JPH06104558A - 配線基板に対する電子部品パッケージの取付構造 - Google Patents

配線基板に対する電子部品パッケージの取付構造

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JPH06104558A
JPH06104558A JP25006492A JP25006492A JPH06104558A JP H06104558 A JPH06104558 A JP H06104558A JP 25006492 A JP25006492 A JP 25006492A JP 25006492 A JP25006492 A JP 25006492A JP H06104558 A JPH06104558 A JP H06104558A
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JP
Japan
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pad
wiring board
heat
pads
package body
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Application number
JP25006492A
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English (en)
Inventor
Hideki Ishida
英樹 石田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/11Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • 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

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各パッド間の温度差を生じにくくし、各パッ
ド間でのブリッジの発生等をなくして各パッド上のはん
だ量を均一にする。 【構成】 一組の各リード5に対応する一組のパッド8
に対し配線基板6上で熱供給部10が連関されている。
そして、各角部3に近いパッド8ほど、パッケージ本体
2への熱供給能力が大きくなるように熱供給部10を設
定している。熱供給部10は絶縁カバー13により被覆
されている。リフローはんだ付け時、パッケージ本体2
と各パッド8との間でクリームはんだ9やリード5を介
して互いに熱交換が行われる。この場合、パッド8によ
る熱の影響は角部3に近いパッケージ本体2の領域ほど
受け易いため、同領域ほど保有熱量は大きくなる。ま
た、ランド11,12からパッド8に伝達される熱の影
響により、各組のパッド8のうち角部3に近いパッド8
ほど保有熱量は少ない。従って、各組のパッド8におい
てそれらの間で温度差が生じにくくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は例えば半導体パッケー
ジを配線基板上にリフローはんだ付けする構造に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
図6(a)に示す半導体パッケージ1を配線基板6上に
取り付ける場合には次のようにして行なう。
【0003】図5に示すように、配線基板6上の実装部
分7の外周四側においてそれぞれ、配線基板6上にある
複数のパッド8上にクリームはんだ9が印刷されてい
る。図6に示すように、この実装部分7上に半導体パッ
ケージ1が載せられ、正方形状をなすパッケージ本体2
の四辺4から延設された複数のリード5がこの各クリー
ムはんだ9上に載せられる。図7に示すように配線基板
6が温風により予熱されると、図8(a)に示すように
はんだ9が半溶融状態となる。
【0004】パッケージ本体2の熱容量が大きいため、
各パッド8と比較してパッケージ本体2の温度は低い。
従って、各パッド8の熱はパッケージ本体2に伝達され
る。図7(a)に示すように、パッケージ本体2のうち
その角部3に近い領域ほど、パッド8の熱の影響を受け
て温度が高くなり易いため、その角部3に近いパッド8
ほどパッケージ本体2側への熱伝達量は少なくなる。従
って、各パッド8の温度分布が図7(a)に示すような
状態となり、各パッド8間の温度差が大きくなる。
【0005】予熱後に温風の温度を上昇させると、はん
だ9が再溶融され、表面張力により所謂セルファライメ
