JP2001177038A - Wiring board with lead pin and electronic component with lead pin - Google Patents

Wiring board with lead pin and electronic component with lead pin

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JP2001177038A
JP2001177038A JP35453299A JP35453299A JP2001177038A JP 2001177038 A JP2001177038 A JP 2001177038A JP 35453299 A JP35453299 A JP 35453299A JP 35453299 A JP35453299 A JP 35453299A JP 2001177038 A JP2001177038 A JP 2001177038A
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    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
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    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide wiring board and electronic component with lead pins, with which a lead pin can be bonded with a favorable strength even to a wiring board using an insulating substrate with unfavorable heat resistance. SOLUTION: This electronic component is equipped with an insulating substrate, a plurality of wiring conductors 9, 10 formed on a surface of the insulating substrate and/or inside thereof, a land 12 formed on a lower surface of the insulating substrate and a lead pin 5 whose head portion 5a is soldered to the land 12. The lead pin 5 is provided with a C surface and an R surface in the periphery 5c of the head portion 5a on the head top side. The Young's modulus of a shaft portion 5b is 30-80 GPa. Even when a brazing filler material 14 having a low melting point is used for the wiring board 4 having unfavorable heat resistance, a favorable bonding strength equal to a stretch in a perpendicular direction is obtained for a stretch of the lead pin 5 in an oblique direction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路素
子等の半導体素子あるいは混成集積回路といった電子部
品を搭載しもしくは収容する電子部品収納用パッケージ
や電子装置等に好適に使用される、入出力端子用のリー
ドピンが立設されたいわゆるピングリッドアレイ(Pin
Grid Array、以下、PGAと略す)型のリードピン付き
配線基板およびそれを用いたリードピン付き電子部品に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an input / output device suitably used for an electronic component storage package or an electronic device for mounting or housing a semiconductor device such as a semiconductor integrated circuit device or an electronic component such as a hybrid integrated circuit. A so-called pin grid array (Pin
The present invention relates to a grid board (hereinafter abbreviated as PGA) type wiring board with lead pins and an electronic component with lead pins using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、PGA型のリードピン付き配
線基板は、リードピンを例えば格子状の配列に立設する
ことにより入出力端子を平面的な配列で取り出せるた
め、端子数が増大しても配線基板の外形寸法を大きくす
ることなく比較的充分な端子間ピッチを確保できること
などから、MPU(Micro Processing Unit)等の半導
体集積回路素子を初めとする各種の半導体素子等の電子
部品を搭載収容する電子部品収納用パッケージ、あるい
はそれら電子部品を搭載した電子部品や電子装置として
広く用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a PGA type wiring board with lead pins, input / output terminals can be taken out in a planar arrangement by arranging the lead pins in, for example, a grid-like arrangement. Since a relatively sufficient pitch between terminals can be secured without increasing the external dimensions of the substrate, electronic components such as various semiconductor devices such as semiconductor integrated circuit devices such as MPU (Micro Processing Unit) are mounted and accommodated. It is widely used as an electronic component storage package, or an electronic component or electronic device on which such electronic components are mounted.

【0003】このような配線基板および電子部品を構成
する絶縁基板としては、一般にアルミナセラミックス・
窒化アルミニウムセラミックス等の各種セラミックスか
ら成る無機材料を絶縁層の主成分とした無機材料系のも
のと、エポキシ樹脂やBT(ジスマレイド−トリアジ
ン)樹脂等の有機樹脂、あるいはガラス−エポキシ樹脂
複合基材、あるいは各種セラミックスの無機材料フィラ
ーをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂で結合した複合基材
等の有機系材料を絶縁層の主成分とした有機材料系のも
のに大別される。
[0003] Alumina ceramics and the like are generally used as insulating substrates constituting such wiring boards and electronic parts.
An inorganic material based on an inorganic material composed of various ceramics such as aluminum nitride ceramics as a main component of the insulating layer, an organic resin such as epoxy resin or BT (dismaleide-triazine) resin, or a glass-epoxy resin composite base material; Alternatively, it is roughly classified into an organic material-based material containing an organic material such as a composite base material in which an inorganic material filler of various ceramics is bonded with a thermosetting resin such as an epoxy resin as a main component of the insulating layer.

【0004】このうち無機材料系のリードピン付き配線
基板は、絶縁基板を構成する絶縁層の多層化が容易であ
り、配線導体として絶縁層間の配線導体層および異なる
層間の配線導体層同士を電気的に接続するビアホール導
体等の貫通導体も容易に形成することができるうえ、基
板の下面に配線導体と電気的に接続して形成されたリー
ドピン接合用のランドに、いわゆるネイルヘッド型リー
ドピンの頭部の頭頂部を突き当てて、銀−銅合金系ろう
材等の降伏応力の大きな接合材料でろう付けすることに
より、容易にしかも高強度に接合できるという特長を有
している。
[0004] Among them, the wiring board with lead pins of an inorganic material system can easily form a multi-layered insulating layer constituting an insulating board, and electrically connects a wiring conductor layer between insulating layers and a wiring conductor layer between different layers as a wiring conductor. A through-hole conductor such as a via-hole conductor connected to the substrate can be easily formed, and a so-called nail head type lead pin head is formed on a lead pin bonding land formed by being electrically connected to a wiring conductor on the lower surface of the substrate. By abutting the top of the head and brazing with a bonding material having a large yield stress, such as a silver-copper alloy brazing material, it has a feature that bonding can be performed easily and with high strength.

【0005】しかしながら、この無機材料系の配線基板
は、約1500〜1600℃の高温で焼成したアルミナセラミッ
クス等の焼結体を絶縁層の主成分としていることから比
重が大きく、この配線基板を用いた電子部品の重量が大
きくなる傾向にあるため、昨今の軽量化の要求に好適と
は言い難いという面がある。そして、軽量化のために絶
縁基板を薄くすると、欠け・割れ等が発生し、配線導体
が断線しやすくなるという傾向を有している。
[0005] However, this inorganic material-based wiring board has a large specific gravity because a sintered body such as alumina ceramics fired at a high temperature of about 1500 to 1600 ° C is used as a main component of the insulating layer. However, since the weight of the electronic component tends to increase, it is difficult to say that the electronic component is suitable for the recent demand for weight reduction. When the insulating substrate is made thinner for weight reduction, chipping, cracking and the like occur, and the wiring conductor tends to be easily broken.

【0006】これに対し、有機系材料を絶縁層の主成分
とする有機材料系の配線基板は、電子機器の軽量化の市
場要求に応えることができることから、さらに、通信端
末市場における高周波用途に対しては、絶縁層の誘電率
が小さく配線導体に低電気抵抗材料である銅を用いるこ
とができることから、無機材料系のものより好適である
として近年注目を集め開発が進められてきている。
On the other hand, a wiring board made of an organic material containing an organic material as a main component of the insulating layer can meet the market demand for a reduction in the weight of electronic equipment. On the other hand, since the dielectric constant of the insulating layer is small and copper, which is a low electric resistance material, can be used for the wiring conductor, attention has recently been paid to development as being more suitable than inorganic materials, and development has been promoted.

【0007】かかる有機材料系のリードピン付き配線基
板は、例えば片面もしくは両面に銅箔を貼り付けたガラ
ス−エポキシ樹脂複合基材等から成る銅張り樹脂板にレ
ジスト塗布やエッチング等のフォトリソグラフィ法によ
る加工を施して銅配線パターンを形成し、これを複数層
積層しエポキシ接着剤により接着して多層基板とした
後、ドリルによる孔開け加工等によって所望の貫通孔を
設け、その貫通孔の壁面にめっき等により銅導体を形成
して各層の銅配線パターン間を接続し、その後、貫通孔
にリードピンを圧入し、さらに半田を用いてこのリード
ピンを外部電気回路基板に接続固定する構造が採用され
ていた。
[0007] Such an organic material-based wiring board with lead pins is formed by a photolithography method such as resist coating or etching on a copper-clad resin plate made of a glass-epoxy resin composite base material having copper foil adhered to one or both surfaces. A copper wiring pattern is formed by processing, and a plurality of layers are laminated and bonded with an epoxy adhesive to form a multilayer substrate. Then, a desired through hole is provided by drilling or the like, and a wall surface of the through hole is formed. A structure is adopted in which a copper conductor is formed by plating or the like, the copper wiring patterns of each layer are connected, then a lead pin is pressed into a through hole, and the lead pin is connected and fixed to an external electric circuit board using solder. Was.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなリードピンの接続固定構造を有する有機材料系の配
線基板では、リードピンを外部電気回路基板に固定する
ための貫通孔が絶縁基板を貫通して多数形成されている
ため、配線導体の高集積化が図れず、配線の密度が低く
なってしまうという問題点があった。
However, in an organic material-based wiring board having such a lead pin connection / fixing structure, a large number of through holes for fixing the lead pins to an external electric circuit board penetrate the insulating board. Since the wiring conductors are formed, high integration of the wiring conductor cannot be achieved, and there is a problem that the wiring density is reduced.

【0009】特に、コア基板の表面に絶縁層と配線導体
層とを順次積層して多層化するビルドアップ法により形
成された配線基板においては、高密度配線が容易に形成
できるという特長を有するものであるにも関わらず、リ
ードピンを絶縁基板に固定するための貫通孔を絶縁基板
を貫通して設けることにより、配線の自由度を大きく損
なうこととなり、高密度配線の形成を困難にしてしまう
という問題点を有するものとなっていた。
In particular, a wiring board formed by a build-up method in which an insulating layer and a wiring conductor layer are sequentially laminated on the surface of a core substrate to form a multilayer structure has a feature that high-density wiring can be easily formed. Nevertheless, by providing through holes for fixing lead pins to the insulating substrate through the insulating substrate, the degree of freedom of wiring is greatly impaired, and it becomes difficult to form high-density wiring. It had problems.

【0010】そこで、絶縁基板を貫通する貫通孔は設け
ずに配線の高密度化を可能としておき、配線基板の一方
の面、通常は下面に形成されたリードピン接合用のラン
ドに半田等のろう材を付与しておいて、あらかじめリー
ドピンを挿入してある、ピン固定用の貫通孔を有する樹
脂基板をこの配線基板のランドにそれぞれ対応するリー
ドピンが当接するように接着し、これを加熱することに
よってリードピンをランドにろう付けするといった、配
線の自由度とリードピンの接合強度とを両立した有機材
料系のPGA型のリードピン付き配線基板が提案されて
いた。
Therefore, it is possible to increase the wiring density without providing a through-hole penetrating the insulating substrate, and solder such as solder is attached to a land for lead pin bonding formed on one surface of the wiring substrate, usually on the lower surface. The material is applied, and the resin substrate having the through holes for pin fixing, in which the lead pins are inserted in advance, is bonded so that the corresponding lead pins abut on the lands of the wiring board, and heated. There has been proposed an organic material-based PGA-type wiring board with lead pins that achieves both freedom of wiring and bonding strength of the lead pins, such as brazing the lead pins to lands.

