電子部品のリペア装置

トップ :: H 電気 :: H05 他に分類されない電気技術

【発明の名称】	電子部品のリペア装置
【発明者】	【氏名】新井等【氏名】井上親【氏名】川原裕司【氏名】佐藤耕平
【要約】	【課題】電子部品の端子と配線板上に配設されたパッドとをはんだで接合し、かつ、アンダーフィル樹脂で固定した電子部品を、配線板から取り外す際に、パッドが配線板から剥離することを防止する。【解決手段】電子部品３をはんだ４の溶融点以上に加熱する加熱手段７と、前記加熱手段で加熱中電子部品を加圧し、アンダーフィル樹脂５の熱膨張を抑制する加圧手段１５と、前記加圧手段による電子部品への加圧荷重を調整する加圧調整手段１０とを備えている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品の端子とプリント配線板上に配設した接続端子であるパッドとをはんだで接合し、電子部品とプリント配線板の間にアンダーフィル樹脂を配置した電気回路装置の電子部品を取り外す装置において、前記電子部品を前記はんだの溶融点以上に加熱する加熱手段と、前記加熱手段で加熱中前記電子部品を加圧し、前記アンダーフィル樹脂の熱膨張を抑制する加圧手段と、前記加圧手段による電子部品への加圧荷重を調整する加圧調整手段とを備え、前記電子部品の加熱による前記アンダーフィル樹脂の熱膨張によって、前記パッドが配線板から剥離することを防止したことを特徴とする電子部品のリペア装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、ヒートブロックによって構成され、前記加圧手段はこのヒートブロックに電子部品を押し当てて加圧し、加熱中のアンダーフィル樹脂の熱膨張を抑制するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品のリペア装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、熱風を供給するノズルに加圧用ポストを設けて構成され、ノズルからの熱風によって電子部品を加熱すると共に、前記加圧手段は前記加圧用ポストに電子部品を押し当てて加圧し、加熱中のアンダーフィル樹脂の熱膨張を抑制するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品のリペア装置。
【請求項４】
前記加熱手段に、電子部品をピックアップできる爪を配設し、はんだ溶融点以上に加熱後加圧荷重を開放すると同時に電子部品を取り外すようにしたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電子部品のリペア装置。
【請求項５】
前記加圧手段は、電子部品の単位面積あたり、０．０５～５Ｎ／ｍｍ^２の加圧力を加えることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の電子部品のリペア装置。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
この発明は、プリント配線板上に配設されたパッドにはんだ付けで接合され、アンダ－フィル樹脂で固定された半導体素子等の電子部品を、配線板から取り外すための電子部品のリペア装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子部品のリペア装置としては、プリント基板の接続端子であるパッドにはんだ付けした電子部品のはんだ付け部に、加熱体ワイヤを接触させてはんだを溶断し、部品を取り外す方法がある。（例えば、下記特許文献１参照）しかしながら、この特許文献１に示される方法では、はんだ接合部をアンダーフィル樹脂で充填している場合には加熱体ワイヤによる直接加熱は不可能である。
又、アンダーフィル樹脂で充填した電子部品のリペア装置に関しては、容易に取り外せるために熱可塑性樹脂や発泡する成分を用いる方法がある。（例えば、下記特許文献２参照）
しかし、アンダーフィル樹脂の熱膨張力よりもプリント配線板上に配置したはんだ接合しているパッドの接着力の方が小さくなった場合には、パッドが剥離するため、配線基板が破損する恐れがある。
なお、一般的には熱風加熱で電子部品を加温するリペア装置がある。しかし、アンダーフィル樹脂で固定した電子部品において、アンダーフィル樹脂の熱膨張を押える機構を備えたリペア装置は無い。
【０００３】
【特許文献１】特開平８－２３６９８４号公報
【特許文献２】特開平１０－１８９６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、従来の電子部品のリペア装置は、加熱体ワイヤ等で溶断する方法や、熱風を部品に吹き付けて接合材の金属はんだを融点以上に加熱した後、部品を取り外す方法であるため、はんだ接合部をアンダーフィル樹脂で固定した電子部品においては、加熱体の挿入ができない。
