(57)【要約】  配線基板１０は、第１主面である面実装部品搭載面１０Ａと、第１主面に対向する第２主面である裏面１０Ｂとを備え、面実装部品搭載面１０Ａ上にパワー素子２０を搭載する面実装部品搭載領域Ｒａを有する絶縁性基板１１と、面実装部品搭載面１０Ａに形成された第１導体層１２と、裏面１０Ｂに形成された第２導体層１３とを備える。第１導体層１２は、電気的接続領域となる第１領域を除いてレジスト層１６で被覆されるとともに、第２導体層１３は、電気的接続領域となる第２領域を除いてレジスト層１６で被覆される。面実装部品搭載面１０Ａ側の第１導体層１２は、面実装部品搭載領域Ｒａ直下で、絶縁性基板１１を貫通するビアホール１４Ａを介して第２導体層１３に接続されており、ビアホール１４で接続された第１および第２導体層１２，１３はレジスト層１６から露呈しはんだ層１５で被覆された放熱領域を有する。
2016157478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面とを備え、前記第１主面上に面実装部品を搭載する面実装部品搭載領域を有する絶縁性基板と、
前記第１主面に形成された第１導体層と、
前記第２主面に形成され、放熱領域を形成する第２導体層と、
前記面実装部品搭載領域および前記面実装部品搭載領域の周縁領域に設けられ、内部にはんだ層の充填されたビアホールとを備え、
前記第１主面側の前記第１導体層は、前記ビアホールを介して前記第２導体層の前記放熱領域に熱的に接続されたことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記第１導体層は、表面側銅箔を含み、
前記第２導体層は、裏面側銅箔を含み、
前記表面側銅箔および前記裏面側銅箔は、前記ビアホールで接続されたことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記第１主面では、前記第１導体層は、前記周縁領域を除いて前記面実装部品搭載領域に選択的に形成され、
前記周縁領域では、前記面実装部品搭載領域の前記第１導体層を囲むように前記はんだ層の充填された前記ビアホールが分布し、前記放熱領域の前記第２導体層に熱的に接続されたことを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記第１主面では、前記面実装部品搭載領域および前記周縁領域に前記第１導体層が形成されるとともに前記はんだ層の充填された前記ビアホールが分布し、
前記面実装部品搭載領域および前記周縁領域に前記第１導体層が、前記放熱領域の前記第２導体層に熱的に接続されたことを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
【請求項５】
前記ビアホールは、前記面実装部品搭載領域よりも前記周縁領域で、より高密度に分布することを特徴とする請求項４に記載の配線基板。
【請求項６】
前記放熱領域を構成する前記裏面側銅箔は、スリットによって複数の領域に分割されたことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項７】
前記ビアホールは、断面楕円の長穴を含むことを特徴とする請求項４に記載の配線基板。
【請求項８】
前記第１導体層および前記第２導体層は、前記はんだ層で被覆された領域を除いてレジスト層で被覆されたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項９】
第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面とを備え、前記第１主面上に面実装部品を搭載する面実装部品搭載領域を有する絶縁性基板と、
前記第１主面に形成された第１導体層と、
前記第２主面に形成され、放熱領域を形成する第２導体層と、
前記面実装部品搭載領域および前記面実装部品搭載領域の周縁領域に設けられ、内部にはんだ層の充填されたビアホールとを備え、
前記第１主面側の前記第１導体層は、前記ビアホールを介して前記第２導体層の前記放熱領域に熱的に接続された配線基板と、
