JP2015026820A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることが可能な構造の電子装置を提供する。
【解決手段】電子部品２０、３０を実装してモールド樹脂４０で封止した基板１０を、一面１１側が底面６１側を向くようにして収容凹部６３内に収容する。つまり、電子部品２０、３０の実装面側であって、モールド樹脂４０が配置された面側から接続端子６５の先端部が挿入され、モールド樹脂４０が接続端子６５の先端位置より根元位置までの間に位置するようにして基板１０を収容凹部６３内に収容する。これにより、モールド樹脂４０の高さ分のデッドスペースが形成されないようにできると共に、接続端子６５の長さを稼ぐことができる。したがって、小型化が図れると共に接続信頼性を確保することが可能な構造の電子装置とすることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品が搭載される基板のスルーホールに接続端子を挿入すると共に、スルーホールにおいてはんだ接合することで接続端子と基板に形成された配線パターンとを電気的に接続した電子装置に関するものである。

従来、特許文献１において、回路構成部品を樹脂基板上に実装したものを樹脂モールドにて構成されるハウジングによって封止したのち、樹脂基板に形成されたスルーホール内にハウジングの反対側から外部接続端子を接続する構造の電子装置が提案されている。このように、ハウジングの反対側、つまり回路構成部品の実装面の反対側の面から外部接続端子をスルーホール内に接続することで、外部接続端子を通じて外部との電気的接続が図れるようにしている。

また、特許文献２において、ケースに立設した接続端子を基板に形成したスルーホール内に挿入したのち、スルーホールにおいてはんだ接合することで、接続端子と基板に形成された配線パターンとを電気的に接続した電子装置が開示されている。この電子装置では、基板の熱変形などに起因する応力がはんだ接合部に加えられることを抑制するために、接続端子に湾曲部を備えるようにしている。このように、接続端子に湾曲部を備えることで、基板の平面方向への接続端子の変形が許容され、基板の熱変形などに起因する基板の両端間の距離の伸縮が柔軟に吸収される。このため、はんだ接合部に応力が加わることが抑止され、はんだ接合部の破損を抑制できる。

特許第５１６７３５４号公報 特開平１１−２６９５５号公報

しかしながら、上記した特許文献１のように、回路構成部品の実装面の反対側の面から外部接続端子をスルーホール内に接続する構造の場合、ハウジングの高さ分のデッドスペースが生まれ、電子装置の小型化を図ることができない。特に、外部接続端子の応力低減対策を目的としてリードベンド加工などを行う場合には、さらにデッドスペースが広がって、電子装置の小型化が図れなくなるという問題が発生する。また、外部接続端子の長さ、つまり回路構成部品の実装面の反対側の面から外部接続端子が立設されるケースまでの距離が短くなる。このため、外部接続端子とスルーホールとの接続部に掛かる応力が大きくなってスルーホールから外部接続端子が外れてしまい、接続信頼性を確保できなくなる可能性がある。

また、特許文献２のように、接続端子に湾曲部を形成する構造では、接続端子に湾曲部を形成するための加工が必要になる。

本発明は上記点に鑑みて、小型化が図れると共に接続信頼性を確保することが可能な構造の電子装置を提供することを第１の目的とする。また、接続端子に湾曲部を形成するための加工を施さなくても、接続端子と基板のスルーホールとのはんだ接合部に掛かる応力を緩和でき、はんだ接合部の破損を抑制することができる構造の電子装置を提供することを第２の目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１ないし１０に記載の発明では、一面（１１）および一面の反対面となる他面（１２）とを有し、配線パターンが形成されていると共に該配線パターンに接続されたスルーホール（１３）が形成された基板（１０）と、基板の一面側に実装された電子部品（２０、３０）と、基板の一面側において電子部品を封止するモールド樹脂（４０）と、スルーホールに先端から挿入されると共に、スルーホールに対して電気的に接続される棒状の接続端子（６５）と、接続端子が立設された面（６１）を有し、電子部品が実装された基板を収容するケース（６０）と、を有し、基板は、電子部品およびモールド樹脂が配置された側の一面がケースのうちの接続端子が立設された面側を向けて配置されていることを特徴としている。

このように、電子部品の実装面側、つまりモールド樹脂側の面をケースのうち接続端子が立設された面側に向けている。これにより、モールド樹脂の高さ分のデッドスペースが形成されないようにできる。したがって、小型化を図ることが可能な構造の電子装置とすることが可能となる。また、接続端子の長さを確保することも可能になるため、接続端子とスルーホールとの接続部に掛かる応力を低減でき、接続信頼性を確保することが可能となる。

また、請求項５ないし１０に記載の発明では、一面（１１）および一面の反対面となる他面（１２）とを有し、配線パターンが形成されていると共に該配線パターンに接続されたスルーホール（１３）が形成された基板（１０）と、基板の一面側に実装された電子部品（２０、３０）と、スルーホールに先端から挿入されると共に、スルーホールに対してはんだ接合部（１５）を介して電気的に接続される棒状の接続端子（６５）と、を有し、基板のうち、スルーホールが形成される部分では、該スルーホールとは異なる部分と比較して、該基板の厚み方向における熱膨張および収縮量が小さくされた変位低減構造を備えていることを特徴としている。

このように、基板のうちスルーホールが形成される部分に、スルーホールとは異なる部分と比較して、基板の厚み方向における熱膨張および収縮量が小さくなる変位低減構造を備えている。したがって、スルーホールにおけるはんだ接合部と基板との熱膨張係数差に起因した接続端子の軸方向の応力を緩和することが可能となる。よって、接続端子に湾曲部を形成するための加工を施さなくても、接続端子と基板のスルーホールとのはんだ接合部に掛かる応力を緩和でき、はんだ接合部の破損を抑制することが可能となる。

