JP4221323B2

JP4221323B2 - モジュールの取り外し方法

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Publication number: JP4221323B2
Application number: JP2004096687A
Authority: JP
Inventors: 裕章赤坂
Original assignee: 埼玉日本電気株式会社
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2024-03-29
Also published as: JP2005286039A

Description

本発明はモジュールの取り外し方法に関し、特にモジュールの一部の部品や、はんだ付け部に不良が出た際、モジュールを破壊せずにメイン基板より取り外し、不良箇所を修理し、最終的にメイン基板へ再実装できるモジュールの取り外し方法に関する。

従来の半導体パッケージの取り外し治具および取り外し方法として、特開平10-163262号公報がある(特許文献1参照。)。

この公報は、半導体パッケージの周囲への熱影響を極力少なく抑えることができ、しかも、この半導体パッケージの周囲に専用のスペースを確保する必要もなく、半導体パッケージの取り外し作業が容易に行なえるとともに、高密度な実装が可能となる交換用治具に関するものである。

面実装形の半導体パッケージを、回路基板から取り外す際に用いられる交換用治具は、平坦な治具本体を備えている。

治具本体は、半導体パッケージのパッケージ本体に支持され、このパッケージ本体と回路基板との間に介在されるとともに、半田バンプとパッドとを接合する半田を溶融させるに足りる温度に発熱又は加熱される。

そして、この治具本体には、上記半田バンプが入り込む複数の開口部が形成されている。

この特開平１０−１６３２６２号公報のパッケージ交換用治具はボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）のような多数の半田ボールを有する面実装形の半導体パッケージを交換する際に用いる治具およびこの半導体パッケージの交換方法、ならびに半導体パッケージを回路基板に面実装してなる回路モジュール、さらにはこの回路モジュールを搭載したポータブルコンピュータのような電子機器に関する。

面実装形の半導体パッケージとして、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）形の半導体パッケージが知られている。

この種の半導体パッケージには、パッケージ基材としてプリント基板を用いたプラスチックＢＧＡ、パッケージ基材にセラミックを用いたセラミックＢＧＡおよびパッケージ基材にフィルムを用いたテープＢＧＡ等の種類があり、これらＢＧＡは用途に応じて使い分けられている。

このようなＢＧＡのうち、上記プラスチックＢＧＡは、プリント基板にボンディングされたＩＣチップと、このＩＣチップをモールドする合成樹脂製のモールド材とを有し、これらモールド材とプリント基板とによって偏平な箱状をなすパッケージ本体が構成されている。

プリント基板の裏面には、ボール状の多数の半田バンプがマトリックス状に並べて配置されている。

半田バンプは、半導体パッケージの外部端子として機能するものであり、上記プリント基板の裏面に半田付けされている。

このＢＧＡ形の半導体パッケージは、回路基板に実装されている。

この回路基板は、半導体パッケージが実装される実装面を有している。

この実装面には、多数のパッドがマトリックス状に並べて配置されている。

パッドは、回路基板に形成された導体パターンに電気的に接続されており、これらパッドに半導体パッケージの半田バンプが半田付けされている。

この種の半導体パッケージでは、半田バンプとパッドとの半田付け部が、パッケージ本体と回路基板との間の微小な隙間に位置されるために、周辺部だけが半田付けされたＱＦＰ（ｑｕａｄｆｌａｔｐａｃｋａｇｅ）のように、上記半田付け部を直接外方に露出させることができない。

このため、ＩＣチップの不良等により、半導体パッケージを交換する必要が生じた場合、従来では、エアーリフローのような専用の設備で半導体パッケージの実装部分に熱を加え、半田バンプとパッドとを接合している半田を溶融させることで、半導体パッケージを回路基板の実装面から取り外している。

ところが、この構成によると、交換すべき半導体パッケージばかりでなく、この半導体パッケージの周囲に位置する他の回路部品や半導体パッケージも高温に加熱されるために、これら回路部品や半導体パッケージに対する熱影響が極めて大きくなり、不良発生の原因となる。

また、交換すべき半導体パッケージの周囲に、耐熱性の低い回路部品が位置するような場合には、半導体パッケージの実装部分を加熱する以前に、予め耐熱性の低い回路部品を一時的に回路基板から取り外し、熱による回路部品の損傷を防止する必要がある。

そのため、作業工数が多くなり、半導体パッケージの取り外し作業に多大な手間と労力を要するといった問題が生じてくる。

このような問題に対処するため、従来、上記半田バンプとパッドとの半田付け部を直接加熱し得るようにした交換用治具が考案されている。

この交換用治具は、櫛歯状をなす複数の偏平な加熱部を含む治具本体を有している。

治具本体は、熱伝導性を有する材料にて構成され、この治具本体の一端には、半田ごてやヒータのような熱源が挿入される接続口が形成されている。

このような交換用治具を用いて半導体パッケージを回路基板から取り外すには、まず、治具本体の加熱部を回路基板とパッケージ本体との間の隙間に差し込み、この加熱部を隣り合う半田バンプの間に位置させる。加熱部は、熱源からの熱伝達により加熱されるので、この加熱部の熱が半田バンプとパッドとの半田付け部に集中して伝わり、半田バンプとパッドとを接合している半田が溶融する。
そのため、交換すべき半導体パッケージの周囲の回路部品に対する熱影響を抑えつつ、半田バンプとパッドとの半田付けを容易に解除することができ、半導体パッケージの取り外しが可能となる。

