(57)【要約】【課題】熱伝導性が高く実装された電子部品などからの放熱性に優れた回路基板、電子機器およびデジタルカメラを提供する。【解決手段】回路基板１０は編み込まれたガラス繊維１４の束に樹脂１２を含浸させ、板状に形成したものを使用し、表面にはエッチング等でプリント配線２０が設けられ、電子部品１８が実装されている。ガラス繊維１４は製造工程においてガラス繊維１４内に金属フィラー１６を混練させ、所定の密度で分散させている。樹脂１２中にも金属フィラー１６を混練させ、ガラス繊維１４と同様に所定の密度で分散させている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属フィラーが混入されたガラス繊維に樹脂を含浸させて形成されたことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
金属フィラーが混入された樹脂をガラス繊維に含浸させて形成されたことを特徴とする回路基板。
【請求項３】
金属フィラーが混入されたガラス繊維に金属フィラーが混入された樹脂を含浸させて形成されたことを特徴とする回路基板。
【請求項４】
前記金属フィラーが磁性体であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の回路基板。
【請求項５】
前記ガラス繊維または前記樹脂の何れか一方に電波吸収体フィラーを混入させたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の回路基板。
【請求項６】
外部シャーシに直接接触して固定されたことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の回路基板。
【請求項７】
外部シャーシに断熱部材を介して固定されたことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の回路基板。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の回路基板を用いた電子機器。
【請求項９】
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の回路基板を用いたデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回路基板、特にガラス繊維に樹脂を含浸させたプリント回路基板、およびこれを用いた電子機器、デジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力制御を伴う半導体素子の高出力化・小型化による発熱量の増大を解決すべく、半導体素子を電気的に隔離するために絶縁体からなる基板に搭載し、さらにこの絶縁体基板をヒートシンク（放熱板）や冷却板に搭載したモジュール構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし上記のような冷却構造を用いた半導体装置は、その構造が多層且つ複雑であるために、放熱特性が十分とは言えず製造コストも高かった。
【０００３】
一方、半導体チップ等の能動部品を回路基板の表層に実装する方法では、高密度化を進めていくうえで限界があるため、基板に凹部を設けてその内部に半導体チップを収納して実装する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この場合、凹部内に半導体チップが実装された後、接続部及び半導体チップを保護するための封止樹脂が塗布されて封止される。このため更に放熱特性が厳しくなる要因となる。
【０００４】
従来のインナービアホール接続法で用いられてきた基板は、樹脂系の材料で構成されていたため、熱伝導度が低いという問題があった。また、回路部品内蔵モジュールでは、回路部品の実装密度が高密度になるほど部品から発生する熱を放熱させる必要が高くなるが、従来の基板では十分に放熱することができず、回路部品内蔵モジュールの信頼性が低下するという問題があった。そのため水平方向に放熱性の高いフィラー入りの層を形成し、垂直方向に放熱用のインナービアを介することで、この連続構成によって最終的に外側の配線パターンから放熱を行う構成が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
しかし上記の構成ではフィラーが水平方向に寝ているので垂直方向への放熱は専用のビアを必要とする。また放熱専用のインナービアを設けるためスペースを必要とし、ある程度以上の高密度基板設計が困難となる。
【特許文献１】特開平７−９９２６８号公報
【特許文献２】特開平５−２５９３７２号公報
【特許文献２】特開２００１−２４４６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、熱伝導性が高く実装された電子部品などからの放熱性に優れた回路基板、および電子機器、デジタルカメラを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の回路基板は、金属フィラーが混入されたガラス繊維に樹脂を含浸させて形成されたことを特徴とする。
【０００８】
上記の発明によれば、ガラス繊維中に熱伝導性の高い金属フィラーを分散させたことにより、熱伝導性が高く実装された電子部品などからの放熱性に優れた回路基板とすることができる。
