JP3635882B2 - 電子部品実装基板 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品とプリント基板とを通電用部材を融解して物理的および電気的に接続した電子部品実装基板に関し、特に、該電子部品および該プリント基板のそれぞれに検査用導体を設け、当該各検査用導体間の間隔を該通電用部材の沈み量以下とすることにより、該電子部品と該プリント基板との電気的接続状態を検査することができる電子部品実装基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置等の電子部品の高機能化に伴い、当該電子部品に設けられた入出力用の端子数が増大する傾向にある。また、プリント基板の実装密度を高くするため、電子部品の電極間ピッチは狭くなり、例えば、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ ＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）では、０．３ｍｍピッチといった極めて狭いものまで使用されている。
【０００３】
しかし、電極間ピッチの狭小化は製造工程の困難さを招き、電子部品の品質を確保するには、高度な製造技術が必要である等の問題がある。
【０００４】
そこで、近年、電子部品の裏面にグリッド状に半田バンプ配置し、当該半田バンプを電極として使用するものが注目されている。この種の電子部品としては、例えば、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）やＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、あるいはフリップチップ等が挙げられる。
【０００５】
上記のような半田バンプを具備する電子部品は、プリント基板に半田付けされた際に電極部が当該電子部品と当該プリント基板の間に隠れてしまうため、半田付けの状態を確認することが困難である。
【０００６】
この問題を解決するため、従来は、半田付けの検査方法としてＸ線検査装置を使用して電極部の状態を透視する方法や、特開平７−２３４１８９に記載されているように、微細管にセンサを配置し、当該微細管を電子部品の電極部に挿入して接続状態を検知する方法が使用されている。
【０００７】
また、特開平６−９９４２９に開示されているように、光ファイバーを用いて端子間の隙間を観察するものや、特開平８−１２４９８５に開示されているように、端子間の隙間を機械的あるいは光学的に計測して検査するものが知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Ｘ線検査装置を使用する方法では、検査装置が非常に高額であり、また、プリント基板に設けられたパッドへの半田の濡れ不良を判別できないという問題や、検査部位がプリント基板の配線パターンの像と重なって良否の判定が困難であるという問題がある。
【０００９】
また、特開平７−２３４１８９に開示されている方法では、隙間の狭い部分であってもセンサーを挿入することができるようにセンサーの固定には微細管を使用しているが、たとえ、どのように微細な管状のものであっても実際にＢＧＡ等の電極部を直接センシングすることは困難であり、検出精度が低くくなるという問題がある。
【００１０】
また、特開平６−９４４２９に開示されている方法では、非常に狭い隙間の中に配置された複数の電極の状態を個々に観察しなけらばならないため、検査に多大な時間を要するだけでなく、検査の精度が低いという問題がある。
【００１１】
また、特開平８−１２４９８５に開示されている方法では、半田付けの状態を計測するための光学的検査装置が必要となるため、検査装置自体にコストがかかる。さらに、当該装置では、電極の数だけ検出動作を実行する必要があるため、特開平６−９４４２９に開示されている方法と同様に検査に多大な時間を要するという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、電子部品とプリント基板との電気的接続状態を容易に検査することができる電子部品実装基板を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、前記基板に設けられた第２の検査用導体とを具備し、前記第１の検査用導体および前記通電用部材は、同一径の半田ボールから形成され、前記第１の検査用導体と前記第２の検査用導体との間の距離が該通電用部材の沈み量以下となるように、前記電子部品の前記第１の検査用導体の配設位置に凹部を設けたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２の発明は、第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、前記基板に設けられた第２の検査用導体とを具備し、前記第１の検査用導体および前記通電用部材は、同一径の半田ボールから形成され、前記第１の検査用導体と前記第２の検査用導体との間の距離が該通電用部材の沈み量以下となるように、前記第１の検査用導体を形成する半田ボール一部を切り欠いたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３の発明は、第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、前記基板に設けられた第２の検査用導体とを具備し、前記第１の検査用導体および前記通電用部材は、同一径の半田ボールから形成され、前記第１の検査用導体と前記第２の検査用導体との間の距離が該通電用部材の沈み量以下となるように、前記基板の前記第２の検査用導体の配設位置に凹部を設けたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４の発明は、第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、前記基板に設けられた第２の検査用導体とを具備し、前記第１の検査用導体と前記第２の検査用導体との間の距離が該通電用部材の沈み量以下となるように、前記電子部品の前記第１の検査用導体の配設位置に凸部を設けたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５の発明は、第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、前記基板に設けられた第２の検査用導体とを具備し、前記第２の検査用導体は、ソルダーペーストから形成され、前記第１の検査用導体と前記ソルダーペーストとの間の距離が、該通電用部材の沈み量以下となるように、前記電子部品の前記第１の検査用導体の配設位置に凸部を設けるとともに、前記ソルダーペーストの塗布量を調整したことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６の発明は、第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、前記基板に設けられた第２の検査用導体とを具備し、前記第２の検査用導体は、ソルダーペーストから形成され、前記第１の検査用導体と溶融した後の前記ソルダーペーストとの間の距離が、該通電用部材の沈み量以下となるように、前記ソルダーペーストの塗布量を調整したことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明は、電子部品とプリント基板とを溶融して電気的に接続させる通電用部材の溶融前と溶融後の高さの変化に着目し、当該変化量に対応した間隙を有する検査部位を当該電子部品を当該プリント基板に実装して電子部品実装基板に設けたことを特徴とする。
