JPH08236984A - 電子部品リペア装置及び電子部品取り外し方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＢＧＡ型電子部品をプリント基板から取り外す
際に、電子部品本体が熱損傷を受けるのを防止するとと
もに、周辺の電子部品への熱影響を最小限に抑えること
ができる電子部品リペア装置を提供すること。 【構成】平面的に配置された電極を有するＢＧＡ型電子
部品１０がはんだ付けされたプリント基板２０からＢＧ
Ａ型電子部品１０を取り外す電子部品リペア装置３０に
おいて、プリント基板２０とはんだ付けされたＢＧＡ型
電子部品１０との間隙Ｓに挿入可能な形状に形成され、
プリント基板２０とＢＧＡ型電子部品１０とを接続して
いるはんだバンプＢに接触させることではんだバンプＢ
を加熱溶融するワイヤ４５と、ワイヤ４５を間隙Ｓに沿
って駆動するリペアツール駆動部４２とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板にはんだ
付け接続されたボール・グリッド・アレイ型電子部品
（以下、「ＢＧＡ型電子部品」と称する。）等の電子部
品をプリント基板から取り外す電子部品リペア装置及び
電子部品取り外し方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板にはんだ付け接続された電
子部品を取り外す方法としては、従来からはんだ付け接
続部にホットエアを吹き付けたり、ブロックヒータを接
触させることにより、はんだを溶融して電子部品を取り
外すものがあった。この方法ははんだ付け接続部が露出
した状態にある場合にははんだを直接溶融することがで
きるため、短時間ではんだを溶融でき、効率の良い取り
外し作業を行うことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなホットエ
アやブロックヒータを用いた従来の電子部品の取り外し
方法にあっては次のような問題があった。すなわち、Ｂ
ＧＡ型電子部品のような表面実装型の電子部品において
は、電極が電子部品本体の裏面に平面状に設けられてい
るため、はんだ付け接続部が電子部品本体の裏面に隠れ
ている。このため、ホットエアやブロックヒータを直接
はんだ付け接続部に接触させることができないため、は
んだを溶融させるための必要な加熱時間が長くなる。こ
のため、電子部品本体の温度が上昇して気密性が劣化し
たり、クラックが発生するなどの熱損傷を受ける虞があ
った。また、取り外す電子部品の周囲に他の電子部品が
ある場合にはこれらの熱損傷を防止するために熱防御を
考慮しなければならないという問題があった。

【０００４】そこで本発明は、プリント基板にはんだ付
け接続されたＢＧＡ型電子部品等の表面実装型の電子部
品をプリント基板から取り外す際に、電子部品本体が熱
損傷を受けるのを防止するとともに、周辺の電子部品へ
の熱影響を最小限に抑えることができる電子部品リペア
装置及び電子部品取り外し方法を提供することを目的と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１に記載された発明は、平面的
に配置された電極を有する電子部品がはんだ付けされた
プリント基板からこの電子部品を取り外す電子部品リペ
ア装置において、上記プリント基板とはんだ付けされた
上記電子部品との間隙に挿入可能な形状に形成され、上
記プリント基板と上記電子部品とを接続しているはんだ
層に接触させることで上記はんだ層を加熱溶融する加熱
体と、この加熱体を上記間隙に沿って駆動する駆動手段
とを備えるようにした。

【０００６】請求項２に記載された発明によれば、請求
項１に記載された発明において、上記電子部品を保持す
る保持手段を備えていることが好ましい。請求項３に記
載された発明によれば、請求項１又は２に記載された発
明において、上記加熱体は、通電により発熱する導電性
ワイヤ又は導電性箔体であることが好ましい。

【０００７】請求項４に記載された発明は、平面的に配
置された電極を有する電子部品がはんだ付けされたプリ
ント基板からこの電子部品を取り外す電子部品取り外し
方法において、上記プリント基板とはんだ付けされた上
記電子部品との間隙に上記プリント基板と上記電子部品
とを接続しているはんだ層を加熱溶融する加熱体を挿入
し、上記間隙に沿って駆動し上記はんだ層を加熱溶融し
上記プリント基板と上記電子部品とを分離するようにし
た。

