(57)【要約】【課題】回路基板の実装面に設けられた実装用ランドの面積を大きくせずとも、十分な量のはんだペーストを供給して、電子部品と回路基板との間のはんだ不足による接続不良を低減することのできる技術を提供する。【解決手段】電子部品の複数のバンプ接続用はんだボール電極にはんだペーストを転写により塗布すると共に、実装面１ａの凹んでいる部分や、内部電極パターン５の積層方向における配線密度が小さく回路基板１の厚みが薄くなって窪みが生じるおそれのある部分、回路基板１または電子部品の反りにより回路基板１および電子部品間の間隔が大きい位置に設けられた実装用ランド２に、はんだペーストを塗布することにより、回路基板１の実装用ランド２の面積を大きくせずとも十分な量のはんだペーストを供給して、電子部品と回路基板１との間のはんだ不足による接続不良を低減することができる。【選択図】図１
2012156218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＧＡパッケージの電子部品を複数の実装用ランドが設けられた回路基板に実装する実装方法において、
前記電子部品の複数のバンプ接続用はんだボール電極にはんだペーストを転写により塗布する工程と、
前記回路基板の実装面の凹んでいる部分に設けられた前記実装用ランドにはんだペーストを塗布する工程と、
前記電気部品を前記回路基板の実装面の所定の位置に配置する工程と、
前記はんだペーストおよび前記ボール電極を溶融して、前記電子部品を前記実装用ランドに固定する工程と
を備えることを特徴とする実装方法。
【請求項２】
ＢＧＡパッケージの電子部品を複数の実装用ランドが設けられた回路基板に実装する実装方法において、
前記電子部品の複数のバンプ接続用はんだボール電極にはんだペーストを転写により塗布する工程と、
前記回路基板の内部電極パターンの積層方向における配線密度が小さい部分に設けられた前記実装用ランドにはんだペーストを塗布する工程と、
前記電気部品を前記回路基板の実装面の所定の位置に配置する工程と、
前記はんだペーストおよび前記ボール電極を溶融して、前記電子部品を前記実装用ランドに固定する工程と
を備えることを特徴とする実装方法。
【請求項３】
ＢＧＡパッケージの電子部品を複数の実装用ランドが設けられた回路基板に実装する実装方法において、
前記電子部品の複数のバンプ接続用はんだボール電極にはんだペーストを転写により塗布する工程と、
前記回路基板の前記複数の実装用ランドのうち、前記回路基板または前記電子部品の反りにより前記回路基板および前記電子部品間の間隔が大きい位置に設けられた前記実装用ランドに、はんだペーストを塗布する工程と、
前記電気部品を前記回路基板の実装面の所定の位置に配置する工程と、
前記はんだペーストおよび前記ボール電極を溶融して、前記電子部品を前記実装用ランドに固定する工程と
を備えることを特徴とする実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＢＧＡパッケージの電子部品を複数の実装用ランドが設けられた回路基板に実装する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＢＧＡパッケージの電子部品を複数の実装用ランドが設けられた回路基板に実装するときに、電子部品および回路基板の反り量に応じて回路基板の各実装用ランドに塗布するはんだペーストの厚さを厚くすることで、リフロー時の電子部品および回路基板の反りによる電子部品のボール電極と回路基板の実装用ランドとのはんだ付け接続不良を防止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、図６に示すように、ＢＧＡパッケージの電子部品５００は、半導体チップ５０１と、半導体チップ５０１を保護するモールド樹脂５０２と、パッケージの裏面に格子状に配列された複数のはんだボール電極５０４と、半導体チップ５０１の下部に設けられ、半導体チップ５０１とボール電極５０４とを電気的に接続するための配線パターンを有するドーター基板５０３とを備えている。また、電子部品５００の下側に配置されたプリント基板５０６（回路基板）は、実装面に、電子部品５００のボール電極５０４とはんだ付けされる複数の実装用ランド５０７が格子状に配列して設けられており、各実装用ランド５０７上にははんだペースト５０８がスクリーン印刷により塗布されている。
【０００４】
