JP2010114290A - Semiconductor device and semiconductor unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント配線板にはんだ接合するための電極をパッケージの側面に備えるリードレスチップキャリア(LCC)型の半導体装置及び半導体ユニットに関するものである。 The present invention relates to a leadless chip carrier (LCC) type semiconductor device and a semiconductor unit which are provided on the side surface of a package with an electrode for soldering to a printed wiring board.
半導体パッケージとしては、パッケージ側面からリード端子が伸びているSOP(Single Outline Package)やQFP(Quad Flat Package)などがあり、また、リード端子を有しない半導体パッケージも使用される。 Examples of the semiconductor package include SOP (Single Outline Package) and QFP (Quad Flat Package) in which lead terminals extend from the side of the package, and semiconductor packages having no lead terminals are also used.
このリード端子を有しない半導体パッケージの一形態として、図7に示すように、スルーホールを半分に切断した形状の電極103を側面に有するLCC型の半導体パッケージ101が知られている(特許文献1参照)。
As one form of the semiconductor package having no lead terminal, as shown in FIG. 7, an LCC
LCC型の半導体パッケージは、CCDやCMOSを代表とする固体撮像素子、又はLDやPDを代表とする光学素子など、高い実装位置精度が求められる素子のパッケージとして用いられている(特許文献2参照)。このような半導体パッケージをプリント配線板に実装する表面実装構造(SMT)においては、リフローはんだ付けの際に、溶融はんだの表面張力により電子部品(半導体パッケージ)が引っ張られる現象が知られている(非特許文献1参照)。また、この現象を利用して電子部品の位置合わせを行う方法が、セルフアライメント効果による位置合わせ方法として知られている(特許文献3参照)。 The LCC type semiconductor package is used as a package of an element that requires high mounting position accuracy, such as a solid-state imaging element typified by CCD or CMOS, or an optical element typified by LD or PD (see Patent Document 2). ). In a surface mounting structure (SMT) in which such a semiconductor package is mounted on a printed wiring board, a phenomenon is known in which an electronic component (semiconductor package) is pulled by the surface tension of molten solder during reflow soldering ( Non-patent document 1). In addition, a method of aligning electronic components using this phenomenon is known as an alignment method using a self-alignment effect (see Patent Document 3).
従来のLCC型の半導体パッケージでは、半導体パッケージとプリント配線板をはんだで接合するリフロー工程において、はんだのぬれ力により半導体パッケージが所定の位置からずれてしまう問題があった。 In the conventional LCC type semiconductor package, there is a problem that the semiconductor package is displaced from a predetermined position due to the wetting force of the solder in a reflow process in which the semiconductor package and the printed wiring board are joined by solder.
これは、はんだ印刷工程において、プリント配線板のランドに転写されたはんだ量がばらついた場合、はんだのぬれ力により半導体パッケージの受ける力はバランスせず、偏ってしまうためである。 This is because, in the solder printing process, when the amount of solder transferred to the land of the printed wiring board varies, the force received by the semiconductor package due to the wetting force of the solder is not balanced and biased.
半導体パッケージの受ける力が偏ってしまうのは、はんだのぬれ力により半導体パッケージの各電極やプリント配線板の各ランドの受ける力が、はんだの量に応じて変化するからである。 The reason why the force received by the semiconductor package is biased is that the force received by each electrode of the semiconductor package and each land of the printed wiring board changes according to the amount of solder due to the wetting force of the solder.
具体的に説明すると、図7に示すように、半導体パッケージ101の側面のはんだ104によるはんだ接合部は、半導体パッケージ101の側面の凹状の溝102の中心を通り、半導体パッケージ101の側面に平行及び底面に垂直である面に関して非対称な形状である。
Specifically, as shown in FIG. 7, the solder joint portion by the
そのために、はんだ104のぬれ力によって半導体パッケージ101の電極103に及ぼす力には、半導体パッケージ101を実装するプリント配線板111の面に沿い、半導体パッケージ101の側面に垂直な方向に作用する成分が存在している。
Therefore, the force exerted on the
図8(a)、(b)に示すように、各電極103に転写されるはんだ104の量が異なっていると、はんだ104と半導体パッケージ101の電極103が接触する面の外周長さは同図(c)、(d)に示すように変化する。このため、半導体パッケージ101の各電極103にはんだ104が及ぼす力も変化する。
As shown in FIGS. 8A and 8B, when the amount of
これは、はんだのぬれ力により電極が受ける力は、電極とはんだが接触する面の外周長さとはんだの表面張力の積で表されるためである。 This is because the force that the electrode receives due to the wetting force of the solder is expressed by the product of the outer peripheral length of the surface where the electrode and the solder come into contact with the surface tension of the solder.