ところが、上記従来の交換用治具は、櫛歯状の治具本体を半導体パッケージと回路基板との間の隙間に挿入する必要があるため、この半導体パッケージの周囲に他の回路部品が配置されていると、この回路部品が邪魔となって、上記隙間への治具本体の挿入が不可能となる。

そのため、交換用治具を使用するには、まず最初に、交換すべき半導体パッケージの周囲に位置する回路部品を一旦回路基板から取り外して、この半導体パッケージの周囲に治具本体を収めるスペースを確保しなくてはならない。

したがって、作業工数が多くなり、半導体パッケージの取り外し作業に多大な手間と労力を要するといった問題がある。

しかも、上記交換用治具は、半導体パッケージの周囲にスペースがないと使用できないために、回路基板の実装面に多数の回路部品を高密度に実装することができなくなる。

この結果、回路基板上にデッドスペースが生じてしまい、半導体パッケージを含む回路部品の配置に無理が生じたり、回路基板の大型化を招くとといった不具合が生じてくる。

そこでこの特開平１０−１６３２６２号公報のパッケージ交換用治具は、取り外すべき半導体パッケージの周囲への熱影響を極力少なく抑えることができ、しかも、この半導体パッケージの周囲に専用のスペースを確保する必要もなく、半導体パッケージの取り外し作業を容易に行なえるとともに、高密度な実装が可能となる交換用治具および交換方法、ならびに回路モジュールさらにはこの回路モジュールを搭載した電子機器を得ることにある。

上記目的を達成するため、パッケージ本体の裏面に多数の半田バンプがマトリックス状に並べて配置された半導体パッケージを、上記半田バンプが半田付けされた多数のパッドを有する回路基板から取り外す際に用いる交換用治具であって、この交換用治具は、上記パッケージ本体に支持され、このパッケージ本体と上記回路基板との間に介在されるとともに、上記半田バンプとパッドとを接合する半田を溶融させるに足りる温度に発熱又は加熱される平坦な治具本体と、この治具本体に形成され、上記半田バンプが入り込む複数の開口部とを備えている。

このような構成において、半導体パッケージを回路基板から取り外すには、まず最初に、交換用治具の治具本体を発熱又は加熱させる。

すると、治具本体の開口部の内側には、半田バンプが位置されているので、治具本体の熱は、開口部の開口周縁を通じて半田バンプとパッドとを接合している半田に直接伝えられ、この半田が溶融する。

半田が溶融したならば、交換用治具を半導体パッケージと共に回路基板に沿うようにスライドさせる。

このスライドにより、開口部の開口周縁が溶融状態にある半田に接触し、この半田を分断する。

この結果、半田バンプとパッドとの半田付けが解除され、半導体パッケージを回路基板から取り外すことができる。

このような交換用治具は、予め半導体パッケージと共に回路基板に実装されているので、半田バンプとパッドとの半田付け部を直接かつ集中的に加熱することができ、半導体パッケージの周囲への熱影響が少なくなる。

しかも、治具本体を半導体パッケージと回路基板との間の微小な隙間に差し込む必要もないので、この半導体パッケージの周囲に他の回路部品が配置されていても何等支障はない。

そのため、半導体パッケージの周囲の回路部品を一旦取り外すといった面倒で手間のかかる作業が不要となり、その分、作業工数が少なくなって、半導体パッケージの取り外し作業を容易に行なうことができる。

それとともに、取り外すべき半導体パッケージの周囲に交換用治具を出し入れするスペースを確保する必要もなくなるので、回路基板上からデッドスペースを排除することができ、高密度な実装が可能となる。

以上のように、この特開平１０−１６３２６２号公報のパッケージ交換用治具によれば、交換用治具は、予め半導体パッケージと共に回路基板に実装されているので、半田バンプとパッドとの半田付け部を直接かつ集中的に加熱することができ、半導体パッケージの周囲への熱影響が少なくなる。

それとともに、取り外すべき半導体パッケージの周囲に交換用治具を出し入れするスペースを確保する必要もなくなるので、回路基板上からデッドスペースを排除することができ、高密度な実装が可能となるといった利点がある。

特開平１０−１６３２６２号公報（段落［０００１］〜［００２１］、および［０１１０］〜［０１１１］）

上述した従来のモジュールの取り外し治具および取り外し方法の第1の問題点は、特殊なタイプの半導体パッケージしか取り外すことしかできないので、限られたモジュールの交換用治具としてしか用いることができないことである。

その理由は、交換用治具が、半導体パッケージと回路基板との間が微小な隙間になるボールグリッドアレー(BGA)形の半導体パッケージを取り外すことしかできない構造となっているからである。

第2の問題点は、交換用治具を、予め半導体パッケージと一体的に回路基板に実装しなければならないので、多くの交換用治具を必要とすることである。

その理由は、半導体パッケージと回路基板との間が微小な隙間になるボールグリッドアレー(BGA)形の半導体パッケージを取り外すためには、取り外し段階では交換用治具を半導体パッケージと回路基板との間に挿入できないため、予め交換用治具を埋め込んでおかなければならず、取り外しが予想される半導体パッケージには予め交換用治具を埋め込んでおかなければならないからである。
(発明の目的) そこで、本発明の目的は、モジュールを破壊せずにメイン基板より取り外し、不良箇所を修理し、再実装でき、取り外した部品を容易に再実装するために、モジュール基板側に全ての部品が搭載されたままの状態で取り外しを行うことができるモジュールの取り外し治具および取り外し方法を提供することにある。