このとき、はんだペースト５０８は、リフローにおける加熱時の電子部品５００およびプリント基板５０６の反り量に応じて厚みを変えて実装用ランド５０７上に塗布される。すなわち、図６に示す例では、電子部品５００は下方向に凸に反っており、実装用ランド５０７の上面とドーター基板５０３の下面との間隔はパッケージ内側の中央部分から外側に向かって徐々に広くなるため、はんだペースト５０８は、その厚みがパッケージ内側の中央部分から外側に向かって徐々に増大するように実装用ランド５０７に塗布される。
【０００５】
そして、電子部品５００は、はんだペースト５０８を介してボール電極５０４と実装用ランド５０７とが接触した状態でプリント基板５０６の実装面に配置されており、この状態で、電子部品５００およびプリント基板５０６がリフロー炉で加熱されると、はんだペースト５０８およびボール電極５０４が溶融して電子部品５００とプリント基板５０６とが電気的に接続されて、溶融したはんだが空冷により固化することでプリント基板５０６の実装面に電子部品５００が固定される。
【０００６】
このとき、図６に示すように、モールド樹脂５０２およびドーター基板５０３に反りが生じても、予め電子部品５００の反り量を想定した厚みのはんだペースト５０８が実装用ランド５０７に塗布されているため、パッケージの外側部分においてもボール電極５０４とはんだペースト５０８とが接触した状態が維持されて、はんだ付けの接続不良が防止される。
【０００７】
また、図６に示す例では、実装用ランド５０７に塗布されたはんだペースト５０８の量と、各実装用ランド５０７それぞれに対応するボール電極５０４のはんだ量との合計量に応じて実装用ランド５０７の面積が設定されている。すなわち、図６に示すように、電子部品５００が下方向に凸に沿った場合には、はんだペースト５０８は、パッケージ内側の中央部分から外側に向かってその厚みが徐々に増大するように実装用ランド５０７に塗布されるため、実装用ランド５０７は、パッケージ内側の中央部分から外側に向かってその面積が徐々に増大するように形成される。
【０００８】
したがって、はんだペースト５０８が厚く塗布された実装用ランド５０７ほど、その面積が大きく形成されているため、リフローにおける加熱時に溶融したはんだが実装用ランド５０７から溢れ出ることによる、はんだブリッジなどのはんだ付け不良が防止される。なお、図６は従来の実装方法の一例を示す図である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１３５２７６号公報（段落００３３〜００４２、図１〜４など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、図６に示す従来の実装方法では、リフローにおいて加熱される際の電子部品５００およびプリント基板５０６の反り量のみが考慮されて、実装用ランド５０７に塗布されるはんだペースト５０８の量が設定される。
【００１１】
ところが、プリント基板５０６の実装面には、リフローにおいて加熱される前であっても、その内部電極パターンの配線密度が小さい箇所などに凹みや反りなどが生じていることがあり、この場合、プリント基板５０６の実装面に生じている凹みや反りなども考慮して実装用ランド５０７に塗布されるはんだペースト５０８の量を設定する必要がある。したがって、上記した従来の実装方法では、リフローにおいて加熱される前に凹みや反りなどが生じている位置に設けられている実装用ランド５０７に塗布するはんだペースト５０８の量を増やす必要があるが、十分な量のはんだペースト５０８を実装用ランド５０７に塗布するには実装用ランド５０７の面積が小さく、十分な量のはんだペースト５０８を実装用ランド５０７に塗布することができず、はんだ不足によるはんだ付け不良が生じるおそれがあった。
【００１２】
また、十分な量のはんだペースト５０８を実装用ランド５０７に塗布するために、実装用ランド５０７の面積を大きくすることも考えられるが、この場合、各実装用ランド５０７の間隔が狭くなるため、リフローの際に実装用ランド５０７から溶融したはんだペースト５０８が溢れ出ることにより、はんだブリッジなどのはんだ付け不良が生じるおそれがある。
【００１３】
また、近年、電子部品５００内の実装密度が増大し、ＢＧＡパッケージの各ボール電極５０４のピッチ間隔が狭くなっており、プリント基板５０６に設けられる各実装用ランド５０７のピッチ間隔も狭くする必要があるため、十分な量のはんだペースト５０８を塗布できるように実装用ランド５０７の面積を大きく形成するのは困難である。
【００１４】
この発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、回路基板の実装面に設けられた実装用ランドの面積を大きくせずとも、十分な量のはんだペーストを供給して、電子部品と回路基板との間のはんだ不足による接続不良を低減することのできる技術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】
