回路基板の補強位置決定方法及び基板組立体
【課題】電子部品の周辺にスタッドが配置された回路基板において、必要最小限の反り低減対策を容易に決定することを目的とする。
【解決手段】回路基板の補強位置決定方法は、表面に、電子部品が複数のバンプにより実装され、裏面に、前記電子部品の角部に配置されたバンプに対応する位置に補強部材が貼り付けられた回路基板の数値モデルを設定する。そして、前記数値モデルに、前記電子部品の周囲に配置され且つ前記回路基板を電子機器の筐体に固定するスタッドに関する情報を取り込み、前記回路基板の裏側から前記電子部品に向かって力を加えたときに、前記角部のバンプにそれぞれ発生する応力値を求めるシミュレーションを行う。前記シミュレーションにより求めた前記応力値に基づいて、前記スタッドの位置に対応する前記補強部材の配置を決定する。
【解決手段】回路基板の補強位置決定方法は、表面に、電子部品が複数のバンプにより実装され、裏面に、前記電子部品の角部に配置されたバンプに対応する位置に補強部材が貼り付けられた回路基板の数値モデルを設定する。そして、前記数値モデルに、前記電子部品の周囲に配置され且つ前記回路基板を電子機器の筐体に固定するスタッドに関する情報を取り込み、前記回路基板の裏側から前記電子部品に向かって力を加えたときに、前記角部のバンプにそれぞれ発生する応力値を求めるシミュレーションを行う。前記シミュレーションにより求めた前記応力値に基づいて、前記スタッドの位置に対応する前記補強部材の配置を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板の補強位置決定方法及び基板組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が基板上に実装される場合、バンプを用いて、フリップチップ実装が行われている。このとき、バンプは、電子部品と回路基板との電気的接続を得るとともに電子部品を機械的に回路基板に固定する機能を有する。そして、バンプの間には、アンダーフィルが流し込まれ、電子部品と回路基板との接合部が補強される。
【０００３】
ところが、アンダーフィルを使用すると、部品の取り外しが困難となることがある。部品の取り外しができなければ、高価な部品を搭載した回路基板全体が使用できないこととなる。
【０００４】
そこで、アンダーフィルを使用せずに、回路基板と電子部品とをバンプ実装する例も増えている。ただし、アンダーフィルを使用しない場合には、機械的な強度が十分に確保されない場合もあり、そのような場合には、機械的な強度を補う対策が必要になる。例えば、半導体装置が実装された回路基板の裏側に、反り低減部材をはんだ接合し、半導体装置が実装された部分を補強することが提案されている。
【０００５】
上記の反り低減部材は、はんだ付け時や稼動時など、発熱により生じる回路基板の反りの抑制を目的とするものである。しかしながら、回路基板の反りは、このような発熱による要因に限られない。発熱以外に、外部からの圧力（外力）を加えられた場合にも生じる。この場合、筐体に対する回路基板の固定状態によって、回路基板の反りの状態は変わってくる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−８８２９３号公報
【特許文献２】特開２００７−１２６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、携帯電話など小型の電子機器では、超高密度の部品実装が要求されている。このような機器においては、反り低減部材を必要最小限に抑え、回路基板の部品実装領域を広く確保することが求められる。すなわち、回路基板の部品実装領域を広く確保することが最優先になる。そこで、反り低減部材の最小限の配置を決定し、その後に、回路基板を筐体と固定するスタッドの位置を決定するなど、柔軟な設計が求められている。
【０００８】
しかしながら、スタッドの位置によって、どのような反り低減対策が必要になるのかということまで検討することは通常困難であり、柔軟な設計ができないという問題があった。
【０００９】
そこで、本明細書開示の回路基板の補強位置決定方法及び基板組立体は、電子部品の周辺にスタッドが配置された回路基板において、必要最小限の反り低減対策を容易に決定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書開示の回路基板の補強位置決定方法は、表面に、電子部品が複数のバンプにより実装され、裏面に、前記電子部品の角部に配置されたバンプに対応する位置に補強部材が貼り付けられた回路基板の数値モデルを設定し、前記数値モデルに、前記電子部品の周囲に配置され且つ前記回路基板を電子機器の筐体に固定するスタッドに関する情報を取り込み、前記回路基板の裏側から前記電子部品に向かって力を加えたときに、前記角部のバンプにそれぞれ発生する応力値を求めるシミュレーションを行い、前記シミュレーションにより求めた前記応力値に基づいて、前記スタッドの位置に対応する前記補強部材の配置を決定することを特徴とする。
【００１１】
これにより、必要最小限の反り低減対策となる補強部材の配置を容易に決定することができる。
【００１２】
本明細書開示の基板組立体は、筐体に固定される基板組立体であって、表面に矩形状に配列された複数のバンプにより電子部品が実装された回路基板と、前記電子部品の周囲に配置され且つ前記回路基板を前記筐体に固定するスタッドと、前記回路基板の裏面であって、前記電子部品の角部の一部に対応する位置に貼り付けられた補強部材とを備え、前記電子部品の中心の位置が、前記スタッドと前記補強部材を結ぶ線上に存在する場合、前記補強部材は、前記回路基板の裏側から前記電子部品に向かって圧力を加えたときに発生する応力が最も小さい角部以外の角部に対応する位置に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
応力が最も小さい角部には、補強部材を配置しない。これにより、電子部品の各角部に生じる応力を平準化することができ、必要最小限の反り低減対策となる。
【発明の効果】
【００１４】
本明細書開示の回路基板の補強位置決定方法、基板組立体によれば、回路基板が用いられる種々の条件下において、容易に必要最小限の反りの低減対策を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、基板組立体が組み込まれた電子機器の断面図である。
【図２】図２は、基板組立体に生じる応力の一例を示す説明図である。
【図３】図３は、実施例の補強位置決定方法に使用される情報処理装置を示すブロック図の一例である。
【図４】図４は、実施例の回路基板の各部の寸法を示す説明図である。
【図５】図５は、実施例の基板組立体の補強位置決定方法を説明するフロー図の一例である。
【図６】図６はシミュレーションに用いられるモデルを模式的に示す説明図であり、図６（Ａ）は断面図、図６（Ｂ）は平面図である。
【図７】図７は、電子部品の周囲を複数の領域に分割する例を示す説明図である。
【図８】図８は、シミュレーションＮｏ．１．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図９】図９は、シミュレーションＮｏ．２．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図１０】図１０は、シミュレーションＮｏ．３．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図１１】図１１は、シミュレーションＮｏ．４．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図１２】図１２は、シミュレーションＮｏ．５．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図１３】図１３は、シミュレーションＮｏ．６．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図１４】図１４は、シミュレーションＮｏ．７．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図１５】図１５は、シミュレーションＮｏ．８．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図１６】図１６は、シミュレーションＮｏ．９．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図１７】図１７は、シミュレーションＮｏ．１０．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図１８】図１８は、シミュレーションＮｏ．１１．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図１９】図１９は、シミュレーションＮｏ．１２．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図２０】図２０は、シミュレーションＮｏ．１３．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図２１】図２１は、シミュレーションＮｏ．１４．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図２２】図２２は、シミュレーションＮｏ．１５．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図２３】図２３は、シミュレーションＮｏ．１６．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図２４】図２４は、シミュレーションＮｏ．１７．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図２５】図２５は、シミュレーションＮｏ．１８．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図２６】図２６は、シミュレーションＮｏ．１９．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図２７】図２７は、シミュレーションＮｏ．２０．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図示の便宜上、図面の記載において、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。例えば、図面に描かれた、バンプの数は、実際のものとは異なっている。
【実施例】
【００１７】
まず、図１を参照して基板組立体１を備えた電子機器の概略構成について説明する。電子機器１００は、携帯型電子機器の一例としてパーソナルコンピュータを想定しているが、他の機器、例えば、携帯型電話器等であってもよい。電子機器１００は、筐体１０１内に基板組立体１が内装されている。基板組立体１は、電子部品４が実装された回路基板２を含む。本実施例では、電子部品としてＢＧＡ（Ball grid array）型パッケージのＣＰＵ（Central Processing Unit）を想定しているが、他の電子部品であってもよい。電子部品４には放熱部材３が積層されて配置されている。電子部品４は、バンプ（はんだバンプ）５を介して回路基板２にフリップチップ実装されている。バンプ５は、図４等に示すように矩形状に配列されている。回路基板２は、周囲の一部が筐体１０１に挟持されるとともに、複数の箇所でスタッド６を介してネジ７を用いて固定されている。スタッド６は、電子部品４の周囲に配置されている。スタッド６は、回路基板２の電子機器の筐体１０１への固定に用いられる。このように、筐体１０１により挟持された箇所や、スタッド６で固定された箇所は、回路基板２の固定部となる。なお、電子部品４は、四角形であり、４つの角部を備えている。すなわち、電子部品４には、図５等に示すように角部Ａ、角部Ｂ、角部Ｃ及び角部Ｄの４つの角部が形成されている。回路基板２が柔軟性を有するのに対し、電子部品４は、剛体と見なせるものとする。
【００１８】
図２は、基板組立体１に生じる応力の一例を示す説明図である。電子部品４の角部Ａから角部Ａに最も近い固定部となるスタッド６までの距離をＬ１とする。角部Ｃから角部Ｃに最も近い固定部となるスタッド６までの距離をＬ２とする。そして、電子部品４に荷重Ｐが加わったと仮定する。このとき、角部Ａに発生するモーメントＭＡと角部Ｃに発生するモーメントＭＣは、以下の式で表すことができる。
ＭＡ＝Ｌ１×２／Ｐ
ＭＣ＝Ｌ２×２／Ｐ
【００１９】
このため、モーメントの比は、Ｌ１とＬ２との比に倣う。すなわち、例えば、Ｌ１：Ｌ２＝１：２であれば、モーメントの比も１：２となる。モーメントと応力値との関係は、Ｚを断面係数とすると、
σ＝Ｍ／Ｚ
電子部品４の厚さをｈ、幅をｂとすると、断面係数Ｚは、
Ｚ＝ｂｈ２／６
【００２０】
よって、角部Ａ、角部Ｃに発生する応力値は、荷重Ｐが作用した位置から固定部までの距離Ｌ１、Ｌ２に依存する。このように、電子部品４の各角部と、固定部との距離に応じて、反り方が異なり、角部のバンプ５に生じる応力にバラツキが生じる。このように、スタッド６の配置は、基板組立体１の反り方、応力値に影響を及ぼすものである。本実施例の基板組立体１は、この応力値のバラツキを平準化し、できるだけ均一に近づける。
【００２１】
なお、スタッド６等の固定部と電子部品４との位置関係によっては、ねじれの要素が存在するなど、単純にモーメントの評価のみでは、適切な補強箇所を選定することができない場合がある。このような場合であっても、以下に説明する方法によって適切な箇所に補強を配し、角部に生じる応力の平準化を図る。
【００２２】
荷重Ｐが回路基板２のどの位置に加わるのか、どの角部に補強が施されているのかが加味された数値モデルが設定される。数値モデルには、回路基板２に搭載される電子部品４の長さ、幅、厚みの値に関する情報が含まれる。また、数値モデルには、回路基板２の強度等、機械的性質に関する情報も含まれる。この数値モデルにスタッド６に関する情報、すなわち、スタッド６の回路基板２の周囲にどのように配置されているかに関する情報が加味される。
【００２３】
ここで、図４に示す基板組立体１１を作成する際に行われる回路基板の補強位置決定方法について説明する。シミュレーションは、ＴＥＧ（Test element group）評価によって行う。基板組立体１１に含まれ、回路基板２を形成する電子部品（ＢＧＡパッケージ）１４の寸法は、Ｗ１×Ｗ２＝２８ｍｍ×３４ｍｍ、スタッド６αの中心点と角部Ｄに位置する、バンプ５ｄの中心点との距離は、Ｌｄ１＝１０ｍｍ、Ｌｄ２＝２ｍｍである。スタッド６βの中心点と角部Ｂに位置する、バンプ５ｂの中心点との距離は、Ｌｂ１＝６ｍｍ、Ｌｂ２＝２ｍｍである。バンプの平均径は０．５ｍｍ、バンプの平均高さは０．４ｍｍである。また、電子部品１４の中央部へ、電子部品１４の裏面側（回路基板２側）から４０Ｎを印加した。
【００２４】
このような基板組立体１１を作成する際に行われる回路基板の補強位置の決定フローにつき、図５に示すフロー図を参照しつつ説明する。事前に反り低減措置として補強すべき箇所を特定しておき、部品情報として設計情報に組み込むことが可能となる。本実施例の回路基板の補強位置決定方法では、反り低減措置として補強が必要な電子部品４とその周辺に配置されるスタッド等の固定部との位置関係も重要な要素となる。
【００２５】
回路基板の補強位置決定方法は、図３にブロック図を示す情報処理装置１０を用い、数値モデルを用いたシミュレーションを行うことによって実行される。情報処理装置１０は、演算部１１、入力部１２及び記憶部１３を備える。シミュレーションは、具体的には、「配線基板の裏側から電子部品に向かって所定の圧力を加えたときに、回路基板の変形に起因して電子部品の４隅のバンプ５に加わる応力を確認するシミュレーションを行う」ことを意味する。
【００２６】
表１は、図５に示すフロー図に従って得られたシミュレーション結果を纏めた表である。
