JP2011211073A - 電子部品のリペア装置、リペア方法、およびリペア用伝熱キャップ部材 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品に設けられたはんだ接合部に熱を供給して前記はんだ接合部を溶融させる際、電子部品に設けられたはんだ接合部を従来に比べて効率よく溶融させる。
【解決手段】電子部品のリペア装置は、光源と、電子部品が配線板に載せられた状態で前記電子部品の一部分と当接する部材であって、前記光源の照射光を受けて加熱される加熱部と、加熱部の熱を前記電子部品との当接面に伝熱する伝熱部と、を備える伝熱キャップ部材と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品に設けられたはんだ接合部に熱を供給して前記はんだ接合部を溶融させる電子部品のリペア装置およびリペア方法と、電子部品のはんだ接合部を溶融して電子部品をリペアする際に用いるリペア用伝熱キャップ部材と、に関する。

配線板に実装される半導体パッケージには、パッケージ基板の底面側に多数のボール状の接続端子を設けたＢＧＡ[Ball Grid Array]方式のパッケージやＣＳＰ[Chip Size Package]（以降、単にパッケージという）が使用されている。
このパッケージを実装した配線板では、パッケージに故障が生じた場合や、パッケージの保守、あるいはリサイクル等の理由により、パッケージの交換（リペア）が行われる場合がある。このため、パッケージを配線板から取り外し、再び配線板に取り付けるリペア技術は不可欠である。

例えば、リペア技術として、パッケージのはんだ接合部を加熱溶融してプリント基板に対する取り外しおよび再取り付けを行うリペア装置において、パッケージの再取り付け時の反りや傾きを抑制し、パッケージを安定して確実に実装できるリペア装置が知られている（特許文献１）。
このリペア装置では、ホットエアーをパッケージに吹き付けてはんだ接合部を加熱溶融する方式が用いられる。

また、他のリペア技術として、ハロゲンランプからのソフトビームを、能動素子や受動素子等の電子部品を含む配線板に直接照射して、配線板に実装されている電子部品のはんだ接合部を溶融して電子部品を配線板から取り除く方式も知られている（特許文献２）。

特開２００６−４１３７５号公報 特開２００７−３３５４４７号公報

今日、有害な鉛を排除するためにはんだ接合部には、鉛フリーはんだ、例えば錫、銀および銅を含んだＳＡＣはんだが用いられる。このＳＡＣはんだの融点は、錫および鉛を含む共晶はんだに比べて４０度ほど高い。また、配線板の所定の領域に実装されるパッケージと周囲の電子部品の間隔も５ｍｍから０．５ｍｍと狭くなっている。このため、ホットエアーを用いてはんだ接合部を加熱溶融する方式では、ホットエアーノズル自体が周囲の電子部品を加熱し、また、パッケージに吹き付けた後周囲に逃がすホットエアーの熱により周囲の電子部品は加熱される。この結果、周囲の電子部品自体に故障に繋がる熱履歴が加わる場合がある。このような場合、リペア終了後に周囲の電子部品も取り替えるため、作業に多くの時間を要する。また、ホットエアーを用いたリペアの場合、ホットエアーを用いるはんだ接合部の温度履歴およびはんだ接合部周りの各位置の温度履歴を予め測定して、ホットエアーの温度および供給時間を調べる煩雑な作業もある。

図８は、ホットエアー（ＨＡ）を用いてはんだ接合部を加熱溶融する方式の一例を説明する図である。図８に示すように、配線板１０１の所定の位置にセットしたパッケージ１０２にホットエアーノズル１００を近づけてホットエアーＨＡを吹き付ける。ホットエアーノズル１００の開口部の縁は、例えばパッケージ１０２の縁よりも約２ｍｍ離間し、かつ、ホットエアーノズル１００の開口部が、パッケージ１０２の上面の高さと略同じ高さに位置するように、ホットエアーノズル１００は位置調整される。これにより、パッケージ１０２の裏面側にあるはんだ接合部１０４を溶融させる。このとき、ホットエアーノズル１００は、ホットエアーＨＡの流れを確保するために、図８中の破線矢印に示すように、パッケージ１０２の周囲にホットエアーＨＡを逃がす。パッケージ１０２の周囲に位置する電子部品１０４は、ホットエアーノズル１００自体の熱の影響を受けて、あるいは、ホットエアーノズル１００から流れ出るホットエアーの熱により、電子部品１０４も高温となり、電子部品１０４に故障に繋がる熱履歴が加わる場合がある。

一方、光を直接照射する方式をパッケージのリペアに適用した場合、パッケージのはんだ接合部の加熱が均一でなく、はんだ接合部の溶融を確実に行うことができない場合もある。

そこで、本発明は、従来と異なる新たな方式により、電子部品に設けられたはんだ接合部を従来に比べて効率よく溶融させる電子部品のリペア装置およびリペア方法を提供する。さらに、本発明は、新たな方式を用いて電子部品をリペアする際に用いるリペア用伝熱キャップ部材を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、電子部品に設けられたはんだ接合部に熱を供給して前記はんだ接合部を溶融させる電子部品のリペア装置であって、
光源と、
前記電子部品が配線板に載せられた状態で前記電子部品と当接する部材であって、前記光源の照射光を受けて加熱される加熱部と、前記加熱部の熱を前記電子部品との当接面を通して電子部品に伝熱する伝熱部と、を備える伝熱キャップ部材と、を有することを特徴とする。

