ、スルーホール力、ら拡散する熱を抑制 し、プリント配線基板の高多層化及び半田の鉛フリー化に対応して良好な半田付け の仕上がり状態を維持し、高い接続信頼性を確保するという第 1の目的を実現した。
[0060] また、サーマルランドにぉレ、ては、導体を除去して形成された複数の非導体部分が 配置され、非導体部分間の導体領域が電流経路として機能することによって、電流 経路を確保し、十分な電流容量を得るという第 2の目的を実現した。
[0061] また、信号配線が、非導体部分の配列方向に沿って、非導体部分の近傍の導体部 分に重なるように形成されることによって、例えば、信号配線の信号伝送特性を良好 に保ち、かつ、信号配線密度を向上させるという第 3の目的を実現した。
[0062] また、複数の非導体部分が、メッシュ状又はマトリックス状に配置されることによって 、スルーホール近傍の導電層の平坦性を維持するという第 4の目的を実現した。 (実施形態 1)
図 4は、この発明の第 1の実施形態である多層プリント配線板のグランド層に形成さ れたサ一マルランドの構成を示す断面図である。図 5は、同多層プリント配線板の電 源層に形成されたサーマルランドの構成を示す断面図である。図 6は、同多層プリン ト配線板の構成を示す断面図である。
[0063] この例の多層プリント配線板 1は、コンピュータや通信装置等の電子機器に実装さ れ、図 6に示すように、複数の導電層 2と絶縁層 3とが交互に積層されてなる多層構 造を有する。また、多層プリント配線板 1は複数のスルーホール 6a, 6b,…を有して いる。複数のスルーホール 6a, 6b,…は、表面から裏面へ至るまで複数の導電層 2 及び絶縁層 3を貫通し、電子部品又は電気部品としてのスルーホール実装部品 (リー ド付き挿入部品） 4の半田付け用のリード 5a, 5b, …が揷入される。
[0064] スルーホール 6a, 6b,…には、スルーホール実装部品 4の半田付け用のリード 5a, 5b,…が揷入される。そして、スルーホール 6a, 6b, …は、リード、 5a, 5b, …が揷入さ れた状態で半田 7が充填される。スルーホール実装部品 4の端子は対応する導電層 2に接続されてスルーホール実装部品 4が取り付けられる。
[0065] 例えば、スルーホール実装部品 4のリード 5a, 5bは、それぞれ、電源接続用のコン タクト、グランド接続用のコンタクトとして用いられ、スルーホール 6a, 6bを介して、電 源層 9、グランド層 11に接続される。なお、スルーホール 6a, 6b, …の内壁面には、 金属めつきが施されている。
[0066] 各導電層 2は、信号層 8、電源層 9、グランド層 11又は表面層 12からなる。ここでは 、 4層の信号層 8、 1層の電源層 9、 3層のグランド層 1 1、 2層の表面層 12からなる 10 層構造の多層プリント配線板の例が示されている。
[0067] 特に、電源層 9、グランド層 11は、スノレーホ一ノレ 6a, 6bと、スノレーホ一ノレ 6a, 6bの 周りの後述する非銅箔領域を除いて全面に導電性領域が形成されたべタパターンと されている。また、図 4及び図 5に示すように、電源層 9、グランド層 11においては、ス ルーホール 6a, 6bの縁部に、半田付けの際の熱拡散を抑制するためのサーマルラ ンド 13a, 13bカ形成されて!/、る。
[0068] また、この例では、各信号層 8においては、 X軸方向又は/及び y軸方向に沿って、 それぞれ所定の幅の信号配線が形成されている。
[0069] グランド層 1 1に形成されたサーマルランド 13bは、図 4に示すように、円形状のスル 一ホール 6bの周りに、正方形状の非銅箔領域 15b, 15b,…が、 x軸方向及び y軸方 向に沿って、所定の間隔でメッシュ状（格子状に)スルーホール 6bを囲むように配置 されている。さらに、サーマルランド 13bには、非銅箔領域 15b, 15b,…を二重に囲 むように、正方形状の非銅箔領域 16b, 16b, …が、 x軸方向及び y軸方向に沿って 、所定の間隔でメッシュ状 (格子状に）配置されて概略構成されて!、る。
[0070] すなわち、サーマルランド 13bには、角環状に各非銅箔領域 15b ( 16b)が配列され ることで形成された非銅箔領域群 17b, 18b, 19b力 スルーホール 6bを 3重に囲む ように配置されている。
