JP2021132060A - 部品内蔵基板及び電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の接続部と導電部との間の絶縁性を向上させることができる部品内蔵基板及びそれを備えた電源装置を提供する。【解決手段】導電部側の絶縁層は、１層又は複数層の絶縁層と、１層の絶縁層の誘電率よりも小さい誘電率又は複数層の絶縁層の何れの誘電率よりも小さい誘電率を有する低誘電率絶縁層とからなり、低誘電率絶縁層は、複数層の絶縁層の各層のうち少なくとも１つの層間、又は、導電部と１層の絶縁層との間もしくは導電部と複数層の絶縁層との間に設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品を内蔵した部品内蔵基板及び電源装置に関する。

電源装置等の電子機器に用いられる電気回路基板は、近年、電子機器の小型化の要求に伴い、小型化が求められている。この要求に対し、基板の内部にＩＣチップやコンデンサー、インダクターといった電子部品を内蔵した部品内蔵基板が提案されている（例えば特許文献１）。電子部品を内蔵した部品内蔵基板は、通常、一対の導電部の間に電子部品が内蔵され、一対の導電部と電子部品との間に一対の絶縁層がそれぞれ設けられる。なお、特許文献１に記載の一対の絶縁層（特許文献Ｆｉｇ．１中の符号３０，３０’）は、ガラス層（符号３１）の両側に有機絶縁層（符号３２，３２）が配置された多層基板材料で構成されている。

独国特許出願公開第１０２０１６２２２８８５号明細書

このような部品内蔵基板においては、電子部品に電圧が印加されると、電子部品の接続部（例えば端子もしくはリードフレーム）の電位差が生じている個所（特にエッジ部）に電界が集中する。そうすると、電子部品の接続部の電位差が生じている個所と導電部との間で部分放電が発生し易く、そのため、電子部品の接続部と導電部との間の絶縁性が悪化するという不都合がある。

この点に関し、従来の構成では、電子部品の接続部と導電部との間の絶縁性を向上させるための対策がなされていないのが実情である。

そこで、本発明は、電子部品の接続部と導電部との間の絶縁性を向上させることができる部品内蔵基板及びそれを備えた電源装置を提供することを目的とする。

本開示の第１態様の部品内蔵基板は、第１導電部と、前記第１導電部に対向する第２導電部と、前記第１導電部及び前記第２導電部の間に内蔵される電子部品と、前記第１導電部と前記電子部品との間に設けられた第１導電部側の絶縁層と、前記第２導電部と前記電子部品との間に設けられた第２導電部側の絶縁層と、を備えた部品内蔵基板であって、前記電子部品の接続部は、前記第２導電部と電気的に接続され、前記第１導電部側の絶縁層は、１層又は複数層の第１絶縁層と、前記１層の第１絶縁層の誘電率よりも小さい誘電率又は前記複数層の第１絶縁層の何れの誘電率よりも小さい誘電率を有する第１低誘電率絶縁層とからなり、前記第１低誘電率絶縁層は、前記複数層の第１絶縁層の各層のうち少なくとも１つの層間、又は、前記第１導電部と前記１層の第１絶縁層との間もしくは前記第１導電部と前記複数層の第１絶縁層との間に設けられる。

本開示の第１態様によれば、前記１層の第１絶縁層の誘電率よりも小さい誘電率又は前記複数層の第１絶縁層の何れの誘電率よりも小さい誘電率を有する前記第１低誘電率絶縁層が、前記複数層の第１絶縁層の各層のうち少なくとも１つの層間、又は、前記第１導電部と前記１層の第１絶縁層との間もしくは前記第１導電部と前記複数層の第１絶縁層との間に設けられることにより、前記第１低誘電率絶縁層の静電容量が前記第１絶縁層の静電容量よりも小さくなる。このため、前記電子部品に電圧が印加された場合、前記第１低誘電率絶縁層の電圧よりも、前記第１絶縁層の電圧が低くなる。その結果、相対的に、前記第１絶縁層の電圧が低くなり、電界強度が小さくなる。これにより、前記電子部品に電圧が印加されたとしても、前記電子部品の接続部の電位差が生じている個所の電界集中を緩和することができ、従って、前記電子部品の接続部と前記第１導電部との間の絶縁性を向上させることができる。