【００２７】
（表１）
単位：ＭＰａ
【００２８】
まず、ステップＳ１の処理について説明する。ステップＳ１では、全ての角部、すなわち、４つの角部Ａ〜Ｄに補強部材を張り付けた数値モデルを用いて角部毎の第１の応力値を求める。このとき、スタッド６に関する情報も取り込まれ、演算に反映される。第１の応力値を求める演算は、演算部１１が行う。角部Ａにおける第１の応力値は、９．７５ＭＰａ、角部Ｂにおける第１の応力値は、９４．６２ＭＰａ、角部Ｃにおける第１の応力値は、７．８４ＭＰａ、角部Ｄにおける第１の応力値は、１９４．１０ＭＰａであった。これらの数値モデル、スタッド６に関する情報、及び第１の応力値は、記憶部１３に記憶される。ここまでは、例えば、以下の手順で行われる。先ず、表面に、電子部品４が複数のバンプ５により実装され、裏面に、前記電子部品４角部Ａ〜Ｄに配置されたバンプ５に対応する位置に補強部材が貼り付けられた回路基板２の数値モデルを設定する。具体的には、このような回路基板２の数値モデルを情報処理装置１０の記憶部１３に記憶させる。次に、前記数値モデルに、電子部品４の周囲に配置され且つ回路基板２を電子機器１００の筐体１０１に固定するスタッド６に関する情報を取り込む。即ち、前記数値モデルにスタッド６に関する情報を加えて、記憶部１３に記憶させる。このようにスタッド６に関する情報を記憶部１３に取り込んだ後、回路基板２に外力を加えた場合のシミュレーションを行う。具体的には、回路基板２の裏側から電子部品４に向かって力を加えたときに、角部Ａ〜Ｄのバンプ５にそれぞれ発生する応力値を求めるシミュレーションを行う。
【００２９】
ステップＳ２では、一部の角部の補強部材を取り去って、一部の補強部材を残した状態の数値モデルを用いて角部毎の第２の応力値を求める。具体的に、最大応力補強部材を残存させ、残りの３か所から任意の１か所の補強部材を取り去った数値モデルを用いて角部毎の第２の応力値を求める。ここで、最大応力補強部材とは、第１の応力値が最も大きいバンプに対応する補強部材をいう。本実施例では、角部Ｄの第１応力値が最も大きいため、角部Ｄに対応する補強部材が、最大応力補強部材となる。従って、ステップＳ２において、角部Ｄの補強部材は、残存させる。そして、まず、角部Ａの補強部材を取り去り、角部Ｂ、角部Ｃ、角部Ｄに補強部材を施した数値モデルを用いて角部毎の第２の応力値を求める。この結果、角部Ａにおける第２の応力値は、２１．７８ＭＰａ、角部Ｂにおける第２の応力値は、８５．４９ＭＰａ、角部Ｃにおける第２の応力値は、５．７７ＭＰａ、角部Ｄにおける第２の応力値は、２０２．９０ＭＰａであった。これらの第２の応力値は、一時的に記憶部１３に記憶される。
【００３０】
ステップＳ３では、最大応力補強部材が貼付された角部における第１の応力値と第２の応力値とが比較される。ここで、角部Ｄが最大応力補強部材が貼付された角部となるので、角部Ｄにおける第１の応力値１９４．１０ＭＰａと第２の応力値２０２．９０ＭＰａとが比較される。
【００３１】
ステップＳ４では、ステップＳ３での比較結果を判定する。具体的に、第２の応力値≦第１の応力値であって、Ｙｅｓと判断するときは、ステップＳ５へ進み、Ｎｏと判断するときはステップＳ５の処理を飛ばしてステップＳ６へ進む。本この段階では、ステップＳ４における判断は、Ｎｏとなるため、ステップＳ４に引き続いて即座にステップＳ６の処理が行われる。
【００３２】
ステップＳ６では、３つの数値モデルによる第２の応力値の取得が完了したか否かを判断する。ステップＳ２の処理において、最大応力補強部材を残存させ、残りの３か所から１か所を取り去った数値モデルが選択されている。ここで、残りの３か所から１か所を取り去った数値モデルは、３種類考えられる。具体的には、角部Ａを取り去った数値モデル、角部Ｂを取り去った数値モデル、角部Ｃを取り去った数値モデルの３種類である。ステップＳ６では、この３種類の数値モデル全てについてシミュレーションが行われたか否かが判断される。初めてステップＳ６の処理を行うときは、Ｎｏと判断され、ステップＳ７へ進む。
【００３３】
ステップＳ７では、数値モデルを他の数値モデルに変更し、角部毎の第２の応力値を求める。ここでは、角部Ｂの補強部材を取り去り、角部Ａ、角部Ｃ、角部Ｄに補強部材を施した数値モデルを用いて角部毎の第２の応力値を求める。この結果、角部Ａにおける第２の応力値は、７．４７ＭＰａ、角部Ｂにおける第２の応力値は、１３３．３０ＭＰａ、角部Ｃにおける第２の応力値は、５．５９ＭＰａ、角部Ｄにおける第２の応力値は、２０３．００ＭＰａであった。これらの第２の応力値は、一時的に記憶部１３に記憶される。
【００３４】
再度行われるステップＳ３では、最大応力補強部材が貼付された角部における第１の応力値と第２の応力値とが比較される。ここで、角部Ｄが最大応力補強部材が貼付された角部となるので、角部Ｄにおける第１の応力値１９４．１０ＭＰａと第２の応力値２０３．００ＭＰａとが比較される。
【００３５】
再度行われるステップＳ４では、ステップＳ３での比較結果を判定する。具体的に、第２の応力値≦第１の応力値であって、Ｙｅｓと判断するときは、ステップＳ５へ進み、Ｎｏと判断するときはステップＳ５の処理を飛ばしてステップＳ６へ進む。本実施例では、ステップＳ４における判断は、再度Ｎｏとなるため、ステップＳ４に引き続いて即座にステップＳ６の処理が行われる。
【００３６】
再度行われるステップＳ６では、３つの数値モデルによる第２の応力値の取得が完了したか否かを判断する。この段階で、角部Ｃを取り去り、角部Ａ、角部Ｂ、角部Ｄに補強部材を施した数値モデルを用いたシミュレーションが行われていない。このため、再びステップＳ６でＮｏと判断する。
【００３７】
再度行われるステップＳ７では、数値モデルをさらに他の数値モデルに変更し、角部毎の第２の応力値を求める。ここでは、最後に残った角部Ｃを取り去り、角部Ａ、角部Ｂ、角部Ｄに補強部材を施した数値モデルを用いて角部毎の第２の応力値を求める。この結果、角部Ａにおける第２の応力値は、９．６７ＭＰａ、角部Ｂにおける第２の応力値は、８７．４７ＭＰａ、角部Ｃにおける第２の応力値は、２０．３６ＭＰａ、角部Ｄにおける第２の応力値は、１９４．５０ＭＰａであった。これらの第２の応力値は、一時的に記憶部１３に記憶される。
【００３８】
再度行われるステップＳ３では、最大応力補強部材が貼付された角部における第１の応力値と第２の応力値とが比較される。ここで、角部Ｄが最大応力補強部材が貼付された角部となるので、角部Ｄにおける第１の応力値１９４．１０ＭＰａと第２の応力値１９４．５０ＭＰａとが比較される。
【００３９】
再度行われるステップＳ４では、ステップＳ３での比較結果を判定する。具体的に、第２の応力値≦第１の応力値であって、Ｙｅｓと判断するときは、ステップＳ５へ進み、Ｎｏと判断するときはステップＳ５の処理を飛ばしてステップＳ６へ進む。本実施例では、ステップＳ４における判断は、再度Ｎｏとなるため、ステップＳ４に引き続いて即座にステップＳ６の処理が行われる。
【００４０】
再度行われるステップＳ６では、３つの数値モデルによる第２の応力値の取得が完了したか否かを判断する。この段階で、３つの数値モデルについて第２の応力値を取得する工程が終了している。このため、ステップＳ６でＹｅｓと判断する。そして、ステップＳ８へ移行する。
【００４１】
ステップＳ８では、さらに一部の角部の補強部材を取り去って、一部の補強部材を残した状態の数値モデルを用いて角部毎の第３の応力値を求める。具体的に、最大応力補強部材を残存させ、残りの３か所から任意の２か所の補強部材を取り去った数値モデルを用いて角部毎の第３の応力値を求める。本実施例では、上述の如く、角部Ｄの第１応力値が最も大きいため、角部Ｄに対応する補強部材が、最大応力補強部材となる。このため、ステップＳ８では、まず、角部Ｄの補強部材は、残存させる。そして、角部Ａ及び角部Ｂの補強部材を取り去り、角部Ｃ、角部Ｄに補強部材を施した数値モデルを用いて角部毎の第３の応力値を求める。この結果、角部Ａにおける第３の応力値は、４．２２ＭＰａ、角部Ｂにおける第３の応力値は、１２５．２０ＭＰａ、角部Ｃにおける第３の応力値は、５．２８ＭＰａ、角部Ｄにおける第３の応力値は、２０２．６０ＭＰａであった。これらの第３の応力値は、一時的に記憶部１３に記憶される。
【００４２】
ステップＳ９では、最大応力補強部材が貼付された角部における第１の応力値と第３の応力値とが比較される。ここで、角部Ｄが最大応力補強部材が貼付された角部となるので、角部Ｄにおける第１の応力値１９４．１０ＭＰａと第３の応力値２０２．６０ＭＰａとが比較される。
【００４３】
ステップＳ１０では、ステップＳ９での比較結果を判定する。具体的に、第３の応力値≦第１の応力値であって、Ｙｅｓと判断するときは、ステップＳ１１へ進み、Ｎｏと判断するときはステップＳ１１の処理を飛ばしてステップＳ１２へ進む。この段階では、ステップＳ１０における判断は、Ｎｏとなるため、ステップＳ１０に引き続いて即座にステップＳ１２の処理が行われる。
【００４４】
ステップＳ１２では、３つの数値モデルによる第３の応力値の取得が完了したか否かを判断する。ステップＳ８の処理において、最大応力補強部材を残存させ、残りの３か所から２か所を取り去った数値モデルが選択されている。ここで、残りの３か所から２か所を取り去った数値モデルは、３種類考えられる。具体的には、角部Ａ、角部Ｂを取り去った数値モデル、角部Ａ、角部Ｃを取り去った数値モデル、角部Ｂ、角部Ｃを取り去った数値モデルの３種類である。ステップＳ１２では、この３種類の数値モデル全てについてシミュレーションが行われたか否かが判断される。初めてステップＳ１２の処理を行うときは、Ｎｏと判断され、ステップＳ１３へ進む。
【００４５】
ステップＳ１３では、数値モデルを他の数値モデルに変更し、角部毎の第３の応力値を求める。ここでは、角部Ａ及び角部Ｃの補強部材を取り去り、角部Ｂ、角部Ｄに補強部材を施した数値モデルを用いて角部毎の第３の応力値を求める。この結果、角部Ａにおける第３の応力値は、３１．４２ＭＰａ、角部Ｂにおける第３の応力値は、１０３．７０ＭＰａ、角部Ｃにおける第３の応力値は、１２．５０ＭＰａ、角部Ｄにおける第３の応力値は、２０１．３０ＭＰａであった。これらの第３の応力値は、一時的に記憶部１３に記憶される。
【００４６】
再度行われるステップＳ９では、最大応力補強部材が貼付された角部における第１の応力値と第３の応力値とが比較される。ここで、角部Ｄが最大応力補強部材が貼付された角部となるので、角部Ｄにおける第１の応力値１９４．１０ＭＰａと第３の応力値２０１．３０ＭＰａとが比較される。
【００４７】
再度行われるステップＳ１０では、ステップＳ９での比較結果を判定する。具体的に、第３の応力値≦第１の応力値であって、Ｙｅｓと判断するときは、ステップＳ１１へ進み、Ｎｏと判断するときはステップＳ１１の処理を飛ばしてステップＳ１２へ進む。本実施例では、ステップＳ１０における判断は、再度Ｎｏとなるため、ステップＳ１０に引き続いて即座にステップＳ１２の処理が行われる。
【００４８】
再度行われるステップＳ１２では、３つの数値モデルによる第３の応力値の取得が完了したか否かを判断する。この段階で、角部Ｂ及び角部Ｃを取り去り、角部Ａ、角部Ｄに補強部材を施した数値モデルを用いたシミュレーションが行われていない。このため、再びステップＳ１２でＮｏと判断する。
【００４９】
再度行われるステップＳ１３では、数値モデルをさらに他の数値モデルに変更し、角部毎の第３の応力値を求める。ここでは、最後に残った角部Ｂ及び角部Ｃを取り去り、角部Ａ、角部Ｄに補強部材を施した数値モデルを用いて角部毎の第３の応力値を求める。この結果、角部Ａにおける第３の応力値は、１３．０６ＭＰａ、角部Ｂにおける第３の応力値は、７５．７９ＭＰａ、角部Ｃにおける第３の応力値は、１６．５８ＭＰａ、角部Ｄにおける第３の応力値は、１９４．２０ＭＰａであった。これらの第３の応力値は、一時的に記憶部１３に記憶される。
【００５０】
再度行われるステップＳ９では、最大応力補強部材が貼付された角部における第１の応力値と第３の応力値とが比較される。ここで、角部Ｄが最大応力補強部材が貼付された角部となるので、角部Ｄにおける第１の応力値１９４．１０ＭＰａと第３の応力値１９４．２０ＭＰａとが比較される。
【００５１】
再度行われるステップＳ１０では、ステップＳ９での比較結果を判定する。具体的に、第３の応力値≦第１の応力値であって、Ｙｅｓと判断するときは、ステップＳ１１へ進み、Ｎｏと判断するときはステップＳ１１の処理を飛ばしてステップＳ１２へ進む。本実施例では、ステップＳ１０における判断は、再度Ｎｏとなるため、ステップＳ１０に引き続いて即座にステップＳ１２の処理が行われる。
【００５２】
再度行われるステップＳ１２では、３つの数値モデルによる第３の応力値の取得が完了したか否かを判断する。この段階で、３つの数値モデルについて第３の応力値を取得する工程が終了している。このため、ステップＳ１２でＹｅｓと判断する。そして、ステップＳ１４へ移行する。
【００５３】
ステップＳ１４では、さらに一部の角部の補強部材を取り去って、一部の補強部材を残した状態の数値モデルを用いて角部毎の第４の応力値を求める。具体的に、最大応力補強部材のみを残存させ、残りの３か所の補強部材を取り去った数値モデルを用いて角部毎の第４の応力値を求める。本実施例では、上述の如く、角部Ｄの第１応力値が最も大きいため、角部Ｄに対応する補強部材が、最大応力補強部材となる。このため、ステップＳ１４では、角部Ｄの補強部材のみを残存させ、角部Ａ〜角部Ｃの補強部材を取り去った数値モデルを用いて角部毎の第４の応力値を求める。この結果、角部Ａにおける第４の応力値は、１２．２２ＭＰａ、角部Ｂにおける第４の応力値は、１２２．８０ＭＰａ、角部Ｃにおける第４の応力値は、１９．６０ＭＰａ、角部Ｄにおける第４の応力値は、１７５．４０ＭＰａであった。これらの第４の応力値は、一時的に記憶部１３に記憶される。
【００５４】
ステップＳ１５では、最大応力補強部材が貼付された角部における第１の応力値と第４の応力値とが比較される。ここで、角部Ｄが最大応力補強部材が貼付された角部となるので、角部Ｄにおける第１の応力値１９４．１０ＭＰａと第４の応力値１７５．４０ＭＰａとが比較される。
【００５５】
ステップＳ１６では、ステップＳ１５での比較結果を判定する。具体的に、第４の応力値≦第１の応力値であって、Ｙｅｓと判断するときは、ステップＳ１７へ進み、Ｎｏと判断するときはステップＳ１７の処理を飛ばして処理は終了となる（エンド）。この段階で、ステップＳ１６における判断は、Ｙｅｓとなるため、ステップＳ１６に引き続いてステップＳ１７の処理が行われる。
【００５６】
ステップＳ１７では、ステップＳ１４で求めた第４の応力値を、その時点まで第１の応力値とされていた１９４．１０ＭＰと置き換えられる。なお、このステップＳ１７へ到達するまでにステップＳ４及びステップＳ１１の工程を経ている。ステップＳ４やステップＳ１１で第１の応力値の置き換えが行われているときは、その時点で第１の応力値として記憶されている値との置き換えが行われる。
【００５７】
ステップＳ１７の処理が終了した時点で第１の応力値として記憶されている値が、最終的に採用される第１の応力値となる。また、このような最終的に採用される第１の応力値を示す補強部材の配置位置が、最終的に採用される補強部材の配置位置となる。
【００５８】
本実施例の場合、角部Ｄにのみ補強部材を配置した基板組立体１が最も効率よく反り対策が施された形態となる。表１には、参考として、４つの角部のいずれにも補強部材を配置していない状態で行ったシミュレーションの結果も掲載している。角部Ｄのみを補強した場合、角部４箇所の補強を行った場合と比較して、合計応力値はほとんど変わらないが、各角部における応力値の平準化が認められる。補強部材を全く配置しない場合、４つの角部のうち角部Ｃの応力値が最も大きく、２５０．８０ＭＰａが計測されている。本実施例の補強位置決定方法によって決定された補強位置に補強部材を配置することにより、角部Ｄにおける応力値を１７５．４０ＭＰａに低減することができた。一方、角部Ｂに着目すると、全く補強部材を配置しない場合の応力値が１１６．８０ＭＰａであるのに対し、角部Ｄにのみに補強部材を配置した場合は、１２２．８０ＭＰａに増大している。しかしながら、もっとも応力的に厳しい角部Ｄの応力値を低減することができている。すなわち、本実施例の補強位置決定方法によれば、各角部に発生する応力値を平準化するように必要最低限の反り低減措置を施すことができる。一部の角部の応力値が他の角部と比較して過大であると、その角部のみに負荷がかかることになる。本実施例の反り低減対策としての補強位置決定方法を採用することにより、各角部に発生する応力を平準化することができる。
