JPH0760727B2 - セラミック部材に複数のピンを付ける方法 - Google Patents

セラミック部材に複数のピンを付ける方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミック基板にピン
を付ける方法に関し、より詳細には、差し込み可能な電
気回路パッケージアセンブリに使用されるセラミック基
板に差し込み可能なピンを付ける方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電気的な技術において、絶縁性の基盤部
材に導電性のピンを付けることは、良く知られている。
【0003】米国特許第1、914、461号、第1、
936、404号、第2、292、863号、第3、2
11、875号、第3、670、294号及び4、75
3、602号、及びアイ・ビー・エム(IBM)技術開
示公報、第29巻、第2号、1986年7月、第639
−640頁の表題”型どられた中空の電気的な挿入ピ
ン”という出版物は、電子管又は真空管等の電気的な装
置と電気的な電線コネクタ用の絶縁性の基盤に付けられ
た差し込み可能なピンの実例である。米国特許第4、1
36、259号は、絶縁性のセラミック本体が導電性の
金属軸を収容するバーナ用の点火電極を開示する。
【0004】米国特許第2、846、659号、第2、
990、533号、第3、093、887号、第3、2
02、755号、第3、484、937号、第3、49
4、029号、及び第3、601、750号、(196
2年11月29日に公開された)オーストラリア特許第
247、745号、(1972年1月18日に発行され
た)カナダ特許第891180、及びアイ・ビー・エム
(IBM)技術開示公報、第9巻、第4号、1966年
9月、第365頁のエッチ.ピー.バーネスによる表
題”端子ピン突出部”という出版物は、非セラミック基
板、及び、より詳細には、プリント回路板に付けられた
差し込み可能及び/又は差し込み不可能なタイプのピン
の実例である。
【0005】米国特許第3、216、097号、第3、
257、708号、第3、489、879号、第3、5
29、120号、第3、735、466号、第3、76
8、134号、第4、082、394号、第4、09
2、697号、第4、110、904号、第4、41
5、113号、第4、598、470号、及び第4、6
31、821号、及びアイ・ビー・エム(IBM)技術
開示公報、第14巻、第1号、1971年6月、第17
4−175頁のジェー.アール.リンチによる表題”セ
ラミックモジュール用のピン付け技術”、同公報、第1
4巻、第9号、1972年2月、第2594頁のビー.
マーチン他による表題”セラミック基板に接触ピンを突
き通すこと”、及び同公報、第22巻、第8B号、19
80年1月、第3649−3650頁のアール.ジェ
ー.モドロ他による表題”低応力ピン挿入”は、セラミ
ック基板に付けられた差し込み可能なピンの実例であ
る。
【0006】上述の特許第1、914、641号と第
1、936、404号において、中空のピンのタイプの
接触部材は、磁器、ベークライト、ガラス又は他の類似
の材料の基盤部材に付けられる。結果としてのサブアセ
ンブリは、電子管又は真空管用の構成要素として使用さ
れる。第1、914、641号において、個々のピン
は、1端で予め形成された頭部のフランジを有する。基
盤にピンを付けるために、ピンの他端は、基部を通じて
延びる開口中へ挿入され、ついに、その動きが頭部によ
って止められる。このことが生じる場合に、ピンの他端
とピン本体の1部分は、基盤部材から外側に延出する。
その後、円周のビードが、頭部とビード間の基盤部材に
ピンを付けるようにピンの外側に延出された部分に鍛造
される。第1、936、404号の実施例では、ビード
は、基盤中に予め形成され、かつ、鋳造され、又は、止
められうる。第1、914、651号は、予め形成され
た肩を有する中空のピンが適所へ押圧された後にピンの
端部が基盤の開口中にピンを保持するようにスピン加工
される先行技術の装置を開示する。
【0007】第2、292、863号のピンは、予め形
成されたフランジを有し、かつ、ヘッダにフランジを与
え、フランジの上のピンの1部分がこのためにヘッダ中
の開口を通過する可溶性のガラス質材料密閉剤、例え
ば、ガラスによって金属性のヘッダに付けられる。
【0008】第3、211、875号のスイッチ装置の
ピンは、フランジと、スピン又はフランジ加工された上
端との間で熱硬化性プラスチック基盤部材に固定され
る。
【0009】第3、670、294号のコネクタは、腕
が中央の矩形断面から延長する十字形断面で形成された
部分が一部にある。腕の頂部は、ブロックにピンを付け
るために絶縁ブロック中の矩形断面開口の角部と係合す
る。
【0010】第4、753、602号のピンは、ハウジ
ング部材のピン収容開口を開口内に置かれたピンの断面
形状と適合する断面形状にすることによってそれらのハ
ウジングに初期に付けられる。ピンの下端部がプリント
回路板の開口中に挿入される時に、断面の部分は、ハウ
ジング中で横方向へ自由に移動するためにより大きな断
