半田除去方法およびリペア方法
【課題】 隣接する部品との間隔が１５０μｍ以下の狭い間隔で実装される０４０２チップ部品を除去した後にランド上に残留する半田を確実に除去することができる半田除去方法およびリペア方法を提供する。
【解決手段】不良部品を除去した後に、ランド６に残留する半田４を除去する吸取りノズル５の開口をランド６上方に近接して配置する。熱風吹き出し口７から熱風１２が吹き出しランド６に残留する半田４を加熱溶融し、吸取りノズル５の開口からランド６に残留する半田４を吸引する。半田４を吸引した後にランド６に残留する半田４の高さを計測してランド６に残留する半田量の適否を判断する。そして、残留する半田量が適量であると判断された場合には、加熱溶融を終了し、残留する半田量が不適量であると判断された場合には、ランド６に残留する半田４を再び吸引する。
【解決手段】不良部品を除去した後に、ランド６に残留する半田４を除去する吸取りノズル５の開口をランド６上方に近接して配置する。熱風吹き出し口７から熱風１２が吹き出しランド６に残留する半田４を加熱溶融し、吸取りノズル５の開口からランド６に残留する半田４を吸引する。半田４を吸引した後にランド６に残留する半田４の高さを計測してランド６に残留する半田量の適否を判断する。そして、残留する半田量が適量であると判断された場合には、加熱溶融を終了し、残留する半田量が不適量であると判断された場合には、ランド６に残留する半田４を再び吸引する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に実装される不良部品を除去した後に前記基板に設けられるランドに残留する半田を除去する半田除去方法および当該半田除去方法を用いるリペア方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の不良部品の除去工程を説明する説明図である。図８（ａ）は、不良部品を除去する前の状態を示す図であり、図８（ｂ）は、不良部品を除去した後の状態を示す図である。基板８３には、チップ部品などの電子部品が半田付けされて様々な機能が実現される。印刷マスクを用いて半田ペーストが基板８３に印刷または転写され、電子部品は、リフロー加熱されて基板８３に半田付けされる。基板８３に半田ブリッジまたは不良部品などが生じた場合には、不良部品８１は除去されて新しい部品が搭載されるリペアが行われる。
【０００３】
電子部品は、ランド８２上の半田８４を介して基板８３に固定されるが、不良部品８１を除去する際に、不良部品８１の除去に伴って不良部品８１を固定する半田８４は、ランド８２から完全に除去されるのではなく、一部の半田８４ａが除去され、残余の半田８４ｂは、そのままランド８２上に残される。ランド８２に残された半田８４ｂの量は、電子部品端子によってばらつく傾向があるので、ランド８２上に残留した全ての半田８４ｂはいったん除去されてランド８２上が平坦化された後に、必要に応じて半田が追加されて新たに電子部品が搭載される。
【０００４】
ランド８２に残留する半田８４ｂを除去する一般的な方法としては、ヒータにより残留する半田８４を半田溶融温度以上に加熱して、吸取りノズル８５の中心軸の位置に設けられた貫通孔からランド８２上に残留する半田８４ｂを吸取る方法が知られている。
【０００５】
図９は、従来のランド８２の面積よりもノズルの開口が広い吸取りノズル８５を用いて半田８４ｂを除去する説明図である。０．６ｍｍ×０．３ｍｍ部品（以下「０６０３チップ部品」という）および１．０ｍｍ×０．５ｍｍ部品（以下「１００５チップ部品」という）のランドに対するノズル内径の違いによる半田吸取り方法を説明する。０６０３チップ部品および１００５チップ部品用のランドサイズでは、吸取りを行うランド８２の面積よりも吸取りノズルの先端開口が大きい吸取りノズル８５を用いて一度に吸取っている。たとえば、ランドサイズが３００μｍ×４５０μｍの１００５チップ部品用ランドに対しては、開口部内径が５００μｍの吸取りノズル８５が用いられる。
【０００６】
しかし、基板８３に隣接して実装される部品の間隔が１５０μｍ以下である場合（以下「狭隣接実装」という）において、ランド８２の面積よりもノズルの開口が広い吸取りノズル８５を使用すると、吸取りノズル８５と隣接する部品端までの距離が１００μｍ程度になって、吸取りノズル８５が隣接部品と接触して隣接部品が位置ずれを起こすなどの悪影響を及ぼす可能性が高くなる。
【０００７】
したがって、０６０３チップ部品および１００５チップ部品が狭隣接実装される場合には、ランドサイズよりも小さいノズル径をもつ吸取りノズルを使用する必要がある。ランドサイズの最も短い辺の長さに合わせたノズル内径を使用した場合、たとえばランドサイズ３００μｍ×４５０μｍに対して吸取りノズル内径が３００μｍの場合には、ノズル内径が大きく吸引力が大きいので、１回の処理でノズル外に存在するはんだも吸取ることができる。さらに、ランドサイズに対して極端にノズル内径が小さい場合、たとえばランドサイズ３００μｍ×４５０μｍに対し吸取りノズル内径が１００μｍの場合には、ランド上面で吸取りノズルを前後左右に移動させることによって、周辺部品に影響なく半田を吸取ることができる。
【０００８】
図１０は、従来の金属繊維を編みこんだ材料８６を用いて残留する半田８４ｂを除去する説明図である。金属繊維を編みこんだ材料８６は、ランド８２上に残留した半田８４ｂに当接して、金属繊維を編みこんだ材料８６が半田ごて８７で加熱されることによってランド８２上に残留した半田８４ｂを液状に溶融し、溶融した半田８４ｂを毛細管現象によって金属繊維で吸取る。特許文献１には、金属繊維を用いて半田を吸取るソルダ除去方法が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平４−２５８３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、電子部品の小型化に伴い電子部品の狭隣接実装が進んでおり、代表的な微小チップである０．４ｍｍ×０．２ｍｍ部品（以下「０４０２チップ部品」という）用のランドサイズは、たとえば１９０μｍ×２００μｍであり、ランド自体が微小である。０４０２チップ部品と、０４０２チップ部品に隣接する部品との間隔が１５０μｍ以下の狭隣接実装の場合において、吸取りノズルの内径が半田除去を行うランドよりも大きいときは、吸取りノズル先端部が隣接部品に接触して隣接部品の位置ずれまたは破損を起こす可能性がある。吸取りノズル先端部の外径は、ノズル内径＋１００μｍである。
【００１１】
ランドサイズよりも小さい吸取りノズルを使用して、吸取りノズルを一定の場所に固定して処理を行うと、吸取りノズル内径が小さく吸引力が小さいので、ほとんど半田の吸取り処理を行うことができない。１回での吸取り処理を可能にするためには、吸着ノズル内圧を高真空にするためにポンプ等を設置しなければならないので装置コストが掛かり、さらに真空に要する時間が長くなるのでリペアに要する時間が長くなる。吸取りノズルをランド表面と平行な平面上で移動させると、吸取りノズルが隣接する部品と接触し、またはレジスト表面を破損させる可能性がある。
【００１２】
特許文献１に記載される金属繊維は、複数の金属の線を網目状に織り込んでいるので、微小なランドにおいて使用するとランド上から出てしまい、金属繊維が隣接部品の半田まで吸い取る可能性がある。さらに、微小なランドで用いることができるように加工するためには高いコストを要する。柔軟な金属繊維を的確に半田を除去する位置へ移動させるのは困難であり、金属繊維の交換も必要になる。
【００１３】
本発明の目的は、隣接する部品との間隔が１５０μｍ以下の狭い間隔で実装される０４０２チップ部品を除去した後にランド上に残留する半田を確実に除去することができる半田除去方法およびリペア方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、基板に設けられたランドに半田付けされた電子部品を除去した後に、前記ランドに残留する半田を発熱部によって加熱溶融し、ノズル部によって除去する半田除去方法であって、