本開示の第１態様の部品内蔵基板において、前記第２導電部側の絶縁層は、１層又は複数層の第２絶縁層と、前記１層の第２絶縁層の誘電率よりも小さい誘電率又は前記複数層の第２絶縁層の何れの誘電率よりも小さい誘電率を有する第２低誘電率絶縁層とからなり、前記第２低誘電率絶縁層は、前記複数層の第２絶縁層の各層のうち少なくとも１つの層間、又は、前記第２導電部と前記１層の第２絶縁層との間もしくは前記第２導電部と前記複数層の第２絶縁層との間に設けられる。

本開示の第２態様の部品内蔵基板は、第１導電部と、前記第１導電部に対向する第２導電部と、前記第１導電部及び前記第２導電部の間に内蔵される電子部品と、前記第２導電部と前記電子部品との間に設けられた第２導電部側の絶縁層と、を備えた部品内蔵基板であって、前記電子部品の接続部は、前記第２導電部と電気的に接続され、前記第２導電部側の絶縁層は、１層又は複数層の第２絶縁層と、前記１層の第２絶縁層の誘電率よりも小さい誘電率又は前記複数層の第２絶縁層の何れの誘電率よりも小さい誘電率を有する第２低誘電率絶縁層とからなり、前記第２低誘電率絶縁層は、前記複数層の第２絶縁層の各層のうち少なくとも１つの層間、又は、前記第２導電部と前記１層の第２絶縁層との間もしくは前記第２導電部と前記複数層の第２絶縁層との間に設けられる。

本開示の第１態様の部品内蔵基板において前記第２導電部側の絶縁層が前記第２低誘電率絶縁層を含む場合、及び、本開示の第２態様の部品内蔵基板によれば、前記１層の第２絶縁層の誘電率よりも小さい誘電率又は前記複数層の第２絶縁層の何れの誘電率よりも小さい誘電率を有する前記第２低誘電率絶縁層が、前記複数層の第２絶縁層の各層のうち少なくとも１つの層間、又は、前記第２導電部と前記１層の第２絶縁層との間もしくは前記第２導電部と前記複数層の第２絶縁層との間に設けられることにより、前記第２低誘電率絶縁層の静電容量が前記第２絶縁層の静電容量よりも小さくなる。このため、前記電子部品に電圧が印加された場合、前記第２低誘電率絶縁層の電圧よりも、前記第２絶縁層の電圧が低くなる。その結果、相対的に、前記第２絶縁層の電圧が低くなり、電界強度が小さくなる。これにより、前記電子部品に電圧が印加されたとしても、前記電子部品の接続部の電位差が生じている個所の電界集中を緩和することができ、従って、前記電子部品の接続部と前記第２導電部側との間の絶縁性を向上させることができる。

本開示の第２態様の部品内蔵基板において、前記第１導電部と前記電子部品との間に設けられた第１導電部側の絶縁層を備える。本構成によれば、前記第１導電部と前記電子部品との間の絶縁性を向上させることができる。

前記第１導電部及び前記第２導電部のうち、双方が電気回路を構成する導電体で形成された配線パターン層であるか、或いは、前記第１導電部が金属放熱層又は金属放熱性部材であり、前記第２導電部が電気回路を構成する導電体で形成された配線パターン層である。本構成によれば、前記第１導電部及び前記第２導電部が前記配線パターン層や前記金属放熱層又は金属放熱性部材である構成において絶縁性を向上させることができるという効果を好適に実現させることができる。

本開示の電源装置は、本第１態様又は本第２態様の部品内蔵基板を備えている。本開示の電源装置によれば、前記電子部品の接続部と前記第１導電部及び／又は前記第２導電部との間の絶縁性を向上させることができる。

