JP2014033137A - 電子部品のリワーク装置、リワーク方法、およびリワーク装置用の断熱カバー部材 - Google Patents

Abstract

【課題】配線基板に実装された電子部品のリワークを行う際に、配線基板に反りを生じにくくする電子部品のリワーク装置、リワーク方法、およびリワーク装置用の断熱カバー部材を提供する。
【解決手段】電子部品のリワーク装置は、配線基板の一方の面上に実装された交換対象となる電子部品を交換するリワーク装置であって、配線基板の他方の面側であって且つ交換対象となる電子部品の実装領域に対向する対向領域に配置された予熱用ヒーターと、配線基板の一方の面上に配置され、予熱用ヒーターによる予熱時に、配線基板の一方の面における実装領域の外周部からの放熱を低減する断熱カバー部材を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品を実装した配線基板より電子部品を取り外して交換する電子部品のリワーク装置、リワーク方法、およびリワーク装置用の断熱カバー部材に関する。

電子部品の多くは配線基板の表面に半田付けする表面実装技術によって実装されている。近年では、電子機器の高機能化に伴い、例えばＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（Chip Size Package）等のように、外部接続端子がパッケージの下面に配置された大型電子部品が広く使用されるようになっている。

配線基板に実装されている電子部品の接合不良や部品不良が発生した場合、その電子部品を取り外し、新しい電子部品と交換するリワーク（リペア）が行われる。電子部品のリワークは、局所加熱によって交換対象となる電子部品（以下、「リペア対象部品」ともいう）を配線基板に接続している半田を溶融することでリペア対象部品を取り外す。そして、取り外したリペア対象部品の代わりに新しい電子部品が配線基板に取り付けられる（例えば、特許文献１〜３等を参照）。

また、リペア対象部品のリワークを行うためのリワーク装置として、本加熱装置および予備加熱装置を備えるものが知られている。予備加熱装置は、配線基板の一方の面（表面）上に実装されたリペア対象部品の半田接合部を、その配線基板の他方の面（裏面）側から予熱用ヒーターで予熱する。本加熱装置は、配線基板の表面側に配置された本加熱用ヒーターを有し、予熱用ヒーターによって予熱されたリペア対象部品を本加熱用ヒーターによって局所的に加熱する。本加熱装置による本加熱によって、リペア対象部品の半田接合部における半田が溶融し、リペア対象部品を配線基板から取り外すことができる。なお、予熱用ヒーターによって、配線基板におけるリペア対象部品の実装領域を予め加熱しておくことで、本加熱時に配線基板から熱が逃げにくくなる。その結果、リペア対象部品の半田接合部における半田を短時間で溶融させることが可能となり、リワーク効率を高めることができる。

特開２００７−９６０８８号公報 特開２００１−１６８５２０号公報 特開２００３−２１８５１２号公報

上記のように、予熱用ヒーターによる予熱は配線基板を裏面側から加熱するため、リペア対象部品が配置される配線基板の表面側と裏面側との間に温度差が生じ、この温度差に起因して配線基板に「反り」が生じる場合がある。配線基板に反りが生じた状態で新たな電子部品を実装すると、その電子部品の半田接合部に歪が生じ易くなる。そして、配線基板が冷却された後においても上記半田接合部における歪は残存する。このような状態で、配線基板に振動あるいは熱ストレスが繰り返し加わると、交換した電子部品の半田接合部に亀裂等の不良が生じる虞がある。また、配線基板に反りが生じた状態で新たな電子部品を実装すると、交換後の電子部品と配線基板との間に接続不良が生じる虞がある。

本件は、上記の点に鑑みてなされたものであり、配線基板に実装された電子部品のリワークを行う際に、配線基板に反りを生じにくくする電子部品のリワーク装置、リワーク方法、およびリワーク装置用の断熱カバー部材を提供することを目的とする。

本件の一観点による電子部品のリワーク装置は、配線基板の一方の面上に実装された交換対象となる電子部品を交換するリワーク装置であって、前記配線基板の他方の面側であって且つ前記交換対象となる電子部品の実装領域に対向する対向領域に配置された予熱用ヒーターと、前記配線基板の一方の面上に配置され、前記予熱用ヒーターによる予熱時に、当該配線基板の一方の面における前記実装領域の外周部からの放熱を低減する断熱カバー部材と、を備える。