前記ノズル部は、先端部に半田を吸引するためのノズル孔が開口する開口部を有し、
前記開口部を前記ランド上方に近接して配置する第１工程と、
前記発熱部によって前記ランドに残留する半田を加熱溶融する第２工程と、
前記開口部から前記ランドに残留する半田を吸引する第３工程と、
前記半田を吸引した後に前記ランドに残留する半田の高さを計測して前記ランドに残留する半田量の適否を判断する第４工程とを備え、
第４工程で前記残留する半田量が適量であると判断された場合には、前記加熱溶融を終了し、前記残留する半田量が不適量であると判断された場合には、前記第３工程と前記第４工程とを再び行うことを特徴とする半田除去方法である。
【００１５】
また本発明は、基板に実装された電子部品を除去する工程と、前記電子部品を除去した後に前記電子部品が半田付けされたランドに残留する半田を除去する工程と、前記半田が除去された前記ランドに半田を供給する工程と、半田が供給された前記ランドに電子部品を実装する工程とを備えるリペア方法であって、
前記電子部品を除去した後に前記ランドに残留する半田を除去する工程は、前記半田除去方法が用いられることを特徴とするリペア方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基板に設けられたランドに半田付けされた電子部品を除去した後に、前記ランドに残留する半田を発熱部によって加熱溶融し、ノズル部によって除去するにあたって、ノズル部は、先端部に半田を吸引するためのノズル孔が開口する開口部を有する。第１工程では、開口部をランド上方に近接して配置する。第２工程では、発熱部によってランドに残留する半田を加熱溶融する。第３工程では、開口部からランドに残留する半田を吸引する。第４工程では、半田を吸引した後にランドに残留する半田の高さを計測してランドに残留する半田量の適否を判断する。そして、第４工程で残留する半田量が適量であると判断された場合には、加熱溶融を終了し、残留する半田量が不適量であると判断された場合には、第３工程と第４工程とを再び行うので、隣接する部品との間隔が１５０μｍ以下の狭い間隔で実装される０４０２チップ部品を除去した後にランド上に残留する半田を確実に除去することができる。
【００１７】
また本発明によれば、前記半田除去方法が用いられるので、隣接する部品との間隔が１５０μｍ以下の狭い間隔で実装される０４０２チップ部品を除去した後にランド上に残留する半田を確実に除去することができるリペア方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の第１の形態である半田除去方法を示す説明図である。図１（ａ）は、吸取りノズル５を下降させた状態を示す図である。ランド６上の半田４には、ノズル部である吸取りノズル５の本体装着部付近の両側に設けられた発熱部である熱風吹き出し口７から熱風１２が吹き付けられる。熱風は装置本体のノズル部装着口の上方に設けられた熱源にエアーを吹き付けることで熱風として吹き出し、半田４を加熱溶融させている。熱風吹き出し口７の周囲は、微小領域の局所加熱をするために局所加熱用金属カバー８で覆われる。赤外線ヒータ１１は、半田４が残留する基板３の裏面側に設置され、基板３の裏面が加熱される。ランド６に残留する半田４は、基板３の両面側から加熱され、半田４の温度が融点に達して半田４は溶融する。
【００１９】
図１（ｂ）は、吸取りノズル５で半田４を吸取る状態を示す図である。吸取りノズル５は、降下して半田４表面の酸化膜１４を打破し半田４を吸取るが、吸取りノズル５の開口面積が、半田除去処理を行うランド６の面積よりも小さいので、ノズル５の外側のランド６上に残留する半田４は、半田４の表面を覆う酸化膜１４のために完全に吸引することができずランド６上に残留する。
【００２０】
図１（ｃ）は、吸取りノズル５の吸引状態を維持したまま上昇させた状態を示す図である。１回目の吸取り処理が終了した後に、吸取りノズル５の吸引状態を維持したまま吸取りノズル５を上昇させると、ランド淵に残留する半田４はランド６の中心部に集まる傾向がある。半田４の表面が酸化膜１４で覆われているために吸取ることができない吸取りノズル５の外側にある半田４も、ランド６の中心部に集まってくる。１回の吸取りでは、レジスト表面１３と同一平面に突出する半田４を完全に吸取ってランド面の平坦処理を行うことはできないが、図１（ａ）〜（ｃ）に示す吸取り処理を複数回行うことによって確実にランド面に残留する半田４の処理を行うことができる。
【００２１】
図２は、本発明の第１の形態である半田除去方法のフローチャートである。不具合が発生した不良部品を除去したときは、ステップ１に移る。ステップＡ１で不良部品が除去された基板３は、残留半田除去装置冶具に取り付けられる。ステップＡ２では、吸取りノズル５は、不良部品を除去した後に半田４が残留するランド６に位置決めされる。ステップＡ３では、位置決めされた吸取りノズル５は、ランド６に向かって下降する。吸取りノズル５は、たとえばモータ駆動によって移動させてもよく、または吸取りノズル５が降下する下限に下限制限ストッパを設けて手動で移動させてもよい。図１（ａ）は、ステップＡ３の状態を示す。その後、ステップＡ４に進んでランド６に残留する半田４は、基板３の上下方向から加熱される。ステップＡ５では、加熱される半田４が融点に達した後にステップＡ６に進み、吸取りノズル５は、溶解した半田４の吸取りを開始する。図１（ｂ）および（ｃ）は、ステップＡ６の状態を示す。
【００２２】
ステップＡ７では、吸取りノズル５がランド６上の半田４を吸取った後に、残留する半田４の状態を確認するために、図示しないレーザ変位計によってランド６上に残留する半田４の高さを計測する。残留する半田４が、レジスト表面１３と同一面から突出していない場合には、ステップＡ８に進み、半田４の加熱を停止し、半田除去方法の全ての工程が終了する。残留する半田４の高さが、レジスト表面１３と同一面から突出している場合には、再びステップＡ６に戻って残留する半田４の吸取りが行われる。基板３の上下方向から残留半田が加熱される状態は、ステップＡ７において残留する半田４の高さがレジスト表面１３から突出しておらず、ステップＡ８に進み半田４の加熱が停止されるまで維持される。
【００２３】
図３は、加熱時間と半田４の温度との関係を示すグラフである。横軸は加熱時間（ｓ）を表し、縦軸は半田４の温度（℃）を示す。半田４の加熱は、予め半田４が溶解する温度条件の抽出を行った温度プロファイルによって行われる。半田４の温度が上昇し融点に達すると半田４は溶解するが、半田４が溶解していることの確認は、半田４を融点以上に加熱した後に、リペア装置１に付加される図示しないリペア箇所を映し出すモニタによって行われる。
【００２４】
半田４の温度が融点以上であることを確認した後に、吸取りノズル５によって残留する半田４の吸取りが行われる。基板３および周辺部品に熱損傷を与えないために、できるだけ低い温度でかつ短時間で半田４を除去することが望ましい。具体的には残留する半田４の温度は、半田４の溶解温度より１０℃〜２０℃高いことが望ましい。本実施形態においては、半田４の温度は約２３０℃〜２４０℃に維持される。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１は、７種の０４０２部品用ランド６において、ランドサイズ短辺の長さ以下の内径を有する吸取りノズル５を使用した場合の半田除去効果を示す。除去効果の有無は、半田４の吸取り処理を１回行った場合と同一場所で３回行った場合の結果を比較して判断される。１回の吸取り処理では、レジスト表面１３の位置まで確実に残留する半田４の除去を行うことができないが、３回の吸取り処理を行うことによってレジスト表面１３の位置まで確実に残留する半田４の除去を行うことができる場合に、除去効果有りと判断する。
