JP2000321196A - 導体パッドの接着強度の測定方法 - Google Patents

導体パッドの接着強度の測定方法

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JP2000321196A
JP2000321196A JP13456899A JP13456899A JP2000321196A JP 2000321196 A JP2000321196 A JP 2000321196A JP 13456899 A JP13456899 A JP 13456899A JP 13456899 A JP13456899 A JP 13456899A JP 2000321196 A JP2000321196 A JP 2000321196A
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Hiroyuki Hirai
浩之 平井
Yoshitaka Fukuoka
義孝 福岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 BGA等のエリアアレイパッケージ用配線基
板の微小な導体パッドの接着強度を、簡易な方法で精度
良く測定する。 【解決手段】 本発明では、エポキシ樹脂含浸ガラスク
ロス基板のような絶縁基板1上に形成された微小な(例
えば直径 300μm )導体パッド2の側面に、接触ツール
3の先端部を当接し、このツールを介して絶縁基板1面
に平行な押圧力Fを付加する。そして、押圧力を徐々に
増大させてゆき、導体パッド2が絶縁基板1面から剥離
したときの押圧力を荷重センサーにより測定する。導体
パッド2の厚さが薄く、接触ツール3を導体パッド2に
当接させて押圧力を付加する作業が難しい場合には、導
体パッド2上に同径のはんだ突起物4を固着・形成し、
導体パッド2の側面からはんだ突起物4の側面に亘っ
て、接触ツール3を当接して押圧力を付加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導体パッドの接着
強度の測定方法に係わり、特に、配線基板のフリップチ
ップ接続用パッドや、BGA(ボールグリッドアレイ)
パッケージやCSP(チップサイズパッケージ)の搭載
用パッドのような微小な導体パッドの接着強度を、簡易
に測定し評価する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、プリント配線基板のような配線
基板上に形成された導体パターンの、絶縁基板に対する
接着力の大小は、搭載する電子部品のリード端子の接続
信頼性を評価するうえで、極めて重要である。そのた
め、配線基板の段階で、以下に示すようにして、導体パ
ターンと絶縁基板との間の接着強度を測定している。
【0003】すなわち従来は、図5に示すように、導体
パターン11の端部を、引張試験機12のクランパ12
aで掴んで引き上げ、導体パターン11が絶縁基板13
から剥がれるときの荷重を求めることにより、導体パタ
ーン11の剥離強度(接着強度)を測定していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、導体パターン11の面積がクランパ12aで掴
める程度に大きくなければならないという問題があっ
た。そのため、BGA(ボールグリッドアレイ)パッケ
ージやCSP(チップサイズパッケージ)などのエリア
アレイパッケージにおいて、半導体チップの接続用パッ
ドの評価方法として使用することができなかった。すな
わち、BGA、CSPなどのエリアアレイパッケージ用
の配線基板では、半導体チップをフリップチップボンデ
ィングするための多数の接続パッドが形成されており、
これらの接続パッドが、その下側に形成されたヴィアホ
ールを介して、他面側の配線パターンに接続された構造
になっている。そして、これらのフリップチップボンデ
ィング用パッドが、極めて微小(例えば直径 300〜 400
μm )であるので、端部をクランパで掴んで引き上げ、
剥離強度を測定することが難しかった。
【0005】また、導体パターンの形成工程では、エッ
チングの際などに薬品によりエッジ部の劣化が生じやす
い。導体パターンの面積が大きい場合には、エッジ部が
劣化しても、剥離強度に影響がほとんど及ばないが、B
GAパッケージ用などの微小な接続パッドでは、単位面
積当たりに換算しても、精度の高い測定を行なうことが
できないという問題があった。
【0006】さらに、BGAパッケージ用の接続パッド
の剥離強度測定では、図6(a)に示すように、配線基
板14に半導体チップ15を搭載し、はんだバンプ16
によりフリップチップボンディングした後、半導体チッ
プ15を引張試験機12のクランパ12aで掴んで引張
り上げ、半導体チップ15が接続パッド17ごと絶縁基
板13から剥がれるときの荷重を測定していた。そし
て、接続パッド17の1個当りの剥離強度を算出してい
た。
【0007】しかし、この方法では、はんだ量のばらつ
きにより、接続パッド17の剥離強度に比べてはんだバ
ンプ16の破壊強度が低い場合が生じる。そしてその場
合には、図6(b)に示すように、絶縁基板13からの
接続パッド17の剥離より前に、はんだバンプ16の破
壊が生じるため、接続パッド17の剥離強度を測定する
ことができないという問題があった。
【0008】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、BGA等のエリアアレイパッケージ
用配線基板の微小な導体パッドの接着強度を、簡易な方
法で精度良く測定する方法を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の導体パッドの接
着強度の測定方法は、絶縁基板上に配線パターンと離隔
されて個別に形成された導体パッドの接着強度を測定す
る方法において、前記導体パッドの側面に触子を当接
し、この触子を介して、前記絶縁基板面に平行な方向の
押圧力を付加し、前記導体パッドが前記絶縁基板面から
剥離するときの押圧力を測定することを特徴とする。
【0010】本発明の方法では、絶縁基板上に形成され
た導体パッドの側面に、押圧力付加のための触子を当接
し、この触子を介して絶縁基板面に平行な押圧力を付加
することにより、導体パッドの絶縁基板面からの剥離に
要する力を測定しているので、基板面で配線パターンに
直接接続されていない微小面積の導体パッドにおいて、