【００２６】
ここで、本明細書中「沈み量」とは、前記通電用部材の溶融前の高さと溶融後の高さの差を意味し、当該通電用部材には、半田ボールやソルダーペースト等の金属あるいは溶融してその形状が変化し、かつ導体としての性質を有する樹脂等の化学物質が含まれるものとする。
【００２７】
以下、本発明に係る電子部品実装基板およびその接続検査方法の一実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明をＢＧＡ型半導体装置の実装に適用した場合の一例を示す立体図であり、同図において、ＢＧＡ型半導体装置は、半導体チップを内部に封止したＢＧＡモールド１０と、当該半導体チップの入出力に特定の配線パターンを供給するＢＧＡ基板１１と、ＢＧＡ基板１１の裏側に設けられ当該半導体チップの入出力と電気的に接続し、外部端子となる半田バンプ１３と、当該半田バンプの沈み量に対応する大きさを有するチェック用半田バンプ１４と、当該チェック用半田バンプと電気的に接続され、ＢＧＡ基板１１の上面に露呈したチェック用電極３０から構成される。
【００２９】
ここで、チェック用半田バンプ１４は、図１に示すように、ＢＧＡ基板１１の周縁部に沿って所定の間隔で設けられる。チェック用半田バンプ１４は、理想的には、半田バンプ１３が配置される間隔と同じ間隔で設けることが好ましいが、実質的には、図１に示すように、ＢＧＡ基板１１の周縁四隅並びに前縁中央付近および後縁中央付近または右即縁中央付近および左側縁中央付近に設ければ十分である。
【００３０】
また、チェック用半田バンプ１４を四隅にのみ設ければ、最小のチェック部位で効率の高い検査を実現することができる。
【００３１】
一方、プリント基板２０は、前記半田バンプ１３に対応する位置に設けられ、ＢＧＡ型半導体装置との電気的接続を達成するためのパッド２１と、前記チェック用半田バンプ１４に対応する位置に設けられ、前記チェック用電極３０との電気的接続を達成するためのチェック用パッド２２から構成される。
【００３２】
ここで、チェック用パッド２２は、ＢＧＡ型半導体装置をプリント基板２０に搭載した際に外部に露呈する大きさで形成される。プリント基板２０の部品面の面積に余裕がない場合には、チェック用パッド２２をパッド２１と同じ大きさで形成し、チェック用パッド２２にスルーホールを形成してプリント基板２０の半田面にチェック用端子を形成することもできる。
【００３３】
ＢＧＡ型半導体装置は、図１に示す矢印の方向に搭載され、その後所定のリフロー工程を経てプリント基板２０と電気的に接続される。
【００３４】
図２は、図１に示すＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置し、この状態を前面側から見た側面図である。
【００３５】
図２に示すように、チェック用半田バンプ１４は、半田バンプ１３より径の小さい半田バンプであり、ＢＧＡ基板１１の底面に固着されている。
【００３６】
一方、プリント基板２０には、各チェック用半田バンプ１４に対応する位置にチェック用パッド２２が設けられ、各チェック用パッドには、半田付けを良好に行うためにフラックス４０が塗布される。
【００３７】
このように、ＢＧＡ型半導体装置がプリント基板に載置された状態では、各半田バンプ１３とフラックス４０が接触しており、ＢＧＡ基板１１の底面と当該フラックス４０との距離は、半田バンプ１３の直径と等しくなる。
【００３８】
このとき、チェック用半田バンプ１４と、当該チェック用半田バンプに対応する位置のチェック用パッド２２上に塗布されたフラックス４０との距離は、半田バンプ１３の沈み量ｈとなる。
【００３９】
即ち、チェック用半田バンプ１４は、半田バンプ１３の径から当該半田バンプ１３の沈み量だけ小さい径で形成される。この半田バンプの沈み量は、図５に示すように、ＢＧＡ型半導体装置の重量を当該ＢＧＡ型半導体装置に配置された半田バンプの数で乗じた「１電極あたりの重量」で決定される。
【００４０】
図５は、ＢＧＡ型半導体装置の１電極あたりの重量を横軸に、沈み量を縦軸にとったときの関係を示すグラフであり、このグラフを参照すれば、搭載する半導体装置に応じて沈み量を求めることができる。
【００４１】
ＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置した後は、半田バンプ１３が溶融する温度でリフロー工程を行い、各チェック用半田バンプ１４を各チェック用パッド２２に、半田バンプ１３をパッド２１に融着させる。
【００４２】
ここで、リフロー時に半田バンプ１３が溶融する温度に達しなかった場合、または、フラックスによる活性化が不十分であった場合には、半田バンプ１３は完全に溶融せず、ＢＧＡ型半導体装置は沈み量だけ沈まない状態となり、チェック用電極３０とチェック用パッド２２は絶縁状態となる。
【００４３】
一方、半田バンプ１３が正常に融解した場合には、チェック用パッド１４は融解した状態でフラックス４０に接触し、当該フラックスと融合してチェックパッド２２に融着する。そして、チェック用電極３０とチェック用パッド２２は接触し、導通状態となる。
【００４４】
従って、チェック用電極３０とチェック用パッド２２の間の導通を検査すれば、半田付けの良否を判定することができる。
【００４５】
この検査の一例を図３および図４を使用して説明する。
【００４６】
図３は、半田バンプ１３が正常に溶融したときの状態を示しており、ＢＧＡ基板１１に設けられたチェック用半田バンプ１４はすべてチェック用パッド２２に接触し導通状態となっている。ここで、フラックス４０は、リフロー工程で半田と融合する。
【００４７】
この状態で、各チェック用電極３０と当該チェック用電極に対応するチェック用パッド２２との導通をテスター７０を用いて測定する。このとき、チェック用パッド２２は、パッド２１よりも広めに形成されているため、テスターの端子を容易に接触させることができる。
【００４８】
図３に示す状態では、各半田バンプは正常に溶融しており、テスターはすべてのチェック用電極で導通状態を示す。
【００４９】
次に、図４に半田バンプ１３の一部が正常に溶融しなかったときの状態を示す。同図に示すように、正常に溶融しなかった半田バンプ１３の近くにあるチェック用半田バンプ１４は、当該半田バンプ１３の高さのためチェック用パッド２２に接触しない状態となる。
【００５０】
従って、各チェック用電極３０とそれに対応するチェック用パッド２２との間の導通をテスター７０で測定すると、導通状態となっていないチェック用電極をが検出され、半田付け不良があるものと判定することができる。
【００５１】
