JPH06223905A - マイクロピンパッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＬＳＩチップ等と基板との入出力ライン数を
飛躍的に増加させることが可能なマイクロピンパッケー
ジを得る。 【構成】 キャリア１９、複数のマイクロピン１２およ
び一対の支持ポスト１１を一体に有してなるマイクロピ
ンシート１０を所定間隔をおいて複数枚並べた状態で支
持する支持フレーム２０から構成される。支持フレーム
２０は、矩形状開口２１ａを有したボトムプレート２１
と、この上に重ねられた複数枚のガイドプレート２５と
からなり、ガイドプレート２５の矩形状開口２５ａの対
向する二辺には複数のガイド溝２５ｂが形成され、上下
に繋がった複数のガイド溝２５ｂが形成されている。こ
のガイド溝２５ｂに支持ポスト１１を挿入してマイクロ
ピンシート１０が取り付けられ、マイクロピン１２がア
レイ状に整列した状態で支持フレーム２０により支持さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ，ＬＳＩチップ等
の電子部品をプリント基板等に実装するときに用いられ
るマイクロピンパッケージに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来におけるこのような電子部品の基板
への実装方式としては、図１３（Ａ）に示すように、基
板Ｂの端子Ｐとこの上に載置された電子部品Ｅの端子部
とを金線Ｗにより接続させる方式(Wire Bonding)が一般
的に良く知られている。また最近においては、ＴＡＢ(T
ape Automated Bonding)方式と称される実装方式も実用
化されている。この方式は、図１３（Ｂ）に示すよう
に、基板Ｐの端子Ｐと電子部品Ｅの端子部とをフィルム
リードＦにより接続させるようになっている。上記いず
れの方式の場合も、ＩＣ，ＬＳＩチップ等（電子部品）
と基板との接続は、これらチップの４つの周縁部におい
て行われるものである。このため、これら入出力ライン
の数（金線の数もしくはリードの数）はチップの周縁長
さに対応し、配設できる入出力ラインの最大数はチップ
の周縁長さによって定まる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近におい
てＬＳＩチップ等の集積化は飛躍的に進んでおり、これ
に応じてチップと基板とを接続する入出力ラインの必要
数も増加する傾向にある。このため、上記のような従来
のワイヤボンディング方式や、ＴＡＢ方式では入出力ラ
イン数が不足するという問題が生じるようになってきて
いる。

【０００４】本発明はこのような問題に鑑みたもので、
電子部品（ＩＣ，ＬＳＩチップ等）と基板との入出力ラ
イン数を飛躍的に増加させることが可能なマイクロピン
パッケージを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明に係るマイクロピンパッケージは、導電性金
属板の切断加工により作られて幅方向に延びるキャリア
部、このキャリア部の側端部から同一方向に整列状態で
延びた複数のマイクロピン部およびこれらマイクロピン
部の両側に位置してこれらと同一方向に延びた左右一対
の支持ポスト部を一体に有してなるマイクロピンシート
と、このマイクロピンシートを、マイクロピン部を同一
方向に向けて整列させるとともに厚さ方向に所定間隔を
おいて複数枚並べた状態で支持する支持フレームとから
構成される。なお、各マイクロピンの先端にはハンダロ
ウが付着形成される。

【０００６】さらに、この支持フレームは、同一方向に
向いて整列した状態のマイクロピン部と対向する矩形状
開口を有したボトムプレートと、このボトムプレートの
上に重ねられた複数枚のガイドプレートとから構成され
る。各ガイドプレートにはボトムプレートの矩形状開口
と同一の矩形状開口が形成されるとともにこれら矩形状
開口が上下に一致して重なるようにボトムプレートの上
にガイドプレートが重ねられるとともに互いに接合され
る。各ガイドプレートの矩形状開口の対向する二辺に
は、マイクロピンシートの整列間隔、すなわち、上記所
定間隔と同一のピッチで複数のガイド溝が形成されてお
り、ガイドプレートがボトムプレートの上に重ねられて
接合された状態で、上下に繋がったガイド溝が形成され
る。そして、このガイド溝に支持ポスト部を挿入して支
持フレームにマイクロピンシートが取り付けられ、マイ
クロピン部がアレイ状に整列した状態で支持フレームに
より支持されるように構成されている。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の好ましい実施
例について説明する。本発明に係るマイクロピンパッケ
ージ１を図１に示している。このマイクロピンパッケー
ジ１は、矩形枠状の支持フレーム２０と、この支持フレ
ーム２０により厚さ方向に並んで整列状態で支持された
複数のマイクロピンシート１０とから構成される。この
ように整列支持されたマイクロピンシート１０のマイク
ロピン１２の先端部１２ａにはハンダロウが付着形成さ
れている。

