(57)【要約】【課題】過剰な電流が流れることを抑制する。【解決手段】プリント基板１１において、給電層１１ａ１〜１１ａ４には電源電圧が印加され、電子部品１２が搭載される領域に配置される。ビア１１ｃ１〜１１ｃ６によって給電層１１ａ１〜１１ａ４に電気的に接続される給電端子１１ｂ１〜１１ｂ６は、電子部品１２に対して電源電圧に基づいた電流を供給する。ビア１１ｃ１〜１１ｃ６のビア径は、電子部品１２が搭載される領域の端の近くに配置された給電端子に接続されたビアほど、小さくなるように形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電圧が印加される給電層と、
電子部品が搭載される領域に配置され、前記電子部品に対して前記電源電圧に基づいた電流を供給する複数の給電端子と、
前記複数の給電端子と前記給電層とを電気的に接続し、前記領域の端の近くに配置された給電端子に接続されたビアほど、ビア径が小さくなるように形成された複数のビアと、
を有することを特徴とするプリント基板。
【請求項２】
前記複数のビアのうち、前記端からの距離が第１の給電端子よりも短い位置に配置される第２の給電端子に接続される第１のビアが、前記第１の給電端子に接続される第２のビアよりも前記電流が流れる電流経路の上流側に位置し、前記第１のビアの第１のビア径は、前記第２のビアの第２のビア径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
【請求項３】
前記複数のビアのうち、前記領域の中心からの距離が第３の給電端子よりも短い位置に配置される第４の給電端子に接続される第３のビアは、前記第３の給電端子に接続される第４のビアよりも多い層数の前記給電層に接続されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載のプリント基板。
【請求項４】
前記給電層を含む複数の給電層を有し、
前記複数のビアのうち、前記領域の中心からの距離が第５の給電端子よりも短い位置に配置される第６の給電端子に接続される第５のビアは、前記複数の給電層のうち、前記第５の給電端子に接続される第６のビアに接続された第１の給電層よりも前記電子部品が搭載される面に近い位置にある第２の給電層に接続されている、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のプリント基板。
【請求項５】
前記複数のビアのうち、前記領域の中心からの距離が第７の給電端子よりも短い位置に配置される第８の給電端子に接続される第７のビアには、導電性の樹脂材が埋め込まれており、前記第７の給電端子に接続される第８のビアには、非導電性の樹脂材が埋め込まれている、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のプリント基板。
【請求項６】
前記第７のビアには、前記導電性の樹脂材と前記非導電性の樹脂材が両方埋め込まれている、ことを特徴とする請求項５に記載のプリント基板。
【請求項７】
前記給電層には、前記複数のビアのうち第９のビアに対して部分的に接続するようにパターニングされた開口部が形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のプリント基板。
【請求項８】
前記開口部は長軸が給電方向に伸びる楕円形である、ことを特徴とする請求項７に記載のプリント基板。
【請求項９】
電子部品と、
電源電圧が印加される給電層と、前記電子部品が搭載される領域に配置され、前記電子部品に対して前記電源電圧に基づいた電流を供給する複数の給電端子と、前記複数の給電端子と前記給電層とを電気的に接続し、前記領域の端の近くに配置された給電端子に接続されたビアほど、ビア径が小さくなるように形成された複数のビアと、を備えたプリント基板と、
を有することを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板及び電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な電子装置に実装されるプリント基板は、信号配線が形成される信号配線層、電源配線が形成される給電層、プリント基板表面に形成される端子（給電端子や信号端子）と信号配線層や給電層とを電気的に接続するビアを有している。
【０００３】
プリント基板上には、たとえば、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）を含むパッケージ（以下略してＰＫＧという場合もある）などの電子部品が搭載されることがある。電子部品に対する電源電圧は、プリント基板の電源配線（給電層）に印加される。そして、プリント基板の電源配線、ビア及び給電端子を介して、電子部品に電源電流が供給される。給電量を確保するために、電子部品には複数の電源端子が設けられ、プリント基板にも複数のビアと複数の給電端子が形成される場合もある。近年、１素子あたりに供給される電流が大きくなっており素子の電源端子の多ピン化が進んでいる。これに伴い、プリント基板にも多くの給電端子が配置される場合がある。
【０００４】
