JP2782374B2 - 電子部品搭載装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体素子等の電子部品をプリント配線板
に実装して構成される電子部品搭載装置、及びその製造
方法に関するものである。

（従来の技術） 半導体素子の電子部品を直接プリント配線板に実装し
て電子部品搭載装置いわゆるチップオンボードを構成す
るためには、プリント配線板上の導体パターンと電子部
品の接続端子とを電気的に接続しなければならないが、
その接続の方法としては、主に、金線によるボンディン
グワイヤによって接続する方法と、電子部品の各接続端
子を直接各導体パターン上に金又はハンダバンプによっ
て接続する方法の二つがある。第１のボンディングワイ
ヤによる接続方法は、導体パターン上の金又は銀メッキ
等されたパッドと半導体素子等の電子部品側のアルミ電
極とを金線を用いて熱超音波圧着によって接続する方法
である。この作業を行うためには高価な装置が必要とな
るだけでなく、電極ひとつづつを高温で圧着する作業を
しなければならないから、プリント配線板の基材等をこ
の高温に十分耐えるような高価な材料や金線を使用しな
ければならず、生産性も低く、個別の表面処理も必要の
ためこれによって電子部品搭載装置全体のコストを高め
ることになるのである。

第２の金又はハンダバンプによる接続方法は、第７図
に示すように、まず半導体素子等の電子部品側の各接続
端子側に金又はハンダ等による突起、所謂バンプを形成
しておき、このバンプとプリント配線板側の各導体パタ
ーンとを熱圧着等の方法によって接続するものである。
この場合、導体パターン側にも接続を良好にするための
金やスズ、ハンダ等のメッキが施されていることがあ
り、またバンプを導体パターン側にも形成することも行
われる。この従来の方法による実装を行おうとすると、
バンプの形成や導体パターンのメッキ等、各種のメッキ
工程を経なければならないだけでなく、工程が多い分だ
けコストが高くなることは当然である。

特に、プリント配線板側の導体パターンが、第７図に
示したように電子部品の搭載部側に形成した開口内に突
出する、所謂フィンガーリードタイプのものであると、
プリント配線板基材であるフィルム基材が熱圧着時等に
加わる熱によって伸び、フィルム基材上の電極と電子部
品の電極との位置ズレが生じ各接続端子との電気的接続
に不良を生ずることもあり、そのために高価な耐熱性フ
ィルム基材を基材を使わなければならないのである。

そこで、本発明者等は、電子部品の接続端子とプリン
ト配線板の導体パターンとの接続を容易かつ確実に行
え、しかも電子部品搭載装置全体のコストが高くならな
いようにするにはどうしたらよいかについて鋭意研究を
重ねてきた結果、本発明を完成したのである。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、以上の経緯に基づいてなされたもので、そ
の解決しようとする課題は、従来の電子部品搭載装置に
おける電子部品と導体パターンとの接続工程の複雑さで
あり、装置全体のコスト高である。

そして、まず第一請求項に係る発明の目的とするとこ
ろは、電子部品の各導体パターンとの接続の信頼性が高
く、かつ安価に仕上げることのできる電子部品搭載装置
を簡単な構成によって提供することにある。また、第二
請求項に係る発明の目的とするところは、前述のような
電子部品搭載装置を確実かつ容易に製造することのでき
る方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 以上の課題を解決するために、第一請求項に係る発明
の採った手段は、実施例において使用する符号を付して
説明すると、 「半導体素子等の電子部品（20）をプリント配線板
（10）上の導体パターン（20）に電気的に接続すること
により構成した電子部品搭載装置において、 プリント配線板（10）を、導体パターン（20）が形成
されるべき基材（11）と、これと一体的に接続されて電
子部品（20）が固着されるダイボンド部（13）と、基材
（11）に形成されて電子部品（30）の各接触端子（31）
を露出させる開口（14）と、この開口（14）に内端が臨
んで外端が外部接続端子となる各々独立した導体パター
ン（20）とにより構成して、 各導体パターン（20）の内端部と、ダイボンド部（1
3）に固着した電子部品（30）の接続端子（31）とに、
これらを電気的に接続するメッキ接続部（40）を形成し
たことを特徴とする電子部品搭載装置（100）」であ
る。

