(57)【要約】【課題】内層の数が増加した場合でも配線パターンの取り回しについて高い自由度を確保することができ、かつ、高い放熱性も確保することができる放熱構造を備えた多層回路基板を提供する。【解決手段】表裏面を形成する一対の表層２ａ、２ｆと表層２ａ、２ｆ間に設けられた内層２ｂ〜２ｅとからなる積層構造を有し、表層の一方に発熱部品を含む電子部品３が実装された実装面２Ａを有する多層回路基板である。実装面２Ａを有する表層２ａに、電子部品３の端子３ａに接続するブラインドビア６が設けられている。内層２ｂ〜２ｅに、ブラインドビア６を形成する導体６ａに接続する導体８ａを有したベリードビア８（８Ａ）が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏面を形成する一対の表層と該表層間に設けられた内層とからなる積層構造を有し、前記表層の一方に発熱部品を含む電子部品が実装された実装面を有する多層回路基板であって、
前記実装面を有する表層に、前記電子部品の端子に接続するブラインドビアが設けられ、
前記内層に、前記ブラインドビアを形成する導体に接続する導体を有したベリードビアが設けられていることを特徴とする多層回路基板。
【請求項２】
前記実装面を有する表層と反対側の表層に、前記ベリードビアを形成する導体に接続する導体を有したブラインドビアが設けられていることを特徴とする請求項１記載の多層回路基板。
【請求項３】
前記実装面を有する表層に設けられたブラインドビアと前記ベリードビアとは、平面視した状態で離間して配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の多層回路基板。
【請求項４】
前記電子部品の端子は半田によって前記実装面のブラインドビアに接続されており、
前記半田は、少なくとも一部が前記実装面のブラインドビア内に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の多層回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱構造を有する多層回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電子制御装置は、電子部品がプリント基板（多層回路基板）に実装され、このプリント基板が筐体に収容されて構成されている。このような電子制御装置などでは、半導体素子からなる電子部品は高温環境で性能が劣化し易いことから、その放熱が大きな課題となっている。すなわち、電子部品の発熱が多くなると電子制御装置の温度が上昇し、性能低下が起こるため、その対策が大きな課題となっている。
【０００３】
このような背景のもとに、従来では、電子部品が実装されているプリント基板に該プリント基板を貫通して繋がる導体柱が設けられ、上記プリント基板の上記電子部品が実装された箇所の反対面に、上記導体柱の端面を覆う絶縁シートを介して放熱板が押し当てられる構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような構成により、スルーホール内に設けられた導体柱によって放熱経路を確保することができ、効率のよい放熱を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２９７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記構造を採用し、多層回路基板にスルーホールを形成してこのスルーホール内に放熱用の導体柱を設けた場合、配線パターンの取り回しについての自由度が制限されるという課題がある。すなわち、導体柱自体を配線として用いた場合、これを電源やグランドに接続する場合の取り回しの自由度がほとんどない。また、この導体柱を配線として用いない場合にも、他の配線パターンを取り回すうえで導体柱が障害となり、結果的に配線パターンの取り回し自由度が制限されてしまう。
