JPH10270143A - 端子付き基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性の高い端子付き基板を効率よく製造す
ることができる端子付き基板の製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 端子１６の接合端１６ａを整列用治具３
１の整列面３３ａから浮かせた状態で整列させておく。
次に、基板２の導体部分６を整列された端子１６の接合
端１６ａに接触させるべく、整列用治具３１上に基板２
を重ね合わせる。基板２を整列用治具３１ごと加熱し、
導体部分６と接合端１６ａとの間に介在されるろう材Ｓ
1 を溶融する。その結果、導体部分６と端子１６とをろ
う付けし、端子付き基板１を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に形成された
導体部分に対して複数の端子をろう付けにより接合する
端子付き基板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、基板の片面または両面に形成され
たパッドに対して複数のピンをはんだ付けにより接合す
る端子付き基板の製造方法がいくつか提案されている。
その際、例えばシート状間隔保持具に複数のピンを整列
状態で保持させたものが使用されることがある。しか
し、ピンの種類によっては、このような状態で部品を供
給できない場合がある。従って、ばらばらの状態で供給
されるピンを何らかの方法により整列させることが必要
とされる。このような場合の端子付き基板の製造方法の
一例を図１０〜図１２に基づいて説明する。

【０００３】まず、整列面８２に複数の凹部８３を備え
る整列用治具８１を用意する。この治具８１の凹部８３
にピン８４の非接合端８４ｂ側を挿入し、接合端８４ａ
側を上側に向ける。次に、あらかじめパッド８５にはん
だクリーム８６が印刷されている基板８７を用意し、そ
れを治具８１上に重ね合わせる。そのとき、各パッド８
５に各接合端８４ａを接触させる。次に、各ピン８４が
仮固定されている前記基板８７をリフロー用治具８８に
移し替え、同治具８８ごとリフロー炉内にセットする。
そして、はんだＳ1 が溶融する温度に加熱し、各パッド
８５と各ピン８４とをはんだ付けすることにより、端子
付き基板を製造していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術に
おいては、上記のごとく２種類の治具８１，８８を用い
ていたため、リフロー前に移し替え作業が必要となり、
このことが作業効率を低下させる原因となっていた。ま
た、移し替えの際にはピン８４が位置ずれを起こす可能
性があり、それによって信頼性の低下を来すおそれがあ
った。

【０００５】また、ピン８４は治具８１，８８に殆ど埋
没した状態になるため（図１１，図１２）、リフローに
より溶融したはんだＳ1 が充分に回り込むことができ
ず、不完全な形状のフィレットが形成されやすいという
問題があった。従って、パッド８５とピン８４との接合
強度が弱くなり、高い信頼性が確保されにくかった。

【０００６】本発明は上記の課題を解決するためなされ
たものであり、その目的は、信頼性の高い端子付き基板
を効率よく製造することができる端子付き基板の製造方
法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、基板に形成された導
体部分に対して複数の端子をろう付けにより接合する端
子付き基板の製造方法において、前記端子の接合端を整
列用治具の整列面から浮かせた状態で整列させておく工
程と、前記導体部分を前記整列された端子の接合端に接
触させるべく、前記整列用治具上に前記基板を重ね合わ
せる工程と、前記基板を整列用治具ごと加熱することで
前記導体部分と前記接合端との間に介在されるろう材を
溶融することにより、前記導体部分と前記端子とをろう
付けする工程とを含む端子付き基板の製造方法をその要
旨とする。

【０００８】請求項２に記載の発明では、基板の両面に
形成された導体部分に対して複数の端子をろう付けによ
り接合する端子付き基板の製造方法において、第１の端
子の接合端を整列用治具の整列面から浮かせた状態で整
列させるとともに、前記基板における第１の面側の導体
部分にあらかじめろう材を印刷しておく工程と、前記第
１の面側の導体部分を前記整列された第１の端子の接合
端に接触させるべく、前記整列用治具上に前記基板を重
ね合わせる工程と、前記基板における第２の面側の導体
部分にろう材を印刷する工程と、前記第２の面側の導体
部分に第２の端子の接合端を接触させる工程と、前記基
板を前記整列用治具ごと加熱することで前記導体部分と
前記接合端との間に介在されるろう材を溶融することに
より、前記第１の導体部分と前記第１の端子とをろう付
けしかつ前記第２の導体部分と第２の端子とをろう付け
する工程とを含む端子付き基板の製造方法をその要旨と
する。

【０００９】請求項３に記載の発明では、基板の両面に
形成された導体部分に対して複数の端子をろう付けによ
り接合する端子付き基板の製造方法において、第１の端
子の接合端を第１の整列用治具の整列面から浮かせた状
態で整列させるとともに、前記基板における第１の面側
の導体部分にあらかじめろう材を印刷しておく工程と、
前記第１の面側の導体部分を前記整列された第１の端子
の接合端に接触させるべく、前記第１の整列用治具上に
前記基板を重ね合わせる工程と、前記基板における第２
の面側の導体部分にろう材を印刷する工程と、第２の端
子の接合端を第２の整列用治具の整列面から浮かせた状
態で整列させておく工程と、前記第２の面側の導体部分
を前記整列された第２の端子の接合端に接触させるべ
く、前記基板を第１の整列用治具ごと反転させかつそれ
らを前記第２の整列用治具に重ね合わせる工程と、前記
基板を両整列用治具ごと加熱することで前記第１及び第
２の導体部分と前記接合端との間に介在されるろう材を
溶融することにより、前記第１の導体部分と前記第１の
端子とをろう付けしかつ前記第２の導体部分と第２の端
子とをろう付けする工程とを含む端子付き基板の製造方
法をその要旨とする。

