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JPH09107173A - パッド構造及び配線基板装置 - Google Patents

パッド構造及び配線基板装置

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Publication number
JPH09107173A
JPH09107173A JP7263222A JP26322295A JPH09107173A JP H09107173 A JPH09107173 A JP H09107173A JP 7263222 A JP7263222 A JP 7263222A JP 26322295 A JP26322295 A JP 26322295A JP H09107173 A JPH09107173 A JP H09107173A
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JP
Japan
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pad
stud
sub
pad portion
main
Prior art date
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Pending
Application number
JP7263222A
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English (en)
Inventor
Katsuya Ogiso
克也 小木曽
Makoto Okada
真琴 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokai Rika Co Ltd
Original Assignee
Tokai Rika Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokai Rika Co Ltd filed Critical Tokai Rika Co Ltd
Priority to JP7263222A priority Critical patent/JPH09107173A/ja
Publication of JPH09107173A publication Critical patent/JPH09107173A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面実装部品の傾斜及び中心からの位置ズレ
の双方を確実に防止することができるパッド構造を提供
する。 【解決手段】 表面実装部品の一種であるスタッド６を
表面実装するためのパッド７の構造であって、スタッド
６の底面６ａとほぼ同じ外形寸法を持つ主パッド部７ａ
の複数箇所から、副パッド部７ｂを外方へ突出させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パッド構造及びそ
のようなパッド構造を備えた配線基板装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、基板上に実装された半導体チップ
と、その半導体チップの近傍に形成されたパッド上には
んだを介して表面実装されたスタッドとの間を、ボンデ
ィングワイヤによって接合してなる配線基板装置が知ら
れている。
【０００３】図１０（ａ）には、前記配線基板装置にお
けるパッド２１の構造が示されている。このパッド２１
は矩形状であって、表面実装されるべきスタッド２２の
底面よりもひとまわり大きくなっている。実装時におい
ては、このようなパッド２１の上面にまずクリームはん
だ２３が塗布され、次いでその上にスタッド２２が仮固
定される（図１０(b),(c) 参照）。この状態でクリーム
はんだ２３をリフローさせることにより、パッド２１と
スタッド２２とが接合されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来におい
てパッド２１上にスタッド２２をはんだ付けすると、図
１０（ｄ）に示されるように、しばしば同スタッド２２
が基板２４に対して傾斜した状態（即ちスタッド２２の
上面が水平でない状態）になることがあった。なお、こ
れはリフローによって溶融したはんだ２３が、スタッド
２２を特定方向へ不均等に引っ張ることによるものと考
えられていた。また、抵抗溶接の場合には接触面積が変
わり、発熱量が不均一となるため、接合強度がバラつく
ことがあった。
【０００５】そして、上記の場合にはワイヤボンダの出
力がスタッド２２及びボンディングワイヤ２５に充分に
伝わらず、このために両者２１，２５の接合強度が弱く
