(57)【要約】【課題】  無機材料系の絶縁基板を備えたリードピン付き配線基板において、リードピンのピン軸の径が０．３５ｍｍ以下と小さくなった場合においても、リードピンとリードピン付けパッドとの間に十分な接着強度を確保することができ、パッドの狭ピッチ化に有効に対応することが可能な配線基板を提供する。【解決手段】  表面や内部に配線導体が配設されている無機材料製絶縁基板と、該絶縁基板の下面に形成され且つ前記配線導体に電気的に接続されたピン付けパッドと、該ピン付けパッド表面に頭部が、融点が２９５〜３４０℃のＰｂ−Ｓｎ−Ｓｂ合金からなるろう材で接合されたリードピンとからなり、リードピンの頭部の全体が前記ろう材で被覆されて、ピン長Ａが２．５ｍｍ以下、ピン軸の直径Ｂが０．３５ｍｍ以下であり、ピン付けパッドの直径Ｃ、ピン頭部の直径Ｄ、及び頭部の厚みＥは、１．１≦Ｃ／Ｄ≦１．５、且つ３．１≦Ｄ／Ｅ≦４．５の条件を満足している。【選択図】  図２。
2005093805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面および／または内部に配線導体が配設されている無機材料製絶縁基板と、該絶縁基板の下面に形成され且つ前記配線導体に電気的に接続されたピン付けパッドと、該ピン付けパッド表面に頭部がろう材で接合されたリードピンとからなり、該絶縁基板の上面には、電気素子がフリップチップ実装によって搭載され、該電気素子が前記配線導体を介してリードピンに電気的に接続されるリードピン付き配線基板において、
前記ろう材として、Ｐｂを８３〜８５質量％、Ｓｎを７〜９質量％及びＳｂを７〜９質量％の割合で含有し、且つ２９５〜３４０℃の融点を有する合金を使用使用し、
前記リードピンは、略円柱状のピン軸と、ピン軸の上端に形成された大径の円板形状の前記頭部とからなり、ピン軸の長さと頭部厚みとの合計長さに相当するピン長Ａが２．５ｍｍ以下であり、ピン軸の直径Ｂが０．３５ｍｍ以下であり、且つ該頭部の全体が前記ろう材で被覆されているとともに、
前記ピン付けパッドの直径をＣ、前記頭部の直径をＤ、前記頭部の厚みをＥとしたときに、下記式；
１．１≦Ｃ／Ｄ≦１．５、且つ
３．１≦Ｄ／Ｅ≦４．５、
で表される条件を満足していることを特徴とするリードピン付き配線基板。
【請求項２】
前記リードピンのヤング率が１３５ＧＰａ以下である請求項１に記載のリードピン付き配線基板。
【請求項３】
前記ろう材は、前記ピン付けパッド１ｍｍ２当たり０．３ｍｇ以上の量で使用されている請求項１または２に記載のリードピン付き配線基板。
【請求項４】
前記リードピン表面上には、Ｎｉめっき被膜及びＡｕめっき被膜が順次形成されており、該Ａｕめっき皮膜は、０．１〜０．５μｍの厚みを有している請求項１乃至３のいずれかに記載のリードピン付き配線基板。
【請求項５】
前記無機材料製絶縁基板が、アルミナ質セラミックからなり、かつ前記配線導体がタングステンで形成されている請求項１乃至４のいずれかに記載のリードピン付き配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路素子等の半導体素子あるいは混成集積回路といった電子素子を搭載しもしくは収納する電子部品収納用パッケージや電子装置等に適用されるリードピン付き配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の中枢であるデジタルＩＣについては、年々、大規模集積化と高速動作化が要求されるようになってきており、ＩＣのパッケージには、このような大規模集積化、高性能化という本来の要求と、小型化、薄型化という形状面での要求とを同時に満足する必要がある。そこでさまざまな形状や構造のＩＣパッケージが生まれてきた。デジタルＩＣのパッケージには、メモリ系とロジック系の二つの大きな流れがある。メモリ系のデバイスではＩＣそのものの集積度が上がっても入出力ピン数がそれほど増えないため、小型、薄型化の方向に進んだ。一方、ロジック系デバイスでは小型化、薄型化と同時に超多ピン化が要求されている。コンピュータや通信機器では信頼度が高くピン数がとれるＰＧＡ（Pin Grid Array）が使われている。この小型化、薄型化および多ピン化の進展に伴い、配線基板に使用されているパッドの狭ピッチ化が必要とされてきている。
