特許 7540241 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】 7

(21)【出願番号】P 2020138858

(22)【出願日】2020-08-19

(65)【公開番号】P2022034916

(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２０１５－１２６０５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０７４５５７（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）と、
前記内層基板に設けられている内層ランド（５３、２７３、３５３）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である筒状壁部（５２、２５２、３５２）を有する内層ビアホール（５０、２５０、３５０）と、
前記表層基板を貫通する電流経路を構成している埋設ビアホール（６０、２６０、３６０）とを備え、
前記接合はんだは、固液相線幅が１３℃以上であり、
前記埋設ビアホールは、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おり、かつ、前記筒状壁部および前記筒状壁部で囲まれた部位と前記板厚方向に重ならない位置に設けられている電子装置。

【請求項2】

前記埋設ビアホールは、少なくとも一部が前記電子部品と前記接合はんだと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】

前記埋設ビアホールは、複数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】

前記埋設ビアホールは、前記内層ビアホールの周囲に複数設けられている請求項３に記載の電子装置。

【請求項5】

前記表層ランドは、長方形状であり、
複数の前記埋設ビアホールは、前記表層ランドの長手方向に沿って並んで設けられている請求項３に記載の電子装置。

【請求項6】

前記埋設ビアホールは、前記表層ランドと前記内層ランドとを接続している請求項１から請求項５のいずれかに記載の電子装置。

【請求項7】

前記埋設ビアホールの直径は、前記筒状壁部の直径よりも小さい請求項１から請求項６のいずれかに記載の電子装置。

【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）と、内層基板に設けられている内層ランド（５３、２７３、３５３）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である筒状壁部（５２、２５２、３５２）を有する内層ビアホール（５０、２５０、３５０）と、表層基板を貫通する電流経路を構成している埋設ビアホール（６０、２６０、３６０）とを備え、接合はんだは、固液相線幅が１３℃以上であり、埋設ビアホールは、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おり、かつ、筒状壁部および筒状壁部で囲まれた部位と板厚方向に重ならない位置に設けられている。

【0007】

開示された電子装置によると、埋設ビアホールは、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】図５のＶＩ－ＶＩ線における断面を示す断面図である。

【図7】第３実施形態における電子装置の断面を示す断面図である。

【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、Ｘ方向に沿う方向を長手方向とする長方形状である。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、略長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、内層ビアホール５０を備えている。内層ビアホール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。内層ビアホール５０は、銅などの金属材料で構成されている。内層ビアホール５０は、筒状壁部５２と内層ランド５３とを備えている。筒状壁部５２は、Ｚ方向に沿う方向を軸方向とする円筒形状である。内層ランド５３は、Ｚ方向に沿う方向を軸方向とする円環形状である。内層ランド５３は、筒状壁部５２から筒状壁部５２の中心軸から離れる方向に延び出して設けられている。言い換えると、内層ランド５３は、内層ビアホール５０におけるフランジ状の部分を含むランドをなしている。

【0021】

内層ビアホール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。内層ビアホール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、内層ビアホール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、内層ビアホール５０とＺ方向に重なっている部分の面積は、内層ビアホール５０とＺ方向に重なっている部分の面積よりも大きい。また、接続部８２において、内層ビアホール５０とＺ方向に重なっている部分の面積は、内層ビアホール５０とＺ方向に重なっている部分の面積よりも大きい。

【0022】

電子装置１は、埋設ビアホール６０を備えている。埋設ビアホール６０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。埋設ビアホール６０は、銅などの金属材料で構成されている。埋設ビアホール６０は、Ｚ方向に沿う方向を軸方向とする円柱形状である。埋設ビアホール６０の直径は、筒状壁部５２の直径よりも小さい。

【0023】

埋設ビアホール６０は、内層ビアホール５０の周囲に４つ設けられている。４つの埋設ビアホール６０は、内層ランド５３とＺ方向に重なる位置に設けられている。４つの埋設ビアホール６０は、筒状壁部５２とＺ方向に重ならない位置に設けられている。４つの埋設ビアホール６０は、接合はんだ２５とＺ方向に重なる位置に設けられている。４つの埋設ビアホール６０のうちの１つは、接合はんだ２５と接続部８２との両方とＺ方向に重なる位置に設けられている。４つの埋設ビアホール６０のうちの２つは、互いにＸ方向に離間して設けられており、残りの２つは、Ｙ方向に離間して設けられている。４つの埋設ビアホール６０は、Ｚ方向から見た場合に、全体で四角形状をなしている。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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５３である。

