JP2000028680A - バーンインボード - Google Patents
バーンインボードInfo
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- JP2000028680A JP2000028680A JP10199399A JP19939998A JP2000028680A JP 2000028680 A JP2000028680 A JP 2000028680A JP 10199399 A JP10199399 A JP 10199399A JP 19939998 A JP19939998 A JP 19939998A JP 2000028680 A JP2000028680 A JP 2000028680A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＩＣのバーンインに際し、ＩＣリードとバー
ンインボード電極との合金形成を防止し、更に通常のバ
ーンイン条件より高温下でもボード、ＩＣともに損傷が
発生しない。 【解決手段】 バーンインボードの電極部をフラット形
状とし、電極面にＲｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｉｒ等の白
金系若しくはその合金による被膜を形成する。
ンインボード電極との合金形成を防止し、更に通常のバ
ーンイン条件より高温下でもボード、ＩＣともに損傷が
発生しない。 【解決手段】 バーンインボードの電極部をフラット形
状とし、電極面にＲｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｉｒ等の白
金系若しくはその合金による被膜を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面実装型パッケ
ージのＩＣ集積回路のバーンインに用いるバーンインボ
ードに関する。
ージのＩＣ集積回路のバーンインに用いるバーンインボ
ードに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＩＣのバーンイン作業に用いられ
るバーンインボードには、ボード本体にソケットを装着
し、バーンイン作業時にＩＣをソケットに装填している
ものが多用されている。又、一部にフラットなプリント
基板上にフラットな電極を形成し、ＩＣリードのフラッ
ト部分をその電極部に加圧し、保持、装着するいわゆる
ソケットレス構造のバーンインボードで、例えば、実公
平４−２２３１５号に記載されたものがある。電極部近
傍の概略構成は、図３の通りである。
るバーンインボードには、ボード本体にソケットを装着
し、バーンイン作業時にＩＣをソケットに装填している
ものが多用されている。又、一部にフラットなプリント
基板上にフラットな電極を形成し、ＩＣリードのフラッ
ト部分をその電極部に加圧し、保持、装着するいわゆる
ソケットレス構造のバーンインボードで、例えば、実公
平４−２２３１５号に記載されたものがある。電極部近
傍の概略構成は、図３の通りである。
【０００３】ＩＣのバーンインは、バーンインボードの
ソケットにＩＣを装着した状態で高温下に曝し、バーン
インボードの入力端子を介してＩＣに電圧を長時間に渡
り印加する。その為には、ＩＣリードとバーンインボー
ドの電極部は、コンタクトを維持する為に安定した加圧
と保持が必要である。
ソケットにＩＣを装着した状態で高温下に曝し、バーン
インボードの入力端子を介してＩＣに電圧を長時間に渡
り印加する。その為には、ＩＣリードとバーンインボー
ドの電極部は、コンタクトを維持する為に安定した加圧
と保持が必要である。
【０００４】ソケットを装着したバーンインボードの場
合は、ソケット電極部位によってＩＣリードを加圧と保
持を行っている為、ＩＣリードとのコンタクト状態はソ
ケットの構造に依存する。ソケット電極は動作中の振
動、衝撃等を吸収し良好なコンタクトを保つ為に、主に
材料をベリリウム銅とする素材をバネ性を有する形状と
してＩＣリードを加圧・保持すると共に、電気的に安定
した導通を得るため電極表面にも厚み１〜３μｍのＡｕ
メッキを施した構造としている。
合は、ソケット電極部位によってＩＣリードを加圧と保
持を行っている為、ＩＣリードとのコンタクト状態はソ
ケットの構造に依存する。ソケット電極は動作中の振
動、衝撃等を吸収し良好なコンタクトを保つ為に、主に
材料をベリリウム銅とする素材をバネ性を有する形状と
してＩＣリードを加圧・保持すると共に、電気的に安定
した導通を得るため電極表面にも厚み１〜３μｍのＡｕ
メッキを施した構造としている。
【０００５】一方、ソケットレス構造バーンインボード
の場合も、電極部位の可動は生じないものの、Ｃｕをベ
