(57)【要約】【課題】表面実装部品をプリント配線基板にはんだ接続乃至取り外すためにはんだを溶融する際、表面実装部品の熱損傷を軽減する。【解決手段】表面実装部品１とプリント配線基板８との間にヒートコネクタ２１を載置し、ヒートコネクタに通電することによりはんだを溶融し、はんだ接続し乃至取り外す。ヒートコネクタは絶縁性基体６と、表面実装部品１の底面に配置された、はんだバンプ２に対応して絶縁性基体６中に貫通して埋め込まれた複数の金属ピン２２と、金属ピン２２とは絶縁された状態で絶縁性基体６を通電加熱するための抵抗体３とから構成されている。このようなヒートコネクタ２１を使用することで表面実装部品１を、プリント配線基板８とのはんだ接続乃至取り外しが簡便にできる。【選択図】        図１
2004311202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ状の外部端子を有する表面実装部品（以下表面実装部品という）とプリント配線基板との間に載置されて前記表面実装部品と前記プリント配線基板とをはんだ接続し乃至取り外す際に用いるヒートコネクタであって、絶縁性基体と、前記アレイ状の外部端子に対応して前記絶縁性基体中に貫通して埋め込まれた複数の導電体と、これとは絶縁された状態で前記絶縁性基体を通電加熱するための抵抗体からなり、前記複数の導電体が金属ピンであることを特徴とするヒートコネクタ。
【請求項２】
前記金属ピンが絶縁性基体の表面より突き出ていることを特徴とする請求項１に記載のヒートコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表面実装部品とプリント配線基板との間に載置され、表面実装部品とプリント配線基板とをはんだ接続し乃至取り外すために用いられるヒートコネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線基板上に実装する表面実装部品としてＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）パッケージやＬＧＡ（Ｌａｎｄ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）パッケージあるいはＳＯＭ（Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｎｏｎ  Ｌｅａｄ）といったものがある。
【０００３】
このうち、たとえばＢＧＡパッケージをプリント配線基板に接続し、乃至取り外す際の従来方法を説明する。
【０００４】
図５は、従来のＢＧＡパッケージの回路試験に用いられるソケットを用いたコネクタ方式による接続方法を示す断面図である。
【０００５】
中継ソケット１７にははんだバンプ２ｃが設けられている。プリント配線基板８上のランド（不図示）ははんだバンプ２ｃに対応して配置されている。ＢＧＡソケット１８をプリント配線基板８上に配置してリフロー加熱をすることではんだバンプ２ｃがプリント配線基板８とはんだ接続する。
【０００６】
また、ＢＧＡパッケージ１の底面に配置されたはんだバンプ２ｂのそれぞれをＢＧＡソケット１８に埋設された接触ピン１５の端面に対し対応させて接触させ、加圧ネジ１４を締める事で加圧機構１３により加圧固定する。
【０００７】
その結果、ＢＧＡパッケージ１とプリント配線基板８は電気的に接続される。
【０００８】
この状態でＢＧＡパッケージ１に対し必要な回路試験を行なう事ができる。
【０００９】
ＢＧＡパッケージ１を取り外すには、加圧ネジ１４を緩めて加圧機構１３による加圧力を取り除き、ＢＧＡパッケージ１をＢＧＡソケット１８から分離すれば良い。
【００１０】
また、他の方法として、熱風によりＢＧＡパッケージ１及びプリント配線基板８を加熱しＢＧＡパッケージ１に配置された、はんだバンプ２ｂを溶融させることでＢＧＡパッケージ１とプリント配線基板８とを直接はんだ接続し、乃至取り外しを行なう。
【００１１】
本発明者は既に特願２００１−３２０６１４号において、貫通導電体として導電性ペーストを充填する方式のものを出願している。これはペースト混合物の金属がはんだに拡散することによりペースト内金属の残留量が減少する傾向があり、貫通導電体の接合機能を阻害する要素を持っている。
【００１２】
そこで、上記導電性ペーストを金属ピンに変えることではんだとの合金形成による貫通導電材料の機能維持、耐久性を格段に向上させたものである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前記２つの従来の方式では、選択的加熱専用の比較的大型な設備を必要とするため、ＢＧＡパッケージを取り外し乃至接続しながら回路試験を行なえる場所が限定されるという問題点があった。
【００１４】
また、ソケットによるコネクタ方式はソケットが大型となり、周囲の部品との干渉、製品筐体に組み込む場合の周囲の機構部との干渉があり、製品に組み込むプリント配線基板上に設けるのに困難があった。
【００１５】
また、ＢＧＡパッケージ１とプリント配線基板８とを直接はんだ接続し、乃至取り外しを行なう方法でははんだ溶融に至るまでに表面実装部品であるＢＧＡパッケージ本体が過剰に加熱されることでＢＧＡパッケージ内のＩＣ機能を損傷するという問題点があった。
【００１６】
本発明は前記従来技術の問題点に鑑み、表面実装部品の機能を損傷する事なく、また、大型設備を使用せずに表面実装部品をプリント配線基板にはんだ接続乃至取り外しを可能とするヒートコネクタを提供することを目的とする。
