JP2001144449A - 多層プリント配線板およびその放熱構造 - Google Patents

多層プリント配線板およびその放熱構造

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 集積回路からの熱を空気中に放熱する熱伝導
経路を確保する。 【解決手段】 集積回路１と表面面状導体８との間に熱
伝導性介在物１０を注入して充填するための１つ以上の
注入穴３と、注入穴３から注入された熱伝導性介在物１
０が必要な領域に拡がっていることを確認する充填状態
確認穴４と、集積回路１から表面面状導体８に伝導され
た熱を内層面状導体１７に伝導するスルーホール７とを
備え、さらに、集積回路１を実装する箇所とは別の箇所
の外層に配置され、熱を空気中に放熱する放熱用面状導
体２０と、放熱用面状導体２０と内層面状導体１７とを
熱的に接続するスルーホール１９とを備え、集積回路１
の実装後に、熱伝導性介在物１０を、集積回路１との隙
間に充填することができると共に、集積回路１からの熱
を内層面状導体１７に伝熱することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層プリント配線
板に関し、特に、空気中に放熱することができる多層プ
リント配線板に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、集積回路の集積度が向上すると共
に動作速度も向上し、集積回路の発生する熱も増大して
きている。このような状況において、たとえば特開平５
−１６０５２７号公報には、プリント配線板に実装され
た集積回路の放熱技術が記載されている。
【０００３】図５は、上述した従来のプリント配線板に
集積回路を実装した一例を示す平面図で、図６は、図５
のＣ−Ｃ断面図である。この従来例では、プリント配線
板８２は、集積回路８１の実装される表面層８５に集積
回路８１と対向するように設けられた面状導体８８と、
反対側の裏面層８６に設けられた放熱のための面状導体
８４および面状導体８８と、面状導体８４を接続する複
数のスルーホール８３とを有している。集積回路８１
は、プリント配線板８２に実装され、集積回路８１とプ
リント配線板８２とは、密着剤９０で接続されている。
集積回路８１で発生した熱は、密着剤９０を介して面状
導体８８に伝導され、さらにスルーホール８３で面状導
体８４に伝導され放熱される。
【０００４】また、特開平６−５７４７号公報には、プ
リント配線板に実装された集積回路の熱を熱伝導性樹脂
を経由して内外層の導体パターンへ伝導する技術が記載
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
技術では、次のような問題があった。
【０００６】まず、図５，図６で説明した従来例では、
表面層および裏面層の面状導体をスルーホールで接続す
るため、裏面層の面状導体の位置が集積回路の実装位置
の裏面でなければならない。従って、プリント配線板の
信号配線を制約しなければならないという問題があっ
た。
【０００７】また、特開平５−５７４７号公報記載の従
来例では、外層の導体パターンを配置することが信号配
線や集積回路周辺の部品実装に影響を与えてしまうか、
信号配線や周辺の部品実装を優先した場合には十分な導
体パターンが設置できないという問題点があった。
【０００８】さらに、内層の導体パターンへ熱伝導する
ことで、空気中への放熱において熱伝導率の低い層間絶
縁体がプリント配線板外面との間にあるため、十分な放
熱ができないという問題があった。
【０００９】そこで、本発明の目的は、上記問題を解決
するために、空気中に放熱する熱伝導経路を確保して、
プリント配線板の信号配線を制約しなくても良い多層プ
リント配線板を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の多層プリント配線板は、集積回路の発生す
る熱を熱伝導性介在物を介して伝導するために、集積回
路に対向する表面および内層にそれぞれ設けられた表面
面状導体および内層面状導体と、表面面状導体の熱を内
層面状導体に伝導するスルーホールとを備えた多層プリ
ント配線板において、集積回路と面状導体との間に熱伝
導性介在物を注入するための１つ以上の注入穴と、注入
穴から注入された熱伝導性介在物が必要な領域に拡がっ
ていることを確認する充填状態確認穴と、集積回路を実
装する箇所とは別の箇所の外層に配置され、内層面状導
体の熱を空気中に放熱する放熱用面状導体と、放熱用面
状導体と内層面状導体とを熱的に接続するスルーホール
とを備え、集積回路の実装後に、熱伝導性介在物を集積
回路との隙間に充填することができると共に、集積回路
からの熱を内層面状導体に伝熱することができ、かつ、
放熱用面状導体により、集積回路の実装箇所とは別の箇
