JP2014003067A - 流動装置および電子部品の取り外し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】はんだにより接合された電子部品の取り外しに対し、プリント基板や電子部品の損傷を防止するとともに、プリント基板に接合された電子部品の取り外し処理の迅速化を図る。
【解決手段】複数の供給管路（２０、７６）と、媒体（８）を流動させる流路（接触流路２２、８０）と、排出口（２４、８４）が含まれる。供給管路は、基板（プリント基板４）に接合された電子部品（６）の端部側に向けて、加熱された前記媒体を導く。流路は、基板の設置により閉塞される開口部（２８、８１）を備えるとともに、供給管路間を連通させて供給管路から導かれた媒体を基板と電子部品との接合部分に沿って流動させる。排出口は、流路に流れる媒体を外部に排出させる。そして、流路では、開口部内で接合部分に媒体を接触させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、媒体を利用して加熱することにより基板から電子部品を取り外す流動装置および電子部品の取り外し装置に関する。

プリント基板に接合された電子部品の取り外しでは、たとえば電子部品の端子などに対する接合部材であるはんだに対し、同等のはんだを高温状態にして接触させることで、はんだを溶融させるものがある。このような電子部品の取り外しでは、ノズルなどで高温のはんだを噴流させ、この噴流部分に対して、はんだ付けされた電子部品やその端子部分などを接触させることで、はんだに熱を伝えている。

このようにはんだを噴流させる構成に関し、ノズル本体の外周部に設けたはんだ噴出部からはんだを噴出させ、はんだ噴出部の中央部分に設定されたはんだ落とし口内で、集積回路をはんだに接触させるものがある（例えば、特許文献１）。また、媒体を供給する供給ノズルの先端に開口部が形成され、その開口部をプリント基板の背面側に設置させて不活性液体を噴出させるものがある（たとえば特許文献２）。

特開昭６２−２７５５６７号公報 特開２０１０−２０５９８０号公報

ところで、電子部品を実装するプリント基板は、たとえば電子部品の端子部分を挿入させてはんだ接合させるスルーホール（Through-Hole）が形成されている。このスルーホールの内壁には、たとえば実装された電子部品の端子と電気的に接触させるための銅配線が形成されている。この銅配線ははんだに含まれる錫などによって溶解する、いわゆる銅食われが生じる可能性がある。そのため噴流はんだを利用した電子部品の取り外しでは、長時間に亘りプリント基板を噴流はんだに接触させることができない。電子部品の取り外し処理では、銅食われを回避するためにプリント基板と噴流はんだとを接触させる時間として、たとえば３０〔秒〕が設定されている。

しかし、たとえば厚板プリント基板を用いた場合や、融点の高い鉛フリーのはんだを利用して接合された電子部品は、短時間の加熱ではんだを溶融させることは困難である。このような電子部品は、たとえば噴流はんだにプリント基板を３０〔秒〕以上接触させても接合したはんだが融点に達せず溶融しない部分が生じ、プリント基板からの取り外しが困難である。

また、接合した電子部品の中央部分に対して加熱したはんだを噴流させるはんだ取り外し方法では、たとえば噴流位置に近い部分に最も熱が伝わり易い。そのため噴流はんだにより加熱された電子部品は、中央部分と両端部との間で昇温速度が相違し、温度差が生じる。この昇温速度の違いや温度差は、プリント基板に実装される電子部品が長いほど大きくなる。

電子部品の取り外し処理では、電子部品の両端部が中央部に対して昇温速度が遅くなり、温度差が生じるため、両端部側のはんだを融点に達するためには長時間加熱させることになる。したがって、長い電子部品が接合されたプリント基板は、たとえば３０〔秒〕以内に取り外すことが困難となる。

電子部品の取り外し処理では、錫を含まない媒体を利用してはんだを溶融させることで銅食われを防止することができる。しかし、この錫を含まない媒体が従来のはんだに対して熱伝導率が低い場合、接合したはんだやプリント基板、または電子部品の端子の昇温速度が低くなり、電子部品の取り外し作業に多大な時間を要するという課題がある。

また、電子部品の取り外し処理では、たとえば電子部品の端部側に対して所定時間以内にはんだを溶融させるために、噴流はんだや媒体の温度を増加させた場合、電子部品に対して熱による影響を与えるおそれがあるという課題がある。

そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、はんだにより接合された電子部品の取り外しに対し、プリント基板や電子部品の損傷を防止することにある。

また、本発明の他の目的は、プリント基板に接合された電子部品の取り外し処理の迅速化にある。

上記目的を達成するため、本開示の構成の一観点によれば、複数の供給管路と、媒体を流動させる流路と、排出口が含まれる。供給管路は、基板に接合された電子部品の端部側に向けて、加熱された前記媒体を導く。流路は、基板の設置により閉塞される開口部を備えるとともに、供給管路間を連通させて供給管路から導かれた媒体を基板と電子部品との接合部分に沿って流動させる。排出口は、流路に流れる媒体を外部に排出させる。そして、流路では、開口部内で接合部分に媒体を接触させる。

本開示の流動装置または電子部品の取り外し装置によれば、次のいずれかの効果を奏する。

(1) 電子部品の複数の端部側から中央部に向けて所定の流速で媒体を流し、複数の端部側を初めに加熱し、中央部分に向けて熱伝達させることで、はんだによる接合部分の全体を効率よく加熱できる。

(2) 本開示の構成により、基板のスルーホールに対する銅食われを防止するために熱伝導率の低い媒体を利用した場合に、基板の接合部分の全体を効率よく加熱でき、はんだの溶融が可能となる。

(3) 本開示の構成により、厚板のプリント基板や融点の高い鉛フリーはんだが利用された場合でも接合部分の全体を効率的に加熱でき、電子部品の取り外し処理の迅速化が図れる。

