JP4147962B2 - Multi-chip module mounting structure, multi-chip module manufacturing method, and method for removing components on multi-chip module - Google Patents
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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、及びマルチチップモジュール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の実装構造及びマルチチップモジュール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、MCM用基板を、当該MCM用基板と電子部品との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と共に、MCM用基板下面の電極端子とプリント基板の上面のランドとを半田接合部により接続させ、且つ、そのMCM用基板の前記半田接合部とは別の一部を、プリント基板に熱融着させるように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1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。そして、MCM用基板の一部を、プリント基板に熱融着させたことにより、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。
【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2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3の発明)、スペース的に有利となる。
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4の発明)。
【0019】
本発明の請求項5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。
【0021】
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6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]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a multi-chip module mounting structure in which a plurality of electronic components are mounted on an MCM substrate.AndMulti-chip moduleLeThe present invention relates to a manufacturing method and a method for removing components on a multichip module.
[0002]
[Prior art]
In an electronic circuit configured by mounting a plurality of electronic components on a printed circuit board, as a technique for increasing the density, a multichip module (MCM and MCM) in which a plurality of electronic components (chips) are mounted on a substrate for MCM is used. (Abbreviated) is used. When this MCM is used, for example, removal for replacement in the event of a malfunction may be a problem. In this case, the small MCM is relatively easy to remove from the printed circuit board at the time of repair. However, for a large MCM such as a BGA type, it is difficult to remove from the printed circuit board. .
[0003]
Conventionally, as a method for removing an electronic component from a printed circuit board, a jig is disposed on the electronic component portion to be removed on the printed circuit board, hot air is supplied to the solder connection portion of the electronic component, and the solder is melted. A technique for removing the lens has been considered (see, for example, Patent Document 1). As another method, a through hole is provided in a connection pad portion where a BGA type electronic component on a printed circuit board is mounted, and the bump connection portion is heated through the through hole to melt the solder, thereby An exchange technique is considered (see, for example, 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, among the above-described conventional technologies that use hot air, such as the former, for large-sized MCMs such as the BGA type, hot air does not easily reach the solder connection portion located on the inside, and it is difficult to remove from the printed circuit board. It was difficult. In addition, in the case of heating the solder connection portion through the latter through hole, a large number of through holes are required and the through holes can be heated (parts are not disposed on the heating side of the through holes). It was necessary to be, and it was difficult to realize a large MCM.
[0007]
By the way, as a substrate for MCM used in the MCM as described above, conventionally, a thermosetting resin such as ceramic or glass epoxy, silicon, metal or the like is generally used, and all have high rigidity. It has become. As a cause of the occurrence of a problem that requires replacement, the destruction of the MCM substrate due to the generation of stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the MCM substrate and the electronic component (chip) mounted thereon There are breakage of solder connection. Therefore, if it is possible to suppress the occurrence of problems such as breakage of the solder connection in the MCM itself, it is possible to eliminate the above-described removal (replacement) as much as possible.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances.EyesThe multi-chip module can effectively prevent the occurrence of defects such as breakage of solder connectionsImplementation structureas well asMulti-chip moduleAnd a method of removing components on the multichip module.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the multi-chip module mounting structure according to
[0017]
As a method for manufacturing a low-rigidity multilayer wiring board using the above-described thermoplastic resin, a crystal transition type thermoplastic resin (for example, PEEK) having a conductor pattern formed on the surface, which has been previously developed by the present applicant, is used. Or a PEI resin), a method of laminating a plurality of sheet-like base materials and collectively heat-pressing them together can be adopted. According to this method, the degree of integration can be increased, productivity can be improved, and merits such as excellent dimensional accuracy and excellent recyclability can be obtained.
[0018]
In addition, since MCM using such a low-rigidity MCM substrate is inferior in handleability, it is necessary to be careful in handling. For example, in transportation (mounting) or the like, suction by suction pads at a plurality of locations is required. It is desirable to use Therefore, by providing a plurality of adsorbed parts that can be adsorbed by an adsorbing pad on the upper surface of the MCM substrate (Claim 2Of the present invention), the adsorption by the adsorption pad becomes easy. At this time, if the attracted portion is also used as a test point on which a test pattern is formed (Claim 3The invention is advantageous in terms of space.
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 (invention of claim 4).
[0019]
Of the present inventionClaim 5The multi-chip module manufacturing method places an MCM substrate on a reinforcing plate, applies solder to the land portion, mounts an electronic component, and reflows while remaining on the reinforcing plate. This makes it possible to mount electronic components by ordinary reflow heating by using a reinforcing plate even in an MCM using a low-rigidity MCM substrate. be able to.
[0021]
UpIn a multi-chip module having the mounting structure described above, only the electronic components soldered onto the MCM substrate can be removed by heating the multi-chip module to the solder melting temperature (Claim 6Thus, it is possible to easily remove and replace only the necessary electronic components on the MCM substrate, not the entire MCM.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Several embodiments of the present invention will be described below 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 configuration of a main part of an electronic circuit device having a multichip module mounting structure according to this embodiment.