【００１５】
上記した目的を達成するために、本発明の実装方法は、ＢＧＡパッケージの電子部品を複数の実装用ランドが設けられた回路基板に実装する実装方法において、前記電子部品の複数のバンプ接続用はんだボール電極にはんだペーストを転写により塗布する工程と、前記回路基板の実装面の凹んでいる部分に設けられた前記実装用ランドにはんだペーストを塗布する工程と、前記電気部品を前記回路基板の実装面の所定の位置に配置する工程と、前記はんだペーストおよび前記ボール電極を溶融して、前記電子部品を前記実装用ランドに固定する工程とを備えることを特徴としている（請求項１）。
【００１６】
また、本発明の実装方法は、ＢＧＡパッケージの電子部品を複数の実装用ランドが設けられた回路基板に実装する実装方法において、前記電子部品の複数のバンプ接続用はんだボール電極にはんだペーストを転写により塗布する工程と、前記回路基板の内部電極パターンの積層方向における配線密度が小さい部分に設けられた前記実装用ランドにはんだペーストを塗布する工程と、前記電気部品を前記回路基板の実装面の所定の位置に配置する工程と、前記はんだペーストおよび前記ボール電極を溶融して、前記電子部品を前記実装用ランドに固定する工程とを備えることを特徴としている（請求項２）。
【００１７】
また、本発明の実装方法は、ＢＧＡパッケージの電子部品を複数の実装用ランドが設けられた回路基板に実装する実装方法において、前記電子部品の複数のバンプ接続用はんだボール電極にはんだペーストを転写により塗布する工程と、前記回路基板の前記複数の実装用ランドのうち、前記回路基板または前記電子部品の反りにより前記回路基板および前記電子部品間の間隔が大きい位置に設けられた前記実装用ランドに、はんだペーストを塗布する工程と、前記電気部品を前記回路基板の実装面の所定の位置に配置する工程と、
前記はんだペーストおよび前記ボール電極を溶融して、前記電子部品を前記実装用ランドに固定する工程とを備えることを特徴としている（請求項３）。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１〜３の発明によれば、ＢＧＡパッケージの電子部品を複数の実装用ランドが設けられた回路基板に実装する際、リフローにより加熱される前に、電子部品の複数のバンプ接続用はんだボール電極にはんだペーストを転写により塗布すると共に、回路基板の実装面の凹んでいる部分や、回路基板の内部電極パターンの積層方向における配線密度が小さく回路基板の厚みが薄くなって窪みが生じるおそれのある部分、回路基板または電子部品の反りにより回路基板および電子部品間の間隔が大きい位置に設けられた実装用ランドに、はんだペーストを塗布することにより、電子部品のボール電極と回路基板の実装用ランドとの間隔が広くなってはんだ接続不良が生じるおそれがある箇所に、回路基板の実装用ランドの面積を大きくせずとも十分な量のはんだペーストを供給することができる。
【００１９】
したがって、電子部品の各ボール電極にはんだペーストが塗布されているため、電気部品を回路基板の実装面の所定の位置に配置して仮固定することができ、電子部品が実装面の所定の位置に仮固定された状態の回路基板をリフローにより加熱して、十分な量が供給されているはんだペーストと、電子部品のボール電極とを溶融して、電子部品を実装用ランドに固定することができるため、電子部品と回路基板との間のはんだ不足による接続不良を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】回路基板の一例を示す平面図である。
【図２】図１の回路基板の断面図である。
【図３】はんだペーストを回路基板の実装面にスクリーン印刷するためのメタルマスクの一例を示す平面図である。
【図４】電子部品の一例を示す平面図である。
【図５】実装処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】従来の実装方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
ＢＧＡパッケージの電子部品１００を複数の実装用ランド２が設けられた回路基板１に実装する本発明の実装方法の一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。図１は回路基板の一例を示す平面図である。図２は図１の回路基板の断面図である。図３ははんだペーストを回路基板の実装面にスクリーン印刷するためのメタルマスクの一例を示す平面図である。図４は電子部品の一例を示す平面図である。図５は実装処理の一例を示すフローチャートである。
