JP2021168356A - 電子装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】はんだに印加される応力を十分に低減できる電子装置を提供する。
【解決手段】部品実装部２０と、電子部品６０と、部品実装部２０と電子部品６０との間に配置されるはんだ７０と、筐体に実装される被実装部材１０とを備える。さらに、部品実装部２０と被実装部材１０とを接続して部品実装部２０を被実装部材１０に支持する支持梁４０を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品が部品実装部にはんだを介して配置された電子装置に関するものである。
従来より、例えば、特許文献１には、電子部品が部品実装部にはんだを介して配置された電子装置が提案されている。具体的には、この電子装置では、電子部品と部品実装部との間にはんだが配置されていると共に、電子部品の外縁部と部品実装部とを接続するように金属ピンが配置されている。なお、部実装部には、金属ピンを挿入可能な凹部が形成されており、金属ピンは、はんだよりも高さが高くされ、電子部品と接続されていると共に、凹部に配置された低融点はんだと接続されている。そして、この電子装置では、部品実装部が反る際に金属ピンによって当該反りを緩和することにより、電子部品と部品実装部との間に配置されたはんだに印加される応力を低減するようにしている。
特開２００９−２６００６８号公報
しかしながら、上記電子装置では、部品実装部が反ること自体を十分に抑制できないため、はんだに印加される応力を十分に低減できない可能性がある。
本発明は上記点に鑑み、はんだに印加される応力を十分に低減できる電子装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための請求項１では、部品実装部（２０）に電子部品（６０）がはんだ（７０）を介して配置された電子装置であって、部品実装部と、電子部品と、部品実装部と電子部品との間に配置されるはんだと、筐体に実装される被実装部材（１０）と、を備え、部品実装部と被実装部材とを接続して部品実装部を被実装部材に支持する支持梁（４０）を有している。
これによれば、部品実装部が支持梁を介して被実装部材に支持されているため、被実装部材が反ったとしても、当該反りに起因するひずみエネルギが支持梁を介して部品実装部に伝搬され難くなる。このため、部品実装部が反ることを抑制でき、はんだに印加される応力を低減できる。
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
第１実施形態における電子装置の平面図である。 図１中の領域II部分の拡大図である。 図２中のIII−III線に沿った断面図である。 図２中のIV−IV線に沿った断面図である。 第２実施形態における電子装置の平面図である。 第３実施形態における電子装置の平面図である。 第４実施形態における電子装置の平面図である。 第５実施形態における電子装置の平面図である。 第６実施形態における電子装置の平面図である。 第７実施形態における電子装置の平面図である。 第８実施形態における電子装置の平面図である。 図１１中のXII−XII線に沿った断面図である。 図１１中のXIII−XIII線に沿った断面図である。 第９実施形態における電子装置の平面図である。 図１４中のXV−XV線に沿った断面図である。 図１４中のXVI−XVI線に沿った断面図である。 第１０実施形態における電子装置の平面図である。 第１１実施形態における電子装置の平面図である。
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。
（第１実施形態）
第１実施形態の電子装置について、図面を参照しつつ説明する。電子装置は、図１〜図４に示されるように、被実装部材としてのプリント基板１０と、電子部品６０とを備える構成とされている。なお、図２では、理解をし易くするため、後述する絶縁膜１５を省略して示し、絶縁膜１５に被覆される配線パターン１１等も実線で示してある。また、以下では、プリント基板１０における面方向の一方向をｘ軸方向とし、面方向におけるｘ軸方向と直交する方向をｙ軸方向とし、ｘ軸方向およびｙ軸方向と直交する方向をｚ軸方向として説明する。
本実施形態のプリント基板１０は、一面１０ａ側に配線パターン１１、２２が形成されると共に他面１０ｂ側に配線パターン１２、２３が形成され、内部に配線層１３、２４が形成されたガラスエポキシ基板等を用いて構成される多層配線基板とされている。そして、一面１０ａ側に形成された配線パターン１１、２２、他面１０ｂ側に形成された配線パターン１２、２３、内部に形成された配線層１３、２４は、貫通ビア１４を介して適宜接続されている。
なお、本実施形態のプリント基板１０は、後述するように、部品実装部２０、周辺部３０、支持梁４０を有する構成とされる。そして、以下では、周辺部３０に形成されている配線パターンを配線パターン１１、１２とすると共に配線層を配線層１３とも称する。また、以下では、部品実装部２０および支持梁４０に形成されている配線パターンを配線パターン２２、２３とすると共に、配線層を配線層２４とも称する。
そして、プリント基板１０には、一面１０ａ側に、ソルダーレジスト等で構成される絶縁膜１５が形成されていると共に、他面１０ｂ側に、ソルダーレジスト等で構成される絶縁膜１６が形成されている。絶縁膜１５には、例えば、後述する部品実装部２０において、電子部品６０と接続されるランド２２ａを露出させるコンタクトホール１５ａが形成されている。
そして、本実施形態のプリント基板１０は、部品実装部２０、周辺部３０、および支持梁４０を有し、これらが区画された構成とされている。つまり、本実施形態では、部品実装部２０、周辺部３０、および支持梁４０は、それぞれプリント基板１０の一部で構成されており、同一面上に位置している。
