特許 7540240 電子装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-19

(45)【発行日】2024-08-27

(54)【発明の名称】電子装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/34 20060101AFI20240820BHJP

【ＦＩ】

H05K3/34 501D

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020138857

(22)【出願日】2020-08-19

(65)【公開番号】P2022034915

(43)【公開日】2022-03-04

【審査請求日】2023-01-11

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】山本 大貴

【審査官】小南 奈都子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２４６３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２８６２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１３５６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８３５９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表層をなす絶縁基板である表層基板（２０）と内層をなす前記絶縁基板である内層基板（３０）とが互いに板厚方向に重なって設けられている多層基板（１０）と、
前記表層基板に設けられている表層ランド（２１、２２１）と、
前記表層基板に実装される電子部品（８０）と、
前記電子部品と前記表層ランドとを接合している接合はんだ（２５）と、
前記内層基板を貫通する電流経路を構成しているビアホール（５０、２５０、３５０、４５０）とを備え、
前記ビアホールおよび前記ビアホールで囲まれた部位と、前記表層ランドとの間に、金属材料が配置されることなく表層基板が設けられており、
前記接合はんだは、固液相線幅が１３℃以上であり、
前記ビアホールは、少なくとも一部が前記接合はんだと前記板厚方向に重なる位置に設けられている電子装置。

【請求項2】

前記ビアホールは、少なくとも一部が前記電子部品と前記接合はんだの両方と前記板厚方向に重なる位置に設けられている請求項１に記載の電子装置。

【請求項3】

前記ビアホールは、前記ビアホールの全体が前記接合はんだと前記板厚方向に重なる位置に設けられている請求項１または請求項２に記載の電子装置。

【請求項4】

前記ビアホールは、互いに離間して複数設けられている請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子装置。

【請求項5】

前記ビアホールは、前記ビアホール同士の間に前記表層ランドの中央部分が含まれる位置に設けられている請求項４に記載の電子装置。

【請求項6】

前記表層ランドは、長方形状であり、
前記ビアホールは、前記表層ランドの２つの短辺の中央部分をつなぐ直線上に設けられている請求項５または請求項５に記載の電子装置。

【請求項7】

前記表層ランドは、長方形状であり、
前記ビアホールは、前記表層ランドの２つの長辺の中央部分をつなぐ直線上に設けられている請求項５または請求項５に記載の電子装置。

【請求項8】

前記表層ランドは、四角形状であり、
前記ビアホールは、前記表層ランドの角部に設けられている請求項４または請求項５に記載の電子装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この明細書における開示は、電子装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、リフトオフ現象の発生を低減させることが可能な多層プリント配線板、回路モジュールおよび電子機器を開示している。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－１７２３２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

先行技術文献の構成では、スルーホールランド部と基板との密着面積を多くすることでリフトオフ現象の発生を低減させている。また、所望の性能のはんだを得る目的で、組成の異なる様々なはんだが開発されている。ここで、剥離が引き起こされる状況は様々であり、同じ電子装置であっても、はんだの性能によって剥離が引き起こされる場合と引き起こされない場合があり得る。このため、剥離が引き起こされやすいはんだに対しては、剥離を防止するための特別な対策を行う必要がある。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、電子装置にはさらなる改良が求められている。

【0005】

開示される１つの目的は、多層基板に電子部品が安定して接合された電子装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

ここに開示された電子装置は、表層をなす絶縁基板である表層基板（２０）と内層をなす絶縁基板である内層基板（３０）とが互いに板厚方向に重なって設けられている多層基板（１０）と、表層基板に設けられている表層ランド（２１、２２１）と、表層基板に実装される電子部品（８０）と、電子部品と表層ランドとを接合している接合はんだ（２５）と、内層基板を貫通する電流経路を構成しているビアホール（５０、２５０、３５０、４５０）とを備え、ビアホールおよびビアホールで囲まれた部位と、表層ランドとの間に、金属材料が配置されることなく表層基板が設けられており、接合はんだは、固液相線幅が１３℃以上であり、ビアホールは、少なくとも一部が接合はんだと板厚方向に重なる位置に設けられている。

【0007】

開示された電子装置によると、ビアホールは、少なくとも一部が接合はんだと板厚方向に重なる位置に設けられている。このため、多層基板表面のうち、膨張しにくい部分に接合はんだを配置することができる。したがって、接合はんだが多層基板表面に生じる段差の影響を受けにくい。よって、接合はんだによる接合を安定させやすい。以上により、多層基板に電子部品が安定して接合された電子装置を提供できる。

【0008】

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】電子装置の上面図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線における断面を示す断面図である。

【図3】準備工程での多層基板表面を示す拡大断面図である。

【図4】溶融工程での多層基板表面を示す拡大断面図である。

【図5】第２実施形態における電子装置の上面図である。

【図6】第２実施形態における準備工程での多層基板表面を示す拡大断面図である。

【図7】第２実施形態における溶融工程での多層基板表面を示す拡大断面図である。

【図8】第３実施形態における電子装置の上面図である。

【図9】第４実施形態における電子装置の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。以下において、互いに直交する３つの方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とする。また、Ｚ方向を上下方向と対応させて説明する場合がある。

