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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024179027
(43)【公開日】2024-12-26
(54)【発明の名称】配線板
(51)【国際特許分類】
H05K 3/46 20060101AFI20241219BHJP
H05K 1/18 20060101ALI20241219BHJP
【ＦＩ】
H05K3/46 Q
H05K3/46 N
H05K1/18 P
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023097514
(22)【出願日】2023-06-14
(71)【出願人】
【識別番号】591036457
【氏名又は名称】三菱電機エンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002941
【氏名又は名称】弁理士法人ぱるも特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】阿部 則夫
【テーマコード（参考）】
5E316
5E336
【Ｆターム（参考）】
5E316AA12
5E316AA35
5E316AA42
5E316BB13
5E316DD22
5E316EE01
5E316FF04
5E316GG17
5E316GG28
5E316HH01
5E316HH22
5E316JJ02
5E316JJ26
5E316JJ28
5E336AA07
5E336AA11
5E336AA16
5E336BB03
5E336BC02
5E336CC32
5E336CC52
5E336CC53
5E336CC58
5E336EE01
5E336GG11
5E336GG30
(57)【要約】
【課題】プリント配線板上における電子部品の実装密度を向上させることができるとともに、電子部品の電極とＬＳＩの端子電極との配線距離を短縮させる。
【解決手段】プリント配線板６１に設けられたスルーホール８の内壁メッキを、非メッキ部９を境にして上側に位置する残存メッキ部１０と、下側に位置する残存メッキ部１１に分断し、スルーホール８の内部に、スルーホール８の内部形状に合わせて形成され、かつ上側電極５１３及び下側電極５１４を備えた電子部品５１を格納し、上側電極５１３と残存メッキ部１０を電気的に接続するとともに、下側電極５１４と残存メッキ部１１を電気的に接続する。
【選択図】図２
【解決手段】プリント配線板６１に設けられたスルーホール８の内壁メッキを、非メッキ部９を境にして上側に位置する残存メッキ部１０と、下側に位置する残存メッキ部１１に分断し、スルーホール８の内部に、スルーホール８の内部形状に合わせて形成され、かつ上側電極５１３及び下側電極５１４を備えた電子部品５１を格納し、上側電極５１３と残存メッキ部１０を電気的に接続するとともに、下側電極５１４と残存メッキ部１１を電気的に接続する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板に設けられたスルーホールの内壁メッキは、非メッキ部を境にして第１方向上側に位置する第１残存メッキ部と、第１方向下側に位置する第２残存メッキ部に分断して構成され、
前記スルーホールの内部に格納されるとともに、前記スルーホールの内部形状に合わせて形成され、かつ第１方向上側電極及び第１方向下側電極を備えた電子部品を有し、
前記第１方向上側電極と前記第１残存メッキ部を電気的に接続するとともに、前記第１方向下側電極と前記第２残存メッキ部を電気的に接続した配線板。
前記スルーホールの内部に格納されるとともに、前記スルーホールの内部形状に合わせて形成され、かつ第１方向上側電極及び第１方向下側電極を備えた電子部品を有し、
前記第１方向上側電極と前記第１残存メッキ部を電気的に接続するとともに、前記第１方向下側電極と前記第２残存メッキ部を電気的に接続した配線板。
【請求項2】
基板に設けられたスルーホールの内部に格納されるとともに、前記スルーホールの内部形状に合わせて形成され、かつ第１方向上側電極及び第１方向下側電極を備えた電子部品を有し、
前記第１方向上側電極と前記スルーホールにおける内壁メッキ部とを電気的に接続するとともに、前記第１方向下側電極と、前記スルーホールの前記内壁メッキ部との接続を有しない導体とを電気的に接続した配線板。
前記第１方向上側電極と前記スルーホールにおける内壁メッキ部とを電気的に接続するとともに、前記第１方向下側電極と、前記スルーホールの前記内壁メッキ部との接続を有しない導体とを電気的に接続した配線板。
【請求項3】
前記スルーホールの第１方向下側には、前記スルーホールの第１方向上側よりも径が大きく、かつ内壁メッキ部が存在しない大径部を設け、前記スルーホールの内部形状に合わせて形成された円柱部及びスルーホール差し込み部を有する電子部品を前記スルーホールに格納した請求項２に記載の配線板。
【請求項4】
前記第１方向下側電極は接続導体を介して前記スルーホールの前記内壁メッキ部との接続を有しない前記導体と電気的に接続されている請求項２または請求項３に記載の配線板。
【請求項5】
前記スルーホールの前記内壁メッキ部との接続を有しない前記導体は、前記基板の第１方向下側における表面導体層に設けられたランドである請求項４に記載の配線板。
【請求項6】
前記スルーホールの直径よりも大きな直径を有する固定部を前記電子部品の第１方向下側に設けた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配線板。
【請求項7】
