JPH0385751A - 半導体装置およびその実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、クワッドフラットパッケージ（ＱＦＰ）、
スモールアウトラインパッケージ（ＳＯＰ）等の多ビン
ＩＣなどの半導体装置およびこの半導体装置の基板への
実装方法に関し、リードの補強、実装工程での作業の簡
略化、半導体装置の接合強度の改善等を計ったものであ
る。

「従来の技術」 従来、ＱＦＰなどの表面実装タイプのＩＣパッケージの
リードは、ＩＣの集積度の向上に応じて細くなる傾向に
ある。そして、ザブミクロンルールにより集積度が更に
高くなると、リード自体が極めて細くなり、その強度も
低下するために、搬送や取り扱い時のわずかな負荷によ
って、例えば、ＩＣパッケージの包装紙とのわずかな接
触、あるいは、半田付けの際の半田ゴテとの接触などに
上ッて、リードが容易に変形してしまう程に軟弱になつ
てきている。

「発明が解決しようとする課題」 従ってこのようなＩＣパッケージを実装基板に実装する
場合、従来のように半田ゴテを使用しての人為的作業に
よる接合方法は全く適用できない状況にある。即ち、糸
半田の供給、あるいは、半田ゴテの当接などによりリー
ドが変形してしまうおそれが高く、歩留り、作業効率が
向上しないばかりか、各リードの基板に対する均一な実
装剥離強度を得ることができない問題がある。

また、ＱＦＰなどの多ピンでリード（ピン）の間隔が狭
いＩＣにおいては、リード間隔が０６５ｍｍ以下になる
ものもあるので、接合時に供給する半田量か僅かでも過
剰であると、リフロー（溶融）後にリード間の半田によ
るブリツノが発生して隣接するり一ドどうしが短絡する
おそれがあるとともに、少しでも半田の供給量か不足す
ると、接合強度の不足が生じるために、適正な量の半田
を供給することが極めて困難であった。

この発明は前記課題を解決するためになされたもので、
搬送や取り扱いの段階においてリードの変形防止ができ
るとともに、従来の外部からの半田供給法によらずとも
半導体装置を基板に十分な接合強度で半田接合し、実装
することができ、実装工程を簡略化できる半導体装置お
よびその実装方法の提出を目的とする。

「課題を解決するための手段」 請求項Ｉに記載した発明は前記課題を解決するために、
複数のリードを備え、基板の導体に前記リートを半田付
けして実装される半導体装置において、隣接する複数の
リートを連続して覆う半ＩＪ−］のブリッジ層によって
前記リードを覆ってなるものである。

請求項２に記載した発明は前記課題を解決するために、
複数のり−トを備え、基板の導体にｉ７ｊ記リートの端
末部を半田付けして実装される半導体装置において、前
記リードの端末部に、基板の導体表面への当接状態で導
体との間に半田溜間隙を形成する折曲部が形成されてな
り、隣接する複数のリードを連続して覆う半田のブリツ
ノ層によって前記リードを覆ってなるものである。

請求項３に記載した発明は前記課題を解決するために、
請求項１記載の半導体装置を実装するに際し、そのリー
ドに付着されている厚膜半田メツキを溶融させてリード
を基板の導体に接合するものである。

「作用　」 隣接するり−ドを半田のブリッジ層で連結した状態で覆
うので、リードをブリッジ層が補強し、リードの変形を
ブリッジ層が阻止する。

また、リードの周囲に半田のブリッジ層を形成したので
、実装時に、リードを基板の導体に接触させた状態でこ
のブリッジ層を加熱して溶融させることで、溶融したブ
リッジ層の半田がリードの先端部と導体との接触部を覆
い、これによりリードと導体が接合する。従って、実装
時に新たに外部から半田を供給する必要がなくなるとと
もに、溶融した半田によって十分な強度でリードと基板
の導体とが接合される。

