リペア装置及びリペア方法
【課題】本発明は回路基板にはんだ付けされた被はんだ付け部材を熱印加することによりはんだを溶融して回路基板から取り外すリペア装置及びリペア方法に関し、基板に配設された他の部品に影響を及ぼすことなく、基板から被はんだ付け部材を容易かつ確実に取り外すことを可能とすることを課題とする。
【解決手段】回路基板１にはんだ付けされたシールド部材５を加熱ヘッド装置４０により加熱することによりはんだ７を溶融し、シールド部材５を回路基板１から取り外すリペア装置であって、前記加熱ヘッド装置４０に、ヒータブロック４１により加熱される加熱ヘッド４２と、この加熱ヘッド４２の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有すると共にバネ性を有した材料により形成されたクランパ４４とを設ける。そして、加熱ヘッド４２により加熱されたクランパ４４により、シールド部材５を回路基板１に固定するはんだ７を溶融させる。
【解決手段】回路基板１にはんだ付けされたシールド部材５を加熱ヘッド装置４０により加熱することによりはんだ７を溶融し、シールド部材５を回路基板１から取り外すリペア装置であって、前記加熱ヘッド装置４０に、ヒータブロック４１により加熱される加熱ヘッド４２と、この加熱ヘッド４２の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有すると共にバネ性を有した材料により形成されたクランパ４４とを設ける。そして、加熱ヘッド４２により加熱されたクランパ４４により、シールド部材５を回路基板１に固定するはんだ７を溶融させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリペア装置及びリペア方法に係り、特に回路基板にはんだ付けされた被はんだ付け部材を熱印加することによりはんだを溶融して回路基板から取り外すリペア装置及びリペア方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、携帯電話等の電子機器では、マイクロプロセサやSAWフィルタなど、周波数の違う高周波の信号を処理する回路群が同一基板内に実装されている。その際、回路群どうしの電波の干渉が問題となる。
【０００３】
これを解決すべく、図１に示されるように携帯電話の回路基板１には、電子部品２からなる回路群をシールドする金属のシールド部材５（金属のケース）が実装される。また、このシールド部材５は、生産性を考慮して電子部品２，３の実装工程と同時にはんだペースト印刷された回路基板１上に搭載され、一括リフローによりはんだ接合される。この構成とすることにより電波干渉の問題は解消されるが、一方においてシールド部材５内に配設された電子部品２に不良が発生した場合が問題となる。
【０００４】
電子部品２に不良が発生した場合、この不良な電子部品２を回路基板１から取り外し、良品の電子部品２に取り替えるリペア処理が実施される（特許文献１参照）。通常、シールド部材５は、このシールド部材５に内設された電子部品２から1mm程度の微小な間隔をおいて、その周囲を囲むよう回路基板１に実装されている。
【０００５】
従って、シールド部材５に内設された電子部品２の交換を行う場合、シールド部材５がその交換作業を妨げる場合が多く、シールド部材５を取り除いてから内部の電子部品２を交換する必要がある。しかし、シールド部材５はその全周囲を回路基板１にはんだ付け接合された構造であるため、シールド部材５を取り外すにははんだを溶融させて取り外す以外に方法がない。
【０００６】
シールド部材５を取り外すには、シールド部材５のはんだ接続部を同時に加熱する必要がある。このために、ホットエア等の広域加熱が可能な手段が検討されたが、シールド部材５の内部に配設された電子部品２及びシールド部材５の外部に配設された電子部品３も同時に、はんだ融点(217℃以上)近くまで加熱されるため、出荷後の製品の信頼性を確保することが困難で不採用となっている。
【０００７】
そこで、シールド部材５のみ加熱する手法として、(a)加熱ヘッド１００をシールド部材５の上面５ａに接触させ、シールド部材５の上部からはんだ７の加熱を行う方法（図２（Ａ）参照）、(b)加熱ヘッド１００をシールド部材５の側面５ｂに接触させはんだ７により近い位置からはんだ７を加熱する方法（図２（Ｂ）参照）が検討された。
【特許文献１】特開平０８−０４６３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の(a),(b)のいずれの方法も安定してはんだ７を加熱することができず、実用に至っていない。
【０００９】
即ち、上記した図２（Ａ）に示す方法では、シールド部材５は通常薄い（0.1mm）ステンレスにニッケル、錫をめっきしたものであり熱伝導が悪く、また加熱位置とはんだ７の位置が離間しているため、加熱ヘッド１００の温度を400℃付近に上げないとはんだ７の溶融を行うことができない。また、このような高温の加熱ヘッド１００をシールド部材５に接触させると、シールド部材５の酸化による変色が進行し、ごみの発生や表面に絶縁層が形成されシールド性能が著しく低下するという問題点が生じる。
【００１０】
また上記した図２（Ｂ）に示す方法では、回路基板１の高密度化に伴い、シールド部材５が実装される位置から0.2mmと非常に狭い間隙に電子部品３が実装されるケースが多いため、加熱ヘッド１００をシールド部材５の側面５ａに接触させるのは非常に困難である。
【００１１】
また、加熱ヘッド１００に代えて、先端が扁平である加熱接触部を用いて直接はんだ７に接触させて溶融を行う場合には、加熱接触部の表面にフラックスが付着してしまい、このフラックスにより加熱接触部の断熱が行われてしまう。このため、はんだ７を確実に溶融することができなくなり、また安定してはんだ７を溶融させるためには作業の毎に加熱接触部を洗浄する必要があり、その作業が面倒であるという問題点があった。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、基板に配設された他の部品に影響を及ぼすことなく、基板から被はんだ付け部材を容易かつ確実に取り外すことを可能としたリペア装置及びリペア方法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】
【００１３】
上記の課題は、本発明の第１の観点からは、基板にはんだ付けされた被はんだ付け部材を加熱ヘッド装置により加熱することによりはんだを溶融し、該被はんだ付け部材を前記基板から取り外すリペア装置であって、前記加熱ヘッド装置は、加熱手段により加熱される加熱ヘッドと、該加熱ヘッドにより加熱され、該加熱ヘッドの熱伝導率よりも高い熱伝導率と弾性を有し、前記被はんだ付け部材のはんだ付け面に弾性力を持って接触する接触部材とを有するリペア装置により解決することができる。
【００１４】
また上記の課題は、本発明の第２の観点からは、基板にはんだ付けされた被はんだ付け部材を加熱ヘッド装置により加熱することによりはんだを溶融し、該被はんだ付け部材を前記基板から取り外すリペア方法であって、加熱ヘッドに設けられた接触部材を前記被はんだ付け部材のはんだ接続面に接触させて前記被はんだ付け部材を加熱して前記はんだを溶融している間、前記被はんだ付け部材に向けて不活性ガスを供給するリペア方法により解決することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、加熱ヘッドからの熱を被はんだ付け部材に均一に印加できるため、はんだ接合部を均一に加熱溶融させ、被はんだ付け部材をより安定して確実に取り外すことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
【００１７】
図３は本発明の一実施形態であるリワーク装置１０を示しており、また図４はリワーク装置１０に設けられる加熱ヘッド装置４０を拡大して示している。リワーク装置１０は、図１に示したような回路基板１に実装されると共にシールド部材５（請求項に記載の被はんだ付け部材に相当する）に内設された電子部品２に不良が発生した場合、電子部品２をリペア処理するのに用いられるものである。
【００１８】
ここで、リペア処理とは、不良品の電子部品２を回路基板１から取り外すと共に良品の電子部品２を新たに回路基板１に実装する処理をいう。また、本実施例ではステンレス製のシールド部材５を用いており、その熱伝導率は15W/m・Kである。
【００１９】
リワーク装置１０は、大略すると筐体１１、昇降装置１２、位置決め装置１３、テーブル装置１４、冷却用Ｎ２噴出し装置１５等により構成されている。筐体１１は、後述する各装置１２〜１５を支持するものである。
【００２０】