また、熱風加熱では、部品全体を加熱すると、アンダーフィル樹脂が熱膨張し、電子部品をプリント配線板から浮き上がらせる力が発生する。特許文献２のようにアンダーフィル樹脂が熱可塑性や発泡性樹脂では、更にこの浮き上がらせる力が増加する。この浮き上がらせる力でプリント配線板上に配置したはんだ接合しているパッドを剥離させるという問題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような従来の電子部品のリペア装置の問題点を解消するためになされたもので、電子部品の端子と配線板上に配設されたパッドとをはんだで接合し、かつ、アンダーフィル樹脂で固定した電子部品を、配線板から取り外す際に、パッドが配線板から剥離することを防止した電子部品のリペア装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わる電子部品のリペア装置は、電子部品の端子とプリント配線板上に配設した接続端子であるパッドとをはんだで接合し、電子部品とプリント配線板の間にアンダーフィル樹脂を配置した電気回路装置の電子部品を取り外す装置において、前記電子部品を前記はんだの溶融点以上に加熱する加熱手段と、前記加熱手段で加熱中前記電子部品を加圧し、前記アンダーフィル樹脂の熱膨張を抑制する加圧手段と、前記加圧手段による電子部品への加圧荷重を調整する加圧調整手段とを備え、前記電子部品の加熱による前記アンダーフィル樹脂の熱膨張によって、前記パッドが配線板から剥離することを防止した
ものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の電子部品のリペア装置によれば、電子部品と配線板のパッドとのはんだ接合部をアンダーフィル樹脂で充填固定した場合であっても、配線パッドを配線板から剥離させることなく電子部品を取り外すことができる。
また、熱膨張が大きなアンダーフィル樹脂であっても配線板を破損することなく電子部品のリペアが可能となるので、採用できるアンダーフィル樹脂の自由度が大きくなり、その結果、電子部品と配線板とのはんだ接合部の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１に従って説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による電子部品のリペア装置の全体構成を示すもので、図１（ａ）は外観図、図１（ｂ）は要部Ａを拡大して示す断面詳細図、図１（ｃ）は電子部品の取り外し状態を示す図である。
図１において、１はプリント基板（以下単に配線板ともいう。）で、電子部品接続用のパッド２を有している。このパッド２に半導体素子を有する電子部品（以下単に部品ともいう。）３を、はんだ４で接合している。
５は、電子部品３とプリント基板１間のはんだ接合部を補強する接着樹脂で、一般的にアンダーフィル樹脂と呼ばれるものである。６は、プリント基板１を固定保持するバックアップステーシ゛である。
電子部品３を加熱し、はんだ４を溶融するためのヒートブロック７は、加熱制御装置８により電流を流して加熱する。
電子部品３への加圧は、ジャッキアップ１５でヒートブロック７に電子部品３を押し当てて加圧する。加圧力は圧力測定器９で検出し、圧力表示計１０で調整するように構成している。
【０００９】
次に動作について説明する。
電子部品３をはんだ４で接合したプリント基板１を、バックアップステージ６に搭載固定した後、ヒートブロック７に電子部品３をジャッキアップ１５で押し当て、電子部品の単位面積あたり０．０５～５Ｎ／ｍｍ²の範囲の圧力で、アンダーフィル樹脂５の材質や部品３のサイズで決定する特定の圧力を、圧力表示計１０で調整しながら加圧する。
加圧力は、アンダーフィル樹脂５の材質や、電子部品３とプリント基板１の隙間で決まるアンダーフィル樹脂５の厚さの違いによって膨張力が異なることから、例えば、熱膨張力の低いウレタン系やシリコン系のアンダーフィル樹脂では０．０５～２Ｎ／ｍｍ²の加圧力が必要で、アンダーフィル樹脂５の厚さが厚い程、加圧力を高くする。
又熱膨張力の高いエポキシ系等のアンダーフィル樹脂では１～５Ｎ／ｍｍ²の加圧力が必要である。以上の通り、加圧力はアンダーフィル樹脂の材質と厚さに対応して設定する。
ジャッキアップ１５は、図１に示すようなボールネジ１６を回転させてバックアップステージ６を上昇させるが、油圧又は空圧シリンダー等でバックアップステージ６を上昇させても良い。
【００１０】
その後、ヒートブロック７に加熱制御装置８から電流を流して加熱し、電子部品３の上部から熱伝導ではんだ４の融点以上の温度になるように電子部品３を加熱する。
加熱方式は、例えば図１に示すように、加熱制御装置８からパルス電流を、例えばチタン合金やモリブデン合金のヒートブロック７に流し自己発熱させるか、ヒートブロック７に電熱線を巻きつけこの電熱線に電流を流して加熱しても良い。
加熱された電子部品３がはんだ融点以上に達すると、パッド２に加わるアンダーフィル樹脂の熱膨張力による引き剥がし力は、ヒートブロック７を開放しても発生しないため、はんだ融点以上に達した後ヒートブロック７を開放し、はんだの融点以下に自然冷却される前に部品３をピンセット等で取り外す（図１（ｃ）参照）。
【００１１】
以上のように、この発明の実施の形態１のリペア装置によれば、電子部品とプリント基板とのはんだ接合部をアンダーフィル樹脂で固定したものであっても、部品加熱中のアンダーフィル樹脂の熱膨張を抑制することによって、配線パッドを配線板から剥離させることなく容易に電子部品を取り外すことができる。
また、熱膨張が大きなアンダーフィル樹脂であっても配線板を破損することなく電子部品のリペアが可能となるので、採用できるアンダーフィル樹脂の自由度が大きくなり、電子部品と配線板とのはんだ接合部の信頼性を向上させることが可能となる。