前記面実装部品搭載領域で、前記はんだ層に、一主面が当接するとともに、前記面実装部品搭載領域に、搭載された面実装部品とを備えた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、配線基板および電子装置に係り、特に放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化に伴い、配線基板上に搭載される電子部品の高集積化は進む一方であり、パワー素子などの発熱部品の放熱が重要な課題となっている。従来、例えば、特許文献１では、配線基板上への面実装部品の搭載に際して、部品の発熱による熱破壊を防止するために、部品実装面の発熱部品直下に多数のサーマルビアホールを形成し、部品実装面の銅箔と裏面の銅箔を接続する技術が開示されている。上記構成によれば、部品の放熱性の向上をはかることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３０７２３８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、特許文献１の面実装部品における放熱構造は、発熱部品直下の部品実装面の銅箔と裏面の銅箔を多数のサーマルビアホールにて接続しているため、部品の発熱量が大きい場合は、発熱部品直下に設けられる銅箔のサイズを広げる必要がある。そのため、基板の外形サイズの制約を守ることが困難であるという問題があった。また、周辺部品との配置により、広げるべく銅箔サイズが十分に確保できないという問題があった。さらにまた、広げるべく銅箔サイズが十分に確保できないことから、部品の放熱性に限界が生じ、部品の使用条件が制約されることで、部品の性能が十分に発揮できないという問題もあった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、発熱部品放熱用の銅箔などの放熱部のサイズの小型化をはかりつつも、放熱性を改善し、発熱部品の性能を確保して、搭載する発熱部品の信頼性向上を図ることのできる配線基板を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る配線基板は、第１主面と、第１主面に対向する第２主面とを備え、第１主面上に面実装部品を搭載する面実装部品搭載領域を有する絶縁性基板と、第１主面に形成された第１導体層と、第２主面に形成され、放熱領域を形成する第２導体層と、面実装部品搭載領域および面実装部品搭載領域の周縁領域に設けられ、内部にはんだ層の充填されたビアホールとを備える。第１主面側の第１導体層は、ビアホールを介して第２導体層の放熱領域に熱的に接続されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、発熱部品の放熱部のサイズの小型化をはかりつつも、放熱性を改善し、発熱部品の性能を確保して、搭載する発熱部品の信頼性向上を図ることのできる配線基板を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る配線基板に、電子部品を実装した電子装置を基板表面から見た要部平面図
【図２】実施の形態１に係る配線基板に、電子部品を実装した電子装置を裏面から見た要部平面図
【図３】実施の形態１に係る配線基板に、電子部品を実装した電子装置の断面図であり、図１および図２におけるＡ-Ａ断面図
【図４】実施の形態１に係る配線基板に、電子部品を実装した電子装置の断面図であり、図１および図２におけるＢ-Ｂ断面図
【図５】実施の形態１に係る配線基板に、電子部品を実装した電子装置を基板表面から見た全体概要図
【図６】実施の形態２に係る配線基板に、電子部品を実装した電子装置を基板表面から見た要部平面図
【図７】実施の形態２に係る配線基板に、電子部品を実装した電子装置の断面図であり、図６におけるＣ-Ｃの断面図
【図８】実施の形態３に係る配線基板に、電子部品を実装した電子装置を基板表面から見た要部平面図
【図９】実施の形態３に係る配線基板に、電子部品を実装した電子装置の断面図であり、図８におけるＤ-Ｄの断面図
【図１０】実施の形態４に係る配線基板に、電子部品を実装した電子装置を基板表面から見た要部平面図