本発明によると、電子部品の接続部への電界集中を緩和することができ、従って、電子部品の接続部と導電部との間の絶縁性を向上させることが可能となる。

第１実施形態に係る部品内蔵基板の構造を示す概略断面図である。 第２実施形態に係る部品内蔵基板の構造を示す概略断面図である。 第３実施形態に係る部品内蔵基板の構造を示す概略断面図である。 第４実施形態に係る部品内蔵基板の構造を示す概略断面図である。 第５実施形態に係る部品内蔵基板の構造を示す概略断面図である。 第６実施形態に係る部品内蔵基板の構造を示す概略断面図である。 第９実施形態に係る部品内蔵基板の構造を示す概略断面図である。 第１０実施形態に係る部品内蔵基板の構造を示す概略断面図である。 第１１実施形態に係る部品内蔵基板の構造を示す概略断面図である。 電子部品の接続部の電位差が生じている個所への電界集中を解析した解析シミュレーション１の解析条件を示す説明図である。 図１０に示す解析条件における解析シミュレーション１のシミュレーション結果を示す図表である。 低誘電率絶縁層を２つの絶縁層で挟持した３層の絶縁層において電界強度が低くなる原理を説明するための説明図である。 電子部品の接続部の電位差が生じている個所への電界集中を解析した解析シミュレーション２の解析条件を示す説明図である。 図１３に示す解析条件における解析シミュレーション２のシミュレーション結果を示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係る部品内蔵基板を電源装置（例えば出力４０Ｗ以上）に適用した例について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。従って、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

本実施の形態に係る電源装置１００は、次の第１実施形態から第４実施形態に係る部品内蔵基板１０Ａ〜１０Ｄ及び第１実施形態から第４実施形態のうち何れか２つの構造を組み合わせた構造を有する部品内蔵基板を備えている。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る部品内蔵基板１０Ａの構造を示す概略断面図である。

図１に示す部品内蔵基板１０Ａは、第１導電部１１と、第２導電部１２と、電子部品１３と、第１導電部１１側の絶縁層１４と、第２導電部１２側の絶縁層１５と、中間部の絶縁層１６と、を備えている。

第１導電部１１は、電気回路を構成する導電体で形成された配線パターン層、又は、金属からなる金属放熱層もしくは金属放電性部材である。金属放熱性部材としては、代表的には、ヒートシンクを挙げることができる。第２導電部１２は、第１導電部１１に対向している。第２導電部１２は、電気回路を構成する導電体で形成された配線パターン層である。

電子部品１３は、第１導電部１１及び第２導電部１２の間に内蔵されている。電子部品１３は、この例では、電源用（パワーエレクトロニクス用）の電子部品を含んでいる。電子部品１３としては、例えば、トランジスタ、集積回路、ダイオード等の半導体部品や、電気抵抗器、キャパシタ、リレー、圧電素子等の電子部品を挙げることができる。

第１導電部１１側の絶縁層１４は、第１導電部１１と電子部品１３との間に設けられている。第１導電部１１側の絶縁層１４は、第１絶縁層１４１と、第１低誘電率絶縁層１４２とからなっている。第１絶縁層１４１は、複数層（この例では２層）のものである。第１絶縁層１４１は、第１導電部１１の一端部から他端部にかけて連続的に形成されている。この例では、第１低誘電率絶縁層１４２も、第１導電部１１の一端部から他端部にかけて連続的に形成されている。

第２導電部１２側の絶縁層１５は、第２導電部１２と電子部品１３との間に設けられている。第２導電部１２側の絶縁層１５は、第２絶縁層１５１からなっている。第２絶縁層１５１は、１層又は複数層（この例では１層）のものである。第２絶縁層１５１は、第２導電部１２の一端部から他端部にかけて連続的に形成されている。

中間部の絶縁層１６は、第１導電部１１側の絶縁層１４と第２導電部１２側の絶縁層１５との間において電子部品１３以外の部分に設けられている。中間部の絶縁層１６は、第３絶縁層１６１からなっている。第３絶縁層１６１は、１層又は複数層（この例では１層）のものである。

第１絶縁層１４１、第２絶縁層１５１及び第３絶縁層１６１としては、例えば、ガラス布の高放熱基板材料〔具体的にはＣＳ−３２９５（利昌工業株式会社製）〕からなるもの、ガラス布基材とエポキシ樹脂との多層基板材料（高放熱基板材料）〔具体的にはＲ−１７６６（パナソニック株式会社製）〕からなるものを挙げることができる。ガラス布の高放熱基板材料としては、６〜７程度を例示できる。ガラス布基材とエポキシ樹脂との多層基板材料の比誘電率としては、４．７〜４．８程度を例示できる。

電子部品１３の接続部１３ｂは、第２導電部１２と電気的に接続されている。電子部品１３の接続部１３ｂとしては、端子、リードフレーム、導電コアを例示できる。こうすることで、端子、リードフレーム、導電コアである接続部１３ｂと第２導電部１２とが電気的に接続された構成において絶縁層１４，１５の絶縁性を向上させることができるという効果を好適に実現させることができる。例えば、電子部品１３の接続部１３ｂは、スルーホール、ビア等の孔部１３ｃを介して第２導電部１２と電気的に接続される。

