JP3368451B2 - 回路基板の製造方法と回路検査装置 - Google Patents

回路基板の製造方法と回路検査装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサ、抵抗、ト
ランジスタ、ＩＣ等の回路素子を回路パターンに実装し
た回路基板、特に、マイクロ波半導体回路装置を形成す
る回路基板の製造方法に関するものである。
【０００２】マイクロ波帯域で用いられる半導体回路装
置は、多くの場合、同一の回路パターンを有するプリン
ト回路基板またはセラミック回路基板に、コンデンサ、
抵抗、トランジスタ、ＩＣ等のチップ型の回路素子を実
装してハイブリッド方式で構成される。
【０００３】
【従来の技術】このチップ型の回路素子を実装する際、
一般的には半田付法により実施され、搭載工程として
は、 単位回路基板上の回路パターンに、チップ型の回路
素子を実装するためのパターンランド部にクリーム状の
半田を印刷塗布し、または、ディスペンサにより半田塗
布を行う。 チップ型の回路素子を、高速素子搭載機（チップマ
ウンタ）等を用いて回路パターンの上の半田層の上に接
着搭載する。 半田リフロー炉中で、回路素子を接着搭載した単位
回路基板上の半田を溶融し、チップ型回路素子を固着す
る。
【０００４】上記の〜のチップ型回路素子の接着搭
載を行うには、単品の単位回路基板として処理するよ
り、複数個の単位回路基板を一括して一体化処理するこ
とが望ましい。
【０００５】また、一般に、回路パターンを外部に接続
するための外出用端子として単位回路基板の裏面に複数
個の金属製のリードを取り付け、また、回路素子から発
生する熱を外部に放出させるために、単位回路基板の裏
面に金属等の熱伝導性放熱板を設けることが知られてい
る。
【０００６】また、外部の電磁波が回路に影響するのを
防ぐため、あるいは、回路から発生する電磁波が外部に
放射されるのを防ぐため、回路を電磁シールド用の金属
製キャップで覆い、接地電位に維持することも知られて
いる。
【０００７】図４は、従来の半導体パッケージの製造方
法の説明図であり、（Ａ）は表面を示し、（Ｂ）は裏面
を示している。この図において、１１ａ，１１ｂ，・・
・，１１ｎは単位回路基板、１２ａ，１２ｂ，・・・，
１２ｎは放熱板、１３は金属製リード端子、１４はリー
ドフレームである。
【０００８】従来の半導体パッケージ等の回路基板の製
造方法の典型的なものにおいては、同一の回路パターン
を有するプリント回路基板またはセラミック回路基板等
の単位回路基板１１ａ，１１ｂ，・・・，１１ｎを、リ
ードフレーム１４から延びる金属製リード端子１３によ
って接続支持し、この図には示されていないが、これら
の単位回路基板１１ａ，１１ｂ，・・・，１１ｎの上の
回路パターンに、コンデンサ、抵抗、トランジスタ、Ｉ
Ｃ等の回路素子を実装してマイクロ波整合回路、マイク
ロ波増幅回路、マイクロ波発振回路、マイクロ波変調回
路等のマイクロ波回路を形成し、単位回路基板１１ａ，
１１ｂ，・・・，１１ｎの裏面に、金属製の放熱板１２
ａ，１２ｂ，・・・，１２ｎを接着する。
【０００９】また、同様に、この図には示されてない
が、単位回路基板１１ａ，１１ｂ，・・・，１１ｎのマ
イクロ波回路を電磁シールドの目的から金属製キャップ
で覆う構造を採用する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来の半導体パ
ッケージ等の回路基板の製造方法によると、図４に示さ
れているようにリードフレーム１４から延びる金属製リ
ード端子１３によって同一回路パターンが形成された単
位回路基板１１ａ，１１ｂ，・・・，１１ｎが連続的に
接続支持されている。
【００１１】そして、これら個々の単位回路基板１１
ａ，１１ｂ，・・・，１１ｎの上にチップ型回路素子を