昇降装置１２は、昇降用ベース１６、駆動装置１７、アーム１８、装着部１９、断熱部２０、及び加熱ヘッド装置４０等により構成されている。昇降用ベース１６は筐体１１に固定されており、この昇降用ベース１６には駆動装置１７が固定されている。駆動装置１７はアーム１８を回路基板１に対して上下方向（図中、矢印Ｚ１，Ｚ２方向）に移動される機能を奏するものである。この駆動装置１７は、例えばシリンダ，リニアモータ等を用いることができる。
【００２１】
アーム１８は、その下部に加熱ヘッド装置４０を装着するための装着部１９が設けられている。また、装着部１９の下部には断熱部２０が配設されており、よって加熱ヘッド装置４０は断熱部２０を介して装着部１９に装着される。
【００２２】
これにより、加熱ヘッド装置４０が加熱しても、その熱は断熱部２０において遮断され、アーム１８及び昇降装置１２に熱伝導されるようなことはない。尚、説明の便宜上、加熱ヘッド装置４０の詳細説明については後述するものとする。
【００２３】
位置決め装置１３は、上部にテーブル装置１４を搭載している。そして、このテーブル装置１４を図中矢印Ｘ１，Ｘ２方向及び矢印Ｙ１，Ｙ２方向に移動させる構成とされている。このため、位置決め装置１３には、テーブル装置１４をＸ１，Ｘ２方向に移動させるための駆動装置２１と、テーブル装置１４をＹ１，Ｙ２方向に移動させるための駆動装置２２が設けられている。
【００２４】
テーブル装置１４は、その上面に回路基板１が搭載される。回路基板１は、図１を用いて説明したように複数の電子部品２，３が実装されると共に、シールドが必要な電子部品２を覆うようにシールド部材５がはんだ付けされている。この際、シールド部材５は、その全周がはんだ付けされる。このシールド部材５は導電性金属よりなり、側面５ａと上面５ｂとを有した下方が開口した箱形状を有している。また、側面５ａには、後述するクランパ４４と係合するための係合孔６が形成されている。
【００２５】
またテーブル装置１４は、その内部に熱風発生装置２３が設けられている。この熱風発生装置２３の上部には熱風噴出ノズル２４が設けられており、熱風発生装置２３で発生した熱風は、熱風噴出ノズル２４を介してシールド部材５に吹き付けられる構成とされている。
【００２６】
冷却用Ｎ２噴出し装置１５は、テーブル装置１４の上部に配設されている。この冷却用Ｎ２噴出し装置１５は、固定シャフト２７に固定されたＮ２噴射ノズル２６を有している。このＮ２噴射ノズル２６は、図示しないＮ２ガス供給装置に接続されており、よってＮ２噴射ノズル２６の先端からは、Ｎ２ガスが噴射される構成とされている。
【００２７】
また、Ｎ２噴射ノズル２６は、後述するリペア位置（回路基板１に対してシールド部材５取り外し及び装着する位置）に向けＮ２ガスを噴射しうるよう構成されている。このＮ２噴射ノズル２６から噴射されるＮ２ガスの温度は、常温（20℃±15℃）或いは常温よりも低い温度とされている。尚、操作装置３０はリワーク装置１０の動作を制御するものであり、操作者により操作されるものである。
【００２８】
次に、主に図４を用いて加熱ヘッド装置４０の具体的な構成について説明する。
【００２９】
加熱ヘッド装置４０は、装着部１９、断熱部２０、ヒータブロック４１、加熱ヘッド４２、及びクランパ４４（請求項に記載の接触部材に相当する）等により構成されている。装着部１９は、前記したアーム１８に固定される部位である。この装着部１９の下部には、断熱部２０が配設されている。この断熱部２０は、後述するヒータブロック４１で発生する熱がアーム１８を介して昇降装置１２に熱伝導するのを防止するために設けられている。断熱部２０としては、例えばグラスウール、ロックウール、セラミック断熱材等を使用することができる。
【００３０】
また、断熱部２０の下面の外周位置には、ヘッドガイド４３が下方（Ｚ１方向）に延出するよう設けられている。このヘッドガイド４３は、その図中下端に内側に向け突出した爪部４３ａを有している。
【００３１】
ヒータブロック４１及び加熱ヘッド４２は、断熱部２０とヘッドガイド４３の爪部４３ａとの間に配設されている。この際、ヒータブロック４１と加熱ヘッド４２は一体的な構成とされており、上部にヒータブロック４１が、下部に加熱ヘッド４２が配設されている。
【００３２】
ヒータブロック４１は、内部に加熱手段となるヒータ（図示せず）が配設されている。また、加熱ヘッド４２は、熱伝導性の高い金属（例えば、真鍮）により形成されている。よって、ヒータブロック４１のヒータが加熱すると、この熱は加熱ヘッド４２に熱伝達される。
【００３３】
このヒータブロック４１及び加熱ヘッド４２は、ヘッドガイド４３に係合した構成とされている。具体的には、加熱ヘッド４２は、その側部所定位置に形成された４３Ｃが爪部４３ａと係合することにより、ヘッドガイド４３に支持された構成とされている。このため、ヒータブロック４１及び加熱ヘッド４２は、ヘッドガイド４３内で若干量だけ移動可能な構成となっている。
【００３４】
また、断熱部２０の中央位置には装着孔５１が形成されており、この装着孔５１内にはピボット４５が配設されている。このピボット４５は、コイルスプリング５２により下方（Ｚ１方向）に弾性付勢されている。従って、一体化されたヒータブロック４１及び加熱ヘッド４２は、ピボット４５を中心として図４に矢印Ａ１，Ａ２で示す方向に変位（揺動）可能な構成とされている。この揺動範囲は、後述するクランパ４４が回路基板１に配設されたシールド部材５に装着される際、容易かつ確実な装着が行いうる揺動範囲とされている。
【００３５】
加熱ヘッド４２は、その下面に空間部４２ｂが形成されている。この空間部４２ｂは、加熱ヘッド装置４０がシールド部材５に装着された状態（図４に示す状態）で、シールド部材５の上面５ｂと対向するよう構成されている。
【００３６】
また、空間部４２ｂの上面５ｂと対向する面には、複数のＮ２噴出孔４８が形成されている。このＮ２噴出孔４８は、Ｎ２供給通路４７及びＮ２供給口４６を介しＮ２供給装置（図示せず）に接続されている。
【００３７】
後述するように、シールド部材５に対して加熱ヘッド装置４０により加熱処理が行われる際、Ｎ２供噴出孔４８からシールド部材５の上面５ｂに向けＮ２ガスが噴出される。これにより、加熱ヘッド装置４０によりシールド部材５が加熱されても、上面５ｂに変色（酸化による）が発生することを防止することができる。
【００３８】
加熱ヘッド４２は、その下面に空間部４２ｂが形成されることにより、空間部４２ｂの形成位置の外周に相対的に下方（Ｚ１方向）に向け延出した延出部４２ａが形成される。クランパ４４は、この延出部４２ａの外側に固定ネジ４５を用いて固定されている。
【００３９】
クランパ４４は、図４に加え図５に示すように、加熱ヘッド４２の熱伝導率（例えば、106W/m・K）よりも高い熱伝導率（例えば、403W/m・K）を有すると共に、バネ性を有した金属材料（例えば、無酸素銅）により形成されている。また、無酸素銅よりなるクランパ４４の表面には、クロムめっきが施され、これにより酸化が防止されている。更に、クランパ４４の厚さは、例えば0.3mm〜0.5mmとされている。
【００４０】
上記構成のクランパ４４は、加熱ヘッド４２を介してヒータブロック４１により加熱される。この際、上記のようにクランパ４４は加熱ヘッド４２よりも熱伝導率が高いため、加熱ヘッド４２の熱（ヒータブロック４１から熱伝導した熱）は、効率よくクランパ４４に熱伝達される。よってクランパ４４は、はんだ７を溶融しうる温度（約217℃）以上の温度まで確実に昇温される。
【００４１】
また、クランパ４４は板状の部材であり、シールド部材５のはんだ付け面となる側面５ａに弾性力を持って接触する構成とされている。また本実施例では、クランパ４４は加熱ヘッド４２の両側部に一対配設されており、その離間距離はシールド部材５の外形状に対応するよう設定されている。従って、シールド部材５は、加熱ヘッド４２に配設された一対のクランパ４４により把持される構成とされている。
【００４２】
更に前記したように、シールド部材５の側面５ａには係合孔６（図１及び図６参照）が形成されている。また、クランパ４４の内側（シールド部材５と対向する側）には、係合孔６と係合する突起４４ａが形成されている。
【００４３】
後述するように、加熱ヘッド装置４０をシールド部材５に装着する際、図６（Ａ）に示すようにクランパ４４（突起４４ａ）は側面５ａ上を摺動しつつ下方向（Ｚ１方向）に移動する。そして、突起４４ａが係合孔６と対向する位置まで移動した時点で、図６（Ｂ）に示すように、突起４４ａは係合孔６と係合する。
【００４４】
よって、クランパ４４によりシールド部材５を把持する際、クランパ４４の弾性力による保持に加え、シールド部材５は突起４４ａが係合孔６に係合することによっても保持される。このため、シールド部材５を加熱ヘッド装置４０に確実に保持させることができる。尚、シールド部材５に突起を形成し、クランパ４４にこれと係合する凹部を形成する構成としても、シールド部材５を加熱ヘッド装置４０に確実に保持させることができる。
【００４５】
