JPH06326440A

JPH06326440A - 配線基板およびその配線基板を組み込んだ電子装置ならびに電子装置の製造方法

Info

Publication number: JPH06326440A
Application number: JP5114428A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Uchimura; 信一内村
Original assignee: Hitachi Microcomputer System Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Microcomputer System Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1993-05-17
Filing date: 1993-05-17
Publication date: 1994-11-25

Abstract

(57)【要約】【目的】配線基板の穴内に挿脱自在に半導体装置を実
装する技術の提供。【構成】配線基板２の穴３の内周壁面に、金属製のソ
ケット端子１３を複数設ける。各ソケット端子１３は実
装する半導体装置４のリード１０に対応する。ソケット
端子１３は上端の接続部１７が配線基板２の表面の配線
層６に半田１４で接続されて支持されている。半導体装
置４のリード１０に弾力的に接触するスプリング部１６
がソケット端子１３の途中部分に形成されている。単一
の穴３内のソケット端子１３全体によって、単一の半導
体装置４を挿入実装するソケットを構成している。ソケ
ット故に半導体装置４は挿入，取り外しが容易で交換可
能となる。半導体装置４は配線基板２内に埋設されるた
め、電子装置１の薄型化が達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は配線基板およびその配線
基板を組み込んだ電子装置ならびに電子装置の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器（電子装置）の小型・薄型化に
伴って、これら装置に組み込まれる半導体装置等の電子
部品も一層小型・薄型化が図られている。また、電子部
品の製造コストの低減のために、パッケージ形態は材料
が安くかつ生産性が良好な樹脂（レジン）によるレジン
パッケージ（プラスチックパッケージ）が多用されてい
る。小型・薄型のパッケージについては、日立評論社発
行「日立評論」1992年第３号、平成４年３月25日発行、
Ｐ75〜Ｐ80に記載されている。この文献には、より小型
・薄型のパッケージとして、ＴＳＯＰ（Thin Small Out
line Package），ＳＳＯＰ（Shrink Small Outline Pac
kage），ＴＱＦＰ（Thin Quad Flat Package），ＳＴＺ
ＩＰ（Shrink Thin Zigzag Inline Package)が開示され
ている。また、ＳＯＰ(Small Outline Package）はパッ
ケージの２辺にアウターリードを配置し、ＱＦＰ（Thin
Quad Flat Package）はパッケージの４辺にアウターリ
ードを配置した構造となっている。そして、ＴＳＯＰ，
ＴＱＦＰはレジン（プラスチック）からなるパッケージ
の本体厚さが１ｍｍに薄型化されている。また、日経Ｂ
Ｐ社発行「日経マイクロデバイス」1991年２月号、同年
２月１日発行、Ｐ65には、ＴＡＢ（Tape Automated Bon
ding）をトランスファ・モールドしてパッケージの厚さ
を０．５ｍｍとした薄型パッケージが紹介されている。
また、日経ＢＰ社発行「日経マイクロデバイス」1989年
２月号、同年２月１日発行、Ｐ15には、両面に銅箔を有
する両面ＴＡＢテープが紹介されている。

【０００３】また、工業調査会発行「電子材料」1984年
９月号、同年９月１日発行、Ｐ64には、半導体装置の端
子形状の種類として、（ａ）Ｊ型リード（Rolled-unde
r) 、（ｂ）ガルウィング (Gull-wing)、（ｃ）バット
リード (Butt-lead)、（ｄ）フラットリード (Flat lea
d)がある旨記載されている。

【０００４】一方、半導体装置等電子部品の実装形態に
は、表面実装型，挿入型等がある。たとえば、工業調査
会発行「電子材料」1978年９月号、同年９月１日発行、
Ｐ26〜Ｐ31には、薄形化のためのＩＣ実装技術について
記載されている。この文献には、基板（配線基板）に孔
や凹部を設け、この孔や凹部に半導体装置のパッケージ
部分を落とし込んで薄形化を図る技術が開示されてい
る。同文献によれば、凹部を利用して半導体装置を実装
する構造では、凹部にパッケージの下部を入れ、かつパ
ッケージの周面から突出するリードを、基板の表面の導
体パターン（導体）にウエルドまたはハンダ付けによっ
て固定した構造となっている。この構造例としては、フ
ラットパック形ＩＣ，小形フラットパック，テープキャ
リャ形パッケージの実装構造が開示されている。

【０００５】また、孔部を利用して半導体装置を実装す
る構造では、基板の孔（スルーホール）に、単体となっ
たＩＣ（半導体装置）全体を入れ、孔の内周壁面に設け
られた導体パターン（導体）と、半導体装置の周面の電
極をハンダ付けによって電気的に接続した構造となって
いる。この構造例としては、メタル製蓋で表面中央を塞
いだセラミック基板の周面にメタライズ電極を有するチ
ップキャリヤの実装構造、表面中央をコーティング樹脂
で塞いだプリント基板の周面にＣｕ箔電極を有するチッ
プキャリヤの実装構造が開示されている。