【0011】

第１実施形態
図１において、電子装置１は、多層基板１０と電子部品８０とを備えている。多層基板１０は、複数の絶縁基板を重ねて構成されている。多層基板１０は、絶縁基板の表面や隣り合う絶縁基板同士の間に層を形成している。絶縁基板の表面の層は、多層基板１０における表層であり、絶縁基板同士の間の層は、多層基板１０における内層である。まとめると、多層基板１０は、２つの表層と複数の内層とを備えている基板である。絶縁基板の板厚方向をＺ方向とした場合、Ｘ方向とＹ方向とは、板厚方向に交差する方向である交差方向である。

【0012】

多層基板１０の表面には、表層ランド２１が設けられている。表層ランド２１は、正方形状である。表層ランド２１は、銅などの金属材料で構成され、電流経路を構成している。表層ランド２１は、互いに離間して２つ設けられている。２つの表層ランド２１の並び方向は、Ｘ方向に沿う方向である。表層ランド２１の形状、数および配置は、上述の例に限られない。表層ランド２１は、他の配線部分に接続している。

【0013】

電子部品８０は、本体部８１と接続部８２とを備えている。本体部８１は、電子部品８０としての機能を発揮するための部分である。接続部８２は、本体部８１に通電するための部分である。接続部８２は、例えば銅などの金属めっきで構成されている。接続部８２は、本体部８１の両端に設けられている。ただし、接続部８２として機能する接続端子を３本以上備える構成としてもよい。

【0014】

電子部品８０としては、チップ抵抗やチップコンデンサやチップダイオードなどを採用可能である。ここで、電子装置１が備える電子部品８０の数は、１つに限られず、複数の電子部品８０を採用可能である。複数の電子部品８０としては、同一の機能を発揮する部品を採用してもよく、異なる機能を発揮する部品を採用してもよい。

【0015】

電子装置１は、接合はんだ２５を備えている。接合はんだ２５は、表層ランド２１上に設けられている。接合はんだ２５は、表層ランド２１上を濡れ広がったことで、略正方形状をなしている。接合はんだ２５は、表層ランド２１と電子部品８０の接続部８２とを接合している。

【0016】

接合はんだ２５は、表層ランド２１と電子部品８０との間の電流経路を構成する通電部材である。また、接合はんだ２５は、多層基板１０と電子部品８０とを機械的に接着する接着部材である。電子部品８０は、接合はんだ２５によって適切に接合されることで実装されている。

【0017】

接合はんだ２５は、ペースト状のリフローはんだである。接合はんだ２５のリフロー処理については、後に詳述する。接合はんだ２５は、様々なはんだの中でも固液相線幅が大きいはんだである。固液相線幅とは、はんだ全体が固相となる温度を示す固相線と、はんだ全体が液相となる温度を示す液相線との間の温度幅のことである。言い換えると、固液相線幅とは、固相のはんだと液相のはんだとが共存する温度幅のことである。固相のはんだと液相のはんだとが共存している二相共存状態は、半溶融状態とも呼ばれる。固液相線幅は、はんだの組成に応じて固有の値を示す。

【0018】

接合はんだ２５の固相線の温度は、例えば２００℃であり、液相線の温度は、例えば２２５℃である。この場合、接合はんだ２５の固液相線幅は、２５℃である。一般的なはんだにおいては、固液相線幅は、２℃から１０℃程度である。このため、接合はんだ２５の固液相線幅は、通常のはんだよりも大きい。

【0019】

一般的に、固液相線幅が小さいはんだほどはんだ全体が素早く凝固するため、安定して接合しやすい。しかしながら、はんだに必要な条件を得る目的ではんだの組成を調整した結果として、固液相線幅が大きくなってしまう場合がある。はんだに必要な条件の一例としては、良好な熱衝撃性能を得ることが挙げられる。はんだに必要な条件の一例としては、所望の融点を得ることが挙げられる。はんだに必要な条件の一例としては、鉛などの特定の材料を含まないことが挙げられる。はんだに必要な条件の一例としては、安価であることが挙げられる。はんだは、用途に応じた様々な条件を踏まえて組成が調整されることとなる。

【0020】

電子装置１は、ビアホール５０を備えている。ビアホール５０は、多層基板１０の絶縁基板を貫通する電流経路を構成する部品である。ビアホール５０は、銅などの金属材料で構成されている。ビアホール５０は、Ｚ方向に沿う方向を軸方向とする円筒形状である。ビアホール５０の直径は、表層ランド２１のＸ方向に沿う長さおよび接合はんだ２５のＸ方向に沿う長さよりもわずかに小さい。ただし、ビアホール５０の直径を表層ランド２１のＸ方向に沿う長さおよび接合はんだ２５のＸ方向に沿う長さよりもわずかに大きくしてもよい。少なくともビアホール５０の直径は、表層ランド２１のＸ方向に沿う長さの半分以上の大きさである。

