(57)【要約】 【課題】薄型化するプリント配線板では、大型チップ部品などをリフロー実装する際に、プリント配線板の反りに起因するバンプ接合不良が問題になっている。【解決手段】本発明では、プリント配線板にチップ部品を搭載する際のリフロー加熱時の反りを抑制するために、押さえ板と搬送板にプリント配線板を挟み、挟み部品によって加圧することにより、反りを抑制する実装方法であって、プリント配線板の外形よりも大きな外形であり且つ実装するチップ部品よりも大きな開口部を有する押さえ板と、搬送板と挟み部品とを有する保持装置にプリント配線板を挟み込み半田実装することを特徴とするプリント配線板の実装方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ部品をプリント配線板に半田実装する際に使用するプリント配線板の保持装置であって、プリント配線板の外形よりも大きな外形であり且つ実装するチップ部品よりも大きな開口部を有する押さえ板と、搬送板と、挟み部品とを有することを特徴とする保持装置。
【請求項２】
チップ部品をプリント配線板に半田実装する実装方法であって、請求項１記載の保持装置の押さえ板と搬送板との間にチップ部品を仮固定したプリント配線板を挟み込み、さらに挟み部品により保持して半田実装することを特徴とする実装方法。
【請求項３】
前記保持装置にてチップ部品を仮固定したプリント配線板を挟み込む際に、挟み部品による挟み込み圧力が０．０１〜２０ｋＰａである請求項２に記載の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持装置及びチップ部品をプリント配線板に半田実装する実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、チップ部品をプリント配線板に実装する際には、チップ部品を仮固定したプリント配線板をリフロー炉へ投入することによって半田部が溶融し接合している。
【０００３】
コア回路基板厚みが０．４ｍｍを下回るような二層以上の回路を有する薄型プリント配線板においては、リフロー時の反りによりチップ部品の半田実装ができない場合、薄型プリント配線板をリフロー搬送板へ耐熱性のある接着テープにて固定する方法、位置決めピンを介してプリント配線板を固定する方法（例えば、特許文献１参照）、ガイド穴を介してプリント配線板へ張力を発生させる方法（例えば、特許文献２参照）により、リフロー時の熱による反りを抑えて実装を行っている。しかし、プリント配線板の薄型化や鉛フリー半田によるリフロー温度の上昇にともない、高弾性化するプリント配線板材料においては、リフロー時の熱時の弾性率も高く、熱時に反りが発生する問題もあり、従来のような接着テープを用いる場合では接着テープの接着力が弱く反り抑制が困難であった。また、高密度なＦＣＢＧＡ（フリップチップボールグリッドアレイ）インターポーザ等のプリント配線板では、プリント配線板内へのガイド穴等の加工が困難であり、課題となっていた。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２２２８１９号公報
【特許文献２】特開２００４−３２７９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
薄型化するプリント配線板（特に高密度なＦＣＢＧＡ）におけるプリント配線板の反りによるチップ部品のリフロー実装の接続を確実に行い接続信頼性の高いチップ部品が搭載されたプリント配線板を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記［１］〜［３］に記載の本発明によって達成される。
［１］チップ部品をプリント配線板に半田実装する際に使用するプリント配線板の保持装置であって、プリント配線板の外形よりも大きな外形であり且つ実装するチップ部品よりも大きな開口部を有する押さえ板と、搬送板と、挟み部品とを有することを特徴とする保持装置。
［２］チップ部品をプリント配線板に半田実装する実装方法であって、［１］項に記載の保持装置の押さえ板と搬送板との間にチップ部品を仮固定したプリント配線板を挟み込み、さらに挟み部品により保持して半田実装することを特徴とする実装方法。