面を有する他の通路中へ移動する。
【0011】中空の型どられたピンは、上述の出版物ア
イ・ビー・エム(IBM)技術開示公報、第29巻、第
2号、1986年7月、第639−640頁の装置にお
けるプラスチック製のソケットの内部通路の肩に当接す
る拡大された部分を有し、かつ、従って、ピンがピンと
係合するプラグの解離によってソケットの底部を通じて
引き抜かれるのを防止する。
【0012】第4、136、259号の金属軸は、軸を
把持する穴中に形成された突起又は歯によってセラミッ
ク本体の穴中の適所に保持される。
【0013】プリント回路板にピンを付けることは、種
々の方法で、かつ、種々の理由で行われている。従っ
て、第2、846、659号において、中空のはんだづ
け端子(即ち、差し込み不可能なピン)は、プリント回
路板中の開口から反対の両側に延長する管状のブランク
の外側に延出する部分中にコップ状の拡張された部分を
形成することによってプリント回路板に付けられる。
【0014】端子柱は、第2、290、533号におい
て、プリント回路板の開口中に挿入された場合に穴中の
導電性の材料とかみ合うセレーション部分をプリント回
路板に設けることによってプリント回路板に付けられ
る。このセレーション部分は、テーパ状円錐部と延長中
空部を有し、テーパー状円錐部はこれが配置される回路
板中の開口の皿穴と一致され、延長中空部は開口の残り
の他の部分を延びて開口の外側に延長され、この部分が
突出する回路板の表面で回路と接触するために金槌の頭
で打たれる。
【0015】第3、093、887号において、挿入物
から延出するピンを有するその挿入物は、予め形成され
たフランジとそのフランジの下に節のある部分を有し、
また、そのピンは、プリント回路板の開口中に挿入され
た場合に節のある部分によって回路板に固定される。
【0016】予め形成されたフランジを有する溶接可能
なピンは、第3、202、755号において、スプライ
ンの付いた下部を回路板の開口へ挿入することによって
導電性のメッキへ切り込み、スプライン先端を潰すこと
によって回路板へ固着される。
【0017】インターフェースピンブランクは、第3、
484、937号において、それが開口中で半径方向に
拡張するようにその両端部を圧縮することによってプリ
ント回路板の開口中に付けられる。
【0018】電線の長さは、第3、494、029号に
おいてはワイヤの全長に亘って切り込みエッジが設けら
れ、プリント回路板の1部分を切り込み、かつ、回路板
の両側部上に突出した後に回路板の両側部上の同心のラ
ンドにはんだづけされ、かつ、従って、適所に保持され
る。
【0019】プリント回路板中の穴からプリント回路板
の両側部上へ外側に延出するフェルールを有するピンブ
ランクは、第3、601、759号において、フェルー
ルの両端部上に外側に曲がったつばを形成することによ
って回路板に固着される。
【0020】オーストラリア特許第247、445号に
おいて、はんだづけ端子は、基盤を通過する1本のワイ
ヤに拡張された止め具を形成することによって絶縁性の
基盤に付けられる。
【0021】カナダ特許第891190号とアイ・ビー
・エム(IBM)技術開示公報、第9巻、第4号、19
66年9月、第365頁において、ピンは、ピンを高速
度で回路板中へ及び/又は部分的に回路板を通じて発射
することによってプリント回路板に付けられる。
【0022】セラミック基板への付着ピン、及びより詳
細には、差し込み可能なピンは、ピンを付けることによ
る応力を受ける場合のセラミック材料の脆く壊れやすい
性質と特にピン穴の近傍の割れたり、砕けたりする傾向
のために従来技術における主要な問題点であった。
【0023】第3、216、097号、第3、257、
708号、第3、768、134号及びアイ・ビー・エ
ム(IBM)技術開示公報、第14巻、第9号、197
2年2月、第2594頁において、ブランクピンは、セ
ラミック基板の穴中へ供給され、また、その後の操作上
のステップにおいて、頭部とバルジ部が、基板にピンを
付けるためにピンブランク中に形成される。第3、21
6、097号と第3、768、134号において、平ら
に取り付けられた弾性ブロックは、セラミック基板を支
持するダイプレート中に形成されたベッド中の中央に置
かれる。このダイプレートは、基板の整列した穴から延
出するピンブランクを収容するベッドの回りに置かれた
周囲の案内孔を有する。ピンブランクが基板の開口中へ
挿入される場合に、ばね付勢された先端ゴム製の指は、
基板の中央部分を弾性的に押圧し弾性ブロック上で下
げ、その弾性ブロックが、破損を防止するように基板を
しっかり保持する。
【0024】第3、489、879号において、予め形
成された肩を有するピンは、セラミック基板中へその肩
まで挿入される。その挿入後、圧力と熱を利用する熱ス
エージ加工方法によってブランクの端に頭部が形成され
頭部と肩部との間で張力を付与しながらピンのこの部分
が残され、これによってピンがセラミックへ固着され
る。
【0025】もう1つの装置において、ほぼ平らなピン
ブランクは、第3、529、120号に開示される通
