JPH01143388A - 金属板をベースとしたプリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はプリント配線板に関し、特に金属板をベースと
したプリント配線板に関するものである。

（従来の技術） 近年の電子機器の小型化及び薄型化の要求に伴ない、プ
リント配線板に対する部品実装の高密度化への要求はさ
らに一層高まってきている。特に、最近のように、所謂
チップ部品が普及して広い意味でのへイブリッドＩＣ基
板としてのプリント配線板が使用される例が多くなって
くると、この種のプリント配線板に対して従来からの耐
熱性や寸法安定性等の基本的特性のほかに、高密度実装
の際に問題となる放熱性が従来以上に厳しいものが要求
されてきている。すなわち、プリント配線板にパワート
ランジスターや抵抗値の大きな所謂チップ抵抗等の大き
く発熱する部品を搭載する場合には、このプリント配線
板は、耐熱性や寸法安定性等の基本的特性のほかに、充
分な放熱特性をも有するものとする必要があるのである
。

このような充分な放熱特性を有するプリント配線板とし
ては、所謂アルミベース銅張板か従来よリ一般に使用さ
れている。また、例えば第４図に示すような、銅板をベ
ースとするようなものも開発されてきている。このよう
な金属板をベースにしたプリント配線板は、優れた放熱
性、寸法安定性を有し、しかも不燃性で「われ」や「欠
け」が生じない等の特性を有していることから、上記の
パワートランジスターや抵抗値の大きな所謂チップ抵抗
等の大きく発熱する部品を搭載するためのプリント配線
板や所謂ハイブリッドＩＣ基板、自動車用電装部品とし
て多く採用されてきているのである。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、近年高まってきている要求である高密度実装
化をさらに推し進めようとすると、上記のような単なる
金属板をベースとしたプリント配線板では不充分となっ
てきている。すなわち、パワートランジスター等の大き
く発熱する部品と、耐熱性の低い電子部品とを同時に実
装しようとすると、金属板をベースとしたプリント配線
板の長所が逆に短所となってしまうのである。つまり、
この種のプリント配線板がその放熱特性に優れるという
ことは、上記のような耐熱性の低い電子部品に対して熱
が容易に伝えられるということになるから、パワートラ
ンジスター等の大きく発熱する部品と、耐熱性の低い電
子部品とを別々の基板に実装するか、第４図に示したよ
うな実装の仕方をしなければならなくなるのである。第
４図に示した従来のプリント配線板では、所謂パワーＩ
Ｃを絶縁層及びアルミナ基板を介して銅板上に実装し、
一方耐熱性の低い電子部品については、これをパワーＩ
Ｃから離すとともに、絶縁層及びアルミ板を介して銅板
上に実装して、耐熱性の低い電子部品にパワーＩＣから
の熱か伝導しにくくなるように構成したものである。し
かしながら、この構成のものでは、耐熱性の低い電子部
品をパワーＩＣから離すための空間が必要となるととも
に、全体の厚さも厚いものとならざるを得す、高密度実
装には不向きである。

本発明は以Ｅのような実状に鑑みてなされたもので、そ
の解決しようとする問題点は、耐熱性の低い電子部品と
パワートランジスター等の大きく発熱する部品とを同時
に実装する場合の、従来のプリント配線板における耐熱
性の低い電子部品への熱伝導を避けるための構成上の複
雑さである。

そして、本発明の目的とするところは、大きく発熱する
部品からの熱を耐熱性の低い電子部品側に容易に伝わら
ないようにすることができて、耐熱性の低い電子部品と
パワートランジスター等の大きく発熱する部品とを同時
に実装することができるプリント配線板を簡単な構成に
よって提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するために本発明が採った手段は、
実施例に対応する第１図〜第３図を参照して説明すると
、 ［ベースとなる金属板（１１）に絶縁層（１２）を介し
て導体回路（１３）を形成したプリント配線板において
、 金属板（ｌｉ）の内、耐熱性の低い電子部品（２１）が
搭載される部分に、穴（１４ａ）または凹所（１４ｂ）
等からなる空間部分（１４）を形成し、この空間部分（
１４）内に絶縁層（１２）を形成して、搭載されるべき
耐熱性の低い電子部品（２１）と金属板（１１）との距
離を大きくするように構成したことを特徴とする金属板
をベースとしたプリント配線板（１０）Ｊ である。

