JP6079526B2 - 電子部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ホール素子を内蔵する本体部と、本体部から高さ方向に延びた３本以上のリードと、を備える電子素子を含む電子部品の製造方法に関するものである。

従来、例えば特許文献１に示されるように、半導体素子を内部に封止した半導体パッケージ本体と、半導体パッケージ本体を支持する複数のリードと、を備える半導体装置が提案されている。半導体パッケージ本体の側面が基板の実装面と対向するように縦型に実装され、複数のリードが側面から延びている。そして複数のリードには半導体パッケージ本体の表面側、裏面側に折り曲げられた第１の屈曲部が形成されている。これら複数の第１の屈曲部は基板の実装面において千鳥配置とされている。

特開平９−８２８７２号公報

上記したように従来技術では、複数のリードが半導体パッケージ本体の表面側、裏面側に折り曲げられた第１の屈曲部を有し、複数の第１の屈曲部が千鳥配置とされている。このようにリードを千鳥配置とする場合、あらかじめリードを切断することで第１の屈曲部の長さを調整した後、リードを屈曲させる。例えば、リードを屈曲させる一方向（半導体パッケージ本体の表面側から裏面側）に切断装置を動かしてリードの先端を切断した後、リードを屈曲させることで、第１の屈曲部を千鳥配置とする。しかしながらこの製造方法の場合、複数の第１の屈曲部の先端に生じるバリの一部は半導体パッケージ本体側に向き、他のバリは反対側（基板側）を向く。したがって半田を介して第１の屈曲部を基板に接合する際、バリのために半導体パッケージ本体が傾く虞がある。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、バリによって半導体パッケージ本体が傾くことが抑制された電子素子を含む電子部品の製造方法を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明は、電子素子（１００）と、母板（２００）と、電子素子と母板とを接合する半田（３００）と、を有する電子部品の製造方法であって、
電子素子は、ホール素子を内蔵する本体部（１０）と、本体部から高さ方向に延び、高さ方向に直交する横方向に並ぶ３本以上のリード（３０）と、を有し、半田を介して母板に接合されるものであり、
電子素子を製造する工程として、
半田との接合面積を確保するべく、リードを、本体部から離れるように延びた足部（３１）と、足部の端部から足部と交差するように延びた支え部（３２）と、を有する形状に屈曲する屈曲工程と、
屈曲工程後、半田との接合面積を調整するべく、支え部の先端を切断装置によって切断することで、支え部の長さを調整する切断工程と、を有し、
屈曲工程において、横方向にて互いに隣り合うリードそれぞれの支え部の先端が、横方向と高さ方向それぞれに直交する縦方向にて反対方向を向くようにリードを屈曲させることで、複数の支え部を、横方向と縦方向とによって規定される規定平面において千鳥配置とし、
切断工程において、高さ方向に沿って、支え部から本体部に近づく方向に切断装置を動かして支え部の先端を切断することで、３本以上のリードそれぞれの支え部の先端に生じるバリ（３３）を、本体部側に向けるものであり、
さらに、屈曲工程後、溶融した半田を母板に塗布し、溶融した半田に電子素子の支え部を付着させることで母板に電子素子を搭載する搭載工程と、
搭載工程後、溶融した半田を固めるべく、電子素子が搭載された母板を炉に搬送する搬送工程と、を有し、
搬送工程において、搬送によって本体部に作用する搬送応力と、本体部の自重と、から成る合成応力が本体部の重心（ＣＧ）に作用し、
切断工程において、本体部の重心に作用する合成応力が、複数の支え部の先端および支え部と足部の連結端を結んで成る搭載面（３２ａ）と交差するように、支え部の先端を切断することを特徴とする。

例えば、縦方向に切断装置を動かしてリード（３０）の先端を切断した後、リード（３０）を足部（３１）と支え部（３２）とを有する形状に屈曲し、支え部（３２）を規定平面において千鳥配置とする製造方法では、以下に示す不具合が生じる。すなわち、複数の支え部（３２）の先端に生じるバリ（３３）の一部が本体部（１０）側に向き、他のバリ（３３）が反対側（母板（２００）側）を向く。そのために半田（３００）を介して支え部（３２）を母板（２００）に接合する際、バリ（３３）のために本体部（１０）が傾く虞がある。

これに対して本発明では、規定平面において支え部（３２）が千鳥配置となるようにリード（３０）を屈曲した後、本体部（１０）に近づく方向に切断装置を動かして支え部（３２）の先端を切断する。こうすることで複数の支え部（３２）の先端に生じる全てのバリ（３３）を本体部（１０）側に向けている。したがって、上記比較構成とは異なり、バリ（３３）のために本体部（１０）が傾くことが抑制され、ホール素子を透過する磁束がずれることが抑制される。

