(57)【要約】【解決手段】表面取り付け構成部品（ＳＭＣ）（１０）のための熱的な取り付け及び取り外し方法は電流に応じて熱を発生する平面ヒータ（１４）を用いる。ヒータ抵抗は、その温度に応じて変化し、ヒータ温度を決定しＳＭＤ温度を測定するため抵抗が読み取られる。ＳＭＣ把持手段は、デバイスのＩ／Ｏ接点が平面ヒータからのＳＭＣの側壁を通した及び／又は側壁に沿った熱伝導により加熱されるように提供される。Ｉ／Ｏ接点をＰＣＢにハンダ付けしＩ／Ｏ接点をＰＣＢ（１２）からハンダ除去するため十分な熱が発生するように電流が平面ヒータ（１４）に提供される。本方法は、把持工程、加熱工程、抵抗監視工程及びＳＭＤ温度測定が同時に発生することを可能にする。真空、機械、接着剤及び磁気を始めとしたＳＭＣを把持する幾つかの手段が説明される。ＳＭＣを取り付けることができる基板を加熱するための平面ヒータ等の加熱素子を用いる方法も説明される。【選択図】図１
2008522417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦頂部表面を有する表面取り付け構成部品（ＳＭＣ）を基板に熱的に取り付け又は該構成部品を前記基板から熱的に取り外す方法であって、
電流に応答して熱を発生する平面ヒータを提供し、該ヒータの抵抗はその温度に応じて変化し、
前記平面ヒータが装着されるところのカートリッジを提供し、
ＳＭＣを把持して、該ＳＭＣの前記基板との接点インターフェースが、前記平面ヒータから前記ＳＭＣの側壁を通した及び／又は該側壁に沿った熱伝導によって加熱されるようにし、
前記接点インターフェースの取り付け又は取り外しを引き起こすのに十分な熱が発生されるように前記平面ヒータに電流を提供し、
前記平面ヒータの温度を決定するため該平面ヒータの抵抗を読み取り、
前記抵抗の読み取り値に基づいて前記ＳＭＣの温度を決定する、各工程を備え、
前記把持工程、前記加熱工程、前記抵抗読み取り工程及び前記ＳＭＣ温度決定工程が同時に起こるようにした、方法。
【請求項２】
前記ＳＭＣは、表面取り付けデバイス（ＳＭＤ）を備え、前記取り付け又は取り外しは、各々、印刷回路基板（ＰＣＢ）に前記ＳＭＤのＩ／Ｏ接点をハンダ付けするか又は該印刷回路基板からハンダ除去する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記取り付け又は取り外しは、前記ＳＭＣを前記基板に結合する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記取り付け又は取り外しは、前記ＳＭＣを前記基板にブレイズ溶接する工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記平面ヒータと前記カートリッジとの間に低い熱伝導経路を提供する工程を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記平面ヒータは、一対の電極を備え、該電極を通して前記電流が提供され、該電流は一対のスプリング付勢電気コネクターピンを介して前記電極に提供され、該電極上の前記ピンにより力が発揮されるところの面積が増大されるように、前記平面ヒータ電極と前記電気コネクターピンとの間に圧力拡大インターフェースコネクターを提供する工程を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＳＭＣの前記把持工程は、真空手段を使用して実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
真空ポートを備えるシャフトを提供し、
前記平面ヒータを備える前記カートリッジを前記シャフトの一方の端部に連結し、
前記シャフトに連結され且つ前記平面ヒータの周りに延在する真空シール構成部品を提供し、前記平面ヒータの側部と前記真空シール構成部品との間に少なくともクリアランスが存在するようにした、各工程を更に備え、
真空が前記真空ポートに印加され、前記真空シール構成部品が前記ＳＭＣの頂部表面に配置されたとき、前記真空は前記シャフト及び前記クリアランスを介して前記ＳＭＣの前記頂部表面に伝達され、それにより、前記ＳＭＣの前記頂部表面が把持されると共に、前記平面ヒータからの前記ＳＭＣの側壁を通した熱伝導及び／又は該ＳＭＣの側壁に沿った熱伝導により加熱される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記平面ヒータに圧盤を付加し、該圧盤が前記ヒータと前記ＳＭＣとの間にあるようにした工程を更に備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
真空ポートを備えるシャフトを提供し、
前記平面ヒータを備える前記カートリッジを前記シャフトの一方の端部に連結し、
前記シャフトに連結され且つ前記平面ヒータの周りに延在する真空シール構成部品を提供し、該平面ヒータは前記シャフトと前記ヒータの底側部との間に１つ以上の通路を備える、各工程を更に備え、
真空が前記真空ポートに印加され、前記真空シール構成部品が前記ＳＭＣの頂部表面に配置されたとき、前記真空は前記シャフト及び前記通路を介して前記ＳＭＣの前記頂部表面に伝達され、それにより、前記ＳＭＣの前記頂部表面が把持されると共に、前記平面ヒータからの前記ＳＭＣの側壁を通した熱伝導及び／又は該ＳＭＣの側壁に沿った熱伝導により加熱される、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
真空ポートを備えるシャフトを提供し、
前記平面ヒータを備える前記カートリッジを前記シャフトの一方の端部に連結し、
前記平面ヒータに圧盤を付加し、該圧盤が前記ヒータと前記ＳＭＣとの間にあるようにし、
前記シャフトに連結され且つ前記平面ヒータの周りに延在する真空シール構成部品を提供し、該平面ヒータ及び／又は前記圧盤は前記シャフトと前記ヒータの底側部との間に１つ以上の通路を備える、各工程を更に備え、
真空が前記真空ポートに印加され、前記真空シール構成部品が前記ＳＭＣの頂部表面に配置されたとき、前記真空は前記シャフト及び前記通路を介して前記ＳＭＣの前記頂部表面に伝達され、それにより、前記ＳＭＣの前記頂部表面が把持されると共に、前記平面ヒータからの前記ＳＭＣの側壁を通した熱伝導及び／又は該ＳＭＣの側壁に沿った熱伝導により加熱される、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＳＭＣの前記把持工程は、機械的手段を使用して実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記機械的手段を使用する工程は、
第１及び第２の組の爪部を提供する工程を備え、該爪部は前記ＳＭＣの各々のエッジを把持するのに適した先端部を有し、該爪部は、前記ＳＭＣの各々のエッジを把持するのに適した先端部を有し、該爪部の先端部が前記ＳＭＣを把持し解放するように該爪部の先端部を取り扱うことができるように前記カートリッジの両側部で該爪部が各枢動ロッドに取り付けられている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１及び第２の組の爪部に装着されるスプリングを提供する工程を更に備え、該スプリングは前記爪部に力を発揮して前記爪部の先端部に前記ＳＭＣを把持させるように前記第１及び第２の組の爪部の間に配置されている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記スプリングの力と反対方向に前記爪部に力を提供するように配置された作動手段を提供し、該作動手段が作動されたとき前記爪部の先端部から前記ＳＭＣが解放される工程を更に備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記作動手段は、電気アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、又は、液圧アクチュエータを備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１及び第２の組の爪部に装着され、該第１及び第２の組の爪部の間に配置されたヨークを提供し、前記ヨークが前記カートリッジに向かって下方に移動するとき該爪部の先端部が引き離され、前記ヨークが前記カートリッジから上方に移動するとき該爪部の先端部が互いに向かって移動される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＳＭＣを必要に応じて把持し解放するため前記ヨークを上下に移動させるように配置された作動手段を提供する工程を更に備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記作動手段は、空気圧アクチュエータを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記機械的手段を使用する工程は、第１及び第２の組の爪部を提供する工程を備え、該爪部は前記ＳＭＣの各々のエッジを把持するのに適した先端部を有し、前記爪部の先端部が前記カートリッジから独立に前記ＳＭＣを把持し解放するように前記爪部の先端部を取り扱うことができるように、前記爪部は、前記カートリッジの両側に各アームに取り付けられ、前記カートリッジから分離している、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
前記方法は、空洞部を有する中空の円柱プランジャーハウジングを提供し、該空洞部内でプランジャーが摺動し回転することができ、前記アームが前記プランジャーハウジングに連結され、
前記プランジャーハウジング内に中空円柱プランジャーを提供し、前記プランジャーハウジングが下方に押されるとき前記カートリッジの下方で前記爪部が下方に押されるように前記プランジャーが前記カートリッジに連結され、
前記プランジャーが前記プランジャーハウジング内に摺動させられるとき該プランジャーに回復力を伝達する、スプリング又はベローズを前記プランジャーハウジングの内部に提供する、各工程を備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
作動手段を提供する工程を更に備え、該作動手段が作動されるとき、該作動手段は、前記爪部が前記ＳＭＣの側壁を把持し又は解放するように前記アームを横方向に一緒に又は別々に移動させるように配置されている、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記作動手段は、電気アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、磁気アクチュエータ、又は、液圧アクチュエータを備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記機械的手段を使用する前記工程は、接着手段を使用する工程を備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項２５】
前記接着手段を使用する前記工程は、
高温両面転移テープの第１及び第２のシートと、前記第１及び第２のシートの間に接着されたキャリアとを有する接着予備形成品を提供し、
前記キャリアと反対側の前記第１のシートの側部が前記平面ヒータ又は該ヒータ上の圧盤に接着され、前記キャリアと反対側の前記第２のシートの側部が前記ＳＭＣの頂部表面に接着されるように前記ＳＭＣと前記平面ヒータとの間に前記接着剤予備形成品を介在させる、各工程を備える、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記ＳＭＣを把持する前記工程は、磁気手段を使用して実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記磁気手段を使用する前記工程は、
磁気的に引き合う材料のシートを有するキャリアと、高温両面転移テープのシートであって、該シートの一方の側部が前記キャリアに接着され、該シートの他方の側部が前記ＳＭＣの頂部表面に接着される、前記高温両面転移テープのシートとを有する磁気予備形成品を提供し、
前記ＳＭＣの頂部表面が前記平面ヒータ又は圧盤に対して前記ヒータ上で磁気的に保持されるように、前記平面ヒータに向かって前記キャリアを磁気的に吸引するように配置された磁石を提供する、各工程を備える、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記磁石は、前記ＳＭＣの反対側にある前記平面ヒータの側部に前記ＳＭＣの上方に配置される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記磁石が前記圧盤であるように前記磁気圧盤が前記平面ヒータに装着されている、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記磁石が前記ＳＭＣの回路に電流を誘導しないように前記ＳＭＣに関して生成した磁場が対称的であるように前記磁石が配置されている、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記平面ヒータは、前記電流を伝達する薄膜金属トレースを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
前記抵抗を読み取る工程は、前記電流を測定し、前記抵抗に亘る電圧降下を測定する、各工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３３】
