JP2001036231A - Solder removing device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、はんだを基板等か
ら除去するはんだ除去装置に係り、特に、リペア作業に
用いるに好適なはんだ除去装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solder removing apparatus for removing solder from a substrate or the like, and more particularly to a solder removing apparatus suitable for use in a repair operation.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電子計算機に使用されるモジュー
ルでは、例えば、特開平4−314358号公報や特開
平4−147656号公報に記載されているように、L
SIを多数実装したセラミック基板に、放熱フィンの形
成された水冷ジャケットを取り付けて形成するととも
に、モジュール内に伝熱効果のある液体冷却媒体を封入
し、LSI等からの発熱を、冷媒及び放熱フィンを介し
て、外部に放熱している。しかしながら、高密度電子計
算機の小型化および処理速度向上に伴い、モジュール内
に実装されるLSIは高密度化,高集積化が進み、LS
Iの発熱量が増大してきている。その結果、従来のよう
な冷媒及び放熱フィンを介した冷却構造では、充分な冷
却が出来ないものである。2. Description of the Related Art Conventionally, in modules used in electronic computers, for example, as described in JP-A-4-314358 and JP-A-4-147656,
A water-cooled jacket with radiating fins is attached to a ceramic substrate on which a large number of SIs are mounted, and a liquid cooling medium having a heat transfer effect is sealed in the module to generate heat from the LSI, etc. Heat is radiated to the outside through However, with the miniaturization and processing speed of the high-density computer, the LSI mounted in the module has been increasing in density and integration.
The calorific value of I is increasing. As a result, the conventional cooling structure via the cooling medium and the radiation fins cannot provide sufficient cooling.
【0003】そこで、例えば、特開平8−172148
号公報に記載されているように、LSIとジャケットを
はんだ材等で固着することにより、冷却効率を向上させ
る方式が知られている。[0003] Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-172148.
As described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-209, there is known a method of improving cooling efficiency by fixing an LSI and a jacket with a solder material or the like.
【0004】ここで、特開平8−172148号公報に
記載されているように、LSIとジャケットをはんだ材
等で固着する構造を採用したモジュールにおいて、封止
不良等が発生した場合には、固着材であるはんだを溶融
して、LSIとジャケット間の固着を解除した上で、再
固着を行うリペア作業が必要となる。このリペア作業に
当たっては、ジャケット上に付着しているはんだを除去
するためのはんだ除去装置が必要となってくる。従来の
はんだ除去装置としては、例えば、Cu材による接触式
はんだ吸い取り方式が知られている。この方式は、溶融
したはんだにCu材を接触させ、Cu材側にはんだを吸
い取らせるようにするものである。Here, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-172148, in a module employing a structure in which an LSI and a jacket are fixed with a solder material or the like, if a sealing failure or the like occurs, the fixing is performed. It is necessary to perform a repair operation of melting the solder as a material, releasing the fixation between the LSI and the jacket, and then re-fixing. In this repair work, a solder removing device for removing the solder attached to the jacket is required. As a conventional solder removing apparatus, for example, a contact-type solder removing system using a Cu material is known. In this method, a Cu material is brought into contact with a molten solder so that the Cu material is sucked up.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Cu材
による接触式はんだ吸い取り方式を用いて、冷却ジャケ
ットのはんだを除去しようとしたところ、はんだを十分
に除去できないことが判明した。即ち、Cu材による接
触式はんだ吸い取り方式では、はんだを均一に除去でき
るが、除去量が比較的微量である。一方、冷却ジャケッ
トとLSIをはんだ固着する場合、冷却ジャケットの大
きさを150mm角とすると、このジャケットに対し
て、20mm角の大きさのLSIを、例えば,20個固
着するようにしているため、用いられるはんだの量も多
量であり、Cu材による接触式はんだ吸い取り方式は、
多量のはんだ材を除去する場合には適していないことが
判明した。特に、ジャケットの上にLSIが取り付けら
れている状態で、ジャケットとLSI間のはんだを溶融
した後、LSIを取り除くようにすると、大部分のはん
だ(全体のはんだ使用量の約90%)は、ジャケット側
に残ることになる。However, when the solder in the cooling jacket was removed using the contact-type solder removal method using a Cu material, it was found that the solder could not be sufficiently removed. That is, in the contact-type solder sucking method using the Cu material, the solder can be uniformly removed, but the amount of removal is relatively small. On the other hand, when the cooling jacket and the LSI are fixed by soldering, assuming that the size of the cooling jacket is 150 mm square, for example, 20 LSIs having a size of 20 mm square are fixed to the jacket. The amount of solder used is also large, and the contact-type solder removal method using Cu
It was found that it was not suitable for removing a large amount of solder material. In particular, if the LSI is removed after the solder between the jacket and the LSI is melted while the LSI is mounted on the jacket, most of the solder (about 90% of the total solder usage) becomes It will remain on the jacket side.