切断工程において、横方向で隣り合う支え部の長さが互いに等しくなるように、支え部の先端を切断する。

支え部（３２）を溶融した半田（３００）に付着させた際、半田（３００）が支え部（３２）に濡れ広がり、それに応じた応力（以下、濡れ応力と示す）が支え部（３２）に作用する。上記したように、支え部（３２）は規定平面にて千鳥配置とされているが、横方向において隣接する支え部（３２）では上記した濡れ応力は相殺される。しかしながら横方向において隣接する支え部（３２）の縦方向の長さが異なる場合、その異なる箇所に生じる濡れ応力は相殺されない。そのため、この濡れ応力によって電子素子（１００）の母板（２００）への配置がずれる虞がある。これに対して上記したように、横方向で隣り合う支え部（３２）の長さが互いに等しくなっている。これにより、濡れ応力によって電子素子（１００）の母板（２００）への配置がずれることが抑制され、ホール素子を透過する磁束がずれることが抑制される。

ホール素子は、縦方向に沿う磁束を電気信号に変換する。

上記したように、バリ（３３）のために本体部（１０）が傾くことが抑制されている。したがって、本体部（１０）の傾きによって、ホール素子を縦方向に貫く磁束が変動することが抑制される。

なお、特許請求の範囲に記載の請求項、および、課題を解決するための手段それぞれに記載の要素に括弧付きで符号をつけているが、この括弧付きの符号は実施形態に記載の各構成要素との対応関係を簡易的に示すためのものであり、実施形態に記載の要素そのものを必ずしも示しているわけではない。括弧付きの符号の記載は、いたずらに特許請求の範囲を狭めるものではない。

電子部品の概略構成を示す斜視図である。 図１に示す電子部品に含まれる電子素子の概略構成を示す斜視図である。 電子素子の製造方法における、準備工程を示す正面図である。 図３に示す電子素子の側面を示す側面図である。 電子素子の製造方法における、屈曲工程を示す正面図である。 図５に示す電子素子の側面を示す側面図である。 電子素子の製造方法における、切断工程を示す正面図である。 図７に示す電子素子の側面を示す側面図である。 電子部品の製造方法における、搭載工程を示す断面図である。 電子部品の製造方法における、搬送工程を示す断面図である。 搭載面を説明するための斜視図である。 搭載面と合成応力の関係を説明するための断面図である。 比較素子の製造方法における、切断工程を示す正面図である。 図１３に示す比較素子の側面を示す側面図である。 比較素子の製造方法における、屈曲工程を示す正面図である。 図１５に示す比較素子の側面を示す側面図である。 濡れ応力を説明するための上面図である。 電子素子の変形例を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図１７に基づいて、本実施形態に係る電子素子の製造方法、および、その電子素子を含む電子部品の製造方法を説明する。図１では半田３００を省略し、図２では半導体チップ１１を破線で示している。そして図９，１０，１２では母板２００と半田３００のみを断面で示し、電子素子１００は側面を示している。

以下においては、互いに直交の関係にある３方向を、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と示す。ｘ方向が特許請求の範囲に記載の横方向に相当し、ｙ方向が特許請求の範囲に記載の縦方向に相当し、ｚ方向が特許請求の範囲に記載の高さ方向に相当する。また、ｘ方向とｙ方向とによって規定される平面が特許請求の範囲に記載の規定平面に相当し、本実施形態でもこの平面を規定平面と記す。

図１および図９に示すように、電子部品４００は、電子素子１００と、母板２００と、半田３００と、を有する。母板２００にはリードを挿入するためのスルーホールや、リードを半田３００にて接合するためのパッドが形成されている。電子素子１００は本体部１０と、本体部１０から延びたリード３０と、を有し、このリード３０が半田３００を介して母板２００に電気的および機械的に接続される。こうすることで、電子素子１００が母板２００に電気的および機械的に接続される。なお図１に示すように、母板２００には上記した電子素子１００の他にもコンデンサなどの受動素子が搭載される。

図２に示すように、電子素子１００は本体部１０とリード３０を有する。そして本体部１０はホール素子の形成された半導体チップ１１と、半導体チップ１１を被覆保護する樹脂パッケージ１２と、を有する。このように半導体チップ１１は樹脂パッケージ１２に内蔵されており、図２に破線で示すように平板状を成している。そして半導体チップ１１に形成されたホール素子は、半導体チップ１１の厚さ方向に貫く磁束（図２に示す実線矢印であり、ｙ方向に沿う磁束）を電気信号に変換する性質を有する。