【0011】しかしながら、この従来の有機材料系のリ
ードピン付き配線基板によると、ピン固定用の貫通孔が
穿孔された樹脂基板が、ろう付けされる全てのリードピ
ンの頭部すなわちネイルヘッド部と半田付け部とを押さ
え込むように接着固定されていることから、配線基板全
体としての厚みが樹脂基板の分だけ増大することとなる
ため、この配線基板あるいはこれを用いた電子部品をマ
ザーボード等の外部電気回路基板に実装すると、実装高
さが増加して装置全体の外形寸法が大きくなってしま
い、最近の電子装置に対する小型化・軽量化の要求を満
足することが困難となることが避けられないという問題
点があった。
However, according to this conventional wiring board with organic material-based lead pins, the resin substrate having the through holes for pin fixing is soldered to the heads of all the lead pins to be brazed, that is, the nail head. Since it is bonded and fixed so as to hold the wiring board, the thickness of the wiring board as a whole increases by the amount of the resin board, so that the wiring board or an electronic component using the wiring board can be connected to an external electric circuit such as a motherboard. When mounted on a board, the mounting height increases and the overall dimensions of the device increase, making it difficult to satisfy the recent demand for smaller and lighter electronic devices. There was a point.

【0012】また、配線基板の一方の面にのみリードピ
ン固定用の樹脂基板を接着することから、電子部品を構
成する配線基板自体の上下両面の層構造が異なることと
なってしまい、その結果、熱負荷が加わった場合に電子
部品全体が大きく反ってしまい、実装信頼性が損なわれ
てしまうといった問題点も有していた。
Further, since the resin substrate for fixing the lead pins is bonded only to one surface of the wiring board, the upper and lower layer structures of the wiring board itself constituting the electronic component are different. When a thermal load is applied, the entire electronic component is greatly warped, and there is a problem that mounting reliability is impaired.

【0013】そこで、高温焼成したアルミナセラミック
ス等の無機材料系のリードピン付き配線基板に倣って、
リードピン固定用の樹脂基板を用いずに、配線基板の下
面に形成されたリードピン接合用のランドに、ネイルヘ
ッド型のリードピンの頭部すなわちネイルヘッドを突き
当てて、各種のろう材でネイルヘッドをろう付け接合す
る構造が試みられている。
Therefore, following a wiring board with lead pins made of an inorganic material such as alumina ceramics fired at a high temperature,
Instead of using the resin substrate for fixing the lead pins, the head of the nail head type lead pin, that is, the nail head is abutted against the lead pin bonding lands formed on the lower surface of the wiring board, and the nail head is made of various brazing materials. Brazing structures have been attempted.

【0014】この従来の有機材料系のリードピン付き配
線基板およびこれを用いた電子部品の例を図6に断面図
で示す。図6において、電子部品31はリードピン付き配
線基板32に個別電子部品としての半導体素子33が搭載さ
れて構成されている。リードピン付き配線基板32は配線
基板34にリードピン35がろう付け接合されて構成されて
いる。
FIG. 6 is a sectional view showing an example of this conventional wiring board with organic material-based lead pins and an electronic component using the same. In FIG. 6, an electronic component 31 is configured by mounting a semiconductor element 33 as an individual electronic component on a wiring board 32 with lead pins. The wiring board with lead pins 32 is configured by joining lead pins 35 to a wiring board 34 by brazing.

【0015】36は配線基板34を構成するコア基板、37は
コア基板36の表面に積層された絶縁層であり、これらコ
ア基板36と絶縁層37とにより配線基板34の絶縁基板を構
成している。38はコア基板36の内部に形成された貫通導
体としてのスルーホール導体、39はコア基板36および絶
縁層37の表面あるいは層間に形成された所定パターンの
配線導体層、40は異なる層間の配線導体層39同士を電気
的に接続する貫通導体としてのビア導体である。スルー
ホール導体38はコア基板36の上下面に形成された配線導
体層39同士を電気的に接続している。これらスルーホー
ル導体38・配線導体層39・ビア導体40により、絶縁基板
の表面および/または内部に複数の配線導体が形成され
ている。41は配線基板34の上面に形成され、配線導体層
39と電気的に接続されるとともに搭載される半導体素子
33の電極が電気的に接続されるパッドであり、42は配線
基板34の下面に配線導体層39と電気的に接続されて形成
されたランドであり、このランド42にはリードピン35の
頭部が半田等のろう材44によりろう付けされている。
Numeral 36 denotes a core substrate constituting the wiring substrate 34, and numeral 37 denotes an insulating layer laminated on the surface of the core substrate 36. These core substrate 36 and the insulating layer 37 constitute an insulating substrate of the wiring substrate 34. I have. 38 is a through-hole conductor as a through conductor formed inside the core substrate 36, 39 is a wiring conductor layer of a predetermined pattern formed on the surface or between the core substrate 36 and the insulating layer 37, and 40 is a wiring conductor between different layers. This is a via conductor as a through conductor for electrically connecting the layers 39 to each other. The through-hole conductor 38 electrically connects the wiring conductor layers 39 formed on the upper and lower surfaces of the core substrate 36 to each other. These through-hole conductors 38, wiring conductor layers 39, and via conductors 40 form a plurality of wiring conductors on the surface and / or inside the insulating substrate. 41 is formed on the upper surface of the wiring board 34,
Semiconductor element that is electrically connected to and mounted on 39
Reference numeral 33 denotes a pad to which the electrodes are electrically connected. Reference numeral 42 denotes a land formed on the lower surface of the wiring board 34 by being electrically connected to the wiring conductor layer 39. Are brazed by a brazing material 44 such as solder.

【0016】43は配線基板34の最外層に形成されたソル
ダーレジスト層であり、パッド41およびランド42に対応
する部位に開口が形成されている。そして、パッド41に
は、例えば導体バンプ45を介して半導体素子33の電極が
接続され、これにより半導体素子33が配線基板34の配線
導体と電気的に接続されている。
Reference numeral 43 denotes a solder resist layer formed on the outermost layer of the wiring board 34. Openings are formed in portions corresponding to the pads 41 and the lands 42. The electrodes of the semiconductor element 33 are connected to the pads 41 via, for example, the conductor bumps 45, whereby the semiconductor element 33 is electrically connected to the wiring conductors of the wiring board.

【0017】しかしながら、このような従来のリードピ
ン付き配線基板32および電子部品31において、配線基板
34の絶縁層37を有機樹脂系の材料で構成する場合は、そ
の有機樹脂材料のガラス転移温度が約100〜150℃と低い
ことから、リードピン35をろう付けする際の熱に対する
耐熱性に難点があるという問題点があった。
However, in such conventional wiring board 32 with lead pins and electronic component 31,
When the insulating layer 37 is made of an organic resin material, the glass transition temperature of the organic resin material is as low as about 100 to 150 ° C., so there is a problem in heat resistance to heat when brazing the lead pin 35. There was a problem that there is.

【0018】他方、無機材料系のリードピン付き配線基
板および電子部品においても、例えば誘電率等の電気的
特性で有利でかつ低温焼成が可能なガラスセラミックス
材料を絶縁層に用いた場合にも、高温焼成により作製さ
れるアルミナセラミックス等の無機材料系のものに比べ
て焼成温度が約600〜800℃と低いことから、アルミナセ
ラミックス等の高温焼成材料による配線基板に倣ってリ
ードピンを降伏応力が大きく接合強度に優れた銀−銅系
ろう材で接合しようとしても、銀−銅系ろう材等は融点
が約500℃以上と高いことから、やはり耐熱性に難点が
あり用いることができないという問題点があった。
On the other hand, in the case of an inorganic material-based wiring board with lead pins and an electronic component, even if a glass-ceramic material which is advantageous in electric characteristics such as a dielectric constant and can be fired at a low temperature is used for the insulating layer, it can be used at a high temperature. Since the sintering temperature is about 600 to 800 ° C lower than that of inorganic materials such as alumina ceramics produced by sintering, the yield stress of the lead pins is large following the wiring board made of high-temperature sintering materials such as alumina ceramics Even if an attempt is made to join with a silver-copper-based brazing material having excellent strength, the silver-copper-based brazing material has a high melting point of about 500 ° C. or higher, so that there is still a problem in that heat resistance is difficult and it cannot be used. there were.

【0019】そのため、これら耐熱性に劣る配線基板34
に対しては、ろう材44により融点が低いもの、例えば鉛
−錫系半田等を用いてリードピン35をろう付け接合して
リードピン付き配線基板32および電子部品31を作製する
ことが行なわれている。
Therefore, the wiring board 34 having poor heat resistance is used.
In order to manufacture the wiring board 32 with lead pins and the electronic component 31 by brazing and joining the lead pins 35 by using a material having a low melting point by a brazing material 44, for example, a lead-tin solder or the like. .

【0020】しかしながら、このような従来のリードピ
ン付き配線基板32およびこれを用いたリードピン付き電
子部品31によれば、前述の樹脂基板を用いた場合のよう
な基板の反りによる実装信頼性の低下は避けられるもの
の、リードピン35接合用のろう材44に用いる鉛−錫系半
田の降伏応力が小さいことと、通常はリードピン35の頭
部35aのコーナー部すなわち頭頂側の周縁35cは角が立
っており、かつリードピン35の軸部35bのヤング率が大
きくて剛直であることから、このリードピン35を外部電
気回路基板のソケットに挿抜するような実際的な使用状
況においては、軸部35bの先端に加えられた斜め方向の
外力が頭部35aの頭頂側の周縁35cに大きなモーメント
として作用して、この頭部35aの周縁35cからろう材44
の表面に大きな応力が働くために、リードピン35に対す
る垂直引っ張り試験では1ピン当たりの接合強度が約30
〜50Nと充分であっても、例えば20゜の斜め方向への引
っ張り試験では10〜20N程度と極めて弱い接合強度しか
得ることができず、また、リードピン35に外力が加わる
とろう材44が容易に破壊されてしまい、実用上充分な接
合強度を得ることができないという問題点があった。
However, according to such a conventional wiring board 32 with lead pins and the electronic component 31 with lead pins using the same, the reduction in mounting reliability due to the warpage of the board as in the case of using the above-mentioned resin board does not occur. Although it can be avoided, the yield stress of the lead-tin solder used for the brazing material 44 for joining the lead pin 35 is small, and the corner of the head 35a of the lead pin 35, that is, the peripheral edge 35c on the top of the head is usually sharp. In addition, since the Young's modulus of the shaft portion 35b of the lead pin 35 is large and rigid, in a practical use situation in which the lead pin 35 is inserted into and removed from the socket of the external electric circuit board, the tip portion of the shaft portion 35b is added. The oblique external force acts as a large moment on the top edge 35c of the head 35a, and the brazing material 44
In the vertical pull test on the lead pin 35, the bonding strength per pin is about 30
Even if it is enough to be 50 N, for example, in a tensile test in a diagonal direction of 20 °, only a very weak bonding strength of about 10 to 20 N can be obtained, and when an external force is applied to the lead pin 35, the brazing material 44 becomes easy. However, there has been a problem that the bonding strength cannot be obtained for practical use.