請求項１１ないし１４に記載の発明では、一面（１１）および一面の反対面となる他面（１２）とを有し、配線パターンが形成されていると共に該配線パターンに接続されたスルーホール（１３）が形成された基板（１０）と、基板の一面側に実装された電子部品（２０、３０）と、スルーホールに先端から挿入されると共に、スルーホールに対してはんだ接合部（１５）を介して電気的に接続される棒状の接続端子（６５）と、を有し、基板のうち、スルーホールが形成される部分では、該スルーホールとは異なる部分と比較して、該基板の厚み方向における弾性率が小さくされた弾性変形構造を備えていることを特徴としている。

このように、スルーホールが形成される部分において、基板の厚み方向における弾性率が小さくされた弾性変形構造を備えるようにしている。このため、弾性変形構造の変形に基づいて、はんだ接合部と基板との熱膨張係数差に起因した応力を緩和できる。よって、接続端子に湾曲部を形成するための加工を施さなくても、接続端子と基板のスルーホールとのはんだ接合部に掛かる応力を緩和でき、はんだ接合部の破損を抑制することが可能となる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

本発明の第１実施形態にかかる電子装置の断面図である。 図１のII−II斜視断面図である。 接続端子６５の近傍の断面図である。 本発明の第２実施形態にかかる電子装置における接続端子６５の近傍の断面図である。 本発明の第３実施形態にかかる電子装置における接続端子６５の近傍の断面図である。 本発明の第４実施形態にかかる電子装置における接続端子６５の近傍の断面図である。 図６に示す基板１０の製造工程の一例を示した断面図である。 図６に示す基板１０の製造工程の一例を示した断面図である。 本発明の第５実施形態にかかる電子装置における接続端子６５の近傍の断面図である。 本発明の第６実施形態にかかる電子装置における接続端子６５の近傍の断面図である。 本発明の第７実施形態にかかる電子装置の断面図である。 本発明の第８実施形態にかかる電子装置の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
図１〜図３参照して、本発明の第１実施形態にかかる電子装置Ｓ１の全体構成について説明する。この電子装置Ｓ１は、例えば自動車などの車両に搭載され、車両用の各装置を駆動するための装置として適用される。

図１および図２に示すように、電子装置Ｓ１は、基板１０、電子部品２０、３０、モールド樹脂４０、ヒートシンク５０、ケース６０、蓋７０、放熱ゲル８０などを有した構成とされている。

図１に示すように、基板１０は、電子部品２０、３０が実装されると共にモールド樹脂４０にて覆われる一面１１と、その反対面となる他面１２とを有する板状部材をなすものである。本実施形態では、基板１０は、図２に示すように上面形状が矩形状の板状部材とされており、エポキシ樹脂等の樹脂をベースとした配線基板とされている。具体的には、図１および図３に示すように、基板１０は、ガラス繊維を編み込んでフィルム状としたガラスクロスの両面を熱硬化性の樹脂で封止したプリプレグからなるコア層１０ａの両面に、コア層１０ａと同様の構造のビルドアップ層１０ｂを配置した多層基板で構成されている。熱硬化性の樹脂としては、例えばエポキシ樹脂等が用いられ、必要に応じて、アルミナやシリカ等の電気絶縁性かつ放熱性に優れたフィラーが含有される。コア層１０ａと各ビルドアップ層１０ｂとの間には図示しない内層配線が形成されており、各ビルドアップ層１０ｂの表面には表層配線が形成されている。これら内層配線および表層配線によって、基板１０における配線パターンが構成されている。

基板１０には、内層配線もしくは表層配線などによって構成される図示しない配線パターンが形成されており、配線パターンがモールド樹脂４０の外部まで延設されることで、配線パターンを通じて電子部品２０、３０との電気的な接続が図れるようになっている。また、基板１０のうちの長手方向（図１の左右方向）の両側には、配線パターンに繋がる金属メッキなどが施されたスルーホール１３が備えられている。スルーホール１３は、基板１０のうちの相対する二辺、具体的には基板１０のうちの両短辺に沿って複数個ずつ並べられて配列されている。このスルーホール１３を通じて、配線パターンと基板外部との電気的な接続が行えるようになっている。本実施形態の場合、このスルーホール１３の構造に基づいて、後述する接続端子６５とのはんだ接合部１５に掛かる応力を緩和し、はんだ接合部１５の破損を抑制できるようにしている。

具体的には、図３に示すように、本実施形態では、スルーホール１３が形成された部位において、コア層１０ａの開口寸法より両ビルドアップ層１０ｂの開口寸法の方が大きくされている。このため、コア層１０ａの開口端の方がビルドアップ層１０ｂの開口端よりも接続端子６５に近づけられた構造とされている。そして、コア層１０ａの開口部内を含めた露出面に金属メッキが施されることでスルーホール１３が構成されており、ビルドアップ層１０ｂには金属メッキが施されていない構造とされている。このような構造により、スルーホール１３が構成されている。

このように構成された基板１０が四隅においてケース６０に支持されている。本実施形態の場合、基板１０の四隅に貫通孔となる固定用孔１４を形成しており、この中にケース６０の底面６１から突出させた機械的接続部６４を嵌め込んだ後、機械的接続部６４の先端を熱かしめすることで、基板１０をケース６０に支持している。

