JP5772515B2 - 表面実装部品の補修方法およびこれに用いるマスク部材 - Google Patents

Description

本発明は、表面実装部品の補修方法およびこれに用いるマスク部材に関する。

一般に、表面実装部品の基板への取り付けは、自動化されている。しかし、例えば表面実装部品の搭載位置にずれやはんだ付け不良があるとき、表面実装部品を所定の位置へ修正したり、はんだ付けをやり直す補修が必要となる。一方、近年では、表面実装部品の小型化が進むとともに、裏面に放熱パッドや端子をなどを有する表面実装部品が普及している。そのため、補修のためにはんだの再塗布や表面実装部品の付け替えを行う場合、他の部品に影響を与えないように対象となる表面実装部品のランドに対し部分的なはんだの塗布が必要となる。特許文献１は、この特定のランドに対しはんだを供給するために、実装用のランドとは異なる目印用のランドを基板に設けている。これにより、特許文献１では、メタルマスクの位置の決定を容易にし、特定のランドへのはんだの供給を簡便化している。

しかしながら、特許文献１に開示されているメタルマスクは、薄い板状に形成されている。このメタルマスクは、特定のランドへはんだを供給するために、基板に対して小さな外形を有している。そのため、メタルマスクを利用してはんだを塗布した後、小さく薄いメタルマスクは基板から取り外す必要がある。この基板は、補修の対象となる表面実装部品以外にも複数の部品が搭載されている。その結果、補修のために基板に被せたメタルマスクを、周囲の部品との干渉をさけつつ、かつ塗布したはんだのずれを避けつつ基板から取り外すためには、高い注意力と作業能力を必要とする。

特開２００５−２２３２３０号公報

そこで、本発明の目的は、塗布したはんだのずれが回避され、高い注意力や作業能力を必要とすることのない表面実装部品の補修方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、高い注意力や作業能力を必要とすることなく、基板から容易に取り外されるマスク部材を提供することにある。

請求項１記載の発明では、開口を通して補修用のはんだが塗布されると、マスク部材は基板と反対側に突出する部分を持ち上げて基板から剥がされる。すなわち、マスク部材は、基板と反対側に突出する部分を基板と反対側へ持ち上げることにより、基板から容易に取り外される。そのため、補修の対象となる表面実装部品の周囲に他の部品が搭載されている場合でも、マスク部材の突出する部分はそれら他の部品とは干渉しない。その結果、マスク部材は、突出した部分を持ち上げるだけで基板から容易に剥がされる。また、マスク部材は、突出した部分を持ち上げることにより、基板からほぼ垂直に持ち上げられる。そのため、マスク部材は基板に対して傾きにくく、塗布したはんだがマスク部材によってずれることも低減される。したがって、塗布したはんだのずれが回避され、高い注意力や作業能力を必要とすることなく、表面実装部品を補修することができる。

また、マスク本体は、表面実装部品が搭載される搭載部に対応する開口を有している。そのため、補修のためのはんだは、マスク本体の開口を通して基板の搭載部に塗布される。これにより、補修のためのはんだは、開口を目印として搭載部へ容易に塗布される。また、突出部は、マスク本体から基板とは反対側へ立ち上がっている。そのため、この突出部をつまみ上げることにより、薄く小さなマスク本体は基板から剥がされる。したがって、高い注意力や作業能力を必要とすることなく、基板から容易に取り外すことができる。

請求項２記載の発明では、壁部は、マスク本体から基板とは反対側へ延び、マスク本体の周囲を囲んでいる。そのため、塗布されるはんだは、壁部によってマスク本体の外部への漏れが低減される。これにより、補修のためのはんだは、対象となる搭載部以外への付着が低減される。したがって、表面実装部品の補修精度を高めることができる。

請求項１記載の発明では、接続部は、マスク本体と突出部との間に設けられている。この接続部は、搭載部からこの搭載部に隣り合う隣接部品までの距離よりも全長が小さい。そのため、マスク本体および突出部は、搭載部に隣接する隣接部品との干渉が低減される。また、この接続部は、複数の折り曲げ線部を有している。突出部は、この折り曲げ線部から折り曲げることにより、マスク本体との間に角度を形成する。すなわち、接続部の折り曲げ線部で折り曲げることにより、基板の搭載部と平行なマスク本体と突出部との間には角度が形成され、突出部は基板とは反対側へ立ち上がる。この折り曲げ線部は複数設けられているため、搭載部と隣接部品との距離に応じて折り曲げ位置が変更される。したがって、マスク本体および突出部と隣接部品との干渉を低減しつつ、搭載部にはんだを塗布することができる。

