JP2572570B2 - ピンレスパッケージの実装方法 - Google Patents

ピンレスパッケージの実装方法

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JP2572570B2 JP61098533A JP9853386A JP2572570B2 JP 2572570 B2 JP2572570 B2 JP 2572570B2 JP 61098533 A JP61098533 A JP 61098533A JP 9853386 A JP9853386 A JP 9853386A JP 2572570 B2 JP2572570 B2 JP 2572570B2
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/321Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
    • H05K3/323Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives by applying an anisotropic conductive adhesive layer over an array of pads

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術的分野) 本発明は電子回路用素子を搭載する回路基板の高度な
ものを用意して、その上に異方導電性接着剤等で回路素
子を搭載するのに自動化できる高密度回路素子形態をと
るピンレスパッケージに関する。
(従来の技術と問題点) 従来、電子機器のプリント配線板等の回路基板に各種
部品を実装するのは、主としてはんだ付け接続によって
いた。今日電子部品の軽薄短小化,実装コストの低減や
信頼性の向上を目指して、はんだ付けもリフロー的手段
による平面実装の時代に入ろうとしている。このため基
板に装着される部品素子はチップ化され、自動装着に適
したものへ、またはんだもこれに適した高性能なものへ
と改良されてきている。
しかしながら、はんだ付け接続に頼る限りパッケージ
本体等の部品の熱損傷は避けられず、モールド及びリー
ドフレームではんだ付け時の熱吸収により半導体保護の
働きもしている。そのためパッケージ本来の大きさの20
〜150倍になって小型化できない理由の1つとなってい
る。またLSI等ピンのピッチが狭小なものは、ピン数が
多いためリフロー後の接続不良あるいは過剰はんだのブ
リッジによるピン間のショート等、種々の問題が生じて
いる。
(発明の目的) 本発明の目的は、上記の問題点に鑑みモールドと母体
より大きいリードフレームを除き、機能性を持つ受動素
子,キャビネット,コンデンサー,コイルチップそのも
の,ダイオード,トランジスタ,ICの裸に近いチップ状
ではんだ付け等を不要ならしめてプリント回路板上に異
方導電性接着剤等にて接合するピンレスパッケージの実
装方法を提供することにある。
(発明の構成) 本発明はすなわち、回路基板と電気的接続を行う取り
出し端子を本体実装面に設けたピンレスパッケージを、
上記回路基板と電気的接続を行うに際し、上記回路上あ
るいは取り出し端子上に粒径0.3〜50μmの周期律表第I
VB族、第VB族、第VIB族の炭化物、ホウ化、ケイ化物及
びランタンのホウ化物より選ばれた1種又は2種以上の
砥粒状粒子を含有するペーストの塗布膜を形成し、圧着
することを特徴とするピンレスパッケージの実装方法で
ある。また本発明は上記回路あるいは上記ピンレスパッ
ケージの取り出し端子に上記取粒状粒子を混入したメッ
キを行い、絶縁性接着剤を介して圧着することを特徴と
するピンレスパッケージの実装方法である。
図面により本発明を説明すると、第2図は従来のパッ
ケージ例を示し、パッケージ(1)には内蔵する回路に
相当するピン足(2)が多数取り付けられており、プリ
ント配線基板(3)には上記ピン足(2)に対応する接
続部の回路パターン(4)がはんだメッキあるいはクリ
ームハンダで印刷されており、パッケージ(1)を仮に
接着してはんだ付等の方法で(2)(4)が接続され
る。
第1図(イ)(ロ)(ハ)は本発明パッケージを例示
し、第1図(ニ)は本発明パッケージが実装されるプリ
ント配線基板を示す。
角型フラットパッケージ(5),FPタイプ円型フラッ
トパッケージ(6)には、それぞれプリント配線基板
(7)の回路接続部パターン(8′)(9′)に対応す
