DE19915745A1 - Montagestruktur von elektronischen Teilen und Montageverfahren von elektronischen Teilen - Google Patents
Montagestruktur von elektronischen Teilen und Montageverfahren von elektronischen TeilenInfo
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Abstract
Eine Montagestruktur beinhaltet einen geschichteten Keramikkondensator, der auf ein Montagesubstrat montiert ist. Der geschichtete Keramikkondensator beinhaltet einen Hauptkörperchip, der aus einem keramischen Dielektrikum besteht, interne Schichtelektroden und ein Paar von Anschlußelektroden. Das Montagesubstrat besteht aus einem Aluminiumoxidsubstrat und weist ein Paar von Substratelektroden auf, das durch Kupferplatieren hergestellt ist. Der geschichtete Keramikkondensator ist unter Verwendung einer Ag-Paste auf das Montagesubstrat montiert. In diesem Fall wird die Substratelektrode derart festgelegt, daß sie kleiner als die Ag-Paste ist. Das heißt, die Ag-Paste steht von den Anschlußelektroden und der Substratelektrode derart hervor, daß sie sowohl den Hauptkörperchip als auch das Montagesubstrat kontaktiert. Da die Ag-Paste eine hohe Haftfestigkeit verglichen mit der aufweist, wenn sie mit einem Metall verbunden ist, kann eine gesamte Haftfestigkeit verbessert werden. Folglich kann die Zuverlässigkeit einer Montage verbessert werden.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Montagestruktur
und ein Montageverfahren eines elektronischen Teils, wie
zum Beispiel eines Halbleiterelements, einer chipartigen
Kapazität oder eines Widerstands, welche über Elektroden
elektrisch mit einem Montagesubstrat verbunden sind.
Bei einer Montagestruktur im Stand der Technik für eine
elektrische Schaltungsvorrichtung, wie zum Beispiel eine
HIC bzw. integrierte Hybridschaltung, wird, wenn ein ober
flächenmontierbares elektronisches Teil auf ein Substrat
montiert wird, ein leitender Klebstoff, wie zum Beispiel
eine Ag- bzw. Silberpaste verwendet, um sie zum Zwecke ei
ner Pb- bzw. Bleifreiheit oder Freonfreiheit zu montieren
(eine Beseitigung eines Spülverfahrens zum Abspülen eines
Flußmittels verbleibt).
Fig. 15 zeigt die zuvor erwähnte Montagestruktur im
Stand der Technik. In dieser Figur ist ein geschichter Ke
ramikkondensator 42 zur Oberflächenmontage, welcher ein
Paar von Elektroden 42a aufweist, auf ein Montagesubstrat
41 montiert, das aus einem isolierenden Material, wie zum
Beispiel Keramik oder Harz, besteht. Diese Montagestruktur
wird durch das folgende Verfahren erzielt. Das heißt, der
geschichtete Keramikkondensator 42 wird auf das Montage
substrat 41 montiert. Die Ag-Paste 44 wird durch Siebdruck
auf das Paar von Elektroden 43 des Montagesubstrats 41
übertragen. Der geschichtete Keramikkondensator 42 wird mit
einer vorbestimmten Kraft und einer vorbestimmten zeitli
chen Bedingung auf die Ag-Paste 44 montiert. Dann wird die
Ag-Paste 44 gehärtet.
Gemäß einem thermischen Zyklustest (von -40°C bis
150°C, 1000 Zyklen) bezüglich der zuvor beschriebenen Mon
tagestruktur im Stand der Technik ist es festgestellt wor
den, daß Risse in einigen Grenzflächen erzeugt werden und
daß Übergänge der Grenzflächen durch die Risse verschlech
tert werden können. In diesem Fall beinhalten die Grenzflä
chen diejenigen zwischen Elektroden 42a des geschichteten
Keramikkondensators 42 und der Ag-Paste 44 und zwischen den
Elektroden 43 des Montagesubstrats 41 und der Ag-Paste 44.
Diese Risse können auf die folgende Weise auftreten.
Bei einer Montagestruktur, die ein Reflow-Löten verwen
det, entfernen Flußmittelkomponenten Schmutz, wie zum Bei
spiel Oxidverbindungen oder organische Stoffe, auf den
Elektroden des elektronischen Teils und den Elektroden des
Montagesubstrats und das Lot und die Elektrodenmaterialien
werden aufgrund eines Reflow-Erwärmens metallisch miteinan
der verbunden. Daher ist eine Abhängigkeit eines verbunde
nen Zustands gegenüber den Elektrodenmaterialien ziemlich
klein.
Andererseits sind bei der Montagestruktur, die eine Ag-
Paste 44 verwendet, Ag-Füllstoffe, welche ungebunden in der
Ag-Paste 44 vorhanden sind, in Ketten miteinander verbunden
und proportional zu einem Härten und Schwund eines Binde
harzes in der Ag-Paste 44 mit jeder Elektrode 42a, 43 ver
bunden.
Deshalb ist es wahrscheinlich, daß der gebundene Zu
stand durch das Elektrodenmaterial (insbesondere ein Ober
flächenmaterial) beeinträchtigt wird, und eine Haftfestig
keit zwischen jeder Elektrode 42a, 43 und der Ag-Paste 44
wird verglichen mit der eines Lötens klein.
Gemäß einer Untersuchung, um zu Überprüfen, wo die
Risse in dem thermischen Zyklustest in der Ag-Paste 44 er
zeugt werden, ist es festgestellt worden, daß die Risse
hauptsächlich an einem Umfangsbereich von Verbundbereichen
zwischen der Ag-Paste 44 und den Elektroden 42a, 43 erzeugt
werden. Das heißt, die Risse werden an Verbundbereichen er
zeugt, an denen die Haftfestigkeit aufgrund eines Wärme
schwunds einer Ag-Paste 44 unter einer hohen Temperatur
klein wird.
Bei einer anderen Befestigungsstruktur im Stand der
Technik wird ein elektronisches Teil, das ein Lötauge (eine
Elektrode) eines engen Abstands aufweist, wie zum Beispiel
ein Halbleiterelement, durch eine Flipchip-Montage unter
Verwendung eines Lots auf ein Montagesubstrat montiert.
Dieses Montagesubstrat wird durch die folgenden Schritte
erzielt, die in den Fig. 16A bis 16D gezeigt sind.
Wie es in Fig. 16A gezeigt ist, wird ein Montage
substrat 52, das Elektroden (Elektroden oder Lötaugen) 51
aufweist, vorgesehen. Wie es in Fig. 16B gezeigt ist, wer
den Lotpasten 53 auf das Montagesubstrat 52 gedruckt. In
diesem Fall ist ein Durchmesser jeder Lotpaste 53 im we
sentlichen gleich zu dem eines Lötauges 51, um eine er
wünschte Verbundlebensdauer des Lotmittels zu erzielen. Wie
es in Fig. 16C gezeigt ist, wird ein Halbleiterelement, das
Lotperlen 54 aufweist, ausgerichtet und auf das Montage
substrat 52 montiert. Die Lotperlen 54 und die Lotpasten 53
werden durch miteinander Verschmelzen durch ein Reflow-Ver
fahren verbunden. Dann ist das Halbleiterelement 55 elek
trisch mit dem Montagesubstrat 52 verbunden, wie es in Fig. 16D
gezeigt ist.
Bei diesem Montageverfahren im Stand der Technik kann
eine Mustertoleranz der Lötaugen 51, eine Druckverschiebung
der Lotpaste 53 und eine Montageverschiebung des Halblei
terelements bezüglich des Montagesubstrats 52 auftreten.
Daher können die Lötaugen 51 und die Lotpaste 55 zueinander
verschoben sein. Wenn jedoch werden die Lotpaste 53 und die
Lotperle 54 geschmolzen werden und sich auf den Lötaugen 53
ausbreiten, wird das geschmolzene Lot zu den Lötaugen 51
zurückkehren. Die Lotpasten 53 müssen mehr als die halbe
Fläche der Lötaugen 51 kontaktieren, damit das geschmolzene
Lot vollständig zu den Lötaugen 51 zurückkehrt. Anderer
seits kann, wenn die Lotpasten 53 die Lötaugen 51 mit weni
ger als der halben Fläche kontaktieren, daß geschmolzene
Lot nicht vollständig zu den Lötaugen 51 zurückkehren. In
einem derartigen Fall kann das geschmolzene Lot als ein
Lotball auf dem Montagesubtrat verbleiben oder sich an dem
angrenzenden Lötauge 51 mit dem angrenzenden Lot verschmel
zen, wobei dann die angrenzenden Lötaugen 51 durch das ge
schmolzene Lot kurzgeschlossen werden, wie es in Fig. 17
gezeigt ist.
