JPH1131877A - プリント配線板および電気部品の試験方法 - Google Patents

プリント配線板および電気部品の試験方法

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JPH1131877A
JPH1131877A JP18487097A JP18487097A JPH1131877A JP H1131877 A JPH1131877 A JP H1131877A JP 18487097 A JP18487097 A JP 18487097A JP 18487097 A JP18487097 A JP 18487097A JP H1131877 A JPH1131877 A JP H1131877A
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Hideyuki Hayashi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気部品との半田接合を確実に行い前記電気
部品の評価、試験後に少なくとも電気部品側の接合部を
損傷することなく、容易に離脱できるプリント配線板と
電気部品の試験方法。 【解決手段】 支持体上に電極と絶縁層を有し、絶縁層
に設けた開口部に面する電極上に導電部材を配設し、前
記絶縁層と導電部材表面との段差を小さくしたプリント
配線板100を構成することによって、前記導電部材に
設ける半田部6の厚さを薄くするとともに、同プリント
配線板を使用して電気部品の試験を実施する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板の
構造に関するものであり、電気部品特に半導体素子を接
合し搭載し、バーンイン試験や性能評価などの試験を実
施した後に、再度半導体素子を離脱するのに好適なプリ
ント配線板と、このプリント配線板を用いた電気部品の
試験方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子特に集積回路は高速・高機能
化のために、ますます集積度を高めており、高信頼性の
確保のために、性能評価や加速試験や製品出荷前にバー
ンイン試験として、高温状態で直流電圧を印加するエー
ジングをし、初期不良等を検出した後に良品のみを出荷
することが必須となっている。しかしながら、前述のよ
うに高速・高機能化のために集積回路と外部回路との接
続端子数は増え、接続端子間ピッチは狭まっているの
で、集積回路の性能評価、各種の試験に際しては、プロ
ーブなどを使用して外部回路と接続することは困難にな
っている。そのため、一旦集積回路をプリント配線板に
半田接合をして、このプリント配線板を介して、外部回
路と接続し、性能評価や各種の試験後は、再度集積回路
とプリント配線板間の半田接合を溶融し、集積回路を離
脱する方法が採用されている。
【0003】従来のこのプリント配線板の接合部の構造
は、図4の(A)に示すように、ガラスエポキシ樹脂な
どから成る支持体である絶縁基板10に銅箔パターン1
1を配し、絶縁層であり表面パターニングのためのソル
ダーレジスト12の開口部13に面する銅箔パターン1
1に半田部14を施し、集積回路15の接続端子と半田
接合を施していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術にあっては、ソルダーレジストを広い面積にわ
たって積層し、絶縁層としての機能を果たすためには2
0μm程度の厚さに成らざるを得なかった。そのため
に、図4の(A)に示すように評価対象である集積回路
15の端子部16に接合している半田バンプ17は、半
田部14の厚さが薄いと半田バンプ17が半田部14に
接触せず、したがって半田接合が成されず、また図4の
(B)に示すように半田部がソルダーレジスト12の厚
さに等しい程度に厚くなると、評価試験等の終了後に集
積回路15を離脱する際に、半田バンプと半田部が容易
に離脱せず、図示のごとく集積回路15の近傍で半田結
合部18に亀裂19を生じてしまったり、また図示しな
いが半田バンプ17の形状が大きく変形したりし、再度
集積回路15を他のプリント配線板に実装する際に接合
不良を生じるという不具合があった。また、この半田層
表面の酸化などによって、接合不良が生じるという問題
もあった。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、支持
体の表面に形成された電極と、前記電極を覆い前記電極
上に開口部を備えた絶縁層とを有するプリント配線板に
おいて、前記開口部に、半田の融点より高い融点と前記
絶縁層の厚さより小さい厚さとを有する導電部材が配設
されていることを特徴とするプリント配線板を要旨とし
