DE69730158T2 - Methode und einrichtung zum entfernen elektronischer bauteile - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen eines IC-Bausteins (einer Integrierten Schaltung), der auf einer Leiterplatte, zum Beispiel eines Flachbildschirms wie einer LCD-Anzeige (Flüssigkristallanzeige) oder einer Plasmaanzeige, oder in einer gedruckten Schaltung für einen elektronischen Schaltkreis, montiert ist, von der Leiterplatte.
  • Stand der Technik
  • Seit kurzem werden Flachbildschirme wegen ihrer kompakten Abmessungen und dergleichen für viele Produkte verwendet, und ihre Leistungsfähigkeit verbessert sich laufend, so dass preisgünstige Hochleistungsprodukte mit Flachbildschirmen auf den Markt gebracht werden. Flip-Chip-Kontaktierung, CSP (Chip Size Package), BGA (Ball Grid Array) usw., die bloße IC-Chips verwenden, werden im Zuge der Nachfrage nach Kompaktierung der Schaltungen zunehmend für elektronische Schaltungen verwendet.
  • Unter den auf Leiterplatten von elektronischen Geräten und Flachbildschirmen montierten IC-Bausteinen ist eine gewisse Anzahl von Mängelexemplaren, und wegen Fehlmontage sind Reparaturen erforderlich, bei denen die IC-Bausteine entfernt werden. Der Versuch, die Produktivität bei der Reparatur zu steigern, ist ein wichtiges Anliegen.
  • Als bekanntes Verfahren. zum Kontaktieren von IC-Bausteinen auf der Leiterplatte eines Flachbildschirms oder eines elektronischen Geräts offenbaren die geprüfte japanische Patentveröffentlichung 62-6652 usw. das Flip-Chip-Kontaktierungsverfahren, bei dem eine anisotrope leitende Schicht auf die Elektroden der Leiterplatte eines Flachbildschirms aufgebracht wird und ein IC-Baustein auf die Schicht gebracht und durch Thermokompression mittels eines druckerzeugenden Werkzeugs kontaktiert wird. Die nicht geprüfte japanische Offenlegungsschrift 4-302444 usw. offenbaren den Inhalt des Kontaktierungsverfahrens.
  • Als Verfahren zum Kontaktieren der Elektroden der Leiterplatte eines Flachbildschirms mit den Bumps bzw. erhöhten Kontaktierungsflecken eines IC-Bausteins werden grundsätzlich folgende Schritte ausgeführt: Einspannen der Leiterplatte des Flachbildschirms auf einer Arbeitsbühne, Montieren des IC-Bausteins auf der Leiterplatte des Flachbildschirms und Durchführung der Thermokompressionskontaktierung. Mit dem Ziel der Produktivitätssteigerung wird die Thermokompressionskontaktierung der Leiterplatte des Flachbildschirms mit dem IC-Baustein normalerweise praktisch in einem Vorgang ausgeführt, bei dem die Klebefläche einer anisotropen leitfähigen Schicht ausgehärtet wird, um die Kontaktierung zum Abschluss zu bringen.
  • Jedoch ist unter den in diesem Fall verwendeten IC-Bausteinen eine bestimmte Anzahl von Mängelexemplaren, und die mangelhaften IC-Bausteine müssen in einem nachfolgenden Schritt repariert werden. Vor allem, wenn ein bloßer IC nach dem Flip-Chip-Verfahren montiert wird, sind deutlich mehr Reparaturen notwendig, weil der IC-Prüftest nicht ausreichend durchgeführt werden kann. Der Anteil fehlerhafter Produkte steigt insbesondere proportional zur Anzahl defekter IC-Bausteine, so dass bei einer hochauflösenden Anzeige (mit vielen Zeilen) eine zunehmende Anzahl von IC-Bausteinen für den Antrieb kontaktiert werden muss, was bedeutet, dass die Reparatur ein wichtiges Thema ist.
  • Wenn ein IC-Baustein 1, wie in 14A und 14B gezeigt, durch Kompressionskontaktierung montiert wird, wird der IC-Baustein durch eine anisotrope leitfähige Schicht 2 fest mit der Leiterplatte 3, bestehend aus der Leiterplatte des Flachbildschirms oder einer anderen Leiterplatte, verbunden. Wenn in diesem Ausgangszustand eine Reparatur vorgenommen wird, ist daher bisher in folgenden Schritten verfahren worden: Entfernen des IC-Bausteins 1 von der Leiterplatte 3 mittels eines spachtelförmigen Werkzeugs 11 (siehe 14A) oder einer Zange 12 (siehe 14B), Erweichen der anisotropen leitfähigen Schicht 2 mittels eines Lösungsmittels 13 und Entfernen der anisotropen leitfähigen Schicht 2 von der Leiterplatte 3 durch Abkratzen mittels eines Baumwolltupfers 14, wie in 14C gezeigt.
  • Jedoch greifen mit dem Werkzeug 11 oder der Zange 12 lokal große Kräfte an dem IC-Baustein 1 an, was zu Sprüngen im IC-Baustein 1 und zur Beschädigung der Leiterplatte 3 führt.
  • Wenn die Kontaktflecken eines IC-Bausteins mittels einer Ag-Leiterpaste oder eines Ag-Lots kontaktiert worden sind, ist die Entfernung des IC-Bausteins nach der Versiegelung bisher schwierig.