所から空気中に放熱することにより、集積回路周辺の信
号配線への影響を最小限に抑えることができることを特
徴とする。
【００１１】また、放熱用面状導体は、集積回路の発熱
量に応じて、その大きさを自由に調整することができる
のが好ましい。
【００１２】さらに、充填状態確認穴は、２つ以上設け
られるのが好ましい。
【００１３】またさらに、充填状態確認穴は、表面面状
導体の熱を内層面状導体に伝導するスルーホールと兼用
され、専用に設ける必要のないのが好ましい。
【００１４】また、表面面状導体の熱を内層面状導体に
伝導するスルーホールは、表面面状導体と一体に形成さ
れるのが好ましい。
【００１５】さらに、内層面状導体は、内層の面状グラ
ンド導体または面状電源導体であるのが好ましい。
【００１６】また、本発明の多層プリント配線板の放熱
構造は、さらに放熱効率を上げるために、放熱用面状導
体に放熱フィンを取り付けたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施例について詳細に説明する。
【００１８】まず、図１および図２を参照して、本発明
の多層プリント配線板の実施例について説明する。図１
は、本発明の多層プリント配線板に集積回路を実装し、
熱伝導性介在物を、集積回路と多層プリント配線板との
間に充填した状態を示す平面図であり、図２は、図１の
Ａ−Ａ断面図である。
【００１９】図１，図２に示すように、本実施例におけ
る多層プリント配線板２は、集積回路１のヒートシンク
９と対向する位置の表面層５に設けられた表面面状導体
８と、表面面状導体８の中央付近に設けられた注入穴３
と、注入穴３の周囲で熱伝導性介在物１０の拡がりが必
要な領域の外周上に掛かるように、均等かそれに近いよ
うに設けられた少なくとも２つ以上の充填状態確認穴４
と、表面面状導体８の内側で注入穴３と充填状態確認穴
４との間ではない位置に設けられたスルーホール７と、
多層プリント配線板２の内層に設けられた少なくとも１
つ以上の内層面状導体１７とを有している。スルーホー
ル７は、表面層５で表面面状導体８と一体に接続され、
さらに内層面状導体１７とも一体に接続されている。内
層面状導体１７は、グランド導体や電源導体として多層
プリント配線板２の内層に配置されているものであり、
熱伝導のため専用に配置されるものではない。また内層
面状導体１７は、多層プリント配線板によっては内層に
複数配置されていることもある。スルーホール１９は、
放射用面状導体２０と一体に接続され、さらに内層面状
導体１７とも一体に接続されている。
【００２０】次に、本発明の多層プリント配線板の実施
例における熱伝導性介在物１０の充填方法について説明
する。まず、集積回路１は、多層プリント配線板２に搭
載され、パッド１３に端子１５がハンダ１８で接続し固
定されて、集積回路１の本体１４と端子１５とのスタン
ドオフ１６により多層プリント配線板２との間に隙間１
２ができる。この隙間１２に注入穴３から熱伝導性介在
物１０が注入充填されて、集積回路１のヒートシンク９
と、多層プリント配線板２の内層面状導体８との間に熱
伝導性介在物１０を介した熱伝導経路が形成される。従
って、多層プリント配線板２には、内層面状導体８から
スルーホール７，内層面状導体１７，スルーホール１９
を経由して放熱用面状導体２０まで熱伝導経路が形成さ
れているので、集積回路１から放熱用面状導体２０まで
の熱伝導経路が形成される。
【００２１】次に、図１および図２を参照して、本発明
の多層プリント配線板の実施例の動作について詳細に説
明する。まず、多層プリント配線板２に集積回路１を搭
載し、パッド１３に端子１５をハンダ１８で接続し実装
する。実装された集積回路１とプリント配線板２との間
には、集積回路１の本体１４と端子１５とのスタンドオ
フ１６による隙間１２ができる。次に、プリント配線板
２の裏面層６側から注入穴３に注射器等の注入器のノズ
ル１１の先端を当て、ペースト状の熱伝導性介在物１０
を注入する。ここでペースト状熱伝導性介在物１０とし
て、熱伝導性樹脂ペーストや熱硬化または常温硬化の熱
伝導性接着剤等を使用できる。注入穴３から注入された
熱伝導性介在物１０は、注入穴３から隙間１２に押入さ
れ拡がっていく。拡がった熱伝導性介在物１０は、注入
穴３の周囲に熱伝導性介在物１０の拡がりが必要な広さ
の外周上に掛かるように、少なくとも２つ以上が均等ま
たは均等に近い位置関係に配置されているので、全ての
充填状態確認穴４で熱伝導性介在物１０が確認できれ
ば、必要な領域に拡がって充填されていることとなり、
その時点で熱伝導性介在物１０の注入を止めれば良い。
【００２２】以上の動作により、集積回路１で発生した
熱は、熱伝導性介在物１０を介して多層プリント配線板
２の表面層５に設けられた表面面状導体８に伝導され、
表面面状導体８と一体となったスルーホール７を経由し