その結果、半導体パッケージが受けるはんだのぬれ力の釣り合いは、各電極とランドに転写されたはんだ量のばらつきの程度に依存して、全てのぬれ力が釣り合う位置まで半導体パッケージが移動することになる。 As a result, the balance of the solder wetting force received by the semiconductor package depends on the degree of variation in the amount of solder transferred to each electrode and land, and the semiconductor package moves to a position where all the wetting forces are balanced. .
このため、マウンタ−により正確な位置に半導体パッケージが搭載されても、リフロー工程を経た後、搭載位置からずれた位置に固定されてしまう事態が起こる。 For this reason, even if the semiconductor package is mounted at an accurate position by the mounter, after the reflow process, the semiconductor package is fixed at a position shifted from the mounting position.
本発明は、パッケージの側面に電極を有する半導体装置とプリント配線板をはんだ接合する半導体ユニットにおいて、はんだのぬれ力による実装位置ずれを抑制することができる半導体装置及び半導体ユニットを提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a semiconductor unit capable of suppressing a mounting position shift due to a wetting force of solder in a semiconductor unit in which a semiconductor device having an electrode on a side surface of a package and a printed wiring board are soldered. It is what.
上記の課題を解決するため、本発明の半導体装置は、半導体素子を搭載するパッケージであって、前記パッケージの2つの対向する側面に、底面に対して垂直に形成された凹状の溝と、前記凹状の溝に配置され、お互いが対向して配置された一対の導電体からなる電極と、を有し、前記一対の導電体は、前記パッケージの前記底面及び前記側面に対して垂直であり、前記凹状の溝の中心を通る面に対して対称に配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a semiconductor device according to the present invention is a package on which a semiconductor element is mounted, and a concave groove formed perpendicularly to a bottom surface on two opposing side surfaces of the package, An electrode comprising a pair of conductors disposed in a concave groove and facing each other, the pair of conductors being perpendicular to the bottom surface and the side surface of the package, It is arranged symmetrically with respect to a plane passing through the center of the concave groove.
本発明の半導体ユニットは、半導体素子を搭載するパッケージであって、前記パッケージの側面に形成された凹状の溝と、前記凹状の溝に配置された一対の導電体からなる電極とを有する半導体装置と、前記半導体装置を搭載し、はんだによって前記電極に接続するランドを備えたプリント配線板と、を有し、前記一対の導電体は、前記パッケージの底面及び前記側面に対して垂直であり、前記凹状の溝の中心を通る面に対して対称に配置され、前記プリント配線板の前記ランドの形状は、前記半導体装置の前記パッケージの前記側面に対して垂直な方向の電極幅の中心を通る面に対して対称であることを特徴とする。 A semiconductor unit according to the present invention is a package on which a semiconductor element is mounted, and includes a concave groove formed on a side surface of the package and an electrode made of a pair of conductors arranged in the concave groove. And a printed wiring board having a land on which the semiconductor device is mounted and connected to the electrode by solder, and the pair of conductors is perpendicular to the bottom surface and the side surface of the package, The land of the printed wiring board is arranged symmetrically with respect to a plane passing through the center of the concave groove, and the shape of the land passes through the center of the electrode width in a direction perpendicular to the side surface of the package of the semiconductor device. It is symmetric with respect to the surface.
半導体装置の電極をプリント配線板のランドに接合するはんだ接合部が対称形状であれば、はんだのぬれ力によって半導体装置に作用する力は打ち消しあう。その結果、はんだ量にばらつきがあっても、リフロー工程における実装位置ずれを抑制することができる。 If the solder joint that joins the electrode of the semiconductor device to the land of the printed wiring board is symmetrical, the forces acting on the semiconductor device due to the wetting force of the solder cancel each other. As a result, even if there is a variation in the amount of solder, it is possible to suppress mounting position deviation in the reflow process.