なお、プリント基板上での電流分布を制御する技術として、電源からＬＳＩに給電を行うための平面状の電源配線にスリットを形成することで電流の流れる方向を制限する技術が提案されている。また、基板上において、電流経路の上流側のある一点を分岐点として、電源配線をトーナメント形式で等長に分岐していき、分岐によって得られる電源配線の複数の端のそれぞれに電子部品を接続する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１９８８２７号公報
【特許文献２】特開平３−３６７９１号公報
【特許文献３】特開２００５−１２０８８号公報
【特許文献４】国際公開第２０１２／０３９２６９号
【特許文献５】特開２００８−２１０９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の給電端子をもつ従来のプリント基板では、各給電端子が配置される位置の違いにより、各給電端子に至る電流経路の抵抗成分の不均一化が生じ、各給電端子からの給電量が不均一になることが発生している。これにより、部分的に過剰な電流が流れてしまう可能性があるという問題がある。
【０００７】
１つの側面では、本発明は、過剰な電流が流れることを抑制できるプリント基板及び電子装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの実施態様では、電源電圧が印加される給電層と、電子部品が搭載される領域に配置され、前記電子部品に対して前記電源電圧に基づいた電流を供給する複数の給電端子と、前記複数の給電端子と前記給電層とを電気的に接続し、前記領域の端の近くに配置された給電端子に接続されたビアほど、ビア径が小さくなるように形成された複数のビアと、を有するプリント基板が提供される。
【０００９】
また、１つの実施態様では、電子装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
１つの側面では、過剰な電流が流れることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態のプリント基板及び電子装置の一例を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態のプリント基板及び電子装置の一例を示す平面図である。
【図３】ビア電流分布の一例を示す図である。
【図４】第２の実施の形態のプリント基板の一例を示す断面図である。
【図５】給電層とビアの一例を示す平面図である。
【図６】電流経路の抵抗の算出例を示す図である。
【図７】比較例のプリント基板における電流経路の抵抗の算出例を示す図である。
【図８】第３の実施の形態のプリント基板の一例を示す断面図である。
【図９】給電層とビアの一例を示す平面図である。
【図１０】電流経路の抵抗の算出例を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態のプリント基板の変形例を示す図である。
【図１２】第４の実施の形態のプリント基板の一例を示す断面図である。
【図１３】給電層とビアの一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態のプリント基板及び電子装置の一例を示す断面図である。
【００１３】
また、図２は、第１の実施の形態のプリント基板及び電子装置の一例を示す平面図である。図１は、図２のＡ−Ａ線における断面図である。
第１の実施の形態の電子装置１０は、プリント基板１１と、電子部品（以下ＰＫＧという）１２を有する。
【００１４】
プリント基板１１は、電源電圧が印加される給電層１１ａ１，１１ａ２，１１ａ３，１１ａ４を有する。給電層１１ａ１〜１１ａ４は、絶縁材料１１ｂを介して積層されている。給電層１１ａ１〜１１ａ４として、たとえば、銅などの導電材料が用いられる。また、絶縁材料１１ｂは、たとえば、紙またはガラス布に絶縁樹脂を含浸させた複数のシートなどである。なお、給電層の数は４層に限定されるものではなく、１層でもよいし５層以上であってもよい。
【００１５】
また、プリント基板１１は、ＰＫＧ１２が搭載される領域１１ｄ（図２参照）に配置され、ＰＫＧ１２に対して電源電圧に基づいた電流を供給する複数の給電端子（たとえば、給電端子１１ｂ１，１１ｂ２，１１ｂ３，１１ｂ４，１１ｂ５，１１ｂ６）を有する。図２の例では、複数の給電端子は、領域１１ｄ上に一様に設けられるのではなく、ある一か所の領域（給電エリア１１ｅ）に集中して設けられている。なお、図１の例では、プリント基板１１には、ＰＫＧ１２の搭載面に対して反対の面にも複数の給電端子（たとえば、給電端子１１ｂ７，１１ｂ８，１１ｂ９，１１ｂ１０，１１ｂ１１，１１ｂ１２）が形成されている。複数の給電端子として、たとえば、銅などの導電材料が用いられる。
【００１６】
さらに、プリント基板１１は、上記複数の給電端子と給電層とを電気的に接続する複数のビア（たとえば、ビア１１ｃ１，１１ｃ２，１１ｃ３，１１ｃ４，１１ｃ５，１１ｃ６）を有する。各ビアは、開口部の内壁に形成されたメッキ（銅メッキなど）と開口部に注入された非導電性の樹脂材を有する。なお、図１の例では、ビア１１ｃ１〜１１ｃ６のそれぞれは、給電層１１ａ１〜１１ａ４に接続されているが、この例に限定されない。接続される給電層の数を変更することで、給電端子に至る電流経路の抵抗値が調整可能である（その例については後述する）。