【０００８】支持フレーム２０は、矩形状開口２１ａを
有した矩形枠状に形成された所定厚さのボトムプレート
２１と、このボトムプレート２１の上に重ねて接合され
た複数枚の薄板からなる支持プレート２５とから構成さ
れ、ボトムプレート２０からはガイドピン２２が突出し
ている。なお、各支持プレート２５もボトムプレート２
５と同一の矩形状開口が形成されて、矩形枠状に形成さ
れている。

【０００９】マイクロピンシート１０は、導電性金属板
を切断加工して作られる。この加工は、図２に示すよう
に、金属板Ｓを切断加工し、それぞれ上下両側に形成さ
れたキャリア部１９に繋がって支持された一対の支持ポ
スト１１と多数のマイクロピン１２とからなる複数のシ
ートＭＳを形成する。この金属板Ｓとしては、例えば、
Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金の板材が用いられる。各シートＭ
Ｓにおいては、図３に拡大して示すように、左右両端に
支持ポスト１１が位置するとともにこれら支持ポストの
間に等ピッチで整列してマイクロピン１２が形成され
る。これら、支持ポスト１１およびマイクロピン１２は
両端部がそれぞれキャリア部１９に繋がっている。な
お、キャリア部１９には左右両側にガイド孔１５が形成
されている。また、キャリア部１９は左右両側において
隣のキャリア部１９に繋がる。

【００１０】このマイクロピン１２はＩＣ，ＬＳＩチッ
プ等と基板との接続に用いられるものであり非常に小さ
なものである。例えば、各マイクロピン１２の長さは
１．０５mm、径０．０６mm、ピンピッチ０．２mmであ
り、金属板Ｓの板厚は０．０６mmである。このため、機
械的な切断加工では正確な加工を行えず、レーザービー
ム、電子ビーム等による切断加工が行われる。図２に示
す切断加工が完了すると、２．５μｍの厚さのニッケル
下地メッキおよび０．５μｍの金メッキが施される。

【００１１】次に、図３に示す第１カットラインＣＬ１
に沿ってこの金属板Ｓが切断され、上下からキャリア部
１９により支持されるとともに左右に連続して繋がるメ
タルシートＭＳに分割される。さらに、第２カットライ
ンＣＬ２に沿って一方のキャリア部１９が切り離され、
図４に示すように、幅方向（左右方向）に延びるキャリ
ア部１９の上端部から上方向に延びた支持ポスト１１お
よびマイクロピン１２を整列状態で一体に有してなるマ
イクロピンシート１０が形成される。この状態では、複
数のマイクロピンシート１０がキャリア部１９において
繋がり左右に連続して繋がった状態となっているが、パ
ッケージ組立時には各シート１０毎に切り離される。な
お、上記カットラインＣＬ１，ＣＬ２に沿った切断は切
断工具を用いて機械的に行われたり、レーザービーム、
電子ビーム等により行われたりする。但し、金属板Ｓの
表面および裏面にカットラインＣＬ１，ＣＬ２に沿って
予め溝を形成しておき、この溝において折り曲げて切断
するようにしても良い。なお、このとき同時に、下記に
示すように支持ロッド１１は所定寸法となるようにカッ
トされる。

【００１２】このように形成されたマイクロピンシート
１０における各マイクロピン１２の先端１２ａに、図４
に示すように、ロウ材ワイヤ１４のロウを超音波、電磁
波等により溶かしてハンダロウ１３をそれぞれ付着形成
させる。このハンダロウ１３の付着形成方法はこれに限
られるものではなく、ハンダペーストの印刷により形成
してもよい。

