JP6699535B2 - 回路基板 - Google Patents

Description

本発明は、複数の導電層が絶縁基板を介して複数積層される回路基板に関するものである。

従来、例えば車両に搭載される車載電源システムにおいて、電気経路パターンがプリントされた回路基板を利用して、発電機や電気負荷に、蓄電池を接続する構成が知られている。この回路基板には、電気負荷と蓄電池とを接続するスイッチ素子が設けられており、そのスイッチ素子を制御することにより、各蓄電池の充放電が制御される。

車載電源システムに用いられるような回路基板では、一般的に電圧・電流が大きくなるため、発熱量が大きくなる。発熱量が増加すると、回路の不具合や故障の原因となる。そこで、回路基板では、さまざまな方法で放熱性を向上させている。例えば、特許文献１の回路基板では、電気経路パターンが形成された層とは異なる層に放熱パターンを設けて、スイッチ素子などの電子部品の発熱端子（ドレイン端子）を、貫通ビアを介して放熱パターンに接続している。これにより、発熱端子からの熱が、放熱パターンを介して放熱される。

特開２００８−２７０６８３号公報

ところで、特許文献１の回路基板では、放熱効果を向上させるため複数の貫通ビアを電気経路パターンに設けている。しかしながら、電気経路パターンが、複数の貫通ビアを介して、放熱パターンと接続されているため、発熱端子から流れる電流が、電気経路パターンを迂回して、放熱パターンに流れる場合がある。この場合、電気経路パターンにおける電流の流れにくさを示す回路特性（例えば、抵抗やインピーダンスなど）に影響を与える可能性がある。例えば、電流が、電気経路パターンのうち最も電流が流れにくい領域を、放熱パターンを介して迂回した場合、電気経路パターンにおける電流の流れにくさを示す回路特性に影響を与えることとなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、回路特性への影響を抑制しつつ、放熱することができる回路基板を提供することを主たる目的とするものである。

第１の発明は、絶縁基板と、前記絶縁基板の表面に設けられ、導電体からなる複数の導電層と、前記絶縁基板を貫通するように設けられ、前記複数の導電層を接続する導電性を有する複数の接続部材と、を備える回路基板において、前記導電層には、回路素子からの電流が流れる電気経路層と、放熱パターンが設けられた放熱層と、があり、前記複数の接続部材には、前記電気経路層と接続されており、かつ、電流が流れる電流方向において互いに異なる位置に配置された接続部材があり、前記放熱パターンには、前記異なる位置に配置された前記接続部材とそれぞれ接続される複数の放熱パターンがあり、それらの各放熱パターンは、前記放熱層において絶縁領域で区切られることにより、電気的に互いに独立して設けられていることを要旨とする。

電流方向において異なる位置に配置された複数の接続部材が、放熱パターンを介して互いに接続されていると、放熱パターンにも電流が流れる場合がある。この場合、電流の流れにくさを示す回路特性（例えば、抵抗やインピーダンスなど）は、電気経路層だけでなく、放熱パターンの形状や繋がり方などによっても影響を受ける場合がある。そこで、電流方向において異なる位置に配置された複数の接続部材とそれぞれ接続される放熱パターンは、放熱層において絶縁領域により区切られることにより、互いに独立して設けられているようにした。これにより、放熱パターンに電流が流れることがなく、電気経路層によって回路特性が定まる。すなわち、放熱パターンによる回路特性への影響を抑制することができる。

第２の発明は、前記電気経路層では、複数の第１回路素子から複数の第２回路素子への電流が流れるものであり、前記複数の第１回路素子は、互いに並列に接続されているとともに、前記複数の第２回路素子は、互いに並列に接続されており、前記電気経路層は、並列に接続されている前記複数の第１回路素子と、並列に接続されている前記複数の第２回路素子と、を直列に接続するものであることを要旨とする。

電気経路層では、並列に接続されている複数の第１回路素子と、並列に接続されている複数の第２回路素子と、を直列に接続するものである。このため、１つずつ回路素子が直列に接続されている場合と比較して、大きな電流が流れる場合がある。この場合であっても、放熱パターンを介して電流が流れることがないため、回路特性に影響を与えることなく、適切に放熱することができる。

第３の発明は、前記複数の第１回路素子及び前記複数の第２回路素子は、それぞれ列状に並び、かつ、それら各列が互いに対向して配置されており、前記電気経路層は、前記複数の第１回路素子から前記複数の第２回路素子に至るまで、延びるように設けられていることを要旨とする。

複数の第１回路素子及び複数の第２回路素子は、列状に配列されており、かつ、それらが互いに対向配置され、電気経路層は、その間を繋ぐように設けられている。このため、電流方向は、各回路素子の配置、及び電気経路層の形状により定めることができる。これにより、適切な放熱パターンを定めることができる。

第４の発明は、前記電気経路層において、前記第１回路素子から前記第２回路素子までの間には、前記複数の第１回路素子が配置される領域を基準として前記電流方向と直交する幅方向の長さが定められた設定領域が設けられており、互いに独立して設けられている前記各放熱パターンは、前記接続部材を介して当該設定領域と接続されている放熱パターンであることを要旨とする。

これにより、電気経路層では、複数の第１回路素子から集められた電流が、幅方向の長さが定められた設定領域に流れることとなる。このように設定された設定領域を迂回して、例えば、放熱パターンを介して電流が流れると、回路特性に影響を与えることとなる。そこで、互いに独立して設けられている前記各放熱パターンを、接続部材を介して設定領域と接続し、回路特性への影響を抑えるようにした。

第５の発明は、前記設定領域は、前記複数の第１回路素子が配置される領域と比較して前記幅方向の長さが狭い領域であることを要旨とする。

複数の第１回路素子が配置される領域よりも狭い設定領域では電流が流れにくくなるため、電流が当該領域を通過する場合、発熱量が多くなる。このため、当該領域と放熱パターンを接続することにより、他の領域と比較して効率的に放熱することができる。また、設定領域では、電流が流れにくくなるため、電気経路層の回路特性は、この設定領域によって定められるといえる。

しかしながら、この設定領域を迂回して、放熱パターンに電流が流れると、電気経路層の回路特性が、設定領域における電流の流れにくさだけで決まらなくなる。そこで、接続部材を介して設定領域と接続されている放熱パターンを、互いに独立して設けることとして、電気経路層の回路特性が、経路幅が他よりも狭い領域における電流の流れにくさで定まるようにした。これにより、電気経路層における回路特性の設定が容易となる。

第６の発明は、前記放熱パターンには、前記電気経路層において前記設定領域以外の領域に配置されている複数の前記接続部材を接続する放熱パターンがあることを要旨とする。

前記設定領域以外の領域を迂回して、放熱パターンに電流が流れても、回路特性に影響を与えることはほとんどない。このため、このような領域に配置されている複数の接続部材を繋げるように放熱パターンを設けることにより、絶縁領域を少なくし、放熱効率を向上させることができる。

第７の発明は、前記電気経路層において、前記回路素子が配置される領域を基準として前記電流方向と直交する幅方向の長さが定められた設定領域が設けられており、互いに独立して設けられている前記各放熱パターンは、前記接続部材を介して当該設定領域と接続されている放熱パターンであることを要旨とする。

設定された設定領域を迂回して、例えば、放熱パターンを介して電流が流れると、回路特性に影響を与えることとなる。そこで、互いに独立して設けられている前記各放熱パターンを、接続部材を介して設定領域と接続し、回路特性への影響を抑えるようにした。

第８の発明は、前記放熱パターンには、前記電流方向と直交する幅方向に沿って配置された複数の前記接続部材を接続する放熱パターンがあることを要旨とする。

電流方向と直交する幅方向に沿って配置された複数の接続部材は、電流方向における位置が同じであるため、電位も同じとなる。すなわち、当該複数の接続部材が放熱パターンを介して接続されても、放熱パターンに電流が流れない。そこで、当該複数の接続部材を接続するように、放熱パターンを接続することにより、放熱パターンを独立して設ける際に必要となる絶縁領域を小さくして、放熱パターンを大きくすることができる。すなわち、放熱パターンによる回路特性への影響を抑制しつつ、放熱効率を向上させることができる。

