JPH0722044Y2 - 半田接合構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔概要〕 半田接合構造に係り、特にマザーボードに形成されたス
ルーホールとコネクタに形成されたピンとを半田にて接
合する半田接合構造に関し、 半田接合時の信頼性を向上することを目的とし、 スルーホールを貫通したコネクタのピンに、マザーボー
ドの表裏面に半田リングを嵌合し、該半田リングを溶融
させて、ピンをスルーホール内に半田付けする半田接合
構造であって、 ピンには、溶融半田のスルーホールから離れる方向への
流れ込みを規制する硬質クロームメッキ層が設けられる
ようにするとともに、前記スルーホールの内壁に突起部
が形成されてなるよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本考案は、半田接合構造に係り、特にマザーボードに形
成されたスルーホールとコネクタに形成されたピンとを
半田にて接合する半田接合構造に関するものである。

近年のコンピュータシステムの高速化の要求に伴い、高
伝達、高精度実装、高信頼性接合が要求されている。

かかるシステム形態の一例として第４図に示すようなも
のがある。以下にこの図を用いて本考案が適用される全
体構成を説明する。

第４図に示す如く、セラミック基板100の一面に実装さ
れたLSI101からの信号は、セラミック基板100の内部配
線を介して他面に配置されたパッド102上に立設するI/O
ピン103と接続されている。

そして、このI/Oピン103に、常時内側方向に付勢してな
る接触子105が形成され、且つ接触子105と反する方に突
出してなるピン106を有する、樹脂等でモールドされて
いるコネクタ104が嵌合される。尚、このピン106の長さ
は後に説明するマザーボード107厚より充分長い長さを
有するものである。

更にこのピン106にマザーボード107に形成されたスルー
ホール108を介して、その一端にフラットケーブル112が
内部で電気的に接続されてなるケーブルコネクタ109に
形成された、常時内側方向に付勢してなる接触子110が
嵌合する。尚、上記スルーホール108とピン106とは半田
111にて電気的および機械的に接続されている。

〔従来の技術〕

従来は第５図に示す如く、スルーホール45にパッド46が
形成されたマザーボード41にコネクタ42から突出しその
外周に均一な厚みをもって金メッキ44が施されてなるピ
ン43を挿通し、そのピン43にリング状の半田リング47を
配置した状態で高雰囲気中におくことで、かかる半田リ
ング47が溶融することにより、マザーボード41とピン42
の電気的固着が行われていた。そして、マザーボード41
から突出してなるピン43先端に第６図に示す如くケーブ
ルコネクタ49を挿入していた。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら従来の構造では、第６図（ａ）に示す如
く、高雰囲気中に置くことで溶融する半田がピンの外周
に被覆してなる金メッキを伝わって上昇するという所
詮、半田上がりと呼ばれる現象が発生していた。かかる
状態が発生すると、後にマザーボードの先端部と嵌合す
るケーブルコネクタが挿入不可とする問題があった。一
方、同図（ｂ）に示す如く溶融した半田がコネクタのピ
ン内部に侵入し、接触不良を起こすという欠点もあっ
た。

従って、本考案はかかる欠点を解決すると共に、半田接
合時の信頼性を解決することをその目的とするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

かかる目的は、スルーホールを貫通したコネクタのピン
に、マザーボードの表裏面に半田リングを嵌合し、該半
田リングを溶融させて、ピンをスルーホール内に半田付
けする半田接合構造であって、 ピンには、溶融半田のスルーホールから離れる方向への
流れ込みを規制する硬質クロームメッキ層が設けられた
半田接合構造。

および、前記スルーホールの内壁に突起部が形成されて
なることを特徴とする請求項１記載の半田接合構造、に
より達成できる。

〔作用〕

本考案ではマザーボード上に形成されたスルーホールを
挟み込む２ヵ所に、溶融半田の移動を規制する硬質クロ
ームメッキ層をピン上に設けることにより、ソルダダム
が形成され、該ソルダダムにより、スルーホール内の半
田の供給量を一定することができる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例について第１図〜第３図を用いて
詳細に説明する。