(4) 流路に流れる媒体によって電子部品の全体を均一に加熱することで、媒体の加熱温度を過大に高温にさせずに電子部品の接合部分の全体を所定温度に加熱することができ、電子部品の端子やプリント基板が熱により破損するのを防止できる。

(5) プリント基板に接合した電子部品に沿って流路が設定されることで、流路内において接合部分に対し、設定した流量で確実に媒体を接触させることができる。

そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。

第１の実施の形態に係る流動装置の構成例を示す図である。 流路内を流れる媒体による熱の伝わり状態例を示す図である。 スルーホール内の熱の伝わり状態例を示す図である。 ノズルに対する基板の設置例を示す図である。 媒体によるはんだの溶融状態例を示す図である。 電子部品の取りはずし状態例を示す図である。 第２の実施の形態に係る電子部品の取りはずし装置の構成例を示す図である。 電子部品の取りはずし装置にプリント基板を設置した状態例を示す図である。 ノズルの構成例を示す図である。 接触流路の構成例を示す平面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線断面の構成例を示す図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面の構成例を示す図である。 媒体の流速とコネクタ端子の昇温速度の関係を示す図である。 ノズル内に媒体を流動させた状態例を示す図である。 電子部品の取りはずし処理の一例を示すフローチャートである。 第３の実施の形態に係るノズルの構成例を示す図である。 図１６のＸＶＩＩＡ−ＸＶＩＩＡ、ＸＶＩＩＢ−ＸＶＩＩＢ線断面の構成例を示す図である。 ノズルの断面構成例を示す図である。 コネクタ端子の温度状態例を示す図である。 第４の実施の形態に係るノズルの構成例を示す図である。 図２０のＸＸＩＡ−ＸＸＩＡ、ＸＸＩＢ−ＸＸＩＢ線断面の構成例を示す図である。 流路幅の設定例を示す図である。

〔第１の実施の形態〕

図１は、第１の実施の形態に係る流動装置の構成例を示している。図１に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。

図１に示すノズル２は、本開示の流動装置の一例である。ノズル２は、加熱対象であるはんだなどの接合部材、またはプリント基板４や電子部品６の端子に対して高温の媒体８を流して接触させる。接合部材は、プリント基板４に電子部品６を接合させており、所定の温度に加熱することで溶融する。電子部品６は、プリント基板４の一部に設置されて機能する機能部品の一例である。電子部品６は、たとえばプリント基板４に開口されたスルーホール１０の内部に端子１２が挿入され、プリント基板４の導電壁１４に対してはんだ１６を介して金属接合されている。導電壁１４は、たとえば銅などの導通物質で構成されている。

媒体８は、熱エネルギをプリント基板４と電子部品６との接合部分の一部または全部に伝達させる熱媒として機能する。媒体８は、たとえば錫を含まない液体シリコンやイオン液体などを利用すればよい。この液体シリコンやイオン液体は、たとえばはんだよりも熱伝導率が低い物性であってもよい。

ノズル２は、たとえばステンレスなどの金属部材で構成され、内部に媒体８を流すように中空に形成されている。ノズル２には、たとえば供給管路２０、接触流路２２、排出口２４などが形成されている。

＜供給管路の構成例＞

供給管路２０は、所定の流量で取り込んだ媒体８をプリント基板４に実装された電子部品６の端部側に導く管路の一例である。供給管路２０は、たとえばプリント基板４に対し、電子部品６の両端またはその周辺に合わせて複数配置されている。供給管路２０は、それぞれ上方に向けて媒体８を流出させる流出口２６が形成されている。流出口２６は、たとえば電子部品６の最も外側に形成された端子１２が挿入されるスルーホール１０の下方付近または外周側に配置される。供給管路２０は、流出口２６を通じて接触流路２２に連通している。

供給管路２０は、たとえば上流側に図示しない圧送手段が連結されており、設定流量で媒体８が供給される。そして流出口２６を通過した媒体８は、たとえば水平方向に配置されたプリント基板４の下面側に向けて噴流され、接触流路２２内に流される。

＜接触流路の構成例＞

接触流路２２は、流動する媒体８にプリント基板４と電子部品６との接合部分を接触させる手段の一例である。接触流路２２は、たとえば電子部品６、またはプリント基板４と電子部品６との接合部分の両端部側に配置された供給管路２０同士を連通させるとともに、プリント基板４に接合された電子部品６や端子１２に沿って形成されている。これにより接触流路２２には、電子部品６の端子１２およびプリント基板４のスルーホール１０が流出口２６から一定の方向に配置されている。これにより供給管路２０から供給された媒体８は、流出口２６を通じて接触流路２２の中央部側、すなわち接合された電子部品４の中央側に流入する。

また、接触流路２２は、たとえばノズル２内に一定の流量で供給された媒体８に対し、設定した流速で流れるように断面積が設定されている。端子１２やはんだ１６の昇温速度は、接触流路２２内に流れる媒体８の流速に影響を受ける。そのため接触流路２２内を流す流速は、たとえばノズル２内に圧送される媒体８の流量やプリント基板４の厚さ、もしくはスルーホール１０の深さなどに基づいて設定される。

流速は、たとえば設定時間で電子部品６を取り外すために、この設定時間以内ではんだ１６を融点まで達する昇温速度となるように設定される。流速と昇温速度との関係は、たとえば媒体８の熱伝導率などに基づき、予め実験などで得られた情報テーブルなどを参照してもよい。これにより、接触流路２２に流す媒体８は、熱伝導率が低い場合には、はんだ１６を溶融可能な流速に設定される。

なお、ノズル２内に流れる媒体８の温度は、はんだ１６を溶融可能な温度に加熱されていることはいうまでもない。また接触流路２２は、各供給管路２０間に対して直線状に形成される場合に限られず、電子部品６の端子１２の配列状態に応じて形成されてもよい。

