JP2004241689A

JP2004241689A - Mounting structure, removing method and device for multichip module, multichip module and its producing method, and method of removing component on multichip module

Info

Publication number: JP2004241689A
Application number: JP2003030803A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Ogiso; 治比古小木曽
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2023-02-07
Also published as: JP4147962B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate the removal of a multichip module (MCM) from a printed board upon occurrence of a trouble. <P>SOLUTION: The printed board 1 mounting the MCM 2 is provided with a hole 7 for supplying hot air to a solder joint part 6 from the lower surface side. When the printed board 1 is removed for replacement upon occurrence of a trouble in the MCM 2, hot air is supplied through a pipe connected with the hole 7. The hot air is supplied to the upper surface side of the printed board 1 and discharged to the outer circumferential side of the MCM 2 through many solder joints 6. Consequently, solder at all solder joints 6 can be heated and fused efficiently. Furthermore, discharged hot air is sucked by means of a suction unit and a partition panel is arranged in order to prevent adverse effect of heat on other electronic components existing in the vicinity of the MCM 2 as much as possible. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＣＭ用基板上に複数個の電子部品を搭載したマルチチップモジュールの実装構造並びに取外し方法及び取外し装置、マルチチップモジュール及びその製造方法並びにマルチチップモジュール上の部品の取外し方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板上に複数の電子部品を実装して構成される電子回路においては、高密度化の一手法として、ＭＣＭ用基板上に複数個の電子部品（チップ）を搭載したマルチチップモジュール（ＭＣＭと略称される）を用いることが行われる。このＭＣＭを使用した場合は、例えば不具合発生時における交換のための取外しが問題となることがある。この場合、小型のＭＣＭでは、リペア時のプリント基板からの取外しは比較的容易であるが、例えばＢＧＡタイプ等の大型のＭＣＭについては、プリント基板からの取外しの困難性が大きいものとなっている。
【０００３】
従来では、プリント基板から電子部品を取外すための手法として、プリント基板上の取外したい電子部品部分に治具を配置し、電子部品の半田接続部部分に熱風を供給してはんだを溶かし、電子部品を取外す技術が考えられている（例えば特許文献１参照）。また、別の手法として、プリント基板のＢＧＡ型の電子部品が実装される接続パッド部分に、スルーホールを設け、そのスルーホールを介してバンプ接続部を加熱して半田を溶融させ、電子部品を交換する技術が考えられている（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２７０８４０号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平８−１２５３２５号公報（段落番号［００２５］）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術のうち前者のような、熱風を利用するものでは、ＢＧＡタイプ等の大型のＭＣＭについては、内側に位置する半田接続部部分まで熱風が届きにくく、プリント基板からの取外しが困難であった。また、後者のスルーホールを介して半田接続部を加熱するものでは、多数のスルーホールが必要となると共に、そのスルーホールが加熱可能（スルーホールの加熱側に部品が配設されていない）であることが必要であり、大型のＭＣＭについては実現が困難であった。
【０００７】
ところで、上記したようなＭＣＭに用いられるＭＣＭ用基板としては、従来では、セラミック、ガラスエポキシ等の熱硬化性樹脂、シリコンや金属等を用いたものが一般的であり、いずれも高い剛性を有したものとなっている。そして、交換が必要となるような不具合の発生原因として、ＭＣＭ用基板とそれに実装された電子部品（チップ）との間の熱膨張率差に起因する応力の発生による、ＭＣＭ用基板の破壊や、半田接続の破断等がある。従って、ＭＣＭ自体における半田接続の破断等の不具合の発生を抑えることができれば、上記したような取外し（交換）を極力行わずに済ませることができるのである。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、マルチチップモジュールの不具合の発生時等にプリント基板からの取外しを容易に行うことができるマルチチップモジュールの実装構造並びに取外し方法及び取外し装置を提供するにある。また、本発明の第２の目的は、半田接続の破断等の不具合の発生を効果的に防止することができるマルチチップモジュール及びその製造方法並びにマルチチップモジュール上の部品の取外し方法を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明の請求項１のマルチチップモジュールの実装構造は、プリント基板に、マルチチップモジュールの半田接合部に対して、実装面とは反対面側から加熱気体を供給するための穴を設けたところに特徴を有する。また、請求項４のマルチチップモジュールの取外し方法は、プリント基板に設けられた穴を通して、実装面とは反対面側から、半田溶融温度に加熱された加熱気体を供給して半田接合部を溶融させるようにしたところに特徴を有する。
【００１０】
これにより、穴を通して、ＭＣＭの内側に位置する半田接続部部分まで熱風を供給することができ、全ての半田接続部の半田を効率的に加熱して溶融させることができるようになる。この結果、大型のＭＣＭであっても、その不具合の発生時等にプリント基板からの取外しを容易に行うことができる。
【００１１】
尚、この場合、プリント基板に設ける穴は１個でも良く、また特に比較的大形のＭＣＭに関しては、複数個の穴を設けることもでき、その際には熱風により半田接合部全体に対する加熱が均等になされるように穴の位置を設定することが望ましい。取外したいＭＣＭの近傍に他の電子部品が存在する場合には、仕切板などを配置して伝熱を減少させることが望ましい。穴から熱風を供給する一方、例えば別の穴から吸引を行うこともできる。
【００１２】
上記マルチチップモジュールのＭＣＭ用基板を、熱可塑性樹脂を用いた低剛性の多層配線基板から構成することができる（請求項２の発明）。これにより、後述するように、半田接続の破断等の不具合の発生しにくいＭＣＭを構成することができる。
【００１３】
ところで、ＭＣＭの半田接合部を加熱することに伴い、ＭＣＭ用基板上の電子部品を取付けている半田部分も加熱されて溶融することがある。そこで、ＭＣＭのプリント基板からの取外し時に、ＭＣＭ用基板から分離させたくない電子部品については、半田溶融温度では分離できない接合方法によりＭＣＭ用基板上に取付けることができる（請求項３の発明）。
【００１４】
上記ＭＣＭの取外し方法においては、半田接合部に接続されたスルーホールに対するプリント基板の実装面とは反対面側からの加熱を併用することができ（請求項５の発明）、さらには、半田接合部に接続された導体パターンに対する加熱を併用することができる（請求項６の発明）。いずれも、より効果的に半田接合部を加熱することができ、ＭＣＭのプリント基板からの取外しをより一層容易に行うことができる。
【００１５】
そして、上記したＭＣＭの取外し方法を実施するための、本発明の請求項７のマルチチップモジュールの取外し装置は、プリント基板を支持する支持手段と、マルチチップモジュールを他の電子部品から区画する仕切板と、プリント基板の穴に接続されるパイプと、このパイプを通して加熱気体を供給する加熱気体供給手段と、半田接合部の加熱に供された加熱気体を排気させる排気手段とを具備している。これにより、取外したいＭＣＭの近傍に存在する他の電子部品への悪影響を防止しながら、必要箇所に確実且つ効果的に加熱気体を供給することができ、ＭＣＭのプリント基板からの取外しを良好に行うことができる。
【００１６】
上記第２の目的を達成するために、本発明の請求項８のマルチチップモジュールは、ＭＣＭ用基板を、熱可塑性樹脂を用いた低剛性の多層配線基板から構成したところに特徴を有する。ここで、ＭＣＭ基板の剛性が高いと、ＭＣＭ用基板と電子部品との熱膨張係数差に起因して使用時に応力が発生し、ＭＣＭ用基板の破壊や、半田接続の破断等の不具合を招く虞がある。これに対し、請求項８の発明では、ＭＣＭ用基板を低剛性のものとしたことにより、熱膨張係数差に起因して発生する応力を、ＭＣＭ用基板の変形により吸収することができ、この結果、半田接続の破断等の不具合の発生を効果的に防止することができる。
【００１７】
尚、上記した熱可塑性樹脂を用いた低剛性の多層配線基板の製造方法としては、本出願人が先に開発している、表面に導体パターンを形成した結晶転移型の熱可塑性樹脂（例えばＰＥＥＫやＰＥＩ樹脂）からなるシート状の基材を、複数枚積層し、一括して熱プレスして全体を一体化する方法を採用することができる。この方法によれば、高集積度化を図ることができると共に、生産性が向上し、さらに、寸法精度に優れる、リサイクル性に優れるといったメリットを得ることができる。
【００１８】
また、このような低剛性のＭＣＭ用基板を用いたＭＣＭは、取扱い性に劣るため、取扱いに慎重を期する必要があり、例えば搬送（マウント）等においては、複数箇所での吸着パッドによる吸着を用いることが望ましい。そこで、ＭＣＭ用基板の上面部に、吸着パッドにより吸着可能な複数の被吸着部を設けることにより（請求項９の発明）、吸着パッドによる吸着が容易となる。このとき、被吸着部を、テスト用のパターンが形成されたテストポイントと兼用させるようにすれば（請求項１０の発明）、スペース的に有利となる。
【００１９】
本発明の請求項１１のマルチチップモジュールの製造方法は、ＭＣＭ用基板を補強板上に載置し、そのランド部に半田を塗布すると共に、電子部品をマウントし、その補強板上に載置した状態のままでリフロー加熱することを特徴とするものであり、これにより、低剛性のＭＣＭ用基板を用いたＭＣＭにあっても、補強板を使用することによって、通常のリフロー加熱による電子部品の実装を可能とすることができる。
【００２０】
上記したような低剛性のＭＣＭ用基板を用いたＭＣＭをプリント基板上に実装するマルチチップモジュールの実装構造にあっては、ＭＣＭ用基板の一部を、プリント基板に熱融着させるようにすることができる（請求項１２の発明）。これにより、プリント基板からＭＣＭ用基板を容易に取外すことができなくなり、ＭＣＭに不具合が発生したときには、ＭＣＭ全体でなくＭＣＭ用基板上の電子部品のみを取外して交換することにより対処することができる。
【００２１】
このとき、ＭＣＭ用基板から分離させたくない電子部品については、半田溶融温度では分離できない接合方法によりＭＣＭ用基板上に取付けるようにすれば良い（請求項１３の発明）。
上記したような実装構造を備えるマルチチップモジュールにあっては、マルチチップモジュールを半田溶融温度に加熱することにより、ＭＣＭ用基板上に半田接合された電子部品のみを取外すことができ（請求項１４の発明）、これにより、ＭＣＭ全体でなくＭＣＭ用基板上の必要な電子部品のみを容易に取外して交換することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のいくつかの実施例について、図面を参照しながら説明する。
（１）第１の実施例
まず、図１を参照して本発明の第１の実施例について述べる。図１は、本実施例に係るマルチチップモジュールの実装構造を備えた電子回路装置の要部構成を示している。
【００２３】
この電子回路装置においては、プリント基板１の図で上面（実装面）に、例えばＢＧＡタイプの大型のマルチチップモジュール２（以下、ＭＣＭ２と略す）が、半田付けにより実装されている。また、プリント基板１の図で下面側にも、複数の面実装部品３，３が半田付けにより実装されている。
【００２４】
前記ＭＣＭ２は、矩形状のＭＣＭ基板４上に、複数個の電子部品（チップ）５を搭載して構成されている。また、ＭＣＭ基板４の下面側には、その中央部の矩形領域を除く部位に、前記プリント基板１と電気的に接続される多数個の電極端子（図示せず）がアレイ状に設けられ、それら各端子にボール状の半田バンプ（半田接合部６となる）が設けられている。尚、本実施例では、前記ＭＣＭ基板４として、例えばセラミックの多層基板等の硬質（高剛性）のものが用いられている。
【００２５】
このように構成されたＭＣＭ２は、前記プリント基板１上に、その各ランド（図示せず）に対して前記各半田バンプが位置合せされた状態に搭載され、例えばリフロー加熱されることにより、半田バンプが半田接合部６となって実装（半田付け）される。そして、前記プリント基板１には、前記ＭＣＭ２の実装位置のほぼ中央部に位置して、ＭＣＭ２の半田接合部６に対して、下面側から加熱気体（例えば熱風）を供給するための穴７が形成されている。尚、この穴７は、前記面実装部品３，３を避けた位置に設けられていることは勿論である。
【００２６】
さて、上記のような電子回路装置においては、ＭＣＭ２に不具合（例えばＭＣＭ用基板４の破壊や、半田接続の破断）が発生した場合に、ＭＣＭ２を交換のためにプリント基板１から取外す必要がある。本実施例では、前記プリント基板１に設けられた穴７を通して、半田溶融温度（半田の融点よりもやや高い温度例えば約２００℃）に加熱された熱風を下面側から上面側に供給し、半田接合部６の半田を溶融させることにより、ＭＣＭ２をプリント基板１から取外すことが行われる。
