(57)【要約】【課題】電気部品に反りがあってもプリント配線基板との良好な電気的接続を実現しやすく、プリント配線基板や隣接搭載部品にダメージを与えずに電気部品の多数回のリペアを可能とし、予備半田の供給が容易で、プリント配線基板の小型化が行いやすく、電気的特性も良好にする支持体等を提供する。【解決手段】プリント配線基板１０と電気部品（半導体装置１１）との間に配置される支持体１ａであって、内部に半田ペースト１５ａ，１５ｂ，１５ｃが充填された貫通孔１１３が複数設けられたシート部材１４と、シート部材１４内部で貫通孔１１３の周囲を囲むように配線されたヒーター回路（ヒーターエレメント１１１）と、ヒーターエレメント１１１に電圧を印加するための電圧印加部１２と、を有し、シート部材１ａにおける貫通孔１１３の位置に応じ、半田ペースト１５ａ，１５ｂ，１５ｃの充填量を制御することによって上記課題を解決する。【選択図】図１
2008283109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線基板と電気部品との間に配置される支持体であって、
内部に半田ペーストが充填された貫通孔が複数設けられたシート部材と、該シート部材内部で前記貫通孔の周囲を囲むように配線されたヒーター回路と、該ヒーター回路に電圧を印加するための電圧印加部と、を有し、
前記シート部材における前記貫通孔の位置に応じ、前記半田ペーストの充填量が制御されていることを特徴とする支持体。
【請求項２】
前記シート部材が、少なくとも１以上の前記貫通孔を通過するように前記シート部材を横断して設けられた切取線と、該切取線に連続して前記シート部材の端部に設けられた切り込み部と、をさらに有する、請求項１に記載の支持体。
【請求項３】
前記シート部材が、前記プリント配線基板上での位置合わせのための位置合わせ穴をさらに有する、請求項１又は２に記載の支持体。
【請求項４】
前記ヒーター回路が、前記シート部材内部の配線位置に応じ、異なる太さを有する電熱線で形成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の支持体。
【請求項５】
前記ヒーター回路が、前記シート部材を平行に横断する複数の電熱線で形成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の支持体。
【請求項６】
前記半田ペーストの充填量が、前記電気部品の形状に合わせて制御されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の支持体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の支持体を、プリント配線基板と電気部品との間に有することを特徴とする電気部品搭載プリント配線基板。
【請求項８】
前記電気部品が半導体装置である、請求項７に記載の電気部品搭載プリント配線基板。
【請求項９】
プリント配線基板、支持体、及び電気部品をこの順に積層した電気部品搭載プリント配線基板の製造方法であって、
内部に半田ペーストが充填された貫通孔が複数設けられたシート部材と、該シート部材内部で前記貫通孔の周囲を囲むように配線されたヒーター回路と、該ヒーター回路に電圧を印加するための電圧印加部と、を有し、前記シート部材における前記貫通孔の位置に応じ、前記半田ペーストの充填量が制御されている支持体を準備する準備工程と、
前記プリント配線基板上において電気部品が配置される位置に前記支持体を設置する設置工程と、
前記支持体上に電気部品を配置する配置工程と、
前記電圧印加部を作動させて前記ヒーター回路に電圧を印加して発熱させ、前記貫通孔内に設けられた半田ペーストを溶融させて、前記電気部品と前記プリント配線基板との電気的な接続を確保する接続工程と、
を備えることを特徴とする電気部品搭載プリント配線基板の製造方法。
【請求項１０】
前記シート部材が、少なくとも１以上の前記貫通孔を通過するように前記シート部材を横断して設けられた切取線と、該切取線に連続して前記シート部材端部に設けられた切り込み部と、をさらに有し、
前記接続工程の後に、前記電圧印加部を前記ヒーター回路から切断し、次いで前記切り込み部から前記切取線に沿って前記シート部材を切断して、該シート部材を前記プリント配線基板と前記電気部品との間から除去する除去工程をさらに備える、請求項９に記載の電気部品搭載プリント配線基板の製造方法。
【請求項１１】
前記シート部材が前記プリント配線基板上での位置合わせのための位置合わせ穴をさらに有するとともに、前記プリント配線基板には前記位置合わせ穴に対応した突起が設置されており、
前記設置工程で、前記位置合わせ穴と前記突起とが嵌合するように、前記支持体を前記プリント基板上に設置する、請求項９又は１０に記載の電気部品搭載プリント配線基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項７又は８に記載の電気部品搭載プリント配線基板の修理方法であって、前記電圧印加部を作動させて前記ヒーター回路に電圧を印加して発熱させ、前記貫通孔内に設けられた前記半田ペーストを溶融させて、前記電気部品を前記プリント配線基板から取り外す工程を有することを特徴とする電気部品搭載プリント配線基板の修理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持体、この支持体を用いた電気部品搭載プリント配線基板、この電気部品搭載プリント配線基板の製造方法、及びこの電気部品搭載プリント配線基板の修理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等に代表される電気機器の多くは、プリント配線基板上に様々な電気部品を搭載した電気部品搭載プリント配線基板を用いて構成されている。プリント配線基板に搭載される電気部品は様々あるが、代表的なものに大規模集積回路（ＬＳＩ：Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の半導体装置がある。
【０００３】
これら半導体装置に代表される電気部品は、開発初期の段階では入手が遅れたり、入手できても品質が安定せず障害を起こす場合がある。プリント配線基板への電気部品の実装は、通常、搭載する全ての電気部品が揃った段階で行う必要があるので、一部の電気部品の入手が遅れると、電気部品搭載プリント配線基板の組み立てを行うことができず、製造日程に遅延をおよぼす問題がある。
【０００４】
また、電気部品搭載プリント配線基板は、半導体装置以外の部品も多数搭載された付加価値が非常に高いものである。このため、半導体装置のみに障害がある場合において、付加価値の高い電気部品搭載プリント配線基板全体を廃棄してしまうことは、開発日程面、費用面で大きな問題となる。
【０００５】
こうした状況を回避するために、プリント配線基板に個別に半導体装置のみを搭載する方法があるが、この方法は、コスト面で用いづらいという問題がある。そこで、障害のある半導体装置のみをリペア（修理・交換）してプリント配線基板の良品化を図る手段が用いられている。
【０００６】
こうした半導体装置を電気部品搭載プリント配線基板から取り外すリペア手段としては、より具体的には、電気部品搭載プリント配線基板において半導体装置が搭載された部分を、ヒーターや熱風等でプリント配線基板の上下から局部的に温めながら半導体装置の端子とプリント配線基板とを電気的に接続している半田を溶融し、この半導体装置を除去した後に、良品の半導体装置を搭載し直す方法がある（特許文献１、２参照）。
【０００７】
別のリペア手段として、複数の小孔を備える耐熱性絶縁シート部材を半導体装置とプリント基板との間に介在させておき、半導体装置を交換する場合において、外部からの加熱によって半導体装置のバンプを溶融するとともに、耐熱性絶縁シート部材を移動させて半導体装置とプリント配線基板とを分離する方法がある（特許文献２参照）。また、この方法と類似する方法として、耐熱性絶縁シート部材に組み込まれた加熱線を用いてパッケージに設けられた半田ボールを溶融させてパッケージを取り外す方法もある（特許文献３参照）。