ースとした配線上に２〜５μｍ程度のＮｉ層を介し電極
表面には同様な理由で１〜３μｍのＡｕメッキによる被
覆を施している。又、ＩＣリードの固定は、電極部と対
抗して押さえが必要であり、電気的絶縁体によりＩＣリ
ードの各々若しくは全体を機械的に加圧しており、ＩＣ
全体若しくはその一部をガイドする部分を有する。
の場合も、電極部位の可動は生じないものの、Ｃｕをベ
ースとした配線上に２〜５μｍ程度のＮｉ層を介し電極
表面には同様な理由で１〜３μｍのＡｕメッキによる被
覆を施している。又、ＩＣリードの固定は、電極部と対
抗して押さえが必要であり、電気的絶縁体によりＩＣリ
ードの各々若しくは全体を機械的に加圧しており、ＩＣ
全体若しくはその一部をガイドする部分を有する。
【０００６】この為、いずれのバーンインボードでもリ
ードのハンダ（例えばＳｎ−Ｐｂ）成分と電極表面のＡ
ｕ間には、高温と圧力により合金を形成しやすくなる。
特に、繰り返し使用されるソケット電極側には形成され
た合金の付着・堆積が知られている。又、ＩＣリードの
ハンダ層の一部が合金化した結果、ＩＣリードから剥離
し、電極表面及び電極側の付着・堆積物に転写される。
ードのハンダ（例えばＳｎ−Ｐｂ）成分と電極表面のＡ
ｕ間には、高温と圧力により合金を形成しやすくなる。
特に、繰り返し使用されるソケット電極側には形成され
た合金の付着・堆積が知られている。又、ＩＣリードの
ハンダ層の一部が合金化した結果、ＩＣリードから剥離
し、電極表面及び電極側の付着・堆積物に転写される。
【０００７】これらを回避する一手段としてＩＣソケッ
トに限って言えば、例えば特開平５−３０４２２９号公
報「ＩＣソケットの端子」で電極端面にＣｕ，Ｓｎ，Ｐ
ｂとの合金形成し難いＰｔ、Ｒｕ、Ｒｈ等の材料を表面
被膜とする方法が開示されている。
トに限って言えば、例えば特開平５−３０４２２９号公
報「ＩＣソケットの端子」で電極端面にＣｕ，Ｓｎ，Ｐ
ｂとの合金形成し難いＰｔ、Ｒｕ、Ｒｈ等の材料を表面
被膜とする方法が開示されている。
【０００８】以上に説明した問題は、バーンイン作業中
にＩＣを測定する“モニターバーンイン”のみならず、
バーンイン作業と作業後の測定を行う場合も同様に発生
する。
にＩＣを測定する“モニターバーンイン”のみならず、
バーンイン作業と作業後の測定を行う場合も同様に発生
する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記したＣｕ、Ｓｎ、
Ｐｂとの合金し難い材料を用いた皮膜は、Ａｕ被膜と比
較しＩＣリードとの合金形成は格段に生じにくい。
Ｐｂとの合金し難い材料を用いた皮膜は、Ａｕ被膜と比
較しＩＣリードとの合金形成は格段に生じにくい。
【００１０】しかし、ＩＣソケットを使用する限り、ソ
ケットの電極部位にはＩＣリードを装着もしくは脱着時
に機械的衝撃、振動等を発生する為、ＩＣソケット被膜
にクラックが生じやすく、皮膜脱落等によるＩＣリード
との良好なコンタクトが得にくいという問題がある。特
に合金化されにくいＲｈの場合はクラックの発生が著し
い為、バネ性を有する事による電極が可動するソケット
には、電極被膜としての採用は不可能である。
ケットの電極部位にはＩＣリードを装着もしくは脱着時
に機械的衝撃、振動等を発生する為、ＩＣソケット被膜
にクラックが生じやすく、皮膜脱落等によるＩＣリード
との良好なコンタクトが得にくいという問題がある。特
に合金化されにくいＲｈの場合はクラックの発生が著し
い為、バネ性を有する事による電極が可動するソケット
には、電極被膜としての採用は不可能である。
【００１１】一方、ＩＣの標準的なバーンイン温度（Ｉ
Ｃの接合部保証温度から１２５℃以下が採用される）よ
り更に高温中でバーンインを行う場合は、従来のＡｕ電
極被膜においてはＩＣリードとの合金形成がより顕著と
なる為、ソケットが正常に使える期間（寿命）、回数が
より減少し、ＩＣリードと合金し難い電極皮膜の場合は
ＩＣリード皮膜剥離がより加速されるという問題があっ
た。
Ｃの接合部保証温度から１２５℃以下が採用される）よ
り更に高温中でバーンインを行う場合は、従来のＡｕ電
極被膜においてはＩＣリードとの合金形成がより顕著と
なる為、ソケットが正常に使える期間（寿命）、回数が
より減少し、ＩＣリードと合金し難い電極皮膜の場合は
ＩＣリード皮膜剥離がより加速されるという問題があっ
た。
【００１２】本発明は、１５０℃以上の高温下でもＩＣ
リードからバーンインボード電極へのハンダ転写の生じ
難い、かつ高温下での通電作業が可能なバーンインボー
ドを提供する事を目的としている。
リードからバーンインボード電極へのハンダ転写の生じ
難い、かつ高温下での通電作業が可能なバーンインボー