【0021】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、有機材料系の配線基板の場合
であれば高密度な低抵抗配線が可能で、低誘電率で高周
波に対する電気的特性に優れ、しかも低コストである等
の優れた特性を生かしつつ、また、ガラスセラミックス
材料の配線基板の場合でも同様に低抵抗配線が可能で、
低誘電率で高周波に対する電気的特性に優れ多層化が容
易である等の特性を生かしつつ、さらに、高温焼成のセ
ラミックス材料の配線基板の場合でも本来の高信頼性を
生かしつつ、いずれもリードピンに対する斜め方向の引
っ張り荷重に対しても極めて高い接合強度および接合信
頼性でリードピンをろう付け接合でき、配線基板内に形
成される配線導体の高密度化を図ることができるととも
に多ピン化の要求にも充分に応えることのできるリード
ピン付き配線基板およびこれを用いたリードピン付き電
子部品を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art described above. In the case of a wiring board made of an organic material, high-density low-resistance wiring is possible, and a low dielectric constant and high frequency While making use of excellent characteristics such as excellent electrical characteristics and low cost, low resistance wiring is also possible in the case of a wiring board made of glass ceramic material.
Utilizing characteristics such as low dielectric constant, excellent electrical characteristics at high frequencies and easy multi-layering, and furthermore, taking advantage of the original high reliability even in the case of high-temperature fired ceramic material wiring boards, Lead pins can be brazed with extremely high bonding strength and bonding reliability against diagonal tensile loads, and the density of wiring conductors formed in a wiring board can be increased and the demand for more pins is increased. It is an object of the present invention to provide a wiring board with lead pins and an electronic component with lead pins using the same.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記目的を
達成するために配線基板上のランドとネイルヘッド型の
リードピンとの接合状態について鋭意検討した結果、ラ
ンドに対向してろう付け接合されたリードピンの頭部の
頭頂側の周縁のコーナー部の形状とリードピンの軸部の
物性とを適切な状態に設定することによってリードピン
の斜め引っ張り試験における接合強度が大きく改善され
ることを見出し、本発明を完成するに至った。
In order to achieve the above object, the present inventors have conducted intensive studies on the bonding state between the lands on the wiring board and the nail head type lead pins. By setting the shape of the corner part of the peripheral edge of the top of the head of the lead pin and the physical properties of the shaft of the lead pin in an appropriate state, it has been found that the joining strength in the oblique pull test of the lead pin is greatly improved, The present invention has been completed.

【0023】すなわち、本発明のリードピン付き配線基
板は、絶縁基板と、この絶縁基板の表面および/または
内部に形成された複数の配線導体と、前記絶縁基板の下
面に形成され、前記配線導体に電気的に接続されたラン
ドと、このランドに頭部がろう付けされたリードピンと
を具備して成り、半導体素子が前記絶縁基板の上面に搭
載されるとともに前記配線導体に電気的に接続されるリ
ードピン付き配線基板であって、前記リードピンは、頭
部の頭頂側の周縁にC面またはR面が設けられており、
かつ軸部のヤング率が30〜80GPaであることを特徴と
するものである。
That is, a wiring board with lead pins according to the present invention comprises an insulating substrate, a plurality of wiring conductors formed on the surface and / or inside the insulating substrate, and a lower surface of the insulating substrate. It comprises a land electrically connected and a lead pin whose head is brazed to the land, and a semiconductor element is mounted on the upper surface of the insulating substrate and electrically connected to the wiring conductor. A wiring board with lead pins, wherein the lead pins are provided with a C-plane or an R-plane on the periphery of the top of the head,
In addition, the Young's modulus of the shaft portion is 30 to 80 GPa.

【0024】また、本発明のリードピン付き配線基板
は、上記構成において、前記C面は、前記頭部の厚みの
2/3以内の大きさで、かつ前記軸部の方向に対して50
〜80°の角度を有するものであることを特徴とするもの
である。
Further, in the wiring board with lead pins according to the present invention, in the above-mentioned configuration, the C surface has a size within 2/3 of a thickness of the head portion and 50% with respect to a direction of the shaft portion.
It has an angle of up to 80 °.

【0025】さらに、本発明のリードピン付き配線基板
は、上記構成において、前記R面は、前記頭部の厚みの
25〜150%の曲率半径を有するものであることを特徴と
するものである。
Further, in the wiring board with lead pins according to the present invention, in the above structure, the R surface has a thickness of the head.
It has a radius of curvature of 25 to 150%.

【0026】さらにまた、本発明のリードピン付き配線
基板は、上記構成において、前記頭部の頭頂側の周縁に
頭部の厚みの100〜130%の曲率半径を有するR面を設け
るとともに、前記頭部の前記軸部側の周縁に頭部の厚み
の25〜35%の曲率半径を有するR面を設けたことを特徴
とするものである。
Further, in the wiring board with lead pins according to the present invention, in the above structure, an R surface having a radius of curvature of 100 to 130% of the thickness of the head is provided on the periphery of the top of the head. An R surface having a radius of curvature of 25 to 35% of the thickness of the head portion is provided on the periphery of the shaft portion side of the portion.

【0027】そして、本発明のリードピン付き電子部品
は、上記各構成のリードピン付き配線基板に対し、前記
絶縁基板の上面に半導体素子を搭載するとともにその電
極と前記配線導体とを電気的に接続して成るものであ
る。
According to the electronic component with lead pins of the present invention, a semiconductor element is mounted on the upper surface of the insulating substrate and the electrodes and the wiring conductors are electrically connected to the wiring substrate with lead pins of the above-described configurations. It consists of

【0028】本発明のリードピン付き配線基板およびリ
ードピン付き電子部品によれば、リードピンの頭部を、
軸部に対して加わる15〜35゜の斜め方向の引っ張り力に
より生じるモーメントから接合部のろう材に加わる応力
が分散するように、頭部の少なくとも頭頂側の周縁のコ
ーナー部にC面またはR面を設けたことによって、この
コーナー部にかかるモーメントに起因するろう材への応
力の集中が緩和され、かつ頭部の周囲のろう材体積が大
きくなり、さらに軸部のヤング率を30〜80GPaにした
ことによってモーメントの支点がリードピン頭部のろう
材との接合部からリードピンの軸部側に移行して、ろう
材との接合部に掛かるモーメント自体が小さくなるため
に、このリードピンを外部電気回路のソケットへの挿抜
する際に15〜35゜の斜め方向の引っ張り力が加わったと
しても、リードピンとろう材との接合部にかかる応力を
効果的に分散することができ、接合部に破壊が生ずるこ
とがなくなり、リードピンの斜め引っ張りにおける接合
強度が垂直引っ張りにおける強度と同等となって実用上
充分な接合強度を得ることができる。この結果、配線の
自由度を損なうことなく、また基板の反りを発生させる
こともなく、多ピン化が実現できて配線の高密度化に対
応することが可能となる。
According to the wiring board with lead pins and the electronic component with lead pins of the present invention, the head of the lead pin is
At least a C-plane or a radius is provided at the corner of the peripheral edge of the head so that the stress applied to the brazing material at the joint is dispersed from the moment generated by a 15-35 ° oblique pulling force applied to the shaft. By providing the surface, the concentration of stress on the brazing material caused by the moment applied to the corner portion is reduced, the volume of the brazing material around the head is increased, and the Young's modulus of the shaft portion is reduced by 30 to 80 GPa. As a result, the fulcrum of the moment shifts from the joint of the lead pin head with the brazing material to the shaft of the lead pin, and the moment itself acting on the joint with the brazing material becomes small. Effectively disperse the stress applied to the joint between the lead pin and brazing material, even if a diagonal pull of 15 to 35 mm is applied when inserting or removing the circuit from the socket. Can, prevents the breaking the joint occurs, it is possible to obtain a practically sufficient bonding strength bonding strength becomes equal to the strength in the tensile vertical in the tensile diagonal lead pin. As a result, the number of pins can be increased without compromising the degree of freedom of the wiring and without causing the substrate to be warped, and it is possible to cope with a higher wiring density.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明のリードピン付き配
線基板およびリードピン付き電子部品について図面を参
照しつつ詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a wiring board with lead pins and an electronic component with lead pins according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0030】図1は本発明のリードピン付き配線基板お
よびリードピン付き電子部品を実施の形態の一例を示
す、有機材料系のPGA型の配線基板を例にとった断面
図である。また、図2〜図5はそれぞれ本発明のリード
ピン付き配線基板およびリードピン付き電子部品に用い
るリードピンの形状を示す側面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of an embodiment of a wiring board with lead pins and an electronic component with lead pins according to the present invention, taking a PGA type wiring board of an organic material as an example. 2 to 5 are side views showing the shapes of the lead pins used in the wiring board with lead pins and the electronic component with lead pins of the present invention, respectively.

【0031】これらの図において、リードピン付き電子
部品1はリードピン付き配線基板2に個別電子部品とし
ての半導体素子3が搭載されて構成されている。この半
導体素子3としては、半導体集積回路素子あるいは混成
集積回路等が搭載される。リードピン付き配線基板2は
配線基板4にネイルヘッド型のリードピン5がろう付け
接合されて構成されている。
In these figures, an electronic component 1 with lead pins is constituted by mounting a semiconductor element 3 as an individual electronic component on a wiring board 2 with lead pins. As the semiconductor element 3, a semiconductor integrated circuit element or a hybrid integrated circuit is mounted. The wiring board 2 with lead pins is configured such that a lead pin 5 of a nail head type is brazed to the wiring board 4.

