(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装されたプリント基板と、
前記電子部品上の冷却部材と、
前記電子部品と前記プリント基板とを前記冷却部材とともに挟む板材と、前記板材に形成されるとともに前記プリント基板と導通する回路とを有する配線基板と、を備え、
前記回路は、前記プリント基板の回路より厚い導電性の板または箔で形成される、
電子機器。
【請求項２】
前記プリント基板が備える接続対象端子と前記回路とを接続する端子が、前記板材の表面に設けられる、
請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記プリント基板が備える接続対象端子と前記回路とを接続する端子は、弾性変形可能である、
請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記冷却部材と前記板材とを締結する締結部材が通る孔が前記板材に設けられる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、配線基板および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に実装される電子部品の電流や実装密度、伝送速度は増大の一途を辿っている。そこで、近年では、基板に電子部品を実装する各種の改良技術が提案されている（例えば、特許文献１−３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−６６７２９号公報
【特許文献２】特開２００３−１７４２４２号公報
【特許文献３】特開２００６−２５３５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子部品が実装される基板の配線を太くすると、電子部品の実装密度や伝送速度を増大させることが難しい。そこで、実装密度や伝送速度の増大を図りながら電流の増大に対応する場合、例えば、基板の配線を厚くすることが考えられる。しかし、基板の配線を厚くすると、回路の形成が難しくなる。例えば、実装密度や伝送速度の増大に伴って小径化するビアホールを配線に形成する場合、配線が厚いとドリルが折れやすい。
【０００５】
そこで、本願は、容易な基板の加工で電子部品の電流、実装密度および伝送速度の増大を図ることができる配線基板および電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願は、次のような配線基板を開示する。
電子部品と、前記電子部品上の冷却部材とを、前記電子部品が実装されたプリント基板とともに挟みうる板材と、
前記板材に形成されるとともに前記プリント基板と導通しうる回路と、を備える、
配線基板。
【０００７】
また、本願は、次のような電子機器を開示する。
電子部品が実装されたプリント基板と、
前記電子部品上の冷却部材と、
前記電子部品と前記冷却部材とを前記プリント基板とともに挟む板材と、前記板材に形成されるとともに前記プリント基板と導通する回路とを有する配線基板と、を備える、
電子機器。
【発明の効果】
【０００８】
上記配線基板および電子機器であれば、容易な基板の加工で電子部品の電流、実装密度および伝送速度の増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係る配線基板の一例を示した図である。
【図２】図２は、実施形態に係る配線基板を使った電子機器の一例を示した図である。
【図３】図３は、第１比較例に係る電子機器を示した図の一例である。
【図４】図４は、第２比較例に係る電子機器を示した図の一例である。
【図５】図５は、第３比較例に係る電子機器を示した図の一例である。
【図６】図６は、変形例に係る電子機器を示した図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本開示の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。
【００１１】
図１は、実施形態に係る配線基板の一例を示した図である。配線基板１０は、板材１１と、板材１１に形成される回路とを備える。また、配線基板１０は、板材１１の表面に端子１２が設けられている。また、配線基板１０は、板材１１に孔１３が設けられている。板材１１は、電子部品と、電子部品上の冷却部材とを、電子部品が実装されたプリント基板とともに挟みうる部材である。また、端子１２は、電子部品が実装されたプリント基板側の接続対象端子と、板材１１に形成される回路とを電気接続する導電性の部材であり、弾性変形可能なバネ状の部材である。
【００１２】
