JP2001217346A - 小型半導体の実装構造および小型半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ＢＧＡやＣＳＰなどリードレスの
小型半導体を小型半導体装置のパッケージに構成するた
めに、外部接続端子を形成するセラミックなどでなるプ
リント配線板に小型半導体を例えばリフローソルダリン
グで表面実装する、あるいはＢＧＡやＣＳＰなどリード
レスの小型半導体を直接樹脂でなるプリント配線板に例
えばリフローソルダリングで表面実装する、小型半導体
の実装構造および小型半導体装置に関し、接続信頼性の
高い構造を具備する小型半導体の実装構造および小型半
導体装置に関するものである。 【解決手段】 本発明は、プリント配線板に形成する小
型半導体を表面接続実装するフットプリントは、所定環
境温度で小型半導体の電極と対向する位置に予め設定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＢＧＡやＣＳＰな
どリードレスの小型半導体を小型半導体装置のパッケー
ジに構成するために、外部接続端子を形成するセラミッ
クなどでなるプリント配線板に小型半導体を例えばリフ
ローソルダリングで表面実装する、あるいはＢＧＡやＣ
ＳＰなどリードレスの小型半導体を直接樹脂でなるプリ
ント配線板に例えばリフローソルダリングで表面実装す
る、小型半導体の実装構造および小型半導体装置に関
し、接続信頼性の高い構造を具備する小型半導体の実装
構造および小型半導体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８には従来の小型半導体の実装構造を
示し、セラミックでなる小型半導体と樹脂でなるプリン
ト配線板との接続例を示し、同図（ａ）に通電休止時の
要部断面図を、同図（ｂ）に通常通電時の要部断面図
を、同図（ｃ）にリフローソルダリング時の要部断面図
を、同図（ｄ）および同図（ｅ）に設計時点のフットプ
リントの設定状態図を示す。

【０００３】同図において、５１はプリント配線板であ
り、ＢＧＡやＣＳＰなどの小型半導体を小型半導体装置
のパッケージに構成するために、外部接続端子を形成し
小型半導体を表面実装する、あるいは小型半導体を直接
表面実装し、セラミックや樹脂材料からなる。５２は小
型半導体であり、プリント配線板５１に表面実装して小
型半導体装置を形成する。５３はフットプリントであ
り、プリント配線板５１に小型半導体５２を表面実装し
て小型半導体装置を形成するためにプリント配線板５１
の表面に形成した導体からなる。５４は電極であり、小
型半導体５２とプリント配線板５１とを表面実装して接
続するために小型半導体５２の表面に形成した導体から
なる。５５はクラックであり、小型半導体５２とプリン
ト配線板５１とを表面実装する時に接続媒体となる小型
半導体５２の電極５４とプリント配線板５１のフットプ
リント５３との接続部の例えばはんだが、小型半導体５
２とプリント配線板５１との熱膨張係数の違いにより、
周囲環境温度によって引張力が発生し当該引張力の繰り
返しで徐々に対応力の限界に至って発生する亀裂で、接
続不良や断線の原因となる。

【０００４】近年、半導体素子はその進歩により高密度
化、小型化が進み、小形サイズでありしかも入出力端子
の増加が著しく、それに伴い入出力端子の間隔を益々狭
めている。当該背景に対応できるように半導体素子は、
表面実装技術を採用したリードレスの表面実装部品が採
用されている。一方、プリント配線板は、前記リードレ
スの表面実装部品を穴に挿入せずに表面に形成した導体
であるフットプリントに接続することが行われている。

【０００５】図８に示す従来例のＢＧＡやＣＳＰなどリ
ードレスの小型半導体を所定の電気回路あるいは小型半
導体装置のパッケージに構成するために、外部接続端子
を形成するセラミックなどでなるプリント配線板に小型
半導体をリフローソルダリングなどで表面実装する、あ
るいはＢＧＡやＣＳＰなどリードレスの小型半導体を直
接樹脂でなるプリント配線板にリフローソルダリングな
どで表面実装する、小型半導体の実装構造および小型半
導体装置は、同図（ｄ）および同図（ｅ）に示すように
設計時の小型半導体５２の電極５４とプリント配線板５
１のフットプリント５３との位置関係は、通電休止時の
状態に基き設定している。

【０００６】しかし当該小型半導体で構成した所定の電
気回路あるいは小型半導体装置のパッケージは、リフロ
ーソルダリング時には同図（ｃ）に示すように小型半導
体５２の電極５４とプリント配線板５１のフットプリン
ト５３との位置関係は、一端最も大きな位置ずれ状態で
接続される。その後当該小型半導体で構成した所定の電
気回路あるいは小型半導体装置のパッケージは、同図
（ａ）の位置状態となる通電休止状態と同図（ｂ）の位
置ずれ状態となる通常通電状態とを繰り返すこととな
る。