【０００８】

【作用】上記手段を講じた結果、次のような作用が生じ
る。請求項１に記載された発明では、平面的に配置され
た電極を有する電子部品がはんだ付けされたプリント基
板からこの電子部品を取り外す電子部品リペア装置にお
いて、加熱体はプリント基板とはんだ付けされた電子部
品との間隙に挿入可能な形状に形成されているため、は
んだ層が電子部品本体のプリント基板側に隠れている場
合であっても、はんだ層に直接接触し、加熱溶融するこ
とができる。したがって、電子部品の電極とプリント基
板のパッドとの間のはんだ層を溶融して、分離すること
ができる。さらに、この加熱体を間隙に沿って駆動する
ことにより、電子部品とプリント基板との間隙に設けら
れたはんだ層を全て溶融し、電子部品とプリント基板と
を分離することができる。このように加熱体は接触した
はんだ層のみを加熱するために電子部品本体や周辺の電
子部品に熱影響を与えることがない。

【０００９】請求項２に記載された発明では、請求項１
に記載された発明において、加熱体によりはんだ層を溶
融する際に、電子部品を保持することにより、電子部品
がプリント基板に近付くことを防止でき、溶融したはん
だによって電子部品の電極とプリント基板のパッドが再
接合することを防止することができる。このため、効率
のよい分離作業を行うことができる。

【００１０】請求項３に記載された発明では、請求項１
に記載された発明において、加熱体は、通電により発熱
する導電性ワイヤ又は導電性箔体を用いることによっ
て、温度制御を容易に行うことができる。

【００１１】請求項４に記載された発明では、平面的に
配置された電極を有する電子部品がはんだ付けされたプ
リント基板からこの電子部品を取り外す電子部品取り外
し方法において、加熱体をプリント基板と電子部品との
間隙に挿入し、この間隙に沿って駆動することにより、
はんだ層が電子部品本体のプリント基板側に隠れている
場合であっても、電子部品とプリント基板との間隙に設
けられたはんだ層の全てに直接接触し、加熱溶融するこ
とができ、電子部品とプリント基板とを分離することが
できる。このように加熱体は接触したはんだ層のみを加
熱するために電子部品本体や周辺の電子部品に熱影響を
与えることがない。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の第１実施例に係る電子部品リ
ペア装置を示す斜視図である。この図においては、プリ
ント基板に実装されているＢＧＡ型電子部品の取り外し
作業に適用している。また、図２はＢＧＡ型電子部品及
びプリント基板の構造を示す断面図、図３はＢＧＡ型電
子部品の底面図、図４はＢＧＡ型電子部品がプリント基
板に実装された状態を示す断面図である。

【００１３】図１中１０は表面実装型の電子部品として
のＢＧＡ型電子部品、２０はポリカーボネイト材製のプ
リント基板、３０は電子部品リペア装置を示している。
ＢＧＡ型電子部品１０は、図２に示すように積層構造の
基板１１と、この基板１１に設けられ図２中上面と下面
とを導通する配線部１２と、基板１１の図２中上面に固
定されたＬＳＩチップ１３と、このＬＳＩチップ１３の
各端子と配線部１２とを接続するボンディング・ワイヤ
１４と、基板１１の図２中下面に設けられた電極１５と
を備えている。なお、図２中１６は上記ＬＳＩチップ１
３及びボンディング・ワイヤ１４とを封止するモールド
樹脂、１７はソルダ・レジストを示している。ＢＧＡ型
電子部品１０の電極１５にはそれぞれはんだ層としての
はんだバンプＢが形成されている。また、ＢＧＡ型電子
部品１０の電極１５は図３に示すように電子部品本体の
プリント基板に対向する面に平面状に且つ格子状に配置
されている。

【００１４】プリント基板２０は、図４に示すように基
板本体２１と、この基板本体２１の図４中上面に形成さ
れた複数のパッド２２と、これらのパッド２２に接続さ
れた配線パターン（不図示）を備えている。なお、ＢＧ
Ａ型電子部品１０の電極１５はそれぞれプリント基板２
０のパッド２２にはんだバンプＢを介して接続されてい
る。また、ＳはＢＧＡ型電子部品１０とプリント基板２
０との間隙を示している。