【0006】そこで、本発明者らは、ジャケットに付着
したはんだを溶融した後、溶融したはんだを真空パイプ
等で吸引する方式について検討を行った。しかしなが
ら、真空ポンプ方式では、吸い取り量が多くなるため、
ジャケットの表面にはんだとのヌレ性を向上させるため
に形成されているメタライズ層も一緒に除去されるとい
う問題があることが判明した。リペア作業においては、
はんだ除去後、ジャケットとLSIの間を再びはんだ固
着する必要があるが、このとき、メタライズ層が除去さ
れていると、ジャケットとLSIのはんだ固着が不可能
となる。Accordingly, the present inventors have studied a method of melting the solder attached to the jacket and then sucking the melted solder with a vacuum pipe or the like. However, in the vacuum pump method, the amount of suction increases,
It has been found that there is a problem that the metallized layer formed on the surface of the jacket to improve the wettability with the solder is also removed together. In repair work,
After removing the solder, it is necessary to fix the solder between the jacket and the LSI again. At this time, if the metallized layer is removed, the solder between the jacket and the LSI cannot be fixed.
【0007】なお、例えば、特開平11−42763号
公報に記載されているように、クリームはんだの印刷の
ために、スキージを用いる方式が知られている。この方
式では、充填用スキージを用いて、マスクの開口部にク
リームはんだを充填し、さらに、余分なはんだを掻き取
るために、掻き取り用スキージを用いている。ここで、
掻き取り用スキージは、マスク表面に接触させて、マス
ク上部からはみ出しているクリームはんだを除去するも
のであるが、本発明のように溶融はんだの除去において
は、スキージを冷却ジャケットに接触させて、余分なは
んだを除去しようとすると、冷却ジャケットの表面に形
成されているメタライズ層をも除去するため、リペア作
業時に、ジャケットとLSIのはんだ固着が不可能とな
るものである。[0007] For example, as described in JP-A-11-42763, a system using a squeegee for printing cream solder is known. In this method, a cream squeegee is used to fill the opening of the mask with cream solder using a filling squeegee, and to scrape off excess solder. here,
The squeegee for scraping is to contact the mask surface and remove the cream solder protruding from the top of the mask, but in removing the molten solder as in the present invention, the squeegee is brought into contact with the cooling jacket, If an attempt is made to remove excess solder, the metallized layer formed on the surface of the cooling jacket is also removed, so that soldering of the jacket and the LSI becomes impossible during repair work.
【0008】本発明の目的は、はんだ除去面に形成され
ているメタライズ層等に影響を及ぼすことなく、多量の
はんだを除去できるはんだ除去装置を提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide a solder removing apparatus which can remove a large amount of solder without affecting a metallized layer or the like formed on a surface from which solder is removed.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、基板上に付着したはんだを除去するはん
だ除去装置において、上記基板に付着したはんだを融点
以上に加熱して溶融する基板加熱用ヒーターと、上記基
板から所定の距離離れた状態で水平方向に移動するとと
もに、上記はんだの融点以上に加熱されたスキージとを
備え、上記スキージを、上記基板加熱用ヒーターによっ
て溶融したはんだと接触して、余剰分のはんだを移動し
て、除去するようにしたものである。かかる構成によ
り、スキージは、直接基板とは接触しないことから基板
表面のメタライズ層等の接着層を剥離することなく、ス
キージの移動によって多量のはんだを除去し得るものと
なる。In order to achieve the above object, the present invention provides a solder removing apparatus for removing solder attached to a substrate, wherein the solder attached to the substrate is heated to a melting point or higher to melt the solder. A substrate heating heater, and a squeegee that moves in a horizontal direction at a predetermined distance from the substrate and is heated to a melting point of the solder or more, and the squeegee is melted by the substrate heating heater. , And the excess solder is moved and removed. With this configuration, since the squeegee does not directly contact the substrate, a large amount of solder can be removed by moving the squeegee without peeling off an adhesive layer such as a metallized layer on the substrate surface.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図1〜図6を用いて、本発
明の一実施形態によるはんだ除去装置の構成及び動作に
ついて説明する。最初に、図1を用いて、本実施形態に
よるはんだ除去装置の全体構成について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration and operation of a solder removing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, the overall configuration of the solder removing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
【0011】複数カ所にはんだ111の付着した冷却ジ
ャケット100は、はんだ111の付着した面を上に向
けるようにして、基板加熱ヒーター10の上に載置され
る。基板加熱ヒータ10は、冷却ジャケット100及び
はんだ111を、はんだ111の融点以上まで加熱し
て、はんだ111を溶融する。The cooling jacket 100 to which the solder 111 is attached at a plurality of places is placed on the substrate heater 10 with the surface to which the solder 111 is attached facing upward. The substrate heater 10 heats the cooling jacket 100 and the solder 111 to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder 111 to melt the solder 111.
【0012】はんだ除去用のスキージ20は、スキージ
加熱ヒーター30に対して、上下動可能に取り付けら
れ、ヒータ30によって除去すべきはんだ111の融点
以上に加熱されている。スキージ20を固定支持するス
キージ加熱ヒーター30は、支柱40によって支持され
ている。支柱40の下端には、ギャップ管理用ローラー
50が取り付けられている。ギャップ管理用ローラー5
0は、ローラー受け部60上を走行可能である。The squeegee 20 for removing solder is attached to the squeegee heater 30 so as to be vertically movable, and is heated by the heater 30 to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder 111 to be removed. The squeegee heater 30 for fixedly supporting the squeegee 20 is supported by a support post 40. A gap management roller 50 is attached to the lower end of the column 40. Roller for gap management 5
0 can travel on the roller receiving portion 60.
