JP2006066404A - 電子部品搭載用基板 - Google Patents

電子部品搭載用基板 Download PDF

Info

Publication number
JP2006066404A
JP2006066404A JP2005305432A JP2005305432A JP2006066404A JP 2006066404 A JP2006066404 A JP 2006066404A JP 2005305432 A JP2005305432 A JP 2005305432A JP 2005305432 A JP2005305432 A JP 2005305432A JP 2006066404 A JP2006066404 A JP 2006066404A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solder
hole
conductor pin
conductor
piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005305432A
Other languages
English (en)
Inventor
Masataka Sekiya
昌隆 関屋
Tsunehisa Takahashi
恒久 高橋
Akihiro Demura
彰浩 出村
Takuji Asai
倬次 浅井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ibiden Co Ltd filed Critical Ibiden Co Ltd
Priority to JP2005305432A priority Critical patent/JP2006066404A/ja
Publication of JP2006066404A publication Critical patent/JP2006066404A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

【課題】導体ピンの脚部に半田を付着させない電子部品搭載用基板を提供する。
【解決手段】絶縁基板5の主面に形成された導体回路53と、導体回路53に当接した当接面に凸状部及び鍔部43の内周端から外周端まで延設された半田材料流入部を有する導体ピン4と、鍔部43の外周端を超え、鍔部43下の半田流れ端を、導体ピン4の脚部42に達しない位置までの間に存在させ、導体ピン4を鍔部43を介して導体回路53へ半田付けする半田8と、を備える。
【選択図】図5