接触流路２２は、上部側に開口部２８（図４）が形成されており、その開口部２８の位置に合わせてプリント基板４が載置される。開口部２８は、たとえばプリント基板４の裏面側の設置により閉塞され、接触流路２２内から媒体８が流出することが防止される。接触流路２２内は、媒体８によって満たされており、電子部品６の端子１２やプリント基板４の背面部分、または接合したはんだ１６の一部が接触流路２２内または開口部２８とプリント基板４の境界部分で媒体８に接触し、加熱される。

排出口２４は、接触流路２２内を流動した媒体８をノズル２の外部に排出する手段の一例である。排出口２４は、たとえば接触流路２２の一部に形成され、接触流路２２に接続された各供給管路２０までの長さが同等な距離になる位置に形成されている。すなわち接触流路２２に流れる媒体８は、たとえば直線状に形成された電子部品６の中央部分においてノズル２から外部に排出される。これにより接触流路２２内の媒体８は、たとえば各流出口２６から排出口２４までの距離を同等にすることで、接触流路２２の距離に応じて流速の状態が同様となる。排出口２４は、たとえば接触流路２２の底面に開口されている。

また、排出口２４の開口径は、たとえば接触流路２２内に流す媒体８の流速などに基づいて設定してもよい。排出口２４は、たとえば大きく形成されることで排出量が多くなることから媒体８の流速が速められ、また小さく形成されることで、媒体８の流速を低下させる。なお、このノズル２では、接触流路２２の内部において、媒体８が電子部品６の端子１２または基板４に接触させるための高さまで媒体８が満たされなければならない。そこで、接触流路２２内に媒体８を満たすために、排出口２４は、たとえば接触流路２２の内径よりも小さく形成してもよい。

図２および図３は、媒体による伝熱の状態例を示している。図２、図３に示す構成は一例である。また図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面を示している。

図２に示すプリント基板４は、たとえばノズル２の端部側に配置された加熱面部３０が流出口２６から流出した媒体８と接触して加熱される。この加熱面部３０において媒体８から受けとった熱エネルギＨａは、たとえばプリント基板４や端子１２間を通じて電子部品６の中央側に熱伝達される。電子部品６の各端子１２やはんだ１６は、たとえば接触流路２２内に流れる媒体８から熱エネルギＨｂをそれぞれ受ける。各端子１２が受けた熱エネルギＨｂは、たとえば接触流路２２の上流側から下流側に向けて小さくなる。そして、各端子１２ではたとえば端部側から中央に向けて熱エネルギＨｂが伝達されている。

接触流路２２内で媒体８から伝達された熱エネルギＨｂは、たとえば図３に示すように、接合したはんだ１６や端子１２を通じてスルーホール１０内を上昇する。そして、熱エネルギＨｂは、スルーホール１０内の端子１２やはんだ１６を加熱する。

図４、図５、図６は、基板に接合した電子部品の取り外し処理の一例を示している。図４〜図６に示す構成や図示するはんだの状態は一例である。

＜ノズルに対するプリント基板の設置処理＞

図４に示すノズル２は、たとえばプリント基板４の背面側に対して接触流路２２の開口部２８を向けて配置される。プリント基板４は、たとえばノズル２の端部の流出口２６の直上に端子１２が設置されないように配置位置が調整される。すなわち流出口２６は、供給管路２０を通過した媒体８を直接にはんだ１６や端子１２に向けて噴出させず、プリント基板４の一部に向けて噴出させるように配置される。そして、プリント基板４は、ノズル２の開口部２８に向けて下降させて設置され、接触流路２２内にはんだ１６や端子１２、導電壁１４などが配置される。

ノズル２に対するプリント基板４の配置では、たとえば電子部品６の中心位置とノズル２の中心位置とを合わせてもよく、またはプリント基板４に接合した電子部品６の外形位置を基準に設置位置が設定されてもよい。また予めプリント基板４側にマーキングなどを施し、ノズル２との接続位置が設定されてもよい。

＜媒体の流動処理＞

プリント基板４が設置されたノズル２は、図５に示すように、図示しない圧送手段によって供給管路２０内に加熱された媒体８が供給される。供給された媒体８は、接触流路２２においてプリント基板４の加熱面部３０で熱交換した後、排出口２４に向けて流動しながら各端子１２やはんだ１６と熱交換を行う。

電子部品６では、たとえば最も高温の媒体８が接触する外側のはんだ１６から融点に達して溶融する。溶融したはんだ１６は、それぞれスルーホール１０内を下降して接触流路２２内に流出し、媒体８によって排出口２４側に排出される。

＜電子部品の取り外し処理＞

スルーホール１０からはんだ１６が流出した後、図６に示すように電子部品６は、プリント基板４から持上げられて取り外される。電子部品６の取り外し処理は、たとえば予め設定した溶融時間が経過したのち、または電子部品６がプリント基板４から離脱可能になったタイミングで行われる。

そして、プリント基板４は、たとえば電子部品６を取り外しが可能となった後に、ノズル２との接続を解除される。またはプリント基板４は、電子部品６がスルーホール１０内に挿入された状態でノズル２から取り外されてもよい。

斯かる構成によれば、電子部品の複数の端部側から中央部に向けて所定の流速で媒体を流し、複数の端部側を最も高温で加熱するとともに中央部分に向けて熱伝達させることで、はんだによる接合部分の全体を効率よく加熱できる。また、熱伝導率の低い媒体を利用してはんだを溶融させることで、基板のスルーホールに対する銅食われを防止できる。電子部品６の接合部分を均等に加熱し、厚板のプリント基板４や融点の高い鉛フリーはんだが利用された電子部品６の取り外し処理の迅速化が図れる。媒体の加熱温度を過大に高温にさせることがなく、電子部品６の端子１２やプリント基板４に対する熱による破損を防止できる。プリント基板４に接合した電子部品６に沿って接触流路２２が設定され、接触流路２２内において接合部分に対し、設定した流量で確実に媒体８を接触させることができる。