  • Wie in der ungeprüften japanischen Offenlegungsschrift 4-76929 offenbart ist, ist es möglich, den Kleber in halb ausgehärtetem Zustand zu testen und die in 14B gezeigte Reparatur auszuführen. Wenn jedoch das Versiegelungsmaterial nach dem Test in den Raum zwischen IC-Baustein und Schaltung gebracht wird, ist es sehr schwierig, später auftretende Fehler zu beseitigen.
  • Wenn der IC-Baustein 1, wie in 15 gezeigt, ein BGA oder dergleichen ist, sind Kugeln 4 auf der Seite der Leiterplatte 3 und auf der Seite 1a des IC-Bausteins normalerweise mit einem Lot 5 befestigt. In diesem Fall ist es schwierig, den IC-Baustein mit einer in diesem Zustand angreifenden Kraft physisch abzulösen. Wenn versucht wird, das Lot indirekt zu schmelzen, indem ein Kontaktierungswerkzeug für den IC-Baustein 1 erwärmt wird, vergeht wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit des IC-Bausteins 1 viel Zeit, was zu einer geringen Produktivität führt.
  • Somit ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen IC-Baustein nach seiner Kontaktierung mit einer Leiterplatte, der Leiterplatte eines Flachbildschirms oder dergleichen zur Verfügung zu stellen.
  • Die Schrift US-A-4,274,576 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trennen eines auf einer Leiterplatte montierten IC-Bausteins von der Leiterplatte, welche die Merkmale des Oberbegriffs der Ansprüche 1, 3, 4 und 7 aufweisen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Zur Lösung der gestellten Aufgaben ist die vorliegende Erfindung wie folgt gestaltet:
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein IC-Baustein-Trennverfahren zum Trennen eines auf einer Leiterplatte montierten IC-Bausteins von der Leiterplatte zur Verfügung gestellt. Die Verfahrensmerkmale sind in Anspruch 3 definiert.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine IC-Baustein-Trennvorrichtung zur Verfügung gestellt, die auf dem ersten Aspekt basiert. Die Vorrichtungsmerkmale sind in Anspruch 1 definiert.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein weiteres IC-Baustein-Trennverfahren zum Trennen eines auf einer Leiterplatte montierten IC-Bausteins von der Leiterplatte zur Verfügung gestellt. Die Verfahrensmerkmale sind in Anspruch 7 definiert.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird eine IC-Baustein-Trennvorrichtung zur Verfügung gestellt, die auf dem dritten Aspekt basiert. Die Vorrichtungsmerkmale sind in Anspruch 4 definiert.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die genannten und weitere Aspekte und Merkmale der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
  • 1A und 1B eine schematische perspektivische Ansicht bzw. ein ausschnittsweises Schnittbild eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen IC-Baustein-Trennverfahrens;
  • 2 ein Ablaufdiagramm des ersten Ausführungsbeispiels;
  • 3A und 3B Musterzeichnungen zur Berechnung der Trennkraft beim ersten Ausführungsbeispiel des Trennverfahrens;
  • 4 ein Ablaufdiagramm des IC-Baustein-Trennverfahrens gemäß einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels;
  • 5A und 5B eine schematische perspektivische Ansicht bzw. einen ausschnittsweisen Querschnitt, die ein IC-Baustein-Trennverfahren nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen;
  • 6 ein Ablaufdiagramm des IC-Baustein-Trennverfahrens entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 7A und 7B eine schematische perspektivische Ansicht bzw. einen ausschnittsweisen Querschnitt, die ein IC-Baustein-Trennverfahren gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen;
  • 8 ein Ablaufdiagramm des IC-Baustein-Trennverfahrens gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
  • 9 ein schematisches Schnittbild, das ein IC-Baustein-Trennverfahren gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
  • 10 ein Ablaufdiagramm, das das IC-Baustein-Trennverfahren gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;
  • 11 ein Ablaufdiagramm, das das IC-Baustein-Trennverfahren gemäß einer Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels zeigt;
  • 12A und 12B Schnittbilder eines IC-Baustein-Trennverfahrens gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 13A und 13B Schnittbilder, welche das IC-Baustein-Trennverfahren gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen;
  • 14A, 14B und 14C schematische perspektivische Ansichten, welche bekannte IC-Baustein-Trennverfahren zeigen;
  • 15 einen Längsschnitt, der das bekannte BGA-Baustein-Trennverfahren zeigt;
  • 16A und 16B schematische Draufsichten, die IC-Baustein-Trennverfahren gemäß dem ersten bzw. dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen;
  • 17A und 17B eine schematische perspektivische Ansicht bzw. ein ausschnittsweises Schnittbild, die das IC-Baustein-Trennverfahren gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel zeigen;
  • 18A und 18B eine schematische perspektivische Ansicht bzw. ein ausschnittsweises Schnittbild, die ein IC-Baustein-Trennverfahren gemäß einer Abwandlung des sechsten Ausführungsbeispiels zeigen;
  • 19A und 19B eine schematische perspektivische Ansicht bzw. ein ausschnittsweises Schnittbild, die ein IC-Baustein-Trennverfahren gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen;
  • 20A und 20B eine schematische perspektivische Ansicht bzw. ein ausschnittsweises Schnittbild, die ein IC-Baustein-Trennverfahren gemäß einer Abwandlung des siebten Ausführungsbeispiels zeigen, und
  • 21 eine schematische Draufsicht, die die IC-Baustein-Trennverfahren gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel und der Abwandlung des siebten Ausführungsbeispiels zeigt.