Description

本発明は、マザーボードのスルーホールに対して導体ピンを確実に嵌入保持することができる電子部品搭載用基板に関する。
図16及び図17に示すごとく、電子部品搭載用基板9は、絶縁基板90と該絶縁基板90に穿設した多数のスルーホール91と、絶縁基板90の中央付近に設けた凹状の電子部品搭載部分95と、その周囲に設けた突出した枠状のダム98とよりなる。また、符号93は導体回路、94はランドである。
また、上記スルーホール91には導体ピン92の頭部921を嵌入し、該頭部921とスルーホール91のめっき層911とを電気的に接続させている。導体ピン92は、鍔部922、脚部923を有する。また、絶縁基板90の四隅に挿入した導体ピン92は、更に下方鍔924を有する。
また、図17に示すごとく、導体ピン92の頭部921とスルーホール91との間は、導体ピン92とスルーホール91との電気的接合及び両者間の機械的強度を確保するため、半田8により半田付けがなされている。
この半田付けは、例えば、図17に示すごとく、導体ピン92の嵌入方向とは逆の方向から、溶融した半田8を流入させる、リフロー法により行われている(特許文献1)。
即ち、図18に示すごとく、絶縁基板90のスルーホール91に導体ピン92の頭部921を挿入し、その上に半田粒子とフラックス等とからなるペースト半田89を置き、次いでこれを加熱溶融する。これにより、溶融した半田8がスルーホール91と頭部921との間の接合用間隙に流下し、両者間を接合する(図17)。
なお、上記の電子部品搭載用基板9は、電子部品搭載部分95と同じ側から導体ピンを嵌入したタイプの、フェイスダウンタイプのものである。
特開平4−284379号公報
しかしながら、導体ピンの脚部は、マザーボード等のスルーホールへ挿入する部分である。そのため、半田が付着した導体ピンの脚部は、マザーボード等へ挿入することが不充分となり、電子部品搭載用基板全体を不良品化するおそれがある。
本発明はかかる従来の問題点に鑑み、導体ピンの脚部に半田を付着させない電子部品搭載用基板を提供するものである。
請求項1の発明は、絶縁基板の主面に形成された導体回路と、
前記導体回路に当接した当接面に凸状部及び鍔部の内周端から外周端まで延設された半田材料流入部を有する導体ピンと、
前記鍔部の外周端を超えた前記鍔部下の半田流れ端を、前記導体ピンの脚部に達しない位置までの間に存在させ、前記導体ピンを前記鍔部を介して前記導体回路へ半田付けする半田と、
を備えることを特徴とする電子部品搭載用基板にある。
本発明によれば、導体ピンの脚部に半田を付着させない電子部品搭載用基板を提供することができる。
上記突出片とは、導体ピンの頭部の側壁に放射状に突出させた各片をいう。また、上記組片とは、上記のごとく、頭部の軸芯を中心に反対方向、即ち直径方向へ伸長する一対の突出片からなる。組片は、2つ以上形成されている。また、組片の長さとは、組片を構成する一対の突出片の一方の先端から他方の先端までの長さをいう。つまり、組片の長さとは、上記一対の各突出片の長さと頭部の直径との合計長さをいう。
そして、複数の組片の中、1つは上記最長組片を、1つは上記次長組片を構成している。組片が2つの場合は一方が最長組片、他方が次長組片である。また、組片が3つ以上の場合は、次長組片以下の組片が存在している。
また、組片は、上記のごとく一対の突出片によって構成されるので、例えば突出片が5個又は7個等の奇数の場合には、上記組片は例えば2組、3組となり、1つの突出片は組片を構成しない。
また、上記組片は、上記のごとく、頭部の軸芯を中心として直径方向へ伸びる一対の突出片により構成するが、上記のごとく奇数の突出片を有する場合で、これらの突出片が等角度で放射状に形成されている場合には、上記直径方向の線上に最も近い突出片同志により組片を構成する。
また、上記導体ピンは、上記のごとく絶縁基板のスルーホールに嵌入する頭部と、マザーボード等の他の基板に嵌入立設する脚部とよりなる。また、頭部と脚部との間には、後述するごとく、鍔部を有するものもある。
次に、本発明の作用につき説明する。
本発明においては、導体ピンの頭部に4方向以上に放射状に突出した突出片を設け、これらの突出片によって構成した組片の中、最長組片はスルーホールの内径以上の長さを、一方次長組片はスルーホールの内径未満の長さを有している。そのため、導体ピンの頭部をスルーホールに嵌入するとき、上記4方向以上の突出片が頭部の嵌入をガイドし、スルーホールの軸芯に沿って頭部を円滑に嵌入できる。それ故、スルーホールの軸芯に沿って、導体ピンの頭部を嵌入することができ、頭部の嵌入方向が傾くことはない。
また、上記4方向以上に突出した突出片は、スルーホールの内径以上の長さを有する最長組片と、上記内径未満の長さを有する次長組片とを構成している。そのため、スルーホールに頭部を嵌入する際には、上記最長組片がスルーホールの内壁を若干押圧した状態で嵌入される。そのため、頭部をスルーホールに対して強固に保持でき、導体ピンが脱落することはない。
一方、次長組片はスルーホールの内径よりも小さいために、スルーホール内壁を押圧することはない。それ故、上記最長組片による押圧によって生じたスルーホール内壁の歪みは、次長組片の嵌入部分において、解消される。したがって、スルーホール内壁を損傷することがない。
また、上記4方向以上の突出片とスルーホールとの間に形成される、接合用間隙には上記半田が充填される。このとき、半田は上記4方向以上の突出片によって、横断面が波状で、縦断面が管状の間隙管の形状に形成される(図1)。そのため、半田は上記接合用間隙内において、突出片とスルーホールとを確実に接合し、導体ピンの嵌入保持を確実にする。
また、上記最長組片を構成する突出片の先端幅は、50〜200μmであることが好ましい。50μm未満では、スルーホール内壁への最長組片の押圧嵌入が充分でなく、スルーホールへの導体ピンの安定保持が困難となるおそれがある。また、導体ピン自体の強度が不足し突出片の変形、破損が発生するおそれがある。
一方、200μmを越えると、スルーホール内壁を押圧する幅が大きくなるため、導体ピンを保持する力は増大するものの、嵌入に必要な圧力が増大し、十分に嵌入されなかったり(いわゆるピン浮き)、内壁を損傷するおそれがある。
また、上記最長組片における突出片の先端は弧状であり、かつその曲率半径はスルーホール内壁のそれよりも小さいことが好ましい。これにより、最長組片の突出片を、かつスルーホール内壁を損傷することなく、確実に、スルーホールに嵌入することができる。
次に、上記最長組片の長さは、上記次長組片の長さよりも10〜70μm大きいことが好ましい。この場合には、上記スルーホール内壁への最長組片の押圧による内壁歪みが、次長組片配置部分のスルーホール内壁においてバランス良く吸収される。それ故、スルーホールへの導体ピンの頭部保持が一層確実になる。即ち、上記10μm未満の場合には、最長組片の長さと次長組片の長さの差が少ないため、次長組片と対面する部分における上記内壁歪みの吸収が不十分となるおそれがある。
