(57)【要約】【課題】ホールグリッドアレイ、チップサイズパッケージ等の電子部品の熱疲労寿命を評価する場合、電子部品と同一のパッケージの中にデジチェーンパターンを持つ評価専用のパッケージに対応した専用の評価用プリント基板を設計、製作する必要があった。【解決手段】矩形エリア４に複数のパッド５を所定ピッチで格子状に配置し、矩形エリア４の対角線６上に位置するパッド５１と、該パッド５１に隣り合うパッド５２から、信号線７を前記矩形エリア４の外に引き出した汎用の評価用プリント配線基板を用いて評価することにより、個々のパッケージに対応した評価専用のプリント配線基板の製作が不要となるため、コストの低減と時間の短縮を実現した。【選択図】　　　　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品とプリント配線基板とのハンダ接続部を評価する評価用プリント配線基板において、
プリント配線基板上に設けた矩形エリアに、複数のパッドを所定ピッチで格子状に配設し、
前記矩形エリアの対角線の近傍に位置するパッドと、該パッドに隣り合うパッドから、信号線を前記矩形エリア外に引き出したことを特徴とする評価用プリント配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の評価用プリント配線基板において、
さらに、格子状に配設した前記複数のパッドの最外周に位置するパッドから、信号線を前記矩形エリア外に引き出したことを特徴とする評価用プリント配線基板。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の評価用プリント配線基板において、
前記矩形エリア外に引き出した信号線の末端に、スルーホールまたはパッドを形成したことを特徴とする評価用プリント配線基板。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３に記載の評価用プリント配線基板において、
前記矩形エリアを複数有し、
格子状に配設された複数のパッドのピッチおよび列数が、前記矩形エリアごとに異なることを特徴とする評価用プリント配線基板。
【請求項５】
請求項１、請求項２または請求項３に記載の評価用プリント配線基板において、
格子状に配設された複数のパッドのピッチおよび列数が前記矩形エリアごとに異なる、複数の矩形エリアによりブロックを形成し、
該ブロックを複数有することを特徴とする評価用プリント配線基板。
【請求項６】
電子部品とプリント配線基板とのハンダ接続部を評価する評価用プリント配線基板において、
プリント配線基板上に設けた矩形エリアに複数のパッドを所定ピッチで格子状に配設し、
前記矩形エリアの対角線上に位置するパッドと、該パッドに隣り合うパッドと、格子状に配設した前記複数のパッドの最外周に位置するパッドから、信号線を前記矩形エリア外に引き出し、
前記矩形エリア外に引き出した信号線の末端に、スルーホールまたはパッドを形成したことを特徴とする評価用プリント配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品とプリント配線基板のハンダ接続部の熱疲労寿命の評価を、電気的な導通によって行うための評価用プリント配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）等の電子部品をプリント配線基板に実装し、そのハンダ接続部の熱疲労寿命を電気的な導通によって評価する場合、評価しようとする電子部品とパッケージが同一であって、該パッケージの内部において隣り合うハンダボールが接続されるように配線されている、所謂デジチェーンパターンを持つ評価専用のパッケージを使用することが一般的に行われている。
【０００３】
ＢＧＡ、ＣＳＰ等の電子部品は、パッケージの形状が様々であり、ＱＦＰ、ＳＯＰ等のガルウイングタイプの電子部品と比較すると、実装後の信頼性がパッケージの形状により大きく異なる。このため、電子部品のパッケージ毎に実装後のハンダ接合部の熱疲労寿命を評価する必要がある。
【０００４】
この熱疲労寿命の評価を電気的な導通によって行うために、ＢＧＡ、ＣＳＰ等の電子部品には、デジチェーンパターンを持つ評価専用のパッケージが用意されている。デジチェーンパターンを持つ評価専用のパッケージの一例を図１および図２に示す。