以下、この発明を更に詳細に説明する。

第１図と第２図は請求項１に記載した発明の一実施例を
説明するためのもので、この実施例の半導体装置１１は
、多ピンパツケージＩＣの本体部５の外周部に、多数の
リード（端子ピン）６　・が延設されて構成されている
。これらのり−ト６は本体部５の内部の回路や素子に接
続されてなるもので、リード６は本体部５の側面から斜
め下方に延設されるとともに、その先端部６ａは折り曲
げられていて、これらのり一ド６・・・を介して多ピン
パツケージＩＣの本体部５が基板９の導体ＩＩに接続さ
れるようになっている。

この例の半導体装置Ｈは、リード６・・・を厚膜半田メ
ツキで覆ったものである。この発明での厚膜半田メツキ
とは、半田メツキの厚さ（第２図に示す厚さＴ）が十分
に厚く、１５μｍ以」二のものを言う。従ってこの例の
半導体装置１−１のリート６　・は、厚さ１５μｍ以上
の厚膜半田メツキからなるブリッジ層８で覆われている
。なお、半導体装置Ｈの種類によってこのブリッジ層８
の厚さの好適範囲は変化するが、通フ；；°はＩ５〜数
百μｍの範囲で実験的に決められ、接合強度の許容値の
下限以上の接合強度が得られれば十分である。

前記リード６・・に厚膜半田メツキを施してブリッジ層
８を形成するには、例えば、通常の電気半田メツキ法に
よって行なわれる。

第３図はＱＦＰなどの多ビンパッケージＩＣの多数のり
一ド６に、電気半田メツキを施ずための治具１を示ずも
のである。この治具Ｉは黄銅などの金属からなる４角形
状の上枠３と非導電体の下枠２とネジ４　・とから構成
されている。

そして、第４図に示すように、その下枠２と上枠３との
間にＱＦＰなどの多ピンパツケージＩＣの本体部５のリ
ード６　・を挾み、ネジ４・で固定したのち、この治具
１を半田メツキ浴Ａに浸漬し、リード６・・・の大部分
が半田メツキ浴Ａ中に浸されるように配置し、治具１を
陰極に、半田インゴット電極７を陽極として電気メツキ
することによって行なわれる。当然、メツキの府処理と
して脱脂洗浄工程などが行なわれる。

この電気メツキ処理においては、リード６・・・の周囲
にメツキ層が順次堆積されるが、この堆積される各メツ
キ層の相互に隣接するものが接合一体化するまで電気メ
ツキを行うことで、ブリッジ層８を形成することができ
る。

前記メツキ浴Ａの温度は２０〜５０°Ｃ１電流密度は２
〜］　５　Ａ　／　ｄｍ２程度とすることが好ましいが
、これに限定されることはない。半田メツキの膜厚の制
御は、メツキ時間、メツキ浴温度、浴謡度、浴攪拌度合
等を綱部することによって行なわれる。

また、半田インゴット７、半田メツキ浴Δの合金組成は
、特に限定されることはなく、通常の錫６０％、鉛４０
％の半田などが用いられ、電気半田メツキで得られる半
田メッキ厚の合金組成も半田インゴットの組成と同一と
なる。

以上のようにブリッジ層８により隣接するり一ド６・・
を覆う構成にするならば、リード６・・をブリツノ層８
が補強するので、運搬途中あるいは包装時などにおいて
リート６　・に負荷がかかってもリード６・・が変形す
ることがない。

次に、前記構成のブリッジ層８を有する半導体装置の実
装方法について説明する。

上述の半導体装置を基板に実装する場合、そのリード６
・・・に施された厚膜半田メツキのみを用いて半田付け
することができる。

第１図は、この実装方法の一例を模式的に説明するため
のもので、図中符号９は、ＩＣパッケージの本体部５が
実装される基板であり、この基板９は強化合成樹脂板な
どからなる基材１０と、この基材１０上に貼着された銅
箔などからなる導体１１と、この導体ＩＩ上に貼着され
たカバーフィルム１２とからなるもので、リード６が接
合される部分ではカバーフィルム１２が部分的に取り除
かれてパッド１３となっている。