絶縁基板との間の接着強度を、簡易な方法で精度良く測
定することができる。
【0011】特に、導体パッドの厚さが薄く、触子の先
端部を絶縁基板面に接触させることなく、導体パッドの
側面に当接させることが難しい場合には、導体パッド上
に、パッドとほぼ同径のはんだ突起物を形成し、こうし
て連接一体化された導体パッドとはんだ突起物との側面
に、触子を当接して押圧力を付加することが望ましい。
このような方法を採ることで、導体パッドへの触子の当
接が容易になる。そして、触子が滑って絶縁基板あるい
は導体パッドに損傷を与えることがなく、接着強度の正
確な測定を作業性良く行なうことができる。
【0012】さらに、はんだ突起物の代わりに、常温硬
化性または紫外線硬化性の樹脂から成る突起物を導体パ
ッド上に固着・形成して、測定を行なうことも可能であ
る。このような樹脂突起物を使用する場合には、導体パ
ッド(絶縁基板との界面)に熱によるダメージを与える
ことなく、突起物の形成を行なうことができ、熱履歴の
ない状態での導体パッドの接着強度を知ることができ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。
【0014】本発明の第1の実施例では、図1に示すよ
うに、エポキシ樹脂含浸ガラスクロス基板やBT樹脂含
浸ガラスクロス基板のような絶縁基板1上に形成された
微小な(例えば直径 300μm 、厚さ36μm )導体パッド
2の側面に、剥離試験機(図示を省略。)の接触ツール
3の先端部を当接し、この接触ツール3を介して、絶縁
基板1面に平行な方向に押圧力Fを付加する。接触ツー
ル3の先端部は、導体パッド2の幅( 0.3〜 0.4mm)よ
り小さくし、例えば幅 0.2〜 0.3mm、奥行き(厚さ)50
μm とする。そして、押圧力を 2〜5Nの範囲で徐々に増
大させてゆき、導体パッド2が絶縁基板1面から剥離し
たときの押圧力の大きさを、剥離試験機(荷重センサ
ー)により測定する。
【0015】なお、測定可能な導体パッド2としては、
BGA、CSPなどの配線基板の半導体チップ接続用パ
ッド(フリップチップ接続パッド)のように、ヴィアホ
ールを介して絶縁基板の他方の面側に導通された接続パ
ッドの他に、テスト用の導体パッドやワイヤボンディン
グ用パッドのように、同一基板面で直接配線パターンに
接続されることなく、個別に形成された導体パッドがあ
る。また、配線パターンに接続された導体パッドでも、
配線パターンから切り離した状態で、導体パッド部分の
みの接着強度を測定することができる。
【0016】こうして測定される接着強度は、絶縁基板
1の種類、導体パッド2のサイズ、導体パッド2の表面
処理の違い(例えば、銅箔の黒化処理の有無)、導体パ
ッド2下のヴィアホールの有無およびヴィアホールのサ
イズなどにより異なるので、規格を標準化することは難
しいが、基板面で直接配線パターンに接続されていない
微小面積の導体パッド2の接着強度を、それぞれの条件
で、精度良く測定することができる。
【0017】次に、本発明の第2および第3の実施例に
ついて説明する。
【0018】第2の実施例では、導体パッド2の厚さが
約20μm と薄く、接触ツール3の先端部を導体パッド2
の側面に当接させて押圧力を付加する作業が難しい場合
に、図2に示すように、導体パッド2上に、このパッド
と同径のはんだから成る突起物4を固着し、導体パッド
2の側面からはんだ突起物4の側面に亘って、接触ツー
ル3を当接して押圧力を付加する。
【0019】ここで、以下に示すはんだ肉盛り手段を用
いることで、導体パッド2上にはんだ突起物4を寸法精
度良く形成することができる。すなわち、はんだ盛り寸
法を揃えるために、図3(a)に示すように、導体パッ
ド2上にはんだペースト5をスクリーン印刷により塗布
した後、図3(b)に示すように、約 230℃の温度に加
熱してはんだをリフローさせる。リフロー後のはんだ突
起物4の大きさは、導体パッド2と接触ツール3の大き
さに合わせて設定される。具体的には、導体パッド2と
同じ直径( 300μm )で、高さを 0.1〜 0.2mm(例えば
150μm )とすることが望ましい。
【0020】このように構成される第2の実施例では、
厚さが薄い導体パッド2の接着強度を、作業性良く正確
に測定することができる。また、接触ツール3の当接お
よび押圧作業をやり直す必要がないので、導体パッド2
に損傷を与えるおそれがない。
【0021】第3の実施例では、図4に示すように、は
んだに代わり、常温硬化性あるいは紫外線硬化性のエポ
キシ樹脂やアクリル樹脂から成る突起物6を、導体パッ
ド2上に固着・形成した後、導体パッド2の側面および
それに連接して形成された樹脂突起物6の側面に、接触
ツール3を当接して押圧力を付加する。
【0022】はんだに代わり常温硬化性等の樹脂を使用
する第3の実施例においては、導体パッド2と絶縁基板
1との界面に熱を加えることなく樹脂突起物6を形成す
ることができるので、熱履歴のない状態での導体パッド
2の接着強度を容易に測定することができる。
【0023】
【発明の効果】以上の記載から明らかなように、本発明
の方法によれば、フリップチップ接続用パッドのよう
な、基板面で直接配線パターンに接続されていない微小
な導体パッドの接着強度を、簡易な方法で精度良く測定
することができる。
【0024】また、特に導体パッドの厚さが薄く、触子
の先端部を導体パッドの側面に当接させて押圧力を付加
することが難しい場合には、導体パッド上に、パッドと
同径のはんだ突起物または常温硬化性などの樹脂突起物
を固着・形成した後、連接一体化された導体パッドと突
起物との側面に触子を当接して押圧することで、導体パ
ッドに損傷を与えることなく、容易に正確な測定を行な
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の導体パッドの接着強度測定方法の第1
の実施例を説明するための断面図。
【図2】本発明の第2の実施例を説明するための断面
図。
【図3】第2の実施例において、はんだ突起物の形成方
法を示す断面図。
【図4】本発明の第3の実施例を説明するための断面
図。
【図5】従来からの導体パターンの接着強度の測定方法
を示す図。
【図6】従来からのBGAパッケージ用の接続パッドの
剥離強度測定方法を示す図。
【符号の説明】
1………絶縁基板 2………導体パッド 3………接触ツール 4………はんだ突起物 5………はんだペースト 6………常温硬化性あるいは紫外線硬化性樹脂突起物

