JP2010161123A - Device and method for repairing electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント基板に対する電子部品の取り外しおよび取り付けといった電子部品のリペアを実施する装置および方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for repairing an electronic component such as removing and attaching the electronic component to a printed circuit board.
例えば電子機器にはプリント基板ユニットが組み込まれる。プリント基板ユニットではプリント基板に多数の電子部品が実装される。実装にあたって例えばはんだバンプのボールグリッドアレイ(BGA)が用いられる。プリント基板ユニットの組み込みに先立ってプリント基板ユニットの機能は検査される。電子部品に不具合が発見されると、電子部品はプリント基板から取り外される。 For example, a printed circuit board unit is incorporated in an electronic device. In the printed circuit board unit, a large number of electronic components are mounted on the printed circuit board. For mounting, for example, a ball grid array (BGA) of solder bumps is used. Prior to installation of the printed circuit board unit, the function of the printed circuit board unit is tested. When a defect is found in the electronic component, the electronic component is removed from the printed circuit board.
電子部品の取り外しにあたって、BGAのはんだバンプには高温の熱風が吹き付けられる。近年でははんだバンプに鉛を含まない鉛フリーのはんだ材料が用いられる。こうしたはんだ材料の融点は従来のはんだ材料に比べて高い。したがって、熱風が電子部品の周囲の電子部品に向かって漏れ出すと、周囲の電子部品のはんだバンプの溶融が懸念される。その結果、周囲の電子部品との距離は大きくならざるを得ない。電子部品の実装密度は低下する。 When removing the electronic components, high-temperature hot air is blown onto the solder bumps of the BGA. In recent years, lead-free solder materials that do not contain lead are used for solder bumps. The melting point of such a solder material is higher than that of a conventional solder material. Therefore, when hot air leaks out toward the electronic components around the electronic component, there is a concern about melting of the solder bumps in the surrounding electronic component. As a result, the distance from surrounding electronic components must be increased. The mounting density of electronic components decreases.
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、電子部品の実装密度を高めることができる電子部品リペア装置および電子部品リペア方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electronic component repair device and an electronic component repair method capable of increasing the mounting density of electronic components.
上記目的を達成するために、電子部品リペア装置の一具体例は、接合材にてプリント基板の表面に接合される電子部品の表面に、下面で接触しており、発熱に基づき前記接合材を加熱する加熱ブロックと、前記加熱ブロックに連結されて前記加熱ブロックの下面よりも前記プリント基板の表面に近い位置に先端を規定するストッパとを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, one specific example of the electronic component repair device is that the lower surface is in contact with the surface of the electronic component that is bonded to the surface of the printed circuit board with the bonding material, and the bonding material is used based on heat generation. A heating block for heating, and a stopper connected to the heating block and defining a tip at a position closer to the surface of the printed circuit board than a lower surface of the heating block are provided.
こうした電子部品リペア装置によれば、加熱ブロックの働きでプリント基板上の電子部品に選択的に熱エネルギが伝達される。電子部品の周囲で熱エネルギの拡散は回避される。その結果、電子部品の周囲で他の電子部品は熱エネルギから十分に保護される。プリント基板上で電子部品や周囲の電子部品の実装密度は高められる。しかも、加熱ブロックにはストッパが取り付けられる。ストッパは加熱ブロックの下面よりプリント基板に近い位置に先端を規定する。したがって、接合材の溶融に基づき電子部品がプリント基板に向かって変位すると、ストッパの先端はプリント基板の表面に接触する。その結果、電子部品およびプリント基板の間に確実に隙間が確保される。接合材同士の短絡や電子部品の輪郭から外側に向かって接合材の漏れ出しは回避される。 According to such an electronic component repair device, heat energy is selectively transmitted to the electronic components on the printed circuit board by the action of the heating block. The diffusion of thermal energy around the electronic component is avoided. As a result, other electronic components are sufficiently protected from thermal energy around the electronic components. The mounting density of electronic components and surrounding electronic components on the printed circuit board can be increased. Moreover, a stopper is attached to the heating block. The stopper defines the tip at a position closer to the printed circuit board than the lower surface of the heating block. Therefore, when the electronic component is displaced toward the printed circuit board based on the melting of the bonding material, the tip of the stopper comes into contact with the surface of the printed circuit board. As a result, a gap is reliably ensured between the electronic component and the printed board. A short circuit between the bonding materials and leakage of the bonding material from the contour of the electronic component toward the outside are avoided.