り、セラミック基板中に形成された長溝中へ挿入され、
溝中で半径方向に延出し、かつ、セラミック基板に付け
られるためにわずかに突出する両端部で圧縮される。も
う1つのピンは、長溝の空いている側へ第1の記述され
たピンに直角に挿入され、その端部が第1のピンの側部
に当接され、かつ、溶接される。
【0026】第3、735、466号のピンブランク
は、セラミック基板の開口中に挿入され、かつ、個々の
ブシュの案内孔又は空洞中へ延出する。次に、ピン頭部
が、ラムによって形成される。セラミック基板の穴を取
り囲む区域は、セラミック基板に面するブシュの両端面
によって支持され、また、今度は、ブシュが、弾性パッ
ド上に支持され、従って、頭部形成操作中に穴の近傍の
基板における割れを削減する。
【0027】ピンを付けられたセラミック基板を利用す
る典型的な電気回路パッケージは、第4、082、39
4号と第4、092、697号に開示される。第4、0
82、394号のピンは、フランジを有するが、頭部は
なく、また、第4、092、697号のピンは、頭部も
フランジもないピンが図示される。
【0028】第4、110、904号のピンブランク
は、セラミック基板の開口中へ挿入されフランジまで至
る予め形成されたフランジを有する。その後、頭部が、
ラムによってピンブランクの挿入端部中に形成される。
【0029】第4、598、470号において、ピンブ
ランクの端部は、セラミックの未焼結薄板の円形の孔中
へ挿入される。薄板が焼結させられる場合、孔は楕円形
の断面に収縮し、また、挿入されたピンは適合する形状
に伸張し、その結果、焼結基板へピンが固着される。
【0030】アイ・ビー・エム(IBM)技術開示公
報、第14巻、第1号、1971年6月、第174−1
75頁において、ピンの端部は、押型の未燃焼セラミッ
クの開口中へ挿入され、また、ピンの残りの部分は、黒
鉛の型取付け具の開口中に挿入される。その後の燃焼サ
イクルは、セラミックを硬化させ、また、ピンは、その
後取り除かれ、ピンを基板に付けさせるセラミック基板
と型のそれぞれの開口の形状を呈する。
【0031】第4、415、113号と第4、631、
821号の衝撃ピナ(ピンを付ける物)において、ピン
ブランクは、セラミック基板の開口中に挿入され、か
つ、それと同時に両端部で衝撃され、開口の壁中のセラ
ミック粒子を貫通する各ピン中に結果としての金属流れ
を起こす瞬時の粘弾性状態にブランクを置く。固体状態
への復帰によって、金属流れは、セラミック粒子と相互
に噛み合わされたままであり、従って、基板にピンを付
ける。
【0032】アイ・ビー・エム(IBM)技術開示公
報、第22巻、第8B号、1980年1月、第3649
−3650頁のピンブランクは、セラミック基板の開口
中に挿入され、かつ、分割された浮動するアンビル中へ
延出する。次に、ピン頭部の形成は、分割された浮動す
るラムによって生じる。セラミック基板は、アンビル上
に支持され、また、アンビルとラムの両方は、流体が充
填されたブラダ(空孔)上に支持される。結果として、
曲げ応力は、ピン頭部の形成中に軽減される。
【0033】しかしながら、ピン付け中、即ち、セラミ
ック基板にピンを付ける間のセラミック基板の割れは、
なお問題であり、また、より高いピンの評価、より優れ
たピンの密度、及び/又はピンの直径と寸法の更なる小
型化の出現で、問題は、さらに複雑化している。問題の
1部は、基板が、精密に造られた場合にさえ、そり等の
ある程度の固有の表面の不規則さがあり、これによって
ピン付け中にセラミックへ応力が生じて割れの原因とな
る。例えば、第3、216、097号と第3、215、
708号の緩衝パッド、又は第3、735、466号の
個々のブシュと弾性パッド、又は上述のモドロ他の出版
物の個々のラムとアンビルと流体の充填されたブラダ等
の先行技術が、セラミック基板の固有の表面の不規則さ
によって起こされたピン付け中の応力の解放に向けられ
る一方、それらは、今日の高密度、高度なピンの価値の
必要性及び/又は小型化の要求にとってなお不適切、煩
雑、複雑及び/又は高価である。
【0034】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、セラ
ミック基板にピンを付ける改良された方法を提供するこ
とである。
【0035】本発明のもう1つの目的は、基板の割れを
実質上軽減するセラミック基板にピンを付ける改良され
た方法を提供することである。
【0036】本発明のもう1つの目的は、改良された生
産と高度に信頼できるピン付けされた基板を与える上述
の種類の方法を提供することである。
【0037】本発明の更にもう1つの目的は、差し込み
可能なピンを有するセラミック基板を製造するための上
述の種類の方法を提供することである。
【0038】本発明の更にもう1つの目的は、特に、高
密度及び/又は高度なピンの価値及び/又は超小型ピン
でピン付けされたセラミック基板の製造に使用される上
述の種類の方法を提供することである。
【0039】本発明の他の目的は、実行が煩雑でなく、
簡単であり、及び/又は、高価でない上述の種類の方法
を提供することである。
【0040】
【課題を解決するための手段】本発明の1態様に従っ
