JP2002009419A - 薄物基板の試験方法 - Google Patents
薄物基板の試験方法Info
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- JP2002009419A JP2002009419A JP2000181992A JP2000181992A JP2002009419A JP 2002009419 A JP2002009419 A JP 2002009419A JP 2000181992 A JP2000181992 A JP 2000181992A JP 2000181992 A JP2000181992 A JP 2000181992A JP 2002009419 A JP2002009419 A JP 2002009419A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な方法で、電気的な回路パターンを有す
る薄物基板の信頼性試験を行う。 【解決手段】 直径の異なる複数の円柱棒を用意し、試
験すべき基板をそれぞれの円柱棒に所定時間巻き付け、
その後、回路パターンにおけるクラック発生状態を顕微
鏡で観察することによって、回路パターンの信頼性を評
価する。
る薄物基板の信頼性試験を行う。 【解決手段】 直径の異なる複数の円柱棒を用意し、試
験すべき基板をそれぞれの円柱棒に所定時間巻き付け、
その後、回路パターンにおけるクラック発生状態を顕微
鏡で観察することによって、回路パターンの信頼性を評
価する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板や
半導体実装用基板の回路パターンの信頼性を試験するた
めの試験方法に関する。
半導体実装用基板の回路パターンの信頼性を試験するた
めの試験方法に関する。
【0002】
【従来の技術】プリント配線板や半導体実装用基板は、
絶縁基板上に回路パターンを形成し、電子部品を搭載し
て使用されるものである。
絶縁基板上に回路パターンを形成し、電子部品を搭載し
て使用されるものである。
【0003】このような基板は、デバイスの小型化、薄
型化にともない、薄形基板上に線幅をより細くした細線
の回路パターンが形成されるようになってきた。また、
形成した回路パターンに、ニッケルめっきや金めっきが
施される構造のものも増えている。
型化にともない、薄形基板上に線幅をより細くした細線
の回路パターンが形成されるようになってきた。また、
形成した回路パターンに、ニッケルめっきや金めっきが
施される構造のものも増えている。
【0004】回路パターン上にめっきを施すのは、回路
パターンを保護するとともに、銅(Cu)などの配線材
料の拡散を防止するためであるが、回路パターン上のニ
ッケルめっきの成長性や物性の相違に起因して、パター
ンにクラックの入ることが懸念される。
パターンを保護するとともに、銅(Cu)などの配線材
料の拡散を防止するためであるが、回路パターン上のニ
ッケルめっきの成長性や物性の相違に起因して、パター
ンにクラックの入ることが懸念される。
【0005】通常、基板上に形成された回路パターンが
適正に動作するかどうかを確認し、またデバイスの耐環
境性を評価するために、信頼性試験が行われる。信頼性
試験方法としては、基板に電子部品を実装した状態、あ
るいは実装前の状態で、低温または高温雰囲気中で熱衝
撃を繰り返し与え、熱ストレスによるひずみ応力によっ
て回路パターンに入るクラック発生状況を調べる方法
が、採用されている。クラック発生状況は、電気的に回
路パターンの抵抗を測定することによって検証すること
ができる。
適正に動作するかどうかを確認し、またデバイスの耐環
境性を評価するために、信頼性試験が行われる。信頼性
試験方法としては、基板に電子部品を実装した状態、あ
るいは実装前の状態で、低温または高温雰囲気中で熱衝
撃を繰り返し与え、熱ストレスによるひずみ応力によっ
て回路パターンに入るクラック発生状況を調べる方法
が、採用されている。クラック発生状況は、電気的に回
路パターンの抵抗を測定することによって検証すること
ができる。
【0006】具体的には、プリント配線板の規格MIL
−P−55110による信頼性試験は、熱衝撃試験10
0サイクル実施後、抵抗を測定して、その上昇率を確認
することと規定されている。また、JIS5012規格
による信頼性試験も同様に、抵抗上昇率を確認すること
と規定されている。
−P−55110による信頼性試験は、熱衝撃試験10
0サイクル実施後、抵抗を測定して、その上昇率を確認
