JPH10275966A - プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

プリント配線板及びその製造方法

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JPH10275966A
JPH10275966A JP9340723A JP34072397A JPH10275966A JP H10275966 A JPH10275966 A JP H10275966A JP 9340723 A JP9340723 A JP 9340723A JP 34072397 A JP34072397 A JP 34072397A JP H10275966 A JPH10275966 A JP H10275966A
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JP
Japan
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hole
wiring board
printed wiring
bonding
ball
Prior art date
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Pending
Application number
JP9340723A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoto Ishida
直人 石田
Koji Asano
浩二 浅野
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Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Filing date
Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板表面における高密度配線が可能で,相手
部材に対して平行に接合でき,かつ接合強度に優れた,
プリント配線板及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 導体回路5及びスルーホール60を有す
る回路基板6と,スルーホールに挿入された接合ピン1
とを有する。接合ピンは,相手方パッド81に接合する
際の加熱温度では溶融しない材料を用いて作製されてお
り,スルーホールの開口直径よりも大きく且つ相手方パ
ッドとの接合部となる接合頭部11と,スルーホールの
内部に挿入可能な大きさを有する脚部12とからなる。
脚部は,スルーホールの内部に挿入されて半田材料20
等の導電性材料によりスルーホールに接合されている。
接合ピンに代えて,略球状の接合ボールを導電性材料に
より接合することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】プリント配線板及びその製造方法に関し,
特にプリント配線板とマザーボードとの接合に関する。
【0002】
【従来技術】従来,プリント配線板としては,例えば,
図27に示すごとく,電子部品970を搭載するための
搭載部97を設けた回路基板96と,回路基板96の表
面及び内部に設けた導体回路95と,回路基板96を貫
通するスルーホール93とを有するものがある。電子部
品970は,ボンディングワイヤー971により導体回
路95と電気的に接続している。また,図27,図28
に示すごとく,回路基板96の裏面側には,導体回路9
5の先端にボール搭載用パッド92を設けて,その表面
に半田ボール91を接合してある。
【0003】上記従来のプリント配線板9は,上記半田
ボール91を加熱溶融させることにより,マザーボード
98の表面に設けた相手方パッド981と接合される。
以上の構造により,プリント配線板は,電子部品の電気
情報をマザーボード等の相手部材に伝達する役目を果た
す。
【0004】
【解決しようとする課題】しかしながら,上記従来のプ
リント配線板においては,以下の問題がある。即ち,図
27,図28に示すごとく,プリント配線板9は,半田
ボール91によりマザーボード98の上に接合,固定さ
れている。そのため,プリント配線板9には,半田ボー
ル搭載用のボール搭載用パッド92を設けなければなら
ない。
【0005】また,ボール搭載用パッド92とスルーホ
ール93との間に導体回路95を設けて,両者の間を電
気的に接続する必要がある。そのため,図28に示すご
とく,回路基板96の裏面側は,スルーホール93だけ
ではなく,スルーホール93と接続する導体回路95及
びボール搭載用パッド92で占有される。そのため,回
路基板96の裏面側に,他の導体回路を設けるに十分な
スペースを確保することが困難であり,高密度配線化が
妨げられていた。
【0006】また,半田ボール91を,相手方パッド9
81に接合する場合に,半田ボール91の溶融状態の制
御が困難である。即ち,半田ボール91は,加熱によ
り,マザーボード98上の相手方パッド981に溶融接
合する。このとき,半田ボール91の溶融状態は,加熱
温度,加圧力,半田の組成等の諸要素で相違する。その
ため,図27に示すごとく,プリント配線板9の一方側
(例えば図27の右側)の半田ボール91の溶融度合い
が大きく,他方側(例えば図27の左側)の半田ボール
91の溶融度合いが小さくなる場合がある。この場合に
は,プリント配線板9が,マザーボード98に対して傾
斜して接合されることになる。従って,従来のプリント
配線板9は,マザーボード98に対して平行に接合する
ことが困難である。
【0007】更に,図29に示すごとく,一般に,半田
ボール91が接合されているボール搭載用パッド92
は,金めっき膜921により被覆されている。金めっき
膜921の金成分は,半田ボール91の加熱溶融の際
に,半田ボール91の内部に浸透して,金属めっき膜9
21と半田ボール91との間に中間層90を形成する。
この中間層90は,熱により劣化する性質を有する。そ
のため,中間層90が形成されると,ボール搭載用パッ
ド92と半田ボール91との接合強度が1.0〜1.4
kg/cm2 まで低下する。
【0008】また,中間層90は,ボール搭載用パッド
92を被覆する金めっき膜921の厚みが大きければ大
きいほど,厚く形成される。そのため,金めっき膜92
1の膜厚が大きくなると,ボール搭載用パッド92と半
田ボール91との接合強度は更に低下し,1.0kg/
cm2 以下にまで接合強度が低下することもある。
