(57)【要約】【課題】金属ポストを基板上に強固かつ正確に接合することができる金属ポストの実装構造を提供する。【解決手段】略平坦な上面及び下面を有し、上面に金属細線８がボンディングされる柱状の金属ポスト３を、基板１上の導体層２に半田接合してなる金属ポスト３の実装構造において、前記導体層２及び金属ポスト３間の半田４を複数個の半田領域４ａ〜４ｅに分断するとともに、該各半田領域４ａ〜４ｅの外周部を外気と連通する空気層７に接触させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平坦な上面及び下面を有し、上面に金属細線がボンディングされる柱状の金属ポストを、基板上の導体層に半田接合してなる金属ポストの実装構造において、
前記導体層及び金属ポスト間の半田を複数個の半田領域に分断するとともに、該各半田領域の外周部を外気と連通する空気層に接触させたことを特徴とする金属ポストの実装構造。
【請求項２】
前記複数個の半田領域が、金属ポスト実装領域の図心を中心とする対称的な位置に配されていることを特徴とする請求項１に記載の金属ポストの実装構造。
【請求項３】
略平坦な上面及び下面を有し、上面に金属細線がボンディングされる柱状の金属ポストを、基板上の導体層に半田接合してなる金属ポストの実装構造において、
前記導体層及び金属ポスト間に介在される半田の外周長さＬ１が金属ポストの外周長さＬ２に比し長くなっていることを特徴とする金属ポストの実装構造。
【請求項４】
前記導体層及び金属ポスト間に介在される半田のパターン形状が、金属ポスト実装領域の図心を中心とする対称的な図形であることを特徴とする請求項３に記載の金属ポストの実装構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属細線のボンディングに用いられる金属ポストの実装構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子部品等の電極と回路基板上の導体層等を金属細線によりボンディングするためのターミナル端子として金属ポストが用いられている。
【０００３】
かかる従来の金属ポストは、通常、アルミニウム等の金属によって柱状をなすように形成されており、このような金属ポストの実装構造としては、例えば図４に示す如く、基板１１上に被着されている導体層１２の一部上面に金属ポスト１３を配置させた上、この両者を半田１４で接合させた構造のものが知られている。
【０００４】
尚、前記半田１４は、金属ポスト１３を基板１１上に載置させる前に、基板上面の金属ポスト実装領域全域にわたり予めクリーム半田を印刷・塗布しておくことにより基板１１−金属ポスト１３間に介在され、これを高温で加熱・溶融させることにより導体層１２と金属ポスト１３とが半田接合される。
【０００５】
そして上述の金属ポスト１３を用いて金属細線のボンディングを行う場合は、従来周知のワイヤボンディング法を採用し、金属細線の一端を金属ポスト１３の上面に、他端を電子部品等の端子にそれぞれボンディングすることにより基板１１上の導体層１２と電子部品等とが電気的に接続される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の実装構造においては、クリーム半田を基板１１上に印刷する際、クリーム半田が金属ポスト１３の実装領域全域にわたって印刷されていたことから、半田接合時、クリーム半田に熱が印加されると、クリーム半田中に含まれているフラックスと金属ポスト表面の酸化物とが化学反応を起こしたり、フラックス中の溶剤が揮散したりすることにより、基板１１−金属ポスト１３間で多量のガスが発生し、このようなガスの多くが金属ポスト１３−基板１１間に閉じ込められてしまうと、金属ポスト１３の取着状態が不安定になって金属ポスト１３が基板１１に対して傾いた状態で実装されることがある。その場合、金属ポスト１３の上面に金属細線をボンディングしようとしても、ボンディングを正確に行うことが難しく、接合不良を発生する欠点を有していた。