具体的には、プリント基板１０には、部品実装部２０と周辺部３０とを区画しつつ部品実装部２０が内部に配置され、さらに部品実装部２０と周辺部３０との間に支持梁４０が構成されるように、当該プリント基板１０を厚さ方向に貫通する基板貫通部５０が形成されている。より詳しくは、基板貫通部５０は、プリント基板１０の一面１０ａに対する法線方向（以下では、単に法線方向ともいう）において、部品実装部２０が第１〜第４実装部側辺２１ａ〜２１ｄを有する正方形状（すなわち、矩形状）となるように形成されている。なお、本実施形態では、部品実装部２０は、第１、第３実装部側辺２１ａ、２１ｃがｘ軸方向と平行となり、第２、第４実装部側辺２１ｂ、２１ｄがｙ軸方向と平行となるように形成されている。
また、基板貫通部５０は、法線方向において、開口部の平面形状が第１〜第４開口部側辺５１ａ〜５１ｄを有する略正方形状（すなわち、矩形状）となり、開口部の中心と部品実装部２０の中心とが一致するように形成されている。そして、基板貫通部５０は、第１開口部側辺５１ａが第１実装部側辺２１ａと対向し、第２開口部側辺５１ｂが第２実装部側辺２１ｂと対向し、第３開口部側辺５１ｃが第３実装部側辺２１ｃと対向し、第４開口部側辺５１ｄが第４実装部側辺２１ｄと対向するように形成されている。さらに、基板貫通部５０は、第１、第３開口部側辺５１ａ、５１ｃが第１、第３実装部側辺２１ａ、２１ｃと平行となり、第２、第４開口部側辺５１ｂ、５１ｄが第２、第４実装部側辺２１ｂ、２１ｄと平行となるように形成されている。つまり、基板貫通部５０は、第１、第３開口部側辺５１ａ、５１ｃがｘ軸方向と平行となり、第２、第４開口部側辺５１ｂ、５１ｄがｙ軸方向と平行となるように形成されている
さらに、基板貫通部５０は、支持梁４０が部品実装部２０と周辺部３０とを接続することで部品実装部２０が支持梁４０によって周辺部３０に支持されるように形成されている。本実施形態では、支持梁４０は、それぞれ一方向を伸長方向としたストレート構造とされ、互いに同一形状であって、同一寸法とされた第１〜第４支持梁部４１〜４４を有している。
そして、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、部品実装部２０の第１〜第４実装部側辺２１ａ〜２１ｄと、基板貫通部５０における第１〜第４開口部側辺５１ａ〜５１ｄとを接続するように配置されている。つまり、部品実装部２０は、第１〜第４支持梁部４１〜４４によって周辺部３０に両持ち支持された状態となっている。
具体的には、第１支持梁部４１は、一端部が第１実装部側辺２１ａと接続され、他端部が第１開口部側辺５１ａと接続されるように配置されている。第２支持梁部４２は、一端部が第２実装部側辺２１ｂと接続され、他端部が第２開口部側辺５１ｂと接続されるように配置されている。第３支持梁部４３は、一端部が第３実装部側辺２１ｃと接続され、他端部が第３開口部側辺５１ｃと接続されるように配置されている。第４支持梁部４４は、一端部が第４実装部側辺２１ｄと接続され、他端部が第４開口部側辺５１ｄと接続されるように配置されている。
また、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、部品実装部２０の中心に対して点対称となるように配置されている。さらに、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、部品実装部２０の中心を通り、ｘ軸方向に伸びる仮想線に対して線対称となると共に、ｙ軸方向に伸びる仮想線に対して線対称となるように配置されている。本実施形態では、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、一端部が部品実装部２０における第１〜第４実装部側辺２１ａ〜２１ｄの中心部と接続され、他端部が基板貫通部５０における第１〜第４開口部側辺５１ａ〜５１ｄの中心部とを接続するように配置されている。
そして、このような第１〜第４支持梁部４１〜４４は、プリント基板１０の一部で構成されるため、周辺部３０と同じ厚さとされるが、接続される部分の周辺部３０に対して十分に小さい断面積とされている。例えば、第１支持梁部４１は、ｘ軸方向に沿った断面において、当該第１支持梁部４１が接続される部分の周辺部３０よりも十分に小さい断面積とされている。
また、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、上記のようにプリント基板１０の一部で構成されている。そして、本実施形態の第１〜第４支持梁部４１〜４４は、プリント基板１０の一面１０ａ側となる部分の構成と、プリント基板１０の他面１０ｂ側となる部分の構成とが対称となるように、配線パターン２２、２３および配線層２４の形状等が調整されている。なお、図２では、後述する電子部品６０の周囲に形成される配線パターン２２を省略して示しているが、実際には、電子部品６０が接続されるランド２２ａと接続されるように適宜配線パターン２２が形成されている。同様に、後述する図２と対応する各図においても、電子部品６０の周囲に形成される配線パターン２２を適宜省略して示している。
電子部品６０は、ケース６１内に、例えば、ＩＣ（integrated circuitの略）チップ等が収容され、ケース６１の裏面に複数の端子部６２が形成されたＱＦＮ（quad flat non-leaded packageの略）とされている。
そして、電子部品６０は、部品実装部２０に形成されているランド２２ａとはんだ７０を介して接合されている。本実施形態では、電子部品６０は、部品実装部２０の略中央部に形成されている。但し、電子部品６０は、例えば、部品実装部２０の外縁側に寄せて配置されていてもよく、配置される場所は特に限定されない。また、部品実装部２０には、チップ抵抗やチップコンデンサ等の外付部品８０も配置されている。