Folglich kann sich eine Zuverlässigkeit einer elektri
schen Verbindung des Halbleiterelements oder des elektroni
schen Teils aufgrund der Verringerung einer Lotmenge von
Lötaugen 51 oder eines Kurzschlusses zwischen angrenzenden
Lötaugen 51 verringern.
In jüngster Zeit ist es erwünscht, daß ein Lötaugenab
stand des Halbleiterelements 55 zum Zwecke eines Reinigens
kleiner als 300 µm ist. Wenn das geschichtete Keramik
substrat als das Montagesubtrat 52 verwendet wird, kann
sich die Mustergenauigkeit aufgrund einer Ungleichmäßigkeit
eines Brennschwunds verringern, und eine Abmessungstoleranz
von ungefähr 1% wird erzeugt. Deshalb ist die folgende Ge
nauigkeit streng erforderlich, um diesen Wunsch zu erfül
len. In diesem Fall beinhaltet die Genauigkeit eine Muster
genauigkeit des Lötauges 51, das auf dem Montagesubstrat 52
vorgesehen ist, eine Druckausrichtung der Lotpasten 53,
eine Genauigkeit eines Gewichts jeder Lotpaste 53 und eine
Montagegenauigkeit des Halbleiterelements 55 auf dem Monta
gesubstrat 52.
Wenn das Halbleiterelement jedoch eine Abmessung von 10 mm × 10 mm
an einem Umfangsbereich des Halbleiterelements
55 aufweist, kann die Mustertoleranz 0,07 mm sein, kann die
Druckverschiebung 0,05 mm sein und kann die Montagever
schiebung 0,03 mm sein. In diesem Fall wird die Verschie
bung zwischen der Lotpaste 53 und der Lotperle 54 bezüglich
des Lötauges 51 durch Berechnen eines quadratischen Mittels
jeder Verschiebung derart geschätzt, daß sie ungefähr 0,13 mm
beträgt. Wenn der Lötaugenabstand derart festgelegt ist,
daß er kleiner als dieser geschätzte Wert ist, können an
grenzende Lots verschmelzen, um einen Kurzschluß zu bewir
ken.
Da jedoch die Abmessung eines Lötauges 51 auf der
Grundlage der Verbundlebensdauer oder von vorbestimmten
Verschiebungen bestimmt wird, kann der Lötaugenabstand
nicht derart festgelegt werden, daß er kleiner als 0,28 mm
ist, wenn die Lötaugenabmessung derart festgelegt ist, daß
sie 0,15 mm beträgt.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die zuvor
erwähnte Unzulänglichkeit der Montagestrukturen im Stand
der Technik geschaffen worden.
Die vorliegende Erfindung stützt sich auf die Feststel
lung, daß ein leitender Klebstoff, wie zum Beispiel eine
Ag-Paste, eine hohe Haftfestigkeit, wenn sie mit einem ke
ramischen oder einem isolierenden Material verbunden wird,
verglichen mit derjenigen aufweist, wenn die Ag-Paste mit
einem Metall verbunden wird. In diesem Fall wird die Kera
mik für ein Körperteil eines Verbindungssubstrats oder ei
nes geschichteten Keramikkondensators (zum Beispiel Alumi
niumoxid) verwendet. Das isolierende Material wird für ein
Montagesubstrat (zum Beispiel Harz oder Keramik) verwendet.
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, ein Montagesubstrat oder ein Montageverfahren eines
elektronischen Teils zu schaffen, welche verhindern können,
das Risse in einem leitenden Klebstoff erzeugt werden, wenn
das elektronische Teil, welches ein Körperteil, das durch
ein isolierendes Material ausgebildet ist, und Elektroden
aufweist, die auf einer Oberfläche des Körperteils freilie
gen, über den leitenden Klebstoff auf Elektroden montiert
wird, die auf dem Montagesubstrat ausgebildet sind.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, eine Montagestruktur oder ein Montageverfahren eines
elektronischen Teils zu schaffen, welches einen Abstand von
Lötaugen (Elektroden) verringern kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung
wird ein Teil eines leitenden Klebstoffs von Lötaugen oder
Elektroden vergrößert (hervorstehend ausgebildet), um eine
Haftfestigkeit des leitenden Klebstoffs zu verbessern. Ge
mäß dieser Montagestruktur wird der vergrößerte
(hervorstehend) Bereich mit dem anderen Bereich verbunden,
der zu den Lötaugen oder Elektroden unterschiedlich ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung
wird ein Teil eines leitenden Klebstoffs von Lötaugen oder
Elektroden vergrößert (hervorstehend ausgebildet), um eine
Haftfestigkeit des leitenden Klebstoffs zu verbessern. Das
elektronische Teil weist ein Körperteil auf, das aus einem
Material besteht, dessen Haftfestigkeit mit dem leitenden
Klebstoff größer als diejenige zwischen den Elektroden und
dem leitenden Klebstoff ist. Das Montagesubstrat besteht
aus einem Material, dessen Haftfestigkeit mit dem leitenden
Klebstoff größer als diejenige zwischen den ersten und den
zweiten Lötaugen und dem leitenden Klebstoff ist. Gemäß
dieser Montagestruktur wird der vergrößerte
(hervorstehende) Bereich mit dem anderen Bereich verbunden,
der zu den Lötaugen oder Elektroden unterschiedlich ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung
beinhaltet ein Montageverfahren eines elektronischen Teils
den Schritt eines derartigen Druckens eines leitenden Kleb
stoffs auf ein erstes und ein zweites Lötauge, die auf dem
Montagesubstrat vorgesehen sind, daß dieser eine Abmessung
aufweist, die größer als diejenige des ersten und des zwei
ten Lötauges ist. Gemäß diesem Montageverfahren wird der
Bereich einer großen Abmessung mit dem anderen Bereich ver
bunden, der zu den Lötaugen oder Elektroden unterschiedlich
ist, um eine Haftfestigkeit des leitenden Klebstoffs zu
verbessern.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Montage
struktur eines elektronischen Teils gemäß
einem ersten Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht eines Teils um eine Ag-
Paste gemäß dem ersten Ausführungsbei
spiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 einen Graph einer Haftfestigkeit der Mon
tagestruktur gemäß dem ersten Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
verglichen mit derjenigen im Stand der
Technik;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer Monta
gestruktur eines elektronischen Teils ge
mäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 5A eine Querschnittsansicht einer Montage
struktur eines elektronischen Teils gemäß
einem dritten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 5B eine Draufsicht eines Teils um eine Ag-
Paste gemäß dem dritten Ausführungsbei
spiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht einer Montage
struktur eines elektronischen Teils gemäß
einem vierten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer Montage
struktur eines elektronischen Teils gemäß
einem fünften Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht einer Montage
struktur eines elektronischen Teils gemäß
einem sechsten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht einer Montage
struktur eines elektronischen Teils gemäß
einem siebten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 10A bis 10D Querschnittsansichten eines Montagever
fahrens des elektronischen Teils gemäß
dem siebten Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung;
Fig. 11 eine Darstellung einer Beziehung zwischen
einem Durchmesser einer Ag-Paste, einem
Durchmesser eines Lötauges und einer
Druckverschiebung;
Fig. 12A und 12B Darstellungen eines Lötaugenabstands,
wenn die Lotpaste verwendet wird, im
Stand der Technik;
Fig. 12C und 12D Darstellungen eines Lötaugenabstands,
wenn die Ag-Paste verwendet wird, gemäß
dem siebten Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung;
Fig. 13 eine Querschnittsansicht einer Montage
struktur eines elektronischen Teils gemäß
einem achten Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung,
Fig. 14A und 14B Darstellungen eines Lötaugenabstands,
wenn die Lotpaste verwendet wird, im
Stand der Technik;
Fig. 14C und 14D Darstellungen eines Lötaugenabstands,
wenn die Ag-Paste verwendet wird, gemäß
dem achten Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung;
Fig. 15 eine Querschnittsansicht einer Montage
struktur eines elektronischen Teils im
Stand der Technik;
Fig. 16A bis 16D Querschnittsansichten eines Montagever
fahrens des elektronischen Teils im Stand
der Technik; und
Fig. 17 eine Querschnittsansicht einer Montage
struktur eines elektronischen Teils im
Stand der Technik.
