JP3890639B2

JP3890639B2 - プリント配線板の放熱構造

Info

Publication number: JP3890639B2
Application number: JP26556396A
Authority: JP
Inventors: 義雄川出; 高広山下
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2016-09-13
Also published as: JPH1093250A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は，放熱性に優れたプリント配線板の放熱構造に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来，プリント配線板としては，例えば，図４に示すごとく，基板９１の表面に設けた外層パターン９７１の上に，電子部品９２を固定したものがある。電子部品９２は，電子部品９２と接続された端子９４を，外層パターン９３０と半田付けすることにより接続されている。
【０００３】
また，電子部品９２は，電子部品９２及び基板９１を貫通する取付穴９５にネジ９６１を挿入して，基板９１の他方の表面からナット９６２により締結することにより，基板９１の表面に固定されている。
電子部品９２から発する熱は，基板９１の表面に設けた外層パターン９７１及び櫛歯状のヒートシンク９７２に伝えられ，主にヒートシンク９７２の先端部９７３から外方に放散される。
【０００４】
【解決しようとする課題】
ところで，上記従来のプリント配線板においては，電子部品９２の電気使用量の増加に伴い，放熱性を高めることが要求されている。高い放熱性を得るには，ヒートシンク９７２を広面積に設ける必要がある。
しかし，広面積に設けたヒートシンク９７２は，基板表面における外層パターンの形成可能面積が減少する。このため，ヒートシンクの広面積化は，基板表面における高密度配線，高密度実装化を妨げることとなる。
【０００５】
また，ヒートシンク９７２は櫛歯型であり，その先端部は基板９１の上方に向かって突出している。そのため，ヒートシンクの厚みが櫛歯の高さ分だけ厚くなり，プリント配線板の全体厚みを大きくしている。また，ヒートシンク９７２は，一般に熱伝導性の良い銅が用いられるため，重量が大きく，プリント配線板の軽量化を妨げている。
【０００６】
本発明はかかる従来の問題点に鑑み，プリント配線板の高密度実装化を実現でき，放熱性に優れ，かつ軽量のプリント配線板の放熱構造を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，基板の表面に設けられ電子部品を半田付けするための搭載用パッドと，基板の内部に設けた内部伝熱層と，上記搭載用パッドと内部伝熱層との間を接続するバイアホールと，上記内部伝熱層に対面して基板内部に配設した副伝熱層と，上記基板の表面に設けられた表面伝熱層と，該表面伝熱層と上記副伝熱層との間を接続する伝熱ホールとを有するプリント配線板，及び該プリント配線板を貫通し機器筐体に上記プリント配線板を固定する金属固定具とを有し，
上記内部伝熱層は，上記金属固定具を挿入する固定用孔及び上記伝熱ホールとの間は絶縁されていると共に，上記基板の内部のほぼ全面に形成されたベタパターンであって，電源用パターン又は接地用パターンの役割を果たすよう構成されており，
上記副伝熱層は，上記金属固定具を挿入する固定用孔及び上記バイアホールとの間は絶縁されていると共に，ベタパターンであり，
上記金属固定具は，上記表面伝熱層と直接接触しており，
上記電子部品から発する熱を上記搭載用パッド，バイアホール，内部伝熱層，副伝熱層，伝熱ホール，表面伝熱層及び金属固定具を介して，上記機器筐体へ放熱させるよう構成したことを特徴とするプリント配線板の放熱構造である。
【０００８】
本発明の作用及び効果について説明する。
本発明のプリント配線板は，電子部品から発する熱を，搭載用パッドに伝え，その後バイアホールにより基板の内部に伝える。基板の内部には，バイアホールと接続する内部伝熱層と，伝熱ホールと接続する副伝熱層とが，バイアホールと伝熱ホールとの間において，複数層に渡って積層している。そのため，基板の内部においては，バイアホールから伝熱ホールへと，大容量の熱を迅速に伝達することができる。また，内部伝熱層と副伝熱層とは，互いに対面しているため，熱交換率が高い。
【０００９】
そして，伝熱ホールは，基板の表面に設けた表面伝熱層に熱を伝える。表面伝熱層は金属固定具と接続しているため，金属固定具に熱を伝える。金属固定具に伝えられた熱は，プリント配線板を固定する機器筐体に伝えられる。
【００１０】
この機器筐体は，プリント配線板を固定する母部材であり，一般にプリント配線板よりも大きな表面積を有している。そのため，機器筐体は，筐体としての役割を果たすだけに留まらず，良好な放熱材として働き，効率よく熱を放散させる。
従って，従来例に示したヒートシンク等の放熱部材が不要である。それ故，放熱部材に必要とされた面積分だけ，多くの実装面積を確保でき，外層パターン，電子部品等の高密度実装化が可能である。
また，ヒートシンクを取り除いた分だけ，プリント配線板の軽量化及び小型化を図ることができる。
【００１１】
また，上記内部伝熱層は，熱伝導路としての役割だけでなく，例えば，接地用パターン，電源用パターン等，種々の役割を果たすことができる。
また，内部伝熱層は，基板の内部において１層だけでなく，２層以上設けることができる。
また，副伝熱層も，基板の内部において１層だけでなく，２層以上設けることができる。
【００１２】
特に，請求項２の発明のように，上記副伝熱層は，上記内部伝熱層の上下両側に配設されていることが好ましい。これにより，内部伝熱層に伝えられた熱が，内部伝熱層の上下両側に配置された副伝熱層に伝えられるため，熱を迅速に金属固定具へと伝えることができる。
