(57)【要約】【課題】  基板が反ったり、基板に外から衝撃が加わったりした場合においても、応力をはんだ接続部において均等に分担して基板のはんだ接続状態を安定的に維持できる積層基板を提供する。【解決手段】  本発明の積層基板１０は、端部領域の厚さを小さく形成することによって形成された突出部２１および突出部２１の外周位置に形成された半形状の複数の第１スルーホール２２を備えた第１基板２０と、第１基板２０と勘合する凹部３１および第１基板２０を凹部３１に勘合させた時に第１スルーホール２２と共に中空状のスルーホールを形成する第２スルーホール３２を備えた第２基板３０と、第１スルーホール２２および第２スルーホール３２によって形成された中空状のスルーホールの内部に配置されるはんだ部材４０と、を備える。【選択図】      図１
2015023071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部領域の厚さを小さく形成することによって形成された突出部および前記突出部の外周位置に形成された半形状の複数の第１スルーホールを備えた第１基板と、
前記第１基板と勘合する凹部および前記第１基板を前記凹部に勘合させた時に前記第１スルーホールと共に中空状のスルーホールを形成する第２スルーホールを備えた第２基板と、
前記第１スルーホールおよび第２スルーホールによって形成された前記中空状のスルーホールの内部に配置されるはんだ部材と、
を備える積層基板。
【請求項２】
前記第１スルーホールは、前記突出部の外周の全周に亘って所定の間隔で形成される、請求項１記載の積層基板。
【請求項３】
前記第１基板は断面が凸型に形成され、
前記凹部は階段状に形成される、
請求項１または２記載の積層基板。
【請求項４】
前記第２スルーホールは、前記第２基板を貫通している、請求項１乃至３のいずれか１項記載の積層基板。
【請求項５】
前記第１スルーホールおよび第２スルーホールの内壁には導電部材が配置されている、請求項１乃至４のいずれか１項記載の積層基板。
【請求項６】
前記第１基板は、前記突出部の内周位置に形成された第３スルーホールをさらに備え、
前記第２基板は、前記第１基板を前記凹部に勘合させた時に前記第３スルーホールと共に中空状のスルーホールを形成する第４スルーホールを備え、
前記第３スルーホールおよび第４スルーホールによって形成された前記スルーホールの内部にはんだ部材がさらに配置される、
請求項１乃至５のいずれか１記載の積層基板。
【請求項７】
前記第４スルーホールは、前記第２基板を貫通している、請求項６記載の積層基板。
【請求項８】
前記第３スルーホールおよび第４スルーホールの内壁には導電部材が配置されている、請求項６または７記載の積層基板。
【請求項９】
前記突出部は枠型に形成される、請求項１乃至８のいずれか１項記載の積層基板。
【請求項１０】
前記突出部は内周がＨ型に形成される、請求項１乃至８のいずれか１項記載の積層基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのプリント配線基板が積層されてはんだ接続された積層基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の配線がプリントされた第２プリント配線板の上面に、ＩＣチップ等を搭載した第１プリント配線板を配置して両者を電気的に接続する２階建て実装方式の積層基板がある。２階建て実装方式においては、一般的に、第２プリント配線板上に第１プリント配線板を配置し、第２プリント配線板の上面に形成した電極端子と第１プリント配線板の端部に形成した半形状のスルーホール接続部とをはんだ接続する。
【０００３】
しかし、この場合、第１プリント配線板と第２プリント配線板との接続強度を十分に得ることができずに、例えば、第２プリント配線板が反ったり、外から衝撃が加わったりすることにより、第１プリント配線板が第２プリント配線板から剥がれて脱落することがある。
【０００４】
そこで、特許文献１には、第２プリント配線板の上面に凹部を形成し、第１プリント配線板を第２プリント配線板の凹部に嵌入させてはんだ接続したモジュールが開示されている。特許文献１のモジュールの分解斜視図を図７（ａ）に、Ａ−Ａ線およびＢ−Ｂ線における断面図を図７（ｂ）に示す。
【０００５】
