JP3938810B2 - 半導体装置の実装方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３に示す従来の半導体装置は、半導体素子５２を搭載したプリント配線基板５４が、端子部として半田ボールからなる外部端子６０を下面に多数備えた構成のものである。
【０００３】
この外部端子６０は、プリント配線基板５４の上面に設けられた配線（図示せず）と対応する位置に形成されたものが前記配線と電気的に接続されており、それぞれの配線もまた半導体素子の対応する電極と金線５６により接続され、この状態で樹脂などによりモールド封止されてパッケージ５８が形成されている。この様な半導体装置の実装基板７０への装着は、図１４に示すように、半導体装置を実装基板７０上に位置合わせした状態でリフロー処理することでプリント配線基板の下面側に突出する半田ボールからなる外部端子６０を溶融して実装基板７０上の接続端子７４に半田付けすることによって行われている。
【０００４】
また、別の構成の半導体装置としてリードフレームを用いた構成もあり、この場合パッケージの内部で半導体素子の電極とワイヤボンディング等により電気的に接続されたリードがパッケージから突出し、これが実装基板の接続端子に半田付けされることにより半導体装置の実装基板への実装がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１３に示す従来の半導体装置は、多数の外部端子がプリント配線基板の下面から突出した構成であるため、半導体装置の取り扱い中に外部端子に何らかの負荷が掛かり易く、この負荷により外部端子が変形してしまう恐れがある。外部端子が変形した場合には、変形した部分だけ外部端子の高さ等が異なることとなり、実装基板に精度良く接合されないので、その部分において接合不良となってしまう。
【０００６】
また、変形の仕方によっては、半導体装置が実装基板に対して傾斜して接合されてしまったり、接合状態が不安定となって全ての外部端子と実装基板の接続端子とが良好に接続されずに部分的に接合不良を生じてしまうという問題が生じる。
【０００７】
さらに、実装基板に対する半導体装置の取り付け位置がずれると、実装基板の接続端子と半導体装置の外部端子との位置合わせが難しく、半導体装置の外部端子と実装基板の接続端子とを精度良く接合することができないという問題もある。
【０００８】
また、半導体装置を実装基板に実装するリフロー処理の際に高温雰囲気中に半導体装置および実装基板を置くため、パッケージクラックが生じてしまうという問題もある。
【０００９】
また、リードフレームを用いた構成の半導体装置においても上記と同様に、半導体装置の取り扱い中にパッケージから突出するリード部に何らかの負荷が掛かり易く、この負荷により取り扱い中にリード部が変形して精度良く半田付けできなくなったり、最悪の場合破損してしまう恐れがある。
【００１０】
以上のことから本発明は、端子部が半導体装置の取り扱い中に邪魔にならず、取り扱い中に端子が変形して短絡などの接合不良を起こす恐れのない半導体装置を提供することを第１の目的としている。
【００１１】
また、半導体装置の端子部と実装基板の接続端子との位置合わせが簡単で精度良く接合することができる半導体装置の実装方法を提供することを第２の目的としている。さらに、半導体装置と実装基板とを高い接合信頼性で実装できる半導体装置の実装方法を提供することを第３の目的としている。また、パッケージクラックの発生しない半導体装置の実装方法を提供することを第４の目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的及び第２の目的を達成するために、請求項１の発明の半導体装置の実装方法は、貫通孔が形成された配線板と、該貫通孔の開口周縁部分の少なくとも一部に形成された偏平な第１の接触子及び前記貫通孔の内面部分に形成された第２の接触子の少なくとも一方で構成された端子部と、前記配線板に搭載されると共に、前記端子部と電気的に接続された半導体素子と、を備えた半導体装置において、予め実装基板に突状の接続端子を含む電極部を設け、半導体装置の前記貫通孔内に、前記接続端子を挿入した状態で、前記接続端子を加熱することにより、前記貫通孔内で溶融させて半田付けして、前記端子部と前記接続端子とを接合することにより、前記電極部を半導体装置に設けられた端子部に電気的に接続して半導体装置を実装基板に実装することを特徴としている。
【００１３】
すなわち、請求項１の発明の半導体装置の実装方法により実装される半導体装置では、上記構成とすることにより、端子部が配線板から突出しない様にして取り扱い中の負荷により端子部が変形するのを防止している。
【００１４】
本請求項１の発明の半導体装置の実装方法により実装される半導体装置において、端子部を形成する偏平な第１の接触子は、例えば、配線板の表面にメッキなどにより形成した金属膜または導電性物質よりなる膜や、貫通孔内に充填した金属の配線板の上下面に露出する部分などにより構成することができる。また、端子部を形成する第２の接触子は、例えば、配線板に設けられた貫通孔の内面にメッキなどにより形成した金属膜または導電性物質よりなる膜や、貫通孔内に充填した金属に配線板を貫通するように設けた孔の内面部分などにより構成することができる。
【００１５】
端子部は、第１の接触子と第２の接触子とのどちらか一方からなる構成としてもよいが、両方からなる構成としてもよい。例えば、端子部が第１の接触子からなる場合では貫通孔の開口周縁部分の一部領域に設けたり、全周にわたる領域などに設けることができる。また、端子部が第２の接触子からなる場合は、貫通孔の内面部分の一部領域に設けたり、全面にわたる領域などに設けることができる。さらに、端子部が第１の接触子と第２の接触子とからなる場合においても同様に、第１の接触子を開口周縁部分の一部領域に設けると共に第２の接触子を第１の接触子と接合し貫通孔の内面部分の一部領域に設ける構成としたり、第１の接触子を貫通孔の開口の全周にわたる領域に設けると共に第２の接触子を第１の接触子と接合し貫通孔の内面部分の一部領域に設ける構成としたり、第１の接触子を貫通孔の開口周縁部分の一部領域に設けると共に第２の接触子を第１の接触子と接合し貫通孔の内面部分の全面にわたる領域に設ける構成としたり、第１の接触子を開口の全周にわたる領域に設けると共に第２の接触子を第１の接触子と接合し貫通孔の内面部分の全面にわたる領域に設ける構成とすることができる。
【００１６】
このように、本発明の半導体装置の実装方法により実装される半導体装置では、第１の接触子と第２の接触子のうち少なくとも一方が実装基板との接合方法に合わせて形成される実装基板の接続端子と接続可能な領域に設けられていればよい。
【００１７】
また、端子部の形状は、本発明では、限定しないが、例えば、端子部が第１の接触子と第２の接触子とからなる構成の場合では、第２の接触子の外面において貫通孔の内面と接合し、自身の内面が形成する孔の断面が円形または多角形の筒状の金属膜と、筒状の金属膜に形成された孔の開口周縁から配線板の表面に沿って垂直に延びたフランジを一方または両方に形成することで、第１の接触子と第２の接触子とを備えた端子部としてもよいし、貫通孔内面に第２の接触子の外面が接合しその断面が円形または多角形の筒状の肉厚の厚い金属膜を形成することで、配線板の上下面内に露出する該金属膜の厚さ分を第１の接触子、金属膜により形成される筒状の金属膜よりなる内面を第２の接触子としてもよい。
【００１８】
なお、第１の接触子を貫通孔又は第２の接触子が形成する孔の開口全周にわたる領域に設けた場合、接触子の形状は、例えば、中央に開口を有する円形や、中央に開口を有する多角形等とすることができる。また、そのような第１の接触子は、実装基板との接続面側のみ又は実装基板との接続面と逆側の面のみに１つだけ設けても、実装基板との接続面側と実装基板との接続面と逆側の面との２つに設けてもよい。
【００１９】
貫通孔の内面に設けられる第２の接触子の形成位置は、例えば、後述する請求項３の実装方法では内面全面としたり、後述する請求項４の実装方法では、内面の一部とするなどのように、実装基板との接合方法に合わせて決定することもできる。
【００２０】
このように請求項１の半導体装置の実装方法により実装される半導体装置は、従来では配線板の下面側に突出して形成させた外部端子を、貫通孔の開口周縁部分の少なくとも一部に形成された偏平な第１の接触子及び貫通孔の内面部分に形成された第２の接触子の少なくとも一方で構成された端子部としているため、端子部が取り扱い中に邪魔にならず、取り扱い中に端子部が変形して短絡などの接合不良を起こす恐れがない。
【００２１】
したがって、実装基板に対して良好な接合信頼性を有する半導体装置とすることができ、この様な半導体装置と実装基板との接合は、以下のように行われる。
【００２３】
実装基板の電極部は、上記の半導体装置に設けられた貫通孔に挿入可能に構成された突状の接続端子を含み、この接続端子が貫通孔内に入り込んだ状態で、接続端子を加熱して溶融させることにより、接続端子と端子部とを接合して半導体装置と実装基板とを電気的に接続するとともに、実装基板に対する半導体装置の位置を固定する。
【００２４】
突状の接続端子は、例えば、半田などのような、貫通孔に設けられた電極部よりも融点が低く、かつ、導電性の材料のものから形成すれば、接続端子の溶融時に貫通孔に設けられた電極部も同時に溶融することがなく、常に良好な接続状態を保てるため、好ましい。
このような接続端子を貫通孔内に挿入した状態で加熱することにより、貫通孔内で溶融させて半田付けするため、実装基板に対する半導体装置の接合が確実となり、接合信頼性を向上することができる。好ましくは、貫通孔の内面に端子部を形成すれば、溶融した接続端子が貫通孔内面の端子部に半田付けされることとなるので、確実、かつ、良好な接合状態となって高い接合信頼性が得られる。
また、請求項１の発明によれば、溶融した突状の接続端子は貫通孔内に留まるため、隣り合う接続端子同士が接合して半田ブリッジが形成される恐れがないという利点もある。
さらに、半導体装置における貫通孔部分のみを加熱して貫通孔内の突状の接続端子を溶融させるようにすることもでき、このように貫通孔内の突状の接続端子を溶融させれば、リフロー処理時にパッケージが加熱されることに起因して生じる、例えば、パッケージクラックなどの問題が発生する恐れがない。
このような半導体装置の貫通孔のみを加熱する手段としては、貫通孔の上方から突状の接続端子の融点以上に加熱された、例えば、ピン部材を突状の接続端子の頂部に接触させることにより突状の接続端子のみを加熱して溶融させる方法（すなわち、半田ごて）や、貫通孔の上方から突状の接続端子の融点以上の温度の熱風をブローして突状の接続端子を溶融させる方法等が挙げられる。
【００２６】
また、請求項１の発明によれば、突状の接続端子を貫通孔内に挿入して半導体装置を実装基板に実装するため、半導体装置に設けられた端子部とこの端子部に対応して形成された実装基板の突状の接続端子とを確実に接合できるので、実装基板の接続端子と半導体装置の外部端子との位置合わせが簡単で、精度良く接合することができる。
【００２７】
さらにこの方法によれば、半導体装置を実装基板に安定して装着できれば実装基板の接続端子と半導体装置の外部端子とが確実に接合されたこととなるため、従来では装着後の半導体装置に対して行っていた接合状態の検査を行う必要もないので、その分製造工程を減らすことができ、製造効率を向上させることができる。
【００２８】
請求項２の発明は、上記第３と第４の目的を達成するために、複数の貫通孔が形成された配線板と、該貫通孔の開口周縁部分の少なくとも一部に形成された偏平な第１の接触子及び前記貫通孔の内面部分に形成された第２の接触子の少なくとも一方で構成された端子部と、前記配線板に搭載されると共に、前記端子部と電気的に接続された半導体素子とを備えた半導体装置において、予め実装基板に突状の複数の接続端子を含む電極部を設け、前記半導体装置の前記複数の貫通孔内に、前記複数の接続端子を挿入し、前記複数の接続端子の頂部の折れ曲がり方向が異なるように、前記貫通孔内に挿入された前記接続端子の該貫通孔から突出した部分に押圧力を加えて変形させて、前記端子部と前記接続端子とを接合することにより、前記電極部を前記半導体装置に設けられた端子部に電気的に接続して前記半導体装置を実装基板に実装することを特徴としている。
【００２９】
すなわち、変形した突状の接続端子が半導体装置の貫通孔内または貫通孔の開口位置で引っ掛かり、半導体装置を実装基板から離れないようにするため、半導体装置と実装基板とが高い接合信頼性で実装されることとなる。