【００２７】
吸取りノズル５の吸引力は常に一定にして、ノズル径の異なる吸取りノズル５を用いて半田除去処理を行った。ノズルの吸引力を大きくすると、１回で吸引することができる半田量は増加する。しかし、３回の吸取り処理を行うことによって半田４の除去を行うことができる微小なノズルの吸引力を大きくするには、ノズルの内圧を高真空にする必要があるので、多大な装置コストおよび真空引き時間を要するという問題があるためである。
【００２８】
表１に示すように０４０２部品において用いられるランドの面積が４００００μｍ２（ランドサイズ２００μｍ×２００μｍ）未満のランド６においては、１回の吸取り処理を行うよりも同一場所で３回吸取り処理を行う方がランド６の半田４は吸取ることができるという結果を得た。０４０２部品において用いられるランド面積が４００００μｍ２（ランドサイズ２００μｍ×２００μｍ）以上のランド６においては、半田４の吸取り処理を３回行った場合の効果は表れなかった。吸取りノズル５の内径が２００μｍの場合は、ノズルが大きいので吸引力が大きくなり１回の処理で残留する半田４の除去を行うことができるからである。したがって、これらの結果から同一場所で３回吸取りを行う効果が現れるランド面積は４００００μｍ２未満であることが分かる。
【００２９】
図４は、０４０２部品用ランドの吸取りノズルと半田除去率との関係を示すグラフである。横軸は、ノズル内径（μｍ）を示し、縦軸は半田の除去率（％）を示す。ひし形は吸取り処理を１回行った場合を示し、正方形は吸取り処理を３回行った場合を示す。ノズル内径が１５０μｍおよび１００μｍの吸取りノズル５においては、１回処理より３回処理の方が、半田除去率が高い。破線は、レジスト表面１３と同一平面まで半田４が除去されているか否かの合否を表す半田除去率を示す。
【００３０】
吸取り処理を１回行った場合には、ノズル内径１５０μｍおよび１００μｍのノズルではレジスト表面１３の位置までの半田吸取り処理はできないが、吸取り処理を３回行う場合には、ノズル内径１５０μｍおよび１００μｍのノズルは共にレジスト表面１３の位置まで半田４を除去することができる。同一場所で複数回吸取り処理を行うことによって確実に半田除去処理ができることを示している。
【００３１】
吸取りノズル内径がランド短辺長さよりも大きい吸取りノズル内径２００μｍのノズルでは、１回の吸取り処理の時点でレジスト表面１３の位置まで半田４が除去されている。したがって、０４０２部品用ランドにおいてもノズル径が大きくなると吸引力が大きくなるために吸取り処理は１回でよいことが分かる。しかし、吸取りノズルの外径がランドサイズ短辺の長さよりも長くなるとノズル隣接部品に接触する可能性が高くなる。
【００３２】
吸取りノズル内径が１００μｍ未満のノズルは、ノズル先端が微小なために加工に限界があり現在は作製されていない。ノズル内径が１００μｍ未満のノズルが今後作製された場合には、ノズル内径が１００μｍ未満のノズルにも効果はあるものと推測する。しかし、０４０２部品用ランドに対して、吸取りノズル内径が１００μｍのノズルを用いて複数回半田吸取り処理を繰り返すと、吸取りノズル先端径が小さいために先端付近に除去された半田が詰まりノズルの吸引力が低下する可能性がある。
【００３３】
したがって、望ましくは吸取りノズルのノズル内径はランドの最も短い辺の長さより小さくかつ概ねランドの最も短い辺の長さに近傍する吸取りノズル内径１５０μｍで半田４の吸取り処理を行うことが良い。残留する半田量の適否は、レジスト表面１３を基準として判断される。残留する半田４を除去した後に部品実装に必要な半田量のコントロールをし易くするためである。
【００３４】
図５は、０６０３部品用ランド（ランドサイズ２００μｍ×２８０μｍ）の吸取りノズルと半田除去率との関係を示すグラフである。横軸は、ノズル内径（μｍ）を示し、縦軸は半田４の除去率（％）を示す。ひし形は吸取り処理を１回行った場合を示し、正方形は吸取り処理を３回行った場合を示す。三角形はノズルを移動させながら吸取り処理を３回行った場合を示す。破線は、レジスト表面１３と同一平面まで半田４が除去されているか否かの合否を表す半田除去率を示す。ランド６の短い辺の長さである２００μｍとほぼ同等のノズル内径２００μｍを用いた場合の除去率では、１回処理と３回処理とであまり変化がなく１回処理でほぼ確実に処理を行うことができることが分かる。
【００３５】
ノズル内径１００μｍおよび１５０μｍを用いた場合には、１回の吸取り処理では極端に除去率が悪くなり、同じノズル径を用いて場所を変化させずに同じ位置で３回吸取り処理を行った場合でも除去率は低い。吸取りノズル５を前後左右に移動して処理を行った場合においては除去率が良い。ランドサイズに対して、ランド６の短い辺の長さとほぼ同様のノズル径を用いた場合には、１回処理で処理を行うことができるが、ランド６の短い辺の長さよりも小さいノズルを用いた場合は、ノズルを移動させることによって処理を行う必要がある。
【００３６】
図６は、１００５部品用ランド（ランドサイズ３００μｍ×４５０μｍ）の吸取りノズルと半田除去率との関係を示すグラフである。横軸は、ノズル内径（μｍ）を示し、縦軸は半田の除去率（％）を示す。ひし形は吸取り処理を１回行った場合を示し、正方形は吸取り処理を３回行った場合を示す。三角形はノズルを移動させながら吸取り処理を３回行った場合を示す。破線は、レジスト表面１３と同一平面まで半田４が除去されているか否かの合否を表す半田除去率を示す。１００５部品用ランドにおいては、吸取りノズル内径が３００μｍの場合には１回の吸取り処理でレジスト表面１３の位置まで半田４を除去することができる。
【００３７】
しかし、吸取りノズル内径が１００μｍおよび２００μｍのようにランドサイズに対し極端に小さいノズルを用いて１回の吸取り処理、または同一場所で３回の吸取り処理を行っても効果はない。１回の吸取り処理後に吸取りノズル５を上昇させる際に、吸引状態を維持したまま上昇させるために、吸取りノズル５の外に存在する半田４がランド６の中心に集まる傾向があるが、吸取りノズル内径面積に対してランド面積が大きすぎると、ランド端の半田４はランド６の中心に集まり難くなるので、同一場所で複数回の処理を行っても効果が現れない。吸取りノズル５を前後左右に移動させながら半田４を吸取ることによって、レジスト表面１３の位置まで半田４を除去することができる。
【００３８】
【表２】
【００３９】
表２は、部品と、隣接する部品との間隔を変化させた場合の吸取りノズル先端と隣接部品との接触の有無を示す。吸取りノズルの内径がランドサイズの短辺の長さと同等である吸取りノズル５の吸取りノズル外径は内径＋１００μｍである。隣接部品間隔が１５０μｍ以下になると間隔が狭いためにノズルと部品端とが接触し、吸取りノズル５は前後左右に移動することができなくなる可能性が非常に高くなる。そこで、ノズルが隣接部品に接触して隣接部品が位置ズレを起こすことを防ぐために、同一場所で吸取りノズルの上昇および下降を行うことが望ましい。
【００４０】
図７は、本発明の第２の形態であるリペア方法のフローチャートである。電子部品に不具合が発生したときは、ステップＢ１に移る。ステップＢ１では、不良部品が実装されている基板３はリペア装置１の基板ステージにセットされる。ステップＢ２では基板３上に実装された複数のチップ部品から不良部品が指定され、リペア装置１に備えられた部品除去冶具と不良部品とが位置決めされる。部品除去冶具は、不良部品を確実に吸着することができる部品吸着ノズルおよび部品を確実に把持することができる部品把持用ピンセットを使用することが望ましい。部品吸取りノズルは、残留する半田処理に使用される吸取りノズルと同等の形状である。ステップＢ３では、不良部品と位置決めされた部品除去冶具は下降してステップＢ４に進み、基板３の上面と下面から指定された不良部品を局所的に加熱する。