【0021】

ビアホール５０は、少なくとも一部が多層基板１０の板厚方向であるＺ方向において、接合はんだ２５に重なる位置に設けられている。ビアホール５０は、少なくとも一部が電子部品８０の接続部８２に対してＺ方向に重なる位置に設けられている。まとめると、ビアホール５０は、接合はんだ２５と接続部８２との両方に対して、Ｚ方向に重なる位置に設けられている。より詳細には、接合はんだ２５において、ビアホール５０の内側領域とＺ方向に重なっている部分の面積は、ビアホール５０の内側領域とＺ方向に重なっていない部分の面積よりも大きい。また、接続部８２において、ビアホール５０の内側領域とＺ方向に重なっている部分の面積は、ビアホール５０の内側領域とＺ方向に重なっていない部分の面積よりも大きい。

【0022】

ビアホール５０は、ビアホール５０全体がＺ方向において、接合はんだ２５に重なる位置に設けられている。ただし、ビアホール５０の一部がＺ方向において接合はんだ２５に重ならない状態であってもよい。

【0023】

図２において、多層基板１０は、表層基板２０と内層基板３０とを備えている。表層基板２０と内層基板３０とは、ともにエポキシ樹脂などの樹脂材料で構成された絶縁基板である。表層基板２０と内層基板３０とは、絶縁基板の板厚方向であるＺ方向に沿う方向に互いに重なっている。表層基板２０の基板厚さＴｓは、内層基板３０の基板厚さＴｉよりも小さい。言い換えると、表層基板２０は、内層基板３０よりも薄い基板である。

【0024】

３枚の内層基板３０は、コア基板１０ｃを構成している。ただし、コア基板１０ｃを構成する内層基板３０の枚数は、３枚に限られない。２枚の表層基板２０は、ビルドアップ基板１０ｂを構成している。ビルドアップ基板１０ｂは、コア基板１０ｃの外側に設けられた基板のことである。多層基板１０は、コア基板１０ｃに対してビルドアップ基板１０ｂを形成することで構成されている。

【0025】

多層基板１０は、電子部品８０が実装されている１層目から反対側の６層目までの６つの層を備えている。多層基板１０の表層は、１層目と６層目で構成されている。多層基板１０の表側が１層目に対応し、多層基板１０の裏側が６層目に対応している。多層基板１０の内層は、２層目と３層目と４層目と５層目で構成されている。多層基板１０の表側に最も近い内層が２層目に対応し、多層基板１０の表側から最も遠い内層が５層目に対応している。ただし、多層基板１０における層の数は、６層に限られない。多層基板１０の各層には、任意の位置に任意の形状のランドを形成可能である。１層目や６層目の表層に設けられているランドは、表層ランド２１である。２層目から５層目までの内層に設けられているランドは、内層ランドである。

【0026】

多層基板１０全体を貫通して表側と裏側の表層ランド２１同士を接続するビアホール５０は、スルーホールビアホールと呼ばれる。表層基板２０を貫通して表層ランド２１と内層ランドとを接続するビアホール５０は、ブラインドビアホールと呼ばれる。内層基板３０を貫通して内層ランド同士を接続するビアホール５０は、ベリッドビアホールと呼ばれる。内層ランドを含んで接続しているブラインドビアホールとベリッドビアホールとは、インタースティシャルビアホールと呼ばれる。以下では、インタースティシャルビアホールのことを内層ビアホールと呼ぶことがある。ビアホール５０は、コア基板１０ｃを貫通し、表層基板２０については貫通していない。ビアホール５０は、２層目の内層ランドと５層目の内層ランドとを接続している。このため、ビアホール５０は、ベリッドビアホールであり、内層ビアホールの一種である。

【0027】

ビアホール５０のＺ方向の長さＬｈは、表層基板２０の基板厚さＴｓよりも大きい。ビアホール５０のＺ方向の長さＬｈは、内層基板３０の基板厚さＴｉよりも大きい。ビアホール５０のＺ方向の長さＬｈは、多層基板１０の基板厚さＴａよりも小さい。ビアホール５０のＺ方向の長さＬｈは、多層基板１０の基板厚さＴａの半分以上である。

【0028】

ビアホール５０の内部には、埋設樹脂５４が設けられている。埋設樹脂５４は、円柱形状である。埋設樹脂５４は、円筒形状のビアホール５０の内部に隙間なく充填されている。

【0029】

接合はんだ２５によるリフロー処理について、以下に説明する。リフロー処理には、準備工程と溶融工程と凝固工程とが含まれる。準備工程では、表層ランド２１の上にペースト状の接合はんだ２５を塗布し、その上に電子部品８０を載置する。これにより、接合はんだ２５は、表層ランド２１と電子部品８０の接続部８２との両方に接触した状態となる。準備工程における接合はんだ２５は、フラックスが揮発する前の状態である。