第９の発明は、前記絶縁基板は、複数あり、前記電気経路層は、前記絶縁基板に挟まれた中間層であり、前記放熱層は、前記回路基板の両側に設けられ、外部に露出する外層であることを要旨とする。

放熱層は、外層に配置されるため、中間層に設ける場合と比較して、放熱効率を向上させることができる。

第１０の発明は、前記外層のうち、一方の外層に前記回路素子が配置され、他方の外層が放熱層となることを要旨とする。

回路素子に干渉されることなく、放熱パターンの面積を大きくすることができる。また、回路素子の配置が容易となる。

第１１の発明は、前記回路基板は、電源装置に設けられた載置面に載置されるものであり、前記放熱パターンは、前記載置面と対向するように配置されることを要旨とする。

放熱パターンを、載置面と対向するように配置することにより、放熱パターンからの熱を載置面に伝達しやすくし、放熱効率を向上させることができる。

第１２の発明は、前記載置面は、導電性を有しており、前記放熱パターンは、絶縁体を介して、前記載置面と対向するように配置されることを要旨とする。

放熱パターンと載置面とにより、コンデンサを形成することができる。これにより、放熱パターンのノイズを除去することができる。また、絶縁体を介在させることにより、放熱パターンと載置面とにより形成されるコンデンサの容量を大きくすることができる。つまり、効率的にノイズを除去することができる。同時に、載置面と接触することを確実に防止でき、放熱パターンから載置面を介して電流が流れることを防止できる。

第１３の発明は、前記回路基板は、発電機又は電気負荷に蓄電池が接続される車載電源システムの電源装置に適用され、前記回路素子は、前記蓄電池と接続される前記電気経路層を通電又は通電遮断の状態に切り替えるスイッチング素子であることを要旨とする。

発電機又は電気負荷に蓄電池が接続される車載電源システムの電源装置に適用される回路基板であり、スイッチング素子が接続される電気経路層が設けられている回路基板であるため、大電流が流れうる。このため、放熱パターンによる回路特性への影響を抑制しつつ、放熱効率を向上させることにより、大電流が流れうる回路基板として適切なものとなる。

電源装置の斜視図。 カバー部材を取り外した電源装置の斜視図。 電源装置を構成する各部を分解して示す分解斜視図。 ベース部材の斜視図。 カバー部材を取り外した電源装置の平面図。 図９の回路基板のＶ−Ｖ線切断部端面図。 車載電源システムの回路図。 回路基板の拡大平面図。 第１層を示す平面図。 第２層を示す平面図。 第４層を示す平面図。

以下、本発明に係る電源装置を具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、車両に搭載される車載電源システムに利用される電源装置として具体化した場合を想定している。電源装置１０は、例えば、車両の座席の下に搭載される。車両は、内燃機関であるエンジンと、エンジンやその他各部を制御する車載ＥＣＵと、エンジンにより駆動されて発電する発電機と、発電機の発電電力により充電される蓄電部とを備えている。本実施形態では、蓄電部として、鉛蓄電池を用いている。

まずは、電源装置１０の全体構成について図１〜図３を用いて説明する。なお、以下の説明では便宜上、電源装置１０を水平面に設置した状態である図１を基準に、電源装置１０の上下方向を規定することとしている。各図に、上下方向である高さ方向ＨＤ、幅方向ＷＤ、及び奥行き方向ＤＤを示す。

電源装置１０は、複数の単電池（例えば、リチウムイオン蓄電池）を有する電池モジュール２０と、電池モジュール２０の充放電制御等を行うための電子部品が搭載される回路基板３０と、ベース部材４０及びカバー部材４１を有する収容ケース４２とを備えている。複数の単電池は、直列接続されて組電池を構成している。電池モジュール２０及び回路基板３０のそれぞれは、図２に示すように、ベース部材４０に対して固定されている。図２に示す一体の組付部品に対してカバー部材４１が上方から組み付けられることにより、図１に示す電源装置１０となる。これにより、電池モジュール２０及び回路基板３０が収容ケース４２内に収容された状態となっている。

電源装置１０は、第１外部端子１０１、第２外部端子１０２及び第３外部端子１０３を備えている。第１外部端子１０１には、モータ機能付き発電機であるＩＳＧ２００が電気的に接続されている。また、ＩＳＧ２００は、エンジン２０１の出力軸から伝達される動力により発電し、ＩＳＧ２００の発電電力の少なくとも一部は、電池モジュール２０に供給される。これにより、電池モジュール２０が充電される。また、ＩＳＧ２００は、電源装置１０から電力を供給される場合もある。これにより、ＩＳＧ２００は、モータとして機能し、エンジン２０１とともに動力源として機能する。

第２外部端子１０２には、車両に搭載された第１電気負荷２０２が電気的に接続されている。本実施形態において、第１電気負荷２０２は、蓄電部としての鉛蓄電池と、エンジン２０１の出力軸に初期回転を付与するスタータとを含む。

第３外部端子１０３には、車両に搭載された第２電気負荷２０３が電気的に接続されている。第２電気負荷２０３は、供給電力の電圧が一定、又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定であることが要求される定電圧要求負荷が含まれる。定電圧要求負荷である電気負荷１５の具体例としては、ナビゲーション装置やオーディオ装置、メータ装置、車載ＥＣＵ等の各種ＥＣＵが挙げられる。

次に、電源装置１０の各部構成について詳しく説明する。

＜収容ケース４２のベース部材４０＞
図４を用いて、収容ケース４２のベース部材４０について説明する。ベース部材４０は、例えばアルミニウム等の金属材料により成型されている。ベース部材４０は、段差を有する底部４３と、底部４３の周縁部又はその周縁部付近から起立して設けられる壁部４４とを備えている。

ベース部材４０は、回路基板３０に搭載された電子部品等で生じた熱を電源装置１０の外部に放出する放熱部４５を備えている。放熱部４５は、底部４３の上面から上方に延びており、略長方形状をなしている。放熱部４５の長手方向と幅方向ＷＤとは一致しており、放熱部４５の長手方向の一端は、壁部４４のうち奥行き方向ＤＤに延びる部分の壁面まで延びている。

放熱部４５は、その上端面に回路基板３０に対向する載置面としての対向面４５ａを備えている。対向面４５ａは平坦に形成されている。回路基板３０にて生じた熱は、放熱部４５及び底部４３を介して電源装置１０の外部に放出される。

図３に示すように、対向面４５ａには、電気的絶縁性を有する絶縁体としての絶縁シート４６を介して回路基板３０が載置され、ネジによって固定される。これにより、対向面４５ａと回路基板３０との間には絶縁シート４６が挟み込まれ、回路基板３０と放熱部４５とが電気的に絶縁されている。なお、底部４３、壁部４４及び放熱部４５は、ダイカスト鋳造により一体成型されている。

＜回路基板３０＞
図５に示すように、本実施形態の回路基板３０は、略Ｌ字状をなすプリント基板である。回路基板３０は、図６に示すように、導電体により薄膜状に形成された導電層が複数（４層）積層されている。すなわち、回路基板３０は、多層基板（積層基板）である。以下では、導電層を、上方（カバー部材４１側）から順番に、第１層３１、第２層３２、第３層３３、第４層３４と示す。第４層３４が絶縁シート４６を介して対向面４５ａと対向することとなる。各層の間には、絶縁体で形成された板状の絶縁層としての絶縁基板がそれぞれ設けられている。以下では、第１層３１と第２層３２との間に設けられた基板を、第１基板３５と示し、第２層３２と第３層３３との間に設けられた基板を、第２基板３６と示し、第３層３３と第４層３４との間に設けられた基板を、第３基板３７と示す。

