JP2007005495A - Printed wiring board and method of mounting semiconductor package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、BGA(Ball Grid Array)やCSP(Chip Size Package)といった表面実装型の半導体パッケージが実装されるプリント配線板や、かかる半導体パッケージの実装方法に関する。 The present invention relates to a printed wiring board on which a surface mount type semiconductor package such as BGA (Ball Grid Array) or CSP (Chip Size Package) is mounted, and a method for mounting such a semiconductor package.
従来より電子機器の小型化、高密度化、高性能化、低コスト化を実現するために、プリント配線板表面のパッドに半導体素子をはんだ付けする表面実装方式が採用されている。表面実装方式では、SOP(small outline package)やQFP(quad flat package)等のリード端子が所定ピッチで複数配列された半導体パッケージが用いられている。また、近年における半導体パッケージの小型化、高集積化等の要請に伴って、BGA(Ball Grid Array)やCSP(Chip Size Package)といった半導体チップとほぼ同等の大きさの半導体パッケージが多用されるようになった。 Conventionally, in order to realize miniaturization, high density, high performance, and low cost of electronic equipment, a surface mounting method in which a semiconductor element is soldered to a pad on the surface of a printed wiring board has been adopted. In the surface mounting method, a semiconductor package in which a plurality of lead terminals such as SOP (small outline package) and QFP (quad flat package) are arranged at a predetermined pitch is used. In addition, with recent demands for miniaturization and high integration of semiconductor packages, semiconductor packages having a size almost the same as that of semiconductor chips such as BGA (Ball Grid Array) and CSP (Chip Size Package) are likely to be used. Became.
一方、半導体パッケージをプリント配線板の外層にリフローはんだ付けにより表面実装する工程においても、環境に対する負荷を軽減するために錫と鉛の共晶はんだから無鉛はんだに置き換わりつつあり、これに伴ってリフロー時の温度が上昇してきている。かかる半導体パッケージの実装工程においては、半導体パッケージやプリント配線板に、リフロー時の加熱温度に耐えうるはんだ耐熱性が求められることとなる。 On the other hand, in the process of surface mounting a semiconductor package on the outer layer of a printed wiring board by reflow soldering, tin-lead eutectic solder is being replaced with lead-free solder in order to reduce the environmental burden, and reflow is accompanied by this. The temperature of the hour is rising. In such a semiconductor package mounting process, the semiconductor package and the printed wiring board are required to have solder heat resistance that can withstand the heating temperature during reflow.
たとえばプリント配線板にリフロー加熱時の温度に対する耐性が欠けると、プリント配線板の構成材料が備える線膨張係数の相違等から、反りや膨れが発生してしまう。プリント配線板に反りや膨れが発生すると、図6〜図8に示すように、半導体パッケージの電極端子がフットプリントから剥離するなどのはんだ付け不良が発生し、プリント配線板の品質低下を引き起こす。 For example, if the printed wiring board lacks resistance to the temperature during reflow heating, warpage and swelling occur due to differences in the linear expansion coefficient of the constituent material of the printed wiring board. When the printed wiring board is warped or swollen, as shown in FIG. 6 to FIG. 8, soldering defects such as peeling of the electrode terminals of the semiconductor package from the footprint occur, and the quality of the printed wiring board is deteriorated.
図6はプリント配線板に反りが発生することにより半導体パッケージとのはんだ接合不良が生じた様子を示し、図7は半導体パッケージに反りが発生することによりプリント配線板とのはんだ接合不良が生じた様子を示し、図8はプリント配線板及び半導体パッケージの両者に反りが発生することによりはんだ接合不良が生じた様子を示している。 FIG. 6 shows a state where a solder joint failure with a semiconductor package occurs due to warpage of the printed wiring board, and FIG. 7 shows a solder joint failure with the printed wiring board caused by warpage of the semiconductor package. FIG. 8 shows a state in which a solder joint failure has occurred due to warpage of both the printed wiring board and the semiconductor package.
