(57)【要約】      （修正有）【課題】製造コストの上昇を防止しながら、容易にＢＧＡ電極構造で接合された電極バンプの接合状況を検査する方法を提供する。【解決手段】電子回路パッケージ１の４角形のマトリクス状に配列された複数のランド端子３の４つのコーナー部及び中央部のそれぞれ１つのランド端子３ａ、３ｂと、それぞれに隣接する他の１つのランド端子３とを接続導体４で接続し、この電子回路パッケージ１を実装基板に実装した後、隣接するランド端子３と接続されたランド端子３ａ、３ｂに対応して実装基板に設けられた２つのランド端子電極間で接合状況を導通試験装置で監視する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板に搭載されたマトリクス状に配置されたはんだボールからなる電極バンプによって構成される外部接続電極を備えた電子部品の電極構造であって、
前記電子部品の電極バンプの１つの電極と隣接する他の１つの電極とを接続した構成とすることを特徴とするグリッドアレイ型電極構造を有する電子部品の電極構造。
【請求項２】
前記隣接する他の１つの電極と接続される電極バンプがマトリクス状に配置された電極バンプの中央部の電極であることを特徴とする請求項１に記載のグリッドアレイ型電極構造を有する電子部品の電極構造。
【請求項３】
前記電子部品は略四角形であって、その４つのコーナー近傍に前記隣接する他の１つの電極と接続される電極バンプが配置された電極であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のグリッドアレイ型電極構造を有する電子部品の電極構造。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電極構造を有する電子部品を搭載するための実装基板であって、部品搭載面には前記電子部品の外部接続電極に対応する接続電極を備えると共に、前記電子部品の電極バンプのうちの互いに接続された隣接する２つの電極に対応する２つの接続電極とそれぞれ導通した２つの監視用ランド電極を備えており、該監視用ランド電極の導通状況を監視することによって、前記電子部品と実装基板の電極間の接合状況を監視することを可能としたグリッドアレイ型電極構造を有する電子部品を搭載するための実装基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品と実装基板に関し、特に、電子部品と実装基板とがボールグリッドアレイ型の接続電極で接合される電子部品と実装基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子回路チップ部品を収納したパッケージの主面にはんだボールからなる電極バンプをマトリックス状に配列し、これを外部接続電極としたボールグリッドアレイ型(Ball Grid Array；以下ＢＧＡという)電極構造は、多ピン化が容易でフリップチップ実装方法によって、電極配置面積をチップサイズに構成できると共に、他の部品と機械的・電気的に接続して電子回路を形成する実装基板上の実装面積もチップサイズと同程度に小型化できることから、携帯電話機やパソコン等の電子回路パッケージの高密度実装に広く用いられている。
【０００３】
図３は、ＢＧＡ電極構造を有する電子回路パッケージの実装方法の一例を示す説明図である。
同図（ａ）は実装基板に電子回路パッケージを実装したときの状態を示す断面構造図で、同図に示すように、電子回路パッケージ１０は、回路配線（図示しない）を有する多層配線構造の配線基板１１の部品搭載面１１ａに半導体チップ１２を搭載して回路配線と接続したのち、樹脂１３によって半導体チップ１２及び回路配線接続部を封止すると共に、前記配線基板１１の外部接続電極面１１ｂに複数のランド端子１４が設けられる。
前記ランド端子１４は半導体チップ１２の周辺に設けられた前記回路配線接続部と配線基板１１に形成された図示しない配線よって接続される。
【０００４】
同図（ｂ）は、同図（ａ）の矢視Ａ−Ａ'部の断面図である。同図に示すように、配線基板１１の外部接続電極面１１ｂにマトリクス状に配置された前記ランド端子１４上に、導体として錫(Sn)-銀(Ag)組成のはんだ材で球状に形成された電極バンプ１５が配置されて、これが電子回路パッケージ１０のＢＧＡ電極構造による外部接続電極となる。
