JP2003060340A - Solder segregation controller and component reworking method - Google Patents

Solder segregation controller and component reworking method

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JP2003060340A
JP2003060340A JP2001248146A JP2001248146A JP2003060340A JP 2003060340 A JP2003060340 A JP 2003060340A JP 2001248146 A JP2001248146 A JP 2001248146A JP 2001248146 A JP2001248146 A JP 2001248146A JP 2003060340 A JP2003060340 A JP 2003060340A
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Japan
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solder
component
segregation
heating
substrate
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Application number
JP2001248146A
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Japanese (ja)
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Tsutomu Sakatsu
務 坂津
Takeshi Sano
武 佐野
Hideaki Okura
秀章 大倉
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a temperature gradient generated in a solder flow process by process control and to suppress segragation. SOLUTION: A segragation controller is used for the solder flow process for soldering electronic components on the surface of a board by using the Pb free solder of a high melting point and soldering the different electronic components, by giving a solder jet from the rear face of the board. The solder segragation controller is provided with a heater 100 for heating an opposite side at the time of soldering by the solder jet and a controller 110 for controlling the heater 100 to be a prescribed temperature.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する分野】本発明は、プリント基板に電子部
品を実装あるいは分離して再マウントする際に用いられ
るはんだ偏析制御装置および部品リワーク方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solder segregation control device and a component rework method used when mounting or separating and remounting electronic components on a printed circuit board.

【0002】[0002]

【従来の技術】プリント基板上への電子部品の接続材料
として最もよく使われるものとして共晶はんだがあげら
れる。この共晶はんだは、Pb(鉛)を含んでいること
から環境性に配慮する必要があり、Pbが含有されてい
ないはんだ材の開発がなされている。はんだの実装方式
は、あらかじめ供給されたはんだを加熱溶融させるリフ
ローはんだ付けと、溶融したはんだ噴流に基板を接触さ
せてはんだ付けを行なうフローはんだ付けとがある。
2. Description of the Related Art Eutectic solder is most often used as a connecting material for electronic parts on a printed circuit board. Since this eutectic solder contains Pb (lead), it is necessary to consider the environment, and a solder material not containing Pb has been developed. The solder mounting method includes reflow soldering in which a solder supplied in advance is heated and melted, and flow soldering in which a substrate is brought into contact with a molten solder jet to perform soldering.

【0003】この従来におけるフローはんだ付け工程に
ついて説明する。図7は、従来におけるフローはんだ付
け工程を示す説明図である。ここでは、大型部品(電子
部品)10を基板20上に実装する際に、大型部品10
の端子(部品リード)10aをはんだ30により電気的
接合を行なう。この接合は、大型部品10が反対側にす
でに接続され、基板20の裏側より溶融はんだ噴流40
を接触させることにより行なわれる。
The conventional flow soldering process will be described. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a conventional flow soldering process. Here, when the large component (electronic component) 10 is mounted on the substrate 20, the large component 10
The terminals (component leads) 10a are electrically connected by the solder 30. In this joining, the large-sized component 10 is already connected to the opposite side, and the molten solder jet 40
It is performed by contacting.

【0004】なお、参考技術文献として、特開2001
−36233号「Pbフリーはんだを用いた実装構造
体」が開示されている。ここでは、はんだ中の成分元素
の偏析を起こりにくくするために、部品本体と基板との
間に熱伝導材料を設け、はんだ接合部内に大きな温度勾
配が発生するのを抑制している。
As a reference technical document, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001
-36233, "Mounting structure using Pb-free solder" is disclosed. Here, in order to prevent the segregation of the constituent elements in the solder from occurring easily, a heat conductive material is provided between the component body and the substrate to suppress the generation of a large temperature gradient in the solder joint.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
示されるような従来のフローはんだ付け工程にあって
は、反対側にすでに接続された大型部品などは熱容量が
大きく、すぐには温度が上昇しないため、その接合部は
んだ部分には基板裏側から加熱と部品側の伝熱により温
度勾配が生じる。つまり、フローはんだ付けを行なう際
に、基板反対面にすでにリフローはんだ付けで接合した
部品がある場合、そのPbフリーはんだ中の部品電極か
ら溶出した低融点の成分が偏析を起こし、接合部の信頼
性を著しく低下させることになる。
However, in the conventional flow soldering process as shown above, large parts or the like already connected to the opposite side have a large heat capacity and the temperature does not rise immediately. Therefore, a temperature gradient is generated in the solder portion of the joint portion by heating from the back side of the substrate and heat transfer to the component side. That is, when performing flow soldering, if there is a component already joined by reflow soldering on the opposite surface of the substrate, the low melting point component eluted from the component electrode in the Pb-free solder causes segregation, and the reliability of the joint is improved. Will significantly reduce the sex.

