JPH0837278A - ピングリッドアレイの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リードタイムが短く，チップ部品や絶縁基材
が熱損傷を受けず，かつ半田の再溶融を防止できる，ピ
ングリッドアレイの製造方法を提供すること。 【構成】 電子部品搭載穴１１及びピン孔１５を形成す
る（Ａ工程）。ピン孔に導体ピン１６を挿入する（Ｂ工
程）。電子部品搭載穴１１の周辺の放熱板半接合部１１
１及びチップ部品搭載部１３，並びにピン孔に，ペース
ト状の半田１０１，１０３，１０４を印刷する（Ｃ工
程）。放熱板半田接合部の周囲の放熱板接着部１１２
に，粘着性を有する接着剤１０２を塗布する（Ｄ工
程）。チップ部品搭載部の半田上にチップ部品１４を搭
載する（Ｅ工程）と共に，電子部品搭載穴を覆うように
放熱板半田接合部及び放熱板接着部に放熱板１２を搭載
して，接着剤の粘着力により放熱板を仮接着する（Ｆ工
程）。加熱処理を施す（Ｇ工程）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，ピングリッドアレイの
製造方法に関し，特に半田の供給及び半田接合方法に関
する。

【０００２】

【従来技術】従来，ピングリッドアレイとしては，例え
ば，図８に示すごとく，電子部品９８を搭載するための
電子部品搭載穴９１と，絶縁基材９の表面に搭載したチ
ップ部品９３と，絶縁基材９のピン孔９４に装着した導
体ピン９５とを有するものがある。

【０００３】また，ピングリッドアレイ９０は，絶縁基
材９に貫通して設けた上記電子部品搭載穴９１と，該電
子部品搭載穴９１を被覆する放熱板９６とを有してい
る。放熱板９６は，半田９６１及び接着シート９６２に
より，上記絶縁基材９の表面に接合されている。チップ
部品９３は，半田９９３により，絶縁基材表面のチップ
部品搭載部９２の上に，接合されている。導体ピン９５
は，半田９９５により，ピン孔９４の内壁に接合されて
いる。また，絶縁基材９の表面には，配線回路９７が形
成されている。

【０００４】次に，従来例に係る，上記ピングリッドア
レイの製造方法について，図８，図９を用いて説明す
る。まず，絶縁基材９に配線回路９７を形成し，絶縁基
材９に外形加工を施して，電子部品搭載穴９１及びピン
孔９４を形成する（ａ工程）。次いで，配線回路９７の
断線，短絡試験を行う。

【０００５】次に，ピン孔９４に導体ピン９５を挿入す
る（ｂ工程）。次に，ピン孔９４，及び絶縁基材９の表
面のチップ部品搭載部９２に，ペースト状の半田９９
５，９９３を印刷する（ｃ工程）。次に，チップ部品搭
載部９２の半田９９３の上に，チップ部品９３を搭載す
る（ｄ工程）。次いで，これらをリフロー炉に入れて，
半田９９５，９９３を溶融し，その後冷却して，上記半
田を固化する（ｅ工程）。これにより，導体ピン９５が
ピン孔９４に，またチップ部品９３が絶縁基材９に，そ
れぞれ半田接合される。

【０００６】次に，電子部品搭載穴９１の周囲に，接着
シート９６２を介在して，電子部品搭載穴９１を覆うよ
うに放熱板９６を絶縁基材９の表面に配置する（ｆ工
程）。次いで，放熱板９６を絶縁基材９に押しつけなが
ら加熱して，放熱板９６を絶縁基材９に仮接着する（ｇ
工程）。

【０００７】次に，ペースト状の半田９６１を，絶縁基
材９と放熱板９６との間に塗布する（ｈ工程）。次い
で，これらを再度リフロー炉の中に入れて，上記半田９
６１を溶融させ，その後冷却して，上記半田を固化する
（ｉ工程）。これにより，放熱板９６が，絶縁基材９に
半田接合される。次に，上記絶縁基材９を洗浄し（ｊ工
程），断線，短絡試験を行う。これにより，前記図８に
示すピングリッドアレイ９０が得られる。

