(57)【要約】【課題】本発明は、直行率を低下させることなく、はんだボールによる弊害を防ぐことができる半導体装置を提供することを目的とする。【解決手段】プリント基板と、該プリント基板の表面に形成された第１電極パッドと、該プリント基板の表面に形成された第２電極パッドと、第１端子と第２端子を有し、該第１端子が該第１電極パッドにはんだ接続され、該第２端子が該第２電極パッドにはんだ接続された電子部品と、該第１電極パッドと該第２電極パッドから離れ、該プリント基板の表面に、該電子部品の側面に対向するように設けられたダミーパッドと、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2017017220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板と、
前記プリント基板の表面に形成された第１電極パッドと、
前記プリント基板の表面に形成された第２電極パッドと、
第１端子と第２端子を有し、前記第１端子が前記第１電極パッドにはんだ接続され、前記第２端子が前記第２電極パッドにはんだ接続された電子部品と、
前記第１電極パッドと前記第２電極パッドから離れ、前記プリント基板の表面に、前記電子部品の側面に対向するように設けられたダミーパッドと、を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記ダミーパッドの一部は前記電子部品の側面の直下に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ダミーパッドは平面視で円形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記ダミーパッドは平面視で長方形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項５】
平面視で前記電子部品を挟むように前記ダミーパッドを２つ設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記ダミーパッドから前記第１電極パッドまでの距離と、前記ダミーパッドから前記第２電極パッドまでの距離は等しいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
穴が形成されたプリント基板と、
前記プリント基板の表面に形成された第１電極パッドと、
前記プリント基板の表面に形成された第２電極パッドと、
第１端子と第２端子を有し、前記第１端子が前記第１電極パッドにはんだ接続され、前記第２端子が前記第２電極パッドにはんだ接続された電子部品と、
前記穴を囲む前記プリント基板の壁面に設けられた側面ダミーパッドと、を備え、
前記穴は平面視で前記電子部品の側面に対向することを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
前記穴は前記プリント基板を貫通する貫通孔であることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記穴は前記プリント基板を貫通せず、
前記穴の底には、前記側面ダミーパッドにつながる底面ダミーパッドが形成されたことを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記側面ダミーパッドの一部は前記電子部品の側面の直下に形成されたことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に電子部品が実装された半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体部品を載置した回路基板をリフロー炉に流して、半田ペーストを溶融させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
表面実装型の半導体装置では、基板をリフロー炉に収容し、基板に形成された電極パッドとチップ部品等の電子部品とを溶融させたはんだで接合することが多い。このとき、はんだが電極パッドの外側に押し出され、電子部品の側面ではんだボールを形成することがあった。
【０００５】
そのようなはんだボールを放置して半導体装置を使用した場合、半導体装置に加わる振動などの影響ではんだボールが電子部品の側面から離脱し、近隣のチップの端子間をショートさせる問題が生じる。また、出荷前にはんだボールを取り除く作業を追加すると直行率が低下する問題があった。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、直行率を低下させることなく、はんだボールによる弊害を防ぐことができる半導体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】
【０００７】