【0006】このような偏析、すなわち成分元素の分布
が不均一になる現象は、はんだ接合部に大きな温度勾配
が発生することに起因すると考えられる。この解決方法
としては、特開2001−36233号に開示されてい
るように、部品と基板間に熱伝導材料を設けることなど
が知られているが、この場合、部品点数およびその工数
が増えるため、コストアップを招来させることになる。
It is considered that such segregation, that is, the phenomenon that the distribution of the constituent elements becomes non-uniform, results from the occurrence of a large temperature gradient in the solder joint. As a solution to this problem, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-36233, it is known to provide a heat conductive material between the component and the substrate, but in this case, the number of components and the number of steps thereof increase. However, the cost will be increased.

【0007】上記現象についてさらに説明する。図8
は、フローはんだ付け時の反対面の接続部温度勾配を示
す説明図であり、さらに図9は、低融点成分の偏析状態
を示す説明図である。端子(部品リード)10aには、
メッキ材料としてPbなど低融点の元素が使われている
場合がある。図8に示すように、接合はんだ部に温度勾
配が生じると、その固化の過程で低融点の成分が偏析す
る。特に、図9に示すように部品電極メッキに使われて
いるPb(鉛)やBi(ビスマス)などが偏析する。
The above phenomenon will be further described. Figure 8
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a temperature gradient of a connection portion on the opposite surface during flow soldering, and FIG. 9 is an explanatory diagram showing a segregation state of low melting point components. For the terminal (component lead) 10a,
In some cases, a low melting point element such as Pb is used as the plating material. As shown in FIG. 8, when a temperature gradient occurs in the bonded solder portion, the low melting point component segregates during the solidification process. In particular, as shown in FIG. 9, Pb (lead), Bi (bismuth), etc. used for component electrode plating segregate.

【0008】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
って、はんだフロー工程中に発生する温度勾配を、プロ
セス制御によって低減し、偏析を抑制することを第1の
目的とする。
The present invention has been made in view of the above, and it is a first object of the present invention to reduce a temperature gradient generated during a solder flow process by process control and suppress segregation.

【0009】また、偏析の発生/非発生を意図的に制御
し、部品のリワークを行なうことを第2の目的とする。
A second object is to intentionally control the occurrence / non-occurrence of segregation to rework parts.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1にかかるはんだ偏析制御装置にあって
は、高融点のPbフリーはんだを用いて基板表面に電子
部品をはんだ付けした後、基板裏面よりはんだ噴流をあ
てて別の電子部品をはんだ付けするはんだフロー工程に
用いられるはんだ偏析制御装置であって、前記はんだ噴
流によるはんだ付けを行なう際に、その反対側を加熱す
る加熱手段と、前記加熱手段を所定の温度となるように
制御する制御手段と、を備えたものである。
In order to achieve the above object, in a solder segregation control device according to a first aspect of the present invention, an electronic component is soldered to the surface of a substrate using a high melting point Pb-free solder. After that, a solder segregation control device used in a solder flow process of soldering another electronic component by applying a solder jet from the backside of the board, and heating the opposite side when performing soldering by the solder jet And a control means for controlling the heating means to a predetermined temperature.

【0011】この発明によれば、フローはんだ付け工程
時においてはんだ噴流部の反対側から加熱することによ
り、基板反対側のはんだ接合部の温度勾配をなくすこと
が可能になる。
According to the present invention, by heating from the side opposite to the solder jet portion during the flow soldering process, it becomes possible to eliminate the temperature gradient in the solder joint portion on the opposite side of the substrate.

【0012】また、請求項2にかかるはんだ偏析制御装
置にあっては、前記加熱手段は、赤外線を用いたもので
ある。
Further, in the solder segregation control device according to the second aspect, the heating means uses infrared rays.

【0013】この発明によれば、請求項1において、赤
外線を利用した簡易的な加熱手段によりはんだ噴流部の
反対側を加熱して、基板両側の温度勾配を抑制すること
が可能になる。
According to the present invention, in claim 1, it is possible to suppress the temperature gradient on both sides of the substrate by heating the opposite side of the solder jet portion by a simple heating means utilizing infrared rays.

【0014】また、請求項3にかかるはんだ偏析制御装
置にあっては、前記加熱手段は、レーザー光を用いたも
のである。
Further, in the solder segregation control device according to the third aspect, the heating means uses a laser beam.

【0015】この発明によれば、請求項1において、レ
ーザー光による加熱手段とすることにより、基板片面か
らの加熱によってその温度勾配の発生を抑制することが
可能となると共に、レーザー光により微小領域に対する
加熱や、照射時間の制御が可能となる。
According to the present invention, in claim 1, by using the heating means by the laser light, it is possible to suppress the generation of the temperature gradient due to the heating from one surface of the substrate, and at the same time, the minute area is formed by the laser light. It is possible to control heating and irradiation time.