【０００７】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、金属ポストを基板上に強固かつ正確に接合することができる金属ポストの実装構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の金属ポストの実装構造は、略平坦な上面及び下面を有し、上面に金属細線がボンディングされる柱状の金属ポストを、基板上の導体層に半田接合してなる金属ポストの実装構造において、前記導体層及び金属ポスト間の半田を複数個の半田領域に分断するとともに、該各半田領域の外周部を外気と連通する空気層に接触させたことを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明の金属ポストの実装構造は、前記複数個の半田領域が、金属ポスト実装領域の図心を中心とする対称的な位置に配されていることを特徴とするものである。
【００１０】
更に本発明の金属ポストの実装構造は、略平坦な上面及び下面を有し、上面に金属細線がボンディングされる柱状の金属ポストを、基板上の導体層に半田接合してなる金属ポストの実装構造において、前記導体層及び金属ポスト間に介在される半田の外周長さＬ１が金属ポストの外周長さＬ２に比し長くなっていることを特徴とするものである。
【００１１】
また更に本発明の金属ポストの実装構造は、前記導体層及び金属ポスト間に介在される半田のパターン形状が、金属ポスト実装領域の図心を中心とする対称的な図形であることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の金属ポストの実装構造によれば、基板上の導体層と金属ポストとを接合する半田を複数個の半田領域に分断するとともに、各半田領域の外周部を外気と連通する空気層に接触させるようにしたことから、金属ポストを基板上の導体層に半田接合する際に、基板−金属ポスト間のクリーム半田より発生する多量のガスを空気層等を介して外部へ良好に逃がすことができる。これにより、基板−金属ポスト間の半田中に残留する気泡が少なくなり、金属ポストの取着状態を安定化させることができるとともに、金属ポストを基板の上面に対し略垂直に立設・実装させることができ、金属ポストの上面に金属細線をボンディングする際のボンディング精度を向上させることが可能となる。
【００１３】
また本発明の金属ポストの実装構造によれば、基板−金属ポスト間の半田を複数の半田領域に分断するのに代えて、１個の半田で形成する場合に半田の外周長さＬ１を金属ポストの外周長さＬ２に比し長くなすように構成した場合においても上述の作用効果と同様の作用効果が得られる。
【００１４】
更に本発明の金属ポストの実装構造によれば、導体層−金属ポスト間に介在される半田を複数個の半田領域で構成する場合は、これらの半田領域を金属ポスト実装領域の図心を中心とする対称的な位置に配し、また半田を１個の半田で構成する場合は半田のパターン形状を金属ポスト実装領域の図心を中心とする対称的な図形となしておくことにより、半田が導体層−金属ポスト間にバランス良く配置されることとなるため、金属ポストを極めて安定した状態で基板上に載置させることができ、金属ポストの実装状態をより安定なものとなすことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る金属ポストの実装構造を示す断面図であり、図中の１は基板、２は導体層、３は金属ポスト、４は半田、７は空気層である。
【００１６】
前記基板１は、アルミナセラミックスやガラス布基材エポキシ樹脂等の電気絶縁性材料によって略矩形状をなすように形成され、その内部や上面には導体層２が、上面の所定位置には金属ポスト３や電子部品（図示せず）が取着され、これらを支持する支持母材として機能する。
【００１７】
前記基板１は、アルミナセラミックスから成る場合、アルミナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス材料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加・混合して泥漿状に成すとともに、これを従来周知のドクターブレード法を採用することによってセラミックグリーンシートと成し、しかる後、得られたセラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜いた上、高温（約１６００℃）で焼成することによって製作される。
【００１８】
また前記基板１の上面や内部には導体層２が形成されている。
