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発明の名称 電子部品モジュール、及びその製造方法等
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−168243(P2001−168243A)
公開日 平成13年6月22日(2001.6.22)
出願番号 特願平11−346049
出願日 平成11年12月6日(1999.12.6)
代理人 【識別番号】100096840
【弁理士】
【氏名又は名称】後呂 和男 (外1名)
【テーマコード(参考)】
3C030
【Fターム(参考)】
3C030 AA02 AA12 AA16 BB02 BC10 BC21 
発明者 長屋 邦男 / 林 弘晃
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 複数のスルーホールを備えそのスルーホールのそれぞれにピンが貫通された第一基板と、この第一基板の厚み方向に積み重ねられるとともに前記ピンの一端部が接続可能な接続部を設けた第二基板とを備え、前記両基板のうち少なくともいずれか一方側の基板には、電子部品が装着される電子部品モジュールであって、前記ピンの一端部は、前記第一基板において前記第二基板と対向する対向面から突出されて、前記第二基板の接続部に固着されていることを特徴とする電子部品モジュール。
【請求項2】 前記複数のピンのうちの一部は、前記第一基板の対向面から他のピンよりも高く突設された位置決めピンとされており、前記第二基板において前記第一基板と対向する対向面には、前記位置決めピンを受入可能な位置決め凹部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電子部品モジュール。
【請求項3】 請求項1または2のいずれかに記載の電子部品モジュールを製造する方法であって、前記ピンを前記第一基板のスルーホールに対応した位置に立設させ、これらのピンに対して前記第一基板を押し付けることにより前記スルーホールのそれぞれに前記ピンをその両端部が前記第一基板から突出した状態で貫通させ、この第一基板と前記第二基板とを厚み方向に積み重ねた状態で前記ピンの一端部を前記第二基板の接続部に固着することを特徴とする電子部品モジュールの製造方法。
【請求項4】 複数のスルーホールを備えた基板において、この基板の表裏両面側からピンの両端部が突出した状態となるように、前記スルーホールのそれぞれに前記ピンを押し入れるためのプレス治具であって、前記ピンを立設させた状態で受入可能な下側治具と、この下側治具の上方から前記基板を押し付けて前記スルーホールに前記ピンを貫通させる上側治具とを備えるとともに、前記上側治具には、前記基板を押し付けたときにこの基板の上面から突設される前記ピンとの当接を回避する当接回避溝が設けられていることを特徴とするプレス治具。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品モジュール、及びその製造方法等に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図15には、従来の電子部品モジュール100の側断面図を示した。この電子部品モジュール100は、上下一対に重ね合わされた二枚のプリント基板101,102を備えている。両プリント基板101,102のうち、上側のプリント基板101の上面には、各種の電子部品104が装着されており、これらの電子部品104は、図示しない基板内部の配線によって、下面の銅箔105の一部と接続されている。銅箔105は、プリント基板101の所定の区画において、適度な間隔を隔てながら設けられている。また、下側のプリント基板102には、上側プリント基板101の銅箔105の位置に合わせて、スルーホール106が設けられている。このスルーホール106のそれぞれには、プリント基板102を上下に貫通するピン107が備えられている。ピン107の上端には、半田ボール103が装着されており、この半田ボール103を介して、上下のプリント基板101,102が接続されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような電子部品モジュール100では、上下のプリント基板101,102を接続するために半田ボール103が使用されているため、製造工程が煩雑となり、製品自体も高価となってしまう。本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造工程が簡易となる電子部品モジュール及び、そのための製造方法を提供することにある。また、他の目的は、上記の電子部品モジュールを製造するために使用可能なプレス治具を提供することである。