【００１０】以下、本発明の「作用」を説明する。請求
項１，２，３に記載の発明によると、端子を整列させる
ための整列用治具をろう付け用治具としても用いること
で、ろう付け工程前における治具の移し替え作業が不要
になるため、その分だけ作業効率が向上する。また、端
子の接合端が整列用治具の整列面から浮いた状態である
と、溶融したろう材は整列面に邪魔されることなく充分
に回り込むことができる。そのため、導体部分と端子と
の間に完全な形状のフィレットが形成される。よって、
導体部分と端子との間の接合強度が強くなり、端子付き
基板に高い信頼性が確保される。なお、治具の移し替え
が不要になると、端子が位置ずれを起こす可能性がなく
なるため、それによっても信頼性の向上が図られる。

【００１１】また、請求項２，３に記載の発明による
と、上記の作用に加えて、基板の両面に形成された導体
部分に対して端子が一括してろう付けされるため、片面
ずつ行う場合に比べてより作業効率が向上する。また、
基板における第１の面側には多数の端子が存在している
ため、基板はいわば多くの点において支持されている。
従って、第２の面側の導体部分にろう材を印刷したとき
でもその印圧は各端子に分散されてしまい、結果として
ろう材が均一に印刷される。ゆえに、ろう材に過不足が
生じることがなく、フィレットにばらつきができにくく
なる。そして、このことは信頼性の向上にもプラスに働
く。

【００１２】さらに、請求項３に記載の発明によると、
上記の作用に加えて、端子の供給状態に制約を受けるこ
とがなくなるため、端子を選択する際の余地が広がり、
製造できる端子付き基板のバリエーションも多くなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】

［第１の実施形態］以下、本発明を具体化した実施形態
１の変換モジュール１及びその製造方法を図１〜図５に
基づき詳細に説明する。

【００１４】まず最初に、端子付き基板としての変換モ
ジュール１の構造を説明する。図１〜図３に示されるよ
うに、変換基板２のみからなる本実施形態の変換モジュ
ール１は、半導体パッケージとしてのＰＧＡ２１を信号
変換したうえでマザーボードＭＢに搭載するためのもの
である。

【００１５】変換基板２の主要部分を構成する両面板１
４は、矩形状かつリジッドなものであって、導体層を表
裏両面に２層有している。両面板１４の第１の領域に
は、第１のパッド５、第２のパッド４、配線パターン６
及びミニバイアホール８が形成されている。一方、横方
向に延出した両面板１４の第２の領域には、矩形状をし
た電子部品接続用のパッド９，１０がそれぞれ形成され
ている。パッド９はＤＩＰ（デュアルインラインパッケ
ージ）１１を表面実装するためのものである。パッド１
０はチップ抵抗１２を表面実装するためのものである。
前記パッド１０は両面板１４の下面側にも形成されてい
る。チップ抵抗１２及びＤＩＰ１１は、対応するパッド
９，１０に対していずれもはんだＳ1 を介して接合され
ている。

【００１６】図３に示されるように、この両面板１４の
表層にある配線パターン６は、第１及び第２のパッド
４，５とミニバイアホール８のランドとを電気的に接続
している。この他、配線パターンのうちのあるもの（図
示略）は、パッド４，５と電子部品１１，１２との間、
または電子部品１１，１２同士の間を電気的に接続して
いる。

【００１７】図３に示されるように、第２の導体部分と
しての第２のパッド４は両面板１４の表面側に形成さ
れ、第１の導体部分としての第１のパッド５は両面板１
４の裏面側に形成されている。導体部分である両パッド
４，５は円形状であり、千鳥状に配置されている。前記
両パッド４，５は、両面板１４を厚さ方向に投影したと
きに重なり合う位置関係に形成されている。両面板１４
の表層には、所定箇所に開口部１７ａを有するソルダー
レジスト１７が設けられている。パッド４，５は外周部
を除いて開口部１７ａから露出している。即ち、両パッ
ド４，５の直径Ｄ5 （本実施形態では１．１mm）は開口
部１７ａの直径Ｄ4 （本実施形態では１．０mm）よりも
大きくなっている。このようにするとパッド４，５が剥
離しにくくなるからである。なお、前記電子部品接続用
のパッド９，１０も開口部１７ａから露出している。配
線パターン６及びミニバイアホール８のランドは、ソル
ダーレジスト１７から露出しておらず、同ソルダーレジ
スト１７によって保護されている。