【０００３】
ところで、上記のようなＩＣパッケージに使用されている配線基板は、一般に、表面および／または内部に配線導体が配設されている絶縁基板と、該絶縁基板の下面に形成され且つ前記配線導体に電気的に接続されたピン付けパッドと、該ピン付けパッド表面に頭部がろう材で接合されたリードピンとを備えており、該絶縁基板の上面には、半導体素子等の電気素子がフリップチップ実装によって搭載され、該電気素子が前記配線導体を介してリードピンに電気的に接続されるようになっている。即ち、この配線基板は、絶縁基板下面のリードピンを介して、プリント配線基板等の外部回路基板に接続される。
【０００４】
上記の絶縁基板としては、一般にアルミナ質セラミック等の無機材料からなるものと、エポキシ樹脂等の有機系材料からなるものに大別されるが、特に無機材料系の絶縁基板を備えた配線基板は、有機材料系の絶縁基板を用いたものに比して高コストではあるものの、絶縁基板の多層化（多数の絶縁層により絶縁基板を形成すること）が容易であり、絶縁層間に形成された配線導体および異なる絶縁層間に形成された配線導体同士を、ビアホール導体等の貫通導体により容易に且つ確実に電気的に接続することができ、接続の信頼性が高いという利点を有している。
【０００５】
無機材料系の絶縁基板を備えたリードピン付配線基板としては、該絶縁基板の下面に配線導体と電気的に接続して形成されたリードピン接合用のピン付けパッドを設け、このピン付けパッドにリードピンの頭部をろう付けした構造を有し、リードピンとして、円柱状のピン軸の上端の頭部が、ピン軸の直径の１.５倍程度の厚みと、該厚みの２倍程度の直径を有する円板形状を有しており、ろう材としてＡｇ−Ｃｕ合金系のものを用いたものが知られており、ろう付けにより、リードピンが高強度に接着されているという特徴を有している（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１７６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年のＩＣパッケージの大規模集積化、高性能化の要求に満足するためのパッドの狭ピッチ化に対応するためには、当然、リードピンの小径化を満足させなければならず、上記の無機材料系絶縁基板を具備するリードピン付き配線基板では、このようなリードピンの小径化が困難であるため、パッドの狭ピッチ化を十分に満足させることができないという問題を有している。
【０００７】
即ち、リードピンのピン軸の径が、例えば０．３５ｍｍ以下、特に０．３ｍｍ以下と小さくなると、リードピンとリードピン付けパッドとの接着強度が低下してしまい、例えばこのリードピンをピン付けパッドに接続する際或いは外部回路基板に接続する際に、１５Ｎ程度の弱い力で垂直あるいは斜め方向に引っ張り応力が加わると、リードピンを接合しているろう材の表面あるいは内部に応力集中がおこり、ろう材に亀裂が発生して、最悪リードピンが絶縁基板から脱離し、外部回路基板に正常に接続することができなくなってしまうのである。
【０００８】