【００５９】
実際に補強後の基板組立体に圧迫試験を行ったところ、４箇所を補強した場合は、バンプにクラックの発生がみられたが、角部Ｄのみを補強した場合は、クラックの発生は認められなかった。
【００６０】
このようなシミュレーションを予め行っておけば、スタッド６の位置に応じてどの角部を補強すべきかを、容易に判断することができる。
【００６１】
なお、図５に示したフロー図は、補強位置決定方法の一例を示すものである。図５に示したフロー図では、１か所ずつ補強を取り去るシミュレーションから行っているが、先に２か所の補強を取り去るシミュレーションを行ってもよいし、３か所の補強を取り去るシミュレーションから行ってもよい。要は、最終的に、全ての補強位置の組み合わせに対するシミュレーションが行われていればよく、どの数値モデルからシミュレーションが行われるかの順番は問われない。
【００６２】
以下、表２及び図６乃至図２７を参照して、種々のスタッドの配置パターンに上記の補強位置決定方法を適用した結果について説明する。
【００６３】
図６に示す模式的に示された基板組立体の数値モデルを用いて角部Ａ、角部Ｂ、角部Ｃ、角部Ｄに生じる応力値が算出される。シミュレーションは、ＴＥＧ（Test element group）評価によって行われる。本実施例では、回路基板２の大きさが縦１１０×横１１０ｍｍ、厚さｔ＝１．０ｍｍ、電子部品（ＢＧＡ部品）４の大きさが、縦２３×横２３ｍｍ、バンプ約６００個のものを用いた。そして、電子部品の裏側中心部に４０Ｎの荷重を印加した。また、固定部に相当する支持点は、電子部品４の最外郭に位置する、バンプ５から５ｍｍ離れた位置に設定した。
【００６４】
表２は、補強が施されていない場合の各角部の応力、補強が施された場合の各角部の応力を一覧に纏めたものである。応力値の単位はＭＰａである。補強が施されたものについては、比較例として、角部Ａ〜Ｄの全てに補強を施した場合の応力値についても掲載している。なお、補強を施した場合の一部の結果の掲載は省略されている。補強は、従来知られているどのような方法で行ってもよいが、本実施例では、対象箇所の裏側にはんだによる補強部材１０を接合する方法を採用している。表２において太枠で囲った部分は、補強が必要とされる角部を示し、ハッチングの部分は、補強を行ったことを示している。
（表２）
【００６５】
まず、固定点となるスタッド６の配置について説明する。固定点となるスタッド６は、図７に示された複数の領域のどの領域に存在するかが把握される。ここで、領域の区分けについて説明する。領域は、領域１ｘｘと表記される領域、領域２ｘｘと表記される領域、領域３ｘｘと表記される領域に大別される。
【００６６】
領域１ｘｘは、角部を形成する辺を延長したラインを２辺とした矩形領域である。例えば、辺ＡＢの延長線と辺ＤＡの延長線とに囲まれ、角部Ａが含まれる領域を、領域１ａと表記する。他の角部についても同様に表記する。説明の便宜上、Ｘ方向とＹ方向を、図７の矢印で示した方向と定義する。また、Ｘ方向、Ｙ方向それぞれについて、プラス（＋）方向とマイナス（−）方向とを定義する。例えば、辺ＡＢ、角部Ａに着目して領域１ａのことを説明しようとすると、領域１ａは、Ｘ方向、Ｙ方向ともにプラス（＋）の領域となる。
【００６７】
領域２ｘｘは、領域１ｘｘに隣接する矩形領域である。具体的には、領域１ｘｘから電子部品４の各辺に沿って各辺の中心点側に移動させた領域である。例えば、領域１ａから辺ＡＢに沿って移動した領域を、領域２ａｂと表記する。領域２ａｂは、角部ＡからＸ方向はプラス（＋）、Ｙ方向はマイナス（−）の領域と表される。
【００６８】
領域３ｘｘは、領域２ｘｘに隣接する矩形領域である。具体的には、各辺の中心点を含む領域であり、領域２ｘｘに挟まれた領域である。例えば、領域２ａｂと領域２ｂａとに挟まれた領域は、領域３ａｂと表記される。領域３ａｂは、辺ＡＢに沿った角部Ａからの距離と角部Ｂからの距離とがほぼ同一となる領域である。辺ＡＢを二等分する線分がスタッド６を横切るときは、スタッド６は領域３ａｂに位置している。領域３ｘｘの幅はスタッド６の径と同一に設定する。例えばスタッド６の径φが５ｍｍのときは、領域３ｘｘの幅は５ｍｍに設定される。
【００６９】
（シミュレーションＮｏ．１．０ 図８）
シミュレーションＮｏ．１．０は、図８に示すように、スタッド６αが一本だけ配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ｃの応力値が１５３３．０ＭＰａで最も大きい。角部Ｃの応力値が最も大きくなるのは、角部Ａと角部Ｃと結ぶ直線（以下、「直線ＡＣ」と略す。）上に、力点、支点、作用点が存在するからである。固定されたスタッド６αの部分が支点となり、外力が加わる電子部品４の中央付近が力点となり、角部Ｃの位置が作用点となる。このような関係のときに、モーメントが大きくなる角部Ｃに応力が集中することに起因する。電子部品４は剛体と見なせるため角部Ｂ、角部Ｄにも応力は発生するが、角部Ｂ、角部Ｄはスタッド６αの位置からの距離が殆ど同じであり、発生した応力は等分されるため、角部Ｂ、角部Ｄそれぞれに発生する応力は小さくなる。以上により、補強が必要な点は角部Ｃとなる。そして、最も小さい応力値を示す角部Ａは、回路基板２を支持するスタッド６αからの距離が最も近い角部である。このように、力点、支点、作用点が一直線上に存在する場合には、最も小さい応力値を示す角部Ａの補強を外すことにより、最も大きい応力値を示す角部Ｃに発生する応力値が減少する。そのため、本条件下では、少なくとも角部Ａについては補強部材１０を張り付けていない。
（シミュレーションＮｏ．１．１ 図８）
シミュレーションＮｏ．１．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力値は満遍なく低下している。しかしながら、角部Ｃの応力値は他の角部と比較して突出して大きな値を示している。このため、角部Ｃの疲労は他の角部と比較して早く進むことになると考えられる。
（シミュレーションＮｏ．１．２ 図８）
本実施例の補強位置決定方法に基づいて角部Ｃにのみ補強がされた場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、角部Ｂでは、４点を補強した場合と比較して応力値が増加しているが、他の角部では応力値が減少している。このような結果から、各角部間の応力値は平準化している。結果的に、基板組立体１の耐圧迫性、長期信頼性は向上すると予想される。
【００７０】
（シミュレーションＮｏ．２．０ 図９）
シミュレーションＮＯ．２．０は、図９に示すようにスタッド６αが一本だけ配置された場合である。スタッド６αは、領域２ａｂに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ａの応力値が１２９９．９ＭＰａで最も大きい。この場合は、シミュレーションＮｏ．１．０と比較して、角部Ｃに集中していた応力が、角部Ｄに分散される。そして、支点となるスタッド６αと角部Ｃとの距離が短くなるため、シミュレーションＮｏ．１．０と比較して角部Ｃの応力は低下する。角部Ａには、圧縮の応力が発生する。これは、支点（スタッド６α）、力点、作用点（角部Ａ）が直線の関係になく、電子部品４から十分に遠い固定点とスタッド６αとが支点となり、ねじれが発生する。この時、電子部品４が剛体であり形状を維持しようとするため、基板の変形によりバンプ５を押しつぶそうとするためであると考えられる。スタッド６αは、基板変形を抑制しようとするため、その周辺の回路基板２の歪みは大きくなる。よって、スタッド６αに近い角部ＡにＹ方向の歪みが集中し、応力値が大きくなると考えられる。
（シミュレーションＮｏ．２．１ 図９）
シミュレーションＮｏ．２．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力値は角部Ｃを除いて低下している。しかしながら、角部Ｃの応力値は上昇している。そして、最も小さい角部Ｂとの間に大きな応力値の差が存在している。このため、角部Ｃの疲労は他の角部と比較して早く進むことになると考えられる。
（シミュレーションＮｏ．２．２ 図９）
本実施例の補強位置決定方法に基づいて角部Ａにのみ補強がされた場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、角部Ｂや角部Ｄでは、４点を補強した場合と比較して応力値が増加しているが、他の角部では応力値が減少している。このような結果から各角部間の応力値は平準化している。結果的に、基板組立体１の耐圧迫性、長期信頼性は向上すると予想される。なお、この場合も、最も応力値が小さかった角部Ｂも補強がされていない。
【００７１】
（シミュレーションＮｏ．３．０ 図１０）
シミュレーションＮＯ．３．０は、図１０に示すようにスタッド６αが一本だけ配置された場合である。スタッド６αは、領域３ａｂに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ｃの応力値が８４９．４ＭＰａ、角部Ｄの応力値が７９７．６ＭＰａで大きい。この場合、角部Ｃと角部Ｄにおける応力値とがほぼ同等であり、角部Ａと角部Ｂの応力値とがほぼ同等となる。ただし、スタッド６αに近い角部Ａと角部Ｂの距離が互いに離れているため、ねじれ方向の応力は無視される程度に小さくなり、モーメントが大きい角部Ｃと角部Ｄの応力が大きくなるっていると考えられる。このため、角部Ｃと角部Ｄの２箇所に補強を行うことが有効であると考えられる。
（シミュレーションＮｏ．３．１ 図１０）
シミュレーションＮｏ．３．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力値は低下している。このため、４点の角部Ａ〜Ｄに補強を施すことも有効であると考えられる。しかしながら、４箇所に補強を施すことは、コスト面、製造工程の簡素化の点で不利になると考えられる。
（シミュレーションＮｏ．３．２ 図１０）
本実施例の補強位置決定方法に基づいて角部Ｃ、角部Ｄに補強がされた場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力は減少し、このような結果から、各角部間の応力値は平準化している。結果的に、基板組立体１の耐圧迫性、長期信頼性は向上すると予想される。また、４箇所に補強を施したシミュレーションＮｏ．３．１の場合と比較して補強箇所が少ないので、コスト面、製造工程の簡素化の点で有利である。
【００７２】
（シミュレーションＮｏ．４．０ 図１１）
シミュレーションＮＯ．４．０は、図１１に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａに位置している。スタッド６βは、領域１ｃに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ａの応力値が３８２．８ＭＰａ、角部Ｃの応力値が３８６．６ＭＰａで大きい。この場合、いわば、両もち梁構造となる。このため、力点、支点、作用点が直線関係となるため、角部Ａ、角部Ｃに応力が集中する。
（シミュレーションＮｏ．４．１ 図１１）
シミュレーションＮｏ．４．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、角部Ｂ、角部Ｄの応力値が際立って減少している。この結果、各角部間の応力値のバラツキが増大している。このため、角部Ａ、角部Ｃの疲労は角部Ｂ、角部Ｄと比較して早く進むことになると考えられる。
（シミュレーションＮｏ．４．２ 図１１）
本実施例の補強位置決定方法に基づいて角部Ａ、角部Ｃに補強がされた場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、角部Ａと角部Ｃの応力値の減少がみられ、角部Ｂと角部Ｄの応力値の減少はほとんどみられない。しかしながら、各角部間の応力値のバラツキは小さくなり、平準化方向に推移している。この結果、基板組立体１の耐圧迫性、長期信頼性は向上すると予想される。
【００７３】
（シミュレーションＮｏ．５．０ 図１２）
シミュレーションＮＯ．５．０は、図１２に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａに位置している。スタッド６βは、領域２ｃｄに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ａの応力値が５９５．５ＭＰａと大きい。また、角部Ｄの応力値が１１．２ＭＰａと小さく、応力値のバラツキが大きい。スタッドが二本であるため、シミュレーションＮｏ．４．０と同様に両持ち梁の構造となる。ただし、角部付近のスタッドは辺に近いため、スタッド二本を結んだ直線上のバンプ５の歪みが大きくなり、応力が集中する。ここで、電子部品４はほぼ剛体とみなせるため、辺に近い側のスタッド６βのひずみは複数のバンプ５で受け持ち、角部Ａに近いスタッド６αは角部Ａの単一のバンプ５で歪みを受けることとなる。このため、角部Ａに近いバンプ５に大きな応力発生する。
（シミュレーションＮｏ．５．１ 図１２）
シミュレーションＮｏ．５．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、角部Ａ、角部Ｂの応力値が減少し、角部Ｃ、角部Ｄの応力値が増大している。
（シミュレーションＮｏ．５．２ 図１２）
本実施例の補強位置決定方法に基づいて角部Ａに補強がされた場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、シミュレーションＮｏ．５．１の場合と同様に角部Ａ、角部Ｂの応力値が減少し、角部Ｃ、角部Ｄの応力値が増大している。ただし、４箇所に補強を施したシミュレーションＮｏ．５．１の場合と比較して補強箇所が少ないので、コスト面、製造工程の簡素化の点で有利である。
【００７４】
（シミュレーションＮｏ．６．０ 図１３）
シミュレーションＮＯ．６．０は、図１３に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａに位置している。スタッド６βは、領域３ｃｄに位置している。このケースは、シミュレーションＮｏ．５．０に類似するケースと評価することができる。従って、角部Ａに補強を行うことが考えられる。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００７５】
（シミュレーションＮｏ．７．０ 図１４）
シミュレーションＮＯ．７．０は、図１４に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域２ａｂに位置している。スタッド６βは、領域２ｃｄに位置している。角部Ａの応力値が１０６．５ＭＰａ、角部Ｃの応力値が１０７．２ＭＰａと高い。従って、角部Ａと角部Ｃに補強をすればよい。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００７６】
（シミュレーションＮｏ．８．０ 図１５）
シミュレーションＮＯ．８．０は、図１５に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域２ａｂに位置している。スタッド６βは、領域３ｃｄに位置している。角部Ａの応力値が２２６．２ＭＰａと高い。従って、角部Ａに補強をすればよい。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００７７】
（シミュレーションＮｏ．９．０ 図１６）