また、導体柱を採用した構造では、プリント基板の内層の数（積層数）が増えた場合にも、内層を構成する各層や各層間での放熱経路が増加しないため、放熱効率が低いという課題もある。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、内層の数が増加した場合でも配線パターンの取り回しについて高い自由度を確保することができ、かつ、高い放熱性も確保することができる放熱構造を備えた多層回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の多層回路基板は、表裏面を形成する一対の表層と該表層間に設けられた内層とからなる積層構造を有し、前記表層の一方に発熱部品を含む電子部品が実装された実装面を有する多層回路基板であって、前記実装面を有する表層に、前記電子部品の端子に接続するブラインドビアが設けられ、前記内層に前記ブラインドビアを形成する導体に接続する導体を有したベリードビアが設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、前記多層回路基板においては、前記実装面を有する表層と反対側の表層に、前記ベリードビアを形成する導体に接続する導体を有したブラインドビアが設けられていることが好ましい。
【０００９】
また、前記多層回路基板においては、前記実装面を有する表層に設けられたブラインドビアと前記ベリードビアとは、平面視した状態で離間して配置されていることが好ましい。
【００１０】
また、前記多層回路基板においては、前記電子部品の端子は半田によって前記実装面のブラインドビアに接続されており、前記半田は、少なくとも一部が前記実装面のブラインドビア内に配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の多層回路基板によれば、電子部品の端子に接続して表層にブラインドビアが設けられ、導体を介して該ブラインドビアに内層のベリードビアが電気的、熱的に接続して設けられているので、ブラインドビアに対してベリードビアの位置をずらして配置することが可能になる。したがって、内層が複数積層されて形成されている場合、ベリードビア間でも互いの位置をずらして配置することができるため、これらブラインドビアとベリードビアとを含む配線パターンの取り回しについて、高い自由度を確保することができる。
また、内層の積層数が増加した場合にベリードビアの数も増大し、放熱経路が増加するため、高い放熱性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の多層回路基板の一実施形態の概略構成を模式的に示す要部側断面図である。
【図２】図１に示した多層回路基板の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係る多層回路基板について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明の多層回路基板の一実施形態の概略構成を模式的に示す要部側断面図であり、図１中符号１は、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）に用いられる多層回路基板である。
【００１４】
この多層回路基板１は、表裏面を形成する一対の表層、すなわち表層２ａおよび表層２ｆと、これら表層２ａ、２ｆ間に設けられた内層２ｂ〜２ｅとからなる積層構造のプリント基板であり、ビルトアップ工法を用いて形成されたものである。表層２ａの表面（外面）は電子部品３を実装する実装面２Ａとなっており、この実装面２ＡにはＩＣチップや電解コンデンサ等からなる電子部品３が実装されている。電子部品３は、図２に示すように実装面２Ａにてその端子３ａが、半田４を介してブラインドビア６のパッド（導体）５に接続している。
【００１５】
図１に示すように表層２ａには、複数のブラインドビア６が形成配置されている。これらブラインドビア６は、レーザー加工によって穴あけされ、内面及びその開口周辺がメッキされて導体６ａが設けられたもので、実装面２Ａの開口周辺に設けられた導体６ａが前記パッド５として機能し、電子部品３に接続されている。すなわち、ブラインドビア６には、図２に示すように実装面２Ａに配置された前記パッド５（導体６ａ）に半田４を介して電子部品３の端子３ａが接続されている。なお、パッド５の周囲にはソルダーレジスト７が配置されている。
【００１６】
ここで、電子部品３を実装する際、パッド５に半田４を配してこれを加熱溶融すると、溶融した半田４はパッド５上を流動してブラインドビア６内に流入し、該ブラインドビア内に充填（配置）される。したがって、その後冷却固化されることにより、半田４は電子部品３の端子３ａとブラインドビア６の導体６ａ（パッド５）との間を電気的、熱的に接続するようになる。
【００１７】
