(57)【要約】【課題】スルーホール内に第２構成物の接続端子を容易に挿入できるようにする。【解決手段】基板１０に第１、第２スルーホール１３、１４を形成する。また、第１スルーホール１３の開口部分において、一面１１および他面１２の一方もしくは両方に第１ランド１５ａを有する第１金属膜１５を形成し、第２スルーホール１４の開口部分において、一面１１および他面１２の一方と反対側の他方のみに第２ランド１６ａを有する第２金属膜１６を形成すると共に一面１１および他面１２の一方を露出させる。そして、第１構成物５０の接続端子５１を第１はんだ１８を介して第１金属膜１５と接続し、第２構成物６０の接続端子６３を第２はんだ１９を介して第２金属膜１６と接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面（１１）および前記一面と反対側の他面（１２）を有し、前記一面と前記他面との間を貫通する第１、第２スルーホール（１３、１４）が形成された基板（１０）と、
前記第１スルーホールに挿入される接続端子（５１）を有する第１構成物（５０）と、
前記第２スルーホールに挿入される接続端子（６３）を有する第２構成物（６０）と、を備え、
前記基板は、前記第１スルーホールの開口部分において、前記一面および前記他面の一方もしくは両方に第１ランド（１５ａ）を有する第１金属膜（１５）が形成され、前記第２スルーホールの開口部分において、前記一面および前記他面の前記一方と反対側の他方のみに第２ランド（１６ａ）を有する第２金属膜（１６）が形成されていると共に前記一面および前記他面の前記一方が露出しており、
前記第１構成物の接続端子は、第１はんだ（１８）を介して前記第１金属膜と接続され、
前記第２構成物の接続端子は、第２はんだ（１９）を介して前記第２金属膜と接続されていることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記第１金属膜は、前記一面および前記他面の両方に形成された前記第１ランドと、前記第１スルーホールの壁面に沿って形成されると共に両方の前記第１ランドと連結された第１壁面部（１５ｂ）と、を有することを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記第２金属膜は、前記第２ランドと、前記第２スルーホールの壁面に沿って形成されると共に前記第２ランドと連結された第２壁面部（１６ｂ）と、を有す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。
【請求項４】
前記基板は、前記他面に前記第１ランドが形成されていると共に前記一面に前記第２ランドが形成され、前記第１スルーホールに前記一面側から前記第１構成物の接続端子が挿入されていると共に、前記第２スルーホールに前記他面側から前記第２構成物の接続端子が挿入されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電子装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電子装置の製造方法において、
前記第１、第２スルーホールおよび前記第１、第２金属膜が形成された前記基板を用意する工程と、
前記第１スルーホールに前記第１構成物の接続端子を挿入する工程と、
前記基板の一面および他面の前記一方側を溶融はんだに曝すことにより、前記第１金属膜と前記第１構成物の接続端子とを前記溶融はんだで構成される前記第１はんだを介して接続する工程と、
前記第２スルーホールに前記第２構成物の接続端子を挿入する工程と、
前記第２金属膜と前記第２構成物の接続端子とを前記第２はんだを介して接続する工程と、を行うことを特徴とする電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にランドを有する金属膜が形成され、電子部品等の第１構成物における接続端子およびケース等の第２構成物における接続端子がそれぞれ金属膜とはんだを介して電気的に接続された電子装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、特許文献１には、基板に形成された複数のランドと複数の電子部品の各接続端子とがはんだを介して接続された装置が提案されている。具体的には、基板は、一面および他面を有する板状とされ、複数のスルーホールが形成されていると共に他面のうち各スルーホールの開口部分にそれぞれランドが形成されている。そして、複数の電子部品は、スルーホールに一面側から各接続端子が挿入されるように基板の一面側に搭載され、当該接続端子がランドとはんだを介して接続されている。
【０００３】
この装置は、例えば、スルーホールに各接続端子が挿入されるように基板の一面側に複数の電子部品を搭載し、基板の他面側を溶融はんだに浸すことにより、各ランドと各電子部品の接続端子とがはんだを介して一括的に接続されて製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３９６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような第１構成物としての電子部品を備える装置を第２構成物としてのケースに搭載すると共に当該ケースに備えられた接続端子と接続して電子装置を構成することが知られている。この場合、単純には、次のようにすることが考えられる。
【０００６】
すなわち、基板に、電子部品の接続端子が挿入される第１スルーホールと共にケースの接続端子が挿入される第２スルーホールを形成し、他面のうち第２スルーホールの開口部分に第２ランドを形成する。そして、ケースの接続端子を第２スルーホールに挿入すると共に当該接続端子を第２ランドとはんだを介して接続することにより、上記電子装置を構成することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、基板の他面側に第２ランドを形成した場合、基板の他面側を溶融はんだに浸して上記のような特許文献１の装置を製造しようとすると、第２スルーホール内にもはんだが浸入して第２スルーホールが閉塞されてしまう。このため、上記特許文献１の装置を製造した後で当該装置をケースに搭載する場合、第２スルーホール内にケースの接続端子を挿入することが困難となる。