【００１７】
第１の実施の形態のプリント基板１１では、ＰＫＧ１２が搭載される領域１１ｄの端の近くに配置された給電端子に接続されたビアほど、ビア径が小さくなるように形成されている。図１、図２に示すような給電方向の場合、領域１１ｄの端からの距離が短い位置に配置された給電端子に接続されたビアほど、電源電圧に基づいた電流が流れる電流経路の上流側に位置する。たとえば、図１、図２に示すような給電方向の場合、ビア１１ｃ４は、ビア１１ｃ６よりも電流経路の上流側に位置している。そのため、ビア１１ｃ４のビア径ｒ１は、ビア１１ｃ６のビア径ｒ２よりも小さい。
【００１８】
ＰＫＧ１２は、たとえば、ＢＧＡ（Ball Grid Array）を用いたＰＫＧである。ＰＫＧ１２は、半田バンプ（たとえば、半田バンプ１２ａ１，１２ａ２，１２ａ３，１２ａ４，１２ａ５，１２ａ６）を介してプリント基板１１の複数の給電端子と電気的に接続されるＰＫＧ基板１２ｂを有する。ＰＫＧ基板１２ｂにも、プリント基板１１から供給される電流が流れる配線やビアが形成されている。ＰＫＧ基板１２ｂには、ＬＳＩなどである素子１２ｃが配置されている。素子１２ｃは、複数の半田バンプ（たとえば、半田バンプ１２ｄ１，１２ｄ２，１２ｄ３，１２ｄ４）を介してＰＫＧ基板１２ｂから供給される電流を受ける。
【００１９】
なお、図１では、プリント基板１１やＰＫＧ基板１２ｂにおいて、接地電位となるグランド電源層、信号が伝搬される信号配線層、それらに接続されたビアなどは図示が省略されている。信号配線層に接続されたビアなどは、たとえば、図２に示すような給電エリア１１ｅの外側に位置するように設けられる。後述する各実施の形態でも同様である。
【００２０】
上記のような第１の実施の形態のプリント基板１１では、以下のような効果が得られる。
各ビアのビア径を同じにした場合、領域１１ｄの端の近くに配置された給電端子に接続されたビアを含む電流経路は、領域１１ｄの中心近くに配置されたビアを含む電流経路よりも電流経路が短いため経路抵抗が小さくなる。このため、抵抗成分の不均一化による過剰な電流が流れる可能性がある。
【００２１】
図３は、ビア電流分布の一例を示す図である。
図３にはあるプリント基板１５上において、ＰＫＧ１６が搭載される領域１５ａの給電エリア１５ｂに複数の給電端子が設けられており、各給電端子と給電層とが、ビア径が等しい複数のビアを介して接続されている場合のビア電流分布の例が示されている。また、図３には、ＰＫＧ１６に配置される素子１６ａが示されている。複数の給電端子、給電層、複数のビアなどについては図示が省略されている。
【００２２】
図３に示すように領域１５ａの端の近くに位置する給電端子に接続されたビアのビア電流（たとえば、直線１７ａで示されている）は、領域１５ａの中心近くに位置する給電端子に接続されたビアのビア電流（たとえば、直線１７ｂで示されている）よりも大きい。このように、領域１５ａの端の近くに位置する給電端子に接続されたビアには過剰な電流が流れる可能性がある。
【００２３】
これに対し、図１、図２に示すような第１の実施の形態のプリント基板１１では複数のビアのビア径が、ＰＫＧ１２が搭載される領域１１ｄの端に近い給電端子に接続されるものほど小さく形成されている。このため、ビア自体の抵抗（ビア抵抗）は、領域１１ｄの端に近い給電端子に接続されるものほど大きくなる。一方、給電層１１ａ１〜１１ａ４による経路抵抗は、領域１１ｄの端に近い給電端子に至る電流経路ほど小さくなる。各給電端子に至る電流経路の抵抗は、上記のような性質をもつビア抵抗と経路抵抗の和から求められるため、第１の実施の形態のプリント基板１１における各電流経路の抵抗値は平準化される。
【００２４】
そのため、抵抗成分の不均一化による過剰な電流が流れることを抑制できる。これにより、過剰な電流による故障や発熱などの発生を抑えられ、電子装置１０の信頼性や安全性が高まる。
【００２５】
なお、複数の電流経路の抵抗成分を均一化するために、前述したプリント基板上での電流分布を制御する技術を適用することが考えられる。しかし、図２に示すような複数の給電端子が一か所に集中するような狭ピッチ多ピンのＢＧＡを用いたＰＫＧ基板などを搭載するプリント基板に適用することはレイアウト上、難しい。これに対して、第１の実施の形態のプリント基板１１では、ビアのビア径を変えるだけで、各電流経路の抵抗値のばらつきを抑えられる。
【００２６】
なお、上記では、複数の給電端子は、領域１１ｄに一様に設けられるのではなく、ある一か所の領域（給電エリア１１ｅ）に集中して設けられているものとしたがこれに限定されず、たとえば、領域１１ｄに一様に設けられていてもよい。
【００２７】
また、図１において、素子１２ｃを電子部品、ＰＫＧ基板１２ｂをプリント基板とみなすこともできる。その場合、ＰＫＧ基板１２ｂにおいて、素子１２ｃが搭載されるＰＫＧ基板１２ｂ上の領域の端に位置する給電端子に接続されたビアほど、ビア径を小さくするようにしてもよい。
【００２８】
（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態のプリント基板の一例を示す断面図である。
第２の実施の形態のプリント基板２１は、たとえば、図１に示したようなＰＫＧ１２を搭載するものであるが、図４では図示が省略されている。
【００２９】