〔第２の実施の形態〕

図７および図８は、第２の実施の形態に係る電子部品の取りはずし装置の構成例を示している。図７、図８に示す構成は一例である。

＜媒体流動装置の構成例＞

図７に示す媒体流動装置４０は、本開示の電子部品の取りはずし装置の一例である。媒体流動装置４０は、電子部品が接合されたプリント基板の接合部分に対して媒体８を流動させ、熱交換により加熱させるノズル４２を備える。また媒体流動装置４０は、媒体槽４４、ヒータ４６、圧送手段４８を備える。

ノズル４２は、たとえば媒体槽４４の内部に配置され、貯留された媒体８の水面よりも高い位置で流動させるように配置されている。ノズル４２は、たとえば媒体槽４４内に配置された取り込み管路５６に流入口５８が連結され、圧送された媒体８を取り込んでいる。この取り込み管路５６は、たとえば一端をノズル４２に連結するとともに、他端側の取り込み口６０から媒体槽４４内の媒体８を取り込んでいる。

なお、ノズル４２は、媒体槽４４の内部に配置される構成に限られず、たとえば媒体槽４４の外部に配置されてもよい。すなわち媒体槽４４の内部に配置されたノズル４２は、排出口８４（図９）から排出された媒体８を直接媒体槽４４内に流すことができる。これに対し媒体槽４４の外部に配置されたノズル４２には、たとえば排出口８４から排出される媒体８を媒体槽４４に流すための流路が設置されてもよい。

媒体槽４４は、媒体８を貯留する手段の一例である。媒体槽４４は、たとえば内部に配置されるノズル４２の長辺側の長さと同等以上に開口されており、ノズル４２から流出した媒体８を収集可能に形成されている。媒体槽４４は、たとえば底面部側に設置した取り込み管路５６を介してノズル４２を保持している。取り込み管路５６は、たとえば媒体槽４４の底部に別部材の管路を設置してもよく、または媒体槽４４と一体に成形してもよい。 媒体槽４４には、たとえば取り込み管路５６の取り込み口６０よりも水位が高くなるように媒体８が貯留されている。

その他、媒体槽４４には、たとえば媒体８の温度を一定に維持させるための攪拌手段や、媒体８の温度を管理するための温度検出手段などを備えてもよい。

ヒータ４６は、媒体８を加熱する手段の一例である。ヒータ４６は、たとえば電熱ヒータなどが媒体槽４４の一部に設置され、媒体槽４４内部の媒体８を加熱している。ヒータ４６は、たとえば媒体槽４４内の媒体８の温度が所定の温度になるように加熱温度や加熱時間が設定されて加熱制御が行われている。ヒータ４６の加熱制御は、予め設定された温度や時間に基づいて行われてもよく、または媒体槽４４内部の媒体８の温度に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御が行われてもよい。

圧送手段４８は、取り込み管路５６を通じて媒体８をノズル４２側に供給する手段の一例である。圧送手段４８は、たとえば動力を発生するモータ５０、媒体８を送出させるプロペラ５２、モータ５０の駆動力をプロペラ５２に伝達する伝達機構５４を備えている。プロペラ５２は、たとえば取り込み管路５６の一部に設置されており、伝達機構５４によって伝達されたモータ５０の駆動力によって回転する。これにより媒体８を取り込み口６０からノズル４２の流入口５８側に圧送する。この圧送手段４８は、たとえばプロペラ５２の回転遠心力を利用した所謂渦巻きポンプを構成している。

圧送手段４８は、たとえばモータ５０やプロペラ５２の回転数を制御する図示しない回転検出手段や制御手段を備えてもよい。また圧送手段４８は、取り込み管路５６内の流量を計測する図示しない流量検出手段を利用し、ノズル４２に対する供給流量を制御してもよい。

媒体流動装置４０は、図８に示すようにノズル４２の上部側に対し、電子部品の一例であるコネクタ６２を取り外すプリント基板４が載置される。そして、媒体流動装置４０は、ヒータ４６によって加熱された高温の媒体８が圧送手段４８によってノズル４２に流され、媒体８に接触したプリント基板４の一部、端子１２、はんだ１６などを加熱する。ノズル４２は、たとえばコネクタ６２の中央部より先に両端部側を加熱するために媒体８を左右側に流し、左右の流出口からノズル中央部の排出口に向けて媒体８を流す構成となっている。

ノズル４２に流れる媒体８の流量Ｑ、Ｑａ、Ｑｂは、たとえば圧送手段４８の圧送力やノズル４２内の管路断面積などによって設定される。そしてノズル４２内の媒体８は、たとえば供給される流量と管路断面積に基づき、流入管路７２、分岐管路７４、供給管路７６、接触管路８０内の流速が設定される。そのため圧送手段４８では、たとえばノズル４２内の媒体８を所定の流速で流すために、モータ５０の駆動制御が行われてもよい。

＜ノズル４２の構成例＞

図９は、ノズルの構成例を示している。図９に示す構成は一例である。

図９に示すノズル４２は、たとえば下部側に取り込み管路５６に固定させる係止手段７０が設置されている。ノズル４２は、たとえば流入管路７２、分岐管路７４が形成されているとともに、供給管路７６、接触流路８０、開口部８１、載置部８２、排出口８４などを備えている。

係止手段７０は、たとえば取り込み管路５６の周縁側を包囲させるとともに、図示しない係止ピンに係合させる係合溝７１を備えている。係止手段７０は、たとえばノズル４２に媒体８を取り込む流入管路７２の先端側に設置されている。この係止手段７０は、流入管路７２とは別の部材が設置されてもよく、または流入管路７２と一体に成形してもよい。

流入管路７２の先端には、既述のように媒体槽４４の取り込み管路５６と接続する流入口５８が形成されている。また流入管路７２の上側端部には、たとえば横方向に向けて複数の管路に分岐した分岐管路７４が形成されている。