【0004】
【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の発明に係る電子部品モジュールは、複数のスルーホールを備えそのスルーホールのそれぞれにピンが貫通された第一基板と、この第一基板の厚み方向に積み重ねられるとともに前記ピンの一端部が接続可能な接続部を設けた第二基板とを備え、前記両基板のうち少なくともいずれか一方側の基板には、電子部品が装着されるものであって、前記ピンの一端部は、前記第一基板において前記第二基板と対向する対向面から突出されて、前記第二基板の接続部に固着されていることを特徴とする。請求項2の発明は、請求項1に記載のものであって、前記複数のピンのうちの一部は、前記第一基板の対向面から他のピンよりも高く突設された位置決めピンとされており、前記第二基板において前記第一基板と対向する対向面には、前記位置決めピンを受入可能な位置決め凹部が設けられていることを特徴とする。
【0005】請求項3の発明は、請求項1または2のいずれかに記載の電子部品モジュールを製造する方法であって、前記ピンを前記第一基板のスルーホールに対応した位置に立設させ、これらのピンに対して前記第一基板を押し付けることにより前記スルーホールのそれぞれに前記ピンをその両端部が前記第一基板から突出した状態で貫通させ、この第一基板と前記第二基板とを厚み方向に積み重ねた状態で前記ピンの一端部を前記第二基板の接続部に固着することを特徴とする。請求項4の発明に係るプレス治具は、複数のスルーホールを備えた基板において、この基板の表裏両面側からピンの両端部が突出した状態となるように、前記スルーホールのそれぞれに前記ピンを押し入れるためのものであって、前記ピンを立設させた状態で受入可能な下側治具と、この下側治具の上方から前記基板を押し付けて前記スルーホールに前記ピンを貫通させる上側治具とを備えるとともに、前記上側治具には、前記基板を押し付けたときにこの基板の上面から突設される前記ピンとの当接を回避する当接回避溝が設けられていることを特徴とする。
【0006】
【発明の作用、および発明の効果】請求項1の発明によれば、ピンの一端部は第一基板において第二基板と対向する対向面から突出されて、第二基板の接続部に固着されている。このため、ピンの一端部に半田ボールを載せる工程が不要となるので、製造工程が簡単とできる。また、これにより、製造コストも低下させることができる。請求項2の発明によれば、位置決めピンが位置決め凹部に受け入れられるので、両基板の位置決めが容易となる。
【0007】請求項3の発明によれば、請求項1または2のいずれかに記載された電子部品モジュールを製造することができる。請求項4の発明によれば、上側治具には当接回避溝が設けられているので、プレス操作の際に、基板のスルーホールにピンを押し込んだときに、上側治具とピンとの当接が回避される。このため、表裏両面にピンが突設した状態の基板を提供できる。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態について、図1〜図11を参照しつつ詳細に説明する。図1には、電子部品モジュール1を示した。この電子部品モジュール1は、コンピュータのCPUモジュールであり、上面側には図示しない放熱板が組み付けられる。電子部品モジュール1には、上下一対の基板2,3が備えられており、このうち上側の第二基板3の上面3Bには、複数の電子部品4が装着されている。また、第二基板3の下面3Aと第一基板2の上面2A(いずれの面も、本発明における「対向面」に該当する)とは、互いに対向した状態で、所定の間隔を隔てて固定されている。
【0009】第二基板3の上面3Bにおいて、四隅には位置決め凹部8が設けられている。この位置決め凹部8は、第二基板3を上下に貫通した状態とされており、後述する位置決めピン9が貫通されて、第二基板3の上面3Bにハンダにより固着される(図2を合わせて参照)。また、第二基板3の下面3Aには、銅箔からなる複数の接続部6が、所定のピッチを隔てつつ、全体としてロ字状に設けられている(図3を合わせて参照)。この接続部6には、後述するように、ピン7の上端部がハンダにより固着されている。なお、図示はしないが、第二基板3の内部は、多段状とされており、その内部に配線が設けられて、電子部品4と所定の接続部6とが電気的に接続されている。一方、第一基板2には、第二基板3における接続部6の位置に整合させて、複数のスルーホール10が開口されている。このスルーホール10には、それぞれピン7,9が押し込まれている。各スルーホール10が下面2B側に開口する縁側には、テーパー面10Aが設けられており、ピン7,9の押し込み操作が円滑に行われるようになっている。これらのピン7,9は、導電性金属材から形成されており、電子部品モジュール1の下方に配されるマザーボード(図示せず)のスロットに嵌め込まれることで、電子部品モジュール1とマザーボードとが接続されるようになっている。