ント効果が生じてリード5が所定位置にはんだ付けされ
る。その後に冷却が行われる。
【0006】クリームはんだ9は溶融する瞬間に表面張
力が大きくなって他の溶融はんだ9を吸う性質がある。
そのため、前述したように各パッド8間に温度差がある
と、図8(b)に示すように、パッケージ本体2の角部
3に近いパッド8上のはんだ9ほど早く溶融し、先に溶
融したはんだ9が後に溶融したはんだ9に吸われる。従
って、図8(c)に示すように、パッド8上の溶融はん
だ9の量が少なくなる状態や、パッド8間ではんだブリ
ッジが発生する状態が生じ易い。そのため、だれ易いク
リームはんだ9や、昇温速度が遅い高密度で大きな配線
基板6を使用することができず、使用可能な配線基板6
の種類に制限がある。
【0007】そのほか、クリームはんだ9の溶融タイミ
ングに差があると、溶融はんだ9と不溶融クリームはん
だ9との間で表面張力が不均一になるため、はんだ相互
の吸引力に差が生じ、リード5が大きな吸引力側に引か
れて半導体パッケージ1が所定位置からずれるおそれが
あった。また、パッド8上のはんだ量が不均一になるた
め、はんだ量が少ない部分に応力が集中し、半導体パッ
ケージ1の取付強度が低下する問題もあった。
【0008】このような問題を解決するため、図9に示
すように、溶融時の昇温速度を大きくして各パッド8間
の温度差を小さくし、溶融の時間差を小さくしている。
そのため、図10に示すように、はんだ相互の吸引現象
が生じにくくなってブリッジの発生を防止することはで
きるが、昇温速度を大きくするための設備が必要とな
り、製造コストが高くなる。
【0009】そのほか、ブリッジの発生を防止する手段
として実開昭61−136552号公報に示すものがあ
る。この半導体パッケージにおいては、長さの異なる端
子が互いに隣合わされてパッケージ本体から延設されて
いる。しかし、端子が特殊な形態になっているため、そ
の製造に制約が生じ、特別な設備が必要となって製造コ
ストが高くなる。
【0010】本発明は各パッドへの熱供給能力を変えて
各パッド間の温度差をなくし、ブリッジの発生を防止す
ることを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】電気部品パッケージのパ
ッケージ本体においては、その外周にある複数の角部間
の各辺のうち、所定の角部を挾む両辺に、複数一組のリ
ードが延設されている。本発明はこのような電子部品パ
ッケージを配線基板に対し取り付ける構造に関するもの
であって、配線基板上のパッドにクリームはんだが印刷
され、配線基板上に載せた電子部品パッケージのリード
がこのパッドに対しリフローはんだ付けにより接続され
るようになっている。
【0012】特に本発明においては、一組の各リードに
対応する一組のパッドに対し配線基板上で熱供給部が連
関されている。そして、所定の角部に近いパッドほど、
パッケージ本体への熱供給能力が大きくなるように熱供
給部を設定している。なお、熱供給部は絶縁カバーによ
り被覆することが好ましい。
【0013】
【作用】リフローはんだ付け時、パッケージ本体と各パ
ッドとの間でクリームはんだやリードを介して互いに熱
交換が行われる。この場合、パッドによる熱の影響は角
部に近いパッケージ本体の領域ほど受け易いため、同領
域ほど保有熱量は大きくなる、また、熱供給部からパッ
ドに伝達される熱の影響により、各組のパッドのうち角
部に近いパッドほど保有熱量は少ない。従って、各組の
パッドにおいてそれらの間で温度差が生じにくくなる。
【0014】
【実施例】以下、本発明を半導体パッケージの取付構造
に具体化した一実施例を図1〜図4を参照して説明す
る。
【0015】図2(a)に示すように、半導体パッケー
ジ1においては、パッケージ本体2が正方形状をなし、
その外周にある四つの角部3間の各辺4から6本一組の
リード5が延設されている。各組のリード5の形状及び
大きさなどは全く同一であって、各辺4に対し直交する
向きに突出しているとともに、各辺4で互いに等間隔で
並設されている。この半導体パッケージ1は図1に示す
配線基板6上の実装部分7に載せられるようになってい
る。
【0016】この実装部分7の外周四側には前記半導体
パッケージ1の各辺4のリード5に対応してパッド8が
配設されている。各組のパッド8の形状及び大きさなど
は同一であって、各辺4に沿って互いに等間隔で並設さ
れている。図1(b)に示すように、各パッド8上の全
体に同一の材質、形状及び大きさのクリームはんだ9が
印刷されている。そして、図2に示すように、前記半導
体パッケージ1のパッケージ本体2が配線基板6の実装