図２は、実施形態に係る配線基板を使った電子機器の一例を示した図である。電子機器１には、発熱する電子部品２０が実装されたプリント基板３０と、電子部品２０に載ったヒートシンク４０（本願でいう「冷却部材」の一例である）とが備わっている。配線基板１０は、電子部品２０が実装されたプリント基板３０を、電子部品２０に載ったヒートシンク４０と共に挟んでいる。プリント基板３０には、大径のビア３１Ｌや小径のビア３１Ｓ、配線層３２によって構築される回路３３が形成されている。大径のビア３１Ｌには、小径のビア３１Ｓよりも大きい電流が流れるように回路設計がなされている。
【００１３】
図２に示される配線基板１０の断面構造から明らかなように、配線基板１０には、プリント基板３０に形成されている大径のビア３１Ｌに対応する位置にビア１４が設けられている。ビア１４は、端子１２を介してビア３１Ｌと導通している。ビア１４は、配線基板１０の板材１１の内部に埋め込まれた配線層１５と導通している。配線基板１０の配線層１５は、プリント基板３０の配線層３２よりも厚い導電性の板または箔で形成されている。よって、ビア１４や配線層１５によって構築される配線基板１０の回路１６は、プリント基板３０の回路３３よりも大きい電流に耐えることができる。
【００１４】
配線基板１０は、ヒートシンク４０と板材１１とを締結するボルト４１によって固定されている。ボルト４１の頭部側は、圧縮されると反発力を発揮する圧縮バネ４２に挿通されている。また、ボルト４１の端部にはナット４３が螺合されている。ボルト４１が挿通された圧縮バネ４２は、ヒートシンク４０をプリント基板３０側へ付勢する。圧縮バネ４２に付勢されるヒートシンク４０は、プリント基板３０の電子部品２０に密着する。ヒートシンク４０が電子部品２０に密着すると、電子部品２０の熱が、ヒートシンク４０へ効果的に伝達される。
【００１５】
ボルト４１は、板材１１に設けられた孔１３を通っている。そして、ボルト４１の頭部には、ヒートシンク４０をプリント基板３０側へ付勢する圧縮バネ４２の反発力が作用している。よって、配線基板１０は、プリント基板３０側へ付勢する力を、ボルト４１に螺合しているナット４３から受けることになる。この結果、板材１１の表面に設けられた端子１２は、プリント基板３０に押し当てられ、配線基板１０の回路１６がプリント基板３０の回路３３と導通した状態になる。なお、配線基板１０とプリント基板３０との間にはスペーサ４４が挟まっている。スペーサ４４は、ボルト４１を挿通できる環状の部材であり、弾性変形可能な端子１２が押し潰されない程度に配線基板１０とプリント基板３０との間の高さを調整する。
【００１６】
図３は、第１比較例に係る電子機器を示した図の一例である。本第１比較例に係る電子機器１０１は、複数の配線層１３２Ｓ，１３２Ｌがプリント基板１３０に設けられており、プリント基板１３０には電子部品２０が実装されている。プリント基板１３０には、大電流用の配線層１３２Ｌと小電流用の配線層１３２Ｓとが混在している。大電流用の配線層１３２Ｌは、小電流用の配線層１３２Ｓよりも厚い導電性の板または箔で形成される。大電流用の配線層１３２Ｌがあるプリント基板１３０にドリルでビアホールを形成し、大電流用のビア１３１Ｌや小電流用のビア１３１Ｓを設ける場合、ドリルが折れる場合がある。すなわち、小電流用のビア１３１Ｓを設けるために用いる小径のドリルは、大電流用のビア１３１Ｌを設けるために用いる大径のドリルよりも強度的に劣る。ドリルの強度低下は、径が小さいほど著しくなる。ドリルの強度が低下すると、大電流用の厚い配線層１３２Ｌを貫通することが難しくなる。すなわち、第１比較例に係る電子機器１０１において、電子部品２０の電流の増大に伴う配線層１３２Ｌの厚みの増加と、電子部品２０の実装密度および伝送速度の増大に伴うビア１３１Ｓの小径化とはトレードオフの関係になる。すなわち、第１比較例に係る電子機器１０１の場合、電子部品２０の電流の増大と、電子部品２０の実装密度および伝送速度の増大の両方に対応することが難しい。
【００１７】
図４は、第２比較例に係る電子機器を示した図の一例である。本第２比較例に係る電子機器１０１’は、第１比較例に係る電子機器１０１のプリント基板１３０と異なり、小電流用の配線層１３２Ｓだけがプリント基板１３０’に形成されている。すなわち、本第２比較例に係る電子機器１０１’のプリント基板１３０’には、第１比較例に係る電子機器１０１のプリント基板１３０に形成されていた大電流用の配線層１３２Ｌに相当する配線層が設けられていない。そして、大電流が流れる箇所についてはバスバー１３４を設けて配線層１３２Ｓの厚みの不足を補っている。しかし、電子部品２０の実装密度や伝送速度を損なわずにバスバー１３４を取り付けるには、図のように電子部品２０の実装エリアから外れた場所に取り付ける必要があり、電子部品２０の実装エリア内１３１Ｌからバスバー取付け部まで流れる電流の抵抗損失が大きくなってしまう。