前記電極バンプ１５を配線基板１１の外部接続電極面１１ｂに形成する方法は、次による。即ち、半導体チップ１２及び回路配線接続部を樹脂１３で封止した電子回路パッケージ１０の配線基板１１の外部接続電極面１１ｂを上向きにした状態で、この面上に形成されている複数のランド端子１４に、このランド端子１４の直径と同じ大きさの直径寸法をもつはんだボールを載置し、その後、所定の温度でこのはんだボールを溶融することによって電極バンプ１５が形成される。
【０００５】
上記ＢＧＡ電極構造の電子回路パッケージ１０を、実装基板１６に実装する方法は、次のとおりである。
前記電子回路パッケージ１０を、この電子回路パッケージ１０のランド端子１４と対向する位置に設けられたランド端子１７を有する実装基板１６の上に位置決めして搭載し、電子回路パッケージ１０と実装基板１６とを所定の温度に加熱することにより電極バンプ１５を溶融して、配線基板１１の外部接続電極面１１ｂに設けられたランド端子１４と実装基板１６の表面に設けられたランド端子１７とを融着させて接続する。
【０００６】
上記の電子回路パッケージ１０の製造工程において、はんだボールを融着して配線基板１１に電極バンプ１５を形成する加熱処理の際には、半導体チップ１２を搭載した配線基板１１や封止用の樹脂１３は熱膨張するが、両者の熱膨張係数の差が比較的大きいため、電子回路パッケージ１０に反りが生じてしまう。
そのため、その電子回路パッケージ１０を実装基板１６に装着した際、ＢＧＡ電極構造の一部が電気的にオープン（非接続状態）となってしまうという問題がある。
【０００７】
また、電子回路パッケージ１０が実装された実装基板１６を用いた装置の製造中、あるいは使用中に繰り返し加えられる熱サイクルによる熱歪みや熱変形が、電子回路パッケージ１０と実装基板１６とを接続する電極バンプ１５の接合部に応力を生じ、例えば、図３（ｂ）に示される４角形に配置されたＢＧＡ電極配置においては、この電極配置の４つのコーナー部において電極バンプ１５と実装基板１６のランド端子１７との接合部に破壊が起って、それが周囲に広がっていくという問題があった。
【０００８】
上述のように、ＢＧＡ電極構造の電子回路パッケージ１０を実装基板１６に装着して装置を組立てていくＢＧＡ電極構造の製造工程中に加わる熱よって生じる接続不良を、電子回路パッケージ１０が実装された後に目視検査によって検出することは到底不可能なことである。
そのため、従来よりＢＧＡ電極構造の接合検査には、Ｘ線検査装置によってＢＧＡ電極部を透視し、その透視画像を目視検査したり、正常な接合状態の透視画像と比較して良否の判定を行う方法がとられている。
しかし、このＸ線検査装置は高価であり、かつ、Ｘ線が電子回路パッケージ１０の特性に与える影響の有無が不明確であることから、Ｘ線を用いない検査手段が望まれている。
【特許文献１】特開２００３−２６４２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の問題に対して、例えば、特開２００３-２６４２５９号公報に、次のような解決方法が提案されている。
即ち、電子回路パッケージの配線基板の外部接続電極面に４角形のマトリクス状に形成された電極バンプの４つのコーナーと中央の５箇所の電極バンプのはんだボールは組成が同じで他より外形寸法のみが小さいはんだボールとし、これらのはんだボールを溶着して形成される電極バンプを検査用電極バンプとして、それぞれが配線基板の部品搭載面にて接続導体によって接続される。
このように構成された電子回路パッケージをはんだリフロー作業によって実装基板に実装した後に、前記検査用電極バンプ間の導通検査を行い、検査用電極バンプ間に導通がない場合は、その電子回路パッケージのＢＧＡ電極構造の接合不良と判断するというものである。
【００１０】
しかしながら、上記公報の手段によれば、形状がまったく同じで大きさのみがわずかに異なるはんだボールを準備し、それを４隅と中央に配置してランド端子に溶着しなければならないので、製造工程が複雑となる上、２種のはんだボールが混じり合わないように厳重に部品を管理する必要があるため、製造コストが上昇すると言う問題があった。
