JP2013048031A - スプリング端子付き基板及びその製造方法 - Google Patents

スプリング端子付き基板及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2013048031A
JP2013048031A JP2011185560A JP2011185560A JP2013048031A JP 2013048031 A JP2013048031 A JP 2013048031A JP 2011185560 A JP2011185560 A JP 2011185560A JP 2011185560 A JP2011185560 A JP 2011185560A JP 2013048031 A JP2013048031 A JP 2013048031A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spring terminal
resin
substrate
connection
spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011185560A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Ihara
義博 井原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Electric Industries Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinko Electric Industries Co Ltd filed Critical Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority to JP2011185560A priority Critical patent/JP2013048031A/ja
Priority to US13/584,962 priority patent/US20130048359A1/en
Priority to CN2012102885369A priority patent/CN102969596A/zh
Publication of JP2013048031A publication Critical patent/JP2013048031A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • H01R12/57—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals surface mounting terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/52—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3485—Applying solder paste, slurry or powder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49827—Via connections through the substrates, e.g. pins going through the substrate, coaxial cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/22—Contacts for co-operating by abutting
    • H01R13/24—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
    • H01R13/2442—Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted with a single cantilevered beam
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/03—Conductive materials
    • H05K2201/0302—Properties and characteristics in general
    • H05K2201/0311—Metallic part with specific elastic properties, e.g. bent piece of metal as electrical contact
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09372—Pads and lands
    • H05K2201/09481—Via in pad; Pad over filled via
