(57)【要約】【課題】実装される発熱部品が発生する熱を、局部的な過熱を生じることなく効率的に拡散放熱するプリント配線板およびその製造方法を提供する。【解決手段】プリント配線板１００の発熱部品９の実装領域に、発熱部品９の寸法に対応する寸法のランド２およびこのランド２の中央部に十分に大きな穴を開け、その穴の内壁に必要に応じてめっき３を施すと共に穴内に熱伝導性ペースト等を充填して熱伝導部１を形成する。更に、この熱伝導部１の下方には、必要に応じて放熱用スルーホール１０又は放熱用ＶＩＡ１１を、プリント配線板１００の発熱部品９の実装面と反対側に向けて形成し、放熱効果を高める。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部品を実装し、該発熱部品が発生する熱を放熱することにより局部的な過熱を阻止するプリント配線板において、
前記発熱部品を配置する部分に形成された十分な寸法の穴と、該穴内に充填された熱伝導性物質とによる熱伝導部を備え、前記発熱部品が発生する熱を前記熱伝導部を介して他の導電層へ拡散放熱させることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記熱伝導部の前記穴の内壁にはめっき層が形成され、前記穴の周囲のランドと電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記ランドの外部形状を、前記発熱部品の本体部の寸法形状と略同じに形成することを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板。
【請求項４】
前記熱伝導部の導電性物質が充填された穴を介して前記プリント配線板の反対側へ貫通する放熱用スルーホール又は放熱用ＶＩＡを有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記スルーホール内にも、熱伝導性物質が充填されることを特徴とする請求項４に記載のプリント配線板。
【請求項６】
前記熱伝導部の熱伝導性物質が充填された穴に対応する前記プリント配線板の反対面に前記熱伝導部と類似の熱伝導性物質が充填された別の穴が形成され、前記両面の穴を放熱用スルーホール又は放熱用ＶＩＡにて相互に連結することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のプリント配線板。
【請求項７】
前記スルーホール内には、熱伝導性物質が充填されることを特徴とする請求項６に記載のプリント配線板。
【請求項８】
表面に形成されたパッドに接続される発熱部品が発生する熱を拡散して局部的な過熱を防止するプリント配線板の製造方法において、
前記発熱部品を実装する位置を決定することと、前記発熱部品が配置される位置に該発熱部品の寸法に略対応する寸法のランドを形成することと、該ランドの略中央部に前記プリント配線板の反対面に向けて所定深さの穴を形成することと、該穴内に熱伝導性物質を充填して熱伝導部を形成することとよりなることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項９】
前記穴は、前記プリント配線板の前記発熱部品の実装面を形成するコア層又はプリプレグ層の下のプリプレグ層又はコア層へ達する深さに形成されることを特徴とする請求項８に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項１０】
前記穴に充填される熱伝導性物質は、フィラー入りペーストであることを特徴とする請求項８又は９に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項１１】
前記穴から前記プリント配線板の前記発熱部品の実装面と反対の面に向けて放熱用スルーホール又は放熱用ＶＩＡが形成されることを特徴とする請求項８、９又は１０に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項１２】