電子部品２０、３０は、基板１０に実装されることで配線パターンに電気的に接続されるものであり、表面実装部品やスルーホール実装部品などどのようなものであってもよい。本実施形態の場合、電子部品２０、３０として、半導体素子２０および受動素子３０を例に挙げてある。半導体素子２０としては、マイコンや制御素子もしくはＩＧＢＴ（（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等の発熱が大きいパワー素子等が挙げられる。この半導体素子２０は、ボンディングワイヤ２１およびはんだ等のダイボンド材２２により、基板１０の配線パターンに繋がるランドもしくは配線パターンの一部によって構成されたランドに接続されている。また、受動素子３０としては、チップ抵抗、チップコンデンサ、水晶振動子等が挙げられる。この受動素子３０は、はんだ等のダイボンド材３１により基板１０に備えられたランドに接続されている。これらの構成により、電子部品２０、３０は、基板１０に形成された配線パターンに電気的に接続され、配線パターンに接続されたスルーホール１３を通じて外部と電気的に接続可能とされている。

モールド樹脂４０は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等より構成されるもので、金型を用いたトランスファーモールド法やコンプレッションモールド法により形成されている。本実施形態の場合、基板１０の一面１１側をモールド樹脂４０で封止しつつ、基板１０の他面１２側をモールド樹脂４０で封止せずに露出させた、いわゆるハーフモールド構造とされている。

また、モールド樹脂４０は、図２に示すように上面形状が矩形状とされ、基板１０の相対する二辺、具体的には基板１０のうち長手方向と垂直な両辺を露出させるように、この両辺よりも内側にのみ形成されている。つまり、基板１０の長手方向両端がモールド樹脂４０からはみ出してモールド樹脂４０から露出させられている。このモールド樹脂４０から露出させられている部分にスルーホール１３が配置されており、このスルーホール１３を通じて、基板１０に形成された配線パターンと外部との電気的接続が可能とされている。また、基板１０の両辺がモールド樹脂４０から露出させられることで、基板１０の四隅が露出させられており、このモールド樹脂４０から露出させられた部分において、上記したように基板１０がケース６０に支持されている。

ヒートシンク５０は、熱伝達率の高い金属材料、例えばアルミニウムや銅によって構成されており、基板１０の他面１２側に、接合部材５１を介して密着させられている。接合部材５１としては、例えば金属フィラーを含有した導電性接着剤、はんだ材料などの導電材料、放熱ゲルや放熱シートなどの絶縁材料を用いている。ヒートシンク５０は、電子部品２０、３０が発した熱が基板１０の他面１２側から伝えられると、それを放熱させる役割を果たすものであり、熱伝導率の高い金属材料、例えば銅などにより構成されている。特に、半導体素子２０がＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴによって構成される場合、これらが発熱素子であることから、多くの熱を発するが、この熱がヒートシンク５０に伝えられることで、半導体素子２０や受動素子３０の高温化が抑制されるようになっている。本実施形態の場合、ヒートシンク５０は、放熱ゲル８０を介して蓋７０に対して熱的に接続されており、基板１０の裏面から伝えられた熱を更に放熱ゲル８０を通じて蓋７０に伝え、蓋７０から外部に放熱させるようにしている。

ケース６０は、基板１０の一面１１側に電子部品２０、３０を実装してモールド樹脂４０で封止したものを収容する長方体形状の筐体となるものである。本実施形態の場合、ケース６０は、底面６１の周囲を側壁面６２によって覆った収容凹部６３を構成する部材とされ、電子部品２０、３０を実装してモールド樹脂４０で封止した基板１０を、一面１１側が底面６１側を向くようにして収容凹部６３内に収容している。つまり、モールド樹脂４０が配置された電子部品２０、３０の実装面側から接続端子６５の先端部が挿入され、モールド樹脂４０が接続端子６５の先端位置より根元位置までの間に位置するようにして基板１０を収容凹部６３内に収容している。

ケース６０の底面６１には、上記したように基板１０を支持する機械的接続部６４が形成されている。機械的接続部６４は、底面６１から垂直方向に突出し、部分的に断面寸法が変化させられた段付き棒状部材とされている。具体的には、機械的接続部６４は、基板１０を固定する前の状態では、底面側の断面寸法が基板１０に形成した固定用孔１４より大きく、先端側の断面寸法が固定用孔１４とほぼ同じもしくは若干小さくされている。このような寸法とされているため、機械的接続部６４は、先端側が固定用孔１４に挿入されつつ、先端側と底面側との段差部にて基板１０を保持する。そして、機械的接続部６４の先端側が固定用孔１４内に嵌め込まれてから熱かしめされることで、基板１０から突き出した部分が固定用孔１４よりも断面寸法が大きくされ、その部分と段差部との間に基板１０が挟み込まれて支持されている。

なお、機械的接続部６４の突き出し量は、側壁面６２の高さよりも低くされており、基板１０が側壁面６２の先端よりも収容凹部６３の内側に入り込むようにしてある。

さらに、ケース６０の底面６１には、棒状の複数本の接続端子６５が底面６１に対して垂直方向に立設されている。各接続端子６５は、基板１０に形成されたスルーホール１３の配置に合わせて２列に並べられて配置されており、スルーホール１３と同じ数とされている。例えば、各接続端子６５は、銅合金に錫メッキやニッケルメッキが施されたものにより構成されている。複数本の接続端子６５は、それぞれ、基板１０に形成されたスルーホール１３に挿通させられており、はんだ接合部１５を介してスルーホール１３に電気的に接続されている。

なお、ケース６０は、基本的にはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の樹脂をベースとした絶縁体によって構成されているが、ケース６０の外部まで延設された配線パターンを備えている。この配線パターンに対して複数本の接続端子６５が接続され、各接続端子６５および配線パターンを通じて、各電子部品２０、３０が実装された基板１０の配線パターンと外部との電気的接続がなされている。