【0010】二種類のピン7,9は、前述のように、上側の第二基板3の位置決め凹部8に対応する位置に突設された位置決めピン9と、第二基板3の接続部6に対応する位置に突設されたピン7とされている。両ピン7,9は、第一基板2の下面2B側には、同じ位置まで垂下されている一方、上面2A側には、位置決めピン9の方がピン7よりも高い位置まで突設されている。位置決めピン9の上端の位置は、ピン7の上端の位置に比べると、ほぼ第二基板3の厚さ分だけ高く設定されており、両基板2,3が積み重ねられたときには、位置決めピン9の上端が第二基板3の上面に僅かに突設するようになっている。また、各ピン7,9の中央付近には、下面2Bに当接する当接縁部11が鍔状に張り出されている。
【0011】次に、この電子部品モジュール1を製造する方法について、図3〜図10を参照しつつ説明する。図4には、第一基板2を示した。第一基板2は、例えば、ガラスエポキシ基板やポリイミド基板、セラミック基板等から形成されている。第一基板2には、予め所定の間隔で、スルーホール10が開口されている。また、図5および図6には、振動ピン立て機12を示した。この振動ピン立て機12には、一度のピン立て作業によって、図示九枚の第一基板2のスルーホール10に押し入れられる本数のピン7を立てることができるようになっている。すなわち、振動ピン立て機12には、第一基板2の大きさに合わせたピン立て区画13が左右および上下に三列ずつ設けられており、各ピン立て区画13の内側に、スルーホール10の位置に合わせたピン立て穴14A,15Aが設けられている。
【0012】なお、図示はしないが、振動ピン立て機12の下方には、振動モータが備えられており、その振動モータの駆動によって、振動ピン立て機12全体が振動するようになっている。振動ピン立て機12には、図6および図7等に示すように、分離可能な上下二枚の板状の部材14,15が設けられている。このうち、上側の上板部14には、第一基板2のスルーホール10に整合する位置に、上下に貫通するピン立て穴14Aが設けられている。このピン立て穴14Aの穴径は、ピン7の当接縁部11の外径よりも大きく形成されている。また、ピン立て穴14Aの上側の穴縁には、ピン7を誘い込むテーパー面14Bが設けられている。なお、上板部14の上下高さは、ピン7の上半部の長さ(ピン7の上端から当接縁部11までの長さ)よりも高く形成されている。
【0013】一方、下側の下側治具15にも、上側のピン立て穴14Aの位置に整合させて、ピン立て穴15Aが上下に貫通して設けられている。このピン立て穴15Aの穴径は、ピン7の径よりも僅かに大きくされている。また、下側治具15のピン立て穴15Aの上側の穴縁にも、同様のテーパー面15Bが設けられており(図7を参照)、ピン7の下端がピン立て穴14Aから円滑に誘導されるようになっている。また、下側治具15の上下高さは、ピン7の下半部の長さ(ピン7の下端から当接縁部11までの長さ)よりも高く形成されている。なお、下側治具15の四隅からは、位置決め突条21が突設されており、これが上板部14の四隅に貫通して設けられた位置決め孔部に嵌まり込むことによって、上下の部材14,15の位置ずれが規制された状態となる。
【0014】上下一対の部材14,15を整合させた状態としておき、上板部14の上面に、所定数のピン7を載置しておく(図6を参照)。そして、振動ピン立て機12を駆動させると、両部材14,15が適度に振動し、図7に示すように、ピン7が全てのピン立て穴14A,15Aに嵌まり込む。このときピン7は、当接縁部11をピン立て穴15Aの穴縁に当接させた状態となっている。次に、上板部14のみを取り外した後に、各ピン立て区画13の四隅に位置するピン7を取り外して、位置決めピン9に取り替える。この状態で、第一基板2をピン7,9の上方から押圧する(図8を参照)。このとき、第一基板2は、上側治具16に保持された状態となっている。