JP7724105B2

JP7724105B2 - 回路基板および電子機器

Info

Publication number: JP7724105B2
Application number: JP2021137933A
Authority: JP
Inventors: 雅之嶋野; 真一砥川
Original assignee: ニデックモビリティ株式会社
Priority date: 2021-08-26
Filing date: 2021-08-26
Publication date: 2025-08-15
Anticipated expiration: 2041-08-26
Also published as: JP2023032058A; DE102022121590A1; CN115734458A

Description

本発明は、回路基板および回路基板を備える電子機器に関する。

従来から、発熱量が大きいスイッチング素子（バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ））などの発熱素子を搭載した、インバータ回路やモータ駆動回路のための回路基板を含む電子機器において、放熱性を高める技術が知られている。たとえば、特許文献１は、放熱性を向上させることができる制御装置を開示する。その制御装置は、全面にレジストが被膜された回路基板と、回路基板に実装されるスイッチング素子と、回路基板が支持されるホルダと、を備える。ホルダは、回路基板と対向する部分にヒートシンクとして機能する部分を有し、ヒートシンク部分は回路基板に近接して設けられる。回路基板は、スイッチング素子が実装される第１面とは反対側の第２面で、かつスイッチング素子が実装されている箇所に対応する箇所に形成されレジストが除去されるレジスト除去部を有し、レジスト除去部とホルダとが絶縁性と熱伝導性を有する接着剤を介して接続されている。これにより、スイッチング素子で発生した熱は、レジスト除去部とホルダを介して外部へ放熱される。

特開２０２０－１３６５３４号公報

インバータ回路などに使用される回路基板として、高集積化のために、複数の配線層を絶縁層と積層した多層基板が用いられることがある。このような多層基板は、表面側の最表層の配線層と、裏面側の最表層の配線層とを電気的、熱的に接続するスルーホールを有する。このようなスルーホールは、回路基板の表面および裏面において、開口を有し、配線層を接続するためのメッキ層が露出している。このような多層基板において、従来技術のような構成をとる場合、レジスト除去部以外のスルーホールとホルダの絶縁性を確保するため、スルーホールの開口を有する領域にも絶縁性を有する部材をホルダのヒートシンクとの間に設ける必要があった。しかしながら、回路基板とホルダのヒートシンクとの間に配置される部材を増加させると、回路基板を固定する際に部材から回路基板にかかる応力により回路基板の耐久性に影響を与える。

上記の課題にかんがみて、本発明に係る回路基板、および回路基板を備える電子機器は、スルーホールを有する多層基板であって、発熱素子から発生した熱の放熱性を向上しつつ、絶縁性の低下を抑制することを可能とする。

上記課題を解決するための回路基板の一の形態は、回路基板の第１面側の最表層である第１配線層と前記回路基板の前記第１面と反対の第２面側の最表層である第２配線層とを含む複数の配線層と、前記第２配線層より前記第２面側に設けられる表面絶縁層を含み、前記複数の配線層と積層配置される複数の絶縁層と、前記複数の配線層のうち前記第１配線層と前記第２配線層とを含む２以上の配線層を接続し、前記第１配線層および前記第２配線層にそれぞれ開口を有する複数のスルーホールと、前記回路基板の前記第１面に配置される発熱素子と、を有し、前記表面絶縁層は、ヒートシンクと対向するための前記第２面の第１領域のうち前記第１面に配置された前記発熱素子の所定の部分に対応する前記第２面の第２領域において、前記第２配線層と前記開口が前記表面絶縁層に覆われず、かつ、前記第１領域のうち前記第２領域でない第３領域において、前記第２配線層と前記開口とが前記表面絶縁層によって覆われ、かつ、前記第２面のうち、前記第１領域でない第４領域に設けられたスルーホールの前記第２面側の開口が前記絶縁層によって覆われる、ように設けられることを特徴とする。

さらに、上記課題を解決するために、本発明に係る電子機器の一の形態は、上記の回路基板と、ヒートシンクと、回路基板とヒートシンクとの間を熱的に接続する熱伝導部材と、を有することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、スルーホールを有する多層基板であって、発熱素子から発生した熱の放熱性を向上しつつ、絶縁性の低下を抑制することが可能な回路基板、およびその回路基板を備える電子機器を提供することができる。

