(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板上に搭載され、第１、第２の縁部にリードを備え、基板と対向する面に放熱プレートを備えるとともに、前記各リードが基板の端子に半田によって接合され、放熱プレートが基板に半田によって固定された電子部品と、
前記各リードと端子との接合部分を樹脂剤によって包囲して形成された封止部とを有するとともに、
前記各リードを端子に接合し、かつ、放熱プレートを基板に固定するための半田接合部に、前記電子部品が動作して熱を発生させ膨張することよって応力が発生したときに、該応力が前記封止部による反力を超えないように、前記第１、第２の縁部側における封止部の樹脂剤の量が、前記各リードを基板の端子に接合するための第１の半田接合部、及び前記放熱プレートを基板に固定するための第２の半田接合部の全体の接合面積のうちの、前記電子部品が基板に搭載される位置の中心から第１、第２の縁部までの接合面積に基づいて設定されることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
前記電子部品における第１、第２の縁部のうちの、前記半田接合部に発生する応力が大きい側の封止部の樹脂剤の量が、前記半田接合部に発生する応力が小さい側の封止部の樹脂剤の量より多くされる請求項１に記載の電子部品実装装置。
【請求項３】
前記各封止部の樹脂剤の量は、前記各リードを基板の端子に接合するための第１の半田接合部、及び前記放熱プレートを基板に固定するための第２の半田接合部の分布に基づいて設定される請求項１又は２に記載の電子部品実装装置。
【請求項４】
前記半田接合部に発生する応力は、半田接合部における接合面積の単位面積当たりの応力である請求項１又は２に記載の電子部品実装装置。
【請求項５】
基板と、
該基板上に搭載され、第１、第２の縁部にリードを備え、基板と対向する面に放熱プレートを備えるとともに、前記各リードが基板の端子に半田によって接合され、放熱プレートが基板に半田によって固定された電子部品と、
前記各リードと端子との接合部分を樹脂剤によって包囲して形成された封止部とを有するとともに、
前記基板は、前記各リードを基板の端子に接合するための第１の半田接合部、及び前記放熱プレートを基板に固定するための第２の半田接合部を備え、
前記第１の縁部のリードと前記放熱プレートとが別体に、前記第２の縁部のリードと前記放熱プレートとが一体に形成され、
前記電子部品が動作して熱を発生させ膨張することよって、前記第１、第２の半田接合部に応力が発生したときに、該応力が前記封止部による反力を超えないように、前記第１、第２の縁部側における封止部の樹脂剤の量が、前記第１、第２の半田接合部の全体の接合面積のうちの、前記電子部品が基板に搭載される位置の中心から第１、第２の縁部までの接合面積に基づいて設定されることを特徴とする電子部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品実装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、平坦（たん）な矩（く）形の形状を有し、両縁、すなわち、第１、第２の縁部に外部入出力用のリードが形成されたＳＯＰ等の電子部品のパッケージを、基板に実装した電子部品実装装置においては、リードと基板の端子とが半田によって接合されるようになっている。前記パッケージには、裏面に放熱用のプレート、すなわち、放熱プレートを備えたものがあり、その場合、リード及び放熱プレートによってリード・放熱プレートユニットが構成される。
【０００３】
図２は従来のパッケージの実装状態を示す断面図である。
【０００４】
図において、１１は基板、１２は該基板１１に実装される電子部品のパッケージであり、該パッケージ１２は、第１の縁部側に外部入出力用の複数のリードＬａを、第２の縁部側に外部入出力用の複数のリードＬｂを、裏面に放熱プレート１４を備え、前記リードＬａ、Ｌｂ及び放熱プレート１４によってリード・放熱プレートユニットが構成される。なお、前記リードＬａと放熱プレート１４とが別体に、リードＬｂと放熱プレート１４とが一体に形成される。
【０００５】
この種のパッケージ１２においては、各リードＬａ、Ｌｂと基板１１の端子とを接合し、かつ、放熱プレート１４を基板１１に固定するための実装エリアが基板１１上に設定され、前記実装エリアに半田が印刷によって塗布され、塗布された半田によって基板１１にパッケージ１２が実装される。なお、Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｐは、リードＬａ、Ｌｂ及び放熱プレート１４に対応させて設定され、リードＬａ、Ｌｂと端子とを接合し、放熱プレート１４を基板１１に固定する部位、すなわち、半田接合部であり、半田接合部Ｓａ、Ｓｐは別体に、半田接合部Ｓｂ、Ｓｐは一体に形成される。
