(57)【要約】    【課題】  １００Ａ以上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】  金属製で厚く断面積の大きい板状の回路パターン板１４、１８、２４、２８を用い、上層の回路パターン板と下層の回路パターン板とを断面積の大きい金属板１６を介して接続してあるため、１００Ａ以上の大電流を流すことができる。また、金属板１６の表面に半田３２が被覆されているため、金属板１６と回路パターン板１４、１８、２４、２８との間に接続部でギャプが生じず、接触抵抗を低減することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂層と板状の回路パターンとを複数積層して成るプリント配線板であって、
上層の回路パターンと下層の回路パターンとが、樹脂層に設けられた金属板を介して接続されていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記金属板は円盤形状であることを特徴とする請求項１のプリント配線板。
【請求項３】
前記金属板の表面に半田、又は、銀が被覆されている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】
前記円盤形状の金属板は、２種類以上の直径のものが用いられる請求項２のプリント配線板。
【請求項５】
前記円盤形状の金属板は、大径と中径と小径との３種類のものが用いられ、上層の大径の金属板は、下層の大径の金属板の直上に配置され、放熱用に用いられることを特徴とする請求項４のプリント配線板。
【請求項６】
前記中径の金属板は電力用に用いられ、前記小径の金属板は信号用に用いられることを特徴とする請求項５のプリント配線板。
【請求項７】
更に、内層の回路パターンを挿通し、表面の回路パターンと裏面の回路パターンとを接続させる金属柱を備える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、５０Ａ以上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の発明は、樹脂層と板状の回路パターンとを複数積層して成るプリント配線板であって、
上層の回路パターンと下層の回路パターンとが、樹脂層に設けられた金属板を介して接続されている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、金属製で厚く断面積の大きい板状の回路パターンを用い、上層の回路パターンと下層の回路パターンとを断面積の大きい金属板を介して接続してあるため、５０Ａ以上の大電流を流すことができる。
【０００８】
請求項２のプリント配線板では、金属板が円盤形状であるため、樹脂層に収容する際に、樹脂層に設けた円形の開口部へ収容でき、製造が容易である。更に、矩形等と異なり側面に角部を有しないため、角部での応力集中による樹脂層へのクラックが生じない。
【０００９】
請求項３のプリント配線板では、金属板の表面に半田、又は、銀等の軟質金属が被覆されているため、金属板と板状の回路パターンとの間に接続部でギャプが生じず、接触抵抗を低減することができる。
【００１０】
請求項４のプリント配線板では、円盤形状の金属板が２種類以上の直径のものが用いられるため、用途に応じて使い分けることができる。例えば、大径の金属板を電力用に用い、小径の金属板を信号用に用いることで、配線密度を高めることができる。
【００１１】
請求項５のプリント配線板では、大径と中径と小径との３種類の円盤形状金属板を使い分け、例えば、中径の金属板を電力用に用い、小径の金属板を信号用に用いることで、配線密度を高めることができる。そして、上層の大径の金属板を下層の大径の金属板の直上に配置、即ち、大径の金属板を直線上に積み上げることで、効率的に熱を逃がすことができる。
【００１２】
請求項６のプリント配線板は、中径の金属板を大電流を流す必要の有る電力用に用い、小径の金属板を大電流を流す必要の無い信号用に用いることで、配線密度を高めることができる。
【００１３】
請求項７のプリント配線板では、内層の回路パターンを挿通し、表面の回路パターンと裏面の回路パターンとを接続させる金属柱を用いることで、表面の回路パターンと裏面の回路パターンとの間の熱伝導性を更に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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）は第１実施形態の変形例に係るプリント配線板の断面図である。
【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ｂ−ｂ断面図である。