【００１３】一方、支持プレーム２０は、矩形状開口２
１ａを有した矩形枠状のボトムプレート２１の上に、同
一矩形状開口２５ａを有した複数枚の金属薄板からなる
ガイドプレート２５が、図７に示すように、矩形状開口
２１ａ，２５ａが上下に揃って位置するようにして重ね
られるとともに熱圧着接合されて作られている。このよ
うに金属薄板からなるガイドプレート２５を重ねること
により、１種類のガイドプレート２５を用いるだけで、
このガイドプレート２５の全体高さを任意の高さに調節
することが容易である。

【００１４】各ガイドプレート２５には、その矩形状開
口２５ａを形成する４辺のうちの対向する二辺に所定間
隔で複数のガイド溝２５ｂが形成されている（図７、図
５参照）。このガイド溝２５ｂは全ガイドプレート２５
において同一位置に同一形状で形成されており、ガイド
プレート２５がボトムプレート２１の上に重ねられた状
態で、各溝２５ｂが重なってそれぞれ１つの溝を形成す
る。これにより、複数枚重ねられた状態のガイドプレー
ト２５の矩形状開口２５ａにおける対向する二辺には、
上下の延びる複数の溝２５ｂが形成される。

【００１５】なお、これらガイド溝２５ｂは非常に正確
に形成する必要があるため、エッチング加工もしくはレ
ーザービーム、電子ビーム加工等により形成される。各
ガイド溝２５ｂは、マイクロピンシート１０における支
持ポスト１１の断面と同一形状に形成されており、図７
に示すように、各ガイド溝２５ｂ内に支持ポスト１１が
ぴったり嵌入させることができるようになっている。

【００１６】このようにして、複数のマイクロピンシー
ト１０および支持フレーム２０が作られると、次に、図
５および図６に示す接合装置３０を用いて、複数のマイ
クロピンシート１０を順次、支持フレーム２０の上にロ
ウ付けして取り付ける。この接合装置３０は、支持ベー
ス台３１と、この支持ベース３１の上にローラ３６を介
して水平移動自在に配設された水平移動台３５と、この
水平移動台３５を水平（矢印Ｂ方向）移動させる水平移
動機構３７と、マイクロピンシート１０を保持し、これ
の供給を行うシート供給装置３８とを備える。

【００１７】まず、図６に示すように、水平移動第３５
の上に支持フレーム２０を取り付け、次に、シート供給
装置３８によりマイクロピンシート１０を１個ずつ挟持
してこれを支持フレーム２０の上に取り付ける。このと
き、マイクロピンシート１０の左右一対の支持ポスト１
１を支持フレーム２０の左右対向するガイド溝２５ｂ内
に嵌入させるようにして取り付ける。

【００１８】これにより、図７および図８に示すよう
に、支持ポスト１１をガイド溝２５ｂ内に嵌入させた状
態で、マイクロピンシート１０が支持フレーム２０に取
り付けられ、所定位置に位置決めされて取り付けられ
る。このとき、支持ポスト１１の下端面がガイド溝２５
ｂの底面をなすボトムプレート２１の上面に当接し、上
下方向に位置決めもなされる。そして、支持ポスト１１
の下端面がボトムプレート２１の上面にロウ付けされて
マイクロピンシート１０が支持フレーム２０に固定され
る。

【００１９】なお、上記のように、ガイド溝２５ｂは所
定間隔をおいて等間隔で形成されており、上記のように
してマイクロピンシート１０を順次取り付ける、マイク
ロピンシート１０は厚さ方向に所定間隔をおいて整列し
て支持フレーム２０に取り付けられる。また、ガイドプ
レート２５の高さが支持ポスト１１の切り欠き１１ａの
位置と一致する高さに設定されている。

【００２０】なお、支持ベース３１には、マイクロピン
シート１０のガイド孔１５の間隔と同一ピッチで水平に
延びる一対のガイドロッド３２が取り付けられている。
このため、上記のようにして支持フレーム２０にガイド
溝２５ｂにより位置決めされてマイクロピンシート１０
が取り付けられると、水平移動機構３５により水平移動
第３５が移動され、ガイド孔１５内にガイドロッド３２
の先端３２ａが挿入され、ガイドロッド３２によりマイ
クロピンシート１０が支持される。このようにして、全
てのガイド溝２５ｂ内にマイクロピンシート１０を嵌入
させて取り付けると、マイクロピンパッケージ１の組立
が完了する。