［３］前記保持装置にてチップ部品を仮固定したプリント配線板を挟み込む際に、挟み部品による挟み込み圧力が０．０１〜２０ｋＰａである［２］項に記載の実装方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の押さえ板、搬送板および挟み部品を用いてチップ部品を仮固定したプリント配線板を挟み込みさらに圧力を発生させることで、リフロー時のチップ部品実装部の反りを抑え、平坦化することで、プリント配線板の反りに起因するチップ部品の接合不良を回避することができ、薄型化、高密度化するプリント配線板へのチップ部品実装を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明においては、前記押さえ板によって剛性が高く変形が少ない、アルミ、ステンレス等を用いたプリント配線板下部にあたる搬送板に対して、チップ部品以外のプリント配線板部を上から均一の圧で押さえる押さえ板と挟み部品によりプリント配線板のリフロー時の反りを抑制する。
【０００９】
また、前記プリント配線板を挟み込む圧力を与える方式は、特に規定するものではなく、例えば、押さえ板と搬送板とを挟み部品で挟むことによってでも、押さえ板または搬送板に予め設置される挟み部品を移動させることによってでも良く、圧力を加えることと、押さえ板または搬送板の剛性によってプリント配線板に均一に圧力を掛けることによりリフロー時のプリント配線板の反りを抑えることができる。
特に、微小バンプによる高密度（２０００バンプ以上）のＦＣＢＧＡインターポーザ等のプリント配線板の部品実装に対して有効である。
【００１０】
プリント配線板を上から押さえる押さえ板は、搭載するチップ部品の外形よりも大きいことで、押さえ板を設置する際の作業性を確保することができる。
【００１１】
以上本発明によれば、プリント配線板の厚さ、リフローの熱時反りに関わらず、安定した平坦性を確保でき、薄型化、鉛フリー化によるリフロー温度上昇、狭ピッチ化にも対応した半田接合が可能となる。
【００１２】
以下に図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。
【００１３】
図１は本発明を実施する際の押さえ板１、搬送板２および挟み部品５を有する保持装置とプリント配線板３とチップ部品４を分解した模式図的な斜視図であり、図２は本発明による保持装置によってリフロー炉へ投入する際の形態である。
【００１４】
図１においてプリント配線板３の実装パット部６へチップ部品４の半田バンプ７を位置合わせ仮固定した状態のプリント配線板３を、搬送板２に設置する。この際の、プリント配線板３と搬送板２の位置合わせは、予めプリント配線板厚みよりも薄いザグリを搬送板２に入れる方法などがあり、プリント配線板３のチップ部品搭載面が搬送板２の上面よりも高いことで押さえ板１と挟み込むことができ、反り抑制効果が得られる。
【００１５】
開口部のある押さえ板１をチップ部品４に接触しないようにプリント配線板３上に置く。この際のプリント配線板３と搬送板２の位置合わせは、ガイドピン、ガイド穴、接着テープなどを用いて行うことができる。
【００１６】
上述した押さえ板１と搬送板２とを挟み部品５により挟むことでリフロー処理時のプリント配線板３の反りを抑制する。
挟み部品５は、プリント配線板を均一な圧力で挟み込むことができればどのような形状のものでも使用できる。挟み込み圧力は、０．０１〜２０ｋＰａであり、好ましくは、０．０１〜５ｋＰａで、特に０．０５〜１ｋＰａが好ましい。強く挟み過ぎるとプリント配線板の変形が生じ、弱すぎるとプリント配線板に反りが発生する。
例えば、図３のような挟み部品５によってプリント配線板３を挟み込むので、プリント配線板３への均一な平坦化圧力が発生するためリフロー工程中の反りが抑制される。
【００１７】
チップ部品４と押さえ板１の間隔は、押さえ板１を取り付ける際にチップ部品４に触れない程度の間隔であれば作業性を確保できる。
【実施例１】
【００１８】
プリント配線板５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．４ｍｍ厚（住友ベークライト（株）製ＥＬＣ−４１８５ＧＳにバンプ接続が確認できる回路を作製した配線板）に、チップ部品１５ｍｍ×１５ｍｍ（２００μｍピッチのバンプ４３５６個）を仮固定し、このプリント配線板を本発明の保持放置（アルミ製１１０ｍｍ×１１０ｍｍ×１ｍｍ厚、開口部２０ｍｍ×２０ｍｍ）で挟み込み（挟み込み圧力０．２５ｋＰａ）リフロー処理（ピーク温度２６０℃、１回）を行い、チップ部品をプリント配線板に接続した。以下の方法により評価し、結果を表１に示した。
【００１９】
評価項目
１．接続率：リフロー処理後のプリント配線板（ｎ＝５）を用いて、導通測定機にて算出した。導通不良バンプ数を、全バンプ数で除したもので、％で表示した。
２．反り量：リフロー処理後のプリント配線板（ｎ＝５）を用いて反り量を測定した。チップ部品を実装していないプリント配線板面のチップ部品実装部分の反り量を３次元形状測定装置(コムス（株）製、ＥＭＳ２００２ＡＤ−３Ｄ)で測定し、ｎ＝５の平均値を反り量とした。