【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】図５（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５（Ｂ）は第２実施形態の変形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実施形態の改変例に係るプリント配線板の断面図であり、図６（Ｂ）は第２実施形態の改変例の変形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】
【００１５】
[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、下面側には放熱シート４５を介在させヒートシンク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ｂ−ｂ断面図である。
【００１６】
プリント配線板１０のコア樹脂層１２には、上面に上面回路パターン板１８が、下面に下面回路パターン板１４が配置され、上面回路パターン板１８と下面回路パターン板１４とが、図２（Ｂ）に示すように円盤形状の金属板１６を介して接続されている。上面回路パターン板１８の上側には上面樹脂層２２Ｕを介して表面回路パターン板２８が設けられ、下面回路パターン板１４の下側には下面樹脂層２２Ｄを介して裏面回路パターン板２４が設けられている。上面回路パターン板１８と表面回路パターン板２８とは、上面樹脂層２２Ｕの開口２２ａに配置された円盤形状の金属板１６を介して接続されている。下面回路パターン板１４と裏面回路パターン板２４とは、下面樹脂層２２Ｄの開口２２ｂに配置された円盤形状の金属板１６を介して接続されている。
【００１７】
上面回路パターン板１８、下面回路パターン板１４、表面回路パターン板２８、裏面回路パターン板２４は、厚さ５００μｍの銅板にパターンを打ち抜き加工してなり、それぞれ複数ピースの回路パターンを組み合せてなる。例えば、下面回路パターン板１４は、２０個の打ち抜かれた回路パターンを組み合せてなる。そして、本実施形態では、金属箔では無く、金属板を用いる。ここで、本実施形態で定義する金属板とは打ち抜き可能が可能で、テンション等の外力を加えることなく形状の維持可能な厚みの板状体を意味し、エッチング加工を行う自ら形状を維持し得ない金属箔を除く概念である。金属板１６は、厚さ５００μｍの銅板を打ち抜いて成り、直径Ｄが３mmで、表面に厚み３０μｍの半田膜３２が被覆されている。コア樹脂層１２、上面樹脂層２２Ｕ、下面樹脂層２２Ｄは、ガラスクロス等の芯材にエポキシ等の樹脂を含浸させたプリプレグを硬化させて成り、厚さ５００μｍに形成されている。
【００１８】
第１実施形態のプリント配線板では、金属製で厚く断面積の大きい板状の回路パターン板１４、１８、２４、２８を用い、上層の回路パターン板と下層の回路パターン板とを断面積の大きい金属板１６を介して接続してあるため、５０Ａ以上の大電流を流すことができる。
【００１９】
第１実施形態のプリント配線板では、金属板１６が円盤形状であるため、樹脂層１２、１８、２２に収容する際に、樹脂層に設けた円形の開口部１２ａ、１８ａ、２２ａへ収容でき、製造が容易である。更に、矩形等と異なり側面に角部を有しないため、角部での応力集中による樹脂層１２、１８、２２へのクラックが生じない。
【００２０】
第１実施形態のプリント配線板では、金属板１６の表面に半田３２等の軟質金属が被覆されているため、金属板１６と回路パターン板１４、１８、２４、２８との間に接続部でギャプが生じず、接触抵抗を低減することができる。ここで、半田の代わりに銀ペースト等の軟質金属を用いることもできる。
【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。
打ち抜き加工した回路パターンを組み合せて成る下面回路パターン板１４上に、金属板を収容するための開口１２ａを設けた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を載置する（図３（Ａ））。
【００２２】
コア樹脂層１２の開口１２ａに、半田３２を被覆した金属板１６を収容する（図３（Ｂ））。そして、コア樹脂層１２上に、打ち抜き加工した回路パターンを組み合せて成る上面回路パターン板１８を位置決めし（図３（Ｃ））、積層してコア基板２０を完成する（図３（Ｄ））。積層により、被覆された半田３２を介して金属板１６と、上面回路パターン板１８及び下面回路パターン１４が密着する。
【００２３】
コア基板２０の下面に開口２２ｂの形成された下面樹脂層２２Ｄを貼り、上面に開口２２ａの形成された上面樹脂層２２Ｕを貼る（図４（Ａ））。そして、下面樹脂層２２Ｄの開口２２ｂ、上面樹脂層２２Ｕの開口２２ａに半田３２を被覆した金属板１６を収容する（図４（Ｂ））。そして、上面樹脂層２２Ｕ上に打ち抜き加工した回路パターンを組み合せて成る表面回路パターン板２８を位置決めし、下面樹脂層２２Ｄ下に、裏面回路パターン板２４を位置決めし（図４（Ｃ））、積層してプリント配線板１０を完成する（図４（Ｄ））。積層により、被覆された半田３２を介して金属板１６と、上面回路パターン板１８及び下面回路パターン１４が密着する。