内層２ｂ〜２ｅは、本実施形態では４層の積層構造に形成されており、各層にそれぞれ多数のベリードビア８を形成している。本実施形態では、図２に示すように内層２ｂ〜２ｅの第１層（最上層）２ｂに形成された第１ベリードビア８Ａは、前記ブラインドビア６と同様にレーザー加工によって穴あけされ、内面及びその開口周辺がメッキされて導体８ａが設けられている。また、第２層２ｃ〜第４層２ｅに形成された第２ベリードビア８Ｂは、これら各層を貫通する貫通ビア（スルーホールビア）となっている。すなわち、本実施形態において内層の第２層２ｃ〜第４層２ｄまでは、ビルトアップ工法で形成されていてもよいが、通常の多層基板として形成されていてもよい。なお、これら第２ベリードビア８Ｂにも、内面及びその開口周辺がメッキされて導体８ｂが設けられている。
【００１８】
表層２ｆには、実装面２Ａを形成する前記表層２ａと同様に、複数のブラインドビア６が形成配置されている。これらブラインドビア６も、レーザー加工によって穴あけされ、内面及びその開口周辺がメッキされて導体６ａが設けられたもので、裏面の開口周辺に設けられた導体６ａが前記パッド５として機能している。
【００１９】
ここで、本実施形態では、前記表層２ａのブラインドビア６と、内層の第１層２ｂの第１ベリードビア８Ａとが、平面視した状態で互いに離間して配置されている。すなわち、各ビア６、８Ａの中心軸が、互いにずれて配置されている。そして、これらブラインドビア６と第１ベリードビア８Ａとは、それぞれの導体６ａ、８ａ、すなわち各層面にて開口周辺に設けられてパッドとして機能する部位が互いに接続していることにより、電気的、熱的に接続したものとなっている。
【００２０】
また、本実施形態では、第１ベリードビア８Ａと内層の第２層２ｃ〜第４層２ｅに形成された第２ベリードビア８Ｂとも、平面視した状態で互いに離間して配置され、したがって各ビア８Ａ、８Ｂの中心軸が互いにずれて配置されている。そして、これら第１ベリードビア８Ａ、第２ベリードビア８Ｂとも、それぞれの導体８ａ、８ｂ（パッド）が互いに接続していることにより、電気的、熱的に接続したものとなっている。なお、内層の第２層２ｃ〜第４層２ｅに形成された各第２ベリードビア８Ｂでも、互いに導体８ｂが接続し、したがって電気的、熱的に接続しているのはもちろんである。
【００２１】
さらに、本実施形態では、内層の第２層２ｃ〜第４層２ｅに形成された第２ベリードビア８Ｂと、表層２ｆのブラインドビア６とも、平面視した状態で互いに離間して配置され、したがって各ビア８Ａ、８Ｂの中心軸が互いにずれて配置されている。そして、これら第２ベリードビア８Ｂ、ブラインドビア６とも、それぞれの導体８ｂ、６ａ（パッド５）が互いに接続していることにより、電気的、熱的に接続したものとなっている。
【００２２】
このような構成のもとに本実施形態の多層回路基板１では、その表層２ａから表層２ｆまでの間において、各ビアどうしが電気的、熱的に接続している。また、表層２ａ、内層の各層２ｂ〜２ｅ、表層２ｆには、図１に示すようにそれぞれ、銅箔等による導電パターン９が形成されている。したがって、前記各ビア６、８Ａ、８Ｂは、各層においてそれぞれ対応する導電パターン９にも接続し、電源やグランドなどに接続されている。ただし、各ビア６、８Ａ、８Ｂの全てが配線として機能し、電源やグランドなどに接続されている必要はなく、一部は、単に放熱用として独立した状態で配設されていてもよい。
【００２３】
また、この多層回路基板１は、通常はアルミニウム等の金属製のケース（筐体）に収容されて用いられる。すなわち、この多層回路基板１は、図１に示すように下側のケース１０上に、放熱グリス等からなる熱伝導部材１１を介して配置され、その後上側のケース（図示せず）で蓋がされることにより、電子制御装置として用いられる。
【００２４】
この電子制御装置では、所定の動作をなすべく、ケースに設けられた電源接続部（図示せず）やグランド接続部（図示せず）が、前記ビア６、８Ａ、８Ｂ等を介して多層回路基板１に実装された電子部品３に接続される。その際、表層２ａのブラインドビア６と第１ベリードビア８Ａとの間、第１ベリードビア８Ａと第２ベリードビア８Ｂとの間、第２ベリードビア８Ｂと表層２ｆのブラインドビア６との間は平面視した状態で互いに位置がずれて配置されているので、電子部品３に電気的に接続する前記各ビア６、８Ａ、８Ｂを含む配線については、その取り回しを比較的自由に行うことができる。
【００２５】
また、電子部品３の熱は、多層回路基板１の実装面２Ａ、各ビア６、８Ａ、８Ｂおよび表層２ａ、内層２ｂ〜２ｅ、表層２ｆ、さらに熱伝導部材１１、下側のケース１０を含む筐体（ケース）の順に伝わり、筐体から外部に放出される。その際、電子部品３に熱伝導性の高い金属（半田４、導体６ａ、８ａ、８ｂ）を順次接続し、電子部品３の熱を熱伝導部材１１から筐体に伝え、外部に放出するようにしているので、より効率良く放熱を行うことができる。