【０００８】
なお、上記では、第１構成物が電子部品、第２構成物がケースである場合を例に挙げたが、第１、第２構成物が共に電子部品やケースである場合についても同様の問題が発生する。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、基板のスルーホールに第１構成物の接続端子が挿入された装置における別のスルーホールに第２構成物の接続端子が挿入される電子装置において、スルーホール内に第２構成物の接続端子を容易に挿入できる電子装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一面（１１）および一面と反対側の他面（１２）を有し、一面と他面との間を貫通する第１、第２スルーホール（１３、１４）が形成された基板（１０）と、第１スルーホールに挿入される接続端子（５１）を有する第１構成物（５０）と、第２スルーホールに挿入される接続端子（６３）を有する第２構成物（６０）とを備え、以下の点を特徴としている。
【００１１】
すなわち、基板は、第１スルーホールの開口部分において、一面および他面の一方もしくは両方に第１ランド（１５ａ）を有する第１金属膜（１５）が形成され、第２スルーホールの開口部分において、一面および他面の一方と反対側の他方のみに第２ランド（１６ａ）を有する第２金属膜（１６）が形成されていると共に一面および他面の一方が露出しており、第１構成物の接続端子は、第１はんだ（１８）を介して第１金属膜と接続され、第２構成物の接続端子は、第２はんだ（１９）を介して第２金属膜と接続されていることを特徴としている。
【００１２】
これによれば、第２ランドは基板の一面および他面の他方側に形成されているため、基板の一面および他面の一方側を溶融はんだに曝した場合、第２スルーホールに溶融はんだが浸入して第２スルーホールが閉塞することを抑制できる。このため、第２スルーホール内に第２構成物の接続端子を容易に挿入できる。
【００１３】
また、請求項５に記載の説明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電子装置の製造方法において、第１、第２スルーホールおよび第１、第２金属膜が形成された基板を用意する工程と、第１スルーホールに第１構成物の接続端子を挿入する工程と、基板の一面および他面の一方側を溶融はんだに曝すことにより、第１金属膜と第１構成物の接続端子とを溶融はんだで構成される第１はんだを介して接続する工程と、第２スルーホールに第２構成物の接続端子を挿入する工程と、第２金属膜と第２構成物の接続端子とを第２はんだを介して接続する工程とを行うことを特徴としている。
【００１４】
これによれば、第２ランドが基板の一面および他面の他方側に形成されているため、基板の一面および他面の一方側を溶融はんだに曝して第１金属膜と第１構成物の接続端子とを接続した際、第２スルーホール内に溶融はんだが浸入して第２スルーホールが閉塞することを抑制できる。このため、第２スルーホールに第２構成物の接続端子を容易に挿入できる。
【００１５】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態における電子装置の断面図である。
【図２】図１に示す電子装置の製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態における電子装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、この電子装置は、例えば、自動車等の車両に搭載され、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と好適である。
【００１９】
図１に示されるように、電子装置Ｓ１は、基板１０、小型電子部品２０、３０、モールド樹脂４０、大型電子部品５０、ケース６０等を有する構成とされている。
【００２０】
基板１０は、小型電子部品２０、３０が搭載されると共にモールド樹脂４０が配置される一面１１と、一面１１の反対面となる他面１２とを有する板状部材とされ、本実施形態では平面形状が矩形状とされている。そして、本実施形態の基板１０は、エポキシ樹脂等の樹脂をベースとした配線基板とされ、例えば、貫通基板やビルドアップ基板等によって構成されている。
【００２１】
なお、本実施形態では、基板１０の他面１２が本発明の一面および他面の一方に相当し、基板１０の一面１１が本発明の一面および他面の他方に相当している。
【００２２】
基板１０には、内層配線もしくは表層配線等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いる。なお、この配線パターン（表層配線）は、小型電子部品２０、３０と共にモールド樹脂４０で封止されていると共にモールド樹脂４０の外側まで延設されている。
【００２３】
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、一面１１と他面１２との間を貫通する複数の第１、第２スルーホール１３、１４が形成されている。そして、基板１０には、第１スルーホール１３の開口部分において、一面１１および他面１２の両方に第１ランド１５ａを有する第１金属膜１５が形成されている。具体的には、この第１金属膜１５は、第１ランド１５ａと、第１スルーホール１３の壁面に沿って形成されると共に第１ランド１５ａと連結された第１壁面部１５ｂとを有している。
【００２４】
さらに、基板１０には、第２スルーホール１４の開口部分において、一面１１のみに第２ランド１６ａを有する第２金属膜１６が形成されている。なお、基板１０の他面１２のうち第２スルーホール１４の開口部分は、金属膜が形成されておらず、露出した状態となっている。
【００２５】
