JP3002573B2 - 半導体回路素子の実装構造 - Google Patents

半導体回路素子の実装構造

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JP3002573B2
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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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
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3421Leaded components

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体回路素子をプリ
ント基板等に実装する構造に係り、特に、半導体回路素
子を安定に高速動作させることができる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えばSOP(スモール アウト
ライン パッケージ(Small Outline Package))、QFP
(クウォド フラット パッケージ(Quad Flat Packag
e))等のパッケージを有する半導体回路素子は、例え
ば、特開昭63−284892号公報に記載されている
ように、プリント基板上に形成した配線パターン上に該
半導体回路素子のリードを半田付けにより接続して実装
するのが一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、プ
リント基板の配線パターンに公知のマイクロストリップ
ラインやストリップラインを用いて特性インピーダンス
を制御する場合でも、半導体回路素子のリードとプリン
ト基板の配線パターンとの間に特性インピーダンスの不
連続点を生じ、また、リードがグランドプレーンから遠
くなるために、リードのインダクタンスが高く、リード
間結合が密になる結果として、信号の反射、リンギン
グ、漏話雑音等により波形歪を発生させる。特に、高速
で動作する半導体回路素子では、このような波形歪によ
り素子の誤動作、不安定動作を引き起こすという問題が
あった。近年、種々の電子機器の高機能化に伴い、信号
処理速度は高速化しており、半導体回路素子を高速に動
作させる必要性が増加しているので、この問題は重要で
ある。
【0004】また、特開昭63−149540号公報、
特開平2−291140号公報、特開平2−36066
号公報、特開平2−47052号公報には、上記の問題
を解決するための技術が開示されている。しかし、これ
らは、パッケージを有する半導体回路素子、またはプリ
ント基板自体に、絶縁層を介して遮蔽用の導体層、シー
ルドカバー、あるいは導電性の電磁シールド層を一体的
に設けたものである。したがって、半導体回路素子のリ
ードの特性インピーダンスとプリント基板の配線パター
ンの特性インピーダンスとをマッチングさせることがで
きず、半導体回路素子のリードまたはプリント基板の配
線パターンの特性インピーダンスに合わせてプリント基
板または半導体回路素子を作製する必要があった。
【0005】本発明の目的は、上記の信号の反射、リン
ギング、漏話雑音等に起因する波形歪や素子の誤動作を
抑制することができ、半導体回路素子を安定に高速動作
させることができる半導体回路素子の実装構造を提供す
ることがある。
【0006】また、本発明の他の目的は、種々の半導体
回路素子のリードの特性インピーダンスとプリント基板
の配線パターンの特性インピーダンスとを容易にマッチ
ングさせることができる半導体回路素子の実装構造を提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、上記半導体回路素子のリード部の上面、
下面の少なくとも一方に、絶縁層と導体層の少なくとも
2層からなる別部材のサブ・グランドプレーン構造体
を、上記絶縁層が上記リード部に接触するように設け、
かつ上記導電層を上記プリント基板のグランドプレーン
に電気的に接続することを特徴とする。
【0008】また、上記サブ・グランドプレーン構造体
が、第1の絶縁層/導体層/第2の絶縁層の少なくとも
3層からなり、上記絶縁層の一方を上記リードに接触す
るように設けたことを特徴とする。
【0009】また、上記リード部に接触しない方の上記
絶縁層を上記導体層を酸化して形成することを特徴とす
る。
【0010】また、上記サブ・グランドプレーン構造体
、フィルム状の柔軟な上記第1および第2の絶縁層で
薄い上記導体層を挾み込んだ柔軟な構造からなることを
特徴とする。