シミュレーションＮＯ．９．０は、図１６に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域３ａｂに位置している。スタッド６βは、領域３ｃｄに位置している。この場合は、対称状態となるため両持ち梁構造となる。ただし、辺の中心に配置されたスタッドは複数のバンプ５で歪みを受けるため、角部の応力は発生しないと評価することができる。このため、この場合は、格別の補強は不要である。
【００７８】
（シミュレーションＮｏ．１０．０ 図１７）
シミュレーションＮＯ．１０．０は、図１７に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａに位置している。スタッド６βは、領域１ｄに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ｂの応力値が９０２．１ＭＰａ、角部Ｃの応力値が８３５．５ＭＰａと大きい。この場合、片持ち梁に近い構造となる。このため、各スタッド６α、６βの位置から遠い部分となる角部Ｂ、角部Ｃに応力が集中する。
（シミュレーションＮｏ．１０．１ 図１７）
シミュレーションＮｏ．１０．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力値は低下し、平準化されている。このため、４点の角部Ａ〜Ｄに補強を施すことも有効であると考えられる。しかしながら、４箇所に補強を施すことは、コスト面、製造工程の簡素化の点で不利になると考えられる。
（シミュレーションＮｏ．１０．２ 図１７）
本実施例の補強位置決定方法に基づいて角部Ｂ、角部Ｃに補強がされた場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力は減少し、また、各角部間の応力値は平準化している。結果的に、基板組立体１の耐圧迫性、長期信頼性は向上すると予想される。また、４箇所に補強を施したシミュレーションＮｏ．１０．１の場合と比較して補強箇所が少ないので、コスト面、製造工程の簡素化の点で有利である。
【００７９】
（シミュレーションＮｏ．１１．０ 図１８）
シミュレーションＮＯ．１１．０は、図１８に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａに位置している。スタッド６βは、領域２ｄｃに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ｃのみ応力値が低い。この場合、支点が２箇所あり、両持ち梁構造となるため、ほぼスタッド６α、６βを結んだ直線上にある角部Ａの応力が大きくなる。これと同時に、角部Ｄ付近のバンプは力を辺で受けるため、辺に含まれる、バンプの応力は小さくなる。しかし、角部Ｄの応力は大きくなる。また、辺ＢＣのうち、角部Ｂは支持点をスタッド二本とした片持ち梁構造に近い構造となるため、応力が集中する。このため、このケースでは、角部Ａ、角部Ｂ、角部Ｄの３箇所の補強が必要となる。すなわち、最も応力値の小さい角部Ｃは補強箇所から除外される。
（シミュレーションＮｏ．１１．１ 図１８）
シミュレーションＮｏ．１１．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、角部Ｃの応力が他の角部と比較して低い。
（シミュレーションＮｏ．１１．２ 図１８）
本実施例の補強位置決定方法に基づいて角部Ａ、角部Ｂ、角部Ｄに補強がされた場合、各角部の応力は減少し、また、各角部間の応力値は平準化している。すなわち、４箇所全てを補強したシミュレーションＮｏ．１１．１と比較すると、角部Ｃの応力値は高いが、応力値の平準化ができていることにより、基板組立体１の耐圧迫性、長期信頼性は向上すると予想される。また、４箇所に補強を施したシミュレーションＮｏ．１１．１の場合と比較して補強箇所が少ないので、コスト面、製造工程の簡素化の点で有利である。
【００８０】
（シミュレーションＮｏ．１２．０ 図１９）
シミュレーションＮＯ．１２．０は、図１９に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域２ａｂに位置している。スタッド６βは、領域２ｄｃに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ａの応力値が３７４．４ＭＰａ、角部Ｄの応力値が３６０．３ＭＰａで大きい。この場合は、両持ち梁構造となり、スタッド６α、６βを結んだ直線上にある、バンプ５の応力が大きくなる。ただし、スタッド位置は辺に近いため、複数のバンプで受けることになるため辺部分の影響が小さく、角部Ａ、角部Ｄのバンプの応力が大きくなる。
（シミュレーションＮｏ．１２．１ 図１９）
シミュレーションＮｏ．１２．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力値は減少している。しかしながら、角部Ａ、角部Ｄの応力値と比較して角部Ｂ、角部Ｃの応力値は低い。すなわち、応力値のバラツキは解消されていない。
（シミュレーションＮｏ．１２．２ 図１９）
本実施例の補強位置決定方法に基づいて角部Ａ、角部Ｄに補強がされた場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力は減少し、また、各角部間の応力値は平準化している。すなわち、４箇所全てを補強したシミュレーションＮｏ．１２．１と比較すると、角部Ｂ、角部Ｃの応力値は高いが、応力値の平準化ができていることにより、基板組立体１の耐圧迫性、長期信頼性は向上すると予想される。
【００８１】
（シミュレーションＮｏ．１３．０ 図２０）
シミュレーションＮＯ．１３．０は、図２０に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａｂに位置している。スタッド６βは、領域２ａｄに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ａの応力値が１２８７．０ＭＰａ、角部Ｃの応力値が８０１．４ＭＰａで大きい。このため、角部Ａと角部Ｃに補強が必要であると。
（シミュレーションＮｏ．１３．１ 図２０）
シミュレーションＮｏ．１３．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力値は低下している。
（シミュレーションＮｏ．１３．２ 図２０）
本実施例の設計方針に基づいて角部Ａ、角部Ｃに補強がされた場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合、各角部の応力値は低下している。特に、応力値が大きかった角部Ａと角部Ｃは、シミュレーションＮｏ．１３．１の場合よりも低下しており、また、応力値の平準化の面でも評価される。
【００８２】
（シミュレーションＮｏ．１４．０ 図２１）
シミュレーションＮＯ．１２．０は、図２１に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａに位置している。スタッド６βは、領域３ｄａに位置している。角部Ａの応力値が８３０．５ＭＰａ、角部Ｃの応力値が９５１．７ＭＰａと高い。従って、角部Ａ、角部Ｃに補強を行うことが考えられる。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００８３】
（シミュレーションＮｏ．１５．０ 図２２）
シミュレーションＮＯ．１５．０は、図２２に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａに位置している。スタッド６βは、領域２ｄａに位置している。角部Ａの応力値が７５６．７ＭＰａ、角部Ｃの応力値が８１２．１ＭＰａと高い。従って、角部Ａと角部Ｃに補強をすればよい。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００８４】
（シミュレーションＮｏ．１６．０ 図２３）
シミュレーションＮＯ．１６．０は、図２３に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域２ａｂに位置している。スタッド６βは、領域２ａｄに位置している。角部Ａの応力値が２０７６．０ＭＰａ、角部Ｃの応力値は１０８８．０ＭＰａと高い。この場合、支点が２箇所あり、両持ち梁構造となるため、スタッドを結んだ直線上にある、角部Ａの応力が大きくなる。また、電子部品４周辺の変形は角部Ａ付近を固定した片持ち梁構造に近い変形を発生させるため、固定位置から遠い角部Ｃの応力が大きくなる。従って、角部Ａ、角部Ｃに補をすればよい。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００８５】
（シミュレーションＮｏ．１７．０ 図２４）
シミュレーションＮＯ．１７．０は、図２４に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域２ａｂに位置している。スタッド６βは、領域３ｄａに位置している。角部Ａの応力値が１０６９．０ＭＰａ、角部Ｃの応力値は６７２．５ＭＰａと高い。従って、角部Ａ、角部Ｃに補をすればよい。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００８６】
（シミュレーションＮｏ．１８．０ 図２５）
シミュレーションＮＯ．１８．０は、図２５に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域２ａｂに位置している。スタッド６βは、領域２ｄａに位置している。角部Ａの応力値が１１２７．０ＭＰａ、角部Ｃの応力値は４４０．２ＭＰａと高い。従って、角部Ａ、角部Ｃに補をすればよい。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００８７】
（シミュレーションＮｏ．１９．０ 図２６）
シミュレーションＮＯ．１９．０は、図２６に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域３ａｂに位置している。スタッド６βは、領域３ｄａに位置している。角部Ａの応力値が３７７．７ＭＰａ、角部Ｃの応力値は４７１．８ＭＰａと高い。従って、角部Ａ、角部Ｃに補をすればよい。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００８８】
（シミュレーションＮｏ．２０．０ 図２７）
シミュレーションＮＯ．２０．０は、図２７に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域２ｂａに位置している。スタッド６βは、領域２ｄａに位置している。角部Ａの応力値が１６１．４ＭＰａ、角部Ｃの応力値は２１７．９ＭＰａと高い。従って、角部Ａ、角部Ｃに補をすればよい。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００８９】
以上、種々のスタッド配置に対して、必要最小限の反り低減対策となる補強部材の配置を決定することができる。このようにして補強部材が配置された基板組立体は、表面に矩形状に配列されたバンプ５により電子部品４が実装された回路基板２を備えている。また、電子部品４の周囲に配置され且つ回路基板２を筐体に固定するスタッド６を備えている。そして、回路基板２の裏面の、電子部品４の角部Ａ〜角部Ｄに対応する位置に貼り付けられた補強部材１０を備えている。ここで、表２から明らかであるように、補強部材１０は、回路基板２の裏側から電子部品４に向かって圧力を加えたときに発生する応力が最も小さい角部以外の角部に対応する位置に配置されている。換言すれば、応力が最も小さい角部には、少なくとも補強部材１０は配置されていない。
【００９０】
以上のような手順を用いて補強部材１０の補強箇所を決定することにより、電子部品４の全ての角部に補強部材を配置した場合に比べて、当該角部に加わる応力値の最大値を増加させることなく、どの補強部材１０を減らすべきかを決定することが可能となる。また、電子部品４の中心の位置が、スタッド６と補強部材１０とを結ぶ線上に存在する場合、最も応力値が小さい角部を補強箇所から除外することにより、各角部の応力値を平準化させることができる。
【００９１】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１ 基板組立体
２ 回路基板
３ 放熱部材
４ 電子部品
５ バンプ
６ スタッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板の補強位置決定方法及び基板組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が基板上に実装される場合、バンプを用いて、フリップチップ実装が行われている。このとき、バンプは、電子部品と回路基板との電気的接続を得るとともに電子部品を機械的に回路基板に固定する機能を有する。そして、バンプの間には、アンダーフィルが流し込まれ、電子部品と回路基板との接合部が補強される。
【０００３】
ところが、アンダーフィルを使用すると、部品の取り外しが困難となることがある。部品の取り外しができなければ、高価な部品を搭載した回路基板全体が使用できないこととなる。
【０００４】
そこで、アンダーフィルを使用せずに、回路基板と電子部品とをバンプ実装する例も増えている。ただし、アンダーフィルを使用しない場合には、機械的な強度が十分に確保されない場合もあり、そのような場合には、機械的な強度を補う対策が必要になる。例えば、半導体装置が実装された回路基板の裏側に、反り低減部材をはんだ接合し、半導体装置が実装された部分を補強することが提案されている。
【０００５】
上記の反り低減部材は、はんだ付け時や稼動時など、発熱により生じる回路基板の反りの抑制を目的とするものである。しかしながら、回路基板の反りは、このような発熱による要因に限られない。発熱以外に、外部からの圧力（外力）を加えられた場合にも生じる。この場合、筐体に対する回路基板の固定状態によって、回路基板の反りの状態は変わってくる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−８８２９３号公報
【特許文献２】特開２００７−１２６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、携帯電話など小型の電子機器では、超高密度の部品実装が要求されている。このような機器においては、反り低減部材を必要最小限に抑え、回路基板の部品実装領域を広く確保することが求められる。すなわち、回路基板の部品実装領域を広く確保することが最優先になる。そこで、反り低減部材の最小限の配置を決定し、その後に、回路基板を筐体と固定するスタッドの位置を決定するなど、柔軟な設計が求められている。
【０００８】
しかしながら、スタッドの位置によって、どのような反り低減対策が必要になるのかということまで検討することは通常困難であり、柔軟な設計ができないという問題があった。
【０００９】
そこで、本明細書開示の回路基板の補強位置決定方法及び基板組立体は、電子部品の周辺にスタッドが配置された回路基板において、必要最小限の反り低減対策を容易に決定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書開示の回路基板の補強位置決定方法は、表面に、電子部品が複数のバンプにより実装され、裏面に、前記電子部品の角部に配置されたバンプに対応する位置に補強部材が貼り付けられた回路基板の数値モデルを設定し、前記数値モデルに、前記電子部品の周囲に配置され且つ前記回路基板を電子機器の筐体に固定するスタッドに関する情報を取り込み、前記回路基板の裏側から前記電子部品に向かって力を加えたときに、前記角部のバンプにそれぞれ発生する応力値を求めるシミュレーションを行い、前記シミュレーションにより求めた前記応力値に基づいて、前記スタッドの位置に対応する前記補強部材の配置を決定することを特徴とする。
【００１１】
