JP2007096088A

JP2007096088A - 電子部品交換装置および電子部品交換方法

Info

Publication number: JP2007096088A
Application number: JP2005285004A
Authority: JP
Inventors: Masaru Saito; 優斉藤
Original assignee: NEC Electronics Corp
Current assignee: NEC Electronics Corp
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2007-04-12

Abstract

【課題】遮熱カバーを配置する面積を確保するために、交換対象の電子部品と周辺部品との間隔をある程度以上狭くできない。
【解決手段】本発明の電子部品交換装置１００は、回路基板１上に実装されている交換対象の電子部品２に熱風７を噴射する加熱用ノズル６と、交換対象の電子部品２を吸着する吸着ノズル５と、交換対象の電子部品２に周辺の回路基板上に取り付けられた周辺の電子部品３の上部および側面を覆う遮熱カバー４とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は電子部品を実装した回路基板より、電子部品を取り外して交換する電子部品交換装置および電子部品交換方法に関し、特に高密度に実装された回路基板の電子部品を交換する電子部品交換装置および電子部品交換方法に関する。

電子機器の高機能化に伴い、半導体デバイスの多くは回路基板の表面に直接はんだ付けする表面実装技術によって実装されている。特に、高密度に実装する場合はＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）と呼ばれる外部接続端子がパッケージの下側に配置されたタイプの半導体デバイスが用いられるようになってきた。このような半導体デバイスを回路基板上に複数実装した場合、半導体デバイス自体の不具合や実装時の不良によってこれらの半導体デバイスを交換する必要が生じる。その際、BGAタイプの半導体デバイスの交換では外部接続端子がパッケージの下側に配置されており外部接続端子のみを加熱することが出来ない。このためパッケージ全体を加熱することで外部接続端子部のはんだを溶融して交換する方法が一般的に行われている。多くの場合、回路基板には既に幾つもの回路部品が実装されており、これらの部品に過剰な熱が加わると破損したり、またはんだ接合部が溶融することで接合不良を引き起こしたりするため交換対象部品のみを加熱する工法が望まれていた。

このような電子部品の交換装置としては、従来、例えば、図４に示すようなものがあった。

図４の電子部品交換装置２００は、交換対象部品２２を加熱するための熱風を噴出す加熱用ノズル２６と、交換対象部品を吸着する吸着ノズル２５と、加熱用ノズル２６から排出される熱風２７を遮断する遮熱カバー２４とを有している。遮熱カバー２４の先端には、熱風を遮熱カバー内から外に排気するための排気口３０が設けられている。さらに、排気口３０には、排気した熱風が、周辺部品２３に直接当たるのを防ぐためのフィン２９を設けている。

次に電子部品交換装置２００を用いた電子部品の交換方法について説明する。

まず、交換対象部品（例えば、半導体デバイス）２２を囲むように、回路基板２１上に遮熱カバー２４を設ける。

次に、加熱用ノズル２６から、熱風２７を交換対象部品２２に吹き付けて、交換対象部品２２と回路基板２１とを接続している半田などを溶融する。このときに、加熱用ノズル２７から排出される熱風２７は、排気口３０に設けられているフィン２９によって、周辺部品（例えば、半導体デバイス）２３に直接当たらないようになっているので、周辺部品２３に過剰な熱が加わらない構成になっている。

次に、吸着ノズル２５によって、交換対象部品２２を吸着して、交換対象部品２２を回路基板２１から取り外す。

このような構成の半導体デバイスの交換装置が、特許文献1（特開平１１−３１２８６５号公報）に示されている。

特開平１１−３１２８６５号公報

図４に示された電子部品交換装置では、遮熱カバー２４の中に加熱用ノズルを収めているので、遮熱カバー２４を小さくすることが困難であり、交換対象部品（図４では交換対象の半導体デバイス２２に相当）が小さい場合には、対応が難しいといった問題があった。

また、排気した熱風が周辺部品２３に直接当たるのを防ぐ目的で遮熱カバー先端の排気口３０にフィン２９を設けているため、遮熱カバーの厚さが一定以上必要になり、遮熱カバーを配置する面積を確保するために、交換対象の電子部品２２と周辺部品２３との間隔をある程度以上狭くできないという問題もあった。

上述した課題を鑑みて、本発明によれば、回路基板上に取り付けられた第１の電子部品、すなわち、交換対象用の電子部品に熱風を吹き付ける加熱用熱風供給部と、回路基板上に取り付けられた第２の電子部品、すなわち周辺の電子部品を覆うように設けられ、前記加熱用ノズルから排出される熱風を遮断する遮熱カバーと、を含み、遮熱カバーが、第２の電子部品の上面を覆う第1の部分と、前記第２の電子部品の側面を覆う第2の部分と、を含む構成となっている電子部品交換用装置が提供される。

また、本発明によれば、回路基板に取り付けられている電子部品の中から、交換対象となる第１の電子部品を特定する工程と、回路基板に取り付けられている第２の電子部品、すなわち周辺の部品の上部および側面を遮熱カバーで覆う工程と、前記第１の電子部品に加熱用熱風供給部で熱風を吹き付ける工程と、第１の電子部品を回路基板から除去する工程と、を含む電子部品交換方法が提供される。

