(57)【要約】      （修正有）【課題】電子部品の熱エネルギーの伝達速度を高めることができる回路板を提供する。【解決手段】この回路板１００は、回路層１１０と、熱伝導基板１２０と、絶縁層１３０と、少なくとも１つの熱伝導性材料１４０とを備えている。熱伝導基板は平面１２２を有し、絶縁層は回路層とこの平面の間に配置され、且つ部分的にこの平面を覆っている。熱伝導性材料は、絶縁層に覆われていない平面を覆い、且つ熱伝導基板に接触しており、絶縁層１３０は熱伝導性材料１４０を露出させている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
回路層と、
平面を有する熱伝導基板と、
前記回路層と前記平面の間に配置され、且つ部分的に前記平面を覆う絶縁層と、
前記絶縁層に覆われていない前記平面を覆い、且つ前記熱伝導基板に接触している少なくとも１つの熱伝導性材料とを備え、前記絶縁層が前記熱伝導性材料を露出させている、回路板。
【請求項２】
前記熱伝導基板が熱伝導層と本体層とを備え、前記熱伝導層が前記本体層と前記絶縁層の間に位置する、請求項１に記載の回路板。
【請求項３】
少なくとも１つの電子部品をさらに備え、前記電子部品が、
底面を有する部品本体と、
前記底面に配置され、且つ前記回路層に電気的に接続されている、複数の接続パッドとを備え、前記複数の接続パッドの少なくとも１つが前記熱伝導性材料に熱的に結合されている、請求項１に記載の回路板。
【請求項４】
前記電子部品を前記熱伝導基板と接続する複数のはんだブロックをさらに備えており、前記各はんだブロックが１つの接続パッドに接続され、前記複数のはんだブロックが前記接続パッド及び前記回路層に接触している、請求項３に記載の回路板。
【請求項５】
前記底面の面積が、前記熱伝導性材料に覆われた前記平面の面積よりも小さい、請求項３に記載の回路板。
【請求項６】
前記熱伝導性材料が、前記熱伝導基板に接触する接触面及び前記接触面に接続された側縁部を有し、前記部品本体が前記側縁部から突出していない、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の回路板。
【請求項７】
前記底面の面積が、前記熱伝導性材料に覆われた前記平面の面積よりも大きい、請求項３に記載の回路板。
【請求項８】
前記部品本体が前記底面に接続された側面をさらに有し、前記熱伝導性材料が前記側面から突出していない、請求項３、４、及び７のいずれか一項に記載の回路板。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は回路板に関し、特に熱エネルギーの伝達速度を高めることができる回路板に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の携帯電話やコンピュータ等の電子装置（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ）、及びテレビや冷蔵庫等の家電用品は、能動部品（ａｃｔｉｖｅ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）または受動部品（ｐａｓｓｉｖｅ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）など、複数の電子部品（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を備えている。これらの電子部品は、多くが回路板上に実装され、回路板が有する回路によって電気信号を送受信している。このように、電気信号はこれらの電子部品間で伝達される。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、電子部品は動作時に熱エネルギーを発生し、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）や電源デバイス（ｐｏｗｅｒ  ｄｅｖｉｃｅ）など、動作時に大量の熱エネルギーを発生する電子部品もある。したがって、電子部品の熱エネルギーの伝達速度をいかに高めるかは、現在研究するに値する課題である。