本発明に係る第一実施例の電子機器の展開斜視図である。本発明に係る第一実施例の回路基板を表面側から見た平面図である。本発明に係る第一実施例の回路基板を、スイッチング素子を透視して表面側から見た平面図である。本発明に係る第一実施例の回路基板を裏面側から見た底面図である。本発明に係る第一実施例の回路基板の断面図である。本発明に係る第二実施例の回路基板の断面図である。本発明に係る第三実施例の回路基板の断面図である。従来技術の電子機器の展開斜視図である。従来技術の電子機器（一部）と回路基板の断面図である。

以下では、図面を参照しながら、本発明に係る実施例について説明する。以下では、本発明に係る回路基板および回路基板を有する電子機器として、電動パワーステアリング装置におけるモータ制御ユニット（いわゆるＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ、ＥＣＵ）を内蔵した電子機器を例として説明する。電動パワーステアリング装置は、車両における操舵を制御または補助するための装置である。電動パワーステアリング装置におけるＥＣＵは、運転手が操作するハンドルのトルクの検知結果に応じた力をモータに発生させるように制御する。モータから発生された力は、ギアを介してタイヤの傾きを制御するラックに伝達され、ステアリングを補助する力として作用する。なお、ＥＣＵの機能は、上述の機能に限らず、電動パワーステアリング装置を制御するための既知の制御を実行可能である。回路基板は、モータ駆動制御回路を含む回路基板である。また、本発明に係る回路基板は、電動パワーステアリング装置におけるモータ制御ユニットに限らず、車両のパワーウィンドウシステムのモータ制御ユニットに用いられる回路基板など、種々の回路基板に適用可能である。以下では、ＥＣＵとして機能する回路基板と、当該回路基板を収容する筐体と、からなる電子機器について説明する。なお、筐体は、少なくとも一部が金属で形成され、回路基板の熱を外部に伝えて回路基板の冷却を図るヒートシンクを有する。

はじめに、従来技術における回路基板１０Ｚと電子機器１００Ｚを説明する。図８は、従来技術における電子機器１００Ｚの全体構成を示す模式図である。また、図９は、電子機器１００Ｚにおける回路基板１０Ｚの設置状態を示す断面図である。回路基板１０Ｚは、基体２１とカバー部材２２とによって構成される筐体２０に収容される。電子機器１００Ｚは、回路基板１０Ｚと、回路基板１０Ｚを支持する基体２１と一体成型されたヒートシンク２１１と、回路基板１０Ｚとヒートシンク２１１との間を熱的に接続する熱伝導部材３０と、を有する。熱伝導部材３０は、密着させる接着性のある素材（接着剤）であるとする。また、熱伝導部材３０は、回路基板１０Ｚと、ヒートシンク２１１との間の電気的な絶縁性を確保するため、いわゆる絶縁性を有する部材が用いられる。熱伝導部材３０は、回路基板１０Ｚとヒートシンク２１１との間の空間全体に充填される。回路基板１０Ｚは、発熱量が大きい半導体スイッチング素子１６を表面に搭載する。

また、回路基板１０Ｚは、絶縁体である基材ＩＢと導電体である銅箔ＣＢが積層して構成される多層基板であり、表面側の最表層の配線層と、裏面側の最表層の配線層とを含む複数の配線層を電気的、熱的に接続する中空のスルーホールを有する。スルーホールは、銅箔（配線層）ＣＢと機材（絶縁層）ＩＢとが積層された多層基板への穴あけ工程がなされ、さらに、複数の配線層をスルーホールで接続するメッキ層を形成するメッキ処理工程がなされたのち、最表層の配線層の絶縁を確保するレジスト層（表面絶縁層）の形成工程が実行されて作成される。このとき、穴あけ工程で形成されたスルーホールは中空構造であるため、レジスト材料から構成されるレジスト層の形成工程において、スルーホールの端部開口を十分に覆うことができないことがあった。

