(57)【要約】【課題】配線基板と半導体パッケージの再利用方法において、電極パッドの表面の汚れを簡単かつ安価に除去すること。【解決手段】LGAコネクタ５の突起電極４を介して半導体パッケージ１１と電気的に接続される配線基板１の再利用方法であって、突起電極４が当接する配線基板１の電極パッド６の表面に照明を当てて該表面の第１の照度I1を計測するステップと、第１の照度I1を計測した後、電極パッド６の表面を研磨するステップと、研磨の後、電極パッド６の表面に照明を当てて該表面の第２の照度I2を計測するステップと、第１の照度I1と第２の照度I2とを利用して、研磨の前後における電極パッド６の表面の照度の低下率を算出し、該低下率が所定値以上であるときに、電極パッド６を再利用可能な程度にまで電極パッド６の研磨がなされたと判断するステップとを有する配線基板の再利用方法による。【選択図】図１１
2010212422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
LGA(Land Grid Array)コネクタの突起電極を介して半導体パッケージと電気的に接続される配線基板の再利用方法であって、
前記突起電極が当接する前記配線基板の電極パッドの表面に照明を当て、該照明に照らされた前記表面の第１の照度を計測するステップと、
前記第１の照度を計測した後、前記電極パッドの前記表面を研磨するステップと、
前記研磨の後、前記電極パッドの前記表面に照明を当て、該照明に照らされた前記表面の第２の照度を計測するステップと、
前記第１の照度と前記第２の照度とを利用して、前記研磨の前後における前記電極パッドの前記表面の照度の低下率を算出し、該低下率が所定値以上であるときに、前記電極パッドを再利用可能な程度にまで前記電極パッドの研磨がなされたと判断するステップと、
を有することを特徴とする配線基板の再利用方法。
【請求項２】
前記第１の照度を計測するステップと、前記第２の照度を計測するステップのそれぞれにおける前記照明として、リング照明を用いることを特徴とする請求項１に記載の配線基板の再利用方法。
【請求項３】
前記第１の照度を計測するステップと、前記第２の照度を計測するステップのそれぞれにおける前記照明として、同じ輝度の照明を用いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の配線基板の再利用方法。
【請求項４】
前記電極パッドを研磨するステップにおいて、研磨紙を利用することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線基板の再利用方法。
【請求項５】
前記電極パッドを研磨するステップにおいて、前記電極パッドの上に研磨面を下にして前記研磨紙を載置し、該研磨紙の紙面上において弾性体を摺動させ、前記電極パッドを研磨することを特徴とする請求項４に記載の配線基板の再利用方法。
【請求項６】
LGAコネクタの突起電極を介して配線基板と電気的に接続される半導体パッケージの再利用方法であって、
前記突起電極が当接する前記半導体パッケージの電極パッドの表面に照明を当て、該照明に照らされた前記表面の第１の照度を計測するステップと、
前記第１の照度を計測した後、前記電極パッドの前記表面を研磨するステップと、
前記研磨の後、前記電極パッドの前記表面に照明を当て、該照明に照らされた前記表面の第２の照度を計測するステップと、
前記第１の照度と前記第２の照度とを利用して、前記研磨の前後における前記電極パッドの前記表面の照度の低下率を算出し、該低下率が所定値以上であるときに、前記電極パッドを再利用可能な程度にまで前記電極パッドの研磨がなされたと判断するステップと、
を有することを特徴とする半導体パッケージの再利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板と半導体パッケージの再利用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを搭載した半導体パッケージと、システムボード等の配線基板との電気的な接続方法の一つに、LGA(Land Grid Array)コネクタを用いるLGA方式がある。LGAコネクタは、シート状のソケットと、当該ソケットを貫通してその両面から突出する複数のコラムと呼ばれる突起電極とを有する。
【０００３】