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/1031—Surface mounted metallic connector elements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10378—Interposers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10954—Other details of electrical connections
    • H05K2201/10977—Encapsulated connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/325—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by abutting or pinching, i.e. without alloying process; mechanical auxiliary parts therefor
    • H05K3/326—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by abutting or pinching, i.e. without alloying process; mechanical auxiliary parts therefor the printed circuit having integral resilient or deformable parts, e.g. tabs or parts of flexible circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y10T29/49144—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. by metal fusion

Abstract

【課題】スプリング端子付き基板において、スプリング端子のはんだ接続部を補強すること。
【解決手段】接続パッドＰを備える基板１０と、接続部３２がはんだ層２２によって接続パッドＰに接続されたスプリング端子３０と、はんだ層２２の側面を覆って形成された補強樹脂部２４とを含む。はんだ層２２及び補強樹脂部２４は、樹脂含有はんだペーストから形成される。
【選択図】図６

Description

半導体パッケージを実装するための実装用ソケットなどに適用できるスプリング端子付き基板及びその製造方法に関する。
従来、半導体パッケージの交換作業の容易性を考慮して、半導体パッケージが実装用ソケットを介してマザーボードに実装される場合がある。また、半導体デバイスの検査を行う際には、半導体デバイスが検査用ソケットを介して配線基板に接続される。
そのような実装用ソケット及び検査用ソケットは、半導体パッケージが接続される外部接続端子としてばね性を有するスプリング端子を備えている。
特開２０１０−２７７８２９号公報
実装用ソケットを実装基板にリフローはんだ付けで搭載する際に、スプリング端子を固定するはんだが再溶融してスプリング端子が転倒するおそれがある。
スプリング端子付き基板及びその製造方法において、スプリング端子のはんだ接続部を補強することを目的とする。
以下の開示の一観点によれば、接続パッドを備える基板と、接続部がはんだ層によって前記接続パッドに接続されたスプリング端子と、前記はんだ層の側面を覆って形成された補強樹脂部とを有するスプリング端子付き基板が提供される。
また、その開示の他の観点によれば、接続パッドを備える基板の前記接続パッドの上に、樹脂含有はんだ材料を設ける工程と、前記樹脂含有はんだ材料にスプリング端子の接続部を配置し、リフロー加熱することにより、前記スプリング端子の前記接続部をはんだ層によって前記接続パッドに接続すると共に、前記はんだ層の側面を覆う補強樹脂部を形成する工程とを有するスプリング端子付き基板の製造方法が提供される。
さらに、その開示の他の観点によれば、接続パッドを備える基板の前記接続パッドの上に、はんだ材料を設ける工程と、前記はんだ材料にスプリング端子の接続部を配置し、リフロー加熱することにより、前記スプリング端子の前記接続部をはんだ層によって前記接続パッドに接続する工程と、前記はんだ層の側面を覆う補強樹脂部を形成する工程とを有するスプリング端子付き基板の製造方法が提供される。
以下の開示によれば、スプリング端子付き基板では、スプリング端子を基板の接続パッドに固定するはんだ層の側面を覆うように樹脂補強部が形成されてスプリング端子が補強されている。
このため、スプリング端子付き基板を実装基板にリフロー加熱して接続する際に、スプリング端子を固定するはんだ層が再溶融するとしても、スプリング端子が動いて位置ずれしたり、転倒するおそれがない。