て内層面状導体１７に伝導し、さらにスルーホール１９
を経由して表面層５および／または裏面層６の放熱用面
状導体２０に伝導され、放熱用面状導体２０から空気中
に放熱される。
【００２３】次に、図３および図４を参照して、本発明
の多層プリント配線板の他の実施例について詳細に説明
する。図３は、本発明の多層プリント配線板の他の実施
例に集積回路を実装し、熱伝導性介在物を集積回路と多
層プリント配線板との間に充填した状態を示す平面図で
あり、図４は、図３のＢ−Ｂ断面図である。
【００２４】図３，図４に示すように、本実施例におけ
る多層プリント配線板３２は、集積回路３１のヒートシ
ンク３９と対向する位置の表面層３５に設けられた表面
面状導体３８と、表面面状導体３８の中央付近に設けら
れた注入穴３３と、注入穴３３の周囲で熱伝導性介在物
４０の拡がりが必要な領域の外周上に掛かるように、均
等かそれに近いように設けられた少なくとも２つ以上の
充填状態確認スルーホール３７と、多層プリント配線板
３２の内層に設けられた少なくとも１つ以上の内層面状
導体４７と、集積回路３１の実装箇所とは別の箇所で表
面層３５および／または裏面層３６に設けられた少なく
とも１つ以上の放熱用面状導体５０と、放熱用面状導体
５０の内側に設けられた少なくとも１つ以上のスルーホ
ール４９とを有している。充填状態確認スルーホール３
７は、表面層３５で表面面状導体３８と一体に接続さ
れ、さらに内層面状導体４７とも一体に接続されてい
る。内層面状導体４７は、グランド導体や電源導体とし
て多層プリント配線板３２の内層に配置されているもの
であり、熱伝導のため専用に配置するものではない。ま
た多層プリント配線板によっては内層に複数配置されて
いることもある。スルーホール４９は、放熱用面状導体
５０と一体に接続され、さらに内層面状導体４７とも一
体に接続されている。放熱用面状導体５０の配置部分に
は、放熱フィン５１が取り付けられている。
【００２５】次に、図３，図４を参照して、本発明の多
層プリント配線板の他の実施例の動作について詳細に説
明する。まず、多層プリント配線板３２に集積回路３１
を搭載し、パッド４３に端子４５をハンダ４８で接続し
実装する。実装された集積回路３１と多層プリント配線
板３２との間には、集積回路３１の本体４４と端子４５
とのスタンドオフ４６による隙間４２ができる。次に、
プリント配線板３２の裏面層３６側から注入穴３３に注
射器等の注入器のノズル４１の先端を当て、ペースト状
の熱伝導性介在物４０を注入する。ここでペースト状熱
伝導性介在物４０としては、熱伝導性樹脂ペーストや熱
硬化または常温硬化の熱伝導性接着剤等を使用できる。
注入穴３３から注入された熱伝導性介在物４０は、注入
穴２３から隙間４２に押入され拡がっていく。拡がった
熱伝導性介在物４０は、注入穴３３の周囲に熱伝導性介
在物４０の拡がりが必要な広さの外周上に掛かるよう
に、少なくとも２つ以上が均等または均等に近い位置関
係に充填状態確認スルーホール３７が配置されているの
で、全ての充填状態確認スルーホール３７で熱伝導性介
在物４０が確認できれば、必要な領域に拡がって充填さ
れていることとなり、その時点で熱伝導性介在物４０の
注入を止めれば良い。
【００２６】以上の動作により、集積回路３１で発生し
た熱は、熱伝導性介在物４０を介して多層プリント配線
板３２の表面層３５に設けられた表面面状導体３８に伝
導され、表面面状導体３８と一体となった充填状態確認
スルーホール３７，内層面状導体４７，スルーホール４
９，放熱用面状導体５０を順に経由して放熱フィン５１
に伝導され、放熱フィン５１から空気中に放熱される。
また、放熱フィン５１の取り付けられていない放熱用面
状パターンからも空気中に放熱される。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱伝導性介在物の注入穴を備えていることから、多層プ
リント配線板へ集積回路を実装後に、多層プリント配線
板裏面から集積回路と多層プリント配線板との隙間に熱
伝導性介在物を充填できるという効果を奏する。
【００２８】また、熱伝導性介在物の充填状態確認用穴
を備えていることから、注入された熱伝導性介在物が必
要な領域に拡がっているかどうかを注入しながら確認で
きるため過不足なく充填できるという効果を奏する。
【００２９】さらに、集積回路から伝導された熱は、多
層プリント配線板の内層の既存の面状グランド導体また
は面状電源導体を利用して集積回路の実装位置とは別の
箇所へ熱を伝導することができ、空気中への放熱に必要
な大きさの放熱用面状導体を１箇所または複数箇所に分
割して空気中に放熱することができるため、集積回路の
発熱量が大きな場合においても集積回路の実装位置の多
層プリント配線板の裏面に無理に大きな放熱専用の面状
導体を設ける必要がなく、信号配線や集積回路周辺の部