[0071] すなわち、サーマルランド 13bは、角環状に各非銅箔領域 15b ( 16b)が配列される ことで形成された非銅箔領域群 17b, 18b, 19bを有する。そして、これら非銅箔領域 群 17b, 18b, 19bは、スノレーホ一ノレ 6bを 3重に囲むように酉己置されている。
[0072] この例では、スルーホール 6bの縁部に接触するように、比較的大面積（例えば、 1 辺の長さがスルーホール 6bの直径の略 1/2)の 4つの非銅箔領域 15b力 x軸方向 及び y軸方向に沿って 4方に配置されている。そして、対角方向に沿ってスルーホー ル 6bと所定の距離だけ離れた位置に 4つの非銅箔領域 15bが配置されて非銅箔領 域群 17bが形成されている。すなわち、 8つの非銅箔領域 15bがスルーホール 6bの 周りに角環状に配置されている。
[0073] また、角環状に配置された 8つの非銅箔領域 15bからなる非銅箔領域群 17bの周り には、比較的小面積（例えば、 1辺の長さがスルーホール 6bの直径の略 1/3)の 16 の非銅箔領域 16bが角環状に配置されて非銅箔領域群 18bが形成されている。さら に、角環状に配置された 16の非銅箔領域 16bからなる非銅箔領域群 18bの周りには 、 24の非銅箔領域 16bが角環状に配置されて非銅箔領域群 19bが形成されている
〇
[0074] 各非銅箔領域 15b, 16bは、銅箔がエッチングされることで形成され、熱及び電気 の非伝導領域となっている。また、スルーホール 6bと対角方向に配置された非銅箔 領域 15bとの間、非銅箔領域 15b, 15b間、非銅箔領域 15b, 16b間、非銅箔領域 1 6b, 16b間の領域は、熱及び電気を伝導する銅箔が残された銅箔領域からなってい
[0075] ここで、各非銅箔領域 15b, 16bの形状及びサイズや、非銅箔領域 15b, 16bの配 置パターン、スルーホール 6bの周りの非銅箔領域 15b, 16bを形成する領域（範囲） 、非銅箔領域 15b, 15b間、非銅箔領域 16b, 16b間及び非銅箔領域 15b, 16b間 の距離 (すなわち、電流経路の幅）等は、例えば、 目標とするスルーホール 6bの周り の熱容量や、電流容量の許容範囲に応じて設定される。
[0076] この例では、絶縁層 3を介してグランド層 11の直上及び直下に形成された信号層 8 においては、所定の幅の信号配線 8e, 8f及び信号配線 8g, 8h (図 4中、その経路を 破線によって示す。）が、 X軸方向及び y軸方向に沿って、直線状に形成されている。
[0077] ここで、信号配線 8e, 8fは、所定の間隔を保って、 x軸方向に沿って同一平面上を 互いに平行に形成されて!/、る。
[0078] 信号配線 8eは、その中心線力 図中スルーホール 6bの下方に X軸方向に沿って 配置された非銅箔領域 15b、内周側及び外周側の非銅箔領域 16bと、これらの下方 に配列された内周側及び外周側の非銅箔領域 16bとの間の銅箔領域に重なるように (すなわち、信号配線 8eが銅箔領域によって覆われるように）配置されている。信号 配線 8fは、その中心線が、図中スルーホール 6bの下方に X軸方向に沿って配置され た内周側及び外周側の非銅箔領域 16bと、これらの下方に配列された外周側の非 銅箔領域 16bとの間の銅箔領域に重なるように配置されている。
[0079] また、信号配線 8g, 8hは、所定の離隔を保って、 y軸方向に沿って同一平面上を 互いに平行に形成されて!/、る。
[0080] 信号配線 8gは、その中心線が、図中スルーホール 6bの左方に y軸方向に沿って 配置された非銅箔領域 15b、内周側及び外周側の非銅箔領域 16bと、これらの左方 に配列された内周側及び外周側の非銅箔領域 16bとの間の銅箔領域に重なるように (すなわち、信号配線 8gが銅箔領域によって覆われるように)配置されている。信号 配線 8hは、その中心線が、図中スルーホール 6bの左方に y軸方向に沿って配置さ れた内周側及び外周側の非銅箔領域 16bと、これらの左方に配列された外周側の 非銅箔領域 16bとの間の銅箔領域に重なるように配置されている。
[0081] 電源層 9に形成されたサーマルランド 13aは、図 5に示すように、円形状のスルーホ ール 6aの周りに、正方形状の非銅箔領域 15a, 15a,…が、 x軸方向及び y軸方向に 沿って、所定の間隔でメッシュ状（格子状に）スルーホール 6aを囲むように配置され ている。さらに、サーマルランド 13aには、非銅箔領域 15a, 15a,…を 2重に囲むよう に、正方形状の非銅箔領域 16a, 16a,…が、 x軸方向及び y軸方向に沿って、所定 の間隔でメッシュ状 (格子状に）配置されて概略構成されて!、る。