上記目的を達成するために、電子部品リペア方法の一具体例は、プリント基板の表面との間に挟み込まれる接合材で前記プリント基板の表面に接合される電子部品の表面に加熱ブロックを接触させて、前記加熱ブロックに連結されるストッパの先端を前記加熱ブロックより前記プリント基板の表面に近づける工程と、前記加熱ブロックの発熱に基づき前記接合材を加熱して前記接合材を溶融させる工程と、前記接合材の溶融時に前記プリント基板の表面に前記ストッパの先端を接触させて、前記プリント基板の表面および前記電子部品の間に所定の隙間を確保する工程とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, one specific example of the electronic component repair method is to bring a heating block into contact with the surface of the electronic component to be bonded to the surface of the printed circuit board with a bonding material sandwiched between the surface of the printed circuit board. A step of bringing a tip of a stopper connected to the heating block closer to the surface of the printed board than the heating block, a step of heating the bonding material based on heat generated by the heating block, and melting the bonding material; And a step of bringing a tip of the stopper into contact with the surface of the printed circuit board when the bonding material is melted to secure a predetermined gap between the surface of the printed circuit board and the electronic component.
こうした電子部品リペア方法によれば、加熱ブロックの働きでプリント基板上の電子部品に選択的に熱エネルギが伝達される。電子部品の周囲で熱エネルギの拡散は回避される。その結果、電子部品の周囲で他の電子部品は熱エネルギから十分に保護される。プリント基板上で電子部品や周囲の電子部品の実装密度は高められる。しかも、加熱ブロックにはストッパが取り付けられる。ストッパは加熱ブロックの下面よりプリント基板に近づく先端を規定する。したがって、接合材の溶融に基づき電子部品がプリント基板に向かって変位すると、ストッパ先端はプリント基板の表面に接触する。その結果、電子部品およびプリント基板の間に確実に隙間が確保される。接合材同士の短絡や電子部品の輪郭から外側に接合材の漏れ出しは回避される。 According to such an electronic component repair method, heat energy is selectively transmitted to the electronic components on the printed circuit board by the action of the heating block. The diffusion of thermal energy around the electronic component is avoided. As a result, other electronic components are sufficiently protected from thermal energy around the electronic components. The mounting density of electronic components and surrounding electronic components on the printed circuit board can be increased. Moreover, a stopper is attached to the heating block. The stopper defines the tip approaching the printed circuit board from the lower surface of the heating block. Therefore, when the electronic component is displaced toward the printed circuit board based on the melting of the bonding material, the stopper tip contacts the surface of the printed circuit board. As a result, a gap is reliably ensured between the electronic component and the printed board. A short circuit between the bonding materials and leakage of the bonding material from the outline of the electronic component are avoided.
以上のように開示の電子部品リペア装置および電子部品リペア方法によれば、電子部品の実装密度を高めることができる。 As described above, according to the disclosed electronic component repair device and electronic component repair method, the mounting density of electronic components can be increased.