一方、70μmを越える場合には、次長組片とスルーホール内壁との間隔が大きすぎ、導体ピンの安定保持が困難となるおそれがある。また、スルーホール内壁と導体ピンとの間隙が大きくなるので、半田流入の際に毛細管現象ではなく半田の単なる落ち込みが起こり、間隙内に半田ボイドが発生するおそれがある。
次に、上記導体ピンは、上記突出片よりも下方に、上記絶縁基板に当接させた鍔部を有するとともに、該鍔部は、上記絶縁基板に当接した当接面に鍔部の内周端から外周端まで延設された1又は2以上の溝を有しており、
かつ、上記スルーホールと上記導体ピンとの間の接合用間隙には、導体ピンの嵌入方向とは逆方向から半田材料を流入して、スルーホールと導体ピンとを半田接合してなることが好ましい。
これにより、接合用間隙に半田材料を溶融状態で流入させるとき、接合用間隙内にある空気を鍔部の溝を通じて外部へ排出することができる。そのため、接合用間隙の全体に均一に半田を充填することができる。また、接合用間隙内に空洞状の半田ボイドが発生するおそれもない。
また、導体ピンとスルーホールとは、半田材料により確実に接合するため、両者間の長期的な電気導通信頼性が得られる。
上記溝は、鍔部の内周端から外周端に向かって形成されている。この溝の断面形状は、四角状、弧状等、任意である。
次に、上記鍔部に設けたすべての溝の総断面積は、上記接合用間隙の総断面積の2〜40%であることが好ましい。
上記溝の総断面積とは、上記各溝における長手方向と直交する方向の断面積を合計した面積をいう。また、接合用間隙の総断面積とは、スルーホール内部における導体ピン嵌入方向と直交する方向の、スルーホールと導体ピンの間の間隙の合計面積をいう。
上記総断面積が2%未満の場合には、接合用間隙の総断面積に比較して溝の総断面積が低い。そのため、前記のごとく、接合用間隙に半田を溶融状態で流入させるとき、接合用間隙内にある空気を鍔部の溝を通じて外部へ排出し難い。そのため、接合用間隙内に流入させた半田の中に空洞状の半田ボイドが発生し、導体ピンをスルーホールに確実に嵌入保持し難い。また、半田ボイドのために、スルーホールと導体ピンとの間の電気的接続が不良になることがある。
一方、40%を越えると、溝の総断面積が接合用間隙のそれに比較して大きくなりすぎる。そのため、上記接合用間隙に溶融状態で流入された半田の一部が、接合用間隙から溝に向かって多く流出し、更にその一部の半田は溝から外方へ飛散する。そして、この外方へ飛散した半田は、隣接する導体ピンの脚部へ付着することがある。
そのため、接合用間隙内の半田量が不足すると共に、他の導体ピンを汚損する。また、上記脚部は、マザーボード等のスルーホールへ挿入する部分である。そのため、半田が付着した導体ピンの脚部は、マザーボード等へ挿入することが不充分となり、電子部品搭載用基板全体を不良品化するおそれがある。
上記からも知られるごとく、上記鍔部に溝を設け、かつ該溝の総断面積は接合用間隙の総断面積との関係において上記特定範囲としている。そのため、導体ピンの頭部とスルーホールとの間の接合用間隙に、確実に半田を充填することができる。それ故、導体ピンをスルーホールに確実に嵌入保持することができる。
次に、上記鍔部に設けた1つの溝の断面積は、上記接合用間隙の総断面積の0.5〜10%であることが好ましい。
0.5%未満では、上記のごとく、接合用間隙内へ半田を流入させたとき、その中の空気を効率良く除去し難い。一方、10%を越えると、上記のごとく、鍔部の溝からスルーホールの外方に半田が飛散するおそれがある。
次に、上記スルーホールと上記導体ピンとの間の接合用間隙には、上記最長組片及びスルーホールに接する仮想の内接円が入る空間部を有し、かつ該内接円の直径は0.03〜0.12mmの範囲にあることが好ましい。
この仮想の内接円が入る空間部は、例えば、上記請求項1の発明において説明したような、突出片を有する導体ピン頭部の形状とすることにより形成することができる。上記内接円が入る空間部の導体ピン頭部近傍には、頭部の嵌入方向に沿って管状の間隙管が形成される(図1参照)。
上記内接円の直径が0.03mm未満の場合には、上記半田流入が円滑に行われ難く、上記半田未充填部が発生するおそれがある。一方、0.12mmを越えると、接合用間隙が大きくなりすぎ、半田が上記接合用間隙に一度に落下し、流入することによって、スルーホール内の空気が十分に流出しないことがある。そのため、接合用間隙に、空気がとじ込められて半田ボイドとなるおそれがある。
次に、上記突出片は、導体ピンの嵌入方向に対してねじれていることが好ましい。ここに、上記突出片のねじれとは、導体ピン頭部に対して、上記突出片があたかもネジ山の様に、螺旋状に配されることをいう。
これにより、一旦挿入された導体ピンが脱落しにくくなると共に、溶融した半田が一度に落下することがなくなる。そのため、接合用間隙の空気が十分に排出されて半田ボイドの発生が低減できる。
また、上記頭部には、上記突出片と上記鍔部との間に、上記次長組片の長さよりも小さく、かつ上記突出片が形成されていない半田溜り部を有していることが好ましい。即ち、上記突出片の下端と鍔部との間には、上記突出片を形成しない空間部分を設け、リング状の半田溜り部とすることが好ましい。これにより、1つの間隙管(図1、符号550)より流入した溶融半田が、該半田溜り部を介して他の間隙管を上昇して充填されるので、極めて良好に空気を排出することができる。さらに、半田ボイドの発生を低減することができる。
更に、上記半田溜り部の長さは、上記スルーホールの長さの2〜35%であることが好ましい。即ち、上記半田溜り部の長さ、つまり上記頭部における突出片の未形成部分の長さは、上記スルーホールの長さの2〜35%とすることが好ましい。2%未満では、接合用間隙内の空気の排出性が低下し、半田ボイドが発生するおそれがある。一方、35%を越えると、嵌入された導体ピンを、スルーホール内壁に対して、平行に保つことが困難になるおそれがある。
次に、頭部と脚部とを有する導体ピンを用い、導体回路を有する絶縁基板のスルーホールに上記導体ピンの頭部を嵌入し、
次いで、上記導体ピンの頭部とスルーホールとの間の接合用間隙に半田材料を流入して、両者を半田接合する電子部品搭載用基板の製造方法であって、
上記導体ピンの頭部は、その側壁に4方向以上に放射状に突出した突出片を有し、これら突出片は、頭部の軸芯を中心に互いに反対方向へ伸長する、複数の組片を構成しており、かつこれら組片は、長さが最も大きい最長組片と、長さが2番目に大きい次長組片とを有し、上記最長組片は、スルーホールの内径以上の長さを有し、一方上記次長組片は上記スルーホールの内径未満の長さを有することを特徴とする電子部品搭載用基板の製造方法がある。