【0032】6は配線基板4を構成するコア基板、7は
コア基板6の表面に積層された絶縁層であり、これらコ
ア基板6と絶縁層7とにより配線基板4の絶縁基板を構
成している。8はコア基板6の内部に形成された貫通導
体としてのスルーホール導体、9はコア基板6および絶
縁層7の表面あるいは層間に形成された所定パターンの
配線導体層、10は異なる層間の配線導体層9同士を電気
的に接続する貫通導体としてのビア導体である。スルー
ホール導体8はコア基板6の上下面に形成された配線導
体層9同士を電気的に接続している。これらスルーホー
ル導体8・配線導体層9・ビア導体10により、絶縁基板
の表面および/または内部に複数の配線導体が形成され
ている。
Reference numeral 6 denotes a core substrate constituting the wiring board 4, and 7 denotes an insulating layer laminated on the surface of the core substrate 6. The core substrate 6 and the insulating layer 7 constitute an insulating substrate of the wiring board 4. I have. 8 is a through-hole conductor as a through conductor formed inside the core substrate 6, 9 is a wiring conductor layer of a predetermined pattern formed on the surface or between the core substrate 6 and the insulating layer 7, and 10 is a wiring conductor between different layers. The via conductor is a through conductor that electrically connects the layers 9 to each other. The through-hole conductors 8 electrically connect the wiring conductor layers 9 formed on the upper and lower surfaces of the core substrate 6 to each other. These through-hole conductors 8, wiring conductor layers 9, and via conductors 10 form a plurality of wiring conductors on the surface and / or inside of the insulating substrate.

【0033】11は配線基板4の上面に形成され、配線導
体層9と電気的に接続されるとともに搭載される半導体
素子3の電極が電気的に接続されるパッドであり、12は
配線基板4の下面に配線導体層9と電気的に接続されて
形成されたランドであり、このランド12にはリードピン
5の頭部が半田等のろう材14によりろう付けされてい
る。
Reference numeral 11 denotes a pad formed on the upper surface of the wiring board 4 and electrically connected to the wiring conductor layer 9 and electrically connected to the electrode of the semiconductor element 3 mounted thereon. A land formed on the lower surface of the lead wire 5 by being electrically connected to the wiring conductor layer 9. The head of the lead pin 5 is brazed to the land 12 with a brazing material 14 such as solder.

【0034】13は配線基板4の最外層に形成されたソル
ダーレジスト層であり、パッド11およびランド12に対応
する部位に開口が形成されている。そして、パッド11に
は、例えば導体バンプ15を介して半導体素子3の電極が
接続され、これにより半導体素子3が配線基板4の配線
導体と電気的に接続されている。
Reference numeral 13 denotes a solder resist layer formed on the outermost layer of the wiring board 4, and an opening is formed in a portion corresponding to the pad 11 and the land 12. The pads 11 are connected to the electrodes of the semiconductor element 3 via, for example, the conductor bumps 15, whereby the semiconductor element 3 is electrically connected to the wiring conductor of the wiring board 4.

【0035】本発明のリードピン付き配線基板2および
リードピン付き電子部品1は、上記の構成において、リ
ードピン5の頭部5aの少なくとも頭頂側の周縁5cに
C面またはR面を設けたことを特徴とするものである。
本発明にかかるリードピン5においては、例えば図1お
よび図5に示すように、リードピン5の頭部5aの軸部
5b側の周縁5dにもR面を設け、このR面から頭頂側
の周縁5cに設けたR面にかけて連続的な曲面を有する
ようなネイルヘッド側面を形成したり、あるいは図2に
示すように頭部5aの頭頂側の周縁5cのみにC面を設
けたり、図3に示すように頭部5aの頭頂側の周縁5c
と軸部5b側の周縁5dの両方にC面を設けたり、図4
に示すように頭部5aの頭頂側の周縁5cのみにR面を
設けるなど、種々の形態とすることができる。また、図
示していないが頭部5aの頭頂側の周縁5cにC面とR
面とを組み合わせて設けたもの、あるいは頭頂側の周縁
5cにはR面を、軸部5b側の周縁5dにはC面を有す
るもの、または軸部5b側の周縁5dから頭頂側の周縁
5cにかけてC面またはR面が連続的に変化するものな
ど、種々の組み合わせ形態としてもよい。
The wiring board 2 with lead pins and the electronic component 1 with lead pins according to the present invention are characterized in that, in the above-mentioned configuration, a C-plane or an R-plane is provided at least on the peripheral edge 5c on the top side of the head 5a of the lead pin 5. Is what you do.
In the lead pin 5 according to the present invention, for example, as shown in FIGS. 1 and 5, an R surface is also provided on a peripheral edge 5d of the head portion 5a of the head portion 5a on the shaft portion 5b side, and a peripheral edge 5c on the top side from the R surface. A nail head side surface having a continuous curved surface is formed over the R surface provided in the head, or a C surface is provided only on the top peripheral edge 5c of the head 5a as shown in FIG. 2, or as shown in FIG. As shown in FIG.
A C-plane may be provided on both the edge 5d and the peripheral edge 5d on the side of the shaft 5b.
As shown in FIG. 5, various forms can be adopted, such as providing an R surface only on the peripheral edge 5c on the top of the head 5a. Further, although not shown, the C-plane and the R
Surface, or an edge 5c on the shaft 5b side having an R surface, or an edge 5d on the shaft portion 5b side having a C surface, or an edge 5c from the edge 5d on the shaft portion 5b side to the head edge 5c. Various combinations may be used, such as those in which the C-plane or the R-plane changes continuously.

【0036】とりわけ斜め方向の引っ張りにより生じる
モーメントからろう材14に加わる応力を効果的に分散し
て、斜め引っ張りに対して垂直引っ張りと同等の接合強
度が得やすいという点からは、図1または図5に示すよ
うに、頭部5aの頭頂側の周縁5cにR面を設けるとと
もに、軸部5b側の周縁5dにもR面を設けることが望
ましい。
In particular, from the viewpoint that the stress applied to the brazing material 14 is effectively dispersed from the moment generated by the oblique pulling, and the joining strength equivalent to the vertical pull is easily obtained with respect to the oblique pulling, FIG. As shown in FIG. 5, it is desirable to provide an R surface on the periphery 5c on the top of the head 5a and also provide an R surface on the periphery 5d on the shaft portion 5b side.

【0037】以上のような本発明に用いるリードピン5
の頭部5aの頭頂側の周縁5cに設けるC面としては、
充分な接合強度を得るためにろう材14と頭部5aとの接
合面積を確保するという点からは、また、斜め方向の引
っ張りにより生じるモーメントから接合材に加わる応力
を効果的に分散して垂直引っ張りと同等の接合強度が得
やすいという点からは、頭部5aの頭頂側よりこの頭部
5aの厚みの2/3以内の大きさで、かつ軸部5bに対
して50〜80゜の角度を有するものであることが望まし
い。
The lead pin 5 used in the present invention as described above
As the C surface provided on the peripheral edge 5c on the top of the head 5a,
From the viewpoint of securing a bonding area between the brazing material 14 and the head 5a in order to obtain a sufficient bonding strength, the stress applied to the bonding material is effectively dispersed from the moment generated by the oblique pulling so that the vertical From the viewpoint that the same joining strength as that of pulling can be easily obtained, the thickness of the head 5a should be within 2/3 of the thickness of the head 5a from the top of the head 5a, and the angle of the shaft 5b should be 50 to 80 °. It is desirable to have.

【0038】このC面の大きさが頭部5aの厚みの2/
3を超えると、頭部5aにおいて厚みの薄い部分が多く
なるため、リードピン5への引っ張りに対して頭部5a
自体が破断される場合があり、リードピン5が本来有し
ている接合強度が得られ難くなる傾向がある。なお、こ
のC面の大きさは、このC面の寸法・形状の安定加工性
の点からは、頭部5aの厚みの1/4以上の大きさであ
ることが好ましい。
The size of the plane C is 2/2 of the thickness of the head 5a.
If it exceeds 3, the thin portion of the head 5a increases, so that the head 5a cannot be pulled against the lead pin 5.
The lead pin 5 itself may be broken, and it tends to be difficult to obtain the bonding strength inherent to the lead pin 5. The size of the C-plane is preferably at least 1/4 of the thickness of the head 5a from the viewpoint of the stable workability of the dimensions and the shape of the C-plane.

【0039】また、このC面の角度が軸部5bに対して
50°を下回ると、頭部5aの頭頂側の平面とC面とによ
って形成される角が立ってくるため、前述の応力の分散
の効果が小さくなる傾向があり、他方、軸部5bに対し
て80°を上回ると、ろう材14と頭部5aの接合面積が小
さくなるため、引っ張りに対して頭部5aとろう材14と
の界面で破断される場合があり、リードピン5が本来有
している接合強度が得られ難くなる傾向がある。
Further, the angle of the C plane is set with respect to the shaft 5b.
When the angle is less than 50 °, the angle formed by the top surface of the head 5a and the C-plane rises, so that the above-described effect of dispersing the stress tends to decrease. If the angle exceeds 80 °, the bonding area between the brazing material 14 and the head material 5a becomes small, so that it may be broken at the interface between the head material 5a and the brazing material 14 due to tension, and the lead pin 5 originally has It tends to be difficult to obtain the desired bonding strength.

【0040】一方、R面としては、上記と同様の点から
は、頭部5aの厚みの25〜150%の曲率半径を有するも
のであることが望ましい。さらに、リードピン5の接合
時においてろう材14に含まれる気泡を効果的に排出する
という点も考慮すると、頭部5aの厚みの100〜130%の
曲率半径を有するものであることがより望ましいもので
ある。
On the other hand, it is desirable that the R-plane has a radius of curvature of 25 to 150% of the thickness of the head 5a from the same point as described above. Further, considering that the bubbles contained in the brazing material 14 are effectively discharged at the time of joining the lead pins 5, it is more preferable that the head 5a has a radius of curvature of 100 to 130% of the thickness of the head 5a. It is.

【0041】このR面の曲率半径が頭部5aの厚みの25
%を下回ると、頭部5aの頭頂側の周縁5cの角が立っ
てくるため、前述の応力の分散の効果が小さくなる傾向
があり、他方、頭部5aの厚みの150%を上回ると、ろ
う材14と頭部5aの接合面積が小さくなるため、引っ張
りに対して頭部5aとろう材14との界面で破断される場
合があり、リードピン5が本来有する接合強度が得られ
難くなる傾向がある。
The radius of curvature of the R surface is 25 times the thickness of the head 5a.
%, The effect of the above-mentioned stress dispersion tends to decrease because the corner of the peripheral edge 5c on the top of the head 5a rises. On the other hand, when the thickness exceeds 150% of the thickness of the head 5a, Since the bonding area between the brazing material 14 and the head 5a is reduced, the brazing material 14 may be broken at the interface between the head 5a and the brazing material 14 due to tension, and the bonding strength inherent to the lead pin 5 tends to be hardly obtained. There is.