このようなLGAソケットが半導体パッケージと配線基板との間に挟まれ、上記のコラムの一端と他端がそれぞれ半導体パッケージと配線基板に当接する。そして、バネの付勢力を利用して半導体パッケージを配線基板に向けて押圧することにより、コラムを介して半導体パッケージと配線基板とが電気的に接続される。
【０００４】
一方、半導体パッケージと配線基板には、LGAソケットのコラムに当接する電極パッドが設けられる。上記のコラムとして弾性体を用いることで、半導体パッケージを配線基板に向けて押圧するときにコラムが押し潰され、半導体パッケージと配線基板のそれぞれの電極パッドとコラムとの電気的接続が確実になる。そのような弾性体としては、例えば、ゴム中に導電性フィラーを分散させてなる導電性ゴムや、銅合金のバネ材が使用されることが多い。
【０００５】
このようなLGA方式は、半導体パッケージと配線基板との接続にはんだを利用していないので、半導体パッケージの交換が容易であり、サーバ等の電子機器に採用されている。
【０００６】
その一方で、半導体パッケージの交換時や電子機器の稼動時にコラムと電極パッドとの間に異物が挟まり、その異物が原因で配線基板や半導体パッケージの電極パッドに傷が付き、電極パッドが汚れることがある。また、コラム中の導電性フィラーも汚れの原因になることがある。更に、電子機器が置かれている環境ガスによっても電極パッドが汚れることがある。
【０００７】
このように電極パッドが汚れると、電極パッドとLGAソケットのコラムとの間の電気的な抵抗が上昇し、電子機器の動作に接続不良等の不具合が発生してしまう。
【０００８】
そのような電極パッドの汚れを除去する方法として、電極パッドの表面をスパッタしてクリーニングする方法がある。
【０００９】
しかしながら、スパッタ装置のような真空装置は、サーバ用のシステムボードのように大型の配線基板を収容することができないので、LGA方式の電極パッドのクリーニングには不向きである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平５−１５２７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
配線基板と半導体パッケージの再利用方法において、電極パッドの表面の汚れを簡単かつ安価に除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下の開示の一観点によれば、LGAコネクタの突起電極を介して半導体パッケージと電気的に接続される配線基板の再利用方法であって、前記突起電極が当接する前記配線基板の電極パッドの表面に照明を当て、該照明に照らされた前記表面の第１の照度を計測するステップと、前記第１の照度を計測した後、前記電極パッドの前記表面を研磨するステップと、前記研磨の後、前記電極パッドの前記表面に照明を当て、該照明に照らされた前記表面の第２の照度を計測するステップと、前記第１の照度と前記第２の照度とを利用して、前記研磨の前後における前記電極パッドの前記表面の照度の低下率を算出し、該低下率が所定値以上であるときに、前記電極パッドを再利用可能な程度にまで前記電極パッドの研磨がなされたと判断するステップとを有する配線基板の再利用方法が提供される。
【００１３】
また、その開示の別の観点によれば、LGAコネクタの突起電極を介して配線基板と電気的に接続される半導体パッケージの再利用方法であって、前記突起電極が当接する前記半導体パッケージの電極パッドの表面に照明を当て、該照明に照らされた前記表面の第１の照度を計測するステップと、前記第１の照度を計測した後、前記電極パッドの前記表面を研磨するステップと、前記研磨の後、前記電極パッドの前記表面に照明を当て、該照明に照らされた前記表面の第２の照度を計測するステップと、前記第１の照度と前記第２の照度とを利用して、前記研磨の前後における前記電極パッドの前記表面の照度の低下率を算出し、該低下率が所定値以上であるときに、前記電極パッドを再利用可能な程度にまで前記電極パッドの研磨がなされたと判断するステップとを有する半導体パッケージの再利用方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
以下の開示によれば、電極パッドの表面を研磨することにより、スパッタ装置等の真空装置を用いる場合と比較して電極パッドの表面の汚れ等を簡単かつ安価に除去できる。