前記放熱用スルーホール又は放熱用ＶＩＡは、前記プリント配線板を貫通することを特徴とする請求項１１に記載のプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリント配線板（又はプリント基板）に関し、特に発熱性を有する部品又はデバイスの発熱を効果的に放熱可能なプリント配線板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板は、電子機器のみならずエレクトロニクス回路を搭載するあらゆる機器に広く使用されている。即ち、エレクトロニクス回路は、抵抗やキャパシタ等の受動電子部品およびトランジスタや半導体集積回路（ＩＣ）等の能動電子部品又はデバイスを複数使用して形成されるのが一般的である。これらの電子部品又はデバイスの多くは、通電することにより発熱する。特に、ＩＣは、多数の電子部品を高密度に集積しているので、発熱を伴うのが普通であり、そのためにヒートシンク等の放熱手段を使用して放熱させて温度上昇を抑えている。
【０００３】
プリント配線板は、プラスチック樹脂等の誘電体（又は電気的絶縁体）をベースとしている。しかし、特に発熱量の大きい又は高温環境下で使用されるエレクトロニクス回路の場合には、金属ベース等の放熱性を考慮したプリント配線板が使用される。
【０００４】
放熱性を改善するプリント配線板は、種々の文献に開示されている。アルミナや酸化マグネシウム等の無機フィラーとエポキシ樹脂等の熱硬化樹脂を一体化した熱伝導基板とその製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、発熱性の電子部品を実装する領域の下に熱伝導性の良い金属層等が充填又は形成され、この金属層により直接又は他の導電層を介して放熱する多層基板が開示されている（例えば、特許文献２〜４参照）。更にまた、発熱部品の下にスルーホールを形成し、このスルーホールを介して発熱部品が発生する熱を広い面積の内層配線パターンに伝達し手放熱する多層プリント配線板が開示されている（例えば、特許文献５参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１７７００６号公報（第５頁、第１図）
【特許文献２】特開平７−１６２１５７号公報（第２ページ、第１図）
【特許文献３】特開平６−１０４３５０号公報（第３頁、第１図）
【特許文献４】特開平５−２５９６６９号公報（第２頁、第１図）
【特許文献５】実開平４−９９８７３号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述の如き従来のプリント配線板の場合には、発熱部品の実装領域（又は実装範囲）以外の部分で放熱性を有する。そのために、部品実装時の半田付け時にプリント配線板の表面温度が半田付け可能温度まで上昇し難く、半田付け作業性が悪いという課題があった。また、最近のＩＣ等のデバイスは、益々高集積度且つ高速化し、発熱量も大きいので、従来構成のプリント配線板では放熱効果が不十分であるという課題があった。
【０００６】
本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、発熱部品の実装範囲にのみ放熱性を持たせることにより半田付け作業性を阻害することなく且つ十分な放熱性を実現するプリント配線板およびその製造方法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】
【０００７】
前述の課題を解決するため、本発明によるプリント配線板およびその製造方法は、次のような特徴的な構成を採用している。
【０００８】
（１）発熱部品を実装し、該発熱部品が発生する熱を放熱することにより局部的な過熱を阻止するプリント配線板において、
前記発熱部品を配置する部分に形成された十分な寸法の穴と、該穴内に充填された熱伝導性物質とによる熱伝導部を備え、前記発熱部品が発生する熱を前記熱伝導部を介して他の導電層へ拡散放熱させるプリント配線板。
【０００９】
（２）前記熱伝導部の前記穴の内壁にはめっき層が形成され、前記穴の周囲のランドと電気的に接続される上記（１）に記載のプリント配線板。
【００１０】
（３）前記ランドの外部形状を、前記発熱部品の本体部の寸法形状と略同じに形成する上記（２）に記載のプリント配線板。
【００１１】
（４）前記熱伝導部の導電性物質が充填された穴を介して前記プリント配線板の反対側へ貫通する放熱用スルーホール又は放熱用ＶＩＡを有する上記（１）、（２）又は（３）に記載のプリント配線板。
