CN1893772A

CN1893772A - 电路基板

Info

Publication number: CN1893772A
Application number: CNA2006100943735A
Authority: CN
Inventors: 日笠浩一; 住本义行; 吉冈大辅
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Nidec Mobility Corp
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2026-06-29
Also published as: EP1740029B1; US20070001297A1; KR20070003617A; JP2007012850A; KR100813405B1; EP1740029A1; CN1893772B; JP4265578B2

Abstract

本发明涉及一种电路基板，其能够除去焊盘电极和接合区之间产生的气泡。在电路基板上的接合区(11A)的任一端设置抗蚀剂(13A)及抗蚀剂(13B)。在接合区(11A)上印刷焊锡膏(12A)，并在其上面装载电子部件(MOSFET等)，进行加热。当焊锡膏(12A)熔化时，电子部件的电极与抗蚀剂(13A)及抗蚀剂(13B)相接。在接合区(11A)和电子部件的电极之间产生由抗蚀剂(13A)及抗蚀剂(13B)形成的间隙，由于熔化了的焊锡膏(12A)不润湿抗蚀剂(13A)及抗蚀剂(13B)，所以焊锡中产生的气泡通过该间隙被排出抗蚀剂(11A)的端部。

Description

电路基板

技术领域

本发明涉及连接电子部件的电路基板，特别是涉及提高电极间的连接性的电路基板。

背景技术

通常，电子部件通过与电路基板表面形成的电极焊接而安装。

图6表示电子部件之一例的MOSFET。该MOSFET是安装在电路基板上，流过大电流(例如100A)的功率MOSFET，是经由安装后的电路基板进行散热的。同图(A)是从上面看到的MOSFET的平面图，同图(B)是同图(A)所示的X-X面的剖面图，同图(C)是从下面看到的平面图，同图(D)是同图(C)所示的X-X面的剖面图。如同图(A)、(B)、(C)、及(D)所示，该MOSFET 2由半导体芯片21、与半导体芯片21的底面接合着的平板状漏极焊盘电极22、经由铝线等金属线与半导体芯片21电连接的导线端子23、以及模制而形成大致长方体形状的MOSFET 2的树脂24构成。

漏极焊盘电极从大致长方体形状的树脂24的一侧侧面突出到外面。以该突出的部分作为伸出部22A。另外，漏极焊盘电极22在该伸出部22A侧的树脂24一端部具有多个(在同图中表示两个)树脂24贯通的锚固孔25。树脂24贯通进入漏极焊盘电极22的锚固孔25，在漏极焊盘电极22的电极面露出。

导线端子23从树脂24的侧面被引出多个，导线端子23前端的下面部位于比漏极焊盘电极22的电极面低高度尺寸σ的下方。以导线端子23的任一个为源极电极，以任一个作栅极电极。

将该漏极电极22及导线端子23焊接安装在电路基板上。图7表示MOSFET和电路基板的实施例。在电路基板上面形成铜等电极(接合区)，在电路基板安装工序中，在该电极上印刷焊锡。例如同图(A)所示，形成从电路基板的上面看大致长方形的接合区31A和接合区31B。接合区31A与漏极焊盘电极22相接而形成，接合区31B与导线端子23的端面相接而形成。接合区31B形成于两个导线端子23相对的位置。在接合区31A和接合区31B的上面印刷焊锡膏32A和焊锡膏32B，在该焊锡膏32A和焊锡膏32B上装载MOSFET 2。

同图(B)是在焊锡膏32A和焊锡膏32B上装载MOSFET 2的状态。如该图所示，导线端子23的前端由于位于比MOSFET 2的下面低σ的下方，故其从导线端子23向漏极焊盘电极22的输出部22A侧倾斜。导线端子23前端的电极面和漏极焊盘电极22的电极面最好为同一平面，但实际上由于MOSFET2的制造误差而不能可靠地做到同一平面。在此，如图8所示，当导线端子23前端的电极面位于漏极焊盘电极22的电极面的上方时，导线端子23接触不到焊锡膏32B。而构成不能焊接的状态。因此，考虑到制造误差，导线端子23的端部制成位于漏极焊盘电极22的电极面的下方的结构，当将这样的MOSFET 2装载到电路基板上时，变为从导线端子23向漏极焊盘电极22的伸出部22A侧倾斜。在该状态下，当加热电路基板时，如其图(C)所示，焊锡膏32A和焊锡膏32B熔化，漏极焊盘电极22焊接在接合区31A上，导线电极23焊接在接合区31B上，以从导线端子23向漏极焊盘电极22的伸出部22A侧倾斜的状态安装MOSFET。