【０００６】他方、プリント基板（配線基板）のスルー
ホールにリードを挿入させる挿入型電子部品としては、
デュアルインライン（ＤＩＰ）型ＩＣ（集積回路装置）
等の半導体装置や抵抗，コンデンサ，スイッチ等があ
る。ＣＱ出版株式会社発行「トランジスタ技術」1984年
12月号、同年12月１日発行、P326〜P372には、抵抗類の
使い方、コンデンサ類の使い方、スイッチ, コネクタ,
トランス類の使い方が３部に別けて記載されている。こ
の文献において、ＤＩＰコード・スイッチやＤＩＰ型Ｉ
Ｃのプリント基板への実装においては、ソケット（コネ
クタ）が使用される場合があることが記載されている。
また、同文献のP357には、ユニバーサル基板が紹介され
ている。このユニバーサル基板は試作や少量生産の際よ
く使用される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】プリント基板（配線基
板）への高密度実装化が進み、表面実装タイプのプログ
ラムで書き換えが可能なＩＣ（半導体装置）が普及して
きた。このタイプの半導体装置は、配線基板に直に半田
付けをして実装するか、配線基板にソケットを介して実
装かが一般的である。しかし、ソケットを使用すると、
ソケットの取り付けによる面積増大や実装高さの増大を
来す。そこで、一般的にはソケットを使用しない手法が
多用されている。

【０００８】本出願人においては、プログラムで書き換
えが可能なＩＣ（半導体装置）によるゲートアレイロジ
ック（電子装置）を開発製造している。ゲートアレイロ
ジックの製造に使用される半導体装置においては、実装
面積を小さくできることから、レジンからなるパッケー
ジの下にリードの先端を巻き込むＪ型リード（Ｊベン
ド）が採用され、配線基板の表面に半田付けによって接
続されている。ところで、ゲートアレイロジックの開発
（製造）においては、電気特性テストの段階でバグが発
生すると、実装した半導体装置を交換する必要が生じ
る。この半導体装置の交換作業は、前記Ｊ型−リードの
半田を除去して半導体装置を配線基板から取り外すこと
と、新たに書き換えを行った半導体装置の配線基板への
半田による取り付けによる実装によって行われる。度重
なるバグの発生は、半導体装置の繰り返し交換となり、
手間が掛かるとともに半導体装置や配線基板にストレス
が掛り好ましくない。

【０００９】本発明の目的は半導体装置の実装および交
換が容易な配線基板を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、配線基板に実装した
半導体装置の交換が常時行なえる電子装置を提供するこ
とにある。

【００１１】本発明の他の目的は、電子装置の製造段階
における電気特性テストでは半導体装置の交換が容易な
交換自在実装形態が採れ、かつ製品として出荷する際は
半田付けによって半導体装置を固定実装形態にできる実
装構造を有する電子装置の製造方法を提供することにあ
る。本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴
は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになる
であろう。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。すなわち、本発明の電子装置は、配
線基板に設けた穴に半導体装置を挿入して半導体装置の
パッケージの周面に設けた電極と前記穴の内周壁面に設
けた導体とを電気的に接続してなる構造となっている。
本発明の配線基板は、穴の内周壁面に複数の導体が設け
られているが、この導体は半導体装置のパッケージの周
面に複数設けられた電極に対応しかつ弾力的に接触する
ソケット端子となっている。したがって、半導体装置は
ソケット端子群からなるソケットに対して挿脱自在にな
っている。この実施例では、単一の穴に設けられた複数
のソケット端子は、全体で単一の半導体装置を挿入実装
できるソケットともなっている。

【００１３】また、本発明の電子装置の製造方法におい
ては、配線基板に所定の半導体装置を実装した後、電気
特性テストを行い、この電気特性テストにおいて発見さ
れたバグに伴って所定の半導体装置を交換するものであ
るが、配線基板としては半導体装置を実装する穴の内周
壁面に半導体装置の電極に弾力的に接触するソケット端
子を有する配線基板を用意した後半導体装置の実装を行
い、その後電気特性テストを行う。電気特性テストにお
いてバグが発見され、所定の半導体装置を交換する必要
があるときは、所定の半導体装置を電極がソケット端子
から抜けるように引き抜き、プログラムを書き換えた後
前記穴のソケット端子に電極が接触するように半導体装
置を取りつけて交換を行い電気特性テストを続行する。
バグがなくなった状態で電気特性テストを終了し、電子
装置の製造を完了するか、あるいは各半導体装置の電極
とソケット端子を半田付けした後電子装置の製造を完了
する。

【００１４】本発明の他の実施例による電子装置におい
ては、配線基板に設けた穴の内周壁面に半導体装置の電
極に弾力的に作用するソケット端子を設けるとともに、
この穴の周囲に挿入型電子部品のリードを挿入する内部
に前記リードに弾力的に接触するソケット端子を有する
スルーホールを設け、前記穴にはパッケージの周面に電
極を有する半導体装置が挿脱自在に実装され、前記スル
ーホールには前記穴を跨いで実装される挿入型電子部品
のリードが挿脱自在に挿入されている。したがって、半
導体装置および挿入型電子部品は引き抜くだけで簡単に
配線基板から取り外すことができ、また新たに半導体装
置や挿入型電子部品を実装することができる。

【００１５】本発明の他の実施例による電子装置におい
ては、配線基板の穴の内周壁面に設けられた複数のソケ
ット端子は複数のソケットを構成し、穴内に複数の半導
体装置が挿入実装されている。

【００１６】

【作用】本発明の配線基板は、半導体装置を実装する穴
の内周壁面に半導体装置の周面の電極に対応してソケッ
ト端子が設けられていることから、半導体装置の実装
は、前記穴内に半導体装置を差し込むだけで実装が行え
るため、実装作業が容易となるとともに、実装作業時間
の短縮が達成できる。また、穴内に半導体装置を実装す
ることから、電子装置の薄形化が達成できる。

