(57)【要約】【課題】  ビア導体をプリント基板に装着する時にプリント基板に形成した開口部の寸法とビア導体の寸法との僅かな誤差があってもビア導体を開口部に嵌合することが難しく、特に、自動機を使用しての嵌合は不向きであるといった問題があった。【解決手段】  ガラスエポキシ樹脂等の樹脂基板１に信号パターン１４ｂとグランドパターン１４ａとからなる導電パターン１４を形成し、前記グランドパターンに囲まれた部分に開口部１１を形成すると共に該開口部の外周部に複数本のスリット１２を形成し、前記開口部にビア導体２を嵌合しした放熱プリント基板である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスエポキシ樹脂等の樹脂基板に信号パターンとグランドパターンとからなる導電パターンを形成し、前記グランドパターンに囲まれた部分に開口部を形成すると共に該開口部の外周部に複数本のスリットを形成し、前記開口部にビア導体を嵌合ししたことを特徴とする放熱プリント基板。
【請求項２】
前記ビア導体の外周面と前記樹脂基板における開口部の内周面に前記グランドパターンと接続されたスルーホール導体を形成し、該スルーホール導体と前記ビア導体の外周面とが接続されていることを特徴とする請求項１記載の放熱プリント基板。
【請求項３】
前記樹脂基板に形成されたスリットの内周面に前記グランドパターンと接続されるスルーホール導体を形成し、該スルーホール導体と前記グランド用パターンとが接続されていることを特徴とする請求項１記載の放熱プリント基板。
【請求項４】
前記樹脂基板に形成されている開口部が四角形であり、かつ、ビア導体は前記開口部に嵌合される四角形に形成され、また、前記スリットが４本形成されていることを特徴とする請求項１記載の放熱プリント基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板に実装した発光ダイオード、電解効果トランジスタあるいは集積回路等の電子部品から発生する熱をプリント基板を介して放熱することで、前記実装した電子部品の発熱による寿命を長くできるようにした放熱プリント基板である。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオードや電解効果トランジスタおよび高密度集積回路等の電子部品の高出力化が進み各電子部品からの発熱も高くなっている。また、製品の小型化が図られていることから電子部品がプリント基板に高密度に搭載され、プリント基板を介しての電子部品の放熱が行われ難いといった問題が発生した。
【０００３】
そこで、電子部品の発熱をプリント基板を介して放熱させ電子部品の劣化を防止するために電子部品用のプリント基板に銅またはアルミニュームを貼ったり、内蔵されたものが作られている。この銅基板やアルミニューム基板の場合には基板そのものが放熱効果の高い金属板であることから実装された電子部品の発熱は低く抑えられ前記基板を使用した場合には電子部品の劣化に対して効果がある。
【０００４】
このような発光ダイオードの温度にあっては劣化は問題とはならないので高密度で電子部品を実装しても十分に使用可能となるが、基板の材料がアルミニュームや銅の場合にはプリント基板としてのガラスエポキシ樹脂等の樹脂基板と比較して重量が重くなり（特に銅基板の場合は重くなる）、かつ、材料費が樹脂基板よりも高くなり、例えば、携帯して使用する電子機器用のプリント基板としては不向きであるといった問題がある。
【０００５】
そこで、近年になって軽量で、かつ、材料費の安い樹脂基板を使用して電子部品で発生する熱を放熱するというプリント基板が開発されている。例えば、特開２０００−３１３２２号公報や特開２００６−４１２４１号公報に開示されている発明である。この発明にあっては、樹脂基板に銅材料を埋め込み（以下、ビア導体という）、このビア導体に電子部品を接触させた状態でリード部をプリント基板に半田付けして電子部品で発生する熱をビア導体から放熱するというものである。
【０００６】
そこで、本出願人会社において前記発明を応用して図４に示すガラスエポキシ樹脂ａの基板にビア導体ｂを嵌着した後に発光ダイオード点灯用のパターンｃを形成すると共に発光ダイオードを実装した状態でし、該発光ダイオードの裏面側を前記ビア導体ｂに密着させた状態で発光ダイオードに通電して点灯させる実験を行った。
【特許文献１】特開２０００−３１３２２号公報
【特許文献２】特開２００６−４１２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記した樹脂基板にビア導体を埋め込んだプリント基板の前記ビア導体に発光ダイオードを裏面を接触させた状態で実装し、発光ダイオードに通電し点灯させた時の発光ダイオード自体の温度は最高温度で６７．８℃と相当低い温度になっているが、それでも十分な温度低下とは言えないものであった。そして、発光ダイオードを含む電子部品の温度は２０℃低下することで電子部品の寿命は約倍になることが実証されている。
