(57)【要約】【課題】半田ブリッジ現象を防止することができる回路部品搭載装置を提供する。【解決手段】樹脂基板１１と、樹脂基板１１上に対向して設けられた電極対１２と、電極対１２上に設けられ、本体部１３ａと電極部１３ｂからなる回路部品１３と、電極対１２と回路部品１３の電極部１３ｂとを接着させる半田１４と、回路部品１３および半田１４を覆う絶縁性封止樹脂１５とを備え、電極対１２には、電極対１２における回路部品１３の電極部１３ｂと接する側に、電極部１３ｂよりも小さくかつ電極対１２の対向領域に至る凹部１７を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一部の上に対向して設けられた２つの導体部材と、
前記２つの導体部材の上に亘って設けられ、前記２つの導体部材にそれぞれ接する２つの電極と前記２つの電極に挟まれる本体部とを有する回路部品と、
前記導体部材と前記回路部品とを接着する半田と、
前記基板と前記回路部品との間の領域のうち前記２つの導体部材における対向領域を充填する絶縁体とを備えた回路部品搭載装置であって、
前記２つの導体部材における前記電極と接する側に、前記電極よりも小さくかつ前記対向領域に至る凹部を形成したことを特徴とする回路部品搭載装置。
【請求項２】
前記凹部を有する導体部材が、少なくとも２層のメッキ層からなることを特徴とする請求項１記載の回路部品搭載装置。
【請求項３】
前記導体部材の高さを、前記絶縁体の構成材であるフィラーの平均粒径の３倍以上に設定したことを特徴とする請求項１または２記載の回路部品搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に回路部品が搭載される回路部品搭載装置に係り、特に、基板の上に導体部材が設けられ、導体部材と回路部品とが半田によって接着される回路部品搭載装置の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、回路部品を高集積化した回路部品搭載装置の開発が行われているが、集合基板で生産が可能であることや、ダイシングなどの加工が容易であることなど、生産性の効率化によるコストメリットから、樹脂基板上に回路部品や半導体チップなどを実装し、それらを絶縁性の封止樹脂で樹脂封止した樹脂基板／樹脂封止構造が主流となってきている。
【０００３】
そして回路部品の実装は、半田を接着剤として用いるのが一般的である。しかし、回路部品搭載装置としてセット基板へ搭載する際に、半田が再溶解して回路部品の電極間をショートさせる半田ブリッジ現象が問題となっている。この現象は、回路部品と基板表面との間に数ミクロンの隙間が存在し、その隙間には封止樹脂が充分に充填されないため、回路部品搭載装置をセット基板へ搭載するときに溶解した半田が、体積膨張の圧力や表面張力により隙間に入って、電極間をショートさせるものである。
【０００４】
図３は従来の回路部品搭載装置の構造を示す断面図である。
【０００５】
図３に示すように、従来の回路部品搭載装置は、基板３１と、基板３１の主面上に対向して設けられた電極対３２と、本体部３３ａと電極部３３ｂとからなる回路部品３３と、電極対３２と回路部品３３とを接着させる半田３４と、回路部品３３および半田３４を覆う封止樹脂３５とで構成されている。
【０００６】
この構成では、回路部品３３の本体部３３ａの両端部に設けられた２つの電極部３３ｂが、基板３１の主面上に設けられた電極対３２上にそれぞれ搭載されている。そして、本体部３３ａの下に位置する領域、つまり電極対３２間に位置する領域には空間３６が生じている。半田３４は、電極部３３ｂと電極３５との間を接着しているため空間３６に入り込みやすい状態にある。
【０００７】
前記のような半田ブリッジ現象への対策の一例として特許文献１が挙げられる。
【０００８】
一般的なモールドタイプの封止樹脂には、平均粒径２０μｍ、最大粒径６０μｍのフィラーが含まれるため、回路部品−基板表面間の空間３６を封止樹脂３５で埋めるために、空間３６には６０μｍ以上の高さが必要となる。
【０００９】