【0016】また、請求項4にかかるはんだ偏析制御装
置にあっては、前記加熱手段は、熱風を発生させるもの
である。
Further, in the solder segregation control device according to claim 4, the heating means generates hot air.

【0017】この発明によれば、請求項1において、ヒ
ーターおよびファンなどによる簡易的な構成で熱風を発
生させることによりはんだ噴流部の反対側を加熱して、
基板両側の温度勾配を抑制することが可能になる。
According to the present invention, in claim 1, the opposite side of the solder jet portion is heated by generating hot air with a simple structure such as a heater and a fan,
It is possible to suppress the temperature gradient on both sides of the substrate.

【0018】また、請求項5にかかる部品リワーク方法
にあっては、接合はんだ中に意図的に含有させた微量元
素の偏析を生じさせ、接合部分を外力によって分離可能
な機械的強度の弱い層を形成するように加熱/冷却を行
なうものである。
Further, in the component reworking method according to the fifth aspect, a layer having a weak mechanical strength, which causes segregation of a trace element intentionally contained in the bonding solder and can separate the bonding portion by an external force. Heating / cooling is performed so as to form

【0019】この発明によれば、基板にはんだ付けされ
た部品を分離して新たな部品を実装する部品リワークを
行なう際に、はんだ接合部を接合はんだ中に意図的に含
有させた微量元素の偏析を生じさせ、接合部分を外力に
よって分離可能な機械的強度の弱い層を形成するように
加熱/冷却を行なうことにより、機械的強度の弱い偏析
部分を作ることができ、その部分での分離を容易に行な
うことが可能になる。
According to the present invention, when a component rework for separating a component soldered to a substrate and mounting a new component is performed, a trace amount of a trace element intentionally contained in the solder joint at the solder joint is By heating / cooling so as to cause segregation and to form a layer with weak mechanical strength that can separate the bonded portion by an external force, a segregated portion with weak mechanical strength can be created, and separation at that portion Can be easily performed.

【0020】また、請求項6にかかる部品リワーク方法
にあっては、はんだ接合部を一方向から加熱溶融させ、
固化の際に温度勾配を生じさせ、微量元素を偏析させた
後に外力を加えて部品を分離するものである。
Further, in the component reworking method according to claim 6, the solder joint is heated and melted from one direction,
A temperature gradient is generated during solidification to segregate trace elements, and then external force is applied to separate the parts.

【0021】この発明によれば、請求項5において、基
板にはんだ付けされた部品を分離して新たな部品を実装
する部品リワークを行なう際に、はんだ接合部を一方向
から加熱溶融させ、固化の際に温度勾配を生じさせるこ
とにより、機械的強度の弱い偏析部分を作ることがで
き、その部分での分離を容易に行なうことが可能にな
る。
According to the present invention, in claim 5, when the component rework for separating the component soldered to the substrate and mounting a new component is performed, the solder joint is heated and melted from one direction to be solidified. By generating a temperature gradient in the case of, a segregation portion having weak mechanical strength can be formed, and separation at that portion can be easily performed.

【0022】また、請求項7にかかる部品リワーク方法
にあっては、部品側を加熱して部品リードとはんだとの
界面に偏析を生じさせ、はんだを基板側に残すものであ
る。
In the component reworking method according to claim 7, the component side is heated to cause segregation at the interface between the component lead and the solder, and the solder is left on the substrate side.

【0023】この発明によれば、請求項6において、基
板にはんだ付けされた部品を分離して新たな部品を実装
する部品リワークを行なう際に、部品側を加熱して部品
リードとはんだとの界面に偏析を生じさせることによ
り、はんだの残りを一方側に均一に残すことが可能とな
る。
According to the present invention, in the sixth aspect, when the component rework for separating the component soldered on the substrate and mounting a new component is performed, the component side is heated to form the component lead and the solder. By causing segregation at the interface, the solder residue can be left uniformly on one side.

【0024】また、請求項8にかかる部品リワーク方法
にあっては、基板側に残したはんだ部分に新規部品をマ
ウントし、再接合するものである。
In the component reworking method according to the eighth aspect, a new component is mounted on the solder portion left on the substrate side and rejoined.

【0025】この発明によれば、請求項7において、基
板にはんだ付けされた部品を分離して新たな部品を実装
する部品リワークを行なう際に、部品の分離を行なった
後に基板に残されたはんだをそのまま使用することによ
り、再接続することが可能になる。
According to the present invention, in claim 7, when the component reworked to separate the component soldered to the substrate and mount a new component, the component is left on the substrate after the component separation. It is possible to reconnect by using the solder as it is.