【００１８】図３等に示されるように、この両面板１４
の表面側には、第２の端子としてのめす型ソケット状ピ
ン１５が多数表面実装されている。一方、その裏面側に
は、第１の端子としてのおす型ピン１６が多数表面実装
されている。両ピン１５，１６の数は、本実施形態では
２００個〜５００個程度である。めす型ソケット状ピン
１５は略円筒状の部材であり、その先端面には挿通穴１
５ａが形成されている。めす型ソケット状ピン１５の挿
通穴１５ａには、ＰＧＡ２１の下面から突出するＩ／Ｏ
ピン２４が挿抜可能に嵌挿される。めす型ソケット状ピ
ン１５の先端には、Ｉ／Ｏピン２４の挿抜を容易ならし
めるためにテーパ部１５ｂが形成されている。このテー
パ部１５ｂは先端側に行くほど広がっている。めす型ソ
ケット状ピン１５の基端面は、第２のパッド４にはんだ
付けされている。そして、めす型ソケット状ピン１５の
基端部周面及びパッド４の表面には、はんだＳ1 により
完全フィレットが形成されている。

【００１９】図３等に示されるように、各おす型ピン１
６はネイルヘッド状に形成されている。かかる形状を採
用したのは、基端側にネイルヘッド部１６ａがあるとお
す型ピン１６の抜け止めが図られるため接合強度が向上
し、ひいては高い信頼性が確保されるからである。前記
ネイルヘッド部１６ａは、第１のパッド５にはんだ付け
されている。その結果、おす型ピン１６の基端部周面及
びパッド５の表面には、はんだＳ1 により完全フィレッ
トが形成されている。なお、ネイルヘッド部１６ａの直
径Ｄ3 は、ソルダーレジスト１７の開口部１７ａの直径
Ｄ4 よりも小さいことが好ましい（図５参照）。その理
由は、接合部分に完全フィレットを確実に形成すること
で、高い接合強度を得るためである。本実施形態では具
体的には、ネイルヘッド部１６ａの直径Ｄ3 を０．７m
m、開口部１７ａの直径Ｄ4 を１．０mmに設定してい
る。また、おす型ピン１６においてネイルヘッド部１６
ａの長さＬ4 を０．２mm、おす型ピン１６の軸部１６ｂ
の長さＬ5 を５．５mm、軸部１６ｂの直径Ｄ2 を０．４
５mm、おす型ピン１６の全長Ｌ1 を５．７mmに設定して
いる。さらに、めす型ソケット状ピン１５の基端部の直
径も、上記と同様の理由により、ソルダーレジスト１７
の開口部１７ａの直径Ｄ4 よりも小さいことが好まし
い。

【００２０】図３に示されるように、ミニバイアホール
８は両面板１４の表裏を貫通するように形成されてい
る。それにより、両面板１４の表面側にある導体層（配
線パターン６等）と、両面板１４の裏面側にある導体層
（配線パターン６等）とが導通されている。ここで、ミ
ニバイアホール８とは、ピン嵌挿を目的とした通常のバ
イアホール（直径０．４mm〜０．８mm）よりも小径であ
って、表裏の導通を図ることのみを目的としたものを指
す。本実施形態においては、具体的には直径２００μm
程度のミニバイアホール８を形成している。

【００２１】図１に示されるように、マザーボードＭＢ
にはあらかじめ固定ソケット２５がはんだ付けによって
脱着不能に固定されている。固定ソケット２５は多数の
めす型ソケット状ピン２６を備える。使用時において、
前記変換モジュール１の備えるおす型ピン１６は、これ
らの固定ソケット２５の挿通穴に挿抜可能に嵌挿され
る。なお、部品交換を行う際の便宜を図るため、当該接
続部位にははんだ付けがなされない。

【００２２】一方、半導体パッケージであるＰＧＡ２１
は、両面板１４の上面側に搭載される。このとき、ＰＧ
Ａ２１のＩ／Ｏピン２４は、めす型ソケット状ピン１５
の挿通穴１５ａに挿抜可能に嵌挿される。そして、この
ときＰＧＡ２１側とマザーボードＭＢ側とが変換モジュ
ール１を介して電気的に接続される。従って、信号等は
ＰＧＡ２１とマザーボードＭＢとの間を行き交うことが
可能となる。その際、信号等が両面板１４の電子部品１
１，１２によって適宜変換されることにより、ＰＧＡ２
１本来の機能が充分に発揮される状態となる。

【００２３】次に、上記のような変換モジュール１の製
造にあたって使用される整列用治具３１の構造を説明す
る。図４に示されるように、この整列用治具３１は複数
の部材からなる。即ち、この整列用治具３１は、下治具
片３２と中治具片３３と上治具片３４と位置決め固定用
治具片３５とからなる。下治具片３２の上面側には中治
具片３３が分離不能に配置されている。中治具片３３の
上面側には上治具片３４が分離可能に配置されている。
位置決め固定用治具片３５は、上治具片３４の取り外し
時に中治具片３３の上面側に着脱可能に配置されるよう
になっている。

【００２４】下治具片３２、中治具片３３及び位置決め
固定用治具片３５は、いずれも耐熱性材料からなること
が好ましい。その理由は、耐熱性を有していれば整列用
治具３１としてのみならずリフロー用治具としても使用
することができるからである。具体的にいうと、本実施
形態では、アルミニウムやステンレス等の金属材料を使
用している。なお、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化
珪素、炭化珪素等のセラミックス材料であってもよい。

【００２５】また、下治具片３２及び中治具片３３は、
その内部にそれぞれ空洞３６を有していることが好まし
い。その理由は、空洞３６があると熱容量の減少により
全体として熱しやすく冷めやすくなるため、リフローに
要する時間を短縮することができ、ひいては作業効率の
向上につながるからである。

