プリント基板
【課題】プリント基板に搭載される発熱部品からの熱を他の搭載部品に伝導せず、かつ効率のよいパターン配線を可能にする。
【解決手段】プリント基板１のＣＰＵ６の発熱部９が接する部分を囲むように長穴５を設け、プリント基板１の発熱部９が接する部分には複数のサーマルビア４が形成され、両面にサーマルランド２が設けられている。プリント基板１のＣＰＵ６が搭載された面の反対側の面のサーマルランド２にはヒートシンク７がはんだ等により接着されている。プリント基板１上のＣＰＵ６のリード１２が接続されるパッド１１は長穴５の外側に配置されている。
【解決手段】プリント基板１のＣＰＵ６の発熱部９が接する部分を囲むように長穴５を設け、プリント基板１の発熱部９が接する部分には複数のサーマルビア４が形成され、両面にサーマルランド２が設けられている。プリント基板１のＣＰＵ６が搭載された面の反対側の面のサーマルランド２にはヒートシンク７がはんだ等により接着されている。プリント基板１上のＣＰＵ６のリード１２が接続されるパッド１１は長穴５の外側に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板に関し、特にコンピュータ装置等の電子装置に用いられ発熱する部品を搭載するプリント基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のプリント基板は、例えば実開平１−９３７９２号に示されるように、実装される発熱部品からの熱伝導経路を遮断する対策が備えられている。
【０００３】図４は、従来のプリント基板を示す平面図である。
【０００４】プリント基板５１を、発熱部品であるメイン電源トランス５４が実装される高熱領域Ａと、温度の上昇に対して特性が過敏な電解コンデンサ５５、ＩＣ５７、サブ電源トランス５６が実装される領域Ｂとに区分し、これらの領域の間に断熱スリット５８が形成されている。また、プリント基板５１の側辺に領域Ａ，Ｂの両方にまたがってヒートシンク５３取り付けられ、発熱部品であるパワートランジスタ５２も印刷配線板５１の領域Ａ，Ｂの両方にまたがって、熱を放熱するヒートシンク５３に接して実装されている。
【０００５】高熱領域Ａで生じる熱は断熱スリット５８によって印刷配線板１の領域Ｂへの伝導を遮断され、領域Ｂは高温化が防止される。また、高熱領域Ａにおいて生じるメイン電源トランス５４及びパワートランジスタ５２の熱はヒートシンク５３によって放熱される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】第１の問題点は、メイン電源トランス等の発熱部品の放熱効果が少ないということである。そのため発熱部品から熱に弱い電子部品を十分に離さなければならず、プリント基板の面積が大きくなり、ノート型パーソナルコンピュータ等の小型の装置に適用することがきわめて困難である。
【０００７】その理由は、ヒートシンク５３をプリント基板５１の側辺に設けていることにある。
【０００８】第２の問題点は、プリント基板５１の印刷配線設計における配線効率が非常に悪いということである。その結果、プリント基板の面積及び層数が増加し装置の小型軽量化が不可能となるという問題点が生じる。
【０００９】その理由は、断熱スリット５８によって高熱領域Ａから領域Ｂに接続するパターン配線を引き出すエリアが削られることにある。例えば、高熱領域Ａに多ピンの集積回路からなるＣＰＵを搭載した場合は、ＣＰＵに接続するパターン配線は断熱スリットの間の狭い部分を通さなければならない。
【００１０】本発明の目的は、搭載される発熱部品からの熱を他の搭載電子部品や周囲に伝導しない熱伝導遮断部を設けたプリント基板を提供することにある。
【００１１】本発明の目的は、プリント基板の設計において熱伝導遮断部がパターン配線にネックとならないプリント基板を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のプリント基板は、搭載する発熱部品の発熱部が対向する高熱領域を囲む熱伝導遮断部と，この熱伝導遮断部の囲みの外側に前記発熱部品のリードが接続されるパッドを設けたことを特徴とし、前記熱伝導遮断部が長穴または列設された複数の穴とすることができる。また、上述のプリント基板は、望ましくは、前記高熱領域に設けられたサーマルビアと，このサーマルビアに接続し両面に設けられたサーマルランドとを備え，一方の面の前記サーマルランドに前記発熱部が熱的に接続され，他方の面の前記サーマルランドにヒートシンクが熱的に接続されるようにする。