本件の一観点による電子部品のリワーク方法は、配線基板の一方の面上に実装された交換対象となる電子部品を交換するリワーク方法であって、前記配線基板の一方の面上に断熱カバー部材を配置する配置工程と、前記配線基板の他方の面側であって且つ前記交換対象となる電子部品の実装領域に対向する対向領域に配置された予熱用ヒーターによって、前記配線基板を予熱する予熱工程と、を有し、前記予熱工程においては、前記配線基板の一方の面における前記実装領域の外周部からの放熱を前記断熱カバー部材によって低減させつつ前記電子部品を加熱する。

本件の一観点によるリワーク装置用の断熱カバー部材は、配線基板の一方の面上に実装された交換対象となる電子部品を交換するリワーク装置用の断熱カバー部材であって、前記リワーク装置は、前記配線基板の他方の面側であって且つ前記交換対象となる電子部品の実装領域に対向する対向領域に配置された予熱用ヒーターを備え、前記断熱カバー部材は、前記配線基板の一方の面上に配置され、前記予熱用ヒーターによる予熱時に、当該配線基板の一方の面における前記実装領域の外周部からの放熱を低減する。

本件によれば、配線基板に実装された電子部品のリワークを行う際に、配線基板に反りを生じにくくすることができる。

実施形態に係るリワーク装置の概略構成を示す図である。 実施形態に係る断熱カバー部材の上面図である。 実施形態に係る断熱カバー部材の側面図である。 実施形態に係る断熱カバー部材の外観斜視図である。 配線基板のリペア対象部品実装面に断熱カバー部材を配置した状態を示す図である。 予熱用ヒーターによって、リペア対象部品を予熱している状態を示す図である。 実施例について、予熱時における各変位測定点の変位量を示すコンター図である。 比較例について、予熱時における各変位測定点の変位量を示すコンター図である。 第１の変形例に係る断熱カバー部材の側面図である。 第１の変形例に係る断熱カバー部材の材料となる金属板を示す図である。 第２の変形例に係る断熱カバー部材の断面図である。

以下、図面を参照して、発明を実施するための実施形態に係るリワーク装置、リワーク
方法およびリワーク装置用の断熱カバー部材について例示的に詳しく説明する。

図１は、実施形態に係るリワーク装置１の概略構成を示す図である。リワーク装置１は、配線基板１０に半田接合によって表面実装された電子部品のうち、配線基板１０から取り外して交換する対象となる電子部品（以下、「リペア対象部品」という）１１を、配線基板１０から取り外して交換するために用いる装置である。リペア対象部品１１は、底面に半田バンプ１２を有するＢＧＡ（Ball Grid Array）型の電子部品であり、配線基板１
０の一方の面（表面）１０ａに実装されている。以下、配線基板１０のうち、リペア対象部品１１が実装される一方の面１０ａを「リペア対象部品実装面」とする。また、符号１０ｂで示される配線基板１０の他方の面（裏面）、すなわち、リペア対象部品実装面１０ａに対向する裏側の面を「リペア対象部品非実装面」とする。なお、配線基板１０には、リペア対象部品１１の他に、交換対象ではない他の電子部品が実装されていてもよい。また、リペア対象部品１１の半田バンプ１２は、配線基板１０のリペア対象部品実装面１０ａに設けられたフットパターン（図示せず）と接合されている。

リワーク装置１は、配線基板１０を支持する支持部材２、本加熱装置３、予熱用ヒーター４、断熱カバー部材５などを備える。支持部材２は、例えば配線基板１０を挟むようにして支持している。より詳しくは、支持部材２は、配線基板１０のうち、その平面方向におけるリペア対象部品１１の実装（搭載）領域よりも外側の部分を支持している。

本加熱装置３は、配線基板１０のリペア対象部品実装面１０ａ（一方の面）側に配置され、本加熱を行うための加熱装置である。予熱用ヒーター４は、配線基板１０のリペア対象部品非実装面１０ｂ（他方の面）側に配置され、予備加熱（予熱）を行うための加熱装置である。本加熱および予熱の詳細については後述する。