プリント基板２１は電源電圧が印加される給電層２１ａ１，２１ａ２，２１ａ３，２１ａ４を有する。給電層２１ａ１〜２１ａ４は、絶縁材料２１ｂを介して積層されている。給電層２１ａ１〜２１ａ４として、たとえば、銅などの導電材料が用いられる。また、絶縁材料２１ｂは、たとえば、紙またはガラス布に絶縁樹脂を含浸させた複数のシートなどである。なお、給電層の数は４つに限定されるものではなく、１つでもよいし５つ以上であってもよい。
【００３０】
また、プリント基板２１は、ＰＫＧが搭載される領域に配置される複数の給電端子（たとえば、給電端子２１ｂ１，２１ｂ２，２１ｂ３，２１ｂ４）を有する。なお、図４の例でも、プリント基板２１には、ＰＫＧの搭載面に対して反対の面にも複数の給電端子（たとえば、給電端子２１ｂ５，２１ｂ６，２１ｂ７，２１ｂ８）が形成されている。複数の給電端子として、たとえば、銅などの導電材料が用いられる。
【００３１】
さらに、プリント基板２１は、上記複数の給電端子と給電層とを電気的に接続する複数のビア（たとえば、ビア２１ｃ１，２１ｃ２，２１ｃ３，２１ｃ４）を有する。各ビアは、開口部の内壁に形成されたメッキ（銅メッキなど）と開口部に注入された非導電性の樹脂材を有する。
【００３２】
第２の実施の形態のプリント基板２１でも、第１の実施の形態のプリント基板１１と同様に、ＰＫＧが搭載される領域の端の近くに配置された給電端子に接続されたビアほど、ビア径が小さくなるように形成されている。たとえば、ビア２１ｃ１が接続する給電端子２１ｂ１は、ビア２１ｃ４が接続する給電端子２１ｂ４よりもＰＫＧが搭載される領域の端の近くに配置される。そのため、ビア２１ｃ１のビア径は、ビア２１ｃ４のビア径よりも小さい。
【００３３】
ただ、ＰＫＧが搭載される領域の端からの距離が異なる給電端子に接続されたビアのビア径が、全て異なるようにしなくてもよい。段階的にビア径が変化するようにビアが形成されていてもよい。たとえば、図４に示すようなビア２１ｃ１〜２１ｃ４のうち、ビア２１ｃ１のビア径が最も小さく形成されており、ビア２１ｃ２，２１ｃ３のビア径が同じビア径で形成され、ビア２１ｃ４のビア径が最も大きく形成されていてもよい。
【００３４】
また、ビアに接続する給電層の数や位置により、一部のビア群のビア径については上記の関係を満たさないほうが、各給電端子に至る電流経路の抵抗がより平準化される場合がある。その場合、その一部のビア群については、ＰＫＧが搭載される領域の端からの距離が他のビア群に接続される給電端子群よりも近い給電端子群に接続されていても、他のビア群よりもビア径を大きくしてもよい。
【００３５】
また、第２の実施の形態のプリント基板２１では、ＰＫＧが搭載される領域の端の近くに配置された給電端子に接続されたビアほど少ない層数の給電層に接続されている。言い換えると、ＰＫＧが搭載される領域の中心からの距離が短い位置に配置された給電端子に接続されたビアほど多い層数の給電層に接続されている。
【００３６】
図４に示すような給電方向のとき、ＰＫＧが搭載される領域の端の近くに配置された給電端子に接続されたビアほど、電源電圧に基づいた電流が流れる電流経路の上流側に位置する。たとえば、図４に示すような給電方向の場合、ビア２１ｃ１は、ビア２１ｃ４よりも、電流経路の上流側に位置している。ビア２１ｃ４は、４層の給電層２１ａ１〜２１ａ４に接続されているのに対して、ビア２１ｃ１は、それより少ない１層の給電層２１ａ４に接続されている。
【００３７】
図５は、給電層とビアの一例を示す平面図である。
図５には、給電層２１ａ１の平面図が示されている。たとえば、図５のＡ−Ａ線における断面が、上記の図４の断面図に示されている。
【００３８】
図５に示すように給電層２１ａ１は、ビア２１ｃ３，２１ｃ４とは接続されているが、ビア２１ｃ１，２１ｃ２とは接続されていない。給電層２１ａ１とビア２１ｃ１，２１ｃ２とが接続されないように、給電層２１ａ１の製造時に、予めビア２１ｃ１，２１ｃ２のビア径よりも大きな直径で、開口部（クリアランスと呼ばれる場合もある）がエッチング処理などで形成される。
【００３９】
また、第２の実施の形態のプリント基板２１では、ＰＫＧが搭載される領域の中心からの距離が短い位置に配置された給電端子に接続されたビアほどＰＫＧの搭載面に近い位置にある給電層に接続されている。図４の例では、ビア２１ｃ４は、ＰＫＧの搭載面（図４のプリント基板２１の上側の面）から一番近い位置にある給電層２１ａ１に接続されている。ＰＫＧの搭載面から近い給電層に接続されたビアのビア抵抗は、ＰＫＧの搭載面から遠い給電層に接続されたビアのビア抵抗よりも小さくなる。
【００４０】
上記の構成により、ＰＫＧが搭載される領域の端に近い給電端子に接続されたビアのビア抵抗を大きくし、その領域の中心に近い給電端子に接続されたビアのビア抵抗を小さくすることができる。
【００４１】
また、ビアに多くの層数の給電層を接続するほど、そのビアを含む電流経路の給電層に起因する経路抵抗の値は小さくなる。経路抵抗は、ビアに接続される複数の給電層のそれぞれによる経路抵抗の並列抵抗となるためである。
【００４２】
一方、給電層２１ａ１〜２１ａ４のそれぞれの経路抵抗は、ＰＫＧが搭載される領域の端に近い給電端子に至る電流経路ほど小さくなる。ＰＫＧが搭載される領域の端に近い給電端子に至る電流経路ほど、短いためである。