【００１３】上記のように、プリント基板上に設けられた長穴等の熱伝導遮断部によってＣＰＵ等の発熱部品が実装されている高熱領域に熱が集中するため、発熱部品から生じる熱がプリント基板を介して他の搭載電子部品に熱伝導されることを防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】図１及び図２はそれぞれ本発明の第１の実施の形態の分解斜視図及びＣＣ断面図である。プリント基板１にＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）型の半導体集積回路からなるＣＰＵ（発熱電子部品）６と熱に弱い半導体集積回路８等が同時に実装されているプリント基板１のＣＰＵ６の発熱部９が接する部分（高熱領域）を囲むように熱伝導を遮断する長穴５を設け、長穴５を境にしてＣＰＵ６と半導体集積回路８等を別々の領域に実装させたものである。プリント基板１の発熱部９が接する部分には複数のサーマルビア（ＶＩＡ）４が形成され、両面にサーマルランド２が設けられている。ＣＰＵ６の発熱部９が接触するサーマルランド２上には、熱を伝え易くするための熱伝導樹脂３が塗布されている。プリント基板１のＣＰＵ６が搭載された面の反対側の面のサーマルランド２にはヒートシンク７がはんだ等により接着されている。プリント基板１上のＣＰＵ６のリード１２が接続されるパッド１１は長穴５の外側に配置されている。
【００１６】サーマルビア４は、プリント基板１に設けた貫通穴の内面に熱伝導材料となる銅メッキ等を設けたもの、又は貫通穴内に熱伝導材料を充填したものである。サーマルランド２はプリント基板１の表面にサーマルビア４に接続して設けられた銅膜等の熱伝導材料膜で複数のサーマルビア４が設けられた部分全面を熱伝導材料膜で覆うようにしてもよいし、各サーマルビア４を１つずつ囲むような熱伝導材料膜を設けるようにしてもよい。
【００１７】発熱電子部品であるＣＰＵ６の発熱部９はプリント基板１に形成されているサーマルランド２上に熱伝導樹脂３をはさみこんで接着され、さらに長穴５に囲まれれうように実装されている。ＣＰＵ６の作動時において発熱部９の熱は熱伝導樹脂３を伝わりサーマルランド２へ達し、サーマルビア４を介してプリント基板１の上面へ伝導されヒートシンク７より放熱される。
【００１８】プリント基板１は長穴５を境にして、ＣＰＵ６の発熱部９が実装されている領域と半導体集積回路８等が実装されている領域が分離され、ＣＰＵ６から生じる熱がプリント基板１を介して半導体集積回路８の実装部へ伝導されることを防止することができる。
【００１９】つまり、ＣＰＵ６の発熱部９が接するプリント基板１の領域に熱が集中しその部分の温度は上昇するが、長穴５で分離された半導体集積回路８が実装されているプリント基板１の領域は、温度上昇が小さくなるため、ＣＰＵ６の作動時において発熱を伴う電子部品と、熱に弱い半導体集積回路８とを小さい基板面積に実装することが可能となり、プリント基板１への高密度部品実装を行うことができる。さらに、発熱部９を囲むように長穴５が設けられており、ＣＰＵ６のリード１２が接続されるパッド１１が長穴５より外側に設けられ、ＣＰＵ６と半導体集積回路８を接続するプリント基板１上のパターン配線はパッド１１と半導体集積回路８との間に設ければよいので、長穴５による境界を越えて設ける必要がなく、長穴５がパターン配線のネックとならず、配線効率を良くすることができる。
【００２０】図３は、本発明の第２の実施の形態のプリント基板２１の部分平面図である。
【００２１】図１に示した実施の形態においては、熱伝導を遮断するためにプリント基板に長穴５を設けたが、本実施の形態では、長穴の代わりに複数の小孔１０を発熱部を囲むように並べて設けてある。
【００２２】図３において、プリント基板２１の搭載されるＣＰＵ（図示略）の発熱部が接する部分を囲むように複数の小孔１０が並設され、その発熱部が接する部分には複数のサーマルビア４が設けられ、複数の小孔１０が囲む内側にはプリント基板２１の両面にサーマルランド２が設けられている。プリント基板２１の複数の小孔１０の列の外側にＣＰＵのリードが接続されるパッド１１が列設されている。図示していないが、プリント基板２１のＣＰＵが搭載される面の反対側の面のサーマルランドにはヒートシンクが接着される。
【００２３】図１に示すようにプリント基板に長穴を設ける場合は、プリント基板の強度が低下するが、図３のように長穴の代わりに複数の小穴とすることによりプリント基板の強度の低下を少くすることができる。
【００２４】また、プリント基板に長穴を設けるためには、金型により打抜く等の製造工程が必要となるが、図３のような複数の小穴はドリル加工等により簡単に設けることができる。