また、スプリング端子を樹脂含有はんだ材料で基板の接続パッドに接続することにより、スプリング端子をはんだ層で基板の接続パッドに接続できると同時に、はんだ層の周辺に補強樹脂部を形成することができる。さらに、樹脂含有はんだ材料はリフロー加熱後にフラックス洗浄が不要なので、製造コストを低減することができる。
図１は予備的事項を説明するための断面図（その１）である。 図２は予備的事項を説明するための断面図（その２）である。 図３（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態のスプリング端子付き基板の製造方法を示す断面図（その１）である。 図４（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態のスプリング端子付き基板の製造方法を示す断面図（その２）である。 図５（ａ）及び（ｂ）は第１実施形態のスプリング端子付き基板の製造方法を示す断面図（その３）である。 図６は第１実施形態のスプリング端子付き基板を示す断面図である。 図７は図６のスプリング端子付き基板が実装基板に接続された様子を示す断面図である。 図８は図７の実装基板に接続されたスプリング端子付き基板に半導体パッケージが実装された様子を示す断面図である。 図９（ａ）及び（ｂ）は第２実施形態のスプリング端子付き基板の製造方法を示す断面図（その１）である。 図１０（ａ）及び（ｂ）は第２実施形態のスプリング端子付き基板の製造方法を示す断面図（その２）である。 図１１は第２実施形態のスプリング端子付き基板を示す断面図である。 図１２は第２実施形態の第１変形例のスプリング端子付き基板を示す断面図である。 図１３は第２実施形態の第２変形例のスプリング端子付き基板を示す断面図である。 図１４は第２実施形態の第３変形例のスプリング端子付き基板を示す断面図である。
以下、実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
実施形態の説明の前に、基礎となる予備的事項について説明する。図１及び図２は予備的事項を説明するための断面図である。
図１に示すように、予備的事項で説明するスプリング端子付き基板１００では、接続部２２０、ばね部２４０及び接触部２６０を備えたスプリング端子２００の接続部２２０が配線基板３００の接続パッド（不図示）にはんだ層３２０によって固定されている。配線基板３００の下面側には外部接続端子としてはんだバンプ３４０が設けられている。
そして、図２に示すように、スプリング端子付き基板１００のはんだバンプ３４０を実装基板４００（マザーボード）の接続電極４２０の上に配置し、リフロー加熱を行う。これにより、スプリング端子付き基板１００のはんだバンプ３４０が実装基板４００の接続電極４２０に接合される。
このとき、リフロー加熱を行う際に、スプリング端子２００を固定するはんだ層３２０が再溶融することにより、スプリング端子２００が動き、転倒することがある（図２の中央のスプリング端子２００）。
このスプリング端子付き基板１００をソケットとして用いる場合、スプリング端子２００の接触部２６０に半導体パッケージの接続電極が接続される。よって、スプリング端子２００が転倒すると、半導体パッケージの接続不良が発生する。
以下に説明する実施形態のスプリング端子付き基板を使用することにより、上記した不具合を解消することができる。
（第１の実施の形態）
図３〜図５は第１実施形態のスプリング端子付き基板の製造方法を示す断面図、図６は第１実施形態のスプリング端子付き基板を示す断面図である。
第１実施形態のスプリング端子付き基板の製造方法では、まず、図３（ａ）に示すような配線基板１０を用意する。配線基板１０では、絶縁基板１２にその厚み方向に貫通するスルーホールＴＨが形成されており、スルーホールＴＨ内に貫通電極１４が充填されている。絶縁基板１２の両面側には、貫通電極１４を介して相互接続される接続パッドＰがそれぞれ形成されている。
さらに、絶縁基板１２の上面側には、接続パッドＰの接続部上に開口部１６ａが設けられたソルダレジスト１６が形成されている。また、絶縁基板１２の下面側の接続パッドＰに外部接続端子としてはんだバンプ１８が形成されている。絶縁基板１２の下面側にも接続パッドＰを露出させるようにソルダレジストが形成されていてもよい。
特に図示しないが、配線基板１０内に所要の多層配線層が形成されていてもよい。また、接続パッドＰは島状に配置されていてもよいし、引き出し配線の端部に配置されていてもよい。
また、貫通電極１４の代わりに、スルーホールＴＨの側壁にスルーホールめっき層が形成され、スルーホールＴＨの孔が樹脂で充填されていてもよい。
次いで、図３（ｂ）に示すように、配線基板１０の上面側の接続パッドＰの上に樹脂含有はんだペースト２０（樹脂含有はんだ材料）を塗布する。樹脂含有はんだペースト２０は、スクリーン印刷又はディスペンス法などにより形成され、各接続パッドＰの上に島状に相互に分離されて形成される。
樹脂含有はんだペースト２０は、はんだ粒子、樹脂材料とその硬化剤、及びフラックスを含有する。そして、樹脂含有はんだペースト２０は、リフロー加熱すると、はんだ粒子が溶融して金属結合することで電気接続を行うと共に、はんだから外側に回り込んだ樹脂が硬化して機械的接合強度を補強する特徴と有する。