  • Beste Ausführungsart der Erfindung
  • Vorab sein darauf hingewiesen, dass in allen Zeichnungen gleiche Teile jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
  • Im Folgenden werden verschiedene erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele des IC-Baustein-Trennverfahrens und der IC-Baustein-Trennvorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass Bauelemente, welche bekannten Bauelementen entsprechen, jeweils mit demselben Bezugszeichen bezeichnet sind und nicht weiter beschrieben werden.
  • Zunächst werden das Verfahren und die Vorrichtung zum Trennen von IC-Bausteinen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben.
  • Wie in 1A und 1B gezeigt, ist ein konkaves Werkzeug 21, das ein Beispiel für ein für das Trennverfahren zu verwendendes Werkzeug sein soll, mit einem konkaven Abschnitt 21a versehen, der sich in der Mitte seiner Unterseite befindet, so dass sich ein Paar Kontaktoberflächen bzw. Kontaktabschnitte 21f ergeben, die einander gegenüberliegen und in Kontakt mit einem Paar einander gegenüberliegender Oberflächen eines IC-Bausteins 1 gebracht werden sollen, und das Werkzeug 21 ist vertikal bewegbar und um die Mitte O1 einer vertikalen Achse schwenkbar. Der IC-Baustein 1 ist mit einer anisotropen leitfähigen Schicht 2 auf der Leiterplatte 3 eines Flachbildschirms oder einer anderen Leiterplatte montiert. Der Montagezustand ist in diesem Fall nicht der vollendete Kompressionskontaktierungszustand, in dem die anisotrope leitfähige Schicht vollständig ausgehärtet ist, sondern ein vorübergehender Kompressionskontaktierungszustand, in dem die anisotrope leitfähige Schicht nicht vollständig ausgehärtet ist. Beim hier behandelten Ausführungsbeispiel wird das Werkzeug 21 über die Drehwelle 100a eines Motors 100 gedreht, und der Drehmittelpunkt (die Mitte O1 der vertikalen Achse) fällt grob mit der Mitte des IC-Bausteins 1 zusammen.
  • Zum Trennen des IC-Bausteins 1 von der Leiterplatte 3 werden folgende Schritte ausgeführt: Positionieren des konkaven Werkzeugs 21 genau über dem IC-Baustein 1 in Schritt 1 von 2, dann Absenken des konkaven Werkzeugs 21 in eine bestimmte Position, in der das konkave Werkzeug 21 den IC-Baustein 1 bedeckt, der mittels Kleber, Lot oder leitfähiger Paste auf der Leiterplatte 3 montiert ist (Schritt 2), und Drehen des konkaven Werkzeugs 21 um die Mitte O1 der vertikalen Achse, wenn die Kontaktflächen 21f des konkaven Werkzeugs 21 mit den gegenüberliegenden Flächen des IC-Bausteins 1 in Kontakt sind (Schritt 3), wodurch der IC-Baustein 1 von der Leiterplatte 3 getrennt wird. Anschließend wird das konkave Werkzeug 21 hochgefahren und von dem IC-Baustein 1 getrennt (Schritt 4). Damit die Leiterplatte 3 durch den Kontakt mit dem konkaven Werkzeug 21 nicht beschädigt wird, sollte die Tiefe des konkaven Abschnitts 21a so gewählt sein, dass die untere Endfläche des konkaven Werkzeugs 21 nicht mit der Leiterplatte 3 in Berührung kommt. Um zu verhindern, dass sich der IC-Baustein 1 aus dem konkaven Abschnitt 21a des Werkzeugs 21 löst, wenn der IC-Baustein 1 bei der Drehung mit dem Werkzeug 21 von der Leiterplatte 3 getrennt wird, muss die Tiefe des konkaven Abschnitts 21a so bemessen sein, dass der IC-Baustein 1 zumindest bis zur halben Höhe in den konkaven Abschnitt gelangt. Vorzugsweise wird das Werkzeug 21 durch einen Andruckabschnitt eines Ansetzabschnitts (nicht eingezeichnet), die Drehwelle 100a des Motors 100 oder dergleichen angedrückt.
  • Beim Vergleich der Trennung durch Drehen (siehe 3A und 3B) mit der Trennung durch Schieben, wie im Zusammenhang mit dem in 14A gezeigten Stand der Technik angegeben, ergibt sich folgendes:
  • Für die Berechnung wird von einem IC-Baustein 1 von 20 × 2 mm ausgegangen. Die Drehkraft τmax wird im Punkt A auf der längeren Seite „a" erzeugt und durch folgende Gleichung ausgedrückt: τmax = τA = T/(K·a·b2)wobei T das Drehmoment, K das Schermodul, „a" die Länge der längeren Seite und „b" die Länge der kürzeren Seite ist.
  • Daher wird das Drehmoment T durch folgende Gleichung ausgedrückt: T = K·a·b2·τmax wobei man durch Einsetzen von F/a/b für τmax in obige Gleichung erhält: T = K·b·Fwobei F das Schermodul für das Ziehen und Schieben des IC-Bausteins zum Trennen des IC-Bausteins 1 von der Leiterplatte 3 ist.
  • Tabelle 1: a/b der rechteckigen Querschnittsfläche und Wert des Koeffizienten K Koeffizient K
    Figure 00080001
  • Nach Tabelle 1 ist bei obigem Beispiel a/b = 10.