【0030】

図３は、準備工程での電子装置１の部分断面を示している。ただし、表層ランド２１上の接合はんだ２５と電子部品８０については、図示を省略している。準備工程の状態では、多層基板１０の表面全体は、平坦な形状である。より詳細には、多層基板１０表面のうちビアホール５０の直上の部分とそれ以外の部分とで段差がほとんどない状態である。表層ランド２１は、ビアホール５０の直上の部分を含む平坦な部分に設けられている。準備工程の完了後、溶融工程に進む。

【0031】

溶融工程では、接合はんだ２５の液相線の温度を上回る温度まで電子装置１を加熱する。仮に、液相線の温度が２２５℃であれば、２２５℃を上回る２５０℃程度まで加熱する。電子装置１を加熱することで、接合はんだ２５が溶融し、表層ランド２１や接続部８２の表面に濡れ広がる。

【0032】

また、電子装置１を加熱することで、電子装置１を構成している各部品が準備工程の状態に比べて膨張する。ここで、電子装置１は、金属材料部品と樹脂材料部品とを含んで構成されている。また、一般的に金属材料の熱膨張率は、樹脂材料の熱膨張率よりも小さい。このため、電子装置１において、金属材料が使われている部分と樹脂材料が使われている部分との間で、膨張の仕方が異なる。

【0033】

図４において、準備工程における多層基板１０表面の位置を仮想線ＶＬで表示している。多層基板１０表面の全体は、仮想線ＶＬを超えて膨出している。ただし、多層基板１０表面の仮想線ＶＬに対する膨出量は、場所によって異なる。多層基板１０表面のうちビアホール５０の直上に位置する部分は、熱膨張率の小さなビアホール５０の影響が大きく、膨出量が小さい。一方、多層基板１０表面のうちビアホール５０の直上に位置しない部分は、熱膨張率の小さなビアホール５０の影響が小さく、膨出量が大きい。ここで、多層基板１０表面の膨出量は、ビアホール５０から離れるほど大きくなる。ただし、多層基板１０表面の膨出量は、ビアホール５０から十分に離れた位置では、ほとんど一定である。言い換えると、ビアホール５０から十分に離れた位置においては、多層基板１０の表面が平坦な形状である。

【0034】

溶融工程の状態では、多層基板１０の表面は、部分的に段差が形成されている形状である。より詳細には、多層基板１０表面のうちビアホール５０の直上およびその周辺の部分は、それ以外の部分よりも凹んでいる状態である。ただし、ビアホール５０の直上である円形の領域は、全体がほぼ同じ膨出量で周囲よりも凹んでいる。このため、多層基板１０の表面におけるビアホール５０の直上部分は、円形に平坦な形状をなしている。表層ランド２１は、このビアホール５０の直上部分に設けられており、溶融工程において多層基板１０表面の段差がほとんど影響していない状態である。

【0035】

溶融工程における膨出量の違いは、ビアホール５０を構成している金属材料の熱膨張率と多層基板１０を構成している樹脂材料の熱膨張率との違いに起因している。このため、ビアホール５０のＺ方向の長さＬｈが、多層基板１０の基板厚さＴａに近いほど、多層基板１０の表面に形成される段差が大きくなる。言い換えると、ビアホール５０のＺ方向の端部から多層基板１０表面までの距離が小さいほど、多層基板１０の表面に形成される段差が大きくなる。

【0036】

また、ビアホール５０の熱膨張率と多層基板１０の熱膨張率の違いが大きいほど、多層基板１０の表面に形成される段差が大きくなる。また、溶融工程における温度が高いほど、多層基板１０の表面に形成される段差が大きくなる。溶融工程の完了後、凝固工程に進む。

【0037】

凝固工程では、接合はんだ２５の固相線の温度を下回る温度まで電子装置１を冷却する。仮に、固相線の温度が２００℃であれば、２００℃を下回る１９５℃程度まで加熱を弱めることで電子装置１を冷却する。電子装置１を冷却することで、接合はんだ２５が凝固し、表層ランド２１や接続部８２に濡れ広がった状態で固定される。

【0038】

また、電子装置１を冷却することで、電子装置１を構成している各部品が溶融工程の状態に比べて収縮した状態となる。ただし、電子装置１を構成している各部品は、準備工程の状態に比べて膨張した状態である。このため、溶融工程の状態に比べて小さい膨出量ではあるが、多層基板１０表面に部分的に段差が形成されている状態となる。

【0039】

凝固工程においては、接合はんだ２５全体が均一な温度であることが好ましいが、実際には、接合はんだ２５の部位によって温度に偏りが生じ得る。例えば、接合はんだ２５の表面は、接合はんだ２５の内部に比べて温度が低くなりやすい。このため、凝固工程が完了するまでの間、接合はんだ２５は、温度の低い一部分が固相の状態となり、温度の高い一部分が液相の状態となる半溶融状態が発生し得る。接合はんだ２５の量が多いほど、温度に偏りが生じやすく、半溶融状態が発生しやすい。