【００１８】
図５は、第３比較例に係る電子機器を示した図の一例である。本第３比較例に係る電子機器１０１”は、小電流用の配線層１３２Ｓを設けたプリント基板１３０Ａ”に、大電流用の配線層１３２Ｌを設けたプリント基板１３０Ｂ”を接合している。そして、プリント基板１３０Ｂ”の回路１３３Ｂ”は、プリント基板１３０Ａ”に設けられた大電流用のビア１３１ＬＡを介して電子部品２０と導通している。本第３比較例に係る電子機器１０１”の場合、小電流用のビア１３１ＳＡは、大電流用の配線層１３２Ｌが設けられてないプリント基板１３０Ａ”に形成されるだけなので、ビア１３１ＳＡの形成に用いる小径のドリルが大電流用の配線層１３２Ｌを貫通しなくてよい。しかし、本第３比較例に係る電子機器１０１”の場合、ビアホールを形成するドリル加工の都合でプリント基板１３０Ｂ”を用意していることになる。すなわち、ドリルを用いた加工の都合で電子機器１０１”の部品点数を増大させていることになる。
【００１９】
一方、上記実施形態に係る配線基板１０および電子機器１であれば、小電流用の配線についてはプリント基板３０の回路３３で実現し、大電流用の配線については、プリント基板３０とは別体の配線基板１０の回路１６で実現できる。よって、配線基板１０に設けられた大電流用の配線層１５の貫通に耐えられない小径のドリルを使って、小電流用のビア３１Ｓを設けるためのビアホールをプリント基板３０に容易に形成することができる。また、微細化したビアにバスバーを設ける作業も生じない。更に、ヒートシンク４０に対応して取り付けられるボルスタープレートの役割を配線基板１０で代用し、本来取り付けられるべきボルスタープレートを省略できるので、電子機器１の部品点数を増大させることもない。したがって、上記実施形態に係る配線基板１０および電子機器１であれば、上記各比較例に係る電子機器１０１，１０１’，１０１”よりも容易なプリント基板３０の加
工で電子部品の電流、実装密度および伝送速度の増大を図ることができる。
【００２０】
なお、大電流用の配線層１５が形成された配線基板１０は、例えば、電子部品２０が実装されたプリント基板３０へ電力を供給する電源供給機構としての役割を担うのに好適である。しかし、配線基板１０は、電力を供給する役割を担うものに限定されるものではない。配線基板１０の回路１６は、プリント基板３０の回路３３と同等の電流の信号を処理してもよい。
【００２１】
また、ヒートシンク４０に対応して取り付けられるボルスタープレートの役割を上記実施形態に係る配線基板１０が担うため、配線基板１０の板材１１は、プリント基板３０をヒートシンク４０と協働で挟んだ状態において、変形に耐えられる剛性を有していると好適である。しかし、配線基板１０の板材１１は、例えば、バネＸの荷重を受けても何ら変形しない程度の剛性を有するものに限られるものではない。配線基板１０の板材１１は、荷重を受けたプリント基板３０が損傷に至らない程度の変形量に収めることができる剛性を有していればよい。
【００２２】
ところで、図１では、長方形の配線基板１０が例示されていた。しかし、実施形態に係る配線基板１０は、このような形状を呈するものに限定されるものではない。配線基板１０は、正方形や円形、楕円形、ひし形、多角形、その他各種の形状を呈するものであってもよい。
【００２３】
また、図１では、端子１２を板材１１の表面の２ヵ所の領域に集中的に配置した配線基板１０が例示されていた。しかし、実施形態の配線基板１０は、端子１２を板材１１の表面の２ヵ所の領域に集中的に配置したしたものに限定されるものではない。配線基板１０は、配線基板１０が取り付けられるプリント基板３０の配線パターンに応じて端子１２が適宜配置されていればよい。
【００２４】
また、図１では、孔１３を板材１１の縁の８ヵ所に配置した配線基板１０が例示されていた。しかし、実施形態の配線基板１０は、孔１３を板材１１の縁の８ヵ所に配置したものに限定されるものではない。配線基板１０は、ヒートシンク４０に設けられたボルト４１用の孔の位置に応じて孔１３が適宜配置されていればよい。
【００２５】
また、上記実施形態に係る電子機器１は、配線基板１０が１枚だけ取り付けられていたが、実施形態の電子機器１は、配線基板１０を１枚だけ取り付けたものに限定されるものではない。実施形態の電子機器１は、配線基板１０を２枚以上取り付けてもよい。図６は、変形例に係る電子機器を示した図の一例である。本変形例に係る電子機器１’は、２枚の配線基板１０Ａ，１０Ｂがプリント基板３０’の裏面に取り付けられている。本変形例に係る電子機器１’のプリント基板３０’には、大径のビア３１Ｌ、中径のビア３１Ｍ、小径のビア３１Ｓ、配線層３２によって構築される回路３３’が形成されている。大径のビア３１Ｌには、中径のビア３１Ｍよりも大きい電流が流れるように回路設計がなされている。また、中径のビア３１Ｍには、小径のビア３１Ｓよりも大きい電流が流れるように回路設計がなされている。