【００１７】本発明の電子装置においては、穴内に実装
された半導体装置は、その電極が穴の内周壁面に設けら
れたソケット端子に挿入接触する状態で実装されている
ことから、半導体装置を引き抜くだけで容易に半導体装
置が取り外すことができる。したがって、実装された半
導体装置の交換が容易となる。

【００１８】本発明の電子装置の製造方法においては、
穴の内周壁面に設ける導体を半導体装置の電極に弾力的
に接触するソケット端子としてある本発明の配線基板を
用いて実装を行い、その後電気特性テストを行って必要
ならば所定の半導体装置の交換を行うが、この交換は、
配線基板から半導体装置を引き抜くことと、新たに半導
体装置を配線基板の穴内にソケット端子を利用して挿入
実装するだけで行えるため、半導体装置や配線基板を損
なうことなく所望の電子装置を製造することができる。
また、前記半導体装置の交換作業は容易かつ短時間で行
える。

【００１９】また、本発明の電子装置の製造において
は、本発明による穴の内周壁面にソケット端子を有する
配線基板を使用するため、半導体装置は半導体装置の電
極がソケット端子に接触する交換自在実装形態となるこ
とから、いつでも交換が可能な状態となる。したがっ
て、この状態で出荷された電子装置では、修理時の半導
体装置の交換は、半導体装置を配線基板から引き抜き、
新たな半導体装置を挿入するだけで良いことから修理が
容易となる。

【００２０】また、本発明の電子装置の製造において
は、本発明による穴の内周壁面にソケット端子を有する
配線基板を使用するため、実装後の電気特性テストまで
の工程では、半導体装置がいつでも引き抜くことができ
る交換自在実装形態とすることができるとともに、電気
特性テスト終了後には電極とソケット端子を半田付けし
て固定実装形態とすることができ、電気特性テスト時の
半導体装置の交換性と、製品完成段階では半導体装置が
取り外せない固定性の二面性を有する実装形態をとるこ
とができる。

【００２１】本発明の他の実施例では、穴内に半導体装
置を実装するとともに、この穴を跨ぐように挿入型電子
部品を実装できることから、実装効率が向上する。ま
た、この構造において、挿入型電子部品もスルーホール
に設けたソケット端子に挿脱自在となっていることか
ら、穴内の半導体装置および挿入型電子部品の交換も容
易である。

【００２２】本発明の他の実施例による穴内に複数の半
導体装置を実装する構造では、実装効率をさらに高める
ことができる。

【００２３】

【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。図１は本発明の一実施例によるデバグ作業
状態での電子装置の要部を示す断面図、図２は同じく電
子装置の要部を示す模式的斜視図、図３は本発明の一実
施例による配線基板の要部を示す断面図、図４は本発明
による配線基板の製造に用いるソケットフレームの平面
図、図５は同じくソケットフレームの断面図、図６は同
じくソケットフレームを成形して得られたソケット成形
体の断面図、図７は同じく配線基板の製造方法において
配線基板の穴にソケット成形体を嵌め込んだ状態を示す
断面図、図８は同じくソケット成形体の不要部分を切断
除去する状態を示す断面図、図９は同じくソケット成形
体の不要部分を切断除去してソケット端子をそれぞれ形
成した状態を示す断面図、図１０は本発明の一実施例に
よる出荷前の完成した電子装置の要部を示す断面図であ
る。

【００２４】本実施例ではゲートアレイロジック（電子
装置）に本発明を適用した例について説明する。本発明
の一実施例による電子装置１は、図２に示すように、プ
リント基板等からなる配線基板２の各穴３内に、Ｊ型−
リード構造の半導体装置４が実装されている。この図は
模式図であり、配線基板２に設けられる配線層等は省略
されている。また、この配線基板２には、板状に突出し
た外部接続端子部５が設けられている。この外部接続端
子部５の表面には、この図では図示しない配線層で形成
される外部接続端子７が設けられ、カードエッジコネク
タを構成している。なお、外部との電気的接続を図るも
のとして他のコネクタ構造を使用してもよい。この電子
装置は、この状態で出荷あるいは所定の機器に組み込ま
れる。

【００２５】図１は本発明の電子装置の要部、すなわち
配線基板２の穴３内に半導体装置４を実装した状態を示
す断面図である。配線基板２は多層配線構造からなり、
たとえば、１．６ｍｍ程度の厚さとなっている。配線基
板２の穴３内に実装される半導体装置４は、パッケージ
９の厚さが１ｍｍ程度となっている。この半導体装置４
はＪ型−リードとなり、レジンからなるパッケージ９か
ら突出するリード１０の先端は、パッケージ９の下面側
に巻き込むように曲げられている。前記穴３は内周の下
部がわずかに内方に突出した突出部１１を有する段付き
穴となっている。また、穴３の内周壁面にはそれぞれ電
気的に独立した金属片からなるソケット端子１３が設け
られている。このソケット端子１３は配線基板２の配線
層６に半田１４を介して電気的に接続されている。前記
ソケット端子１３は、半導体装置４のＪ型−リードから
なるリード１０の下端部分が当接するストッパ部１５を
有するとともに、中間部分は屈曲成形されて前記リード
１０の側面に弾力的に接触するスプリング部１６となっ
ている。この例では、前記ソケット端子１３は前記半導
体装置４の各リード１０に対応し、複数のソケット端子
全体でソケットを構成している。