また、本発明のモジュールの取り外し方法は、メイン基板と被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板間をコネクタを介して、前記コネクタを構成する上側端子および下側端子を前記モジュール基板および前記メイン基板にそれぞれはんだ付けして、接続されている、前記メイン基板に前記被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板を搭載した電子回路装置において、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールを取り外す場合、熱風を前記モジュール基板のコネクタの下側端子に導く熱風ガイドと、取り外す部品およびモジュールを吸着するための吸着ノズルと、を備えたモジュールの取り外し治具におけるモジュールの取り外し方法であって、前記モジュール基板を取り外す際に、前記モジュール基板に金属カバーを被せ、前記モジュール基板側に前記コネクタを接着剤で仮固定し、加熱器から前記熱風を前記熱風ガイドと前記吸着ノズルの隙間を通し、前記被取り外しモジュールに送り込み、前記モジュール基板のコネクタの下側端子に前記熱風を当て、前記モジュール基板の前記コネクタの下側端子のはんだ接続部を溶融させ、前記吸着ノズルにつなぎ込んだ空気吸引機による吸着力により前記金属カバーを吸着し、前記金属カバーごと前記被取り外しモジュールを引き上げ、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールの取り外しを行うことを特徴とするモジュールの取り外し方法。

また、本発明のモジュールの取り外し方法は、メイン基板と被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板間をコネクタを介して、前記コネクタを構成する上側端子および下側端子を前記モジュール基板および前記メイン基板にそれぞれはんだ付けして、接続されている、前記メイン基板に前記被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板を搭載した電子回路装置において、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールを取り外す場合、熱風を前記モジュール基板のコネクタの下側端子に導く熱風ガイドと、取り外す部品およびモジュールを吸着するための吸着ノズルと、を備えたモジュールの取り外し治具におけるモジュールの取り外し方法であって、前記モジュール基板を取り外す際に、前記モジュール基板に金属カバーを被せ、前記モジュール基板側に前記コネクタを接着剤を構成するシリコン樹脂で仮固定し、加熱器から前記熱風を前記熱風ガイドと前記吸着ノズルの隙間を通し、前記被取り外しモジュールに送り込み、前記モジュール基板のコネクタの下側端子に前記熱風を当て、前記モジュール基板の前記コネクタの下側端子のはんだ接続部を溶融させ、前記吸着ノズルにつなぎ込んだ空気吸引機による吸着力により前記金属カバーを吸着し、前記金属カバーごと前記被取り外しモジュールを引き上げ、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールの取り外しを行うことを特徴とするモジュールの取り外し方法。

また、本発明のモジュールの取り外し方法は、メイン基板と被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板間をコネクタを介して、前記コネクタを構成する上側端子および下側端子を前記モジュール基板および前記メイン基板にそれぞれはんだ付けして、接続されている、前記メイン基板に前記被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板を搭載した電子回路装置において、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールを取り外す場合、熱風を前記モジュール基板のコネクタの下側端子に導く熱風ガイドと、取り外す部品およびモジュールを吸着するための吸着ノズルと、を備えたモジュールの取り外し治具におけるモジュールの取り外し方法であって、前記モジュール基板を取り外す際に、前記モジュール基板に金属カバーを被せ、前記モジュール基板側に前記コネクタを接着剤で仮固定し、加熱器から前記熱風を前記熱風ガイドと前記吸着ノズルの隙間を通し、前記被取り外しモジュールに送り込み、前記モジュール基板のコネクタの下側端子に前記熱風を当て、前記モジュール基板の前記コネクタの下側端子のはんだ接続部を溶融させ、前記吸着ノズルにつなぎ込んだ空気吸引機による吸着力により前記吸着ノズルに設けられた空洞化部分を通し前記金属カバーを吸着し、前記金属カバーごと前記被取り外しモジュールを引き上げ、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールの取り外しを行うことを特徴とするモジュールの取り外し方法。

また、本発明のモジュールの取り外し方法は、メイン基板と被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板間をコネクタを介して、前記コネクタを構成する上側端子および下側端子を前記モジュール基板および前記メイン基板にそれぞれはんだ付けして、接続されている、前記メイン基板に前記被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板を搭載した電子回路装置において、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールを取り外す場合、熱風を前記モジュール基板のコネクタの下側端子に導く熱風ガイドと、取り外す部品およびモジュールを吸着するための吸着ノズルと、を備えたモジュールの取り外し治具におけるモジュールの取り外し方法であって、前記モジュール基板を取り外す際に、前記モジュール基板に金属カバーを被せ、前記モジュール基板側に前記コネクタを接着剤を構成するシリコン樹脂で仮固定し、加熱器から前記熱風を前記熱風ガイドと前記吸着ノズルの隙間を通し、前記被取り外しモジュールに送り込み、前記モジュール基板のコネクタの下側端子に前記熱風を当て、前記モジュール基板の前記コネクタの下側端子のはんだ接続部を溶融させ、前記吸着ノズルにつなぎ込んだ空気吸引機による吸着力により前記吸着ノズルに設けられた空洞化部分を通し前記金属カバーを吸着し、前記金属カバーごと前記被取り外しモジュールを引き上げ、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールの取り外しを行うことを特徴とするモジュールの取り外し方法。