かかるはんだ付け不良を防止するためには、リフロー工程におけるリフロー炉内でのプリント配線板の現象を捉え、管理することが望ましいが、従来、リフロー工程中において、リフロー炉内のプリント配線板の反りや膨れに伴う半導体パッケージの電極とフットプリントとの剥離を管理することは困難であった。 In order to prevent such poor soldering, it is desirable to capture and manage the phenomenon of the printed wiring board in the reflow furnace in the reflow process. Conventionally, however, the warping of the printed wiring board in the reflow furnace has occurred during the reflow process. It has been difficult to manage the separation between the electrode and footprint of the semiconductor package due to swelling.
そこで、本発明は、リフロー工程中において、プリント配線板の反りや膨れが発生することにより、半導体パッケージの電極とプリント配線板のフットプリントとの剥離等のはんだ付け不良の発生を管理し、プリント配線板の実装品質の向上が図られたプリント配線板及び半導体パッケージの実装方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention manages the occurrence of soldering defects such as peeling between the electrodes of the semiconductor package and the footprint of the printed wiring board by causing warping or swelling of the printed wiring board during the reflow process. It is an object of the present invention to provide a printed wiring board and a semiconductor package mounting method in which the mounting quality of the wiring board is improved.
上述した課題を解決するために、本発明にかかるプリント配線板は、複数の電極端子が突出して設けられたパッケージを有し、該パッケージの上記電極端子が形成された接着面略中央に第1のセンサー用ランドが設けられるとともに、上記接着面と反対側の面に上記第1のセンサー用ランドと接続された第1のチェック用ランドが設けられた半導体パッケージと、上記半導体パッケージが実装される実装部の略中央に上記第1のセンサー用ランドに対応した第2のセンサー用ランドと、該第2のセンサー用ランドから引出しパターンを介して上記実装部外へ引き出された第2のチェック用ランドとが設けられた基板とを備え、上記半導体パッケージが上記第1のセンサー用ランドを上記第2のセンサー用ランド上に臨まされて上記実装部に実装されているものである。 In order to solve the above-described problems, a printed wiring board according to the present invention has a package in which a plurality of electrode terminals protrudes, and the first of the package is provided in the center of the adhesive surface on which the electrode terminals are formed. And a semiconductor package in which a first check land connected to the first sensor land is provided on a surface opposite to the adhesive surface, and the semiconductor package is mounted. A second sensor land corresponding to the first sensor land in the approximate center of the mounting portion, and a second check for the second sensor land drawn out of the mounting portion through a drawing pattern from the second sensor land A board provided with a land, and the semiconductor package faces the first sensor land on the second sensor land and is mounted on the mounting portion. Those which are.
また、本発明にかかる半導体パッケージの実装方法は、複数の電極端子が突出して設けられたパッケージを有し、該パッケージの上記電極端子が形成された接着面略中央に第1のセンサー用ランドが設けられるとともに、上記接着面と反対側の面に上記第1のセンサー用ランドと接続された第1のチェック用ランドが設けられた半導体パッケージを、実装部の略中央に設けられ上記第1のセンサー用ランドに対応した第2のセンサー用ランドと、該第2のセンサー用ランドから引き出しパターンを介して上記実装部外へ引き出された第2のチェック用ランドとが設けられた基板の上記実装部に搭載し、上記第1及び第2のチェック用ランドにケーブル線を介してテスターを接続し、上記半導体パッケージが搭載された基板をリフロー炉に通し、上記テスターによる導通測定を行うものである。 The semiconductor package mounting method according to the present invention includes a package in which a plurality of electrode terminals protrudes, and a first sensor land is provided at a substantially center of an adhesive surface on which the electrode terminals of the package are formed. And a semiconductor package provided with a first check land connected to the first sensor land on a surface opposite to the adhesive surface and provided at a substantially center of the mounting portion. The mounting of the substrate provided with the second sensor land corresponding to the sensor land and the second check land drawn out of the mounting portion through the drawing pattern from the second sensor land The tester is connected to the first and second check lands via a cable line, and the substrate on which the semiconductor package is mounted is passed through a reflow furnace. And it performs conduction measurement by the tester.