これにより、必要最小限の反り低減対策となる補強部材の配置を容易に決定することができる。
【００１２】
本明細書開示の基板組立体は、筐体に固定される基板組立体であって、表面に矩形状に配列された複数のバンプにより電子部品が実装された回路基板と、前記電子部品の周囲に配置され且つ前記回路基板を前記筐体に固定するスタッドと、前記回路基板の裏面であって、前記電子部品の角部の一部に対応する位置に貼り付けられた補強部材とを備え、前記電子部品の中心の位置が、前記スタッドと前記補強部材を結ぶ線上に存在する場合、前記補強部材は、前記回路基板の裏側から前記電子部品に向かって圧力を加えたときに発生する応力が最も小さい角部以外の角部に対応する位置に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
応力が最も小さい角部には、補強部材を配置しない。これにより、電子部品の各角部に生じる応力を平準化することができ、必要最小限の反り低減対策となる。
【発明の効果】
【００１４】
本明細書開示の回路基板の補強位置決定方法、基板組立体によれば、回路基板が用いられる種々の条件下において、容易に必要最小限の反りの低減対策を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、基板組立体が組み込まれた電子機器の断面図である。
【図２】図２は、基板組立体に生じる応力の一例を示す説明図である。
【図３】図３は、実施例の補強位置決定方法に使用される情報処理装置を示すブロック図の一例である。
【図４】図４は、実施例の回路基板の各部の寸法を示す説明図である。
【図５】図５は、実施例の基板組立体の補強位置決定方法を説明するフロー図の一例である。
【図６】図６はシミュレーションに用いられるモデルを模式的に示す説明図であり、図６（Ａ）は断面図、図６（Ｂ）は平面図である。
【図７】図７は、電子部品の周囲を複数の領域に分割する例を示す説明図である。
【図８】図８は、シミュレーションＮｏ．１．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図９】図９は、シミュレーションＮｏ．２．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図１０】図１０は、シミュレーションＮｏ．３．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図１１】図１１は、シミュレーションＮｏ．４．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図１２】図１２は、シミュレーションＮｏ．５．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図１３】図１３は、シミュレーションＮｏ．６．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図１４】図１４は、シミュレーションＮｏ．７．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図１５】図１５は、シミュレーションＮｏ．８．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図１６】図１６は、シミュレーションＮｏ．９．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図１７】図１７は、シミュレーションＮｏ．１０．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図１８】図１８は、シミュレーションＮｏ．１１．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図１９】図１９は、シミュレーションＮｏ．１２．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図２０】図２０は、シミュレーションＮｏ．１３．２に基づいて補強された回路基板を示す説明図である。
【図２１】図２１は、シミュレーションＮｏ．１４．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図２２】図２２は、シミュレーションＮｏ．１５．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図２３】図２３は、シミュレーションＮｏ．１６．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図２４】図２４は、シミュレーションＮｏ．１７．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図２５】図２５は、シミュレーションＮｏ．１８．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図２６】図２６は、シミュレーションＮｏ．１９．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【図２７】図２７は、シミュレーションＮｏ．２０．０のスタッドの配置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図示の便宜上、図面の記載において、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。例えば、図面に描かれた、バンプの数は、実際のものとは異なっている。
【実施例】
【００１７】
まず、図１を参照して基板組立体１を備えた電子機器の概略構成について説明する。電子機器１００は、携帯型電子機器の一例としてパーソナルコンピュータを想定しているが、他の機器、例えば、携帯型電話器等であってもよい。電子機器１００は、筐体１０１内に基板組立体１が内装されている。基板組立体１は、電子部品４が実装された回路基板２を含む。本実施例では、電子部品としてＢＧＡ（Ball grid array）型パッケージのＣＰＵ（Central Processing Unit）を想定しているが、他の電子部品であってもよい。電子部品４には放熱部材３が積層されて配置されている。電子部品４は、バンプ（はんだバンプ）５を介して回路基板２にフリップチップ実装されている。バンプ５は、図４等に示すように矩形状に配列されている。回路基板２は、周囲の一部が筐体１０１に挟持されるとともに、複数の箇所でスタッド６を介してネジ７を用いて固定されている。スタッド６は、電子部品４の周囲に配置されている。スタッド６は、回路基板２の電子機器の筐体１０１への固定に用いられる。このように、筐体１０１により挟持された箇所や、スタッド６で固定された箇所は、回路基板２の固定部となる。なお、電子部品４は、四角形であり、４つの角部を備えている。すなわち、電子部品４には、図５等に示すように角部Ａ、角部Ｂ、角部Ｃ及び角部Ｄの４つの角部が形成されている。回路基板２が柔軟性を有するのに対し、電子部品４は、剛体と見なせるものとする。
【００１８】
図２は、基板組立体１に生じる応力の一例を示す説明図である。電子部品４の角部Ａから角部Ａに最も近い固定部となるスタッド６までの距離をＬ１とする。角部Ｃから角部Ｃに最も近い固定部となるスタッド６までの距離をＬ２とする。そして、電子部品４に荷重Ｐが加わったと仮定する。このとき、角部Ａに発生するモーメントＭＡと角部Ｃに発生するモーメントＭＣは、以下の式で表すことができる。
ＭＡ＝Ｌ１×２／Ｐ
ＭＣ＝Ｌ２×２／Ｐ
【００１９】
このため、モーメントの比は、Ｌ１とＬ２との比に倣う。すなわち、例えば、Ｌ１：Ｌ２＝１：２であれば、モーメントの比も１：２となる。モーメントと応力値との関係は、Ｚを断面係数とすると、
σ＝Ｍ／Ｚ
電子部品４の厚さをｈ、幅をｂとすると、断面係数Ｚは、
Ｚ＝ｂｈ２／６
【００２０】
よって、角部Ａ、角部Ｃに発生する応力値は、荷重Ｐが作用した位置から固定部までの距離Ｌ１、Ｌ２に依存する。このように、電子部品４の各角部と、固定部との距離に応じて、反り方が異なり、角部のバンプ５に生じる応力にバラツキが生じる。このように、スタッド６の配置は、基板組立体１の反り方、応力値に影響を及ぼすものである。本実施例の基板組立体１は、この応力値のバラツキを平準化し、できるだけ均一に近づける。
【００２１】
なお、スタッド６等の固定部と電子部品４との位置関係によっては、ねじれの要素が存在するなど、単純にモーメントの評価のみでは、適切な補強箇所を選定することができない場合がある。このような場合であっても、以下に説明する方法によって適切な箇所に補強を配し、角部に生じる応力の平準化を図る。
【００２２】
荷重Ｐが回路基板２のどの位置に加わるのか、どの角部に補強が施されているのかが加味された数値モデルが設定される。数値モデルには、回路基板２に搭載される電子部品４の長さ、幅、厚みの値に関する情報が含まれる。また、数値モデルには、回路基板２の強度等、機械的性質に関する情報も含まれる。この数値モデルにスタッド６に関する情報、すなわち、スタッド６の回路基板２の周囲にどのように配置されているかに関する情報が加味される。
【００２３】
ここで、図４に示す基板組立体１１を作成する際に行われる回路基板の補強位置決定方法について説明する。シミュレーションは、ＴＥＧ（Test element group）評価によって行う。基板組立体１１に含まれ、回路基板２を形成する電子部品（ＢＧＡパッケージ）１４の寸法は、Ｗ１×Ｗ２＝２８ｍｍ×３４ｍｍ、スタッド６αの中心点と角部Ｄに位置する、バンプ５ｄの中心点との距離は、Ｌｄ１＝１０ｍｍ、Ｌｄ２＝２ｍｍである。スタッド６βの中心点と角部Ｂに位置する、バンプ５ｂの中心点との距離は、Ｌｂ１＝６ｍｍ、Ｌｂ２＝２ｍｍである。バンプの平均径は０．５ｍｍ、バンプの平均高さは０．４ｍｍである。また、電子部品１４の中央部へ、電子部品１４の裏面側（回路基板２側）から４０Ｎを印加した。
【００２４】
このような基板組立体１１を作成する際に行われる回路基板の補強位置の決定フローにつき、図５に示すフロー図を参照しつつ説明する。事前に反り低減措置として補強すべき箇所を特定しておき、部品情報として設計情報に組み込むことが可能となる。本実施例の回路基板の補強位置決定方法では、反り低減措置として補強が必要な電子部品４とその周辺に配置されるスタッド等の固定部との位置関係も重要な要素となる。
【００２５】
回路基板の補強位置決定方法は、図３にブロック図を示す情報処理装置１０を用い、数値モデルを用いたシミュレーションを行うことによって実行される。情報処理装置１０は、演算部１１、入力部１２及び記憶部１３を備える。シミュレーションは、具体的には、「配線基板の裏側から電子部品に向かって所定の圧力を加えたときに、回路基板の変形に起因して電子部品の４隅のバンプ５に加わる応力を確認するシミュレーションを行う」ことを意味する。
【００２６】
表１は、図５に示すフロー図に従って得られたシミュレーション結果を纏めた表である。
【００２７】
（表１）
単位：ＭＰａ
【００２８】
まず、ステップＳ１の処理について説明する。ステップＳ１では、全ての角部、すなわち、４つの角部Ａ〜Ｄに補強部材を張り付けた数値モデルを用いて角部毎の第１の応力値を求める。このとき、スタッド６に関する情報も取り込まれ、演算に反映される。第１の応力値を求める演算は、演算部１１が行う。角部Ａにおける第１の応力値は、９．７５ＭＰａ、角部Ｂにおける第１の応力値は、９４．６２ＭＰａ、角部Ｃにおける第１の応力値は、７．８４ＭＰａ、角部Ｄにおける第１の応力値は、１９４．１０ＭＰａであった。これらの数値モデル、スタッド６に関する情報、及び第１の応力値は、記憶部１３に記憶される。ここまでは、例えば、以下の手順で行われる。先ず、表面に、電子部品４が複数のバンプ５により実装され、裏面に、前記電子部品４角部Ａ〜Ｄに配置されたバンプ５に対応する位置に補強部材が貼り付けられた回路基板２の数値モデルを設定する。具体的には、このような回路基板２の数値モデルを情報処理装置１０の記憶部１３に記憶させる。次に、前記数値モデルに、電子部品４の周囲に配置され且つ回路基板２を電子機器１００の筐体１０１に固定するスタッド６に関する情報を取り込む。即ち、前記数値モデルにスタッド６に関する情報を加えて、記憶部１３に記憶させる。このようにスタッド６に関する情報を記憶部１３に取り込んだ後、回路基板２に外力を加えた場合のシミュレーションを行う。具体的には、回路基板２の裏側から電子部品４に向かって力を加えたときに、角部Ａ〜Ｄのバンプ５にそれぞれ発生する応力値を求めるシミュレーションを行う。
【００２９】
ステップＳ２では、一部の角部の補強部材を取り去って、一部の補強部材を残した状態の数値モデルを用いて角部毎の第２の応力値を求める。具体的に、最大応力補強部材を残存させ、残りの３か所から任意の１か所の補強部材を取り去った数値モデルを用いて角部毎の第２の応力値を求める。ここで、最大応力補強部材とは、第１の応力値が最も大きいバンプに対応する補強部材をいう。本実施例では、角部Ｄの第１応力値が最も大きいため、角部Ｄに対応する補強部材が、最大応力補強部材となる。従って、ステップＳ２において、角部Ｄの補強部材は、残存させる。そして、まず、角部Ａの補強部材を取り去り、角部Ｂ、角部Ｃ、角部Ｄに補強部材を施した数値モデルを用いて角部毎の第２の応力値を求める。この結果、角部Ａにおける第２の応力値は、２１．７８ＭＰａ、角部Ｂにおける第２の応力値は、８５．４９ＭＰａ、角部Ｃにおける第２の応力値は、５．７７ＭＰａ、角部Ｄにおける第２の応力値は、２０２．９０ＭＰａであった。これらの第２の応力値は、一時的に記憶部１３に記憶される。
【００３０】
ステップＳ３では、最大応力補強部材が貼付された角部における第１の応力値と第２の応力値とが比較される。ここで、角部Ｄが最大応力補強部材が貼付された角部となるので、角部Ｄにおける第１の応力値１９４．１０ＭＰａと第２の応力値２０２．９０ＭＰａとが比較される。
【００３１】
ステップＳ４では、ステップＳ３での比較結果を判定する。具体的に、第２の応力値≦第１の応力値であって、Ｙｅｓと判断するときは、ステップＳ５へ進み、Ｎｏと判断するときはステップＳ５の処理を飛ばしてステップＳ６へ進む。本この段階では、ステップＳ４における判断は、Ｎｏとなるため、ステップＳ４に引き続いて即座にステップＳ６の処理が行われる。
【００３２】
ステップＳ６では、３つの数値モデルによる第２の応力値の取得が完了したか否かを判断する。ステップＳ２の処理において、最大応力補強部材を残存させ、残りの３か所から１か所を取り去った数値モデルが選択されている。ここで、残りの３か所から１か所を取り去った数値モデルは、３種類考えられる。具体的には、角部Ａを取り去った数値モデル、角部Ｂを取り去った数値モデル、角部Ｃを取り去った数値モデルの３種類である。ステップＳ６では、この３種類の数値モデル全てについてシミュレーションが行われたか否かが判断される。初めてステップＳ６の処理を行うときは、Ｎｏと判断され、ステップＳ７へ進む。
【００３３】
ステップＳ７では、数値モデルを他の数値モデルに変更し、角部毎の第２の応力値を求める。ここでは、角部Ｂの補強部材を取り去り、角部Ａ、角部Ｃ、角部Ｄに補強部材を施した数値モデルを用いて角部毎の第２の応力値を求める。この結果、角部Ａにおける第２の応力値は、７．４７ＭＰａ、角部Ｂにおける第２の応力値は、１３３．３０ＭＰａ、角部Ｃにおける第２の応力値は、５．５９ＭＰａ、角部Ｄにおける第２の応力値は、２０３．００ＭＰａであった。これらの第２の応力値は、一時的に記憶部１３に記憶される。
【００３４】
再度行われるステップＳ３では、最大応力補強部材が貼付された角部における第１の応力値と第２の応力値とが比較される。ここで、角部Ｄが最大応力補強部材が貼付された角部となるので、角部Ｄにおける第１の応力値１９４．１０ＭＰａと第２の応力値２０３．００ＭＰａとが比較される。
【００３５】
再度行われるステップＳ４では、ステップＳ３での比較結果を判定する。具体的に、第２の応力値≦第１の応力値であって、Ｙｅｓと判断するときは、ステップＳ５へ進み、Ｎｏと判断するときはステップＳ５の処理を飛ばしてステップＳ６へ進む。本実施例では、ステップＳ４における判断は、再度Ｎｏとなるため、ステップＳ４に引き続いて即座にステップＳ６の処理が行われる。