本発明の他の態様は、電子部品の一方の面に設けられたはんだ接合部に熱を供給して前記はんだ接合部を溶融させる電子部品のリペア方法であって、
前記電子部品が前記配線板に載せられた状態で前記電子部品と当接する伝熱キャップ部材の一部分に光を照射するステップと、
前記伝熱キャップ部材への照射により加熱した前記伝熱キャップ部材の熱が前記電子部品に伝熱することにより、前記電子部品のはんだ接合部を溶融させるステップと、
前記はんだ接合部の溶融後に、前記光の照射を停止するステップと、を有することを特徴とする。

本発明の更に他の態様は、電子部品の一方の面に設けられたはんだ接合部を溶融して、電子部品を取り付け、あるいは取り外す際に用いるリペア用伝熱キャップ部材であって、
前記電子部品と当接する当接面を有し、光源の照射光を受けて加熱される加熱部と、前記加熱部の熱を前記電子部品との当接面を通して電子部品に伝熱する伝熱部と、を有することを特徴とする。

上述の態様の電子部品のリペア装置およびリペア方法によれば、電子部品に設けられたはんだ接合部を従来に比べて効率よく溶融させることができる。
さらに、上述の態様のリペア用伝熱キャップ部材を用いて、はんだ接合部を従来に比べて効率よく溶融させることができる。

本実施形態であるリペア装置の概略構成図である。 （ａ），（ｂ）は、図１に示すリペア装置に用いる伝熱キャップ部材の斜視図である。 （ａ）は、図２（ａ），（ｂ）に示す伝熱キャップ部材の熱の流れを説明する図であり、（ｂ）は、図２（ａ），（ｂ）に示す伝熱キャップ部材の温度分布の一例を示す図である。 図１に示すリペア装置の第１昇降機の要部を示す図である。 図１に示すリペア装置で行われる制御を説明する制御ブロック図である。 （ａ），（ｂ）は、本実施形態のリペア法のフローを説明するフローチャートである。 実施例において行われる温度計測の計測点を説明する図である。 従来のホットエアーを用いたリペア法を説明する図である。

以下、本発明の電子部品のリペア装置、リペア方法およびリペア用伝熱キャップ部材について説明する。

（リペア装置の構成）
図１は、本実施形態であるリペア装置１０の概略構成図である。
リペア装置１０は、光ビームの照射により加熱される伝熱キャップ部材を、配線板の実装位置に配した電子部品に当接させ、当接した部分を通して伝熱キャップ部材から電子部品に流れる熱を利用して電子部品に設けられたはんだ接合部を溶融させる装置である。以降では、電子部品は、能動素子や受動素子を含む半導体素子や半導体チップを搭載したパッケージ等を含む。以降の説明では、電子部品として、ＢＧＡ方式のパッケージ（以降、ＢＧＡパッケージという）を例とし、はんだ接合部として、ＳＡＣはんだ（融点は２２０℃）を用いたＢＧＡを例として用いる。

リペア装置１０は、上側光源部１２、下側光源部１４，１６、伝熱キャップ部材１８、温度計測ユニット２０、変位計測ユニット２２、第１昇降機２４、第２昇降機２６、制御部３０、キャップ部材保持部３２、ホットエアー生成ユニット３４、ステージ台３６、基板押さえ３８、を主に有する。

上側光源部１２は、光源１２ａと反射板１２ｂとを有し、光源１２ａから伝熱キャップ部材１８に遠赤外光（ＩＲ）を照射する。すなわち、上側光源部１２は輻射エネルギ伝達により伝熱キャップ部材１８を加熱する。反射板１２ｂは、所定の位置で光が集束する形状を成している。上側光源部１２は、第２昇降機２６のアーム部２６ａに固定されているので、第２昇降機２６のアーム部２６ａの移動に伴って、上側光源部１２も移動する。光を反射板１２ｂで集束させたときのスポット径は、例えば３ｍｍ程度である。図１中では、照射する光束は広く示している。
光源１２ａは、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、あるいは、レーザ光源を用いることができる。

下側光源部１４，１６は、遠赤外光を、ＢＧＡパッケージ１７を実装する配線板１９の実装位置と反対側（以降、裏側という）の位置の周囲に照射し、輻射エネルギ伝達により加熱する。この加熱は、上側光源部１２により実装面側の一部分が加熱されて熱膨張により配線板１９が反ることを防止するために、行われる。下側光源部１４，１６は、配線板１９全体をはんだ接合部１７ａ（後述する図３（ａ）参照）の溶融温度より例えば７０℃程度低くなるように均一な加熱を行う。これによって、上側光源部１２の光の照射による加熱時間も短縮することができる。さらに、配線板１９を挟んでＢＧＡパッケージ１７の実装位置の裏側の対応位置には、ホットエアー生成ユニット３４によりホットエアーが吹き付けられる。すなわち、対流エネルギ伝達により配線板１９は加熱される。ホットエアー生成ユニット３４は、裏側から例えば１８０〜２２０℃のホットエアーを例えば３〜２０（ｍｌ／分）の流速で配線板１９に吹き付ける。ホットエアーの吹き付けは、上側光源部１２の光照射による加熱と下側光源部１４，１６の光照射による加熱により、実装する領域の配線板１９の裏側がはんだ接合部１７ａの溶融温度より高温になることを防止するために行われる。これにより、実装位置と裏側の領域の過度な加熱を抑制し、はんだ接合部１７ａの温度上昇を抑制する。