本発明にかかるプリント配線板及び半導体パッケージの実装方法によれば、リフロー時の熱により、基板や半導体パッケージに反りや膨れが発生すると、第1のセンサー用ランドと第2のセンサー用ランドとが接触するため、第1のセンサー用ランドに接続された第1のチェック用ランドと、第2のセンサー用ランドに接続された第2のチェック用ランドとが導通される。従って、第1、第2のセンサー用ランドの導通を検出することにより、基板あるいは半導体パッケージに反りや膨れが発生したことがわかるため、半導体パッケージの電極端子と実装部とが剥離するなどの、リフロー炉内における現象を管理することができ、プリント配線板の実装品質の向上を図ることができる。 According to the printed wiring board and the semiconductor package mounting method of the present invention, when warping or swelling occurs on the substrate or the semiconductor package due to heat during reflow, the first sensor land and the second sensor land are formed. The contact is made between the first check land connected to the first sensor land and the second check land connected to the second sensor land. Therefore, by detecting the continuity of the first and second sensor lands, it can be seen that the substrate or the semiconductor package has warped or swollen, so that the electrode terminal and the mounting portion of the semiconductor package are peeled off. The phenomenon in the reflow furnace can be managed, and the mounting quality of the printed wiring board can be improved.
以下、本発明が適用されたプリント配線板及び半導体パッケージの実装方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明が適用されたプリント配線板1は、図1に示すように、所定の配線パターンが形成された絶縁基板2と、この絶縁基板2に形成された実装部3に実装されるBGAやCSPといった小型の半導体パッケージ4とを有する。
Hereinafter, a printed wiring board and a semiconductor package mounting method to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a printed
プリント配線板1は、例えばガラスエポキシ樹脂基材に銅箔を積層して形成された銅張積層板の外層に、フォトツールを用いたプリントエッチ法により配線パターン及び半導体パッケージ4が実装される実装部3が形成されている。実装部3は、図2に示すように、半導体パッケージ4と略同一の大きさを有し矩形状に形成されている。この実装部3には、半導体パッケージ4の実装面に設けられたバンプ12に応じた電極パッド6が中央部を除く周縁部に複数配列して形成されている。各電極パッド6からは、詳細を省略する配線パターンが実装部3外へ引き出されて、プリント配線板1の外層に形成された他の配線パターンと接続されている。この電極パッド6にははんだクリームが印刷されることにより、半導体パッケージ4に設けられたバンプ12がはんだ付けされる。
The printed
また、実装部3は、略中央部に後述する半導体パッケージ4の実装面側の略中央に形成された第1のセンサー用ランド13に応じて第2のセンサー用ランド7が形成されている。そして第2のセンサー用ランド7は、実装部3外へ引き出された引き出しパターン8と接続されるとともに、この引き出しパターン8の先端部に形成された第2のチェック用ランド9と接続されている。この第2のセンサー用ランド7は、絶縁基板2や半導体パッケージ4がリフロー加熱工程において反りや膨れ等を発生することにより、第1のセンサー用ランド13と接触すると、この第2のセンサー用ランド7と接続された第2のチェック用ランド9と、第1のセンサー用ランド13と接続された第1のチェック用ランド14との間の導通が検出されることにより、かかる絶縁基板2や半導体パッケージ4の反りや膨れの発生を判別するものである。
Further, the mounting portion 3 has a second sensor land 7 formed in a substantially central portion in accordance with a
ここで、引き出しパターン8から実装部3外へ引き出される第2のチェック用ランド9は、実装部3外の任意の箇所に設けることができるため、配線パターンの高密度化、パターンピッチの狭小化が求められているプリント配線板1において、パターン設計の自由度を確保することができる。
Here, since the second check land 9 drawn out of the mounting portion 3 from the drawing pattern 8 can be provided at any location outside the mounting portion 3, the wiring pattern has a high density and the pattern pitch is narrowed. In the printed
実装部3に実装される半導体パッケージ4は、BGAやCSPであり、パッケージ本体11の下面には図3に示すように、バンプ12が複数配列されることにより、上記プリント配線板1の実装部3にはんだ付けされる接着面11aとされている。またパッケージ本体11は、図4に示すように、接着面11aと反対側を、実装部3への実装時において自動搭載器に吸着される吸着面11bとされている。このパッケージ本体11は、略矩形状に形成され、接着面11aには中央部を除く周縁部にバンプ12が複数配列して形成されている。