ドを提供する事を目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決する為
に、フラットなボード上に形成した配線のフラットな電
極部にＩＣリードを接触させ、更に圧力手段で該ＩＣリ
ードを該電極部に加圧、接触保持させる方式のバーンイ
ンボードにおいて、該電極部表面に下地電極層に対して
拡散バリアとなり、Ｐｂ−Ｓｎ系ハンダ金属と合金を
形成しにくい金属層を形成するものである。
に、フラットなボード上に形成した配線のフラットな電
極部にＩＣリードを接触させ、更に圧力手段で該ＩＣリ
ードを該電極部に加圧、接触保持させる方式のバーンイ
ンボードにおいて、該電極部表面に下地電極層に対して
拡散バリアとなり、Ｐｂ−Ｓｎ系ハンダ金属と合金を
形成しにくい金属層を形成するものである。
【００１４】また、上記金属層をＲｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒ
ｕ、Ｉｒを含む白金系金属のいずれか、あるいはその合
金とするものである。
ｕ、Ｉｒを含む白金系金属のいずれか、あるいはその合
金とするものである。
【００１５】また、上記ＩＣのリード形状が、バーンイ
ンボードの上記電極部とフラットな接触を可能とするフ
ラット接触部を有するものである。
ンボードの上記電極部とフラットな接触を可能とするフ
ラット接触部を有するものである。
【００１６】すなわち、バーンインボード構造をソケッ
トレスとした事により電極被膜材の機械的原因による劣
化防止を図り、フラットな電極形成を行う事でＩＣリー
ドとの良好なコンタクトを保つ電極を維持させるものと
する。
トレスとした事により電極被膜材の機械的原因による劣
化防止を図り、フラットな電極形成を行う事でＩＣリー
ドとの良好なコンタクトを保つ電極を維持させるものと
する。
【００１７】更にボード配線上、若しくは配線の一部で
ある電極部表面にハンダ（この場合Ｓｎ−Ｐｂ）との共
晶温度の高いＲｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｉｒを含む白金
系金属のいずれかあるいはその合金を厚さ約０．０５〜
０．５μｍ程メッキ等による皮膜処理をする。この皮膜
厚さは範囲を０．１〜０．３μｍに制御すれば、より効
果的である。
ある電極部表面にハンダ（この場合Ｓｎ−Ｐｂ）との共
晶温度の高いＲｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｉｒを含む白金
系金属のいずれかあるいはその合金を厚さ約０．０５〜
０．５μｍ程メッキ等による皮膜処理をする。この皮膜
厚さは範囲を０．１〜０．３μｍに制御すれば、より効
果的である。
【００１８】この場合、ボード基板には長時間の高温曝
しにも十分耐える耐熱温度の高い材料を使用する。
しにも十分耐える耐熱温度の高い材料を使用する。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
図で、Ａｕメッキを施した配線層表面全面に厚さ０．１
〜０．３μｍ程度のＲｈの追加メッキを施したバーンイ
ンボードの断面を示す。ここに、１はＩＣリード、２は
ＩＣ本体、３はＲｈメッキ層、４はＡｕメッキ層、５は
Ｎｉメッキ層、６はＣｕ配線、７はボード基板、８は押
さえである。
図で、Ａｕメッキを施した配線層表面全面に厚さ０．１
〜０．３μｍ程度のＲｈの追加メッキを施したバーンイ
ンボードの断面を示す。ここに、１はＩＣリード、２は
ＩＣ本体、３はＲｈメッキ層、４はＡｕメッキ層、５は
Ｎｉメッキ層、６はＣｕ配線、７はボード基板、８は押
さえである。
【００２０】図２は本発明の他の実施の形態を示す図
で、ＩＣリードとコンタクトする電極近傍のみＲｈメッ
キを、他の配線部分はＡｕメッキを施したバーンインボ
ードの断面を示す。
で、ＩＣリードとコンタクトする電極近傍のみＲｈメッ
キを、他の配線部分はＡｕメッキを施したバーンインボ
ードの断面を示す。
【００２１】Ｒｈメッキの厚さは０．０５μｍ未満では
バリアとしての効果が無く、又、０．５μｍを越えると
クラックを生じ易く、０．０５〜０．５μｍが有効な範
囲であるが、品質上のバラツキ及び材料が高価である事
からコスト面を考慮して、０．１〜０．３μｍの範囲に
て実施した。
バリアとしての効果が無く、又、０．５μｍを越えると
クラックを生じ易く、０．０５〜０．５μｍが有効な範
囲であるが、品質上のバラツキ及び材料が高価である事
からコスト面を考慮して、０．１〜０．３μｍの範囲に
て実施した。
【００２２】ＩＣリードとのコンタクトは、良好なコン
タクトを得る為の最低加圧力を求め、ＩＣリード被覆部
に塑性変形を生じる様な加圧力とした。押さえ部は、Ｉ
Ｃリードを均一に加圧出来る様に、ＩＣ全体を加圧出来
る構成とした。