[0082] すなわち、サーマルランド 13aは、角環状に各非銅箔領域 15a (16a)が配列される ことで形成された非銅箔領域群 17a, 18a, 19aが、スルーホール 6aを 3重に囲むよう に配置されている。
[0083] この例では、スルーホール 6aの縁部に接触するように、比較的大面積（例えば、 1 辺の長さがスルーホール 6aの直径の略 1/2)の 4つの非銅箔領域 15aが、 x軸方向 及び y軸方向に沿って 4方に配置されている。そして、対角方向に沿ってスルーホー ノレ 6aと所定の離隔を保って 4つの非銅箔領域 15aが配置されて非銅箔領域群 17a が形成されている。すなわち、 8つの非銅箔領域 15aがスルーホール 6aの周りに角 環状に配置されている。
[0084] また、角環状に配置された 8つの非銅箔領域 15aからなる非銅箔領域群 17aの周り には、比較的小面積（例えば、 1辺の長さがスルーホール 6aの直径の略 1/3)の 16 個の非銅箔領域 16aが角環状に配置されて非銅箔領域群 18aが形成されている。さ らに、角環状に配置された 16の非銅箔領域 16aからなる非銅箔領域群 18aの周りに は、 24個の非銅箔領域 16aが角環状に配置されて非銅箔領域群 19aが形成されて いる。
[0085] 各非銅箔領域 15a, 16aは、銅箔がエッチングされることで形成され、熱及び電気 の非伝導領域とされている。また、スルーホール 6aと対角方向に配置された非銅箔 領域 15aとの間、非銅箔領域 15a, 15a間、非銅箔領域 15a, 16a間、非銅箔領域 1 6a, 16aの領域は、熱及び電気を伝導する銅箔が残された銅箔領域からなっている
[0086] ここで、各非銅箔領域 15a, 16aの形状及びサイズや、非銅箔領域 15a, 16aの配 置パターン、スルーホール 6aの周りの非銅箔領域 15a, 16aを形成する領域（範囲） 、非銅箔領域 15a, 15a間、非銅箔領域 16a, 16a間及び非銅箔領域 15a, 16a間の 距離 (すなわち、電流経路の幅）等は、例えば、 目標とするスルーホール 6aの周りの 熱容量や、電流容量の許容範囲に応じて設定される。
[0087] この例では、絶縁層 3を介して電源層 9の直上及び直下に形成された信号層 8にお いては、所定の幅の信号配線 8a, 8b及び信号配線 8c, 8d (図 5中、その経路を破線 によって示す。）が、 X軸方向及び y軸方向に沿って、直線状に形成されている。
[0088] ここで、一対の信号配線 8a, 8bは、所定の間隔を保って、 x軸方向に沿って同一平 面上を互いに平行に形成され、差動線路として用いられる。
[0089] 信号配線 8aは、その中心線が、図中スルーホール 6aの下方に X軸方向に沿って配 置された内周側及び外周側の非銅箔領域 16aの中心を通るように配置されている。 信号配線 8bは、その中心線が、角環状に配置された外周側の非銅箔領域 16aのう ち、図中スルーホール 6aの下方に X軸方向に沿って配置された非銅箔領域 16aの中 心を通るように配置されて!/、る。
[0090] また、一対の信号配線 8c, 8dは、所定の離隔を保って、 y軸方向に沿って同一平 面上を互いに平行に形成され、差動線路として用いられる。
[0091] 信号配線 8cは、その中心線が、図中スルーホール 6aの左方に y軸方向に沿って配 置された内周側及び外周側の非銅箔領域 16aの中心を通るように配置されている。 信号配線 8dは、その中心線が、角環状に配置された外周側の非銅箔領域 16aのう ち、図中スルーホール 6aの左方に y軸方向に沿って配置された非銅箔領域 16aの中 心を通るように配置されて!/、る。
[0092] 次に、図 4乃至図 6を参照して、上記構成のサーマルランドの機能について説明す
[0093] スルーホール実装部品 4を多層プリント配線板 1に搭載するための半田付けの際に 、例えば半田鏝から半田に与えられた熱は、図 6に示すように、スルーホール 6a, 6b , …を介して各導電層 2に伝わる。電源層 9 (グランド層 11)においては、熱は、各ス ノレ一ホーノレ 6a (6b)力もそのスルーホール 6a (6b)から見て周縁部へ向けて拡散す
