JP2018152390A - 電子部品および電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半田接続の信頼性を向上できる電子部品を提供する。【解決手段】電子部品は、電子素子を内包する絶縁性のモールドと、電子素子と外部とを電気的に接続する外部電極とを有する。外部電極は、モールドの底面と略平行な主面と、底面から上面に向かって幅広となる屈曲傾斜面とを有する。屈曲傾斜面は、外部電極の主面とモールドの側面との間の面であり、底面から上面に向かって幅広となる曲面となっている。屈曲傾斜面が曲面となっていることで、同じ場所が平面である場合に比べて表面積が大きくなっている。【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品および電子部品の製造方法に関する。

表面実装型の電子部品のパッケージには、リードを持つタイプとリードを持たないタイプがある。リードを持つパッケージの製造では、多くの場合、パッケージ個々をモールドした後、型を用いてリード形状を成型し、端面を剪断にて切断する方法を取る。この場合、モールド用の型とリード成型用の型を作製する必要があり、コストが高くなる。一方、リードを持たないタイプのパッケージは、一般的に、複数個のパッケージを一括してモールド成型した後、ダイサーで切断、個片化する方法で製造される。このため、リード成型用の型や工程を省くことができ、安価に供給することができる。このような理由から、近年、小型電子部品では、ＱＦＮやＳＯＮといったモールドから突出したリードを持たないパッケージが増加している。ここで、ＱＦＮは、Ｑｕａｄ＿Ｆｌａｔ＿Ｎｏｎ−ｌｅａｄ＿ｐａｃｋａｇｅ、ＳＯＮは、Ｓｍａｌｌ＿Ｏｕｔｌｉｎｅ＿Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ＿ｐａｃｋａｇｅの略である。

上記したように、一般的なＱＦＮやＳＯＮの製造では、通常、モールドをダイシングによって個片化する。この時、ダイシングテープを裏面に貼り、ダイシングブレードがダイシングテープの途中まで切断するようにして、モールドを完全切断するフルカット方式が一般的である。このようなフルカット方式で切断した場合、パッケージ端面および同一平面にある電極切削端面は底面と直角となる。また、パッケージの電極は、ダイシング前に一括して形成され、電極の半田濡れ性を向上するために付与されるリードめっきも、ダイシング前に一括して実施される。このため、ダイシングで個片化されたパッケージの電極切削端面は、めっきが無い電極母材がむき出しの状態となり、半田濡れ性が著しく劣る。ところが、ＱＦＮやＳＯＮでは、フィレットの形成有無や形成高さが、半田接続部の信頼性に大きく影響する。このため、電極切削端面への半田濡れ確保が課題となっている。

この課題を解決する方法が、例えば特許文献１に開示されている。この技術では、電子部品の実装側の端面にテーパー面を形成し、このテーパー面に半田付け可能な外部接続用電極を設ける。そして外部接続用電極と実装基板側のランドとを対向させて半田接続する。これにより、接続用電極面とランド面の半田載置面とのなす角が鋭角となる。こうすると、半田濡れ力が、垂直方向に上っていく力と水平方向に広がる力との合力となり、溶融半田の電極端面への濡れが良くなる。その結果、電子部品の実装信頼性が向上する。

特開平５-１７５３５４号公報

しかしながら、電子部品のサイズは小型化の一途をたどっており、電極面積が年々縮小している。このような状況の中で、特許文献１の技術だけでは、半田接続の信頼性確保が困難となってきている。このため、半田接続の信頼性をさらに向上する技術が求められている。

本発明は、半田接続の信頼性を向上できる電子部品を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、電子部品は、電子素子を内包する絶縁性のモールドと、電子素子と外部とを電気的に接続する外部電極とを有する。外部電極は、モールドの底面と略平行な主面と、底面から上面に向かって幅広となる屈曲傾斜面とを有する。屈曲傾斜面は、外部電極の主面とモールドの側面との間の面であり、底面から上面に向かって幅広となる曲面となっている。屈曲傾斜面が曲面となっていることで、同じ場所が平面である場合に比べて表面積が大きくなっている。