【0009】本発明はかかる従来の問題点に鑑み,基板
表面における高密度配線が可能で,相手部材に対して平
行に接合でき,かつ接合強度に優れたプリント配線板及
びその製造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,請求項1記載のように,
導体回路及びスルーホールを有する回路基板と,上記ス
ルーホールに挿入された接合ピンとを有するプリント配
線板において,上記接合ピンは,相手方パッドに接合す
る際の加熱温度では溶融しない材料を用いて作製されて
いると共に,上記スルーホールの開口直径よりも大きく
上記相手方パッドとの接合部となる接合頭部と,上記ス
ルーホールの内部に挿入可能な大きさを有する脚部とか
らなり,該脚部は,上記スルーホールの内部に挿入され
て導電性材料によりスルーホールに接合されていること
を特徴とするプリント配線板である。
【0011】本発明の作用及び効果について説明する。
本発明のプリント配線板においては,スルーホールの内
部に接合ピンが挿入されている。接合ピンは,相手方パ
ッドと接合するための接合頭部を有している。そのた
め,接合頭部を相手方パッドと接合することにより,ス
ルーホールと相手方パッドとの間を接合ピンにより電気
的に接続することができる。
【0012】また,接合ピンによりスルーホールと相手
方パッドとを対面させた状態で接続できるため,従来の
ようにスルーホールの他に半田ボールを搭載するための
ボール搭載用パッドを設ける必要はない。また,従来の
ようにスルーホールとボール搭載用パッドとの間を接続
する導体回路を形成する必要もない。このため,回路基
板の表面に,スルーホールの開口部分を除く部分に,余
剰のスペースが形成される。従って,このスペースに他
の多くの導体回路を形成することによって,基板表面に
おける高密度配線構造を実現することができる。
【0013】また,接合ピンは,相手方パッドに接合す
る際の加熱温度では溶融しない材料を用いて作製されて
いる。そのため,上記接合する際に,接合頭部は,溶融
変形せずに,一定の高さを維持する。このため,接合頭
部は,接合時にプリント配線板の支柱の役割を果たす。
【0014】また,このように支柱の役目を果たす接合
頭部は,スルーホールの開口直径よりも大きい。そのた
め,接合ピンの脚部をスルーホール内に挿入したとき,
接合頭部はスルーホールの開口部に係止されて,スルー
ホールの内部に入り込まない。従って,回路基板の表面
から同一高さ分だけの接合頭部を突出させることができ
る。
【0015】このため,接合頭部と相手方パッドとを接
合すると,上記相手方パッドを設けたマザーボード等の
相手部材とプリント配線板との間は上記接合頭部により
一定の間隔が確保されることになる。従って,プリント
配線板は,相手部材に対して,平行に配置した状態で接
合することができる。
【0016】また,接合ピンは接合する際の加熱温度で
は溶融変形しないため,接合用の導電性材料の溶融状態
を制御する必要はない。従って,接合ピンと相手方パッ
ドとの接合を容易に行うことができる。
【0017】また,本発明においては,スルーホールの
内部に接合ピンの脚部を挿入し,該脚部とスルーホール
との間を導電性材料により接合している。また,本発明
のプリント配線板は,従来例のような半田ボールをボー
ル搭載用パッドに接合する構造を有しないため,半田ボ
ールとボール搭載用パッドとの間に接合強度を低下させ
る中間層が形成されるおそれは全くない。従って,接合
ピンをスルーホールに対して強く固定することができ
る。
【0018】請求項2記載のように,上記接合ピンの接
合頭部は,導電性材料により被覆されていることが好ま
しい。この接合頭部を,相手部材上の相手方パッドに対
して載置し,加熱すると,接合頭部の表面を被覆する導
電性材料が溶融し,接合頭部と相手方パッドとが接合さ
れる。従って,両者を確実に接合することができ,プリ
ント配線板の相手部材への搭載が容易である。
【0019】請求項3記載のように,上記脚部は,複数
方向に突出した突起部を有することが好ましい。これに
より,スルーホールの内部において,脚部における複数
の突起部の間に,横断面形状が波状の間隙が形成され
る。そして,導電性材料は,この波状間隙において,脚
部をスルーホール内壁に対して確実に接合する。従っ
て,接合ピンをスルーホールに対して強固に固定するこ
とができる。
【0020】請求項4記載のように,上記接合頭部は,
球状体であることが好ましい。これにより,接合ピンの
接合頭部を,相手方パッドに対して安定に接合すること
ができる。
【0021】上記接合ピンを有するプリント配線板を製
造する方法としては,例えば,請求項5記載のように,
導体回路及びスルーホールを有する回路基板を準備する
工程と,相手方パッドに接合する際の加熱温度では溶融
しない材料よりなると共に上記スルーホールの開口直径
よりも大きく且つ相手方パッドとの接合部となるべき接
合頭部と,脚部とからなる接合ピンを作製する工程と,
上記スルーホールの内部に上記接合ピンの脚部を挿入す
る工程と,上記スルーホール内に導電性材料を充填し
て,上記スルーホールと上記脚部との間を導電性材料に
より接合する工程とからなることを特徴とするプリント
配線板の製造方法がある。
【0022】本発明においては,接合ピンの脚部をスル
ーホールの内部に挿入している。接合ピンは,相手方パ
ッドに接合するための接合頭部を有している。そのた
め,本発明の製造方法によれば,接合ピンにより,スル
ーホールと相手方パッドとの間を電気的に接続するプリ
ント配線板を得ることができる。それ故,従来のような
ボール搭載用パッド等が不要となる。従って,回路基板
の表面に形成された余剰のスペースに,更に他の導体回
路を形成することができ,高密度配線が可能となる。
【0023】また,接合ピンは,相手方パッドに接合す
る際に溶融しない材料を用いて作製されている。そのた
め,相手部材等に対して平行に接合することができるプ
リント配線板を得ることができる。更に,接合ピンは,
その接合頭部をスルーホールの内部に挿入させて導電性
材料により接合しているため,相手方パッドに対する接
合強度も高い。
【0024】請求項6記載のように,上記接合ピンの接
合頭部には,スルーホールに挿入する前に,予め導電性
材料を被覆しておくことが好ましい。これにより,請求
項2の発明と同様に,プリント配線板の相手部材への搭
載を確実かつ容易に行うことができる。
【0025】請求項13,15記載のように,上記導電
性材料は,半田材料であることが好ましい。これによ
り,接合ピンの脚部をスルーホールに対して確実に接合