[0094] スルーホール 6a (6b)に対応するサーマルランド 13a (13b)において、図 4及び図 5 に示すように、半田が充填されたスルーホール 6a (6b)力、ら伝えられた熱は、スルー ホール 6a (6b)の縁部に接触した非銅箔領域 15a, 15a (15b, 15b)間の銅箔領域 の内側端縁の任意の位置から、角環状に配置された非銅箔領域 15a, 15a (15b, 1 5b)間の銅箔領域、非銅箔領域 15a, 16a (15b, 16b)間の銅箔領域、非銅箔領域 16a, 16a (16b, 16b)間の銅箔領域を伝導し、メッシュ状の経路を迂回しながら遅 滞させられて伝導して、サーマルランド 13a (13b)の周囲のベタパターン領域へ伝え られる。本発明は、内周側の銅箔領域が外周側の銅箔領域よりも狭いことにより、半 田付け時に、スルーホール 6a (6b)近傍の熱放散を抑制することができる。
[0095] また、例えば、スルーホール 6a (6b)の周りにはメッシュ状の銅箔領域が形成されて いる。すなわち、スルーホール実装部品 4を多層プリント配線板 1に取り付けた後、多 層プリント配線板 1を実装した電子機器として使用した場合、本発明は、電流経路が 複雑に分岐されてレ、ることとなるので、特定の幅の狭レ、部位への局部的な電流の集 中を回避することができる。
[0096] また、信号配線 8e, 8f及び信号配線 8g, 8hは、それぞれ所定の間隔を保って、非 銅箔領域 15b, 16bの配列方向（X軸方向又は y軸方向）に沿って、直線状に形成さ れている。また、信号配線 8e, 8f及び信号配線 8g, 8hは、非銅箔領域 15b, 15b (1 5b, 16b)間の銅箔領域に重なるように (すなわち、信号配線 8e, 8f及び信号配線 8 g, 8hが銅箔領域によって覆われるように)配置されている。これにより、信号配線 8e , 8f及び信号配線 8g, 8hは、対向するグランド層 11によって、電流のリターン経路が 確保される。
[0097] また、それぞれ、差動信号伝送路を形成する信号配線 8a, 8b及び信号配線 8c, 8 dは、所定の間隔を保って、非銅箔領域 15aの配列方向（X軸方向又は y軸方向）に 沿って、非銅箔領域 15aを通過するように、直線状に形成されている。また、信号配 線 8a, 8b及び信号配線 8c, 8dは、対向する電源層 9の非銅箔領域/銅箔領域のパ ターン構成が同一であることにより、一対の信号配線間の電気的特性に差が生じるこ とがない。
[0098] このように、この例の構成によれば、スルーホール実装部品 4を多層プリント配線板 1に搭載するための半田付けの際に、スルーホール 6a (6b)力、ら伝わった熱は、この まま、放射方向に沿って伝導せずに、非銅箔領域 15a, 15a (15b, 15b)間、非銅箔 領域 16a, 16a (16b, 16b)間、非銅箔領域 15a, 16a (15b, 16b)間のメッシュ状の 銅箔領域を迂回しながら遅滞させられて伝導して、サーマルランド 13a (13b)の周囲 のべタパターン領域へ伝えられる。このため、スルーホール 6a (6b)の熱容量を低減 させ、スルーホール 6a (6b)力、ら熱が拡散するのを抑制することができる。
[0099] このように、半田付けの際のスルーホール 6a (6b)周りの熱容量は、電源層 9 (グラ ンド層 11)のべタパターンに形成されたサーマルランド 13a (13b)によって十分に低 減される。このため、熱がスノレーホ一ノレ 6a (6b)に伝わり易くなり、スノレーホ一ノレ 6a (6 b)は十分に加熱され、スルーホール 6a (6b)内部の温度を半田付けのために十分な 温度まで上昇させること力 Sできることとなる。その結果、溶融した半田は、スルーホー ル 6a (6b)内にて良好にすい上げられる。
[0100] このように本発明は、プリント基板の高多層化及び半田の鉛フリー化に対応し、熱 の拡散を抑制して良好な半田付けの仕上がり状態を維持し、高い接続信頼性を確保 すること力 Sでさる。
[0101] また、スルーホール 6a (6b)の周りにはメッシュ状の銅箔領域が形成されている。つ まり、本発明は、電流経路が複雑に分岐されていることとなり、特定の幅の狭い部位 への局部的な電流の集中を回避させるように電流経路を確保し、全体として十分な 電流容量を得ることができると共に、比較的低抵抗である。したがって、本発明は、異 常な温度上昇や、電圧ドロップ等の不具合を防止することができる。
