| 2002/3/12
第40号 エレショー技報 （有）安部実装技術研究所 ================================================================= 内容 ■セル生産用静止型リフロー装置 ■フローはんだ付けシミュレーター ■海外SMT技術情報 「ビルドアップPCBにはんだ付したウェハーレベルCSPの歪と応力の解析」 （弾性、弾塑性およびクリープについて） ■日本再生の道 その3 ================================================================= 広報担当者または営業担当者の方にもご転送ください。 eleshow出展社は今後、無料で随時「エレショー技報」に広告を掲載出来 ます。新製品の紹介等を瞬時に送れるシステムを社内に構築したのと同じ 効果があります。ぜひ、この新しい宣伝方法の威力を実感してください。 詳しくは www.eleshow.com/ の表紙左側の「出展について」をご覧下さ い。 ================================================================== ■セル生産用静止型リフロー装置＜RDT-250C＞ （株）マルコム 鉛フリーのリフローはんだ付けにおいて、部品の耐熱温度とはんだの融 点の差が小さくなってきており、実装基板での温度差（Δt）を小さくしな ければならない。リフロー装置はゾーン数を増やしたり、長くしたりして 条件を作っている。本装置はパソコンにてプロファイル条件を自由に作成 でき、上面熱風マトリックス制御にて上面ヒーターを分割制御する事によ って熱容量の大きな部品を局所加熱する事が出来る。実装基板でΔt＝5℃が 可能。静止型、卓上型であるため、セル生産に向いている。 詳細は www.eleshow.com/ の 5-3-15 をご覧下さい。 ================================================================== ■フローはんだ付けシミュレーター＜FS-1＞ （株）マルコム 最近、鉛フリーはんだによるフローはんだ付けが本格化してきた。共晶は んだより融点が高く、ぬれ性が悪いためさまざまな工夫が必要となってき ている。はんだの選定からフラックスの選定、噴流ノズルや温度条件の工 夫が重要で、材料（はんだやフラックス）の交換やノズルの交換が簡単に 出来るようになっており、卓上にて様々な実験が出来ます。 はんだ槽は約13kg、フラックスは1リットル、電源はAC100V 1.5kw。 詳細は www.eleshow.com/ の6-5-2 をご覧下さい。 ================================================================== ■海外SMT技術情報 「ビルドアップPCBにはんだ付したウェハーレベルCSPの歪と応力の解析」 （弾性、弾塑性およびクリープについて） 要 旨 本法では、マイクロヴィアビルドアップPCB上のウェハーレベルCSP（WLCSP と略記）のバンプはんだ接合の信頼性を温度サイクルで検討した。62Sn36Pb2Ag 合金のはんだ接合は、(1)弾性材料、(2)弾塑性材料、(3)Garofalo アーレニウ ス定常状態クリープ法則に従う材料と仮定する。WLCSPのコーナー部の接合に おける応力と歪を示し、三材料モデルと比較した。またマイクロヴィアを持 たないPCB上のWLCSPのクリープ解析と比較した。 序 言 1992年の塚田の報告から、ローコストのFCオンボートの研究が爆発的に進 んだ。シリコンチップとエポキシ基材との熱膨張の不一致から、はんだ接 合に信頼性のためにアンダーフィル封止剤が必要とされてきた。しかしそ の加工のために製造コストが上昇し、生産能力は低下した。加えてアンダ ーフィルしたフィリップチップはリペアが非常に難しい。 WLCSPと呼ばれる新タイプのパッケージの特徴は、金属層を使って外辺配列 のファインピッチパッドをより大きいピッチの面配列パッドに再分配し、 チップ上により大きいはんだバンプ接合を可能にすることにある。 他の新技術と同様、 WLCSPは多くの問題に直面している。高密度のPCB上へ の WLCSP開発には次のことに注意が必要である。 ・WLCSP のインフラがまだ確立していない。 ・WLCSPの規格がまだ確立していない。 ・WLCSPの専門的知識が容易に入手できない。 ・ベアウェハーが容易に入手できない。 ・ベアウェハーの取扱いはデリケートである。 ・低収率のICウェハーは高コストである。 ・再分配が依然高コストである。 ・バンプ形成費が高価 ・特に高級なダイに対して、再分配収率が低いため、高コストである。 ・が収縮するとシステムメーカーがトラブルになる。 ・素早い検査と高温でのバーンインがウェハーでは困難。 ・ウェハー上の１点だけの改良が困難。 ・WLCSPのPCBへの実装が困難。 ・マイクロヴィアビルドアップPCBの接合信頼性への影響 ・α粒子がWLCSPの鉛を含有するはんだを貫通し、ソフトエラーが発生。 ・WLCSPの無鉛はんだ化 ・WLCSPにアンダーフィル封止剤が必要か？ ・WLCSPを誰が製造するのか、IC工場か、バンプ工場か？ ・コストに合い、信頼できるWLCSPの用途は？ ・WLCSPの市場の大きさは？ ・WLCSPのライフサイクルは？ 本報では、ビルドアップPCB上の、あるいはPBGA基材上のWLCSPの接合信頼 性を検討した。共晶合金62Sn36Pb2Agを、(1)弾性材料、(2)弾塑性材料、 (3)クリープ材料であると仮定し、温度サイクル負荷の影響を検討した。 境界値問題 1. 構造 図1に検討中のシリコンチップを略図で示した。チップ寸法は9×9×0.5mm、 外辺パッド数121（0.06mm口）、スペース0.1mmを再配列後、パッド0.75mm ピッチ、Φ0.3mmとした。(図1省略） 図2は、バンプ形成WLCSPのビルドアップPCB組立品を示している。1.6mmtの PCBに0.15mmtのビルドアップ層によるマイクロヴィアビルドアップ構造が見 られる。PCBのFR-4、ガラスエポキシ、銅パッドは0.018mmt、はんだ接合の 高さは0.15mm、62Sn36Pb2Ag共晶はんだである（図3省略）。 図4は、ビルドアップPCB上のバンプ形成WLCSPの有限要素モデルを示す。 マイクロヴィアの径が、0.1mmから0.15mmまで変化していることが分る。 マイクロヴィアの銅厚さは0.025mmである。ビルドアップ樹脂層の厚さは約 0.125mm、対称性の故に対角断面の半分をモデル化した。また2次元解析を 行った。焦点はコーナーのはんだ接合であるから、きめ細かく分割した。 2. 材料物性 ・樹 脂：ヤング弾性率；20Gpa ポアソン比￥；0.3 熱膨張率（CTE）；50×10-6/℃ ・電解銅：クリープに対して弾塑性材料と考えられ、解析結果は 降伏強度54MPa、降伏歪0.007、ヤング弾性率76GPa、破断強度200MPa、 正弦塑性率7.6GPa、CTE 17×10-6/℃ 62Sn36Pb2Ag合金の材料特性は文献によった。はんだのクリープ材料的物性 は、以下のように与えられる。 本研究に用いた有限要素コードはANSYS5.6.1である。それは境界値問題を下 式で表わされるGarofalo アーレニウス定常状態クリープ要素式で解くことが 出来る。 より詳しくは、www.eleshow.com/ の海外技術情報をクリックし、2002. 3.12号をご覧下さい。図表入りで詳しく書いてあります。 また、全文をお読みになりたい方は、2001年10月16日に発刊しました 「2001最新海外FC/CSP実装技術」をお求めください。（A4版100頁\48,000) ================================================================== ■日本再生の道 その3 今、巷で言われていることですが、トヨタ、ホンダは絶好調、エレクトロ ニクス業界は沈滞気味。いや実感では、死に体同然で3〜4割減は当たり前 の状況です。 統計によりますと、わが国の富は50歳以上の方に集中しています。彼らか ら見るとアウトドアグッズ道具など大物も詰めるロングタイプ（箱型）など 欲しい車が各社から多数販売されており、選択に困るほどです。又、車の運 転くらいは取扱説明書を見なくともお手のものです。 一方、携帯電話は、ノートパソコンは……取扱説明書を開いてもまず、言 葉の意味からして分りません。後は想像する通りです。棚の上で、埃をか ぶっているだけになることも。 「どんなに高機能でも、使えない製品は無意味です。ドル箱の50〜60歳 台の人が見て分らない取扱説明書は無意味です。従って、開発も無意味と なります。」（途中で止めますが、無意味が延々と続きます。） 彼らは決してお金が無いわけではありません、車を見ればすぐ分ります。 使えるエレクトロニクス商品が無いのです。どんなに高機能でも魅力的商 品とは映りません。一つの見方に過ぎませんが、私の会った多くの年配者 が同意見です。 エレクトロニクス製品販売者は、全く予備知識の無い60歳台の方に製品 をプレゼントし、自らの力で使えるかどうか、どの点で引っかかるのかを 密かに観察すべきです。フィードバックのない世界に進歩は有り得ません。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ■本メールの配信をご希望の方がいらっしゃいましたら、「エレショー技 報配信希望」と記入し、E-mailアドレス、TEL、FAX番号、会社名、氏名を ご記入の上、E-mail anbe@anbesmt.co.jp までご連絡ください。（何名 様でも結構です） ■登録削除方法 以後ご不要の場合は、お手数をお掛けしますが本メールをご返送下さい。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 発行:（有）安部実装技術研究所 編集長：安部 可伸 TEL +81-(0)45-922-6070 E-mail anbe@anbesmt.co.jp -━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Copyright(C)1999-2000 ANBE SOLDERING TECHNOLOGIES Ltd. 許可無く転載することを禁じます。 |