【0027】

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５３とを接続するビアホールは、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５３同士を接続するビアホールは、ベリッドビアホールと呼ばれる。内層ランド５３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あるいは、内層ビアホール５０と呼ばれる。内層ビアホール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。内層ビアホール５０は、２層目の内層ランド５３と５層目の内層ランド５３とを接続している。このため、内層ビアホール５０は、ベリッドビアホールと呼ばれるビアホールである。

【0028】

内層ビアホール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。内層ビアホール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。内層ビアホール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。内層ビアホール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。

【0029】

内層ビアホール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、円筒形状の筒状壁部５２の内部に隙間なく充填されている。

【0030】

埋設ビアホール６０は、表層基板２０を貫通し、コア基板１０ｃについては貫通していない。埋設ビアホール６０は、１層目の表層ランド２１と２層目の内層ランド５３とを接続している。このため、埋設ビアホール６０は、ブラインドビアホールと呼ばれるビアホールである。埋設ビアホール６０のＺ方向の長さは、表層基板２０の基板厚さＴｓよりも小さい。

【0031】

埋設ビアホール６０は、レーザなどを用いて表層基板２０を貫通するように穴を形成し、穴の内部に銅を配置することで形成することができる。レーザ加工を用いて形成された埋設ビアホール６０は、レーザビアホールとも呼ばれる。

【0032】

埋設ビアホール６０の内部は、銅などの金属で埋められている。このため、埋設ビアホール６０は、内部に埋設樹脂５４が設けられている内層ビアホール５０に比べて、電流経路が太くなりやすい。さらに、埋設ビアホール６０は、内部に埋設樹脂５４が設けられている内層ビアホール５０に比べて、層間をつなぐ接続強度が高くなりやすい。言い換えると、埋設ビアホール６０は、内層ビアホール５０よりも強固にランド同士を接続しやすい。

【0033】

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。

【0034】

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表面のうち内層ビアホール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、内層ビアホール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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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表面の一部は、仮想線ＶＬを超えて膨出している。また、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表面のうち内層ビアホール５０の直上に位置する部分は、熱膨張率の小さな内層ビアホール５０の影響が大きく、膨出量が小さい。さらに、埋設ビアホール６０は、表層ランド２１と内層ランド５３とを接続している。このため、埋設ビアホール６０の周囲においては、膨出量が小さく制限されている。また、埋設ビアホール６０同士の間の部分についても、膨出量が小さく制限されることとなる。一方、多層基板１０表面のうち内層ビアホール５０および埋設ビアホール６０から離れた部分は、熱膨張率の大きな多層基板１０の影響が大きく、膨出量が大きい。

【0038】

多層基板１０表面の膨出量は、内層ビアホール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、内層ビアホール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、内層ビアホール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。

【0039】

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表面のうち内層ビアホール５０の周辺部分は、それ以外の部分よりも凹んでいる状態である。ただし、内層ビアホール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。

【0040】

溶融工程における膨出量の違いは、内層ビアホール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、内層ビアホール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、内層ビアホール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。

【0041】

また、内層ビアホール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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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、埋設ビアホール６０が存在することで膨出量が小さく制限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。

【0048】

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、埋設ビアホール６０を接合はんだ２５とＺ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。

【0049】

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。

【0050】

上述した実施形態によると、埋設ビアホール６０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、埋設ビアホール６０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。

【0051】

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。

【0052】

埋設ビアホール６０は、筒状壁部５２と板厚方向に重ならない位置に設けられている。仮に埋設ビアホール６０を筒状壁部５２と板厚方向に重なる位置に設けた場合には、内層ビアホール５０の板厚方向の長さＬｈに埋設ビアホール６０の板厚方向の長さを加えた長さが熱膨張率の小さな金属材料の長さとなる。この場合、熱膨張率の小さな金属材料で構成されている部分の板厚方向の長さが、多層基板１０の基板厚さＴａに近くなり、多層基板１０表面の段差が大きくなりやすい。したがって、埋設ビアホール６０を筒状壁部５２と板厚方向に重ならない位置に設けることで、埋設ビアホール６０を筒状壁部５２と板厚方向に重なる位置に設けた場合に比べて、多層基板１０表面の膨出量の違いを小さくして、段差を小さくできる。