【0013】ギャップ管理用ローラー50が、ローラー
受け部60の上を移動することにより、冷却ジャケット
100の上に付着しているはんだ111の内、余剰分の
はんだがスキージ20によって除去される。The squeegee 20 removes excess solder from the solder 111 adhered on the cooling jacket 100 by moving the gap management roller 50 on the roller receiving portion 60.
【0014】次に、図2を用いて、本実施形態によるは
んだ除去装置を用いてはんだを除去する対象であるモジ
ュールの構造について説明する。モジュール130を構
成する複数のLSI106は、セラミックス製の多層配
線基板104に、はんだボール116により接続固定さ
れている。はんだボール116の材料としては、例え
ば、融点が221℃の錫銀共晶はんだ(Sn3Ag)を
用いている。LSI106の大きさが、例えば、20m
m角の場合、直径170μmのはんだボール116が、
約5000個使用される。また、多層配線基板104に
は、フレーム105が、例えば、錫−銀系の融点の高い
はんだによって固着されている。Next, the structure of a module from which solder is to be removed using the solder removing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The plurality of LSIs 106 constituting the module 130 are connected and fixed to the ceramic multilayer wiring board 104 by solder balls 116. As a material of the solder ball 116, for example, a tin-silver eutectic solder (Sn3Ag) having a melting point of 221 ° C. is used. The size of the LSI 106 is, for example, 20 m
In the case of m square, the solder ball 116 having a diameter of 170 μm is
About 5000 pieces are used. A frame 105 is fixed to the multilayer wiring board 104 by, for example, a tin-silver-based solder having a high melting point.
【0015】LSI106と冷却ジャケット100は、
はんだ111により固着されている。冷却ジャケット1
00は、例えば、窒化アルミ(AlN)製である。はん
だ111としては、はんだボール116より低融点で、
例えば、融点が185℃の錫鉛共晶はんだ(Sn37P
b)を用いている。LSI106の大きさが、例えば、
20mm角の場合、厚さ150μmで200mm角のは
んだシートを用いて、LSI106と冷却ジャケット1
00とが固着される。冷却ジャケット110の大きさ
が、例えば、150mm角の場合、モジュール130に
内蔵されるLSI106の個数は、20個となるため、
厚さ150μmで200mm角のはんだシートも20枚
使用される。使用されるはんだ111の総量は、約15
0mm3と多量である。The LSI 106 and the cooling jacket 100 are
It is fixed by solder 111. Cooling jacket 1
00 is, for example, made of aluminum nitride (AlN). The solder 111 has a lower melting point than the solder ball 116,
For example, a tin-lead eutectic solder having a melting point of 185 ° C. (Sn37P
b) is used. If the size of the LSI 106 is, for example,
In the case of a 20 mm square, the LSI 106 and the cooling jacket 1 are formed by using a 150 μm thick solder sheet of 200 mm square.
00 is fixed. When the size of the cooling jacket 110 is, for example, 150 mm square, the number of LSIs 106 built in the module 130 is 20, so that
Twenty 200 mm square solder sheets having a thickness of 150 μm are also used. The total amount of solder 111 used is about 15
It is as large as 0 mm 3 .
【0016】また、冷却ジャケット100とフレーム1
05は、はんだ114により固着されている。はんだ1
14は、はんだ111と同様に、例えば、融点が185
℃の錫鉛共晶はんだ(Sn37Pb)を用いている。な
お、図示は省略しているが、LSI106は、半導体回
路が形成された基板上に、キャップが高融点のはんだに
より固着され、半導体回路を気密封止している。キャッ
プの固着に用いるはんだの融点は、例えば、280℃で
ある。The cooling jacket 100 and the frame 1
05 is fixed by solder 114. Solder 1
14 has, for example, a melting point of 185, like the solder 111.
℃ tin-lead eutectic solder (Sn37Pb) is used. Although not shown, the LSI 106 has a cap fixed on a substrate on which a semiconductor circuit is formed with high melting point solder to hermetically seal the semiconductor circuit. The melting point of the solder used for fixing the cap is, for example, 280 ° C.
【0017】従って、モジュール130全体を、はんだ
111及びはんだ114の融点(例えば、185℃)以
上であって、はんだボール116の融点(例えば、22
1℃)以下に加熱することによって、はんだ111,1
14のみを融解して、冷却ジャケット100を、フレー
ム105及びLSI106から解離することができる。Accordingly, the entire module 130 must have a melting point of the solder 111 and the solder 114 (for example, 185 ° C.) or more and a melting point of the solder ball 116 (for example, 22 ° C.).
1 ° C.) or less, so that the solder 111, 1
By melting only 14, the cooling jacket 100 can be separated from the frame 105 and the LSI 106.