なお、特に図示しないが、これらの外付部品８０は、部品実装部２０に形成されているランドとはんだを介して接合されている。また、はんだ７０は、当該はんだ７０をリフロー工程等で配置した際に発生する熱応力が印加された状態となっている。
周辺部３０には、他の回路部との接続を図るためのソケット９０が搭載されている。さらに、周辺部３０には、アルミ合金等で構成される筐体にプリント基板１０をネジ固定するためのネジが挿通されるネジ孔３１が形成されている。
以上が本実施形態における電子装置の構成である。そして、このような電子装置は、例えば、周辺部３０に形成されたネジ孔３１にネジが挿通されることで筐体にネジ固定され、金属製の蓋部が電子装置を収容するように筐体に備えられることで車載搭載部品を構成する。そして、この車両搭載部品は、筐体が機械的に固定されることで車両に搭載され、車両の各種制御を実行するのに用いられる。
以上説明した本実施形態では、部品実装部２０は、第１〜第４支持梁部４１〜４４によって周辺部３０に支持されている。そして、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、接続される周辺部３０に対して断面積が十分に小さくされている。このため、プリント基板１０における周辺部３０がｘ軸方向回りやｙ軸方向回りに反ったとしても、当該反りに起因するひずみエネルギが第１〜第４支持梁部４１〜４４を介して部品実装部２０に伝搬され難くなり、部品実装部２０が反ることを抑制できる。言い換えると、プリント基板１０における周辺部３０が反ったとしても、当該反りに起因するひずみエネルギが第１〜第４支持梁部４１〜４４によって消費され、部品実装部２０が反ることを抑制できる。したがって、はんだ７０に反りに起因する応力が印加されることを抑制できる。つまり、はんだ７０に、はんだ７０を配置する際に発生する熱応力以外の応力が印加されることを抑制できる。このため、はんだ７０に新たな応力が印加されてクラック等が導入されることを抑制でき、はんだ７０の長寿命化を図ることができる。
なお、プリント基板１０における周辺部３０が反るとは、プリント基板１０が筐体等に組付けられる際に発生するひずみエネルギや、使用環境の温度変化に応じて発生するひずみエネルギによって反ることである。つまり、本実施形態の電子装置によれば、ひずみエネルギによってプリント基板１０の周辺部３０が反ったとしても、はんだ７０に反りに起因する応力が印加されることを抑制できる。
また、支持梁４０は、第１〜第４支持梁部４１〜４４を有している。そして、支持梁４０は、部品実装部２０の複数個所と接続されると共に周辺部３０の複数個所と接続された状態となっている。つまり、部品実装部２０は、支持梁４０によって両持ち支持された状態となっている。このため、部品実装部２０が傾くことも抑制できる。
さらに、本実施形態では、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、部品実装部２０の中心に対して点対称に配置されている。また、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、部品実装部２０の中心を通り、ｘ軸方向に伸びる仮想線に対して線対称となると共に、ｙ軸方向に伸びる仮想線に対して線対称となるように配置されている。このため、部品実装部２０が傾くことをさらに抑制できる。
さらに、本実施形態の電子装置では、上記のように、部品実装部２０が反ることを抑制することではんだ７０に応力が印加されることを抑制している。このため、電子部品６０を部品実装部２０に配置する際の配置自由度の向上を図ることもできる。つまり、例えば、電子部品６０を部品実装部２０の外縁部に配置することもできる。
ところで、はんだ７０の周囲にサイドフィル等の樹脂材料を配置することにより、はんだ７０に印加される応力を低減する構成も提案されている。しかしながら、この方法では、液状の構成材料を塗布した後に固化してサイドフィルを形成する必要があり、サイドフィルの形状を調整するのに詳細な制御が必要となるため、製造工程が複雑になる可能性がある。これに対し、本実施形態の電子装置では、上記のように、支持梁４０を形成することにより、部品実装部２０が反ることを抑制することではんだ７０に応力が印加されることを抑制している。このため、はんだ７０の周囲にサイドフィル等の樹脂材料を配置する必要がなく、製造工程が複雑になることも抑制できる。
また、部品実装部２０および第１〜第４支持梁部４１〜４４は、プリント基板１０に基板貫通部５０を形成することで構成されており、プリント基板１０の一部で構成されている。このため、部品実装部２０および第１〜第４支持梁部４１〜４４を別材料で構成する場合と比較して、部材数を削減したり製造工程が複雑化することを抑制でき、ひいてはコストの低減を図ることができる。
そして、部品実装部２０は、基板貫通部５０内に配置されており、大きさが小さくなり易い。また、部品実装部２０は、周辺部３０と区画されて配置されている。このため、使用環境での温度変化による部品実装部２０の伸長、収縮が小さくなり易く、はんだ７０に印加される応力も小さくなり易い。したがって、この点においても、はんだ７０に印加される応力を低減でき、はんだ７０の長寿命化を図ることができる。
（第２実施形態）
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、支持梁４０の構成を変更したものである。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。
本実施形態では、図５に示されるように、支持梁４０は、枠状の枠部４０ａと、外側支持部４０ｂと、内側支持部４０ｃとを有する構成とされている。なお、図５は、図１中の領域IIの拡大図に相当している。