本願の発明に係る半導体装置は、プリント基板と、該プリント基板の表面に形成された第１電極パッドと、該プリント基板の表面に形成された第２電極パッドと、第１端子と第２端子を有し、該第１端子が該第１電極パッドにはんだ接続され、該第２端子が該第２電極パッドにはんだ接続された電子部品と、該第１電極パッドと該第２電極パッドから離れ、該プリント基板の表面に、該電子部品の側面に対向するように設けられたダミーパッドと、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本願の発明に係る他の半導体装置は、穴が形成されたプリント基板と、該プリント基板の表面に形成された第１電極パッドと、該プリント基板の表面に形成された第２電極パッドと、第１端子と第２端子を有し、該第１端子が該第１電極パッドにはんだ接続され、該第２端子が該第２電極パッドにはんだ接続された電子部品と、該穴を囲む該プリント基板の壁面に設けられた側面ダミーパッドと、を備え、該穴は平面視で該電子部品の側面に対向することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ダミーパッドにはんだボールを接合するので、直行率を低下させることなく、はんだボールによる弊害を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る半導体装置の平面図である。
【図２】電子部品とその近傍の斜視図である。
【図３】変形例に係る半導体装置の平面図である。
【図４】別の変形例に係る半導体装置の平面図である。
【図５】実施の形態２に係る半導体装置の平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ’線に沿った断面矢示図である。
【図７】はんだボールが側面ダミーパッドに接合したことを示す断面図である。
【図８】実施の形態３に係る半導体装置の平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ’線に沿った断面矢示図である。
【図１０】はんだボールが側面ダミーパッドと底面ダミーパッドに接合したことを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態に係る半導体装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る半導体装置の平面図である。この半導体装置は、例えばガラスエポキシ基板で形成されたプリント基板１０を備えている。プリント基板１０の表面には、第１電極パッド１２、第２電極パッド１４、及び複数の電極パッド１５が形成されている。なお、配線パターンは省略している。
【００１３】
プリント基板１０には電子部品１６が表面実装されている。電子部品１６は、全体としては直方体であり、一端に第１端子１６ａを有し、他端に第２端子１６ｂを有している。そして、第１端子１６ａが第１電極パッド１２にはんだ３０によりはんだ接続されている。また、第２端子１６ｂが第２電極パッド１４にはんだ３２によりはんだ接続されている。
【００１４】
プリント基板１０の表面には、ダミーパッド１８、２０が設けられている。ダミーパッド１８、２０は、第１電極パッド１２、第２電極パッド１４、及び複数の電極パッド１５から離れた、平面視で円形のパッドである。ダミーパッド１８、２０は、平面視で電子部品１６を挟む。ダミーパッド１８、２０は金属材料で形成されれば特に限定されないが、第１電極パッド１２及び第２電極パッド１４と同じ材料で形成されることが好ましい。ダミーパッド１８、２０は、各々が、電子部品１６の側面に対向するように設けられている。つまり、電子部品１６の側面１６Ａにダミーパッド１８が対向し、側面１６Ａとは反対側の側面１６Ｂにダミーパッド２０が対向している。
【００１５】
ダミーパッド１８、２０の一部は電子部品１６の側面の直下に形成されている。具体的には、側面１６Ａの直下にダミーパッド１８があり、側面１６Ｂの直下にダミーパッド２０がある。ダミーパッド１８、２０から第１電極パッド１２までの距離と、ダミーパッド１８、２０から第２電極パッド１４までの距離は等しい。言い換えれば、ダミーパッド１８、２０は、第１電極パッド１２と第２電極パッド１４の間に設けられている。
【００１６】
ダミーパッド２０にははんだボール３４が接合している。はんだボール３４は、ダミーパッド２０に接合しているので、振動等によって容易に移動しない。プリント基板１０には多足部品４０が実装されている。多足部品４０は複数のリード４２を備えている。これらのリード４２ははんだで電極パッド１５に接合されている。
【００１７】
図２は、電子部品１６とその近傍の斜視図である。電子部品１６は、全体としては直方体である。電子部品１６の側面１６Ｂにははんだが付着しておらず、側面１６Ｂの反対側の側面（図１に示される側面１６Ａ）にもはんだが付着していない。
【００１８】
本発明の実施の形態１に係る半導体装置の製造方法について説明する。まず、第１電極パッド１２と第２電極パッド１４の上に周知の方法ではんだを形成する。次いで、電子部品１６を第１電極パッド１２と第２電極パッド１４の上にのせる。次いで、プリント基板１０をリフロー炉に入れてはんだを溶融させる。これにより、電子部品１６の第１端子１６ａが第１電極パッド１２にはんだ接続され、第２端子１６ｂが第２電極パッド１４にはんだ接続される。
【００１９】