【００１３】
次に，請求項３の発明のように，上記内部伝熱層は，基板側面に設けた断面スルーホールに接続されていることが好ましい。これにより，内部伝熱層に伝えられた熱は，金属固定具及び機器筐体だけでなく，断面スルーホールからも外方に放散させることができる。
【００１４】
なお，上記金属固定具は，機器筐体に設けたネジ穴に螺着するネジであることが好ましい。これにより，プリント配線板を機器筐体に対して，容易に，かつ確実に固定することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態例にかかるプリント配線板の放熱構造について，図１〜図３を用いて説明する。
本例のプリント配線板７は，図１に示すごとく，基板２の表面に設けられ電子部品３を半田付けするための搭載用パッド１１１と，基板２の内部に設けた内部伝熱層１３と，搭載用パッド１１１と内部伝熱層１３との間を接続するバイアホール１２１と，内部伝熱層１３に対面して基板２の内部に配設した副伝熱層１３１とを有する。プリント配線板７は，基板２を貫通する金属固定具１４により，機器筐体５に固定されている。
【００１６】
また，基板２の上下両側の表面には，金属固定具１４と接続する表面伝熱層１１２が設けられている。表面伝熱層１１２と副伝熱層１３１との間には，伝熱ホール１２２が設けられている。表面伝熱層１１２は，図２に示すごとく，搭載用パッド１１１と絶縁されている。
電子部品３から発する熱は，搭載用パッド１１１，バイアホール１２１，内部伝熱層１３，副伝熱層１３１，伝熱ホール１２２，表面伝熱層１１２及び金属固定具１４を介して，機器筐体５へ放熱される。
【００１７】
副伝熱層１３１は，内部伝熱層１３の上下両側に配設されている。内部伝熱層１３は，基板２の側面に設けた断面スルーホール１６に接続されている。
金属固定具１４は，ネジであり，基板２を貫通する固定用穴１２５に挿着されて，及び機器筐体５に固定したナット５１に挿入されている。
【００１８】
また，内部伝熱層１３は，図３に示すごとく，基板２の内部のほぼ全面に形成された，ベタパターンである。また，副伝熱層１３１もベタパターンである。そして，内部伝熱層１３は，図３に示すごとく，バイアホール１２１と接続されている。一方，内部伝熱層１３は，伝熱ホール１２２及び固定用穴１２５と絶縁されている。
【００１９】
内部伝熱層１３は，基板２の側面に設けた断面スルーホール１６に接続されている。
電子部品３と接続された端子３６は，信号用の外層パターン１１３の端部に設けた部品端子パッド１１４と半田付けすることにより接続されている。
【００２０】
次に，本例の作用及び効果について説明する。
本例のプリント配線板７は，図１に示すごとく，電子部品３から発する熱を，搭載用パッド１１１に伝え，その後バイアホール１２１により基板２の内部に伝える。基板２の内部には，内部伝熱層１３と副伝熱層１３１とが，バイアホール１２１と伝熱ホール１２２との間において，複数層に渡って積層している。
そのため，基板２の内部においては，バイアホール１２１から伝熱ホール１２２へと，大容量の熱を迅速に伝達することができる。また，内部伝熱層１３と副伝熱層１３１とは，互いに対面しているため，熱交換率が高い。
【００２１】
そして，伝熱ホール１２２は，基板２の表面に設けた表面伝熱層１１２に熱を伝え，更に表面伝熱層１１２は金属固定具１４に熱を伝える。金属固定具１４に伝えられた熱は，プリント配線板７を固定する機器筐体５に伝えられる。
この機器筐体５は，一般にプリント配線板７よりも大きな表面積を有している。そのため，機器筐体５は，筐体としての役割を果たすだけに留まらず，良好な放熱材として働き，効率よく熱を放散させる。
それ故，本例のプリント配線板７の放熱構造によれば，電子部品３から発する熱を効率よく放熱させることができる。
【００２２】
従って，従来例に示したヒートシンク等の放熱部材が不要である。それ故，放熱部材に必要とされた面積分だけ，多くの実装面積を確保でき，外層パターン，電子部品等の高密度実装化が可能である。
また，ヒートシンクを取り除いた分だけ，プリント配線板の軽量化及び小型化を図ることができる。
【００２３】
更に，内部伝熱層１３及び副伝熱層１３１は，図３に示すごとく，ベタパターンであるため伝熱面積が大きく，伝熱性に優れている。
また，副伝熱層１３１は，内部伝熱層１３の上下両側に配設されている。そのため，内部伝熱層１３に伝えられた熱が，内部伝熱層の上下両側から副伝熱層１３１に伝えられるため，熱を迅速に伝熱ホール１２２へと伝えることができる。
また，内部伝熱層１３は，基板２の側面に設けた断面スルーホール１６と接続されている。そのため，内部伝熱層１３に伝えられた熱は，機器筐体５だけでなく，断面スルーホール１６からも外方に放散させることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば，プリント配線板の高密度実装化を実現でき，放熱性に優れ，かつ軽量のプリント配線板の放熱構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２に示すＡ−Ａ矢視線に沿って切断したプリント配線板の断面図。
【図２】実施形態例におけるプリント配線板の平面図。
【図３】図１に示すＢ−Ｂ矢視線に沿って切断したプリント配線板の断面図。
【図４】従来例におけるプリント配線板の断面図。
【符号の説明】
１１１．．．搭載用パッド，
１１２．．．表面伝熱層，
１２１．．．バイアホール，
１２２．．．伝熱ホール，
１２５．．．固定用穴，
１３．．．内部伝熱層，
１３１．．．副伝熱層，
１４．．．金属固定具，
１６．．．断面スルーホール，
２．．．基板，
３．．．電子部品，
５．．．機器筐体，
７．．．プリント配線板，