【０００９】
請求項２に記載の回路基板は、金属フィラーが混入された樹脂をガラス繊維に含浸させて形成されたことを特徴とする。
【００１０】
上記の発明によれば、樹脂中に熱伝導性の高い金属フィラーを分散させたことにより、熱伝導性が高く実装された電子部品などからの放熱性に優れた回路基板とすることができる。
【００１１】
請求項３に記載の回路基板は、金属フィラーが混入されたガラス繊維に金属フィラーが混入された樹脂を含浸させて形成されたことを特徴とする。
【００１２】
上記の発明によれば、ガラス繊維中および樹脂中に熱伝導性の高い金属フィラーを分散させたことにより、熱伝導性が高く実装された電子部品などからの放熱性に優れた回路基板とすることができる。
【００１３】
請求項４に記載の回路基板は、前記金属フィラーが磁性体であることを特徴とする。
【００１４】
上記の発明によれば、金属フィラーに磁性体を用いることで回路基板に磁気シールド性を持たせることができ、かつ成型中において部分的に磁化することで金属フィラーの局所的な密度を制御することができるので、基板上で意図的に磁気シールド性の高い箇所を設定することもできる。
【００１５】
請求項５に記載の回路基板は、前記ガラス繊維または前記樹脂の何れか一方に電波吸収体フィラーを混入させたことを特徴とする。
【００１６】
上記の発明によれば、電波吸収体フィラーを混入させ、所定の濃度で分散させることで、放熱効果に加えてノイズやＥＭＩ（電磁干渉）を低減させる回路基板とすることができる。
【００１７】
請求項６に記載の回路基板は、外部シャーシに直接接触して固定されたことを特徴とする。
【００１８】
上記の発明によれば、別途冷却用の付加構造を用いることなく、回路基板上あるいは回路基板内に設けられた電子部品などから発せられる熱が十分に排出され、回路基板に熱が蓄積されて電子部品などに悪影響を及ぼす虞の少ない回路基板とすることができる。
【００１９】
請求項７に記載の回路基板は、外部シャーシに断熱部材を介して固定されたことを特徴とする。
【００２０】
上記の発明によれば、断熱部材で外部シャーシへ逃げる熱を遮断することで、回路基板内に蓄積される熱で電子部品などの温度を高めることにより、所望の温度に近付けることができる。
【００２１】
請求項８に記載の電子機器は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の回路基板を用いたことを特徴とする。
【００２２】
上記の発明によれば、実装された電子部品などからの放熱性に優れた電子機器とすることができ、電子部品などの温度に起因するトラブルを回避することができる。
【００２３】
請求項９に記載のデジタルカメラは、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の回路基板を用いたことを特徴とする。
【００２４】
上記の発明によれば、実装された電子部品などからの放熱性に優れたデジタルカメラとすることができ、電子部品などの温度に起因するトラブルを回避することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、本発明によれば熱伝導性が高く実装された電子部品などからの放熱性に優れた回路基板およびこれを用いた電子機器、デジタルカメラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。
【００２７】
＜第１実施形態＞
図１には本発明に係る回路基板が示されている。
【００２８】
回路基板１０は編み込まれたガラス繊維１４の束に樹脂１２を含浸させ、板状に形成したものを使用し、表面にはエッチング等でプリント配線２０が設けられ、電子部品１８が実装されている。
【００２９】
本発明の第１実施形態においてはガラス繊維１４の製造工程においてガラス繊維１４内に金属フィラー１６を混練させ、所定の密度で分散させている。
【００３０】
また樹脂１２中にも金属フィラー１６を混練させ、ガラス繊維１４と同様に所定の密度で分散させている。さらに、回路基板１０の断面図である図２に示すように回路基板１０を複数の層１１Ａからなる多層基板とした場合、電子部品１８を基板中、すなわち所定の層１１Ａの間隙に配置してもよい。
【００３１】
また上記のように本実施形態においては樹脂１２、ガラス繊維１４の両方に金属フィラー１６を混練させているが、樹脂１２、あるいはガラス繊維１４の何れか一方だけに金属フィラー１６を混練させてもよい。
【００３２】
樹脂１２に関してはエポキシ系樹脂が最も一般的に使用されているが、回路基板としての性能を満足していればこれに限定されず、他の樹脂を使用していてもよい。さらに金属フィラー１６となる金属の種類に関しては銅、銀、アルミニウムなど種々の金属が使用可能であり、常温で固体かつ水や空気などに対して反応性の低い安定した金属であれば特に種類は限定されない。
【００３３】
上記のように本実施形態においてはガラス繊維１４、樹脂１２に金属フィラー１６を混練し、所定の密度で分散させている。
【００３４】
金属フィラー１６はガラス繊維１４、樹脂１２よりも熱伝導性に優れるため、ワット数の大きい抵抗やシステムＬＳＩなどの高発熱部品を電子部品１８として回路基板１０内に内蔵した場合、発せられる熱はガラス繊維１４、樹脂１２よりも優先的に金属フィラー１６により伝導され、回路基板１０の表面から放熱される。