具体的には、枠部４０ａは、それぞれストレート構造とされた第１〜第４部位４０１〜４０４を有している。第１部位４０１は、第１実装部側辺２１ａと第１開口部側辺５１ａとの間において、ｘ軸方向と平行となるように配置されている。第２部位４０２は、第２実装部側辺２１ｂと第２開口部側辺５１ｂとの間において、ｙ軸方向と平行となるように配置されている。第３部位４０３は、第３実装部側辺２１ｃと第３開口部側辺５１ｃとの間において、ｘ軸方向と平行となるように配置されている。第４部位４０４は、第４実装部側辺２１ｄと第４開口部側辺５１ｄとの間において、ｙ軸方向と平行となるように配置されている。
そして、枠部４０ａは、第１〜第４部位４０１〜４０４が一体化されて構成されている。このため、枠部４０ａは、各部位４０１〜４０４の接続部分に、伸長方向が直交する方向に折れ曲がった屈曲部Ｃを有する矩形枠状とされている。
外側支持部４０ｂは、ストレート構造とされており、２つ備えられている。そして、一方の外側支持部４０ｂは、第１開口部側辺５１ａの中心部と、第１部位４０１の中心部とを接続するように、ｙ軸方向に沿って配置されている。他方の外側支持部４０ｂは、第３開口部側辺５１ｃの中心部と、第３部位４０３の中心部とを接続するように、ｙ軸方向に沿って配置されている。
内側支持部４０ｃは、ストレート構造とされており、２つ備えられている。そして、一方の内側支持部４０ｃは、第２実装部側辺２１ｂの中心部と第２部位４０２の中心部とを接続するように、ｘ軸方向に沿って配置されている。他方の内側支持部４０ｃは、第４実装部側辺２１ｄの中心部と第４部位４０４の中心部とを接続するように、ｘ軸方向に沿って配置されている。
つまり、本実施形態の支持梁４０は、いわゆるジンバル構造とされている。そして、本実施形態の支持梁４０は、部品実装部２０の中心に対して点対称となるように配置されている。また、本実施形態の支持梁４０は、部品実装部２０の中心を通り、ｘ軸方向に伸びる仮想線に対して線対称となると共に、ｙ軸方向に伸びる仮想線に対して線対称となるように配置されている。
なお、本実施形態では、部品実装部２０は、２つの外側支持部４０ｂが周辺部３０に接続されると共に、２つの内側支持部４０ｃが部品実装部２０と接続されることによって両持ち支持された状態となっている。
そして、本実施形態では、枠部４０ａと外側支持部４０ｂとが上記のように接続されることにより、枠部４０ａと外側支持部４０ｂとの接続部分にも伸長方向が直交する屈曲部Ｃが構成される。同様に、枠部４０ａと内側支持部４０ｃとが上記のように接続されることにより、枠部４０ａと内側支持部４０ｃとの接続部分にも伸長方向が直交する屈曲部Ｃが構成される。
以上説明した本実施形態では、支持梁４０は、屈曲部Ｃを有する構成とされている。このため、プリント基板１０が反った際、プリント基板１０から支持梁４０を介して伝搬されるひずみエネルギは、支持梁４０の屈曲部Ｃに集中し易くなり、部品実装部２０まで伝搬され難くなる。したがって、部品実装部２０が反ることをさらに抑制でき、はんだ７０に印加される応力をさらに低減することができる。
また、支持梁４０は、屈曲部Ｃを有する構成とされることにより、部品実装部２０と周辺部３０とをストレート構造の支持梁４０で接続する場合と比較して、長さを長くし易くなる。このため、プリント基板１０から支持梁４０を介して伝搬されるひずみエネルギは、当該支持梁４０内でも消費され易くなる。したがって、部品実装部２０が反ることをさらに抑制でき、はんだ７０に印加される応力をさらに低減することができる。
（第３実施形態）
第３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、支持梁４０の構成を変更したものである。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。
本実施形態では、図６に示されるように、支持梁４０は、屈曲部Ｃで伸長方向が変化する第１〜第４支持梁部４１〜４４を有している。具体的には、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、それぞれ１つの屈曲部Ｃを有し、当該屈曲部Ｃで伸長方向が直交する方向に変化する構成とされている。なお、図６は、図１中の領域IIの拡大図に相当している。
そして、第１支持梁部４１は、一端部が第４実装部側辺２１ｄにおける第３開口部側辺５１ｃ側の端部と接続され、他端部が第１開口部側辺５１ａにおける第１実装部側辺２１ａと対向する部分と異なる部分に接続されている。第２支持梁部４２は、一端部が第１実装部側辺２１ａにおける第４開口部側辺５１ｄ側の端部と接続され、他端部が第２開口部側辺５１ｂにおける第２実装部側辺２１ｂと対向する部分と異なる部分に接続されている。
第３支持梁部４３は、一端部が第２実装部側辺２１ｂにおける第１開口部側辺５１ａ側の端部と接続され、他端部が第３開口部側辺５１ｃにおける第３実装部側辺２１ｃと対向する部分と異なる部分に接続されている。第４支持梁部４４は、一端部が第３実装部側辺２１ｃにおける第２開口部側辺５１ｂ側の端部と接続され、他端部が第４開口部側辺５１ｄにおける第４実装部側辺２１ｄと対向する部分と異なる部分に接続されている。
つまり、支持梁４０は、いわゆる卍構造とされている。そして、本実施形態の支持梁４０は、部品実装部２０の中心に対して点対称となるように配置されている。
以上説明した本実施形態では、第１〜第４支持梁部４１〜４４が屈曲部Ｃを有する構成とされているため、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態に対し、支持梁４０の構成を変更したものである。その他に関しては、第３実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本実施形態では、図７に示されるように、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、それぞれ３つの屈曲部Ｃを有し、当該屈曲部Ｃで伸長方向が直交する方向に変化する構成とされている。なお、図７は、図１中の領域IIの拡大図に相当している。
