JP2007123478A - チップキャリア型パッケージ - Google Patents

Abstract

【課題】実装基板に実装される表面実装型のチップキャリア型パッケージにおいて、キャピラリーボールの発生を抑制しながら、実装基板の表面からの突出高さを小さくすることができるようにする。
【解決手段】ランド１１にクリーム状のゾルダーペースト１３を塗布した実装基板３の表面３ａに実装するチップキャリア型パッケージ１であって、パッケージ本体５と、該パッケージ本体５の一端面５ｂに形成され、前記ランド１１にはんだ付けするためのパッド１５と、該パッド１５上に突出して形成され、前記ゾルダーペースト１３に接触させるための固形状のはんだ１７とを備えるチップキャリア型パッケージ１を提供する。
【選択図】図１

Description

この発明は、表面実装型のチップキャリア型パッケージに関する。

従来のチップキャリア型パッケージとしては、パッケージ本体の一端面に、実装基板の表面に形成されたランドと電気接続するためのパッドを形成したものがある。この種のチップキャリア型パッケージを実装基板の表面に実装する際には、はじめに、上記ランド上にはんだの粉末とフラックスを混練りしたクリーム状のゾルダーペーストを塗布しておき、パッドがゾルダーペーストと接触するようにパッケージ本体を実装基板の表面上に配置する。そして、この配置状態においてリフローによりゾルダーペーストを溶融させることでチップキャリア型パッケージのパッドと実装基板のランドとのはんだ付けが行われる。このリフローの際には、ゾルダーペーストが溶融するため、実装基板の表面とパッケージ本体の裏面との隙間がリフロー前の状態と比較して小さくなる。

また、従来のチップキャリア型パッケージとしては、パッケージ本体の一端面から突出して形成された突起部を備えるものがある（例えば、特許文献１参照。）。このチップキャリア型パッケージでは、パッケージ本体を実装基板の表面上に配置する際に、突起部を実装基板の表面に当接させることでパッドがゾルダーペーストに接触しても、ゾルダーペーストが押しつぶされてランドからはみ出ることを抑制できる。すなわち、リフローの際にランドからはみ出したゾルダーペーストに基づいて、球状に凝固したキャピラリーボールが発生することを抑制できる。
特開平７−２９７３１８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のチップキャリア型パッケージでは、突起部が実装基板の表面とパッケージ本体の裏面との間に挟み込まれているため、リフローによりゾルダーペーストを溶融させても、リフロー前後における実装基板の表面とパッケージ本体の裏面との隙間が変化しない。すなわち、突起部を設けない場合と比較して、実装基板の表面から突出するパッケージ本体の突出高さが高くなり、実装基板にチップキャリア型パッケージを実装した製品の小型化を図ることができないという問題がある。
この発明は、上述した事情に鑑みたものであって、キャピラリーボールの発生を抑制しながら、実装基板の表面からの突出高さを小さくすることができるチップキャリア型パッケージを提供することを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、ランドにフラックスを塗布した実装基板の表面に実装するチップキャリア型パッケージであって、パッケージ本体と、該パッケージ本体の一端面に形成され、前記ランドにはんだ付けするためのパッドと、該パッド上に突出して形成され、前記フラックスに接触させるための固形状のはんだとを備えることを特徴とする。

また、請求項２に記載した発明は、ランドにクリーム状のゾルダーペーストを塗布した実装基板の表面に実装するチップキャリア型パッケージであって、パッケージ本体と、該パッケージ本体の一端面に形成され、前記ランドにはんだ付けするためのパッドと、該パッド上に突出して形成され、前記ゾルダーペーストに接触させるための固形状のはんだとを備えることを特徴とする。

これらの発明に係るチップキャリア型パッケージを実装基板の表面に実装する際には、パッケージ本体の一端面を実装基板の表面に対向させると共に、ゾルダーペースト若しくはフラックス上に固形状のはんだを接触させるようにチップキャリア型パッケージを配置する。そして、ゾルダーペースト若しくはフラックス及び固形状のはんだを溶融させて一体化させるリフローを行う。
ここで、上記リフローにおいては、パッドとランドとのはんだ付けがゾルダーペースト及び固形状のはんだを一体化させることにより行われるため、ゾルダーペーストのみによりパッドとランドとのはんだ付けを行う場合と比較して、ランド上に塗布されるゾルダーペーストの量を減らす、若しくは、ゾルダーペーストを無くすことができる。