実装するには、半田印刷またはディスペンサを用いて半
田を塗布し、所定の位置にチップ型回路素子を接着し、
ついで半田リフロー炉により半田層を溶融し、再び固体
化してチップ型回路素子を固着する。
【００１２】図５は、従来の半導体パッケージの製造方
法の問題点の説明図である。この図において、１１ａ，
１１ｂ，・・・，１１ｎは単位回路基板、１３は金属製
リード端子、１４はリードフレームである。
【００１３】従来の半導体パッケージの製造方法におい
ては、一見、単位回路基板１１ａ，１１ｂ，・・・，１
１ｎが、リードフレーム１４から延びる金属製リード端
子１３に整然と配列されているかのように見えるが、半
田印刷、ディスペンサによる半田塗布、高速素子搭載機
（チップマウンタ）等によるコンデンサ、抵抗、トラン
ジスタ、ＩＣ等のチップ型の回路素子の実装に要求され
る精度から見ると、個々の単位回路基板１１ａ，１１
ｂ，・・・，１１ｎが、Ｘ，Ｙ，θ方向に大きな位置ず
れが発生している。
【００１４】このため、連続的に自動的な半田印刷、チ
ップ型回路素子の実装等の作業を行うには、個々の単位
回路基板１１ａ，１１ｂ，・・・，１１ｎの上でパター
ン認識を行い、位置ずれを修正しながら行わなければな
らず、作業能率を高めることができないという問題があ
った。本発明は、複数の単位回路基板の相互の位置ずれ
を防ぎ、作業能率を向上することができる回路基板の製
造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明に依る回路基板の
製造方法においては、複数の単位回路基板が連続して接
続された状態の単位回路基板アレイに対し、 フレーム
部材に支持されているリードと放熱板とを該単位回路基
板の各々に対応して接続した後、該単位回路基板アレイ
を個々の単位回路基板に分割することが基本になってい
る。
【００１６】この場合、リードは、各単位回路基板の各
々に対応してフレーム部材に支持されてなり、また、該
フレームに支持された状態で該リードが該単位回路基板
に接続される工程とすることができる。また、この場
合、該フレーム部材には、さらに放熱板が接続されてな
り、該リードの接続とともに放熱板が該単位回路基板に
接続される工程とすることができる。
【００１７】また、これらの場合、リードが接続される
辺が一辺だけである該単位回路基板アレイを相互に、か
つ、そのリード接続辺を１８０度回転して接続された状
態の単位回路基板群を形成し、該単位回路基板群の対向
するリード接続辺のそれぞれにリードを接続した後に、
個々の単位回路基板に分割する工程とすることができ
る。
【００１８】また、これらの場合、単位回路基板の回路
パターンを利用して回路素子を接続する回路組み立て、
あるいは、その特性を検査するための処理が、該単位回
路基板アレイあるいは単位回路基板群の状態で行われる
工程とすることができる。
【００１９】また、この場合、単位回路基板の特性を検
査するための処理は、シールド部材によって該単位回路
基板アレイあるいは単位回路基板群の状態となっている
各単位回路基板表面の回路パターンおよび回路素子の表
面を覆って実施される工程とすることができる。
【００２０】また、これらの場合、単位回路基板表面を
覆うキャップ部材が、該単位回路基板アレイあるいは単
位回路基板群の状態で該単位回路基板上に設けられる工
程とすることができる。また、本発明にかかる回路検査
装置においては、検査対象となる回路の表面を覆うシー
ルド部材を備え、該シールド部材を検査対象となる回路
の表面に被せた状態で、該回路の検査を実施する構成を
採用した。
【００２１】
【作用】本発明の半導体パッケージ等の回路基板の製造
方法のように、同一の回路パターンを有するプリント回
路基板またはセラミック回路基板からなる単位回路基板