品実装への影響を最小限に抑えることができるという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の他の実施例の構成を示す平面図であ
る。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】従来例の構成を示す平面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
１，３１ 集積回路 ２，３２ 多層プリント配線板 ３，３３ 注入穴 ４ 充填状態確認穴 ５，３５ 表面層 ６，３６ 裏面層 ７，３７ 充填状態確認スルーホール ８，３８ 表面面状導体 ９，３９ ヒートシンク １０，４０ 熱伝導性介在物 １１，４１ ノズル １２，４２ 隙間 １３，４３ パッド １４，４４ 本体 １５，４５ 端子 １６，４６ スタンドオフ １７，４７ 内層面状導体 １８，４８ ハンダ １９，４９ スルーホール（放射用） ２０，５０ 放射用面状導体 ５１ 放熱フィン ８１ 集積回路 ８２ 多層プリント配線板 ８３ スルーホール ８５ 表面層 ８６ 裏面層 ８８ 面状導体 ９０ 密着剤 ９２ 隙間 ９３ パッド ９４ 本体 ９５ 端子 ９６ スタンドオフ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｈ０１Ｌ 23/36 Ｃ Ｄ Ｆターム(参考） 5E322 AA01 AA11 AB02 AB06 AB07 FA05 5E338 AA03 AA16 BB05 BB13 BB25 CC01 CC04 CC06 CC08 CD11 EE02 5E346 AA11 AA12 AA15 AA42 AA60 BB01 BB03 BB04 BB07 CC60 FF01 FF45 HH17 5F036 AA01 BB08 BB21 BC06

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】集積回路の発生する熱を熱伝導性介在物を
    介して伝導するために、集積回路に対向する表面および
    内層にそれぞれ設けられた表面面状導体および内層面状
    導体と、前記表面面状導体の熱を前記内層面状導体に伝
    導するスルーホールとを備えた多層プリント配線板にお
    いて、 前記集積回路と前記面状導体との間に前記熱伝導性介在
    物を注入するための１つ以上の注入穴と、 前記注入穴から注入された前記熱伝導性介在物が必要な
    領域に拡がっていることを確認する充填状態確認穴と、 前記集積回路を実装する箇所とは別の箇所の外層に配置
    され、前記内層面状導体の熱を空気中に放熱する放熱用
    面状導体と、 前記放熱用面状導体と前記内層面状導体とを熱的に接続
    するスルーホールとを備え、前記集積回路の実装後に、
    前記熱伝導性介在物を前記集積回路との隙間に充填する
    ことができると共に、前記集積回路からの熱を前記内層
    面状導体に伝熱することができ、かつ、前記放熱用面状
    導体により、前記集積回路の実装箇所とは別の箇所から
    空気中に放熱することにより、前記集積回路周辺の信号
    配線への影響を最小限に抑えることができることを特徴
    とする多層プリント配線板。
  2. 【請求項２】前記放熱用面状導体は、前記集積回路の発
    熱量に応じて、その大きさを自由に調整することができ
    ることを特徴とする、請求項１に記載の多層プリント配
    線板。
  3. 【請求項３】前記充填状態確認穴は、２つ以上設けられ
    たことを特徴とする、請求項１または２に記載の多層プ
    リント配線板。
  4. 【請求項４】前記充填状態確認穴は、前記表面面状導体
    の熱を前記内層面状導体に伝導するスルーホールと兼用
    され、専用に設ける必要のないことを特徴とする、請求
    項１〜３のいずれかに記載の多層プリント配線板。
  5. 【請求項５】前記表面面状導体の熱を前記内層面状導体
    に伝導するスルーホールは、前記表面面状導体と一体に
    形成されたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか
    に記載の多層プリント配線板。
  6. 【請求項６】前記内層面状導体は、内層の面状グランド
    導体または面状電源導体であることを特徴とする、請求
    項１〜５のいずれかに記載の多層プリント配線板。
  7. 【請求項７】請求項１〜６記載の多層プリント配線板に
    おいて、さらに放熱効率を上げるために、前記放熱用面
    状導体に放熱フィンを取り付けたことを特徴とする放熱
    構造。
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