【０００６】
また、各リードＬａ、Ｌｂと端子との接合の信頼性を向上させるために、各リードＬａ、Ｌｂと端子との接合部分を包囲してエポキシ系の樹脂剤を塗布し、封止部Ｒａ、Ｒｂを形成するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の電子部品実装装置においては、前記リードＬａと放熱プレート１４とが別体に、リードＬｂと放熱プレート１４とが一体に形成されている。したがって、パッケージ１２の構造が、第１、第２の縁部側で対称ではないので、電子部品が動作して熱が発生するのに伴って、パッケージ１２の本体１６が膨張すると、該本体１６の第１、第２の縁部側において応力が発生し、半田接合部Ｓａにクラックが発生してしまう。
【０００８】
すなわち、第２の縁部側においては、前記リードＬｂと放熱プレート１４とが一体に形成され、かつ、放熱プレート１４が基板１１に固定されるので、本体１６において発生した応力がリードＬｂを介して半田接合部Ｓｂに加わるのが抑制されるのに対して、第１の縁部側においては、前記リードＬａと放熱プレート１４とが別体に形成されるので、本体１６において発生した応力がリードＬａを介して半田接合部Ｓａにそのまま加わる。
【０００９】
したがって、半田接合部Ｓａに加わる単位面積当たりの応力をｆ１とし、半田接合部Ｓｂに加わる単位面積当たりの応力をｆ２とすると、
ｆ２＜ｆ１
になる。
【００１０】
この場合、前記封止部Ｒａは、前記応力ｆ１に対する反力ｆｒ１を半田接合部Ｓａに加え、封止部Ｒｂは、前記応力ｆ２に対する反力ｆｒ２を半田接合部Ｓｂに加えるが、前記応力ｆ１が反力ｆｒ１を超えて大きくなると、応力ｆ１から反力ｆｒ１を減算した値の剪（せん）断力δｆ
δｆ＝ｆ１−ｆｒ１
がリードＬａと半田接合部Ｓａとの境界面に加わり、半田接合部Ｓａにクラックが発生してしまう。さらに、クラックによって断線が発生することがある。
【００１１】
本発明は、前記従来の電子部品実装装置の問題点を解決して、半田接合部にクラックが発生するのを防止することができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そのために、本発明の電子部品実装装置においては、基板と、該基板上に搭載され、第１、第２の縁部にリードを備え、基板と対向する面に放熱プレートを備えるとともに、前記各リードが基板の端子に半田によって接合され、放熱プレートが基板に半田によって固定された電子部品と、前記各リードと端子との接合部分を樹脂剤によって包囲して形成された封止部とを有する。
【００１３】
そして、前記各リードを端子に接合し、かつ、放熱プレートを基板に固定するための半田接合部に、前記電子部品が動作して熱を発生させ膨張することよって応力が発生したときに、該応力が前記封止部による反力を超えないように、前記第１、第２の縁部側における封止部の樹脂剤の量が、前記各リードを基板の端子に接合するための第１の半田接合部、及び前記放熱プレートを基板に固定するための第２の半田接合部の全体の接合面積のうちの、前記電子部品が基板に搭載される位置の中心から第１、第２の縁部までの接合面積に基づいて設定される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電子部品実装装置においては、基板と、該基板上に搭載され、第１、第２の縁部にリードを備え、基板と対向する面に放熱プレートを備えるとともに、前記各リードが基板の端子に半田によって接合され、放熱プレートが基板に半田によって固定された電子部品と、前記各リードと端子との接合部分を樹脂剤によって包囲して形成された封止部とを有する。
【００１９】
そして、前記各リードを端子に接合し、かつ、放熱プレートを基板に固定するための半田接合部に、前記電子部品が動作して熱を発生させ膨張することよって応力が発生したときに、該応力が前記封止部による反力を超えないように、前記第１、第２の縁部側における封止部の樹脂剤の量が、前記各リードを基板の端子に接合するための第１の半田接合部、及び前記放熱プレートを基板に固定するための第２の半田接合部の全体の接合面積のうちの、前記電子部品が基板に搭載される位置の中心から第１、第２の縁部までの接合面積に基づいて設定される。
【００２０】