図５に示すように、回路基板３０の表面（第１層３１側）には、各種の電子部品が実装される。例えば、回路基板３０において、幅方向ＷＤの略中央には、第１スイッチＳＷ１が搭載されており、第１スイッチＳＷ１は、複数（本実施形態では６つ）の第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６から構成されている。第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６は、幅方向ＷＤに３列に並ぶとともに奥行き方向ＤＤに２列に並ぶように搭載されている。また、回路基板３０において、第１スイッチＳＷ１よりも右側（図５における右側）には、第２スイッチＳＷ２が搭載されており、第２スイッチＳＷ２は、複数（本実施形態では８つ）の第２スイッチ素子Ｓｂ１〜Ｓｂ８から構成されている。第２スイッチ素子Ｓｂ１〜Ｓｂ８は、幅方向ＷＤに４列に並ぶとともに奥行き方向ＤＤに２列に並ぶように搭載されている。

また、回路基板３０において、第１スイッチＳＷ１よりも左側（図５における左側）には、第３スイッチＳＷ３が搭載されており、第３スイッチＳＷ３は、複数（本実施形態では２つ）の第３スイッチ素子Ｓｃ１，Ｓｃ２から構成されている。第３スイッチ素子Ｓｃ１，Ｓｃ２は、奥行き方向ＤＤに並ぶように搭載されている。また、回路基板３０において、第２スイッチＳＷ２よりも右側には、第４スイッチＳＷ４が搭載されており、第４スイッチＳＷ４は、複数（本実施形態では２つ）の第４スイッチ素子Ｓｄ１，Ｓｄ２から構成されている。第４スイッチ素子Ｓｄ１，Ｓｄ２は、奥行き方向ＤＤに並ぶように搭載されている。本実施形態では、各スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６，Ｓｂ１〜Ｓｂ８，Ｓｃ１，Ｓｃ２，Ｓｄ１，Ｓｄ２は、回路素子（半導体スイッチング素子）であり、具体的にはＭＯＳＦＥＴが用いられている。

また、回路基板３０において、幅方向ＷＤの端部には、各スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６，Ｓｂ１〜Ｓｂ８，Ｓｃ１，Ｓｃ２，Ｓｄ１，Ｓｄ２のオンオフを制御して、電池モジュール２０の充放電制御を行うマイコン８０が搭載されている。また、電源装置１０は、図３に示すように、複数のバスバーからなるバスバーユニット９０を備えている。バスバーユニット９０により、第１外部端子１０１、第２外部端子１０２及び第３外部端子１０３と、回路基板３０が接続されている。

ここで、電源装置１０の電気回路について、電気回路図を用いて説明する。図７に示すように、電源装置１０には、各外部端子１０１，１０２を繋ぐ電気経路Ｌ１と、電気経路Ｌ１上の接続点Ｎ１と電池モジュール２０とを繋ぐ電気経路Ｌ２とが設けられている。このうち電気経路Ｌ１に第１スイッチＳＷ１が設けられ、電気経路Ｌ２に第２スイッチＳＷ２が設けられている。

第１スイッチＳＷ１は、２組の第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６に分けられ、２組の第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６を直列に接続するように構成されている。各組の第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６は、３つの第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６により構成されており、並列に接続されている。本実施形態では、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３の組と、第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６の組に分けられており、各組において第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６が並列に接続されている。

また、各組において、３つの第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６を並列に接続する際、ＭＯＳＦＥＴ（スイッチ素子）が有する寄生ダイオードのカソードの向きが同じ方向となるように接続される。その一方、２組の第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６を直列に接続する際、各組のカソードの向きが反対側となるように接続されている。

具体的には、第１スイッチＳＷ１のうち、第２外部端子１０２側に接続される第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３は、そのカソードを第２外部端子１０２側とする向きで並列に接続されている。一方、第１スイッチＳＷ１のうち、第１外部端子１０１側に接続される第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６は、そのカソードを第１外部端子１０１側とする向きで並列に接続されている。つまり、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３が有する寄生ダイオードのアノードと、第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６が有する寄生ダイオードのアノードと、が接続されることとなる。

第２スイッチＳＷ２は、スイッチ素子の数を除き、第１スイッチＳＷ１と基本的な構成は同じである。具体的には、第２スイッチＳＷ２のうち、第１外部端子１０１側に接続される第２スイッチ素子Ｓｂ１〜Ｓｂ４は、そのカソードを第１外部端子１０１側とする向きで並列に接続されている。一方、第２スイッチＳＷ２のうち、電池モジュール２０側に接続される第２スイッチ素子Ｓｂ５〜Ｓｂ８は、そのカソードを電池モジュール２０側とする向きで並列に接続されている。つまり、第２スイッチ素子Ｓｂ１〜Ｓａ４が有する寄生ダイオードのアノードと、第２スイッチ素子Ｓｂ５〜Ｓｂ８が有する寄生ダイオードのアノードと、が接続されることとなる。

上記のようにして、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２が構成されることで、例えば第１スイッチＳＷ１がオフ（開放）状態となった場合、つまり第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６がオフ状態となった場合において、寄生ダイオードを通じて電流が流れることが完全に遮断される。

なお、第１スイッチＳＷ１における第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６の寄生ダイオードの向きを互いに変更し、寄生ダイオードがカソード同士で接続されるようにしてもよい。具体的には、寄生ダイオードのアノードを第１外部端子１０１側とする向きで、３つの第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３を並列に接続し、寄生ダイオードのアノードを第２外部端子１０２側とする向きで、３つの第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６を並列に接続してもよい。なお、第２スイッチＳＷ２についても同様である。

また、半導体スイッチとして、ＭＯＳＦＥＴに代えて、ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタ等を用いることも可能である。ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタを用いた場合には、上記の寄生ダイオードの代わりに各半導体スイッチにそれぞれダイオードを並列に接続させる。

また、電気経路Ｌ１において第２外部端子１０２と第１スイッチＳＷ１との間の接続点Ｎ２には、電気経路Ｌ３の一端が接続される。それとともに、電気経路Ｌ２において電池モジュール２０と第２スイッチＳＷ２との間の接続点Ｎ４には、電気経路Ｌ４の一端が接続されている。これら電気経路Ｌ３，Ｌ４の他端同士が中間点Ｎ３で接続されている。また、中間点Ｎ３と第３外部端子１０３とが電気経路Ｌ５により接続されている。電気経路Ｌ３，Ｌ４にはそれぞれ第３スイッチＳＷ３と第４スイッチＳＷ４が設けられている。

第３スイッチＳＷ３は、第３スイッチ素子Ｓｃ１，Ｓｃ２を直列に接続するように構成されている。第３スイッチ素子Ｓｃ１，Ｓｃ２を直列に接続する際、各第３スイッチ素子Ｓｃ１，Ｓｃ２が有するカソードの向きが反対側となるように接続されている。つまり、第３スイッチ素子Ｓｃ１，Ｓｃ２のアノード同士が接続されている。第４スイッチＳＷ４も同様である。なお、第３スイッチＳＷ３と第４スイッチＳＷ４も、第１スイッチＳＷ１と同様に構成してもよい。

第１外部端子１０１から第１スイッチＳＷ１又は第２スイッチＳＷ２までの電気経路は、バスバーユニット９０のバスバーにより構成されている。同様に、第２外部端子１０２から第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３までの電気経路は、バスバーにより構成されている。第２スイッチＳＷ２から電池モジュール２０又は第４スイッチＳＷ４までの電気経路は、バスバーにより構成されている。第３外部端子１０３から、第４スイッチＳＷ４及び第３スイッチＳＷ３までの電気経路は、バスバーにより構成されている。