【0026】また、請求項9にかかる部品リワーク方法
にあっては、マウントする新規部品の電極にフラックス
のみを塗布した後にマウントし、加熱溶融を行なうもの
である。
In the component reworking method according to the ninth aspect, only the flux is applied to the electrode of the new component to be mounted, then the electrode is mounted, and then heat melting is performed.

【0027】この発明によれば、請求項8において、基
板にはんだ付けされた部品を分離して新たな部品を実装
する部品リワークを行なう際に、マウントする新規部品
の電極にフラックスのみを塗布した後にマウントし、加
熱溶融を行なうことにより、フラックスの粘着性による
マウント時の部品位置ずれなどが低減する。
According to the present invention, in claim 8, only the flux is applied to the electrode of the new component to be mounted when the component soldered on the substrate is separated and the component rework for mounting a new component is performed. By mounting afterwards and heating and melting, misalignment of parts during mounting due to adhesiveness of flux is reduced.

【0028】また、請求項10にかかる部品リワーク方
法にあっては、接合の際の再溶融は、接合部分の温度が
上下面で同一となるように制御するものである。
Further, in the component reworking method according to the tenth aspect, the remelting at the time of joining is controlled so that the temperature of the joined portion becomes the same on the upper and lower surfaces.

【0029】この発明によれば、請求項8において、基
板にはんだ付けされた部品を分離して新たな部品を実装
する部品リワークを行なう際に、部品の分離後に部品リ
ードとはんだとの界面に偏析していた低融点の成分元素
をはんだ中に分離された再接合が可能になる。
According to the present invention, in claim 8, when the component rework for separating the component soldered to the board and mounting a new component is performed, the interface between the component lead and the solder is separated after the component is separated. It becomes possible to rejoin the segregated low melting point component element in the solder.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるはんだ偏析
制御装置および部品リワーク方法の好適な実施の形態に
ついて添付図面を参照し、詳細に説明する。なお、本発
明はこの実施の形態に限定されるものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a solder segregation control device and a component rework method according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to this embodiment.

【0031】図1は、本発明の実施の形態にかかるはん
だ偏析制御装置の概略構成を示す説明図である。図にお
いて、符号100は基板10の両側に設けられ、はんだ
接合面を所定の温度で加熱する加熱装置、符号110は
マイクロコンピュータシステムを中枢として操作部、表
示部などを備え、加熱装置100の温度を制御する制御
装置である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a solder segregation control device according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 100 is a heating device which is provided on both sides of the substrate 10 and heats a solder joint surface at a predetermined temperature. Reference numeral 110 is provided with an operation unit, a display unit and the like with a microcomputer system as a center, and a temperature of the heating device 100. Is a control device for controlling the.

【0032】図1において、高融点のPbフリーはんだ
を用い、大型部品(電子部品)10をはんだ付けした後
に、別の電子部品を接続するために、その裏面よりはん
だ噴流を当ててはんだ付けを行なう際に、基板20の上
面側の加熱装置100を制御装置110で制御する。す
なわち、フローはんだ付け工程時の基板反対側のはんだ
接合部の温度勾配をなくすために、はんだ噴流部の反対
側からも加熱するように制御する。これにより、部品側
の雰囲気への熱の伝播による冷却と、基板20裏面の溶
融はんだ接触による加熱とから発生する温度勾配に起因
するはんだ中の微量成分元素の偏析を抑制することがで
きる。
In FIG. 1, after using Pb-free solder having a high melting point to solder a large component (electronic component) 10, a solder jet is applied from the back surface of the large component (electronic component) 10 to connect another electronic component. When performing, the heating device 100 on the upper surface side of the substrate 20 is controlled by the control device 110. That is, in order to eliminate the temperature gradient of the solder joint portion on the opposite side of the substrate during the flow soldering process, the heating is also controlled from the opposite side of the solder jet portion. As a result, it is possible to suppress the segregation of the trace element elements in the solder due to the temperature gradient generated from the cooling due to the propagation of heat to the atmosphere on the component side and the heating due to the contact of the molten solder on the back surface of the substrate 20.

【0033】図2は、図1における加熱装置の加熱手段
例を示す説明図である。加熱装置100として、たとえ
ば、レーザー照射により加熱するレーザー出力装置10
0a、または赤外線照射により加熱する赤外線出力装置
100b、またはヒータおよびファンなどにより加熱す
る熱風出力装置100cといった装置のいずれかを基板
の状態などを考慮して選択して用いればよい。
FIG. 2 is an explanatory view showing an example of heating means of the heating device in FIG. As the heating device 100, for example, a laser output device 10 for heating by laser irradiation
0a, an infrared output device 100b that heats by infrared irradiation, or a hot air output device 100c that heats by a heater and a fan may be selected and used in consideration of the state of the substrate.

