JP2010056506A - Mounting structure of electronic apparatus - Google Patents
Mounting structure of electronic apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010056506A JP2010056506A JP2008276383A JP2008276383A JP2010056506A JP 2010056506 A JP2010056506 A JP 2010056506A JP 2008276383 A JP2008276383 A JP 2008276383A JP 2008276383 A JP2008276383 A JP 2008276383A JP 2010056506 A JP2010056506 A JP 2010056506A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electronic device
- circuit board
- electric circuit
- external electric
- mounting structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/45001—Core members of the connector
- H01L2224/45099—Material
- H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
- H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
- H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/191—Disposition
- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
Landscapes
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子部品が収容された絶縁基体の凹部が蓋体で封止されてなる電子装置を外部電気回路基板に電気的および機械的に接続して実装した、電子装置の実装構造に関するものである。 The present invention relates to an electronic device mounting structure in which an electronic device in which a recess of an insulating base in which an electronic component is accommodated is sealed with a lid is electrically and mechanically connected to an external electric circuit board. It is.
半導体素子や圧電素子,センサ素子等の電子部品は、一般に、一方主面に凹部を有する直方体状の絶縁基体の凹部内に収容されるとともに、凹部を塞ぐように絶縁基体に接合された蓋体で封止されて電子装置となった後、外部電気回路基板に実装されている。外部電気回路基板は、例えば、コンピュータや携帯電話,デジタルカメラ,圧力センサ装置等の力学センサ装置等の電子機器を構成する回路基板である。 Electronic parts such as semiconductor elements, piezoelectric elements, and sensor elements are generally housed in recesses of a rectangular parallelepiped insulating base having a recess on one main surface, and a lid bonded to the insulating base so as to close the recess After being sealed with an electronic device, it is mounted on an external electric circuit board. The external electric circuit board is a circuit board constituting electronic equipment such as a dynamic sensor device such as a computer, a mobile phone, a digital camera, or a pressure sensor device.
このような、電子部品を絶縁基体の凹部内に封止してなる電子装置は、従来、絶縁基体の一方主面としての上面に配置された凹部の内側から下面にかけて配線導体が形成されており、この配線導体を介して外部電気回路基板と電気的および機械的に接続されて実装されている。 In such an electronic device in which an electronic component is sealed in a recess of an insulating substrate, a wiring conductor is conventionally formed from the inner side to the lower surface of the recess disposed on the upper surface as one main surface of the insulating substrate. The external electrical circuit board is electrically and mechanically connected through the wiring conductor and mounted.
つまり、従来の電子装置の実装構造では、配線導体の凹部内に位置する部分に電子部品がボンディングワイヤや導電性接着剤を介して電気的に接続され、絶縁基体の下面に位置する部分がはんだを介して外部電気回路基板の所定部位と接合されて、電子部品と外部電気回路基板とが電気的に接続されている。また、このはんだを介した配線導体と外部電気回路基板との接合により、電子装置が外部電気回路基板と機械的に接続されている。
しかしながら、近年、電子装置を外部電気回路基板に実装する際に用いられるはんだとして、従来の錫−鉛はんだ(いわゆる共晶はんだ)に代わって、錫−銀系はんだや錫−銀−銅系はんだ等の、いわゆる鉛フリーはんだが多用されるようになってきている。このような鉛フリーはんだは、従来の錫−鉛はんだに比べて接合温度が高く、クラックが発生しやすいという性質があるため、電子装置の外部電気回路基板に対する実装構造の信頼性を確保することが従来よりも難しいという問題点があった。 However, in recent years, instead of conventional tin-lead solder (so-called eutectic solder), tin-silver solder or tin-silver-copper solder is used as a solder for mounting an electronic device on an external electric circuit board. The so-called lead-free solder, such as, has been frequently used. Such lead-free solder has a higher bonding temperature than conventional tin-lead solder and is prone to cracking, so the reliability of the mounting structure for the external electric circuit board of the electronic device should be ensured. However, there was a problem that it was more difficult than before.
また、このような従来の電子装置の実装構造においては、電子装置の小型化に対応して、配線導体の外部電気回路基板に対する接合面積が小さくなる傾向があるため、信頼性を確保することがさらに難しくなってきている。 Further, in such a conventional electronic device mounting structure, the bonding area of the wiring conductor to the external electric circuit board tends to be reduced in response to the downsizing of the electronic device, so that reliability can be ensured. It is getting harder.
本発明はこのような従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、例えば電子装置と外部電気回路基板との接合が鉛フリーはんだを介して行なわれているような場合でも、電子装置と外部電気回路基板との間の電気的および機械的な接続の信頼性が高い、電子装置の実装構造を提供することにある。 The present invention has been devised in view of such conventional problems, and the purpose thereof is, for example, even when the electronic device and the external electric circuit board are joined via lead-free solder. Another object of the present invention is to provide an electronic device mounting structure with high reliability of electrical and mechanical connection between the electronic device and an external electric circuit board.
