2001/4/17 第16号
エレショー技報
(有）安部実装技術研究所 http://www.eleshow.com/
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内容
■エレクトロニクスマーケットリサーチ
■海外SMT技術情報「アセンブリーメーカーにおける技術開発
μBGA品質についてのケーススタディ」
■海外ＳＭＴ関連ジャーナル一覧表
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広報担当者又は営業担当者の方にも御転送ください。
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■エレクトロニクスマーケットリサーチ
（株）ジャパンマーケティングサーベイ
調査対象分野として、BGA&CSP・ビルドアップ基板等を中心に実装分野全
般、さらに光通信・高周波分野・携帯電話・ＩＴＳ・ディスク分野があり、
これらのマーケットリサーチレポート出版のほか、個別にカスタムリサー
チを受託しています。
詳細は www.eleshow.com/ の 8-7-1 エレクトロニクス市場調査をご覧下
さい。
[解説 文責 安部可伸]
上記HP中、サイバー見本市の中にはBGA, CSP用基板メーカーの採用基材一
覧表が掲載 されています。BT、GE、PI樹脂基板、セラミック基板、ビルド
アップ基板と詳細に分類され興味深いです。又、JMSマーケットデータご利
用会員になりますと「高木清ビルドアップ講座」を見ることができるとの
ことです。
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■海外SMT技術情報
「アセンブリーメーカーにおける技術開発
μBGA品質についてのケーススタディ」
序
常により小さくがパッケージ技術の急速な発展を促がし、micro
BGA
（μBGAと略す）が新しい設計で登場しようとしている。μBGAのような新
技術の利点を強化し、開発の短縮とコスト節約のため、販売元が
Electronic Manufacturing Service（以下、下請アセンブリーメーカーと
略す）パートナーに開発と信頼性確保のため支援を求めるようになってき
た。μBGA検証の事例研究である。
試験基板
6層、FR-4のPWBを用いた。部品のパターンはデージー鎖を使って信頼性試
験を効率よく行えるようにした。全てのパッドははんだマスクなし、クリ
アランスは最小にした。層の設計は基板中心に対称として反りを最小に抑
えた。その他基準マーク、試験点、クーポン（試験片）の分離点などの工
夫を加えた。
PWBは通常の方法で製作され、最も微細な配線は75μm、主要な配線100μm
のライン・スペース、厚さは工場の標準である1,6mmとした。
表面仕上げの検討
プリフラックス（以下OSPと略す）（Entek106A）と、無電解Ni/浸漬Auメ
ッキ表面にはんだ付けし（対流220℃）、信頼性に差があるか検討した。
あるペーストはOSPコート面に良く濡れなかった。しかし、空気炉を窒素
ガス雰囲気に変えた結果、問題は解消し、信頼性にも差がなかった。
表面仕上げの平坦性
OSPも金仕上げも平坦な面を提供する。パッケージが小さくなるとはんだ
容積が減少し表面仕上げが重要になる。他方全パッケージにわたる基材の
平坦性は別の問題である。これらの問題は基板供給者とも検討すべきであ
る。ほとんどのアセンブリーメーカーはモアレ（Moire）干渉計やレーザ
ースキャン装置を持ってないが、平坦度測定用として購入すべきである。
PWBの入手についてIPCの基準は使えない。反りについてあまりにもかけ離
れているためである。
ステンシル
目的の一つはステンシルの要求を明確にすることである。ほとんどのSMTで
は150μmのステンシルが使われるが、共同研究から125μmの方が微細な開
口に適していることを確かめた。レーザーカットステンレス、研磨、Niメ
ッキ仕上げのステンシルを採用した。
最後のステップは、必要なはんだ容積を求め、CSPだけでなくSMT部品全体
にはんだをいかに供給するのかである。
パッケージ
24枚の基板に7種のμBGA/CSPパッケージを搭載した。それらの4種は積層
板基材の、2種はフレキ基材の、一種はフレキオーバーモールド基材のパ
ッケージであった。それぞれ製造者独自の製造技術を持っているが、取扱
い安さに差がある。一種を除いて他は全て、底面に位置を決めるマークを
持っている。もしボールパターンの中にマークが入れられると大きいので
ミスが無い。
部品取扱についての考察
部品が小さくなり搭載機の部品取扱に変化が生じている。ある種の搭載機
は、15mm2以下の部品や、JEDEC BGAフォーマットより小さいトレーでは動
かないトラブルが生じた。
こうした独自サイズの部品については、装置の改良ないし開発が必要であ
る。テープ＆リール方式はベーキングが必要なため、望まれない。部品を
小さなワッフルパックに納めることは、装置運転時の振動で部品が外れ易
く、問題を生ずるであろう。他方リペアーでの部品の取扱いは、乾燥箱中
での保存が必要である。
実装工場の環境にさらすと、パッケージ上に繊維屑やほこりが残り、除去
しないとはんだ接合中に入り込むことを確認した。また運転員は部品を傷
めないよう適切な取扱方法を教育される必要がある。
パッケージの準備
全てのパッケージは予備ベーク（125℃×24H）され、ポプコーンの防止を
図った。工場内環境に8Hrさらしてから実装した。
実装方法
製造プロセスは典型的な片面SMT実装であり、装置も標準的。
はんだペースト
無洗浄ペーストを2種、水溶性ペースト1種を用いた。フラックス残渣の評
価を温度サイクル後に行った。パッケージは取外され、目視や赤外線分析
でフラックス残渣を解析する計画である。温度サイクル試験は3月に終了
予定である。
搭載の問題
搭載機に部品を供給する方法が3種ある：JEDECトレー、テープ、ワッフル
パック。現存の機械でパッケージの寸法やワッフルパックの寸法について
検討したが、いずれも機械の改造や作業台の変更が必要であった。現有設
備では1,27と1,0mmのパッケージはJEDECトレーで、それよりも小さいもの
はワップルパックで処理する。
5種は、ピックアップと光学認識において機械の能力限界以下であった。
そのうち3種ではボールが認識できないので、背面光による外形認識が必
要であった。全ての部品が何らかの介助を必要としたが、それらは量産で
は実行可能な方法ではない。
搭載圧力
パッケージの多くは搭載圧力に敏感で200gr以上の力で痛むこと（シリコ
ンクラック）がある。搭載機による作業のほとんどで調整が必要であろう。
その他
ある種のCSPパッケージではシリコンが裸で露出しており、洗浄に特別の
配慮が必要である。ほとんどのCSPは無洗浄ペーストであるが、まだ少し、
水洗の必要なコンフォーマルコーティングを使う例がある。例えば洗浄か
ごに入れて高圧水洗し、シリコンに過剰な力がかかるとクラックが発生し
うる。実例を示す。この部品はデージー鎖では合格であっても。実動時に
は不良になると思われる。
より詳しくは、www.eleshow.com/ の海外技術情報をクリックし、2001.
4.17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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■海外ＳＭＴ関連ジャーナル一覧表
かねてより欧米のＳＭＴ関連ジャーナルの多さには驚いていますが、今
回Etronix’2001ショーを訪問した際、約30冊のジャーナルの名称、内
容、Websiteを調べ、一覧表を作成しました。ほとんどの場合、数ヶ月
間無料試読可能です。Websiteより申込可能と思います。
詳細は www.eleshow.com/ の8-10-1をご覧下さい。
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