【０００７】そして前記のように小型半導体５２とプリ
ント配線板５１との熱膨張係数の違いにより、周囲環境
温度によって位置ずれが起き引張力が発生する。当該引
張力の繰り返しで徐々に対応力の限界に至って発生する
亀裂が原因で、接続不良や断線となることがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来小
型半導体の実装構造における次の問題点解決を課題とす
る。

【０００９】1）部品リードによって各種の応力を緩和
することのできないリードレスの小型半導体とプリント
配線板との熱膨張係数の違いにより、周囲環境温度によ
って位置ずれにより接続部に引張力が発生し当該引張力
の繰り返しで徐々に対応力の限界に至って発生する亀裂
が原因の接続不良や断線を安価で容易に防止できる方法
が確立していない。

【００１０】2）設計時の小型半導体の電極とプリント
配線板のフットプリントとの位置関係は、通電休止時の
状態に基き設定しているため、小型半導体の電極とプリ
ント配線板のフットプリントとの位置関係は、リフロー
ソルダリング時に一端最も大きな位置ずれ状態で接続さ
れる。その後当該小型半導体で構成した所定の電気回路
あるいは小型半導体装置のパッケージは、通電休止状態
と位置ずれ状態となる通常通電状態とを繰り返すことと
なり、前記のように引張力の繰り返しで徐々に対応力の
限界に至って亀裂が発生することとなる。亀裂の発生位
置は、熱膨張差の発生する小型半導体の中心位置から放
射方向状に発生し、小型半導体とプリント配線板の熱膨
張差によって亀裂の発生する方向が異なる。例えば、は
んだによる接続では、一般に熱膨張係数が小型半導体＜
プリント配線板の場合、小型半導体の電極とはんだの間
では、亀裂が小型半導体の外側から発生し、プリント配
線板のフットプリントとはんだの間では、小型半導体の
中心から発生する傾向がある。また、当該亀裂は、はん
だ接合角度θが小さいほど発生し易い。

【００１１】3）前記の小型半導体とプリント配線板と
の熱膨張係数の違いやプリント配線板の基材の持ち合わ
せた物理特性そしてプリント配線板の外形を配慮した実
装構造の工夫が不足して接続信頼性を改善できる構造の
実現に達していなかった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題を解決
するために、小型半導体を小型半導体装置のパッケージ
に構成するために、外部接続端子を形成するプリント配
線板に小型半導体を表面実装する、あるいは小型半導体
を直接プリント配線板に表面実装する小型半導体の実装
構造において、プリント配線板に形成する小型半導体を
表面接続実装するフットプリントは、所定環境温度で小
型半導体の電極と対向する位置に予め設定することを特
徴とする。

【００１３】この手段によって、応力によるはんだ接合
部のクラックの発生を防止できるように位置を設定する
ため、所定環境温度でのはんだ接合角度θを大きくし、
応力によるクラックの発生を防止することができ、接続
信頼性の高い接続構造そして小型半導体装置を実現する
小型半導体の実装構造を提供する。

【００１４】

【発明の実施の形態】まず、図１に示すように本発明の
小型半導体の実装構造は、プリント配線板１に形成する
小型半導体２を表面接続実装するフットプリント３を、
予め例えば小型半導体２の通常通電時の表面温度値の所
定環境温度で、小型半導体２の電極４と対向する位置に
設定する構成とした。

【００１５】この手段によって、はんだ接合部の応力に
よるクラックの発生を防止できるように、所定環境温度
で位置決めする小型半導体の電極と対向する位置に設定
するため、所定環境温度でのはんだ接合角度θを大きく
し、応力によるクラックの発生を防止することができる
作用を得る。

【００１６】次に、図２に示すように本発明の小型半導
体の実装構造は、前記フットプリント３を、例えば小型
半導体２の通電休止時と通常通電時の表面温度値との中
間値の所定環境温度の状態で小型半導体２の電極４と対
向するように、小型半導体２の中心位置に対して放射状
に小型半導体２とプリント配線板１との熱膨張差分を予
めずらして設定する構成とした。

【００１７】この手段によって、フットプリントを、所
定環境温度の状態で対向するように、小型半導体の中心
位置に対して放射状に小型半導体とプリント配線板との
熱膨張差分を予めずらして設定するため、小型半導体と
プリント配線板との熱膨張差分のずれを半減させ、はん
だ接合部の応力によるクラックの発生を防止することが
できるとともに通常使用環境温度と通常通電環境温度と
でフットプリントの位置が最適な位置になるようにする
ことができる作用を得る。

【００１８】また、図３に示すように本発明の小型半導
体の実装構造は、前記フットプリント３を、短軸を小型
半導体２の中心方向にした楕円形とし、例えば小型半導
体２の通電休止時と通常通電時の表面温度値との中間値
の所定環境温度の状態で小型半導体２の電極４と対向す
るように、小型半導体２の中心位置に対して放射状に小
型半導体２とプリント配線板１との熱膨張差分を予めず
らして設定する構成とした。