上記導体ピンの頭部は上記最長組片及び次長組片を有している。そのため、請求項1の発明の説明と同様に、頭部をスルーホールの軸芯に沿って円滑に嵌入でき、スルーホール内壁を損傷することもない。また、スルーホールに対して頭部が強固に保持され、導体ピンの脱落を防止できる。
また、頭部は、上記最長組片及び次長組片を構成する2対の突出片を含む、4つ以上の突出片を有している。そのため、突出片とスルーホールとの接合用間隙に半田が充填されて、突出片とスルーホールとを確実に接合できる。
なお、上記半田材料とは、例えば、半田粒子とフラックス等からなる半田ペースト、或いは半田をいう。
また、上記導体ピンは上記突出片よりも下方に鍔部を有し、かつ該鍔部は絶縁基板に当接する基板当接面に鍔部の内周端から外周端まで延設された溝を有しており、
上記鍔部の上記当接面を絶縁基板に当接させた状態まで上記頭部を上記スルーホールに嵌入し、
次いで、上記頭部の嵌入方向とは逆方向から上記接合用間隙へ半田材料を流入することが好ましい。その理由は上記と同様である。
また、上記スルーホールの一方の開口部からスルーホール内に上記頭部を嵌入し、次いで、上記絶縁基板の表面に、上記スルーホールの他方の開口部の一部分を覆うように半田材料をオフセット配置し、
次いで、上記半田材料を溶融させて上記接合用間隙に流入させることにより、上記導体ピンの頭部とスルーホールとの間を半田接合することが好ましい。
上記の「半田材料のオフセット配置」とは、スルーホールの開口部の一部分だけを被覆するように半田材料を配置することをいう(図11、図12)。このように、オフセット装置した状態で該半田材料を溶融し、これをスルーホール内に流入させる。
すると、上記半田材料により被覆されていない開口部の非被覆部分から、スルーホール内の接合用間隙にある空気が、外部に排出される(図13)。そのため、接合用間隙の全体に均一に半田を充填することができる。また、接合用間隙内に空洞状の半田ボイドが発生するおそれもない。
次に、電子部品搭載用基板のスルーホールに嵌入する頭部を有すると共に脚部を有する導体ピンであって、
上記導体ピンの頭部は、その側壁に4方向以上に放射状に突出した突出片を有し、これら突出片は、頭部の軸芯を中心に互いに反対方向へ伸長する、複数の組片を構成しており、これら組片は、長さが最も大きい最長組片と、長さが2番目に大きい次長組片とを有し、上記最長組片は、スルーホールの内径以上の長さを有し、一方上記次長組片は上記スルーホールの内径未満の長さを有することを特徴とする導体ピンがある。
この導体ピンは、上記最長組片及び次長組片を有するとともに、これらを構成する2対の突出片を含む、4つ以上の突出片を有している。そのため、上記と同様に導体ピンのスルーホールへの嵌入を円滑にでき、かつ導体ピンの脱落を防止できる。
次に、請求項2の発明のように、前記凸状部が、前記鍔部の接合面の部分に配置された請求項1記載の電子部品搭載用基板。ことが好ましい。
次に、請求項3の発明のように、前記凸状部が、前記鍔部の内周端に配置されていることが好ましい。
次に、請求項4の発明のように、前記導体回路の半田付け面の径が、前記鍔部の径より大きいことが好ましい。
次に、請求項5の発明のように、絶縁基板の主面に導体回路を備え、該導体回路に、導体ピンの鍔部が半田付けされた電子部品搭載用基板であって、該鍔部のうちの前記導体回路に対向する接合面に凸状部を設けてなるものにおいて、前記導体ピンを半田付けしている前記半田の該導体ピンの先端側への濡れ広がり端を、前記鍔部の接合面と反対面における外周端を超え、該導体ピンの脚部に達しない位置までの間に存在させたことを特徴とする電子部品搭載用基板がある。
実施形態例1
本発明の実施形態例にかかる電子部品搭載用基板につき、図1〜図7を用いて説明する。
本例の電子部品搭載用基板は、図1、図5、図6に示すごとく、導体回路53を設けた絶縁基板5と、該絶縁基板5を貫通して設けたスルーホール51と、該スルーホール51に頭部41を嵌入した導体ピン4とからなる。
上記導体ピン4の頭部41は、図1、図2、図5、図6に示すごとく、その側壁に4方向以上に放射状に突出した複数の突出片11、21、31、32を有し、これら突出片は、頭部41の軸芯を中心に互いに反対方向へ伸長する組片10、20、310、320を構成している。
そして、これら組片10、20、310、320は、長さが最も大きい最長組片10と、長さが2番目に大きい次長組片20とを有する。そして、図7に示すごとく、上記最長組片10は、スルーホール51の内径R以上の長さL1を有し、一方上記次長組片20は上記スルーホール51の内径R未満の長さL2を有する。
以下、上記に関して詳しく説明する。
上記スルーホール51はその内壁に、金等の金属めっき層52を有している(図5)。
上記導体ピン4は、図2に示すごとく、頭部41と、その下方に垂下した脚部42とを有し、両者の間には鍔部43を有する。また、鍔部43と突出片11、21、31、32との間には、半田溜り部45を有している。
上記突出片11、21、31、32は、図1に示すごとく、頭部41の側壁に8個設けられている。頭部41の軸芯を中心に互いに反対方向、即ち頭部41の直径方向に伸びる一対の突出片11と11、21と21、31と31、32と32は、それぞれ組片10、20、310、320を構成している。
そして、図1、図7に示すごとく、上記4つの組片のうち、長さが最も大きい最長組片10は、スルーホール51の内径Rよりも大きい長さL1を有する。一方、長さが2番目に大きい次長組片20は、スルーホール51の内径Rよりも小さい長さL2を有している。
また、スルーホール51と導体ピン41との間には、接合用間隙55が形成されている。接合用間隙55は、図1に示すごとく、最長組片10及びスルーホール51の壁面に接する仮想の内接円57が入る空間部を有している。内接円57の直径は、0.03〜0.12mmの範囲にある。
そして、最長組片10と次長組片20との間には、次長組片20よりも更に短い組片310、320を有している。組片310と組片320とは同じ長さを有する。これら、各組片を構成する突出片11、21、31、32、及び上記鍔部は、柱状体をかしめることにより作製する。
次に、上記鍔部43の上面、つまり絶縁基板5の下面と接触する当接面には、図2〜図5に示すごとく、鍔部43の内周端から外周端に向かって延設された断面長方形の溝431を有する。
本例においては、上記導体ピン4は、コバールにより作製した。上記最長組片の長さL1は585μmで、一方次長組片の長さL2は550μmとし、両者の長さの差(L1−L2)は35μmとした。
また、最長組片10を構成する突出片11の先端110の幅D(図7)は、100μmとした。なお、本例においては、上記先端110は角部を面取りした平面状とした。また、半田溜り部45の長さは、スルーホールの長さの2mmの12.5%である0.25mmとした。
次に、本例の作用効果につき説明する。
