TW201007906A - Lead pin for mounting semiconductor and printed wiring board - Google Patents
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Description
201007906 四、 指定代表圖: (一) 本案指定代表圖為:第(3)圖。 (二) +.代表圖之元件符號簡單說明: ίο〜半導體承載用引腳 20〜鍔 24〜凹槽部 4〇〜封裝基板 44〜銲墊 48b〜鐶材 B〜空孔。 五、 本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式: 無。 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種使用於半導體封裝體與基板側插 座之連接的半導體承載用引腳。 【先前技術】 PGA(PinGrid Array)型半導體封裝基板中,引腳為 了對應近來高配線密度化之要求,—般皆自插人封裝基板 側穿孔之插人型㈣’轉換成⑽銲連㈣封裝基板銲墊 上之T型弓丨腳。 201007906 τ型引腳,係以鍬銲固定在封裝基板電極銲墊上,同 樣地,ic晶片也以鱲銲固定在封裝基板電極銲墊上。在此, 使τ型引腳連接用鱲材與1(:晶片連接用鱲材,改變鉛含量 或金屬組成而改變熔點,當使1C晶片藉由再流動而連接 時’固定半導體承載用引腳之鱲材就不會熔化。 提高Τ型引腳拉伸強度之技術係開示於專利文獻1中。 【專利文獻1】日本特開2001-267451號公報 ®【發明内容】 【發明所欲解決的課題】 近來’考慮對環境之影響,逐漸使用不含錯之鱲材(例 如,錫-銀-銅鐡材,錫-銻鱲材),鎩材熔點變得比較高。 因此,以再流動來熔化鱲材凸塊而使IC晶片承載在封裝基 板時,半導體承載用引腳連接用鱲材會熔化而半導體承載 用引腳會傾斜,而有無法安裝到子板侧插座之問題。現在, •在CPU用封裝基板中,安裝有數百支半導體承載用引腳, 但是,當其中1支傾斜時,CPU就無法安裝到插座而成為 不良品。 關於半導體承載用引腳之傾斜,參照第10(A)圖、 第10(B)圖、第3(c)圖及第3(D)圖來做說明。 。在封裝基板40上表
第10(A)圖係表示封裝基板4〇 面之電極輝墊42形成有鎳材凸塊4 201007906 46以再流動而溶化且連接到1C晶片5G電極銲塾而承栽 晶片5〇時,半導體承載用引腳10有時會傾斜。 第3(C)圖係表示第1〇(A)圖中橢圓c内之半導體 承載用引腳⑴第3(D)圖係表示第1〇⑻圖中擴圓C 内之半導體承載用引腳10。如第10(B)圖所示,當半導 體承載用引腳U)傾斜時,如第3(c)圖所示,可知在電 極銲塾44與半導體承載用引腳1〇鳄2〇間之鐵材切内會 殘留有空孔B。而且,如上所述,當為了承載1(:晶片 而實施再流動時’如第3(D)圖所示,連接用躐材^也 會熔化’同時’鱲材内之空孔6會膨脹,鍔2。會被空孔B 推高,而半導體承載用引腳10會傾斜。 b本發明係為了解決上述課題而研發之技術,其目的在 於提供一種於再流動時不會傾斜之半導體承載用引腳。 【用於解決課題的手段】 為達成上述目的’專利申請範圍第1項之發明,係一 種半導體承載用引腳,由轴體及鍔所構成, 其特徵在於: 鳄係由可抵接到被連接銲墊之面狀平坦部及自平坦部 凹陷之3個以上凹槽部所構成; 平坦部’係自中央位置往側端延伸,同時,相對於通 過軸體中心之既定垂線成對稱,凹槽部係自側端朝向中央 侧形成。 