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、製造コストの上昇を防止しながら、容易にＢＧＡ電極構造で接合された電極バンプの接合状況を検査する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１の発明においては、実装基板に搭載されたマトリクス状に配置されたはんだボールからなる電極バンプによって構成される外部接続電極を備えた電子部品の電極構造であって、前記電子部品の電極バンプの１つの電極と隣接する他の１つの電極とを接続した構成とすることを特徴とする。
また、請求項２の発明のにおいては、請求項１に記載のグリッドアレイ型電極構造を有する電子部品の電極構造において、前記隣接する他の１つの電極と接続される電極バンプがマトリクス状に配置された電極バンプの中央部の電極であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明のにおいては、請求項１または請求項２に記載のグリッドアレイ型電極構造を有する電子部品の電極構造において、前記電子部品は略四角形であって、その４つのコーナー近傍に前記隣接する他の１つの電極と接続される電極バンプが配置された電極であることを特徴とする。
さらに、請求項４の発明のグリッドアレイ型電極構造を有する電子部品を搭載するための実装基板においては、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電極構造を有する電子部品を搭載するための実装基板であって、部品搭載面には前記電子部品の外部接続電極に対応する接続電極を備えると共に、前記電子部品の電極バンプのうちの互いに接続された隣接する２つの電極に対応する２つの接続電極とそれぞれ導通した２つの監視用ランド電極を備えており、該監視用ランド電極の導通状況を監視することによって、前記電子部品と実装基板の電極間の接合状況を監視することを可能とした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、電子部品の４角形のマトリクス状に配列された複数のグリッドアレイ型電極の４つのコーナー部及び中央部のそれぞれ１つの電極バンプと、それぞれに隣接する他の１つの電極バンプとを接続し、この電子部品を実装基板に実装した後、隣接するランド端子と接続されたランド端子に対応して実装基板に設けられた２つの電極にそれぞれ導通確認のためのプローブ端子を設け、プローブ端子間を導通試験装置で確認して、接合状況を監視するようにした。
そのため、電子部品の配線基板と実装用基板のパターン設計を変更するだけで、同一種類のはんだボールを配置したＢＧＡ電極構造の接合状況を検査する方法を構成できる。したがって、組立工程に特別な管理を施す必要がなく、容易に、短時間で接合状況を検査できるので、製造コストを低減でき、低コストのＢＧＡ電極構造を有する電子部品を提供する上で顕著な効果を期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を図面に示した実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明に係わる電子回路パッケージの実施の一形態例を示す縦断面図と、該電子回路パッケージの配線基板における外部接続電極面のランド端子の構成を示す底面図である。
同図に示す電子回路パッケージの構成は、外部接続電極面のランド端子の構成を除いて、図３の従来の電子回路パッケージ１０と同じ構成であるので、共通部分は図３の構成部位符号を用いて説明する。
【００１５】
図１に示されるように、本発明に係わる電子回路パッケージ１の配線基板２の外部接続電極面２ａには、ＢＧＡ電極構造の外部接続電極を構成するためのはんだボールを載置する複数のランド端子３が４角形のマトリクス状に配置される。
このランド端子３は、図３と同様に、配線基板２に設けられた配線回路（図示しない）によって、該配線基板２の部品搭載面２ｂに搭載された半導体チップ１２と接続される。
【００１６】
前記４角形のマトリクス状に配置されたランド端子３群の４つのコーナーに配置されたランド端子３ａ及び中央部のランド端子３ｂは、それぞれ隣接する他のランド端子のうちのいずれか（図では右隣）と配線基板２に設けられた接続導体４で接続される。