一方、第１スイッチＳＷ１〜第４スイッチＳＷ４において、スイッチ素子同士を直列に接続する電気経路は、回路基板３０に設けられている。以下、スイッチ素子同士を接続するための構成について詳しく説明する。なお、第１スイッチＳＷ１〜第４スイッチＳＷ４は、接続されるスイッチ素子の数が異なるだけで、同様に接続されている。このため、第１スイッチＳＷ１を例示して説明し、第２スイッチＳＷ２〜第４スイッチＳＷ４の説明は省略する。

図８に示すように、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３は、奥行き方向ＤＤの電池モジュール２０側において、横並びに（列状（本実施形態では１列状）に）配置されている。一方、第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６は、奥行き方向ＤＤにおいて、他方側に、横並びに（列状（本実施形態では１列状）に）配置されている。なお、図８においては、上側に第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３が配置され、下側に第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３が配置されている。また、奥行き方向ＤＤにおいて、各第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３が、各第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６とそれぞれ対向するように配置されている。また、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３が並ぶ直線は、第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６が並ぶ直線と平行となっている。

図６に示すように、第１層３１〜第４層３４は、導電体により薄膜状に形成されており、例えば、銅箔等により構成される。第１層３１〜第４層３４は、第１基板３５〜第３基板３７に印刷等されることにより設けられる。具体的には、第１層３１は、第１基板３５の表面（上面）に印刷されることにより設けられる。第２層３２は、第２基板３６の表面（上面）に印刷されることにより設けられる。第３層３３は、第３基板３７の表面（上面）に印刷されることにより設けられる。第４層３４は、第３基板３７の表面（下面）に印刷されることにより設けられる。

なお、第２層３２は、第１基板３５と第２基板３６の間に設けられれば、第１基板３５と第２基板３６のうちいずれの面に設けられていてもよい。同様に、第３層３３は、第２基板３６と第３基板３７の間に設けられれば、第２基板３６と第３基板３７のうちいずれの面に設けられていてもよい。

また、回路基板３０には、第１層３１〜第４層３４（及び第１基板３５〜第３基板３７）を貫通する貫通ビア５１〜５４（多層貫通ビアホール）が複数設けられている。すなわち、貫通ビア５１〜５４は、第１層３１〜第４層３４に対して交わるように（直交するように）設けられている。貫通ビア５１〜５４は、第１層３１〜第４層３４に設けられた貫通孔の内側に、導電体を挿入すること（例えば、銅メッキを施すこと）により、構成されている。したがって、貫通ビア５１〜５４を介して、電流を流すことが可能となっている。また、貫通ビア５１〜５４を介して、熱を伝達可能となっている。このため、貫通ビア５１〜５４は、複数の導電層を接続する接続部材に相当する。

次に第１スイッチＳＷ１が配置される領域（図８において破線で示す領域）において、各第１層３１〜第４層３４の構成について説明する。図９に示すように、第１層３１には、電流が流れる電気経路パターンが設けられており、電気経路層となる。第１層３１の電気経路パターンは、２つに分かれている。第１層３１の電気経路パターンのうち、奥行き方向ＤＤにおいて、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３側における領域（上側の領域）を、第１領域３１１と示し、第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６側における領域（下側の領域）を、第２領域３１２と示す。

第１領域３１１は、各第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３のドレイン端子と接続される。この第１領域３１１は、長方形状の通電領域であり、その長手方向が幅方向ＷＤに沿って設けられている。また、第１領域３１１の長手方向の長さは、少なくとも、第１スイッチ素子Ｓａ１から第１スイッチ素子Ｓａ３までの幅よりも長くなっている。

同様に、第２領域３１２は、各第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６のドレイン端子と接続される。この第２領域３１２は、長方形状の通電領域であり、その長手方向が幅方向ＷＤに沿って設けられている。また、第２領域３１２の長手方向の長さは、少なくとも、第１スイッチ素子Ｓａ４から第１スイッチ素子Ｓａ６までの幅よりも長くなっている。

第１層３１において、第１領域３１１と第２領域３１２は、絶縁領域３１３により区切られている。すなわち、第１層３１において、第１領域３１１と、第２領域３１２は、接続されていない。具体的には、第１領域３１１と、第２領域３１２との間には、幅方向ＷＤに沿って直線状の絶縁領域３１３が設けられている。

なお、第１領域３１１と第２領域３１２との間には、温度検出素子３１４が配置されている。また、第１領域３１１と第２領域３１２との間において、この温度検出素子３１４と接続される電気経路パターン３１５が設けられている。この電気経路パターン３１５は、第１層３１において、第１領域３１１及び第２領域３１２と接続されることがない。温度検出素子３１４と接続される電気経路パターン３１５は、制御部としてのマイコン８０などと接続されており、各スイッチ素子の温度を検出して、検出結果を出力するように構成されている。

また、第１層３１において、貫通ビア５１が、第１領域３１１に複数配置されており、第１領域３１１と接続されている。同様に、第１層３１において、貫通ビア５２が、第２領域３１２に複数配置されており、第２領域３１２と接続されている。また、第１領域３１１内に設けられた複数の絶縁領域３１６においても、それぞれ複数の貫通ビア５３が配置されている。同様に、第２領域３１２内に設けられた複数の絶縁領域３１７においても、複数の貫通ビア５４が配置されている。

以下では、第１領域３１１と接続される貫通ビア５１を、第１貫通ビア５１と示し、第２領域３１２と接続される貫通ビア５２を、第２貫通ビア５２と示す。また、第１領域３１１内の絶縁領域３１６に配置された貫通ビア５３を、第３貫通ビア５３と示し、第２領域３１２内の絶縁領域３１７に配置された貫通ビア５４を、第４貫通ビア５４と示す。

図１０に基づき、第２層３２について説明する。なお、図１０の上側が、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３側となり、第２層３２を上方から見た図である。第２層３２には、電流が流れる電気経路パターンが設けられており、経路層となる。第２層３２の電気経路パターンは、略長方形状に構成されており、幅方向ＷＤの長さが奥行き方向ＤＤよりも長くなっている。第２層３２の電気経路パターンは、奥行き方向ＤＤにおいて、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３の接続位置から、第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６の接続位置まで、繋がるように設けられている。つまり、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３と、第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６との間に、２つの領域を仕切る絶縁領域が設けられていない。

また、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３側の第１領域３１１及び第３領域３２１における経路幅（幅方向ＷＤの長さ）は、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３のうち両端の間隔よりも広くなっている。同様に、第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６側の第２領域３１２及び第４領域３２２における経路幅（幅方向ＷＤの長さ）は、第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６のうち両端までの間隔よりも広くなっている。

第２層３２において、奥行き方向ＤＤの中央付近には、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３が配置されている第１領域３１１を基準として電流方向と直交する幅方向ＷＤの長さが定められた領域が設けられている。より詳しくは、第２層３２において、奥行き方向ＤＤの中央付近には、第１領域３１１と比較して、電気経路パターンの経路幅が狭くなる領域（以下、括れ領域３２３と示す）が設けられている。より詳しく説明すると、第２層３２の電気経路パターンには、奥行き方向ＤＤの略中央において、幅方向ＷＤの外側から幅方向ＷＤに沿って直線状の切込み３２４が設けられている。すなわち、幅方向ＷＤの外側から内側に向かって、直線状の絶縁領域３２４ａが設けられている。

この切込み３２４は、幅方向ＷＤにおける内側端部において、奥行き方向ＤＤの両側に延びるように形成されている。すなわち、幅方向ＷＤの外側から内側に沿って延びる絶縁領域３２４ａの幅方向ＷＤにおける内側端部には、奥行き方向ＤＤの中央から外側に向かって、直線状の絶縁領域３２４ｂが設けられている。この切込み３２４により、第２層３２の電気経路パターンには、奥行き方向ＤＤの中央付近において、幅ＷＤ１（幅方向ＷＤの長さ）、長さＤＤ１（奥行き方向ＤＤの長さ）の括れ領域３２３が形成されている。この括れ領域３２３は、複数の第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３が配置される第１領域３１１を基準として電流方向と直交する幅方向ＷＤの長さが定められた設定領域といえる。