【００４３】
各給電端子に至る電流経路の抵抗は、上記のような性質をもつビア抵抗と経路抵抗の和から求められるため、第２の実施の形態のプリント基板２１では、各電流経路の抵抗値が平準化される。
【００４４】
たとえば、レイアウトやプロセスの制約などにより、抵抗成分の不均一化を十分に抑制できるほどビア径を変えられない場合、上記のような構成を組み合わせることで、各電流経路の抵抗値をより平準化することができる。そのため、抵抗成分の不均一化による過剰な電流が流れることを抑制できる。
【００４５】
以下、各電流経路の抵抗の計算例を示す。
なお、以下では、給電層２１ａ１〜２１ａ４による経路抵抗は、ビア２１ｃ１よりも、図４の紙面右側部分は考慮しないものとする。つまり、ＰＫＧが搭載される領域の外側の経路抵抗は考慮しないものとする。
【００４６】
プリント基板２１のある給電端子に至る電流経路の抵抗ＲＡは、その給電端子に接続されたビアのビア抵抗ＲＶと、そのビアに接続される給電層２１ａ１〜２１ａ４による経路抵抗ＲＬの和となる。
【００４７】
ビア抵抗ＲＶは、ビア径ｒ、ビアのメッキ厚ｐｔ、ビアに接続する給電層の層数と、各給電層のＰＫＧの搭載面からの距離（ビア長）ｔmに基づいて算出される。ビアの導体部分の断面積Ｓｐは、Ｓｐ＝｛ｒ2−（ｒ−ｐｔ）2｝となる。導体部分を電気抵抗率ρの銅であるとすると、ビア単体の抵抗（ビア抵抗）ＲmはＲm＝ρ×ｔm／Ｓｐとなる。また、ビアに接続される給電層の層数をｎとすると、１／ＲＶは、以下の式（１）のように表せる。
【００４８】
【数１】
2018107307.tif 000003
【００４９】
ある給電層の経路抵抗ＲＬは、導体厚（給電層の厚さ）、導体幅（給電層の幅）、ＰＫＧが搭載される領域の端からその給電層が接続されたビアまでの距離に基づいて算出される。
【００５０】
たとえば、図４の給電端子２１ｂ１〜２１ｂ４に至る電流経路の抵抗ＲＡは、以下のように算出される。
図６は、電流経路の抵抗の算出例を示す図である。
【００５１】
電流経路Ｐ１は、給電端子２１ｂ４に至る電流経路を表し、電流経路Ｐ２は、給電端子２１ｂ３に至る電流経路を表している。また、電流経路Ｐ３は、給電端子２１ｂ２に至る電流経路を表し、電流経路Ｐ４は、給電端子２１ｂ１に至る電流経路を表している。
【００５２】
電流経路Ｐ１に含まれるビア２１ｃ４のビア径ｒは、０．３０［ｍｍ］、電流経路Ｐ２，Ｐ３に含まれるビア２１ｃ３，２１ｃ２のビア径ｒは、０．２５［ｍｍ］、電流経路Ｐ４に含まれるビア２１ｃ１のビア径ｒは、０．１５［ｍｍ］としている。また、ビア２１ｃ１〜２１ｃ４のメッキ厚ｐｔは、２０μｍ、ビア２１ｃ１〜２１ｃ４の開口部に注入される穴埋め用の樹脂材は、非導電性のものが用いられる。
【００５３】
図６に記載されていないパラメータとして、プリント基板２１の厚さｔ0は、２．６ｍｍ、ＰＫＧの搭載面から給電層２１ａ１〜２１ａ４までの距離ｔ1，ｔ2，ｔ3，ｔ4は、ｔ1＝０．４ｍｍ、ｔ2＝１．４ｍｍ、ｔ3＝２．４ｍｍ、ｔ4＝２．５ｍｍとしている。また、給電層２１ａ１〜２１ａ４の厚さｔSは、３５μｍ、ＰＫＧが搭載される領域の端からの距離が同じである隣接する２つのビアの中心間の距離ｄは、０．８ｍｍとしている。また、温度は２５℃としている。
【００５４】
このとき、図６に示すように、ビア抵抗ＲＶは、電流経路Ｐ１については、０．２３［ｍΩ］、電流経路Ｐ２については、０．３４［ｍΩ］、電流経路Ｐ３については、０．７５［ｍΩ］、電流経路Ｐ４については、１．３２［ｍΩ］となる。また、経路抵抗ＲＬは、電流経路Ｐ１については、１．１３［ｍΩ］、電流経路Ｐ２については、１．０１［ｍΩ］、電流経路Ｐ３については、０．５１［ｍΩ］、電流経路Ｐ４については、０．００［ｍΩ］となる。したがって、抵抗ＲＡは、電流経路Ｐ１については、１．３６［ｍΩ］、電流経路Ｐ２については、１．３５［ｍΩ］、電流経路Ｐ３については、１．２６［ｍΩ］、電流経路Ｐ４については、１．３２［ｍΩ］となる。
【００５５】
また、電流経路Ｐ１〜Ｐ４の電流比は、電流経路Ｐ４の電流比を１．００とすると、電流経路Ｐ１については０．９７、電流経路Ｐ２については０．９８、電流経路Ｐ３については１．０５となる。
【００５６】
比較のために、図４のプリント基板２１において、ビア２１ｃ１〜２１ｃ４のビア径が全て同じであり、ビア２１ｃ１〜２１ｃ４のそれぞれに給電層２１ａ１〜２１ａ４が全て接続されている場合の電流経路の抵抗ＲＡの算出例を示す。
【００５７】
図７は、比較例のプリント基板における電流経路の抵抗の算出例を示す図である。
図７では、ビア２１ｃ１〜ビア２１ｃ４のビア径ｒは、全て０．２５［ｍｍ］としている。その他の条件は、ビア２１ｃ１〜２１ｃ４のそれぞれに給電層２１ａ１〜２１ａ４が全て接続されていることを除くと、図６と同じである。
【００５８】
このとき、図６に示すように、電流経路Ｐ１〜Ｐ４におけるビア抵抗ＲＶは、全て等しく、０．２９［ｍΩ］となる。また、経路抵抗ＲＬは、電流経路Ｐ１については、０．５２［ｍΩ］、電流経路Ｐ２については、０．３４［ｍΩ］、電流経路Ｐ３については、０．１７［ｍΩ］、電流経路Ｐ４については、０．００［ｍΩ］となる。したがって、抵抗ＲＡは、電流経路Ｐ１については、０．８１［ｍΩ］、電流経路Ｐ２については、０．６３［ｍΩ］、電流経路Ｐ３については、０．４６［ｍΩ］、電流経路Ｐ４については、０．２９［ｍΩ］となり、抵抗成分が不均一になっている。