【發明效果】 在專利申請範圍第1項之半導體承載用引腳中,鍔係 .201007906 由可抵接職連接銲塾之面狀平坦部及自平坦部凹陷之^ 個以上凹槽部所構成’平坦部,係自中央位置往侧端延伸, 同時,相對於通過軸體令心之既定垂線成對稱,凹槽部係 自側端朝向中央侧形成。亦,在訂,凹槽部係自侧端 朝向_央側形成’所以’被連接銲塾與转間之鐵材内會殘 留空孔,在再流動時即使空孔膨脹’其會沿著凹槽部往側 方脫出’所以,半導體承載用引腳不會因為鳄被空孔頂高 傾斜且,平坦部係自中央位置往側端延伸,同時, 相對於通過轴體中心之既定垂線成對稱,所以,能保持相 對於封裝基板之垂直性。 在專利申請範圍第2項之半導體承載用引腳中,凹槽 部係形成略微半圓狀。凹槽部係朝向鍔側端傾斜,所以, 在再流動時膨脹之空孔很容易沿著凹槽部往侧方脫出。
在專利申請範圍第3項之半導體承載用引聊中,平挺 部係包括:圓形部,與鋒成同心;以及延伸部,剖面呈^ 圓形狀,自圓形部往侧端侧延伸’上端係與圓形部等,。 因此,在模具上能很容易形成平坦部。 在專利申請範圍第4項之半導體承載用引聊中, 部剖面係”字形。凹槽部係朝向转側端傾斜,所以,: 再流動時膨脹^隸容m凹槽部軸方心。在 在專利申請範圍第5項之半導體承載用引 坦部面積佔鍔軸向剖面籍夕使平 社,、 J面積之5%以上,藉此,能強固蚰、* 接到被連接銲巷。其地連 ,n〇 另外,使平坦部面積佔鍔軸向剖面籍 50/以下,藉此,在 之 机動時膨脹之空孔很容易沿著四槽 201007906 部往側方脫出。 在專利申請範圍第6項之半導體承載用引腳中,使平 坦部面積佔鍔轴向剖面積之10%以上,藉此,能強固地連 接到被連接銲墊。另外,使平坦部面積佔鍔轴向剖面積之 30/6以下,藉此,在再流動時膨脹之空孔很容易沿著凹槽 部往侧方脫出。 在專利申請範圍第7項之配線板中,半導體承載用引 腳不會傾斜。 【實施方式】 【第1實施形態】 以下,參照第1〜4圖來說明本發明第丨實施形態之半 導體承載用引腳。 第1(A)圖係本發明第1實施形態之半導體承載用引 腳俯視圖;第1 (B)圖係其側視圖;第uc)圖係其立體 圖。 半導體承載用引腳10,係由圓筒狀轴體12及鍔2〇所 構成。鍔20係由可抵接到被連接銲墊之面狀平坦部22及 自平坦部22凹陷成略微半圓形之4個凹槽部24所構成。 平坦部22,係自鍔20中央位置往側端2〇E延伸,同時, 相對於通過軸體12中心CN及凹槽部24最深部位之垂線 VL成對稱。凹槽部24係自側端20E朝向中央侧形成。 在此,半導體承載用引腳,係以銅合金等製成,全長 L1係3.16 mm。抽體12直位Φ2係0.45 mm。鍔20係直徑φ 201007906 1為1. 1 mm,厚度T1為〇. 26mm。在凹槽部24最深之側端 20E處,深度H1係〇. 13mm。如第1(A)圖所示,相向凹 槽部24之間隔W1係設定為Q.45mm。 接著,參照第2、3圖來說明第丨實施形態半導體承載 用引腳對封裝基板之安裝。 第2圖係表示半導體承載用引腳安裝到封裝基板及π 晶片承載到封裝基板上之工序示意圖。如第2(Α)圖所示, 在封裝基板40上表面之電極銲墊42形成有鱲材凸塊46, 下表面侧電極銲墊44配置有連接用銲膏48a。在此,如第 2 ( B )圖所示,以再流動來熔化銲膏48&,藉此半導體 承載用引腳會安裝在封裝基板下表面。而且,如第2(c) 圖所不,使封裝基板40上表面躐材凸塊46以再流動來熔 化而連接到1C晶片50之電極銲墊52。 第3(A)圖係表示第2(B)圖中橢圓c内之半導體承 載用引腳1(M第3⑷圖係表示第2(c)圖中橢圓。内 φ之半導體承載用引腳10。