【００４１】
ステップＢ５では、加熱によって不良部品がランド６に半田付けされる半田４が溶融し、ステップＢ６では、不良部品は、部品除去冶具に把持されて強制的に基板３から除去される。ステップＢ７では、不良部品を把持した部品除去冶具は上昇し、ステップＢ８に進み不良部品の加熱は終了する。ステップＢ９では、不良部品を把持した部品除去冶具は図示しない部品交換ステージへ移動して不良部品を放出する。不良部品が放出された後に、ステップＢ１０に進んでランド上に残留する半田４の除去が行われる。半田４の除去は、本発明の第１の形態において説明した半田除去方法を用いて行われる。半田４が除去された後に、ステップＢ１１で新たにディスペンサ機構部を半田４が除去されたランド６に位置決めする。ディスペンサ機構部をランド６に位置決めした後に、ステップＢ１２に進み半田ペーストシリングを下降させる。ステップＢ１３では、半田ペーストシリングによって半田ペーストがランド６に塗布される。
【００４２】
ステップＢ１４では、代替部品が部品交換ステージにセットされ、ステップＢ１５では、代替部品を把持するために部品吸着冶具は部品交換ステージへ移動する。ステップＢ１６では、部品交換ステージへ移動した部品吸着冶具は、下降して代替部品を把持する。ステップＢ１７では、代替部品を把持した部品吸着冶具は上昇して基板ステージへ移動する。ステップＢ１８では、代替部品を把持した部品吸着冶具は代替部品が半田付けされるランド６に位置決めされる。ステップＢ１９では、代替部品を把持した部品吸着冶具は下降し、ステップＢ２０では、代替部品をランド６にセットして放出する。ステップＢ２１では、ランド６にセットされた代替部品は加熱されステップＢ２２に進み半田４の温度が溶融温度以上になった後にステップＢ２３で部品吸着冶具は上昇する。このようにして代替部品が実装されることによってリペア工程は終了する。
【００４３】
このように、基板３に設けられたランド６に半田付けされた電子部品を除去した後に、ランド６に残留する半田４を熱風吹き出し口７によって加熱溶融し、吸取りノズル５によって除去するにあたって、吸取りノズル５は、先端部に半田４を吸引するための開口とランド６に残留する半田４を加熱溶融する熱風吹き出し口７とを有する。開口をランド６上方に近接して配置し、熱風吹き出し口７によってランド６に残留する半田４を加熱溶融する。開口からランド６に残留する半田４を吸引した後に、ランド６に残留する半田４の高さを計測してランド６に残留する半田量の適否を判断する。残留する半田量が適量であると判断された場合には、加熱溶融を終了し、残留する半田量が不適量であると判断された場合には、再び半田４を吸引するので、隣接する部品との間隔が１５０μｍ以下の狭い間隔で実装される０４０２チップ部品を除去した後にランド上に残留する半田４を確実に除去することができる。
【００４４】
さらに、吸取りノズル５は、ランド６と直交する方向において下降および上昇が可能であり、吸取りノズル５は吸引力を維持して下降および上昇を行うので、吸取りノズル５の外側にある半田４も、ランド６の中心部に集まり、吸取り処理を複数回行うことによって確実にランド面６に残留する半田４の処理を行うことができる。
【００４５】
さらに、ランド６に残留する半田４の高さがランド６の周囲に設けられるレジスト表面１３より突出する高さである場合に不適合と判断するので、残留する半田４を除去した後に部品実装に必要な半田量のコントロールが容易になる。
【００４６】
さらに、吸取りノズル５は、隣接する電子部品との間隔が最も狭いランド６に配置された状態で、前記吸取りノズル５の先端部と前記隣接する電子部品とは間隔を空けて離間しているので、ノズルが隣接部品に接触して隣接部品が位置ズレを起こすことを防ぐことができる。
【００４７】
さらに、吸取りノズル５の先端部内径は、ランド６の周辺を構成する最も短い辺よりも短いので、ノズルが隣接部品に接触して隣接部品が位置ズレを起こすことを防ぐことができる。
【００４８】
さらに、隣接する部品との間隔が１５０μｍ以下の狭い間隔で実装される０４０２チップ部品を除去した後にランド上に残留する半田４を確実に除去することができるリペア方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の形態である半田除去方法を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の形態である半田除去方法のフローチャートである。
【図３】加熱時間と半田の温度との関係を示すグラフである。
【図４】０４０２部品用ランドの吸取りノズルと半田除去率との関係を示すグラフである。
【図５】０６０３部品用ランド（ランドサイズ２００μｍ×２８０μｍ）の吸取りノズルと半田除去率との関係を示すグラフである。
【図６】１００５部品用ランド（ランドサイズ３００μｍ×４５０μｍ）の吸取りノズルと半田除去率との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第２の形態であるリペア方法のフローチャートである。
【図８】従来の不良部品の除去工程を説明する説明図である。
【図９】従来のランド８２の面積よりもノズルの開口が広い吸取りノズル８５を用いて半田８４ｂを除去する説明図である。
【図１０】従来の金属繊維を編みこんだ材料８６を用いて残留する半田８４ｂを除去する説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ リペア装置
３，８３ 基板
４，８４，８４ａ，８４ｂ 半田
５，８５ 吸取りノズル
６，８２ ランド
７ 熱風吹き出し口
８ 局所加熱用金属カバー
１１ 赤外線ヒータ
１２ 熱風
１３ レジスト表面
１４ 酸化膜
８１ 不良部品
８６ 金属繊維を編み込んだ材料
８７ 半田ごて
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に実装される不良部品を除去した後に前記基板に設けられるランドに残留する半田を除去する半田除去方法および当該半田除去方法を用いるリペア方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の不良部品の除去工程を説明する説明図である。図８（ａ）は、不良部品を除去する前の状態を示す図であり、図８（ｂ）は、不良部品を除去した後の状態を示す図である。基板８３には、チップ部品などの電子部品が半田付けされて様々な機能が実現される。印刷マスクを用いて半田ペーストが基板８３に印刷または転写され、電子部品は、リフロー加熱されて基板８３に半田付けされる。基板８３に半田ブリッジまたは不良部品などが生じた場合には、不良部品８１は除去されて新しい部品が搭載されるリペアが行われる。
【０００３】
電子部品は、ランド８２上の半田８４を介して基板８３に固定されるが、不良部品８１を除去する際に、不良部品８１の除去に伴って不良部品８１を固定する半田８４は、ランド８２から完全に除去されるのではなく、一部の半田８４ａが除去され、残余の半田８４ｂは、そのままランド８２上に残される。ランド８２に残された半田８４ｂの量は、電子部品端子によってばらつく傾向があるので、ランド８２上に残留した全ての半田８４ｂはいったん除去されてランド８２上が平坦化された後に、必要に応じて半田が追加されて新たに電子部品が搭載される。
【０００４】
ランド８２に残留する半田８４ｂを除去する一般的な方法としては、ヒータにより残留する半田８４を半田溶融温度以上に加熱して、吸取りノズル８５の中心軸の位置に設けられた貫通孔からランド８２上に残留する半田８４ｂを吸取る方法が知られている。
【０００５】