することと規定されている。また、JIS5012規格
による信頼性試験も同様に、抵抗上昇率を確認すること
と規定されている。
【0007】また、特開平5−99826号公報、特開
平7−234259号公報、実開平5−73559号公
報なども、試料に熱衝撃を与える試験方法や試験装置に
ついて提案している。
平7−234259号公報、実開平5−73559号公
報なども、試料に熱衝撃を与える試験方法や試験装置に
ついて提案している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような熱衝撃試験は、設定温度に応じて多大なサイク
ル数繰り返す必要があり、試験処理に時間がかかるとい
う問題がある。また、温度制御などのために特別のチャ
ンバや装置を用意する必要があり、試験自体が大掛かり
になる。
たような熱衝撃試験は、設定温度に応じて多大なサイク
ル数繰り返す必要があり、試験処理に時間がかかるとい
う問題がある。また、温度制御などのために特別のチャ
ンバや装置を用意する必要があり、試験自体が大掛かり
になる。
【0009】そこで本発明は、簡単な方法で、基板上の
回路パターンに生じるはがれ、亀裂、破壊、機械的変形
などを検出し、かつ、熱衝撃試験と同様の信頼度で回路
パターンの信頼性を評価することのできる試験方法を提
供することを目的とする。
回路パターンに生じるはがれ、亀裂、破壊、機械的変形
などを検出し、かつ、熱衝撃試験と同様の信頼度で回路
パターンの信頼性を評価することのできる試験方法を提
供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電気的な回路パターンを有する薄物基板
を直径の異なる複数の円柱状の棒に所定時間巻き付け、
その後、回路パターンに発生するクラックを顕微鏡で観
察し、信頼性を評価する試験方法を提供する。
に、本発明は、電気的な回路パターンを有する薄物基板
を直径の異なる複数の円柱状の棒に所定時間巻き付け、
その後、回路パターンに発生するクラックを顕微鏡で観
察し、信頼性を評価する試験方法を提供する。
【0011】異なる直系の円柱棒を用いることにより、
薄物基板の回路パターンに異なる曲げ応力を加えること
ができる。多用な曲げ応力を与えた後に、顕微鏡で回路
パターンに入るクラックの発生状況を直接確認すること
により、回路パターンの信頼性を評価する。
薄物基板の回路パターンに異なる曲げ応力を加えること
ができる。多用な曲げ応力を与えた後に、顕微鏡で回路
パターンに入るクラックの発生状況を直接確認すること
により、回路パターンの信頼性を評価する。
【0012】円柱棒の直径は、試験すべき基板の厚さ、
寸法、基板上に形成された配線パターンの線幅などによ
り異なるが、試験対象基板の厚さの100倍〜300倍
の範囲で、複数種類用意する。たとえば厚さ約70μm
の基板に厚さ5μmの回路パターンを形成した半導体実
装基板を試験する場合、直径が7mm、8mm、および
9mmの3種類の円柱棒を使用する。
寸法、基板上に形成された配線パターンの線幅などによ
り異なるが、試験対象基板の厚さの100倍〜300倍
の範囲で、複数種類用意する。たとえば厚さ約70μm
の基板に厚さ5μmの回路パターンを形成した半導体実
装基板を試験する場合、直径が7mm、8mm、および
9mmの3種類の円柱棒を使用する。
【0013】このような円柱棒に、半導体実装基板を3
0分〜90分、好ましくは60分程度巻き付けておく。
その後、基板を円柱棒から取り外し、回路パターンに生
じたクラックを顕微鏡で観察する。
0分〜90分、好ましくは60分程度巻き付けておく。
その後、基板を円柱棒から取り外し、回路パターンに生
じたクラックを顕微鏡で観察する。
【0014】基板および回路パターンに曲げ応力を与え
ることによる信頼性試験は、熱衝撃を与えることによる
信頼性試験と一致した結果を得ることができ、その評価
結果も信頼に足るものである。
ることによる信頼性試験は、熱衝撃を与えることによる
信頼性試験と一致した結果を得ることができ、その評価
結果も信頼に足るものである。
【0015】本発明のその他の特徴、効果は、以下で図
面を参照して詳細に述べることとする。
面を参照して詳細に述べることとする。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は、信頼性試験を受けるべき
半導体実装用基板1の平面図である。半導体実装基板1
上には、回路パターン(配線パターン)2が施されてい
る。図2は、図1のA−A断面図であり、基板上の配線