【0040】

接合はんだ２５には、ある程度の大きさの固液相線幅が存在する。このため、仮に接合はんだ２５全体が均一な温度であったとしても、凝固工程が完了するまでの間、接合はんだ２５は、半溶融状態となり得る。接合はんだ２５の固液相線幅が大きいほど、半溶融状態が発生しやすい。

【0041】

凝固工程が完了するまでの間、電子装置１の温度は徐々に低下することとなる。このため、凝固工程が進む間に、多層基板１０表面の段差の状態が変化し得る。したがって、接合はんだ２５の一部は、温度が高く膨出量が多い状態で凝固し、接合はんだ２５の他の一部は、温度が低く膨出量が少ない状態で凝固することとなる。よって、凝固工程の接合はんだ２５において、凝固する前の部分が凝固した後の部分に引っ張られるなどして、表層ランド２１との適切な接触状態が維持されない場合がある。この場合、接合はんだ２５のうち本来であれば表層ランド２１に接触した状態で凝固すべき部分が、表層ランド２１から離れた状態で凝固してしまうことがある。言い換えると、接合はんだ２５による接合が部分的に不適切な状態となり得る。このように、接合はんだ２５に接合が不適切な部分が存在すると、接合はんだ２５が表層ランド２１から剥離してしまう場合がある。

【0042】

上述したような接合はんだ２５の不適切な接合は、凝固の開始から完了までの間で多層基板１０表面の段差の大きさが変化するほど、引き起こされやすい。言い換えると、凝固の開始から完了までの間で多層基板１０表面の段差の大きさがほとんど変化しなければ、接合はんだ２５の不適切な接合を抑制できる。このため、凝固の開始時点で多層基板１０表面の段差が十分に小さい平坦な位置に接合はんだ２５を配置することで、接合はんだ２５の不適切な接合を抑制することができる。言い換えると、ビアホール５０が存在することで膨出量が小さく維持されている位置に接合はんだ２５を配置することで、接合はんだ２５の不適切な接合を抑制することができる。

【0043】

固液相線幅が大きいほど、凝固工程で凝固完了までの温度変化が大きくなり、接合はんだ２５の不適切な接合が引き起こされやすい。このため、ビアホール５０を接合はんだ２５と板厚方向に重なる位置にすることで接合の精度を高めることは、固液相線幅の大きな接合はんだ２５を用いる電子装置１において非常に有用である。

【0044】

凝固工程の完了により、リフロー処理の全工程が完了することとなる。

【0045】

上述した実施形態によると、ビアホール５０は、少なくとも一部が接合はんだ２５と板厚方向に重なる位置に設けられている。ここで、ビアホール５０は、多層基板１０のうち接合はんだ２５が設けられている部分において、温度変化に起因した膨出量を小さくしている。このため、多層基板１０表面のうち、膨張しにくい部分に接合はんだ２５を配置することができる。したがって、温度変化に起因して多層基板１０表面全体が膨出して段差が形成された場合であっても、接合はんだ２５が多層基板１０表面の段差の影響を受けにくい。よって、接合はんだ２５による接合を安定させやすい。以上により、多層基板１０に電子部品８０が安定して接合された電子装置１を提供できる。特に、リフロー処理の凝固工程において、接合はんだ２５が多層基板１０表面の段差の変化の影響を受けにくい。このため、接合はんだ２５の凝固開始から凝固完了までの間、接合はんだ２５が表層ランド２１に接触した状態を維持しやすい。

【0046】

接合はんだ２５の固液相線幅は、１３℃以上である。このため、接合はんだ２５は、固液相線幅が１３℃未満のはんだに比べて、不適切な接合の結果として剥離が引き起こされやすいはんだである。したがって、剥離が引き起こされやすいはんだに対して特別な剥離対策を行うこととなる。一方、剥離が引き起こされにくいはんだに対しては特別な剥離対策を行う必要がない。よって、電子装置１の設計において、はんだの性能の１つである固液相線幅の大きさの観点から、剥離対策が必要か否かを判断できる。以上により、剥離対策を行う場合と行わない場合とを適切に判断することで、不要な剥離対策により電子装置１が大型化してしまうことを抑制できる。

【0047】

ビアホール５０は、少なくとも一部が電子部品８０と接合はんだ２５の両方と板厚方向に重なる位置に設けられている。このため、接合はんだ２５のうち電子部品８０と板厚方向に重なる部分において、多層基板１０表面の膨出の影響を低減し、接合を安定させることができる。ここで、接合はんだ２５のうち電子部品８０と板厚方向に重なる部分は、電子部品８０に流れる電流の最短経路をなし得る部分である。言い換えると、接合はんだ２５のうち電子部品８０と板厚方向に重なる部分は、接合はんだ２５の中でも特に安定した接合が求められる部分である。

