JP4092231B2 - Solder printing jig and solder printing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、実装部品の電極配置面に設けられた電極に印刷マスクを用いてはんだを印刷するときに使用するはんだ印刷用治具及びはんだ印刷方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、微小電極アレイを備えるBGA(Ball Grid Array)、LGA(Land Grid Array)、CSP(Chip Size Package)などの実装部品をPWB(Printed Wiring Board)等の基板から取り外した後、この実装部品あるいは別の実装部品を基板の部品取外し領域に再実装するいわゆるリペアと呼ばれる電子回路基板補修方法が知られている。例えば、BGA、LGA、CSPなどでは、これらを基板に実装してから品質試験を行い、不良が判明した際にリペアを実施して不良品を新たなものと交換することが多い。また、例えば、基板に実装した状態での品質試験でBGA等の不良が疑われたものの、取外し後に不良でなかったことが判明した場合などには、取り外したBGA等を基板に再実装するようなリペアが行われる。このようなリペアにおいては、基板上の部品取外し領域の周囲に実装されている電子部品が邪魔になるなどの理由により、印刷マスクを用いて基板上にはんだを印刷するのが困難な場合がある。このような場合には、基板あるいは再実装するBGA等に対し、手作業によるはんだペーストの印刷を施す必要がある。
【0003】
特許文献1には、このような手作業によるはんだ印刷作業を容易にするためのはんだ印刷用治具が開示されている。この治具は、実装部品に対してはんだを印刷するためのものであって、実装部品を保持する凹入部を有する位置決め用の基台の上面に、実装部品のはんだ塗布位置に合わせて透孔が穿設されたメタルマスクを着脱自在に嵌合したことを特徴としている。この治具を用いてはんだ印刷を行う場合、その治具に設けられた凹入部に実装部品をパッケージ下面(電極配置面)が上を向いた状態でセットし、そのパッケージ下面に印刷マスクを覆い被せる。そして、印刷マスクの上からはんだペーストを塗って印刷孔にはんだを充填した後、印刷マスクを取り外し、凹入部から実装部品を取り出す。このようにして凹入部から取り出された実装部品は、これを再実装する基板まで搬送された後、その基板上の部品取外し領域に載置され、実装される。
【0004】
【特許文献1】
登録実用新案第3050218号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献1に開示の治具においては、その凹入部から実装部品を取り外す際に、その実装部品を出し入れする側にパッケージ下面(電極配置面)が向いている。一方で、凹入部から取り外された実装部品は次に基板に再実装されるが、その再実装の際、パッケージ下面は基板側に向けなければならない。したがって、上記治具を用いてはんだ印刷を行った場合には、実装部品を凹入部から取り外してから、搬送部材によって搬送して基板上にマウントするまでの間に、実装部品を上下反転させるという面倒な作業が必要となる。
また、従来から、実装部品の搬送作業及びマウント作業を迅速かつ容易に行うために、吸引力により実装部品のパッケージ上面を真空ピンセット等に吸着させる吸着方式が採用されている。しかし、上記治具を用いてはんだ印刷作業を行った場合、その吸着方式を採用するには、印刷されたはんだに触れずにパッケージ下面を支持できる支持部材を治具の上面から重ね合わせ、これらを上下反転させた後、その治具を真空ピンセット等により取り外すという面倒な作業が必要となる。
このように、上記治具を用いてはんだ印刷を行った場合、上述のような面倒な作業が必要となるので、作業効率が悪いという問題があった。
【0006】
なお、以上は、リペアに関する問題であるが、リペアに限らず、印刷マスクを用いる印刷工程を何らかの理由によって実装部品の電極配置面上の電極にはんだを印刷しなければならない場合でも同様に生じ得る問題である。
【0007】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、治具から実装部品を取り外した後の作業が容易となるはんだ印刷用治具及びはんだ印刷方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、実装部品が挿入される凹部の底面に該実装部品の電極配置面よりも僅かに小さい開口部が形成された保持台と、該開口部に該電極配置面上の電極が露出するように該凹部に挿入された実装部品を、該電極配置面とは反対側から押さえる押さえ部材とを有し、該凹部に対する該実装部品の挿脱作業の邪魔にならない待避位置と、該実装部品を押さえる押さえ位置との間で、該押さえ部材を移動可能に構成したことを特徴とするものである。