パターンの断面構造を示す。
半導体実装用基板1の平面図である。半導体実装基板1
上には、回路パターン(配線パターン)2が施されてい
る。図2は、図1のA−A断面図であり、基板上の配線
パターンの断面構造を示す。
【0017】図2に示すように、ベースフィルム3の上
に銅箔4による配線パターンが形成され、この配線パタ
ーンに、ニッケルめっき5、金めっき6が施されてい
る。
に銅箔4による配線パターンが形成され、この配線パタ
ーンに、ニッケルめっき5、金めっき6が施されてい
る。
【0018】このような回路パターン2の信頼性は、従
来は熱衝撃試験を行った後に回路パターンの電気的な抵
抗上昇を測定することにより、評価していた。
来は熱衝撃試験を行った後に回路パターンの電気的な抵
抗上昇を測定することにより、評価していた。
【0019】図3は、本発明の試験方法を示す図であ
る。円柱状の棒8に半導体実装基板1を巻き付け、基板
1および回路パターン2に曲げ応力を与えることによ
り、基板の信頼性および耐性を調べるものである。円柱
状の棒の材質としては、ステンレススチール、青銅、真
鍮などを用いることができる。試験に用いる円柱棒の直
径は、試験する基板の厚さ、寸法、基板上に形成された
回路パターンの厚さなどにより適宜設定することができ
る。たとえば、厚さが70μmの回路基板を試験する場
合は、直径が6〜10mmの円柱棒を用いる。
る。円柱状の棒8に半導体実装基板1を巻き付け、基板
1および回路パターン2に曲げ応力を与えることによ
り、基板の信頼性および耐性を調べるものである。円柱
状の棒の材質としては、ステンレススチール、青銅、真
鍮などを用いることができる。試験に用いる円柱棒の直
径は、試験する基板の厚さ、寸法、基板上に形成された
回路パターンの厚さなどにより適宜設定することができ
る。たとえば、厚さが70μmの回路基板を試験する場
合は、直径が6〜10mmの円柱棒を用いる。
【0020】円柱棒8への基板1の巻き付けは、たとえ
ばロール機などを試験評価ラインに組込むことによっ
て、自動的に行う構成とすることができる。基板1を円
柱棒8に巻き付けておく時間は、約30分〜90分程度
である。この曲げ試験は、とくに高温中で行う必要はな
く、室温、大気圧で行うことができ、特別のチャンバも
必要としない。
ばロール機などを試験評価ラインに組込むことによっ
て、自動的に行う構成とすることができる。基板1を円
柱棒8に巻き付けておく時間は、約30分〜90分程度
である。この曲げ試験は、とくに高温中で行う必要はな
く、室温、大気圧で行うことができ、特別のチャンバも
必要としない。
【0021】半導体実装基板1を円柱棒に所定時間巻き
付けておいた後、基板表面を顕微鏡で観察する。この顕
微鏡による観察状態を図4に示す。銅箔の配線2とベー
スフィルム3との境界に沿って、ニッケルめっき5の析
出状態によりニッケルの粒界7が生じている。粒界7の
大きさは、めっきロットにより差異の生じることがあ
る。また、めっきの伸び特性の相違異なるものも見られ
ることがある。また、金めっき5の表面に、ニッケル粒
界7に起因するクラック9が生じている。これは、曲げ
試験による曲げ応力の結果生じたものである。このクラ
ックは、従来の熱衝撃試験で発生したクラックと同種の
クラックである。
付けておいた後、基板表面を顕微鏡で観察する。この顕
微鏡による観察状態を図4に示す。銅箔の配線2とベー
スフィルム3との境界に沿って、ニッケルめっき5の析
出状態によりニッケルの粒界7が生じている。粒界7の
大きさは、めっきロットにより差異の生じることがあ
る。また、めっきの伸び特性の相違異なるものも見られ
ることがある。また、金めっき5の表面に、ニッケル粒
界7に起因するクラック9が生じている。これは、曲げ
試験による曲げ応力の結果生じたものである。このクラ
ックは、従来の熱衝撃試験で発生したクラックと同種の
クラックである。
【0022】本発明の曲げ試験が、従来の熱衝撃試験に
より基板1および回路パターン2に与える衝撃と同様の
衝撃を与え、ほぼ同一の結果が得られることを確認する
ために、以下の実験を行った。
より基板1および回路パターン2に与える衝撃と同様の
衝撃を与え、ほぼ同一の結果が得られることを確認する
ために、以下の実験を行った。
【0023】
【実施例】半導体用実装基板1として、70μmのポリ
イミドベースフィルム3を用いた。このベースフィルム
3上に、18μmの銅箔4で回路パターンを形成し、5
μmのニッケルめっき5を施し、さらに、0.5μmの
金めっき6を施した。ニッケルめっきロットは、3ロッ