【０００５】
図１および図２は、評価専用のパッケージ１を、ハンダボール１３の取り付け側から見た図である。図１および図２に示すように、前記パッケージ１は、隣り合う前記ハンダボール１３が内部の接続パターン（デジチェーンパターン２）によって接続されているものが一般的である。このデジチェーンパターン２は、前記パッケージ１の内部にあるので、前記ハンダボール１３の取り付け側からは実際に見ることができないが、説明をわかりやすくするために実線で示している。
【０００６】
前記デジチェーンパターン２に統一された配線パターンがないため、前記パッケージ１は、図１、図２に示すように、電子部品メーカーが独自に設計、製作したものが供給されている。
【０００７】
ハンダ接続部の熱疲労寿命の評価は、前記パッケージ１を、評価専用のプリント配線基板にハンダ付け実装し、「評価専用のプリント配線基板→ハンダ接続部→デジチェーンパターン２→ハンダ接続部→評価専用のプリント配線基板」というデジチェーン回路を連続的に形成し、評価専用のプリント配線基板を高温または低温にさらしながら電圧を加えることにより、抵抗値を連続または定期的に測定して行う方法が一般的である。
【０００８】
例えば、図２に示されたデジチェーンパターン２をもつパッケージ１について評価する場合、図３に示された評価専用のプリント配線基板１１を設計製作し、前記パッケージ１を前記評価専用のプリント配線基板１１にハンダ付け実装する。ハンダ付け実装は、まず、評価専用のプリント配線基板１１の全てのパッド１４にクリームハンダを印刷し、その上に前記パッケージ１の前記ハンダボール１３を位置決めして実装した後、リフロー炉等でハンダ付けすることにより行う。
【０００９】
図４は、図２に示されたパッケージ１を図３に示された評価専用のプリント配線基板１１にハンダ付け実装したときのデジチェーン回路を示している。このデジチェーン回路は、スルーホール１５からスルーホール１６に至るまで、ハンダ接続部を介して連続的につながっているため、スルーホール１５〜スルーホール１６間の抵抗値を測定することができる。
【００１０】
このスルーホール１５とスルーホール１６間の抵抗値を抵抗測定器等で測定することにより、例えば、ハンダ接続部にクラック等の問題が発生した場合、前記したデジチェーン回路の抵抗値が変化するため、熱疲労寿命を評価することができる。抵抗値の変化が評価期間を通じて常に一定であれば、熱疲労寿命は問題なしとして判断することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記したようにデジチェーンパターンには統一された配線パターンがなく、パッケージごとに異なっている。このため、前記した熱疲労寿命の評価を電気的な接続により行うためには、各電子部品のハンダ接続部の熱疲労寿命を評価するために準備された評価専用のパッケージのデジチェーンパターンに対応した接続パターンを持つ評価専用のプリント配線基板を、新しいパッケージを評価する都度、設計製作しなければならない。
【００１２】
例えば、図２に示された前記パッケージ１を評価するために、図３に示された前記プリント配線基板１１を製作したが、このプリント配線基板１１は、図１に示されたパッケージ１の評価には使うことができない。なぜならば、スルーホール１５とスルーホール１６間に連続したデジチェーン回路を形成することができないからである。
【００１３】
すなわち、新しい電子部品を採用する都度、その電子部品の評価用に準備されたパッケージのデジチェーンパターンに対応するように配線パターンを形成した評価専用のプリント配線基板を製作しなければならないが、それには、多大な費用と時間がかかり、近年のプリント配線基板の開発スピードには追いつかないという問題があった。