なるという問題があった。従って、得られる配線基板装
置の信頼性もいまひとつ不充分なものとなっていた。
【０００６】上記のような事情のもと、本願発明者は、
実願平４−５５０５９号の出願においてスタッド２２の
傾斜を解消しうるパッドの構造を提案している。図１１
にはその改良されたパッド２６の構造が例示されてい
る。同パッド２６は、スタッド２２から外方へ突出する
突出部２７を４本有する十字状の形状になっている。こ
の構造であると、リフローによって溶融したはんだ２３
により、スタッド２２が複数の方向へ引っ張られること
になる。そして、このような面方向への均等な引っ張り
力が働くことにより、スタッド２２の傾斜が解消される
ようになっている。
【０００７】しかしながら、上述のように改良されたパ
ッド２６の構造の場合、傾斜の防止に関しては有効であ
るものの、スタッド２２が面方向に位置ズレしやすいと
いう問題があった（図１０(e) 参照）。なお、このよう
な事態が起こるのは、特にスタッド２２がパッド２６の
幾何学的中心からズレた位置に仮固定されたときに多い
ということが経験的に知られていた。従って、ワイヤボ
ンディングの接合強度をより向上させるためにも、さら
なる改良が必要であると考えられていた。
【０００８】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、表面実装部品の傾斜及び面方向へ
の位置ズレの双方を確実に防止することができるパッド
構造及び配線基板装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、表面実装部品を表面
実装するためのパッドの構造であって、前記表面実装部
品の被接合面とほぼ同じ外形寸法を持つ主パッド部の複
数箇所から副パッド部を外方へ突出させたことを特徴と
するパッド構造をその要旨とする。
【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記各副パッド部は、前記主パッド部の幾何学的中
心を基準として対称となるような箇所に形成されている
としている。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２におい
て、前記主パッド部は矩形状であり、前記副パッド部は
その主パッド部における各々のコーナー部分に設けられ
ているとしている。
【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項３におい
て、前記各副パッド部の形状及び大きさは等しいものと
している。請求項５に記載の発明は、基板上に実装され
た半導体チップと、その半導体チップの近傍に形成され
たパッド上にはんだを介して表面実装されたスタッドと
の間を、ボンディングワイヤまたはリードの抵抗溶接に
よって接合してなる配線基板装置において、前記パッド
を、前記スタッドの被接合面とほぼ同じ外形寸法を持つ
主パッド部の複数箇所から副パッド部を外方へ突出して
なるものとしたことを特徴とする配線基板装置をその要
旨とする。
【００１３】以下、前記発明の「作用」について説明す
る。請求項１〜５に記載の発明によると、パッドが、主
パッド部の複数箇所から副パッド部を外方へ突出させた
ような構造となっている。このため、パッド上にクリー
ムはんだ等の接合材料を塗布しかつその上に表面実装部
品を仮固定した状態でリフローを行うと、表面実装部品
は、溶融した接合材料の表面張力によって複数の方向へ
ほぼ均等な力で引っ張られる。そして、このような面方
向への引っ張り力がほぼ均等に働くことにより、表面実
装部品がパッド上に水平に接合される。つまり、表面実
装部品に働く引っ張り力が複数方向に分散されるため、
引っ張り力が特定方向のみに働いて傾斜に到るという事
態が回避される。
【００１４】また、主パッド部は表面実装部品の被接合
面とほぼ同じ外形寸法であるため、同部分の外形寸法が
被接合部よりも小さい場合（例えば図１１の場合）に比
較して、表面実装部品に面方向への位置ズレが起こりに
くくなっている。これは、図１１の場合では、そもそも
仮固定時に表面実装部品の位置ズレがあると引っ張り力
が不均等に働きやすくなるのに対し、本発明ではそのよ
うな事態が起こりにくいからであると推測される。
【００１５】請求項２に記載の発明によると、各副パッ
ド部は、主パッド部の幾何学的中心を基準として対称と
なるような箇所に形成されているため、非対称に形成さ
れている場合に比べて、面方向からの引っ張り力がより
均等に働く。
【００１６】請求項３に記載の発明によると、副パッド
部は矩形状の主パッド部における各々のコーナー部分に
設けられている。この構成であると、例えば同様の形状
をした副パッド部を主パッド部における複数の辺に設け