従って、本発明の目的は、無機材料系の絶縁基板を備えたリードピン付き配線基板において、リードピンのピン軸の径が０．３５ｍｍ以下、特に０．３ｍｍ以下と小さくなった場合においても、リードピンとリードピン付けパッドとの間に十分な接着強度を確保することができ、リードピンとリードピン付けパッドとの接続或いは外部回路基板との接続を確実に行うことができ、パッドの狭ピッチ化に有効に対応することが可能なリードピン付き配線基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、表面および／または内部に配線導体が配設されている無機材料製絶縁基板と、該絶縁基板の下面に形成され且つ前記配線導体に電気的に接続されたピン付けパッドと、該ピン付けパッド表面に頭部がろう材で接合されたリードピンとからなり、該絶縁基板の上面には、電気素子がフリップチップ実装によって搭載され、該電気素子が前記配線導体を介してリードピンに電気的に接続されるリードピン付き配線基板において、
前記ろう材として、Ｐｂを８３〜８５質量％、Ｓｎを７〜９質量％及びＳｂを７〜９質量％の割合で含有し、且つ２９５〜３４０℃の融点を有する合金を使用し、
前記リードピンは、略円柱状のピン軸と、ピン軸の上端に形成された大径の円板形状の前記頭部とからなり、ピン軸の長さと頭部厚みとの合計長さに相当するピン長Ａが２．５ｍｍ以下であり、ピン軸の直径Ｂが０．３５ｍｍ以下であり、且つ該頭部の全体が前記ろう材で被覆されているとともに、
前記ピン付けパッドの直径をＣ、前記頭部の直径をＤ、前記頭部の厚みをＥとしたときに、下記式；
１．１≦Ｃ／Ｄ≦１．５、且つ
３．１≦Ｄ／Ｅ≦４．５、
で表される条件を満足していることを特徴とするリードピン付き配線基板が提供される。
【００１０】
本発明においては、
１．前記リードピンのヤング率が１３５ＧＰａ以下であること、
２．前記ろう材は、前記ピン付けパッド１ｍｍ２当たり０．３ｍｇ以上の量で使用されていること、
３．前記リードピン表面上には、Ｎｉめっき被膜及びＡｕめっき被膜が順次形成されており、該Ａｕめっき被膜は、０．１〜０．５μｍの厚みを有していること、
４．前記無機材料製絶縁基板が、アルミナ質セラミックからなり、かつ前記配線導体がタングステンで形成されていること、
が望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ピン長が２．５ｍｍ以下であり且つピン軸の直径が０．３５ｍｍ以下の小型リードピンを使用しているにもかかわらず、リードピンの頭部全体をろう材で被覆し、且つピン付けパッドの直径をＣ、リードピン頭部の直径をＤ、リードピン頭部の厚みをＥとして、下記式；
１．１≦Ｃ／Ｄ≦１．５、且つ
３．１≦Ｄ／Ｅ≦４．５、
の条件を満足させることにより、リードピンに引っ張り応力が印加された場合でも、応力集中を緩和することができ、また、ろう材の量の不足による接合部のメニスカス不良や脆い合金層の形成による強度劣化を防止することができ、この結果として、リードピンとリードピン付けパッドとの接続或いは外部回路基板との接続を確実に行うことができ、パッドの狭ピッチ化を達成することができる。例えば、リードピンに、垂直あるいは斜め方向に３０Ｎ程度の引っ張り応力が加えられた場合にも、リードピンの絶縁基板からの脱離等を有効に抑制することが可能となるのである。
【００１２】
また、本発明では、前記ろう材として、Ｐｂを８３〜８５質量％、Ｓｎを７〜９質量％及びＳｂを７〜９質量％の割合で含有し、且つ２９５〜３４０℃の融点を有する合金を使用することも重要である。即ち、フリップチップ実装される電気素子は、接続端子としていわゆる高温半田（融点；２７０〜３００℃）を用いて配線基板上に実装される。通常、このような電気素子は、実装の不具合や電気素子自体の劣化が生じた際には、配線基板の全体を加熱し、接続端子である半田を溶融させることにより、その交換が行われる。従って、リードピンの接続に使用されるろう材として、上記のような高融点の合金を使用することにより、電気素子の交換等に際しての加熱によるピン接続部の変形や脱落を有効に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を、以下、添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のリードピン付き配線基板を、半導体素子をフリップチップ実装によって搭載したＰＧＡ型の電気素子収納用パッケージを例に取って、その概略断面構造を、このパッケージが実装されるプリント配線基板と共に示す図である。