【００５９】
また、電流経路Ｐ１〜Ｐ４の電流比は、電流経路Ｐ４の電  流比を１．００とすると、電流経路Ｐ１については０．３５、電流経路Ｐ２については０．４６、電流経路Ｐ３については０．６３となり、たとえば、電流経路Ｐ４に過剰な電流が流れる可能性がある。
【００６０】
これに対して、第２の実施の形態のプリント基板２１によれば、図６に示すように、電流経路Ｐ１〜Ｐ４の抵抗ＲＡが平準化されている。そのため、電流経路Ｐ１〜Ｐ４に過剰な電流が流れることを抑制できる。
【００６１】
（第３の実施の形態）
図８は、第３の実施の形態のプリント基板の一例を示す断面図である。
第３の実施の形態のプリント基板３１も、第２の実施の形態のプリント基板３１と同様に、たとえば、図１に示したようなＰＫＧ１２を搭載するものであるが、図８では図示が省略されている。
【００６２】
プリント基板３１は電源電圧が印加される給電層３１ａ１，３１ａ２，３１ａ３，３１ａ４を有する。給電層３１ａ１〜３１ａ４は、絶縁材料３１ｂを介して積層されている。給電層３１ａ１〜３１ａ４として、たとえば、銅などの導電材料が用いられる。また、絶縁材料３１ｂは、たとえば、紙またはガラス布に絶縁樹脂を含浸させた複数のシートなどである。なお、給電層の数は４つに限定されるものではなく、１つでもよいし５つ以上であってもよい。
【００６３】
また、プリント基板３１は、ＰＫＧが搭載される領域に配置される複数の給電端子（たとえば、給電端子３１ｂ１，３１ｂ２，３１ｂ３，３１ｂ４）を有する。なお、図８の例でも、プリント基板３１には、ＰＫＧの搭載面に対して反対の面にも複数の給電端子（たとえば、給電端子３１ｂ５，３１ｂ６，３１ｂ７，３１ｂ８）が形成されている。複数の給電端子として、たとえば、銅などの導電材料が用いられる。
【００６４】
さらに、プリント基板３１は、上記複数の給電端子と給電層とを電気的に接続する複数のビア（たとえば、ビア３１ｃ１，３１ｃ２，３１ｃ３，３１ｃ４）を有する。各ビアは、開口部の内壁に形成されたメッキ（銅メッキなど）と開口部に注入された非導電性または導電性の樹脂材を有する。
【００６５】
ＰＫＧが搭載される領域の中心からの距離が短い給電端子に接続されたビアには、導電性の樹脂材が注入され、ＰＫＧが搭載される領域の中心からの距離が長い給電端子に接続されたビアには、非導電性の樹脂材が注入される。図８の例では、ＰＫＧが搭載される領域の中心からの距離が給電端子３１ｂ１よりも短い位置に配置されている給電端子３１ｂ２〜３１ｂ４に接続されたビア３１ｃ２〜３１ｃ４の開口部には導電性の樹脂材が注入されている。また、ビア３１ｃ１の開口部には非導電性の樹脂材が注入されている。導電性の樹脂材が注入されたビアでは導体部の断面積Ｓｐが増えるため、ビア抵抗は小さくなる。
【００６６】
また、第３の実施の形態のプリント基板３１でも、第１の実施の形態のプリント基板１１と同様に、ＰＫＧが搭載される領域の端の近くに配置された給電端子に接続されたビアほど、ビア径が小さくなるように形成されている。ただ、ＰＫＧが搭載される領域の端からの距離が異なる給電端子に接続されたビアのビア径が、全て異なっていなくてもよい。段階的にビア径が変化するようにビアが形成されていてもよい。
【００６７】
また、導電性の樹脂材を適用するビアと非導電性の樹脂材を適用するビアの数、ビアに接続する給電層の数や位置により、一部のビア群のビア径については上記の関係を満たさないほうが、各給電端子に至る電流経路の抵抗がより平準化される場合がある。その場合、その一部のビア群については、ＰＫＧが搭載される領域の端からの距離が他のビア群に接続される給電端子群よりも近い給電端子群に接続されていても、他のビア群よりもビア径を大きくしてもよい。
【００６８】
なお、第３の実施の形態のプリント基板３１でも、ＰＫＧが搭載される領域の中心からの距離が短い位置に配置された給電端子に接続されたビアほど、多い層数の給電層に接続されている。図８の例では、ビア３１ｃ３，３１ｃ４は、４層の給電層３１ａ１〜３１ａ４に接続されているのに対して、ビア３１ｃ１，３１ｃ２は、それより少ない３層の給電層３１ａ２〜３１ａ４に接続されている。
【００６９】
図９は、給電層とビアの一例を示す平面図である。
図９には、給電層３１ａ２の平面図が示されている。たとえば、図９のＡ−Ａ線における断面が、上記の図８の断面図に示されている。
【００７０】
図９に示すように給電層３１ａ２は、ビア３１ｃ１〜３１ｃ４と接続されている。また、ビア３１ｃ１には非導電性の樹脂材３２が穴埋め用の樹脂材として用いられており、ビア３１ｃ２〜３１ｃ４には導電性の樹脂材３３，３４，３５が穴埋め用の樹脂材として用いられている。
【００７１】
上記の構成により、ＰＫＧが搭載される領域の中心に近い給電端子に接続されたビア（導電性の樹脂材が用いられる）のビア抵抗を小さくすることができる。
また、第３の実施の形態のプリント基板３１でも、ＰＫＧが搭載される領域の中心からの距離が短い位置に配置された給電端子に接続されたビアほどＰＫＧの搭載面に近い位置にある給電層に接続されている。図８の例では、ビア３１ｃ３，３１ｃ４は、ＰＫＧの搭載面（図８のプリント基板３１の上側の面）から一番近い位置にある給電層３１ａ１に接続されている。ＰＫＧの搭載面から近い給電層に接続されたビアのビア抵抗は、ＰＫＧの搭載面から遠い給電層に接続されたビアのビア抵抗よりも小さくなる。