この場合、前記電子部品における第１、第２の縁部のうちの、半田接合部に発生する応力が大きい側の封止部の樹脂剤の量が、半田接合部に発生する応力が小さい側の封止部の樹脂剤の量より多くされるので、リードと半田接合部との境界面に剪断力が加わるのを防止することができ、半田接合部にクラックが発生するのを防止することができる。したがって、クラックによって断線が発生するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるパッケージの実装状態を示す断面図、図３は本発明の第１の実施の形態における電子部品実装装置を示す斜視図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるパッケージの斜視図、図５は本発明の第１の実施の形態におけるリード・放熱プレートユニットの斜視図である。
【００２３】
図において、１１は基板、１２は、第１、第２の縁部に外部入出力用のリードを備え、前記基板１１に実装される電子部品のパッケージであり、前記電子部品は、平坦な矩形の形状を有するＳＯＰ等から成る。
【００２４】
前記パッケージ１２は、第１の縁部にリードＬｇｉ（ｉ＝１）、Ｌｓｊ（ｊ＝１、２、３）を、第２の縁部にリードＬｄｋ（ｋ＝１、２、…、４）を、裏面に、電子部品を作動させることによって発生させられた熱を放出するための放熱プレート１４を備え、前記リードＬｇｉ、Ｌｓｊ、Ｌｄｋ及び放熱プレート１４によって放熱プレート・リードユニット１６が構成される。なお、前記リードＬｇｉ、Ｌｓｊと放熱プレート１４とが別体に、リードＬｄｋと放熱プレート１４とが一体に形成され、また、各リードＬｓｊは互いに連結させて形成される。前記ＳＯＰがＦＥＴによって構成される場合、前記リードＬｇｉがゲートに、前記リードＬｓｊのうちの所定のリードがソースに、前記リードＬｄｋのうちの所定のリードがドレーンに接続される。
【００２５】
この種のパッケージ１２においては、各リードＬｇｉ、Ｌｓｊ、Ｌｄｋと基板１１の端子とを接合し、かつ、放熱プレート１４を基板１１に固定するための実装エリアが基板１１上に設定され、前記実装エリアに半田が印刷によって塗布され、塗布された半田によって基板１１にパッケージ１２が実装される。なお、Ｓｇｉ（ｉ＝１）、Ｓｓｊ（ｊ＝１、２、３）、Ｓｄｋ（ｋ＝１、２、…、４）、Ｓｐは、リードＬｇｉ、Ｌｓｊ、Ｌｄｋ及び放熱プレート１４に対応させて設定され、半田が印刷によって塗布された半田接合部であり、半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊ、Ｓｄｋにおいて、リードＬｇｉ、Ｌｓｊ、Ｌｄｋと端子とが接合され、半田接合部Ｓｐにおいて放熱プレート１４が基板１１に固定される。なお、前記半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊ、Ｓｄｋによって第１の半田接合部が、半田接合部Ｓｐによって第２の半田接合部が構成される。電子部品を作動させることによって発生させられた熱は、放熱プレート１４に伝達された後、主として、半田接合部Ｓｐ、Ｓｄｋを介して基板１１に伝達され、放熱される。
【００２６】
また、各リードＬｇｉ、Ｌｓｊと端子との接合の信頼性を向上させるために、各リードＬｄｋと端子との接合部分を包囲して、エポキシ系の樹脂剤を塗布して封止部Ｒａ１を形成し、各リードＬｄｋと端子との接合部分を包囲して、前記樹脂剤を塗布して封止部Ｒｂ１を形成するようにしている。
【００２７】
ところで、前記リードＬｄｋと放熱プレート１４とが一体に、リードＬｇｉ、Ｌｓｊと放熱プレート１４とが別体に形成されていて、パッケージ１２の構造が、第１、第２の縁部側で対称ではないので、電子部品が動作して熱が発生するのに伴って、パッケージ１２の本体１６が膨張すると、該本体１６の第１、第２の縁部側において応力が発生する。
【００２８】
すなわち、第２の縁部側においては、前記リードＬｄｋと放熱プレート１４とが一体に形成され、かつ、放熱プレート１４が基板１１に固定されるので、本体１６において発生した応力がリードＬｄｋを介して半田接合部Ｓｄｋに加わるのが抑制されるのに対して、第１の縁部側においては、前記リードＬｇｉ、Ｌｓｊと放熱プレート１４とが別体に形成されるので、本体１６において発生した応力がリードＬｇｉ、Ｌｓｊを介して半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊにそのまま加わる。
【００２９】
したがって、半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊに加わる単位面積当たりの応力をｆ１１とし、半田接合部Ｓｄｋに加わる単位面積当たりの応力をｆ１２とすると、
ｆ１２＜ｆ１１
になる。
【００３０】