また、本発明のモジュールの取り外し方法は、メイン基板と被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板間をコネクタを介して、前記コネクタを構成する上側端子および下側端子を前記モジュール基板および前記メイン基板にそれぞれはんだ付けして、接続されている、前記メイン基板に前記被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板を搭載した電子回路装置において、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールを取り外す場合、熱風を前記モジュール基板のコネクタの下側端子に導く熱風ガイドと、取り外す部品およびモジュールを吸着するための吸着ノズルと、を備えたモジュールの取り外し治具におけるモジュールの取り外し方法であって、前記モジュール基板を取り外す際に、前記モジュール基板に金属カバーを被せ、前記金属カバーの前記モジュール基板を抱え込む部分を、L字型構成に内側に折り曲げ、前記モジュール基板を抱え込む構造にし、前記モジュール基板側に前記コネクタを接着剤で仮固定し、加熱器から前記熱風を前記熱風ガイドと前記吸着ノズルの隙間を通し、前記被取り外しモジュールに送り込み、前記モジュール基板のコネクタの下側端子に前記熱風を当て、前記モジュール基板の前記コネクタの下側端子のはんだ接続部を溶融させ、前記吸着ノズルにつなぎ込んだ空気吸引機による吸着力により前記吸着ノズルに設けられた空洞化部分を通し前記金属カバーを吸着し、前記金属カバーごと前記被取り外しモジュールを引き上げ、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールの取り外しを行うことを特徴とするモジュールの取り外し方法。

また、本発明のモジュールの取り外し方法は、メイン基板と被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板間をコネクタを介して、前記コネクタを構成する上側端子および下側端子を前記モジュール基板および前記メイン基板にそれぞれはんだ付けして、接続されている、前記メイン基板に前記被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板を搭載した電子回路装置において、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールを取り外す場合、熱風を前記モジュール基板のコネクタの下側端子に導く熱風ガイドと、取り外す部品およびモジュールを吸着するための吸着ノズルと、を備えたモジュールの取り外し治具におけるモジュールの取り外し方法であって、前記モジュール基板を取り外す際に、前記モジュール基板に金属カバーを被せ、前記金属カバーの前記モジュール基板を抱え込む部分を、L字型構成に内側に折り曲げ、前記モジュール基板を抱え込む構造にし、前記モジュール基板側に前記コネクタを接着剤を構成するシリコン樹脂で仮固定し、加熱器から前記熱風を前記熱風ガイドと前記吸着ノズルの隙間を通し、前記被取り外しモジュールに送り込み、前記モジュール基板のコネクタの下側端子に前記熱風を当て、前記モジュール基板の前記コネクタの下側端子のはんだ接続部を溶融させ、前記吸着ノズルにつなぎ込んだ空気吸引機による吸着力により前記吸着ノズルに設けられた空洞化部分を通し前記金属カバーを吸着し、前記金属カバーごと前記被取り外しモジュールを引き上げ、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールの取り外しを行うことを特徴とするモジュールの取り外し方法。

また、本発明のモジュールの取り外し方法は、前記接着剤の代わりにネジで仮固定することを特徴とするモジュールの取り外し方法。

また、本発明のモジュールの取り外し方法は、前記接着剤を構成するシリコン樹脂の代わりにネジで仮固定することを特徴とするモジュールの取り外し方法。

また、本発明のモジュールの取り外し方法は、前記接着剤の代わりに嵌合構造部品で仮固定することを特徴とするモジュールの取り外し方法。

前記接着剤を構成するシリコン樹脂の代わりに嵌合構造部品で仮固定することを特徴とするモジュールの取り外し方法。

第１の効果は、取り外したモジュールを容易に修理し、再実装できることである。

その理由は、モジュール全体を破壊せずに取り外すことが可能であり、なおかつ金属カバー、接着剤が容易に取り外し可能なためである。

第２の効果は、モジュール上面の部品に加わる熱ストレスを最小限に留めることができることである。

その理由は、モジュール上面に金属カバーを被せており、なおかつ金属カバー上面にも直接熱風が当たらないためである。

次に、本発明を実施するための最良の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明のモジュールの取り外し治具および取り外し方法の一実施の形態の被取り外しモジュールの外観を示す斜視図である。

図２は本発明のモジュールの取り外し治具および取り外し方法の一実施の形態の被取り外しモジュールの断面を示す断面図である。

図1に示す被取り外しモジュールの外観を示す斜視図、および図2の被取り外しモジュールの断面を示す断面図を参照する。
被取り外しモジュールは、被取り外しモジュールのモジュール基板1の表面および裏面にモジュールを構成している各種LSI部品3や、各種チップ部品4、およびメイン基板2へ接続するコネクタ5を搭載し、メイン基板2へモジュール基板1に接続されたコネクタ5を介して搭載される。
モジュールには複数の大規模集積回路(LSI)である各種LSI部品3や、チップ電子部品である各種チップ部品4、が搭載してある。

そのため、モジュールの一部の部品や、はんだ付け部に不良が出た際にも、不良モジュールを廃棄してしまうわけにはいかない。

そこで、モジュールを破壊せずにメイン基板２より取り外し、不良箇所を修理し、再実装できることが求められている。

モジュールは、モジュール基板1の両面に全ての部品を搭載し、最終的にメイン基板2に搭載される。

よって、取り外した部品を容易に再実装するためには、モジュール基板１側に全ての部品が搭載されたままの状態で取り外しを行う必要がある。

図４は本発明の開発過程における第１の実施の形態のモジュールの取り外し治具および取り外し方法の構成を示す断面図である。

モジュールを取り外す際には、吸着ノズル9の上端部につなぎ込んだ外部の空気吸引機(図示されてない)による吸着力で吸着ノズル9の下端部をモジュールに搭載されている各種LSI部品3に吸い付かせる。