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る電子部品リペア装置11の構造を概略的に示す。この電子部品リペア装置11は支持台12を備える。支持台12には水平面13が区画される。水平面13には窓孔14がくり貫かれる。支持台12の上方には第1加熱ユニット15が配置される。第1加熱ユニット15は支持台12の上方から窓孔14に向き合う。同様に、支持台12の下方には第2加熱ユニット16が配置される。第2加熱ユニット16は支持台12の下方から窓孔14に向き合う。
FIG. 1 schematically shows the structure of an electronic
第1加熱ユニット15は例えば位置決め機構(図示されず)に連結される。位置決め機構は、水平面13に直交する垂直方向に第1加熱ユニット15を移動させることができる。こうした垂直移動に基づき第1加熱ユニット15は支持台12に対して垂直方向に位置決めされる。垂直移動の実現にあたって第1加熱ユニット15は、垂直方向に延びる例えばレールに案内される。第1加熱ユニット15には例えばボールねじ機構が連結される。ボールねじ機構では例えばねじ軸の回転量の制御に基づき第1加熱ユニット15の移動量が決定される。
The
第1加熱ユニット15はならい機構17を備える。ならい機構17は例えば直方体形状の本体18を備える。本体には、水平面13に沿って広がる長尺の支持板19、19が区画される。支持板19、19同士は相互に平行に延びる。支持板19、19は加熱ブロック21の突部21aを受け止める。支持板19には連結壁22が一体化される。こうして加熱ブロック21はならい機構17に吊り下げ支持される。加熱ブロック21は例えばスライド移動に基づきならい機構17に着脱自在に支持される。加熱ブロック21はリペア対象の電子部品に応じて様々なサイズに交換される。
The
加熱ブロック21は、例えば直方体形状のヒータ23を備える。ヒータ23は例えば銅といった高熱伝導性の金属材料から形成される。ヒータ23内には電熱線(図示されず)が埋め込まれる。電熱線に供給される電流に基づき電熱線は熱エネルギを発生させる。熱エネルギはヒータ23を発熱させる。ヒータ23の下面には加熱ヘッド24の上面が重ね合わせられる。加熱ヘッド24は例えば銅といった高熱伝導性の金属材料から形成される。加熱ヘッド24では銅に例えばクロムめっきが実施される。加熱ヘッド24の下面すなわち接触面24aは平坦面で形成される。接触面24aは水平面に沿って広がる。接触面24aの輪郭は特定の電子部品の輪郭に対応する。
The
加熱ヘッド24の下端には例えば直方体空間25が区画される。直方体空間25は下向きに開放される。直方体空間25には、例えば加熱ヘッド24内に形成される吸入路26が接続される。吸入路26には例えば真空ポンプ(図示されず)が接続される。真空ポンプの働きで吸入路26すなわち直方体空間25に負圧が生成される。こうした負圧の働きで加熱ヘッド24すなわち加熱ブロック21には吸引力が生成される。こうして加熱ヘッド24すなわち加熱ブロック21や真空ポンプ、吸入路26は同時に本発明の吸着機構として機能する。
For example, a
加熱ヘッド24の側面には複数のストッパ27が取り付けられる。ストッパ27は例えば板片から形成される。ストッパ27は加熱ヘッド24の接触面24aよりも支持台12に近づく先端を規定する。加熱ヘッド24の接触面24aから各ストッパ27の先端までの距離は均一に設定される。図2を併せて参照し、各ストッパ27は加熱ヘッド24の4隅の角に配置される。ストッパ27は水平面に沿ってL字形の断面を有する。ストッパ27は、加熱ヘッド24の側面に例えばねじ(図示されず)で取り付けられる。ここで、ストッパ27は例えば加熱ヘッド24の3隅の角に少なくとも配置されればよい。
A plurality of
ならい機構17の本体18には押し付け機構28が組み込まれる。押し付け機構28は、水平面13に直交する垂直方向に本体18に進退自在に支持されるピン29を備える。ピン29は下端に向かうにつれて先細る。ピン29の下端は加熱ブロック21の上面に受け止められる。ピン29には弾性体すなわちコイルばね31が連結される。コイルばね31は、ピン29に形成されるフランジ32と本体18の上端との間に挟み込まれる。こうしてコイルばね31には弾性復元力が蓄積される。コイルばね31の弾性復元力に基づきピン29は垂直方向に加熱ブロック21の上面に所定の押し付け力を作用させる。こうして加熱ブロック21の突部21aは支持板19に押し当てられる。
A
