JP2003338574A - ピン付き配線基板およびこれを用いた電子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードピンを外部電気回路基板の配線導体に
ソケットを介して良好に接続することが可能なピン付き
配線基板および電子装置を提供すること。 【解決手段】 配線導体２を有する有機材料系の絶縁基
板１の下面に配線導体２と電気的に接続されたピン付け
パッド２ｂを設けるとともにピン付けパッド２ｂに、略
円柱状の軸部３ａの上端に略円板状の径大部３ｂを形成
したリードピン３を径大部３ａの上面および側面とピン
付けパッド２ｂとの間を半田９で接合して立設して成る
ピン付き配線基板であって、リードピン３は、その表面
にニッケルめっき層10および金めっき層11が順次被着さ
れているとともに径大部３ｂの下面に軸部３ａを取り囲
むようにニッケルめっき層10が露出するニッケルめっき
露出部10ａが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子等の電
子部品を搭載するために用いられるピン付き配線基板お
よびこれを用いた電子装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近時、半導体素子等の電子部品を搭載す
るために用いられるピン付き配線基板として、例えばガ
ラス−エポキシ板等から成る絶縁板やエポキシ樹脂等か
ら成る絶縁層を複数層積層して成る絶縁基板の上面から
下面にかけて銅箔から成る複数の配線導体を設けるとと
もにこれらの配線導体のうち、絶縁基板の上面に導出し
た部位に電子部品の電極が半田バンプを介して接続され
る電子部品接続パッドを、絶縁基板の下面に導出した部
位に複数のピン付けパッドを形成し、これらの電子部品
接続パッドに例えば67〜82質量％の鉛と５〜20質量％の
錫と５〜15％のアンチモンと８〜20質量％のビスマスと
から成る半田バンプを接合させるとともにピン付けパッ
ドに上端部に円板状の径大部を有する略円柱状の鉄系合
金や銅系合金から成るリードピンをその上端を突き当て
て例えば70〜85質量％の鉛と５〜20質量％の錫と５〜15
質量％のアンチモンとから成る半田を介して接合するこ
とにより立設して成る有機材料系のピン付き配線基板が
採用されるようになってきている。このような有機材料
系のピン付き配線基板は、セラミック材料系のピン付き
配線基板と比較して軽量であり、かつ配線導体の電気抵
抗が小さいという有利な面を有している。

【０００３】そして、このような有機材料系のピン付き
配線基板においては、絶縁基板の上面に電子部品をその
電極と半田バンプとが接触するようにして搭載するとと
もに半田バンプを加熱溶融させることにより電子部品の
電極と半田バンプとを接合し、しかる後、電子部品を金
属やセラミックから成る蓋体やポッティング樹脂等から
成る封止部材により封止することによって製品としての
電子装置となり、この電子装置においては、絶縁基板下
面に立設したリードピンを外部電気回路基板の配線導体
にソケットを介して接続することにより外部電気回路基
板上に実装されるとともに搭載する電子部品が外部電気
回路に電気的に接続されることとなる。

【０００４】なお、上記のようなピン付き配線基板にお
いては、リードピンの酸化腐食を防止するとともにリー
ドピンと半田との濡れ性およびリードピンとソケットの
接続を良好とするために、リードピンの表面にニッケル
めっき層および金めっき層を予め順次被着させておき、
そのリードピンをピン付けパッドに半田を介して接合す
るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように表面にニッケルめっき層および金めっき層が順
次被着されたリードピンを配線基板のピン付けパッドに
例えば70〜85質量％の鉛と５〜20質量％の錫と５〜15質
量％のアンチモンとから成る半田を介して接合すると、
リードピンを接合する際に、半田の一部がリードピンの
径大部の側面から下面を伝って軸部の上端部にまで濡れ
広がり、軸部の上端部に半田が付着してしまいやすい。
そして、そのようにリードピンの軸部の上端部に半田が
付着すると、リードピンをソケットに接続する際に、ソ
ケットとリードピンとの良好な接続が軸部に付着した半
田により阻害されてしまうという問題点を有していた。