リード３０は半導体チップ１１と母板２００との電気的および機械的な接続を中継するものである。図２に示すようにリード３０の一部が樹脂パッケージ１２によって被覆保護され、樹脂パッケージ１２から外部に露出された部位が屈曲され略Ｌ字を成している。詳しく言えば、リード３０は本体部１０から離れるように延びた足部３１と、足部３１の端部から足部３１と交差するように延びた支え部３２と、を有する形状を成している。本実施形態では３本のリード３０が本体部１０の底部から外部に露出されており、ｘ方向に等間隔で並んでいる。そして、ｘ方向にて互いに隣り合うリード３０それぞれの支え部３２の先端がｙ方向にて反対方向を向いている。これによって複数の支え部３２は規定平面において千鳥配置とされている。またｘ方向で隣り合う支え部３２のｙ方向の長さが互いに等しくなっており、支え部３２は一回屈曲され、ｙ方向とｚ方向とによって規定される平面での断面形状がくの字状を成している。そしてｚ方向に沿って足部３１を貫く基準線ＢＬ（図６に示す二点鎖線）と、足部３１と支え部３１との連結端から支え部３２の先端に向かう傾斜線ＴＬ（図６に示す一点鎖線）の成す角度が、７０°となっている。

次に、本実施形態に係る電子素子１００の製造方法を説明する。先ず図３および図４に示すように、樹脂パッケージ１２によって半導体チップ１１とリード３０とが被覆保護された素子を準備する。以上が準備工程である。

準備工程後、図５および図６に示すように、半田３００との接合面積を確保するべく、リード３０を足部３１と支え部３２とを有する形状に屈曲する。この際、ｘ方向にて互いに隣り合うリード３０それぞれの支え部３２の先端が、ｙ方向にて反対方向を向くようにリード３０を屈曲させる。こうすることで複数の支え部３２を規定平面において千鳥配置とする。なお図６に示すように、基準線ＢＬと傾斜線ＴＬの成す角度が７０°となり、支え部３２の断面形状がくの字を成すように、リード３０を屈曲させる。以上が屈曲工程である。

屈曲工程後、図７および図８に示すように、半田３００との接合面積を調整するべく、支え部３２の先端を切断装置（図示略）によって切断する。こうすることで、支え部３２の長さを調整する。この際、ｚ方向に沿って、支え部３２から本体部１０に近づく方向に切断装置を動かして支え部３２の先端を切断する。これにより、３本のリード３０それぞれの支え部３２の先端に生じるバリ３３を、本体部１０側に向ける。なおこの切断工程において、ｘ方向で隣り合う支え部３２のｙ方向の長さが互いに等しくなるように、支え部３２の先端を切断する。以上が切断工程である。

次に、本実施形態に係る電子部品４００の製造方法を説明する。先ず図９に示すように、切断工程後、溶融した半田３００を母板２００に塗布し、溶融した半田３００に電子素子１００の支え部３２を付着させる。こうすることで母板２００に電子素子１００を搭載する。以上が搭載工程である。

搭載工程後、図１０に示すように、溶融した半田３００を固めるべく、電子素子１００が搭載された母板２００を炉に搬送する。この工程を経ることで半田３００が固化され、図１に示す電子部品４００が製造される。なお、電子素子１００が搭載された母板２００は図１０に白抜き矢印で示すようにｙ方向に沿って搬送される。以上が搬送工程である。

上記したように搬送工程において電子素子１００はｙ方向に搬送される。そのため、空気抵抗などに起因する搬送応力が搬送方向とは逆方向に本体部１０に作用する。したがって図１０に実線矢印で示すように、搬送工程では本体部１０の重心ＣＧに搬送応力と本体部１０の自重とから成る合成応力が作用する。

また図１１および図１２に示すように、上記した切断工程において、本体部１０の重心ＣＧに作用する合成応力が、複数の支え部３２の先端と足部３１と支え部３２の連結端とを結んで成る搭載面３２ａ（図１１に示す破線で囲まれた面）と交差するように、支え部３２の先端を切断する。換言すれば、図１２に示すように、本体部１０の重心ＣＧと支え部３２の先端を結ぶ第１線（一点鎖線）と、重心ＣＧと足部３２における支え部３２との連結端とを結ぶ第２線（二点鎖線）との成す第１角度θ１が、合成応力と本体部１０の自重とが成す第２角度θ２よりも大きくなるように、切断工程において支え部３２の先端を切断する。