【０００４】
本考案は、電子部品の熱エネルギーの伝達速度を高めることができる回路板を提供する。
【０００５】
本考案は、回路層と、熱伝導基板と、絶縁層と、少なくとも１つの熱伝導性材料（ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）とを備える回路板を提供する。熱伝導基板は平面を有し、絶縁層は回路層とこの平面の間に配置され、且つ部分的にこの平面を覆っている。熱伝導性材料は、絶縁層に覆われていない平面を覆い、且つ熱伝導基板に接触しており、絶縁層は熱伝導性材料を露出させている。
【０００６】
本考案の一実施例においては、上述の熱伝導基板は、熱伝導層（ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）と本体層（ｍａｉｎ  ｂｏｄｙ  ｌａｙｅｒ）とを備えている。熱伝導層は本体層と絶縁層の間に位置する。
【０００７】
本考案の一実施例において、上述の熱伝導層は、金属層または炭素材層（ｃａｒｂｏｎ−ｍａｔｅｒｉａｌ  ｌａｙｅｒ）である。
【０００８】
本考案の一実施例において、上述の熱伝導基板は、金属板または炭素材板（ｃａｒｂｏｎ−ｍａｔｅｒｉａｌ  ｂｏａｒｄ）である。
【０００９】
本考案の一実施例において、上述の熱伝導性材料は、セラミック層、放熱パッド（ｔｈｅｒｍａｌ  ｐａｄ）または放熱接着剤層（ｔｈｅｒｍａｌ  ｇｌｕｅ  ｌａｙｅｒ）である。
【００１０】
本考案の一実施例において、上述の回路板は、少なくとも１つの電子部品をさらに備え、電子部品は、部品本体と複数の接続パッドを含む。部品本体は底面を有し、これらの接続パッドは底面に配置され、回路層に電気的に接続されており、少なくとも１つの接続パッドが、熱伝導性材料に熱的に結合（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  ｃｏｕｐｌｅ  ｔｏ）されている。
【００１１】
本考案の一実施例において、上述の回路板は、電子部品を熱伝導基板と接続する複数のはんだブロックをさらに備えており、各はんだブロックは、１つの接続パッドに接続され、これらのはんだブロックは、これらの接続パッド及び回路層に接触している。
【００１２】
本考案の一実施例において、上述の底面の面積は、熱伝導性材料に覆われた平面の面積よりも小さい。
【００１３】
本考案の一実施例において、上述の熱伝導性材料は、熱伝導基板に接触する接触面及び接触面に接続された側縁部を有し、部品本体は側縁部から突出していない。
【００１４】
本考案の一実施例において、上述の底面の面積は、この熱伝導性材料に覆われたこの平面の面積よりも大きい。
【００１５】
本考案の一実施例において、上述の部品本体はこの底面に接続された側面をさらに有し、この熱伝導性材料はこの側面から突出していない。
【００１６】
以上まとめると、熱伝導性材料が、絶縁層に覆われていない平面を覆い、且つ熱伝導基板に接触しているため、動作する電子部品によって熱エネルギーが発生したとき、熱伝導性材料及び熱伝導基板によって、熱エネルギーの伝達速度を高めることができる。
【００１７】
本考案の上述の特徴及び長所をより分かりやすくするために、以下に実施例を挙げ、図面と併せて、詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本考案の実施例の回路板の断面を示す図である。