【０００６】本発明は、かかる従来の問題点に鑑み完成
されたものであり、その目的は、リードピンの軸部に半
田の付着がなく、リードピンをソケットに良好に接続す
ることが可能なピン付き配線基板およびそれを用いた電
子装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のピン付き配線基
板は、配線導体を有する有機材料系の絶縁基板の下面に
前記配線導体と電気的に接続されたピン付けパッドを設
けるとともに該ピン付けパッドに、略円柱状の軸部の上
端に略円板状の径大部を形成したリードピンを前記径大
部の上面および側面と前記ピン付けパッドとの間を半田
で接合して立設して成るピン付き配線基板であって、前
記リードピンは、その表面にニッケルめっき層および金
めっき層が順次被着されているとともに前記径大部の下
面に前記軸部を取り囲むように前記ニッケルめっき層が
露出するニッケルめっき露出部が形成されていることを
特徴とするものである。

【０００８】また、本発明の電子装置は、上記のピン付
き配線基板の上面に電子部品を搭載し、該電子部品の電
極と半田バンプとを電気的に接続して成ることを特徴と
するものである。

【０００９】本発明のピン付き配線基板およびこれを用
いた電子装置によれば、リードピンは、その表面にニッ
ケルめっき層および金めっき層が順次被着されていると
ともに前記径大部の下面に前記軸部を取り囲むように前
記ニッケルめっき層が露出するニッケルめっき露出部が
形成されていることから、リードピンをピン付けパッド
に半田を介して接合する際に、半田が径大部の側面から
下面を伝って軸部に濡れ広がろうとしても、半田の濡れ
広がりは径大部の下面に形成された半田との濡れ性に劣
るニッケルめっき露出部で阻止されて軸部に到達するこ
とがない。したがって、リードピンの軸部に半田の付着
がなく、リードピンをソケットに良好に接続することが
可能なピン付き配線基板およびこれを用いた電子装置を
提供することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明を添付の図面に基
づき詳細に説明する。図１は、本発明を半導体素子を搭
載するためのピン付き配線基板およびこれに半導体素子
を搭載した電子装置に適用した場合の実施の形態の一例
を示す断面図であり、１は絶縁基板、２は配線導体、３
はリードピンである。この絶縁基板１と配線導体２とリ
ードピン３とで本発明のピン付き配線基板が構成され、
これに電子部品としての半導体素子４を搭載することに
より本発明の電子装置が形成される。

【００１１】絶縁基板１は、例えばガラス繊維を縦横に
織り込んだガラス織物にエポキシ樹脂やビスマレイミド
トリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて成る板状
の芯体１ａの上下面にエポキシ樹脂やビスマレイミドト
リアジン樹脂等の熱硬化性樹脂から成る絶縁層１ｂをそ
れぞれ複数層ずつ積層して成る有機材料系の多層板であ
り、その上面から下面にかけては銅箔や銅めっき膜等か
ら成る複数の配線導体２が被着形成されている。

【００１２】絶縁基板１を構成する芯体１ａは、厚みが
0.3〜1.5ｍｍ程度であり、その上面から下面にかけて直
径が0.1〜1.0ｍｍ程度の複数の貫通孔５を有している。
そして、その上下面および各貫通孔５の内壁には配線導
体２の一部が被着されており、上下面の配線導体２が貫
通孔５を介して電気的に接続されている。

【００１３】このような芯体１ａは、ガラス織物に未硬
化の熱硬化性樹脂を含浸させたシートを熱硬化させた
後、これに上面から下面にかけてドリル加工を施すこと
により製作される。なお、芯体１ａの上下面の配線導体
２は、芯体１ａ用のシートの上下全面に厚みが３〜50μ
ｍ程度の銅箔を貼着しておくとともにこの銅箔をシート
の硬化後にエッチング加工することにより所定のパター
ンに形成される。また、貫通孔５内壁の配線導体２は、
芯体１ａに貫通孔５を設けた後に、この貫通孔５内壁に
無電解めっき法および電解めっき法により厚みが３〜50
μｍ程度の銅めっき膜を析出させることにより形成され
る。