て、複数のピンは、次の通り、セラミック基板に付けら
れる。複数の長尺状のピンブランク部材の反対の第1と
第2の端部は、それぞれ、第1と第2のダイブロック
の、それぞれ、ピンブランク部材収容用の第1と第2の
空洞中に挿入される。ピンブランク部材の挿入された第
1と第2の端部は、第1と第2のダイブロック間にピン
ブランク部材の各々の中間部分が位置される所定の空間
を設けるために、それぞれ、第1と第2の空洞中に配設
される、それぞれ、第1と第2のピンロッドと接触して
配置される。少なくとも第1のピンロッドは、第1の空
洞中で調節可能に位置決めされうる。
【0041】次に、第1と第2のダイブロックは、接近
方向に相対的に移動され、その距離を減少し、かつ、そ
れによって、前記第1と第2のダイブロック間の減少さ
れた空間中で上述の中間部分の半径方向の第1の伸張部
を形成する。次に、第2のダイブロックは、前記第2の
空洞から長尺状の部材を取り除くために引き抜かれる。
【0042】その後、ピンブランク部材の第2の端部が
セラミック部材の開口中へ挿入され、第2の端部がセラ
ミック基板の1方の側部上の開口から外側に延出し、か
つ、半径方向の第1の伸張部がその反対の側部上にセラ
ミック基板と接触して配置される。
【0043】第1のピンロッドが、第1のダイブロック
と第1の伸張部間に所定のクリアランスを設けるために
第1の空洞中で調節される一方、第1のピンロッドとの
第1の端部の接触は、維持されている。
【0044】第3のダイブロックのピン頭部形成用の表
面は、第2の端部に接近して並列に配置され、また、第
1と第3のダイブロックは、接近方向に相対的に移動さ
れ、それぞれの第2の端部にセラミック基板の前記片側
と接するピン頭部を設けると共に各ピンの各第2の端部
と第1の伸長部の間に第2の伸長部を設け、第2の伸長
部をセラミック基板の開口と接触させ、そのピンブラン
ク部材は、従って、第1の半径方向の伸張部と頭部間で
セラミック基板に付けられる。 その後、第1と第3の
ダイブロックは、セラミック基板とそれに付けられたピ
ンブランク部材から取り払われる。
【0045】本発明の上記及び他の目的、特徴及び効果
は、添付の図面に図示される通り、本発明の好適実施例
のより詳細な記載から明白となろう。
【0046】
【実施例】図1乃至2を参照して、以下に記載される通
り、本発明の好適実施例によってセラミック基板1に付
けられた複数のピン2の配置を有する前記セラミック基
板1が示される。ピン2は、好ましくは、垂直方向の
列、C1,C2,C3、…と水平方向の行R1,R2,
R3,…の直交座標配列で配置され、更に、好適な配列
において、あらゆる与えられた列(例えば、列C2)と
あらゆる与えられた行(例えば、行R2)のピン2は、
それぞれ、それに隣接する単数又は複数の列(例えば、
列C1とC3)と単数又は複数の行(例えば、行R1と
R3)のピン2に関してずらされ、又は、交互に配列さ
れる。また、更に、あらゆる与えられた列(例えば、列
C1)とあらゆる与えられた行(例えば、行R1)のピ
ン2は、互い違いの、換言すれば、1つ置きの、それぞ
れ、列(例えば、列C3、C5、…)と行(例えば、行
R3、図示しないR5、等)の対応するピン2と一直線
上に並べられる(図1参照)。かかる装置は、すき間の
配列(interstitial array)技術として知られる。図示
された装置において、互い違いの列間と互い違いの行間
の間隔2Aは、等しく、また、隣接する列間と隣接する
行間の間隔Aは、等しく、間隔Aは、間隔2Aの半分で
ある。それ故、隣接する次の列又は隣接する次の行のあ
らゆる隣接するピン2に関するピン2の間隔は、この関
係によって、1.41xAとなる。
【0047】セラミック基板1は、図1に部分的に示さ
れる矩形形状を有し、かつ、それぞれ、上下の平坦面で
ある表面1Aと1Bを有する。複数の開口3がセラミッ
ク基板1を通じて延長し、この複数の開口3の各々中に
は、長尺状ピン2の部分4がこのピンへ一体形成された
バルジ5と頭部6との間で、本発明の原則に従って固着
されている。ピン2は、下部部分7、即ち、雄部材部分
を有し、この下部部分7は、プリント回路板などのメッ
キされた通過穴等の、係合するソケット(図示省略)中
へのプラグにはめられる。基板1の表面1Aは、導電性
の領域9へ接続される複数の回路の導体8を有する回路
パターンで配線され、この導電性の領域9もまた、回路
パターンの1部であり、かつ、開口3を取り囲む。導体
8は、図示されない、入力/出力パッドへ接続され、か
つ、このパッドから扇状に広がり、そのパッドもまた回
路パターンの1部であり、かつ、表面1A上で内側方向
に置かれる。図示しない前記パッドは、図示しない集積
回路チップの、図示しない入力/出力端子へ接続される
ようになっており、例えば、制御された崩壊チップ連結
(C4)はんだ接合材などによる等の、当業者に良く知
られた方法で入力/出力端子へその後接続され、かつ、
設置される。ピン2の頭部6は、領域9へそれとの直接
の接触によって電気的に接続され、また、望まれるなら
ば、電気的な接続は、はんだ接合材によって強化されう