本発明の電子装置の実装構造は、直方体状の絶縁基体の一方主面に設けられた凹部に電子部品が収容され、前記絶縁基体の一方主面に接合された蓋体で前記凹部が封止されてなる電子装置を外部電気回路基板に電気的および機械的に接続して実装した電子装置の実装構造であって、前記絶縁基体に前記凹部の内側から前記絶縁基体の前記一方主面と異なる外表面にかけて前記電子部品と電気的に接続された配線導体が形成されており、前記蓋体が前記外部電気回路基板と対向して接合材を介して機械的に接続され、前記配線導体の前記絶縁基体の前記一方主面と異なる外表面に形成された部分が導電性接続材を介して前記外部電気回路基板と電気的に接続されていることを特徴とするものである。 According to the electronic device mounting structure of the present invention, an electronic component is housed in a concave portion provided on one main surface of a rectangular parallelepiped insulating base, and the concave portion is sealed by a lid joined to one main surface of the insulating base. An electronic device mounting structure in which the electronic device thus formed is mounted electrically and mechanically connected to an external electric circuit board, and is different from the one main surface of the insulating base on the insulating base from the inside of the recess. A wiring conductor electrically connected to the electronic component is formed over the outer surface, and the lid body is mechanically connected to the external electric circuit board via a bonding material, and the wiring conductor A portion formed on an outer surface different from the one main surface of the insulating base is electrically connected to the external electric circuit board through a conductive connecting material.
また、本発明の電子装置の実装構造は、上記構成において、前記絶縁基体の前記一方主面と反対側の他方主面の外周部に前記配線導体が形成され、該配線導体が前記外部電気回路基板と導電性接続線を介して電気的に接続されていることを特徴とするものである。 In the electronic device mounting structure of the present invention, in the above configuration, the wiring conductor is formed on an outer peripheral portion of the other main surface opposite to the one main surface of the insulating base, and the wiring conductor is connected to the external electric circuit. It is electrically connected to the substrate through a conductive connection line.
また、本発明の電子装置の実装構造は、上記構成において、前記蓋体の前記外部電気回路基板と対向して機械的に接続された面に、中央部から外周にかけて前記接合材で埋められた溝が設けられていることを特徴とするものである。 In the electronic device mounting structure of the present invention, in the above configuration, the surface of the lid body mechanically connected to the external electric circuit board is buried with the bonding material from the center to the outer periphery. A groove is provided.
また、本発明の電子装置の実装構造は、上記構成において、前記絶縁基体の側面に側面凹部が形成されており、該側面凹部の形成された前記側面が前記導電性接続線とともに、一部が前記側面凹部の内面に被着した樹脂材料により被覆されていることを特徴とするものである。 Further, in the electronic device mounting structure of the present invention, in the above configuration, a side recess is formed on a side surface of the insulating base, and the side surface where the side recess is formed is partly together with the conductive connection line. The inner surface of the side recess is covered with a resin material applied.
本発明の電子装置の実装構造によれば、直方体状の絶縁基体の一方主面に設けられた凹部に電子部品が収容され、絶縁基体の一方主面に接合された蓋体で凹部が封止されてなる電子装置について、蓋体が外部電気回路基板と対向して接合材を介して機械的に接続されていることから、配線導体の一部を外部電気回路基板に接合した従来の実装構造に比べて、電子装置と外部電気回路基板との接合面積を広く確保することが容易である。そのため、電子装置と外部電気回路基板との機械的な接続の信頼性を高くすることができる。 According to the mounting structure of the electronic device of the present invention, the electronic component is accommodated in the concave portion provided on the one main surface of the rectangular parallelepiped insulating base, and the concave portion is sealed by the lid joined to the one main surface of the insulating base. For the electronic device thus formed, since the lid is mechanically connected to the external electric circuit board via a bonding material, a conventional mounting structure in which a part of the wiring conductor is bonded to the external electric circuit board Compared to the above, it is easy to ensure a wide bonding area between the electronic device and the external electric circuit board. Therefore, the reliability of the mechanical connection between the electronic device and the external electric circuit board can be increased.
また、配線導体の、絶縁基体の一方主面と異なる外表面に形成された部分が導電性接続材を介して外部電気回路基板と電気的に接続されていることから、電子装置と外部電気回路基板との電気的な接続の信頼性を確保することも容易である。 In addition, since the portion of the wiring conductor formed on the outer surface different from the one main surface of the insulating base is electrically connected to the external electric circuit board via the conductive connecting material, the electronic device and the external electric circuit It is also easy to ensure the reliability of electrical connection with the substrate.
したがって、本発明の電子装置の実装構造によれば、例えば電子装置の蓋体と外部電気回路基板との接合が鉛フリーはんだからなる接合材を介して行なわれているような場合でも、電子装置と外部電気回路基板との間の電気的および機械的な接続の信頼性が高い、電子装置の実装構造を提供することができる。 Therefore, according to the mounting structure of the electronic device of the present invention, for example, even when the lid of the electronic device and the external electric circuit board are joined via a joining material made of lead-free solder, It is possible to provide a mounting structure for an electronic device with high reliability of electrical and mechanical connection between the circuit board and the external electric circuit board.
また、本発明の電子装置の実装構造において、絶縁基体の一方主面と反対側の他方主面の外周部に配線導体が形成され、この配線導体が外部電気回路基板と導電性接続線を介して電気的に接続されている場合には、電子装置を外部電気回路基板に機械的に接続した状態において配線導体と導電性接続線との電気的な接続を、例えばボンディング装置等の接続用の機器を用いて容易に、かつ確実に行なうことができるため、製作がより容易な実装構造とすることができる。 In the electronic device mounting structure of the present invention, a wiring conductor is formed on the outer peripheral portion of the other main surface opposite to the one main surface of the insulating base, and the wiring conductor is connected to the external electric circuit board and the conductive connection line. When the electronic device is mechanically connected to the external electric circuit board, the electrical connection between the wiring conductor and the conductive connection line is made, for example, for connection of a bonding device or the like. Since it can be performed easily and reliably using equipment, a mounting structure that is easier to manufacture can be obtained.