如第3⑴圖所示在電極鲜塾 =與半導體承載用引腳_ 2()間之鐶材働内會殘留有 二孔B如上所述’當為了承載1(:晶片而實施再流動時, 連接用鱲材48b也會熔化,同時,鱲材内之空孔”膨脹, 但是如第3(B)圖所示,空孔B會沿著凹槽部^往侧方 脫出’所以’鳄2G不會被空孔B推高’而半導體承載用引 腳1 0不會傾斜。 部 24 又,在第1實施形態之半導體承載用引腳1〇中,凹槽 係形成略微半圓形,朝向鍔2()側端綱傾斜’所以, 201007906 在再流動時膨脹之空孔很谷易沿著凹槽部24往側方脫 出。而且,空孔即使不自鐵材48b脫出,也會沿著凹槽部 24擴大,藉此’半導體承載用引腳1〇就不會傾斜。 而且,平坦部22,係自鍔20中央位置往側端2〇e延 伸,同時’相對於通過轴體12中心之垂線vl成對稱,所 以,當承載ic晶片而再流動時,連接用鐵材48熔化時, 半導體承載用引腳10也能保持相對於封裝基板4〇之垂直 性0 藉由使用第1實施形態半導體承載用引腳,即使加大 構成1C晶片連接用鐶材凸塊46之鐵材與半導體承載用引 腳連接用鱲材48b之熔點差異,也能防止IC晶片再流動時 之半導體承載用引腳傾斜。 第4 ( A1)圖係第1實施形態第i改變例之半導體承 載用引腳俯視圖;第4 ( A2 )圖係其側視圖;第4 ( A3)圖 係其立體圖。第4 ( B1 )圖係第丨實施形態第2改變例之 半導體承載用引腳俯視圖;第4(B2)圖係其側視圖;第4 (B3)圖係其立體圖。 參照第1圖,在上述第丨實施形態之半導體承載用引 腳10中,係使凹槽部24設在鍔2〇上4處。相對於此,如 第4(A1)圖、第4(A2)圖及第4(A3)圖所示,也可以 設置3處’或者,如第4(Βΐ)圖、第4(B2)圖及第4(δ3) 圖所示,也可以設置5處以上。 【第2實施形態】 以下,參照第5〜7圖來說明本發明第2實施形態之半 201007906 導體承載用引腳。 第5 ( A )圖係第2實施形態之半導體承載用引腳俯視 圖;第5(B)圖係其侧視圖;第5(C)圖係其立體圖。 半導體承載用引腳10,係由圓筒狀軸體12及鍔2〇所 構成°鍔20係由可抵接到被連接銲墊之面狀平坦部22及 自平坦部22凹陷成略微半圓形之4個凹槽部24所構成。 平坦部22係包括:圓形部22C,與鍔20成同心狀;以及 延伸部22H ’剖面呈半圓形狀,自圓形部22C往側端2〇E 側延伸’上端(表面位置)係與圓形部22C等高。平坦部 22係相對於通過軸體12中心CN及延伸部22H最高部位之 垂線VL成對稱。凹槽部24係自侧端20E朝向中央侧形成。 在此’半導體承載用引腳,係以銅合金等製成,全長 L1係3.16mm。轴體12直徑Φ2係0.45mm。鳄20係直徑φ 1為1.1mm,厚度T1為0.26mm。凹槽部24深度H1係 〇· 05mm。如第5 ( A)圖所示,圓形部22C上端直徑係 _ 0.45mm,下端直徑W2係0. 55mm。延伸部22H寬度W4係設 定為0. 2mm。 第2實施形態之半導體承載用引腳1〇,係與第丨實施 形態相同地,當為了承載1C晶片而實施再流動時,在鐵材 内擴張之空孔B沿著凹槽部24往侧方脫出,所以,鳄2〇 不會被空孔B推高’而半導體承載用引腳1〇不會傾斜。 又,在第2實施形態之半導體承載用引腳1〇中,平坦 部22係包括:圓形部22C ’與鍔20成同心狀;以及延伸 部22H,剖面呈半圓形狀,自圓形部22C往側端側延伸, 201007906 上端係與圓形部22c等高。因此,在模具上能後容易形成 平坦部。 