JPH1074884A - 半導体搭載基板用導体ピンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、半導体搭載基板に対する接合強度
を十分なものとすることができるとともに、半導体搭載
基板に対する接合部のハンダ浸透性を簡単な構成によっ
て向上させることのできる導体ピンの製造方法を提供す
る。 【解決手段】 連続した金属導線の所定間隔離れた二個
所を、金属導線の半径方向の突起を少なくとも一方が有
する二つのチャックにより挟持して、この二つのチャッ
クを金属導線の軸芯方向に相対的に移動させることによ
り、挟持した間の部分を押圧変形させて、鍔部（１２）
とこの鍔部の表面に凹部（２１）を形成する工程と、金
属導線をスルーホールに挿入されるに必要な長さに切断
して頭部（１１）形成する工程と、この頭部をその半径
方向から押圧して扁平にすることによって、この頭部に
突出部（１１ａ）を形成するとともに、この突出部間に
鍔部の凹部（２１）と連通する凹所（２２）を形成する
工程と、鍔部（１２）を挟んで反対側の金属導線を所定
の寸法に切断する工程とからなる、半導体搭載基板用導
体ピンの製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の半導体素
子、チップ素子等を搭載する半導体搭載基板のスルーホ
ール等に挿入され、この半導体搭載基板の出力端子ある
いは入力端子として使用される導体ピンの製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、各種の半導体素子、チップ素子
等を搭載するとともに、出力端子あるいは入力端子とし
て使用される導体ピンを有する半導体搭載基板として
は、図７に示されるようなピングリッドアレイ型の半導
体搭載基板３０が開発されている。 この種の半導体搭載
基板３０は、その搭載部に半導体素子を搭載してマザー
ボードと呼ばれる他の基板に接続され、半導体素子の実
装に使用されるものである。そして、この種のピングリ
ッドアレイ型の半導体搭載基板３０は、半導体素子にワ
イヤーボンディングされる導体部３３と、この導体部３
３と導通する複数のスルーホール３２を備えており、ス
ルーホール３２の全部または一部に導体ピン１０Ｂが嵌
合されている。これにより、このピングリッドアレイ型
の半導体搭載基板３０は、マザーボード等の他の基板に
実装された場合に、半導体素子を、ワイヤーボンディン
グのワイヤー、導体部３３、スルーホール３２及びこれ
に嵌合されている導体ピン１０Ｂを通して、マザーボー
ド等に形成されている導体回路あるいは電子部品と電気
的に接続するものである。

【０００３】従って、ピングリッドアレイ型の半導体搭
載基板３０に使用される導体ピン１０Ｂにあっては、外
部出力端子として実装時の高い信頼性が必要であり、半
導体搭載基板３０のスルーホール３２との十分な接合強
度を必要とし、かつ、スルーホール３２と導体ピン１０
Ｂとの接合部は電気的にも確実に接続されていなければ
ならない。また、この種の導体ピン１０Ｂとスルーホー
ル３２との接合をハンダ３４を介して行う場合があり、
この場合には、ハンダ３４がこの種の導体ピンとスルー
ホール３２との接合部に十分浸透することが必要とな
る。

【０００４】すなわち、図１２及び図１３に示されるよ
うに、基板３１に形成したスルーホール３２内に嵌合さ
れる頭部４１と、この頭部４１に近接されてスルーホー
ル３２の内径より大きな外径を有する鍔部４２とからな
る導体ピン４０を備えるとともに、スルーホール３２に
嵌合した導体ピン４０側から溶融ハンダ内に浸漬して構
成した半導体搭載基板３０が従来より知られている。

【０００５】しかしながら、図１２及び図１３に示され
るような半導体搭載基板の基板３１にあっては、その導
体ピン４０の略円形の鍔部４２により、基板３１に形成
されているスルーホール３２の導体ピン４０側が密閉に
近い状態になることがあった。このような場合には、導
体ピン４０側より半導体搭載基板を溶融ハンダ内に浸漬
したとき、ハンダ浸漬前に導体ピン４０側に塗布したフ
ラックス中の溶剤がガス化してガス溜まりを生じ、この
ガス溜まりによってハンダ３４がスルーホール３２内に
十分浸透することができず、導体ピン４０とスルーホー
ル３２との電気的接続を完全に行うことが困難となり、
また、接合強度も十分なものでなかった。

【０００６】このような問題を解決するために、溶融ハ
ンダに対する浸漬時間を長くすることも考えられたが、
浸漬時間を長くすると、半導体搭載基板３０自体がダメ
ージを受けることになるばかりか、浸漬時間を長くする
割りには溶融ハンダの浸透は十分でなかった。

