(57)【要約】    【課題】  固定用部材を加工する作業や取付治具を不要にして安価にスタンドオフを設けることができる半導体装置及び電子装置を提供する。    【解決手段】  パッケージ５の下面から下向きに伸びるリードピン２０を有し、リードピン２０がプリント基板の実装穴に挿入される半導体装置１において、導電性を有する耐熱性樹脂で形成された熱収縮チューブ６０をリードピン２０のパッケージ５側部分に挿入した。その後、熱収縮チューブ６０に熱を加えて収縮させ、熱収縮チューブ６０をリードピン２０に固着させた。【選択図】      図１
2005045011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージの下面から下向きに伸びるリードピンを有し、前記リードピンがプリント基板の実装穴に挿入される半導体装置において、
前記リードピンが導電性を有する耐熱性樹脂で形成されたチューブ部材に挿入され、そのリードピンの前記パッケージ側部分に前記チューブ部材が固着されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記チューブ部材が熱収縮によって前記リードピンに固着されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記チューブ部材の前記プリント基板側の端面が前記リードピンの長手方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の半導体装置を備えていることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は半導体装置及び半導体装置を備える電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＧＡ（Ｐｉｎ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）型のセラミックパッケージを有する半導体装置が知られている。この半導体装置のリードピンはパッケージの下面から下向きに伸び、プリント基板の実装穴に挿入される。
【０００３】
この半導体装置のプリント基板への実装は、プリント基板の裏面にフローハンダ法によってハンダを供給し、このハンダによって、プリント基板の実装穴に挿入されたリードピンとプリント基板に形成された導体パターンとを接続することにより行われる。
【０００４】
このとき、半導体装置のパッケージとプリント基板との間に隙間（以下スタンドオフという）が設けられる。スタンドオフは、プリント基板とパッケージとの熱膨張係数の相違による応力をリードピンで緩和させるとともに、ハンダ付け後のフラックス洗浄の際、洗浄液（代替フロン等）の循環を良好にしてフラックスの残留を防止することを目的とする。
【０００５】
従来、スタンドオフを設ける方法として、実装穴に挿入されるリードピンの一部に固定用部材を取り付ける方法が知られている(特開平７−２３５６２８号公報参照)。
【特許文献１】特開平７−２３５６２８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、上記方法では、複雑な形状の固定用部材を加工する作業が必要である。また、複数のリードピンの同じ位置に固定用部材を取り付けるにはスタンドオフの寸法に応じた取付治具が必要になる。
【０００７】
そのため、スタンドオフを設けるには多くの時間と費用とがかかるという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は固定用部材を加工する作業や取付治具を不要にして安価にスタンドオフを設けることができる半導体装置及び電子装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、パッケージの下面から下向きに伸びるリードピンを有し、前記リードピンがプリント基板の実装穴に挿入される半導体装置において、前記リードピンが導電性を有する耐熱性樹脂で形成されたチューブ部材に挿入され、そのリードピンの前記パッケージ側部分に前記チューブ部材が固着されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の半導体装置において、前記チューブ部材が熱収縮によって前記リードピンに固着されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の半導体装置において、前記チューブ部材の前記プリント基板側の端面が前記リードピンの長手方向に対して傾斜していることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の半導体装置を備えていることを特徴とする電子装置。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように本発明によれば、固定用部材を加工する作業や取付治具を不要にして安価にスタンドオフを設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係る半導体装置の断面を示す概念図である。
