JPS6034814B2 - 半導体素子の取外し方法および装置 - Google Patents

半導体素子の取外し方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、導体の端末に電極を形成した基板に、電極上
にはんだで形成された接合用の突起によって半導体素子
、抵抗素子、コンデンサ素子（以下半導体素子もしくは
単に素子という）を接合した集積回路から半導体素子を
取外す方法および装置に関するものである。
半導体素子の電極上に、はんだで形成された接合用の突
起を溶融させ、基板上に形成された電極に接合し、１枚
の基板に複数個の半導体素子を搭載した集積回路は、そ
の製造工程あるし、はェ−ジング工程中に素子の性能が
低下し、あるいは半導体素子の謀搭載により所要の特性
が得られないことがある。
このような場合には、性能が低下した半導体素子あるい
は誤搭載の半導体素子を取外し、新しい所要の半導体素
子を取付けている。この半導体素子の交換作業において
は、基板に形成された電極の間隔が極めて小さいため、
半導体素子を取外したのち、基板の電極上に残存するは
んだの量を極力少なくすることが必要である。このため
、従来は、基板の電極に残存するはんだを溶融させた状
態で基板を保持し、真空吸引もしくははんだにぬれ易い
金属を接触させてはんだを除去していた。しかし、これ
らの方法においては、はんだを十分に除去できないため
、後にはんだブリッジ等の不良が発生し易い欠点がある
。また、はんだの除去作業は、極めて作業性が悪い欠点
がある。本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、基板から半導体素子を取外したのち、基板の電極
上に残存するはんだの量を最小限にして、はんだを除去
することなく、直ちに新しい半導体素子を取付けること
ができるようにした半導体素子の取外し方法および装置
を提供するにある。
上記目的を達成するため、本発明においては、取外すべ
き半導体素子に、この半導体素子を基板から引離す方向
の引張力を付加しつつ、基板を裏面から加熱して、基板
の電極と接合用の突起との接合面が熔融したとき、前記
引張力によって半導体素子を基板から引離して取外すよ
うにしたことを特徴とする。以下、本発明の実施例を図
面にしたがって説明する。
第１図は、本発明の原理を示すもので、同図において、
基板１上に形成された導体２の端末には、電極ａ，，ａ
２，ａ３，ａ４が形成されている。
一方、半導体素子３の電極ｂ，，Ｑ，広，Ｑには、各々
はんだで形成された接合用の突起４が設けられている。
そして、この突起４を基板１の電極ａ，・…・・ａ４に
接合させて加熱し、突起４を溶融させて基板１と半導体
素子３を接合してある。５は赤外線ヒータにして、赤外
線を発生するランプ６と、反射鏡７とによって構成され
ている。
上記構成において、半導体素子３に、この半導体素子３
を基板１から引離す方向の引張力Ｆを付加した状態で、
赤外線ヒータ５を作動させる。
すると、基板１が赤外線で加熱され、その熱が基板１を
通り、電極ａ．・・・・・・ａ４、さらに突起４に伝え
られる。したがって、突起４は、電極ａ．・・・・・・
ａ４との接合面から熔融が始まる。そして電極ａ．・・
・・・・ａ４の全ての接合面が溶融すると、引張力Ｆ‘
こよって半導体素子３が引上げられ、半導体素子３は基
板１から取外される。このとき、突起４の大部分が溶融
する前に、半導体素子３が取外されるため、基板１の電
極ａ．・…・・ａ４に残るはんだの量は極めて少〈なる
。したがって、半導体素子３を取外したのち、基板１の
電極ａ．・・・・・・ａ４に残存するはんだを除去する
必要はなくなり、そのまま次の半導体素子を接合するこ
とが可能になる。なお、上記において、半導体素子３に
付加する引張力は、１個の半導体素子を特上げるのに必
要な大きさであればよい。
また、引張力を付加する手段としては、半導体素子を供
給するための真空チャックを供給時とは逆の動きをさせ
るか、あるいは、複数の爪を備え、この爪で半導体素子
を保持するようにしてもよい。また、赤外線ヒータ５に
替えて熱風発生装置を用い、突起４の溶融温度以上の温
度の熱風を発生させて、基板１の裏面に吹付けるように
してもよい。第２図は、本発明の第１の実施例を示すも