【００１２】
（５）前記スルーホール内にも、熱伝導性物質が充填される上記（４）に記載のプリント配線板。
【００１３】
（６）前記熱伝導部の熱伝導性物質が充填された穴に対応する前記プリント配線板の反対面に前記熱伝導部と類似の熱伝導性物質が充填された別の穴が形成され、前記両面の穴を放熱用スルーホール又は放熱用ＶＩＡにて相互に連結する上記（１）、（２）又は（３）に記載のプリント配線板。
【００１４】
（７）前記スルーホール内には、熱伝導性物質が充填される上記（６）に記載のプリント配線板。
【００１５】
（８）表面に形成されたパッドに接続される発熱部品が発生する熱を拡散して局部的な過熱を防止するプリント配線板の製造方法において、
前記発熱部品を実装する位置を決定することと、前記発熱部品が配置される位置に該発熱部品の寸法に略対応する寸法のランドを形成することと、該ランドの略中央部に前記プリント配線板の反対面に向けて所定深さの穴を形成することと、該穴内に熱伝導性物質を充填して熱伝導部を形成することとよりなるプリント配線板の製造方法。
【００１６】
（９）前記穴は、前記プリント配線板の前記発熱部品の実装面を形成するコア層又はプリプレグ層の下のプリプレグ層又はコア層へ達する深さに形成される上記（８）に記載のプリント配線板の製造方法。
【００１７】
（１０）前記穴に充填される熱伝導性物質は、フィラー入りペーストである上記（８）又は（９）に記載のプリント配線板の製造方法。
【００１８】
（１１）前記穴から前記プリント配線板の前記発熱部品の実装面と反対の面に向けて放熱用スルーホール又は放熱用ＶＩＡが形成される上記（８）、（９）又は（１０）に記載のプリント配線板の製造方法。
【００１９】
（１２）前記放熱用スルーホール又は放熱用ＶＩＡは、前記プリント配線板を貫通する上記（１１）に記載のプリント配線板の製造方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のプリント配線板およびその製造方法によると、次の如き実用上の顕著な効果を有する。即ち、実装される発熱部品の寸法に対応するランドおよび十分大きい熱伝導部を有するので、発熱部品が発生する熱を効果的に拡散放熱することが可能であり、プリント配線板が局部的に過熱されることがない。また、必要な放熱量に応じて、熱伝導部からプリント配線板の反対側へ向けて放熱用スルーホールや放熱用ＶＩＡを形成し、更に他の面にも熱伝導部を形成することにより、放熱効率を一層高めることが可能である。更に、発熱部品を実装しない領域は、従来構成であるので、半田付け等の作業性を損なうことがない。また、本発明のプリント配線板の製造には、既存の設備および技術が使用可能であるので、経済的に実施可能である。
【実施例１】
【００２１】
以下、本発明によるプリント配線板およびその製造方法の好適実施例の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
先ず、図１は、本発明によるプリント配線板の好適実施例の平面図を示す。このプリント配線板１００は、図１に示す如く、放熱部品（図１中には図示しない）が実装される放熱部の表層部に形成された熱伝導部１、この熱伝導部１の周囲に形成されたランド２および部品接続用パット５により構成される。熱伝導部１は、発熱部品の下に配置形成され、後述の如く、プリント配線板１００の表層から下層に向けて形成された穴に充填された熱伝導性物質により下層導体へ拡散される。尚、プリント配線板１００には、１個以上の発熱部品又は非（又は低）発熱部品も実装可能であるが、説明の便宜上省略している。
【００２３】
次に、本発明によるプリント配線板１００の層構成を示すための断面図を、図２を参照して詳細に説明する。図２は、本発明によるプリント配線板の第１実施例のプリント配線板１００Ａを示し、（Ａ）は発熱部品実装前の断面図、（Ｂ）は発熱部品を実装した状態の断面図である。
【００２４】
図２において、表層にコア材を使用する場合のプリント配線板１００Ａの熱伝導部（放熱部）１近傍の断面を示す。このプリント配線板１００Ａは、４層のプリント配線板の例であり、表（又は上）層のコア材７ａと裏（又は下）層のコア材７ｂの間にプリプレグ８を有する。表層のコア材７ａに開けられた熱伝導部の穴１の穴壁にめっき３が施される。ランド２および内層導体４は、このめっき３により相互接続され放熱用ＶＩＡ（ビア）となる。この放熱用ＶＩＡの加工は、例えば積層前にドリル加工等により穴あけし、この穴壁にめっき３が施される。熱伝導部１は、例えば熱伝導性ペースト（フィラー入りペースト等）の充填又はめっき充填（フィルドめっき）  等により形成される。