部分7に載せられ、その各リード5が各クリームはんだ
9上に載せられるようになっている。
【0017】各組のパッド8に隣接して熱供給部10が
配線基板6上に設けられている。本実施例にかかる熱供
給部10においては、両角部3に隣接する両パッド8を
除くその他の各パッド8からランド11,12が一体に
延設され、この各ランド11,12及びその周辺の配線
基板6上が樹脂製の絶縁カバー13により被覆されてい
る。この各カバー13の内端縁13aは各パッド8の外
端8aを結ぶ線に沿って延びている。
【0018】正方形状をなすパッケージ本体2におい
て、その図心を4a、各角部3間の各辺4の中点を4b
とし、角部3と図心4aと中点4bとを結ぶ直角三角形
を想定する。そして、角部3と中点4bとの間の辺4上
で各リード5間の中間点を4c,4dとするとともに、
この各中間点4c,4dを通り且つ図心4aと中点4b
間の線分に平行な線分が角部3と図心4a間の線分と交
わる交点を4e,4fとする。このように直角三角形を
区画し、角部3と中間点4cと交点4eとを結ぶ領域を
S0 、両中間点4c,4dと両交点4e,4fとを結ぶ
領域をS1 、図心4aと中点4bと中間点4dと交点4
fとを結ぶ領域をS2 とする(S0 <S1<S2 )。こ
の各領域S0,S1,S2 に対応する各リード5の先端5a
と各パッド8の外端8aとの間の長さをL0 (一定)、
前記領域S1 に対応するパッド8から延設されたランド
11の長さをL1 、前記領域S2 に対応するパッド8 か
ら延設されたランド12の長さをL2 とする(L1 <L
2 )。
【0019】この場合、本実施例では、前記長さL0 に
対する前記長さの和L0 +L1 やL0 +L2 の比は、前
記領域S0 の面積に対する前記領域S1 やS2 の面積の
比に等しくなっている。なお、各ランド11の幅や厚み
は互いに等しくなっている。
【0020】さて、図2に示す状態で、配線基板6にそ
の表裏両側から温風を与えて予熱すと、図3に示すよう
に、クリームはんだ9が半溶融状態になる。このとき、
パッド8及びクリームはんだ9からリード5を介してパ
ッケージ本体2に熱が伝達されるとともに、ランド1
1,12からパッド8及びクリームはんだ9に熱が伝達
される。温風は配線基板6を均一に加熱するため、各ラ
ンド11,12の保有熱量はその長さL1 ,L2 に比例
する。従って、パッケージ本体2に伝達される熱量はラ
ンド11,12の有無やランド11,12の長さL1 ,
L2 の相違に左右され、パッケージ本体2の角部3に近
いパッド8ほど保有熱量は少なくなる。
【0021】そこで、パッケージ本体2と各パッド8と
の間で生じる熱伝達について考察する。従来技術でも述
べたように、パッケージ本体2の角部3を挾む両辺4に
対応する両組のパッド8による熱の影響は角部3に近い
パッケージ本体2の領域ほど受け易いため、同領域ほど
保有熱量は大きくなる。また、前述したように、各組の
パッド8のうち、角部3に近いパッド8ほど保有熱量は
少ない。従って、パッケージ本体2と各パッド8との間
で互いに熱交換が行われ、各組のパッド8においてそれ
らの間で温度差が生じにくくなる。
【0022】次に、温風の温度を上昇させると、図4に
示すように、各はんだ9の再溶融(リフロー)がほぼ同
時に行われる。この時、溶融はんだ9が絶縁カバー13
に阻止されてランド11,12側に流れない。
【0023】このように本実施例においては、各組のパ
ッド8の温度がほぼ同じになるため従来技術で述べたよ
うな溶融はんだ9の吸引現象が生じにくくなり、各パッ
ド8で溶融はんだ9の量が少なくなる状態や、各パッド
8間ではんだブリッジが発生する状態は生じず、各パッ
ド8で溶融はんだ9の量が均一になる。これに伴い、半
導体パッケージ1のずれや応力集中など、従来技術で述
べた種々の問題を解消することができる。
【0024】前記実施例の熱供給部10においては、ラ
ンド11,12の有無や、幅及び厚みの等しいランド1
1,12の長さL1 , L2 を変えることにより、各パッ
ド8への熱供給能力を変更しているが、保有熱量はラン
ド11,12の体積や材質に左右されるため、例えばラ
ンド11,12の長さL1 ,L2 、幅及び厚みのうち少
なくとも一つのものを変えるようにすればよく、熱供給
能力の変更手段については本発明の趣旨を逸脱しない範
囲で種々考え得る。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、配線基板のパッド上の
クリームはんだに対し電子部品パッケージのリードをリ
フローはんだ付けにより取り付ける構造において、パッ