た場合に比べて、面方向からの引っ張り力がよりいっそ
う均等に働く。即ち、副パッド部をコーナー部分に設け
ると、副パッド部を辺に設けた場合に比較して、相対す
る副パッド部の離間距離が大きくなるからである。
【００１７】請求項４に記載の発明によると、各副パッ
ド部の形状及び大きさが等しくなっているため、そうで
ない場合に比べて面方向への引っ張り力がよりいっそう
均等に働く。
【００１８】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施形態〕以下、本発明を具体化した一実施の
形態を図１〜図５に基づき詳細に説明する。
【００１９】図１に示されるように、この配線基板装置
１を構成する基板２の片側面の所定箇所には、金属材料
からなる矩形状のダイパッド３が形成されている。この
ダイパッド３上には、導電性接着剤４等を介して半導体
チップ５が接合されている。前記ダイパッド３の近傍に
は、表面実装部品としてのスタッド６を表面実装するた
めのパッド７が複数個形成されている。なお、本実施形
態におけるスタッド６は直方体であり、被接合面である
底面６ａの形状は矩形状になっている。また、スタッド
６は銅を材料として形成されており、その上下面はアル
ミニウム層（図示略）によって被覆されている。そし
て、このようなスタッド６は、前記スタッド実装用のパ
ッド７上にはんだ８を介して接合されている。また、ス
タッド６の上面と図示しない半導体チップ５上のボンデ
ィングパッドとは、アルミニウム等からなるボンディン
グワイヤ９によって接合されている。その結果、基板２
側と半導体チップ５側との電気的な接続が図られてい
る。
【００２０】図２に示されるように、本実施形態のスタ
ッド実装用のパッド７は、矩形状をした１つの主パッド
部７ａと、複数の副パッド部７ｂとによって構成されて
いる。主パッド部７ａは、スタッド６の底面６ａとほぼ
同じ外形寸法を有している。従って、被実装物であるス
タッド６は、リフローによるはんだ付けを行うと、基本
的にこの主パッド部７ａ内に収まることになる。各副パ
ッド部７ｂは、主パッド部７ａにおける複数の箇所から
パッド７の外方へ向かって（より詳細にいうとパッド７
が属する面において主パッド部７ａの幾何学的中心Ｏ1
から遠ざかる方向へ）突設されている。また、各々の副
パッド部７ａの形状及び大きさは等しく、それらはとも
に矩形状を呈している。
【００２１】主パッド部７ａにおける複数の箇所とは、
本実施形態では主パッド部７ａの各々のコーナー部分を
意味している。従って、ここでは副パッド部７ｂの数は
４つである。また、各副パッド部７ｂは、主パッド部７
ａの幾何学的中心Ｏ1 を基準として対称となるような箇
所に形成されていると把握することもできる。
【００２２】次に、リフローによるはんだ付けの手順を
説明する。まず、図３に示されるように、接合材料であ
るクリームはんだ１０をパッド７上に塗布する。次に、
図４に示されるように、クリームはんだ１０にスタッド
６の底面６ａを押し付けることにより、スタッド６をパ
ッド７上に仮固定する。なお、主パッド部７ａの外形寸
法はスタッド６の底面６ａとほぼ等しいことから、主パ
ッド部７ａの幾何学的中心Ｏ1 とスタッド６の幾何学的
中心とを比較的容易に一致させることができる。次に、
基板２をリフロー炉に投入することにより、クリームは
んだ１０を溶融させる。その際、溶融したはんだ８の表
面張力、特にスタッド６の側面に付着しているはんだ８
の表面張力によって、スタッド６が４方向（図５の矢印
Ａ1 の方向）に引っ張られる。この結果、スタッド６は
傾斜することなく接合される。そして、最後に超音波等
を利用したワイヤボンダ等を用いてワイヤボンディング
を行い、半導体チップ５とスタッド６とを接合する。
【００２３】さて、以下に本実施形態における特徴的な
作用効果を列挙する。 （イ）本実施形態によると、スタッド実装用のパッド７
が、主パッド部７ａの複数箇所から副パッド部７ｂを外
方へ突出させたような構造となっている。このため、ク
リームはんだ１０を塗布しかつスタッド６を仮固定した
状態でリフローを行うと、前記スタッド６は、溶融した
はんだ８の表面張力によって４方向へほぼ均等な力で引
っ張られる。そして、このような面方向への引っ張り力
がほぼ均等に働くことにより、スタッド６がパッド７上
に水平に接合される。つまり、スタッド６に働く引っ張
り力が４方向に分散されることにより、引っ張り力が特
定方向のみに働いて傾斜に到るという事態が回避され
る。
【００２４】しかも、本実施形態では、主パッド部７ａ
はスタッド６の底面６ａとほぼ同じ外形寸法になってい
る。このため、同部分の外形寸法が底面６ａよりも小さ
かった従来構成（図１１参照）に比較して、面方向への
位置ズレが起こりにくい。これは、前記従来構成ではそ
もそも仮固定時に位置ズレがあると引っ張り力が不均等
