JP2009239015A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 半田の量に誤差あるいは部品位置ずれが生じた場合でも半田の流れを防止することを実現する。
【解決手段】 薄膜基板と、この薄膜基板に形成された電子部品を接続するパッドと、このパッドに設けられ半田の流れを抑制するように形成された凸部と、前記パッドに半田付けされて配置された前記電子部品とにより形成される半導体装置において、前記パッドに接続される前記電子部品の頂点に対応する位置に設けられると共に、前記パッドの周辺部に設けられる切りかけとを具備することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体装置に関し、詳しくは、薄膜基板上の半田実装における半田流れ抑制パッドに関する。

図３は、従来の半田流れ防止用凸部の構成図を示したものである。
この従来例は、回路パターンの一部に部品を載せる一例である。
薄膜基板１の上に電子部品４を半田付けする場合、半田の流れを抑制するためには、パッド２に設けられた凸部３を表面処理する方法が一般的に用いられている。
すなわち、薄膜基板１の最表面の材質Ａｕと密着性がよく、かつ電気的にも導電率を悪くしない材質であるクロムを使用し、半田の流れを抑制するために凸部３を形成することにより、半田が流れないようにしている。

また、図４（Ａ）（Ｂ）は、従来のこの種の面実装半田付け複合部品の平面図および側面図を示したものである。

従来の面実装半田付け複合部品では、例えば鉄系合金（Ｆｅ、Ｋｏ、Ｎｉ）等から形成されるキャリア用基板からなる第１の部品５の上面の導体表面５ａに、電子部品からなる第２の部品６の両端縁部に対応して断面矩形状の凹部９がそれぞれ設けられた構造になっている。
また、第２の部品６の下面には、その全面にわたって接地を兼ねた導体層６ａが設けられ、この第２の部品６の下面の導体層６ａは、第２の部品６の下に位置する第１の部品５の各凹部９の立上がり面に沿ったフィレットでそれぞれ半田７を使用し、半田付け接続された構造になっている。

第１の部品５は、電気的インターフェース部５Ａと機械的インターフェース部５Ｂとを有する。電気的インターフェース部５Ａでは、第２の部品６が半田付け接続されている。また、機械的インターフェース部５Ｂには、取り付け箇所にねじ止めするための取り付け穴８があけられている。

図４の凹部９を図３に施そうとした場合、図３は回路パターン設計により作製されているため、図４のような凹部９を設けた場合、回路パターンが切断されてしまい、他の部品との電気的な接続が途切れてしまう。さらに薄膜基板１の場合には、割れが生じやすくなるため機械的な加工には適していない。

特開２００４−３１９８４７号公報

このような半導体装置には、次のような問題点があった。

部品実装時に生じる半田の量の誤差あるいは部品位置ずれにより、パッドに設けられ半田の流れを抑制するように形成された凸部のみでは半田の流れを完全に止めることができないという問題がある。
また、半田の流れを完全に防止できないことにより、パッドに設けられた凸部から流れ出た半田が他の部品に接続してしまい、電子回路がショートするという問題がある。

そこで、本発明は、上記のような従来技術の欠点をなくし、半田の量に誤差あるいは部品位置ずれが生じた場合でも半田の流れを防止することを目的としたものである。

上記のような目的を達成するために、本発明の請求項１では、薄膜基板と、この薄膜基板に形成された電子部品を接続するパッドと、このパッドに設けられ半田の流れを抑制するように形成された凸部と、前記パッドに半田付けされて配置された前記電子部品とにより形成される半導体装置において、前記パッドに接続される前記電子部品の頂点に対応する位置に設けられると共に、前記パッドの周辺部に設けられる切りかけとを具備することを特徴とする。

請求項２では、請求項１の半導体装置において、前記切りかきの形状は、正方形であることを特徴とする。

請求項３では、請求項１または２の半導体装置において、前記パッドの幅は、前記電子部品の幅に等しいことを特徴とする。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を説明すれば下記の通りである。

回路パターン設計を工夫し、切りかきを設けることにより１次的に半田の広がりを制御し、パッドに設けられた凸部により２次的に半田の流れを止めることにより、半田の量に誤差あるいは部品位置ずれが生じた場合でも半田の流れを止める効果が増大し、半田の流れを防止できないことにより生じる不良率を低減することができる。