【００２５】なお、ＣＰＵ等の発熱部品の発熱部を熱伝導樹脂を介さず直かにサーマルランドに密着させるようにしてもよい。また、ヒートシンクもサーマルランドにはんだ付けせずに、熱伝導樹脂を介して又は直かにサーマルサンドに接するようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】第１の効果は、パターン配線を効率良く設けることができ、発熱部品と熱に弱い電子部品とを小さい面積のプリント基板上に実装可能であることである。このため、ノート型パーソナルコンピュータのような小型装置にも適用できる。
【００２７】その理由は、プリント基板の熱遮断部が囲む高熱領域の外側に発熱部品のリードが接続されるパッドを設けた為である。
【００２８】第２の効果は、発熱部品の放熱効果が大きいことである。
【００２９】その理由は、プリント基板の発熱部品の発熱部が対向する高熱領域にサーマルビア及びサーマルランドを設け、発熱部品とは反対側の面にヒートシンクを取り付けたためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のプリント基板を示す分解斜視図である。
【図２】図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のプリント基板の部分平面図である。
【図４】従来のプリント基板の平面図である。
【符号の説明】
１ プリント基板
２ サーマルランド
３ 熱伝導樹脂
４ サーマルビア
５ 長穴
６ ＣＰＵ
７ ヒートシンク
８ 半導体集積回路
９ 発熱部
１０ 小孔
１１ パッド
１２ リード
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板に関し、特にコンピュータ装置等の電子装置に用いられ発熱する部品を搭載するプリント基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のプリント基板は、例えば実開平１−９３７９２号に示されるように、実装される発熱部品からの熱伝導経路を遮断する対策が備えられている。
【０００３】図４は、従来のプリント基板を示す平面図である。
【０００４】プリント基板５１を、発熱部品であるメイン電源トランス５４が実装される高熱領域Ａと、温度の上昇に対して特性が過敏な電解コンデンサ５５、ＩＣ５７、サブ電源トランス５６が実装される領域Ｂとに区分し、これらの領域の間に断熱スリット５８が形成されている。また、プリント基板５１の側辺に領域Ａ，Ｂの両方にまたがってヒートシンク５３取り付けられ、発熱部品であるパワートランジスタ５２も印刷配線板５１の領域Ａ，Ｂの両方にまたがって、熱を放熱するヒートシンク５３に接して実装されている。
【０００５】高熱領域Ａで生じる熱は断熱スリット５８によって印刷配線板１の領域Ｂへの伝導を遮断され、領域Ｂは高温化が防止される。また、高熱領域Ａにおいて生じるメイン電源トランス５４及びパワートランジスタ５２の熱はヒートシンク５３によって放熱される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】第１の問題点は、メイン電源トランス等の発熱部品の放熱効果が少ないということである。そのため発熱部品から熱に弱い電子部品を十分に離さなければならず、プリント基板の面積が大きくなり、ノート型パーソナルコンピュータ等の小型の装置に適用することがきわめて困難である。
【０００７】その理由は、ヒートシンク５３をプリント基板５１の側辺に設けていることにある。
【０００８】第２の問題点は、プリント基板５１の印刷配線設計における配線効率が非常に悪いということである。その結果、プリント基板の面積及び層数が増加し装置の小型軽量化が不可能となるという問題点が生じる。
【０００９】その理由は、断熱スリット５８によって高熱領域Ａから領域Ｂに接続するパターン配線を引き出すエリアが削られることにある。例えば、高熱領域Ａに多ピンの集積回路からなるＣＰＵを搭載した場合は、ＣＰＵに接続するパターン配線は断熱スリットの間の狭い部分を通さなければならない。
【００１０】本発明の目的は、搭載される発熱部品からの熱を他の搭載電子部品や周囲に伝導しない熱伝導遮断部を設けたプリント基板を提供することにある。