その後、前述のように、ランド端子３、３ａ、３ｂ上にハンダボールを溶着して電極バンプ１５を形成して、電子回路パッケージ１にＢＧＡ電極構造による外部接続電極を構成する。
【００１７】
図２は、図１に示すＢＧＡ電極構造によって接合された電子回路パッケージと実装基板の接合状況の監視方法の説明図である。
そして、同図は、図１の電子回路パッケージ１の外部接続電極面２ａに形成された電極バンプ３に対応して実装基板に設けられた複数のランド端子５の配列図であって、図１の４つのコーナーのランド端子３ａに対応してランド端子５ａが、また、中央部のランド端子３ｂに対応してランド端子５ｂが配置される。
さらに、電子回路パッケージ１で互いに接続されたランド端子３ａ、３及び３ｂ、３に対応するランド端子５ａ、５とランド端子５ｂ、５とには、それぞれ図中に実線で示す接続配線で接続された１組のプロービング端子５ｃ、５ｃ'が実装基板面にもうけられる。
また、電子回路パッケージ１で互いに接続されたランド端子３ａ、３及び３ｂ、３に対応するランド端子５ａ、５とランド端子５ｂ、５とを、同図の点線で示すように、接続配線ですべて直列に接続して１組のプロービング端子５ｄ、５ｄ'が実装基板面にもうけられる。
【００１８】
前述のように、熱膨張係数の違いによって部品組立工程中において配線基板２に反りが生じた電子回路パッケージ１を実装基板に装着したときには、該電子回路パッケージ１の４つのコーナーの電極バンプ部において導通不良が発生することが多い。また、製造工程中の熱ストレスによってコーナー部のランド端子５ａの接合部に破壊が生じて導通不良が発生する可能性が高い。
したがって、製造工程において電子回路パッケージ１を搭載した実装基板の電極部の接合状況を検査する際は、導通試験装置６でそれぞれのプロービング端子５ｃ、５ｃ'間の導通を検査する。これによって、電子回路パッケージ１と実装基板との間の、四隅あるは中央の各部の接合状況を検査することが可能である。
また、導通試験装置６でプロービング端子５ｄ、５ｄ'間の導通を検査すれば、短時間に全体の接合状況を検査することが可能になる。
【００１９】
上述の検査方法は、製造工程中の所定の工程において使い分けることが効果的である。
例えば、電極バンプが形成された電子回路パッケージを実装基板に載置し、リフロー作業で電極バンプを溶融した工程の場合は、電子回路パッケージの配線基板面の中央部が熱が伝わりにくいため接合不十分となる可能性がある。この場合は、図２の中央部のプロービング端子５ｃ、５ｃ'間の導通を重点的に検査するとよい。
また、装置の製造工程中に加わった熱ストレスによる接合部の信頼性を監視する場合は、４つのコーナー部のプロービング端子５ｃ、５ｃ'間の導通を重点的に検査すると効果的な監視が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係わる電子回路パッケージの実施の一形態例を示す縦断面図と、該電子回路パッケージの配線基板における外部接続電極面のランド端子の構成を示す底面図。
【図２】図１に示すＢＧＡ電極構造によって接合された電子回路パッケージと実装基板の接合状況の監視方法の説明図。
【図３】ＢＧＡ電極構造による電子回路パッケージの実装方法の一例を示す説明図で、（ａ）は実装基板に電子回路パッケージを実装したときの状態を示す断面構造図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａ'部の断面図。
【符号の説明】
【００２１】
１・・電子回路パッケージ、２・・配線基板、２ａ・・外部接続電極面、
２ｂ・・部品搭載面、３、３ａ、３ｂ・・ランド端子、４・・接続導体、
５、５ａ、５ｂ・・ランド端子、５ｃ、５ｃ'、５ｄ、５ｄ'・・プロービング端子、
６・・導通試験装置、
１０・・電子回路パッケージ、１１・・配線基板、１１ａ・・部品搭載面、
１１ｂ・・外部接続電極面、１２・・半導体チップ、
１３・・樹脂、１４・・ランド端子、１５・・電極バンプ、１６・・実装基板、
１７・・ランド端子
【図１】
2005235854.tif 000003
【図２】
2005235854.tif 000004
【図３】
2005235854.tif 000005