(57)【要約】【課題】リフロー工程中におけるはんだ付け不良を管理する。【解決手段】複数の電極端子１２が突出して設けられたパッケージ１１を有し、パッケージ１１の電極端子１２が形成された接着面１１ａ略中央に第１のセンサー用ランド１３が設けられるとともに、接着面１１ａと反対側の面１１ｂに第１のセンサー用ランド１３と接続された第１のチェック用ランド１４が設けられた半導体パッケージ４と、半導体パッケージ４が実装される実装部３の略中央に第１のセンサー用ランド１３に対応した第２のセンサー用ランド７と、第２のセンサー用ランド７から引出しパターン８を介して実装部３外へ引き出された第２のチェック用ランド９とが設けられた基板２とを備え、半導体パッケージ４が第１のセンサー用ランド１３を第２のセンサー用ランド７上に臨まされて実装部３に実装されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極端子が突出して設けられたパッケージを有し、該パッケージの上記電極端子が形成された接着面略中央に第１のセンサー用ランドが設けられるとともに、上記接着面と反対側の面に上記第１のセンサー用ランドと接続された第１のチェック用ランドが設けられた半導体パッケージと、
上記半導体パッケージが実装される実装部の略中央に上記第１のセンサー用ランドに対応した第２のセンサー用ランドと、該第２のセンサー用ランドから引出しパターンを介して上記実装部外へ引き出された第２のチェック用ランドとが設けられた基板とを備え、
上記半導体パッケージが上記第１のセンサー用ランドを上記第２のセンサー用ランド上に臨まされて上記実装部に実装されているプリント配線板。
【請求項２】
複数の電極端子が突出して設けられたパッケージを有し、該パッケージの上記電極端子が形成された接着面略中央に第１のセンサー用ランドが設けられるとともに、上記接着面と反対側の面に上記第１のセンサー用ランドと接続された第１のチェック用ランドが設けられた半導体パッケージを、実装部の略中央に設けられ上記第１のセンサー用ランドに対応した第２のセンサー用ランドと、該第２のセンサー用ランドから引き出しパターンを介して上記実装部外へ引き出された第２のチェック用ランドとが設けられた基板の上記実装部に搭載し、
上記第１及び第２のチェック用ランドにケーブル線を介してテスターを接続し、
上記半導体パッケージが搭載された基板をリフロー炉に通し、上記テスターによる導通測定を行う半導体パッケージの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（Chip Size Package）といった表面実装型の半導体パッケージが実装されるプリント配線板や、かかる半導体パッケージの実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より電子機器の小型化、高密度化、高性能化、低コスト化を実現するために、プリント配線板表面のパッドに半導体素子をはんだ付けする表面実装方式が採用されている。表面実装方式では、ＳＯＰ（small outline package）やＱＦＰ（quad flat package）等のリード端子が所定ピッチで複数配列された半導体パッケージが用いられている。また、近年における半導体パッケージの小型化、高集積化等の要請に伴って、ＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（Chip Size Package）といった半導体チップとほぼ同等の大きさの半導体パッケージが多用されるようになった。
【０００３】
一方、半導体パッケージをプリント配線板の外層にリフローはんだ付けにより表面実装する工程においても、環境に対する負荷を軽減するために錫と鉛の共晶はんだから無鉛はんだに置き換わりつつあり、これに伴ってリフロー時の温度が上昇してきている。かかる半導体パッケージの実装工程においては、半導体パッケージやプリント配線板に、リフロー時の加熱温度に耐えうるはんだ耐熱性が求められることとなる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３３５５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
たとえばプリント配線板にリフロー加熱時の温度に対する耐性が欠けると、プリント配線板の構成材料が備える線膨張係数の相違等から、反りや膨れが発生してしまう。プリント配線板に反りや膨れが発生すると、図６〜図８に示すように、半導体パッケージの電極端子がフットプリントから剥離するなどのはんだ付け不良が発生し、プリント配線板の品質低下を引き起こす。