【００２４】
[第１実施形態の変形例]
図１（Ｂ）は、第１実施形態の変形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実施形態の変形例では、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、開口４３ａが穿設され、裏面回路パターン板２４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]
図５（Ａ）の断面図を参照して本発明の第２実施形態に係るプリント配線板について説明する。上述した第１実施形態では、金属板１６として同一直径（３mm）のものを用いた。これに対して、第２実施形態では、金属板として、直径ＤＬ：６mmの大径金属板１６Ｌと、直径ＤＭ：４mmの中径金属板１６Ｍと、直径ＤＳ：２mmの小径金属板１６Ｓとの３種類の径の金属板を用いる。
【００２６】
大径金属板１６Ｌは、発熱する電子部品（例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ）４２の直下に、直線上に置かれ、即ち、下面樹脂層２２Ｄの大径金属板１６Ｌの直上にコア樹脂層１２の大径金属板１６Ｌが配置され、該コア樹脂層１２の大径金属板１６Ｌの直上に上面樹脂層２２Ｕの大径金属板１６Ｌが配置される。大径金属板１６Ｌを直線上に積み上げることで、電子部品４２から効率的にヒートシンク４４側へ熱を逃がすことができる。
【００２７】
更に、第２実施形態のプリント配線板では、中径金属板１６Ｍを電力用に用い、小径金属板１６Ｓを信号用に用いている。これにより、配線密度を高めることができる。なお、大径金属板１６Ｌとして、直径６mmのものを用いたが、大径金属板１６Ｌの直径は５〜１０mmの範囲が好適である。中径金属板１６Ｍとして、直径４mmのものを用いたが、３〜５mmの範囲が好適である。小径金属板１６Ｓとして、２mmのものを用いたが、１〜３mmの範囲が好適である。第２実施形態では、３種類の径の金属板を用いたが、２種類であっても、４種類以上であっても使用可能である。
【００２８】
[第２実施形態の変形例]
図５（Ｂ）は、第２実施形態の変形例に係るプリント配線板１０の断面図である。
図５（Ａ）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１実施形態の変形例では、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、開口４３ａが穿設され、裏面回路パターン板２４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。
【００２９】
[第２実施形態の改変例]
図６（Ａ）の断面図を参照して本発明の第２実施形態の改変例に係るプリント配線板について説明する。上述した第２実施形態では、それぞれの回路パターン板２８、１８、１４、２４間に大径金属板１６Ｌを設けた。これに対して、第２実施形態の改変例では、上面回路パターン板１８及び下面回路パターン板１４を貫通する金属柱１１６を、表面回路パターン板２８と裏面回路パターン板２４との間に介在させてある。第２実施形態の改変例は、表面回路パターン板２８と裏面回路パターン板２４との間の熱伝導性を更に改善することができる。
【００３０】
[第２実施形態の改変例の変形例]
図６（Ｂ）は、第２実施形態の改変例の変形例に係るプリント配線板１０の断面図である。
図６（Ａ）を参照して上述した第２実施形態の改変例では、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実施形態の改変例の変形例では、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、開口４３ａが穿設され、裏面回路パターン板２４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。
【符号の説明】
【００３１】
１０  プリント配線板
１２  コア樹脂層
１４  下面回路パターン板
１６  金属板
１６Ｌ  大径金属板
１６Ｍ  中径金属板
１６Ｓ  小径金属板
１８  上面回路パターン板
２２Ｕ  上層樹脂層
２２Ｄ  下層樹脂層
２４  裏面回路パターン板
２８  表面回路パターン板
【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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