ところで、上記実施例で示したように、チェック用半田バンプ１４を半田バンプ１３の沈み量だけ小さい径で形成すると、半田バンプ１３が当該沈み量だけ沈んだときのみチェック用パッド２２と接触するため、電気的接続状態は、半田バンプ１３が完全に融解したときのみ正常と判断されるため、厳格な検査結果を得ることができる。
【００５２】
しかし、実際は、半田バンプがそこまで完全に融解しなくても電子部品とプリント基板との電気的接続は達成されるため、チェック用半田バンプ１４の径は、半田バンプ１３の沈み量だけ小さい径よりやや大きく（例えば沈み量の１０％）形成すれば半田付けの良否を十分判定することができる。即ち、チェック用半田バンプの径は、検査精度に応じて形成すればよい。
【００５３】
また、チェック用半田バンプには、電気を通すものであれば半田以外の金属または樹脂を使用してもよいし、また、その形状も図１に示したｈ以下の間隔さえ確保すればいかなる形状で形成してもよい。
【００５４】
次に、図６を使用して本発明の別の実施形態を説明する。
【００５５】
図６は、ＢＧＡ基板１１底面のうち、チェック用半田バンプが配置される位置に深さｈの凹部を形成し、当該凹部に半田バンプを固着したＢＧＡ型半導体装置をプリント基板２０に載置した状態を示す側面図である。
【００５６】
ここで、チェック用半田バンプ１４には、半田バンプ１３と同じものを使用する。このような構成とすることにより、半田バンプ１３が正常に融解すると、各チェック用半田バンプ１３は対応するチェック用パッド２２に接触し、導通状態となる。
【００５７】
後は上述した方法と同じ方法で、各チェック用電極を調べ、半田付けの良否を判定する。
【００５８】
尚、図６に示す構成においては、前記凹部の深さをｈより浅くし半田バンプがあるていど融解すれば導通するように構成してもよい。
【００５９】
また、前記凹部の深さをｈより浅くした分チェック用半田バンプ１４の径を小さくしたり、前記凹部の深さをｈより深くしてその分半田バンプ１４の径を大きくし、チェック用パッド２２との距離が半田バンプ１３の沈み量に対応した高さになるように構成してもよい。
【００６０】
次に、図７を使用して本発明のさらに別の実施形態を説明する。
【００６１】
図７は、チェック用半田バンプ１４の底部をハンマリング、研磨、化学エッチング等によって切欠部を形成しチェック用半田バンプ１４として使用する場合の例を示す側面図である。
【００６２】
この場合、チェック用半田バンプ１４には、半田バンプ１３と同じ半田バンプの底面を研磨等によって沈み量以下の切欠部を形成し、当該切欠部がチェック用パッド２２の表面に対峙するように配置する。
【００６３】
その後、所定のリフローを行い、上述した方法と同じ方法で、各チェック用電極を調べ、半田付けの良否を判定する。
【００６４】
次に、図８を使用して本発明のさらに別の実施形態を説明する。
【００６５】
図８は、プリント基板２０の表面のうち、チェック用パッド２２が配置される位置に凹部を形成し、当該凹部に半田バンプを固着したＢＧＡ型半導体装置をプリント基板２０に載置した状態を示す側面図である。
【００６６】
ここで、チェック用半田バンプ１４には、半田バンプ１３と同じものを使用し、当該チェック用半田バンプ１４とフラックス４０との間の距離が沈み量ｈとなるように前記凹部を形成する。このような構成とすることにより、半田バンプ１３が正常に融解すると、各チェック用半田バンプ１３は対応するチェック用パッド２２に接触し、導通状態となる。
【００６７】
後は上述した方法と同じ方法で、各チェック用電極を調べ、半田付けの良否を判定する。
【００６８】
尚、図８に示す構成においては、前記凹部の深さをより浅くし半田バンプがあるていど融解すれば導通するように構成してもよい。
【００６９】
また、前記凹部の深さを浅くした分チェック用半田バンプ１４の径を小さくしたり、前記凹部の深さをより深くしてその分半田バンプ１４の径を大きくし、フラックス４０との距離が半田バンプ１３の沈み量に対応した高さになるように構成してもよい。
【００７０】
次に、図９を使用して本発明のさらに別の実施形態を説明する。
【００７１】
図９は、ＢＧＡ基板１１底面のうち、プリント基板２０に設けられたチェック用パッド２２が配置される位置に対応する位置に凸部を形成し、当該凸部に導体１５を固着したＢＧＡ型半導体装置をプリント基板２０に載置した状態を示す側面図である。
【００７２】
この場合、導体１５には、半田バンプ１３と同じ半田を使用してもよいし、銅やアルミのような金属を使用してもよい。導体１５に半田を使用する場合には、図９に示すようにチェック用パッド２２の表面にフラックス４０を塗布すると当該導体の融着状態が良くなる。
【００７３】
ここで、導体１５とフラックス４０との間の距離は、半田バンプ１３の沈み量ｈ以下となるように構成する。その後、所定のリフローを行い、上述した方法と同じ方法で、各チェック用電極を調べ、半田付けの良否を判定する。
【００７４】
尚、図９に示したような凸部は、プリント基板のチェック用パッド２２が配置される位置に設けてもよい。
【００７５】
次に、図１０を使用して本発明のさらに別の実施形態を説明する。
【００７６】
図１０は、ＢＧＡ基板１１底面のうち、プリント基板２０に設けられたチェック用パッド２２が配置される位置に対応する位置に凸部を形成し、当該凸部に導体１５を固着したＢＧＡ型半導体装置を、チェック用パッド２２の表面にソルダーペースト４１を塗布したプリント基板２０に載置した状態を示す側面図である。
【００７７】
ここで、前記凸部の高さと前記ソルダーペースト４１の塗布量は、ＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置させた際に前記導体１５とソルダーペースト４１との間の距離が沈み量ｈ以下となるように形成される。
【００７８】
ＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置しリフローした後は、上述した方法と同じ方法で、各チェック用電極を調べ、半田付けの良否を判定する。
【００７９】
尚、上記ソルダーペーストに代えて、チェック用パッド２２の表面にメッキ処理を施し、メッキ量を調整して前記沈み量を確保してもよい。
【００８０】
次に、図１１を使用して本発明のさらに別の実施形態を説明する。
【００８１】
図１１は、ＢＧＡ基板１１底面のうち、プリント基板２０に設けられたチェック用パッド２２が配置される位置に対応する位置に凸部を形成し、当該凸部に導体１５を固着したＢＧＡ型半導体装置を、チェック用パッド２２の表面にソルダーペースト４１を塗布したプリント基板２０に載置した状態を示す側面図である。
【００８２】
ここで、ソルダーペースト４１は、チェック用パッド２２の表面上に一定の厚さで塗布され、その塗布量は、当該ソルダーペーストがリフロー工程で溶融したときに、前記導体１５と溶融後のソルダーペースト４１との間の距離が沈み量ｈ以下となるように形成される。
【００８３】
ＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置しリフローした後は、上述した方法と同じ方法で、各チェック用電極を調べ、半田付けの良否を判定する。
【００８４】
この場合には、ソルダーペースト４１の塗布量を調整する治具として図１２に示すようなスクリーンマスクを使用する。同図に示すように、スクリーンマスク８０には、各チェック用パッド２２に塗布するソルダーペーストの量に相当する開口容積を有する中空部Ｈ１、Ｈ２が設けられている。