第１図は本考案の第一の実施例を示す図であり、 第２図は第１図における各工程の状態図であり、同図
（ａ）は初期時、同図（ｂ）はベーパーリフロ投入時、
同図（ｃ）はケーブルコネクタ嵌合時であり、 第３図は本考案の他の実施例を示す図である。

図において、１はマザーボード、２はコネクタ、2aは凹
部、３はピン、４はスルーホール、５はパッド、６は金
メッキ、7aはプリント基板側の硬質クロムメッキ層（以
下、第１の硬質クロムメッキと称す）、7bはプリント基
板側と反する側の硬質クロムメッキ層（以下。、第２の
硬質クロムメッキと称す。）、8aはプリント基板側の半
田リング（以下、第１の半田リングと称す）、8bはプリ
ント基板側と反する側の半田リング（以下、第２の半田
リングと称す）、９は溶融半田、10はケーブルコネク
タ、11は凹部、12は突起をそれぞれ示す。

尚、第１図〜第３図中において、同一符号を付したもの
は同一対象物をそれぞれ示す。

尚、本例においては、ベーパーリフト時の時間を短くす
るために半田リングを２ヵ所に分割して溶融させるもの
をその対象としている。

まず、第１の実施例について説明する。

第１図に示す如く、マザーボード１に形成されたスルー
ホール４に挿入され、その外周に均一な厚みをもって金
メッキが施されているピン３には、互いにマザーボード
１の両側に且つ、そのマザーボード上の各面に配置され
る半田リングの外側に、溶融半田のスルーホールから離
れる方向への流れ込みを規制するように硬質クロームメ
ッキ層が形成されている。かかるように金メッキ上に硬
質クロムメッキを形成する方法としては、周知の方法を
用いればよいが、本例においては一旦金メッキを施した
ピンに所望の位置以外にマスクをかけ、その上から硬質
クロムメッキを付着させるようにしている。更に、この
ピンが立設するコネクタ２にはピン３が立設する位置に
対応して凹部2aが形成されている。この凹部2aを要する
必要は第１の半田リング8aを配置する際に実装上の問題
が発生しないようにするためである。つまり、平面上に
半田リング8aを配置した状態で半田接合を行おうとする
と、半田リング8aの厚みだけ上方に高くなり、特に溶融
後はこの半田リング8aの厚みだけ上方に浮いた形とな
り、近年の高密度実装上あまり好ましくないことからで
ある。よってこの凹部2a内に第１の半田リング8aを収納
した状態で半田接合を行うものであれば半田溶融後も半
田がない状態と同一の高さを保障することができる。更
に、この凹部2aはその内部に先に説明した第１の硬質ク
ロムメッキ7aが形成されている。具体的にはマザーボー
ド１から順にマザーボード１、第１の半田リング8a、第
１の硬質クロムメッキ7aに配置されており、このように
することで、従来問題としたコネクタ２内部に溶融した
半田の侵入することを防ぐことができる。

尚、金メッキ６と硬質クロムメッキ７とでは相性の良い
ものであるため、その接合面に対する信頼性に関しては
何等問題はない。

次に、所定部分に硬質クロムメッキが塗布されてなるピ
ンをマザーボードに接合させる場合について説明する。

第２図（ａ）に示す構成とするために、まずコネクタ２
の凹部2aに第１の半田リング8aを配置する。

ここで、第１の硬質クロムメッキ7aはコネクタ２内部に
溶融半田９を侵入させないためにできる限りコネクタ２
側に予め塗布したほうが望ましい。次にピン３に第１の
半田リング8aを挿入した状態でマザーボード１上に形成
されたスルーホール４に挿入する。次にこの状態を保持
したままマザーボード１から突出しているピンに第２の
半田リング8bを挿入する。この第２の半田リング8bの外
側には半田上昇を係止するために第２の硬質クロムメッ
キ7bが塗布されている。

