JPH06169048A - 導体ピンの接合方法 - Google Patents

導体ピンの接合方法

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JPH06169048A
JPH06169048A JP32182892A JP32182892A JPH06169048A JP H06169048 A JPH06169048 A JP H06169048A JP 32182892 A JP32182892 A JP 32182892A JP 32182892 A JP32182892 A JP 32182892A JP H06169048 A JPH06169048 A JP H06169048A
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JP
Japan
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circuit board
pin insertion
pin
conductor
solder
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Application number
JP32182892A
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English (en)
Inventor
Yogo Kawasaki
洋吾 川崎
Yukihiro Noda
幸宏 野田
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Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06169048A publication Critical patent/JPH06169048A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/05Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3447Lead-in-hole components

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路基板にクラックを発生させることなく導
体ピンのハンダ接合を行うことのできる接合方法を提供
すること。 【構成】 セラミックスまたは金属からなるコア11a
の周囲に、合成樹脂からなる絶縁層11bを形成した回
路基板11に、導体ピン13を挿入するためのピン挿入
穴12を形成して、このピン挿入穴12内にハンダ15
によって導体ピン13を接合することにより、ピン挿入
基板10を製造するに際して、少なくとも、ハンダ15
の固化時において、回路基板11の端面とピン挿入穴1
2との温度、勾配が250℃/cm以下となるように維
持すること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回路基板に導体ピンを
ハンダを利用して接合することによりピン挿入基板を製
造するに際して、各導体ピンのハンダ接合を回路基板に
悪影響を与えないようにして行う方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】所謂電子部品搭載用基板としては、回路
基板に複数の導体ピンを立設固定したピン挿入基板があ
るが、このピン挿入基板においては、回路基板と各導体
ピンとをハンダによって接合することが行われている。
そして、この導体ピンによって、回路基板上の導体回路
と、回路基板とは別のプリント配線板上の導体回路との
電気的接合を行うことにより、この種のピン挿入基板に
搭載された電子部品の外部との接続を行うようにしてい
るものである。
【0003】このようなピン挿入基板を構成するための
回路基板としては、近年とみに高密度化されてきている
電子部品の熱膨張率と同程度の熱膨張率を有したものと
することが要望されてきているため、中心にセラミック
スまたは金属を材料としたコアを配置し、その周囲に合
成樹脂等の絶縁層を配して表面側に導体回路を形成する
ことが行われてきている。すなわち、高密度化された電
子部品は、これが機能すると相当な熱を発するものであ
り、この熱によって電子部品とこれを搭載しているピン
挿入基板間に、熱膨張による大きな寸法差を発生させる
ものである。このような大きな寸法差が生ずると、電子
部品が剥離したり、導体回路等に断線を生じたりするた
めに、回路基板と電子部品とは近似した熱膨張を有した
ものとしておく必要があるのである。一方、セラミック
スや金属から形成したコアの周囲(表面)に合成樹脂材
料からなる絶縁層を配して回路基板とするのは、表面に
形成される導体回路の絶縁性を確保することの他に、上
述したように、電子部品と回路基板との熱膨張率を近似
させるためである。
【0004】ところで、ピン挿入基板とするためには、
回路基板にドリル加工等によって形成しておいたピン挿
入穴内に、図1にも示すように、必要な導体ピンを挿入
して、この導体ピンおよび/または回路基板側に予じめ
メッキしておいたハンダをリフローさせることにより、
あるいは溶融ハンダ槽内に全体を浸漬することにより、
各ピン挿入穴に導体ピンをハンダ接合しなければならな
い。各導体ピンをピン挿入穴に対してしっかりと固定す
るとともに、各導体ピンと回路基板側の導体回路との電
気的導通を確保しなければならないからである。そうな
ると、導体ピンの接合時には、少なくともハンダの融点
程度の温度が回路基板にかけられることになり、回路基
板は加熱されることになる。そして、ハンダが、図1に
示したように、ピン挿入穴とこれに挿通された導体ピン
の頭部間に完全に入り込んだ後に冷却されて、ハンダの
固化による接合がなされるのであるが、このときに回路