本加熱装置３は、本加熱用カバー部材３１、吸着ノズル３２、本加熱用ヒーター３３、送風ファン３４等を有する。本加熱用カバー部材３１は、配線基板１０におけるリペア対象部品１１の実装領域１０ｃの上方を覆うノズル部３１ａを有する。本加熱用カバー部材３１は、ノズル部３１ａをリペア対象部品実装面１０ａに向けるようにして配置されている。本実施形態における本加熱用カバー部材３１は、ノズル部３１ａの横断面が四角形となっているが、これに限られず、他の形状を採用してもよい。

吸着ノズル３２は、例えば真空ポンプ（図示せず）に接続されており、リペア対象部品１１の交換時にこのリペア対象部品１１を吸着する。送風ファン３４には、例えば、図示しないボンベから窒素等の不活性ガスが供給される。送風ファン３４は、例えばこの不活性ガスを本加熱用ヒーター３３に一定の流量で供給する。

本加熱用ヒーター３３は、送風ファン３４から送られてくる不活性ガスを、加熱する。本加熱用ヒーター３３によって加熱された不活性ガス（以下、「加熱ガス」ともいう）は、本加熱用カバー部材３１のノズル部３１ａから、配線基板１０におけるリペア対象部品１１の実装領域１０ｃに供給される。なお、本実施形態における本加熱装置３は、加熱ガスをノズル部３１ａから配線基板１０における実装領域１０ｃに噴出させるホットエアー方式を採用しているが、これに限られない。例えば、配線基板１０におけるリペア対象部品実装面１０ａ側にパネルヒーターを配置し、このパネルヒーターによって実装領域１０ｃにおけるリペア対象部品１１を加熱するようにしてもよい。また、熱源によって加熱された高温の加熱部をリペア対象部品１１の基板等に直接接触させることで半田バンプ１２の半田を溶融させる伝熱方式を採用してもよい。

予熱用ヒーター４は、例えばパネルヒーターであって、配線基板１０におけるリペア対象部品非実装面１０ｂ側に配置されている。より詳しくは、予熱用ヒーター４は、リペア
対象部品非実装面１０ｂにおける平面上のうち実装領域１０ｃの裏側に対応する領域、すなわち、実装領域１０ｃに対向する対向領域１０ｄに面して配置されている。

配線基板１０を支持する支持部材２は、リペア対象部品非実装面１０ｂにおける対向領域１０ｄの少し外寄りの部分を支持しており、各支持部材２によって囲まれる領域内に予熱用ヒーター４が配置されている。これにより、配線基板１０を挟んでリペア対象部品１１の裏側に予熱用ヒーター４を支持部材２と干渉することなく配置することができ、対向領域１０ｄを効率よく加熱できる。吸着ノズル３２、本加熱用ヒーター３３、送風ファン３４、予熱用ヒーター４等といった各種機器は、リワーク装置１が備えるコントローラー（図示せず）と配線を通じて接続されており、このコントローラー（制御装置）によって制御される。

断熱カバー部材５の構造およびその機能は後述するとし、リペア対象部品１１を配線基板１０から取り外して新たな電子部品と交換するリワーク方法の概要を説明する。リペア対象部品１１のリワーク方法は、本加熱装置３を用いた本加熱によって、リペア対象部品１１における半田バンプ１２を２５０℃程度まで加熱し、半田を溶融させる。

また、本実施形態におけるリワーク方法では、本加熱に先立って、予熱用ヒーター４を用いた予備加熱を行う（予熱工程）。この予熱工程は、リペア対象部品非実装面１０ｂにおける対向領域１０ｄに面して配置された予熱用ヒーター４を用いて、この対向領域１０ｄおよびリペア対象部品１１を予備的に加熱する。本加熱に先立ってリペア対象部品１１を予熱することにより、本加熱時に配線基板１０から熱が逃げにくくなり、半田が溶融する温度域まで半田バンプ１２をより短時間で加熱することができる。また、予熱用ヒーター４を用いた予熱は、本加熱時における実装領域１０ｃ内での温度分布を均一にし、温度のばらつきを低減するために有効である。なお、予熱用ヒーター４によって対向領域１０ｄを予熱する際、半田バンプ１２が例えば７０〜１００℃程度まで加熱されるように予熱用ヒーター４の出力、或いは予熱時間を制御してもよい。