そして、第１低誘電率絶縁層１４２は、複数層の第１絶縁層１４１の何れの誘電率よりも小さい誘電率を有している。第１低誘電率絶縁層１４２は、複数層の第１絶縁層１４１の各層のうち少なくとも１つ（この例では１つ）の層間に設けられている。詳しくは、第１低誘電率絶縁層１４２は、絶縁層１４の厚み方向における中央部（２つ層の第１絶縁層１４１，１４１の間）に設けられている。

第１低誘電率絶縁層１４２は、１層のものであっても、複数層のものであってもよい。第１低誘電率絶縁層１４２としては、ガラス布基材とエポキシ樹脂との多層基板材料〔具体的にはＲ−１７６６（パナソニック株式会社製）〕からなるもの、ガラス布を用いた低伝送損失・高耐熱多層基板材料〔具体的にはＭＥＧＴＲＯＮ７（パナソニック株式会社製）〕からなるものを挙げることができる。ガラス布基材とエポキシ樹脂との多層基板材料の比誘電率としては、４．７〜４．８程度を例示できる。ガラス布を用いた低伝送損失・高耐熱多層基板材料の比誘電率としては、３．４前後を例示できる。

［第２実施形態］
図２は、第２実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｂの構造を示す概略断面図である。

第２実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｂは、第１絶縁層１４１の層構成及び第１低誘電率絶縁層１４２の配置構成が異なる以外は、第１実施形態に係る部品内蔵基板１０Ａと同様であり、第１実施形態と共通する部分の説明を省略する。

図２に示す部品内蔵基板１０Ｂにおいて、第１絶縁層１４１は、１層又は複数層（この例では１層）のものである。第１低誘電率絶縁層１４２は、第１導電部１１と１層の第１絶縁層１４１との間、又は、第１導電部１１と複数層の第１絶縁層１４１との間（この例では第１導電部１１と１層の第１絶縁層１４１との間）に設けられている。第１低誘電率絶縁層１４２は、１層の第１絶縁層１４１の誘電率よりも小さい誘電率又は複数層の第１絶縁層１４１の何れの誘電率よりも小さい誘電率（この例では１層の第１絶縁層１４１の誘電率よりも小さい誘電率）を有している。

［第３実施形態］
図３は、第３実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｃの構造を示す概略断面図である。

第３実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｃは、第１導電部１１側の絶縁層１４及び第２導電部１２側の絶縁層１５の層構成が異なる以外は、第１実施形態に係る部品内蔵基板１０Ａと同様であり、第１実施形態と共通する部分の説明を省略する。

図３に示す部品内蔵基板１０Ｃにおいて、第１導電部１１側の絶縁層１４は、第１絶縁層１４１からなっている。第１絶縁層１４１は、１層又は複数層（この例では１層）のものである。第１絶縁層１４１は、第１導電部１１の一端部から他端部にかけて連続的に形成されている。第２導電部１２側の絶縁層１５は、第２絶縁層１５１と、第２低誘電率絶縁層１５２とからなっている。第２絶縁層１５１は、複数層（この例では２層）のものである。第２絶縁層１５１は、第２導電部１２の一端部から他端部にかけて連続的に形成されている。この例では、第２低誘電率絶縁層１５２も、第２導電部１２の一端部から他端部にかけて連続的に形成されている。

そして、第２低誘電率絶縁層１５２は、複数層の第２絶縁層１５１の何れの誘電率よりも小さい誘電率を有している。第２低誘電率絶縁層１５２は、複数層の第２絶縁層１５１の各層のうち少なくとも１つ（この例では１つ）の層間に設けられている。詳しくは、第２低誘電率絶縁層１５２は、絶縁層１５の厚み方向における中央部（２つ層の第２絶縁層１５１，１５１の間）に設けられている。

第２低誘電率絶縁層１５２は、１層のものであっても、複数層のものであってもよい。第２低誘電率絶縁層１５２は、第１低誘電率絶縁層１４２と同様の材料を用いることができる。

［第４実施形態］
図４は、第４実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｄの構造を示す概略断面図である。

