(57)【要約】【課題】  リードレスチップキャリアを実装基板に接合しているはんだ接合部を破損し難くしたはんだ接合構造、及び、はんだ接合方法を提供することを課題とする。【解決手段】  はんだ接合構造１０は、線膨張率が互いに異なるリードレスチップキャリア１２と、リードレスチップキャリア１２を実装する有機基板２２と、のはんだ接合構造である。リードレスチップキャリア１２を構成するリードレスチップキャリア基板１４には電極１６が形成され、有機基板２２のはんだ被接合部２３と電極１６とをはんだ接合しているはんだ接合部２０の厚みが所定範囲内にされている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線膨張率が互いに異なるリードレスチップキャリアと実装基板とのはんだ接合構造であって、
前記リードレスチップキャリアを構成するリードレスチップキャリア基板に形成された電極と、前記実装基板のはんだ被接合部と、をはんだ接合しているはんだ接合部の厚みが所定範囲内にされていることを特徴とするはんだ接合構造。
【請求項２】
請求項１に記載のはんだ接合構造を形成するはんだ接合方法であって、
前記リードレスチップキャリア基板に実装されたＩＣチップと、前記ＩＣチップの周囲に立設し、所定高さの蓋を当接させる被当接部が形成されているとともに最上面に電極が形成されている側部とを備えたリードレスチップキャリア基板体を製造する工程と、
前記電極にリフローではんだ接合する所定厚みのはんだ体を、前記実装基板のはんだ被接合部に形成する工程と、
前記蓋を前記実装基板の所定位置に載置し、前記リードレスチップキャリア基板体を反転させて、前記はんだ体に前記電極を当接させた状態で載置する工程と、
前記はんだ体をリフローさせてはんだ付けを行うことにより、厚みが所定範囲内にされた前記はんだ接合部を形成する工程と、
を行うことを特徴とするはんだ接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線膨張率が互いに異なるリードレスチップキャリアと、リードレスチップキャリアを実装する実装基板とのはんだ接合構造、及び、はんだ接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リードレスチップキャリア（リードレスチップキャリアパッケージ）を実装基板上に実装したものが、回路基板等として広く用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このリードレスチップキャリア（ＬＣＣ）は、その構造上、リードがない。一方、はんだ接合部は、せん断力に対して比較的脆弱である。このため、例えば図８に示すように、リードレスチップキャリア８２を実装基板９２に接合しているはんだ接合部９０（厚みは例えば２０μｍ）は、リードレスチップキャリア８２や実装基板９２の熱膨張、熱収縮によるせん断力を直接に受けるため、はんだ接合部９０の破損に対する信頼性が低いという問題があった。
【０００４】
特に、実装基板が有機基板である場合、この有機基板と、リードレスチップキャリアを構成するリードレスチップキャリア基板と、の線膨張率が大きく異なる。このため、有機基板とリードレスチップキャリア基板とに熱サイクル（加温、冷却の繰り返し）が生じると、上記破損が生じ易く、この問題は深刻なものになっている。
【特許文献１】特開平７−２２５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、リードレスチップキャリアを実装基板に接合しているはんだ接合部を破損し難くしたはんだ接合構造、及び、はんだ接合方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、線膨張率が互いに異なるリードレスチップキャリアと実装基板とのはんだ接合構造であって、前記リードレスチップキャリアを構成するリードレスチップキャリア基板に形成された電極と、前記実装基板のはんだ被接合部と、をはんだ接合しているはんだ接合部の厚みが所定範囲内にされていることを特徴とする。
【０００７】
上記所定範囲の下限値は、従来よりも厚い値であり、リードレスチップキャリアや実装基板に熱サイクルが生じても、はんだ接合部の変形によって、はんだ接合部に生じるせん断応力が緩和される値である。
【０００８】
上記所定範囲の上限値は、通常の使用で生じ得る衝撃等によってもはんだ接合部が破損しない値である。
【０００９】
上記の上限値、下限値は、いずれも、はんだ接合面積、熱サイクルの温度差、リードレスチップキャリアと実装基板との線膨張率差、などを考慮して決定する。
【００１０】