【００２６】中治具片３３の上面（即ち整列面３３ａ）
における複数箇所には、各おす型ピン１６を挿入するた
めの複数の凹部３７が形成されている。この凹部３７は
例えば断面円形状である。凹部３７の内径Ｄ1 は、おす
型ピン１６の軸部１６ｂの直径Ｄ2 よりも大きく設定さ
れ、かつおす型ピン１６のネイルヘッド部１６ａの直径
Ｄ3 よりも小さく設定されている。この凹部３７の深さ
Ｌ3 は、おす型ピン１６の全長Ｌ1 （ここでは上記の通
り５．７mm）よりも短く形成されている必要がある。従
って、おす型ピン１６が凹部３７に挿入された場合（か
つ上治具片３４がない場合）には、おす型ピン１６の接
合端側が長さ（＝浮かせ量）Ｌ2 分だけ凹部３７から突
出する。つまり、接合端にあるネイルヘッド部１６ａが
整列面３３ａから浮いた状態となる。

【００２７】この場合、各おす型ピン１６のネイルヘッ
ド部１６ａは、整列面３３ａから少なくとも完全フィレ
ットが形成されうる量Ｌ2 だけ浮いた状態で保持され
る。完全フィレットとは、図５に示されるように潰れて
おらず裾野状をしたフィレットを指す。また、同図によ
ると、リフローにより溶融したはんだＳ1 が充分に回り
込み、ネイルヘッド部１６ａを完全に包み込んでいる。
本実施形態の場合、完全フィレットの底部から頂部まで
の高さは約０．５mmになる。従って、前記浮かせ量Ｌ2
は少なくともこの値以上である必要がある。具体的にい
うと前記浮かせ量Ｌ2 は０．６mm〜５．０mmがよく、
１．０mm〜３．０mmがさらによく、１．５mm〜２．０mm
が特によい。ただし、浮かせ量Ｌ2 が長くなりすぎると
凹部３７の深さＬ3 が浅くなるため、位置決めがしにく
くなり、位置ずれが生じやすくなるおそれがある。従っ
て、本実施形態ではＬ2 ＝１．５mm、Ｌ3 ＝４．２mmに
設定している。

【００２８】上治具片３４において前記凹部３７に対応
する箇所には、テーパ状の貫通孔３８が形成されてい
る。これらの貫通孔３８は上面側に向かって広がってお
り、その最大径はネイルヘッド部１６ａの直径Ｄ3 より
も大きくなっている。従って、ばらばらの状態で供給さ
れてくるおす型ピン１６は、これらの貫通孔３８がある
ことによって凹部３７内にスムーズに案内される。この
とき、おす型ピン１６はネイルヘッド部１６ａが上を向
いた状態となる。

【００２９】位置決め固定用治具片３５は、変換基板２
とほぼ同サイズをした枠状の部材である。位置決め固定
用治具片３５には空洞３６が設けられていてもよい。位
置決め固定用治具片３５の内周面側には、変換基板２を
嵌合した状態で位置決め固定するための矩形状の段部３
９が形成されている。変換基板２をこの位置決め固定用
治具片３５に嵌合すると、変換基板２は整列面３３ａと
一定の間隔を隔てて水平に支持される。つまり、この位
置決め固定用治具片３５はスペーサとしての役割を有す
る。

【００３０】同位置決め固定用治具片３５はガイド部４
０を備えている。変換基板２は、このガイド部４０によ
ってガイドされつつ嵌合する。その結果、変換基板２は
水平方向に移動不能な状態となり、位置決め固定が図ら
れる。つまり、この位置決め固定治具片３５はガイドと
しての役割も有する。

【００３１】次に、この変換モジュール１を製造する方
法を図４（ａ）〜図４（ｅ）に基づいて説明する。ま
ず、ガラスエポキシ絶縁基板の両面に銅箔を貼着した銅
張積層板を出発材料とし、レジストを形成したうえで銅
箔のエッチングを行う。その結果、絶縁基板両面にパッ
ド４，５，９，１０及び配線パターン６を形成する。次
いで、ミニバイアホール８を形成するための貫通孔（直
径約２００μm ）をドリル等を用いて穴あけする。さら
に、触媒核を付与した後に無電解銅めっきを行うこと
で、ミニバイアホール８を形成する。この後、絶縁基板
両面にソルダーレジスト１７を形成する。なお、ガラス
エポキシ製の絶縁基板に代えて、ガラスポリイミド製の
絶縁基板を選択してもよい。

【００３２】続く第１のはんだ印刷工程では、スクリー
ン印刷の手法によって、第１の面側にある第１のパッド
５上にクリームはんだ１８をあらかじめ片面印刷してお
く。クリームはんだ１８の印刷は、スクリーン印刷以外
の手法によってなされてもよい。クリームはんだ１８と
しては、例えば共晶はんだ（Ｐｂ：Ｓｎ＝３７：６３，
融点１８３℃）Ｓ1 の粉末をベヒクルに分散させてなる
もの等が使用される。