前記基板の第１方向上側に集積回路部品を搭載した請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、配線板に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子装置の小型化および高性能化にともない、電子装置内で用いられるプリント配線板の高密度化が求められている。より高密度な実装を行うため、最近のプリント配線板としては、導体層と絶縁層を交互に積層し、任意の導体層を電気的に接続するスルーホールを用いた多層基板が広く用いられている。またプリント配線板に実装される電子部品としても、ＳＭＤ（ＳＵＲＦＡＣＥ ＭＯＵＮＴ ＤＥＶＩＣＥ）チップ部品が多く用いられる。更に大規模な演算処理を行うＬＳＩ（ＬＡＲＧＥ ＳＣＡＬＥ ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ）において、小さなパッケージにより多くの端子電極を設けることのできる、ＢＧＡ（ＢＡＬＬ ＧＲＩＤ ＡＲＲＡＹ）と呼ばれる種類のものが広く使用されている。
【0003】
更に電子装置においては、消費電力の低減化が求められており、プリント配線板で扱う電源の低電圧化が進んでいる。この低電圧化により、電源の供給先となるＬＳＩで許容される電圧変動の裕度が狭まる。従ってＬＳＩの誤動作を抑制するために、高い電源品質の確保が製品開発で重要な要素となっている。この電源品質の確保のため、従来からコンデンサ部品が広く用いられている。
【0004】
そしてプリント配線板で使用されるＬＳＩが、ＢＧＡタイプの場合、このＬＳＩのパッケージ中央付近に配置された電源端子に対し、供給する電源の品質確保を目的としたコンデンサ部品を接続する場合を考える。この場合、ＬＳＩが実装される表面導体層側にはＬＳＩのパッケージが存在するため、コンデンサ部品とＬＳＩを同一の表面導体層に配置することは困難となる。そのため、コンデンサ部品は、ＬＳＩが実装される表面導体層と、反対側の表面導体層に実装せざるを得なくなる。
【0005】
また、プリント配線板では、電子機器を正常動作させるために、ＬＳＩの他に、コンデンサ又は抵抗器のような２端子を有するＳＭＤチップ部品が多く用いられる。これらの部品をプリント配線板上に実装するためには、プリント配線板の表面導体層に、ＳＭＤ部品の電極を半田接続するためのパッドを設置する必要がある。そしてこのパッドが占める総面積が、プリント配線板の実装密度に深く影響する。
【0006】
パッドが占める面積を減少させる技術として、例えば、特許文献１のようなものが開示されている。
即ち特許文献１の配線板は、スルーホールを有している。さらに表面層となる導体層上には、ＩＣチップが実装されている。当該スルーホールには、抵抗器、コンデンサ等の電子部品が収納されている。各電子部品の両端子は、半田によりそれぞれ導体層に接続されている（特許文献１参照）。
即ち特許文献１の配線板は、スルーホールを有している。さらに表面層となる導体層上には、ＩＣチップが実装されている。当該スルーホールには、抵抗器、コンデンサ等の電子部品が収納されている。各電子部品の両端子は、半田によりそれぞれ導体層に接続されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２００３－１５２３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献１においては、電子部品を収納する貫通穴の内壁面はメッキ処理が行われていないため、その貫通穴を用いて、例えば電源が接続された内層導体層から、ＬＳＩが搭載される表面導体層に、電源パターンを引き出すことができない。そのため、電源を内層導体層から表面導体層に引き出すには、別のスルーホールが必要となり、プリント配線板の高密度化を図ることにおいて障害となる。特に、パッケージサイズに対して端子密度の高いＢＧＡタイプのＬＳＩ部品においては、配設できるスルーホールの数が制限される。従って１つの電源端子に対し、引き出し用のスルーホールと電子部品用の貫通穴の２種類を設けることは困難であるという問題がある。
【0009】
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、プリント配線板上における電子部品の実装密度を向上させることができるとともに、電子部品の電極とＬＳＩの端子電極との配線距離を短縮させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本願に開示される配線板は、基板に設けられたスルーホールの内壁メッキは、非メッキ部を境にして第１方向上側に位置する第１残存メッキ部と、第１方向下側に位置する第２残存メッキ部に分断して構成され、
前記スルーホールの内部に格納されるとともに、前記スルーホールの内部形状に合わせて形成され、かつ第１方向上側電極及び第１方向下側電極を備えた電子部品を有し、
前記第１方向上側電極と前記第１残存メッキ部を電気的に接続するとともに、前記第１方向下側電極と前記第２残存メッキ部を電気的に接続したものである。
又本願に開示される別の配線板は、基板に設けられたスルーホールの内部に格納されるとともに、前記スルーホールの内部形状に合わせて形成され、かつ第１方向上側電極及び第１方向下側電極を備えた電子部品を有し、
前記第１方向上側電極と前記スルーホールにおける内壁メッキ部とを電気的に接続するとともに、前記第１方向下側電極と、前記スルーホールの前記内壁メッキ部との接続を有しない導体とを電気的に接続したものである。
前記スルーホールの内部に格納されるとともに、前記スルーホールの内部形状に合わせて形成され、かつ第１方向上側電極及び第１方向下側電極を備えた電子部品を有し、
前記第１方向上側電極と前記第１残存メッキ部を電気的に接続するとともに、前記第１方向下側電極と前記第２残存メッキ部を電気的に接続したものである。