【００２５】
次に、図２（Ｂ）を参照して、プリント配線板１００Ａの熱伝導部１への発熱部品９の実装について説明する。この具体例において、発熱部品９は、発熱を伴う本体９ａおよびリード部９ｂを有する。発熱部品９は、その本体部９ａが熱伝導部１およびその周囲のランド２に接触するように配置され、リード部９ｂが部品接続パット５に半田付け接続されることにより実装される。従って、発熱部品９から発生する熱は、熱伝導部1に伝達され、穴壁のめっき3を介して内層導体４へ拡散されることとなる。
【実施例２】
【００２６】
次に、図３を参照して、表層、即ちコア材の両面にプリプレグ８が形成された本発明による第２実施例のプリント配線板１００Ｂを説明する。尚、以下に説明する他の実施例において、対応する構成要素には同様の参照符号を使用し、相違点を中心に説明する。図３（Ａ）は、発熱部品を実装前のプリント配線板１００Ｂの断面図である。一方、図３（Ｂ）は、発熱部品９を実装した状態のプリント配線板１００Ｂの断面図である。
【００２７】
図３に示すプリント配線板１００Ｂは、４層プリント配線板の例であり、中央部のコア材７の両面にプリプレグ８ａおよび８ｂを有する。表層プリプレグ８ａに開けられる放熱層用の穴加工は、例えばエンドミル加工、レーザー加工等により積層後に行う。表層プリプレグ層８ａに開けられた放熱層用の穴には、例えば熱伝導性ペースト（フィラー入りペースト等）が充填され下層の導体と接続される。
【実施例３】
【００２８】
次に、図４は、本発明の第３実施例によるプリント配線板１００Ｃに発熱部品９を実装した状態の断面図である。以下の実施例は、発熱部品の発熱量が大きく、放熱量を上述した実施例よりも大きくする必要がある場合に特に有効である。このプリント配線板１００Ｃは、中央部のプリプレグ層８の両側にコア層７ａおよび７ｂを有する。表のコア層７ａには、上述した実施例１のプリント配線板１００Ａと同様に、穴があけられ、その穴壁にめっき３が施されると共に熱伝導性ペースト等を充填して熱伝導部１が形成される。更に、このプリント配線板１００Ｃでは、熱伝導部１、プリプレグ層８および他のコア層７ｂを貫通する放熱用ＶＩＡ１１が形成される。このＶＩＡ１１は、導電層と接触形成されているので、熱伝導部１の熱を効果的に伝達放熱することが可能である。即ち、図４に示す如く、発熱部品９は、熱伝導部１およびその周囲のランド２に接触する用に配置され、部品取付パット５に半田付け接続して実装される。発熱部品９から発生する熱は、熱伝導部1およびＶＩＡ１１を介して内層導体４ａおよび４ｂへ拡散される。
【実施例４】
【００２９】
次に、図５を参照して本発明の実施例４によるプリント配線板１００Ｄについて説明する。このプリント配線板１００Ｄは、上述した実施例３と逆に、中央部のコア層７の両面にプリプレグ層８ａおよび８ｂが形成されている点で、上述した実施例２のプリント配線板１００Ｂと同様である。しかし、熱伝導部１からプリプレグ層８およびコア層７を貫通するスルーホール１０が形成されている。熱伝導部１に接触して実装された発熱部品９から発生する熱は、熱伝導部１およびスルーホール１０を介して内層導体４ａおよび４ｂ等に拡散して効果的に放熱される。尚、スルーホール１０内に熱伝導性物質を充填することにより、放熱効率を更に高めることが可能である。
【実施例５】
【００３０】
次に、図６を参照して本発明の第５実施例のプリント配線板１００Ｅについて説明する。このプリント配線板１００Ｅは、３つのコア層７ａ〜７ｃおよび２つのプリプレグ層８ａ、８ｂを有する多層構造である。その他の点では、上述した実施例４のプリント配線板１００Ｄと同様に、熱伝導部１および全ての層７ａ〜７ｃおよび８ａ、８ｂを貫通するスルーホール１０が形成されている。従って、熱伝導部１に実装された発熱部品９が発生する発熱を、複数の内層導体４ａ〜４ｃ等に拡散して効果的に放熱する。
【実施例６】
【００３１】