【００３３】次の工程では、第１の端子であるおす型ピ
ン１６のネイルヘッド部１６ａを整列用治具３１の整列
面３３ａから浮かせた状態で整列させる（おす型ピン整
列工程）。具体的には以下の手順による。まず、上治具
片３４を取り付けた整列用治具３１に対して、上方から
おす型ピン１６をばらばらの状態で供給する。そのと
き、整列用治具３１を水平方向に揺動させておくことが
よい。このようにすると、おす型ピン１６の軸部１６ｂ
が凹部３７内に入り込み、おす型ピン１６が立った状態
となる（図４(a) 参照）。次に、上治具片３４を取り外
す（図４(b) 参照）。すると、整列用治具３１の整列面
３３ａからおす型ピン１６のネイルヘッド部１６ａが浮
き上がった状態となる。この後、位置決め固定用治具片
３５を中治具片３３上に配置する。

【００３４】次の変換基板重ね合わせ工程では、第１の
面側の第１のパッド５を、整列されたおす型ピン１６の
ネイルヘッド部１６ａの端面に接触させるべく、整列用
治具３１上に変換基板２を重ね合わせる（図４(c) 参
照）。つまり、位置決め固定治具片３５の段部３９に変
換基板２を支持させる。このとき、変換基板２は位置決
め固定治具片３５のガイド部４０によってガイドされつ
つ嵌合する。各パッド５上にはクリームはんだ１８が印
刷されているので、その粘着力によりおす型ピン１６の
ネイルヘッド部１６ａがパッド５に対して仮固定され
る。

【００３５】次の第２のはんだ印刷工程では、変換基板
２における第２の面側にある第２のパッド５に、ろう材
としてのはんだＳ1 をはんだクリーム１８の状態でスク
リーン印刷する（図４(d) 参照）。このとき、変換基板
２における第１の面側には多数のおす型ピン１６が存在
しているため、変換基板２はいわば多くの点において支
持されている。従って、第２の面側のパッド４にクリー
ムはんだ１８を印刷したときでもその印圧は各おす型ピ
ン１６に分散されてしまうため、印圧が一箇所に集中す
るようなことは避けられる。

【００３６】次の工程では、変換基板２の第２の面側に
ある第２のパッド４にめす型ソケット状ピン１５の接合
端を接触させる。なお、本実施形態では、シート状かつ
樹脂製の間隔保持具１９によりめす型ソケット状ピン１
５を保持した状態で供給している。

【００３７】次の両面一括リフロー工程では、変換基板
２を整列用治具３１ごと加熱することでリフローを行
い、クリームはんだ１８を溶融させる（図４(e) 参
照）。その結果、第１のパッド５とおす型ピン１６とが
はんだ付けされ、かつ第２のパッド４とめす型ソケット
状ピン１５とがはんだ付けされる。

【００３８】この後、電子部品１１，１２をそれぞれの
パッド９，１０に対して個別にはんだ付けすることによ
り、所望の変換モジュール１が完成する。なお、電子部
品接続用のパッド９，１０にもクリームはんだ１８を印
刷しておき、前記両面一括リフロー工程においてめす型
ソケット状ピン１５等と同時にはんだ付けしてもよい。

【００３９】このようにして作製された変換モジュール
１にＰＧＡ２１を搭載したものを、マザーボードＭＢの
固定ソケット２５に搭載すれば、ＰＧＡ２１を高速で動
作させることができる。

【００４０】さて、以下に本実施形態において特徴的な
作用効果を列挙する。 （イ）本実施形態の製造方法によって得られる変換モジ
ュール１は、変換基板２が両面板１４からなるものであ
る。このため、多層板からなる従来のものに比べて確実
に構成が単純になる。また、ピン嵌挿用である通常のバ
イアホールを形成する必要がなく、表裏導通用のミニバ
イアホール８のみの形成で足りるため、これによっても
構成が単純になる。ゆえに、以上の２つのことから低コ
ストな変換モジュール１とすることができる。さらに、
ピン嵌挿用のバイアホールの形成が不要になることで、
変換基板２の主要部分を構成する両面板１４の外形寸法
を小さくすることができる。このため、コンパクトな変
換モジュール１を得ることができる。

【００４１】（ロ）本実施形態の製造方法では、おす型
ピン１６を整列させるための整列用治具３１をはんだ付
けの際のリフロー用治具としても用いている。従って、
はんだ付け工程前における治具の移し替え作業が不要に
なるため、その分だけ作業効率が向上する。また、おす
型ピン１６のネイルヘッド部１６ａは、整列用治具３１
の整列面３３ａから浮いた状態で整列される。ゆえに、
溶融したはんだＳ1 は整列面３３ａに邪魔されることな
く、ネイルヘッド部１６ａの下側まで充分に回り込むこ
とができる。そのため、第１のパッド５とおす型ピン１
６との間に完全な形状のフィレットが形成される。よっ
て、第１のパッド５とおす型ピン１６との間の接合強度
が強くなり、変換モジュール１に高い信頼性を確保する
ことができる。なお、治具の移し替えが不要になると、
おす型ピン１６が位置ずれを起こす可能性がなくなるた
め、それによっても信頼性の向上が図られる。