すなわち、この発明に係る電子部品搭載装置（100）
は、プリント配線板（10）上に形成した各導体パターン
（20）の内端部と、電子部品（30）側の各接続端子（3
1）とをメッキ接続部（40）によって包んだ状態にした
ものであり、これにより電子部品（30）の各接続端子
（31）と導体パターン（20）とを電気的に接続したもの
である。

また、第二請求項に係る発明の採った手段は、同様
に、 「次の各工程を含んで、前記第一請求項に記載の電子
部品搭載装置（100）を製造する方法。

（イ）基材（11）に、複数の開口（14）を形成する工
程； （ロ）このようにした基材（11）に、少なくともその内
端が各開口（14）に臨む多数の導体パターン（20を成形
してプリント配線板（10）とする工程； （ハ）ダイボンド部（13）に電子部品（30）を固着し
て、その各接続端子（31）を各導体パターン（20）にそ
れぞれ対応して接触若しくは近接させる工程； （ニ）このように電子部品（20）を固着したプリント配
線板（10）の所定位置にメッキを施すことにより、少な
くとも各導体パターン（20）の内端部と電子部品（30）
の各接続端子（31）とに、これらを電気的に接続するメ
ッキ接続部（40）を形成する工程」である。

すなわち、この製造方法において重要なことは、プリ
ント配線板（10）を構成する基材（11）に開口（14）を
形成しておくことである。この開口（14）は、電子部品
（30）をダイボンド部（13）に固着したとき、プリント
配線板（10）上の各導体パターン（20）の内端部と電子
部品（30）の各接続端子（31）とを十分露出させるもの
であり、この露出した導体パターン（20）の内端部と、
電子部品（30）の各接続端子（31）とに、これらを電気
的に接続するメッキ接続部（40）をメッキにより形成し
得るようにするためのものである。そして、各導体パタ
ーン（20）の内端部と電子部品（30）の各接続端子（3
1）とにメッキを施すことにより、プリント配線板（1
0）や電子部品（30）に熱圧着のような熱と力を加えな
いようにしながら、これらを電気的に一体化するメッキ
接続部（40）を形成するのがこの発明に係る製造方法な
のである。

（発明の作用） まず、第一請求項に係る電子部品搭載装置（100）に
おいては、そのプリント配線板（10）上の各導体パター
ン（20）の内端部と電子部品（30）の各接続端子（31）
とが、それぞれの表面から成長していったメッキ接続部
（40）によって言わば包み込まれた状態になっており、
これにより、各導体パターン（20）と電子部品（30）の
接続端子（31）とはこのメッキ接続部（40）を介して電
気的な接続が確実に行われているのである。特に、この
メッキ接続部（40）は、メッキによって言わば静的な状
態で形成したものであるから、プリント配線板（10）の
基材（11）として、従来のような200℃以上の熱圧着に
よる接続に十分耐え得るような高価な材料を使用する必
要がなくなっており、安価な設備で連続的に行うことも
でき、これにより電子部品搭載装置（100）全体として
みた場合、そのコストの低減が図られているのである。
また、このメッキ接続部（40）は、何等の物理的力を加
えることなく形成されたものであるから、従来の熱圧着
とは異なって、特に各導体パターン（20）の内端部には
それまで殆ど力が加えられていないものであり、各導体
パターン（20）の内端が電子部品（30）の熱圧着の圧力
により各接続端子（31）からズレたり応力を内在し接続
信頼性を低下させることもないのである。

また、メッキ接続部（40）は、プリント配線板（10）
に開口（14）を積極的に形成して、この開口（14）から
プリント配線板（10）上の導体パターン（20）の内端部
と電子部品（30）の各接続端子（31）とを露出させるよ
うにし、この露出した導体パターン（20）と電子部品
（30）の接続端子（31）とにメッキによって形成したも
のであるから、十分に成長したものとなっているのであ
る。すなわち、メッキ接続部（40）を形成するためのメ
ッキ液が各開口（14）から必要部分に十分浸透するもの
であり、そのような構成をこの電子部品搭載装置（10
0）を有しているのである。

