JP3063706U - Ｉｃ部品のリボ―リング冶具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単操作で且つ確実にＩＣ部品のバンプ再生
を行えるリボーリング冶具を提供する。 【解決手段】 リボーリング冶具１は、ベース本体２と
塗布用アダプタ３とリボール用アダプタ４との組み合わ
せで構成される。前記ベース本体２には中央部にＩＣ部
品５を裏向きに保持するための固定台６が設けてある。
また、前記塗布用アダプタ３には前記ＩＣ部品５のバン
プ配列に対応して孔あけされた塗布マスク１３が装着さ
れており、当該マスク孔１３ａがＩＣ部品５のバンプ１
４に当接するように前記ベース本体２に載置・位置決め
可能である。また、前記リボール用アダプタ４にはボー
ルマスク１２が装着されており、半田ボール供給時に当
該マスク孔１２ａよりその一部が突出するよう、ボール
マスク１２とバンプ１４との間に一定の隙間をもって前
記ベース本体２に載置・位置決め可能である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、プリント基板より取り外したＢＧＡ等のバンプ付きＩＣ部品のバン プを再生するためのリボーリング冶具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ＩＣ部品はリード端子を半田付けする方法が主流であったが、近年の高 集積化技術の進歩によりゲート・デバイスの搭載ゲート数は急増し、これに伴っ て外部端子数も極端に増加してきている。特に、端子数が百以上のＩＣ部品にお いては、従来型の端子構成を採用するとパッケージサイズが大型化するため高集 積化のメリットが薄れてしまい、これが高密度実装に対する障害となっていた。

【０００３】 このため、最近では、上記のような高集積度のＩＣ部品にあっては、バンプ接 続を採用したＢＧＡパッケージ等が使用されるようになってきた。

【０００４】 前記ＢＧＡ（Ball Grid Array）は、小さな角形基板上にＬＳＩベア・チップ を搭載し、裏面に半球状や球状の端子（バンプ）を２次元状に配置した構造であ って、バンプ形成には半田ボールを使用し、プリント基板のパターンに半田バン プを直接半田付けすることにより実装されるものである。

【０００５】 ところで、このようなＢＧＡ等のＩＣ部品は搭載ゲート数も極めて多く、比較 的高価なものであることから、部品や基板の修理・交換等でプリント基板から取 り外したものを再使用したいといった要望は多く、取り外しされたＩＣ部品の再 使用は実際に多く実施されているものである。

【０００６】 ところで、一旦、プリント基板に半田付けされたＩＣ部品を再使用可能とする には、ＩＣ部品を損傷（例えば、熱によるＩＣ部品自体の破壊やパンプの剥がれ 等）せずに取り外すことは勿論のことであるが、ＩＣ部品の取り外し後はバンプ の半田がプリント基板側に取られて少なくなっていたり、溶融した半田がバンプ に汚く付着していたりする場合が多かった。このような理由から、取り外したＩ Ｃ部品をそのままの状態で再度実装することはなかなか困難なことであり、且つ 、実装上の信頼性に欠けることから、実装前にバンプに盛り半田を施して半田バ ンプを再生するリボーリング作業が必要であった。

【０００７】 従来より実施されているリボーリングの概略工程を説明すれば、以下の通りで ある。

【０００８】 先ず、半田バンプを溶融してプリント基板よりＩＣ部品を取り外し、バンプに 付着した不要な半田を溶融・吸着してきれいに取り去る。

【０００９】 次に、スキージでバンプの表面にクリーム半田（例えば、外径が２０μ以下の 細かな半田粒を半田ペーストと共に混練したもの）を塗布する。バンプは所定の ピッチ（通常、１．２７ｍｍピッチや０．８ｍｍ、あるいは０．５ｍｍピッチ等 に規定されている）で格子状に配置されているから、クリーム半田の塗布にはこ のバンプ配置に対応して孔あけされた専用のメタルマスクが使用される。クリー ム半田の塗布はこのメタルマスクを介して行われ、マスク孔より露出したバンプ 部分だけにクリーム半田が付着する。尚、この半田クリームは後述の熱溶融処理 の際に半田ボールがパンプに溶着し易くするために使用されるものである。