分岐管路７４は、たとえば流入管路７２から連通させた供給管路７６側に媒体８を導く手段の一例である。分岐管路７４の分岐数は、たとえば取りはずし対象であるコネクタ６２の端部側に媒体８を流す供給管路７６の数に応じて設定される。分岐管路７４は、たとえば同等の断面積で形成されるとともに、流入管路７２から供給管路７６までの距離が同等に設定されている。これにより流入管路７２から分岐管路７４を通じて供給管路７６に達する各流路は、たとえば対称に形成される。

供給管路７６は、たとえば分岐管路７４から流入した媒体８を流出口７８からノズル４２に設置されるプリント基板４の一面に噴流させて、接触流路８０側に導く。

接触流路８０は、既述のように上部側を開口させており、プリント基板４を載置させる載置部８２が形成されている。接触流路８０は、たとえば分岐管路７４と平行に構成されている。図１０に示すように、接触流路８０は、たとえば左右両端部側に形成された流出口７８と中央に形成された排出口８４とを直線状に連結し、左右から中央に流れる媒体８の流量または流速を同等にしている。

＜媒体の流速設定について＞

図１１および図１２は、ノズルの断面構成例を示している。また図１３は、媒体の流速とコネクタ端子の昇温速度の関係例を示す図である。図１１および図１２に示す構成は一例である。また、図１３に示す結果は一例であり、測定条件によってその値は変化する。

供給管路７６は、図１１に示すように、たとえば長方形管路で形成され、左右で同等の管路幅Ｌ１に設定されている。また接触流路８０は、たとえば所定の流路深さｄが設定されているとともに、排出口８４に所定の開口径Ｌ２が設定されている。また図１２に示すように、接触流路８０には、所定の流路幅Ｌ３が設定されている。

管路内を流れる媒体８の流速Ｖは、媒体８の流量Ｑと管路の断面積Ａによって決まり、その関係は、以下の式で導かれる。
Ｖ〔m/s〕＝ Ｑ〔m³/s〕／ Ａ〔m²〕 ・・・（１）

また、図１３に示すように媒体８との接触により加熱されるコネクタ６２の端子１２の昇温速度は、接触流路８０を流れる媒体８の流速Ｖに影響を受ける。錫を含まない液体シリコン材料として切削オイルを利用した媒体８では、たとえば静止状態での昇温速度がはんだよりも低い。この媒体８を利用した場合の昇温速度Ｐ〔℃/s〕は、たとえば流速Ｖが０．１〔m/s〕以上になると大きく増加する。したがって短時間ではんだを融点まで加熱するには、たとえば媒体８の流速を上げてプリント基板４や端子１２を加熱する昇温速度を高めればよい。ノズル４２は、たとえば接触流路８０に供給される流量Ｑｂ（図８）に対し、所定の流速Ｖが得られるように流路幅Ｌ３や流路深さｄが設定される。

また供給管路７６は、たとえば連通する接触流路８０内を媒体８で満たすために、接触流路８０の断面積と同等またはそれ以上の断面積で形成すればよい。また、供給管路７６内に流す媒体８の流量または流速は、たとえば接触流路８０内の媒体８の流速Ｖに基づいて設定されてもよい。

その他、接触流路８０に流れる媒体８の流量は、たとえば排出口８４の開口径Ｌ２によって調整してもよい。

なお、ノズル４２を形成する各管路は、長方形管路に限られず、たとえば円形管路またはその他の多角形管路であってもよい。

図１４は、ノズル内に媒体を流動させた状態例を示している。

図１４に示す媒体流動装置４０は、たとえばノズル４２にプリント基板４を載置させずに媒体８を流動させている。媒体８は、たとえば両端の供給管路７６から流入して接触流路８０内を満たした状態で排出口８４側に流動する。接触流路８０内の媒体８は、たとえば図１３に示すデータに基づき、所定の昇温速度Ｐが得られる流速Ｖで流動している。媒体流動装置４０は、たとえば接触流路８０に対して設定した流速Ｖおよび管路断面積Ａの情報に基づき、圧送手段４８の駆動制御を行ってもよい。

接触流路８０を流れる媒体８は、排出口８４からノズル４２の外部に排出され、たとえば分岐管路７４上を伝って媒体槽４４内に流れる。コネクタ６２の取りはずし処理では、排出された媒体８とともに溶融したはんだ１６が媒体槽４４内部に排出される。そして、媒体槽４４に流れた媒体８は、ヒータ４６で加熱され、再び圧送手段４８によってノズル４２側へと循環される。

なお、圧送手段４８や取り込み管路５６の取り込み口６０には、媒体槽４４に排出されたはんだ１６の混入を防止するフィルタなどを設置してもよい。

＜電子部品の取りはずし処理について＞

図１５は、電子部品の取りはずし処理の一例を示している。図１５に示す処理内容、処理手順などは一例であり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。

電子部品６の一例であるコネクタ６２の取りはずし処理では、媒体流動装置４０にノズル４２を設置する（Ｓ１）。ノズル４２は、たとえばコネクタ６２の端子１２の接合部分の幅や接合しているはんだ１６の融点などの情報に基づいて、流路幅や排出口８４の開口径、接触流路８０の断面積などが設定されている。ノズル４２は、係止手段７０によって取り込み管路５６に固定される。

プリント基板４は、ノズル４２の上面に設置される（Ｓ２）。プリント基板４は、取りはずすコネクタ６２の接合部分とノズル４２の開口位置とを位置合わせして設置され、プリント基板４の裏面側の一部やはんだ１６、端子１２が接触流路８０内に配置される。接触流路８０は、上面の開口部８１に載置されたプリント基板４によって閉塞状態となる。

なお、ノズル４２は、プリント基板４を接触流路８０に設置した後に媒体流動装置４０に接続させてもよい。

圧送手段４８を駆動させ、ノズル４２内に流す媒体８の流量の設定および調整が行われる（Ｓ３）。圧送手段４８の駆動制御は、たとえばノズル４２に設定された流速Ｖや断面積Ａに基づいて行えばよい。