【0042】さらに、リードピン5の頭部5aの頭頂側
の周縁5cに上記の頭部5aの厚みの100〜130%の曲率
半径を有するR面を設けるとともに、頭部5aの軸部5
b側の周縁5dにも頭部5aの厚みの25〜35%の曲率半
径を有するR面を設けることが最も望ましい。このよう
に上記の頭頂側の周縁5cのR面による作用効果に加え
て、軸部5b側の周縁5dにもR面を設けることで、リ
ードピン5接合時のろう材14の流れを円滑にして良好な
ろう材14フィレット形状を形成し易くなって接合バラツ
キの低減が容易となるうえ、さらにろう材14が頭部5a
の外周側面を押さえ込むことによる接合強度の安定化も
望めることとなり、極めて良好な接合強度を有するリー
ドピン5のろう付けが可能となる。
Further, an R-shaped surface having a radius of curvature of 100 to 130% of the thickness of the head 5a is provided on the peripheral edge 5c on the top side of the head 5a of the lead pin 5, and the shaft 5 of the head 5a is provided.
It is most desirable to provide an R surface having a radius of curvature of 25 to 35% of the thickness of the head 5a also on the peripheral edge 5d on the b side. As described above, in addition to the above-described operation and effect due to the R surface of the peripheral edge 5c on the top side, by providing the R surface also on the peripheral edge 5d on the shaft portion 5b side, the flow of the brazing material 14 at the time of joining the lead pin 5 is made smooth. It is easy to form a good fillet shape of the brazing material 14, and it is easy to reduce the variation in joining.
Stabilization of the bonding strength by pressing the outer peripheral side surface of the lead pin 5 can be expected, and the lead pins 5 having extremely good bonding strength can be brazed.

【0043】このとき、頭部5aの軸部5b側の周縁5
dに設けるR面の曲率半径が頭部5aの厚みの25%未満
であるとろう材14の流れ性の効果的な確保が不充分とな
る傾向があり、他方、頭部5aの厚みの35%を超えると
ろう材14が過剰に頭部5a全体を覆ってしまうため、良
好なフィレット形状を形成するためにより多くのろう材
14が必要となってしまう傾向がある。
At this time, the peripheral edge 5 of the head 5a on the shaft 5b side
If the radius of curvature of the R surface provided in d is less than 25% of the thickness of the head 5a, the effective flow of the brazing material 14 tends to be insufficiently effective, while the thickness of the head 5a is 35%. %, The brazing material 14 excessively covers the entire head 5a, so that more brazing material is used to form a good fillet shape.
14 tends to be needed.

【0044】本発明においては、さらにリードピン5の
軸部5bのヤング率が30〜80GPaであることが特徴で
あり、軸部5bのヤング率をこの範囲に特定したことに
よって、リードピン5にかかるモーメントの支点がリー
ドピン5のろう材14との接合部から軸部5b寄りに移行
して、ろう材14にかかるモーメント自体を小さくするこ
とができるために、斜め方向の引っ張りにより生じるモ
ーメントからろう材14に加わる応力を効果的に軸部5b
側に分散させることができて、斜め引っ張りにおいて垂
直引っ張りと同等の接合強度を得ることができるものと
なる。
The present invention is further characterized in that the Young's modulus of the shaft 5b of the lead pin 5 is 30 to 80 GPa, and the moment applied to the lead pin 5 is specified by specifying the Young's modulus of the shaft 5b in this range. The fulcrum shifts from the joint of the lead pin 5 with the brazing material 14 toward the shaft portion 5b, and the moment itself acting on the brazing material 14 can be reduced. Effectively reduces the stress applied to the shaft 5b
This can be dispersed on the side, and the same joining strength can be obtained in oblique pulling as in vertical pulling.

【0045】この軸部5bのヤング率が30GPaより小
さいと、リードピン5の引っ張りに際して軸部5bが容
易に伸びてしまって実用に耐えないものとなる傾向があ
る。他方、80GPaを超えると軸部5bが剛直となるた
めにろう材14にかかるモーメントを減少させる効果が得
られなくなる傾向がある。
If the Young's modulus of the shaft portion 5b is smaller than 30 GPa, the shaft portion 5b tends to be easily stretched when the lead pin 5 is pulled, so that the shaft portion 5b cannot be practically used. On the other hand, if it exceeds 80 GPa, the effect of reducing the moment applied to the brazing material 14 tends to be lost because the shaft portion 5b becomes rigid.

【0046】特に、リードピン付き配線基板2およびリ
ードピン付き電子部品1を外部電気回路基板のソケット
に繰り返し挿抜した場合にもリードピン5とソケット端
子との良好な電気接点を保つという点からは、軸部5b
のヤング率は50〜80GPaであることがより望ましい。
これは、軸部5bのヤング率が50GPaより小さいと、
軸部5bが幾分柔らかめであるため、ソケットに繰り返
し挿抜した場合に、軸部5b側の接点が徐々に凹形状と
なって良好な電気接点を保ち難くなる場合があるからで
ある。
In particular, when the wiring board 2 with lead pins and the electronic component 1 with lead pins are repeatedly inserted into and removed from the socket of the external electric circuit board, good electrical contact between the lead pins 5 and the socket terminals is maintained. 5b
Is more preferably 50 to 80 GPa.
This is because when the Young's modulus of the shaft portion 5b is smaller than 50 GPa,
This is because the shaft portion 5b is somewhat soft, and when repeatedly inserted into and removed from the socket, the contacts on the shaft portion 5b side may gradually become concave, making it difficult to maintain good electrical contacts.

【0047】以上により、本発明のリードピン付き配線
基板2およびリードピン付き電子部品1によれば、その
リードピン5を外部電気回路基板のソケットに挿抜した
り、15〜35゜の斜め方向の引っ張り力がリードピン5に
加わったりした場合に、リードピン5の軸部5bに加え
られた斜め方向の外力に起因したモーメントによるろう
材14との接合部への応力の集中が大幅に緩和されると同
時に、リードピン5の頭部5aの頭頂側の周縁5cにお
けるろう材14の分量が多くなるために、ろう材14にかか
る応力を効果的に分散することができる。
As described above, according to the wiring board 2 with lead pins and the electronic component 1 with lead pins of the present invention, the lead pins 5 can be inserted into and removed from the socket of the external electric circuit board, and the oblique pulling force of 15 to 35 ° can be reduced. When it is applied to the lead pin 5, the concentration of stress at the joint with the brazing material 14 due to the moment caused by the oblique external force applied to the shaft 5b of the lead pin 5 is greatly reduced, Since the amount of the brazing material 14 at the top peripheral edge 5c of the head 5a is increased, the stress applied to the brazing material 14 can be effectively dispersed.

【0048】本発明のリードピン付き配線基板2および
リードピン付き電子部品1において、リードピン5の各
部寸法については,PGA型に用いられるものとして任
意に選択が可能であるが、軸部5bの直径としては0.2
〜0.7mmが好ましく、軸部5bの曲げ強さの点を考慮
すると0.35〜0.55mmが最適である。リードピン5の軸
部5bの直径が0.2mmに満たない場合は、ソケットに
挿入した際に容易に軸部5bが曲がってしまうため実用
に耐えなくなる傾向があり、他方、0.7mmを超える場
合は、軸部5bの曲げ強さが大きく剛直になるため、軸
部5bに横方向の外力が加わった際のピン接合部にかか
るモーメントが大きくなって、接合部が破断しやすくな
る傾向がある。
In the wiring board with lead pins 2 and the electronic component with lead pins 1 of the present invention, the dimensions of each part of the lead pins 5 can be arbitrarily selected as those used for the PGA type, but the diameter of the shaft 5b is not limited. 0.2
It is preferably 0.7 mm to 0.7 mm, and most preferably 0.35 to 0.55 mm in consideration of the bending strength of the shaft portion 5b. When the diameter of the shaft portion 5b of the lead pin 5 is less than 0.2 mm, the shaft portion 5b is easily bent when inserted into the socket, and thus tends to be unusable. On the other hand, when the diameter exceeds 0.7 mm, Since the bending strength of the shaft portion 5b is large and rigid, the moment applied to the pin joint portion when a lateral external force is applied to the shaft portion 5b increases, and the joint portion tends to be easily broken.

【0049】また、頭部5aがネイルヘッド形状である
場合、その直径は、配線基板4のランド12の直径、この
例ではソルダーレジスト層13の表面に形成したランド12
を露出させる開口の開口径の50%以上であって、90%以
下であることが好ましい。頭部5aの直径がランド12の
直径の50%未満であると、リードピン5を配線基板4の
ランド12に接合する際にリードピン5が傾いて接合され
てしまい、ソケットへの挿入が不可能となったり、斜め
方向の引っ張りに起因するモーメントによる接合部への
応力分散が効果的でなくなって充分な接合強度が得られ
なくなる傾向がある。他方、頭部5aの直径がランド12
の直径の90%より大きいと、頭部5aがランド12をはみ
出して接合される場合があり、接合面積の減少によりリ
ードピン5の接合強度が低下する傾向がある。
When the head 5a has a nail head shape, the diameter is the diameter of the land 12 of the wiring board 4, in this example, the land 12 formed on the surface of the solder resist layer 13.
It is preferably 50% or more and 90% or less of the opening diameter of the opening for exposing the opening. If the diameter of the head 5 a is less than 50% of the diameter of the land 12, the lead pin 5 is inclined and joined when joining the lead pin 5 to the land 12 of the wiring board 4. In addition, there is a tendency that the stress distribution to the joints due to the moment caused by the oblique pulling is not effective and sufficient joint strength cannot be obtained. On the other hand, the diameter of the head 5a is
If the diameter is larger than 90% of the diameter, the head 5a may protrude from the land 12 and be joined, and the joining strength of the lead pin 5 tends to decrease due to the decrease in the joining area.

【0050】さらに頭部5aの厚みに関しては、軸部5
bの直径の10%以上であって、100%以下であることが
好ましい。頭部5aの厚みが軸部5bの直径の10%未満
の場合は、頭部5aと軸部5bとの間の強度が小さくな
るためにリードピン5の接合強度が小さくなる傾向があ
る。他方、軸部5bの直径の100%を超える場合は、頭
部5aと接合するろう材14を多量に必要とするようにな
り、接合時の制御が困難となって軸部5bにろう材14が
濡れ拡がってソケットへの挿入不良の原因となったり、
またはランド12の間をブリッジして短絡する等の恐れが
ある。特に頭部5aの寸法・形状の安定加工性の点から
は、頭部5aの厚みは軸部5bの直径の20%以上60%以
下であることがより望ましい。
Further, regarding the thickness of the head 5a,
It is preferably 10% or more and 100% or less of the diameter of b. If the thickness of the head portion 5a is less than 10% of the diameter of the shaft portion 5b, the strength between the head portion 5a and the shaft portion 5b will be small, and the joining strength of the lead pin 5 will tend to be small. On the other hand, when the diameter exceeds 100% of the diameter of the shaft 5b, a large amount of the brazing material 14 to be joined to the head 5a is required, and it is difficult to control the joining at the time of joining. May spread and cause poor insertion into the socket,
Alternatively, there is a risk that the lands 12 may be bridged and short-circuited. In particular, from the viewpoint of stable workability of the size and shape of the head 5a, it is more preferable that the thickness of the head 5a is not less than 20% and not more than 60% of the diameter of the shaft portion 5b.