この基板９のパッド１３には、第１図に示すように半田
ペーストなどの半田は塗布されておらず、導体１１がそ
のまま露出している。

そして、前記本体部５のリード６・・・が基板９のパッ
ド１３の導体Ｉｌに接触するように本体部５を基板９上
で位置合わせして載置し、この状態でリード６・・・に
向けて加熱空気を吹き付ける方法、熱圧着などの方法に
よって、リード６・・表面のブリッジ層８を溶融し、こ
の溶融半田でリード６と導体１１とを接合し、実装が行
なわれる。

このブリッジ層８を溶融した場合、溶融した半田はり一
ド６の表面張力によってリード６の周囲に集合しようと
するので、リード６．６の間をつなぐ部分の半田はとぎ
れて各リード６の周囲側に吸引され、リード６の先端部
６ａと導体１１との接触部分の周囲に滞留し、各リード
６と各導体１１は接合される。従ってこの状態で隣接す
る各リード６・・は各々分離された状態で各々導体Ｉ＋
に接合される。

このような実装方法によれば、半導体装置Ｈと基板９と
の接合が半導体装置Ｈのリード６に予め施されたブリッ
ジ層８の半田によってのみ行なわれることになる。この
ため、実装時において、外部から別に半田を接合部分に
供給する必要がなければ、予め基板のパッドに半田ペー
ストを印刷、塗布する必要もない。従って、実装工程が
簡略化され、また自動機を用いた半田接合による半導体
装置の実装が可能になる。

また、この発明によれば、ブリッジ層８の厚さを綱面す
ることで、個々の半導体装置毎に必要かつ十分な量の半
田を与えることができるので、半田付けによる半導体装
置Ｈの接合が確実に行える。

この点において従来の半田ペーストを基板のパッドに印
刷する方法では、基板のパッド毎に半田塗布量を変えて
適切な半田量を付与することは不可能であり、半導体装
置毎に適切な半田量を与えることはできない。

更に、半導体装置としてＱＦＰなどの多ピンパツケージ
のＩＣの場合には、第２図に示すリード幅Ｗとリードピ
ッチＰに応じた厚さの半田メツキを施すことで、十分な
接合強度が得られ、かつ、リード６．６間に半田による
ブリッジが生じることもなく、リードピッチが０．５ｍ
ｍ以下で０．３ｍｍまでの狭いＩＣでも半田付けによる
実装が可能である。特に、０．５ｍｍ未満のリードピッ
チのＩＣを半田付けで実装することは、従来の半田の供
給方法によるものでは不可能であった。

第５図は請求項１に記載した発明の第２実施例を示すも
ので、この例ではリード６・・の外周に、厚さが均一で
互いに連続する半田からなるブリッジ層８゛が被覆され
てなるものである。

この例の構造を採用した場合であっても先の例と同等の
効果を得ることができる。

第６図は、請求項２に記載した発明の第１実施例を示す
もので、この実施例のり一ド６１の先端部側には折曲部
６２が形成されている。この折曲部６２において、第１
図に示すリード６の先端部６ａと異なるところは、その
折り曲げ角度である。

即ち、基板ＩＣ上の規定位置にＩＣの本体部５を位置決
めして設置し、リード６Ｉの先端側を導体１１の表面側
に設置した状態において、折曲部６２と導体１１との間
には半田溜間隙りが形成されるように折曲部６２が形成
されている。

この例のり−ド６１においては、先に説明した請求項Ｉ
に記載の発明の実施例と同等の効果を得ることができる
。

−１，１ また、この例の構造を採用した場合、ブリッジ層８を加
熱して溶融させた場合に生じた溶融半田が、前記半田溜
Ｍ隙りに表面張力によって吸引されて滞留し、固化する
。このため、隣接するり一ド６１．６１の間に存在する
ブリッジ層８は各リード６１毎に十分に分離されてリー
ド６１の先端部と導体１１を完全に接合する。このよう
に半田溜間隙りに表面張力で半田を吸引すると、リード
６１．６１の間のブリッジ層８を完全に分離できるので
、隣接するリード６１．６１の間で短絡を起こすことが
ない。