そして、圧送手段４８は、設定された流量で媒体８を圧送し、ノズル４２側に媒体８を供給する（Ｓ４）。

圧送処理を開始してからたとえば所定時間が経過した場合、またはコネクタ６２に接合されていたはんだ１６が全て端子１２から取り除かれた場合は、コネクタ６２をプリント基板４から取り外す（Ｓ５）。このとき、圧送手段４８を停止させてもよい。

コネクタ６２が取りはずされると、プリント基板４は、ノズル４２から取り外される（Ｓ６）。

なお、コネクタ６２は、プリント基板４とノズル４２との接続が解除された後に、プリント基板４から分離させてもよい。

斯かる構成によれば、プリント基板４によって閉塞された接触流路８０内に加熱された媒体８を流動させることで、媒体８が外気に晒されず、端子１２やはんだ１６またはプリント基板４に接触させるので、媒体８の温度が変化せず、加熱効率が高められる。またノズル４２は、コネクタ６２、プリント基板４の端部側を高温媒体によって加熱させ、媒体８を接合部分の中央側に向けて流して加熱させる。これにより、コネクタの端部側が最も高温に加熱され、その熱が中央部分に向けて集まることで、電子部品の全ての接合部分を効率よく加熱できる。また、一部のはんだ１６が融点に達しない状態となるのを防止できる。

〔第３の実施の形態〕

図１６は、第３の実施の形態に係るノズルの構成例を示している。図１６に示す構成は一例である。

この実施の形態に係るノズル４２ｂは、プリント基板４に接合したコネクタ６２の端部側と中央部との温度差を低減させる構成である。コネクタ６２の端子１２などの接合部分には、たとえば中央部と端部側との間に昇温速度差が生じている。この昇温速度差は、たとえば隣接する端子１２間やはんだ１６、プリント基板４の伝熱状態などにより生じる。既述のように媒体８との接触により加熱されるコネクタ６２の端子１２の昇温速度は、接触流路８０を流れる媒体８の流速Ｖに影響を受ける。そこで、図１６に示すノズル４２ｂは、たとえば接触流路８０に配置されたコネクタ６２の両端側から中央側に向けて媒体８を流動させるとともに、接触流路８０内の位置に応じて媒体８の流速Ｖを変化させている。

ノズル４２ｂの接触流路８０には、たとえば流出口７８側から排出口８４側に向けて低く傾斜させた傾斜底面９２が形成されている。これにより接触流路８０は、たとえば流出口７８から排出口８４に向けた距離に応じて深くなり、断面積を異ならせている。流出口７８の周辺の接触流路８０の断面積Ａ１は、たとえば図１７Ａに示すように、流路幅Ｌ３および深さｄ１で形成される。また排出口８４周辺の接触管路８０の断面積Ａ２は、たとえば図１７Ｂに示すように、流路幅Ｌ３および深さｄ２で構成される。接触流路８０は、傾斜底面９２により深さｄ２が深さｄ１よりも大きく形成されている。これにより流出口７８側の流路断面積Ａ１は、排出口８４側の流路断面積Ａ２よりも小さく形成される。

媒体８の流速Ｖは、既述の式（１）により接触流路８０を流れる流量Ｑｂと流路断面積Ａにより設定されることから、たとえば図１８に示すように接触流路８０の断面積の変化に伴って、流速Ｖａから流速Ｖｂに変化する。コネクタ６２の端部側の流速Ｖａは、コネクタ６２の中央側の流速Ｖｂよりも速くなる。すなわちノズル４２ｂは、流出口７８が形成された供給管路７６側と排出口８４側との間で媒体８の流速差が生じるように流路断面積を異ならせている。そしてコネクタ６２の端部側の昇温速度は、中央側の昇温速度と均等になる。

傾斜底面９２による断面積の変更は、たとえば実装されたコネクタ６２の長辺方向の長さとともに、流出口７８と排出口８４との間に対して設定したい流速の速度差または、昇温速度差などに基づいて設定される。また流速差によって生じる昇温速度差は、たとえば図１４に示すように予め実験などにより得られる情報などを利用すればよい。

＜コネクタ端子の温度状態＞

図１９は、コネクタ端子の温度状態例を示している。図１９に示す温度結果は、一例である。

この温度検出結果は、媒体８をコネクタ６２の中央部分にのみ噴射させるノズルを利用した場合と、傾斜底面９２が形成されたノズル４２ｂを利用した場合に対し、コネクタ６２の両端と中央部の結果例を示している。このノズル４２ｂは、接触流路８０の長さがたとえば１４０〔mm〕、深さがたとえば１０〔mm〕であって、端部側の昇温速度を中央部よりもたとえば２〔℃／ｓ〕高くするように構成している。媒体８の流速は、たとえば図１３に示す値から、コネクタ６２の端部側の昇温速度が２〔℃／ｓ〕の差を生じるように設定すればよい。接触流路８０の深さｄ１、ｄ２は、たとえば供給される流量、および設定した流速から設定すればよい。

このような構成において、図１９に示すように、コネクタ６２の中央部にのみ媒体８を噴射させた場合は、中央部と端部側との間に大きな温度差が生じている。これに対し、ノズル４２ｂを利用した場合は、コネクタ６２の中央部と両端側との間で同等の温度に加熱される。

斯かる構成によれば、コネクタ６２の接合部分に応じて流動させる流速を変化させることで、コネクタ６２を均等に加熱することができる。これにより全ての端子１２をはんだ１６が溶融する温度まで加熱させるために、コネクタ６２やプリント基板４の一部が異常加熱されて破損するのを防止できる。また、コネクタ全体を均等に加熱できるので、媒体８の加熱温度が抑えられ、効率的にコネクタ６２電子部品の取り外しを行うことができる。