た。
【0006】この請求項の発明の新規な点は、絶縁層の
厚さに係わらず、プリント配線板側の半田層の厚さを適
量となるように、絶縁層と導電部材間を所望の段差に制
御できる構成としたことである。具体的には、開口部に
位置する電極上に、さらにCu、NiまたはAuなどの
導電層を電解めっきや無電解めっきで形成することによ
って、絶縁層と前記のCu、NiまたはAuなどの導電
層表面との間を所望の段差としたことにある。したがっ
て、絶縁層が上記の如く20μmと厚くなっても、導電
層を形成する際の通電条件を制御することによって、精
度よく段差を構成できるため、導電層への半田の溶着量
を適量とすることができ、従来技術で生じていた、接合
不良や離脱に際しての半田バンプの変形、亀裂等の問題
は生じない。
【0007】また、本発明はフリップチップボンディン
グに好適であるが、接合は半田バンプを介さなくてもよ
く表面実装の全般にわたって有効なプリント配線板であ
る。また、本発明は接合後、離脱する場合に特に有効で
あるが、一旦接合後、離脱しない場合にも使用してもよ
い。
【0008】本請求項の導電層は、支持体表面に設けた
電極にめっきが容易であり、半田との濡れ性がよく、溶
融点が半田より高くまた酸化などの変成の少ない導電材
料が好ましい。また、形成手段としては、めっき以外に
蒸着やスパッタやその他の薄膜形成方法を用いてもよ
く、積層厚さを制御できる方法であれば好ましく、また
積層を多層で構成してもよい。
【0009】また、絶縁層は、ホトソルダタイプのソル
ダレジストが精度などの点で好ましいが、スクリーン印
刷タイプのものであってもよく、さらにポリイミドフィ
ルムやポリエステルフィルムなどを貼着したシート状絶
縁材やスパッタによる薄膜形成によるSiO2 、Al2
3 や蒸着による高分子材であってもよい。
【0010】請求項2の発明は、請求項1に記載のプリ
ント配線板の前記導電部材に電気部品の接続端子を半田
を用いて接続し前記電気部品を前記プリント配線板に実
装する工程と、前記プリント配線板を介して前記電気部
品の試験を行う工程と、前記試験後に前記電気部品と前
記プリント配線板との半田接合を外す工程とを、含むこ
とを特徴とする電気部品の試験方法を要旨とした。
【0011】本請求項の発明の新規な点は、請求項1の
プリント配線板は前記段差を適量に制御でき、したがっ
て一旦実装した部品を容易に離脱するのに適量な半田量
を形成できる事に着目し、接合後に再度離脱が必須とな
る電気部品の試験に、前記プリント配線板を使用した事
にある。
【0012】この請求項2に記載の「試験」とは、バー
ンイン試験などのように、半導体素子に高温状態で直流
電圧を印加するエージングや性能評価や、電気部品の高
温・多湿の環境下での加速試験や、性能評価などを指
す。
【0013】
【発明の実施の形態】
〔第1実施例〕本発明のプリント配線板の第1実施例を
図1に示す。図1は、本発明によるプリント配線板10
0に半田部6を設けた状態を示すものであり、1はガラ
スエポキシ樹脂積層板や、フェノール樹脂積層板や、セ
ラミック基板などの支持体である絶縁性基板であり、こ
の絶縁性基板1の表面に電極である銅箔パターン2が形
成されており、3は本実施例ではソルダーレジストであ
り、4はNiを電解めっきまたは無電解めっきで積層し
た導電層であり、5はAuを電解めっきまたは無電解め
っきで積層した導電層である。
【0014】本実施例では、半田バンプ径100μmの
ものを対象に、開口部の径は60μmでソルダーレジス
ト3の厚さは15μmで、導電層4と導電層5の合計厚
さは10μmであり、段差を5μmとしてある。ただ
し、本発明の特徴を明瞭にするため、図1の寸法関係は
正確ではない。本実施例では、段差が従来の20μmに
比して5μmと小さく、半田部6の厚さを約5μmにで
き、従って集積回路などに設けた半田バンプと確実に接
合でき、また大きな変形も生じず容易に離脱できる。こ
こで、半田部6と半田バンプの接合は、リフロー半田付
け法や赤外線リフロー半田付け法や気相半田付け法など
によって行うことができ、また同様の方法で接合部を溶
融し、半導体素子などの実装部品をプリント配線板から
引き離すことにより容易に離脱できる。
【0015】また、本実施例では積層した導電層の表面
側をAuにしてあり、酸化などの影響が少なく、保存管
理が容易であるとともに、後に実施する半田の接合が確
実になり、またプリント配線板の保存、管理等が容易に
なる。さらに、開口部に塵などが滞留しずらくまた、実
装前の洗浄などで容易に塵などを除去できる。
【0016】また、本実施例では、プリント配線板10
0と外部回路等との接続のための構造は図示しなかった
が、プリント配線板100の所望の箇所に銅箔パターン