このはんだ印刷用治具は、凹部に実装部品を挿入したとき、実装部品の電極配置面が凹部の底面に形成されている開口部に露出する。よって、本治具においては、この露出した電極配置面に印刷マスクを覆い被せて印刷孔にはんだを充填することができる。このとき、押さえ部材は、押さえ位置にあり、実装部品を電極配置面とは反対側から押さえている。これにより、実装部品は、開口が形成されていない凹部底面部分と押さえ部材との間で挟持され、しっかりと位置決めされる。よって、電極配置面上の電極にはんだを適切に印刷することができる。
ここで、本治具においては、凹部における実装部品を出し入れする側には、上記特許文献1の治具とは逆に、電極配置面とは反対側の面(パッケージ上面)が向く。よって、本治具によれば、搬送部材等により凹部から取り出したときの実装部品の状態が、これを基板上にマウントするときの状態と同じになる。したがって、実装部品を凹部から取り外した後に、上記特許文献1の治具では必要であった面倒な作業を行わずに、マウント作業等の次の作業を行うことができる。特に、本治具によれば、上記吸着方式を採用して搬送作業やマウント作業を行うときに、同文献の治具のように実装部品を凹入部から取り外した後に実装部品を上下反転させたり、治具の上面にこの治具とは別個の支持部材を重ね合わせたりするという面倒な作業を行わずに済む点で有利である。なお、本治具においては、実装部品の挿脱作業時には、押さえ部材を待避位置に移動させることができるので、搬送部材等により実装部品を取り付け又は取り外しする際に押さえ部材が邪魔することはない。
【0009】
また、請求項2の発明は、請求項1のはんだ印刷用治具において、上記押さえ部材の押圧面と上記実装部品との間に配置され、該押圧面よりも広い面積をもち、該押さえ部材による押圧力を該面積全体に分散させ得る剛性を備えたシート部材を有することを特徴とするものである。
一般に、実装部品は大きな外圧に弱いので、押さえ部材により実装部品に加わる圧力はなるべく小さいのが望ましい。しかし、押さえ部材として、例えば実装部品を1点で押さえるような簡易な構成を採用すると、その一点で実装部品全体を印刷時の圧力に耐えうるように押さえなければならな。そのため、その1点に大きな圧力が加わってしまうことになる。そこで、本治具においては、押さえ部材の押圧面と実装部品との間にシート部材が配置される構成を採用している。このシート部材は押さえ部材の押圧面よりも広い面積をもち、押さえ部材による押圧力をシート面積全体に分散させ得る剛性を備えているので、実装部品に加わる圧力を小さくすることができる。
【0010】
また、請求項3の発明は、実装部品の電極配置面よりも僅かに小さい開口部を底面に備える凹部に、該電極配置面が該開口部に露出するように該実装部品を挿入し、該凹部に挿入された実装部品を、押さえ部材により該電極配置面とは反対側から押さえ、該開口部に露出した電極配置面を印刷マスクで覆い、該電極配置面上の電極と該印刷マスクの印刷孔とが一致するように該印刷マスクを位置決めして、該印刷孔にはんだを充填し、該印刷マスクを取り外した後、該凹部から該実装部品を取り出す作業の邪魔にならない位置に該押さえ部材を移動させて、該実装部品を該凹部から取り出すことを特徴とするものである。
このはんだ印刷方法は、請求項1のはんだ印刷用治具を用いてはんだを印刷する方法の一例である。本印刷方法においては、凹部における実装部品を出し入れする側には電極配置面とは反対側の面(パッケージ上面)が向く。よって、搬送部材等により凹部から取り出したときの実装部品の状態は、これを基板上にマウントするときの状態と同じになる。したがって、上記吸着方式を採用して搬送作業やマウント作業を行うときに、上記特許文献1の治具では必要のように実装部品を凹入部から取り外した後に実装部品を上下反転させたり、治具の上面にこの治具とは別個の支持部材を重ね合わせたりするという面倒な作業を行わずに済む。なお、実装部品の挿脱作業時には押さえ部材を待避位置に移動させるので、搬送部材等により実装部品を取り外しする際に押さえ部材が邪魔することはない。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、実装部品であるBGA上のボール状バンプ電極にはんだを印刷するときに用いるはんだ印刷用治具(以下、単に「治具」という。)に適用した一実施形態について説明する。
【0012】
まず、本実施形態に係る治具とともに、はんだ印刷に使用される印刷マスクについて説明する。
図2は、本実施形態における印刷マスクの平面図である。
この印刷マスク1は、プラスチック製のマスクである。この印刷マスク1には、図2に示すように、BGAのバンプ電極アレイに対応した印刷パターンで配列された複数の印刷孔4が形成されている。また、印刷マスク1の四隅には、印刷マスクを後述する治具に対して大まかに位置決めするための位置決め孔5が設けられている。この位置決め孔5は、後述する治具のピンに挿通される。
【0013】
上記印刷孔4は、エキシマレーザ装置を用いたアブレーション加工により、上記印刷マスク1に形成されたものである。本実施形態におけるリペアでは、アブレーション加工によって各印刷孔4を形成した印刷マスク1を用いることが望ましい。かかる印刷マスク1では、フォトリソグラフィー法やエッチング法によって加工された印刷孔を有するメタルマスク等よりも、印刷孔内壁の平滑性が遥かに優れており、各印刷孔内からのはんだペーストの抜け性をより向上せしめることができるからである。なお、アブレーション加工が可能な装置としては、エキシマレーザ装置のほかに、Nd.YAGレーザ(基本波長1064nm、第3高調波355nm、高調波266nm)装置や、シンクロトロンによるSOR光発生装置などがある。