吸着力は図4に示す吸着ノズル9の中央部に設けられた空洞化部分から図4の白抜きの矢印で示す上方方向に生じ、各種LSI部品3を吸引する。
モジュールを取り外す場合、まず、外部の加熱器(図示されてない)から本発明のモジュールの取り外し治具であるリワーク装置に図4に示すように熱風を被取り外しモジュールに送り込み、モジュールのはんだを溶融させる。

図4に示す黒の矢印で示すように、熱風ガイド8と、吸着ノズル9および熱風遮断内壁10により、コネクタ5の下側のみに熱風が当たるようにし、コネクタ5の下側のはんだ接続部だけを溶融させるように試みる。

つぎに、リワーク装置の吸着ノズル9の上端部に外部の空気吸引機をつなぎ込んだ後、外部の空気吸引機による吸着力を使って吸着ノズル9の下端部をモジュールに搭載されている各種LSI部品3に吸い付かせる。

リワーク装置で被取り外しモジュールを図４に示す白抜きの矢印方向に引き上げ、メイン基板２から被取り外しモジュールの取り外しを行うことを試みた。

大半の被取り外しモジュールは引き上げられ、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールの取り外しを行うことができる。

しかし、実際には直接熱風が当たっていない箇所においても、熱が伝わってしまい、例えば吸着をした部品(図4の実施の形態の場合は各種LSI部品3)のはんだが溶融し、部品(図4の実施の形態の場合は各種LSI部品3)だけが外れてしまうという問題点があった。

図５は本発明の開発過程における第２の実施の形態のモジュールの取り外し治具および取り外し方法の構成を示す断面図である。

図5に示すようにモジュール基板に金属カバー6を被せて取り外しを行った。

このモジュールを取り外す際には、図５に示すように、モジュール基板１の上側に金属カバー６を被せておく。

モジュールを取り外す際には、吸着ノズル９の上端部につなぎ込んだ外部の空気吸引機（図示されてない）による吸着力で吸着ノズル９の下端部で金属カバー６に吸い付く。

吸着力は図5に示す吸着ノズル9の中央部に設けられた空洞化部分から図5の白抜きの矢印で示す上方方向に生じ、金属カバー6を吸引する。
モジュールを取り外す場合、まず、外部の加熱器(図示されてない)から本発明のモジュールの取り外し治具であるリワーク装置に図5に示すように熱風を被取り外しモジュールに送り込み、モジュールのはんだを溶融させる。

図5に示す黒の矢印で示すように、熱風ガイド8と、吸着ノズル9および金属カバー6の隙間を通り、コネクタ5の下側のみに熱風が当たるようにし、コネクタ5の下側のはんだ接続部だけを溶融させるように試みる。

つぎに、リワーク装置の吸着ノズル9の上端部に外部の空気吸引機をつなぎ込んだ後、外部の空気吸引機による吸着力を使って吸着ノズル9の下端部を金属カバー6に吸い付かせる。

リワーク装置で被取り外しモジュールを図５に示す白抜きの矢印方向に引き上げ、メイン基板２から被取り外しモジュールを取り外すことを試みた。

吸着ノズル９の吸着力により吸い付けた金属カバー６ごと金属カバー６で抱え込んだモジュール基板１をメイン基板２から取り外す。

ここで、金属カバー６の構造としては、金属カバー６の先端部のモジュール基板１を抱え込む部分を、Ｌ字型構成に内側に折り曲げ、モジュール基板１を抱え込む構造にしている。

金属カバー６の先端部をＬ字型にし、内側に折り曲げた構成にすることにより、金属カバー６で抱え込んだモジュール基板１をメイン基板２から取り外すとき、引き上げ易くしている。

金属カバー６の下端部のモジュール基板１を抱え込む部分をＬ字型構成に内側に折り曲げた構造にしたことにより、逆に、金属カバー６をモジュール基板１に被せるとき、被せ難くなる。

このため、被せるときは、Ｌ字型構成部分を含む下端部を外側に開き、モジュール基板１を抱え込んだ後、内側につぼめることにより、モジュール基板１を抱え込む。

熱風は熱風ガイド８と、吸着ノズル９および金属カバー６の隙間を通り、コネクタ５の下側はんだ接続部へ直接当たるように送られる。

コネクタ5の下側はんだ接続部のはんだが熱風で加熱され溶融した後、モジュールの取り外し治具であるリワーク装置の吸着ノズル9の上端部に外部の空気吸引機をつなぎ込む。

リワーク装置の吸着ノズル9の上端部に外部の空気吸引機をつなぎ込んだ後、外部の空気吸引機による吸着力を使って吸着ノズル9の下端部を金属カバー6に吸い付かせる。

リワーク装置で金属カバー６ごと被取り外しモジュールを引き上げ、メイン基板２から被取り外しモジュールを取り外す。

ところが、モジュール基板１上面の部品は搭載されたまま取り外すことができたが、メイン基板２にコネクタ５が残ってしまう問題が発生した。

従って、本発明を実施するための最良の形態について図３を参照して詳細に説明する。

図３は本発明の最良の実施の形態のモジュールの取り外し治具および取り外し方法の一実施の形態の構成を示す断面図である。

図3を参照すると、リワークするモジュールに金属カバー6を被せ、モジュール基板1側にコネクタ5を接着剤を構成するシリコン樹脂7で仮固定し、リワーク装置を溶融させたいコネクタ5の下側のはんだ付け部に直接熱風が当たるように改良することで、モジュールを修理し、再利用が可能なように取り外しできるようにするものである。