【００１５】
しかも、電極パッドの表面を研磨する際、研磨前後での電極パッドの表面の照度の低下率を算出し、その低下率を利用することで研磨の進行度合いを簡便に把握でき、電極パッドを再利用可能な程度にまで研磨がなされたかどうかの判定が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施形態においてLGA方式により配線基板上に半導体パッケージを実装する工程の断面図である。
【図２】図２は、配線側電極パッドの拡大平面図である。
【図３】図３は、本実施形態においてLGA方式により配線基板上に実装された半導体パッケージの断面図である。
【図４】図４は、電極パッドの研磨を手動で行う場合の断面図である。
【図５】図５は、研磨紙を上から見た平面図である。
【図６】図６は、電極パッドの研磨を自動で行う場合の断面図である。
【図７】図７は、研磨前に接続不良を起こしていた電極パッドの表面粗さの調査結果を示す図である。
【図８】図８は、同軸照明を利用した光学系の断面図である。
【図９】図９（ａ）はリング照明の平面図であり、図９（ｂ）はリング照明を利用した光学系の断面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｃ）は、研磨前後における電極パッドの表面を、同軸照明又はリング照明を用いた光学系で観察して得られた像である。
【図１１】図１１は、本実施形態に係る配線基板の再利用方法について説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１２は、研磨により黒化度が１５％以上になったと判定された電極パッドの最大表面粗さを調査して得られた図である。
【図１３】図１３（ａ）は、研磨を行わなかった電極パッドの抵抗値の調査結果を示すグラフであり、図１３（ｂ）は研磨を行った電極パッドの抵抗値の調査結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態においてLGA方式により配線基板１上に半導体パッケージ１１を実装する工程の断面図である。
【００１９】
配線基板１は、サーバ等の電子機器においてシステムボードとして供せられるものであり、その一方の主面には半導体パッケージ１１で発生する熱を放熱するためのステンレスよりなるボルスタープレート２が固着される。
【００２０】
そのボルスタープレート２にはネジ孔２ａが形成されており、そのネジ孔２ａに連通する貫通孔１ａが配線基板１に設けられる。
【００２１】
一方、半導体パッケージ１１は、パッケージ基板８の一方の主面上に半導体チップ９を固着してなる。パッケージ基板８の構造は特に限定されないが、例えばセラミックやプラスチックよりなるコア基材上に配線層を形成してなる基板をパッケージ基板８として使用し得る。
【００２２】
半導体チップ９は、例えばCPU等の能動素子であって、その側面はアンダーフィル樹脂１０で覆われる。
【００２３】
そのような半導体パッケージ１１と配線基板１の各々には、互いに対向するように基板側電極パッド６とパッケージ側電極パッド７とが設けられる。
【００２４】
このうち、基板側電極パッド６は、基板側銅パッド６ａの上に金めっき層６ｂを形成してなり、その厚さは約３５μm程度である。なお、銅パッド６ａと金めっき層６ｂの間にニッケルめっき層を形成してもよい。また、金めっき層６ｂの厚さは、例えば２μm〜３μmである。
【００２５】
これと同様に、パッケージ側電極パッド７も、パッケージ側銅パッド７ａの上に金めっき層７ｂを形成してなる。
【００２６】
このような配線基板１と半導体パッケージ１１との間には、これらをLGA方式で接続するためのLGAコネクタ５が配される。
【００２７】
LGAコネクタ５は、プラスチックよりなるLGAソケット３と、そのLGAソケット３の貫通孔３ａにコラムとして挿入された複数の突起電極４とを有する。このうち、突起電極４は、各電極パッド６、７と対向する位置に設けられ、ゴム中に銀等よりなる導電性フィラーを分散させてなる導電性ゴムよりなる。
【００２８】
更に、半導体パッケージ１１の上方には、半導体チップ９で発生した熱を放熱するヒートスプレッダ１５と、そのヒートスプレッダ１５を支持するヒートシンクベース１６が配される。このうち、ヒートスプレッダ１５は熱伝導性に優れた銅よりなり、ヒートシンクベース１６はアルミニウムよりなる。