３．接続信頼性：リフロー処理後のプリント配線板を用いて、チップ部品とプリント配線板の隙間にアンダーフィル（住友ベークライト（株）製  ＣＲＰ−４１５２Ｄ１）で封止し半導体装置とした。この半導体装置を熱処理（３０℃／６０％／１９２ｈｒ、２６０℃ピーク温度のリフロー処理を３回）を行い、接続信頼性の評価を行った。処理後、断線したものを×、良好なものを○とした。
【実施例２】
【００２０】
プリント配線板４２．５ｍｍ×４２．５ｍｍ×０．４ｍｍ厚（住友ベークライト（株）製ＥＬＣ−４７８５ＧＳにバンプ接続が確認できる回路を作製した配線板）に、チップ部品１５ｍｍ×２０ｍｍ（２００μｍピッチのバンプ５８０８個）を仮固定し、このプリント配線板を本発明の保持装置（アルミ製１１０ｍｍ×１１０ｍｍ×１ｍｍ厚、開口部２０ｍｍ×２５ｍｍ）で挟み込み（挟み込み圧力０．２５ｋＰａ）リフロー処理（ピーク温度２６０℃、１回）を行い、チップ部品をプリント配線板に接続した。実施例１と同様に評価し、その結果を表１に示した。
【実施例３】
【００２１】
プリント配線板５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．２ｍｍ厚（住友ベークライト（株）製ＥＬＣ−４７８５ＧＳにバンプ接続が確認できる回路を作製した配線板）に、チップ部品１５ｍｍ×１５ｍｍ（２００μｍピッチのバンプ４３５６個）を仮固定し、このプリント配線板を本発明の保持装置（アルミ製１１０ｍｍ×１１０ｍｍ×１ｍｍ厚、開口部２０ｍｍ×２０ｍｍ）で挟み込み（挟み込み圧力０．１５ｋＰａ）リフロー処理（ピーク温度２６０℃、１回）を行い、チップ部品をプリント配線板に接続した。実施例１と同様に評価し、その結果を表１に示した。
【実施例４】
【００２２】
プリント配線板４２．５ｍｍ×４２．５ｍｍ×０．２ｍｍ厚（住友ベークライト（株）製ＥＬＣ−４７８５ＧＳにバンプ接続が確認できる回路を作製した配線板）に、チップ部品１５ｍｍ×２０ｍｍ（２００μｍピッチのバンプ５８０８個）を仮固定し、このプリント配線板を本発明の保持装置（アルミ製１１０ｍｍ×１１０ｍｍ×１ｍｍ厚、開口部２０ｍｍ×２５ｍｍ）で挟み込み（挟み込み圧力０．１５ｋＰａ）リフロー処理（ピーク温度２６０℃、１回）を行い、チップ部品をプリント配線板に接続した。実施例１と同様に評価し、その結果を表１に示した。
【００２３】
［比較例１］
実施例１で用いたチップ部品を位置合わせ仮固定したプリント配線板を使用し、本発明の保持装置を使用せず搬送板に挟み部品で固定し、リフロー処理（ピーク温度２６０℃、１回）を行い、チップ部品をプリント配線板に接続した。実施例１と同様に評価し、その結果を表１に示した。
【００２４】
［比較例２］
実施例２で用いたチップ部品を位置合わせ仮固定したプリント配線板を使用し、本発明の保持装置を使用せず搬送板に粘着テープでプリント配線板を貼り付け、リフロー処理（ピーク温度２６０℃、１回）を行い、チップ部品をプリント配線板に接続した。実施例１と同様に評価し、その結果を表１に示した。
【００２５】
［比較例３］
実施例３で用いたチップ部品を位置合わせ仮固定したプリント配線板を使用し、本発明の保持装置を使用せず搬送板に粘着テープでプリント配線板を貼り付け、リフロー処理（ピーク温度２６０℃、１回）を行い、チップ部品をプリント配線板に接続した。実施例１と同様に評価し、その結果を表１に示した。
【００２６】
【表１】
2007207943.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００２７】
プリント配線板の反りを抑制することから、薄型化、高密度化、大型化するフリップチップおよび小径狭小化する接合バンプでの実装において接続を確実に行い接続信頼性高いチップ部品を搭載したプリント配線板に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の保持装置にチップ部品を仮固定したプリント配線板を挟み込んだ状態を分解した模式図的な斜視図である。
【００２９】
【図２】本発明の保持装置にチップ部品を仮固定したプリント配線板を取り付けた模式斜視図である。
【００３０】
【図３】本発明の保持装置にチップ部品を仮固定したプリント配線板を取り付けた際の模式断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  押さえ板
２  搬送板
３  プリント配線板
４  チップ部品
５  挟み部品
６  実装パット部
７  半田バンプ
【図１】
2007207943.tif 000004
【図２】
2007207943.tif 000005
【図３】
2007207943.tif 000006