2001/3/29 第15号
エレショー技報
（有）安部実装技術研究所
http://www.anbesmt.co.jp/
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内容
■高熱変形温度、低吸水率、耐プラズマ性・真空ガス放出特性に優れた
ポリイミド成形体
■海外SMT技術情報「ＣＳＰ実装プロセスと信頼性」
■25＆50ミクロン極細熱電対線
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■高熱変形温度、低吸水率、耐プラズマ性・真空ガス放出特性に優れた
ポリイミド成形体 宇部興産（株）
熱変形温度は、従来のポリイミド成形体より約100℃高く（ユピモールSA
101：470℃、ユピモールSA201：486℃）、切削加工性に優れています。
酸素プラズマ耐久性は、従来品より30％向上し、吸水率も従来品の10分
の1程度と驚異的に少なく、かつ真空中におけるアウトガスも従来品より
一桁小さい夢のポリイミド成形体「ユピモールSA」を開発販売開始しま
した。
詳しくは、 www.eleshow.com/ の4-3-16をご覧下さい。
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■海外SMT技術情報
ＣＳＰ実装プロセスと信頼性
１．要約
チップサイズパッケージ（CSP）の一つであるμBGA.（0,5、0,75、1,0
mmピッチ）接合の信頼性評価と、SMT実装プロセス検証の為の試験基板
を作成した。その中で部品（40端子、0.７5ミリピッチμBGA）外形が搭
載ノズルより小さいため、外形認識不能のため搭載ができないトラブル
が発生した。CCDカメラ の分解能を上げて解決した。X線と目視でμBGA
接合部を検査したが、結果は良好で、はんだ容積・濡れ角度など最適状
態であった。
プロセス検証のため長期信頼性試験を行った。
２．試験基板の設計
A 部品配置： 目的は0,5、0,75、1mmピッチμBGAのSMT実装プロセスの
開発である。配線板の両面に実装する部品の種類と数を表1（省略）に
示した。
試験基板10枚の上面をリフロー加工した後、その半分の底面にμBGAを
リフローし、他の底面にはウェーブでチップを実装した。リフローの
ためにはんだペーストの印刷を、他方ウェーブ用としてチップ保持の
ためのエポキシ印刷を行った。また0,5mmピッチμBGAは全てデージー
チェーン配線とし、導通を監視した。
Ｂ パッドの設計：160ピンを除き各μBGAに対して二種類の寸法のパッ
ドを設計した。1つはIC供給業者の勧めるパッドであり他方は3Com-
Chicagoでの経験に基づいた。基本的にφ0,13mmのマイクロビアを中
央に設けた。それらの寸法は表2（省略）に示した。
Ｃ 評価手順： 試験基板は標準SMT実装ラインで加工した。スクリーン
印刷機、チップ搭載機、IC搭載機から成る。
１．ステンシル設計：レーザーカットステンシルを用いた。特に0,5mm
ピッチμBGAに対する設計とはんだ容積を重視した。表3にはんだ容積
の理論値を示した。
表3
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Component types Theoretical solder volume
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For vendor's pad 3Com-Chicago's
sizes pad sizes
160 I/O,1mm 3091 cubic mils 1518 cubic mils
100 I/O,0.5mm 555 cubic mils 347 cubic mils
62 I/O,0.5mm 555 cubic mils 347 cubic mils
40 I/O,0.75mm 716 cubic mils 1047 cubic mils
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２．スクリーン印刷：試験基板に無洗浄ペーストを用いた。共晶はんだ
・固形分89,5％・800kcps・3型のメッシュを用いた。印刷機の設定条件
を表4に示した。
３．IC搭載機：現有機は100μmピクセルを持つ標準機であるが、このカ
メラでは各部品上のボールを認識できず、部品ボディを見て搭載するこ
とを試みた。しかし40I/OのCSPがノズルより小さいため搭載不能となっ
た。結局カメラを66μmピクセルにグレードアップしてボール認識を可
能にした。
４・リフロー温度プロファイル：窒素ガス気流下でリフローした。
D 信頼性試験手順
１．引抜き試験：μBGAの各タイプについて熱サイクルの前後に1個の部
品を引抜いた。試験は部品の上部に治具を接着し、ユニバーサル試験機
を用いた。結果を表6と表7（いずれも省略）に示した。
２．熱サイクル：9個の試験基板を-25〜100℃の熱サイクル（20℃/分、
両端で15分保持）にかけた。間欠的に特定回路の断線を検査しながら
500サイクルまで行った。熱サイクル後、外観と電気抵抗を検査した。
３．ランダム振動試験：抵抗測定後、＃6の試料を振動試験にかけた。
振動は基板に垂直な方向に適用した。振動試験は段階的に行った。最
初に1G RMS程度の弱い振動で15分、ついで振動を10〜20％強くして15
分のように、十分な数の不良が発生するまで継続した。全ての試験を
通じて間欠的導通検査（200nSecの間100オーム以上の抵抗を超えると
オープンとした）で故障の発生を監視した。
３．結果と考察
A．SMTプロセス性の評価
実装後、目視・導通試験・X線で検査した。結果を表5（省略）に示し
た。表でも明らかなように0,75mm40 I/Oの部品が小さいため搭載に
問題を生じた。その他の部品の搭載は良好であったが、#8の基板上
の二つの部品が正常に置かれているのに導通不良であった。故障解
析を行ったが、実装上の問題は出されなかった。#10の基板ではんだ
短絡が生じたが、原因は基板のエッチング過剰のため、パッド寸法
が不足したためであった。
Ｂ．信頼性試験結果
表６、表7（いずれも省略）
１．抵抗測定と引抜きテスト
２．熱サイクル。
３．ランダム振動試験
４．勧告
（あとがき）
本レポートは３COM Corporation社の社員により書かれており、μBGA
について第三者的立場から評価していると思われる。
本実装ではアンダーフィルを使用していないが、各種の信頼性上の課
題点があることが分かる。特に温度サイクルは−25〜100℃
500サイ
クルであり、比較的軽い条件であるにもかかわらず不良が発生してい
る。
より詳しくは、www.eleshow.com/ の海外技術情報をクリックし、
2001.3.28月号をご覧下さい。Ａ4サイズで3頁分詳しく説明してい
ます（図表も一部掲載されています）。
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■25＆50ミクロン極細熱電対線
ガラス被膜熱電対線（通常200ミクロン径）の先端約10ｍｍのみ、約50
ミクロンまたは50ミクロン径の熱電対を溶接したものを製造販売開始
しています。（極細熱電対線の長さは、変更可能です）
この極細熱電対線の利点は、
◎先端にボールを形成しておらず、FCやCSPや0.3ミリピッチQFPおよび
1005チップ部品など極小部品の電極にも容易に付着できる。
◎熱電対自体の熱容量が小さく、より高精度に測定できる。
◎細いことから、CPS等狭いすき間にあるはんだ接合部の温度も測定可
能。既にNEC、東大、富士通様などへ多数の実績があります。
詳細は www.eleshow.com/ の6-5-19をご覧下さい。
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