このモジュールを取り外す際には、図３に示すように、モジュール基板１の上側に金属カバー６を被せておく。

モジュールを取り外す際には、吸着ノズル9の上端部につなぎ込んだ外部の空気吸引機(図示されてない)による吸着力で吸着ノズル9の下端部を金属カバー6に吸い付かせる。

吸着力は図3に示す吸着ノズル9の中央部に設けられた空洞化部分から図3の白抜きの矢印で示す上方方向に生じ、金属カバー6を吸引する。
モジュールを取り外す場合、まず、外部の加熱器(図示されてない)から本発明のモジュールの取り外し治具であるリワーク装置に図3に示すように熱風を被取り外しモジュールに送り込み、モジュールのはんだを溶融させる。

熱風は図３に示す黒の矢印で示すように、熱風ガイド８と、吸着ノズル９および金属カバー６の隙間を通り、コネクタ５の下側のみに熱風が当たるようにし、コネクタ５の下側のはんだ接続部だけを溶融させる。

リワーク装置で被取り外しモジュールを図３に示す白抜きの矢印方向に引き上げ、メイン基板２から被取り外しモジュールを取り外す。

更にコネクタ5のモジュール基板1側のはんだ接続部は、硬化及び、剥離が容易なシリコン等で構成された接着剤のシリコン樹脂7を塗布し、コネクタ5とモジュール基板1を仮固定しておく。

この接着剤のシリコン樹脂7を塗布し、コネクタ5とモジュール基板1を仮固定しておくことにより、取り外し時のコネクタ5のモジュール基板1側のはんだ接続部のはんだが溶融し、コネクタ5がモジュール基板1から脱落するのを防止できる。

また、取り外し時のコネクタ5がモジュール基板1からの脱落防止に、接着剤による塗布の代わりに、他の手段と方法として、ネジや、嵌合構造部品によるコネクタ5とモジュール基板1とを仮固定する手段と方法がある。

また、本発明のモジュールの取り外し治具であるリワーク装置を簡略的に示すと、熱風を導く熱風ガイド８と、取り外す部品やモジュールを吸着するための吸着ノズル９から構成されている。
モジュールを取り外す場合、外部の加熱器（図示されてない）から本発明のモジュールの取り外し治具であるリワーク装置に図３に示すように熱風を被取り外しモジュールに送り込み、モジュールのはんだを溶融させる。

リワーク装置の吸着ノズル9の上端部に外部の空気吸引機つなぎ込んだ後、外部の空気吸引機による吸着力を使って吸着ノズル9の下端部を金属カバー6に吸い付かせる。

次に、本発明を実施するための最良の形態の動作について図面を参照して説明する。

モジュール取り外し時の動作について図３を参照して説明する。

１．まず、取り外しを行うモジュール基板１のコネクタ５のモジュール基板１側はんだ接続部を、微量のシリコン樹脂７からなる接着剤を塗布してモジュール基板１側に仮固定する。

2. 取り外しを行うモジュール基板1の上側から金属カバー6を被せる。

３．本発明のモジュールの取り外し治具であるリワーク装置を、取り外しを行うモジュールのモジュール基板１に被せた金属カバー６の上面に吸着ノズル９を置きセットする。

４．はんだを溶融させるためにリワーク装置の外部の加熱器（図示されてない）からから熱風を吹き出させる。

被取り外しモジュールの全ての搭載部品であるモジュール基板１の表面および裏面の各種ＬＳＩ部品３、各種チップ部品４、およびモジュール基板１とメイン基板２間を接続するコネクタ５のはんだ接続部に熱風が送り込まれる。

コネクタ5以外の箇所には吸着ノズル9および金属カバー6によるモジュールへの防熱風作用により、コネクタ5以外の箇所には熱風が当たらない構造になっている。

そのために、コネクタ５をモジュール基板１およびメイン基板２に取り付けているはんだだけが溶融する。

また、この防熱風作用により、被取り外しモジュールの全ての搭載部品であるモジュール基板１の表面および裏面の各種ＬＳＩ部品３、および各種チップ部品４への熱ストレスを最小限に留めている。

５．モジュール基板１およびメイン基板２間を取り付けているコネクタ５のはんだが溶融した後、リワーク装置の吸着ノズル９の上端部に外部の空気吸引機をつなぎ込む。

6. リワーク装置の吸着ノズル9の上端部に外部の空気吸引機をつなぎ込んだ後、外部の空気吸引機による吸着力を使って吸着ノズル9の下端部を金属カバー6に吸い付かせる。

７．リワーク装置を上方へ引き上げることで金属カバー６ごと被取り外しモジュールを上方へ引き上げる。

ここで、金属カバー6がモジュールを抱え込んでいるために、モジュール基板1を上方へ持ち上げることができるのである。

その際、コネクタ５のモジュール基板１側はんだ接続部は、シリコン樹脂７にて仮固定してあるために、コネクタ５はモジュール基板１に付いたまま一緒に上方へ持ち上げられ、コネクタ５のメイン基板２側はんだ接続部は、メイン基板２側にて取り外すことが可能となる。

(1). 発明の最良の実施の形態では、コネクタ5を介して、メイン基板2へ搭載するモジュールの取り外し治具および方法におけるリワークを説明したが、ボールグリッドアレー(BGA)にてメイン基板2へ接続するタイプのモジュールにても、同様に、取り外すモジュールを破壊せずに取り外すモジュールの取り外し治具および取り外し方法が可能である。