蓋７０は、ケース６０の開口端、つまり側壁面６２の先端に接続されることで、ケース６０内を密閉するものである。蓋７０は、例えば接着剤などを介してケース６０に固定される。本実施形態の場合、蓋７０は、熱伝達率の高い金属材料、例えばアルミニウムや銅によって構成されており、矩形板状部材によって構成されている。

放熱ゲル８０は、ヒートシンク５０と蓋７０との間に配置されており、これら両方に接するように配置されることで、ヒートシンク５０から蓋７０への伝熱を行う。例えば、放熱ゲル８０は、熱伝導率の高いシリコーンオイルコンパウンドなどによって構成されている。放熱ゲル８０をなくしてヒートシンク５０と蓋７０とが直接接する構造とすることもできるが、ヒートシンク５０の高さ合わせなどが難しく、蓋７０を固定する際にヒートシンク５０を押圧してしまう可能性があることから、変形自在な放熱ゲル８０を備えると好ましい。

以上のようにして、本実施形態にかかる電子装置Ｓ１が構成されている。このような電子装置Ｓ１は、次のような製造方法により製造される。

まず、配線パターンおよびスルーホール１３などが形成された基板１０を用意する。基板１０については次のようにして製造している。例えば、両面に内層配線形成用の金属層が形成されたコア層１０ａを用意した後、ドリルなどを用いて金属層およびコア層１０ａに貫通孔を形成し、さらに貫通孔内へのメッキ処理を行うことで貫通電極を形成する。次に、金属層をパターニングして内層配線を形成する。このとき、貫通電極によってスルーホール１３を形成しておく。さらに、コア層１０ａの両面にビルドアップ層１０ｂおよび表層配線形成用の金属層を配置し、加圧加熱を行うことでコア層１０ａとビルドアップ層１０ｂおよび金属層を一体化する。そして、金属層をパターニングすることで表層配線を形成したのち、レーザ加工などによってビルドアップ層１０ｂの穴空け加工を行う。これにより、スルーホール１３を形成する部位において、ビルドアップ層１０ｂに対してコア層１０ａよりも内径寸法を大きくした開口部を形成する。この後、ドリルによる穴空け加工などにより、固定用孔１４を形成する。このようにして、基板１０を製造することができる。

続いて、接続端子６５が備えられたケース６０を用意し、基板１０の一面１１上に電子部品２０、３０を実装したのち、電子部品２０、３０が実装された基板１０を、トランスファーモールド法やコンプレッションモールド法によってモールド樹脂４０で封止する。そして、基板１０の他面１２側に接合部材５１を介してヒートシンク５０を接合したのち、基板１０をケース６０の収容凹部６３内に、一面１１側、つまりモールド樹脂４０が配置された電子部品２０、３０の実装面側が底面６１側を向くようにして配置する。このとき、スルーホール１３に複数の接続端子６５が挿入され、固定用孔１４内に機械的接続部６４の先端が嵌め込まれるようにする。

その後、機械的接続部６４の先端を熱かしめすると共に、スルーホール１３と複数の接続端子６５とをはんだ接合部１５にて接続する。このとき、スルーホール１３が形成された部位において、コア層１０ａの開口寸法より両ビルドアップ層１０ｂの開口寸法の方が大きくされている。このため、はんだ接合部１５は、コア層１０ａにのみ接合され、ビルドアップ層１０ｂには接合されていない状態になる。

最後に、ヒートシンク５０の表面に放熱ゲル８０を配置したのち、その上に蓋７０を配置し、蓋７０とケース６０の側壁面６２との間を接着剤などによって固定することで、本実施形態にかかる電子装置Ｓ１が完成する。

以上説明した本実施形態の電子装置では、モールド樹脂４０が配置された電子部品２０、３０の実装面側を接続端子６５が立設されたケース６０の底面６１側に向けている。そして、モールド樹脂４０が接続端子６５の先端位置より根元位置までの間に位置するようにして基板１０を収容凹部６３内に収容している。つまり、基板１０と底面６１との間において接続端子６５の高さによって構成されるスペース内にモールド樹脂４０が配置されるようにしている。これにより、モールド樹脂４０の高さ分のデッドスペースが形成されないようにできる。したがって、小型化を図ることが可能な構造の電子装置とすることが可能となる。さらに、接続端子６５の長さを確保することも可能になるため、接続端子６５とスルーホール１３との接続部に掛かる応力を低減でき、接続信頼性を確保することが可能となる。

すなわち、ケース６０と基板１０とは材料が異なっていて熱膨張係数が異なっている。また、ケース６０と基板１０とはスルーホール１３以外、例えば機械的接続部６４の先端の熱かしめ部や他のスルーホール等で機械的に固定されている。このため、スルーホール１３のケース６０に対する相対位置がケース６０と基板１０との熱膨張係数差によりズレてしまい、スルーホール１３の接続部に応力が掛かる。しかしながら、接続端子６５の長さが長いほど接続端子６５が撓み易くなる。このため、スルーホール１３のケース６０に対する相対位置のズレが生じても、接続端子６５の撓みによってスルーホール１３の接続部に過大な応力が掛かることを低減することができる。

また、スルーホール１３が形成された部位において、コア層１０ａの開口寸法より両ビルドアップ層１０ｂの開口寸法の方が大きくなるようにしている。このため、スルーホール１３と接続端子６５との接合を行っているはんだ接合部１５がコア層１０ａのみとしか接合されず、ビルドアップ層１０ｂとは接合されていない状態になる。つまり、接続端子６５の軸方向におけるはんだ接合部１５と基板１０との接続長を短くできる。