【０００６】
図６はプリント配線板に反りが発生することにより半導体パッケージとのはんだ接合不良が生じた様子を示し、図７は半導体パッケージに反りが発生することによりプリント配線板とのはんだ接合不良が生じた様子を示し、図８はプリント配線板及び半導体パッケージの両者に反りが発生することによりはんだ接合不良が生じた様子を示している。
【０００７】
かかるはんだ付け不良を防止するためには、リフロー工程におけるリフロー炉内でのプリント配線板の現象を捉え、管理することが望ましいが、従来、リフロー工程中において、リフロー炉内のプリント配線板の反りや膨れに伴う半導体パッケージの電極とフットプリントとの剥離を管理することは困難であった。
【０００８】
そこで、本発明は、リフロー工程中において、プリント配線板の反りや膨れが発生することにより、半導体パッケージの電極とプリント配線板のフットプリントとの剥離等のはんだ付け不良の発生を管理し、プリント配線板の実装品質の向上が図られたプリント配線板及び半導体パッケージの実装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】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明にかかるプリント配線板は、複数の電極端子が突出して設けられたパッケージを有し、該パッケージの上記電極端子が形成された接着面略中央に第１のセンサー用ランドが設けられるとともに、上記接着面と反対側の面に上記第１のセンサー用ランドと接続された第１のチェック用ランドが設けられた半導体パッケージと、上記半導体パッケージが実装される実装部の略中央に上記第１のセンサー用ランドに対応した第２のセンサー用ランドと、該第２のセンサー用ランドから引出しパターンを介して上記実装部外へ引き出された第２のチェック用ランドとが設けられた基板とを備え、上記半導体パッケージが上記第１のセンサー用ランドを上記第２のセンサー用ランド上に臨まされて上記実装部に実装されているものである。
【００１０】
また、本発明にかかる半導体パッケージの実装方法は、複数の電極端子が突出して設けられたパッケージを有し、該パッケージの上記電極端子が形成された接着面略中央に第１のセンサー用ランドが設けられるとともに、上記接着面と反対側の面に上記第１のセンサー用ランドと接続された第１のチェック用ランドが設けられた半導体パッケージを、実装部の略中央に設けられ上記第１のセンサー用ランドに対応した第２のセンサー用ランドと、該第２のセンサー用ランドから引き出しパターンを介して上記実装部外へ引き出された第２のチェック用ランドとが設けられた基板の上記実装部に搭載し、上記第１及び第２のチェック用ランドにケーブル線を介してテスターを接続し、上記半導体パッケージが搭載された基板をリフロー炉に通し、上記テスターによる導通測定を行うものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかるプリント配線板及び半導体パッケージの実装方法によれば、リフロー時の熱により、基板や半導体パッケージに反りや膨れが発生すると、第１のセンサー用ランドと第２のセンサー用ランドとが接触するため、第１のセンサー用ランドに接続された第１のチェック用ランドと、第２のセンサー用ランドに接続された第２のチェック用ランドとが導通される。従って、第１、第２のセンサー用ランドの導通を検出することにより、基板あるいは半導体パッケージに反りや膨れが発生したことがわかるため、半導体パッケージの電極端子と実装部とが剥離するなどの、リフロー炉内における現象を管理することができ、プリント配線板の実装品質の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明が適用されたプリント配線板及び半導体パッケージの実装方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明が適用されたプリント配線板１は、図１に示すように、所定の配線パターンが形成された絶縁基板２と、この絶縁基板２に形成された実装部３に実装されるＢＧＡやＣＳＰといった小型の半導体パッケージ４とを有する。
【００１３】