【0018】さらに、フレーム105の側面には、フレ
ーム105の側面には気密封止穴118が形成されてい
る。気密封止穴118には、図示しないモジュール封止
装置により、ポートネジ120が取り付けられる。ポー
トネジ120には、Oリングのようなシール材122が
取り付けられており、シール材122が、気密封止穴1
18の側面と密着することにより、モジュール130の
内部を気密封止できる構造となっている。Further, on the side surface of the frame 105, a hermetically sealed hole 118 is formed on the side surface of the frame 105. A port screw 120 is attached to the hermetic sealing hole 118 by a module sealing device (not shown). A sealing material 122 such as an O-ring is attached to the port screw 120.
By tightly contacting the side surface of the module 18, the inside of the module 130 can be hermetically sealed.
【0019】モジュール130の内部を気密封止した状
態で、リークテストを行い、機密漏れが発見されると、
はんだ111,114を溶融して、冷却ジャケット10
0を取り外し、再度、冷却ジャケット100を取り付け
るリペア作業が必要となる。この際、冷却ジャケット1
00側に余分に付着したはんだ111を除去するため
に、本実施形態によるはんだ除去装置を使用する。A leak test is performed in a state where the inside of the module 130 is hermetically sealed.
The solder 111 and 114 are melted, and the cooling jacket 10 is melted.
0, and a repair operation for attaching the cooling jacket 100 again is required. At this time, the cooling jacket 1
The solder removing device according to the present embodiment is used to remove the excess solder 111 attached to the 00 side.
【0020】また、モジュール130の内部に使用され
ているLSI106を、新しく高性能なLSIにバージ
ョンアップする場合においても、はんだ111,114
を溶融して、冷却ジャケット100を取り外した後、L
SIを交換し、さらに、冷却ジャケット100を取り付
けるリペア作業が必要となる。この際にも、冷却ジャケ
ット100側に余分に付着したはんだ111を除去する
ために、本実施形態によるはんだ除去装置を使用する。In the case where the LSI 106 used inside the module 130 is upgraded to a new high-performance LSI, the solders 111 and 114 are also used.
After the cooling jacket 100 is removed,
A repair operation for replacing the SI and attaching the cooling jacket 100 is required. Also at this time, the solder removing device according to the present embodiment is used in order to remove excess solder 111 attached to the cooling jacket 100 side.
【0021】次に、図3を用いて、冷却ジャケット10
0とLSI106の間のはんだ固着部の構成について説
明する。なお、図2と同一符号は、同一部分を示してい
る。モジュール130を構成する複数のLSI106
は、セラミックス製の多層配線基板104に、はんだボ
ール116により接続固定されている。Next, referring to FIG.
The configuration of the solder fixing portion between the LSI and the LSI 106 will be described. Note that the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same parts. A plurality of LSIs 106 constituting the module 130
Are connected and fixed to the multilayer wiring board 104 made of ceramics by solder balls 116.
【0022】LSI106の上面には、Ti/Ni/A
uの各めっき層からなるメタライズ層112が形成され
ている。LSI106のキャップは、アルミ製であるた
め、はんだとのヌレ性が悪いため、メタライズ層112
を設けることにより、はんだとの固着力を高めている。
なお、メタライズ層112は、はんだとのヌレ性を改善
するための接着層であり、メタライズ層以外の金属層を
用いることもできる。また、冷却ジャケット100の下
面の内、LSI106とはんだ固着する部分にも、Ti
/Ni/Auの各めっき層からなるメタライズ層113
が形成されている。冷却ジャケット100は、窒化アル
ミ製であるため、はんだとのヌレ性が悪いため、メタラ
イズ層113を設けることにより、はんだとの固着力を
高めている。LSI106と冷却ジャケット100は、
メタライズ層112,113を介して、はんだ111に
より固着されている。On the upper surface of the LSI 106, Ti / Ni / A
A metallized layer 112 composed of each plating layer of u is formed. Since the cap of the LSI 106 is made of aluminum, it has poor wettability with the solder.
Is provided, the fixing force with the solder is increased.
The metallized layer 112 is an adhesive layer for improving wettability with solder, and a metal layer other than the metallized layer can be used. The portion of the lower surface of the cooling jacket 100 that is fixed to the LSI 106 by soldering is also provided with Ti.
Metallized layer 113 composed of each plating layer of / Ni / Au
Are formed. Since the cooling jacket 100 is made of aluminum nitride and has poor wettability with the solder, the metallization layer 113 is provided to enhance the bonding strength with the solder. The LSI 106 and the cooling jacket 100
It is fixed with solder 111 via metallization layers 112 and 113.