第２層３２の電気経路パターンのうち、奥行き方向ＤＤにおいて、括れ領域３２３又は絶縁領域３２４ａよりも第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３側の領域を、第３領域３２１と示し、括れ領域３２３又は絶縁領域３２４ａよりも第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６側の領域を、第４領域３２２と示す。第１層３１と第２層３２を重ねた場合、第３領域３２１は、第１領域３１１に含まれる。同様に、第１層３１と第２層３２を重ねた場合、第４領域３２２は、第２領域３１２に含まれる。

第２層３２において、貫通ビア５１〜５４は、電気経路パターンと接続するように配置されている。詳しくは、第１層３１において第１領域３１１に配置され、第１領域３１１と接続されている第１貫通ビア５１は、第２層３２において第３領域３２１に配置され、第３領域３２１と接続されている。すなわち、第１領域３１１と接続されている第１貫通ビア５１は、奥行き方向ＤＤにおいて、括れ領域３２３と重なる場合には、括れ領域３２３よりも第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３側に配置され、第２層３２の電気経路パターンと接続されている。一方、第１領域３１１と接続されている第１貫通ビア５１は、奥行き方向ＤＤにおいて、括れ領域３２３と重ならない場合には、絶縁領域３２４ａよりも第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３側に配置され、第２層３２の電気経路パターンと接続されている。

また、第１層３１において第２領域３１２に配置され、第２領域３１２と接続されている第２貫通ビア５２は、第２層３２において第４領域３２２に配置され、第４領域３２２と接続されている。すなわち、第２領域３１２と接続されている第２貫通ビア５２は、奥行き方向ＤＤにおいて、括れ領域３２３と重なる場合には、括れ領域３２３よりも第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６側に配置され、第２層３２の電気経路パターンと接続されている。一方、第２領域３１２と接続されている第２貫通ビア５２は、奥行き方向ＤＤにおいて、括れ領域３２３と重ならない場合には、絶縁領域３２４ａよりも第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６側に配置され、第２層３２の電気経路パターンと接続されている。

すなわち、括れ領域３２３は、電気経路パターンにおいて、第１領域３１１及び第２領域３１２と接続されている貫通ビア５１，５２が配置されていない領域に設けられている。これにより、括れ領域３２３は、貫通ビア５１，５２を介して、第１領域３１１及び第２領域３１２と接続されていないこととなる。

一方、第２層３２の括れ領域３２３に設けられ、括れ領域３２３と接続する第３貫通ビア５３及び第４貫通ビア５４は、第１層３１において、第１領域３１１内及び第２領域３１２内の絶縁領域３１６，３１７に配置される。つまり、括れ領域３２３に設けられた貫通ビア５３，５４は、第１層３１において、電気経路パターンを介して第１スイッチ素子Ｓａ〜Ｓａ６と接続されないように、第１領域３１１及び第２領域３１２と絶縁される絶縁領域３１６，３１７に配置されている。なお、第３層３３は、第２層３２と同じ構成をしているため、説明を省略する。

図１１に基づき、第４層３４について説明する。なお、図１１の上側が、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３側となり、第４層３４を上方から見た図である。第４層３４には、放熱パターン３４０が設けられている。第４層３４の放熱パターン３４０は、２つに分かれている。第４層３４の放熱パターン３４０のうち、奥行き方向ＤＤにおいて、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３側における領域を、第５領域３４１と示し、第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６側における領域を、第６領域３４２と示す。

第５領域３４１は、横長形状の領域であり、その長手方向が幅方向ＷＤに沿って設けられている。また、第５領域３４１の長手方向の長さは、少なくとも、第１スイッチ素子Ｓａ１から第１スイッチ素子Ｓａ３までの幅よりも長くなっている。

同様に、第６領域３４２は、横長形状の領域であり、その長手方向が幅方向ＷＤに沿って設けられている。また、第６領域３４２の長手方向の長さは、少なくとも、第１スイッチ素子Ｓａ４から第１スイッチ素子Ｓａ６までの幅よりも長くなっている。

第４層３４において、第５領域３４１と第６領域３４２は、絶縁領域３４３により区切られている。すなわち、第４層３４において、第５領域３４１と、第６領域３４２は、接続されていない。絶縁領域３４３は、幅方向ＷＤの中央付近において奥行き方向ＤＤの長さ（幅）が大きくなっている。

また、第１層３１と第４層３４を重ねた場合、第５領域３４１は、第１領域３１１に含まれる。同様に、第１層３１と第４層３４を重ねた場合、第６領域３４２は、第２領域３１２に含まれる。第２層３２（又は第３層３３）と第４層３４を重ねた場合、第５領域３４１は、第３領域３２１とほぼ重なり、括れ領域３２３と重ならない。同様に、第２層３２（又は第３層３３）と第４層３４を重ねた場合、第６領域３４２は、第４領域３２２とほぼ重なり、括れ領域３２３と重ならない。

また、第２層３２（又は第３層３３）と第４層３４を重ねた場合、括れ領域３２３は、第５領域３４１と第６領域３４２の間に設けられた絶縁領域３４３にほぼ含まれる。すなわち、絶縁領域３４３の中央部分における幅方向ＷＤの長さは、括れ領域３２３の幅ＷＤ１とほぼ同じであり、絶縁領域３４３の中央部分における奥行き方向ＤＤの長さは、括れ領域３２３の長さＤＤ１とほぼ同じである。また、絶縁領域３４３の中央位置と、括れ領域３２３の中央位置がほぼ同じである。

なお、奥行き方向ＤＤの中央付近に設けられた絶縁領域３４３には、幅方向ＷＤの中央において、第５領域３４１と接続される配線状の電気経路パターン３４４と、第６領域３４２と接続される配線状の電気経路パターン３４５が設けられている。これらの電気経路パターン３４４，３４５は、図示しない電流検出回路又は電圧検出回路の端子とそれぞれ接続されている。この電気経路パターン３４４，３４５を介して、電流検出回路又は電圧検出回路は、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６の間（すなわち、第１スイッチＳＷ１）における電流又は電圧を検出し、検出結果を制御部としてのマイコン８０等に出力する。

第４層３４において、第５領域３４１には、複数の第１貫通ビア５１が配置されており、第５領域３４１と接続されている。第５領域３４１と接続されている第１貫通ビア５１は、第１層３１において、第１領域３１１に配置され、第１領域３１１と接続されている。また、第５領域３４１と接続されている第１貫通ビア５１は、第２層３２及び第３層３３において、第３領域３２１に配置されており、第３領域３２１と接続されている。すなわち、第５領域３４１と接続されている複数の第１貫通ビア５１は、括れ領域３２３に配置されていない。

具体的には、第５領域３４１と接続されている第１貫通ビア５１は、第２層３２において、奥行き方向ＤＤにおいて、括れ領域３２３と重なる場合には、括れ領域３２３よりも第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３側に配置されている。一方、第５領域３４１と接続されている第１貫通ビア５１は、第２層３２において、奥行き方向ＤＤにおいて、括れ領域３２３と重ならない場合には、絶縁領域３２４ａよりも第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３側に配置されている。

同様に、第４層３４において、第６領域３４２には、複数の第２貫通ビア５２が配置されており、第６領域３４２と接続されている。第６領域３４２と接続されている第２貫通ビア５２は、第１層３１において、第２領域３１２に配置され、第２領域３１２と接続されている。また、第６領域３４２と接続されている第２貫通ビア５２は、第２層３２及び第３層３３において、第４領域３２２に配置されており、第４領域３２２と接続されている。すなわち、第６領域３４２と接続されている第２貫通ビア５２は、括れ領域３２３に配置されていない。