【図１１】実施の形態４に係る配線基板に、電子部品を実装した電子装置を裏面から見た要部平面図
【図１２】実施の形態４に係る配線基板に、電子部品を実装した電子装置の断面図であり、図１０および図１１におけるＥ-Ｅ断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態に係る配線基板、部品の実装方法および電子機器を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため各層あるいは各部材の縮尺が現実と異なる場合があり、各図面間においても同様である。また、断面図であっても、図面を見易くするためにハッチングを付さない場合がある。さらにまた平面図であっても、図面を見易くするためにハッチングを付す場合がある。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る配線基板に、電子部品を実装した電子装置を基板表面から見た平面図、図２は実施の形態１に係る配線基板に、電子部品を実装した電子装置を裏面から見た平面図、図３は、図１および図２におけるＡ-Ａの断面図、図４は、同Ｂ−Ｂ断面図である。また、図５は、実施の形態１の配線基板の部品実装面から見た概要平面図である。実施の形態１の配線基板１０では、部品実装面１０Ａである第１主面側の第１導体層１２は、電気的接続領域となる第１領域を除いてレジスト層１６で被覆されるとともに、裏面１０Ｂである第２主面側の第２導体層１３は、電気的接続領域となる第２領域を除いてレジスト層１６で被覆される。第１主面側の第１導体層１２は、面実装部品としてのパワー素子２０を搭載する面実装部品搭載領域Ｒａ直下およびその周縁領域Ｒｂで、配線基板１０を構成する絶縁性基板１１を貫通するビアホール１４を介して第２導体層１３に接続されており、ビアホール１４に充填されたはんだ層１５で接続された第１および第２導体層１２，１３はレジスト層１６から露呈し、はんだ層１５で被覆された放熱領域Ｒを形成する。
【００１１】
通例のプリント基板と呼ばれる配線基板は、配線パターンのパターニングに用いたソルダレジストのパターンをそのまま残す場合もあるが、新たにレジスト加工を行う場合も含めて、表面保護および絶縁を兼ねて、部品実装面を含めて、電気的接続部以外では導体層表面にレジスト加工がなされている。図１から図４において、配線基板１０の部品実装面１０Ａの銅箔からなる第１導体層１２には、部品実装面としてレジスト加工が実施されているが、パワー素子２０直下およびパワー素子２０のリード端子２３直下のパッド１２Ｐには部品実装面のレジスト加工を実施しておらず、レジスト層１６が存在していない。パワー素子２０直下のビアホール１４Ａの他に、パワー素子２０の直下領域である面実装部品搭載領域Ｒａの周縁領域Ｒｂには、ビアホール１４Ｂを設けて部品実装面１０Ａの銅箔からなる第１導体層１２と裏面１０Ｂの銅箔からなる第２導体層１３を接続する。周縁領域Ｒｂには、第１導体層１２は形成されていないが、ビアホール１４内のはんだを介して裏面１０Ｂの第２導体層１３に放熱パスが形成される。裏面１０Ｂの銅箔には裏面１０Ｂのレジスト層１６の形成を実施せずに裏面１０Ｂの銅箔からなる第２導体層１３がむき出しの状態とする。そしてビアホール１４内部およびこのレジスト層１６から露呈する第１導体層１２および第２導体層１３表面にはんだ層１５が形成されている。つまり、ビアホール１４内部にはんだを充填することで、ビアホール１４を熱伝導性が良好な放熱パスとするもので、配線基板の平面方向だけでなく厚さ方向で放熱領域を確保することで、基板サイズの増大を抑制しつつも放熱性の向上をはかるようにしたものである。
【００１２】
実施の形態１の配線基板は、エポキシ基板などの絶縁性基板１１の部品実装面１０Ａに銅箔からなる第１導体層１２を形成するとともに裏面１０Ｂに第２導体層１３と、部品実装面１０Ａから裏面１０Ｂを貫通するビアホール１４と、第１導体層１２上からビアホール１４を介して第２導体層１３上まで析出されたはんだめっき層であるはんだ層１５とを具備している。はんだめっき層１５で覆われた領域以外の、ビアホール１４内および第１導体層１２および第２導体層１３上の領域は、レジスト層１６で被覆されている。つまり、第１導体層１２および第２導体層１３については、選択的にレジスト層１６で覆われており、レジスト層１６から露呈する領域ははんだ層１５でおおわれている。