【００１４】
図１において、本発明の配線基板である電気素子収納用パッケージＸは、無機材材料製絶縁基板１を有しており、この絶縁基板１は、複数の絶縁層１ａ〜１ｄから形成されており、その内部（絶縁層の層間）には、配線導体層２が形成されている。この配線導体層２は、絶縁基板１の表面に形成されていてもよい。また、配線導体層２同士は、各絶縁層１ａ〜１ｄを貫通して延びているビアホール導体３によって電気的に接続されている。尚、図１では、絶縁基板１は、４つの絶縁層１ａ〜１ｄで形成されているが、４層より多層の絶縁層で絶縁基板が形成されていてもよいし、４層より少ない絶縁層で絶縁基板１が形成されていてもよいし、あるいは絶縁基板１が単層であってもよい。
【００１５】
上記の絶縁基板１（絶縁層１ａ〜１ｄ）を構成する無機材料としては、特に制限されるものではなく、従来からこの種の絶縁基板の形成に使用されているものが使用されるが、特に強度や絶縁性等の見地から、アルミナ質セラミックが好適に使用される。
【００１６】
また、配線導体層２及びビアホール導体３の形成に使用される導体も、特に制限されるものではないが、良導体であり且つ安価であることから、タングステンが最も好適に使用される。
【００１７】
さらに、パッケージＸの下面には複数のピン付けパッド４が配列されており、絶縁基板１の上面中央部には、Ｓｉ系やＧａＡｓ系等の半導体素子５が半田６を介して絶縁基板１上にフリップチップ実装により接着固定され、半導体素子５は、絶縁基板１に形成されているビアホール導体３に電気的に接続されている。半田６としては、先にも述べた通り、融点が２７０〜３００℃の高温半田が一般に使用されている。
【００１８】
また、半導体素子５と絶縁基板１の表面との間には、一次実装信頼性を高める為に熱硬化性樹脂を含有するアンダーフィル７が注入され、硬化されている。
【００１９】
上記の図１から理解されるように、半導体素子５は、半田６、ビアホール導体３、配線導体層２およびビアホール導体３を介して、ピン付けパッド４に電気的に接続されている。尚、図１では、ビアホール導体３は、一部のピン付けパッド４から延びているが、実際は、全てのピン付けパッド４から延びている。
【００２０】
上記のピン付けパッド４には、リードピン８の頭部がろう材９により接合されている。
【００２１】
一方、プリント配線基板Ｙは、一般に、４０〜４００℃における熱膨張係数が１５〜２０×１０−６／℃の絶縁基板（例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、マレイミド樹脂製）の上面に、所定の配線層或いは電力源（図示せず）に導通する接続用電極４Ｙが、上記のピン付けパッド４と対を成すように形成されている。即ち、この接続用電極４Ｙには、上記パッケージＸのリードピン８が、表面実装やソケットを用いた実装により電気的に接続される。
【００２２】
図２には、上記リードピン８及びリードピンとピン付けパッド４との接合部の拡大断面図を示した。
【００２３】
図２から理解されるように、ピン付けパッド４は、その周縁部が絶縁基板１に覆われており、絶縁基板１に安定に固定されている。このピン付けパッド４は、通常、ビアホール導体３や配線導体層２を形成する導体と同じ導体、例えばタングステンから形成されており、配線の高密度化のため、円板形状を有している。
【００２４】