又本願に開示される別の配線板は、基板に設けられたスルーホールの内部に格納されるとともに、前記スルーホールの内部形状に合わせて形成され、かつ第１方向上側電極及び第１方向下側電極を備えた電子部品を有し、
前記第１方向上側電極と前記スルーホールにおける内壁メッキ部とを電気的に接続するとともに、前記第１方向下側電極と、前記スルーホールの前記内壁メッキ部との接続を有しない導体とを電気的に接続したものである。
【発明の効果】
【0011】
本願に開示される配線板によれば、プリント配線板上における電子部品の実装密度を向上させることができるとともに、電子部品の電極とＬＳＩの端子電極との配線距離を短縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施の形態１による電子部品が内蔵されたプリント配線板の透過斜視図である。
【図2】実施の形態１によるプリント配線板を示す側面断面図である。
【図3】実施の形態１によるプリント配線板の電気的等価回路図である。
【図4】実施の形態１によるプリント配線板を示す側面断面図である。
【図5】スルーホールに挿入される電子部品を示す斜視図である。
【図6】実施の形態１によるプリント配線板を示す側面断面図である。
【図7】実施の形態１によるプリント配線板を示す側面断面図である。
【図8】実施の形態１によるプリント配線板を示す側面断面図である。
【図9】実施の形態２によるプリント配線板を示す側面断面図である。
【図11】スルーホールに挿入する電子部品を示す斜視図である。
【図13】実施の形態２によるプリント配線板を示す側面断面図である。
【図14】実施の形態２によるプリント配線板を示す側面断面図である。
【図15】実施の形態２によるプリント配線板を示す側面断面図である。
【図16】実施の形態２によるプリント配線板の電気的等価回路図である。
【図17】実施の形態３によるプリント配線板を示す側面断面図である。
【図19】スルーホールに挿入される電子部品を示す斜視図である。
【図20】実施の形態３によるプリント配線板を示す側面断面図である。
【図21】ＬＳＩとコンデンサ部品が同一面に配置されていない場合のプリント配線板を示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
実施の形態１．
本実施の形態は、電子装置に用いられる電子部品を内蔵したプリント配線板、ならびにプリント配線板に実装する電子部品に関するものである。以下、本実施の形態について、図面を参照し説明する。
先ずＬＳＩとコンデンサ部品が同一面に配置されていない場合について、図２１に基づいて説明する。図２１においては、内層導体層とＬＳＩ電源端子とコンデンサ部品の接続状態を示している。ＬＳＩ部品１０１４の電源端子が接続されるパッド１０１２への電源供給経路は以下のように構成される。即ち電源に接続される内層導体層１００２を、スルーホール１０１７を介して表面導体層１００１に接続する。そして表面導体層１００１に形成されたパターン１０１３からパッド１０１２に接続するという順序となる。この接続に対し、ＳＭＤチップコンデンサ部品１０２２を、ＬＳＩ部品１０１４の実装面と反対の面である表面導体層１００４にハンダペースト１０１５により実装した場合、内層導体層１００２からＳＭＤチップコンデンサ部品１０２２への接続経路は、ＬＳＩ部品１０１４への電源供給経路から外れたものとなる。この接続状態では、電源の電圧変動をコンデンサで軽減した後に、ＬＳＩ部品１０１４に電源供給するというようなＳＭＤチップコンデンサ部品１０２２の機能が十分に得られないことが考えられる。
本実施の形態は、電子装置に用いられる電子部品を内蔵したプリント配線板、ならびにプリント配線板に実装する電子部品に関するものである。以下、本実施の形態について、図面を参照し説明する。
先ずＬＳＩとコンデンサ部品が同一面に配置されていない場合について、図２１に基づいて説明する。図２１においては、内層導体層とＬＳＩ電源端子とコンデンサ部品の接続状態を示している。ＬＳＩ部品１０１４の電源端子が接続されるパッド１０１２への電源供給経路は以下のように構成される。即ち電源に接続される内層導体層１００２を、スルーホール１０１７を介して表面導体層１００１に接続する。そして表面導体層１００１に形成されたパターン１０１３からパッド１０１２に接続するという順序となる。この接続に対し、ＳＭＤチップコンデンサ部品１０２２を、ＬＳＩ部品１０１４の実装面と反対の面である表面導体層１００４にハンダペースト１０１５により実装した場合、内層導体層１００２からＳＭＤチップコンデンサ部品１０２２への接続経路は、ＬＳＩ部品１０１４への電源供給経路から外れたものとなる。この接続状態では、電源の電圧変動をコンデンサで軽減した後に、ＬＳＩ部品１０１４に電源供給するというようなＳＭＤチップコンデンサ部品１０２２の機能が十分に得られないことが考えられる。
【0014】
次に、４層のプリント配線板において、表面導体層１側に実装されたＬＳＩチップ部品１４の電源端子が接続されるパッド１２に対し、内層導体層２から、コンデンサ部品を用いて電源供給する場合の一例を図１等に基づいて説明する。
なお、後述の各実施の形態は単なる例示にすぎず、本実施の形態を何ら限定するものではない。したがって本実施の形態は当然にその要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば、スルーホール内に格納する電子部品は、コンデンサ部品に限らず、抵抗器又はダイオード等でもよい。
また、後述の各実施の形態では、スルーホール内に格納する電子部品は、円柱形状として説明しているが、市販されている多くの２端子ＳＭＤチップ部品の形状である直方体のものを用いることもできる。
なお、後述の各実施の形態は単なる例示にすぎず、本実施の形態を何ら限定するものではない。したがって本実施の形態は当然にその要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば、スルーホール内に格納する電子部品は、コンデンサ部品に限らず、抵抗器又はダイオード等でもよい。