【００１３】
配線基板１０では、部品実装面１０Ａおよび裏面１０Ｂの導体層に部品実装のためのはんだ層を無電解めっきにより形成する。その一方で、はんだ接続を不要とする領域についてはレジスト層を残し、はんだ層１５を形成すべき領域を露呈するように、レジスト層１６で被覆し、はんだ槽に浸漬して、必要領域に選択的にはんだ層１５を形成するという方法がとられている。このレジスト層１６のパターンを、配線領域などで残すようにし、パターン形成を行うことではんだ層が形成されることは知られている。本実施の形態ではこのレジスト層１６のパターンを変更し、はんだ層の形成された領域を放熱領域として用いる。これにより、面実装部品搭載領域Ｒａだけでなく、面実装部品搭載領域Ｒａの周縁領域Ｒｂでもはんだ層が形成されて放熱部を構成する。
【００１４】
配線基板１０がはんだ槽を通過後は、部品実装面のレジスト層１６から露呈する部品実装面１０Ａの第１導体層１２と裏面１０Ｂのレジスト層１６から露呈する裏面１０Ｂの第２導体層１３と面実装部品搭載領域Ｒａすなわち部品直下のビアホール１４Ａ内部と部品周辺の周縁領域Ｒｂのビアホール１４Ｂ内部にはんだ層１５が形成される。図１および図２では配線基板１０の要部を示しているが、このレジスト層１６から露呈した領域が放熱領域Ｒとなる。つまり面実装部品搭載領域Ｒａと部品周辺の周縁領域Ｒｂとが放熱領域Ｒとなっている。
【００１５】
面実装部品としてのパワー素子２０は通例のものであり、一端で放熱フィンを構成するダイパッド２１上に半導体チップ２２が搭載され、直片状の短いリード端子２３が導出されるように、モールド樹脂からなるパッケージ２４で覆われたパワー素子である。
【００１６】
配線基板１０への実装に際しては、パワー素子２０を、配線基板１０上の面実装部品搭載領域Ｒａ上に載置し、リード端子２３が、配線基板１０上のパッド１２Ｐ上に位置合わせされ、一括加熱により、リード端子２３がはんだ層１５を介してパッド１２Ｐ上に電気的に接続される。この時、パッド１２Ｐ表面もレジスト層１６から露呈しており、はんだ層１５が形成されている。
【００１７】
このようにして、配線基板１０上にパワー素子２０を搭載し、加熱することで一括して接続が行われ、図５に全体概要図を示す電子装置１００が形成される。図５は、面実装部品搭載領域Ｒａを中心として示す概要図であり、配線基板１０上には、パワー素子２０とは異なるその他の部品１８などが多数搭載されているが、ここでは概要のみを示すものとする。ビアホール１４は、図５に示すように、面実装部品搭載領域Ｒａおよび周縁領域Ｒｂで、基板端縁部よりも高密度に分布することで、より効率よく放熱を実現することができる。
【００１８】
以上のように、部品実装面１０Ａの銅箔からなる第１導体層１２と裏面１０Ｂの第２導体層１３を接続する多数のビアホール１４を設けることで部品実装面１０Ａの銅箔に実装されたパワー素子２０の発熱を効率よく裏面１０Ｂの銅箔に伝えることができる。従って、裏面１０Ｂの銅箔からなる第２導体層１３をレジスト層１６から露呈させるように、レジストパターンを変更するだけで、裏面１０Ｂの第２導体層１３およびこれを貫通するスルーホール１４内にはんだ層１５が形成され、部品実装面１０Ａから裏面１０Ｂへの放熱パスを増大するとともに空気に晒される表面積が大きくなることにより裏面１０Ｂの銅箔の放熱性を改善することができる。その結果、部品実装面１０Ａの銅箔と裏面１０Ｂの銅箔の銅箔サイズの小型化をはかりつつも、発熱部品の性能を確保し、発熱部品の信頼性の向上をはかり、そして発熱部品の熱破壊を防止することができる。
【００１９】
実施の形態１に係る面実装部品の放熱改善は、発熱部品直下のビアホール１４Ａのほかに、発熱部品であるパワー素子２０周辺に多数のビアホール１４Ｂを設け、部品実装面１０Ａの第１導体層１２と裏面１０Ｂの第２導体層１３とを接続することで部品実装面１０Ａの銅箔に実装されたパワー素子２０の熱を効率よく裏面１０Ｂの第２導体層１３へ伝える。そして、裏面１０Ｂの銅箔からなる第２導体層１３にレジスト被覆しない領域を設け、裏面１０Ｂの銅箔によりはんだが析出し空気に晒される表面積が大きくなるようにしたものである。