【００８５】
ここで、Ｈ１は、図１１に示す中央部のチェック用パッド２２にソルダーペーストを塗布するための中空部であり、Ｈ２は、図１１の右側に示すチェック用パッド２２にソルダーペーストを塗布するための中空部である。
【００８６】
チェック用パッド２２の表面にソルダーペーストを塗布する際には、当該各中空部を対応するチェック用パッドの上に位置決めし、スクリーンマスク８０をプリント基板２０に載置する。
【００８７】
その後、ソルダーペストを各中空部が埋まるようにスクリーンマスク８０の表面全体に塗布し、当該マスクをプリント基板２０から取り除く。
【００８８】
このようにして塗布されたソルダーペーストは、図１２に示すように、Ｈ２のほうがＨ１よりも開口容積が広いため、リフロー工程を経た後のソルダーペーストの高さは、図１１に示すように、右側のチェック用パッド２２に塗布されたものの方が高くなり、それぞれ凸部との間に沈み量ｈの間隙を確保する。
【００８９】
以上説明したように本発明では、ＢＧＡ型半導体装置に設けられた半田バンプの沈み量を考慮して、半田バンプやＢＧＡ基板あるいはプリント基板の形状を変化させ、リフロー後の電気的接続状態を容易に検査することを可能とする。
【００９０】
なお、上述した各実施形態では、チェック用パッド２２にフラックス４０を塗布し、チェック用半田バンプ１４と当該フラックスが融合してチェック用半田バンプ１４がチェック用パッド２２に融着する構成について説明したが、このフラックスは、本発明の必須要件ではなく、特に使用しなくてもよい。
【００９１】
この場合には、チェック用半田バンプ１４の底面とチェック用パッド２２の表面との距離が沈み量ｈとなるように構成すればよい。
【００９２】
また、上述した半田バンプやＢＧＡ基板あるいはプリント基板の形状の変化をそれぞれ組み合わせて使用してもよい。例えば、あるチェック用パッドはプリント基板に形成された凹部の中に配置され、あるチェック用パッドはプリント基板に形成された凸部の上に配置され、あるチェック用パッドはパッドの代わりに半田バンプを使用するような組合せが考えられる。
【００９３】
また、本発明は、ＢＧＡ型半導体装置にかぎらず、表面実装部品等通電用部材を溶融して、電気的接続を行うすべての電子部品の実装検査に適用することができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＢＧＡ型半導体装置に代表される表面実装型電子部品の半田付け不良を特別な検査装置等を使用することなく、テスターのみで簡易にかつ精度よく判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をＢＧＡ型半導体装置のプリント基板への実装に適用した場合の一実施の形態を示す立体図。
【図２】図１に示すＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置した状態を示す側面図。
【図３】図１に示すＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置した後、所定のリフロー工程を行い、当該工程において半田付けが正常に終了したときの状態を示す側面図。
【図４】図１に示すＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置した後、所定のリフロー工程を行い、当該工程において半田付けが正常に終了しなかったときの状態を示す側面図。
【図５】図１に示すＢＧＡ型半導体装置の１電極あたりの重量と沈み量との関係を示すプロット図。
【図６】図１に示すＢＧＡ基板の裏面に凹部を形成してチェック用半田バンプを配置し、プリント基板に載置したときの状態を示す側面図。
【図７】図１に示すＢＧＡ型半導体装置に切欠部を形成した半田バンプを配置し、プリント基板に載置したときの状態を示す側面図。
【図８】図１に示すプリント基板の表面に凹部を形成してチェック用パッドを配置し、ＢＧＡ型半導体装置を載置したときの状態を示す側面図。
【図９】図１に示すＢＧＡ基板の裏面に凸部を形成して導体を配置し、プリント基板に載置したときの状態を示す側面図。
【図１０】図１に示すＢＧＡ基板の裏面に凸部を形成して導体を配置し、プリント基板に配置されたパッドにソルダーペーストをその厚みを変化させて塗布し、ＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置したときの状態を示す側面図。
【図１１】図１に示すＢＧＡ基板の裏面に凸部を形成して導体を配置し、プリント基板に配置されたパッドにソルダーペーストをその面積を変化させて塗布し、ＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置したときの状態を示す側面図。
【図１２】図１１で使用するソルダーペーストを塗布する際に使用するスクリーンマスクの構造および使用例を示す立体図。
【符号の説明】
１０…ＢＧＡモールド、１１…ＢＧＡ基板、１３…半田バンプ、１４…チェック用半田バンプ、１５…導体、２０…プリント基板、２１…パッド、２２…チェック用パッド、３０…チェック用電極、４０…フラックス、４１…ソルダーペースト、７０…テスター、８０…スクリーンマスク、Ｈ１、Ｈ２…中空部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品とプリント基板とを通電用部材を融解して物理的および電気的に接続した電子部品実装基板に関し、特に、該電子部品および該プリント基板のそれぞれに検査用導体を設け、当該各検査用導体間の間隔を該通電用部材の沈み量以下とすることにより、該電子部品と該プリント基板との電気的接続状態を検査することができる電子部品実装基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置等の電子部品の高機能化に伴い、当該電子部品に設けられた入出力用の端子数が増大する傾向にある。また、プリント基板の実装密度を高くするため、電子部品の電極間ピッチは狭くなり、例えば、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ ＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）では、０．３ｍｍピッチといった極めて狭いものまで使用されている。
【０００３】
しかし、電極間ピッチの狭小化は製造工程の困難さを招き、電子部品の品質を確保するには、高度な製造技術が必要である等の問題がある。
【０００４】
そこで、近年、電子部品の裏面にグリッド状に半田バンプ配置し、当該半田バンプを電極として使用するものが注目されている。この種の電子部品としては、例えば、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）やＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、あるいはフリップチップ等が挙げられる。
【０００５】
上記のような半田バンプを具備する電子部品は、プリント基板に半田付けされた際に電極部が当該電子部品と当該プリント基板の間に隠れてしまうため、半田付けの状態を確認することが困難である。