に働きやすくなるのに対し、本実施形態ではそのような
事態が起こりにくいからであると推測される。
【００２５】（ロ）本実施形態では、各副パッド部７ｂ
が、主パッド部７ａの幾何学的中心Ｏ1 を基準として対
称となるような箇所に形成されている。このため、仮に
それらを非対称となるような箇所に形成した場合に比べ
て、面方向からの引っ張り力がより均等に働くという利
点がある。
【００２６】（ハ）本実施形態では、副パッド部７ａは
矩形状の主パッド部７ｂにおける４つのコーナー部分に
設けられている。この構成であると、例えば同様の形状
をした副パッド部７ｂを主パッド部７ａにおける４つの
辺に設けた場合に比べて、面方向からの引っ張り力がよ
りいっそう均等に働くという利点がある。即ち、副パッ
ド部７ｂをコーナー部分に設けると、そうでない場合に
比較して、相対する副パッド部７ｂの離間距離が大きく
なるからである。このことは、引っ張り力のばらつきの
解消に貢献するものと考えられる。
【００２７】（ニ）本実施形態では、各副パッド部７ｂ
の形状及び大きさが等しくなっているため、そうでない
場合に比べて面方向への引っ張り力がよりいっそう均等
に働く。このことも同様に引っ張り力のばらつきの解消
に貢献するものと考えられるからである。
【００２８】（ホ）本実施形態の配線基板装置１による
と、上記のように傾斜及び位置ズレの双方が確実に防止
されるため、ワイヤボンディング面であるスタッド６の
上面水平になり、かつスタッド６が本来の正しい位置に
接合された状態となる。ゆえに、ワイヤボンディングを
確実に実施することが可能となり、結果として信頼性に
優れた配線基板装置１を実現することができる。 〔第２の実施形態〕次に、図６に基づいて第２の実施形
態を説明する。なお、前記実施形態と共通する部材につ
いては同じ番号を付すのみとし、ここではその詳細な説
明は省略する。
【００２９】本実施形態におけるスタッド実装用のパッ
ド１６は、矩形状をした１つのパッド１６ａと、矩形状
をした４つの副パッド部１６ｂとによって構成されてい
る。各副パッド部１６ｂは、主パッド部１６ａにおける
複数の箇所からパッド１６の外方へ向かって突設されて
いる。また、各々の副パッド部１６ａの形状及び大きさ
は等しく、それらはともに矩形状を呈している。以上の
点においては前記実施形態と同様である。ただし、本実
施形態では、各副パッド部１６ｂが主パッド部１６ａの
４つの辺の中央部（コーナー部分を結ぶ中間の地点）に
形成されている点が相違している。なお、各副パッド部
１６ｂは、主パッド部１６ａの幾何学的中心Ｏ1 を基準
として対称となるような箇所に形成されている。
【００３０】そして、このようなパッド１６の構造であ
っても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏すること
はいうまでもない。ところで、相対する副パッド部１６
ｂの離間距離は、コーナー部分にそれらを設けた場合ほ
ど大きくはないため、得られる効果はおのずと第１の実
施形態に準じたものとなる。
【００３１】なお、本発明は上記の実施形態のみに限定
されることはなく、例えば次のように変更することが可
能である。 （１）図７に示す別例１のパッド１７では、矩形状をし
た１つの主パッド部１７ａの４つの辺から、それぞれ副
パッド部１７ｂが突出している。しかし、副パッド部１
７ｂは、辺の中央部からいくぶんずれた位置に形成され
ている。なお、これらの副パッド部１７ｂは、主パッド
部１６ａの幾何学的中心Ｏ1 を基準として対称となるよ
うな箇所に形成されている。このような構成であっても
第１の実施形態に準ずる効果を奏する。
【００３２】（２）図８に示す別例２のパッド１８で
は、矩形状をした主パッド部１８ａの各コーナー部分か
ら、円形状の副パッド部１８ｂが突出している。このよ
うな構成であると、第１の実施形態と同じ作用効果を奏
する。
【００３３】（３）図９に示す別例３のパッド１９で
は、矩形状をした主パッド部１９ａのコーナー部分のう
ちの２つ及び辺のうちの１つから、副パッド部１９ｂが
突出している。従って、副パッド部１９ｂは１つ少ない
数（即ち３つ）になっており、しかも主パッド部１６ａ
の幾何学的中心Ｏ1 を基準として非対称となるような箇
所に形成されている。このような構成であっても第１の
実施形態に準ずる効果を奏する。つまり、非対称といえ
ども３方向から引っ張り力が働くからである。
【００３４】（４）主パッド部７ａ，１６ａ…の形状は
矩形状に限定されることはなく、スタッド６の底面６ａ
の形状に応じて、例えば円形、楕円形、その他の多角形
等に変更されることができる。
【００３５】（５）表面実装部品は、実施形態において
示したワイヤボンディング用のスタッド６に限定される
ことはなく、例えば抵抗溶接用のスタッド等であっても