The semiconductor package 4 mounted on the mounting unit 3 is a BGA or CSP, and a plurality of
またパッケージ本体11の接着面11aには、略中央部に上記実装部3に設けられた第2のセンサー用ランド7に対応して第1のセンサー用ランド13が形成されている。この第1のセンサー用ランド13は、吸着面11bに形成された第1のチェック用ランド14と、詳細を省略する接続パターンを介して、あるいはパッケージ本体11内を貫通する接続線を介して接続されている。
A
かかる第1のセンサー用ランド13は、バンプ12よりも低く形成されており、絶縁基板2やパッケージ本体11に反りや膨れ等が生じることなく半導体パッケージ4が実装された場合、実装部3に形成された第2のセンサー用ランド7と接触することはない。しかし、リフロー工程等において、絶縁基板2やパッケージ本体11に反りや膨れ等が生じた場合には、第1のセンサー用ランド13と第2のセンサー用ランド7とが接触する。これにより、第1のセンサー用ランド13と接続する第1のチェック用ランド14と、第2のセンサー用ランド7と接続する第2のチェック用ランド9とが電気的に接続されることとなる。したがって、この第1、第2のチェック用ランド14,9間の導通を測定することにより、絶縁基板2やパッケージ本体11に反りや膨れ等が生じたことを判別することができる。
The
かかる第1、第2のチェック用ランド14,9間の導通検出は、絶縁基板2の実装部3へ半導体パッケージ4をリフローはんだ付けする工程において行われる。従って、本発明によれば、リフロー炉内における絶縁基板2や半導体パッケージ4の反りや膨れを管理することができ、実装品質の低下を未然に防止することができる。以下、半導体パッケージ4の実装工程について詳細に説明する。
Such conduction detection between the first and
まず絶縁基板2は、ガラスエポキシ樹脂に銅箔を積層して形成された銅張積層板に、フォトツールを用いたプリントエッチ法により配線パターン及び実装部3が形成される。これにより、実装部3に半導体パッケージ4のバンプ12が接続される電極パッド6と第1のセンサー用ランド13に応じた略中央に第2のセンサー用ランド7が形成され、また第2のセンサー用ランド13より実装部3外へ引き出す引き出しパターン8及び引き出しパターン8の先端部に形成される第2のチェック用ランド9が形成される。
First, in the
次いで、実装部3にクリームはんだが印刷された後、半導体パッケージ4が自動部品実装器によってパッケージ本体11の吸着面11bが吸着され、実装部3上に搭載される。これにより、パッケージ本体11の接着面11aに形成されたバンプ12と実装部3に形成された電極パッド6とが接触され、また第1のセンサー用ランド13と第2のセンサー用ランド7とが所定の間隙を隔てて対峙される。
Next, after the cream solder is printed on the mounting portion 3, the semiconductor package 4 is mounted on the mounting portion 3 by the
次いで、半導体パッケージ4の吸着面11bに形成された第1のチェック用ランド14と、絶縁基板の外層に形成された第2のチェック用ランド9に、それぞれケーブル線15が接続される。このケーブル線15の先端にはテスター16が接続され、第1、第2のセンサー用ランド13,7が接触することにより導通が図られると、これを検知することができる。その後、半導体パッケージ4が搭載された絶縁基板2がリフロー炉に通されて、所定温度、所定時間でリフロー加熱されることにより、半導体パッケージ4が実装部3にリフローはんだ付けされる。
Next, cable lines 15 are connected to the
このとき、リフロー時の熱により、絶縁基板2やパッケージ本体11に反りや膨れが発生すると、図5に示すように、第1のセンサー用ランド13と第2のセンサー用ランド7とが接触するため、第1のセンサー用ランド13に接続された接続パターンを介して第1のチェック用ランド14と、第2のセンサー用ランド7に接続された引き出しパターン8を介して第2のチェック用ランド9とが導通される。従って、第1、第2のチェック用ランド14,9に接続されたテスター16によって、第1、第2のセンサー用ランド13,7の接触を検知することができる。
At this time, if the insulating
テスター16による第1、第2のセンサー用ランド13,7の接触が検知されると、絶縁基板2あるいは半導体パッケージ4のパッケージ本体11に反りや膨れが発生したことがわかる。すなわち、図1に示すように、絶縁基板2やパッケージ本体11に反りや膨れが生じていない状態では、第1、第2のセンサー用ランド13,7は、所定の間隙をもって対峙されているため、テスター16は導通を検出することがない。従って、テスター16によって導通が検出されると、絶縁基板2あるいはパッケージ本体11のいずれか又は両者に反りや膨れ発生していることがわかる。
When the contact of the first and second sensor lands 13 and 7 by the tester 16 is detected, it can be seen that the insulating
このように、絶縁基板2やパッケージ本体11に反り等が発生したプリント配線板1は、半導体パッケージ4のバンプ12が実装部3の電極パッド6から剥離する等のはんだ付け不良が発生していることから、かかるプリント配線板1は製造ラインから取り除かれる。一方、テスター16により導通が検出されなかったプリント配線板1は、はんだ付け不良は発生していないことから、ケーブル線15が取り外された後、次の製造工程に付される。
As described above, in the printed
以上のように、本発明が適用されたプリント配線板1及び半導体パッケージ4の実装方法によれば、絶縁基板2や半導体パッケージ4にリフロー加熱時の温度に対する耐性が欠け、反りや膨れ等が発生し、半導体パッケージ4のバンプ12と実装部3の電極パッド6とが剥離するなどの、リフロー炉内における現象を管理することができ、プリント配線板の実装品質の向上を図ることができる。