【００４２】（ハ）本実施形態の製造方法では、変換基
板２の両面に形成されたパッド４，５に対して、リフロ
ーによりめす型ソケット状ピン１５及びおす型ピン１６
が一括してはんだ付けされる。そのため、片面ずつリフ
ローを行う場合に比べて、より作業効率を向上させるこ
とができる。また、変換基板２における第１の面側には
多数のおす型ピン１６が存在しているため、変換基板２
はいわば多くの点において支持されている。従って、第
２の面側の第２のパッド４にクリームはんだ１８を印刷
したときでも、その印圧は各おす型ピン１６に分散され
てしう。その結果、クリームはんだ１８が均一に印刷さ
れる。ゆえに、リフローを行ったときでもはんだＳ1 に
過不足が生じることがなく、フィレットにばらつきがで
きにくくなる。そして、このことは信頼性の向上にもプ
ラスに働く。 ［第２の実施形態］次に、本発明を具体化した第２の実
施形態の変換モジュール１の製造方法を図６に基づき詳
細に説明する。

【００４３】ここでは、前記実施形態の整列用治具３１
に加えて、もう一つ整列用治具４１を使用する点が異な
っている。これ以降、前者を第１の整列用治具３１と呼
び、後者を第２の整列用治具４１と呼ぶ。

【００４４】図６（ｂ）等に示されるように、第２の整
列用治具４１は下治具片４２と上治具片４４とからな
る。下治具片４２の複数箇所には凹部４３が形成されて
いる。一方、上治具片４４において凹部４３に対応する
箇所には、同じく凹部４５が形成されている。各凹部４
５は整列面４４ａである上面において開口している。下
治具片４２に形成された凹部４３内には、めす型ソケッ
ト状ピン１５の接合端側が収容される。上治具片４４に
形成された凹部４５内には、めす型ソケット状ピン１５
の非接合端側が収容される。従って、凹部４５の内径の
ほうが凹部４３の内径よりも大きく形成されている。な
お、かかる下治具片４２や上治具片４４について空洞３
６を設けてもよい。

【００４５】まず最初の工程では、図６（ａ）〜図６
（ｄ）に従って、第２の端子であるめす型ソケット状ピ
ン１５の接合端を第２の整列用治具４１の整列面４４ａ
から浮かせた状態で整列させておく。より具体的にいう
と次の手順になる。下治具片４２の上方からばらばらの
状態のめす型ソケット状ピン１５を供給し、凹部４３内
にその非接合端側を入り込ませる（図６(a) 参照）。こ
のとき、各めす型ソケット状ピン１５は立った状態とな
る。次に、下治具片４２上に上治具片４４を重ね合わせ
るとともに（図６(b) 参照）、それらを反転した後（図
６(c) 参照）、下治具片４２のみを取り除く（図６(d)
参照）。

【００４６】一方、実施形態１において示した手順に従
い、第１のはんだ印刷工程、おす型ピン整列工程、変換
基板重ね合わせ工程及び第２のはんだ印刷工程を実施
し、図６（ｅ）のような状態としておく。

【００４７】次の反転工程では、第２のパッド４をめす
型ソケット状ピン１５の接合端に接触させるべく、変換
基板２を第１の整列用治具３１ごと反転させかつそれら
を第２の整列用治具４１に重ね合わせる（図６(f) 参
照）。このとき、２つの整列用治具３１，４１の整列面
３３ａ，４４ａは互いに対向した状態となる。本実施形
態の位置決め固定用治具片４６は、実施形態１のときよ
りも長いガイド部４０を備えている。よって、ガイド部
４０の上面が第２の整列用治具４１の整列面４４ａに当
接することで、整列面４４ａに対して変換基板２が一定
間隔にかつ水平に保持される。即ち、この位置決め固定
用治具片４６は、変換基板２と第１の整列用治具３１と
の間のスペーサとして機能するばかりでなく、変換基板
２と第２の整列用治具４１との間のスペーサとしても機
能する。

【００４８】なお、両整列用治具３１，４１は、位置決
め固定機構としてのフック状の位置決め固定片４７によ
って分離不能に位置決め固定される。かかる位置決め固
定片４７は、両整列用治具３１，４１の少なくともいず
れか一方に設けられている。従って、反転時において両
整列用治具３１，４１同士のずれが防止される。また、
反転時においては変換基板２自体がいわば押さえの役割
を果たし、各おす型ピン１６の脱落を防止する。なお、
位置決め固定機構としては、上記のフック構造に限定さ
れることはなく、例えば凹凸同士による嵌脱構造などを
採用してもよい。

【００４９】このような反転工程の後、変換基板２を整
列用治具３１，４１ごと加熱することで両面一括リフロ
ーを行い、クリームはんだ１８を溶融させる。その結
果、第１のパッド５とおす型ピン１６とがはんだ付けさ
れ、かつ第２のパッド４とめす型ソケット状ピン１５と
がはんだ付けされる。この後、電子部品１１，１２をそ
れぞれのパッド９，１０に対して個別にはんだ付けする
ことにより、所望の変換モジュール１が完成する。

【００５０】さて、以下に本実施形態において特徴的な
作用効果を列挙する。 （イ）本実施形態の製造方法は、第１の実施形態の製造
方法と基本的な部分が共通している。従って、実施形態
１で述べたイ、ロ、ハの各作用効果を奏することはいう
までもない。

【００５１】（ロ）さらに、本実施形態の製造方法で
は、めす型ソケット状ピン１５の接合端を第２の整列用
治具４１の整列面４４ａから浮かせた状態で整列させて
おき、反転工程により変換基板２を第１の整列用治具３
１ごと反転させかつそれらを第２の整列用治具４１に重
ね合わせている。従って、ばらばらの状態で供給された
めす型ソケット状ピン１５を用いることができる。言い
換えると、端子の供給状態に制約を受けることがなくな
るため、端子を選択する際の余地が広がる。よって、製
造できる変換モジュール１のバリエーションも確実に多
くなるという利点がある。また、第１の面側のみならず
第２の面側についても、完全な形状のフィレットが形成
されるという利点がある。