【００１６】
半導体装置１は、ＰＧＡ型のパッケージ５と、リードピン２０と、半導体チップ３０とを備える。ＰＧＡ型のパッケージ５はベース部材１０とキャップ部材４０とで構成される。
【００１７】
ベース部材１０は絶縁体であるアルミナを主原料として形成されている。ベース部材１０は多層化され、その表面には導体パターン（図示せず）が形成され、その内部には配線層が形成されている。また、ベース部材１０には各配線層間を貫くビアホールが穿たれており、これによって導体パターンとリードピン２０とが電気的に接続されている。
【００１８】
ＬＳＩ等の半導体チップ３０はベース部材１０の上面に金とシリコンとの共晶（Ａｕ−Ｓｉ）で形成される接着層１１を介して接着されている。半導体チップ３０の端子３１とベース部材１０の導体パターンとは導電性ワイヤ３２を介して電気的に接続されている。導電性ワイヤ３２としては例えばＡｕワイヤが使用される。導電性ワイヤ３２の両端が熱圧着と超音波振動とを併用するボンディング法で端子３１及び導体パターンにそれぞれボンディングされている。
【００１９】
半導体チップ３０を覆うキャップ部材４０はセラミックス、例えばアルミナを主原料として形成され、フリット（低融点ガラス）４１でベース部材１０に接着される。
【００２０】
ベース部材１０の下面から下向きに伸びるリードピン２０は例えばＮｉ−Ｆｅ合金で形成されている。リードピン２０はベース部材１０の下面に銀ろう又は金ろう２１を用いて接合されている。リードピン２０の本数は例えば１００〜３００本である。
【００２１】
パッケージ５とプリント基板５０（後述）との間にスタンドオフを設けるため、複数のリードピン２０には熱収縮する熱収縮チューブ（チューブ部材）６０が固着されている。
【００２２】
図２は熱収縮チューブ６０の側面図である。
【００２３】
熱収縮チューブ６０は製品仕様に対応する長さＬを有する。熱収縮チューブ６０は、例えば黒鉛等の導電性粒子を含有する耐熱性を有するフッ素系樹脂で形成される。熱収縮チューブ６０のベース部材１０側（図２では上方）は熱収縮チューブ６０の長手方向に対して直交するようにカットされ、熱収縮チューブ６０のプリント基板５０側（図２では下方）は熱収縮チューブ６０の長手方向に対して傾斜するようにカットされ、傾斜面６１となっている。
【００２４】
図３は熱収縮チューブ６０にリードピン２０が挿入されている状態を示す概念図である。
【００２５】
図３は熱風ガン（図示せず）によって熱収縮チューブ６０を熱収縮させる前の状態であり、熱収縮チューブ６０にリードピン２０をスムーズに挿入できることがわかる。
【００２６】
図４は熱収縮チューブ６０にリードピン２０が固着されている状態を示す概念図である。
【００２７】
図４は熱風ガンによって熱収縮チューブ６０を熱収縮させた後の状態であり、熱収縮チューブ６０がリードピン２０に固着していることがわかる。この状態が図１に示された状態である。
【００２８】
リードピン２０に熱収縮チューブ６０を固着した後、そのリードピン２０をプリント基板５０（図５参照）の表面及び裏面の少なくとも一方に形成された導体パターンにハンダ付けする。
【００２９】
図５は半導体装置１をプリント基板５０に実装した状態の断面を示す概念図である。なお、図５では半導体装置１及びプリント基板５０の一部を省略して示している。
【００３０】
半導体装置１のリードピン２０はプリント基板５０の裏面からその先端が突き出るようにスルーホール（実装穴）５１に挿入されている。
【００３１】
挿入時、リードピン２０に固着された熱収縮チューブ６０によってリードピン２０の所定量以上の挿入が規制され、パッケージ５とプリント基板５０との間にスタンドオフ（製品仕様に対応する長さＬ）が形成される。
【００３２】
また、プリント基板５０の裏面だけでなく、熱収縮チューブ６０のプリント基板５０側の端面（傾斜面６１）とプリント基板の表面との間の隙間にもハンダ５５が供給されている。
【００３３】
次に、半導体装置１をプリント基板５０に実装する方法を説明する。
【００３４】
まず、製品仕様に対応する長さＬに熱収縮チューブ６０を鋏等を用いてカットする。このとき、熱収縮チューブ６０のベース部材１０側を熱収縮チューブ６０の長手方向に対して直交するようにカットし、熱収縮チューブ６０のプリント基板５０側を熱収縮チューブ６０の長手方向に対して傾斜するようにカットする。