In den folgenden Ausführungsbeispielen sind durchgängig
durch die Ausführungsbeispiele entsprechende Teile oder Be
reiche in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen be
zeichnet und Teile von Erklärungen von ihnen werden wegge
lassen.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines ersten Aus
führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung wird ein geschichteter Keramikkondensator als ein
oberflächenmontierbares elektronisches Teil verwendet. Die
ses Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 1,
welche eine Querschnittsansicht zeigt, wenn der geschich
tete Keramikkondensator (das elektronische Teil) 11 auf ein
Montagesubstrat 14 montiert ist, und Fig. 2 erklärt, welche
eine Draufsicht zeigt, die eine Umgebung einer Ag-Paste in
Fig. 1 darstellt.
Der geschichtete Keramikkondensator 11 weist eine Ab
messung von sogenannt 3216 auf und beinhaltet einen Haupt
körperchip (ein Körperteil) 12, innere Schichtelektroden
(nicht gezeigt) und ein Paar von Anschlußelektroden (eine
Elektrode) 13.
Der Hauptkörperchip 12 ist sechsflächig (mit einer
Länge von 3,2 mm, einer Breite von 1,6 mm und einer Höhe
von 1,25 mm) ausgebildet und besteht aus einem keramischen
Dielektrikum. Die inneren Schichtelektroden bestehen aus
einer Ag-Pb-Legierung oder dergleichen und sind durch ab
wechselndes Schichten von mehreren Teilen in dem Hauptkör
perchip 12 angeordnet. An den einander gegenüberliegenden
Seitenflächen des Hauptkörperchip 12 (den Seitenflächen, an
denen die inneren Schichtelektroden freiliegen) sind die
Anschlußelektroden 13 derart vorgesehen, daß sie mit jeder
inneren Schichteelektrode verbunden sind. In diesem liegt
eine Außenfläche der Anschlußelektrode 13 frei. Wie es in
Fig. 2 gezeigt ist, wird eine Abmessung eines Kontakts der
Anschlußelektrode 13 (eines Vorsprungs der unteren Fläche)
auf zum Beispiel 0,5 mm × 1,6 mm festgelegt.
Das Montagesubstrat 14, welches zum Montieren des zuvor
erwähnten geschichteten Keramikkondensators 11 dient, be
steht aus einem Substrat aus 92%igem Aluminiumoxid oder
dergleichen. Ein Paar von Substratelektroden 15, das durch
Kupferplattieren oder dergleichen hergestellt ist, ist auf
dem Montagesubstrat 14 ausgebildet. In diesem Fall ist eine
Fläche jeder Substratelektrode 15 derart festgelegt, daß
sie kleiner als die Kontaktfläche der Anschlußelektrode 13
des geschichteten Keramikkondensators 11 (zum Beispiel un
gefähr 1/4 der Fläche), insbesondere eine Abmessung von 0,2 mm × 1,0 mm
ist, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Leiterdrähte
von dem Montagesubstrat 14 können durch Verdrahtungsmuster,
die auf dem Montagesubstrat 14 vorgesehen sind, oder Durch
gangslochdrähte, die in dem Montagesubstrat 14 vorgesehen
sind, realisiert werden.
Der geschichtete Keramikkondensator 11 ist unter Ver
wendung einer Ag-Paste (eines leitenden Klebstoffs, eines
leitenden Verbundteils) 16 auf das Montagesubstrat 14 mon
tiert.
Insbesondere wird vor der Montage die Ag-Paste 16 an
einem Umfangsbereichs des Paars von Substratelektroden 15
mit einer Dicke von zum Beispiel 70 ± 20 µm und mit einer
Druckabmessung von zum Beispiel 0,35 mm × 1,4 mm per Sieb
druck auf das Montagesubstrat 14 aufgebracht. Durch Festle
gen der Druckabmessung auf die zuvor erwähnte Abmessung
wird die Substratelektrode 15 derart festgelegt, daß sie
kleiner als die Ag-Paste 16 ist. Die Ag-Paste beinhaltet
ein aminhärtendes Epoxidharz als ein Bindemittel. Ein Zu
sammensetzungsverhältnis eines Ag-Füllstoffs und des
Epoxidharz ist auf 80 : 20 (Gewichtsprozent) festgelegt.
Dann wird der geschichtete Keramikkondensator 11 in ei
nem Zustand, daß eine Kraft 1 (N) beträgt, eine Zeit 0,5
(s) beträgt, auf die Ag-Paste 16 montiert. In diesem Fall
wird, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, die Ag-Paste 16 derart
zwischen dem geschichteten Keramikkondensator 11 und dem
Montagesubstrat 14 ausgebreitet (hervorstehend ausgebil
det), daß eine Kontaktfläche vergrößert wird. Das heißt,
die Ag-Paste 16 wird von der Substratelektrode 15 genug
vergrößert (hervorstehend ausgebildet), um den Hauptkörper
chip 12 als das Körperteil zu kontaktieren. Ein Steuern der
Kraft, die auf den geschichteten Keramikkondensator 11 aus
geübt wird, kann eine Form der Ag-Paste 16, genauer gesagt,
die Kontaktfläche der Ag-Paste 16, steuern. Wenn die Ag-Pa
ste 16 dicker als eine bestimmte Dicke ausgebildet wird,
welche erzeugt wird, nachdem die Ag-Paste 16 gehärtet ist,
steht die Ag-Paste 16 mit einer hohen Zuverlässigkeit von
der Substratelektrode 15 hervor.
Die Form der Ag-Paste 16 kann ebenso durch Vibrieren
des geschichteten Keramikkondensators 11 und/oder des Mon
tagesubstrats 14 gesteuert werden.
Die Ag-Paste 16 wird durch Glühen der verbundenen
Struktur des geschichteten Keramikkondensators 11 und des
Montagesubstrats 14 unter dem vorbestimmten Zustand in ei
ner sauerstoffunterbindenden Atmosphäre gehärtet. Durch
dieses Glühen werden die Anschlußelektrode 13 und die
Substratelektrode 15 durch den Ag-Füllstoff in der Ag-Paste
16 elektrisch verbunden und wird der Umfangsbereich der Ag-
Paste 16 durch einen Flächenkontakt sowohl mit dem Haupt
körperchip 12 des geschichteten Keramikkondensators 11 als
auch dem Montagesubstrat 14 verbunden.
Der Hauptkörperchip 12 des geschichteten Keramikkonden
sators 11 und das Montagesubstrat 14 werden aus einem iso
lierenden Teil, wie zum Beispiel Keramik, hergestellt. Ge
mäß dem Experiment, um einen Verbundzustand zu überprüfen,
wenn die Ag-Paste 16 mit dem isolierenden Teil verbunden
ist, ist es festgestellt worden, daß der Verbundzustand
viel besser als der Verbundzustand ist, wenn die Ag-Paste
16 mit einem Metall verbunden ist.
Deshalb kann, wenn der Umfangsbereich der Ag-Paste 16
durch einen Flächenkontakt sowohl mit dem Hauptkörperchip
12 des geschichteten Keramikkondensators 11 als auch dem
Montagesubstrat 14 verbunden ist, die Haftfestigkeit ver
glichen mit der, wenn die Ag-Paste 16 lediglich mit dem Me
tall (der Elektrode) verbunden ist, verbessert werden. Dann
kann das Erzeugen von Rissen auch dann wirksam verhindert
werden, wenn die Ag-Paste 16 aufgrund des Glühens schwin
det. Folglich kann die Zuverlässigkeit einer Montage ver
bessert werden.
Fig. 3 zeigt die Haftfestigkeit von zwei Arten von Kon
densatoren, um die Verbesserung einer Haftfestigkeit der
zuvor erwähnten Montagestruktur zu bestätigen. In diesem
Fall ist eine Gruppe von Kondensatoren durch den geschich
teten Keramikkondensator unter Verwendung der Montagestruk
tur dieses Ausführungsbeispiels ausgebildet und ist eine an
dere Gruppe von Kondensatoren durch den geschichteten Kera
mikkondensator unter Verwendung einer Montagestruktur im
Stand der Technik ausgebildet. Gemäß Fig. 3 weist das Aus
führungsbeispiel, bei welchem der Umfangsbereich der Ag-Pa
ste 16 mit dem Hauptkörperchip 12 verbunden ist, verglichen
mit der Montagestruktur im Stand der Technik, bei welcher
der Umfangsbereich nicht verbunden ist, eine hohe Haftfe
stigkeit auf.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel steht ein Teil des
leitenden Klebstoffs von einem Lötauge oder einer Elektrode
hervor. Das Körperteil besteht aus einem Material, dessen
Haftfestigkeit mit dem leitenden Klebstoff größer als die
jenige zwischen den ersten und zweiten Elektroden und dem
leitenden Klebstoff ist. Das Montagesubstrat besteht aus
einem Material, dessen Haftfestigkeit mit dem leitenden
Klebstoff größer als diejenige zwischen den ersten und
zweiten Lötaugen und dem leitenden Klebstoff ist. Deshalb
wird der vergrößerte (hervorstehende) Bereich mit dem ande
ren Bereich verbunden, der zu den Lötaugen oder Elektroden
unterschiedlich ist, wodurch die Haftfestigkeit des leiten
den Klebstoffs verbessert werden kann.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines zweiten Aus
führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 4, die ein zweites Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung zeigt, ist eine Fläche der Substrat
elektrode verglichen mit der Ag-Paste (dem leitenden Kleb
stoff, dem leitenden Verbundteil) 16 verhältnismäßig klein
festgelegt.
