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公開番号2021082652
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210527
出願番号2019206982
出願日20191115
発明の名称多層基板
出願人日本電産株式会社
代理人個人,個人
主分類H05K 3/46 20060101AFI20210430BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】大電流に対応できると共に小型部品の実装も可能な多層基板を提供する。
【解決手段】多層基板の一態様は、複数の導体層を有し、表面と裏面に電子部品が実装される多層基板であって、上記複数の導体層のうち、最も上記表面側に位置した電源層と、上記複数の導体層のうち、絶縁層を挟んで上記電源層に隣接したグランド層と、上記複数の導体層のうち、最も上記裏面側に位置し、上記電源層および上記グランド層よりも薄い裏面導体層と、を備える。
【選択図】 図3
特許請求の範囲【請求項1】
複数の導体層を有し、表面と裏面に電子部品が実装される多層基板であって、
前記複数の導体層のうち、最も前記表面側に位置した電源層と、
前記複数の導体層のうち、絶縁層を挟んで前記電源層に隣接したグランド層と、
前記複数の導体層のうち、最も前記裏面側に位置し、前記電源層および前記グランド層よりも薄い裏面導体層と、
を備えた多層基板。
続きを表示(約 530 文字)【請求項2】
前記表面には強電の電子部品および強電回路を構成する電子部品のうち少なくとも一方が実装され、前記裏面には少なくとも弱電の電子部品が実装される請求項1に記載の多層基板。
【請求項3】
前記電源層は、最小パターンサイズが0.6mm以上となる厚さを有する請求項1または2に記載の多層基板。
【請求項4】
前記電源層および前記グランド層が300μm以上の厚さを有し、
前記裏面導体層が35μm以下の厚さを有する請求項1または2に記載の多層基板。
【請求項5】
電源からの電力を変換してモータに供給する電力供給装置であって、
複数の導体層を有し、表面と裏面に電子部品が実装される多層基板と、
スイッチングによって電力変換を行うスイッチング回路とを備え、
前記多層基板が、
前記複数の導体層のうち、最も前記表面側に位置した電源層と、
前記複数の導体層のうち、絶縁層を挟んで前記電源層に隣接したグランド層と、
前記複数の導体層のうち、最も前記裏面側に位置し、前記電源層および前記グランド層よりも薄い裏面導体層と、
を備える電力供給装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、多層基板に関する。
続きを表示(約 4,400 文字)【背景技術】
【0002】
従来、導体層を複数有した多層基板が知られる。また、インバータなどの基板において大電流を流す場合、配線の抵抗を低下させるために断面積の大きな配線パターンが用いられる。断面積を大きくする方法としては、例えばパターン幅を拡大する方法や配線の厚さを拡大する方法が存在する。
例えば特許文献1では、金属板を内蔵する絶縁層を備え、絶縁層の面には導電層を形成する金属箔が配置された多層基板が提案される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
国際公開第2018/025490号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、パターン幅を拡大する方法では基板の面積が大型化し、近年求められる装置の小型化に反する。一方、配線の厚さを拡大する方法では、最小パターン間隔や最小パターン幅が広くなるため小型のコンデンサやICが実装できない。
【0005】
更に、内部層に厚さの厚い電源層を有する場合、電源層が表面の電子部品とスルーホールで接続されることになり、大電流に対しては寄生インダクタンスの増加が影響して、インバータなどの効率が低下する虞がある。
そこで、本発明は、大電流に対応できると共に小型部品の実装も可能な多層基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る多層基板の一態様は、複数の導体層を有し、表面と裏面に電子部品が実装される多層基板であって、上記複数の導体層のうち、最も上記表面側に位置した電源層と、上記複数の導体層のうち、絶縁層を挟んで上記電源層に隣接したグランド層と、上記複数の導体層のうち、最も上記裏面側に位置し、上記電源層および上記グランド層よりも薄い裏面導体層と、を備える。
【発明の効果】
【0007】
本発明の多層基板によれば、大電流に対応できると共に小型部品の実装も可能である。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、電力供給装置の一実施形態を示す図。
図2は、入力側実装基板の裏面を示す拡大図。
図3は、入力側実装基板の構成を模式的に示す図。
図4は、プリント基板における第1の導体層のパターンを示す図。
図5は、プリント基板における第2の導体層のパターンを示す図。
図6は、プリント基板における第3の導体層のパターンを示す図。
図7は、プリント基板における第4の導体層のパターンを示す図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、電力供給装置の一実施形態を示す図である。
【0010】
図1には、電力供給装置の一実施形態に相当するインバータ回路基板100が示される。インバータ回路基板100は、モータに電力を供給して駆動させる装置である。
インバータ回路基板100は、入力側実装基板110と、出力側実装基板120と、スイッチングモジュール130と、制御用実装基板140とを備える。
【0011】
入力側実装基板110は、直流電源の電源ライン210が接続されて直流電力の供給を受ける。入力側実装基板110が、本発明の多層基板の一実施形態に相当する。なお、本発明の多層基板とは、電子部品が実装された実装基板と、電子部品を有さない基板単体との双方を含んだ概念である。