【０００８】
別のリペア手段として、櫛歯状ヒーターを半導体装置のボール部に挿入して接合部の半田を溶かして、実装基板から半導体装置を分離する方法がある（特許文献４参照）。
【０００９】
さらに別のリペア手段として、半導体装置用のソケットコネクタを用いる方法がある。この方法では、半導体装置用のソケットコネクタを部品組み立て時にプリント配線基板上に搭載する。そして、半導体装置は、ソケットコネクタに設置、離脱することでプリント配線基板への部品組み立て後にリペアすることが可能になる。
【特許文献１】特開２００２−５７４５３号公報（第００１７段落、図２）
【特許文献２】特開平９−２４６７１４号公報（第００２４段落、第００３２段落、図１）
【特許文献３】特開平１１−８７９０６号公報（第００２４段落、第００２６段落、第００３３段落〜第００３５段落、図１〜４）
【特許文献４】特開２００２−９４３２号公報（第００２３段落、図１、２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の半導体装置のリペア手段はいくつかの問題を有する。
【００１１】
第１の問題点は、リペア対象の半導体装置が搭載された部分をプリント配線基板の上下からヒーターや熱風等で局部的に温めて半田を溶融する際に、熱がプリント配線基板に大きなダメージを与えてしまうことである。こうした大きなダメージにより、プリント配線基板が、加熱のストレスによって層間剥離やパターン断線等を引き起こすことがあるため、多数回のリペアに耐えられないという課題がある。また、ヒーターや熱風での加熱においては、加熱範囲が広くなる傾向が強くなり、半導体装置に隣接して搭載される電気部品へのダメージも発生する場合があり、こうした隣接して搭載される電気部品の交換も必要になるという課題がある。
【００１２】
上記課題についてより具体的に説明する。図８は、ヒーターを用いてプリント配線基板を加熱することにより半導体装置をリペアする手段を示す模式的な断面図である。同図に示すように、電気部品搭載プリント配線基板６９は、プリント配線基板６０上にＢＧＡ（ボールグリッドアレイ。本明細書においては、単に「ＢＧＡ」と記載する場合がある。）の形態をした半導体装置６３が搭載されている。より詳しくは、半導体装置６３の半田ボール６２がプリント配線基板６０上の半田ボール用パッド６１と電気的に接続した構造である。また、電気部品搭載プリント配線基板６９においては、半導体装置６３の周辺には隣接してチップ部品６６が搭載されている。チップ部品６６は、チップ部品搭載用パッド６８上に半田フィレット６５を形成して接続される。
【００１３】
ここで、電気部品搭載プリント配線基板６９において半導体装置６３をリペア（交換）する場合、プリント配線基板６０の裏面からヒーター６４で半導体装置６３の搭載部周りを加熱する。そして、熱６７によって接続部分の半田ボール６２を溶融し、半導体装置６３を取り外し、新しい半導体装置にリペアする。しかし、こうしたプリント配線基板６０の裏面からの加熱は、プリント配線基板６０に与えるストレスが大きいため、プリント配線基板６０の層間剥離やパターン断線といった障害を引き起こしやすくなる。また、同図に示すように、ヒーター６４の加熱範囲が半導体装置６３の搭載部周りよりも大きくなりやすいため、リペア対象でないチップ部品６６のような隣接搭載部品へもダメージを与える場合があり、隣接搭載部品も同時に交換しなければならない場合もある。
【００１４】
第２の問題点は、複数の小孔を備える耐熱性絶縁シート部材を半導体装置とプリント配線基板間に介在させておき、この耐熱性絶縁シート部材に組み込まれた加熱線や外部からの加熱によって半導体装置のバンフ等を溶融して半導体装置をプリント配線基板から分離するリペア手段を用いる場合や、櫛歯状ヒーターを半導体装置のボール部に挿入して接合部の半田を溶かして、プリント配線基板から半導体装置を分離するリペア手段を用いる場合に、プリント配線基板上に予備半田を供給しづらいという点にある。すなわち、上記リペア手段を用いる場合、半導体装置を除去した個所に、新しい半導体装置を再度搭載する場合、プリント配線基板上に予備半田を供給する必要がある。この予備半田は、通常反りを有する半導体装置を良好にプリント配線基板上に搭載する上で、重要な役割をはたす。しかし、他の電気部品が隣接して搭載されている状態では、作業エリアが狭く所定の予備半田をプリント配線基板上に供給することが困難になるという課題がある。
【００１５】
上記課題についてより具体的に説明する。図９は、複数の小孔を備える耐熱性絶縁シート部材を半導体装置とプリント配線基板間に介在させた場合において、半導体装置をリペアする手段を示す模式的な断面図である。同図に示すように、電気部品搭載プリント配線基板７９は、プリント配線基板７０上にＢＧＡの形態をした半導体装置７１が耐熱性絶縁シート７３を介在して搭載されている。より詳しくは、半導体装置７１のバンプ７２によりプリント配線基板７０と電気的に接続する構造である。また、電気部品搭載プリント配線基板７９においては、半導体装置７１の周辺には隣接してチップ部品７６が搭載されている。チップ部品７６は、チップ部品搭載用パッド７７上に半田フィレット７５を形成して接続される。
【００１６】
ここで、電気部品搭載プリント配線基板７９において半導体装置７１をリペア（交換）する場合、複数の小孔７４を備える耐熱性絶縁シート７３を半導体装置７１とプリント配線基板７０間に介在させておき、この耐熱性絶縁シート７３に対して外部からの加熱を行い、バンプ７２を溶融して半導体装置７１をプリント配線基板７０から取り外す。そして、半導体装置７１を搭載する場合も前記と同様な方法で、新しい半導体装置（図９には図示しない。）をプリント配線基板７０に再度接続する。しかし、こうした半導体装置７１のリペア手段は、新しい半導体装置を再度接続する際に、必要な予備半田を供給することが非常に困難となる。なぜなら、チップ部品７６等の他の電気部品が隣接して搭載されている状態では作業エリアが狭いため、所定量の予備半田をプリント配線基板７０上に供給することが困難となるからである。図９に示す半導体装置７１は反りを有さないものであるが、半導体装置は通常反りを有するので、こうした反りを有する半導体装置を良好にプリント配線基板上に接続する上で予備半田量はシビアに制御する必要があるが、図７に示すリペア手段では、この予備半田の精密な供給ができない。
【００１７】
第３の問題点は、リペア方法として半導体装置用ソケットコネクタを用いる場合に、ソケットコネクタの面積を確保する必要がある分、プリント配線基板上で半導体装置の搭載に要する面積が大幅に拡大してしまうという点にある。こうしたソケットコネクタの採用は、他に実装される電気部品の搭載エリアの自由度を奪ってしまうばかりか、プリント配線基板のサイズを拡大しなければならず、小型化が行いにくいという課題がある。また、ソケットコネクタの使用により、半導体装置とプリント配線基板との接続がコンタクトを介しての接続になるため、コンタクト部分での特性インピーダンスの不整合を招きやすく電気的特性が悪化しやすくなる課題もある。さらに、半導体装置のパッケージ形態がＢＧＡの場合には、半田ボールが強度的に非常に脆いことから、接続信頼性を有するソケットコンタクトの実現が困難になるという課題もある。
【００１８】
上記課題についてより具体的に説明する。図１０は、ソケットコネクタをプリント配線基板上に備える場合において、半導体装置をリペアする手段を示す模式的な断面図である。同図に示すように、電気部品搭載プリント配線基板９０は、プリント配線基板８０上にＰＧＡ（ピングリッドアレイ）の形態をした半導体装置８６の入出力ピン８５が、ソケットコネクタ８３を介して搭載される構造である。半導体装置８６の周辺には隣接してチップ部品８８が搭載されている。チップ部品８８は、チップ部品搭載用パッド８９上に半田フィレット８７を形成して接続される。ソケットコネクタ８３のプリント配線基板８０への搭載形態は、半田ボール用パット８１に半田ボール８２を介して接続されたＢＧＡである。