Genauer gesagt wird ein Paar von Substratelektroden 17,
das aus einer Kupferplatte oder dergleichen besteht, an dem
Bereich, an dem der geschichtete Keramikkondensator 11 mon
tiert wird, auf dem Montagesubstrat 14 ausgebildet. Ein
Passivierungsfilm 18, der aus einem isolierenden Material,
wie zum Beispiel Glas oder Harz, besteht, wird auf dem Mon
tagesubstrat 14 ausgebildet und weist an dem Bereich, an
dem die Substratelektroden 17 vorhanden sind, Öffnungen
auf. Die Sustratelektroden 17 liegen teilweise über die
Öffnungen frei. Die Öffnung weist eine Abmessung von zum
Beispiel 0,2 mm × 1,0 mm auf. Die freiliegende Fläche der
Substratelektroden 17 wird derart festgelegt, daß sie klei
ner als die Abmessung der Ag-Paste 16 ist.
Dann wird der geschichtete Keramikkondensator 11 derart
auf das Montagesubstrat 14 montiert, daß er bezüglich der
per Siebdruck aufgebrachten Ag-Paste 16 und des Paars von
Substratelektroden 17 ausgerichtet ist, und wird die Ag-Pa
ste gehärtet. Durch dieses Verfahren werden die Anschluß
elektrode 13 und die Substratelektrode 17 über den Ag-Füll
stoff in der Ag-Paste 16 elektrisch verbunden und wird der
Umfangsbereich der Ag-Paste 16 durch einen Flächenkontakt
mit sowohl dem Hauptkörperchip 12 des geschichteten Kera
mikkondensators 11 als auch dem Passivierungsfilm 18 des
Montagesubstrats 14 verbunden. Deshalb kann, da der Um
fangsbereich der Ag-Paste 16 durch den Flächenkontakt mit
dem Passivierungsfilm 18 verbunden ist, welcher aus dem
isolierenden Material besteht, die Haftfestigkeit verbes
sert werden.
Wie es zuvor beschrieben worden ist, kann, wenn ein
Überzugsmaterial auf den Substratelektroden 17 ausgebildet
ist und die freiliegende Fläche der Substratelektrode 17
derart festgelegt ist, daß sie kleiner als die Abmessung
der Ag-Paste 16 ist, der gleiche Vorzug wie in dem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzielt wer
den. Weiterhin wird eine Form der Substratelektrode 17
selbst nicht eingeschränkt, da die Substratelektrode 17 mit
dem Überzugsmaterial bedeckt werden kann.
Nachstehend die Beschreibung eines dritten Ausführungs
beispiels der vorliegenden Erfindung.
Wie es in den Fig. 5A, 5B gezeigt ist, welche das
dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zei
gen, ist ein oberflächenmontierbares elektronisches Teil
ein oberflächenmontierbarer Aluminiumelektrolytkondensator
30. Der Aluminiumelektrolytkondensator 30 beinhaltet einen
Kondensatorhauptkörper 31, einen Sockelbereich (ein Körper
teil) 32, das an dem Sockel des Kondensatorhauptkörpers 31
vorgesehen ist, und ein Paar von Anschlußelektroden
(Elektroden) 33, das an der hinteren Oberfläche des Sockel
bereichs 32 vorgesehen ist. Die Anschlußelektrode 33 liegt
teilweise frei.
Dann wird der geschichtete Keramikkondensator 11 derart
auf das Montagesubstrat 14 montiert, daß er bezüglich der
per Siebdruck aufgebrachten Ag-Paste (dem leitenden Kleb
stoff, dem leitenden Verbundteil) 16 und des Paars von
Substratelektroden 15 ausgerichtet ist, und wird die Ag-Pa
ste 16 gehärtet. Durch dieses Verfahren werden die An
schlußelektrode 33 und die Substratelektrode 15 über den
Ag-Füllstoff in der Ag-Paste 16 elektrisch verbunden und
wird der Umfangsbereich der Ag-Paste 16 durch einen Flä
chenkontakt sowohl mit dem Sockelbereich 32 des Aluminium
elektrolytkondensators 30 als auch dem Montagesubstrat 14
verbunden. Deshalb kann, da der Umfangsbereich der Ag-Paste
16 durch den Flächenkontakt mit dem Montagesubstrat 14 ver
bunden ist, welches aus dem isolierenden Material besteht,
die Haftfestigkeit verbessert werden.
Wie es zuvor beschrieben worden ist kann, wenn die vor
liegende Erfindung an dem Aluminiumelektroytkondensator 30
angewendet wird, welcher die Anschlußelektroden 33 auf
weist, welche an der hinteren Oberfläche des Sockelbereichs
32 freiliegen, der gleiche Vorzug wie in dem ersten Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzielt werden.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines vierten Aus
führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Wie es in Fig. 6 gezeigt ist, welche das vierte Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, ist eine
Ag-Paste 16a zusätzlich zu der Ag-Paste 16 auf einen ande
ren Bereich, der zu den Substratelektroden 15 unterschied
lich ist, auf das Montagesubstrat 14 gedruckt. Die Ag-Paste
16a ist durch einen Flächenkontakt direkt oder indirekt mit
mindestens entweder dem Hauptkörperchip 12 oder dem Mon
tagesubstrat 14 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel
ist die Ag-Paste 16a durch den Flächenkontakt sowohl mit
dem Hauptkörperchip 12 als auch dem Montagesubstrat 14 ver
bunden.
Da die Ag-Paste 16a zusätzlich zu der Ag-Paste 16 an
dem anderen Bereich, der zu den Substratelektroden 15 un
terschiedlich ist, auf dem Montagesubstrat 14 vorgesehen
ist, kann die Haftfestigkeit zwischen dem Montagesubstrat
14 und dem geschichteten Keramikkondensator 11 verbessert
werden.
In diesem Fall endet in Fig. 6 der Umfangsbereich der
Ag-Paste 16 innerhalb der Substratelektrode 15. Jedoch ist
es zulässig, die Ag-Paste 16 derart aufzudrucken, daß sie
von der Substratelektrode 15 hervorsteht.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines fünften Aus
führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Wie es in Fig. 7 gezeigt ist, welche das fünfte Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, weist die
Substratelektrode 15 einen Schlitz (einen freiliegenden
Lochbereich) 15a auf. Das Montagesubstrat 14 liegt über den
Schlitz 15a teilweise frei. Dann wird die Ag-Paste 16 durch
einen Flächenkontakt über den Schlitz 15a mit dem Montage
substrat 14 verbunden.
Wie es zuvor beschrieben worden ist, kann, wenn die
Substratelektrode 15 einen Schlitz 15a aufweist, der glei
che Vorzug wie in dem ersten Ausführungsbeispiel der vor
liegenden Erfindung erzielt werden. In diesem Fall kann der
Schlitz 15a an mehreren Bereichen der Substratelektrode 15
vorgesehen werden.
In diesem Fall endet in Fig. 7 der Umfangsbereich der
Ag-Paste 16 innerhalb der Substratelektrode 15. Jedoch ist
es zulässig, die Ag-Paste derart aufzudrucken, daß sie von
der Substratelektrode 15 hervorsteht.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines sechsten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Wie es in Fig. 8 gezeigt ist, welche das sechste Aus
führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, weist
die Anschlußelektrode 13 einen Schlitz (einen freiliegenden
Lochbereich) 13a auf. Der Hauptkörperchip 12 liegt über den
Schlitz 13a teilweise frei. Dann wird die Ag-Paste 16 durch
einen Flächenkontakt über den Schlitz 13a mit dem Hauptkör
perchip 12 verbunden.
Wie es zuvor beschrieben worden ist kann, wenn die An
schlußelektrode 13 einen Schlitz 13a aufweist, der gleiche
Vorzug wie in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegen
den Erfindung erzielt werden. In diesem Fall kann der
Schlitz 13a an mehreren Bereichen der Substratelektrode 13
vorgesehen werden.