また、本発明の電子装置の実装構造において、蓋体の外部電気回路基板と対向して機械的に接続された面に、中央部から外周にかけて接合材で埋められた溝が設けられている場合には、接合材による接合時に、蓋体と外部電気回路基板との間に介在する空気をこの溝から外部に排出することができる。また、溝が接合材により埋められて、溝内に空気が残ることが効果的に防止されている。そのため、蓋体と外部電気回路基板との間で、接合材中に空気が残留することによる機械的な接続強度の劣化をより効果的に防止することができる。 Also, in the electronic device mounting structure of the present invention, the surface of the lid that is mechanically connected to face the external electric circuit board is provided with a groove filled with a bonding material from the center to the outer periphery. In this case, the air interposed between the lid and the external electric circuit board can be discharged from the groove to the outside during the bonding with the bonding material. Further, it is effectively prevented that the groove is filled with the bonding material and air remains in the groove. Therefore, it is possible to more effectively prevent the mechanical connection strength from being deteriorated due to air remaining in the bonding material between the lid and the external electric circuit board.
また、本発明の電子装置の実装構造において、絶縁基体の側面に側面凹部が形成されており、側面凹部の形成された側面が導電性接続線とともに、一部が側面凹部の内面に接合した樹脂材料により被覆されている場合には、導電性接続線が空気中に露出することを防ぐことができる。また、この樹脂材料が、絶縁基体の側面に形成された側面凹部の内面に被着しているので、樹脂材料と絶縁基体との接合面積をより大きくして樹脂材料の絶縁基体に対する接合強度を効果的に高めることができる。そのため、導電性接続線の樹脂材料による被覆の信頼性が高く、導電性接続線を介した配線導体と外部電気回路基板との電気的な接続の信頼性がより高い電子装置の実装構造とすることができる。 Further, in the electronic device mounting structure of the present invention, the side surface recess is formed on the side surface of the insulating base, and the side surface where the side surface recess is formed is connected to the inner surface of the side surface recess together with the conductive connection line. When covered with a material, the conductive connecting wire can be prevented from being exposed to the air. In addition, since this resin material adheres to the inner surface of the side recess formed on the side surface of the insulating substrate, the bonding area between the resin material and the insulating substrate is increased to increase the bonding strength of the resin material to the insulating substrate. Can be effectively increased. Therefore, the mounting structure of the electronic device has a high reliability of covering with the resin material of the conductive connection line and higher reliability of the electrical connection between the wiring conductor and the external electric circuit board via the conductive connection line. be able to.
本発明の電子装置の実装構造について、添付の図面を参照しつつ説明する。 A mounting structure of an electronic device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の電子装置の実装構造の実施の形態の一例を示す断面図である。図1において、1は絶縁基体、1aは凹部、2は電子部品、3は蓋体、4は配線導体、10は外部電気回路基板である。絶縁基体1の一方主面である下面に設けられた凹部1aに電子部品2が収容され、絶縁基体1の一方主面に接合された蓋体3で凹部1aが封止されて電子装置9が構成されている。そして、この電子装置9が外部電気回路基板10に、蓋体3が外部電気回路基板10と対向して接合材5を介して機械的に接続されるとともに、配線導体4の絶縁基体1の一方主面と異なる外表面(図1に示す例では他方主面である上面)に形成された部分が導電性接続材6を介して電気的に接続されて実装され、電子装置9の実装構造が構成されている。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of an embodiment of a mounting structure for an electronic device according to the present invention. In FIG. 1, 1 is an insulating substrate, 1a is a recess, 2 is an electronic component, 3 is a lid, 4 is a wiring conductor, and 10 is an external electric circuit board. The