【００２６】したがって、Ｊ型−リードの半導体装置４
を配線基板２の穴３に位置決めして挿入すれば、半導体
装置４の各リード１０は、穴３の内周壁面に設けられた
ソケット端子１３のスプリング部１６にそれぞれ弾力的
に接触することになる。また、前記半導体装置４はパッ
ケージ９の厚さが１ｍｍ程度となり、全体の高さが１．
１ｍｍ程度となることから、配線基板２の穴３内に挿入
されると、配線基板２内に埋まり、上下端が配線基板２
の表面に突出しないようになる。

【００２７】本発明の電子装置１にあっては、半導体装
置４は配線基板２の穴３内に挿入され、リード１０がソ
ケット端子１３に接触する構造となり、従来のように半
田によって固定されない構造となることから、半導体装
置４を容易に配線基板２から引き抜くことができる。半
導体装置４の取り外しの際、前記穴３の下からピンで半
導体装置４のパッケージ９の底面を突き上げるようにす
れば、半導体装置４の取り外しはさらに容易である。こ
の実装形態は、半導体装置４の交換が容易な交換自在実
装形態となり、電子装置１の電気特性テスト工程での状
態、あるいは完成品状態となる。この実装形態で各種機
器に組み込まれた場合、機器の故障修理の際、配線基板
２から半導体装置４を容易に取り外すことができるた
め、従来のように半田を溶かして半導体装置４を取り外
すようなこともなく、取り外し作業が容易となる。ま
た、新たな半導体装置４の実装も穴３内に半導体装置４
を位置決めして挿入すればよく、故障修理時間も短縮さ
れる。

【００２８】本発明の他の実装形態としては、図１０に
示す形態がある。この実装形態は固定実装形態となり、
配線基板２の穴３に取り付けられた半導体装置４のリー
ド１０とソケット端子１３は、半田１９で接続されてい
る。この実装形態は、本発明の場合は、電気特性テスト
が完了した後半田付けを行うことによって採られる形態
であり、半導体装置４を強固に配線基板２に取り付ける
ことができる。

【００２９】つぎに、本発明の配線基板の製造方法およ
びその配線基板を使用して電子装置を製造する方法につ
いて、図３〜図１０を参照しながら説明する。最初に、
図２に示すように、ガラス・エポキシ樹脂等で形成され
た多層配線構造の配線基板２を用意する。この配線基板
２には複数の半導体装置４が実装されてゲートアレイロ
ジックなる電子装置が構成される。半導体装置４を実装
するために、前記配線基板２には穴３が複数設けられ
る。この穴３は、図３に示すような段付き穴となり、穴
の内周下部には突出した突出部１１を有している。ま
た、この配線基板２においては、配線基板２の表裏面や
内部にそれぞれ配線層６や図示しない内部配線層等が設
けられているとともに、各層は図示しない導体によって
電気的に接続されている。前記穴３の周囲には、実装す
る半導体装置４のリード１０に対応して配線層６が配設
されている。そして、これら配線層６には後述するよう
に、それぞれソケット端子１３が半田１４によって固定
される。ソケット端子１３の主要部分は前記穴３内に延
在する。

【００３０】つぎに、前記穴３内に配設されるソケット
端子１３について説明する。配線基板２の穴３内に設け
られるソケット端子１３は、電気伝導率の高い金属板を
用意する工程と、前記金属板をパターニングして中央の
連結板部の周縁から複数のソケット端子部を延在させる
ソケット端子フレームを形成するとともに、実装する半
導体装置のリードに対して弾力的に接触可能なスプリン
グ部や接続部を形成する工程と、前記連結板部およびソ
ケット端子部の付け根分が底を形成するように前記ソケ
ット端子フレームを成形してＵ字状の挿入体を形成する
工程と、前記挿入体を配線基板の穴に嵌合し各ソケット
端子部の接続部を配線層に接続する工程と、前記配線基
板の穴に挿入固定された挿入体の連結板部を切断除去す
る工程とによって製造される。

【００３１】ソケット端子フレーム２３の製造において
は、電気伝導率の高い薄い金属板が用意され、エッチン
グあるいは打ち抜きプレスによってパターニングしかつ
所定部を屈曲成形することによって形成され、たとえば
図４に示すような平面構造となり、かつ図５に示すよう
な断面構造となる。この実施例のソケット端子フレーム
２３は、パッケージ９の両側から突出部１１が延在する
形状の半導体装置４に対するソケット端子１３が製造で
きるパターンとなっていて、中央の矩形の連結板部２４
の両側からソケット端子部２５を相互に平行となるよう
に延在させている。各ソケット端子部２５は半導体装置
４の各リード１０に対応し、リード１０と同じ幅に形成
されている。配線基板２の穴３に実装する半導体装置４
がパッケージ９の四辺からリード１０を突出させる構造
の場合は、前記ソケット端子フレーム２３は、連結板部
２４の四辺からソケット端子部２５が突出するパターン
となる。前記ソケット端子部２５は、前記配線基板２の
穴３の縁に引っ掛かり、かつ配線層６に半田１４を介し
て接続される折り曲げられた先端の接続部１７と、半導
体装置４のリード１０に弾力的に接触するように凸状に
折り曲げられた中間部分のスプリング部１６を有してい
る。前記接続部１７の配線基板２の配線層６に対面する
領域には、半田メッキ膜２６が設けられている。この半
田メッキ膜２６はソケット端子部２５が形成される前の
金属板の状態で形成される。