【００２０】
また、第１導体層１２および第２導体層１３は、はんだ層１５で被覆された領域を除いてレジスト層１６で被覆されており、放熱性が向上することはもとより、製造に際して、レジスト層１６を除去する領域を変更するだけで、周縁領域Ｒｂのビアホール１４Ｂ内および第２導体層１３表面にはんだめっきによるはんだ層１５が形成されるため、製造工数の増大なしに、放熱性の高い配線基板を形成することができる。また、部品搭載面１０Ａの配線パターンは別途増大されておらず、ビアホール１４内のみで放熱パスが増大するため、回路構成に影響を与えることが少ない。
【００２１】
本実施の形態のパワー素子２０における放熱構造は、ビアホール１４の分布あるいは形状の変更または銅箔のレジスト加工の未実施またはレジスト形状の変更により放熱性能を向上させることができるものであり、レジスト層１６から露呈して銅箔などの配線層が空気と直接接触することで放熱性が向上するのに加え、はんだ層１５により、表面積が増大し、さらに放熱性が良好となる。また、ビアホール１４内壁にも導体層は形成されるが、これをはんだめっきすることで、ビアホール１４内にははんだが充填された構造となり、はんだが、部品搭載面１０Ａから裏面１０Ｂへと熱を搬送するパスが形成される。面実装部品搭載領域Ｒａだけでなく、周縁領域Ｒｂにおいてもビアホール内のはんだを介して部品搭載面１０Ａから裏面１０Ｂへと放熱パスが形成される。従って放熱性が向上し、放熱を目的とする第２の導体層１３の銅箔サイズの小型化をはかることができるという効果を奏する。また放熱性能を向上させることで発熱部品の性能の確保、また、発熱部品の信頼性が向上するという効果を奏する。
【００２２】
実施の形態２．
実施の形態１では、配線基板１０の裏面１０Ｂのレジスト被覆を実施しないつまり、配線基板１０の裏面１０Ｂの第２導体層１３をレジスト層１６で被覆しないようにしたものであるが、実施の形態２では、部品実装面１０Ａの銅箔においても同様に部品実装面のレジスト被覆を行わず、放熱領域として用いるものである。
【００２３】
図６は、実施の形態２に係る配線基板に、電子部品としてのパワー素子２０を実装した電子装置を基板表面から見た要部平面図、図７は図６におけるＣ-Ｃの断面図である。
【００２４】
図６および図７において、配線基板１０の部品実装面１０Ａの銅箔への部品実装面１０Ａのレジスト層１６を形成することなく、部品実装面１０Ａの銅箔からなる第１導体層１２がむき出しの状態とする。パワー素子２０直下すなわち面実装部品搭載領域Ｒａのビアホール１４Ａの他に、面実装部品搭載領域Ｒａの周辺である周縁領域Ｒｂにもビアホール１４Ｂを設けて部品実装面１０Ａの第１導体層１２と裏面１０Ｂの第２導体層１３とを接続する。また、裏面１０Ｂは図２に示した実施の形態１と同様、裏面１０Ｂの銅箔への裏面１０Ｂのレジスト加工を実施せずに裏面１０Ｂの銅箔がむき出しの状態とし、はんだ層１５を形成する。他部については実施の形態１の配線基板１０と同様であり、説明を省略するが、同一部位には同一符号を付した。
【００２５】
配線基板１０の形成工程で、配線基板１０がはんだ槽を通過した後は、部品実装面１０Ａのレジスト層１６で覆われていない部品実装面１０Ａの銅箔である第１導体層１２と、裏面１０Ｂのレジスト層１６で被覆していない第２導体層１３と、部品直下のビアホール１４Ａ内部と部品周辺のビアホール１４Ｂ内部とにはんだ層１５が付着する。
【００２６】
以上のようにして形成された配線基板は、実施の形態１による効果に加え、部品実装面１０Ａの第１導体層１２に実装されたパワー素子２０の発熱をより効率よく、搬送し、裏面１０Ｂの第２導体層１３へ伝えることができる。つまり両面の導体層に多くのはんだが付着し、はんだ層１５の表面積も増大し、空気に晒される表面積が大きくなることにより、部品実装面１０Ａおよび裏面１０Ｂの両面からの放熱性を改善することができる。その結果、部品実装面１０Ａの第１導体層１２と裏面１０Ｂの第２導体層１３との銅箔サイズの小型化、発熱部品の性能確保、発熱部品の信頼性の向上、そして発熱部品の熱破壊防止をはかることができる。