を複数個相互に連続した単位回路基板アレイを形成し、
該複数個相互に連続している単位回路基板アレイを構成
する単位回路基板上に形成された回路パターンの各々に
回路を組み立て、あるいは、その特性を確認するための
処理（特性測定）を施し、しかる後に、該複数個相互に
連続していた単位回路基板の各々を分離と、単位回路基
板の相対的な位置ずれを完全に防ぐことができ、作業能
率を向上することができる。
【００２２】また、この場合、同一の回路パターンを有
するプリント回路基板またはセラミック回路基板からな
る単位回路基板の裏面に放熱板および外出用リードを固
着し、放熱板および外出用リードを、同一の板から成型
すると、放熱板と外出用リードの外面を一致させること
ができ、半導体回路装置を放熱兼配線基板に実装する場
合電気的接続と、熱伝導を同時に最適化することができ
る。
【００２３】また、これらの場合、同一の回路パターン
を有するプリント回路基板またはセラミック回路基板か
らなる単位回路基板を複数個相互に連続した単位回路基
板アレイと、同一の回路パターンを有するプリント回路
基板またはセラミック回路基板からなる単位回路基板を
複数個相互に連続した単位回路基板アレイを１８０度回
転して突き合わせて相互に連続した単位回路基板群を形
成し、該複数個相互に連続している単位回路基板群上に
形成された回路パターンの各々に回路を組み立て、ある
いは、その特性を確認するための処理を施し、しかる後
に、該複数個相互に連続していた単位回路基板の各々を
分離すると、さらに作業能率を向上することができる。
【００２４】また、これらの場合、回路パターン上の少
なくとも一部にディスペンサ等によって半田層を形成
し、該半田印刷を施した部分にコンデンサ、抵抗、トラ
ンジスタ、ＩＣ等の回路素子をチップ搭載機等によって
接着し、熱処理によって半田をリフローして回路素子を
実装すると、実装工程の完全自動化が可能になる。
【００２５】また、これらの場合、電磁シールド用の金
属製キャップを、回路パターンの周辺に形成された周辺
部パターンに接着し、必要に応じて、スルーホールを介
して単位回路基板の裏面のアース部と放熱板取り付け部
に接続すると、外部の電磁波が回路に影響するのを防
ぎ、あるいは、回路から発生する電磁波が外部に放射さ
れるのを防ぐことができる。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 （第１実施例）図１は、第１実施例の半導体パッケージ
の製造工程説明図であり、（Ａ）は表面を示し、（Ｂ）
は裏面を示している。図において、１ａ，１ｂ，・・
・，１ｎは単位回路基板、２ａ，２ｂ，・・・，２ｎは
放熱板、３は金属製リード端子、４はリードフレームで
ある。
【００２７】この実施例の半導体パッケージ等の回路基
板の製造方法においては、同一の回路パターンを有する
プリント回路基板またはセラミック回路基板等の単位回
路基板１ａ，１ｂ，・・・，１ｎを複数個相互に連続し
た回路基板アレイを形成し、単位回路基板１ａ，１ｂ，
・・・，１ｎを、リードフレーム４から延びる金属製リ
ード端子３によって接続支持し、この図には示されてい
ないが、これらの単位回路基板１ａ，１ｂ，・・・，１
ｎの上の回路パターンに、コンデンサ、抵抗、トランジ
スタ、ＩＣ等の回路素子を実装してマイクロ波整合回
路、マイクロ波増幅回路、マイクロ波発振回路、マイク
ロ波変調回路等のマイクロ波回路を形成し、単位回路基
板１ａ，１ｂ，・・・，１ｎの裏面に、金属製の放熱板
２ａ，２ｂ，・・・，２ｎを接着する。
【００２８】この場合、放熱板２ａ，２ｂ，・・・，２
ｎおよびリードフレーム４、金属製リード端子３の材質
をＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏの合金であるコバール、またはＦｅ