一実施形態による基板およびマスク部材を示す模式図 一実施形態による基板に搭載された表面実装部品を示す模式図 一実施形態によるマスク部材を展開した板材を示す模式図 一実施形態によるマスク部材を展開した板材および加工治具を示す模式図 一実施形態による表面実装部品の補修方法の手順を示す模式図

以下、表面実装部品の補修方法およびマスク部材の一実施形態について図面に基づいて説明する。
まず、図２に基づいて対象となる表面実装部品１０を含む基板１１の構成について説明する。基板１１は、一方の面に実装面１２を有している。基板１１は、実装面１２に複数の配線用のランド１３を有している。また、基板１１は、表面実装部品１０の放熱のための放熱ランド１４を有している。本実施形態の場合、配線用のランド１３は、図１に示すように放熱ランド１４の周囲に配置されている。基板１１は、この表面実装部品１０の他にも隣接部品１５を有している。

図２に示すように表面実装部品１０は、基板１１の実装面１２に搭載されている。表面実装部品１０は、部品本体２１、リード部２２および放熱用パッド２３を有している。部品本体２１は、例えば図示しない実装基板に搭載された半導体素子などの各種素子を収容する樹脂パッケージで構成されている。リード部２２は、導電性の金属で形成され、この部品本体２１の周囲に突出している。放熱用パッド２３は、熱伝導性のある金属やセラミックスで形成され、部品本体２１の裏面すなわち実装面１２側に設けられている。放熱用パッド２３は、部品本体２１の裏面において露出している。

表面実装部品１０と基板１１との間は、はんだ３０で接続されている。具体的には、表面実装部品１０のリード部２２は、はんだ３０を挟んで配線用のランド１３と接続されている。また、表面実装部品１０の放熱用パッド２３は、はんだ３０を挟んで放熱ランド１４と接続されている。これにより、表面実装部品１０のリード部２２は、はんだ３０によって配線用のランド１３と電気的に接続されている。また、表面実装部品１０の放熱用パッド２３は、はんだ３０によって放熱ランド１４と接続されている。これにより、表面実装部品１０の部品本体２１から発生した熱は、放熱用パッド２３およびはんだ３０を経由して放熱ランド１４へ伝達され、放熱ランド１４から基板１１へ放熱される。

次に、図１に示すマスク部材４０について説明する。
マスク部材４０は、マスク本体４１、壁部４２、接続部４３および突出部４４を備えている。マスク本体４１は、板状に形成されいる。マスク本体４１は、基板１１の搭載部に相当する放熱ランド１４と重ね合わせ可能な開口４５を有している。開口４５の大きさは、放熱ランド１４と同一またはやや小さく設定されている。壁部４２は、このマスク本体４１の周囲に設けられており、マスク本体４１から基板１１と反対側へ立ち上がっている。本実施形態の場合、壁部４２は、マスク本体４１の接続部４３および突出部４４側には設けられていない。接続部４３は、マスク本体４１の一方の端部にマスク本体４１と一体に設けられている。この接続部４３は、マスク本体４１と突出部４４とを接続している。このように、本実施形態の場合、マスク本体４１、壁部４２、接続部４３および突出部４４は、図３に示すように例えばステンレスなどの一枚の板材５０から一体に成形されている。壁部４２は、マスク本体４１との接続部分から折り曲げることにより、基板１１と反対側へ立ち上がっている。

マスク部材４０は、図４に示すようにこれらマスク本体４１、壁部４２、接続部４３および突出部４４が一体となった板材５０とともに、加工治具５１が組み合わせられている。加工治具５１は、マスク部材４０を形成する板材５０よりも板厚の大きな材料で形成されている。一体となった板材５０は、この加工治具５１をマスク本体４１に重ね合わせた後、加工治具５１を基準に折り曲げられる。加工治具５１は板材５０よりも厚く硬いため、板材５０は加工治具５１の端部を基準として容易に折り曲げられる。板材５０を折り曲げることにより、壁部４２が形成され、マスク部材４０が形成される。この加工治具５１は、表面実装部品１０の補修時にクリームはんだを塗布するとき、いわゆるスキージとして利用される。