【００１４】さらに、芯体１ａは、その貫通孔５の内部
にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱
硬化性樹脂から成る樹脂柱６が充填されている。樹脂柱
６は、貫通孔５を塞ぐことにより貫通孔５の直上および
直下に絶縁層１ｂを形成可能とするためのものであり、
未硬化のペースト状の熱硬化性樹脂を貫通孔５内にスク
リーン印刷法により充填し、これを熱硬化させた後、そ
の上下面を略平坦に研磨することにより形成される。そ
して、この樹脂柱６を含む芯体１ａの上下面に絶縁層１
ｂが積層されている。

【００１５】芯体１ａの上下面に積層された絶縁層１ｂ
は、それぞれの厚みが20〜60μｍ程度であり、各層の上
面から下面にかけて直径が30〜100μｍ程度の複数の貫
通孔７を有している。これらの絶縁層１ｂは、配線導体
２を高密度に配線するための絶縁間隔を提供するための
ものである。そして、上層の配線導体２と下層の配線導
体２とを貫通孔７を介して電気的に接続することにより
高密度配線を立体的に形成可能としている。このような
絶縁層１ｂは、厚みが20〜60μｍ程度の未硬化の熱硬化
性樹脂のフィルムを芯体１ａの上下面に貼着し、これを
熱硬化させるとともにレーザー加工により貫通孔７を穿
孔し、さらにその上に同様にして次の絶縁層１ｂを順次
積み重ねることによって形成される。なお、各絶縁層１
ｂ表面および貫通孔７内に被着された配線導体２は、各
絶縁層１ｂを形成する毎に各絶縁層１ｂの表面および貫
通孔７内に５〜50μｍ程度の厚みの銅めっき膜を公知の
セミアディティブ法やサブトラクティブ法等のパターン
形成法により所定のパターンに被着させることによって
形成される。

【００１６】絶縁基板１の上面から下面にかけて形成さ
れた配線導体２は、半導体素子４の各電極を外部電気回
路基板に接続するための導電路として機能し、絶縁基板
１の上面に設けられた部位の一部が半導体素子４の各電
極に半田バンプ８を介して接合される電子部品接続パッ
ド２ａを、絶縁基板１の下面に露出した部位の一部が外
部接続端子としてのリードピン３を接合するためのピン
付けパッド２ｂを形成しており、ピン付けパッド２ｂに
はリードピン３が半田９を介して立設されている。この
ような電子部品接続パッド２ａおよびピン付けパッド２
ｂは、図２に要部拡大平面図で示すように、配線導体２
に接続された略円形のパターンの外周部をソルダーレジ
ストと呼ばれる最外層の絶縁層１ｂにより15〜150μｍ
程度の幅で被覆してその外周縁を画定することによりそ
の直径φが、電子部品接続パッド２ａであれば略70〜20
0μｍ程度に、ピン付けパッド２ｂであれば略0.5〜2.5
ｍｍ程度になるように形成されている。なお、このよう
なソルダーレジスト１ｂにより電子部品接続パッド２ａ
同士あるいはピン付けパッド２ｂ同士の半田８や９によ
る電気的な短絡が有効に防止されるとともに電子部品接
続パッド２ａおよびピン付けパッド２ｂの絶縁基板１に
対する接合強度が高いものとなっている。