[0102] また、信号配線 8e, 8f及び信号配線 8g, 8hは、それぞれ所定の間隔を保って非 銅箔領域 15b, 16bの配列方向（X軸方向又は y軸方向）に沿って直線状に形成され ている。また、信号配線 8e, 8f及び信号配線 8g, 8hは、非銅箔領域 15b, 15b (15b , 16b)間の銅箔領域に重なるように（すなわち、信号配線 8e, 8f及び信号配線 8g, 8hが銅箔領域によって覆われるように)配置されている。このため、信号配線 8e, 8f 及び信号配線 8g, 8hは、対向するグランド層 11によって、電流のリターン経路が確 保され、信号伝送特性を良好に保つことができる。本発明は、非銅箔領域を回避す るための迂回経路を形成する必要もなレ、ので、隣接する信号配線との間に十分なク リアランスを確保することができると共に信号配泉密度を向上させることができる。
[0103] また、それぞれ、差動信号伝送路を形成する信号配線 8a, 8b及び信号配線 8c, 8 dは、所定の間隔を保って、非銅箔領域 15aの配列方向（X軸方向又は y軸方向）に 沿って、非銅箔領域 15aを通過するように、直線状に形成されている。また、信号配 線 8a, 8b及び信号配線 8c, 8dは、対向する電源層 9の非銅箔領域/銅箔領域のパ ターン構成が同一である。このため、本発明は、一対の信号配線間の電気的特性に 差が生じることなく、良好な信号伝送特性を得ることができる。
[0104] すなわち、信号配線 8a, 8bが通過する非銅箔領域 15a, 15aと、信号配線 8c, 8d が通過する非銅箔領域 15a, 15aとは、それぞれ、同一の配列パターン（同一の配列 方向及び同一の離隔）であり、かつ、同一の形状及びサイズである。これは、信号配 線 8aと信号配線 8bとは配線条件が同一となり、また、信号配線 8cと信号配線 8dも配 線条件が同一となる、ということである。
[0105] また、本発明は、非銅箔領域を回避するための迂回経路を形成する必要がないの で、信号配線間にて配線長に差が生じることなぐノイズを発生させることもない。これ により、スルーホール近傍であっても高密度に信号配線を形成することができる。
[0106] このように、本発明は、ベタパターンが形成された電源層やグランド層に絶縁層を 介して対向する信号層のうちのスルーホール近傍に形成された信号配線に、非銅箔 領域のメッシュ状の配置パターンに合わせるように信号配線パターンが形成されてい る。このため、本発明は、信号配線の信号伝送特性を良好に保ち、かつ、信号配線 密度を向上させることができる。
[0107] また、本発明は、関連する技術に比較して小面積の非銅箔領域 15a, 16a (15b, 1 6b) 、 x軸方向及び y軸方向に沿って所定の間隔でメッシュ状に (格子状に)配置さ れている。すなわち、非銅箔領域 15a, 16a (15b, 16b)は規則正しく配置されてい る。このため、非銅箔領域 15a, 16a (15b, 16b)が形成された箇所における、絶縁 層を介した直下及び直上の導電層（メタル層）としての信号層や電源層、グランド層 の橈み（非銅箔領域における陥没）が防止され、スルーホール近傍の導電層の平坦 性を維持することができる。この結果、本発明は、電気的特性のばらつきを抑制する こと力 Sでさることとなる。
[0108] また、予め非銅箔領域の配置パターンが設定されている場合、対向する信号層の 配線パターンの設計は容易なものとなる。
[0109] また、本発明の構成は、多層プリント配線板 1が実装されたコンピュータや通信装置 等の電子機器の信頼性を向上に寄与することができる。
(実施形態 2) 図 7は、本発明の第 2の実施形態である多層プリント配線板の構成を示す断面図で ある。
[0110] 本実施形態が上述した第 1の実施形態と大きく異なるところは、スルーホール実装 部品に代えて、表面実装部品（SMD : Surface Mount Device)の実装に適用した点 である。
[0111] これ以外の構成は、上述した第 1の実施形態の構成と略同一であるので、第 1の実 施形態と同一の構成要素については、図 7において、図 6で用いた符号と同一の符 号を用いて、その説明を簡略にする。