【0023】図示する状態では、冷却ジャケット100
が上側に、そして、LSI106が下側に配置されてい
るが、冷却ジャケット100をLSI106から外す際
には、図示の状態とは上下が逆,即ち、冷却ジャケット
100が下側に、そして、LSI106が上側に配置さ
れる。冷却ジャケット100及びLSI106を加熱し
て、はんだ111を溶融した後、LSI106側を上に
持ち上げることにより、冷却ジャケット100とLSI
106の間のはんだ固着を解離することができる。この
際、はんだ111の大部分(約90%)は、冷却ジャケ
ット100側に付着した状態となり、冷却ジャケット1
00には、多量のはんだが付着した状態となる。しか
も、その後冷却固化したはんだの高さは、不揃いで、再
度、冷却ジャケット100とLSI106を固着する場
合には、高すぎる場合もあるので、冷却ジャケット10
0に残余したはんだを取り除く必要がある。その際、全
てのはんだを除去しようとすると、メタライズ層113
も除去されることとなる。冷却ジャケット100に、再
度メタライズ層を形成することは、リペア作業の中で
は、困難であるため、はんだ111の除去に際しては、
有る程度のはんだを残すとともに、その高さを同じレベ
ルにレベリングする必要があり、そのために、本実施形
態によるはんだ除去装置を用いる。In the illustrated state, the cooling jacket 100
Are arranged on the upper side and the LSI 106 is arranged on the lower side. When the cooling jacket 100 is detached from the LSI 106, the upper and lower sides of the drawing are reversed, that is, the cooling jacket 100 is arranged on the lower side, and the LSI 106 is arranged on the lower side. Are arranged on the upper side. After heating the cooling jacket 100 and the LSI 106 to melt the solder 111, the LSI 106 side is lifted up, so that the cooling jacket 100 and the LSI
The solder fixation between 106 can be released. At this time, most (about 90%) of the solder 111 is attached to the cooling jacket 100 side, and the cooling jacket 1
At 00, a large amount of solder is attached. In addition, the height of the solder that has been cooled and solidified thereafter is not uniform, and may be too high when the cooling jacket 100 and the LSI 106 are fixed again.
It is necessary to remove the solder remaining at zero. At this time, if an attempt is made to remove all the solder, the metallized layer 113 is removed.
Will also be removed. Since it is difficult to form a metallized layer again on the cooling jacket 100 during the repair work, when removing the solder 111,
It is necessary to leave a certain amount of solder and level the height to the same level. For this purpose, the solder removing apparatus according to the present embodiment is used.
【0024】次に、図4及び図5を用いて、本実施形態
によるはんだ除去装置の動作について説明する。なお、
図1と同一符号は、同一部分を示している。図4に示す
ように、ガスパージチャンバー70の中に、XYステー
ジ80が配置されている。XYステージ80の上に、基
板加熱ヒーター10及びローラー受け部60が載置され
ている。Next, the operation of the solder removing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In addition,
The same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts. As shown in FIG. 4, an XY stage 80 is arranged in the gas purge chamber 70. On the XY stage 80, the substrate heater 10 and the roller receiver 60 are placed.
【0025】基板加熱ヒーター10は、図5に示すよう
に、凹部10Aを有している。冷却ジャケット100
は、凹部10A内に収納される。凹部10Aは、下部に
連通する開口10Bを有しており、この開口10Bを介
して、冷却ジャケット100を凹部10A内に真空吸着
している。The substrate heater 10 has a recess 10A as shown in FIG. Cooling jacket 100
Is housed in the recess 10A. The recess 10A has an opening 10B communicating with the lower portion, and the cooling jacket 100 is vacuum-sucked into the recess 10A via the opening 10B.
【0026】ローラー受け部60の上には、ギャップ管
理用ローラー50が移動可能に載置される。スキージ2
0を固定支持するスキージ加熱ヒーター30は、支柱4
0によって支持されている。支柱40の下端には、ギャ
ップ管理用ローラー50が取り付けられている。On the roller receiving portion 60, a gap management roller 50 is movably mounted. Squeegee 2
The squeegee heater 30 fixedly supports the support 4
Supported by 0. A gap management roller 50 is attached to the lower end of the column 40.
【0027】はんだ除去用のスキージ20は、図5に示
すZ方向,即ち、スキージ加熱ヒーター30に対して、
上下動可能に取り付けられており、冷却ジャケット10
0とスキージ20のギャップt1を調節することが可能
である。ギャップt1は、例えば、40μmとなるよう
に調節される。The squeegee 20 for removing the solder is moved in the Z direction shown in FIG.
The cooling jacket 10
It is possible to adjust the gap t1 between 0 and the squeegee 20. The gap t1 is adjusted to be, for example, 40 μm.
【0028】スキージ20の材料は、例えば、はんだと
のヌレ性の悪く、強度の高いSUSを用いている。な
お、SUS以外にも、セラミックやアルミを用いること
もできる。スキージ20は、図4に示すように、断面形
状が矩形で、その厚さT1は、例えば、10mmであ
る。The material of the squeegee 20 is, for example, SUS which has poor wettability with solder and high strength. Note that, other than SUS, ceramic or aluminum can also be used. As shown in FIG. 4, the squeegee 20 has a rectangular cross section and a thickness T1 of, for example, 10 mm.
【0029】次に、図4を用いて、本実施形態によるは
んだ除去装置の全体的な動作について説明する。ガスパ
ージチャンバー70内の基板加熱ヒーター10上に、は
んだを除去する対象である冷却ジャケット100を固定
支持する。次に、ガスパージチャンバー70内に、不活
性ガス,例えば、窒素ガスを導入するとともに、内部の
大気を排気することによって、ガスパージチャンバー7
0の内部を低酸素濃度雰囲気とする。酸素濃度は、例え
ば、100ppm以下とする。Next, the overall operation of the solder removing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. On the substrate heater 10 in the gas purge chamber 70, a cooling jacket 100 from which solder is to be removed is fixedly supported. Next, an inert gas, for example, a nitrogen gas is introduced into the gas purge chamber 70, and the inside atmosphere is exhausted, whereby the gas purge chamber 7 is exhausted.