第４実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｄは、第２絶縁層１５１の層構成及び第２低誘電率絶縁層１５２の配置構成が異なる以外は、第３実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｃと同様であり、第３実施形態と共通する部分の説明を省略する。

図４に示す部品内蔵基板１０Ｄにおいて、第２絶縁層１５１は、１層又は複数層（この例では１層）のものである。第２低誘電率絶縁層１５２は、第２導電部１２と１層の第２絶縁層１５１との間、又は、第２導電部１２と複数層の第２絶縁層１５１との間（この例では第２導電部１２と１層の第２絶縁層１５１との間）に設けられている。第２低誘電率絶縁層１５２は、１層の第２絶縁層１５１の誘電率よりも小さい誘電率又は複数層の第２絶縁層１５１の何れの誘電率よりも小さい誘電率（この例では１層の第２絶縁層１５１の誘電率よりも小さい誘電率）を有している。

（第１実施形態から第４実施形態の組合せ）
第１実施形態から第４実施形態の構成のうち何れか２つの構造を組み合わせてもよい。

［第５実施形態］
図５は、第５実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｅの構造を示す概略断面図である。

第５実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｅは、第１実施形態と第３実施形態とを組み合わせた構造の一例である。

［第６実施形態］
図６は、第６実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｆの構造を示す概略断面図である。

第６実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｆは、第２実施形態と第４実施形態とを組み合わせた構造の一例である。

［第７実施形態、第８実施形態］
なお、図示を省略したが、第７実施形態として第１実施形態と第４実施形態とを組み合わせた構造であってもよいし、第８実施形態として第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせた構造であってもよい。

［第９実施形態］
第１実施形態から第８実施形態において、第１絶縁層１４１を第３絶縁層１６１と同じ層にしてもかまわない。

図７は、第９実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｇの構造を示す概略断面図である。

第９実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｇは、第１実施形態に係る部品内蔵基板１０Ａにおいて第１絶縁層１４１を第３絶縁層１６１と同じ層とした一例を示している。図示を省略したが、第２実施形態から第８実施形態において同様の構成としてもよい。

このように、第１絶縁層１４１を第３絶縁層１６１と同じ層とすることで、かかる第３絶縁層１６１にキャビティを空けて、部品を埋め込むこともできる。

［第１０実施形態］
第１実施形態から第９実施形態において、電子部品１３の接続部１３ａは、スルーホール、ビア等の孔部を介して第１導電部１１と電気的に接続されていてもよい。電子部品１３の接続部１３ａとしては、代表的には、裏面電極を例示できる。

図８は、第１０実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｈの構造を示す概略断面図である。

第１０実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｈは、第１実施形態に係る部品内蔵基板１０Ａにおいて電子部品１３の接続部１３ａと第１導電部１１とを孔部１３ｄを介して電気的に接続（導通）させた一例を示している。図示を省略したが、第２実施形態から第９実施形態において同様の構成としてもよい。

こうすることで、接続部１３ａと第１導電部１１とが孔部１３ｄを介して電気的に接続された構成において絶縁層１４，１５の絶縁性を向上させることができるという効果を好適に実現させることができる。

［第１１実施形態］
第２導電部側の絶縁層１５に第２低誘電率絶縁層１５２が形成された実施形態において第１導電部側の絶縁層１４を除去することで、電子部品１３の接続部１３ａが第１導電部１１と直接電気的に接続されていてもよい。

図９は、第１１実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｉの構造を示す概略断面図である。

第１１実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｉは、第３実施形態に係る部品内蔵基板１０Ｃにおいて第１導電部側の絶縁層１４を除去することで、電子部品１３の接続部１３ａと第１導電部１１とを直接電気的に接続（導通）させた一例を示している。図示を省略したが、第４実施形態から第１０実施形態のうち第２導電部側の絶縁層１５に第２低誘電率絶縁層１５２が形成された実施形態において同様の構成としてもよい。

こうすることで、接続部１３ａと第１導電部１１とが直接電気的に接続された構成において絶縁層１５の絶縁性を向上させることができるという効果を好適に実現させることができる。

（解析シミュレーションについて）
次に、電子部品に電圧を印加したときの電子部品の接続部の電位差が生じている個所（特にエッジ部）への電界集中を解析したので、以下に説明する。