請求項１に記載の発明により、熱サイクル等によってはんだ接合部にせん断力が作用しても、はんだ接合部が従来よりも大きく変形できるので、リードレスチップキャリア基板が撓むことができ、はんだ接合部に生じるせん断応力が充分に緩和される。従って、リードレスチップキャリアを実装基板に接合しているはんだ接合部を破損し難くした、破損に対する信頼性が高いはんだ接合構造とすることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のはんだ接合構造を形成するはんだ接合方法であって、前記リードレスチップキャリア基板に実装されたＩＣチップと、前記ＩＣチップの周囲に立設し、所定高さの蓋を当接させる被当接部が形成されているとともに最上面に電極が形成されている側部とを備えたリードレスチップキャリア基板体を製造する工程と、前記電極にリフローではんだ接合する所定厚みのはんだ体を、前記実装基板のはんだ被接合部に形成する工程と、前記蓋を前記実装基板の所定位置に載置し、前記リードレスチップキャリア基板体を反転させて、前記はんだ体に前記電極を当接させた状態で載置する工程と、前記はんだ体をリフローさせてはんだ付けを行うことにより、厚みが所定範囲内にされた前記はんだ接合部を形成する工程と、を行うことを特徴とする。
【００１２】
リードレスチップキャリア基板体を製造する工程では、ＩＣチップ、側部、電極の形成順序は特に限定しない。
【００１３】
所定高さの蓋とは、上記所定範囲内の厚みのはんだ接合部が形成される高さの蓋のことである。
【００１４】
蓋は、均一な厚みになっている必要はなく、部分的に高い部位が形成されていてもよい。この場合、この高い部位の高さを蓋の高さとする。蓋はカップシェイプ（カップ状）であってもよい。
【００１５】
被当接部の高さをＩＣチップよりも高くしておくと、蓋が平板状であっても、上記のようにして蓋にリードレスチップキャリア基板体を支えさせても、ＩＣチップが蓋に当接しない。従って、簡素な構造の蓋を用いて、蓋と側部との間にＩＣチップを収容することができる。
【００１６】
また、蓋を載置する所定位置とは、リフロー後、上記被当接部が蓋に当接してリードレスチップキャリア基板が蓋によって支えられる位置であり、実装後に配置しておいても問題のない位置である。
【００１７】
請求項２に記載の発明により、簡易な手法で請求項１に記載のはんだ接合構造を形成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は上記構成としたので、以下の効果を奏することができる。
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、はんだ接合部に生じるせん断応力が充分に緩和される。従って、リードレスチップキャリアを実装基板に接合しているはんだ接合部を破損し難くした、破損に対する信頼性が高いはんだ接合構造とすることができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、簡易な手法で請求項１に記載のはんだ接合構造を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。なお、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００２２】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係るはんだ接合構造１０は、線膨張率が互いに異なるパッケージ状のセラミックリードレスチップキャリア１２（以下、ＣＬＣＣ１２という。図２も参照）と、ＣＬＣＣ１２を実装する回路基板（ＰＣＢ）２２と、のはんだ接合構造である。本実施形態では、回路基板２２は有機基板である。
【００２３】
ＣＬＣＣ１２を構成するセラミックリードレスチップキャリア基板体１４（以下、ＣＬＣＣ基板体１４という）には電極１６が形成されている。そして、この電極１６と回路基板２２のはんだ被接合部２３とがはんだ接合部２０によって接合されている。このはんだ接合部２０の厚みは所定範囲内にされている。
【００２４】
上記所定範囲の下限値は、従来よりも厚い値であり、ＣＬＣＣ１２や回路基板２２に熱サイクルが生じても、はんだ接合部２０の変形によって、はんだ接合部２０に生じるせん断応力が充分に緩和される値である。
【００２５】
上記所定範囲の上限値は、通常の使用で生じ得る衝撃等によってもはんだ接合部２０が破損しない値である。
【００２６】
上記の上限値、下限値は、いずれも、はんだ接合面積、熱サイクルの温度差、ＣＬＣＣ１２と回路基板２２との線膨張率差、などを考慮して決定する。本実施形態では、熱サイクルの温度差は１４５℃である。
【００２７】
本実施形態では、以下のようにして、ＣＬＣＣ１２を形成しつつ、はんだ接合構造１０を形成する。まず、図２に示すように、セラミックリードレスチップキャリア基板１３と、このセラミックリードレスチップキャリア基板１３に実装されたＩＣチップ１８と、ＩＣチップ１８の周囲に立設する側部１９と、を備えたＣＬＣＣ基板体１４を製造する。
【００２８】
この側部１９には、図３に示すように、ＣＬＣＣ１２を構成する所定高さｈの蓋２８の周囲部２８Ｅを当接させる被当接部１９Ａを形成し、かつ、図２に示すように、最上面に電極１６を形成しておく。
【００２９】
本実施形態では、蓋２８としてはコバールからなる平板状の封止用の蓋を用いる。そして、被当接部１９Ａを段差状に形成し、被当接部１９Ａの高さをＩＣチップ１８よりも高くしておく。
【００３０】