ところで、前記封止部Ｒａ１は、前記応力ｆ１１に対する反力ｆｒ１１を半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊに加え、封止部Ｒｂ１は、前記応力ｆ１２に対する反力ｆｒ１２を半田接合部Ｓｄｋに加えるが、前記応力ｆ１１が反力ｆｒ１１を超えて大きくなると、応力ｆ１１から反力ｆｒ１１を減算した値の剪断力δｆ１
δｆ１＝ｆ１１−ｆｒ１１
がリードＬｇｉ、Ｌｓｊと半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊとの境界面に加わり、半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊにクラックが発生してしまう。さらに、クラックによって断線が発生することがある。
【００３１】
そこで、本実施の形態においては、前記応力ｆ１１が反力ｆｒ１１を超えて大きくならないように、封止部Ｒａ１がパッケージ１２に加える反力ｆｒ１１を、封止部Ｒｂ１がパッケージ１２に加える反力ｆｒ１２より大きくし、前記応力ｆ１１が反力ｆｒ１１を超えて大きくならないようにしている。そのために、封止部Ｒａ１、Ｒｂ１の樹脂剤の量をｑ１、ｑ２としたとき、該樹脂剤の量ｑ１、ｑ２が、半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊ、Ｓｄｋ、Ｓｐの分布に基づいて設定される。
【００３２】
したがって、リードＬｇｉ、Ｌｓｊと半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊとの境界面に剪断力が加わるのを防止することができ、半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊにクラックが発生するのを防止することができ、クラックによって断線が発生するのを防止することができる。
【００３３】
なお、前記応力ｆ１１が反力ｆｒ１１を超えて大きくなっても、前記応力ｆ１１から反力ｆｒ１１を減算した値が閾（しきい）値以下である場合、境界面に加わる剪断力を閾値以下にすることができるので、半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊにクラックが発生するのを防止することができる。
【００３４】
次に、前記封止部Ｒａ１、Ｒｂ１の樹脂剤の量ｑ１、ｑ２について説明する。
【００３５】
図６は本発明の第１の実施の形態における半田接合部のパターンを示す図である。
【００３６】
図において、Ｓｇｉ、Ｓｓｊ、Ｓｄｋ、Ｓｐは基板１１（図１）上に形成された半田接合部である。
【００３７】
ところで、前記パッケージ１２が基板１１に搭載される位置の中心にセンタラインＣＬを想定し、前記半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊ、Ｓｄｋ、Ｓｐの全体のうちの、前記センタラインＣＬに対して第１の縁部側の領域ＡＲ１の面積を第１の接合面積Ａ１とし、前記センタラインＣＬに対して第２の縁部側の領域ＡＲ２の面積を第２の接合面積Ａ２とする。また、便宜上、センタラインＣＬから見て第１の縁部側を一端とし、第２の縁部側を他端とする。
【００３８】
そして、半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊの一端から半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊの他端までの距離をｈ１とし、半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊの他端から半田接合部Ｓｄｋの他端までの距離をｈ２とし、半田接合部Ｓｐの一端から半田接合部Ｓｄｋの他端までの距離をｈ３とし、半田接合部Ｓｐの一端から半田接合部Ｓｐの他端までの距離をｈ４とするとともに、半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊの幅をｗ１とし、半田接合部Ｓｄｋの幅をｗ２とし、半田接合部Ｓｐの幅をｗ３としたとき、前記第１、第２の接合面積Ａ１、Ａ２は、
Ａ１＝４・ｈ１・ｗ１＋（ｈ３−（ｈ１＋ｈ２）／２）・ｗ３
Ａ２＝４・（ｈ３−ｈ４）・ｗ２＋（ｈ４−（ｈ３−（ｈ１＋ｈ２）／２））・ｗ３になる。
【００３９】
ところで、前記応力ｆ１１、ｆ１２は前記領域ＡＲ１、ＡＲ２に加わるので、応力ｆ１１、ｆ１２の比は第１、第２の接合面積Ａ１、Ａ２の比の逆数になり、
ｆ１１：ｆ１２＝Ａ２：Ａ１
になる。
【００４０】
そこで、封止部Ｒａ１の樹脂剤の量ｑ１と封止部Ｒｂ１の樹脂剤の量ｑ２との比を、
ｑ１：ｑ２＝Ａ２：Ａ１
になるようにすると、応力ｆ１１に対応させて反力ｆｒ１１を大きくすることができる。
【００４１】