【００３５】
これにより別途冷却用の付加構造を用いることなく、回路基板１０上あるいは回路基板１０内に設けられた電子部品１８から発せられる熱が十分に排出され、回路基板１０に熱が蓄積されて電子部品１８などに悪影響を及ぼす虞の少ない回路基板１０とすることができる。
【００３６】
また前述のように本実施形態においては樹脂１２、ガラス繊維１４の両方に金属フィラー１６を混練させているが、樹脂１２、あるいはガラス繊維１４の何れか一方だけに金属フィラー１６を混練させてもよい。すなわちコストと放熱効果の必要性を勘案し、最適な組み合わせを選択することができる。
【００３７】
＜第２実施形態＞
図３には本発明の第２実施形態に係る回路基板の周辺構造が示されている。
【００３８】
回路基板１３は編み込まれたガラス繊維１４の束に樹脂１２を含浸させ、板状に形成したものを使用し、表面にはエッチング等でプリント配線２０が設けられ、電子部品１８が実装されている点は第１実施形態と同様である。
【００３９】
本発明の第２実施形態に係る回路基板１３は外部シャーシ２４上に接触した状態でネジ２２により直接固定され、電子機器１を構成している。
【００４０】
上記の構造により回路基板１３上または内部で発生した熱は外部シャーシ２４と接触した箇所から外部シャーシ２４に伝わり（図中白矢印）、外部シャーシ２４から更に機器外部へと放熱させることで回路基板１３からの熱を効率よく放出させる。
【００４１】
これにより別途冷却用の付加構造を用いることなく、回路基板１３上あるいは回路基板１３内に設けられた電子部品１８から発せられる熱が十分に排出され、回路基板１３に熱が蓄積されて電子部品１８などに悪影響を及ぼす虞の少ない回路基板１３および電子機器１とすることができる。
【００４２】
＜第３実施形態＞
図４には本発明の第３実施形態に係る回路基板の周辺構造が示されている。
【００４３】
回路基板１５は編み込まれたガラス繊維１４の束に樹脂１２を含浸させ、板状に形成したものを使用し、表面にはエッチング等でプリント配線２０が設けられ、電子部品１８が実装されている点は第１および第２実施形態と同様である。
【００４４】
本発明の第３実施形態に係る回路基板１５は外部シャーシ２４との間に断熱部材２６を介し、外部シャーシ２４と接触しない状態でネジ２２により固定され、電子機器２を構成している。
【００４５】
上記の構造により回路基板１５上または内部で発生した熱は断熱部材２６で遮蔽されるため、外部シャーシ２４に伝わらず、回路基板１５から発生する熱を回路基板１５内に蓄積する。これにより回路基板１５上あるいは回路基板１５内に設けられた電子部品１８から発せられる熱が回路基板１５内の電子部品１８を加熱する。電子部品１８の種類によっては最適な動作温度が室温よりも高く設定されているものもあり、本実施形態に係る回路基板１５を用いることで、回路基板１５内に蓄積される熱で電子部品１８の温度を高めることにより、最適な動作温度に近付けることができる。
【００４６】
＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態として、上記の第１〜第３実施形態に用いられる金属フィラー１６に代えて、電波吸収効果を持つ素材をフィラーとして添加してもよい。
【００４７】
すなわち、フェライトなどの金属化合物に限定されず、電波吸収効果のあるカーボンなどをガラス繊維１４または樹脂１２に混練させ、所定の濃度で分散させることで、放熱効果に加えてノイズやＥＭＩ（電磁干渉）を低減させる回路基板とすることができる。
【００４８】
＜第５実施形態＞
図５には本発明の第５実施形態に係る回路基板が示されている。
【００４９】
回路基板１７は編み込まれたガラス繊維１４の束に樹脂１２を含浸させ、板状に形成したものを使用し、表面にはエッチング等でプリント配線２０が設けられ、電子部品１８が実装されている点は上記の各実施形態と同様である。
【００５０】
本発明の第５実施形態に係る回路基板１７は樹脂１２中に金属フィラー１６に加え、磁性体フィラー１６Ａを混練させ、所定の密度で分散させている。ここでいう磁性体とは、例えば酸化鉄、酸化クロム、コバルト、フェライトなどの、磁界を印加すると磁気を帯びる物質（＝磁石に吸引する性質をもった物質）であって、金属であってもアルミニウムのような磁性を示さない物質は本実施形態には使用しない。
【００５１】
図５（Ａ）に示すように回路基板１７を形成する際、すなわち樹脂１２が固化する前の段階において、磁気ヘッド３０を用いて回路基板１７上の特定の範囲１７Ａを磁化する。この段階では樹脂１２は流動性があるため、樹脂１２内に分散した磁性体フィラー１６Ａは磁気ヘッド３０による磁束の影響を受けて範囲１７Ａに移動し、範囲１７Ａの磁性体フィラー１６Ａの密度が上昇する。
【００５２】
この状態で樹脂１２を固化させることで、図５（Ｂ）に示すように範囲１７Ａ内の磁性体フィラー１６Ａの密度が高いまま回路基板１７が形成される。磁性体フィラー１６Ａが高い密度で存在するため、範囲１７Ａには回路基板１７の他の部分に比較して高い磁気シールド性を持たせることができる。
【００５３】
すなわち範囲１７Ａの上または内部または下に磁気ノイズ発生源となりうる電子部品１８が存在する場合、あるいは磁気ノイズにより何らかの悪影響を受ける虞のある電子部品１８を実装する必要がある場合、局所的に回路基板１７の磁気シールド性を高めることで電子部品１８から発せられる磁気ノイズを遮断し、あるいは電子部品１８を磁気ノイズから守ることができる。