印刷マスク1の材質としては、ポリイミド、ポリエステル、エポキシ、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン、ポリアセタール、テフロン(登録商標)、ポリフェニレンスルファイド(PPS)などが用いられる。本実施形態においては、耐熱性のポリイミドからなる印刷マスク1を使用する。
【0014】
次に、本発明の特徴部分である治具の構成について説明する。
図1(a)は、本実施形態における治具を、BGAがセットされ又は取り出される側から見た正面図である。
図1(b)は、同治具の裏面図である。
図1(c)は、同治具に設けられた凹部周辺の断面図である。
なお、以下の説明では、治具10が有する2つの面のうち、図1(a)に示す側を上面とし、図1(b)に示す側を下面とする。
【0015】
本実施形態における治具10は、平面正方形状の金属製基体の中央部に、印刷対象となるBGAの外形に対応した凹部11が設けられている。この凹部11の上面側には、BGAよりも寸法の大きい空間を形成する内壁12が形成されており、この内壁12の下端部と凹部11の上面側周縁部とは連続している。また、凹部11の底面中央部には、治具10の下面に向けて開口する開口部11aが形成されている。この開口部11aは、BGAの寸法よりも僅かに小さい。したがって、BGAが治具10の上面から凹部11内に挿入されると、そのBGAは、開口部11aが形成されていない凹部底面部分11bに電極配置面(以下、「パッケージ下面」という。)が当接した状態で支持され、凹部11の内部に保持される。
【0016】
また、図1(b)に示すように、上記治具10の下面の四隅には、印刷マスク1の大まかな位置決めを行うためのピン13がそれぞれ立設されている。このピン13は、印刷マスク1の位置決め孔5に対応した位置に設けられている。また、上記治具10の下面には、印刷マスク1を押さえるための板バネ15が設けられている。この板バネ15は、回動軸15aによって回動自在に取り付けられている。本実施形態においては、治具10の下面に印刷マスク1をセットし、治具10の下面側からはんだを印刷する。
また、図1(a)に示すように、治具10の上面には、押さえ部材としての板バネ14が設けられている。この板バネ14は、回動軸14aによって回動自在に取り付けられており、図中の矢印Aに示すように回動軸14aを中心に回動することができる。なお、図1(a)は、凹部11に対するBGAの挿脱作業の邪魔にならない待避位置に板バネ14が位置している場合を示している。
【0017】
次に、上記治具10を用いて行うリペア作業の工程について説明する。
図3は、リペアの対象となるマザー基板20を示す斜視図である。
PWB等からなるマザー基板20には、ベアチップ21、QFP22、BGA23などの電子部品が実装されている。このマザー基板20は、周知の品質試験法によってBGA23の動作不良が確認されたため、リペアが行われる。本実施形態におけるリペアでは、実装済みのBGA23の取外し工程、はんだペースト印刷工程、マウント工程、リフロー工程及び硬化工程という順で作業を進める。なお、取外し工程とはんだペースト印刷工程との順序を逆にして実施してもよい。
【0018】
図4(a)及び図4(b)は、上記取外し工程の作業フローを説明するための断面図である。
図4(a)において、アレイ状に配設された複数のパッド20aを有するマザー基板20上には、BGA23のパッケージ下面にアレイ状に配設された複数のボール電極23aが固定されている。マザー基板20とBGA23は、各パッド20aと各ボール電極23aとがそれぞれはんだ24を介して個別にはんだ接続されることにより、電気的及び機械的に接続されている。このように接続されたBGA23をマザー基板20から取り外すためには、まず、はんだ24を溶融させてはんだ接続を解除しなければならない。そこで、取外し工程では、まず、図示しない熱風ノズルから熱風を吹き付けるなどしてはんだ24を加熱して溶融せしめる。そして、図4(b)に示すように、図示しない搬送部材である真空ピンセットで吸い付けるなどしてBGA23をマザー基板20から取り外す。取外し後には、マザー基板20上に残留するはんだ24をはんだゴテで溶融させながらソルダーウイックに吸い取らせるなどして、マザー基板20からきれいに除去する。
【0019】
図5(a)乃至図5(c)は、上記治具10を用いて行う上記はんだペースト印刷工程の準備段階の作業フローを説明するための断面図である。
図5(a)において、符号23は新品のBGAを示し、この新品のBGAはパッケージ下面にそれぞれボール電極23aを備えている。本実施形態においては、まず、治具10の上面(図1(a)で図示した側の面)が鉛直方向上側を向くように用意しておく。そして、新品のBGA23の上面すなわち電極配置面とは反対側の面(以下、「パッケージ上面」という。)を吸引力により図示しない真空ピンセットで持ち上げ、そのままBGA23を治具10の凹部11内に挿入する。その後、真空ピンセットへの吸着を解除することで、図5(a)に示すように、治具10の凹部11にBGA23がセットされる。