そして、第１支持梁部４１は、一端部が第１実装部側辺２１ａにおける第２開口部側辺５１ｂ側の端部と接続され、他端部が第２開口部側辺５１ｂにおける第２実装部側辺２１ｂと対向する部分と異なる部分に接続されている。第２支持梁部４２は、一端部が第３実装部側辺２１ｃにおける第２開口部側辺５１ｂ側の端部と接続され、他端部が第２開口部側辺５１ｂにおける第２実装部側辺２１ｂと対向する部分と異なる部分に接続されている。
第３支持梁部４３は、一端部が第３実装部側辺２１ｃにおける第４開口部側辺５１ｄ側の端部と接続され、他端部が第４開口部側辺５１ｄにおける第４実装部側辺２１ｄと対向する部分と異なる部分に接続されている。第４支持梁部４４は、一端部が第１実装部側辺２１ａにおける第４開口部側辺５１ｄ側の端部と接続され、他端部が第４開口部側辺５１ｄにおける第４実装部側辺２１ｄと対向する部分と異なる部分に接続されている。
なお、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、ｘ軸方向の長さがｙ軸方向の長さよりも長くなるように折り曲げられている。そして、本実施形態の支持梁４０は、部品実装部２０の中心に対して点対称となるように配置されている。また、本実施形態の支持梁４０は、部品実装部２０の中心を通り、ｘ軸方向に伸びる仮想線に対して線対称となると共に、ｙ軸方向に伸びる仮想線に対して線対称となるように配置されている。
さらに、本実施形態では、部品実装部２０は、第１実装部側辺２１ａおよび第３実装部側辺２１ｃを長辺とする平面長方形状とされている。つまり、部品実装部２０は、第１、第４支持梁部４１、４４が接続される第１実装部側辺２１ａ、および第２、第３支持梁部４２、４３が接続される第３実装部側辺２１ｃを長辺とする平面矩形状とされている。
以上説明した本実施形態では、第１〜第４支持梁部４１〜４４が３つの屈曲部Ｃを有する構成とされている。このため、プリント基板１０が反った際、プリント基板１０から第１〜第４支持梁部４１〜４４を介して伝搬されるひずみエネルギは、支持梁４０の各屈曲部Ｃに集中し易くなるため、部品実装部２０までさらに伝搬され難くなる。したがって、部品実装部２０が反ることをさらに抑制でき、はんだ７０に印加される応力をさらに低減することができる。
また、本実施形態では、部品実装部２０は、第１、第４支持梁部４１、４４が接続される第１実装部側辺２１ａ、および第２、第３支持梁部４２、４３が接続される第３実装部側辺２１ｃを長辺とする平面矩形状とされている。このため、第１〜第４支持梁部４１〜４４のｘ軸方向への長さを長くし易くでき、第１〜第４支持梁部４１〜４４内でひずみエネルギを消費し易くなる。したがって、部品実装部２０が反ることをさらに抑制でき、はんだ７０に印加される応力をさらに低減することができる。
（第５実施形態）
第５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、支持梁４０の構成を変更したものである。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。
本実施形態では、図８に示されるように、部品実装部２０は、法線方向において、円形状とされている。また、基板貫通部５０は、部品実装部２０の外形と同心円となる円状とされている。なお、図８は、図１中の領域IIの拡大図に相当している。また、図８では、部品実装部２０等に形成される配線パターン２２等も省略して示している。
そして、部品実装部２０は、第１〜第４支持梁部４１〜４４によって周辺部３０に支持されている。本実施形態では、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、部品実装部２０の外形に沿った湾曲部４１ａ〜４４ａと、湾曲部４１ａ〜４４ａの端部で伸長方向が変化する２つの屈曲部Ｃを有する構成とされている。そして、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、部品実装部２０の中心に対し、点対称となるように配置されている。
以上説明した本実施形態のように、部品実装部２０を円形状となるようにしても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、屈曲部Ｃを有する構成とされているため、上記第２実施形態と同様に、さらに部品実装部２０が反ることを抑制でき、はんだ７０に印加される応力をさらに低減することができる。
（第６実施形態）
第６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、支持梁４０の構成を変更したものである。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。
本実施形態では、図９に示されるように、支持梁４０は、第１支持梁部４１および第３支持梁部４３の２つとされている。つまり、本実施形態の電子装置は、上記第１実施形態における第２支持梁部４２および第４支持梁部４４を備えない構成とされている。なお、図９は、図１中の領域IIの拡大図に相当している。
以上説明した本実施形態のように、支持梁４０を２つの第１、第３支持梁部４１、４３としても、部品実装部２０が両持ち支持されるため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第７実施形態）
第７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、支持梁４０の構成を変更したものである。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。