【００２２】
（回路基板）
図１に示す回路基板１は、ガラスエポキシ樹脂などによる樹脂多層基板、ＬＴＣＣ基板など、種々の材質によるプリント基板により形成されており、実装面１ａに複数の実装用ランド２が設けられ、図２に示すように、回路基板１の内部には内部電極パターン５が設けられている。また、回路基板１の実装面１ａに設けられた実装用ランド２と内部に設けられた内部電極パターン５とは主としてＣｕにより形成されており、はんだによる電気接続性を向上するため、実装用ランド２にはＡｕめっきが施されている。
【００２３】
また、回路基板１の実装面１ａには、チップコンデンサやチップコイル、チップ抵抗、発振機やフィルタなどの種々のＳＭＤ部品３（表面実装部品）がはんだにより実装される。また、回路基板１の実装面１ａの点線で囲まれた位置には、ＩＣなどのＢＧＡパッケージの電子部品１００がはんだにより実装される（図４参照）。
【００２４】
また、回路基板１の実装面１ａには、電子部品１００を実装面１ａに位置決め配置するときに使用されるアライメントマーク４が設けられている。
【００２５】
また、図２に示すように、図１の一点鎖線で囲まれる領域Ａに相当する位置の内部電極パターン５の積層方向における配線密度は、他の位置における配線密度と比較すると小さくなっており、実装面１ａの領域Ａには凹み（窪み）が生じている。
【００２６】
また、実装用ランド２はほぼ楕円形状を有しており、図１中の上下左右に隣接する実装用ランド２どうしの長軸の向きを調整して、はんだが広がる方向を調整することにより、実装用ランド２は、ピッチ間隔が狭くなるように実装面１ａに設けられている。すなわち、はんだが実装用ランド２から溢れ出ないように、実装用ランド２は所定以上の大きさに形成される必要があるが、実装用ランド２をほぼ楕円形状に形成してはんだが広がる向きを調整して隣接する実装用ランド２の長軸の向きを適宜入換えることで、電子部品１００に設けられたボール電極１０１と同じピッチ間隔で実装用ランド２を回路基板１の実装面１ａに設けることができる。
【００２７】
なお、図１は、回路基板１の実装面１ａにＳＭＤ部品３がはんだペーストにより仮固定された後であって、ＢＧＡパッケージの電子部品１００が配置される前の状態を示している。
【００２８】
（メタルマスク）
図３に示すメタルマスク１０は、回路基板１の実装面１ａの所定の位置に設けられた実装用ランド２にはんだペーストをスクリーン印刷により塗布するためのものであり、ＳＵＳなどの一般的な材料により形成されている。メタルマスク１０には、はんだペーストが塗布される実装用ランド２に対応する位置に矩形状の開口１１が複数形成されており、メタルマスク１０が回路基板１の実装面１ａに接触配置された状態でメタルマスク１０の上からはんだペーストを塗布することで、開口部１１の下にある実装用ランド２にはんだペーストが塗布される。
【００２９】
なお、ＳＤＭ部品３をはんだペーストにより実装面１ａの所定位置に仮固定するため、ＳＭＤ部品３が実装される実装用ランド２にはんだペーストが塗布されるようにメタルマスク１０に開口１１が形成される。また、ＢＧＡパッケージの電子部品１００の回路基板１の実装面１ａへの仮固定は、電子部品１００の裏面に設けられた複数のボール電極１０１のすべてにはんだペーストが塗布されることにより行われるが、はんだ不足による実装不良を防止するため、電子部品１００が実装される実装面１ａの点線で囲まれた領域に設けられた実装用ランド２のうち、回路基板１の実装面１ａの凹んでいる部分や、回路基板１の内部電極パターン５の積層方向における配線密度が小さく回路基板１の厚みが薄くなって窪みが生じるおそれのある部分、回路基板１または電子部品１００の反りにより回路基板１および電子部品１００間の間隔が大きい位置に設けられた実装用ランド２にはんだペーストが塗布されるように、メタルマスク１０に開口１１が形成される。この実施形態では、ＳＭＤ部品３が実装される実装用ランド２と、実装面１ａに凹みが生じている領域Ａに設けられた実装用ランド２とにはんだペーストが塗布されるように、メタルマスク１０に開口１１が形成されている。
【００３０】
また、この実施形態でははんだペーストのスクリーン印刷用のマスクを金属により形成したが、回路基板１の実装面１ａに設けられた実装用ランド２のうち、所定の位置に設けられた実装用ランド２にはんだペーストを塗布することができるものであれば、スクリーン印刷用のマスクはどのような材質で形成されたものであってもよい。