ならい機構17の本体18には変位センサ33がさらに組み込まれる。変位センサ33は、水平面13に直交する垂直方向に本体18に進退自在に支持される。変位センサ33の下端は本体18の下端から突き出る。こうして変位センサ33の下端は加熱ブロック21の上面に受け止められる。図1から明らかなように、本体18に対して加熱ブロック21は垂直方向に相対的に進退移動することができる。変位センサ33はそうした加熱ブロック21の進退移動に応じて変位する。こうして変位センサ33は加熱ブロック21の変位を検出することができる。
A
その一方で、第2加熱ユニット16は裏側ヒータ34を備える。裏側ヒータ34の噴出口34aは支持台12の下方から窓孔14に向き合う。噴出口34aは窓孔14に向かって熱風を噴き出す。裏側ヒータ34には例えば電熱線やファンが組み込まれる。ファンの働きで外気は裏側ヒータ34内に導入される。導入にあたって電熱線で外気は加熱される。同様に、第2加熱ユニット16は、窓孔14に向き合う例えば1対の補助ヒータ35、35を備える。補助ヒータ35は例えば裏側ヒータ34の両脇に配置される。補助ヒータ35には例えば赤外線ヒータが用いられる。
On the other hand, the
図3に示されるように、電子部品リペア装置11は制御回路41を備える。制御回路41には、第1加熱ユニット15に接続される位置決め機構42、ヒータ23、吸入路26に接続される真空ポンプ43、変位センサ33、第2加熱ユニット16の裏側ヒータ34および補助ヒータ35に接続される。制御回路41は位置決め機構42の動作を制御する。制御信号の供給に基づき位置決め機構42は所定の位置に第1加熱ユニット15を位置決めする。
As shown in FIG. 3, the electronic
制御回路41は真空ポンプ43の動作を制御する。真空ポンプ43には例えば電磁弁が組み込まれる。制御回路41は制御信号の供給に応じて電磁弁の開閉を制御する。電磁弁の開閉に応じて吸入路26すなわち直方体空間25内での負圧の生成が制御される。同様に、制御回路41は、ヒータ23、裏側ヒータ34および補助ヒータ35の動作を制御する。制御信号の供給に応じてヒータ23、裏側ヒータ34および補助ヒータ35のオンオフが制御される。
The
変位センサ33は制御回路41に加熱ブロック21の変位の検出を出力する。制御回路41は変位センサ33からの出力に基づき変位センサ33の変位量をゼロにリセットすることができる。その一方で、制御回路41にはタイマ44が接続される。制御回路41の制御に基づきタイマ44は所定の時間を計測することができる。タイマ44は所定の時間の経過を制御回路41に出力する。こうした制御回路41の動作は例えば所定のソフトウェアプログラムに基づき実行される。
The
いま、例えば図4に示されるように、両面実装のプリント基板ユニット45から電子部品46を取り外す場面を想定する。このプリント基板ユニット45ではプリント基板47の表面に電子部品46が実装される。実装にあたって接合材すなわちはんだバンプ48が用いられる。はんだバンプ48はボールグリッドアレイ(BGA)を構成する。はんだバンプ48は例えば錫、銀および銅のはんだから形成される。このはんだバンプ48の融点は217℃に設定される。電子部品46は、プリント配線板49と、プリント配線板49上に実装されるLSI(大規模集積回路)チップパッケージ51とを備える。
Now, for example, as shown in FIG. 4, it is assumed that the
プリント基板47の表面には電子部品46の周囲に他の電子部品52が実装される。電子部品52は電子部品46に隣接して配置される。同様に、プリント基板47の裏面には電子部品53が実装される。こうした裏側の電子部品53は例えば表側の電子部品46の投影像領域内に配置される。こういった電子部品52、53には例えばチップコンデンサやチップトランジスタといった電子部品が含まれる。プリント基板ユニット45が支持台12上に配置されると、プリント基板47の裏面では電子部品53は窓孔14内に配置される。
Another
プリント基板ユニット45は支持台12に固定される。まず、制御回路41は、図5のステップS1で、ヒータ23、補助ヒータ35および裏側ヒータ34に作動を指示する。ヒータ23、補助ヒータ35および裏側ヒータ34は作動する。続いて、ステップS2で、制御回路41は位置決め機構42に制御信号を供給する。第1加熱ユニット15は上方からプリント基板ユニット45に接近する。このとき、加熱ブロック21の重量および押し付け機構28のピン29の押し付け力に基づき加熱ブロック21の突部21aは支持板19に押し当てられる。加熱ブロック21は最下位置に配置される。加熱ヘッド24の接触面24aの輪郭はプリント配線板49の輪郭に一致する。