【００２７】
この場合、図示は省略するが、上記取外し方法を実施するために、本実施例では、次のような取外し装置が用いられる。即ち、この取外し装置は、プリント基板１を支持する支持部（支持手段）と、プリント基板１の上面側にＭＣＭ２の外周側部分を囲むように配置されＭＣＭ２を他の電子部品から区画する仕切板と、前記プリント基板１の穴７の下面側に接続されるパイプと、このパイプを通して熱風を供給する熱風供給装置（加熱気体供給手段）と、プリント基板１の上面側（仕切板により区画された枠内）から熱風を排気させる吸引装置（排気手段）とを一体的に備えて構成されている。
【００２８】
上記構成の取外し装置を用いて、熱風の供給を行うことにより、図で白抜きの矢印で示すように、熱風が穴７からプリント基板１の上面側に供給され、ＭＣＭ２のＭＣＭ用基板４との間の隙間部分、つまり多数個の半田接合部６部分を通ってＭＣＭ２の外周側に排出される。また、排出された熱風は吸引装置により吸引される。これにより、大型のＭＣＭ２であっても半田接続部６全体に熱風を供給することができ、全ての半田接続部６の半田を効率的に加熱して溶融させることができるようになる。
【００２９】
また、このとき、穴７に接続されたパイプを通して熱風を供給するようにしているので、半田接続部６部分に確実に熱風を供給することができ、しかも、吸引を併用していることにより、半田接続部６部分に熱風が滞ることなく、常に高温の熱風を供給することができるので、効果的に加熱することができる。さらには、仕切板を配置したことにより、取外したいＭＣＭ２の近傍に存在する他の電子部品への熱による悪影響を極力防止することができるのである。
【００３０】
このように本実施例によれば、プリント基板１に設けられた穴７を通して、ＭＣＭ２の内側部から熱風を供給して半田接合部６を加熱するようにしたので、電子部品の外側から熱風を供給する、或いは、スルーホールを介してバンプ接続部を加熱するようにしていた従来技術と異なり、大型のＭＣＭ２にあっても、不具合の発生時等にプリント基板１からの取外し（交換）を容易に行うことができるという優れた効果を奏するものである。
【００３１】
尚、上記実施例では、支持部、仕切板、パイプ、熱風供給装置等を一体的に備えた取外し装置を用いるようにしたが、必ずしもそのような装置を用いずとも本発明の取外し方法を実施することができる。その場合も、穴７に接続されたパイプを通して熱風を供給することが望ましく、また、ＭＣＭ２の周囲部を仕切板により区画した状態として、他の部分への伝熱を抑えるようにすることが望ましい。プリント基板１に、排気（吸引）用の穴を設けておき、その穴から熱風を吸引するようにしても良い。
【００３２】
また、プリント基板１に形成する、熱風供給用の穴７の数は１個に限らず、特に比較的大形のＭＣＭに関しては、複数個の穴を設けることもできる。このときには、熱風により半田接合部６全体に対する加熱が均等になされるように穴の位置を設計することが望ましい。さらには、加熱気体としては、熱風（空気）に限らず、窒素、二酸化炭素などの酸化力の少ない（無い）気体や、還元性のガスなどを使用することができる。熱風の代わりに蒸気を用いることもでき、この場合、沸点が半田の融点よりも高く、半田等の電子回路への影響の少ないものが望ましい。蒸気を用いた場合には、半田接合部６の加熱に寄与した蒸気が冷やされてできた液体をスムーズに排出させるような工夫を施すことが望ましい。
【００３３】
（２）第２、第３の実施例
図２及び図３は、それぞれ本発明の第２及び第３の実施例を示している。尚、これら第２、第３の実施例は、共に、プリント基板１上に実装されたＭＣＭ２を取外す方法についての、上記第１の実施例のいわば変形例を示すものである。従って、上記第１の実施例と同一部分には、同一符号を付して新たな図示や詳しい説明を省略し、以下、異なる点についてのみ説明することとする。
【００３４】
まず、図２に示す第２の実施例では、プリント基板１に、ＭＣＭ２の下面の外周側部分に位置する端子４ａの一部（２個のみ図示）が半田接合部６により接続されるスルーホール１１，１２が設けられている。そして、本実施例では、ＭＣＭ２をプリント基板１から取外すにあたり、上記第１の実施例のように、プリント基板１に設けられた穴７からＭＣＭ２の半田接合部６に対して熱風を供給することと併せて、前記各スルーホール１１，１２の下面側からの加熱を併用するようにしている。
【００３５】
この場合、図で右側に位置するスルーホール１１については、その上面にＭＣＭ２の端子４ａが半田付けされるランド１１ａが形成されており、左側に位置するスルーホール１２については、その横に該スルーホール１２に接続されたランド１２ａが形成されている。また、各スルーホール１１，１２の下面側のランド１１ｂ，１２ｂには、半田１３が盛られた形態で付着されている。このとき、スルーホール１１，１２の下面側（ランド１１ｂ，１２ｂ部分）に他の電子部品などが存在していないことは勿論である。尚、プリント基板１上の半田が設けられる部分以外には、その表面にグリーンマスク（ソルダレジスト）１４が設けられている。
【００３６】
上記構成においては、上記実施例と同様に、プリント基板１に形成された穴７から熱風を供給することにより、半田接合部６が加熱されると共に、各スルーホール１１，１２がプリント基板１の下面側から加熱され、その熱がランド１１ａ，１２ａを介して半田接合部６に伝達されて加熱される。この場合、スルーホール１１，１２の下面側のランド１１ｂ，１２ｂに半田１３を設けたことにより、熱を効率的に伝達することができる。
【００３７】
従って、熱風により、ＭＣＭ２の内側に位置する半田接合部６が効果的に加熱されると共に、スルーホール１１，１２を介した加熱により、穴７を通して供給される熱風が比較的届きにくい（或いは供給される熱風の温度が低下してしまう）ＭＣＭ２の外周側に位置する半田接合部６における加熱が効果的に行われるようになる。この結果、この第２の実施例によれば、より一層効果的に半田接合部６を加熱することができ、ＭＣＭ２のプリント基板１からの取外しをより一層容易に行うことができる。
【００３８】
次に、図３に示す本発明の第３の実施例においては、ＭＣＭ２の下面の最外周部には、ＥＭＩ（電波雑音障害）対策のためＧＮＤ端子４ｂが設けられており、このＧＮＤ端子４ｂは、半田接合部６を介してプリント基板１上のランド１５と接続されている。また、前記ランド１５は、ＭＣＭ２のすぐ外側に位置する導体パターン１６に接続されている。
【００３９】
そして、本実施例では、ＭＣＭ２をプリント基板１から取外すにあたり、上記第１の実施例のように、プリント基板１に設けられた穴７からＭＣＭ２の半田接合部６に対して熱風を供給することと併せて、前記導体パターン１６に対する加熱を併用するようにしている。この導体パターン１６に対する加熱によって、その熱がランド１５を介して半田接合部６に伝達されて加熱される。またこの場合も、前記導体パターン１６には、やはり効率的に熱を伝えるため、半田１３が盛られた形態に設けられている。
【００４０】
このような第３の実施例においても、熱風により、ＭＣＭ２の内側に位置する半田接合部６が効果的に加熱されると共に、導体パターン１６を介した加熱により、穴７を通して供給される熱風が比較的届きにくい（或いは供給される熱風の温度が低下してしまう）ＭＣＭ２の最外周に位置する半田接合部６における加熱が効果的に行われるようになる。この結果、この第３の実施例によっても、より一層効果的に半田接合部６を加熱することができ、ＭＣＭ２のプリント基板１からの取外しをより一層容易に行うことができる。
【００４１】
尚、上記した第２の実施例におけるスルーホール１１，１２を介した半田接合部６に対する加熱と、上記した第３の実施例における導体パターン１６を利用した半田接合部６に対する加熱とを、組合せた状態で取外し方法を実施することが可能であることは勿論である。
【００４２】
（３）第４の実施例
次に、図４を参照しながら、本発明の第４の実施例について述べる。この図４は、本実施例に係るマルチチップモジュール２１（以下、ＭＣＭ２１と略す）と、そのプリント基板２２への実装構造を概略的に示している。ここで、前記ＭＣＭ２１は、ＭＣＭ用基板２３上に複数個の電子部品２４を搭載して構成されているのであるが、前記ＭＣＭ用基板２３は、結晶転移型の熱可塑性樹脂を用いた低剛性の多層配線基板から構成されている。
【００４３】
詳しく図示はしないが、前記ＭＣＭ用基板２３は、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂及びポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂からなる複数の絶縁層を積層して構成され、それら絶縁層間及び表面に、例えば銅箔からなる導体パターンが形成されていると共に、要所に層間の導体パターンを電気的に接続する層間接続部を有して構成されている。ＭＣＭ用基板２３の表面（実装面）には、前記電子部品２４が実装されるランドが設けられており、裏面（半田面）には、プリント基板２２に接続される電極端子が設けられている。
【００４４】
このようなＭＣＭ用基板２３の製造には、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂３５〜６５重量％と、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂３５〜６５重量％とを含んだ、厚みが例えば２５〜７５ミクロンのフィルム（商品名「ＰＡＬ−ＣＬＡＤ」）が用いられる。この材料は、例えば２００℃付近では軟質となるが、それより低い温度でも高い温度でも硬質となり（更に高い温度（約４００℃）では溶解する）、また、高温から温度低下する際には、２００℃付近でも硬質を保つ性状を呈するものとなっている。
【００４５】
この場合、前記フィルムの表面には、導体箔例えば銅箔が予め貼付けられており、各絶縁層を構成するフィルムに、エッチングにてパターニングされることにより、導体パターンが形成され、また、それらフィルムの要所に層間接続部を構成するためのビアホールが形成されると共に、そのビアホール内に導電ペーストが充填される。そして、そのフィルムを上下に積層して、例えば２００〜３５０℃に加熱しながら、０．１〜１０Ｍｐａの圧力で上下方向に加圧する熱プレスが行われる。
【００４６】
これにて、各フィルムが熱により一旦軟化した状態で加圧されることによって相互に融着し、その後結晶化（硬化）して全体が一体化するようになり、もって、導体パターンが埋込まれると共に、ビアホール内の導電ペーストが硬化して層間接続部が形成された複数層の絶縁層を有する低剛性の多層配線基板（ＭＣＭ用基板２３）が形成されるのである。このような製造方法を採用したことにより、高集積度化を図ることができると共に、生産性が大幅に向上し、更に、熱硬化性樹脂を用いた場合と比較して寸法精度に優れる、リサイクル性にも優れるなどのメリットを得ることができる。
【００４７】
さて、ＭＣＭ２１は、上記した低剛性のＭＣＭ用基板２３上に複数個の電子部品２４を実装して構成されるのであるが、この場合、次のようにして製造されるようになっている。即ち、図示はしないが、このＭＣＭ２１の製造には、硬質（高剛性）で耐熱性の高い補強板が使用される。上記ＭＣＭ用基板２３は、その補強板上に、まず裏面（半田面）を上に載置され、その状態で電極端子上に半田が塗布される。この際には、後の部品実装時の実装精度が悪化しないように、半田の塗布量は少な目とされる。
【００４８】
次に、ＭＣＭ用基板２３を上下反転して補強板上に表面（実装面）を上として載置した上で、そのランド部に半田が塗布され、引続き、電子部品２４がマウントされる。この後、その補強板上に載置した状態のままでリフロー加熱が行われる。これにて、低剛性のＭＣＭ用基板２３が低剛性である事情があっても、通常のリフロー加熱による電子部品２４の実装を可能とすることができる。尚、不具合発生に伴う取外し時においてＭＣＭ用基板２３から分離させたくない電子部品２４については、半田溶融温度では分離できない接合方法（例えばアルカン接続、樹脂の溶着）によりＭＣＭ用基板２３上に取付けることもできる。
【００４９】
また、このＭＣＭ２１には、ＭＣＭ用基板２３の上面部に、図示しないマウンタの吸着パッドにより吸着可能な複数（図で３箇所）の被吸着部２１ａが設けられるようになっている。この被吸着部２１ａは、ＭＣＭ用基板２３上の電子部品２４が存在しない所定の大きさの平坦な領域のことをいうが、本実施例では、この被吸着部２１ａは、テスト用のパターンが形成されたテストポイントと兼用されており、スペースの有効利用を図るようになっている。
【００５０】
次に、上記ＭＣＭ２１を例えばマウンタによりプリント基板２２に実装することが行われる。このＭＣＭ２１のプリント基板２２への実装は、上記したＭＣＭ２１の製造と同じ場所で行われる。この際には、ＭＣＭ用基板２３上に設けられた複数箇所の被吸着部２１ａを吸着パッドにより吸着することにより、ＭＣＭ２１の搬送が行われるようになっている。これにて、低剛性のＭＣＭ用基板２３を用いているため、ＭＣＭ２１の取扱い性に劣る事情があっても、吸着を用いて容易に搬送（プリント基板２２へのマウント）することが可能となる。
【００５１】
また、この実装により、プリント基板２２の上面のランドと、ＭＣＭ２１下面の電極端子とが半田接合部２５により接続されるのであるが、本実施例では、それに加えて、ＭＣＭ用基板２３の一部（図で左端部）を、プリント基板２２に熱融着させる（熱融着部２６）ようになっている。これにて、ＭＣＭ２１（ＭＣＭ用基板２３）は、電子部品２４をＭＣＭ用基板２３から取外すときなどに半田溶融温度以上に加熱されても安定した状態を保持できるように実装できる。尚、このＭＣＭ２１の熱融着は、電子回路の動作試験を行って合格した上で行うことが望ましい。また、ＭＣＭ用基板２３の複数箇所で熱融着を行うようにしても良い。
【００５２】
上記構成においては、ＭＣＭ２１を構成するＭＣＭ用基板２３を低剛性のものとしたことにより、ＭＣＭ用基板２３と電子部品２４との熱膨張係数差に起因して発生する応力を、ＭＣＭ用基板２３の変形により吸収することができる。従って、電子部品２４の半田接続の破断等の不具合の発生を効果的に防止することができ、ひいては、ＭＣＭ２１のプリント基板２２からの取外し（交換）の作業を極力行わずに済ませることができるのである。
【００５３】
そして、もし、ＭＣＭ２１に不具合が発生したときには、ＭＣＭ２１全体をプリント基板２２から取外すのではなく、ＭＣＭ２１を半田溶融温度に加熱することにより、ＭＣＭ用基板２３上から電子部品２４を取外して交換することにより対処することができる。この半田溶融温度への加熱は、プリント基板２２に設けた穴より加熱気体を供給することにより、ＭＣＭ用基板２３下面より行うことができる。更に、ＭＣＭ用基板２３にも、プリント基板２２に設けた穴に対応する穴を設け、電子部品２４の下面に加熱気体を供給することもできる。また、この場合、半田溶融温度では分離できない接合方法によりＭＣＭ用基板２３上に取付けられた電子部品２４については、ＭＣＭ用基板２３から分離させることなく済ませることができ、必要な電子部品２４のみを容易に取外して交換することができる。
【００５４】