【００１５】一方、図１に示すように電子部品リペア装
置３０は、プリント基板２０を支持するプリント基板支
持台３１と、リペアツール４０と、吸着ツール５０と、
これらリペアツール４０及び吸着ツール５０の駆動制御
を行う制御部６０とを備えている。

【００１６】プリント基板支持台３１は図示しない支持
機構によってプリント基板２０を支持している。リペア
ツール４０は、支持部４１と、この支持部４１を図１中
矢印ＸＹＺ方向に駆動するリペアツール駆動部４２と、
支持部４１にその基端部がそれぞれ支持された一対の支
持具４３，４４と、これら一対の支持具４３，４４のそ
れぞれの先端部４３ａ，４４ａにその両端が支持された
加熱体としてのワイヤ４５と、上述した支持具４３，４
４を介してワイヤ４５に所定の電流を通電する通電回路
４６とを備えている。

【００１７】ワイヤ４５は通電することにより発熱する
導電性の発熱抵抗ワイヤにより形成されている。また、
その径は上述した間隙Ｓ内を移動自在となるように形成
されている。なお、はんだバンプＢの高さは通常３００
〜８００μｍであるため、このワイヤ４５の径もこの寸
法以内のものとなる。

【００１８】吸着ツール５０は、支持部５１と、この支
持部５１を図１中矢印ＸＹＺ方向に駆動する吸着ツール
駆動部５２と、支持部５１先端に設けられＢＧＡ型電子
部品１０の背面を吸着する吸着部５３と、この吸着部５
３の図１中下面に吸引力を発生させる吸引装置５４とを
備えている。

【００１９】制御部６０は、リペアツール４０のリペア
ツール駆動部４２及び通電回路４６と、吸着ツール５０
の吸着ツール駆動部５２及び吸引装置５４とを連携制御
を行う。

【００２０】このように構成された電子部品リペア装置
３０では、次のようにしてプリント基板２０のパッド２
２にはんだバンプＢを介して電極１５が接続されたＢＧ
Ａ型電子部品１０を取り外す。すなわち、制御部６０か
らの信号により吸着ツール駆動部５２を作動させ、吸着
ツール５０の吸着部５３をプリント基板支持台３１上の
プリント基板２０のＢＧＡ型電子部品１０の図４中上面
に位置決めする。次に吸引装置５４を作動させ、吸着部
５３でＢＧＡ型電子部品１０を吸着保持する。

【００２１】次に制御部６０によりリペアツール駆動部
４２を作動させ、図４に示すようにＢＧＡ型電子部品１
０とプリント基板２０との間隙Ｓの端部Ｓａにワイヤ４
５を位置決めする。次に通電回路４６により、ワイヤ４
５に所定の電流を通電し、発熱させる。ワイヤ４５が所
定の温度まで上昇した時点で、リペアツール駆動部４２
を再び作動させ、図４中矢印Ｐ方向に支持部４１を移動
する。これに伴い、ワイヤ４５がはんだバンプＢを溶融
しながら間隙Ｓ内を移動する。なお、溶融したはんだバ
ンプＢはプリント基板２０のパッド２２上に広がる。こ
のとき、ＢＧＡ型電子部品１０は吸着ツール５０により
吸着支持されているため、間隙Ｓは一定に保たれ、溶融
したはんだバンプＢによって電極１５とパッド２２とが
再接合することがない。

【００２２】ＢＧＡ型電子部品１０の全ての電極１５が
プリント基板２０のパッド２２から分離した時点でリペ
アツール４０及び吸着ツール５０を図４中矢印Ｑ方向へ
駆動し、作業を終了する。

【００２３】上述したように本実施例の電子部品リペア
装置３０は、リペアツール４０のワイヤ４５によりＢＧ
Ａ型電子部品１０とプリント基板２０とを接続するはん
だバンプＢのみを加熱することができるので、ＢＧＡ型
電子部品１０の温度上昇を例えば１００℃以下に抑える
ことができる。したがって、ＢＧＡ型電子部品１０の気
密性を劣化させたり、クラックを発生させたり、ＬＳＩ
部品１３を性能劣化させる等の熱損傷を発生させること
がない。さらに、ＢＧＡ型電子部品１０の周囲の他の電
子部品Ｗにほとんど熱影響を与えることがないので、熱
防御を考慮する必要がない。したがって、作業能率が向
上する。