【００１１】本発明の目的は、プリント基板の設計において熱伝導遮断部がパターン配線にネックとならないプリント基板を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のプリント基板は、搭載する発熱部品の発熱部が対向する高熱領域を囲む熱伝導遮断部と，この熱伝導遮断部の囲みの外側に前記発熱部品のリードが接続されるパッドを設けたことを特徴とし、前記熱伝導遮断部が長穴または列設された複数の穴とすることができる。また、上述のプリント基板は、望ましくは、前記高熱領域に設けられたサーマルビアと，このサーマルビアに接続し両面に設けられたサーマルランドとを備え，一方の面の前記サーマルランドに前記発熱部が熱的に接続され，他方の面の前記サーマルランドにヒートシンクが熱的に接続されるようにする。
【００１３】上記のように、プリント基板上に設けられた長穴等の熱伝導遮断部によってＣＰＵ等の発熱部品が実装されている高熱領域に熱が集中するため、発熱部品から生じる熱がプリント基板を介して他の搭載電子部品に熱伝導されることを防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】図１及び図２はそれぞれ本発明の第１の実施の形態の分解斜視図及びＣＣ断面図である。プリント基板１にＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）型の半導体集積回路からなるＣＰＵ（発熱電子部品）６と熱に弱い半導体集積回路８等が同時に実装されているプリント基板１のＣＰＵ６の発熱部９が接する部分（高熱領域）を囲むように熱伝導を遮断する長穴５を設け、長穴５を境にしてＣＰＵ６と半導体集積回路８等を別々の領域に実装させたものである。プリント基板１の発熱部９が接する部分には複数のサーマルビア（ＶＩＡ）４が形成され、両面にサーマルランド２が設けられている。ＣＰＵ６の発熱部９が接触するサーマルランド２上には、熱を伝え易くするための熱伝導樹脂３が塗布されている。プリント基板１のＣＰＵ６が搭載された面の反対側の面のサーマルランド２にはヒートシンク７がはんだ等により接着されている。プリント基板１上のＣＰＵ６のリード１２が接続されるパッド１１は長穴５の外側に配置されている。
【００１６】サーマルビア４は、プリント基板１に設けた貫通穴の内面に熱伝導材料となる銅メッキ等を設けたもの、又は貫通穴内に熱伝導材料を充填したものである。サーマルランド２はプリント基板１の表面にサーマルビア４に接続して設けられた銅膜等の熱伝導材料膜で複数のサーマルビア４が設けられた部分全面を熱伝導材料膜で覆うようにしてもよいし、各サーマルビア４を１つずつ囲むような熱伝導材料膜を設けるようにしてもよい。
【００１７】発熱電子部品であるＣＰＵ６の発熱部９はプリント基板１に形成されているサーマルランド２上に熱伝導樹脂３をはさみこんで接着され、さらに長穴５に囲まれれうように実装されている。ＣＰＵ６の作動時において発熱部９の熱は熱伝導樹脂３を伝わりサーマルランド２へ達し、サーマルビア４を介してプリント基板１の上面へ伝導されヒートシンク７より放熱される。
【００１８】プリント基板１は長穴５を境にして、ＣＰＵ６の発熱部９が実装されている領域と半導体集積回路８等が実装されている領域が分離され、ＣＰＵ６から生じる熱がプリント基板１を介して半導体集積回路８の実装部へ伝導されることを防止することができる。
【００１９】つまり、ＣＰＵ６の発熱部９が接するプリント基板１の領域に熱が集中しその部分の温度は上昇するが、長穴５で分離された半導体集積回路８が実装されているプリント基板１の領域は、温度上昇が小さくなるため、ＣＰＵ６の作動時において発熱を伴う電子部品と、熱に弱い半導体集積回路８とを小さい基板面積に実装することが可能となり、プリント基板１への高密度部品実装を行うことができる。さらに、発熱部９を囲むように長穴５が設けられており、ＣＰＵ６のリード１２が接続されるパッド１１が長穴５より外側に設けられ、ＣＰＵ６と半導体集積回路８を接続するプリント基板１上のパターン配線はパッド１１と半導体集積回路８との間に設ければよいので、長穴５による境界を越えて設ける必要がなく、長穴５がパターン配線のネックとならず、配線効率を良くすることができる。
【００２０】図３は、本発明の第２の実施の形態のプリント基板２１の部分平面図である。
【００２１】図１に示した実施の形態においては、熱伝導を遮断するためにプリント基板に長穴５を設けたが、本実施の形態では、長穴の代わりに複数の小孔１０を発熱部を囲むように並べて設けてある。
【００２２】図３において、プリント基板２１の搭載されるＣＰＵ（図示略）の発熱部が接する部分を囲むように複数の小孔１０が並設され、その発熱部が接する部分には複数のサーマルビア４が設けられ、複数の小孔１０が囲む内側にはプリント基板２１の両面にサーマルランド２が設けられている。プリント基板２１の複数の小孔１０の列の外側にＣＰＵのリードが接続されるパッド１１が列設されている。図示していないが、プリント基板２１のＣＰＵが搭載される面の反対側の面のサーマルランドにはヒートシンクが接着される。