【図２】図２は、本考案の他の実施例の回路板の断面を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本考案の実施例の回路板の断面を示す図である。図１を参照すると、回路板１００は、回路層１１０と、熱伝導基板１２０と、絶縁層１３０と、熱伝導性材料１４０とを備え、熱伝導基板１２０は平面１２２を有し、絶縁層１３０及び熱伝導性材料１４０はいずれも回路層１１０と平面１２２の間に配置されている。
【００２０】
絶縁層１３０は平面１２２を部分的に覆っており、即ち絶縁層１３０は平面１２２を全面的に覆ってはいない。言い換えれば、平面１２２の一部は、絶縁層１３０によって覆われてはいない。熱伝導性材料１４０は、絶縁層１３０に覆われていない平面１２２を覆っており、絶縁層１３０は熱伝導性材料１４０を露出させている。熱伝導性材料１４０が熱伝導基板１２０に接触しているため、熱伝導基板１２０に熱的に結合することができ、熱エネルギーは熱伝導性材料１４０と熱伝導基板１２０の間で、熱伝導（ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）方式で伝達される。
【００２１】
熱伝導基板１２０は、例えば１Ｗ／ＭＫより大きい高熱伝導性（ｈｉｇｈ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を有しており、熱伝導基板１２０は、金属板でも炭素材板でもよい。炭素材板とは、一般的に主として炭素で構成された板材を指し、例えば炭素繊維板またはグラファイト板である。金属板は合金板でも実質的に単一の金属から製造された板材でも、例えばアルミマグネシウム合金板、アルミ板または銅板である。
【００２２】
熱伝導性材料１４０は絶縁体であってよく、セラミック層、放熱パッドまたは放熱接着剤層でよい。放熱パッドは固体である。放熱接着剤層とは、一般的に高熱伝導性を有するコロイドで形成されたフィルム層を指し、このコロイドは、例えば放熱接着剤であり、放熱接着剤は液状でもコロイド状でもよい。また、放熱パッド及び放熱接着剤は共に、金属顆粒、炭素粉体または炭化ケイ素（化学式：ＳｉＣ）粉体など、高い熱伝導能力を有する複数の顆粒を含んでよい。
【００２３】
図１には１つの熱伝導性材料１４０しか示されていないが、他の実施例において、回路板１００は複数個の熱伝導性材料１４０を備えてよい。つまり、回路板１００が備える熱伝導性材料１４０の数は１個でも複数個でもよい。したがって、図１に示した熱伝導性材料１４０の数は例示に過ぎず、本考案を限定するものではない。
【００２４】
絶縁層１３０の熱伝導率は熱伝導基板１２０の熱伝導率よりも低く、１Ｗ／ＭＫより低くてもよい。例を挙げると、絶縁層１３０の熱伝導率は０．３Ｗ／ＭＫ〜０．５  Ｗ／ＭＫでよい。また、絶縁層１３０及び熱伝導基板１２０は共に、積層（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）または印刷（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方式で形成されたものであってよい。
【００２５】
絶縁層１３０及び熱伝導基板１２０が積層方式で形成される場合、絶縁層１３０はプリプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）でよく、熱伝導基板１２０は放熱パッドでよい。即ち、絶縁層１３０及び熱伝導基板１２０の形成方法は、プリプレグと放熱パッドを積層することでよい。また、プリプレグを積層する前に、プリプレグに打ち抜き（ｐｕｎｃｈ）、くり抜き（ｒｏｕｔｉｎｇ）またはレーザアブレーション（ｌａｓｅｒ  ａｂｌａｔｉｏｎ）を行って、絶縁層１３０上に開口Ｈ１を形成し、放熱パッドが開口Ｈ１内に配置されるようにしてもよい。
【００２６】
絶縁層１３０及び熱伝導基板１２０が印刷方式で形成される場合、熱伝導性材料１４０はセラミック層または放熱接着剤層でよく、絶縁層１３０及び熱伝導基板１２０は、液状、コロイド状またはペースト状の塗料を塗布（ａｐｐｌｙ）して形成されたものでよく、塗料とは、例えば樹脂（ｒｅｓｉｎ）または成分に樹脂を含む塗料である。また、絶縁層１３０及び熱伝導基板１２０が印刷方式で形成される場合、上述の塗料を塗布後、塗料を加熱乾燥するか、または光線を照射して、塗料を硬化させてよく、その光線は紫外線でよい。