【００３０】
この方法では、実装基板の実装面に形成された平坦な電極部の中央位置に突状の接続端子を設け、突状の接続端子が半導体装置の貫通孔内に挿入されて変形することにより半導体装置と接合したときに、半導体装置の実装基板側に設けた端子部の平坦な接続面と実装基板の平坦な電極部とが接触した状態で固定されることで電気的な接続を果たす場合と、導電材料より構成した突状の接続端子自身が半導体装置の接続面に接合して電気的な接続を果たす場合との両方に有効である。特に、後者の場合、突状の接続端子が貫通孔内で屈曲または潰れた状態のときに、必ず貫通孔の内面位置または貫通孔の開口周縁位置の少なくとも一方で半導体装置の端子部と電気的に接続するので、より一層接合信頼性が向上したものとなる。
【００３１】
なお、この場合、突状の接続端子は押圧力がかけられると比較的簡単に屈曲するまたは潰れて、かつ、貫通孔に設けられた電極部よりも硬度の低い材質のものから形成すれば、突状の接続端子にかかる押圧力により貫通孔に設けられた電極部が破損することがないので好ましい。
【００３２】
また、突状の接続端子の貫通孔から突出した部分に押圧力が加わると接続端子の貫通孔内に配置された個所が屈曲する構成とすれば、押圧力がかけられると接続端子が貫通孔内で屈曲して貫通孔の内面を押圧し、この押圧力により半導体装置とを実装基板とを接合できる。さらに、この様な特定の個所が屈曲する突状の接続端子とすることにより、貫通孔の内面に端子部を形成した場合では必ず貫通孔内の端子部と突状の接続端子とが接触することとなるので貫通孔内の端子部と突状の接続端子との接合が確実となり、接合信頼性をさらに向上できる。
【００３３】
また、このような貫通孔内で端子部に押圧力を加えて変形させる実装方法では、半導体装置の貫通孔内の端子部と実装基板の突状の接続端子とを接合するために熱を使用しないので、従来の半導体装置全体を加熱する（リフロー処理）際にパッケージが加熱されることに起因して生じる、例えば、パッケージクラックなどの問題が発生する恐れがない。もちろん、半導体装置全体を加熱する（リフロー処理）も不要となるのでその分製造効率が向上して大幅な納期短縮化が図れると共に製造コストを低減することができる。
また、押圧力の掛けかたを調整してそれぞれの接続端子の頂部の折れ曲がり方向が異なるようにすることにより、実装後の半導体装置が実装基板から外れる恐れを無くすことができる。
また、予め定めた個所を屈曲可能に構成した接続素子としてもよい。この場合、接続素子の頂部に押圧力が掛かると必ず屈曲可能な箇所で折れ曲がって端子部を押圧した状態となるため、確実に端子部と接合でき、一層接合信頼性を向上したものとなる。
【００４０】
また、請求項４の発明の半導体装置の実装方法は、上記第１の目的を達成するために、実装基板側に開口する有底の孔が形成された配線板と、該有底の孔の内面部分の少なくとも一部に形成された端子部と、前記配線板に搭載されると共に、前記端子部と電気的に接続された半導体素子とを備えた半導体装置において、予め実装基板に突状の接続端子を含む電極部を設け、前記接続端子は、予め定めた箇所が屈曲可能に構成され、前記半導体装置の前記有底の孔内に、前記接続端子を挿入して、前記接続端子の頂部に押圧力を加えて変形させて、前記端子部と前記接続端子とを接合することにより、前記電極部を前記半導体装置に設けられた端子部に電気的に接続して前記半導体装置を実装基板に実装することを特徴としている。
【００４１】
すなわち、請求項４の発明では、上記構成とすることにより、端子部が配線板から突出しない様にして取り扱い中の負荷により端子部が変形するのを防いでいる。
【００４２】
本請求項４の発明において、端子部は、例えば、配線板の下面に形成した有底の孔の内面にメッキなどにより形成した金属膜または導電性物質よりなる膜の表面や、配線板の内部のある一定の深さまで形成した金属層内に設けた有底の孔の内面などにより構成することができる。また、有底の孔の形状は限定しないが、例えば、配線板の下面内に開口しその断面が円形または多角形である有底の筒状とすることができる。
【００４３】
また、端子部は、実装基板との接合方法に応じて有底の孔の内面部分の全領域に設けたり、一部領域に設けることができる。例えば、実装基板の接続端子を溶融して有底の孔の内面の全面に接合するようにすれば、端子部は内面全面に設けても、内面の一部領域に設けてもよい。
【００４４】
このように請求項４の半導体装置は、従来では配線板の下面側に突出して形成させた外部端子を、配線板に形成された有底の孔の内面部分の少なくとも一部に形成した端子部としているため、端子部が取り扱い中に邪魔にならず、取り扱い中に端子が変形して短絡などの接合不良を起こす恐れがない。
【００４５】
したがって、実装基板に対して良好な接合信頼性を有する半導体装置とすることができる。なお、この様な半導体装置と実装基板との接合は、以下のように行うことができる。
【００４６】
請求項４の発明の半導体装置の実装方法は、上記第２の目的を達成するために、半導体装置の前記有底の孔内に、前記接続端子を挿入して、接続端子の頂部に押圧力を加えて変形させて、端子部と接続端子とを接合することにより、前記電極部を半導体装置に設けられた端子部に電気的に接続して半導体装置を実装基板に実装することを特徴としている。
【００４７】
実装基板の電極部は、請求項４に記載の半導体装置に設けられた有底の孔に挿入可能に構成された突状の接続端子を含み、この接続端子が有底の孔内に入り込んだ状態で接合されることにより半導体装置と実装基板とを電気的に接続するとともに、実装基板に対する半導体装置の位置を固定する。
【００４８】
突状の接続端子は、例えば、ＡｕやＣｕなどの導電性材料から構成して半導体装置の端子部と接触するようにするとよい。
【００４９】
また、半導体装置と実装基板との接合は、孔部の深さよりも若干長い寸法の棒状に形成した突状の接続端子を孔部内に挿入した後、押圧力をかけて孔部の底面で接続端子の頂部を押し潰すことにより、有底の孔内に位置する個所が屈曲するように形成した突状の接続端子を孔部内で屈曲させて有底の孔内で突状の接続端子を固定する。
【００５０】
また、請求項４の発明によれば、半導体装置に設けられた端子部とこの端子部に対応して形成された実装基板の突状の接続端子とを確実に接合できるので、実装基板の接続端子と半導体装置の端子部との位置合わせが簡単で、精度良く接合することができる。
【００５１】
さらにこの方法によれば、半導体装置を実装基板に安定して装着できれば実装基板の接続端子と半導体装置の端子部とが確実に接合されたこととなるため、従来では装着後の半導体装置に対して行っていた接合状態の検査を行う必要もないので、その分製造工程を減らすことができ、製造効率を向上させることができる。
【００５２】
なお、有底の孔内に突状の接続端子が挿入された状態でリフロー処理する場合では、接合信頼性が向上するので上記第３の目的を達成できる。
【００５３】
また、孔部の深さよりも若干長い寸法の棒状に形成した突状の接続端子を孔部内に挿入した後、押圧力をかけて孔部の底面で頂部を押し潰すことにより有底の孔内で突状の接続端子を固定する場合と、突状の接続端子を孔部内で屈曲させて有底の孔内で突状の接続端子を固定する場合では、リフロー処理を行う必要がないので、上記第４の目的を達成できると共に、リフロー処理工程を削減できる分だけ製造効率が向上して大幅な納期短縮化が図れると共に製造コストを低減することができる。
また、接続素子を、予め定めた箇所を屈曲可能に構成することにより、接続素子の頂部に押圧力が掛かると必ず屈曲可能な箇所で折れ曲がって端子部を押圧した状態となるため、確実に端子部と接合でき、一層接合信頼性を向上したものとなる。
【００５４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１から図１２を参照して説明する。
【００５５】
（第１の実施形態）
本第１の実施形態の半導体装置１０は、図１に示すように、配線板であるプリント配線基板１４上に半導体素子１２を搭載し、プリント配線基板１４に設けられた配線（図示せず）と半導体素子１２の電極部（図示せず）とをワイヤ１６によりボンディングした後、樹脂によるモールド封止によりパッケージ１８を形成して構成されている。
【００５６】
このプリント配線基板１４には中央に搭載される半導体素子１２を取り囲むように配置された多数の貫通孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ（図１では説明のため４つだけ示す。）が半導体装置の中心位置を中心として設けられている。図２に示すように、それぞれの貫通孔１４ａ、１４ｂ（図２では説明のため２つだけ示す。）には、全内面の領域に設けられプリント配線基板１４の表側及び裏側に開口する孔２０ａ、２０ｂを形成する円筒状の第２の接触子２１ｃと、第２の接触子２１ｃが形成した孔の両開口周縁の領域にフランジ状に形成された一対の第１の接触子２１ａ、２１ｂと、を備え、プリント配線基板１４の上面に設けられた配線パターンと繋がって形成された端子部２２ａが設けられている。
【００５７】
この端子部２２ａの第２の接触子２１ｃは、外周面が貫通孔１４ａの内周面と接合した円筒状の金属膜部材により形成され、また、第１の接触子２１ａ、２１ｂは、第２の接触子２１ｃの両開口周縁からプリント配線基板の表面に沿った方向に延びた円形の偏平な金属膜より形成されている。また、プリント配線基板に設けられた全ての貫通孔には同一構成の端子部が形成されている。
【００５８】
また、実装基板３０は、半導体装置１０が載置されたときに、図４に示すようにプリント配線基板１４に設けられた端子部２２ａ、２２ｂと接続する位置に電極部３４ａ、３４ｂ（図４では説明のため２つだけ示す。）がそれぞれ設けられており、これら電極部３４ａ、３４ｂには、電極部３４ａ、３４ｂの中央位置から垂直に延び第２の接触子２１ｃにより形成される孔２０ａ、２０ｂ内に挿入されたときに頂部が若干突出する長さ寸法の棒状の接合ピン部材３２ａ、３２ｂが実装基板３０の接続端子として設けられている。この接合ピン部材３２ａ、３２ｂは導電性材料よりなり、端子部２２ａ、２２ｂよりも軟性の部材により構成されている。
【００５９】
このような実装基板３０と半導体装置１０とは、図３に示すように、上記形状の端子部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄに対し、突状の接続端子である接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを中央位置に備えた実装基板３０の電極部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄが各々接触して接合される。なお、ここでは説明のため一部分だけを示している。
【００６０】
ここで、この半導体装置１０を実装基板３０に実装する方法について図３を参照して説明する。まず、図３（ａ）に示すように、半導体装置１０を吸引装置４０により保持して実装基板３０の実装位置上に搬送する。
【００６１】
吸引装置４０は、半導体装置１０の全ての貫通孔１４ａ、１４ｂ（図４参照）に形成された端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内にそれぞれ対応する実装基板３０の接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが全て挿入可能な実装基板３０の上方位置まで半導体装置１０を搬送した後、全ての端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内にそれぞれ対応する接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが挿入されるまで半導体装置１０を降下させ、端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内に接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが挿入されて半導体装置１０が実装基板３０上に載置されると、吸引を解除して搬送を終了する。
【００６２】