The printed
図6に示されるように、加熱ヘッド24は接触面24aでプリント配線板49に接触する。加熱ブロック21の垂直移動は停止する。LSIチップパッケージ51は加熱ヘッド24の直方体空間25内に配置される。図7を併せて参照し、ストッパ27はプリント配線板49の4隅に沿って配置される。ストッパ27すなわち加熱ヘッド24とプリント配線板49との位置ずれは回避される。こうして加熱ヘッド24の接触面24aはプリント配線板49の表面に受け止められる。図6から明らかなように、ストッパ27の先端は加熱ヘッド24の接触面24aよりもプリント配線板49の表面に近い位置に規定される。ここでは、ストッパ27の先端およびプリント基板47の表面の間には所定の距離が確保される。
As shown in FIG. 6, the
その一方で、ならい機構17は加熱ブロック21の垂直移動の停止よりも後に停止する。その結果、加熱ブロック21はならい機構17に対して最下位置から上方に相対変位する。こうして加熱ブロック21の突部21aは支持板19との間に所定の隙間を形成する。その結果、加熱ブロック21の姿勢変化は許容される。このとき、コイルばね31の働きで加熱ブロック21は所定の押し付け力でプリント配線板49の表面に押し付けられる。例えばプリント配線板49の表面が水平面から傾いて規定されても、加熱ブロック21の姿勢変化に基づき接触面24aはプリント配線板49の表面に確実に密着する。ここで、加熱ブロック21の突部21aおよび支持板19の間の距離は、ストッパ27の先端およびプリント基板47の表面の間の距離より大きく設定される。
On the other hand, the
ステップS3で、制御回路41は、変位センサ33から本体18に対する加熱ブロック21の相対変位を検出する出力を受け取る。制御回路41は、ステップS4で、変位センサ33の変位量をゼロにリセットする。ステップS5で、制御回路41は変位センサ33の出力を監視する。ヒータ23の発熱に基づき加熱ヘッド24に熱エネルギが伝達される。加熱ヘッド24からプリント配線板49を介してはんだバンプ48に熱エネルギが伝達される。はんだバンプ48の温度は上昇する。ここでは、はんだバンプ48は例えば230℃前後の温度に加熱される。
In step S <b> 3, the
このとき、裏側ヒータ34は電子部品46の輪郭の投影像領域内でプリント基板47を加熱する。裏側ヒータ34は噴出口34aから例えば180℃〜220℃程度の熱風を噴き出す。特に、熱風の温度は200℃〜220℃の範囲に設定されることが好ましい。熱風はプリント基板47の裏面に吹き付けられる。熱風の量は例えば3〜20ml/分程度に設定される。こうしてプリント基板47の温度は例えばはんだバンプ48の融点より僅かに低い温度に制御される。その結果、すべてのはんだバンプ48は均一に加熱される。同時に、プリント基板47の裏側で電子部品53の過度の温度上昇は回避される。電子部品53の損傷は回避される。
At this time, the
その一方で、補助ヒータ35は、電子部品46の輪郭の投影像領域より外側でプリント基板47を加熱する。補助ヒータ35は、赤外線に基づき放射される熱エネルギでプリント基板47の温度を150℃程度まで加熱する。こうしてプリント基板47では電子部品46の輪郭の投影像領域の内側と外側とで温度差はできる限り縮小される。その結果、プリント基板47は全体的にできる限り均等に加熱されることができる。プリント基板47で局所的な加熱は回避される。したがって、過度の温度差に基づく熱膨張の差は防止される。プリント基板47の反りは回避される。
On the other hand, the
はんだバンプ48が溶融し始めると、ピン29の押し付け力に基づきプリント配線板49すなわち加熱ブロック21はプリント基板47に向かって変位し始める。変位センサ33はならい機構17に対する加熱ブロック21の相対変位を検出する。変位センサ33は制御回路41に加熱ブロック21の変位の検出を出力する。このとき、図8に示されるように、加熱ブロック21の相対変位に基づきストッパ27はプリント基板47の表面に受け止められる。こうして加熱ブロック21の変位は停止する。はんだバンプ48の過度の押し潰しは回避される。はんだバンプ48同士の短絡や電子部品46の輪郭から外側にはんだバンプ48の漏れ出しは回避される。
When the solder bumps 48 start to melt, the printed