でき,また両者間の電気的導通性も良い。また,請求項
14,16の発明のように,上記導電性材料は,銀フィ
ラー含浸エポキシ樹脂でもよい。これにより,接合ピン
の脚部をスルーホールに対して確実に接合でき,また両
者間の電気的導通性も良い。
【0026】次に,上記接合ピンに代えて,接合ボール
をスルーホールに接合したプリント配線板の発明につい
て説明する。かかる発明は,請求項7記載のように,導
体回路及びスルーホールを有する回路基板と,上記スル
ーホールに接合された接合ボールとを有するプリント配
線板であって,上記接合ボールは,相手方パッドに接合
する際の加熱温度では溶融しない材料を用いて作製され
ていると共に,上記スルーホールの開口部よりも大きく
上記相手方パッドとの接合部となる接合頭部と,上記ス
ルーホールの開口部に対面している底部とからなり,該
底部は,上記スルーホールの開口部に配置されて,スル
ーホール内に充填された導電性材料によりスルーホール
に接合されていることを特徴とするプリント配線板であ
る。
【0027】本発明において最も注目すべきことは,ス
ルーホールに接合頭部を有する接合ボールが接合されて
いること,接合ボールの底部はスルーホール内に充填し
た導電性材料によりスルーホールに接合されていること
である。
【0028】上記接合ボールは,相手方パッドと接合す
るための接合頭部と,スルーホールの開口部に対面して
いる底部とを有している。接合頭部は,スルーホールの
開口部の直径よりも大きく,スルーホールより突出して
いる部分である。また,底部は,開口部に対面して導電
性材料によりスルーホールに接合されている部分であ
る。
【0029】本発明の作用及び効果について説明する。
本発明のプリント配線板においては,スルーホールに接
合ボールが接合されている。接合ボールは,相手方パッ
ドと接合するための接合頭部を有している。そのため,
接合頭部を相手方パッドと接合することにより,スルー
ホールと相手方パッドとの間を接合ボールにより電気的
に接続することができる。
【0030】また,接合ボールは,スルーホールの開口
部に対して接合されている。そのため,スルーホールと
相手方パッドとは,互いに対面させた状態で電気的に接
続でき,従来のようにスルーホールの他に半田ボールを
搭載するためのボール搭載用パッドを設ける必要はな
い。
【0031】また,従来のようにスルーホールとボール
搭載用パッドとの間を接続する導体回路を形成する必要
もない。このため,回路基板の表面に,スルーホールの
開口部を除く部分に,余剰のスペースが形成される。従
って,このスペースに他の多くの導体回路を形成するこ
とができ,基板表面における高密度配線構造を実現する
ことができる。
【0032】また,接合ボールは,相手方パッドに接合
する際の加熱温度では溶融しない材料を用いて作製され
ている。そのため,上記接合する際に,接合ボールは,
溶融変形せずに,一定の高さを維持する。このため,接
合ボールは,接合時にプリント配線板の支柱の役割を果
たす。
【0033】また,このように支柱の役目を果たす接合
ボールの接合頭部は,スルーホールの開口部よりも大き
い。そのため,従来例のように接合ボールをスルーホー
ルに接合したとき,接合頭部はスルーホールの開口部に
係止されて,スルーホールの内部に入り込まない。従っ
て,回路基板の表面から同一高さ分だけの接合頭部を突
出させることができる。
【0034】このため,接合頭部と相手方パッドとを接
合すると,上記相手方パッドを設けたマザーボード等の
相手部材とプリント配線板との間の間隙は,上記接合頭
部により一定の間隔が確保されることになる。従って,
プリント配線板は,相手部材に対して,平行に配置した
状態で接合することができる。
【0035】また,接合ボールは接合する際の加熱温度
では溶融変形しないため,接合用の導電性材料の溶融状
態を制御する必要はない。従って,接合ボールと相手方
パッドとの接合を容易に行うことができる。
【0036】また,本発明においては,スルーホールの
開口部に接合ボールを配置し,接合ボールとスルーホー
ルとの間を導電性材料により接合している。また,本発
明のプリント配線板は,従来例のような半田ボールをボ
ール搭載用パッドに接合する構造を有しないため,半田
ボールとボール搭載用パッドとの間に接合強度を低下さ
せる中間層が形成されるおそれは全くない。従って,接
合ボールをスルーホールに対して強く固定することがで
きる。
【0037】請求項8記載のように,上記接合ボールの
接合頭部は,導電性材料により被覆されていることが好
ましい。この場合には,接合頭部を,マザーボード上の
相手方パッドに対して載置し,加熱すると,接合頭部の
表面を被覆する導電性材料が溶融し,接合頭部と相手方
パッドとが容易に接合される。従って,両者を確実に接
合することができ,プリント配線板の相手部材等への搭
載が容易である。
【0038】請求項9記載のように,上記接合頭部は,
球状体であることが好ましい。これにより,接合ボール
の接合頭部を,マザーボード上の相手方パッドに対して
安定に接合することができる。
【0039】また,接合ボールの底部は,平面である
か,球面の一部又は凸形状であってもよい。これらのう
ち,平面が,実装の容易さの点で好ましい。
【0040】上記接合ボールを有するプリント配線板の
製造方法としては,例えば,請求項10記載のように,
導体回路及びスルーホールを有する回路基板を準備する
工程と,相手方パッドに接合する際の加熱温度では溶融
しない材料よりなると共に,上記スルーホールの開口部
よりも大きく且つ相手方パッドとの接合部となるべき接
合頭部と底部とからなる接合ボールを作製する工程と,
上記スルーホールの開口部に,上記底部を対面させた状
態で上記接合ボールを配置する工程と,上記スルーホー
ル内に導電性材料を充填して,上記スルーホールと上記
底部との間を導電性材料により接合する工程とからなる
ことを特徴とするプリント配線板の製造方法がある。
【0041】本発明においては,スルーホールの開口部
に接合頭部を有する接合ボールを配置して,スルーホー
ル内に導電性材料を充填することにより,接合ボールを
スルーホールに接合している。そのため,本発明の製造
方法によれば,接合ボールにより,スルーホールと相手
方パッドとを電気的に接続するプリント配線板を得るこ
とができる。それ故,従来のようなボール搭載用パッド
等が不要となる。従って,回路基板の表面に形成された
余剰のスペースに,更に他の導体回路を形成することが
でき,高密度配線が可能となる。
【0042】また,接合ボールは,相手方パッドに接合