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(a)は、実施例1による半導体装置である半導体素子を搭載する半導体パッケージ1を示す斜視図である。図示しない半導体素子を搭載するパッケージである半導体パッケージ1は、2つの対向する側面に凹状の溝2を有し、凹状の溝2に電極3が配置される。電極3は、図1(b)に示すように、凹状の溝2に配置されたお互いが対向して配置された一対の導電体3aを備え、はんだ4によってプリント配線板11のランド12に接続される。
FIG. 1A is a perspective view showing a
図2は、図1の装置の一部分を拡大して示すもので、(a)は半導体パッケージ1のみを示す部分拡大斜視図、(b)はプリント配線板11のランド12を含む部分拡大斜視図である。図2(a)に示す面P1は、半導体パッケージ1の側面及び底面に対して垂直で、かつ半導体パッケージ1の側面の凹状の溝2の中心を通る面である。また、軸A1は、半導体パッケージ1の側面に対して垂直な方向の各導電体3aの幅(電極幅)の中心を通り、半導体パッケージ1の底面に垂直な軸である。
FIG. 2 is an enlarged view of a part of the apparatus of FIG. 1, (a) is a partially enlarged perspective view showing only the
図2(b)に示す面P2は、半導体パッケージ1の側面に垂直な方向の電極幅の中心を通り、半導体パッケージ1の側面に対して平行で、半導体パッケージ1の底面に対して垂直な面である。
A plane P2 shown in FIG. 2B passes through the center of the electrode width in the direction perpendicular to the side surface of the
図3は、半導体パッケージ1の複数の電極3を、プリント配線板11にはんだ4によって接合した半導体ユニットの一部分を示す部分斜視図である。
FIG. 3 is a partial perspective view showing a part of a semiconductor unit in which a plurality of electrodes 3 of the
図4は、電極3ごとにはんだ量が変化した場合を示すもので、(a)、(c)は、はんだ量が比較的少ないはんだ接合部を示す斜視図及び断面図、(b)、(d)は、はんだ量が比較的多いはんだ接合部を示す斜視図及び断面図である。 FIG. 4 shows a case where the amount of solder changes for each electrode 3. FIGS. 4A and 4C are a perspective view and a cross-sectional view showing a solder joint with a relatively small amount of solder, and FIGS. d) A perspective view and a cross-sectional view showing a solder joint portion having a relatively large amount of solder.
本実施例による半導体パッケージ1及び半導体ユニットを具体的に説明する。
The
図1に示すように、側面の凹状の溝2に電極3を有するLCC型の半導体パッケージ1は、はんだ4を介してプリント配線板11のランド12に接続される。
As shown in FIG. 1, an LCC
半導体パッケージ1の大きさは、縦11.49mm、横14.03mm、高さ2.16mmである。
The
半導体パッケージ1の側面の凹状の溝2は、縦0.63mm、横0.64mm、高さ2.16mm、ピッチは1.27mmである。
The
半導体パッケージ1の側面の凹状の溝2は、半導体パッケージ1の底面に垂直な方向に形成されたスルーホールを分割して得られたものである。
The
半導体パッケージ1の側面の凹状の溝2の断面は、縦0.4mm、横0.64mmの直方体と、直方体の長辺の中央に中心を持ち半径0.23mmの半円を、お互いが重ならないように合わせた形状である。半円と接していない側の断面の直方体部の長辺は、半導体パッケージ1の側面上にある。
The cross section of the
半導体パッケージ1の側面の凹状の溝2に形成された電極3は、一対の導電体3aからなり、各導電体3aの幅(電極幅)は0.4mm、高さは2.16mmであり、表面のメッキは金である。
The electrode 3 formed in the
図2に示すように、半導体パッケージ1の側面及び底面に垂直で、かつ、半導体パッケージ1の側面の凹状の溝2の中心を通る面P1に対称な一対の導電体3aが、半導体パッケージ1の側面の凹状の溝2の一部に配置される。
As shown in FIG. 2, a pair of
各導電体3aの形状は、半導体パッケージ1の側面に垂直な方向の電極幅の中心を通り、半導体パッケージ1の底面に垂直な軸A1に対称となる。
The shape of each
プリント配線板11のランド12は、半導体パッケージ1の底面に平行で、側面に対しては垂直になるように配置される。ランド12の形状は、半導体パッケージ1の側面に垂直な方向の電極幅の中心を通り、半導体パッケージ1の底面に垂直な面P2に対称となるように形成される。
The