−Ｎｉの合金である４２アロイ、Ｃｕ合金、Ｆｅ合金等
によって構成し、板厚を０．１〜０．５ｍｍ程度とする
ことができる。
【００２９】このように、放熱板２ａ，２ｂ，・・・，
２ｎおよび金属製リード端子３を同一の金属板を成型し
て形成すると、採用する金属板の厚さにばらつきがあっ
ても、その厚さが基板内で均一であれば、放熱板２ａ，
２ｂ，・・・，２ｎおよびリードフレーム４、金属製リ
ード端子３の表面を一致させることができ、単位回路基
板１ａ，１ｂ，・・・，１ｎに形成された回路パターン
に回路素子等を実装する場合に、チップ搭載機等の自動
機械を有効に用いることができる。また、ユーザーにお
いて完成した半導体回路装置を放熱兼回路基板に実装す
る場合、放熱板２ａ，２ｂ，・・・，２ｎを放熱基板に
密着させることができ、同時に、金属製リード端子３を
回路基板に密着させることができるため、放熱効率と電
気的接続を最適化することができる。
【００３０】また、単位回路基板１ａ，１ｂ，・・・，
１ｎをプリント基板またはセラミック基板とすることが
でき、これらの単位回路基板１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ
にはマイクロ波整合回路パターン、回路パターン等が形
成され、板厚を０．２〜０．８ｍｍ程度とすることがで
きる。
【００３１】また、回路素子の実装、リードフレーム４
を除去した上での特性の測定等の工程が終了した後、一
体化されていた単位回路基板１ａ，１ｂ，・・・，１ｎ
を分割して単体としての単位回路基板を形成するために
は、従来から知られているように、予め単位回路基板の
境界線上にスナップライン（Ｖ溝）を設けることがで
き、あるいは、後工程でレーザー光によりカットするこ
とができ、または切断刃を有する金型を用いて切断する
ことができる。しかる後に、金属製リード端子３を所定
の長さと形状に切断し、必要に応じて半田層を形成し、
あるいは耐蝕性被膜を形成して完成品とする。
【００３２】この実施例によれば、同一の回路パターン
を形成した複数の単位回路基板を一体化した状態で、半
田層の印刷、回路素子の実装、特性の測定等の処理を一
括して行うため、個々の回路パターンの位置ずれを防止
することができ、所定の位置への部品搭載を精度良く、
かつ、短時間で行うことが可能になる。
【００３３】また、この図には示されてないが、単位回
路基板１ａ，１ｂ，・・・，１ｎのマイクロ波回路を電
磁シールドし、あるいは、内部で電磁波を特定の方向に
誘導するために金属製キャップを、回路パターンの周辺
に形成された周辺部パターンに接着し、必要に応じて、
スルーホールを介して単位回路基板の裏面のアース部と
放熱板取り付け部に接続することによって、外部の電磁
波が回路に影響するのを防ぎ、回路から発生する電磁波
が外部に放射されるのを防ぐことができる（後述の図３
に関する説明を参照）。
【００３４】（第２実施例）図２は、第２実施例の半導
体パッケージの製造工程説明図であり、（Ａ）は表面を
示し、（Ｂ）は裏面を示している。図において、１
ａ1 ，１ａ2 ，１ｂ1 ，１ｂ2 ，・・・，１ｎ1 ，１ｎ
2 は単位回路基板、２ａ1 ，２ａ2 ，２ｂ1 ，２ｂ2 ，
・・・，２ｎ1 ，２ｎ2 は放熱板、３1 ，３2 は金属製
リード端子、４1 ，４2 はリードフレームである。
【００３５】この実施例の半導体パッケージ等の回路基
板の製造方法においては、同一の回路パターンを有する
プリント回路基板またはセラミック回路基板等の単位回
路基板１ａ1 ，１ｂ1 ，・・・，１ｎ1 を複数個相互に
連続した単位回路基板アレイと、同一の回路パターンを
有するプリント回路基板またはセラミック回路基板等の
単位回路基板１ａ2 ，１ｂ2 ，・・・，１ｎ2 を複数個
相互に連続した単位回路基板アレイを、１８０度回転し