【００１０】 クリーム半田を塗布後、メタルマスクの上から半田ボールを振り掛けて各々バ ンプに半田ボールを付着させる。因みに、１．２７ｍｍピッチのバンプに対して は約０．７６φの半田ボールが、また、０．５ｍｍピッチのバンプに対しては約 ０．３φの半田ボールが使用される。この作業も、前記同様に専用のメタルマス クを使用して行う場合もある。

【００１１】 半田ボールをバンプに付着させた後、ヒータ等で加熱して半田ボールを溶融す ることによりリボーリングが完了する。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、品質の良いリボーリングを行うには各々バンプに確実に半田ボール を付着させることが必須である。このためには、先ずクリーム半田の塗布時にマ スク孔とバンプとを正確に位置合わせする必要がある。従来では、このための冶 具が用意されてはいたが、最終的な細部の位置合わせは作業者の手操作によるも のであったため位置合わせに多くの時間を要し、極めて作業性が悪かった。マス クの位置合わせが不完全でクリーム半田の塗布位置がずれているとバンプに半田 ボールが付着されないといった不具合が発生する。

【００１３】 また、クリーム半田の塗布面に半田ボールを供給する場合も前記塗布作業と同 様にマスクの正確な位置合わせが必要であるが、この作業もなかなか手間の掛か るものであった。マスクの位置合わせが不完全であると半田ボールがバンプの正 しい位置に配給されなかったり、あるいは、１個のバンプに複数の半田ボールが 付着する等の不具合が発生し、これがリボーリングの品質を低下させる原因とな った。このため、作業者はリボーリング後に不良が発生した半田バンプを再度手 直しする必要があった。

【００１４】 本考案は、上記問題に鑑みて成されたもので、簡単操作で、且つ確実なＩＣ部 品のバンプ再生が行える好適なリボーリング冶具を提供することを目的としてい る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

すなわち、請求項１に記載の本考案では、プリント基板から取り外したバンプ 付きＩＣ部品のバンプに半田ボールを付着・溶融してバンプの再生を行うための リボーリング冶具であって、前記ＩＣ部品を裏向きに保持するための固定台を備 えたベース本体と、前記ＩＣ部品のバンプ配列に対応して孔あけされた塗布マス クが装着されると共に、当該マスク孔と前記固定台に保持されたＩＣ部品のバン プとがそれぞれ正しく当接するように前記ベース本体に添装可能な塗布用アダプ タと、前記ＩＣ部品のバンプ配列に対応して孔あけされたボールマスクが装着さ れると共に、バンプに付着した半田ボールの一部が当該マスク孔より突出するよ うにマスク孔とバンプとが一定の隙間をもって前記ベース本体に添装可能なリボ ール用アダプタとで構成されるものである。

【００１６】 本構成では、塗布マスクやボールマスクの位置決め作業が不要であり、リボー リングの作業性が向上すると共に、各バンプに対して１個の半田ボールが正確に 付着するからリボーリングの品質を向上できる。

【００１７】 また、請求項２に記載の本考案では、前記ベース本体にＩＣ部品取り外し用の イジェクト機構を設けて構成されるものである。

【００１８】 イジェクト機構を設けることにより、半田ボールが付着したＩＣ部品を不用意 な振動を与えずリボーリング冶具より取り外すことができる。これにより、バン プに付着した半田ボールの乱れや脱落が防止できる。

【００１９】 また、請求項３に記載の本考案では、前記リボール用アダプタに開閉自在の半 田ボール排出口を設けて構成されるものである。

【００２０】 これにより、付着に与らない余分な半田ボールをマスクの上面より簡単に除去 することができる。

【００２１】 また、請求項４に記載の本考案では、前記ベース本体と塗布用アダプタとリボ ール用アダプタの外形を何れも同形とし、且つ、前記固定台をベース本体の中心 部よりずらして突設して構成されるものである。