(2). また、端面スルーホール(TH)電極を使用してメイン基板2へ搭載するモジュールの取り外し治具および方法におけるリワークにおいても、金属カバー6にてモジュール基板1を挟み込むことにて、同様に取り外すモジュールを破壊せずにリワークが可能である。

以上のように、本発明によるモジュールの取り外し治具および方法の効果は、モジュール全体を破壊することなく、被取り外しモジュールを構成するモジュール基板１上の各種ＬＳＩ部品３や、各種チップ部品４、コネクタ５、およびそのはんだ付け部を破壊することなく、コネクタ５のメイン基板２側はんだ付け部にて、取り外しを行うことができるようになることである。

また、この発明により、メイン基板２へ搭載済みのモジュールの一部の部品、または一部のはんだ付けに不良が発見された際に、取り外したモジュールを容易に修理し、再実装が可能となることである。

本発明のモジュールの取り外し治具および取り外し方法の一実施の形態の被取り外しモジュールの外観を示す斜視図である。本発明のモジュールの取り外し治具および取り外し方法の一実施の形態の被取り外しモジュールの断面を示す断面図である。本発明の最良の実施の形態のモジュールの取り外し治具および取り外し方法の一実施の形態の構成を示す断面図である。本発明の開発過程における第１の実施の形態のモジュールの取り外し治具および取り外し方法の構成を示す断面図である。本発明の開発過程における第２の実施の形態のモジュールの取り外し治具および取り外し方法の構成を示す断面図である。