【００５４】
これによりマイクやスピーカなど、磁束漏れ・磁気ノイズ発生の虞のある機器に本実施形態に係る回路基板を用いることで、回路基板による磁気シールド効果を得ることができる。
【００５５】
＜第６実施形態＞
図６には本発明の第６実施形態に係る回路基板が示されている。
【００５６】
回路基板１９は編み込まれたガラス繊維１４の束に樹脂１２を含浸させ、板状に形成したものを使用し、表面にはエッチング等でプリント配線２０が設けられ、電子部品１８が実装されている点は上記の各実施形態と同様である。
【００５７】
本発明の第６実施形態に係る回路基板１９は樹脂１２中に金属フィラー１６に加え、磁性体フィラー１６Ａを混練させ、所定の密度で分散させている。この磁性体フィラー１６Ａは樹脂１２よりも熱伝導性が優れた磁性体であれば種類は特に限定されない。
【００５８】
図６（Ａ）に示すように回路基板１７を形成する際、すなわち樹脂１２が固化する前の段階において、磁気ヘッド３０を用いて回路基板１７上の特定の範囲、Ａ−Ａ線上を磁化する。
【００５９】
Ａ−Ａ断面である図６（Ａ−２）に示すように、樹脂１２中に分散された金属フィラー１６、磁性体フィラー１６Ａは樹脂１２の含浸方向によっては回路基板１９の表面１９Ａと平行に配列され、表面１９Ａと垂直な方向には熱を伝えにくい配列になっている可能性がある。
【００６０】
この段階で磁気ヘッド３０による影響を受けると、樹脂１２は流動性があるため、樹脂１２内に分散した磁性体フィラー１６Ａは磁気ヘッド３０による磁束の影響を受けて図６（Ｂ−２）に示すように表面１９Ａと垂直な方向に配列される。
【００６１】
この状態で樹脂１２を固化させることで、Ａ−Ａ線上の磁性体フィラー１６Ａが表面１９Ａに対して垂直に配列されたまま回路基板１９が形成される。Ａ−Ａ線上では磁性体フィラー１６Ａが表面１９Ａに対して垂直に配列されているので、樹脂１２よりも熱伝導性の高い磁性体フィラー１６Ａが表面１９Ａに対して垂直方向に高い放熱性を持たせることができる。
【００６２】
すなわちＡ−Ａ線上の上または内部または下に熱発生源となりうる電子部品１８が存在する場合、あるいは熱により何らかの悪影響を受ける虞のある電子部品１８を実装する必要がある場合、局所的に回路基板１９の表面１９Ａに対して垂直方向の放熱性を高めることで電子部品１８を熱の影響から守ることができる。加えて磁性体フィラー１６Ａの磁気シールド性により磁気ノイズの影響をも排除することができる。
＜電子機器・デジタルカメラへの応用＞
電子機器、特にデジタルカメラにおいては前記各実施形態に係る回路基板を用いることによって、実装された電子部品１８を熱による悪影響から保護し、あるいは最適な動作温度を維持することが可能な電子機器、あるいはデジタルカメラとすることができる。
【００６３】
例えばデジタルカメラに撮像素子として用いられるＣＣＤは熱による撮影画像への影響が顕著であり、温度によってはドット状の熱ノイズが発生する虞があるが、本願発明の回路基板を応用することによって上記の弊害を抑える効果を得ることができる。
【００６４】
＜まとめ＞
以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
【００６５】
すなわちデジタルカメラ以外の電子機器であっても、発熱するか、磁気ノイズを発するか又は磁気ノイズによる影響を回避したい、あるいは動作温度を制御したい電子部品を実装した回路基板構造であれば本発明を応用可能であり、またガラス繊維および樹脂に混練されるフィラーも金属に限らず、熱伝導に優れた素材であれば応用して差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回路基板を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る回路基板の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る回路基板を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る回路基板を示す断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る回路基板を示す平面図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る回路基板を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１     電子機器
２     電子機器
１０   回路基板
１１Ａ 層
１２   樹脂
１３   回路基板
１４   ガラス繊維
１５   回路基板
１６   金属フィラー
１６Ａ 磁性体フィラー
１７   回路基板
１７Ａ 範囲
１８   電子部品
１９   回路基板
１９Ａ 表面
２０   プリント配線
２２   ネジ
２４   外部シャーシ
２６   断熱部材
３０   磁気ヘッド
【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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