JPH05299560A - 電子部品搭載用基板への導体ピンの挿入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子部品搭載用基板（ピングリッドアレイ）
に導体ピンを挿入するに当たり，導体ピン浮き，導体ピ
ン曲がり及びスルーホールランド損傷不良を大幅に低減
できる導体ピン挿入方法を提供すること。 【構成】 下治具４に配列した導体ピン１５の上に，複
数個の電子部品搭載用基板１を，そのスルーホールと導
体ピン１５の位置を一致させて載置し，上記電子部品搭
載用基板１の上に上治具３を置き，次いで上治具３を押
圧することにより，導体ピン１５をスルーホールに挿入
する。このとき，上治具３と電子部品搭載用基板１との
間に，クッション材としてのウレタンゴム板２を介在さ
せて上治具３を押圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，いわゆるピングリッド
アレイなどの電子部品搭載用基板に，外部接続用の導通
を取るための導体ピンを挿入する方法に関する。

【０００２】

【従来技術】図４に示すように，ピングリッドアレイと
呼ばれる電子部品搭載用基板１は，多数の導体ピン１
５，１６を，絶縁基板１０のスルーホール１１に植設し
て形成される（図７参照）。該導体ピン１５，１６は，
電子部品搭載用基板が実装される他の大型基板（いわゆ
るマザーボード）との間を電気的に接続するためのもの
である。

【０００３】導体ピン１５，１６は，数十ｍｍ角程度の
大きさの電子部品搭載用基板１に，数十本から百本を越
える本数に渡って植設されるもので，非常に小さいもの
である（直径が約０．５ｍｍ程度で長さが数ｍｍ程度が
多い）。また導体ピンには，スタンダードピン１５とス
タンドオフピン１６がある。スタンドオフピン１６は電
子部品搭載用基板１をマザーボードに実装する場合に両
者間に一定の間隔を取る役割を果たすものである（例え
ば特開平３−２００７１号参照）。

【０００４】なお，図４に示す電子部品搭載用基板１は
絶縁基板１０の上に樹脂封止枠１２を積層接着したもの
である。絶縁基板１０上には，必要に応じて電子部品搭
載用の凹部１３があり，その周辺には，内層導体回路の
パッド１１５が設けてある。上記導体ピンを絶縁基板１
０のスルーホール１１に挿入する方法としては，次の方
法がある。

【０００５】すなわち，図５，図６に示すように，下治
具４の穴４１に導体ピン１５，１６を一括して配列，支
持しておき，この導体ピン１５，１６の上に複数の電子
部品搭載用基板１を載置し，これらを下方に押圧するこ
とによってなされる。この場合，下治具４の穴４１は絶
縁基板１０のスルーホール１１と同じ配置を有してお
り，治具穴４１とスルーホール１１とは上下に対置させ
ておく。図６は，本押圧工程における押圧直前の状態の
部分拡大図である。押圧工程の実際は，図５に示すよう
に，多数の電子部品搭載用基板１に，一括して導体ピン
を挿入すると生産性が有効である。

【０００６】すなわち，下治具４の上に導体ピン１５
（以下，挿入に関しては，導体ピン１６についても同
じ）を植設し，その上に電子部品搭載用基板１を多数載
置し，その後上治具３を介してプレス５１，５２により
押圧する。これにより，導体ピン１５は絶縁基板１０の
スルーホール１１内に挿入される。上記上治具及び下治
具は金属性のものやプラスチック性のものいずれも使用
可能である。

【０００７】

【解決しようとする課題】しかしながら，前記の従来の
方法では，図７に示すように導体ピン１５が基板１のス
ルーホール１１の中に完全に挿入されずに，ピン浮きＣ
が発生することがある。また，図８に示すように，導体
ピン１５に曲がり１５３，１５４が生じ，図９に示すよ
うに，スルーホール１１のランド１１２に，導体ピン１
５の挿入時に，その頭部の接触による損傷１１９が発生
する。

【０００８】これらの不良の原因としては，次のものが
推定される。 （イ）同一の押圧プレス工程における電子部品搭載用基
板間の板厚のバラツキ及び上治具の板厚の不均一によっ
て，電子部品搭載用基板への押圧力に不均一が生じ，押
圧力の小さい部分では完全に導体ピンが挿入されないこ
と。 （ロ）スルーホールの穴径のバラツキ及び導体ピンとス
ルーホールとの対向軸心のズレにより，導体ピン挿入圧
力に損失が生ずるためピン浮きが生じたり，導体ピンが
スルーホールのランド縁に当たることによってランドを
損傷させること。なお，ランド側に損傷が生ずるのは，
導体ピンの材質がリン青銅やコバール・アロイ系などス
ルーホールメッキの銅よりも硬度が大きいことによる。 （ハ）上記（イ）と（ロ）の複合作用