【０００８】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来のピ
ングリッドアレイの製造方法においては，３度にわたる
加熱処理を行っている。即ち，導体ピン９５及びチップ
部品９３の半田接合のための第１のリフロー（ｅ工程）
と，放熱板９６の半田接合のための第２のリフロー（ｉ
工程）と，その間における放熱板，仮接着のための加熱
（ｇ工程）とを別々に行っている。そのため，リードタ
イムが長くなり，製造コストも高くなる。

【０００９】また，２回のリフロー処理を行うと，チッ
プ部品９３及び絶縁基材９に熱損傷を与えるおそれがあ
る。更に，第２のリフローの際に，ｃ工程で印刷した半
田９９５，９９３が再度溶融するおそれがある。そのた
め，チップ部品９３が絶縁基材９に対して位置ずれを起
こしたり，半田９９５が導体ピン９５の下方に流れ落ち
るおそれがある。

【００１０】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，リー
ドタイムが短く，チップ部品や絶縁基材が熱損傷を受け
ず，かつ半田の再溶融を防止することができる，ピング
リッドアレイの製造方法を提供しようとするものであ
る。

【００１１】

【課題の解決手段】本発明は，絶縁基材を貫通してなる
電子部品搭載穴及びピン孔を形成し，次に，上記ピン孔
に導体ピンを挿入し，次に，上記絶縁基材表面のチップ
部品搭載部，及び上記電子部品搭載穴周辺の放熱板半田
接合部，並びに上記ピン孔に，ペースト状の半田を印刷
し，次に，上記放熱板半田接合部の内側の放熱板接着部
に，粘着性を有する接着剤を塗布し，次に，上記チップ
部品搭載部の半田の上にチップ部品を搭載すると共に，
上記電子部品搭載穴を覆うように上記放熱板半田接合部
及び上記放熱板接着部に放熱板を搭載して，上記接着剤
の粘着力により放熱板を仮接着し，次に，これらを加熱
することにより，上記チップ部品をチップ部品搭載部
に，導体ピンをピン孔に，放熱板を放熱板半田接合部
に，それぞれ半田接合することを特徴とするピングリッ
ドアレイの製造方法にある。

【００１２】本発明において最も注目すべきことは，導
体ピンを挿入したピン孔，チップ部品搭載部，及び放熱
板半田接合部に予めペースト状の半田を一括して印刷
し，次に，上記チップ部品搭載部の半田上にチップ部品
を搭載すると共に，放熱板半田接合部に隣接した放熱板
接着部に粘着性を有する接着剤を塗布し，この接着剤に
より放熱板を絶縁基材に仮接着し，その後，上記絶縁基
材を加熱することである。

【００１３】上記半田の印刷は，絶縁基材における半田
印刷部分以外の部分をマスクによりカバーして，該マス
クの上からペースト状の半田を印刷することにより行う
ことが出来る。上記接着剤は，粘着性を有するものであ
り，例えば，ディスペンサー及び転写により塗布され
る。上記接着剤としては，エポキシ系樹脂，シリコン系
樹脂等の熱硬化型接着剤，アクリル基含有のエポキシ樹
脂等の紫外線硬化型接着剤等を用いることができる。

【００１４】上記チップ部品搭載部の半田の上にチップ
部品を搭載する。また，上記電子部品搭載穴を覆うよう
に，半田よりなる放熱板半田接合部及び接着剤よりなる
放熱板接着部に，放熱板を，上記チップ部品と同様な手
段により搭載する。これにより，上記接着剤の粘着力に
より放熱板が放熱板接着部に仮接着される。上記放熱板
半田接合部は，例えば，絶縁基材表面における，放熱板
を接合する部位及びその周囲をいう。

【００１５】上記放熱板表面における，絶縁基材の放熱
板半田接合部との対向面は，ニッケルめっき又は金めっ
きにより被覆されていることが好ましい。この場合に
は，ニッケル又は金と半田とのなじみ性が良いため，放
熱板を絶縁基材に確実に接合することができる。

【００１６】絶縁基材の加熱は，例えば，リフロー炉の
中において行う。この加熱は，リフロー炉などの半田を
溶融させる工程の中の予熱でも充分適用が可能である。
このリフロー炉による加熱は，２５０〜２８０℃，２〜
２０秒間の条件で行うことが好ましい。これにより，半
田がほどよく溶融し，導体ピンがピン孔の内壁に，チッ
プ部品がチップ部品搭載部に，また放熱板が絶縁基材の
放熱板半田接合部に，それぞれ確実に接合される。上記
加熱は，窒素雰囲気又は水素還元環境下で行うことも選
択できる。これにより，半田の酸化を防止することがで
きる。