本例においては、導体ピン4の頭部41に8方向に放射状に突出した突出片11、21、31、32を設け、これらの突出片によって構成した組片の中、最長組片10はスルーホール51の内径R以上の長さL1を有し、一方次長組片20は上記内径Rより小さい長さL2を有している。
そのため、導体ピン4の頭部41をスルーホール51に嵌入するとき、上記突出片がその嵌入をガイドし、スルーホール51の軸芯に沿って頭部41を円滑に嵌入できる。
また、上記の多数の突出片は、上記最長組片10と次長組片20とを構成している。そのため、スルーホール51に頭部41を嵌入する際には、上記最長組片10がスルーホール51の内壁を若干押圧した状態で嵌入される(図5)。そのため、頭部41をスルーホール51に対して強固に保持できる。
一方、次長組片20は、スルーホール51の内壁は押圧しない(図6)。そのため、最長組片10による押圧によって生じたスルーホール内壁の歪は、次長組片20と対面するスルーホール内壁部分において解消され、スルーホール内壁を損傷することがない。
また、上記8個の突出片11、21、31、32とスルーホール51とによって構成される接合用間隙55には、半田8が充填される(従来例、図17参照)。このとき半田8は、上記8個の突出片によって波状に区画される(図1、図5、図6)。そのため、半田8は上記接合用間隙55内において、突出片とスルーホールとを確実に接合し、導体ピン4の嵌入保持を確実にすると共に、長期の電気的信頼性を与える。
したがって、本例によれば、スルーホール51に損傷を与えることなく、確実に導体ピン4を嵌入保持することができる電子部品搭載用基板を提供できる。
実施形態例2
本例は、上記実施形態例1における導体ピンの鍔部における溝431に関するものである。
本例の電子部品搭載用基板は、上記図2〜図6に示すごとく、鍔部43に設けたすべての溝431の総断面積を、接合用間隙55の総断面積の6.7%に構成したものである。
上記溝431は、図4に示すごとく、深さHが10μm、幅Wが150μmである。それ故、溝431の1つの断面積は1500μm2となる。溝431は、4個あるため、溝の総断面積は1500×4=6000μm2である。
一方、接合用間隙の総断面積に関しては、図1、図7に示すごとく、まずスルーホール51の内径Rが570μmである。
また、導体ピン頭部の断面積は、素線径460μmの材料をつぶし加工することによって突出部を形成したので、その断面積は、π×(460/2)2μm2となる。従って、両者によって形成される間隙の断面積は、
π×(570/2)2−π×(460/2)2=88、986μm2
となる。
したがって、接合用間隙の総断面積に対するすべての溝の総断面積の割合は上記のようになる。
なお、1つの溝431の断面積は1500μm2であるため、上記接合用間隙の総断面積に対する1つの溝の断面積の割合は、1.7%である。
そして、半田流下時には、スルーホール51と頭部41との間の接合用間隙55へ流入される溶融半田は、上記接合用間隙55内の空気を下方へ押し出しながら、鍔部43の溝431の方向へ流下していく。
このとき、本例においては、接合用間隙55と溝431との総断面積の関係を上記のようにしているので、半田8は接合用間隙55内を確実に充填していく。そのため、半田8内に半田ボイドを発生することがない。
また、前記したように、溝431からスルーホール51の外方に溶融半田が飛散することがない。従って、隣接する導体ピンに半田が飛散付着するということもない。
また、そのため、導体ピン4の頭部41とスルーホール51との間に、確実に溶融半田を流入充填することができる。それ故、導体ピンをスルーホールに対して確実に嵌入保持することができる。また、そのため、スルーホールに損傷を与えることがない。
実施形態例3
本例においては、図8〜図10及び表1に示すごとく、溝の断面積とスルーホール内への半田流入状態との関係を調査した。
溝は、その深さH(図4)を55μm、35μm、20μm、2μm、0μmと変化させた。また、溝の幅Wはすべて250μmと一定にした。これらの溝を有する導体ピンをスルーホールに嵌入して、電子部品搭載用基板を作製し、それぞれ試料A、B、C、D、Eとした。
接合用間隙の総断面積は、実施形態例2と同様に88986μm2とした。これらの値から、接合用間隙の総断面積に対する、1つの溝の断面積、及びすべての溝の総断面積を求め、表1に示した。上記導体ピンをスルーホールに嵌入し、半田を流入させた。電子部品搭載用基板のスルーホール部分のクロスセクションをとった後に、スルーホール内の半田の充填状態を50倍の顕微鏡により観察した。この測定結果を表1及び図8〜図10に示した。
試料A〜Dは8584個のスルーホールについて、また、試料Eは8580個のスルーホールについての半田流入状態を調べた。即ち、表1には、まず半田の飛び散りが発生したスルーホールの数を、その飛び散りの大きさ別に表示した。ここに、「半田の飛び散り」とは、スルーホールに流入した半田が溝より飛散し、隣接する導体ピンに付着する現象をいう。
また、半田の飛び散り状態について判定した。半田の飛び散りが全く発生しなかった場合を「◎」、0.2mm以下の飛び散りが発生したスルーホールの数が1以上4以下の場合を「○」、0.2mm以下の飛び散りが発生したスルーホールの数が5以上若しくは0.2mmよりも大きい飛び散りが発生したスルーホールの数が1以上の場合を「×」と判定した。
また、鍔部下方への半田流れ状態を、半田流出量別に表示した。鍔部の溝内への半田流れが全くなくボイドが発生した場合を「無」、溝に半田のフィレットが形成されなかった場合を「少」、溝内の全体に半田が充填されてボイドが発生しなかった場合(正常)を「普」、鍔部平面部まで半田が付着した場合を「多」、脚部まで半田が付着した場合を「過」と表示した。
そして、半田流出量別にスルーホールを数え分けて、その本数の多少をもとめた。各試料A〜Eの検査対象の中で、判断流出量のレベルに対応したスルーホールの数が多い場合を「a」と表示し、少ない場合を「b」と表示し、全く無い場合を「c」と表示した。 また、半田流出の状態が、「普」の場合を「○」、「無」がある場合を「△」、「過」がある場合を「×」と判定した。
そして、これらの結果より、表2に示すごとく、スルーホールへの半田流入状態を総合的に判定した。即ち、半田飛び散り発生の判定と鍔部下への半田流れの判定とのいずれも「×」がなく且つ「△」もない場合の総合判定を「○」、いずれも「×」はないが「△」がある場合の総合判定を「△」、少なくとも一方に「×」がある場合の総合判定を「×」と判定した。
上記の結果より、溝の深さが2〜40μmの場合(試料B、C、D)には、図8に示すごとく、スルーホール内への半田の流入状態は良好であった。また、半田の飛び散りも発生しなかった。
一方、溝の深さが55μmの場合(試料A)には、図9に示すごとく、半田8が溝431を経てスルーホール51の外方に流出し、接合用間隙55の上方に半田未充填部分891が発生する場合が多かった。