伝熱キャップ部材１８は、ＢＧＡパッケージ１７が配線板１９に載せられた状態でＢＧＡパッケージ１７の一部分と当接する部材である。
伝熱キャップ部材１８は、光源１２ａの照射光を受けて加熱される加熱部１８ａ（図２（ａ）参照）と、加熱部１８ａの熱をＢＧＡパッケージ１７との当接面を通してＢＧＡパッケージ１７、特に、はんだ接合部に伝熱する伝熱部１８ｂ（図２（ａ），（ｂ）参照）と、を備える。伝熱キャップ部材１８の外周は、ＢＧＡパッケージ１７の外周と略同じであり、伝熱キャップ部材１８は、ＢＧＡパッケージ１７の外縁部と当接するように、伝熱部１８ｂが設けられる。
図２（ａ），（ｂ）は、伝熱キャップ部材１８の斜視図である。図２（ａ）は、伝熱キャップ部材１８の表面側から見た斜視図である。図２（ｂ）は、伝熱キャップ部材１８の裏面側から見た斜視図である。

伝熱キャップ部材１８は、図２（ａ）に示すように、配線板１９に実装するＢＧＡパッケージ１７の形状に対応した矩形形状の平面を表側に有する板状部材である。図２（ｂ）に示すように、伝熱キャップ部材１８は、伝熱キャップ部材１８の裏側に、窪んだ凹部１８ｃを有する。この凹部１８ｃを取り巻く凸部が、伝熱部１８ｂとしてＢＧＡパッケージ１７と当接する。すなわち、伝熱部１８ｂは口の字状を成した当接面１８ｄを有する。
伝熱キャップ部材１８には、例えば無酸素銅あるいは真鍮等の銅系材料あるいはアルミニウムの熱伝導の高い材料が母材として用いられ、質量が例えば１〜５ｇ程度と軽い。伝熱キャップ部材１８は、効率よく光の照射を受けて高温になるように、光のエネルギーの吸収が良く、後述する温度計測が安定して行われるように、少なくとも加熱部１７ａの表面は黒色酸化クローム被膜で覆われ、あるいは、黒色アルマイト処理（陽極酸化処理）が施されている。
また、伝熱キャップ部材１８のＢＧＡパッケージ１７と当接する当接面１８ｄには、ＢＧＡパッケージ１７の面の粗さによる接触熱抵抗を軽減して伝熱を効率よく行うために粘着材あるいは伝熱シリコーン等の伝熱グリスあるいは伝熱シートが設けられている。

伝熱キャップ部材１８の形状は、ＢＧＡパッケージ１７の形状と熱伝導率によって決定される。フリップチップＢＧＡパッケージ１７を配線板１９に実装する場合、伝熱キャップ部材１８の当接面１８ｄの幅は例えば２〜３ｍｍとされ、樹脂で封止されたワイヤボンディングＢＧＡパッケージ１７を配線板１９に実装する場合、伝熱キャップ部材１８の当接面１８ｄの幅は例えば３〜４ｍｍとされる。

図３（ａ）は、伝熱キャップ部材１８からＢＧＡパッケージ１７への熱の流れを説明する図である。図３（ｂ）は、伝熱キャップ部材１８の加熱部１８ａの温度分布の一例を示す図である。この温度分布は、中央部１８ｅを通り、矩形形状の加熱部１８ａの長辺に平行な方向に沿った分布である。
伝熱キャップ部材１８の表側の加熱部１８ａは、図２（ａ）に示されるように表面が矩形形状の平面をなし、この矩形形状の中央部１８ｅに略収束した光が照射される。中央部１８ｅは光の照射を受けることにより加熱され、その熱が伝熱部１８ｂに向かって略均一に流れ、はんだ接合部１７ａは略均等な温度を有する。なお、伝熱キャップ部材１８の裏側を図２（ｂ）のように凹部１８ｃを設けるのは、凹部１８ｃを設けない場合に比べて、加熱部１８ａにおける温度分布が略均一に近くなるからである。図３（ｂ）中の実線の温度分布のように、加熱部１８ａの温度分布は均一の温度分布を示す。これに対して、凹部１８ｃを設けない場合は、点線のように、中央部１８ｅの温度が最も高くなる温度分布となり、伝熱部１８ｂへの均一な熱の流れが実現されない。