【００１９】この手段によって、フットプリントを楕円
形とし、応力の加わる表面積を拡大し応力を拡散できる
ため、はんだ接合部の応力への対応力を高めると共には
んだ接合角度θをより大きくし、はんだ接合部の応力に
よるクラックの発生を防止することができる作用を得
る。

【００２０】さらに、図４に示すように本発明の小型半
導体の実装構造は、前記フットプリント３を、例えば小
型半導体２の通電休止時と通常通電時の表面温度値との
中間値の所定環境温度の縦横変倍となる熱膨張状態で小
型半導体２の電極４と対向するように、小型半導体２の
中心位置に対して放射状に小型半導体２とプリント配線
板１との熱膨張差分を予めずらして設定する構成とし
た。

【００２１】この手段によって、フットプリントを所定
環境温度でのプリント配線板の基材特性あるいは外形に
よる縦横変倍となるはんだ接合部の応力の加わる状態に
対応した状態で小型半導体の中心位置に対して放射状に
予めずらして設定するため、一般的な熱膨張係数が縦方
向と横方向との間に差異があるプリント配線板において
も所定環境温度でのはんだ接合角度θを大きくし、はん
だ接合部の応力によるクラックの発生を防止することが
できる作用を得る。

【００２２】次に、図５に示すように本発明の小型半導
体の実装構造は、前記小型半導体２の外側に配置する端
子に対向するフットプリント３を、小型半導体２とプリ
ント配線板１との所定環境温度の状態で対向するよう
に、熱膨張差分を予めずらして設定する構成とした。

【００２３】この手段によって、小型半導体の外側に配
置する端子に対向するフットプリントを所定環境温度で
のプリント配線板のはんだ接合部の応力の加わる状態に
対応して小型半導体の中心位置に対して放射状に予めず
らして設定するため、所定環境温度でのプリント配線板
の熱膨張状態に対応した熱膨張の大きい状態となる外側
に配置する端子に個別に対応してはんだ接合角度θを大
きくし、はんだ接合部の応力によるクラックの発生を防
止することができる作用を得る。

【００２４】また、図６に示すように本発明の小型半導
体の実装構造は、前記小型半導体２の四隅に配置する端
子に対向するフットプリント３を、小型半導体２とプリ
ント配線板１との所定環境温度の状態で対向するよう
に、熱膨張差分を予めずらして設定する構成とした。

【００２５】この手段によって、小型半導体の四隅に配
置する端子に対向するフットプリントを所定環境温度で
のプリント配線板のはんだ接合部の応力の加わる状態に
対応して個別に小型半導体の中心位置に対して放射状に
予めずらして設定するため、所定環境温度でのプリント
配線板の熱膨張状態に対応した熱膨張の特に大きい状態
となる四隅に配置する端子に対応してはんだ接合角度θ
を大きくし、はんだ接合部の応力によるクラックの発生
を防止することができる作用を得る。

【００２６】さらに、図７に示すように本発明の小型半
導体装置は、小型半導体を小型半導体装置のパッケージ
に構成するために、外部接続端子を形成するプリント配
線板に小型半導体を表面実装する、あるいは小型半導体
を直接プリント配線板に表面実装する小型半導体の実装
構造を備えた小型半導体装置において、プリント配線板
に形成する小型半導体を表面接続実装するフットプリン
トを、所定環境温度で小型半導体の電極と対向する位置
に予め設定する構成とした。

【００２７】この手段によって、フットプリントを所定
環境温度での熱膨張差などで発生する応力によるはんだ
接合部のクラックの発生を防止できるように予め所定環
境温度で位置決めする位置にずらして設定するため、所
定環境温度でのはんだ接合角度θを大きくし、はんだ接
合部の応力によるのクラックの発生を防止できる小型半
導体装置にすることができる作用を得る。

【００２８】

【実施例】以下、図１ないし図７の本発明に関わる実施
例の図面を参照して説明する。なお、以下において、同
一部分は同一符号を付し、詳細の説明を省略することが
ある。

【００２９】図１は、本発明の原理図であり、セラミッ
クでなる小型半導体と樹脂でなるプリント配線板との接
続例を示し、同図（ａ）に通電休止時の要部断面図を、
同図（ｂ）に通常通電時の要部断面図を、同図（ｃ）に
リフローソルダリング時の要部断面図を、同図（ｄ）お
よび同図（ｅ）に設計時点のフットプリントの設定状態
図を示す。同図において、１はプリント配線板であり、
ＢＧＡやＣＳＰなどの小型半導体２を小型半導体装置の
パッケージに構成するために、外部接続端子を形成し小
型半導体２を表面実装する、あるいは小型半導体２を直
接表面実装する、セラミックや樹脂材料からなる。２は
小型半導体であり、プリント配線板１に表面実装して小
型半導体装置を形成する。３はフットプリントであり、
プリント配線板１に小型半導体２を表面実装して小型半
導体装置を形成するためにプリント配線板１の表面に形
成した導体からなる。４は電極であり、小型半導体２と
プリント配線板１とを表面実装して接続するために小型
半導体２の表面に形成した導体からなる。