本発明によれば、遮熱カバーを、周辺部品（第２の電子部品）の上部および側面を覆うように設けたので、交換対象の半導体デバイス（第１の電子部品）が小さい場合でも、対応することができる。

また、この構成によって、遮熱カバーにフィンを設ける必要がなくなったので、遮熱カバーを薄くすることができ、交換対象の半導体デバイスと周辺部品との間隔を狭くできるので、高密度実装品にも対応することができる。

さらに、この構成によって、遮熱カバーに排気口およびフィンを設ける必要がなくなるので、従来の半導体デバイスの交換装置と比較して構造が簡単になり、半導体デバイスの交換装置の製造コストを低減できる。

本発明によれば、交換対象部品が小さい場合でも対応できるとともに、高密度実装品にも対応することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

第１の実施形態

図１および図２は、本発明の第１の実施形態を示すための図である。

図１を参照すると、本発明の第１の実施形態の電子部品交換装置１００は、回路基板１上に実装されている交換対象の電子部品（第１の電子部品、例えば半導体デバイス）２に熱風７を噴射する加熱用ノズル６（熱風供給部）と、交換対象の電子部品２を吸着する吸着ノズル５と、交換対象の電子部品２に周辺の回路基板上に取り付けられた周辺の電子部品（第２の電子部品、例えば半導体デバイス）３の上部および側面を覆う遮熱カバー４とからなる。

なお、交換対象の電子部品２は、交換対象の電子部品２に設けられた外部接続端子８によって回路基板１に実装されている。

図２は、図１の電子部品の交換装置１００および回路基板１を上面から見た図であり、図２より、遮熱カバー４が周辺の電子部品３を取り囲むように設けられていることがわかる。なお、図１は、図２のＡ−Ａ’断面図に相当している。

また、図１および図２において、周辺の電子部品３は１つしか示されていないが、周辺の電子部品３が複数設けられていてもよい。さらに、周辺の電子部品３が複数設けられている場合には、遮熱カバー４は、周辺の電子部品３のそれぞれを覆うように複数設けられていてもよいし、複数の周辺の電子部品３を一括して覆うように設けられていてもよい。

また、図１および図２において、２つの加熱用ノズル６が設けられているが、加熱用ノズル６の数は、必要に応じて増やしてもよし、減らしてもよい。

次に上述した半導体デバイスの交換装置１００を用いて、回路基板１上に実装されている交換対象の電子部品２を取り外す方法について説明する。

まず、遮熱カバー４を周辺の電子部品３の上部および側面を覆うように、回路基板１に取り付ける。

次に、交換対象の電子部品２の上部に設けられた加熱用ノズル６より熱風７を噴出させ、交換対象の電子部品２を加熱する。このときに、周辺の電子部品３の上部および側面は、遮熱カバー４で覆われているので、過剰な熱が加わることがない。なお、熱風７の温度は、交換対象の電子部品２と回路基板１との接続している外部接続端子８を溶融させるのに必要な温度以上であることが好ましい。

次に、交換対象の電子部品２と回路基板１とを接続している外部接続端子８が溶融したら、吸着ノズル5を用いて交換対象の電子部品２を吸着し、回路基板１より引き剥がす。
なお、吸着ノズル5を用いずに、作業者がピンセットなどの治具を用いて交換対象の電子部品２を回路基板１から引き剥がしてもよい。

本実施形態では、熱風を遮断する遮熱カバー４は、吸着ノズル５および加熱用ノズル６を収容する必要がなく、遮熱カバーは、周辺の電子部品３に合わせて作られるため、交換対象の電子部品２が小さい場合にも対応可能である。

また、本実施形態では、遮熱カバー４は周辺の電子部品３を覆う構造とすればよいため、遮熱カバー４の交換対象の電子部品２と接する側面部を薄くすることが可能となり、遮熱カバーを配置する面積を確保するために、交換対象の半導体デバイス２と周辺の電子部品３との間隔を広くとる必要がなくなる。これにより、高密度実装品への対応が可能になる。

さらに、本実施形態では、遮熱カバー４は周辺の電子部品３を覆う構造とすればよいため、遮熱カバー４の構造を簡単にすることができ、電子部品交換装置１００の製造コストを抑えることが可能となる。

また、本実施形態では、加熱用ノズル６より噴出した熱風７は、風量の変化を起こすような経路をもたないので、交換対象の電子部品２を安定させて加熱することができる。

第２の実施形態

図３は、本発明の第２の実施形態を示すための図である。

図３を参照すると、本発明の第２の実施形態の電子部品交換装置１０１は、回路基板１上に実装されている交換対象の電子部品（第１の電子部品、例えば半導体デバイス）２に熱風７を噴射する加熱用ノズル６と、交換対象の電子部品２を吸着する吸着ノズル５と、交換対象の電子部品２に周辺の回路基板上に取り付けられた周辺の電子部品（第２の電子部品、例えば半導体デバイス）３の上部および側面を覆う遮熱カバー４とからなる。さらに、遮熱カバー４の上部には、冷却機構が設けられている。