［解析シミュレーション１］
図１０は、電子部品の接続部の電位差が生じている個所α１への電界集中を解析した解析シミュレーション１の解析条件を示す説明図である。

この解析シミュレーション１は、市販の解析ソフト〔ムラタソフトウェア株式会社製 Ｆｅｍｔｅｔ（登録商標）〕を用いて行った。この解析シミュレーション１では、厚み０．３ｍｍの絶縁層（樹脂Ｙ）を厚み３５μｍの銅箔からなる一対の電極（Ｘ，Ｘ）で挟持し、電極（Ｘ，Ｘ）間に１ｋＶの電圧Ｖを印加して、電極（Ｘ）／絶縁層（Ｙ）／空気層Ｚの境界点β０から水平／垂直方向に０．１ｍｍずつ離れた測定点β１の電界強度を測定した。

図１１は、図１０に示す解析条件における解析シミュレーション１のシミュレーション結果を示す図表である。

図１１では、比誘電率εが異なる３種類の絶縁層Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３、及び、低誘電率絶縁層（中間層Ｙａ）を２つの絶縁層Ｙ３，Ｙ３で挟持した３層の絶縁層Ｙ４のシミュレーション結果を示している。絶縁層Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３の比誘電率をそれぞれ４、３、７とし、低誘電率絶縁層（Ｙａ）の比誘電率を７とした。

図１１に示すように、低誘電率絶縁層（Ｙａ）を２つの絶縁層Ｙ３，Ｙ３で挟持した３層の絶縁層Ｙ４では、電界強度が低くなり、従って、電界集中が緩和され、絶縁層Ｙ４の絶縁性が高くなった。

図１２は、低誘電率絶縁層（Ｙａ）を２つの絶縁層Ｙ３，Ｙ３で挟持した３層の絶縁層Ｙ４において電界強度が低くなる原理を説明するための説明図である。

キャパシタンス（静電容量）Ｃは、次の式で表すことができる。

Ｃ＝ε×Ｓ／ｄ
Ｃ：キャパシタンス
ε：誘電率
Ｓ：導電部（Ｘ，Ｘ）の面積
ｄ：導電部（Ｘ，Ｘ）間の距離
低誘電率絶縁層（Ｙａ）の誘電率が小さいため、キャパシタンスＣ（静電容量）が小さくなる。印加された電圧Ｖが分圧された場合、低誘電率絶縁層（Ｙａ）のキャパシタンスＣ（静電容量）が小さいため、低誘電率絶縁層（Ｙａ）の電圧が高く、その他の絶縁層Ｙ３，Ｙ３の電圧が低くなる。

その結果、相対的に、低誘電率絶縁層（Ｙａ）の電圧が低くなり、電界強度が小さくなる。そのため電界集中が緩和される。

［解析シミュレーション２］
前述した解析シミュレーション１は、片方の層が空気層と面していた場合でのシミュレーションであった。これに対し、より実例に近い解析シミュレーション２を行ったので、以下に解析シミュレーション２について説明する。

図１３は、電子部品の接続部の電位差が生じている個所α２への電界集中を解析した解析シミュレーション２の解析条件を示す説明図である。

解析シミュレーション２では、前記した解析ソフトを用いて図１に示す部品内蔵基板１０Ａの図１３のγ部分のイメージとして、電極（Ｘ，Ｘ）間（例えば電子部品１３の接続部１３ａと第１導電部１１との間）に１ｋＶの電圧を印加して、電極（Ｘ）／３層の絶縁層（Ｙｂ）／絶縁層（Ｙｃ）の境界点β０から水平／垂直方向に５０μｍずつ離れた測定点β２の電界強度を導出し、比較した。なお、３層の絶縁層（Ｙｂ）は、絶縁層（Ｙｂ１）、絶縁層（Ｙｂ２）、絶縁層（Ｙｂ１）で構成されている。

図１４は、図１３に示す解析条件における解析シミュレーション２のシミュレーション結果を示す図である。

絶縁層Ｙｃ，Ｙｂ１，Ｙｂ２の比誘電率をいずれも７とすると、電界強度は４．３３１ＭＶ／ｍｍであった。絶縁層Ｙｃ，Ｙｂ１，Ｙｂ２の比誘電率をいずれも４とすると、電界強度は４．３３２ＭＶ／ｍｍであった。絶縁層Ｙｃ，Ｙｂ１，Ｙｂ２の比誘電率をいずれも３とすると、電界強度は４．３１８ＭＶ／ｍｍであった。また、絶縁層Ｙｃ，Ｙｂ１の比誘電率をいずれも４とし、絶縁層Ｙｂ２の比誘電率を７とすると、電界強度は４．７６ＭＶ／ｍｍであった。