【００３０】同図において、本発明の小型半導体の実装
構造は、例えばセラミックでなる小型半導体と樹脂でな
るプリント配線板とのはんだによる接続について説明す
る。同図（ｅ）に示すように、熱膨張係数の大きい方の
プリント配線板１に形成する小型半導体２を表面接続実
装するフットプリント３を、円形とし、応力によるクラ
ックの発生防止方法として、設計時の小型半導体２の電
極４とプリント配線板１のフットプリント３との位置関
係を、例えば小型半導体２の通常通電時での表面温度値
の所定環境温度で同図（ｂ）に示すように小型半導体２
の電極４の対向位置に位置決めするように小型半導体２
の中心位置ｃに対して放射状に所定環境温度での小型半
導体２とプリント配線板１との熱膨張差分ａを予め内側
にずらした状態で設定する。当該小型半導体で構成した
所定の電気回路あるいは小型半導体装置のパッケージ
は、同図（ａ）に示す位置ずれ状態となる通電休止状態
と、同図（ｂ）に示す通常通電状態とを繰り返すことと
なる。すなわち、プリント配線板１に形成する小型半導
体２を表面接続実装するフットプリント３は、所定環境
温度で小型半導体２の電極４と対向する位置に予め設定
する構成とした。

【００３１】このことによって、応力によるはんだ接合
部のクラックの発生を防止できるように、所定環境温度
で小型半導体の電極と対向する位置に予め位置をずらし
て設定するため、所定環境温度でのはんだ接合角度θを
大きくし、はんだ接合部の応力によるクラックの発生を
防止することができる。

【００３２】図２は、本発明の実施例図であり、樹脂で
なる小型半導体とセラミックでなるプリント配線板との
接続例を示し、同図（ａ）に通電休止時の要部断面図
を、同図（ｂ）に通常通電時の要部断面図を、同図
（ｃ）にリフローソルダリング時の要部断面図を、同図
（ｄ）および同図（ｅ）に設計時点のフットプリントの
設定状態図を示す。

【００３３】同図において、本発明の小型半導体の実装
構造は、例えば樹脂でなる小型半導体とセラミックでな
るプリント配線板とのはんだによる接続について説明す
る。同図（ｅ）に示すように、熱膨張係数の小さい方の
プリント配線板１に形成する小型半導体２を表面接続実
装するフットプリント３を、円形とし、応力によるクラ
ックの発生防止方法として、設計時の小型半導体２の電
極４とプリント配線板１のフットプリント３との位置関
係を、例えば小型半導体２の通電休止時と通常通電時の
表面温度値との中間値の所定環境温度の状態で対向する
ように小型半導体２の電極４の対向位置に位置決めする
ように小型半導体２の中心位置ｃに対して放射状に所定
環境温度での小型半導体２とプリント配線板１との熱膨
張差分ａを予め外側にずらした状態で設定する。当該小
型半導体で構成した所定の電気回路あるいは小型半導体
装置のパッケージは、同図（ａ）に示す少ない位置ずれ
状態となる通電休止状態と同図（ｂ）に示す少ない位置
ずれ状態となる通常通電状態とを繰り返すこととなる。
すなわち、前記フットプリント３は、所定環境温度の状
態で小型半導体２の電極４と対向するように、小型半導
体２の中心位置に対して放射状に小型半導体２とプリン
ト配線板１との熱膨張差分を予めずらして設定する構成
とした。

【００３４】このことによって、フットプリントを、所
定環境温度の状態で対向するように、小型半導体の中心
位置に対して放射状に小型半導体とプリント配線板との
熱膨張差分を予めずらして設定するため、応力によるは
んだ接合部のクラックの発生を防止することができると
ともに通常使用環境温度と通常通電環境温度とでフット
プリントの位置が最適な位置になるようにすることがで
きる。

【００３５】図３は、本発明の他の実施例図であり、セ
ラミックでなる小型半導体と樹脂でなるプリント配線板
との接続例を示し、同図（ａ）に通電休止時の要部断面
図を、同図（ｂ）に通常通電時の要部断面図を、同図
（ｃ）にリフローソルダリング時の要部断面図を、同図
（ｄ）および同図（ｅ）に設計時点のフットプリントの
設定状態図を示す。