【００１２】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２のリペア装置の構成を示すもので、図２（ａ）は熱風加熱方式を示す断面側面図、図２（ｂ）、図２（ｃ）は、それぞれ加圧ポストの一例を示す図である。なお、図１、図２において、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。
実施の形態１においては、電子部品の加熱手段としてヒートブロック７を使用し、電熱線に電流を流しヒートブロックを予め加熱するか、あるいはヒートブロックそのものに直接電流を流して電子部品を加熱するものについて説明したが、実施の形態２においては、図２に示すように、ポスト支持板１３に加圧用ポスト１２を設けた加熱・加圧ノズル１１
を使用し、この加熱・加圧ノズル１１に、３００℃～５００℃の定温の熱風を流し、部品３に熱風を吹き付けて加熱するよう構成したものである。
加圧用ポスト１２は、図２（ｂ）のような円筒形で先端が丸型か、図２（ｃ）に示すようなＸ型のものでも良い。
【００１３】
電子部品３の加圧方法は実施の形態１と同様であるが、この実施の形態２のリペア装置では、熱風を吹き付けるため、図１のヒートブロック７のように加圧面全体で部品を加圧することはできない。
従って、加圧用ポスト１２での加圧では部品３の全面に均等に加圧することは困難なことから、加圧用ポスト１２でも部品３の全面が比較的均等に加圧できる、例えば１５ｍｍ以下の小型の部品サイズか、剛体の部品に適用するのが好ましい。
又、熱風は周辺の部品も加熱するため、熱影響される範囲に他の部品を配置してはならないことはいうまでもない。
【００１４】
以上のように、実施の形態２によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができるものである。
【００１５】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３のリペア装置を示すもので、図３（ａ）は、ピックアップ爪付きヒートブロックの構造を示す断面側面図、図３（ｂ）は、爪部の拡大詳細図、図３（ｃ）は、電子部品の取り外し状態を示す図である。
上述した実施の形態１、２においては、電子部品を加圧・加熱した後、一旦加圧を開放後、ピンセット等で部品３を取り外すものについて説明した。
これに対し、実施の形態３のリペア装置は、図３に示すように、ヒートブロック７にピックアップ用の爪１４を予め取り付けておき、バックアップステージ６に搭載固定されたプリント基板１にはんだ接合された電子部品を加圧する前に、部品３にピックアップ用の爪１４をセットし、加圧及び加熱後ヒートブロック７を解放すると同時に、このピックアップ用爪１４で部品３を取り外すよう構成したものである。
爪１４の構成としては、例えば図３（ｂ）の詳細図に示すように、部品３にフッキングできるように、アンダーフィル樹脂５に食い込ませるためにテコ状に回転させる方法等がある。
【００１６】
この実施の形態３のリペア装置によれば、ヒートブロック７を電子部品３から開放すると同時に部品が取り外せるので、加圧解放後部品冷却することが無く、効率的な取り外し作業ができる効果がある。
【００１７】
なお、実施の形態２の図２に示す熱風方式による加熱・加圧ノズル１１に、同様の爪を取り付けても、同様の効果が得られるものである。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
この発明は、特に携帯端末のような、電子部品のはんだ付け強度を補強することを目的としてアンダーフィル樹脂を充填した電子機器の部品取り外しに係る総てのリペア作業に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態１によるリペア装置の全体構成を示す断面側面図である。
【図２】この発明の実施の形態２による熱風加熱方式を示す断面側面図である。
【図３】この発明の実施の形態３によるピックアップ爪付きヒートブロックの構造を示す断面側面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１プリント基板２パッド３電子部品４はんだ
５アンダーフィル樹脂６バックアップステージ７ヒートブロック
８加熱制御装置９圧力測定器１０圧力表示計１１加熱・加圧ノズル
１２加圧用ポスト１３ポスト支持板１４ピックアップ爪
１５ジャッキアップ。

【出願人】	【識別番号】０００００６０１３【氏名又は名称】三菱電機株式会社
【出願日】	平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【代理人】	【識別番号】１０００７３７５９【弁理士】【氏名又は名称】大岩増雄【識別番号】１０００９３５６２【弁理士】【氏名又は名称】児玉俊英【識別番号】１０００８８１９９【弁理士】【氏名又は名称】竹中岑生【識別番号】１０００９４９１６【弁理士】【氏名又は名称】村上啓吾
【公開番号】	特開２００７－５６８３（Ｐ２００７－５６８３Ａ）
【公開日】	平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願番号】	特願２００５－１８６２９６（Ｐ２００５－１８６２９６）