【００２２】 これにより、塗布用アダプタやリボール用アダプタのセットミスが防止でき、 マスク孔とバンプとが常に正しく位置決めされるようになる。

【００２３】

【考案の実施の形態】

以下、図に基づいて本考案の実施形態を説明する。

【００２４】 図１は、本考案に係るリボーリング冶具の構成を示す分解斜視図である。本考 案のリボーリング冶具１は、図１に示すようにＢＧＡ等のようなバンプ付きのＩ Ｃ部品５を保持するためのベース本体２と、このＩＣ部品５の裏面に格子状に形 成されたバンプ１４にクリーム半田を塗布するための塗布用アダプタ３と、クリ ーム半田が塗布されたバンプ１４の表面に半田ボールを配給するためのリボール 用アダプタ４とで構成されている。尚、前記ベース本体２と塗布用アダプタ３と リボール用アダプタ４は何れも同形・同サイズの矩形体を成し、後述するリボー リング作業に応じてベース本体２の上に前記した塗布用アダプタ３、あるいはリ ボール用アダプタ４の何れかがセットされる。

【００２５】 前記ベース本体２は、中央付近にＩＣ部品５を保持するための四角形の固定台 ６が突設されており、その中心孔６ａにＩＣ受７の中空筒部が着脱自在に装嵌さ れている。また、このＩＣ受７の扁平部８にＩＣ部品５が裏向きに装着される角 状凹部９が形成されており、その中心孔９ａ、即ち、前記中空筒部内に可動軸１ ０が挿嵌されている。前記ＩＣ受７は装着されるＩＣ部品５のサイズに対応して 各種が用意されており、それぞれがガタを生じさせずＩＣ部品５を確実に嵌合で きるような寸法の角状凹部９を有している。

【００２６】 このベース本体２の一側部に前記可動軸１０に連通するイジェクトレバー１１ が設けてある。このレバー操作による可動軸１０の上下動でＩＣ受７に装着され たＩＣ部品５を簡単に持ち上げることができ、ＩＣ部品５は不要な振動を受けず に簡単に取り外しできるようになる。また、イジェクトレバー１１はロック腕１ ６を備えており、このロック腕１６をイジェクトレバー１１とベース本体２の間 にセットすることのより不用意なレバー操作を禁止できるようになっている。図 ３は係るイジェクト機構の概略を示す断面図である。

【００２７】 前記塗布用アダプタ３は、前記固定台６の対向位置に当該固定台６が嵌合可能 な窓部３ａを設けて成る枠体で、窓部３ａには塗布マスク１３が装着されている 。この塗布マスク１３はＩＣ部品５のバンプ配列に対応して孔あけされた薄い金 属板より成り、各々のＩＣ部品５に対応した専用マスクが各種用意されている。

【００２８】 ＩＣ部品５が装着されたベース本体２の上に塗布用アダプタ３をセットするこ とにより、ＩＣ部品５の各バンプ１４とマスク孔１３ａが正確に当接するように ベース本体２と塗布用アダプタ３の加工精度や塗布マスク１３の取付位置等が好 適に規定されている。

【００２９】 一方、前記リボール用アダプタ４は前記塗布用アダプタ３と同形、同サイズの 枠体を成し、窓部４ａにはボールマスク１２が装着されている。これもまた、各 々ＩＣ部品５のバンプ配列に対応した専用マスクが各種用意されている。また、 通常は窓部４ａの一辺が外側に向けて欠切された部分に遮蔽板１９が位置決めピ ン２１によって着脱可能な状態に装着されている。この遮蔽板１９を位置決めピ ン２１から取り外すことにより、前記窓部４ａの一角に半田ボール排出口１５が 形成できる。