【0020】
このようにして凹部11にBGA23がセットされたら、待避位置に位置している板バネ14を回動軸14aを中心に回動させ、図5(b)に示すように、BGA23を押さえる押さえ位置に位置させる。この板バネ14の押圧力により、凹部11内のBGA23は、凹部底面部分11bに押し付けられ、しっかりと位置決めされる。その後、図5(c)に示すように、BGA23がセットされた状態の治具10を上下逆さまにし、これにより鉛直方向上側に向いた治具10の下面に印刷マスク1をセットする。具体的には、治具10の下面四隅に設けられたピン13に印刷マスク1の四隅に設けられた位置決め孔5を挿通して、治具10の下面に印刷マスク1を合わせる。ここで、印刷マスク1の位置決め孔5の径は治具10のピン13の径よりも大きく形成されている。よって、本実施形態ではセットされた印刷マスク1を治具10の下面に沿ってスライドさせることができる。このような構成により、各印刷孔4と通してBGA23の各ボール電極23aを目視しながら、各ボール電極23aが各印刷孔4の直下に位置するように、印刷マスク1をスライド移動させて位置合わせを行うことができる。そして、印刷マスク1を位置合わせできたら、待避位置に位置している板バネ15を回動軸15aを中心に回動させ、印刷マスク1を押さえる押さえ位置に位置させる。この板バネ15の押圧力により、印刷マスク1が容易にスライドしない状態を保持することができる。また、板バネ15により印刷マスク1を押さえておくことで、次のBGA23に対してはんだ印刷を行うときにも、その印刷マスク1の位置合わせはほぼ完了した状態にある。よって、次のBGA23に対してはんだ印刷を行うときには、印刷マスク1をちょっとスライドさせるだけで位置合わせが完了でき、同種のBGAに対する連続したはんだ印刷を行う際の作業効率も向上する。
なお、位置決め孔5とピン13とぴったりと嵌合する構成としてもよいが、この場合、本実施形態のような微調整を行うことができない。そのため、位置決め孔5の位置精度が悪いときや環境変化等により印刷孔4の位置が変化したときなどには、柔軟に対応することができない。
【0021】
図6(a)乃至図6(c)は、上記はんだペースト印刷工程の作業フローを説明するための断面図である。
上述のように位置合わせを行ったら、次に、図6(a)に示すように、印刷マスク1の版面にペースト状のはんだ24を載せた後、スキージ25でその版面に刷り付けてはんだ24を各印刷孔4内に充填する。そして、図6(b)に示すように、印刷マスク1を治具10から剥がして、各印刷孔4内のはんだ24を各ボール電極23a上に印刷する。
【0022】
このようにしてはんだ24をBGA23のボール電極23aに印刷したら、BGA23がセットされた状態の治具10を再び上下逆さまにする。これにより、治具10は、図5(a)に示した状態、すなわち、治具10の上面が鉛直方向上側に向いた状態となる。その後、BGA23のパッケージ上面を吸引力により真空ピンセットで持ち上げ、BGA23を治具10の凹部11から取り外す。このようにして取り外したBGA23は、真空ピンセットで保持された状態でそのまま次の工程を行う設備まで搬送される。
【0023】
ここで、図5(a)に示した状態で治具10を作業台の上に載せると、BGA23のパッケージ下面がその作業台の面に対向するようになる。このとき、ボール電極23a上のはんだ24が作業台の面に接触することがないように、本実施形態では、治具10の下面に設けられたピン13の高さが決められている。すなわち、ピン13の高さは、治具10にセットされたBGA23に印刷されたはんだ24の高さよりも高いので、印刷後に図5(a)に示した状態で治具10を作業台の上に載せてもはんだ24が作業台に接触することはない。
【0024】
上記のようにはんだペースト印刷工程を終えた後には、位置合わせ装置などを用いて、マザー基板20の各パッド20a上にBGA23の各ボール電極23aを位置合わせして、BGA23をマザー基板20上にマウントする(マウント工程)。そして、このマザー基板20をリフロー炉に入れたり、マザー基板20とBGA23との間に熱風ノズルから熱風を吹き付けたりするなどして、ボール電極23aに印刷されたはんだ24を溶融せしめる(溶融工程)。更に、溶融せしめたはんだ24を冷却によって硬化させてマザー基板20の各パッド20aと、BGA23のボール電極23aとをはんだ接続する(硬化工程)。
【0025】
なお、本実施形態では、はんだペースト印刷工程において板バネ14によりBGA23を局所的に押圧する構成となっている。そのため、板バネ14の押圧部が接触するBGA23の部分に大きな圧力が加わってしまう。そこで、図7に示すように、板バネ14とBGA23の上面との間にシート部材30を挟むようにしてもよい。これにより、BGA23に加わる圧力をシート部材全体に分散することができる。
【0026】
また、本実施形態では、プラスチックからなる印刷マスク1を用いたが、プラスチック以外の基材からなるメタルマスク等の印刷マスクを用いてもよい。
また、本実施形態では、BGA23にはんだを印刷する場合について説明したが、CSP、LGA、QFP、LSI、ベアチップなど、他の電子部品にはんだを印刷する場合にも本発明の適用が可能である。