【００１７】電子部品接続パッド２ａに接合された半田
バンプ８は、例えば67〜82質量％の鉛と５〜20質量％の
錫と５〜15質量％のアンチモンと８〜20質量％のビスマ
スとを含有しており、その融点が230〜240℃程度であ
る。そして、半導体素子４の各電極を配線導体２に電気
的に接続するための接続部材として機能するとともに、
半導体素子４を絶縁基板１上に固定するための固定部材
として機能する。このような半田バンプ８は、67〜82質
量％の鉛と５〜20質量％の錫と５〜15質量％のアンチモ
ンと８〜20質量％のビスマスとから成る半田粒子を含有
する半田ペーストを電子部品接続パッド２ａ上に印刷塗
布するとともにこれを230〜240℃の温度でリフローする
ことによって電子部品接続パッド２ａ上に接合される。

【００１８】また、ピン付けパッド２ｂに接合されたリ
ードピン３は、図３に要部拡大断面図で示すように、例
えば鉄−ニッケル−コバルト合金、鉄−ニッケル合金等
の鉄系合金や銅−鉄−亜鉛−リン合金等の銅系合金から
成り、直径が0.25〜0.5ｍｍ程度で長さが１〜3.5ｍｍ程
度の略円柱状の軸部３ａの上端に直径が0.45〜1.25ｍｍ
で厚みが0.05〜0.3ｍｍ程度のネールヘッドと呼ばれる
略円板状の径大部３ｂを形成して成る。そして、その表
面にはニッケルめっき層10と金めっき層11とが順次被着
されており、径大部３ｂの上面および側面とピン付けパ
ッド２ｂとの間が例えば70〜85質量％の鉛と５〜20質量
％の錫と５〜15質量％のアンチモンとから成る半田９で
接合されることによりピン付けパッド２ｂに立設されて
いる。

【００１９】なお、ピン付けパッド２ｂに半田９を介し
てリードピン３を接合するには、ピン付けパッド２ｂ上
に70〜85質量％の鉛と５〜20質量％の錫と５〜15質量％
のアンチモンとから成る半田を溶着させておくととも
に、リードピン３の表面に厚みが1.0〜8.0μｍのニッケ
ルめっき層10および厚みが0.1〜0.3μｍの金めっき層11
を順次被着させておき、次に、リードピン３の径大部３
ｂ上端面をピン付けパッド２ｂに溶着させた前記半田の
上に突き当てて当接させ、これらを260〜270℃程度の温
度でリフローすることによってピン付けパッド２ｂ上に
リードピン３を接合させる方法が採用される。なおこの
とき、リードピン３の径大部３ｂの上面および側面に被
着させた金めっき層は半田９中に拡散して固溶する。

【００２０】そして、絶縁基板１上に半導体素子４をそ
の各電極と各半田バンプ８とが接触するようにして搭載
するとともに、これらを230〜240℃の温度に加熱して半
田バンプ８を溶融させることにより半導体素子４の各電
極と半田バンプ８とが接合され、それにより半導体素子
４の各電極と配線導体２とが半田バンプ８を介して電気
的に接続されるとともに半導体素子４が絶縁基板１上に
半田バンプ８を介して固定されて本発明の電子装置とな
り、この電子装置におけるリードピン３をソケットを介
して外部電気回路基板の配線導体に接続することにより
本発明の電子装置が外部電気回路基板に実装されること
となる。

【００２１】さらに、本発明のピン付き配線基板および
これを用いた電子装置においては、リードピン３の径大
部３ｂ下面にニッケルめっき層10が露出するニッケルめ
っき露出部10ａが軸部３ａを取り囲むようにして形成さ
れており、そのことが重要である。このように、本発明
のピン付き配線基板およびこれを用いた電子装置によれ
ば、リードピン３の径大部３ｂの下面にニッケルめっき
層10が露出するニッケルめっき露出部10ａが軸部３ａを
取り囲むようにして形成されていることから、リードピ
ン３をピン付けパッド２ｂに半田９を介して接合する際
に、半田９が径大部３ｂの下面を伝って軸部３ａに濡れ
広がろうとしても、ニッケルめっき露出部10ａは半田９
との濡れ性に劣るので、半田９の濡れ広がりはニッケル
めっき露出部10ａで有効に阻止されて軸部３ａに到達す
ることはない。したがって、本発明のピン付き配線基板
およびこれを用いた電子装置によれば、リードピン３の
軸部３ａに半田の付着がなく、リードピン３とソケット
を良好に接続することが可能なピン付き配線基板および
それを用いた電子装置を提供することができる。