前記導体層２は、例えばＡｇ等を含む導電材料によって所定パターンに被着・形成されており、その一端部には後述する半田４のパターンに対応させてＮｉメッキやＡｕメッキ等のメッキ膜を被着させてなる接続部５が設けられている。
【００１９】
前記導体層２は、電力や電気信号を供給するための給電配線もしくは信号配線として機能するものであり、Ａｇ等の導電材料を含む導電ペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって基板１上に印刷・塗布し、これを高温で焼き付けることによって形成される。
【００２０】
また前記導体層２の接続部５に設けたＮｉメッキやＡｕメッキは、導体層２を金属ポスト３に半田接合させるための半田濡れ層として機能するものであり、従来周知の無電解メッキ法等によって導体層２の一部上面に被着・形成される。
【００２１】
そして前記導体層２の接続部５上には、金属ポスト３が半田４を介して載置される。
前記金属ポスト３は、電子部品等の電極と導体層２とを金属細線によりボンディングするためのターミナル端子として機能するものであり、例えばアルミニウム等の金属によって柱状をなすように形成され、その上面及び下面は略平坦な面を成している。
【００２２】
また前記金属ポスト３の上面には全面にＮｉメッキ及びＡｕメッキが、下面には後述する半田４のパターンに対応させてＮｉメッキやＡｕメッキ等のメッキ膜６が部分的に被着されており、金属ポスト３の下面では、これらのメッキ膜６が被着された部位でのみ導体層２と半田接合されている。
【００２３】
尚、前記金属ポスト３は、アルミニウム等のインゴット（塊）を従来周知の金属加工法を採用し所定形状に成形することによって製作される。
【００２４】
そして、前記導体層２と前記金属ポスト３との間に介在されている半田４は、複数個の半田領域４ａ〜４ｅに分断されており、各半田領域４ａ〜４ｅの外周部を外気と連通する空気層７に接触させた状態で導体層２−金属ポスト３間の所定位置に介在されている。
【００２５】
本実施形態においては、上述した複数個の半田領域４ａ〜４ｅを、図２に示す如く、実装領域の中心に金属ポスト３の直径の２０％〜３０％に相当する直径を有した円形パターン４ａと該パターン４ａの近傍から金属ポスト３の外周部に向かって延びる４個の放射状パターン４ｂ〜４ｅとから成る５個の半田領域で構成しており、これらの半田領域４ａ〜４ｅは、金属ポスト３の実装領域の図心を中心とする対称的な位置に配されている。
【００２６】
このように導体層２−金属ポスト３間の半田４を複数個の半田領域４ａ〜４ｅに分断するとともに、各半田領域４ａ〜４ｅの外周部を外気と連通する空気層７に接触させているのは、金属ポスト３を基板１上の導体層２に半田接合する際に基板１−金属ポスト３間で発生する多量のガスを空気層７等を介して外部へ良好に逃がすためであり、これによって基板１−金属ポスト３間の半田中に残留する気泡を少なくし、金属ポスト３の取着状態を安定化させることができるとともに、金属ポスト３を基板１の上面に対し略垂直に立設・実装させることができる。従って、金属ポスト３の上面に金属細線８をボンディングする際、そのボンディング精度を向上させることが可能となる。
【００２７】
またこの場合、導体層２−金属ポスト３間に介在されている半田４は、金属ポスト３の実装領域の図心を中心とする対称的な図形パターンでバランス良く介在されていることから、金属ポスト３を極めて安定した状態で基板１上に載置させることもできる。
【００２８】
尚、金属ポスト３を基板１上に実装する際は、まず金属ポスト３の実装領域内に位置する導体層２の上面（接続部５）に、多数の半田微粒子にフラックスや有機溶剤等を添加・混合してペースト状になしたクリーム半田を従来周知のスクリーン印刷等によって選択的に塗布し、その上に金属ポスト３を載置させた後、クリーム半田を例えば１７０℃〜２２０℃の温度で加熱・溶融させることにより導体層２と金属ポスト３の下面とが部分的に半田接合される。このとき、クリーム半田中に含まれているフラックスと金属ポスト表面の酸化物とが化学反応を起こしたり、フラックス中の溶剤が揮散したりすることにより、基板１−金属ポスト３間で多量のガスが発生しても、このようなガスの多くは、前述した如く、空気層７等を介して基板１−金属ポスト３間の隙間より外部へ良好に放出されるようになっており、半田４中に気泡が残留するのが有効に防止される。
【００２９】