【００３６】同図において、本発明の小型半導体の実装
構造は、例えばセラミックでなる小型半導体と樹脂でな
るプリント配線板とのはんだによる接続について説明す
る。同図（ｅ）に示すように、熱膨張係数の大きい方の
プリント配線板１に形成する小型半導体２を表面接続実
装するフットプリント３を、惰円形とし、応力によるク
ラックの発生防止方法として、設計時の小型半導体２の
電極４とプリント配線板１のフットプリント３との位置
関係を、例えば小型半導体２の通電休止時と通常通電時
の表面温度値との中間値の所定環境温度の状態で小型半
導体２の電極４の対向位置に位置決めするように小型半
導体２の中心位置ｃに対して放射状に所定環境温度での
小型半導体２とプリント配線板１との熱膨張差分ａを予
め内側にずらした状態で設定する。当該小型半導体で構
成した所定の電気回路あるいは小型半導体装置のパッケ
ージは、同図（ａ）に示す少ない位置ずれ状態となる通
電休止状態と同図（ｂ）に示す少ない位置ずれ状態とな
る通常通電状態とを繰り返すこととなる。すなわち、前
記フットプリント３は、短軸を小型半導体２の中心方向
にした楕円形とし、所定環境温度の状態で小型半導体２
の電極４と対向するように、小型半導体２の中心位置に
対して放射状に小型半導体２とプリント配線板１との熱
膨張差分を予めずらして設定する構成とした。

【００３７】このことによって、フットプリントを楕円
形とし、応力の加わる表面積を拡大し応力を拡散できる
ため、はんだ接合部の応力への対応力を高めると共には
んだ接合角度θをより大きくし、はんだ接合部の応力に
よるクラックの発生を防止することができる。

【００３８】図４は、本発明の他の実施例図であり、樹
脂でなる小型半導体とセラミックでなるプリント配線板
との接続例を示し、同図（ａ）に通電休止時の要部断面
図を、同図（ｂ）に通常通電時の要部断面図を、同図
（ｃ）にリフローソルダリング時の要部断面図を、同図
（ｄ）および同図（ｅ）に設計時点のフットプリントの
設定状態図を示す。

【００３９】同図において、本発明の小型半導体の実装
構造は、例えば一般的な熱膨張係数が縦方向と横方向と
の間に差異がある、あるいは外形が扁平な四角形かつ内
部に穴が設けられた樹脂でなる小型半導体とセラミック
でなるプリント配線板とのはんだによる接続について説
明する。同図（ｅ）に示すように、熱膨張係数の小さい
方のプリント配線板１に形成する小型半導体２を表面接
続実装するフットプリント３を、円形とし、応力による
クラックの発生防止方法として、設計時の小型半導体２
の電極４とプリント配線板１のフットプリント３との位
置関係を、例えば小型半導体２の通電休止時と通常通電
時の表面温度値との中間値の所定環境温度で、かつ熱膨
張係数が縦方向と横方向との間に差異がある状態で対向
するように小型半導体２の電極４の対向位置に位置決め
するように小型半導体２の中心位置ｃに対して放射状に
所定環境温度での小型半導体２とプリント配線板１との
熱膨張差分ａを予め外側にずらした状態で設定する。当
該小型半導体で構成した所定の電気回路あるいは小型半
導体装置のパッケージは、同図（ａ）に示す少ない位置
ずれ状態となる通電休止状態と同図（ｂ）に示す少ない
位置ずれ状態となる通常通電状態とを繰り返すこととな
る。すなわち、前記フットプリント３は、所定環境温度
の縦横変倍となる熱膨張状態で小型半導体２の電極４と
対向するように、小型半導体２の中心位置に対して放射
状に小型半導体２とプリント配線板１との熱膨張差分を
予めずらして設定する構成とした。

【００４０】このことによって、フットプリントを所定
環境温度での材料特性あるいは外形により縦横変倍とな
る応力の加わる状態に対応した状態で小型半導体の中心
位置に対して放射状に予めずらして設定するため、熱膨
張係数が縦軸と横軸との間に差異があるプリント配線板
においても所定環境温度でのはんだ接合角度θを大きく
し、応力によるはんだ接合部のクラックの発生を防止す
ることができる。

【００４１】図５は、本発明の他の実施例図であり、セ
ラミックでなる小型半導体と樹脂でなるプリント配線板
との接続例を示し、同図（ａ）に通電休止時の要部断面
図を、同図（ｂ）に通常通電時の要部断面図を、同図
（ｃ）にリフローソルダリング時の要部断面図を、同図
（ｄ）および同図（ｅ）に設計時点のフットプリントの
設定状態図を示す。