[0112] 本実施形態の多層プリント配線板 1Aは、コンピュータや通信装置等の電子機器に 実装され、図 7に示すように、複数の導電層 21と絶縁層 22とが積層されてなる多層 構造を有する。また、多層プリント配線板 1Aは、複数のスルーホール 25a, 25b,… を有している。複数のスルーホール 25a, 25b,…は、多層プリント配線板 1 Aの表面 から裏面へ至るまで複数の導電層 21及び絶縁層 22を貫通しており、電子部品又は 電気部品としての表面実装部品 23の接続端子 24を内層の導電層 21に接続するた めに用いられる。
[0113] 表面実装部品 23は、スルーホール 25a, 25b,…を介して、接続端子 24が対応す る導電層 21に接続されて、多層プリント配線板 1Aに取り付けられている。
[0114] なお、スノレーホ一ノレ 25a, 25b, …の内壁面には、金属めつきが施されている。多層 プリント配線板 1Aの表面には半田パッド 26が形成されている。表面実装部品 23に は半田パッド 26に対応した接続端子 24が形成されている。表面実装部品 23の接続 端子 24が半田 7を介して半田パッド 26に物理的及び電気的に接続されることで表面 実装部品 23は多層プリント配線板 1Aに取り付けられている。
[0115] 例えば、スルーホール 25aは、電源層 28に接続されるとともに対応する半田パッド 2 6に接続されている。また、スルーホール 25bは、グランド層 29に接続されるとともに 対応する半田パッド 26に接続されている。
[0116] 各導電層 21は、信号層 27、電源層 28、グランド層 29、又は半田パッド 26を含む表 面層 31からなる。本実施形態では、 4層の信号層 27、 1層の電源層 28、 3層のグラン ド層 29、 2層の表面層 31からなる 10層構造の多層プリント配線板の例が示されてい [0117] 特に、電源層 28、グランド層 29は、スノレーホ一ノレ 25a, 25b,…と、スルーホール 2 5a, 25b,…の周りのメッシュ状の非銅箔領域を除いて全面に導電性領域が形成さ れたベタパターンとされている。また、電源層 28、グランド層 29においては、スルーホ 一ノレ 25a, 25b,…の縁部に、半田付けの際の熱拡散を抑制するためのサーマルラ ンド 32a, 32b,…カ形成されている。
[0118] 本実施形態のサーマルランド 32a, 32b,…は、上述した第 1の実施形態のサーマ ルランド 13a, 13b,…と略同一の構成とされている。
[0119] 電源層 28、グランド層 29のスノレーホ一ノレ 25a, 25b,…周りには、熱拡散を抑制す るためのサーマルランド 32a, 32b,…が形成されている。このため、表面実装部品 2 3を多層プリント配線板 1Aに搭載するための半田付けの際には、半田パッド 26、ス ルーホール 25a (25b)、電源層 28 (グランド層 29)を経由した熱伝導が抑制され、表 面層 31としての半田パッド 26の周りの熱容量は十分に小さく制御される。その結果、 半田 7は十分に加熱されて溶融するので良好な半田付けを行うことができる。
[0120] また、スルーホール 32a (32b)の周りにはメッシュ状の銅箔領域が形成されている。
すなわち、表面実装部品 23を多層プリント配線板 1Aに取り付けた後、多層プリント 配線板 1 Aを実装した電子機器の使用した場合、本発明は、電流経路が複雑に分岐 されていることになるので、特定の幅の狭い部位への局部的な電流の集中を回避す ること力 Sできる。このように、本発明は、全体として十分な電流容量を得ることができる と共に比較的低抵抗であるので、異常な温度上昇や、電圧ドロップ等の不具合が防 止される。
[0121] 本実施形態の構成によれば、上述した第 1の実施形態と略同様の効果を得ることが できる。
(実施形態 3)
図 8は、この発明の第 3の実施形態である多層プリント配線板の構成を示す断面図 である。
[0122] 本実施形態が上述した第 2の実施形態と大きく異なるところは、多層プリント配線板 をビルドアップ基板とした点である。 [0123] これ以外の構成は、上述した第 2の実施形態の構成と略同一であるので、第 2の実 施形態と同一の構成要素については、図 8において、図 7で用いた符号と同一の符 号を用いて、その説明を簡略にする。