すなわち、本発明に係るプリント配線板（１０）は、そ
のベースとなる金属板（１１）の内、耐熱性の低い電子
部品（以下単に低耐熱部品という）　（２１）が搭載さ
れる部分に、穴（１４ａ）または凹所（１４ｂ）等から
なる空間部分（１４）を形成し、この空間部分（１４）
内に絶縁層（１２）を形成して、搭載されるべき低耐熱
部品（２１）と金属板（１１）との距離を大きくするよ
うに構成したものである。

この構成を図面に示した具体例に従って詳細に説明する
と、次の通りである。

本発明に係るプリント配線板（１０）にあっては、その
ベースとなる金属板（１１）としては、パワートランジ
スター等の大きく発熱する部品（以下単に発熱部品とい
う）（２０）からの熱の伝導か良好でしかも放熱するの
に適したものであればどのような材料によって形成した
ものであってもよい。このような金属板（ＩＩ）として
は、一般に使用されていて安価に入手てきる等の理由か
ら、銅板あるいはアルミ板によって形成したものが最も
適している。

また、本発明に係るプリント配線板（ｌＯ）にあっては
、そのベースとなる金属板（１１）の内、低耐熱部品（
２１）か搭載される部分に空間部分（１４）を形成する
必要があるが、この空間部分（１４）は、低耐熱部品（
２１）を金属板（１１）から大きく引き離すためのもの
であるから種々の形態のものが適用できる。

すなわち、この空間部分（１４）としては、第１図に示
すような金属板（１１）を貫通する穴（１４ａ）であっ
てもよいし、また第２図及び第３図に示すような金属板
（１１）の一部をけずりとった（所謂サグリ加工による
加工を行なった）凹所（１４ｂ）であってもよいのであ
る。

このような空間部分（１４）内に対しては、絶縁層（１
２）を形成する必要がある。その理由は、この空間部分
（１４）に対向した部分に低耐熱部品（２１）を搭載す
るのであるが、この低耐熱部品（２１）を保護するため
に、この搭載されるべき低耐熱部品（２１）と金属板（
１１）間に熱的遮蔽効果のある物を存在させる必要があ
るからである。そのためには、空間部分（１４）の近傍
部分において使用されている熱的遮蔽効果のある絶縁層
（１２）を空間部分（１４）内に存在させることが最も
簡単なのである。勿論、金属板（１１）と表面に形成さ
れるべき各導体回路（１３）とを絶縁層（１２）によっ
て隔離する必要かあることは、従来の一般のプリント配
線板と同様である。

また、各低耐熱部品（２１）を凹所（１４ｂ）内の絶縁
層（１２）によって熱的に隔離すれば、第３図に示した
ように、金属板（１１）に形成したキャビティ（２２）
内に発熱部品（２０）を直接実装することは充分可能で
ある。さらに、発熱部品（２０）からの放熱をより速や
かに行うために、第４図に示したように、金属板（１１
）に直接スルホールメツキ（３１）を施すことにより熱
伝導用スルホールとして使用可能となる。

（発明の作用） 本発明か以とのような手段を採ることによって以下のよ
うな作用かある。この作用については、本発明に係るプ
リント配線板（１０）に低耐熱部品ｒ２１）左仄請Ｉ、
た廿能て止■するへすなわち、本発明に係るプリント配
線板（ｉｏ）を採用すれば、第１図〜第４図に示したよ
うに、これに搭載した低耐熱部品（２１）は、空間部分
（１４）内に形成した絶縁層（１２）によって金属板（
１１）に対して熱的に隔離された状態となっているので
ある。

従って、各発熱部品（２０）から熱が生じた場合に、こ
の発熱部品（２０）からの熱は金属板（１１）を介して
他の部分に分散することはあっても、空間部分（１４）
内の絶縁層（１２）によって遮蔽されて直接各低耐熱部
品（２■）に伝導することはないのである。これにより
、このプリント配線板（１０）にあっては、金属板（１
１）による放熱特性はそのまま維持しながら、低耐熱部
品（２１）を発熱部品（２０）の熱から保護するのであ
る。

勿論、絶縁層（１２）は熱を完全に遮蔽するものてはな
いから、各発熱部品（２０）が発した熱が絶縁層（１２
）を通して各低耐熱部品（２１）に部分的に伝導される
ことはあるかもしれないか、その熱は各低耐熱部品（２
１）を過熱する前に金属板（１１）の他の部分を通して
外部に放散されるから、低耐熱部品（２１）が発熱部品
（２０）からの熱によって損傷されたり破壊されたりは
ｌノないのである。

