(57)【要約】    【課題】  ５０〜１８０Ａの大電流を流すことができるプリント配線板を提供する。    【解決手段】  電流用のスルーホール導体３２を複数本密集させて配置してあるため、５０〜１８０Ａの大電流を流すことができる。また、電流用のスルーホール導体３２を千鳥状に配置させることで、一定の絶縁間隔で単位面積当たりのスルーホール導体の数を最大に配置することが可能になる。スルーホール導体３２を矩形形状に密集させることで、表面側の帯状の電源ライン２５Ｕと裏面側の帯状の電源ライン２５Ｄとの間で、狭い占有面積でスルーホール導体３２の数を最大に配置することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面側と裏面側とを貫通する電流用スルーホールを複数本密集させて配置したことを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記電流用スルーホールは、スルーホール１本の銅めっき断面積０．０１〜３．００mm２で、スルーホールの絶縁間隔を０．０５mm〜５．００mm２の範囲で３〜３００本密集させたことを特徴とする請求項１のプリント配線板。
【請求項３】
前記電流用スルーホールは、千鳥状に配置させたことを特徴とする請求項１又は請求項２のプリント配線板。
【請求項４】
前記電流用スルーホールは、矩形形状に密集させたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１のプリント配線板。
【請求項５】
前記電流用スルーホールは貫通孔に銅めっき膜を形成して成り、中心に中空部を備え、該中空部に低融点金属を充填したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１のプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車、ハイブリッド自動車等の高出力モータの制御基板に好適に用いることができるプリント配線板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車、ハイブリッド自動車等の高出力モータの制御基板用のプリント配線板は、特許文献１に開示されているように５０Ａ〜１８０Ａの大電流を流すためにバスバーを組み合せて用いている。特許文献２には、大電流を流すためプリント配線板内に成形金型を用いる方法が開示されている。特許文献３には、位置ずれを防ぐためプリント配線板内に銅板を用いる方法が開示されている。引用文献４には、高密度化に対応するためプリプレグに柱状導電体を圧入したプリント配線板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２４９２８８号公報
【特許文献２】特開平８−１８１４１７号公報
【特許文献３】特許第３８０６２９４号公報
【特許文献４】特開２００８−２１８８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、引用文献１では、複雑な形状のバスバーを使用するため、部品構造も複雑になり、組み付けの工程数が多いという課題がある。引用文献２、３では、成形金型、銅板と共にスルーホールを用いるため、スルーホールに大電流を流すことができなかった。引用文献４では、プリプレグに圧入できる小径の柱状導電体では断面積が不足し、やはり大電流を流すことが難しかった。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、５０〜１８０Ａの大電流を流すことができるプリント配線板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１のプリント配線板は、基板の表面側と裏面側とを貫通する電流用スルーホールを複数本密集させて配置したことを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１のプリント配線板では、電流用スルーホールを複数本密集させて配置してあるため、５０〜１８０Ａの大電流を流すことができる。ここで、バスバーを用いないため、通常のプリント配線板の製造工程のみで、大電流を流すことができ、且つ、高接続信頼性の得られるプリント配線板を廉価に製造できる。