図７（ａ）、（ｂ）に示した特許文献１のモジュール９００において、主配線基板９１０の上面には凹部９１１が形成され、その凹部９１１の内壁には複数のスルーホール９１２および位置決め用の係合部９１３が形成されている。一方、ミニ配線基板９２０は、端部の主配線基板９１０のスルーホール９１２と対向する位置にはスルーホール９２１が、端部の係合部９１３対向する位置には係合部９２２が形成されている。
【０００６】
そして、主配線基板９１０とミニ配線基板９２０とを接続する場合、主配線基板９１０の係合部９１３とミニ配線基板９２０の係合部９２２とを篏合させて、ミニ配線基板９２０を主配線基板９１０の凹部９１１に嵌入させる。その状態で、主配線基板９１０のスルーホール９１２とミニ配線基板９２０のスルーホール９２１とで形成される円柱状のスルーホール内に溶融ハンダを流し込み、主配線基板９１０とミニ配線基板９２０とをはんだ接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１２５２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、図７（ａ）に示すように、主配線基板９１０の凹部９１１およびミニ配線基板９２０の一辺を位置決め用の係合部９１３、９２２の配置用に用いる場合、係合部９１３、９２２の周辺においてははんだ接続が行われず、係合部９１３、９２２近傍の接続強度が小さくなる。従って、主配線基板９１０が反ったり、モジュール９００に外から衝撃が加わったりした場合、係合部９１３、９２２近辺のはんだ接続部にかかる負荷が大きくなり、係合部９１３、９２２近辺のはんだ接続部が破壊等されることがある。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、基板が反ったり、基板に外から衝撃が加わったりした場合においても、応力をはんだ接続部において均等に分担して基板のはんだ接続状態を安定的に維持できる積層基板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に本発明に係る積層基板は、端部領域の厚さを小さく形成することによって形成された突出部および該突出部の外周位置に形成された半形状の複数の第１スルーホールを備えた第１基板と、第１基板と勘合する階段状の凹部および第１基板を凹部に勘合させた時に第１スルーホールと共に中空状のスルーホールを形成する第２スルーホールを備えた第２基板と、第１スルーホールおよび第２スルーホールによって形成された中空状のスルーホールの内部に配置されるはんだ部材と、を備える。
【発明の効果】
【００１１】
上述した本発明の態様によれば、基板が反ったり、基板に外から衝撃が加わったりした場合においても、応力をはんだ接続部において均等に分担して基板のはんだ接続状態を安定的に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る、（ａ）積層基板１０を第１基板２０と第２基板３０とに分解した時の断面図、（ｂ）積層基板１０の上面図である。
【図２】第２の実施形態に係る部品実装構造１００を第１プリント配線板２００と第２プリント配線板３００とに分解した時の断面図である。
【図３】第２の実施形態に係る部品実装構造１００の上面図である。
【図４】第３の実施形態に係る部品実装構造１００Ｂを第１プリント配線板２００Ｂと第２プリント配線板３００Ｂとに分解した時の断面図である。
【図５】第３の実施形態に係る部品実装構造１００Ｂの上面図である。
【図６】第４の実施形態に係る部品実装構造１００Ｃの上面図である。
【図７】特許文献１に係るモジュール９００を主配線基板９１０とミニ配線基板９２０とに分解した時の、（ａ）斜視図、（ｂ）Ａ−Ａ線およびＢ−Ｂ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る積層基板について説明する。本実施形態に係る積層基板の分解断面図を図１（ａ）に、上面図を図１（ｂ）に示す。図１において、本実施形態に係る積層基板１０は、第１基板２０、第２基板３０およびはんだ部材４０によって構成される。
【００１４】
第１基板２０は、端部領域の厚さを薄くすることによって形成された突出部２１を備える。そして、第１基板２０の外周、すなわち、突出部２１の外周には半形状の複数の第１スルーホール２２が形成されている。
【００１５】
本実施形態に係る第１基板２０は、略正方形型の基材の下面の端部領域を階段状に切削して枠型の突出部２１が形成されることにより、断面が下向き凸型に形成される。そして、図１に示すように、第１基板２０の４つの端辺にそれぞれ半形状の第１スルーホール２２が所定の間隔で２つずつ形成されている。なお、第１基板２０に形成される第１スルーホール２２の数、大きさおよび位置はこれに限定されない。