【０００７】そこで、半導体搭載基板３０の基板３１と
導体ピン４０の鍔部４２との間に、ハンダ３４が浸透し
易くなるように間隙を積極的に形成することが考えられ
た。このような例として、図１４及び図１５に示される
ような半導体搭載基板がある。すなわち、図１４及び図
１５に示される半導体搭載基板にあっては、鍔部４２の
半導体搭載基板に対向する面に複数の凸部４３を形成す
ることにより、これら各凸部４３によって鍔部４２が直
接半導体搭載基板の基板３１に接しないようにして、半
導体搭載基板の基板３１と鍔部４２間に間隙を積極的に
形成したものである。

【０００８】ところが、このように形成された各凸部４
３は、鍔部４２自体の直径が１〜２ｍｍ程度の大きさで
あることから非常に小さいものであり、この凸部４３の
形成は非常に困難である。また、この凸部４３が小さな
ものであることから、この凸部４３を有する導体ピン４
０を基板３１に嵌合固定する際の嵌合圧力を微妙に調整
しない限り、この押圧力によって凸部４３が潰れてしま
い、所定の間隙を半導体搭載基板の基板３１と鍔部４２
間に形成することができなくなってしまうことがあっ
た。なお、このことは、図１６及び図１７に示された基
板３１の場合にも該当することである。図１６及び図１
７に示された半導体搭載基板３０にあっては、各凸部４
３に代えて長尺凸部４４が形成されている。

【０００９】また、溶融ハンダの浸透をより良好に行う
ために、図１８及び図１９に示すような半導体搭載基板
の基板３１にすることも考えられた。すなわち、図１８
及び図１９に示された半導体搭載基板にあっては、鍔部
４２の形状を楕円あるいは長方形等とすることによっ
て、この鍔部４２がスルーホール３２の内径より大きい
部分と小さい部分とを有するものである。各導体ピン４
０の鍔部４２を以上のように形成することによって、当
該半導体ピン４０を半導体搭載基板３０の基板３１に嵌
合固定した場合に、図１９に示したような間隙４５が形
成され、このような半導体搭載基板３０を溶融ハンダ内
に浸漬した場合に、この間隙４５から溶融ハンダがスル
ーホール３２内に浸透することを目的としているのであ
る。

【００１０】ところが、このようにした半導体搭載基板
にあっても次のような難点がある。すなわち、この種の
導体ピン４０は、前述したような非常に小さなものであ
り、目的とする間隙４５を形成するためには、導体ピン
４０は勿論のこと、半導体搭載基板のスルーホール３２
側のクリアランス等の精度を相当高めなければならず、
理論上は考えられても実際に製作することは非常に困難
な技術である。また、導体ピン４０に形成する鍔部４２
は、もともと半導体搭載基板３０の基板３１に対する支
持強度を高めるものであるが、上記のような言わば支持
面となる部分が少なくなるような形状とすれば、この鍔
部４２の目的が達成できなくなる場合もある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の実状
に鑑みてなされたもので、その解決しようとする課題
は、この種の導体ピンの半導体搭載基板との接合部にお
けるハンダ浸透性の悪さ及びこれを解決することの困難
さであり、これに伴う半導体搭載基板自体の信頼性の欠
如である。

【００１２】そして、本発明の目的は、半導体搭載基板
に対する接合強度を十分なものとすることができるとと
もに、半導体搭載基板に対する接合部のハンダ浸透性を
簡単な構成によって向上させることのできる導体ピンの
製造方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体搭載基板用導体ピンの製造方法は、
次の各工程から構成されるものである。すなわち、 （ａ） 連続した金属導線の所定間隔離れた二個所を、
前記金属導線の半径方向の突起を少なくとも一方が有す
る二つのチャックにより挾持して、この二つのチャック
を金属導線の軸芯方向に相対的に移動させることによ
り、挾持した間の部分を押圧変形させて、鍔部１２とこ
の鍔部１２の表面に凹部２１を形成する工程； （ｂ） 鍔部１２の凹部２１側にて突出する金属導線
を、半導体搭載基板３０のスルーホール３２に挿入され
るに必要な長さに切断して頭部１１を形成する工程； （ｃ） この頭部１１をその半径方向から押圧して扁平
にするとともに該頭部に前記鍔部の凹部に連通する凹所
を形成することによって、当該頭部１１に突出部を形成
する工程； （ｄ） この頭部１１とは反対側にある金属導線を所定
の寸法に切断する工程。