【００２４】図５は上述した実施例の変形例を示す図で
ある。すなわち、本変形例では上述した加熱体としての
ワイヤ４５の代わりに通電することにより発熱する導電
性の箔体４６を用いている。なお、この箔体４６は、支
持板４６ａと通電することにより発熱する導電性箔体と
しての抵抗発熱箔４６ｂとから形成されている。

【００２５】このように構成された抵抗発熱箔４６を備
えた電子部品リペア装置３０では発熱部４６ｂがはんだ
バンプＢに接触する方向に設定し、上述した実施例と同
様に図６中Ｐ方向に駆動することにより、ワイヤ４５を
用いた場合と同様の効果を得ることができる。

【００２６】図７の（ａ），（ｂ）は本発明の第２実施
例に係る電子部品リペア装置を示す断面図である。な
お、本第２実施例は上述した第１実施例とほぼ同様に形
成されているので、詳細な説明は省略する。

【００２７】本第２実施例が上述した第１実施例と異な
る点は、吸着ツール５０を図７の（ａ）中矢印α方向及
びプリント基板支持台３１を図７の（ａ）中矢印β方向
に傾斜できるように構成した点にある。

【００２８】このように構成されていると、図７の
（ａ）に示すようにワイヤ４５が間隙Ｓ内に挿入される
前は、ＢＧＡ型電子部品１０の図中下面とプリント基板
２０の図中上面とは、平行な状態である。そして、上述
した第１実施例と同様にワイヤ４５がはんだバンプＢを
溶融しながら間隙Ｓ内を移動する。なお、溶融したはん
だバンプＢはプリント基板２０のパッド２２上に広が
る。このとき、吸着ツール５０を図７の（ａ）中矢印α
方向及びプリント基板支持台３１を図７の（ａ）中矢印
β方向に傾斜させていく。

【００２９】さらに、ワイヤ４５が図７の（ｂ）に示す
ような位置まで進行すると、ＢＧＡ型電子部品１０の図
中下面とプリント基板２０の図中上面とは角度θをなす
ようになる。このとき、溶融したはんだバンプＢとパッ
ド２２とが離れるため、溶融したはんだバンプＢの表面
張力によってＢＧＡ型電子部品１０とパッド２２とが接
続されたままの状態となることを防止できる。さらに、
ワイヤ４５の進行に伴って吸着ツール５０を図７の
（ａ）中矢印α方向及びプリント基板支持台３１を図７
の（ａ）中矢印β方向に傾斜させることによって、最終
的に全てのＢＧＡ型電子部品１０とパッド２２とを分離
させることができる。

【００３０】なお、本第２実施例では、吸着ツール５０
及びプリント基板支持台３１を共に傾けるようにしてい
るが、いずれか一方のみを傾けるようにしてもよい。な
お、本発明は上述した各実施例に限定されるものではな
い。すなわち上記実施例では、表面実装型の電子部品と
してＢＧＡ型電子部品を用いているが、ＢＧＡ型電子部
品に限られない。また、ワイヤ４５を直線的に駆動する
ようにしているが、円弧状に駆動してもよい。このほか
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であ
るのは勿論である。

【００３１】

【発明の効果】平面的に配置された電極を有する電子部
品がはんだ付けされたプリント基板からこの電子部品を
取り外す電子部品リペア装置において、請求項１に記載
された発明によれば、加熱体はプリント基板とはんだ付
けされた電子部品との間隙に挿入可能な形状に形成され
ているため、はんだ層が電子部品本体のプリント基板側
に隠れている場合であっても、はんだ層に直接接触し、
加熱溶融することができる。したがって、電子部品の電
極とプリント基板のパッドとの間のはんだ層を溶融し
て、分離することができる。さらに、この加熱体を間隙
に沿って駆動することにより、電子部品とプリント基板
との間隙に設けられたはんだ層を全て溶融し、電子部品
とプリント基板とを分離することができる。このように
加熱体は接触したはんだ層のみを加熱するために電子部
品本体や周辺の電子部品に熱影響を与えることがない。