本実施形態では、図１０に示されるように、支持梁４０は、第１支持梁部４１の１つで構成されている。つまり、本実施形態の電子装置は、上記第１実施形態における第２〜第４支持梁部４３を備えない構成とされている。そして、部品実装部２０は、第１支持梁部４１によって周辺部３０に片持ち支持された状態となっている。なお、図１０は、図１中の領域IIの拡大図に相当している。
以上説明した本実施形態のように、支持梁４０を１つの第１支持梁部４１で構成して部品実装部２０を片持ち支持しても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、部品実装部２０を片持ち支持することにより、部品実装部２０と周辺部３０とを接続する箇所が減少する。このため、プリント基板１０における周辺部３０が反った場合、当該反りに起因するひずみエネルギが部品実装部２０に伝搬されることをさらに抑制できる。したがって、部品実装部２０が反ることをさらに抑制でき、はんだ７０に印加される応力をさらに低減することができる。
（第８実施形態）
第８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、部品実装部２０および支持梁４０の構成を変更したものである。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。
本実施形態では、図１１〜図１３に示されるように、部品実装部２０は、プリント基板１０とは別材料で構成されている。本実施形態では、部品実装部２０は、プリント基板１０を構成するガラスエポキシ基板よりも剛性が高いセラミックス基板で構成されている。そして、部品実装部２０は、部品実装部２０の一面２０ａ側に配線パターン２２が形成されていると共に、当該配線パターン２２を被覆する絶縁膜２５が形成されている。なお、絶縁膜２５には、配線パターン２２のうちの電子部品６０と接続されるランド２２ａを露出させるコンタクトホール２５ａが形成されている。
そして、電子部品６０は、部品実装部２０に形成されているランド２２ａとはんだ７０を介して接合されている。
第１〜第４支持梁部４１〜４４は、本実施形態では、部品実装部２０と一体的に形成されている。つまり、本実施形態では、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、セラミックス基板の一部で構成されている。そして、第１〜第４支持梁部４１〜４４には、部品実装部２０に形成されている配線パターン２２が適宜延設されている。なお、図１２は、図１１中のXII−XII線に沿った断面図であり、図１１中のXII−XII線が第２、第４支持梁部４２、４４に形成されている配線パターン２２を通っていないが、理解をし易くするため、配線パターン２２を断面図にも示している。
第１支持梁部４１は、第１実装部側辺２１ａの中心部からｙ軸方向に伸長するように配置されている。第２支持梁部４２は、第２実装部側辺２１ｂの中心部からｘ軸方向に伸長するように配置されている。第３支持梁部４３は、第３実装部側辺２１ｃの中心部からｙ軸方向に伸長するように配置されている。第４支持梁部４４は、第４実装部側辺２１ｄの中心部からｘ軸方向に伸長するように配置されている。
そして、本実施形態では、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、部品実装部２０の中心に対して点対称となるように配置されている。さらに、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、部品実装部２０の中心を通り、ｘ軸方向に伸びる仮想線に対して線対称となると共に、ｙ軸方向に伸びる仮想線に対して線対称となるように配置されている。
なお、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、後述するように、法線方向において、部品実装部２０の中心と基板貫通部５０の中心とが一致するように配置された際、部品実装部２０側と反対側の端部がプリント基板１０と重複する長さとされている。
そして、第１〜第４支持梁部４１〜４４には、部品実装部２０側と反対側の端部に、それぞれ梁側接続部４５が形成されている。梁側接続部４５は、各支持梁部４１〜４４を貫通するように形成された孔部４５ａに配置されたオス型の接続ピン４５ｂを有している。なお、接続ピン４５ｂは、孔部４５ａの両側の開口部から突出するように配置されている。そして、接続ピン４５ｂは、孔部４５ａに配置された接着剤等の固定部材４５ｃによって固定されている。
また、第１〜第４支持梁部４１〜４４に形成される配線パターン２２は、孔部４５ａ近傍まで適宜延設されている。そして、孔部４５ａにおける部品実装部２０の一面２０ａ側の開口部には、接続ピン４５ｂと配線パターン２２とを電気的に接続するように、はんだ４６が配置されている。これにより、電子部品６０は、配線パターン２２を介して接続ピン４５ｂと電気的に接続されている。
プリント基板１０は、上記と同様の基板貫通部５０が形成されている。そして、基板貫通部５０の周囲には、基板側接続部１７が形成されている。なお、本実施形態のプリント基板１０は、上記第１実施形態と比較すると、周辺部３０のみを有する構成とされている。
そして、部品実装部２０および第１〜第４支持梁部４１〜４４は、法線方向において、部品実装部２０の中心と基板貫通部５０の中心とが一致し、かつ第１〜第４支持梁部４１〜４４に形成された梁側接続部４５がプリント基板１０と重複するように配置される。
具体的には、プリント基板１０には、第１〜第４支持梁部４１〜４４に形成された梁側接続部４５と対応する位置に、基板側接続部１７が形成されている。基板側接続部１７は、プリント基板１０を貫通するように形成された孔部１７ａに配置されたメス型の接続ピン１７ｂを有している。
なお、接続ピン１７ｂは、孔部１７ａにおけるプリント基板１０の一面１０ａ側から突出するように配置されている。そして、接続ピン１７ｂは、孔部１７ａに配置された接着剤等の固定部材１７ｃによって固定されている。さらに、接続ピン１７ｂのうちのプリント基板１０から突出する部分の周囲には、絶縁性を図るための樹脂部材１７ｄが配置されている。