本発明の効果は、半田接続の信頼性を向上できる電子部品を提供できることである。

第１の実施形態の電子部品を示す平面図である。 第１の実施形態の電子部品を示す断面図である。 第１の実施形態の別の電子部品の例を示す平面図である。 第２の実施形態の半田接続構造の一例を示す断面図である。 第２の実施形態の半田接続構造の別の一例を示す断面図である。 第２の実施形態の半田接続構造のさらに別の一例を示す断面図である。 第３の実施形態の電子部品を示す断面図である。 第３の実施形態の電子部品の半田接続構造の一例を示す断面図である。 第４の実施形態の電子部品の製造方法の一部を示す平面模式図である。 第４の実施形態の電子部品の製造方法の一部を示す断面模式図である。 第４の実施形態の電子部品の切断方法を示す平面模式図である。 第４の実施形態の電子部品の切断方法を示す断面模式図である。 第４の実施形態の電子部品の製造方法の変形例を示す断面模式図である。 第４の実施形態の電子部品の製造方法の別の変形例を示す断面模式図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の電子部品１０を示す平面図である。電子部品１０は、電子素子を内包する絶縁性のモールド１と、電子素子と外部とを電気的に接続する外部電極２とを有する。外部電極２は、モールド１の底面１ａと略平行な主面２ａと、底面１ａから上面に向かって幅広となる屈曲傾斜面２ｂとを有する。

図２は、図１のＡ−Ａ´における電子部品１０の断面図である。屈曲傾斜面２ｂは、外部電極２の主面２ａとモールド１の側面１ｃとの間の面であり、底面１ａから上面１ｂに向かって幅広となる曲面となっている。屈曲傾斜面２ｂが曲面となっていることで、同じ場所が平面である場合に比べて表面積が大きくなっている。このため、半田接合時に、半田と外部電極２とが接触する面積が大きくなり、半田接続の信頼性が向上する。

なお、図１では、モールド１の２辺に外部電極２を有するＳＯＮタイプの例を示しているが、これに限られるものではない。図３（ａ）はモールド１の４辺に外部電極２を有するＱＦＮ＿１０ａに適用した例である。この例では、モールド１の４辺の端部に、外部電極２が配置され、外部電極２の端部に屈曲傾斜面２ｂが形成されている。図３（ｂ）は、直方体の２つの端部に外部電極２を持つチップ部品１０ｂに適用した例である。この例では、外部電極２の端部に屈曲傾斜面２ｂを設けている。

以上説明したように、本実施形態によれば、半田接続の信頼性を向上できる電子部品を提供することができる。

（第２の実施形態）
図４は、第１の実施形態の電子部品１０の外部電極２と、基板３上に設けられたランド４とを、半田５で接続した状態を示す断面図である。基板３は、例えば絶縁性基板に、配線とランド４とが印刷されたプリント配線板である。

外部電極２は、主面２ａと端部との間に、外側に対して凹となる形状の屈曲傾斜面２ｂを有している。また屈曲傾斜面２ｂは、ランド４となす角が鋭角となる傾きを持っている。

半田接続は、例えば、ランド４を含む所定部に半田ペーストを印刷し、ランド４に外部電極を位置合わせして搭載し、リフローすることで行うことができる。この時、外部電極２が上記の屈曲傾斜面２ｂを有していることで、溶融した半田５の濡れが良くなり、屈曲傾斜面２ｂの上部まで半田５が行き渡る。これにより、十分な高さを有する良好なフィレット５ｂが形成される。さらに、同じ個所が平面の場合に比べて、外部電極２と半田５との接触面積が増加するため、半田の接続強度が向上する。

屈曲傾斜面２ｂは凸面で形成されていても良い。図５は外側に凸となる屈曲傾斜面２ｂ＿１を有する外部電極２とランド４とを半田５で接続した例を示す断面図である。この場合も、半田の濡れ性が向上し、半田５と外部電極２との接触面積が増加し、半田の接続強度を向上することができる。

図４と図５の例では、屈曲傾斜面２ｂがモールド１の端部にある例を示したが、屈曲傾斜面２ｂは、モールド１の端部より内側に形成されていても良い。図６は、このような構成の一例を示す断面図である。屈曲傾斜面２ｂ＿２は外部電極２の内側に形成されている。なお、この例では屈曲傾斜面２ｂ＿２を外に対して凹となるようにしているが、逆に凸出会っても良い。この構成では、主たるフィレット５ｂはモールド１の端部より内側に形成される。