る。
【0048】それから図3乃至9を参照して、本発明の
原則に従ってセラミック基板にピン2を付ける好適実施
例は、次に記載される。簡易さと明瞭さのために、本発
明は、図示された1個のピンに関してここに記載され
る。しかしながら、基板に付けられるべき全てのピン
が、記載される方法のステップの各々中に同時に処理さ
れることは、理解されるべきである。
【0049】従って、図3において、部分的に示された
ダイブロック10が、複数のピンブランク部材収容用の
空洞11を有し、この空洞11のたった1つが、明瞭さ
のために部分的に示されることは、理解されるべきであ
る。ダイブロック10の空洞11は、セラミック基板に
最終的に付けられるべきピン2用の所望の配置と同一の
配置をダイブロック10中に有する。前記空洞11は、
ダイブロック10を通じてダイブロック10の表面10
Aから、図示しないその反対の表面へ延長する。空洞1
1の各々はその中に、表面10Aに対して近接した上部
端部13、及び、その反対側に下部端部(図示せず)と
を有する調節可能に位置決めされうるピンロッド12を
有する。このピンロッド12は、ダイブロック10の、
図示しない上述の反対の表面から外側方向に延出し、か
つ、図示しないそれらの他の端部で、図示しない外部の
パンチプレートなどと接触する。このパンチプレート
は、図4の矢印Bによって指示された双方向に位置決め
可能であり、かつ、従って、最終的に形成されるべきピ
ン2の雄部分7の所望の長さLM(図9参照)に応じた
表面10Aから所定の深さD1へ今度は前記ピンロッド
12を位置決めする。
【0050】複数の長尺状の導電性のピンブランク部材
2’は、空洞11の互いに相いれない1つ中に挿入さ
れ、即ち、各空洞11は、1個のピンブランク部材2’
を収容し、空洞11の孔は、実質上垂直に、即ち、図示
された図3の垂直位置に前記ピンブランク2’を案内
し、かつ、保持するよう適切に選択される。ピンブラン
ク部材2’の端部2Lは、完全に挿入された場合、前記
ピンロッド12のそれぞれの最も近い端部13に接触
し、かつ、前記端部13によって支持され、前記端部1
3は、ピンブランク部材2’用の止め具として作用す
る。ピンブランク部材2’は、一様の長さLを有し、か
つ、好ましくは、一様の円形断面を有する中実の円柱形
状で、前記端部2Lとその端部2Uが獅子鼻状の又は丸
みをおびた形状である。
【0051】図4に部分的に示されたダイブロック10
と類似の第2のダイブロック20は、複数のピンブラン
ク部材収容用の空洞21を有し、これらの空洞のうちの
1個が明瞭さのために部分的に示される。ダイブロック
20の空洞21は、ダイブロック10の空洞11の配置
と同一である配置をダイブロック20中に有し、かつ、
それ故、セラミック基板に最終的に付けられるべきピン
2用の所望の配置とも同一である。この空洞21はダイ
ブロック20を通じてダイブロック20の表面20Aか
ら、図示しないその反対の表面に延長する。空洞21の
各々は、その中に、表面20Aに対して近接した端部2
3、及び、その反対側に端部(図示せず)とを有する調
節可能に位置決めされうるピンロッド22を有する。こ
のピンロッド22は、ダイブロック20の、図示しない
上述の反対の表面から外側方向に延出し、かつ、図示し
ないそれらの遠く離れた端部で、図示しないもう1つの
パンチプレートと接触する。そのピンロッド22の端部
は、後の頭部形成操作に要求される基板の厚さT(図7
参照)とピンブランク部材2’の部分の長さL1(図7
参照)に相関するダイブロック20の表面20Aから所
定の深さD2へ設定され、この頭部形成操作は、以下に
記載される通り、バルジ部形成操作に続く。
【0052】前記ピンブランク部材2’が、挿入され、
また、前記端部2Lと2Uが、それぞれ、ピンロッド1
2と22の、それぞれ、端部13と23に接触し、更
に、後者が、それぞれ、深さD1とD2に位置決めされ
ると、それぞれの表面10Aと20Aにおける第1と第
2のダイブロック10と20間の幅S1の所定の空間
に、図4に示される通り、ピンブランク部材2’の各々
の中間部分15が配置されるよう設けられる。
【0053】それから図5を参照して、2つのダイブロ
ック10と20は、次に、互いの方向に相対的に移動さ
れ、それらの間の空間幅S1(図4参照)を幅S2へ減
少する。結果として、上述の中間部分15は、ダイブロ
ック10と20間の減少された空間中で半径方向に伸張
し、従って、ピンブランク部材2’中にバルジ部5を形
成する。
【0054】次に、ダイブロック20は、その空洞21
からピンブランク部材2’を取り除くために矢印C(図
6参照)によって指示された方向に引き抜かれる。空洞
21からのピンブランク部材2’の除去を向上させ、か
つ、直前に述べられた除去中にピンブランク部材2’の
前記端部2Lとダイブロック10のピンロッド12の前
記端部13間の接触の維持を保証するために、ピンロッ
ド22の前記端部23は、ダイブロック20が引き抜か
れる間、ピンブランク部材2’の前記端部2Uと接触す
るよう維持される。より詳細には、ピンロッド22は、
図6に示される通り、前記端部23がダイブロック20