第二請求項に係る発明においては、その実施例におい
て使用するメッキ液槽等のメッキ設備を初めとして、電
子部品搭載装置（100）の製造において配線基板が従来
より使用している設備をそのまま利用して電子部品の電
極の表面処理と、配線板の電極の表面処理と、さらにそ
の電気的接続を同時に実施することが十分可能であり、
前述の電子部品搭載装置（100）を安価かつ確実に製造
し得るものとなっているのである。

つまり、本発明に係る製造方法においては、まず従来
所謂デバイス穴として基材（11）に形成していた穴を開
口（14）に代えて形成すればよいものであり、メッキ接
続部（40）の形成も各導体パターン（20）の表面を保護
するためのメッキ槽（24）と同時にかつ同一メッキ液に
より形成し得るものであるから、全体として非常に簡単
な工程の組み合せとなっているのである。また、このメ
ッキの種類は、必要に応じた価格、融点、耐蝕性のある
ニッケル、金、半田、スズのような金属を選ぶことがで
きる。

また、この製造方法においては、各導体パターン（2
0）の内端部と電子部品（30）の各接続端子（31）とを
十分露出させるための開口（14）を基材（11）に形成し
てから、メッキ接続部（40）を形成するようにしている
ため、このメッキ接続部（40）は開口（14）から十分に
供給されるメッキ液によって確実に成長しやすい。また
電流密度の集中しやすい構成としたものとなっているの
である。

（実施例） 以上の各発明に係る電子部品搭載装置（100）及びそ
の製造方法は、図面に示した実施例について以下に説明
するが、その説明の都合上電子部品搭載装置（100）の
製造方法を中心としながら併せて電子部品搭載装置（10
0）自体を順次説明していく。

まず、電子部品搭載装置（100）を製造するために
は、第２図及び第３図に示すように、プリント配線板
（10）を構成する基材（11）に開口（14）を形成して、
各橋架部（12）によって基材（11）と一体的に接続され
るダイボンド部（13）を形成するのである。特に開口
（14）は、各導体パターン（20）の内端と電子部品（3
0）の各接続端子（31）とにメッキ接続部（40）をメッ
キによって形成する場合に重要なものとなるものであ
り、第２図に示した実施例においては、各導体パターン
（20）のインナーリード部（21）の先端に位置する基材
（11）の部分に形成するのである。勿論、各橋架部（1
2）は、ダイボンド部（13）が基材（11）から離れない
ようにするものであり、かつダイボンド部（13）の電子
部品（30）が搭載されるべき面と各導体パターン（20）
の面とを略一致させるためのものである。なお、本実施
例においては、各導体パターン（20）の外部接続端子と
なるべきアウターリード部（22）を基材（11）から独立
させるために、これに対応する基材（11）に切除開口
（15）が形成してあり、電子部品搭載装置（100）とし
て完成後にはこの切除開口（15）の適宜部分にその外側
に位置する基材（11）及び各導体パターン（20）が切除
されるものである。

第６図には他の実施例に係る電子部品搭載装置（10
0）が示してあるが、この電子部品搭載装置（100）にお
いては、その基材（11）の略中央部に一つの開口（14）
を形成するとともに、この開口（14）の周囲に位置する
基材（11）をダイボンド部（13）としたものである。す
なわち、この第６図に示した電子部品搭載装置（100）
においては、電子部品（30）をその外周部にて基材（1
1）上に搭載するように、ダイボンド部（13）及び開口
（14）が形成されるのである。従って、この実施例にお
ける基材（11）にあっては、各橋架部（12）は形成され
ない。

各開口（14）を基材（11）に形成するには、基材（1
1）が所謂キャリアテープによって形成されている場合
には、パンチング加工によればよく、基材（11）が所謂
リジッド基材の場合には切削加工（ザグリ加工）によっ
て行えばよいものである。更に、基材（11）がセラミッ
クを材料として形成したものであれば、これら各開口
（14）は、その生成形体に予め形成しておけばよいもの
である。