リフロー炉の中ではんだ３０、３２を溶融させているときに、第１電極パッド１２又は第２電極パッド１４の外にはんだが押し出され、電子部品１６の側面１６Ａ、１６Ｂ等にはんだボールが形成されることがある。はんだボールはサイドボールと呼ばれることもある。このはんだボールは、ダミーパッド１８又はダミーパッド２０に接合し、ダミーパッド１８又はダミーパッド２０によって保持される。ダミーパッド１８、２０に保持されたはんだボールは、振動等の外乱を受けても脱離したり移動したりすることはない。したがって、はんだボールを取り除く必要はない。例えば図２には、ダミーパッド２０に接合したはんだボール３４が示されている。なお、ダミーパッドに接合したはんだボール３４は必ずしも球状ではないが、電子部品１６の側面にある段階では球状であることが多いので、はんだボールと称している。
【００２０】
最後に、必要に応じて、ダミーパッド１８、２０以外の部分にはんだボールがないか検査する検査工程を設ける。ダミーパッド１８、２０以外の部分にはんだボールがないと判定された場合、良品として出荷する。
【００２１】
このように、本発明の実施の形態１に係る半導体装置は、リフロー工程において第１第２電極パッド１２、１４の外に押し出されたはんだ（はんだボール）を、ダミーパッド１８、２０に接合させるものである。ダミーパッドに接合したはんだボールは、振動等によって容易にダミーパッドから離れるものではないので、はんだボールはダミーパッドに接合したままの状態を維持する。よって、はんだボールが多足部品４０のリード４２をショートさせたり、近隣のチップの端子間をショートさせたりすることを防止できる。つまり、はんだボールによる弊害を防ぐことができる。
【００２２】
はんだボールはダミーパッド１８、２０に接合するので、リフロー後の検査工程において電子部品１６の側面１６Ａ、１６Ｂにはんだボールが見出されることは基本的にない。また、ダミーパッド１８、２０にはんだボールが接合した状態は良品と判断する。よって、直行率の低下を防ぐことができる。
【００２３】
側面１６Ａ、１６Ｂの直下にダミーパッド１８、２０を設けたので、側面１６Ａ、１６Ｂに形成されたはんだボールを速やかにダミーパッド１８，２０に接合させることができる。また、ダミーパッド１８、２０から第１電極パッド１２までの距離と、ダミーパッド１８、２０から第２電極パッド１４までの距離を等しくしたので、ダミーパッドを第１電極パッド１２と第２電極パッド１４から離すことができる。これにより、第１第２電極パッド１２、１４の上のはんだがダミーパッドに大量に移動することを防止できる。
【００２４】
本発明の実施の形態１に係る半導体装置は様々な変形が可能である。例えば、第１第２電極パッド１２、１４の上のはんだがダミーパッドに大量に移動するおそれがなければ、ダミーパッドから第１電極パッド１２までの距離と、ダミーパッドから第２電極パッド１４までの距離を等しくしなくてもよい。また、電子部品の側面に沿って、複数のダミーパッドを設けても良い。
【００２５】
ダミーパッド１８、２０の一部を側面１６Ａ、１６Ｂの直下に設けるとダミーパッドと電極パッド（第１電極パッド１２又は第２電極パッド１４）の距離が不十分となる場合が考えられる。そのような場合には、側面１６Ａ、１６Ｂの直下にダミーパッドを設けなくても良い。ダミーパッドを電子部品１６の側面１６Ａ、１６Ｂに対向するように設けることで、はんだボールをダミーパッドに接合させることができる。
【００２６】
側面にはんだボールが形成されうる電子部品であれば電子部品の種類は特に限定されず、周知のＳＭＤ（Surface Mount Device）を利用することができる。
【００２７】
図３、４は、変形例に係る半導体装置の平面図である。図３におけるダミーパッド５０、５２は平面視で正方形である。これにより、はんだボールを保持する面積を広げ、保持能力を向上させることができる。
【００２８】
図４におけるダミーパッド６０、６２は平面視で長方形である。ダミーパッド６０、６２の長手方向と電子部品１６の長手方向は直交している。つまり、ダミーパッド６０、６２は、電子部品１６から離れる方向に長く伸びる。これにより、はんだボールを保持する面積を広げ保持能力を向上させることができる。また、ダミーパッド６０、６２は細長い長方形となっているので、例えば第１電極パッド１２と第２電極パッド１４の距離が近い場合でも、十分な面積のダミーパッドを設けることができる。
【００２９】
これらの変形は、以下の実施の形態に係る半導体装置にも応用できる。なお、以下の実施の形態に係る半導体装置については、実施の形態１との共通点が多いので実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００３０】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る半導体装置の平面図である。プリント基板１０には穴１０ｂが形成されている。穴１０ｂは平面視で電子部品１６の側面に対向している。２つの穴１０ｂに電子部品１６が挟まれている。
【００３１】
穴１０ｂを囲むプリント基板の壁面に側面ダミーパッド１０ａが設けられている。側面ダミーパッド１０ａの一部は電子部品１６の側面の直下に形成されている。側面ダミーパッド１０ａは、金属で形成されれば特に限定されないが、第１第２電極パッド１２、１４と同じ材料とすることが好ましい。
【００３２】
図６は、図５のＶＩ−ＶＩ’線に沿った断面矢示図である。穴１０ｂはプリント基板１０を貫通する貫通孔である。側面ダミーパッド１０ａから第１電極パッド１２までの距離と、側面ダミーパッド１０ａから第２電極パッド１４までの距離を等しくすることが好ましい。側面ダミーパッド１０ａは、第１電極パッド１２及び第２電極パッド１４から離れている。
