JP2001230362A - 半導体素子、そのはんだ付け方法および回路基板 - Google Patents

半導体素子、そのはんだ付け方法および回路基板

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JP2001230362A JP2000035099A JP2000035099A JP2001230362A JP 2001230362 A JP2001230362 A JP 2001230362A JP 2000035099 A JP2000035099 A JP 2000035099A JP 2000035099 A JP2000035099 A JP 2000035099A JP 2001230362 A JP2001230362 A JP 2001230362A
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lead
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semiconductor element
joint
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Shunichi Haga
俊一 羽賀
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体素子リードのメッキによる表面処理や
はんだ材料を変更することなく、はんだ接合部の接合強
度が強く、はんだ接合部の熱疲労特性の良い、はんだ亀
裂の発生しにくい半導体素子を提供する。 【解決手段】 リード5を有する半導体素子4におい
て、該リード5のはんだ接合面の少なくとも一部に凹凸
を設けたことを特徴とする半導体素子4。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板にはんだ
接合するリードを有する半導体素子およびそのはんだ付
け方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子機器にはQFP(Quad Flat
Package)、SOP(Small OutlinePackage)、TSO
P(Thin Small Outline Package)、SOJ(Small Ou
tlineJ-lead Package)等のリードを有する半導体素子
が多く利用されている。近年の電子機器の小型化、軽量
化、多機能化の流れの中で、これらの半導体素子は、狭
ピッチ化および多ピン化する傾向にある。挟ピッチ化お
よび多ピン化したこれらの半導体素子と回路基板とのは
んだ接合部は微細であるため、回路基板の電極部にスク
リーン印刷等の方法により塗布されたはんだペーストを
一括してリフロー加熱することにより、半導体素子のリ
ードとはんだの接合界面が合金化され、はんだ接合部を
形成するのが一般的である。また、半導体素子リードの
はんだ付け性(接合強度、接続信頼性)を向上させるた
め、リードにはんだメッキやPdメッキ(特開平9−2
66373号)などの表面処理を施すのが一般的であ
る。
【0003】図4、図5は、一般的に用いられている従
来の半導体素子リードおよび回路基板とのはんだ接合部
をあらわす断面図である。
【0004】図4、図5において、31は回路基板、3
2は回路基板31上の電極部としての銅ランド、33は
回路基板31上の銅ランド32に塗布されたはんだペー
スト、34は回路基板31に搭載されるQFP、35は
QFPのリード、36はQFPのリード35と溶融した
はんだペースト33の接合界面、37ははんだ接合界面
36付近のはんだの亀裂である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体リード構
造は、半導体素子と回路基板間の熱膨張係数の差が大き
いとリード屈曲部のバネ構造で応力を吸収し、はんだ接
合部に応力のかからないような構造になっている。しか
しながら、リフローはんだ付け工程の熱履歴や使用中の
周囲環境温度の変化のためにはんだ接合部に応力がかか
り、はんだ接合部に亀裂が発生し破断してしまう場合も
生じる。
【0006】はんだ接合部に亀裂が発生するのを防ぐに
は、特開平10−137972号に示されるような耐熱
疲労特性の良いはんだペーストを使う方法もあるが、従
来の材料よりもコストアップとなるという欠点がある。
【0007】本発明が解決しようとする課題は、上記欠
点を解消するもので、半導体素子リードのメッキによる
表面処理やはんだ材料を変更することなく、はんだ接合
部の接合強度が強く、はんだ接合部の熱疲労特性の良
い、はんだ亀裂の発生しにくい半導体素子とその半導体
素子と回路基板とのはんだ付け方法を提供することであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者が鋭意研究を重
ねた結果、リードのはんだ接合面を粗くすることにより
