JPH0730239A - プリント回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子部品を、回路の微小ピッチ化を図って低
コストで搭載することができるプリント回路基板を提供
する。 【構成】 回路導体３上に電極パッド５を具備させる。
その電極パッドは、金属細線７の先端を放電加熱等によ
り溶融し、表面張力で球状化したものを導体３上に押し
つけて接合したものであり、キャピラリツール６を有す
る周知のワイヤボンディング機を用いて簡単に形成でき
る。また、この電極パッド５があると半導体素子等の電
子部品を直結接続して搭載することができ、回路ピッチ
を広くする必要がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】この発明は、半導体素子等の電子部品を、
コスト面、回路の高密度化面で有利に電気導通させて搭
載できるようにしたプリント回路基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子とプリント回路基板上の回路
導体の電気的接続に利用されている一般的な方法は、半
導体素子とリードフレームをボンディングワイヤで接続
し、リードフレームと基板上の回路導体を半田接続する
ものである。

【０００３】しかしながら、このワイヤボンディング方
式による接続では、回路の微小ピッチ化に限界があり、
回路の高密度化や基板の小型化が図り難い。

【０００４】そこで、フリップチップ法、フィルムキャ
リア法等を用いて半導体素子側に電極パッドを形成し、
この電極パッドを回路導体上に直接接触させる構造にし
て回路の微小ピッチ化を実現する試みがなされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】既存の技術で半導体素
子側に電極パッドを形成する場合、電極パッドの形状制
御等に関して極めて高度な工程管理を必要とし、電極パ
ッド形成時の半導体素子の取扱いも煩雑になるため、コ
スト高になることを避けられない。

【０００６】この発明の課題は、かかる問題点を解決す
るために、電子部品の直結接続のための電極パッドを回
路導体上に簡単な方法で安価に形成することを可能なら
しめたプリント回路基板を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、プリント回路基板を下記の構
成、即ち、金属細線の先端を溶融し、表面張力により球
状になった先端部を導体上に押しつけて接合させて出き
る電極パッドを、回路導体上に有している構成となした
のである。

【０００８】なお、回路導体の電極パッド接合面には、
錫、鉛、半田、亜鉛など融点が４５０℃以下の金属や
金、又はニッケルのメッキ層を施しておくのが望まし
い。

【０００９】

【作用】回路導体上の電極パッドは、例えば周知のボン
ディングマシンを使用して形成する。金属細線の先端を
放電により溶融すると溶けた部分が表面張力により球状
となり、その形状のまま凝固する。そこで、この球状化
した金属細線の先端部をワイヤボンディングで用いられ
るキャピラリツールで基板の回路導体上に押し付けて接
合する。この際、ワイヤボンディングで行われているよ
うに、基板を加熱し、さらに、接続部に超音波を加える
と、より強い接合力が得られる。

【００１０】このようにして回路導体上に作られる電極
パッドは、メッキ法等で形成される従来の電極パッドと
同じ機能を持つ。

【００１１】なお、回路導体の電極パッド接合面に融点
が４５０℃以下の金属メッキ層が設けられていると電極
パッドの接合がより強固になり、長期信頼性の向上につ
ながる。

【００１２】金又はニッケルのメッキ層を設けるもの
も、このメッキ層が導体表面の酸化を防止するので、接
合が強固になり、長期信頼性が向上する。

【００１３】

【実施例】この発明に係るプリント回路基板の一例を、
電極パッドの形成方法とともに図１に示す。

【００１４】図の１は電極パッドを設ける前のプリント
回路基板である。この回路基板１は、絶縁性基材２上に
導体３による回路を形成し、さらに、導体３の表面を電
子部品やリードなどの接続部を除いて絶縁層４で被覆保
護した構造になっている。

【００１５】この回路基板１の電子部品搭載部の導体３
上にワイヤボンディング機のキャピラリツール６を移動
させる。キャピラリツール６の中心孔には電極パッドの
形成材料となる金属細線７が通されている。この金属細
線７の先端を図１（ａ）に示すようにキャピラリツール
６から所定量突出させ、図１（ｂ）に示す電極８と金属
細線に電気を流して放電加熱より溶融させると溶けた先
端部が表面張力により球状になる。この球状化した先端
部を図１（ｃ）に示すようにキャピラリツール６で導体
３上に押しつけて偏平に潰し接合させる。このとき、基
板を加熱し、併せて接続部に超音波を加えると、球状化
した金属細線先端が押しつけるまでに凝固してしまって
も接合が支障なく進む。