【0034】すなわち、赤外線出力装置100bによる
赤外線や、熱風出力装置100cを基板20の上面から
当てることにより、一方向からの加熱が可能になる。ま
た、レーザー出力装置100aによるレーザー光を用い
ることにより、ビームスポット径が小さいので、微小個
所に対する局所加熱や時間制御による加熱量の制御が可
能になる。
That is, by applying infrared rays from the infrared output device 100b or the hot air output device 100c from the upper surface of the substrate 20, heating from one direction is possible. In addition, since the beam spot diameter is small by using the laser light from the laser output device 100a, it becomes possible to control the heating amount by local heating or time control for a minute portion.

【0035】ところで、低融点成分の偏析があると、そ
の偏析部分の機械的強度(接合強度)が低下し、部品に
外力が加わると、その強度低下に起因したクラックが生
じ、部品が基板から分離する。部品のリペアなどは溶融
させて分離すると、はんだは両側の電極にそれぞれ引き
分けられ、再マウントでは、後工程ではんだの除去、は
んだ再供給のプロセスを設けなくてはならない。
By the way, if there is segregation of the low melting point component, the mechanical strength (bonding strength) of the segregated portion is lowered, and when an external force is applied to the component, a crack is generated due to the strength reduction, and the component is removed from the substrate. To separate. When parts are repaired and melted and separated, the solder is separated into electrodes on both sides, and remounting requires a process of removing solder and resupplying solder in a later step.

【0036】そこで、上記の偏析部分での分離のしやす
さを利用し、意図的に含有させたPbやBiなど低融点
成分元素を任意に偏析させ、外力により基板に実装され
ている部品を分離させることにより、はんだは部品側あ
るいは基板20側の一方に残すことができる。以下、偏
析・分離・再マウントの例について図3〜図6を用いて
説明する。
Therefore, by utilizing the ease of separation at the segregation portion, the low melting point component elements such as Pb and Bi intentionally contained are arbitrarily segregated, and the components mounted on the substrate by the external force are removed. By separating, the solder can be left on either the component side or the substrate 20 side. Hereinafter, examples of segregation / separation / remounting will be described with reference to FIGS.

【0037】偏析を生じさせるために、接合部の上下一
方から加熱溶融させ、冷却過程で上下に温度勾配を生じ
させることにより、はんだ材と電極との界面で偏析が形
成される。すなわち、図3に示すように、部品リード
(端子10a)側からのみ加熱装置100で加熱し、そ
の後、冷却することにより、温度勾配を生じさせ、部品
リード(端子10a)とはんだの界面でPb偏析30a
を強制的に起こすことができる。つまり、接合はんだ中
に均一に分散した低融点成分元素が部品リード(端子1
0a)とはんだとの界面に偏析する。
In order to cause the segregation, heating and melting are performed from one side of the bonding portion, and a temperature gradient is generated in the vertical direction in the cooling process, so that the segregation is formed at the interface between the solder material and the electrode. That is, as shown in FIG. 3, by heating with the heating device 100 only from the component lead (terminal 10a) side and then cooling, a temperature gradient is generated, and Pb is generated at the interface between the component lead (terminal 10a) and the solder. Segregation 30a
Can be forced to wake up. That is, the low melting point component elements uniformly dispersed in the bonding solder are used for the component leads (terminal 1
0a) and solder are segregated at the interface.

【0038】つぎに、上述したような偏析生成工程の
後、部品に外力を加えることにより、強度の弱い偏析部
分にクラックが生じ、それぞれが分離する。これによ
り、図4に示すように、はんだはほとんど基板20側に
残り、かつその形成は、部品リード(端子10a)のマ
ウント形状が保持されたままとなる。
Next, after the segregation generation step as described above, an external force is applied to the parts, whereby cracks are generated in the segregated portions having weak strength, and the parts are separated. As a result, as shown in FIG. 4, most of the solder remains on the substrate 20 side, and the formation of the solder leaves the mount shape of the component lead (terminal 10a) maintained.

【0039】さらに、上記部品の分離後、新規部品を再
マウントする際に、図5に示すように、残ったはんだの
上に新規部品をマウントすることにより、はんだの再供
給を行なう必要がなくなる。すなわち、部品リードの抜
けた形状が保持されているので、新規部品の再マウント
を安定して行なうことができる。また、新規部品のリー
ドにフラックスを転写などの方法であらかじめ塗布して
おくことにより、マウントの際にその粘着力で、部品の
搭載精度の歩留まりが向上する。また、再加熱溶融の際
に酸化膜が除去される効果によりはんだ付け歩留まりが
向上する。
Further, when the new component is remounted after the above-mentioned separation of the components, by mounting the new component on the remaining solder as shown in FIG. 5, it is not necessary to re-supply the solder. . That is, since the removed shape of the component lead is maintained, it is possible to stably remount a new component. In addition, by applying flux to the leads of the new component in advance by a method such as transfer, the yield of component mounting accuracy is improved by the adhesive force during mounting. Also, the yield of soldering is improved due to the effect of removing the oxide film during reheating and melting.