【００３２】請求項２に記載された発明によれば、加熱
体によりはんだ層を溶融する際に、電子部品を保持する
ことにより、電子部品がプリント基板に近付くことを防
止でき、溶融したはんだによって電子部品の電極とプリ
ント基板のパッドが再接合することを防止することがで
きる。このため、効率のよい分離作業を行うことができ
る。

【００３３】請求項３に記載された発明によれば、加熱
体は、通電により発熱する導電性ワイヤ又は導電性箔体
を用いることによって、温度制御を容易に行うことがで
きる。

【００３４】平面的に配置された電極を有する電子部品
がはんだ付けされたプリント基板からこの電子部品を取
り外す電子部品取り外し方法において、請求項４に記載
された発明によれば、加熱体をプリント基板と電子部品
との間隙に挿入し、この間隙に沿って駆動することによ
り、はんだ層が電子部品本体のプリント基板側に隠れて
いる場合であっても、電子部品とプリント基板との間隙
に設けられたはんだ層の全てに直接接触し、加熱溶融す
ることができ、電子部品とプリント基板とを分離するこ
とができる。このように加熱体は接触したはんだ層のみ
を加熱するために電子部品本体や周辺の電子部品に熱影
響を与えることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る電子部品リペア装
置、ＢＧＡ型電子部品及びプリント基板を示す斜視図。

【図２】同装置を適用するＢＧＡ型電子部品の構造を示
す断面図。

【図３】同電子部品の底面図。

【図４】同電子部品がプリント基板に実装された状態を
示す断面図。

【図５】図４における要部を拡大して示す断面図。

【図６】同実施例の変形例を示す斜視図。

【図７】本発明の第２実施例に係る電子部品リペア装
置、ＢＧＡ型電子部品及びプリント基板を一部切欠して
示す側面図であって、（ａ）は取り外し作業前の状態を
示す図、（ｂ）は取り外し作業中の状態を示す図。

【符号の説明】

１０…ＢＧＡ型電子部品 １１…基板 １２…配線部 １３…ＬＳＩチッ
プ １４…ボンディング・ワイヤ １５…電極 １６…モールド樹脂 １７…ソルダ・レ
ジスト ２０…プリント基板 ２１…基板本体 ２２…パッド ３０…電子部品リ
ペア装置 ３１…プリント基板支持台 ４０…リペアツー
ル ４１…支持部 ４２…リペアツー
ル駆動部 ４３，４４…支持具 ４３ａ，４４ａ…
先端部 ４５…ワイヤ ４６…通電回路 ５０…吸着ツール ５１…支持部 ５２…吸着ツール駆動部 ５３…吸着部 ５４…吸引装置 ６０…制御部 Ｂ…はんだバンプ Ｓ…間隙 Ｗ…他の電子部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前原 洋一郎 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平面的に配置された電極を有する電子部品
   がはんだ付けされたプリント基板からこの電子部品を取
   り外す電子部品リペア装置において、 上記プリント基板とはんだ付けされた上記電子部品との
   間隙に挿入可能な形状に形成され、上記プリント基板と
   上記電子部品とを接続しているはんだ層に接触させるこ
   とで上記はんだ層を加熱溶融する加熱体と、 この加熱体を上記間隙に沿って駆動する駆動手段とを備
   えていることを特徴とする電子部品リペア装置。
2. 【請求項２】上記電子部品を保持する保持手段を備えて
   いることを特徴とする請求項１に記載の電子部品リペア
   装置。
3. 【請求項３】上記加熱体は、通電により発熱する導電性
   ワイヤ又は導電性箔体であることを特徴とする請求項１
   または２に記載の電子部品リペア装置。
4. 【請求項４】平面的に配置された電極を有する電子部品
   がはんだ付けされたプリント基板からこの電子部品を取
   り外す電子部品取り外し方法において、 上記プリント基板とはんだ付けされた上記電子部品との
   間隙に上記プリント基板と上記電子部品とを接続してい
   るはんだ層を加熱溶融する加熱体を挿入し、上記間隙に
   沿って駆動し上記はんだ層を加熱溶融し上記プリント基
   板と上記電子部品とを分離することを特徴とする電子部
   品取り外し方法。