このような第４の実施例によれば、ＭＣＭ２１を構成するＭＣＭ用基板２３を、熱可塑性樹脂を用いた低剛性の多層配線基板から構成したので、ＭＣＭ用基板２３と電子部品２４との半田接続の破断等の不具合の発生を効果的に防止することができる等の優れた効果を得ることができるものである。
【００５５】
尚、この実施例では、ＭＣＭ用基板２３をプリント基板２２に熱融着させ、ＭＣＭ２１全体を取外さない（交換しない）構成としたが、熱融着部２６を設けずに、半田接合部２５を溶融させてＭＣＭ２１をプリント基板２２から取外して交換可能な構成としても良い。この場合、プリント基板２２に上記第１の実施例のような熱風供給用の穴を設け、内側部から熱風を供給して半田接合部２５を加熱する構成とすることができる。
【００５６】
その他、上記第４の実施例では、ＭＣＭ用基板２３上に被吸着部２１ａを設けるようにしたが、ＭＣＭ用基板２３上の電子部品２４の上面部を被吸着部として吸着を行うようにしても良いなど、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で、適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すもので、マルチチップモジュールの実装構造を示す縦断面図
【図２】本発明の第２の実施例を示す要部の拡大縦断面図
【図３】本発明の第３の実施例を示す要部の拡大縦断面図
【図４】本発明の第４の実施例を示す要部の縦断面図
【符号の説明】
図面中、１，２２はプリント基板、２，２１はマルチチップモジュール、４，２３はＭＣＭ用基板、５，２４は電子部品、６，２５は半田接合部、７は穴、１１，１２はスルーホール、１６は導体パターン、２１ａは被吸着部、２６は熱融着部を示す。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mounting structure of a multi-chip module in which a plurality of electronic components are mounted on an MCM substrate, a removing method and a removing device, a multi-chip module and a manufacturing method thereof, and a removing method of components on the multi-chip module.
[0002]
[Prior art]
In an electronic circuit configured by mounting a plurality of electronic components on a printed circuit board, a multi-chip module (MCM and MCM) in which a plurality of electronic components (chips) are mounted on an MCM substrate is used as one method of increasing the density. (Abbreviated). When this MCM is used, for example, removal for replacement when a problem occurs may be a problem. In this case, it is relatively easy to remove the small MCM from the printed circuit board at the time of repair, but it is very difficult to remove the large MCM such as a BGA type from the printed circuit board. .
[0003]
Conventionally, as a technique for removing electronic components from a printed circuit board, a jig is placed on the electronic component part to be removed on the printed circuit board, hot air is supplied to the solder connection part of the electronic component to melt the solder, There is a technology for removing such a device (see, for example, Patent Document 1). Also, as another method, a through hole is provided in a connection pad portion of a printed circuit board on which a BGA type electronic component is mounted, and the bump connection portion is heated through the through hole to melt the solder, thereby forming the electronic component. An exchange technique has been considered (for example, see Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-270840
[0005]
[Patent Document 2]
JP-A-8-125325 (paragraph number [0025])
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional technology using the hot air, such as the former, for a large MCM such as a BGA type, it is difficult for the hot air to reach the solder connection portion located inside, and it is difficult to remove it from the printed circuit board. It was difficult. Also, in the latter case of heating the solder connection portion through the through hole, a large number of through holes are required, and the through hole can be heated (there is no component disposed on the heating side of the through hole). And it was difficult to realize a large MCM.
[0007]
By the way, as a substrate for the MCM used for the MCM as described above, conventionally, a substrate using a thermosetting resin such as ceramic, glass epoxy, silicon, metal or the like is generally used, and all have high rigidity. It has become. As a cause of occurrence of a defect that needs to be replaced, the MCM substrate may be broken or may be damaged due to a stress generated due to a difference in thermal expansion coefficient between the MCM substrate and an electronic component (chip) mounted thereon. And breakage of the solder connection. Therefore, if the occurrence of problems such as breakage of the solder connection in the MCM itself can be suppressed, the above-mentioned removal (replacement) can be avoided as much as possible.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object of the present invention is to provide a mounting structure and a detachable multi-chip module that can be easily detached from a printed circuit board when a failure of the multi-chip module occurs. A method and a removal device are provided. A second object of the present invention is to provide a multi-chip module, a method of manufacturing the same, and a method of removing components on the multi-chip module, which can effectively prevent the occurrence of defects such as breakage of solder connection. is there.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object, the mounting structure of the multi-chip module according to the first aspect of the present invention is characterized in that the printed circuit board is heated from the side opposite to the mounting surface to the solder joint of the multi-chip module. The feature is that a hole for supplying gas is provided. Further, in the method for removing a multi-chip module according to the present invention, a heating gas heated to a solder melting temperature is supplied from a side opposite to a mounting surface through a hole provided in a printed circuit board to melt a solder joint. It is characterized by the fact that it is made to cause.
[0010]
Thereby, hot air can be supplied to the solder connection portion located inside the MCM through the hole, and the solder of all the solder connection portions can be efficiently heated and melted. As a result, even in the case of a large-sized MCM, it can be easily removed from the printed circuit board when a problem occurs.
[0011]
In this case, only one hole may be provided in the printed circuit board. In particular, in the case of a relatively large MCM, a plurality of holes may be provided. In this case, the entire solder joint is heated by hot air. It is desirable to set the positions of the holes so that they are evenly formed. When another electronic component exists near the MCM to be removed, it is desirable to arrange a partition plate or the like to reduce heat transfer. Hot air can be supplied from the hole, while suction can be performed from another hole, for example.
[0012]
The MCM substrate of the multi-chip module can be constituted by a low-rigid multilayer wiring substrate using a thermoplastic resin (the invention of claim 2). As a result, as described later, it is possible to configure an MCM in which problems such as breakage of the solder connection hardly occur.
[0013]
By the way, as the solder joint of the MCM is heated, the solder part on which the electronic component is mounted on the MCM substrate may be heated and melted. Therefore, when the MCM is removed from the printed circuit board, an electronic component that is not desired to be separated from the MCM substrate can be mounted on the MCM substrate by a joining method that cannot be separated at the solder melting temperature (the invention of claim 3).