【００３２】前記ソケット端子フレーム２３は、前記配
線基板２の穴３に嵌合できるようにプレス成形されて、
図６に示すようなＵ字状の挿入体３０とされる。半田メ
ッキ膜２６の底部分は、連結板部２４と、この連結板部
２４から延在するソケット端子部２５の付け根部分で形
成される。前記半田メッキ膜２６の上部は穴３の内径よ
りもわずかに大きくなり、穴３に挿入嵌合されると、素
材の弾力性で穴３に嵌まり込み、脱落しないようにな
る。

【００３３】前記挿入体３０は、図７に示すように筒状
の真空吸着工具３１で真空吸着保持されて、配線基板２
の穴３に位置決めされて挿入される。挿入体３０におけ
るソケット端子部２５の先端の接続部１７は、配線基板
２の主面の配線層６に半田メッキ膜２６を介して重な
る。また、挿入体３０の底部は穴３の突出部１１上に当
接する。この突出部１１が挿入体３０の挿入高さを決め
るストッパとして作用する。ソケット端子部２５部分は
穴３の内周壁面に弾力的に接触する。したがって、前記
真空吸着工具３１で挿入体３０を穴３に挿入した後は、
容易には穴３から脱落しない。その後、前記半田メッキ
膜２６は加熱（リフロー）される。この結果、接続部１
７は半田１４によって配線層６に電気的に接続される。
なお、前記配線基板２の穴３の内周壁面にそれぞれ電気
的に独立した導体を形成するとともに、この導体と前記
配線層６を導通させ、かつ前記導体とソケット端子部２
５を半田等で電気的に接続する構造でもよい。

【００３４】つぎに、図８に示すように、挿入体３０の
連結板部２４部分を切断除去してソケット端子１３を形
成する。すなわち、配線基板２の穴３に嵌合された挿入
体３０の底部分をダイ３２で支え、パンチ３３で打ち抜
く。この打ち抜きは、ソケット端子部２５の付け根近傍
で行われる。この結果、図９に示すように、配線基板２
の穴３において、それぞれ電気的に独立したソケット端
子１３が形成されることになる。ソケット端子１３は、
上部の接続部１７で配線層６に接続され、中間から下部
に及ぶ部分は配線基板２に接続されていないことと、ソ
ケット端子１３が弾力性を有する金属で形成されている
ことから、穴３の中央から外方に沿う方向に弾力的に変
形可能となり、半導体装置４が穴３内に挿入された際、
リード１０がソケット端子１３に確実に接触するように
なる。また、ソケット端子１３の下部は、リード１０の
下端を受けるストッパ部１５となっている。したがっ
て、半導体装置４を穴３内に挿入し、リード１０をスト
ッパ部１５に当たるようにすれば、リード１０の側面に
ソケット端子１３のスプリング部１６が弾力的に接触し
電気的導通がとれることになる。

【００３５】本発明の電子装置（ゲートアレイロジッ
ク）の製造においては、前記のように穴３の内周壁面に
ソケット端子１３を有する配線基板２を製造（用意）す
る工程と、前記配線基板２の穴３内にそれぞれ半導体装
置４を挿入して実装する工程と、電気特性テストを行う
工程と、前記電気特性テストにおけるバグの発見に伴っ
て所定の半導体装置４を交換し電気特性テストを終了す
る工程とによって交換自在実装形態のゲートアレイロジ
ックを製造する。また、必要に応じて前記電気特性テス
トの終了後に前記半導体装置４のリード１０と、ソケッ
ト端子１３を半田１４で接続して強固な実装形態となる
固定実装形態のゲートアレイロジックを製造する。

【００３６】以下、電子装置（ゲートアレイロジック）
１の製造について説明する。最初に穴３の内周壁面にソ
ケット端子１３を配設した本発明の配線基板２が用意
（製造）される。本発明の配線基板２においては、前記
単一の穴３の全ソケット端子１３によって、単一の半導
体装置４を実装するソケットが構成されている。したが
って、各穴３に半導体装置４を順次挿入するだけで、図
１に示すように半導体装置４の実装が行える。そこで、
前記穴３内にＪ型−リードの半導体装置４を挿入実装
し、図２に示すように、ゲートアレイロジック（電子装
置）１を製造する。半導体装置４の実装後、電気特性テ
ストを行い、バグを発見した場合、速やかに所望の半導
体装置４を取外し、プログラムを書き換えた後、再び半
導体装置４を穴３内に実装する。バグが無くなるまでこ
の作業を繰り返してゲートアレイロジックを完成する。
このデバグ作業において、従来は半導体装置４の取り外
し（リペア）には半田を溶かして除去したり、半導体装
置４の実装時には半田付けを行っているが、本発明の電
子装置では、半田除去や半田付けが不要となるソケット
実装構造（半導体装置の交換が自由に行なえる交換自在
実装形態）となり、リペアや実装に時間を要しなくなる
ばかりでなく、リペア・実装作業に起因する半導体装置
４や配線基板２の損傷を防止することができる。

【００３７】交換自在実装形態となる本発明の電子装置
（ゲートアレイロジック）は、交換自在実装形態で出荷
あるいは所望の電子機器に組み込まれる。したがって、
電子装置の故障に伴う修理においては、配線基板に実装
された半導体装置の交換が簡単となり、交換作業時間も
短縮されることになる。