基板側に次のような由々しき問題が生ずるのである。
【0005】すなわち、前述したように、この回路基板
の中心には、熱の良導体であるセラミックスや金属から
なるコアが入れてあり、これによって回路基板の端面に
おける冷却が急激に行なわれるため、図3に示すよう
に、回路基板の端面に近い部分でクラックが生ずるので
ある。このクラックは、回路基板上の導体回路に対して
断線を招来するばかりか、この種のピン挿入基板に電子
部品を実装して形成した所謂電子部品搭載装置内への湿
気の浸入を許してしまい、装置全体の耐久性を小さくす
るものであるから、絶対に生じてはならないものであ
る。なお、本発明者等の観察によると、コアが金属の場
合は、クラックはこの金属を囲む樹脂層側に生じるもの
であり、コアがセラミックスの場合は、このコアにクラ
ックが入ることが多いものである。
【0006】そこで、本発明者等は、ピン挿入基板とす
る際の導体ピンのハンダ接合時に回路基板にクラックが
入らないようにするにはどうしたらよいかについて検討
を重ねてきた結果、前述したように、回路基板の端面に
おいて急激に冷却されることによる熱衝撃に大きな原因
があることをつきとめて、本発明を完成したのである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な経緯に基づいてなされたもので、その解決しようとす
る課題は、導体ピンのハンダ接合時に生ずる回路基板の
クラックである。
【0008】そして、本発明の目的とするところは、回
路基板にクラックを発生させることなく導体ピンのハン
ダ接合を行うことのできる接合方法を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明の採った手段は、実施例において使用する
符号を付して説明すると、「セラミックスまたは金属か
らなるコア11aの周囲に、合成樹脂からなる絶縁層1
1bを形成した回路基板11に、導体ピン13を挿入す
るためのピン挿入穴12を形成して、このピン挿入穴1
2内にハンダ15によって導体ピン13を接合すること
により、ピン挿入基板10を製造するに際して、少なく
とも、ハンダ15の固化時において、回路基板11の端
面とピン挿入穴12との温度勾配が250℃/cm以下
となるように維持することを特徴とする導体ピン13の
接合方法」である。
【0010】すなわち、本発明においては、各導体ピン
13をピン挿入穴12内にハンダ15によって接合する
に際して、回路基板11の端面とピン挿入穴12との温
度勾配を250℃/cm以下となるようにするものであ
る。このようにしたのは、温度勾配が250℃/cmよ
り大きいと、回路基板11の端面と、これに近接してい
るピン挿入穴12との間に大きな温度差が生じ、これに
よって回路基板11の端面にクラックが入ってしまうか
らである。
【0011】以上のような温度勾配とするには、ピン挿
入基板10全体を冷却釜内に挿入しておく方法もある
が、代表的には次の二つの簡便な方法が考えられる。そ
の第一は、図1の図示右方部分において示すように、回
路基板11の端面に、後に簡単に溶解できる材料によっ
て断熱層21を形成しておく方法である。つまり、この
断熱層21によって、回路基板11の端面での急激な冷
却を阻止しておいて、ハンダ15の冷却固化を待つもの
である。その第二は、図1の図示左方部分において示す
ように、回路基板11の端面に保熱治具22を接触させ
ておき、これによって回路基板11の端面の温度が急激
には低下しないようにしておくものである。
【0012】
【発明の作用】以上のような方法によって、各ピン挿入
穴12に対する導体ピン13の接合をハンダ15によっ
て行う場合に、この回路基板11にはクラックは生じな
いのである。
【0013】すなわち、リフローされたハンダ15が冷
却されて固化するに際しては、回路基板11の端面と、
これに近接したピン挿入穴12との温度勾配が緩やかに
なっているので、ハンダ15の冷却は回路基板11のそ
の他の部分と略均等になされる。従って、リフローされ
ていたハンダ15の固化は、回路基板11の大部分の冷
却と略同程度に行われて、回路基板11の特に端面に近
い部分には冷却による熱衝撃は急にはかからないことに
なる。これにより、従来発生していたようなクラックが
回路基板11に生ずることはないのである。
【0014】以上のことを利用すれば、ハンダ15の固
化のための冷却を急激に行ってもよいことになるのであ
る。換言すれば、本発明の接合方法を採用すれば、リフ
ローしたハンダ15の冷却を、冷風を吹きつけること等
の手段によって積極的に行えるものであり、この種ピン
挿入基板の製造をより効果的に行えるものである。
【0015】
【実施例】次に、本発明に係る接合方法を、図面に示し
た実施例に従って具体的に説明する。
【0016】図2には、36mm×36mmの回路基板
11を連続的に配列した、つまり個別化する前の多数の
回路基板11からなる集合基板11cの平面図が示して
あり、この集合基板11cにおいては、図中の点線で示
した内側が製品となるものである。この集合基板11c
の工程ワークサイズ(図2に示した外形)は340mm
×255mmであり、その有効エリア(図2中の点線で
示した形状)は310mm×225mmである。そし
て、各回路基板11は、最終工程近くで図2中の実線に
て切断されることにより、個別のものにされるのであ
る。なお、本実施例で製造しようとするピン挿入基板1
0は、ピン径0.5mmの導体ピン13を、2.54m
mの間隔で所定数配列するものである。
【0017】この集合基板11cは、図1にも示したよ
うに、セラミックスまたは金属からなるコア11aを中
心にして、その周囲に絶縁層11bを形成したものであ
り、表面には所定の導体回路が形成され、上面側の導体
回路はスルーホール14を介して下面に導出されるもの
である。そして、この集合基板11cに対しては、ドリ
ル加工等によってピン挿入穴12が形成されるものであ