Claims

基板の表面に設けられ電子部品を半田付けするための搭載用パッドと，基板の内部に設けた内部伝熱層と，上記搭載用パッドと内部伝熱層との間を接続するバイアホールと，上記内部伝熱層に対面して基板内部に配設した副伝熱層と，上記基板の表面に設けられた表面伝熱層と，該表面伝熱層と上記副伝熱層との間を接続する伝熱ホールとを有するプリント配線板，及び該プリント配線板を貫通し機器筐体に上記プリント配線板を固定する金属固定具とを有し，
上記内部伝熱層は，上記金属固定具を挿入する固定用孔及び上記伝熱ホールとの間は絶縁されていると共に，上記基板の内部のほぼ全面に形成されたベタパターンであって，電源用パターン又は接地用パターンの役割を果たすよう構成されており，
上記副伝熱層は，上記金属固定具を挿入する固定用孔及び上記バイアホールとの間は絶縁されていると共に，ベタパターンであり，
上記金属固定具は，上記表面伝熱層と直接接触しており，
上記電子部品から発する熱を上記搭載用パッド，バイアホール，内部伝熱層，副伝熱層，伝熱ホール，表面伝熱層及び金属固定具を介して，上記機器筐体へ放熱させるよう構成したことを特徴とするプリント配線板の放熱構造。
請求項１において，上記副伝熱層は，上記内部伝熱層の上下両側に配設されていることを特徴とするプリント配線板の放熱構造。
請求項１又は２において，上記内部伝熱層は，基板側面に設けた断面スルーホールに接続されていることを特徴とするプリント配線板の放熱構造。