はんだペーストに付与される樹脂としては、例えば、硬化温度が１５０〜２５０℃の熱硬化型のエポキシ樹脂などが使用される。
また、樹脂含有はんだペースト２０のはんだとしては、例えば、錫（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）系の鉛フリーはんだが使用される。あるいは、ビスマス（Ｂｉ）―インジウム（Ｉｎ）系のはんだ、又は錫（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）系のはんだなどを使用してもよい。
樹脂含有はんだペースト２０に含まれるフラックスによって、はんだ付けする金属層の表面の酸化膜を除去し、はんだの濡れ性を向上させることができる。また、樹脂含有はんだペースト２０に含まれるフラックスは樹脂と反応性を有するため、リフロー加熱した後にフラックスが残留しない特性を有する。
なお、樹脂含有はんだ材料として、樹脂含有はんだペースト２０を例示するが、同様な特性を有する樹脂含有はんだボールなどを使用してもよい。
続いて、図４（ａ）に示すように、下端側に配置された接続部３２と、接続部３２に繋がって弓状に屈曲したばね部３４と、ばね部３４に繋がって上端側に配置された接触部３６とを備えるスプリング端子３０を用意する。
スプリング端子３０を製造するには、まず、リン青銅やベリリウム銅などの銅合金からなる金属板を打ち抜き加工又はエッチングすることにより帯状の金属部材を得る。
さらに、この帯状の金属部材を曲げ加工して弓状に屈曲させることにより、接続部３２、ばね部３４及び接触部３６を備えるスプリング端子３０が得られる。そして、スプリング端子３０の接続部３２及び接触部３６に金めっき層（不図示）が形成される。
スプリング端子３０の接続部３２は、例えば、平面形状が矩形状や円形状の平板状で形成される。後述するように、スプリング端子３０の接続部３２の下面が配線基板１０の接続パッドＰの表面に対向して配線基板１０に接続される。
そして、スプリング端子３０の接続部３２を配線基板１０の接続パッドＰ上に塗布した樹脂含有はんだペースト２０に配置し、２４０℃程度の温度でリフロー加熱する。
実際には、端子整列治具の多数の端子収容部に各スプリング端子３０が収容され、その端子収容部から露出する各スプリング端子３０の接続部３２が配線基板１０上の樹脂含有はんだペースト２０に配置された状態で、リフロー加熱が行われる。その後に、端子整列治具がスプリング端子３０から除去される。
このとき、図４（ｂ）に示すように、樹脂含有はんだペースト２０をリフロー加熱すると、ペースト中のはんだ粒子が溶融して中央部に集まって凝固し、かつペースト中の樹脂成分がフラックス成分と共に溶融したはんだ表面に移動して硬化する。
これにより、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、スプリング端子３０の接続部３２の中央主要部がはんだ層２２によって配線基板１０の接続パッドＰに接続される。
また同時に、スプリング端子３０の接続部３２の周縁部と配線基板１０（ソルダレジスト１６）との間から外側領域に補強樹脂部２４が形成される。補強樹脂部２４ははんだ層２２の側面を覆って形成される。図５（ａ）は、図５（ｂ）の平面図のＩ−Ｉに沿った断面に相当する。
このようにして、スプリング端子３０は、配線基板１０の接続パッドＰにはんだ層２２で接続されると共に、補強樹脂部２４によって機械的接続強度が補強される。
ここで、本実施形態と違って、樹脂を含有しないはんだペーストを使用する場合について言及する。はんだペーストにもフラックスが含有されているが、リフロー加熱した後に、はんだ付け部の外側にフラックスが残留するため、フラックスを洗浄する必要がある。フラックスにはハロゲン系材料が含まれているため、フラックスが残った状態では金属層に腐食が発生しやすいためである。
フラックスの洗浄工程には、１）溶剤洗浄工程、２）乾燥工程、３）仕上洗浄工程、４）仕上洗浄工程がある。このため、洗浄・乾燥設備、洗浄溶剤及びその回収などが必要となってコスト上昇を招くと共に、かなりの処置時間を必要とするため生産効率が低下につながる。
しかしながら、本実施形態で使用する樹脂含有はんだペースト２０に含まれるフラックスは樹脂と反応性を有する。このため、樹脂成分とフラックス成分とが反応して樹脂が硬化するため、リフロー加熱した後にフラックスが残留しないので、フラックス洗浄を行う必要はない。
このように、図５（ａ）及び（ｃ）に示すように、樹脂含有はんだペースト２０を使用することにより、スプリング端子３０をはんだ層２２で配線基板１０の接続パッドＰに接続できると同時に、スプリング端子３０の機械的接続強度を補強樹脂部２４で補強することができる。しかも、フラックス洗浄が不要なので、コスト削減に寄与することができる。
以上により、図６に示すように、第１実施形態のスプリング端子付き基板１が得られる。