  • Daraus ergibt sich K = 0,312. Da andererseits eine Kraft von mindestens 10 kp zum Ziehen und Schieben des IC-Bausteins 1 erforderlich ist, um ihn mit einer Scherkraft entsprechend den Versuchsdaten zu trennen, wird davon ausgegangen, dass F = 10 kp ist und die entsprechenden Konstanten werden in obige Gleichung eingesetzt, wodurch sich ergibt: T = 0,312 × 2 × 10 = 6,24 kp·mm.Der Abstand vom Drehmittelpunkt des konkaven Werkzeugs 21 zum Motor für den Antrieb des konkaven Werkzeugs 21 wird mit 51 mm angenommen, und T wird zur Umwandlung in eine Kraft geteilt, so dass sich ergibt: F' = 6,24/51 = 0,1224 kp.
  • Folglich gilt: F : F' = 82 : 1. Somit kann die Trennung mit einer Drehtrennkraft bewirkt werden, die 1/82 der Kraft beim Schiebtest beträgt.
  • Wie in Schritt 5 von 4 angegeben, ist es stärker bevorzugt, das konkave Werkzeug 21 zu erwärmen und erwärmt über den IC-Baustein 1 zu bringen, so dass der IC-Baustein 1 und die anisotrope leitfähige Schicht 2 durch Wärmeleitung erwärmt werden und die anisotrope leitfähige Schicht 2 erweicht. Wenn dann das konkave Werkzeug 21 gedreht wird, wird der IC-Baustein 1 von der Leiterplatte 3 getrennt. Wenn das konkave Werkzeug 21 wie vorstehend beschrieben erwärmt wird, lässt sich der IC-Baustein leichter ablösen, und zwar auch dann, wenn die anisotrope leitfähige Schicht 2 vollständig ausgehärtet ist (d. h. im bereits erwähnten Zustand der abgeschlossenen Kompressionskontaktierung). Die Versuchsdaten sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
  • Tabelle 2: Beziehung zwischen der Temperatur des konkaven LSI-Trennwerkzeugs und der Trennkraft nach vollständiger Kompressionskontaktierung Kompressionskontaktierung
    Figure 00100001
  • Die vorstehenden Daten gelten für den Fall, dass zum Kontaktieren des IC-Bausteins 1 mit der Leiterplatte 3 eine anisotrope leitfähige Schicht 2 verwendet wurde. Wenn die Temperatur des konkaven Werkzeugs 21 auf 250°C erhöht wurde, konnte der IC-Baustein 1 leicht getrennt werden, selbst bei vollendeter Kompressionskontaktierung. Bei dem in 14A dargestellten bekannten Trennverfahren jedoch sind in allen ICs oder Leiterplatten, die für den Versuch verwendet wurden, Risse aufgetreten.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann der IC-Baustein 1 mit einer relativ geringen Kraft abgetrennt werden, so dass Risse im IC-Baustein 1 und eine Beschädigung der Leiterplatte 3 minimiert werden können.
  • Es folgt die Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf 5A, 5B und 6. Es sei darauf hingewiesen, dass die gleichen Bauelemente und Verfahrensschritte wie beim ersten Ausführungsbeispiel jeweils mit demselben Bezugszeichen bezeichnet und nicht näher beschrieben sind. Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist der konkave Abschnitt 21a des Werkzeugs 21 mit einem Kontaktabschnitt 21f versehen, der in Kontakt mit vier Seitenflächen des IC-Bausteins 1 kommt und damit den IC-Baustein 1 aus vier Richtungen abdeckt.
  • Wie in 5A und 5B gezeigt, ist das konkave Werkzeug 21 mit einem Ansaugloch 21b versehen, das Verbindung zu einem Vakuumansaugkanal hat. Dieses Ansaugloch 21b hat über den Vakuumansaugkanal Verbindung zu einer Vakuumsaugvorrichtung 115. Dann wird der IC-Baustein 1 in Schritt 4 durch Drehen des konkaven Werkzeugs 21 abgetrennt, wie in 6 gezeigt, woraufhin er angesaugt und durch die Saugkraft über das Ansaugloch 21b am konkaven Werkzeug 21 gehalten wird (Schritt 6). In Schritt 4 wird das konkave Werkzeug 21 dann hochgefahren und anschließend in eine bestimmte Position gebracht, in der die Vakuumansaugung aufgehoben und damit der IC-Baustein 1 fallengelassen wird (Schritt 7).
  • Mit den vorgenannten Schritten können dieselben Wirkungen wie beim ersten Ausführungsbeispiel erzielt werden, und es ist möglich, den IC-Baustein 1 zu beseitigen, der entfernt und angesaugt worden ist, und Bruchstücke des IC-Bausteins 1 durch Ansaugen leicht zu beseitigen, so dass zur Verbesserung des Wirkungsgrads eine Automatisierung möglich ist. Außerdem wird der IC-Baustein 1 durch Drehen von der Leiterplatte 3 entfernt, so dass verhindert werden kann, dass die anisotrope leitfähige Schicht 2, die an dem IC-Baustein 1 anhaftete, während des Drehens wegspritzt und an der Leiterplatte 3 haften bleibt.
  • Es folgt die Beschreibung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf 7A, 7B und 8. Es sei darauf hingewiesen, dass dieselben Elemente und Verfahren wie bei den bisherigen Ausführungsbeispielen jeweils mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind und hier nicht weiter beschrieben werden.
  • In 7A ist mit Bezugszeichen 22 eine Infrarotlichtabstrahlungseinrichtung zum Einstrahlen von Infrarotlicht bezeichnet und mit 23 eine Abschirmplatte zum Abschirmen des Infrarotlichts, in der eine Öffnung 23a passender Größe zum Erwärmen der anisotropen leitfähigen Schicht 3 ausgebildet ist. Außerdem ist der IC-Baustein 1 bei diesem dritten Ausführungsbeispiel über ein Kontaktierungsmittel 6 (bzw. ein Zwischenelement), beispielsweise eine anisotrope leitfähige Schicht 3, eine leitfähige Paste oder ein Lot, mit der Leiterplatte 3 verbunden.