このことから特許文献１に記載の発明では、空間３６の両端にある高さを有するソルダーレジスト（図３には図示せず）を設置して、ソルダーレジストによって回路部品３３を支えることにより空間３６の高さを高くし、空間３６内に封止樹脂３５が流れ込むようにして半田ブリッジ現象の発生を防ぐ方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１０３９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、近年の回路部品搭載装置の小型化に伴い、回路部品の小型化も行われてきており、例えば０．６ｍｍ×０．３ｍｍサイズの回路部品３３では、電極対３２間の間隔が０．２５ｍｍ程度となっている。
【００１１】
通常、ソルダーレジストの形成限界は、最小幅および最隣接間距離共に０．１ｍｍ程度であるため、電極対３２間の空間３６の幅が０．２５ｍｍである場合に、特許文献１の記載のように、空間３６の両端にソルダーレジストを６０μｍ以上の厚みで形成することは非常に困難である。したがって、小型の回路部品３３を用いる場合には特許文献１とは異なる方法，手段を採用することが必要である。
【００１２】
本発明の目的は、前記従来の課題を解決し、半田ブリッジ現象を防止することができる回路部品搭載装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の回路部品搭載装置は、基板の一部の上に対向して設けられた２つの導体部材と、前記２つの導体部材の上に亘って設けられ、前記２つの導体部材にそれぞれ接する２つの電極と前記２つの電極に挟まれる本体部とを有する回路部品と、前記導体部材と前記回路部品とを接着する半田と、前記基板と前記回路部品との間の領域のうち前記２つの導体部材における対向領域を充填する絶縁体とを備えた回路部品搭載装置であって、前記２つの導体部材における前記電極と接する側に、前記電極よりも小さくかつ前記対向領域に至る凹部を形成したことを特徴とする。
【００１４】
これにより、基板と回路部品との間の領域のうち２つの導体部材における対向領域の凹部を含めた空間が絶縁膜によって充填されやすくなる。したがって、回路部品が基板上に搭載された後にリフローが行われても、再溶解した半田が前記空間に流れ出ることがなくなる。これにより、導体部材同士がショートする半田ブリッジ現象を防止することができる。しかも、電極−導体部材間の接触部分に凹部を設けることにより、溶融した半田に対し電極−導体部材間に発生する表面張力が作用することによって、さらに半田ブリッジ現象を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、半田ブリッジ現象を防止することができるため、回路部品搭載装置の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施形態の回路部品搭載装置の構造を示す断面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の回路部品搭載装置は、樹脂基板（または多層樹脂基板）１１と、樹脂基板１１上に対向して設けられた２つの導体部材である電極対１２と、電極対１２の上に設けられ、本体部１３ａと電極部１３ｂからなる回路部品１３と、電極対１２と回路部品１３とを接着させる半田１４と、回路部品１３および半田１４を覆う絶縁体である絶縁性封止樹脂１５を備えている。電極対１２には、該電極対１２の形成後のエッチング加工、あるいは複数回のメッキなどにより形成されたメタルバンプ（凹部）１７が設けられている。
【００１９】
図２は本実施形態における前記電極対の詳細な構造を示す断面図である。
【００２０】
図２に示すように、電極対１２は、４０μｍ程度のベースメタルＣｕ層２１と、ベースメタルＣｕ層２１の上に設けられた厚さ６μｍのバリアメタルＮｉ層２２とから構成されている。その上に形成されるバンプメタルは、本実施形態においては、前記バリアメタルＮｉ層２２の上に設けられた最大８０μｍの厚さのバンプメタルＣｕ層２３と、バンプメタルＣｕ層２３の上に設けられた厚さ６μｍのバリアメタルＮｉ層２４により構成される。さらに、各Ｎｉ層２４，２２の上に表面メタルとして厚さ０．５μｍのＡｕ層２５を形成している。
【００２１】
次に、図２に示す電極対の製造方法を説明する。
【００２２】