図９は、従来のランド８２の面積よりもノズルの開口が広い吸取りノズル８５を用いて半田８４ｂを除去する説明図である。０．６ｍｍ×０．３ｍｍ部品（以下「０６０３チップ部品」という）および１．０ｍｍ×０．５ｍｍ部品（以下「１００５チップ部品」という）のランドに対するノズル内径の違いによる半田吸取り方法を説明する。０６０３チップ部品および１００５チップ部品用のランドサイズでは、吸取りを行うランド８２の面積よりも吸取りノズルの先端開口が大きい吸取りノズル８５を用いて一度に吸取っている。たとえば、ランドサイズが３００μｍ×４５０μｍの１００５チップ部品用ランドに対しては、開口部内径が５００μｍの吸取りノズル８５が用いられる。
【０００６】
しかし、基板８３に隣接して実装される部品の間隔が１５０μｍ以下である場合（以下「狭隣接実装」という）において、ランド８２の面積よりもノズルの開口が広い吸取りノズル８５を使用すると、吸取りノズル８５と隣接する部品端までの距離が１００μｍ程度になって、吸取りノズル８５が隣接部品と接触して隣接部品が位置ずれを起こすなどの悪影響を及ぼす可能性が高くなる。
【０００７】
したがって、０６０３チップ部品および１００５チップ部品が狭隣接実装される場合には、ランドサイズよりも小さいノズル径をもつ吸取りノズルを使用する必要がある。ランドサイズの最も短い辺の長さに合わせたノズル内径を使用した場合、たとえばランドサイズ３００μｍ×４５０μｍに対して吸取りノズル内径が３００μｍの場合には、ノズル内径が大きく吸引力が大きいので、１回の処理でノズル外に存在するはんだも吸取ることができる。さらに、ランドサイズに対して極端にノズル内径が小さい場合、たとえばランドサイズ３００μｍ×４５０μｍに対し吸取りノズル内径が１００μｍの場合には、ランド上面で吸取りノズルを前後左右に移動させることによって、周辺部品に影響なく半田を吸取ることができる。
【０００８】
図１０は、従来の金属繊維を編みこんだ材料８６を用いて残留する半田８４ｂを除去する説明図である。金属繊維を編みこんだ材料８６は、ランド８２上に残留した半田８４ｂに当接して、金属繊維を編みこんだ材料８６が半田ごて８７で加熱されることによってランド８２上に残留した半田８４ｂを液状に溶融し、溶融した半田８４ｂを毛細管現象によって金属繊維で吸取る。特許文献１には、金属繊維を用いて半田を吸取るソルダ除去方法が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平４−２５８３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、電子部品の小型化に伴い電子部品の狭隣接実装が進んでおり、代表的な微小チップである０．４ｍｍ×０．２ｍｍ部品（以下「０４０２チップ部品」という）用のランドサイズは、たとえば１９０μｍ×２００μｍであり、ランド自体が微小である。０４０２チップ部品と、０４０２チップ部品に隣接する部品との間隔が１５０μｍ以下の狭隣接実装の場合において、吸取りノズルの内径が半田除去を行うランドよりも大きいときは、吸取りノズル先端部が隣接部品に接触して隣接部品の位置ずれまたは破損を起こす可能性がある。吸取りノズル先端部の外径は、ノズル内径＋１００μｍである。
【００１１】
ランドサイズよりも小さい吸取りノズルを使用して、吸取りノズルを一定の場所に固定して処理を行うと、吸取りノズル内径が小さく吸引力が小さいので、ほとんど半田の吸取り処理を行うことができない。１回での吸取り処理を可能にするためには、吸着ノズル内圧を高真空にするためにポンプ等を設置しなければならないので装置コストが掛かり、さらに真空に要する時間が長くなるのでリペアに要する時間が長くなる。吸取りノズルをランド表面と平行な平面上で移動させると、吸取りノズルが隣接する部品と接触し、またはレジスト表面を破損させる可能性がある。
【００１２】
特許文献１に記載される金属繊維は、複数の金属の線を網目状に織り込んでいるので、微小なランドにおいて使用するとランド上から出てしまい、金属繊維が隣接部品の半田まで吸い取る可能性がある。さらに、微小なランドで用いることができるように加工するためには高いコストを要する。柔軟な金属繊維を的確に半田を除去する位置へ移動させるのは困難であり、金属繊維の交換も必要になる。
【００１３】
本発明の目的は、隣接する部品との間隔が１５０μｍ以下の狭い間隔で実装される０４０２チップ部品を除去した後にランド上に残留する半田を確実に除去することができる半田除去方法およびリペア方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、基板に設けられたランドに半田付けされた電子部品を除去した後に、前記ランドに残留する半田を発熱部によって加熱溶融し、ノズル部によって除去する半田除去方法であって、
前記ノズル部は、先端部に半田を吸引するためのノズル孔が開口する開口部を有し、
前記開口部を前記ランド上方に近接して配置する第１工程と、
前記発熱部によって前記ランドに残留する半田を加熱溶融する第２工程と、
前記開口部から前記ランドに残留する半田を吸引する第３工程と、
前記半田を吸引した後に前記ランドに残留する半田の高さを計測して前記ランドに残留する半田量の適否を判断する第４工程とを備え、
第４工程で前記残留する半田量が適量であると判断された場合には、前記加熱溶融を終了し、前記残留する半田量が不適量であると判断された場合には、前記第３工程と前記第４工程とを再び行うことを特徴とする半田除去方法である。
【００１５】
また本発明は、基板に実装された電子部品を除去する工程と、前記電子部品を除去した後に前記電子部品が半田付けされたランドに残留する半田を除去する工程と、前記半田が除去された前記ランドに半田を供給する工程と、半田が供給された前記ランドに電子部品を実装する工程とを備えるリペア方法であって、
前記電子部品を除去した後に前記ランドに残留する半田を除去する工程は、前記半田除去方法が用いられることを特徴とするリペア方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基板に設けられたランドに半田付けされた電子部品を除去した後に、前記ランドに残留する半田を発熱部によって加熱溶融し、ノズル部によって除去するにあたって、ノズル部は、先端部に半田を吸引するためのノズル孔が開口する開口部を有する。第１工程では、開口部をランド上方に近接して配置する。第２工程では、発熱部によってランドに残留する半田を加熱溶融する。第３工程では、開口部からランドに残留する半田を吸引する。第４工程では、半田を吸引した後にランドに残留する半田の高さを計測してランドに残留する半田量の適否を判断する。そして、第４工程で残留する半田量が適量であると判断された場合には、加熱溶融を終了し、残留する半田量が不適量であると判断された場合には、第３工程と第４工程とを再び行うので、隣接する部品との間隔が１５０μｍ以下の狭い間隔で実装される０４０２チップ部品を除去した後にランド上に残留する半田を確実に除去することができる。
【００１７】
また本発明によれば、前記半田除去方法が用いられるので、隣接する部品との間隔が１５０μｍ以下の狭い間隔で実装される０４０２チップ部品を除去した後にランド上に残留する半田を確実に除去することができるリペア方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の第１の形態である半田除去方法を示す説明図である。図１（ａ）は、吸取りノズル５を下降させた状態を示す図である。ランド６上の半田４には、ノズル部である吸取りノズル５の本体装着部付近の両側に設けられた発熱部である熱風吹き出し口７から熱風１２が吹き付けられる。熱風は装置本体のノズル部装着口の上方に設けられた熱源にエアーを吹き付けることで熱風として吹き出し、半田４を加熱溶融させている。熱風吹き出し口７の周囲は、微小領域の局所加熱をするために局所加熱用金属カバー８で覆われる。赤外線ヒータ１１は、半田４が残留する基板３の裏面側に設置され、基板３の裏面が加熱される。ランド６に残留する半田４は、基板３の両面側から加熱され、半田４の温度が融点に達して半田４は溶融する。