像上述那样将电子部件通过焊接安装在电路基板上，在进行该焊接安装时，存在如下问题。

即，涂敷在铜表面的防氧化用的焊剂气体、在熔化状态下混入焊锡的空气(气泡)、焊锡膏中含有的焊剂气体夹杂在接合区和焊盘电极之间，当在该状态下焊锡固化时，则在接合区和露出到焊盘电极的锚固孔的树脂之间会形成大的空间(空隙)，这样的空隙产生会招致接合区和焊盘电极的连接强度降低、热传导性降低。

因此，提案有为防止气泡的产生，而在接地图案上设置贯通孔，将空气排出的电路基板(例如参照专利文献1)。另外，提案有为将在用于临时保持芯片(模制体)的粘接带上产生的气泡排出，而在粘接带粘附位置设有槽部的芯片安装用基板(例如参照专利文献2)。

专利文献1：(日本)特开平11-31876号公报

专利文献2：(日本)特开平5-75230号公报

在图6所示的MOSFET 2中，树脂24从锚固孔露出到漏极焊盘电极22的电极面上。对于该树脂24这部分来说，由于焊锡不润湿，因而其有气泡集中的倾向。在此，MOSFET 2由于从导线端子23向漏极焊盘电极22的伸出部22A侧倾斜，故漏极焊盘电极22的端部与接合区31A的间隙变窄，焊锡在该部分凝集，更早固化。此时，存在如下问题，接合区31A和漏极焊盘电极22的端部由凝集的焊锡封盖，而集中在树脂24的部分的气泡排出的场所消失。

发明内容

本发明的目的在于提供能够除去焊锡中产生气泡的电路基板。

本发明第一方面提供的通过焊接而安装有由树脂密封为大致长方体形状的电子部件的电路基板中，所述电子部件具有：平面状的焊盘电极，其形成于上述密封体的底面，在密封体的一侧端部的下面侧具有所述树脂贯通的锚固孔；导线电极，其从所述密封体另一侧端部的侧面引出，其前端位于比所述焊盘电极的电极面更向下的下方位置，所述电路基板形成有无焊锡润湿性的部位，该部位将安装所述焊盘电极的接合区的、与所述锚固孔相对的部分和未安装所述焊盘电极的部分相连。

在该方案中，在电路基板的接合区的端部形成有无焊锡润湿性的部位。另外，在电子部件(例如MOSFET)的焊盘电极面上，在模制而形成长方体形状的MOSFET的绝缘体的端部形成锚固孔，绝缘体贯入该锚固孔，在焊盘电极面的下方露出。在焊接该MOSFET时，无焊锡润湿性的部位和在焊盘电极面露出的绝缘体相对。在电路基板的接合区和MOSFET的焊盘电极之间的焊锡熔化的状态下，MOSFET装载到该无焊锡润湿性的部位，无焊锡润湿性的部位与从焊盘电极面向下伸出的绝缘体相接。因此，在MOSFET的焊盘电极和电路基板的接合区之间产生间隙，在从焊盘电极向下方延伸的绝缘体部分汇集的气泡经过无焊锡润湿性的部位从接合区和焊盘电极之间排出。

本发明第二方面在第一方面的基础上，所述无焊锡润湿性的部位由阻焊剂形成。

在该方案中，由阻焊剂形成无焊锡润湿性的部位。在电路基板的制造工序中，在涂敷阻焊剂时，只要在接合区的端部涂敷阻焊剂即可。

本发明第三方面在第一方面的基础上，所述无焊锡润湿性的部位通过将所述接合区的端部切口而形成。

在该方案中，通过将电路基板的接合区的端部切口而形成无焊锡润湿性的部位。在电路基板的接合区和MOSFET的焊盘电极之间的焊锡熔化的状态下，将MOSFET装载到形成有该切口的部位上，在MOSFET的焊盘电极和电路基板的接合区之间产生间隙。因此，焊锡中产生的气泡通过该切口从电极间排出。