て突き合わせて相互に連続した単位回路基板群を形成
し、単位回路基板１ａ1 ，１ｂ1 ，・・・，１ｎ1 をリ
ードフレーム４1から延びる金属製リード端子３1 によ
って接続支持し、単位回路基板１ａ2 ，１ｂ2 ，・・
・，１ｎ2 を、リードフレーム４2 から延びる金属製リ
ード端子３2によって接続支持し、これらの単位回路基
板１ａ1 ，１ｂ1 ，・・・，１ｎ1 ，１ａ2 ，１ｂ2 ，
・・・，１ｎ2 の上の回路パターンに、コンデンサ、抵
抗、トランジスタ、ＩＣ等の回路素子を実装してマイク
ロ波整合回路、マイクロ波増幅回路、マイクロ波発振回
路、マイクロ波変調回路等のマイクロ波回路を形成し、
単位回路基板１ａ1 ，１ｂ1 ，・・・，１ｎ1 ，１
ａ2 ，１ｂ2 ，・・・，１ｎ 2 の裏面に、金属製の放熱
板２ａ1 ，２ａ2 ，２ｂ1 ，２ｂ2 ，・・・，２ｎ1，
２ｎ2 を接着する。
【００３６】回路素子の実装、あるいは、リードフレー
ム４1 ，４2 を除去した上での特性測定等の工程が終了
した後、一体化されていた単位回路基板１ａ1 ，１
ｂ1 ，・・・，１ｎ1 ，１ａ2 ，１ｂ2 ，・・・，１ｎ
2 を分割して単体としての単位回路基板を形成する。こ
の実施例によると、第１実施例と同様の効果を得ること
ができるほか、第１実施例の場合よりも短時間で大量の
単位回路基板を処理することができる。
【００３７】図３は、第２実施例の半導体装置の製造方
法によって製造された半導体回路装置の構成説明図であ
り、（Ａ）は表面を示し、（Ｂ）は裏面を示している。
この図において、１ａ1 は単位回路基板、２ａ1 は放熱
板、３1 は金属製リード端子、５は金属製キャップであ
る。
【００３８】単位回路基板１ａ1 のマイクロ波回路を電
磁シールドするために金属製キャップ５を回路パターン
の周辺に形成された周辺部パターンに接着し、この金属
製キャップ５を必要に応じて、スルーホールを介して単
位回路基板１ａ1 の裏面の金属製リード端子３1 の一部
であるアース部と放熱板２ａ1 取り付け部に接続してい
る。この金属製キャップ５によって、外部の電磁波が回
路に影響するのを防ぎ、回路から発生する電磁波が外部
に放射されるのを防ぐことができる。
【００３９】（第３実施例）この実施例は、前記の第１
実施例と第２実施例の回路基板の製造方法によって製造
された回路の特性を検査する回路検査装置である。その
構成は、検査対象となる回路の表面を覆うシールド部材
を備え、このシールド部材を検査対象となる回路の表面
に被せた状態で、回路の検査を実施することができる。
【００４０】単位回路基板アレイ、単位回路基板群のよ
うに複数の回路基板が近接して配置されている状態での
検査は、複数の回路基板の一括検査等が可能であり、か
つ能率的であるが、前記のように、各回路基板のそれぞ
れが近接しているため、各回路基板を動作させた状態で
検査する場合は、周囲の電磁波等からの影響を避ける手
段を講じることが必要である。
【００４１】また、マイクロ波帯域で用いられる半導体
回路装置においては、内部の回路を電磁シールドするた
めの金属製キャップを設けた後に特性を測定しないと、
実際の特性を知ることができず、また、金属製キャップ
の規格、寸法精度等によって特性が変動する場合があ
る。
【００４２】この実施例の回路検査装置によると、金属
製キャップによって回路を覆った後に各回路の特性を検
査することができ、また、最終的に用いる金属製キャッ
プと同じ寸法形状を有するダミーの金属製キャップ、あ
るいは、複数の金属製キャップを有するダミーの金属製
キャップ群を装着した状態で特性の測定を行い、目的と
する特性をもつようにトランジスタ、コンデンサ等の回
路素子の付替や、抵抗被膜のトリミング等回路の変更を
行った後に、最終的に用いる個々の金属製キャップを固
着するようにすると、容易に製造歩留りを向上すること