また、半導体スイッチング素子１６が配置される放熱領域では、回路基板１０Ｚの表面および裏面ともにレジスト層を除去し、メッキ層ＭＢが露出するようにレジスト除去部を形成する。回路基板１０Ｚの表面のレジスト除去部に半導体スイッチング素子１６を直接メッキ層ＭＢに配置する。半導体スイッチング素子１６が発生させた熱は、熱伝導性の高い、金属で形成されたメッキ層ＭＢから、スルーホールの側面、裏面側のレジスト除去部、および熱伝導部材３０を介してヒートシンク２１１に伝わる経路によって放熱される。これにより、半導体スイッチング素子１６が発生された熱を効率的に放熱することが可能となる。

一方で、回路基板１０Ｚとヒートシンク２１１との間の空間の全体に熱伝導部材３０を充填した場合、回路基板１０Ｚを基体２１にねじによって固定する際に、熱伝導部材３０が挟まり回路基板１０Ｚに応力が発生し、回路基板１０Ｚの耐久性に影響を与えてしまうという課題があった。しかしながら、レジスト除去部以外で熱伝導部材３０の塗布量を減らした場合、レジスト除去部以外の領域に存在するスルーホールの端部開口からメッキ部分が露出し、ヒートシンク２１１との絶縁性を損なう場合があった。

レジスト除去部以外に設けられたスルーホールとヒートシンク２１１との絶縁性を確保するために、ヒートシンク２１１に溝を形成する加工などを施して、ヒートシンク２１１と回路基板１０Ｚ間の距離を開けた場合、ヒートシンク２１１の加工によりバリが発生したり、コストが増えたりするなどの課題があった。

＜第一実施例＞
図１乃至図５を参照し、本実施例における回路基板１０と、回路基板１０を有する電子機器１００を説明する。電子機器１００は、図１に示すように、筐体２０と、筐体２０の中に収容される回路基板１０から構成される。筐体２０は、回路基板１０を支持する基体２１と、基体２１の縁に嵌り込むカバー部材２２とによって構成される。基体２１は、内面の底部に一体成型されたヒートシンク２１１を有する。これにより、電子機器１００は、回路基板１０で発生する熱の放熱性に優れた筐体と共に提供できる。なお、本実施例では、ヒートシンク２１１は基体２１と一体成型されているが、これに限定されず、基体に設けられた開口を通して筐体の外部から内部に挿入された別体のヒートシンクであってもよい。なお、筐体２０には、基体２１の内面に回路基板１０を取り付けるための雌ねじが適宜設けられる。

回路基板１０は、基体２１とは反対側の表（おもて）面Ｆ１に半導体スイッチング素子１６が複数実装されている。回路基板１０はねじで数か所基体２１に取り付けられ、ヒートシンク２１１は、取り付けられた回路基板１０上に配置された半導体スイッチング素子１６に対応する位置に設けられる。詳細は後述するが、たとえば、回路基板１０のヒートシンク２１１に対向する裏面Ｆ２において、ある半導体スイッチング素子１６ａに対応する領域でレジスト層（表面絶縁層）がなく、それに対応した位置に熱伝導部材３０が設けられることで、半導体スイッチング素子１６の熱を効率的に放熱するとともに、絶縁性の低下を抑制する。

なお、電子機器１００は、回路基板１０と、ヒートシンク２１１と、回路基板１０とヒートシンク２１１との間を熱的に接続する熱伝導部材３０と、を含むが、基体２１の底面や側面に接続されるコネクタや端子台などを適宜含む。回路基板１０は、これらのコネクタなどを介して外部のモータと電気的に接続され、半導体スイッチング素子１６によりモータを駆動するための制御回路が実装されている。これにより、放熱性および絶縁性に優れた半導体スイッチング素子１６を用いたモータ駆動制御回路を含む回路基板１０を提供できる。電子機器１００および回路基板１０は、もちろんこれに限定されず、発熱素子が実装される回路基板、この回路基板を含む電子機器のすべてに使用され得る。

図２は、回路基板１０の表側（電子機器１００の上側）から見た回路基板１０の上面図である。回路基板１０は、表面Ｆ１に半導体スイッチング素子１６が複数実装されていると共に、多数のスルーホール１３が半導体スイッチング素子１６の直下や周辺に設けられている。たとえば、ある半導体スイッチング素子１６ａの周囲に二重、三重にスルーホール１３が設けられている。図３は、回路基板１０の表側（電子機器１００の上側）から、半導体スイッチング素子１６を透視して示した回路基板１０の上面図である。図３に示すように、半導体スイッチング素子１６の真下にもスルーホール１３が設けられている。スルーホール１３は、絶縁体と導電体が複数積層した回路基板１０の表面Ｆ１と裏面Ｆ２とを貫通し、両面に開口を有する。