接続部４３は、図１および図３に示すように複数の溝６１〜６４を有している。溝６１〜６４は、接続部４３における板厚方向の途中まで切り込まれている。これにより、接続部４３は、溝６１〜６４を利用して折り曲げることができる。すなわち、これらの溝６１〜６４は、特許請求の範囲における折り曲げ線部に相当する。溝６１〜６４を利用して接続部４３を折り曲げることにより、図１に示すようにマスク本体４１と突出部４４との間には角度が形成される。すなわち、接続部４３の溝６１〜６４から突出部４４を基板１１と反対側へ折り曲げることにより、突出部４４はマスク本体４１から基板１１と反対側へ立ち上がる。溝６１〜６４は接続部４３に複数設けられているため、折り曲げる溝６１〜６４の位置によって接続部４３の全長は変化する。例えば、放熱ランド１４と、この放熱ランド１４に隣接する隣接部品１５との間の距離が小さいとき、接続部４３は複数の溝６１〜６４のうちマスク本体４１に近い位置の溝６１で折り曲げられる。これにより、マスク本体４１から突出部４４までの接続部４３の全長が短縮され、放熱ランド１４に位置をあわせたマスク本体４１と隣接部品１５との干渉は低減される。一方、放熱ランド１４と隣接部品１５との距離が大きいとき、接続部４３は複数の溝６１〜６４のうちマスク本体４１から遠い位置の溝６４で折り曲げてもよい。このように、接続部４３は、放熱ランド１４と隣接部品１５との間の距離に応じて溝６１〜６４のいずれかで折り曲げられる。

次に、上記の構成によるマスク部材４０を用いた表面実装部品１０の補修方法について説明する。
マスク部材４０は、図５（Ａ）に示すように基板１１の実装面１２に載せられる。このとき、マスク部材４０は、マスク本体４１に設けられている開口４５を、基板１１の実装面１２に設けられている放熱ランド１４にあわせて基板１１に載せられる。基板１１とマスク部材４０との間は、放熱ランド１４の厚さに相当する程度の微小な距離である。

基板１１にマスク部材４０が載せられると、図５（Ｂ）に示すようにマスク部材４０の開口４５を通して放熱ランド１４にクリームはんだ７０が塗布される。クリームはんだ７０は、例えば加工治具５１をスキージとして開口４５へ薄く均一に供給される。開口４５へ塗布されたクリームはんだ７０は、薄く均一な層として放熱ランド１４に塗布される。供給されるクリームはんだ７０は、壁部４２によってマスク本体４１の外部への漏れが低減される。このとき、放熱ランド１４に塗布されるクリームはんだ７０の厚さは、マスク部材４０のマスク本体４１の板厚に近似する。

放熱ランド１４へクリームはんだ７０が塗布されると、マスク部材４０は突出部４４を利用して上方へ持ち上げられる。すなわち、マスク部材４０は、突出部４４を上方へ持ち上げることにより、突出部４４と一体のマスク本体４１が基板１１から剥がされる。このとき、突出部４４を基板１１からほぼ垂直に上方へ持ち上げることにより、マスク本体４１の傾きが低減される。これにより、放熱ランド１４に塗布されたクリームはんだ７０が放熱ランド１４の周囲の基板１１へ漏れたり、放熱ランド１４からずれることは低減される。また、過剰となった不要なクリームはんだ７０は、マスク本体４１に残留する。そのため、過剰なクリームはんだ７０は、持ち上げられたマスク部材４０とともに基板１１に付着することなく除去される。

マスク部材４０が剥がされると、表面実装部品１０は所定の位置に搭載される。このとき、表面実装部品１０は、放熱用パッド２３が放熱ランド１４に重なるように基板１１に搭載される。表面実装部品１０が搭載された基板１１は、図示しないリフロー炉へ送られる。これにより、表面実装部品１０は、基板１１に固定される。

以上説明した一実施形態では、マスク部材４０は、開口４５を通して補修用のクリームはんだ７０が塗布されると、突出部４４を持ち上げて基板１１から剥がされる。すなわち、マスク部材４０は、基板１１と反対側に突出する突出部４４を基板１１と反対側へ持ち上げることにより、基板１１から容易に取り外される。補修の対象となる表面実装部品１０の周囲に他の隣接部品１５が搭載されている場合でも、突出部４４はそれら他の隣接部品１５とは干渉しない。その結果、マスク部材４０は、突出部４４を持ち上げるだけで基板１１から容易に剥がされる。また、マスク部材４０は、突出部４４を持ち上げることにより、基板１１からほぼ垂直に持ち上げられる。そのため、マスク部材４０は基板１１に対して傾きにくく、塗布したクリームはんだ７０がマスク部材４０によってずれることも低減される。したがって、塗布したクリームはんだ７０のずれが回避され、高い注意力や作業能力を必要とすることなく、表面実装部品１０を補修することができる。