【００１９】
ここで、半導体装置８６は、ソケットコネクタ８３を介して自由にリペアが可能な構造である。しかし、ソケットコネクタ８３は、半導体装置８６よりも幅広なので、プリント配線基板８０上において半導体装置８６の搭載に要する面積を大幅に拡大することとなる。これにより、チップ部品８８をはじめとして他に搭載される電気部品の搭載エリアを奪ってしまうばかりか、プリント配線基板８０のサイズを拡大しなければならず、小型化が行いにくい。また、ソケットコネクタ８３の使用により、半導体装置８６とプリント配線基板８０との接続がソケットコンタクト８４を介しての接続になる。このため、接続電気長が長くなり遅延特性を悪化させるばかりでなく、ソケットコンタクト８４部分で特性インピーダンスの不整合を招き、高周波伝送特性を悪化させる課題がある。さらに半導体装置８６の形態がＢＧＡの場合、半田ボールが強度的に非常に脆いことから、接続信頼性を有するソケットコンタクトの実現が困難になる。
【００２０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、支持体を介して半導体装置等の電気部品をプリント配線基板上に搭載する電気部品搭載プリント配線基板において、電気部品に反りがあってもプリント配線基板との良好な電気的接続を実現しやすく、プリント配線基板や隣接搭載部品にダメージを与えずに電気部品の多数回のリペアを可能とし、予備半田の供給が容易で、プリント配線基板の小型化が行いやすく、電気的特性も良好にする支持体、この支持体を用いた電気部品搭載プリント配線基板、この電気部品搭載プリント配線基板の製造方法、及びこの電気部品搭載プリント配線基板の修理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するための本発明の支持体は、プリント配線基板と電気部品との間に配置される支持体であって、内部に半田ペーストが充填された貫通孔が複数設けられたシート部材と、該シート部材内部で前記貫通孔の周囲を囲むように配線されたヒーター回路と、該ヒーター回路に電圧を印加するための電圧印加部と、を有し、前記シート部材における前記貫通孔の位置に応じ、前記半田ペーストの充填量が制御されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の支持体の好ましい態様においては、前記シート部材が、少なくとも１以上の前記貫通孔を通過するように前記シート部材を横断して設けられた切取線と、該切取線に連続して前記シート部材の端部に設けられた切り込み部と、をさらに有する。
【００２３】
本発明の支持体の好ましい態様においては、前記シート部材が、前記プリント配線基板上での位置合わせのための位置合わせ穴をさらに有する。
【００２４】
本発明の支持体の好ましい態様においては、前記ヒーター回路が、前記シート部材内部の配線位置に応じ、異なる太さを有する電熱線で形成される。
【００２５】
本発明の支持体の好ましい態様においては、前記ヒーター回路が、前記シート部材を平行に横断する複数の電熱線で形成される。
【００２６】
本発明の支持体の好ましい態様においては、前記半田ペーストの充填量が、前記電気部品の形状に合わせて制御されている。
【００２７】
上記課題を解決するための本発明の電気部品搭載プリント配線基板は、前記支持体を、プリント配線基板と電気部品との間に有することを特徴とする。
【００２８】
本発明の電気部品搭載プリント配線基板の好ましい態様においては、前記電気部品が半導体装置である。
【００２９】
上記課題を解決するための本発明の電気部品搭載プリント配線基板の製造方法は、プリント配線基板、支持体、及び電気部品をこの順に積層した電気部品搭載プリント配線基板の製造方法であって、内部に半田ペーストが充填された貫通孔が複数設けられたシート部材と、該シート部材内部で前記貫通孔の周囲を囲むように配線されたヒーター回路と、該ヒーター回路に電圧を印加するための電圧印加部と、を有し、前記シート部材における前記貫通孔の位置に応じ、前記半田ペーストの充填量が制御されている支持体を準備する準備工程と、前記プリント配線基板上において電気部品が配置される位置に前記支持体を設置する設置工程と、前記支持体上に電気部品を配置する配置工程と、前記電圧印加部を作動させて前記ヒーター回路に電圧を印加して発熱させ、前記貫通孔内に設けられた半田ペーストを溶融させて、前記電気部品と前記プリント配線基板との電気的な接続を確保する接続工程と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
本発明の電気部品搭載プリント配線基板の製造方法の好ましい態様においては、前記シート部材が、少なくとも１以上の前記貫通孔を通過するように前記シート部材を横断して設けられた切取線と、該切取線に連続して前記シート部材端部に設けられた切り込み部と、をさらに有し、前記接続工程の後に、前記電圧印加部を前記ヒーター回路から切断し、次いで前記切り込み部から前記切取線に沿って前記シート部材を切断して、該シート部材を前記プリント配線基板と前記電気部品との間から除去する除去工程をさらに備える。
【００３１】
本発明の電気部品搭載プリント配線基板の製造方法の好ましい態様においては、前記シート部材が前記プリント配線基板上での位置合わせのための位置合わせ穴をさらに有するとともに、前記プリント配線基板には前記位置合わせ穴に対応した突起が設置されており、前記設置工程で、前記位置合わせ穴と前記突起とが嵌合するように、前記支持体を前記プリント基板上に設置する。
【００３２】
上記課題を解決するための本発明の電気部品搭載プリント配線基板の修理方法は、前記電気部品搭載プリント配線基板の修理方法であって、前記電圧印加部を作動させて前記ヒーター回路に電圧を印加して発熱させ、前記貫通孔内に設けられた前記半田ペーストを溶融させて、前記電気部品を前記プリント配線基板から取り外す工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の支持体によれば、電気部品に反りがあってもプリント配線基板との良好な電気的接続が実現され、プリント配線基板や隣接搭載部品に熱的なダメージをほとんど与えずに電気部品の多数回のリペアが可能となり、予備半田の供給が容易で、プリント配線基板の小型化が可能で、電気的特性も良好となる。特に、電気部品の反り量に応じて各貫通孔内の半田ペーストの充填量を制御することにより、搭載する電気部品の形状に応じた所定量の予備半田を、隣接部品が実装された作業エリアが少ない状態でもプリント配線基板上に容易に供給できる。さらに、シート部材に組み込んだヒーター回路に電圧を印加することで、電気部品の接続部分を局部的に温めることができ、プリント配線基板や隣接部品に熱的なダメージをほとんど与えることなく、電気部品とプリント配線基板との良好な電気的接続を実現できる。
【００３４】
本発明の電気部品搭載プリント配線基板によれば、電気部品に反りがあってもプリント配線基板との良好な電気的接続が実現され、プリント配線基板や隣接搭載部品に熱的なダメージをほとんど与えずに電気部品の多数回のリペアが可能となり、予備半田の供給が容易で、プリント配線基板の小型化が可能で、電気的特性も良好となる。
【００３５】
本発明の電気部品搭載プリント配線基板の製造方法によれば、電気部品に反りがあってもプリント配線基板との良好な電気的接続が実現され、予備半田の供給が容易で、プリント配線基板の小型化が可能で、電気的特性も良好となる。
【００３６】
本発明の電気部品搭載プリント配線基板の修理方法によれば、プリント配線基板や隣接搭載部品に熱的なダメージをほとんど与えずに電気部品の多数回のリペアが可能となり、予備半田の供給が容易で、プリント配線基板の小型化が可能で、電気的特性も良好となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
次に、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。但し、本発明は下記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変更できることはいうまでもない。