【００２７】
回路板１００は、発光ダイオード、電源デバイス、ダイパッケージ（ｄｉｅ  ｐａｃｋａｇｅ）またはダイ（ｄｉｅ）などの電子部品１５０をさらに備えてよい。電子部品１５０は、部品本体１５２及び複数の接続パッド１５４ｄ、１５４ｗを含んでおり、部品本体１５２は底面Ｂ１を有し、これらの接続パッド１５４ｄ、１５４ｗは底面Ｂ１に配置されている。接続パッド１５４ｄはダミーパッド（ｄｕｍｍｙ  ｐａｄ）、接続パッド１５４ｗは真正パッド（ｗｏｒｋｉｎｇ  ｐａｄ）でよく、したがって電子部品１５０が動作するとき、電流は接続パッド１５４ｗのみを流れ、接続パッド１５４ｄには流れなくてよい。
【００２８】
図１に示した電子部品１５０の数は１個のみであるが、他の実施例において、回路板１００は複数個の電子部品１５０を備えてもよく、即ち、回路板１００が備える電子部品１５０の数は、１個でも複数個でもよいことを説明しておくべきである。したがって、図１に示した電子部品１５０の数は例示に過ぎず、本考案を限定するものではない。
【００２９】
電子部品１５０は、図１に示すとおり、フリップチップ（ｆｌｉｐｃｈｉｐ）方式で回路層１１０に電気的に接続してよい。詳しく言うと、回路板１００は、電子部品１５０を熱伝導基板１２０と接続する複数のはんだブロック１６０をさらに備えてよく、各はんだブロック１６０は、１つの接続パッド１５４ｗまたは１５４ｄに接続され、これらのはんだブロック１６０は、これらの接続パッド１５４ｗ、１５４ｄ及び回路層１１０に接触している。したがって、これらの接続パッド１５４ｗ、１５４ｄは、これらのはんだブロック１６０を介して回路層１１０に電気的に接続可能であり、さらに、これらのはんだブロック１６０及び回路層１１０を介して、熱伝導性材料１４０に熱的に結合することが可能である。
【００３０】
図１に示した実施例において、接続パッド１５４ｗ、１５４ｄは、はんだブロック１６０及び回路層１１０を介して、熱伝導性材料１４０に熱的に結合されているが、他の実施例において、接続パッド１５４ｄがダミーパッドであるとき、接続パッド１５４ｄは回路層１１０を介さず、はんだブロック１６０のみを介して熱伝導性材料１４０に熱的に結合することができ、さらに接続パッド１５４ｄは、熱伝導性材料１４０に直接接触させて、はんだブロック１６０を必要とせず熱伝導性材料１４０に熱的に結合することができる。これによって、はんだブロック１６０がない場合でも、接続パッド１５４ｄは熱伝導性材料１４０に直接熱的に結合することができる。
【００３１】
以上により、接続パッド１５４ｗ、１５４ｄが熱伝導性材料１４０に熱的に結合され、熱伝導性材料１４０が熱伝導基板１２０に熱的に結合されているので、電子部品１５０が動作して熱エネルギーを発生するとき、熱伝導性材料１４０及び熱伝導基板１２０によって熱エネルギーの伝達速度を高め、電子部品１５０が過熱（ｏｖｅｒｈｅａｔｉｎｇ）する確率を低くすることができる。
【００３２】
また、熱伝導性材料１４０が絶縁層１３０に覆われていない平面１２２を覆っており、且つ絶縁層１３０によって露出しているため、熱伝導性材料１４０は熱伝導基板１２０の平面１２２を全面的に覆ってはいないので、回路板１００の熱伝導性材料１４０の使用量を制限することができる。次に、熱伝導性材料１４０の材料コストは一般に絶縁層１３０の材料コストよりも高いが、本実施例では、熱伝導性材料１４０の使用量が制限できるため、回路板１００全体の製造コストを抑えることができる。
【００３３】
電子部品１５０は、フリップチップ以外の方式で回路層１１０に電気的に接続してもよいことを指摘しておきたい。例えば、電子部品１５０はワイヤボンディング（ｗｉｒｅ  ｂｏｎｄｉｎｇ）方式で回路層１１０に電気的に接続してもよい。したがって、図１に示した電子部品１５０と回路層１１０の間の電気的接続方式は例示に過ぎず、本考案を限定するものではない。