[0014]
In the method for removing the MCM, heating from the side opposite to the mounting surface of the printed circuit board with respect to the through hole connected to the solder joint can be used together (the invention of claim 5). Heating of the conductor pattern connected to the portion can be used together (the invention of claim 6). In any case, the solder joint can be heated more effectively, and the MCM can be more easily removed from the printed circuit board.
[0015]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an apparatus for removing a multi-chip module for performing the above-described method for removing an MCM, comprising: a support for supporting a printed circuit board; and a partition for separating the multi-chip module from other electronic components. It has a board, a pipe connected to a hole in the printed circuit board, a heating gas supply means for supplying a heating gas through the pipe, and an exhaust means for exhausting the heating gas used for heating the solder joint. . This makes it possible to reliably and effectively supply a heated gas to a required portion while preventing adverse effects on other electronic components existing in the vicinity of the MCM to be removed. It can be carried out.
[0016]
In order to achieve the second object, the multichip module according to claim 8 of the present invention is characterized in that the MCM substrate is formed of a low-rigid multilayer wiring board using a thermoplastic resin. Here, if the rigidity of the MCM substrate is high, stress is generated during use due to a difference in thermal expansion coefficient between the MCM substrate and the electronic component, which causes problems such as breakage of the MCM substrate and breakage of the solder connection. There is a fear. On the other hand, in the invention of claim 8, the stress generated due to the difference in thermal expansion coefficient can be absorbed by the deformation of the MCM substrate by making the substrate for MCM low rigidity. As a result, it is possible to effectively prevent problems such as breakage of the solder connection.
[0017]
In addition, as a method for manufacturing a low-rigid multilayer wiring board using the above-described thermoplastic resin, a crystal transition type thermoplastic resin having a conductive pattern formed on the surface (for example, PEEK) developed by the present applicant has been proposed. Or PEI resin), a method of laminating a plurality of sheet-like base materials, and hot-pressing them all at once to integrate the whole. According to this method, it is possible to achieve a high degree of integration, to improve productivity, and to obtain advantages such as excellent dimensional accuracy and excellent recyclability.
[0018]
In addition, since the MCM using such a low-rigidity MCM substrate is inferior in handleability, care must be taken in handling. For example, in the case of transportation (mounting) or the like, suction is performed by suction pads at a plurality of locations. It is desirable to use Therefore, by providing a plurality of sucked portions that can be sucked by the suction pad on the upper surface of the MCM substrate (the invention of claim 9), the suction by the suction pad becomes easy. At this time, if the portion to be sucked is also used as a test point on which a test pattern is formed (the invention of claim 10), it is advantageous in terms of space.
[0019]
In the method for manufacturing a multi-chip module according to the eleventh aspect of the present invention, the MCM substrate is placed on a reinforcing plate, solder is applied to its land, electronic components are mounted, and the MCM substrate is placed on the reinforcing plate. It is characterized in that reflow heating is performed in the state of being made, and even in the case of an MCM using a low-rigidity MCM substrate, by using a reinforcing plate, electronic components by normal reflow heating are used. Can be implemented.
[0020]
In a multi-chip module mounting structure in which an MCM using a low-rigidity MCM substrate as described above is mounted on a printed circuit board, a part of the MCM substrate is thermally fused to the printed circuit board. (Invention of claim 12). This makes it impossible to easily remove the MCM board from the printed circuit board, and when a failure occurs in the MCM, it is possible to deal with it by removing and replacing only the electronic components on the MCM board instead of the entire MCM. .
[0021]
At this time, an electronic component that is not desired to be separated from the MCM substrate may be mounted on the MCM substrate by a bonding method that cannot be separated at the solder melting temperature (the invention of claim 13).
In the multichip module having the mounting structure as described above, by heating the multichip module to the solder melting temperature, only the electronic components soldered on the MCM substrate can be removed. Thus, only the necessary electronic components on the MCM substrate, not the entire MCM, can be easily removed and replaced.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1) First embodiment
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a main configuration of an electronic circuit device having a mounting structure of a multichip module according to the present embodiment.
[0023]
In this electronic circuit device, for example, a large-sized multichip module 2 of the BGA type (hereinafter abbreviated as MCM2) is mounted on the upper surface (mounting surface) of the printed circuit board 1 by soldering. A plurality of surface mount components 3 and 3 are also mounted on the lower surface side of the printed circuit board 1 by soldering.
[0024]
The MCM 2 is configured by mounting a plurality of electronic components (chips) 5 on a rectangular MCM substrate 4. On the lower surface side of the MCM substrate 4, a large number of electrode terminals (not shown) electrically connected to the printed circuit board 1 are provided in an array at a portion excluding a rectangular region at the center thereof, Each of the terminals is provided with a ball-shaped solder bump (which becomes a solder joint 6). In the present embodiment, a hard (high-rigidity) substrate such as a ceramic multilayer substrate is used as the MCM substrate 4.
[0025]
