SE502007C2

SE502007C2 - Method and Device for Removing a Surface Mounted Component Attached to a Circuit Board

Info

Publication number: SE502007C2
Application number: SE9303909A
Authority: SE
Inventors: Bo Wikstroem
Original assignee: Xicon Ab
Priority date: 1993-11-25
Filing date: 1993-11-25
Publication date: 1995-07-10
Also published as: EP0764394A1; WO1995015073A1; SE9303909L; SE9303909D0

Abstract

A method and a device for removing a surface mounted component (11) from a circuit board (10), the component being attached by means of an adhesive joint. According to the method the component and the adhesive joint are subjected to a thermal shock by being cooled down and are imparted with such internal mechanical stresses that the component is loosened. The device comprises means (16, 17, 18) for supplying cooling medium to the component (11), shielding means (15) for shielding the component (11) from other components (12) and control means (19) for controlling the supply of the cooling medium and for positioning the shielding means (15) in relation to the component (11).

Description

502 007 10 15 20 25 30 35 skaper ska försämras. 502 007 10 15 20 25 30 35 will deteriorate.

De ovan beskrivna teknikerna för avlägsnande av komponenter från kretskort innebär flera nackdelar. Bl a är risken stor att kretskortet smutsas ner och/eller skadas. Risken är också uppenbar att intilliggande kom- ponenter skadas vid sådan fysisk bearbetning.The techniques described above for removing components from circuit boards involve several disadvantages. Among other things, there is a great risk that the circuit board will be soiled and / or damaged. The risk is also obvious that adjacent components will be damaged during such physical processing.

Kort sammanfattning av uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma ett sätt och en anordning för avlägsnande av ytmonterade komponenter, varvid ovan angivna risker och nackdelar undviks. Därtill ska avlägsnandet ske snabbt och till låga kostnader. Till ytmonterade komponenter räknas såväl olika typer av passiva komponenter som halv- ledarkomponenter och okapslade chips.Brief Summary of the Invention An object of the present invention is therefore to provide a method and a device for removing surface-mounted components, whereby the above-mentioned risks and disadvantages are avoided. In addition, the removal must be done quickly and at low cost. Surface-mounted components include various types of passive components as well as semiconductor components and unencapsulated chips.

Syftet uppnås genom att komponenten och limfogen utsätts för termisk chock, varvid limfogen bibringas inre mekaniska spänningar. Komponenten ges därvid viss rörelse relativt kretskortet, och rörelsen lossgör komponenten.The purpose is achieved by subjecting the component and the glue joint to thermal shock, whereby the glue joint is subjected to internal mechanical stresses. The component is then given some movement relative to the circuit board, and the movement detaches the component.

Kort beskrivning av ritningen Uppfinningen ska nu närmare beskrivas med hjälp av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritning med en figur, som är en schematisk perspektivvy av en anordning för utövande av sättet enligt uppfinningen.Brief description of the drawing The invention will now be described in more detail with the aid of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing with a figure, which is a schematic perspective view of a device for practicing the method according to the invention.

Detaljerad beskrivning Figuren visar ett kretskort 10, på vilket en första komponent 11 och en andra komponent 12 ytmonterats genom limning mot kretskortet. Kretskortet är utfört av plast och är försett med ledningsmönster 13 och anslutningsöar 14 av metall. Den på figuren visade anordningen inne- fattar ett rör 15, vilket är inrättat rörligt i vertikal led i förhållande till kretskortet 10. sioner är sådana att områden med andra komponenter på Rörets 15 dimen- kretskortet utöver området kring en viss komponent 11 är avskärmade, när en första ände hos röret placeras över komponenten. Andra komponenter är avskärmade, dels så att 10 15 20 25 30 35 502 007 material som tillföres komponenten 11 hindras att nå övriga komponenter och dels så att värmeöverföringen från de övriga komponenterna till det av röret 15 avskärmade området försvåras.Detailed description The figure shows a circuit board 10, on which a first component 11 and a second component 12 are surface mounted by gluing to the circuit board. The circuit board is made of plastic and is provided with wiring pattern 13 and connecting islands 14 of metal. The device shown in the figure comprises a tube 15, which is arranged movably in vertical direction relative to the circuit board 10. sions are such that areas with other components on the dimensional circuit board of the tube 15 in addition to the area around a certain component 11 are shielded, when a first end of the tube is placed over the component. Other components are shielded, partly so that materials supplied to the component 11 are prevented from reaching other components and partly so that the heat transfer from the other components to the area shielded by the pipe 15 is made more difficult.

