JPH0936537A - 電子部品の半田付け方法、半田付け状態の検査方法及び半田付けの補修方法 - Google Patents

電子部品の半田付け方法、半田付け状態の検査方法及び半田付けの補修方法

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JPH0936537A
JPH0936537A JP17850395A JP17850395A JPH0936537A JP H0936537 A JPH0936537 A JP H0936537A JP 17850395 A JP17850395 A JP 17850395A JP 17850395 A JP17850395 A JP 17850395A JP H0936537 A JPH0936537 A JP H0936537A
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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 信頼性の高い電子部品の半田付け方法を提供
することを目的とする。 【構成】 基板1に、電極2に連続し、かつ基板1を貫
通するスルーホール6を設けておき、少なくとも半田バ
ンプ4を溶融させる際、電子部品3と基板1との間に、
基板1に対する電子部品3の高さを規定するスペーサ7
を介在させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バンプを備えた電子部
品の半田付け方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】BGA(ボールグリッドアレイ)のよう
に、下面に突出する複数の半田バンプを備えた電子部品
を基板に半田付けする工法が行われている。以下従来の
この工法の問題点を図4を参照しながら、説明する。
【0003】図4(a)〜(c)は、従来の電子部品の
半田付け方法の工程説明図である。図4において、1は
基板、2は基板1の表面に形成された電極、3は下面に
複数の半田バンプ4を備える電子部品である。
【0004】まずこの方法では、図4(a)に示すよう
に、位置決めされた基板1の電極2に半田バンプ4が位
置合わせされた後、電子部品3の半田バンプ4が電極2
上に搭載される。
【0005】そして、図示していないリフロー装置など
の加熱手段によって、半田の溶融温度以上に一旦加熱し
た後冷却することにより、半田バンプ4を溶融させた後
固化させて半田バンプ4により基板1に電子部品3を半
田付けするようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の半田
付け方法では、図4(b)に示すように、固化した半田
バンプ4がタイコ形のフィレット形状となることが多か
った。このタイコ形のフィレット形状となると、電極2
と半田バンプ4との境界付近において、断面形状が不連
続かつ急激に変化し、この付近に応力が集中しやすい。
また、電子部品3と基板1の熱膨張係数が大きく相違す
るので、後工程において加熱した際に、図4(c)に示
すように、半田バンプ4において熱応力が集中して、半
田バンプ4にクラック5が発生し、半田付けの信頼性が
低下するという問題点があった。
【0007】そこで本発明は、信頼性の高い電子部品の
半田付け方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の電子部品の半田
付け方法は、基板に、電極に連続し、かつ基板を貫通す
るスルーホールを設けておき、少なくとも半田バンプを
溶融させる際、電子部品と基板との間に、基板に対する
電子部品の高さを規定する高さ規定部材を介在させる。
【0009】
【作用】上記構成により、基板の電極上に電子部品の半
田バンプが搭載された後、半田バンプを溶融させてその
後固化させるのであるが、半田バンプが溶融した際にス
ルーホール内に半田バンプの一部が流れ込み、流れ込ん
だだけ半田バンプの実質的な体積が減少する。
【0010】このため、電子部品はやや下方に沈み込
み、電子部品が高さ規定部材に接触し、ある高さ以下に
下降できなくなる。一方、溶融した半田バンプは、電子
部品の高さにかかわらずスルーホール内に流れ込む。そ
の結果、さらに電子部品と電極間に存在する実質的な半
田バンプの体積が少なくなり、半田バンプはタイコ形で
なくより体積が少ない際のツヅミ形のフィレット形状と
なる。
【0011】このツヅミ形のフィレット形状となると、
後工程において加熱した際に応力集中が生じにくく、ク
ラックの発生を抑制し半田付けの信頼性を向上すること
ができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。
【0013】図1(a)〜(c)は、本発明の一実施例
における電子部品の半田付け方法の工程説明図である。
なお、本実施例において従来の構成を示す図4の同様の
構成要素については、同一符号を付すことにより説明を
省略する。
【0014】まず図1に示すように、本実施例では、電
極2に連続し、かつ基板1を貫通するスルーホール6が
形成してある。このスルーホール6は電極2の中心に対
して同軸的に形成されている。
【0015】また7は高さ規定部材としての、スペーサ
である。高さ規定部材としては、スペーサ7のほかに、
電子部品3そのものから下向きに突起を突出させてもよ
いし、基板1そのものに上向きの突出部を設けたり、基
板1にテープなどを貼ってもよい。要するに、後述する
ように電子部品3が沈み込んだ際に、電子部品3を基板
1に対して、半田バンプ4よりも低い一定の高さに保持
できるものであればよい。
【0016】さて、従来の電子部品の半田付け方法と同
様に、半田バンプ4を備えた電子部品3を基板1上に搭
載するのであるが、あらかじめ搭載に先立ちスペーサ7
を基板1上に載置しておく。
【0017】次いで、図1(b)に示すように、電子部
品3の半田バンプ4を電極2上に搭載する。この際、基
板1の表面から電子部品3の下面までの高さを元の高さ
H2とすると、上述したようにスペーサ7の高さは元の
高さH2からやや低い規定高さH1となるようにしてあ
る。即ち、半田バンプ4を電極2上に搭載した状態で
は、電子部品3の下面はスペーサ7の上面からやや浮い
た状態にある。
【0018】次に、基板1を図示していないリフロー装
置などに入れ、半田バンプ4を溶融させる。すると、図
1(c)に示すように、溶融した半田バンプ4の一部は
スルーホール6内に流れ込み、電子部品3と電極2の間
に存在する実質的な半田バンプ4の体積が減少する。こ
れにより、電子部品3は、元の高さH2から沈み込んで
ゆき、規定高さH1まで達する。しかしながら、電子部
品3と基板1の間には、スペーサ7が介在しているの
で、電子部品3は規定高さH1となった後、スペーサ7
に阻まれてさらに沈み込むことはできない。一方、溶融
した半田バンプ4は、電子部品3の高さに関わらず、ス
ルーホール6内に流れ込む。その結果、電子部品3と電
極2の間に存在する実質的な半田バンプ4の体積がかな
り少なくなり、図1(c)に示すように、半田バンプ4
はツヅミ形のフィレット形状となる。そして、基板1を
冷却し、ツヅミ形のフィレット形状としたまま、半田バ
ンプ4を固化させる。
【0019】この後、加熱処理をしても、半田バンプ4
はツヅミ形のフィレット形状となっているので、応力集
中が生じにくく、クラックの発生を抑制して半田付けの
信頼性を向上することができる。
【0020】さて、電子部品3の下面に形成されている
半田バンプ4の形状は、必ずしも一様であるとは限らな
い。即ち、半田バンプ4を形成する際に、高さのばらつ
きを生じていることがある。その結果、一部の半田バン
プ4の半田付け不良が発生することがある。次に、この
ための半田付け状態の検査方法を図2、図3を参照しな
がら、説明する。なお、この検査は、通常半田バンプ4
の周囲に存在するフラックスを洗浄して取り除いた後に
行う。
【0021】図2において、10は細長い針状の第1の
導電体であり、第1の導電体10の周囲には絶縁層11
が被覆され、第1の導電体10の上端部のみは外部に露
呈している。絶縁層11の外周には、筒状に形成され、
上部が斜めに切断された第2の導電体12が設けられて
いる。勿論第1の導電体10と第2の導電体12は、電
気的に絶縁されている。13は第1の導電体10と第2
の導電体12との間の抵抗値を計測する抵抗計である。
【0022】そして、第1の導電体10を基板1の裏面
側からスルーホール6を通じて、半田バンプの下部に接
触させ、また第2の導電体12を電極2に接触させる。
ここで、図2の例では、図2左側の半田バンプ8は半田
付け良、右側の半田バンプ9は高さが不足して半田付け
不良となっている。
【0023】なお、BGAなどの半田バンプを備えた電
子部品では、半田バンプが電子部品と基板の間に挟まれ
て、外部から観察することができず、不良の半田バンプ
9などがあっても、目視により半田付け不良と判定する
ことはきわめて難しい。
【0024】さて、本実施例の検査方法を半田バンプ8
について行うと、第1の導電体10は半田バンプ8の下
部に接触し、第2の導電体12は電極2に接触する。そ
して、半田バンプ8はしっかり電極2に半田付けされて
いるので、このときの抵抗計13が示す抵抗値は、ほと