【００１７】上記加熱の後，上記絶縁基材を洗浄して，
フラックス，塵等を除去することが好ましい。また，外
形加工の後，及び加熱処理又は洗浄の後には，上記配線
回路の断線，短絡試験を行うことが好ましい。

【００１８】絶縁基材は，１又は２枚以上の樹脂基板を
積層したものである。絶縁基材の内部又は表面には，導
電回路，電源回路，又は接地回路等の配線回路，ボンデ
ィングパッド等を設けることができる。これら各種回路
は，上記外形加工の前に，形成することができる。ま
た，絶縁基材には，その表裏又は内部との導通を行うた
めのスルーホールを設けることもできる。

【００１９】

【作用及び効果】本発明のピングリッドアレイの製造方
法においては，半田接合をするべき箇所，即ち，導体ピ
ンを挿入したピン孔，チップ部品搭載部，及び放熱板半
田接合部のすべてに，予め半田を印刷し，その後，一回
の加熱処理により半田を溶融して，半田接合をしてい
る。そのため，従来例のように，数回にわたる加熱処理
を行うという必要がなく，リードタイムの短縮化及び製
造コストの低減化を図ることができる。

【００２０】また，加熱処理が一回で済むため，チップ
部品や絶縁基材が熱損傷を受けない。また，半田の再溶
融もなく，チップ部品及び放熱板が絶縁基材に対して位
置ずれするおそれもない。更に，ピン孔の中の半田が導
体ピンの下方に流れ落ちることもない。更に，放熱板
は，加熱処理の前に，粘着性のある接着剤により絶縁基
材に仮接着されている。そのため，放熱板を絶縁基材に
固定したまま，両者間にペースト状の半田を供給でき，
全体をリフロー炉内に入れることができ，またその間に
放熱板が位置ずれを生ずるおそれもない。

【００２１】以上のごとく，本発明によれば，リードタ
イムが短く，チップ部品や絶縁基材が熱損傷を受けず，
かつ半田の再溶融を防止することができる，ピングリッ
ドアレイの製造方法を提供することができる。

【００２２】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例にかかる，ピングリッドアレイの製造方
法について，図１〜図６を用いて説明する。本例により
作製されるピングリッドアレイ１０は，図１，図２に示
すごとく，絶縁基材１を貫通して設けた電子部品搭載穴
１１と，電子部品搭載穴１１を被覆する放熱板１２と，
電子部品搭載穴１１の周囲のチップ部品搭載部１３に設
けたチップ部品１４と，絶縁基材１を貫通して設けたピ
ン孔１５とを有している。放熱板１２は，絶縁基材１の
表面に半田１０１及び接着剤１０２により接合されてい
る。

【００２３】図１，図２，図４，図５に示すごとく，ピ
ン孔１５は絶縁基材１の端部に，チップ部品搭載部１３
は電子部品搭載穴１１の周辺に搭載する。また，図６に
示すごとく，チップ部品１４を搭載するチップ部品搭載
部は絶縁基材１の端部に，ピン孔１５は電子部品搭載穴
１１の周辺に搭載してもよい。

【００２４】ピン孔１５の中には，導体ピン１６が装着
され，その内壁と半田１０５により接合されている。ピ
ン孔１５の内壁には導電膜が形成されている。チップ部
品搭載部１３には，半田１０３によりチップ部品１４が
搭載されている。

【００２５】電子部品搭載穴１１には，その底面となる
放熱板１２上に，電子部品１７が搭載される。電子部品
１７は，比較的出力の大きいものであり，例えば，半導
体素子，パワートランジスタ等がある。チップ部品１４
は，例えば，上記電子部品１７に比べて小さいものであ
り，例えば，チップコンデンサ，チップ抵抗，チップコ
イル等がある。また，絶縁基材１の表面には，ボンディ
ングパッド１８０及び配線回路１８が形成されている。

【００２６】上記ピングリッドアレイ１０を製造するに
当たっては，図３に示すごとく，回路形成，並びに電子
部品搭載穴及びピン孔の形成（Ａ工程），導体ピンの挿
入（Ｂ工程），ペースト状の半田の印刷（Ｃ工程），放
熱板接着部への接着剤塗布（Ｄ工程），チップ部品の搭
載（Ｅ工程），放熱板の仮接着（Ｆ工程），リフロー炉
による加熱（Ｇ工程），絶縁基材の洗浄（Ｈ工程）を行
う。