上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成する
に至った。
【0009】すなわち、請求項1に係る本発明は、リー
ドを有する半導体素子において、該リードのはんだ接合
面の少なくとも一部に凹凸を設けたことを特徴とする半
導体素子に関するものである。
【0010】また、請求項2に係る本発明は、前記凹凸
が、算術平均粗さ(Ra)で1μm〜50μmであるこ
とを特徴とするものである。
【0011】また、請求項3に係る本発明は、前記凹凸
がプレス加工またはブラスト加工により設けられたもの
であることを特徴とするものである。
【0012】また、請求項4に係る本発明は、回路基板
の電極部にはんだペーストを塗布し、その上に請求項1
ないし3のいずれか1項に記載の半導体素子を搭載し、
はんだペーストを加熱溶融することを特徴とする半導体
素子のはんだ付け方法に関するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明は、リードを有する半導体
素子において、リードのはんだ接合面の一部に凹凸を設
けたことを特徴とするものである。
【0014】リードが回路基板とはんだ接合する面に凹
凸を設けることにより、表面積が増え、半導体素子のリ
ードとはんだとの接合面積が増加するので、はんだ接合
強度が強くなる。たとえ、はんだ接合部に亀裂が生じて
も、亀裂が接合面に沿って伝播するので亀裂の伝播経路
が長くなる。したがって、見かけ上の亀裂は短くなる。
そのため、はんだ亀裂の伝播によるはんだ接合部の電気
抵抗の変化も少ないし、はんだ接合面全両に渡り亀裂が
伝播してはんだ接合部が電気的にオープン状態に到ると
いう故障までの接合寿命が長くなる。
【0015】リードに設ける凹凸の程度は、算術平均粗
さ(Ra)で1μm〜50μmの範囲で適宜選択すれば
よい。算術平均粗さ(Ra)が1μm未満では、はんだ
の破断寿命に対して効果が少なく、50μmを超えると
リードが浮くという不良が発生しやすい。凹凸の程度
は、はんだペースト中にフラックスと共に混練されるは
んだ粉末の粒径と同じ程度の、10μm〜30μmの範
囲が好ましく、Raの値が大きいとリード表面とはんだ
の界面にボイドが発生しやすく、Raの値が小さいとリ
ードと加熱溶融時の濡れ性が低下する。
【0016】本発明における算術平均粗さ(Ra)と
は、JIS B 0601に記載されているように、対
象表面の粗さ曲線からその中心線の方向に測定長さl
(エル)の部分を抜き取り、この抜き取り部分の中心線
をX軸、縦倍率の方向をY軸とし、粗さ曲線をy=f
(x)で表した時、式(1)によって求められる値をμ
mで表したもとをいう。測定方法としては、JIS B
0651に記載される触針式表面粗さ測定器による測
定方法を挙げることができる。
【0017】
【数1】
【0018】リードに凹凸を付与する手段は特に限定さ
れないが効率的に凹凸を付与するには、例えば、プレス
加工や樹脂ビーズ、ガラスビーズ等によるブラスト加工
等を挙げることができる。凹凸を付与する手段として
は、リード曲げ工程で用いられるプレスの金型に凹凸を
付けることにより、リードの曲げと凹凸の付与を同時に
行なうことができるので、プレス加工が好ましい。
【0019】凹凸の形状も特に限定されるものではない
が、例えば、溝状、波状、ディンプル状、梨地状等を挙
げることができる。
【0020】本発明のリードを有する半導体素子として
は、例えばQFP、SOP、TSOPおよびSOJなど
を挙げることができる。
【0021】本発明の半導体素子をはんだ付けする方法
は、回路基板の電極部にはんだペーストを塗布し、その
上に本発明の半導体素子を位置決め搭載し、はんだペー
ストを加熱溶融すればよい。従って、従来の回路基板の
製造工程を変更する必要はない。
【0022】
【実施例】(実施例1)図1は、本発明の第1の実施例
をあらわすQFP形状の半導体素子のリードと回路基板
のはんだ接合部の断面図であり、図2ははんだ接合後の
断面図である。
【0023】図1、図2を参照して本発明の第1の実施
例を説明する。
【0024】図1、図2において、1は回路基板、2は
回路基板1上の銅電極、3は回路基板1上の銅電極2に
塗布されたはんだペースト、4は回路基板1に搭載され
るQFP、5ははんだと接合する面に凹凸を付与したQ
FPのリード、6はQFPのリード5と溶融したはんだ
ペースト3の接合界面、7ははんだ接合界面6に沿って
伝播するはんだ亀裂である。
【0025】上記構成において、リード5に凹凸を付与
するには、QFPのリード5の曲げ工程で使用する金型
を一部修正することで行なった。すなわち、表面に凹凸
を付与したリード曲げ用金型を使用し、QFPのリード
5をカット後のリード曲げ工程にて、リード曲げ加工と
同時にQFPリード5の凹凸加工を行なった。
【0026】上記リードを有する半導体素子をはんだ付
けするには、図2に示すように、はんだと接合する面に
凹凸加工を施したリード5を有するQFP4を、はんだ