【００２９】
そして、これらヒートスプレッダ１５とヒートシンクベース１６には貫通孔１５ａ、１６ａが形成され、これらの貫通孔１５ａ、１６ａとバネ１８にネジ１７が挿通される。
【００３０】
図２は、配線側電極パッド６の拡大断面図である。
【００３１】
配線側電極パッド６の平面形状の平面形状は特に限定されないが、本実施形態では八角形とする。また、電極パッド６の対向する二辺の間隔Lは、例えば７５０μmである。
【００３２】
実装に際しては、図３に示すように、ボルスタープレート２のネジ孔２ａにネジ１７を螺入し、バネ１８の付勢力によってヒートシンクベース１６を配線基板１側に押し付ける。これにより、配線基板１と半導体パッケージ１１のそれぞれの電極パッド６、７が、LGAコネクタ５の突起電極４を介して電気的に接続されることになる。
【００３３】
ところで、このようなLGA方式の実装では、バネ１８の付勢力によって突起電極４が配線側電極パッド６に強く押圧されることで突起電極４中の導電性フィラーが電極パッド６に接合し、突起電極４と電極パッド６との導通が確保される。
【００３４】
そのため、電極パッド６には、導電性フィラーとの接合が原因でコラム痕と呼ばれる傷が付くことがある。
【００３５】
また、導電性フィラーが原因でなくても、実装時に電極パッド６と突起電極４との間に埃等の異物が挟まることによっても、電極パッド６に傷が付くこともある。そのような傷は、埃の多い場所にサーバ等の電子機器を設置したときに特に発生し易い。
【００３６】
コラム痕や埃が原因の傷は、電子機器の立ち上げ時や保守時において、突起電極４と電極パッド６との着脱回数が増加すると、その分だけ増えることになる。
【００３７】
更に、海岸付近に電子機器を設置すると、塩分を含んだ環境ガスによって電極パッド６の表面が汚染されることもある。
【００３８】
このように電極パッド６の表面に汚染や傷が発生している状態では、電極パッド６と突起電極４との電気的な抵抗が上昇し、半導体パッケージ１１が正常に機能しなくなるので、配線基板１の使用を続けることはできない。
【００３９】
そこで、本実施形態では、以下のようにして電極パッド６の表面を研磨することで、電極パッド６の表面の汚染や傷を除去し、配線基板１を再利用可能とする。
【００４０】
研磨の方式としては、手動方式と自動方式がある。
【００４１】
図４は、電極パッド６の研磨を手動で行う場合の断面図である。
【００４２】
図４に示されるように、本実施形態では、電極パッド６の上に研磨面３０ａを下にして研磨紙３０を載置する。そして、研磨紙３０の紙面上においてゴム等の弾性体３１を手動で摺動させることにより、電極パッド６に対して研磨紙３０を微小に振動させ、研磨面３０ａに固着された砥粒によって電極パッド６を研磨する。
【００４３】
このとき、研磨紙３０に与える全荷重は、作業者の力量にもよるが、４０g重〜５０g重程度となる。
【００４４】
このように研磨紙３０上で弾性体３１を摺動させることで、電極パッド６上で研磨紙３０自体を大きく摺動させなくても電極パッド６を研磨することができる。そのため、電極パッド６の近くの配線基板１に受動部品等が実装されていている場合でも、その受動部品と研磨紙３０とが干渉せず、受動部品が不必要に研磨されるのを防止できる。
【００４５】
図５は、上記の研磨紙３０を上から見た平面図である。
【００４６】
図５に示されるように、配線基板１には複数の電極パッド６を内包するパッドエリアRが画定されており、研磨紙３０はそのパッドエリアRに合わせた大きさに切断されて使用される。これにより、パッドエリアRの外側で研磨に供さない部分の研磨紙３０を無駄に消費しないで済む。
【００４７】
なお、このような研磨手法に代えて、パッドエリアRに合わせた大きさに切断された研磨紙３０の上に、テープやクリップ等で弾性体を固定して手動の研磨治具を作製し、その研磨治具を電極パッド６上で手動で振動させて研磨を行ってもよい。
【００４８】
一方、図６は、電極パッド６の研磨を自動で行う場合の断面図である。
【００４９】
図６の例では、先端にゴム等の弾性体３３が固定されたハンドエンジン３４を用い、ハンドエンジン３４の振動を利用して弾性体３３を研磨紙３０上で摺動させることにより、電極パッド６上で研磨紙を振動させ、該電極パッド６の表面を自動で研磨する。
【００５０】