また、一実施形態では、マスク本体４１は、放熱ランド１４に対応する開口４５を有している。そのため、補修のためのクリームはんだ７０は、マスク本体４１の開口４５を通して基板１１の放熱ランド１４に塗布される。これにより、補修のためのクリームはんだ７０は、開口４５を目印として放熱ランド１４へ容易に塗布される。また、突出部４４は、マスク本体４１から基板１１とは反対側へ立ち上がっている。そのため、この突出部４４をつまみ上げることにより、薄く小さなマスク本体４１は基板１１から剥がされる。したがって、高い注意力や作業能力を必要とすることなく、基板１１から容易に取り外すことができる。

一実施形態では、壁部４２は、マスク本体４１から基板１１とは反対側へ延び、マスク本体４１の周囲を囲んでいる。そのため、塗布されるクリームはんだ７０は、壁部４２によってマスク本体４１の外部への漏れが低減される。これにより、補修のためのクリームはんだ７０は、対象となる放熱ランド１４以外への付着が低減される。したがって、表面実装部品１０の補修精度を高めることができる。

さらに、一実施形態では、接続部４３は、マスク本体４１と突出部４４との間に設けられている。この接続部４３は、放熱ランド１４から隣接部品１５までの距離よりも全長が小さい。そのため、マスク本体４１および突出部４４は、放熱ランド１４に隣接する隣接部品１５との干渉が低減される。また、この接続部４３は、複数の溝６１〜６４を有している。突出部４４は、この溝６１〜６４を利用して折り曲げることにより、マスク本体４１との間に角度を形成する。すなわち、接続部４３の溝６１〜６４で折り曲げることにより、基板１１の放熱ランド１４と平行なマスク本体４１と突出部４４との間には角度が形成され、突出部４４は基板１１とは反対側へ立ち上がる。この溝６１〜６４は接続部４３に複数設けられているため、放熱ランド１４と隣接部品１５との距離に応じて折り曲げ位置を変更可能である。したがって、マスク本体４１および突出部４４と隣接部品１５との干渉を低減しつつ、放熱ランド１４に補修用のクリームはんだ７０を塗布することができる。

説明した以上の本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
例えば壁部４２や開口４５の形状などは、適用する表面実装部品１０や基板１１に応じて任意に変更することができる。また、溝６１〜６４の本数も、任意に設定することができる。また、突出部４４は、マスク本体４１との間に接続部４３を挟むことなく、マスク本体４１に直接設けてもよい。

図面中、１０は表面実装部品、１１は基板、１２は実装面、１４は放熱ランド（搭載部）、４０はマスク部材、４１はマスク本体、４２は壁部、４３は接続部、４４は突出部、４５は開口、６１〜６４は溝（折り曲げ線部）を示す。

Claims (2)

1. 基板の実装面に搭載される表面実装部品の補修方法において、
   前記実装面にマスク部材を載せる工程と、
   前記基板に載せられた前記マスク部材の開口に、前記実装面とは反対側から補修用のはんだを塗布する工程と、
   補修用の前記はんだを塗布した後、前記マスク部材から前記基板と反対側に突出している部分を持ち上げて前記マスク部材を前記基板から剥がす工程と、
   を含む表面実装部品の補修方法に用いるマスク部材であって、
   前記基板において前記表面実装部品が搭載される搭載部に対応する開口を有するマスク本体と、
   前記マスク本体から前記基板とは反対側に立ち上がっている突出部と、
   前記マスク本体と前記突出部との間に設けられ、前記搭載部からこの搭載部に隣り合う隣接部品までの距離よりも全長が小さな接続部と、を備え
   前記接続部は、前記マスク本体と前記突出部との間に角度を形成するための折り曲げ線部を複数有するマスク部材。
2. 基板の実装面に搭載される表面実装部品の補修方法において、
   前記実装面にマスク部材を載せる工程と、
   前記基板に載せられた前記マスク部材の開口に、前記実装面とは反対側から補修用のはんだを塗布する工程と、
   補修用の前記はんだを塗布した後、前記マスク部材から前記基板と反対側に突出している部分を持ち上げて前記マスク部材を前記基板から剥がす工程と、
   を含む表面実装部品の補修方法に用いるマスク部材であって、
   前記基板において前記表面実装部品が搭載される搭載部に対応する開口を有するマスク本体と、
   前記マスク本体から前記基板とは反対側に立ち上がっている突出部と、
   前記マスク本体の周囲を囲み、前記マスク本体から前記基板とは反対側に延びている壁部と、を備え、
   前記マスク本体、前記突出部および前記壁部は、一枚の板材を折り曲げることにより形成されているマスク部材。

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