【００１４】

【作用】連続した金属導線の所定間隔離れた二個所を、
金属導線の半径方向の突起を少なくとも一方が有する二
つのチャックにより挾持して、この二つのチャックを金
属導線の軸芯方向に相対的に移動させることにより、挾
持した間の部分を押圧変形させて、鍔部１２とこの鍔部
１２の表面に凹部２１を形成するようにしたので、非常
に小さな導体ピン１０Ｂであっても、その鍔部１２の頭
部１１側の面に必要とされる凹部２１を簡単に形成する
ことが可能である。また、この方法によれば、チャック
の形状を僅かに変えるのみで、鍔部１２を形成するとき
に、凹部２１及び頭部１１の凹所２２を連通させて同時
に形成することも可能である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の製造方法を、図
面に示され例に従って詳細に説明する。図１〜図３に
は、本発明の製造方法により得られた導体ピン１０Ｂが
示されている。この導体ピン１０Ｂは、半導体搭載基板
３０に形成されたスルーホール３２に挿入される頭部１
１と、この頭部１１の下側に位置する鍔部１２と、この
鍔部１２のさらに下側に位置する支持部１３とからなっ
ている。そして、この導体ピン１０Ｂの鍔部１２の頭部
１１側の面には、この鍔部１２の中心部から鍔部１２の
外周部にまで延在する凹部２１が形成されている。

【００１６】この凹部２１は、鍔部１２に形成されたい
わば溝であり、鍔部１２の中心部より外周部（円周部）
に向かって連続した構造であればその形状については特
に限定されない。また凹部２１を構成してする溝の深さ
については、フラックス、あるいはハンダの浸透に充分
なものであれば特に限定されないが、具体的な深さとし
ては５０〜１００μｍ程度のものであることが最も望ま
しい。なお、この凹部２１の数については、製造上の容
易性及び鍔部１２自体の支持強度を考慮すると、図面に
示したような二個所程度が最も適している。

【００１７】この導体ピン１０Ｂがその鍔部１２に凹部
２１を有することによって、この導体ピン１０Ｂが半導
体搭載基板を構成する基板３１のスルーホール３２に嵌
合または挿入して接合されたとき、図５に示されるよう
に、この導体ピン１０Ｂの鍔部１２と、基板３１または
基板３１に形成されている導体部３３との間に間隙２１
ａが形成されるものである。また、導体ピン１０Ｂの頭
部１１には、鍔部１２側に形成した凹部２１に連続する
凹所２２が更に形成されていることである。この凹所２
２は頭部１１に形成されたいわば溝であり、この凹所２
２は鍔部１２より頭部１１の先端部にまで連続している
ものである。

【００１８】この導体ピン１０Ｂが鍔部１２に凹部２１
を有するとともに、この凹部２１に連続する凹所２２を
その頭部１１に有することによって、この導体ピン１０
Ｂを、半導体搭載基板３０を構成する基板３１のスルー
ホール３２に嵌合または挿入して接合したとき、図５及
び図６に示されるように、この導体ピン１０Ｂの鍔部１
２の凹部２１及びこれに連通する頭部１１の凹所２２に
よって、鍔部１２と基板３１間に間隙２１ａが、また頭
部１１が挿入されるスルーホール３２内に上記の間隙２
１ａと互いに連続する間隙２２ａがそれぞれ形成される
のである。この間隙２１ａ及び間隙２２ａを通してハン
ダ３４がスルーホール３２内に浸透するものである。

【００１９】また、上記導体ピン１０Ｂの頭部１１にあ
っては、図１に示されるように、これを扁平形状に形成
することにより、スルーホール３２の内径よりも当該頭
部１１の外径を大きくする突出部１１ａを形成して実施
してもよい。各頭部１１のスルーホール３２に対する挿
入固定を確実に行うためである。

【００２０】次に、図８〜図１１を参照して、上記導体
ピン１０Ｂの製造方法について説明する。図８は、連続
した金属導線の所定間隔離れた二個所を、金属導線の半
径方向の突起を少なくとも一方が有する二つのチャック
により挾持して、この二つのチャックを金属導線に軸芯
方向に相対的に移動させることにより、挾持した間の部
分を押圧変形させて、鍔部１２とこの鍔部分１２の表面
に凹部２１を形成する工程を示している。この工程にあ
っては、連続した均一な径の金属導線の所定の間隔を持
った二ケ所をチャッキングして、この所定の間隔を圧縮
する方向に金属導線を変形させることにより、鍔部１２
を形成するのである。この工程の場合、鍔部１２を形成
させると同時に、鍔部１２の一方を押す金型の面に、凹
部２１に対応する金属導線の半径方向の突起を設けて、
この突起により鍔部１２に凹部２１を形成するものであ
る。このように、導体ピン１０Ｂの鍔部１２に凹部２１
を形成させる工程にあっては、この凹部２１の形成を鍔
部１２の形成と同時にできるので、鍔部１２形成工程と
凹部２１形成工程を１工程により実施することができる
ものである。

