プリント配線板

【目的】電子部品の短命化及び回路の誤動作を確実に防止でき、かつ低コストでかつ比較的容易に製造できるプリント配線板を提供すること。
【構成】配線板本体１の最外層にアルミニウム製の放熱器Ｈ1 を取付ける。放熱器Ｈ1 とグランドパターンとをベタ状の放熱用パターン２ｂを介して電気的に接続する。一般電子部品等から発生した熱は、グランドパターン及び放熱用パターン２ｂを経由して放熱器Ｈ1 へと伝導する。そして、熱は放熱器Ｈ1 のフィン７からプリント配線板１０の外部へと放出される。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、高密度化かつ高集積化する傾向にあるプリント配線板では、配線板上にファインな導体パターンを形成し、かつ限られたスペースに複数の半導体及び一般電子部品を実装する必要がある。この場合、実装される部品の点数が多くなると、必然的に発熱量も増加することになる。よって、部品を保護しかつ回路の誤動作等を回避するためには、配線板の外部へ熱を効果的に放出する技術が必要となる。
【０００３】そして、プリント配線板の放熱効果を向上させる技術としては、例えば以下に示すような方法が従来より提案されている。即ち、■配線のライン幅を広くとる方法、■発熱するライン上にはレジストを施さないという方法、■配線板内部に金属板を配置する方法（いわゆる金属板ベースプリント配線板）等である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記■〜■の従来方法では何れも放熱効果が不十分であったため、実装されている電子部品が短命化したり、回路に誤動作が生じるなどの欠点があった。
【０００５】また、特に■の金属板ベースプリント配線板の製造工程においては、厚い金属板にスルーホールとなる穴を貫通させる必要があった。このため、工程が複雑になり、かつ製造コストも高くなるという問題があった。
【０００６】本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的は、温度上昇に起因する電子部品の短命化及び回路の誤動作を確実に防止することができると共に、低コストでかつ比較的容易に製造することができるプリント配線板を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するために、本発明では、配線板本体の外面に放熱器を取付けるための導電性接合面を配線板本体の最外層に設け、かつその導電性接合面を介して前記放熱器とグランド層またはグランドパターンとを接続している。
【０００８】
【作用】この構成によると、半導体や一般電子部品等から発生した熱は、グランド層またはグランドパターン及び導電性接合面を経由して放熱器へと伝導し、放熱器の外表面から配線板の外部へと放出される。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を具体化した各実施例１，２について図面に基づき詳細に説明する。
〔実施例１〕図１（ａ）及び（ｂ）には、本実施例１の多層プリント配線板（以下、４層板という）１０が示されている。前記４層板１０は、内層パターン２ａ，２ｂ及び外層パターン２ｃを備える配線板本体１と、その配線板本体１の外側面に取り付けられる放熱器Ｈ1 とによって構成されている。
【００１０】配線板本体１は一枚の内層板１ａとプリプレグ１ｂとからなる。配線板本体１を構成する絶縁性の基材３上には、銅等の金属によって、内層パターン２ａ，２ｂが形成されている。前記内層パターンのうちの表面側のもの２ａは信号層であり、裏面側のもの２ｂはグランド層である。前記プリプレグ１ｂは内層板１ａの上下両面に熱圧着されている。また、各プリプレグ１ｂの外表面には、外層パターン２ｃが形成されている。
【００１１】また、前記プリプレグ１ｂ上の一端側（図１(a) の右端側）には、導電性接続面としての放熱用パターン２ｄがベタ状に形成されている。また、配線板本体１には、めっきスルーホール５が形成されている。そして、前記めっきスルーホール５を介して放熱用パターン２ｄと前記内層のグランド層２ｂとが接続されている。この放熱用パターン２ｄの面積は、プリプレグ１ｂのスペースが許容する限度において、大きめに確保しておくことが好適である。前記配線板本体１の表面は、放熱用パターン２ｄの部分を除いて、ソルダーレジスト６によって被覆されている。
【００１２】ここで、配線板本体１を製造する方法について簡単に説明する。配線板本体１を製造する場合の出発材料としては、例えば両面銅張積層板等が用いられる。両面銅張積層板には先ずめっきスルーホールとなる穴が透設され、その穴の内面には触媒核が付与された後、無電解銅めっき等が施される。次いで、積層板上の所定位置にはエッチングレジストが配置され、エッチングによって積層板上の銅箔の一部が溶解除去される。この処理を経ることにより、信号層２ａ及びグランド層２ｂを備えた内層板１ａが形成される。