そして、このように構成された基板１０は、本発明の第２構成物に相当するケース６０に搭載（支持）されている。本実施形態では、基板１０は、長手方向の両側に貫通孔となる固定用孔１７が形成され、各固定用孔１７の中にケース６０の一面６１から突出した機械的接続部６２が嵌め込まれて当該機械的接続部６２の先端が熱かしめされることでケース６０に搭載されている。
【００２６】
小型電子部品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、表面実装部品等が用いられる。本実施形態の場合、小型電子部品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。
【００２７】
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）等のパワー素子等が挙げられる。そして、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の一面１１側において、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。
【００２８】
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。そして、受動素子３０は、はんだ等のダイボンド材３１により、基板１０の一面１１側において、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。
【００２９】
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あり、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。本実施形態のモールド樹脂４０は、基板１０の他面１２側が露出するように、小型電子部品２０、３０および基板１０の一面１１側を封止するように形成され、いわゆるハーフモールド構造とされている。
【００３０】
大型電子部品５０は、複数本の接続端子５１を有するスルーホール実装部品であり、例えば、電解コンデンサ等が挙げられる。そして、第１スルーホール１３に一面１１側から各接続端子５１が挿入されるようにモールド樹脂４０上に図示しない接着剤を介して搭載され、各接続端子５１が第１金属膜１５とそれぞれ第１はんだ１８を介して電気的に接続されている。
【００３１】
なお、接続端子５１は、例えば、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。また、図１では、大型電子部品５０を１つだけ図示しているが、図１とは別断面において、さらに複数の大型電子部品５０がモールド樹脂４０上に配置されていてもよい。そして、本実施形態では、大型電子部品５０が本発明の第１構成物に相当している。
【００３２】
ケース６０は、上記のように、基板１０の一面１１側に小型電子部品２０、３０を実装してモールド樹脂４０で封止したものを搭載（支持）するものである。本実施形態では、基板１０は、他面１２がケース６０の一面６１と対向するように当該ケース６０に搭載されている。
【００３３】
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ると共に、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。
【００３４】
また、ケース６０の一面６１には、当該配線パターンと接続された複数本の接続端子６３が一面６１に対して垂直方向に立設されている。なお、各接続端子６３は、例えば、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。
【００３５】
そして、複数本の接続端子６３は、それぞれ基板１０に形成された第２スルーホール１４に基板１０の他面１２側から挿入され、第２はんだ１９を介して第２ランド１６ａと電気的に接続されている。これにより、小型電子部品２０、３０および大型電子部品５０は、基板１０に形成された配線パターン、接続端子６３、ケース６０に形成された配線パターンを介して外部回路との電気的な接続が図られる。
【００３６】
また、ケース６０の一面６１には、上記のように、基板１０を支持する機械的接続部６２が形成されている。この機械的接続部６２は、一面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。
【００３７】
具体的には、機械的接続部６２は、基板１０を固定する前の状態では、一面６１側の断面寸法が基板１０に形成した固定用孔１７より大きく、先端側の断面寸法が固定用孔１７とほぼ同じか、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６２は、先端側が固定用孔１７に挿入（貫通）されることにより、先端側と一面６１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６２の先端側が固定用孔１７内に嵌め込まれた後に熱かしめされることにより、基板１０から突き出した部分が固定用孔１７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。
【００３８】
以上が本実施形態の電子装置Ｓ１の構成である。次に、上記電子装置Ｓ１の製造方法について図２を参照しつつ説明する。
【００３９】
まず、図２（ａ）に示されるように、配線パターン、第１、第２スルーホール１３、１４、第１、第２金属膜１５、１６等が形成された基板１０を用意した後、基板１０の一面１１上に小型電子部品２０、３０を実装する。次に、小型電子部品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。
【００４０】
そして、図２（ｂ）に示されるように、第１スルーホール１３に一面１１側から接続端子５１を挿入しつつ、図示しない接着剤等を介して大型電子部品５０をモールド樹脂４０上に搭載する。
【００４１】