また、本実施形態では、リペアに関する説明であったが、リペアに限らず、印刷マスクを用いる印刷工程を何らかの理由によってBGA等の実装部品の電極配置面上の電極にはんだを印刷する場合にも本発明の適用が可能である。例えば、実装されていたBGA23のボール電極23aを再形成するためのリボール作業や、新規のBGA23に新たにボール電極23aを形成する作業に関しても、本発明の適用が可能である。
【0027】
【発明の効果】
請求項1乃至3の発明によれば、治具から実装部品を取り外した後の作業が容易となるという優れた効果がある。
特に、請求項2の発明によれば、押さえ部材により実装部品に加わる圧力を小さくできるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、実施形態におけるはんだ印刷用治具を、BGAがセットされ又は取り出される側から見たときの正面図。
(b)は、同治具の裏面図。
(c)は、同治具に設けられた凹部周辺の断面図。
【図2】同治具とともにはんだ印刷に使用される印刷マスクの平面図。
【図3】リペアの対象となるマザー基板を示す斜視図。
【図4】(a)及び(b)は、取外し工程の作業フローを示す断面図。
【図5】(a)乃至(c)は、同治具を用いて行うはんだペースト印刷工程の準備段階の作業フローを説明するための断面図。
【図6】(a)乃至(c)は、はんだペースト印刷工程の作業フローを説明するための断面図。
【図7】同治具の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
1 印刷マスク
4 印刷孔
5 位置決め孔
10 治具
11 凹部
11a 開口部
11b 凹部底面部分
12 内壁
13 ピン
14 板バネ
20a パッド
23 BGA
23a ボール電極
25 スキージ
30 シート部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solder printing jig and a solder printing method used when solder is printed on an electrode provided on an electrode arrangement surface of a mounted component using a printing mask.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, after mounting components such as BGA (Ball Grid Array), LGA (Land Grid Array), and CSP (Chip Size Package) having a microelectrode array are removed from a substrate such as PWB (Printed Wiring Board), this mounting component or There is known an electronic circuit board repairing method called so-called repair in which another mounting component is re-mounted on the component removal region of the board. For example, in BGA, LGA, CSP, etc., these are often mounted on a substrate, a quality test is performed, and when a defect is found, repair is performed and the defective product is often replaced with a new one. Also, for example, when a defect such as BGA is suspected in a quality test in a state where it is mounted on a substrate, but it is determined that it is not defective after removal, the removed BGA or the like is remounted on the substrate. Repair is performed. In such a repair, it may be difficult to print solder on the board using a printing mask because electronic components mounted around the part removal area on the board may interfere. . In such a case, it is necessary to manually print the solder paste on the substrate or the BGA to be remounted.