【0053】

埋設ビアホール６０は、少なくとも一部が電子部品８０と接合はんだ２５と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。

【0054】

埋設ビアホール６０は、複数設けられている。ここで、複数の埋設ビアホール６０同士の間の部分についても多層基板１０表面の膨出量を小さくできる。このため、埋設ビアホール６０を１つしか設けない場合に比べて、より広い範囲において多層基板１０表面の膨出量を小さく制限できる。言い換えると、埋設ビアホール６０周辺と埋設ビアホール６０同士の間の部分とを含む広い範囲において、多層基板１０表面の膨出量を小さく制限できる。

【0055】

複数の埋設ビアホール６０は、表層ランド２１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。このため、埋設ビアホール６０同士の間の部分を表層ランド２１の形状に沿って設けることができる。よって、表層ランド２１の形状に沿って、多層基板１０表面の広い範囲において、膨出量を小さく制限できる。

【0056】

埋設ビアホール６０は、表層ランド２１と内層ランド５３とを接続している。このため、埋設ビアホール６０が内層ランド５３同士を接続する場合に比べて、多層基板１０表面の段差が表層ランド２１上に設けられている接合はんだ２５に与える影響を低減しやすい。

【0057】

埋設ビアホール６０の直径は、筒状壁部５２の直径よりも小さい。このため、限られたスペース内の適切な位置に埋設ビアホール６０を設けやすい。ここで、電子装置１には、限られた多層基板１０上に複数の電子部品８０を数多く実装することが求められている。したがって、直径の小さな埋設ビアホール６０を用いて剥離を抑制する構成は、電子装置１の小型化にとって非常に有用である。

【0058】

埋設ビアホール６０の内部は、銅などの金属材料で埋められている。このため、埋設ビアホール６０の内部が樹脂で埋められている場合に比べて、埋設ビアホール６０が表層ランド２１と内層ランド５３とを強固に接続しやすい。したがって、多層基板１０表面の膨出量を小さく制限するという埋設ビアホール６０の機能を安定して発揮させやすい。

【0059】

一方の接合はんだ２５には、板厚方向に重なる位置に埋設ビアホール６０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埋設ビアホール６０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、埋設ビアホール６０によって接合を安定させている部分と、埋設ビアホール６０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埋設ビアホール６０を用いて接合を安定させる場合に比べて、埋設ビアホール６０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。

【0060】

１つの接合はんだ２５に対して４つの埋設ビアホール６０を設ける場合を例に説明を行ったが、埋設ビアホール６０の数は上述の例に限られない。例えば、もともと接合はんだ２５における剥離が引き起こされにくい場合には、埋設ビアホール６０の数を３つ以下としてもよい。あるいは、接合はんだ２５における剥離が引き起こされやすい場合には、埋設ビアホール６０の数を５つ以上としてもよい。

【0061】

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、埋設ビアホール２６０が表層ランド２１と内層ランド２７３とを接続している。

【0062】

図５において、電子装置１は、内層ランド２７３を備えている。内層ランド２７３は、銅などの金属材料で構成されている。内層ランド２７３は、多層基板１０の内層に設けられている。内層ランド２７３は、２つの表層ランド２１とＺ方向に重なる位置に設けられている。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。

【0063】

電子装置１は、埋設ビアホール２６０を備えている。埋設ビアホール２６０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。埋設ビアホール２６０は、銅などの金属材料で構成されている。埋設ビアホール２６０は、Ｚ方向に沿う方向を軸方向とする円柱形状である。埋設ビアホール２６０の直径は、筒状壁部５２の直径よりも小さい。

【0064】

埋設ビアホール２６０は、内層ビアホール２５０の周囲に６つ設けられている。６つの埋設ビアホール２６０は、内層ランド２７３とＺ方向に重なる位置に設けられている。６つの埋設ビアホール２６０は、筒状壁部２５２とＺ方向に重ならない位置に設けられている。６つの埋設ビアホール２６０は、接合はんだ２５とＺ方向に重なる位置に設けられている。６つの埋設ビアホール２６０のうちの３つは、接合はんだ２５と接続部８２との両方とＺ方向に重なる位置に設けられている。接合はんだ２５と接続部８２との両方とＺ方向に重なる位置に設けられている３つの埋設ビアホール２６０は、接続部８２の長手方向であるＹ方向に沿って並んで設けられている。６つの埋設ビアホール２６０は、Ｚ方向から見た場合に、全体で四角形状をなしている。