【０００８】
請求項２のプリント配線板では、１本の電流用スルーホール銅めっき断面積を０．０１〜３．００mm２にすることで、１本当たり０．２９〜８５．７１Ａの電流を流すことができ、これを３〜３００本配置することで、５０〜１８０Ａの大電流を流すことができる。ここで、１本の電流用スルーホール銅めっきを断面積０．０１mm２未満にすると、１本当たりに流す電流が少なくて、電流用スルーホールの必要本数が多くなる。電流用スルーホール銅めっき断面積が３．００mm２を越えると、貫通孔を充填するめっき時間が長くなり、バスバーを用いる構成に対して製造費の優位性が薄れる。電流用スルーホールは、
３〜３００本を絶縁間隔を０．０５mm〜５．００mm２で密集させる。５．００mmを越える間隔では、多数本の電流用スルーホールを配置することができない。一方、０．０５mm 未満の間隔で配置すると、ヒートサイクルにおいて電流用スルーホールと樹脂基板との熱膨張差により樹脂基板が脆くなる。ここで、１本の電流用スルーホール銅めっき断面積を０．０９〜０．１８mm２にし、１０〜７０本配置することが、製造費の優位性及び熱膨張差による樹脂基板へ加わる応力低減の点で、特に望ましい。
【０００９】
請求項３のプリント配線板では、電流用スルーホールを千鳥状に配置させることで、一定絶縁間隔で単位面積当たりの電流用スルーホールの数を最大に配置することが可能になる。
【００１０】
請求項４のプリント配線板では、電流用スルーホールを矩形形状に密集させることで、表面側の帯状電源回路と裏面側の帯状電源回路との間で、狭い占有面積で電流用スルーホールの数を最大に配置することができる。
【００１１】
請求項５のプリント配線板では、電流用スルーホールの中心の中空部に低融点金属を充填してあるため、電流用スルーホールの熱伝導性を高め、ヒートシンク等に効率的に熱を逃がすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）中の楕円Ｃ内の拡大図であり、図１（Ｃ）はスルーホール導体の平面図である。
【図２】図２（Ａ）は、ソルダーレジスト層形成前、ヒートシンク取り付け前のプリント配線板の断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のプリント配線板の平面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のプリント配線板の底面図である。
【図３】第１実施形態のプリント配線板の製造工程図である。
【図４】第１実施形態のプリント配線板の製造工程図である。
【図５】本発明の第１実施形態の改変例に係るプリント配線板の断面図である。
【図６】図６（Ａ）は、本発明の第２実施形態に係るプリント配線板の断面図であり、図６（Ｂ）は、ソルダーレジスト層形成後、ヒートシンク取り付け後のプリント配線板の断面図であり、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）中の楕円Ｃ２内の拡大図である。
【図７】本発明の第１実施形態の改変例に係るプリント配線板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[第１実施形態]
本発明の第１実施形態に係るプリント配線板について、図１〜図４を参照して説明する。
図１（Ａ）は、第１実施形態のプリント配線板１０の断面図である。プリント配線板１０は、上面側にはソルダーレジスト層３８が設けられ、下面側にはヒートシンク４４が取り付けられている。図２（Ａ）は、ソルダーレジスト層３８形成前、ヒートシンク４４取り付け前のプリント配線板の断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のプリント配線板の平面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のプリント配線板の底面図である。図２（Ａ）は、図２（Ｂ）のａ１−ａ１断面、図２（Ｃ）のａ２−ａ２断面に相当する。