[0003]
Patent Document 1 discloses a solder printing jig for facilitating such manual solder printing work. This jig is for printing solder on the mounting component, and has a through hole on the upper surface of the positioning base having a recessed portion for holding the mounting component in accordance with the solder application position of the mounting component. It is characterized in that a metal mask with a hole is detachably fitted. When solder printing is performed using this jig, the mounting component is set in a recessed portion provided in the jig with the lower surface of the package (electrode placement surface) facing upward, and the print mask is covered on the lower surface of the package. Cover. Then, a solder paste is applied from above the printing mask to fill the printing holes with solder, and then the printing mask is removed and the mounted component is taken out from the recessed portion. The mounted component taken out from the recessed portion in this way is transported to the substrate on which it is remounted, and then placed and mounted on the component removal region on the substrate.
[0004]
[Patent Document 1]
Registered Utility Model No. 3050218 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the jig disclosed in Patent Document 1, when the mounting component is removed from the recessed portion, the package lower surface (electrode arrangement surface) faces the side where the mounting component is taken in and out. On the other hand, the mounted component removed from the recessed portion is then remounted on the substrate, but the lower surface of the package must face the substrate side during the remounting. Therefore, when solder printing is performed using the above jig, the mounting component is turned upside down after the mounting component is removed from the recessed portion and then transported by the transport member and mounted on the substrate. Troublesome work is required.
Conventionally, in order to quickly and easily perform the mounting component transport operation and the mounting operation, an adsorption method in which the upper surface of the package of the mounting component is adsorbed to vacuum tweezers or the like by a suction force has been adopted. However, when solder printing is performed using the above jig, in order to adopt the suction method, a support member that can support the lower surface of the package without touching the printed solder is superposed from the upper surface of the jig. After turning upside down, the troublesome work of removing the jig with vacuum tweezers or the like becomes necessary.
As described above, when solder printing is performed using the jig, there is a problem in that work efficiency is poor because the above troublesome work is required.
[0006]
In addition, although the above is a problem regarding repair, even if it is necessary to print the solder on the electrode on the electrode placement surface of the mounted component for some reason, the printing process using the printing mask is not limited to repair, and may occur in the same manner. It is a problem.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a solder printing jig and a solder printing method that facilitate the work after removing a mounting component from the jig. It is.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 includes a holding base in which an opening slightly smaller than an electrode arrangement surface of the mounting component is formed on the bottom surface of the recess into which the mounting component is inserted, and the opening And a pressing member for pressing the mounting component inserted into the recess so that the electrode on the electrode arrangement surface is exposed from the side opposite to the electrode arrangement surface. The pressing member is configured to be movable between a retracted position that does not interfere with the mounting position and a pressing position that presses the mounted component.
In the solder printing jig, when the mounting component is inserted into the recess, the electrode placement surface of the mounting component is exposed to the opening formed on the bottom surface of the recess. Therefore, in this jig, the exposed electrode arrangement surface can be covered with a printing mask and the printing holes can be filled with solder. At this time, the pressing member is in the pressing position and presses the mounted component from the side opposite to the electrode arrangement surface. As a result, the mounting component is clamped between the bottom surface portion of the recess in which no opening is formed and the pressing member, and is firmly positioned. Therefore, the solder can be appropriately printed on the electrode on the electrode arrangement surface.
Here, in this jig, the surface opposite to the electrode arrangement surface (the upper surface of the package) is directed to the side where the mounting component is taken in and out of the recess, contrary to the jig of Patent Document 1. Therefore, according to this jig, the state of the mounted component when it is taken out from the recess by the conveying member or the like is the same as the state when it is mounted on the substrate. Therefore, after the mounting component is removed from the recess, the following work such as the mounting work can be performed without performing the troublesome work required for the jig of Patent Document 1. In particular, according to this jig, when carrying and carrying work using the above suction method, the mounted part can be turned upside down after the mounted part is removed from the recessed portion as in the jig of the same document. This is advantageous in that the troublesome work of superimposing a support member separate from the jig on the upper surface of the jig is eliminated. In this jig, since the pressing member can be moved to the retracted position during the insertion / removal operation of the mounting component, the pressing member does not interfere when the mounting component is attached or removed by the conveying member or the like. .
