JPH0831691B2 - 電子部品のリプレース方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 昇降される一つのノズルによって電子部品のリフロー
ボンディングおよびリムーブを行う電子部品のリプレー
ス方法に関し、 入出力ピンが備えられることで隣接間の間隔Ｓを狭く
するよう実装した電子部品に対するリプレース作業が容
易に行えるようにすることを目的とし、 プリント基板の表面に対して垂直方向に昇降されるノ
ズルを備え、該ノズルの先端に電子部品の表面を真空ポ
ンプの吸引によって吸着させ、パッドと入出力ピンとを
合致させるように位置決め後、吸引を停止させ、該ノズ
ルの先端と該電子部品の表面との間に所定の間隔δを保
ち加熱部を介してガスコントロール部から窒素ガスを該
ノズルに送出することでリフローボンディングが行わ
れ、該電子部品の表面と該ノズルの先端との間に所定の
間隔δを保ち加熱部を介して該ガスコントロール部から
窒素ガスを該ノズルに送出した後、該バキューム機によ
る吸引によって該ノズルの先端に該電子部品の表面を吸
着させることでリムーブが行われるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は昇降される一つのノズルによって電子部品の
リフローボンディングおよびリムーブを行う電子部品の
リプレース方法に関する。

プリント基板に実装される電子部品は、最近の高密度
実装化，高速化に伴い微細化される傾向にある。

また、一方、このような高密度実装化された電子部品
はプリント基板の改造などによって脱着を要することが
しばしば生じる。

このような電子部品をプリント基板より脱着する場合
は、一般的に、稼働を一時停止することで行われるた
め、多くの作業工数を要することなく、しかも、簡単に
行われることが重要となる。

したがって、微細化された電子部品が密集されること
でプリント基板に実装されていても必要に応じて、その
電子部品の脱着が簡単に、しかも、短時間で行われるこ
とが要望される。

〔従来の技術〕

従来は第４図の従来の説明図に示す方法によって行わ
れていた。第４図の（ａ）（ｂ）は側面図，（ｃ）は要
部側面図である。

プリント基板１に電子部品10をボンディングする場合
は、第４図の（ａ）に示すように、Ｘ方向およびＹ方向
に移送されるＸ−Ｙテーブル14にプリント基板１をセッ
トし、Ｘ−Ｙテーブル14を駆動させ、セットされたプリ
ント基板１の所定のパッド２がボンディングチップ11の
真下になるように位置させることが行われる。

また、ボンディングチップ11にはヒータ13が設けら
れ、ヒータ13によって所定の温度に加熱され、ボンディ
ングチップ11は昇降アーム12によって矢印のように昇降
されるように形成されている。

そこで、電子部品10をハンド機構（図示されていな
い）によって保持し、位置決めを行い、位置決め後はボ
ンディングチップ11によって電子部品10のリード端子10
Aをパッド２に押圧させ、ボンディングが行われてい
た。

更に、ボンディングされた電子部品10をプリント基板
１よりリムーブする場合は、第４図の（ｂ）に示すよう
に、電子部品10のリード端子10Aとパッド２との接合部
に矢印のように熱風を送風するチューブ16を配設し、電
子部品10の表面10Bにエアを吸引するノズル15を当接さ
せる。

そこで、チューブ16からの熱風によって接合部の半田
を溶融させ、半田が溶融した時、ノズル15によって電子
部品10を吸着し、リムーブが行われていた。

したがって、ボンディングを行う場合はボンディング
チップ11によって電子部品10のリード端子10Aとパッド
２との接合部の半田を溶融させることで行われ、また、
リムーブを行う場合は熱風によって半田を溶融させ、ノ
ズル15によって吸着することで行われていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような電子部品は高密度実装化によって
第４図の（ｃ）に示すように、電子部品３の裏面3Bに入
出力ピン４が配列され、それぞれの入出力ピン４の先端
がプリント基板１のパッド２にボンディングされるよう
になった。

したがって、電子部品３の隣接間の間隔Ｓが極端に狭
く形成され、従来のようなボンディングチップ11および
チューブ16を使用することができなくなり、ボンディン
グおよびリムーブを行うリプレースが困難となる問題を
有していた。

そこで、本発明では、入出力ピンが備えられることで
隣接間の間隔Ｓを狭くするよう実装した電子部分に対す
るリプレース作業が容易に行えるようにすることを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