次に、この基材（11）上に各導体パターン（20）を形
成することにプリント配線板（10）とするのであるが、
各導体パターン（20）は、第２図及び第３図に示した実
施例においては、基材（11）に接着材（23）を介して貼
着した金属箔に所定のエッチング処理を施す常法により
形成される。勿論、これら各導体パターン（20）として
は、所謂リードフレームを採用して構成して実施しても
よく、またセラミック基板上にスクリーン印刷や、スパ
ッター等によるメタライズ法によって形成して実施して
もよいものである。これら各導体パターン（20）を構成
する上で重要なことは、その内端部が基材（11）側の各
開口（14）に近接するか（第２図に示した場合）、ある
いは各開口（14）内に僅かに突出するように（第６図に
示す実施例の場合）することである。この場合、第６図
に示したように、各導体パターン（20）の内端部をダイ
ボンド部（13）に搭載される電子部品（30）の各接続端
子（31）に向かうように折曲するようにして実施する
と、これに形成されるメッキ接続部（40）による導体パ
ターン（20）と電子部品（30）との電気的接続をより一
層良好なものとすることができるものである。

なお、第２図に示したプリント配線板（10）における
各導体パターン（20）は、電子部品（30）の各接続端子
（31）に接続されるインナーリード部（21）と、このイ
ンナーリード部（21）と一体的で電子部品搭載装置（10
0）として完成されたとき、この電子部品搭載装置（10
0）の外部接続端子となるアウターリード部（22）から
なるものであり、このアウターリード部（22）はダイボ
ンド部（13）の外側に位置する基材（11）に形成した切
除開口（15）上を橋架されるものである。

以上のように形成したプリント配線板（10）のダイボ
ンド部（13）に対して接着材（32）を介して電子部品
（30）が固着されるのであるが、第２図に示した実施例
においては電子部品（30）の中央部下面にダイボンド部
（13）がくるのであり、第６図に示した実施例において
は電子部品（30）の周囲の下側にダイボンド部（13）が
くるのである。これにより、電子部品（30）の各接続端
子（31）がプリント配線板（10）に形成した各導体パタ
ーン（20）の内端部に近接するか、あるいは当接するこ
とになり、電子部品（30）が接着材（32）を介して基材
（11）側のダイボンド部（13）に貼着されていることに
より、その状態が維持されるのである。

このように電子部品（30）を貼着して固定したプリン
ト配線板（10）をメッキ液槽内に浸漬するか、あるいは
部分的なメッキを行うスパージャーメッキ法を採用する
ことにより、少なくとも各導体パターン（20）の内端部
と電子部品（30）の各接続端子（31）とを包む状態でメ
ッキ接続部（40）を形成するのである。第５図に示した
実施例は、メッキ液槽内にプリント配線板（10）全体を
浸漬することによりメッキ接続部（40）を形成したもの
であるが、この場合には導体パターン（20）と電子部品
（30）の接続端子（31）とを接続固定するメッキ接続部
（40）の形成と同時に、各導体パターン（20）のアウタ
ーリード部（22）の表面に必要なメッキ槽（24）をも形
成したものである。このメッキ層（24）を必要としない
場合には、第６図に示した実施例におけるように、必要
な箇所にのみメッキ接続部（40）を形成するようにすれ
ばよいものである。なお、メッキ層（24）やメッキ接続
部（40）等の具体的な材料としては、スズあるいはハン
ダである。

以上のようにして、第１図または第６図に示した電子
部品搭載装置（100）が形成されるのであるが、第１図
に示した電子部品搭載装置（100）においては、電子部
品（30）の周囲に位置するプリント配線板（10）上にソ
ルダーマスクが形成してある。このソルダーマスクは必
要のないとこにはメッキをつけず、かつ、導電性の異物
によるリード間のショートを防ぐためのものであるが、
第５図に示したように、必ずしも必要なものではない。