具体的には、第６領域３４２と接続されている第２貫通ビア５２は、第２層３２（又は第３層３３）において、奥行き方向ＤＤにおいて、括れ領域３２３と重なる場合には、括れ領域３２３よりも第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６側に配置されている。一方、第６領域３４２と接続されている第２貫通ビア５２は、第２層３２（又は第３層３３）において、奥行き方向ＤＤにおいて、括れ領域３２３と重ならない場合には、絶縁領域３２４ａよりも第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６側に配置されている。

また、第４層３４において、第５領域３４１と第６領域３４２との間の絶縁領域３４３には、第３貫通ビア５３及び第４貫通ビア５４が配置される。これらの貫通ビア５３，５４は、第１層３１において、絶縁領域３１６，３１７内に配置されており、第１層３１の電気経路パターンと接続されていない。また、第５領域３４１と第６領域３４２との間の絶縁領域３４３に配置された貫通ビア５３，５４は、第２層３２及び第３層３３において、括れ領域３２３内に配置され、括れ領域３２３と接続されている。

ここで、貫通ビア５１〜５４が各層においてどのように配置されているかについて説明する。第１層３１において、第１領域３１１に接続された第１貫通ビア５１は、第２層３２（及び第３層３３）において、第３領域３２１と接続され、第４層３４において、第５領域３４１と接続されている。第１層３１において、第２領域３１２に接続された第２貫通ビア５２は、第２層３２（及び第３層３３）において、第４領域３２２と接続され、第４層３４において、第６領域３４２と接続されている。第１領域３１１内の絶縁領域３１６に配置された第３貫通ビア５３は、第２層３２（及び第３層３３）において、括れ領域３２３と接続され、第４層３４において、絶縁領域３４３内に配置されている。第２領域３１２内の絶縁領域３１６に配置された第４貫通ビア５４は、第２層３２（及び第３層３３）において、括れ領域３２３と接続され、第４層３４において、絶縁領域３４３内に配置されている。

次に、電流の流れについて説明する。図９〜図１１において、電流の流れを矢印で示す。なお、本実施形態では、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３側から、第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６側へ電流が流れるものとして説明する。この場合、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３が、第１回路素子であり、第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６が、第２回路素子となる。第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６側から、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３側へ電流が流れる場合も電流の方向が違うだけで同様である。

図９に示すように、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６の各ゲート端子に信号が入力されている場合（通電状態となる場合）、外部の電圧源から入力された電流が、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３の各ドレイン端子を介して第１領域３１１へ流れる。電圧源としては、例えば、ＩＳＧ２００や電池モジュール２０等がある。第１領域３１１に流れた電流は、第１領域３１１と接続されている複数の第１貫通ビア５１を介して、第２層３２及び第３層３３の第３領域３２１に流れる。

この際、第１領域３１１と接続されている第１貫通ビア５１は、第２層３２及び第３層３３において、括れ領域３２３に配置されていない。このため、電流が、第１領域３１１と接続されている第１貫通ビア５１から括れ領域３２３に直接流れることはない。

そして、図１０に示すように、第２層３２及び第３層３３において、電気経路パターンに沿って第３領域３２１→括れ領域３２３→第４領域３２２の順番に、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３側から第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６側へ電流が流れる。

その後、第４領域３２２に接続されている第２貫通ビア５２を介して、第１層３１における第２領域３１２に電流が流れる。図９に示すように、第２領域３１２に流れた電流は、第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６の各ドレイン端子を介して、外部の電気負荷へと流れていく。電気負荷としては、第１電気負荷２０２、第２電気負荷２０３又は電池モジュール２０等がある。このように回路基板３０の各層に設けられた電気経路パターンに沿って電流が流れる。

第１領域３１１と第２領域３１２は、接続されていないので、第１領域３１１から第２領域３１２へ直接電流が流れることはない。同様に、第５領域３４１と第６領域３４２は、直接接続されていないので、第５領域３４１から第６領域３４２へ直接電流が流れることはない。なお、第５領域３４１と第６領域３４２は、電気経路パターン３４４，３４５及び電流検出回路（または電圧検出回路）を介して接続されており、これらの経路を介して電流が流れることはありうる。ただし、電流検出回路（または電圧検出回路）の回路特性は、回路基板３０における電気経路パターンの回路特性と比較して、きわめて大きいため、電流が流れたとしても、流れる電流は無視できるほどわずかである。

このように回路基板３０を通過する電流は、必ず、第２層３２及び第３層３３の括れ領域３２３を通過する。この括れ領域３２３は、回路基板３０における電気経路パターンにおいて、他の経路よりも経路幅が狭くなっており、電流が最も流れにくい。経路幅は、電流が流れる電流方向と直交する方向における幅のことである。このため、電気経路パターンにおける電流の流れにくさを示す回路特性（抵抗やインピーダンス）は、括れ領域３２３の長さ及び幅により、決定されることとなる。なお、厚さは、ほぼ均一であるため、導電層の厚さは、回路特性に影響は与えない。すなわち、括れ領域３２３の幅ＷＤ１及び長さＤＤ１に基づき、電気経路パターンの回路特性を設定可能に構成されているといえる。

また、経路幅が狭くなる括れ領域３２３は、電流が流れにくくなっている（インピーダンスが大きい）ため、他の領域（第３領域３２１や第４領域３２２等）と比較して熱が発生しやすい。このため、この括れ領域３２３を、貫通ビアを介して放熱パターンと接続し、放熱することが望ましい。

しかしながら、放熱パターンも導電性を有しているため、放熱パターン同士を接続すると、括れ領域３２３を迂回して、すなわち、放熱パターンを介して電流が流れる可能性がある。この場合、回路特性に影響を与えることとなり、括れ領域３２３の形状によって回路特性を定めることができなくなる。例えば、第４層３４において、電位が異なる貫通ビアが、放熱パターンを介して接続されている場合、括れ領域３２３を迂回して、放熱パターンに電流が流れる。この場合、括れ領域３２３の形状だけでは、回路特性が定められない。そこで、本実施形態の回路基板３０では、以下のように構成した。

第４層３４には、導電体（例えば、銅箔）により薄膜状に形成された放熱パターン６１，６２が設けられている。このため、第４層３４は、放熱層といえる。この放熱パターン６１，６２は、第５領域３４１と第６領域３４２との間の絶縁領域３４３に配置される。また、第４層３４と第２層３２（又は第３層３３）を重ねた場合、放熱パターン６１，６２は、括れ領域３２３に含まれるように配置される。

第５領域３４１と第６領域３４２との間の絶縁領域３４３には、複数の放熱パターン６１，６２が設けられており、各放熱パターン６１，６２は、それぞれ長方形状に形成されている。そして、各放熱パターン６１，６２は、奥行き方向ＤＤにおいて２列、幅方向ＷＤに１２列で配列されている。

また、放熱パターン６１，６２には、貫通ビア５３，５４が配置されており、この貫通ビア５３，５４とそれぞれ接続されている。すなわち、放熱パターン６１，６２は、貫通ビア５３，５４毎に独立して設けられている。具体的には、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３側に配列されている放熱パターン６１は、それぞれ第３貫通ビア５３が配置され、第３貫通ビア５３と接続されている。また、第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６側に配列されている放熱パターン６２は、それぞれ第４貫通ビア５４が配置され、第４貫通ビア５４と接続されている。その一方、各放熱パターン６１，６２は、貫通ビア５３，５４ごとに絶縁領域３４３により区切られている。

各放熱パターン６１，６２と接続される貫通ビア５３，５４は、前述したように、第２層３２及び第３層３３において、括れ領域３２３に配置され、括れ領域３２３と接続されている。また、各放熱パターン６１，６２と接続される貫通ビア５３，５４は、第１層３１において、絶縁領域３１６，３１７に配置され、第１層３１の電気経路パターンと接続されていない。