【００３０】 本構成では、ベース本体２にこのリボール用アダプタ４をセットした時、ＩＣ 部品５のバンプ１４とボールマスク１２との間に一定の隙間、即ち、後述する工 程において、バンプ１４に半田ボールを付着させた時、マスク孔１２ａより半田 ボールの一部が突出する程度の隙間が形成されるよう、ベース本体２とリボール 用アダプタ４との加工精度やボールマスク１２の取付位置等が好適に規定されて いる。

【００３１】 尚、図示するように、前記塗布用アダプタ３もリボール用アダプタ４も共に金 属板２枚組とされ、前記したボールマスク１２と塗布マスク１３はこれらの板の 間に挟み込まれる形で装着されると共に、上下の板をボルト１７、１８にて締着 することにより各々アダプタ３，４に固定される構造である。

【００３２】 ところで、前記リボーリング冶具１は、ベース本体２，塗布用アダプタ３，リ ボール用アダプタ４の各パーツが共に同形、同サイズに形成され、且つ、組立は ベース本体２に塗布用アダプタ３（もしくは、リボール用アダプタ４）を載置す るだけであるから、誤って向きを違えて組み立てした場合にはバンプ１４とマス ク孔１２ａ、１３ａとが対応しなくなり、正しくリボーリングされない不具合が 生ずる。このため、本リボーリング冶具１は以下のような誤セット防止機構を設 けてある。

【００３３】 即ち、固定台６をベース本体２の中心部より幾分後方にずらして配設し、誤っ てアダプタを前後逆向きにセットした場合にベース本体２と各アダプタとの接合 部に段差が生じるようにした。作業者はこの段差によりアダプタの誤セットを素 早く察知することができる。因みに、図２は正しく組み立てられたリボーリング 冶具１の外観斜視図、図４は誤セットがあったリボーリング冶具１の外観斜視図 である。

【００３４】 以上、本実施形態では、固定台６の形状を四角形状としたがこれに限定される ものではなく、円形状（各アダプタの装着性より円錐台型）としても良い。 この場合、アダプタの窓部３ａ、４ａの形状もこれに嵌合可能な形状にする必要 がある。

【００３５】 次に、本考案のリボーリング冶具１によるリボーリング作業工程を説明する。

【００３６】 先ず、ベース本体２の固定台６にリボールするＩＣ部品５をセットする。尚、 ＩＣ部品５のバンプ１４に付着した不要な半田は前工程にてきれいに除去されて いるものとする。

【００３７】 ＩＣ受７はＩＣ部品５に適合する専用のものを使用し、その扁平部８の角状凹 部９にパンプ１４が上を向くようにＩＣ部品５を裏向きにして装着する。

【００３８】 次に、ＩＣ部品５に適合する塗布マスク１３が装着された塗布用アダプタ３を ベース本体２の上に載置すると、ベース本体２の固定台６は塗布用アダプタ３の 窓部３ａに嵌合し、塗布用アダプタ３がベース本体２に固定される。この時、塗 布マスク１３のマスク孔１３ａがＩＣ部品５のパンプ１４に当接し、マスク孔１ ３ａよりバンプ１４部分だけが露出する。

【００３９】 次に、この塗布マスク１３の上面よりスキージ等を用いてクリーム半田を塗布 する。使用するクリーム半田は、例えば、２０μ以下といった小さな球状の半田 粒 をペーストと共に混練したものである。塗布マスク１３に満遍なくクリーム半 田を塗布した後、ベース本体２より塗布用アダプタ３を取り外す。この時、各々 のバンプ１４の表面には略塗布マスク１３の板厚で決まる一定の厚みのクリーム 半田が塗布されている。

【００４０】 次に、前記ＩＣ部品５に適合するボールマスク１２が装着されたリボール用ア ダプタ４をベース本体２の上に載置する。これにより、ベース本体２の固定台６ がリボール用アダプタ４の窓部４ａに嵌合し、リボール用アダプタ４がベース本 体２に固定される。この時、ボールマスク１２とバンプ１４との間に既述した一 定の隙間が確保される。この場合、マスク孔１２ａとバンプ１４とは各々好適な 位置精度で相対向している。