次に、半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊ、Ｓｄｋ、Ｓｐを異なるパターンで形成したときの前記封止部Ｒａ１、Ｒｂ１の樹脂剤の量ｑ１、ｑ２について説明する。
【００４２】
図７は本発明の第２の実施の形態における半田接合部のパターンを示す図である。
【００４３】
図において、Ｓｇｉ、Ｓｓｊ、Ｓｄｋ、Ｓｐは基板１１（図１）上に形成された半田接合部である。この場合、各リードＬｇｉ（図５）、Ｌｓｊ、Ｌｄｋと放熱プレート１４とは別体で形成され、各リードＬｓｊが、また、各リードＬｄｋが互いに連結させて形成される。したがって、半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊ、Ｓｄｋと半田接合部Ｓｐとは別体で形成される。
【００４４】
ところで、前記パッケージ１２が基板１１に搭載される位置の中心にセンタラインＣＬを想定し、前記半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊ、Ｓｄｋ、Ｓｐの全体のうちの、前記センタラインＣＬに対して第１の縁部側の領域ＡＲ１１の面積を第１の接合面積Ａ１１とし、前記センタラインＣＬに対して第２の縁部側の領域ＡＲ１２の面積を第２の接合面積Ａ１２とする。また、便宜上、センタラインＣＬから見て第１の縁部側を一端とし、第２の縁部側を他端とする。
【００４５】
そして、半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊの一端から半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊの他端までの距離、及び半田接合部Ｓｄｋの一端から半田接合部Ｓｄｋの他端までの距離をｈ１１とし、半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊの他端から半田接合部Ｓｄｋの他端までの距離をｈ１２とし、半田接合部Ｓｐの一端から半田接合部Ｓｄｋの他端までの距離をｈ１３とし、半田接合部Ｓｐの一端から半田接合部Ｓｐの他端までの距離をｈ１４とし、半田接合部Ｓｐの一端から半田接合部Ｓｄｋの一端までの距離をｈ１５とするとともに、半田接合部Ｓｇｉ、Ｓｓｊ、Ｓｄｋの幅をｗ１１とし、半田接合部Ｓｐの幅をｗ１２としたとき、前記第１、第２の接合面積Ａ１１、Ａ１２は、
Ａ１１＝４・ｈ１１・ｗ１１＋（ｈ１３−（ｈ１１＋ｈ１２）／２）・ｗ１２
Ａ１２＝４・（ｈ１３−ｈ１５）・ｗ１１＋
（ｈ１４−（ｈ１３−（ｈ１１＋ｈ１２）／２））・ｗ１２
になる。
【００４６】
ところで、前記応力ｆ１１、ｆ１２は前記領域ＡＲ１１、ＡＲ１２に加わるので、応力ｆ１１、ｆ１２の比は第１、第２の接合面積Ａ１１、Ａ１２の比の逆数になり、
ｆ１１：ｆ１２＝Ａ１２：Ａ１１
になる。
【００４７】
そこで、封止部Ｒａ１の樹脂剤の量ｑ１と封止部Ｒｂ１の樹脂剤の量ｑ２との比を、
ｑ１：ｑ２＝Ａ１２：Ａ１１
になるようにすると、応力ｆ１１に対応させて反力ｆｒ１１を大きくすることができる。
【００４８】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるパッケージの実装状態を示す断面図である。
【図２】従来のパッケージの実装状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における電子部品実装装置を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるパッケージの斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるリード・放熱プレートユニットの斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における半田接合部のパターンを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における半田接合部のパターンを示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１１    基板
１４    放熱プレート
Ｌｄｋ、Ｌｇｉ、Ｌｓｊ    リード
Ｒａ１、Ｒｂ１    封止部
Ｓｇｉ、Ｓｓｊ、Ｓｄｋ、Ｓｐ    半田接合部
【図１】
0004779576.tif 000002
【図２】
0004779576.tif 000003
【図３】
0004779576.tif 000004
【図４】
0004779576.tif 000005
【図５】
0004779576.tif 000006
【図６】
0004779576.tif 000007
【図７】
0004779576.tif 000008