接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの長さ寸法は、端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内に挿入されたときに頂部が若干突出する寸法とされており、吸引装置４０による搬送が終了した状態では、全ての端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ頂部が端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから突出した状態となっている。
【００６３】
その後、図３（ｂ）に示すように、端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから突出した接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの頂部に予め定められた圧力を与える押圧装置４２ａ、４２ｂにより接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの頂部を押圧する。これにより、図３（ｃ）に示すように、接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが変形して実装基板３０に対して半導体装置１０を固定し、半導体装置１０の実装基板３０に対する実装が終了する。
【００６４】
なお、好ましくは、半導体装置１０に近い側の接合ピン部材３２ｂ、３２ｃの頂部が半導体装置に向かって折れ曲がる共に、その外側に配置された接合ピン部材３２ａ、３２ｄの頂部が半導体装置側とは逆側に向かって折れ曲がるなどのように、押圧力の掛けかたを調整してそれぞれの接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの折れ曲がり方向が異なるようにすれば実装後の半導体装置１０が実装基板に３０から外れる恐れを無くすことができる。
【００６５】
なお、図３（ｃ）には、接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの開口位置で折れ曲がった状態のみを示しているが、図４に示すように、端子部の孔２０ａ、２０ｂの内部と開口位置とで折れ曲がり、端子部２２ａの第２の接触子２１ｃ及び実装基板３０と逆側面に形成された第１の接触子２１ａとに接合した接合ピン部材３２ａと、頂部のみが潰されて広がりこの広がった部分が実装基板３０と逆側面に形成された端子部２２ｂの第１の接触子２１ａと接合した接合ピン部材３２ｂなどとなっている。
【００６６】
また、端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内で変形させる接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの形状は上記第１の実施形態で示す棒状に限らず、例えば、図５に示すように、平板状の部材を３個所折り曲げた輪状とすることにより側面形状を菱形状とし、頂点３５ａ以外の対向する２つの角を屈曲部３５ｂ、３５ｃとした構成のものなどのように、予め定めた個所を屈曲可能に構成した接合ピン部材３５としてもよい。この場合、接合ピン部材３５に押圧力が掛かると必ず屈曲部３５ｂ、３５ｃ位置で折れ曲がって第２の接触子２１ｃを押圧した状態となるため、確実に端子部２２ａ、２２ｂと接合でき、一層接合信頼性を向上したものとなる。なお、図５におけるその他の構成は図４の構成と同一であるため説明を省略する。
【００６７】
（第２の実施形態）
本第２の実施形態は、図１及び図２に示す半導体装置を用いた別の実装方法である。なお、用いる半導体装置１０は、上述した第１の実施形態と同様の構成であるため説明は省略する。
【００６８】
また、実装基板３０は、図７に示すように、半導体装置１０に設けられた端子部の孔２０ａ、２０ｂ（図７では説明のため２つだけ示す。）に対応する位置に電極部３４ａ、３４ｂをそれぞれ設けられており、これら電極部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄには、電極部３４ａ、３４ｂの中央位置から垂直に延び第２の接触子２１ｃにより形成される孔２０ａ、２０ｂ内に挿入されたときに頂部が若干突出する長さ寸法の棒状の半田よりなる半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが実装基板３０の接続端子として設けられている。
【００６９】
このような実装基板３０と半導体装置１０とは、図６に示すように、端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内に、突状の接続端子である半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが挿入された後、半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが溶融されて接合される。なお、ここでは説明のため一部分だけを示している。
【００７０】
ここで、この半導体装置１０を実装基板３０に実装する方法について図６を参照して説明する。まず、図６（ａ）に示すように、半導体装置１０を吸引装置４０により保持して実装基板３０の実装位置上に搬送する。
【００７１】
吸引装置４０は、半導体装置１０の全ての貫通孔１４ａ、１４ｂ（図７参照）に形成された端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内にそれぞれ対応する実装基板３０の半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが全て挿入可能な実装基板３０の上方位置まで半導体装置１０を搬送した後、全ての端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内にそれぞれ対応する半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄがが挿入されるまで半導体装置１０を降下させ、端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内に半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄがが挿入されて半導体装置１０が実装基板３０上に載置されると、吸引を解除して搬送を終了する。
【００７２】
半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの長さ寸法は、端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの深さ寸法よりも若干長い寸法とされているため、半導体装置１０が全ての端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内にそれぞれ対応する実装基板３０の半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが挿入された状態で実装基板３０上に載置されると、半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの頂部が端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから突出した状態となる。
【００７３】
その後、図６（ｂ）に示すように、半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの融点以上の温度に加熱されたピン形状の加熱手段を備えた半田ごて装置４４ａ、４４ｂにより端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから突出した半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの頂部に接触させて半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを加熱する。これにより、半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは溶融されて、図７に示すように、半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ（ここでは説明のため２つのみを示す。）は端子部の孔２０ａ、２０ｂ内で液状化する。その後、冷却されて端子部の孔２０ａ、２０ｂ内に半田付けされることにより、第２の接触子２１ｃと接合されることとなる。
【００７４】
これにより、図６（ｃ）に示すように、実装基板３０に対して半導体装置１０が固定されて、半導体装置１０の実装基板３０に対する実装が終了する。
【００７５】
このように第２の実施形態によれば、半田ごて装置４４ａ、４４ｂを用いて半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂを溶融するため、パッケージ１８などの他の部分が熱によって変形したり、破損するなどの心配がない。もちろん、半導体装置に設けられた全ての端子部と実装基板の端子部とを確実に接合できるので接合信頼性が向上したものとできる。
【００７６】
（第３の実施形態）
本第３の実施形態は、上記図６及び図７の方法において、端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内の半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの加熱方法の別の実施形態を示している。なお、用いる半導体装置１０および実装基板３０は、上述した第２の実施形態と同様の構成であるため説明は省略する。また、半導体装置１０を実装基板３０の実装位置に載置するまでの工程も上述した第２の実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００７７】
吸引装置４０が半導体装置１０を実装基板３０の実装位置に載置した後、図９（ｂ）に示すように、半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの融点以上温度に調整された熱風を噴射する熱風ブロー装置４６ａ、４６ｂが、実装基板３０と逆側の端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの開口領域に半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの融点以上温度に調整された熱風を噴射する。
【００７８】
これにより、図８に示すように、端子部の孔２０ａ、２０ｂ（ここでは説明のため２つのみを示す。）内の半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂが溶融されて端子部の孔２０ａ、２０ｂ内で液状化する。その後、冷却されて端子部の孔２０ａ、２０ｂ内に半田付けされることにより、第２の接触子２１ｃと接合されることとなる。なお、その他の工程は、上記第２の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００７９】
このように第３の実施形態によれば、熱風ブロー装置４６ａ、４６ｂを用いて半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂを溶融するため、パッケージ１８などの他の部分が熱によって変形したり、破損するなどの心配がない。もちろん、半導体装置１０に設けられた全ての端子部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと実装基板３０の電極部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄとを確実に接合できるので接合信頼性が向上したものとできる。
【００８０】
なお、第３の実施形態では、熱風ブロー装置４６ａ、４６ｂを用いて半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを溶融するため、半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの長さを頂部が端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから突出しない長さしてもよい。
【００８１】
（第４の実施形態）