ステップS5で、変位センサ33からの出力に基づき制御回路41は変位を検出すると、制御回路41はステップS6でタイマ44の作動を指示する。タイマ44は所定の時間の計測を開始する。例えば10秒間が設定される。ここでは、例えばすべてのはんだバンプ48が溶融する時間として10秒間が設定される。制御回路41はステップS7で10秒間の計測を監視する。計測の開始から10秒が経過すると、制御回路41はステップS8で真空ポンプ43の電磁弁を開放する。その結果、直方体空間25で負圧が生成される。電子部品46には吸引力が作用する。プリント配線板49は加熱ヘッド24の接触面24aに吸着する。こうして電子部品46は加熱ブロック21に吸着する。
In step S5, when the
ステップS9で、位置決め機構42は第1加熱ユニット15を上昇させる。加熱ブロック21はならい機構17に吊り下げ支持される。図9に示されるように、プリント基板47から電子部品46は引き離される。溶融したはんだバンプ48は分断される。こうして電子部品46はプリント基板47から取り外される。その後、電子部品46は第1加熱ユニット15から取り外される。支持台12上でプリント基板47上に残存したはんだバンプ48はすべて除去される。その後、図10に示されるように、プリント基板47上には新たな電子部品46が配置される。電子部品46およびプリント基板47の間には予めはんだバンプ48が挟み込まれる。このとき、はんだバンプ48にははんだペーストが塗布されればよい。
In step S9, the
制御回路41は、前述と同様に、ヒータ23、補助ヒータ35および裏側ヒータ34に作動を指示する。続いて、制御回路41は位置決め機構42に制御信号を供給する。第1加熱ユニット15は上方からプリント基板ユニット45に接近する。このとき、前述と同様に、加熱ヘッド24の下面はプリント配線板49に接触する。加熱ブロック21の垂直移動は停止する。その一方で、ならい機構17は加熱ブロック21の垂直移動の停止よりも後に停止する。このとき、コイルばね31の働きで加熱ブロック21は所定の押し付け力でプリント配線板49の表面に押し付けられる。例えばプリント配線板49の表面が水平面から傾いて規定されても、加熱ブロック21の姿勢変化に基づき接触面24aはプリント配線板49の表面に確実に密着する。その結果、加熱ヘッド24の接触面24aはプリント配線板49の表面に確実に密着する。
The
制御回路41は変位センサ33からの出力に基づき変位センサ33の変位量をゼロにリセットする。制御回路41は変位センサ33の変位を監視する。ヒータ23の発熱に基づき加熱ヘッド24に熱エネルギが伝達される。こうして加熱ヘッド24はプリント配線板49を介してはんだバンプ48を加熱する。はんだバンプ48の温度ははんだバンプ48の融点以上の温度に上昇する。はんだバンプ48が溶融し始めると、ピン29からの押し付け力に基づきプリント配線板49すなわち加熱ブロック21はプリント基板47に向かって変位し始める。変位センサ33は加熱ブロック21の変位を検出する。変位センサ33からの出力に基づき制御回路41は変位を検出する。
The
制御回路41はタイマ44の作動を指示する。タイマ44は10秒間の計測を開始する。制御回路41は10秒間の計測を監視する。10秒が経過すると、位置決め機構42は第1加熱ユニット15を上昇させる。このとき、吸入路26すなわち直方体空間25で負圧は生成されない。加熱ブロック21に対して電子部品46は吸着しない。こうして第1加熱ユニット15はプリント基板47から遠ざかる。その後、プリント基板47上で溶融したはんだバンプ48は例えば室温まで冷却される。はんだバンプ48は固化する。その結果、新たな電子部品46はプリント基板47の表面に実装される。こうして電子部品46のリペアは完了する。
The
以上のような電子部品リペア装置11では、加熱ブロック21の働きでプリント基板47上の電子部品46に選択的に熱エネルギが伝達される。電子部品46の周囲で熱エネルギの拡散は回避される。その結果、電子部品46の周囲で他の電子部品52は熱エネルギから十分に保護される。プリント基板47上で電子部品46や周囲の電子部品52の実装密度は高められる。しかも、加熱ブロック21にはストッパ27が取り付けられる。はんだバンプ48の溶融に基づきプリント基板47に向かう電子部品46の変位はストッパ27で規制される。電子部品46およびプリント基板47の間に確実に隙間が確保される。はんだバンプ48同士の短絡やはんだバンプ48の漏れ出しは回避される。
In the electronic