根据该发明，可将焊盘电极面和接合区之间的焊锡中产生的气泡除去。

附图说明

图1(A)、1(B)是表示本发明实施例的电路基板的图；

图2(A)～2(C)是表示本发明实施例的电路基板和MOSFET的实例的图；

图3(A)、3(B)是表示其它实施例的电路基板的图；

图4(A)、4(B)是表示其它实施例的电路基板的图；

图5(A)～5(C)是表示其它实施例的电路基板的图；

图6(A)～6(D)是表示MOSFET的图；

图7(A)～7(C)是表示现有的电路基板的图；

图8是表示连接不良的状态的图；

附图标记说明：

1 本发明实施例的电路基板；

2 MOSFET；

3 现有的电路基板；

11 接合区；

12 焊锡膏；

13 抗蚀剂；

21 半导体元件；

22 电极；

23 端子；

24 树脂；

25 锚固孔。

具体实施方式

下面，对与本发明实施例的电路基板进行详细说明。

图1是表示在本发明实施例的电路基板中安装如图6所示的MOSFET 2的部分的图。同图(A)是从上面看到的电路基板的正面图，同图(B)是(A)所示的X-X面的剖面图。如同图所示，该电路基板1中，图案形成接合区11A、接合区11B、抗蚀剂13A、抗蚀剂13B，在接合区11A及接合区11B上分别印刷焊锡膏12A及焊锡膏12B。

接合区11A以大致长方体形状较薄地形成在电路基板上，其图案形成得使其上面与如图6所示的漏极焊盘电极22的底面重叠。接合区11B以大致长方体形状较薄地形成在电路基板上的多个部位(同图中为两个部位)，在从接合区11A向侧方离开导线端子23的长度的量的位置上图案形成得使其与如图6所示的导线端子23(源极电极和栅极电极)的前端面重叠。另外，构图是指有意在某个位置上将电极等形成为某种形状。

抗蚀剂13A和抗蚀剂13B是在与接合区11B相反的一侧的接合区11A的端部从接合区11A上面至接合区11A的外侧形成的阻焊剂(以下简单地称为抗蚀剂)。该抗蚀剂13A和抗蚀剂13B从电路基板上面看形成长方形状，截面形成L字状，使其与接合区11A的外侧相接。抗蚀剂13A和抗蚀剂13B形成于以与图6所示的MOSFET 2的漏极焊盘电极22的两个锚固孔25的宽度相同的宽度离开的位置。

焊锡膏12A和焊锡膏12B被较薄地印刷而分别覆盖在接合区11A和11B的上面。

该电路基板1是所谓的印刷线路板，在本实施例中，是在散热性好的金属板(例如铝板)上设置绝缘板(例如环氧树脂板)，进而在其上面形成电极(例如铜)的基板。另外，材质不限定于该实施例。例如也可以代替铝板而使用玻璃纤维板。接着对该电路基板1的制造工序进行说明。

首先，在形成于电路基板整个面上的电极上形成感光剂(正型感光抗蚀剂)。对该感光剂进行紫外线图案曝光，然后进行显影，仅在配线图案上残留感光剂，将其它部分的铜露出。在将铜熔解之后，由感光剂去除液去除残留感光剂。最后，在铜上涂敷用于防氧化的焊剂。

这样，图案形成出接合区，而形成上述那样的接合区11A和接合区11B。另外，在电路基板1中，除安装电子部件的图案部分以外，涂敷抗蚀剂。在此，本实施例的电路基板1，如图1(A)所示，从接合区11A的端部上面向外侧在2个部位涂敷抗蚀剂。