【０００８】
また、ビア導体ｂをプリント基板に装着する時にプリント基板に形成した開口部の寸法とビア導体ｂの寸法との僅かな誤差があってもビア導体ｂを開口部に嵌合することが難しく、特に、自動機を使用しての嵌合は不向きであるといった問題があった。
【０００９】
本発明は前記した問題点を解決せんとするもので、その目的とするところは、ビア導体の外周部にスリットを形成し、該スリットの内周面による放熱面積を大きくすることによって、電子部品の発熱を放熱して電子部品の動作時における最高温度を低下させることができる共に、プリント基板の開口部にビア導体を圧入する際に前記スリットによる開口部の外周面が撓んでビア導体の開口部への圧入が容易に行える放熱プリント基板を提供せんとするにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の放熱プリント基板は前記した目的を達成せんとするもので、請求項１の手段は、ガラスエポキシ樹脂等の樹脂基板に信号パターンとグランドパターンとからなる導電パターンを形成し、前記グランドパターンに囲まれた部分に開口部を形成すると共に該開口部の外周部に複数本のスリットを形成し、前記開口部にビア導体を嵌合ししたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の手段は、前記した請求項１において、前記ビア導体の外周面と前記樹脂基板における開口部の内周面に前記グランドパターンと接続されたスルーホール導体を形成し、該スルーホール導体と前記ビア導体の外周面とが接続されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の手段は、前記した請求項１において、前記樹脂基板に形成されたスリットの内周面に前記グランドパターンと接続されるスルーホール導体を形成し、該スルーホール導体と前記グランド用パターンとが接続されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の手段は、前記した請求項１において、  前記樹脂基板に形成されている開口部が四角形であり、かつ、ビア導体は前記開口部に嵌合される四角形に形成され、また、前記スリットが４本形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は前記したように、樹脂基板にビア導体を嵌合するための開口部を接続用パターンに形成すると共に開口部の外周にスリットを形成したことにより、ビア導体を開口部に嵌合する際に前記スリットによって開口部の内周面が弾性変形して嵌合がし易くなると共に嵌合状態が弾性力によって確実に行われる。
【００１５】
また、スリットによって放熱面積が大きくなることで電子部品で発生した熱はビア導体本体とスリットとから放熱され、前記したスリットの無いプリント基板に対して電子部品の最高温度が実験の結果４８．１℃となって約２０℃低くなっているので寿命が２倍となり、電子部品の寿命を長くできると共にスリットの存在によりスリット外周部への熱伝導が小さくなって他の部品への熱的劣化を防止することができる。
【００１６】
また、開口部の内周面にスルーホール導体を施してビア導体とを金属どうしの接触状態とすることで、接続用パターンを介してグランド用パターンにとも接続されるので、面積の大きいグランドパターンからも放熱され電子部品の高熱化を防止することができる。
【００１７】
さらに、スリットの内周面にスルーホール導体を形成することでグランドパターンを介して電子部品の熱が放熱されるので、より電子部品の放熱化を図ることができる等の効果を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、樹脂基板にビア導体を嵌合するための開口部を接続用パターンに形成すると共に開口部の外周にスリットを形成し、電子部品よりの熱をビア導体およびスリットとから放熱するものである。
【実施例】
【００１９】
１はガラスエポキシ樹脂等の樹脂基板にして、ビア導体２を嵌合するための開口部１１（図示にあっては四角形の開口部が示されているが円形やその他の形状であってもよい）と、該開口部１１の４辺に沿ってスリット１２が形成されている。また、前記開口部１１の４隅にはビア導体２を嵌合する時にビア導体２の角部を吸収するための小孔１３が形成されている。
【００２０】
このように樹脂基板１に開口部１１、スリット１２、小孔１３を形成した後にグランドパターン１４ａおよび信号パターン１４ｂ等の導電パターン１４を公知の手段によって形成する。この導電パターン１４の形成時において開口部１１、スリットおよび小孔１３に対してスルーホール導体１５が形成される。