このため、基板１０のうちスルーホール１３が形成される部分では、スルーホール１３とは異なる部分と比較して、基板１０の厚み方向における熱膨張および収縮量が小さくなる変位低減構造となる。したがって、スルーホール１３におけるはんだ接合部１５と基板１０との熱膨張係数差に起因した接続端子６５の軸方向の応力を緩和することが可能となる。よって、接続端子６５に湾曲部を形成するための加工を施さなくても、接続端子６５と基板１０のスルーホール１３とのはんだ接合部１５に掛かる応力を緩和でき、はんだ接合部１５の破損を抑制することが可能となる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してスルーホール１３における変位低減構造を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図４に示すように、本実施形態では、コア層１０ａおよびビルドアップ層１０ｂのうちスルーホール１３を構成する開口部の内側に、コア層１０ａやビルドアップ層１０ｂの構成材料よりも低熱膨張係数の材料で構成される応力緩和部材１０ｃを備えている。コア層１０ａおよびビルドアップ層１０ｂの開口寸法は等しくされており、その開口部の表面を覆いつつ、接続端子６５が挿通される開口部が残るように応力緩和部材１０ｃが形成されている。そして、この応力緩和部材１０ｃの表面やコア層１０ａおよびビルドアップ層１０ｂのうちの開口端側に金属メッキが施されることでスルーホール１３が構成されている。応力緩和部材１０ｃの構成材料としては、コア層１０ａやビルドアップ層１０ｂの構成材料よりも低熱膨張係数の材料であればどのような材料を適用しても良いが、例えばブラインドビアホールの埋め込み材料として用いられている非導電性の銅ペースト等を適用できる。

このように、コア層１０ａおよびビルドアップ層１０ｂのうちスルーホール１３を構成する開口部の内側に応力緩和部材１０ｃを備えている。このような構成では、応力緩和部材１０ｃにより、コア層１０ａおよびビルドアップ層１０ｂよりも熱膨張および収縮が抑制される変位低減構造が構成される。このため、スルーホール１３におけるはんだ接合部１５と基板１０との熱膨張係数差に起因した接続端子６５の軸方向の応力を緩和できる。よって、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

なお、このような電子装置における基板１０の製造方法は、基本的には第１実施形態と同様であるが、応力緩和部材１０ｃの形成工程およびスルーホール１３を構成する金属メッキの形成工程が第１実施形態に対して変えられる。例えば、コア層１０ａとビルドアップ層１０ｂおよび表層配線形成用の金属層を一体化してから、レーザ加工によってコア層１０ａやビルドアップ層１０ｂおよび金属層の穴空け加工を行う。これにより、スルーホール１３を形成する位置において、コア層１０ａやビルドアップ層１０ｂに開口部が形成される。そして、コア層１０ａやビルドアップ層１０ｂの開口部の内壁面に応力緩和部材１０ｃを形成する。例えば、コア層１０ａやビルドアップ層１０ｂの開口部を応力緩和部材１０ｃで埋め込んだ後、レーザ加工によって応力緩和部材１０ｃに開口部を形成する。これにより、筒状の応力緩和部材１０ｃが形成される。この後、金属メッキを施すことでスルーホール１３を構成する。このような工程を行うことで、本実施形態の電子装置に備えられる基板１０を製造できる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してスルーホール１３における変位低減構造を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図５に示すように、本実施形態では、スルーホール１３が形成される部位において、コア層１０ａの開口寸法をビルドアップ層１０ｂの開口寸法よりも大きくしている。このコア層１０ａの開口部内に、第２実施形態と同様、コア層１０ａの構成材料よりも低熱膨張係数の材料で構成される応力緩和部材１０ｃを備えている。そして、応力緩和部材１０ｃやビルドアップ層１０ｂの内壁面およびビルドアップ層１０ｂうちの開口端側に金属メッキが施されることでスルーホール１３が構成されている。

このように、コア層１０ａのうちスルーホール１３を構成する開口部の内側に応力緩和部材１０ｃを備えている。このような構成としても、応力緩和部材１０ｃにより、コア層１０ａよりも熱膨張および収縮が抑制される変位低減構造が構成される。このため、スルーホール１３におけるはんだ接合部１５と基板１０との熱膨張係数差に起因した接続端子６５の軸方向の応力を緩和できる。よって、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

なお、このような電子装置における基板１０の製造方法も、基本的には第１実施形態と同様であるが、応力緩和部材１０ｃの形成工程およびスルーホール１３を構成する金属メッキの形成工程が第１実施形態に対して変えられる。例えば、コア層１０ａとビルドアップ層１０ｂおよび表層配線形成用の金属層を一体化する前に、予めコア層１０ａにおけるスルーホール１３を形成する部位に開口部を形成しておき、その開口部内に応力緩和部材１０ｃを埋め込んだ状態としておく。そして、コア層１０ａとビルドアップ層１０ｂおよび表層配線形成用の金属層を一体化する。この後、レーザ加工によってビルドアップ層１０ｂおよび金属層と応力緩和部材１０ｃに穴空け加工を行う。これにより、スルーホール１３を形成する位置において、ビルドアップ層１０ｂや応力緩和部材１０ｃに開口部が形成される。この後、金属メッキを施すことでスルーホール１３を構成する。このような工程を行うことで、本実施形態の電子装置に備えられる基板１０を製造できる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してスルーホール１３の構造を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図６に示すように、本実施形態では、スルーホール１３が形成される部位において、コア層１０ａの開口寸法よりもビルドアップ層１０ｂの開口寸法を大きくしている。そして、ビルドアップ層１０ｂの開口部内に、ガラスクロス１０ｃａおよび樹脂１０ｃｂを有する応力緩和部材１０ｃを埋め込んでいる。そして、ガラスクロス１０ｃａの長手方向が、基板１０の平面に対する法線方向となるようにしている。