プリント配線板１は、例えばガラスエポキシ樹脂基材に銅箔を積層して形成された銅張積層板の外層に、フォトツールを用いたプリントエッチ法により配線パターン及び半導体パッケージ４が実装される実装部３が形成されている。実装部３は、図２に示すように、半導体パッケージ４と略同一の大きさを有し矩形状に形成されている。この実装部３には、半導体パッケージ４の実装面に設けられたバンプ１２に応じた電極パッド６が中央部を除く周縁部に複数配列して形成されている。各電極パッド６からは、詳細を省略する配線パターンが実装部３外へ引き出されて、プリント配線板１の外層に形成された他の配線パターンと接続されている。この電極パッド６にははんだクリームが印刷されることにより、半導体パッケージ４に設けられたバンプ１２がはんだ付けされる。
【００１４】
また、実装部３は、略中央部に後述する半導体パッケージ４の実装面側の略中央に形成された第１のセンサー用ランド１３に応じて第２のセンサー用ランド７が形成されている。そして第２のセンサー用ランド７は、実装部３外へ引き出された引き出しパターン８と接続されるとともに、この引き出しパターン８の先端部に形成された第２のチェック用ランド９と接続されている。この第２のセンサー用ランド７は、絶縁基板２や半導体パッケージ４がリフロー加熱工程において反りや膨れ等を発生することにより、第１のセンサー用ランド１３と接触すると、この第２のセンサー用ランド７と接続された第２のチェック用ランド９と、第１のセンサー用ランド１３と接続された第１のチェック用ランド１４との間の導通が検出されることにより、かかる絶縁基板２や半導体パッケージ４の反りや膨れの発生を判別するものである。
【００１５】
ここで、引き出しパターン８から実装部３外へ引き出される第２のチェック用ランド９は、実装部３外の任意の箇所に設けることができるため、配線パターンの高密度化、パターンピッチの狭小化が求められているプリント配線板１において、パターン設計の自由度を確保することができる。
【００１６】
実装部３に実装される半導体パッケージ４は、ＢＧＡやＣＳＰであり、パッケージ本体１１の下面には図３に示すように、バンプ１２が複数配列されることにより、上記プリント配線板１の実装部３にはんだ付けされる接着面１１ａとされている。またパッケージ本体１１は、図４に示すように、接着面１１ａと反対側を、実装部３への実装時において自動搭載器に吸着される吸着面１１ｂとされている。このパッケージ本体１１は、略矩形状に形成され、接着面１１ａには中央部を除く周縁部にバンプ１２が複数配列して形成されている。
【００１７】
またパッケージ本体１１の接着面１１ａには、略中央部に上記実装部３に設けられた第２のセンサー用ランド７に対応して第１のセンサー用ランド１３が形成されている。この第１のセンサー用ランド１３は、吸着面１１ｂに形成された第１のチェック用ランド１４と、詳細を省略する接続パターンを介して、あるいはパッケージ本体１１内を貫通する接続線を介して接続されている。
【００１８】
かかる第１のセンサー用ランド１３は、バンプ１２よりも低く形成されており、絶縁基板２やパッケージ本体１１に反りや膨れ等が生じることなく半導体パッケージ４が実装された場合、実装部３に形成された第２のセンサー用ランド７と接触することはない。しかし、リフロー工程等において、絶縁基板２やパッケージ本体１１に反りや膨れ等が生じた場合には、第１のセンサー用ランド１３と第２のセンサー用ランド７とが接触する。これにより、第１のセンサー用ランド１３と接続する第１のチェック用ランド１４と、第２のセンサー用ランド７と接続する第２のチェック用ランド９とが電気的に接続されることとなる。したがって、この第１、第２のチェック用ランド１４，９間の導通を測定することにより、絶縁基板２やパッケージ本体１１に反りや膨れ等が生じたことを判別することができる。
【００１９】
かかる第１、第２のチェック用ランド１４，９間の導通検出は、絶縁基板２の実装部３へ半導体パッケージ４をリフローはんだ付けする工程において行われる。従って、本発明によれば、リフロー炉内における絶縁基板２や半導体パッケージ４の反りや膨れを管理することができ、実装品質の低下を未然に防止することができる。以下、半導体パッケージ４の実装工程について詳細に説明する。
【００２０】
まず絶縁基板２は、ガラスエポキシ樹脂に銅箔を積層して形成された銅張積層板に、フォトツールを用いたプリントエッチ法により配線パターン及び実装部３が形成される。これにより、実装部３に半導体パッケージ４のバンプ１２が接続される電極パッド６と第１のセンサー用ランド１３に応じた略中央に第２のセンサー用ランド７が形成され、また第２のセンサー用ランド１３より実装部３外へ引き出す引き出しパターン８及び引き出しパターン８の先端部に形成される第２のチェック用ランド９が形成される。