また、リードピン８は、実質上円柱状のピン軸８ａと、ピン軸８ａの上端の円板形状の頭部８ｂとから成っている。近年の配線基板の小型化、薄型化と同時に多ピン化の進展に伴い、パッド４の狭ピッチ化が要求され、必然的にリードピン８の小型化、即ちピン軸８ａの小径化、頭部８ｂの小径化などが求められる。このために、本発明においては、リードピン８の軸長Ａ（ピン軸８ａの長さと頭部８ｂの厚みとの合計）を２．５ｍｍ以下、特に２．２ｍｍ以下とし、ピン軸８ａの直径Ｂを０．３５ｍｍ以下、特に０．３ｍｍ以下とする。
【００２５】
しかるに、このようなリードピン８の小型化は、リードピン８とろう材９との接着面積の減少をもたらし、リードピン８とピン付けパッド４との接着強度が低下してしまう。この結果、例えば、リードピン８に１５Ｎ程度の引っ張り応力を印加した場合、ろう材９の表面または内部に亀裂が発生し、最悪リードピン８が絶縁基板１から脱離し、プリント配線基板Ｙに正常に接続することができなくなってしまう。本発明においては、このようなリードピン８の小型化に伴う接着強度の低下を、以下のようにして有効に回避する。
【００２６】
本発明においては、先ず、上記リードピン８の頭部８ｂを、その全体がろう材９によって被覆する。即ち、頭部８ｂの全体をろう材９で覆うことにより、ピン８に引っ張り応力が加わった場合、ろう材９への応力集中が緩和できるため、以下の条件を満足させることにより、ろう材９での亀裂の発生等を有効に抑制することが可能となる。
【００２７】
即ち、本発明においては、ピン付けパッド４の直径をＣ、ピン頭部８ｂの直径をＤ、ピン頭部８ｂの厚みをＥとして、下記式：
１．１≦Ｃ／Ｄ≦１．５、且つ
３．１≦Ｄ／Ｅ≦４．５、
の条件を満足するように設定する。即ち、頭部８ｂの全体をろう材９で被覆すると同時に、上記式を満足するようにパッド４の直径Ｃ、ピン頭部８ｂの直径Ｄ及び厚みＥを設定することにより、例えばリードピン８に１５Ｎ程度、さらには３０Ｎ程度の引っ張り応力を加えた場合においても、ろう材９への応力集中が緩和できると同時に、ろう材９の表面や内部に略均一に応力を分散させることができ、この結果として、ろう材９での亀裂の発生が有効に防止され、リードピン８の絶縁基板１からの脱離を確実に防止することが可能となるのである。
【００２８】
例えば、ピン付けパッド４の直径Ｃとピン頭部８ｂの直径Ｄとの比率Ｃ／Ｄが１．１未満であると、リードピン８を垂直あるいは斜めに引っ張った場合、引っ張り応力がピン頭部８ｂの外周部に集中してしまう。このため、例えば１５Ｎ程度の小さい力でリードピン８を引っ張った場合でも、ピン頭部８ｂの側面とピン付けパッド４との間に存在するろう材９の表面に亀裂が発生しやすくなってしまう。また、Ｃ／Ｄが１．５を超えると、ピン付けパッド４とピン頭部ｂとのクリアランスが小さくなり、配線基板作製に際しての焼成時の収縮公差および組み立て時の位置ずれ等により、パッド４とリードピン８を接合するろう材９が適切な接合形状を形成することが困難となり、例えば１５Ｎ程度の小さい力でリードピン８を引っ張った場合でも、ピン頭部８ｂの側面とパッド４との間に存在するろう材９の表面からろう材９に亀裂が発生しやすくなってしまう。
【００２９】
さらに、ピン頭部８ｂの直径Ｄと、その厚みＥとの比率Ｄ／Ｅが３．１未満であると、リードピン８に垂直あるいは斜めに引っ張り応力を印加した場合、ピン頭部８ｂとピン付けパッド４との間に存在するろう材９の表面に応力が集中し、例えば１５Ｎ程度の小さい引っ張り応力を印加した場合でも、ろう材９の表面に亀裂が発生しやすくなる。他方、比率Ｄ／Ｅが４．５を超えると、リードピン８に垂直あるいは斜めに引っ張り応力を印加した場合、ピン頭部８ｂの中央部に応力が集中する。このため、例えば１５Ｎ程度の小さい引っ張り応力を印加した場合でも、ろう材９の内部から亀裂が発生しやすくなってしまう。
【００３０】
このように本発明では、前述した条件式を満足させることにより、リードピン８に１５Ｎ程度の引っ張り応力が加わった場合においても、ろう材９での亀裂の発生を有効に抑制することができるが、リードピン８とピン付けパッド４との接着強度をさらに高めるためには、ピン付けパッド４の直径Ｃ、ピン頭部８ｂの直径Ｄ、ピン頭部８ｂの厚みＥが、下記式：