図４は、回路基板１０の裏側（電子機器１００の下側）から見た回路基板１０の下面図である。図４は、基体２１と対向する裏面Ｆ２を示す。図４において、裏面Ｆ２におけるヒートシンク２１１と対向する領域Ａ１が太一点鎖線で示される。また、本図は、領域Ａ１のうち、表面Ｆ１に配置された半導体スイッチング素子１６に対応する領域Ａ２を細一点鎖線で示す。領域Ａ２は、本図では一つの半導体スイッチング素子１６ａに対応した大きさ・範囲を示しているが、これに限定されず、半導体スイッチング素子１６ａより少し大きな範囲（たとえば、回路基板１０の厚さ程度大きい範囲）であってもよいし、半導体スイッチング素子１６ａの所定の部分（たとえば、発熱量の大きいドレイン端子の部分）のみに対応した領域であってもよい。このように、領域Ａ２を半導体スイッチング素子１６の所定の部分に対応させることで、発熱素子の特性に合わせて、最も発熱する領域で高い放熱性を備えることができる。なお、本図では、領域Ａ２は、１つの半導体スイッチング素子１６ａに対応した一か所のみを示し、他の複数の半導体スイッチング素子１６に対応する領域Ａ２は省略している。

この領域Ａ２では、放熱性を確保するために、熱伝導性の高いスルーホール１３の開口端部や裏面Ｆ２側における最表層の導電体（配線層）を覆うレジスト層（表面絶縁層）がなく露出している。一方、領域Ａ１のうちの領域Ａ２ではない領域Ａ３では、ヒートシンク２１１に対して絶縁性を確保するため、スルーホール１３の開口端部や裏面Ｆ２側における最表層の導電体（配線層）をレジスト層（表面絶縁層）により覆っている。すなわち、レジスト層１７は、ヒートシンク２１１と対向するための裏面Ｆ２の領域Ａ１のうち表面Ｆ１に配置された半導体スイッチング素子１６ａの所定の部分に対応する領域Ａ２において、配線層１２とスルーホール１３の開口端部がレジスト層１７に覆われないように設けられる。また、レジスト層１７は、領域Ａ１のうち領域Ａ２でない領域Ａ３において、配線層１２とスルーホール１３の開口端部とがレジスト層１７によって覆われるように設けられる。なお、本図は、裏面Ｆ２のうちのヒートシンク２１１と対向しない領域、すなわち領域Ａ１でない領域Ａ４にもスルーホール１３が設けられる。

図５は、ある半導体スイッチング素子１６ａの近傍における、回路基板１０、熱伝導部材３０、ヒートシンク２１１の断面を示す。回路基板１０は、絶縁体である基材ＩＢと導電体である銅箔ＣＢが積層した多層の基板であり、表面Ｆ１側の最も表層に位置する銅箔ＣＢである配線層１１と、裏面Ｆ２側の最も表層に位置する銅箔ＣＢである配線層１２とを含む。なお、配線層１１は、表面Ｆ１側の最も表層に位置する銅箔ＣＢと表面Ｆ１側に形成されたメッキ層ＭＢとを含む。同様に、配線層１１は、裏面Ｆ２側の最も表層に位置する銅箔ＣＢと表面Ｆ１側に形成されたメッキ層ＭＢとを含む。スルーホール１３は、いずれの領域においても複数形成され、配線層１１と配線層１２とを含む２以上の配線層を接続し、配線層１１および配線層１２にそれぞれ開口１３１を有する。本図では、領域Ａ２に２つのスルーホール１３が、領域Ａ３に２つのスルーホール１３が設けられていることが示されている。