このとき、研磨紙３０に与える全荷重は、約８０g重程度となる。
【００５１】
このようにハンドエンジン３４で自動的に研磨を行うことで、手動で研磨を行う場合と比較して作業者の負担を軽減することができる。
【００５２】
手動及び自動のいずれの場合でも、研磨紙３０に与える全荷重は特に限定されず、１０g重〜１００g重程度の荷重を研磨紙３０に与えるのが好ましい。このとき、研磨紙３０と接触する電極パッド６の最小個数は２個で、最大個数は７個と推定される。よって、電極パッド６の面積を０．７５mm×０．７５mmと近似した場合、単位面積当たりに加わる研磨圧力の最小値は２．５４g重／mm2（＝１０g重／（０．７５mm×０．７５mm×７））で、最大値は８８．８８g重／mm2（＝１００g重／（０．７５mm×０．７５mm×２））となる。したがって、単位面積あたりの研磨圧力の好適な範囲は、これら最小値と最大値を包含する２g重／mm2〜９０g重／mm2となる。
【００５３】
次に、電極パッド６の研磨に好適な研磨紙３０の種類について説明する。
【００５４】
図７は、研磨前に接続不良を起こしていた電極パッド６の表面粗さの調査結果を示す図である。
【００５５】
この調査では、一つの電極パッド６の４箇所で最大表面粗さを測定した。なお、最大表面粗さとは、測定箇所におけるパッド表面の高低差の最大値である。
【００５６】
図７に示されるように、研磨前では、最大表面粗さの最大値は測定箇所「iv」における１．３３μmである。よって、測定箇所を増やせばパッド表面における最大表面粗さは１．４μm程度になると予想される。
【００５７】
研磨紙３０の砥粒の直径がこの最大表面粗さよりも大きいと、研磨後の表面が研磨前よりも荒れて鏡面化されなくなるので、砥粒の直径を１．４μm以下とするのが好ましい。
【００５８】
但し、砥粒が細かすぎると研磨紙の表面に研磨くずが詰まって目詰まりを起こし、研磨紙３０が使えなくなるおそれがある。よって、目詰まりの防止と、研磨による鏡面化の実現とを両立させるため、砥粒の直径を０．１μm〜０．５μmとするのが好ましい。
【００５９】
一方、電極パッド６の研磨状態は、砥粒の直径だけでなく、研磨紙の厚さによっても左右される。
【００６０】
例えば、厚さが２５μmと薄く、砥粒の直径が０．５μmの研磨紙３０を用いて電極パッド６の表面を研磨しようとしたところ、研磨紙３０が撓み易いため、電極パッド６において研磨紙３０に当たらない箇所が散見された。よって、薄い研磨紙３０を用いると、電極パッド６の表面に研磨むらが発生するおそれがある。
【００６１】
これに対し、厚い研磨紙３０は電極パッド６上を摺動し難いため、電極パッド６の研磨が難しくなる。
【００６２】
よって、研磨むらの発生を抑制しつつ、研磨の容易性を確保するには、厚さが５０μm〜１００μmの研磨紙３０を使用するのが好適である。
【００６３】
また、鏡面仕上げの研磨を行うには、研磨面に水を供給しながら研磨を行う湿式の研磨が有効である。しかし、本実施形態のようにサーバ等の内部で使用される大型の配線基板１の一部に対して湿式の研磨を行うと、研磨箇所から配線基板１内に水分が浸入し、配線基板１の銅電極等においてエレクトロケミカルマイグレーションが発生するおそれがある。
【００６４】
そのため、本実施形態では、研磨紙３０に水を供給しない乾式で研磨を行うことにより、エレクトロケミカルマイグレーション等の新たな不具合が配線基板内で発生しないようにするのが好ましい。
【００６５】
ところで、上記のように電極パッド６を研磨する場合は、研磨がどの程度進行しているかを把握するため、研磨途中で電極パッド６の表面を光学的な顕微鏡で観察するのが好ましい。そこで、次に、電極パッド６の観察に使用される光学系について説明する。
【００６６】
図８は、同軸照明４１を利用した光学系の断面図である。
【００６７】
同軸照明４１はLED(Light Emitting Device)等の光源４３とハーフミラー４２とを有し、光源４３で発生した光がハーフミラー４２で反射して電極パッド６に照射される。
【００６８】
電極パッド６で反射した光はハーフミラー４２を介してデジタルマイクロスコープ４６の顕微鏡４４に入り、CCD等の撮像部４５において電極パッド６の顕微鏡像の画像データSpを得ることができる。その画像データSpは、パーソナルコンピュータ等の計算機５１において表示信号Sdに変換され、その表示信号Sdに基づいてCRT等の表示部５２が電極パッド６の顕微鏡像を表示する。