【００５２】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことはなく、例えば次のような形態に変更することが可
能である。 ◎ 図７に示される別例の整列用治具５１では、実施形
態１にて示した第１の整列用治具３１とは異なる形状を
した位置決め固定用治具片５２が採用されている。変換
基板２は、その位置決め固定用治具片５２に嵌合されて
いる。従って、この治具片５２は、いわば変換基板２の
嵌合時におけるガイドとしての役割のみを有する。

【００５３】◎ 図８に示される別例の整列用治具６１
においても、実施形態１にて示した第１の整列用治具３
１とは異なる形状をした位置決め固定用治具片６２が採
用されている。変換基板２はその位置決め固定用治具片
６２の上面に載置されている。従って、この治具片６２
は、いわば変換基板２と整列面３３ａとの間を一定間隔
にするためのスペーサとしての役割のみを有する。

【００５４】◎ろう付けははんだＳ1 を用いたはんだ付
けのみに限定されることはなく、例えば銀ろう等を用い
たろう付け等であっても勿論よい。 ◎ 実施形態２において使用したおす型ピン１６は、ネ
イルヘッド状に限定されることはなく、例えば単純な形
状をしたものであってもよい。ただし、上述のとおりネ
イルヘッド状であるほうが信頼性の向上にとって有利で
ある。

【００５５】◎ 両面一括リフローにより端子をはんだ
付けする実施形態１，２の方法に代え、片面ずつリフロ
ーする方法を採用してもよい。この場合、先に行うはん
だ付け用のはんだＳ1 は、後に行うはんだ付け用のはん
だＳ1 よりも高融点であることがよい。

【００５６】◎ 本発明の製造方法は、例えば図９
（ａ）〜図９（ｄ）に示されるような構造の変換モジュ
ール７１，７３，７５，７７の製造に適用されてもよ
い。図９（ａ）の変換モジュール７１では、第１のパッ
ド５にネイルヘッド状のおす型ピン１６がはんだ付けさ
れ、第２のパッド４に端子としての略ボール状のバンプ
７２がはんだ付けされている。図９（ｂ）の変換モジュ
ール７３では、第１のパッド５に略ボール状のバンプ７
２がはんだ付けされ、第２のパッド４にめす型ソケット
状ピン１５がはんだ付けされている。図９（ｃ）の変換
モジュール７５では、第１のパッド５及び第２のパッド
４に、ともにおす型ピン１６がはんだ付けされている。
図９（ｄ）の変換モジュール７７では、第１のパッド５
及び第２のパッド４に、ともにめす型ソケット状ピン１
５がはんだ付けされている。なお、端子がばらばらの状
態で供給される場合であれば、実施形態２の製造方法の
ほうがこれら変換モジュール７１，７３，７５，７７の
製造に適している。

【００５７】◎ 本発明の製造方法は、変換モジュール
１，７１…７７以外の端子付き基板の製造に適用されて
も勿論よい。ここで、特許請求の範囲に記載された技術
的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される
技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。

【００５８】（１） 請求項１乃至３のいずれか１項に
おいて、前記整列用治具は耐熱性材料からなりかつその
内部に空洞を有することを特徴とした端子付き基板の製
造方法。耐熱性を有していれば、整列用治具としてのみ
ならずろう付け用治具としても使用できるからである。
また、空洞があると熱容量の減少により全体として熱し
やすく冷めやすくなるため、リフローに要する時間を短
縮することができ、ひいては作業効率の向上につながる
からである。

【００５９】（２） 請求項１乃至３のいずれか１項に
おいて、前記整列用治具の整列面には前記端子を挿入す
るための複数の凹部が形成され、かつ前記端子の接合端
はその整列面から少なくとも完全フィレットが形成され
うる量だけ浮いた状態で保持されることを特徴とする端
子付き基板の製造方法。この方法であると、確実に完全
フィレットが形成されることで、信頼性の向上が図られ
る。

【００６０】（３） 請求項３において、位置決め固定
機構により前記両整列用治具同士を位置決め固定した状
態で、前記基板を第１の整列用治具ごと反転させかつそ
れらを前記第２の整列用治具に重ね合わせる工程を実施
することを特徴とする端子付き基板の製造方法。この方
法であると、反転時において両整列用治具同士のずれが
防止される。

【００６１】（４） 請求項１乃至３のいずれか１項に
おいて、前記端子付き基板は半導体パッケージをマザー
ボードに搭載する際に信号変換等を行うための変換モジ
ュールであり、前記端子はピン状端子であり、前記ろう
付けは前記ろう材としてはんだを用いたはんだ付けであ
ることを特徴とする変換モジュールの製造方法。

【００６２】（５） 技術的思想４において、前記端子
の接続端はピン状端子のネイルヘッド部であることを特
徴とする変換モジュールの製造方法。なお、本明細書中
において使用した技術用語を次のように定義する。