絶縁基体1は、例えば酸化アルミニウム質焼結体やガラスセラミック焼結体,ムライト質焼結体,窒化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料や、エポキシ樹脂,ポリイミド樹脂等の樹脂材料等の絶縁材料からなる。
The
また、絶縁基体1は、一方主面(通常は下面)に電子部品2を収容するための凹部1aを有している。電子部品2は、例えば半導体集積回路素子や圧電素子,圧力センサ素子等のセンサ素子,容量素子,抵抗器等である。これらの電子部品2は一般に直方体状(四角板状)であり、このような電子部品2を効率よく収容するために、凹部1aは平面視では四角形状であり、絶縁基体1は直方体状である。電子部品2は、例えば、樹脂接着剤やろう材等(図示せず)を介して凹部1aの底面に接合されて凹部1a内に固定され、ボンディングワイヤ等の電気的接続手段を用いて配線導体4の凹部1a内に形成された部分に接続されている。
The
このような凹部1aを有する絶縁基体1は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、アルミナ等の原料粉末を有機溶剤,バインダとともにシート状に成形して複数のセラミックグリーンシートを作製し、次に、これらのセラミックグリーンシートの一部に適当な打ち抜き加工を施して枠状に形成した後、打ち抜き加工を施していない平板状のセラミックグリーンシートの上に枠状のセラミックグリーンシートを積層し、最後に約1300〜1600℃の所定温度で焼成することにより製作される。
If the
なお、絶縁基体1は、四角板状の基板部分と四角枠状の枠体部分とを別個に製作した後、基板部分の主面に枠体部分を樹脂接着剤やガラス等を用いて接合すること等の方法で製作することもできる。
The
電子部品2が収容された凹部1aは、絶縁基体1の一方主面に接合された蓋体3で塞がれており、この蓋体3と絶縁基体1の凹部1aとで構成される容器(符号なし)の内部に電子部品2が気密に封止されている。
The
蓋体3は、例えば鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金,銅等の金属材料により形成されており、鉄−ニッケル−コバルト合金からなる場合であれば、この合金材料の板材に打ち抜き加工やエッチング加工等の加工を施して所定の形状および寸法に成形することにより製作することができる。
The
蓋体3の絶縁基体1に対する接合は、ろう材や接着剤,ガラス等の接合材(符号なし)を介した接合や溶接等の接合方法で両者を接合することにより行なうことができる。例えば、絶縁基体1の一方主面に凹部1aを取り囲むように枠状の金属層(図示せず)を被着させておいて、この金属層を介して絶縁基体1の一方主面の凹部1aの周囲に蓋体3をシーム溶接等の溶接法(いわゆるダイレクトシーム法)で接合することにより、蓋体3が絶縁基体1に接合され、凹部1aが封止された電子装置9とすることができる。なお、このような金属層は、例えばタングステンやモリブデン,銅,ニッケル,金等の金属材料からなり、メタライズ法やめっき法等の手段で絶縁基体1の一方主面に被着される。また、この金属層の表面にさらに鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属からなる金属枠材(図示せず)を銀ろう等のろう材(図示せず)を介して接合しておいて、この金属枠材に蓋体3を溶接するようにしてもよい。
The
配線導体4は、絶縁基体1に凹部1aの内側から一方主面と異なる外表面にかけて形成されており、凹部1a内に封止された電子部品2を外部電気回路基板10と電気的に接続する導電路として機能している。なお、図1に示す例においては、図を見やすくするために、配線導体4のうち絶縁基体1の内部を通る部分は省略して、絶縁基体1の凹部1aの内側および外表面に形成されている部分のみを示している。配線導体4のうち絶縁基体1の内部を通る部分は、セラミックグリーンシートが焼成されてなる絶縁層(図示せず)の層間や、絶縁層を厚み方向に貫通する貫通孔の内部等に形成されている。貫通孔は、例えば絶縁基体1となるセラミックグリーンシートに機械的な打ち抜き加工を施しておくことにより形成することができる。
The
配線導体4は、例えば、タングステンやモリブデン,マンガン,銅,銀,パラジウム,金,白金等の金属材料からなり、メタライズ層やめっき層,蒸着層等の形態で絶縁基体1に被着されている。
The
配線導体4は、例えばタングステンのメタライズ層からなる場合であれば、タングステンの粉末を有機溶剤,バインダとともに混練して作製した金属ペーストを、絶縁基体1となるセラミックグリーンシートの表面や前述した貫通孔の内部にスクリーン印刷法等の印刷法で印刷しておくことにより形成することができる。
If the
なお、電子部品2と配線導体4との電気的な接続は、電子部品2の電極(図示せず)と配線導体4とをボンディングワイヤや導電性接着剤等の導電性を有する接続材を介して接続することにより行なわれている。この図1に示す例では、電子部品2の主面の外周部に設けられた電極がボンディングワイヤ(符号なし)を介して配線導体4の凹部1a内に形成された部分と接続されている。
The electrical connection between the
以上のような構成を備える電子装置9が外部電気回基板10に電気的および機械的に接続されて実装されることにより、電子装置9の実装構造が構成されている。
The
本発明の電子装置9の実装構造において、蓋体3が外部電気回路基板10と対向して接合材5を介して機械的に接続され、配線導体4の絶縁基体1の一方主面と異なる外表面に形成された部分が導電性接続材6を介して外部電気回路基板10と電気的に接続されている。
In the mounting structure of the
この電子装置9の実装構造によれば、蓋体3が外部電気回路基板10と対向して接合材5を介して機械的に接続されていることから、配線導体の一部を外部電気回路基板に接合した従来の実装構造(図示せず)に比べて、電子装置9と外部電気回路基板10との接合材5による接合面積を広く確保することが容易である。そのため、電子装置9と外部電気回路基板10との機械的な接続の信頼性を高くすることができる。
According to the mounting structure of the
また、配線導体4の、絶縁基体1の一方主面と異なる外表面に形成された部分が導電性接続材6を介して外部電気回路基板10と電気的に接続されていることにより、電子装置9と外部電気回路基板10との電気的な接続の信頼性を確保することも容易である。
In addition, the portion of the
したがって、この電子装置9の実装構造によれば、例えば電子装置9の蓋体3と外部電気回路基板10との接合が鉛フリーはんだからなる接合材5を介して行なわれているような場合でも、電子装置9と外部電気回路基板10との間の電気的および機械的な接続の信頼性が高い、電子装置9の実装構造を提供することができる。
Therefore, according to the mounting structure of the