半導体スイッチング素子１６ａは、表面Ｆ１に配置され、その配置された部分の回路基板１０の表面にはレジスト層１７は無く、熱伝導性の高いメッキ層ＭＢやスルーホール１３の開口端部が露出し、それ以外の部分はレジスト層１７が形成されている。すなわち、回路基板１０の表面Ｆ１のうち、半導体スイッチング素子１６ａが設けられる領域は、レジスト層１７が設けられない領域（レジスト除去領域）である。半導体スイッチング素子１６ａが配置された位置に対応する裏面Ｆ２の領域Ａ２には、レジスト層１７は無く、熱伝導性の高い熱伝導部材３０が接する。すなわち、回路基板１０の裏面Ｆ２のうち、領域Ａ２は、レジスト層１７が設けられない領域（レジスト除去領域）である。一方で、ヒートシンク２１１に対して絶縁性を確保するため領域Ａ３はレジスト層１７が形成されている。領域Ａ３は熱を発生する半導体スイッチング素子１６ａから基板と並行方向に十分離れた領域であるから、領域Ａ３のスルーホール１３は放熱への寄与度が小さいといえる。したがって、領域Ａ３のスルーホール１３の開口端部を絶縁性のレジスト層１７で覆うことにより、ヒートシンク２１１との間の絶縁性が確保される一方で、半導体スイッチング素子１６ａの放熱性への影響は抑制される。

このように、回路基板１０では、ヒートシンク２１１と対向する裏面Ｆ２の領域Ａ１のうち、表面Ｆ１に配置された半導体スイッチング素子１６ａの所定の部分（本図では半導体スイッチング素子１６ａの全体）に対応する裏面Ｆ２の領域Ａ２において、配線層１２と開口１３１が露出し、領域Ａ１のうち、領域Ａ２でない領域Ａ３において、配線層１２と開口１３１とがレジスト層１７（表面絶縁層）によって覆われている。

上述の回路基板によれば、半導体スイッチング素子１６から発生した熱の放熱性を向上しつつ、絶縁性の低下を抑制することが可能な回路基板１０を提供することができる。具体的には、熱伝導部材３０は、裏面Ｆ２の領域Ａ１のうち、レジスト層１７が無い領域Ａ２を覆うように設けられ、回路基板１０とヒートシンク２１１を熱的に接続する。これにより、半導体スイッチング素子１６ａから発生した熱が、熱伝導性の高い回路基板１０の表面Ｆ１のメッキ層ＭＢ、スルーホール１３の開口端部および側面、熱伝導部材３０、ヒートシンク２１１を通じて効率的に放熱されるとともに、レジスト層１７が無いことによる絶縁性の低下を抑制することが可能な電子機器１００を提供することができる。一方で、領域Ａ３はスルーホール１３の開口端部をレジスト層１７で覆っていることにより、熱伝導部材３０を領域Ａ３とヒートシンク２１１との間に設けなくとも、ヒートシンク２１１に対する絶縁性を確保することができる。したがって、熱伝導部材３０をヒートシンク２１１と対向する領域のうち放熱の寄与度が高い領域Ａ２のみに設け、回路基板とヒートシンク２１１との間に設ける絶縁性の部材（熱伝導部材３０）の量を低減することが可能となる。これにより、熱伝導部材３０による回路基板１０への応力を最小化し、回路基板１０の耐久性の低下を抑制することが可能となる。

次に、領域Ａ３のスルーホールの裏面Ｆ２側の開口をレジスト層で覆うための回路基板形成方法について、説明する。上述したように、スルーホールの形成は、絶縁性を有する基材ＩＢと銅箔ＣＢ（配線層）とを交互に積層した基板に対して、スルーホール形成位置に開口部を形成し、次に、配線層の間の接続のためのメッキ層ＭＢが形成される。レジスト層をスルーホールの開口１３１を覆うように形成するために、領域Ａ３のスルーホールに対応する開口部に対して、絶縁性の樹脂材１４を充填する工程を実行する。領域Ａ３のスルーホールの内部に樹脂材１４が充填された状態で、レジスト層の形成プロセスを実行すると、領域Ａ３のスルーホールの開口部の上層にレジスト層が形成される。樹脂材１４は後工程で開口部から除去してもよいし、そのまま開口部に充填されていてもよい。領域Ａ３のスルーホール１３に絶縁性樹脂材１４が充填されることで、スルーホール１３の開口部が埋まった状態でレジスト層が形成されることから、スルーホール１３の開口をより確実にレジスト層で被覆することが可能となる。したがって、領域Ａ３での絶縁性を確実にすることができる。なお、領域Ａ３に設けられるスルーホール１３の中空の部分には熱伝導性材料を充填してもよい。これによれば、領域Ａ３のスルーホール１３の放熱効果を高くすることができる。