【００１９】
図１（ｂ）は、吸取りノズル５で半田４を吸取る状態を示す図である。吸取りノズル５は、降下して半田４表面の酸化膜１４を打破し半田４を吸取るが、吸取りノズル５の開口面積が、半田除去処理を行うランド６の面積よりも小さいので、ノズル５の外側のランド６上に残留する半田４は、半田４の表面を覆う酸化膜１４のために完全に吸引することができずランド６上に残留する。
【００２０】
図１（ｃ）は、吸取りノズル５の吸引状態を維持したまま上昇させた状態を示す図である。１回目の吸取り処理が終了した後に、吸取りノズル５の吸引状態を維持したまま吸取りノズル５を上昇させると、ランド淵に残留する半田４はランド６の中心部に集まる傾向がある。半田４の表面が酸化膜１４で覆われているために吸取ることができない吸取りノズル５の外側にある半田４も、ランド６の中心部に集まってくる。１回の吸取りでは、レジスト表面１３と同一平面に突出する半田４を完全に吸取ってランド面の平坦処理を行うことはできないが、図１（ａ）〜（ｃ）に示す吸取り処理を複数回行うことによって確実にランド面に残留する半田４の処理を行うことができる。
【００２１】
図２は、本発明の第１の形態である半田除去方法のフローチャートである。不具合が発生した不良部品を除去したときは、ステップ１に移る。ステップＡ１で不良部品が除去された基板３は、残留半田除去装置冶具に取り付けられる。ステップＡ２では、吸取りノズル５は、不良部品を除去した後に半田４が残留するランド６に位置決めされる。ステップＡ３では、位置決めされた吸取りノズル５は、ランド６に向かって下降する。吸取りノズル５は、たとえばモータ駆動によって移動させてもよく、または吸取りノズル５が降下する下限に下限制限ストッパを設けて手動で移動させてもよい。図１（ａ）は、ステップＡ３の状態を示す。その後、ステップＡ４に進んでランド６に残留する半田４は、基板３の上下方向から加熱される。ステップＡ５では、加熱される半田４が融点に達した後にステップＡ６に進み、吸取りノズル５は、溶解した半田４の吸取りを開始する。図１（ｂ）および（ｃ）は、ステップＡ６の状態を示す。
【００２２】
ステップＡ７では、吸取りノズル５がランド６上の半田４を吸取った後に、残留する半田４の状態を確認するために、図示しないレーザ変位計によってランド６上に残留する半田４の高さを計測する。残留する半田４が、レジスト表面１３と同一面から突出していない場合には、ステップＡ８に進み、半田４の加熱を停止し、半田除去方法の全ての工程が終了する。残留する半田４の高さが、レジスト表面１３と同一面から突出している場合には、再びステップＡ６に戻って残留する半田４の吸取りが行われる。基板３の上下方向から残留半田が加熱される状態は、ステップＡ７において残留する半田４の高さがレジスト表面１３から突出しておらず、ステップＡ８に進み半田４の加熱が停止されるまで維持される。
【００２３】
図３は、加熱時間と半田４の温度との関係を示すグラフである。横軸は加熱時間（ｓ）を表し、縦軸は半田４の温度（℃）を示す。半田４の加熱は、予め半田４が溶解する温度条件の抽出を行った温度プロファイルによって行われる。半田４の温度が上昇し融点に達すると半田４は溶解するが、半田４が溶解していることの確認は、半田４を融点以上に加熱した後に、リペア装置１に付加される図示しないリペア箇所を映し出すモニタによって行われる。
【００２４】
半田４の温度が融点以上であることを確認した後に、吸取りノズル５によって残留する半田４の吸取りが行われる。基板３および周辺部品に熱損傷を与えないために、できるだけ低い温度でかつ短時間で半田４を除去することが望ましい。具体的には残留する半田４の温度は、半田４の溶解温度より１０℃〜２０℃高いことが望ましい。本実施形態においては、半田４の温度は約２３０℃〜２４０℃に維持される。
【００２５】
【表１】
【００２６】
表１は、７種の０４０２部品用ランド６において、ランドサイズ短辺の長さ以下の内径を有する吸取りノズル５を使用した場合の半田除去効果を示す。除去効果の有無は、半田４の吸取り処理を１回行った場合と同一場所で３回行った場合の結果を比較して判断される。１回の吸取り処理では、レジスト表面１３の位置まで確実に残留する半田４の除去を行うことができないが、３回の吸取り処理を行うことによってレジスト表面１３の位置まで確実に残留する半田４の除去を行うことができる場合に、除去効果有りと判断する。
【００２７】
吸取りノズル５の吸引力は常に一定にして、ノズル径の異なる吸取りノズル５を用いて半田除去処理を行った。ノズルの吸引力を大きくすると、１回で吸引することができる半田量は増加する。しかし、３回の吸取り処理を行うことによって半田４の除去を行うことができる微小なノズルの吸引力を大きくするには、ノズルの内圧を高真空にする必要があるので、多大な装置コストおよび真空引き時間を要するという問題があるためである。
【００２８】
表１に示すように０４０２部品において用いられるランドの面積が４００００μｍ２（ランドサイズ２００μｍ×２００μｍ）未満のランド６においては、１回の吸取り処理を行うよりも同一場所で３回吸取り処理を行う方がランド６の半田４は吸取ることができるという結果を得た。０４０２部品において用いられるランド面積が４００００μｍ２（ランドサイズ２００μｍ×２００μｍ）以上のランド６においては、半田４の吸取り処理を３回行った場合の効果は表れなかった。吸取りノズル５の内径が２００μｍの場合は、ノズルが大きいので吸引力が大きくなり１回の処理で残留する半田４の除去を行うことができるからである。したがって、これらの結果から同一場所で３回吸取りを行う効果が現れるランド面積は４００００μｍ２未満であることが分かる。
【００２９】
図４は、０４０２部品用ランドの吸取りノズルと半田除去率との関係を示すグラフである。横軸は、ノズル内径（μｍ）を示し、縦軸は半田の除去率（％）を示す。ひし形は吸取り処理を１回行った場合を示し、正方形は吸取り処理を３回行った場合を示す。ノズル内径が１５０μｍおよび１００μｍの吸取りノズル５においては、１回処理より３回処理の方が、半田除去率が高い。破線は、レジスト表面１３と同一平面まで半田４が除去されているか否かの合否を表す半田除去率を示す。
【００３０】
吸取り処理を１回行った場合には、ノズル内径１５０μｍおよび１００μｍのノズルではレジスト表面１３の位置までの半田吸取り処理はできないが、吸取り処理を３回行う場合には、ノズル内径１５０μｍおよび１００μｍのノズルは共にレジスト表面１３の位置まで半田４を除去することができる。同一場所で複数回吸取り処理を行うことによって確実に半田除去処理ができることを示している。
【００３１】
吸取りノズル内径がランド短辺長さよりも大きい吸取りノズル内径２００μｍのノズルでは、１回の吸取り処理の時点でレジスト表面１３の位置まで半田４が除去されている。したがって、０４０２部品用ランドにおいてもノズル径が大きくなると吸引力が大きくなるために吸取り処理は１回でよいことが分かる。しかし、吸取りノズルの外径がランドサイズ短辺の長さよりも長くなるとノズル隣接部品に接触する可能性が高くなる。
【００３２】
吸取りノズル内径が１００μｍ未満のノズルは、ノズル先端が微小なために加工に限界があり現在は作製されていない。ノズル内径が１００μｍ未満のノズルが今後作製された場合には、ノズル内径が１００μｍ未満のノズルにも効果はあるものと推測する。しかし、０４０２部品用ランドに対して、吸取りノズル内径が１００μｍのノズルを用いて複数回半田吸取り処理を繰り返すと、吸取りノズル先端径が小さいために先端付近に除去された半田が詰まりノズルの吸引力が低下する可能性がある。
【００３３】