【００６９】
このように同軸照明４１を利用すると、観察対象の電極パッド６の全体を均一に照らすことができるので、汚染や傷が見やすくなる。
【００７０】
一方、図９（ａ）はリング照明４８の平面図であり、図９（ｂ）はリング照明４８を利用した光学系の断面図である。なお、これらの図において図８で説明したのと同じ要素には図８と同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００７１】
図９（ａ）に示すように、リング照明４８は、LED等の複数の光源４９をリング状に配列してなる。
【００７２】
そのようなリング照明４８は、図９（ｂ）に示すように、リング中心が電極パッド６の上方に位置するように配される。
【００７３】
そして、そのリング中心を通して顕微鏡４４により電極パッド６の表面を観察し、当該電極パッド６の顕微鏡像がデジタルマイクロスコープ４６の撮像部４５により得られる。撮像部４５で得られた顕微鏡像の画像データSpは、計算機５１において表示信号Sdに変換され、その表示信号Sdに基づいて表示部５２に電極パッド６の顕微鏡像が表示される。
【００７４】
リング照明４８から出た光は、電極パッド６の表面に非常に浅い角度θで入射するため、電極パッド６が研磨により鏡面化されている場合には反射光は顕微鏡４４には入射せず、電極パッド６で鏡面化された部分は黒く見えることになる。
【００７５】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、研磨前後における電極パッド６の表面を上記の光学系で観察して得られた像である。
【００７６】
このうち、図１０（ａ）は、図８の同軸照明を用いて、サーバ等の電子機器の使用を開始した当初に電極パッド６を観察して得られたものであり、この時点では電極パッド６の表面は傷や汚染等のない理想的な状態となっている。
【００７７】
一方、図１０（ｂ）は、電極パッド６の傷や汚染が原因で半導体パッケージ１１に接続不良等の不具合が発生したときの状態を示すものであり、図１０（ａ）の場合と比較して電極パッド６の表面がくすんで見える。なお、図１０（ｂ）における観察でも図８の同軸照明を用いている。
【００７８】
一方、図１０（ｃ）は、図４、図６のようにして電極パッド６の表面の傷や汚染を研磨により除去した後に、図９のリング照明４８を用いて電極パッド６の表面を観察して得られた像である。
【００７９】
図１０（ｃ）に示されるように、リング照明４８を用いると、研磨によって傷や汚染が除去されて鏡面化された電極パッド６の表面は黒く見える。
【００８０】
このように、電極パッド６の表面が鏡面化されたかどうかは、当該表面がリング照明により黒く見えるか否かによって判断でき、黒く見える部分が多いほど鏡面化された部分が多いことになる。なお、同軸照明では、研磨された部分はくすみがとれて明るく見える。
【００８１】
そこで、本実施形態では、電極パッド６の表面の研磨の進行度合いを示す指標として、次の式（１）で定義される黒化度を採用する。
【００８２】
【数１】
2010212422.tif 000003
【００８３】
式（１）から、黒化度は、研磨の前後における電極パッド６の表面の照度の低下率に相当する。
【００８４】
そして、表面に汚れや傷のある電極パッド６を研磨して再生するとき、この黒化度を目安にすることで、研磨の進行度合いを把握することができる。
【００８５】
本願発明者は、黒化度がどの程度高くなれば電子装置に不具合が発生しなくなるかを調べるため、次のような調査を行った。
【００８６】
その調査では半導体パッケージ１１としてCPUを用いた。そして、CPUとの間で接続不良が発生した配線基板１において、一つの電極パッド６の表面の汚染部分が当該パッドの全表面に占める面積比率を測定した。その測定を三つのサンプルCPUに対して行ったところ、次の表１の結果が得られた。
【００８７】
【表１】
2010212422.tif 000004
【００８８】
この結果から、接続不良が発生した場合には、電極パッド６の表面において汚染部分が占める面積比率が最大で１２．２７％となった。この汚染部分を研磨により除去して鏡面化すれば接続不良を解消できることになる。ただし、研磨により確実に接続不良を解消するには、研磨により電極パッド６の表面で鏡面化された部分が当該パッドの全表面に占める割合を、１２．２７％よりも余裕を見込んで１５％以上とするのが好ましい。