また、プリント基板１０の一面１０ａ側に形成される配線パターン２２は、孔部１７ａ近傍まで適宜延設されている。孔部１７ａにおけるプリント基板１０の一面１０ａ側の開口部には、接続ピン１７ｂと配線パターン１１とを電気的に接続するように、はんだ１８が配置されている。
そして、部品実装部２０は、梁側接続部４５の接続ピン４５ｂと基板側接続部１７の接続ピン１７ｂとが嵌合されるように、プリント基板１０に配置されている。これにより、部品実装部２０とプリント基板１０とが機械的、電気的に接続された状態となる。なお、本実施形態の電子装置では、上記のように、プリント基板１０、部品実装部２０および第１〜第４支持梁部４１〜４４が構成されているため、これらは同一面上に位置しない構成となる。
以上説明した本実施形態では、プリント基板１０には基板貫通部５０が形成されている。このため、まず、プリント基板１０は、ｘ軸方向回りやｙ軸方向回りに反った場合、基板貫通部５０によって反りが分断されるため、基板貫通部５０が形成されていない場合と比較すると、基板貫通部５０の周囲（すなわち、基板側接続部１７が配置される部分）の反りを低減できる。つまり、プリント基板１０が反った際、基板側接続部１７を介して部品実装部２０に伝搬され得る反りに起因したひずみエネルギを低減できる。
そして、部品実装部２０は、第１〜第４支持梁部４１〜４４、梁側接続部４５、および基板側接続部１７を介してプリント基板１０に支持されている。このため、プリント基板１０が反った際、基板側接続部１７、第１〜第４支持梁部４１〜４４および梁側接続部４５によって当該反りに起因するひずみエネルギが伝搬され難くなる。したがって、部品実装部２０が反ることを抑制でき、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、部品実装部２０および支持梁４０がプリント基板１０と異なる材料を用いて構成される。このため、部品実装部２０を使用用途に応じた材料で構成することができ、設計自由度の向上を図ることができる。
さらに、本実施形態では、部品実装部２０および支持梁４０がプリント基板１０よりも剛性の高いセラミックス基板で構成されている。このため、プリント基板１０が反ったとしても支持梁４０および部品実装部２０を反り難くできる。したがって、はんだ７０に印加される応力をさらに低減することができる。
（第９実施形態）
第９実施形態について説明する。本実施形態は、第８実施形態に対し、プリント基板１０に基板貫通部５０を形成しないものである。その他に関しては、第８実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本実施形態では、図１４〜図１６に示されるように、プリント基板１０には、基板貫通部５０が形成されていない。なお、図１４は、図１中の領域IIの拡大図に相当している。また、図１５は図１４中のXV−XV線に沿った断面図であり、図１4中のXV−XV線が第２、第４支持梁部４２、４４に形成されている配線パターン２２を通っていないが、理解をし易くするため、配線パターン２２を断面図にも示している。
そして、プリント基板１０には、法線方向において、第１〜第４支持梁部４１〜４４に形成された梁側接続部４５と対応する位置に、基板側接続部１７が形成されている。
以上説明した本実施形態のように、基板貫通部５０を形成しない構成としても、部品実装部２０が第１〜第４支持梁部４１〜４４、梁側接続部４５、および基板側接続部１７を介してプリント基板１０に支持されるため、上記第８実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第１０実施形態）
第１０実施形態について説明する。本実施形態は、第９実施形態に対し、支持梁４０の構成を変更したものである。その他に関しては、第９実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本実施形態では、図１７に示されるように、支持梁４０は、第１支持梁部４１の１つで構成されている。つまり、本実施形態の電子装置は、上記第９実施形態における第２〜第４支持梁部４２〜４４を備えない構成とされている。そして、部品実装部２０は、第１支持梁部４１によってプリント基板１０に片持ち支持された状態となっている。なお、図１７は、図１中の領域IIの拡大図に相当している。
以上説明した本実施形態のように、支持梁４０を１つの第１支持梁部４１で構成して部品実装部２０を片持ち支持しても、上記第９実施形態と同様の効果を得ることができる。また、部品実装部２０を片持ち支持することにより、部品実装部２０とプリント基板１０とを接続する箇所が減少する。このため、プリント基板１０における周辺部３０が反った場合、当該反りに起因するひずみエネルギが部品実装部２０に伝搬されることをさらに抑制できる。したがって、部品実装部２０が反ることをさらに抑制でき、はんだ７０に印加される応力をさらに低減することができる。
なお、上記では、支持梁４０が第１支持梁部４１の１つで構成されている例について説明したが、例えば、支持梁４０は、第１、第３支持梁部４１、４３の２つで構成されていてもよい。つまり、支持梁４０は、第１〜第４支持梁部４１〜４４の全てを備える構成とされていなくてもよい。
（第１１実施形態）
第１１実施形態について説明する。本実施形態は、第１０実施形態に対し、屈曲部Ｃを備えるようにしたものである。その他に関しては、第１０実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本実施形態では、図１８に示されるように、支持梁４０は、第１支持梁部４１の１つで構成されている。そして、本実施形態の第１支持梁部４１は、屈曲部Ｃを有し、当該屈曲部Ｃで伸長方向が直交する方向に変化する構成とされている。つまり、第１支持梁部４１は、法線方向において、略Ｌ字状とされている。そして、第１支持梁部４１は、梁側接続部４５と反対側の端部が部品実装部２０における第２実装部側辺２１ｂに接続されている。なお、図１８は、図１中の領域IIの拡大図に相当している。