次に、本実施形態に係る電子素子１００と電子部品４００それぞれの製造方法の作用効果を説明する。例えば、図１３および図１４に示すように切断装置をｙ方向に動かしてリード３０の先端を切断した後、図１５および図１６に示すようにリード３０を足部３１と支え部３２を有する形状に屈曲し、支え部３２を規定平面において千鳥配置とする製造方法では、以下に示す不具合が生じる。すなわち、図１６に示すように複数の支え部３２の先端に生じるバリ３３の一部が本体部１０側に向き、他のバリ３３が反対側（母板２００側）を向く。そのために半田３００を介して支え部３２を母板２００に接合する際、バリ３３のために本体部１０が傾く虞がある。

これに対して本実施形態に係る電子素子１００および電子部品４００の製造方法では、図５〜図８に示すように規定平面において支え部３２が千鳥配置となるようにリード３０を屈曲した後、本体部１０に近づく方向に切断装置を動かして支え部３２の先端を切断する。こうすることで複数の支え部３２の先端に生じる全てのバリ３３を本体部１０側に向けている。したがって、図１３〜図１６に示す比較素子の製造方法とは異なり、バリ３３のために本体部１０が傾くことが抑制され、ホール素子の形成された半導体チップ１１を透過する磁束がずれることが抑制される。すわなち、ホール素子をｙ方向に貫く磁束が変動することが抑制される。

切断工程において、ｘ方向で隣り合う支え部３２の長さが互いに等しくなるように、支え部３２の先端を切断している。図１７に実線矢印で模擬的に示すように、支え部３２を溶融した半田３００に付着させた際、半田３００が支え部３２に濡れ広がり、それに応じた応力（以下、濡れ応力と示す）が支え部３２に作用する。上記したように支え部３２は規定平面にて千鳥配置とされているが、ｘ方向において隣接する支え部３２では上記した濡れ応力は相殺される。しかしながら本実施形態に記載の構成とは異なり、ｘ方向において隣接する支え部３２のｙ方向の長さが異なる場合、その異なる箇所に生じる濡れ応力は相殺されない。そのため、この濡れ応力によって電子素子１００の母板２００への配置がずれる虞がある。これに対して上記したように、ｘ方向で隣り合う支え部３２の長さが互いに等しくなっている。これにより、濡れ応力によって電子素子１００の母板２００への配置がずれることが抑制され、ホール素子を透過する磁束がずれることが抑制される。なお、上記した濡れ応力をより効果的に相殺するためには、リード３０の数としては偶数が好ましい。

基準線ＢＬと傾斜線ＴＬの成す角度が、７０°となっている。これによれば、例えば上記した角度が１０°から６９°である構成と比べて、支え部３２と母板２００との接合間隔が狭まる。そのため、電子素子１００と母板２００との接合強度が低下することが抑制される。

リード３０の数は３本である。これによればリード３０が４本以上の構成と比べて、支え部３２の先端に生じるバリ３３の数が少なくなる。そのため、バリ３３のために本体部１０が傾くことが抑制され、ホール素子を透過する磁束がずれることが抑制される、
図１２に示すように、切断工程において、本体部１０の重心ＣＧに作用する合成応力が搭載面３２ａと交差するように、支え部３２の先端を切断する。これによれば、搬送時の合成応力が搭載面３２ａよりも外側を貫く構成と比べて、合成応力によって電子素子１００が転倒することが抑制される。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態ではホール素子が半導体チップ１１の厚さ方向に貫く磁束（ｙ方向に沿う磁束）を電気信号に変換する性質を有する例を示した。しかしながらホール素子としては上記例に限定されず、半導体チップ１１の表面に沿う磁束（ｘ方向とｚ方向とによって規定される平面に沿う磁束）を電気信号に変換する性質を有しても良い。

本実施形態では３本のリード３０が本体部１０から外部に露出されている例を示した。しかしながらリード３０の数としては３本以上であれば良く、例えば４本を採用することもできる。

本実施形態では３本のリード３０がｘ方向に等間隔で並んでいる例を示した。しかしながらリード３０の隣接間隔は上記例に限定されず、等しくなくとも良い。

本実施形態ではｘ方向で隣り合う支え部３２のｙ方向の長さが互いに等しくなっている例を示した。しかしながらｘ方向で隣り合う支え部３２のｙ方向の長さは等しくなくとも良い。

本実施形態では支え部３２が一回屈曲され、ｙ方向とｚ方向とによって規定される平面での断面形状がくの字状を成している例を示した。しかしながら支え部３２の形状としては上記例に限定されず、例えば図１８に示すように、支え部３２は屈曲されず、ｙ方向とｚ方向とによって規定される平面の断面形状が直線形状を成していても良い。