さらに、矩形形状の加熱部１８ａの４辺のそれぞれに沿って板状部材を切り欠いた４つのスリット状の細孔１８ｆが、４辺の中央部分に設けられている。細孔１８ｆは、伝熱部１８ｂの温度分布をより均一にするために設けられる。これらの細孔１８ｆは、伝熱キャップ部材１８の表側と裏側を貫通する。細孔１８ｆの長尺方向の長さは、例えば、矩形形状の各辺の４分の１程度の長さである。このような細孔１８ｆを設けることにより、矩形形状の角部の温度の低下を抑制することができる。すなわち、加熱部１８ａから伝熱部１８ｂに熱が流れるとき、矩形形状の角部は放熱されやすいため、温度がその周りに比べて下がりやすい。このため、細孔１８ｆにより、中央部１８ｅから各辺の中央部分への熱流路を遮断することにより、中央部１８ｅから各辺の中央部分に流れようとする熱の一部は中央部１８ｅから矩形形状の角部に向かって流れ、角部の温度の低下を抑制する。

温度計測ユニット２０は、伝熱キャップ部材１８の加熱部１８ａの中央部１８ｅの温度を計測する。温度計測ユニット２０は、例えば、赤外線放射エネルギーを検出することにより温度計測を行う。温度計測の結果は制御部３０に送られる。
制御部３０では、温度計測ユニット２０から送られる温度計測の結果に応じて、光源１２ａによる光の照射のＯＮ、ＯＦＦを制御する。光源１２ａのＯＮ、ＯＦＦの制御により加熱温度を制御しても、伝熱キャップ部材１８を用いるので、はんだ接合部１７ａの加熱温度は滑らかに変化する。このようにして、伝熱キャップ部材１８の加熱部１８ａの中央部１８ｅの温度を所定の温度に制御する。
本実施形態では、温度計測の対象となる加熱部１８ａの中央部１８ｅの温度とＢＧＡパッケージ１７のはんだ接合部１７ａの温度との関係を予め取得することにより、はんだ接合部１７ａがはんだの融点の温度に達するときの加熱部１８ａの中央部１８ｅの温度を目標温度として定めることができる。

なお、本実施形態では、後述するように、伝熱キャップ部材１８を用いることにより、ＢＧＡパッケージ１７の中央部分の加熱温度および周囲の電子部品の加熱温度を耐熱温度の上限以下としつつ、はんだ接合部１７ａを溶融させることができる。したがって、加熱部１８ａの中央部１８ｅの温度が上記目標温度になるように制御することにより、ＢＧＡパッケージ１７や周囲の電子部品への熱の影響を与えることなく、効率よくリペアをすることができる。

変位計測ユニット２２は、配線板１９の面に垂直方向に沿った加熱部１８ａの位置を計測する。変位計測ユニット２２として、例えば、レーザ変位計が用いられる。伝熱キャップ部材１８を用いてＢＧＡパッケージ１７のリペアを行うとき、はんだ接合部１７ａが溶融する時点で伝熱キャップ部材１８にも微小な変位が生じる。伝熱キャップ部材１８はその質量が１〜５ｇであるため、はんだ接合部１７ａが溶融しても溶融したはんだが伝熱キャップ部材１８の重さによりつぶされることはない。伝熱キャップ部材１８のはんだ溶融時の微小な変位を、変位計測ユニット２２を用いて検出することにより、はんだ接合部１７ａの溶融開始時期を知ることができる。したがって、変位計測ユニット２２の計測データは、制御部３０に送られ、制御部３０は、伝熱キャップ部材１８の微小な変位の有無を監視する。制御部３０では、計測データが閾値を越えたか否かにより、伝熱キャップ部材１８が微小な変位の有無を判別する。制御部３０は、微小な変位が生じたと判別したとき、判別した時点から所定時間、例えば５秒程度経過した後、光源１２ａによる光の照射を停止する。

本実施形態では、変位計測ユニット２２及び制御部３０によってはんだ接合部１７ａの溶融開始時期を判別することができる。このため、従来のように、はんだが溶融するまでの加熱時間の情報、ＢＧＡパッケージ１７の各部分の温度プロファイル、あるいは配線板１９の各部分の温度プロファイル等を事前に取得する作業は無くなる。

第１昇降機２４は、ＢＧＡパッケージ１７を配線板１９から取り外すために、ＢＧＡパッケージ１７および伝熱キャップ部材１８を搬送する機構である。
第１昇降機２４は、ＢＧＡパッケージ１７および伝熱キャップ部材１８を保持する保持部３２と、アーム部３３とを有する。図４は、保持部３２とアーム部３３とを詳細に説明する図である。
保持部３２は、第１フック部３２ａと第２フック部３２ｂを有する。第１フック部３２ａは、伝熱キャップ部材１８を引っ掛けて持ち上げる。第２フック部３２ｂは、ＢＧＡパッケージ１７を引っ掛けて持ち上げる。加熱時、はんだ接合部１７ａの溶融開始時期を検出するために、伝熱キャップ部材１８の変位が測定される。このため、第１フック部３２ａおよび第２フック部３２ｂは、加熱時、伝熱キャップ部材１８およびＢＧＡパッケージ１７を保持しない非保持状態となっている。
アーム部３３は、保持部３２を上下方向に移動する。
第１フック部３２ａ、第２フック部３２ｂ、およびアーム部３３の動作の制御は、制御部３０の制御信号によって行われる。