本実施形態では、予熱用ヒーター４を用いた予熱を行った後、予熱用ヒーター４による加熱を継続しながら、本加熱装置３を用いて上述した本加熱を行う。本加熱においては、リペア対象部品実装面１０ａ側からリペア対象部品１１を局所的かつ集中的に加熱し、半田バンプ１２の半田を溶融させる。半田バンプ１２の半田が溶融した後、吸着ノズル３２を用いてリペア対象部品１１を吸着し、配線基板１０からリペア対象部品１１を引き剥がす。なお、吸着ノズル３２を用いずに、作業者がピンセット等の治具を用いてリペア対象部品１１を配線基板１０から引き剥がすようにしてもよい。

その後、新しい電子部品を配線基板１０上の所定位置に配置し、その電子部品の半田バンプを加熱して溶解させる。その後、配線基板１０を冷却することにより、リペア対象部品１１の代わりに配線基板１０に新しい電子部品が実装される。

ところで、本加熱の開始前における予熱時には、リペア対象部品非実装面１０ｂ側に配置された予熱用ヒーター４からの加熱が行われるため、配線基板１０のリペア対象部品非実装面１０ｂ側からリペア対象部品実装面１０ａ側に向けて伝熱される。そのため、予熱中、予熱用ヒーター４から発せられる熱を一次的に受けるリペア対象部品非実装面１０ｂに比べて、リペア対象部品実装面１０ａからは放熱が起こり易い。また、予熱用ヒーター４からの受けた熱は配線基板１０の平面方向にも広がる。そのような状況下においては、リペア対象部品実装面１０ａのうち、実装領域１０ｃの外側領域からの放熱が顕著となり易い。その結果、予熱工程においては、リペア対象部品実装面１０ａ側に比べてリペア対象部品非実装面１０ｂ側の方が高温となり易い。これに起因して、配線基板１０には、リペア対象部品非実装面１０ｂ側が凸になる方向に反りが生じ易くなる。

なお、本加熱の開始後においては、本加熱装置３によってリペア対象部品実装面１０ａ側からの加熱も行われるため、それまでに形成された配線基板１０の表裏間における温度差は縮小すると考えられる。しかしながら、本加熱は局所加熱であることからも、配線基板１０の表裏間における温度差を解消するには多くの時間を要してしまうことが想定される。これに関して、配線基板１０の加熱を長時間継続させることは耐熱性の観点からあまり好ましくない。従って、本加熱工程において、配線基板１０の表裏間における温度差に起因する配線基板１０の反りを解消した上で、リペア対象部品１１の代わりに新たな電子部品を配線基板１０に取付けることは現実には難しい。

そして、配線基板１０に反りが生じた状態で新たな電子部品を配線基板１０に搭載すると、この電子部品の半田バンプに歪が生じ易くなる。半田バンプに生じた歪は、配線基板１０が冷却された後も残存するため、この状態で配線基板１０に振動あるいは熱ストレスが繰り返し加わると、交換後における電子部品の半田バンプに亀裂等の不良が生じる虞がある。また、配線基板１０に反りが生じた状態で新たな電子部品を配線基板１０に実装した場合、交換後の電子部品と配線基板１０との間に接続不良が生じる要因となる。すなわち、配線基板１０の反りに起因して交換後の電子部品における半田バンプ同士がショートしたり、或いは、配線基板１０側のフットパターンと半田バンプとの間にオープン不良が起こる虞がある。特に、本実施形態に係るリペア対象部品１１のように、ＢＧＡ型の接合方式を採用する場合には接続端子間距離が短く、実装領域１０ｃの面積が増えるほど配線基板１０の反りの影響が顕著となる。

そこで、本実施形態に係るリワーク装置１およびこれを用いたリワーク方法では、断熱カバー部材５を配線基板１０に設置した状態で予熱を行うことにより、配線基板１０に反りが生じてしまうことの抑制、反りの程度（度合い）の軽減を図っている。

図２は、実施形態に係る断熱カバー部材５の上面図である。図３は、実施形態に係る断熱カバー部材５の側面図である。図４は、実施形態に係る断熱カバー部材５の外観斜視図である。図４は、下面（底面）側から断熱カバー部材５を眺めた状態を示している。以下、図１乃至４を参照して断熱カバー部材５を説明する。

断熱カバー部材５は、配線基板１０におけるリペア対象部品実装面１０ａ（一方の面）上に配置され、予熱用ヒーター４を用いた予熱時に、リペア対象部品実装面１０ａのうち実装領域１０ｃの外周部からの放熱を低減するための部材である。本実施形態において、断熱カバー部材５は、例えば遮熱性の高いアルミニウム等によって形成されている。但し、断熱カバー部材５の材料はこれに限られない。