タクトを得る為の最低加圧力を求め、ＩＣリード被覆部
に塑性変形を生じる様な加圧力とした。押さえ部は、Ｉ
Ｃリードを均一に加圧出来る様に、ＩＣ全体を加圧出来
る構成とした。
【００２３】バーンインはＳＭＤ形状のＩＣを用い、バ
ーンイン時間を１０時間として表１の結果を得た。
ーンイン時間を１０時間として表１の結果を得た。
【００２４】
【表１】
【００２５】このように、この条件下で従来のＡｕ被覆
を施したバーンインボードでバーンインを実施した場合
は、全数のＩＣに合金形成が生じた。本発明では１５０
℃の高温下で繰り返しバーンイン作業しても、当該部位
への合金形成は一切発生しない。
を施したバーンインボードでバーンインを実施した場合
は、全数のＩＣに合金形成が生じた。本発明では１５０
℃の高温下で繰り返しバーンイン作業しても、当該部位
への合金形成は一切発生しない。
【００２６】Ｒｈの他にも、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｉｒを
被覆してもハンダとの共晶温度がＡｕより高くなる為、
上記問題が解決出来る。
被覆してもハンダとの共晶温度がＡｕより高くなる為、
上記問題が解決出来る。
【００２７】本発明により、従来から問題であったＳｎ
−Ｐｂ系ハンダとＡｕとの合金形成による不具合を解消
し、従来バーンイン条件でもバーンインボードのメンテ
ナンスフリーを実現できる。加えて、標準的ＩＣの１５
０℃バーンインを問題なく実現出来るようになった。
−Ｐｂ系ハンダとＡｕとの合金形成による不具合を解消
し、従来バーンイン条件でもバーンインボードのメンテ
ナンスフリーを実現できる。加えて、標準的ＩＣの１５
０℃バーンインを問題なく実現出来るようになった。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、当該バーンインボードは以下に記載される
様な効果を奏する。
ているので、当該バーンインボードは以下に記載される
様な効果を奏する。
【００２９】フラットな配線であるので、ボード電極部
とＩＣリードの良好なコンタクトを得る事が出来、ＩＣ
リードの変形等も防止出来る。
とＩＣリードの良好なコンタクトを得る事が出来、ＩＣ
リードの変形等も防止出来る。
【００３０】更に、ソケットの本質的短所であるソケッ
ト端子の可動部位が無い為、バーンインによるＩＣリー
ドとバーンインボード電極部の合金防止の為、Ｒｈ、Ｐ
ｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｉｒを含む白金系金属のいずれか、あ
るいはその合金皮膜を電極に形成しても機械的衝撃・振
動等によるバーンインボード電極表面の損傷が発生しな
い。
ト端子の可動部位が無い為、バーンインによるＩＣリー
ドとバーンインボード電極部の合金防止の為、Ｒｈ、Ｐ
ｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｉｒを含む白金系金属のいずれか、あ
るいはその合金皮膜を電極に形成しても機械的衝撃・振
動等によるバーンインボード電極表面の損傷が発生しな
い。
【００３１】更に、ＩＣリードとバーンインボード電極
表面との間には合金が形成されないので、ハンダ転写の
発生が無く、バーンインボード電極表面への付着・堆積
物の発生しないバーンインが可能となる。
表面との間には合金が形成されないので、ハンダ転写の
発生が無く、バーンインボード電極表面への付着・堆積
物の発生しないバーンインが可能となる。
【００３２】従って、ＩＣリードのコンタクト部に合金
が形成されないので、ＩＣリードの皮膜剥離の無い、す
なわちバーンイン作業によるリード劣化の生じないＩＣ
を得る事が出来る。
が形成されないので、ＩＣリードの皮膜剥離の無い、す
なわちバーンイン作業によるリード劣化の生じないＩＣ
を得る事が出来る。
【００３３】一方、バーンインボードでは、従来バーン
イン条件でもバーンインボードのメンテナンスフリーを
実現できる。
イン条件でもバーンインボードのメンテナンスフリーを
実現できる。
【００３４】加えて、従来のバーンインボードでは達成
しえなかった標準的ＩＣを用いての１５０℃バーンイン
を問題なく実現出来るようになった。
しえなかった標準的ＩＣを用いての１５０℃バーンイン
を問題なく実現出来るようになった。
【００３５】次に、実装試験で、バーンイン温度１５０
℃、１０時間の条件下で、２５０個取りバーンインボー
ドにて、５００サイクル（５０００時間に相当）、延べ
２５万個についてバーンイン作業を実施し、はんだ転写
が生じない事を確認している。
℃、１０時間の条件下で、２５０個取りバーンインボー
ドにて、５００サイクル（５０００時間に相当）、延べ
２５万個についてバーンイン作業を実施し、はんだ転写