【００３８】
［電気部品搭載プリント配線基板、支持体］
図１は、本発明の電気部品搭載プリント配線基板の一例を示す模式的な断面図である。図２は、図１の電気部品搭載プリント配線基板に用いる支持体の一例を示す模式的な平面図である。なお、図２は平面図であるが、説明の便宜のために、シート部材内部に配置されるヒーター回路を透視して示してある。この点は、以下説明する図３〜５においても同様である。図１、２においては、電気部品の一例として半導体装置が用いられ、ヒーター回路の一例としてヒーターエレメントを用いている。この点は、全ての実施例において同様である。そこで、以下では、電気部品を半導体装置とし、ヒーター回路をヒーターエレメントとして説明する。
【００３９】
電気部品搭載プリント配線基板２ａは、支持体１ａを、プリント配線基板１０と半導体装置１１との間に有する。より具体的には、電気部品搭載プリント配線基板２ａは、半導体装置１１を搭載するプリント配線基板１０上において、プリント配線基板１０と半導体装置１１の間に支持体１ａが介在する構造を有する。そして、シート部材１４における貫通孔１１３の位置に応じ、半田ペースト１５ａ，１５ｂ，１５ｃの充填量が制御された支持体１ａを用いることにより、半導体装置１１に反りがあってもプリント配線基板１０との良好な電気的接続が実現され、プリント配線基板１０や隣接搭載部品にダメージを与えずに半導体装置１１の多数回のリペアが可能となり、予備半田の供給が容易で、プリント配線基板１０の小型化が可能で、電気的特性も良好となる。
【００４０】
プリント配線基板１０は、半導体装置１１の半田ボール１３を受けるための半田ボール用パッド１７を形成している。また、プリント配線基板１０において、半導体装置１１の周辺には、隣接してチップ部品１８が存在する。チップ部品１８は、チップ部品搭載用パッド１１０に半田フィレット１９を形成して搭載されている。
【００４１】
半導体装置１１は、そのパッケージ形態がＢＧＡであり、プリント配線基板１０への搭載面に複数の半田ボール１３を有している。半田ボール１３の直径は、シート部材１４の厚さよりも大きくなるように形成されている。半導体装置１１には反りがあり、プリント配線基板１０に対してコーナー部が浮き上がる下に凸の状態である。すなわち、半導体装置１１の断面が反りを有し、その端部が浮き上がるように下に凸の形状を有しているので、半田ボール１３のプリント配線基板１０側の端面が水平にならない。より具体的には、半導体装置１１の中心部付近の半田ボール１３のプリント配線基板１０側の端面とプリント配線基板１０との距離が、半導体装置１１のコーナー部付近の半田ボール１３のプリント配線基板１０側の端面とプリント配線基板１０との距離よりも小さくなっている。
【００４２】
支持体１ａは、プリント配線基板１０と半導体装置１１との間に配置され、内部に半田ペースト１５ａ，１５ｂ，１５ｃが充填された貫通孔１１３が複数設けられたシート部材１４と、シート部材１４内部で貫通孔１１３の周囲を囲むように配線されたヒーターエレメント１１１と、ヒーターエレメント１１１に電圧を印加するための電圧印加部１２と、を有し、シート部材１４における貫通孔１１３の位置に応じ、半田ペースト１５ａ，１５ｂ，１５ｃの充填量が制御されている。
【００４３】
これにより、半導体装置１１の各端子に対応して設けられる貫通孔１１３内に充填されるハンダペースト１５ａ，１５ｂ，１５ｃの量を半導体装置１１の形状に合わせて変化させることができるようになり、半導体装置１１に反りがあってもプリント配線基板１０との良好な電気的接続が実現され、プリント配線基板１０や隣接搭載部品に熱的なダメージをほとんど与えずに半導体装置１１の多数回のリペアが可能となり、予備半田の供給が容易で、プリント配線基板１０の小型化が可能で、電気的特性も良好となる。
【００４４】
シート部材１４は、プリント配線基板１０上での位置合わせのための位置合わせ穴１１２をさらに有し、プリント配線基板１０上に形成されたガイドポスト１６によって位置決めされている。より具体的には、シート部材１４の４角には位置決め用穴１１２が備えられており、これをプリント配線基板１０上に形成するガイドポスト１６に合わせることで、シート部材１４のプリント配線基板１０に対する位置決めを可能にしている。ガイドポスト１６は、プリント配線基板１０上に突起として形成されている。
【００４５】
シート部材１４は、半導体装置１１の半田ボール１３毎に貫通孔１１３を備え、その貫通孔１１３内には予備半田となる所定量の半田ペースト１５ａ，１５ｂ，１５ｃを充填している。貫通孔１１３は、半田ボール用パッド１７以上の大きさで形成する。貫通孔１１３内における半田ペースト１５ａ，１５ｂ，１５ｃの充填量は、半導体装置１１の形状に合わせて制御されている。より具体的には、上記したように、半導体装置１１が下に凸の状態で反っているため、半田ボール１３のプリント配線基板１０側の端面が水平になっていない。このため、半導体装置１１のこの反りを吸収するために、貫通孔１１３内の半田ペーストの量は、シート部材１４の中心部に近づくに従って少なくなるように充填されている。より詳しくは、図１、２に示すように、シート部材１４の外周に設けた貫通孔１１３には、他の貫通孔１１３よりも多くの半田ペースト１５ａを充填している。そして、シート部材１４の中心部付近の貫通孔１１３においては、最も少ない量の半田ペースト１５ｃを充填する。さらに、シート部材１４の最も外周側に位置する半田ペースト１５ａが充填された貫通孔１１３と、半田ペースト１５ｃが充填された上記の中心部付近の貫通孔１１３と、の中間に位置する貫通孔１１３には、その中間の量の半田ペースト１５ｂを充填する。これは、プリント配線基板１０に対して下に凸に反った半導体装置１１に対応した半田ペーストの充填構成であり、半導体装置１１の反り量を吸収するために所定の充填量になるよう制御されている。
【００４６】
シート部材１４は、その内部で各貫通孔１１３の周囲を囲むように配線されたヒーターエレメント１１１を配置している。より具体的には、半田ペースト１５ａ，１５ｂ，１５ｃが充填された各貫通孔１１３の周辺には、貫通孔１１３を取り囲むようにヒーターエレメント１１１が備えられている。より詳しくは、図２に示すように、ヒーターエレメント１１１を構成する電熱線が、各貫通孔１１３をコの字型に囲むように配線されている。こうした構成を採用することにより、各貫通孔１１３内の半田ペースト１５a，１５ｂ，１５ｃ、及び各貫通孔１１３内に位置することとなる半田ボール１３を効率的に溶融できるようになる。
【００４７】
支持体１ａにおけるヒーターエレメント１１１の両端には、電圧印加部１２が接続されている。こうした電圧印加部１２としては従来公知の素子を用いることができる。そして、電圧印加部１２に電圧を加えることによってヒーターエレメント１１１が発熱し、貫通孔１１３内の半田ペースト１５ａ，１５ｂ，１５ｃ及び半導体装置１１の半田ボール１３が溶融され、半導体装置１１とプリント配線基板１０の接続部分への局所的な加熱が行われる。これにより、プリント配線基板１０や隣接して搭載するチップ部品１８に熱的なダメージをほとんど与えることなく、半導体装置１１の搭載が可能になる。しかも、半導体装置１１に反りがあっても、シート部材１４を製造する段階で各貫通孔１１３内の半田ペースト量を半田ペースト１５ａ，１５ｂ，１５ｃのようにして、半導体装置１１の反りを吸収する所定量に制御できるため、半導体装置１１とプリント配線基板１０間の良好な電気的接続が可能となる。こうした構成を採用することにより、これから半導体装置１１を搭載する場所の周りに既に隣接部品が搭載された状態でも、半導体装置１１を搭載するために必要な所定量の予備半田をプリント配線基板１０上に供給できるという効果もある。また、半導体装置１１をシート部材１４上に搭載する際、半導体装置１１の半田ボール１３が、シート部材１４の貫通孔１１３内に落ち込む構造のため、半導体装置１１の搭載が容易にできるという効果がある。さらに、半導体装置１１の各半田ボール１３間にシート部材１４が介在する構造となるため、半導体装置１１とプリント配線基板１０を接続する際の溶融時に隣接する半田ボール１３同士のショートを防止できる効果もある。