る接続部パターン(8)(9)が設けられている。第1
図(イ)(ロ)の回路接続部パターンは、いずれもパッ
ケージ本体に印刷されているが、第1図(ハ)のごとく
パッケージに外縁部(10)を設け、これに回路接続部パ
ターン(9)を印刷してもよい。
パッケージを搭載するプリント配線基板はセラミック
ガラス,ガラスエポキシ,ガラスBTレジン,ガラスジア
リルフタレート,ポリフェニレンオキシド,ポリエステ
ルフイルム等用途に合わせて種々の材質が選ばれる。そ
してプリント配線基板,パッケージの回路接続部分(取
り出し端子)の材質は従来と同種とものが利用できる。
すなわちガラスエポキシ,ガラストリアジン,ガラスジ
アリルフタレート等の基板に銅箔等の金属箔あるいはポ
リフエニレンオキシド,ポリエステル,ポリカーボネー
トフィルムに導電性インキで印刷したもの、あるいはセ
ラミック板またはガラス板にグレーズ皮膜を形成したも
の等いずれも用いられる。
これらパッケージとプリント配線基板との電気的接続
は、両者の間に接着剤を介在させ位置合わせして圧着す
る。
すなわち従来は回路接続部パターンに導電性接着剤を
塗布して圧着する方法が通常知られているが、電極端子
のピッチ間隔が狭いため塗布が困難である。本発明にお
いては回路接続部全面(端子以外の部分を含めて)に異
方導電性接着剤を塗布して圧着することができる。
異方導電性接着剤中の導電性粒子としては粒径0.3〜5
0μmの周期律表第IVB族、第VB族、第VIB族の炭化物、
ホウ化、ケイ化物及びランタンのホウ化物の粒子を使用
する。これらの粒子は砥粒状で導電性超硬材料粒子とし
て知られ、その形状は多数の突起、突稜の如き表面を有
する例えば、多面体状、金米糖状をなす。これらの粒子
は対向回路面にアンカー効果をもたらす。またこれらの
粒子の表面をニッケル、銅、銀、金、白金、ロジウム、
ルテニウム、オスミウム、パラジウム等の高導電性金属
でメッキした砥粒状導電性粒子も使用される。具体的に
はチタン,ニオブ,タンタル,クロム,モリブデン,及
びタングステンの炭化物,ホウ化物,ケイ化物,ホウ化
ランタン等の粒子とコロイド貴金属粉を主成分としたペ
ーストを塗布して圧着する。この際、絶縁性接着剤を介
在させてもよい。接着方法としてはこのような導電性超
硬材料粒子を回路基板の回路あるいはこれに対向するピ
ンレスパッケージの取り出し端子に混入したメッキを行
い、絶縁性接着剤を介して圧着することもできる。又は
回路上あるいは端子上に導電性超硬材料を混入したペー
ストの塗布膜を形成し、絶縁性接着剤を介して圧着する
こともできる。
これらの粒子は砥粒状でかつ硬度が大であるため、圧
着時に絶縁性接着剤層を破り、パッケージの取り出し端
子及び回路基板の回路に喰込んで電気的導通が行われ
る。この場合は回路接続部分以外の表面部分も絶縁性接
着剤により接着してもよい。パッケージの製造工程及び
それを回路基板上に搭載する工程に取り入れるためには
従来のボンディング,はんだ付けの工程と同程度の時間
で処理できなければならない。そこで通常絶縁性接着剤
としては、シアノアクリレート系の“瞬間接着剤”や
(メタ)アクリレート系の“嫌気性接着剤”“カプセル
硬化型接着剤”等速硬性接着剤が好ましい。場合により
特性上、工程上支障がなければエポキシ樹脂系接着剤,
シリコン樹脂系接着剤も使用し得る。
回路接続部分いわゆる端子はDIPで40ピン、超LSIのチ
ップキャリアではそれ以上が一般的であり、その接触面
積が大きい程、接続抵抗が小さくなるが、あまり大きく
すると端子数の増加に伴い端子間ピッチが狭くなり端子
間の絶縁性確保が困難になる。逆に接触面積を小さくす
るとパッケージと基板との端子同士の位置合わせに高精
度が要求されることになって、超LSIのチップキャリア
パッケージではピン数も増し、ピッチ30μmのものを必
要とするので実際の要求に応じて適切な端子サイズを選
択する。
パッケージ端子の高さは接着接続の結果に大きく影響
するので注意が必要である。パッケージ本体と基板本体
(端子以外の部分にレジストがある場合はこれを含む)
のクリアランスは圧着接続後、約1mm以内になっている
ことが望ましい。本来接着の強さは接着層の厚みが小さ
い程大きく、接着剤の消費量も少量で済み、接着後の外
観も端正となる。このように端子の高さは接着状態に基
づいて定めなければならないが、基本的にはこれらの端
子はパッケージ本体、基板本体と同一平面上にあること
が好ましい。但し、パッケージの端子は表面内にある程
度陥没した構造でも差支えなく、これは端子表面を保護