図６に示すように、第１実施形態のスプリング端子付き基板１では、前述した配線基板１０（図３（ａ））の上面側の接続パッドＰにはんだ層２２によってスプリング端子３０の接続部３２の中央主要部が接続されている。
さらに、スプリング端子３０の接続部３２の周縁部と配線基板１０（ソルダレジスト１６）との間から外側領域に補強樹脂部２４が形成されている（図５（ｂ））。補強樹脂部２４ははんだ層２２の側面を覆って形成されている。
上述した好適な例では、スプリング端子３０の接続部３２の中央主要部にはんだ層２２が形成され、接続部３２の周縁部から外側領域に補強樹脂部２４が形成される。このようにすることにより、スプリング端子３０の接続部３２の周縁部の下側に補強樹脂部２４が充填されるため機械的接続強度をより強くすることができる。
しかも、スプリング端子３０の接続部３２は十分な面積を有するはんだ層２２を介して配線基板１０に接続されるので、電気接続の信頼性を確保することができる。
その他の形態としては、スプリング端子３０の接続部３２の下面全体にはんだ層２２が配置されるようにしてもよい。この場合は、スプリング端子３０の接続部３２の外周端から外側領域に補強樹脂部２４が形成される。
本願発明者は、図６と同一の樹脂含有はんだペーストによってスプリング端子が接続された基板（実験サンプル）と、通常のはんだペーストによってスプリング端子が接続された基板（比較例）とを実際に作成した。
そして、実験サンプルと比較例とにおいてスプリング端子のシェア強度（Shear strength）を実際に測定して両者を比較した。シェア強度の測定は、ストレス印加なしの初期時、１５０℃の雰囲気で５００時間処理後、１５０℃の雰囲気で１０００時間処理後にそれぞれ行った。
その結果によれば、通常のはんだペーストを使用する比較例では、初期時の平均強度が５４９ｇｆであり、５００時間処理後の平均強度が４４３ｇｆであり、１０００時間処理後の平均強度は２７１ｇｆに低下した。
これに対して、樹脂含有はんだペーストを使用する本実施形態の実験サンプルでは、初期時の平均強度が１１２６ｇｆであり、５００時間処理後の平均強度が１０４７ｇｆであり、１０００時間処理後の平均強度が１０５１ｇｆであった。
このように、本実施形態の樹脂補強部で補強されたスプリング端子では、比較例の２倍程度のシェア強度が得られ、加熱雰囲気でストレスをかけてもシェア強度の大きな低下はみられず、高い信頼性が得られることが確認された。
次に、第１実施形態のスプリング端子付き基板１を実装用ソケットとして使用する例について説明する。図７に示すように、図６のスプリング端子付き基板１の下面側のはんだバンプ１８を実装基板４０（マザーボード）の接続電極４２の上に配置し、リフロー加熱を行う。これにより、スプリング端子付き基板１のはんだバンプ１８が実装基板４０の接続電極４２に接合される。
このとき、リフロー加熱する際に、スプリング端子３０を固定するはんだ層２２が再溶融するが、スプリング端子３０ははんだ層２２の周囲に形成された樹脂補強部２４で補強されているため、スプリング端子３０が動いて位置ずれしたり、転倒するおそれはない。
そして、図８に示すように、半導体パッケージ５０を用意する。半導体パッケージ５０は外部接続方式がＬＧＡ（Land Grid Array）型であり、バンプレスの外部接続電極５２（ランド）を備えている。
半導体パッケージ５０の外部接続電極５２（ランド）をスプリング端子付き基板１のスプリング端子３０の接触部３６上に配置する。スプリング端子付き基板１のスプリング端子３０は、半導体パッケージ５０の外部接続電極５２に対応して設けられている。
さらに、スプリング端子付き基板１に連結される押えキャップ６０で半導体パッケージ５０をスプリング端子付き基板１の方向に押圧する。
これにより、スプリング端子３０が下側に押し込まれ、スプリング端子３０の上側に戻ろうとする弾性力によって半導体パッケージ５０の外部接続電極５２がスプリング端子３０の接触部３６に確実に接触して導通する。
このようにして、半導体パッケージ５０がピッチ変換機能を備えたスプリング端子付き基板１を介して実装基板４０に電気接続される。本実施形態のスプリング端子付き基板１は、実装基板４０に接続する際にスプリング端子３０が動いて位置ずれしたり、転倒するおそれがないので、半導体パッケージ５０が信頼性よく電気接続される。
スプリング端子付き基板１はソケットとして機能し、故障などで半導体パッケージ５０の取り外しが必要な場合は、押えキャップ６０を取り外すことができる、これにより、スプリング端子付き基板１のスプリング端子３０がその弾性力によって元の位置に戻り、半導体パッケージ５０をスプリング端子付き基板１から容易に取り外すことができる。
なお、配線基板１０の両面側の接続パッドＰにスプリング端子３０を同様に設けてもよい。両面側にスプリング端子３０を備えたスプリング端子付き基板を図８の実装構造に適用する場合は、スプリング端子付き基板を実装基板４０から取り外すことができる。
（第２の実施の形態）