する際に溶融しない材料を用いて作製されている。その
ため,相手部材等に対して平行に接合することができる
プリント配線板を得ることができる。更に,接合ボール
は,その底部をスルーホールの開口部に対面させて導電
性材料により接合しているため,相手方パッドに対する
接合強度も高い。
【0043】請求項11記載のように,上記接合ボール
の接合頭部は,スルーホールに配置する前に,予め導電
性材料を被覆しておくことが好ましい。これにより,請
求項8の発明と同様に,プリント配線板の相手部材への
搭載を確実かつ容易に行うことができる。
【0044】請求項12記載のように,上記接合ボール
を配置する工程及び上記導電性材料を充填する工程は,
上記接合ボールの接合頭部を吸引器の吸引口に吸着させ
た状態で行うことが好ましい。これにより,容易に接合
ボールをスルーホールに接合することができる。
【0045】また,上記スルーホール内に導電性材料を
充填するにあたっては,接合ボールを載置した側の開口
部から導電性材料を充填してもよいし,当該開口部と反
対側の開口部から充填してもよい。また,開口部に接合
ボールを載置する前にスルーホール内に導電性材料を充
填してもよいし,接合ボールを載置した後に充填しても
よい。また,スルーホール内への導電性材料の充填方法
としては,例えば,ペースト状の導電性材料をスルーホ
ールの開口部に印刷し加熱リフローする方法,溶融した
導電性材料の中へスルーホールの開口部を浸漬する方
法,フローソルダリング法等がある。
【0046】また,接合ボールに関する本発明において
も,上記接合ピンに関する発明と同様に,上記導電性材
料として半田材料,銀フィラー含浸エポキシ樹脂等を用
いることが好ましいが,これらに限定されるものではな
い。また,スルーホール内に導電性材料を充填するにあ
たっても,上記接合ピンに関する発明の場合と同様の方
法が用いられる。
【0047】
【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プリント配線板について,
図1〜図10を用いて説明する。本例のプリント配線板
100は,図1に示すごとく,導体回路5及びスルーホ
ール60を有する回路基板6と,スルーホール60に挿
入された接合ピン1とを有する。
【0048】接合ピン1は,マザーボード8上の相手方
パッド81に半田接合する際の加熱温度では溶融しない
材料,例えばコバール,リン青銅等を用いて作製されて
いる。接合ピン1は,スルーホール60の開口直径より
も大きく且つ相手方パッド81との接合部となる接合頭
部11と,スルーホール60の内部に挿入可能な大きさ
を有する脚部12とからなる。脚部12は,スルーホー
ル60の内部に挿入されて半田材料20によりスルーホ
ール60の壁面に接合されている。
【0049】図2に示すごとく,接合ピン1の接合頭部
11及び脚部12は,膜厚10μmの半田2により被覆
されている。接合頭部11は,直径0.75mmの球状
体であり,その高さは0.6mmである。接合頭部11
の下部111,即ち接合頭部11における回路基板6と
対面する部分は,平面を形成している。脚部12の中央
部122は,脚部12の先端部121よりも細い。脚部
12の先端部121における最大直径は0.35mmで
あり,脚部12の中央部122における最小直径は0.
2mmである。脚部12の長さは1.6mmである。ス
ルーホール60の開口直径は0.32mmである。スル
ーホール60の長さは1.8mmである。
【0050】また,図1に示すごとく,回路基板6は,
複数の樹脂基板61を接着剤43を介して積層,圧着し
たものである。各樹脂基板61の表面はレジスト膜69
により被覆されている。回路基板6には,電子部品70
を搭載するための凹状の搭載部7が設けられている。搭
載部7の底面は,回路基板6に接着された放熱板4によ
り形成されている。放熱板4は,回路基板6に対して接
着剤41により接着されている。
【0051】図1,図10に示すごとく,回路基板6の
表面及び内部には導体回路5が設けられている。導体回
路5は,搭載部7の近傍においてボンディングパッド部
51を有している。ボンディングパッド部51には,電
子部品70と接続するボンディングワイヤー71が半田
により接合される。本例のプリント配線板100は,フ
ェースダウン型の電子部品搭載用基板であり,電子部品
70を搭載するための搭載部7が,マザーボード8に対
面して配置される。
【0052】次に,上記プリント配線板を製造するに当
たっては,回路基板6の形成(図3),接合ピン1の挿
入(図5),半田材料20による接合ピン1の接合(図
6)を行う。以下,その製造方法を詳細に説明する。
【0053】まず,複数の樹脂基板に銅箔を貼着し,搭
載部形成用の貫通穴を穿設する。銅箔をエッチングし
て,図3に示すごとく,樹脂基板61の表面に導体回路
5を形成する。次いで,めっき法により,貫通穴79の
内壁にも導体回路5を形成する。
【0054】次いで,樹脂基板61の表面に,貫通穴7
9及びスルーホール形成部分付近を除いて,レジスト膜
69を被覆する。次いで,これらの樹脂基板61を,エ
ポキシ系の接着剤43を介して積層し,熱圧着する。こ
れにより,多層の導体回路5を有する回路基板6を得
る。
【0055】次いで,図4に示すごとく,回路基板6を
貫通するスルーホール60を穿設する。次いで,無電解
めっき法及び電解めっき法により,スルーホール60の
壁面に,銅からなる金属めっき膜600を形成する。
【0056】次いで,図5に示すごとく,スルーホール
60の一方の開口部601から,上述した接合ピン1を
圧入する。接合ピン1の表面は半田2により被覆してあ
る。このとき,図2に示すごとく,接合ピン1の脚部1
2の先端部121は,スルーホール60の直径よりも若
干大きいため,スルーホール60の壁面を押圧しながら
挿入される。そして,脚部12がほぼ完全にスルーホー
ル60内に挿入されると,接合頭部11の下面111が
スルーホール60の開口部601に係止されて,接合ピ
ン1の挿入が停止する。
【0057】次いで,図6に示すごとく,スルーホール
60における接合ピン1の挿入方向と反対側の開口部6
02に,ペースト状の半田材料20を載置する。次い
で,図7に示すごとく,IRリフロー,熱風リフロー等
の方法により半田材料20を溶融させて,スルーホール
60の内部に半田材料20を充填する。これにより,半
田材料20により,接合ピン1の脚部12がスルーホー
ル60に対して接合される。
【0058】次いで,図8に示すごとく,回路基板6に
エポキシ樹脂からなる接着剤41により放熱板4を接着
