(57)【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、
前記第二基板の前記接続部は、前記第一基板と対向する対向面に形成されると共に、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電子部品モジュール。
【請求項２】
前記位置決め凹部は、前記第二基板の四隅に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品モジュール。
【請求項３】
前記第二基板には、前記第一基板とは反対側の面に電子部品が実装されていることを特徴とする請求項２記載の電子部品モジュール。
【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、前記第二基板の前記接続部は、前記第一基板と対向する対向面に形成されると共に、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２の発明は、請求項１に記載のものであって、前記位置決め凹部は、前記第二基板の四隅に形成されていることを特徴とする。
【０００５】
請求項３の発明は、請求項２記載の電子部品モジュールにおいて、前記第二基板には、前記第一基板とは反対側の面に電子部品が実装さ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。また、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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における電子部品モジュールの斜視図
【図２】電子部品モジュールの部分側断面図
【図３】第二基板の裏面側を示す斜視図
【図４】第一基板の平面図
【図５】振動ピン立て機の平面図
【図６】振動ピン立て機の側断面図
【図７】振動ピン立て機によってピンを立てたときの部分側断面図
【図８】下側治具にピンを立てた状態で、上側治具に収容した第一基板をプレスするときの様子を示す部分側断面図
【図９】上下治具によるプレス操作を完了したときの部分側断面図
【図１０】ピンをスルーホールに押し入れた後の第一基板の部分側断面図
【図１１】第一基板の下面側を示す斜視図
【図１２】他の実施形態における電子部品モジュールの斜視図
【図１３】他の実施形態における電子部品モジュールの部分側断面図
【図１４】他の実施形態における治具によってプレス操作を行うときの部分側断面図
【図１５】従来の電子部品モジュールの部分側断面図
【符号の説明】
１，２２…電子部品モジュール
２…第一基板
２Ａ…対向面
３…第二基板
３Ａ…対向面
４…電子部品
６…接続部
７，９…ピン
８…位置決め凹部
９…位置決めピン
１０…スルーホール
１５…下側治具
１６，３０…上側治具
１５，１６，３０…プレス治具
１８，１９…当接回避溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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