【００３６】
再度行われるステップＳ６では、３つの数値モデルによる第２の応力値の取得が完了したか否かを判断する。この段階で、角部Ｃを取り去り、角部Ａ、角部Ｂ、角部Ｄに補強部材を施した数値モデルを用いたシミュレーションが行われていない。このため、再びステップＳ６でＮｏと判断する。
【００３７】
再度行われるステップＳ７では、数値モデルをさらに他の数値モデルに変更し、角部毎の第２の応力値を求める。ここでは、最後に残った角部Ｃを取り去り、角部Ａ、角部Ｂ、角部Ｄに補強部材を施した数値モデルを用いて角部毎の第２の応力値を求める。この結果、角部Ａにおける第２の応力値は、９．６７ＭＰａ、角部Ｂにおける第２の応力値は、８７．４７ＭＰａ、角部Ｃにおける第２の応力値は、２０．３６ＭＰａ、角部Ｄにおける第２の応力値は、１９４．５０ＭＰａであった。これらの第２の応力値は、一時的に記憶部１３に記憶される。
【００３８】
再度行われるステップＳ３では、最大応力補強部材が貼付された角部における第１の応力値と第２の応力値とが比較される。ここで、角部Ｄが最大応力補強部材が貼付された角部となるので、角部Ｄにおける第１の応力値１９４．１０ＭＰａと第２の応力値１９４．５０ＭＰａとが比較される。
【００３９】
再度行われるステップＳ４では、ステップＳ３での比較結果を判定する。具体的に、第２の応力値≦第１の応力値であって、Ｙｅｓと判断するときは、ステップＳ５へ進み、Ｎｏと判断するときはステップＳ５の処理を飛ばしてステップＳ６へ進む。本実施例では、ステップＳ４における判断は、再度Ｎｏとなるため、ステップＳ４に引き続いて即座にステップＳ６の処理が行われる。
【００４０】
再度行われるステップＳ６では、３つの数値モデルによる第２の応力値の取得が完了したか否かを判断する。この段階で、３つの数値モデルについて第２の応力値を取得する工程が終了している。このため、ステップＳ６でＹｅｓと判断する。そして、ステップＳ８へ移行する。
【００４１】
ステップＳ８では、さらに一部の角部の補強部材を取り去って、一部の補強部材を残した状態の数値モデルを用いて角部毎の第３の応力値を求める。具体的に、最大応力補強部材を残存させ、残りの３か所から任意の２か所の補強部材を取り去った数値モデルを用いて角部毎の第３の応力値を求める。本実施例では、上述の如く、角部Ｄの第１応力値が最も大きいため、角部Ｄに対応する補強部材が、最大応力補強部材となる。このため、ステップＳ８では、まず、角部Ｄの補強部材は、残存させる。そして、角部Ａ及び角部Ｂの補強部材を取り去り、角部Ｃ、角部Ｄに補強部材を施した数値モデルを用いて角部毎の第３の応力値を求める。この結果、角部Ａにおける第３の応力値は、４．２２ＭＰａ、角部Ｂにおける第３の応力値は、１２５．２０ＭＰａ、角部Ｃにおける第３の応力値は、５．２８ＭＰａ、角部Ｄにおける第３の応力値は、２０２．６０ＭＰａであった。これらの第３の応力値は、一時的に記憶部１３に記憶される。
【００４２】
ステップＳ９では、最大応力補強部材が貼付された角部における第１の応力値と第３の応力値とが比較される。ここで、角部Ｄが最大応力補強部材が貼付された角部となるので、角部Ｄにおける第１の応力値１９４．１０ＭＰａと第３の応力値２０２．６０ＭＰａとが比較される。
【００４３】
ステップＳ１０では、ステップＳ９での比較結果を判定する。具体的に、第３の応力値≦第１の応力値であって、Ｙｅｓと判断するときは、ステップＳ１１へ進み、Ｎｏと判断するときはステップＳ１１の処理を飛ばしてステップＳ１２へ進む。この段階では、ステップＳ１０における判断は、Ｎｏとなるため、ステップＳ１０に引き続いて即座にステップＳ１２の処理が行われる。
【００４４】
ステップＳ１２では、３つの数値モデルによる第３の応力値の取得が完了したか否かを判断する。ステップＳ８の処理において、最大応力補強部材を残存させ、残りの３か所から２か所を取り去った数値モデルが選択されている。ここで、残りの３か所から２か所を取り去った数値モデルは、３種類考えられる。具体的には、角部Ａ、角部Ｂを取り去った数値モデル、角部Ａ、角部Ｃを取り去った数値モデル、角部Ｂ、角部Ｃを取り去った数値モデルの３種類である。ステップＳ１２では、この３種類の数値モデル全てについてシミュレーションが行われたか否かが判断される。初めてステップＳ１２の処理を行うときは、Ｎｏと判断され、ステップＳ１３へ進む。
【００４５】
ステップＳ１３では、数値モデルを他の数値モデルに変更し、角部毎の第３の応力値を求める。ここでは、角部Ａ及び角部Ｃの補強部材を取り去り、角部Ｂ、角部Ｄに補強部材を施した数値モデルを用いて角部毎の第３の応力値を求める。この結果、角部Ａにおける第３の応力値は、３１．４２ＭＰａ、角部Ｂにおける第３の応力値は、１０３．７０ＭＰａ、角部Ｃにおける第３の応力値は、１２．５０ＭＰａ、角部Ｄにおける第３の応力値は、２０１．３０ＭＰａであった。これらの第３の応力値は、一時的に記憶部１３に記憶される。
【００４６】
再度行われるステップＳ９では、最大応力補強部材が貼付された角部における第１の応力値と第３の応力値とが比較される。ここで、角部Ｄが最大応力補強部材が貼付された角部となるので、角部Ｄにおける第１の応力値１９４．１０ＭＰａと第３の応力値２０１．３０ＭＰａとが比較される。
【００４７】
再度行われるステップＳ１０では、ステップＳ９での比較結果を判定する。具体的に、第３の応力値≦第１の応力値であって、Ｙｅｓと判断するときは、ステップＳ１１へ進み、Ｎｏと判断するときはステップＳ１１の処理を飛ばしてステップＳ１２へ進む。本実施例では、ステップＳ１０における判断は、再度Ｎｏとなるため、ステップＳ１０に引き続いて即座にステップＳ１２の処理が行われる。
【００４８】
再度行われるステップＳ１２では、３つの数値モデルによる第３の応力値の取得が完了したか否かを判断する。この段階で、角部Ｂ及び角部Ｃを取り去り、角部Ａ、角部Ｄに補強部材を施した数値モデルを用いたシミュレーションが行われていない。このため、再びステップＳ１２でＮｏと判断する。
【００４９】
再度行われるステップＳ１３では、数値モデルをさらに他の数値モデルに変更し、角部毎の第３の応力値を求める。ここでは、最後に残った角部Ｂ及び角部Ｃを取り去り、角部Ａ、角部Ｄに補強部材を施した数値モデルを用いて角部毎の第３の応力値を求める。この結果、角部Ａにおける第３の応力値は、１３．０６ＭＰａ、角部Ｂにおける第３の応力値は、７５．７９ＭＰａ、角部Ｃにおける第３の応力値は、１６．５８ＭＰａ、角部Ｄにおける第３の応力値は、１９４．２０ＭＰａであった。これらの第３の応力値は、一時的に記憶部１３に記憶される。
【００５０】
再度行われるステップＳ９では、最大応力補強部材が貼付された角部における第１の応力値と第３の応力値とが比較される。ここで、角部Ｄが最大応力補強部材が貼付された角部となるので、角部Ｄにおける第１の応力値１９４．１０ＭＰａと第３の応力値１９４．２０ＭＰａとが比較される。
【００５１】
再度行われるステップＳ１０では、ステップＳ９での比較結果を判定する。具体的に、第３の応力値≦第１の応力値であって、Ｙｅｓと判断するときは、ステップＳ１１へ進み、Ｎｏと判断するときはステップＳ１１の処理を飛ばしてステップＳ１２へ進む。本実施例では、ステップＳ１０における判断は、再度Ｎｏとなるため、ステップＳ１０に引き続いて即座にステップＳ１２の処理が行われる。
【００５２】
再度行われるステップＳ１２では、３つの数値モデルによる第３の応力値の取得が完了したか否かを判断する。この段階で、３つの数値モデルについて第３の応力値を取得する工程が終了している。このため、ステップＳ１２でＹｅｓと判断する。そして、ステップＳ１４へ移行する。
【００５３】
ステップＳ１４では、さらに一部の角部の補強部材を取り去って、一部の補強部材を残した状態の数値モデルを用いて角部毎の第４の応力値を求める。具体的に、最大応力補強部材のみを残存させ、残りの３か所の補強部材を取り去った数値モデルを用いて角部毎の第４の応力値を求める。本実施例では、上述の如く、角部Ｄの第１応力値が最も大きいため、角部Ｄに対応する補強部材が、最大応力補強部材となる。このため、ステップＳ１４では、角部Ｄの補強部材のみを残存させ、角部Ａ〜角部Ｃの補強部材を取り去った数値モデルを用いて角部毎の第４の応力値を求める。この結果、角部Ａにおける第４の応力値は、１２．２２ＭＰａ、角部Ｂにおける第４の応力値は、１２２．８０ＭＰａ、角部Ｃにおける第４の応力値は、１９．６０ＭＰａ、角部Ｄにおける第４の応力値は、１７５．４０ＭＰａであった。これらの第４の応力値は、一時的に記憶部１３に記憶される。
【００５４】
ステップＳ１５では、最大応力補強部材が貼付された角部における第１の応力値と第４の応力値とが比較される。ここで、角部Ｄが最大応力補強部材が貼付された角部となるので、角部Ｄにおける第１の応力値１９４．１０ＭＰａと第４の応力値１７５．４０ＭＰａとが比較される。
【００５５】
ステップＳ１６では、ステップＳ１５での比較結果を判定する。具体的に、第４の応力値≦第１の応力値であって、Ｙｅｓと判断するときは、ステップＳ１７へ進み、Ｎｏと判断するときはステップＳ１７の処理を飛ばして処理は終了となる（エンド）。この段階で、ステップＳ１６における判断は、Ｙｅｓとなるため、ステップＳ１６に引き続いてステップＳ１７の処理が行われる。
【００５６】
ステップＳ１７では、ステップＳ１４で求めた第４の応力値を、その時点まで第１の応力値とされていた１９４．１０ＭＰと置き換えられる。なお、このステップＳ１７へ到達するまでにステップＳ４及びステップＳ１１の工程を経ている。ステップＳ４やステップＳ１１で第１の応力値の置き換えが行われているときは、その時点で第１の応力値として記憶されている値との置き換えが行われる。
【００５７】
ステップＳ１７の処理が終了した時点で第１の応力値として記憶されている値が、最終的に採用される第１の応力値となる。また、このような最終的に採用される第１の応力値を示す補強部材の配置位置が、最終的に採用される補強部材の配置位置となる。
【００５８】
本実施例の場合、角部Ｄにのみ補強部材を配置した基板組立体１が最も効率よく反り対策が施された形態となる。表１には、参考として、４つの角部のいずれにも補強部材を配置していない状態で行ったシミュレーションの結果も掲載している。角部Ｄのみを補強した場合、角部４箇所の補強を行った場合と比較して、合計応力値はほとんど変わらないが、各角部における応力値の平準化が認められる。補強部材を全く配置しない場合、４つの角部のうち角部Ｃの応力値が最も大きく、２５０．８０ＭＰａが計測されている。本実施例の補強位置決定方法によって決定された補強位置に補強部材を配置することにより、角部Ｄにおける応力値を１７５．４０ＭＰａに低減することができた。一方、角部Ｂに着目すると、全く補強部材を配置しない場合の応力値が１１６．８０ＭＰａであるのに対し、角部Ｄにのみに補強部材を配置した場合は、１２２．８０ＭＰａに増大している。しかしながら、もっとも応力的に厳しい角部Ｄの応力値を低減することができている。すなわち、本実施例の補強位置決定方法によれば、各角部に発生する応力値を平準化するように必要最低限の反り低減措置を施すことができる。一部の角部の応力値が他の角部と比較して過大であると、その角部のみに負荷がかかることになる。本実施例の反り低減対策としての補強位置決定方法を採用することにより、各角部に発生する応力を平準化することができる。
【００５９】
実際に補強後の基板組立体に圧迫試験を行ったところ、４箇所を補強した場合は、バンプにクラックの発生がみられたが、角部Ｄのみを補強した場合は、クラックの発生は認められなかった。
【００６０】
このようなシミュレーションを予め行っておけば、スタッド６の位置に応じてどの角部を補強すべきかを、容易に判断することができる。
【００６１】
なお、図５に示したフロー図は、補強位置決定方法の一例を示すものである。図５に示したフロー図では、１か所ずつ補強を取り去るシミュレーションから行っているが、先に２か所の補強を取り去るシミュレーションを行ってもよいし、３か所の補強を取り去るシミュレーションから行ってもよい。要は、最終的に、全ての補強位置の組み合わせに対するシミュレーションが行われていればよく、どの数値モデルからシミュレーションが行われるかの順番は問われない。
【００６２】
以下、表２及び図６乃至図２７を参照して、種々のスタッドの配置パターンに上記の補強位置決定方法を適用した結果について説明する。
【００６３】
図６に示す模式的に示された基板組立体の数値モデルを用いて角部Ａ、角部Ｂ、角部Ｃ、角部Ｄに生じる応力値が算出される。シミュレーションは、ＴＥＧ（Test element group）評価によって行われる。本実施例では、回路基板２の大きさが縦１１０×横１１０ｍｍ、厚さｔ＝１．０ｍｍ、電子部品（ＢＧＡ部品）４の大きさが、縦２３×横２３ｍｍ、バンプ約６００個のものを用いた。そして、電子部品の裏側中心部に４０Ｎの荷重を印加した。また、固定部に相当する支持点は、電子部品４の最外郭に位置する、バンプ５から５ｍｍ離れた位置に設定した。
【００６４】
表２は、補強が施されていない場合の各角部の応力、補強が施された場合の各角部の応力を一覧に纏めたものである。応力値の単位はＭＰａである。補強が施されたものについては、比較例として、角部Ａ〜Ｄの全てに補強を施した場合の応力値についても掲載している。なお、補強を施した場合の一部の結果の掲載は省略されている。補強は、従来知られているどのような方法で行ってもよいが、本実施例では、対象箇所の裏側にはんだによる補強部材１０を接合する方法を採用している。表２において太枠で囲った部分は、補強が必要とされる角部を示し、ハッチングの部分は、補強を行ったことを示している。
（表２）
【００６５】
まず、固定点となるスタッド６の配置について説明する。固定点となるスタッド６は、図７に示された複数の領域のどの領域に存在するかが把握される。ここで、領域の区分けについて説明する。領域は、領域１ｘｘと表記される領域、領域２ｘｘと表記される領域、領域３ｘｘと表記される領域に大別される。
【００６６】
領域１ｘｘは、角部を形成する辺を延長したラインを２辺とした矩形領域である。例えば、辺ＡＢの延長線と辺ＤＡの延長線とに囲まれ、角部Ａが含まれる領域を、領域１ａと表記する。他の角部についても同様に表記する。説明の便宜上、Ｘ方向とＹ方向を、図７の矢印で示した方向と定義する。また、Ｘ方向、Ｙ方向それぞれについて、プラス（＋）方向とマイナス（−）方向とを定義する。例えば、辺ＡＢ、角部Ａに着目して領域１ａのことを説明しようとすると、領域１ａは、Ｘ方向、Ｙ方向ともにプラス（＋）の領域となる。
【００６７】
領域２ｘｘは、領域１ｘｘに隣接する矩形領域である。具体的には、領域１ｘｘから電子部品４の各辺に沿って各辺の中心点側に移動させた領域である。例えば、領域１ａから辺ＡＢに沿って移動した領域を、領域２ａｂと表記する。領域２ａｂは、角部ＡからＸ方向はプラス（＋）、Ｙ方向はマイナス（−）の領域と表される。
【００６８】
領域３ｘｘは、領域２ｘｘに隣接する矩形領域である。具体的には、各辺の中心点を含む領域であり、領域２ｘｘに挟まれた領域である。例えば、領域２ａｂと領域２ｂａとに挟まれた領域は、領域３ａｂと表記される。領域３ａｂは、辺ＡＢに沿った角部Ａからの距離と角部Ｂからの距離とがほぼ同一となる領域である。辺ＡＢを二等分する線分がスタッド６を横切るときは、スタッド６は領域３ａｂに位置している。領域３ｘｘの幅はスタッド６の径と同一に設定する。例えばスタッド６の径φが５ｍｍのときは、領域３ｘｘの幅は５ｍｍに設定される。
【００６９】
（シミュレーションＮｏ．１．０ 図８）