また、溝の深さが0μmの場合、即ち鍔部に溝が設けられていない場合(試料E)には、図10に示すごとく、スルーホール51の上に配置した半田8の全部がスルーホール51の接合用間隙55に流入せず、半田8の一部がスルーホール51の開口部511に凸状に残ってしまった。また、導体ピン4の嵌入方向に沿って半田ボイド892が発生した。
なお、図8〜図10において、符号59は、絶縁基板5の内部に設けた内層導体回路である。
以上より、溝の深さが2〜35μmの場合、即ち、接合用間隙の総断面積に対する、鍔部に設けた1つの溝の断面積の比率、及びすべての溝の総断面積の比率が、0.56〜9.8%、2.24〜39.2%である場合に、半田の飛び散り及び半田ボイドの発生がなく、均一に接合用間隙内に半田を流入させることができることがわかる。
Figure 2006066404
Figure 2006066404
実施形態例4
本例においては、図11、図12に示すごとく、スルーホール51の開口部11の一部分のみを覆うように半田材料としての半田8をオフセット配置している。
即ち、絶縁基板5の表面及び内部に導体回路59を有するとともに、スルーホール51内壁を金属めっき膜52により被覆した後、スルーホール51の内部に導体ピン4の頭部41を嵌入する。次いで、導体ピン4の嵌入方向と逆方向側の絶縁基板5の表面に、スルーホール51の開口部511の一部分を覆うように、半田8をオフセット配置する。この半田8は、半田粒子とフラックスとからなる半田ペーストであり、印刷法によりオフセット配置される。
次いで、図13に示すごとく、半田8を加熱溶融して、半田8を、スルーホール51と導体ピン4との間の接合用間隙55内に流入させる。これにより、スルーホール51内に導体ピン4を接合してなる電子部品搭載用基板が得られる。
次に、本例の作用及び効果を説明する。
本例においては、スルーホール51の開口部511の一部分を覆するように半田8をオフセット配置している。開口部511における半田8により被覆されていない非被覆部分513では、空気の出入りが自由に行われる。
そのため、図13に示すごとく、非被覆部分513から、スルーホール51内の接合用間隙55にある空気6が、外部に排出される。また、鍔部43に設けた溝431からも空気が排出される。それ故、接合用間隙55の全体に半田8を均一に半田を充填することができる。また、接合用間隙55内に半田ボイドが発生するおそれもない。
実施形態例5
本例においては、図14、図15に示すごとく、半田の配置とスルーホール内への半田の流入状態との関係を調べた。
即ち、半田は、図14に示すごとく、1ケ所に配置する単一円型、左右の2ケ所に配置するめがね型及び半円型に印刷した。これらを、図14に示すように、それぞれ試料a〜f、試料g、試料hとした。
単一円型の半田8の中心mは、スルーホールの開口部511の中心Mから0〜0.6mmずらした(オフセット)。めがね型の半田8は、スルーホールの開口部511の左右端部をそれぞれ被覆するように配置させた。半円型の半田8は、開口部511の中央部分Pを0.3mm開口させた状態で、開口部511の左右両側の一部を被覆するように配置した。半田としては、半田ペーストを用いた。 以上のように半田を配置した後、半田を加熱溶融してスルーホールの接合用間隙内に流入させた。
次に、電子部品搭載用基板のスルーホール部分のクロスセクションをとった後に、スルーホール内の半田の状態を50倍の顕微鏡により観察し、その結果を図14、図15に示した。
図14において、印刷安定性とは、半田の印刷を安定して行うことができるか否かの指標であり、最良の場合を「◎」、良の場合を「○」、不良の場合を「×」とした。半田量とは、1つのスルーホールの開口部に配置した半田の量をいう。単一円型の場合はその直径で、めがね型の場合は個々の円の直径で、半円型の場合はその直径で表す。
オフセット量とは、単一円型の半田8の中心と開口部511の中心との間の距離をいう。ボイド総面積とは、1つのスルーホールをスルーホールの直径方向に切断して切断面を形成したとき、その切断面に現れた半田ボイドの合計面積をいう。ランドぬれとは、半田を加熱溶融したときの、ランドに対する濡れ状態をいい、半田供給側のランドが全て半田で被覆された場合を「○」、ランドを覆う金属めっき(金など)の表面が露出する場合を「×」とした。
ピン凸とは、半田供給側のスルーホール上に半田による「コブ」ができた状態をいう。ピン凹とは、スルーホールが半田によって、ふさがらず、縦に孔が空いた状態をいう。
図14、図15より知られるごとく、半田を単一円型にオフセット配置した場合(試料b、d、e、f)には、めがね型及び半円型に配置した場合(試料g、h)よりも、印刷安定性が良く、半田ボイドの発生が少ないことがわかる。また、オフセット量が0の場合(試料a、c)、即ちスルーホールを半田ペーストにより全閉印刷した場合には、半田ボイドの発生量が多かった。
本発明によれば、導体ピンの脚部に半田を付着させない電子部品搭載用基板を提供することができる。
実施形態例1、2における、導体ピンの頭部とスルーホールとの関係を示す、図2のA−A線矢視断面相当の説明図。 実施形態例1、2における、導体ピンの正面図。 実施形態例1、2における、図2のB−B線矢視断面図。 実施形態例1、2における、図2のC−C線矢視断面図。 実施形態例1、2における、スルーホールと導体ピン頭部の最長組片との嵌入状態を示す説明図。 実施形態例1、2における、スルーホールと導体ピン頭部の次長組片との嵌入状態を示す説明図。 実施形態例1、2における、導体ピンの寸法関係の説明図。 実施形態例3における、半田の良好な流入状態を示す、スルーホールの説明図。 実施形態例3における、半田の飛び散りが発生した、スルーホールの説明図。 実施形態例3における、スルーホールの上部に凸状の半田が残った状態を示す説明図。 実施形態例4における、スルーホールの開口部に対してオフセット配置された半田材料を示す、スルーホールの断面図。 実施形態例4における、スルーホールの開口部に対してオフセット配置された半田材料を示す、スルーホールの平面図。 実施形態例4における、スルーホール内への半田の流入状態を示す説明図。 実施形態例5における、半田の印刷試験の結果を示す説明図。 実施形態例5における、試料a、b、gについての半田ボイド発生状況を示す説明図。 従来例における、導体ピンを挿入した電子部品搭載用基板の裏面図。 従来例における、電子部品搭載用基板の断面図。 従来例における、半田流入の説明図。
符号の説明
10...最長組片、
11、21、31、32...突出片、
20...次長組片、
4...導体ピン、
41...頭部、
43...鍔部、
431...溝、
5...絶縁基板、
51...スルーホール、
511...開口部、
55...接合用間隙、
57...内接円、
8...半田、