第２昇降機２６は、上側光源部１２、温度計測ユニット２０および変位計測ユニット２２をアーム部材２６ａに固定するように設けられ、ＢＧＡパッケージ１７および伝熱キャップ部材１８を配線板１９の実装位置に搬送する際、上側光源部１２、温度計測ユニット２０および変位計測ユニット２２を上方へ退避させる。この後、伝熱キャップ部材１８への光の照射の際に、光の収束位置が伝熱キャップ部材１８の中央部１８ｅとなるように、第２昇降機２６は、上側光源部１２、温度計測ユニット２０および変位計測ユニット２２を下方に移動する。

制御部３０は、温度計測ユニット２０および変位計測ユニット２２の計測データに基づいて、上側光源部１２、下側光源部１４，１６、ホットエアー生成部３４、第１昇降機２４及び第２昇降機２６を制御する。図５は、制御部３０を中心とした制御ブロック図である。

図５中のアンプ２０ａは、温度計測ユニット２０で計測された温度の計測データを所定倍率で増幅し、増幅した計測データが、予め設定された閾値を超えるとき、２値信号のレベルをｈｉｇｈにし、閾値を越えない場合２値信号のレベルをｌｏｗにして、制御部３０に送る。したがって、制御部３０は、２値信号のレベルが０から１に変化するとき、光源部１２をＯＦＦにし、２値信号のレベルが１から０に変化するとき、光源部１２をＯＮにするように、光源１２ａを制御する。
このように、制御部３０は、アンプ２０ａで生成される２値信号のレベルに基づいて、光源部１２のＯＮ，ＯＦＦを電源１２ｃを通して制御する。これにより、伝熱キャップ部材１８の加熱温度は所定の温度に制御される。

更に、制御部３０は、変位計測ユニット２２で計測され、アンプ２２ａで増幅された変位の計測データに基づいて、はんだ接合部１７ａの溶融開始時期を検出する。はんだ接合部１７ａが溶融を開始するとき、はんだ接合部１７ａが僅かにつぶれて伝熱キャップ部材１８が下方に変位することを利用する。制御部３０は、伝熱キャップ部材１８の変位によって溶融開始時期を検出し所定の時間経過した後、上側光源部１２、下側光源部１４，１６の光の照射を停止するように、電源１２ｃ、１４，１６ａを制御し、さらに、ホットエアー生成部３４によるホットエアーの吹きつけを停止する。

さらに、制御部３０は、電磁弁２４ａを作動させて第１昇降機２４を移動させる。例えば、保持部３２のＢＧＡパッケージ１７、伝熱キャップ部材１８の保持、およびアーム部３３の引き上げを行う。
制御部３０は、電磁弁２６ａを作動させて、第２昇降機２６を動かす。例えば、ＢＧＡパッケージ１７の取り外しのために行う加熱開始の前、第１昇降機２４の保持部３２がＢＧＡパッケージ１７の近くに非保持状態で待機するように移動する。このとき保持部３２の移動の邪魔にならないように、制御部３０は、第２昇降機２６を通して、上側光源部１２、温度計測ユニット２０および変位計測ユニット２２を退避させる。こののち、制御部３０は、上側光源部１２、温度計測ユニット２０および変位計測ユニット２２を加熱時の所定の位置に移動するように第２昇降機２６を動かす。

ステージ台３６は、配線板１９の実装位置がリペア装置１０の所定の位置にくるように、配線板１９の位置決めを行う。基板押さえ３８は，位置決めされた配線板１９が動かないように固定する。

（リペア方法：取り付け）
図６（ａ）は、リペア装置１０を用いてＢＧＡパッケージ１７を配線板１９に取り付けるリペア方法のフローを示す図である。

まず、配線板１９の実装位置にＢＧＡパッケージ１７および伝熱キャップ部材１９が、載せられる。具体的には、配線板１９の実装位置にＢＧＡパッケージ１７が載置されたのち、伝熱キャップ部材１９が、ＢＧＡパッケージ１７の外周に合うように載置される。
この後、制御部３０の指示に従って、電源１４ａ，１６ａ（図５参照）をＯＮとされ、下側光源部１４，１６は遠赤外光（ＩＲ）の照射を開始する（ステップＳ１０）。さらに、ホットエアー生成部３４は、ＨＡ制御部３４ａ（図５参照）を通して、例えば１８０〜２２０℃のホットエアーの配線板１９への吹き付けを開始する（ステップＳ２０）。
この後、第２昇降機２６が動き、上側光源部１２、温度計測ユニット２０および変位計測ユニット２２が下方の所定位置に移動する（ステップＳ３０）。これにより、光照射による加熱が準備される。
この後、制御部３０の指示にしたがって、電源１２ｃを通して光源１２ａがＯＮとされ光源１２ａから遠赤外光（ＩＲ）の照射が開始され、伝熱キャップ部材１８の加熱が開始される（ステップＳ４０）。遠赤外光（ＩＲ）の照射は、温度計測ユニット２０により計測された計測データに基づいてフィードバック制御が行われる。