【００２７】
実施の形態２においても、製造に際して、レジスト層１６を除去する領域を変更するだけで、周縁領域Ｒｂのビアホール１４Ｂ内および周縁領域Ｒｂの第１導体層１２表面にはんだめっきによるはんだ層１５が形成されるため、製造工数の増大なしに、放熱性の高い配線基板を形成することができる。
【００２８】
実施の形態３．
実施の形態２では、部品実装面１０Ａの銅箔のレジスト加工および裏面１０Ｂの銅箔のレジスト加工を実施しないようにしたものであるが、実施の形態３では、裏面１０Ｂの銅箔のレジスト加工形状を変更した実施の形態３を説明する。図８は、実施の形態２に係る配線基板に、電子部品を実装した電子装置を裏面１０Ｂから見た要部平面図、図９は図８におけるＤ-Ｄの断面図である。部品実装面１０Ａは図６に示した実施の形態２と同様とする。
【００２９】
図８および図９において、配線基板１０の部品実装面１０Ａの第１導体層１２への部品実装面１０Ａについては図６に示したのと同様、はんだ層１５で覆われた第１導体層１２が面実装部品搭載領域Ｒａの周りに形成されているが、裏面１０Ｂでは、はんだ層１５で被覆された周縁領域Ｒｂをレジストスリット１６Ｓを隔てて複数に分割することで、格子状の領域のはんだ層１５の表面積を増大し熱流を形成し易くし、放熱性を高める。本実施の形態においてもパワー素子２０直下の面実装部品搭載領域Ｒａにおけるビアホール１４Ａの他に、パワー素子２０の周辺の周縁領域Ｒｂにもビアホール１４Ｂを設けて部品実装面１０Ａの第１導体層１２と裏面１０Ｂの第２導体層１３とを接続する。裏面１０Ｂの銅箔への裏面１０Ｂのレジスト加工は格子状となるように実施し、裏面１０Ｂのレジストスリット１６Ｓを隔てた格子状の領域にレジスト加工を実施せずにはんだ層１５を形成したものである。つまり裏面１０Ｂの第２導体層１３上にはんだ層１５を形成した領域を複数に分割したものである。
【００３０】
本実施の形態においても、実施の形態１および２と同様配線基板１０がはんだ槽を通過後は、部品実装面１０Ａのレジスト加工を実施していない部品実装面１０Ａの銅箔からなる第１導体層１２と、裏面１０Ｂのレジスト加工を実施していない複数箇所の裏面１０Ｂの銅箔からなる第２導体層１３とが、面実装部品搭載領域Ｒａ直下のビアホール１４Ａ内部と部品周辺の周縁領域Ｒｂのビアホール１４Ｂ内部にはんだ層１５が付着することで容易に放熱性の高い配線基板１０を得ることができる。ビアホール１４内部に析出するはんだ層１５はビアホール１４内部を隙間なく埋め込むように形成される。
【００３１】
以上のように、裏面１０Ｂの第２導体層１３に裏面１０Ｂのレジスト加工を実施しない箇所を複数作ることにより一様に裏面１０Ｂのレジスト加工を実施しない時と比較して各箇所で、配線基板１０がはんだ槽を通過後、銅箔の面積あたり、より多くのはんだ層１５が付着し、空気に晒される表面積が大きくなることにより部品実装面１０Ａのおよび裏面１０Ｂの銅箔の放熱性をさらに改善することができる。その結果、部品実装面１０Ａの銅箔と裏面１０Ｂの銅箔の銅箔サイズの小型化、発熱部品の性能確保、熱部品の信頼性の向上、そして発熱部品の熱破壊防止をすることができる。
【００３２】
実施の形態４．
以上の実施の形態３では、裏面１０Ｂの第２導体層１３を覆う裏面１０Ｂのレジスト層１６の加工形状を変更したものであるが、実施の形態４では部品実装面１０Ａの銅箔と裏面１０Ｂの銅箔を接続する、周縁領域Ｒｂのビアホール１４Ｂの形状を変更した。図１０はこの発明の実施の形態４における部品実装面から見た平面図、図１１はこの発明の実施の形態４における裏面１０Ｂから見た平面図、図１２は図１０におけるＥ-Ｅの断面図である。
【００３３】
本実施の形態では、ビアホール１４の断面形状が、領域で異なるようにしたものである。面実装部品搭載領域Ｒａでは、ビアホール１４Ａは断面一定で、かつ一定間隔で設けられているのに対し、周縁領域Ｒｂでは、長穴形状のビアホール１４Ｓを構成し、ビアホール１４Ｓの面積が大きくなっている。そして、配線基板１０の部品実装面１０Ａの面実装部品搭載領域Ｒａおよび周縁領域Ｒｂでは、レジスト層１６が形成されていない。またパッド１２Ｐ形成領域など、はんだ接続を要する領域にはレジスト層１６が形成されていないが、他の領域はレジスト層１６で覆われている。