The MCM 2 configured as described above is mounted on the printed circuit board 1 in a state where the respective solder bumps are aligned with the respective lands (not shown). The bumps serve as solder joints 6 and are mounted (soldered). A hole 7 for supplying a heating gas (for example, hot air) to the solder joint 6 of the MCM 2 from the lower surface side is provided in the printed board 1 at a position substantially at the center of the mounting position of the MCM 2. Is formed. It is needless to say that the hole 7 is provided at a position avoiding the surface mount components 3.
[0026]
Now, in the above-described electronic circuit device, when a failure occurs in the MCM 2 (for example, the MCM substrate 4 is broken or the solder connection is broken), the MCM 2 needs to be removed from the printed circuit board 1 for replacement. . In the present embodiment, hot air heated to a solder melting temperature (a temperature slightly higher than the melting point of solder, for example, about 200 ° C.) is supplied from the lower surface to the upper surface through a hole 7 provided in the printed circuit board 1. The MCM 2 is removed from the printed circuit board 1 by melting the solder of the joint 6.
[0027]
In this case, although not shown, in the present embodiment, the following removal device is used to carry out the above-described removal method. That is, the detaching device includes a supporting portion (supporting means) for supporting the printed circuit board 1 and a partition plate disposed on the upper surface side of the printed circuit board 1 so as to surround the outer peripheral portion of the MCM 2 and separating the MCM 2 from other electronic components. A pipe connected to the lower surface side of the hole 7 of the printed circuit board 1, a hot air supply device (heating gas supply means) for supplying hot air through the pipe, and an upper surface side of the printed circuit board 1 (partitioned by a partition plate). And a suction device (exhaust means) for exhausting hot air from within the frame).
[0028]
By supplying hot air using the removal device having the above-described configuration, hot air is supplied from the hole 7 to the upper surface side of the printed circuit board 1 as shown by a white arrow in the drawing, and the MCM 2 and the MCM substrate 4 are removed. Is discharged to the outer peripheral side of the MCM 2 through a gap portion between them, that is, a large number of solder joints 6. The discharged hot air is sucked by the suction device. Accordingly, even with the large MCM 2, hot air can be supplied to the entire solder connection portion 6, and the solder of all the solder connection portions 6 can be efficiently heated and melted.
[0029]
Further, at this time, since the hot air is supplied through the pipe connected to the hole 7, the hot air can be reliably supplied to the solder connection portion 6 portion. The hot air can always be supplied without the hot air remaining at the solder connection portion 6, so that the heating can be effectively performed. Further, by arranging the partition plate, it is possible to minimize the adverse effect of heat on other electronic components existing near the MCM 2 to be removed.
[0030]
As described above, according to the present embodiment, the hot air is supplied from the inside of the MCM 2 to heat the solder joint 6 through the hole 7 provided in the printed circuit board 1, so that the hot air is supplied from the outside of the electronic component. Unlike the conventional technology in which the bump connection portion is supplied or heated through the through hole, even in the case of a large MCM2, it is easy to remove (exchange) from the printed circuit board 1 when a problem occurs. The effect is excellent.
[0031]
In the above-described embodiment, a detaching device integrally provided with a support portion, a partition plate, a pipe, a hot air supply device, and the like is used. However, the detaching method of the present invention may be implemented without necessarily using such a device. can do. Also in this case, it is desirable to supply hot air through a pipe connected to the hole 7, and it is also desirable to keep the periphery of the MCM 2 partitioned by a partition plate so as to suppress heat transfer to other parts. . A hole for exhaust (suction) may be provided in the printed circuit board 1, and hot air may be sucked through the hole.
[0032]
Further, the number of hot air supply holes 7 formed in the printed circuit board 1 is not limited to one, and a plurality of holes can be provided particularly for a relatively large MCM. At this time, it is desirable to design the positions of the holes so that the entire solder joint 6 is uniformly heated by the hot air. Further, the heating gas is not limited to hot air (air), but may be a gas having a low (no) oxidizing power, such as nitrogen or carbon dioxide, or a reducing gas. Steam can be used in place of hot air. In this case, it is desirable that the boiling point be higher than the melting point of the solder and that the solder or the like have little effect on electronic circuits. When steam is used, it is desirable to take measures to smoothly discharge the liquid formed by cooling the steam that has contributed to the heating of the solder joint 6.
[0033]
(2) Second and third embodiments
2 and 3 show second and third embodiments of the present invention, respectively. These second and third embodiments both show a so-called modified example of the method of removing the MCM 2 mounted on the printed circuit board 1 from the first embodiment. Therefore, the same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, new illustrations and detailed descriptions are omitted, and only different points will be described below.
[0034]
First, in the second embodiment shown in FIG. 2, through-holes in which a part (only two terminals 4a) of the terminals 4a located on the outer peripheral side of the lower surface of the MCM 2 are connected to the printed circuit board 1 by the solder joint 6 11 and 12 are provided. In the present embodiment, when removing the MCM 2 from the printed circuit board 1, hot air is supplied to the solder joint 6 of the MCM 2 from the hole 7 provided in the printed circuit board 1 as in the first embodiment. In addition, heating from the lower surface side of each of the through holes 11 and 12 is used together.
[0035]
In this case, a land 11a to which the terminal 4a of the MCM 2 is soldered is formed on the upper surface of the through hole 11 located on the right side in the figure, and the through hole 12 located on the left side is formed on the left side. A land 12a connected to the hole 12 is formed. Further, solder 13 is attached to the lands 11b and 12b on the lower surface side of the through holes 11 and 12 in a piled state. At this time, it goes without saying that no other electronic components or the like exist on the lower surface side of the through holes 11 and 12 (the portions of the lands 11b and 12b). A green mask (solder resist) 14 is provided on the surface of the printed circuit board 1 other than the portion where the solder is provided.