なお、電子装置9の蓋体3の外部電気回路基板10に対する接合は、例えば、外部電気回路基板10にあらかじめ形成された金属層に、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属材料からなる蓋体3が錫−銀系はんだ等のはんだ(鉛フリーはんだ等)等からなる接合材5を介して行なわれている。
Note that the
電子装置9と外部電気回路基板10との接合材5を介した接合(機械的な接続)は、例えば、蓋体3と外部電気回路基板10との間に接合材5としての錫−銀はんだのペーストを介して電子装置9を外部電気回路基板10に位置決めして載せておき、治具等で仮固定しながらリフロー炉等で加熱することにより行なうことができる。
Bonding (mechanical connection) between the
なお、はんだのペーストは、例えば、蓋体3の中央部分に塗布しておき、電子装置9を外部電気回路基板10に対して位置決めした後、電子装置9を外部電気回路基板10側に押し付けるように圧力を加えて蓋体3の外周側に広げることにより、広い面積で蓋体3と外部電気回路基板10との機械的な接続を行なわせることができる。
For example, the solder paste is applied to the central portion of the
また、配線導体4と外部電気回路基板10との電気的な接続は、例えば、線状の導電性接続材6の一端を配線導体4に接合するとともに他端を外部電気回路基板10の回路導体(図示せず)等の所定の導体部分に接合することにより行なわれている。
The electrical connection between the
そして、電子装置9の外部電気回路基板10への実装は、例えば、まず電子装置9を、蓋体3との間に接合材5を介して外部電気回路基板10の所定位置(配線導体4と接続される回路導体が配置されていない部分等)に機械的に接続した後、配線導体4の電子装置9の外表面に露出している部分を、導電性接続材6(図1に示す例ではボンディングワイヤ)を介して外部電気回路基板10の回路導体等に電気的に接続することにより行なうことができる。
For example, the
このような電子装置9の実装構造において、絶縁基体1の一方主面と反対側の他方主面の外周部に配線導体4が形成され、この配線導体4が外部電気回路基板10と導電性接続材6として特にボンディングワイヤ等の導電性接続線6aを介して電気的に接続されている場合には、電子装置9を外部電気回路基板10に機械的に接続した状態において配線導体4と導電性接続線6aとの電気的な接続を、例えばボンディング装置等の接続用の機器を用いて容易に、かつ確実に行なうことができるため、製作がより容易な電子装置9の実装構造とすることができる。導電性接続線6aとしては、ボンディングワイヤ以外に、ボンディングリボン等を用いることもできる。
In such a mounting structure of the
電子装置9の配線導体4を外部電気回路基板10に電気的に接続する導電性接続線6aであるボンディングワイヤとしては、アルミニウムや金,銅等の金属材料、またはこれらの金属材料にシリコン等の添加剤を添加した材料を線状に加工したものを用いることができる。例えば、アルミニウム線からなるボンディングワイヤを用いる場合であれば、直径が約30〜50μm程度の細線や、直径が約100〜300μm程度のいわゆる太線を用いることができ、接続する配線導体4の面積等に応じて適宜選定すればよい。
As a bonding wire, which is a
また、導電性接続線6aであるボンディングリボンとしては、例えばアルミニウムからなる幅が約0.5〜1mm程度で厚さが約0.1〜0.2mmのものを用いることができる。
Moreover, as a bonding ribbon which is the
なお、この電子装置9の実装構造において、電子装置9と外部電気回路基板10との電気的な接続は、例えば図2に示すように、絶縁基体1の凹部1aの内側から外表面である側面にかけて配線導体4を形成しておいて、この絶縁基体1の側面で配線導体4と接合させた金属製のリード端子からなる導電性接続材6bを介して行なうようにしてもよい。なお、図2は、本発明の電子装置9の実装構造の実施の形態の他の例を示す断面図である。図2において図1と同様の部位には同様の符号を付している。
In the mounting structure of the
この、図2に示す例の場合には、リード端子からなる導電性接続材6bをいったん絶縁基体1の側面で配線導体4に接合した後、電子装置9を外部電気回路基板10に実装する必要があるため、その分、電子装置9を実装する際の工程数が増える可能性がある。
In the case of the example shown in FIG. 2, it is necessary to mount the
このような導電性接続材6bとしてのリード端子は、鉄−ニッケル合金や鉄−ニッケル−コバルト合金,銅,銅合金等の金属材料からなり、このような金属材料から所定の圧延加工や切断加工により作製される。リード端子の配線導体4に対する接合は、配線導体4に銀−銅ろう(BAg8等)を介してリード端子をろう付けすることにより行なうことができる。
The lead terminal as such a conductive connecting
また、このような電子装置9の実装構造において、例えば図3に示すように、蓋体3の外部電気回路基板10と対向して機械的に接続された面(符号なし)に、中央部から外周にかけて接合材5で埋められた溝3aが設けられている場合には、接合材5による接合時に、蓋体3と外部電気回路基板10との間に介在する空気をこの溝3aから外部に排出することができる。また、溝3aが接合材5により溝3aが埋められているので、溝3a内に空気が残ることも効果的に防止されている。そのため、蓋体3と外部電気回路基板10との間で接合材5中に空気が残留することによる機械的な接続強度の劣化をより効果的に防止することができる。なお、図3(a)は、本発明の電子装置9の実装構造の実施の形態の他の例を、蓋体3側から見た下面図であり、図3(b)は(a)のA−A線における断面図である。図3において図1と同様の部位には同様の符号を付している。また、図3(a)および(b)では、電子部品2や導電性接続材6,外部電気回路基板10等は図示を省略している。また、図3(a)では、溝3aを見やすくするために接合材5も図示を省略している。
Further, in such a mounting structure of the
なお、このような溝3aが接合材5で埋められている場合には、溝3aの形状に応じて接合材5の蓋体3に対する接合面積を広くすることができるため、蓋体3の接続強度を向上させる上で有効である。
When such a
このような溝3aは、蓋体3と外部電気回路基板10との間から空気を外部に排出するためのものなので、端が蓋体3の外縁にまで達している必要がある。また、蓋体3と外部電気回路基板10との接合界面に偏りなく配置することが望ましい。
Since such a
なお、溝3aは、接合材5で埋めて外部への空気の排出を容易とするためには、例えば、蓋体3の外形寸法が7.5〜17.5mm程度のときに、接合材5として錫−銀はんだ(ペースト)を用いる場合であれば、幅が約0.5〜1.0mm程度で、深さが約0.1〜0.25mm程度の複数の溝3aを、蓋体3の中央部分から外縁にかけて放射状等に並べて設ければよい。