0 is a low oxygen concentration atmosphere. The oxygen concentration is, for example, 100 ppm or less.
【0030】次に、基板加熱ヒーター10及びスキージ
加熱ヒーター30を用いて、冷却ジャケット100に付
着しているはんだ111を融点以上に加熱して、溶融す
る。はんだ111が溶融した後、スキージ20を矢印方
向に一定速度V1で移動することにより、冷却ジャケッ
ト100上に、所定厚さt1のはんだ111を残して、
余分なはんだを除去する。除去されたはんだは、余剰は
んだ廃棄部90までスキージ20によって移動され、廃
棄される。低酸素濃度雰囲気中で、はんだ111を加熱
溶融することにより、はんだ表面への酸化膜の形成を防
止することができる。Next, using the substrate heater 10 and the squeegee heater 30, the solder 111 attached to the cooling jacket 100 is heated to a melting point or higher and melted. After the solder 111 is melted, the squeegee 20 is moved at a constant speed V1 in the direction of the arrow, leaving the solder 111 having a predetermined thickness t1 on the cooling jacket 100,
Remove excess solder. The removed solder is moved by the squeegee 20 to the surplus solder discarding section 90 and discarded. By heating and melting the solder 111 in a low oxygen concentration atmosphere, formation of an oxide film on the solder surface can be prevented.
【0031】余分なはんだが除去されると、基板加熱ヒ
ーター10及びスキージ加熱ヒーター30による加熱を
停止し、冷却してはんだが硬化した後、ガスパージチャ
ンバー70内にエアーが導入され、はんだ除去作業が終
了する。When the excess solder is removed, the heating by the substrate heater 10 and the squeegee heater 30 is stopped, and after cooling and curing of the solder, air is introduced into the gas purge chamber 70 to perform the solder removing operation. finish.
【0032】次に、図6を用いて、本実施形態によるは
んだ除去装置を用いたはんだ除去工程について説明す
る。なお、図4と同一符号は、同一部分を示している。
図6(A)に示すように、冷却ジャケット100は、基
板加熱ヒーター10の凹部10Aの中に収納され、保持
されている。冷却ジャケット100の上には、はんだ1
11A,111B,111Cが島状に点在して付着して
いる。これは、冷却ジャケット100の上には、図3に
おいて説明したように、LSI106とはんだ固着する
際にはんだ111とのヌレ性を向上させるため、メタラ
イズ層113,112がそれぞれ対向するように設けら
れており、冷却ジャケット100に付着したはんだ11
1A,111B,111Cは、それぞれ、メタライズ層
113A,113B,113Cの上にのみに残存するこ
とになる。Next, the solder removing step using the solder removing apparatus according to the present embodiment will be explained with reference to FIG. Note that the same reference numerals as those in FIG. 4 indicate the same parts.
As shown in FIG. 6A, the cooling jacket 100 is housed and held in the recess 10A of the substrate heater 10. On the cooling jacket 100, solder 1
11A, 111B, and 111C are scattered and attached in an island shape. As described with reference to FIG. 3, metallization layers 113 and 112 are provided on the cooling jacket 100 so as to oppose each other in order to improve the wettability of the solder 111 when the solder is fixed to the LSI 106. The solder 11 attached to the cooling jacket 100
1A, 111B and 111C are left only on the metallized layers 113A, 113B and 113C, respectively.
【0033】基板加熱ヒーター10を用いて、冷却ジャ
ケット100に付着したはんだ111A,111B,1
11Cを融点以上に加熱するとともに、図4に示したス
キージ加熱ヒーター30を用いて、はんだ除去用のスキ
ージ20も、融点温度以上に加熱する。はんだ111が
溶融すると、スキージ20を、矢印方向に速度V1で移
動する。図4において説明したように、冷却ジャケット
100とスキージ20のギャップt1は、例えば、40
μmとなるように調節されているので、はんだ111A
にスキージ20が接触すると、40μmの厚さのはんだ
は、その位置に残り、余剰分のはんだは、スキージ20
の進行方向に押しのけられる。ここで、メタライズ層1
13Aの厚さは、1μm以下の厚さである。Using the substrate heater 10, the solders 111 A, 111 B, 1 adhered to the cooling jacket 100.
While heating 11C above the melting point, the squeegee 20 for removing the solder is also heated above the melting point temperature using the squeegee heater 30 shown in FIG. When the solder 111 melts, the squeegee 20 moves at a speed V1 in the direction of the arrow. As described in FIG. 4, the gap t1 between the cooling jacket 100 and the squeegee 20 is, for example, 40
μm, so that the solder 111A
When the squeegee 20 comes into contact with the squeegee 20, the solder having a thickness of 40 μm remains at that position, and the excess solder is
In the direction of travel. Here, the metallized layer 1
The thickness of 13A is 1 μm or less.