【００２１】
次いで、実装部３にクリームはんだが印刷された後、半導体パッケージ４が自動部品実装器によってパッケージ本体１１の吸着面１１ｂが吸着され、実装部３上に搭載される。これにより、パッケージ本体１１の接着面１１ａに形成されたバンプ１２と実装部３に形成された電極パッド６とが接触され、また第１のセンサー用ランド１３と第２のセンサー用ランド７とが所定の間隙を隔てて対峙される。
【００２２】
次いで、半導体パッケージ４の吸着面１１ｂに形成された第１のチェック用ランド１４と、絶縁基板の外層に形成された第２のチェック用ランド９に、それぞれケーブル線１５が接続される。このケーブル線１５の先端にはテスター１６が接続され、第１、第２のセンサー用ランド１３，７が接触することにより導通が図られると、これを検知することができる。その後、半導体パッケージ４が搭載された絶縁基板２がリフロー炉に通されて、所定温度、所定時間でリフロー加熱されることにより、半導体パッケージ４が実装部３にリフローはんだ付けされる。
【００２３】
このとき、リフロー時の熱により、絶縁基板２やパッケージ本体１１に反りや膨れが発生すると、図５に示すように、第１のセンサー用ランド１３と第２のセンサー用ランド７とが接触するため、第１のセンサー用ランド１３に接続された接続パターンを介して第１のチェック用ランド１４と、第２のセンサー用ランド７に接続された引き出しパターン８を介して第２のチェック用ランド９とが導通される。従って、第１、第２のチェック用ランド１４，９に接続されたテスター１６によって、第１、第２のセンサー用ランド１３，７の接触を検知することができる。
【００２４】
テスター１６による第１、第２のセンサー用ランド１３，７の接触が検知されると、絶縁基板２あるいは半導体パッケージ４のパッケージ本体１１に反りや膨れが発生したことがわかる。すなわち、図１に示すように、絶縁基板２やパッケージ本体１１に反りや膨れが生じていない状態では、第１、第２のセンサー用ランド１３，７は、所定の間隙をもって対峙されているため、テスター１６は導通を検出することがない。従って、テスター１６によって導通が検出されると、絶縁基板２あるいはパッケージ本体１１のいずれか又は両者に反りや膨れ発生していることがわかる。
【００２５】
このように、絶縁基板２やパッケージ本体１１に反り等が発生したプリント配線板１は、半導体パッケージ４のバンプ１２が実装部３の電極パッド６から剥離する等のはんだ付け不良が発生していることから、かかるプリント配線板１は製造ラインから取り除かれる。一方、テスター１６により導通が検出されなかったプリント配線板１は、はんだ付け不良は発生していないことから、ケーブル線１５が取り外された後、次の製造工程に付される。
【００２６】
以上のように、本発明が適用されたプリント配線板１及び半導体パッケージ４の実装方法によれば、絶縁基板２や半導体パッケージ４にリフロー加熱時の温度に対する耐性が欠け、反りや膨れ等が発生し、半導体パッケージ４のバンプ１２と実装部３の電極パッド６とが剥離するなどの、リフロー炉内における現象を管理することができ、プリント配線板の実装品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明が適用されたプリント配線板を示す断面図である。
【図２】半導体パッケージが実装される実装部を示す平面図である。
【図３】半導体パッケージの接着面を示す平面図である。
【図４】半導体パッケージの吸着面を示す平面図である。
【図５】本発明が適用された半導体パッケージの実装方法を示す断面図である。
【図６】絶縁基板に反りが発生したプリント配線板を示す断面図である。
【図７】半導体パッケージに反りが発生したプリント配線板を示す断面図である。
【図８】絶縁基板及び半導体パッケージに反りが発生したプリント配線板を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  プリント配線板、２  絶縁基板、３  実装部、４  半導体パッケージ、６  電極パッド、７  第２のセンサー用ランド、８  引き出しパターン、９  第２のチェック用ランド、１１  パッケージ本体、１２  バンプ、１３  第１のセンサー用ランド、１４  第１のチェック用ランド、１５  ケーブル線、１６  テスター
【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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