また、クランパ４４は、その下端部（Ｚ１方向の端部）に傾斜面４４ｂが形成されている。この傾斜面４４ｂは、クランパ４４の内側（シールド部材５と対向する側）に形成されている。クランパ４４に傾斜面４４ｂを形成することにより、回路基板１とシールド部材５と接続するはんだ７にクランパ４４を近接させることが可能となる。
【００４６】
即ち、回路基板１とシールド部材５とをはんだ付けした場合、はんだ７にははんだフィレットが形成される。また、クランパ４４を直接はんだ７に接触させると、クランパ４４にはんだ７やペーストが付着しクランパ４４が汚染してしまう。このため、クランパ４４とはんだ７は、離間させる必要がある。
【００４７】
この際、クランパ４４の下端部が平らな形状であると、クランパ４４をはんだ７の上端部までした移動（下降）させることができず、クランパ４４とはんだ７が離間した状態となってしまう。しかしながら、クランパ４４の形状を上記のような傾斜面４４ｂを有した形状とすることにより、傾斜面４４ｂははんだ７の逃げ部として機能する。このため、図５及び図６（Ｂ）に示すように、はんだ７と傾斜面４４ｂを近接させることができ、よってはんだ７を効率よく加熱することができる。
【００４８】
続いて、上記構成とされたリワーク装置１０を用いた、回路基板１に配設された電子部品２をリペアするリペア処理方法について説明する。但し、図１に示すように、電子部品２は回路基板１にはんだ付けされたシールド部材５により封止されているものとする。
【００４９】
電子部品２をリペアするには、先ず対象となる電子部品２が実装された回路基板１をリワーク装置１０に装着する。図３は、回路基板１がリワーク装置１０に装着さたれ状態を示している。この際、リワーク装置１０の装着部１９には、予め回路基板１にはんだ付けされたシールド部材５と対応する加熱ヘッド４２を有する加熱ヘッド装置４０が装着されている。
【００５０】
回路基板１がリワーク装置１０に装着されると、操作装置３０により熱風発生装置２３が駆動される。これにより、回路基板１の下面に対して熱風が吹き付けられ、回路基板１は予備加熱される。
【００５１】
また、加熱ヘッド装置４０を構成するヒータブロック４１のヒータも起動され、ヒータブロック４１は加熱される。また、ヒータブロック４１が昇温するに従い、ヒータブロック４１と熱的に接続されている加熱ヘッド４２も昇温する。ヒータブロック４１の加熱温度は、加熱ヘッド４２の延出部４２ａが例えば315℃となるよう制御されている。
【００５２】
次に、操作装置３０は位置決め装置１３を駆動し、加熱ヘッド装置４０と対向する位置にシールド部材５が位置するよう、回路基板１を位置決めする。そして、加熱ヘッド装置４０に対する回路基板１の位置決めが終了すると、操作装置３０は昇降装置１２の駆動装置１７を駆動し、加熱ヘッド装置４０を下降させる（Ｚ１方向に移動させる）。また、操作装置３０は図示しないＮ２供給装置を起動し、Ｎ２供給口４６、Ｎ２供給通路４７介してＮ２供噴出孔４８からＮ２ガスを噴射させる。
【００５３】
加熱ヘッド装置４０の下降に伴い、やがてクランパ４４はシールド部材５の側面５ａ（具体的には、側面５ａの外周面）と係合する。この際、前記のように一体化されたヒータブロック４１と加熱ヘッド４２は、ピボット４５を中心としてヘッドガイド４３内で図４に矢印Ａ１，Ａ２で示す方向に移動可能（揺動可能）な構成となっている。このため、クランパ４４とシールド部材５との間に若干に位置ずれがあったとしても、ヒータブロック４１及び加熱ヘッド４２が揺動することによりこの位置ずれは吸収され、よって確実にクランパ４４をシールド部材５に係合させることができる。
【００５４】
また、前記したようにクランパ４４はバネ性を有しており、また固定ネジ４５により加熱ヘッド４２に固定されることにより片持ち梁状となっている。また、クランパ４４の内側には、突起４４ａが形成されている。このため、クランパ４４はシールド部材５に係合した後、図６（Ａ）に示すように、外側に弾性変形しつつ下降する。この時、突起４４ａは側面５ａの外周面を摺動する。また、クランパ４４がシールド部材５と係合した時点で、クランパ４４によりシールド部材５に対する加熱が開始される。
【００５５】
更に加熱ヘッド装置４０が下降すると、突起４４ａが係合孔６に係合する。これによりシールド部材５はクランパ４４により把持され、よって加熱ヘッド装置４０により保持された状態となる（以下、この状態を装着状態という）。この装着状態では、シールド部材５はクランパ４４がシールド部材５を押圧する弾性力と、突起４４ａと係合孔６との係合力により加熱ヘッド装置４０に保持される。
【００５６】
また装着状態では、クランパ４４はシールド部材５の側面５ａに密着した状態となる。このため、クランパ４４の熱は、シールド部材５に損失なく熱伝導される。また本実施例では、クランパ４４の下端部に傾斜面４４ｂが形成されているため、装着状態において傾斜面４４ｂをはんだ７に近接させることができる。よって、クランパ４４ではんだ７を直接加熱することが可能となる。更に、シールド部材５の上面５ｂには加熱ヘッド４２の延出部４２ａの下面が接触し、この加熱ヘッド４２の延出部４２ａの下面によりシールド部材５は加熱される。
【００５７】
シールド部材５は、上記のように加熱ヘッド装置４０により加熱処理が行われることにより、フィレット形状のはんだ７の上部（側面５ａ側）と下部（回路基板１側）で熱勾配が殆どない状態で加熱することができる。本実施例の場合、フィレット形状のはんだ７の上部の温度は268℃であり、下部の温度は230℃であった。
【００５８】
このように、本実施例に係るリワーク装置１０では、はんだ７の全体を少ない熱勾配で効率よく加熱することができるため、よってはんだ７を短時間で溶融することができる。尚、前記したように回路基板１は熱風発生装置２３によりその下面を加熱されている。よって、これによってもはんだ７を溶融するのに要する時間の短縮を図ることができる。
【００５９】
また本実施例に係るリワーク装置１０では、クランパ４４がシールド部材５と密着すると共にはんだ７に近接配置できるため、ヒータブロック４１に設けるヒータの加熱容量を、クランパをはんだから離間させた従来構成に比べて小さくすることができる。このため、ヒータブロック４１に設けられるヒータの小型化及び消費電極の低減を図ることができる。
【００６０】
一方、本実施例で用いているクランパ４４は板状部材であり、その厚さは、約0.3mm〜0.5mm程度とされている。このため、回路基板１が電子部品２及び電子部品３を高密度に実装した構成であっても、図５に示すように装着状態のクランパ４４と電子部品３との間に0.1mm以上の隙間を設けることができる。よって、回路基板１上で、シールド部材５の近傍に配設された電子部品３がリペア処理時にクランパ４４と干渉して損傷することを防止することができる。
【００６１】
更に、加熱ヘッド装置４０がシールド部材５を加熱しはんだ７を溶融する処理を行っている間、加熱ヘッド４２に形成されたＮ２供噴出孔４８からはシールド部材５に向け不活性ガスであるＮ２ガスが噴射されている。これにより、シールド部材５が加熱されても、シールド部材５が酸化して変色することを防止できる。また、シールド部材５の表面に絶縁層が形成されることも防止でき、よってシールド部材５を加熱しても、そのシールド性能が低下することを防止できる。
【００６２】
尚、Ｎ２供噴出孔４８から噴射されるＮ２ガスは、図４に示されるように、ヒータブロック４１及び加熱ヘッド４２を通過した後にＮ２供噴出孔４８からシールド部材５に噴射される。よって、Ｎ２供噴出孔４８から噴射されるＮ２ガスは加熱されており、よってＮ２ガスを噴射することにより、シールド部材５の加熱効率が低下するようなことはない。
【００６３】
上記のようにしてはんだ７が溶融すると、昇降装置１２により加熱ヘッド装置４０は上昇される（Ｚ２方向に移動される）。前記のように、突起４４ａが係合孔６に係合すること等により、シールド部材５は加熱ヘッド装置４０に確実に保持されている。よって、加熱ヘッド装置４０が上昇することにより、シールド部材５は回路基板１から取り外される。これにより、シールド部材５に覆われていた電子部品２が外部に露出した状態となる。
【００６４】
このシールド部材５が取り外された状態で、不良品である電子部品２の取り外し処理と、良品の電子部品２の実装処理（両処理を合わせて部品リペア処理という）が実施される。尚、この電子部品２の取り外し及び実装処理は、従来と代わるところがないためその説明は省略する。また、この部品リペア処理中、加熱ヘッド装置４０によるシールド部材５の加熱処理は継続して実施されている。
【００６５】
部品リペア処理が終了すると、回路基板１のシールド部材５の配設位置には、クリームはんだが塗布される。そして、このクリームはんだを塗布する処理が終了すると、シールド部材５を回路基板１に装着する処理（以下、この処理を再装着処理という）が開始される。
【００６６】
再装着処理が開始すると、操作装置３０は昇降装置１２を駆動し、再び加熱ヘッド装置４０を下降させる。そして、シールド部材５が回路基板１に接触すると、側面５ａの下端部はクリームはんだと接触し、またクランパ４４の下端部の傾斜面４４ｂはクリームはんだと近接した状態となる。