【００１６】
第２基板３０は、第１基板２０と勘合する階段状の凹部３１および第１基板２０を凹部３１に勘合させた時に第１基板２０の第１スルーホール２２と共に中空状のスルーホールを形成する８つの第２スルーホール３２を備える。ここで、８つの第２スルーホール３２はそれぞれ、第２基板３０の上面側から下面側まで貫通し、上部が半形状に、下部が中空状に形成されている。
【００１７】
はんだ部材４０は、第１基板２０を第２基板３０の凹部３１に勘合させた時に、第１スルーホール２２および第２スルーホール３２によって形成される中空状のスルーホールの内部に配置される。
【００１８】
そして、第１基板２０を第２基板３０の凹部３１に勘入し、第１スルーホール２２および第２スルーホール３２によって形成されるスルーホールの内部にはんだ部材４０を注入し、リフロー工法等を用いてはんだ部材４０を融解・冷却することによって、第１基板２０および第２基板３０がはんだ接続されて積層基板１０が形成される。
【００１９】
上記のように構成された積層基板１０においては、第１基板２０を下向き凸型に形成し、第２基板３０に階段状の凹部３１を形成し、下向き凸型の第１基板２０を第２基板３０の凹部３１に勘入した。この場合、第１基板２０および第２基板３０の全周にスルーホールを配置することができる。従って、本実施形態に係る積層基板１０は、スルーホールの配置数を大きくすることができると共に外力が加わった場合でも外力を全周に配置された複数のスルーホールによって均等に応力分担することができ、第１基板２０と第２基板３０とのはんだ接続状態を安定的に維持することができる。
【００２０】
ここで、第１スルーホール２２および第２スルーホール３２の内壁に、銅箔等の導電部材を貼付けることが望ましい。
【００２１】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る部品実装構造を第１プリント配線板と第２プリント配線板とに分解した時の断面図を図２に、部品実装構造の上面図を図３に示す。図２、図３に示すように、本実施形態に係る部品実装構造１００は、第１プリント配線板２００、第２プリント配線板３００およびはんだ部材４１０により構成される。
【００２２】
第１プリント配線板２００は、長方形型の基板であり、下面の端部領域を階段状に切削して突出部領域２１０を形成することによって断面が下向き凸型に形成されている。突出部領域２１０には、端部に上面側から下面側まで貫通する複数の半円柱型のスルーホール２２０が形成されている。そして、複数のスルーホール２２０の内面にはそれぞれ、銅箔２３０が貼付されている。
【００２３】
本実施形態に係る第１プリント配線板２００は、平板状の基板の端部の所定位置に切削加工法によって半円柱状の貫通孔を空け、第１プリント配線板２００の下面側を図３の点線位置まで切削することによって突出部領域２１０および複数のスルーホール２２０を形成し、さらに、スルーホール２２０の内面に銅を蒸着等して銅箔２３０を貼付することによって、下向き凸型に形成される。なお、第１プリント配線板２００に形成されるスルーホール２２０の数、大きさおよび位置は図３に示した数、大きさおよび位置に限定されない。
【００２４】
第２プリント配線板３００は、下向き凸型の第１プリント配線板２００が勘合される階段状の凹部３１０を備える。そして、凹部３１０の上段側の内壁３１１から下面まで、第１プリント配線板２００が勘合された時に第１プリント配線板２００のスルーホール２２０と共に円柱状のスルーホールを形成するスルーホール３２０が形成されている。図２に示すように、スルーホール３２０は、凹部３１０の上段側の内壁３１１においては半円柱状に形成され、上段部の下方から下面に達する部分においては円柱状に形成される。スルーホール３２０の内面には、第１プリント配線板２００のスルーホール２２０と同様に、銅箔３３０が貼付される。
【００２５】
そして、上記のように形成した第１プリント配線板２００および第２プリント配線板３００を接続して部品実装構造１００を形成する場合、先ず、第１プリント配線板２００のスルーホール２２０と第２プリント配線板３００のスルーホール３２０とが対向するように、第２プリント配線板３００の凹部３１０内に第１プリント配線板２００を勘入する。その状態で、第１プリント配線板２００のスルーホール２２０と第２プリント配線板３００のスルーホール３２０とによって形成された円柱状のスルーホールの内部にはんだ部材４１０を注入し、リフロー工法等を用いてはんだ部材４１０を融解・冷却し、第１プリント配線板２００と第２プリント配線板３００とをはんだ接続する。