【００２１】このようにして製造されたマイクロピンパ
ッケージ１の使用方法について簡単に説明する。このマ
イクロピンパッケージ１の各マイクロピン１２がその先
端１２ａのハンダロウ１３を用いてＬＳＩチップ５０の
裏面の端子に直接接続される。この接続のため、図９に
示すような、ＬＳＩチップ５０を載置するチップ保持溝
４１と、支持フレーム２０のガイドピン２２を受容する
ガイド孔４２とが形成された取付治具４０が用いられ
る。

【００２２】図示のように、ＬＳＩチップ５０をチップ
保持溝４１内に載置した後、ガイドピン２２をガイド孔
４２内に挿入させてマイクロピンパッケージ１を取付治
具４０の上に取り付けると、各マイクロピン１２の先端
がＬＳＩチップ５０の表面に当接する。なお、ＬＳＩチ
ップ５０にはこのマイクロピン１２が当接する箇所にそ
れぞれ入出力端子が形成されている。このように各マイ
クロピン１２の先端がＬＳＩチップ５０の入出力端子と
当接した状態で、全体が加熱炉内で加熱され、マイクロ
ピン１２の先端のロウ１３を溶かしてこのロウ１３によ
り各マイクロピン１２をチップ５０の表面に接合させ
る。

【００２３】この場合に、上述のように各マイクロピン
１２は支持フレーム２０に接合されるときにガイド溝２
５ｂによって正確に位置決めされているため、ガイドピ
ン２２を利用してＬＳＩチップ５０に対する支持フレー
ム２０の位置決めを正確に行うだけで、各マイクロピン
１２をチップ５０の対応する入出力端子と正確に当接接
続させることが可能である。

【００２４】次いで、図１０に示すように各マイクロピ
ン１２をキャリア部１９から切り離せば、チップ５０の
表面に多数のマイクロピン１２が整列して接合された状
態となる。なお、このときの切り離しが容易となるよう
に、ガイドプレート２５の高さがガイド溝２５ｂに嵌入
された支持ポスト１１の切り欠き部１１ａと同一となる
ようにされており、キャリア部１９を折り曲げることに
より、簡単にキャリア部１９を切り離せるようにしてい
る。そして、図１１に示すように、各マイクロピン１２
の先端を基板Ｐにロウ付けすれば、マイクロピン１２を
介してＬＳＩチップ５０を基板Ｐに接続させることがで
きる。

【００２５】この場合に、マイクロピン１２による接続
はチップ５０の全表面を用いて行われるため、マイクロ
ピン１２の数を非常に多くすることができ、入出力ライ
ンの数を多くすることができる。このため、ＬＳＩチッ
プの集積化が進んで多くの入出力ラインを必要とする場
合でも、十分な入出力ライン数を確保することができ
る。

【００２６】また、このようにして基板Ｐに取り付けた
チップ５０を使用しているときに、周囲温度が上昇する
と、基板Ｐとチップ５０の熱膨張率の差により、チップ
５０におけるマイクロピン１２の一端の接合位置ピッチ
と基板Ｐにおけるマイクロピン１２の他端の接合位置ピ
ッチとがずれる。しかしながら、このずれが発生して
も、マイクロピン１２がわずかに傾くだけであり、マイ
クロピン１２とチップ５０もしくは基板Ｐとの接合にほ
とんど影響はなく、マイクロピン１２を介しての接続信
頼性が低下することがない。