【００４８】
図３は、本発明の支持体の他の一例を示す模式図である。より具体的には、図３（ａ）が支持体の平面図を、図３（ｂ）が図３（ａ）のＡ−Ａ’間の断面図を示している。
【００４９】
支持体１ｂは、シート部材２０が、少なくとも１以上の貫通孔２５を通過するようにシート部材２０を横断して設けられた切取線２７と、切取線２７に連続してシート部材２０の端部に設けられた切り込み部２６と、をさらに有する。これにより、切り込み部２６から切取線２７に沿ってシート部材２０を切断することにより、シート部材２０ひいては支持体１ｂを、プリント配線基板と半導体装置との間から取り出しやすくなる。支持体１ｂは、上記点以外は、基本的には支持体１ａと同様の構成を採用している。以下、支持体１ｂについてさらに詳しく説明する。
【００５０】
シート部材２０は、シート部材２０上に搭載する半導体装置の端子毎に形成する貫通孔２５を備える。貫通孔２５内には所定量の半田ペースト２３ａ，２３ｂ，２３ｃを充填している。貫通孔２５内における半田ペースト２３ａ，２３ｂ，２３ｃの充填量は、半導体装置の形状に合わせて制御されている。より具体的には、貫通孔２５内の半田ペーストの量は、シート部材２０の中心部に近づくに従って少なくなるように充填されている。より詳しくは、支持体外周部の貫通孔２５には他の貫通孔２５よりも多くの半田ペースト２３ａを充填している。そして、シート部材２０の中心部付近の貫通孔２５においては、最も少ない量の半田ペースト２３ｃを充填する。さらに、シート部材２０の最も外周側に位置する半田ペースト２３ａが充填された貫通孔２５と、半田ペースト２３ｃが充填された上記の中心部付近の貫通孔２５と、の中間に位置する貫通孔２５には、その中間の量の半田ペースト２３ｂを充填する。これは、プリント配線基板に対して下に凸に反った半導体装置に対応した半田ペーストの充填構成であり、半導体装置の反り量を吸収するために所定の充填量に制御している。
【００５１】
シート部材２０は、その内部で各貫通孔２５の周囲を囲むように配線されたヒーターエレメント２１を配置している。より具体的には、半田ペースト２３ａ，２３ｂ，２３ｃが充填された各貫通孔２５の周辺には、貫通孔２５を取り囲むようにヒーターエレメント２１を配置している。より詳しくは、図３（ａ）に示すように、ヒーターエレメント２１を構成する電熱線が、各貫通孔２５をコの字型に囲むように配線されている。こうした構成を採用することにより、各貫通孔２５内の半田ペースト２３a，２３ｂ，２３ｃ、及び各貫通孔２５内に位置することとなる半導体装置の半田ボールを効率的に溶融できるようになる。
【００５２】
支持体１ｂにおけるヒーターエレメント２１の両端には、電圧印加部２２が接続されている。こうした電圧印加部２２としては従来公知の素子を用いることができる。そして、電圧印加部２２に電圧を加えることによってヒーターエレメント２１が発熱し、プリント配線基板と半導体装置の接続部分の半田が溶融され、半導体装置の搭載が可能になる。これにより、半導体装置下部の接続部分を局部的に加熱することができるため、プリント配線基板や隣接搭載部品に熱的なダメージをほとんど与えることなく、半導体装置の搭載及び半導体装置のリペア（修理・交換）が可能になる。しかも、搭載する半導体装置に反りがあっても、シート部材２０を製造する段階で各貫通孔２５内の半田ペースト量を半田ペースト２３ａ，２３ｂ，２３ｃのようにして、半導体装置の反りを吸収する所定量に制御できるため、半導体装置とプリント配線基板間の良好な電気的接続が可能となる。こうした構成を採用することにより、これから半導体装置を搭載する場所の周りに既に隣接部品が搭載された状態でも、半導体装置を搭載するために必要な所定量の予備半田をプリント配線基板上に供給できるという効果もある。
【００５３】
シート部材２０は、図３（ａ）に示すように、外周、より具体的には上辺及び下辺に切り込み部２６と、２つの切り込み部２６を結ぶように貫通孔２５上に切取線２７を備えている。こうした切り込み部２６及び切取線２７の採用により、支持体１ｂ上に搭載する半導体装置の品質が安定し、これをリペアする必要性が無くなった場合に、半導体装置を搭載状態のまま支持体１ｂ部分を除去することが可能となる。こうした除去方法について説明する。
【００５４】
支持体１ｂの除去は、以下の除去工程を用いて行われる。すなわち、電圧印加部２２をヒーターエレメント２１から切断し、次いで切り込み部２６から切取線２７に沿ってシート部材２０を切断して、シート部材２０をプリント配線基板と電気部品との間から除去する。こうした除去工程は、半導体装置の品質が十分に安定した場合においては、電気部品搭載プリント配線基板の製造工程内において、支持体を介して半導体装置をプリント配線基板に電気的に接続した直後に行ってもよい。
【００５５】
支持体１ｂの除去工程は、上記のとおり、半導体装置を搭載状態のまま支持体１ｂを除去することによって行われる。より具体的には、まずヒーターエレメントカット部２８でヒーターエレメント２１を切断し、電圧印加部２２を取り外す。次いで、ヒーターエレメント２１をシート部材２０から引き出す。次いで、シート部材２０の外周部に位置する切れ込み部２６から貫通孔２５上の切取線２７毎にシート部材２０を裂いて半導体装置下部から引き出す。以上の工程を経ることで半導体装置を搭載状態のままシート部材２０ひいては支持体１ｂの除去が可能になる。支持体１ｂを半導体装置の下に長期間介在しておくことは、埃等を巻き込む可能性もあり、長期信頼性確保の観点では除去した方がよい場合もある。こうした場合に、上記説明した支持体１ｂの採用及び除去工程の採用が有効となる。
【００５６】
なお、シート部材２０は、プリント配線基板上での位置合わせのための位置合わせ穴２４をさらに有する。より具体的には、図３（ａ）に示すように、シート部材２０の４角には位置決め用穴２４がある。
【００５７】
図４は、本発明の支持体のさらに他の一例を示す模式図である。より具体的には、図４（ａ）が支持体の平面図を、図４（ｂ）が図４（ａ）のＢ−Ｂ’間の断面図を示している。
【００５８】
支持体１ｃは、ヒーターエレメント３１が、シート部材３０を平行に横断する複数の電熱線で形成される。そして、複数の電熱線の採用に伴い、電圧印加部３２も複数配置している。平行に横断する複数の電熱線の採用により、上記説明した除去工程におけるシート部材３０の半導体装置の下からの除去が行いやすくなる。また、支持体１ｃにおいては、貫通孔３８内の半田ペーストの量を、シート部材３０の中心部に近づくに従って多く充填している。支持体１ｃは、上記点以外は、基本的には支持体１ｂと同様の構成を採用している。以下、支持体１ｃについてさらに詳しく説明する。
【００５９】
支持体１ｃにおいては、シート部材３０としては、プリント配線基板と半導体装置の間に介在するフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）を用いている。シート部材３０は、シート部材３０上に搭載する半導体装置の端子毎に形成した貫通孔３８を備える。貫通孔３８内には所定量の半田ペーストを充填している。貫通孔３８内における半田ペースト３３ａ，３３ｂ，３３ｃの充填量は、半導体装置の形状に合わせて制御されている。より具体的には、貫通孔３８内の半田ペーストの量は、シート部材３０の中心部に近づくに従って多くなるように充填されている。より詳しくは、外周部の貫通孔３８には他の貫通孔３８よりも少ない半田ペースト３３ａを充填している。そして、シート部材３０の中心部付近の貫通孔３８においては、最も多い量の半田ペースト３３ｃを充填する。さらに、シート部材３０の最も外周側に位置する半田ペースト３３ａが充填された貫通孔３８と、半田ペースト３３ｃが充填された上記の中心部付近の貫通孔３８と、の中間に位置する貫通孔３８には、その中間の量の半田ペースト３３ｂを充填する。これはシート部材３０上に搭載する半導体装置が、プリント配線基板に対して上に凸に反った形態の場合に対応した半田ペーストの充填構成であり、半導体装置の反り量を吸収するために各貫通孔３８内に充填する半田ペーストの量を制御している。