断熱カバー部材５は、脚部５１および天板部５２を有する。天板部５２は四角形状を有し、中央部には開口部５３が形成されている。脚部５１は、天板部５２における開口部５３の縁部に沿うようにして、天板部５２から垂直に立設した璧状の部材である。開口部５３は、リペア対象部品１１のリワーク時において、リペア対象部品１１を覆うように配置される本加熱用カバー部材３１と干渉しないような大きさおよび形状を有している。

断熱カバー部材５は、脚部５１が配線基板１０のリペア対象部品実装面１０ａ上に載置される。ここで脚部５１は、上記のように開口部５３の各縁部に沿って形成されている。そのため、図１に示すように、断熱カバー部材５をリペア対象部品実装面１０ａ上に載置した際に、天板部５２がリペア対象部品実装面１０ａに沿うような安定した姿勢で自立させることができる。また、天板部５２の下方には、断熱カバー部材５がリペア対象部品実装面１０ａ上に載置された際に、リペア対象部品実装面１０ａと天板部５２とに挟まれた断熱空間５０が形成される。

以上のように形成される断熱カバー部材５は、配線基板１０のリペア対象部品実装面１０ａにおいて、実装領域１０ｃの外周部を囲むように配置される。より詳しくは、開口部５３の領域内にリペア対象部品１１および本加熱用カバー部材３１が位置するように断熱カバー部材５が設置されることで、脚部５１および天板部５２がリペア対象部品１１の周囲を取り囲むように配置される。

次に、リワーク装置１を用いてリペア対象部品１１の交換を行うリワーク方法に係る手順を説明する。まず、図５に示すように、配線基板１０のリペア対象部品実装面１０ａに断熱カバー部材５を配置する（配置工程）。

リワーク装置１において、支持部材２の位置は自在に変更することができる。そこで、リワーク装置１の支持部材２が配線基板１０を支持する支持位置を調整する（調整工程）。その際、支持部材２による配線基板１０の平面的な支持位置が、リペア対象部品１１の実装領域１０ｃよりも少し外側の部分となるように調整される。更に、この調整工程においては、配線基板１０を支持する支持位置を、リペア対象部品実装面１０ａ上に断熱カバー部材５の脚部５１が載置される載置位置と上下に重なるように調整される。

なお、上記調整工程および配置工程の順序は順不同である。ここで、リワーク装置１に適用される断熱カバー部材５に応じて、リペア対象部品実装面１０ａに対する脚部５１の載置位置が決定される。そのため、断熱カバー部材５が設置されていない配線基板１０を支持部材２によって支持すると共に、その支持位置を所定位置に調整するようにしてもよい。この所定位置とは、後から断熱カバー部材５をリペア対象部品実装面１０ａ上に載置する際に、脚部５１と上下に重なるような支持部材２による配線基板１０の支持位置である。このように、支持部材２による支持位置を調整した後、支持部材２による配線基板１０の支持位置と脚部５１の載置位置とが上下に重なるように、リペア対象部品実装面１０ａ上に断熱カバー部材５を配置してもよい。

次いで、図６に示すように、配線基板１０のリペア対象部品非実装面１０ｂであって且つリペア対象部品１１の実装領域１０ｃに対向する対向領域１０ｄを臨むように予熱用ヒーター４を配置する。そして、対向領域１０ｄを臨むように配置された予熱用ヒーター４によって、対向領域１０およびリペア対象部品１１（半田バンプ１２）を予熱する（予熱工程）。予熱工程は、上記のようにリペア対象部品１１の周囲を取り囲むように断熱カバー部材５を設置した状態で行われる。予熱用ヒーター４からの熱は、リペア対象部品非実装面１０ｂからリペア対象部品実装面１０ａへと伝熱され、更にリペア対象部品実装面１０ａからリペア対象部品１１の半田バンプ１２へと伝熱される。