する。放熱板4は,最表面の樹脂基板61に形成した貫
通穴79の開口部を覆うようにして,回路基板6に接着
する。なお,上記接着剤41による接着の後には,放熱
板4の側面と回路基板6の表面との間を,半田からなる
接着剤42で接合する場合もある。以上により,上記プ
リント配線板100が得られる。
【0059】上記プリント配線板100には,図8に示
すごとく,その搭載部7に,電子部品70を接着剤44
により接着する。電子部品70と,導体回路5のボンデ
ィングパッド部51との間をボンディングワイヤー71
により電気的に接続する。電子部品70及びボンディン
グワイヤー71を樹脂封止する。
【0060】次いで,プリント配線板100の接合ピン
1を,マザーボード8上の相手方パッド81の表面に載
置する。次いで,図9に示すごとく,これを加熱して,
接合ピン1を被覆する半田2を溶融させる。これによ
り,半田2により接合ピン1の接合頭部11と相手方パ
ッド81とが半田接合される。
【0061】次に,本例の作用及び効果を説明する。本
例のプリント配線板100においては,図1に示すごと
く,スルーホール60の内部に接合ピン1が挿入されて
いる。接合ピン1は,相手方パッド81と接合するため
の接合頭部11を有している。そのため,接合頭部11
を相手方パッド81と接合することにより,スルーホー
ル60と相手方パッド81との間を,接合ピン1により
電気的に接続することができる。
【0062】また,接合ピン1によりスルーホール60
と相手方パッド81とを対面させた状態で接続できるた
め,従来のようなスルーホール60の他に半田ボールを
搭載するためのボール搭載用パッドを設ける必要がな
い。また,従来のようにスルーホール60とボール搭載
用パッドとの間を接続する導体回路を形成する必要もな
い。このため,図10に示すごとく,回路基板6の表面
に,スルーホール60の開口部分を除く部分に,余剰の
スペースが形成されることになる。このスペースに,他
の導体回路50を形成することができ,高密度配線構造
を実現することができる。
【0063】特に,本例のプリント配線板100におい
ては,図9に示すごとく,搭載部7が,マザーボード8
に対面する側,即ち接合ピン1が突出している側に開口
している。図10に示すごとく,搭載部7の開口部近傍
には,ボンディングパッド部51が多数配列しているた
め,該ボンディングパッド部51とスルーホール60と
の間を接続するための多数の導体回路50を形成する必
要がある。それ故,本例のように,回路基板6の表面の
上記余剰スペースに多数の導体回路50が形成される
と,ボンディングパッド部51とスルーホール60との
間を高密度に接続配線することができる。
【0064】従って,本例のようなフェースダウン型の
プリント配線板100においては,スルーホール60内
に接合ピン1を挿入してその接合頭部11によりマザー
ボード8と接合する構造は,非常に有意義であるといえ
る。
【0065】また,接合ピン1は,相手方パッド81に
半田接合する際の加熱温度では溶融しない材料を用いて
作製されている。そのため,半田接合する際に,接合頭
部11は,溶融変形せずに,一定の高さを維持する。こ
のため,接合頭部11は,半田接合時にプリント配線板
の支柱の役割を果たす。
【0066】また,図2に示すごとく,このように支柱
の役目を果たす接合頭部11は,スルーホール60の開
口直径よりも大きい。そのため,接合ピン1の脚部12
をスルーホール60内に挿入したとき,接合頭部11は
スルーホール60の開口部601に係止されて,スルー
ホール60の内部に入り込まない。従って,回路基板6
の表面から同一高さ分だけの接合頭部11を突出させる
ことができる。
【0067】このため,図9に示すごとく,接合頭部1
1と相手方パッド81とを半田接合すると,マザーボー
ド8とプリント配線板100との間は接合頭部11によ
り一定の間隔が確保されることになる。従って,プリン
ト配線板100は,マザーボード8に対して,平行に配
置した状態で接合することができる。
【0068】また,接合ピン1は,半田接合する際の加
熱温度では溶融変形しないため,接合用の半田の溶融状
態を制御する必要はない。従って,接合ピン1と相手方
パッド81との半田接合を容易に行うことができる。
【0069】また,スルーホール60の内部に接合ピン
1の脚部12を挿入し,脚部12とスルーホール60と
の間を半田材料20により接合している。そのため,本
例のプリント配線板100は,従来例のように半田ボー
ルをボール搭載用パッドに接合する構造(図29参照)
を回避することができ,半田ボールとボール搭載用パッ
ドとの間に中間層が形成されるおそれは全くない。従っ
て,接合ピン1をスルーホール60に対して強く固定す
ることができる。
【0070】また,図2に示すごとく,接合ピン1の脚
部12の先端部121は,スルーホール60の直径より
も若干大きい。そのため,脚部12は,スルーホール6
0の壁面を押圧して歪めながら挿入される。それ故,接
合ピン1はスルーホール60に固定され,スルーホール
60内への半田充填前に接合ピン1が抜け落ちることは
ない。また,半田材料20の充填操作を容易に行うこと
ができる。
【0071】実施形態例2 本例においては,図11,図12に示すごとく,接合ピ
ン1の接合頭部11の下部111に,空気抜け用の溝1
12を設けている。溝112は,図12に示すごとく,
下部111の中心部から外方に向かって放射状に4本形
成されている。溝112は,その幅が0.1mmであ
り,深さは0.05mmである。本例の接合ピンの表面
には,図示しない半田が被覆してある。その他は,実施
形態例1と同様である。
【0072】本例においては,図11に示すごとく,ス
ルーホール60の内部に,溶融した半田材料20を流入
する際に,スルーホール60の内部に存在する空気は,
上記スルーホール60の開口部601と溝112との間
を通って,外方に排出される。そのため,スルーホール
60の内部には,空気が封入されることはない。従っ
て,スルーホール60の内部全体に空隙なく半田材料2
0を充填することができる。その他,本例においても,
実施形態例1と同様の効果を得ることができる。
【0073】なお,本例においては,スルーホール60
内に,接合ピン1の挿入方向と反対側の開口部602か
ら半田材料20を充填したが,その逆方向,即ち接合ピ
ン1の挿入方向と同じ側の開口部601から半田材料2
0を充填することもできる。この場合,具体的には,上
記回路基板を溶融半田槽に浸漬する方法により行う。