【０００６】
この問題を解決するため、従来は、半田付けの検査方法としてＸ線検査装置を使用して電極部の状態を透視する方法や、特開平７−２３４１８９に記載されているように、微細管にセンサを配置し、当該微細管を電子部品の電極部に挿入して接続状態を検知する方法が使用されている。
【０００７】
また、特開平６−９９４２９に開示されているように、光ファイバーを用いて端子間の隙間を観察するものや、特開平８−１２４９８５に開示されているように、端子間の隙間を機械的あるいは光学的に計測して検査するものが知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Ｘ線検査装置を使用する方法では、検査装置が非常に高額であり、また、プリント基板に設けられたパッドへの半田の濡れ不良を判別できないという問題や、検査部位がプリント基板の配線パターンの像と重なって良否の判定が困難であるという問題がある。
【０００９】
また、特開平７−２３４１８９に開示されている方法では、隙間の狭い部分であってもセンサーを挿入することができるようにセンサーの固定には微細管を使用しているが、たとえ、どのように微細な管状のものであっても実際にＢＧＡ等の電極部を直接センシングすることは困難であり、検出精度が低くくなるという問題がある。
【００１０】
また、特開平６−９４４２９に開示されている方法では、非常に狭い隙間の中に配置された複数の電極の状態を個々に観察しなけらばならないため、検査に多大な時間を要するだけでなく、検査の精度が低いという問題がある。
【００１１】
また、特開平８−１２４９８５に開示されている方法では、半田付けの状態を計測するための光学的検査装置が必要となるため、検査装置自体にコストがかかる。さらに、当該装置では、電極の数だけ検出動作を実行する必要があるため、特開平６−９４４２９に開示されている方法と同様に検査に多大な時間を要するという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明は、電子部品とプリント基板との電気的接続状態を容易に検査することができる電子部品実装基板を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、前記基板に設けられた第２の検査用導体とを具備し、前記第１の検査用導体および前記通電用部材は、同一径の半田ボールから形成され、前記第１の検査用導体と前記第２の検査用導体との間の距離が該通電用部材の沈み量以下となるように、前記電子部品の前記第１の検査用導体の配設位置に凹部を設けたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２の発明は、第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、前記基板に設けられた第２の検査用導体とを具備し、前記第１の検査用導体および前記通電用部材は、同一径の半田ボールから形成され、前記第１の検査用導体と前記第２の検査用導体との間の距離が該通電用部材の沈み量以下となるように、前記第１の検査用導体を形成する半田ボール一部を切り欠いたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３の発明は、第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、前記基板に設けられた第２の検査用導体とを具備し、前記第１の検査用導体および前記通電用部材は、同一径の半田ボールから形成され、前記第１の検査用導体と前記第２の検査用導体との間の距離が該通電用部材の沈み量以下となるように、前記基板の前記第２の検査用導体の配設位置に凹部を設けたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４の発明は、第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、前記基板に設けられた第２の検査用導体とを具備し、前記第１の検査用導体と前記第２の検査用導体との間の距離が該通電用部材の沈み量以下となるように、前記電子部品の前記第１の検査用導体の配設位置に凸部を設けたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５の発明は、第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、前記基板に設けられた第２の検査用導体とを具備し、前記第２の検査用導体は、ソルダーペーストから形成され、前記第１の検査用導体と前記ソルダーペーストとの間の距離が、該通電用部材の沈み量以下となるように、前記電子部品の前記第１の検査用導体の配設位置に凸部を設けるとともに、前記ソルダーペーストの塗布量を調整したことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６の発明は、第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、前記基板に設けられた第２の検査用導体とを具備し、前記第２の検査用導体は、ソルダーペーストから形成され、前記第１の検査用導体と溶融した後の前記ソルダーペーストとの間の距離が、該通電用部材の沈み量以下となるように、前記ソルダーペーストの塗布量を調整したことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明は、電子部品とプリント基板とを溶融して電気的に接続させる通電用部材の溶融前と溶融後の高さの変化に着目し、当該変化量に対応した間隙を有する検査部位を当該電子部品を当該プリント基板に実装して電子部品実装基板に設けたことを特徴とする。
【００２６】
ここで、本明細書中「沈み量」とは、前記通電用部材の溶融前の高さと溶融後の高さの差を意味し、当該通電用部材には、半田ボールやソルダーペースト等の金属あるいは溶融してその形状が変化し、かつ導体としての性質を有する樹脂等の化学物質が含まれるものとする。
【００２７】
以下、本発明に係る電子部品実装基板およびその接続検査方法の一実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明をＢＧＡ型半導体装置の実装に適用した場合の一例を示す立体図であり、同図において、ＢＧＡ型半導体装置は、半導体チップを内部に封止したＢＧＡモールド１０と、当該半導体チップの入出力に特定の配線パターンを供給するＢＧＡ基板１１と、ＢＧＡ基板１１の裏側に設けられ当該半導体チップの入出力と電気的に接続し、外部端子となる半田バンプ１３と、当該半田バンプの沈み量に対応する大きさを有するチェック用半田バンプ１４と、当該チェック用半田バンプと電気的に接続され、ＢＧＡ基板１１の上面に露呈したチェック用電極３０から構成される。
【００２９】
ここで、チェック用半田バンプ１４は、図１に示すように、ＢＧＡ基板１１の周縁部に沿って所定の間隔で設けられる。チェック用半田バンプ１４は、理想的には、半田バンプ１３が配置される間隔と同じ間隔で設けることが好ましいが、実質的には、図１に示すように、ＢＧＡ基板１１の周縁四隅並びに前縁中央付近および後縁中央付近または右即縁中央付近および左側縁中央付近に設ければ十分である。