2でランドを設けるようにしてもよく、またコネクタと
の接続用に銅箔パターン2で所望のパターンを形成して
もよい。
【0017】〔第2実施例〕本発明の第2実施例を図2
に示し、図はプリント配線板101に半田部6を設けた
状態を示しており、図1と同一符号は同様のものを表し
ている。
【0018】本実施例の発明では、銅箔パターン2にC
uめっきを行い導電層7を形成してあり、この導電層7
にはNiまたはAuなどの第2層を設けておらず、した
がって、第1実施例で示したプリント配線板よりも、容
易に製作が可能となる。
【0019】〔第3実施例〕本発明の電気部品の試験方
法を、集積回路のバーンイン試験方法に適用した実施例
を図3に示す。図中(A)は請求項1に記載のプリント
配線板103に集積回路15を半田バンプ17を介して
接合する実装工程を示したものであり、接合に先立って
プリント配線板103には、図1または図2に示す半田
部6が設けられており、本工程はリフロー半田付け法や
赤外線リフロー半田付け法や気相半田付け法などによっ
て行われる。つぎに、図中(B)で示す工程でバーンイ
ン試験を行う。本実施例では、プリント配線板103を
評価用回路や試験用回路や外部接続用コネクタ等を搭載
した試験プリント配線板104を介してバーンイン試験
を行う例を示している。試験プリント配線板104とプ
リント配線板103は間隔管110を介して接合してい
る。この試験プリント配線板104とプリント配線板1
03間の電気的な接続は図示していないが、線材、コネ
クタケーブルなどで実施している。このバーンイン試験
は、恒温槽内に試験プリント配線板104とプリント配
線板103を設置し、たとえば、125°Cの高温状態
下で所定の電圧を約100時間通電して実施する。つぎ
に、前記バーンイン試験後に行うプリント配線板103
から集積回路15を離脱する工程を図中(C)で示す。
本工程は、高温雰囲気中でa、bで示す方向に集積回路
15、プリント配線板103に外力を加えることによっ
て実施する。
【0020】
【発明の効果】 以上詳述ごとく、本発明によれば、以
下の効果がある。 (1)絶縁層の厚さに係わらず、絶縁層と導電層間の段
差を適量に調整したプリント配線板を構成することがで
きる。 (2)電気部品側の半田バンプとプリント配線板の導電
層の接合を確実に行え、電気部品とプリント配線板の離
脱の際に、半田バンプがプリント配線板に残留したり、
または半田バンプに大幅な形状変化を来すことが無い。 (3)積層した導電層の表面側をNi、Auなど耐性の
ある材料とすることにより、後に実施する半田の接合が
確実になり、またプリント配線板の保存管理等が容易に
なる。 (4)絶縁層と導電層間の段差を小さくでき、開口部に
塵などが滞留しずらくまた、実装前の洗浄などで容易に
塵などを除去できる。 (5)電気部品の試験が、上記(1)〜(4)の効果を
持つプリント配線板で行え、確実な接合によって信頼性
の高い試験が実施でき、試験後の離脱時における電気部
品側の接合部の変形や剥離が回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例を示す図
【図2】第2実施例を示す図
【図3】第3実施例を示す図
【図4】従来例を示す図
【符号の説明】
1 絶縁性基板 2 銅箔パターン 3 ソルダーレジスト 4 導電層 6 半田部 15 集積回路 17 半田バンプ 100 プリント配線板 101 プリント配線板 103 プリント配線板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/66 H01L 21/66 H05K 3/00 H05K 3/00 B

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持体の表面に形成された電極と、前
    記電極を覆い前記電極上に開口部を備えた絶縁層とを有
    するプリント配線板において、 前記開口部に、半田の融点より高い融点と前記絶縁層の
    厚さより小さい厚さとを有する導電部材が配設されてい
    ることを特徴とするプリント配線板。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のプリント配線板の前
    記導電部材に電気部品の接続端子を半田を用いて接続し
    前記電気部品を前記プリント配線板に実装する工程と、
    前記プリント配線板を介して前記電気部品の試験を行う
    工程と、前記試験後に前記電気部品と前記プリント配線
    板との半田接合を外す工程とを、含むことを特徴とする
    電気部品の試験方法。
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