前記カートリッジは、熱的及び電気的な絶縁カートリッジである、請求項１に記載の方法。
【請求項３４】
前記ＳＭＣが最初に前記ＰＣＢにハンダ付けされており、前記方法は、前記ＳＭＣがハンダ除去されたとき前記ＳＭＣが前記ＰＣＢから持ち上げられるように、前記把持工程、前記加熱工程、前記抵抗読み取り工程、前記ＳＭＣ温度決定工程と同時に前記ＳＭＣ上で引っ張る工程を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
読み取られた抵抗を所望の平面ヒータ温度を表す所定値と比較し、
前記抵抗と前記所定値との間の差異をゼロに向かわせるように前記電流を増減させる、各工程を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３６】
前記平面ヒータに既知のテスト電流を提供し、
前記既知のテスト電流から生じた抵抗値を受け取り、対応する応答の所定値を提供する参照テーブルを提供する、各工程を更に備える、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
ＳＭＣを取り付けることができる基板の選択された領域を加熱する方法であって、
電流に応答して熱を発生する平面ヒータを提供し、該ヒータの抵抗はその温度に応じて変化し、
前記平面ヒータが装着されるところのカートリッジを提供し、
熱伝導性圧盤を提供し、
前記圧盤を前記平面ヒータに装着させ、
前記圧盤と接触する加熱されるべき基板の選択された領域を配置し、前記ヒータ及び前記圧盤は、前記ヒータにより発生した熱を該圧盤が前記選択された領域へと伝導するように配置され、
前記選択された領域を加熱するため十分な熱が発生するように前記平面ヒータに電流を提供する、各工程を備える、方法。
【請求項３８】
前記基板は印刷回路基板（ＰＣＢ）である、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記平面ヒータの温度に応じて変化する出力を提供する温度センサを提供し、
前記検出された温度を所望の平面ヒータ温度を表す所定値と比較し、
前記検出された温度と前記所定値との間の差異をゼロに向かわせるように前記電流を増減させる、各工程を更に備える、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
熱伝導支持アッセンブリを提供し、
前記支持アッセンブリが、前記平面ヒータ、圧盤及び基板を支持し、前記基板から伝導する熱量を減少させるように前記支持アッセンブリを配置する、各工程を更に備える、請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
積分回路を取り付けることができる基板を加熱する方法であって、
電流に応答して熱を発生する平面ヒータを提供し、該ヒータの抵抗はその温度に応じて変化し、
前記平面ヒータが装着されるところのカートリッジを提供し、
収容ボックスを提供し、
前記収容ボックス内に前記基板を配置し、
複数の熱伝導性ボールを前記収容ボックス内に前記基板上に配置し、該ボールは前記基板の表面の不規則性に従うようにサイズが定められており、
前記ヒータにより発生された熱が前記ボールにより前記基板に亘って均一に分布されるように前記平面ヒータを前記収容ボックスの下方に配置し、
前記基板を加熱するのに十分な熱が発生するように前記平面ヒータに電流を提供する、各工程を備える、方法。
【請求項４２】
前記ボールが移動することを防止する磁場を形成する工程を更に備える、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記磁場を形成する工程は、
ベース部を提供し、
前記ベース部上に複数の磁石を配列し、
前記磁場を形成するように前記ベース部及び磁石を位置決めする、各工程を備える、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記平面ヒータの温度に応じて変化する出力を提供する温度センサを提供し、
前記測定された温度を所望の平面ヒータ温度を表す所定値と比較し、
前記測定された温度と前記所定値との間の差異をゼロに向かわせるように前記電流を増減させる、各工程を更に備える、請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
基板に表面取り付け構成部品（ＳＭＣ）を取り付けるか又は基板からＳＭＣを取り外すための表面取り付け構成部品（ＳＭＣ）の取り付け／取り外しシステムであって、
電流に応答して熱を発生する平面ヒータであって、該ヒータの抵抗はその温度に応じて変化する、前記平面ヒータと、
前記平面ヒータが装着されるところのカートリッジと、
ＳＭＣを把持するための手段であって、該ＳＭＣの入力／出力（Ｉ／Ｏ）接点が前記平面ヒータから前記ＳＭＣの側壁を通した及び／又は該側壁に沿った熱伝導によって加熱される、前記手段と、
前記ＳＭＣのＩ／Ｏピンを基板に取り付け又は基板から取り外すために十分な熱が発生されるように前記平面ヒータに電流を提供するための手段と、
前記平面ヒータの温度及びこれにより前記ＳＭＣの温度を決定するため該平面ヒータの抵抗を読み取るための手段と、
を備え、
前記システムは、前記把持手段、前記加熱手段、前記抵抗監視手段及び前記温度決定手段が同時に起こるように配置される、システム。
【請求項４６】
前記ＳＭＣを把持するための前記手段は真空手段を備える、請求項４５に記載のシステム。
【請求項４７】
前記ＳＭＣを把持するための前記手段は機械的手段を備え、該機械的手段は、
第１及び第２の組の爪部であって、該爪部は前記ＳＭＣの各々のエッジを把持するのに適した先端部を有し、該爪部は、前記ＳＭＣの各々のエッジを把持するのに適した先端部を有し、該爪部の先端部が前記ＳＭＣを把持し解放するように該爪部の先端部を取り扱うことができるように前記カートリッジの両側部で該爪部が各枢動ロッドに取り付けられている、前記第１及び第２の爪部と、
前記第１及び第２の組の爪部に装着されるスプリングであって、該スプリングは前記爪部に力を発揮して前記爪部の先端部に前記ＳＭＣを把持させるように前記第１及び第２の組の爪部の間に配置されている、前記スプリングと、
前記スプリングの力と反対方向に前記爪部に力を提供するように配置された作動手段をであって、該作動手段が作動されたとき前記爪部の先端部から前記ＳＭＣが解放される、前記作動手段と、
を備える、請求項４５に記載のシステム。
【請求項４８】
前記ＳＭＣを把持するための前記手段は機械的手段を備え、該機械的手段は、
第１及び第２の組の爪部であって、該爪部は前記ＳＭＣの各々のエッジを把持するのに適した先端部を有し、該爪部は、前記ＳＭＣの各々のエッジを把持するのに適した先端部を有し、該爪部の先端部が前記ＳＭＣを把持し解放するように該爪部の先端部を取り扱うことができるように前記カートリッジの両側部で該爪部が各枢動ロッドに取り付けられている、前記第１及び第２の爪部と、
前記第１及び第２の組の爪部に装着され、該第１及び第２の組の爪部の間に配置されたヨークであって、該ヨークが前記カートリッジに向かって下方に移動するとき該爪部の先端部が引き離され、前記ヨークが前記カートリッジから上方に移動するとき該爪部の先端部が互いに向かって移動される、前記ヨークと、
を備える、請求項４５に記載のシステム。
【請求項４９】
前記ＳＭＣを把持するための前記手段は機械的手段を備え、該機械的手段は、
第１及び第２の組の爪部であって、該爪部は前記ＳＭＣの各々のエッジを把持するのに適した先端部を有し、前記爪部の先端部が前記カートリッジから独立に前記ＳＭＣを把持し解放するように前記爪部の先端部を取り扱うことができるように、前記爪部は、前記カートリッジの両側に各アームに取り付けられ、前記カートリッジから分離している、前記第１及び第２の爪部と、
作動手段であって、該作動手段が作動されるとき、該作動手段は、前記爪部が前記ＳＭＣの側壁を把持し又は解放するように前記アームを横方向に一緒に又は別々に移動させるように配置されている、前記作動手段と、
を備える、請求項４５に記載のシステム。
【請求項５０】
前記ＳＭＣを把持するための前記手段は、接着予備形成品を備え、該接着予備形成品は、
高温両面転移テープの第１及び第２のシートと、
前記第１及び第２のシートの間に接着されたキャリアとを有し、
前記キャリアと反対側の前記第１のシートの側部が前記平面ヒータ又は該ヒータ上の圧盤に接着され、前記キャリアと反対側の前記第２のシートの側部が前記ＳＭＣの頂部表面に接着されるように前記接着剤予備形成品が前記ＳＭＣと前記平面ヒータとの間に介在されている、請求項４５に記載のシステム。
【請求項５１】
前記ＳＭＣを把持するための前記手段は、磁気予備形成品を備え、該磁気予備形成品は、
磁気的に引き合う材料のシートを有するキャリアと、
高温両面転移テープのシートであって、該シートの一方の側部が前記キャリアに接着され、該シートの他方の側部が前記ＳＭＣの頂部表面に接着される、前記高温両面転移テープのシートと、
前記ＳＭＣの頂部表面が前記平面ヒータ又は圧盤に対して前記ヒータ上で磁気的に保持されるように、前記平面ヒータに向かって前記キャリアを磁気的に吸引するように配置された磁石と、
を備える、請求項４５に記載のシステム。
【請求項５２】
前記ＳＭＣが最初に前記ＰＣＢにハンダ付けされており、前記ＳＭＣがハンダ除去されたとき前記ＳＭＣが前記ＰＣＢから持ち上げられるように、前記把持手段、前記加熱手段、前記抵抗監視手段、前記温度決定手段の実行と同時に前記ＳＭＣ上で引っ張るための手段を更に備える、請求項４５に記載のシステム。
【請求項５３】
前記測定された抵抗を所望の平面ヒータ温度を表す所定値と比較するための手段と、
前記測定された抵抗と前記所定値との間の差異をゼロに向かわせるように前記電流を増減させるための手段と、
前記平面ヒータに電流を提供するための手段であって、該手段は、前記平面ヒータに既知のテスト電流を提供する電源と、前記平面ヒータの抵抗にかかる電圧を測定し、該抵抗を前記既知の電流と前記測定された電圧とに基づいて決定することができるようにした手段と、前記既知の電流から生じた抵抗値を受け取り、対応する所定値を提供する参照テーブルと、を有する、前記手段と、
を更に備える、請求項４５に記載のシステム。
【請求項５４】
前記ＳＭＣは、表面取り付けデバイス（ＳＭＤ）を備え、前記取り付け又は取り外しは、各々、印刷回路基板（ＰＣＢ）に前記ＳＭＤのＩ／Ｏ接点をハンダ付けするか又は該印刷回路基板からハンダ除去する工程を備える、請求項４５に記載のシステム。
【請求項５５】
積分回路を取り付けることができる基板基板の選択された領域を加熱するためのシステムであって、
電流に応答して熱を発生する平面ヒータであって、該ヒータの抵抗はその温度に応じて変化する前記平面ヒータと、
前記平面ヒータに装着された熱伝導性圧盤であって、該圧盤は、加熱されるべき基板の選択された領域と接触した状態で配置され、前記ヒータ及び前記圧盤は、前記ヒータにより発生した熱を該圧盤が前記選択された領域へと伝導するように配置されている、前記熱伝導性圧盤と、
前記基板を加熱するため十分な熱が発生するように前記平面ヒータに電流を提供するための手段と、
前記平面ヒータの温度に応じて変化する出力を提供する温度センサと、
前記検出された温度を所望の平面ヒータ温度を表す所定値と比較するための手段と、
前記検出された温度と前記所定値との間の差異をゼロに向かわせるように前記電流を増減させるための手段と、
を備える、システム。
【請求項５６】
積分回路を取り付けることができる基板基板の選択された領域を加熱するためのシステムであって、
電流に応答して熱を発生する平面ヒータであって、該ヒータの抵抗はその温度に応じて変化する前記平面ヒータと、
加熱されるべき基板が配置された収容ボックスと、
前記収容ボックス内に前記基板上に配置された複数の熱伝導性ボールであって、該ボールは前記基板の表面の不規則性に従うようにサイズが定められ、前記ヒータにより発生された熱が前記ボールにより前記基板に亘って均一に分布されるように前記平面ヒータが前記収容ボックスの下方に配置されている、前記複数の熱伝導性ボールと、
前記基板を加熱するため十分な熱が発生するように前記平面ヒータに電流を提供するための手段と、
前記ボールが移動することを防止する磁場を形成するための手段と、
前記平面ヒータの温度に応じて変化する出力を提供する温度センサと、
前記検出された温度を所望の平面ヒータ温度を表す所定値と比較するための手段と、
前記測定された温度と前記所定値との間の差異をゼロに向かわせるように前記電流を増減させるための手段と、
を備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００４年１１月２９日に出願されダーストンらに付与された仮特許出願番号６０／６３１，９１３号並びに２００５年５月２４日に出願されダーストンらに付与された仮特許出願番号６０／６８４，５３９号の利益を請求する。
【０００２】
本発明は、表面取り付け構成部品の取り扱いの分野に係り、特に、表面取り付け構成部品（ＳＭＣ）を取り扱い、該表面取り付け構成部品を基板に熱的に取り付け、該表面取り付け構成部品を該基板から熱的に取り外すための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
部品は、しばしば、熱的プロセスを使用して、等しいか又はより大きいサイズの他の部品に取り付けられる。この等しいか又はより大きいサイズの部品は、基板と称されている。部品を基板に取り付けさせる熱的プロセスとして、接着、ハンダ付け、結合、ブレイズ溶接、溶接が挙げられる。