[0124] 本実施形態の多層プリント配線板 1Bは、コンピュータや通信装置等の電子機器に 実装される。多層プリント配線板 1Bは、図 8に示すように、コア層 43と、ビルドアップ 基板とからなる。コア層 43は複数の導電層 41と絶縁層 42とが積層された多層構造 である。ビルドアップ基板はビルドアップ層 44, 45を有する。また、多層プリント配線 板 1Bは、スルーホール 48a及びスルーホール 48bを有する。スルーホール 48aは、 コア層 43の表面から裏面へ至るまで複数の導電層 41及び絶縁層 42を貫通している 。スノレーホ一ノレ 48bは、ビルドアップ層 44の表面からビルドアップ層 45の裏面へ至る までコア層 43及びビルドアップ層 44, 45を貫通している。スルーホール 48a及びス ルーホール 48bは、共に、表面実装部品 46の接続端子 47を内層の導電層 41に接 続させている。
[0125] なお、スノレーホ一ノレ 48a, 48bの内壁面には、金属めつきが施されている。
多層プリント配線板 1Bの表面には半田パッド 49が形成されている。表面実装部品 4 6には半田パッド 49に対応した接続端子 47が形成されている。表面実装部品 46の 接続端子 47が半田 7を介して半田パッド 49に接続されることで、表面実装部品 46が 多層プリント配線板 1Bに取り付けられる。また、所定の接続端子 47は、ビルドアップ 層 44に形成されたビアホール 51とスルーホール 48aとを介して、所定の導電層 41に 接続される。
[0126] 例えば、スルーホール 48aは、電源層 53に接続されていると共に、ビアホール 51を 介して対応する半田パッド 49に接続されている。また、スルーホール 48bは、グランド 層 54に接続されていると共に対応する半田パッド 49に接続されている。
[0127] 各導電層 41は、信号層 52、電源層 53、グランド層 54、又は半田パッド 49を含む表 面層 55力、らなる。特に、電原層 53、グランド層 54は、スノレーホ一ノレ 48a, 48bと、ス ノレ一ホール 48a, 48bの周りのメッシュ状の非銅箔領域を除いて全面に導電性領域 が形成されたべタパターンとされている。また、電源層 53、グランド層 54においては、 スルーホール 48a, 48bの縁部に、半田付けの際の熱拡散を抑制するためのサーマ ノレランド 56a, 56bカ形成されて!/、る。
[0128] 本実施形態のサーマルランド 56a, 56bは、上述した第 2の実施形態のサーマルラ ンド 32a, 32b,…と略同一の構成である。
[0129] 電源層 53 (グランド層 54)のスルーホール 48a (48b)の周りには、熱拡散を抑制す るためのサーマルランド 56a (56b)が形成されている。このため、表面実装部品 46を 多層プリント配線板 1Bに搭載するための半田付けの際には、半田ノ ッド 49、ビアホ 一ノレ 51、スノレーホ一ノレ 48a、電¾§層 53 (半田ノ ッド 49、スノレーホ一ノレ 48b、グランド 層 54)を経由した熱伝導が抑制され、表面層 55としての半田パッド 49の周りの熱容 量は十分に小さく制御される。その結果、半田 7は十分に加熱されて溶融するので良 好な半田付けを行うことができる。
[0130] また、スルーホール 48a (48b)の周りにはメッシュ状の銅箔領域が形成されている。
すなわち、表面実装部品 46を多層プリント配線板 1Bに取り付けた後、多層プリント配 線板 1Bを実装した電子機器の使用した場合、本発明は、電流経路が複雑に分岐さ れていることになるので、特定の幅の狭い部位への局部的な電流の集中を回避する こと力 Sできる。このように、本発明は、全体として十分な電流容量を得ることができると 共に比較的低抵抗であるので、異常な温度上昇や、電圧ドロップ等の不具合が防止 される。
[0131] 本実施形態の構成によれば、上述した第 2の実施形態と略同様の効果を得ることが できる。
[0132] 以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの 実施形態に限られるものではなぐこの発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更 等があっても本発明に含まれる。
[0133] 例えば、上述した実施形態では、非銅箔領域の形状を正方形状とする場合につい て述べたが、正方形状に限らず、円形や楕円形でも良いし、多角形でも良いし、不 定形であっても良い。また、形成された層の配線パターンや他のスルーホールの配 置パターン等に応じて、非対称な形状としても良い。