また、領域Ａ４に設けられたスルーホール１３についても、上述の例と同様に、少なくとも裏面Ｆ２側において、開口がレジスト層で覆われていることが好ましい。ヒートシンク２１１に対向しない領域Ａ４のスルーホール１３の開口１３１がレジスト層１７で覆われることで、基体２１に対する絶縁性を向上させることができる。なお、領域Ａ４に設けられたスルーホール１３の内部に、絶縁性樹脂材１４を充填してもよい。これにより、領域Ａ４のスルーホール１３の開口をより確実にレジスト層で被覆することが可能となる。また、領域Ａ２に設けられたスルーホール１３の内部にも、絶縁性樹脂材１４を充填してもよい。領域Ａ２のスルーホール１３の内部を絶縁性樹脂材１４で充填することにより、回路基板１０を筐体２０へ組付ける際に、スルーホール１３の内部へのコンタミネーションを抑制することが可能となる。

＜第二実施例＞
図６を参照し、本実施例における回路基板１０Ａを説明する。第二実施例における回路基板１０Ａは、領域Ａ２に設けられたスルーホール１３の内部の中空の部分に熱伝導性材料１５が充填されていることを特徴とする。なお、重複記載を避けるため上記実施例と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する。回路基板１０Ａは、筐体２０に収容され、基体２１とは反対側の表面Ｆ１に半導体スイッチング素子１６が複数実装された多層の基板である。筐体２０のヒートシンク２１１は、半導体スイッチング素子１６に対応する位置に設けられ、回路基板１０Ａで発生する熱は、回路基板１０Ａとヒートシンク２１１との間を熱的に接続する熱伝導部材３０を介して放熱される。

回路基板１０Ａは、表面Ｆ１に半導体スイッチング素子１６が複数実装されていると共に、多数のスルーホール１３が半導体スイッチング素子１６の直下や周辺に設けられている。回路基板１０Ａの裏面Ｆ２は、ヒートシンク２１１と対向する領域Ａ１、領域Ａ１のうち表面Ｆ１に配置された半導体スイッチング素子１６に対応する領域Ａ２、領域Ａ１のうち領域Ａ２でない領域Ａ３、裏面Ｆ２のうち領域Ａ１でない領域Ａ４を有する。

回路基板１０Ａは、基材ＩＢと銅箔ＣＢが積層配置され、表面Ｆ１側の最も表層に位置する銅箔ＣＢである配線層１１と、裏面Ｆ２側の最も表層に位置する銅箔ＣＢである配線層１２とを含む。なお、配線層１１は、表面Ｆ１側の最も表層に位置する銅箔ＣＢと表面Ｆ１側に形成されたメッキ層ＭＢとを含む。同様に、配線層１１は、裏面Ｆ２側の最も表層に位置する銅箔ＣＢと表面Ｆ１側に形成されたメッキ層ＭＢとを含む。スルーホール１３は、複数形成され、配線層１１と配線層１２とを含む２以上の配線層を接続し、配線層１１および配線層１２にそれぞれ開口１３１を有する。

半導体スイッチング素子１６ａが配置された表面Ｆ１の部分にはレジスト層１７は無く、熱伝導性の高いメッキ層ＭＢやスルーホール１３の開口端部が露出し、それ以外の部分はレジスト層１７が形成されている。半導体スイッチング素子１６ａが配置された位置に対応する裏面Ｆ２は、同様にレジスト層１７は無く、熱伝導性の高い熱伝導部材３０が直接接しており、ヒートシンク２１１に対して絶縁性を確保するため領域Ａ３はレジスト層１７が形成されている。

これによれば、ヒートシンク２１１と対向する領域Ａ１のうち、半導体スイッチング素子１６ａに対応する領域Ａ２において、高い熱伝導性と導電性を有する配線層１２と開口１３１が露出し、領域Ａ３において配線層１２と開口１３１とがレジスト層１７によって覆われることで、半導体スイッチング素子１６から発生した熱の放熱性を向上しつつ、絶縁性の低下を抑制することが可能な回路基板１０Ａを提供することができる。