  • Wie in 7A und 8 gezeigt, ist die Infrarotlichtabstrahlungseinrichtung 22 bei diesem dritten Ausführungsbeispiel auf der Rückseite der Leiterplatte 3 angeordnet, und es wird ein erwärmtes konkaves Werkzeug 21 nach unten bewegt, um den IC-Baustein 1 zu bedecken (Schritt 2). In diesem Fall ist es zulässig, das konkave Werkzeug 21 mit einer Heizeinrichtung oder dergleichen zu erwärmen und dann den IC-Baustein 1 und das Kontaktierungsmittel 6 durch Wärmeleitung zu erwärmen, indem das konkave Werkzeug 21 mit dem IC-Baustein 1 in Kontakt gebracht wird. Bei diesem Vorgang wird dann die Abschirmplatte 23 zwischen die Leiterplatte 3 und die Infrarotlichtabstrahleinrichtung 22 gebracht (Schritt 8) und durch die Öffnung 23a Infrarotlicht auf die Stelle der Leiterplatte 3 abgestrahlt, an der der IC-Baustein 1 montiert ist (Schritt 9). Wenn das Kontaktierungsmittel 6 nach einer bestimmten Zeit durch Wärmeleitung über die Leiterplatte 3 erweicht ist, wird das konkave Werkzeug 21 gedreht, um den IC-Baustein 1 zu trennen (Schritt 3), und dann wird das konkave Werkzeug 21 hochgefahren, um den abgetrennten IC-Baustein 1 zu entfernen. Wie in 7B gezeigt, ist es in diesem Fall natürlich bevorzugt, ein konkaves Werkzeug 21 mit Ansaugloch 21b zu haben und den IC-Baustein 1 anzusaugen.
  • Bei dieser Anordnung wird das Kontaktierungsmittel 6 nicht nur durch die Erwärmung des IC-Bausteins 1 von seiner Peripherie her über das konkave Werkzeug 21, sondern auch durch die Wärmeleitung von der Leiterplatte 3 durch Einstrahlung von Infrarotlicht erweicht, so dass das Abtrennen leichter wird. Da nur die Stelle, die der Öffnung 23a entspricht, über die Abschirmplatte 23 erwärmt werden kann, lässt sich dieses Verfahren auch bei feinen IC-Bausteinen 1 anwenden. Wenn die Leiterplatte 3 aus einem transparenten Werkstoff wie Glas besteht, dringt das Infrarotlicht hindurch. Dadurch kann das Erweichen des Kontaktierungsmittels 6 in kürzerer Zeit erreicht werden als wenn das Erweichen des Kontaktierungsmittels 6 nur durch Wärmeleitung erreicht wird, so dass das Abtrennen des IC-Bausteins 1 leicht möglich ist. Das Einbringen der Abschirmplatte in die angegebene Position und das Einstrahlen von Infrarotlicht sind nicht auf die Schritte 8 und 9 begrenzt und können auch vor oder nach dem Positionieren des Werkzeugs 21 direkt über dem IC-Baustein 1 erfolgen.
  • Es folgt die Beschreibung eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf 9 bis 11.
  • Wie in 9 gezeigt, ist das konkave Werkzeug 21 bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem Loch 21c versehen, durch welches Warmluft aus einer Warmluftquelle 120 auf die Innenseite des konkaven Werkzeugs 21 geblasen werden kann. Dann wird das konkave Werkzeug 21, wie in 10 gezeigt, abgesenkt, um den IC-Baustein 1 zu bedecken, wobei ein Abstand h zwischen der Oberseite des IC-Bausteins 1 und der Innenfläche des konkaven Abschnitts 21a des Werkzeugs 21 bleibt (Schritt 2). Dann wird durch das Loch 21c Warmluft auf die Innenseite des konkaven Werkzeugs 21 geblasen (Schritt 10), so dass der IC-Baustein 1 und das Kontaktierungsmittel 6 zwischen Leiterplatte 3 und IC-Baustein 1 durch die Warmluft erwärmt wird. Wenn das Kontaktierungsmittel 6 durch eine bestimmte Zeit fortgesetzte Erwärmung mit Warmluft erweicht ist (Schritt 11), wird das konkave Werkzeug 21 gedreht, um den IC-Baustein 1 abzutrennen (Schritt 3).
  • Wie in 11 gezeigt, ist es möglich, das Kontaktierungsmittel 6 durch Aufblasen von Warmluft zu erweichen (Schritt 10 und 11), anschließend den IC-Baustein 1 durch Drehen des Werkzeugs abzutrennen (Schritt 3), dann das konkave Werkzeug 21 um die Höhe h des Spalts zwischen dem IC-Baustein 1 und dem konkaven Werkzeug 21 nach unten zu bewegen, wie in 8 gezeigt, so dass die Innenfläche des konkaven Abschnitts 21a des konkaven Werkzeugs 21 mit der Oberseite des IC-Bausteins 1 in Berührung kommt (Schritt 12), anschließend den IC-Baustein 1 durch Vakuumansaugung durch das Loch 21c anzusaugen (Schritt 13) und das konkave Werkzeug 21 nach oben zu bewegen, um den IC-Baustein 1 zu beseitigen. Es sei darauf hingewiesen, dass der Zeitpunkt, zu dem das konkave Werkzeug 21 nach unten bewegt wird, um den Spalt h zu beseitigen, nicht auf die Zeit nach dem Abtrennen des IC-Bausteins 1 beschränkt ist, sondern das Werkzeug 21 auch vor dem Abtrennen des IC-Bausteins 1 durch Drehen des Werkzeugs nach unten bewegt werden kann.