図９及び図１０は第２実施形態のスプリング端子付き基板の製造方法を示す断面図、図１１は第２実施形態のスプリング端子付き基板を示す断面図である。第２実施形態では、樹脂含有はんだペーストを使用せずに、はんだペーストでスプリング端子を配線基板に接続した後に、補強樹脂部を別途形成する。
第２実施形態では、第１実施形態と同一要素については同一符号を付してその詳しい説明を省略する。
第２実施形態のスプリング端子付き基板の製造方法では、図９（ａ）に示すように、まず、第１実施形態の図３（ａ）と同一の配線基板１０を用意する。そして、配線基板１０の上面側の接続パッドＰの上に、はんだ材料としてスクリーン印刷やディスペンサ法などによりはんだペースト（不図示）を塗布する。
さらに、図９（ｂ）に示すように、第１実施形態と同様な方法で、スプリング端子３０の接続部３２を配線基板１０上のはんだペースト（不図示）に配置し、リフロー加熱する。これにより、スプリング端子３０の接続部３２の中央主要部がはんだ層２２によって配線基板１０の接続パッドＰに接続される。
なお、はんだペーストの代わりに、はんだボールを配線基板１０の接続パッドＰ上に配置し、スプリング端子３０の接続部３２をはんだボールに接触させた状態でリフロー加熱して接続してもよい。
次いで、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、配線基板１０上の各スプリング端子３０の近傍にディスペンサなどにより樹脂を塗布し、各スプリング端子３０の接続部３２の周縁部に樹脂を流し込む。
樹脂としては、紫外線（ＵＶ）硬化型又は熱硬化型のエポキシ樹脂、若しくは、紫外線（ＵＶ）硬化型のエステル樹脂又はアクリル樹脂などが使用され、加熱処理又は紫外線（ＵＶ）照射によって樹脂を硬化させる。
これにより、第１実施形態の図５（ａ）及び（ｂ）と同様に、スプリング端子３０の接続部３２の周縁部と配線基板１０（ソルダレジスト１６）との間から外側領域にはんだ層２２の側面を覆う補強樹脂部２４が形成される。図１０（ａ）は図１０（ｂ）のＩＩ−ＩＩに沿った断面に相当する。
以上により、図１１に示すように、第２実施形態のスプリング端子付き基板２が得られる。第２実施形態のスプリング端子付き基板２では、第１実施形態と同様に、スプリング端子３０を接続するはんだ層２２の側面を覆うように樹脂補強部２４が形成されており、スプリング端子３０の機械的接続強度が樹脂補強部２４によって補強されている。
図１２に示す第１変形例のスプリング端子付き基板２ａのように、図１１のスプリング端子付き基板２において、スプリング端子３０の接続部３２の上面まで補強樹脂部２４が形成されるようにしてもよい。
また、図１３に示す第２変形例のスプリング端子付き基板２ｂのように、スプリング端子３０の接続部３２の周縁部と配線基板１０との間から配線基板１０の上面全体に樹脂を一体的に形成してもよい。
あるいは、図１４に示す第３変形例のスプリング端子付き基板２ｃのように、スプリング端子３０の接続部３２の周縁部と配線基板１０との間を充填し、かつ接続部３２の上面を被覆するように配線基板１０の上面全体に樹脂を一体的に形成してもよい。
第２実施形態のスプリング端子付き基板２，２ａ，２ｂ，２ｃは、第１実施形態の図８と同様に、実装基板４０に接続された後に、スプリング端子３０に半導体パッケージ５０が接続され、押えキャップ６０が設けられる。
第２実施形態のスプリング端子付き基板２，２ａ，２ｂ，２ｃにおいても、実装基板４０に接続される際に、スプリング端子３０を固定するはんだ層２２が再溶融するとしても、スプリング端子３０が動いて位置ずれしたり、転倒したりするおそれはない。これにより、半導体パッケージ５０が信頼性よくスプリング端子付き基板２，２ａ，２ｂ，２ｃに接続される。
１，２，２ａ，２ｂ，２ｃ…スプリング端子付き基板、１０…配線基板、１２…絶縁基板、１４…貫通電極、１６…ソルダレジスト、１６ａ…開口部、１８…はんだバンプ、２０…樹脂含有はんだペースト、２２…はんだ層、２４…補強樹脂部、３０…スプリング端子、３２…接続部、３４…ばね部、３６…接触部、４０…実装基板、４２…接続電極、５０…半導体パッケージ、５２…外部接続電極、６０…押えキャップ、ＴＨ…スルーホール、Ｐ…接続パッド。

Claims (10)

  1. 接続パッドを備える基板と、
    接続部がはんだ層によって前記接続パッドに接続されたスプリング端子と、
    前記はんだ層の側面を覆って形成された補強樹脂部とを有することを特徴とするスプリング端子付き基板。
  2. 前記はんだ層は前記スプリング端子の前記接続部の中央部に配置され、
    前記樹脂補強部は前記スプリング端子の前記接続部の周縁部と前記基板との間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスプリング端子付き基板。
  3. 前記樹脂補強部は、前記スプリング端子の前記接続部の上面をさらに覆って形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスプリング端子付き基板。