したがって、望ましくは吸取りノズルのノズル内径はランドの最も短い辺の長さより小さくかつ概ねランドの最も短い辺の長さに近傍する吸取りノズル内径１５０μｍで半田４の吸取り処理を行うことが良い。残留する半田量の適否は、レジスト表面１３を基準として判断される。残留する半田４を除去した後に部品実装に必要な半田量のコントロールをし易くするためである。
【００３４】
図５は、０６０３部品用ランド（ランドサイズ２００μｍ×２８０μｍ）の吸取りノズルと半田除去率との関係を示すグラフである。横軸は、ノズル内径（μｍ）を示し、縦軸は半田４の除去率（％）を示す。ひし形は吸取り処理を１回行った場合を示し、正方形は吸取り処理を３回行った場合を示す。三角形はノズルを移動させながら吸取り処理を３回行った場合を示す。破線は、レジスト表面１３と同一平面まで半田４が除去されているか否かの合否を表す半田除去率を示す。ランド６の短い辺の長さである２００μｍとほぼ同等のノズル内径２００μｍを用いた場合の除去率では、１回処理と３回処理とであまり変化がなく１回処理でほぼ確実に処理を行うことができることが分かる。
【００３５】
ノズル内径１００μｍおよび１５０μｍを用いた場合には、１回の吸取り処理では極端に除去率が悪くなり、同じノズル径を用いて場所を変化させずに同じ位置で３回吸取り処理を行った場合でも除去率は低い。吸取りノズル５を前後左右に移動して処理を行った場合においては除去率が良い。ランドサイズに対して、ランド６の短い辺の長さとほぼ同様のノズル径を用いた場合には、１回処理で処理を行うことができるが、ランド６の短い辺の長さよりも小さいノズルを用いた場合は、ノズルを移動させることによって処理を行う必要がある。
【００３６】
図６は、１００５部品用ランド（ランドサイズ３００μｍ×４５０μｍ）の吸取りノズルと半田除去率との関係を示すグラフである。横軸は、ノズル内径（μｍ）を示し、縦軸は半田の除去率（％）を示す。ひし形は吸取り処理を１回行った場合を示し、正方形は吸取り処理を３回行った場合を示す。三角形はノズルを移動させながら吸取り処理を３回行った場合を示す。破線は、レジスト表面１３と同一平面まで半田４が除去されているか否かの合否を表す半田除去率を示す。１００５部品用ランドにおいては、吸取りノズル内径が３００μｍの場合には１回の吸取り処理でレジスト表面１３の位置まで半田４を除去することができる。
【００３７】
しかし、吸取りノズル内径が１００μｍおよび２００μｍのようにランドサイズに対し極端に小さいノズルを用いて１回の吸取り処理、または同一場所で３回の吸取り処理を行っても効果はない。１回の吸取り処理後に吸取りノズル５を上昇させる際に、吸引状態を維持したまま上昇させるために、吸取りノズル５の外に存在する半田４がランド６の中心に集まる傾向があるが、吸取りノズル内径面積に対してランド面積が大きすぎると、ランド端の半田４はランド６の中心に集まり難くなるので、同一場所で複数回の処理を行っても効果が現れない。吸取りノズル５を前後左右に移動させながら半田４を吸取ることによって、レジスト表面１３の位置まで半田４を除去することができる。
【００３８】
【表２】
【００３９】
表２は、部品と、隣接する部品との間隔を変化させた場合の吸取りノズル先端と隣接部品との接触の有無を示す。吸取りノズルの内径がランドサイズの短辺の長さと同等である吸取りノズル５の吸取りノズル外径は内径＋１００μｍである。隣接部品間隔が１５０μｍ以下になると間隔が狭いためにノズルと部品端とが接触し、吸取りノズル５は前後左右に移動することができなくなる可能性が非常に高くなる。そこで、ノズルが隣接部品に接触して隣接部品が位置ズレを起こすことを防ぐために、同一場所で吸取りノズルの上昇および下降を行うことが望ましい。
【００４０】
図７は、本発明の第２の形態であるリペア方法のフローチャートである。電子部品に不具合が発生したときは、ステップＢ１に移る。ステップＢ１では、不良部品が実装されている基板３はリペア装置１の基板ステージにセットされる。ステップＢ２では基板３上に実装された複数のチップ部品から不良部品が指定され、リペア装置１に備えられた部品除去冶具と不良部品とが位置決めされる。部品除去冶具は、不良部品を確実に吸着することができる部品吸着ノズルおよび部品を確実に把持することができる部品把持用ピンセットを使用することが望ましい。部品吸取りノズルは、残留する半田処理に使用される吸取りノズルと同等の形状である。ステップＢ３では、不良部品と位置決めされた部品除去冶具は下降してステップＢ４に進み、基板３の上面と下面から指定された不良部品を局所的に加熱する。
【００４１】
ステップＢ５では、加熱によって不良部品がランド６に半田付けされる半田４が溶融し、ステップＢ６では、不良部品は、部品除去冶具に把持されて強制的に基板３から除去される。ステップＢ７では、不良部品を把持した部品除去冶具は上昇し、ステップＢ８に進み不良部品の加熱は終了する。ステップＢ９では、不良部品を把持した部品除去冶具は図示しない部品交換ステージへ移動して不良部品を放出する。不良部品が放出された後に、ステップＢ１０に進んでランド上に残留する半田４の除去が行われる。半田４の除去は、本発明の第１の形態において説明した半田除去方法を用いて行われる。半田４が除去された後に、ステップＢ１１で新たにディスペンサ機構部を半田４が除去されたランド６に位置決めする。ディスペンサ機構部をランド６に位置決めした後に、ステップＢ１２に進み半田ペーストシリングを下降させる。ステップＢ１３では、半田ペーストシリングによって半田ペーストがランド６に塗布される。
【００４２】
ステップＢ１４では、代替部品が部品交換ステージにセットされ、ステップＢ１５では、代替部品を把持するために部品吸着冶具は部品交換ステージへ移動する。ステップＢ１６では、部品交換ステージへ移動した部品吸着冶具は、下降して代替部品を把持する。ステップＢ１７では、代替部品を把持した部品吸着冶具は上昇して基板ステージへ移動する。ステップＢ１８では、代替部品を把持した部品吸着冶具は代替部品が半田付けされるランド６に位置決めされる。ステップＢ１９では、代替部品を把持した部品吸着冶具は下降し、ステップＢ２０では、代替部品をランド６にセットして放出する。ステップＢ２１では、ランド６にセットされた代替部品は加熱されステップＢ２２に進み半田４の温度が溶融温度以上になった後にステップＢ２３で部品吸着冶具は上昇する。このようにして代替部品が実装されることによってリペア工程は終了する。
【００４３】
このように、基板３に設けられたランド６に半田付けされた電子部品を除去した後に、ランド６に残留する半田４を熱風吹き出し口７によって加熱溶融し、吸取りノズル５によって除去するにあたって、吸取りノズル５は、先端部に半田４を吸引するための開口とランド６に残留する半田４を加熱溶融する熱風吹き出し口７とを有する。開口をランド６上方に近接して配置し、熱風吹き出し口７によってランド６に残留する半田４を加熱溶融する。開口からランド６に残留する半田４を吸引した後に、ランド６に残留する半田４の高さを計測してランド６に残留する半田量の適否を判断する。残留する半田量が適量であると判断された場合には、加熱溶融を終了し、残留する半田量が不適量であると判断された場合には、再び半田４を吸引するので、隣接する部品との間隔が１５０μｍ以下の狭い間隔で実装される０４０２チップ部品を除去した後にランド上に残留する半田４を確実に除去することができる。
【００４４】
さらに、吸取りノズル５は、ランド６と直交する方向において下降および上昇が可能であり、吸取りノズル５は吸引力を維持して下降および上昇を行うので、吸取りノズル５の外側にある半田４も、ランド６の中心部に集まり、吸取り処理を複数回行うことによって確実にランド面６に残留する半田４の処理を行うことができる。
【００４５】
さらに、ランド６に残留する半田４の高さがランド６の周囲に設けられるレジスト表面１３より突出する高さである場合に不適合と判断するので、残留する半田４を除去した後に部品実装に必要な半田量のコントロールが容易になる。