また、領域Ａ２に設けられたスルーホール１３の内部の中空の部分には熱伝導性材料１５が充填されている。これにより、スルーホール１３が中空（空気）である場合に比べ、領域Ａ２のスルーホール１３の放熱効果を高くすることができる。ここで、熱伝導性材料１５は、例えば、金属性材料からなるフィラーを含有し、熱伝導性を高めた材料である。なお、熱伝導性材料１５は、熱伝導部材３０と同様、熱伝導性の高い材料から構成されればよく、上述の例に限らない。また、第一実施例と同様に、領域Ａ３に設けられたスルーホール１３の内部はその中空の部分に絶縁性の樹脂材１４が充填されていてもよい。領域Ａ３のスルーホール１３の中空部分に樹脂材１４を充填しておくことによって、スルーホール１３の開口部が埋まった状態でレジスト層が形成されることから、スルーホール１３の開口をより確実にレジスト層で被覆することが可能となる。したがって、領域Ａ３での絶縁性を確実にすることができるようにしてもよい。

なお、領域Ａ３のスルーホールの内部は中空であってもよい。領域Ａ３に設けられたスルーホール１３の内部はその中空の部分に、領域Ａ２に設けられたスルーホール１３と同様に熱伝導性材料１５が充填されてもよい。これにより、領域Ａ３のスルーホール１３においても放熱効果を高くすることができる。

＜第三実施例＞
図７を参照し、本実施例における回路基板１０Ｂを説明する。第三実施例における回路基板１０Ｂは、領域Ａ３および領域Ａ４に設けられたスルーホール１３の内部に絶縁性の樹脂材１４が充填されていることを特徴とする。なお、重複記載を避けるため上記実施例と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する。回路基板１０Ｂは、筐体２０に収容され、基体２１とは反対側の表面Ｆ１に半導体スイッチング素子１６が複数実装された多層の基板である。筐体２０のヒートシンク２１１は、半導体スイッチング素子１６に対応する位置に設けられ、回路基板１０Ｂで発生する熱は、回路基板１０Ｂとヒートシンク２１１との間を熱的に接続する熱伝導部材３０を介して放熱される。

回路基板１０Ｂは、表面Ｆ１に半導体スイッチング素子１６が複数実装されていると共に、多数のスルーホール１３が半導体スイッチング素子１６の直下や周辺に設けられている。回路基板１０Ｂの裏面Ｆ２は、ヒートシンク２１１と対向する領域Ａ１、領域Ａ１のうち表面Ｆ１に配置された半導体スイッチング素子１６に対応する領域Ａ２、領域Ａ１のうち第２領域でない領域Ａ３、裏面Ｆ２のうち領域Ａ１でない（ヒートシンク２１１に対向しない）領域Ａ４に分かれている。

回路基板１０Ｂは、基材ＩＢと銅箔ＣＢが積層配置され、表面Ｆ１側の最も表層に位置する銅箔ＣＢである配線層１１と、裏面Ｆ２側の最も表層に位置する銅箔ＣＢである配線層１２とを含む。なお、配線層１１は、表面Ｆ１側の最も表層に位置する銅箔ＣＢと表面Ｆ１側に形成されたメッキ層ＭＢとを含む。同様に、配線層１１は、裏面Ｆ２側の最も表層に位置する銅箔ＣＢと表面Ｆ１側に形成されたメッキ層ＭＢとを含む。スルーホール１３は、複数形成され、配線層１１と配線層１２とを含む２以上の配線層を接続し、配線層１１および配線層１２にそれぞれ開口１３１を有する。

半導体スイッチング素子１６ａが配置された表面Ｆ１の部分にはレジスト層１７は無く、熱伝導性の高いメッキ層ＭＢやスルーホール１３の開口端部が露出し、それ以外の部分はレジスト層１７が形成されている。半導体スイッチング素子１６ａが配置された位置に対応する裏面Ｆ２の領域Ａ２は、同様にレジスト層１７は無く、熱伝導性の高い熱伝導部材３０が直接接している。また、領域Ａ３および領域Ａ４では、ヒートシンク２１１および基体２１に対して絶縁性を確保するためレジスト層１７が形成されている。

