JP2003124624A - ヒートコネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面実装部品をプリント配線基板にハンダ接
続乃至取り外すためにハンダを溶融する際、表面実装部
品の熱損傷を軽減する。 【解決手段】 表面実装部品１とプリント配線基板８と
の間にヒートコネクタ２１を載置し、ヒートコネクタ２
１に通電することによりハンダを溶融し、ハンダ接続し
乃至取り外す。ヒートコネクタ２１は絶縁性基体６と、
表面実装部品１の裏面に配置されたハンダバンプ２に対
応して絶縁性基体６中に貫通して埋め込まれた複数の導
電体５と、導電体５とは絶縁された状態で絶縁性基体６
を通電加熱するための抵抗体３とから構成されている。
このようなヒートコネクタ２１を使用することで表面実
装部品１を、熱損傷を受けずにプリント配線基板８との
ハンダ接続乃至取り外しができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表面実装部品とプリ
ント配線基板との間に載置され、表面実装部品とプリン
ト配線基板とをハンダ接続し、乃至取り外すために用い
られるヒートコネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線基板上に実装する表面実装
部品としてＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）
パッケージやＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａ
ｙ）パッケージあるいはＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌ
ｉｎｅ Ｎｏｎ Ｌｅａｄ）といったものがある。

【０００３】このうち、たとえばＢＧＡパッケージをプ
リント配線基板にハンダ接続し、乃至取り外す際の従来
方法を説明する。

【０００４】一般には、熱風によりＢＧＡパッケージ及
びプリント配線基板を加熱しＢＧＡパッケージに配置さ
れたハンダバンプを溶融させることでＢＧＡパッケージ
とプリント配線基板とをハンダ接続し、乃至取り外しを
行なう。

【０００５】また、他の方法として、図８に示すよう
に、従来のＢＧＡパッケージの回路試験に用いられるソ
ケットを用いたコネクタ方式によるハンダ接続方法を示
す断面図である。

【０００６】ＢＧＡパッケージ１の裏面に配置されたハ
ンダバンプ２ｂのそれぞれをＢＧＡソケット１８に埋設
された接触ピン１５の端面に対し対応させて接触させ、
加圧ネジ１４を締める事で加圧機構１３により加圧固定
する。

【０００７】中継ソケット１７にはハンダバンプ２ｃが
設けられている。プリント配線基板８上のランド（不図
示）はハンダバンプ２ｃに対応して配置されている。

【０００８】ＢＧＡソケット１８をプリント配線基板８
上に配置してリフロー加熱をすることでハンダバンプ２
ｃがプリント配線基板８とハンダ接続され、ＢＧＡパッ
ケージ１とプリント配線基板８は電気的に接続される。

【０００９】この状態でＢＧＡパッケージ１に対し必要
な回路試験を行なう事ができる。

【００１０】ＢＧＡパッケージ１をプリント配線基板８
から取り外すには、加圧ネジ１４を緩めて加圧機構１３
による加圧力を取り除き、ＢＧＡパッケージ１をＢＧＡ
ソケットから分離すれば良い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法ではハ
ンダ溶融に至るまでに表面実装部品であるＢＧＡパッケ
ージ本体が過熱されることでＢＧＡパッケージの機能を
損傷するという問題点があった。

【００１２】また上記２つの従来の方式では、選択的加
熱専用の比較的大型な設備を必要とするため、ＢＧＡパ
ッケージを取り外し乃至接続しながら回路試験を行なえ
る場所が限定されるという問題点があった。

【００１３】また、ソケットによるコネクタ方式はソケ
ットが大型となり、製品筐体に組み込むプリント配線基
板上に設けるのに困難があった。

【００１４】本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、表
面実装部品の機能を損傷する事なく、また、大型設備を
使用せずに表面実装部品をプリント配線基板にハンダ接
続乃至取り外しを可能とするヒートコネクタを提供する
ことを目的とする。

【００１５】また、プリント配線基板上にスペースを取
らずに表面実装部品をハンダ接続可能なヒートコネクタ
を提供することを目的とする。

【００１６】さらにはこのようなヒートコネクタを用い
て表面実装部品が実装されたプリント配線基板を提供す
る事を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるヒートコネクタは、アレイ状の外部端
子を有する表面実装部品（以下表面実装部品という）と
プリント配線基板との間に載置されて前記表面実装部品
と前記プリント配線基板とをハンダ接続し乃至取り外す
際に用いるヒートコネクタであって、絶縁性基体と、前
記アレイ状の外部端子に対応して前記絶縁性基体中に貫
通して埋め込まれた複数の導電体と、前記導電体とは絶
縁された状態で前記絶縁性基体を通電加熱するための抵
抗体とからなることを特徴とする。

【００１８】本発明によるヒートコネクタは、前記抵抗
体が複数の柱状抵抗体からなり前記絶縁性基体に貫通し
て埋め込まれ、前記絶縁性基体の表面上に露出した前記
柱状抵抗体の端部が前記絶縁性基体の表面に形成された
接続回路に接続されていることを特徴とする。