【００３１】
（電子部品）
図４に示すＢＧＡパッケージの電子部品１００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール（登録商標）や無線ＬＡＮモジュール、携帯電話用のアンテナスイッチモジュール（スイッチＩＣやＳＡＷデュプレクサなど）などを構成するものであり、裏面に複数のバンプ接続用のはんだボール電極１０１が設けられている。なお、電子部品１００は、図１の回路基板１の実装面１ａの点線で囲まれた領域に実装される。
【００３２】
なお、電子部品１００としては、上記した例に限らず、ＢＧＡパッケージによるものであればどのようなものであってもよい。
【００３３】
（実装処理）
図５に示すように、まず、電子部品１００を吸着ノズルによる吸着などにより保持して、容器内に充填されたはんだペーストに電子部品１００の裏面に設けられたボール電極１０１の先端を浸漬させることにより、電子部品１００の複数のボール電極１００にほぼ同じ量のはんだペーストが転写により同時に塗布される。また、回路基板１の実装面１ａにメタルマスク１０が配置されて、回路基板１の実装面１ａに設けられた実装用ランド２のうち、ＳＭＤ部品３が実装される実装用ランド２と、領域Ａに設けられた実装用ランド２とにスクリーン印刷によりはんだペーストが塗布される（ステップＳ１）。
【００３４】
次に、回路基板１の実装面１ａのはんだペーストが塗布された実装ランド２にＳＭＤ部品３が仮固定されて配置され、すべてのＳＤＭ部品３の配置が完了すれば、実装面１ａの点線で囲まれた領域に、はんだペーストがボール電極１０１に塗布された電子部品１００が仮固定されて配置される（ステップＳ２）。
【００３５】
そして、リフロー炉により加熱されることで、スクリーン印刷により塗布されたはんだペーストおよびボール電極１０１が溶融されて、空冷により溶融されたはんだが固化することにより電子部品１００が実装用ランド２に固定される（ステップＳ３）。
【００３６】
以上のように、上記した実施形態によれば、ＢＧＡパッケージの電子部品１００を複数の実装用ランド２が設けられた回路基板１に実装する際、リフローにより加熱される前に、狭ピッチで形成されて個々の大きさを調整することではんだ量を調整するのが困難な電子部品１００の複数のバンプ接続用はんだボール電極１０１にはんだペーストを転写により塗布すると共に、回路基板１の実装面１ａの凹んでいる部分や、回路基板１の内部電極パターン５の積層方向における配線密度が小さく回路基板１の厚みが薄くなって窪みが生じるおそれのある部分、回路基板１または電子部品１００の反りにより回路基板１および電子部品１００間の間隔が大きい位置に設けられた実装用ランド２に、はんだペーストを塗布することにより、電子部品１００のボール電極１０１と回路基板１の実装用ランド２との間隔が広くなってはんだ不足によるはんだ接続不良が生じるおそれがある箇所に、回路基板１の実装用ランド２の面積を大きくせずとも十分な量のはんだペーストを供給することができる。
【００３７】
したがって、電子部品１００の各ボール電極１０１にはんだペーストが塗布されているため、電気部品１００を回路基板１の実装面１ａの所定の位置に配置して仮固定することができ、電子部品１００が実装面１ａの所定の位置に仮固定された状態の回路基板１をリフローにより加熱して、十分な量が供給されているはんだペーストと、電子部品１００のボール電極１０１とを溶融して、電子部品１００を実装用ランド２に固定することができるため、電子部品１００と回路基板１との間のはんだ不足による接続不良を低減することができる。
【００３８】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、回路基板１の種類、電子部品１００の種類は上記した例に限らずどのようなものであってもよく、ＢＧＡパッケージの電子部品１００を複数の実装用ランド２が設けられた回路基板１に実装する実装方法に本発明を広く適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１    回路基板
１ａ    実装面
２    実装用ランド
５    内部電極パターン
１０    メタルマスク
１００    電子部品
１０１    ボール電極
【図１】
2012156218.tif 000003
【図２】
2012156218.tif 000004
【図３】
2012156218.tif 000005
【図４】
2012156218.tif 000006
【図５】
2012156218.tif 000007
【図６】
2012156218.tif 000008