【００２１】
そして、前記開口部１１にビア導体２を圧入してビア導体２を樹脂基板１と一体化して放熱プリント基板は完成するが、ビア導体２を開口部１１に圧入する際に開口部１１の内形やビア導体２の外形寸法に多少の寸法誤差があったとしても開口部１１の外周部にスリット１２が形成されていることにより、開口部１１の外周部が外側に向かって撓むのでビア導体２の圧入作業が容易に行え、かつ、圧入後は開口部１１の撓んだ外周部が元に戻ってビア導体２を確実に支持固定することになる。また、ビア導体２を開口部１１に圧入固定した後に上からメッキ施してビア導体２が開口部１１から抜け落ちるのを防止している。
【００２２】
また、ビア導体２の外周面は開口部１１の内周面に形成されているスルーホール導体１５を介してグランドパターン１４ａに金属的に接続され、また、スリット１２の内周面にもスルーホール導体１５を介してグランドパターン１４ａに金属的に接続されるので、後述する電子部品である発光ダイオード３で発生する熱は面積の大きなグランドパターン１４ａを介して放熱されることになる。
【００２３】
このように構成したプリント基板に図３に示すように発光ダイオード３を、該発光ダイオード３の裏面側がビア導体２に密着するように発光ダイオード３のリード３１を導電パターン１４に半田付けし発光ダイオード３に通電すると、時間の経過と共に発熱量が大きくなるが、発光ダイオード３よりの熱はビア導体２に伝達されビア導体２自体によって放熱されると共にビア導体２はグランドパターン１４ａとも金属的に接続状態となっているので面積の大きなグランドパターン１４ａからも放熱される。
【００２４】
さらに、スリット１２の内周面自体からの放熱と、また、スリット１２の内周面に形成されたスルーホール導体１５とグランドパターン１４ａとが金属的に接続されていることによるスルーホール導体１５とグランドパターン１４ａとを合計した面積から放熱される。
【００２５】
その結果、前記した図４に示したプリント基板を採用して実験した発光ダイオードの温度６７．８℃より約２０℃低い最高温度で４８．１℃であり、発光ダイオード３の発熱による劣化を大きく抑えることができ、従って、発光ダイオード３の寿命が長くなる。また、スリット１２の存在によりスリット１２の外周部に熱が伝わり難くなって他の電子部品への熱的劣化を防止することができた。
【００２６】
また、前記したプリント基板にあっては、スリット１２の内周面にもスルーホール導体１５が形成されているので、スリット１２の内周面もグランドパターン１４ａと金属的に接続されることとなり、スリット１２による放熱面積が大きくなることによる放熱量の多さ以外に金属的に接続されているグランドパターン１４ａよりの放熱が行われ、より発光ダイオード３よりの熱を放射することになる。
【００２７】
なお、開口部１１およびスリット１２のスルーホール導体１５を形成しなくとも基板１が発光ダイオード３の熱によって加熱されるとグランドパターン１４ａによって基板１が冷却されることから発光ダイオード３も冷却されて低温度に維持される。しかし、放熱面積が全てグランドパターン１４ａと金属的に接続され熱伝導によって放熱面積が大きくなった方が、より発光ダイオード３の低温化には好都合である。
【００２８】
前記した実施例では、電子部品として発光ダイオード３の場合について説明したが、発熱量の大きい電解効果トランジスタや集積回路にも応用できることは当然のことである。なお、集積回路の場合には、該集積回路のリードと接続するためのパターンはスリット１２の外側に形成することになる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る放熱プリント基板の正面図である。
【図２】同上の裏面図である。
【図３】発光ダイオードを実装した状態のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】従来例の放熱プリント基板の正面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１          樹脂基板
１１        開口部
１２        スリット
１３        小孔
１４        導電パターン
１４ａ      グランドパターン
１４ｂ      信号パターン
１５        スルーホール導体
２          ビア導体
３          電子部品（発光ダイオード）
３１        リード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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