ここで、蓋２８の高さ（厚み）についてやや詳細に説明しておく。ＣＬＣＣ基板体１４を蓋２８に載せた状態では、蓋２８は電極１６よりも突出している。蓋２８の高さｈは、ＣＬＣＣ基板体１４を蓋２８に載せた状態で、電極１６と回路基板２２のはんだ被接合部２３とのオフセットｄが、すなわちはんだ接合部２０の厚みｄが上記所定範囲内の厚みとなるような高さｈとする。
【００３１】
ＣＬＣＣ基板体１４の製造と併行して、あるいは前後して、図４に示すように、電極１６にリフローではんだ接合させるための所定厚みのはんだ体（はんだバンプ）２１を、回路基板２２のはんだ被接合部２３に形成しておく。
【００３２】
そして、図５に示すように、蓋２８を回路基板２２の所定位置に載置し、ＣＬＣＣ基板体１４を反転させて、はんだ体２１に電極１６を当接させた状態で載置する。蓋２８を載置するこの所定位置とは、リフロー後、上記被当接部１９Ａが蓋２８の周囲部２８Ｅに当接してＣＬＣＣ基板体１４が蓋２８によって支えられる位置である。なお、蓋２８の周囲部２８Ｅにろう付け体（例えばはんだ体など）を形成しておき、リフロー時に被当接部１９Ａと周囲部２８Ｅとを接合させてもよい。
【００３３】
更に、電極１６に当接しているはんだ体２１をリフローさせてはんだ付けを行うことにより、厚みが所定範囲となるはんだ接合部２０（図１参照）を形成する。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態では、はんだ接合部２０の厚みが、従来よりも厚い所定範囲内の厚みにされている。これにより、熱サイクル等によってはんだ接合部２０にせん断力が作用しても、はんだ接合部２０が従来よりも大きく変形できるので、ＣＬＣＣ基板体１４が撓むことができ、はんだ接合部２０に生じるせん断応力が充分に緩和される。従って、ＣＬＣＣ１２を回路基板２２に接合しているはんだ接合部２０を破損し難くした、破損に対する信頼性が高いはんだ接合構造１０とすることができる。
【００３５】
更に、はんだ接合構造１０を形成する際、蓋２８の厚みを利用して、ＣＬＣＣ基板体１４を反転させて蓋２８で支えさせた状態にし、リフローによるはんだ付けを行っている。これにより、簡易な手法で上記のはんだ接合構造１０を形成することができる。
【００３６】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。図６、図７に示すように、本実施形態では、第１実施形態に比べ、平板状の蓋２８に代えて、回路基板２２の側に突起部３６が形成された蓋３８を用いる。この突起部３６はプレス加工によって形成されている。蓋３８の高さｈは、第１実施形態の蓋３８と同じ高さである。
【００３７】
そして、第１実施形態と同様にして、セラミックリードレスチップキャリア４２を形成しつつ、はんだ接合部４０を形成する。
【００３８】
なお、第１実施形態と同様、蓋３８の周囲部３８Ｅにろう付け体（例えばはんだ体など）を形成しておき、リフロー時に被当接部１９Ａと周囲部３８Ｅとを接合させてもよい。
【００３９】
本実施形態により、蓋３８の体積が小さくなるので、蓋３８の重量が低減する。従って、ＣＬＣＣ４２の重量が低減し、第１実施形態よりも軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００４０】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１実施形態に係るはんだ接合構造を示す側面断面図である。
【図２】第１実施形態で製造したＣＬＣＣ基板体を示す側面断面図である。
【図３】第１実施形態で、ＣＬＣＣ基板体を反転させて蓋に載せた状態を示す側面断面図である。
【図４】第１実施形態で、回路基板にはんだ体を形成したことを示す側面断面図である。
【図５】第１実施形態で、ＣＬＣＣ基板体を反転させて、はんだ体に電極を当接させた状態でＣＬＣＣ基板体を載置したことを示す側面断面図である。
【図６】第２実施形態で、ＣＬＣＣ基板体を反転させて蓋に載せた状態を示す側面断面図である。
【図７】第２実施形態に係るはんだ接合構造を示す側面断面図である。
【図８】従来のはんだ構造の一例を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０    はんだ接合構造
１２    セラミックリードレスチップキャリア（リードレスチップキャリア）
１３    セラミックリードレスチップキャリア基板（リードレスチップキャリア基板）
１４    セラミックリードレスチップキャリア基板体（リードレスチップキャリア基板体）
１６    電極
１８    ＩＣチップ
１９    側部
１９Ａ  被当接部
２０    はんだ接合部
２１    はんだ体
２２    回路基板
２３    はんだ被接合部
２８    蓋
３８    蓋
４０    はんだ接合部
４２    セラミックリードレスチップキャリア（リードレスチップキャリア）
８２    リードレスチップキャリア
９０    はんだ接合部
９２    実装基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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