図３においては、冷却機構は、冷却水を通す冷却水循環溝１１と、冷却水を循環させるためのポンプ１２とからなる。なお、冷却機構はこれに限定されるものではなく、例えば、冷却ファンを遮熱カバー４の上部に設けてもよい。

次に上述した半導体デバイスの交換装置１０１を用いて、回路基板１上に実装されている交換対象の電子部品２を取り外す方法について説明する。

次に、遮熱カバー４の上部に設けられた冷却機構を動作させる。冷却機構が冷却水循環溝１１とポンプ１２とからなる場合には、ポンプ１２を動作させて、冷却水を冷却水循環溝１１内で循環させるようにする。冷却ファンの場合には、ファンを回転させる。

次に、交換対象の電子部品２の上部に設けられた加熱用ノズル６より熱風７を噴出させ、交換対象の電子部品２を加熱する。このときに、周辺の電子部品３の上部および側面は、遮熱カバー４で覆われていると同時に、周辺の電子部品３は、遮熱カバー４の上部に設けられた冷却機構によって冷却されるので、周辺の電子部品３に過剰な熱が加わることがない。

本実施形態では、第１の実施形態の電子部品交換装置に、遮熱カバー４の上部に設けられた冷却機構を加えているので、第１の実施形態と比較して、周辺の電子部品３に伝わる熱を一層抑えることができる。

本発明の第１の実施形態の電子部品交換装置を示す図である。図１の電子部品交換装置の上面図である。本発明の第２の実施形態の電子部品交換装置を示す図である。従来の電子部品交換装置を示す図である。

符号の説明

１回路基板
２交換対象の電子部品（第１の電子部品）
３周辺の電子部品（第２の電子部品）
４遮熱カバー
５吸着ノズル
６加熱用ノズル（熱風供給部）
７熱風
８外部接続端子
１１冷却水循環溝
１２ポンプ
２１回路基板
２２交換対象の電子部品
２３周辺の電子部品
２４遮熱カバー
２５吸着ノズル
２６加熱用ノズル
２７熱風
２９フィン
３０排気口
１００電子部品交換装置
１０１電子部品交換装置
２００電子部品交換装置

Claims

回路基板上に取り付けられた第１の電子部品に熱風を吹き付ける熱風供給部と、
前記回路基板上に取り付けられた第２の電子部品を覆うように設けられ、前記熱風供給部から排出される熱風を遮断する遮熱カバーと、
を含み、
前記遮熱カバーが、前記第２の電子部品の上面を覆う第１の部分と、前記第２の電子部品の側面を覆う第２の部分と、を含むことを特徴とする、電子部品交換装置。
前記第１の電子部品を吸着し、持ち上げるための吸着ノズルをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の電子部品交換装置。
前記遮熱カバーの前記第２の部分は、少なくとも前記第１の電子部品に接している側の前記第２の電子部品の側面を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子部品交換装置。
前記熱風供給部が、加熱用ノズルからなることを特徴とする請求項１乃至３に記載の電子部品交換装置
前記遮熱カバーの前記第２の部分は、冷却機構を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電子部品交換装置。
前記冷却機構は、冷却水循環溝と、前記冷却水循環溝に接続され、前記冷却水循環溝内の冷却水を循環させるためのポンプと、からなることを特徴とする請求項５に記載の電子部品交換装置。
前記冷却機構は、冷却ファンからなることを特徴とする請求項５に記載の電子部品交換装置。
回路基板に取り付けられている電子部品の中から、交換対象となる第１の電子部品を特定する工程と、
前記回路基板に取り付けられている第２の電子部品の上部および側面を遮熱カバーで覆う工程と、
前記第１の電子部品に熱風供給部で熱風を吹き付ける工程と、
前記第１の電子部品を前記回路基板から除去する工程と、
を含むことを特徴とする電子部品交換方法。
前記第１の電子部品を前記回路基板から除去する工程が、吸着ノズルで前記第１の電子部品を吸着する工程を含んでいることを特徴とする請求項８に記載の電子部品交換方法。
前記回路基板に取り付けられている第２の電子部品の上部および側面を遮熱カバーで覆う工程は、前記第２の電子部品の上部と、少なくとも前記第１の電子部品に接している側の前記第２の電子部品の側面を遮熱カバーで覆う工程であることを特徴とする請求項８または９に記載の電子部品の交換方法。
前記遮熱カバーに設けられている冷却機構を動作させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の電子部品交換方法。
前記遮熱カバーに設けられている冷却機構を動作させる工程が、前記遮熱カバーに設けられている冷却水循環溝に冷却水を循環させる工程を含んでいることを特徴とする請求項１１に記載の電子部品交換方法
前記遮熱カバーに設けられている冷却機構を動作させる工程が、前記遮熱カバーに設けられている冷却ファンを動作させる工程を含んでいることを特徴とする請求項１１に記載の電子部品交換方法。