【００１４】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、熱疲労寿命の評価を電気的な接続により行う場合、その都度、評価専用のプリント配線基板の製作を必要としない、ピッチが合えばどのようなデジチェーンパターンのパッケージでも評価できる汎用性のある評価用プリント配線基板を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の評価用プリント配線基板は、電子部品とプリント配線基板とのハンダ接続部を評価する評価用プリント配線基板において、プリント配線基板上に設けた矩形エリアに、複数のパッドを所定ピッチで格子状に配設し、前記矩形エリアの対角線の近傍に位置するパッドと、該パッドに隣り合うパッドから、信号線を前記矩形エリア外に引き出したことにより、ピッチが同じパッケージであれば、どのようなデジチェーンパターンでも実装して熱疲労寿命の評価を行なうことができるものである。
【００１６】
請求項２に記載の評価用プリント配線基板は、請求項１において、さらに、格子状に配設した前記複数のパッドの最外周に位置するパッドから、信号線を前記矩形エリア外に引き出したことにより、ピッチが同じパッケージであれば、どのようなデジチェーンパターンでも実装し、熱疲労寿命の評価を行なうことができるものである。
【００１７】
請求項３に記載の評価用プリント配線基板は、請求項１または請求項２において、前記矩形エリア外に引き出した信号線の末端に、スルーホールまたはパッドを形成することにより、該スルーホールまたはパッドにケーブル、テストピン、プルーブ等を接続して抵抗値の変化等の測定を容易にすることができるものである。
【００１８】
請求項４に記載の評価用プリント配線基板は、請求項１、請求項２または請求項３において、前記矩形エリアを複数有し、格子状に配設された複数のパッドのピッチおよび列数が、前記矩形エリアごとに異なることにより、どのようなピッチを有するパッケージであっても、１枚の評価用プリント配線基板で熱疲労寿命の評価を行なうことができるものである。
【００１９】
請求項５に記載の評価用プリント配線基板は、請求項１、請求項２または請求項３において、格子状に配設された複数のパッドのピッチおよび列数が前記矩形エリアごとに異なる、複数の矩形エリアによりブロックを形成し、該ブロックを複数有することにより、どのようなピッチを有するパッケージであっても、１枚の評価用プリント配線基板で熱疲労寿命の評価を行なうことができ、さらに複数の同一パッケージの評価を同時に行うことができるものである。
【００２０】
請求項６に記載の評価用プリント配線基板は、プリント配線基板上に設けた矩形エリアに複数のパッドを所定ピッチで格子状に配設し、前記矩形エリアの対角線上に位置するパッドと、該パッドに隣り合うパッドと、格子状に配設した前記複数のパッドの最外周に位置するパッドから、信号線を前記矩形エリア外に引き出し、前記矩形エリア外に引き出した信号線の末端に、スルーホールまたはパッドを形成したことにより、ピッチが同じパッケージであれば、どのようなデジチェーンパターンでも実装して熱疲労寿命の評価を行なうことができるものである。
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図５は、本発明の一実施例を示す評価用プリント配線基板の平面図であり、例えば四角形の矩形エリア４の左上の１／４について信号線７、スルーホール８を詳細に図示したものである。図５における他の部分は図示を省略しているだけであって、図示した左上の１／４の部分と同様に信号線およびスルーホールが設けられている。また、図６は、図５の左上１／４の部分の部分拡大図である。
【００２２】
図５および図６に示すように、前記評価用プリント配線基板３に、評価するパッケージの大きさと同等若しくはそれよりも大きい前記矩形エリア４内に、所定ピッチＰで格子状に複数のパッド５が配設されている。
【００２３】
信号線７は、前記矩形エリア４の対角線６の近傍、例えば対角線６上に配設された全てのパッド５１と、該パッド５１に隣り合う全てのパッド５２から前記矩形エリア４の外に引き出されている。ここで、前記対角線６上に配設された前記パッド５１に隣り合う前記パッド５２とは、図６に示すように、前記パッド５１の上下方向と左右方向に隣り合うパッドをいう。
【００２４】
引き出された前記信号線７の末端は、前記スルーホール８に接続されている。該スルーホール８にケーブル、テストピン等を接続することにより、抵抗測定装置への接続を容易にすることができる。前記スルーホール８はパッドであっても良い。