【００２６】
上記のように構成された部品実装構造１００においては、第１プリント配線板２００を下向き凸型に形成し、第２プリント配線板３００の上面にこの下向き凸型の第１プリント配線板２００と勘合する凹部３１０を形成し、第１プリント配線板２００と第２プリント配線板３００とを勘合させた。この場合、第１プリント配線板２００および第２プリント配線板３００の全周にスルーホールを配置することができる。従って、本実施形態に係る部品実装構造１００は、スルーホールの配置数を大きくすることができると共に外力が加わった場合でも外力を全周に配置された複数のスルーホールによって均等に応力分担することができ、第１プリント配線板２００と第２プリント配線板３００とのはんだ接続状態を安定的に維持することができる。
【００２７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る部品実装構造を第１プリント配線板と第２プリント配線板とに分解した時の断面図を図４に、部品実装構造の上面図を図５に示す。図４に示すように、本実施形態に係る部品実装構造１００Ｂは、第２の実施形態で説明した図２の部品実装構造１００の階段状の勘合部の内側位置に、さらにスルーホールを配置することによって形成される。
【００２８】
すなわち、第１プリント配線板２００Ｂは、下面の端部領域を階段状に切削することによって突出部領域２１０Ｂが形成され、突出部領域２１０Ｂの外周位置と内周位置にそれぞれ、内面に銅箔２３０Ｂ、２５０Ｂが貼付られた複数のスルーホール２２０Ｂ、２４０Ｂが形成されている。ここで、突出部領域２１０Ｂの内周位置のスルーホール２４０Ｂは、突出部領域２１０Ｂより下方の部分が半円柱状に形成されて銅箔２５０Ｂが露出している。一方、突出部領域２１０Ｂの下端より上方のスルーホール２４０Ｂは、円柱状に形成されている。ここで、第１プリント配線板２００Ｂに形成されるスルーホール２２０Ｂ、２４０Ｂの数、大きさおよび位置は図５に示した数、大きさおよび位置に限定されない。
【００２９】
一方、第２プリント配線板３００Ｂは、第１プリント配線板２００Ｂと勘合される階段状の凹部３１０Ｂを備える。第２プリント配線板３００Ｂは、凹部３１０Ｂの上段部の内壁３１１Ｂの上端位置から下面まで、および、下段部の内壁３１２Ｂの上端位置から下面まで、内面に銅箔３３０Ｂ、３５０Ｂが貼付られた複数のスルーホール３２０Ｂ、３４０Ｂが形成されている。
【００３０】
図４に示すように、スルーホール３２０Ｂ、３４０Ｂは、凹部３１０Ｂの内壁３１１Ｂ、３１２Ｂ位置においては半円柱状に形成され、銅箔３３０Ｂ、３５０Ｂが露出している。一方、スルーホール３２０Ｂ、３４０Ｂにおいては、段部の下方から下面に達する部分は円柱状に形成される。第２プリント配線板３００Ｂのスルーホール３２０Ｂ、３４０Ｂと、第１プリント配線板２００Ｂのスルーホール２２０Ｂ、２４０Ｂとにより、それぞれ円柱状のスルーホールが形成される。
【００３１】
そして、上記のように形成した第１プリント配線板２００Ｂおよび第２プリント配線板３００Ｂを用いて部品実装構造１００Ｂを形成する場合、第１プリント配線板２００Ｂのスルーホール２２０Ｂ、２４０Ｂと第２プリント配線板３００Ｂのスルーホール３２０Ｂ、３４０Ｂとが対向するように、第２プリント配線板３００Ｂの凹部３１０Ｂ内に第１プリント配線板２００Ｂを勘入させる。その状態で、第１プリント配線板２００Ｂのスルーホール２２０Ｂ、２４０Ｂと第２プリント配線板３００Ｂのスルーホール３２０Ｂ、３４０Ｂとによって形成された円柱状のスルーホールの内部にそれぞれはんだ部材４１０Ｂ、４２０Ｂを注入し、リフロー工法等を用いてはんだ部材４１０Ｂ、４２０Ｂを融解・冷却することによって、第１プリント配線板２００Ｂと第２プリント配線板３００Ｂとをはんだ接続する。
【００３２】
上記のように構成された部品実装構造１００Ｂにおいても、第１プリント配線板２００Ｂおよび第２プリント配線板３００Ｂの全周にスルーホールを配置することができる。従って、本実施形態に係る部品実装構造１００Ｂも、スルーホールの配置数を大きくすることができると共に外力が加わった場合でも外力を全周に配置された複数のスルーホールによって均等に応力分担することができ、第１プリント配線板２００Ｂと第２プリント配線板３００Ｂとのはんだ接続状態を安定的に維持することができる。