図６中に示したように、コア層１０ａやビルドアップ層１０ｂについても、ガラス繊維を編み込んでフィルム状としたガラスクロス１０ａａ、１０ｂａの両面を熱硬化性の樹脂１０ａｂ、１０ｂｂで封止したプリプレグによって構成されている。ただし、ガラスクロス１０ａａ、１０ｂａを構成するガラス繊維の長手方向が基板１０の平面方向に対して平行とされている。このような構造とされる場合、ガラスクロス１０ａａ、１０ｂａを構成するガラス繊維の長手方向と平行となる基板１０の平面方向では熱膨張係数が低くなるが、その法線方向では樹脂１０ａｂ、１０ｂｂの部分が存在するため、それよりも熱膨張係数が大きくなる。

一方、ビルドアップ層１０ｂの開口部内に配置した応力緩和部材１０ｃについては、ガラスクロス１０ｃａを構成する各ガラス繊維の長手方向が基板１０の平面に対する法線となるようにしている。このため、この応力緩和部材１０ｃが配置された部分では、ガラスクロス１０ｃａの長手方向、つまり基板１０の平面に対する法線方向、換言すれば接続端子６５の軸方向において、基板１０の平面方向と比べて熱膨張係数が小さくなる。

したがって、ビルドアップ層１０ｂの開口部内に応力緩和部材１０ｃを配置し、ガラスクロス１０ｃａをコア層１０ａ、ビルドアップ層１０ｂとは向きを変えて配置することで、接続端子６５の軸方向における熱膨張および収縮が抑制される変位低減構造を構成できる。このため、スルーホール１３におけるはんだ接合部１５と基板１０との熱膨張係数差に起因した接続端子６５の軸方向の応力を緩和でき、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

なお、このような電子装置における基板１０の製造方法も、基本的には第１実施形態と同様であるが、応力緩和部材１０ｃの形成工程およびスルーホール１３を構成する金属メッキの形成工程が第１実施形態に対して変えられる。

例えば、図７（ａ）に示すように、ビルドアップ層１０ｂをコア層１０ａと一体化する前、もしくは、その後に、ビルドアップ層１０ｂにおけるスルーホール１３と対応する部分を打ち抜いて取り出す。そして、打ち抜いた部分を応力緩和部材１０ｃとして、図７（ｂ）に示すように、打ち抜いた部分を９０°回転させ、打ち抜かれて開口部となった部分に再度埋め直す。この後、レーザ加工によってコア層１０ａや応力緩和部材１０ｃに穴空け加工を行う。これにより、スルーホール１３を形成する位置において、コア層１０ａや応力緩和部材１０ｃに開口部が形成される。この後、金属メッキを施すことでスルーホール１３を構成する。このような工程を行うことで、本実施形態の電子装置に備えられる基板１０を製造できる。

または、図８（ａ）に示すように、ビルドアップ層１０ｂをコア層１０ａと一体化する前、もしくは、その後に、ビルドアップ層１０ｂにおけるスルーホール１３と対応する部分を打ち抜いて取り出す。そして、打ち抜かれて開口部となった部分に、ガラスクロス１０ｃａの束を配置する。そして、打ち抜かれて開口部となった部分に樹脂１０ｃｂを埋め込むことで、図８（ｂ）に示すように応力緩和部材１０ｃを構成する。この後は、図７（ａ）（ｂ）以降の工程と同様の工程を行うことで、本実施形態の電子装置に備えられる基板１０を製造できる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してスルーホール１３の構造を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図９に示すように、本実施形態では、スルーホール１３が形成される部分において、ビルドアップ層１０ｂにおける開口部の周囲の内壁面に意図的にボイド１０ｂｃを形成してある。このように、ビルドアップ層１０ｂにおける開口部の周囲にボイド１０ｂｃを形成することで、スルーホール１３が形成される部分においてビルドアップ層１０ｂの弾性率を下げて柔らかくすることが可能となる。

このように、スルーホール１３が形成される部分において、ビルドアップ層１０ｂにおける開口部の周囲にボイド１０ｂｃを形成することで、基板１０の厚み方向における弾性率が小さくされた弾性変形構造を備えるようにしている。このため、ビルドアップ層１０ｂの変形に基づいて、はんだ接合部１５と基板１０との熱膨張係数差に起因した応力を緩和できる。したがって、このような弾性変形構造を備えるようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

なお、ビルドアップ層１０ｂにボイド１０ｂｃを形成するには、例えばスルーホール１３が形成される部分において、ガラスクロス１０ｂａを挟み込む樹脂１０ｂｂの充填率を他の部分よりも少なくしておけば良い。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態は、第５実施形態に対してスルーホール１３における弾性変形構造を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１０に示すように、本実施形態では、スルーホール１３が形成される部分において、コア層１０ａの開口寸法を両ビルドアップ層１０ｂの開口寸法よりも大きくしている。そして、ビルドアップ層１０ｂの開口部の内壁面および開口端に金属メッキを施すことでスルーホール１３を構成し、はんだ接合部１５がビルドアップ層１０ｂのみに接合され、コア層１０ａには接合されていない状態となるようにしている。

このような構造では、スルーホール１３が形成される部分において、両ビルドアップ層１０ｂの間に空隙１０ｄが構成されることになる。そして、その部分においてビルドアップ層１０ｂは弾性率が下がって柔らかくなり、接続端子６５の軸方向において変位し易い弾性変形構造が構成される。このため、ビルドアップ層１０ｂの変形に基づいて、はんだ接合部１５と基板１０との熱膨張係数差に起因した応力を緩和できる。したがって、このような構造としても、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。