【００３４】
また、部品本体１５２は、底面Ｂ１に接続された側面Ｓ１をさらに有し、熱伝導性材料１４０は、熱伝導基板１２０に接触する接触面１４２及び接触面１４２に接続された側縁部１４４を有しており、底面Ｂ１の面積は、熱伝導性材料１４０に覆われた平面１２２の面積よりも小さくてよく、即ち、底面Ｂ１の面積は接触面１４２の面積よりも小さくてよい。
【００３５】
次に、本実施例において、熱伝導性材料１４０は側面Ｓ１から突出してよく、部品本体１５２は側縁部１４４から突出しなくてよいので、部品本体１５２は完全に接触面１４２内に位置することができる。このように、電子部品１５０からの熱エネルギーの大半が熱伝導性材料１４０によって伝達され、したがって電子部品１５０が過熱する確率が低くなる。
【００３６】
図２は、本考案の他の実施例の回路板の断面を示す図である。図２を参照すると、本実施例の回路板２００と前述の実施例の回路板１００は、いずれも同じ部品を備えるなど類似しているが、両者の相違点は、回路板２００が熱伝導基板２２０及び電子部品２５０を備えていることにある。
【００３７】
詳しく言うと、熱伝導基板２２０は多層構造（ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有しており、電子部品２５０に含まれる部品本体２５２は、底面Ｂ２と、底面Ｂ２に接続された側面Ｓ２とを有しており、底面Ｂ２の面積は、熱伝導性材料１４０に覆われた平面１２２の面積よりも大きく、即ち、底面Ｂ２の面積は接触面１４２の面積よりも大きく、熱伝導性材料１４０は部品本体２５２の側面Ｓ２から突出していない。
【００３８】
熱伝導基板２２０は多層構造（ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有し、且つ熱伝導層２２２及び本体層２２４を備えており、熱伝導層２２２は本体層２２４と絶縁層１３０の間に位置している。熱伝導層２２２は、例えば１Ｗ／ＭＫより大きい高熱伝導性を有しており、熱伝導層２２２は金属層または炭素材層でよく、ここで、炭素材層とは一般に、例えば炭素繊維層、グラファイト層またはダイヤモンド薄膜など、主として炭素から構成されるフィルム層を指す。したがって、熱伝導基板２２０もまた熱エネルギーの伝達速度を高め、電子部品２５０が過熱する確率を低くすることができる。
【００３９】
電子部品２５０は、複数の接続パッド１５４ｄ、１５４ｗをさらに備えていることを指摘しておきたい。図２に示すとおり、そのうち１個の接続パッド１５４ｄのみが熱伝導性材料１４０に熱的に結合されているが、接続パッド１５４ｗ、１５４ｄも熱伝導性材料１４０に熱的に結合してもよい。また、図２に示した回路板２００において、図１の熱伝導基板１２０を熱伝導基板２２０で置き換えることができる。したがって、図２に示した接続パッド１５４ｄ、１５４ｗ及び熱伝導基板２２０は例示に過ぎず、本考案を限定するものではない。
【００４０】
本考案は前述の実施例を上記のとおり開示しているが、それは本考案を限定するものではなく、当業者が、本考案の精神を逸脱しない範囲内において行う変更及び改変など同等の置き替えも、やはり本考案の権利保護範囲に属する。
【符号の説明】
【００４１】
１００、２００  回路板
１１０  回路層
１２０、２２０  熱伝導基板
１２２  平面
１３０  絶縁層
１４０  熱伝導性材料
１４２  接触面
１４４  側縁部
１５０、２５０  電子部品
１５２、２５２  部品本体
１５４ｄ、１５４ｗ  接続パッド
１６０  はんだブロック
２２２  熱伝導層
２２４  本体層
Ｂ１、Ｂ２  底面
Ｈ１  開口
Ｓ１、Ｓ２  側面
【図１】
0003164067.tif 000003
【図２】
0003164067.tif 000004