また、後述の各実施の形態では、スルーホール内に格納する電子部品は、円柱形状として説明しているが、市販されている多くの２端子ＳＭＤチップ部品の形状である直方体のものを用いることもできる。
【0015】
図１は実施の形態１による電子部品が内蔵されたプリント配線板の透過斜視図である。図２は図１におけるＡ－Ａ線断面側面図であり、図１の矢印Ｂ方向から見た断面図である。以下に示す種々の側面断面図においても、図２と同様の方向から見た断面図である。又図３は、図１および図２に示されたプリント配線板を、電気的に等価表示した等価回路図である。
図３において、３１は電源、３２、３３はコンデンサ部品電極、１３は表面導体層パターン、１２はＬＳＩ実装用ランド、３４はＬＳＩ電源端子である。
尚図２において、基板において垂直方向をＺ方向（第１方向）とし、Ｚ方向に対して垂直な方向をＸ方向とし、Ｘ方向及びＺ方向に対して垂直な方向をＹ方向とする。そしてＸ方向及びＹ方向が水平方向（第２方向）となる。更に第１方向において上側の面を上面とし、下側の面を下面とする。以下の図においても同様に定義する。
図２に示すように、内壁のメッキが、非メッキ部９を境に上下に分断する処理を施されたスルーホール８の内部に、上下に電極を有する電子部品（コンデンサ部品）５１を挿入し、各々の電極と、スルーホール８の残存したメッキからなる導体とを、リフロー工程等により、電気的に接続する。その形状については、後述にて更に詳細に説明する。
図３において、３１は電源、３２、３３はコンデンサ部品電極、１３は表面導体層パターン、１２はＬＳＩ実装用ランド、３４はＬＳＩ電源端子である。
尚図２において、基板において垂直方向をＺ方向（第１方向）とし、Ｚ方向に対して垂直な方向をＸ方向とし、Ｘ方向及びＺ方向に対して垂直な方向をＹ方向とする。そしてＸ方向及びＹ方向が水平方向（第２方向）となる。更に第１方向において上側の面を上面とし、下側の面を下面とする。以下の図においても同様に定義する。
図２に示すように、内壁のメッキが、非メッキ部９を境に上下に分断する処理を施されたスルーホール８の内部に、上下に電極を有する電子部品（コンデンサ部品）５１を挿入し、各々の電極と、スルーホール８の残存したメッキからなる導体とを、リフロー工程等により、電気的に接続する。その形状については、後述にて更に詳細に説明する。
【0016】
図４は、本実施の形態によるプリント配線板の構成を示したものであり、電子部品が実装される前のプリント配線板を示す側面断面図である。本実施の形態によるプリント配線板６１は、表面導体層１、４と、内層導体層（電源）２と、内層導体層（ＧＮＤ）３と、層間絶縁層５、６、７が積層された４層基板である。ここでは、内層導体層２は電源に接続されるともに、内層導体層３はＧＮＤに接続されている状態を一例として説明する。表面導体層１の側には、ＢＧＡ（ＢＡＬＬ ＧＲＩＤ ＡＲＲＡＹ）タイプのＬＳＩ（ＬＡＲＧＥ ＳＣＡＬＥ ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ）チップ部品１４が実装されるパッドが多数設けられており、その内パッド１２は、ＬＳＩチップ部品１４の電源端子が接続される。
【0017】
プリント配線板６１は、各導体層の接続ができるように内壁がメッキ処理されたスルーホールを多数有しており、その内、スルーホール８は、内壁のメッキが、非メッキ部９を境に上下に分断する処理を施されたものである。基板に設けられたスルーホール８では、残存するメッキを用いて、非メッキ部９より第１方向上側では、残存メッキ部（第１残存メッキ部）１０により表面導体層１と内層導体層２が接続されるとともに、非メッキ部９より第１方向下側では、残存メッキ部（第２残存メッキ部）１１により表面導体層４と内層導体層３が接続されている。なお、パッド１２は、表面導体層１のパターン１３により、スルーホール８の残存メッキ部１０からなる導体と接続されている。
【0018】
スルーホール８を上下に分断する工法としては、通常のメッキが形成されたスルーホールに対し、レーザーカッタ等をスルーホール内に挿入し、任意の高さ位置の内壁のメッキを機械的に掘削する方法がある。更には基板製造時のメッキ処理が行われる前の段階で、スルーホールの内壁の一部において、メッキレジスト部材が露出する部分を設ける加工を行い、メッキ処理後にスルーホールを上下に分断させる方法がある。このように種々の方法があるが、本実施の形態においては、確実にスルーホールが上下に分断されていれば、どの工法を用いても構わない。
【0019】
次に、スルーホール８の中に格納する電子部品５１の形状の一例について図５に基づいて説明する。図５はスルーホールに挿入される電子部品を示す斜視図である。図５に示す電子部品５１は、円柱部５１１と、固定部５１２により構成される。円柱部５１１の直径は、スルーホール８の内部に格納可能とするため、スルーホール８の直径より、僅かに小さいものとなる。円柱部５１１の高さは、プリント配線板６１の厚み６１１より、僅かに短いことが望ましい。また、円柱部５１１は上下に上側電極（第１方向上側電極）５１３と下側電極（第１方向下側電極）５１４を有しており、コンデンサ又は抵抗のような電子部品として機能させるための内部構造は、上下の電極間で構成される。
【0020】
固定部５１２は、表面導体層４を上にした状態で、電子部品５１をスルーホール８の中に格納した際、電子部品５１の落下を防ぐためのものとなり、その直径は、スルーホール８の穴径より大きいものとなる。固定部５１２の材質は、プリント配線板の導体と半田接続が可能な金属部材を用いる。また、固定部５１２は、円柱部５１１の下側電極５１４と電気的に接続される。
【0021】