さらに、プリント配線板11のランド12の形状と配置は、半導体パッケージ1の側面及び底面に垂直で、かつ、半導体パッケージ1の側面の凹状の溝2の中心を通る面P1に対称となる。
Further, the shape and arrangement of the
その結果、図3に示すように、半導体パッケージ1の電極3とプリント配線板11のランド12を接合するはんだ4の形状は、半導体パッケージ1の側面及び底面に垂直で、かつ、半導体パッケージ1の側面の凹状の溝2の中心を通る面P1に対称となる。
As a result, as shown in FIG. 3, the shape of the
さらに、図4(c)、(d)に示すように、はんだ4の形状は、半導体パッケージ1の側面に垂直な方向の電極幅の中心を通り、半導体パッケージ1の側面に平行で半導体パッケージ1の底面に垂直な面P2に対称となる。
Further, as shown in FIGS. 4C and 4D, the shape of the
これにより、はんだ4のぬれ力が半導体パッケージ1の電極3に及ぼす力のうちで、半導体パッケージ1が接合するプリント配線板11の面に沿い、半導体パッケージ1の側面に垂直な方向に作用する成分と、前記側面に平行な方向に作用する成分は相殺される。
As a result, among the forces that the wetting force of the
図4(a)、(b)に示したように、各電極3に転写されるはんだ4の量が異なっていた場合でも、はんだ接合部の形状が対称であるために、はんだ4のぬれ力によって半導体パッケージ1に作用する力は打ち消しあう。
As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), even when the amount of
各電極3に転写されるはんだ4の量にばらつきがある場合でも、半導体パッケージ1が受けるはんだ4による力は各電極3において釣り合うため、リフロー工程において半導体パッケージ1の実装位置がはんだ量のばらつきに影響されてずれることはない。
Even when there is a variation in the amount of
図5は、実施例2による半導体パッケージ1の一部分を示す部分斜視図である。本実施例は、実施例1の電極3の代わりに、円柱状のスルーホールの一部を、円柱の中心軸に平行かつ半導体パッケージ側面に平行な向きに切断したときに得られる面に形成された一対の円弧状の断面を有する導電体23aからなる電極23を備える。その他の点は実施例1と同様である。
FIG. 5 is a partial perspective view showing a part of the
以下、本実施例の半導体パッケージ1を具体的に説明する。
Hereinafter, the
半導体パッケージ1の大きさは、縦11.49mm、横14.03mm、高さ2.16mmである。
The
半導体パッケージ1側面の凹状の溝2は、半導体パッケージ1の底面に垂直で、半導体パッケージ1の側面から0.1mmの位置にある軸に沿って形成された、φ0.4mmのスルーホールを分割して得られたものである。
The
半導体パッケージ1の側面の凹状の溝2は、高さ2.16mm、ピッチは1.27mmである。
The
半導体パッケージ1の電極23を構成する一対の導電体23aは、半導体パッケージ1の側面からの距離が0.3mmまでの領域に形成されており、高さは2.16mmである。各導電体23aの表面のメッキは金である。
The pair of
半導体パッケージ1とプリント配線板を接合するはんだは、Sn−Ag−Cu系の組成であるが、他の組成、例えばSn−Bi系であってもよい。
The solder that joins the
図6は、実施例3による半導体パッケージ1の一部分を示す部分斜視図である。半導体パッケージ1の電極3は、一対の導電体3aの上端を被蓋するように配置された蓋部材5に形成された導電部3bを有する。これにより、半導体パッケージ1のはんだ接合面積が増え、接合強度が高まる効果が期待できる。
FIG. 6 is a partial perspective view showing a part of the
以下、本実施例による半導体パッケージ1を具体的に説明する。
Hereinafter, the
半導体パッケージ1の大きさは、縦11.49mm、横14.03mm、高さ2.16mmである。
The
半導体パッケージ1の側面の凹状の溝2は、縦0.63mm、横0.64mm、高さ1.2mm、ピッチは1.27mmである。
The
半導体パッケージ1の側面の凹状の溝2は、半導体パッケージ1の底面に垂直な方向に、半導体パッケージ1の底面から1.2mmの高さまで形成されたスルーホールを分割して得られたものである。
The
半導体パッケージ1の側面の凹状の溝2の断面は、縦0.4mm、横0.64mmの直方体と、直方体の長辺の中央に中心を持ち半径0.23mmの半円を、お互いが重ならないように合わせた形状である。半円と接していない側の断面の直方体の長辺は、半導体パッケージ1の側面上にある。
The cross section of the
半導体パッケージ1の側面の凹状の溝2に形成された一対の導電体3aの幅は0.4mm、高さは1.2mmである。
The pair of
半導体パッケージ1の側面の凹状の溝2において、一対の導電体3aの上端を被蓋するように形成された導電部3bは、縦0.4mm、横0.64mmである。
In the
半導体パッケージ1の側面の凹状の溝2に形成された一対の導電体3a及び上端の導電部3bの表面のメッキは金である。