Claims (5)

  1. 絶縁基板の主面に形成された導体回路と、
    前記導体回路に当接した当接面に凸状部及び鍔部の内周端から外周端まで延設された半田材料流入部を有する導体ピンと、
    前記鍔部の外周端を超えた前記鍔部下の半田流れ端を、前記導体ピンの脚部に達しない位置までの間に存在させ、前記導体ピンを前記鍔部を介して前記導体回路へ半田付けする半田と、
    を備えることを特徴とする電子部品搭載用基板。
  2. 前記凸状部が、前記鍔部の接合面の部分に配置された請求項1記載の電子部品搭載用基板。
  3. 前記凸状部が、前記鍔部の内周端に配置されている請求項1に記載の電子部品搭載用基板。
  4. 前記導体回路の半田付け面の径が、前記鍔部の径より大きいことを特徴とする請求項1に記載の電子部品搭載用基板。
  5. 絶縁基板の主面に導体回路を備え、該導体回路に、導体ピンの鍔部が半田付けされた電子部品搭載用基板であって、該鍔部のうちの前記導体回路に対向する接合面に凸状部を設けてなるものにおいて、前記導体ピンを半田付けしている前記半田の該導体ピンの先端側への濡れ広がり端を、前記鍔部の接合面と反対面における外周端を超え、該導体ピンの脚部に達しない位置までの間に存在させたことを特徴とする電子部品搭載用基板。
JP2005305432A 1995-12-15 2005-10-20 電子部品搭載用基板 Pending JP2006066404A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005305432A JP2006066404A (ja) 1995-12-15 2005-10-20 電子部品搭載用基板