【００６７】
前記したように、本実施例に係るリワーク装置１０は、シールド部材５を効率よく加熱することができるため、クリームハンダ内のはんだを短時間で確実に溶融することができる。このように、クリームハンダ内のはんだが溶融することにより、このはんだは回路基板１とシールド部材５とを接合する。
【００６８】
このように、回路基板１とシールド部材５とが再びはんだ７により接合されると、操作装置３０は図示しないＮ２ガス供給装置を起動し、回路基板１とシールド部材５との接合位置、即ちはんだ７の配設位置に向けＮ２ガスを噴射させる。これにより、溶融していたはんだ７は短時間で凝固し、シールド部材５は再び回路基板１に装着（固定）される。
【００６９】
このようにしてシールド部材５が回路基板１に装着されると、操作装置３０は加熱ヘッド装置４０を上昇させる。この際、クランパ４４がシールド部材５を挟持する力（突起４４ａと係合孔６との係合力も含む）は、はんだ７が回路基板１とシールド部材５とを接合する力に比べて小さくなるよう設定されている。このため、加熱ヘッド装置４０が上昇することにより、突起４４ａは係合孔６から離脱し、クランパ４４はシールド部材５から離間する。以上の一連の処理により、回路基板１に対するリペア処理は終了する。
【００７０】
図７は、本実施例に係るリワーク装置１０を用いてシールド部材５のリペア処理を行ったときのシールド部材５の温度上昇の様子を従来と比較して示す図である。図７（Ａ），（Ｂ）において、横軸は加熱開始からの時間を示し、縦軸はシールド部材５の回路基板１とはんだ付けした部位の温度上昇を示している。また、図７（Ａ）は従来のホットエアを用いたリワーク装置におけるシールド部材の温度上昇の様子を示しており、図７（Ｂ）は上記した実施例に係るリワーク装置１０を用いた場合のシールド部材５の温度上昇の様子を示している。
【００７１】
図７（Ａ）に示すホットエアをシールド部材５に噴射する構成のリワーク装置では、シールド部材の温度上昇と回路基板１に実装された電子部品（ＩＣ）の温度上昇は略同一であり、かつその温度上昇速度は遅い。このため、シールド部材のみを効率よく加熱することができず、リペア処理の効率が低下すると共に、電子部品が長時間にわたり高い温度に晒されるため、ダメージを受けるおそれがある。
【００７２】
これに対して図７（Ｂ）に示す本実施例に係るリワーク装置１０を用いた場合には、シールド部材５の温度上昇速度は従来に比べて速く、また電子部品２の温度上昇速度は従来に比べて遅いことが分る。よって、本実施例に係るリワーク装置１０によれば、短時間でシールド部材５を回路基板１から取り外せるためリペア処理の効率を高めることができる。また、電子部品２の温度上昇速度が遅いことにより、リペア処理を実施しても電子部品２に熱損傷が発生することを防止することができる。
【００７３】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。
【００７４】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
基板にはんだ付けされた被はんだ付け部材を加熱ヘッド装置により加熱することによりはんだを溶融し、該被はんだ付け部材を前記基板から取り外すリペア装置であって、
前記加熱ヘッド装置は、
加熱手段により加熱される加熱ヘッドと、
該加熱ヘッドにより加熱され、該加熱ヘッドの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有すると共にバネ性を有した材料により形成され、前記被はんだ付け部材のはんだ付け面に弾性力を持って接触する接触部材と、
を有するリペア装置。
（付記２）
前記加熱ヘッド装置は、更に前記加熱ヘッドが取り付けられる装着部を更に有し、
前記加熱ヘッドは前記装着部に対し変位可能な構成された付記１記載のリペア装置。
（付記３）
前記加熱ヘッドは、前記被はんだ付け部材に向けて不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を有してなる付記２記載のリペア装置。
（付記４）
前記接触部材の先端部に、前記はんだとの接触を防止する逃げ部を形成してなる付記３記載のリペア装置。
（付記５）
前記被はんだ付け部材に対し冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段を設けた付記４記載のリペア装置。
（付記６）
前接触部材により前記被はんだ付け部材を把持しうる構成とした付記５記載のリペア装置。
（付記７）
前記接触部材は無酸素銅により形成されてなる付記６記載のリペア装置。
（付記８）
前記接触部材の表面にクロムめっきを施してなる付記７記載のリペア装置。
（付記９）
前記基板を保持するステージ装置に、該基板に向け加熱ガスを供給する加熱ガス供給ノズルを設けた付記８記載のリペア装置。
（付記１０）
前記加熱ヘッド装置を昇降させる昇降装置を設けた付記１乃至９のいずれか一項に記載のリペア装置。
（付記１１）
前記ステージ装置を移動させる位置決め装置を設けた付記９記載のリペア装置。
（付記１２）
基板にはんだ付けされた被はんだ付け部材を加熱ヘッド装置により加熱することによりはんだを溶融し、該被はんだ付け部材を前記基板から取り外すリペア方法であって、
加熱ヘッドに設けられた接触部材を前記被はんだ付け部材のはんだ接続面に接触させて前記被はんだ付け部材を加熱して前記はんだを溶融している間、前記被はんだ付け部材に向けて不活性ガスを供給するリペア方法。
（付記１３）
前記接触部材が前記被はんだ付け部材に接触する前に、前記基板を加熱する付記１２記載のリペア方法。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】図１は、シールド板の回路基板への取り付け構造を説明するための斜視図である。
【図２】図２は、従来のシールド板の取り外し方法の第１例を説明するための図である。
【図３】図３は、従来のシールド板の取り外し方法の第２例を説明するための図である。
【図４】図４は発明の一実施例であるリワーク装置を示しており、図４（Ａ）はリワーク装置の正面図、図４（Ｂ）はリワーク装置の側面図である。
【図５】図５は、加熱ヘッド装置のクランパ近傍を拡大して示す図である。
【図６】図６は、本発明の一実施例であるシールド板の取り外し方法を説明するための図である。
【図７】図７は本発明の効果を示す図であり、図７（Ａ）は参考のために加熱時における電子部品とシールド板の従来の温度変化を示しており、図７（Ｂ）は本実施例の加熱時における電子部品とシールド板の温度変化を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 回路基板
２，３ 電子部品
５ シールド部材
６ 係合孔
７ はんだ
１０ リワーク装置
１１ 筐体
１２ 昇降装置
１３ 位置決め装置
１４ テーブル装置
１５ 冷却用Ｎ２噴出し装置
１６ 昇降用ベース
１９ 固定部
２０ 断熱部
２３ 熱風発生装置
２４ 熱風噴出ノズル
２６ Ｎ２噴射ノズル
３０ 操作装置
４０ 加熱ヘッド装置
４１ ヒータブロック
４２ 加熱ヘッド
４３ ヘッドガイド
４４ クランパ
４４ａ 突起
４５ 固定ネジ
５０ ピボット
【技術分野】
【０００１】
本発明はリペア装置及びリペア方法に係り、特に回路基板にはんだ付けされた被はんだ付け部材を熱印加することによりはんだを溶融して回路基板から取り外すリペア装置及びリペア方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、携帯電話等の電子機器では、マイクロプロセサやSAWフィルタなど、周波数の違う高周波の信号を処理する回路群が同一基板内に実装されている。その際、回路群どうしの電波の干渉が問題となる。
【０００３】
これを解決すべく、図１に示されるように携帯電話の回路基板１には、電子部品２からなる回路群をシールドする金属のシールド部材５（金属のケース）が実装される。また、このシールド部材５は、生産性を考慮して電子部品２，３の実装工程と同時にはんだペースト印刷された回路基板１上に搭載され、一括リフローによりはんだ接合される。この構成とすることにより電波干渉の問題は解消されるが、一方においてシールド部材５内に配設された電子部品２に不良が発生した場合が問題となる。
【０００４】
電子部品２に不良が発生した場合、この不良な電子部品２を回路基板１から取り外し、良品の電子部品２に取り替えるリペア処理が実施される（特許文献１参照）。通常、シールド部材５は、このシールド部材５に内設された電子部品２から1mm程度の微小な間隔をおいて、その周囲を囲むよう回路基板１に実装されている。
【０００５】