The plating of the surfaces of the pair of
半導体パッケージ1の凹状の溝2の上端に形成された導電部3bの表面は、接合強度確保の観点からメッキが施されていることが望ましいが、メッキが施されていなくとも位置ずれ抑制の課題は解決できる。
The surface of the
半導体パッケージとプリント配線板を接合するはんだは、Sn−Ag−Cu系の組成であるが、他の組成、例えばSn−Bi系であってもよい。 The solder for joining the semiconductor package and the printed wiring board has a Sn-Ag-Cu composition, but may have another composition, for example, a Sn-Bi composition.
1 半導体パッケージ
2 凹状の溝
3 電極
3a、23a 導電体
4 はんだ
5 蓋部材
11 プリント配線板
12 ランド
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記パッケージの2つの対向する側面に、底面に対して垂直に形成された凹状の溝と、
前記凹状の溝に配置され、お互いが対向して配置された一対の導電体からなる電極と、を有し、
前記一対の導電体は、前記パッケージの前記底面及び前記側面に対して垂直であり、前記凹状の溝の中心を通る面に対して対称に配置されていることを特徴とする半導体装置。 A package for mounting a semiconductor element,
A concave groove formed perpendicular to the bottom surface on two opposite side surfaces of the package;
An electrode made of a pair of conductors arranged in the concave groove and arranged to face each other,
The pair of conductors is perpendicular to the bottom surface and the side surface of the package, and is disposed symmetrically with respect to a surface passing through the center of the concave groove.
前記半導体装置を搭載し、はんだによって前記電極に接続するランドを備えたプリント配線板と、を有し、
前記一対の導電体は、前記パッケージの底面及び前記側面に対して垂直であり、前記凹状の溝の中心を通る面に対して対称に配置され、
前記プリント配線板の前記ランドの形状は、前記半導体装置の前記パッケージの前記側面に対して垂直な方向の電極幅の中心を通る面に対して対称であることを特徴とする半導体ユニット。 A semiconductor device mounting package, a semiconductor device having a concave groove formed on a side surface of the package and an electrode made of a pair of conductors arranged in the concave groove;
A printed wiring board having a land on which the semiconductor device is mounted and connected to the electrode by solder;
The pair of conductors is perpendicular to the bottom surface and the side surface of the package, and is disposed symmetrically with respect to a surface passing through the center of the concave groove,
The shape of the land of the printed wiring board is symmetric with respect to a plane passing through the center of the electrode width in a direction perpendicular to the side surface of the package of the semiconductor device.
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---|---|---|---|---|
JP2015211096A (en) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | 京セラ株式会社 | Element mounting board and mounting structure |
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2008
- 2008-11-07 JP JP2008286229A patent/JP2010114290A/en active Pending
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