【００６０】
シート部材３０は、その内部で各貫通孔３８の周囲を囲むように配線されたヒーターエレメント３１を配置している。実際には、ヒーターエレメント３１が、シート部材３０を平行に横断する複数の電熱線で形成されている。より具体的には、図４（ａ）に示すように、半田ペースト３３ａ，３３ｂ，３３ｃが充填された各貫通孔３８の列毎にヒーターエレメント３１が平行に複数配置されている。こうした構成を採用することにより、各貫通孔３８内の半田ペースト３３a，３３ｂ，３３ｃ、及び各貫通孔３８内に位置することとなる半導体装置の半田ボールを効率的に溶融できるようになるとともに、シート部材３０を半導体装置の下から除去しやすくなる。
【００６１】
支持体１ｃにおけるヒーターエレメント３１を構成する平行に配列された電熱線の両端には、それぞれ電圧印加部３２が接続されている。こうした電圧印加部３２としては従来公知の素子を用いることができる。そして、電圧印加部３２に電圧を加えることによって各電熱線ひいてはヒーターエレメント３１が発熱し、半導体装置とプリント配線基板の接続部分の半田を溶融し、半導体装置の搭載が可能になる。複数の電熱線を平行に配列することによってヒーターエレメント３１の回路を複数設けることができるようになり、シート部材３０内の場所による温度バラツキを抑制しながら、半導体装置下部を局部的に加熱することができるため、プリント配線基板や隣接搭載部品に熱的なダメージをほとんど与えることなく半導体装置のリペアが行える。しかも、半導体装置の再搭載時には、シート部材３０の製造段階において必要な予備半田を貫通孔３８内に充填することが可能となるため、周りに隣接部品が搭載された状態でも良好な予備半田をプリント配線基板上に供給できる。さらに、貫通孔３８内に充填する半田ペースト量を所定量に制御することにより半導体装置に反りがある場合でも、半導体装置とプリント配線基板間の良好な電気的接続を可能にしている。
【００６２】
シート部材３０は、図４（ａ）に示すように、外周部に切り込み部３４と、貫通孔３８上に切取線３５を備えている。こうした切り込み部３４及び切取線３５の採用により、支持体１ｃ上に搭載する半導体装置の品質が安定し、これをリペアする必要性が無くなった場合に、半導体装置を搭載状態のまま支持体１ｃ部分を除去することが可能となる。こうした除去方法について説明する。
【００６３】
支持体１ｃの除去は、以下の除去工程を用いて行われる。すなわち、ヒーターエレメント３１を構成する各電熱線から電圧印加部３２を切断し、次いで切り込み部３４から切取線３５に沿ってシート部材３０を切断して、シート部材３０をプリント配線基板と電気部品との間から除去する。こうした除去工程は、半導体装置の品質が十分に安定した場合においては、電気部品搭載プリント配線基板の製造工程内において、支持体を介して半導体装置をプリント配線基板に電気的に接続した直後に行ってもよい。
【００６４】
支持体１ｃの除去工程は、上記のとおり、半導体装置を搭載状態のまま支持体１ｃを除去することによって行われる。より具体的には、まずヒーターエレメントカット部３７でヒーターエレメント３１を構成する各電熱線を切断する。その後シート部材３０の外周部の切り込み部３４ら貫通孔３８上の切取線３５毎にシート部材３０を裂きながらヒーターエレメント３１ごと半導体装置下部から引き出す。ここで、貫通孔３８の列毎にヒーターエレメント３１の電熱線を平行に設けることで、シート部材３０の取り出しが容易になる。以上の工程を経ることで半導体装置を搭載状態のままシート部材３０ひいては支持体１ｃの除去が可能になる。支持体１ｃを半導体装置の下に長期間介在しておくことは、埃等を巻き込む可能性もあり、長期信頼性確保の観点では除去した方がよい場合もある。こうした場合に、上記説明した支持体１ｃの採用及び除去工程の採用が有効となる。
【００６５】
なお、シート部材３０は、プリント配線基板上での位置合わせのための位置合わせ穴３６をさらに有する。より具体的には、図３（ａ）に示すように、シート部材３０の４角には位置決め用穴３６がある。
【００６６】
図５は、本発明の支持体のさらに他の一例を示す模式図である。より具体的には、図５（ａ）が支持体の平面図を、図５（ｂ）が図５（ａ）のＣ−Ｃ’間の断面図を示している。
【００６７】
支持体１ｄにおいては、ヒーターエレメント４１が、シート部材４０内部の配線位置に応じ、異なる太さを有する電熱線で形成されている。異なる太さを有する電熱線の採用により、ヒーターエレメント４１を加熱した場合のシート部材４０内の場所による温度バラツキが抑制しやすくなる。支持体１ｄは、上記点以外は、基本的には支持体１ｂと同様の構成を採用している。以下、支持体１ｄについてさらに詳しく説明する。
【００６８】
支持体１ｄのシート部材４０にはシート部材４０上に搭載する半導体装置の端子毎に形成した貫通孔４８を備える。貫通孔４８内には所定量の半田ペーストを充填している。貫通孔４８内における半田ペースト４３ａ，４３ｂ，４３ｃの充填量は、半導体装置の形状に合わせて制御されている。より具体的には、貫通孔４８内の半田ペースト量は、シート部材４０の中心部に近づくに従って少なくなるように充填されている。より詳しくは、外周部の貫通孔４８には他の貫通孔４８よりも多い半田ペースト４３ａを充填している。そして、シート部材４０の中心部付近の貫通孔４８においては、最も少ない量の半田ペースト４３ｃを充填する。さらに、シート部材４０の最も外周側に位置する半田ペースト４３ａが充填された貫通孔４８と、半田ペースト４３ｃが充填された上記の中心部付近の貫通孔４８と、の中間に位置する貫通孔４８には、その中間の量の半田ペースト４３ｂを充填する。これはシート部材４０上に搭載する半導体装置が、プリント配線基板に対して下に凸に反った形態の場合に対応した半田ペーストの充填構成であり、半導体装置の反り量を吸収するために各貫通孔４８内に充填する半田ペーストの量を制御している。
【００６９】
シート部材４０は、その内部で各貫通孔４８の周囲を囲むように配線されたヒーターエレメント４１を配置している。実際には、ヒーターエレメント４１が、シート部材４０内部の配線位置に応じ、異なる太さを有する電熱線で形成されている。こうした構成を採用することにより、ヒーターエレメント４１を加熱した場合のシート部材４０内の場所による温度バラツキが抑制しやすくなる。
【００７０】
支持体１ｄにおけるヒーターエレメント４１の両端には電圧印加部４２が接続されている。こうした電圧印加部４２としては従来公知の素子を用いることができる。そして、ヒーターエレメント４１は、電圧印加部４２からの距離によって太さが異なる構造である。これは、上記のとおり、ヒーターエレメント４１の太さを制御することで搭載する半導体装置配下の温度分布の均一化を図ることを可能にするためである。
【００７１】
支持体１ｄにおいては、電圧印加部４２に電圧を加えることによってヒーターエレメント４１が発熱し、貫通孔４８内の半田ペーストおよびシート部材４０上に搭載する半導体装置の端子が溶融され、半導体装置の搭載が可能になる。支持体１ｄ内部の配線位置に応じ、ヒーターエレメント４１を異なる太さを有する電熱線で形成することにより、温度バラツキを抑制しながら、半導体装置の下部を局部的に加熱することができるため、プリント配線基板や隣接搭載部品に熱的なダメージをほとんど与えることなく半導体装置のリペアが行える。しかも、半導体装置の再搭載時には、シート部材４０の製造段階において必要な予備半田を貫通孔４８内に充填することを可能にしているため、周りに隣接部品が搭載された状態でも良好な予備半田をプリント配線基板上に供給できる。さらに、貫通孔４８内に充填する半田ペースト量を所定量に制御することにより半導体装置に反りがある場合でも、半導体装置とプリント配線基板間の良好な電気的接続を可能にしている。
【００７２】