本第４の実施形態の半導体装置は、図１０に示すように、上述した本第１の実施形態の半導体装置１０においてプリント配線基板に多数の貫通孔１４ａ、１４ｂを設ける代わりにプリント配線基板１４の下面側に開口する底面が円形の有底の穴１５ａ、１５ｂ（ここでは説明のため２つのみを示す。）を設け、この有底の穴１５ａ、１５ｂの全内面に接合する端子部２６ａ、２６ｂを形成した構成である。また、プリント配線基板に設けられた全ての有底の穴には同一構成の端子部が形成されている。
【００８２】
この端子部２６ａ、２６ｂは、外面が有底の穴１５ａ、１５ｂの内側面と底面とに接合し、内面がプリント配線基板１４の裏側に開口する孔２４ａ、２４ｂを形成する有底円筒状の金属膜部材と、この金属膜部材の開口周縁からプリント配線基板１４の下面に沿った方向に延び中央に開口を有する円形の金属膜であるフランジ部とにより構成されている。なお、半導体装置１０を構成するその他の部分は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００８３】
実装基板３０は、半導体装置１０が載置されたときに、図１２に示すようにプリント配線基板１４に設けられた端子部２６ａ、２６ｂと接続する位置に電極部３４ａ、３４ｂ（図１２では説明のため２つだけ示す。）がそれぞれ設けられており、これら電極部３４ａ、３４ｂには、電極部３４ａ、３４ｂの中央位置から垂直に延び端子部２６ａ、２６ｂの内面で形成される孔２４ａ、２４ｂの深さ寸法よりも若干長い寸法の棒状の接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが実装基板３０の接続端子として設けられている。。この接合ピン部材３２ａ、３２ｂは導電性材料よりなり、端子部２６ａ、２６ｂよりも軟性の部材により構成されている。
【００８４】
このような実装基板３０と半導体装置１０とは、図１１に示すように、上記形状の端子部２６ａ、２６ｂ、２２ｃ、２２ｄの孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに対し、突状の接続端子である接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを中央位置に備えた実装基板３０の電極部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄが各々接触して接合される。なお、ここでは説明のため一部分だけを示している。
【００８５】
ここで、この半導体装置１０を実装基板３０に実装する方法について図１１を参照して説明する。まず、図１１（ａ）に示すように、半導体装置１０を吸引装置４０により保持して実装基板３０の実装位置上に搬送する。
吸引装置４０は、プリント配線基板１４の全ての端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ内にそれぞれ対応する実装基板３０の接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが挿入可能な実装基板３０の上方位置まで半導体装置１０を搬送した後、全ての端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ内にそれぞれ対応する接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが挿入されるまで半導体装置１０を降下させる。端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ内に接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが挿入されて半導体装置１０が実装基板３０上に載置されると、吸引を解除して搬送を終了する。
【００８６】
接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの長さ寸法は、端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの深さ寸法よりも若干大きくされているため、全ての端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ内にそれぞれ対応する接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが挿入された状態で、半導体装置１０が実装基板３０上に載置されると、半導体装置１０は全ての接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄによって点支持された状態となる。
【００８７】
その後、図１１（ｂ）に示すように、予め定められた圧力を与える押圧装置４２ａ、４２ｂにより端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが設けられた領域のプリント配線基板１４上面から押圧力を与えることにより端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの底面で接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの頂部を押圧して接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの頂部を潰す。接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、図１２に示すように、頂部のみが潰されて広がり、この広がった部分が端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの底部に接合した状態となっている。
これにより、図１１（ｃ）に示すように、実装基板３０に対して半導体装置１０が固定されて、半導体装置１０の実装基板３０に対する実装が終了する。なお、接合ピン部材３３の形状としては図１２で示すものだけに限らず、例えば、上記図５に示すような平板部材を折り曲げて接合ピン部材３５の略中央位置に２個所の屈曲部３５ｂ、３５ｃを有する菱形状としても、端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの内部で折れ曲がってその折れ曲がり位置が端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの内面に接触するような特定の位置を屈曲部とした構成のものなどとすると接続が更に確実になるため好ましい。また、有底の孔の形状を底面が円形の有底の筒状としたが、これに限らず底面が多角形の有底の筒状などとしてもよい。
【００８８】
なお、上述した全ての実施形態では、第２の接触子またはフランジ部の形状を、中央に開口を有する円形としているが、この形状に限らず、中央に開口を有する多角形状としたり、中央から外れた位置に開口を有する円形又は多角形状とすることもできる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、半導体装置に設けられた端子部が半導体装置の取り扱い中に邪魔にならず、取り扱い中に端子が変形して短絡などの接合不良を起こす恐れのない半導体装置を、実装基板に対して半導体装置の端子部と実装基板の接続端子との位置合わせが簡単で精度良く接合することができる、という効果がある。
また、接続端子を貫通孔内に挿入した状態で加熱することにより、貫通孔内で溶融させて半田付けするため、実装基板に対する半導体装置の接合が確実となり、接合信頼性を向上することができる。
また、請求項２の発明によれば、接続端子の頂部の折れ曲がり方向が異なるようにすることにより、実装後の半導体装置が実装基板から外れる恐れを無くすことができる。
【００９１】
また、請求項１〜請求項３の発明によれば、パッケージクラックの発生しない半導体装置のパッケージにクラックを発生させないで実装できる、という効果がある。
【００９２】
請求項４の発明によれば、端子部が半導体装置の取り扱い中に邪魔にならず、取り扱い中に端子が変形して短絡などの接合不良を起こす恐れのない半導体装置が得られる、という効果がある。
【００９３】
さらに、半導体装置を実装基板に対して半導体装置の端子部と実装基板の接続端子との位置合わせが簡単で精度良く接合することができる、という効果がある。
また、接続素子を、予め定めた箇所を屈曲可能に構成することにより、接続素子の頂部に押圧力が掛かると必ず屈曲可能な箇所で折れ曲がって端子部を押圧した状態となるため、確実に端子部と接合でき、一層接合信頼性を向上したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体装置の概略構成を示す断面説明図である。
【図２】図１に示す半導体装置の端子部の概略構成を示す部分断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の半導体装置の実装方法の概略説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における実装基板の接合ピン部材と半導体装置の端子部との接続状態を示す断面説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における別の構成の接合ピン部材と半導体装置の端子部との接続状態を示す断面説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の半導体装置の実装方法の概略説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における実装基板の接合ピン部材と半導体装置の端子部との接続状態を示す断面説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における実装基板の接合ピン部材と半導体装置の端子部との接続状態を示す断面説明図である。
【図９】本発明の第３の実施形態の半導体装置の実装方法の概略説明図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態の半導体装置の端子部の概略構成を示す部分断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態の半導体装置の実装方法の概略説明図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態における実装基板の接合ピン部材と半導体装置の端子部との接続状態を示す断面説明図である。
【図１３】従来の半導体装置の概略構成を示す断面説明図である。
【図１４】従来の半導体装置と実装基板との接合状態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１０ 半導体装置
１２ 半導体素子
１４ プリント配線基板
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 貫通孔
１６ ワイヤ
１８ パッケージ
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 端子部の孔
２２ａ、２２ｂ 端子部
３０ 実装基板
４０ 吸引装置
３４ａ、３４ｂ 電極部
３２ 接合ピン部材
４２ａ、４２ｂ 押圧装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３に示す従来の半導体装置は、半導体素子５２を搭載したプリント配線基板５４が、端子部として半田ボールからなる外部端子６０を下面に多数備えた構成のものである。
【０００３】
この外部端子６０は、プリント配線基板５４の上面に設けられた配線（図示せず）と対応する位置に形成されたものが前記配線と電気的に接続されており、それぞれの配線もまた半導体素子の対応する電極と金線５６により接続され、この状態で樹脂などによりモールド封止されてパッケージ５８が形成されている。この様な半導体装置の実装基板７０への装着は、図１４に示すように、半導体装置を実装基板７０上に位置合わせした状態でリフロー処理することでプリント配線基板の下面側に突出する半田ボールからなる外部端子６０を溶融して実装基板７０上の接続端子７４に半田付けすることによって行われている。
【０００４】