【0074】実施形態例3 本例においては,図13,図14に示すごとく,接合ピ
ン1の脚部12が,放射状に広がる複数の突起部125
を設けている。突起部125の最大直径は0.35mm
であり,スルーホール60の直径よりも若干大きい。ま
た,接合ピン1の接合頭部11には,実施形態例2と同
様に溝112が形成されている。接合ピン1の表面は,
図15,図16に示すごとく,半田2により被覆されて
いる。その他は,実施形態例1と同様である。
【0075】本例においては,図13,図14に示すご
とく,接合ピン1の脚部12が,複数の突起部125を
設けている。そのため,図15,図16に示すごとく,
これをスルーホール60の内部に挿入すると,突起部1
25はスルーホール60の直径よりも若干大きいため,
突起部125の両端がスルーホール60の壁面を局部的
に押圧しながら挿入される。それ故,スルーホール60
の内壁全体が押圧される実施形態例1の接合ピンより
も,小さい押圧力で接合ピン1を挿入することができ
る。
【0076】また,図16に示すごとく,接合ピン1を
スルーホール60の内部に挿入した後,挿入方向と反対
側の開口部602から溶融した半田材料20を流入さ
せ,スルーホール60の内部に半田材料20を充填す
る。このとき,図14,図16に示すごとく,スルーホ
ール60の内部に存在する空気は,スルーホール60と
接合ピン1の脚部12との間の間隙606を通って,溝
112を通じて外方に排出される。そのため,スルーホ
ール60の内部には,空気を封入することなく,半田材
料20を充填することができる。
【0077】実施形態例4 本例のプリント配線板においては,図17に示すごと
く,電子部品70を搭載するための凹状の搭載部7が,
マザーボード8と反対側に開口しているフェースアップ
型の電子部品搭載用基板である。また,回路基板6にお
けるマザーボード8と対面する側には,接合ピン1の接
合頭部11がスルーホール60から突出していている。
その他は,実施形態例1と同様である。本例において
は,実施形態例1と同様に回路基板6の表面高密度配線
化ができ,マザーボード8に対して平行に接合でき,か
つ接合強度に優れている。
【0078】実施形態例5 本発明の実施形態例にかかるプリント配線板について,
図18〜図24を用いて説明する。本例のプリント配線
板100は,図18に示すごとく,導体回路5及びスル
ーホール60を有する回路基板6と,スルーホール60
に接合された接合ボール3とを有する。
【0079】接合ボール3は,マザーボード8上の相手
方パッド81に半田接合する際の加熱温度では溶融しな
い材料,例えばコバール,リン青銅等を用いて作製され
ている。接合ボール3は,スルーホール60の開口部6
01の直径よりも大きく且つ相手方パッド81との接合
部となる接合頭部31と,スルーホール60の開口部6
01に対面している底部32とからなる。底部32は,
スルーホール60の開口部601に配置されて,スルー
ホール60内に充填した半田材料20によりスルーホー
ル60に接合されている。
【0080】接合ボール3の接合頭部31及び底部32
は,膜厚0.01〜0.015mmの半田2により被覆
されている。図19に示すごとく,接合ボール3の接合
頭部31は,直径0.75mmの球状体である。底部3
2は平面形状であり,その形状は直径0.6mmの円形
である。スルーホール60の開口部601の直径は0.
32mmである。本例のプリント配線板100は,上記
接合ボール3の他の点については,実施形態例1と同様
の構造である。
【0081】次に,上記プリント配線板の製造方法を詳
細に説明する。まず,実施形態例1と同様に,スルーホ
ール60を有する多層の回路基板6を形成する(図3,
図4参照)。次いで,図20に示すごとく,平面台39
0の上に接合ボール3を載置する。このとき,平面台3
90に僅かな振動を与えて接合ボール3の底部32を平
面台390に対面させて,接合頭部31を上方に向け
る。次いで,吸引器39の吸引口391を平面台390
に近づけて,接合ボール3の接合頭部31を吸引口39
1に吸着,保持する。
【0082】次いで,図21に示すごとく,接合ボール
3を吸着保持したまま吸引器39を上記回路基板6の上
方に移動させ,両者を位置合わせする。次いで,吸引器
39を回路基板6に近づけて,回路基板6に設けたスル
ーホール60の開口部601に接合ボール3を配置す
る。このとき,吸引口391には,接合ボール3の接合
頭部31が吸着保持されているため,接合ボール3の底
部32は,開口部601に対面することとなる。
【0083】次いで,図22に示すごとく,吸引器39
と回路基板6とを固定した状態で,接合ボール3が配置
されていない側の開口部602からスルーホール60の
内部に半田材料20を充填する。なお,このとき,開口
部601を,接合ボール3の底部32が密閉していると
半田材料20が入り難いため,半田材料20の充填方法
は,回路基板を半田浴に浸漬する方法,回路基板を浸漬
した半田浴に超音波をかける方法等により行う。
【0084】次いで,半田材料20を冷却固化,凝固さ
せる。これにより,半田材料20により接合ボール3が
スルーホール60に接合される。その後,吸引器39の
吸引力を弱めて,接合ボール3から吸引口391を取り
外す。
【0085】次いで,図23に示すごとく,回路基板6
にエポキシ樹脂からなる接着剤41により放熱板4を接
着する。放熱板4は,最表面の樹脂基板61に形成した
貫通穴79の開口部を覆うようにして,回路基板6に接
着する。なお,接着剤41による接着の後には,放熱板
4の側面と回路基板6の表面との間を,半田からなる接
着剤42で接合する場合もある。以上により,上記プリ
ント配線板100が得られる。
【0086】上記プリント配線板100には,図23に
示すごとく,搭載部7に対して,電子部品70を接着剤
44により接着する。電子部品70と,導体回路5のボ
ンディングパッド部51との間をボンディングワイヤー
71により電気的に接続する。そして電子部品70及び
ボンディングワイヤー71を樹脂封止する。
【0087】次いで,プリント配線板100の接合ボー
ル3を,マザーボード8上の相手方パッド81の表面に
載置する。次いで,図24に示すごとく,これを加熱し
て,接合ボール1を被覆している半田2を溶融させる。
これにより,半田2により接合ボール3の接合頭部31
と相手方パッド81とが半田接合される。
【0088】次に,本例の作用及び効果を説明する。本
例のプリント配線板100においては,図18に示すご
とく,スルーホール60に接合ボール3が接合されてい
る。接合ボール3は,相手方パッド81と接合するため