【００６３】「ろう材： 共晶はんだ等のように鉛及び
錫を主成分として含むＰｂ−Ｓｎ系のはんだや、Ａｕ
系、Ｉｎ系、Ｂｉ系等のようなＰｂレスのはんだ等のよ
うな低融点のものをいうほか、銀ろう等のような高融点
のものも含む。」

【００６４】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１，２，３
に記載の発明によれば、信頼性の高い端子付き基板を効
率よく製造することができる端子付き基板の製造方法を
提供することができる。

【００６５】請求項２，３に記載の発明によれば、上記
効果に加え、両面一括ろう付けによる作業効率の向上が
図られるとともに、ろう材が均一に印刷されることで信
頼性のさらなる向上が図られる。

【００６６】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
上記効果に加えて、端子を選択する際の余地が広がるこ
とで、製造できる端子付き基板のバリエーションを多く
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した実施形態１の変換モジュー
ルの使用状態を示す概略図。

【図２】同変換モジュールを示す概略図。

【図３】同変換モジュールの要部拡大断面図。

【図４】（ａ）〜（ｅ）は治具を用いた同変換モジュー
ルの製造方法を説明するための概略断面図。

【図５】同変換モジュール及び治具の要部拡大断面図。

【図６】（ａ）〜（ｆ）は実施形態２の変換モジュール
の製造方法を説明するための概略断面図。

【図７】別例の変換モジュール製造用の治具を示す概略
断面図。

【図８】別例の変換モジュール製造用の治具を示す概略
断面図。

【図９】（ａ）〜（ｄ）は本発明の治具により製造可能
な各種変換モジュールを示す概略図。

【図１０】従来における変換モジュールの製造方法を説
明するための要部拡大断面図。

【図１１】従来における変換モジュールの製造方法を説
明するための要部拡大断面図。

【図１２】従来における変換モジュールの製造方法を説
明するための要部拡大断面図。

【符号の説明】

１，７１，７３，７５，７７…端子付き基板としての変
換モジュール、２…基板としての変換基板、４…第２の
導体部分としての第２のパッド、５…第１の導体部分と
しての第１のパッド、１５…第２の端子としてのめす型
ソケット状ピン、１６…第１の端子としてのおす型ピ
ン、１６ａ…接合端としてのネイルヘッド部、３１，５
１，６１…第１の整列用治具、３３ａ，４４ａ…整列
面、４１…第２の整列用治具、Ｓ1 …ろう材としてのは
んだ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｈ０１Ｌ 23/12 Ｈ０１Ｌ 23/12 Ｐ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板に形成された導体部分に対して複数の
   端子をろう付けにより接合する端子付き基板の製造方法
   において、 前記端子の接合端を整列用治具の整列面から浮かせた状
   態で整列させておく工程と、 前記導体部分を前記整列された端子の接合端に接触させ
   るべく、前記整列用治具上に前記基板を重ね合わせる工
   程と、 前記基板を整列用治具ごと加熱することで前記導体部分
   と前記接合端との間に介在されるろう材を溶融すること
   により、前記導体部分と前記端子とをろう付けする工程
   とを含む端子付き基板の製造方法。
2. 【請求項２】基板の両面に形成された導体部分に対して
   複数の端子をろう付けにより接合する端子付き基板の製
   造方法において、 第１の端子の接合端を整列用治具の整列面から浮かせた
   状態で整列させるとともに、前記基板における第１の面
   側の導体部分にあらかじめろう材を印刷しておく工程
   と、 前記第１の面側の導体部分を前記整列された第１の端子
   の接合端に接触させるべく、前記整列用治具上に前記基
   板を重ね合わせる工程と、 前記基板における第２の面側の導体部分にろう材を印刷
   する工程と、 前記第２の面側の導体部分に第２の端子の接合端を接触
   させる工程と、 前記基板を前記整列用治具ごと加熱することで前記導体
   部分と前記接合端との間に介在されるろう材を溶融する
   ことにより、前記第１の導体部分と前記第１の端子とを
   ろう付けしかつ前記第２の導体部分と第２の端子とをろ
   う付けする工程とを含む端子付き基板の製造方法。
3. 【請求項３】基板の両面に形成された導体部分に対して
   複数の端子をろう付けにより接合する端子付き基板の製
   造方法において、 第１の端子の接合端を第１の整列用治具の整列面から浮
   かせた状態で整列させるとともに、前記基板における第
   １の面側の導体部分にあらかじめろう材を印刷しておく
   工程と、 前記第１の面側の導体部分を前記整列された第１の端子
   の接合端に接触させるべく、前記第１の整列用治具上に
   前記基板を重ね合わせる工程と、 前記基板における第２の面側の導体部分にろう材を印刷
   する工程と、 第２の端子の接合端を第２の整列用治具の整列面から浮
   かせた状態で整列させておく工程と、 前記第２の面側の導体部分を前記整列された第２の端子
   の接合端に接触させるべく、前記基板を第１の整列用治
   具ごと反転させかつそれらを前記第２の整列用治具に重
   ね合わせる工程と、 前記基板を両整列用治具ごと加熱することで前記第１及
   び第２の導体部分と前記接合端との間に介在されるろう
   材を溶融することにより、前記第１の導体部分と前記第
   １の端子とをろう付けしかつ前記第２の導体部分と第２
   の端子とをろう付けする工程とを含む端子付き基板の製
   造方法。