従って、シールド部材５に内設された電子部品２の交換を行う場合、シールド部材５がその交換作業を妨げる場合が多く、シールド部材５を取り除いてから内部の電子部品２を交換する必要がある。しかし、シールド部材５はその全周囲を回路基板１にはんだ付け接合された構造であるため、シールド部材５を取り外すにははんだを溶融させて取り外す以外に方法がない。
【０００６】
シールド部材５を取り外すには、シールド部材５のはんだ接続部を同時に加熱する必要がある。このために、ホットエア等の広域加熱が可能な手段が検討されたが、シールド部材５の内部に配設された電子部品２及びシールド部材５の外部に配設された電子部品３も同時に、はんだ融点(217℃以上)近くまで加熱されるため、出荷後の製品の信頼性を確保することが困難で不採用となっている。
【０００７】
そこで、シールド部材５のみ加熱する手法として、(a)加熱ヘッド１００をシールド部材５の上面５ａに接触させ、シールド部材５の上部からはんだ７の加熱を行う方法（図２（Ａ）参照）、(b)加熱ヘッド１００をシールド部材５の側面５ｂに接触させはんだ７により近い位置からはんだ７を加熱する方法（図２（Ｂ）参照）が検討された。
【特許文献１】特開平０８−０４６３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の(a),(b)のいずれの方法も安定してはんだ７を加熱することができず、実用に至っていない。
【０００９】
即ち、上記した図２（Ａ）に示す方法では、シールド部材５は通常薄い（0.1mm）ステンレスにニッケル、錫をめっきしたものであり熱伝導が悪く、また加熱位置とはんだ７の位置が離間しているため、加熱ヘッド１００の温度を400℃付近に上げないとはんだ７の溶融を行うことができない。また、このような高温の加熱ヘッド１００をシールド部材５に接触させると、シールド部材５の酸化による変色が進行し、ごみの発生や表面に絶縁層が形成されシールド性能が著しく低下するという問題点が生じる。
【００１０】
また上記した図２（Ｂ）に示す方法では、回路基板１の高密度化に伴い、シールド部材５が実装される位置から0.2mmと非常に狭い間隙に電子部品３が実装されるケースが多いため、加熱ヘッド１００をシールド部材５の側面５ａに接触させるのは非常に困難である。
【００１１】
また、加熱ヘッド１００に代えて、先端が扁平である加熱接触部を用いて直接はんだ７に接触させて溶融を行う場合には、加熱接触部の表面にフラックスが付着してしまい、このフラックスにより加熱接触部の断熱が行われてしまう。このため、はんだ７を確実に溶融することができなくなり、また安定してはんだ７を溶融させるためには作業の毎に加熱接触部を洗浄する必要があり、その作業が面倒であるという問題点があった。
【００１２】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、基板に配設された他の部品に影響を及ぼすことなく、基板から被はんだ付け部材を容易かつ確実に取り外すことを可能としたリペア装置及びリペア方法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】
【００１３】
上記の課題は、本発明の第１の観点からは、基板にはんだ付けされた被はんだ付け部材を加熱ヘッド装置により加熱することによりはんだを溶融し、該被はんだ付け部材を前記基板から取り外すリペア装置であって、前記加熱ヘッド装置は、加熱手段により加熱される加熱ヘッドと、該加熱ヘッドにより加熱され、該加熱ヘッドの熱伝導率よりも高い熱伝導率と弾性を有し、前記被はんだ付け部材のはんだ付け面に弾性力を持って接触する接触部材とを有するリペア装置により解決することができる。
【００１４】
また上記の課題は、本発明の第２の観点からは、基板にはんだ付けされた被はんだ付け部材を加熱ヘッド装置により加熱することによりはんだを溶融し、該被はんだ付け部材を前記基板から取り外すリペア方法であって、加熱ヘッドに設けられた接触部材を前記被はんだ付け部材のはんだ接続面に接触させて前記被はんだ付け部材を加熱して前記はんだを溶融している間、前記被はんだ付け部材に向けて不活性ガスを供給するリペア方法により解決することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、加熱ヘッドからの熱を被はんだ付け部材に均一に印加できるため、はんだ接合部を均一に加熱溶融させ、被はんだ付け部材をより安定して確実に取り外すことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
【００１７】
図３は本発明の一実施形態であるリワーク装置１０を示しており、また図４はリワーク装置１０に設けられる加熱ヘッド装置４０を拡大して示している。リワーク装置１０は、図１に示したような回路基板１に実装されると共にシールド部材５（請求項に記載の被はんだ付け部材に相当する）に内設された電子部品２に不良が発生した場合、電子部品２をリペア処理するのに用いられるものである。
【００１８】
ここで、リペア処理とは、不良品の電子部品２を回路基板１から取り外すと共に良品の電子部品２を新たに回路基板１に実装する処理をいう。また、本実施例ではステンレス製のシールド部材５を用いており、その熱伝導率は15W/m・Kである。
【００１９】
リワーク装置１０は、大略すると筐体１１、昇降装置１２、位置決め装置１３、テーブル装置１４、冷却用Ｎ２噴出し装置１５等により構成されている。筐体１１は、後述する各装置１２〜１５を支持するものである。
【００２０】
昇降装置１２は、昇降用ベース１６、駆動装置１７、アーム１８、装着部１９、断熱部２０、及び加熱ヘッド装置４０等により構成されている。昇降用ベース１６は筐体１１に固定されており、この昇降用ベース１６には駆動装置１７が固定されている。駆動装置１７はアーム１８を回路基板１に対して上下方向（図中、矢印Ｚ１，Ｚ２方向）に移動される機能を奏するものである。この駆動装置１７は、例えばシリンダ，リニアモータ等を用いることができる。
【００２１】
アーム１８は、その下部に加熱ヘッド装置４０を装着するための装着部１９が設けられている。また、装着部１９の下部には断熱部２０が配設されており、よって加熱ヘッド装置４０は断熱部２０を介して装着部１９に装着される。
【００２２】
これにより、加熱ヘッド装置４０が加熱しても、その熱は断熱部２０において遮断され、アーム１８及び昇降装置１２に熱伝導されるようなことはない。尚、説明の便宜上、加熱ヘッド装置４０の詳細説明については後述するものとする。
【００２３】
位置決め装置１３は、上部にテーブル装置１４を搭載している。そして、このテーブル装置１４を図中矢印Ｘ１，Ｘ２方向及び矢印Ｙ１，Ｙ２方向に移動させる構成とされている。このため、位置決め装置１３には、テーブル装置１４をＸ１，Ｘ２方向に移動させるための駆動装置２１と、テーブル装置１４をＹ１，Ｙ２方向に移動させるための駆動装置２２が設けられている。
【００２４】
テーブル装置１４は、その上面に回路基板１が搭載される。回路基板１は、図１を用いて説明したように複数の電子部品２，３が実装されると共に、シールドが必要な電子部品２を覆うようにシールド部材５がはんだ付けされている。この際、シールド部材５は、その全周がはんだ付けされる。このシールド部材５は導電性金属よりなり、側面５ａと上面５ｂとを有した下方が開口した箱形状を有している。また、側面５ａには、後述するクランパ４４と係合するための係合孔６が形成されている。
【００２５】
またテーブル装置１４は、その内部に熱風発生装置２３が設けられている。この熱風発生装置２３の上部には熱風噴出ノズル２４が設けられており、熱風発生装置２３で発生した熱風は、熱風噴出ノズル２４を介してシールド部材５に吹き付けられる構成とされている。
【００２６】
冷却用Ｎ２噴出し装置１５は、テーブル装置１４の上部に配設されている。この冷却用Ｎ２噴出し装置１５は、固定シャフト２７に固定されたＮ２噴射ノズル２６を有している。このＮ２噴射ノズル２６は、図示しないＮ２ガス供給装置に接続されており、よってＮ２噴射ノズル２６の先端からは、Ｎ２ガスが噴射される構成とされている。
【００２７】
また、Ｎ２噴射ノズル２６は、後述するリペア位置（回路基板１に対してシールド部材５取り外し及び装着する位置）に向けＮ２ガスを噴射しうるよう構成されている。このＮ２噴射ノズル２６から噴射されるＮ２ガスの温度は、常温（20℃±15℃）或いは常温よりも低い温度とされている。尚、操作装置３０はリワーク装置１０の動作を制御するものであり、操作者により操作されるものである。
【００２８】
次に、主に図４を用いて加熱ヘッド装置４０の具体的な構成について説明する。
【００２９】
加熱ヘッド装置４０は、装着部１９、断熱部２０、ヒータブロック４１、加熱ヘッド４２、及びクランパ４４（請求項に記載の接触部材に相当する）等により構成されている。装着部１９は、前記したアーム１８に固定される部位である。この装着部１９の下部には、断熱部２０が配設されている。この断熱部２０は、後述するヒータブロック４１で発生する熱がアーム１８を介して昇降装置１２に熱伝導するのを防止するために設けられている。断熱部２０としては、例えばグラスウール、ロックウール、セラミック断熱材等を使用することができる。