【００２１】図９は、鍔部１２の凹部２１側に突出する
金属導線の部分を、半導体搭載基板３０のスルーホール
３２に挿入されるに必要な長さに切断して頭部１１を形
成する状態を示したものである。すなわち、半導体搭載
基板の基板３１のスルーホール３２に挿入される頭部１
１になる部分を、スルーホール３２への挿入に必要な長
さに切断して頭部１１を形成するものである。そして、
この工程において、切断された金属導線の先端を円錐状
の凹部を持った金型でたたくことにより、形成された頭
部１１にテーパーを形成することができる。この頭部１
１の切断長さは、これが挿入される基板３１の厚さによ
り決まり、板厚と同等かそれ以下であることが望まし
い。なお、頭部１１の先端に形成されたテーパーは、導
体ピン１０Ｂを基板３１に形成したスルーホール３２に
挿入する場合の面取り部になるものであるから、その先
端径が小さくしかも当該テーパーの傾斜はなだらかなほ
うが好ましい。

【００２２】図１０は、以上のように形成した頭部１１
をその半径方向から押圧して扁平にすることによって、
この頭部１１に突出部１１ａを形成する工程を示してい
る。すなわち、導体ピン１０Ｂの頭部１１には、その大
径部分の径が、これを挿入する基板３１のスルーホール
３２の内径より大きくなるように突出部１１ａを設ける
ものである。この工程においては、型の一部に凹所２２
に対応する突起部を設けておくことによって、頭部１１
の長さ方向に連続した溝である凹所２２を、突出部１１
ａ間に凹部２１に連通して形成することができるもので
ある。

【００２３】図１１は、鍔部１２を挟んで頭部１１とは
反対側にある金属導体を所定の寸法に切断した状態を示
したものである。すなわち、この工程にあっては、鍔部
１２に対して頭部１１と反対側の金属導線を切断するこ
とにより導体ピン１０Ｂの外部接続端子、すなわち支持
部１３の長さを規定するものである。その後、切断され
た導体ピン１０Ｂの端部をバレル研磨することにより、
切断部等のバリを取り、端部の面取りを行う。このよう
な導体ピン１０Ｂの一連の加工後、その表面仕上げを施
し、必要に応じて表面に金属メッキを形成させれば、導
体ピン１０Ｂが完成する。

【００２４】図６は、本発明の製造方法により得られた
導体ピン１０Ｂを半導体搭載基板の基板３１に形成され
たスルーホール３２に挿入した後に、この半導体搭載基
板３２を導体ピン１０Ｂ側より溶融ハンダに浸漬して、
このハンダをスルーホール３２内に浸透させることによ
り、導体ピン１０Ｂとスルーホール３２とを一体接合し
た状態の部分拡大縦断面図である。導体ピン１０Ｂに形
成した凹部２１及び凹所２２によって、導体ピン１０Ｂ
と基板３１のスルーホール３２との間に一定の間隙２１
ａとこれに連続する間隙２２ａを設けることができ、こ
れらの間隙により導体ピン１０Ｂ側より半導体搭載基板
３０を溶融ハンダ浸漬した場合、第６図の矢印（↑）方
向へ、フラックス中の溶剤のガスが容易にスルーホール
３２上部に抜けることができ、また溶融ハンダも容易に
均一にスルーホール３２内に浸透されるものである。

【００２５】この導体ピン１０Ｂとスルーホール３２の
電気的接続は、半導体搭載基板３０を導体ピン１０Ｂの
支持部１３側より溶融ハンダ槽内に浸漬するのみで、容
易に得られる。すなわち、導体ピン１０Ｂは、鍔部１２
の基板３１と対向する面に、鍔部１２の中心より該鍔部
１２の円周に向かった溝状の構造を持った凹部２１が形
成されており、また、鍔部１２に形成した凹部２１とと
もに、この凹部２１に連通する溝状の凹所２２が頭部１
１に形成されているので、半導体搭載基板を導体ピン１
０Ｂ側より溶融ハンダ槽内に浸漬すると、導体ピン１０
Ｂの鍔部１２と頭部１１の表面に形成した溝状の凹部２
１と凹所２２を通じて、ハンダ３４がスルーホール３２
内に確実に浸透する。そして、このハンダ３４がスルー
ホール３２内に充填され、スルーホール３２と導体ピン
１０Ｂとの電気的な接続を確実にする。