続いて、図２（ｃ）に示されるように、基板１０の他面１２を溶融はんだに浸す。これにより、第１金属膜１５が基板１０の他面１２に形成されているため、第１スルーホール１３内に溶融はんだが供給されて複数本の接続端子５１と第１金属膜１５とが一括的に接合される。
【００４２】
なお、この工程で第１スルーホール１３内に供給されるはんだが上記第１はんだ１８となる。また、第２金属膜１６は基板１０の他面１２には形成されていないため、第２スルーホール１４内にはんだが供給されず、第２スルーホール１４は貫通した状態のままとなっている。つまり、この工程では、第２スルーホール１４が閉塞されない。
【００４３】
続いて、図２（ｄ）に示されるように、第２スルーホール１４に他面１２側から接続端子６３を挿入すると共に固定用孔１７内に機械的接続部６２の先端を嵌め込みつつ、基板１０の他面１２をケース６０の一面６１に対向させて配置する。そして、機械的接続部６２の先端を熱かしめすることにより、基板１０をケース６０に搭載する。
【００４４】
その後、図２（ｅ）に示されるように、レーザはんだ付け等により、複数本の接続端子６３と第２金属膜１６とを第２はんだ１９を介して電気的に接続することにより、上記電子装置が製造される。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態では、第２ランド１６ａは基板１０の一面１１に形成されており、基板１０の他面１２を溶融はんだに浸した際、第２スルーホール１４にはんだが浸入して第２スルーホール１４が閉塞することを抑制できる。このため、基板１０をケース６０に搭載する際、第２スルーホール１４に接続端子６３を容易に挿入できる。
【００４６】
また、第１金属膜１５は、２つの第１ランド１５ａと、第１スルーホール１３の壁面に沿って形成され、両方の第１ランド１５ａと連結される壁面部１５ｂとを有している。このため、例えば、第１金属膜１５が基板１０の他面１２に形成された第１ランド１５ａのみで構成されている場合と比較して、第１はんだ１８と、第１金属膜１５および大型電子部品５０の接続端子５１との接合面積が増加するため、接合信頼性を向上できる。
【００４７】
そして、図２（ｃ）の工程において、各接続端子５１と第１金属膜１５とを溶融はんだを介して一括的に接続するため、各接続端子５１と第１金属膜１５とを個別に接続する場合と比較して、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００４８】
（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実施形態に対して第２金属膜１６の構成を変更したものであり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４９】
図３に示されるように、本実施形態では、第２金属膜１６は、第２ランド１６ａと、第２スルーホール１４の壁面に沿って形成されると共に第２ランド１６ａと連結された第２壁面部１６ｂとを有している。なお、上記第１実施形態と同様に、基板１０の他面１２のうち第２スルーホール１４の開口部分には第２ランド１６ａは形成されていない。
【００５０】
これによれば、第２はんだ１９と、第２金属膜１６およびケース６０の接続端子６３との接合面積が増加するため、接合信頼性を向上させつつ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
（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。
【００５２】
例えば、上記各実施形態において、基板１０の他面１２に大型電子部品５０が配置されていてもよい。この場合、２（ｃ）の工程では、例えば、大型電子部品５０が溶融はんだに曝されないように、基板１０の他面１２のうち大型電子部品５０が搭載される部分と異なる部分に溶融はんだを吹き付けることで第１はんだ１８を構成すればよい。なお、上記各実施形態において、基板１０の他面１２側に溶融はんだを吹き付けることで図２（ｃ）の工程を行うようにしてもよい。
【００５３】
さらに、上記各実施形態において、大型電子部品５０は、モールド樹脂４０上に配置されていなくてもよい。そして、小型電子部品２０、３０およびモールド樹脂４０は備えられていなくてもよい。
【００５４】
また、上記各実施形態において、ケース６０の形状によっては、第２スルーホール１４に基板１０の一面１１側から接続端子６３が挿入されるようにしてもよい。
【００５５】
そして、上記各実施形態において、第１金属膜１５は、他面１２のうち第１スルーホール１３の開口部分に形成された第１ランド１５ａのみを有する構成としてもよい。
【００５６】
さらに、基板１０として第１、第２スルーホール１３、１４がそれぞれ１つずつ形成されたものを用い、大型電子部品５０として接続端子５１を１つだけ有するものを用い、ケース６０として接続端子６３を１つだけ有するものを用いてもよい。
【００５７】
また、上記各実施形態では、第１構成物が大型電子部品５０、第２構成物がケース６０である例を説明したが、第１構成物がケース６０、第２構成物が大型電子部品５０であってもよい。さらに、第１、第２構成物が共に大型電子部品５０であってもよいし、第１、第２構成物が共にケース６０であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１０            基板
１１            一面
１２            他面
１３、１４      第１、第２スルーホール
１５、１６      第１、第２金属膜
１５ａ、１６ａ  第１、第２ランド
１８、１９      第１、第２はんだ
５０            大型電子部品（第１構成物）
５１            接続端子
６０            ケース（第２構成物）
６３            接続端子
【図１】
2015012159.tif 000003
【図２】
2015012159.tif 000004
【図３】
2015012159.tif 000005