【0034】さらに、スキージ20が移動すると、図6
(B)に示すように、スキージ20によって平坦化さ
れ、厚さが一定に整えられ、レベリングされたはんだ1
11A’が残るとともに、スキージ20によって押しの
けられた余剰分のはんだ111Aは、隣接するはんだ1
11Bと融合する。Further, when the squeegee 20 moves, FIG.
As shown in (B), the solder 1 which has been flattened by the squeegee 20, has a uniform thickness, and is leveled.
11A ′ remains, and the excess solder 111A displaced by the squeegee 20 becomes adjacent solder 1A.
Fuse with 11B.
【0035】さらに、スキージ20が移動して、スキー
ジ20がはんだ111Bの方まで移動すると、図6
(C)に示すように、レベリングされたはんだ111
A’は、レベリング中のはんだ111Bとは分離され
る。これは、上述したように、メタライズ層113A,
113Bは、島状に形成されており、はんだ111は、
メタライズ層113とはヌレ性が良いが、冷却ジャケッ
ト100の材料である窒化アルミ(AlN)とのヌレ性
は悪いため、メタライズ層113の形成されていない部
分には、はんだ111は残らず、メタライズ層113
A,113Bの上にのみ、はんだ111A’,111B
が残ることになるからである。Further, when the squeegee 20 moves and the squeegee 20 moves toward the solder 111B, FIG.
As shown in (C), the leveled solder 111
A ′ is separated from the solder 111B during leveling. This is because the metallization layers 113A, 113A,
113B is formed in an island shape, and the solder 111
The metallization layer 113 has good wettability, but has poor wettability with aluminum nitride (AlN), which is the material of the cooling jacket 100. Therefore, the solder 111 does not remain on the portion where the metallization layer 113 is not formed, and Layer 113
A, 113B only, solder 111A ', 111B
Is to remain.
【0036】さらに、スキージ20が移動して、スキー
ジ20がはんだ111Cの方まで移動すると、図6
(D)に示すように、レベリングされたはんだ111
A’,111B’が残り、はんだ111Cのレベリング
が行われる。Further, when the squeegee 20 moves and the squeegee 20 moves toward the solder 111C, FIG.
As shown in (D), the leveled solder 111
A ′ and 111B ′ remain, and leveling of the solder 111C is performed.
【0037】さらに、図6(E)に示すように、スキー
ジ20の移動方向の末端部には、余剰はんだ廃棄部90
が設けられているため、スキージ20によって除去され
た余剰分のはんだ111Zは、余剰はんだ廃棄部90に
廃棄され、レベリングされたはんだ111A’,111
B’,111C’が形成される。レベリングされたはん
だ111A’,111B’,111C’は、所定の厚さ
を有するように形成されるため、メタライズ層113を
残すことができるため、リペア時には、必要量のはんだ
を補充することにより、容易に、冷却ジャケットとLS
Iを固着することができる。Further, as shown in FIG. 6 (E), an excessive solder waste portion 90 is provided at the end of the squeegee 20 in the moving direction.
Is provided, the excess solder 111Z removed by the squeegee 20 is discarded by the surplus solder disposal unit 90, and the leveled solders 111A 'and 111 are provided.
B ′ and 111C ′ are formed. The leveled solders 111A ', 111B', and 111C 'are formed to have a predetermined thickness, so that the metallized layer 113 can be left. Easy cooling jacket and LS
I can be fixed.
【0038】本発明者らは、スキージ20の移動速度V
1について検討を行ったところ、5mm/s〜50mm
/sの範囲において、残存するはんだを、所定の厚さに
レベリングできることを確認した。スキージの移動速度
V1を、例えば、25mm/sとすると、200mm角
の冷却ジャケットの表面からの余剰はんだの除去事態
を、8秒という短時間で行える。The present inventors have determined that the moving speed V of the squeegee 20 is
As a result of examining No. 1, 5 mm / s to 50 mm
In the range of / s, it was confirmed that the remaining solder could be leveled to a predetermined thickness. Assuming that the moving speed V1 of the squeegee is, for example, 25 mm / s, it is possible to remove excess solder from the surface of the 200 mm square cooling jacket in a short time of 8 seconds.
【0039】なお、以上の説明では、冷却ジャケット上
に付着したはんだを除去するものとして説明したが、多
量のはんだを除去する場合,例えば、多層配線基板上に
付着した多量のはんだを除去する場合等においても、本
実施形態によるはんだ除去装置は適用できるものであ
る。Although the above description has been made on the assumption that the solder adhered on the cooling jacket is removed, a case where a large amount of solder is removed, for example, a case where a large amount of solder adhered on the multilayer wiring board is removed The solder removing apparatus according to the present embodiment can be applied to the above.
【0040】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、はんだ除去面に形成されているメタライズ層等に影
響を及ぼすことなく、多量のはんだを除去することがで
きるので、リペア作業を効率的に行うことができる。As described above, according to the present embodiment, a large amount of solder can be removed without affecting the metallized layer or the like formed on the surface from which the solder is to be removed. Can be done.