以上説明した本実施形態では、第１支持梁部４１が屈曲部Ｃを有する構成とされている。このため、プリント基板１０が反った際、プリント基板１０から第１支持梁部４１を介して伝搬されるひずみエネルギは、屈曲部Ｃに集中し易くなり、部品実装部２０までさらに伝搬され難くなる。したがって、部品実装部２０が反ることをさらに抑制でき、はんだ７０に印加される応力をさらに低減することができる。
（他の実施形態）
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
例えば、上記各実施形態において、被実装部材としてのプリント基板１０は、ガラスエポキシ基板ではなく、セラミックス基板等で構成されていてもよい。
さらに、上記各実施形態において、部品実装部２０の形状は適宜変更可能である。例えば、部品実装部２０は、上記第５実施形態のように、円形状とされていてもよいし、三角形状、または五角形以上の多角形状とされていてもよい。同様に、上記第１〜第８実施形態において、基板貫通部５０の開口部の形状は、適宜変更可能である。例えば、基板貫通部５０の開口部は、上記第５実施形態のように円形状とされていてもよいし、三角形状、または五角形以上の多角形状とされていてもよい。
そして、上記第１〜第６、第８、第９実施形態において、支持梁４０は、部品実装部２０の中心に対して点対称に配置されていなくてもよい。また、支持梁４０は、部品実装部２０の中心を通るｘ軸方向に沿った仮想線に対して対称に配置されていなくてもよいし、部品実装部２０の中心を通る仮想線に対して対称に配置されていなくてもよい。例えば、上記第１実施形態では、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、第１〜第４実装部側辺２１ａ〜２１ｄおよび第１〜第４開口部側辺５１ａ〜５１ｄと接続される位置を変更することにより、点対称および線対称に配置されていなくてもよい。また、例えば、上記第６実施形態では、支持梁４０は、第１支持梁部４１および第２支持梁部４２の２つで構成されるようにしてもよい。
また、上記第１、第３〜第５、第８、第９実施形態において、第１〜第４支持梁部４１〜４４は、互いに同一形状であって、同一寸法とされていなくてもよい。同様に、上記第６実施形態において、第１、第３支持梁部４１、４３は、互いに同一形状であって、同一寸法とされていなくてもよい。さらに、上記第１〜１１実施形態において、部品実装部２０に貫通ビア１４が形成されていてもよい。
そして、上記第８〜第１１実施形態において、部品実装部２０とプリント基板１０との固定は、次のように行われてもよい。例えば、接続ピン４５ｂをメス型とし、接続ピン１７ｂをオス型としてもよい。また、例えば、支持梁４０に形成された孔部４５ａとプリント基板１０に形成された孔部１７ａとに共通のピンが挿通されるようにしてもよい。
そして、上記各実施形態を適宜組み合わせてもよい。例えば、上記第２〜第７実施形態を上記第８〜第１１実施形態に適宜組み合わせ、支持梁４０の形状を変更するようにしてもよい。また、上記第８実施形態を上記第１０、第１１実施形態に組み合わせ、プリント基板１０に基板貫通部５０が形成されていてもよい。さらに、上記各実施形態を組み合わせたもの同士をさらに組み合わせるようにしてもよい。
１０ プリント基板（被実装部材）
２０ 部品実装部
４０ 支持梁
６０ 電子部品
７０ はんだ

Claims (10)

  1. 部品実装部（２０）に電子部品（６０）がはんだ（７０）を介して配置された電子装置であって、
    前記部品実装部と、
    前記電子部品と、
    前記部品実装部と前記電子部品との間に配置される前記はんだと、
    筐体に実装される被実装部材（１０）と、を備え、
    前記部品実装部と前記被実装部材とを接続して前記部品実装部を前記被実装部材に支持する支持梁（４０）を有する電子装置。
  2. 前記被実装部材には、当該被実装部材を厚さ方向に貫通する基板貫通部（５０）が形成され、
    前記部品実装部は、前記被実装部材の面方向に対する法線方向において、前記基板貫通部内に配置されている請求項１に記載の電子装置。
  3. 前記部品実装部は、前記支持梁によって両持ち支持されている請求項１に記載の電子装置。
  4. 前記支持梁は、前記部品実装部の中心に対して点対称、および前記部品実装部の中心を通る仮想線に対して線対称の少なくとも一方の対称構成となるように配置されている請求項３に記載の電子装置。
  5. 前記支持梁は、複数の支持梁部（４１〜４４）を有し、互いに同一形状であって、同一寸法とされている請求項４に記載の電子装置。
  6. 前記部品実装部は、前記支持梁によって片持ち支持されている請求項１に記載の電子装置。
  7. 前記支持梁は、折れ曲がった屈曲部（Ｃ）を有する形状とされている請求項１ないし６のいずれか１つに記載の電子装置。
  8. 前記部品実装部および前記支持梁は、前記被実装部材の一部で構成され、前記被実装部材と一体化されている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の電子装置。
  9. 前記部品実装部および前記支持梁は、前記被実装部材と異なる材料を用いて構成されている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の電子装置。
  10. 前記部品実装部は、前記被実装部材よりも剛性の高い材料で構成されている請求項９に記載の電子装置。
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