以上説明したように、本実施形態によれば、半田接続部に良好なフィレットを形成し、半田接続の信頼性を向上することができる。

（第３の実施形態）
図７は、本実施形態の電子部品１１を示す断面図である。電子部品１１では、図１の構成に加えて、外部電極２の主面２ａの表面に、めっき６が形成されている。

外部電極２を、例えば、Ｃｕ合金で形成した場合は、めっき６を、例えばＳｎめっきやＮｉ／Ａｕめっきなどとすることで、半田との親和性が良い表面を形成することができる。

図８は、図７の電子部品１１を基板３に実装した例を示す断面図である。フィレット５ｂの形状等は、図２の例と同様であるが、めっき６と半田５との親和性が良いことから、接続強度が図２の場合よりも向上する。また、図示はしていないが、屈曲傾斜面２ｂにもめっき６を形成することができれば、さらに接続強度を高めることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、接続強度が強く、信頼性の高い、電子部品の半田接続構造を得ることができる。

（第４の実施形態）
本実施形態では、第１から第３の実施形態で説明した電子部品の製造方法について説明する。

ここでは、モールドの２辺端部に外部電極を持つＳＯＮの例について説明するが、これに限られるものではなく、リードレス型の他の構造を持つ電子部品に対しても同様に適用できる。

図９は、リードフレーム２０に、Ｓｉチップ３０を搭載し、モールド５０で封止する工程を模式的に示す平面図である。なお、ここでは説明を簡潔にするため、Ｓｉチップ３０を一列に配置するものを例示しているが、２次元的にＳｉチップが配置されるようなものであっても良い。図９（ａ）では、リードフレーム２０のダイド２０ａにＳｉチップ３０をダイマウントし、Ｓｉチップ３０とインナーリード２０ａとをワイヤ４０を用いたワイヤボンディングで接続している。図９（ｂ）では、Ｓｉチップ３０の搭載面側にモールドを形成している。モールドの形成は、例えば、金型を用い、モールド樹脂を射出成型する。パッケージ個別でモールドするのではなく、リードフレームのパッケージ形成部全体を一括で覆うことができる。

図１０は、電子部品の製造工程を示す断面図である。断面の位置は、図９のＢ−Ｂ´に対応している。まず、図１０（ａ）のような断面を有するリードフレーム２０を用意する。この例のリードフレーム２０は、ダイパッド２０ａと、インナーリード２０ｂとが交互に並んだような形状となっている。リードフレーム２０には、例えば、Ｃｕ合金を用いることができる。インナーリード２０ｂのＳｉチップ搭載側の面は、ワイヤボンディングが必要であるため、Ｎｉ／Ａｕめっき等の表面処理が好ましい。反対面は、半田付けが成される面であるため、半田と親和性を良くする表面処理が好ましい。そのために、例えば、ＳｎめっきやＮｉ／Ａｕめっきなどをすることができる。また、めっきをせず、Ｃｕ合金表面をプリフラックスでコーティングしても良い。

次に、図１０（ｂ）のように、Ｓｉチップ３０をダイパッド２０ａに搭載し、Ｓｉチップ３０とインナーリード２０ｂとをワイヤボンディングで接続する。

続いて、図１０（ｃ）のように、リードフレーム２０のＳｉチップ搭載面側にモールド５０を形成する。上述したように、モールド５０の形成においては、金型を用い、モールド樹脂を射出成型し、リードフレーム２０のパッケージ形成部全体を一括で覆うことができる。

次に、モールド５０を形成したリードフレーム２０をダイシングテープ６０に貼り付ける。そして、図１１に模式図を示すように、リードフレーム２０側から、ダイシングブレード７０で切削して切削部５１を形成し、個片に切断していく。この時、ダイシングブレード７０には、所定の位置に屈曲部７１を有するものを用いる。これにより、屈曲傾斜面を持った外部電極を形成することができる。

図１２は、ダイシング工程を模式的に示す断面図である。図１２（ａ）に示すように、ダイシングブレード７０で切削部５１ａを形成する。この時、例えば、ダイシングブレード７０がダイシングテープ６０まで切り込むようにして、モールド５０とリードフレーム２０とをフルカットする。この時、ダイシングブレード７０が、外に凸の屈曲部７１を有しているため、切削部５１には、屈曲傾斜面が形成される。