而且,平坦部22之延伸部22H,係自鍔2〇中央位置 往側端20E延伸,同時,相對於通過軸體丨2中心之垂線 VL成對稱’所以’當承載Ic晶片而再流動時連接用鱲 材48a溶化時,半導體承载用引腳1〇也能保持相對於封裝 基板40之垂直性。 第6 ( A1 )圖係第2實施形態第丄改變例之半導體承 載用引腳俯視圖;第6 ( A2 )圖係其侧視圖;第6 ( A3 )圖❹ 係其立體圖。第6 (B1)圖係第2實施形態第2改變例之 半導體承載用引腳俯視圖;第6 ( B2 )圖係其侧視圖;第6 (B3)圖係其立體圖。 參照第5圖,在上述第2實施形態之半導體承載用引 腳10中,係使凹槽部24設在鍔20上4處。相對於此,如 第6(A1)圖、第6(A2)圖及第6(A3)圖所示,也可以 設置3處,或者,如第6(B1)圖、第“Μ)圖及第6(们) 圖所示,也可以設置5處以上。 Θ 第7 ( A )圖係第2實施形態第3改變例之半導體承載 用引腳立體圖;第7 ( B)圖係第4改變例之半導體承載用 引腳立體圖;第7(C)圖係第5改變例之半導體承載用引 腳立體圖。 在第5圖所示第2實施形態及第6圖所示第2實施形 態之第1、2改變例中,係使延伸部22H形成剖面為半圓形。 相對於此,如第7(A)圖、第7(B)圖及第7(c)圖所 10 201007906 不’在延伸部22H最上部設置線狀平坦部22F也很適合。 【第3實施形態】 以下’參照第8圖及第9圖來說明本發明第3實施形 態之半導體承載用引腳。 第8 (A)圖係第3實施形態之半導體承載用引腳俯視 圖;第8 ( B)圖係其側視圖;第8 ( C)圖係其立體圖。 半導體承載用引腳1〇,係由圓筒狀軸體12及鍔2〇所 構成。鍔20係由可抵接到被連接銲墊之面狀平坦部“及 自平坦部22凹陷成V字形之4個凹槽部24所構成。平坦 部22係由自鍔中心CN往侧端而成十字形延伸之線狀延 伸部22L所構成。平坦部22,係相對於通過轴體12中心 CN及凹槽部24最深部位之垂線VL成對稱。凹槽部以係 自侧端20E朝向中央侧形成》 在此,半導體承載用引腳,係以鋼合金等製成,全長 L1係3. 16mm。軸體12直徑φ 2係 〇. 46mm。鍔20係直徑φ
22L寬度W5係設定為〇. 〇5ηπη。
11 201007906 在再流動時膨脹之空孔很容易沿著凹槽部24往侧方脫 出而且,空孔即使不自鐵材48脫出,也會沿著凹槽部 24擴大’藉此,半導體承載用引腳10就不會傾斜。 而且’平坦部22,係自鍔20中央位置延伸至侧端2〇E, 同時’相對於通過轴體12中心之垂線VL成對稱,所以, 當承載IC晶片而再流動時’連接用鍬材48熔化時,半導 體承載用引腳1 〇也能保持相對於封裝基板4〇之垂直性。 第9 ( A1 )圖係第3實施形態第1改變例之半導體承 載用引腳俯視圖;第9 ( A2 )圖係其侧視圖;第9 ( A3 )圖❹ 係其立體圖。第9 ( B1)圖係第3實施形態第2改變例之 半導體承載用引腳俯視圖;第9 ( B2)圖係其侧視圖;第9 (B3)圖係其立體圖。 參照第8圖,在上述第3實施形態之半導體承載用引 腳1〇中,係使凹槽部24設在鍔2〇上4處。相對於此如 第9U1)圖、第9(A2)圖及第9(A3)圖所示,也可以 設置3處,或者,如第9(B1)圖、第9(B2)圖及第9(B3) 圖所示,也可以設置5處以上。 Θ 【評價實驗】 在此,針對實施改變第丨實施形態半導體承載用引腳 凹槽部24深度H1所得之實驗結果來做說明。在此,製造 6個(pcs)包括360支半導體承載用引腳之封裝基板,調 查半導體承載用引腳是否有傾斜。作為比較例,使包括第 10圖所不平坦鳄2〇之半導體承載用引腳安裝到封裝基 板在此’連接1C晶片之鱲材凸塊使用熔點230。(:之 12 201007906