【００４１】 次に、ボールマスク１２の上面より半田ボールを適量振り掛け、リボーリング 冶具１を揺するようにして半田ボールをマスク全面に満遍なく分散させる。振動 を与えることによりボールマスク１２上の半田ボールはマスク孔１２ａを通過し て対向するバンプ１４に各々１個づつ配給され、前工程にて塗布されたクリーム 半田の粘性によってバンプ１４の表面に付着する。

【００４２】 図５は、半田ボールＢの付着状態を示している。本実施例では、１．２７ｍｍ ピッチのバンプ１４を有するＩＣ部品５の場合、約０．７６φの半田ボールＢが 使用される。ここで、ボールマスク１２の下面とクリーム半田Ｐとの隙間ｄ２は 、クリーム半田Ｐの塗布厚、ボールマスク１２の板厚ｔ、半田ボールＢの径等を 考慮し、図のようにバンプ１４に付着した半田ボールＢの一部がマスク孔１２ａ より突出するように設定されている。また、ボールマスク１２は使用する半田ボ ールＢの径（約０．７６φ）に対応して、これより幾分大きめの孔径ｄ１を有す るものがセットされている。

【００４３】 このようにすれば、ボールマスク１２の下面と塗布されたクリーム半田Ｐとの 間に僅かな隙間が確保されるから、半田ボールＢの配給時にボールマスク１２に クリーム半田Ｐが付着して塗布面を乱すことは無く、且つ、バンプ１４に付着し た半田ボールＢはマスク孔１２ａより一部突出しているから、バンプ１４に付着 した半田ボールＢは脱落し難くなり、半田ボールＢの付着率（リボール率）は向 上する。また、上記構造であれば、一つのマスク孔１２ａに複数の半田ボールＢ が同時に配給されることは無くなり、各バンプ１４には必ず１個の半田ボールが 付着するようになる。従って、バンプ１４には後述する熱溶融処理により適量の 半田バンプが形成されることになるから、リボーリング後の不良個所の手直作業 は減少する。

【００４４】 尚、使用する半田ボールＢの径が変わる場合には（例えば、バンプピッチが０ ．５ｍｍのＩＣ部品の場合は、約０．３φの半田ボールＢが使用される）、ボー ルマスク１２の板厚ｔを変えることで半田ボールＢの突出量を調整することがで きる。

【００４５】 次に、リボール用アダプタ４の半田ボール排出口１５を開放してマスク上の余 分な半田ボールを除去し、ベース本体２よりリボール用アダプタ４を取り外す。 この時、余分な半田ボールは完全に除去されているので、取り外し時に半田ボー ルがマスク孔１２ａからバンプ１４上に零れ落ちる心配は無い。

【００４６】 次に、ベース本体２のイジェクトレバー１１を押し込んでＩＣ部品５を持ち上 げ、ＩＣ保持台７より取り外す。イジェクトレバー１１によりＩＣ部品５は簡単 に、且つ、不用意な振動を与えることなく真上に向けて取り外せるから、バンプ １４に付着した半田ボールが取り外し時の振動や傾き等により乱されたり脱落し たりする不都合は無くなる。尚、イジェクトレバー１１は内蔵のバネ２０により 元の位置に復帰する。

【００４７】 取り外したＩＣ部品５をヒータや熱風等で加熱することによりバンプ１４の半 田ボールが溶融し、これでリボール作業は完了する。

【００４８】

【考案の効果】

以上説明したように、請求項１に記載のリボーリング冶具では、ＩＣ部品を保 持したベース本体の上に塗布マスクが装着された塗布用アダプタやボールマスク が装着されたリボール用アダプタを載置するだけの簡単操作で各マスク孔とＩＣ 部品のバンプとが自ずと正確に位置決めされるから、作業者は従来のような手操 作による面倒な位置決め作業から解放され、よって、リボーリングの作業性が向 上する。