【００１３】次に、内層板１ａを二枚のプリプレグ１ｂで挟持し、高温下にて積層方向より圧力を加えることにより、両者１ａ，１ｂを熱圧着させる。その後、各プリプレグ１ｂの外表面にはめっきレジストが配され、銅めっきによって外層パターン２ｃ及び放熱用パターン２ｄが形成される。その後、めっきレジストは除去され、次いで導体パターン２ａの上面のみにソルダーレジスト６が形成される。
【００１４】図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施例１の放熱器Ｈ1 は、等間隔に並んだ複数のフィン７と、一対の取付け片８とを備えている。また、両取付け片８の間には、取付け溝８ａが形成されている。この取付け溝８ａは、配線板本体１の厚さより若干広い幅を有している。そして、前記放熱器Ｈ1 を形成する材料としては、熱伝導性に優れたアルミニウム等の金属材料が用いられている。
【００１５】そして、配線板本体１における放熱用パターン２ｂが形成された部分を両取付け片８で挟持することにより、配線板本体１の外側面のうちの一つに放熱器Ｈ1が取り付けられた状態となる。この場合、両取付け片８の内壁面と放熱用パターン２ｄとは、例えばはんだ等によって接続される。
【００１６】さて、この４層板１０の構成によると、実装された半導体や一般電子部品等から発生した熱は、グランドパターン及び放熱用パターン２ｂを経由して放熱器Ｈ1 へと伝導する。そして、前記熱は放熱器Ｈ1 のフィン７から４層板１０の外部へと放出され、このとき充分な放熱が図られる。故に本構成によると、従来問題であった温度上昇に起因する電子部品の短命化及び回路の誤動作等の発生を確実に防止することができる。
【００１７】また、この４層板１０は、従来の金属板ベースプリント配線板とは異なり、放熱のために厚い金属板を必要とするものではない。よって、金属板にスルーホールとなる穴を透設するというような面倒な作業も当然不要である。しかも、本構成において必要な放熱用パターン２ｄも、一般的なプリント配線板の製造プロセスによって形成可能なものであり、特別困難な工程を要するというものではない。以上のようなことからも、優れた４層板１０を低コストにかつ比較的容易に製造できるということがわかる。
【００１８】更に、この構成によれば、例えば配線板本体１の一端面に発熱量の多い大型のＬＳＩ等の電子部品（図１(a) にて示す二点鎖線）Ｐが集中して実装されている場合などに有効である。つまり、放熱器Ｈ1 を発熱源に近接して設置しておけば、放熱性が向上するためである。また、発熱源に近接して放熱器Ｈ1 を設置した場合、小型の放熱器Ｈ1 であっても充分な効果が得られるため、結果的に省スペース化にもつながる。
〔実施例２〕図２（ａ）及び（ｂ）には、実施例２の４層板２０が示されている。４層板２０は、内層パターン１２ａ，１２ｂ及び外層パターン１２ｃを備える配線板本体１１と放熱器Ｈ1 とからなる。この４層板２０では、前記実施例１とは異なる位置、即ち配線板１１の外表面に放熱器Ｈ2 が取付けられている。また、その取付け位置の違いに鑑み、放熱器Ｈ2 の形状等についても、前記実施例１とは若干相違している。
【００１９】配線板本体１１は一枚の内層板１１ａとプリプレグ１１ｂとからなる。内層板１１ａを構成する絶縁性の基材１３の表裏面には、銅等の金属により内層パターン１２ａ，１２ｂが形成されている。本実施例２では、前記内層パターンのうちの裏面側のもの１２ａが信号層であり、表面側のもの１２ｂがグランド層である。前記プリプレグ１１ｂは内層板１１ａの上下両面に熱圧着されている。また、各プリプレグ１１ｂの外表面には、外層パターン１２ｃが形成されている。
【００２０】配線板本体１１には、多数のめっきスルーホール１５が密集して形成されている。そして、前記めっきスルーホール１５の外層ランド１５ａは、実質的には放熱器Ｈ2 を取付けるための導電性接続面として機能している。これらのめっきスルーホール１５は、内層のグランド層１２ｂと電気的に導通している。
【００２１】めっきスルーホール１５の内壁面及び外層ランド１５ａの表面は、はんだによって被覆されている。一方、外層パターン１２ｃの表面は、ソルダーレジスト１６によって被覆されている。
【００２２】図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施例２の放熱器Ｈ2 は、等間隔に並んだ複数のフィン１７と、取付け用の底部１８とを備えている。この放熱器Ｈ2を形成する材料としては、前記実施例１と同様に熱伝導性に優れたアルミニウム等の金属材料が用いられている。そして、放熱器Ｈ2 の底部１８は、外層ランド１５ａが密集している部分にはんだ等によって取付けられている。