另外，在图1中，MOSFET的电极面的面积和电路基板的接合区面积是以同程度表示的，但接合区的面积既可以比MOSFET的电极面大，也可以比其小。

在按上述方式形成的接合区11A、11B上印刷焊锡膏12A、焊锡膏12B。在图1中，从接合区11A的一端向形成有抗蚀剂13A及抗蚀剂13B的部分印刷焊锡膏12A。另外，在接合区11B上的整个面上印刷焊锡膏12B。

在该电路基板上焊接安装图6所示的MOSFET 2。图2表示电路基板1和MOSFET 2的焊接例，同图(A)是在焊锡膏12A和焊锡膏12B上搭载有MOSFET 2的状态，如同图所示，导线端子23的端部由于伸出到比漏极焊盘电极22的电极面低σ的下方，故其从导线端子23倒向漏极焊盘电极22侧。在该状态下将电路基板1和MOSFET 2送入回流炉进行加热。一经加热，如同图(B)所示，焊锡膏12A和焊锡膏12B就会熔化。

当焊锡膏12A和焊锡膏12B熔化时，如同图(B)所示，MOSFET 2陷入下方，漏极焊盘电极22的电极面的一部分与抗蚀剂13A及抗蚀剂13B相接。抗蚀剂13A及抗蚀剂13B即使用回流炉进行加热也不会熔化，因而焊锡膏不会润湿。因此，如同图(B)所示，在电路基板1的接合区11A与漏极焊盘电极22之间，特别是在形成有抗蚀剂13A与抗蚀剂13B的端部侧产生间隙。

由于功率MOSFET流过大电流，在运行中高温发热，所以散热性就变得重要。在现有的电路基板中，其存在如下问题，如同图7所示，焊锡凝集在漏极焊盘电极22与接合区的狭窄部分，漏极焊盘电极22的端部被凝集的焊锡封盖，在漏极焊盘电极22的下面露出的树脂24的部分集中的气泡排出的部位消失。当在产生了气泡的状态下使焊锡固化时，由于在该部分不存在焊锡，因而漏极焊盘电极22和接合区的热传导性降低，且MOSFET 2的散热性降低。而且机械连接强度也会降低。

在本发明实施例的电路基板1中，由于漏极焊盘电极22的电极面与抗蚀剂13A以及抗蚀剂13B相接，从而在漏极焊盘电极22和接合区11A之间产生间隙，由于熔化的焊锡不会润湿抗蚀剂13A以及抗蚀剂13B，所以焊锡中产生的气泡能够通过该间隙排出接合区11A的端部。

另外，图2(C)是从上面看到的在电路基板1上装载有MOSFET 2的状态的图，如同图(C)所示，通过将抗蚀剂图案形成使得贯通漏极焊盘电极22的电极面的树脂24的两个部分分别与抗蚀剂13A以及抗蚀剂13B相接，在从锚固孔25露出的树脂24上容易集中的气泡也从由抗蚀剂13A以及抗蚀剂13B产生的间隙排出。

这样，在本发明实施例的电路基板中，在接合区上的端部形成抗蚀剂，由于将电子部件的电极与该抗蚀剂相接，从而在接合区和电极之间产生间隙，由于焊锡中产生的气泡通过上述间隙排出接合区的端部，故能够提高机械强度，且能够提高MOSFET的散热性。

另外，要形成上述那样的抗蚀剂13A以及抗蚀剂13B，只需改变涂敷抗蚀剂时的掩模图案即可，而不必增加工序数，因此，可为简单的构成，且能够可靠地除去焊锡的气泡。

另外，本发明的电路基板也可以由下述的结构实现。图3是表示其它实施例的电路基板的图，同图(A)所示的电路基板具有抗蚀剂14，代替图1所示的电路基板1的抗蚀剂13A、抗蚀剂13B。另外，与图1所示的电路基板1相同的组成部分使用相同的符号，省略其说明。

抗蚀剂14与抗蚀剂13A、抗蚀剂13B相同，在接合区11B的相反侧的接合区11A的端部形成，抗蚀剂14也是由掩模图案涂敷形成的。抗蚀剂14为从上面看大致形成长方形，截面形成L字型，且从上面看到的面积比抗蚀剂13A以及抗蚀剂13B大的结构。