【0040】上記図5による再マウントを行なった後、
さらに、制御装置110により、部品の上下方向から加
熱し、温度勾配が生じないように加熱装置100を制御
し、固化させる。すなわち、図6に示すように、再接合
の際に、温度勾配を作らないように加熱冷却を行なうよ
う制御するすることにより,低融点成分を均一に分散さ
せる。これにより、マウント表面に偏析していた元素
は、はんだ中に分散し、接合強度の弱い部分を作らず
に、信頼性上において良好な部品接続が実現する。
After remounting according to FIG. 5 above,
Further, the control device 110 heats the component from above and below, and controls the heating device 100 so that a temperature gradient is not generated, so that the component is solidified. That is, as shown in FIG. 6, when re-bonding, the low melting point component is uniformly dispersed by controlling heating and cooling so as not to create a temperature gradient. As a result, the elements segregated on the mount surface are dispersed in the solder, and good component connection is realized in terms of reliability without forming a portion with weak bonding strength.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるは
んだ偏析制御装置(請求項1)によれば、フローはんだ
付け工程時においてはんだ噴流部の反対側から加熱する
ことにより、基板反対側のはんだ接合部の温度勾配をな
くすことが可能になるため、現プロセス中におけるはん
だ偏析の発生を排除することができ、その接合部の信頼
性が向上する。
As described above, according to the solder segregation control device (claim 1) of the present invention, by heating from the opposite side of the solder jet portion during the flow soldering process, Since it is possible to eliminate the temperature gradient in the solder joint, it is possible to eliminate the occurrence of solder segregation during the current process and improve the reliability of the joint.

【0042】また、本発明にかかるはんだ偏析制御装置
(請求項2)によれば、請求項1において、赤外線を利
用した簡易的な加熱手段によりはんだ噴流部の反対側を
加熱するため、基板両側に生じやすい温度勾配を抑制
し、偏析を容易に排除することができる。
Further, according to the solder segregation control device (claim 2) of the present invention, in claim 1, since the opposite side of the solder jet portion is heated by a simple heating means utilizing infrared rays, both sides of the board are heated. It is possible to suppress the temperature gradient that tends to occur and to easily eliminate segregation.

【0043】また、本発明にかかるはんだ偏析制御装置
(請求項3)によれば、請求項1において、レーザー光
による加熱手段とすることにより、基板片面からの加熱
によってその温度勾配の発生を抑制することが可能とな
ると共に、レーザー光により微小領域に対する加熱や、
照射時間の制御が可能となるため、さらに偏析発生を精
度よく抑制することができる。
According to the solder segregation control device (claim 3) of the present invention, the heating means by the laser beam in claim 1 suppresses the generation of the temperature gradient by heating from one surface of the substrate. It is possible to heat the micro area by laser light,
Since the irradiation time can be controlled, the occurrence of segregation can be suppressed more accurately.

【0044】また、本発明にかかるはんだ偏析制御装置
(請求項4)によれば、請求項1において、ヒーターお
よびファンなどによる簡易的な構成で熱風を発生させる
によりはんだ噴流部の反対側を加熱するため、基板両側
の温度勾配の発生が抑制され、偏析を容易に排除するこ
とができる。
Further, according to the solder segregation control device (claim 4) of the present invention, in claim 1, the opposite side of the solder jet part is heated by generating hot air with a simple structure such as a heater and a fan. Therefore, generation of a temperature gradient on both sides of the substrate is suppressed, and segregation can be easily eliminated.

【0045】また、本発明にかかる部品リワーク方法
(請求項5)によれば、基板にはんだ付けされた部品を
分離して新たな部品を実装する部品リワークを行なう際
に、はんだ接合部を接合はんだ中に意図的に含有させた
微量元素の偏析を生じさせ、接合部分を外力によって分
離可能な機械的強度の弱い層を形成するように加熱/冷
却を行なうため、機械的強度の弱い偏析部分が任意に形
成され、その部分での分離を容易に行なうことができ、
部品リワーク工程の効率化が図られる。
Further, according to the component reworking method (claim 5) of the present invention, when the component reworking for separating the component soldered on the substrate and mounting a new component is performed, the solder joint is joined. Since the trace elements intentionally contained in the solder are segregated and heating / cooling is performed so as to form a layer with weak mechanical strength that can separate the joint part by external force, the segregated part with weak mechanical strength Can be formed arbitrarily, and separation at that part can be easily performed,
The efficiency of the parts rework process can be improved.