【0011】さらに、上記サブ・グランドプレーン構造
体の上記導電層を例えば、サブ・グランドプレーン構造
体の4隅で該半田付けにより上記プリント基板のグラン
ドプレーンに接続することを特徴とする。
【0012】
【作用】本発明では、別部材のサブ・グランドプレーン
構造体を半導体回路素子のリードに設け、該サブ・グラ
ンドプレーン構造体の導電層をプリント基板のグランド
プレーンに接続することにより、リードの上面または下
面に絶縁層を挾んでサブ・グランドプレーンを形成する
ことができるので、リードは、擬似的にマイクロストリ
ップ構造となる。また、該サブ・グランドプレーン構造
体の絶縁層の厚さを調整することにより、半導体回路素
子のリードの特性インピーダンスとプリント基板の配線
パターンの特性インピーダンスとを容易にマッチングさ
せることができ、特性インピーダンスの不連続点を解消
することができる。また、リードの近傍にサブ・グラン
ドプレーンが形成されるので、リードのインダクタンス
が減少し、かつ、半導体回路素子のリード部の電気力線
が他の半導体回路素子に行かないで、サブ・グランドプ
レーン構造体の導体層の方に引き寄せられるので(図3
(b)から図3(a)に示すようになる)、リード間の
結合も弱まり、信号の反射、リンギング、漏話雑音を減
少させることができる。これらの結果、信号の波形歪を
抑制することができるため、半導体回路素子の誤動作を
抑制し、半導体回路素子を安定に、かつ高速に動作させ
ることができる。さらに、半導体回路素子のリード部が
サブ・グランドプレーン構造体で遮蔽されるため、電磁
妨害波の放射、混入を抑制することができる。
【0013】
【実施例】実施例1 図1は、本発明の第1の実施例を示す斜視図、図2は、
図1のA−A′断面図、図3は、本実施例の効果を従来
技術と比較して示す断面図である。
【0014】1はプリント基板、2は半導体回路素子、
3は半導体回路素子1のリード、4(図2)はプリント
基板2の配線パターン、5はプリント基板2のグランド
プレーン、6はサブ・グランドプレーン構造体、7はポ
リイミド等からなる第1の絶縁層、8は銅、アルミニウ
ム、銀等からなる導体層、9はポリイミド等からなる第
2の絶縁層、10(図1)はサブ・グランドプレーン構
造体6の導体層8をプリント基板1のグランドプレーン
5に電気的に接続するためにサブ・グランドプレーン構
造体6の4隅に設けた半田付け接続部、tは第1の絶縁
層7の厚さ、11(図3)は半導体回路素子2、2′か
ら発生する電気力線である。
【0015】半導体回路素子2のリード3は、プリント
基板1上に形成された配線パターン4に半田付けにより
接続されている。半導体回路素子2のリード3には、第
1の絶縁層7/導体層8/第2の絶縁層9の3層からな
るサブ・グランドプレーン構造体6が被せてあり、サブ
・グランドプレーン構造体6の導電層8は半田付け接続
部10によりプリント基板1のグランドプレーン5に電
気的に接続されているので、リード3の上側に第1の絶
縁層7を介して導体層8によりサブ・グランドプレーン
が形成されるため、リード3は擬似的にマイクロストリ
ップ構造となる。また、サブ・グランドプレーン構造体
6の第1の絶縁層7の厚さを調整することにより、半導
体回路素子2のリード3の特性インピーダンスとプリン
ト基板1の配線パターン4の特性インピーダンスとを容
易にマッチングさせることができ、特性インピーダンス
の不連続点を解消することができる。また、リード3の
近傍にサブ・グランドプレーンが形成されるので、リー
ド3のインダクタンスが減少し、かつ、図3(b)に示
すように、半導体回路素子2のリード3の電気力線が他
の半導体回路素子3′に行かないで、図3(a)に示す
ように、サブ・グランドプレーン構造体6の導体層8の
方に引き寄せられるので、リード間の結合も弱まり、信
号の反射、リンギング、漏話雑音を減少させることがで
きる。これらの結果、信号の波形歪を抑制することがで
きるため、半導体回路素子の誤動作、不安定動作を抑制
し、半導体回路素子を安定に、かつ高速に動作させるこ
とができる。さらに、半導体回路素子2のリード3がサ
ブ・グランドプレーン構造体6で遮蔽されるため、電磁
妨害波の放射、混入を抑制する効果があることは言うま
でもない。
【0016】実施例2 図4は、本発明の第2の実施例を示す図2と同様の断面
図である。
【0017】本実施例のサブ・グランドプレーン構造体
6では、ポリイミド等からなる第1の絶縁層7上に銅、
アルミニウム、銀等からなる導体層8が形成され、その
上にこの導体層8の表面の酸化処理により該導体層の酸
化被膜9′が形成されている。この酸化被膜9′は、絶
縁層(第2の絶縁層)の役目を果たす。本実施例におい
ても、実施例1と同様の効果を有することは言うまでも