【００１４】
プリント配線板１０のコア樹脂層１２には、バイアホール１６が形成され両面に回路パターン１４Ｕ、１４Ｄが配置されている。コア樹脂層１２の上面には上層樹脂層２２Ｕが形成され、下面には下層樹脂層２２Ｄが形成されている。上層樹脂層２２Ｕには、回路パターン１４Ｕへ接続するバイアホール２６Ｕが、下層樹脂層２２Ｄには回路パターン１４Ｄへ接続するバイアホール２６Ｄが形成されている。上層樹脂層２２Ｕの表面には、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すようにバイアホール２６Ｕのバイアホールランド２４Ｕへ接続する回路パターン２７Ｕが形成され、更に、帯状の電源ライン２５Ｕが形成されている。下層樹脂層２２Ｄの表面には、図２（Ａ）及び図２（Ｃ）に示すようにバイアホール２６Ｄのバイアホールランド２４Ｄへ接続する回路パターン２７Ｄが形成され、更に、帯状の電源ライン２５Ｄが形成されている。上面側の電源ライン２５Ｕと下面側の電源ライン２５Ｄとは、上層樹脂層２２Ｕ、コア樹脂層１２、下層樹脂層２２Ｄを貫通する複数本のスルーホール導体３２により接続されている。
【００１５】
スルーホール導体３２は、２点破線３３で示す矩形範囲内に、千鳥状に配置されている。図１（Ａ）中の楕円Ｃ内を拡大して図１（Ｂ）に示す。スルーホール導体３２は、上層樹脂層２２Ｕ、コア樹脂層１２、下層樹脂層２２Ｄを貫通するスルーホール孔２２ｂ内に形成された銅めっき膜から成る。スルーホール導体３２の中央は中空部３２ａが形成されている。
【００１６】
図１（Ｃ）に、スルーホール導体３２の平面図を示す。スルーホール導体３２の形成されるスルーホール孔２２ｂは、直径ｆ２が０．３〜５．０mmに形成される。中空部３２ａは、直径ｆ１が０．１〜４．９８mmに形成される。千鳥状に配置されるスルーホール導体３２間の絶縁間隔Ｐは０．０５〜５．００mm設けられる。
【００１７】
第１実施形態のプリント配線板では、電流用スルーホール導体３２を複数本密集させて配置してあるため、５０〜１８０Ａの大電流を流すことができる。
【００１８】
第１実施形態のプリント配線板では、１本の電流用のスルーホール導体３２を断面積０．０１〜３．００mm２にすることが望ましい。これにより、スルーホール導体１本当たり０．２９〜８５．７１Ａの電流を流すことができ、これを３〜３００本配置することで、５０〜１８０Ａの大電流を流すことができる。ここで、１本のスルーホール導体３２を断面積０．０１mm２未満にすると、１本当たりに流す電流が少なくて、スルーホール導体の必要本数が多くなる。１本のスルーホール導体３２の断面積３．００mm２を越えると、貫通孔２２ｂを充填するめっき時間が長くなり、バスバーを用いる構成に対して製造費の優位性が薄れる。また、スルーホール導体３２は、３〜３００本を絶縁間隔を０．０５mm〜５．００mm２で密集させることが望ましい。５．００mmを越える間隔では、多数本の電流用スルーホールを配置することができない。一方、０．０５mm 未満の間隔で配置すると、ヒートサイクルにおいて電流用スルーホールと樹脂基板との熱膨張差により樹脂基板が脆くなる。ヒートサイクルにおいてスルーホール導体３２と樹脂基板（上層樹脂層２２Ｕ、コア樹脂層１２、下層樹脂層２２Ｄ）との熱膨張差により樹脂基板が脆くなる。
【００１９】
第１実施形態のプリント配線板では、電流用のスルーホール導体３２を千鳥状に配置させることで、一定の絶縁間隔で単位面積当たりのスルーホール導体の数を最大に配置することが可能になる。
【００２０】
第１実施形態のプリント配線板では、電流用のスルーホール導体３２を矩形形状に密集させることで、表面側の帯状の電源ライン２５Ｕと裏面側の帯状の電源ライン２５Ｄとの間で、狭い占有面積でスルーホール導体３２の数を最大に配置することができる。
【００２１】
引き続き、図３及び図４を参照して第１実施形態のプリント配線板の製造工程について説明する。
芯材にエポキシ等の樹脂を含浸させたプリプレグから成るコア樹脂層１２にバイアホール１６、及び、回路パターン１４Ｕ、１４Ｄを形成しコア基板２０を完成する（図３（Ａ））。
【００２２】