【0046】また、本発明にかかる部品リワーク方法
(請求項6)によれば、基板にはんだ付けされた部品を
分離して新たな部品を実装する部品リワークを行なう際
に、はんだ接合部を一方向から加熱溶融させ、固化の際
に温度勾配を生じさせるため、機械的強度の弱い偏析部
分を任意に形成することができ、その部分での部品の分
離を容易に行なうことができる。
Further, according to the component reworking method (claim 6) of the present invention, when the component reworking for separating the component soldered on the substrate and mounting a new component is performed, the solder joint portion is removed. Since it is heated and melted from the direction and a temperature gradient is generated during solidification, a segregated portion having weak mechanical strength can be arbitrarily formed, and parts can be easily separated at that portion.

【0047】また、本発明にかかる部品リワーク方法
(請求項7)によれば、請求項6において、基板にはん
だ付けされた部品を分離して新たな部品を実装する部品
リワークを行なう場合に、部品がはんだ付けされた側を
加熱して部品リードとはんだとの界面に偏析を生じさせ
ることにより、はんだの残りを一方側に均一に残すこと
が可能となるので、部品の再マウントの際に基板面を平
坦にするはんだ除去工程などが不要となる。
According to the component rework method (claim 7) of the present invention, in the component rework according to claim 6, when the component soldered to the substrate is separated and a new component is mounted, By heating the side where the component is soldered to cause segregation at the interface between the component lead and solder, it is possible to leave the remainder of the solder uniformly on one side, so when remounting the component A solder removing step for flattening the board surface is unnecessary.

【0048】また、本発明にかかる部品リワーク方法
(請求項8)によれば、請求項7において、基板にはん
だ付けされた部品を分離して新たな部品を実装する部品
リワークを行なう際に、部品の分離を行なった後に基板
に残されたはんだをそのまま使用することにより、再接
続することが可能になるため、リワーク時のはんだ再供
給工程が不要となる。
Further, according to the component reworking method (claim 8) of the present invention, in the component reworking according to claim 7, when the component soldered to the board is separated and a new component is mounted, Since the solder left on the substrate after the separation of the components is used as it is for reconnection, the solder resupply process at the time of rework is not necessary.

【0049】また、本発明にかかる部品リワーク方法
(請求項9)によれば、請求項8において、基板にはん
だ付けされた部品を分離して新たな部品を実装する部品
リワークを行なう際に、マウントする新規部品の電極に
フラックスのみを塗布した後にマウントし、加熱溶融を
行なうことにより、フラックスの粘着性によるマウント
時の部品位置ずれなどが低減するため、部品実装におけ
る歩留まりが向上し、かつ再加熱時にはんだ表面の酸化
が防止され、その部分のぬれ性が向上されるので、安定
した再接続を行なうことができる。
According to the component reworking method (claim 9) of the present invention, in the component reworking according to claim 8, when the component soldered to the board is separated and a new component is mounted, By applying flux only to the electrodes of the new component to be mounted and then mounting and heating and melting, the misalignment of the component at the time of mounting due to the adhesiveness of the flux is reduced, so the yield in component mounting is improved and Oxidation of the solder surface is prevented during heating and the wettability of that portion is improved, so that stable reconnection can be performed.

【0050】また、本発明にかかる部品リワーク方法
(請求項10)によれば、請求項8において、基板には
んだ付けされた部品を分離して新たな部品を実装する部
品リワークを行なう際に、部品の分離後に部品リードと
はんだとの界面に偏析していた低融点の成分元素をはん
だ中に分離された再接合が可能になるので、初期強度お
よび信頼性が向上した再接合が実現する。
According to the component reworking method (claim 10) of the present invention, in the component reworking according to claim 8, when the component soldered to the board is separated and a new component is mounted, Since the low melting point component element segregated at the interface between the component lead and the solder after the component is separated can be rejoined in the solder, rejoining with improved initial strength and reliability is realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態にかかるはんだ偏析制御装
置の概略構成を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a solder segregation control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1における加熱装置の加熱手段例を示す説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing an example of heating means of the heating device in FIG.

【図3】本発明の実施の形態にかかる強制的な偏析形成
過程を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a forced segregation forming process according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態にかかる偏析形成による部
品の分離状態を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a separated state of components by segregation formation according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態にかかる部品分離後の再マ
ウント状態を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a remounting state after component separation according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態にかかる再マウント後の再
接合(加熱)の状態を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state of rejoining (heating) after remounting according to the exemplary embodiment of the present invention.