よい。また、本発明のパッド構造は、スタッドばかりで
なくその他の表面実装部品等に適用されることができ
る。
【００３６】ここで、特許請求の範囲に記載された技術
的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される
技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 （１） 請求項１または２において、前記主パッド部は
矩形状であり、前記副パッド部はその主パッド部におけ
る各々の辺に設けられているパッド構造。この構成であ
ると、請求項３の効果には及ばないものの、それに準ず
る効果を奏することができる。
【００３７】（２） 技術的思想（１）において、前記
各副パッド部の形状及び大きさは等しいパッド構造。こ
の構成であると、請求項４の効果には及ばないものの、
それに準ずる効果を奏することができる。
【００３８】なお、本明細書中において使用した技術用
語を次のように定義する。 「面方向： パッドが属する面に沿った方向をいう。」
【００３９】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜４に記
載の発明によれば、表面実装部品の傾斜及び面方向への
位置ズレの双方を確実に防止することができるパッド構
造を提供することができる。請求項２に記載の発明によ
れば、前記の傾斜及び位置ズレをより確実に防止するこ
とができる。請求項３，４に記載の発明によれば、前記
の傾斜及び位置ズレをよりいっそう確実に防止すること
ができる。請求項５に記載の発明によれば、傾斜及び位
置ズレの双方が確実に防止されるため、ワイヤボンディ
ングを確実に実施することが可能となり、信頼性に優れ
た配線基板装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の配線基板装置を示す部分断面
図。
【図２】同じく（ａ）はクリームはんだ塗布前の状態を
示す部分拡大平面図、（ｂ）は部分拡大断面図。
【図３】同じく（ａ）はクリームはんだ塗布後の状態を
示す部分拡大平面図、（ｂ）は部分拡大断面図。
【図４】同じく（ａ）は半導体チップの仮固定後の状態
を示す部分拡大平面図、（ｂ）は部分拡大断面図。
【図５】同じく（ａ）はリフロー後の状態を示す部分拡
大平面図、（ｂ）は部分拡大断面図。
【図６】第２の実施形態の配線基板装置を示す部分拡大
平面図。
【図７】別例１の配線基板装置を示す部分拡大平面図。
【図８】別例２の配線基板装置を示す部分拡大平面図。
【図９】別例３の配線基板装置を示す部分拡大平面図。
【図１０】（ａ）〜（ｅ）は従来の配線基板装置の問題
点を説明するための概略図。
【図１１】従来の配線基板装置の問題点を説明するため
の概略図。
【符号の説明】
１…配線基板装置、２…基板、５…半導体チップ、６…
表面実装部品としてのスタッド、６ａ…被接合面として
の底面、７，１６，１７，１８，１９…パッド、７ａ，
１６ａ，１７ａ，１８ａ，１９ａ…主パッド部、７ｂ，
１６ｂ，１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ…副パッド部、８…
（クリーム）はんだ、９…ボンディングワイヤ、Ｏ1 …
主パッド部の幾何学的中心。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】表面実装部品を表面実装するためのパッド
    の構造であって、前記表面実装部品の被接合面とほぼ同
    じ外形寸法を持つ主パッド部の複数箇所から副パッド部
    を外方へ突出させたことを特徴とするパッド構造。
  2. 【請求項２】前記各副パッド部は、前記主パッド部の幾
    何学的中心を基準として対称となるような箇所に形成さ
    れている請求項１に記載のパッド構造。
  3. 【請求項３】前記主パッド部は矩形状であり、前記副パ
    ッド部はその主パッド部における各々のコーナー部分に
    設けられている請求項２に記載のパッド構造。
  4. 【請求項４】前記各副パッド部の形状及び大きさは等し
    い請求項３に記載のパッド構造。
  5. 【請求項５】基板上に実装された半導体チップと、その
    半導体チップの近傍に形成されたパッド上にはんだを介
    して表面実装されたスタッドとの間を、ボンディングワ
    イヤまたはリードの抵抗溶接によって接合してなる配線
    基板装置において、 前記パッドを、前記スタッドの被接合面とほぼ同じ外形
    寸法を持つ主パッド部の複数箇所から副パッド部を外方
    へ突出してなるものとしたことを特徴とする配線基板装
    置。
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