ト使用し、それぞれのロットで半導体実装基板を400
個ずつ作成した。そして各ロットの基板100個ずつに
ついて、従来の熱衝撃試験と本発明の曲げ試験とを実施
し、試験結果を評価した。曲げ試験については、試験用
の円柱状の棒8として、直径がそれぞれ7.0mm,
8.0mm,9.0mmの3種類のものを使用した試験
を行った。
イミドベースフィルム3を用いた。このベースフィルム
3上に、18μmの銅箔4で回路パターンを形成し、5
μmのニッケルめっき5を施し、さらに、0.5μmの
金めっき6を施した。ニッケルめっきロットは、3ロッ
ト使用し、それぞれのロットで半導体実装基板を400
個ずつ作成した。そして各ロットの基板100個ずつに
ついて、従来の熱衝撃試験と本発明の曲げ試験とを実施
し、試験結果を評価した。曲げ試験については、試験用
の円柱状の棒8として、直径がそれぞれ7.0mm,
8.0mm,9.0mmの3種類のものを使用した試験
を行った。
【0024】図5は、上記の試験の結果に基づいた、従
来の熱衝撃試験と本発明の曲げ試験結果との関係を示す
表である。
来の熱衝撃試験と本発明の曲げ試験結果との関係を示す
表である。
【0025】めっきロット1の基板は、熱衝撃試験30
0サイクルでクラックの発生がまったく見られなかっ
た。このロット1の基板に対して行った曲げ試験におい
ては、直径がφ7.0、φ8.0、φ9.0のいずれの
円柱棒に巻き付けた場合にもクラックが発生しなかっ
た。
0サイクルでクラックの発生がまったく見られなかっ
た。このロット1の基板に対して行った曲げ試験におい
ては、直径がφ7.0、φ8.0、φ9.0のいずれの
円柱棒に巻き付けた場合にもクラックが発生しなかっ
た。
【0026】めっきロット2の基板は、熱衝撃試験の結
果、多少の(100個中8個)の基板にクラックの発生
が見られた。曲げ試験では、直径φ7.0の円柱棒を使
用したときの基板100個中10個の基板にクラックが
発生し、φ8.0,φ9.0ではクラックの発生は見ら
れなかった。直径が7.0mmの円柱棒に巻き付けた場
合、基板に与える曲げ応力が他の2つの場合に比べ大き
いからである。
果、多少の(100個中8個)の基板にクラックの発生
が見られた。曲げ試験では、直径φ7.0の円柱棒を使
用したときの基板100個中10個の基板にクラックが
発生し、φ8.0,φ9.0ではクラックの発生は見ら
れなかった。直径が7.0mmの円柱棒に巻き付けた場
合、基板に与える曲げ応力が他の2つの場合に比べ大き
いからである。
【0027】めっきロット3の基板は、熱衝撃試験で1
00個中20個の基板にクラックが発生した。対応する
曲げ試験では、φ7.0,φ8.0,φ9.0のいずれ
においてもクラックの発生が見られた。具体的には、φ
7.0では100個中70個、φ8.0では100個中
60個、φ9.0では100個中40個の基板にクラッ
クが発生した。
00個中20個の基板にクラックが発生した。対応する
曲げ試験では、φ7.0,φ8.0,φ9.0のいずれ
においてもクラックの発生が見られた。具体的には、φ
7.0では100個中70個、φ8.0では100個中
60個、φ9.0では100個中40個の基板にクラッ
クが発生した。
【0028】この結果より熱衝撃試験と曲げ試験の間に
相関が見られ、本発明の曲げ試験が熱衝撃試験に代え
て、めっきロットごとの回路パターンの信頼性試験に適
用できることが確認された。
相関が見られ、本発明の曲げ試験が熱衝撃試験に代え
て、めっきロットごとの回路パターンの信頼性試験に適
用できることが確認された。
【0029】
【発明の効果】従来の熱衝撃試験は、温度変化を急峻に
した熱衝撃を数十〜数百サイクル繰り返し、数時間〜数
十日の試験期間を必要としていたが、本発明の曲げ試験
を行なうことで、短時間(約30分〜90分)で回路パ
ターンの信頼性を確認することができる。
した熱衝撃を数十〜数百サイクル繰り返し、数時間〜数
十日の試験期間を必要としていたが、本発明の曲げ試験
を行なうことで、短時間(約30分〜90分)で回路パ
ターンの信頼性を確認することができる。
【図1】試験評価を行う半導体実装用基板の一例を示す
平面図である。
平面図である。
【図2】図1のA−Aラインに沿った断面図である。
【図3】本発明の薄物基板の試験方法を示す図である。
【図4】試験後の回路パターンを拡大した斜視図であ
る。
る。
【図5】従来の熱衝撃試験と本発明の曲げ試験結果との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