また、別の構成の半導体装置としてリードフレームを用いた構成もあり、この場合パッケージの内部で半導体素子の電極とワイヤボンディング等により電気的に接続されたリードがパッケージから突出し、これが実装基板の接続端子に半田付けされることにより半導体装置の実装基板への実装がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１３に示す従来の半導体装置は、多数の外部端子がプリント配線基板の下面から突出した構成であるため、半導体装置の取り扱い中に外部端子に何らかの負荷が掛かり易く、この負荷により外部端子が変形してしまう恐れがある。外部端子が変形した場合には、変形した部分だけ外部端子の高さ等が異なることとなり、実装基板に精度良く接合されないので、その部分において接合不良となってしまう。
【０００６】
また、変形の仕方によっては、半導体装置が実装基板に対して傾斜して接合されてしまったり、接合状態が不安定となって全ての外部端子と実装基板の接続端子とが良好に接続されずに部分的に接合不良を生じてしまうという問題が生じる。
【０００７】
さらに、実装基板に対する半導体装置の取り付け位置がずれると、実装基板の接続端子と半導体装置の外部端子との位置合わせが難しく、半導体装置の外部端子と実装基板の接続端子とを精度良く接合することができないという問題もある。
【０００８】
また、半導体装置を実装基板に実装するリフロー処理の際に高温雰囲気中に半導体装置および実装基板を置くため、パッケージクラックが生じてしまうという問題もある。
【０００９】
また、リードフレームを用いた構成の半導体装置においても上記と同様に、半導体装置の取り扱い中にパッケージから突出するリード部に何らかの負荷が掛かり易く、この負荷により取り扱い中にリード部が変形して精度良く半田付けできなくなったり、最悪の場合破損してしまう恐れがある。
【００１０】
以上のことから本発明は、端子部が半導体装置の取り扱い中に邪魔にならず、取り扱い中に端子が変形して短絡などの接合不良を起こす恐れのない半導体装置を提供することを第１の目的としている。
【００１１】
また、半導体装置の端子部と実装基板の接続端子との位置合わせが簡単で精度良く接合することができる半導体装置の実装方法を提供することを第２の目的としている。さらに、半導体装置と実装基板とを高い接合信頼性で実装できる半導体装置の実装方法を提供することを第３の目的としている。また、パッケージクラックの発生しない半導体装置の実装方法を提供することを第４の目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的及び第２の目的を達成するために、請求項１の発明の半導体装置の実装方法は、貫通孔が形成された配線板と、該貫通孔の開口周縁部分の少なくとも一部に形成された偏平な第１の接触子及び前記貫通孔の内面部分に形成された第２の接触子の少なくとも一方で構成された端子部と、前記配線板に搭載されると共に、前記端子部と電気的に接続された半導体素子と、を備えた半導体装置において、予め実装基板に突状の接続端子を含む電極部を設け、半導体装置の前記貫通孔内に、前記接続端子を挿入した状態で、前記接続端子を加熱することにより、前記貫通孔内で溶融させて半田付けして、前記端子部と前記接続端子とを接合することにより、前記電極部を半導体装置に設けられた端子部に電気的に接続して半導体装置を実装基板に実装することを特徴としている。
【００１３】
すなわち、請求項１の発明の半導体装置の実装方法により実装される半導体装置では、上記構成とすることにより、端子部が配線板から突出しない様にして取り扱い中の負荷により端子部が変形するのを防止している。
【００１４】
本請求項１の発明の半導体装置の実装方法により実装される半導体装置において、端子部を形成する偏平な第１の接触子は、例えば、配線板の表面にメッキなどにより形成した金属膜または導電性物質よりなる膜や、貫通孔内に充填した金属の配線板の上下面に露出する部分などにより構成することができる。また、端子部を形成する第２の接触子は、例えば、配線板に設けられた貫通孔の内面にメッキなどにより形成した金属膜または導電性物質よりなる膜や、貫通孔内に充填した金属に配線板を貫通するように設けた孔の内面部分などにより構成することができる。
【００１５】
端子部は、第１の接触子と第２の接触子とのどちらか一方からなる構成としてもよいが、両方からなる構成としてもよい。例えば、端子部が第１の接触子からなる場合では貫通孔の開口周縁部分の一部領域に設けたり、全周にわたる領域などに設けることができる。また、端子部が第２の接触子からなる場合は、貫通孔の内面部分の一部領域に設けたり、全面にわたる領域などに設けることができる。さらに、端子部が第１の接触子と第２の接触子とからなる場合においても同様に、第１の接触子を開口周縁部分の一部領域に設けると共に第２の接触子を第１の接触子と接合し貫通孔の内面部分の一部領域に設ける構成としたり、第１の接触子を貫通孔の開口の全周にわたる領域に設けると共に第２の接触子を第１の接触子と接合し貫通孔の内面部分の一部領域に設ける構成としたり、第１の接触子を貫通孔の開口周縁部分の一部領域に設けると共に第２の接触子を第１の接触子と接合し貫通孔の内面部分の全面にわたる領域に設ける構成としたり、第１の接触子を開口の全周にわたる領域に設けると共に第２の接触子を第１の接触子と接合し貫通孔の内面部分の全面にわたる領域に設ける構成とすることができる。
【００１６】
このように、本発明の半導体装置の実装方法により実装される半導体装置では、第１の接触子と第２の接触子のうち少なくとも一方が実装基板との接合方法に合わせて形成される実装基板の接続端子と接続可能な領域に設けられていればよい。
【００１７】
また、端子部の形状は、本発明では、限定しないが、例えば、端子部が第１の接触子と第２の接触子とからなる構成の場合では、第２の接触子の外面において貫通孔の内面と接合し、自身の内面が形成する孔の断面が円形または多角形の筒状の金属膜と、筒状の金属膜に形成された孔の開口周縁から配線板の表面に沿って垂直に延びたフランジを一方または両方に形成することで、第１の接触子と第２の接触子とを備えた端子部としてもよいし、貫通孔内面に第２の接触子の外面が接合しその断面が円形または多角形の筒状の肉厚の厚い金属膜を形成することで、配線板の上下面内に露出する該金属膜の厚さ分を第１の接触子、金属膜により形成される筒状の金属膜よりなる内面を第２の接触子としてもよい。
【００１８】
なお、第１の接触子を貫通孔又は第２の接触子が形成する孔の開口全周にわたる領域に設けた場合、接触子の形状は、例えば、中央に開口を有する円形や、中央に開口を有する多角形等とすることができる。また、そのような第１の接触子は、実装基板との接続面側のみ又は実装基板との接続面と逆側の面のみに１つだけ設けても、実装基板との接続面側と実装基板との接続面と逆側の面との２つに設けてもよい。
【００１９】
貫通孔の内面に設けられる第２の接触子の形成位置は、例えば、後述する請求項３の実装方法では内面全面としたり、後述する請求項４の実装方法では、内面の一部とするなどのように、実装基板との接合方法に合わせて決定することもできる。
【００２０】
このように請求項１の半導体装置の実装方法により実装される半導体装置は、従来では配線板の下面側に突出して形成させた外部端子を、貫通孔の開口周縁部分の少なくとも一部に形成された偏平な第１の接触子及び貫通孔の内面部分に形成された第２の接触子の少なくとも一方で構成された端子部としているため、端子部が取り扱い中に邪魔にならず、取り扱い中に端子部が変形して短絡などの接合不良を起こす恐れがない。
【００２１】
したがって、実装基板に対して良好な接合信頼性を有する半導体装置とすることができ、この様な半導体装置と実装基板との接合は、以下のように行われる。
【００２３】
実装基板の電極部は、上記の半導体装置に設けられた貫通孔に挿入可能に構成された突状の接続端子を含み、この接続端子が貫通孔内に入り込んだ状態で、接続端子を加熱して溶融させることにより、接続端子と端子部とを接合して半導体装置と実装基板とを電気的に接続するとともに、実装基板に対する半導体装置の位置を固定する。
【００２４】
突状の接続端子は、例えば、半田などのような、貫通孔に設けられた電極部よりも融点が低く、かつ、導電性の材料のものから形成すれば、接続端子の溶融時に貫通孔に設けられた電極部も同時に溶融することがなく、常に良好な接続状態を保てるため、好ましい。
このような接続端子を貫通孔内に挿入した状態で加熱することにより、貫通孔内で溶融させて半田付けするため、実装基板に対する半導体装置の接合が確実となり、接合信頼性を向上することができる。好ましくは、貫通孔の内面に端子部を形成すれば、溶融した接続端子が貫通孔内面の端子部に半田付けされることとなるので、確実、かつ、良好な接合状態となって高い接合信頼性が得られる。
また、請求項１の発明によれば、溶融した突状の接続端子は貫通孔内に留まるため、隣り合う接続端子同士が接合して半田ブリッジが形成される恐れがないという利点もある。
さらに、半導体装置における貫通孔部分のみを加熱して貫通孔内の突状の接続端子を溶融させるようにすることもでき、このように貫通孔内の突状の接続端子を溶融させれば、リフロー処理時にパッケージが加熱されることに起因して生じる、例えば、パッケージクラックなどの問題が発生する恐れがない。
このような半導体装置の貫通孔のみを加熱する手段としては、貫通孔の上方から突状の接続端子の融点以上に加熱された、例えば、ピン部材を突状の接続端子の頂部に接触させることにより突状の接続端子のみを加熱して溶融させる方法（すなわち、半田ごて）や、貫通孔の上方から突状の接続端子の融点以上の温度の熱風をブローして突状の接続端子を溶融させる方法等が挙げられる。
【００２６】
また、請求項１の発明によれば、突状の接続端子を貫通孔内に挿入して半導体装置を実装基板に実装するため、半導体装置に設けられた端子部とこの端子部に対応して形成された実装基板の突状の接続端子とを確実に接合できるので、実装基板の接続端子と半導体装置の外部端子との位置合わせが簡単で、精度良く接合することができる。
【００２７】
さらにこの方法によれば、半導体装置を実装基板に安定して装着できれば実装基板の接続端子と半導体装置の外部端子とが確実に接合されたこととなるため、従来では装着後の半導体装置に対して行っていた接合状態の検査を行う必要もないので、その分製造工程を減らすことができ、製造効率を向上させることができる。
【００２８】
請求項２の発明は、上記第３と第４の目的を達成するために、複数の貫通孔が形成された配線板と、該貫通孔の開口周縁部分の少なくとも一部に形成された偏平な第１の接触子及び前記貫通孔の内面部分に形成された第２の接触子の少なくとも一方で構成された端子部と、前記配線板に搭載されると共に、前記端子部と電気的に接続された半導体素子とを備えた半導体装置において、予め実装基板に突状の複数の接続端子を含む電極部を設け、前記半導体装置の前記複数の貫通孔内に、前記複数の接続端子を挿入し、前記複数の接続端子の頂部の折れ曲がり方向が異なるように、前記貫通孔内に挿入された前記接続端子の該貫通孔から突出した部分に押圧力を加えて変形させて、前記端子部と前記接続端子とを接合することにより、前記電極部を前記半導体装置に設けられた端子部に電気的に接続して前記半導体装置を実装基板に実装することを特徴としている。
【００２９】
すなわち、変形した突状の接続端子が半導体装置の貫通孔内または貫通孔の開口位置で引っ掛かり、半導体装置を実装基板から離れないようにするため、半導体装置と実装基板とが高い接合信頼性で実装されることとなる。
【００３０】
この方法では、実装基板の実装面に形成された平坦な電極部の中央位置に突状の接続端子を設け、突状の接続端子が半導体装置の貫通孔内に挿入されて変形することにより半導体装置と接合したときに、半導体装置の実装基板側に設けた端子部の平坦な接続面と実装基板の平坦な電極部とが接触した状態で固定されることで電気的な接続を果たす場合と、導電材料より構成した突状の接続端子自身が半導体装置の接続面に接合して電気的な接続を果たす場合との両方に有効である。特に、後者の場合、突状の接続端子が貫通孔内で屈曲または潰れた状態のときに、必ず貫通孔の内面位置または貫通孔の開口周縁位置の少なくとも一方で半導体装置の端子部と電気的に接続するので、より一層接合信頼性が向上したものとなる。
【００３１】
なお、この場合、突状の接続端子は押圧力がかけられると比較的簡単に屈曲するまたは潰れて、かつ、貫通孔に設けられた電極部よりも硬度の低い材質のものから形成すれば、突状の接続端子にかかる押圧力により貫通孔に設けられた電極部が破損することがないので好ましい。
【００３２】