【００２７】以下，これを図１〜図５を用いて詳説す
る。 Ａ工程 まず，図４に示すごとく，絶縁基材１に配線回路１８及
びボンディングパッド１８０を形成する。次いで，電子
部品搭載穴１１及びピン孔１５を形成する。次いで，ダ
イシングによる絶縁基材１の外形加工を行う。次いで，
ピン孔１５の内壁にめっき法により導電膜を形成する。
次いで，上記配線回路の断線，短絡試験を行い，不良品
を取り除く。

【００２８】Ｂ工程 次に，ピン孔１５に導体ピン１６を挿入する。この導体
ピン１６は，リン青銅，コバール材料により形成されて
おり，その半田接合部分には半田めっき又はニッケル及
び金めっきが施されている。

【００２９】Ｃ工程 次に，絶縁基材１における半田接合されるべきすべての
箇所，即ち，図４に示すごとく，導体ピン１６が挿入さ
れたピン孔１５，絶縁基材１上のチップ部品搭載部１３
及び放熱板半田接合部１１１に，ペースト状の半田１０
５，１０３，１０１を印刷する。上記放熱板半田接合部
１１１は，絶縁基材１の表面における，放熱板を接合す
る部位及びその周囲をいう。上記の半田は，上記半田接
合されるべき箇所以外の部分をメタルマスクによりカバ
ーして絶縁基材に印刷される。これにより，上記半田接
合されるべきすべての箇所に半田１０５，１０３，１０
１が印刷される。

【００３０】Ｄ工程 次に，図４，図５に示すごとく，絶縁基材１の表面にお
ける，放熱板半田接合部１１１の内側の放熱板接着部１
１２，エポキシ系樹脂の熱硬化型の接着剤１０２を塗布
する。

【００３１】Ｅ工程，Ｆ工程 次に，図１，図５に示すごとく，チップ部品搭載部１３
の半田１０３の上に，チップ部品１４を搭載する。ま
た，絶縁基材１の表面における半田１０１及び接着剤１
０２の上に，電子部品搭載穴１１を覆うようにして，放
熱板１２を搭載する。

【００３２】Ｇ工程 次に，上記チップ部品１４及び放熱板１２を搭載した絶
縁基材１をリフロー炉内に入れて，加熱処理を行う。加
熱は，１５０℃にて，３０秒間，続いて２５０℃にて５
秒間行う。これにより，接着剤１０２が硬化するととも
に，上記半田１０１，１０３，１０５が溶融する。その
後，冷却して，上記半田を固化する。これにより，導体
ピン１６をピン孔１５の内壁に，チップ部品１４をチッ
プ部品搭載部１３に，放熱板１２を放熱板半田接合部１
１１に，それぞれ半田接合する。

【００３３】Ｈ工程 次に，上記絶縁基材１を溶剤，水系洗浄剤により洗浄し
て，フラックス，塵等を除去する。また，配線回路の断
線，短絡試験を行う。これにより，図１，図２に示す上
記ピングリッドアレイ１０が得られる。

【００３４】次に，本例の作用効果について説明する。
本例のピングリッドアレイの製造方法においては，半田
接合をするべき箇所，即ち，導体ピン１６を挿入したピ
ン孔１５，チップ部品搭載部１３，及び放熱板半田接合
部１１１のすべてに，予めペースト状の半田１０５，１
０３，１０１を印刷し，その後，一回の加熱処理により
上記半田を溶融して，半田接合をしている。そのため，
数回にわたる加熱処理を行う必要がなく，リードタイム
の短縮化及び製造コストの低減化を図ることができる。

【００３５】また，加熱処理が一回で済むため，チップ
部品１４や絶縁基材１が熱損傷を受けない。また，半田
１０３，１０１の再溶融もなく，チップ部品１４及び放
熱板１２が絶縁基材１に対して位置ずれするおそれもな
い。ピン孔１５の中の半田１０５が導体ピン１６の下方
に流れ落ちることもない。更に，放熱板１２は，加熱処
理の前に，粘着性のある接着剤１０２により絶縁基材１
に仮接着されている。そのため，放熱板１２を絶縁基材
１に固定したまま，両者を半田接合でき，放熱板が位置
ずれするおそれもない。