り、本実施例では、ピン径0.5mmの導体ピン13を
使用するために、0.6mmのピン挿入穴12としてい
る。このように、ピン挿入穴12を導体ピン13の直径
より大きくしたのは、導体ピン13をピン挿入穴12内
に挿入する際に、機械的衝撃が直接回路基板11に加わ
らないようにするためであり、ここにおいてもクラック
防止を図っている。勿論、各ピン挿入穴12の形成と同
時あるいは前に、当該集合基板11cの位置決めを行う
ための位置決め穴16を、集合基板11cの点線外の無
効エリア内に形成するものである。なお、この無効エリ
アの幅は、本実施例では15mm以上としている。
【0018】導体回路やピン挿入穴12の形成が済んだ
集合基板11cに対しては、導体ピン13の接合等に利
用する半田ペースト(スズ:鉛=6:4)を印刷する。
この半田ペーストは、リフローすることにより、図1に
示したように各ピン挿入穴12内に浸透するものであ
り、本発明の実施においては、溶融ハンダ槽内に浸漬す
ることは行わない。その理由は、もし溶融ハンダ槽内に
ワークを浸漬すると、ワークに対して(260℃−常
温)の熱衝撃が加わることになるから、このような熱衝
撃によって集合基板11cにクラックが入る可能性があ
るからである。
【0019】半田ペーストの印刷が済んだ集合基板11
cは、必要な導体ピン13を挿入した図示しないピン立
て治具に対して位置決めを行ない、図1に示したよう
に、各導体ピン13の頭部が集合基板11cの各ピン挿
入穴12内に入るようにする。この状態で半田ペースト
をリフローさせるのであるが、このリフローは、電気炉
中を通過させたり、あるいは熱風を吹き付けたりして行
なわれる。このようなリフローによって、集合基板11
cに印刷してあった半田ペーストが溶融して、図1にも
示したように、ハンダ15がピン挿入穴12内に浸透す
るのである。
【0020】ここで重要なことは、ハンダ15が固化す
る際に、集合基板11cに端面と、これに一番近いピン
挿入穴12間における温度勾配が250℃/cm以上と
なるように予じめ準備をしておくことである。そのため
に、本実施例においては、図1の図示右側において示し
たように、集合基板11cの端面にセラミック等からな
る断熱層21を予じめ形成しておくようにしている。ま
た、図1の図示左側において示したように、保熱治具2
2を集合基板11cの端面に接触するようにしておいて
もよいものである。この保熱治具22としては、各導体
ピン13を立てておいた治具をそのまま利用すればよい
ものであり、この保熱治具22はハンダ15が完全に冷
却・固化された時点で取り外せばよいものである。
【0021】その後は、集合基板11cを洗浄して、余
分なゴミ及び不要となった断熱層21を除去し、ダイジ
ングソーによって図2中の実線及び点線で示した位置に
て切断を行い、回路基板11に導体ピン13が接合され
た多数のピン挿入基板10を取り出すのである。
【0022】以上の実施例においては、集合基板11c
からのピン挿入基板10を多数個取りする場合を例に採
って説明したが、本発明は、個別に形成した回路基板1
1に対して実施できることは当然である。また、ピン挿
入基板10としては、本実施例に示す所謂ピングリッド
アレイに限定されるものではなく、プリント配線板に対
して導体ピンを挿入するものであれば何であっても良
い。
【0023】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明においては、
上記実施例にて例示した如く、「セラミックスまたは金
属からなるコア11aの周囲に、合成樹脂からなる絶縁
層11bを形成した回路基板11に、導体ピン13を挿
入するためのピン挿入穴12を形成して、このピン挿入
穴12内にハンダ15によって導体ピン13を接合する
ことにより、ピン挿入基板10を製造するに際して、少
なくとも、ハンダ15の固化時において、回路基板11
の端面とピン挿入穴12との温度勾配が250℃/cm
以下となるように維持すること」にその特徴があり、こ
れにより、回路基板にクラックを発生させることなく導
体ピンのハンダ接合を行うことのできる接合方法を提供
することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】回路基板のピン挿入穴に挿入した導体ピンをハ
ンダ15によって接合している状態を示す部分拡大断面
図である。
【図2】導体ピンを接合する前の集合基板を示す平面図
である。
【図3】従来の方法によって製造したピン挿入基板の平
面図及び正面図である。
【符号の説明】
10 ピン挿入基板 11 回路基板 11a コア 11b 絶縁層 12 ピン挿入穴 13 導体ピン 15 ハンダ 21 断熱層 22 保熱治具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 3/34 R 9154−4E

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックスまたは金属からなるコアの
    周囲に、合成樹脂からなる絶縁層を形成した回路基板
    に、導体ピンを挿入するためのピン挿入穴を形成して、
    このピン挿入穴内にハンダによって前記導体ピンを接合
    することにより、ピン挿入基板を製造するに際して、 少なくとも、ハンダの固化時において、前記回路基板の
    端面とピン挿入穴との温度勾配が250℃/cm以下と
    なるように維持することを特徴とする導体ピンの接合方
    法。
JP32182892A 1992-12-01 1992-12-01 導体ピンの接合方法 Pending JPH06169048A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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