【００３８】また、本発明の電子装置（ゲートアレイロ
ジック）においては、半導体装置４を配線基板２に対し
て強固に接続して出荷する必要がある場合には、電気特
性テストが完了した後、図１０に示すように、配線基板
２の裏側において、ソケット端子１３のストッパ部１５
とリード１０を半田１９で接続し、固定実装形態とす
る。

【００３９】

【発明の効果】（１）本発明の配線基板は、穴内に半導
体装置を実装できる構造となるとともに、穴内の内周壁
面にはソケット端子が複数設けられ、これらのソケット
端子全体で単一の半導体装置を挿入実装できるソケット
を構成していることから、ソケットを有する薄形の配線
基板となるという効果が得られる。

【００４０】（２）上記（１）により、本発明の配線基
板は、穴内にソケットを有していることから、半導体装
置の実装は前記穴内に半導体装置を位置決め挿入するだ
けで容易に半導体装置の実装が行えるという効果が得ら
れる。

【００４１】（３）上記（１）により、本発明の配線基
板は、穴内にソケットを有していることから、半導体装
置の実装および取り外しが容易かつ短時間で行えるとい
う効果が得られる。

【００４２】（４）上記（１）により、本発明の配線基
板は、穴内にソケットを有していることから、半導体装
置の実装において半田付けを必ずしも必要としないとい
う効果が得られる。

【００４３】（５）上記（３）により、本発明の配線基
板は、穴内にソケットを有し、半導体装置の実装および
取り外しが容易であることから、試作配線基板として使
用した後、そのまま量産配線基板として使用できるとい
う効果が得られる。

【００４４】（６）本発明の電子装置においては、配線
基板は穴内に半導体装置を実装できるソケットを有し、
半導体装置は前記穴内に挿入実装した構造となっている
ことから、配線基板の主面に単体のソケットを取り付
け、このソケットに半導体装置を挿入実装する従来の構
造に比較して、実装面積を小型化できるという効果が得
られる。

【００４５】（７）本発明の電子装置においては、配線
基板は穴内に半導体装置を実装できるソケットを有し、
半導体装置は前記穴内に挿入実装した構造となっている
ことから、配線基板の主面にソケットを取り付け、この
ソケットに半導体装置を挿入実装する従来の構造に比較
して、電子装置の薄型化が達成できるという効果が得ら
れる。

【００４６】（８）本発明の電子装置においては、配線
基板は穴内に半導体装置を実装できるソケットを有し、
半導体装置は前記穴内に挿入実装した構造となっている
ことから、半導体装置の交換作業が容易となるという効
果が得られる。

【００４７】（９）上記（８）により、本発明によれ
ば、本発明の電子装置を組み込んだ電子機器の修理の
際、半導体装置の交換が容易となり、電子機器の修理が
短時間で行えるという効果が得られる。

【００４８】（１０）本発明の電子装置においては、配
線基板は穴内に半導体装置を実装できるソケットを有
し、半導体装置は前記穴内に挿入実装した構造となって
いることから、半導体装置の動作時に発生した熱を、穴
の上下から外に放熱できるため、放熱効果が増大し半導
体装置が安定に動作するという効果が得られる。

【００４９】（１１）本発明の電子装置の製造方法にお
いては、配線基板として穴内に半導体装置を実装できる
ソケットを有する配線基板を使用することから、半導体
装置の実装は穴内に半導体装置を位置決めして挿入する
だけでよく、実装作業が容易に行えるという効果が得ら
れる。

【００５０】（１２）本発明の電子装置の製造方法にお
いては、配線基板として穴内に半導体装置を実装できる
ソケットを有する配線基板を使用し、半導体装置を前記
ソケットに挿入することから、半導体装置の実装が容易
となるばかりでなく、半導体装置の取り外しも引き抜く
だけとなり容易となるという効果が得られる。したがっ
て、本発明の電子装置の製造方法においては、実装した
半導体装置の交換作業も容易となるという効果が得られ
る。

【００５１】（１３）上記（１２）により、本発明の電
子装置の製造方法をゲートアレイロジックの製造方法に
適用した場合、配線基板に実装した半導体装置の交換が
容易となることから、デバグ作業時の半導体装置の交換
が容易かつ短時間となり、製造コストの短縮が図れると
いう効果が得られる。

【００５２】（１４）本発明の電子装置の製造方法にお
いては、配線基板に対する半導体装置の実装および取り
外しにあって、半田除去作業や半田付け作業を必要とし
ないため、バグの発見に起因する半導体装置の交換時
に、配線基板や半導体装置に熱が加わらず、配線基板や
半導体装置の損傷が防止できるという効果が得られる。

【００５３】（１５）本発明の電子装置の製造方法にお
いては、穴内にソケットを有し、半導体装置の実装およ
び取り外しが容易である配線基板を使用することから、
一枚の配線基板を試作配線基板として使用した後、その
まま量産配線基板として使用できるため、電子装置の製
造コストの低減が達成できるという効果が得られる。

【００５４】（１６）本発明の電子装置の製造方法にお
いては、穴内にソケットを有する配線基板を使用するた
め、製造やテストの段階では半導体装置が常に交換可能
な交換自在実装形態とし、出荷時には半田付けを行って
半導体装置がソケットから抜けない固定実装形態とする
ことができ、融通性が高いという効果が得られる。

【００５５】（１７）上記（１）〜（１６）により、本
発明によれば、配線基板に半田付けを行うことなく容易
に半導体装置を実装できるとともに、半導体装置の交換
が容易な電子装置の製造技術を提供することができると
いう相乗効果が得られる。