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基板上に配線パターンと離隔されて
    個別に形成された導体パッドの接着強度を測定する方法
    において、 前記導体パッドの側面に触子を当接し、この触子を介し
    て、前記絶縁基板面に平行な方向の押圧力を付加し、前
    記導体パッドが前記絶縁基板面から剥離するときの押圧
    力を測定することを特徴とする導体パッドの接着強度の
    測定方法。
  2. 【請求項2】 前記導体パッド上に、該パッドと同径の
    はんだから成る突起物を固着した後、前記導体パッドの
    側面から前記はんだ突起物の側面に亘って前記触子を当
    接し、前記押圧力を付加することを特徴とする請求項1
    記載の導体パッドの接着強度の測定方法。
  3. 【請求項3】 前記導体パッド上に、該パッドと同径の
    常温硬化性または紫外線硬化性樹脂から成る突起物を固
    着した後、前記導体パッドの側面から前記樹脂突起物の
    側面に亘って前記触子を当接し、前記押圧力を付加する
    ことを特徴とする請求項1記載の導体パッドの接着強度
    の測定方法。
JP13456899A 1999-05-14 1999-05-14 導体パッドの接着強度の測定方法 Withdrawn JP2000321196A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005257514A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 被覆膜密着強度測定方法
RU2528575C1 (ru) * 2013-03-29 2014-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Способ определения прочности сцепления покрытия с основой
CN105092379A (zh) * 2015-08-31 2015-11-25 苏州大学 激光熔覆层与基体结合强度的评定方法
CN109374439A (zh) * 2018-10-23 2019-02-22 北京航天时代光电科技有限公司 一种y波导集成光学器件芯片剪切试验工装及剪切方法

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CN109374439B (zh) * 2018-10-23 2021-04-13 北京航天时代光电科技有限公司 一种y波导集成光学器件芯片剪切试验工装及剪切方法

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