一般に、出荷に先立ってプリント基板ユニット45の機能が検査される。例えば電子部品46に不具合が発見されると、電子部品46は交換される。交換にあたって電子部品46はプリント基板47から取り外される。このとき、電子部品46が加熱されると、熱エネルギは裏側の電子部品53に伝達される。電子部品53は耐熱温度を超える高熱に曝される。プリント基板47の裏側で電子部品53の破壊が引き起こされてしまう。前述の電子部品のリペア方法によれば、裏側ヒータ34の働きで電子部品53の過度の温度上昇は回避される。電子部品53の破壊は防止される。しかも、補助ヒータ35の働きでプリント基板47の反りは回避される。
Generally, the function of the printed
発明者は本発明の効果を検証した。検証にあたって、図11に示されるように、プリント基板ユニット61が用意された。プリント基板ユニット61はプリント基板62を備える。プリント基板62の表面にはリペア対象の電子部品63および非リペア対象の電子部品64が実装される。電子部品63、64は、プリント配線板65およびLSIチップパッケージ66をそれぞれ備える。プリント配線板65ははんだバンプのボールグリッドアレイ(BGA)に基づきプリント基板62の表面に実装される。はんだバンプには例えば融点217℃の錫、銀および銅のはんだが用いられる。
The inventor verified the effect of the present invention. For verification, a printed
このとき、具体例および比較例に係る電子部品リペア装置にプリント基板ユニット61が装着された。具体例および比較例に係る電子部品リペア装置でプリント基板62から電子部品63のみが取り外された。具体例には本発明に係る前述の電子部品リペア装置11が用いられた。比較例には従来の電子部品リペア装置が用いられた。比較例では、加熱ブロック21に代えて、電子部品63に向かって高温の熱風を吹き付けるヒータが用いられた。電子部品63の取り外し時にプリント基板ユニット61上の8箇所で温度が計測された。
At this time, the printed
ここでは、位置(1)電子部品63下のBGAの中心、位置(2)電子部品63下のBGAの外周、位置(3)電子部品63のプリント配線板65の中心、位置(4)プリント基板62上で電子部品63の輪郭から1mmの位置、位置(5)プリント基板62上で電子部品63の輪郭から3mmの位置、位置(6)電子部品64下のBGAの外周、位置(7)プリント基板62の裏面で電子部品63の輪郭の投影像領域の中心、および、位置(8)当該投影像領域の外周の8箇所で温度が計測された。各位置(1)〜(8)で温度の上限値や温度の下限値が設定された。位置(1)および(2)では230℃の下限値が設定された。位置(3)では245℃の上限値が設定された。位置(4)〜(8)では215℃の上限値が設定された。
Here, position (1) center of BGA under
その結果、図12に示されるように、具体例では、すべての位置(1)〜(8)で温度の上限値や下限値が許容範囲内に収まった。その一方で、比較例では、位置(4)、(5)および(7)で許容範囲から外れる温度が計測された。いずれの位置でも温度ははんだバンプの融点を上回った。以上の結果、具体例すなわち本発明では、加熱ブロック21の働きで電子部品63の周囲やプリント基板62の裏面で熱エネルギの拡散が回避されることが確認された。その一方で、比較例では、高温の熱風に基づき電子部品63の周囲やプリント基板62の裏面に熱エネルギが拡散することが確認された。電子部品63の周囲の電子部品やプリント基板62の裏面の電子部品ではんだの溶融の可能性があることが判明した。こうした溶融は電子部品の落下といった不具合を招いてしまう。
As a result, as shown in FIG. 12, in the specific example, the upper limit value and the lower limit value of the temperature were within the allowable range at all the positions (1) to (8). On the other hand, in the comparative example, temperatures out of the allowable range were measured at the positions (4), (5), and (7). At any position, the temperature exceeded the melting point of the solder bump. As a result, in the specific example, that is, the present invention, it was confirmed that the
