(57)【要約】【課題】特殊な製造プロセスを採用せずとも製造でき、電源供給回路に大電流を流したときにも発熱を抑えることが可能なプリント配線板を提供する。【解決手段】絶縁層２により隔てられた複数の層に回路を配置したプリント配線板において、電源供給回路１を複数に分割し、これらを絶縁層により隔てられた異なる層に配置する。そして、前記異なる層に配置した電源供給回路を並列接続する。絶縁層により隔てられた回路を４層以上備えるプリント配線板においては、好ましくは、前記電源供給回路を内層に配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層により隔てられた複数の層に回路を配置したプリント配線板において、
電源供給回路を複数に分割し、これらを絶縁層により隔てられた異なる層に配置し、前記異なる層に配置した電源供給回路を並列接続したことを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
絶縁層により隔てられた４層以上の回路を備え、電源供給回路を内層に配置したことを特徴とする請求項１項記載のプリント配線板。
【請求項３】
電源供給回路が、厚み７０μｍ以上の銅シートによって形成されることを特徴とする請求項１又は２記載のプリント配線板。
【請求項４】
銅シートが圧延銅であることを特徴とする請求項３記載のプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源供給回路を配置したプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板に配置した電源供給回路は、一般に、金属箔張り積層板の金属箔等、絶縁基板上に一体化した金属箔をエッチングにより所定形状に加工し形成している。回路に大電流を供給する場合には、電源供給回路の厚みを増したり幅を広げ、回路の抵抗を下げることにより発熱を抑えることが行なわれている（例えば、特許文献１）。
しかし、上記絶縁基板上に一体化する金属箔は、良好なエッチング加工を施そうとすると、厚みに上限がある。このような制限の中、大電流に対応しようとすると回路幅を広げるしかなく、プリント配線板の面積が大きくなってしまうので、やはり限界がある。電源供給回路に流す電流は自ずと制限される。
【０００３】
さらに大電流に対応しようとする場合には、上記形成した回路上に金属板を半田付などによって一体化して回路を厚くしたり、所定の回路形状に打抜き加工したバスバーと呼ばれる金属板をプリント配線板に実装しブリッジ回路を形成して対応することが多い。しかし、そのようなプリント配線板は、製造が複雑で価格も非常に高くなる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９８１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、特殊な製造プロセスを採用せずとも製造でき、電源供給回路に大電流を流したときにも発熱を抑えることが可能なプリント配線板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するための、本発明の要旨は以下のとおりである。
絶縁層により隔てられた複数の層に回路を配置したプリント配線板において、電源供給回路を複数に分割し、これらを絶縁層により隔てられた異なる層に配置する。そして、前記異なる層に配置した電源供給回路を並列接続したことを特徴とする。
【０００７】
上記プリント配線板において、絶縁層により隔てられた回路を４層以上備える場合には、好ましくは、電源供給回路を内層に配置する。
【発明の効果】
【０００８】
例えば、電力をＡ部からＢ部へ供給する場合、上記のように、電源供給回路を複数に分割し、これらを絶縁層により隔てられた異なる層に配置し並列接続した構成とすることにより、個々の電源供給回路に流れる電流は小さくなり、個々の電源供給回路の発熱が減少して、発熱が分散される。個々の電源供給回路を異なる層に配置することによりこれらの積み重ねが可能となり、回路の平面上の投影面積が増加することもない。