符号の説明

１モジュール基板
２メイン基板
３各種ＬＳＩ部品
４各種チップ部品
５コネクタ
６金属カバー
７シリコン樹脂
８熱風ガイド
９吸着ノズル
１０熱風遮断内壁

Claims

メイン基板と被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板間をコネクタを介して、前記コネクタを構成する上側端子および下側端子を前記モジュール基板および前記メイン基板にそれぞれはんだ付けして、接続されている、前記メイン基板に前記被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板を搭載した電子回路装置において、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールを取り外す場合、熱風を前記モジュール基板のコネクタの下側端子に導く熱風ガイドと、取り外す部品およびモジュールを吸着するための吸着ノズルと、を備えたモジュールの取り外し治具におけるモジュールの取り外し方法であって、
前記モジュール基板を取り外す際に、
前記モジュール基板に金属カバーを被せ、
前記モジュール基板側に前記コネクタを接着剤で仮固定し、
加熱器から前記熱風を前記熱風ガイドと前記吸着ノズルの隙間を通し、
前記被取り外しモジュールに送り込み、
前記モジュール基板のコネクタの下側端子に前記熱風を当て、
前記モジュール基板の前記コネクタの下側端子のはんだ接続部を溶融させ、
前記吸着ノズルにつなぎ込んだ空気吸引機による吸着力により前記金属カバーを吸着し、
前記金属カバーごと前記被取り外しモジュールを引き上げ、
前記メイン基板から前記被取り外しモジュールの取り外しを行うことを特徴とするモジュールの取り外し方法。
メイン基板と被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板間をコネクタを介して、前記コネクタを構成する上側端子および下側端子を前記モジュール基板および前記メイン基板にそれぞれはんだ付けして、接続されている、前記メイン基板に前記被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板を搭載した電子回路装置において、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールを取り外す場合、熱風を前記モジュール基板のコネクタの下側端子に導く熱風ガイドと、取り外す部品およびモジュールを吸着するための吸着ノズルと、を備えたモジュールの取り外し治具におけるモジュールの取り外し方法であって、
前記モジュール基板を取り外す際に、
前記モジュール基板に金属カバーを被せ、
前記モジュール基板側に前記コネクタを接着剤を構成するシリコン樹脂で仮固定し、
加熱器から前記熱風を前記熱風ガイドと前記吸着ノズルの隙間を通し、
前記被取り外しモジュールに送り込み、
前記モジュール基板のコネクタの下側端子に前記熱風を当て、
前記モジュール基板の前記コネクタの下側端子のはんだ接続部を溶融させ、
前記吸着ノズルにつなぎ込んだ空気吸引機による吸着力により前記金属カバーを吸着し、
前記金属カバーごと前記被取り外しモジュールを引き上げ、
前記メイン基板から前記被取り外しモジュールの取り外しを行うことを特徴とするモジュールの取り外し方法。
メイン基板と被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板間をコネクタを介して、前記コネクタを構成する上側端子および下側端子を前記モジュール基板および前記メイン基板にそれぞれはんだ付けして、接続されている、前記メイン基板に前記被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板を搭載した電子回路装置において、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールを取り外す場合、熱風を前記モジュール基板のコネクタの下側端子に導く熱風ガイドと、取り外す部品およびモジュールを吸着するための吸着ノズルと、を備えたモジュールの取り外し治具におけるモジュールの取り外し方法であって、
前記モジュール基板を取り外す際に、
前記モジュール基板に金属カバーを被せ、
前記モジュール基板側に前記コネクタを接着剤で仮固定し、
加熱器から前記熱風を前記熱風ガイドと前記吸着ノズルの隙間を通し、
前記被取り外しモジュールに送り込み、
前記モジュール基板のコネクタの下側端子に前記熱風を当て、
前記モジュール基板の前記コネクタの下側端子のはんだ接続部を溶融させ、
前記吸着ノズルにつなぎ込んだ空気吸引機による吸着力により前記吸着ノズルに設けられた空洞化部分を通し前記金属カバーを吸着し、
前記金属カバーごと前記被取り外しモジュールを引き上げ、
前記メイン基板から前記被取り外しモジュールの取り外しを行うことを特徴とするモジュールの取り外し方法。
メイン基板と被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板間をコネクタを介して、前記コネクタを構成する上側端子および下側端子を前記モジュール基板および前記メイン基板にそれぞれはんだ付けして、接続されている、前記メイン基板に前記被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板を搭載した電子回路装置において、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールを取り外す場合、熱風を前記モジュール基板のコネクタの下側端子に導く熱風ガイドと、取り外す部品およびモジュールを吸着するための吸着ノズルと、を備えたモジュールの取り外し治具におけるモジュールの取り外し方法であって、
前記モジュール基板を取り外す際に、
前記モジュール基板に金属カバーを被せ、
前記モジュール基板側に前記コネクタを接着剤を構成するシリコン樹脂で仮固定し、
加熱器から前記熱風を前記熱風ガイドと前記吸着ノズルの隙間を通し、
前記被取り外しモジュールに送り込み、
前記モジュール基板のコネクタの下側端子に前記熱風を当て、
前記モジュール基板の前記コネクタの下側端子のはんだ接続部を溶融させ、
前記吸着ノズルにつなぎ込んだ空気吸引機による吸着力により前記吸着ノズルに設けられた空洞化部分を通し前記金属カバーを吸着し、
前記金属カバーごと前記被取り外しモジュールを引き上げ、
前記メイン基板から前記被取り外しモジュールの取り外しを行うことを特徴とするモジュールの取り外し方法。
メイン基板と被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板間をコネクタを介して、前記コネクタを構成する上側端子および下側端子を前記モジュール基板および前記メイン基板にそれぞれはんだ付けして、接続されている、前記メイン基板に前記被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板を搭載した電子回路装置において、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールを取り外す場合、熱風を前記モジュール基板のコネクタの下側端子に導く熱風ガイドと、取り外す部品およびモジュールを吸着するための吸着ノズルと、を備えたモジュールの取り外し治具におけるモジュールの取り外し方法であって、
前記モジュール基板を取り外す際に、
前記モジュール基板に金属カバーを被せ、
前記金属カバーの前記モジュール基板を抱え込む部分を、L字型構成に内側に折り曲げ、
前記モジュール基板を抱え込む構造にし、
前記モジュール基板側に前記コネクタを接着剤で仮固定し、
加熱器から前記熱風を前記熱風ガイドと前記吸着ノズルの隙間を通し、
前記被取り外しモジュールに送り込み、
前記モジュール基板のコネクタの下側端子に前記熱風を当て、
前記モジュール基板の前記コネクタの下側端子のはんだ接続部を溶融させ、
前記吸着ノズルにつなぎ込んだ空気吸引機による吸着力により前記吸着ノズルに設けられた空洞化部分を通し前記金属カバーを吸着し、
前記金属カバーごと前記被取り外しモジュールを引き上げ、
前記メイン基板から前記被取り外しモジュールの取り外しを行うことを特徴とするモジュールの取り外し方法。
メイン基板と被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板間をコネクタを介して、前記コネクタを構成する上側端子および下側端子を前記モジュール基板および前記メイン基板にそれぞれはんだ付けして、接続されている、前記メイン基板に前記被取り外しモジュールを構成するモジュールのモジュール基板を搭載した電子回路装置において、前記メイン基板から前記被取り外しモジュールを取り外す場合、熱風を前記モジュール基板のコネクタの下側端子に導く熱風ガイドと、取り外す部品およびモジュールを吸着するための吸着ノズルと、を備えたモジュールの取り外し治具におけるモジュールの取り外し方法であって、
前記モジュール基板を取り外す際に、
前記モジュール基板に金属カバーを被せ、
前記金属カバーの前記モジュール基板を抱え込む部分を、L字型構成に内側に折り曲げ、
前記モジュール基板を抱え込む構造にし、
前記モジュール基板側に前記コネクタを接着剤を構成するシリコン樹脂で仮固定し、
加熱器から前記熱風を前記熱風ガイドと前記吸着ノズルの隙間を通し、
前記被取り外しモジュールに送り込み、
前記モジュール基板のコネクタの下側端子に前記熱風を当て、
前記モジュール基板の前記コネクタの下側端子のはんだ接続部を溶融させ、
前記吸着ノズルにつなぎ込んだ空気吸引機による吸着力により前記吸着ノズルに設けられた空洞化部分を通し前記金属カバーを吸着し、
前記金属カバーごと前記被取り外しモジュールを引き上げ、
前記メイン基板から前記被取り外しモジュールの取り外しを行うことを特徴とするモジュールの取り外し方法。
前記接着剤の代わりにネジで仮固定することを特徴とする請求項１、請求項３、または請求項５記載のモジュールの取り外し方法。
前記接着剤を構成するシリコン樹脂の代わりにネジで仮固定することを特徴とする請求項２、請求項４、または請求項６記載のモジュールの取り外し方法。
前記接着剤の代わりに嵌合構造部品で仮固定することを特徴とする請求項１、請求項３、または請求項５記載のモジュールの取り外し方法。
前記接着剤を構成するシリコン樹脂の代わりに嵌合構造部品で仮固定することを特徴とする請求項２、請求項４、または請求項６記載のモジュールの取り外し方法。