次に図４に示されるプリント配線板６１のスルーホール８に対し、図５に示される電子部品５１を実装する工程について、図６～図８に基づいて説明する。
まず図６において、表面導体層４側に露出したスルーホール８のランドに対して、熱硬化式のハンダペースト１５を塗布した後、電子部品５１をスルーホール８に挿入して実装する。図６は表面導体層４側のリフロー工程を経た状態を示している。
まず図６において、表面導体層４側に露出したスルーホール８のランドに対して、熱硬化式のハンダペースト１５を塗布した後、電子部品５１をスルーホール８に挿入して実装する。図６は表面導体層４側のリフロー工程を経た状態を示している。
【0022】
この工程により、電子部品５１の固定部５１２と、スルーホール８における非メッキ部９より表面導体層４側の残存メッキ部１１からなる導体が、電気的に接続された状態となるとともに、電子部品５１がプリント配線板６１に固定される。なお、図示されていないが、前述の工程は、電子部品５１が落下しないように、表面導体層４が上になる向きにて実施される。また前述の工程は、表面導体層４側へ実装される他のＳＭＤチップ部品の実装と同時に行ってもよい。
【0023】
次に図７においては、スルーホール８に生じる窪みに対し、熱硬化式のハンダペースト１６の充填を行った状態を示している。この窪みは、電子部品５１の円柱部５１１の高さが、プリント配線板６１の厚み６１１より小さいために生じたものとなる。なお、充填するハンダペースト１６の粘度は、スルーホール８の内壁と、電子部品５１の円柱部との間に生じる僅かな間隙から、下側に向かって浸潤しないものであることが望ましい。
【0024】
次に、図８に示すように、表面導体層１側の部品を実装するためのパッドに対してＳＭＤ部品実装用のハンダペースト１５を塗布した後、ＬＳＩチップ部品（集積回路部品）１４のような表面導体層１側（基板の第１方向上側）のＳＭＤチップ部品の実装を行う。表面導体層１側のリフロー工程を経た状態が、図８に示される。この工程により電子部品５１の表面導体層１側の電極と、スルーホール８における非メッキ部９より表面導体層１側の残存メッキ部１０からなる導体が、電気的に接続された状態となる。
【0025】
以上のような工程により、スルーホール８の内部に挿入された電子部品５１の上側電極５１３は残存メッキ部１０と電気的に接続され、更に下側電極５１４は残存メッキ部１１と電気的に接続される。これにより電子部品５１の上下の電極が、残存するメッキを用いて内層導体層及び表面導体層と接続されることになる。
【0026】
以上のように本実施の形態においては、内壁のメッキを上下に分断したスルーホール内に電子部品を格納し、スルーホール内の上下に残存するメッキと電子部品を電気的に接続するものである。これにより、スルーホール１個分の配設に要する面積のみで、内層導体層と表面導体層の接続、および電子部品の機能確保を両立することが可能となる。この結果、プリント配線板上における電子部品の実装密度の向上を図ることができる。また、ＬＳＩの端子電極と、スルーホール内に格納された電子部品の電極を接続する経路長さも、従来と比較して短縮することができるため、電子部品の効果を向上させることが可能である。
【0027】
本実施の形態においては、内層導体層と表面導体層を接続させること、及びコンデンサ等の電子部品を機能させることを、スルーホール１個分の設置に要する面積のみで実行させることが可能なプリント配線板の提供を目的としている。
本実施の形態によれば、スルーホール１個分の配設に要する面積のみで、スルーホール内に格納する電子部品を機能させることができる。これにより、プリント配線板上における電子部品の実装密度を向上させることができる。また電子部品の電極と、ＬＳＩの端子電極との配線距離を短縮できるため、電子部品の効果を向上させることができる。
本実施の形態によれば、スルーホール１個分の配設に要する面積のみで、スルーホール内に格納する電子部品を機能させることができる。これにより、プリント配線板上における電子部品の実装密度を向上させることができる。また電子部品の電極と、ＬＳＩの端子電極との配線距離を短縮できるため、電子部品の効果を向上させることができる。
【0028】
実施の形態２．
上述の実施の形態１では、内壁の一部にメッキが付着しない箇所を設けたスルーホールを設けた場合について説明したが、実施の形態２では、このスルーホールへの加工を行わず、前述の目的を達成する構造について説明する。なお、上記の実施の形態１と同様の機能を有するものについては、図１～図８に示した電子部品内蔵基板と同様の符号を用い、その説明を省略するものとする。
上述の実施の形態１では、内壁の一部にメッキが付着しない箇所を設けたスルーホールを設けた場合について説明したが、実施の形態２では、このスルーホールへの加工を行わず、前述の目的を達成する構造について説明する。なお、上記の実施の形態１と同様の機能を有するものについては、図１～図８に示した電子部品内蔵基板と同様の符号を用い、その説明を省略するものとする。
【0029】
図９は、実施の形態２におけるプリント配線板の構成を示す断面図であり、部品実装を行う前段階のプリント配線板の構成を示す断面図である。又図１０は図９におけるＣ方向から見た平面図である。実施の形態１に示した図４と図９との相違点は、スルーホール１７の内壁メッキ部に分断箇所がなく、スルーホール１７の表面導体層１と表面導体層４のランドは、内壁のメッキを介して接続されるため同電位となる。そのため、スルーホール１７の内部に格納する電子部品１０２の表面導体層４側の電極は、スルーホール１７を形成する導体との接触を避ける必要がある。また、スルーホール１７内に格納する電子部品１０２の、表面導体層４側の電極の接続先であるランド１８は、スルーホール１７とは別の経路で、所望の信号に接続する必要がある。図９においては、ランド１８を表面導体層４側のパターン１９とスルーホール２３を経由して、内層導体層３のＧＮＤに接続する場合を例示している。