の表面20Aを通り越すまで、ダイブロック20と対応
付けられた、図示しない上述のパンチプレートによって
保持される。このことは、特に、バルジ部形成ステップ
によって空洞21中にピンブランク部材2’が半径方向
に拡張した場合に有効であり、さもなくばその後の引き
抜き中に空洞21からのピンブランク部材2’の除去を
阻害することになる。結果として、ピンブランク部材
2’は、ダイブロック10の空洞11中に適切に位置決
めされたままであり、換言すれば、それらの端部2L
は、以前に説明された通り、前記位置に、即ち、深さD
1になお設定される、ピンロッド12の前記端部13と
接触したままである。
【0055】次に、ピンブランク部材2’は、空洞11
中になお適切に位置決めされる間、それらの端部2Uか
らセラミック平面基板1の開口3中へ挿入され、上述さ
れた、穴3の配置は、ダイブロック10のピンブランク
部材2’と空洞11の配置と同一である。結果として、
第2の端部2Uは、図7に示される通り、基板1の、側
部、即ち、配線された表面1Aから長さL1分開口3を
通じて外側に延出し、また、バルジ部5は、図7に示さ
れた通り、基板1の反対の側部1Bと接触する。
【0056】ピンロッド12は、第1のダイブロックの
表面10Aとバルジ部5間に所定のクリアランスE(図
7参照)を設け、かつ、ピンロッド12の前記端部13
と前記端部2Lの接触を維持するようにダイブロック1
0と対応付けられた、図示しない上述のパンチプレート
によって空洞11中に位置決めされる。より詳細には、
直前に述べられたパンチプレートは、ピンロッド12を
それに応答して上げさせ、かつ、今度は、所望のクリア
ランスEを設けるために現在バルジ部が形成されたピン
ブランク部材2’を持ち上げるよう上昇される。クリア
ランスEは、セラミック基板中に存在しうる、そり等
の、あらゆる表面の不規則さを補うために適切に選択さ
れ、かつ、それと同時に、ピンブランク部材2’中のピ
ン頭部6のその後の形成中には、クリアランスE中のピ
ンブランク部材2’の認識できる程の半径方向の膨張を
なくす。
【0057】ピン頭部形成表面30Aを有する図7に外
形線の形で部分的に示された、第3のダイブロック30
は、ピンブランク部材2’の前記端部2Uと隣接して並
べてかつ、接触して配置される。記載される実施例にお
いて、この表面30Aは平らである。前記端部2Uがそ
の表面30Aと接触すると、幅S3を有する空間は、ク
リアランスEとバルジ部5を実質的に含んで、それぞ
れ、ダイブロック10とセラミック基板1間で表面10
Aと1Bとの間に設けられ、また、長さL1に実質的に
等しい幅を有する空間は、ダイブロック30の表面30
Aとピンブランク部材2’の前記端部2U間に設けられ
る。
【0058】その後、2つのダイブロック10と30
は、各々が表面30Aと表面1A間の間隔を幅S4に減
少させる方向に相対的に移動され、それによって、セラ
ミック基板の配線された表面1A、即ち、その領域9と
接触する前記端部2Uとそれぞれの以前の第1の伸張部
5との間のピンブランク部材2’の部分4において半径
方向の第2の伸張部が形成される。第2の半径方向の第
2の伸張部は、セラミック基板1と対応付けられたそれ
ぞれの開口3中でその壁と接触し、セラミック基板1と
固定される。結果として、ピン2の形状は完成され、ま
た、ピン2は第1の伸張部5と頭部6(図8参照)との
間のセラミック基板に固定されて、頭部6、第1の伸張
部5及び雄部分7の高さまたは長さは、それぞれ参照符
号LH,LBおよびLMによって、図9に示される。そ
れと同時に、頭部形成過程において、表面10Aと表面
1Bとの間隔は、S3の幅から幅S5へ減少し、第1の
伸張部5を表面10Aに接触させる。図において、クリ
アランスEは明瞭さのために大きく誇示されて図示され
ている。実際には、クリアランスEは頭部形成過程の前
後の第1の伸張部5の高さLBが実質的に同一のままで
ある程度である。好ましくは、頭部形成過程中、ダイブ
ロック10は静止状態に保持され、また、ダイブロック
30はダイブロック10の方向に移動する。
【0059】その後、ダイブロック10と30は、セラ
ミック基板1と付けられたピン2から取り払われる。空
洞11からのピン2の除去を向上させるために、ピンロ
ッド12は、図9に示される通り、前記端部13がダイ
ブロック10の表面10Aを通り越すまで、図示しない
上述の対応付けられたパンチプレートによって、図9の
矢印F方向に(ダイブロック10がその反対方向に相対
的に引き抜かれている間)移動される。このことは、特
に、ダイブロック10のその後の引き抜き中にピン2の
除去を禁じる傾向にあるバルジ部形成及び/又は頭部形
成ステップから生じる空洞11中にピン2のあらゆる半
径方向の伸張部があったならば、特に有効である。本発
明を実施する際、あらゆる上記記載の形成ステップ中の
セラミック基板1との接触が、実質的に削減され、それ
によって、一般的には特殊な割れ、かつ、詳細には特に
開口3の回りの微小割れとなる応力や不具合を減少させ
ることは、特筆されるべきである。更に、頭部形成操作
に要求される力よりも大きな力を一般的に要求するバル