【0048】

ビアホール５０は、ビアホール５０全体が接合はんだ２５と板厚方向に重なる位置に設けられている。このため、ビアホール５０の一部が接合はんだ２５と板厚方向に重ならない位置に設けられている場合に比べて、接合はんだ２５のより広い部分に対して多層基板１０表面の膨出の影響を低減できる。したがって、接合はんだ２５の広い範囲で接合を安定させやすい。

【0049】

一方の接合はんだ２５には、板厚方向に重なる位置にビアホール５０が配置されており、他方の接合はんだ２５には、板厚方向に重なる位置にビアホール５０が配置されていない。言い換えると、１つの電子部品８０に対して、ビアホール５０によって接合を安定させている部分と、ビアホール５０によって接合を安定させていない部分とが存在している。このため、全ての接合部分に対してビアホール５０を用いて接合を安定させる場合に比べて、ビアホール５０を形成する数を少なくできる。したがって、電子装置１の製造性を高めやすい。

【0050】

第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、ビアホール２５０が複数の第１ビアホール２５０ａを備えている。また、ビアホール２５０は、複数の第２ビアホール２５０ｂを備えている。

【0051】

図５において、表層ランド２２１は、Ｘ方向に沿う方向を長手方向とする四角形状、すなわち長方形状である。２つの表層ランド２２１は、各表層ランド２２１の長手方向であるＸ方向に沿って並んで設けられている。接合はんだ２５は、表層ランド２２１上に濡れ広がったことで、略長方形状をなしている。

【0052】

ビアホール２５０の直径は、表層ランド２２１の短辺の長さの半分以下である。ビアホール２５０は、第１ビアホール２５０ａと第２ビアホール２５０ｂとを備えている。第１ビアホール２５０ａ同士の距離は、第１ビアホール２５０ａから第２ビアホール２５０ｂまでの最短距離よりも小さい。また、第２ビアホール２５０ｂ同士の距離は、第１ビアホール２５０ａ同士の距離よりも小さい。

【0053】

第１ビアホール２５０ａは、１つの接合はんだ２５とＺ方向に重なる位置に２つ設けられている。２つの第１ビアホール２５０ａは、互いにＸ方向に離間して並んで設けられている。第１ビアホール２５０ａは、長方形状をなしている表層ランド２２１の２つの短辺の中央部分をつなぐ直線上に設けられている。２つの第１ビアホール２５０ａの一方は、電子部品８０の接続部８２とＺ方向に重なる位置に設けられている。２つの第１ビアホール２５０ａの間には、表層ランド２２１および接合はんだ２５のＸ方向における中央部分が位置している。

【0054】

第２ビアホール２５０ｂは、１つの接合はんだ２５とＺ方向に重なる位置に２つ設けられている。２つの第２ビアホール２５０ｂは、互いにＹ方向に離間して並んで設けられている。第２ビアホール２５０ｂは、長方形状をなしている表層ランド２２１の２つの長辺の中央部分をつなぐ直線上に設けられている。２つの第２ビアホール２５０ｂは、電子部品８０の接続部８２と一部がＺ方向に重なる位置に設けられている。２つの第２ビアホール２５０ｂの間には、表層ランド２２１および接合はんだ２５のＹ方向における中央部分が位置している。

【0055】

接合はんだ２５によるリフロー処理について、溶融工程を中心に以下に説明する。図６は、準備工程での電子装置１の部分断面を示している。ただし、表層ランド２２１上の接合はんだ２５と電子部品８０については、図示を省略している。準備工程の状態では、多層基板１０の表面全体が平坦な形状である。より詳細には、多層基板１０表面のうちビアホール２５０の直上の部分とそれ以外の部分との間で、段差がほとんどない状態である。表層ランド２２１は、ビアホール２５０の直上部分を含む平坦な部分に設けられている。準備工程の完了後、溶融工程に進む。

【0056】

溶融工程では、接合はんだ２５の液相線の温度を上回る温度まで電子装置１を加熱して接合はんだ２５を溶融させる。電子装置１を加熱することで、電子装置１の各構成部品が準備工程の状態に比べて膨張する。ただし、電子装置１において、金属材料が使われている部分と樹脂材料が使われている部分との間で、膨張の仕方が異なる。

【0057】

図７において、準備工程における多層基板１０表面の位置を仮想線ＶＬで表示している。多層基板１０表面全体は、仮想線ＶＬを超えて膨出している。ただし、多層基板１０表面の仮想線ＶＬに対する膨出量は、場所ごとに異なる。多層基板１０表面のうち第１ビアホール２５０ａの直上に位置する部分は、熱膨張率の小さな第１ビアホール２５０ａの影響が大きく、膨出量が小さい。また、多層基板１０表面のうち第１ビアホール２５０ａ同士の間の直上に位置する部分は、両側に位置する第１ビアホール２５０ａの影響が大きく、膨出量が小さい。一方、多層基板１０表面のうち第１ビアホール２５０ａから十分に離れている部分は、熱膨張率の小さな第１ビアホール２５０ａの影響が小さく、膨出量が大きい。