第２図（ａ）の状態にあるマザーボード１とコネクタ２
および半田リング８を高雰囲気中のベーパーリフロ（溶
鉱炉）に投入すると、第２図（ｂ）に示す如く半田リン
グ８が溶融し、（溶融半田９）、ピン３とスルーホール
４の側壁およびそれに繋がるパッド５とが電気的に接合
される。この時本考案では上述したように、溶融半田９
のスルーホール４から離れる方向への流れ込みを規制す
るように硬質クロームメッキ層7a、7bが形成されている
ことにより、第１、第２の硬質クロムメッキ7a、7b間に
溶融した半田９が留まることになるので、半田上がり、
半田下がり等が発生しない。よって、後に説明するケー
ブルコネクタ挿入時についてはなんら問題なくケーブル
コネクタを挿入することができる。

第２図（ｂ）に示されるようにピン３とスルーホール４
の側壁およびそれに繋がるパッド５とが電気的に接合さ
れた構造に、第２図（ｃ）の示すその内部に凹部11が形
成された（尚、この凹部11には図示はしていないが多面
から突出するフラットケーブルと接続されている接触子
が形成されている（第４図参照）ケーブルコネクタ10と
嵌合する。

次に、第２の実施例について説明する。

本例においては、第３図に示す如く、更に溶融した半田
９の流動領域を制限するためにスルーホール４の側壁に
突起12を設けている。上述説明したように、ベーパーリ
フロの時間を短縮するためにマザーボード１の両側に半
田リング８を配置してなる状態においては、通常、特に
図中下側の方に半田が流動する傾向にあるため、単にピ
ン３に硬質クロムメッキ７を塗布しただけでは半田の流
動を止めることは困難の場合がある。よって、スルーホ
ール４の側壁に突起12を設けることにより、この構造に
おいても半田の流動領域を制限するようにしている。よ
って、スルーホール４内の突起12間の間隔ｌは挿入され
るピン３の外径とほぼ同径にすることが望ましい。

この突起12の形成方法としては、一例として通常スルー
ホールを牙孔するのと同様にドリルを使用した例につい
て説明する。

マザーボード１に対してその両面から、対応する箇所に
且つ同期を取ってドリルにて穿孔作業を始める。する
と、通常ドリルの先端は三角錐状となっているから、２
本のドリルがスルーホール内で当接した時にはスルーホ
ール４を一周する形に突起が形成される。

〔考案の効果〕

以上詳細に説明したように本考案において、溶融半田の
移動範囲を規制する硬質クロムメッキ層を形成して、半
田上がりを防止し、かつ、スルーホール内に溶融する半
田の供給量を一定にすることにより、接合箇所の信頼性
を向上することができる。

更に、溶融半田の流動が大きい時は、スルーホール内に
突起することによって、更にその半田の流動領域を制限
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第一の実施例を示す図、 第２図は第１図における各工程の状態図、 同図（ａ）は初期時、同図（ｂ）はベーパーリフロ時、
同図（ｃ）ケーブルコネクタ嵌合時、 第３図は本考案の他の実施例を示す図、 第４図は本考案が適用される全体構成図、 第５図は従来の構造図、 第６図（ａ）および（ｂ）は従来の欠点を示す図であ
る。 図において、 １はマザーボード、２はコネクタ、３は部品、3aは先端
部、４はスルーホール、７は硬質クロムメッキ、12は突
起をそれぞれ示す。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】スルーホール（４）を貫通したコネクタ
   （２）のピン（３）に、マザーボード（１）の表裏面に
   半田リング（8a、8b）を嵌合し、該半田リング（8a、8
   b）を溶融させて、ピン（３）をスルーホール（４）内
   に半田付けする半田接合構造であって、 ピン（３）には、溶融半田（９）のスルーホール（４）
   から離れる方向への流れ込みを規制する硬質クロームメ
   ッキ層（7a、7b）が設けられた半田接合構造。
2. 【請求項２】前述スルーホール（４）の内壁に突起部
   （12）が形成されてなることを特徴とする請求項１記載
   の半田接合構造。