  • Durch Aufblasen von Warmluft aus dem konkaven Werkzeug 21 kann insbesondere Wärme nur auf eine bestimmte Stelle oder ihren Umkreis auf der Leiterplatte 3 aufgebracht werden, so dass die übrigen Bauelemente weniger beeinträchtigt werden. Selbst wenn IC-Bausteine wie im Fall von BGA in zwei Lagen übereinander angeordnet sind und es schwierig ist, das Kontaktierungsmittel 6 zwischen Werkzeug und Leiterplatte 3 allein durch die Wärmeleitung vom konkaven Werkzeug 21 zu erweichen oder zu schmelzen, erreicht die Warmluft leicht die Leiterplatte 3 und das Kontaktierungsmittel 6, so dass der IC-Baustein 1 leicht abgetrennt werden kann.
  • Es folgt die Beschreibung eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf 12A, 12B, 13A und 13B.
  • Wie in 12A und 13A gezeigt, wird bei diesem Ausführungsbeispiel ein bandförmiges Haftelement 24 an dem auf der Leiterplatte 3 montierten IC-Baustein 1 angebracht und das Haftelement 24 dann nach oben gezogen, wodurch der IC-Baustein 1 vom Kontaktierungsmittel 6, beispielsweise einer anisotropen leitfähigen Schicht, einer leitfähigen Paste oder einem Lot, getrennt wird.
  • Wie in 12A und 13A gezeigt, kann die Trennung leicht erfolgen, wenn das bandförmige Haftelement 24 vorzugsweise nach dem Montieren des IC-Bausteins 1 auf der Leiterplatte 3 auf dem IC-Baustein 1 angebracht wird und der IC-Baustein 1 dann durch Aufbringen von Wärme mit Infrarotlicht von der Rückseite aus auf den IC-Baustein 1 oder sein Kontaktierungsmittel 6 getrennt wird.
  • Wenn die anisotrope leitfähige Schicht 2 als Kontaktierungsmittel 6 verwendet worden ist, wie in 12B und 13B gezeigt, kann die Beseitigung des IC-Bausteins 1 nach dem Verfahren, bei dem das bandförmige Haftelement 24 auf der anisotropen leitfähigen Schicht 2 angebracht und das Bauelement 1 ähnlich wie im vorstehenden Fall mit tels des bandförmigen Haftelements 24 getrennt werden, leicht mit dem Band erfolgen. Wenn das Kontaktierungsmittel 6, beispielsweise die anisotrope leitfähige Schicht 2, durch das Band abgelöst und entfernt wird, lässt es sich leicht ohne Reparaturflüssigkeit, Baumwolltupfer usw., wie beim Stand der Technik beschrieben, entfernen und hinterlässt auch keine Spritzer.
  • Bei jedem der beschriebenen Ausführungsbeispiele gilt hinsichtlich der Form des konkaven Werkzeugs 21, dass das Werkzeug lediglich einen Kontaktabschnitt aufweisen muss, mit dem der IC-Baustein 1 relativ zur Leiterplatte 3 gedreht werden kann. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Form mit den vier Kontaktabschnitten 21f, zum Herstellen eines Kontakts mit allen vier Seitenflächen des IC-Bausteins 1 und vollständigen Bedecken des IC-Bausteins 1, wie in 5A und 5B gezeigt. Derselbe Effekt kann mit einer Form erzielt werden, mit der mindestens zwei der vier Seiten des IC-Bausteins 1 gehalten werden, oder beispielsweise mit einer nach unten C-förmigen Form und zwei Kontaktabschnitten 21f zum Herstellen des Kontakts mit zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des IC-Bausteins 1, wie in 1A und 1B gezeigt.
  • Wie in 1A, 1B, 5A, 5B und 16A gezeigt, dreht sich das Werkzeug so, dass der Drehmittelpunkt O1 des Werkzeugs 21 grob mit der Mitte des IC-Bausteins 1 zusammenfällt. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist es auch möglich, den IC-Baustein 1 exzentrisch zu drehen, indem das Werkzeug 21 so gedreht wird, dass der Drehmittelpunkt O2 des Werkzeugs 21 gegenüber der Mitte des IC-Bausteins 1 versetzt ist, wie es beim sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung der Fall und in 16B, 17A und 17B gezeigt ist. Außerdem ist es in Abwandlung des sechsten Ausführungsbeispiels, wie in 18A und 18B gezeigt, auch möglich, einen Verbindungsmechanismus zu verwenden, der an der Drehwelle 100c eines Motors 100 vorgesehen ist, wobei ein Verbindungsglied 101, dessen eines Ende mit der Drehwelle 100c verbunden ist, und eine Welle 102, die mit dem anderen Ende des Verbindungsglieds 101 verbunden ist, und das Werkzeug 21 exzentrisch zur Mitte der Drehwelle 100c des Motors 100 zu drehen.