〔第４の実施の形態〕

図２０は、第４の実施の形態に係るノズルの構成例を示している。

図２０に示すノズル４２ｃは、接触流路８０内の位置に応じて設定した流速Ｖで媒体を流動させる構成として、たとえば接触流路８０の流路幅を変化させている。これによりノズル４２ｃは、コネクタ６２の中央部と端部側との間で昇温速度を均一にし、加熱による温度差を低減させている。

ノズル４２ｃは、たとえば流出口７８側から排出口８４側に向けて接触流路８０の流路幅を拡大させる流路壁１００および底面部１０２を備えている。流路壁１００は、たとえば接触流路８０の中心位置で最も流路幅が大きくなるように形成されている。接触流路８０は、たとえば設定される媒体８の流速に基づいて、流出口７８側と排出口８４側との流路幅の拡大率が設定されてもよい。

流出口７８の周辺の接触管路８０の断面積Ａ３は、たとえば図２１Ａに示すように、流路幅Ｌ４および深さｄで形成される。また排出口８４周辺の接触管路８０の断面積Ａ４は、たとえば図２１Ｂに示すように、流路幅Ｌ５および深さｄで構成される。流路幅Ｌ５は、流路幅Ｌ４よりも大きく形成されることで、流出口７８側の流路断面積Ａ３は、排出口８４側の流路断面積Ａ４よりも小さく形成される。すなわち接触流路８０は、流出口７８から排出口８４に向けた距離に応じて断面積が拡大されている。

このように接触流路８０の断面積が形成されることで、媒体８は、たとえば図２２に示すように接触流路８０の位置によって流速Ｖｃから流速Ｖｄに変化して流動する。この流速Ｖｃは、流速Ｖｄよりも高速となっている。これによりコネクタ６２の端部側の昇温速度は、中央側の昇温速度と均等になる。

また既述のように、流路断面積の変化は、たとえば実装されたコネクタ６２の長辺方向の長さとともに、設定したい流速の速度差または、昇温速度差などに基づいて設定される。また流速差によって生じる昇温速度差は、たとえば図１３に示すように予め実験などにより得られる情報などを利用すればよい。

斯かる構成によれば、たとえば図１９に示すノズル４２ｂの温度分布と同等の結果が得られる。そしてコネクタ全体を均等に加熱できるので、媒体８の加熱温度が抑えられ、効率的にコネクタ６２の取り外しを行うことができる。

以上説明した各実施形態について、その特徴事項を以下に列挙する。

(1) 本開示のノズルは、接触流路２２、８０内の端部側から排出口側に向けて媒体８を所定流量で流動させて電子部品の一部や接合部材に媒体を接触させることで、媒体８を確実に電子部品の接合部材に接触させることができる。

(2) また、ノズル４２は、設定した流量、流速で媒体を流動させ、電子部品や接合部材に接触させることができ、熱伝達の効率性が高められる。

(3) 熱伝達し難い電子部品の端部側から中央部分に向けて媒体を接触させることで、電子部品やその接合部分を均一に加熱させることができる。

(4) ノズル４２は、媒体８の流動位置に応じて流速を設定する構造により、電子部品の全体を均一に加熱できるので、媒体８に対する加熱温度が抑えられる。さらにノズル４２は、加熱効率性を高められるとともに、電子部品の温度が部分的に高温にならないので、熱による電子部品に対する影響を抑えることができる。

(5) 本開示のノズル４２は、接触流路８０において、設定した流速で媒体８を流して昇温速度が高められるので、伝熱効率の低い液体材料を媒体８として利用することができる。

〔他の実施の形態〕

(1) 上記実施の形態では、流路断面積の設定に関し、流出口７８から排出口８４までの位置に応じて流路幅を拡大させる構成、または傾斜底面９２を形成する構成を示したがこれらをいずれか一方のみを利用する場合に限られない。この流路幅の拡大と傾斜底面９２の形成を組み合わせて流路断面積が設定されてもよい。

(2) 上記実施の形態では、流路幅の設定について、排出口８４に向けて拡大させた流路壁１００および底面部１０２を用いる場合を示したがこれに限られない。接触流路８０は、たとえば流路内に流路幅を調整するオリフィスを形成する堰を設置してもよい。斯かる構成によっても、媒体８は、接触流路８０内の位置に応じて流速を調整することができる。

(3) 上記実施の形態では、接触流路８０内の断面積の設定に関し、流出口７８から排出口８４に向けて連続的に断面積を変化させる構成を示したが、これに限られない。接触流路８０は、たとえば流出口７８からの位置に応じて、段階的に断面積を変化させる構成としてもよい。この場合接触流路８０は、たとえば所定の位置毎に設定される媒体８の流速に応じて断面積を変化させてもよい。

(4) 上記実施の形態では、接触流路８０内に流動させる媒体８の流速は、流路幅や流路深さの調整による断面積によって設定されたがこれに限られない。接触流路８０内の媒体８の流速は、たとえば排出口８４の開口面積に基づいて調整してもよい。この場合、媒体流動装置４０は、たとえば接触流路８０内に媒体８が満たされるように流量が調整されればよい。

(5) 上記実施の形態では、接触流路８０は、断面が四角形状の場合を示したがこれに限られない。接触流路８０は、たとえば断面の下方が凸形状の三角形や台形などで構成されてもよい。この場合、接触流路８０の上部の開口部は、たとえばプリント基板４によって閉塞可能にするために、平面形状に形成すればよい。

(6) 媒体８は、液体シリコンまたはイオン液体に限られず、たとえばはんだを利用してもよい。

(7) 上記実施の形態では、プリント基板４に接合された電子部品６の１つにノズル２を配置する構成を示したがこれに限られない。ノズル２は、たとえば２以上の電子部品６の接合部分に対して配置させてもよい。これにより複数の電子部品６が密集して接合されたプリント基板４では、前後または左右に連続的に配置された電子部品６に対して取り外し処理の迅速化を図ることができる。