これに対し、絶縁層Ｙｃ，Ｙｂ１の比誘電率をいずれも７とし、絶縁層Ｙｂ２の比誘電率を４とすると、電界強度は３．７５２ＭＶ／ｍｍとなった。このように、中間に誘電率が低い絶縁層Ｙｂ２〔低誘電率絶縁層（Ｙａ）〕がある場合、電極（Ｘ）近傍の電界強度が緩和される。

（本実施の形態について）
第１実施形態及び第２実施形態を含む実施形態によれば、１層の第１絶縁層１４１の誘電率よりも小さい誘電率又は複数層の第１絶縁層１４１の何れの誘電率よりも小さい誘電率を有する第１低誘電率絶縁層１４２が、複数層の第１絶縁層１４１の各層のうち少なくとも１つの層間、又は、第１導電部１１と１層の第１絶縁層１４１との間もしくは第１導電部１１と複数層の第１絶縁層１４１との間に設けられていることにより、第１低誘電率絶縁層１４２の静電容量が第１絶縁層１４１の静電容量よりも小さくなる。このため、電子部品１３に電圧が印加された場合、第１低誘電率絶縁層１４２の電圧よりも、第１絶縁層１４１の電圧が低くなる。その結果、相対的に、第１絶縁層１４１の電圧が低くなり、電界強度が小さくなる。これにより、電子部品１３に電圧が印加されたとしても、電子部品１３の接続部１３ａ（この例では端子、リードフレームもしくは導電コア）の電位差が生じている個所α１，α２（特にエッジ部）の電界集中を緩和することができ、従って、電子部品１３の接続部１３ａと第１導電部１１との間の絶縁性を向上させることができる。ひいては、電子部品１３の接続部１３ａと第１導電部１１との間の放電を効果的に防止することができる。

第３実施形態及び第４実施形態を含む実施形態によれば、１層の第２絶縁層１５１の誘電率よりも小さい誘電率又は複数層の第２絶縁層１５１の何れの誘電率よりも小さい誘電率を有する第２低誘電率絶縁層１５２が、複数層の第２絶縁層１５１の各層のうち少なくとも１つの層間、又は、第２導電部１２と１層の第２絶縁層１５１との間もしくは第２導電部１２と複数層の第２絶縁層１５１との間に設けられていることにより、第２低誘電率絶縁層１５２の静電容量が第２絶縁層１５１の静電容量よりも小さくなる。このため、電子部品１３に電圧が印加された場合、第２低誘電率絶縁層１５２の電圧よりも、第２絶縁層１５１の電圧が低くなる。その結果、相対的に、第２絶縁層１５１の電圧が低くなり、電界強度が小さくなる。これにより、電子部品１３に電圧が印加されたとしても、電子部品１３の接続部１３ｂ（この例では端子、リードフレームもしくは導電コア）の電位差が生じている個所α１，α２（特にエッジ部）の電界集中を緩和することができ、従って、電子部品１３の接続部１３ｂと第２導電部１２との間の絶縁性を向上させることができる。ひいては、電子部品１３の接続部１３ｂと第２導電部１２との間の放電を効果的に防止することができる。

本実施の形態において、第１導電部１１と電子部品１３との間に第１導電部側の絶縁層１４が設けられていることで、第１導電部１１と電子部品１３との間の絶縁性を向上させることができる。

本実施の形態において、第１導電部１１及び第２導電部１２のうち、双方が電気回路を構成する導電体で形成された配線パターン層であるか、或いは、第１導電部１１が金属放熱層又は金属放熱性部材であり、第２導電部１２が電気回路を構成する導電体で形成された配線パターン層である。こうすることで、第１導電部１１及び第２導電部１２が配線パターン層や金属放熱層又は金属放熱性部材である構成において絶縁性を向上させることができるという効果を好適に実現させることができる。