リペア対象部品実装面１０ａにおける実装領域１０ｃの周囲上部には、断熱カバー部材５の天板部５２がリペア対象部品実装面１０ａとの間に所定の隙間を設けた状態で配置されている。断熱カバー部材５は、遮熱性（断熱性）の高いアルミニウム素材によって形成されているため、リペア対象部品実装面１０ａと天板部５２とによって挟まれた空間には、上述した断熱空間５０が形成される。このように、断熱カバー部材５によって、実装領域１０ｃの周囲上部に断熱空間５０を形成することで、図６において模式的に示す矢印のように、リペア対象部品非実装面１０ｂから放出された熱が周囲に拡散することを抑制できる。その結果、断熱空間５０からの熱の散逸が抑制されることで、実装領域１０ｃの外周部からの放熱も起こりにくくなる。よって、予熱工程では、リペア対象部品実装面１０ａにおける実装領域１０ｃの外周部からの放熱を断熱カバー部材５によって低減させつつ配線基板１０のリペア対象部品非実装面１０ｂおよびリペア対象部品１１を加熱することができる。

なお、図６に示す例では、予熱用ヒーター４による予熱時において、予め本加熱用カバー部材３１を、断熱カバー部材５の開口部５３を通じて、リペア対象部品１１の上部および側方を覆う所定位置に配置している。但し、これに限られず、予熱時においては、本加熱用カバー部材３１をリペア対象部品１１の上方に配置しなくてもよい。

以上のように、本実施形態に係るリワーク方法によれば、リペア対象部品非実装面１０ｂからの予熱時に、リペア対象部品実装面１０ａにおける実装領域１０ｃの外周部からの放熱を抑制、或いは従来よりも低減させることができる。そのため、予熱時において、配線基板１０におけるリペア対象部品実装面１０ａ側とリペア対象部品非実装面１０ｂ側との温度差を小さくすることができる。その結果、予熱時に、配線基板１０に反りが生じることを抑制できる。

次に、本加熱装置３を用いて、本加熱を開始する（本加熱工程）。本加熱工程においては、本加熱装置３のコントローラーは、送風ファン３４および本加熱用ヒーター３３を制御して、本加熱用カバー部材３１のノズル部３１ａから加熱ガスをリペア対象部品１１の実装領域１０ｃに供給する。本加熱工程において、予熱用ヒーター４によるリペア対象部品非実装面１０ｂ側からの加熱を継続して行うことが好ましい。リペア対象部品実装面１０ａ側とリペア対象部品非実装面１０ｂ側の双方向から配線基板１０を加熱しながら本加熱を行うことで、配線基板１０に反りが生じることを抑制できる。なお、予熱用ヒーター４による予熱時にリペア対象部品１１の上方に本加熱用カバー部材３１を配置していない場合、本加熱の開始前に、リペア対象部品１１の上部を覆う位置に本加熱用カバー部材３１を配置するとよい。

本加熱装置３のコントローラーは、本加熱によってリペア対象部品１１における半田バンプ１２が溶融した状態で、吸着ノズル３２にリペア対象部品１１を吸着させ、配線基板１０からリペア対象部品１１を引き剥がす。その後、取り外したリペア対象部品１１の代わりに新しい電子部品を配線基板１０上に配置する。そして、新しい電子部品の半田バンプを加熱によって溶解させ、この半田バンプと配線基板１０側のフットパターンとを電気的に接続させる。次いで、配線基板１０を冷却することにより、新たな電子部品の配線基板１０への搭載が完了する。これにより、リペア対象部品１１を新たな電子部品に交換するリワークが完了する。

上記のリワーク方法によれば、リペア対象部品１１の代わりに新たな電子部品を配線基板１０に取付ける際、配線基板１０には反りが生じていないか或いは従来に比べて反りの程度が軽減されている。これにより、交換後の電子部品における半田バンプ同士がショートしたり、配線基板１０側のフットパターンと半田バンプとの間にオープン不良が起こりにくくなる。よって、本実施形態に係るリワーク装置１およびリワーク方法によれば、交換後の電子部品と配線基板１０との接続不良が生じることを抑制できる。また、配線基板１０の反りを抑制した状態で電子部品の交換ができるので、配線基板１０の冷却後においてリペア対象部品１１の代わりに搭載した電子部品の半田バンプに歪が生じることを抑制できる。従って、その後の使用環境下において、配線基板１０に振動あるいは熱ストレスが繰り返し加わっても、交換した電子部品の半田バンプが損傷することを抑制できる。