1 半導体実装用基板 2 回路パターン 3 ベースフィルム 4 銅箔 5 ニッケルめっき 6 金めっき 7 ニッケル粒界 8 円柱状の棒 9 クラック
Claims (5)
- 【請求項1】 直径の異なる複数の円柱棒を準備するス
テップと、 電気的な回路パターンを有する薄物基板を、前記複数の
円柱棒に所定時間巻き付けるステップと、 前記円柱棒から薄物基板を取り外し、回路パターンにお
けるクラックの発生状態を観察するステップと、 前記観察結果に基づき、回路パターンの信頼性を評価す
るステップとを含む、電気的な回路パターンを有する薄
物基板の信頼性試験方法。 - 【請求項2】 前記所定時間は、30分〜90分である
ことを特徴とする請求項1に記載の試験方法。 - 【請求項3】 前記クラックの発生状態の観察は、顕微
鏡で行うことを特徴とする請求項1または2に記載の試
験方法。 - 【請求項4】 前記円柱棒の直径は、試験対象である薄
物基板の厚さの100倍〜300倍であることを特徴と
する請求項1〜3のいずれかに記載の試験方法。 - 【請求項5】 前記観察結果に基づく評価は、熱衝撃試
験による評価と相関することを特徴とする請求項1に記
載の試験方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000181992A JP2002009419A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 薄物基板の試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000181992A JP2002009419A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 薄物基板の試験方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002009419A true JP2002009419A (ja) | 2002-01-11 |
Family
ID=18682840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000181992A Pending JP2002009419A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 薄物基板の試験方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002009419A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104101544A (zh) * | 2013-04-11 | 2014-10-15 | 三星显示有限公司 | 弯曲设备以及使用该弯曲设备的弯曲方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04121639A (ja) * | 1990-09-13 | 1992-04-22 | Hitachi Chem Co Ltd | フレキシブル配線板の耐折り曲げ試験方法 |
JP2000131207A (ja) * | 1998-10-27 | 2000-05-12 | Hitachi Chem Co Ltd | カード曲げ試験方法及びカード曲げ試験機 |
-
2000
- 2000-06-16 JP JP2000181992A patent/JP2002009419A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04121639A (ja) * | 1990-09-13 | 1992-04-22 | Hitachi Chem Co Ltd | フレキシブル配線板の耐折り曲げ試験方法 |
JP2000131207A (ja) * | 1998-10-27 | 2000-05-12 | Hitachi Chem Co Ltd | カード曲げ試験方法及びカード曲げ試験機 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104101544A (zh) * | 2013-04-11 | 2014-10-15 | 三星显示有限公司 | 弯曲设备以及使用该弯曲设备的弯曲方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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