第７図は請求項２に記載した発明の第２実施例を示すも
ので、この例では、リード６３の先端側にジグザグ型の
折曲部６４を形成した構成である。

この例の構造においても先に記載した例と同等の効果を
得ることができる。

ところで前記各実施例において用いられるブリッジ層８
．８°を形成する手段はメツキ法に限るものではなく、
リードを変形させるおそれのないような手段であれば、
メツキ法以外の方法を用いても２− 差し支えない。

「発明の効果」 以上説明したように本発明によれば、隣接するり−ドを
半田のブリッジ層で連結した状態て覆い、リードをブリ
ッジ層で補強し、リードの変形をブリッジ層が阻止する
ので、運搬や取り扱い時においてリードに多少の負荷が
かかった場合であっても、リードが変形することがない
。

また、基板実装時において、ブリッジ層の半田のみで接
合できるので、新たに供給する半田が不要になり、実装
工程を簡略化することができるとともに実装コストを下
げることができる。また、基板実装工程において、半田
量と半田供給方法を考慮しなくとも良いことになるので
、半導体装置を基板上に位置決めし、リードの半田を溶
融することで容易に接合できる。更に、実装時にリード
に負荷をかけることがないので、リードを変形させるこ
ともない。更にまた、リードに形成するブリッジ層は均
一の厚さに形成することが容易にできるので、基板上に
半田を印刷する場合と異なり、各半導体装置ごとに適切
な半田量を容易に設定することができる。

一方、リードピッチとリード幅の大きさに適合した半田
メツキ層を形成するならば、０　５ｍｍ以下の狭ピッチ
で多ピンタイプの半導体装置の半田付けであっても、ブ
リッジを生じることなく、十分な強度で接合できる効果
がある。

更に、リードの先端部に折曲部を形成したものにあって
は、実装時において、基板の導体表面との間に形成され
る半田溜間隙に表面張力で半田を吸引できるので、隣接
するり−ド間に存在するブリッジ層を各リード毎に完全
に分離することができ、隣接するり一ド間で短絡を起こ
すことなく接合できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１に記載した発明の半導体装置の一実施
例を基板に設置した状態を示す断面図、第２図は同尖施
例のリードとブリッジ層を示す断面図、 第３図は請求項３に記載した発明の実施に用いる治具の
分解斜視図、 第４図は半導体装置のリードに厚膜メツキを施している
状態を示す断面図、 第５図は請求項Ｉに記載した発明の第２実施例の断面図
、 第６図は請求項２に記載した発明の第１実施例の断面図
、 第７図は請求項２に記載した発明の第２実施例の断面図
である。 Ａ・・・半田浴、■４・・半導体装置、Ｄ・・・半田溜
間隙、■・・治具、５・・・多ピンパツケージＩＣの本
体部、６６１．６３・・・リード（ピン端子）、８，８
′・・・ブリッジ層、７・・・半田インゴット電極、９
・・基板、ＩＩ・導体、６２．６４・・・折曲部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のリードを備え、基板の導体に前記リードが
   半田付けされて実装される半導体装置において、前記リ
   ードが、隣接する複数のリードを連続して覆う半田のブ
   リッジ層によって覆われてなることを特徴とする半導体
   装置。
2. （２）複数のリードを備え、基板の導体に前記リードの
   端末部が半田付けされて実装される半導体装置において
   、前記リードの先端部に、基板への装着状態で導体表面
   との間に半田溜間隙を形成する折曲部が形成されてなり
   、前記リードが、隣接する複数のリードを連続して覆う
   半田のブリッジ層によって覆われてなることを特徴とす
   る半導体装置。
3. （３）請求項１記載の半導体装置を実装するに際し、リ
   ードに付着されている半田のブリッジ層を溶融させてリ
   ードを基板の導体に接合することを特徴とする半導体装
   置の実装方法。