【００７２】
上記の構成により、ＰＫＧが搭載される領域の端に近い給電端子に接続されたビアのビア抵抗を大きくし、その領域の中心に近い給電端子に接続されたビアのビア抵抗を小さくすることができる。
【００７３】
また、ビアに多くの層数の給電層を接続するほど、そのビアを含む電流経路の給電層に起因する経路抵抗の値は小さくなる。経路抵抗は、ビアに接続される複数の給電層のそれぞれによる経路抵抗の並列抵抗となるためである。
【００７４】
一方、給電層３１ａ１〜３１ａ４のそれぞれの経路抵抗は、ＰＫＧが搭載される領域の端に近い給電端子に至る電流経路ほど小さくなる。ＰＫＧが搭載される領域の端に近い給電端子に至る電流経路ほど、短いためである。
【００７５】
各給電端子に至る電流経路の抵抗は、上記のような性質をもつビア抵抗と経路抵抗の和から求められるため、第３の実施の形態のプリント基板３１でも、各電流経路の抵抗値が平準化される。
【００７６】
たとえば、レイアウトやプロセスの制約などにより、抵抗成分の不均一化を十分に抑制できるほどビア径を変えられない場合、上記のような構成を組み合わせることで、各電流経路の抵抗値をより平準化することができる。そのため、抵抗成分の不均一化による過剰な電流が流れることを抑制できる。
【００７７】
以下、各電流経路の抵抗の計算例を示す。
図８の給電端子３１ｂ１〜３１ｂ４に至る電流経路の抵抗（前述の抵抗ＲＡ）は、第２の実施の形態と同様に算出できる。
【００７８】
図１０は、電流経路の抵抗の算出例を示す図である。
電流経路Ｐ１は、給電端子３１ｂ４に至る電流経路を表し、電流経路Ｐ２は、給電端子３１ｂ３に至る電流経路を表している。また、電流経路Ｐ３は、給電端子３１ｂ２に至る電流経路を表し、電流経路Ｐ４は、給電端子３１ｂ１に至る電流経路を表している。
【００７９】
電流経路Ｐ１に含まれるビア３１ｃ４のビア径ｒは、０．３０［ｍｍ］、電流経路Ｐ２に含まれるビア３１ｃ３のビア径ｒは、０．２０［ｍｍ］、電流経路Ｐ３，Ｐ４に含まれるビア３１ｃ２，３１ｃ１のビア径ｒは、０．２５［ｍｍ］としている。また、ビア３１ｃ１〜３１ｃ４のメッキ厚ｐｔは、２０μｍ、ビア３１ｃ１の開口部に注入される穴埋め用の樹脂材は、非導電性のものが用いられ、ビア３１ｃ２〜３１ｃ４の開口部に注入される穴埋め用の樹脂材は、導電性のものが用いられる。
【００８０】
図１０に記載されていないパラメータとして、ビア３１ｃ２〜３１ｃ４に適用される導電性の樹脂材（導電性ペースト）の体積抵抗率は、４．０ｅ-5Ω・ｃｍとしている。その他のパラメータの値は、第２の実施の形態で説明したパラメータの値と同じとしている。
【００８１】
このとき、図１０に示すように、ビア抵抗ＲＶは、電流経路Ｐ１については、０．２１［ｍΩ］、電流経路Ｐ２については、０．３０［ｍΩ］、電流経路Ｐ３については、０．５３［ｍΩ］、電流経路Ｐ４については、０．７５［ｍΩ］となる。また、経路抵抗ＲＬは、電流経路Ｐ１については、０．５２［ｍΩ］、電流経路Ｐ２については、０．３４［ｍΩ］、電流経路Ｐ３については、０．１７［ｍΩ］、電流経路Ｐ４については、０．００［ｍΩ］となる。したがって、抵抗ＲＡは、電流経路Ｐ１については、０．７３［ｍΩ］、電流経路Ｐ２については、０．６４［ｍΩ］、電流経路Ｐ３については、０．７０［ｍΩ］、電流経路Ｐ４については、０．７５［ｍΩ］となる。
【００８２】
また、電流経路Ｐ１〜Ｐ４の電流比は、電流経路Ｐ４の電流比を１．００とすると、電流経路Ｐ１については１．０３、電流経路Ｐ２については１．１７、電流経路Ｐ３については１．０７となる。
【００８３】
このように、第３の実施の形態のプリント基板３１においても、図１０に示すように、電流経路Ｐ１〜Ｐ４の抵抗ＲＡが平準化されている。そのため、電流経路Ｐ１〜Ｐ４に過剰な電流が流れることを抑制できる。
【００８４】
なお、図８に示したプリント基板３１では、１つのビアに適用される穴埋め用の樹脂材は、導電性または非導電性の一方であるが、１つのビアに、導電性及び非導電性の樹脂材が両方埋め込まれていてもよい。
【００８５】
図１１は、第３の実施の形態のプリント基板の変形例を示す図である。図１１において、図８に示した要素と同じ要素については同一符号が付されている。
図１１に示されているプリント基板４１において、給電端子３１ｂ１〜３１ｂ４に接続されたビア４２，４３，４４，４５のそれぞれには、導電性の樹脂材と非導電性の樹脂材の両方が穴埋め用の樹脂材として埋め込まれている。たとえば、ビア４５には、非導電性の樹脂材４５ａと導電性の樹脂材４５ｂとが埋め込まれている。
【００８６】
このようなビア４２〜４５は、たとえば、最初に非導電性の樹脂材または導電性の樹脂材の一方を開口部に埋め込んだ後、所定の深さまでエッチングし、その後、他方を埋め込むことで形成できる。
【００８７】
このようなプリント基板４１では、各ビアにおける非導電性の樹脂材と導電性の樹脂材の割合を変えることで、ビア抵抗の値を変化させることができる。
（第４の実施の形態）
図１２は、第４の実施の形態のプリント基板の一例を示す断面図である。
【００８８】