【０００９】
回路に電流を流した際に発生する熱量は以下の式で表すことができる。
【００１０】
Ｐ＝Ｉ×Ｉ×Ｒ
ここで、Ｐ：発熱量（Ｗ），Ｉ：電流（Ａ），Ｒ：抵抗（Ω）
同じ材質、同じ断面積のｎ個の導体で並列回路を構成した場合、各導体に流れる電流は全電流Ｉの１／ｎになる。このとき、各導体の発熱量は（Ｉ２／ｎ２）Ｒ、全導体ｎ個の発熱量合計は（Ｉ２／ｎ）Ｒとなり、前記１個の導体だけで電源供給回路を構成した場合の１／ｎに減じられる。ｎ個の導体を異なる層に積み重ねるので、回路の平面上の投影面積は増加しない。
【００１１】
このように、本発明に係る構成によれば、プリント配線板の電源供給回路に大電流を流す場合でも、プリント配線板の電源供給回路の平面上の投影面積を増大させることなく発熱を抑えることができる。絶縁層により隔てられた異なる層に電源供給回路を配置する構成は、個々の電源供給回路の厚みを薄くできるので、金属張り積層板の金属シートをエッチング加工して回路を形成する通常のプリント配線板の製造手段で実現可能であり、構造の簡素化と低コストを達成したプリント配線板の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係るプリント配線板は、金属張り積層板の金属シートを所定の回路形状にエッチングして製造する。金属シートは、特に限定するものではないが、通常は、銅シート（銅箔）が採用される。電源供給回路を構成する銅シート（銅箔）は、大電流を流す用途においては厚み７５μｍ以上が好ましい。さらに、厚み１７５μｍ以上とする場合には、電解による銅シートの製造が難しくなるため、圧延による銅シートを用いるとよい。
【００１３】
金属張り積層板は、樹脂を保持したシート状繊維基材の層に金属シート（金属箔）を重ねて加熱加圧成形により製造される。シート状繊維基材は、ガラス繊維織布やガラス繊維不織布、紙等である。樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド等である。これらの中で、ガラス−エポキシ材がコストと性能のバランスがよく好ましいが、これに限定することなく、紙−フェノール材やガラス−ポリイミド材なども使用可能である。樹脂には、放熱効果を高めるために無機充填材を添加することも可能である。
【００１４】
金属張り積層板の金属シートをエッチング加工して、絶縁層（積層板）で隔てられた異なる層、すなわち、両面に配置した電源供給回路は、絶縁層を貫通する穴（スルーホール）で並列接続する。４層以上の回路を有する多層プリント配線板においては、内層の絶縁層で隔てた異なる層に、それぞれ電源供給回路を配置し、上記と同様に、絶縁層で隔てた電源供給回路をスルーホールで並列接続する。表面層そのほかに配置する信号線回路は、３５μｍ、１８μｍ等、厚さの薄い金属箔を選択し、これをエッチング加工して構成すればよい。また、メッキ、印刷、真空蒸着等により構成することもできる。このような多層プリント配線板は、通常の多層プリント配線板の製造手段で実現可能である。
【００１５】
以上のような構成のプリント配線板は、電源用基板など、比較的電流が多く流れるプリント配線板に好適である。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明に係る実施例を示し、本発明について詳細に説明する。
実施例１
絶縁層厚みが１．６mmのエポキシ−ガラス繊維織布両面銅張り積層板（ＦＲ−４タイプ，銅箔は電解銅箔で厚み７０μｍ）の両表面に、銅箔をエッチング加工して、幅５mm，長さ２００mmの電源供給回路１を平面上の投影で重なる位置に形成した。絶縁層２に貫通穴をあけ、前記電源供給回路１の両端２箇所において導電性のボルト・ナット３により両表面の電源供給回路１を並列接続した。
上記の電源供給回路を外部の電源に接続し、回路に３０Ａの電流を流して回路上の温度上昇を熱電対４にて測定した。図１は、この状況を模式的に示している。なお、温度測定は温度が安定した通電６分後の温度とした。温度上昇の測定結果を表１にまとめる。