【0030】
スルーホール１７内に格納する電子部品１０２の形状の一例について、図１１、図１２Ａに示す斜視図、ならびに図１２ＡにおけるＤ方向から見た平面図である図１２Ｂを用いて説明する。
電子部品１０２も、実施の形態１で説明した電子部品５１と同様に、円柱部１２１と、固定部１２２が電気的に接続された構成となる。円柱部１２１は、上側電極（第１方向上側電極）１２３と下側電極（第１方向下側電極）１２４を備え、電子部品として機能させるための内部構造は、上下の電極間で構成される。円柱部１２１は、上下電極部以外の表面には導電性はないものとする。固定部１２２は、表面に導電性のない部材１２６に対し、その中心に円柱部１２１を差し込む穴１２７を有している。更に固定部１２２は、表面に導電性のない部材に対して、底面、側面、および表面導体層４と接触する面の外周の一部に対してメッキ処理した電極部１２５を備えている。又固定部１２２の直径はスルーホール１７の直径よりも大きく形成されている。
電子部品１０２も、実施の形態１で説明した電子部品５１と同様に、円柱部１２１と、固定部１２２が電気的に接続された構成となる。円柱部１２１は、上側電極（第１方向上側電極）１２３と下側電極（第１方向下側電極）１２４を備え、電子部品として機能させるための内部構造は、上下の電極間で構成される。円柱部１２１は、上下電極部以外の表面には導電性はないものとする。固定部１２２は、表面に導電性のない部材１２６に対し、その中心に円柱部１２１を差し込む穴１２７を有している。更に固定部１２２は、表面に導電性のない部材に対して、底面、側面、および表面導体層４と接触する面の外周の一部に対してメッキ処理した電極部１２５を備えている。又固定部１２２の直径はスルーホール１７の直径よりも大きく形成されている。
【0031】
円柱部１２１を固定部１２２の穴１２７に差し込んだ後、固定部１２２の底面から露出する円柱部１２１の下側電極１２４と固定部１２２の電極部１２５を、メッキ処理又はハンダ接続等の処理により、電気的に接続するように構成し、これにより図１２Ａ及び図１２Ｂに示されるような実施の形態２に用いる電子部品１０２となる。なお、スルーホール１７に挿入される電子部品１０２の突起１２８の高さは、プリント配線板６２の厚み６２１より、僅かに小さいことが望ましい。
【0032】
次に、プリント配線板６２のスルーホール１７に対する電子部品１０２の実装工程について、図１３～図１５に基づいて説明する。
図１３においては、スルーホール１７の表面導体層４側のランドに近接する形で設けたランド１８に、熱硬化式のハンダペースト１５を塗布した後、電子部品１０２をスルーホール１７に挿入する形で実装を行う。そして表面導体層４側のリフロー工程を経た状態を図１３に示している。なおこの工程は、実施の形態１の場合と同様に、表面導体層４が上となる向きにて実施される。更に表面導体層４側に実装される他のＳＭＤチップ部品と同時に行ってもよい。
図１３においては、スルーホール１７の表面導体層４側のランドに近接する形で設けたランド１８に、熱硬化式のハンダペースト１５を塗布した後、電子部品１０２をスルーホール１７に挿入する形で実装を行う。そして表面導体層４側のリフロー工程を経た状態を図１３に示している。なおこの工程は、実施の形態１の場合と同様に、表面導体層４が上となる向きにて実施される。更に表面導体層４側に実装される他のＳＭＤチップ部品と同時に行ってもよい。
【0033】
この工程により、電子部品１０２がプリント配線板６２に固定されるとともに、電子部品１０２の表面導体層４側の電極部１２５と、表面導体層４のパターン１９に接続されたランド１８が電気的に接続された状態となる。また、スルーホール１７の表面導体層４側のランドと対向する位置であり、電子部品１０２の固定部１２２における表面においては、導電性がないため、電極部１２５とスルーホール１７は絶縁された状態となる。
【0034】
次に図１４においては、実施の形態１の場合と同様に、プリント配線板６２の厚み６２１と、電子部品１０２の突起１２８の高さの差から構成されるスルーホール１７の窪み部分に対し、熱硬化式のハンダペースト１６を充填する。この工程を経た後、図１５に示すように、表面導体層１側にＳＭＤチップ部品を実装し、表面導体層１側にリフロー工程を行う。リフロー工程を行った後の状態を図１５に示す。
【0035】
前述の工程を経ることで、スルーホール１７の内部に挿入された電子部品１０２の上側に位置する上側電極１２３は、スルーホール１７の内壁のメッキと接続され、更に下側に位置する電極部１２５は、表面導体層４のパターン１９に接続されたランド１８と接続される。
即ち下側電極１２４は、スルーホール１７と接続されていない導体と電極部１２５（接続導体）を介して電気的に接続されることとなる。この場合スルーホール１７と接続されていない導体とは、基板の第１方向下側に設けられた表面導体層４側の電極の接続先であるランド１８となる。
図１６は実施の形態２によるプリント配線板を、電気的に等価表示した等価回路図である。
即ち下側電極１２４は、スルーホール１７と接続されていない導体と電極部１２５（接続導体）を介して電気的に接続されることとなる。この場合スルーホール１７と接続されていない導体とは、基板の第１方向下側に設けられた表面導体層４側の電極の接続先であるランド１８となる。
図１６は実施の形態２によるプリント配線板を、電気的に等価表示した等価回路図である。
【0036】
実施の形態２の構造により、電子部品１０２を、スルーホール１７に挿入することにより実装する際に、表面導体層４側に必要とされる面積は、スルーホール１７のランド径よりも大きくなるため、実施の形態１の場合と比較して、実装密度の向上効果は若干低下する。しかし既存のスルーホールへの加工を必要としない利点がある。また、実施の形態２においても、電子部品１０２をスルーホール１７内に格納するため、ＬＳＩの電極と電子部品の電極を接続する経路長は、実施の形態１の場合と同様に短縮することができ、電子部品の効果を向上させることができる。