【００３４】
この構造においても配線基板１０がはんだ槽を通過後は、部品実装面１０Ａのレジスト加工を実施していない部品実装面１０Ａの銅箔と裏面１０Ｂのレジスト加工を実施していない裏面１０Ｂの銅箔と面実装部品搭載領域Ｒａのビアホール１４Ａ内部と部品周辺に位置する周縁領域Ｒｂの長穴形状のビアホール１４Ｓ内部にはんだが付着する。
【００３５】
以上のように、部品実装面１０Ａの銅箔と裏面１０Ｂの銅箔を接続する多数の長穴形状のビアホール１４Ｓを設けることで部品実装面１０Ａの銅箔と裏面１０Ｂの銅箔の接続面積が大きくなり部品実装面１０Ａの銅箔に実装されたパワー素子２０の発熱を効率よく裏面１０Ｂの銅箔へ伝えることができる。そして、部品実装面１０Ａにおいて長穴形状のビアホール１４Ｓに付着したはんだ層１５が空気に晒される表面積が大きくなり、裏面１０Ｂの銅箔に裏面１０Ｂのレジスト加工を実施しないことにより裏面１０Ｂの銅箔により多くのはんだが付着し、空気に晒される表面積が大きくなることにより部品実装面１０Ａの銅箔および裏面１０Ｂの銅箔の放熱性を改善することができる。
【００３６】
つまり、ビアホール１４Ｓは、搭載部品直下すなわち面実装部品搭載領域Ｒａよりも、周縁領域Ｒｂで、より高密度に分布しており、面実装部品からの熱をより効率よく周縁部から裏面１０Ｂ側への放熱することができ、より効率よく放熱することが可能となる。
【００３７】
また、ビアホール１４Ａ，１４Ｓは、面実装部品搭載領域Ｒａおよびその周囲の周縁領域Ｒｂで、基板端縁部よりも高密度に分布することで、より面実装部品搭載領域Ｒａに近い領域で裏面１０Ｂ側への放熱が実行される。
【００３８】
その結果、部品実装面１０Ａの銅箔と裏面１０Ｂの銅箔の銅箔サイズの小型化、発熱部品の性能確保、熱部品の信頼性の向上、そして発熱部品の熱破壊防止をすることができる。
【００３９】
各実施の形態では、面実装部品について説明したが、面実装部品以外の部品でも適用可能である。特に部品直下の熱の放熱性が重要である面実装部品の実装においてより有効であることはいうまでもない。また、ビアホールは、面実装部品搭載領域および周縁領域で、基板端縁部よりも高密度に分布することで、より効率よく放熱を実現することができる。
【００４０】
また、各実施の形態では、配線基板としてエポキシ基板を用いたが、エポキシ基板に限定されることなく、他の樹脂基板、セラミック基板、ガラス基板などにも適用可能である。また、配線層については銅箔を用いた例について説明したが、銅箔に限定されることなく、種々の導体配線を適用可能である。また配線層についても表面および裏面だけでなく、中間層を有する多層配線基板についても適用可能である。
【００４１】
本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態およびその変形は、発明の範囲に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  配線基板、１０Ａ  部品実装面、１０Ｂ  裏面、１１  絶縁性基板、１２  第１導体層、１２Ｐ  リード端子パッド、１３  第２導体層、１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｓ  ビアホール、１５  はんだ層、１６  レジスト層、１６Ｓ  レジストスリット、１８  その他の部品、２０  パワー素子、２１  ダイパッド、２２  半導体チップ、２３  リード端子、２４  モールド樹脂、Ｒａ  面実装部品搭載領域、Ｒｂ  周縁領域、Ｒ  放熱領域、１００  電子装置。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年3月21日(2017.3.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面とを備え、前記第１主面上に面実装部品を搭載する面実装部品搭載領域を有する絶縁性基板と、