ジ部形成操作は、セラミック基板1の外部で行われ、ま
た、頭部形成操作は、基板1中の応力を減少させ、か
つ、特に基板1の開口3の近傍の応力を減少させるため
に上述のクリアランスEで行われ、高度に信頼できるピ
ン付けされた基板と低価格の、かつ、簡易なピン付け方
法となる。この方法は、配線されたセラミック基板に高
密度/高価値の超小型の導電性のピンを付けるのに特に
有効であり、及び/又は、ピンのロットと基板のロット
の特性による変動に全く無関係となる。
【0060】以下の表1には、本発明の好適な方法を使
用する導電性の金属製のピンのすき間の配列を有するあ
るセラミック基板のピン付けと対応付けられた典型的な
名目上のパラメータが示される。ピンブランク部材は、
銅・ジルコニウム組成の中実の電線のストックから製作
され、また、セラミック基板は、酸化アルミニウムの合
成物を有している。
【0061】
【表1】
【0062】本発明が、対称的な配置で、より詳細に
は、矩形のすき間の(交互に配列された)ピン配列を使
用して記載されたが、本発明が、非対称的な配置や正方
形又は他の座標配列でもよいことは、理解されるべきで
ある。更に、本発明は、好ましくは、下部のダイブロッ
ク10が静止状態に維持され、また、その他のダイブロ
ック20と30が、それぞれ、バルジ部形成操作と頭部
形成操作中にダイブロック10方向に前進すると記載さ
れたが、その他のダイブロック20又は30が静止状態
に保持され、また、ダイブロック10がバルジ部形成操
作と頭部形成操作中にダイブロック20又は30方向に
前進し、又は、ダイブロック10と20の両方がバルジ
部形成操作中に接近方向に移動でき、及び/又は、ダイ
ブロック10と30の両方が頭部形成操作中に接近方向
に移動でき、及び/又は、上記のあらゆる組合せがある
ことは、理解されるべきである。
【0063】好ましくは、ピンロッド12は、セラミッ
ク基板1がバルジ部5と接触して配置された後に、バル
ジ部5にクリアランスEを設けるよう上昇されることも
また、理解されるべきである。しかしながら、望まれる
ならば、ピン12は、セラミック基板1とバルジ部5間
の接触が設けられる前、又は、セラミック基板1がピン
ブランク部材2’上に配置される前に上昇されてもよ
い。
【0064】更に、望まれるならば、前記方法は、平ら
に頭部形成されたピンをセラミック基板に付けるために
使用されうる。かかる適用において、基板の開口は、基
板の配線された表面で予め皿穴が開けられ、また、頭部
形成ダイブロックの頭部形成面は、頭部が形成されるこ
とになっているピンブランク部材の端部と一致され、か
つ、接触する複数の外側に延出する頭部形成突出部を有
するよう変更される。
【0065】更に、本発明が、一様の幅、長さ、断面、
頭部とバルジ部形状、及び/又は、材料を有するピンを
付けると記載される一方、本発明が、他の、及び/又
は、混合した幅、長さ、断面、頭部とバルジ部形状、及
び/又は、材料を有するピンを付けるために使用されう
ることは、理解されるべきである。
【0066】本発明が、セラミック基板に差し込み可能
なタイプのピンを付けると記載される一方、本発明はま
た、サーフェースマウンデッドテクノロジー(SMT)
に使用されたセラミック基板等の、セラミック基板に差
し込み不可能なタイプのピンを付けるためにも使用され
うることもまた、理解されるべきである。
【0067】従って、本発明がその好適実施例に関して
記載されている一方、整然とした、かつ、詳細な様々の
変更が、本発明の範囲から逸脱することなく行われうる
ことは、当業者によって理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適実施例に従ってピン付けされたセ
ラミック基板の略式の部分的な正面図である。
【図2】図1の線2−2に沿って取られた図1のピン付
けされたセラミック基板の略式断面図である。
【図3】本発明の原則に従ってセラミック基板をピン付
けする好適実施例を図示する略式の部分的な断面図であ
る。
【図4】本発明の原則に従ってセラミック基板をピン付
けする好適実施例を図示する略式の部分的な断面図であ
る。
【図5】本発明の原則に従ってセラミック基板をピン付
けする好適実施例を図示する略式の部分的な断面図であ
る。
【図6】本発明の原則に従ってセラミック基板をピン付
けする好適実施例を図示する略式の部分的な断面図であ
る。
【図7】本発明の原則に従ってセラミック基板をピン付
けする好適実施例を図示する略式の部分的な断面図であ
る。
【図8】本発明の原則に従ってセラミック基板をピン付
けする好適実施例を図示する略式の部分的な断面図であ
る。
【図9】本発明の原則に従ってセラミック基板をピン付
けする好適実施例を図示する略式の部分的な断面図であ
る。
【符号の説明】
