JP2010021346A - はんだ付け方法及びはんだ付け装置 - Google Patents
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Abstract
バンプリペアや局所リフローにおいては、はんだ接続部の微細化に伴い、はんだ付け時に発生するボイドがはんだ内に残留による接続強度を著しく低下し、はんだ接続部とはんだペーストが溶融しても互いが融合し合わない未接現象が発生する。
【解決手段】
はんだが溶融している間に対象部品をクランプし、その対象部品だけを直接超音波加振する。また、超音波加振しながら、振動子の電気的インピーダンス変化によりはんだ接続部の凝固開始を検知し、基板が反る前にクランプを解除する。
【選択図】図1
Description
また、本発明の主題である、はんだ接続部のみあるいはその周辺部を局所的に加熱しはんだ付けを行なう方法として、BGA(ボール・グリッド・アレイ)などのはんだバンプを有する電子部品をリフローはんだ付けで接続する際に接続不良が発生した場合、該電子部品のはんだ接続部を熱風などで加熱しはんだを溶融させて該電子部品を取り外し、電子部品を再度はんだ接続するバンプリペアという方法がある。
まず、特許文献1では、回路基板を介して超音波振動を与える間接的な方法では振動エネルギーがはんだ接続部に届くまでに減衰してしまい効果が小さい。また、場合によってはプリント基板にダメージを与えることもあるため、常時使用可能な手法ではない。
そのため、特にBGA(ボールグリッドアレイ)やLGA(ランドグリッドアレイ)等の接続部においては、はんだ内のボイド残留が発生しやすくなっている。
図1に本発明の局所リフロー装置を示す。本発明は、図1に示すように回路基板1を介して加振するのではなく、はんだが溶融している間に、前述のBGAやLGA等のような一部の対象部品に直接超音波加振する。
cm離れた位置においてプリント基板を介して別に用意した振動子を用いて出力1kWの超音波加振を10秒実施した基板も用意した。
また、比較のために、力点と支点の間の距離を、支点と作用点の間の距離を10倍から2倍にし、BGAのホールド力を1/5に低減したクランプを使用してリペアした基板も作製しようとしたものの、超音波加振を開始した途端BGAがクランプから脱落したため、作製を断念した。
50 :加熱用熱風ノズル 51 :加熱用ランプ 55 :熱風
60 :移動機構 61 :左右移動部 62 :奥行き移動部62
63 :上下移動部63 100:クランプ 120:ネジ
121:ウォームギア 150:クランプにおける力点
151:クランプにおける支点 152:クランプにおける作用点
152:クランプにおける電子部品等と接触する爪部
160:アクチュエータ 161:動力伝達ケーブル 170:振動子
171:振動子の音極 200:超音波発振器。
Claims (15)
- 対象部品の基板とのはんだ接続部に熱エネルギーを与えてはんだ付けする際に、前記対象部品を保持し、はんだが溶融している間に前記対象部品を直接超音波加振することを特徴とするはんだ付け方法。
- 請求項1に記載のはんだ付け方法において、前記はんだの凝固が始まること検知し、前記検知結果に基づいて前記対象部品の保持を解除することを特徴とするはんだ付け方法。
- 請求項2に記載のはんだ付け方法において、前記検知は前記超音波を発振する振動子の電気的インピーダンス変化を検知することを特徴とするはんだ付け方法。
- 請求項2に記載のはんだ付け方法において、前記検知は前記超音波を発振する振動子への印加電力の変化を検知することを特徴とするはんだ付け方法。
- 請求項2に記載のはんだ付け方法において、前記対象部品の保持を解除すときは、前記熱エネルギーを与えることの停止に基づくことを特徴とするはんだ付け方法。
- 請求項1に記載のはんだ付け方法において、前記保持する保持力は最大150N程度の強い力で固定できるようになっていることを特徴とするはんだ付け方法。
- 対象部品を保持する第1の工程と、対象部品をはんだ付けする位置に移動させる第2の工程と、前記はんだ付けする位置に前記対象部品のはんだ接続部に熱エネルギーを与える第3の工程と、前記はんだ接続部のはんだが溶融している間に前記対象部品を直接的に超音波加振する第4の工程を有することを特徴とするはんだ付け方法。
- 請求項7に記載のはんだ付け方法において、更に前記はんだの凝固が始まること検知し、前記検知結果に基づいて前記対象部品の保持を解除する第5の工程を有していることを特徴とするはんだ付け方法。
- 対象部品を保持する手段と、前記対象部品の基板とのはんだ接続部に熱エネルギーを与える手段と、前記はんだが溶融している間に前記対象部品を直接超音波加振する手段とを有することを特徴とするはんだ付け装置。
- 請求項9に記載のはんだ付け装置において、更に、前記はんだの凝固が始まること検知する検知手段を有することを特徴とするはんだ付け装置。
- 請求項10に記載のはんだ付け装置において、前記検知手段は前記超音波を発振する振動子の電気的インピーダンス変化を検知する手段であることを特徴とするはんだ付け装置。
- 請求項10に記載のはんだ付け装置において、前記検知手段は前記超音波を発振する振動子への印加電力の変化を検知する手段であることを特徴とするはんだ付け装置。
- 請求項10に記載のはんだ付け装置において、対象部品を保持する手段は、前記熱エネルギーを与える手段の熱エネルギー付与の有無に基づいて、前記対象部品の保持を解除することを特徴とするはんだ付け装置。
- 請求項10に記載のはんだ付け装置において、更に、前記対象部品を前記基板のはんだ接続位置に移動する手段を有することを特徴とするはんだ付け装置。
- 請求項10に記載のはんだ付け装置において、更に、前記前記振動子を前記熱エネルギーから保護する手段を有することを特徴とするはんだ付け装置。
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