【００１９】本発明によるヒートコネクタは、前記接続
回路が、前記プリント配線基板の回路試験時には前記プ
リント配線基板へ接地されている事を特徴とする。

【００２０】また、本発明によるヒートコネクタは、前
記絶縁性基体上に印刷により形成されていることを特徴
とする。

【００２１】本発明によるヒートコネクタは、前記絶縁
性基体がセラミックからなることを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。

【００２３】図１は本発明の第１の実施の形態によるヒ
ートコネクタを表面実装部品の一種であるＢＧＡパッケ
ージとプリント配線基板間に配置したハンダ接続前の状
態を示す断面図である。

【００２４】プリント配線基板８上にはランド９が形成
されておりランド９上にはクリームハンダ４が塗布され
ている。 ランド９はプリント配線基板上でＢＧＡパッ
ケージ１の底面に配列されているハンダバンプ２ａに対
応する位置に配置されている。

【００２５】ヒートコネクタ２１はヒートコネクタ基材
６中に貫通する導電体５及びヒートコネクタ基材６の表
面に形成された抵抗体３よりなる。ヒートコネクタ基材
６は絶縁性材料からなり、特にアルミナ等のセラミック
材料が適している。これは、ヒートコネクタ２１をプリ
ント配線基板８上に載置する際のハンドリング性確保の
為や、ハンダ接続時の加熱によりヒートコネクタ基材６
の変形が生じないようにするためである。

【００２６】以下、ヒートコネクタ２１の製造方法を説
明する。

【００２７】ヒートコネクタ基材６にあらかじめドリル
加工やレーザ加工により貫通孔を形成しておき、この貫
通孔内に導電体５として例えば有機バインダーと、Ａｇ
とＰｄの金属粒子の混合物よりなるペーストを充填す
る。充填方法は例えば印刷法が用いられる。充填後、８
５０°Ｃで１０分間、大気雰囲気で加熱する事により有
機バインダーは蒸発し、貫通孔内にはＡｇ−Ｐｄ合金の
みが充填された状態となる。

【００２８】導電体５の、ヒートコネクタ基材６表面に
露出した端面上には電極７を形成する。 電極７は銅メ
ッキ又は銅ペーストにより形成した。ＢＧＡパッケージ
１に対向する側の電極７上にはクリームはんだ４を塗布
する。

【００２９】抵抗体３は例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｕ
を含む合金あるいはこれら金属の酸化物よりなり、印刷
法でヒートコネクタ基材６表面上にパターン印刷した後
加熱焼成して形成する。

【００３０】図２に示すように本実施の形態では、抵抗
体３は複数の平行な帯として形成し、各抵抗体３は導電
体５とは電気的に絶縁されている。抵抗体３の各端部は
それぞれ抵抗体接続回路１０へ接続されている。

【００３１】抵抗体電流印加端子１１には外部の電源１
２が直列に接続され、不図示の制御装置で通電制御され
る。

【００３２】図３はＢＧＡパッケージ１、ヒートコネク
タ基材６、プリント配線基板８を近接配置した状態を示
す。この状態で抵抗体接続回路１０に通電すると、抵抗
体３が発熱し、この熱によりクリームはんだ４及びハン
ダバンプ２を溶融し、ＢＧＡパッケージ１とプリント配
線基板８がヒートコネクタ２１を介してハンダ接続され
る。

【００３３】このときに、抵抗体３の幅不足で発熱量が
不足となる場合は、図４に示すように抵抗体３下部のヒ
ートコネクタ基材６に溝を形成して抵抗体３の膜厚を厚
くして断面積を増やすことで発熱量を増加させることが
できる。

【００３４】なお、ヒートコネクタ基材６の、抵抗体３
が形成された側とは反対の面に抵抗体３とは直交する方
向であってそれぞれ平行な抵抗体の帯を形成し、この抵
抗体にも抵抗体３と同様に通電する事で、ハンダ接続部
分への熱供給をより均一にする事ができる。

【００３５】プリント配線基板８にハンダ接続したＢＧ
Ａパッケージ１をプリント配線基板８から取り外すに
は、接続時と同様に抵抗体３に電流を印加することで抵
抗体からの発熱によりハンダを溶融し、ＢＧＡパッケー
ジ１とプリント配線基板８を引き離せばよい。

【００３６】プリント配線基板８から引き離されたＢＧ
Ａパッケージ１を再度プリント配線基板に接続する場
合、ＢＧＡパッケージ１には既にハンダバンプ２が失わ
れた状態となっているが、ヒートコネクタ基材６上のク
リームハンダ４によってヒートコネクタ２１とＢＧＡパ
ッケージ１の裏面の配線電極とのハンダ接続が可能であ
る。