Röret 15 är i en andra ände förbundet med en behål- Behållaren som i det visade utförandet består av en lare 16 för flytande gas, företrädesvis kväve. har ett utlopp, spets 17, genom vilken gasen kan tillföras det av röret 15 avskärmade området. Den gasmängd som föres ut från spetsen 17 begränsas av en ventil 18, vilken är operativt förbunden med en styrenhet 19. När komponenten pàföres viss volym flytande gas, utsätts komponenten och limfogen för en termisk chock. De stora temperaturskillnader som därvid uppstår mellan kretskort och komponent alstrar stora lokala mekaniska spänningar, framför allt i lim- fogen. Spänningarna blir så stora att limfogen brister och komponenten lossgörs. Utförda försök visar att lim- fogen vanligtvis brister i ett skikt mellan komponent och kretskort, så att ett tunt limskikt kvarstår på såväl komponentens undersida som kretskortets ovansida.The tube 15 is connected at a second end to a container. The container which in the embodiment shown consists of a clay 16 for liquefied gas, preferably nitrogen. has an outlet, tip 17, through which the gas can be supplied to the area shielded by the tube 15. The amount of gas discharged from the tip 17 is limited by a valve 18, which is operatively connected to a control unit 19. When the component is applied to a certain volume of liquefied gas, the component and the adhesive joint are subjected to a thermal shock. The large temperature differences that then arise between the circuit board and the component generate large local mechanical stresses, especially in the adhesive joint. The stresses become so great that the adhesive joint breaks and the component is loosened. Tests performed show that the adhesive joint usually breaks in a layer between the component and the circuit board, so that a thin adhesive layer remains on both the underside of the component and the upper side of the circuit board.

Behållaren 16 och röret 15 är tillsamman rörliga i förhållande till kretskortet 10, ma önskad komponent på kretskortet. Den relativa rörelsen så att röret kan avskär- mellan kretskortet och röret styres av styrenheten 19 på konventionellt, ej visat sätt.The container 16 and the tube 15 are together movable in relation to the circuit board 10, but the desired component on the circuit board. The relative movement so that the tube can cut off between the circuit board and the tube is controlled by the control unit 19 in a conventional, not shown manner.

Röret 15 är i andra utföranden förbundet med behål- laren 16 via en rörledning, varvid behållaren inte behöver vara rörlig. Beroende på aktuell tillämpning och form och dimensioner hos kretskort och komponenter kan röret 15, spetsen 17 och andra element hos uppfinningen vara utförda på många olika sätt inom ramen för uppfin- ningen. I stället för ett rör 15 kan avskärmningen åstad- kommas genom uppbyggnad av värmebuffert eller liknande, t ex genom styrda luftströmmar. Andra typer av värmeav- ledning kan också inom ramen för uppfinningen lösa pro- 502 007 10 15 blemet med avskärmningen eller isoleringen av den kom- ponent som ska avlägsnas.In other embodiments, the tube 15 is connected to the container 16 via a pipeline, the container not having to be movable. Depending on the actual application and shape and dimensions of circuit boards and components, the tube 15, the tip 17 and other elements of the invention can be designed in many different ways within the scope of the invention. Instead of a pipe 15, the shielding can be achieved by building up a heat buffer or the like, for example by controlled air currents. Other types of heat dissipation can also, within the scope of the invention, solve the problem with the shielding or insulation of the component to be removed.

Sättet enligt uppfinningen är särskilt lämpligt vid avlägsnande av okapslade halvledarkomponenter, chips och liknande, men är också lämpligt för andra ytmonterade komponenter. För bästa effekt bör längdutvidgningskoeffi- cienten vara olika hos kretskort, lim och komponent, så att skjuvkrafter uppstår mellan dem. Materialet i krets- kortet kan vara plast, men också keramik och andra mate- rial är möjliga att använda.The method according to the invention is particularly suitable for the removal of unencapsulated semiconductor components, chips and the like, but is also suitable for other surface-mounted components. For best effect, the length expansion coefficient should be different for circuit boards, adhesives and components, so that shear forces occur between them. The material in the circuit board can be plastic, but ceramics and other materials can also be used.

De flesta idag förekommande limmer som används i det aktuella sammanhanget får försämrade hàllfastegen- skaper vid nedkylning, limfogen blir skörare, vilket med- för att termisk chock genom nedkylning med t ex flytande gas ger dubbel verkan och särskilt gott resultat.Most glues present today that are used in the current context have deteriorated holding properties during cooling, the glue joint becomes more brittle, which means that thermal shock through cooling with eg liquefied gas gives a double effect and a particularly good result.

Claims

10 l5 20 25 30 502 007 PATENT REQUIREMENTS

1. A method of removing a surface-mounted component attached to a circuit board by an adhesive joint, characterized in that the component and the adhesive joint are subjected to thermal shock by cooling and that the adhesive joint is subjected to internal mechanical stresses by the thermal shock, thereby releasing the component.

2. A method according to claim 1, characterized in that the component is supplied with a predetermined amount of coolant to produce the thermal shock.

3. A method according to claim 2, that the component is supplied with a predetermined amount of liquid characteristic of gas.

4. A method according to claim 3, characterized in that the component is supplied with a predetermined amount of liquid nitrogen gas.

5. A method according to any one of claims 2 - 4, characterized in that the component is shielded from other components, before it is added to the material to cause the thermal shock.

Device for removing a surface-mounted, (11) from a circuit board (16, 17, 17) for (11) to create mechanical stresses in the adhesive joint and thereby component (10) attached through an adhesive joint, supply of coolant to the component k ä characterized by means for releasing the component by thermal shock, and control means (19) for controlling the supply of the refrigerant.

Device according to claim 6, characterized by shielding means (15) for shielding the component (11) from other components (12) and that the control means (19) is arranged for positioning the shielding means (15) relative to the component (11).