In order to fill the
このような溝3aは、例えば、蓋体3に対して機械的な研削加工やエッチング加工等の加工を施すことにより設けることができる。
Such a groove |
また、溝3aは、空気の外部への排出を容易に行なうことが可能で、接合材5により埋めることが容易であれば、図3に示したような直線状のものに限らず、例えば、図4(a)および(b)に示すような、湾曲した形状や蛇行した形状等でもよい。また、異なる形状や長さのものを組み合わせて設けてもよい。なお、図4(a)および(b)は、それぞれ図3に示す電子装置9の実装構造の変形例を示す下面図である。図4において図3と同様の部位には同様の符号を付している。
Further, the
また、溝3aの長さ方向に直交する断面(縦断面)形状は、接合材5で埋めることが容易な形状であればよい。このような縦断面形状としては、例えば、図5(a)〜(c)に示すような、四角形状のものや三角形状のもの、底面が円弧状のもの等を挙げることができる。いずれの場合にも、溝3aの開口部分が広いので、溝3a内に接合材5(ペースト状のもの)を入り込ませて埋めることが容易である。この場合、溝3aの開口部分に比べて内側部分が広くなるような形状では、溝3aを接合材5で埋めることが難しくなる。なお、図5(a)〜(c)は、それぞれ図3に示す電子装置9の実装構造の変形例を示す要部拡大断面図である。図5において図1および図3と同様の部位には同様の符号を付している。
The cross section (longitudinal cross section) shape orthogonal to the length direction of the
また、このような本発明の電子装置9の実装構造において、例えば図6および図7に示すように、絶縁基体1の他方主面の外周部に凹状の段差部1bを設けておいて、この段差部1bに配線導体4を形成するようにしてもよい。この場合には、段差部1bの高さの分、導電性接続材6について絶縁基体1の他方主面よりも上側に出る高さを抑えることができるので、低背化の上で有効である。なお、図6は、本発明の電子装置9の実装構造の実施の形態の他の例を示す断面図であり、図7は、図6に示す電子装置9の実装構造の斜視図である。図6および図7において図1と同様の部位には同様の符号を付している。
Further, in such a mounting structure of the
このような段差部1bは、例えば、絶縁基体1となるセラミックグリーンシートのうち他方主面側の最上層のものの外周部分に、配線導体4の配置に対応した四角形状あるいは外周部分の全周にわたる枠状等の切り欠きを形成しておくことにより設けることができる。
Such a stepped
なお、配線導体4が絶縁基体1の他方主面に複数個形成されている場合には、段差部1bは、例えば図7に示すように、配線導体4のそれぞれに1個ずつ対応して形成されていてもよく、複数の配線導体4の間でつながるようにして複数個に対応して形成されていてもよい。
When a plurality of
また、導電性接続材6として導電性接続線6aであるボンディングワイヤ(例えば直径が数十μm程度のアルミニウムの細線)を用いるようにした場合には、電子装置9の使用中にボンディングワイヤが誤って切れてしまうことを防止するために、例えば図8に示すように、ボンディングワイヤならびにボンディングワイヤと配線導体4および外部電気回路基板10との接続部分を、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂材料7で被覆するようにしてもよい。なお、図8は、本発明の電子装置9の実装構造の実施の形態の他の例を示す断面図である。図8において図1と同様の部位には同様の符号を付している。
In addition, when a bonding wire (for example, an aluminum thin wire having a diameter of about several tens of μm) is used as the
この場合、樹脂材料7を、導電性接続線6aを覆うだけでなく絶縁基体1の側面にも被着する程度の量として、ボンディングワイヤ等の導電性接続線6aに対する樹脂材料7による被覆をより確実なものとしてもよい。また、例えば図9(a)および(b)に示すように、絶縁基体1の外表面のうち側面の樹脂材料7が被着される部分(導電性接続線6aに近い部分)に例えば側面の両端に至る溝等の側面凹部1cを設けておき、樹脂材料7の絶縁基体1に対する被着面積を大きくして接合強度を高めるようにしてもよい。なお、図9(a)は、本発明の電子装置9の実装構造の実施の形態の他の例を示す斜視図であり、図9(b)は(a)の樹脂材料7を省略した斜視図である。図9において図1および図8と同様の部位には同様の符号を付している。
In this case, the
この、絶縁基体1の側面の樹脂材料7が被着される部分に設けられた側面凹部1cは、図9に示したような絶縁基体1の側面に沿って一方主面に平行な方向に伸びる溝に限らず、例えば図10に示すような、絶縁基体1の側面に沿って一方主面に交差あるいは直交する方向に伸びる溝や、絶縁基体1の側面に設けた開口形状が円形状や四角形状であるような穴等でもよい。なお、図10は、図9に示す電子装置9の実装構造の変形例を、樹脂材料7を省略して示す側面図である。図10において図1および図9と同様の部位には同様の符号を付している。
The
このように、電子装置9の実装構造において、絶縁基体1の側面に側面凹部1cが形成されており、側面凹部1cの形成された側面が導電性接続線6aとともに、一部が側面凹部1cの内面に接合した樹脂材料7により被覆されている場合には、導電性接続線6aが空気中に露出することを防ぐことができる。また、この樹脂材料7が、絶縁基体1の側面に形成された側面凹部1cの内面に被着しているので、樹脂材料7と絶縁基体1との接合面積をより大きくして樹脂材料7の剥がれ等をより効果的に防止することができる。そのため、導電性接続線6aの樹脂材料7による被覆の信頼性が高く、導電性接続線6aを介した配線導体4と外部電気回路基板10との電気的な接続の信頼性がより高い電子装置9の実装構造とすることができる。
As described above, in the mounting structure of the
なお、図5に示すような絶縁基体1の側面の溝(側面凹部)1cは、例えば、絶縁基体1となるセラミックグリーンシートの一部について外形寸法を他のものよりも小さくしておいて、外形寸法の小さいセラミックグリーンシートの外縁が他のセラミックグリーンシートの外縁よりも内側に入り込むように積層し、焼成することにより形成することができる。
The groove (side recess) 1c on the side surface of the insulating
また、絶縁基体1の側面の側面凹部1cは、導電性接続線6aの樹脂材料7による被覆をより確実なものとするためには、絶縁基体1の側面のうち、少なくとも側面視で導電性接続線6aと重なる部分(導電性接続線6aに最も近い部分)を含むように形成することが好ましい。
Further, the