In diesem Fall endet in Fig. 8 der Umfangsbereich der
Ag-Paste 16 innerhalb der Substratelektrode 15. Jedoch ist
es zulässig, die Ag-Paste 16 derart aufzudrucken, daß sie
von der Substratelektrode 15 oder von der Anschlußelektrode
13 hervorsteht.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines siebten Aus
führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Flipchip-Halb
leiter als das elektronische Teil verwendet und wird, wie
es in Fig. 9 gezeigt ist, ein Halbleiterelement 1 als das
elektronische Teil durch ein Flipchip-Verfahren auf ein ge
schichtetes Aluminiumoxidsubstrat (Montagesubstrat) 2 mon
tiert.
Das Halbleiterelement 1, welches eine Abmessung von 10 mm × 10 mm
aufweist, weist ein Mehrzahl von Lotperlen 3
(Elektroden 3) auf seiner hinteren Oberfläche auf. Jede
Lotperle 3 weist einen Durchmesser von im wesentlichen 0,1 mm
auf. 32 Lotperlen sind in quadratischen Formen an einem
Unfangsbereich des Halbleiterelements 1 mit einem Abstand
von 0,25 mm zueinander angeordnet.
Lötaugen (eine Substratelektrode) 4 sind auf dem ge
schichteten Aluminiumoxidsubstrat 2 an der Fläche ausgebil
det, die den Lotperlen 3 entspricht. Jedes Lötauge 4 weist
einen Durchmesser von 0,08 mm auf und ist durch die folgen
den Schritte ausgebildet, wobei Wolfram mit einem Alumi
niumoxid gesintert wird. Dann wird eine Kupferplatte 8 auf
dem gesinterten Wolfram ausgebildet.
Weiterhin werden Ag-Pasten (ein leitender Klebstoff,
ein leitendes Verbundteil) 5 auf dem geschichteten Alumini
umoxidsubstrat 2 durch Drucken und Überziehen derart ausge
bildet, daß sie elektrisch mit allen Lötaugen 4 verbunden
sind. Die Ag-Paste 5 weist einen Durchmesser von 0,15 mm
auf und besteht aus einem Epoxidharz, das einen Ag-Füll
stoff beinhaltet. Daher ist der Durchmesser des Lötauges 4
kleiner als derjenige der Ag-Paste 5. Genauer gesagt ist in
der Richtung, in welcher die Lötaugen 4 angeordnet sind,
eine Abmessung (Breite) von jedem Lötauge 4 kleiner als
diejenige der Ag-Paste 5.
Das Halbleiterelement wird nach einem derartigen Aus
richten, daß die Lotperle 3 der Ag-Paste 5 entspricht, auf
das geschichtete Aluminiumoxidsubstrat 2 montiert. Die Ag-
Pasten 5 werden durch Glühen elektrisch mit den Lotperlen 3
verbunden, um elektrisch das Halbleiterelement 1 und das
geschichtete Aluminiumoxidsubstrat 2 zu verbinden.
In diesem Fall werden, wie es in Fig. 9 gezeigt ist,
die Ag-Pasten 5, welche zum elektrischen Verbinden des
Halbleiterelements 1 und des geschichteten Aluminiumoxid
substrats 2 verwendet werden, zu diesem Zeitpunkt nicht
ausgebreitet, sondern wie gedruckt aufrechterhalten.
An den Bereichen, an denen das Halbleiterelement nicht
auf das geschichtete Aluminiumoxidsubstrat 2 montiert ist,
ist ein Pseudo-Lötauge 7 ausgebildet, welches nicht elek
trisch mit dem Halbleiterelement 1 verbunden ist. Dieses
Pseudo-Lötauge 7 wird als eine Ausrichtungsmarkierung ver
wendet, um eine Position der Lötaugen 4 während der Montage
anzuzeigen.
Das Montageverfahren zum Montieren des zuvor erwähnten
Halbleiterelements 1 auf das geschichtete Aluminiumoxid
substrat 2 wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10A bis
10D erklärt.
Wie es in Fig. 10A gezeigt ist, wird ein geschichtetes
Aluminiumoxidsubstrat 2, welches Lötaugen 4, ein Pseudo-
Lötauge 7 und Kupferplatten 8 aufweist, die auf dem Lötauge
4 und dem Pseudo-Lötauge 7 ausgebildet sind, vorgesehen.
Hier im weiteren Verlauf wird eine Erklärung hinsichtlich
der Kupferplatten 8 weggelassen, um eine Beziehung zwischen
allen Lötaugen 4, 7 klarzustellen.
Das Lötauge 4, das auf dem Bereich ausgebildet ist, an
dem das Halbleiterelement 1 montiert wird, weist einen
Durchmesser von 0,08 mm und einen Abstand zu einem benach
barten Lötauge 4 von 0,25 mm auf. Die Abmessung des Pseudo-
Lötauges 7 ist nicht besonders beschränkt, solange der Be
reich der Lötaugen 4 festgestellt werden kann.
Wie es in Fig. 10B gezeigt ist, werden Ag-Pasten 5 un
ter Verwendung des Pseudo-Lötauges 7 als die Ausrichtungs
markierung mit einem Durchmesser von 0,15 mm auf die Löt
augen 4 gedruckt (auf diesen ausgebildet). Eine Verschie
bung kann zu diesem Zeitpunkt auftreten. Jedoch berührt
auch dann, wenn die Verschiebung auftreten kann, jedes Löt
auge 7 teilweise jede Ag-Paste 5.
Wie es zuvor beschrieben worden ist, ist der Durchmes
ser des Lötauges 4 auf 0,08 mm festgelegt. Dieser Durchmes
ser wird derart bestimmt, daß der Durchmesser des Lötauges
4 kleiner als derjenige der Ag-Paste 5 ist und daß das
Lötauge 4 nicht aufgrund der Verschiebung des Druckens der
Ag-Paste 5 von der Ag-Paste 5 getrennt wird.
Da die Ag-Paste 5 gehärtet wird, während ihre Form auf
rechterhalten wird, breitet sich die Ag-Paste 5 nicht von
dem Lötauge 4 aus. Daher kann die Abmessung des Lötauges 4
derart bestimmt werden, daß sie kleiner als diejenige der
Ag-Paste 5 ist. Genauer gesagt werden die Abmessungen des
Lötauges 4 und der Ag-Paste 5 derart bestimmt, daß sie sich
auch dann nicht voneinander trennen, wenn die Druckver
schiebung auftritt.
Beziehungen zwischen dem Durchmesser der Ag-Paste 5,
dem Durchmesser des Lötauges 4 und der Druckverschiebung
werden hier im weiteren Verlauf unter Bezugnahme auf Fig.
11 erklärt. In diesem Fall ist der Durchmesser der Ag-Paste
5 durch ϕ1, der Durchmesser des Lötauges 4 durch ϕ2 und ein
Maximalwert einer Druckverschiebung durch X dargestellt.
Wie es aus Fig. 11 zu verstehen ist, ist es wünschens
wert, eine Beziehung von 2(X-ϕ2/2)<ϕ1 zu erfüllen, um zu
verhindern, daß sich die Ag-Paste 5 aufgrund der Druckver
schiebung von dem Lötauge 4 trennt. Deshalb wird auf der
Grundlage der zuvor erwähnten Beziehung und einer Beziehung
von (ϕ1<ϕ2), welche darstellt, daß der Durchmesser des
Lötauges 4 kleiner als derjenige der Ag-Paste 5 ist, der
Durchmesser der Ag-Paste 5 ϕ1 derart bestimmt, daß er eine
Beziehung von 2(X-ϕ2/2)<ϕ1 erfüllt.
In diesem Fall wird ein Lötaugenabstand P unter Berück
sichtigung des Durchmessers des Lötauges 4, des Durchmes
sers der Ag-Paste 5, der Druckverschiebung der Ag-Paste 5
und so weiter bestimmt. Deshalb kann der Abstand P verrin
gert werden, da die Abmessung des Lötauges 4 klein festge
legt werden kann.
Diese Vorzüge werden im Detail durch Vergleich mit der
Montagestruktur im Stand der Technik unter Bezugnahme auf
die Fig. 12A und 12B, welche die Montagestruktur im
Stand der Technik zeigen, die eine Lotpaste 20 verwendet,
und Fig. 12C und 12B erklärt, welche die Montagestruktur,
die eine Ag-Paste 5 verwendet, gemäß diesem Ausführungsbei
spiel zeigen. In diesem Fall zeigt Fig. 12A einen Zustand
vor einem Rückfluß bzw. Aufschmelzen bzw. Reflow der Lotpa
ste 20 und zeigt Fig. 12B einen Zustand nach einem Rückfluß
der Lotpaste 20.
Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 12C einen Zustand vor ei
nem Härten der Ag-Paste und zeigt Fig. 12D einen Zustand
nach einem Härten der Ag-Paste 5 durch Glühen.
Wie es in Fig. 12A und 12B gezeigt ist, ist es, da
sich die Lotpaste 20 nach einem Rückfluß von dem Lötauge 21
ausbreitet, erwünscht, den Durchmesser des Lötauges 21 der
art festzulegen, daß er im wesentlichen gleich zu demjeni
gen der Lotpaste 20 ist. Da jedoch die Ag-Paste 5 ihre Form
nach dem Glühen aufrechterhalten kann, können die Ag-Paste
5 und das Lötauge 4 elektrisch miteinander verbunden wer
den, solange sie einander berühren.
Deshalb kann die Montagestruktur, die die Ag-Paste 5
verwendet, die Abmessung des Lötauges 4 verringern. Folg
lich ist ein Abstand D, der in Fig. 12C gezeigt ist, um ei
nen Grad, um den die Abmessung des Lötauges 4 verringert
ist, größer als ein Abstand d, der in Fig. 12A gezeigt ist.
Das heißt, der Lötaugenabstand K kann um den Grad verrin
gert werden, um den der Abstand D erhöht wird.
Als nächstes wird, wie es in Fig. 10C gezeigt ist, das
Halbleiterelement 1 unter Verwendung des Pseudo-Lötauges 7
als die Ausrichtungsmarkierung derart ausgerichtet, daß die
Lotperlen 3 mit Ag-Pasten 5 übereinstimmen. Dann wird das
Halbleiterelement 1 auf das geschichtete Aluminiumoxid
substrat 2 montiert. In diesem Fall wird eine Kraft von 10
Gramm auf das Halbleiterelement ausgeübt, so daß alle Lot
perlen 3 mit den Ag-Pasten 5 kontaktiert werden.
Wenn eine zusätzliche Ag-Paste zum Ausrichten in einem
Verfahren eines Druckens der Ag-Paste, das in Fig. 10B ge
zeigt ist, auf einen anderen Bereich des Halbleiterelements
1 gedruckt wird, kann das Halbleiterelement 1 unter Berück
sichtigung der Druckverschiebung der Ag-Paste unter Verwen
dung einer Ausrichtungsmarkierung ausgerichtet werden. Da
her kann eine Verschiebung zwischen der Ag-Paste 5 und der
Lotperle 3 weiter verringert werden und kann der Verbundzu
stand zwischen der Ag-Paste 5 und der Lotperle 3 weiter
verbessert werden.
Dann wird die Ag-Paste 5 durch Glühen bei 150°C für ei
ne Stunde gehärtet, um die Lotperle 3 und die Ag-Paste 5 zu
verbinden, wie es in Fig. 10D gezeigt ist. Durch dieses
Glühen werden das Halbleiterelement 1 und das geschichtete
Aluminiumoxidsubstrat 2 elektrisch verbunden und wird die
in Fig. 9 gezeigte Montagestruktur erzielt.
Auf diese Weise kann ein Verwenden des leitenden Kleb
stoffs, wie zum Beispiel der Ag-Paste, die Abmessung des
Lötauges 4 verringern. Folglich kann der Lötaugenabstand
verringert werden. Weiterhin kann, wenn der Lötaugenabstand
verringert wird, die Ag-Paste 5 von dem Lötauge 4 hervor
stehen und kann der gleiche Vorzug wie in dem ersten Aus
führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzielt werden.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines achten Aus
führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Das achte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin
dung wird unter Bezugnahme auf Fig. 13 erklärt. In den
letzten Jahren ist eine weitere Miniaturisierung (ein enge
rer Elektrodenabstand) 8 erwünscht gewesen. Zum Beispiel
ist ein Kondensator einer Abmessung von 2012 erwünscht,
welcher kleiner als der Kondensator einer Abmessung von
3216 ist, der in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung beschrieben ist, und weiterhin ist ein
Kondensator einer Abmessung von 1005 erwünscht, welcher
kleiner als der Kondensator einer Abmessung von 2012 ist.
Dieses Ausführungsbeispiel kann an jedem der Kondensa
toren einer Abmessung von 1005, 2012 und 3216 angewendet
werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Montage
struktur, daß die vorliegende Erfindung an einem geschich
teten Keramikkondensator (einem elektronischen Teil) einer
Abmessung von 1005 angewendet wird, hier im weiteren Ver
lauf erklärt. In Fig. 13 ist ein Abstand zwischen jedem
Endbereich der Substratelektrode 15, welche auf dem Monta
gesubstrat 14 angeordnet ist, auf 0,6 mm eingestellt.
Die Ag-Paste (der leitende Klebstoff, das leitende Ver
bundteil) 16 ist derart auf das Montagesubstrat 14 ge
druckt, daß eine Breite der Substratelektrode in Anord
nungsrichtung 0,6 mm beträgt. Dann wird der geschichtete
Keramikkondensator 11 auf das Montagesubstrat 14 montiert
und wird die Ag-Paste 16 gehärtet. Auf diese Weise wird die
Ag-Paste 16 von der Substratelektrode 15 hervorstehend aus
gebildet und folglich wird die Ag-Paste 16 durch einen Flä
chenkontakt mit mindestens entweder dem Hauptkörperchip 12
des geschichteten Keramikkondensators 11 oder dem Montage
substrat 14 verbunden.
Bei dieser Montagestruktur wird, wenn eine Änderung ei
nes Brennschwunds 0,5% (das heißt, eine Änderung von 0,5 mm
bei einem Chip von 10 mm × 10 mm) beträgt und weiterhin,
wenn eine Verschiebung von dem Mittenbereich 0,25 mm be
trägt und eine Druckverschiebung 0,05 mm beträgt, eine ma
ximale Verschiebung aufgrund der Verschiebungsfaktoren
durch Berechnen eines quadratischen Mittels jeder Verschie
bung auf ungefähr 0,255 mm geschätzt.
Die Verschiebung dieser Montagestruktur wird im Detail
durch Vergleich mit der Montagestruktur im Stand der Tech
nik erklärt. Die Fig. 14A und 14B zeigen die Montage
struktur im Stand der Technik, welche eine Lotpaste 21 ver
wendet und bei welcher eine Abmessung der Lotpaste 21 im
wesentlichen gleich zu derjenigen der Substratelektode 22
ist. Die Fig. 14C und 14D zeigen die Montagestruktur,
welche eine Ag-Paste 5 verwendet, gemäß diesem Ausführungs
beispiel. In diesem Fall zeigt Fig. 14A einen Zustand vor
einem Rückfluß der Lotpaste 21 und zeigt Fig. 14B einen Zu
stand nach einem Rückfluß der Lotpaste 21. Im Gegensatz
dazu zeigt Fig. 14C einen Zustand vor einem Härten der Ag-
Paste 5 und zeigt Fig. 14D einen Zustand nach einem Härten
der Ag-Paste 5 durch Glühen. In den Fig. 14A bis 14D
sind Abstände zwischen jedem Mittenbereich (ein Lötaugenab
stand) von angrenzenden Substratelektroden 15, 22 derart
festgelegt, daß sie im wesentlichen gleich zueinander sind.
In dem Fall der Struktur im Stand der Technik, die in
den Fig. 14A und 14B gezeigt ist, beträgt, wenn die Ab
messungen der Substratelektrode 22 und der Lotpaste 21
gleich festgelegt sind, ein Abstand zwischen den sich am
nächsten befindenden Endbereich von angrenzenden Substrat
elektroden 22 0,3 mm. Deshalb können, wenn sich die Ver
schiebung an ihrem Maximum befindet, die angrenzenden
Substratelektroden 22 durch Fließen der geschmolzenen Lot
paste 21 kurzgeschlossen werden.
Im Gegensatz dazu beträgt in dem Fall der Struktur ge
mäß diesem Ausführungsbeispiel, die in den Fig. 14C und
14D gezeigt ist, der Abstand zwischen den sich am nächsten
befindenden Endbereich von angrenzenden Substratelektroden
15 0,6 mm. Deshalb beträgt, wenn sich die Verschiebung an
ihrem Maximum befindet, ein Abstand zwischen den sich am
nächsten befindenden Endbereich der angrenzenden Substrat
elektrode 15 und der Ag-Paste 16 0,345 mm. Da die Ag-Paste
16 ihre Form wie gedruckt aufrechterhalten kann, wie es zu
vor beschrieben worden ist, kann der Kurzschluß zwischen
angrenzenden Substratelektroden 15 verhindert werden.