また、第２図に示したプリント配線板（10）において
は、各導体パターン（20）のアウターリード部（22）の
外端部に膨出部分を形成しておき、これを各導体パター
ン（20）による電気的接続をチェックするためのチェッ
クパッド（25）としてある。なお、第２図中の符号（2
6）は、各導体パターン（20）のインナーリード部（2
1）に対する位置決めを行うためのアライメントフィン
ガーを示している。

（発明の効果） 以上説明した通り、まず第一請求項に係る発明におい
ては、 「半導体素子等の電子部品（20）をプリント配線板
（10）上の導体パターン（20）に電気的に接続すること
により構成した電子部品搭載装置において、 プリント配線板（10）を、導体パターン（20）が形成
されるべき基材（11）と、これと一体的に接続されて電
子部品（20）が固着されるダイボンド部（13）と、基材
（11）に形成されて電子部品（30）の各接触端子（31）
を露出させる開口（14）と、この開口（14）に内端が臨
んで外端が外部接続端子となる各々独立した導体パター
ン（20）とにより構成して、 各導体パターン（20）の内端部と、ダイボンド部（1
3）に固着した電子部品（30）の接続端子（31）とに、
これらを電気的に接続するメッキ接続部（40）を形成し
たこと」 にその構成上の特徴があり、これにより、電子部品と各
導体パターンとの接続の広い面積で接続するため又メッ
キにより構造的にも固定されるため信頼性が高く、かつ
安価に仕上げることのできる電子部品搭載装置を簡単な
構成によって提供することができるのである。

すなわち、この発明に係る電子部品搭載装置（100）
によれば、各導体パターン（20）の電子部品（30）と接
続端子（31）とがメッキ接続部（40）によって固着され
ているから、その電気的接続の信頼性を高いものとする
ことができるだけでなく、頭初に述べた従来の熱圧着に
よる接続のような種々な問題を生じさせることがなく、
また全体のコストを低減することができるのである。

また、第二請求項に係る発明によれば、前述したよう
な効果を有する電子部品搭載装置（100）を、従来設備
をそのまま使用しながら確実かつ容易に製造することが
できるのであり、電子部品搭載装置（100）を安価に製
造することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子部品搭載装置の部分拡大断面
図、第２図はこの電子部品搭載装置に使用するプリント
配線板の平面図、第３図〜第５図はこの電子部品搭載装
置を製造する工程を順を追って示す部分断面図、第６図
は他の実施例に係る電子部品搭載装置の部分拡大断面
図、第７図は従来の電子部品搭載装置の構成と方法を示
す断面図である。 符号の説明 100……電子部品搭載装置、10……プリント配線板、11
……基材、13……ダイボンド部、14……開口、20……導
体パターン、30……電子部品、31……接続端子、40……
メッキ接続部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/60 311

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体素子等の電子部品をプリント配線板
   上の導体パターンに電気的に接続することにより構成し
   た電子部品搭載装置において、 前記プリント配線板を、前記導体パターンが形成される
   べき基材と、これと一体的に接続されて前記電子部品が
   固着されるダイボンド部と、前記基材に形成されて前記
   電子部品の各接触端子を露出させる開口と、この開口に
   内端が臨んで外端が外部接続端子となる各々独立した前
   記導体パターンとにより構成して、 前記各導体パターンの内端部と、前記ダイボンド部に固
   着した電子部品の接続端子とに、これらを電気的に接続
   するメッキ接続部を形成したことを特徴とする電子部品
   搭載装置。
2. 【請求項２】次の各工程を含んで、前記第一請求項に記
   載の電子部品搭載装置を製造する方法。 （イ）基材に、複数の開口を形成する工程； （ロ）このようにした基材に、少なくともその内端が前
   記各開口に臨む多数の導体パターンを成形してプリント
   配線板とする工程； （ハ）前記ダイボンド部に電子部品を固着して、その各
   接続端子を前記各導体パターンにそれぞれ対応して接触
   若しくは近接させる工程； （ニ）このように電子部品を固着したプリント配線板の
   所定位置にメッキを施すことにより、少なくとも前記各
   導体パターンの内端部と電子部品の各接続端子とに、こ
   れらを電気的に接続するメッキ接続部を形成する工程。