さらに、請求項３に記載した発明は、前記固形状のはんだが、前記パッド側から先端に向けて漸次細くなるように形成されていることを特徴とする。

また、請求項４に記載した発明は、前記パッド上から突出する前記固形状のはんだの突出高さが、前記ランド上に形成される前記ゾルダーペーストの厚さ寸法以下であることを特徴とする。

さらに、請求項５に記載した発明は、前記ゾルダーペーストに含まれるはんだの粒が、前記固形状のはんだと略同じ材質からなることを特徴とする。
なお、同じ材質とは、例えば、はんだの粒及び固形状のはんだの融点が略等しいものを示している。

請求項１及び請求項２に記載した発明によれば、ランド上に塗布されるゾルダーペーストの量を減らす、若しくは、ゾルダーペーストを無くすことができるため、チップキャリア型パッケージを実装基板の表面上に配した状態において、ゾルダーペーストがランドからはみ出すことを抑制して、ゾルダーペースト及び固形状のはんだを溶融させて一体化させるリフローの際に、キャピラリーボールが発生することを抑制できる。
また、固形状のはんだが溶融する際には、パッケージ本体の自重によってチップキャリア型パッケージが沈み込み、実装基板の表面とパッケージ本体の一端面との隙間が小さくなる。すなわち、実装基板の表面から突出するパッケージ本体の突出高さを低くすることができるため、実装基板にチップキャリア型パッケージを実装した製品の小型化を図ることができる。

請求項３に記載した発明によれば、固形状のはんだがその先端に向けて漸次細くなるように形成しておくことにより、チップキャリア型パッケージを実装基板の表面に配置する際に、固形状のはんだによりゾルダーペーストを押しつぶす面積を小さくすることができるため、ゾルダーペーストがランドからはみ出すことを確実に防止することができる。

請求項４に記載した発明によれば、チップキャリア型パッケージを実装基板の表面上に配した状態において、ゾルダーペーストの内部に固形状のはんだ全体を埋めることができるため、固形状のはんだの一部がゾルダーペーストの上方側に突出することを防止できる。これにより、リフローによって溶解して一体化されるゾルダーペースト及び固形状のはんだの厚さ寸法をゾルダーペーストの厚さ寸法以下に抑えることができるため、実装基板にチップキャリア型パッケージを実装した製品の高さ寸法を低く抑えることができる。

請求項５に記載した発明によれば、リフローの際に固形状のはんだとゾルダーペーストとを容易に一体化させることができる。特に、ゾルダーペーストに含まれるはんだの粒及び固形状のはんだの融点が略等しい場合には、リフローの際に、はんだの粒及び固形状のはんだを同時に溶解させることができるため、上記一体化をさらに容易に行うことが可能となる。

図１から図３はこの発明に係る一実施形態を示す。図１に示すように、この実施の形態に係るチップキャリア型パッケージ１は、実装基板３の表面３ａに実装するものであり、略板状に形成されたチップキャリア基板（パッケージ本体）５と、チップキャリア基板５の表面５ａ側に搭載される複数の電子部品７〜９とを備えている。
なお、上述した実装基板３の表面３ａには、チップキャリア型パッケージ１と電気的に接続するためのランド１１が複数形成されている。ここで、各ランド１１は薄膜状の銅箔により形成されており、また、各ランド１１上には、クリーム状のゾルダーペースト１３が塗布されている。

チップキャリア基板５の周縁部には複数の電極１５が配置されており、銅箔により形成されている。各電極１５はチップキャリア基板５の表面５ａ及び裏面（一端面）５ｂに配される薄膜状のパッド１５ａ，１５ｂを備えている。複数の電子部品７〜９は、例えば、クオーツ素子や電源素子、パワートランジスタ等であり、チップキャリア基板５の表面５ａに配された各電極１５のパッド１５ａと電気的に接続されている。

チップキャリア基板５の裏面５ｂに配された各電極１５のパッド１５ｂ上には、固形状のはんだ１７がチップキャリア基板５の厚さ方向に突出して形成されている。この固形状のはんだ１７は、ゾルダーペースト１３に含まれるはんだの粒と同じ材質のもので略半球状に形成されている。ここで、同じ材質とは、例えば、上記はんだの粒及び固形状のはんだ１７の融点が略等しいものを示している。