また、突状の接続端子の貫通孔から突出した部分に押圧力が加わると接続端子の貫通孔内に配置された個所が屈曲する構成とすれば、押圧力がかけられると接続端子が貫通孔内で屈曲して貫通孔の内面を押圧し、この押圧力により半導体装置とを実装基板とを接合できる。さらに、この様な特定の個所が屈曲する突状の接続端子とすることにより、貫通孔の内面に端子部を形成した場合では必ず貫通孔内の端子部と突状の接続端子とが接触することとなるので貫通孔内の端子部と突状の接続端子との接合が確実となり、接合信頼性をさらに向上できる。
【００３３】
また、このような貫通孔内で端子部に押圧力を加えて変形させる実装方法では、半導体装置の貫通孔内の端子部と実装基板の突状の接続端子とを接合するために熱を使用しないので、従来の半導体装置全体を加熱する（リフロー処理）際にパッケージが加熱されることに起因して生じる、例えば、パッケージクラックなどの問題が発生する恐れがない。もちろん、半導体装置全体を加熱する（リフロー処理）も不要となるのでその分製造効率が向上して大幅な納期短縮化が図れると共に製造コストを低減することができる。
また、押圧力の掛けかたを調整してそれぞれの接続端子の頂部の折れ曲がり方向が異なるようにすることにより、実装後の半導体装置が実装基板から外れる恐れを無くすことができる。
また、予め定めた個所を屈曲可能に構成した接続素子としてもよい。この場合、接続素子の頂部に押圧力が掛かると必ず屈曲可能な箇所で折れ曲がって端子部を押圧した状態となるため、確実に端子部と接合でき、一層接合信頼性を向上したものとなる。
【００４０】
また、請求項４の発明の半導体装置の実装方法は、上記第１の目的を達成するために、実装基板側に開口する有底の孔が形成された配線板と、該有底の孔の内面部分の少なくとも一部に形成された端子部と、前記配線板に搭載されると共に、前記端子部と電気的に接続された半導体素子とを備えた半導体装置において、予め実装基板に突状の接続端子を含む電極部を設け、前記接続端子は、予め定めた箇所が屈曲可能に構成され、前記半導体装置の前記有底の孔内に、前記接続端子を挿入して、前記接続端子の頂部に押圧力を加えて変形させて、前記端子部と前記接続端子とを接合することにより、前記電極部を前記半導体装置に設けられた端子部に電気的に接続して前記半導体装置を実装基板に実装することを特徴としている。
【００４１】
すなわち、請求項４の発明では、上記構成とすることにより、端子部が配線板から突出しない様にして取り扱い中の負荷により端子部が変形するのを防いでいる。
【００４２】
本請求項４の発明において、端子部は、例えば、配線板の下面に形成した有底の孔の内面にメッキなどにより形成した金属膜または導電性物質よりなる膜の表面や、配線板の内部のある一定の深さまで形成した金属層内に設けた有底の孔の内面などにより構成することができる。また、有底の孔の形状は限定しないが、例えば、配線板の下面内に開口しその断面が円形または多角形である有底の筒状とすることができる。
【００４３】
また、端子部は、実装基板との接合方法に応じて有底の孔の内面部分の全領域に設けたり、一部領域に設けることができる。例えば、実装基板の接続端子を溶融して有底の孔の内面の全面に接合するようにすれば、端子部は内面全面に設けても、内面の一部領域に設けてもよい。
【００４４】
このように請求項４の半導体装置は、従来では配線板の下面側に突出して形成させた外部端子を、配線板に形成された有底の孔の内面部分の少なくとも一部に形成した端子部としているため、端子部が取り扱い中に邪魔にならず、取り扱い中に端子が変形して短絡などの接合不良を起こす恐れがない。
【００４５】
したがって、実装基板に対して良好な接合信頼性を有する半導体装置とすることができる。なお、この様な半導体装置と実装基板との接合は、以下のように行うことができる。
【００４６】
請求項４の発明の半導体装置の実装方法は、上記第２の目的を達成するために、半導体装置の前記有底の孔内に、前記接続端子を挿入して、接続端子の頂部に押圧力を加えて変形させて、端子部と接続端子とを接合することにより、前記電極部を半導体装置に設けられた端子部に電気的に接続して半導体装置を実装基板に実装することを特徴としている。
【００４７】
実装基板の電極部は、請求項４に記載の半導体装置に設けられた有底の孔に挿入可能に構成された突状の接続端子を含み、この接続端子が有底の孔内に入り込んだ状態で接合されることにより半導体装置と実装基板とを電気的に接続するとともに、実装基板に対する半導体装置の位置を固定する。
【００４８】
突状の接続端子は、例えば、ＡｕやＣｕなどの導電性材料から構成して半導体装置の端子部と接触するようにするとよい。
【００４９】
また、半導体装置と実装基板との接合は、孔部の深さよりも若干長い寸法の棒状に形成した突状の接続端子を孔部内に挿入した後、押圧力をかけて孔部の底面で接続端子の頂部を押し潰すことにより、有底の孔内に位置する個所が屈曲するように形成した突状の接続端子を孔部内で屈曲させて有底の孔内で突状の接続端子を固定する。
【００５０】
また、請求項４の発明によれば、半導体装置に設けられた端子部とこの端子部に対応して形成された実装基板の突状の接続端子とを確実に接合できるので、実装基板の接続端子と半導体装置の端子部との位置合わせが簡単で、精度良く接合することができる。
【００５１】
さらにこの方法によれば、半導体装置を実装基板に安定して装着できれば実装基板の接続端子と半導体装置の端子部とが確実に接合されたこととなるため、従来では装着後の半導体装置に対して行っていた接合状態の検査を行う必要もないので、その分製造工程を減らすことができ、製造効率を向上させることができる。
【００５２】
なお、有底の孔内に突状の接続端子が挿入された状態でリフロー処理する場合では、接合信頼性が向上するので上記第３の目的を達成できる。
【００５３】
また、孔部の深さよりも若干長い寸法の棒状に形成した突状の接続端子を孔部内に挿入した後、押圧力をかけて孔部の底面で頂部を押し潰すことにより有底の孔内で突状の接続端子を固定する場合と、突状の接続端子を孔部内で屈曲させて有底の孔内で突状の接続端子を固定する場合では、リフロー処理を行う必要がないので、上記第４の目的を達成できると共に、リフロー処理工程を削減できる分だけ製造効率が向上して大幅な納期短縮化が図れると共に製造コストを低減することができる。
また、接続素子を、予め定めた箇所を屈曲可能に構成することにより、接続素子の頂部に押圧力が掛かると必ず屈曲可能な箇所で折れ曲がって端子部を押圧した状態となるため、確実に端子部と接合でき、一層接合信頼性を向上したものとなる。
【００５４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１から図１２を参照して説明する。
【００５５】
（第１の実施形態）
本第１の実施形態の半導体装置１０は、図１に示すように、配線板であるプリント配線基板１４上に半導体素子１２を搭載し、プリント配線基板１４に設けられた配線（図示せず）と半導体素子１２の電極部（図示せず）とをワイヤ１６によりボンディングした後、樹脂によるモールド封止によりパッケージ１８を形成して構成されている。
【００５６】
このプリント配線基板１４には中央に搭載される半導体素子１２を取り囲むように配置された多数の貫通孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ（図１では説明のため４つだけ示す。）が半導体装置の中心位置を中心として設けられている。図２に示すように、それぞれの貫通孔１４ａ、１４ｂ（図２では説明のため２つだけ示す。）には、全内面の領域に設けられプリント配線基板１４の表側及び裏側に開口する孔２０ａ、２０ｂを形成する円筒状の第２の接触子２１ｃと、第２の接触子２１ｃが形成した孔の両開口周縁の領域にフランジ状に形成された一対の第１の接触子２１ａ、２１ｂと、を備え、プリント配線基板１４の上面に設けられた配線パターンと繋がって形成された端子部２２ａが設けられている。
【００５７】
この端子部２２ａの第２の接触子２１ｃは、外周面が貫通孔１４ａの内周面と接合した円筒状の金属膜部材により形成され、また、第１の接触子２１ａ、２１ｂは、第２の接触子２１ｃの両開口周縁からプリント配線基板の表面に沿った方向に延びた円形の偏平な金属膜より形成されている。また、プリント配線基板に設けられた全ての貫通孔には同一構成の端子部が形成されている。
【００５８】
また、実装基板３０は、半導体装置１０が載置されたときに、図４に示すようにプリント配線基板１４に設けられた端子部２２ａ、２２ｂと接続する位置に電極部３４ａ、３４ｂ（図４では説明のため２つだけ示す。）がそれぞれ設けられており、これら電極部３４ａ、３４ｂには、電極部３４ａ、３４ｂの中央位置から垂直に延び第２の接触子２１ｃにより形成される孔２０ａ、２０ｂ内に挿入されたときに頂部が若干突出する長さ寸法の棒状の接合ピン部材３２ａ、３２ｂが実装基板３０の接続端子として設けられている。この接合ピン部材３２ａ、３２ｂは導電性材料よりなり、端子部２２ａ、２２ｂよりも軟性の部材により構成されている。
【００５９】
このような実装基板３０と半導体装置１０とは、図３に示すように、上記形状の端子部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄに対し、突状の接続端子である接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを中央位置に備えた実装基板３０の電極部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄが各々接触して接合される。なお、ここでは説明のため一部分だけを示している。
【００６０】
ここで、この半導体装置１０を実装基板３０に実装する方法について図３を参照して説明する。まず、図３（ａ）に示すように、半導体装置１０を吸引装置４０により保持して実装基板３０の実装位置上に搬送する。
【００６１】
吸引装置４０は、半導体装置１０の全ての貫通孔１４ａ、１４ｂ（図４参照）に形成された端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内にそれぞれ対応する実装基板３０の接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが全て挿入可能な実装基板３０の上方位置まで半導体装置１０を搬送した後、全ての端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内にそれぞれ対応する接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが挿入されるまで半導体装置１０を降下させ、端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内に接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが挿入されて半導体装置１０が実装基板３０上に載置されると、吸引を解除して搬送を終了する。
【００６２】
接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの長さ寸法は、端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内に挿入されたときに頂部が若干突出する寸法とされており、吸引装置４０による搬送が終了した状態では、全ての端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ頂部が端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから突出した状態となっている。
【００６３】
その後、図３（ｂ）に示すように、端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから突出した接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの頂部に予め定められた圧力を与える押圧装置４２ａ、４２ｂにより接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの頂部を押圧する。これにより、図３（ｃ）に示すように、接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが変形して実装基板３０に対して半導体装置１０を固定し、半導体装置１０の実装基板３０に対する実装が終了する。
【００６４】