【0037】
実施の形態３．
上記実施の形態１、２においては、プリント配線板に使用される既存のスルーホール内に電子部品を格納する形で実装する場合について説明した。この場合、格納される電子部品として、大容量のコンデンサのようなパッケージサイズの大きいものを使用する場合、穴の径の大きなスルーホールを用いる必要がある。しかし、ＢＧＡタイプのＬＳＩ部品のような部品端子が密集した箇所に対して、穴の径の大きなスルーホールを設けることは困難である。
そこで実施の形態３においては、部品端子が密集した箇所においても、パッケージサイズが大きい電子部品をスルーホール内に格納できるとともに、上記実施の形態１、２と同様の効果が得られる装置に関して、図に基づいて説明する。
上記実施の形態１、２においては、プリント配線板に使用される既存のスルーホール内に電子部品を格納する形で実装する場合について説明した。この場合、格納される電子部品として、大容量のコンデンサのようなパッケージサイズの大きいものを使用する場合、穴の径の大きなスルーホールを用いる必要がある。しかし、ＢＧＡタイプのＬＳＩ部品のような部品端子が密集した箇所に対して、穴の径の大きなスルーホールを設けることは困難である。
そこで実施の形態３においては、部品端子が密集した箇所においても、パッケージサイズが大きい電子部品をスルーホール内に格納できるとともに、上記実施の形態１、２と同様の効果が得られる装置に関して、図に基づいて説明する。
【0038】
図１７は、実施の形態３におけるプリント配線板の構成を示す断面図であり、部品実装を行う前段階のプリント配線板の構成を示す断面図である。又図１８は図１７におけるＥ方向から見た平面図である。実施の形態２との相違点は、一般的にバックドリルと呼ばれる工法を用いて、表面導体層４側から表面導体層１側に向けて任意の深さ２１までのメッキを、スルーホールの穴径よりも太いドリルで掘削するものである。スルーホールを掘削した後の状態が、図１７に示すスルーホール２０となり、ドリルによる掘削が行われなかった部分は、残存メッキ部１０により内層導体層２と表面導体層１との接続が維持される。
【0039】
スルーホール２０内に格納する電子部品の表面導体層４側の電極の接続先であるランド１８は、表面導体層４側パターン１９によって、所望の信号に接続される。
次に、バックドリルによる加工を行ったスルーホール２０内に格納する電子部品１０３の形状に関する一例について説明する。図１９はスルーホール２０に挿入される電子部品１０３を示す斜視図である。
次に、バックドリルによる加工を行ったスルーホール２０内に格納する電子部品１０３の形状に関する一例について説明する。図１９はスルーホール２０に挿入される電子部品１０３を示す斜視図である。
【0040】
電子部品１０３は、円柱部１３１に対して、固定部１３２と、スルーホール差し込み部１３３が電気的に接続された構成となる。円柱部１３１は、上側電極１３４と下側電極１３５を備え、電子部品として機能させるための内部構造は、上下の電極間で構成される。
スルーホール差し込み部１３３は、円柱部１３１の上側電極１３４と電気的に接続され、その直径は、スルーホール２０の残存メッキ部１０に差し込み可能とするため、バックドリルを実施する前のスルーホールの直径よりも、僅かに小さいものとなる。
スルーホール差し込み部１３３は、円柱部１３１の上側電極１３４と電気的に接続され、その直径は、スルーホール２０の残存メッキ部１０に差し込み可能とするため、バックドリルを実施する前のスルーホールの直径よりも、僅かに小さいものとなる。
【0041】
固定部１３２の材質は、プリント配線板の導体とハンダによる接続が可能な金属部材を用い、円柱部１３１の下側電極１３５と電気的に接続する。又固定部１３２の直径はスルーホール２０の直径よりも大きく形成されている。
円柱部１３１は、バックドリル工法によりドリル加工を行った穴に格納されるため、円柱部１３１の太さは、ドリルの直径よりも僅かに小さく、また円柱部１３１の高さはドリルにより加工された穴の深さよりも、僅かに小さいものとなる。また、円柱部１３１の高さに、スルーホール差し込み部１３３を加えた高さは、プリント配線板６３の厚み６３１より、僅かに小さいことが望ましい。
円柱部１３１は、バックドリル工法によりドリル加工を行った穴に格納されるため、円柱部１３１の太さは、ドリルの直径よりも僅かに小さく、また円柱部１３１の高さはドリルにより加工された穴の深さよりも、僅かに小さいものとなる。また、円柱部１３１の高さに、スルーホール差し込み部１３３を加えた高さは、プリント配線板６３の厚み６３１より、僅かに小さいことが望ましい。
【0042】
実施例の形態３におけるプリント配線板６３のスルーホール２０に対する電子部品１０３の実装工程については、実施の形態２と同様のものとなるため、ここでの詳細な説明は省く。図２０は表面導体層４側ならびに表面導体層１側に電子部品１０３を実装した後の状態を示すプリント配線板の構成を示す断面図である。図２０に示すように、実施の形態２の場合と同様に、電子部品１０３の下側電極１３５は、固定部１３２を介して、表面導体層４側のランド１８と電気的に接続される。即ち下側電極１３５は、スルーホール２０と接続されていない導体と電気的に接続されることとなる。また、上側電極１３４は、スルーホール２０の残存メッキ部１０と電気的に接続される。なお、この状態でのプリント配線板を電気的に等価表示した回路図は、実施の形態２において示した図１６と同等のものとなるため、等価回路図の図示は省略する。
【0043】