11 電子部品リペア装置、18 本体、21 加熱ブロック、24a 下面(接触面)、27 ストッパ、28 押し付け機構、33 変位センサ、34 補助ヒータ、35 裏側ヒータ、46 電子部品、47 プリント基板、48 接合材(はんだバンプ)。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記加熱ブロックに連結されて前記加熱ブロックの下面よりも前記プリント基板の表面に近い位置に先端を規定するストッパとを備えることを特徴とする電子部品リペア装置。 A heating block that is in contact with the lower surface of the surface of the electronic component to be bonded to the surface of the printed circuit board with the bonding material and heats the bonding material based on heat generation;
An electronic component repair device comprising: a stopper connected to the heating block and defining a tip at a position closer to the surface of the printed circuit board than a lower surface of the heating block.
前記加熱ブロックを支持する本体と、
前記本体に組み込まれて、前記電子部品に向かって前記加熱ブロックを押し付ける押し付け機構とを備えることを特徴とする電子部品リペア装置。 The electronic component repair device according to claim 1,
A body supporting the heating block;
An electronic component repair apparatus comprising: a pressing mechanism that is incorporated in the main body and presses the heating block toward the electronic component.
前記加熱ブロックの発熱に基づき前記接合材を加熱して前記接合材を溶融させる工程と、
前記接合材の溶融時に前記プリント基板の表面に前記ストッパの先端を接触させて、前記プリント基板の表面および前記電子部品の間に所定の隙間を確保する工程とを備えることを特徴とする電子部品リペア方法。 A heating block is brought into contact with the surface of an electronic component to be bonded to the surface of the printed circuit board with a bonding material sandwiched between the surface of the printed circuit board, and a tip of a stopper connected to the heating block is moved from the heating block to the surface. The process of bringing it closer to the surface of the printed circuit board;
Heating the bonding material based on the heat generated by the heating block to melt the bonding material;
And a step of bringing a tip of the stopper into contact with the surface of the printed circuit board when the bonding material is melted to secure a predetermined gap between the surface of the printed circuit board and the electronic component. Repair method.
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