パッド１５ｂ上から突出する固形状のはんだ１７の突出高さは、ランド１１上に形成されたゾルダーペースト１３の厚さ寸法以下に設定されている。すなわち、例えば、ゾルダーペースト１３の厚さ寸法を１００μｍとした場合には、固形状のはんだ１７の突出高さを１００μｍ以下とすればよい。ただし、上記固形状のはんだ１７の量は、ゾルダーペースト１３と共にパッド１５ｂとランド１１とのはんだ付けが十分にできる程度の量となっている。

以上のように構成されたチップキャリア型パッケージ１を実装基板３に実装する際には、図２，３に示すように、はじめに、チップキャリア基板５の裏面５ｂを実装基板３の表面３ａに対向させると共に、ゾルダーペースト１３上に固形状のはんだ１７を接触させるようにチップキャリア型パッケージ１を配置する。
ここで、固形状のはんだ１７の突出高さはゾルダーペースト１３の厚さ寸法以下に設定されているため、上記配置状態においては、固形状のはんだ１７の先端がランド１１上に当接すると共に、ゾルダーペースト１３の内部に固形状のはんだ１７全体が埋められることになる。

その後、この配置状態において、ゾルダーペースト１３及び固形状のはんだ１７を溶融させて一体化させるリフローを行う。このリフローの際には、はじめに、ゾルダーペースト１３に含まれるフラックスがだれて、その後に、ゾルダーペースト１３に含まれるはんだの粒及び固形状のはんだ１７が溶解することで、ゾルダーペースト１３に含まれるはんだの粒及び固形状のはんだ１７が一体化されることになる。
ここで、固形状のはんだ１７が溶融する際には、チップキャリア基板５及びこれに搭載される複数の電子部品７〜９の自重によってチップキャリア型パッケージ１が沈み込むことになる、すなわち、チップキャリア基板５の裏面５ｂと実装基板３の表面３ａとの隙間が小さくなる。

また、上記リフローにおいては、パッドとランド１１とのはんだ付けがゾルダーペースト１３及び固形状のはんだ１７を一体化させることにより行われるため、ゾルダーペースト１３のみによりパッド１５ｂとランド１１とのはんだ付けを行う場合と比較して、ランド１１上に塗布されるゾルダーペースト１３の量を減らすことができる。
以上のようにして、パッド１５ｂとランド１１とがはんだ付けされ、チップキャリア型パッケージ１が実装基板３に実装された状態となる。

上記のチップキャリア型パッケージ１によれば、チップキャリア基板５のパッドに固形状のはんだ１７を形成しておくことで、ランド１１上に塗布されるゾルダーペースト１３の量を減らすことができるため、チップキャリア型パッケージ１を実装基板３の表面３ａ上に配した状態において、ゾルダーペースト１３がランド１１からはみ出すことを抑制できる。さらに、これに加えて、固形状のはんだ１７を略半球状に形成しておくことにより、チップキャリア型パッケージ１を実装基板３の表面３ａに配置する際に、固形状のはんだ１７によりゾルダーペースト１３を押しつぶす面積を小さくすることができるため、ゾルダーペースト１３がランド１１からはみ出すことを確実に防止することができる。
以上のことから、ゾルダーペースト１３及び固形状のはんだ１７を溶融させて一体化させるリフローの際に、キャピラリーボールが発生することを確実に防ぐことができる。

また、チップキャリア型パッケージ１を実装基板３の表面３ａ上に配した状態においては、ゾルダーペースト１３の内部に固形状のはんだ１７全体が埋まるため、固形状のはんだ１７の一部がゾルダーペースト１３の上方側に突出することを防止できる。これにより、リフローによって溶解して一体化されるゾルダーペースト１３及び固形状のはんだ１７の厚さ寸法をゾルダーペースト１３の厚さ寸法以下に抑えることができるため、実装基板３にチップキャリア型パッケージ１を実装した製品の高さ寸法を低く抑えることができる。

さらに、固形状のはんだ１７が溶融する際には、チップキャリア基板５の自重によってチップキャリア型パッケージ１が沈み込んで、実装基板３の表面３ａとチップキャリア基板５の裏面５ｂとの隙間が小さくなる。すなわち、実装基板３の表面３ａから突出するチップキャリア基板５の突出高さを低くすることができるため、実装基板３にチップキャリア型パッケージ１を実装した製品の小型化を図ることができる。