[0036]
In the above configuration, similarly to the above-described embodiment, hot air is supplied from the holes 7 formed in the printed circuit board 1 to heat the solder joints 6 and to form the through holes 11 and 12 of the printed circuit board 1. Heat is applied from the lower surface side, and the heat is transmitted to the solder joint 6 via the lands 11a and 12a and heated. In this case, by providing the solder 13 on the lands 11b and 12b on the lower surface side of the through holes 11 and 12, heat can be efficiently transmitted.
[0037]
Accordingly, the hot air effectively heats the solder joint 6 located inside the MCM 2, and the hot air supplied through the hole 7 is relatively hard to reach (or supplied) by the heating through the through holes 11 and 12. (The temperature of the heated hot air is reduced.) The solder joint 6 located on the outer peripheral side of the MCM 2 is effectively heated. As a result, according to the second embodiment, the solder joint 6 can be heated more effectively, and the MCM 2 can be more easily removed from the printed circuit board 1.
[0038]
Next, in a third embodiment of the present invention shown in FIG. 3, a GND terminal 4b is provided at the outermost peripheral portion of the lower surface of the MCM 2 for EMI (radio wave noise interference) countermeasures. Are connected to the lands 15 on the printed circuit board 1 via the solder joints 6. The land 15 is connected to a conductor pattern 16 located just outside the MCM 2.
[0039]
In the present embodiment, when removing the MCM 2 from the printed circuit board 1, hot air is supplied to the solder joint 6 of the MCM 2 from the hole 7 provided in the printed circuit board 1 as in the first embodiment. In addition, heating of the conductor pattern 16 is used together. Due to the heating of the conductor pattern 16, the heat is transmitted to the solder joint 6 via the land 15 and is heated. Also in this case, the conductive pattern 16 is provided with the solder 13 in order to efficiently transmit heat.
[0040]
Also in the third embodiment, the hot air effectively heats the solder joint 6 located inside the MCM 2 and the hot air supplied through the hole 7 by the heating through the conductor pattern 16. Heating at the solder joint 6 located at the outermost periphery of the MCM 2 which is relatively difficult to reach (or the temperature of the supplied hot air decreases) is effectively performed. As a result, according to the third embodiment, the solder joint 6 can be more effectively heated, and the MCM 2 can be more easily removed from the printed circuit board 1.
[0041]
It should be noted that the heating of the solder joint 6 through the through holes 11 and 12 in the above-described second embodiment and the heating of the solder joint 6 using the conductor pattern 16 in the above-described third embodiment are combined. Of course, it is possible to carry out the removal method in a state where it is in a closed state.
[0042]
(3) Fourth embodiment
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 schematically shows a multi-chip module 21 (hereinafter abbreviated as MCM 21) according to the present embodiment and a mounting structure of the multi-chip module 21 on a printed circuit board 22. Here, the MCM 21 is configured by mounting a plurality of electronic components 24 on an MCM substrate 23. The MCM substrate 23 has a low rigidity using a crystal transition type thermoplastic resin. Of the multi-layer wiring board.
[0043]
Although not shown in detail, the MCM substrate 23 is formed by stacking a plurality of insulating layers made of, for example, a polyetheretherketone (PEEK) resin and a polyetherimide (PEI) resin. For example, a conductor pattern made of, for example, copper foil is formed, and an interlayer connection portion for electrically connecting the conductor pattern between layers is provided at a key position. A land on which the electronic component 24 is mounted is provided on the surface (mounting surface) of the MCM substrate 23, and electrode terminals connected to the printed circuit board 22 are provided on the back surface (solder surface). .
[0044]
For the manufacture of such an MCM substrate 23, for example, a polyetheretherketone (PEEK) resin containing 35 to 65% by weight and a polyetherimide (PEI) resin 35 to 65% by weight and having a thickness of, for example, 25 to 65% are used. A 75 micron film (trade name “PAL-CLAD”) is used. This material becomes soft at, for example, around 200 ° C., becomes hard at lower and higher temperatures (dissolves at higher temperatures (about 400 ° C.)), and when the temperature drops from high to 200 ° C. It has the property of maintaining hardness even at around ℃.
[0045]
In this case, on the surface of the film, a conductor foil, for example, a copper foil is pasted in advance, and a film constituting each insulating layer is patterned by etching to form a conductor pattern. A via hole for forming an interlayer connection portion is formed at a key point, and a conductive paste is filled in the via hole. Then, the films are stacked vertically and a hot press is performed in which the films are heated to, for example, 200 to 350 ° C. and vertically pressed at a pressure of 0.1 to 10 Mpa.
[0046]
As a result, each film is once softened by heat and pressed together in a state of being fused, and then fused together, and then crystallized (hardened) to be integrated as a whole, whereby the conductor pattern is embedded. At the same time, the conductive paste in the via hole is cured to form a low-rigid multilayer wiring board (substrate 23 for MCM) having a plurality of insulating layers in which interlayer connection portions are formed. By adopting such a manufacturing method, a high degree of integration can be achieved, productivity is greatly improved, and dimensional accuracy is excellent compared with the case where a thermosetting resin is used. Advantages such as superiority can be obtained.
[0047]
The MCM 21 is configured by mounting a plurality of electronic components 24 on the low-rigidity MCM substrate 23 described above. In this case, the MCM 21 is manufactured as follows. That is, although not shown, a hard (high-rigidity) reinforcing plate having high heat resistance is used for manufacturing the MCM 21. The MCM substrate 23 is first placed on its back surface (solder surface) on the reinforcing plate, and in this state, solder is applied to the electrode terminals. In this case, the applied amount of solder is set to a small value so that the mounting accuracy at the time of mounting components later does not deteriorate.