As described above, according to the mounting method of the printed
1 プリント配線板、2 絶縁基板、3 実装部、4 半導体パッケージ、6 電極パッド、7 第2のセンサー用ランド、8 引き出しパターン、9 第2のチェック用ランド、11 パッケージ本体、12 バンプ、13 第1のセンサー用ランド、14 第1のチェック用ランド、15 ケーブル線、16 テスター
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記半導体パッケージが実装される実装部の略中央に上記第1のセンサー用ランドに対応した第2のセンサー用ランドと、該第2のセンサー用ランドから引出しパターンを介して上記実装部外へ引き出された第2のチェック用ランドとが設けられた基板とを備え、
上記半導体パッケージが上記第1のセンサー用ランドを上記第2のセンサー用ランド上に臨まされて上記実装部に実装されているプリント配線板。 A package having a plurality of electrode terminals protruding therefrom, the first sensor land being provided substantially at the center of the bonding surface of the package on which the electrode terminals are formed, and on the surface opposite to the bonding surface; A semiconductor package provided with a first check land connected to the first sensor land;
A second sensor land corresponding to the first sensor land is provided in the approximate center of the mounting portion on which the semiconductor package is mounted, and the second sensor land is pulled out of the mounting portion through a drawing pattern. And a substrate provided with a second check land,
A printed wiring board in which the semiconductor package is mounted on the mounting portion with the first sensor land facing the second sensor land.
上記第1及び第2のチェック用ランドにケーブル線を介してテスターを接続し、
上記半導体パッケージが搭載された基板をリフロー炉に通し、上記テスターによる導通測定を行う半導体パッケージの実装方法。 A package having a plurality of electrode terminals protruding therefrom, the first sensor land being provided substantially at the center of the bonding surface of the package on which the electrode terminals are formed, and on the surface opposite to the bonding surface; A semiconductor package provided with a first check land connected to the first sensor land is provided with a second sensor land corresponding to the first sensor land provided substantially at the center of the mounting portion. , Mounted on the mounting portion of the substrate provided with a second check land drawn out of the mounting portion through a drawing pattern from the second sensor land,
A tester is connected to the first and second check lands via a cable line,
A method for mounting a semiconductor package, wherein the substrate on which the semiconductor package is mounted is passed through a reflow furnace, and the continuity is measured by the tester.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005182515A JP2007005495A (en) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | Printed wiring board and method of mounting semiconductor package |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011254053A (en) * | 2010-06-04 | 2011-12-15 | Nec Corp | Semiconductor package, wiring board and reflow furnace |
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- 2005-06-22 JP JP2005182515A patent/JP2007005495A/en not_active Withdrawn
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