  4. 接続パッドを備える基板の前記接続パッドの上に、樹脂含有はんだ材料を設ける工程と、
    前記樹脂含有はんだ材料にスプリング端子の接続部を配置し、リフロー加熱することにより、前記スプリング端子の前記接続部をはんだ層によって前記接続パッドに接続すると共に、前記はんだ層の側面を覆う補強樹脂部を形成する工程とを有することを特徴とするスプリング端子付き基板の製造方法。
  5. 接続パッドを備える基板の前記接続パッドの上に、はんだ材料を設ける工程と、
    前記はんだ材料にスプリング端子の接続部を配置し、リフロー加熱することにより、前記スプリング端子の前記接続部をはんだ層によって前記接続パッドに接続する工程と、
    前記はんだ層の側面を覆う補強樹脂部を形成する工程とを有することを特徴とするスプリング端子付き基板の製造方法。
  6. 前記はんだ層は前記スプリング端子の前記接続部の中央部に配置され、
    前記樹脂補強部は前記スプリング端子の前記接続部の周縁部と前記基板との間に形成されることを特徴とする請求項４又は５に記載のスプリング端子付き基板の製造方法。
  7. 前記樹脂補強部は、前記スプリング端子の前記接続部の上面をさらに覆って形成されることを特徴とする請求項５に記載のスプリング端子付き基板の製造方法。
  8. 前記樹脂含有はんだ材料は、樹脂と反応性を有するフラックスを含む樹脂含有はんだペーストであり、前記樹脂含有はんだペーストをリフロー加熱する際に前記フラックスが残留せず、前記フラックスを洗浄する工程が省略されることを特徴とする請求項４に記載のスプリング端子付き基板の製造方法。
  9. 前記樹脂含有はんだ材料が含有する樹脂は、熱硬化型のエポキシ樹脂からなることを特徴とする請求項４又は８に記載のスプリング端子付き基板の製造方法。
  10. 前記補強樹脂部の樹脂は、紫外線硬化型又は熱硬化型のエポキシ樹脂、若しくは、紫外線硬化型のエステル樹脂又はアクリル樹脂であることを特徴とする請求項５に記載のスプリング端子付き基板の製造方法。
JP2011185560A 2011-08-29 2011-08-29 スプリング端子付き基板及びその製造方法 Withdrawn JP2013048031A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011185560A JP2013048031A (ja) 2011-08-29 2011-08-29 スプリング端子付き基板及びその製造方法
US13/584,962 US20130048359A1 (en) 2011-08-29 2012-08-14 Substrate with spring terminal and method of manufacturing the same
CN2012102885369A CN102969596A (zh) 2011-08-29 2012-08-14 带弹簧端子的基板及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011185560A JP2013048031A (ja) 2011-08-29 2011-08-29 スプリング端子付き基板及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013048031A true JP2013048031A (ja) 2013-03-07

Family

ID=47742005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011185560A Withdrawn JP2013048031A (ja) 2011-08-29 2011-08-29 スプリング端子付き基板及びその製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20130048359A1 (ja)
JP (1) JP2013048031A (ja)
CN (1) CN102969596A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022138811A1 (ja) * 2020-12-24 2022-06-30 古河電気工業株式会社 光学装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014120657A (ja) * 2012-12-18 2014-06-30 Toshiba Corp 半導体装置
US9269642B2 (en) * 2013-06-12 2016-02-23 Globalfoundries Inc. Methods for testing integrated circuits of wafer and testing structures for integrated circuits