【００２７】マイクロピンパッケージ１の各マイクロピ
ン１２をＬＳＩチップ５０の裏面の端子に直接接続する
場合に、図１２に示すような取り付け治具１４０を用い
てもよい。この治具１４０においては、ＬＳＩチップ５
０をチップ保持溝１４１に取り付けた状態で、ＬＳＩチ
ップ５０が上方にはみ出るようになっている。一方、支
持フレーム２０にガイドピン２２がなく、ボトムプレー
ト２１の矩形状開口２１ａがＬＳＩチップ５０の側面５
０ａの形状に対応する寸法に形成されている。このた
め、矩形状開口２１ａ内にＬＳＩチップ５０を嵌入させ
ることにより、両者の位置決めを行うことができ、各マ
イクロピン１２をチップ５０の対応する入出力端子と正
確に当接接続させることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各ガイドプレートの矩形状開口の対向する二辺には、マ
イクロピンシートの整列間隔、すなわち、上記所定間隔
と同一のピッチで複数のガイド溝が形成されており、ガ
イドプレートがボトムプレートの上に重ねられて接合さ
れた状態で、上下に繋がったガイド溝が形成されてお
り、このガイド溝に支持ポスト部を挿入して支持フレー
ムにマイクロピンシートが取り付けられ、マイクロピン
部がアレイ状に整列した状態で支持フレームにより支持
されてマイクロピンパッケージが構成されている。この
ため、ガイド溝に支持ポストを嵌入させて各マイクロピ
ンシートを順次支持フレームに取り付けるだけで、簡単
に、各マイクロピンシートを正確に位置決めして取り付
けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマイクロピンパッケージを示す斜
視図である。

【図２】複数のマイクロピンシートが切断加工された金
属板を示す正面図である。

【図３】切断加工されたマイクロピンシートを示す正面
図である。

【図４】切断加工されたマイクロピンシートを示す正面
図である。

【図５】接合装置を用いてマイクロピンシートを支持フ
レームに取り付ける工程を説明する斜視図である。

【図６】接合装置を用いてマイクロピンシートを支持フ
レームに取り付ける工程を説明する正面図である。

【図７】支持フレーム上にマイクロピンシートを取り付
けた状態を示す斜視図である。

【図８】支持フレーム上にマイクロピンシートを取り付
けた状態を示す断面図である。

【図９】取付治具を用いてマイクロピンパッケージをＬ
ＳＩチップに接合する工程を示す断面図である。

【図１０】ＬＳＩチップに接合されたマイクロピンから
キャリア部を切り離す工程を示す断面図である。

【図１１】別の取付治具を用いてマイクロピンパッケー
ジをＬＳＩチップに接合する工程を示す断面図である。

【図１２】本発明に係るマイクロピンを用いてＬＳＩチ
ップを基板に取り付けた状態を示す断面図である。

【図１３】従来での電子部品の基板への取付方式を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ マイクロピンパッケージ １０ マイクロピンシート １１ 支持ポスト １２ マイクロピン １９ キャリア部 ２０ 支持フレーム ２１ ボトムプレート ２２ ガイドピン ２５ ガイドプレート ３０ 接合装置 ４０ 取付治具 ５０ ＬＳＩチップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性金属板の切断加工により作られ、
   幅方向に延びるキャリア部と、このキャリア部の側端部
   から同一方向に整列状態で延びた複数のマイクロピン部
   と、これらマイクロピン部の両側に位置してこれらマイ
   クロピン部と同一方向に延びた支持ポスト部とを一体に
   有してなるマイクロピンシートと、 複数のこのマイクロピンシートを、前記マイクロピン部
   を同一方向に向けて整列させるとともに厚さ方向に所定
   間隔をおいて並んだ状態で支持する支持フレームとから
   なるマイクロピンパッケージであって、 この支持フレームが、同一方向に向いて整列した状態の
   前記マイクロピン部と対向する矩形状開口を有したボト
   ムプレートと、このボトムプレートの上に重ねられた複
   数枚のガイドプレートとから構成され、 これら各ガイドプレートには前記ボトムプレートの矩形
   状開口と同一の矩形状開口が形成されるとともにこれら
   矩形状開口が上下に一致して重なるように前記ボトムプ
   レートの上に前記ガイドプレートが重ねられるとともに
   互いに接合されて配設されており、 前記各ガイドプレートの前記矩形状開口の対向する二辺
   には、前記所定間隔と同一のピッチで複数のガイド溝が
   形成されており、 前記ガイドプレートが前記ボトムプレートの上に重ねら
   れて接合された状態で、上下に繋がった前記ガイド溝に
   前記支持ポスト部を挿入して、前記支持フレームにより
   前記マイクロピンシートを前記マイクロピン部がアレイ
   状に整列した状態で支持するように構成されていること
   を特徴とするマイクロピンパッケージ。