ない。
【0018】実施例3 図5は、本発明の第3の実施例を示す斜視図、図6は、
図5のB−B′断面図である。
【0019】本実施例のサブ・グランドプレーン構造体
6は、銅、アルミニウム、銀等の薄い導体層80をポリ
イミドフィルム、ポリエステルフィルム等からなる柔軟
な絶縁フィルム70、90により挾み込んだ構造となっ
ている。すなわち、サブ・グランドプレーン構造体6を
柔軟な構造とすることができるため、種々の形状、構造
の半導体回路素子にサブ・グランドプレーン構造体6を
適用することができる。本実施例においても、実施例
1、2と同様の効果を有することは言うまでもない。
【0020】以上本発明を実施例に基づいて具体的に説
明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。例えば、上記実施例では、図
1、図5に示したように、ロ字形状のサブ・グランドプ
レーン構造体6を半導体回路素子2の本体を除くリード
部に被せたが、本体も覆うような四角形状のサブ・グラ
ンドプレーン構造体を被せてもよい。なお、本体も覆う
場合、本体上の絶縁層を除去し、導電層を露出すること
により、半導体回路素子2の放熱効果を得るようにして
もよい。また、リード部の存在しない四隅を除去した十
字形状のサブ・グランドプレーン構造体を用いて該リー
ド部だけ被せるようにしてもよい。さらに、上記実施例
では、リード部の上面のみにサブ・グランドプレーン構
造体6を被せたが、リード部の下面にも同様のサブ・グ
ランドプレーン構造体を設けてもよい。また、導電層
8、80上のリード3に接触しない絶縁層9、9′、9
0を設けなくてもよい。さらに、上記実施例では、サブ
・グランドプレーン構造体6の導電層8、80をプリン
ト基板1のグランドプレーン5に接続するのに、半田付
けを用いたが、導電ゴム、スポット溶接等、種々の電気
的接続手段を用いることができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、安定に、かつ高速
に動作する半導体回路素子を提供することができる。ま
た、半導体回路素子のリードの特性インピーダンスとプ
リント基板の配線パターンの特性インピーダンスとを容
易にマッチングさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す斜視図である。
【図2】図1のA−A′断面図である。
【図3】本実施例の効果を従来技術と比較して示す断面
図である。
【図4】本発明の第2の実施例を示す図2と同様の断面
図である。
【図5】本発明の第3の実施例を示す斜視図である。
【図6】図5のB−B′断面図である。
【符号の説明】
1…プリント基板、2…半導体回路素子、3…リード、
4…配線パターン、5…グランドプレーン、6…サブ・
グランドプレーン構造体、7…第1の絶縁層、8…導体
層、9…第2の絶縁層、9′…酸化被膜10…半田付け
接続部、t…厚さ、11…電気力線、70、80…絶縁
フィルム。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体回路素子をプリント基板に実装する
    構造において、上記半導体回路素子のリード部の上面、
    下面の少なくとも一方に、絶縁層と導体層の少なくとも
    2層からなる別部材のサブ・グランドプレーン構造体
    を、上記絶縁層が上記リード部に接触するように設け、
    かつ上記導電層を上記プリント基板のグランドプレーン
    に電気的に接続することを特徴とする半導体回路素子の
    実装構造
  2. 【請求項2】上記サブ・グランドプレーン構造体が、第
    1の絶縁層/導体層/第2の絶縁層の少なくとも3層か
    らなり、上記絶縁層の一方を上記リードに接触するよう
    に設けたことを特徴とする請求項1記載の半導体回路素
    子の実装構造
  3. 【請求項3】上記リード部に接触しない方の上記絶縁層
    を上記導体層を酸化して形成したことを特徴とする請求
    項2記載の半導体回路素子の実装構造
  4. 【請求項4】上記サブ・グランドプレーン構造体が、フ
    ィルム状の柔軟な上記第1および第2の絶縁層で薄い上
    記導体層を挾み込んだ柔軟な構造からなることを特徴と
    する請求項2記載の半導体回路素子の実装構造
  5. 【請求項5】上記サブ・グランドプレーン構造体の上記
    導電層を半田付けにより上記プリント基板のグランドプ
    レーンに電気的に接続したことを特徴とする請求項1、
    2、3または4記載の半導体回路素子の実装構造
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