【００５６】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき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で
種々変更可能であることはいうまでもない、すなわち、
ソケット端子１３の形状は前記実施例に特定されるもの
でなく、たとえば、図１１に示すようにソケット端子１
３の中央部分を部分的に長手方向に沿って盛り上げるよ
うに成形し、この盛り上がり部分をスプリング部１６と
して、リード１０に弾力的に接触するようにしてもよ
い。また、ソケット端子１３の下部のストッパ部１５は
必ずしも設けなくともよい。

【００５７】図１２は本発明の他の実施例を示す電子装
置の要部を示す断面図である。この実施例では、配線基
板２の窪み４０の内周壁面に前記実施例と同様のソケッ
ト端子１３を設け、窪み４０にソケットを形成した例で
ある。この例では、窪み４０の底側の配線基板２の裏面
にも配線層６を設けることができ、配線設計の余裕度が
増大するとともに、配線密度の向上が達成できる。な
お、半導体装置４の取り外しを容易にするために、窪み
４０の底に突き上げピンが下から挿入できる小さな孔を
設けてもよい。

【００５８】図１３は本発明の他の実施例による電子装
置の要部を示す模式的平面図である。この実施例では、
配線基板２の単一の穴３に、２つの半導体装置４を実装
した例を示す。単一の穴３の両側には、ソケット端子１
３がそれぞれ設けられている。そして、ソケット端子１
３の半分で単一の半導体装置４を実装できるソケットを
構成している。したがって、この単一の穴３には、ソケ
ットが２つ設けられていることになる。単一の穴３内に
さらに多数のソケットを配設してもよい。この実施例で
は、実装密度がさらに高まる。また、複数のソケットを
単一の窪み４０に設け、単一の窪み４０に複数の半導体
装置４を実装するようにしてもよい。また、本発明にお
いては、Ｊ型−リードの半導体装置以外に、パッケージ
の周面にリード（電極）を有する半導体装置、たとえば
バットリード型半導体装置，ＰＬＣＣ等も同様に穴内に
１個または複数実装できる。

【００５９】図１４は本発明の他の実施例による電子装
置の要部を示す断面図である。この実施例では、配線基
板２の穴３にソケットを構成した本発明の配線基板２に
おいて、部分的に前記穴３の周囲に挿入型電子部品（挿
入型半導体装置）５０のリード５１が挿入できるソケッ
ト端子５２を内蔵したスルーホール５３が配設されるも
のである。すなわち、この実施例による本発明の配線基
板２は、穴３内に半導体装置４を実装できるとともに、
穴３を跨いで挿入型電子部品５０が実装できる構造とな
っている。同図に示すように、配線基板２の前記穴３の
周囲には、スルーホール５３が複数設けられている。前
記スルーホール５３の内壁には、導体層５４が設けられ
ているとともに、このスルーホール５３内にはソケット
端子５２が図示しない導電性接着剤を介して固定されて
いる。前記ソケット端子５２は、スポンジ状の導電性プ
ラスチックからなる細長の筒体となっている。筒体の内
径は、実装する挿入型電子部品５０のリード５１よりも
小さくなり、挿入型電子部品５０のリード５１を前記ソ
ケット端子５２内に挿入すると、前記ソケット端子５２
が縮み、弾力的にリード５１に接触する。これにより、
前記リード５１とソケット端子５２の電気的導通がとれ
ることになる。

【００６０】したがって、ソケット端子５２を有するス
ルーホール５３を有しかつソケット端子１３を穴３の内
周壁面に有する本発明の配線基板２を用いて電子装置１
を製造した場合、穴３内に実装した半導体装置４を交換
する場合は、挿入型電子部品５０を引き抜いた後取り外
すことができ、半導体装置４および挿入型電子部品５０
の交換が容易に行なえることになる。また、前記挿入型
電子部品５０は、スルーホール５３内のソケット端子５
２が上下が対称な構造となることから、配線基板２の裏
面側からでも挿入実装できる。本発明の電子装置１は、
配線基板２の穴内に半導体装置４が実装できるととも
に、穴３の上または下にも挿入型電子部品５０を配置で
きることから、実装効率が高くなり、電子装置１の小型
化も達成できる。また、この実施例の別の構造として
は、半導体装置４を実装する窪み４０の周囲にソケット
端子５２を内蔵したスルーホール５３を配置して、穴内
および穴の上または穴の下に半導体装置を実装しても前
記実施例同様な効果が得られる。なお、図１４における
５５は内部配線層である。

【００６１】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である挿入型
電子部品の実装技術に適用した場合について説明した
が、それに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるデバグ作業状態での電
子装置の要部を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例による電子装置の要部を示す
模式的斜視図である。

【図３】本発明の一実施例による配線基板の要部を示す
断面図である。

【図４】本発明の一実施例による配線基板におけるソケ
ットを形成するソケットフレームの平面図である。

【図５】本発明の一実施例による配線基板におけるソケ
ットを形成するソケットフレームの断面図である。

【図６】本発明の一実施例による配線基板におけるソケ
ットを形成するソケットフレームを成形して得られたソ
ケット成形体を示す断面図である。

【図７】本発明の一実施例による配線基板の製造方法に
おいて配線基板の穴にソケット成形体を嵌め込んだ状態
を示す断面図である。

【図８】本発明の一実施例による配線基板の製造方法に
おいて配線基板の穴に嵌め込んだソケット成形体の不要
部分を切断除去する状態を示す断面図である。

【図９】本発明の一実施例による配線基板の製造方法に
おいて配線基板の穴に嵌め込んだソケット成形体の不要
部分を切断除去してソケット端子をそれぞれ形成した状
態を示す断面図である。