ペースト3が塗布された回路基板1上の銅電極2の真上
に位置あわせした後、QFP4を回路基板1に搭載し、
リフロー加熱工程を通すことによりはんだペーストが溶
融し、はんだペースト3とQFPリード5の接合界面6
とが溶融しQFP4と回路基板1のはんだ接合部が形成
される。
【0027】図1に示されるように、QFPのリード5
とはんだの接合界面6が、凹凸形状となっているため、
従来のリード表面が未加工の場合に比べて、接合面積が
増えるので、接合強度が強くなる。また、脆く弱いはん
だ接合部に温度変化により亀裂が生じても、亀裂が接合
面に沿って伝播することになり、亀裂の伝播経路が長く
なる。したがって、見かけ上の亀裂は短くなる。そのた
め、はんだ亀裂の伝播によるはんだ接合部の電気抵抗の
変化も少なくなる。また、はんだ接合面仝面に渡り亀裂
が伝播してはんだ接合部が電気的にオープン状態に到る
という故障までの接含寿命が長くなる。
【0028】(実施例2)図3は、本発明の第2の実施
例をあらわすSOJ形状の半導体素子のはんだ接合をあ
らわす断面図である。
【0029】図3において、実施例1とは半導体素子の
リード25の形状が異なり、はんだ接合面であるリード
曲げの凸面側の表面について、部分的に凹凸形状を設け
た点が異なる。
【0030】上記構成に示すように、SOJ24のリー
ド25と回路基板21のはんだ接合部は、実施例1同
様、リード25に凹凸形状を設けたことにより、はんだ
の接合界面26が凹凸形状となっているために、従来の
リードの表面が未加工の場合に比べて、接合面積が増え
るので、接合強度が強くなる。また、脆く弱いはんだ接
合部に温度変化により亀裂が生じても、亀裂が接合面に
沿って伝播するとなると亀裂の伝播経路が長くなる。し
たがって、見かけ上の亀裂は短くなる。
【0031】よって、はんだの亀裂伝播によるはんだ接
合部の電気抵抗の変化も少ないし、はんだ接合面全面に
渡り亀裂が伝播してはんだ接合部が電気的にオープン状
態に到るという故障までの接合寿命が長くなる。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、リードを有する半導体
素子において、リードが回路基板とはんだ接合する面の
少なくとも一部に凹凸を設けたことにより、はんだと半
導体素子の接合界面の形状が凹凸になることにより半導
体素子のリードとはんだとの接合面積が増加し、回路基
板と半導体素子のはんだ接合部の接合強度が強くなる。
また、温度変化での熱応力によるはんだ接合部の亀裂の
伝播が見かけ上短くなるので、はんだ接合部の接合信頼
性を向上できる。さらに、はんだ接合面全面に渡り亀裂
が伝播してはんだ接合部が電気的にオープン状態に到る
という故障までの接合寿命が長くなる。
【0033】また、リードに設ける凹凸の算術平均粗さ
(Ra)を1μm〜50μmとすることにより、上記効
果に加えはんだの破断寿命を延ばし、リードが浮くこと
による接続不良を防止することができる。
【0034】また、凹凸の付与手段をプレス加工または
ブラスト加工とすることにより、上記効果に加え凹凸を
効率よく付与することができる。
【0035】また、リードを有する半導体素子をQF
P、SOP、TSOPまたはSOJとすることにより、
はんだ接合部の接合強度と接合信頼性に優れたQFP、
SOP、TSOPまたはSOJを得ることができる。
【0036】また、回路基板の電極部にはんだペースト
を塗布し、その上に前記半導体素子を搭載し、はんだペ
ーストを加熱溶融することを特徴とする半導体素子のは
んだ付け方法により、従来の製造工程を変更することな
しに、はんだ接合部の接合強度と接合信頼性に優れた半
導体素子が実装された回路基板を得ることができる。
【0037】また、回路基板の電極部に、前記請求項1
ないし4のいずれか1項に記載された半導体素子がはん
だ接合されたことにより、はんだ接合部の接合強度と接
合信頼性に優れた半導体素子が実装された回路基板とす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体素子の第1の実施例を表す断面
【図2】本発明の半導体素子の第1の実施例を表すはん
だ付け後の断面図
【図3】本発明の半導体素子の第2の実施例をあらわす
断画図
【図4】従来の半導体素子のはんだ接合前の断面図
【図5】従来の半導体素子のはんだ接合後の断面図
【符号の説明】
1、21…回路基板 2、22…銅電極 3、23…はんだペースト 4…半導体素子(QFP) 24…半導体素子(SOJ) 5、25…リード 6、26…はんだ接合界面 7…はんだ亀裂

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リードを有する半導体素子において、該
    リードのはんだ接合面の少なくとも一部に凹凸を設けた
    ことを特徴とする半導体素子。
  2. 【請求項2】 前記凹凸が、算術平均粗さ(Ra)で1
    μm〜50μmであることを特徴とする請求項1に記載