【0058】

溶融工程の状態では、多層基板１０の表面は、部分的に段差が形成されている形状である。より詳細には、多層基板１０表面のうち第１ビアホール２５０ａの直上部分および第１ビアホール２５０ａ同士の間の直上部分の周辺は、それ以外の部分よりも凹んでいる。ただし、第１ビアホール２５０ａの直上部分および第１ビアホール２５０ａ同士の間の直上部分は、全体がほぼ同じ膨出量で周囲よりも凹んでいる。このため、多層基板１０の表面における第１ビアホール２５０ａの直上部分および第１ビアホール２５０ａ同士の間の直上部分は、Ｘ方向を長手方向とする楕円形に平坦な形状をなしている。表層ランド２２１は、この第１ビアホール２５０ａの直上部分および第１ビアホール２５０ａ同士の間の直上部分を含む位置に設けられており、溶融工程において多層基板１０表面の段差がほとんど影響していない状態である。溶融工程の完了後、凝固工程に進む。

【0059】

凝固工程では、接合はんだ２５の固相線の温度を下回る温度まで電子装置１を冷却して、接合はんだ２５を凝固させる。電子装置１を冷却することで、電子装置１の各構成部品が溶融工程の状態に比べて収縮した状態となる。ただし、電子装置１の各構成部品は、準備工程の状態に比べて膨張した状態である。このため、溶融工程の状態に比べて小さい膨出量で、多層基板１０表面に部分的に段差が形成されている状態となる。

【0060】

凝固工程の接合はんだ２５において、凝固する前の部分が凝固した後の部分に引っ張られるなどして、接合はんだ２５による接合が部分的に不適切な状態となり得る。このような接合はんだ２５の不適切な接合は、凝固の開始から完了までの間で多層基板１０表面の段差の大きさが変化するほど、引き起こされやすい。このため、第１ビアホール２５０ａが存在することで膨出量が小さく維持されている位置に接合はんだ２５を配置することで、接合はんだ２５の不適切な接合を抑制することができる。まとめると、Ｘ方向に並んで設けられている第１ビアホール２５０ａによって、接合はんだ２５の接合が安定する部分をＸ方向に沿って確保することができる。同様に、Ｙ方向に並んで設けられている第２ビアホール２５０ｂによって、接合はんだ２５の接合が安定する部分をＹ方向に沿って確保することができる。

【0061】

凝固工程の完了により、リフロー処理の全工程が完了する。

【0062】

上述した実施形態によると、２つの第１ビアホール２５０ａは、互いに離間して設けられている。このため、第１ビアホール２５０ａの直上部分に加えて、第１ビアホール２５０ａ同士の間の直上部分の膨出量を小さくすることができる。したがって、接合はんだ２５の接合が安定する部分を広く確保しやすい。

【0063】

第１ビアホール２５０ａは、表層ランド２２１の２つの短辺の中央部分をつなぐ直線上に設けられている。このため、表層ランド２２１のＸ方向に沿って延びている中央部分における接合はんだ２５の接合を安定させやすい。

【0064】

第２ビアホール２５０ｂは、表層ランド２２１の２つの長辺の中央部分をつなぐ直線上に設けられている。このため、表層ランド２２１のＹ方向に沿って延びている中央部分における接合はんだ２５の接合を安定させやすい。

【0065】

ビアホール２５０が第１ビアホール２５０ａと第２ビアホール２５０ｂとを備えている構成を例に説明を行ったが、ビアホール２５０の構成は、上述の例に限られない。例えば、ビアホール２５０が第１ビアホール２５０ａと第２ビアホール２５０ｂとのどちらか一方のみを備えていてもよい。

【0066】

第３実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、ビアホール３５０が複数の第１ビアホール３５０ａを備えている。また、ビアホール３５０は、複数の第２ビアホール３５０ｂを備えている。

【0067】

図８において、ビアホール３５０の直径は、表層ランド２２１の短辺の長さの半分以下である。ビアホール３５０は、第１ビアホール３５０ａと第２ビアホール３５０ｂとを備えている。

【0068】

第１ビアホール３５０ａは、１つの接合はんだ２５とＺ方向に重なる位置に４つ設けられている。４つの第１ビアホール３５０ａは、Ｚ方向から見た場合に、全体でひし形形状をなしている。より詳細には、２つの第１ビアホール３５０ａは、長方形状をなしている表層ランド２２１の２つの短辺の中央部分をつなぐ直線上に設けられている。残りの２つの第１ビアホール３５０ａは、長方形状をなしている表層ランド２２１の２つの短辺の中央部分をつなぐ直線上に設けられている。３つの第１ビアホール３５０ａは、少なくとも一部が電子部品８０の接続部８２とＺ方向に重なる位置に設けられている。４つの第１ビアホール３５０ａで構成されているひし形の中心部分は、表層ランド２２１および接合はんだ２５の中心部分に一致している。