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the solder printing jig according to the first aspect, wherein the pressing member is disposed between the pressing surface of the pressing member and the mounting component and has a larger area than the pressing surface. It has a sheet member provided with the rigidity which can disperse the pressing force by to the whole area.
In general, since the mounted component is weak against a large external pressure, it is desirable that the pressure applied to the mounted component by the pressing member is as small as possible. However, if a simple configuration in which, for example, the mounting component is pressed at one point is employed as the pressing member, the entire mounting component must be pressed at one point so as to withstand the pressure during printing. Therefore, a large pressure is applied to that one point. Therefore, this jig employs a configuration in which the sheet member is disposed between the pressing surface of the pressing member and the mounted component. Since the sheet member has an area larger than the pressing surface of the pressing member and has rigidity capable of dispersing the pressing force by the pressing member over the entire sheet area, the pressure applied to the mounted component can be reduced.
[0010]
Further, the invention of claim 3 inserts the mounting component into a recess having an opening slightly smaller than the electrode arrangement surface of the mounting component on the bottom surface so that the electrode arrangement surface is exposed to the opening, The mounting component inserted into the recess is pressed from the side opposite to the electrode placement surface by a pressing member, the electrode placement surface exposed to the opening is covered with a print mask, and the electrodes on the electrode placement surface and the print mask Position the printing mask so that it coincides with the printing hole, fill the printing hole with solder, remove the printing mask, and then remove the printing mask from the recess so that it does not interfere with the operation The member is moved to take out the mounted component from the recess.
This solder printing method is an example of a method for printing solder using the solder printing jig of claim 1. In this printing method, the surface on the side opposite to the electrode arrangement surface (the upper surface of the package) faces the side where the mounting component is taken in and out of the recess. Therefore, the state of the mounted component when it is taken out from the recess by the conveying member or the like is the same as the state when it is mounted on the substrate. Therefore, when carrying out the carrying work and the mounting work by adopting the above suction method, the mounting part is turned upside down after the mounting part is removed from the recessed portion as necessary in the jig of Patent Document 1, or the jig This eliminates the troublesome work of superimposing a support member separate from the jig on the upper surface. In addition, since the pressing member is moved to the retracted position at the time of inserting / removing the mounting component, the pressing member does not interfere when the mounting component is removed by the conveying member or the like.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a solder printing jig (hereinafter simply referred to as “jig”) used when solder is printed on a ball-shaped bump electrode on a BGA as a mounting component will be described. .
[0012]
First, the printing mask used for solder printing will be described together with the jig according to the present embodiment.
FIG. 2 is a plan view of the printing mask in the present embodiment.
The printing mask 1 is a plastic mask. As shown in FIG. 2, the printing mask 1 has a plurality of printing holes 4 arranged in a printing pattern corresponding to a BGA bump electrode array. In addition,
[0013]
The printing hole 4 is formed in the printing mask 1 by ablation processing using an excimer laser device. In the repair in this embodiment, it is desirable to use the printing mask 1 in which each printing hole 4 is formed by ablation processing. Such a printing mask 1 has much smoother inner walls of the printing holes than a metal mask having printing holes processed by a photolithography method or an etching method, and the solder paste can be easily removed from each printing hole. It is because it can improve more. In addition to the excimer laser apparatus, Nd. There are YAG laser (fundamental wavelength 1064 nm, third harmonic 355 nm, harmonic 266 nm) devices, SOR light generators using synchrotrons, and the like.
As a material of the printing mask 1, polyimide, polyester, epoxy, polycarbonate, polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), polypropylene, polyacetal, Teflon (registered trademark), polyphenylene sulfide (PPS), or the like is used. In the present embodiment, a printing mask 1 made of heat-resistant polyimide is used.
[0014]
Next, the configuration of the jig that is a characteristic part of the present invention will be described.
Fig.1 (a) is the front view which looked at the jig | tool in this embodiment from the side by which BGA is set or taken out.
FIG. 1B is a back view of the jig.
FIG.1 (c) is sectional drawing of the periphery of a recessed part provided in the jig | tool.
In the following description, of the two surfaces of the
[0015]
In the
[0016]
Further, as shown in FIG. 1B, pins 13 for roughly positioning the printing mask 1 are erected at the four corners of the lower surface of the
Further, as shown in FIG. 1A, a
[0017]
Next, a repair work process performed using the
FIG. 3 is a perspective view showing the
Electronic components such as a
[0018]
FIG. 4A and FIG. 4B are cross-sectional views for explaining the work flow of the removal step.