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34762995 1995-12-15
JP2005305432A JP2006066404A (ja) 1995-12-15 2005-10-20 電子部品搭載用基板

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35296696A Division JP3843514B2 (ja) 1995-12-15 1996-12-12 電子部品搭載用基板及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006066404A true JP2006066404A (ja) 2006-03-09

Family

ID=36112658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005305432A Pending JP2006066404A (ja) 1995-12-15 2005-10-20 電子部品搭載用基板

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006066404A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019212498A (ja) * 2018-06-05 2019-12-12 株式会社フジクラ リフロー実装構造およびこれを有するコネクタ

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS48104072A (ja) * 1972-04-14 1973-12-26
JPH04267544A (ja) * 1991-02-22 1992-09-24 Toshiba Corp 半導体装置
JPH04284379A (ja) * 1991-03-13 1992-10-08 Ibiden Co Ltd 電子部品搭載用基板の製造方法
JPH07226240A (ja) * 1994-02-08 1995-08-22 Murata Mfg Co Ltd 端子および該端子の回路基板への取付構造
JPH08213069A (ja) * 1995-01-31 1996-08-20 Amp Japan Ltd 圧入接続ピン及びそれを使用する電子デバイス
JP3378550B2 (ja) * 2000-02-03 2003-02-17 日本特殊陶業株式会社 リードピン付き配線基板

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS48104072A (ja) * 1972-04-14 1973-12-26
JPH04267544A (ja) * 1991-02-22 1992-09-24 Toshiba Corp 半導体装置
JPH04284379A (ja) * 1991-03-13 1992-10-08 Ibiden Co Ltd 電子部品搭載用基板の製造方法
JPH07226240A (ja) * 1994-02-08 1995-08-22 Murata Mfg Co Ltd 端子および該端子の回路基板への取付構造
JPH08213069A (ja) * 1995-01-31 1996-08-20 Amp Japan Ltd 圧入接続ピン及びそれを使用する電子デバイス
JP3378550B2 (ja) * 2000-02-03 2003-02-17 日本特殊陶業株式会社 リードピン付き配線基板

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019212498A (ja) * 2018-06-05 2019-12-12 株式会社フジクラ リフロー実装構造およびこれを有するコネクタ
JP7158182B2 (ja) 2018-06-05 2022-10-21 株式会社フジクラ リフロー実装構造およびこれを有するコネクタ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3843514B2 (ja) 電子部品搭載用基板及びその製造方法
EP1764833B1 (en) Lead pin for mounting semiconductor and printed wiring board
US3864014A (en) Coined post for solder stripe
JP3310499B2 (ja) 半導体装置
US6780028B1 (en) Solder reserve transfer device and process
TWM485523U (zh) 具有防轉元件與減低焊料流動的接觸器
CN103311698A (zh) 具有电触点阵列的电气元件
JPH1041027A (ja) 表面実装コネクター
EP1984981B1 (en) Electronic assembly with high density, low cost attachment
US9048565B2 (en) Adapter apparatus with deflectable element socket contacts
CN103036075B (zh) 电连接器
JP2006066404A (ja) 電子部品搭載用基板
JP2009076853A (ja) リードピン付き配線基板およびリードピン
CN101363894A (zh) 利用片状探针来探查电路节点的方法
CN108365357A (zh) 端子及具有该端子的电连接器
JP2009043844A (ja) リードピン付き配線基板およびリードピン
JP3621365B2 (ja) 電気コネクタ
EP2809136A1 (en) A method of assembling a transducer assembly
JP2001217342A (ja) リードピン付き配線基板及びこれに用いるリードピン
JP3635882B2 (ja) 電子部品実装基板
JP6680391B2 (ja) 半導体装置、金属部材および半導体装置の製造方法
JP5500373B2 (ja) 端子接続部の製造方法
JP2008277360A (ja) 電子部品実装方法
JPH0897325A (ja) ボール・グリッド・アレイパッケージにおける接続端子部構造及び接続端子部構造の形成方法
TW202410749A (zh) 電路基板及安裝基板之製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20060119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060214

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20060612

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060725

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060912

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20061024

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061218

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20070104

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20070302