JPH09223529A - 電子部品搭載用基板及びその製造方法 - Google Patents

電子部品搭載用基板及びその製造方法

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JPH09223529A
JPH09223529A JP8352966A JP35296696A JPH09223529A JP H09223529 A JPH09223529 A JP H09223529A JP 8352966 A JP8352966 A JP 8352966A JP 35296696 A JP35296696 A JP 35296696A JP H09223529 A JPH09223529 A JP H09223529A
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conductor pin
piece
solder
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Akihiro Demura
彰浩 出村
Takuji Asai
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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スルーホールに損傷を与えることなく，確実
に導体ピンを嵌入保持することができる電子部品搭載用
基板及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 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とからなる電子部品搭載用基板において，上記
導体ピン４の頭部４１は，その側壁に４方向以上に放射
状に突出した突出片１１，２１，３１，３２を有してい
る。これら突出片は，頭部４１の軸芯を中心に互いに反
対方向へ伸長する複数の組片１０，２０，３１０，３２
０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１０と，長さが２番目に大きい次長組片２０とを
有する。最長組片１０は，スルーホール５１の内径以上
の長さを有し，一方次長組片２０はスルーホール５１の
内径未満の長さである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は，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
及びその製造方法，並びに導体ピンに関し，特に導体ピ
ンの構造に関する。
【０００２】
【従来技術】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９２
２，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。
【０００３】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９
２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。
【０００４】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１
７）。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。
【０００５】
【解決しようとする課題】しかしながら，上記のごと
く，スルーホール９１内へ導体ピン９２の頭部９２１を
嵌入する場合，頭部の径が小さい場合にはスルーホール
９１内への頭部９２１の嵌入は容易であるが，上記半田
付け工程までの間に導体ピン９２が脱落してしまうこと
がある。一方，上記頭部９２１の嵌入を強固にするた
め，頭部９２１の径を大きくすると，鍔部９２２がラン
ド９４に当接するまで挿入できなかったり，嵌入時にス
ルーホール９１の内壁が強く押圧されてスルーホール内
壁に亀裂，或いはスルーホール内壁を覆うめっきに剥が
れが生じる等の損傷が生ずる。
【０００６】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，スル
ーホールに損傷を与えることなく，確実に導体ピンを嵌
入保持することができる電子部品搭載用基板及びその製
造方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】請求項１の発明は，導体回路を設け
た絶縁基板と，該絶縁基板に設けたスルーホールと，該
スルーホールに頭部を嵌入してなると共に脚部を有する
導体ピンとからなる電子部品搭載用基板において，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
とを特徴とする電子部品搭載用基板にある。
【０００８】本発明において最も注目すべきことは，導
体ピンの頭部の側壁に４方向以上の放射状の突出片を設
けたこと，該突出片により複数の上記組片を構成したこ
と，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スルーホールの内径未満の長さ
としたことにある。
【０００９】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。
【００１０】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。
【００１１】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。
【００１２】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。
【００１３】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。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】また，請求項２の発明のように，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。
【００１８】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。
【００１９】次に，請求項３の発明のように，上記最長
組片の長さは，上記次長組片の長さよりも１０〜７０μ
ｍ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。
【００２０】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。
【００２１】次に，請求項４の発明のように，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。
【００２２】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。
【００２３】次に，請求項５の発明のように，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。
【００２４】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。
【００２５】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。
【００２６】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。
【００２７】上記からも知られるごとく，上記請求項５
の発明においては，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。
【００２８】次に，請求項６の発明のように，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，１
０％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。
【００２９】次に，請求項７の発明のように，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０．０３〜０．１
２ｍｍ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）。
【００３０】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。
【００３１】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。
【００３２】また，請求項８の発明のように，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５５
０）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。
【００３３】更に，請求項９の発明のように，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。
【００３４】次に，請求項１０の発明は，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である。
【００３５】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。
【００３６】また，請求項１１の発明のように，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。その理由は上記請求項４の発明と同様であ
る。
【００３７】また，請求項１２の発明のように，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。
【００３８】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。
【００３９】次に，請求項１３の発明は，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
ピンである。
【００４０】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
請求項１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。また，請
求項１４〜２１の発明のように，上記導体ピンは，上述
した請求項２〜９の発明と同様の特徴を有することが好
ましい。
【００４１】
【発明の実施の形態】
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５
３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。
【００４２】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。
【００４３】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。
【００４４】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５
２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４
３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。
【００４５】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１
０，２０，３１０，３２０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。
【００４６】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。
【００４７】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３１０，３２
０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１１，２
１，３１，３２，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。
【００４８】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５８５
μｍ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。
【００４９】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。
【００５０】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２
０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。
【００５１】また，上記８個の突出片１１，２１，３
１，３２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。
【００５２】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４３
１は，図４に示すごとく，深さＨが１０μｍ，幅Ｗが１
５０μｍである。それ故，溝４３１の１つの断面積は１
５００μｍ2 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。
【００５３】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×（４６
０／２）2 μｍ2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。
【００５４】そして，半田流下時には，スルーホール５
１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。
【００５５】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。
【００５６】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，３
５μｍ，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。
【００５７】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。
【００５８】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。
【００５９】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。
【００６０】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。
【００６１】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。
【００６２】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。
【００６３】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。
【００６４】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。
【００６５】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。
【００６６】
【表１】
【００６７】
【表２】
【００６８】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。
【００６９】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。
【００７０】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。
【００７１】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。
【００７２】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。
【００７３】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。
【００７４】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。
【００７５】
【発明の効果】本発明によれば，スルーホールに損傷を
与えることなく，確実に導体ピンを嵌入保持することが
できる電子部品搭載用基板及びその製造方法を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】実施形態例１，２における，導体ピンの正面
図。
【図３】実施形態例１，２における，図２のＢ−Ｂ線矢
視断面図。
【図４】実施形態例１，２における，図２のＣ−Ｃ線矢
視断面図。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】実施形態例１，２における，導体ピンの寸法関
係の説明図。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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。
【図１６】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。
【図１７】従来例における，電子部品搭載用基板の断面
図。
【図１８】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，
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅井 倬次 岐阜県大垣市河間町３丁目200番地 イビ デン株式会社河間工場内