の接合頭部31を有している。そのため,接合頭部31
を相手方パッド81と接合することにより,スルーホー
ル60と相手方パッド81との間を,接合ボール3によ
り電気的に接続することができる。
【0089】また,接合ボール3は,スルーホール60
の開口部601に対して接合されている。そのため,ス
ルーホール60と相手方パッド81とを対面させた状態
で電気的に接続でき,従来のようなスルーホール60の
他に半田ボールを搭載するためのボール搭載用パッドを
設ける必要がない。また,従来のようにスルーホール6
0とボール搭載用パッドとの間を接続する導体回路を形
成する必要もない。このため,回路基板6の表面に,ス
ルーホール60を除く部分に,余剰のスペースが形成さ
れることになる(図10参照)。このスペースに,他の
導体回路50を形成することができ,高密度配線構造を
実現することができる。
【0090】特に,本例のプリント配線板100は,図
24に示すごとく,実施形態例1と同様にフェースダウ
ン型であるため,スルーホール60に接合ボール3を接
合固定してその接合頭部31によりマザーボード8と接
合する構造は,多数のボンディングパッド部51とスル
ーホール60との間の高密度配線化を実現させるという
点で,非常に有意義であるといえる。
【0091】また,接合ボール3は,相手方パッド81
に半田接合する際の加熱温度では溶融しない材料を用い
て作製されている。そのため,半田接合する際に,接合
ボール3は,溶融変形せずに,一定の高さを維持する。
このため,接合ボール3は,半田接合時にプリント配線
板100の支柱の役割を果たす。
【0092】また,このように支柱の役目を果たす接合
ボール3の接合頭部31は,スルーホール60の開口部
601よりも大きい。そのため,接合ボール3をスルー
ホール60に接合したとき,接合頭部31はスルーホー
ル60の開口部601に係止されて,スルーホール60
の内部に入り込まない。従って,回路基板6の表面から
同一高さ分だけの接合頭部31を突出させることができ
る。
【0093】このため,図24に示すごとく,接合頭部
31と相手方パッド81とを半田接合すると,マザーボ
ード8とプリント配線板100との間は接合頭部31に
より一定の間隔が確保されることになる。従って,プリ
ント配線板100は,マザーボード8に対して,平行に
配置した状態で接合することができる。
【0094】また,接合ボール3は,半田接合する際の
加熱温度では溶融変形しないため,接合用の半田の溶融
状態を制御する必要はない。従って,接合ボール3と相
手方パッド81との半田接合を容易に行うことができ
る。
【0095】また,スルーホール60の開口部601に
接合ボール3の底部32を半田材料20により接合して
いる。そのため,実施形態例1と同様に接合強度を弱め
る原因となる中間層が形成されるおそれは全くない。従
って,接合ボール3をスルーホール60に対して強く固
定することができる。
【0096】実施形態例6 本例においては,図25に示すごとく,接合ボール3の
底部321が球面の一部を構成している。即ち,接合ボ
ール3は,接合頭部31及び底部321を含めて,その
全体形状が直径0.75mmの球体である。そのため,
スルーホール60の内壁と半田材料20との接合面積が
大きくなる。それ故,接合ボール3の接合がより確実と
なる。その他は,実施形態例5と同様であり,また実施
形態例5と同様の効果を得ることができる。
【0097】実施形態例7 本例のプリント配線板100は,図26に示すごとく,
電子部品70を搭載するための凹状の搭載部7が,マザ
ーボード8と反対側に開口しているフェースアップ型の
電子部品搭載用基板である。また,回路基板6における
マザーボード8と対面する側には,接合ボール3の接合
頭部31がスルーホール60から突出していている。そ
の他は,実施形態例5と同様である。本例においては,
実施形態例5と同様に回路基板表面における高密度配線
が可能で,マザーボードに対して平行に接合でき,かつ
接合強度に優れている。
【0098】
【発明の効果】本発明によれば,基板表面における高密
度配線が可能で,相手部材に対して平行に接合でき,か
つ接合強度に優れたプリント配線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における,プリント配線板の部分
断面図。
【図2】実施形態例1における,接合ピンの断面図。
【図3】実施形態例1における,複数の樹脂基板を積
層,圧着した回路基板の説明図。
【図4】実施形態例1における,スルーホールを形成し
た回路基板の説明図。
【図5】実施形態例1における,スルーホール内に接合
ピンを挿入する方法を示す説明図。
【図6】実施形態例1における,スルーホールの開口部
に半田材料を載置した状態を示す説明図。
【図7】実施形態例1における,スルーホールと接合ピ
ンとを半田接合した状態を示す説明図。
【図8】実施形態例1における,マザーボード上にプリ
ント配線板を載置した状態を示す説明図。
【図9】実施形態例1における,マザーボードにプリン
ト配線板を固定した状態を示す説明図。
【図10】実施形態例1における,プリント配線板の平
面説明図。
【図11】実施形態例2における,プリント配線板の断
面説明図。
【図12】図11のC−C線矢視断面図。
【図13】実施形態例3における,接合ピンの正面図。
【図14】実施形態例3における,接合ピンの脚部を挿
入したスルーホールの断面説明図。
【図15】実施形態例3における,図14のA−A線矢
視断面図。
【図16】実施形態例3における,図14のB−B線矢
視断面図。
【図17】実施形態例4における,プリント配線板の断
面図。
【図18】実施形態例5における,プリント配線板の部
分断面図。
【図19】実施形態例5における,接合ボールの底部斜
視図。
【図20】実施形態例5における,接合ボールを吸引器
に吸着する方法を示す説明図。
【図21】実施形態例5における,接合ボールをスルー
ホールの開口部に載置する方法を示す説明図。
【図22】実施形態例5における,スルーホール内に半
田材料を充填する方法を示す説明図。
【図23】実施形態例5における,マザーボード上にプ
リント配線板を載置した状態を示す説明図。
【図24】実施形態例5における,マザーボードにプリ
ント配線板を固定した状態を示す説明図。
【図25】実施形態例6における,プリント配線板の断
面説明図。
【図26】実施形態例7における,プリント配線板の断
面説明図。
【図27】従来例における,プリント配線板の断面図。