以下、図面を用いて、本発明の半導体装置を説明する。

図１は、本発明の一実施例を示す構成図である。図において、前記図３と同様のものは同一符号を付して示す。

薄膜基板１と、この薄膜基板１の上側に形成された電子部品４を接続するパッド２と、このパッド２に設けられた半田の流れを抑制するように形成された凸部３と、パッド２に接続される電子部品４の頂点に対応する位置に設けられると共に、パッド２の周辺部に設けられる切りかけと、パッド２に半田付けされて配置された電子部品４とにより形成されている。

図２は、図１から薄膜基板と電子部品を除いた構成図である。図において、前記図１と同様のものは同一符号を付して示す。

電子部品４を半田付けする部分のパッド２は、その上に接続される電子部品４の頂点に対応する位置で、かつパッド２の周辺部に設けられる切りかけを抜きパターンとして加工している。また、電子部品の長さ４ａに対して４分の１離れた所に凸部３を設けている。

なお、パッド２の材料はAuであり、薄膜基板１の上に電子部品４を半田付けする際に発生する半田の流れを抑制するためには、パッド２の最表面、例えばAuとの密着性が良く、電気的にも導電率を悪くしない材料であるCr層の凸部３を形成する方法を採用しているが、他の材料を採用しても良い。

パッド２に接続される電子部品４の頂点に対応する位置で、かつパッド２の周辺部に設けられる切りかけと、パッド２に設けられた半田の流れを抑制するように形成された凸部３により、２段階で半田の流れ止め効果を得ることができる。
つまり、回路パターン設計を工夫し、切りかき２０を設けることにより１次的に半田の広がりを制御し、パッド２に設けられた凸部３により２次的に半田の流れを止めることにより、半田の量に誤差あるいは部品位置ずれが生じた場合でも半田の流れを止める効果が増大し、半田の流れを防止できないことにより生じる不良率を低減することができる。

一般的に凸部の幅３ａは、電子部品の長さ４ａの１０分の１にすることが多く、電子部品の端と凸部との距離２ｃはパッドの幅２ｂの５分の１である。

なお、切りかけの抜きパターンは、パッドの幅２ｂに対して、１０分の１に設計しているが、電子部品４の幅が０．３μｍよりも小さい場合においては、少なくとも切りかき２０の幅を５０μｍ以上になるように設計する。
また、切りかけの抜きパターンの形状は、正方形である。

また、パッド２に設けられた切りかけに電子部品４が載る部分２ｄを設けることにより、パッド２の上の電子部品４を半田付けする際に、２ｄの部分には半田が載らなくなることにより、１次的な半田流れ止め効果を増大することができる。

本発明は、パッド２に切りかけを設けて１次的な半田流れ止め効果を増大させるために、半田ペーストを塗布し、電子部品４をパッド２に載せた後、熱を加えるとAuからなるパターンの上側に半田が戻る性質を利用したものである。

電子部品４の寸法に対して一定の比率により切りかけを設けることにより、つまりAuパターンを抜くことにより、１次的に半田の広がりを制御し、２次的に凸部３で半田の流れを止めることにより、もっとも効果的な半田の流れを抑制する効果を得ることができる。

また、パッド２に半田付けされる電子部品４の端と凸部３との距離２ｃを狭くする設計をすることにより、電子部品４を集積化することができる。
また、電子部品４を集積化することができることにより、電子回路の小型化を可能にすることができる。

なお、パッド２の幅は、電子部品４の幅に等しいものとする。

本発明の一実施例を示す構成図である。 本発明の一実施例を示す拡大図である。 従来の一例を示す構成図である。 従来の一例を示す構成図である。

符号の説明

１ 薄膜基板
２ パッド
２ｂ パッドの幅
２ｃ 電子部品の端と凸部との距離
２ｄ 切りかけに電子部品が載る部分
３ 凸部
３ａ 凸部の幅
４ 電子部品
４ａ 電子部品の長さ
５ 第１の部品
５ａ 導体表面
５Ａ 電気的インターフェース部
５Ｂ 機械的インターフェース部
６ 第２の部品
６ａ 導体層
７ 半田
８ 取り付け穴
９ 凹部
２０ 切りかき

Claims (3)

1. 薄膜基板と、この薄膜基板に形成された電子部品を接続するパッドと、このパッドに設けられ半田の流れを抑制するように形成された凸部と、前記パッドに半田付けされて配置された前記電子部品とにより形成される半導体装置において、
   前記パッドに接続される前記電子部品の頂点に対応する位置に設けられると共に、前記パッドの周辺部に設けられる切りかけと
   を具備することを特徴とする半導体装置。
2. 前記切りかきの形状は、正方形であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
3. 前記パッドの幅は、前記電子部品の幅に等しいことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。

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