なお、このような構造の基板１０は、基本的には第１実施形態などと同様の製造方法によって製造可能であり、コア層１０ａとビルドアップ層１０ｂとを一体化する前に、コア層１０ａにおけるスルーホール１３が形成される部分に開口部を形成する工程を行えば良い。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して基板１０などの構成を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１１に示すように、本実施形態では、スルーホール１３の構造を接続端子６５とのはんだ接合部１５に掛かる応力を考慮していない一般的な構造とした基板１０を用いている。なお、図１１では、基板１０を単層構造のように記載してあるが、第１実施形態などのように、コア層１０ａやビルドアップ層１０ｂなどを備えた構造とされている。勿論、単層構造によって基板１０が構成されていても良い。

また、本実施形態では、第１実施形態のような放熱ゲル８０を介してヒートシンク５０を蓋７０に接触させた構造を変更している。具体的には、本実施形態では、蓋７０のうち基板１０側の一面に部分的に基板１０側に突出させた突起部７１を備え、この突起部７１と基板１０の他面１２とを放熱ゲルなどで構成される放熱材料７２を介して接触させている。

このように、第１実施形態に対して、スルーホール１３の構造をはんだ接合部１５にかかる応力を考慮していない一般的な構造としても、電子部品２０、３０の実装面側をケース６０の底面６１側に向けて配置することで、電子装置の小型化は図れる。

また、本実施形態のように、蓋７０に突起部７１を備え、突起部７１が放熱材料７２を介して基板１０の他面１２に接触させられる構造とすることで、第１実施形態に対して部品点数削減を図ることが可能となり、電子装置の製造コスト削減を図ることができる。

（第８実施形態）
本発明の第８実施形態について説明する。本実施形態は、第７実施形態に対して接続端子６５の構成を変更したものであり、その他については第７実施形態と同様であるため、第７実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１２に示すように、本実施形態では、接続端子６５のうちスルーホール１３との電気的接続を行う部分にスルーホール１３の開口寸法よりも大きな寸法とされた幅広部６５ａを設けている。そして、スルーホール１３内に接続端子６５の先端が嵌め込まれたときに、スルーホール１３の内壁面と幅広部６５ａとがプレスフィットで当接することで両者間の電気的接続が行われるようになっている。

このように、はんだ接合部１５による電気的な接続ではなく、プレスフィットによってスルーホール１３と接続端子６５との電気的な接続が行われる形態においても、第７実施形態のような構造を適用できる。このような構造としても、第７実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記各実施形態では、基板１０の一面１１上に電子部品２０、３０を実装したのち、電子部品２０、３０をモールド樹脂４０で樹脂封止する形態が適用された電子装置Ｓ１の一例を示したが、上記各実施形態で説明した構造でなくても良い。例えば、基板１０の一面１１側、つまりモールド樹脂４０側がケース６０の底面６１側に向けられるように配置しているが、他面１２側、つまりモールド樹脂４０と反対側が底面６１側に向けられるように配置しても良い。

また、機械的接続部６４による基板１０の固定手法も、熱かしめに限らず、プレスフィットやネジ締め固定などであっても良い。

また、上記各実施形態では、基板１０に形成したスルーホール１３内にケース６０に立設された接続端子６５を接続する形態について説明したが、接続端子６５を他の基板などに立設した構造において、スルーホール１３と接続する場合にも適用できる。

また、上記各実施形態では、基板１０をコア層１０ａの両側にビルドアップ層１０ｂを１枚ずつ配置した構造としたが、ビルドアップ層１０ｂを複数枚ずつ配置した構造としても良い。

さらに、上記各実施形態それぞれの構造についても変更可能である。例えば第２実施形態では、応力緩和部材１０ｃをコア層１０ａおよびビルドアップ層１０ｂの両方の開口部の内壁面に形成し、第３実施形態では、コア層１０ａの開口部の内壁面にのみ形成したが、ビルドアップ層１０ｂの開口部の内壁面にのみ形成しても良い。また、第４実施形態でも、ビルドアップ層１０ｂの開口部において、応力緩和層１０ｃを備えるようにしたが、コア層１０ａおよびビルドアップ層１０ｂの両方の開口部の内壁面に形成したり、コア層１０ａの開口部の内壁面にのみ形成しても良い。第５実施形態も同様であり、ボイド１０ｂｃをビルドアップ層１０ｂにのみ形成したが、コア層１０ａおよびビルドアップ層１０ｂの両方に形成したり、コア層１０ａにのみ形成しても良い。

１０ 基板
１０ａ コア層
１０ｂ ビルドアップ層
１０ｃ 応力緩和部材
１０ｄ 空隙
１０ａａ、１０ｂａ、１０ｃａ ガラスクロス
１０ａｂ、１０ｂｂ、１０ｃｂ 樹脂
１１ 一面
１２ 他面
１３ スルーホール
２０、３０ 電子部品

Claims (14)