【００４２】同図において、本発明の小型半導体の実装
構造は、例えばセラミックでなる小型半導体と樹脂でな
るプリント配線板とのはんだによる接続について説明す
る。同図（ｅ）に示すように、熱膨張係数の大きい方の
プリント配線板１に形成する小型半導体２を表面接続実
装するフットプリント３を、円形とし、応力によるクラ
ックの発生防止方法として、設計時の小型半導体２の電
極４とプリント配線板１のフットプリント３との位置関
係を、外側に配置する端子に対してのみ例えば小型半導
体２の通常通電時での表面温度値の所定環境温度で同図
（ｂ）に示すように小型半導体２の電極４の対向位置に
位置決めするように小型半導体２の中心位置ｃに対して
放射状に所定環境温度での小型半導体２とプリント配線
板１との熱膨張差分ａを予め内側にずらした状態で設定
する。当該小型半導体で構成した所定の電気回路あるい
は小型半導体装置のパッケージは、同図（ａ）に示す位
置ずれ状態となる通電休止状態と同図（ｂ）に示す通常
通電状態とを繰り返すこととなる。すなわち、前記小型
半導体２の外側に配置する端子に対向するフットプリン
ト３は、小型半導体２とプリント配線板１との所定環境
温度の状態で対向するように、熱膨張差分を予めずらし
て設定する構成とした。

【００４３】このことによって、小型半導体の外側に配
置する端子のフットプリントを所定環境温度でのプリン
ト配線板の応力の加わる状態に対応して小型半導体の中
心位置に対して放射状に予めずらして設定するため、所
定環境温度でのプリント配線板の熱膨張状態に対応した
熱膨張の大きい状態となる外側に配置する端子に個別に
対応してはんだ接合角度θを大きくし、はんだ接合部の
応力によるクラックの発生を防止することができる。

【００４４】図６は、本発明の他の実施例図であり、樹
脂でなる小型半導体とセラミックでなるプリント配線板
との接続例を示し、同図（ａ）に通電休止時の要部断面
図を、同図（ｂ）に通常通電時の要部断面図を、同図
（ｃ）にリフローソルダリング時の要部断面図を、同図
（ｄ）および同図（ｅ）に設計時点のフットプリントの
設定状態図を示す。

【００４５】同図において、本発明の小型半導体の実装
構造は、例えば樹脂でなる小型半導体とセラミックでな
るプリント配線板とのはんだによる接続について説明す
る。同図（ｅ）に示すように、熱膨張係数の小さい方の
プリント配線板１に形成する小型半導体２を表面接続実
装するフットプリント３を、楕円形とし、応力によるク
ラックの発生防止方法として、設計時の小型半導体２の
電極４とプリント配線板１のフットプリント３との位置
関係を、四隅に配置する端子に対してのみ例えば小型半
導体２の通常通電時での表面温度値の所定環境温度で同
図（ｂ）に示すように小型半導体２の電極４の対向位置
に位置決めするように小型半導体２の中心位置ｃに対し
て放射状に所定環境温度での小型半導体２とプリント配
線板１との熱膨張差分ａを予め外側にずらした状態で設
定する。当該小型半導体で構成した所定の電気回路ある
いは小型半導体装置のパッケージは、同図（ａ）に示す
位置ずれ状態となる通電休止状態と同図（ｂ）に示す通
常通電状態とを繰り返すこととなる。すなわち、前記小
型半導体２の四隅に配置する端子に対向するフットプリ
ント３は、小型半導体２とプリント配線板１との所定環
境温度の状態で対向するように、熱膨張差分を予めずら
して設定する構成とした。

【００４６】このことによって、小型半導体の四隅に配
置する端子のフットプリントを所定環境温度でのプリン
ト配線板の応力の加わる状態に対応して他のフットプリ
ントと個別に小型半導体の中心位置に対して放射状に予
め個別にずらして設定するため、所定環境温度でのプリ
ント配線板の熱膨張状態に対応した熱膨張の特に大きい
状態となる四隅に配置する端子に対応してはんだ接合角
度θを大きくし、応力によるはんだ接合部のクラックの
発生を防止することができる。

【００４７】図７は、本発明の他の実施例図であり、セ
ラミックでなる小型半導体と樹脂でなるプリント配線板
との接続例を示し、同図（ａ）に通電休止時の要部断面
図を、同図（ｂ）に通常通電時の要部断面図を、同図
（ｃ）にリフローソルダリング時の要部断面図を、同図
（ｄ）および同図（ｅ）に設計時点のフットプリントの
設定状態図を示す。