ので、同図において第１図と同じものは第１図と同じ符
号を付けて示してある。
５′は赤外線スポットヒータにして、赤外線を発生する
ランプ６と、このランプ６で発生した赤外線を、所要の
範囲内に集光照射させる反射鏡７′とによって構成され
ている。
８は子熱盤にして、基板１を載遣し、かつ取外すべき半
導体素子３に対応する位置に、貫通穴９が形成されてい
る。
この予熱盤８は、図示していない加熱器によって突起４
が溶融しない所定の温度に加熱され、基板１全体を前記
温度まで加熱する。１川まノズルにして、取外べき半導
体素子３と所定の間隔ｄで対向する閉口部を備え、かつ
、図示していない真空源に接続されている。
そして、ノズル１０から真空吸引することによって、半
導体素子３に引張力を付加すると共に、ノズル１０の開
□部から吸込まれる空気の流れによって半導体素子３を
冷却するようになっている。上記の構成において、所定
の温度に加熱された予熱盤８上に基板１を敦置し、貫通
穴９の上方に半導体素子３を位置決めする。そして、ノ
ズル１０の吸引を開始すると共に、赤外線スポットヒー
タ５′のランプ６を点灯し、基板１の裏面を赤外線で加
熱する。このとき、ノズル１０に吸込まれる気流によっ
て、半導体素子３は冷却されると共に、基板１からノズ
ル１川こ吸着される方向に引張力が作用する。一方、基
板１は裏面から赤外線で加熱されているため、基板１と
半導体素子３の間で温度勾配が生じ、突起４は、電極ａ
．・・・・・・ａ４との接合面で溶融する。すると、半
導体素子３は、ノズルー０‘こ吸着され基板１から離れ
、取外される。このとき、子熱盤８は、基板１全体を所
定の温度に加熱すると共に、赤外線で加熱される基板１
の加熱部分の周囲の過熱を防止する冷却作用を行ない、
取外すべき半導体素子３の周囲に搭載された素子を保護
する。このようにして、取外された半導体素子３は、突
起４を形成するはんだの大部分を持ちさり、基板１の電
極ａ．・・・・・・ａ４には、極めて少量のはんだが残
るだけで、新しい半導体素子を取付ける際に、電極ａ．
・・・・・・ａ４のはんだを除去する必要はない。上記
実施例によれば、子熱盤８によって基板１全体を所定の
温度に加熱するので、赤外線によって局部を加熱しても
、基板１に割れやクラックが発生することを防止するこ
とができる。
第３図は、本発明の第２の実施例を示すもので、同図に
おいて、第２図と同じものは、第２図と同じ符号を付け
て示してある。
１１は圧力スイッチにして、ノズル１０の側面に取付け
られ、半導体素子３がノズルー川こ吸着されたとき、ノ
ズル１０内に発生する負圧によって作動するようになっ
ている。
１２はランプ６の電源制御回路にして、前記圧力スイッ
チ１１に接続され、圧力スイッチ１１の作動によってラ
ンプ６に印加されている電流を遮断するようになってい
る。
上記の構成で、前記第１の実施例と同様にして、基板１
から半導体素子３が取外され、ノズル１０に吸着される
と、ノズル１０内の真空度が上り、圧力スイッチ１１が
作動する。
そして、圧力スイッチ１１から信号を受けた電源制御回
路１２は、ランプ６に印加している電流を遮断し、ラン
プ６を消灯する。上記実施例によれば、基板１から半導
体素子３が取外されると、すぐにランプ６が消されるの
で、基板１を必要以上に加熱することがなくなり、周囲
の熱劣下を防止することができる。
第４図は、本発明による半導体素子の取外し装置の一実
施例を示すもので、同図において、台１６上に固定され
た枠１７の中には、赤外線スポットヒータ５′が配置さ
れている。前記枠１７の上端には、図示していない加熱
手段によって所定の温度に加熱される予熱盤８が固定さ
れている。この子熱盤８の中央部には、前記赤外線スポ
ットヒータ５′のランプ６で発生し、かつ反射鏡７′で
反射され、所定の範囲に集められた赤外線の通るテーパ
状の貫通穴９が形成されている。前記台１６に枠１７と
並置されたＸＹテーブル１８には、前記予熱盤８の上面
と接するように保持臭１９が支持されている。この保持
具１９の一端には、基板１を保持するための穴２０が形
成されている。前記基板１の表面には、複数個の半導体
素子３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが、各々接合用の突起
４によって接合されている。１０はノズルにして基板１