ができる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
複数の単位回路基板を一体化することにより、チップ型
回路素子の実装精度を向上し、その結果、高速搭載機の
適用による大量処理およびコスト低減を実現することが
でき、併せて半導体回路装置の特性の安定化を図ること
ができ、また、パッケージの信頼性を向上し、半導体回
路装置の回路基板上への表面実装精度を向上することが
でき、半導体回路装置の実装技術分野において寄与する
ことろが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の半導体パッケージの製造工程説明
図であり、（Ａ）は表面を示し、（Ｂ）は裏面を示して
いる。
【図２】第２実施例の半導体パッケージの製造工程説明
図であり、（Ａ）は表面を示し、（Ｂ）は裏面を示して
いる。
【図３】第２実施列の半導体装置の製造方法によって製
造された半導体回路装置の構成説明図であり、（Ａ）は
表面を示し、（Ｂ）は裏面を示している。
【図４】従来の半導体パッケージの製造方法の説明図で
あり、（Ａ）は表面を示し、（Ｂ）は裏面を示してい
る。
【図５】従来の半導体パッケージの製造方法の問題点の
説明図である。
【符号の説明】
１ａ，１ａ1 ，１ａ2 ，１ｂ，１ｂ1 ，１ｂ2 ，・・
・，１ｎ，１ｎ1 ，１ｎ 2 単位回路基板 ２ａ，２ｂ，・・・，２ｎ 放熱板 ３ 金属製リード端子 ４ リードフレーム ５ 金属製キャップ

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の単位回路基板が連続して接続された
    状態の単位回路基板アレイに対し、フレーム部材に支持されているリードと放熱板とを該単
    位回路基板の各々に対応して 接続した後、 該単位回路基板アレイを個々の単位回路基板に分割する
    ことを特徴とする回路基板の製造方法。
  2. 【請求項２】前記単位回路基板はリードが接続される辺
    が一辺だけであり、前記リードが接続される辺がその両
    側に配置されるように当該単位回路基板同士を１８０度
    回転して連結することで単位回路基板群を形成してな
    り、該単位回路基板群の対向するリード接続辺のそれぞ
    れにリードを接続した後に、個々の単位回路基板に分割
    することを特徴とする請求項１記載の回路基板の製造方
    法。
  3. 【請求項３】単位回路基板の回路パターンを利用して回
    路素子を接続する回路組み立て、あるいは、その特性を
    検査するための処理が該単位回路基板アレイあるいは単
    位回路基板群の状態で行われることを特徴とする請求項
    １或いは２記載の回路基板の製造方法。
  4. 【請求項４】単位回路基板の特性を検査するための処理
    は、シールド部材によって該単位回路基板アレイあるい
    は単位回路基板群の状態になっている各単位回路基板表
    面の回路パターンおよび回路素子の表面を覆って実施さ
    れることを特徴とする請求項３記載の回路基板の製造方
    法。
  5. 【請求項５】単位回路基板表面を覆うキャップ部材が該
    単位回路基板アレイあるいは単位回路基板群の状態で該
    単位回路基板上に設けられていることを特徴とする請求
    項１乃至請求項４の何れか１記載の回路基板の製造方
    法。
  6. 【請求項６】検査対象である請求項１記載の単位回路基
    板の表面を覆うシールド部材が形成され、 該シールド部材を検査対象となる回路の表面にかぶせた
    状態で該回路の検査を実施することを特徴とする回路検
    査装置。
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