【００２５】
パッケージの対角線上に位置するハンダボールのほとんどは、図１および図２に示されるように、前記パッケージの内部で上下左右のいずれかの方向のハンダボールと接続されているため、図５に示すように、パッケージ９を前記評価用プリント配線基板３に実装することにより、２本の対角線６上のハンダ接続部の評価を行うことができる。
【００２６】
図７は、図２に示したパッケージ１を、図５に示した前記評価用プリント配線基板３にハンダ付け実装した平面図である。説明をわかりやすくするため、図２に示すデジチェーンパターンをそのまま実線で示している。図７に示されるように、スルーホール８１〜スルーホール８２間に、スルーホール８１→ハンダ接続部→パッケージ内のデジチェーンパターン→ハンダ接続部→スルーホール８２というデジチェーン回路を形成することができる。
【００２７】
また、図７においては、同様にスルーホール８３〜スルーホール８４間、スルーホール８５〜スルーホール８６間、スルーホール８７〜スルーホール８８間等にもデジチェーン回路が形成されているため、さらにスルーホール８２とスルーホール８３、スルーホール８４とスルーホール８５、スルーホール８６とスルーホール８７をケーブルで接続することによりスルーホール８１〜スルーホール８８間にデジチェーン回路を形成することができる。したがって、スルーホール８１とスルーホール８８間の抵抗値を測定することにより、その間にある８個のハンダ接続部の熱疲労寿命の評価を行うことができる。
【００２８】
図７において、左上の１／４以外の部分も同様にしてケーブル等で接続することにより、２本の対角線６上のハンダ接続部の熱疲労寿命の評価が可能である。
【００２９】
尚、本発明者らの試験および研究により、ハンダ接続部の熱疲労寿命を電気的な接続により評価する試験は、パッケージの対角線上にあるハンダ接続部を評価すれば、全てのハンダ接続部を評価しなくても、目的とする評価結果を得られることがわかっている。
【００３０】
その理由は、温度変化により、パッケージ、パッケージ内のシリコンチップ、評価用プリント配線基板等の熱膨張の影響を最も受けやすいのは、パッケージ中心から最も遠くに位置するハンダ接続部であり、特に距離の長い対角線上は、最初に故障が発生するからである。また、パッケージサイズと、パッケージ中にあるシリコンチップのサイズが異なる場合、前記シリコンチップのコーナーの近傍、例えばシリコンチップのコーナー部（対角線上）の真下にあるハンダ接続部が故障する場合もある。これは、シリコンの熱膨張率が、評価用プリント配線基板の材料であるガラスエポキシと大きく異なるためだと思われる。
【００３１】
以上により、パッケージをハンダ付け実装後に、前記評価用プリント配線基板３全体を高温、低温にさらしながら、前記信号線に所定の電圧を加えて連続的または定期的に抵抗値を測定することにより、ハンダ接続部における熱疲労寿命を電気的に測定することができる。
【００３２】
（第２実施形態）
図８は、本発明の一実施例の評価用プリント配線基板の平面図であり、以下、第１実施形態との相違点について詳細に説明する。
【００３３】
前記矩形エリア４の内に格子状に配設された複数のパッドの外周に位置する位置するパッド５から、さらに前記信号線７を引き出した点が第１実施形態との相違点であり、パッケージ９を図４に示したように実装することにより、前記チップサイズパッケージ９の２辺にある全てのハンダ接続部の評価をすることができる。
【００３４】
格子状に配設された複数のパッドの外周に位置する位置するパッド５は、パッケージ中心から遠くに位置しているため、温度変化により、パッケージ、パッケージ内のシリコンチップおよび評価用プリント配線基板等の熱膨張の影響を受けやすいことから、この部分のハンダ接続部の評価ができるようにしたものである。
【００３５】
図８においては、一例として、２０列×２０列（矩形エリア内の合計パッド数４００個）の偶数列パターンの評価用プリント配線基板を示したが、それに限られる訳ではなく、図９に示したように、２１列×２１列（矩形エリア内の合計パッド数４４１個）の奇数列パターンであっても良い。
【００３６】