第１図に示すように、プリント基板の表面に対して垂
直方向に昇降される１個のノズルを備え、該ノズルの先
端に電子部品の表面を真空ポンプの吸引によって吸着さ
せ、パッドと入出力ピンとを合致させるように位置決め
後、吸引を停止させ、該ノズルの先端と該電子部品の表
面との間に所定の間隔δを保ち加熱部を介してガスコン
トロール部から窒素ガスを該ノズルに送出することでリ
フローボンディングが行われ、該電子部品の表面と該ノ
ズルの先端との間に所定の間隔δを保ち加熱部を介して
該ガスコントロール部から窒素ガスを該ノズルに送出し
た後、該真空ポンプによる吸引によって該ノズルの先端
に該電子部品の表面を吸着させることでリムーブが行わ
れるように構成する。

このように構成することによって前述の課題を解決す
ることができる。

〔作用〕

即ち、該ノズルの先端に電子部品の表面を吸着させる
ことで電子部品をプリント基板の所定のパッドに位置決
めし、そのノズルから加熱された窒素ガスを送出させる
ことでリフローボンディングを行い、また、ボンディン
グされた電子部品に対してはノズルから加熱された窒素
ガスを送出させ、そのノズルによって電子部品の吸着を
行い、プリント基板からリムーブを行うようにしたもの
である。

したがって、一つのノズルによって、リフローボンデ
ィングとリムーブとを行うことができ、しかも、このよ
うなリフローボンディングおよびリムーブに際しては、
ノズルと電子部品との間に所定の間隔Ｓが保たれるの
で、特に、リフローボンディングにおける位置ずれがな
くなり、品質の向上を図ることができる。

〔実施例〕

以下本発明を第２図および第３図を参考に詳細に説明
する。第２図は本発明による一実施例の説明図，第３図
は本発明のフローチャート図である。全図を通じて、同
一符号は同一対象物を示す。

第２図に示すように、X,Y方向に移送されるＸ−Ｙテ
ーブル14にセットされたプリント基板１の直上にはガス
コントロール部７からの送出されるエアまたは窒素ガス
を加熱する加熱部9Aと、ノズル加熱ヘッド9Cによって加
熱されるノズル５とが備えられたリプレースヘッド９が
設けられるように構成したものである。

また、ガスコントロール部７にはソレノイドバルブ7C
の開閉によって窒素ガスを送出する窒素ボンベ7Aと、ソ
レノイドバルブ7Dの開閉によってエアを送出するエアボ
ンベ7Bとが設けられ、送出される窒素ガスおよびエアの
流量は流量計7Eによって制御されるように、更に、真空
ポンプ８はエジェクタ式であり、ソレノイズバルブ8Aの
開放によってエアボンベ8Bからのエアが送出され、矢印
F2のように放出することで吸引が行われる。

そこで、リプレースヘッド９は矢印Ａのようにノズル
５を昇降させ、切換弁9Bの矢印Ｂ方向の駆動により加熱
部9Aによって加熱された窒素ガスはノズル５に送出さ
れ、エアは矢印F1のように排出されるようにし、常時は
エアをF1のように排出することでガスコントロール部７
からの送出される窒素ガスまたはエアが常に所定の温度
になるように配慮されている。

また、バルブ9Dの矢印Ｃ方向の駆動により真空ポンプ
８によるノズル５からのエアの吸引が開始されたり、ま
たは、停止される。

このように構成することで、電子部品３のリプレース
は第３図に示すフローチャート図の工程によって行うこ
とができる。

リフローボンディングの場合の工程は、先づ、スター
ト信号によってソレノイドバルブ7Dの開放によって加熱
部9Aに送出されていたエアがソレノイドバルブ7Dの閉塞
によってカットされ、ソレノイドバルブ7Cの開放によっ
て窒素ガスの送出が行われる。次に、に示す順序によ
って、バルブ9Dの開放によりノズル５の先端5Aに実装す
べき電子部品３を吸着し、Ｘ−Ｙテーブル14の移送によ
りプリント基板１の所定箇所にノズル５を位置させ、ノ
ズル５を降下させ、バルブ9Dの閉塞によって吸引を停止
させ、ノズル５の先端5Aに吸着された電子部品３を離す
ことで電子部品３の位置決めが行われる。

位置決め後は、ノズル５の先端5Aと電子部品３の表面
3Aとには所定の間隔δが形成されるようにノズル５が上
昇され、切換弁9Bの切り換えによって窒素ガスがノズル
５より矢印F3のように吹き付け、電子部品３を加熱する
ことで入出力ピン４に対するボンディングを行う。そこ
で、所定時間の加熱後、切換弁9Bの切り換えによって窒
素ガスを矢印F1方向に放出させ、更に、ノズル５を上昇
させ、ソレノイドバルブ7Cの閉塞によって窒素ガスの送
出をカットし、ソレノイドバルブ7Dの開放によってエア
を矢印F1方向に放出し、次のスタート信号に備えられ
る。