【００１７】
実施例２
絶縁層厚みが１．６mmのエポキシ−ガラス繊維織布両面銅張り積層板（ＦＲ−４タイプ，銅箔は電解銅箔で厚み１７５μｍ）の両表面に、銅箔をエッチング加工して、幅５mm，長さ２００mmの電源供給回路１を平面上の投影で重なる位置に形成した。絶縁層２に貫通穴をあけ、前記電源供給回路１の両端２箇所において導電性のボルト・ナット３により両表面の電源供給回路１を並列接続した。
以下、実施例１と同様に、電源供給回路に電流を流し回路上の温度上昇を測定した。
【００１８】
実施例３
絶縁層厚みが１．６mmのエポキシ−ガラス繊維織布両面銅張り積層板（ＦＲ−４タイプ，銅シートは圧延銅（C1100P-1/4H）で厚み０．５mm）の両表面に、銅箔をエッチング加工して、幅５mm，長さ２００mmの電源供給回路１を平面上の投影で重なる位置に形成した。絶縁層２に貫通穴をあけ、前記電源供給回路１の両端２箇所において導電性のボルト・ナット３により両表面の電源供給回路１を並列接続した。
以下、実施例１と同様に、電源供給回路に電流を流し回路上の温度上昇を測定した。
【００１９】
実施例４
絶縁層厚みが０．８mmのエポキシ−ガラス繊維織布両面銅張り積層板（ＦＲ−４タイプ，銅箔は電解銅箔で厚み７０μｍ）の両表面に、銅箔をエッチング加工して、幅５mm，長さ２００mmの電源供給回路１を平面上の投影で重なる位置に形成した。さらにその両表面に、０．２mm厚みのＦＲ−４タイプ接着プリプレグをそれぞれ１枚配置し最表面には１８μｍ厚みの銅箔を配置して、これらを加熱加圧成形して一体化した。そして、表面の銅箔をエッチング加工して所定の回路を形成し、４層の回路を有するプリント配線板を得た。表面の絶縁層の一部をザグリにより取り除いて内層の電源供給回路の両端を露出させ、当該露出させた箇所で内層の絶縁層に貫通穴をあけ、電源供給回路１の両端２箇所において導電性のボルト・ナット３により内層の電源供給回路１を並列接続した。
以下、実施例１と同様に、電源供給回路に電流を流し回路上の温度上昇を測定した。
【００２０】
比較例１
絶縁層厚みが１．６mmのエポキシ−ガラス繊維織布両面銅張り積層板（ＦＲ−４タイプ，銅箔は電解銅箔で厚み７０μｍ）の片面に、銅箔をエッチング加工して、幅５mm，長さ２００mmの電源供給回路１を平面上の投影で重なる位置に形成した。絶縁層２に貫通穴をあけ、前記電源供給回路１の両端２箇所において導電性のボルト・ナット３により両表面の電源供給回路１を並列接続した。
以下、実施例１と同様に、電源供給回路に電流を流し回路上の温度上昇を測定した。
【００２１】
比較例２
絶縁層厚みが１．６mmのエポキシ−ガラス繊維織布両面銅張り積層板（ＦＲ−４タイプ，銅箔は電解銅箔で厚み７０μｍ）の片面に、銅箔をエッチング加工して、幅１０mm，長さ２００mmの電源供給回路１を平面上の投影で重なる位置に形成した。絶縁層２に貫通穴をあけ、前記電源供給回路１の両端２箇所において導電性のボルト・ナット３により両表面の電源供給回路１を並列接続した。
以下、実施例１と同様に、電源供給回路に電流を流し回路上の温度上昇を測定した。
【００２２】
表１から明らかなように、本発明に係る実施例においては、電源供給回路の平面上の投影面積を増大させずに、プリント配線板の温度上昇を抑えることができる。また、電源供給回路の総断面積が等しい実施例１と比較例２の対照から分かるように、実施例１では電源供給回路を分割して異なる層に配置したことにより、発熱が分散され従って温度上昇も低く抑えられている。
【００２３】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】プリント配線板の電源供給回路に外部電源に接続し、回路上の温度上昇を測定する様子を模式的に示した説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１は電源供給回路
２は絶縁層
３は導電性のボルト・ナット
４は熱電対
【図１】
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