【００４８】同図において、本発明の小型半導体装置１
０の実装構造は、例えばセラミックでなる小型半導体と
樹脂でなるプリント配線板とのはんだによる接続につい
て説明する。同図（ｅ）に示すように、熱膨張係数の大
きい方のプリント配線板１に形成する小型半導体２を表
面接続実装するフットプリント３を、円形とし、応力に
よるクラックの発生防止方法として、設計時の小型半導
体２の電極４とプリント配線板１のフットプリント３と
の位置関係を、例えば小型半導体２の通常通電時での表
面温度値の所定環境温度で同図（ｂ）に示すように小型
半導体２の電極４の対向位置に位置決めするように小型
半導体２の中心位置ｃに対して放射状に所定環境温度で
の小型半導体２とプリント配線板１との熱膨張差分ａを
予め内側にずらした状態で設定する。当該小型半導体で
構成した所定の電気回路あるいは小型半導体装置のパッ
ケージは、同図（ａ）に示す位置ずれ状態となる通電休
止状態と同図（ｂ）に示す通常通電状態とを繰り返すこ
ととなる。すなわち、プリント配線板に形成する小型半
導体を表面接続実装するフットプリントは、所定環境温
度で小型半導体の電極と対向する位置に予め設定する構
成とした。

【００４９】このことによって、プリント配線板の小型
半導体を表面接続実装するフットプリントを、応力によ
るはんだ接合部のクラックの発生を防止できるように予
め所定環境温度で位置決めする位置にずらして構成した
ため、接続信頼性を高くすることのできる小型半導体装
置にすることができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明した本発明は、次の効果が期待
できる。

【００５１】まず、プリント配線板に形成する小型半導
体を表面接続実装するフットプリントは、所定環境温度
で小型半導体の電極と対向する位置に予め設定する構成
とした。

【００５２】このことで、応力によるはんだ接合部のク
ラックの発生を防止できるように、所定環境温度で位置
決めする小型半導体の電極の対向位置に予め位置をずら
して設定するため、所定環境温度でのはんだ接合角度θ
を大きくし、応力によるはんだ接合部のクラックの発生
を防止することができ、接続信頼性の高い構造を備えた
小型半導体の実装構造にすることができる。

【００５３】次に、前記フットプリントは、所定環境温
度の状態で小型半導体の電極と対向するように、小型半
導体の中心位置に対して放射状に小型半導体とプリント
配線板との熱膨張差分を予めずらして設定する構成とし
た。

【００５４】このことで、フットプリントを、所定環境
温度の状態で対向するように、小型半導体の中心位置に
対して放射状に小型半導体とプリント配線板との熱膨張
差分を予めずらして設定するため、前記の効果に加え、
応力によるはんだ接合部のクラックの発生を防止するこ
とができるとともに通常使用環境温度と通常通電環境温
度とでフットプリントの位置が最適な位置になるように
することができ、より接続信頼性の高い構造を備えた小
型半導体の実装構造にすることができる。

【００５５】また、前記フットプリントは、短軸を小型
半導体の中心方向にした楕円形とし、所定環境温度の状
態で小型半導体の電極と対向するように、小型半導体の
中心位置に対して放射状に小型半導体とプリント配線板
との熱膨張差分を予めずらして設定する構成とした。

【００５６】このことで、フットプリントを楕円形と
し、応力の加わる表面積を拡大できるため、前記の効果
に加え、応力への対応力を高めると共にはんだ接合角度
θをより大きくし、応力によるはんだ接合部のクラック
の発生を防止することができ、小型半導体の中心位置に
対して放射状に予めずらす量を圧縮してもはんだ接合部
の応力によるクラックの発生を防止することができる。

【００５７】さらに、前記フットプリントは、所定環境
温度の縦横変倍となる熱膨張状態で小型半導体の電極と
対向するように、小型半導体の中心位置に対して放射状
に小型半導体とプリント配線板との熱膨張差分を予めず
らして設定する構成とした。

【００５８】このことで、フットプリントを所定環境温
度でのプリント配線板の基材特性あるいは外形による縦
横変倍となる応力の加わる状態に対応した状態で小型半
導体の中心位置に対して放射状に予めずらして設定する
ため、前記の効果に加え、熱膨張係数が縦軸と横軸との
間に差異があるプリント配線板においても所定環境温度
でのはんだ接合角度θを大きくし、応力によるはんだ接
合部のクラックの発生を防止することができ、熱膨張係
数が縦軸と横軸との間に差異があるプリント配線板にお
いても適用でき、より接続信頼性の高い構造を備えた小
型半導体の実装構造にすることができる。

【００５９】次に、前記小型半導体の外側に配置する端
子に対向するフットプリントは、小型半導体とプリント
配線板との所定環境温度の状態で対向するように、熱膨
張差分を予めずらして設定する構成とした。

【００６０】このことで、小型半導体の外側に配置する
端子のフットプリントを所定環境温度でのプリント配線
板の応力の加わる状態に対応して他のフットプリントと
個別に小型半導体の中心位置に対して放射状に予めずら
して設定するため、前記の効果に加え、所定環境温度で
のプリント配線板の熱膨張状態に対応した熱膨張の大き
い状態となる外側に配置する端子に個別に対応してはん
だ接合角度θを大きくし、応力によるはんだ接合部のク
ラックの発生を防止することができ、熱膨張の大きい状
態となる部分においても適用でき、より接続信頼性の高
い構造を備えた小型半導体の実装構造にすることができ
る。