在该实施例中，也如同图(B)所示，将MOSFET 2装在上面，当由回流炉熔化焊锡膏时，MOSFET 2的漏极焊盘电极22的电极面与抗蚀剂14相接。因此，与图1所示的电路基板1相同，由于漏极焊盘电极22的电极面与抗蚀剂14相接，从而接合区11A与漏极焊盘电极22之间产生间隙，熔化的焊锡不会润湿抗蚀剂14，所以，在焊锡中产生的气泡通过该间隙排出接合区11A的端部。

这样，在接合区上形成的抗蚀剂的形状也可以为任何形状。

图4表示抗蚀剂15A及抗蚀剂15B取代图1所示的抗蚀剂13A以及抗蚀剂13B。另外，与图1所示的电路基板1相同的组成部分使用相同的符号，省略其说明。

抗蚀剂15A及抗蚀剂15B与接合区11A上的图1所示的抗蚀剂13A、抗蚀剂13B不同，其形成于接合区11B和与其相反一侧的中间位置的接合区11A的端部。抗蚀剂15A以及抗蚀剂15B也是由掩模图案涂敷形成的。抗蚀剂15A、抗蚀剂15B从接合区11A之上而到端部，从上面看大致形成长方形状，截面形成L字型。

在该实施例中，也如同图(B)所示，将MOSFET 2装在上面，当由回流炉熔化焊锡膏时，MOSFET 2的漏极焊盘电极22与抗蚀剂15A以及抗蚀剂15B相接。因此，与图1所示的电路基板1相同，由于漏极焊盘电极22与抗蚀剂15A以及抗蚀剂15B相接，从而接合区11A和漏极焊盘电极22之间产生间隙，在焊锡中产生的气泡通过该间隙排出。

这样，设置在接合区上的抗蚀剂位置并不只局限于接合区11B的相反侧的端部。

图5是表示再其它的实施例的电路基板的图。另外，在该实施例中，与图1所示的电路基板1相同的组成部分也使用相同的符号，省略其说明。

同图(A)所示的电路基板为用接合区16代替图1所示的电路基板上的接合区11A，并省去了抗蚀剂13A以及抗蚀剂13B的结构。接合区16如同图(A)所示，将接合区11B的相反侧的端部的2个部位切口大致长方形状，如同图(B)所示，在该切口上贯通到漏极焊盘电极22的电极面的树脂24的两个部分被覆盖。

如上所述，由于电路基板的接合区通过蚀刻而形成图案，故只要以曝光图案为同图(A)所示的接合区16的形状即可，工序数不会增加。

这样，使贯通到漏极焊盘电极22的电极面的树脂24的两个部分与接合区切口重叠而形成接合区16时，如同图(C)所示，在树脂24的下侧产生通气通路。因此，在树脂24中易于集中的气泡通过该通气通路排出接合区的端部。这样，也可以在接合区上设置切口来代替在接合区上形成抗蚀剂。

另外，安装在本发明的电路基板上的电子部件并不限于图6所示的MOSFET，即使其它的一般的电子部件的安装中，也能够期待排除气泡的效果。另外，与电子部件的连接并不限于使用焊锡的例子，也可以是导电性粘接剂等。即使是导电性粘合剂，也能够排除产生的气泡。

Claims

1、一种电路基板，通过焊接安装有由树脂以大致长方体形状密封的电子部件，其特征在于，

所述电子部件具有：平面状的焊盘电极，其形成于上述密封体的底面，在密封体的一侧端部的下面侧具有所述树脂贯通的锚固孔；导线电极，其从所述密封体另一侧端部的侧面引出，其前端位于比所述焊盘电极的电极面更向下的下方位置，

所述电路基板形成有无焊锡润湿性的部位，该部位将安装所述焊盘电极的接合区的、与所述锚固孔相对的部分和未安装所述焊盘电极的部分相连。

2、如权利要求1所述的电路基板，其特征在于，所述无焊锡润湿性的部位由阻焊剂形成。

3、如权利要求1所述的电路基板，其特征在于，所述无焊锡润湿性的部位通过将所述接合区的端部切口而形成。