このように放熱パターン６１，６２を、独立して設けたことにより、第２層３２及び第３層３３において、括れ領域３２３に設けられた貫通ビア５３，５４と接続されていたとしても、第４層３４において放熱パターン６１，６２を介して電流が流れることがない。同様に、第１層３１において、括れ領域３２３に設けられた貫通ビア５３，５４を介して、電流が流れることがない。

より詳しくは、括れ領域３２３と接続される貫通ビア５３，５４は、電流方向に沿って２列設けられている。電流方向は、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６の配置と、電気経路パターンにより定められる。本実施形態において、括れ領域３２３は、奥行き方向ＤＤに沿って直線状に設けられており、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３と、第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６は、奥行き方向ＤＤに並べて配置されている。このため、括れ領域３２３において、電流方向は、奥行き方向ＤＤに沿った方向となる。

括れ領域３２３では、第３領域３２１等の経路幅が広い領域と比較して、電流が流れにくくなっている（インピーダンスが大きくなっている）。このため、括れ領域３２３では、電流方向における位置が異なる場合、電位も異なることとなる。すなわち、括れ領域３２３において、第３貫通ビア５３の電位と、第３貫通ビア５３とは電流方向の位置が異なる第４貫通ビア５４の電位と、は異なることとなる。

しかしながら、第４層３４において、貫通ビア５３，５４と接続される放熱パターン６１，６２は、絶縁領域３４３により区切られ、互いに独立して設けられている。つまり、第４層３４において、第３貫通ビア５３と接続される放熱パターン６１と、第４貫通ビア５４と接続される放熱パターン６２は、接続されていない。このため、電位が異なる貫通ビア５３，５４同士が、放熱パターン６１，６２を介して接続されることがなく、放熱パターン６１，６２を介して電流が流れることがない。また、括れ領域３２３では、電流が流れにくくなっているため、発熱しやすいが、括れ領域３２３に発生する熱は、複数の貫通ビア５３，５４を介して、放熱パターン６１，６２に伝達される。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６からの電流が流れる電気経路パターンが設けられた導電層（第１層３１〜第３層３３）とは別の層（第４層３４）に、放熱パターン６１，６２を設けた。これにより、第１層３１〜第３層３３に設けた電気経路パターンと干渉されることなく、放熱パターン６１，６２の大きさを設定することができ、放熱効率を向上させることができる。すなわち、露出面積を大きくすることができ、放熱効率を向上させることができる。また、複数の貫通ビア５３，５４を介して、電気経路パターンを放熱パターン６１，６２に接続しているため、１つの貫通ビアを介して接続している場合と比較して、効率的に放熱することができる。

ところで、電流方向において異なる位置に配置された複数の貫通ビア５３，５４が、放熱パターンを介して互いに接続されていると、電気経路パターンを迂回して、放熱パターンにも電流が流れる場合がある。この場合、電流の流れにくさを示す回路特性（例えば、抵抗やインピーダンスなど）は、電気経路パターンだけでなく、放熱パターンの形状や繋がり方などによっても影響を受ける場合がある。そこで、電流方向において異なる位置に配置された複数の貫通ビア５３，５４のいずれかと接続される放熱パターン６１，６２は、第４層３４において絶縁領域３４３により区切られることにより、当該放熱パターン６１，６２と接続されている貫通ビア５３，５４と異なる位置に配置された貫通ビア５３，５４と接続されている放熱パターン６１，６２とは、互いに独立して設けられているようにした。これにより、放熱パターン６１，６２に電流が流れることがなく、電気経路パターンによって回路特性が定まる。すなわち、放熱パターン６１，６２による回路特性への影響を抑制することができる。

第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３から、第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６へ、電流が流れる電気経路パターンのうち、経路幅が他よりも狭い括れ領域３２３ではほかの広い領域（第３領域３２１、第４領域３２２等）と比較して電流が流れにくくなる。これにより、電流が括れ領域３２３を通過する場合、発熱量が多くなる。このため、当該括れ領域３２３と放熱パターン６１，６２を接続することにより、効率的に放熱することができる。また、経路幅が他よりも狭い括れ領域３２３では広い領域と比較して電流が流れにくくなるため、電気経路パターンの回路特性は、この狭い領域によって定められるといえる。

しかしながら、そのような括れ領域３２３に配置され、かつ、電流方向において異なる位置に配置された複数の貫通ビア５３，５４が放熱パターンを介して互いに接続されていると、電流が流れにくい括れ領域３２３を迂回して、電流が流れる場合がある。この場合、電気経路パターンの回路特性が、経路幅が他よりも狭い括れ領域３２３における電流の流れにくさだけで決まらなくなる。そこで、貫通ビア５３，５４を介して当該経路幅が狭い括れ領域３２３と接続されている放熱パターン６１，６２を、互いに独立して設けることとして、電気経路パターンの回路特性が、経路幅が他よりも狭い括れ領域３２３における電流の流れにくさで定まるようにした。これにより、電気経路パターンにおける回路特性の設定が容易となる。

電気経路パターンは、並列に接続されている複数の第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３と、並列に接続されている複数の第１スイッチ素子Ｓａ４〜Ｓａ６と、を直列に接続するものである。このため、１つずつ第１スイッチ素子が直列に接続されている場合と比較して、大きな電流が流れる場合がある。この場合であっても、放熱パターン６１，６２を介して電流が流れることがないため、回路特性に影響を与えることなく、適切に放熱することができる。

第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６は、２列に配列されており、電気経路パターンは、その間を繋ぐように直線状に設けられている。このため、電流方向は、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ６の配置、及び電気経路パターンの形状により定めることができる。これにより、電流方向の位置が異なる貫通ビア５３，５４を適切に判断し、当該貫通ビア５３，５４が放熱パターン６１，６２によって接続されないように、適切な放熱パターン６１，６２を定めることができる。

電気経路パターンは、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３が配置される第１領域３１１における経路幅が、第１スイッチ素子Ｓａ１と第１スイッチ素子Ｓａ３との間隔よりも広くなるように設けられている。その一方、括れ領域３２３は、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３が配置される第１領域３１１における経路幅よりも狭くなっている。このため、電気経路パターンにより、第１スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ３から電流が集められ、集められた電流が、経路幅の狭い括れ領域３２３に流れることとなる。すなわち、括れ領域３２３が、電流の流れにくい領域であり、他の領域よりも発熱量が大きいことを容易に特定することができる。また、括れ領域３２３により、電気経路パターンの回路特性が定められることを認識できる。このように、発熱量が大きく、回路特性に影響を与えうる領域を特定できるため、第４層３４に、適切な放熱パターン６１，６２を設けることができる。

前記電気経路パターンには、括れ領域３２３よりも経路幅が広い第３領域３２１があり、第５領域３４１は、第３領域３２１に配置されている第１貫通ビア５１を接続するように、繋げられている。経路幅が広い第３領域３２１を電流が迂回することはほとんどないため、電気経路パターンの回路特性への影響は少ない。このため、第５領域３４１を繋げることにより、絶縁領域を少なくし、放熱効率を向上させることができる。第６領域３４２についても同様である。

放熱パターン６１，６２が設けられる第４層３４は、外層に配置される。このため、第１基板３５〜第３基板３７間の間に設けられる中間層（第２層３２及び第３層３３）に設ける場合と比較して、外部と接触する面積が大きく、放熱効率を向上させることができる。

回路基板３０の両側の外層（第１層３１と第４層３４）のうち、第１層３１にスイッチ素子や温度検出素子３１４等の回路素子が配置され、第４層３４に放熱パターン６１，６２が設けられた。このため、回路素子に干渉されることなく、放熱パターン６１，６２の面積を大きくすることができる。また、回路素子の配置が容易となる。

回路基板３０は、ベース部材４０に設けられた対向面４５ａに載置されるものであり、放熱パターン６１，６２は、対向面４５ａと対向するように配置されている。これにより、放熱パターン６１，６２からの熱を対向面４５ａに伝達しやすくし、放熱効率を向上させることができる。