したがって、実際に電子部品３を加熱する場合は窒素
ガスを使用するが、電子部品３を加熱しない時は常時、
エアを使用することでウオームアップに於けるランニン
グコストを極力低減することが行われている。

また、この場合の電子部品３の加熱は加熱された窒素
ガスの吹き付けだけでなく、ノズル５がノズル加熱ヘッ
ド9Cによって加熱されることで、ノズル５からの輻射熱
によっても加熱が行われるように配慮されている。

また、リムーブの場合の工程は、先づ、スタート信号
によってエアが窒素ガスに切り換えられた後に示す順
序によって、Ｘ−Ｙテーブル14の移送によりプリント基
板１の所定箇所にノズル５を位置させ、ノズル５を降下
させ、ノズル５の先端5Aと電子部品３の表面3Aとの間に
間隔δが形成されることで位置決めが行われる。

次に、切換弁9Bの切り換えによって窒素ガスがノズル
５より矢印F3のように吹き付けられ、電子部品３を加熱
することで入出力ピン４にボンディングされた例えば、
半田などを溶融させる。そこで、所定時間の加熱後、バ
ルブ9Dの開放によりノズル５の先端5Aに実装されていた
電子部品３の吸着を行い、ノズル５を上昇させ、Ｘ−Ｙ
テーブル14の移送により吸着した電子部品３を部品のス
タッカ（図示されていない）に移送し、バルブ9Dの閉塞
によって吸引を停止させ、ノズル５の先端5Aに吸着され
た電子部品３を離す。以降は前述と同様に、窒素ガスの
送出をカットし、ソレノイドバルブ7Dの開放によってエ
アを矢印F1方向に放出し、次のスタート信号に備えられ
る。

したがって、エアの吸吸引、または、加熱された窒素
ガスの吹き付けを行う一つのノズル５によってリフロー
ボンディングおよびリムーブを行うことができ、また、
このような方法では高密度実装化によって隣接間が小さ
く配列されたり、更に、入出力ピン４が設けられた電子
部品３であっても支障なくリプレースを行うことができ
る。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、一つのノズル
によってエアの吸引、または、加熱された窒素ガスの吹
き付けが行われることで、電子部品のリフローボンディ
ングおよびリムーブを容易に行うことができる。

したがって、従来のようなリフローボンディングまた
はリムーブを行うための専用の装置は不要となり、特
に、ノズルによる加熱は電子部品に対して非接触で行わ
れるため、従来の接触形に比べ電子部品の位置決めに際
して、位置ずれがなくなり、位置決め精度の向上が図
れ、実用的効果は大である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の原理説明図， 第２図は本発明による一実施例の説明図， 第３図は本発明のフローチャート図， 第４図は従来の説明図で、（ａ）（ｂ）は側面図，
（ｃ）は要部側面図を示す。 図において、 １はプリント基板,2はパッド， ３は電子部品,4は入出力ピン， ５はノズル,6は加熱部， ７はガスコントロール部,8は真空ポンプ， 5Aは先端を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品（３）の裏面（3B）に突出される
   ことで配列された入出力ピン（４）がプリント基板
   （１）の所定のパッド（２）にボンディングされるリフ
   ローボンディング、または、該ボンディングされた電子
   部品（３）を該パッド（２）から取り外すリムーブのそ
   れぞれを行う電子部品のリプレース方法であって、 前記プリント基板（１）の表面に対して垂直方向に昇降
   する１個のノズル（５）を備え、 該ノズル（５）の先端（5A）に前記電子部品（３）の表
   面（3A）を真空ポンプ（８）の吸引によって吸着させ、
   前記パッド（２）と前記入出力ピン（４）とを合致させ
   るように位置決め後、吸引を停止させ、該ノズル（５）
   の先端（5A）と該電子部品（３）の表面（3A）との間に
   所定の間隔δを保ち加熱部（６）を介してガスコントロ
   ール部（７）から窒素ガスを該ノズル（５）に送出する
   ことで前記リフローボンディングが行われ、 該電子部品（３）の表面（3A）と該ノズル（５）の先端
   （5A）との間に所定の間隔δを保ち加熱部（６）を介し
   て該ガスコントロール部（７）から窒素ガスを該ノズル
   （５）に送出した後、該真空ポンプ（８）による吸引に
   よって該ノズル（５）の先端（5A）に該電子部品（３）
   の表面（3A）を吸着させることで前記リムーブがおこな
   われることを特徴とする電子部品のリプレース方法。