【0041】[0041]
【発明の効果】本発明によれば、はんだ除去面に形成さ
れているメタライズ層等に影響を及ぼすことなく、多量
のはんだを除去することができる。According to the present invention, a large amount of solder can be removed without affecting the metallized layer formed on the surface from which the solder is removed.
【図1】本発明の一実施形態によるはんだ除去装置の全
体構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an entire configuration of a solder removing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施形態によるはんだ除去装置を用
いてはんだを除去する対象であるモジュールの構造を示
す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a module from which solder is to be removed using the solder removing apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図3】冷却ジャケットとLSIの間のはんだ固着部の
構成について説明する。FIG. 3 illustrates a configuration of a solder fixing portion between a cooling jacket and an LSI.
【図4】本発明の一実施形態によるはんだ除去装置の動
作を説明する側面図である。FIG. 4 is a side view illustrating the operation of the solder removing device according to the embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施形態によるはんだ除去装置の動
作を説明する正面図である。FIG. 5 is a front view illustrating the operation of the solder removing device according to the embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施形態によるはんだ除去装置を用
いたはんだ除去工程の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a solder removing step using the solder removing apparatus according to one embodiment of the present invention.
10…基板加熱ヒーター 20…スキージ 30…スキージ加熱ヒーター 50…ギャップ管理ローラー 60…ローラー受け部 70…ガスパージチャンバー 90…余剰はんだ廃棄部 100…冷却ジャケット 111…はんだ 112,113…メタライズ層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Substrate heater 20 ... Squeegee 30 ... Squeegee heater 50 ... Gap management roller 60 ... Roller receiving part 70 ... Gas purge chamber 90 ... Excess solder waste part 100 ... Cooling jacket 111 ... Solder 112, 113 ... Metallized layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 毅 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所エンタープライズサーバ事業部内 (72)発明者 桐生 栄一 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所エンタープライズサーバ事業部内 Fターム(参考) 5E319 CD57 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takeshi Takahashi 1st Horiyamashita, Hadano-shi, Kanagawa Prefecture, Hitachi, Ltd. Enterprise Server Division (72) Inventor Eiichi Kiryu 1st Horiyamashita, Hadano-shi, Kanagawa, Hitachi, Ltd. F-term in the Enterprise Server Division of Mfg. (Reference) 5E319 CD57
Claims (2)
除去装置において、 上記基板に付着したはんだを融点以上に加熱して溶融す
る基板加熱用ヒーターと、 上記基板から所定の距離離れた状態で水平方向に移動す
るとともに、上記はんだの融点以上に加熱されたスキー
ジとを備え、 上記スキージを、上記基板加熱用ヒーターによって溶融
したはんだと接触して、余剰分のはんだを移動して、除
去することを特徴とするはんだ除去装置。1. A solder removing apparatus for removing solder attached to a substrate, comprising: a substrate heating heater for heating the solder attached to the substrate to a melting point or higher to melt the solder; A squeegee that moves in the horizontal direction and is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder. The squeegee comes in contact with the solder melted by the substrate heating heater to move and remove excess solder. A device for removing solder.
の上に付着するとともに、この接着層は、上記基板上に
点在して形成されていることを特徴とするはんだ除去装
置。2. The solder removing apparatus according to claim 1, wherein the solder adheres on an adhesive layer for improving wettability with the substrate, and the adhesive layer is scattered on the substrate. A solder removing device characterized by being formed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11206126A JP2001036231A (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Solder removing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11206126A JP2001036231A (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Solder removing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001036231A true JP2001036231A (en) | 2001-02-09 |
Family
ID=16518230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11206126A Pending JP2001036231A (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Solder removing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001036231A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008098671A (en) * | 2007-12-21 | 2008-04-24 | Fujitsu Ltd | Method for forming solder bump |
JP7283825B1 (en) | 2022-07-20 | 2023-05-30 | 株式会社エイム | SOLDER REMOVAL JIG AND SOLDER REMOVAL METHOD |
CN116460385A (en) * | 2023-06-20 | 2023-07-21 | 合肥中航天成电子科技有限公司 | Structure for improving solder flow during brazing |
-
1999
- 1999-07-21 JP JP11206126A patent/JP2001036231A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008098671A (en) * | 2007-12-21 | 2008-04-24 | Fujitsu Ltd | Method for forming solder bump |
JP4558782B2 (en) * | 2007-12-21 | 2010-10-06 | 富士通セミコンダクター株式会社 | Method of forming solder bump |
JP7283825B1 (en) | 2022-07-20 | 2023-05-30 | 株式会社エイム | SOLDER REMOVAL JIG AND SOLDER REMOVAL METHOD |
JP2024013289A (en) * | 2022-07-20 | 2024-02-01 | 株式会社エイム | Solder removal jig and solder removal method |
CN116460385A (en) * | 2023-06-20 | 2023-07-21 | 合肥中航天成电子科技有限公司 | Structure for improving solder flow during brazing |
CN116460385B (en) * | 2023-06-20 | 2023-09-15 | 合肥中航天成电子科技有限公司 | Structure for improving solder flow during brazing |
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