シート部材４０は、図５（ａ）に示すように、外周部に切り込み部４５と、貫通孔４８上に切取線４６を備えている。こうした切り込み部４５及び切取線４６の採用により、支持体１ｄ上に搭載する半導体装置の品質が安定し、これをリペアする必要性が無くなった場合に、半導体装置を搭載状態のまま支持体１ｄ部分を除去することが可能となる。こうした除去方法について説明する。
【００７３】
支持体１ｄの除去は、以下の除去工程を用いて行われる。すなわち、電圧印加部４２をヒーターエレメント４１から切断し、次いで切り込み部４５から切取線４６に沿ってシート部材４０を切断して、シート部材４０をプリント配線基板と電気部品との間から除去する。こうした除去工程は、半導体装置の品質が十分に安定した場合においては、電気部品搭載プリント配線基板の製造工程内において、支持体を介して半導体装置をプリント配線基板に電気的に接続した直後に行ってもよい。
【００７４】
支持体１ｄの除去工程は、上記のとおり、半導体装置を搭載状態のまま支持体１ｄを除去することによって行われる。より具体的には、まずヒーターエレメントカット部４７でヒーターエレメント４１を切断し、電圧印加部４２を取り外す。次いで、ヒーターエレメント４１をシート部材４０から引き出す。次いで、シート部材４０の外周部の切れ込み部４５から貫通孔４８上の切取線４６毎に支持体４０を裂きながら半導体装置下部から引き出す。以上の工程を経ることで半導体装置を搭載状態のままシート部材４０ひいては支持体１ｄの除去が可能になる。支持体１ｄを半導体装置の配下に長期間介在しておくことは、埃等を巻き込む可能性もあり、長期信頼性確保の観点では除去した方がよい場合もある。こうした場合に、上記説明した支持体１ｄの採用及び除去工程の採用が有効となる。
【００７５】
なお、シート部材４０は、プリント配線基板上での位置合わせのための位置合わせ穴４４をさらに有する。より具体的には、図５（ａ）に示すように、シート部材４０の４角には位置決め用穴４４がある。
【００７６】
［電気部品搭載プリント配線基板の製造方法］
本発明の電気部品搭載プリント配線基板の製造方法は、内部に半田ペーストが充填された貫通孔が複数設けられたシート部材と、シート部材内部で貫通孔の周囲を囲むように配線されたヒーター回路と、ヒーター回路に電圧を印加するための電圧印加部と、を有し、シート部材における貫通孔の位置に応じ、半田ペーストの充填量が制御されている支持体を準備する準備工程と、プリント配線基板上において電気部品が配置される位置に支持体を設置する設置工程と、支持体上に電気部品を配置する配置工程と、電圧印加部を作動させてヒーター回路に電圧を印加して発熱させ、貫通孔内に設けられた半田ペーストを溶融させて、電気部品とプリント配線基板との電気的な接続を確保する接続工程と、を備える。
【００７７】
これにより、電気部品に反りがあってもプリント配線基板との良好な電気的接続が実現され、予備半田の供給が容易で、プリント配線基板の小型化が可能で、電気的特性も良好となる。以下、電気部品を半導体装置とし、ヒーター回路をヒーターエレメントとした例における製造方法の一例について説明する。
【００７８】
図６は、本発明の電気部品搭載プリント配線基板の製造方法の一例を示す模式的断面図である。より具体的には、図６はプリント配線基板５０と半導体装置５９の間に支持体１ｅを介在する半導体装置５９の搭載方法を示している。
【００７９】
まず、準備工程を行う。準備工程においては、図６（ａ）に示すようにまずプリント配線基板５０と支持体１ｅを準備する。
【００８０】
支持体１ｅは、内部に半田ペースト５７ａ，５７ｂ，５７ｃが充填された貫通孔５４が複数設けられたシート部材５３と、シート部材５３内部で貫通孔５４の周囲を囲むように配線されたヒーターエレメント５６と、ヒーターエレメント５６に電圧を印加するための電圧印加部５５と、を有し、シート部材５３における貫通孔５４の位置に応じ、半田ペースト５７ａ，５７ｂ，５７ｃの充填量が制御されている。
【００８１】
シート部材５３は、搭載する半導体装置５９の半田ボール５１０に対応する位置に貫通孔５４を備え、その貫通孔５４内には所定量の半田ペースト５７ａ，５７ｂ，５７ｃを充填している。より具体的には、半田ペースト量は、シート部材５３の中心部に近づくに従って少なくなるように充填されている。より詳しくは、図６（ａ）に示すように、シート部材５３の外周に設けた貫通孔５４には、他の貫通孔５４よりも多くの半田ペースト５７ａを充填している。そして、シート部材５３の中心部付近の貫通孔５４においては、最も少ない量の半田ペースト５７ｃを充填する。さらに、シート部材５３の最も外周側に位置する半田ペースト５７ａが充填された貫通孔５４と、半田ペースト５７ｃが充填された上記の中心部付近の貫通孔５４と、の中間に位置する貫通孔５４には、その中間の量の半田ペースト５７ｂを充填する。これは、プリント配線基板５０に対して下に凸に反った半導体装置５９の搭載に対応した半田ペーストの充填構成であり、半導体装置５９の反り量を吸収するために所定の充填量になるよう制御されている。
【００８２】
シート部材５３は、その内部で各貫通孔５４の周囲を囲むように配線されたヒーターエレメント５６を配置している。より具体的には、半田ペースト５７ａ，５７ｂ，５７ｃが充填された各貫通孔５４の周辺には、貫通孔５４を取り囲むようにヒーターエレメント５６が備えられている。
【００８３】
シート部材５３は、プリント配線基板上での位置合わせのための位置合わせ穴５８をさらに有する。
【００８４】
シート部材５３は、通常ＦＰＣ製造技術等を用いて、ベース基材によって製造することができる。また、半田ペーストは、通常ディスペンサー等の装置を用いてペースト状の半田をそれぞれの貫通孔５４に充填すればよく、充填の際に所定の充填量となるように制御を行えばよい。
【００８５】
支持体１ｅにおけるヒーターエレメント５６の両端には、電圧印加部５５が接続されている。
【００８６】
プリント配線基板５０は、半導体装置５９を搭載するための半田ボール用パッド５１、および支持体５３の位置決め用のガイドポスト５２を有する。ガイドポストは円柱状の突起としてプリント配線基板５０上に形成されている。
【００８７】
次いで、設置工程を行う。設置工程においては、上記準備工程で準備したプリント配線基板５０上において半導体装置５９が配置される位置に支持体１ｅを設置する。このとき、上記のとおり、シート部材５３がプリント配線基板５０上での位置合わせのための位置合わせ穴５８を有するとともに、プリント配線基板５０には位置合わせ穴５８に対応したガイドポスト５２が設置されている。このため、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、位置合わせ穴５８とガイドポスト５２とが嵌合するように、支持体１ｅをプリント基板５０上に設置する。より具体的には、図６（ｂ）に示すように、プリント配線基板５０上のガイドポスト５２にシート部材５３の位置決め用穴５８を誘い込みながら支持体５３をプリント配線基板５０上に貼り付ける。このとき、支持体５３の貫通孔５４に充填された半田ペーストは、プリント配線基板５０上の半田ボール用パッド５１上に塗られる。なお、図６においては、貫通孔５４の大きさは、半田ボール用パッド５１と同等以上の大きさとしている。
【００８８】
次いで、配置工程を行う。配置工程では支持体１ｅ上に半導体装置５９を配置する。より具体的には、図６（ｃ）に示すように、プリント配線基板５０に対して下に凸に反った半導体装置５９の半田ボール５１０をシート部材５３の貫通孔５４に誘いこむように搭載する。
【００８９】
次いで、接続工程を行う。接続工程においては、電圧印加部５５を作動させてヒーターエレメント５６に電圧を印加して発熱させ、貫通孔５４内に設けられた半田ペースト５７ａ，５７ｂ，５７ｃを溶融させて、半導体装置５９とプリント配線基板５０との電気的な接続を確保する。
【００９０】
より具体的には、図５（ｃ）に示すように、電圧印加部５５に電圧を加えることによってヒーターエレメント５６を発熱させる。そして、半田ボール５１０と半田ペースト５７ａ，５７ｂ，５７ｃとが存在する半導体装置５９の搭載部分を局部的に加熱することによって貫通孔５４内の半田ペースト５７ａ，５７ｂ，５７ｃ及び半田ボール５１０が溶融し、半導体装置５９とプリント配線基板５０の電気的接続が行われる。ここで、半田ボール５１０間にはシート部材５３が介在する構造となるため、隣接する半田ボール５１０間のショートも防止しやすくなる。