更に、リワーク装置１に適用される断熱カバー部材５は、配線基板１０のリペア対象部品実装面１０ａ上に配置された際に、脚部５１および天板部５２がリペア対象部品実装面１０ａにおける実装領域１０ｃの周囲を囲むように配置される。これによれば、予熱時に、実装領域１０ｃの外周部からの放熱をより均一に、つまり万遍なく低減させることができる。つまり、予熱工程において、実装領域１０ｃの外周部の一部からの放熱を低減させるのではなく、外周部全体からの放熱を低減させることができる。そのため、実装領域１０ｃにおける温度分布のばらつきを小さくすることができる。これにより、予熱時におけ
る配線基板１０の反りをより一層起こりにくくすることができ、リワークの品質安定性を向上させることが可能となる。

また、リワーク装置１は、支持部材２が配線基板１０を支持する支持位置が、リペア対象部品実装面１０ａ上に断熱カバー部材５の脚部５１が載置される際の載置位置と上下に重なるように調整される。これによれば、例えば、支持部材２による配線基板１０の支持位置よりもリペア対象部品実装面１０ａへの脚部５１の載置位置が内側になることを回避できる。よって、断熱カバー部材５の自重によって配線基板１０の反りが助長されることを抑制できる。その結果、リワークの品質安定性をより一層向上させることができる。

〈検証〉
以下、本実施形態に係る断熱カバー部材５を用いてリワークを行った場合の、配線基板１０の反りの抑制効果を実施例によって検証した。実施例に用いた配線基板１０の平面寸法は、４００ｍｍ×３００ｍｍとし、配線基板１０に実装されたリペア対象部品１１の実装領域１０ｃは、６５ｍｍ×５０ｍｍとした。また、半田バンプ１２を形成する半田としては、Ｓｎ３Ａｇ０．５Ｃｕ組成の鉛フリー半田を選定した。そして、上記条件の実施例に係る配線基板１０を用意し、断熱カバー部材５を配線基板１０上に載置した状態で予熱用ヒーター４を用いて予熱を行い、予熱時における配線基板１０の反り量を測定した。なお、配線基板１０の反り量は変位計を用いて測定した。具体的には、リペア対象部品非実装面１０ｂにおける対向領域１０ｄ内の複数箇所を変位測定点として設定し、予熱時における各変位測定点の変位量について変位計を用いて測定した。

図７は、実施例について、予熱時における各変位測定点の変位量を示すコンター図である。図８は、比較例について、予熱時における各変位測定点の変位量を示すコンター図である。なお、比較例では、断熱カバー部材５を配線基板上に配置せずに予熱を行うものとし、他の諸条件は実施例と共通とした。また、図７および図８に示す各変位測定点の変位量は、リペア対象部品非実装面１０ｂ側が凸になる方向を負の値として設定している。

以上の条件下において検証を行ったところ、図８に示す比較例では、リペア対象部品非実装面１０ｂにおける対向領域１０ｄ内における最大反り量（最大変位量）は１７０μｍであった。一方、図７に示す実施例では、対向領域１０ｄ内における最大反り量（最大変位量）が５１μｍであった。すなわち、断熱カバー部材５によって、実装領域１０ｃの外周部からの放熱を低減させつつ予熱を行うことで、配線基板１０の対向領域１０ｄ内における反り量を概ね三分の一程度まで低減できるという結果を得た。また、本検証では、予熱時において、リペア対象部品実装面１０ａの実装領域１０ｃおよびその外周部を含む温度分布測定領域内における温度分布を測定した。そして、温度分布測定領域内における温度分布幅（最大温度と最小温度との差）について実施例と比較例を対比した。その結果、比較例では温度分布幅が１５℃程度であったのに対して、実施例では温度分布幅が５℃程度まで低減されるという結果を得た。

以上述べた実施形態は、本件の本旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、図１乃至４に示した断熱カバー部材５の形状はあくまでも例示であって、その形状には種々の変更を加えることができる。図９は、第１の変形例に係る断熱カバー部材５Ａの側面図である。断熱カバー部材５Ａにおける脚部５１は、開口部５３の四隅に対応する位置にスリット５４が設けられている。図９に示す断熱カバー部材５Ａは、例えば図１０に示す一枚の金属板（例えば、アルミニウム板材）ＰＬを、図中に示す一点鎖線に沿って切り込みを入れることで白抜き部分を切り抜くと共に、破線で示される折り込み線に沿って折り込むことで得られる。