次に、図７を参照して本発明の第６実施例によるプリント配線板について説明する。このプリント配線板１００Ｆは、発熱部品９が実装される表層にプリプレグ層８を使用する場合に、表層プリプレグ８ａの直下のコア層７に放熱用ＶＩＡ１１を設けることを特徴とする。この構成により、コア層７の上側の内層導体４ａのみならず下側の内層導体４ｂへも発熱部品９が発する熱を拡散放熱することが可能である。この放熱用ＶＩＡ１１内に熱伝導性物質（例えば、フィラー入りペースト等）を充填することにより、放熱効果を更に高くすることが可能である。
【実施例７】
【００３２】
次に、図８を参照して本発明の第７実施例によるプリント配線板について説明する。このプリント配線板１００Ｇは、発熱部品９が実装される表層にプリプレグ層８を使用する４層プリント配線板の場合に、表のプリプレグ層８ａおよび裏のプリプレグ層８ｂの対応位置にそれぞれ熱伝導部１ａおよび１ｂを形成し、中央部のコア層７に放熱用ＶＩＡ１１を形成することを特徴とする。この構成により、発熱部品９が発生する熱を効率的に拡散放熱することが可能である。また、放熱用ＶＩＡ１１内に熱伝導性物質（例えば、フィラー入りペースト等）を充填することにより、放熱効率を更に高くすることが可能である。
【実施例８】
【００３３】
最後に、図９を参照して、本発明の第８実施例のプリント配線板について説明する。このプリント配線板１００Ｈは、６層のプリント配線板であって、３つのプリプレグ層８ａ〜８ｃおよび２つのコア層７ａ、７ｂを有する。発熱部品９が実装される表層にプリプレグ８ａを使用する場合に、上述した第７実施例と同様に、表裏のプリプレグ層８ａおよび８ｃの対応する位置にそれぞれ熱伝導部１ａおよび１ｂを形成し更にそれらの間を放熱用スルーホール１０で相互接続し、必要に応じ任意層の内層導体４ａ〜４ｄにも接続する構成としている。この構成により、発熱部品９が発生する熱を一層効率的に拡散放熱することが可能である。また、この放熱用スルーホール１０内に熱伝導性物質（例えば、フィラー入りペースト等）を充填し、内壁にめっき（フィルドめっき）を施すことにより、放熱性を更に高くすることが可能である。
【００３４】
以上、本発明によるプリント配線板およびその製造方法の幾つかの実施例を詳述した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によるプリント配線板の基本構成を示す平面図である。
【図２】本発明によるプリント配線板の第１実施例の断面図を示し、（Ａ）は発熱部品実装前の状態、（Ｂ）は発熱部品実装状態である。
【図３】本発明によるプリント配線板の第２実施例の断面図を示し、（Ａ）は発熱部品実装前の状態、（Ｂ）は発熱部品実装状態である。
【図４】本発明によるプリント配線板の第３実施例の、発熱部品実装状態の断面図である。
【図５】本発明によるプリント配線板の第４実施例の、発熱部品実装状態の断面図である。
【図６】本発明によるプリント配線板の第５実施例の、発熱部品実装状態の断面図である。
【図７】本発明によるプリント配線板の第６実施例の、発熱部品実装状態の断面図である。
【図８】本発明によるプリント配線板の第７実施例の、発熱部品実装状態の断面図である。
【図９】本発明によるプリント配線板の第８実施例の、発熱部品実装状態の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  熱伝導部
２  ランド
３  穴壁めっき
４、４ａ〜４ｄ  内層導体
５  部品接続パッド
７、７ａ〜７ｃ  コア層
８、８ａ〜８ｃ  プリプレグ層
９  発熱部品
１０  放熱用スルーホール
１１  放熱用ＶＩＡ
１００  プリント配線板
【図１】
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【図２】
2005183559.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005183559.tif 000007
【図６】
2005183559.tif 000008
【図７】
2005183559.tif 000009
【図８】
2005183559.tif 000010
【図９】
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