JPH03116670A - 電気ピン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気ピンに関し、特に例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔ
ｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）を搭載する
セラミック基板にロウ材を介して接続され、ＣＰＵとメ
モリー等の外部回路素子との間を電気的に接続する場合
に好適な電気ピンに関する。

〔従来の技術〕

ＣＰＵとメモリー等の外部回路素子との間を電気的に接
続する電気ピンの材質として、特開昭５７−１８３４８
号公報に示されているように従来よりコバール（Ｋｏｖ
ａｒ）が用いられていた。その理由はコバールの熱膨張
係数はセラミック基板のそれとほぼ同じであり、セラミ
ック基板上にコバールを材質とする電気ピンをロウ付け
したときに、電気ピンとセラミック基板との間に後述す
るクラック等の障害の発生を抑えることができるからで
ある。第６図はコバールを材質とする基材１０２を用い
る電気ピン１００の例を示す図であり、この例では基材
１０２の表面にニッケルメッキ層１０４と金メツキ層１
０６が形成されている。

〔解決しようとする課題〕

ところが、コバールは導電率が低いために、それを使用
した電気ピンの抵抗による電圧降下が著しく、ＣＰＵに
対して十分な電圧を印加できなくなるばかりでなく、電
源供給部においては電気ピン自体の抵抗のために発熱体
となってしまうという問題が生じていた。

前述の問題を回避するためには、電気ピンの材質として
高導電率の材質、例えば銅を用いることが考えられる。

この場合の問題を第７図を参照して説明する。銅のよう
な高導電率の材質は一般に熱膨張係数がセラミックのそ
れに比べてはるかに大きい。例えば、セラミックの一種
であるムライトの熱膨張係数は３．０　Ｘ　１０−’／
　”Ｃであるのに対し、銅の熱膨張係数は１７　Ｘ　１
０　”’／℃であり、ムライトの約６．７倍である。こ
のため、銅を材質とする電気ピン１１０をセラミック基
板１２２上にロウ付けすると、ロウ材の溶融後室源まで
冷却する間に銅１１２とセラミック基板１２２との熱膨
張係数の差によって引張応力１１８が発生し、ロウ１２
０及びセラミック基板１２２にクラック１２４が発生す
る。

従って、本発明は導電率が高（、しかもロウ及びセラミ
ック基板にクラックを発生させない電気ピンを提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の電気ピンは、ほぼ全長にわたってほぼ同じ径に
形成されたピン部と該ピン部の少なくとも一端に前記径
より大きい径に形成されたヘッド部を有する電気ピンで
あって、特に、前記ピン部及び前記ヘッド部の芯材とし
て熱膨張係数の低い材質を用い、前記ヘッド部の先端部
を除く芯材の周囲に十分な厚さの高導電体層を被着して
形成するものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の電気ピンの実施例を説明
する。

第１図は本発明による電気ピン１０を基板２６にロウ付
けした状態の断面図、第２図はニッケルメッキ層及び金
メツキ層を剥がした状態の電気ピンｌＯの底面図、第３
図乃至第５図は電気ピン１０の製造工程を示す図である
。

第１図において、本発明の電気ピンｌＯは熱膨張係数の
低いコバールからなる芯材１６と導電率の高い銅からな
る高導電体層１８を含んでいる。高導電体層１８はヘッ
ド部１４の先端部又は底面１４ａを除いたピン部１２の
全長及びヘッド部１４の全周囲にわたって形成されてい
る。尚、この実施例では耐腐食性の理由により電気ピン
１０の全周囲に薄いニッケルメッキ２０及び薄い金メツ
キ２２が施されている。

第２図において、コバールからなる芯材１６はヘッド部
１４の先端部１４ａにおいてヘッド部１４の外周とほぼ
同心円状に露出している。後述の製法によると、ヘッド
部１４の先端部１４ａにおけるコバール芯材１６°がピ
ン部１２のコバール材より十分大面積であることに注目
されたい。