Pb-Sn-Sb鐶材’固定半導體承載用引腳之鱲材則使用236 °C 之 Pb82-Snl0-Sb8 鐵材。 在此’當使深度H1設定為〇. 〇4mm時,與使用先前技 術之半導體承載用引腳之比較例相同地,在6個封裝基板 中,在2個封裝基板上觀察到半導體承載用引腳有傾斜。 s使深度H1设定為〇. 〇 5mm時,不會發生半導體承載用引 腳傾斜之情況。結果可知,最好使深度H1設定為〇. 以上。 相反地,當使深度H1設定為2. 1mm時,在1個封裝基 板上觀察到半導體承載用引腳有傾斜。當使深度設定為 2mm時,不會發生半導體承載用引腳傾斜之情況。結果可 知’最好使深度Η1設定為2 mm以下。 而且,針對平坦部面積與鍔之軸體垂直方向剖面積的 比率實施實驗。 其結果表示於第11圖中。
在此,平坦部面積為5〇%,亦即,凹槽為㈣時,在 2 4 0 C經過4 0秒時,在1個射胜| 在1個封裝基板上觀察到半導體承載 用引腳有傾斜。亦即,可知σ i β Ρ 了知/、要疋5〇%以下就有效果。在 此’從實裝製程之安全係數觀點氺 η/ 你数觀點來看,可知最好設定為30 %以下。 反之’當使平坦部面積為_ . # A / rr, 4時,無法獲得既定拉伸 強度(4.5Kgf),當使平坦部 定^由&疮如、 檟為5%時,就能獲得既 疋拉伸強度。在此,即使讓平坦 , 面積為1 0 %以上,可知 拉伸強度也不會增加。由結果可 ’藉由使平坦部面積為 13 201007906 5%以上,能強固地連接到被連接銲墊。 而且,在此所謂拉伸強度之測定方法,係與日本特開 2001-267451號之接合強度測定方法相同。 而且,此評價實驗雖然係針對第丨實施形態半導體承 載用引腳來實施,但是’發明者認為:上述結果在第2實 施形態半導體承載用引腳及帛3實施形態半導體承載用引 腳也可獲得同樣的效果。 【產業上可利用性】 在上述第1〜3實施形態_ ’雖然針對特定形狀之平坦 部及凹槽部做過說明,但是,σ 疋,、要疋藉由设置凹槽而使空 孔能往側方脫出,當缺承n nrr Λτ *然干坦部及凹槽部可以使用各種形狀。 【圖式簡單說明】 施形態之半導體承載用引 圖;第1 ( c)圖係其立體 第1(A)圖係本發明第1實 腳俯視圖;第1 ( Β )圖係其側視 圖。 第2(A)〜(C)圖係表示半導體承載 I -Γ胧个軌用腳 板及1C晶片承载到封裝基板上之工序示意圖 第3(A)圖係表示第2(B)圊中橢圓⑴内之 體承載用引腳(10);第m在矣··餘 弟圖係表不第2(c)圖 圓(〇内之半導體承載用引腳(1〇); 示第10(A)圖中椭)圖係 第3(D)… 之半導體承載㈣腳⑴) 第3(D)圖係表示第1G⑻圖中橢圓(c)内之半導體 201007906 • 載用引腳(10)。 第4 ( A1 )圖係第1實施形態第1改變例之半導體承 載用引腳俯視圖;第4 ( A2 )圖係其侧視圖;第4 ( A3 )圖 係其立體圖。第4 ( B1 )圖係第1實施形態第2改變例之 半導體承載用引腳俯視圖;第4 ( B2 )圖係其側視圖;第4 (B3)圖係其立體圖。 第5 ( A )圖係第2實施形態之半導體承載用引腳俯視 圖;第5(B)圖係其側視圖;第5(c)圖係其立體圖。 φ 第6 ( A1 )圖係第2實施形態第1改變例之半導體承 載用引腳俯視圖;第6 ( A2 )圖係其側視圖;第6 ( A3)圖 係其立體圖。第6 ( B1 )圖係第2實施形態第2改變例之 半導體承載用弓1腳俯視圖;第6 ( B2 )圖係其側視圖;第6 (B3 )圖係其立體圖。 