１．２≦Ｃ／Ｄ≦１．４、且つ
３．２≦Ｄ／Ｅ≦４．４、
の条件を満足していることが好ましい。即ち、さらに限定された条件を満足させることにより、例えば、リードピン８に３０Ｎ程度の大きな引張り応力が加えられた場合においても、ろう材９での亀裂の発生が有効に防止され、リードピン８の絶縁基板１からの脱離を確実に防止することができる。
【００３１】
また、本発明においては、ろう材９としては、Ｐｂを８３〜８５質量％、Ｓｎを７〜９質量％及びＳｂを７〜９質量％の割合で含有し、且つ融点が２９５〜３４０℃（さらに好ましくは半田６の融点よりも高温であるのがよい）のＰｂ−Ｓｎ−Ｓｂ合金を使用する。即ち、ろう材９がフリップチップ実装に用いる半田６と同等あるいはそれよりもやや高い融点を有し、しかも応力集中等が緩和されているため、フリップチップ実装された半導体５を、半田６を加熱溶融して交換する際においても、このような加熱によるリードピン８の接続部の変形や脱落を有効に回避することができるのである。また、このようなろう材９は安価であり、めっき工程の大幅な削減による低コスト化が可能となる。
【００３２】
さらに、ろう材９の使用量は、ピン付けパッド１ｍｍ２当たり、０．３ｍｇ以上、特に０．３５ｍｇ以上とすることが好ましい。即ち、ろう材９の量が少ないと、リードピン８の頭部８ｂの全体をろう材９で被覆することが困難となるばかりか、ろう材量が少ないために、リードピン８に垂直あるいは斜め方向の引っ張り応力が加えられたときに、特にピン頭部８ｂとピン付けパッド４との間に存在するろう材９の表面に応力集中が生じやすくなってしまい、例えば１５Ｎ程度の小さい引っ張り応力を印加した場合でも、ろう材９に亀裂が発生してしまうことがあるからである。
【００３３】
さらに、本発明においては、リードピン８のヤング率を１３５ＧＰａ以下、特に１２５ＧＰａ以下とすることが好ましく、これにより、リードピン８が応力により変形しやすくなり、応力集中を緩和させることが可能となり、リードピン８の接着強度をさらに高めることができる。このような低ヤング率のリードピン８は、例えばＣｕ−Ｆｅ系合金などによって形成される。
【００３４】
また、リードピン８の表面には、Ｎｉめっき被膜を形成し、その上に、０．１〜０．５μｍの厚みのＡｕめっき被膜が形成されていることが好ましい。即ち、このような厚みのＡｕめっき被膜を表面に形成しておくことにより、Ａｕ−Ｓｎの脆い合金層を多量に含むことなく、リードピン８とろう材９の濡れ性を高め、安定したリードピン８の接着強度を保つことができる。例えば、Ａｕめっき厚みが０．１μｍよりも薄いと、リードピン８とろう材９の濡れ性が悪くなり、リードピン８の頭部８ｂの全体に均一にろう材９を被覆することが困難となる恐れがある。また、Ａｕめっき厚みが０.５μｍよりも厚いと、Ａｕ成分の増加により、ろう材９のＳｎとによって、リードピン８とろう材９の界面に脆いＡｕ−Ｓｎ合金層が形成され、接着強度の低下を来たすことがある。尚、Ｎｉめっき被膜は、Ａｕめっき被膜とリードピン８との接合強度を高めるために形成されるものであり、その厚みは、１．５乃至６μｍ程度の厚みであるのがよい。
【００３５】
また、上記のようなＮｉめっき被膜及びＡｕ被膜は、ピン付けパッド４の表面に形成しておくこともできる。
【００３６】
上述した本発明の配線基板（パッケージＸ）は、例えば、以下の方法によって製造される。