【００３０】
また、断熱部２０の下面の外周位置には、ヘッドガイド４３が下方（Ｚ１方向）に延出するよう設けられている。このヘッドガイド４３は、その図中下端に内側に向け突出した爪部４３ａを有している。
【００３１】
ヒータブロック４１及び加熱ヘッド４２は、断熱部２０とヘッドガイド４３の爪部４３ａとの間に配設されている。この際、ヒータブロック４１と加熱ヘッド４２は一体的な構成とされており、上部にヒータブロック４１が、下部に加熱ヘッド４２が配設されている。
【００３２】
ヒータブロック４１は、内部に加熱手段となるヒータ（図示せず）が配設されている。また、加熱ヘッド４２は、熱伝導性の高い金属（例えば、真鍮）により形成されている。よって、ヒータブロック４１のヒータが加熱すると、この熱は加熱ヘッド４２に熱伝達される。
【００３３】
このヒータブロック４１及び加熱ヘッド４２は、ヘッドガイド４３に係合した構成とされている。具体的には、加熱ヘッド４２は、その側部所定位置に形成された４３Ｃが爪部４３ａと係合することにより、ヘッドガイド４３に支持された構成とされている。このため、ヒータブロック４１及び加熱ヘッド４２は、ヘッドガイド４３内で若干量だけ移動可能な構成となっている。
【００３４】
また、断熱部２０の中央位置には装着孔５１が形成されており、この装着孔５１内にはピボット４５が配設されている。このピボット４５は、コイルスプリング５２により下方（Ｚ１方向）に弾性付勢されている。従って、一体化されたヒータブロック４１及び加熱ヘッド４２は、ピボット４５を中心として図４に矢印Ａ１，Ａ２で示す方向に変位（揺動）可能な構成とされている。この揺動範囲は、後述するクランパ４４が回路基板１に配設されたシールド部材５に装着される際、容易かつ確実な装着が行いうる揺動範囲とされている。
【００３５】
加熱ヘッド４２は、その下面に空間部４２ｂが形成されている。この空間部４２ｂは、加熱ヘッド装置４０がシールド部材５に装着された状態（図４に示す状態）で、シールド部材５の上面５ｂと対向するよう構成されている。
【００３６】
また、空間部４２ｂの上面５ｂと対向する面には、複数のＮ２噴出孔４８が形成されている。このＮ２噴出孔４８は、Ｎ２供給通路４７及びＮ２供給口４６を介しＮ２供給装置（図示せず）に接続されている。
【００３７】
後述するように、シールド部材５に対して加熱ヘッド装置４０により加熱処理が行われる際、Ｎ２供噴出孔４８からシールド部材５の上面５ｂに向けＮ２ガスが噴出される。これにより、加熱ヘッド装置４０によりシールド部材５が加熱されても、上面５ｂに変色（酸化による）が発生することを防止することができる。
【００３８】
加熱ヘッド４２は、その下面に空間部４２ｂが形成されることにより、空間部４２ｂの形成位置の外周に相対的に下方（Ｚ１方向）に向け延出した延出部４２ａが形成される。クランパ４４は、この延出部４２ａの外側に固定ネジ４５を用いて固定されている。
【００３９】
クランパ４４は、図４に加え図５に示すように、加熱ヘッド４２の熱伝導率（例えば、106W/m・K）よりも高い熱伝導率（例えば、403W/m・K）を有すると共に、バネ性を有した金属材料（例えば、無酸素銅）により形成されている。また、無酸素銅よりなるクランパ４４の表面には、クロムめっきが施され、これにより酸化が防止されている。更に、クランパ４４の厚さは、例えば0.3mm〜0.5mmとされている。
【００４０】
上記構成のクランパ４４は、加熱ヘッド４２を介してヒータブロック４１により加熱される。この際、上記のようにクランパ４４は加熱ヘッド４２よりも熱伝導率が高いため、加熱ヘッド４２の熱（ヒータブロック４１から熱伝導した熱）は、効率よくクランパ４４に熱伝達される。よってクランパ４４は、はんだ７を溶融しうる温度（約217℃）以上の温度まで確実に昇温される。
【００４１】
また、クランパ４４は板状の部材であり、シールド部材５のはんだ付け面となる側面５ａに弾性力を持って接触する構成とされている。また本実施例では、クランパ４４は加熱ヘッド４２の両側部に一対配設されており、その離間距離はシールド部材５の外形状に対応するよう設定されている。従って、シールド部材５は、加熱ヘッド４２に配設された一対のクランパ４４により把持される構成とされている。
【００４２】
更に前記したように、シールド部材５の側面５ａには係合孔６（図１及び図６参照）が形成されている。また、クランパ４４の内側（シールド部材５と対向する側）には、係合孔６と係合する突起４４ａが形成されている。
【００４３】
後述するように、加熱ヘッド装置４０をシールド部材５に装着する際、図６（Ａ）に示すようにクランパ４４（突起４４ａ）は側面５ａ上を摺動しつつ下方向（Ｚ１方向）に移動する。そして、突起４４ａが係合孔６と対向する位置まで移動した時点で、図６（Ｂ）に示すように、突起４４ａは係合孔６と係合する。
【００４４】
よって、クランパ４４によりシールド部材５を把持する際、クランパ４４の弾性力による保持に加え、シールド部材５は突起４４ａが係合孔６に係合することによっても保持される。このため、シールド部材５を加熱ヘッド装置４０に確実に保持させることができる。尚、シールド部材５に突起を形成し、クランパ４４にこれと係合する凹部を形成する構成としても、シールド部材５を加熱ヘッド装置４０に確実に保持させることができる。
【００４５】
また、クランパ４４は、その下端部（Ｚ１方向の端部）に傾斜面４４ｂが形成されている。この傾斜面４４ｂは、クランパ４４の内側（シールド部材５と対向する側）に形成されている。クランパ４４に傾斜面４４ｂを形成することにより、回路基板１とシールド部材５と接続するはんだ７にクランパ４４を近接させることが可能となる。
【００４６】
即ち、回路基板１とシールド部材５とをはんだ付けした場合、はんだ７にははんだフィレットが形成される。また、クランパ４４を直接はんだ７に接触させると、クランパ４４にはんだ７やペーストが付着しクランパ４４が汚染してしまう。このため、クランパ４４とはんだ７は、離間させる必要がある。
【００４７】
この際、クランパ４４の下端部が平らな形状であると、クランパ４４をはんだ７の上端部までした移動（下降）させることができず、クランパ４４とはんだ７が離間した状態となってしまう。しかしながら、クランパ４４の形状を上記のような傾斜面４４ｂを有した形状とすることにより、傾斜面４４ｂははんだ７の逃げ部として機能する。このため、図５及び図６（Ｂ）に示すように、はんだ７と傾斜面４４ｂを近接させることができ、よってはんだ７を効率よく加熱することができる。
【００４８】
続いて、上記構成とされたリワーク装置１０を用いた、回路基板１に配設された電子部品２をリペアするリペア処理方法について説明する。但し、図１に示すように、電子部品２は回路基板１にはんだ付けされたシールド部材５により封止されているものとする。
【００４９】
電子部品２をリペアするには、先ず対象となる電子部品２が実装された回路基板１をリワーク装置１０に装着する。図３は、回路基板１がリワーク装置１０に装着さたれ状態を示している。この際、リワーク装置１０の装着部１９には、予め回路基板１にはんだ付けされたシールド部材５と対応する加熱ヘッド４２を有する加熱ヘッド装置４０が装着されている。
【００５０】
回路基板１がリワーク装置１０に装着されると、操作装置３０により熱風発生装置２３が駆動される。これにより、回路基板１の下面に対して熱風が吹き付けられ、回路基板１は予備加熱される。
【００５１】
また、加熱ヘッド装置４０を構成するヒータブロック４１のヒータも起動され、ヒータブロック４１は加熱される。また、ヒータブロック４１が昇温するに従い、ヒータブロック４１と熱的に接続されている加熱ヘッド４２も昇温する。ヒータブロック４１の加熱温度は、加熱ヘッド４２の延出部４２ａが例えば315℃となるよう制御されている。
【００５２】
次に、操作装置３０は位置決め装置１３を駆動し、加熱ヘッド装置４０と対向する位置にシールド部材５が位置するよう、回路基板１を位置決めする。そして、加熱ヘッド装置４０に対する回路基板１の位置決めが終了すると、操作装置３０は昇降装置１２の駆動装置１７を駆動し、加熱ヘッド装置４０を下降させる（Ｚ１方向に移動させる）。また、操作装置３０は図示しないＮ２供給装置を起動し、Ｎ２供給口４６、Ｎ２供給通路４７介してＮ２供噴出孔４８からＮ２ガスを噴射させる。
【００５３】
加熱ヘッド装置４０の下降に伴い、やがてクランパ４４はシールド部材５の側面５ａ（具体的には、側面５ａの外周面）と係合する。この際、前記のように一体化されたヒータブロック４１と加熱ヘッド４２は、ピボット４５を中心としてヘッドガイド４３内で図４に矢印Ａ１，Ａ２で示す方向に移動可能（揺動可能）な構成となっている。このため、クランパ４４とシールド部材５との間に若干に位置ずれがあったとしても、ヒータブロック４１及び加熱ヘッド４２が揺動することによりこの位置ずれは吸収され、よって確実にクランパ４４をシールド部材５に係合させることができる。