再び第１図に戻って、電気ピン１０をセラミック基板２
６にロウ付けすると、溶融したロウ２４はヘッド部１４
の底面１４ａ及び外周部に付着する。ヘッド部１４の底
面１４ａにおいては前述のようにコバールが露出して薄
いニッケルメッキ層及び金メツキ層を介してロウ２４と
接触しており、また、ヘッド部１４全体の熱膨張係数は
ヘッド部Ｉ４がコバール層と銅層で形成されているため
に銅自体の熱膨張係数よりはるかに低いので、ロウ２４
が冷却する間に発生する引張応力が小さく、クラックが
発生する危険は著しく少ない。また、電気ピン１０を流
れる電流の大部分は低導電率のコバールからなる芯材１
６よりも高導電率の銅層Ｉ８を流れるので、低抵抗とな
り、電圧降下が小さく、ＣＰＵに対して十分な電圧を印
加でき、且つ電気ピン自体が発熱体にならない。

次に、第３図乃至第５図を参照して本発明の電気ピン１
０の製造方法を説明する。即ち、コバール３０の周囲に
銅３２を従来方法でクラッドして、形成された第３図に
示す如きロッド棒４０を所定の長さに切断する。この切
断されたロッド棒４０を第４図に示す如く治具５０．５
２で固定し、周知のヘッダー加工する。例えば、ロッド
棒４０の端部４０ａをハンマー５４によって殴打する。

ハンマー５４は予めヘッド部の形状に対応した凹型を形
成している（図示せず）ので、殴打された後の電気ピン
のヘッド部が第５図に示すように所定の形状に形成され
る。

ロッド棒４０の両端のヘッド部の形成は別工程で行って
もよいし、同時に行ってもよい。また必要に応じ、ロッ
ド棒４０の片端のみヘッド部を形成し、他端は単に半球
状、円錐状、または角錐状等の形状に形成してもよい。

以上のように形成された電気ピンの耐腐食性を改善する
ために、薄いニッケルメッキ及び薄い金メツキを施すこ
とにより本発明の電気ピンが完成する。

尚、コバールの周囲に銅層を形成する方法はクラッドに
限らず、メツキ等他の方法でもよいが、高導電体層を十
分な厚さに形成し得る点でクラッドが好ましい。また、
メツキの場合には第３図に示す長いロッド棒４０の状態
では困難であり、所定長に切断後又はヘッダー加工後に
行うこととなる。

その場合にはヘッド部先端にも高導電体且つ高熱膨張係
数の層が形成されるので、前述した目的から好ましくな
い。

〔発明の効果〕

本発明の電気ピンによれば、少なくともヘッド部の先端
中央部において熱膨張係数の低い材質が実質的に露出し
ており、またヘッド部は低熱膨張係数の中心部と高熱膨
張係数の外周部の２つの部分で構成されているので全体
（平均）の熱膨張係数が低くなり、ロウ付は後ロウが冷
却する間にロウ及びセラミック基板のクラック発生が効
果的に防止できる。

また、本発明の電気ピンはヘッド部を含め全体として十
分な厚さの高導電体層で覆っているので、それを流れる
電流は低導電率の芯材中よりも外側の高導電体層中を流
れるため、電気ピンが低抵抗となり、電圧降下が小さ（
、例えばＣＰＵに対して十分な電圧を印加できるばかり
でなく、電気ピン自体が発熱体になることはない。

さらに、本発明の電気ピンは周知の技術を利用している
ため容易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気ピンをセラミック基板にロウ付け
した状態の断面図、 第２図は本発明の電気ピンのニッケルメッキ層及び金メ
ツキ層を剥がした状態の底面図、第３図乃至第５図は本
発明の電気ピンの製造工程を示す斜視図、 第６図及び第７図は従来の電気ピンの断面図及び電気ピ
ンの問題点を示す説明図である。 １０　　、、、。 電気ピン １２　、、、。 ピン部 １４　　、、、。 ヘッド部 １Ｂ　、、、。 芯材 １８　　、、、。 高導電体層 ＦＩＧ、１ Ｆｌ６．６ Ｆｌ６．２ Ｆｌ、Ｇ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、　５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ほぼ全長にわたってほぼ同径に形成されたピン部
   と、該ピン部の少なくとも一端に前記径より大きい径に
   形成されたヘッド部を有する電気ピンにおいて、 前記ピン部及び前記ヘッド部の芯材を低熱膨張係数の材
   料で形成し、前記ヘッド部の先端部を除く前記芯材の周
   囲に十分な厚さの高導電体層を被着して形成することを
   特徴とする電気ピン。