[0134] また、上述した実施形態では、環状の非銅箔領域群を 3重に配置した場合につい て述べたが、 4重以上としても良いし、 1つのみ又は 2重としても良い。また、上述した 実施形態では、非銅箔領域群を構成する非銅箔領域のサイズを 2段階に変更する 場合について述べた力 3段階以上としても良し、サイズを一様としても良い。
[0135] また、非銅箔領域の配置方向は、直交させずに、斜交していても良い。また、メッシ ュ構造は、格子状に限らず、三角メッシュ状であっても良い。
[0136] また、本発明の非銅箔領域力 Sメッシュ状に配置されたサーマルランドは、電源層及 びグランド層の全てのスルーホールの周りに形成しなくても良ぐ例えば、保護対象 の信号配線が近傍に形成されて!/、な!/、箇所では、関連する構成のサーマルランドを 形成するようにしても良い。
[0137] また、金属箔として、銅箔のほか、例えば、銀箔やアルミニウム箔を用いる場合に適 用できる。
[0138] また、導体層の形成方法として、絶縁層に接着した金属箔をエッチングして形成す る方法のほか、めっきによって形成する方法を用いる場合に適用できる。
[0139] また、層間（導電層間）の絶縁層としては、例えば、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等 力、らなる板状、フィルム状、又は膜状の絶縁層を形成する方法を用いる場合に適用 できる。
[0140] プリント配線基板において、導電層として、同一面上に、電源配線や、グランド配線 、信号配線が混在した導電層が形成されている場合にも適用できる。
[0141] この出願は、 2006年 8月 2日に出願された日本特許出願特願 2006— 211450を 基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims

請求の範囲
電気部品を搭載し、絶縁層と導電層とが交互に積層され、かつ、前記導電層の所定 の部位に形成された熱容量が大き!/、ベた領域を備え、スルーホールによって貫通さ れる前記べた領域の当該スルーホールの周辺に、メッシュ状又はマトリックス状の分 散模様に非導体部分が配置されて形成されたサーマルランドを備えるプリント配線基 板。
前記非導体部分の配列方向に沿って前記絶縁層を介して隣接する信号配線が、前 記非導体部分に重ならなレ、ように形成されてレ、る請求の範囲 1に記載のプリント配線 基板。
前記べた領域は、電源線又はグランド線である請求の範囲 1に記載のプリント配線基 板。
前記サーマルランドは、前記絶縁層を介して少なくとも一方の側に前記信号配線が 形成されている前記べた領域の前記スルーホールの周りに設けられ、前記信号配線 は、同一平面上の互いに交差する第 1の方向又は/及び第 2の方向に沿って形成さ れていると共に、少なくとも一部の前記非導体部分は、前記第 1の方向又は/及び 前記第 2の方向に沿って配列されている請求の範囲 2に記載のプリント配線基板。 所定のサイズの前記非導体部分が略角環状に配置されてなる非導体領域群が、前 記スルーホールの周りに多重に設けられ、前記スルーホールの中心から離れる方向 に沿って、前記非導体領域群を構成する前記非導体部分のサイズが互いに異なるよ うに設定されて!/、る請求の範囲 1に記載のプリント配線基板。
前記非導体領域群を構成する前記非導体部分のサイズが、前記離れる方向に沿つ て小さくなるように設定されている請求の範囲 5に記載のプリント配線基板。
前記非導体部分の配列方向に沿って、前記絶縁層を介して隣接し、差動信号伝送 路を構成し対をなす信号配線が、共に、前記非導体部分に重なるように、又は前記 非導体部分の近傍の導体部分に重なるように形成され、かつ、配線経路に沿って、 前記非導体部分又は前記導体部分を略同一区間で通過するように形成されている 請求の範囲 1に記載のプリント配線基板。
前記サーマルランドは、前記電気部品に設けられたリード端子と前記導電層とを、前 記リード端子が前記スルーホールに揷通された状態で、前記スルーホールの部位に て半田付けする際に、熱放散を抑制するために形成されている請求の範囲 1に記載 のプリント配線基板。
前記スルーホールを介して、表面実装部品としての前記電気部品に設けられた接続 端子と前記導電層とが接続される請求の範囲 1に記載のプリント配線基板。
請求の範囲 1乃至 9のいずれ力、 1に記載のプリント配線基板を備えている電子機器。
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