また、固形状のはんだ１７は、ゾルダーペースト１３に含まれるはんだの粒と同じ材質のものから形成されているため、リフローの際に固形状のはんだ１７とゾルダーペースト１３とを容易に一体化させることができる。すなわち、ゾルダーペースト１３に含まれるはんだの粒及び固形状のはんだ１７の融点が略等しいため、リフローの際に、はんだの粒及び固形状のはんだ１７を同時に溶解させることができ、上記一体化を容易に行うことが可能となる。

なお、上記実施形態において、固形状のはんだ１７は、略半球状に形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくともパッド１５ｂ側から先端に向けて漸次細くなるように形成されていればよい。すなわち、固形状のはんだ１７は、例えば、略円錐状や略角錐状に形成されるとしても構わない。
また、実装基板３のランド１１上には、クリーム状のゾルダーペースト１３が塗布されるとしたが、これに限ることはなく、少なくともチップキャリア型パッケージ１の固形状のはんだ１７によりパッド１５ｂとランド１１とがはんだ付けされればよい。したがって、実装基板３のランド１１上には、例えば、固形状のはんだ１７の濡れ性を向上させるためのフラックスが塗布されるとしても構わない。
この構成においては、上記実施形態のようにゾルダーペースト１３を使用することなく、チップキャリア型パッケージ１を実装基板３に実装することができるため、キャピラリーボールが発生することを確実に防止することができる。

さらに、上記実施形態のチップキャリア型パッケージ１は、チップキャリア基板５の表面５ａに複数の電子部品７〜９を搭載して構成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも実装基板３の表面３ａに対向するチップキャリア基板５の裏面５ｂにパッド１５ｂ及び固形状のはんだ１７を設けたチップキャリア基板５のみから構成されるとしても構わない。
また、上記実施形態のチップキャリア型パッケージ１は、略板状のチップキャリア基板５を備えるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも実装基板３の表面３ａに対向するパッケージ本体の裏面に実装基板３と電気接続するパッドを形成すると共に、このパッド上に固形状のはんだ１７を突出して形成して構成されていればよい。すなわち、チップキャリア型パッケージ１は、例えば、可撓性を有する薄板状のフレキシブル基板を用意すると共に、実装基板３の表面３ａに対向するフレキシブル基板の裏面に、上記パッド及び固形状のはんだ１７を形成して構成されるとしても構わない。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明の一実施形態に係るチップキャリア型パッケージを実装基板に実装する前の状態を示す概略側面図である。 図１のチップキャリア型パッケージを実装基板の表面に配置してリフローを行う直前の状態を示す概略側面図である。 図２のチップキャリア型パッケージの要部を示す拡大側面図である。

符号の説明

１ チップキャリア型パッケージ
３ 実装基板
３ａ 表面
５ チップキャリア基板（パッケージ本体）
５ｂ 裏面（一端面）
１１ ランド
１３ ゾルダーペースト
１５ｂ パッド
１７ 固形状のはんだ

Claims (5)

1. ランドにフラックスを塗布した実装基板の表面に実装するチップキャリア型パッケージであって、
   パッケージ本体と、
   該パッケージ本体の一端面に形成され、前記ランドにはんだ付けするためのパッドと、
   該パッド上に突出して形成され、前記フラックスに接触させるための固形状のはんだとを備えることを特徴とするチップキャリア型パッケージ。
2. ランドにクリーム状のゾルダーペーストを塗布した実装基板の表面に実装するチップキャリア型パッケージであって、
   パッケージ本体と、
   該パッケージ本体の一端面に形成され、前記ランドにはんだ付けするためのパッドと、
   該パッド上に突出して形成され、前記ゾルダーペーストに接触させるための固形状のはんだとを備えることを特徴とするチップキャリア型パッケージ。
3. 前記固形状のはんだが、前記パッド側から先端に向けて漸次細くなるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載のチップキャリア型パッケージ。
4. 前記パッド上から突出する前記固形状のはんだの突出高さが、前記ランド上に形成される前記ゾルダーペーストの厚さ寸法以下であることを特徴とする請求項３に記載のチップキャリア型パッケージ。
5. 前記ゾルダーペーストに含まれるはんだの粒が、前記固形状のはんだと略同じ材質からなることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のチップキャリア型パッケージ。
   
   

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