【０００４】
電子回路産業は、特に、表面取り付け構成部品と称される、電気デバイス及び積分回路チップを、それらの電気的なＩ／Ｏリード線をポリマー及びセラミック基板上及び基板内の導電性回路に熱的に取り付けることによって、相互接続する。
【０００５】
２つの最も一般的な相互接続構造のうちの一つは、ハイブリッド回路と称されている。これは、それらの電気的Ｉ／Ｏリード線又は電極を、セラミック基板上の導電性回路に結合することによって相互接続されたＳＭＣから通常構成されている。Ｉ／Ｏリード線の金属は、超音波手段及び加熱手段によって導電性回路に取り付けられる。
【０００６】
最も一般的な相互接続構造は、本明細書に記載された方法及びシステムを示すために使用されており、印刷回路基板（ＰＣＢ）と称されるポリマー基板上の電気回路にそれらのＩ／Ｏリード線をハンダ付けすることによって相互接続された（電気Ｉ／Ｏリード線を用いたＳＭＣ）表面取り付けデバイス（ＳＭＤ）から構成されている。ハンダ付けは、金属又は金属混合物（ハンダと称される）が、適切な温度にまで加熱されたとき、ＳＭＤの電気Ｉ／Ｏリード線と溶融し。電気回路がＰＣＢ上の接点を接触し、これによって、それらを一緒に保持する取り付けプロセスである。
【０００７】
ＳＭＣには、ハイブリッド回路、積分回路、離散デバイス（インダクタ、キャパシタ、ダイオード、トランジスタ等）、金属ヒートシンク及び金属シールドが含まれている。ハイブリッド及び積分回路のＳＭＤは、通常、ポリマー内に包み込まれており、それらの電気Ｉ／Ｏリード線は、パッケージのエッジ及び／又はパッケージの底部に配置されたピン若しくはボールまで延在している。
【０００８】
例えば印刷回路基板（ＰＣＢ）等の基板上に取り付けられた、ＳＭＤ等のＳＭＣの密度の密度は、ＳＭＤ内の回路が複雑になっていくにつれて増大する。ＰＣＢ上のＳＭＣの密度の密度が増大するほど、ＰＣＢにＳＭＣを保持しハンダ付けし、ＰＣＢからＳＭＣのハンダを除去するために使用される方法が益々要求されてきており、取り扱い方法の精度及び選択は、付近のＳＭＣへの損傷を引き起こし得る過剰熱を回避するため、以前よりも重要になってきている。
【０００９】
更には、１８３〜２００℃の範囲の融点を有する鉛を基にしたハンダを２５０〜２６０℃程度のプロセス温度を必要とする鉛の無いより高い融点のハンダに置換することは、更に、誤差のマージンを減少させる。このことは、組み立てのため、より高い融点のハンダ又はエポキシプロセスを使用し、且つ、元々のＭＣＭが組み立てられた温度に接近する温度に引き続いてさらされることにより悪影響を及ぼされ得るマルチチップのモジュールにとって真実である。
【００１０】
ＰＣＢ上で個々のＳＭＣが故障した場合、２つの選択肢が存在する。即ち、ＰＣＢ全体を廃棄すること、又は、ＳＭＣを取り替えることである。過去においては、個々のＰＣＢのコストは、ＰＣＢを廃棄することが好ましい選択にするほど十分に低かった。しかし、多くの場合で、これはもはや真実ではない。
【００１１】
ＳＭＣの製作及び再加工の際にＳＭＣをＰＣＢに取り付けたりＳＭＣをＰＣＢ上のＳＭＣから取り外したりするため現在のところ用いられる加熱方法として、（１）高温の空気又は窒素、（２）ハンダ鉄及び（３）赤外線加熱が挙げられる。これらの方法の各々は、以下に示すように、多数の欠点を有する。
【００１２】
高温の空気又は窒素のガス（４００〜９００℃）は、加熱経路に沿って通過し、熱が典型的には抵抗性加熱コイルを使ってガスに転移された後、圧力下で放射される。本方法は、以下の通り、幾つかの欠点を有する。
・ガスはあまり効率的な熱転移機構ではないので、ハンダを実際に溶解するためハンダの溶解温度を十分に超えなければならない。ガス流れの高温度は、ＳＭＣそれ自身並びに隣接するＳＭＣ及びＰＣＢに対してリスクとなる。
・現存するガス流れが構成部品に当たったときの温度は、ＳＭＣ／ヒータのインターフェースにおいて測定のための手段が存在していないので、あまり正確には制御することができない。かくして、ハンダ除去、ハンダ付け、再ハンダ付けを正確に制御することはできず、また当初の逆流オーブン取り付け順序を正確に繰り返すこともできない。
・ターゲットとなるＳＭＣの領域のみに加熱を拘束することは困難である。複雑なノズル及びバッフルが隣接するＳＭＣの密度を損傷から保護するように設計された。しかし、各ＳＭＣサイズのための再加工工作機械の特別注文の改造が必要となり、よって、再加工作業全体にコストを追加する。
・ガスジェット方法は、ＳＭＣの頂部にのみ適用することができない。ガスの比較的低い熱転移効率に起因して必要となる高温度は、結果としての露出時間をハンダの直接的な加熱よりも長くさせ、よってＳＭＣとその内部構成部品にリスクを与える。
【００１３】
ハンダ鉄に関連する欠点も存在する。ＳＭＣが加熱される温度は正確に制御することは非常に困難であり、その理由としては（１）ハンダ鉄の先端温度はハンダ鉄の他の場所で測定された温度測定値からしばしば推測されること、（２）このようにして温度を測定することは、ハンダ鉄と熱電対との間の熱接触の変化並びに熱電対の温度応答の時間的な変化に起因して更に不正確となるということが挙げられる。その結果、以下の通り欠点が存在している。
・ハンダの意図しない過剰の逆流が生じ、ＳＭＣの内部の構成部品又はＰＣＢ上のパッドの間の構成部品に損傷を与える可能性がある。
・ハンダ鉄の大きな熱容量はハンダ付け／ハンダ除去作業の間の温度傾斜の実行を排除する。そのような温度傾斜は、ＰＣＢへの熱衝撃を最小にするため望ましいものであり、理想的には、当初のハンダ逆流オーブンで使用される温度傾斜を模擬するべきである。
【００１４】
赤外線（ＩＲ）放射素子は高いパワーレベルで作動し、ハンダ除去のため熱エネルギーをＩＲ素子からＳＭＣへと放射させる。しかし、次の欠点を有する。
・ＩＲ素子と連係する複雑な機構は、熱を所望のＳＭＣに集中させ又は差し向けることを援助しなければならない。
・ＩＲシステムの効率はＳＭＣのＩＲ吸収又はＩＲ反射に依存している。ＳＭＣのために使用される材料における幅広いばらつき並びにＳＭＣの頂部表面上で使用された表面コーティングの反射に起因して、ＩＲ再加工器具は、通常、底部側に向けられたヒータも必要としている。現在の多くのＰＣＢアッセンブリは両側に構成部品を有するので、底部側の熱は、構成部品の損傷のリスクを更に与える。
・ＳＭＣ温度の監視及び制御はＩＲ放射素子のためのコンピュータ制御電源に接続されたＩＲ温度検出デバイスによって達成される。これらのデバイスにより報告された温度は、ＳＭＣ表面の放射率に依存しており、これはＳＭＣ材料及び表面特性に従って幅広く変化し得る。
【００１５】
基板から湿気を除去し、ＳＭＣ取り付け及び除去の間の熱応力を最小にするため構成部品を取り付けたり、或いは取り外したりする前に、ＰＣＢ基板それ自体を加熱することも幾つかの用途では必要となり得る。これは、高温空気又は窒素ガス又はＩＲ放射素子を使用して便利に達成された。しかし、上記したように、ガスは比較的非効率的な熱転移媒体であり、かくして、ガス温度は、ターゲットとなるＰＣＢの温度よりもかなり高くなければならない。この非効率さは、さらし時間を延長する必要性を招き、ＰＣＢとその構成部品の損傷のリスクを負うこととなる。ガス温度も制御するのが困難となり得る。
【００１６】
ＰＣＢを加熱するためＩＲ放射素子を使用することも、問題となり得る。ＩＲの吸収は、表面の放射率に依存し、該放射率は材料及び表面の粗さに依存している。ＰＣＢのため使用される材料における幅広い変化とＰＣＢ表面コーティングの反射率とに起因して、ＰＣＢの均一な加熱と温度の正確な制御とは困難となり得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記した問題を克服するＳＭＣで使用するための熱的な取り付け及び取り外し方法が、ＳＭＣを把持し、その入力／出力（Ｉ／Ｏ）接点を熱伝導により加熱し、ＳＭＣに印加される加熱温度を監視し正確に制御することによって、与えられる。
【００１８】
本方法は、ハンダ付け、結合又はブレイズ溶接を始めとする様々な方法によって、ＳＭＣを基板に熱的に取り付け及び基板から取り外すために使用することができる。本方法は幅広い応用可能性を有するが、本明細書でのその使用方法は、ＰＣＢへのＳＭＤ表面のハンダ付け及びＰＣＢからのＳＭＤのハンダ除去を背景として説明される。
【００１９】
本方法は、電流に応じて熱を発生する「平面ヒータ」加熱素子を用いている。ヒータの抵抗は、その温度に応じて変化し、抵抗は、ヒータ温度を決定し、ＳＭＤ温度を測定するために読み取られる。ＳＭＤを把持する手段は、ＳＭＤのＩ／Ｏ接点が、平面ヒータからのＳＭＤの側壁を通した及び／又は側壁に沿った熱伝導によって加熱されるように提供される。Ｉ／Ｏ接点をＰＣＢにハンダ付けしＩ／Ｏ接点をＰＣＢからハンダ除去するために十分な熱が発生するように電流が平面ヒータに提供される。本方法は、把持工程、加熱工程、抵抗監視工程及びＳＭＤ温度測定が同時に発生することを可能にしている。
【００２０】
真空、機械、接着剤及び磁気を始めとしたＳＭＤを把持する幾つかの手段が説明される。ＳＭＣを取り付けることができる基板を加熱するための平面ヒータ等の加熱素子を用いる方法も説明される。
【００２１】
本発明の更なる特徴及び利点は、添付図面を参照しつつ次の詳細な説明から当業者には明らかとなろう。
【実施例】
【００２２】
本発明は、ＳＭＣを同時に保持し、加熱し、位置決めし、基板に熱的に取り付け、又は、基板から熱的に取り外し除去することを、ＳＭＣの温度が全ての段階で測定される状態で可能にする。湿気を事前に除去してＰＣＢへの構成部品の取り付け又はＰＣＢからの構成部品の取り外しの間の熱応力を最小にするため、又は、構成部品の取り外しそれ自体を有効にするため、基板及びＰＣＢそれ自体を、本発明によって加熱することもできる。本発明に係るシステムを、手作業又はロボットを使って配備することができる。平面ヒータを任意サイズのＳＭＣ上に正確に位置決めし、基板上にＳＭＣを正確に位置決めし、又は、基板から取り外されるべきＳＭＣを保持して引っ張ることができる。
【００２３】
本発明に係る基本システムの図示は図１に示されている。ＳＭＣ１０は、基板１２に取り付け又は基板から取り外されるべきものである。ＳＭＤのＰＣＢへのハンダ付け又はＰＣＢ上のＳＭＣからのハンダ除去が、次の説明において基本システムを説明するために使用される。
【００２４】
ハンダを溶解するため要求される熱は、「平面ヒータ」１４、即ち、その温度と共に変化する抵抗を有し、電流に応答する際に熱を発生する薄い平面状デバイスによって提供される。ヒータは、典型的には、カートリッジ１６に装着され、該カートリッジはシャフトアッセンブリ１７に装着され、又は、シャフトアッセンブリがシャフト及びピンホルダーモジュール（後述される）より多くのものから構成される場合にはプランジャー１８に装着される。平面ヒータ１４を制御するため必要とされる制御電子回路２０は、配線２１を介して平面ヒータに連結され、該配線は、シャフトアッセンブリ１７の内部を通して、電子機器及びヒータの間で回送される。
【００２５】
なお、ＳＭＤのみが議論されているが、本発明は平坦な表面を有する任意の構成部品に適用することができる。
記載された全ての方法に共通するものは、「平面ヒータ」構成部品である。このデバイスの典型的な装備は、図２に示されている。平面ヒータ１４は、薄膜金属回路であり、該回路は２つの電極３２と、「ダイ」と称される誘電シート３６上で製作された薄膜ストランド３４とを備える。ダイの好ましい厚さは、熱容量を最小にし、基板からＳＭＤへの熱輸送を最大にするため０．０３８ｃｍ（０．０１５インチ）以上である。最小の厚さに関する制限は、機械的な耐久性の要求によって決定される。電極及びストランドは、スクリーン印刷、シャドーマスクを介した薄膜成長、又は、薄膜成長とこれに続くマスク及びエッチング工程によって製造されるのが好ましい。
【００２６】
多数の材料をダイ３６のために使用することができるが、高い熱伝導度を有する材料が好ましい。使用される金属は、平面ヒータが作動されるべき温度範囲に亘って酸化するべきではない。或いは、ヒータ及びその電極は、包皮体によって酸化から保護されるべきである。２つの金属／ダイ平面ヒータの組み合わせが好ましい。即ち（１）窒化アルミニウム上のタングステンと、（２）アルミナ上のプラチナとである。窒化アルミニウム上のタングステンは、この種のダイが、アルミナ上のプラチナのダイよりも、より高い熱伝導度と、より一定した温度係数とを有するので、好ましい。また、タングステンストランドの膨張係数は、窒化アルミニウムのものと事実上同一であり、プラチナ及びアルミナの膨張係数は約２５％ほど異なっている。
【００２７】
平面ヒータは、そのエッジを除いて熱的に絶縁され、その結果、その熱の事実上全ては、ＳＭＤを介して、ハンダ付けされたＩ／Ｏ接点へと差し向けられる。制御電子回路２０は、電源を備え、該電源は励起電圧及び電流をヒータに提供し、これによってヒータの抵抗と、これによるその温度とを決定することができる。このようにして、追加の温度検知機構が必要とならない。加熱は、ストランド３４内でパワーを散逸することによって達成される。散逸されたパワーは、電子回路２０により供給された励起電流と、その結果生成した、電極３２の間の長さのストランド、電極３２と接触する電気コネクターピン（後述される）、及び、電子回路２０と該コネクターピンとの間の配線２１に亘る電圧降下との積である。
【００２８】
平面ヒータは、典型的には「平面ヒータモジュール」（ＰＨＭ）を形成するためカートリッジに装着される。そのようなモジュールの分解図が図３に示され、斜視図が図４に示されている。ＰＨＭ４０は、カートリッジ１６の耳部４１内で締まり嵌めによって又は圧盤４３（図４に示される）によってカートリッジ１６に装着された、図２に示されたようにヒータ１４を備えている。圧盤は、任意の金属から作ることができ、好ましくは、０．０５１ｃｍ（０．０２インチ）以下の厚さがよい。カートリッジは、電気的及び熱的な絶縁エラストマー又はセラミックである。それは、スプリング付勢された電気コネクターピン４４のためのフィードスルー経路を備え、該ピン４４は、図１に示されるように、シャフトアッセンブリ１８から、平面ヒータ電極３２へと延在する。
【００２９】
図３に示される、カートリッジ１６を通した上方への熱輸送を減少させるため突起部（隔離碍子）４５を備えることができる。代替例として、熱輸送は、低い熱伝導度のセラミック又はサファイアボール又は穿孔／非穿孔のセラミックシート又はボール及びシートの組み合わせを、平坦ヒータ１４及びカートリッジ１６の間に挿入することによって最小にすることができる。
【００３０】
使用中には、カートリッジ１６は、シャフトアッセンブリ１７のベース部又はプランジャー１８（後述される）に取り付けられる。カートリッジを、平面ヒータ１４と電子回路２０との間の電気的連続性を提供するため実装することができる一つの方法は、次の通りである。即ち、電気コネクターピン４４は、シャフトアッセンブリのベース部から、シャフトのベース部に取り付けられた、電気的及び熱的に絶縁する「ピンホルダーモジュール」を通って延在する。シャフトアッセンブリの軸は、カートリッジ１６の頂部の空洞部がそのベース部でピンホルダーモジュール４６に亘ってスリップされるときＰＨＭ４０の軸と整列される。これと同時に、電気コネクターピン４は、カートリッジ１６の孔内に滑り込み、平面ヒータ電極３２へと延びていく。
【００３１】
より大きな領域に亘って電極上にスプリング付勢ピン４４によって発揮された力を拡大するため、一対の圧力拡大インターフェースコネクター４７を、ピン４４のベース部と平面ヒータ電極３２との間に挿入し、かくして、電極３２にかかる圧力を減少させる。これは、実質的に、電極３２の摩耗を減少させ、平面ヒータのひび割れの可能性を減少させる。インターフェースコネクター４７は、電流のため使用することができる電極３２の断面積を増大するように作用する。インターフェースコネクター４７は、ピン４４と電極３２との間の電気的連続性を提供するため、導電性金属で覆われたポリマー又はセラミックのブロック（正方形又は円柱）である。
【００３２】
なお、この構成は、単なる例示にしか過ぎない。即ち、平面ヒータ１４と電子回路２０との間に電気的連続性を提供することができる方法でさえあればＰＨＭ４０の多数の実施例が可能である。
【００３３】
ＰＨＭは、幾つかの方法によってシャフト又はプランジャーに取り付けることができ、そのうちの幾つかの方法が後述される。例えば、図３に示されるように、クリップリング４９をカートリッジ１６に挿入することができる。クリップリング４９が、ピンホルダーモジュール４６と嵌合するカートリッジ１６内に挿入され、かくしてＰＨＭ４０をシャフト１８に接続するためピンホルダーモジュール４６がクリップリング４９内にスナップ係合する。
【００３４】
第２の方法は、シャフトの底部近傍の対応する溝内へと摺動する上側指部と、平面ヒータカートリッジ内の対応するスロットに取り付けられる下側指部とを有するリテイナークリップとすることができる。
【００３５】
第３の方法は、圧入ナットによる取り付け方法を使用することであってもよい。シャフト上のねじ切り圧入ナットは、ピンホルダーモジュール又はシャフト上のリップによって維持される。圧入ナットは、平面ヒータカートリッジ上の嵌合ねじに取り付けられ、カートリッジ及びこれによってＰＨＭを、圧入ナットの２回転でシャフトに取り付けたり又はシャフトから取り外したりすることを可能にしている。
【００３６】
別の可能な方法は、バヨネット取り付け構成を使用することである。バヨネットスロット付きの圧入ナットは、シャフトアッセンブリをＰＨＭに接続するため使用される。圧入ナットは、ピンホルダーモジュール又はシャフト上のリップによって支持される。圧入ナットは、バヨネットスロットの頂部がバヨネットタブの頂部の下方にくるまで、押し下げられ、圧入ナットはスロットがタブと整列するように回転され、これによってＰＨＭにシャフトを掛かり止めする。
【００３７】
ボール戻り爪取り付け構成も使用することができる。ここで、平面ヒータカートリッジ内のスプリング付勢ボールは、ピンホルダーモジュール内の戻り爪と適合する。ボールは、ねじによってカートリッジ内の孔内に保持された戻り爪スプリングにより負荷がかけられている。ピンホルダーモジュールの戻り爪がカートリッジの孔と整列するとき、ボールは、戻り爪スプリングにより戻り詰め内に押し込まれ、これによって、シャフトアッセンブリをカートリッジに接続する。
【００３８】
更に別の可能となる方法は、シャフト上のテーパー付き隆起部がカートリッジ内のテーパー形成凹部内にスナップ係合する、確実な掛かり止め締まり嵌め取り付け構成を使用ことである。ピンホルダーモジュールの上方のプランジャーのベース部上のテーパー付き隆起領域は、平面ヒータのカートリッジのための案内及びスナップ挿入を提供する。テーパー付き隆起領域は、ピンホルダーモジュールの一部であってもよく或いは一部でなくともよい。最大の隆起直径は、スナップ式取り付け及びスナップ式解放機能を提供するため十分に大きくなければならないが、容易な取り付け又は取り出しを妨げないほどには大きくはないようにするべきである。
【００３９】
真空、機械的、接着手段及び磁気手段を始めとする、ＳＭＤを把持して該ＳＭＤを平面ヒータに近接して保持する幾つかの方法が後述される。真空手段が最初に説明される。真空は、（１）平面ヒータ及び／又は圧盤の周りに、又は、（２）平面ヒータ及び／又は圧盤を通して、ＳＭＤの表面に印加することができる。
【００４０】
真空が平面ヒータ及び／又は圧盤の周りに印加されるべきとき、ＳＭＤを保持するため及び平面ヒータをＳＭＤ表面に対して押圧するため使用される力は、明確で独立した機構によって提供される。この真空方法のため使用される平面ヒータモジュールは、その底部表面を超えて任意の突起部を有するべきではない。平面ヒータカートリッジへと構築される保持表面上にクリップし又は摺動する圧盤は、底部表面に突起部を提供しないように有利に用いることができる。
【００４１】
平面ヒータ及び／又は圧盤の周りにＳＭＤの表面に真空を印加するため本発明に係るシステムを配置し得る多数の方法が存在している。幾つかの可能な実施例が説明される。これらの設計例では、平面ヒータ又は圧盤の表面が、ＳＭＤ表面の頂部表面に対して配置され、プランジャーハウジング（後述される）がＳＭＤへと押圧され、真空密封表面をＳＭＤと接触させる。次に、シャフトアッセンブリ上で真空ポートへと接続される真空ポンプはオンとなり、真空を平面ヒータモジュールの加熱表面に対して保持させる。真空がオンになる限り、シャフト及びＳＭＤは、単一ユニットとして移動する。真空が解放されたとき、ＳＭＤが自動的に解放される。即ち、ＳＭＤ上に平面ヒータモジュールによって発揮された圧力の故に、自動的な解放が可能となる。この圧力は、真空密封表面を押してＳＭＤ表面から離れさせる。代替例として、ツーウェイスイッチを真空ポンプと真空ポートとの間に設置してもよく、一つのスイッチの位置では真空ポンプをポートに接続し、他方の位置ではポートを大気へと通気する。
【００４２】
この真空保持方法の一つの可能な実施態様の斜視図及び断面図が図５及び図６に示されている。なお、同一か又は類似した図３乃至図２９に表された構成部品は、同様の参照番号を使用する。図５及び図６では、シャフトアッセンブリは、９個の構成部品から構成されており、即ち、プランジャーハウジング５０と、プランジャー５２（ＰＨＭ４０が取り付けられる）と、真空ピストンリング５４と、プランジャーハウジングピストン区分から真空ピストンリング真空シール構成部品（ＶＳＣ）５６と、プランジャー圧縮スプリング５８と、キャップ６０と、真空ポート６２と、真空エンクロージャ位置決め構成部品（ＶＥＰＣ）６４と、シャフトアッセンブリのベース部においてプランジャー５２の内部に配置されたピンホルダーモジュール４６と、から構成されている。
【００４３】
プランジャーハウジング５０は、空洞部（６６，６８、７０）を備え、該空洞部内で、プランジャー５２が摺動し回転することができ、かくして、下方への力がプランジャーハウジング５０に適用されるとき、シャフトアッセンブリはより短くなり、トルクがプランジャーハウジングに印加され、プランジャーが静止しているとき、ハウジングはプランジャー及びＰＨＭ４０から独立に回転する。プランジャー圧縮スプリング５８、又は、代替例として、ベローズは、プランジャーハウジング５０がＳＭＤに向かって押されたとき、プランジャー５２を介してＳＭＤ表面に力を伝達することができる。電気コネクターピン４４から電子回路２０への電気配線２１は、プランジャー５２及びキャップ６０を通過する。ＰＨＭ４０は、プランジャー５２の底部へと嵌合する。真空エンクロージャ７４は、エンクロージャ７４をＶＥＰＣ６４に装着させるための取り付け表面７６を備え、該ＶＥＰＣ６４は、シャフトの底部及び真空エンクロージャベース密封表面７８に装着される。
【００４４】
Ｏリング溝及びＯリング８０は、真空エンクロージャ７４の頂部の近傍に配置され、該真空エンクロージャは取り付け表面７６とエンクロージャ７４との間に真空シール部を形成する。エンクロージャ７４と取り付け表面７６との間のＯリングシール部の軸方向長さは、エンクロージャ軸を、プランジャーハウジング５０の軸に関して揺動させることを可能にするのに十分に短くなるべきであり、これは、エンクロージャ７４のベース部８２を、ＰＨＭ４０加熱表面に平行に整列させることを可能にし、かくしてこれらの２つの表面の間で良好な熱的接触を確保する。
【００４５】
真空ピストンリング５４がプランジャー５２の頂部に接続されている。該リングは、最大プランジャー移動距離を制限し、真空がオフにされたときその最大伸張へとプランジャー圧縮スプリング５８から戻りプランジャー５２への回復力を伝達させ、プランジャーハウジング５０の上側体積及び下側体積の間の真空シール部の形成においてＯリング又はテフロンワッシャーのための真空密封表面を提供する。ピストンリング５４の側壁は、プランジャーが上下に移動するとき、リング５４とプランジャーハウジング区分６８の内側壁との間のＯリング真空シール構成部品５６を保持するように機械加工されるのが好ましい。
【００４６】
上記のように構成されたとき、真空ポート６２で印加される真空は、真空エンクロージャベース密封表面７８を介してＳＭＤの表面に伝達される。平面ヒータモジュール４０によりＳＭＤ表面に印加され、スプリング５８上のピストンリング５４の圧力により形成された力は、ＳＭＤのさらし表面の上方の真空により形成されたＳＭＤ保持表面に対抗する。これらの力は、ＳＭＤがつり下げられたとき適切にバランスが取られていなければならない。そうでなければ、ＰＨＭ４０は、真空エンクロージャベース密封表面７８とＳＭＤ表面との間の真空シール部を破壊する。
【００４７】
ＶＥＰＣ６４は、真空エンクロージャ７４を、プランジャーハウジング５０の軸に沿って上方に押すことを可能にし、ＰＨＭをコネクターピン４４に接続することができ、ＰＨＭをプランジャー５２のベース部に固定することができる。ＶＥＰＣ６４は、エンクロージャ７４が取り付け表面７６の下方にＰＨＭの底部の近傍のその作動位置へと摺動された後、エンクロージャ７４が取り付け表面７６に沿って上方に摺動することを防止する。例えば、クラムシェル、Ｏリング、ゴムバンド又はクリップを始めとする多数の種類のＶＥＰＣが実用となる。
【００４８】
別の可能なシャフトアッセンブリの装備が図７に示されている。シャフトアッセンブリの全体積は、ＳＭＤ保持真空のため使用されている。このシャフトアッセンブリは、次の変更点を除いて図６に示されアノードものに類似している。
・  真空ポート６２が（図６から示されたものから変更された）プランジャーハウジング８８の上側部分内に配置されている。
・  プランジャーハウジング区分６６の内径（ＩＤ）が区分６６の壁とプランジャー５２との間に真空経路を提供するため増大されなければならない。この真空経路を提供する一つの好ましい方法は、プランジャーハウジング区分６６のＩＤの孔をあけることであり、１つ以上の締まり嵌めのプラスチック案内リング９１を挿入することである。これらの案内表面を提供する他の多くの手段が存在しているが、キーとなる必要事項は案内表面がプランジャーハウジング８８の内側表面に沿って一つの軸位置の最小点でプランジャー５２のために提供されているということである。
・  プランジャーハウジング８８は、ハウジング全体の体が真空ポートを通して真空引きされることを可能にしなければならない。
・  真空ピストンリング５４はピストン停止リング９２となり、その直径は、プランジャーハウジングの上側体積及び下側体積の間で真空経路を形成するため開放されなければならない。スプリング５８上のリング９２の圧力により形成され、ＰＨＭによりＳＭＤ表面に印加される力は、ＳＭＤのさらし表面の上方で真空により形成されたＳＭＤ保持力と対抗する。これらの力は、ＳＭＤがつり下げられたとき、適切に平衡されなければならない。そうでなければ、ＰＨＭがエンクロージャ７４とＳＭＤ表面との間の真空シール部を破壊する。
・  キャップ６０は、三方向容器９０及び停止ワッシャー９３によって置き換えられている。三方向容器は、３つのポートを持つことができる。そのうちの２つのポートは同軸であり、第３のポートは２つの同軸ポートに垂直である。三方向容器９０は、配線２１の撓みを可能にするのに十分に大きなＩＤを有する。これは、シャフトアッセンブリが短くされたとき、三方向容器の内部でワイヤが撓むことを可能にする。一つの同軸ポートは、ネジを含み、プランジャーハウジング８８内へとねじ込まれる。このねじ切りコネクターにおける断面開口部は、配線２１の断面積を除いて、停止ワッシャー９３のための保持位置を提供するため十分な表面積を提供しつつ、少なくともプランジャー停止リング９２内の総断面開口部と同じ大きさであるべきである。反対側の同軸ポートは、配線２１のための真空フィードスルー部を備えるのが好ましいが、これは、真空ポートとして使用することができる。垂直ポートは、真空ポート６２であるのが好ましいが、これは、配線２１のための真空フィードスルー部とすることができる。
【００４９】
別の可能な実施例は、真空エンクロージャ７４の真空密封表面がＳＭＤ表面と緊密に接触した状態に置かれるように配列されている。真空ポンプがオンにされたとき、ＳＭＤとエンクロージャ７４の密封表面との間のシール部により形成された真空は、ＳＭＤを保持すると同時に、平面ヒータ又は圧盤をＳＭＤ表面と接触した状態にさせる。本実施例は、ＳＭＤとＰＨＭ４０の加熱表面とを、同じ真空を使用してＳＭＤの頂部表面に対して保持する。ＰＨＭ４０からＳＭＤへの接触力は、真空ピストンリングに亘る圧力勾配によって提供される。真空ポート６２がポンプ引きされる限り、シャフトアッセンブリ及びＳＭＤは、単一ユニットとして移動し、ＰＨＭに印加されたパワーは、ＳＭＤを加熱する。ポート６２が大気中へと通気されたとき、ＰＨＭ４０は、その元の位置へと戻り、シャフトアッセンブリはＳＭＤを解放する。
【００５０】
本実施例の２つの基本的な構成部品は、シャフトアッセンブリ及び真空エンクロージャである。一つの可能な実施態様が図８に示され、別の実施態様が図９に示されている。
図８に示されたアッセンブリは、９つの構成部品から構成される。即ち、これらの構成部品は、プランジャーハウジング１０２、プランジャー１０４、真空ピストンリング１０６、プランジャー案内リング９１、真空ピストンリングへのプランジャーハウジングピストン区分、真空シール構成部品（ＶＳＣ）１１０、真空対抗スプリング１１２、キャップ１１４、真空ポート６２、ＶＥＰＣ６４、及び、シャフトアッセンブリのベース部でプランジャーの内部に配置されたピンホルダーモジュール４６である。
【００５１】
プランジャーハウジング１０２は、３つの内部区分を備える中空シリンダーである。即ち、これらの区分は、プランジャーハウジングピストン区分６８と、プランジャー案内区分６６と、真空エンクロージャ取り付け区分７０とである。
【００５２】
圧力勾配に起因した下方力がピストンリング１０６に印加されるとき、ハウジング１０２のベース部を超えるプランジャー延長部が増大され、ＰＨＭ４０はＳＭＤの頂部表面に対して押される。ハウジング１０２は、ピストンリング１０６の頂部表面で大気圧を確保する。これは、ピストンリング１０６とキャップ１１４との間で側壁内の１つ以上の排気孔で達成される。孔は、ピストンリング１０６によって決して到達しない軸方向位置内に配置されなければならない。
【００５３】
真空対抗スプリング１１２（又はベローズ）は、プランジャーハウジング１０２が排気されるときピストンリング１０６を通して回復力を伝達することができる。プランジャーハウジング１０２は、ＳＭＤの頂部表面、真空ピストンリング１０６の底部表面、及び、真空ポート６２を接続する経路を提供し、該経路を通して、ポート６２に接続された真空ポートが、ＰＨＭと真空エンクロージャ／ＳＭＤ接触表面との間のＳＭＤ表面のさらし領域に亘って真空を形成することができる。
【００５４】
上述された案内リング９１は、プランジャーハウジング案内区分６６内部に真空経路を提供することができる。真空経路及び案内表面を提供する別の方法は、下にあるプランジャーハウジングのＩＤと同じＩＤへと案内壁をくりぬき及びねじ切りし、次に、プランジャーを案内してプランジャーハウジングの上側体積及び下側体積の間の自由空気の流れを可能にするため、１つ以上のスロット付き又は穿孔付き案内リング９１を挿入することである。これらの案内表面を提供する多数の他の手段が存在しており、キーとなる要求事項は、ハウジング１０２の内側表面に沿って一つの軸方向位置の最小位置において案内表面がプランジャー１０４のための設けられるということである。
【００５５】
プランジャー１０４は、上述されたプランジャー５２よりも長くなければならず、或いは、ＰＨＭをプランジャーベース部に取り付けることを可能にするためプランジャーがハウジングベース部を超えて十分に遠く延在するように、区分６６の軸方向長さが短くされ、区分６８の軸方向長さが増大されなければならない。プランジャー１０４は、ＰＨＭ４０のための取り付けプラットフォームと、配線２１のためのフィードスルー経路と、ピンホルダーモジュールを挿入することができる領域と、を提供する。真空ピストンリング１０６と区分６８のＩＤとは、ピストンリングに亘る圧力勾配によって形成された力が反対方向の力を克服してＰＨＭの加熱表面をＳＭＤ表面に対して堅固に押圧するのに十分であることを確実にするほど十分に大きくなければならない。主要な反対方向の力は、（１）真空対抗スプリング１１２の一定力と、（２）区分６８のＩＤ壁と真空シール構成部品１１０との間の摩擦と、である。
【００５６】
真空ピストンリング１０６は、プランジャー１０４の頂端部に接続された場合には、ピストンリングとＳＭＤ表面との間の体積がポート６２を介して真空引きされるときスプリング１１２に圧縮力を伝達するように機能する。ピストンリングの底部表面は、スプリングに亘る圧力勾配により引き起こされた力に対抗する限定的な回復力を提供するためスプリングの頂端部を使用する。リングは、プランジャーハウジング１０２の上側体積と下側体積との間で真空シール部を形成する際にＯリング又はテフロンワッシャーのための真空密封表面を提供する。
【００５７】
真空ピストンリング１０６の側壁は、プランジャーが上下に移動するとき、ピストンリングと、プランジャーハウジングピストン区分６８の内側壁との間でＯリング真空シール構成部品１１０を保持するように機械加工されている。真空シール構成部品１１０は、Ｏリング又はテフロンワッシャーであり、これは、区分６８のＩＤとピストンリング１０６との間に真空シールを形成する。
【００５８】
真空対抗スプリング１１２は、プランジャーがプランジャーハウジング１０２のベース部から押し出されるときプランジャー１０４に逆の（回復）力を提供し、かくしてアッセンブリがポート６２を通して吸引されたときＰＨＭによりＳＭＤ表面に印加される圧力を制限する。ＰＨＭによりＳＭＤ表面に印加される圧力は、真空ピストンリング１０６に亘る圧力勾配により形成され、ＳＭＤのさらし表面の上方の真空により形成されたＳＭＤ保持力に対抗する。これらの力は、ＳＭＤがＰＣＢ表面に対して押圧さないように適切にバランスが取られていなければならない。そうでなければ、ＰＨＭは、真空エンクロージャ７４とＳＭＤ表面との間の真空シール部が破壊されるような力でＳＭＤを押し得る。
【００５９】
ＶＥＰＣ６４は、ＰＨＭを電気コネクターピンに接続しＰＨＭをプランジャーに固定することができるように、エンクロージャ７４がプランジャーハウジング１０２の軸に沿って上方に押されることを可能にする任意の構成部品であってもよい。ＶＥＰＣは、エンクロージャ７４がＰＨＭの底部の上方のその作動位置へと取り付け表面７６の下方にまで摺動された後、エンクロージャ７４が取り付け表面７６に沿って上方に摺動することを防止する。
【００６０】
図９に示された実施例では、シャフトアッセンブリは、プランジャーハウジング１２０と、プランジャー１２２と、真空ピストンリング１０６と、真空ピストンリングへのプランジャーハウジングピストン区分、真空シール構成部品（ＶＸＣ）１１０、真空対抗スプリング１１２、キャップ１２４、真空ポート６２、並びに、プランジャー１２２のベース部内に配置されたＶＥＰＣ及びピンホルダーモジュール（図示せず）から構成されている。
【００６１】
プランジャーハウジング１２０は、プランジャーハウジングピストン区分６８と、真空エンクロージャ取り付け区分７０とを備える中空シリンダーである。ハウジング１２０は、空洞部を備え、該空洞部内で、プランジャー１２２が摺動し回転することができ、かくして、リングに亘る圧力勾配により引き起こされた下方への力が、真空ピストンリング１０６に印加されるとき、ハウジングのベース部を越えたプランジャー延長部分が増大され、ＰＨＭの加熱表面は、ＳＭＤの頂部表面に対して押圧される。ハウジング１２０は、リング１０６の頂部表面で大気圧が存在することを確実にする。これは、リング１０６とキャップ１２４との間の側壁内の１つ以上の排気孔を用いて達成される。これらの孔はピストンリング１０６によっては達成されない軸方向位置に配置されなければならない。
【００６２】
ハウジング１２０も空洞部を提供し、該空洞部内で真空対抗スプリング１１２（又はベローズ）が真空ピストンリング１０６を通して回復力を伝達することができる。ハウジングは、ＳＭＤの頂部表面を接続する経路、真空ピストンリング１０６の底部表面、及び、真空ポート６２を提供する。該真空ポート６２を通して、該ポートに接続された真空ポンプがＰＨＭと真空エンクロージャ／ＳＭＤ接触表面との間でＳＭＤ表面のさらし領域に亘って真空を形成することができる。
【００６３】
ハウジング１２０は、プランジャーハウジングピストン区分６８において真空ピストンリング案内表面１２６を備えている。キャップ１２４は、案内表面１２６と共に、プランジャー１２２をハウジング１２０と整列した状態に置く。区分６８の内壁は、案内表面のうちの一つであり、別の案内表面を提供するため少なくとも１つの他の案内リング１０８が存在するのが好ましい。
【００６４】
プランジャー１２２は、図８のプランジャー１０４よりも長くなければならない。該プランジャー１２２は、ＰＨＭからキャップ１２４の上方に配置された終了位置へと延在しているからである。プランジャー１２２は、ＰＨＭのための取り付けプラットフォーム、ＰＨＭ配線のためのフィードスルー経路、及び、ピンホルダーモジュールを挿入することができるそのベース内の位置を提供する。真空ピストンリング１０６及びプランジャーハウジングピストン区分６８のＩＤは、リングを横切る圧力勾配により形成された力が、反対方向の力を克服し、ＰＨＭをＳＭＤの表面に対してしっかりと押すのに十分であることを確実にするのに十分大きくなければならない。主要な反対方向の力は、（１）スプリングの一定力と、（２）区分６８のＩＤ壁と真空シール構成部品１１０との間の摩擦と、である。
【００６５】
真空ピストンリング１０６は、プランジャー１０４の頂端部に接続された場合には、リングとＳＭＤ表面との間の体積が真空ポート６２を介して吸引されるときスプリング１１２に圧縮力を伝達する。リングの底部表面は、該リングを横断する圧力勾配により引き起こされた力に対抗する限定的な回復力を提供するためスプリング１１２の頂端部を使用する。リングは、ハウジング１２０の上側体積と下側体積との間で真空シール部を形成する際にＯリング又はテフロンワッシャーのための真空密封表面を提供する。リング１０６の側壁は、プランジャー１２２が上下に移動するとき、真空リングと、区分６８の内側壁との間でＯリング真空シール構成部品１１０を保持するように機械加工されるべきである。
【００６６】
ワッシャー（図示せず）、好ましくはテフロンをＯリング１１０の代わりに使用することができる。ワッシャーは、リング１０６とスプリング１１２との間に配置される。ワッシャーの底部表面は、リング表面に対する真空シール部を形成し、ワッシャーの外側周囲表面は、プランジャーハウジングピストン区分６８の内側壁に対する真空シール部を形成する。
【００６７】
ＰＨＭの加熱表面によりＳＭＤ表面に印加される力は、ピストンリング１０６を横切る圧力勾配により形成され、ＳＭＤのさらし表面の上方の真空により形成されたＳＭＤ保持力に対抗する。これらの力は、ＳＭＤがＰＣＢ表面に対して押圧さないとき適切にバランスが取られていなければならない。そうでなければ、ＰＨＭは、真空エンクロージャ７４とＳＭＤ表面との間の真空シール部が「破壊」しかねない。
【００６８】
キャップ１２４は、プランジャーハウジング１２０の頂部においてプランジャー１２２のための案内表面１０８を提供する。キャップは、ハウジング１２０内へのねじ込まれるのが好ましい。しかし、キャップは、代替例としてハウジングに取り付けられたバヨネットであってもよく、或いは、自在に回転するガスケット（ブッシング）によって取り付けることができる。
【００６９】
このシャフトアッセンブリは、上述されたように、ＶＥＰＣ及び真空エンクロージャを備えており、これは、ＰＨＭを電気コネクターピンに接続しプランジャー１２２に固定することができるように真空エンクロージャをプランジャーハウジング軸に沿って上方に押すことを可能にする。
【００７０】
図６乃至図９の各々に示されたアッセンブリで使用するのに適した真空エンクロージャ７４が図１０に示されている。エンクロージャは、基本的に、金属、ガラス、セラミックス、合成物、又は、高温プラスチックから作ることができる中空ボックスである。ベース部１５０は、平坦な平面表面であり、該表面は、エンクロージャへの熱伝導を減少させる高温エラストマー（ＨＴＥ）で被覆されていてもよく、或いは被覆されていなくてもよい。エンクロージャの頂部でＯリング溝（ＯＲＧ）１５２を形成する開口部は、プランジャーハウジングの真空エンクロージャ取り付け表面７６とＯＲＧとの間で真空シール部を形成するＯリング１５４を収容している。エンクロージャ７４と取り付け表面７６との間のＯリングシール部の軸方向長さは、プランジャーハウジング軸及びプランジャー軸に対してエンクロージャ軸が揺動する上で十分に短い。この揺動は、真空エンクロージャベース部１５０がＰＨＭ加熱表面に平行にＳＭＤ表面を整列することを可能にし、かくして、これら２つの表面の間で良好な熱的接触を確保する。真空エンクロージャの頂部におけるＯＲＧ１５２は、反対方向の隆起を有する２つの部品であってもよく、このときＯＲＧの頂部部品がエンクロージャの頂部表面に嵌合するか又は結合されている。なお、図１０に示された真空エンクロージャは単なる例示であり、他の多くの真空エンクロージャの実施例も可能である。
【００７１】
上述されたシャフトアッセンブリは、ＳＭＤ表面に到達するためＰＨＭの周りを通過する真空を有する。真空がＰＨＭ及び／又は圧盤を通過するシャフトアッセンブリを設けてもよい。プランジャーハウジング及びプランジャーは、単一の構成部品であり、ＰＨＭは、ＳＭＤを保持すると共に加熱するように設計されている。平面ヒータは、真空がＳＭＤ表面に印加される際に通過する孔を備えていてもいなくてもよい。各アプローチの例が以下に説明されている。
【００７２】
ＳＭＤを保持し、ＰＨＭの加熱圧盤、即ち本実施例に対して「真空平面ヒータモジュール」（ＶＰＨＭ）（１５６）と称されるものをＳＭＤ表面に対して加圧するため使用される力は、同一の機構、即ち、真空ポートでのポンプ作動により形成された真空によって提供される。平面ヒータと圧盤との間の接触を維持するため使用される力は、ＳＭＤを保持するため使用される真空から独立している。圧盤／ＳＭＤのインターフェースは、真空密封インターフェースである。
【００７３】
ＶＰＨＭ及びシャフトアッセンブリは、単一のユニットとして移動する。ＶＰＨＭの圧盤表面は、シャフトアッセンブリのｘ、ｙ、ｚ、θ及びφの運動によって、ＳＭＤ表面と緊密に接触した状態で配置されている。次に、真空ポンプが付勢され、真空ポートで真空引きするように切り替えられる。圧盤はスロット又は孔を形成し、該スロット又は孔を通して、ＶＰＨＭ内の真空が圧盤表面に対してＳＭＤを保持する。加熱の間、平面ヒータ／圧盤の接触は、ヒータを圧盤に向って押しているスプリング付勢ピンによって維持されている。
【００７４】
真空ポートがポンプ作動される限り、シャフトアッセンブリ及びＳＭＤは、単一ユニットとして移動し、平面ヒータに印加されたパワーは、ＳＭＤを加熱する。ポートが大気へと通気されたとき、ＶＰＨＭはＳＭＤを解放する。
【００７５】
上記アプローチに適した一つの可能となるシャフトアッセンブリの実施例が、図１１に示され、追加の詳細な構成が図１２に表されている。シャフトアッセンブリは、電線管１６０、真空導管１６２、真空ヒータモジュールコネクターアッセンブリ（ＶＭＣＡ）への真空導管１６４、ウルトラトール（Ｒ）Ｔ字管１６６、及び、真空ポート６２から構成されている。
【００７６】
電線管１６０は、システムの制御電子回路とパワーをＶＰＨＭ１５６に運搬する電気コネクターピン４４との間で電気的連続性を提供する絶縁リードワイヤ２１のためのフィードスルー経路を提供する中空シリンダーである。電線管は、そのベースにおいて所定の位置を占め、該位置へとピンホルダーモジュール４６を挿入することができる。電線管１６０は、該電線管１６０のベース部を真空導管１６２のベースに接続するところの、ＶＣＭＡ１６４のためのそのベース部における取り付け位置を提供し、ＶＰＨＭと真空管との間の経路を提供する。真空導管１６２は、ＶＰＨＭとウルトラトール（Ｒ）Ｔ字管１６６との間の真空経路と、シャフトアッセンブリを保持して位置決めするための表面とを提供する。
【００７７】
ＶＭＣＡ１６４は、停止ナット１６７と、真空ガスケット１６８と、真空導管とＶＰＨＭとの間の接続ナット１７０と、から構成されている。停止ナットは、ガスケット１６８及びナット１７０のための取り付け表面を提供する。ガスケットは、停止ナット１６７の頂部表面と、ＶＰＨＭナット１７０の下方に面した表面との間に真空シール部を提供する。ＶＰＨＭナット１７０は、ＶＰＨＭ１５６を真空導管１６２に接続する。
【００７８】
ウルトラトール（Ｒ）Ｔ字管１６６は、次の３本の真空フィードスルーポートを備える。
・真空導管１６２からＴ字管１６６までの真空フィードスルーを提供する真空導管ポートである。内壁は、電線管１６０を真空導管１６２にそれらの先端で中心合わせするように変形されている。
・Ｔ字管１６６から外部電子機器６２までリードワイヤ２１のための真空フィードスルーを提供する絶縁リードワイヤポートである。
・真空ポート管６２のための真空フィードスルーを提供する真空ポートである。
【００７９】
ＶＰＨＭ１５６は、平面ヒータターミナル及び案内アッセンブリ（ＴＧＡ）への電線管と、平面ヒータ１４と、圧盤１７２と、圧盤ホルダー１７４と、圧盤ホルダーからシャフトアッセンブリまでの遷移部１７６と、シャフトアッセンブリ遷移コネクターアッセンブリ１７８と、を備えている。ＴＧＡは、カートリッジ１６、好ましくは圧力減少コネクター１８０を備えている。カートリッジは、電気コネクターピン４４を案内し、それらの露出された側壁を電気的に絶縁する。
【００８０】
圧力減少コネクター１８０は、ピン４４と平面ヒータ１４との間の電気的連続性を提供し、スプリング付勢コネクターピンにより平面ヒータ電極上に発揮された力を遥かに大きい領域に亘って分配する。平面ヒータ１４は、圧盤１７２を加熱する。平面ヒータ１４は、真空フィードスルー孔（以下の圧盤の説明参照）を備えていてもよく（図１４に示される）、或いは、備えていなくてもよい（図１２に示される）。
【００８１】
圧盤１７２は、平面ヒータ１４を中心合わせし、ヒータからＳＭＤ表面へと熱を伝達し、ＳＭＤ表面からＶＰＨＭへとスロット又は孔を介して真空フィードスルーを提供する。次の２つの圧盤／平面ヒータの構成を説明する。
１．  圧盤１７２は、図１２及び図１３に示されるように、平面ヒータよりも大きい。この構成では、圧盤表面面積は、平面ヒータの表面積の２倍程度大きくなり得る。真空フィードスルー経路は、平面ヒータ１４の周囲の回りで、圧盤内のスロット１８２により提供される。
２．圧盤１７２の表面積は、図１４に示されるように、圧盤の中心凹部壁を除いて、平面ヒータの表面積と同じである。真空フィードスルー経路は、圧盤のスロット１８２と整列された平面ヒータ内の孔１８４により提供される。
【００８２】
圧盤ホルダー１７４は、好ましくは、高温熱可塑性であるか、又は、開口部を提供するセラミックであって、該開口部を通して、圧盤ホルダーリムに取り付けられた圧盤がＳＭＤ表面と直接的な接触をなすことができる前記セラミックであるのがよい。ホルダー１７４は、圧盤１７２と圧盤ホルダーとの間で、シャフトアッセンブリ遷移部１７６への低い熱伝導度の経路と、シャフトアッセンブリ遷移コネクターアッセンブリ１７８との真空密封インターフェースとを提供している。圧盤ホルダーがセラミックである場合、ガスケット（図示せず）が、ホルダー１７４の密封表面と遷移部１７６との間に備えられるべきである。
【００８３】
シャフトアッセンブリ遷移部１７６は、シャフトアッセンブリ軸に垂直であり、圧盤ホルダー１７４から遷移コネクターアッセンブリ１７８のスプリング１８６にかけて矩形断面を有する。スプリング１８６が載っているところの表面の上方では、遷移部１７６は円形断面を有する。遷移部１７６の下側部分のリップは、圧盤ホルダー１７４との真空インターフェースを形成する。遷移部１７６の上側部分は、ＶＰＨＭ１５６を真空導管１６２上に保持して中心合わせするＶＰＨＭナット１７０と嵌合するようにネジが切られている。遷移部１７６は、遷移コネクターアッセンブリ１７８で圧盤ホルダー１７４に接続されるまで、ＶＰＨＭナットには接続されていない。
【００８４】
遷移コネクターアッセンブリ１７８は、圧盤ホルダー１７４をシャフトアッセンブリ遷移部１７６に対して、キッチリと保持する。遷移コネクターアッセンブリは２つの構成部品、即ち、スプリング１８６とクリップ１８８とである。クリップは、２つの側部で開放している。クリップの他の２つの側部の底部は、フック形状となっている。圧盤ホルダー１７４の遷移部１７６への接続は、次の通り達成される。即ち、スプリング１８６が、図１２に示されるように遷移部１７６の円形断面の周りに挿入される。次に、クリップ１８８の頂部の円形開口部は、遷移部１７６を覆ってスプリングの頂部に配置される。クリップの頂部は、スプリングに対して押圧され、該クリップの側部は、フックが圧盤ホルダー１７４の外側リムの下方に延在するまで、外側に偏向される。クリップの頂部表面にかかる圧力は解放され、スプリングは、クリップを押し上げ、かくして、圧盤ホルダー及び遷移部１７６を一緒に保持する。
【００８５】
本発明は、ＰＨＭの圧盤又は平面ヒータ表面と接触した状態でＳＭＤを保持するための機械的手段を用いることができる。一つの方法は、「マイクログリッパー」（ＭＧ）と本明細書で称されるものを使用することである。以下、２つの型を説明する。即ち、「マイクログリッパー平面ヒータモジュール」であって、該ＭＧはカートリッジ１６に取り付けられ、ＰＨＭカートリッジの一部となる型１と、ＰＨＭの一部ではなく、ＰＨＭから独立に移動することができる型２と、である。型１の２つの例と、型２の１つの例とを後述する。但し、多数の他の装備も可能である。
【００８６】
型１のＭＧの一例が図１５に示されている。ＰＨＭ内の貫通孔と嵌合する枢動ロッド２０２によりＰＨＭ１６の両側部に取り付けられている一対のアーム２０１の底部に１組の爪部２００が取り付けられている。爪部２００は、精密点先端で終了する小さい指部を備えている。爪部の先端の小さい形状は、指部がＴＱＦＰ式のＳＭＤの接近した間隔のピンの間に嵌合することを可能にする。爪部上の鋭い精密先端は、強力な保持力又は捕捉力を提供し、ＳＭＤ加熱の間の熱的損失を最小にする。爪部２００は、任意の金属又はセラミックであってもよいが、適用温度及びＳＭＤ材料に適した磨耗耐性を有する材料から作られるべきである。高い温度に対しては、最良の磨耗抵抗が、スローテッドタングステン又は炭化タングステンを用いて達成されるが、ＳＭＤの脱着のため使用される温度（約２６０℃）及びプラスチック又はポリアミドＳＭＤに対しても同様に機能する多数の他の材料が存在している。
【００８７】
図１５のマイクログリッパーは、アームの頂部が外側に押され、反対側の爪部が一緒に押されるように、枢動点の上方でアーム２０１に外側力を適用することによって把持するように設計されている。このことは、保持ネジ２０６を用いて対向するアームの間に保持されている例えばスプリング２０４を使用して達成することができる。ＳＭＤは、スプリングがアームに印加された反対向きの力によって圧縮されるとき解放される。そのような反対向きの力は、電気アクチュエータ、空気圧アクチュエータ又は液圧アクチュエータを始めとする様々な手段によって達成することができる。
【００８８】
爪部２００に印加される力の量は、スプリング２０４の一定力に比例している。ＳＭＤの側壁に印加された力は、２つのスプリングを置換することによって容易に変化される。較正された力の印加によって、作動システムは、何時爪部が取り付けられるか、並びに、どのくらいの力が印加されるかを決定することができる。ＰＨＭは、上述された方法によって、外部の制御電子回路２０に電気的に接続され、シャフトの底部に物理的に接続される。例えば、図１５では、保持クリップ２０８は、ＭＧＰＨＭをシャフト２１０の底部に固定する。
【００８９】
第２の型１のＭＧ実施例は、図１６に示されている。本実施例は、爪部２００がヨーク２２０の下方（開放）運動及び上方（閉鎖）運動によって開閉されるという点で、図１５に示された実施例とは異なっている。マイクログリッパーのアーム２１０とヨークのアーム２２２とは、図示のようにピン２２４により取り付けられる。
【００９０】
図１６のマイクログリッパーの実施例で使用することができる一つの可能なシャフトアッセンブリは、図１７に示されている。本アッセンブリは、プランジャー５２と、プランジャーハウジング２４２とから構成されている。プランジャー５２のベース部は、外部の電子回路に電気的連続性を提供するためＭＧＰＨＭに取り付けられている。プランジャーの頂部はキャップナット２４４で終わっている。プランジャーハウジングピストン区分６８は、プランジャーピストンリング２４６と、スプリング５８又はベローズとを備えている。これらの部品は、キャップナット２４４により区分６８内に保持されている。
【００９１】
プランジャーハウジング案内区分６６のＩＤとプランジャーピストンリング２４６のＩＤとは、プランジャー５２及びハウジング２４２の表面が反対方向に移動することを可能にするのに十分に大きい。中空ノブ２４８は、キャップナットを通して嵌合し、ピストンリング２４６上に載っている。ノブの下側部品のＩＤは、ノブがプランジャー５２の外側壁（ＯＤ）に亘って嵌合し、自在に摺動することを可能にするのに十分に大きい。ノブの下側部品の大きいＩＤの長さは、プランジャーの軸方向の貫通長さよりも長い。この追加の長さは、スプリング５８をプランジャーピストンリング２４６により押し込むことができる距離である。
【００９２】
載置位置では、爪部２００は、閉鎖（把持）位置にある。ノブ２４８が押下されたとき、マイクログリッパーアーム２０１が下方に押されて爪部が開（非把持）位置となるまで、スプリング５８によって逆圧力を通して、プランジャーハウジング２４２は下方に押しやられる。ノブ２４８にかかる圧力が解放されたとき、スプリング５８がピストンリング２４６を区分６８の頂部に押し戻し、爪部を閉じさせる。
【００９３】
図１６のマイクログリッパーのための空気作動を提供することができるシャフトアッセンブリも提供することができる。例えば、空気圧シリンダーをマイクログリッパーの接続アームに連結された一対の作動アームに接続することができる。空気圧シリンダー内のピストンは、空気圧力により作動され、ピストンの下方及び上方に各々位置するポートに各々空気を適用することによって上方及び下方に移動させることができる。圧力変換器がシリンダーに連結され、外部電子回路２０に圧力情報を伝達するように構成されている。ピストンが押下されたとき、マイクログリッパーの爪部が開放され、押し上げられたとき、爪部が閉じられる。ピストン及びヨークの運動は、マイクログリッパーの閉ループ自動制御を有効にすることができるように、圧力変換器を介して監視することができる。なお、この作動方法及び実行手段は、単なる例示にしか過ぎず、ＳＭＤを把持し解放することが必要となるとき図１６のマイクログリッパーのヨークを作動するため多くの機構を用いることができる。
【００９４】
型２のＭＧの実施例が図１８及び図１９に示されている。本実施例は、爪部２００がＰＨＭの一部に取り付けられておらず、ＰＨＭの一部でもないという点で、図１５乃至図１７に示された実施例とは異なっている。
【００９５】
図１８の断面に示された、シャフトアッセンブリ（ＳＡ）は、６個の構成部品から構成されている。即ち、プランジャーハウジング２４９、プランジャー１８、スプリング２５０、プランジャー延長制限ナット２５１、キャップ２５２、及び、ＳＡベース部において、プランジャー１８の内部に配置されたピンホルダーモジュール４６である。
【００９６】
プランジャーハウジング２４９は、３つの機能を実行する中空シリンダーである。即ち、（１）プランジャー１８が摺動し回転することができる空洞部を提供する機能、（２）プランジャーハウジングが下方に押されて、爪部２００をＰＨＭの下方に押し下げる際にスプリング２５０がナット２５１とキャップ２５２との間で圧縮されるとき回復力を提供することができる空洞部を提供する機能（ベローズをスプリングの代わりに使用することができる）、及び、（３）プランジャーハウジング２４９を通して電気ワイヤ２１を案内するキャップ２５２のための位置を提供する機能である。
【００９７】
プランジャー１８は、２つの機能を実行する。即ち、（１）絶縁リードワイヤ２１のためのフィードスルー経路としての機能と、（２）ピンホルダーモジュール４６を挿入することができるそのベース部における位置としての機能とである。スプリング２５０は、プランジャーがプランジャーハウジング２４９内に押しやられるときプランジャー１８に逆の（回復）力を提供する。
【００９８】
キャップ２５２は、プランジャーハウジング２４９の頂端部を通してプランジャー１８の頂部を案内し、該プランジャーの中心を合わせる。キャップはプランジャーハウジング内にねじ込まれるが、キャップはプランジャーハウジングに取り付けられたバヨネットとすることができるか、又は、自在に回転するガスケット（ブッシング）によって取り付けられてもよい。
【００９９】
図１９に示されたアーム２５３を通した爪部２００を、プランジャーハウジング２４９に下方の圧力を印加することによって、ＰＨＭ／ＳＭＤインターフェースの下方に移動させることができる。爪部は、ＰＨＭから独立に回転させることもできる。
【０１００】
図１９において、アーム２５３は、直線空気圧アクチュエータ２５５の内部に配置されたシャフト２５４に接続される。シャフト、及び、これによってアーム及び爪部は、空気圧が互いに向って又は互いから離れる方にそれらを移動させるため印加されるとき、反対方向に移動する。アクチュエータ２５５は、取り付けアッセンブリ２５６によってプランジャーハウジング２４９に接続される。制御され調整された空気圧は、ホース及びコネクター２５７を通してアクチュエータに供給される。
【０１０１】
直線アクチュエータ２５５は、プランジャーハウジング２４９の代わりにプランジャー１８に接続されてもよく、又は、完全に独立したｘ、ｙ、ｚ、φ及びψ運動制御アッセンブリに接続されてもよい。本実施例では、爪アーム２５３及びよって爪部２００は、ＰＨＭから独立に移動する。
【０１０２】
本実施例の全ての自由度は、手動、空気圧、電気的、磁気的又は液圧的に制御することができる。
ＳＭＤは、圧盤若しくは平面ヒータとＳＭＤとの間に介在された接着剤予備形成品を使用して把持することもできる。接着剤予備形成品は、それ自体を平坦表面に取り付け、加熱後に同じ平坦表面を解放する。接着剤予備形成品の平面図及び断面図が図２０に示されている。接着剤予備形成品は、高温転移テープ２６２のシートの間に挟まれたキャリア２６０から構成されている。キャリア２６０は、好ましくは、熱伝導性材料、きめ細かいメッシュのステンレス鋼布等の金属であるのがよい。高温転移テープ、例えば、３Ｍ製品９４９９及び９８８２は、取り外し可能なペーパーの裏材料２６６によって露出側部で覆われた接着剤２６４の圧延シートである。
【０１０３】
本明細書に記載された接着剤の予備形成品は、次の通り製造することができる。
１．キャリア２６０が、ターゲットとなるＳＭＤの一方の側部の長さにおおよそ等しい幅と、ＳＭＤの他方の側部の長さを覆い、露出された保持タブを提供するのに十分な長さとをもって矩形形状へと切り取られる。
２．高温転移テープ２６２の２つのシートが、ターゲットとなるＳＭＤのおおよその寸法に切り取られる。
３．露出接着剤を備えたシート２６２の側部がキャリア２６０の両側に取り付けられる。
【０１０４】
接着剤予備形成品を使用したＳＭＤの取り外しが図２１に示されている。ペーパーの裏張り部分２６６が予備形成品の一方の側部から除去され、この側部が、ターゲットとなるＳＭＤ１０に取り付けられる。次に、ペーパーの裏張り部が他方のシートから除去される。圧盤又は平面ヒータ１４（露出された平面ヒータの表面が図示のため使用される）がＳＭＤの頂部表面上へと押圧される。平面ヒータは、絶縁されたリードワイヤ２１を備えるシャフトアッセンブリ１８に接続されたＰＨＭ４０の一部である。
【０１０５】
ＳＭＤ１０からハンダ除去し、平面ヒータ表面からＳＭＤを分離し、接着剤予備形成品を処分する、各工程が次の通り進行する。ＳＭＤ１０が加熱され、ＰＣＢ１２からハンダ除去された後、シャフトアッセンブリが持ち上げられ、ＳＭＤがＰＣＢから取り外され、ＳＭＤが平面ヒータ１４の表面から分離される。接着剤予備形成品が、それがなおも接触している表面から、平面ヒータ又はターゲットＳＭＤの表面に事実上接着剤が残されないように剥ぎ取られる。この剥ぎ取り工程は、主要には、両方のシートから接着剤を互いに結合させることを可能にするキャリア浸透と、接着剤が高温にさらされた後により弱くより弾性が少なくなるという事実とに起因している。
【０１０６】
磁気的アプローチを本発明に係るＳＭＤを把持するため使用することもできる。本方法は、ＳＭＤの表面を圧盤又は平面ヒータ表面に取り付けるため磁石及び磁気予備形成品を使用する。磁石は、永久磁石又は電磁石のいずれであってもよい。磁気予備形成品はＳＭＤ表面に接着され、平面ヒータ又は圧盤の表面に対して磁気的に保持される。磁石をＰＨＭの頂部表面上又はＰＨＭの内部に配置することができ、又は、磁石が圧盤それ自体であってもよい。
【０１０７】
本発明に係る磁気予備形成品２６８の一つの可能な実施例が図２２の平面図及び断面図に示されている。磁気予備形成品は、高温転移テープ２７２のシートを一方の側部に置いた状態で、キャリア２７０から構成されている。キャリアは、好ましくは、熱伝導性材料（好ましくは、金属）でできた浸透又は非浸透性のシート、即ち磁性体か又は磁性材料で被覆されたシートである。高温転移テープ２７２は、接着剤２７４の圧延シートを備え、該接着剤は取り外し可能なペーパー裏張り材料２７６によって露出側部で覆われている。ＳＭＤ除去の準備工程は、ペーパー裏張り材料２７６を接着剤２７４から除去し、その後、磁気予備形成品の接着表面がターゲットＳＭＤに取り付けられる、各工程を備える。
【０１０８】
図２３は、実際に使用されるときの磁気予備形成品２６８を表している。この図では、平面ヒータ１４がＰＨＭ４０によって配備されている。該ＰＨＭ４０は、その頂部表面上に載っている、中空中央部を備える磁石２７８を有し、絶縁リードワイヤ２１を備えるシャフトアッセンブリ１８に接続されている。平面ヒータがキャリア２７０に近接した状態で保持されているとき、磁気的吸引力は、それらを一緒に引っ張る。永久磁石又は電磁石は、磁場の対称性の故にＰＣＢ１２上の回路にもＳＭＤ１０の積分回路にも電流を誘導しない。磁力線２８０が図２３に示されている。
【０１０９】
ターゲットＳＭＤの除去工程及び磁気予備形成品２６８の使い捨て工程は、次の通りである。第１には、ＳＭＤは、ＰＣＢ１２からハンダ除去されるまで加熱され、次にＰＣＢから持ち上げられる。第２には、ＳＭＤが取り付けられた磁気予備形成品が、キャリア２７０上のタブを使用して平面ヒータ１４又は圧盤の表面から摺動される。第３には、接着剤２７４がＳＭＤ上に接着剤が事実上残されない状態でＳＭＤ１０の表面から剥ぎ取られる。電磁石が永久磁石の代わりに使用された場合、ＳＭＤは、電磁石を通した電流がオフに切り替えられたとき、平面ヒータの表面から解放される。
【０１１０】
本発明は、例えばＰＣＢ等の基板を加熱するため使用することもできる。これは、例えば、湿気を追い払い、上述されたＳＭＤ再加工方法を使用したとき、ＰＣＢ内に誘導され得る熱応力を減少させる上で有用となり得る。以下に述べる基板加熱方法は、３００℃までの温度を達成するため使用することができる。以下、加熱方法は、ＳＭＤ技術を背景として示される。但し、それらの加熱方法は他の用途にも同様に使用することができる。
【０１１１】
２つの伝導加熱方法、即ち（１）平面ヒータと、（２）ボール槽ヒータと、を説明する。両方の方法は、同じ制御回路を用いる。平面ヒータ伝導加熱方法を示す平面図及び断面図が図２４及び図２５に示されている。本方法は、１つだけの表面上にＳＭＤを有するＰＣＢを支持し加熱する。本方法は、５つの構成部品、即ち、平面ヒータ３００、温度センサ３０２、圧盤３０４、支持アッセンブリ３０６、及び。コントローラ（図示せず）を必要としている。平面ヒータ３００は、配線３０８がヒータ電極をコントローラに接続している状態で薄膜又は厚膜の金属ストランドパターンを用いている。平面ヒータは、抵抗性パワー散逸によって熱を提供しつつ、上述されたように作動する。
【０１１２】
温度センサ３０２は、高温接着剤を用いて平面ヒータ３００又は圧盤３０４の絶縁材料に取り付けられる。温度センサからの信号は、配線３０８を介してコントローラに回送され、コントローラは、ターゲットの温度を達成し、これを維持するため平面ヒータ３００のために要求されるパワーを決定するため温度センサ信号を使用するように構成されている。可能な温度センサの例には、熱電対と抵抗温度検出器（ＲＴＤ）とが含まれている。
【０１１３】
圧盤３０４は、図２４に示されるように平面ヒータ３００に取り付けられており、図２５に示されるように、熱を平面ヒータからＰＣＢ１２に伝導する。圧盤３０４は、平面ヒータストランド及び電極と接触していてもよく或いは接触していなくてもよい。圧盤が平面ヒータから電気的に絶縁されている場合、圧盤は金属か又は高い熱伝導性のセラミックのいずれであってもよい。絶縁されていない場合は、圧盤は電気的に絶縁された、高い熱伝導性のセラミック、例えばＡｌＮ、酸化ベリリウム、及び、炭化シリコン等でなければならない。圧盤の表面積は平面ヒータの表面積よりも大きいのが好ましい。
【０１１４】
支持アッセンブリ３０６は、熱絶縁体３１０と、支持ベース部３１２とから構成される。熱絶縁体３１０は、平面ヒータ３００により発生した熱がＰＣＢから伝導することを防止する。理想的には、熱絶縁体３１０の表面積は、最大のＰＣＢ加熱均一性と、最小の平面ヒータパワー要求量とのため、圧盤３０４の表面積と同じか又は大きくなるべきである。しかし、熱絶縁体３１０の表面積は、圧盤３０４の表面積の半分よりも小さくすることができ、それでもなお３００℃未満の温度で満足のいく加熱均一性を提供することができる。図２５は、ＰＣＢホルダー３１４により圧盤３０４上に保持され、予め加熱されたＰＣＢ１２を表しており、ＳＭＤ１０がハンダ付け又はハンダ除去の後の取り外しのために配備されている。
【０１１５】
コントローラは、平面ヒータの伝導加熱システムの作動及び制御のため必要とされる、パワー、通信及び制御を提供する。作動中に、コントローラは、平面ヒータの温度に従って変動する温度センサ３０２からの信号を受け取り、所望の温度を達成するため必要とされる電流を平面ヒータ３００に提供するように配置されている。
【０１１６】
ボール槽伝導加熱方法を示す平面図及び断面図が、各々、図２６及び図２７に示されている。本方法は、ＳＭＤを両表面上に有するＰＣＢを支持し加熱することができる。本方法は、４つの構成部品、即ち、少なくとも１つの加熱素子４００と、温度センサ４０２と、ボール槽加熱アッセンブリ４０４と、コントローラ（図示せず）と、を必要としている。
【０１１７】
加熱素子４００は、１つ以上のプローブ式ヒータ、加熱コイル、５つの側面を形成してその壁内にヒータを収容するエンクロージャ、又は、１つ以上の平面ヒータのいずれであってもよい。ここでの説明では、加熱素子４００は上述されたように平面ヒータである。しかし、（１）加熱素子４００は、それが埋め込まれているところの複数のステンレス鋼製ボールを加熱し、（２）加熱素子はＰＣＢを支持していない。