コア基板２０の上面にプリプレグから成る上層樹脂層２２Ｕ及び銅箔２３Ｕを、下面にプリプレグから成る下層樹脂層２２Ｄ及び銅箔２３Ｄを貼り合わせる（図３（Ｂ））。
上層樹脂層２２Ｕ及び下層樹脂層２２Ｄに、レーザ、ドリル等により開口２２ａを形成する（図３（Ｃ））。
開口２２ａにめっきを施しバイアホール２６Ｕを形成し、銅箔をパターニングして、上面側にバイアホールランド２４Ｕ、回路パターン２７Ｕ及び電源ライン２５Ｕを形成し、下面側にバイアホールランド２４で、回路パターン２７Ｄ（図２（Ｃ）参照）及び電源ライン２５Ｄを形成する（図３（Ｄ））。
【００２３】
ドリルにより、電源ライン２５Ｕ、樹脂基板（上層樹脂層２２Ｕ、コア樹脂層１２、下層樹脂層２２Ｄ）、電源ライン２５Ｄを貫通する貫通孔２２ｂを穿設する（図４（Ａ））。めっきレジスト３４を形成し（図４（Ｂ））、無電銅解めっき、電解銅めっきにより貫通孔２２ｂ内に銅めっき膜からなるスルーホール導体３２を形成し、レジストを除去する（図４（Ｃ））。その後、プリント配線板１０の上面側にソルダーレジスト層３８を形成し、下面側に放熱シート４５を介在させヒートシンク４４を取り付ける（図１（Ａ））。
【００２４】
[第１実施形態の改変例]
図５は、第１実施形態の改変例に係るプリント配線板１０の断面図である。
図１（Ａ）を参照して上述した第１実施形態では、放熱シート４５を介在させヒートシンク４４を取り付けた。これに対して、第１実施形態の改変例では、絶縁層４３を介在させ
ヒートシンク４４を取り付ける。絶縁層４３は、ソルダーレジスト、プリプレグ等の絶縁シートから成り、中央に開口４３ａが穿設され、スルーホール導体３２がヒートシンク４４に直接接触するように構成されている。
【００２５】
[第２実施形態]
本発明の第２実施形態に係るプリント配線板について、図６を参照して説明する。
図６（Ａ）は、第２実施形態のプリント配線板１０の断面図であり、図６（Ｂ）は、ソルダーレジスト層形成後、ヒートシンク取り付け後のプリント配線板の断面図である。第２実施形態のプリント配線板は、スルーホール導体３２の構造を除き、第１実施形態と同様に構成されている。図６（Ｃ）に図６（Ａ）中の楕円Ｃ２内を拡大して示す。第１実施形態のプリント配線板では、スルーホール導体の中空部３３ａが、めっき充填されない中空状態で残されていた。これに対して、第２実施形態のプリント配線板では、中空部３２ａに半田３６が充填されている。この充填は、例えば、半田炉にプリント配線板を潜らせることで行われる。
【００２６】
第２実施形態のプリント配線板では、電流用のスルーホール導体３２の中心の中空部３２ａに半田３６を充填してあるため、スルーホール導体３２の熱伝導性を高め、上面側で発生した熱をヒートシンク４４側へ効率的に逃がすことができる。
【００２７】
[第２実施形態の改変例]
図７は、第１実施形態の改変例に係るプリント配線板１０の断面図である。
図６（Ｂ）を参照して上述した第２実施形態では、放熱シート４５を介在させヒートシンク４４を取り付けた。これに対して、第２実施形態の改変例では、絶縁層４３を介在させ
ヒートシンク４４を取り付ける。絶縁層４３は、ソルダーレジスト、プリプレグ等の絶縁シートから成り、中央に開口４３ａが穿設され、スルーホール導体３２がヒートシンク４４に直接接触するように構成されている。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
上述した実施形態では、３層の樹脂層と４層の回路パターンを備える多層プリント配線板を例示したが、本発明のスルーホール構造は、１層の樹脂層の表裏に回路パターンを設けたプリント配線板にも適用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  プリント配線板
１２  コア樹脂層
１４Ｄ、１４Ｕ  回路パターン
２２Ｕ  上層樹脂層
２２Ｄ  下層樹脂層
２４Ｕ、２４Ｄ  バイアホール
２５Ｕ、２５Ｄ  電源ライン
３２  バイアホール導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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