【図7】従来におけるフローはんだ付け工程を示す説明
図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a conventional flow soldering process.

【図8】従来におけるフローはんだ付け時の反対面の接
続部温度勾配を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a temperature gradient of a connection portion on the opposite surface during conventional flow soldering.

【図9】従来における低融点成分元素の偏析状態を示す
説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a conventional segregation state of low melting point component elements.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 大型部品 20 基板 30 はんだ 100 加熱装置 100a レーザー出力装置 100b 赤外線出力装置 100c 熱風出力装置 110 制御装置 10 Large parts 20 substrates 30 solder 100 heating device 100a laser output device 100b infrared output device 100c Hot air output device 110 control device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B23K 31/02 310 B23K 31/02 310F Fターム(参考) 4E080 AA01 5E319 AB01 BB01 CC24 CC44 CC45 CC46 CC49 CD21 CD57 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B23K 31/02 310 B23K 31/02 310F F term (reference) 4E080 AA01 5E319 AB01 BB01 CC24 CC44 CC45 CC46 CC49 CD21 CD57

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高融点のPbフリーはんだを用いて基板
表面に電子部品をはんだ付けした後、基板裏面よりはん
だ噴流をあてて別の電子部品をはんだ付けするはんだフ
ロー工程に用いられるはんだ偏析制御装置であって、 前記はんだ噴流によるはんだ付けを行なう際に、その反
対側を加熱する加熱手段と、 前記加熱手段を所定の温度となるように制御する制御手
段と、 を備えたことを特徴とするはんだ偏析制御装置。
1. A solder segregation control used in a solder flow process in which an electronic component is soldered to a front surface of a substrate using a high melting point Pb-free solder and then a solder jet is applied from the rear surface of the substrate to solder another electronic component. An apparatus, comprising: a heating unit that heats the opposite side when performing soldering by the solder jet; and a control unit that controls the heating unit to a predetermined temperature. Solder segregation control device.
【請求項2】 前記加熱手段は、赤外線を用いたもので
あることを特徴とする請求項1に記載のはんだ偏析制御
装置。
2. The solder segregation control device according to claim 1, wherein the heating means uses infrared rays.
【請求項3】 前記加熱手段は、レーザー光を用いたも
のであることを特徴とする請求項1に記載のはんだ偏析
制御装置。
3. The solder segregation control device according to claim 1, wherein the heating means uses a laser beam.
【請求項4】 前記加熱手段は、熱風を発生させるもの
であることを特徴とする請求項1に記載のはんだ偏析制
御装置。
4. The solder segregation control device according to claim 1, wherein the heating means generates hot air.
【請求項5】 接合はんだ中に意図的に含有させた微量
元素の偏析を生じさせ、接合部分を外力によって分離可
能な機械的強度の弱い層を形成するように加熱/冷却を
行なうことを特徴とする部品リワーク方法。
5. The heating / cooling is performed so as to cause the segregation of a trace element intentionally contained in the bonding solder to occur, and to form a layer having weak mechanical strength in which the bonding portion can be separated by an external force. How to rework parts.
【請求項6】 はんだ接合部を一方向から加熱溶融さ
せ、固化の際に温度勾配を生じさせ、微量元素を偏析さ
せた後に外力を加えて部品を分離することを特徴とする
部品リワーク方法。
6. A component reworking method, wherein a solder joint is heated and melted from one direction, a temperature gradient is generated during solidification, segregation of trace elements, and then external force is applied to separate the components.
【請求項7】 部品側を加熱して部品リードとはんだと
の界面に偏析を生じさせ、はんだを基板側に残すことを
特徴とする請求項6に記載の部品リワーク方法。
7. The component reworking method according to claim 6, wherein the component side is heated to cause segregation at the interface between the component lead and the solder, and the solder is left on the substrate side.
【請求項8】 基板側に残したはんだ部分に新規部品を
マウントし、再接合することを特徴とする請求項7に記
載の部品リワーク方法。
8. The component reworking method according to claim 7, wherein a new component is mounted on the solder portion left on the substrate side and rejoined.
【請求項9】 マウントする新規部品の電極にフラック
スのみを塗布した後にマウントし、加熱溶融を行なうこ
とを特徴とする請求項7に記載の部品リワーク方法。
9. The component reworking method according to claim 7, wherein only the flux is applied to the electrode of the new component to be mounted, the electrode is mounted, and then the heating and melting are performed.
【請求項10】 接合の際の再溶融は、接合部分の温度
が上下面で同一となるように制御することを特徴とする
請求項8に記載の部品リワーク方法。
10. The component reworking method according to claim 8, wherein the remelting at the time of joining is controlled such that the temperatures of the joined portions are the same on the upper and lower surfaces.
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