【0069】

第２ビアホール３５０ｂは、１つの接合はんだ２５とＺ方向に重なる位置に４つ設けられている。４つの第２ビアホール３５０ｂは、Ｚ方向から見た場合に、全体でＸ方向を長手方向とする長方形状をなしている。より詳細には、４つの第２ビアホール３５０ｂは、長方形状をなしている表層ランド２２１の４つの角部に設けられている。４つの第２ビアホール３５０ｂは、長方形状をなしている接合はんだ２５の４つの角部とＺ方向に重なる位置に設けられている。２つの第２ビアホール３５０ｂは、少なくとも一部が電子部品８０の接続部８２とＺ方向に重なる位置に設けられている。４つの第１ビアホール３５０ａで構成されている長方形の中心部分は、表層ランド２２１および接合はんだ２５の中心部分に一致している。

【0070】

ひし形に並んで設けられている第１ビアホール３５０ａによって、接合はんだ２５の接合が安定する部分を略ひし形に確保することができる。同様に、長方形に並んで設けられている第２ビアホール３５０ｂによって、接合はんだ２５の接合が安定する部分を略長方形に確保することができる。

【0071】

上述した実施形態によると、第２ビアホール３５０ｂは、表層ランド２２１の角部に設けられている。このため、外部から加えられる衝撃などによって剥離が引き起こされやすい接合はんだ２５の角部周辺の接合を安定させやすい。

【0072】

ビアホール３５０が第１ビアホール３５０ａと第２ビアホール３５０ｂとを備えている構成を例に説明を行ったが、ビアホール３５０の構成は、上述の例に限られない。例えば、ビアホール３５０が第１ビアホール３５０ａと第２ビアホール３５０ｂとのどちらか一方のみを備えていてもよい。

【0073】

第４実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、ビアホール４５０が複数の第１ビアホール４５０ａを備えている。また、ビアホール４５０は、複数の第２ビアホール４５０ｂを備えている。

【0074】

図９において、第１ビアホール４５０ａは、１つの接合はんだ２５とＺ方向に重なる位置に３つ設けられている。３つの第１ビアホール４５０ａは、Ｚ方向から見た場合に、全体で三角形状をなしている。より詳細には、２つの第１ビアホール４５０ａは、長方形状をなしている表層ランド２２１の一方の短辺を含む２つの角部に対応して設けられている。残りの１つの第１ビアホール４５０ａは、表層ランド２２１の残りの短辺の中央部分に設けられている。２つの第１ビアホール４５０ａは、少なくとも一部が電子部品８０の接続部８２とＺ方向に重なる位置に設けられている。

【0075】

第２ビアホール４５０ｂは、１つの接合はんだ２５とＺ方向に重なる位置に５つ設けられている。５つの第２ビアホール４５０ｂのうち４つの第２ビアホール４５０ｂは、長方形状をなしている表層ランド２２１の４つの角部に設けられている。残りの１つの第２ビアホール４５０ｂは、表層ランド２２１の中央部分に設けられている。言い換えると、残りの１つの第２ビアホール４５０ｂは、長方形状をなす４つの第２ビアホール４５０ｂのそれぞれから等しい距離に設けられている。３つの第２ビアホール４５０ｂは、少なくとも一部が電子部品８０の接続部８２とＺ方向に重なる位置に設けられている。

【0076】

第２ビアホール４５０ｂの数が５つの場合を例に説明を行ったが、第２ビアホール４５０ｂの数が６つ以上であってもよい。この場合、隣り合う第２ビアホール４５０ｂ同士を等間隔で規則的に配置することが好ましい。言い換えると、複数の第２ビアホール４５０ｂは、格子状をなすように並んでいることが好ましい。これによると、第２ビアホール４５０ｂが設けられている部分全体の接合を略均一に安定させることができる。ただし、所望の接合強度が得られる場合には、複数の第２ビアホール４５０ｂを不規則に配置してもよい。

【0077】

ビアホール４５０が第１ビアホール４５０ａと第２ビアホール４５０ｂとを備えている構成を例に説明を行ったが、ビアホール４５０の構成は、上述の例に限られない。例えば、ビアホール４５０が第１ビアホール４５０ａと第２ビアホール４５０ｂとのどちらか一方のみを備えていてもよい。

【0078】

他の実施形態
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、１つの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

【0079】

明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。

【符号の説明】

【0080】

１ 電子装置、 １０ 多層基板、 １０ｂ ビルドアップ基板、 １０ｃ コア基板、 ２０ 表層基板、 ２１ 表層ランド、 ２５ 接合はんだ、 ３０ 内層基板、 ５０ ビアホール、 ８０ 電子部品、 ８１ 本体部、 ８２ 接続部、 ２２１ 表層ランド、 ２５０ ビアホール、 ２５０ａ 第１ビアホール、 ２５０ｂ 第２ビアホール、 ３５０ ビアホール、 ３５０ａ 第１ビアホール、 ３５０ｂ 第２ビアホール、 ４５０ ビアホール、 ４５０ａ 第１ビアホール、 ４５０ｂ 第２ビアホール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】