【００３７】次に、図５に本発明の第２の実施の形態を
示す。

【００３８】この実施の形態によれば、抵抗体３をヒー
トコネクタ基材６の中に貫通状態に複数相互に離間して
形成する。この際、抵抗体３はそれぞれ導電体５から絶
縁した状態で形成する。

【００３９】ヒートコネクタ基材６の両面において、複
数の抵抗体３の端面をつなぐように抵抗体接続回路１０
を形成する。

【００４０】図６に本実施の形態のヒートコネクタ２１
の断面図を示す。

【００４１】本実施の形態による抵抗体３によれば、ヒ
ートコネクタ２１をより効率よく、均一に加熱する事が
できるため、ＢＧＡパッケージ１の熱損傷をより少なく
し、またハンダ接合乃至取り外しの品質を高める事が可
能である。

【００４２】本実施の形態によるヒートコネクタ２１を
用いてＢＧＡパッケージ１が接続されたプリント配線基
板８の回路試験を行なう際に回路動作周波数が高いとヒ
ートコネクタ２１がＢＧＡパッケージ１の端子回路間の
電界障害の原因となる場合がある。この場合は、図７に
示すように、抵抗体電流印加端子１１を接続線２０によ
りプリント配線基板８上のグランド用電極１９に接続す
ることでその障害を低減できる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のヒートコ
ネクタによればヒートコネクタに設けた抵抗体からの発
熱によって表面実装部品のハンダバンプ周辺を選択的に
加熱することができるため、表面実装部品の熱損傷を大
幅に押さえることができる。

【００４４】また、抵抗体からの熱はヒートコネクタ中
に埋め込まれた導電体を通して伝導によって伝わるため
効率よくハンダ接合部分を加熱する事ができる。

【００４５】さらには、従来のように大型設備を必要と
しないため、どのような場所においても表面実装部品を
接続したプリント配線基板の回路試験が可能となる。

【００４６】なお、本発明のヒートコネクタの抵抗体を
絶縁性基体中に貫通して埋め込み、絶縁性基体の表面上
において回路接続してプリント配線基板へ接地をする構
成とすれば、ヒートコネクタを用いた表面実装部品の回
路試験の際の回路誤動作障害を低減する事が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるヒートコネク
タをＢＧＡパッケージとプリント配線基板間に配置した
ハンダ接合前の状態を示す断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態によるヒートコネク
タをプリント配線基板上に配置した状態を示す上面図で
ある。

【図３】本発明の第１の実施の形態によるヒートコネク
タをＢＧＡパッケージとプリント配線基板間に近接配置
した後の状態を示す断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態によるヒートコネク
タを示す断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態によるヒートコネク
タの上面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態によるヒートコネク
タの断面図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態によるヒートコネク
タをプリント配線基板上に配置し、抵抗体接続回路を接
地した状態を示す断面図である。

【図８】従来のＢＧＡパッケージの回路試験に用いられ
るソケットを基板に配置した状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ＢＧＡパッケージ ２ａ、２ｂ、２ｃ ハンダバンプ ３ 抵抗体 ４ クリームハンダ ５ 導電体 ６ ヒートコネクタ基材 ７ コネクタ電極 ８ プリント配線基板 ９ ランド １０ 抵抗体接続回路 １１ 抵抗体電流印加端子 １２ 電源 １３ 加圧機構 １４ 加圧ネジ １５ 接触ピン １６ 接触ピン保持板 １７ 中継ソケット １８ ＢＧＡソケット １９ グランド用電極 ２０ 接続線 ２１ ヒートコネクタ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アレイ状の外部端子を有する表面実装部
   品（以下表面実装部品という）とプリント配線基板との
   間に載置されて前記表面実装部品と前記プリント配線基
   板とをハンダ接続し乃至取り外す際に用いるヒートコネ
   クタであって、絶縁性基体と、前記アレイ状の外部端子
   に対応して前記絶縁性基体中に貫通して埋め込まれた複
   数の導電体と、前記導電体とは絶縁された状態で前記絶
   縁性基体を通電加熱するための抵抗体とからなることを
   特徴とするヒートコネクタ。
2. 【請求項２】 前記抵抗体は複数の柱状抵抗体からなり
   前記絶縁性基体に貫通して埋め込まれ、前記絶縁性基体
   の表面上に露出した前記柱状抵抗体の端部が前記絶縁性
   基体の表面に形成された接続回路に接続されていること
   を特徴とする請求項１記載のヒートコネクタ。
3. 【請求項３】 前記接続回路は前記プリント配線基板の
   回路試験時には前記プリント配線基板へ接地されている
   事を特徴とする請求項２記載のヒートコネクタ。
4. 【請求項４】 前記抵抗体は前記絶縁性基体上に印刷さ
   れていることを特徴とする請求項１記載のヒートコネク
   タ。
5. 【請求項５】 前記絶縁性基体はセラミックからなるこ
   とを特徴とする請求項１記載のヒートコネクタ。