ダイシングを完了したら、図１２（ｂ）に示すように、モールド５０からダイシングテープ６０を剥離する。こうして、個々に分離された電子部品１０を得ることができる。この時、外部電極を２は、外に対して凹形状の屈曲傾斜面２ｂを持った形状になっている。

なお、図１２では、断面の模式図で示しているため、奥行き方向は示していないが、ＱＦＮの場合には、図１２の切削部５１と直角な方向も切断し、４辺を同じ断面形状とする。また、ここでは電子部品として、Ｓｉチップを搭載する例を示したが、他の電子素子や回路に置き換えても良い。また、Ｓｉチップの底面全部を、リードフレームの導体部に搭載する例を用いたが、一部であっても良い。

図１１、１２の例では、屈曲傾斜面が外に対して凹となる形状としたが、凸であっても良い。図１３は、外に対して凹の屈曲部７１ａを持つダイシングブレード７０ａを用いてダイシングを行う様子を模式的に示す断面図である。この場合は、外に対して凹の屈曲部７１ａによって、外に凸となる形状の切削部５１ａが形成される。その結果、外部電極には、外に凸となる屈曲傾斜面が形成される。

図１４は、ダイシングを２回に分けて行う例を示す断面図である。まず、図１４（ａ）に示すように、先端が凸の円弧状の屈曲部７１ｃを有する、ダイシングブレード７０ｂを用いて、外部電極２の端部に相当する位置に外に対して凹の形状を持つ切削部５１ｂを形成する。次に、図１４（ｂ）のように、ダイシングブレード７０ｂよりも幅の狭いダイシングブレード７０ｃを用いて、ダイシングテープ６０の途中まで切り込む切削部５１ｃを形成し、モールド５０をフルカットする。この例では、ダイシング２回行う必要があるが、単純な形状のダイシングブレードしか用いないため、寿命が長く安価なダイシングブレードを利用できるメリットがある。

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

１、５０ モールド
２ 外部電極
２ａ 主面
２ｂ 屈曲傾斜面
３ 基板
４ ランド
５ 半田
６ めっき
１０、１１ 電子部品
２０ リードフレーム
３０ Ｓｉチップ
４０ ワイヤ
６０ ダイシングテープ
７０ ダイシングブレード

Claims (10)

1. 電子素子を内包する絶縁性のモールドと、
   前記電子素子と外部とを電気的に接続する外部電極と
   を有し、
   前記外部電極は、
   前記モールドの外形の範囲内に形成され、
   前記モールドの底面と略平行な面と、
   前記底面から上面に向かって幅広となる屈曲傾斜面とを有する
   ことを特徴とする電子部品。
2. 前記屈曲傾斜面が外に対して凹となる形状を有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
3. 前記屈曲傾斜面が外に対して凸となる形状を有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
4. 前記外部電極が、少なくとも表面の一部にめっきを有している
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか一項に記載の電子部品。
5. 前記屈曲傾斜面が前記外部電極の外側端部に形成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか一項に記載の電子部品。
6. 請求項１乃至請求項５記載の電子部品と、
   絶縁性基板に配線が形成された配線板と、
   前記電子部品と前記配線板とを接続する半田と
   を有することを特徴とする電子装置。
7. 電子素子を内包する絶縁性のモールドと、
   前記電子素子と外部とを電気的に接続する外部電極と
   を有する電子部品の製造方法であって、
   前記外部電極の少なくとも一つの端部に屈曲傾斜面を形成する
   ことを特徴とする電子部品の製造方法。
8. リードフレームに複数の電子素子を搭載し、
   前記リードフレームの一部が露出するように、前記リードフレームと前記電子素子とを被覆するモールドを形成し、
   前記モールドをダイシングして分割し、
   前記ダイシングによって前記リードフレームの切削部に前記屈曲傾斜面を形成する
   ことを特徴とする請求項７に記載の電子部品の製造方法。
9. 前記ダイシングを、屈曲部を有するダイシングブレードを用いて行う
   ことを特徴とする請求項８に記載の電子部品の製造方法。
10. 絶縁性基板に配線が形成された配線板に半田ペーストを印刷し、
    請求項１乃至請求項６に記載の電子部品を搭載し、
    前記配線板と前記電子部品とをリフローする
    ことを特徴とする電子装置の製造方法。

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