するためにフィルムでシールしたり、あるいはテープキ
ャリアタイプのパッケージとして取扱うような場合は便
利な構造である。上記の絶縁性接着剤を使用する場合
は、パッケージや基板表面の材質にもよるが、接着剤の
種類を適切に選定することにより、接着剤自身の界面張
力の作用で接着面の隅々にまで接着剤が行きわたるよう
になる。逆に、この接着剤の界面張力を利用して両者の
対向する端子を位置合わせ後や、加圧時に接着剤の滴下
を行うことも可能である。この方法は接着剤のポットラ
イフが短い場合に有利である。
実施例1 第1図(イ)の如きフラットパッケージ(回路幅0.3m
m,ピッチ0.65mm)とプリント配線基板として厚さ18μm
の銅箔を張ったガラスエポキシ積層板にパッケージと同
様の回路幅ピッチ幅の総数100本の回路を形成するよう
にエッチングしたものとを製作した。第1図(ニ)の
(8′)の部分に下記ペーストを厚さ約10μで塗布した
(組成は重量部)。
接着剤(A剤)(商品名ボンドコニーワン,コニシ社
製) 100部 WSi2(粒径1〜6μ,日本新金属社製) 20部 TiC(粒径8〜17μ,昭和電工社製) 8部 また上記パッケージの接続部分には、上記接着剤のプ
ライマー成分(B剤)をうすく塗り、配線板上に乗せて
位置合わせを行い、上から約10kgの圧力を約2秒間かけ
た。
このようにして合計50点の回路接続間の抵抗値を測定
した。
抵抗測定値(Ω) また各端子間の絶縁抵抗値を測定した。
端子間絶縁抵抗値(Ω) 得られたデータは、パッケージの接続が十分信頼でき
ることを示している。
(発明の効果) 本発明方法は、パッケージ本体の実装面に回路基板と
電気的接続を行う取り出し端子を設け導電性超硬材料粒
子を含む異方導電性接着剤を介して回路基板と圧着する
か、接合時に超硬材料粒子を用いて十分な導電性を得ら
れるように加工し、両者の接続を短時間で硬化する絶縁
性接着剤を介して圧着することにより強固に接続し得る
ことを特徴とする。それ故、従来品のごとくパッケージ
本体外部にピンを付設してはんだ付けによる接続を行う
必要はない。したがって接続部分の端子間ピッチを極め
て微細なものとすることができ、またピンの付設による
余分な基板面積が省略できる。またはんだ付けによる熱
ショックを考えないでよいのでIC素子の選定幅が大で繁
雑な工程を要せず、これによる基板の損傷を避け得られ
る。さらにはだかに近い状態で基板に搭載できるので薄
型,小形化,及び工程の自動化に適合させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(イ)(ロ)(ハ)は本発明ピンレスパッケージ
の種々の態様を示す斜視図,第1図(ニ)は(イ)
(ロ)のピンレスパッケージの回路接続部パターンに対
応する回路接続部パターンを設けたプリント配線基板の
斜視図である。第2図(イ)(ロ)は従来品パッケージ
及びプリント配線基板の斜視図である。 (1)……従来品パッケージ,(2)……ピン足,
(5)(6)……ピンレスパッケージ,(7)……プリ
ント配線基板,(8)(9)……ピンレスパッケージの
回路接続部,(8′)(9′)……配線基板の回路接続

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回路基板と電気的接続を行う取り出し端子
    を本体実装面上に設けたピンレスパッケージを、上記回
    路基板と電気的接続を行うに際し、上記回路上あるいは
    取り出し端子上に粒径0.3〜50μmの周期律表第IVB族、
    第VB族、第VIB族の炭化物、ホウ化物、ケイ化物及びラ
    ンタンのホウ化物より選ばれた1種又は2種以上の砥粒
    状粒子を含有するペーストの塗布膜を形成し、圧着する
    ことを特徴とするピンレスパッケージの実装方法。
  2. 【請求項2】回路基板と電気的接続を行う取り出し端子
    を本体実装面上に設けたピンレスパッケージを、上記回
    路基板と電気的接続を行うに際し、上記回路あるいは上
    記ピンレスパッケージの取り出し端子に粒径0.3〜50μ
    mの周期律表第IVB族、第VB族、第VIB族の炭化物、ホウ
    化物、ケイ化物及びランタンのホウ化物より選ばれた1
    種又は2種以上の砥粒状粒子を混入したメッキを行い、
    絶縁性接着剤を介して圧着することを特徴とするピンレ
    スパッケージの実装方法。
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