以上のようにして基板１上に実装された金属ポスト３の上面には、図３に示す如く、Ａｕ等から成る金属細線８が従来周知のワイヤボンディングによりボンディングされるようになっており、これによって導体層２が金属ポスト３を介して電子部品等に電気的に接続される。
【００３０】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更・改良等が可能である。
【００３１】
例えば、上述の実施形態においては、基板１−金属ポスト３間の半田４を５個の半田領域４ａ〜４ｅに分断するようにしたが、４個以下もしくは６個以上の半田領域に分断するようにしても構わない。
【００３２】
また上述の実施形態においては、複数の半田領域４ａ〜４ｅのうち１個を円形パターンに、他の半田領域を放射状パターンに成したが、これに代えて、全ての半田領域を円形状パターンもしくは放射状パターンに成したり、それ以外のパターン形状になしても構わない。
【００３３】
更に上述の実施形態においては、基板１−金属ポスト３間の半田４を複数の半田領域４ａ〜４ｅに分断して，これらを空気層７で囲繞するようにしたが、これに代えて、図３に示す如く、外周長さＬ１が金属ポスト３の外周長さＬ２よりも長い１個の半田４´を基板１−金属ポスト３間に介在させるようにしても良く、このような場合においても空気層７が金属ポスト３の外周よりも内側の領域で半田４´の外周部と接するようにして基板１−金属ポスト３間に介在されることとなるため、金属ポスト３を半田接合によって基板１上に実装する際に、基板１−金属ポスト３間のクリーム半田より発生する多量のガスを空気層７等を介して外部へ良好に逃がすことができるようになっており、上述の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の金属ポストの実装構造によれば、基板上の導体層と金属ポストとを接合する半田を複数個の半田領域に分断するとともに、各半田領域の外周部を外気と連通する空気層に接触させるようにしたことから、金属ポストを基板上の導体層に半田接合する際に、基板−金属ポスト間のクリーム半田より発生する多量のガスを空気層等を介して外部へ良好に逃がすことができる。これにより、基板−金属ポスト間の半田中に残留する気泡が少なくなり、金属ポストの取着状態を安定化させることができるとともに、金属ポストを基板の上面に対し略垂直に立設・実装させることができ、金属ポストの上面に金属細線をボンディングする際のボンディング精度を向上させることが可能となる。
【００３５】
また本発明の金属ポストの実装構造によれば、基板−金属ポスト間の半田を複数の半田領域に分断するのに代えて、１個の半田で形成する場合に半田の外周長さＬ１を金属ポストの外周長さＬ２に比し長くなすように構成した場合においても上述の作用効果と同様の作用効果が得られる。
【００３６】
更に本発明の金属ポストの実装構造によれば、導体層−金属ポスト間に介在される半田を複数個の半田領域で構成する場合は、これらの半田領域を金属ポスト実装領域の図心を中心とする対称的な位置に配し、また半田を１個の半田で構成する場合は半田のパターン形状を金属ポスト実装領域の図心を中心とする対称的な図形となしておくことにより、半田が導体層−金属ポスト間にバランス良く配置されることとなるため、金属ポストを極めて安定した状態で基板上に載置させることができ、金属ポストの実装状態をより安定なものとなすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る金属ポストの実装構造を示す断面図である。
【図２】各半田領域の形状ならびに相互の位置関係を示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る金属ポストの実装構造における半田のパターン形状を示す図である。
【図４】従来の金属ポストの実装構造を示す断面図である。
【符号の説明】
３・・・金属ポスト
１・・・基板
２・・・導体層
４・・・半田
４ａ〜４ｅ・・・半田領域
５・・・接続部
６・・・メッキ膜
７・・・空気層
８・・・金属細線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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