ケージ本体の角部に近いパッドほどパッケージ本体側へ
の熱供給能力を大きくするように構成したので、各パッ
ド間の温度差が生じにくくなり、各パッド間でのブリッ
ジの発生等がなくなって各パッド上の溶融はんだ量が均
一になり易い。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本実施例において半導体パッケージを
取り付ける配線基板上の実装部分を示す部分平面図であ
り、(b)は(a)のA−A線断面図である。
【図2】(a)は図1(a)に示す配線基板上の実装部
分に半導体パッケージを載せた状態を示す部分平面図で
あり、(b)は(a)のB−B線断面図である。
【図3】(a)は図2(a)に示すクリームはんだが半
溶融状態になった状態を示す部分平面図であり、(b)
は(a)のC−C線断面図である。
【図4】(a)は図3(a)の状態からクリームはんだ
を再溶融した状態を示す部分平面図であり、(b)は
(a)のD−D線断面図である。
【図5】(a)は従来技術において配線基板の半導体パ
ッケージ実装部分を示す部分平面図であり、(b)は
(a)のE−E線断面図である。
【図6】(a)は図5(a)に示す配線基板上の実装部
分に半導体パッケージを載せた状態を示す部分平面図で
あり、(b)は(a)のF−F線断面図である。
【図7】(a)は図6(a)に示す状態で配線基板に温
風を与えた状態を示す部分平面図並びに各パッドの温度
分布を示すグラフであり、(b)は(a)のG−G線断
面図である。
【図8】(a),(b)及び(c)は図7(b)の状態
からクリームはんだが半溶融した後さらに加熱されてパ
ッド間でブリッジが発生する過程を示す断面図である。
【図9】(a)は他の従来技術において図6(a)に示
す状態で配線基板に温風を与えるとき昇温速度を大きく
して各パッド間の温度差を小さくした状態を示す部分平
面図並びに各パッドの温度分布を示すグラフであり、
(b)は(a)のH−H線断面図である。
【図10】(a)及び(b)は図9(b)の状態からク
リームはんだが半溶融した後さらに加熱されて各パッド
上のはんだの量が均一になるまでの過程を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
1 半導体パッケージ、2 パッケージ本体、3 パッ
ケージ本体角部、4パッケージ本体辺、5 リード、6
配線基板、7 実装部分、8 パッド、9クリームは
んだ、10 熱供給部、11 ランド、12 ランド、
13 絶縁カバー。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配線基板上のパッドにクリームはんだを
    印刷し、配線基板に載せた電子部品パッケージのリード
    をこのパッドに対しリフローはんだ付けにより接続した
    配線基板に対する電子部品パッケージの取付構造におい
    て、 パッケージ本体の外周にある複数の角部間の各辺のう
    ち、所定の角部を挾む両辺に、複数一組のリードを延設
    し、この一組の各リードに対応する一組のパッドのうち
    所定の角部に近いパッドほど、パッケージ本体への熱供
    給能力を大きくするように、各パッドに対し配線基板上
    で熱供給部を連関させたことを特徴とする配線基板に対
    する電子部品パッケージの取付構造。
  2. 【請求項2】 請求項1において、熱供給部は絶縁カバ
    ーにより被覆されていることを特徴とする配線基板に対
    する電子部品パッケージの取付構造。
JP25006492A 1992-09-18 1992-09-18 配線基板に対する電子部品パッケージの取付構造 Pending JPH06104558A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005006694A1 (ja) * 2003-07-11 2005-01-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. タイミング抽出装置及び方法並びにそのタイミング抽出装置を備えた復調装置
JP2013020712A (ja) * 2011-07-07 2013-01-31 Mitsubishi Electric Corp Led照明ユニット及びled照明装置
WO2015176456A1 (zh) * 2014-05-19 2015-11-26 京东方科技集团股份有限公司 散热焊盘及印刷电路板

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