まず、エッチングにより所望のパターン２１を形成する。その後、電解Ｎｉメッキを行うことにより、Ｃｕ層２１の上にＮｉ層２２を形成する。続いて、無電解Ｃｕメッキを行い、その後、不必要な部分（凹部となる部位Ａ）をエッチングにより除去することにより、Ｃｕ層２３を形成する。このエッチングの際に、Ｎｉ層２２は、その下に位置するＣｕ層２１がエッチングされるのを防ぐ役割を果たす。その後、Ｃｕ層２３の上にＮｉ層２４を形成し、Ｎｉ層２４，２２の上にＡｕ層２５を形成する。Ｎｉ層２４は、Ａｕ層２５のＡｕがＣｕ層２３に拡散するのを防止する役割を果たす。
【００２３】
なお、電極対１２の材質としては、回路部品１３の実装に支障が無い限り、どのような導体材料を用いてもよい。また、本実施形態では、電極対１２が２回のＣｕメッキにより形成されているが、３回以上であってもよい。その場合には、Ｃｕ層とＮｉ層とが交互に積層され、最上層にＡｕ層が配置される構造となる。あるいは１回のＣｕメッキにより形成した後、エッチングによりメタルバンプ１７を形成してもよい。
【００２４】
本実施形態の回路部品搭載装置では、メタルバンプ１７を設けることにより、回路部品１３と樹脂基板１１との間でかつ電極対１２が対向する領域１６の高さを最大で１２０μｍ程度まで厚くしている。通常、モールドで使用される絶縁性封止樹脂１５のフィラー粒径は平均粒径２０μｍであって、最大粒径は６０μｍであるため、領域１６はフィラーの平均粒径の６倍程度の高さを有している。
【００２５】
領域１６がフィラーの平均粒径の３倍以上の高さを有している場合、つまり、最大粒径以上の高さを有している場合には、領域１６は絶縁性封止樹脂１５によって十分に充填される。このように領域１６が絶縁性封止樹脂１５で充填されることにより、本実施形態の回路部品搭載装置がセット基板に搭載された後にリフローが行われても、再溶解かつ膨張した半田が領域１６に流れ出ることがなくなる。これにより、ベースメタルパターンの電極対１２同士がショートする半田ブリッジ現象を防止することが可能となる。
【００２６】
また、メタルバンプ１７を形成することにより、電極対１２と回路部品１３との間に、図２に示すように距離Ｌ、高さＲの空隙（凹部）Ａが形成される。この空隙Ａにより、半田には（１）式で表される張力Ｔが働く。
【００２７】
Ｔ＝γ・（２Ｌ）‥‥‥‥（１）
ただし、γ；表面張力を表す比例定数：γ＝ＲρｇＬ／２、Ｒ；高さ、Ｌ；長さ、ρ；密度、ｇ；重力加速度。
【００２８】
（１）式に表される張力Ｔにより、仮に領域１６に空間が存在したとしても、その空間に流れ出す半田を引き止める方向に力が作用するため、半田ブリッジ現象の発生確率をさらに低減することができる。
【００２９】
このように本実施形態によれば、樹脂基板１１と、Ｃｕ層およびＮｉ層からなる電極対１２と、電極対１２の上に設けられ、本体部１３ａと電極部１３ｂとからなる回路部品１３と、電極対１２と回路部品１３とを接着させる半田１４と、回路部品１３および半田１４を覆う封止樹脂１５とを備えており、電極対１２には複数回のメッキあるいはエッチングによりメタルバンプ１７が形成されているため、電極対１２およびメタルバンプ１７により回路部品１３の搭載される高さが高くなり、空間１６に封止樹脂１５が充填されやすくなり、半田ブリッジ現象を生じる箇所を消滅できる。また、メタルバンプ１７により生じる空隙の表面張力により、仮に領域１６に空間が生じたとしても、再溶融した半田の流れを引き止めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、基板上に回路部品が搭載される回路部品搭載装置に適用され、特に回路部品の小型化を実現する際に必ず問題となる半田ブリッジ現象を解決する装置として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態の回路部品搭載装置の構造を示す断面図
【図２】本実施形態における電極対の詳細な構造を示す断面図
【図３】従来の回路部品搭載装置の構造を示す断面図
【符号の説明】
【００３２】
１１  樹脂基板
１２  電極対
１３  回路部品
１３ａ  本体部
１３ｂ  電極部
１４  半田
１５  絶縁性封止樹脂
１６  回路部品と基板表面間の領域
１７  メタルバンプ（凹部）
２１  ベースメタル（Ｃｕ層）
２２  バリアメタル（Ｎｉ層）
２３  バンプメタル（Ｃｕ層）
２４  バリアメタル（Ｎｉ層）
２５  表面メタル（Ａｕ層）
【図１】
2007096208.tif 000003
【図２】
2007096208.tif 000004
【図３】
2007096208.tif 000005