In FIG. 4A, a plurality of
[0019]
FIG. 5A to FIG. 5C are cross-sectional views for explaining a work flow in a preparation stage of the solder paste printing process performed using the
In FIG. 5A,
[0020]
When the
In addition, although it is good also as a structure which fits the
[0021]
FIG. 6A to FIG. 6C are cross-sectional views for explaining the work flow of the solder paste printing process.
After the alignment as described above, next, as shown in FIG. 6A, a paste-
[0022]
After the
[0023]
Here, when the
[0024]
After the solder paste printing process is completed as described above, the
[0025]
In the present embodiment, the
[0026]
In the present embodiment, the printing mask 1 made of plastic is used, but a printing mask such as a metal mask made of a substrate other than plastic may be used.
In this embodiment, the case of printing solder on the
Further, in the present embodiment, the description is about repair. However, the present invention is not limited to repair, and the printing process using a printing mask is also used when printing solder on an electrode on an electrode arrangement surface of a mounting component such as a BGA for some reason. The present invention can be applied. For example, the present invention can also be applied to a reballing operation for re-forming the
[0027]
【The invention's effect】
According to the first to third aspects of the invention, there is an excellent effect that the work after the mounting component is removed from the jig becomes easy.
In particular, according to the invention of claim 2, there is an excellent effect that the pressure applied to the mounted component by the pressing member can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a front view of a solder printing jig according to an embodiment as viewed from a side where a BGA is set or taken out.
(B) is a back view of the jig.
(C) is sectional drawing of the recessed part periphery provided in the jig | tool.
FIG. 2 is a plan view of a printing mask used for solder printing together with the jig.
FIG. 3 is a perspective view showing a mother board to be repaired.
FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views showing a work flow of a removal process.
FIGS. 5A to 5C are cross-sectional views for explaining a work flow in a preparation stage of a solder paste printing process performed using the jig.
6A to 6C are cross-sectional views for explaining a work flow of a solder paste printing process.
FIG. 7 is a sectional view showing a modification of the jig.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Print mask 4
Claims (3)
該開口部に該電極配置面上の電極が露出するように該凹部に挿入された実装部品を、該電極配置面とは反対側から押さえる押さえ部材とを有し、
該凹部に対する該実装部品の挿脱作業の邪魔にならない待避位置と、該実装部品を押さえる押さえ位置との間で、該押さえ部材を移動可能に構成したことを特徴とするはんだ印刷用治具。A holding base in which an opening slightly smaller than the electrode placement surface of the mounting component is formed on the bottom surface of the recess into which the mounting component is inserted;
A holding member for pressing the mounting component inserted into the recess so that the electrode on the electrode arrangement surface is exposed to the opening from the side opposite to the electrode arrangement surface;
A solder printing jig, wherein the pressing member is configured to be movable between a retracted position that does not interfere with the insertion / removal operation of the mounting component with respect to the recess and a pressing position for pressing the mounting component.
上記押さえ部材の押圧面と上記実装部品との間に配置され、該押圧面よりも広い面積をもち、該押さえ部材による押圧力を該面積全体に分散させ得る剛性を備えたシート部材を有することを特徴とするはんだ印刷用治具。In the solder printing jig according to claim 1,
A sheet member disposed between the pressing surface of the pressing member and the mounting component, having a larger area than the pressing surface, and having rigidity capable of dispersing the pressing force by the pressing member over the entire area; Solder printing jig characterized by.
該凹部に挿入された実装部品を、押さえ部材により該電極配置面とは反対側から押さえ、
該開口部に露出した電極配置面を印刷マスクで覆い、該電極配置面上の電極と該印刷マスクの印刷孔とが一致するように該印刷マスクを位置決めして、該印刷孔にはんだを充填し、
該印刷マスクを取り外した後、該凹部から該実装部品を取り出す作業の邪魔にならない位置に該押さえ部材を移動させて、該実装部品を該凹部から取り出すことを特徴とするはんだ印刷方法。Inserting the mounting component into a recess having an opening slightly smaller than the electrode arrangement surface of the mounting component on the bottom surface so that the electrode arrangement surface is exposed to the opening,
The mounting component inserted into the recess is pressed from the side opposite to the electrode placement surface by a pressing member,
Cover the electrode placement surface exposed in the opening with a print mask, position the print mask so that the electrode on the electrode placement surface and the print hole of the print mask match, and fill the print hole with solder And
A solder printing method, wherein after removing the printing mask, the pressing member is moved to a position that does not interfere with the operation of taking out the mounting component from the recess, and the mounting component is taken out from the recess.
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