に接合された半導体素子３と所定の間隔で対向するよう
に配置され、かつ図示していない真空源（真空吸引ポン
プ）に接続されている。
１１は圧力スイッチにして、ノズル１０に設けられ、図
示していない電源制御回路に接続され、半導体素子３を
敬外したのち前記ランプ６の消灯を行なうようになって
いる。
上記の構成において、予熱盤８を突起４が溶融しない所
定の温度に加熱した状態で、基板１を子熱盤８上に鼓檀
し、かつ保持具１９で保持し、加熱しつつ、ＸＹテーブ
ル１８によって取外すべき半導体素子３ｂを予熱盤８の
貫通穴９の上方に位置決めする。
基板１全体が十分加熱されたのち、ランプ６を点灯し、
基板１の裏面の所定の位置に貫通穴９を通して赤外線を
照射すると共に、ノズル１０による吸引を始める。そし
て、赤外線によって加熱された熱が突起４に伝えられ、
突起４が熔融すると、半導体素子３ｂは、ノズルー０‘
こ吸着され、基板１から取外される。すると、圧力スイ
ッチ１１が作動して、ランプ６が消灯されて、作業が終
了する。なお、上記実施例において、子熱盤８の温度は
、突起４を形成するはんだの溶融温度より、２０〜６０
００低い温度に設定することが望ましい。
また、ノズル１０と半導体素子３の間隔は、素子の大き
さ、ノズルの形状と大きさおよび真空吸引力によって設
定する。以上述べた如く、本発明によれば、取外すべき
半導体素子に、この半導体素子を基板から引離す方向の
引張力を付加しつつ、基板を裏面から加熱し、基板と半
導体素子を接合しているはんだを溶融させて、半導体素
子を取外すようにしたので、半導体素子を取外したのち
基板の電極に残るはんだの量を最少限にして、改めては
んだを除去することなく、新しい半導体素子を取付ける
ことができ、半導体素子の交換作業の作業能率を大中に
向上させることができる。
また、交換した半導体素子の接続部の信頼性を向上させ
、かつ歩留りも向上させることができるなど、工業上極
めて大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による半導体素子の取外し方法の原理
を示す正面図、第２図は、本発明に．よる半導体素子の
取外し装置の第１の実施例の構成を示す正面図、第３図
は、本発明による半導体素子の取外し装置の第２の実施
例の構成を示す正面図、第４図は、本発明による半導体
素子の取外し装置の正面部分断面図である。 １・・・・・・基板、２・・・・・・導体、３・・・・
・・半導体素子、４・・・・・・突起、５・・・・・・
赤外線ヒータ、５′・・・・・・赤外線スポットヒータ
、８・・・・・・子熱盤、１０…・・・ノズ′レ。 弟’図 集２図 多４図 第３図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体素子をはんだによつて基板の第１の面に接合
    せしめた後、この基板から当該半導体素子を取外す方法
    において、上記基板の第１の面の裏側の基板の第２の面
    を、基板の第２の面から前記はんだの溶融温度より低い
    所定の温度に加熱し、かつ上記基板の第２の面のうち取
    外すべき半導体素子の取付位置に対応する基板の第２の
    面を、前記はんだの溶融温度より高い所定の温度に加熱
    しつつ、取外すべき半導体素子に、この半導体素子を基
    板から引離す方向の引張力を付加し、前記はんだが溶融
    したとき、基板から半導体素子を取外すことを特徴とす
    る半導体素子の取外し方法。 ２ 半導体素子をはんだによつて基板の第１の面に接合
    せしめた後、この基板から当該半導体素子を取外す装置
    において、上記基板の第１の面の裏側の第２の面が接す
    るように上記基板を載置し、かつ取外すべき半導体素子
    の取付位置に対応する基板の第２の面を露出させる穴が
    形成され、上記はんだの溶融温度より低い所定の温度に
    加熱される予熱盤と、該予熱板から露出する基板の第２
    の面を上記はんだの溶融温度より高い所定の温度に加熱
    する加熱手段と、取外すべき半導体素子にこの半導体素
    子を基板から引離す方向の引張力を付加する引剥し手段
    とを設けたことを特徴とする半導体素子の取外し装置。
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