シミュレーションＮｏ．１．０は、図８に示すように、スタッド６αが一本だけ配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ｃの応力値が１５３３．０ＭＰａで最も大きい。角部Ｃの応力値が最も大きくなるのは、角部Ａと角部Ｃと結ぶ直線（以下、「直線ＡＣ」と略す。）上に、力点、支点、作用点が存在するからである。固定されたスタッド６αの部分が支点となり、外力が加わる電子部品４の中央付近が力点となり、角部Ｃの位置が作用点となる。このような関係のときに、モーメントが大きくなる角部Ｃに応力が集中することに起因する。電子部品４は剛体と見なせるため角部Ｂ、角部Ｄにも応力は発生するが、角部Ｂ、角部Ｄはスタッド６αの位置からの距離が殆ど同じであり、発生した応力は等分されるため、角部Ｂ、角部Ｄそれぞれに発生する応力は小さくなる。以上により、補強が必要な点は角部Ｃとなる。そして、最も小さい応力値を示す角部Ａは、回路基板２を支持するスタッド６αからの距離が最も近い角部である。このように、力点、支点、作用点が一直線上に存在する場合には、最も小さい応力値を示す角部Ａの補強を外すことにより、最も大きい応力値を示す角部Ｃに発生する応力値が減少する。そのため、本条件下では、少なくとも角部Ａについては補強部材１０を張り付けていない。
（シミュレーションＮｏ．１．１ 図８）
シミュレーションＮｏ．１．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力値は満遍なく低下している。しかしながら、角部Ｃの応力値は他の角部と比較して突出して大きな値を示している。このため、角部Ｃの疲労は他の角部と比較して早く進むことになると考えられる。
（シミュレーションＮｏ．１．２ 図８）
本実施例の補強位置決定方法に基づいて角部Ｃにのみ補強がされた場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、角部Ｂでは、４点を補強した場合と比較して応力値が増加しているが、他の角部では応力値が減少している。このような結果から、各角部間の応力値は平準化している。結果的に、基板組立体１の耐圧迫性、長期信頼性は向上すると予想される。
【００７０】
（シミュレーションＮｏ．２．０ 図９）
シミュレーションＮＯ．２．０は、図９に示すようにスタッド６αが一本だけ配置された場合である。スタッド６αは、領域２ａｂに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ａの応力値が１２９９．９ＭＰａで最も大きい。この場合は、シミュレーションＮｏ．１．０と比較して、角部Ｃに集中していた応力が、角部Ｄに分散される。そして、支点となるスタッド６αと角部Ｃとの距離が短くなるため、シミュレーションＮｏ．１．０と比較して角部Ｃの応力は低下する。角部Ａには、圧縮の応力が発生する。これは、支点（スタッド６α）、力点、作用点（角部Ａ）が直線の関係になく、電子部品４から十分に遠い固定点とスタッド６αとが支点となり、ねじれが発生する。この時、電子部品４が剛体であり形状を維持しようとするため、基板の変形によりバンプ５を押しつぶそうとするためであると考えられる。スタッド６αは、基板変形を抑制しようとするため、その周辺の回路基板２の歪みは大きくなる。よって、スタッド６αに近い角部ＡにＹ方向の歪みが集中し、応力値が大きくなると考えられる。
（シミュレーションＮｏ．２．１ 図９）
シミュレーションＮｏ．２．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力値は角部Ｃを除いて低下している。しかしながら、角部Ｃの応力値は上昇している。そして、最も小さい角部Ｂとの間に大きな応力値の差が存在している。このため、角部Ｃの疲労は他の角部と比較して早く進むことになると考えられる。
（シミュレーションＮｏ．２．２ 図９）
本実施例の補強位置決定方法に基づいて角部Ａにのみ補強がされた場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、角部Ｂや角部Ｄでは、４点を補強した場合と比較して応力値が増加しているが、他の角部では応力値が減少している。このような結果から各角部間の応力値は平準化している。結果的に、基板組立体１の耐圧迫性、長期信頼性は向上すると予想される。なお、この場合も、最も応力値が小さかった角部Ｂも補強がされていない。
【００７１】
（シミュレーションＮｏ．３．０ 図１０）
シミュレーションＮＯ．３．０は、図１０に示すようにスタッド６αが一本だけ配置された場合である。スタッド６αは、領域３ａｂに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ｃの応力値が８４９．４ＭＰａ、角部Ｄの応力値が７９７．６ＭＰａで大きい。この場合、角部Ｃと角部Ｄにおける応力値とがほぼ同等であり、角部Ａと角部Ｂの応力値とがほぼ同等となる。ただし、スタッド６αに近い角部Ａと角部Ｂの距離が互いに離れているため、ねじれ方向の応力は無視される程度に小さくなり、モーメントが大きい角部Ｃと角部Ｄの応力が大きくなるっていると考えられる。このため、角部Ｃと角部Ｄの２箇所に補強を行うことが有効であると考えられる。
（シミュレーションＮｏ．３．１ 図１０）
シミュレーションＮｏ．３．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力値は低下している。このため、４点の角部Ａ〜Ｄに補強を施すことも有効であると考えられる。しかしながら、４箇所に補強を施すことは、コスト面、製造工程の簡素化の点で不利になると考えられる。
（シミュレーションＮｏ．３．２ 図１０）
本実施例の補強位置決定方法に基づいて角部Ｃ、角部Ｄに補強がされた場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力は減少し、このような結果から、各角部間の応力値は平準化している。結果的に、基板組立体１の耐圧迫性、長期信頼性は向上すると予想される。また、４箇所に補強を施したシミュレーションＮｏ．３．１の場合と比較して補強箇所が少ないので、コスト面、製造工程の簡素化の点で有利である。
【００７２】
（シミュレーションＮｏ．４．０ 図１１）
シミュレーションＮＯ．４．０は、図１１に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａに位置している。スタッド６βは、領域１ｃに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ａの応力値が３８２．８ＭＰａ、角部Ｃの応力値が３８６．６ＭＰａで大きい。この場合、いわば、両もち梁構造となる。このため、力点、支点、作用点が直線関係となるため、角部Ａ、角部Ｃに応力が集中する。
（シミュレーションＮｏ．４．１ 図１１）
シミュレーションＮｏ．４．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、角部Ｂ、角部Ｄの応力値が際立って減少している。この結果、各角部間の応力値のバラツキが増大している。このため、角部Ａ、角部Ｃの疲労は角部Ｂ、角部Ｄと比較して早く進むことになると考えられる。
（シミュレーションＮｏ．４．２ 図１１）
本実施例の補強位置決定方法に基づいて角部Ａ、角部Ｃに補強がされた場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、角部Ａと角部Ｃの応力値の減少がみられ、角部Ｂと角部Ｄの応力値の減少はほとんどみられない。しかしながら、各角部間の応力値のバラツキは小さくなり、平準化方向に推移している。この結果、基板組立体１の耐圧迫性、長期信頼性は向上すると予想される。
【００７３】
（シミュレーションＮｏ．５．０ 図１２）
シミュレーションＮＯ．５．０は、図１２に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａに位置している。スタッド６βは、領域２ｃｄに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ａの応力値が５９５．５ＭＰａと大きい。また、角部Ｄの応力値が１１．２ＭＰａと小さく、応力値のバラツキが大きい。スタッドが二本であるため、シミュレーションＮｏ．４．０と同様に両持ち梁の構造となる。ただし、角部付近のスタッドは辺に近いため、スタッド二本を結んだ直線上のバンプ５の歪みが大きくなり、応力が集中する。ここで、電子部品４はほぼ剛体とみなせるため、辺に近い側のスタッド６βのひずみは複数のバンプ５で受け持ち、角部Ａに近いスタッド６αは角部Ａの単一のバンプ５で歪みを受けることとなる。このため、角部Ａに近いバンプ５に大きな応力発生する。
（シミュレーションＮｏ．５．１ 図１２）
シミュレーションＮｏ．５．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、角部Ａ、角部Ｂの応力値が減少し、角部Ｃ、角部Ｄの応力値が増大している。
（シミュレーションＮｏ．５．２ 図１２）
本実施例の補強位置決定方法に基づいて角部Ａに補強がされた場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、シミュレーションＮｏ．５．１の場合と同様に角部Ａ、角部Ｂの応力値が減少し、角部Ｃ、角部Ｄの応力値が増大している。ただし、４箇所に補強を施したシミュレーションＮｏ．５．１の場合と比較して補強箇所が少ないので、コスト面、製造工程の簡素化の点で有利である。
【００７４】
（シミュレーションＮｏ．６．０ 図１３）
シミュレーションＮＯ．６．０は、図１３に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａに位置している。スタッド６βは、領域３ｃｄに位置している。このケースは、シミュレーションＮｏ．５．０に類似するケースと評価することができる。従って、角部Ａに補強を行うことが考えられる。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００７５】
（シミュレーションＮｏ．７．０ 図１４）
シミュレーションＮＯ．７．０は、図１４に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域２ａｂに位置している。スタッド６βは、領域２ｃｄに位置している。角部Ａの応力値が１０６．５ＭＰａ、角部Ｃの応力値が１０７．２ＭＰａと高い。従って、角部Ａと角部Ｃに補強をすればよい。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００７６】
（シミュレーションＮｏ．８．０ 図１５）
シミュレーションＮＯ．８．０は、図１５に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域２ａｂに位置している。スタッド６βは、領域３ｃｄに位置している。角部Ａの応力値が２２６．２ＭＰａと高い。従って、角部Ａに補強をすればよい。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００７７】
（シミュレーションＮｏ．９．０ 図１６）
シミュレーションＮＯ．９．０は、図１６に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域３ａｂに位置している。スタッド６βは、領域３ｃｄに位置している。この場合は、対称状態となるため両持ち梁構造となる。ただし、辺の中心に配置されたスタッドは複数のバンプ５で歪みを受けるため、角部の応力は発生しないと評価することができる。このため、この場合は、格別の補強は不要である。
【００７８】
（シミュレーションＮｏ．１０．０ 図１７）
シミュレーションＮＯ．１０．０は、図１７に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａに位置している。スタッド６βは、領域１ｄに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ｂの応力値が９０２．１ＭＰａ、角部Ｃの応力値が８３５．５ＭＰａと大きい。この場合、片持ち梁に近い構造となる。このため、各スタッド６α、６βの位置から遠い部分となる角部Ｂ、角部Ｃに応力が集中する。
（シミュレーションＮｏ．１０．１ 図１７）
シミュレーションＮｏ．１０．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力値は低下し、平準化されている。このため、４点の角部Ａ〜Ｄに補強を施すことも有効であると考えられる。しかしながら、４箇所に補強を施すことは、コスト面、製造工程の簡素化の点で不利になると考えられる。
（シミュレーションＮｏ．１０．２ 図１７）
本実施例の補強位置決定方法に基づいて角部Ｂ、角部Ｃに補強がされた場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力は減少し、また、各角部間の応力値は平準化している。結果的に、基板組立体１の耐圧迫性、長期信頼性は向上すると予想される。また、４箇所に補強を施したシミュレーションＮｏ．１０．１の場合と比較して補強箇所が少ないので、コスト面、製造工程の簡素化の点で有利である。
【００７９】
（シミュレーションＮｏ．１１．０ 図１８）
シミュレーションＮＯ．１１．０は、図１８に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａに位置している。スタッド６βは、領域２ｄｃに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ｃのみ応力値が低い。この場合、支点が２箇所あり、両持ち梁構造となるため、ほぼスタッド６α、６βを結んだ直線上にある角部Ａの応力が大きくなる。これと同時に、角部Ｄ付近のバンプは力を辺で受けるため、辺に含まれる、バンプの応力は小さくなる。しかし、角部Ｄの応力は大きくなる。また、辺ＢＣのうち、角部Ｂは支持点をスタッド二本とした片持ち梁構造に近い構造となるため、応力が集中する。このため、このケースでは、角部Ａ、角部Ｂ、角部Ｄの３箇所の補強が必要となる。すなわち、最も応力値の小さい角部Ｃは補強箇所から除外される。
（シミュレーションＮｏ．１１．１ 図１８）
シミュレーションＮｏ．１１．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、角部Ｃの応力が他の角部と比較して低い。
（シミュレーションＮｏ．１１．２ 図１８）
本実施例の補強位置決定方法に基づいて角部Ａ、角部Ｂ、角部Ｄに補強がされた場合、各角部の応力は減少し、また、各角部間の応力値は平準化している。すなわち、４箇所全てを補強したシミュレーションＮｏ．１１．１と比較すると、角部Ｃの応力値は高いが、応力値の平準化ができていることにより、基板組立体１の耐圧迫性、長期信頼性は向上すると予想される。また、４箇所に補強を施したシミュレーションＮｏ．１１．１の場合と比較して補強箇所が少ないので、コスト面、製造工程の簡素化の点で有利である。
【００８０】
（シミュレーションＮｏ．１２．０ 図１９）
シミュレーションＮＯ．１２．０は、図１９に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域２ａｂに位置している。スタッド６βは、領域２ｄｃに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ａの応力値が３７４．４ＭＰａ、角部Ｄの応力値が３６０．３ＭＰａで大きい。この場合は、両持ち梁構造となり、スタッド６α、６βを結んだ直線上にある、バンプ５の応力が大きくなる。ただし、スタッド位置は辺に近いため、複数のバンプで受けることになるため辺部分の影響が小さく、角部Ａ、角部Ｄのバンプの応力が大きくなる。
（シミュレーションＮｏ．１２．１ 図１９）
シミュレーションＮｏ．１２．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力値は減少している。しかしながら、角部Ａ、角部Ｄの応力値と比較して角部Ｂ、角部Ｃの応力値は低い。すなわち、応力値のバラツキは解消されていない。
（シミュレーションＮｏ．１２．２ 図１９）