JPWO2017204030A1 (ja) * 2016-05-25 2019-04-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 デバイス
US10160066B2 (en) * 2016-11-01 2018-12-25 GM Global Technology Operations LLC Methods and systems for reinforced adhesive bonding using solder elements and flux
JP6753364B2 (ja) * 2017-06-21 2020-09-09 三菱電機株式会社 半導体装置
TWI655891B (zh) * 2018-03-08 2019-04-01 綠點高新科技股份有限公司 電子模組及其製造方法及電子裝置的殼體及其製造方法
US20220165998A1 (en) * 2020-11-21 2022-05-26 Adam Vincent Hayball Lantern Battery Adapter

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6482013B2 (en) * 1993-11-16 2002-11-19 Formfactor, Inc. Microelectronic spring contact element and electronic component having a plurality of spring contact elements
TWI228132B (en) * 2001-09-26 2005-02-21 Nof Corp Soldering flux composition and solder paste

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022138811A1 (ja) * 2020-12-24 2022-06-30 古河電気工業株式会社 光学装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20130048359A1 (en) 2013-02-28
CN102969596A (zh) 2013-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2013048031A (ja) スプリング端子付き基板及びその製造方法
JP4729963B2 (ja) 電子部品接続用突起電極とそれを用いた電子部品実装体およびそれらの製造方法
TWI451822B (zh) 電路板、半導體裝置及製造半導體裝置的方法
KR101660787B1 (ko) 솔더 볼 접합 방법 및 메모리 모듈 리페어 방법
TWI419300B (zh) 內建電子零件之基板及其製造方法
US8039307B2 (en) Mounted body and method for manufacturing the same
US9363883B2 (en) Printed circuit board and method for manufacturing same
JP5851079B2 (ja) 部品内蔵配線板
JP5569676B2 (ja) 電子部品の実装方法
JP4661122B2 (ja) 部品実装配線基板および配線基板への部品の実装方法
KR102006637B1 (ko) 범프의 형성 방법 및 이를 포함하는 반도체 소자의 형성방법
JP2010157693A (ja) 金属バンプを備えた半導体パッケージ基板
JP4051570B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2013030748A (ja) 電子部品
JP3972209B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器
JP5560713B2 (ja) 電子部品の実装方法等
JP2008288490A (ja) チップ内蔵基板の製造方法
JP2007103614A (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2012124427A (ja) 電子部品の製造方法および半導体装置の製造方法
JP5402107B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP5246038B2 (ja) 回路基板
JP4561969B2 (ja) 半導体装置
JP2006319030A (ja) 回路基板とその製造方法、および半導体装置とその製造方法
JP2007266640A (ja) 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器
JP4591715B2 (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20141104