また、放熱パターン６１，６２は、絶縁シート４６を介して、対向面４５ａと対向するように配置されている。このため、放熱パターン６１，６２と対向面４５ａとにより、コンデンサを形成することができる。これにより、放熱パターン６１，６２を介して、電気経路パターンに生じるノイズを除去することができる。また、絶縁シート４６を介在させることにより、放熱パターン６１，６２と対向面４５ａとからなるコンデンサの容量を大きくすることができる。つまり、効果的にノイズを除去することができる。同時に、放熱パターン６１，６２が対向面４５ａと接触することを確実に防止でき、放熱パターン６１，６２から対向面４５ａを介して電流が流れることを防止できる。

回路基板３０は、車載電源システムの電源装置１０に適用され、スイッチ素子を接続する電気経路パターンが設けられているため、大電流が流れうる。このため、放熱パターン６１，６２による回路特性への影響を抑制しつつ、放熱効率を向上させることにより、大電流が流れうる回路基板３０として適切なものとなる。

（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

・電流方向と直交する方向（括れ領域３２３においては幅方向ＷＤ）に沿った直線上に設けられた複数の貫通ビアは、電位が同じとなる。すなわち、第３貫通ビア５３と接続される放熱パターン６１同士を互いに接続しても、電流が流れない。同様に、第４貫通ビア５４と接続される放熱パターン６２同士を互いに接続しても、電流が流れない。そこで、電位が同じとなる複数の第３貫通ビア５３と接続される放熱パターン６１を互いに接続してもよい。同様に、電位が同じとなる複数の第４貫通ビア５４と接続される放熱パターン６２を互いに接続してもよい。これにより、各放熱パターン６１，６２を独立して設ける際に必要となる絶縁領域を小さくして、放熱パターン６１，６２を大きくすることができる。すなわち、放熱パターン６１，６２による回路特性への影響を抑制しつつ、放熱効率を向上させることができる。

・上記実施形態において、電位が同じとなる貫通ビアと接続されている放熱パターンを繋げてもよい。

・貫通ビアの数及び配置を変更してもよい。また、電気経路パターン及び放熱パターンの形状を変更してもよい。

・第１層３１〜第４層３４を貫通する貫通ビア５１〜５４を利用して、各層を接続したが、すべての層を貫通させて、接続する必要はない。例えば、特定の層間だけを接続する接続ビア（ブラインドビア）を設けてもよい。具体的には、括れ領域３２３に配置されるビアは、第１基板３５を貫通していなくてもよい。

・放熱パターン６１，６２を、外層である第１層３１に設けてもよい。また、中間層である第２層３２又は第３層３３に設けてもよい。

・対向面４５ａと離間しているのであれば、絶縁シート４６を設けなくてもよい。例えば、所定距離だけ回路基板３０を浮かせて配置してもよい。

・放熱パターン６１，６２が対向面４５ａと対向するように、回路基板３０を載置しなくてもよい。例えば、回路基板３０を立てて配置してもよい。

・上記実施形態において、絶縁層（基板）の積層数を任意に変更してもよい。同様に、導電層の積層数を任意に変更してもよい。

・電気経路パターンに、括れ領域３２３を設けなくてもよい。この場合、第４層３４において、各貫通ビア５１〜５４毎に、放熱パターンを独立して設けることが望ましい。

３０…回路基板、３１…第１層、３２…第２層、３３…第３層、３４…第４層、３５…第１基板、３６…第２基板、３７…第３基板、５１…第１貫通ビア、５２…第２貫通ビア、５３…第３貫通ビア、５４…第４貫通ビア、６１，６２…放熱パターン、３４１…第５領域、３４２…第６領域、Ｓａ１〜Ｓａ６…第１スイッチ素子。

Claims (13)

1. 絶縁基板（３５〜３７）と、前記絶縁基板の表面に設けられ、導電体からなる複数の導電層（３１〜３４）と、前記絶縁基板を貫通するように設けられ、前記複数の導電層を接続する導電性を有する複数の接続部材（５１〜５４）と、を備える回路基板（３０）において、
   前記導電層には、回路素子（Ｓａ１〜Ｓａ６）からの電流が流れる電気経路層（３２）と、放熱パターン（６１，６２，３４１，３４２）が設けられた放熱層（３４）と、があり、
   前記複数の接続部材には、前記電気経路層と接続されており、かつ、電流が流れる電流方向において互いに異なる位置に配置された接続部材があり、
   前記放熱パターンには、前記異なる位置に配置された前記接続部材とそれぞれ接続される複数の放熱パターンがあり、それらの各放熱パターンは、前記放熱層において絶縁領域で区切られることにより、電気的に互いに独立して設けられている回路基板。
2. 前記電気経路層は、複数の第１回路素子（Ｓａ１〜Ｓａ３）から複数の第２回路素子（Ｓａ４〜Ｓａ６）への電流が流れるものであり、
   前記複数の第１回路素子は、互いに並列に接続されているとともに、前記複数の第２回路素子は、互いに並列に接続されており、
   前記電気経路層は、並列に接続されている前記複数の第１回路素子と、並列に接続されている前記複数の第２回路素子と、を直列に接続するものである請求項１に記載の回路基板。
3. 前記複数の第１回路素子及び前記複数の第２回路素子は、それぞれ列状に並び、かつ、それら各列が互いに対向して配置されており、
   前記電気経路層は、前記複数の第１回路素子から前記複数の第２回路素子に至るまで、延びるように設けられている請求項２に記載の回路基板。
4. 前記電気経路層において、前記第１回路素子から前記第２回路素子までの間には、前記複数の第１回路素子が配置される領域を基準として前記電流方向と直交する幅方向の長さが定められた設定領域（３２３）が設けられており、
   互いに独立して設けられている前記各放熱パターンは、前記接続部材を介して当該設定領域と接続されている放熱パターンである請求項３に記載の回路基板。
5. 前記設定領域は、前記複数の第１回路素子が配置される領域と比較して前記幅方向の長さが狭い領域である請求項４に記載の回路基板。
6. 前記放熱パターンには、前記電気経路層において前記設定領域以外の領域（３２１，３２２）に配置されている複数の前記接続部材を接続する放熱パターンがある請求項４又は５に記載の回路基板。
7. 前記電気経路層において、前記回路素子が配置される領域を基準として前記電流方向と直交する幅方向の長さが定められた設定領域（３２３）が設けられており、
   互いに独立して設けられている前記各放熱パターンは、前記接続部材を介して当該設定領域と接続されている放熱パターンである請求項１に記載の回路基板。
8. 前記放熱パターンには、前記電流方向と直交する幅方向に沿って配置された複数の前記接続部材を接続する放熱パターンがある請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の回路基板。
9. 前記絶縁基板は、複数あり、
   前記電気経路層は、前記絶縁基板に挟まれた中間層であり、
   前記放熱層は、前記回路基板の両側に設けられた外部に露出する外層のうちいずれか一方である請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の回路基板。
10. 前記外層のうち、一方の外層に前記回路素子が配置され、他方の外層が放熱層となる請求項９に記載の回路基板。
11. 前記回路基板は、電源装置に設けられた載置面（４５ａ）に載置されるものであり、
    前記放熱パターンは、前記載置面と対向するように配置される請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の回路基板。
12. 前記載置面は、導電性を有しており、
    前記放熱パターンは、絶縁体（４６）を介して、前記載置面と対向するように配置される請求項１１に記載の回路基板。
13. 前記回路基板は、発電機（２００）又は電気負荷（２０１，２０２）に蓄電池（２０）が接続される車載電源システムの電源装置に適用され、
    前記回路素子は、前記蓄電池と接続される前記電気経路層を通電又は通電遮断の状態に切り替えるスイッチング素子である請求項１〜１２のうちいずれか１項に記載の回路基板。

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