次に、制御部３０は、変位計測ユニット２２の現在の伝熱キャップ部材１８の位置を示す計測データを基準とするために、計測データのゼロリセットを行う（ステップＳ５０）。これにより、制御部３０は、はんだ接合部１７ａの溶融開始時期の監視を行うことができる。
この状態で、制御部３０は、変位計測ユニット２２が伝熱キャップ部材１８の変位を検出するまで待機する（ステップＳ６０）。すなわち、制御部３０は。はんだ接合部１７ａの溶融開始時期を検出するまで待機する。
制御部３０は、はんだ接合部１７ａの溶融開始時期を検出すると、制御部３０のタイマーを所定の時間、例えば５秒にセットし（ステップＳ７０）、タイマーが５秒を経過するまで、制御部３０は待機する（ステップＳ８０）。所定の時間経過後、制御部３０は、光源１２ａの光の照射をＯＦＦに制御する（ステップＳ９０）。この後、伝熱キャップ部材１８は、ＢＧＡパッケージ１７から取り除かれる。
こうして、ＢＧＡパッケージ１７は配線板１９に取り付けられる。

（リペア法：取り外し）
図６（ｂ）は、リペア装置１０を用いてＢＧＡパッケージ１７を配線板１９から取り外すリペア方法のフローを示す図である。この方法のステップＳ１１０〜Ｓ１９０は、図６（ａ）に示す取り付け方法のステップＳ１０〜Ｓ９０と同じであるので、その説明は省略する。
ＢＧＡパッケージ１７を配線板１９から取り外す場合、第１昇降機２４が下降して、保持部３２がＢＧＡパッケージ１７および伝熱キャップ部材１８の保持直前の態勢で待機する（ステップＳ１００）。保持部３２が完全に保持しないのは、伝熱キャップ部材１８の変位を監視して、はんだ接合部１７ａの溶融開始時期を検出するためである。
また、ステップＳ１９０において、はんだ接合部１７ａの溶融が完全に行われ、光照射がＯＦＦとされた後、制御部３０は、保持部３２がＢＧＡパッケージ１７および伝熱キャップ部材１８をすばやく保持して、第１昇降機２４のアーム部３３を引き上げるように、制御する（ステップＳ２００）。
このように、第１昇降機２４は、はんだ接合部１７ａの溶融後、速やかにＢＧＡパッケージ１７を配線板１９から取り外すことができる。

［実施例１，比較例１］
図７に示すように、配線板１９にＢＧＡパッケージ１７を実装する際に、ハロゲン光の照射を受けて加熱した状態の伝熱キャップ部材１８の温度データを計測した。温度計測は、測定点Ｐ₁〜Ｐ₁₃に熱電対を設けて行った。
測定点Ｐ₁は実装するＢＧＡパッケージ１７の中央部分であり、測定点Ｐ₂はＢＧＡパッケージ１７のはんだ接合部１７ａの中央に位置するはんだ接合部１７ａであり、測定点Ｐ₃はＢＧＡパッケージ１７のはんだ接合部１７ａの端に位置するはんだ接合部１７ａである。測定点Ｐ₄はＢＧＡパッケージ１７の端から０．４ｍｍ離れ、測定点Ｐ₅はＢＧＡパッケージ１７の端から１ｍｍ離れ、測定点Ｐ₆はＢＧＡパッケージ１７の端から３ｍｍ離れ、測定点Ｐ₇はＢＧＡパッケージ１７の端から６ｍｍ離れている。測定点Ｐ₈はＢＧＡパッケージ１７に１．３ｍｍ離れて隣接するＢＧＡパッケージの端にあるはんだ接合部に位置する。測定点Ｐ₉〜Ｐ₁₃は、ＢＧＡパッケージ１７を実装する配線板１９の裏側の面に位置する。測定点Ｐ₉はＢＧＡパッケージ１７の中央部分の対応位置にあり、測定点Ｐ₁₀はＢＧＡパッケージ１７の端の対応位置にある。測定点Ｐ₁₁は測定点Ｐ₅の対応位置にあり、測定点Ｐ₁₂は測定点Ｐ₆の対応位置にあり、測定点Ｐ₁₃は測定点Ｐ₇の対応位置にある。
一方、比較例１として、上述の測定点Ｐ₁〜Ｐ₁₃に熱電対を設けて、図８に示すホットエアーを用いてＢＧＡパッケージを実装するときの温度計測を行った。

ＳＡＣはんだからなるはんだ接合部１７ａが溶融し、実装可能な温度は２２０℃であるので、いずれのはんだ接合部１７ａも２２０℃以上であり、隣接するはんだ接合部やＢＧＡパッケージに隣接する測定点については、はんだ接合部の再溶融を発生させないために、２００℃以下であることが好ましい。隣接する測定点の温度を２００℃以下にするのは、隣接したＢＧＡパッケージからのはんだスプラッシュの防止と、実装された電子部品の配線板１９からの離脱の防止のためである。はんだスプラッシュとは、アンダーフィルが施されたＢＧＡパッケージにおいて、アンダーフィルの内側近傍にあるはんだ接合部から溶融したはんだが噴出することである。
下記表１は、実施例１および比較例１の温度計測のデータを示す。