  • Wenn das Werkzeug 21 beim obigen Ausführungsbeispiel gedreht wird, wird grundsätzlich verhindert, dass die Leiterplatte 3 beschädigt wird, weil das Werkzeug 21 mit der Leiterplatte 3 nicht in Berührung kommt. Es ist möglich, die Leiterplatte 3 oder insbesondere die Leiterplatte 3 von einer Flüssigkristallanzeige oder dergleichen wegzu ziehen, wenn das Werkzeug 21 mit der Leiterplatte 3 in Kontakt kommt. Bei einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es in 19A, 19B und 21 gezeigt ist, wird eine Leiterplattentragbasis 112 zum Tragen der Leiterplatte 3 von einer Feder 110 so gedrückt, dass ein Vorsprung 112a der Leiterplattentragbasis 112 stets Kontakt mit einem Anschlag 111 einer feststehenden Basis hat. Durch diese Konstruktion kann verhindert werden, dass die Leiterplatte 3 durch das Werkzeug 21 beschädigt wird, indem die Leiterplattentragbasis 112 entgegen der Spannkraft der Feder 110 in Richtung des Pfeils 156 zurückgezogen wird, wenn das Werkzeug 21 beim Drehen in Kontakt mit der Leiterplatte 3 kommt. Bei einer Abwandlung des siebten Ausführungsbeispiels, wie sie in 20A, 20B und 21 gezeigt ist, ist es auch möglich, eine Leiterplattentragbasis 153 auf einer feststehenden Basis 152 vorzusehen, die Leiterplattentragbasis 153 an linearen Führungen 150 und 151 für eine geradlinige Bewegung der Leiterplattentragbasis 153 bewegbar auszustatten und die Leiterplatte 3 in die Richtung 156 zu bewegen, in welche die Leiterplatte 3 zurückfährt, wenn das Werkzeug 21 bei seiner Drehung mit ihr in Berührung kommt.
  • Bei den verschiedenen genannten Ausführungsbeispielen kommt als Antriebsquelle zum Drehen des Werkzeugs 21 nicht nur ein Motor in Frage, sondern es können auch verschiedene andere bekannte Antriebsquellen, beispielsweise ein Drehzylinder, verwendet werden.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Werkzeug mit dem Kontaktabschnitt für den Kontakt mit dem IC-Baustein so gestaltet, dass es den auf der Leiterplatte montierten IC-Baustein bedeckt, und wird das Werkzeug so gedreht, dass sich eine Verdrehung gegenüber der Kontaktierungsfläche, auf der der IC-Baustein mit der Leiterplatte verbunden ist, ergibt, wodurch der IC-Baustein leicht von der Leiterplatte entfernt werden kann, ohne dass die Leiterplatte beschädigt wird. Dadurch werden die einfache Montage eines anderen IC-Bausteins nach Entfernung des einen IC-Bausteins erleichtert und weniger Beschädigungen der Leiterplatte verursacht, wodurch die Zuverlässigkeit verbessert wird.
  • Durch Erwärmen des Werkzeugs oder durch Erwärmung mittels Infrarotlicht kann der IC-Baustein unbeschädigt entfernt werden, und die Neubestückung ist leicht möglich, wodurch die Produktivität gesteigert wird.
  • Durch die Maßnahme, dass über das Werkzeug Warmluft aufgeblasen wird, kann Wärme allein auf eine bestimmte Stelle und ihren Umkreis auf der Leiterplatte aufgebracht werden, so dass die anderen Bauelemente unbeeinträchtigt bleiben. Wenn die IC-Bausteine wie beim BGA oder dergleichen in zwei Schichten übereinandergestapelt sind, können die IC-Bausteine selbst dann leicht getrennt werden, wenn das Erweichen oder das Schmelzen des Kontaktierungsmittels zwischen den Bauelementen und der Leiterplatte durch Wärmeleitung über das Werkzeug schwierig ist.
  • Bei dem Verfahren, bei dem der IC-Baustein getrennt wird, indem das Werkzeug den IC-Baustein ansaugt und gedreht wird, während es hochgefahren wird, wird der IC-Baustein von der Leiterplatte getrennt, während er gedreht wird, wodurch verhindert werden kann, dass das Kontaktierungsmittel, beispielsweise die anisotrope leitfähige Schicht, die auf den IC-Baustein aufgebracht worden ist, während des Drehens über die Leiterplatte verteilt wird.
  • Bei dem Verfahren, bei dem der IC-Baustein mittels des bandförmigen Haftelements getrennt wird, kann die Beseitigung des IC-Bausteins mit jedem Band erfolgen, so dass die Beseitigung leicht möglich ist. Wenn das Kontaktierungsmittel mittels des Bandes abgelöst und entfernt wird, kann es leicht entfernt werden, ohne dass eine Reparaturflüssigkeit, ein Baumwolltupfer usw. verwendet werden, wie im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschrieben.
  • Wenngleich die vorliegende Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständig beschrieben worden ist, ist davon auszugehen, dass der Fachmann verschiedene Abwandlungsmöglichkeiten erkennen wird. Diese Abwandlungen sind als im durch die Patentansprüche definierten Schutzumfang der Erfindung liegend anzusehen, soweit sie nicht davon abweichen.

Claims (7)

  1. IC-Baustein-Trennvorrichtung zum Trennen eines auf einer Leiterplatte (3) montierten IC-Bausteins (1) von der Leiterplatte (3), aufweisend: ein Werkzeug (21), an dem mindestens ein Paar Kontaktabschnitte (21f), die einander gegenüberliegen, ausgebildet ist, das mit dem auf einer Leiterplatte (3) über ein Kontaktierungsmittel (6) montierten IC-Baustein (1) in Kontakt gebracht wird, um eine Drehung in einer Ebene auszuführen, die parallel zu der Kontaktierungsfläche ist, auf der der IC-Baustein (1) auf der Leiterplatte (3) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizmittel (22, 120) zum Erwärmen des IC-Bausteins (1) oder des Kontaktierungsmittels (6) vorgesehen ist, wobei der Drehmittelpunkt (O2) des Werkzeugs 21 exzentrisch zur Mitte des IC-Bausteins (1) ist, wenn der IC-Baustein (1) von der Leiterplatte (3) getrennt wird, während das Werkzeug (21) so gedreht wird, dass es mit der Leiterplatte (3) nicht in Kontakt kommt, und dadurch der IC-Baustein von der Leiterplatte (3) getrennt wird.