    の半導体素子。
  3. 【請求項3】 前記凹凸がプレス加工またはブラスト加
    工により設けられたものであることを特徴とする請求項
    1または2に記載の半導体素子。
  4. 【請求項4】 リードを有する半導体素子が、QFP、
    SOP、TSOPまたはSOJであることを特徴とする
    請求項1ないし3のいずれか1項に記載の半導体素子。
  5. 【請求項5】 回路基板の電極部にはんだペーストを塗
    布し、その上に請求項1ないし4のいずれか1項に記載
    の半導体素子を搭載し、はんだペーストを加熱溶融する
    ことを特徴とする半導体素子のはんだ付け方法。
  6. 【請求項6】 回路基板の電極部に、前記請求項1ない
    し4のいずれか1項に記載された半導体素子がはんだ接
    合されたことを特徴とする回路基板。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006278663A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Tokyo Coil Engineering Kk 表面実装部品
JP2007175706A (ja) * 2005-12-26 2007-07-12 Toyota Motor Corp 接合方法とハンダ塗布装置,接合部材
JPWO2006011520A1 (ja) * 2004-07-28 2008-05-01 京セラ株式会社 セラミックヒーター及びそれを用いた加熱用コテ
US8199527B2 (en) 2007-05-21 2012-06-12 Taiyo Yuden Co., Ltd. Electronic component and manufacturing method therefor
JP2017068910A (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 京セラ株式会社 ヒータ
JP2017068960A (ja) * 2015-09-29 2017-04-06 京セラ株式会社 ヒータ
CN107924889A (zh) * 2016-03-31 2018-04-17 富士电机株式会社 半导体装置及半导体装置的制造方法
JP2021034324A (ja) * 2019-08-29 2021-03-01 矢崎総業株式会社 シールドコネクタ

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2006011520A1 (ja) * 2004-07-28 2008-05-01 京セラ株式会社 セラミックヒーター及びそれを用いた加熱用コテ
JP2006278663A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Tokyo Coil Engineering Kk 表面実装部品
JP2007175706A (ja) * 2005-12-26 2007-07-12 Toyota Motor Corp 接合方法とハンダ塗布装置,接合部材
JP4682844B2 (ja) * 2005-12-26 2011-05-11 トヨタ自動車株式会社 接合部材の製造方法
US8199527B2 (en) 2007-05-21 2012-06-12 Taiyo Yuden Co., Ltd. Electronic component and manufacturing method therefor
JP2017068910A (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 京セラ株式会社 ヒータ
JP2017068960A (ja) * 2015-09-29 2017-04-06 京セラ株式会社 ヒータ
CN107924889A (zh) * 2016-03-31 2018-04-17 富士电机株式会社 半导体装置及半导体装置的制造方法
JPWO2017169857A1 (ja) * 2016-03-31 2018-07-26 富士電機株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
US10199305B2 (en) 2016-03-31 2019-02-05 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
CN107924889B (zh) * 2016-03-31 2021-02-12 富士电机株式会社 半导体装置及半导体装置的制造方法
JP2021034324A (ja) * 2019-08-29 2021-03-01 矢崎総業株式会社 シールドコネクタ
JP7211914B2 (ja) 2019-08-29 2023-01-24 矢崎総業株式会社 シールドコネクタ

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