【0065】

埋設ビアホール２６０は、２つの接合はんだ２５のそれぞれの直下に６つずつ設けられている。言い換えると、１つの電子部品８０に対して、２つの接続部８２が設けられている。さらに、１つの接続部８２に対して、１つの接合はんだ２５と１つの表層ランド２１と６つの埋設ビアホール２６０が設けられている。

【0066】

図６において、内層ビアホール２５０は、３層目と５層目とを接続している。言い換えると、内層ビアホール２５０の筒状壁部２５２は、２枚の内層基板３０を貫通している。このため、内層ビアホール２５０は、ベリッドビアホールと呼ばれるビアホールである。

【0067】

内層ランド２７３は、表層基板２０と内層基板３０との間に設けられている。内層ランド２７３は、２層目の平面に沿って流れる電流経路を構成している。内層ランド２７３と内層ビアホール２５０との間には、内層基板３０が設けられており、互いに絶縁されている。

【0068】

埋設ビアホール２６０は、１層目の表層ランド２１と２層目の内層ランド２７３とを接続している。このため、埋設ビアホール２６０は、ブラインドビアホールと呼ばれるビアホールである。埋設ビアホール２６０のＺ方向の長さは、表層基板２０の基板厚さＴｓよりも小さい。

【0069】

上述した実施形態によると、四角形状に並んで設けられている６つの埋設ビアホール２６０によって、接合はんだ２５の接合が安定する部分を四角形状に確保することができる。また、２つの接合はんだ２５のそれぞれに埋設ビアホール２６０を配置している。このため、複数の接続部８２のそれぞれに対応して接合はんだ２５の接合を安定させることができる。

【0070】

３つの埋設ビアホール２６０は、接合はんだ２５と接続部８２との両方とＺ方向に重なる位置、かつ、Ｙ方向に沿って並んで設けられている。このため、接合はんだ２５と接続部８２とがＺ方向に重なる部分において、埋設ビアホール２６０によって膨出量を低減しやすい。したがって、電子部品８０に流れる電流の最短経路における接合を安定させやすい。

【0071】

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、埋設ビアホール３６０が内層ランド２７３と内層ランド３５３とを接続している。

【0072】

図７において、内層ビアホール３５０は、筒状壁部３５２と内層ランド３５３とを備えている。内層ビアホール３５０は、３層目と５層目とを接続している。言い換えると、内層ビアホール３５０の筒状壁部３５２は、２枚の内層基板３０を貫通している。このため、内層ビアホール３５０は、ベリッドビアホールと呼ばれるビアホールである。

【0073】

内層ランド３５３は、内層基板３０同士の間に設けられている。内層ランド３５３は、３層目の平面に沿って流れる電流経路を構成している。内層ランド３５３は、内層ビアホール３５０におけるフランジ状の部分を含むランドをなしている。

【0074】

埋設ビアホール３６０は、２層目の内層ランド２７３と３層目の内層ランド３５３とを接続している。このため、埋設ビアホール３６０は、ベリッドビアホールと呼ばれるビアホールである。埋設ビアホール３６０のＺ方向の長さは、表層基板２０の基板厚さＴｓよりも大きく、内層基板３０の基板厚さＴｉよりも小さい。

【0075】

上述した実施形態によると、埋設ビアホール３６０によって、接合はんだ２５の接合が安定する部分を確保することができる。また、表層ランド２１に接続するように埋設ビアホール３６０を設ける必要がないため、設計の自由度を高く確保しやすい。

【0076】

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。

【0077】

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】

【0078】

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 内層ビアホール、 ５２ 筒状壁部、 ５３ 内層ランド、 ６０ 埋設ビアホール、 ８０ 電子部品、 ８１ 本体部、 ８２ 接続部、 ２５０ 内層ビアホール、 ２５２ 筒状壁部、 ２６０ 埋設ビアホール、 ２７３ 内層ランド、 ３５０ 内層ビアホール、 ３５２ 筒状壁部、 ３５３ 内層ランド、 ３６０ 埋設ビアホール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】