【００３０】
また、チェック用半田バンプ１４を四隅にのみ設ければ、最小のチェック部位で効率の高い検査を実現することができる。
【００３１】
一方、プリント基板２０は、前記半田バンプ１３に対応する位置に設けられ、ＢＧＡ型半導体装置との電気的接続を達成するためのパッド２１と、前記チェック用半田バンプ１４に対応する位置に設けられ、前記チェック用電極３０との電気的接続を達成するためのチェック用パッド２２から構成される。
【００３２】
ここで、チェック用パッド２２は、ＢＧＡ型半導体装置をプリント基板２０に搭載した際に外部に露呈する大きさで形成される。プリント基板２０の部品面の面積に余裕がない場合には、チェック用パッド２２をパッド２１と同じ大きさで形成し、チェック用パッド２２にスルーホールを形成してプリント基板２０の半田面にチェック用端子を形成することもできる。
【００３３】
ＢＧＡ型半導体装置は、図１に示す矢印の方向に搭載され、その後所定のリフロー工程を経てプリント基板２０と電気的に接続される。
【００３４】
図２は、図１に示すＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置し、この状態を前面側から見た側面図である。
【００３５】
図２に示すように、チェック用半田バンプ１４は、半田バンプ１３より径の小さい半田バンプであり、ＢＧＡ基板１１の底面に固着されている。
【００３６】
一方、プリント基板２０には、各チェック用半田バンプ１４に対応する位置にチェック用パッド２２が設けられ、各チェック用パッドには、半田付けを良好に行うためにフラックス４０が塗布される。
【００３７】
このように、ＢＧＡ型半導体装置がプリント基板に載置された状態では、各半田バンプ１３とフラックス４０が接触しており、ＢＧＡ基板１１の底面と当該フラックス４０との距離は、半田バンプ１３の直径と等しくなる。
【００３８】
このとき、チェック用半田バンプ１４と、当該チェック用半田バンプに対応する位置のチェック用パッド２２上に塗布されたフラックス４０との距離は、半田バンプ１３の沈み量ｈとなる。
【００３９】
即ち、チェック用半田バンプ１４は、半田バンプ１３の径から当該半田バンプ１３の沈み量だけ小さい径で形成される。この半田バンプの沈み量は、図５に示すように、ＢＧＡ型半導体装置の重量を当該ＢＧＡ型半導体装置に配置された半田バンプの数で乗じた「１電極あたりの重量」で決定される。
【００４０】
図５は、ＢＧＡ型半導体装置の１電極あたりの重量を横軸に、沈み量を縦軸にとったときの関係を示すグラフであり、このグラフを参照すれば、搭載する半導体装置に応じて沈み量を求めることができる。
【００４１】
ＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置した後は、半田バンプ１３が溶融する温度でリフロー工程を行い、各チェック用半田バンプ１４を各チェック用パッド２２に、半田バンプ１３をパッド２１に融着させる。
【００４２】
ここで、リフロー時に半田バンプ１３が溶融する温度に達しなかった場合、または、フラックスによる活性化が不十分であった場合には、半田バンプ１３は完全に溶融せず、ＢＧＡ型半導体装置は沈み量だけ沈まない状態となり、チェック用電極３０とチェック用パッド２２は絶縁状態となる。
【００４３】
一方、半田バンプ１３が正常に融解した場合には、チェック用パッド１４は融解した状態でフラックス４０に接触し、当該フラックスと融合してチェックパッド２２に融着する。そして、チェック用電極３０とチェック用パッド２２は接触し、導通状態となる。
【００４４】
従って、チェック用電極３０とチェック用パッド２２の間の導通を検査すれば、半田付けの良否を判定することができる。
【００４５】
この検査の一例を図３および図４を使用して説明する。
【００４６】
図３は、半田バンプ１３が正常に溶融したときの状態を示しており、ＢＧＡ基板１１に設けられたチェック用半田バンプ１４はすべてチェック用パッド２２に接触し導通状態となっている。ここで、フラックス４０は、リフロー工程で半田と融合する。
【００４７】
この状態で、各チェック用電極３０と当該チェック用電極に対応するチェック用パッド２２との導通をテスター７０を用いて測定する。このとき、チェック用パッド２２は、パッド２１よりも広めに形成されているため、テスターの端子を容易に接触させることができる。
【００４８】
図３に示す状態では、各半田バンプは正常に溶融しており、テスターはすべてのチェック用電極で導通状態を示す。
【００４９】
次に、図４に半田バンプ１３の一部が正常に溶融しなかったときの状態を示す。同図に示すように、正常に溶融しなかった半田バンプ１３の近くにあるチェック用半田バンプ１４は、当該半田バンプ１３の高さのためチェック用パッド２２に接触しない状態となる。
【００５０】
従って、各チェック用電極３０とそれに対応するチェック用パッド２２との間の導通をテスター７０で測定すると、導通状態となっていないチェック用電極をが検出され、半田付け不良があるものと判定することができる。
【００５１】
ところで、上記実施例で示したように、チェック用半田バンプ１４を半田バンプ１３の沈み量だけ小さい径で形成すると、半田バンプ１３が当該沈み量だけ沈んだときのみチェック用パッド２２と接触するため、電気的接続状態は、半田バンプ１３が完全に融解したときのみ正常と判断されるため、厳格な検査結果を得ることができる。
【００５２】
しかし、実際は、半田バンプがそこまで完全に融解しなくても電子部品とプリント基板との電気的接続は達成されるため、チェック用半田バンプ１４の径は、半田バンプ１３の沈み量だけ小さい径よりやや大きく（例えば沈み量の１０％）形成すれば半田付けの良否を十分判定することができる。即ち、チェック用半田バンプの径は、検査精度に応じて形成すればよい。
【００５３】
また、チェック用半田バンプには、電気を通すものであれば半田以外の金属または樹脂を使用してもよいし、また、その形状も図１に示したｈ以下の間隔さえ確保すればいかなる形状で形成してもよい。
【００５４】
次に、図６を使用して本発明の別の実施形態を説明する。
【００５５】
図６は、ＢＧＡ基板１１底面のうち、チェック用半田バンプが配置される位置に深さｈの凹部を形成し、当該凹部に半田バンプを固着したＢＧＡ型半導体装置をプリント基板２０に載置した状態を示す側面図である。
【００５６】
ここで、チェック用半田バンプ１４には、半田バンプ１３と同じものを使用する。このような構成とすることにより、半田バンプ１３が正常に融解すると、各チェック用半田バンプ１３は対応するチェック用パッド２２に接触し、導通状態となる。
【００５７】
後は上述した方法と同じ方法で、各チェック用電極を調べ、半田付けの良否を判定する。
【００５８】
尚、図６に示す構成においては、前記凹部の深さをｈより浅くし半田バンプがあるていど融解すれば導通するように構成してもよい。
【００５９】
また、前記凹部の深さをｈより浅くした分チェック用半田バンプ１４の径を小さくしたり、前記凹部の深さをｈより深くしてその分半田バンプ１４の径を大きくし、チェック用パッド２２との距離が半田バンプ１３の沈み量に対応した高さになるように構成してもよい。
【００６０】