[0023]
In this electronic circuit device, for example, a BGA type large multichip module 2 (hereinafter abbreviated as MCM2) is mounted on the upper surface (mounting surface) of the printed
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
In the electronic circuit device as described above, when a defect occurs in the MCM 2 (for example, the MCM board 4 is broken or the solder connection is broken), the
[0027]
In this case, although not shown, in order to carry out the above-described removal method, the following removal device is used in this embodiment. That is, this detaching apparatus includes a support portion (support means) that supports the printed
[0028]
By supplying hot air using the removal device having the above-described configuration, hot air is supplied from the
[0029]
At this time, since hot air is supplied through the pipe connected to the
[0030]
As described above, according to the present embodiment, the hot air is supplied from the inner side of the
[0031]
In the above-described embodiment, the detaching apparatus integrally provided with the support portion, the partition plate, the pipe, the hot air supply device, etc. is used. However, the detaching method of the present invention is not necessarily performed without using such a device. can do. Even in that case, it is desirable to supply hot air through a pipe connected to the
[0032]
Further, the number of hot air supply holes 7 formed in the printed
[0033]
(2) Second and third embodiments
2 and 3 show the second and third embodiments of the present invention, respectively. Both the second and third embodiments show so-called modified examples of the first embodiment with respect to the method of removing the
[0034]
First, in the second embodiment shown in FIG. 2, a through hole in which a part of the terminal 4 a (only two are shown) located on the outer peripheral side portion of the lower surface of the
[0035]
In this case, for the through
[0036]
In the above configuration, as in the above embodiment, by supplying hot air from the
[0037]
Therefore, the hot air effectively heats the solder
[0038]
Next, in the third embodiment of the present invention shown in FIG. 3, a
[0039]
In this embodiment, when the
[0040]
In the third embodiment as well, the hot air supplied to the
[0041]
The heating of the
[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 its mounting structure on the printed
[0043]
Although not shown in detail, the
[0044]
In the manufacture of the
[0045]
In this case, a conductive foil, for example, a copper foil is preliminarily pasted on the surface of the film, and a conductive pattern is formed by patterning the film constituting each insulating layer by etching. A via hole for forming an interlayer connection portion is formed at this point, and a conductive paste is filled in the via hole. And the hot press which pressurizes in the up-down direction with the pressure of 0.1-10 Mpa is performed, laminating | stacking the film up and down, for example, heating at 200-350 degreeC.
[0046]
As a result, the films are pressed together in a state where they are once softened by heat, so that they are fused together, and then crystallized (cured) so that the whole is integrated, so that the conductor pattern is embedded. At the same time, the conductive paste in the via hole is cured to form a low-rigidity multilayer wiring substrate (MCM substrate 23) having a plurality of insulating layers in which interlayer connection portions are formed. By adopting such a manufacturing method, it is possible to increase the degree of integration, greatly improve the productivity, and further improve the dimensional accuracy compared to the case of using a thermosetting resin. Advantages such as excellent properties can be obtained.
[0047]
The
[0048]
Next, the
[0049]
Further, the
[0050]
Next, the
[0051]
Further, by this mounting, the land on the upper surface of the printed
[0052]
In the above configuration, the
[0053]
If a problem occurs in the
[0054]
According to the fourth embodiment, since the
[0055]
In this embodiment, the
[0056]
In addition, in the fourth embodiment, the sucked
[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 longitudinal sectional view of a main part showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an essential part showing a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
In the drawing, 1 and 22 are printed circuit boards, 2 and 21 are multichip modules, 4 and 23 are MCM boards, 5 and 24 are electronic components, 6 and 25 are solder joints, 7 are holes, and 11 and 12 are through. A hole, 16 is a conductor pattern, 21a is an adsorbed part, and 26 is a heat-sealed part.
Claims (6)
前記MCM用基板を、当該MCM用基板と前記電子部品との熱膨張係数差に起因して発生する応力を前記MCM用基板の変形により吸収する熱可塑性樹脂を用いた多層配線基板から構成すると共に、当該MCM用基板下面の電極端子と前記プリント基板の上面のランドとを半田接合部により接続させ、且つ、前記MCM用基板の前記半田接合部とは別の一部を前記プリント基板に熱融着させるようにしたことを特徴とするマルチチップモジュールの実装構造。A multi-chip module mounting structure in which a multi-chip module having a plurality of electronic components mounted on a substrate for MCM is mounted on a printed circuit board.
The MCM substrate to form a stress generated due to thermal expansion coefficient difference between the electronic component and the MCM substrate from a multi-layer wiring board using the thermoplastic resin that absorbs by deformation of the MCM substrate In addition, the electrode terminal on the lower surface of the MCM substrate and the land on the upper surface of the printed circuit board are connected by a solder joint, and a part of the MCM substrate other than the solder joint is heated to the printed circuit board. A multi-chip module mounting structure characterized by being fused.
前記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、前記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マルチチップモジュールの製造方法。A method for manufacturing a multichip module comprising the mounting structure according to any one of claims 1 to 4,
The MCM substrate is placed on a reinforcing plate, solder is applied to the land portion, and the electronic component is mounted.
A method of manufacturing a multichip module, wherein reflow heating is performed while the substrate is placed on the reinforcing plate.
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