また、各ビア６、８Ａ、８Ｂは、それぞれの層の導電パターン９等によって同じ層中の他のビアにも熱的に接続されることから、熱の発散性がよくなり、したがって放熱性がより高くなる。
【００２６】
このように本実施形態の多層回路基板１にあっては、各ビア６、８Ａ、８Ｂどうしを互いにずらして配置していることから、これらビア６、８Ａ、８Ｂを含む配線の取り回しについて、高い自由度を確保することができる。また、これらビア６、８Ａ、８Ｂを適宜に取り回しできることから、他の配線パターンの取り回しに干渉することも避けることができ、したがって他の配線パターンの取り回しについても、高い自由度を確保することができる。
【００２７】
また、各ビア６、８Ａ、８Ｂを伝導させることにより、電子部品３の熱を効率的に放出させることができる。特に、内層の積層数が増加した場合には、第１ベリードビア８Ａ、第２ベリードビア８Ｂの数も増大し、したがってこれらが熱を筐体側に伝えるように機能するため、多層回路基板１は高い放熱性を確保することができる。
【００２８】
また、表層２ｆにも第２ベリードビア８Ｂに接続してブラインドビア６を形成しているので、前記したように第２ベリードビア８Ｂと表層２ｆのブラインドビア６との間でも平面視した位置をずらすことができ、さらに電子部品３の熱を導体８ａ、８ｂ、６ａを介して熱伝導部材１１に効率良く伝えることができる。したがって、配線パターンの取り回し自由度を高めることができるとともに、高い放熱性を確保することができる。
【００２９】
また、電子部品３の端子３ａを半田４によって実装面２Ａのブラインドビア６に接続しているので、前述したように半田４が流動してブラインドビア６内に充填（配置）されるようになる。したがって、前記端子３ａと前記ブラインドビア６との間の接続が、ブラインドビア６内に充填され、封入された半田４を介することでより良好になり、特に熱的な接続が良好になる。これにより、半田４によって電子部品３の熱をより効率よく放出することができる。
【００３０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、第１ベリードビア８Ａが平面視した状態で表層２ｆのブラインドビア６と第２ベリードビア８Ｂとの間に配置されていてもよい。
また、前記実施形態では、内層を４層の積層構造としたが、内層は単層であっても、２層、３層、または５層以上であってもよい。特に内層が３層以上である場合、内層に形成するビアとして、第１ベリードビア８Ａ、第２ベリードビア８Ｂに加え、第２ベリードビア８Ｂに対して平面視してずれて配置される第３ベリードビアを設けてもよい。さらには、内層が４層以上である場合、第４、第５、……のベリードビアを設けてもよい。
また、層数が増えた場合、第１ベリードビア８Ａが表層２ａのブラインドビア６と第２ベリードビア８Ｂとの間、表層２ｆのブラインドビア６と第２ベリードビア８Ｂとの間にそれぞれ配置されていてもよい。
さらに、第２ベリードビア８Ｂと表層２ｆに設けられたブラインドビア６との間に、第２ベリードビア８Ｂに対して平面視してずれて配置される第３、第４…のベリードビアを配置してもよい。
また、第２ベリードビア８Ｂを、コア層を通るコアビアとすることもできる。
【００３１】
また、前記実施形態では表層２ｆにもブラインドビア６を形成したが、この表層２ｆにはブラインドビア６を形成しないようにしてもよい。その場合にも、表層２ｆが熱伝導体として機能することにより、電子部品３の熱を熱伝導部材１１に伝え、したがって筐体から放出させることができる。
【００３２】
また、前記実施形態では、各ビア６、８Ａ、８Ｂを平面視した状態で離間して配置し、したがって互いに位置が異なるように設けたが、他の配線に干渉しないなど、配線の自由度が充分に確保できれば、上下に接続するビア間が全て離間することなく、一部のビア間のみで離間して配置されるようにしてもよい。さらには、上下に接続する全てのビア間が、離間することなく配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１…多層回路基板、２Ａ…実装面、２ａ…表層、２ｂ〜２ｅ…内層、２ｆ…表層、３…電子部品、３ａ…端子、４…半田、５…パッド、６…ブラインドビア、６ａ…導体、８…ベリードビア、８ａ、８ｂ…導体、８Ａ…第１ベリードビア、８Ｂ…第２ベリードビア
【図１】
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【図２】
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