【図１０】本発明の一実施例による出荷前の完成した電
子装置の要部を示す断面図である。

【図１１】本発明の他の実施例によるソケット端子の断
面を示す断面図である。

【図１２】本発明の他の実施例において配線基板の窪み
にソケットを設けた状態を示す断面図である。

【図１３】本発明の他の実施例による電子装置の要部を
示す模式的平面図である。

【図１４】本発明の他の実施例による電子装置の要部を
示す断面図である。

【符号の説明】

１…電子装置、２…配線基板、３…穴、４…半導体装
置、５…外部接続端子部、６…配線層、７…外部接続端
子、９…パッケージ、１０…リード、１１…突出部、１
３…ソケット端子、１４…半田、１５…ストッパ部、１
６…スプリング部、１７…接続部、１９…半田、２３…
ソケット端子フレーム、２４…連結板部、２５…ソケッ
ト端子部、２６…半田メッキ膜、３０…挿入体、３１…
真空吸着工具、３２…ダイ、３３…パンチ、４０…窪
み、５０…挿入型電子部品、５１…リード、５２…ソケ
ット端子、５３…スルーホール、５４…導体層、５５…
内部配線層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パッケージの周面に複数の電極を有する
半導体装置の前記電極に対応する導体を穴および／また
は窪みの内周壁面に有する配線基板であって、前記穴お
よび／または窪みに設けられた導体は前記電極に弾力的
に接触するソケット端子となっていることを特徴とする
配線基板。
【請求項２】パッケージの周面に複数の電極を有する
半導体装置の前記電極に対応する導体を穴および／また
は窪みの内周壁面に有する配線基板であって、前記穴お
よび／または窪みに設けられた導体は前記電極に弾力的
に接触するソケット端子となり、かつ複数のソケット端
子によって単一の半導体装置を実装するソケットを構成
していることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】前記単一の穴および／または窪みには複
数のソケットが設けられていることを特徴とする請求項
１記載の配線基板。
【請求項４】配線基板の穴および／または窪み内に半
導体装置を実装する配線基板であって、前記穴および／
または窪みの内周壁面には半導体装置のパッケージの周
面に設けられた電極に対応する前記電極に弾力的に接触
するソケット端子が設けられているとともに、前記穴お
よび／または窪みの周囲には前記穴および／または窪み
を跨ぐようにして実装される挿入型電子部品のリードが
挿入されるスルーホールが設けられかつこのスルーホー
ル内には前記リードに弾力的に接触するソケット端子が
設けられていることを特徴とする配線基板。
【請求項５】配線基板に設けた穴および／または窪み
に半導体装置を挿入して半導体装置のパッケージの周面
に設けた電極と前記穴または窪みの内周壁面に設けた導
体とを電気的に接続してなる電子装置であって、前記内
周壁面に設けた導体は前記リードに弾力的に接触するソ
ケット端子からなり、半導体装置はソケット端子群から
なるソケットに対して挿脱自在になっていることを特徴
とする電子装置。
【請求項６】配線基板に設けた穴および／または窪み
の内周壁面に半導体装置の電極に弾力的に作用するソケ
ット端子を設けるとともに、この穴および／または窪み
の周囲に挿入型電子部品のリードを挿入する内部に前記
リードに弾力的に接触するソケット端子を有するスルー
ホールを設け、前記穴および／または窪みにはパッケー
ジの周面に電極を有する半導体装置が挿脱自在に実装さ
れ、前記スルーホールには前記穴および／または窪みを
跨いで実装される挿入型電子部品のリードが挿脱自在に
挿入されていることを特徴とする電子装置。
【請求項７】配線基板に複数の半導体装置を実装する
工程と、電気特性テストにおいて発見されたバグに伴っ
て前記半導体装置を交換する工程と、を有する電子装置
の製造方法であって、穴および／または窪みの内周壁面
に半導体装置の周面の電極に弾力的に接触するソケット
端子が複数設けられてなる配線基板を用意する工程と、
前記配線基板のソケット端子に半導体装置の電極が接触
するように半導体装置を挿入実装する工程と、前記電気
特性テストを行う工程と、前記電気特性テストにおける
バグの発見に伴って所定の半導体装置を交換し電気特性
テストを終了する工程と、前記半導体装置の電極とソケ
ット端子を半田付けする工程とを有することを特徴とす
る電子装置の製造方法。
【請求項８】前記配線基板を用意する工程では、配線
基板の穴および／または窪みの内周壁面には半導体装置
のパッケージの周面に設けられた電極に対応する前記電
極に弾力的に接触するソケット端子が設けられていると
ともに、前記穴および／または窪みの周囲には前記穴お
よび／または窪みを跨ぐようにして実装される挿入型電
子部品のリードが挿入されるスルーホールが設けられか
つこのスルーホール内には前記リードに弾力的に接触す
るソケット端子が設けられている配線基板を用意すると
ともに、半導体装置を実装する工程では、前記穴および
／または窪みにはパッケージの周面に電極を有する半導
体装置を挿脱自在に実装しかつ前記スルーホールには前
記穴および／または窪みを跨いで実装される挿入型電子
部品のリードを挿脱自在に挿入して実装することを特徴
とする請求項７記載の電子装置の製造方法。