[0048]
Next, after the MCM substrate 23 is turned upside down and placed on the reinforcing plate with the surface (mounting surface) facing up, solder is applied to the land portion, and subsequently, the electronic component 24 is mounted. After that, reflow heating is performed while being placed on the reinforcing plate. Thus, even if the low-rigidity MCM substrate 23 has a low rigidity, the electronic component 24 can be mounted by normal reflow heating. The electronic components 24 that are not required to be separated from the MCM substrate 23 when detached due to the occurrence of a defect should be mounted on the MCM substrate 23 by a bonding method that cannot be separated at the solder melting temperature (for example, alkane connection or resin welding). You can also.
[0049]
The MCM 21 is provided with a plurality of (three in the drawing) to-be-sucked portions 21a that can be sucked by a suction pad of a mounter (not shown) on the upper surface of the MCM substrate 23. The attracted portion 21a is a flat area of a predetermined size where the electronic component 24 is not present on the MCM substrate 23. In the present embodiment, the attracted portion 21a has a test pattern. It is also used as the formed test point, so that the space can be effectively used.
[0050]
Next, the MCM 21 is mounted on the printed circuit board 22 by, for example, a mounter. The mounting of the MCM 21 on the printed circuit board 22 is performed at the same place as the manufacturing of the MCM 21 described above. At this time, the MCM 21 is conveyed by sucking the suctioned portions 21a at a plurality of positions provided on the MCM substrate 23 by the suction pad. As a result, since the low-rigidity MCM substrate 23 is used, even if the MCM 21 is inferior in handleability, it can be easily transported (mounted on the printed circuit board 22) using suction. .
[0051]
Further, by this mounting, the lands on the upper surface of the printed circuit board 22 and the electrode terminals on the lower surface of the MCM 21 are connected by the solder joints 25. In the present embodiment, in addition, a part of the MCM substrate 23 is additionally provided. (The left end in the figure) is thermally fused to the printed circuit board 22 (thermally fused portion 26). Thus, the MCM 21 (the MCM substrate 23) can be mounted so that a stable state can be maintained even when the electronic component 24 is heated to the solder melting temperature or higher when the electronic component 24 is removed from the MCM substrate 23 or the like. It is desirable that the thermal fusion of the MCM 21 be performed after an operation test of the electronic circuit has been performed and passed. Further, heat fusion may be performed at a plurality of locations on the MCM substrate 23.
[0052]
In the above configuration, since the MCM substrate 23 constituting the MCM 21 is made of a low rigidity, the stress generated due to the difference in thermal expansion coefficient between the MCM substrate 23 and the electronic component 24 is reduced. Can be absorbed by deformation. Therefore, it is possible to effectively prevent the occurrence of troubles such as breakage of the solder connection of the electronic component 24, and it is possible to minimize the work of removing (replacement) the MCM 21 from the printed circuit board 22. is there.
[0053]
If a problem occurs in the MCM 21, instead of removing the entire MCM 21 from the printed circuit board 22, the electronic component 24 is removed from the MCM substrate 23 and replaced by heating the MCM 21 to a solder melting temperature. Can be dealt with. The heating to the solder melting temperature can be performed from the lower surface of the MCM substrate 23 by supplying a heating gas from a hole provided in the printed circuit board 22. Further, a hole corresponding to the hole provided in the printed circuit board 22 may be provided in the MCM substrate 23 to supply a heating gas to the lower surface of the electronic component 24. Further, in this case, the electronic components 24 mounted on the MCM substrate 23 by a joining method that cannot be separated at the solder melting temperature can be eliminated without being separated from the MCM substrate 23, and only the necessary electronic components 24 are removed. It can be easily removed and replaced.
[0054]
According to the fourth embodiment, since the MCM substrate 23 constituting the MCM 21 is formed of a low-rigid multilayer wiring board using a thermoplastic resin, the solder between the MCM substrate 23 and the electronic component 24 is formed. It is possible to obtain excellent effects such as the occurrence of problems such as connection breakage can be effectively prevented.
[0055]
In this embodiment, the MCM substrate 23 is heat-sealed to the printed circuit board 22 and the entire MCM 21 is not removed (not replaced). And the MCM 21 may be detached from the printed circuit board 22 and replaced. In this case, the printed board 22 may be provided with a hole for supplying hot air as in the first embodiment, and hot air may be supplied from the inside to heat the solder joint 25.
[0056]
In addition, in the fourth embodiment, the to-be-absorbed portion 21a is provided on the MCM substrate 23, but the upper surface of the electronic component 24 on the MCM substrate 23 is used as the to-be-absorbed portion to perform the attraction. For example, the present invention can be appropriately modified and carried out without departing from the gist.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a mounting structure of a multichip module according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of a main part showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view of a main part showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a main part showing a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
In the drawings, reference numerals 1 and 22 denote printed circuit boards, reference numerals 2 and 21 denote multi-chip modules, reference numerals 4 and 23 denote substrates for MCM, reference numerals 5 and 24 denote electronic components, reference numerals 6 and 25 denote solder joints, reference numeral 7 denotes holes, and reference numerals 11 and 12 denote through holes. The hole, 16 is a conductor pattern, 21a is a part to be attracted, and 26 is a heat fusion part.