本実施形態では基準線ＢＬと傾斜線ＴＬの成す角度が７０°となっている例を示した。しかしながら上記した角度としては、７０°〜９０°であれば良い。例えば図１８に示すように、基準線ＢＬと傾斜線ＴＬの成す角度が９０°の構成を採用することもできる。

切断工程において、本体部１０の重心ＣＧに作用する合成応力が搭載面３２ａと交差するように、支え部３２の先端を切断する例を示した。しかしながら、上記した合成応力が複数の支え部３２の少なくとも一つの延長線と交差すればよく、上記した製造方法に限定されない。

本実施形態では電子素子１００がバリ３３を有する例を示した。しかしながら電子素子１００はバリ３３を有していなくともよく、切断工程後にバリ３３を除去する除去工程を行うことで、バリ３３を除去しても良い。なおこの場合、全てのバリ３３が本体部１０側を向いているので、切断工程時においてバリ３３の一部が本体部１０側に向き、残りが母板２００側に向く構成と比べて、バリ３３を除去し易い。

１０・・・本体部
１１・・・半導体チップ
３０・・・リード
３１・・・足部
３２・・・支え部
３３・・・バリ
１００・・・電子素子
２００・・・母板
３００・・・半田
４００・・・電子部品

Claims (6)

1. 電子素子（１００）と、母板（２００）と、前記電子素子と前記母板とを接合する半田（３００）と、を有する電子部品の製造方法であって、
   前記電子素子は、ホール素子を内蔵する本体部（１０）と、前記本体部から高さ方向に延び、前記高さ方向に直交する横方向に並ぶ３本以上のリード（３０）と、を有し、前記半田を介して前記母板に接合されるものであり、
   前記電子素子を製造する工程として、
   前記半田との接合面積を確保するべく、前記リードを、前記本体部から離れるように延びた足部（３１）と、前記足部の端部から前記足部と交差するように延びた支え部（３２）と、を有する形状に屈曲する屈曲工程と、
   前記屈曲工程後、前記半田との接合面積を調整するべく、前記支え部の先端を切断装置によって切断することで、前記支え部の長さを調整する切断工程と、を有し、
   前記屈曲工程において、前記横方向にて互いに隣り合う前記リードそれぞれの支え部の先端が、前記横方向と前記高さ方向それぞれに直交する縦方向にて反対方向を向くように前記リードを屈曲させることで、複数の前記支え部を、前記横方向と前記縦方向とによって規定される規定平面において千鳥配置とし、
   前記切断工程において、前記高さ方向に沿って、前記支え部から前記本体部に近づく方向に前記切断装置を動かして前記支え部の先端を切断することで、３本以上の前記リードそれぞれの前記支え部の先端に生じるバリ（３３）を、前記本体部側に向けるものであり、
   さらに、前記屈曲工程後、溶融した前記半田を前記母板に塗布し、溶融した前記半田に前記電子素子の前記支え部を付着させることで前記母板に前記電子素子を搭載する搭載工程と、
   前記搭載工程後、溶融した前記半田を固めるべく、前記電子素子が搭載された前記母板を炉に搬送する搬送工程と、を有し、
   前記搬送工程において、前記搬送によって前記本体部に作用する搬送応力と、前記本体部の自重と、から成る合成応力が前記本体部の重心（ＣＧ）に作用し、
   前記切断工程において、前記本体部の重心に作用する前記合成応力が、複数の前記支え部の先端および前記支え部と前記足部の連結端を結んで成る搭載面（３２ａ）と交差するように、前記支え部の先端を切断することを特徴とする電子部品の製造方法。
2. 前記切断工程において、前記本体部の重心と前記支え部の先端を結ぶ第１線と、前記重心と前記支え部と前記足部の連結端とを結ぶ第２線との成す第１角度が、前記合成応力と前記本体部の自重とが成す第２角度よりも大きくなるように、前記支え部の先端を切断することを特徴とする請求項１に記載の電子部品の製造方法。
3. 前記切断工程において、前記横方向で隣り合う前記支え部の長さが互いに等しくなるように、前記支え部の先端を切断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子部品の製造方法。
4. 前記ホール素子は、前記縦方向に沿う磁束を電気信号に変換することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品の製造方法。
5. 前記高さ方向に沿って前記足部を貫く基準線（ＢＬ）と、前記足部と前記支え部との連結端から前記支え部の先端に向かう傾斜線（ＴＬ）の成す角度が、７０°から９０°であることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の電子部品の製造方法。
6. 前記リードは３本であることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の電子部品の製造方法。

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