【００８９】
そこで、本実施形態では、研磨を停止する目安となる黒化度の所定値として１５％を採用し、黒化度が１５％以上となったところで研磨を停止するようにする。
【００９０】
黒化度が１５％以上になるのに要する手数は研磨方法による。
【００９１】
例えば、図４のように手動で研磨する場合に、研磨紙３０の一方の端にまで弾性体３１を滑らせたときを１回、当該端から弾性体３１を元の位置に滑らせた場合を２回として研磨回数を計数したところ、大体５００回程度の研磨回数で黒化度が１５％となった。なお、この調査では、厚さが７５μmで砥粒の直径が０．３μmの研磨紙３０を使用した。
【００９２】
図１１は、このように研磨の進行度合いの目安として黒化度を利用した配線基板の再利用方法について説明するためのフローチャートである。
【００９３】
図１１の最初のステップＳ１では、研磨を行う前の電極パッド６に照明を当て、該照明に照らされた電極パッド６の第１の照度I1を計測する。その照明としては、図８の同軸照明４１や、図９（ａ）のリング照明４８が使用される。これらの照明のうち、リング照明４８は、研磨部分と非研磨部分との間に明確なコントラストが出るという点で同軸照明４１よりも有利である。
【００９４】
また、第１の照度I1の計測にあたっては、計算機５１（図８参照）が画像データSpに基づいて自動的に第１の照度I1を計測するのが好ましい。
【００９５】
次いで、ステップＳ２に移り、電極パッド６の表面を研磨する。研磨の手法としては、図４で説明した手動方式や、図６で説明した自動方式がある。
【００９６】
その後に、ステップＳ３に移り、電極パッド６に照明を当て、該照明に照らされた電極パッド６の第２の照度I2を計測する。
【００９７】
第２の照度I2は用いられる照明の輝度に依存する。よって、照明の輝度を任意としたのでは、第２の照度I2を第１の照度I1と比較できず、既述の黒化度の算出が困難となる。そのため、本ステップで使用される照明の輝度は、ステップＳ１におけるのと同じ輝度とするのが好ましい。
【００９８】
また、同じ理由により、本ステップで使用される照明の種類もステップＳ１におけるのと同じにするのが好ましく、同軸照明とリング照明のどちらか一方を用いて各照度I1、I2を計測するのが好ましい。
【００９９】
更に、本ステップでは、ステップＳ１と同様に、計算機５１（図８参照）が画像データSpに基づいて自動的に第２の照度I2を計測するのが好ましい。
【０１００】
次に、ステップＳ４に移り、既述の式（１）に倣い、電極パッド６の表面の黒化度を次の式（２）により算出する。
【０１０１】
【数２】
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【０１０２】
この黒化度の算出は、各照度I2、I1に基づいて計算機５１で自動的に行うのが好ましい。
【０１０３】
そして、黒化度が所定値である１５％以上であるかどうかを判断し、所定値以上ではな（ＮＯ）と判断した場合には、電極パッド６の研磨が足りないため、ステップＳ２に戻る。
【０１０４】
一方、所定値以上である（ＹＥＳ）と判断したときは、接続不良等が発生せず再利用可能な程度にまで電極パッド６の表面が研磨されていると判定し、研磨を終了する。
【０１０５】
以上により、電極パッド６の表面が清浄化され、配線基板１が再利用可能となる。
【０１０６】
図１２は、研磨により黒化度が１５％以上になったと判定された電極パッド６の最大表面粗さを調査して得られた図である。なお、この調査では、厚さが７５μmで砥粒の直径が０．３μmの研磨紙３０を使用した。
【０１０７】
また、図１２における測定箇所は、図７におけるのと略同じ箇所である。
【０１０８】
なお、電極パッド６はその周辺部から研磨されるので、測定箇所「ii」、「iv」では研磨がまだされていないことになる。
【０１０９】
図１２に示されるように、黒化度が１５％以上と判定された電極パッド６において、研磨済みの測定箇所「i」、「iii」では、最大表面粗さが０．３μm以内に収まることが明らかとなった。このことから、最大表面粗さが０．３μm以内であれば、電極パッド６の黒化度が１５％以上であると推定できることになる。
【０１１０】