【００４６】
さらに、吸取りノズル５は、隣接する電子部品との間隔が最も狭いランド６に配置された状態で、前記吸取りノズル５の先端部と前記隣接する電子部品とは間隔を空けて離間しているので、ノズルが隣接部品に接触して隣接部品が位置ズレを起こすことを防ぐことができる。
【００４７】
さらに、吸取りノズル５の先端部内径は、ランド６の周辺を構成する最も短い辺よりも短いので、ノズルが隣接部品に接触して隣接部品が位置ズレを起こすことを防ぐことができる。
【００４８】
さらに、隣接する部品との間隔が１５０μｍ以下の狭い間隔で実装される０４０２チップ部品を除去した後にランド上に残留する半田４を確実に除去することができるリペア方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の形態である半田除去方法を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の形態である半田除去方法のフローチャートである。
【図３】加熱時間と半田の温度との関係を示すグラフである。
【図４】０４０２部品用ランドの吸取りノズルと半田除去率との関係を示すグラフである。
【図５】０６０３部品用ランド（ランドサイズ２００μｍ×２８０μｍ）の吸取りノズルと半田除去率との関係を示すグラフである。
【図６】１００５部品用ランド（ランドサイズ３００μｍ×４５０μｍ）の吸取りノズルと半田除去率との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第２の形態であるリペア方法のフローチャートである。
【図８】従来の不良部品の除去工程を説明する説明図である。
【図９】従来のランド８２の面積よりもノズルの開口が広い吸取りノズル８５を用いて半田８４ｂを除去する説明図である。
【図１０】従来の金属繊維を編みこんだ材料８６を用いて残留する半田８４ｂを除去する説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ リペア装置
３，８３ 基板
４，８４，８４ａ，８４ｂ 半田
５，８５ 吸取りノズル
６，８２ ランド
７ 熱風吹き出し口
８ 局所加熱用金属カバー
１１ 赤外線ヒータ
１２ 熱風
１３ レジスト表面
１４ 酸化膜
８１ 不良部品
８６ 金属繊維を編み込んだ材料
８７ 半田ごて
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に設けられたランドに半田付けされた電子部品を除去した後に、前記ランドに残留する半田を発熱部によって加熱溶融し、ノズル部によって除去する半田除去方法であって、
前記ノズル部は、先端部に半田を吸引するためのノズル孔が開口する開口部を有し、
前記開口部を前記ランド上方に近接して配置する第１工程と、
前記発熱部によって前記ランドに残留する半田を加熱溶融する第２工程と、
前記開口部から前記ランドに残留する半田を吸引する第３工程と、
前記半田を吸引した後に前記ランドに残留する半田の高さを計測して前記ランドに残留する半田量の適否を判断する第４工程とを備え、
第４工程で前記残留する半田量が適量であると判断された場合には、前記加熱溶融を終了し、前記残留する半田量が不適量であると判断された場合には、前記第３工程と前記第４工程とを再び行うことを特徴とする半田除去方法。
【請求項２】
前記ノズル部は、前記ランド部と直交する方向において下降および上昇が可能であり、
前記第３工程では、前記ノズル部は吸引力を維持して下降および上昇を行うことを特徴とする請求項１に記載の半田除去方法。
【請求項３】
前記第４工程では、前記ランドに残留する半田の高さが前記ランドの周囲に設けられるレジストの表面より突出する高さである場合に不適合と判断することを特徴とする請求項１または２に記載の半田除去方法。
【請求項４】
前記ノズル部は、隣接する電子部品との間隔が最も狭いランドに配置された状態で、前記ノズル部の先端部と前記隣接する電子部品とは間隔を空けて離間していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半田除去方法。
【請求項５】
前記ノズル部の先端部内径は、前記ランドの周辺を構成する最も短い辺よりも短いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の半田除去方法。
【請求項６】
基板に実装された電子部品を除去する工程と、前記電子部品を除去した後に前記電子部品が半田付けされたランドに残留する半田を除去する工程と、前記半田が除去された前記ランドに半田を供給する工程と、半田が供給された前記ランドに電子部品を実装する工程とを備えるリペア方法であって、
前記電子部品を除去した後に前記ランドに残留する半田を除去する工程は、請求項１〜５のいずれか１つに記載の半田除去方法が用いられることを特徴とするリペア方法。
【請求項１】
基板に設けられたランドに半田付けされた電子部品を除去した後に、前記ランドに残留する半田を発熱部によって加熱溶融し、ノズル部によって除去する半田除去方法であって、
前記ノズル部は、先端部に半田を吸引するためのノズル孔が開口する開口部を有し、
前記開口部を前記ランド上方に近接して配置する第１工程と、
前記発熱部によって前記ランドに残留する半田を加熱溶融する第２工程と、
前記開口部から前記ランドに残留する半田を吸引する第３工程と、
前記半田を吸引した後に前記ランドに残留する半田の高さを計測して前記ランドに残留する半田量の適否を判断する第４工程とを備え、
第４工程で前記残留する半田量が適量であると判断された場合には、前記加熱溶融を終了し、前記残留する半田量が不適量であると判断された場合には、前記第３工程と前記第４工程とを再び行うことを特徴とする半田除去方法。
【請求項２】
前記ノズル部は、前記ランド部と直交する方向において下降および上昇が可能であり、
前記第３工程では、前記ノズル部は吸引力を維持して下降および上昇を行うことを特徴とする請求項１に記載の半田除去方法。
【請求項３】
前記第４工程では、前記ランドに残留する半田の高さが前記ランドの周囲に設けられるレジストの表面より突出する高さである場合に不適合と判断することを特徴とする請求項１または２に記載の半田除去方法。
【請求項４】
前記ノズル部は、隣接する電子部品との間隔が最も狭いランドに配置された状態で、前記ノズル部の先端部と前記隣接する電子部品とは間隔を空けて離間していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半田除去方法。
【請求項５】
前記ノズル部の先端部内径は、前記ランドの周辺を構成する最も短い辺よりも短いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の半田除去方法。
【請求項６】
基板に実装された電子部品を除去する工程と、前記電子部品を除去した後に前記電子部品が半田付けされたランドに残留する半田を除去する工程と、前記半田が除去された前記ランドに半田を供給する工程と、半田が供給された前記ランドに電子部品を実装する工程とを備えるリペア方法であって、
前記電子部品を除去した後に前記ランドに残留する半田を除去する工程は、請求項１〜５のいずれか１つに記載の半田除去方法が用いられることを特徴とするリペア方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１０３３１９（Ｐ２０１０−１０３３１９Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７３６５０（Ｐ２００８−２７３６５０）
【出願日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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