表１から判るように、実施例１では、ＢＧＡパッケージ１７の中央部の測定点Ｐ₁とはんだ接合部１７ａである測定点Ｐ₂，Ｐ₃は、２２０℃を越えるが、それ以外の測定点は、２００℃未満である。これに対して、比較例１では、測定点Ｐ₁，Ｐ₃以外に測定点Ｐ₄〜Ｐ₆でも２２０℃を越え、実装しようとするＢＧＡパッケージ１７以外の周囲の領域ではんだが溶融する温度に達することがわかる。しかも、このとき、はんだ接合部である測定点Ｐ₂では、２２０℃に達していない。
これより、本実施例１のはんだ接合部１７ａの温度を、比較例１に比べて効率よくはんだの溶融に達成させることがわかる。

[実施例２、比較例２]
さらに、実施例１に用いたＢＧＡパッケージ１７とは異なるＢＧＡパッケージ１７を配線板１９に実装する際、ハロゲン光の照射を受けて加熱した伝熱キャップ部材１８を用いたときの各位置の温度データを計測した。温度計測は、実施例１、比較例１と同様に熱電対を用いて行った。測定点は、前述の測定点Ｐ₁〜Ｐ₄,Ｐ₉と、測定点Ｐ₁₄である。測定点Ｐ₁₄は、配線板１９の裏側に配置された他のＢＧＡパッケージのはんだ接合部であって、実装しようとするＢＧＡパッケージ１７の中央部分の対応位置にある。
下記表２は、温度計測のデータを示す。

表２から判るように、比較例２の場合、測定点Ｐ₁でＢＧＡパッケージ１７の耐熱温度である２４５℃を越えはんだ接合部である測定点Ｐ₂，Ｐ₃ではんだの溶融温度に達しないことがわかる。これに対して、実施例２では、測定点Ｐ₁は耐熱温度以下であり、測定点Ｐ₂，Ｐ₃ははんだ溶融温度に達し、はんだ接合部１７ａ以外の測定点Ｐ₄，Ｐ₉，Ｐ₁₄ははんだの溶融温度に達せず、しかも２００℃以下である。これより、本実施例２のはんだ接合部１７ａの温度を、比較例２に比べて効率よくはんだの溶融に達成させることがわかる。

上記実施形態は、以下に示す内容を開示する。
（付記１）
電子部品に設けられたはんだ接合部に熱を供給して前記はんだ接合部を溶融させる電子部品のリペア装置であって、
光源と、
前記電子部品が配線板に載せられた状態で前記電子部品と当接する部材であって、前記光源の照射光を受けて加熱される加熱部と、前記加熱部の熱を前記電子部品との当接面を通して電子部品に伝熱する伝熱部と、を備える伝熱キャップ部材と、を有することを特徴とするリペア装置。

（付記２）
前記伝熱キャップ部材は板状部材の一方の側が窪んだ凹部を有し、
前記凹部を取り巻く凸部が、前記伝熱部として、前記電子部品と当接する、付記１に記載のリペア装置。

（付記３）
前記光源は、前記伝熱キャップ部材の前記凹部と反対側の面の中央部に照射光を照射する、付記２に記載のリペア装置。

（付記４）
前記板状部材は、矩形形状を成し、
前記矩形形状の４辺のそれぞれに沿って前記板状部材を切り欠いた４つの細孔が、前記４辺に平行に設けられている、付記１〜３のいずれか１項に記載のリペア装置。

（付記５）
さらに、前記加熱部の温度を計測する温度計測部と、前記光源による照射を、温度の計測結果に応じて制御する制御部と、を有する付記１〜４のいずれか１項に記載のリペア装置。

（付記６）
さらに、前記配線板の面に垂直方向に沿った前記加熱部の位置を計測する変位計測部と、前記光源による照射を、前記位置の計測結果に応じて制御する制御部と、を有する付記１〜５のいずれか１項に記載のリペア装置。

（付記７）
前記伝熱キャップ部材の前記当接面には、伝熱グリスあるいは伝熱シートが設けられている付記１〜６のいずれか１項に記載のリペア装置。

（付記８）
前記伝熱キャップ部材の前記加熱部の表面は黒色酸化クローム被膜で覆われ、あるいは、黒色アルマイト処理が施されている、付記１〜７のいずれか１項に記載のリペア装置。

（付記９）
電子部品の一方の面に設けられたはんだ接合部に熱を供給して前記はんだ接合部を溶融させる電子部品のリペア方法であって、
前記電子部品が前記配線板に載せられた状態で前記電子部品と当接する伝熱キャップ部材の一部分に光を照射するステップと、
前記伝熱キャップ部材への照射により加熱した前記伝熱キャップ部材の熱が前記電子部品に伝熱することにより、前記電子部品のはんだ接合部を溶融させるステップと、
前記はんだ接合部の溶融後に、前記光の照射を停止するステップと、を有することを特徴とするリペア方法。