【００５４】
また、前記したようにクランパ４４はバネ性を有しており、また固定ネジ４５により加熱ヘッド４２に固定されることにより片持ち梁状となっている。また、クランパ４４の内側には、突起４４ａが形成されている。このため、クランパ４４はシールド部材５に係合した後、図６（Ａ）に示すように、外側に弾性変形しつつ下降する。この時、突起４４ａは側面５ａの外周面を摺動する。また、クランパ４４がシールド部材５と係合した時点で、クランパ４４によりシールド部材５に対する加熱が開始される。
【００５５】
更に加熱ヘッド装置４０が下降すると、突起４４ａが係合孔６に係合する。これによりシールド部材５はクランパ４４により把持され、よって加熱ヘッド装置４０により保持された状態となる（以下、この状態を装着状態という）。この装着状態では、シールド部材５はクランパ４４がシールド部材５を押圧する弾性力と、突起４４ａと係合孔６との係合力により加熱ヘッド装置４０に保持される。
【００５６】
また装着状態では、クランパ４４はシールド部材５の側面５ａに密着した状態となる。このため、クランパ４４の熱は、シールド部材５に損失なく熱伝導される。また本実施例では、クランパ４４の下端部に傾斜面４４ｂが形成されているため、装着状態において傾斜面４４ｂをはんだ７に近接させることができる。よって、クランパ４４ではんだ７を直接加熱することが可能となる。更に、シールド部材５の上面５ｂには加熱ヘッド４２の延出部４２ａの下面が接触し、この加熱ヘッド４２の延出部４２ａの下面によりシールド部材５は加熱される。
【００５７】
シールド部材５は、上記のように加熱ヘッド装置４０により加熱処理が行われることにより、フィレット形状のはんだ７の上部（側面５ａ側）と下部（回路基板１側）で熱勾配が殆どない状態で加熱することができる。本実施例の場合、フィレット形状のはんだ７の上部の温度は268℃であり、下部の温度は230℃であった。
【００５８】
このように、本実施例に係るリワーク装置１０では、はんだ７の全体を少ない熱勾配で効率よく加熱することができるため、よってはんだ７を短時間で溶融することができる。尚、前記したように回路基板１は熱風発生装置２３によりその下面を加熱されている。よって、これによってもはんだ７を溶融するのに要する時間の短縮を図ることができる。
【００５９】
また本実施例に係るリワーク装置１０では、クランパ４４がシールド部材５と密着すると共にはんだ７に近接配置できるため、ヒータブロック４１に設けるヒータの加熱容量を、クランパをはんだから離間させた従来構成に比べて小さくすることができる。このため、ヒータブロック４１に設けられるヒータの小型化及び消費電極の低減を図ることができる。
【００６０】
一方、本実施例で用いているクランパ４４は板状部材であり、その厚さは、約0.3mm〜0.5mm程度とされている。このため、回路基板１が電子部品２及び電子部品３を高密度に実装した構成であっても、図５に示すように装着状態のクランパ４４と電子部品３との間に0.1mm以上の隙間を設けることができる。よって、回路基板１上で、シールド部材５の近傍に配設された電子部品３がリペア処理時にクランパ４４と干渉して損傷することを防止することができる。
【００６１】
更に、加熱ヘッド装置４０がシールド部材５を加熱しはんだ７を溶融する処理を行っている間、加熱ヘッド４２に形成されたＮ２供噴出孔４８からはシールド部材５に向け不活性ガスであるＮ２ガスが噴射されている。これにより、シールド部材５が加熱されても、シールド部材５が酸化して変色することを防止できる。また、シールド部材５の表面に絶縁層が形成されることも防止でき、よってシールド部材５を加熱しても、そのシールド性能が低下することを防止できる。
【００６２】
尚、Ｎ２供噴出孔４８から噴射されるＮ２ガスは、図４に示されるように、ヒータブロック４１及び加熱ヘッド４２を通過した後にＮ２供噴出孔４８からシールド部材５に噴射される。よって、Ｎ２供噴出孔４８から噴射されるＮ２ガスは加熱されており、よってＮ２ガスを噴射することにより、シールド部材５の加熱効率が低下するようなことはない。
【００６３】
上記のようにしてはんだ７が溶融すると、昇降装置１２により加熱ヘッド装置４０は上昇される（Ｚ２方向に移動される）。前記のように、突起４４ａが係合孔６に係合すること等により、シールド部材５は加熱ヘッド装置４０に確実に保持されている。よって、加熱ヘッド装置４０が上昇することにより、シールド部材５は回路基板１から取り外される。これにより、シールド部材５に覆われていた電子部品２が外部に露出した状態となる。
【００６４】
このシールド部材５が取り外された状態で、不良品である電子部品２の取り外し処理と、良品の電子部品２の実装処理（両処理を合わせて部品リペア処理という）が実施される。尚、この電子部品２の取り外し及び実装処理は、従来と代わるところがないためその説明は省略する。また、この部品リペア処理中、加熱ヘッド装置４０によるシールド部材５の加熱処理は継続して実施されている。
【００６５】
部品リペア処理が終了すると、回路基板１のシールド部材５の配設位置には、クリームはんだが塗布される。そして、このクリームはんだを塗布する処理が終了すると、シールド部材５を回路基板１に装着する処理（以下、この処理を再装着処理という）が開始される。
【００６６】
再装着処理が開始すると、操作装置３０は昇降装置１２を駆動し、再び加熱ヘッド装置４０を下降させる。そして、シールド部材５が回路基板１に接触すると、側面５ａの下端部はクリームはんだと接触し、またクランパ４４の下端部の傾斜面４４ｂはクリームはんだと近接した状態となる。
【００６７】
前記したように、本実施例に係るリワーク装置１０は、シールド部材５を効率よく加熱することができるため、クリームハンダ内のはんだを短時間で確実に溶融することができる。このように、クリームハンダ内のはんだが溶融することにより、このはんだは回路基板１とシールド部材５とを接合する。
【００６８】
このように、回路基板１とシールド部材５とが再びはんだ７により接合されると、操作装置３０は図示しないＮ２ガス供給装置を起動し、回路基板１とシールド部材５との接合位置、即ちはんだ７の配設位置に向けＮ２ガスを噴射させる。これにより、溶融していたはんだ７は短時間で凝固し、シールド部材５は再び回路基板１に装着（固定）される。
【００６９】
このようにしてシールド部材５が回路基板１に装着されると、操作装置３０は加熱ヘッド装置４０を上昇させる。この際、クランパ４４がシールド部材５を挟持する力（突起４４ａと係合孔６との係合力も含む）は、はんだ７が回路基板１とシールド部材５とを接合する力に比べて小さくなるよう設定されている。このため、加熱ヘッド装置４０が上昇することにより、突起４４ａは係合孔６から離脱し、クランパ４４はシールド部材５から離間する。以上の一連の処理により、回路基板１に対するリペア処理は終了する。
【００７０】
図７は、本実施例に係るリワーク装置１０を用いてシールド部材５のリペア処理を行ったときのシールド部材５の温度上昇の様子を従来と比較して示す図である。図７（Ａ），（Ｂ）において、横軸は加熱開始からの時間を示し、縦軸はシールド部材５の回路基板１とはんだ付けした部位の温度上昇を示している。また、図７（Ａ）は従来のホットエアを用いたリワーク装置におけるシールド部材の温度上昇の様子を示しており、図７（Ｂ）は上記した実施例に係るリワーク装置１０を用いた場合のシールド部材５の温度上昇の様子を示している。
【００７１】
図７（Ａ）に示すホットエアをシールド部材５に噴射する構成のリワーク装置では、シールド部材の温度上昇と回路基板１に実装された電子部品（ＩＣ）の温度上昇は略同一であり、かつその温度上昇速度は遅い。このため、シールド部材のみを効率よく加熱することができず、リペア処理の効率が低下すると共に、電子部品が長時間にわたり高い温度に晒されるため、ダメージを受けるおそれがある。
【００７２】
これに対して図７（Ｂ）に示す本実施例に係るリワーク装置１０を用いた場合には、シールド部材５の温度上昇速度は従来に比べて速く、また電子部品２の温度上昇速度は従来に比べて遅いことが分る。よって、本実施例に係るリワーク装置１０によれば、短時間でシールド部材５を回路基板１から取り外せるためリペア処理の効率を高めることができる。また、電子部品２の温度上昇速度が遅いことにより、リペア処理を実施しても電子部品２に熱損傷が発生することを防止することができる。
【００７３】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。
【００７４】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