次に、以上述べた実施例を含む構成に関し、更に以下の付記を開示する。以下の付記に本発明が限定されるものではない。

（付記１）媒体を流動させる流動装置であって、
基板に接合された電子部品の端部側に向けて、加熱された前記媒体を導く複数の供給管路と、
前記基板の設置により閉塞される開口部を備えるとともに、前記供給管路間を連通させて前記供給管路から導かれた前記媒体を前記基板と前記電子部品との接合部分に沿って流動させる流路と、
前記流路に流れる前記媒体を外部に排出させる排出口と、
を備え、
前記流路は、前記開口部内で前記接合部分に前記媒体を接触させることを特徴とする、流動装置。

（付記２）前記流路は、前記供給管路側と前記排出口側との間で前記媒体の流速に速度差を設定するように流路断面積を異ならせたことを特徴とする、付記１に記載の流動装置。

（付記３）前記流路は、前記供給管路側から前記排出口側に向けて、流路幅の拡大または底面部の傾斜のいずれか一方または両方を備えることを特徴とする、付記１または付記２に記載の流動装置。

（付記４）前記供給管路は、取り込んだ前記媒体を前記基板に接合した前記電子部品の複数の端部側に向けて分岐させる分岐路を備えることを特徴とする、付記１ないし付記３のいずれかに記載の流動装置。

（付記５）前記媒体は、液体シリコンまたはイオン液体であることを特徴とする、付記１ないし付記４のいずれかに記載の流動装置。

（付記６）前記流路内に流す前記媒体の流速は、前記媒体の熱伝導率または昇温速度に基づいて設定されることを特徴とする、付記１ないし付記５のいずれかに記載の流動装置。

（付記７）媒体を貯める媒体槽と、
前記媒体を加熱する加熱手段と、
前記媒体槽に貯められた前記媒体を圧送する圧送手段と、
圧送された前記媒体を基板側に流動させる流動手段と、
を備え、
前記流動手段は、
前記基板に接合された電子部品の端部側に向けて、加熱された前記媒体を導く複数の供給管路と、
前記基板の設置により閉塞される開口部を備えるとともに、前記供給管路間を連通させて前記供給管路から導かれた前記媒体を前記基板と前記電子部品との接合部分に沿って流動させる流路と、
前記流路に流れる前記媒体を外部に排出させる排出口と、
を備え、
前記流路は、前記開口部内で前記接合部分に前記媒体を接触させることを特徴とする、電子部品の取り外し装置。

（付記８）前記流路は、前記供給管路側と前記排出口側との間で前記媒体の流速に速度差を設定するように流路断面積を異ならせたことを特徴とする、付記７に記載の電子部品の取り外し装置。

（付記９）前記媒体槽は、前記排出口から排出された前記媒体を貯留することを特徴とする、付記７または付記８に記載の電子部品の取り外し装置。

（付記１０）前記圧送手段は、前記流路に流す前記媒体の流速および前記流路の断面積に基づいて設定された流量で前記媒体を圧送することを特徴とする、付記７ないし付記９のいずれかに記載の電子部品の取り外し装置。

以上説明したように、本発明の好ましい実施形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

２、４２、４２ｂ、４２ｃ ノズル
４ プリント基板
６ 電子部品
８ 媒体
１０ スルーホール
１２ 端子
１４ 導電壁
１６ はんだ
２０、７６ 供給管路
２２、８０ 接触流路
２４、８４ 排出口
２６、７８ 流出口
２８、８１ 開口部
３０ 加熱面部
４０ 媒体流動装置
４４ 媒体槽
４６ ヒータ
４８ 圧送手段
５０ モータ
５２ プロペラ
５４ 伝達機構
５６ 取り込み管路
６２ コネクタ
７２ 流入管路
７４ 分岐管路
８２ 載置部
９２ 傾斜底面
１００ 流路壁
１０２ 底面部

Claims (5)

1. 媒体を流動させる流動装置であって、
   基板に接合された電子部品の端部側に向けて、加熱された前記媒体を導く複数の供給管路と、
   前記基板の設置により閉塞される開口部を備えるとともに、前記供給管路間を連通させて前記供給管路から導かれた前記媒体を前記基板と前記電子部品との接合部分に沿って流動させる流路と、
   前記流路に流れる前記媒体を外部に排出させる排出口と、
   を備え、
   前記流路は、前記開口部内で前記接合部分に前記媒体を接触させることを特徴とする、流動装置。
2. 前記流路は、前記供給管路側と前記排出口側との間で前記媒体の流速に速度差を設定するように流路断面積を異ならせたことを特徴とする、請求項１に記載の流動装置。
3. 前記流路は、前記供給管路側から前記排出口側に向けて、流路幅の拡大または底面部の傾斜のいずれか一方または両方を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の流動装置。
4. 前記供給管路は、取り込んだ前記媒体を前記基板に接合した前記電子部品の複数の端部側に向けて分岐させる分岐路を備えることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の流動装置。
5. 媒体を貯める媒体槽と、
   前記媒体を加熱する加熱手段と、
   前記媒体槽に貯められた前記媒体を圧送する圧送手段と、
   圧送された前記媒体を基板側に流動させる流動手段と、
   を備え、
   前記流動手段は、
   前記基板に接合された電子部品の端部側に向けて、加熱された前記媒体を導く複数の供給管路と、
   前記基板の設置により閉塞される開口部を備えるとともに、前記供給管路間を連通させて前記供給管路から導かれた前記媒体を前記基板と前記電子部品との接合部分に沿って流動させる流路と、
   前記流路に流れる前記媒体を外部に排出させる排出口と、
   を備え、
   前記流路は、前記開口部内で前記接合部分に前記媒体を接触させることを特徴とする、電子部品の取り外し装置。
   
   

Images