電源装置１００は、前記した部品内蔵基板及びこれらの組合せのうち少なくとも１つを備えている。こうすることで、電源装置１００において、電子部品１３の接続部１３ａと第１導電部１１との間及び／又は電子部品１３の接続部１３ｂと第２導電部１２との間の絶縁性を向上させることができる。

以上説明したように、本実施の形態では、部品内蔵基板を電源装置に適用したが、その他の用途（例えば出力が電源装置の出力よりも小さい電子機器）に適用してもよい。

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、係る実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

１００ 電源装置
１０Ａ〜１０Ｉ 部品内蔵基板
１１ 第１導電部
１２ 第２導電部
１３ 電子部品
１３ａ 接続部
１３ｂ 接続部
１３ｃ 孔部
１４ 第１導電部側の絶縁層
１４１ 第１絶縁層
１４２ 第１低誘電率絶縁層
１５ 第２導電部側の絶縁層
１５１ 第２絶縁層
１５２ 第２低誘電率絶縁層
１６ 中間部の絶縁層
１６１ 第３絶縁層
α１ 電位差が生じている個所
α２ 電位差が生じている個所
β０ 境界点
β１ 測定点
β２ 測定点

Claims (6)

1. 第１導電部と、
   前記第１導電部に対向する第２導電部と、
   前記第１導電部及び前記第２導電部の間に内蔵される電子部品と、
   前記第１導電部と前記電子部品との間に設けられた第１導電部側の絶縁層と、
   前記第２導電部と前記電子部品との間に設けられた第２導電部側の絶縁層と、
   を備えた部品内蔵基板であって、
   前記電子部品の接続部は、前記第２導電部と電気的に接続され、
   前記第１導電部側の絶縁層は、１層又は複数層の第１絶縁層と、前記１層の第１絶縁層の誘電率よりも小さい誘電率又は前記複数層の第１絶縁層の何れの誘電率よりも小さい誘電率を有する第１低誘電率絶縁層とからなり、
   前記第１低誘電率絶縁層は、前記複数層の第１絶縁層の各層のうち少なくとも１つの層間、又は、前記第１導電部と前記１層の第１絶縁層との間もしくは前記第１導電部と前記複数層の第１絶縁層との間に設けられる、
   部品内蔵基板。
2. 前記第２導電部側の絶縁層は、１層又は複数層の第２絶縁層と、前記１層の第２絶縁層の誘電率よりも小さい誘電率又は前記複数層の第２絶縁層の何れの誘電率よりも小さい誘電率を有する第２低誘電率絶縁層とからなり、
   前記第２低誘電率絶縁層は、前記複数層の第２絶縁層の各層のうち少なくとも１つの層間、又は、前記第２導電部と前記１層の第２絶縁層との間もしくは前記第２導電部と前記複数層の第２絶縁層との間に設けられる、
   請求項１に記載の部品内蔵基板。
3. 第１導電部と、
   前記第１導電部に対向する第２導電部と、
   前記第１導電部及び前記第２導電部の間に内蔵される電子部品と、
   前記第２導電部と前記電子部品との間に設けられた第２導電部側の絶縁層と、
   を備えた部品内蔵基板であって、
   前記電子部品の接続部は、前記第２導電部と電気的に接続され、
   前記第２導電部側の絶縁層は、１層又は複数層の第２絶縁層と、前記１層の第２絶縁層の誘電率よりも小さい誘電率又は前記複数層の第２絶縁層の何れの誘電率よりも小さい誘電率を有する第２低誘電率絶縁層とからなり、
   前記第２低誘電率絶縁層は、前記複数層の第２絶縁層の各層のうち少なくとも１つの層間、又は、前記第２導電部と前記１層の第２絶縁層との間もしくは前記第２導電部と前記複数層の第２絶縁層との間に設けられる、
   部品内蔵基板。
4. 前記第１導電部と前記電子部品との間に設けられた第１導電部側の絶縁層を備える、
   請求項３に記載の部品内蔵基板。
5. 前記第１導電部及び前記第２導電部のうち、双方が電気回路を構成する導電体で形成された配線パターン層であるか、或いは、前記第１導電部が金属放熱層又は金属放熱性部材であり、前記第２導電部が電気回路を構成する導電体で形成された配線パターン層である、
   請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の部品内蔵基板。
6. 請求項１から請求項５までの何れか１項に記載の部品内蔵基板を備えた、
   電源装置。

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