【００２６】このようにして、半導体搭載基板にあって
は、その導体ピン１０Ｂとスルーホール３２とは、電気
的に完全に接続されるのである。また、これらの作業は
非常に短時間にできるため、半導体搭載基板３０はハン
ダ３４の浸漬時の熱によるダメージを受けることがな
い。

【００２７】なお、図７に示されるように、半導体搭載
基板３０の四隅の導体ピン１０Ｂが、頭部１１近傍に設
けられる鍔部１２の下方に、さらに別の鍔部１２を有し
ており、この別の鍔部１２により、半導体搭載基板３０
を導体ピン１０Ｂの支持部１３を使用してマザーボード
等に固定した際、当該半導体搭載基板３０はマザーボー
ド等の上に浮いた状態となって、半導体搭載基板３０は
その放熱性等を向上させるようになっている。この別の
鍔部１２を有する導体ピン１０Ｂが図４に示されてい
る。この下側の鍔部１２の形状は、マザーボード側の実
装用スルーホールの内径より大きい略円形状であるが、
この鍔部１２のマザーボードと対向する表面の鍔部１２
の中心より鍔部１２の円周に向かった溝状の凹部２１を
形成すれば、ハンダ付け実装時に発生するピン接続部の
ブローホール等のハンダ付け不良を抑えることができ
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、導体ピンの
溝状の凹部２１および／または凹所を、これら導体ピン
１０Ｂの製造工程に付加的な工程を加えることなく、鍔
部や頭部を形成する工程と同時に加工することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の製造方法により製造された導体
ピンの斜視図である。

【図２】図２は図１の導体ピンの側面図である。

【図３】図３は図１の導体ピンの平面図である。

【図４】図４は２つの鍔部を有する導体ピンの斜視図で
ある。

【図５】図５は半導体搭載基板の基板に本発明により製
造された導体ピンを嵌合した場合の縦断面図である。

【図６】図６は図５のI−I線に沿う導体ピンの部分縦断
面図である。

【図７】図７は多数の導体ピンを接合した半導体搭載基
板の斜視図である。

【図８】図８は押圧変形させて形成した鍔部を有する金
属導線の斜視図である。

【図９】図９は頭部を形成した状態を示す斜視図であ
る。

【図１０】図１０は頭部に突出部を形成した状態を示す
斜視図である。

【図１１】図１１は支持部を形成した状態を示す斜視図
である。

【図１２】従来の導体ピンの部分断面図である。

【図１３】図１２の導体ピンの平面図である。

【図１４】図１４は従来の他の導体ピンの部分断面図で
ある。

【図１５】図１４の導体ピンの平面図である。

【図１６】図１６は従来のさらに他の導体ピンの部分縦
断面図である。

【図１７】図１７は図１６の導体ピンの平面図である。

【図１８】図１８は従来のさらにまた他の導体ピンの部
分断面図である。

【図１９】図１８の導体ピンの平面図である。

【符号の説明】

１０Ｂ 導体ピン １１ 頭部 １１ａ 突出部 １２ 鍔部 １３ 支持部 ２１ 凹部 ２１ａ 間隙 ２２ 凹所 ２２ａ 間隙 ３０ 半導体搭載基板 ３１ 基板 ３２ スルーホール ３３ 導体部 ３４ ハンダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 次の各工程からなる半導体搭載基板用導
   体ピンの製造方法。 （ａ） 連続した金属導線の所定間隔離れた二個所を、
   前記金属導線の半径方向の突起を少なくとも一方が有す
   る二つのチャックにより挾持して、この二つのチャック
   を前記金属導線の軸芯方向に相対的に移動させることに
   より、前記挾持した間の部分を押圧変形させて、鍔部と
   この鍔部の表面に凹部を形成する工程； （ｂ） 前記鍔部の前記凹部側に突出する前記金属導線
   を、半導体搭載基板のスルーホールに挿入されるに必要
   な長さに切断して頭部を形成する工程； （ｃ） この頭部をその半径方向から押圧して扁平にす
   ることによって、この頭部に突出部を形成するととも
   に、この突出部間に鍔部の凹部と連通する凹所を形成す
   る工程； （ｄ） 前記頭部と鍔部を挟んで反対側の金属導線を所
   定の寸法に切断する工程。