これによれば、半導体スイッチング素子１６ａに対応するヒートシンク２１１と対向する領域Ａ２において、高い熱伝導性と導電性を有する配線層１２と開口１３１が露出し、領域Ａ２でない領域Ａ３および領域Ａ４において配線層１２と開口１３１とがレジスト層１７によって覆われることで、半導体スイッチング素子１６から発生した熱の放熱性を向上しつつ、絶縁性の低下を抑制することが可能な回路基板１０Ｂを提供することができる。

また、領域Ａ２に設けられたスルーホール１３は充填物を有さず中空部分１３２を有し、領域Ａ３および領域Ａ４に設けられたスルーホール１３の内部はその中空の部分に絶縁性の樹脂材１４が充填されている。このように、領域Ａ３および領域Ａ４のスルーホール１３に絶縁性樹脂材１４が充填されることで、スルーホール１３の開口部が埋まった状態でレジスト層が形成されることから、スルーホール１３の開口をより確実にレジスト層で被覆することが可能となる。したがって、領域Ａ３および領域Ａ４での絶縁性を確実にすることができる。

なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。

１００電子機器
１０回路基板
１１配線層
１２配線層
１３スルーホール
１３１開口
１３２中空部分
１４樹脂材
１５熱伝導性材料
１６半導体スイッチング素子（発熱素子）
１７レジスト層（表面絶縁層）
ＩＢ基材（絶縁体）
ＣＢ銅箔（導電体）
ＭＢメッキ層
Ｆ１表面
Ｆ２裏面
Ａ１領域
Ａ２領域
Ａ３領域
Ａ４領域
２０筐体
２１基体
２１１ヒートシンク
２２カバー部材
３０熱伝導部材

Claims

回路基板の第１面側の最表層である第１配線層と前記回路基板の前記第１面と反対の第２面側の最表層である第２配線層とを含む複数の配線層と、
前記第２配線層より前記第２面側に設けられる表面絶縁層を含み、前記複数の配線層と積層配置される複数の絶縁層と、
前記複数の配線層のうち前記第１配線層と前記第２配線層とを含む２以上の配線層を接続し、前記第１配線層および前記第２配線層にそれぞれ開口を有する複数のスルーホールと、
前記回路基板の前記第１面に配置される発熱素子と、
を有し、
前記表面絶縁層は、
ヒートシンクと対向するための前記第２面の第１領域のうち前記第１面に配置された前記発熱素子の所定の部分に対応する前記第２面の第２領域において、前記第２配線層と前記開口が前記表面絶縁層に覆われず、かつ、前記第１領域のうち前記第２領域でない第３領域において、前記第２配線層と前記開口とが前記表面絶縁層によって覆われ、かつ、前記第２面のうち、前記第１領域でない第４領域に設けられたスルーホールの前記第２面側の開口が前記絶縁層によって覆われる、ように設けられることを特徴とする回路基板。
前記第３領域に設けられるスルーホールの中空部分に充填された絶縁性の樹脂材をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
前記第３領域に設けられるスルーホールの中空部分に充填された熱伝導性材料をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
前記発熱素子は半導体スイッチング素子であり、前記所定の部分は前記半導体スイッチング素子のドレイン端子を含む部分であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回路基板。
前記第２領域に設けられるスルーホールの中空部分に充填された熱伝導性材料をさらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の回路基板。
前記回路基板は、モータを駆動するための制御回路が実装された回路基板であって、
前記発熱素子は、前記モータを駆動するための半導体スイッチング素子であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回路基板。
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の回路基板と、
前記ヒートシンクと、
前記回路基板と前記ヒートシンクとの間を熱的に接続する熱伝導部材と、
を有する電子機器。
前記熱伝導部材は、前記回路基板の前記第２面の前記第１領域のうち、少なくとも前記第２領域を覆うように設けられることを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
前記ヒートシンクは、前記回路基板を支持する基体と一体成型され、
前記回路基板は前記基体とカバー部材とによって収容されることを特徴とする請求項７または８に記載の電子機器。