1 セラミック基板 1A,1B 表面 2 ピン 2’ ピンブランク部材 2L,2U 端部 3 開口 4 伸張部 5 バルジ部 6 頭部 7 下部部分 8 導体 9 領域 10、20、30 ダイブロック 10A,20A,30A 表面 11、21 空洞 12、22 ピンロッド 13 上部端部 15 中間部分 23 端部 D1,D2 深さ E クリアランス L,L1,LM 長さ LB,LH 高さ S1,S2,S3,S4,S5 幅 T 厚さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユージン ルイス マーシュ アメリカ合衆国13760、ニューヨーク州エ ンディコット、ボスウェル ヒル ロード ボックス 432、アール.ディー. ナ ンバー 2 (72)発明者 トーマス ローレンス ミラー アメリカ合衆国13850、ニューヨーク州ヴ ェスタル、グレンウッド ロード 1317 (72)発明者 ジャーズィー マリア ザレスィンスキ アメリカ合衆国13760、ニューヨーク州エ ンディコット、ジャマイカ ブールヴァー ド 206

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック部材(1)に複数のピンを付
    ける方法であって、 それぞれ、第1と第2のダイブロック(10,20)
    の、それぞれ、ピンブランク部材(2' )を収容するた
    めの第1と第2の空洞(11,21)中に複数の長尺状
    のピンブランク部材(2' )の反対の第1と第2の端部
    を挿入するステップと、 それぞれ、前記第1と第2の空洞(11,21)中に配
    設される、第1と第2のピンロッド(12,22)の、
    それぞれの第1と第2の端部手段と接触して前記ピンブ
    ランク部材(2' )の前記挿入された第1と第2の端部
    を配置し、前記第1と第2のダイブロック(10,2
    0)間に所定の空間を設け、この空間中に前記ピンブラ
    ンク部材(2' )の各々の中間部分を配置するステップ
    で、少なくとも前記第1のピンロッド(12)が前記第
    1の空洞(11)中で調節可能に位置決めされうるステ
    ップと、 前記第1と第2のダイブロック(10,20)を互いの
    方向に相対的に移動し、前記空間を減少し、かつ、それ
    によって、前記第1と第2のダイブロック(10,2
    0)間の減少された前記空間中で前記中間部分の半径方
    向の第1の伸張部(5)を形成するステップと、 前記第2の空洞(21)から前記長尺状の部材を取り除
    くために前記第2のダイブロック(20)を引き抜くス
    テップと、 前記第2の端部を前記セラミック部材(1)の1方の側
    部上の前記開口から外側に延出し、かつ、前記半径方向
    の第1の伸張部(5)をその反対の側部上に前記セラミ
    ック部材(1)と接触して配置するために、前記ピンブ
    ランク部材(2' )を前記第2の端部からセラミック部
    材(1)のそれを通る開口(3)中へ挿入するステップ
    と、 前記第1のダイブロックと前記第1の伸張部(5)間に
    所定のクリアランスを設けるために前記第1のピンロッ
    ド(12)を前記第1の空洞(11)中で調節し、か
    つ、前記第1のピンロッド(12)の前記第1の端部手
    段との前記第1の端部の接触を維持するステップと、 第3のダイブロック(30)のピン頭部(6)形成用の
    表面を前記第2の端部に接近して並べて配置し、かつ、
    前記第1と第3のダイブロック(10,30)を互いの
    方向に相対的に移動し、前記セラミック部材(1)の前
    記1方の側部と接触する前記第2の端部の各々にピン頭
    部(6)を形成するとともに、前記第1の伸張部(5)
    と前記ピン頭部(6)との間に存在するピンブランク部
    材(2')の部分を半径方向に伸張せしめて第2の伸張
    部(4)を形成し、前記セラミック部材(1)の前記開
    口(3)内部に前記第2の伸張部(4)を密に接触・固
    定するステップと、 その後、前記第1と第3のダイブロック(10,30)
    を前記セラミック部材(1)とそれに付けられた前記ピ
    ンブランク部材(2' )から取り払うステップと、 を備えるセラミック部材に複数のピンを付ける方法。
  2. 【請求項2】 前記第1と第3のダイブロック(10,
    30)の前記取り払い中に、前記第1のピンロッド(1
    2)の前記第1の端部手段を前記ピンブランク部材
    (2' )の前記第1の端部と接触して維持するステップ
    をさらに備える請求項1記載のセラミック部材に複数の
    ピンを付ける方法。
  3. 【請求項3】 前記第1と第2のダイブロック(10,
    20)の前記取り払い中に、前記第2のピンロッド(2
    2)の前記第2の端部手段を前記ピンブランク部材
    (2' )の前記第2の端部と接触して維持するステップ
    をさらに備える請求項1記載のセラミック部材に複数の
    ピンを付ける方法。
JP3144258A 1990-06-07 1991-04-18 セラミック部材に複数のピンを付ける方法 Expired - Lifetime JPH0760727B2 (ja)

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