本実施例の補強位置決定方法に基づいて角部Ａ、角部Ｄに補強がされた場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力は減少し、また、各角部間の応力値は平準化している。すなわち、４箇所全てを補強したシミュレーションＮｏ．１２．１と比較すると、角部Ｂ、角部Ｃの応力値は高いが、応力値の平準化ができていることにより、基板組立体１の耐圧迫性、長期信頼性は向上すると予想される。
【００８１】
（シミュレーションＮｏ．１３．０ 図２０）
シミュレーションＮＯ．１３．０は、図２０に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａｂに位置している。スタッド６βは、領域２ａｄに位置している。補強なしの状態のとき、すなわち、補強部材１０を貼り付けていない場合には、角部Ａの応力値が１２８７．０ＭＰａ、角部Ｃの応力値が８０１．４ＭＰａで大きい。このため、角部Ａと角部Ｃに補強が必要であると。
（シミュレーションＮｏ．１３．１ 図２０）
シミュレーションＮｏ．１３．０のスタッド配置において、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、各角部の応力値は低下している。
（シミュレーションＮｏ．１３．２ 図２０）
本実施例の設計方針に基づいて角部Ａ、角部Ｃに補強がされた場合についてシミュレーションをした結果である。このような条件では、角部Ａ〜Ｄの４点に補強を施した場合、各角部の応力値は低下している。特に、応力値が大きかった角部Ａと角部Ｃは、シミュレーションＮｏ．１３．１の場合よりも低下しており、また、応力値の平準化の面でも評価される。
【００８２】
（シミュレーションＮｏ．１４．０ 図２１）
シミュレーションＮＯ．１２．０は、図２１に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａに位置している。スタッド６βは、領域３ｄａに位置している。角部Ａの応力値が８３０．５ＭＰａ、角部Ｃの応力値が９５１．７ＭＰａと高い。従って、角部Ａ、角部Ｃに補強を行うことが考えられる。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００８３】
（シミュレーションＮｏ．１５．０ 図２２）
シミュレーションＮＯ．１５．０は、図２２に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域１ａに位置している。スタッド６βは、領域２ｄａに位置している。角部Ａの応力値が７５６．７ＭＰａ、角部Ｃの応力値が８１２．１ＭＰａと高い。従って、角部Ａと角部Ｃに補強をすればよい。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００８４】
（シミュレーションＮｏ．１６．０ 図２３）
シミュレーションＮＯ．１６．０は、図２３に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域２ａｂに位置している。スタッド６βは、領域２ａｄに位置している。角部Ａの応力値が２０７６．０ＭＰａ、角部Ｃの応力値は１０８８．０ＭＰａと高い。この場合、支点が２箇所あり、両持ち梁構造となるため、スタッドを結んだ直線上にある、角部Ａの応力が大きくなる。また、電子部品４周辺の変形は角部Ａ付近を固定した片持ち梁構造に近い変形を発生させるため、固定位置から遠い角部Ｃの応力が大きくなる。従って、角部Ａ、角部Ｃに補をすればよい。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００８５】
（シミュレーションＮｏ．１７．０ 図２４）
シミュレーションＮＯ．１７．０は、図２４に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域２ａｂに位置している。スタッド６βは、領域３ｄａに位置している。角部Ａの応力値が１０６９．０ＭＰａ、角部Ｃの応力値は６７２．５ＭＰａと高い。従って、角部Ａ、角部Ｃに補をすればよい。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００８６】
（シミュレーションＮｏ．１８．０ 図２５）
シミュレーションＮＯ．１８．０は、図２５に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域２ａｂに位置している。スタッド６βは、領域２ｄａに位置している。角部Ａの応力値が１１２７．０ＭＰａ、角部Ｃの応力値は４４０．２ＭＰａと高い。従って、角部Ａ、角部Ｃに補をすればよい。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００８７】
（シミュレーションＮｏ．１９．０ 図２６）
シミュレーションＮＯ．１９．０は、図２６に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域３ａｂに位置している。スタッド６βは、領域３ｄａに位置している。角部Ａの応力値が３７７．７ＭＰａ、角部Ｃの応力値は４７１．８ＭＰａと高い。従って、角部Ａ、角部Ｃに補をすればよい。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００８８】
（シミュレーションＮｏ．２０．０ 図２７）
シミュレーションＮＯ．２０．０は、図２７に示すようにスタッドが二本、すなわち、スタッド６αとスタッド６βが配置された場合である。スタッド６αは、領域２ｂａに位置している。スタッド６βは、領域２ｄａに位置している。角部Ａの応力値が１６１．４ＭＰａ、角部Ｃの応力値は２１７．９ＭＰａと高い。従って、角部Ａ、角部Ｃに補をすればよい。補強を行った場合のシミュレーション結果については、記載を省略する。
【００８９】
以上、種々のスタッド配置に対して、必要最小限の反り低減対策となる補強部材の配置を決定することができる。このようにして補強部材が配置された基板組立体は、表面に矩形状に配列されたバンプ５により電子部品４が実装された回路基板２を備えている。また、電子部品４の周囲に配置され且つ回路基板２を筐体に固定するスタッド６を備えている。そして、回路基板２の裏面の、電子部品４の角部Ａ〜角部Ｄに対応する位置に貼り付けられた補強部材１０を備えている。ここで、表２から明らかであるように、補強部材１０は、回路基板２の裏側から電子部品４に向かって圧力を加えたときに発生する応力が最も小さい角部以外の角部に対応する位置に配置されている。換言すれば、応力が最も小さい角部には、少なくとも補強部材１０は配置されていない。
【００９０】
以上のような手順を用いて補強部材１０の補強箇所を決定することにより、電子部品４の全ての角部に補強部材を配置した場合に比べて、当該角部に加わる応力値の最大値を増加させることなく、どの補強部材１０を減らすべきかを決定することが可能となる。また、電子部品４の中心の位置が、スタッド６と補強部材１０とを結ぶ線上に存在する場合、最も応力値が小さい角部を補強箇所から除外することにより、各角部の応力値を平準化させることができる。
【００９１】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１ 基板組立体
２ 回路基板
３ 放熱部材
４ 電子部品
５ バンプ
６ スタッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に、電子部品が複数のバンプにより実装され、裏面に、前記電子部品の角部に配置されたバンプに対応する位置に補強部材が貼り付けられた回路基板の数値モデルを設定し、
前記数値モデルに、前記電子部品の周囲に配置され且つ前記回路基板を電子機器の筐体に固定するスタッドに関する情報を取り込み、前記回路基板の裏側から前記電子部品に向かって力を加えたときに、前記角部のバンプにそれぞれ発生する応力値を求めるシミュレーションを行い、
前記シミュレーションにより求めた前記応力値に基づいて、前記スタッドの位置に対応する前記補強部材の配置を決定する
ことを特徴とする回路基板の補強位置決定方法。
【請求項２】
前記シミュレーションは、
全ての角部に補強部材を貼り付けた数値モデルを用いて角部毎の第１の応力値を求める工程と、
一部の角部の補強部材を取り去って、一部の角部の補強部材を残した状態の数値モデルを用いて角部毎の第２の応力値を求める工程と、を含み、
前記第１の応力値のうち、最大の値と、前記最大の値を示した角部と同一の角部において示された前記第２の応力値とを比較し、前記第２の応力値が前記最大の値以下の場合には、前記第２の応力値が示された前記補強部材の配置位置を選択する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の回路基板の補強位置決定方法。
【請求項３】
前記シミュレーションは、
前記電子部品の全ての角部となる４つの角部にそれぞれ補強部材を貼り付けた数値モデルを用いて角部毎の第１の応力値を求める工程と、
前記第１の応力値のうち、最大の値を示した角部に対応する位置に配置された最大応力補強部材を残存させ、この最大応力補強部材以外の任意の補強部材を１か所取り去った３つの数値モデルのそれぞれにつき、当該数値モデルを用いて角部毎の第２の応力値を求め、その時点での第１の応力値のうち、最大の値と、前記最大の値を示した角部と同一の角部において示された第２の応力値とを比較し、前記第２の応力値が前記最大の値以下の場合に、当該第２の応力値を前記第１の応力値と置き換える工程と、
前記第１の応力値のうち、最大の値を示した角部に対応する位置に配置された最大応力補強部材を残存させ、この最大応力補強部材以外の任意の補強部材を２か所取り去った３つの数値モデルのそれぞれにつき、当該数値モデルを用いて角部毎の第３の応力値を求め、その時点での第１の応力値のうち、最大の値と、前記最大の値を示した角部と同一の角部において示された第３の応力値とを比較し、前記第３の応力値が前記最大の値以下の場合に、当該第３の応力値を前記第１の応力値と置き換える工程と、
前記第１の応力値のうち、最大の値を示した角部に対応する位置に配置された最大応力補強部材を残存させ、この最大応力補強部材以外の３か所の補強部材を取り去った数値モデルにつき、当該数値モデルを用いて角部毎の第４の応力値を求め、その時点での第１の応力値のうち、最大の値と、前記最大の値を示した角部と同一の角部において示された第４の応力値とを比較し、前記第４の応力値が前記最大の値以下の場合に、当該第４の応力値を前記第１の応力値と置き換える工程と、を含み、
前記シミュレーション終了時に前記第１の応力値の置き換えが行われている前記補強部材の配置位置を選択する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の回路基板の補強位置決定方法。
【請求項４】
筐体に固定される基板組立体であって、
表面に矩形状に配列された複数のバンプにより電子部品が実装された回路基板と、
前記電子部品の周囲に配置され且つ前記回路基板を前記筐体に固定するスタッドと、
前記回路基板の裏面であって、前記電子部品の角部の一部に対応する位置に貼り付けられた補強部材と
を備え、
前記電子部品の中心の位置が、前記スタッドと前記補強部材を結ぶ線上に存在する場合、前記補強部材は、前記回路基板の裏側から前記電子部品に向かって圧力を加えたときに発生する応力が最も小さい角部以外の角部に対応する位置に配置されている
ことを特徴とする基板組立体。
【請求項１】
表面に、電子部品が複数のバンプにより実装され、裏面に、前記電子部品の角部に配置されたバンプに対応する位置に補強部材が貼り付けられた回路基板の数値モデルを設定し、
前記数値モデルに、前記電子部品の周囲に配置され且つ前記回路基板を電子機器の筐体に固定するスタッドに関する情報を取り込み、前記回路基板の裏側から前記電子部品に向かって力を加えたときに、前記角部のバンプにそれぞれ発生する応力値を求めるシミュレーションを行い、
前記シミュレーションにより求めた前記応力値に基づいて、前記スタッドの位置に対応する前記補強部材の配置を決定する
ことを特徴とする回路基板の補強位置決定方法。
【請求項２】
前記シミュレーションは、
全ての角部に補強部材を貼り付けた数値モデルを用いて角部毎の第１の応力値を求める工程と、
一部の角部の補強部材を取り去って、一部の角部の補強部材を残した状態の数値モデルを用いて角部毎の第２の応力値を求める工程と、を含み、
前記第１の応力値のうち、最大の値と、前記最大の値を示した角部と同一の角部において示された前記第２の応力値とを比較し、前記第２の応力値が前記最大の値以下の場合には、前記第２の応力値が示された前記補強部材の配置位置を選択する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の回路基板の補強位置決定方法。
【請求項３】
前記シミュレーションは、
前記電子部品の全ての角部となる４つの角部にそれぞれ補強部材を貼り付けた数値モデルを用いて角部毎の第１の応力値を求める工程と、
前記第１の応力値のうち、最大の値を示した角部に対応する位置に配置された最大応力補強部材を残存させ、この最大応力補強部材以外の任意の補強部材を１か所取り去った３つの数値モデルのそれぞれにつき、当該数値モデルを用いて角部毎の第２の応力値を求め、その時点での第１の応力値のうち、最大の値と、前記最大の値を示した角部と同一の角部において示された第２の応力値とを比較し、前記第２の応力値が前記最大の値以下の場合に、当該第２の応力値を前記第１の応力値と置き換える工程と、
前記第１の応力値のうち、最大の値を示した角部に対応する位置に配置された最大応力補強部材を残存させ、この最大応力補強部材以外の任意の補強部材を２か所取り去った３つの数値モデルのそれぞれにつき、当該数値モデルを用いて角部毎の第３の応力値を求め、その時点での第１の応力値のうち、最大の値と、前記最大の値を示した角部と同一の角部において示された第３の応力値とを比較し、前記第３の応力値が前記最大の値以下の場合に、当該第３の応力値を前記第１の応力値と置き換える工程と、
前記第１の応力値のうち、最大の値を示した角部に対応する位置に配置された最大応力補強部材を残存させ、この最大応力補強部材以外の３か所の補強部材を取り去った数値モデルにつき、当該数値モデルを用いて角部毎の第４の応力値を求め、その時点での第１の応力値のうち、最大の値と、前記最大の値を示した角部と同一の角部において示された第４の応力値とを比較し、前記第４の応力値が前記最大の値以下の場合に、当該第４の応力値を前記第１の応力値と置き換える工程と、を含み、
前記シミュレーション終了時に前記第１の応力値の置き換えが行われている前記補強部材の配置位置を選択する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の回路基板の補強位置決定方法。
【請求項４】
筐体に固定される基板組立体であって、
表面に矩形状に配列された複数のバンプにより電子部品が実装された回路基板と、
前記電子部品の周囲に配置され且つ前記回路基板を前記筐体に固定するスタッドと、
前記回路基板の裏面であって、前記電子部品の角部の一部に対応する位置に貼り付けられた補強部材と
を備え、
前記電子部品の中心の位置が、前記スタッドと前記補強部材を結ぶ線上に存在する場合、前記補強部材は、前記回路基板の裏側から前記電子部品に向かって圧力を加えたときに発生する応力が最も小さい角部以外の角部に対応する位置に配置されている
ことを特徴とする基板組立体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１３−１０９６７１（Ｐ２０１３−１０９６７１Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５５５３５（Ｐ２０１１−２５５５３５）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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