【００３３】
リフロー工程で生じたはんだボールは、電子部品１６の側面から側面ダミーパッド１０ａに移動する。図７は、はんだボール７０が側面ダミーパッド１０ａに接合したことを示す断面図である。はんだボール７０は側面ダミーパッド１０ａに接合するので側面ダミーパッド１０ａから離れることはない。よって、はんだボールによる弊害を防止できる。また、穴１０ｂの中にはんだボールを捕獲することになるので、実施の形態１と比較して、ダミーパッド（側面ダミーパッド）で捕獲（保持）できるはんだボールの体積を増やすことができる。穴１０ｂをある程度大きくすることで捕獲できるはんだボールの体積を更に増大させることができる。
【００３４】
実施の形態３．
図８は、実施の形態３に係る半導体装置の平面図である。プリント基板１０には穴１０ｃが形成されている。穴１０ｃは平面視で電子部品１６の側面に対向している。２つの穴１０ｃに電子部品１６が挟まれている。
【００３５】
穴１０ｃを囲むプリント基板の壁面に側面ダミーパッド１０ｄが設けられている。側面ダミーパッド１０ｄの一部は電子部品１６の側面の直下に形成されている。側面ダミーパッド１０ｄは、金属で形成されれば特に限定されないが、第１第２電極パッド１２、１４と同じ材料とすることが好ましい。
【００３６】
図９は、図８のＩＸ−ＩＸ’線に沿った断面矢示図である。穴１０ｃはプリント基板１０を貫通していない。穴１０ｃの底には、側面ダミーパッド１０ｄにつながる底面ダミーパッド１０ｅが形成されている。側面ダミーパッド１０ｄと底面ダミーパッド１０ｅから第１電極パッド１２までの距離と、側面ダミーパッド１０ｄと底面ダミーパッド１０ｅから第２電極パッド１４までの距離を等しくすることが好ましい。側面ダミーパッド１０ｄと底面ダミーパッド１０ｅは、第１電極パッド１２及び第２電極パッド１４から離れている。
【００３７】
リフロー工程によって生じたはんだボールは、電子部品１６の側面から側面ダミーパッド１０ｄ又は底面ダミーパッド１０ｅに移動する。図１０は、はんだボール８０が側面ダミーパッド１０ｄと底面ダミーパッド１０ｅに接合したことを示す断面図である。はんだボール８０は側面ダミーパッド１０ｄと底面ダミーパッド１０ｅに接合するのでこれらから離れることはない。よって、はんだボールによる弊害を防止できる。
【００３８】
また、穴１０ｃをある程度大きくすることで、側面ダミーパッド１０ｄと底面ダミーパッド１０ｅによって捕獲（保持）できるはんだボールの体積を増大させることができる。また、穴１０ｃはプリント基板１０を貫通していないので、プリント基板１０の裏面にはんだが析出することを防ぐことができる。なお、実施の形態２、３の半導体装置において、プリント基板に設けた穴は平面視で円形としたが、平面視で長方形の穴を設けても良い。
【００３９】
本発明の重要な特徴は、電子部品の側面に生じたはんだボールを、ダミーパッドに接合させることである。実施の形態１のダミーパッド１８、２０はプリント基板１０の表面に設け、実施の形態２の側面ダミーパッド１０ａはプリント基板１０の穴１０ｂの中に設け、実施の形態３の側面ダミーパッド１０ｄ及び底面ダミーパッド１０ｅはプリント基板１０の穴１０ｃの中に設けた。いずれにしても、ダミーパッドははんだボールを捕獲しやすい位置に設けるべきである。はんだボールを捕獲しやすいのは、電子部品の側面直下である。したがって、実施の形態１−３では、ダミーパッドの一部を電子部品１６の側面の直下に形成した。しかしながら、上記したとおり、ダミーパッドと電極パッドの距離を確保できない場合には、ダミーパッドは電子部品の側面直下に設けなくてもよい。その場合、ダミーパッドを電子部品の側面に対向させて設ければ十分にはんだボールを捕獲できる。ダミーパッドは、電子部品の側面に対向する電子部品の側面に近い位置に設ければよい。
【００４０】
ここまでに説明した各実施の形態に係る半導体装置の特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。例えば、電子部品の１つの側面に沿って、図１のダミーパッド２０と、図５の側面ダミーパッド１０ａを併存させてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０  プリント基板、  １０ａ  側面ダミーパッド、  １０ｂ,１０ｃ  穴、  １０ｄ  側面ダミーパッド、  １０ｅ  底面ダミーパッド、  １２  第１電極パッド、  １４  第２電極パッド、  １６  電子部品、  １６Ａ,１６Ｂ  側面、  １６ａ  第１端子、  １６ｂ  第２端子、  １８,２０  ダミーパッド、  ３４  はんだボール、  ５０,５２,６０,６２  ダミーパッド、  ７０,８０  はんだボール
【図１】
2017017220.tif 000003
【図２】
2017017220.tif 000004
【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】
2017017220.tif 000009
【図８】
2017017220.tif 000010
【図９】
2017017220.tif 000011
【図１０】
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