第４の実施の形態のプリント基板５１も、第２の実施の形態のプリント基板２１と同様に、たとえば、図１に示したようなＰＫＧ１２を搭載するものであるが、図１２では図示が省略されている。
【００８９】
プリント基板５１は電源電圧が印加される給電層５１ａ１，５１ａ２，５１ａ３，５１ａ４を有する。給電層５１ａ１〜５１ａ４は、絶縁材料５１ｂを介して積層されている。給電層５１ａ１〜５１ａ４として、たとえば、銅などの導電材料が用いられる。また、絶縁材料５１ｂは、たとえば、紙またはガラス布に絶縁樹脂を含浸させた複数のシートなどである。なお、給電層の数は４つに限定されるものではなく、１つでもよいし５つ以上であってもよい。
【００９０】
また、プリント基板５１は、ＰＫＧが搭載される領域に配置される複数の給電端子（たとえば、給電端子５１ｂ１，５１ｂ２，５１ｂ３，５１ｂ４）を有する。なお、図１２の例でも、プリント基板５１には、ＰＫＧの搭載面に対して反対の面にも複数の給電端子（たとえば、給電端子５１ｂ５，５１ｂ６，５１ｂ７，５１ｂ８）が形成されている。複数の給電端子として、たとえば、銅などの導電材料が用いられる。
【００９１】
さらに、プリント基板５１は、上記複数の給電端子と給電層とを電気的に接続する複数のビア（たとえば、ビア５１ｃ１，５１ｃ２，５１ｃ３，５１ｃ４）を有する。各ビアは、開口部の内壁に形成されたメッキ（銅メッキなど）と開口部に注入された非導電性の樹脂材（第３の実施の形態のように導電性の樹脂材を用いてもよい）を有する。
【００９２】
また、第４の実施の形態のプリント基板５１でも、第１の実施の形態のプリント基板１１と同様に、ＰＫＧが搭載される領域の端の近くに配置された給電端子に接続されたビアほど、ビア径が小さくなるように形成されている。ただ、ＰＫＧが搭載される領域の端からの距離が異なる給電端子に接続されたビアのビア径が、全て異なっていなくてもよい。段階的にビア径が変化するようにビアが形成されていてもよい。
【００９３】
また、一部のビア群については、ＰＫＧが搭載される領域の端からの距離が他のビア群に接続される給電端子群よりも近い給電端子群に接続されていても、他のビア群よりもビア径を大きくしてもよい。
【００９４】
なお、第４の実施の形態のプリント基板５１では、ビアは、たとえば、以下に示すように給電層に接続されている。
図１３は、給電層とビアの一例を示す平面図である。
【００９５】
図１３には、給電層５１ａ１の平面図が示されている。たとえば、図１３のＡ−Ａ線における断面が、上記の図１２の断面図に示されている。
図１３に示すように給電層５１ａ１には、ビア５１ｃ１〜５１ｃ４に対して部分的に接続するようにパターニングされたクリアランス６０，６１，６２，６３が形成されている。つまり、給電層５１ａ１では、ビア５１ｃ１〜５１ｃ４に対する接続箇所が限定されている。
【００９６】
たとえば、ビア５１ｃ１に対しては、１か所で接続されるようなクリアランス６０が形成されており、ビア５１ｃ２に対しては、２か所で接続されるようなクリアランス６１が形成されている。ビア５１ｃ３に対しては、３か所で接続されるようなクリアランス６２が形成されており、ビア５１ｃ４に対しては、４か所で接続されるようなクリアランス６３が形成されている。
【００９７】
接続箇所が増えるほどビア５１ｃ１〜５１ｃ４に接続される給電端子５１ｂ１〜５１ｂ４のそれぞれに至る電流経路の経路抵抗が減る。
また、図１３に示すようにクリアランス６２は、長軸が給電方向に伸びる楕円形に形成されている。これにより給電方向に隣接するビア５１ｃ２，５１ｃ４との間の導体部分が狭くなり、経路抵抗が増える。
【００９８】
たとえば、レイアウトやプロセスの制約などにより、抵抗成分の不均一化を十分に抑制できるほどビア径を変えられない場合、上記のような構成を組み合わせることで、各給電端子までの電流経路の抵抗値をより平準化することができる。そのため、抵抗成分の不均一化による過剰な電流が流れることを抑制できる。
【００９９】
以上、実施の形態に基づき、本発明のプリント基板及び電子装置の一観点について説明してきたが、これらは一例にすぎず、上記の記載に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１００】
１０  電子装置
１１  プリント基板
１１ａ１〜１１ａ４  給電層
１１ｂ  絶縁材料
１１ｂ１〜１１ｂ１２  給電端子
１１ｃ１〜１１ｃ６  ビア
１２  電子部品（ＰＫＧ）
１２ａ１〜１２ａ６，１２ｄ１〜１２ｄ４  半田バンプ
１２ｂ  ＰＫＧ基板
１２ｃ  素子
【図１】
2018107307.tif 000004
【図２】
2018107307.tif 000005
【図３】
2018107307.tif 000006
【図４】
2018107307.tif 000007
【図５】
2018107307.tif 000008
【図６】
2018107307.tif 000009
【図７】
2018107307.tif 000010
【図８】
2018107307.tif 000011
【図９】
2018107307.tif 000012
【図１０】
2018107307.tif 000013
【図１１】
2018107307.tif 000014
【図１２】
2018107307.tif 000015
【図１３】
2018107307.tif 000016