前記第１主面に形成された第１導体層と、
前記第２主面に形成され、放熱領域を形成する第２導体層と、
前記面実装部品搭載領域および前記面実装部品周辺である、前記面実装部品搭載領域の周縁領域に設けられ、内部にはんだ層の充填されたビアホールとを備え、
前記第１主面側の前記第１導体層は、前記ビアホールを介して前記第２導体層の前記放熱領域に熱的に接続されたことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記第１導体層は、表面側銅箔を含み、
前記第２導体層は、裏面側銅箔を含み、
前記表面側銅箔および前記裏面側銅箔は、前記ビアホールで接続されたことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記第１主面では、前記第１導体層は、前記周縁領域を除いて前記面実装部品搭載領域に選択的に形成され、
前記周縁領域では、前記面実装部品搭載領域の前記第１導体層を囲むように前記はんだ層の充填された前記ビアホールが分布し、前記放熱領域の前記第２導体層に熱的に接続されたことを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記第１主面では、前記面実装部品搭載領域および前記周縁領域に前記第１導体層が形成されるとともに前記はんだ層の充填された前記ビアホールが分布し、
前記面実装部品搭載領域および前記周縁領域に前記第１導体層が、前記放熱領域の前記第２導体層に熱的に接続されたことを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
【請求項５】
前記ビアホールは、前記面実装部品搭載領域よりも前記周縁領域で、より高密度に分布し、前記面実装部品搭載領域よりも前記周縁領域で、前記第１導体層と前記第２導体層とが熱的に接続される接続面積が大きいことを特徴とする請求項４に記載の配線基板。
【請求項６】
前記放熱領域を構成する前記裏面側銅箔は、スリットによって複数の領域に分割されたことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項７】
前記ビアホールは、断面楕円の長穴を含むことを特徴とする請求項４に記載の配線基板。
【請求項８】
前記第１導体層および前記第２導体層は、前記はんだ層で被覆された領域を除いてレジスト層で被覆されたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項９】
第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面とを備え、前記第１主面上に面実装部品を搭載する面実装部品搭載領域を有する絶縁性基板と、
前記第１主面に形成された第１導体層と、
前記第２主面に形成され、放熱領域を形成する第２導体層と、
前記面実装部品搭載領域および前記面実装部品周辺である、前記面実装部品搭載領域の周縁領域に設けられ、内部にはんだ層の充填されたビアホールとを備え、
前記第１主面側の前記第１導体層は、前記ビアホールを介して前記第２導体層の前記放熱領域に熱的に接続された配線基板と、
前記面実装部品搭載領域で、前記はんだ層に、一主面が当接するとともに、前記面実装部品搭載領域に、搭載された面実装部品とを備えたことを特徴とする電子装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る配線基板は、第１主面と、第１主面に対向する第２主面とを備え、第１主面上に面実装部品を搭載する面実装部品搭載領域を有する絶縁性基板と、第１主面に形成された第１導体層と、第２主面に形成され、放熱領域を形成する第２導体層と、面実装部品搭載領域および面実装部品周辺である、面実装部品搭載領域の周縁領域に設けられ、内部にはんだ層の充填されたビアホールとを備える。第１主面側の第１導体層は、ビアホールを介して第２導体層の放熱領域に熱的に接続されている。
【国際調査報告】
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