上側治具16は、下側治具15とほぼ同一の大きさを備えており、四隅には、位置決め突条21を貫通可能な位置決め孔部が開放されている。また、上側治具16には、下側治具15のピン立て区画13に対応した位置に、第一基板2を保持しておく凹所17が設けられている。この凹所17の奥面側(図7において、上面側)には、第一基板2のスルーホール10の位置に整合して、当接回避溝18,19が設けられている。このうち、当接回避溝19は、第一基板2の四隅に位置するものであり、位置決めピン9の外径よりも大きい内径を備えている。また、当接回避溝18は、ピン7の外径よりも大きな内径を備え、有底状とされている。なお、当接回避溝18の深さは、ピン7の上半部の高さよりも深くなっている。
【0015】第一基板2を装着した上側治具16を下側治具15の上面に重ねるようにしてプレスすると、突設されたピン7,9が、それぞれ対応するスルーホール10の内部に押し込まれる(図9を参照)。なお、このとき、スルーホール10の開口縁に設けられたテーパー面10Aによって、ピン7,9の上端部が円滑にスルーホール10内に円滑に案内される。こうして、プレス操作が完了した後に、第一基板2を上下両治具15,16から取り外すと、図10および図11に示すように、ピン7,9の上半部がスルーホール10の内部に押し込まれており、当接縁部11が下面2Bに当接した状態となっている。また、ピン7,9の上下両端部は、第一基板2の上下両面2A,2Bから突出した状態で、スルーホール10を貫通している。
【0016】このようにして第一基板2にピン7,9を装着した後に、第一基板2の上面2A側に第二基板3の下面3A側を載せるようにして積層する。このとき、第一基板2から突設する四本の位置決めピン9が、第二基板3の位置決め凹部8に嵌まり込むので、容易に両基板2,3の位置決めがなされる。なお、この積層作業に先立ち、第二基板3の上面3Bに各種電子部品4を実装するとともに、第二基板3の下面3Aに設けられている接続部6に、クリームハンダ等を印刷等の方法により付着させておく。次に、両基板2,3をリフロー処理することにより、ピン7の上端部と接続部6とをハンダによって固着する。こうして、電子部品モジュール1の製造が完了する。
【0017】このように、本実施形態によれば、上下の基板2,3を固定するための半田ボール103が不要となるので、電子部品モジュール1の製造工程が簡易となる。また、これに伴い、製造コストも低下させることができる。また、上下の基板2,3を組み付ける際に、位置決めピン9が位置決め凹部8に嵌まり込むので、両基板2,3の位置決めが容易となる。さらに、第一基板2にピン7,9を押し入れるために使用するプレス用の治具において、上側治具16には、ピン7,9との当接を回避する当接回避溝18,19が設けられているので、上側治具16とピン7,9との当接が回避される。このため、表裏両面にピン7,9が突設した状態の第一基板2を提供できる。
【0018】<他の実施形態>本発明の技術的範囲は、上記した実施形態によって限定されるものではなく、例えば、次に記載するようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。その他、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。本実施形態によれば、電子部品4は第一基板2に実装されているが、本発明によれば、図12および図13に示した他の実施形態のように、電子部品モジュール22を製造するに際して、電子部品4を第一基板2側に実装してもよい。また、上記の実施形態では、上側治具16の凹所17内に第一基板2を収容するようにしているが、本発明によれば、図14に示すように上側治具30の下面側30Aを平面状としてもよい(なお、以下の説明では、上記の実施形態と同様の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。)。プレス操作の際には、まず、第一基板2のスルーホール10に、下側治具15に立設された位置決めピン9を軽く挿入することにより行う。その位置決め操作の後に、上側治具30のガイド孔31に、下側治具15の位置決め突条21を嵌込むことで、スルーホール10と当接回避溝18,19との位置を整合させる。そして、上下の治具15,30により、プレスを行う。このようにしても、上記の実施形態と同様の作用および効果を奏することができる。




 

 


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