また、図１１は、第２の変形例に係る断熱カバー部材５Ｂの断面図である。図１１に示
す断熱カバー部材５Ｂは、脚部５１よりも基板平面方向の外側に第２の脚部５５が天板部５２から垂下するように設けられている。開口部５３の縁部に沿って設けられる脚部５１の外側に第２の脚部５５を設けることにより、予熱時におけるリペア対象部品実装面１０ａからの放熱を低減する効果をより一層高めることができる。

なお、本実施形態に係る配線基板１０とリペア対象部品１１との間の接続方式をＢＧＡ実装方式としたが、表面実装方式であればその他の接続方式を適宜採用してもよい。また、以上の実施形態および各変形例は、可能な限りこれらを組み合わせて実施することができる。

１ リワーク装置
２ 支持部材
３ 本加熱装置
４ 予熱用ヒーター
５ 断熱カバー部材
１０ 配線基板
１０ａ リペア対象部品実装面
１０ｂ リペア対象部品非実装面
１０ｃ 実装領域
１０ｄ 対向領域
１１ 電子部品（リペア対象部品）
１２ 半田バンプ
３１ 本加熱用カバー部材
３２ 吸着ノズル
３３ 本加熱用ヒーター
３４ 送風ファン
５１ 脚部
５２ 天板部
５３ 開口部

Claims (8)

1. 配線基板の一方の面上に実装された交換対象となる電子部品を交換するリワーク装置であって、
   前記配線基板の他方の面側であって且つ前記交換対象となる電子部品の実装領域に対向する対向領域に配置された予熱用ヒーターと、
   前記配線基板の一方の面上に配置され、前記予熱用ヒーターによる予熱時に、当該配線基板の一方の面における前記実装領域の外周部からの放熱を低減する断熱カバー部材と、
   を備える電子部品のリワーク装置。
2. 前記断熱カバー部材は、前記実装領域を囲むように配置される、
   請求項１に記載の電子部品のリワーク装置。
3. 前記断熱カバー部材は、前記配線基板の一方の面上に載置される脚部を有し、
   前記リワーク装置は、前記配線基板を支持する支持部材を更に備え、
   前記支持部材が前記配線基板を支持する平面的な支持位置は、前記配線基板の一方の面上に前記脚部が載置される載置位置と上下に重なるように調整される、
   請求項１または２に記載の電子部品のリワーク装置。
4. 配線基板の一方の面上に実装された交換対象となる電子部品を交換するリワーク方法であって、
   前記配線基板の一方の面上に断熱カバー部材を配置する配置工程と、
   前記配線基板の他方の面側であって且つ前記交換対象となる電子部品の実装領域に対向する対向領域に配置された予熱用ヒーターによって、前記配線基板を予熱する予熱工程と、
   を有し、
   前記予熱工程においては、前記配線基板の一方の面における前記実装領域の外周部からの放熱を前記断熱カバー部材によって低減させつつ前記配線基板を加熱する、
   電子部品のリワーク方法。
5. 前記断熱カバー部材は、前記実装領域を囲むように配置される、
   請求項４に記載の電子部品のリワーク方法。
6. 前記配線基板を支持部材によって支持する支持位置を調整する調整工程を更に有し、
   前記断熱カバー部材は、前記配線基板の一方の面上に載置される脚部を有し、
   前記調整工程において、前記配線基板を前記支持部材によって支持する平面的な支持位置を、前記配線基板の一方の面上に前記脚部が載置される載置位置と上下に重なるように調整する、
   請求項４または５に記載の電子部品のリワーク方法。
7. 配線基板の一方の面上に実装された交換対象となる電子部品を交換するリワーク装置用の断熱カバー部材であって、
   前記リワーク装置は、前記配線基板の他方の面側であって且つ前記交換対象となる電子部品の実装領域に対向する対向領域に配置された予熱用ヒーターを備え、
   前記断熱カバー部材は、前記配線基板の一方の面上に配置され、前記予熱用ヒーターによる予熱時に、当該配線基板の一方の面における前記実装領域の外周部からの放熱を低減する、
   リワーク装置用の断熱カバー部材。
8. 前記断熱カバー部材は、前記実装領域を囲むように配置される、
   請求項７に記載のリワーク装置用の断熱カバー部材。

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