【0051】本発明における配線基板4は、例えば有機
系材料から成る場合であれば、スルーホール導体8を具
備したガラス−エポキシ複合材等から成るコア基材6の
両面に、有機樹脂材料から成る絶縁層7と銅等から成る
所定パターンの配線導体層9とを交互に積層して形成さ
れており、異なる層間に形成された配線導体層9同士
は、絶縁層7の内部に形成したビアホール導体10等の貫
通導体を介して接続されている。この配線基板4の上面
には半導体素子3が搭載実装され、この半導体素子3の
電極は配線基板4の表面に形成されたパッド11にフリッ
プチップ接続用の導体バンプ15を介して電気的に接続さ
れ、搭載されている。
In the case where the wiring board 4 of the present invention is made of, for example, an organic material, both surfaces of a core base material 6 made of a glass-epoxy composite material having through-hole conductors 8 are made of an organic resin material. The insulating layer 7 and the wiring conductor layers 9 having a predetermined pattern made of copper or the like are alternately laminated, and the wiring conductor layers 9 formed between different layers are connected to each other via via conductors formed inside the insulation layer 7. They are connected via 10 through conductors. The semiconductor element 3 is mounted and mounted on the upper surface of the wiring board 4, and the electrodes of the semiconductor element 3 are electrically connected to pads 11 formed on the surface of the wiring board 4 via flip-chip connecting conductor bumps 15. It has been installed.

【0052】また、本発明における配線基板4は、例示
した有機系材料から成るものの他にも、例えばシリカ等
を主成分としたガラスセラミックス材料から成る絶縁層
を用いた絶縁基板に銅粉末の焼結体等から成る配線導体
を形成したものであってもよく、アルミナセラミックス
や窒化珪素セラミックス・窒化アルミニウムセラミック
ス等の材料から成る絶縁層を用いた絶縁基板にタングス
テンやモリブデン等の高融点金属から成る配線導体を形
成したものであっても、各種のセラミックス粉末をエポ
キシ樹脂等の熱硬化性樹脂で結合した複合材料から成る
絶縁層を用いた絶縁基板に銅や銀等の金属粉末を熱硬化
性樹脂で結合して成る配線導体を形成したものであって
もよい。また、無機フィラーを含有する有機樹脂材料に
代えて、ガラス繊維や織布等に有機樹脂材料を含浸させ
たものを絶縁層7として用いることも可能である。
The wiring substrate 4 according to the present invention is not limited to the above-mentioned organic materials, but may be formed by firing copper powder on an insulating substrate using an insulating layer made of a glass ceramic material containing silica or the like as a main component. It may be formed with a wiring conductor made of a sintered body or the like. An insulating substrate using an insulating layer made of a material such as alumina ceramics, silicon nitride ceramics, or aluminum nitride ceramics is formed of a high melting point metal such as tungsten or molybdenum. Even when wiring conductors are formed, heat-curable metal powders such as copper and silver are applied to an insulating substrate using an insulating layer made of a composite material in which various ceramic powders are bonded with a thermosetting resin such as epoxy resin. A wiring conductor formed by bonding with a resin may be formed. Further, instead of the organic resin material containing an inorganic filler, a material obtained by impregnating an organic resin material into glass fiber, woven fabric, or the like can be used as the insulating layer 7.

【0053】なお、配線基板4における絶縁層7が有機
樹脂材料から成るものである場合、その主成分としては
エポキシやポリスチレン・ポリフェニレンエーテル等の
熱硬化性樹脂が適用でき、シリカやアルミナ等から成る
無機フィラーを適量含有したものも用いることができる
が、有機樹脂材料のガラス転移温度が約150℃より低い
と、絶縁層7がろう材14によるランド12とリードピン5
との接合時の熱処理による熱の影響を受けるおそれがあ
るため、有機樹脂材料のガラス転移温度は約150℃以上
であることが望ましい。
When the insulating layer 7 of the wiring board 4 is made of an organic resin material, a thermosetting resin such as epoxy or polystyrene / polyphenylene ether can be applied as a main component, and it is made of silica or alumina. A material containing an appropriate amount of an inorganic filler can also be used. However, if the glass transition temperature of the organic resin material is lower than about 150 ° C., the insulating layer 7 will be
The glass transition temperature of the organic resin material is desirably about 150 ° C. or higher because there is a possibility that the glass transition temperature may be affected by heat treatment at the time of bonding with the organic resin material.

【0054】本発明における配線導体層9は、有機系材
料による配線基板4においては、主にめっき法もしくは
エッチング法により絶縁層7上に形成され、異なる層間
の配線導体層9同士は、絶縁層7に形成した貫通孔の内
側にめっき法やエッチング法等により形成された銅等か
ら成るビアホール導体5により電気的に接続される。
The wiring conductor layer 9 according to the present invention is formed on the insulating layer 7 mainly by plating or etching in the wiring substrate 4 made of an organic material. 7 is electrically connected to the inside of the through-hole formed by a via-hole conductor 5 made of copper or the like formed by plating or etching.

【0055】一方、配線基板4の最外層は感光基を有す
る有機樹脂材料を主成分としたソルダーレジスト層13で
形成されており、このソルダーレジスト層13にはリード
ピン5が接合されて入出力用端子となるランド12および
IC接続用端子となるフリップチップ接続用のパッド11
等がフォトリソグラフィ法等により開口されている。
On the other hand, the outermost layer of the wiring board 4 is formed of a solder resist layer 13 containing an organic resin material having a photosensitive group as a main component. Land 12 to be a terminal and pad 11 for flip chip connection to be a terminal for IC connection
Are opened by photolithography or the like.

【0056】ろう材14としては、例えば錫(Sn)およ
び/または鉛(Pb)を主成分とし、アンチモン(S
b)やビスマス(Bi)・インジウム(In)・銅(C
u)・銀(Ag)・金(Au)等の金属を適量添加した
半田等を用いるとよく、有機樹脂材料を主成分とした絶
縁層7の耐熱性を考慮すると、ろう材14の融点は、絶縁
層7のガラス転移温度+100℃程度を超えない温度であ
ることが好ましい。上記の錫−鉛系の半田であれば、そ
の融点は約270℃以下であることから、ガラス転移温度
が約150℃より低い有機樹脂材料である上記の熱硬化性
樹脂に対しても使用できるものである。なお、この場合
の融点とは、合金系半田の場合は液相線温度を指す。
The brazing material 14 contains, for example, tin (Sn) and / or lead (Pb) as main components and antimony (S
b) or bismuth (Bi) / indium (In) / copper (C
u), silver (Ag), gold (Au), or other suitable metal is preferably used as a solder. In view of the heat resistance of the insulating layer 7 mainly composed of an organic resin material, the melting point of the brazing material 14 Preferably, the temperature does not exceed the glass transition temperature of the insulating layer + about 100 ° C. If the above tin-lead solder has a melting point of about 270 ° C. or less, it can be used for the above thermosetting resin which is an organic resin material having a glass transition temperature lower than about 150 ° C. Things. The melting point in this case indicates the liquidus temperature in the case of alloy solder.

【0057】さらにろう材14の降伏応力は、このろう材
14の降伏応力を十分に確保し、ろう材14内部からの破断
を避けて充分なピン接合強度を得るためには5MPa以
上であることが望ましい。
Further, the yield stress of the brazing material 14
In order to secure a sufficient yield stress and to obtain sufficient pin bonding strength while avoiding breakage from the inside of the brazing material 14, the pressure is preferably 5 MPa or more.

【0058】一方、ろう材14の弾性変位量が充分で、応
力の緩和を効果的に得られるとともにリードピン5の高
い接合信頼性を得るという点からは、ろう材14のヤング
率が100GPa以下であることが望ましい。
On the other hand, from the viewpoint that the amount of elastic displacement of the brazing material 14 is sufficient, stress can be effectively alleviated, and high joining reliability of the lead pin 5 is obtained, the Young's modulus of the brazing material 14 is 100 GPa or less. Desirably.

【0059】このようなろう材14としては、75〜85重量
%の鉛と、5〜15重量%の錫と、5〜10重量%のアンチモ
ンとを主成分とし、その融点が約270℃以下で、かつ降
伏応力が約40MPa以上、ヤング率が約50GPa以下で
ある鉛−錫系半田が好適であるが、鉛が人体へ及ぼす悪
影響を考慮した近年の鉛フリー化の動きを考慮すれば、
この半田は、90〜95重量%の錫と、5〜10重量%のアン
チモンとを主成分とし、その融点が約260℃以下で、か
つ降伏応力が約20MPa以上、かつヤング率が約80GP
a以下である錫−アンチモン系半田が、本発明における
ろう材14としては最適である。
The brazing material 14 contains 75 to 85% by weight of lead, 5 to 15% by weight of tin, and 5 to 10% by weight of antimony as a main component and has a melting point of about 270 ° C. or less. And, the yield stress is about 40 MPa or more, the Young's modulus is about 50 GPa or less lead-tin-based solder is suitable, but considering the recent lead-free movement taking into account the adverse effect of lead on the human body,
This solder contains 90 to 95% by weight of tin and 5 to 10% by weight of antimony as main components, has a melting point of about 260 ° C. or less, a yield stress of about 20 MPa or more, and a Young's modulus of about 80 GP.
The tin-antimony solder having a value of a or less is most suitable as the brazing material 14 in the present invention.

【0060】リードピン5の材質については、ランド12
とリードピン5との熱膨張差を考慮したピン接合強度の
点からは、ランド12を形成する導体材料と熱膨張率が概
ね同等のものを用いることが好ましく、ランド12が銅か
ら成る場合であれば、その熱膨張率が約1〜20ppm/
℃であることが好ましい。このような材質としては、例
えばFe−Ni−Co合金やFe−Ni合金が挙げられ
る。
Regarding the material of the lead pin 5, the land 12
In view of the pin joint strength in consideration of the difference in thermal expansion between the lead pin 5 and the lead pin 5, it is preferable to use a material having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the conductor material forming the land 12, even if the land 12 is made of copper. If the coefficient of thermal expansion is about 1-20 ppm /
C. is preferred. Examples of such a material include an Fe-Ni-Co alloy and an Fe-Ni alloy.