  2. IC-Baustein-Trennvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Werkzeug (21) von einem Verbindungsmechanismus (100, 100c, 101, 102) gedreht wird, der folgendes aufweist: einen Motor (100), eine Motorwelle (100c), ein Verbindungselement (101), dessen eines Ende an der Welle (100c) befestigt ist, und eine Welle (102), deren eines Ende mit dem anderen Ende des Verbindungselements (101) und deren anderes Ende mit dem Werkzeug (21) verbunden ist.
  3. IC-Baustein-Trennverfahren zum Trennen eines über ein Kontaktierungsmittel (6) auf einer Leiterplatte (3) montierten IC-Bausteins von der Leiterplatte, wobei das Verfahren umfasst: Ergreifen des auf der Leiterplatte (3) montierten IC-Bausteins (1) mit mindestens einem Paar Kontaktabschnitte (21f) eines Werkzeugs (21), die einander gegenüberliegen, und Trennen des IC-Bausteins (1) von der Leiterplatte (3) durch Drehen des Werkzeugs (21) in der Weise, dass das Werkzeug in einer zur Kontaktierungsfläche parallelen Ebene relativ zur Kontaktierungsfläche, auf der der IC-Baustein (1) mit der Leiterplatte (3) kontaktiert ist, gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner einschließt: Erwärmen des IC-Bausteins (1) oder des Kontaktierungsmittels (6), um das Kontaktierungsmittel (6) zu erweichen, wobei der Drehmittelpunkt (O2) des Werkzeugs (21) zur Mitte des IC-Bausteins (1) exzentrisch ist, wenn der IC-Baustein (1) unter Drehen des Werkzeugs (21) von der Leiterplatte (3) getrennt wird.
  4. IC-Baustein-Trennvorrichtung, enthaltend: eine Leiterplattentragbasis (112; 153) zum Tragen einer Leiterplatte (3), auf der ein IC-Baustein (1) über ein Kontaktierungsmittel (6) montiert ist, und ein Werkzeug (21), an dem mindestens ein Paar Kontaktabschnitte (21f) ausgebildet ist, die sich gegenüberliegen und die in Kontakt mit dem IC-Baustein (1) gebracht werden, um sich in einer Ebene zu drehen, die parallel zu der Kontaktierungsfläche ist, auf der der IC-Baustein (1) auf der Leiterplatte (3) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung aufweist: ein Heizmittel (22, 120) zum Erwärmen des IC-Bausteins (1) oder des Kontaktierungsmittels (6) und einen Rückziehmechanismus (110; 150, 151) zum Bewegen der Leiterplattentragbasis (112; 153) relativ zu einer Drehwelle (100a) des Werkzeugs (21) in der Weise, dass die Leiterplatte (3) die Drehbewegung des Werkzeugs (21) nicht behindert, wenn das Werkzeug (21) während des Drehens des Werkzeugs (21) in Kontakt mit der Leiterplatte (3) kommt.
  5. IC-Baustein-Trennvorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Rückziehmechanismus aufweist: eine feststehende Basis, einen auf der feststehenden Basis vorgesehenen Anschlag (111), die Leiterplattentragbasis (112), eine Feder (110) zum Andrücken der Leiterplattentragbasis (112) und eine an der Leiterplattentragbasis (112) vorgesehene Nase (112a), damit der Anschlag (111) stets in Kontakt mit der Feder (110) bleibt.
  6. IC-Baustein-Trennvorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Rückziehmechanismus (150, 151) aufweist: eine feststehende Basis (152), lineare Führungen (150, 151) und die Leiterplattentragbasis (153) zum Bewegen auf der feststehenden Basis (152), während sie in den linearen Führungen (150, 151) geführt wird.
  7. IC-Baustein-Trennverfahren zum Trennen eines mittels eines Kontaktierungsmittels (6) auf einer Leiterplatte (3) befestigten IC-Bausteins (1), wobei das Verfahren umfasst: Ergreifen des auf der Leiterplatte (3) befestigten IC-Bausteins (1) mit mindestens einem Paar einander gegenüberliegender Kontaktabschnitte (21f) eines Werkzeugs (21) und Trennen des IC-Bausteins (1) von der Leiterplatte (3) durch Drehen des Werkzeugs (21) in der Weise, dass der IC-Baustein (1) in einer Ebene gedreht wird, die parallel zu der Kontaktierungsfläche ist, auf der der IC-Baustein (1) an der Leiterplatte (3) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst: Erwärmen des IC-Bausteins (1) oder des Kontaktierungsmittels (6), um das Kontaktierungsmittel (6) zu erweichen, und Bewegen der Leiterplattentragbasis (112; 153) gegenüber einer Drehwelle (100a) des Werkzeugs (21), damit die Leiterplatte (3) den Drehvorgang des Werkzeugs (21) nicht behindert, wenn das Werkzeug (21) während des Drehens des Werkzeugs (21) mit der Leiterplatte (3) in Kontakt kommt, wenn der IC-Baustein (1) von der Leiterplatte (3) getrennt wird.
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