Claims

A multi-chip module mounting structure in which a multi-chip module having a plurality of electronic components mounted on an MCM substrate is soldered to a mounting surface of a printed circuit board,
A mounting structure for a multi-chip module, wherein a hole for supplying a heating gas from a surface opposite to the mounting surface is provided in the printed board with respect to a solder joint of the multi-chip module.

2. The mounting structure for a multi-chip module according to claim 1, wherein the MCM substrate of the multi-chip module is a low-rigid multilayer wiring board using a thermoplastic resin.

3. The multi-chip module according to claim 1, wherein in the multi-chip module, at least a part of the electronic components is mounted on the MCM substrate by a bonding method that cannot be separated at a solder melting temperature. 4. Module mounting structure.

A method for removing a multi-chip module provided with the mounting structure according to claim 1 from a printed circuit board,
A multi-chip module, wherein a heating gas heated to a solder melting temperature is supplied from a side opposite to the mounting surface through a hole provided in the printed board to melt a solder joint. How to remove.

The method according to claim 4, wherein when the printed board is provided with a through-hole connected to the solder joint, heating is performed on the through-hole from the side opposite to the mounting surface. How to remove multichip module.

When a conductor pattern connected to the solder joint is provided on the mounting surface of the printed circuit board outside the mounting portion of the multi-chip module, heating the conductor pattern is also used. A method for removing a multichip module according to claim 4.

A multi-chip module removal device for performing the removal method according to any one of claims 4 to 6,
Support means for supporting the printed circuit board,
A partition plate for partitioning the multi-chip module from other electronic components,
A pipe connected to the hole in the printed circuit board,
Heating gas supply means for supplying a heating gas through the pipe;
An evacuation unit for exhausting a heated gas used for heating the solder joint, the multichip module removal device.

A multi-chip module having a plurality of electronic components mounted on an MCM substrate,
A multi-chip module, wherein the MCM substrate is formed of a low-rigid multilayer wiring substrate using a thermoplastic resin.

9. The multi-chip module according to claim 8, wherein a plurality of sucked portions that can be sucked by a suction pad are provided on an upper surface of the MCM substrate.

10. The multi-chip module according to claim 9, wherein the sucked portion also serves as a test point on which a test pattern is formed.

A method for manufacturing a multi-chip module according to any one of claims 8 to 10, wherein
The MCM substrate is placed on a reinforcing plate, and solder is applied to the land thereof, and the electronic component is mounted.
A method for manufacturing a multi-chip module, wherein reflow heating is performed while the multi-chip module is placed on the reinforcing plate.

A multi-chip module mounting structure for mounting the multi-chip module according to claim 8 on a printed circuit board,
A mounting structure for a multi-chip module, wherein a part of the MCM substrate of the multi-chip module is thermally fused to the printed circuit board.

13. The multi-chip module according to claim 12, wherein at least a part of the electronic components is mounted on the MCM substrate by a bonding method that cannot be separated at a solder melting temperature. Mounting structure.

A multi-chip module comprising the mounting structure according to claim 12 or 13, wherein the multi-chip module is heated to a solder melting temperature so that only the electronic components soldered on the MCM substrate are removed. A method for removing a component on a multi-chip module, the method comprising: