(57)【要約】【課題】電子部品を実装する際の歩留まりを向上させる電子部品実装装置などを提供する。【解決手段】溶融前は絶縁性かつ溶融後は導電性のペーストはんだｐを加熱することで、ＢＧＡ３０が有する複数の部品側端子３１と、プリント基板２０が有する複数の基板側端子２１と、をはんだ付けする加熱手段１４ａと、基板側端子２１のうちの所定の端子２１ａ〜２１ｅに電圧を印加するコンバータ４１と、コンバータ４１によって印加される電圧によるＢＧＡ３０を介した導通を、プリント基板２０から検知する導通検知部４３と、導通検知部４３による導通状態を監視することによって、はんだ付けの成否を判定する制御部４４と、を備える。【選択図】図４
2014041907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融前は絶縁性かつ溶融後は導電性のはんだ部材を加熱することで、表面実装部品が有する複数の部品側端子と、プリント基板が有する複数の基板側端子と、をはんだ付けする加熱手段と、
前記基板側端子のうちの所定の端子に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記電圧印加手段によって印加される電圧による前記表面実装部品を介した導通を、前記プリント基板から検知する導通検知手段と、
前記導通検知手段による導通状態を監視することによって、前記はんだ付けの成否を判定する判定手段と、を備えること
を特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
請求項１に記載の前記電子部品実装装置によって前記表面実装部品が実装される前記プリント基板は、
一端が前記基板側端子のうちの前記所定の端子に接続され、他端が前記導通を検知するための導通検知用端子に接続される導通検知用配線を複数備えること
を特徴とするプリント基板。
【請求項３】
前記基板側端子のうちの前記所定の端子に対応する前記部品側端子が、前記表面実装部品の外周部を含む複数箇所に位置するように、前記所定の端子が予め定められること
を特徴とする請求項２に記載のプリント基板。
【請求項４】
溶融前は絶縁性かつ溶融後は導電性のはんだ部材を加熱することで、表面実装部品が有する複数の部品側端子と、プリント基板が有する複数の基板側端子と、をはんだ付けする加熱工程と、
少なくとも前記加熱工程中、前記基板側端子のうちの所定の端子に電圧を印加する電圧印加工程と、
前記電圧印加工程において印加される電圧による前記表面実装部品を介した導通を、前記プリント基板から検知する導通検知工程と、
前記導通検知工程における導通状態を監視することによって、前記はんだ付けの成否を判定する判定工程と、を含むこと
を特徴とする電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板に電子部品を実装する電子部品実装装置などに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータ、携帯電話、デジタル家電などに、表面実装型の電子部品が多用されている。
表面実装型の電子部品として、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）パッケージの裏面に半球状の端子（バンプ）が設けられたＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（Chip Size Package）がある。ちなみに、ＢＧＡでは、所定間隔（０．５mm〜１．５mm）で格子状に配列された数十〜数千個の端子が、ＩＣパッケージの裏面に設けられている。
このように、電子部品の裏面に端子を設けることで総パッド数（プリント基板との接点数）を大幅に増加させるとともに、ＩＣパッケージの実装面積を小さくし、小型化・高密度化を図っている。
【０００３】
ところで、プリント基板に実装される電子部品は、前記した表面実装部品と、挿入実装部品とに大別される。挿入実装部品を実装する場合、プリント基板に設けた孔に電子部品のリード線を挿入してはんだ付けを行う。
これに対して、前記した表面実装部品のうちＢＧＡやＣＳＰなどは、プリント基板に載置された状態において、はんだ付け箇所が外部に露出しない。つまり、はんだ付けの箇所を目視することができないため、はんだごてを用いてはんだ付けを行うことができない。
【０００４】
このような表面実装部品の取り外し及び再実装に際しては、リペア装置と呼ばれる専用の装置が用いられる。プリント基板に設置された表面実装部品に不具合（接続不良など）が見出された場合や、リサイクルなどを目的として、リペア装置を用いて表面実装部品をプリント基板から取り外し、同種の表面実装部品を再実装（リペア）する技術の重要性が増している。
【０００５】
例えば、特許文献１には、はんだパッドから突出するように設けられた２箇所のテストポイントを有する電子部品実装基板について記載されている。特許文献１に記載の技術では、電子部品実装基板に電子部品を載置し、はんだパッド上に設けられた導電性のクリームはんだを溶融させ、硬化させる。その後、２箇所のテストポイント間をテスタにより導通測定することで、はんだ付けが正常になされたか否かを確認する（図４などを参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１７７２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の技術では、電子部品実装基板に電子部品が実装された状態で２箇所のテストポイントを目視できるようにするため、各テストポイントをはんだパッドから突出させる必要がある。したがって、このようにテストポイントを突出させるぶん、電子部品実装基板の実装面積を狭くしてしまう。
【０００８】
また、特許文献１に記載の技術では、はんだが硬化した後に、はんだ付けが正常になされたか否かを検査する。したがって、当該検査で未接続が発見された場合、既にはんだが硬化してしまっているため、再び電子部品を取り外して交換する必要がある。つまり、特許文献１に記載の技術では、電子部品を実装する際の歩留まりが悪くなる可能性がある。また、電子部品の交換に失敗した場合、交換に失敗した電子部品が無駄になるとともに、多くの工数を要するという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、電子部品を実装する際の歩留まりを向上させる電子部品実装装置などの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明は、溶融前は絶縁性かつ溶融後は導電性のはんだ部材を加熱することで、表面実装部品が有する複数の部品側端子と、プリント基板が有する複数の基板側端子と、をはんだ付けする加熱手段と、前記基板側端子のうちの所定の端子に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって印加される電圧による前記表面実装部品を介した導通を、前記プリント基板から検知する導通検知手段と、前記導通検知手段による導通状態を監視することによって、前記はんだ付けの成否を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。
なお、詳細については、発明を実施するための形態において説明する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、電子部品を実装する際の歩留まりを向上させる電子部品実装装置などを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る電子部品実装装置の説明図である。
【図２】（ａ）はプリント基板に実装される電子部品の接続関係を示す説明図（平面図）であり、（ｂ）はプリント基板の断面模式図である。
【図３】（ａ）は、ＢＧＡの裏面に設けられた部品側端子を模式的に示す説明図であり、（ｂ）はプリント基板のうち図２（ａ）に示す領域Ｓの部分拡大図であり、導通検知用端子との接続関係を示す説明図である。
【図４】導通確認手段の構成を示す説明図である。
【図５】プリント基板にＢＧＡを実装する手順を示す説明図（側面図）であり、（ａ）はプリント基板の導通検知用端子に導通確認手段が接続された状態を示し、（ｂ）はプリント基板にペーストはんだが印刷された状態を示し、（ｃ）はプリント基板にＢＧＡを載置する際の状態を示している。
【図６】（ａ）はプリント基板にＢＧＡが載置され、基板側端子間に電圧が印加された状態を示し、（ｂ）はペーストはんだ及び部品側端子が溶融し、基板側端対の間が導通した状態を示している。
【図７】（ａ）はＢＧＡの中央付近の温度変化、及び四隅付近の温度変化を示すグラフであり、（ｂ）は加熱手段の出力の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下の説明において「プリント基板」とは、複数の電子部品が配置・固定される基板であり、電子部品同士を接続する配線が印刷されたものを意味する。
また、「部品側端子」とは、表面実装部品の裏面（プリント基板に対向する側の面）に複数設けられる端子（バンプ）を意味する。
また、「基板側端子」とは、部品側端子に対応してプリント基板に複数設けられる端子（パッド）を意味する。
以下では、一例として、表面実装部品がＢＧＡである場合について説明する。
【００１４】
＜電子部品実装装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る電子部品実装装置の説明図である。電子部品実装装置１００（リペア装置）は、支持台１７に支持されたプリント基板２０に上方から熱風を吹き付けることで、はんだを溶融させてＢＧＡ３０を取り外す。その後、プリント基板２０に塗布したペーストはんだを溶融させることによって、ＢＧＡ３０を再実装（リペア）する。
【００１５】
図１に示すように、電子部品実装装置１００は、固定台１１と、下基部１２と、固定アーム１３と、上基部１４と、加熱手段１４ａと、位置調整装置１５と、ノズル１６と、支持台１７と、ボトムヒータ１８と、制御装置１９と、を備えている。
固定台１１は、下基部１２、支持台１７、及びボトムヒータ１８を下側から支持し、固定するものである。下基部１２は、固定台１１に固定されるとともに上方に向けて起立し、その内部に電子回路（後記する「制御装置１９」に相当する）を有している。
【００１６】
固定アーム１３は、一端が下基部１２の側面に固定されて横方向に延び、他端が上基部１４の側面に固定されている。上基部１４は、固定台１１から所定高さに位置し、はんだを溶融させるための高温の熱風を発生させる加熱手段１４ａと、送風手段（図示せず）と、を有している。
加熱手段１４ａは、制御装置１９からの指令に従って供給される電流により発熱するヒータである。位置調整装置１５は、上下方向（図１に示すｚ方向）に伸縮可能であり、ＢＧＡ３０の取り外し時や再実装時にノズル１６の上下位置を調整するものである。なお、位置調整装置１５は、制御装置１９からの指令に従って自動で調整してもよいし、手動で調整してもよい。
【００１７】
複数のノズル１６は、上基部１４から下方に向けて突出し、前記した加熱手段１４ａ及び送風手段（図示せず）によって発生した熱風を、先端から噴射する。また、ノズル１６は、ＢＧＡ３０の取り外し時などに、制御装置１９からの指令に従ってＢＧＡ３０を真空吸着する機能も有している。
支持台１７は、固定台１１に立設され、プリント基板２０を下側から支持する。なお、図１では模式的に図示しているが、支持台１７は、プリント基板２０の位置を紙面の手前・奥方向（ｘ方向）及び左右方向（ｙ方向）に調整可能である。ちなみに、当該調整は、制御装置１９からの指令に従って自動で行ってもよいし、手動で行ってもよい。
【００１８】
ボトムヒータ１８は、プリント基板２０全体を下方から加熱する。つまり、ＢＧＡ３０は、上方に位置するノズル１６から噴射される熱風と、下方に位置するボトムヒータ１８からの熱とによって上下両側から加熱される。詳細については後記するが、前記加熱は、ＢＧＡ３０の取り外し時や再実装時に行われる。
【００１９】
制御装置１９（判定手段）は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、各種インタフェースなどの電子回路を備えて構成され、その内部に記憶したプログラムに従って各種機能を発揮する。制御装置１９は、加熱手段１４ａ及びボトムヒータ１８の温度を制御するとともに、プリント基板２０の基板側端子２１（図３（ｂ）参照）に印加する電圧制御及び導通確認（はんだ接合の完了確認）を行う。なお、制御装置１９による電圧制御及び導通確認については、後記する。
【００２０】
＜プリント基板＞
図２（ａ）は、プリント基板に実装される電子部品の接続関係を示す説明図（平面図）である。ちなみに、図２（ａ）では、ＢＧＡ３０を含む複数の電子部品（実際にはプリント基板２０に設置されている）を省略し、それぞれの電子部品との接続端子（つまり、前記した基板側端子２１など）を図示している。
また、図２（ａ）に示す領域Ｓ内の一群の○印は、ＢＧＡ３０の部品側端子３１（図３（ａ）参照）に対応する基板側端子２１であり、実際には、格子状に数十〜数千個配置されている。
また、図２（ａ）の紙面右下に示す一群の□印は、周囲に複数のリード線が張り出したＩＣに対応する基板側端子である。その他、図２（ａ）の左下、左上などにそれぞれ図示した□印も、プリント基板２０に設けられた基板側端子を表している。
【００２１】
図２（ｂ）は、プリント基板の断面模式図である。図２（ｂ）に示すように、プリント基板２０は、Ａ層〜Ｄ層までの回路層が順次積層された多層構造となっている。なお、隣り合う回路層の間には、絶縁層（図示せず）が介在している。プリント基板２０の両面では回路を収容しきれない場合、このように多層構造とすることで対応できる。
【００２２】
なお、図２（ａ）に示す３種類の線種はそれぞれ、図２（ｂ）に示すＡ層、Ｂ層、Ｃ層に対応する配線を示している（Ｄ層に対応する配線については省略した）。例えば、図２（ａ）に示す符号ｋは、プリント基板２０のＡ層に配置された端子Ｘ１が、配線ｋを介してＡ層の端子Ｙ１に接続されていることを示している。ちなみに、符号α，βで示す箇所で線が交差しているが、これらの配線は互いに異なる回路層（Ａ層とＢ層）に属するため、当該箇所で導通する虞はない。
【００２３】
なお、図２（ａ）では、各端子間の接続関係を模式的に示したが、実際には、多数の電子部品が密集し、かつ、多数の配線を介して複雑に接続されている。そして、プリント基板２０の中の所定位置（図２に示す領域Ｓ）に、ＢＧＡ３０が設置される基板側端子２１が格子状に設けられている。
【００２４】
図３（ａ）は、ＢＧＡの裏面に設けられた部品側端子を模式的に示す説明図である。また、図３（ｂ）は、プリント基板のうち図２（ａ）に示す領域Ｓの部分拡大図であり、導通検知用端子との接続関係を示す説明図である。
なお、前記した図２（ａ）のプリント基板２０では、電子部品実装後の回路動作に必要な配線のみを図示し、導通検知用配線２２ａ〜２２ｅ（図３（ｂ）の太線）を省略した。一方、図３（ｂ）では、図２（ａ）に記載した配線を省略し、導通検知用配線２２ａ〜２２ｅのみを図示した。前記した「導通検知用配線」は、プリント基板２０の基板側端子２１と、ＢＧＡ３０の部品側端子３１とが適切に接合されたか否かを判定する際に用いられる。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、ＢＧＡ３０の裏面に格子状に配置された複数の部品側端子３１には、ＢＧＡ３０の内部回路を介して電気的に接続されたもの（実線の○印）と、ＢＧＡ３０の内部回路において電気的に接続されていないもの（破線の○印）とがある。以下では、ＢＧＡ３０の内部回路を介して電気的に接続されている部品側端子３１の対を、「部品側端子対」と記す。例えば、図３（ａ）に示す一対の部品側端子３１ａは、部品側端子対に相当する。
【００２６】
また、図３（ｂ）に示すように、プリント基板２０の領域Ｓにおいて格子状に複数設けられた基板側端子２１は、前記したＢＧＡ３０の部品側端子３１と１対１に対応している。ちなみに、図３（ａ）に示すＢＧＡ３０の部品側端子３１が、図３（ｂ）に示す基板側端子２１に対向するように（つまり、図３（ａ）の状態からＢＧＡ３０を裏返して）、プリント基板２０に載置される。したがって、図３（ａ）と図３（ｂ）とで対応する端子（例えば、符号３１ａと符号２１ａ）は、左右対称の位置関係にある。
【００２７】
以下では、基板側端子２１のうち、前記した部品側端子対３１ａ〜３１ｅに対応するものを「基板側端子対」と記す。図３（ｂ）に示すように、基板側端子対２１ａ〜２１ｅを実線の○印で図示し、それ以外の基板側端子２１を破線の○印で図示した。
【００２８】
詳細については後記するが、本実施形態では、ペーストはんだｐ（図６（ａ）参照）を介してＢＧＡ３０をプリント基板２０に載置し、その後、ノズル１６（図１参照）からの熱風によってペーストはんだｐを溶融させる。
ペーストはんだｐは、溶融前は絶縁性であるが、溶融後は導電性になる。したがって、ＢＧＡ３０の部品側端子対３１ａ〜３１ｅに対応する基板側端子対２１ａ〜２１ｅに電圧を印加しつつ加熱処理を実行し、電流センサ４２ａ〜４２ｅによって検出される電流値に基づいて導通を検知することで、ペーストはんだｐの溶融を確認する。
【００２９】
なお、図３（ｂ）に示す基板側端子対２１ａは、導通検知用配線２２ａ（太線）を介して導通検知用端子２３ａに接続されている。また、その他の基板側端子対２１ｂ〜２１ｅについても同様である。
図３（ｂ）に示す導通検知用配線２２ａ〜２２ｅ及び導通検知用端子２３ａ〜２３ｅは、予めプリント基板２０に印刷されている。つまり、プリント基板２０の設計時において、リペア時の導通検知（ペーストはんだｐの溶融確認）に用いる基板側端子対２１ａ〜２１ｅが設定される。そして、これら複数の基側端子対２１ａ〜２１ｅに対応する導通検知用配線２２ａ〜２２ｅ及び導通検知用端子２３ａ〜２３ｅが、予めプリント基板２０に印刷されている。
【００３０】
なお、ＢＧＡ３０の内部回路において電気的に接続されている部品側端子対３１ａ〜３１ｅ（つまり、これに対応する基板側端子対２１ａ〜２１ｅ）の位置は、実装するＢＧＡ３０の仕様書などによって知ることができる。
【００３１】
また、図３（ｂ）に示すように、導通検知用配線２２ａを介して基板側端子対２１ａに接続される一対の導通検知用端子２３ａに、直流電源４１及び電流センサ４２ａが直列に接続されている。ちなみに、当該接続は、ＢＧＡ３０のリペア作業を開始する際に行われる。
直流電源４１（電圧印加手段）は、後記する導通確認手段４０（図４参照）が備えるコンバータ４１からの直流電力を模式的に表している（詳細については後記する）。
【００３２】
図３（ｂ）に示すように、５つの基板側端子対２１ａ〜２１ｅに対応して、直流電源４１などが接続されている。このような基板側端子対２１ａ〜２１ｅは、ＢＧＡ３０の四隅付近の部品側端子対３１ａ〜３１ｄ、及び、中央付近の部品側端子対３１ｅに対応する位置に設けられている（図３（ａ）参照）。
【００３３】
ノズル１６（図１参照）からの熱風によってＢＧＡ３０を加熱する場合、平面視でＢＧＡ３０の中央付近の温度が上がりやすく、四隅付近の温度は上がりにくい。したがって、前記した位置におけるはんだの溶融状態を把握することで、ＢＧＡ３０全体でのはんだ溶融状態を把握できる。
【００３４】
なお、図３（ｂ）の符号２１ｓで示すように、前記した導通確認に用いない基板側端子対も存在する。すなわち、プリント基板２０には、導通確認（ペーストはんだｐの溶融確認）に必要となる基板側端子対２１ａ〜２１ｅが定められ、この基板側端子対２１ａ〜２１ｅに接続するように導通検知用配線２２ａ〜２２ｅ及び導通検知用端子２３ａ〜２３ｅが予め印刷されている。
【００３５】
＜導通確認手段の構成＞
図４は、導通確認手段の構成を示す説明図である。導通確認手段４０は、電子部品実装装置１００と一体又は別体で設けられ、基板側端子対２１ａ〜２１ｅの間の導通（つまり、はんだの接合）を確認するものである。
なお、図４では、ＢＧＡ３０の内部回路において電気的に接続されている部品側端子対３１ａ〜３１ｅのみを図示し、その他の部品側端子３１は省略している。また、基板側端子対２１ａ〜２１ｅ以外の基板側端子２１を省略している。
【００３６】
図４に示すように、導通確認手段４０は、コンバータ４１と、電流センサ４２ａ〜４２ｅと、導通検知部４３と、制御部４４と、記憶部４５と、通知部４６と、を備えている。
コンバータ４１は、交流電源５０から供給される三相交流電圧を、制御部４４からの指令に従って直流電圧に変換し、配線ｍ，ｎ間に出力する。なお、配線ｍ，ｎから分岐する配線（５×２＝１０本）は、前記した５つの基板側端子対２１ａ〜２１ｅ（図３参照）に接続されている。
以下では、基板側端子対２１ａに対応する構成について説明するが、他の基板側端子対２１ｂ〜２１ｅに対応する構成についても同様である。
【００３７】
電流センサ４２ａ（導通検知手段）は、配線ｎから分岐する配線ｈを通流する電流を検出し、導通検知部４３に出力する。また、抵抗Ｒ及びスイッチ４７ａが電流センサ４２ａに直列接続されている。スイッチ４７ａは、制御部４４からの指令に従ってオン／オフする。
また、導通確認手段４０には、前記した一対の導通確認用端子２３ａに接続される一対の端子４８ａが設けられている。なお、図３（ｂ）では、抵抗Ｒ、スイッチ４７ａ〜４７ｅ、及び端子４８ａ〜４８ｅの図示を省略した。
【００３８】
図４に示すように、端子４８ａは、プリント基板２０に設けられる導通検知用端子２３ａに配線ｉを介して接続される。なお、当該接続は、ＢＧＡ３０を実装する際に行われる。
前記したように、導通検知用端子２３ａは、プリント基板２０に印刷されている導通検知用配線２２ａ（太線）を介して基板側端子対２１ａに接続されている。
【００３９】
そして、ペーストはんだｐを介して基板側端子対２１ａと部品側端子対３１ａとが対向するようにＢＧＡ３０が載置される（詳細については、後記する）。また、部品側端子対３１ａは、ＢＧＡ３０の内部回路において互いに電気的に接続されている（一点鎖線参照）。
【００４０】
図４に示す導通検知部４３（導通検知手段）は、電流センサ４２ａ〜４２ｅから入力される電流値に基づいて、それぞれの基板側端子対２１ａ〜２１ｅの間での導通（つまり、ペーストはんだｐの溶融）を検知する。例えば、電流センサ４２ａ〜４２ｅから入力される電流値が全て所定値以上になった場合、導通検知部４３は基板側端子対２１ａ〜２１ｅが導通したと判定し、所定の導通信号を制御部４４に出力する。
【００４１】
制御部４４（判定手段）は、記憶部４５に格納されているプログラムを読み込んで動作し、導通確認手段４０の動作を統括制御する。制御部４４は、所定のタイミング（例えば、前記した制御装置１９からＢＧＡ３０の加熱を開始する信号が入力された時点）で各スイッチ４７ａ〜４７ｅをオンに切り替え、基板側端子対２１ａ〜２１ｅに直流電圧を印加する。
その後、導通検知部４３から前記した導通信号が入力された場合、制御部４４は、前記した制御装置１９に導通信号を出力して加熱手段１４ａ（図１参照）によるＢＧＡ３０の加熱を停止させる。併せて制御部４４は、通知部４６に制御信号を出力し、はんだが接合したことをユーザに知らせる。なお、ユーザとは、ＢＧＡ３０のリペアを管理している作業員などである。
【００４２】
記憶部４５は、ＨＤＤ（Hard disk drive）などを備え、制御部４４を動作させるプログラムや各設定値などを記憶している。通知部４６は、アラームやランプなどであり、はんだ接合が完了したことをユーザに知らせるものである。
【００４３】
＜ＢＧＡのリペア処理＞
以下では、不具合のあるＢＧＡをプリント基板２０から取り外し、前記ＢＧＡと同種のＢＧＡ３０を再実装するリペア処理について、次のような順序で説明する。
１．ＢＧＡの取り外し（図示せず）
２．導通確認手段との接続：図５（ａ）
３．ペーストはんだの印刷：図５（ｂ）
４．ＢＧＡの載置：図５（ｃ）
５．電圧の印加、及び加熱の開始：図６（ａ）
６．導通確認、及び加熱の停止：図６（ｂ）
【００４４】
（１．ＢＧＡの取り外し）
制御装置１９（図１参照）は、プリント基板２０からＢＧＡ３０を取り外す際、ノズル１６によって上方から熱風を噴射するとともに、ボトムヒータ１８によって下方から熱を放射することで、ＢＧＡ３０とプリント基板２０とを接合しているはんだを溶融させる。ちなみに、加熱手段１４ａ（図１参照）やボトムヒータ１８は、予め設定された所定温度に加熱される。
そして、負圧を発生させたノズル１６によってＢＧＡ３０を吸着し、プリント基板２０から取り外す。なお、ＢＧＡ３０を取り外した状態のプリント基板２０の表面には、余分なはんだが付着しているため、はんだ吸い取りワイヤ（図示せず）を用いて当該はんだを取り除く。
【００４５】
（２．導通確認手段との接続）
図５（ａ）は、プリント基板の導通検知用端子に導通確認手段が接続された状態を示す説明図（側面図）である。ちなみに、図５（ａ）の破線で示すＢＧＡ３０は、基板側端子２１と部品側端子３１との対応関係を示している。また、ハッチングした部品側端子対３１ａは、ＢＧＡ３０の内部回路において電気的に接続されている
前記したように、直流電源４１は、コンバータ４１（図４参照）から出力される直流電圧を模式的に表している。
【００４６】
ＢＧＡ３０を取り外した後、プリント基板２０の導通検知用端子２３ａを、導通確認手段４０に設けられた端子４８ａ（図４参照）に配線ｉを介して接続する。当該接続は手動で行ってもよいし、自動で行ってもよい。
図５、図６では、部品側端子対３１ａと基板側端子対２１ａのみを図示しているが、他の部品側端子対３１ｂ〜３１ｅ及び基板側端子対２１ｂ〜２１ｅも同様に接続される。当該接続を行う際、予め定められた基板側端子対にコンバータ４１からの電圧が印加されるように接続する。
【００４７】
（３．ペーストはんだの印刷）
図５（ｂ）は、導通確認手段が接続されたプリント基板にペーストはんだが印刷された状態を示す説明図（側面図）である。
ペーストはんだｐ（はんだ部材）は、格子状に配置された部品側端子３１（図３（ａ）参照）と、これに対応する基板側端子２１（図３（ｂ）参照）とを接合する際に用いられる。なお、ペーストはんだｐは、絶縁性のフラックスと導電性の合金などとが混在した状態になっている。
【００４８】
ペーストはんだｐの印刷に際して、金属板にプリント基板２０の基板側端子２１に合わせて格子状に孔を空けたメタルマスク（図示せず）を予め用意する。ちなみに、ＢＧＡ３０のリペアを行う場合、局部的なはんだ接合を行うため、ＢＧＡ３０の実装箇所（大きさ）に対応したメタルマスクを用いる。
そして、不具合のあるＢＧＡを取り外した状態のプリント基板２０において、ＢＧＡが設置されていた箇所にメタルマスクを載置する。この状態において、プリント基板２０の基板側端子２１が露出し、それ以外の部分は隠れた状態になる。
【００４９】
さらに、ペースト印刷機（図示せず）を用いて、プリント基板２０の基板側端子２１にペーストはんだｐを印刷（塗布）する。当該印刷は、前記で説明した基板側端子対２１ａ〜２１ｅだけでなく、ＢＧＡ３０の部品側端子３１に対応する全ての基板側端子２１に対して行われる。
【００５０】
ペーストはんだｐを印刷した後、メタルマスク（図示せず）を取り除くと、全ての基板側端子２１の上にペーストはんだｐが印刷された状態になる（図５（ｂ）参照）。
なお、プリント基板２０に回路素子が密集し、基板側端子２１にペーストはんだｐを印刷することが困難である場合には、ＢＧＡ３０の部品側端子３１にペーストはんだｐを塗布してもよい。
【００５１】
（４．ＢＧＡの載置）
図５（ｃ）は、ペーストはんだが印刷されたプリント基板にＢＧＡを載置する際の状態を示す説明図（側面図）である。
ペーストはんだｐが印刷されたプリント基板２０を支持台１７（図１参照）に取り付け、ノズル１６によってＢＧＡ３０を吸着しつつ位置決めを行う。すなわち、ＢＧＡ３０の部品側端子３１が、対応する基板側端子２１にペーストはんだｐを介して対向するように位置決めする。当該位置決めは、前記した支持台１７に設けられるｘ−ｙ方向の位置調整機構（図示せず）を用いる。
【００５２】
（５．電圧の印加、及び加熱の開始）
図６（ａ）は、ペーストはんだが印刷されたプリント基板にＢＧＡが載置され、基板側端子間に電圧が印加された状態を示す説明図（側面図）である。
図６（ａ）に示すように、プリント基板２０の上にＢＧＡ３０が載置された状態において、対応する基板側端子２１と部品側端子３１との間にペーストはんだｐが介在している。この状態で、導通確認手段４０（図４参照）の制御部４４は、スイッチ４７ａ〜４７ｅをオンに切り替え、基板側端子対２１ａ〜２１ｅに電圧を印加する（電圧印加工程）。
ちなみに、スイッチ４７ａ〜４７ｅを切り替えるタイミングをユーザが手動で決定してもよい。
【００５３】
また、図６（ａ）では、一つの基板側端子対２１ａのみを示したが、制御部４４（図４参照）は全ての基板側端子対２１ａ〜２１ｅに所定電圧を印加する。このとき制御部４４は、電子部品実装装置１００の制御装置１９（図４参照）に信号を出力し、電圧の印加を開始したこと知らせる。
前記信号を受けた制御装置１９は、ノズル１６（図１参照）から熱風を噴射するとともにボトムヒータ１８から熱を放射させ、ＢＧＡ３０の載置箇所を加熱する（加熱工程）。
前記したように、溶融前のペーストはんだｐは不導体（絶縁性）である。したがって、図６（ａ）のハッチングで示す部品側端子対３１ａがＢＧＡ３０の内部回路において電気的に接続されていても、ペーストはんだｐが溶融するまでは基板側端子対２１ａの間で導通することはない。
【００５４】
つまり、加熱の開始時において基板側端子対２１ａは非導通であるため、電流センサ４２ａの検出値はゼロである。全ての基板側端子対２１ａ〜２１ｅが導通するまで（つまり、後記する加熱停止信号が制御部４４から入力されるまで）、制御装置１９（図４参照）は加熱手段１４ａによる加熱を継続する。
【００５５】
（６．導通確認、及び加熱の停止）
図６（ｂ）は、ペーストはんだ及び部品側端子が溶融し、基板側端子対の間が導通した状態を示す説明図（側面図）である。
前記した図６（ａ）の状態から電圧の印加及び加熱を続け、ペーストはんだｐが十分に温まって溶融すると、絶縁性のフラックスが揮発して導電性の物質（合金など）のみが残る。ちなみに、図６（ｂ）に示すように、ペーストはんだｐとともに部品側端子３１も溶融する（符号Ｇ参照）。
そうすると、溶融したはんだ（ペーストはんだｐ及び部品側端子対３１ａ）、及び、ＢＧＡ３０の内部回路を介して、基板側端子対２１ａの間が導通して電流が流れる。
【００５６】
導通検知部４３（図４参照）は、全ての基板側端子対２１ａ〜２１ｅの間での導通を検知した場合、制御部４４に導通検知信号を出力する（導通検知工程）。なお、当該導通は、電流センサ４２ａ〜４２ｅから入力される電流値が所定値以上であるか否かによって検知できる。
導通検知部４３から導通検知信号が入力された場合、制御部４４は、電子部品実装装置１００が備える制御装置１９に加熱停止信号を出力し、ＢＧＡ３０の加熱を停止させる（加熱停止工程）。また、制御部４４は通知部４６を動作させ、アラームやブザーなどによってユーザに導通したこと（つまり、基板側端子２１と部品側端子３１とが接合したこと）を知らせる。
【００５７】
なお、本実施形態では、ＢＧＡ３０の部品側端子３１のうち四隅付近と中央付近に設けられた部品側端子対３１ａ〜３１ｅ（図３（ａ）参照）に対応する基板側端子対２１ａ〜２１ｅを導通検知対象としている（図３（ｂ）参照）。ここで、部品側端子対３１ａ〜３１ｄは、部品側端子３１のうち温度が上がりにくい箇所（四隅）にあり、部品側端子対３１ｅは、部品側端子３１のうち最も温度が上がりやすい箇所（中央部）にある。
【００５８】
したがって、前記した５つの部品側端子対３１ａ〜３１ｅに対応する基板側端子対２１ａ〜２１ｅに電圧を印加し、全ての基板側端子対で導通が確認された場合、その他の部品側端子３１と基板側端子２１との間も全て接合されている可能性が非常に高い。このように、本実施形態では、複数の基板側端子対２１ａ〜２１ｅの導通を確認することによってＢＧＡ３０のはんだ接合の成否を判定する。
【００５９】
＜効果＞
本実施形態に係る電子部品実装装置１００では、予め定められた基板側端子対２１ａ〜２１ｅでの導通を検知することによって、はんだ（ペーストはんだｐ及び部品側端子３１）の接合が正常になされたか否かを判定する。したがって、ＢＧＡ３０とプリント基板２０との間でのはんだ未接合といった不具合を未然に防止できる。
【００６０】
また、ＢＧＡ３０を加熱する際、所定の耐熱温度以下の範囲で加熱する必要がある。本実施形態では、導通確認手段４０によって全ての基板側端子対２１ａ〜２１ｅでの導通が確認されると、制御装置１９が加熱手段１４ａによる加熱を停止させる。これによって、余分な加熱時間をなくし、ＢＧＡ３０の信頼性を確保できる。
【００６１】
図７（ａ）は、ＢＧＡの中央付近の温度変化、及び四隅付近の温度変化を示すグラフであり、図７（ｂ）は、加熱手段の出力の変化を示すグラフである。なお、図７（ａ）、図７（ｂ）に示す時刻ｔ０は、加熱手段１４ａによる加熱を開始した時刻であり、時刻ｔ３は、加熱手段１４ａによる加熱を停止した時刻である。
また、ペーストはんだｐの融点Ｔ１よりも所定温度だけ高いＢＧＡ耐熱温度Ｔ２が予め設定されている（図７（ａ）参照）。
【００６２】
図７（ａ）に示すように、時刻ｔ０において加熱を開始した後、ＢＧＡ３０の中央付近の温度（実線）と、ＢＧＡ３０の四隅付近の温度（破線）との両方が上昇する。そして、温度の上がりやすい中央付近は、時刻ｔ１においてはんだ融点Ｔ１に達する。しかし、当該時刻ｔ１において温度の上がりにくい四隅付近では、はんだ融点Ｔ１未満であり未溶融状態となっている。
その後、時刻ｔ２においてＢＧＡ３０の四隅付近もはんだ融点に達し、時刻ｔ３において全ての基板側端子対２１ａ〜２１ｅでの導通が確認されると、制御装置１９がＢＧＡ３０の加熱を停止する（図７（ｂ）参照）。なお、時刻ｔ３でも、ＢＧＡ３０の四隅付近の温度ＴＡ、及び中央付近の温度ＴＢは、ＢＧＡ耐熱温度Ｔ２未満となっている。
【００６３】
はんだ接合を適切に行うためには、温度の上がりやすい箇所においてＢＧＡ耐熱温度Ｔ２を超えることなく、かつ、全ての接続箇所においてはんだ融点Ｔ１を十分に超えるまで加熱する必要がある。本実施形態では、ＢＧＡ３０全体においてはんだが溶融した時点で即座に加熱を停止できるため、はんだ接合に必要な加熱を行いつつ、過剰な加熱によるＢＧＡ３０の不具合を確実に回避できる。
また、ＢＧＡ３０の加熱時間を必要最低限とするため、ＢＧＡ３０のリペア作業の効率を向上させることができる。
【００６４】
また、ＢＧＡ３０のような表面実装部品を実装する際、はんだ付けを行う箇所が露出しないため、目視ではんだ付けの成否を確認することができない。したがって、従来は、交換しようとするＢＧＡ３０が設置されるプリント基板２０と同様のプリント基板を別途用意し、どのような加熱時間や温度によればＢＧＡ３０がうまくはんだ付けできるかの条件出し（温度プロファイルという）を行っていた。なお、温度プロファイルの作成に用いられたプリント基板は廃棄されていた。
【００６５】
また、温度プロファイルの作成に用いられたプリント基板と同じ条件で加熱すれば、ＢＧＡ３０のはんだ付けが成功するという確証が得られるわけではない。そこで、従来は、実際に必要な時間に比べて加熱時間を長めに設定してはんだ付けを行っていたため、ＢＧＡ３０やＢＧＡ３０周囲の電子部品の耐熱温度を超える虞があった。
【００６６】
これに対して本実施形態では、ペーストはんだｐの溶融に伴う導通を検知した場合に、はんだ付けが成功したと判定して加熱を停止する。これによって、はんだ接合の成否を、温度プロファイルを用いて間接的に予測するのではなく、基板側端子対２１ａ〜２１ｅの間で導通を検知することで直接的に判定できる。
したがって、ＢＧＡ耐熱温度Ｔ２を超えてＢＧＡ３０のリペアが失敗するリスクを大幅に低減できるため、リペアを行う際の歩留まりを向上させることができる。
【００６７】
また、本実施形態では、事前に温度プロファイルを作成することが不要になるため、温度プロファイル作成用のプリント基板及びＢＧＡを用意する必要がなくなる。したがって、プリント基板を無駄にすることなく、ＢＧＡ３０のリペア作業を適切かつ効率的に行うことができる。
【００６８】
また、本実施形態では、基板側端子対２１ａ〜２１ｅに接続される導通検知用配線２２ａ〜２２ｅ及び導通検知用端子２３ａ〜２３ｅが、プリント基板２０に予め印刷されている。したがって、導通検知用端子２３ａ〜２３ｅに電圧を印加することによって、これに対応する基板側端子対２１ａ〜２１ｅに電圧を印加することができる。なお、導通検知用端子２３ａ〜２３ｅは目視で確認できるため、配線の接続などを容易に行うことができる。
【００６９】
≪変形例≫
以上、本発明に係る電子部品実装装置１００について前記実施形態により説明したが、本発明の実施態様はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、前記実施形態では、ＢＧＡ３０のリペア（交換）を行う場合について説明したが、これに限定されない。すなわち、製造段階においてプリント基板２０にＢＧＡ３０を実装する際にも適用できる。
【００７０】
また、前記実施形態では、リペア対象の電子部品がＢＧＡ３０である場合を例に説明したが、他の表面実装型の電子部品（例えば、ＣＳＰ）にも適用できる。なお、ＩＣパッケージの周囲から接続端子が延びているＱＦＰ（Quad Flat Package）やＳＯＰ（Small Outline Package）のうち、部品下部にヒートスプレッダ（接合部）が設けられたものも、「表面実装部品」に含まれる。この場合でも、前記実施形態と同様の方法を用いてはんだ接合を確認できる。
【００７１】
また、前記実施形態では、ＢＧＡ３０自体の回路動作に必要となる内部回路において電気的に接続されている部品側端子対３１ａ〜３１ｅが存在する場合について説明したが、これに限らない。すなわち、ＢＧＡ３０の回路動作に必要となる内部回路中に適当な部品側端子対が見当たらない（又は、足りない）場合には、ＢＧＡ３０に導通確認専用の部品側端子対を予め用意してもよい。
【００７２】
また、前記実施形態では、ＢＧＡ３０の四隅及び中央部の部品側端子対３１ａ〜３１ｅに対応する基板側端子対２１ａ〜２１ｅに電圧を印加する場合について説明したが、これに限らない。すなわち、少なくとも一つの部品側端子対に対応する基板側端子対に電圧を印加することによって、導通確認を行ってもよい。
なお、導通検知の対象とする基板側端子対として、ＢＧＡ３０の外周部（四隅も含む）に位置する複数の部品側端子対に対応するものを含めることが好ましい。ＢＧＡ３０の外周部は、加熱による温度上昇が緩やかである（つまり、温度が上がりにくい）ため、当該箇所で導通確認ができた場合、その他のはんだ箇所も溶融しているといえるからである。
【００７３】
また、前記実施形態では、ノズル１６から熱風を噴射してＢＧＡ３０を一様に加熱する場合について説明したが、これに限らない。例えば、ＢＧＡ３０の中央部を加熱する加熱手段と、外周部を加熱する加熱手段とを個別に制御してもよい。この場合、中央部で導通（つまり、はんだの溶融）が確認されたら、ＢＧＡ３０の外周部の加熱を継続しつつ中央部の加熱を停止する。これによって、ＢＧＡ３０の中でも温度が上がりやすい箇所において、ＢＧＡ耐熱温度Ｔ２を超えることを確実に回避できる。
【００７４】
また、前記実施形態では、ボトムヒータ１８を設ける場合について説明したが、ボトムヒータ１８を省略してもよい。
また、前記実施形態では、導通確認手段４０によって導通確認された場合、制御装置１９が自動的に加熱を停止する場合について説明したが、これに限らない。導通確認手段４０によって導通確認された場合、通知部４６によってユーザに導通（つまり、はんだの溶融）を知らせ、ユーザが手動で加熱を停止させてもよい。この場合において、ユーザは、通知部４６によって前記導通を通知された後も所定時間加熱を続け、その後加熱を中止してもよい。これによって、より確実にはんだ接合を行うことができる。
【００７５】
また、前記実施形態では、ＢＧＡ３０の部品側端子３１とプリント基板２０の基板側端子２１とを接合するはんだ部材としてペーストはんだｐを用いる場合について説明したが、これに限らない。すなわち、溶融前は絶縁性かつ溶融後は導電性のはんだ部材であれば、他種類のはんだ部材（例えば、導電性接着剤）を用いてもよい。
【００７６】
また、前記実施形態では、基板側端子対２１ａ〜２１ｅに接続される導通検知用配線２２ａ〜２２ｅが、プリント基板２０の使用時における回路動作に必要となる配線とは独立して設けられる場合について説明したが、これに限らない。すなわち、導通検知用配線２２ａ〜２２ｅを、前記した回路動作に必要となる配線から分岐するように設けてもよい。
【００７７】
また、前記実施形態では、プリント基板２０が四層構造（Ａ層〜Ｄ層：図２（ｂ）参照）である場合について説明したが、これに限らない。例えば、プリント基板２０が単層構造や２相構造（両面に回路が印刷された構造）、その他の多層構造でも適用できることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００７８】
１００  電子部品実装装置
１４ａ  加熱手段
１８  ボトムヒータ（加熱手段）
１９  制御装置（加熱手段、判定手段）
２０  プリント基板
２１  基板側端子
２１ａ，２１ｂ，・・・，２１ｅ，２１ｓ  基板側端子対
２２ａ，２２ｂ，・・・，２２ｅ  導通検知用配線
２３ａ，２３ｂ，・・・，２３ｅ  導通検知用端子
３０  ＢＧＡ（表面実装部品）
３１  部品側端子
３１ａ，３１ｂ，・・・，３１ｅ  部品側端子対
４０  導通確認手段
４１  コンバータ、直流電源（電圧印加手段）
４２ａ，４２ｂ，・・・，４２ｅ  電流センサ（導通検知手段）
４３  導通検知部（導通検知手段）
４４  制御部（電圧印加手段、判定手段）
ｐ  ペーストはんだ（はんだ部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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