【０００９】図１０は（イ）を裏付けるものとして図４
に示すような封止枠１２及び絶縁基板１０よりなる電子
部品搭載用基板の板厚のバラツキを実測したデータであ
る。電子部品搭載用基板が図２に示すような多層板であ
る場合には，板厚がさらに大きくなり，板厚のバラツキ
の絶対値は更に大きくなる。本発明は，かかる従来の問
題点に鑑み，導体ピンのピン浮き及びピン曲がりの不
良，更にスルーホールランド損傷を大幅に減少させるこ
とができる，導体ピンの挿入方法を提供しようとするも
のである。

【００１０】

【課題の解決手段】本発明は，下治具に配列した導体ピ
ンの上に，複数個の電子部品搭載用基板を，そのスルー
ホールと導体ピンの位置とを一致させて載置し，上記電
子部品搭載用基板の上に上治具を置き，次いで上治具を
押圧することにより電子部品搭載用基板に導体ピンを挿
入するに当たり，上治具と電子部品搭載用基板との間
に，クッション材を介在させて上治具を押圧することを
特徴とする電子部品搭載用基板へ導体ピンを挿入する方
法にある。

【００１１】なお上記クッション材としては，ウレタン
ゴム板などを用いる。特に，ビッカース硬度８８〜９２
のウレタンゴム板を用いた場合には，厚さが２ｍｍ未満
では，薄すぎて十分な弾力性が得られず，効果は比較的
少ない。一方，厚みが４ｍｍを越えると，幅方向への弾
力性が増して横ブレを生じ，不良の改善は少ない。よっ
て，クッション材に応じて，厚みの選定を行うことが好
ましい。

【００１２】

【作用及び効果】本発明において，導体ピンに電子部品
搭載用基板を押圧する際に，上治具と電子部品搭載用基
板の間にウレタンゴム板等のクッション材を介在させて
いる。そして，クッション材は，その厚み方向に弾力性
を有している。そのため，前記不良原因（イ）で述べ
た，電子部品搭載用基板間の板厚のバラツキ及び上治具
の板厚のバラツキによる，導体ピン挿入圧力の不均一を
減少させるのに大きな効果を発揮する。また，そのた
め，ランドの損傷も軽減させる効果がある。

【００１３】更に，クッション材の有する横方向（厚み
と直角方向）の弾力性は，前記不良原因（ロ）に述べた
導体ピンとスルーホールの穴位置のズレを補正し，吸収
する作用がある。そのため，上記と同様に，導体ピンの
挿入不良を防止することができる。

【００１４】これらのクッション材による弾性効果を有
効に発揮するためには，上記のごとく，適正範囲の板厚
にした方が良い。従って，本発明によれば，導体ピンの
ピン浮き不良，導体ピンの曲がり，及びスルーホールラ
ンドの損傷を大幅に減少できる，電子部品搭載用基板へ
の導体ピンの挿入方法を提供することができる。

【００１５】

【実施例】実施例１ 本発明の実施例にかかる電子部品搭載用基板への導体ピ
ンの挿入方法を図１，図２を用いて説明する。本例にお
いては，下治具４に配列した導体ピン１５の上に複数個
の電子部品搭載用基板１を，そのスルーホール１１と導
体ピン１５の位置とを一致させて載置し，上記電子部品
搭載用基板１の上に上治具３を置き，次いで上治具３を
押圧することにより電子部品搭載用基板１に導体ピン１
５を挿入する。

【００１６】このとき，上治具３と電子部品搭載用基板
１との間にウレタンゴム板２を介在させて，上治具３を
押圧する。下治具４は板厚５〜１０ｍｍのアルミ板又は
ステンレス板である。上治具３は，板厚１〜２ｍｍの耐
熱ガラスエポキシ基板で，その銅張基板から，エッチン
グにより銅箔を除去したものである。ウレタンゴム板２
はビッカース硬度８８〜９２で，板厚３ｍｍのものを用
いて，上治具３の下側に貼着してある。

【００１７】上治具３と下治具４の押圧は，プレス５
１，５２によって，９．５〜１１．５ｋｇ／ｐｉｎのプ
レス圧力で行う。これにより，導体ピン１５を，電子部
品搭載用基板１の絶縁基板１０におけるスルーホール１
１内に挿入する。表１，表２に，本実施例による場合
（サンプル１〜３）と，図５に示す前記従来の方法によ
る場合（サンプル４，５）とにおける，ピン浮き不良と
スルーホールランド部の損傷（凹）不良の実測データを
示した。

【００１８】表１において，本発明にかかるサンプル１
〜３は，厚さ３ｍｍのウレタンゴムを用いた。また，従
来例としてのサンプル４，５は前記の厚み１．６ｍｍの
耐熱ガラスエポキシ基板を用いた。また，表２における
ピン浮き不良は，電子部品搭載用基板２０ピース（個）
につき，導体ピンを挿入した場合に，ピン浮きが１本で
も発生した場合の上記基板の個数を示す。各基板には，
２４０本の導体ピンが挿入されている。