【００９１】
なお、図６には図示していないが、図３〜５に示すように、シート部材が、少なくとも１以上の貫通孔を通過するようにシート部材を横断して設けられた切取線と、この切取線に連続してシート部材端部に設けられた切り込み部と、をさらに有するようにし、上記説明した除去工程を行ってもよい。すなわち、上記説明した接続工程の後に、電圧印加部をヒーターエレメントから切断した後に、切り込み部から切取線に沿ってシート部材を切断して、このシート部材をプリント配線基板と電気部品との間から除去する除去工程をさらに行ってもよい。例えば、半導体装置の品質が十分に安定した場合においては、上記の除去工程を行う意義が大きい。
【００９２】
［電気部品搭載プリント配線基板の修理方法］
本発明の電気部品搭載プリント配線基板の修理方法（リペア方法）は、上記で説明した電気部品搭載プリント配線基板を用い、電圧印加部を作動させてヒーター回路に電圧を印加して発熱させ、貫通孔内に設けられた半田ペーストを溶融させて、電気部品をプリント配線基板から取り外す工程を有する。
【００９３】
これにより、プリント配線基板や隣接搭載部品に熱的なダメージをほとんど与えずに電気部品の多数回のリペアが可能となり、予備半田の供給が容易で、プリント配線基板の小型化が可能で、電気的特性も良好となる。以下、電気部品を半導体装置とし、ヒーター回路をヒーターエレメントとした例における修理方法の一例について説明する。
【００９４】
図７は、本発明の電気部品搭載プリント配線基板の修理方法の一例を示す模式的断面図である。図７に示すように半導体装置５９に障害等がありこれをリペアする場合は、シート部材５３の電圧印加部５５に電圧を印加してヒーターエレメント５６を加熱し、半導体装置５９とプリント配線基板５０間を接続している半田５１１を溶融し、半導体装置５９を支持体１ｅ（シート部材５３）ごと持ち上げてプリント配線基板５０から除去する。これにより、半導体装置５９をプリント配線基板５０から取り外すことができる。
【００９５】
次いで、プリント配線基板５０上のボール用パッド５１上に残った半田５１１を清掃する。そして、上記図６で説明した方法と同様の方法によって新しい半導体装置をプリント配線基板５０上に搭載することで半導体装置のリペアを行うことができる。
【００９６】
［その他］
以上、本発明の支持体、この支持体を用いた電気部品搭載プリント配線基板、この電気部品搭載プリント配線基板の製造方法、及びこの電気部品搭載プリント配線基板の修理方法について具体例を用いて説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、様々なバリエーションが考えられる。以下、こうしたバリエーションのいくつかについて説明する。
【００９７】
支持体に用いるシート部材は、所定の耐熱性を備える材料であればよく、ポリイミド系の材料を用いたフレキシブルプリント基板や布、紙、セラミック等を用いても良い。
【００９８】
プリント配線基板の加熱方法としては、本発明の加熱方法に外部からの加熱を補助的に用いることも可能である。
【００９９】
支持体上に搭載する半導体装置等の電気部品の形態は、ＢＧＡに限定されるものではなく、ピングリッドアレイ（ＰＧＡ）などの他の形態の電気部品を搭載する場合全般に用いることが可能である。
【０１００】
半導体装置（電気部品）の形状を吸収するために、シート部材における貫通孔の位置に応じ、貫通孔内に充填する半田ペースト量の変化については、上記具体例では３段階に分ける方法を用いた。しかしながら、本発明においては上記の３段階に限られるものではなく、搭載する半導体装置等の電気部品の反り量によって所定の段数を使い分けることが可能である。
【０１０１】
貫通孔の大きさは、搭載する電気部品の端子形状によってプリント配線基板上のパッドサイズに対して所定の大きさで形成することが可能である。
【０１０２】
本発明の支持体とプリント配線基板の位置合わせ方法は、ガイドピンと位置合わせ穴を組み合わせる方法に限定されるものではなく、例えば位置合わせマークを用いる方法や、位置合わせ用治工具を用いる方法等他の位置合わせ方法にて行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明の電気部品搭載プリント配線基板は、搭載する半導体装置等の電気部品（電子部品）とプリント配線基板の間に支持体が介在する構成で、その支持体は搭載する半導体装置の端子毎に所定量の半田ペーストで充填された複数の貫通孔と、その貫通孔を取り囲むように形成するヒーター回路とを有し、半田ペーストの充填量は搭載する半導体装置の反り量等の変形に応じて制御されている。また、上記の構成の採用により、半導体装置等の電気部品（電子部品）の良好な搭載とリペアが可能となる。このため、本発明の支持体、電気部品搭載プリント配線基板、電気部品搭載プリント配線基板の製造方法、及び電気部品搭載プリント配線基板の修理方法は、半導体装置等の電気部品を搭載したプリント配線基板を用いる電気機器全般に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の電気部品搭載プリント配線基板の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】図１の電気部品搭載プリント配線基板に用いる支持体の一例を示す模式的な平面図である。
【図３】本発明の支持体の他の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の支持体のさらに他の一例を示す模式図である。
【図５】本発明の支持体のさらに他の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の電気部品搭載プリント配線基板の製造方法の一例を示す模式的断面図である。
【図７】本発明の電気部品搭載プリント配線基板の修理方法の一例を示す模式的断面図である。
【図８】ヒーターを用いてプリント配線基板を加熱することにより半導体装置をリペアする手段を示す模式的な断面図である。
【図９】複数の小孔を備える耐熱性絶縁シート部材を半導体装置とプリント配線基板間に介在させた場合において、半導体装置をリペアする手段を示す模式的な断面図である。
【図１０】ソケットコネクタをプリント配線基板上に備える場合において、半導体装置をリペアする手段を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ  支持体
２ａ，６９，７９，９０  電気部品搭載プリント配線基板
１０，５０，６０，７０，８０  プリント配線基板
１１，５９，６３，７１，８６  半導体装置
１２，２２，３２，４２，５５  電圧印加部
１３，６２，８２，５１０  半田ボール
１４，２０，３０，４０，５３  シート部材
１５，２３，３３，４３，５７  半田ペースト
１６，５２  ガイドポスト
１７，５１，６１，８１  半田ボール用パット
１８，６６，７６，８８  チップ部品
６８，７７，８９，１１０  チップ部品搭載用パッド
１９，６５，７５，８７  半田フィレット
２５，３８，４８，５４，１１３  貫通孔
２１，３１，４１，５６，１１１  ヒーターエレメント
２４，３６，４４，５８，１１２  位置合わせ穴
２６，３４，４５  切り込み部
２７，３５，４６  切取線
２８，３７，４７  ヒーターエレメントカット部
６４  ヒーター
６７  熱
７２  バンプ
７３  耐熱性絶縁シート
７４  小孔
８３  ソケットコネクタ
８４  ソケットコンタクト
８５  入出力ピン
５１１  半田
【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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