第7(A)圖係第2實施形態第3改變例之半導體承載 用引腳立體圖;第7(B)圖係第4改變例之半導體承載用 •引腳立體圖;第7(C)圖係第5改變例之半導體承載用引 腳立體圖。 第8 (A)圖係第3實施形態之半導體承載用引腳俯視 圖;第8 ( B)圖係其側視圖;第8 ( c)圖係其立體圖。 第9(A1)圖係第3實施形態第1改變例之半導體承 載用引腳俯視圖;第9(A2)圖係其側視圖;第9(A3)圖 係其立體圖。第9 (B1)圖係第3實施形態第2改變例之 半導體承載用$丨腳俯視圖;第“Μ)圖係其側視圖;第9 (B3)圖係其立體圖。 15 201007906 第10( A)〜(B)圖係表示使1C晶片承載在使用先前技術 半導體承載用引腳之封裝基板上之工序示意圖。 第11圖係表示針對平坦部面積與鍔之轴體垂直方向 剖面積的比率實施實驗之結果圖表。 【主要元件符號說明】 10 半導體承載用引腳 12 轴體 20 鍔 _ 20C 中央部 20E 側端 22 平坦部 22C 圓形部 22L 延伸部 24 凹槽部 22F 平坦面 _ 40 封裝基板 42 銲墊 44 鱲銲凸塊 46 銲墊 48a 鱲銲膏 48b 鱲材 50 1C晶片 52 銲墊 16
Claims (1)
- 201007906 七、申請專利範圍: 1.-種半導體承載用引腳,由軸體及㈣構成, 其特徵在於: 上述鍔係由可抵接到被連接銲墊之平坦部、及自該平 坦部凹陷之3個以上的凹槽部所構成; 上述平坦部係自鍔的中心往側端延伸; 上述凹槽部係自側端朝向中央侧被形成,且以在侧端 籲成為最深的方式、朝向鍔的侧端傾斜。 2. 如申請專利範圍第μ所述之半導體承載用引腳, 其中,上述凹槽部係具有最深部位。 3. 如申明專利範圍第2項所述之半導體承載用引腳, 其中’上述凹槽部的剖面係大體上為半圓形狀。 4. 如申請專利職第2項所述之半導體承載用引腳, 其中’上述凹槽部的剖面係大體上為ν字形。 5. 如申請專利範圍第4項所述之半導邀承載用引聊, >其中’上述平坦部係由自釋的中心朝側端成十字形延伸的 線狀的延伸部所構成。 6. 如申凊專利範圍第£項所述之半導體承載用引腳, 、 述平L邛係相對於通過軸體的中心及凹槽部的最 深部位之垂線成對稱而被形成。 7·如申明專利範圍第1項所述之半導體承載用引腳, 其中’上述平坦部係為自㈣t ^ _端延伸的線狀的 伸部。 哎 8.如申請專利範圍第7項所述之半導體承載用引卿, 17 201007906 其中’上述平坦部係由十字形的延伸部所構成。 9·如申請專利範圍第丨項所述之半導體承載用引腳, 其中,上述平坦部面積係佔鍔上表面積之5〜5〇%。 10. 如申請專利範圍第1項所述之半導體承載用引 腳,其中,上述平坦部面積係佔鍔上表面積之5〜3〇%。 11. 一種封裝基板,具備如申請專利範圍第i項所述之 半導體承載用引腳。 12. —種封裝基板,具備如申請專利範圍第2項所述之 半導體承載用引腳。 13·—種封裝基板,具備如申請專利範圍第3項所述之 半導體承載用引腳。 14. 一種封裝基板,具備如申請專利範圍第4項所述之 半導體承載用引腳。 15. —種封裝基板,具備如申請專利範圍第5項所述之 半導體承載用引腳。 之 之 16. —種封裝基板,具備如申請專利範圍第6項所述 半導體承載用引腳。 17. —種封裝基板,具備如申請專利範圍第?項所述 半導體承載用引腳。 ~ 8項所述之 10項所述 18. —種封裝基板’具備如申請專利範圍第 半導體承載用引腳。 19. 一種封裝基板’具備如申請專利範圍第 之半導體承載用引腳。 18
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