基板にはんだ付けされた被はんだ付け部材を加熱ヘッド装置により加熱することによりはんだを溶融し、該被はんだ付け部材を前記基板から取り外すリペア装置であって、
前記加熱ヘッド装置は、
加熱手段により加熱される加熱ヘッドと、
該加熱ヘッドにより加熱され、該加熱ヘッドの熱伝導率よりも高い熱伝導率を有すると共にバネ性を有した材料により形成され、前記被はんだ付け部材のはんだ付け面に弾性力を持って接触する接触部材と、
を有するリペア装置。
（付記２）
前記加熱ヘッド装置は、更に前記加熱ヘッドが取り付けられる装着部を更に有し、
前記加熱ヘッドは前記装着部に対し変位可能な構成された付記１記載のリペア装置。
（付記３）
前記加熱ヘッドは、前記被はんだ付け部材に向けて不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を有してなる付記２記載のリペア装置。
（付記４）
前記接触部材の先端部に、前記はんだとの接触を防止する逃げ部を形成してなる付記３記載のリペア装置。
（付記５）
前記被はんだ付け部材に対し冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段を設けた付記４記載のリペア装置。
（付記６）
前接触部材により前記被はんだ付け部材を把持しうる構成とした付記５記載のリペア装置。
（付記７）
前記接触部材は無酸素銅により形成されてなる付記６記載のリペア装置。
（付記８）
前記接触部材の表面にクロムめっきを施してなる付記７記載のリペア装置。
（付記９）
前記基板を保持するステージ装置に、該基板に向け加熱ガスを供給する加熱ガス供給ノズルを設けた付記８記載のリペア装置。
（付記１０）
前記加熱ヘッド装置を昇降させる昇降装置を設けた付記１乃至９のいずれか一項に記載のリペア装置。
（付記１１）
前記ステージ装置を移動させる位置決め装置を設けた付記９記載のリペア装置。
（付記１２）
基板にはんだ付けされた被はんだ付け部材を加熱ヘッド装置により加熱することによりはんだを溶融し、該被はんだ付け部材を前記基板から取り外すリペア方法であって、
加熱ヘッドに設けられた接触部材を前記被はんだ付け部材のはんだ接続面に接触させて前記被はんだ付け部材を加熱して前記はんだを溶融している間、前記被はんだ付け部材に向けて不活性ガスを供給するリペア方法。
（付記１３）
前記接触部材が前記被はんだ付け部材に接触する前に、前記基板を加熱する付記１２記載のリペア方法。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】図１は、シールド板の回路基板への取り付け構造を説明するための斜視図である。
【図２】図２は、従来のシールド板の取り外し方法の第１例を説明するための図である。
【図３】図３は、従来のシールド板の取り外し方法の第２例を説明するための図である。
【図４】図４は発明の一実施例であるリワーク装置を示しており、図４（Ａ）はリワーク装置の正面図、図４（Ｂ）はリワーク装置の側面図である。
【図５】図５は、加熱ヘッド装置のクランパ近傍を拡大して示す図である。
【図６】図６は、本発明の一実施例であるシールド板の取り外し方法を説明するための図である。
【図７】図７は本発明の効果を示す図であり、図７（Ａ）は参考のために加熱時における電子部品とシールド板の従来の温度変化を示しており、図７（Ｂ）は本実施例の加熱時における電子部品とシールド板の温度変化を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 回路基板
２，３ 電子部品
５ シールド部材
６ 係合孔
７ はんだ
１０ リワーク装置
１１ 筐体
１２ 昇降装置
１３ 位置決め装置
１４ テーブル装置
１５ 冷却用Ｎ２噴出し装置
１６ 昇降用ベース
１９ 固定部
２０ 断熱部
２３ 熱風発生装置
２４ 熱風噴出ノズル
２６ Ｎ２噴射ノズル
３０ 操作装置
４０ 加熱ヘッド装置
４１ ヒータブロック
４２ 加熱ヘッド
４３ ヘッドガイド
４４ クランパ
４４ａ 突起
４５ 固定ネジ
５０ ピボット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にはんだ付けされた被はんだ付け部材を加熱ヘッド装置により加熱することによりはんだを溶融し、該被はんだ付け部材を前記基板から取り外すリペア装置であって、
前記加熱ヘッド装置は、
加熱手段により加熱される加熱ヘッドと、
該加熱ヘッドにより加熱され、該加熱ヘッドの熱伝導率よりも高い熱伝導率と弾性を有し、前記被はんだ付け部材のはんだ付け面に弾性力を持って接触する接触部材と、
を有するリペア装置。
【請求項２】
前記加熱ヘッド装置は、更に前記加熱ヘッドが取り付けられる装着部を更に有し、
前記加熱ヘッドは前記装着部に対し変位可能な構成された請求項１記載のリペア装置。
【請求項３】
前記加熱ヘッドは、前記被はんだ付け部材に向けて不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を有してなる請求項２記載のリペア装置。
【請求項４】
前記接触部材の先端部に、前記はんだとの接触を防止する逃げ部を形成してなる請求項３記載のリペア装置。
【請求項５】
前記被はんだ付け部材に対し冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段を設けた請求項４記載のリペア装置。
【請求項６】
前記接触部材により前記被はんだ付け部材を把持しうる構成とした請求項５記載のリペア装置。
【請求項７】
前記接触部材は無酸素銅により形成されてなる請求項６記載のリペア装置。
【請求項８】
前記接触部材の表面にクロムめっきを施してなる請求項７記載のリペア装置。
【請求項９】
前記基板を保持するステージ装置に、該基板に向け加熱ガスを供給する加熱ガス供給ノズルを設けた請求項８記載のリペア装置。
【請求項１０】
基板にはんだ付けされた被はんだ付け部材を加熱ヘッド装置により加熱することによりはんだを溶融し、該被はんだ付け部材を前記基板から取り外すリペア方法であって、
加熱ヘッドに設けられた接触部材を前記被はんだ付け部材のはんだ接続面に接触させて前記被はんだ付け部材を加熱して前記はんだを溶融している間、前記被はんだ付け部材に向けて不活性ガスを供給するリペア方法。
【請求項１】
基板にはんだ付けされた被はんだ付け部材を加熱ヘッド装置により加熱することによりはんだを溶融し、該被はんだ付け部材を前記基板から取り外すリペア装置であって、
前記加熱ヘッド装置は、
加熱手段により加熱される加熱ヘッドと、
該加熱ヘッドにより加熱され、該加熱ヘッドの熱伝導率よりも高い熱伝導率と弾性を有し、前記被はんだ付け部材のはんだ付け面に弾性力を持って接触する接触部材と、
を有するリペア装置。
【請求項２】
前記加熱ヘッド装置は、更に前記加熱ヘッドが取り付けられる装着部を更に有し、
前記加熱ヘッドは前記装着部に対し変位可能な構成された請求項１記載のリペア装置。
【請求項３】
前記加熱ヘッドは、前記被はんだ付け部材に向けて不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を有してなる請求項２記載のリペア装置。
【請求項４】
前記接触部材の先端部に、前記はんだとの接触を防止する逃げ部を形成してなる請求項３記載のリペア装置。
【請求項５】
前記被はんだ付け部材に対し冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段を設けた請求項４記載のリペア装置。
【請求項６】
前記接触部材により前記被はんだ付け部材を把持しうる構成とした請求項５記載のリペア装置。
【請求項７】
前記接触部材は無酸素銅により形成されてなる請求項６記載のリペア装置。
【請求項８】
前記接触部材の表面にクロムめっきを施してなる請求項７記載のリペア装置。
【請求項９】
前記基板を保持するステージ装置に、該基板に向け加熱ガスを供給する加熱ガス供給ノズルを設けた請求項８記載のリペア装置。
【請求項１０】
基板にはんだ付けされた被はんだ付け部材を加熱ヘッド装置により加熱することによりはんだを溶融し、該被はんだ付け部材を前記基板から取り外すリペア方法であって、
加熱ヘッドに設けられた接触部材を前記被はんだ付け部材のはんだ接続面に接触させて前記被はんだ付け部材を加熱して前記はんだを溶融している間、前記被はんだ付け部材に向けて不活性ガスを供給するリペア方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１０３５９（Ｐ２０１０−１０３５９Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６７３９４（Ｐ２００８−１６７３９４）
【出願日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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