酸化アルミニウム質焼結体により一方主面に凹部を有する直方体状の絶縁基体を作製するとともに、凹部内にダミーのシリコン板を電子部品の代わりに収容した後、鉄−ニッケル−コバルト合金からなる蓋体を絶縁基体の一方主面に接合して封止を行ない、試験用の電子装置を作製した。 A rectangular parallelepiped insulating base having a recess on one main surface is made of an aluminum oxide sintered body, and a dummy silicon plate is housed in the recess instead of an electronic component, and then a lid made of an iron-nickel-cobalt alloy. The body was bonded to one main surface of the insulating substrate and sealed to produce a test electronic device.
絶縁基体は、平面視したときの寸法が約3×5.5mmで高さが約1mmであり、凹部の深さが約0.7mmであって、一方主面の凹部の周囲に枠状に、タングステンのメタライズ層により厚さ約15μmの金属層を形成したものであった。蓋体は、平面視したときの寸法が絶縁基体と同程度で、厚さが約0.3mmであり、絶縁基体の一方主面に、金属層に対してダイレクトシーム溶接で溶接することにより接合した。 The insulating substrate has a size of about 3 × 5.5 mm and a height of about 1 mm when viewed in plan, and a depth of the concave portion of about 0.7 mm. On the other hand, a tungsten frame is formed around the concave portion of the main surface. A metal layer having a thickness of about 15 μm was formed from the metallized layer. The lid body has the same dimensions as the insulating base in plan view and a thickness of about 0.3 mm, and is joined to one main surface of the insulating base by welding to the metal layer by direct seam welding. .
なお、絶縁基体の凹部の内側から、一方主面と反対側の他方主面の外周部にかけて、タングステンのメタライズ層からなる配線導体を形成しておいた。この配線導体は、絶縁基体の他方主面の対向し合う長辺に6個ずつ、1辺の長さが約0.5mmの正方形状に配列形成した。 A wiring conductor made of a tungsten metallization layer was formed from the inside of the recess of the insulating base to the outer peripheral portion of the other main surface opposite to the one main surface. Six wiring conductors were arranged in a square shape with a length of one side of about 0.5 mm, with six on each opposing long side of the other main surface of the insulating base.
この電子装置について、外部電気回路基板(FR4基板上に銅からなる電気回路を形成した、携帯電話用の基板)に接合(機械的に接続)して本発明の電子装置の実装構造の実施例とし、この実装構造における電子装置の接続強度を測定した。なお、電子装置の外部電気回路基板に対する接合は、蓋体との間に錫−銀はんだ(Sn−3.5Agはんだ)を介して行ない、接続強度については、電子装置を外部電気回路基板から引き剥がす際の力の大きさを引っ張り試験機で測定した。 Embodiment of the electronic device mounting structure of the present invention by bonding (mechanically connecting) the electronic device to an external electric circuit substrate (a mobile phone substrate in which an electric circuit made of copper is formed on an FR4 substrate). The connection strength of the electronic device in this mounting structure was measured. The electronic device is joined to the external electric circuit board through a tin-silver solder (Sn-3.5Ag solder) between the lid and the electronic device from the external electric circuit board. The magnitude of the force was measured with a tensile tester.
また、併せて、比較例として絶縁基体の他方主面に形成した配線導体を外部電気回路基板に上記と同様の鉛フリーはんだを介して接合した比較例の実装構造において、同様の方法で電子装置の接続強度を測定した。なお、測定個数は、実施例および比較例ともに50個とした。 In addition, as a comparative example, in the mounting structure of the comparative example in which the wiring conductor formed on the other main surface of the insulating base is joined to the external electric circuit board through the same lead-free solder as described above, the electronic device is manufactured in the same manner. The connection strength of was measured. The number of measurements was 50 in both the examples and comparative examples.