んどゼロであり、第1の導電体10と第2の導電体12
が接触していることがわかる。この接触に基づいて、半
田バンプ8の半田付け状態は良であると判定する。
【0025】一方、半田バンプ9については、図2の鎖
線で示すように、第1の導電体10を半田バンプ9の下
部に接触させ、第2の導電体12を電極2に接触させた
際、抵抗計13が示す抵抗値は、ほどんど無限大とな
り、接触していないことが確認できる。これにより、半
田バンプ9は半田付け不良と判定するものである。
【0026】加えて、図3を参照しながら、半田付け不
良と判定された場合の補修方法について説明する。図2
の例では、上述したように半田バンプ9の半田付けが不
良と判定される。このとき、ノズル14から導電性ペー
スト15をスルーホール6を介して注入し、導電性ペー
スト15を電極2及び半田バンプ9に到達させる。この
導電性ペースト15としては、半田の溶融温度よりやや
低い約150℃程度で熱硬化するものが好適である。ま
た導電性ペースト15にかえて、溶融した半田を用いて
もよい。このようにすれば、不良と判定された半田バン
プ9の補修を行うことができる。なお、こののち、熱硬
化性の導電性ペースト15であれば、硬化温度まで加熱
して硬化させるものである。
【0027】
【発明の効果】本発明の電子部品の半田付け方法は、基
板に、電極に連続し、かつ基板を貫通するスルーホール
を設けておき、少なくとも半田バンプを溶融させる際、
電子部品と基板との間に、基板に対する電子部品の高さ
を規定する高さ規定部材を介在させるようにしているの
で、確実にツヅミ形のフィレットを形成する半田付けを
行うことができ、応力集中によるクラックの発生を抑制
して、信頼性の高い半田付けを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の一実施例における電子部品の半
田付け方法の工程説明図 (b)本発明の一実施例における電子部品の半田付け方
法の工程説明図 (c)本発明の一実施例における電子部品の半田付け方
法の工程説明図
【図2】本発明の一実施例における半田付け状態の検査
方法の工程説明図
【図3】本発明の一実施例における補修方法の工程説明
【図4】(a)従来の電子部品の半田付け方法の工程説
明図 (b)従来の電子部品の半田付け方法の工程説明図 (c)従来の電子部品の半田付け方法の工程説明図
【符号の説明】
1 基板 2 電極 3 電子部品 4 半田バンプ 6 スルーホール 7 スペーサ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子部品の下面に突出するように形成され
    た半田バンプを基板の表面に形成された電極上に搭載
    し、前記半田バンプを溶融させた後固化させて前記半田
    バンプにより電子部品を前記基板に半田付けする電子部
    品の半田付け方法であって、 前記基板に、前記電極に連続し、かつ前記基板を貫通す
    るスルーホールを設けておき、少なくとも前記半田バン
    プを溶融させる際、電子部品と前記基板との間に、前記
    基板に対する電子部品の高さを規定する高さ規定部材を
    介在させることを特徴とする電子部品の半田付け方法。
  2. 【請求項2】前記高さ規定部材は、前記基板の上面上に
    載置されるスペーサであることを特徴とする請求項1記
    載の電子部品の半田付け方法。
  3. 【請求項3】スルーホールに連続する電極を備えた基板
    に、半田バンプを用いて半田付けされた電子部品の半田
    付け状態を検査する半田付け状態の検査方法であって、 前記基板の裏面側から前記スルーホールを通じて第1の
    導電体に対して前記半田バンプを接触させ、前記第1の
    導電体に対して絶縁された第2の導電体を前記電極に接
    触させ、前記第1の導電体と前記第2の導電体との接触
    を検査し、接触がないときに半田付け不良と判定するこ
    とを特徴とする半田付け状態の検査方法。
  4. 【請求項4】半田付け不良と判定された半田バンプが基
    板に接する面の反対側の面から、前記基板を貫通するス
    ルーホール内に導電性ペーストを注入し、この導電性ペ
    ーストを硬化させることを特徴とする半田付けの補修方
    法。
  5. 【請求項5】半田付け不良と判定された半田バンプが基
    板に接する面の反対側の面から、前記基板を貫通するス
    ルーホール内に溶融した半田を注入し、この半田を固化
    させることを特徴とする半田付けの補修方法。
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