次に、図７を使用して本発明のさらに別の実施形態を説明する。
【００６１】
図７は、チェック用半田バンプ１４の底部をハンマリング、研磨、化学エッチング等によって切欠部を形成しチェック用半田バンプ１４として使用する場合の例を示す側面図である。
【００６２】
この場合、チェック用半田バンプ１４には、半田バンプ１３と同じ半田バンプの底面を研磨等によって沈み量以下の切欠部を形成し、当該切欠部がチェック用パッド２２の表面に対峙するように配置する。
【００６３】
その後、所定のリフローを行い、上述した方法と同じ方法で、各チェック用電極を調べ、半田付けの良否を判定する。
【００６４】
次に、図８を使用して本発明のさらに別の実施形態を説明する。
【００６５】
図８は、プリント基板２０の表面のうち、チェック用パッド２２が配置される位置に凹部を形成し、当該凹部に半田バンプを固着したＢＧＡ型半導体装置をプリント基板２０に載置した状態を示す側面図である。
【００６６】
ここで、チェック用半田バンプ１４には、半田バンプ１３と同じものを使用し、当該チェック用半田バンプ１４とフラックス４０との間の距離が沈み量ｈとなるように前記凹部を形成する。このような構成とすることにより、半田バンプ１３が正常に融解すると、各チェック用半田バンプ１３は対応するチェック用パッド２２に接触し、導通状態となる。
【００６７】
後は上述した方法と同じ方法で、各チェック用電極を調べ、半田付けの良否を判定する。
【００６８】
尚、図８に示す構成においては、前記凹部の深さをより浅くし半田バンプがあるていど融解すれば導通するように構成してもよい。
【００６９】
また、前記凹部の深さを浅くした分チェック用半田バンプ１４の径を小さくしたり、前記凹部の深さをより深くしてその分半田バンプ１４の径を大きくし、フラックス４０との距離が半田バンプ１３の沈み量に対応した高さになるように構成してもよい。
【００７０】
次に、図９を使用して本発明のさらに別の実施形態を説明する。
【００７１】
図９は、ＢＧＡ基板１１底面のうち、プリント基板２０に設けられたチェック用パッド２２が配置される位置に対応する位置に凸部を形成し、当該凸部に導体１５を固着したＢＧＡ型半導体装置をプリント基板２０に載置した状態を示す側面図である。
【００７２】
この場合、導体１５には、半田バンプ１３と同じ半田を使用してもよいし、銅やアルミのような金属を使用してもよい。導体１５に半田を使用する場合には、図９に示すようにチェック用パッド２２の表面にフラックス４０を塗布すると当該導体の融着状態が良くなる。
【００７３】
ここで、導体１５とフラックス４０との間の距離は、半田バンプ１３の沈み量ｈ以下となるように構成する。その後、所定のリフローを行い、上述した方法と同じ方法で、各チェック用電極を調べ、半田付けの良否を判定する。
【００７４】
尚、図９に示したような凸部は、プリント基板のチェック用パッド２２が配置される位置に設けてもよい。
【００７５】
次に、図１０を使用して本発明のさらに別の実施形態を説明する。
【００７６】
図１０は、ＢＧＡ基板１１底面のうち、プリント基板２０に設けられたチェック用パッド２２が配置される位置に対応する位置に凸部を形成し、当該凸部に導体１５を固着したＢＧＡ型半導体装置を、チェック用パッド２２の表面にソルダーペースト４１を塗布したプリント基板２０に載置した状態を示す側面図である。
【００７７】
ここで、前記凸部の高さと前記ソルダーペースト４１の塗布量は、ＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置させた際に前記導体１５とソルダーペースト４１との間の距離が沈み量ｈ以下となるように形成される。
【００７８】
ＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置しリフローした後は、上述した方法と同じ方法で、各チェック用電極を調べ、半田付けの良否を判定する。
【００７９】
尚、上記ソルダーペーストに代えて、チェック用パッド２２の表面にメッキ処理を施し、メッキ量を調整して前記沈み量を確保してもよい。
【００８０】
次に、図１１を使用して本発明のさらに別の実施形態を説明する。
【００８１】
図１１は、ＢＧＡ基板１１底面のうち、プリント基板２０に設けられたチェック用パッド２２が配置される位置に対応する位置に凸部を形成し、当該凸部に導体１５を固着したＢＧＡ型半導体装置を、チェック用パッド２２の表面にソルダーペースト４１を塗布したプリント基板２０に載置した状態を示す側面図である。
【００８２】
ここで、ソルダーペースト４１は、チェック用パッド２２の表面上に一定の厚さで塗布され、その塗布量は、当該ソルダーペーストがリフロー工程で溶融したときに、前記導体１５と溶融後のソルダーペースト４１との間の距離が沈み量ｈ以下となるように形成される。
【００８３】
ＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置しリフローした後は、上述した方法と同じ方法で、各チェック用電極を調べ、半田付けの良否を判定する。
【００８４】
この場合には、ソルダーペースト４１の塗布量を調整する治具として図１２に示すようなスクリーンマスクを使用する。同図に示すように、スクリーンマスク８０には、各チェック用パッド２２に塗布するソルダーペーストの量に相当する開口容積を有する中空部Ｈ１、Ｈ２が設けられている。
【００８５】
ここで、Ｈ１は、図１１に示す中央部のチェック用パッド２２にソルダーペーストを塗布するための中空部であり、Ｈ２は、図１１の右側に示すチェック用パッド２２にソルダーペーストを塗布するための中空部である。
【００８６】
チェック用パッド２２の表面にソルダーペーストを塗布する際には、当該各中空部を対応するチェック用パッドの上に位置決めし、スクリーンマスク８０をプリント基板２０に載置する。
【００８７】
その後、ソルダーペストを各中空部が埋まるようにスクリーンマスク８０の表面全体に塗布し、当該マスクをプリント基板２０から取り除く。
【００８８】
このようにして塗布されたソルダーペーストは、図１２に示すように、Ｈ２のほうがＨ１よりも開口容積が広いため、リフロー工程を経た後のソルダーペーストの高さは、図１１に示すように、右側のチェック用パッド２２に塗布されたものの方が高くなり、それぞれ凸部との間に沈み量ｈの間隙を確保する。
【００８９】
以上説明したように本発明では、ＢＧＡ型半導体装置に設けられた半田バンプの沈み量を考慮して、半田バンプやＢＧＡ基板あるいはプリント基板の形状を変化させ、リフロー後の電気的接続状態を容易に検査することを可能とする。
【００９０】
なお、上述した各実施形態では、チェック用パッド２２にフラックス４０を塗布し、チェック用半田バンプ１４と当該フラックスが融合してチェック用半田バンプ１４がチェック用パッド２２に融着する構成について説明したが、このフラックスは、本発明の必須要件ではなく、特に使用しなくてもよい。
【００９１】
この場合には、チェック用半田バンプ１４の底面とチェック用パッド２２の表面との距離が沈み量ｈとなるように構成すればよい。
【００９２】