【００１９】また，同表の「ランドの損傷」は，上記基
板１枚におけるランドの損傷数を示している。即ち，ス
ルーホール２４０の穴において，そのランドが凹み損傷
を受けた穴数を示している。また，この損傷数は，基板
２０ピースについての平均値で示した。表１，２より知
られるごとく，本発明による場合は従来の方法に比較し
て，ピン浮き不良およびランド部の損傷はいずれも大幅
に減少しており，顕著な効果が見られる。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】ところで，ウレタンゴム板２の厚みに関し
て，厚さ１．８ｍｍで実験した場合には，その改良効果
は少ないという実測データを得ており，２ｍｍ以上の板
厚が必要である。しかし，ウレタンゴム板の厚さが大き
すぎると別の弊害が発生する。図２はこの状況を示す説
明図である。同図は，電子部品搭載用基板が多層板の場
合であって，ウレタンゴム板２が電子部品搭載用基板１
を押圧している状態を示している。

【００２３】ウレタンゴム板２が押圧されると，その弾
力性により電子部品搭載用基板の凹部１３に向かって，
ウレタンゴム板は凸部２３を生ずる。この凸部２３が大
きくなると，上記凹部１３に露出しているボンディング
パッド１１５に，この凸部２３が接触し，ボンディング
パッド１１５を汚損する。

【００２４】電子部品搭載用基板が多層板のとき，その
最上層１１２は約０．４ｍｍの厚さを有するが，前記ボ
ンディングパッドへの接触を回避するには，ウレタンゴ
ム板の厚さは４ｍｍ以下とする必要があることを実測に
より確認した。なお，図２において，符号１０は絶縁基
板，１１はスルーホールである。また，ウレタンゴム板
の板厚が大きすぎると，ウレタンゴム板の弾力性が大き
くなりすぎて，上治具による電子部品搭載用基板への押
圧力を弱める。更に，ウレタンゴム板の横方向の弾力性
も大きくなりすぎて基板の横方向へのブレが大きくなり
すぎ，スルーホールのランドを損傷するという弊害も生
ずるおそれがある。

【００２５】なお，プレス圧力に関しては，クッション
材の硬度，厚み等により選定されるものであるが，その
範囲は５〜１５ｋｇ／ｐｉｎの中で実施される。

【００２６】実施例２ 本例は，図３に示すごとく，実施例１において，上治具
３の上側にも板厚３ｍｍのウレタンゴム板２２を貼着
し，両側にウレタンゴム板２，２２を配置し，導体ピン
１５の挿入を行う例である。その他は，実施例１と同様
である。本例においては，上側のウレタンゴム板２２に
より，プレス５１と上治具３との間に更に均一な圧力が
かかるという効果が期待できる。また，実施例１と同様
の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における，導体ピン挿入方法を示す説
明図。

【図２】実施例１の導体ピン押圧中の拡大断面図。

【図３】実施例２における，導体ピンの挿入方法を示す
説明図。

【図４】従来の電子部品搭載用基板（ピングリッドアレ
イ）の斜視図。

【図５】従来技術による電子部品搭載用基板への導体ピ
ン挿入方法の説明図。

【図６】図５における導体ピン挿入部の部分拡大断面
図。

【図７】従来の導体ピンのピン浮き不良の拡大断面図。

【図８】従来の導体ピンのピン曲がり不良の拡大断面
図。

【図９】従来の導体ピン挿入工程におけるスルーホール
ランドの損傷状況の拡大図。

【図１０】従来の電子部品搭載用基板の板厚のバラツキ
を示す度数分布図。

【符号の説明】

１．．．電子部品搭載用基板， １０．．．絶縁基板， １１．．．スルーホール， １２．．．電子部品搭載用基板の封止部， １５，１６．．．導体ピン， ２．．．ウレタンゴム板， ２２．．．ウレタンゴム板， ３．．．上治具， ４．．．下治具， ５１，５２．．．プレス，

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下治具に配列した導体ピンの上に，複数
   個の電子部品搭載用基板を，そのスルーホールと導体ピ
   ンの位置とを一致させて載置し，上記電子部品搭載用基
   板の上に上治具を置き，次いで上治具を押圧することに
   より電子部品搭載用基板に導体ピンを挿入するに当た
   り， 上治具と電子部品搭載用基板との間に，クッション材を
   介在させて上治具を押圧することを特徴とする電子部品
   搭載用基板へ導体ピンを挿入する方法。
2. 【請求項２】 請求項１において，前記クッション材
   は，ウレタンゴム板であることを特徴とする電子部品搭
   載用基板への導体ピンの挿入方法。
3. 【請求項３】 請求項２において，ウレタンゴム板は，
   ビッカース硬度が８８〜９２であり，厚みが２〜４ｍｍ
   であることを特徴とする電子部品搭載用基板への導体ピ
   ンの挿入方法。