なお、好ましくは、半導体装置１０に近い側の接合ピン部材３２ｂ、３２ｃの頂部が半導体装置に向かって折れ曲がる共に、その外側に配置された接合ピン部材３２ａ、３２ｄの頂部が半導体装置側とは逆側に向かって折れ曲がるなどのように、押圧力の掛けかたを調整してそれぞれの接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの折れ曲がり方向が異なるようにすれば実装後の半導体装置１０が実装基板に３０から外れる恐れを無くすことができる。
【００６５】
なお、図３（ｃ）には、接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの開口位置で折れ曲がった状態のみを示しているが、図４に示すように、端子部の孔２０ａ、２０ｂの内部と開口位置とで折れ曲がり、端子部２２ａの第２の接触子２１ｃ及び実装基板３０と逆側面に形成された第１の接触子２１ａとに接合した接合ピン部材３２ａと、頂部のみが潰されて広がりこの広がった部分が実装基板３０と逆側面に形成された端子部２２ｂの第１の接触子２１ａと接合した接合ピン部材３２ｂなどとなっている。
【００６６】
また、端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内で変形させる接合ピン部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの形状は上記第１の実施形態で示す棒状に限らず、例えば、図５に示すように、平板状の部材を３個所折り曲げた輪状とすることにより側面形状を菱形状とし、頂点３５ａ以外の対向する２つの角を屈曲部３５ｂ、３５ｃとした構成のものなどのように、予め定めた個所を屈曲可能に構成した接合ピン部材３５としてもよい。この場合、接合ピン部材３５に押圧力が掛かると必ず屈曲部３５ｂ、３５ｃ位置で折れ曲がって第２の接触子２１ｃを押圧した状態となるため、確実に端子部２２ａ、２２ｂと接合でき、一層接合信頼性を向上したものとなる。なお、図５におけるその他の構成は図４の構成と同一であるため説明を省略する。
【００６７】
（第２の実施形態）
本第２の実施形態は、図１及び図２に示す半導体装置を用いた別の実装方法である。なお、用いる半導体装置１０は、上述した第１の実施形態と同様の構成であるため説明は省略する。
【００６８】
また、実装基板３０は、図７に示すように、半導体装置１０に設けられた端子部の孔２０ａ、２０ｂ（図７では説明のため２つだけ示す。）に対応する位置に電極部３４ａ、３４ｂをそれぞれ設けられており、これら電極部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄには、電極部３４ａ、３４ｂの中央位置から垂直に延び第２の接触子２１ｃにより形成される孔２０ａ、２０ｂ内に挿入されたときに頂部が若干突出する長さ寸法の棒状の半田よりなる半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが実装基板３０の接続端子として設けられている。
【００６９】
このような実装基板３０と半導体装置１０とは、図６に示すように、端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内に、突状の接続端子である半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが挿入された後、半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが溶融されて接合される。なお、ここでは説明のため一部分だけを示している。
【００７０】
ここで、この半導体装置１０を実装基板３０に実装する方法について図６を参照して説明する。まず、図６（ａ）に示すように、半導体装置１０を吸引装置４０により保持して実装基板３０の実装位置上に搬送する。
【００７１】
吸引装置４０は、半導体装置１０の全ての貫通孔１４ａ、１４ｂ（図７参照）に形成された端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内にそれぞれ対応する実装基板３０の半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが全て挿入可能な実装基板３０の上方位置まで半導体装置１０を搬送した後、全ての端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内にそれぞれ対応する半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄがが挿入されるまで半導体装置１０を降下させ、端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内に半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄがが挿入されて半導体装置１０が実装基板３０上に載置されると、吸引を解除して搬送を終了する。
【００７２】
半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの長さ寸法は、端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの深さ寸法よりも若干長い寸法とされているため、半導体装置１０が全ての端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内にそれぞれ対応する実装基板３０の半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが挿入された状態で実装基板３０上に載置されると、半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの頂部が端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから突出した状態となる。
【００７３】
その後、図６（ｂ）に示すように、半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの融点以上の温度に加熱されたピン形状の加熱手段を備えた半田ごて装置４４ａ、４４ｂにより端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから突出した半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの頂部に接触させて半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを加熱する。これにより、半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは溶融されて、図７に示すように、半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ（ここでは説明のため２つのみを示す。）は端子部の孔２０ａ、２０ｂ内で液状化する。その後、冷却されて端子部の孔２０ａ、２０ｂ内に半田付けされることにより、第２の接触子２１ｃと接合されることとなる。
【００７４】
これにより、図６（ｃ）に示すように、実装基板３０に対して半導体装置１０が固定されて、半導体装置１０の実装基板３０に対する実装が終了する。
【００７５】
このように第２の実施形態によれば、半田ごて装置４４ａ、４４ｂを用いて半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂを溶融するため、パッケージ１８などの他の部分が熱によって変形したり、破損するなどの心配がない。もちろん、半導体装置に設けられた全ての端子部と実装基板の端子部とを確実に接合できるので接合信頼性が向上したものとできる。
【００７６】
（第３の実施形態）
本第３の実施形態は、上記図６及び図７の方法において、端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ内の半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの加熱方法の別の実施形態を示している。なお、用いる半導体装置１０および実装基板３０は、上述した第２の実施形態と同様の構成であるため説明は省略する。また、半導体装置１０を実装基板３０の実装位置に載置するまでの工程も上述した第２の実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００７７】
吸引装置４０が半導体装置１０を実装基板３０の実装位置に載置した後、図９（ｂ）に示すように、半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの融点以上温度に調整された熱風を噴射する熱風ブロー装置４６ａ、４６ｂが、実装基板３０と逆側の端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの開口領域に半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの融点以上温度に調整された熱風を噴射する。
【００７８】
これにより、図８に示すように、端子部の孔２０ａ、２０ｂ（ここでは説明のため２つのみを示す。）内の半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂが溶融されて端子部の孔２０ａ、２０ｂ内で液状化する。その後、冷却されて端子部の孔２０ａ、２０ｂ内に半田付けされることにより、第２の接触子２１ｃと接合されることとなる。なお、その他の工程は、上記第２の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００７９】
このように第３の実施形態によれば、熱風ブロー装置４６ａ、４６ｂを用いて半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂを溶融するため、パッケージ１８などの他の部分が熱によって変形したり、破損するなどの心配がない。もちろん、半導体装置１０に設けられた全ての端子部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと実装基板３０の電極部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄとを確実に接合できるので接合信頼性が向上したものとできる。
【００８０】
なお、第３の実施形態では、熱風ブロー装置４６ａ、４６ｂを用いて半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを溶融するため、半田接合ピン部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの長さを頂部が端子部の孔２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄから突出しない長さしてもよい。
【００８１】
（第４の実施形態）
本第４の実施形態の半導体装置は、図１０に示すように、上述した本第１の実施形態の半導体装置１０においてプリント配線基板に多数の貫通孔１４ａ、１４ｂを設ける代わりにプリント配線基板１４の下面側に開口する底面が円形の有底の穴１５ａ、１５ｂ（ここでは説明のため２つのみを示す。）を設け、この有底の穴１５ａ、１５ｂの全内面に接合する端子部２６ａ、２６ｂを形成した構成である。また、プリント配線基板に設けられた全ての有底の穴には同一構成の端子部が形成されている。
【００８２】
この端子部２６ａ、２６ｂは、外面が有底の穴１５ａ、１５ｂの内側面と底面とに接合し、内面がプリント配線基板１４の裏側に開口する孔２４ａ、２４ｂを形成する有底円筒状の金属膜部材と、この金属膜部材の開口周縁からプリント配線基板１４の下面に沿った方向に延び中央に開口を有する円形の金属膜であるフランジ部とにより構成されている。なお、半導体装置１０を構成するその他の部分は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００８３】
実装基板３０は、半導体装置１０が載置されたときに、図１２に示すようにプリント配線基板１４に設けられた端子部２６ａ、２６ｂと接続する位置に電極部３４ａ、３４ｂ（図１２では説明のため２つだけ示す。）がそれぞれ設けられており、これら電極部３４ａ、３４ｂには、電極部３４ａ、３４ｂの中央位置から垂直に延び端子部２６ａ、２６ｂの内面で形成される孔２４ａ、２４ｂの深さ寸法よりも若干長い寸法の棒状の接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが実装基板３０の接続端子として設けられている。。この接合ピン部材３２ａ、３２ｂは導電性材料よりなり、端子部２６ａ、２６ｂよりも軟性の部材により構成されている。