1. 一面（１１）および前記一面の反対面となる他面（１２）とを有し、配線パターンが形成されていると共に該配線パターンに接続されたスルーホール（１３）が形成された基板（１０）と、
   前記基板の一面側に実装された電子部品（２０、３０）と、
   前記基板の一面側において前記電子部品を封止するモールド樹脂（４０）と、
   前記スルーホールに先端から挿入されると共に、前記スルーホールに対して電気的に接続される棒状の接続端子（６５）と、
   前記接続端子が立設された面（６１）を有し、前記電子部品が実装された前記基板を収容するケース（６０）と、を有し、
   前記基板は、前記電子部品および前記モールド樹脂が配置された側の一面が前記ケースのうちの前記接続端子が立設された面側を向けて配置されていることを特徴とする電子装置。
2. 前記モールド樹脂は、前記接続端子の先端位置より根元位置までの間に位置した状態で前記ケース内に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. 前記接続端子の先端と前記スルーホールとの間がはんだ接合部（１５）を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。
4. 前記接続端子の先端には前記スルーホールの開口寸法よりも大きな寸法とされた幅広部（６５ａ）が備えられ、前記接続端子が先端側から前記スルーホール内に嵌め込まれていると共に前記幅広部においてプレスフィットで前記スルーホールと電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。
5. 前記基板のうち、前記スルーホールが形成される部分では、該スルーホールとは異なる部分と比較して、該基板の厚み方向における熱膨張および収縮量が小さくされた変位低減構造を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電子装置。
6. 一面（１１）および前記一面の反対面となる他面（１２）とを有し、配線パターンが形成されていると共に該配線パターンに接続されたスルーホール（１３）が形成された基板（１０）と、
   前記基板の一面側に実装された電子部品（２０、３０）と、
   前記スルーホールに先端から挿入されると共に、前記スルーホールに対してはんだ接合部（１５）を介して電気的に接続される棒状の接続端子（６５）と、を有し、
   前記基板のうち、前記スルーホールが形成される部分では、該スルーホールとは異なる部分と比較して、該基板の厚み方向における熱膨張および収縮量が小さくされた変位低減構造を備えていることを特徴とする電子装置。
7. 前記基板は、コア層（１０ａ）と、該コア層の両側に配置されたビルドアップ層（１０ｂ）とを有した構成とされ、
   前記変位低減構造は、前記基板のうち前記スルーホールが形成される部分において、前記コア層の開口寸法よりも前記ビルドアップ層の開口寸法の方が大きくされ、前記接続端子と前記スルーホールとを接合している前記はんだ接合部が前記コア層のみと接合されていることを特徴とする請求項５または６に記載の電子装置。
8. 前記基板は、コア層（１０ａ）と、該コア層の両側に配置されたビルドアップ層（１０ｂ）とを有した構成とされ、
   前記変位低減構造は、前記基板のうち前記スルーホールが形成される部分において、前記コア層および前記ビルドアップ層に形成された開口部の内壁面に、前記コア層および前記ビルドアップ層よりも低熱膨張係数の材料で構成された応力緩和部材（１０ｃ）が備えられることにより構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の電子装置。
9. 前記基板は、コア層（１０ａ）と、該コア層の両側に配置されたビルドアップ層（１０ｂ）とを有した構成とされ、
   前記変位低減構造は、前記基板のうち前記スルーホールが形成される部分において、前記コア層の開口寸法が前記ビルドアップ層の開口寸法よりも大きくされ、前記コア層の開口部の内壁面に、前記コア層よりも低熱膨張係数の材料で構成された応力緩和部材（１０ｃ）が備えられることにより構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の電子装置。
10. 前記基板は、ガラス繊維が編み込まれてフィルム状としたガラスクロス（１０ａａ、１０ｂａ）の両側を樹脂（１０ａｂ、１０ｂｂ）で封止したプリプレグからなるコア層（１０ａ）およびビルドアップ層（１０ｂ）を有し、前記コア層の両側にビルドアップ層（１０ｂ）を配置した構成とされ、
    前記変位低減構造は、前記基板のうち前記スルーホールが形成される部分において、前記コア層と前記ビルドアップ層の少なくとも一方の開口部内に配置され、ガラス繊維の長手方向が前記基板の平面に対する法線方向に向けられたガラスクロス（１０ｃａ）と、前記ガラスクロスと共に前記開口部内に配置された樹脂（１０ｃｂ）とが備えられることにより構成とされていることを特徴とする請求項５または６に記載の電子装置。
11. 前記基板のうち、前記スルーホールが形成される部分では、該スルーホールとは異なる部分と比較して、該基板の厚み方向における弾性率が小さくされた弾性変形構造を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電子装置。
12. 一面（１１）および前記一面の反対面となる他面（１２）とを有し、配線パターンが形成されていると共に該配線パターンに接続されたスルーホール（１３）が形成された基板（１０）と、
    前記基板の一面側に実装された電子部品（２０、３０）と、
    前記スルーホールに先端から挿入されると共に、前記スルーホールに対してはんだ接合部（１５）を介して電気的に接続される棒状の接続端子（６５）と、を有し、
    前記基板のうち、前記スルーホールが形成される部分では、該スルーホールとは異なる部分と比較して、該基板の厚み方向における弾性率が小さくされた弾性変形構造を備えていることを特徴とする電子装置。
13. 前記基板は、コア層（１０ａ）と、該コア層の両側に配置されたビルドアップ層（１０ｂ）とを有した構成とされ、
    前記弾性変形構造は、前記基板のうち前記スルーホールが形成される部分において、前記コア層と前記ビルドアップ層の少なくとも一方の開口部の内壁面にボイド（１０ｂｃ）が形成されることにより構成されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の電子装置。
14. 前記基板は、コア層（１０ａ）と、該コア層の両側に配置されたビルドアップ層（１０ｂ）とを有した構成とされ、
    前記弾性変形構造は、前記基板のうち前記スルーホールが形成される部分において、前記コア層の開口寸法の方が前記ビルドアップ層の開口寸法よりも大きくされ、前記接続端子と前記スルーホールとを接合している前記はんだ接合部が前記ビルドアップ層のみと接合されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の電子装置。

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