が生じない事を確認している。
【００３６】この様に本発明は、従来の技術では達成出
来なかった著しい効果を得る事が出来る。
来なかった著しい効果を得る事が出来る。
【図１】Ａｕメッキを施した配線層全面にＲｈの追加メ
ッキを施したバーンインボードの断面である。
ッキを施したバーンインボードの断面である。
【図２】ＩＣリードとコンタクトする電極近傍のみＲｈ
メッキを、他の配線部分はＡｕメッキを施したバーンイ
ンボードの断面である。
メッキを、他の配線部分はＡｕメッキを施したバーンイ
ンボードの断面である。
【図３】従来の被覆状態を有するバーンインボードの断
面である。
面である。
１ ＩＣリード ２ ＩＣ本体 ３ Ｒｈメッキ層 ４ Ａｕメッキ層 ５ Ｎｉメッキ層 ６ Ｃｕ配線 ７ ボード基板 ８ 押さえ
Claims (5)
- 【請求項１】 フラットなボード上に形成した配線のフ
ラットな電極部にＩＣリードを接触させ、更に圧力手段
で該ＩＣリードを該電極部に加圧、接触保持させる方式
のバーンインボードにおいて、該電極部表面に下地電極
層に対して拡散バリアとなり、Ｐｂ−Ｓｎ系等のハンダ
金属と合金を形成しにくい金属層を形成した事を特徴と
するバーンインボード。 - 【請求項２】 上記金属層をＲｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、
Ｉｒを含む白金系金属のいずれか、あるいはその合金と
した事を特徴とする請求項１記載のバーンインボード。 - 【請求項３】 上記ＩＣのリード形状が、バーンインボ
ードの上記電極部とフラットな接触を可能とするフラッ
ト接触部を有する事を特徴とする請求項１乃至２記載の
バーンインボード。 - 【請求項４】 金属層の厚みが０．０５〜０．５μｍで
ある事を特徴とする請求項１乃至２に記載のバーンイン
ボード。 - 【請求項５】 金属層の厚みが０．１〜０．３μｍであ
る事を特徴とする請求項１乃至２に記載のバーンインボ
ード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10199399A JP2000028680A (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | バーンインボード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10199399A JP2000028680A (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | バーンインボード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000028680A true JP2000028680A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16407149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10199399A Pending JP2000028680A (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | バーンインボード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000028680A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005098895A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Kiyota Seisakusho:Kk | プローブ針 |
| JP2011080796A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体素子のパッケージおよびそのテストソケット |
-
1998
- 1998-07-15 JP JP10199399A patent/JP2000028680A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005098895A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Kiyota Seisakusho:Kk | プローブ針 |
| JP2011080796A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体素子のパッケージおよびそのテストソケット |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051018 |