【００８４】
このような実装基板３０と半導体装置１０とは、図１１に示すように、上記形状の端子部２６ａ、２６ｂ、２２ｃ、２２ｄの孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに対し、突状の接続端子である接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを中央位置に備えた実装基板３０の電極部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄが各々接触して接合される。なお、ここでは説明のため一部分だけを示している。
【００８５】
ここで、この半導体装置１０を実装基板３０に実装する方法について図１１を参照して説明する。まず、図１１（ａ）に示すように、半導体装置１０を吸引装置４０により保持して実装基板３０の実装位置上に搬送する。
吸引装置４０は、プリント配線基板１４の全ての端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ内にそれぞれ対応する実装基板３０の接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが挿入可能な実装基板３０の上方位置まで半導体装置１０を搬送した後、全ての端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ内にそれぞれ対応する接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが挿入されるまで半導体装置１０を降下させる。端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ内に接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが挿入されて半導体装置１０が実装基板３０上に載置されると、吸引を解除して搬送を終了する。
【００８６】
接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの長さ寸法は、端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの深さ寸法よりも若干大きくされているため、全ての端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ内にそれぞれ対応する接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄが挿入された状態で、半導体装置１０が実装基板３０上に載置されると、半導体装置１０は全ての接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄによって点支持された状態となる。
【００８７】
その後、図１１（ｂ）に示すように、予め定められた圧力を与える押圧装置４２ａ、４２ｂにより端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが設けられた領域のプリント配線基板１４上面から押圧力を与えることにより端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの底面で接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの頂部を押圧して接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの頂部を潰す。接合ピン部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、図１２に示すように、頂部のみが潰されて広がり、この広がった部分が端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの底部に接合した状態となっている。
これにより、図１１（ｃ）に示すように、実装基板３０に対して半導体装置１０が固定されて、半導体装置１０の実装基板３０に対する実装が終了する。なお、接合ピン部材３３の形状としては図１２で示すものだけに限らず、例えば、上記図５に示すような平板部材を折り曲げて接合ピン部材３５の略中央位置に２個所の屈曲部３５ｂ、３５ｃを有する菱形状としても、端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの内部で折れ曲がってその折れ曲がり位置が端子部の孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの内面に接触するような特定の位置を屈曲部とした構成のものなどとすると接続が更に確実になるため好ましい。また、有底の孔の形状を底面が円形の有底の筒状としたが、これに限らず底面が多角形の有底の筒状などとしてもよい。
【００８８】
なお、上述した全ての実施形態では、第２の接触子またはフランジ部の形状を、中央に開口を有する円形としているが、この形状に限らず、中央に開口を有する多角形状としたり、中央から外れた位置に開口を有する円形又は多角形状とすることもできる。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、半導体装置に設けられた端子部が半導体装置の取り扱い中に邪魔にならず、取り扱い中に端子が変形して短絡などの接合不良を起こす恐れのない半導体装置を、実装基板に対して半導体装置の端子部と実装基板の接続端子との位置合わせが簡単で精度良く接合することができる、という効果がある。
また、接続端子を貫通孔内に挿入した状態で加熱することにより、貫通孔内で溶融させて半田付けするため、実装基板に対する半導体装置の接合が確実となり、接合信頼性を向上することができる。
また、請求項２の発明によれば、接続端子の頂部の折れ曲がり方向が異なるようにすることにより、実装後の半導体装置が実装基板から外れる恐れを無くすことができる。
【００９１】
また、請求項１〜請求項３の発明によれば、パッケージクラックの発生しない半導体装置のパッケージにクラックを発生させないで実装できる、という効果がある。
【００９２】
請求項４の発明によれば、端子部が半導体装置の取り扱い中に邪魔にならず、取り扱い中に端子が変形して短絡などの接合不良を起こす恐れのない半導体装置が得られる、という効果がある。
【００９３】
さらに、半導体装置を実装基板に対して半導体装置の端子部と実装基板の接続端子との位置合わせが簡単で精度良く接合することができる、という効果がある。
また、接続素子を、予め定めた箇所を屈曲可能に構成することにより、接続素子の頂部に押圧力が掛かると必ず屈曲可能な箇所で折れ曲がって端子部を押圧した状態となるため、確実に端子部と接合でき、一層接合信頼性を向上したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体装置の概略構成を示す断面説明図である。
【図２】図１に示す半導体装置の端子部の概略構成を示す部分断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の半導体装置の実装方法の概略説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における実装基板の接合ピン部材と半導体装置の端子部との接続状態を示す断面説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における別の構成の接合ピン部材と半導体装置の端子部との接続状態を示す断面説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の半導体装置の実装方法の概略説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における実装基板の接合ピン部材と半導体装置の端子部との接続状態を示す断面説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における実装基板の接合ピン部材と半導体装置の端子部との接続状態を示す断面説明図である。
【図９】本発明の第３の実施形態の半導体装置の実装方法の概略説明図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態の半導体装置の端子部の概略構成を示す部分断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態の半導体装置の実装方法の概略説明図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態における実装基板の接合ピン部材と半導体装置の端子部との接続状態を示す断面説明図である。
【図１３】従来の半導体装置の概略構成を示す断面説明図である。
【図１４】従来の半導体装置と実装基板との接合状態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１０ 半導体装置
１２ 半導体素子
１４ プリント配線基板
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 貫通孔
１６ ワイヤ
１８ パッケージ
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 端子部の孔
２２ａ、２２ｂ 端子部
３０ 実装基板
４０ 吸引装置
３４ａ、３４ｂ 電極部
３２ 接合ピン部材
４２ａ、４２ｂ 押圧装置
Claims (4)
- 貫通孔が形成された配線板と、該貫通孔の開口周縁部分の少なくとも一部に形成された偏平な第１の接触子及び前記貫通孔の内面部分に形成された第２の接触子の少なくとも一方で構成された端子部と、前記配線板に搭載されると共に、前記端子部と電気的に接続された半導体素子とを備えた半導体装置において、
予め実装基板に突状の接続端子を含む電極部を設け、
前記半導体装置の前記貫通孔内に、前記接続端子を挿入した状態で、前記接続端子を加熱することにより、前記貫通孔内で溶融させて半田付けして、前記端子部と前記接続端子とを接合することにより、前記電極部を前記半導体装置に設けられた端子部に電気的に接続して前記半導体装置を実装基板に実装することを特徴とする半導体装置の実装方法。 - 複数の貫通孔が形成された配線板と、該貫通孔の開口周縁部分の少なくとも一部に形成された偏平な第１の接触子及び前記貫通孔の内面部分に形成された第２の接触子の少なくとも一方で構成された端子部と、前記配線板に搭載されると共に、前記端子部と電気的に接続された半導体素子とを備えた半導体装置において、
予め実装基板に突状の複数の接続端子を含む電極部を設け、
前記半導体装置の前記複数の貫通孔内に、前記複数の接続端子を挿入し、前記複数の接続端子の頂部の折れ曲がり方向が異なるように、前記貫通孔内に挿入された前記接続端子の該貫通孔から突出した部分に押圧力を加えて変形させて、前記端子部と前記接続端子とを接合することにより、前記電極部を前記半導体装置に設けられた端子部に電気的に接続して前記半導体装置を実装基板に実装することを特徴とする半導体装置の実装方法。 - 前記接続端子は、予め定めた箇所が屈曲可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の実装方法。
- 実装基板側に開口する有底の孔が形成された配線板と、
該有底の孔の内面部分の少なくとも一部に形成された端子部と、
前記配線板に搭載されると共に、前記端子部と電気的に接続された半導体素子とを備えた半導体装置において、
予め実装基板に突状の接続端子を含む電極部を設け、
前記接続端子は、予め定めた箇所が屈曲可能に構成され、
前記半導体装置の前記有底の孔内に、前記接続端子を挿入して、前記接続端子の頂部に押圧力を加えて変形させて、前記端子部と前記接続端子とを接合することにより、前記電極部を前記半導体装置に設けられた端子部に電気的に接続して前記半導体装置を実装基板に実装することを特徴とする半導体装置の実装方法。
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