【００３３】
さらに、上記のように構成された部品実装構造１００Ｂは、突出部領域２１０Ｂの内周位置および凹部３１０Ｂの下段側にも、互いに対向配置されることによって円柱状のスルーホールを形成するスルーホール２４０Ｂ、３４０Ｂを形成した。スルーホール２４０Ｂ、３４０Ｂは半円柱状に形成された部分が長手に亘って結合することから、本実施形態に係る部品実装構造１００Ｂは、第２の実施形態に係る部品実装構造１００と比較して、さらに強固にはんだ接続される。
【００３４】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について説明する。第３の実施形態においては、第１プリント配線板２００Ｂの下面を外辺と平行に図５の点線位置まで切削して、枠状の突出部領域２１０Ｂを形成し、突出部領域２１０Ｂの外周位置と内周位置とにスルーホールを配置した。しかし、突出部領域２１０Ｂの形状は枠状に限定されない。突出部領域の内周形状は任意に設計することができる。本実施形態においては、一例として、突出部領域の内周をＨ型に形成する。
【００３５】
本実施形態に係る部品実装構造の上面図を図６に示す。図６の部品実装構造１００Ｃにおいて、第１プリント配線板２００Ｃの突出部領域２１０ＣはＨ型に形成されている。そして、Ｈ型の突出部領域２１０Ｃの所定の外周位置および内周位置には、複数のスルーホール２２０Ｃ、２４０Ｃが形成されている。
【００３６】
一方、第２プリント配線板３００Ｃは上面に階段状の凹部３１０Ｃが形成され、凹部３１０Ｃの下段側領域は第１プリント配線板２００Ｃと勘合するＨ型に形成される。そして、凹部３１０Ｃの上段側内壁３１１Ｃおよび下段側内壁３１２Ｃの所定位置には、下面まで達するスルーホール３２０Ｃ、３４０Ｃが形成されている。
【００３７】
そして、第２プリント配線板３００Ｃの凹部３１０Ｃ内に第１プリント配線板２００Ｃを勘合させた状態で、スルーホール２２０Ｃ、２４０Ｃおよびスルーホール３２０Ｃ、３４０Ｃとによって形成された円柱状のスルーホールの内部にそれぞれはんだ部材４１０Ｃ、４２０Ｃを注入し、リフロー工法等を用いてはんだ部材４１０Ｃ、４２０Ｃを融解・冷却することによって、部品実装構造１００Ｃが形成される。
【００３８】
図６の部品実装構造１００Ｃは、図５に示した第３の実施形態の部品実装構造１００Ｂと比較してスルーホールの配置数をさらに大きくできる。部品実装構造１００Ｃは、所望位置にスルーホールが配置されるように第１プリント配線板２００Ｃの下面端部を切削することにより、突出部領域２１０Ｃの内周位置におけるはんだ接続強度を集中的に高めることができる。
【００３９】
本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１０    積層基板
２０    第１基板
２１    突出部
２２    第１スルーホール
３０    第２基板
３１    凹部
３２    第２スルーホール
４０    はんだ部材
１００、１００Ｂ、１００Ｃ    部品実装構造
２００、２００Ｂ、２００Ｃ    第１プリント配線板
２１０、２１０Ｂ、２１０Ｃ    突出部領域
２２０、２２０Ｂ、２２０Ｃ    スルーホール
２３０、２３０Ｂ、２３０Ｃ    銅箔
２４０Ｂ、２４０Ｃ    スルーホール
２５０Ｂ、２５０Ｃ    銅箔
３００、３００Ｂ、３００Ｃ    第２プリント配線板
３１０、３１０Ｂ、３１０Ｃ    凹部
３２０、３２０Ｂ、３２０Ｃ    スルーホール
３３０、３３０Ｂ、３３０Ｃ    銅箔
３４０Ｂ、３４０Ｃ    スルーホール
３５０Ｂ、３５０Ｃ    銅箔
４１０、４１０Ｂ、４１０Ｃ    はんだ部材
４２０Ｂ，４２０Ｃ    はんだ部材
９００    モジュール
９１０    主配線基板
９１１    凹部
９１２    スルーホール
９１３    係合部
９２０    ミニ配線基板
９２１    スルーホール
９２２    係合部
【図１】
2015023071.tif 000003
【図２】
2015023071.tif 000004
【図３】
2015023071.tif 000005
【図４】
2015023071.tif 000006
【図５】
2015023071.tif 000007
【図６】
2015023071.tif 000008
【図７】
2015023071.tif 000009