【0061】しかし、これらFe−Ni−Co合金やF
e−Ni合金を用いて作製されるリードピンのヤング率
は一般に100〜130GPaと高く、既に説明したように本
発明におけるリードピン5の軸部5bのヤング率の範囲
である30〜80GPaを逸脱しているため、そのまま用い
ることは不適当である。そのため、これらの材料から成
るリードピン5に対しては、700〜1100℃の温度で所定
の時間熱処理することによって合金材料の再結晶化を促
進して、ヤング率を所望の範囲に制御することが必要と
なる。
However, these Fe—Ni—Co alloys and F
The Young's modulus of a lead pin manufactured using an e-Ni alloy is generally as high as 100 to 130 GPa, which deviates from the range of 30 to 80 GPa which is the range of the Young's modulus of the shaft portion 5b of the lead pin 5 in the present invention as described above. Therefore, it is inappropriate to use it as it is. Therefore, for the lead pins 5 made of these materials, it is possible to promote the recrystallization of the alloy material by performing a heat treatment at a temperature of 700 to 1100 ° C. for a predetermined time to control the Young's modulus to a desired range. Required.

【0062】また、ランド12およびリードピン5の表面
はニッケル(Ni)を主成分としためっき皮膜と金(A
u)を主成分としためっき皮膜とを被着しておくことが
望ましく、この金めっき皮膜はランド12とリードピン5
の表面酸化を効果的に防止することができるため、ろう
材14により接合した場合も信頼性に優れた電気接続性を
得ることが可能となる。さらに、金めっき皮膜の下地に
ニッケルめっき皮膜を形成することによって、ランド12
またはリードピン5と金めっき皮膜との密着性が向上
し、金めっき皮膜が剥離することによる強度の劣化が効
果的に防止される。
The surfaces of the lands 12 and the lead pins 5 have a plating film containing nickel (Ni) as a main component and gold (A).
u) as a main component, it is desirable that the gold plating film be formed on the land 12 and the lead pin 5.
Since the surface oxidation can be effectively prevented, it is possible to obtain a highly reliable electrical connection even when joined by the brazing material 14. Further, by forming a nickel plating film under the gold plating film, the land 12
Alternatively, the adhesion between the lead pin 5 and the gold plating film is improved, and the deterioration in strength due to the peeling of the gold plating film is effectively prevented.

【0063】[0063]

【実施例】次に、本発明のリードピン付き配線基板にお
けるリードピンの接合信頼性を以下のようにして評価し
た。
Next, the bonding reliability of the lead pins in the wiring board with lead pins of the present invention was evaluated as follows.

【0064】<実施例1>まず、エポキシ樹脂にシリカ
フィラーを適量含有させたものを絶縁層とし、ランドを
構成する導体の直径が1.6mmで、このランドに対応す
るソルダーレジスト層の開口径が1.4mmのランドパタ
ーンを設けて構成されたPGA型の配線基板を試験基板
とし、ろう材として錫95重量%/アンチモン5重量%の
合金半田を用い、リードピンには、図1および図5に示
した形状と同様の、軸部の直径が0.45mm・軸部の長さ
が3mmであって、頭部のネイルヘッド径が0.9mm、
ネイルヘッド厚みが0.2mmであるとともに、頭部の軸
部側の周縁のコーナー部に半径0.06mmのR面を、頭頂
側の周縁のコーナー部に半径0.23mmのR面をそれぞれ
設けた円板状のネイルヘッドを有する銅合金製のものを
用いて、このリードピンを試験基板のランドに錫95重量
%/アンチモン5重量%の合金半田を用いて接合して、
本発明による評価用試料を得た。
<Example 1> First, an epoxy resin containing an appropriate amount of silica filler as an insulating layer was used as an insulating layer. The conductor constituting the land had a diameter of 1.6 mm, and the opening diameter of the solder resist layer corresponding to the land was 1.6 mm. A PGA type wiring board provided with a land pattern of 1.4 mm was used as a test board, an alloy solder of 95% by weight of tin / 5% by weight of antimony was used as a brazing material, and lead pins were shown in FIGS. 1 and 5. The diameter of the shaft part is 0.45 mm, the length of the shaft part is 3 mm, and the nail head diameter of the head is 0.9 mm.
A disk with a nail head thickness of 0.2 mm, an R surface with a radius of 0.06 mm at the corner of the periphery of the head on the shaft side, and an R surface with a radius of 0.23 mm at the corner of the periphery on the top of the head. This lead pin is joined to a land of a test board using a 95% by weight tin / 5% by weight antimony alloy solder, using a copper alloy having a nail head in a shape of
An evaluation sample according to the present invention was obtained.

【0065】また、比較例として、頭部の頭頂側の周縁
のコーナー部が角の立った円板状の従来のネイルヘッド
を有する同一寸法のリードピンを用いて、同じ試験基板
のランドに同じ合金半田を用いて接合したものを作製
し、同じく評価用試料を得た。
As a comparative example, a lead pin having the same dimensions as a conventional nail head having a disk-shaped conventional nail head with a sharp corner at the top of the head was used. A joint using solder was produced, and a sample for evaluation was obtained in the same manner.

【0066】かくして得られた各評価用試料を用いて、
以下に示す評価項目について測定した。
Using each evaluation sample thus obtained,
The following evaluation items were measured.

【0067】まず、リードピンの接合強度は、評価用試
料を傾けて20゜および30゜の角度をつけて引っ張り試験
機のステージに固定し、リードピンを引っ張り治具にチ
ャッキングした後、毎分15mmの速度で引っ張ることに
より破断時の全荷重を測定し、各試料について30ピンを
測定した結果によって評価した。
First, the bonding strength of the lead pin was fixed to the stage of the tensile tester at an angle of 20 ° and 30 ° by inclining the sample for evaluation, and after chucking the lead pin to the pulling jig, 15 mm / min. The total load at the time of breaking was measured by pulling at a speed of, and the evaluation was made based on the result of measuring 30 pins for each sample.

【0068】その結果、比較例の評価用試料では1ピン
当たりの接合強度が20゜傾斜の場合で4.7〜27.4Nの範
囲に、また30゜傾斜の場合で3.9〜21.6Nの範囲と極め
て低く、破壊モードは70%以上が半田内破壊であった。
As a result, in the evaluation sample of the comparative example, the bonding strength per pin was as low as 4.7 to 27.4 N when the inclination was 20 °, and 3.9 to 21.6 N when the inclination was 30 °. In the destruction mode, more than 70% was destruction in solder.

【0069】これに対して、本発明による評価用試料で
は、同じく20゜傾斜の場合で44.1〜68.6Nの範囲に、ま
た30゜傾斜の場合で43.1〜58.8Nの範囲と極めて大き
く、破壊モードはいずれもランド導体と絶縁層の界面部
分から破壊しており、斜め方向の引っ張りにおいても実
用上充分な強度を有するものであった。
On the other hand, the sample for evaluation according to the present invention was extremely large in the range of 44.1 to 68.6 N in the case of the inclination of 20 ° and in the range of 43.1 to 58.8 N in the case of the inclination of 30 °. All were broken at the interface between the land conductor and the insulating layer, and had sufficient strength for practical use even in oblique pulling.

【0070】また、本発明による評価用試料に、実際の
半導体素子を模した疑似シリコンチップを搭載して反り
の評価を行なったところ、実際の使用を想定した熱負荷
状態においても反りは全く発生せず、実装信頼性上の問
題は見られなかった。
Further, when a pseudo silicon chip imitating an actual semiconductor element was mounted on the evaluation sample according to the present invention and the warpage was evaluated, no warpage was generated even in a thermal load state assuming actual use. No mounting reliability problems were found.

【0071】<実施例2>実施例1と同様の試験基板に
対し、ろう材として鉛82重量%/錫10重量%/アンチモ
ン8重量%の合金半田を用い、リードピンには、図1お
よび図5に示した形状と同様の、軸部の直径が0.45mm
・軸部の長さが3mmであって、頭部のネイルヘッド径
が0.9mmまたは1.1mm・ネイルヘッド厚みが0.2mm
であるとともに、頭部の軸部側の周縁のコーナー部に半
径0.06mmのR面を、頭頂側の周縁のコーナー部に半径
0.23mmのR面をそれぞれ設けた円板状のネイルヘッド
を有するFe−Ni−Co合金製のものを用いて、この
リードピンを試験基板のランドに鉛82重量%/錫10重量
%/アンチモン8重量%の合金半田を用いて接合して、
本発明による評価用試料を得た。
<Example 2> An alloy solder containing 82% by weight of lead, 10% by weight of tin, and 8% by weight of antimony was used as a brazing material for the same test substrate as in Example 1, and the lead pins were replaced with those shown in FIGS. The diameter of the shaft part is 0.45 mm, similar to the shape shown in Fig. 5.
・ The length of the shaft part is 3 mm, and the nail head diameter of the head is 0.9 mm or 1.1 mm. ・ The nail head thickness is 0.2 mm.
In addition, a radius of 0.06 mm is set at the corner of the periphery of the head on the side of the shaft, and a radius is set at the corner of the periphery of the top of the head.
Using a Fe-Ni-Co alloy having a disk-shaped nail head provided with each 0.23 mm R-plane, this lead pin is attached to the land of the test substrate by 82% by weight of lead / 10% by weight of tin / 8% by weight of antimony. Weight percent alloy solder,
An evaluation sample according to the present invention was obtained.

【0072】ここで、リードピンには約790℃の熱処理
を行なってその軸部のヤング率を60〜70GPaに調整
し、リードピンの接合は、温度プロファイルが270℃ピ
ークのリフロー接合により行なった。
Here, the lead pins were subjected to a heat treatment at about 790 ° C. to adjust the Young's modulus of the shaft to 60 to 70 GPa, and the joining of the lead pins was carried out by reflow joining having a temperature profile of 270 ° C. peak.

【0073】また、比較例として、頭部の頭頂側の周縁
のコーナー部が角の立った円板状の従来のネイルヘッド
を有する同一寸法のリードピンを用いて、同じ試験基板
のランドに同じ合金半田を用いて同様に接合したものを
作製し、同じく評価用試料を得た。
As a comparative example, the same alloy was attached to the land of the same test board using the same size lead pins having a conventional disk-shaped nail head having a rounded corner at the top of the head. A joint was similarly formed using solder, and a sample for evaluation was obtained in the same manner.

【0074】かくして得られた各評価用試料を用いて、
実施例1と同様に20°傾斜および30°傾斜の引っ張り試
験を行ない、各試料について30ピンを測定した結果によ
って評価した。この結果を表1に示す。
Using each evaluation sample thus obtained,
Tensile tests at a 20 ° inclination and a 30 ° inclination were performed in the same manner as in Example 1, and evaluation was made based on the results of measuring 30 pins for each sample. Table 1 shows the results.