【００２２】なお、リードピン３の径大部３ｂの下面に
形成されたニッケルめっき露出部10ａはその幅が50μｍ
未満の場合、リードピン３をピン付けパッド２ｂに半田
９を介して接合する際に、半田９がニッケルめっき露出
部10ａを越えて軸部３ａまで濡れ広がる危険性が大きな
ものとなる。したがって、リードピン３の径大部３ｂの
下面に形成されたニッケルめっき露出部10ａの幅は50μ
ｍ以上であることが好ましい。

【００２３】また、リードピン３の径大部３ｂ下面にニ
ッケルめっき層10が露出するニッケルめっき露出部10ａ
を形成するには、リードピン３の表面の全面にニッケル
めっき層10および金めっき層11を被着させた後、径大部
３ｂ下面の金めっき層11を部分的に剥離する方法や、リ
ードピン３の表面の全面にニッケルめっき層10を被着さ
せた後、軸部３ａの表面と径大部３ｂの上面および側面
とに金めっき層11を部分的に被着させる方法が採用され
る。

【００２４】なお、本発明は、上述の実施形態の一例に
限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範
囲であれば種々の変更が可能であることはいうまでもな
い。

【００２５】

【発明の効果】本発明のピン付き配線基板およびこれを
用いた電子装置によれば、リードピンは、その表面にニ
ッケルめっき層および金めっき層が順次被着されている
とともに径大部の下面に軸部を取り囲むようにニッケル
めっき層が露出するニッケルめっき露出部が形成されて
いることから、リードピンをピン付けパッドに半田を介
して接合する際に、半田が径大部の側面から下面を伝っ
て軸部に濡れ広がろうとしても、半田の濡れ広がりは径
大部の下面に形成された半田との濡れ性に劣るニッケル
めっき露出部で食い止められて軸部に到達することがな
い。したがって、リードピンの軸部に半田の付着がな
く、リードピンをソケットに良好に接続することが可能
なピン付き配線基板およびこれを用いた電子装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のピン付き配線基板および電子装置の実
施形態例の断面図である。

【図２】本発明のピン付き配線基板および電子装置の実
施形態例の要部拡大平面図である。

【図３】本発明のピン付き配線基板および電子装置の実
施形態例の要部拡大断面図である。

【符号の説明】 １・・・・・絶縁基板 ２・・・・・配線導体 ２ａ・・・・電子部品接続パッド ２ｂ・・・・ピン付けパッド ３・・・・・リードピン ３ａ・・・・軸部 ３ｂ・・・・径大部 ４・・・・・電子部品としての半導体素子 ９・・・・・半田 10・・・・・ニッケルめっき層 10ａ・・・・ニッケルめっき露出部 11・・・・・金めっき層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線導体を有する有機材料系の絶縁基板
   の下面に前記配線導体と電気的に接続されたピン付けパ
   ッドを設けるとともに該ピン付けパッドに、略円柱状の
   軸部の上端に略円板状の径大部を形成したリードピンを
   前記径大部の上面および側面と前記ピン付けパッドとの
   間を半田で接合して立設して成るピン付き配線基板であ
   って、前記リードピンは、その表面にニッケルめっき層
   および金めっき層が順次被着されているとともに前記径
   大部の下面に前記軸部を取り囲むように前記ニッケルめ
   っき層が露出するニッケルめっき露出部が形成されてい
   ることを特徴とするピン付き配線基板。
2. 【請求項２】 請求項１記載のピン付き配線基板に電子
   部品を搭載するとともに該電子部品の電極と前記配線導
   体とを電気的に接続して成る電子装置。