出力側実装基板120は、図示が省略されたモータの各相に繋がるモータケーブル220が接続されてモータへ電力を出力する。
【0012】
スイッチングモジュール130は、本実施形態では3つ備えられ、スイッチングによって直流電力を例えば交流電力に変換する。スイッチングモジュール130が、本発明にいうスイッチング回路の一例に相当する。
制御用実装基板140はスイッチングモジュール130におけるスイッチング動作を制御する。
【0013】
入力側実装基板110は、多層構造のプリント基板111と、プリント基板111に実装された電子部品112とを備える。図1には入力側実装基板110の表裏面のうち表面側が示され、入力側実装基板110の表面側には、電子部品112として、強電の電子部品および強電回路を構成する電子部品のうち少なくとも一方がプリント基板111上に実装される。具体的には、電子部品112として、スイッチングモジュール130からの環流電流を吸収するコンデンサなどが実装される。また、本実施形態の場合には、スイッチングモジュール130も、入力側実装基板110の表面側に実装される、本発明にいう電子部品の一例に相当する。
図2は、入力側実装基板の裏面を示す拡大図である。
【0014】
入力側実装基板110の裏面側には少なくとも弱電の電子部品がプリント基板111上に実装される。入力側実装基板110の表面側に実装された電子部品112が大型の電子部品であるのに対し、入力側実装基板110の裏面側に実装された電子部品112は小型の電子部品である。裏面側に実装された電子部品112には、表面実装型で端子間隔の小さい電子部品も含まれる。
図3は、入力側実装基板の構成を模式的に示す図である。
【0015】
入力側実装基板110のプリント基板111は、一例として4つの導体層113_1、113_2、113_3、113_4を備えた多層基板である。導体層113_1、……、113_4の相互間には、導体層113_1、……、113_4同士を絶縁する絶縁層114が設けられる。
【0016】
4つの導体層113_1、……、113_4は、表面側から順に、第1の導体層113_1、第2の導体層113_2、第3の導体層113_3、第4の導体層113_4である。第1の導体層113_1および第4の導体層113_4は適宜絶縁膜で覆われるが、本明細書では図示が省略される。
【0017】
第1の導体層113_1および第2の導体層113_2は、最小パターンサイズが0.6mm以上となる、例えば300μmの厚さを有する。このため、表面側に実装された電子部品112に対し、モータ駆動などに必要な大電流を供給可能であるとともにプリント基板111の面積を抑えることができる。なお、入力側実装基板110の表面側には電子部品112として強電の電子部品などと共に弱電の電子部品が共存されてもよい。但し、表面側に実装される弱電の電子部品は、厚い導電層における最小パターンサイズを超える端子間隔を有する電子部品であることが必要である。
【0018】
第1の導体層113_1は電源層であり、第2の導体層113_2はグランド層である。このため、第2の導体層113_2によってノイズが遮蔽され、裏面側に弱電の電子部品が実装可能となる。また、電源層である第1の導体層113_1が最表面側に位置するため、電子部品112と電源層との間における寄生インダクタが抑制され、例えばインバータ効率の向上が図られる。
【0019】
第3の導体層113_3および第4の導体層113_4は、例えば35μmの厚さを有する。このため、裏面側に実装される端子間隔の小さい電子部品に対応した高精細な導体パターンが形成可能である。
【0020】
このように、複数の導体層113_1、……、113_4のうち最も表面側の導体層が厚く、最も裏面側の導体層が薄いので、入力側実装基板110は大電流に対応できると共に小型部品の実装も可能である。
図4は、プリント基板における第1の導体層のパターンを示す図である。
【0021】
第1の導体層113_1における導体パターンは、ベタパターンに近い面積の広いパターンであり、このようなパターン形状によって第1の導体層113_1は、強電の電力供給に必要な断面積を有する。図4には、プリント基板111の表面側に実装されるコンデンサの端子の箇所115、およびスイッチングモジュール130の端子の箇所116も示される。
図5は、プリント基板における第2の導体層のパターンを示す図である。
【0022】
第2の導体層113_2における導体パターンも、ベタパターンに近い面積の広いパターンであり、第1の導体層113_1から発生するノイズが第2の導体層113_2によって効果的に遮蔽される。
図6は、プリント基板における第3の導体層のパターンを示す図である。
第3の導体層113_3における導体パターンは、第4の導体層113_4における導体パターンを補うパターンとなっている。
図7は、プリント基板における第4の導体層のパターンを示す図である。
【0023】
第4の導体層113_4は、表面実装型の電子部品などを実装するための高精細な導体パターンである。図7には、裏面側に実装される電子部品112の実装箇所117も示される。
【0024】
なお、上記では、本発明の多層基板における使用方法の一例としてモータ駆動用のインバータ回路基板を挙げたが、本発明の多層基板の使用方法は上記に限定されず、照明用や熱源用など広範囲に使用可能である。
【0025】
上述した実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0026】
100 :インバータ回路基板
110 :入力側実装基板
120 :出力側実装基板
130 :スイッチングモジュール
140 :制御用実装基板
111 :プリント基板
112 :電子部品
113_1、113_2、113_3、113_4 :導体層
114 :絶縁層
115、116 :端子の箇所
117 :実装箇所
210 :電源ライン
220 :モータケーブル

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