その結果、電子装置の機械的な接続の強度が、実施例では算術平均で約750N程度であったのに対し、比較例では算術平均で約135N程度であった。 As a result, the mechanical connection strength of the electronic device was about 750 N in the arithmetic average in the example, whereas it was about 135 N in the comparative example in the comparative example.
また、上記と同様に準備した実施例および比較例の電子装置の実装構造について、温度サイクル試験(−40℃〜+80℃,1000サイクル)の後、電子装置の配線導体と外部電気回路基板の電気回路との間の電気的な接続を、導通検査器を用いて検査した。検査個数は実施例および比較例とも50個(配線導体はそれぞれ300個)とした。その結果、実施例では配線導体と電気回路との間で電気的な接続不良が発生していなかったのに対し、比較例では4個の配線導体と電気回路との間で鉛フリーはんだが破断して断線が発生していた。 In addition, for the mounting structures of the electronic devices of Examples and Comparative Examples prepared in the same manner as described above, after the temperature cycle test (−40 ° C. to + 80 ° C., 1000 cycles), the wiring conductor of the electronic device and the electric circuit board of the external electric circuit board The electrical connection between the circuits was checked using a continuity tester. The number of inspections was 50 in both the examples and comparative examples (300 wiring conductors each). As a result, in the example, there was no electrical connection failure between the wiring conductor and the electric circuit, whereas in the comparative example, the lead-free solder broke between the four wiring conductors and the electric circuit. And disconnection occurred.
以上のように、本発明の電子装置の実装構造によれば、電子装置の外部電気回路基板に対する電気的および機械的な接続強度を効果的に高くすることができることが確認できた。 As described above, according to the electronic device mounting structure of the present invention, it was confirmed that the electrical and mechanical connection strength of the electronic device to the external electric circuit board can be effectively increased.
1・・・絶縁基体
1a・・凹部
1b・・段差部
1c・・側面凹部
2・・・電子部品
3・・・蓋体
3a・・蓋体の溝
4・・・配線導体
5・・・接合材
6・・・導電性接続材
6a・・導電性接続材としての導電性接続線
6b・・リード端子からなる導電性接続材
7・・・樹脂材料
9・・・電子装置
10・・・外部電気回路基板
DESCRIPTION OF
10 ... External electric circuit board
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008276383A JP2010056506A (en) | 2008-07-29 | 2008-10-28 | Mounting structure of electronic apparatus |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008194598 | 2008-07-29 | ||
JP2008276383A JP2010056506A (en) | 2008-07-29 | 2008-10-28 | Mounting structure of electronic apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010056506A true JP2010056506A (en) | 2010-03-11 |
Family
ID=42072062
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008276383A Pending JP2010056506A (en) | 2008-07-29 | 2008-10-28 | Mounting structure of electronic apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010056506A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9475450B2 (en) | 2013-07-18 | 2016-10-25 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Side airbag apparatus |
JP2018037465A (en) * | 2016-08-29 | 2018-03-08 | ウシオ電機株式会社 | Semiconductor package and manufacturing method of the same |
-
2008
- 2008-10-28 JP JP2008276383A patent/JP2010056506A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9475450B2 (en) | 2013-07-18 | 2016-10-25 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Side airbag apparatus |
JP2018037465A (en) * | 2016-08-29 | 2018-03-08 | ウシオ電機株式会社 | Semiconductor package and manufacturing method of the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009071299A (en) | Wiring board | |
JP4711823B2 (en) | Electronic component storage package and electronic device | |
JP2010056506A (en) | Mounting structure of electronic apparatus | |
JP2011096756A (en) | Package for housing electronic component and electronic device | |
JP2006332599A (en) | Electronic device | |
JP2010135711A (en) | Electronic component storage package | |
JP2018137534A (en) | Electronic component housing package, electronic device and electronic module | |
JP5078441B2 (en) | Electronic component storage package, multi-piece electronic component storage package and electronic device, and methods for distinguishing between them | |
JP2005072421A (en) | Package for housing electronic component and electronic device | |
JP6312256B2 (en) | Electronic component storage package | |
WO2020218335A1 (en) | Electronic component accommodating package, electronic device, and electronic module | |
JP4889401B2 (en) | Electronic component storage package, multi-component electronic component storage package, and electronic device | |
JP4355097B2 (en) | Wiring board manufacturing method | |
JP2018198249A (en) | Wiring board | |
JP7433766B2 (en) | Circuit boards, electronic components and electronic modules | |
JP2019029404A (en) | Circuit board, electronic component, and electronic module | |
JP5274434B2 (en) | Electronic component storage package | |
JP6818609B2 (en) | Wiring substrate and imaging device | |
JP2017228730A (en) | Wiring board, electronic apparatus, and electronic module | |
JP2004281471A (en) | Wiring board | |
JP6321477B2 (en) | Electronic component storage package, package assembly, and method of manufacturing electronic component storage package | |
JP4172790B2 (en) | Wiring board | |
JP4423053B2 (en) | Wiring board | |
JP2005050935A (en) | Multi-piece wiring board | |
JP2007266039A (en) | Multi-pattern substrate, and electronic part mounting substrate |