【０１１８】
温度センサ４０２は、平面ヒータにも圧盤にも取り付けられておらず、その代わりに、磁場により吸引することができる複数の鋼鉄ボール内に埋め込まれている。温度センサからの信号は、配線４０６を介してコントローラへと伝達され、該コントローラは、ターゲットの温度を達成し維持するため平面ヒータのために必要とされるパワーを決定するため信号を使用する。
【０１１９】
ボール槽加熱アッセンブリ４０４は、収容ボックス４０８、磁気ベース部４１０、１つ以上の永久磁石又は電磁石４１２、及び、磁気特性４１４を備えた熱伝導性ボールから構成されており、該ボールは導電性でもあるのが好ましい。収容ボックス４０８は、加熱素子４００、磁気ベース部４１０、温度センサ４０２、磁石４１２（磁場を収容ボックスの壁から発生することができない場合に提供される）、及び、熱伝導性ボール４１４を含んでいる。加熱素子４００は、収容ボックスのベース部に挿入され、磁気ベース部４１０は加熱素子の頂部に配置され、磁石４１２は磁気ベース部の頂部に配置される。収容ボックスは、熱伝導性ボール４１４で充填される。磁気ベース部４１０は、磁石４１２を所定の位置に保持し、磁石は、熱伝導性ボールを所与の位置で保持し、それらが移動することを防止する。
【０１２０】
熱伝導性ボール４１４は加熱素子４００から熱を移すことによってＰＣＢ１２を支持してこれを加熱する。熱伝導性ボールは、典型的には直径が約０．１９ｃｍ（約０．０７５インチ）であり、ＳＭＤ及び他の構成部品で占められるＰＣＢ表面等の不規則な表面へとボールを従わせ、これによって不規則な表面に均一な熱転移を提供する。コントローラは、平面ヒータ伝導加熱方法のために上述されたものに類似しており、コントローラは、熱伝導性ボール４１４の温度と共に変化する温度センサ４０２から信号を受け取り、所望の温度を達成するために必要とされる加熱素子４００に電流を提供するように構成されている。
【０１２１】
上記したように、上述された方法で使用される平面ヒータ又は加熱素子は、外部電子回路を用いて作動され、これらは、以下では「パワー制御監視電子回路」（ＰＣＭＥ）と称される。ＰＣＭＥは、典型的には、マイクロプロセッサとプログラムメモリとを備え、例えば、異なるＳＭＤサイズに対応する、異なるサイズ及び／又は電気的特徴を適合させることができるように配置されている。これは、各々の平面ヒータサイズのための特定の電流励起プロフィールを提供するＰＣＭＥのプログラムメモリにおける参照テーブル機能を備えることによって達成されるのが好ましい。このようにして、平面ヒータサイズを、平面ヒータを通して既知の一定電流を適用し、ヒータに亘って生成電圧を測定することによって自動的に決定することができる。既知の電圧及び既知の電流を用いて、平面ヒータ抵抗が計算される。各々の平面ヒータサイズは、適格化された室温の抵抗及び較正テーブルを有し、ＰＣＭＥのソフトウェアを設置された特定の平面ヒータに正確に適合させることを可能にする。ヒータの型及び較正テーブルを使用者に選択可能にしてもよい。
【０１２２】
加熱工程は、平面ヒータのストランドにおいてパワーを消費することによって達成される。消費されたパワーは、ＰＣＭＥによって供給された励起電流と、電極３２、配線２１及びコネクターピン４４の間のストランドの長さに亘って生成された電圧降下との積である。
【０１２３】
好ましい実施例では、電圧制御から生じ得る度を越えた熱的不安定性を回避するため、一定電流が加熱工程の間にＰＣＭＥによって供給される。平面ヒータの温度は、そのストランドにおいて消費される面積当たりのパワーに正比例している。かくして、平面ヒータは、同じ温度に到達するためより小さい平面ヒータより大きなパワー消費を必要としている。各々の平面ヒータは、特定サイズの平面ヒータを所望の温度にまで加熱するため正確な励起電流を提供するように上述されたようにプログラムされた参照テーブルを有するのが好ましい。１０００℃よりも高い最大温度が可能となる。しかし、ＳＭＤに対して〜３００℃の最大温度が予想される。
【０１２４】
ＰＣＭＥは、予めプログラムされた温度傾斜及び時間のプロフィールを、ＰＣＭＥコントローラ上のボタンを押下することにより又はフットスイッチを押し込むことによって開始することができる。なお、駆動回路がＡＣ又はパルスＤＣである場合、電流発生磁場がヒータ内で相殺されるようにストランドがパターン化されるべきである。このことがなされない場合、平面ヒータは、ターゲット又は隣接したＳＭＤ内で損傷を引き起こしかねない電圧を誘起し得る。
【０１２５】
ストランドの長さに亘る電圧降下は、ストランド金属の抵抗温度係数（ＴＣＲ）によって画定された、既知の量だけ温度に関して増加する。ＴＣＲ情報は、マイクロプロセッサ内にプログラムされている。ＰＣＭＥが平面ヒータにより供給された電流及び電圧を制御し読み取るので、ＰＣＭＥは、平面ヒータの温度を連続的に読み取り、平面ヒータ温度が正確に制御されるようにその励起電流を調整することができる。ＳＭＤ再加工のため使用されるとき、ＳＭＤ接点をＰＣＢへと保持しているハンダを流れさせるか、又は、一つのＳＭＤ接点のハンダを別の接点へと流れさせること無く、ＰＣＢに新たなＳＭＤをハンダ付けするのに十分にＳＭＤ接点が熱くなるように制御された温度を十分に高くするべきである。
【０１２６】
一つの可能なＰＣＭＥ実施例のためのブロック図が図２８に示されている。主要なＰＣＭＥの要素は、プログラム情報と温度制御を取り扱うための平面ヒータルックアップテーブルとを格納する、マイクロプロセッサ及びメモリシステム５００である。プログラムデータ及び平面ヒータ方程式のルックアップテーブルは、プログラミングポート５０２を介して入力され、不揮発性メモリにセーブされる。フットスイッチ入力部５０４を介して、作業が開始され、停止される。フットスイッチは、１つ以上のスイッチ接点又は可変抵抗デバイスであってもよい。
【０１２７】
一旦、フットスイッチが押下されたならば、平面ヒータの電源５０６及び５０８が可能化される。これらは、単一可変電源か、又は、図示のように別個の電源のいずれであってもよい。マイクロプロセッサは、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）５１０に制御言語を提供する。該デジタルアナログコンバータは、定電流コントローラ５１２を介して平面ヒータ電流を設定し、該コントローラは、高精度調整電流が平面ヒータに供給されることを確実にする。平面ヒータ温度の閉ループ制御のためのフィードバック機構は、ヒータ電圧モニター５１４、典型的には差動増幅器と、ヒータ電流モニター５１６と、から構成されている。回路５１４及び５１６の出力は、測定のためアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）５１８を介してマイクロプロセッサ５００へと送られる。デジタル化された電流値及び電圧値は、抵抗及びパワーを計算するためマイクロプロセッサ５００によって使用され、使用中の平面ヒータの型のための適切なルックアップテーブルを介して温度へと変換される。全プロセスがマイクロプロセッサ及びメモリシステム５００によって管理され、使用者が監視するためステータス情報がディスプレイ５２０に提供されるのが好ましい。配線、平面ヒータ又は他の回路故障における誤動作の場合に過電流を電流が所定値を超えた場合に電源を断つことにより防止するため、過電流停止回路５２２を使用することができる。
【０１２８】
ＰＣＭＥ機能プロセスの流れ図が図２９に示されている。使用者が開始するステップは、６００、６０２及び６０８である。マイクロプロセッサ及びメモリシステム５００は、ステップ６０４、６０６及び６１０〜６２６を実行する。
【０１２９】
ハンダ付け又はハンダ除去プロセスは、決定ブロック６２４で終了される。フットスイッチが解放されるか又は所定の「ハンダ除去の終了」事象（タイマーのタイムアウト、温度の突然の上昇の検出又は電流制御の損失が挙げられるが、これらに限定されない）が発生した場合、決定ブロックの経路は、「ハンダ除去終了」ブロック６２６へと移行し、平面ヒータ１４へのパワーが冷却のため除去される。
【０１３０】
上記機能的説明に含まれていないものは、例えば較正及びプログラミングプロセス、プロセス測定値（電圧、電流、抵抗、温度、パワー、時間、平面ヒータの型、カレンダーデータ、ファームウェアバージョン等）のデータ収集、及び、ハンダ除去プロセスの制御のための追加のユーザインターフェース（音声動作、頂部及び底部の加熱のための多数ヒータの制御、カスタム事象のプログラミング等）の補助的機能である。
【０１３１】
なお、図２８及び図２９のブロック図及び流れ図は、単なる例示であり、本発明の方法を実行することができる多数の方法が存在している。
本発明の特定の実施例が示され説明されたが、多数の変形及び代替の実施例が当業者には想到される。従って、本発明は添付された請求の範囲においてのみ制限されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】図１は、本発明に係る熱的脱着システムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明に係る平面ヒータの斜視図である。
【図３】図３は、本発明に係る平面ヒータのモジュール（ＰＨＭ）及びシャフトアッセンブリインターフェースの分解図である。
【図４】図４は、プランジャーに接続された図３のＰＨＭを示す斜視図であり、平面ヒータをカートリッジに装着させるために圧盤が使用されている。
【図５】図５は、本発明に係る、シャフトアッセンブリ及び真空エンクロージャの斜視図である。
【図６】図６は、本発明に係る、シャフトアッセンブリ及び真空エンクロージャの可能な実施例の断面図であり、当該真空が平面ヒータ及び／又は圧盤を通して伝達されるものである。
【図７】図７は、本発明に係る、シャフトアッセンブリ及び真空エンクロージャの可能な実施例の断面図であり、当該真空が平面ヒータ及び／又は圧盤を通して伝達されるものである。
【図８】図８は、本発明に係る、シャフトアッセンブリ及び真空エンクロージャの可能な実施例の断面図であり、当該真空が平面ヒータ及び／又は圧盤を通して伝達されるものである。
【図９】図９は、本発明に係る、シャフトアッセンブリ及び真空エンクロージャの可能な実施例の断面図であり、当該真空が平面ヒータ及び／又は圧盤を通して伝達されるものである。
【図１０】図１０は、本発明に係る真空エンクロージャの断面図である。
【図１１】図１１は、本発明に係る、シャフトアッセンブリ及び真空エンクロージャの可能な実施例の断面図であり、当該真空が平面ヒータ及び／又は圧盤を通して伝達されるものである。
【図１２】図１２は、本発明に係る、シャフトアッセンブリ及び真空エンクロージャの可能な実施例の断面図であり、当該真空が平面ヒータ及び／又は圧盤を通して伝達されるものである。
【図１３】図１３は、本発明に係る、シャフトアッセンブリ及び真空エンクロージャの可能な実施例の断面図であり、当該真空が平面ヒータ及び／又は圧盤を通して伝達されるものである。
【図１４】図１４は、本発明に係る、シャフトアッセンブリ及び真空エンクロージャの可能な実施例の断面図であり、当該真空が平面ヒータ及び／又は圧盤を通して伝達されるものである。
【図１５】図１５は、本発明に係るマイクログリッパー（ＭＧ）アッセンブリの一つの可能な実施例の斜視図であり、当該ＭＧアッセンブリがカートリッジに取り付けられているものである。
【図１６】図１６は、本発明に係るＭＧアッセンブリの別の可能な実施例の斜視図であり、当該ＭＧアッセンブリがカートリッジに取り付けられているものである。
【図１７】図１７は、本発明に係る、シャフトアッセンブリ及びＭＧの断面図である。
【図１８】図１８は、本発明に係るＭＧアッセンブリの別の可能な実施例の断面図であり、当該ＭＧアッセンブリがカートリッジに取り付けられておらず、その閉位置で示されているものである。
【図１９】図１０は、図１８に開位置で示されたＭＧアッセンブリの斜視図である。
【図２０】図２０は、本発明に係る接着予備形成品の平面図及び対応する断面図である。
【図２１】図２１は、本発明に係る接着予備形成品の、ＳＭＤで使用されるときの断面図である。
【図２２】図２２は、本発明に係る磁気予備形成品の平面図及び対応する断面図である。
【図２３】図２３は、本発明に係る磁気予備形成品の、ＳＭＤで使用されるときの断面図である。
【図２４】図２４は、本発明に係る、基板を加熱するための平面ヒータ導電性加熱方法の一つの可能な設備の平面図及び対応する断面図である。
【図２５】図２５は、図２７に示された設備の、ＰＣＢ上のＳＭＣで使用されるときの断面図である。
【図２６】図２６は、本発明に係る、基板を加熱するためのボール槽導電性加熱方法の別の可能な設備の平面図及び対応する断面図である。
【図２７】図２７は、図２７に示された設備の、ＰＣＢで使用されるときの断面図である。
【図２８】図２８は、本発明で使用されるときの、パワー制御及び電子機器装置（ＰＣＭＥ）を監視する際のブロック図である。
【図２９】図２９は、図２７に示されたＰＣＮＭＥの動作を示す機能的プロセスの流れ図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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2008522417.tif 000033