また、上述した半田バンプやＢＧＡ基板あるいはプリント基板の形状の変化をそれぞれ組み合わせて使用してもよい。例えば、あるチェック用パッドはプリント基板に形成された凹部の中に配置され、あるチェック用パッドはプリント基板に形成された凸部の上に配置され、あるチェック用パッドはパッドの代わりに半田バンプを使用するような組合せが考えられる。
【００９３】
また、本発明は、ＢＧＡ型半導体装置にかぎらず、表面実装部品等通電用部材を溶融して、電気的接続を行うすべての電子部品の実装検査に適用することができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＢＧＡ型半導体装置に代表される表面実装型電子部品の半田付け不良を特別な検査装置等を使用することなく、テスターのみで簡易にかつ精度よく判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をＢＧＡ型半導体装置のプリント基板への実装に適用した場合の一実施の形態を示す立体図。
【図２】図１に示すＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置した状態を示す側面図。
【図３】図１に示すＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置した後、所定のリフロー工程を行い、当該工程において半田付けが正常に終了したときの状態を示す側面図。
【図４】図１に示すＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置した後、所定のリフロー工程を行い、当該工程において半田付けが正常に終了しなかったときの状態を示す側面図。
【図５】図１に示すＢＧＡ型半導体装置の１電極あたりの重量と沈み量との関係を示すプロット図。
【図６】図１に示すＢＧＡ基板の裏面に凹部を形成してチェック用半田バンプを配置し、プリント基板に載置したときの状態を示す側面図。
【図７】図１に示すＢＧＡ型半導体装置に切欠部を形成した半田バンプを配置し、プリント基板に載置したときの状態を示す側面図。
【図８】図１に示すプリント基板の表面に凹部を形成してチェック用パッドを配置し、ＢＧＡ型半導体装置を載置したときの状態を示す側面図。
【図９】図１に示すＢＧＡ基板の裏面に凸部を形成して導体を配置し、プリント基板に載置したときの状態を示す側面図。
【図１０】図１に示すＢＧＡ基板の裏面に凸部を形成して導体を配置し、プリント基板に配置されたパッドにソルダーペーストをその厚みを変化させて塗布し、ＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置したときの状態を示す側面図。
【図１１】図１に示すＢＧＡ基板の裏面に凸部を形成して導体を配置し、プリント基板に配置されたパッドにソルダーペーストをその面積を変化させて塗布し、ＢＧＡ型半導体装置をプリント基板に載置したときの状態を示す側面図。
【図１２】図１１で使用するソルダーペーストを塗布する際に使用するスクリーンマスクの構造および使用例を示す立体図。
【符号の説明】
１０…ＢＧＡモールド、１１…ＢＧＡ基板、１３…半田バンプ、１４…チェック用半田バンプ、１５…導体、２０…プリント基板、２１…パッド、２２…チェック用パッド、３０…チェック用電極、４０…フラックス、４１…ソルダーペースト、７０…テスター、８０…スクリーンマスク、Ｈ１、Ｈ２…中空部。
Claims (6)
- 第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、
前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、
前記基板に設けられた第２の検査用導体と
を具備し、
前記第１の検査用導体および前記通電用部材は、
同一径の半田ボールから形成され、
前記第１の検査用導体と前記第２の検査用導体との間の距離が該通電用部材の沈み量以下となるように、前記電子部品の前記第１の検査用導体の配設位置に凹部を設けた
ことを特徴とする電子部品実装基板。 - 第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、
前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、
前記基板に設けられた第２の検査用導体と
を具備し、
前記第１の検査用導体および前記通電用部材は、
同一径の半田ボールから形成され、
前記第１の検査用導体と前記第２の検査用導体との間の距離が該通電用部材の沈み量以下となるように、前記第１の検査用導体を形成する半田ボール一部を切り欠いた
ことを特徴とする電子部品実装基板。 - 第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、
前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、
前記基板に設けられた第２の検査用導体と
を具備し、
前記第１の検査用導体および前記通電用部材は、
同一径の半田ボールから形成され、
前記第１の検査用導体と前記第２の検査用導体との間の距離が該通電用部材の沈み量以下となるように、前記基板の前記第２の検査用導体の配設位置に凹部を設けた
ことを特徴とする電子部品実装基板。 - 第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、
前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、
前記基板に設けられた第２の検査用導体と
を具備し、
前記第１の検査用導体と前記第２の検査用導体との間の距離が該通電用部材の沈み量以下となるように、前記電子部品の前記第１の検査用導体の配設位置に凸部を設けた
ことを特徴とする電子部品実装基板。 - 第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を 介して接続した電子部品実装基板において、
前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、
前記基板に設けられた第２の検査用導体と
を具備し、
前記第２の検査用導体は、
ソルダーペーストから形成され、
前記第１の検査用導体と前記ソルダーペーストとの間の距離が、該通電用部材の沈み量以下となるように、前記電子部品の前記第１の検査用導体の配設位置に凸部を設けるとともに、前記ソルダーペーストの塗布量を調整した
ことを特徴とする電子部品実装基板。 - 第１の電気的接続部位が配置された電子部品と、該第１の電気的接続部位に対応する位置に第２の電気的接続部位が配置された基板とを、溶融することにより該第１の電気的接続部位と該第２の電気的接続部位との間を電気的に接続する通電用部材を介して接続した電子部品実装基板において、
前記電子部品に設けられた第１の検査用導体と、
前記基板に設けられた第２の検査用導体と
を具備し、
前記第２の検査用導体は、
ソルダーペーストから形成され、
前記第１の検査用導体と溶融した後の前記ソルダーペーストとの間の距離が、該通電用部材の沈み量以下となるように、前記ソルダーペーストの塗布量を調整した
ことを特徴とする電子部品実装基板。
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