【００２６】
２枚の配線基板１０Ａ，１０Ｂのうち、プリント基板３０’に近い側の配線基板１０Ａには、プリント基板３０’に形成されている大径のビア３１Ｌに対応する位置に大径のビア１４ＬＡが設けられている。また、配線基板１０Ａには、プリント基板３０’に形成されている中径のビア３１Ｍに対応する位置に中径のビア１４ＭＡが設けられている。各ビア１４ＬＡ，１４ＭＡは、端子１２を介してビア３１Ｌあるいはビア３１Ｍと導通している。ビア１４ＬＡ，１４ＭＡは、配線基板１０Ａの板材１１Ａの内部に埋め込まれた配線層１５Ａと導通している。
【００２７】
また、２枚の配線基板１０Ａ，１０Ｂのうち、プリント基板３０’から遠い側の配線基板１０Ｂには、プリント基板３０’に形成されている大径のビア３１Ｌに対応する位置に大径のビア１４ＬＢが設けられている。ビア１４ＬＢは、端子１２やビア１４ＬＡを介してプリント基板３０’のビア３１Ｌと導通している。ビア１４ＬＢは、配線基板１０Ｂの板材１１Ｂの内部に埋め込まれた配線層１５Ｂと導通している。
【００２８】
本変形例に係る電子機器１’のように、２枚以上の配線基板１０Ａ，１０Ｂを設ければ、小電流用の配線についてはプリント基板３０の回路３３’で実現し、中電流用の配線については配線基板１０Ａの回路１６Ａで実現し、大電流用の配線については配線基板１０Ｂの回路１６Ｂで実現できる。よって、配線基板１０Ｂに設けられた大電流用の配線層１５Ｂの貫通に耐えられない小径のドリルを使って、小電流用のビア３１Ｓを設けるためのビアホールをプリント基板３０’に容易に形成することができる。また、配線基板１０Ｂに設けられた大電流用の配線層１５Ｂの貫通に耐えられない中径のドリルを使って、中電流用のビア３１Ｍを設けるためのビアホールを配線基板１０Ａに容易に形成することができる。すなわち、本変形例に係る電子機器１’のように、２枚以上の配線基板１０Ａ，１０Ｂを設ければ、様々な大きさの電流が流れる回路の形成に対応することができる。
【００２９】
なお、本願は、以下の付記的事項を含む。
（付記１）
電子部品と、前記電子部品上の冷却部材とを、前記電子部品が実装されたプリント基板とともに挟みうる板材と、
前記板材に形成されるとともに前記プリント基板と導通しうる回路と、を備える、
配線基板。
（付記２）
前記プリント基板が備える接続対象端子と前記回路とを接続する端子が、前記板材の表面に設けられる、
付記１に記載の配線基板。
（付記３）
前記プリント基板が備える接続対象端子と前記回路とを接続する端子は、弾性変形可能である、
付記２に記載の配線基板。
（付記４）
前記冷却部材と前記板材とを締結する締結部材が通る孔が前記板材に設けられる、
付記１から３のいずれか一項に記載の配線基板。
（付記５）
前記回路は、前記プリント基板の回路より厚い導電性の板または箔で形成される、
付記１から４の何れか一項に記載の配線基板。
（付記６）
電子部品が実装されたプリント基板と、
前記電子部品上の冷却部材と、
前記電子部品と前記冷却部材とを前記プリント基板とともに挟む板材と、前記板材に形成されるとともに前記プリント基板と導通する回路とを有する配線基板と、を備える、
電子機器。
（付記７）
前記プリント基板が備える接続対象端子と前記回路とを接続する端子が、前記板材の表面に設けられる、
付記６に記載の電子機器。
（付記８）
前記プリント基板が備える接続対象端子と前記回路とを接続する端子は、弾性変形可能
である、
付記７に記載の電子機器。
（付記９）
前記冷却部材と前記板材とを締結する締結部材が通る孔が前記板材に設けられる、
付記６から８のいずれか一項に記載の電子機器。
（付記１０）
前記回路は、前記プリント基板の回路より厚い導電性の板または箔で形成される、
付記６から９の何れか一項に記載の電子機器。
【符号の説明】
【００３０】
１，１’・・電子機器：１０，１０Ａ，１０Ｂ・・配線基板：２０・・電子部品：３０，３０’・・プリント基板：４０・・ヒートシンク
【図１】
0006421491.tif 000002
【図２】
0006421491.tif 000003
【図３】
0006421491.tif 000004
【図４】
0006421491.tif 000005
【図５】
0006421491.tif 000006
【図６】
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