また、列数もこれに限られるわけではない。評価用プリント配線基板に汎用性を持たせるためには、表１に示す列数が適当である。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
（第３実施形態）
図１０は、本発明の一実施例の評価用プリント配線基板の平面図であり、以下、第１実施形態および第２実施形態との相違点について詳細に説明する。
【００３９】
評価用プリント配線基板３に複数の矩形エリア４１〜４６があり、それぞれの矩形エリア内にあるパッド５のピッチＰおよび列数が異なる点が第１実施形態および第２実施形態との相違点である。
【００４０】
例えば、前記矩形エリア４１内の前記パッド５のピッチを０．８ｍｍで列数を３０列×３０列、前記矩形エリア４２内の前記パッド５のピッチを０．７５ｍｍで列数を３２列×３２列、前記矩形エリア４３内の前記パッド５のピッチを０．５ｍｍで列数を５０列×５０列、前記矩形エリア４４内の前記パッド５のピッチを０．８ｍｍで列数を３１列×３１列、前記矩形エリア４５内の前記パッド５のピッチを０．７５ｍｍで列数を３３列×３３列、前記矩形エリア４６内の前記パッド５のピッチを０．５ｍｍで列数を５１列×５１列とすることにより、６種類のチップサイズパッケージの評価を１枚の評価用プリント配線基板でできるようになる。
【００４１】
（第４実施形態）
図１１は、本発明の一実施例の評価用プリント配線基板の平面図であり、以下、第３実施形態との相違点について詳細に説明する。
【００４２】
第３実施形態で説明した前記矩形エリア４１〜４６をブロック２０とし、１枚の評価用プリント配線基板３に複数のブロックを設けた点が第３実施形態との相違点である。
【００４３】
前記ブロックを１枚の評価用プリント配線基板３に複数設けることにより、複数の同一のパッケージのハンダ接続部の評価を同時に行うことができる。
【００４４】
上述の実施形態は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
例えば、第３実施形態で説明した矩形エリアは６個に限定しているわけではなく、ピッチおよび列数が異なっている矩形エリアの組み合わせであれば良い。いうまでもなく、第４実施形態で説明したブロックは、６個の矩形エリアで構成されていることに限定しているわけではなく、第３実施形態と同様、ピッチおよび列数が異なっている矩形エリアから構成されていれば良い。
【００４５】
【効果】
前記した本発明は、どのようなパッケージでもピッチが一致すれば、信頼性を評価できるため、新しいパッケージの評価をする場合に専用の評価用基板を新規に製作する必要がなくなり、費用と時間を削減し、開発スピードの短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】評価専用のパッケージのデジチェーンパターンを説明するための図である。
【図２】評価専用のパッケージのデジチェーンパターンを説明するための図である。
【図３】従来の評価専用のプリント配線基板の平面図である。
【図４】従来のデジチェーン回路を説明するための図である。
【図５】第１実施形態の評価用プリント配線基板示す平面図である。
【図６】第１実施形態の評価用プリント配線基板を示す部分拡大図である。
【図７】第１実施形態のデジチェーン回路を説明するための図である。
【図８】第２実施形態の評価用プリント配線基板を示す平面図である。
【図９】第２実施形態の評価用プリント配線基板を示す平面図である。
【図１０】第３実施形態の評価用プリント配線基板を示す平面図である。
【図１１】第４実施形態の評価用プリント配線基板を示す平面図である。
【符号の説明】
３　評価用プリント配線基板
４　矩形エリア
５　パッド
６　対角線
７　信号線
８　スルーホール
２０　ブロック
【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】
2004087737.tif 000011
【図９】
2004087737.tif 000012
【図１０】
2004087737.tif 000013
【図１１】
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