実施の形態３においては、スルーホール２０の第１方向下側には、スルーホール２０の第１方向上側よりも径が大きく、かつ残存メッキ部１０が存在しない大径部を設け、スルーホール２０の内部形状に合わせて形成された円柱部１３１及びスルーホール差し込み部１３３を有する電子部品１０３をスルーホール２０に格納したものである。
【0044】
実施の形態３によると、バックドリル工法により径を拡張した穴に対して、電子部品１０３を格納するため、容量の大きいコンデンサのようなパッケージサイズが大きい部品を使用することができる。更にスルーホール２０の表面導体層１側のランド形状は変更する必要がないため、ＢＧＡタイプのＬＳＩ部品のような端子電極が密集した箇所での使用が可能となる。更に、実施の形態１、２と同様に、プリント配線板の実装密度の向上を図ることができるとともに、ＬＳＩの電極と電子部品の電極を接続する経路長を短縮することができ、電子部品の効果を向上させることができる。
【0045】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【0046】
以下、本開示の諸態様を付記してまとめて記載する。
【0047】
（付記１）
基板に設けられたスルーホールの内壁メッキは、非メッキ部を境にして第１方向上側に位置する第１残存メッキ部と、第１方向下側に位置する第２残存メッキ部に分断して構成され、
前記スルーホールの内部に格納されるとともに、前記スルーホールの内部形状に合わせて形成され、かつ第１方向上側電極及び第１方向下側電極を備えた電子部品を有し、
前記第１方向上側電極と前記第１残存メッキ部を電気的に接続するとともに、前記第１方向下側電極と前記第２残存メッキ部を電気的に接続した配線板。
（付記２）
基板に設けられたスルーホールの内部に格納されるとともに、前記スルーホールの内部形状に合わせて形成され、かつ第１方向上側電極及び第１方向下側電極を備えた電子部品を有し、
前記第１方向上側電極と前記スルーホールにおける内壁メッキ部とを電気的に接続するとともに、前記第１方向下側電極と、前記スルーホールの前記内壁メッキ部との接続を有しない導体とを電気的に接続した配線板。
（付記３）
前記スルーホールの第１方向下側には、前記スルーホールの第１方向上側よりも径が大きく、かつ内壁メッキ部が存在しない大径部を設け、前記スルーホールの内部形状に合わせて形成された円柱部及びスルーホール差し込み部を有する電子部品を前記スルーホールに格納した付記２に記載の配線板。
（付記４）
前記第１方向下側電極は接続導体を介して前記スルーホールの前記内壁メッキ部との接続を有しない前記導体と電気的に接続されている付記２または付記３に記載の配線板。
（付記５）
前記スルーホールの前記内壁メッキ部との接続を有しない前記導体は、前記基板の第１方向下側における表面導体層に設けられたランドである付記２から付記４のいずれか１項に記載の配線板。
（付記６）
前記スルーホールの直径よりも大きな直径を有する固定部を前記電子部品の第１方向下側に設けた付記１から付記５のいずれか１項に記載の配線板。
（付記７）
前記基板の第１方向上側に集積回路部品を搭載した付記１から付記６のいずれか１項に記載の配線板。
基板に設けられたスルーホールの内壁メッキは、非メッキ部を境にして第１方向上側に位置する第１残存メッキ部と、第１方向下側に位置する第２残存メッキ部に分断して構成され、
前記スルーホールの内部に格納されるとともに、前記スルーホールの内部形状に合わせて形成され、かつ第１方向上側電極及び第１方向下側電極を備えた電子部品を有し、
前記第１方向上側電極と前記第１残存メッキ部を電気的に接続するとともに、前記第１方向下側電極と前記第２残存メッキ部を電気的に接続した配線板。
（付記２）
基板に設けられたスルーホールの内部に格納されるとともに、前記スルーホールの内部形状に合わせて形成され、かつ第１方向上側電極及び第１方向下側電極を備えた電子部品を有し、
前記第１方向上側電極と前記スルーホールにおける内壁メッキ部とを電気的に接続するとともに、前記第１方向下側電極と、前記スルーホールの前記内壁メッキ部との接続を有しない導体とを電気的に接続した配線板。
（付記３）
前記スルーホールの第１方向下側には、前記スルーホールの第１方向上側よりも径が大きく、かつ内壁メッキ部が存在しない大径部を設け、前記スルーホールの内部形状に合わせて形成された円柱部及びスルーホール差し込み部を有する電子部品を前記スルーホールに格納した付記２に記載の配線板。
（付記４）
前記第１方向下側電極は接続導体を介して前記スルーホールの前記内壁メッキ部との接続を有しない前記導体と電気的に接続されている付記２または付記３に記載の配線板。
（付記５）
前記スルーホールの前記内壁メッキ部との接続を有しない前記導体は、前記基板の第１方向下側における表面導体層に設けられたランドである付記２から付記４のいずれか１項に記載の配線板。
（付記６）
前記スルーホールの直径よりも大きな直径を有する固定部を前記電子部品の第１方向下側に設けた付記１から付記５のいずれか１項に記載の配線板。
（付記７）
前記基板の第１方向上側に集積回路部品を搭載した付記１から付記６のいずれか１項に記載の配線板。
【符号の説明】
【0048】
１，４ 表面導体層、２，３ 内層導体層、５，６，７ 層間絶縁層、
８，１７，２０ スルーホール、９ 非メッキ部、１０，１１ 残存メッキ部、
１８ ランド、５１，１０２，１０３ 電子部品、１２２，１３２，５１２ 固定部、
１２３，１３４，５１３ 上側電極、１２４，１３５，５１４ 下側電極、
１２５ 電極部。
８，１７，２０ スルーホール、９ 非メッキ部、１０，１１ 残存メッキ部、
１８ ランド、５１，１０２，１０３ 電子部品、１２２，１３２，５１２ 固定部、
１２３，１３４，５１３ 上側電極、１２４，１３５，５１４ 下側電極、
１２５ 電極部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