【００１６】このようにして押しつけ接合が終わったら
金属細線７をキャピラリツール６と共に引き上げて図１
（ｄ）に示すように完成した電極パッド５から切り離
す。以上の作業を必要個所について全て実施するとこの
発明のプリント回路基板が出来上る。

【００１７】以下により詳細な実施例について述べる。

【００１８】−実施例１− ポリイミドフィルム上に３５mm厚さの銅箔導体回路を形
成し、さらに、接合部を除く部分をポリイミドフィルム
で被覆したプリント回路基板の銅箔導体上に、既存のワ
イヤボンディングマシンを用いて図１の方法で電極パッ
ドを形成した。ここで使用した金属細線は直径２５μｍ
の金の線であり、その先端を放電加熱で球状化した。そ
して、基板の加熱と超音波の付加を併用してこれを導体
上にキャピラリツールで押しつけて接合した。

【００１９】以上により得られた電極パッド付きのプリ
ント回路基板に図２に示すように、シリコン半導体素子
９を搭載した。このシリコン半導体素子９は、裏面のア
ルミ電極１０をプリント回路基板１の導体３上に設けら
れている金の電極パッド５上に載せ、超音波を加えつつ
加熱圧着させた。

【００２０】このようにして作られた電気回路は、従来
のフリップチップ法、フィルムキャリア法により形成さ
れる回路と同等の初期性能と、長期信頼性を示した。

【００２１】−実施例２− 基板の銅箔導体上に事前に表１に示す金属のメッキを施
し、この上に実施例１と同じ方法で金の電極パッドを形
成した。使用した基板、金属細線は実施例１と同じであ
る。なお、銅箔導体上に設けたメッキ層は全て５μｍ厚
とした。

【００２２】そして、得られた各試料について電極パッ
ドの接合強度（剪断強度）を調べた。その結果を表１に
併せて示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】この表１から判るように、銅箔導体の金属
パッド接合面に金属メッキを施せば、電極パッドの接合
強度が大きく向上する。

【００２５】−実施例３− 実施例１で得た電極パッド付きのプリント回路基板上に
リード線を接合した。

【００２６】このリード線の接合は、図３に示すよう
に、電極パッド７の周りに接着剤１１を塗布し、電極パ
ッド上に加熱圧着させたリード線１２に対して接着剤１
１の接着力も加わるようにした。このように、電子部品
やリードは接着剤を併用して取り付けてもよい。接着剤
を使用したことによって電気的導通等が悪くなると言う
ようなことは全くなかった。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、この発明のプリント
基板は回路導体上に簡単に安価に形成できる電極パッド
を具備しているので、基板回路の微小ピッチ化、高密度
化、基板の小型化が図り易くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のプリント回路基板の一例を電極パッ
ドの製造方法と共に示す図

【図２】この発明のプリント回路基板に対する半導体素
子の搭載例を示す図

【図３】この発明のプリント基板に対するリード線接続
の一例を示す図

【符号の説明】

１ プリント回路基板 ２ 絶縁基材 ３ 導体 ４ 絶縁層 ５ 電極パッド ６ キャピラリツール ７ 金属細線 ８ 電極 ９ 半導体素子 １０ アルミ電極 １１ 接着剤 １２ リード線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属細線の先端を溶融し、表面張力によ
   り球状になった先端部を導体上に押しつけて接合させて
   出きる電極パッドを、回路導体上に有しているプリント
   回路基板。
2. 【請求項２】 前記回路導体の電極パッド接合面に、融
   点４５０℃以下の金属のメッキ層が施されている請求項
   １記載のプリント回路基板。
3. 【請求項３】 前記回路導体の電極パッド接合面に、金
   又はニッケルのメッキ層が施されている請求項１記載の
   プリント回路基板。