【００４９】 また半田ボールの一部がマスク孔より突出するようにボールマスクとバンプと の間に一定の隙間を持たせてあるので、各バンプに対して１個の半田ボールが正 しく配給されるようになる。これにより、適量の半田バンプを形成できるからボ ーリングの品質が向上する。

【００５０】 また、請求項２に記載のリボーリング冶具では、ＩＣ部品のイジェクト機構を 備えたので、ＩＣ部品に不用意な振動を与えずに簡単に取り外しできる。したが って、バンプに付着した半田ボールが取り外し時に乱されたり脱落したりするこ とがなくなり、リボーリングの品質が向上する。

【００５１】 また、請求項３に記載のリボーリング冶具では、リボール用アダプタに半田ボ ール排出口を設けてあるから、付着に与らない余分な半田ボールを簡単にマスク 上より除去することができる。

【００５２】 また、請求項４に記載のリボーリング冶具では、前記ベース本体と塗布用アダ プタとリボール用アダプタの外形を共に同形とし、且つ、固定台をベース本体の 中心部よりずらして配設してあるから、その組立形状のアンバランスから塗布用 アダプタやリボール用アダプタの誤セットが察知でき、事前にリボーリング不良 を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るリボーリング冶具の構成を示す分
解斜視図である。

【図２】同、リボーリング冶具の外観斜視図である。

【図３】同、リボーリング冶具のイジェクト機構を示す
断面図である。

【図４】誤組立のあったリボーリング冶具の外観斜視図
である。

【図５】ボール半田がバンプに付着した状態を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ リボーリング冶具 ２ ベース本体 ３ 塗布用アダプタ ４ リボール用アダプタ ５ ＩＣ部品 ６ 固定台 １１ イジェクト機構（イジェクトレバー） １２ ボールマスク １２ａ ボールマスクの孔 １３ 塗布マスク １３ａ 塗布マスクの孔 １４ バンプ １５ 半田ボール排出口 Ｂ 半田ボール Ｐ クリーム半田

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｋ 3/34 ５１０ Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０４Ｈ

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板から取り外したバンプ付き
   ＩＣ部品のバンプに半田ボールを付着・溶融してバンプ
   の再生を行うためのリボーリング冶具であって、 前記ＩＣ部品を裏向きに保持するための固定台を備えた
   ベース本体と、 前記ＩＣ部品のバンプ配列に対応して孔あけされた塗布
   マスクが装着されると共に、当該マスク孔と前記固定台
   に保持されたＩＣ部品のバンプとがそれぞれ正しく当接
   するように前記ベース本体に添装可能な塗布用アダプタ
   と、 前記ＩＣ部品のバンプ配列に対応して孔あけされたボー
   ルマスクが装着されると共に、バンプに付着した半田ボ
   ールの一部が当該マスク孔より突出するようにマスク孔
   とバンプとが一定の隙間をもって前記ベース本体に添装
   可能なリボール用アダプタとで構成されることを特徴と
   するＩＣ部品のリボーリング冶具。
2. 【請求項２】 前記ベース本体に、ＩＣ部品取り外し用
   のイジェクト機構を設けて成ることを特徴とする請求項
   １に記載のＩＣ部品のリボーリング冶具。
3. 【請求項３】 前記リボール用アダプタに開閉自在の半
   田ボール排出口を設けて成ることを特徴とする請求項１
   または請求項２の何れかに記載のＩＣ部品のリボーリン
   グ冶具。
4. 【請求項４】 前記ベース本体と塗布用アダプタとリボ
   ール用アダプタの外形は何れも同形とされ、且つ、前記
   固定台がベース本体の中心部よりずれて突設されて成る
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載
   のＩＣ部品のリボーリング冶具。