【００３５】
カット後、熱収縮チューブ６０をリードピン２０に装着する。リードピン２０に対する熱収縮チューブ６０の位置はスタンドオフ高さ、プリント基板５０の厚さ等を考慮して決められる。この実施形態では熱収縮チューブ６０は３本のリードピン２０に装着されている（図６参照）。
【００３６】
その後、熱風ガン（図示せず）によって熱収縮チューブ６０に熱を加えて熱収縮させ、熱収縮チューブ６０をリードピン２０に固着させる。
【００３７】
その結果、リードピン２０に熱収縮チューブ６０を固着させた半導体装置１が出来上がる。
【００３８】
次に、この半導体装置１のリードピン２０をプリント基板５０のスルーホール５１に挿入する。この作業は図示しない自動挿入機を用いて行われる。
【００３９】
その後、リードピン２０の先端部が突き出たプリント基板５０の裏面側にフラックス（図示せず）を塗布する。この塗布では圧縮エアを用いてフラックスをプリント基板５０の裏面側に吹き付け、プリント基板５０のスルーホール５１内へフラックスを入り込ませる。
【００４０】
次に、棒状ヒータやパネルヒータ（図示せず）によってプリント基板５０の予備加熱を行った後、噴流や浸漬によるフローハンダ付けを行う。このとき、溶けたハンダ５５がスルーホール５１を通ってプリント基板５０の表面まで吸い上げられる。
【００４１】
溶けたはんだを冷却して固化させた後、プリント基板５０に残留するフラックスを洗浄する。洗浄は代替フロン液を吹き付けたり、代替フロン液に浸漬させたりして行われる。
【００４２】
その結果、半導体装置１のプリント基板５０への実装作業が終了する。
【００４３】
この実施形態によれば、熱収縮チューブ６０を用いたので、固定用部材を加工する作業や取付治具が不要になり、安価にスタンドオフを設けることができる。
【００４４】
また、熱収縮チューブ６０を任意の長さにカットするだけでスタンドオフ高さを容易に変更することができる。
【００４５】
更に、熱収縮チューブ６０は導電性粒子を含有する耐熱性を有するフッ素系樹脂で形成されているので、半導体装置１の静電破壊を防止することができる。
【００４６】
また、熱収縮チューブ６０のプリント基板５０側を熱収縮チューブ６０の長手方向に対して傾斜するようにカットしたので、フローハンダ処理の際、スルーホール５１へのフラックスの塗布やハンダ５５の吸い上げを確実に行わせることができ、未ハンダ等のハンダ付け不良を防止することができる。
【００４７】
図６は実装された半導体装置をプリント基板の裏面側から見た図である。
【００４８】
なお、図６ではリードピン２０の本数を３０本とし、リードピン２０を実線で示した。
【００４９】
プリント基板５０には半導体装置１の他にＱＦＰ２、チップ部品３及びコネクタ部品４が実装されている。プリント基板５０、半導体装置１、ＱＦＰ２、チップ部品３及びコネクタ部品４で電子装置７０が構成される。
【００５０】
半導体装置１のベース部材１０には３０本のリードピン２０が格子状に配置されている。図６の場合、図２に示す熱収縮チューブ６０がドットを付けて示した隅部の３本のリードピン２０に固着されている。なお、熱収縮チューブ６０を固着させるリードピン２０は上記位置のものに限られるものではなく、任意の位置のリードピン２０でよい。また、熱収縮チューブ６０を固着させるリードピン２０の本数は３本に限られるものではなく、４本以上であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る半導体装置の断面を示す概念図である。
【図２】図２は熱収縮チューブの側面図である。
【図３】図３は熱収縮チューブにリードピンが挿入されている状態を示す概念図である。
【図４】図４は熱収縮チューブにリードピンが固着されている状態を示す概念図である。
【図５】図５は半導体装置をプリント基板に実装した状態の断面を示す概念図である。
【図６】図６は実装された半導体装置をプリント基板の裏面側から見た図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  半導体装置
５  パッケージ
２０  リードピン
５０  プリント基板
５１  スルーホール（実装穴）
６０  熱収縮チューブ（チューブ部材）
７０  電子装置
【図１】
2005045011.tif 000003
【図２】
2005045011.tif 000004
【図３】
2005045011.tif 000005
【図４】
2005045011.tif 000006
【図５】
2005045011.tif 000007
【図６】
2005045011.tif 000008