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 導体回路を設けた絶縁基板と，該絶縁基
    板に設けたスルーホールと，該スルーホールに頭部を嵌
    入してなると共に脚部を有する導体ピンとからなる電子
    部品搭載用基板において，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電子部品搭
    載用基板。
  2. 【請求項２】 請求項１において，上記最長組片を構成
    する突出片の先端幅は，５０〜２００μｍであることを
    特徴とする電子部品搭載用基板。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２において，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
    きいことを特徴とする電子部品搭載用基板。
  4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項において，
    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
    とを特徴とする電子部品搭載用基板。
  5. 【請求項５】 請求項４において，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％であることを特徴とする電子部品搭載用基板。
  6. 【請求項６】 請求項４又は５において，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％であることを特徴とする電子部品搭載用
    基板。
  7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか一項において，
    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の範囲にあることを特徴とする電子部品
    搭載用基板。
  8. 【請求項８】 請求項４〜７のいずれか一項において，
    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を特徴とする電子
    部品搭載用基板。
  9. 【請求項９】 請求項８において，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
    を特徴とする電子部品搭載用基板。
  10. 【請求項１０】 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。
  11. 【請求項１１】 請求項１０において，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を特徴とする
    電子部品搭載用基板の製造方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１において，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を特
    徴とする電子部品搭載用基板の製造方法。
  13. 【請求項１３】 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。
  14. 【請求項１４】 請求項１３において，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
    とを特徴とする導体ピン。
  15. 【請求項１５】 請求項１３又は１４において，上記最
    長組片の長さは，上記次長組片の長さよりも１０〜７０
    μｍ大きいことを特徴とする導体ピン。
  16. 【請求項１６】 請求項１３〜１５のいずれか一項にお
    いて，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るための鍔部を有するとともに，該
    鍔部は，上記絶縁基板に当接させる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
    いることを特徴とする導体ピン。
  17. 【請求項１７】 請求項１６において，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％であることを特徴とする導体ピン。
  18. 【請求項１８】 請求項１６又は１７において，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％であることを特徴とする導体ピ
    ン。
  19. 【請求項１９】 請求項１３〜１８のいずれか一項にお
    いて，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の範囲にあることを特徴とする
    導体ピン。
  20. 【請求項２０】 請求項１６〜１９のいずれか一項にお
    いて，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を特徴とす
    る導体ピン。
  21. 【請求項２１】 請求項２０において，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
    ことを特徴とする導体ピン。
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