【0075】[0075]

【表1】 [Table 1]

【0076】表1の結果より、比較例の評価用試料(試
料番号6・7)においては、ネイルヘッド径と半田重量
を変化させても充分な接合強度を得ることができなかっ
たが、本発明による評価用試料(試料番号1〜5)で
は、いずれもネイルヘッド径と半田重量に関わらず実用
上充分な強度を有するものであり、特にネイルヘッド径
を1.1mm・半田重量を0.80mg/pinとした場合に
おいては、1ピン当たりの接合強度は20゜傾斜の場合で
52.3〜73.6Nの範囲に、30゜傾斜の場合で47.7〜61.9N
の範囲と極めて大きな強度を得ることができた。
From the results shown in Table 1, in the evaluation samples of Comparative Examples (Sample Nos. 6 and 7), sufficient bonding strength could not be obtained even when the nail head diameter and the solder weight were changed. The evaluation samples (sample numbers 1 to 5) according to the present invention have practically sufficient strength irrespective of the nail head diameter and the solder weight. In particular, the nail head diameter is 1.1 mm and the solder weight is 0.80 mg / In the case of pin, the joint strength per pin is 20 °
47.7 to 61.9N in the range of 52.3 to 73.6N at 30 ° inclination
And an extremely large strength could be obtained.

【0077】なお、以上の実施例では有機樹脂を含有す
る絶縁材料から成る絶縁層から成る絶縁基板を用いた配
線基板について詳述したが、絶縁層として低温焼成した
シリカ等の無機材料系のガラスセラミックス材料を絶縁
材料とするものを用いたものでも、また、アルミナセラ
ミックス等のセラミックス材料を絶縁材料とするものを
用いたものでも同様の評価を行なったところ、同等の効
果を奏することが確認できた。
In the above embodiments, a wiring board using an insulating substrate made of an insulating layer made of an insulating material containing an organic resin has been described in detail. However, an inorganic material glass such as silica fired at a low temperature is used as the insulating layer. Similar evaluations were performed with a material using a ceramic material as an insulating material, or with a material using a ceramic material such as alumina ceramics as an insulating material. Was.

【0078】[0078]

【発明の効果】本発明のリードピン付き配線基板および
リードピン付き電子部品によれば、配線基板のランドに
頭部がろう付けされたリードピンを、頭部の頭頂側の周
縁にC面またはR面が設けられており、かつ軸部のヤン
グ率が30〜80GPaであるものとしたことから、リード
ピンの軸部により接合部のろう材に加わる15〜35゜の斜
め方向の引っ張り応力が効果的に分散するようなものと
なり、リードピンの斜め方向の引っ張りに対しても垂直
方向の引っ張りと同等の接合強度が得られる他、リード
ピンの軸部にろう材が濡れ拡がることもなく、低融点の
ろう材を用いても良好な接合強度を得ることができるも
のとなる。
According to the wiring board with lead pins and the electronic component with lead pins of the present invention, the lead pins whose heads are brazed to the lands of the wiring board are provided with a C-plane or an R-plane on the periphery of the top of the head. Since it is provided and the Young's modulus of the shaft is 30 to 80 GPa, the 15 to 35 mm diagonal tensile stress applied to the brazing material at the joint by the shaft of the lead pin is effectively dispersed. In addition to obtaining the same bonding strength as vertical pulling even when the lead pin is pulled in an oblique direction, the brazing material does not spread and spread on the shaft of the lead pin. Even if used, good bonding strength can be obtained.

【0079】その結果、本発明によれば、有機材料系の
配線基板の場合であれば高密度な低抵抗配線が可能で、
低誘電率で高周波に対する電気的特性に優れ、しかも低
コストである等の優れた特性を生かしつつ、また、ガラ
スセラミックス材料の配線基板の場合でも同様に低抵抗
配線が可能で、低誘電率で高周波に対する電気的特性に
優れ多層化が容易である等の特性を生かしつつ、さら
に、高温焼成のセラミックス材料の配線基板の場合でも
本来の高信頼性を生かしつつ、いずれもリードピンに対
する斜め方向の引っ張り荷重に対しても極めて高い接合
強度および接合信頼性でリードピンをろう付け接合で
き、配線基板内に形成される配線導体の高密度化を図る
ことができるとともに多ピン化の要求にも充分に応える
ことのできるリードピン付き配線基板およびこれを用い
たリードピン付き電子部品を提供することができる。
As a result, according to the present invention, a high-density low-resistance wiring is possible in the case of an organic material-based wiring board.
It has low dielectric constant, excellent electrical characteristics at high frequencies, and low cost, while making use of its excellent characteristics. While taking advantage of the characteristics such as excellent electrical characteristics against high frequency and easy multilayering, and even taking advantage of the original high reliability even in the case of wiring boards made of ceramic material fired at high temperature, all of them are pulled obliquely with respect to the lead pins. Lead pins can be brazed with extremely high bonding strength and bonding reliability even under load, and the density of wiring conductors formed in the wiring board can be increased, and the demand for multi-pins can be sufficiently satisfied. The present invention can provide a wiring board with lead pins and an electronic component with lead pins using the same.

【0080】しかも、リードピンの固着のための樹脂基
板等を必要とせず、絶縁層の主成分として耐熱性に難点
がある有機系材料・ガラスセラミックス材料のいずれを
用いても配線基板の層構成を表裏面で対称形とできるた
め、熱負荷が加わった場合であっても配線基板に反り等
が発生せず、その結果、実装信頼性の高いリードピン付
き配線基板およびリードピン付き電子部品を提供するこ
とができる。
Further, a resin board or the like for fixing lead pins is not required, and the layer structure of the wiring board can be reduced by using any of an organic material and a glass ceramic material having difficulty in heat resistance as a main component of the insulating layer. Since the front and back surfaces can be symmetrical, the wiring board does not warp even when a thermal load is applied, and as a result, to provide a wiring board with lead pins and an electronic component with lead pins with high mounting reliability. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のリードピン付き配線基板およびリード
ピン付き電子部品の実施の形態の一例を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a wiring board with lead pins and an electronic component with lead pins of the present invention.

【図2】本発明のリードピン付き配線基板およびリード
ピン付き電子部品に用いられるリードピンの頭部の形状
の一例を示す側面図である。
FIG. 2 is a side view showing an example of the shape of the head of a lead pin used in a wiring board with lead pins and an electronic component with lead pins of the present invention.

【図3】本発明のリードピン付き配線基板およびリード
ピン付き電子部品に用いられるリードピンの頭部の形状
の他の例を示す側面図である。
FIG. 3 is a side view showing another example of the shape of the head of a lead pin used in a wiring board with lead pins and an electronic component with lead pins of the present invention.

【図4】本発明のリードピン付き配線基板およびリード
ピン付き電子部品に用いられるリードピンの頭部の形状
の他の例を示す側面図である。
FIG. 4 is a side view showing another example of the shape of the head of a lead pin used in a wiring board with lead pins and an electronic component with lead pins of the present invention.

【図5】本発明のリードピン付き配線基板およびリード
ピン付き電子部品に用いられるリードピンの頭部の形状
の他の例を示す側面図である。
FIG. 5 is a side view showing another example of the shape of the head of the lead pin used in the wiring board with the lead pin and the electronic component with the lead pin of the present invention.

【図6】従来のリードピン付き配線基板およびリードピ
ン付き電子部品の例を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a conventional wiring board with lead pins and an electronic component with lead pins.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・リードピン付き電子部品 2・・・リードピン付き配線基板 3・・・半導体素子 4・・・配線基板 5・・・リードピン 5a・・・頭部 5b・・・軸部 5c・・・頭頂側の周縁 7・・・絶縁層 9・・・配線導体層(配線導体) 10・・・ビア導体(配線導体) 12・・・ランド 14・・・ろう材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electronic component with a lead pin 2 ... Wiring board with a lead pin 3 ... Semiconductor element 4 ... Wiring board 5 ... Lead pin 5a ... Head 5b ... Shaft 5c ... Top Side edge 7 ・ ・ ・ Insulating layer 9 ・ ・ ・ Wiring conductor layer (Wiring conductor) 10 ・ ・ ・ Via conductor (Wiring conductor) 12 ・ ・ ・ Land 14 ・ ・ ・ Brazing material

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁基板と、該絶縁基板の表面および/
または内部に形成された複数の配線導体と、前記絶縁基
板の下面に形成され、前記配線導体に電気的に接続され
たランドと、該ランドに頭部がろう付けされたリードピ
ンとを具備して成り、半導体素子が前記絶縁基板の上面
に搭載されるとともに前記配線導体に電気的に接続され
るリードピン付き配線基板であって、前記リードピン
は、頭部の頭頂側の周縁にC面またはR面が設けられて
おり、かつ軸部のヤング率が30〜80GPaであるこ
とを特徴とするリードピン付き配線基板。
An insulating substrate, a surface of the insulating substrate and / or
Or a plurality of wiring conductors formed therein, a land formed on the lower surface of the insulating substrate, electrically connected to the wiring conductor, and a lead pin whose head is brazed to the land. A wiring board with lead pins, wherein the semiconductor element is mounted on the upper surface of the insulating substrate and is electrically connected to the wiring conductor, wherein the lead pins are provided on the periphery of the top of the head at a C-plane or an R-plane. And a Young's modulus of the shaft portion is 30 to 80 GPa.
【請求項2】 前記C面は、前記頭部の厚みの2/3以
内の大きさで、かつ前記軸部の方向に対して50〜80
°の角度を有するものであることを特徴とする請求項1
記載のリードピン付き配線基板。
2. The C-plane has a size within 2/3 of the thickness of the head and 50 to 80 with respect to the direction of the shaft.
2. An angle of about 1.degree.
The wiring board with lead pins described.
【請求項3】 前記R面は、前記頭部の厚みの25〜1
50%の曲率半径を有するものであることを特徴とする
請求項1記載のリードピン付き配線基板。
3. The R-plane has a thickness of 25 to 1 of the thickness of the head.
2. The wiring board with lead pins according to claim 1, wherein the wiring board has a radius of curvature of 50%.
【請求項4】 前記頭部の頭頂側の周縁に頭部の厚みの
100〜130%の曲率半径を有するR面を設けるとと
もに、前記頭部の前記軸部側の周縁に頭部の厚みの25
〜35%の曲率半径を有するR面を設けたことを特徴と
する請求項1記載のリードピン付き配線基板。
4. An R-shaped surface having a radius of curvature of 100 to 130% of the thickness of the head is provided on the periphery of the top of the head, and the thickness of the head is provided on the periphery of the head on the shaft side. 25
2. The wiring board with lead pins according to claim 1, further comprising an R surface having a radius of curvature of about 35%.
【請求項5】 請求項1乃至請求項4記載のリードピン
付き配線基板に対し、前記絶縁基板の上面に半導体素子
を搭載するとともにその電極と前記配線導体とを電気的
に接続して成るリードピン付き電子部品。
5. A wiring board with lead pins according to claim 1, wherein a semiconductor element is mounted on an upper surface of said insulating substrate and said electrodes and said wiring conductor are electrically connected. Electronic components.
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