（付記１０）
前記光の照射は、前記配線板の面に垂直方向に沿った前記加熱部の変位を計測した時点から所定の時間経過後に停止する、付記９に記載のリペア方法。

（付記１１）
電子部品の一方の面に設けられたはんだ接合部を溶融して、電子部品を取り付け、あるいは取り外す際に用いるリペア用伝熱キャップ部材であって、
前記電子部品と当接する当接面を有し、光源の照射光を受けて加熱される加熱部と、前記加熱部の熱を前記電子部品との当接面を通して電子部品に伝熱する伝熱部と、を有することを特徴とするリペア用伝熱キャップ部材。

（付記１２）
前記伝熱キャップ部材は板状部材の一方の側が窪んだ凹部を有し、
前記凹部を取り巻く凸部が、前記伝熱部として、前記電子部品と当接する、付記１１に記載の伝熱キャップ部材。

（付記１３）
前記板状部材は、矩形形状を成し、
前記矩形形状の４辺のそれぞれに沿って前記板状部材を切り欠いた４つの細孔が、前記４辺に平行に設けられている、付記１１または１２に記載の伝熱キャップ部材。

（付記１４）
前記伝熱キャップ部材の前記当接面には、伝熱グリスあるいは伝熱シートが設けられている付記１１〜１３のいずれか１項に記載の伝熱キャップ部材。

以上、本発明の電子部品のリペア装置、リペア方法、およびリペア用伝熱キャップ部材について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０ リペア装置
１２ 上側光源部
１２ａ 光源
１２ｂ 反射板
１２ｃ,１４ａ，１６ａ 電源
１４，１６ 下側光源部
１７ ＢＧＡパッケージ
１７ａ，１０４ はんだ接合部
１８ 伝熱キャップ部材
１８ａ 加熱部
１８ｂ 伝熱部
１８ｃ 凹部
１８ｄ 当接面
１８ｅ 中央部
１８ｆ 細孔
１９，１０１ 配線板
２０ 温度計測ユニット
２０ａ,２２ａ アンプ
２２ 変位計測ユニット
２４ 第１昇降機
２４ａ,２６ａ 電磁弁
２６ 第２昇降機
２６ａ,３３ アーム部
３０ 制御部
３２ 保持部
３２ａ，３２ｂ
３２ 保持部
３２ａ 第１フック部
３２ｂ 第２フック部
３４ ホットエアー生成ユニット
３４ａ ＨＡ制御部
３６ ステージ台
３８ 基板押さえ
１００ ホットエアーノズル
１０２ パッケージ

Claims (8)

1. 電子部品に設けられたはんだ接合部に熱を供給して前記はんだ接合部を溶融させる電子部品のリペア装置であって、
   光源と、
   前記電子部品が配線板に載せられた状態で前記電子部品と当接する部材であって、前記光源の照射光を受けて加熱される加熱部と、前記加熱部の熱を前記電子部品との当接面を通して電子部品に伝熱する伝熱部と、を備える伝熱キャップ部材と、を有することを特徴とするリペア装置。
2. 前記伝熱キャップ部材は板状部材の一方の側が窪んだ凹部を有し、
   前記凹部を取り巻く凸部が、前記伝熱部として、前記電子部品と当接する、請求項１に記載のリペア装置。
3. 前記光源は、前記伝熱キャップ部材の前記凹部と反対側の面の中央部に照射光を照射する、請求項２に記載のリペア装置。
4. 前記板状部材は、矩形形状を成し、
   前記矩形形状の４辺のそれぞれに沿って前記板状部材を切り欠いた４つの細孔が、前記４辺に平行に設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のリペア装置。
5. さらに、前記加熱部の温度を計測する温度計測部と、前記光源による照射を、温度の計測結果に応じて制御する制御部と、を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のリペア装置。
6. さらに、前記配線板の面に垂直方向に沿った前記加熱部の位置を計測する変位計測部と、前記光源による照射を、前記位置の計測結果に応じて制御する制御部と、を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載のリペア装置。
7. 電子部品の一方の面に設けられたはんだ接合部に熱を供給して前記はんだ接合部を溶融させる電子部品のリペア方法であって、
   前記電子部品が前記配線板に載せられた状態で前記電子部品と当接する伝熱キャップ部材の一部分に光を照射するステップと、
   前記伝熱キャップ部材への照射により加熱した前記伝熱キャップ部材の熱が前記電子部品に伝熱することにより、前記電子部品のはんだ接合部を溶融させるステップと、
   前記はんだ接合部の溶融後に、前記光の照射を停止するステップと、を有することを特徴とするリペア方法。
8. 電子部品の一方の面に設けられたはんだ接合部を溶融して、電子部品を取り付け、あるいは取り外す際に用いるリペア用伝熱キャップ部材であって、
   前記電子部品と当接する当接面を有し、光源の照射光を受けて加熱される加熱部と、加熱部の熱を前記電子部品との当接面を通して電子部品に伝熱する伝熱部と、を有することを特徴とするリペア用伝熱キャップ部材。