【００２３】さて、この４層板２０の構成によると、実装された半導体や一般電子部品等から発生した熱は、グランド層１２ｂ及びめっきスルーホール１５等を経由して放熱器Ｈ2 へと伝導する。そして、前記熱は放熱器Ｈ2 のフィン１７から４層板２０の外部へと放出される。故に本構成によると、従来の温度上昇に関する問題は起こることがなく、それに起因する電子部品の短命化及び回路の誤動作等の発生も確実になくなる。
【００２４】また、この４層板２０は、従来の金属板ベースプリント配線板のような厚い金属板を必要とするものではなく、しかもめっきスルーホール１５自体も特殊な工程によって形成されるというわけでもない。以上のことからも、低コストにかつ比較的容易に優れた４層板２０を製造できるということがわかる。
【００２５】更に、この構成によれば、例えば配線板本体１１の外表面に発熱量の多い大型のＬＳＩ等の電子部品（図２(a) にて示す二点鎖線）Ｐが集中して実装されている場合などに有効である。即ち、前記実施例１と同様の理由により、放熱性の改善かつ省スペース化が達成される。
【００２６】本発明は上記各実施例のみに限定されることはなく、以下のような構成に変更することが可能である。例えば、（ａ）本発明は前記実施例１，２のような多層板に限らず、両面板や片面板に具体化することも可能である。この場合、放熱器Ｈ1 ，Ｈ2 は、グランドパターンに接続された放熱用パターンまたはめっきスルーホールの外層ランドに接続される。尚、本発明は６層板、８層板等のような多層板に具体化することも勿論可能である。
【００２７】（ｂ）めっきスルーホール５，１５を介して放熱器Ｈ1 ，Ｈ2 とグランド層２ｂ，１２ｂとが接続された前記実施例１，２に代え、バイアホールを介して接続する構成であっても良い。
【００２８】（ｃ）放熱器Ｈ1 ，Ｈ2 と放熱用パターン２ｄまたはめっきスルーホール１５の外層ランド１５ａとを接続する際、必ずしもはんだを使用しなくても良い。
（ｄ）前記各実施例１，２のようなソルダーレジスト６，１６は、設けても設けなくても何れでも良い。
【００２９】（ｅ）実施例１のような側面取付けタイプの放熱器Ｈ1 は、例えば四角形状の前記両面板１０の一辺のみに限らず、二〜四辺に取り付けることも可能である。また、実施例２のような上面取付けタイプの放熱器Ｈ2 は、例えば前記４層板２０の表面側ばかりでなく、裏面側にも取り付けることが可能である。また、その際の取付け個数も必要に応じて変更することができる。
【００３０】（ｆ）放熱器Ｈ1 ，Ｈ2 の形状、大きさ及びフィン７，１７の枚数等は前記実施例１，２にて示したものに限定されることはない。例えば、前記側面取付けタイプの放熱器Ｈ1 の場合、直線状に限らず、Ｌ字状、コ字状に変更することが可能である。
【００３１】同様に、上面取付けタイプの放熱器Ｈ2 であっても、長方形状でなく、Ｌ字状、コ字状、ロ字状、その他の任意の形状に変更することが可能である。
（ｇ）放熱器Ｈ1 ，Ｈ2 の構成を変更することにより、プリント配線板１０，２０をケース等に固定するための取付け金具としての機能を兼用させることも可能である。このような構成にすると、より省スペース化を図ることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のプリント配線板によれば、温度上昇に起因する電子部品の短命化及び回路の誤動作を確実に防止することができるという優れた効果を奏する。また、このプリント配線板によれば、そのような効果に加えて、低コストでかつ比較的容易に製造することができるという優れた効果をも奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は実施例１の多層プリント配線板（４層板）１０を示す平面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ線における部分拡大断面図である。
【図２】（ａ）は実施例２の多層プリント配線板（４層板）２０を示す平面図であり、（ｂ）はそのＢ−Ｂ線における部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１，１１配線板本体、２ａ導電性接合面としての放熱用パターン、１０，２０多層プリント配線板としての４層板、１２ｂグランド層、１５ａ導電性接合面としてのめっきスルーホールの外層ランド、Ｈ1 ，Ｈ2 放熱器。

【特許請求の範囲】
【請求項１】配線板本体の外面に放熱器を取付けるための導電性接合面を配線板本体の最外層に設け、かつその導電性接合面を介して前記放熱器とグランド層またはグランドパターンとを接続したことを特徴とするプリント配線板。

【図１】