【００２３】図１に示すようにプリント基板に長穴を設ける場合は、プリント基板の強度が低下するが、図３のように長穴の代わりに複数の小穴とすることによりプリント基板の強度の低下を少くすることができる。
【００２４】また、プリント基板に長穴を設けるためには、金型により打抜く等の製造工程が必要となるが、図３のような複数の小穴はドリル加工等により簡単に設けることができる。
【００２５】なお、ＣＰＵ等の発熱部品の発熱部を熱伝導樹脂を介さず直かにサーマルランドに密着させるようにしてもよい。また、ヒートシンクもサーマルランドにはんだ付けせずに、熱伝導樹脂を介して又は直かにサーマルサンドに接するようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】第１の効果は、パターン配線を効率良く設けることができ、発熱部品と熱に弱い電子部品とを小さい面積のプリント基板上に実装可能であることである。このため、ノート型パーソナルコンピュータのような小型装置にも適用できる。
【００２７】その理由は、プリント基板の熱遮断部が囲む高熱領域の外側に発熱部品のリードが接続されるパッドを設けた為である。
【００２８】第２の効果は、発熱部品の放熱効果が大きいことである。
【００２９】その理由は、プリント基板の発熱部品の発熱部が対向する高熱領域にサーマルビア及びサーマルランドを設け、発熱部品とは反対側の面にヒートシンクを取り付けたためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のプリント基板を示す分解斜視図である。
【図２】図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のプリント基板の部分平面図である。
【図４】従来のプリント基板の平面図である。
【符号の説明】
１ プリント基板
２ サーマルランド
３ 熱伝導樹脂
４ サーマルビア
５ 長穴
６ ＣＰＵ
７ ヒートシンク
８ 半導体集積回路
９ 発熱部
１０ 小孔
１１ パッド
１２ リード
【特許請求の範囲】
【請求項１】 搭載する発熱部品の発熱部が対向する高熱領域を囲む熱伝導遮断部と，この熱伝導遮断部の囲みの外側に前記発熱部品のリードが接続されるパッドを設けたことを特徴とするプリント基板。
【請求項２】 前記熱電動遮断部が長穴であることを特徴とする請求項１記載プリント基板。
【請求項３】 前記熱伝導遮断部が列設された複数の穴であることを特徴とする請求項１記載のプリント基板。
【請求項４】 前記高熱領域に設けられたサーマルビアと，このサーマルビアに接続し両面に設けられたサーマルランドとを備え，一方の面の前記サーマルランドに前記発熱部が熱的に接続され，他方の面の前記サーマルランドにヒートシンクが熱的に接続されたことを特徴とする請求項１，２又は３記載のプリント基板。
【請求項１】 搭載する発熱部品の発熱部が対向する高熱領域を囲む熱伝導遮断部と，この熱伝導遮断部の囲みの外側に前記発熱部品のリードが接続されるパッドを設けたことを特徴とするプリント基板。
【請求項２】 前記熱電動遮断部が長穴であることを特徴とする請求項１記載プリント基板。
【請求項３】 前記熱伝導遮断部が列設された複数の穴であることを特徴とする請求項１記載のプリント基板。
【請求項４】 前記高熱領域に設けられたサーマルビアと，このサーマルビアに接続し両面に設けられたサーマルランドとを備え，一方の面の前記サーマルランドに前記発熱部が熱的に接続され，他方の面の前記サーマルランドにヒートシンクが熱的に接続されたことを特徴とする請求項１，２又は３記載のプリント基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開平１０−２５６６７７
【公開日】平成１０年（１９９８）９月２５日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平９−５８８１７
【出願日】平成９年（１９９７）３月１３日
【出願人】（０００２４０６１７）米沢日本電気株式会社 (6)
【公開日】平成１０年（１９９８）９月２５日
【国際特許分類】
【出願日】平成９年（１９９７）３月１３日
【出願人】（０００２４０６１７）米沢日本電気株式会社 (6)
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