即ち、アルミナ粉末などの無機粉末を含むスラリーを使用し、押出成形などの成形によって各絶縁層１ａ〜１ｄに対応するグリーンシートを作製し、これらのグリーンシートの所定位置に、タングステン粉末などの導体粉末を含むペーストを塗布し、配線層やピン付けパッドに対応する導体層を形成し、これらのグリーンシートを重ね合わせ、所定の位置に穿孔してビアホールを作成し、該ビアホール中に導体ペーストを充填し、同時焼成することによって、絶縁基板１を作製する。この絶縁基板１の上面に、半導体素子５をフリップチップ実装し、アンダーフィル７を充填し、さらに、ろう材９を用いてリードピン８をろう付けすることにより、図１に示す本発明の配線基板を得ることができる。
【実施例】
【００３７】
アルミナを主体とする、厚み１．５ｍｍの絶縁基板の最下層に、厚みが２０μｍのタングステンメタライズから成るピン付けパッドを形成し、ピン付けパッドの表面に厚みが５μｍのＮｉめっき層および厚みが０．０５μｍのＡｕめっき層を順次被覆させた試験用基板を作製した。
【００３８】
また、試験用のリードピンとして、ヤング率１２３ＧＰａのＣｕ−Ｆｅ−Ｚｎ−Ｐ合金、ヤング率１４０ＧＰａのＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金を用意し、表面に厚みが２．５μｍのＮｉめっき層および厚みが０．１〜０．８μｍのＡｕめっき層を順次被覆させたものを２０本ずつ用意し、これらの試験用リードピンの頭部と試験用基板のピン付きパッドとをＰｂ−Ｓｎ−Ｓｂ合金（Ｐｂ：８３質量％、Ｓｎ：９質量％、Ｓｂ：８質量％、融点：３１０℃）から成るろう材を介してろう付けすることによって本発明による評価試料を得た。
【００３９】
上記の各評価用試料を、引っ張り試験機のステージに４５°の角度をつけて固定し、リードピンのピン軸を引っ張り治具に固定した後、毎分５０ｍｍの速さで引っ張ることにより破断時の荷重を測定し評価した。なお、破断荷重３０Ｎ以上が最良品である。その結果を表１に示す。なお、表１において試料Ｎｏ．４、５、７〜１０は本発明の範囲外の比較例である。
【００４０】
【表１】
2005093805.tif 000003
【００４１】
表１に示すように本発明に従い、ピン付けパッドの直径をＣ、リードピン頭部の直径をＤ及びその厚みをＥとしたときに、下記式：
１．１≦Ｃ／Ｄ≦１．５、かつ、
３．１≦Ｄ／Ｅ≦４．５、
の条件を満足し、リードピンの頭部全体がＰｂ−Ｓｎ−Ｓｂ合金からなるろう材にて被覆されている評価用試料（試料Ｎｏ．１〜３、６、１１〜１３）では、全てのリードピンにおいて１ピン当り３１〜４６Ｎと高い接着強度が得られた。また、破断モードはいずれもリードピンの軸部から発生し、ろう材から破断されることはなかった。
【００４２】
これに対し、比較用の評価試料（試料Ｎｏ．４、５、７〜１０）では、いずれの試料番号においても３０Ｎ未満の破壊荷重を示す接着強度の低いリードピンが存在し、十分な接着強度が得られなかった。また、パッド当たりのろう材の量が０．３５ｍｇ／ｍｍ２以下の試料Ｎｏ．９、１０では、リードピン頭部のろう材の被覆率が１００％未満であり、十分な接合強度を得ることができなかった。
【００４３】
かくして、本発明のリードピン付き配線基板によれば、リードピン８に垂直あるいは斜めに３０Ｎ程度の引っ張り応力を印加した場合、リードピン８が絶縁基板１から脱離することなく、搭載する電気部品を正常に作動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の配線基板を用いたＰＧＡ型の半導体素子収納用パッケージの概略断面を、プリント配線基板上に表面実装した状態で示す図である。
【図２】図１のパッケージにおけるリードピン及びリードピンとピン付けパッドとの接合部分を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ｘ：素子収納用パッケージ
Ｙ：プリント配線基板
１：絶縁基板
２：配線層
３：ビアホール導体
４：ピン付けパッド
５：半導体素子
８：リードピン
９：ろう材
【図１】
2005093805.tif 000004
【図２】
2005093805.tif 000005