【００３６】実施例２ 本例は，図７に示すごとく，多層基板よりなる絶縁基材
を用いたピングリッドアレイの製造方法である。本例の
製造方法により作成されるピングリッドアレイ２０は，
絶縁基材１，２，３，４を積層した多層基板６であり，
各絶縁基材の間はプリプレグ５により接着されている。
各絶縁基材の表面には，配線回路１８及びボンディング
パッド１８０が形成されている。ピングリッドアレイ２
０には，上記ピン孔１５及び電子部品搭載穴１１の他
に，各絶縁基材１〜４の間の導通を図るためのスルーホ
ール１９が設けられている。スルーホール１９の内壁は
導電膜１９０により被覆されている。

【００３７】上記ピングリッドアレイを作製するに当た
っては，まず，絶縁基材１，２，３，４の表面に，エッ
チング法，めっき法等により，配線回路１８及びボンデ
ィンパッド１８０を形成する。次に，上記絶縁基材１〜
４を積層すると共に，各絶縁基材の間にプリプレグ５を
介在する。次いで，この積層体を圧着し，多層基板６を
形成する。

【００３８】次に，上記実施例１と同様に，ピン孔１
５，スルーホール１９，及び電子部品搭載穴１１を形成
する。また，電子部品搭載穴１１には，各絶縁基材１〜
４に形成したボンディングパッド１８０を露出させる。
次に，スルーホール１９及びピン孔１５の内壁に，めっ
き法により導電膜を形成する。次に，上記多層基板６
に，ダイシングにより外形加工を施す（図１中のＡ加
工）。

【００３９】その後，実施例１と同様に，Ｂ〜Ｈ工程を
行い，上記ピングリッドアレイ２０を得る。その他は，
実施例１と同様である。本例においても，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のピングリッドアレイの断面図。

【図２】実施例１のピングリッドアレイの斜視図。

【図３】実施例１のピングリッドアレイの製造方法を示
す工程説明図。

【図４】実施例１における，半田の印刷位置を示す，絶
縁基材の断面図。

【図５】実施例１における，スルーホール，チップ部品
搭載部，放熱板半田接合部及び放熱板接着部の形成位置
を示す，絶縁基材の平面図。

【図６】実施例１における，スルーホール，チップ部品
搭載部，放熱板半田接合部及び放熱板接着部の他の形成
位置を示す，絶縁基材の平面図。

【図７】実施例２のピングリッドアレイの断面図。

【図８】従来例のピングリッドアレイの断面図。

【図９】従来例のピングリッドアレイの製造方法を示す
工程説明図。

【符号の説明】

１，２，３，４，．．．絶縁基材， １０，２０．．．ピングリッドアレイ， １０１，１０３，１０５．．．半田， １０２．．．接着剤， １１１．．．放熱板半田接合部， １１２．．．放熱板接着部， １２．．．放熱板， １３．．．チップ部品搭載部， １４．．．チップ部品， １５．．．ピン孔， １６．．．導体ピン， １７．．．電子部品， １８．．．配線回路， １８０．．．ボンディングパッド， １９．．．スルーホール，

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基材を貫通してなる電子部品搭載穴
   及びピン孔を形成し，次に，上記ピン孔に導体ピンを挿
   入し，次に，上記絶縁基材表面のチップ部品搭載部，及
   び上記電子部品搭載穴周辺の放熱板半田接合部，並びに
   上記ピン孔に，ペースト状の半田を印刷し，次に，上記
   放熱板半田接合部の内側の放熱板接着部に，粘着性を有
   する接着剤を塗布し，次に，上記チップ部品搭載部の半
   田の上にチップ部品を搭載すると共に，上記電子部品搭
   載穴を覆うように上記放熱板半田接合部及び上記放熱板
   接着部に放熱板を搭載して，上記接着剤の粘着力により
   放熱板を仮接着し，次に，これらを加熱することによ
   り，上記チップ部品をチップ部品搭載部に，導体ピンを
   ピン孔に，放熱板を放熱板半田接合部に，それぞれ半田
   接合することを特徴とするピングリッドアレイの製造方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記接着剤は，電子
   部品搭載穴に面して半田接合部よりも内方において，絶
   縁基材の表面に塗布することを特徴とするピングリッド
   アレイの製造方法。