次に、本実施形態の効果を確かめるため、接続不良が発生した電極パッド６に対して黒化度が１５％以上になるまで研磨を行った場合と、当該電極パッド６に対して研磨を行わなかった場合のそれぞれにおいて、電極パッド６に対する加速試験を行った。
【０１１１】
その加速試験では、８５℃に加熱された電極パッド６に２５mAの電流を流し続け、電極パッド６の抵抗値が時間の経過とともにどのように変化するかが測定された。
【０１１２】
その結果を図１３（ａ）、（ｂ）に示す。
【０１１３】
図１３（ａ）は電極パッド６に対して研磨を行わない場合の結果であり、図１３（ｂ）は本実施形態に従って電極パッド６を研磨した場合の結果である。
【０１１４】
図１３（ａ）に示されるように、研磨を行わない場合は、測定した２４個の全ての電極パッド６の抵抗値が５０時間以内に上昇した。
【０１１５】
これに対し、研磨を行った場合は、図１３（ｂ）に示されるように、２５０時間経過しても電極パッド６の抵抗値は緩やかに上昇するに留まり、研磨をしない場合よりも抵抗値の上昇が抑制されている。なお、図示はしていないが、その後５００時間を経過しても抵抗値の上昇は抑制された。
【０１１６】
この結果から、本実施形態のように黒化度が所定値以上になるように電極パッド６を研磨することにより、電極パッド６の接続不良を抑制でき、配線基板１の再利用が可能になることが明らかとなった。
【０１１７】
以上説明したように、本実施形態によれば、電極パッド６の表面を研磨することにより、スパッタ装置等の真空装置を用いる場合と比較して電極パッド６の表面の汚れ等を簡単かつ安価に除去できる。
【０１１８】
しかも、電極パッド６の表面の黒化度を利用して研磨の進行度合いを把握することで、不具合が発生しない程度にまで研磨が進んだかどうかを簡単に判定することができる。
【０１１９】
更に、配線基板１の表面に半導体パッケージ１１以外の受動部品が固定されている場合でも、研磨に際してはその受動部品を取り外す必要がないので、一旦不具合を起こした電極パッド６を安価で簡便に再生でき、低コストで配線基板１が再利用可能となる。
【０１２０】
また、電極パッド６の研磨を乾式で行うことにより、湿式で懸念されるような水分に起因したエレクトロケミカルマイグレーション等のような新たな不具合が配線基板１に発生するのを未然に防ぐことができる。
【０１２１】
なお、このように研磨を行った後に、LGA方式で配線基板１に半導体パッケージ１１を再実装しても、研磨に起因した異物が電極パッド６とコラム４との間に混入しないことが確認されている。
【０１２２】
そして、このように配線基板１が再利用可能となることで、LGAコネクタ５や配線基板１を用いたサーバ等の製品のコストダウンを図ることもできる。
【０１２３】
以上、本実施形態について詳細に説明したが、本実施形態は上記に限定されない。
【０１２４】
例えば、上記では配線基板１に形成された配線側電極パッド６を研磨したが、既述の図１１のフローに従ってパッケージ側電極パッド７（図１参照）を研磨し、半導体パッケージ１１を再利用するようにしてもよい。これにより、パッケージ側電極パッド７に接続不良等の不具合が発生した場合でも、不具合の原因となった電極パッド７の汚れや傷を研磨で除去でき、また、研磨の進行度合いを黒化度で判断することにより、研磨終点を簡単に判定できる。
【符号の説明】
【０１２５】
１…配線基板、１ａ…貫通孔、２…ボルスタープレート、２ａ…ネジ孔、３…ソケット、３ａ…貫通孔、４…突起電極、５…LGAコネクタ、６…基板側電極パッド、６ａ…基板側銅パッド、６ｂ…金めっき層、７…パッケージ側電極パッド、７ａ…パッケージ側銅パッド、７ｂ…金めっき層、８…パッケージ基板、９…半導体チップ、１０…アンダーフィル樹脂、１１…半導体パッケージ、１５…ヒートスプレッダ、１５ａ…貫通孔、１６…ヒートシンクベース、１６ａ…貫通孔、１７…ネジ、１８…バネ、３０…研磨紙、３０ａ…研磨面、３１…弾性体、３３…弾性体、３４…ハンドエンジン、４１…同軸照明、４２…ハーフミラー、４３…光源、４４…顕微鏡、４５…撮像部、４６…デジタルマイクロスコープ、４８…リング照明、４９…光源、５１…計算機、５２…表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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