【００６１】また、前記小型半導体の四隅に配置する端
子に対向するフットプリントは、小型半導体とプリント
配線板との所定環境温度の状態で対向するように、熱膨
張差分を予めずらして設定する構成とした。

【００６２】このことで、小型半導体の四隅に配置する
端子のフットプリントを所定環境温度でのプリント配線
板の応力の加わる状態に対応して他のフットプリントと
個別に小型半導体の中心位置に対して放射状に予め個別
にずらして設定するため、前記の効果に加え、所定環境
温度でのプリント配線板の熱膨張状態に対応した熱膨張
の特に大きい状態となる四隅に配置する端子に対応して
はんだ接合角度θを大きくし、応力によるはんだ接合部
のクラックの発生を防止することができ、熱膨張の特に
大きい状態となる部分においても適用でき、より接続信
頼性の高い構造を備えた小型半導体の実装構造にするこ
とができる。

【００６３】さらに、プリント配線板に形成する小型半
導体を表面接続実装するフットプリントは、所定環境温
度で小型半導体の電極と対向する位置に予め設定する構
成の小型半導体装置とした。

【００６４】このことで、プリント配線板の小型半導体
を表面接続実装するフットプリントを、応力によるはん
だ接合部のクラックの発生を防止できるように予め所定
環境温度で位置決めする位置にずらして構成したため、
前記の効果に加え、接続信頼性の高い小型半導体装置に
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の実施例図である。

【図３】本発明の他の実施例図である。

【図４】本発明の他の実施例図である。

【図５】本発明の他の実施例図である。

【図６】本発明の他の実施例図である。

【図７】本発明の他の実施例図である。

【図８】従来例の実施例図である。

【符号の説明】

１ プリント配線板 ２ 小型半導体 ３ フットプリント ４ 電極

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】小型半導体を小型半導体装置のパッケージ
   に構成するために、外部接続端子を形成するプリント配
   線板に小型半導体を表面実装する、あるいは小型半導体
   を直接プリント配線板に表面実装する小型半導体の実装
   構造において、 プリント配線板（１）に形成する小型半導体（２）を表
   面接続実装するフットプリント（３）は、 所定環境温度で小型半導体（２）の電極（４）と対向す
   る位置に予め設定する、 ことを特徴とする小型半導体の実装構造。
2. 【請求項２】前記フットプリント（３）は、 所定環境温度の状態で小型半導体（２）の電極（４）と
   対向するように、小型半導体（２）の中心位置に対して
   放射状に小型半導体（２）とプリント配線板（１）との
   熱膨張差分を予めずらして設定する、 ことを特徴とする請求項１記載の小型半導体の実装構
   造。
3. 【請求項３】前記フットプリント（３）は、 短軸を小型半導体（２）の中心方向にした楕円形とし、
   所定環境温度の状態で小型半導体（２）の電極（４）と
   対向するように、小型半導体（２）の中心位置に対して
   放射状に小型半導体（２）とプリント配線板（１）との
   熱膨張差分を予めずらして設定する、 ことを特徴とする請求項１記載の小型半導体の実装構
   造。
4. 【請求項４】前記フットプリント（３）は、 所定環境温度の縦横変倍となる熱膨張状態で小型半導体
   （２）の電極（４）と対向するように、小型半導体
   （２）の中心位置に対して放射状に小型半導体（２）と
   プリント配線板（１）との熱膨張差分を予めずらして設
   定する、 ことを特徴とする請求項１記載の小型半導体の実装構
   造。
5. 【請求項５】前記小型半導体（２）の外側に配置する端
   子に対向するフットプリント（３）は、 小型半導体（２）とプリント配線板（１）との所定環境
   温度の状態で対向するように、熱膨張差分を予めずらし
   て設定する、 ことを特徴とする請求項１記載の小型半導体の実装構
   造。
6. 【請求項６】前記小型半導体（２）の四隅に配置する端
   子に対向するフットプリント（３）は、 小型半導体（２）とプリント配線板（１）との所定環境
   温度の状態で対向するように、熱膨張差分を予めずらし
   て設定する、 ことを特徴とする請求項１記載の小型半導体の実装構
   造。
7. 【請求項７】小型半導体を小型半導体装置のパッケージ
   に構成するために、外部接続端子を形成するプリント配
   線板に小型半導体を表面実装する、あるいは小型半導体
   を直接プリント配線板に表面実装する小型半導体の実装
   構造を備えた小型半導体装置において、 プリント配線板に形成する小型半導体を表面接続実装す
   るフットプリントは、 所定環境温度で小型半導体の電極と対向する位置に予め
   設定する、 ことを特徴とする小型半導体装置。