【図28】従来例における,プリント配線板の裏面図。
【図29】従来例における,半田ボールの問題点を示す
説明図。
【符号の説明】
1...接合ピン, 11...接合頭部, 12...脚部, 111...下部, 112...溝, 121...先端部, 122...中央部, 125...突起部. 2...半田, 20...半田材料, 100...プリント配線板, 3...接合ボール, 31...接合頭部, 32...底部, 39...吸引器, 4...放熱板, 5...導体回路, 6...回路基板, 60...スルーホール, 61...樹脂基板, 7...搭載部, 8...マザーボード, 81...相手方パッド,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05K 3/46 H01L 23/12 L

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導体回路及びスルーホールを有する回路
    基板と,上記スルーホールに挿入された接合ピンとを有
    するプリント配線板において,上記接合ピンは,相手方
    パッドに接合する際の加熱温度では溶融しない材料を用
    いて作製されていると共に,上記スルーホールの開口直
    径よりも大きく上記相手方パッドとの接合部となる接合
    頭部と,上記スルーホールの内部に挿入可能な大きさを
    有する脚部とからなり,該脚部は,上記スルーホールの
    内部に挿入されて導電性材料によりスルーホールに接合
    されていることを特徴とするプリント配線板。
  2. 【請求項2】 請求項1において,上記接合ピンの接合
    頭部は,導電性材料により被覆されていることを特徴と
    するプリント配線板。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において,上記脚部は,
    複数方向に突出した突起部を有することを特徴とするプ
    リント配線板。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項において,
    上記接合頭部は,球状体であることを特徴とするプリン
    ト配線板。
  5. 【請求項5】 導体回路及びスルーホールを有する回路
    基板を準備する工程と,相手方パッドに接合する際の加
    熱温度では溶融しない材料よりなると共に上記スルーホ
    ールの開口直径よりも大きく且つ相手方パッドとの接合
    部となるべき接合頭部と,脚部とからなる接合ピンを作
    製する工程と,上記スルーホールの内部に上記接合ピン
    の脚部を挿入する工程と,上記スルーホール内に導電性
    材料を充填して,上記スルーホールと上記脚部との間を
    導電性材料により接合する工程とからなることを特徴と
    するプリント配線板の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項5において,上記接合ピンの接合
    頭部には,スルーホールに挿入する前に,予め導電性材
    料を被覆しておくことを特徴とするプリント配線板の製
    造方法。
  7. 【請求項7】 導体回路及びスルーホールを有する回路
    基板と,上記スルーホールに接合された接合ボールとを
    有するプリント配線板であって,上記接合ボールは,相
    手方パッドに接合する際の加熱温度では溶融しない材料
    を用いて作製されていると共に,上記スルーホールの開
    口部よりも大きく上記相手方パッドとの接合部となる接
    合頭部と,上記スルーホールの開口部に対面している底
    部とからなり,該底部は,上記スルーホールの開口部に
    配置されて,スルーホール内に充填された導電性材料に
    よりスルーホールに接合されていることを特徴とするプ
    リント配線板。
  8. 【請求項8】 請求項7において,上記接合ボールの接
    合頭部は,導電性材料により被覆されていることを特徴
    とするプリント配線板。
  9. 【請求項9】 請求項7又は8において,上記接合頭部
    は,球状体であることを特徴とするプリント配線板。
  10. 【請求項10】 導体回路及びスルーホールを有する回
    路基板を準備する工程と,相手方パッドに接合する際の
    加熱温度では溶融しない材料よりなると共に,上記スル
    ーホールの開口部よりも大きく且つ相手方パッドとの接
    合部となるべき接合頭部と底部とからなる接合ボールを
    作製する工程と,上記スルーホールの開口部に,上記底
    部を対面させた状態で上記接合ボールを配置する工程
    と,上記スルーホール内に導電性材料を充填して,上記
    スルーホールと上記底部との間を導電性材料により接合
    する工程とからなることを特徴とするプリント配線板の
    製造方法。
  11. 【請求項11】 請求項10において,上記接合ボール
    の接合頭部は,スルーホールに配置する前に,予め導電
    性材料を被覆しておくことを特徴とするプリント配線板
    の製造方法。
  12. 【請求項12】 請求項10又は11において,上記接
    合ボールを配置する工程及び上記導電性材料を充填する
    工程は,上記接合ボールの接合頭部を吸引器の吸引口に
    吸着させた状態で行うことを特徴とするプリント配線板
    の製造方法。
  13. 【請求項13】 請求項1〜4,7〜9のいずれか1項
    において,上記導電性材料は,半田材料であることを特
    徴とするプリント配線板。
  14. 【請求項14】 請求項1〜4,7〜9のいずれか1項
    において,上記導電性材料は,銀フィラー含浸エポキシ
    樹脂であることを特徴とするプリント配線板。
  15. 【請求項15】 請求項5,6,10〜12のいずれか
    1項において,上記導電性材料は,半田材料であること
    を特徴とするプリント配線板の製造方法。
  16. 【請求項16】 請求項5,6,10〜12のいずれか
    1項において,上記導電性材料は,銀フィラー含浸エポ
    キシ樹脂であることを特徴とするプリント配線板の製造
    方法。
JP9340723A 1997-01-30 1997-11-25 プリント配線板及びその製造方法 Pending JPH10275966A (ja)

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