また、以−ヒのような作用を有するプリント配線板（１
０）は、従来の装置をそのまま採用して形成することが
できるから、その製造が算常に簡単となっているのであ
る。すなわち、この本発明に係るプリント配線板（１０
）は、金属板（１１）の低耐熱部品（２１）を搭載すべ
き部分に対応する箇所に空間部分（１４）を形成して、
この空間部分（１４）内に絶縁層（１２）を充填すれば
よいからである。空間部分（１４）の形成自体は、ドリ
ル等による穴明けで行なってもよいし、所謂ザグリ加工
によって行なってもよいものである。

（実施例） 第１図ないし第４図を参照して本発明に係る製造方法の
１例を示す。

先ずアルミ板（純アルミ９９．７％）　（１１）にエツ
チングによって空間部分（１４ａ）　、あるいはザグリ
加工によって凹ｆｉ（１４ｂ）を形成し、必要な場合は
パリ取りを行う。また、前述の空間部分はドリル加工あ
るいは打抜き加工でもよい。

次に、絶縁層（２２）　）アルミ板との密着性向上のた
めアルミ板表面にアルマイト層を形成し、その後エポキ
シ樹脂と無機フィラーの混合物を絶縁層および銅箔接着
用接着剤として用いて、銅箔を積層プレスし、その後は
通常のサブストラクト法にて導体回路を形成することに
より、金属基板（第１〜４図）を得た。

次に上記の方法にて得られた基板の放熱特性を以下の方
法で測定した。測定結果は表に熱抵抗として示した。

基板サイズを５０ｘ５０ｘｌ−５ｍｍとし、基板中央に
１０１０Ｘ１５の導体パターンを形成する。しかるのち
、パワートランジスタ（２３Ｃ２２３２）を前記導体パ
ターンに半田付けし所定の電流・電圧を印加し、パワー
トランジスタの発熱状況を調べ下記の式にて熱抵抗を算
出した。

熱抵抗＝上昇温度（℃）／消費電力（Ｗ）表　　熱抵抗
（”Ｃ／　Ｗ　） （発明の効果） 以上詳述した通り、本発明にあっては、上記各実施例に
て例示した如く、 「ベースとなる金属板（１１）に絶縁層（１２）を介し
て導体回路（１３）を形成したプリント配線板において
、 金属板（１１）の内、耐熱性の低い電子部品（２１）が
搭載される部分に、穴（１４ａ）または凹所（１４ｂ）
等からなる空間部分（１４）を形成し、この空間部分（
１４）内に絶縁層（１２）を形成して、搭載されるべき
耐熱性の低い電子部品（２１）と金属板（１１）との距
離を大きくするように構成したこと」 にその構成上の特徴かり、これにより、大きく発熱する
部品からの熱を耐熱性の低い電子部品側に容易に伝わら
ないようにすることができて、耐熱性の低い電子部品と
パワートランジスター等の大きく発熱する部品とを同時
に実装することができる金属板をベースとしたプリント
配線板（１０）を簡単な構成によって提供することがで
きるのである。

すなわち、本発明に係るプリント配線板（１０）によれ
ば、これに発熱部品（２０）と低耐熱部品（２１）とを
近づけて実装したとしても、発熱部品（２０）が発生し
た熱は空間部分（１４）内の絶縁層（１２）によって直
接かつ大量に低耐熱部品（２Ｉ）に伝導することかなく
、低耐熱部品（２１）を保護することができることは勿
論のこと、このプリント配線板（ｌＯ）によって近年要
求されてきている高密度実装を簡単な構成によって達成
することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例に係るプリント配線板の部
分拡大断面図、第２図は同第二実施例に係るプリント配
線板の部分拡大断面図、第３図は同第三実施例に係るプ
リント配線板の部分拡大断面図、第４図は本発明のさら
に他の実施例に係るプリント配線板の部分拡大断面図、
第５図は従来のプリント配線板の一部を示す断面図であ
る。 符　　　号　　　の　　　説　　　明 １０・・・プリント配線板、１１・−・金属板、１２−
・・絶縁層１３−・・導体回路、１４−・空間部分、　
１４　ａ　＝−穴、　１４ｂ−・・凹所、２ト・・発熱
部品、２１・・・低耐熱部品、２２・・・キャビティ、
３１・・・熱伝導スルホール。 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ベースとなる金属板に絶縁層を介して導体回路を形成
   したプリント配線板において、 前記金属板の内、耐熱性の低い電子部品が搭載される部
   分に、穴または凹所等からなる空間部分を形成し、この
   空間部分内に前記絶縁層を形成して、搭載されるべき前
   記耐熱性の低い電子部品と前記金属板との距離を大きく
   するように構成したことを特徴とする金属板をベースと
   したプリント配線板。