Wie es zuvor beschrieben worden ist, kann der Kurz
schluß zwischen angrenzenden Substratelektroden 15 durch
derartiges Festlegen der Abmessung der Substratelektrode
15, daß diese kleiner als diejenige der Ag-Paste 16 ist,
verhindert werden. Weiterhin kann eine Haftfestigkeit zwi
schen der Ag-Paste 16 und dem Montagesubstrat 14 oder dem
Hauptkörperchip 12 verbessert werden.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung von anderen Aus
führungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung kann an einer Montagestruktur
für ein anderes elektronisches Teil, wie zum Beispiel eines
anderen Typs eines oberflächenmontierbaren Kondensators,
einer Spule und so weiter, angewendet werden, das den ge
schichteten Keramikkondensator 11 oder den oberflächenmon
tierbaren Kondensator 19, die zuvor beschrieben worden
sind, ersetzt. Bei dem zuvor erwähnten Ausführungsbeispiel
wird die Ag-Paste 16 als der leitende Klebstoff verwendet,
der ein Epoxidharz beinhaltet, das den Ag-Füllstoff füllt.
Jedoch kann ein Material des Bindemittels der Ag-Paste und
des leitenden Füllstoffs aus einem anderen Material ausge
wählt werden. Das geschichtete Substrat 14 aus 92%igem Alu
miniumoxid kann durch ein anderes Substrat, wie zum Bei
spiel ein Keramiksubstrat oder ein Harzsubstrat, ersetzbar
sein.
Genauer gesagt kann das geschichtete Aluminiumoxid
substrat 2 als das Montagesubstrat durch ein bei einer
niedrigen Temperatur brennbares Substrat, das zum Beispiel
aus einem Glas, einem Aluminiumoxid oder einer Glaskeramik
besteht, ein Harzsubstrat, das zum Beispiel aus einem
Epoxid, einem Glasepoxid, einem Papierphenol oder einem Po
lyamid besteht, oder ein auf einem AlN- bzw. Aluminium
nitridsubstrat basierenden Metall ersetzbar sein. Wie es in
dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
beschrieben worden ist, ist es zulässig, ein Überzugsmate
rial unter Verwendung von einem der zuvor erwähnten Mate
rialien oder einem unter einem ultravioletten Strahl här
tenden Harz, wie zum Beispiel ein Epoxidacrylat, auf das
Montagesubstrat aufzutragen.
In den ersten bis achten Ausführungsbeispielen der vor
liegenden Erfindung kann ein pastenartiger Klebstoff als
der leitende Klebstoff verwendet werden. In diesem Fall
kann der pastenartige Klebstoff aus einem Harz bestehen,
welches mindestens entweder ein Phenol, ein Acryl, ein Po
lyester oder ein Polyimid beinhaltet, das einen metalli
schen Füllstoff aufweist, welcher mindestens entweder Ag,
Au, Ni, Cu, Pd, Pt, Ir, AgPd oder AgPt beinhaltet.
Wie es zuvor beschrieben worden ist, ist die Haftfe
stigkeit zwischen der Ag-Paste und dem Aluminiumoxid oder
dem Glasepoxid größer als diejenige zwischen der Ag-Paste
und dem Kupfer, das das Lötauge (die Elektrode) bildet. Aus
dem gleichen Grund ist es wünschenswert, die Abmessung des
Lötauges auch dann zu verringern, wenn das andere Material
für den leitenden Klebstoff verwendet wird, da die Verrin
gerung des Lötauges zuläßt, die Kontaktfläche zwischen dem
leitenden Klebstoff und dem Körperteil oder dem Montage
substrat zu erhöhen.
In den zuvor erwähnten Ausführungsbeispielen kann die
Haftfestigkeit verbessert werden, wenn mindestens ein Be
reich des Umfangsbereichs der Ag-Pasten 5, 16 mit minde
stens entweder einer Oberfläche des Hauptkörperchip 12, ei
ner Oberfläche des Harzsockelbereichs 12 oder einer Ober
fläche des Montagesubstrats 32, 14 verbunden wird. Folglich
können auch die Risse durch die Ag-Paste verhindert werden.
Eine in der vorhergehenden Beschreibung offenbarte Mon
tagestruktur beinhaltet einen geschichteten Keramikkonden
sator, der auf ein Montagesubstrat montiert ist. Der ge
schichtete Keramikkondensator beinhaltet einen Hauptkörper
chip, der aus einem keramischen Dielektrikum besteht, in
terne Schichtelektroden und ein Paar von Anschlußelektro
den. Das Montagesubstrat besteht aus einem Aluminiumoxid
substrat und weist ein Paar von Substratelektroden auf, das
durch Kupferplatieren hergestellt ist. Der geschichtete Ke
ramikkondensator ist unter Verwendung einer Ag-Paste auf
das Montagesubstrat montiert. In diesem Fall wird die
Substratelektrode derart festgelegt, daß sie kleiner als
die Ag-Paste ist. Das heißt, die Ag-Paste steht von den An
schlußelektroden und der Substratelektrode derart hervor,
daß sie sowohl den Hauptkörperchip als auch das Montage
substrat kontaktiert. Da die Ag-Paste eine hohe Haftfestig
keit verglichen mit der aufweist, wenn sie mit einem Metall
verbunden ist, kann eine gesamte Haftfestigkeit verbessert
werden. Folglich kann die Zuverlässigkeit einer Montage
verbessert werden.
Claims (20)
1. Montagestruktur eines elektronischen Teils (1, 11, 30),
die aufweist:
das elektronische Teil (1, 11, 30), das erste und zweite Elektroden (3, 13, 33) aufweist;
ein Montagesubstrat (2, 14), auf das das elektronische Teil montiert ist;
erste und zweite Lötaugen (4, 15, 17, 22), die auf dem Montagesubstrat vorgesehen sind und an vorbestimmten Bereichen angeordnet sind, die den ersten und den zwei ten Elektroden des elektronischen Teils entsprechen; und
einen leitenden Klebstoff (5, 16), der zwischen der er sten Elektrode und dem ersten Lötauge und der zweiten Elektrode und dem zweiten Lötauge vorgesehen ist, um das elektronische Teil und die ersten und zweiten Lötaugen elektrisch zu verbinden, wobei
sich ein Teil des leitenden Klebstoffs von einem der ersten, der zweiten Lötaugen, der ersten und zweiten Elektroden ausbreitet.
das elektronische Teil (1, 11, 30), das erste und zweite Elektroden (3, 13, 33) aufweist;
ein Montagesubstrat (2, 14), auf das das elektronische Teil montiert ist;
erste und zweite Lötaugen (4, 15, 17, 22), die auf dem Montagesubstrat vorgesehen sind und an vorbestimmten Bereichen angeordnet sind, die den ersten und den zwei ten Elektroden des elektronischen Teils entsprechen; und
einen leitenden Klebstoff (5, 16), der zwischen der er sten Elektrode und dem ersten Lötauge und der zweiten Elektrode und dem zweiten Lötauge vorgesehen ist, um das elektronische Teil und die ersten und zweiten Lötaugen elektrisch zu verbinden, wobei
sich ein Teil des leitenden Klebstoffs von einem der ersten, der zweiten Lötaugen, der ersten und zweiten Elektroden ausbreitet.
2. Montagestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß:
das elektronische Teil ein Körperteil (12) aufweist, daß aus einem Material besteht, dessen Haftfestigkeit mit dem leitenden Klebstoff größer als diejenige zwi schen den ersten und den zweiten Elektroden und dem leitenden Klebstoff ist;
die ersten und die zweiten Elektroden auf der Oberflä che des Körperteils vorgesehen sind; und
das Montagesubstrat aus einem Material besteht, dessen Haftfestigkeit mit dem leitenden Klebstoff größer als diejenige zwischen den ersten und den zweiten Lötaugen und dem leitenden Klebstoff ist.
das elektronische Teil ein Körperteil (12) aufweist, daß aus einem Material besteht, dessen Haftfestigkeit mit dem leitenden Klebstoff größer als diejenige zwi schen den ersten und den zweiten Elektroden und dem leitenden Klebstoff ist;
die ersten und die zweiten Elektroden auf der Oberflä che des Körperteils vorgesehen sind; und
das Montagesubstrat aus einem Material besteht, dessen Haftfestigkeit mit dem leitenden Klebstoff größer als diejenige zwischen den ersten und den zweiten Lötaugen und dem leitenden Klebstoff ist.
3. Montagestruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Material des Körperteils ein isolierendes
Material ist und das Material des Montagesubstrats ein
isolierendes Material ist.
4. Montagestruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß mindestens ein Teil eines Umfangsbereichs des
leitenden Klebstoffs einen Verbundbereich aufweist,
welcher mit dem Körperteil des elektronischen Teils
verbunden ist.
5. Montagestruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß jede der ersten und der zweiten Elektroden ei
nen freiliegenden Lochbereich (13a) zum Freilegen des
Körperteils aufweist und ein Teil des leitenden Kleb
stoffs über den freiliegenden Lochbereich mit dem Kör
perteil verbunden ist.
6. Montagestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß mindestens ein Teil eines Umfangsbereichs des
leitenden Klebstoffs einen Verbundbereich aufweist,
welcher mit dem Montagesubstrat verbunden ist.
7. Montagestruktur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß jedes der ersten und der zweiten Lötaugen ei
nen freiliegenden Lochbereich (15a) zum Freilegen des
Montagesubstrats aufweist und ein Teil des leitenden
Klebstoffs über den freilegenden Lochbereich mit dem
Montagesubstrat verbunden ist.
8. Montagestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß:
die ersten und die zweiten Lötaugen in einer vorbe stimmten Richtung angeordnet sind; und
jedes der ersten und der zweiten Lötaugen eine Abmes sung aufweist, die größer als eine Abmessung des lei tenden Klebstoffs in der vorbestimmten Richtung ist.
die ersten und die zweiten Lötaugen in einer vorbe stimmten Richtung angeordnet sind; und
jedes der ersten und der zweiten Lötaugen eine Abmes sung aufweist, die größer als eine Abmessung des lei tenden Klebstoffs in der vorbestimmten Richtung ist.
9. Montagestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der leitende Klebstoff aus einem pastenartigen
Klebstoff besteht, in welchem ein metallischer Füll
stoff in ein Harz gemischt ist, wobei der metallische
Füllstoff mindestens entweder Ag, Au, Ni, Cu, Pd, Pt,
Ir, AgPd oder AgPt beinhaltet und das Harz mindestens
entweder ein Phenol, ein Acryl, ein Polyester oder ein
Polyimid beinhaltet.
10. Montagestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß:
der leitende Klebstoff durch Drucken ausgebildet ist; und
ein Durchmesser ϕ1 des leitenden Klebstoffs in einer Anordnungsrichtung derart bestimmt ist, daß er eine Be ziehung 2(X-ϕ2/2)<ϕ1 erfüllt, wobei
X eine Druckverschiebung ist und ϕ2 ein Durchmesser des Lötauges in der Anordnungsrichtung ist.
der leitende Klebstoff durch Drucken ausgebildet ist; und
ein Durchmesser ϕ1 des leitenden Klebstoffs in einer Anordnungsrichtung derart bestimmt ist, daß er eine Be ziehung 2(X-ϕ2/2)<ϕ1 erfüllt, wobei
X eine Druckverschiebung ist und ϕ2 ein Durchmesser des Lötauges in der Anordnungsrichtung ist.
11. Montagestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Montagesubstrat weiterhin aufweist:
einen Passivierungsfilm, der aus einem isolierenden Ma terial besteht, um teilweise die ersten und die zweiten Lötaugen zu bedecken, wobei
eine Abmessung eines freiliegenden Bereichs des Lötau ges größer als eine Abmessung des leitenden Klebstoffs in einer Anordnungsrichtung ist.
einen Passivierungsfilm, der aus einem isolierenden Ma terial besteht, um teilweise die ersten und die zweiten Lötaugen zu bedecken, wobei
eine Abmessung eines freiliegenden Bereichs des Lötau ges größer als eine Abmessung des leitenden Klebstoffs in einer Anordnungsrichtung ist.
12. Montagestruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der leitende Klebstoff einen zusätzlichen Be
reich beinhaltet, der an einem anderen Abschnitt als
die ersten und die zweiten Lötaugen auf dem Montage
substrat vorgesehen ist und mindestens mit entweder dem
Körperteil oder dem Montagesubstrat verbunden ist.
13. Montageverfahren eines elektronischen Teils, das erste
und zweite Elektroden (3, 13, 33) aufweist, wobei das
Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
derartiges Drucken eines leitenden Klebstoffs (5, 16) auf erste und zweite Lötaugen, die auf einem Montage substrat vorgesehen sind, daß dieser eine Abmessung aufweist, die größer als diejenige der ersten und zwei ten Lötaugen (4, 15, 17, 22) ist;
Ausrichten des leitenden Klebstoffs und der ersten und der zweiten Elektroden des elektronischen Teils (1, 11, 30);
Montieren des elektronischen Teils auf das Montage substrat (2, 14); und
Härten des leitenden Klebstoffs durch Wärme.
derartiges Drucken eines leitenden Klebstoffs (5, 16) auf erste und zweite Lötaugen, die auf einem Montage substrat vorgesehen sind, daß dieser eine Abmessung aufweist, die größer als diejenige der ersten und zwei ten Lötaugen (4, 15, 17, 22) ist;
Ausrichten des leitenden Klebstoffs und der ersten und der zweiten Elektroden des elektronischen Teils (1, 11, 30);
Montieren des elektronischen Teils auf das Montage substrat (2, 14); und
Härten des leitenden Klebstoffs durch Wärme.
14. Montageverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß:
der Druckschritt ein derartiges Drucken des leitenden Klebstoffs beinhaltet, daß er eine Beziehung von 2(X-ϕ2/2)<ϕ1 erfüllt, wobei
X eine Druckverschiebung ist, ϕ1 ein Durchmesser des leitenden Klebstoffs in einer Anordnungsrichtung ist und ϕ2 ein Durchmesser der ersten und der zweiten Lötaugen in der Anordnungsrichtung ist.
der Druckschritt ein derartiges Drucken des leitenden Klebstoffs beinhaltet, daß er eine Beziehung von 2(X-ϕ2/2)<ϕ1 erfüllt, wobei
X eine Druckverschiebung ist, ϕ1 ein Durchmesser des leitenden Klebstoffs in einer Anordnungsrichtung ist und ϕ2 ein Durchmesser der ersten und der zweiten Lötaugen in der Anordnungsrichtung ist.
15. Montageverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß der Druckschritt ein derartiges Drucken des
leitenden Klebstoffs beinhaltet, daß dieser von den er
sten und den zweiten Lötaugen hervorsteht.
16. Montageverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß:
der Druckschritt einen Ausrichtungsbereich durch den leitenden Klebstoff an einem anderen Bereich als die ersten und die zweiten Lötaugen auf das Montagesubstrat druckt; und
der Ausrichtungsschritt das elektronische Teil unter Verwendung des Ausrichtungsbereichs als eine Ausrich tungsmarkierung ausrichtet.
der Druckschritt einen Ausrichtungsbereich durch den leitenden Klebstoff an einem anderen Bereich als die ersten und die zweiten Lötaugen auf das Montagesubstrat druckt; und
der Ausrichtungsschritt das elektronische Teil unter Verwendung des Ausrichtungsbereichs als eine Ausrich tungsmarkierung ausrichtet.
17. Montageverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß der Druckschritt den leitenden Klebstoff der
art druckt, daß er dicker als eine Dicke nach einem
Härten ist.
18. Montageverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß der Montageschritt einen Steuerschritt bein
haltet, um eine Form des leitenden Klebstoffs durch
Steuern einer Kraft, die während eines Montierens auf
das elektronische Teil ausgeübt wird, zu steuern.
19. Montageverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß der Montageschritt einen Steuerschritt bein
haltet, um eine Form des leitenden Klebstoffs durch Vi
brieren mindestens entweder des elektronischen Teils
oder des Montagesubstrats zu steuern.
20. Montageverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß:
der Druckschritt einen zusätzlichen Bereich an dem an deren Bereich als die ersten und die zweiten Lötaugen auf das Montagesubstrat druckt; und
der zusätzliche Bereich mit mindestens entweder dem Körperteil oder dem Montagesubstrat in dem Montage schritt verbunden wird.
der Druckschritt einen zusätzlichen Bereich an dem an deren Bereich als die ersten und die zweiten Lötaugen auf das Montagesubstrat druckt; und
der zusätzliche Bereich mit mindestens entweder dem Körperteil oder dem Montagesubstrat in dem Montage schritt verbunden wird.
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JP30550798 | 1998-10-27 | ||
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DE19915745A Withdrawn DE19915745A1 (de) | 1998-04-07 | 1999-04-07 | Montagestruktur von elektronischen Teilen und Montageverfahren von elektronischen Teilen |
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1999
- 1999-04-06 US US09/287,016 patent/US6326239B1/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
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