【００１７】
また、プリント配線基板上にスペースを取らずに表面実装部品をはんだ接続可能なヒートコネクタを提供することを目的とする。
【００１８】
さらにはこのようなヒートコネクタを用いて表面実装部品が実装されたプリント配線基板を提供する事を目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明によるヒートコネクタは、以下（１）、（２）の構成を備える。
【００２０】
（１）アレイ状の外部端子を有する表面実装部品（以下表面実装部品という）とプリント配線基板との間に載置されて前記表面実装部品と前記プリント配線基板とをはんだ接続し乃至取り外す際に用いるヒートコネクタであって、絶縁性基体と、前記アレイ状の外部端子に対応して前記絶縁性基体中に貫通して埋め込まれた複数の導電体と、これとは絶縁された状態で前記絶縁性基体を通電加熱するための抵抗体からなり、前記複数の導電体が金属ピンであることを特徴とするヒートコネクタ。
【００２１】
（２）前記金属ピンが絶縁性基体の表面より突き出ていることを特徴とする上記（１）に記載のヒートコネクタ。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２３】
図１は本発明の、第１の実施の形態によるヒートコネクタ２１を表面実装部品の一種であるＢＧＡパッケージ１とプリント配線基板８間に配置した、はんだ接続前の状態を示す断面図である。
【００２４】
プリント配線基板８上にはランド９が形成されておりランド９上にはクリームはんだ４が塗布されている。ランド９はプリント配線基板８上でＢＧＡパッケージ１の底面に載置されている、はんだバンプ２ａに対応する位置に配置されている。
【００２５】
ヒートコネクタ２１は絶縁性基体であるヒートコネクタ基材６中に貫通する金属ピン２２及びヒートコネクタ基材６の表面に形成された抵抗体３よりなる。ヒートコネクタ基材６は絶縁性材料として、特にアルミナ等のセラミック材料が適している。これは、ヒートコネクタ２１をプリント配線基板８上に載置する際のハンドリング性確保、及びはんだ溶融の加熱によりヒートコネクタ基材６の変形が生じないようにするためである。
【００２６】
ヒートコネクタ基材６にあらかじめドリル加工やレーザ加工等により貫通孔を形成しておき、この貫通孔内に金属ピン２２を挿入しヒートコネクタ基材６表面に露出した端面上にクリームはんだ４を塗布する。
【００２７】
抵抗体３は、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｕを含む合金あるいはこれら金属の酸化物よりなり、印刷法でヒートコネクタ基材６表面上にパターン印刷した後加熱焼成して形成する。
【００２８】
図２に示すように本実施の形態では、抵抗体３は複数の平行な帯として形成し、各抵抗体３は金属ピン２２と電気的に絶縁されている。抵抗体３の各端部はそれぞれ抵抗体接続回路１０へ接続されている。
【００２９】
抵抗体電流印加端子１１には外部の電源１２が直列に接続され、不図示の制御装置で通電制御される。
【００３０】
図３はＢＧＡパッケージ１、ヒートコネクタ基材６、プリント配線基板８を近接配置した状態を示す。この状態で抵抗体接続回路１０に通電すると、抵抗体３が発熱し、この熱によりクリームはんだ４及びはんだバンプ２ａを溶融し、ＢＧＡパッケージ１とプリント配線基板８がはんだにより導電接合される。
【００３１】
プリント配線基板８に、はんだ接合したＢＧＡパッケージ１をプリント配線基板８から取り外すには、接合時と同様に抵抗体３に電流を印加することで抵抗体からの発熱によりはんだを溶融し、ＢＧＡパッケージ１とプリント配線基板８を引き離せばよい。
【００３２】
プリント配線基板８から取り外されたＢＧＡパッケージ１を再度プリント配線基板８に接続する場合、ＢＧＡパッケージ１には既にはんだバンプ２ａが失われた状態となっているが、金属ピン２２の上にクリームはんだ４を再度、塗布することによってヒートコネクタ２１とＢＧＡパッケージ１のはんだバンプが載置されていた電極とのはんだ接合が可能である。
【００３３】
次に、図４に本発明の、第２の実施の形態を示す。
【００３４】
この実施の形態によれば、金属ピン２２の形状をヒートコネクタ基材６より突き出した金属ピン２３にしたことにより、はんだバンプ２ａが失われた状態のＢＧＡパッケージ１を再度、はんだ接合する場合、クリームはんだ４をＢＧＡ底面の電極に塗布し、突き出し金属ピン２３と対応させて図４のように近接配置し、また同様にプリント配線基板８側も突き出した構造にしてプリント配線基板８に塗布したクリームはんだ４にて接合する。
【００３５】
この構造の利点は、ヒートコネクタ基材６とＢＧＡパッケージ１及びプリント配線基板８相互間の熱膨張係数の差、その他構造的歪をこの突き出し部分で吸収することが可能である、と共にクリームはんだが金属ピン間を短絡することを防止することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のヒートコネクタ２１によればヒートコネクタ２１に設けた抵抗体からの発熱によって表面実装部品のはんだバンプを選択的に加熱することができるため、表面実装部品の熱損傷を大幅に押さえることができる。
【００３７】
また、抵抗体からの熱はヒートコネクタ２１中に埋め込まれた金属ピン２２を伝導するため、はんだ接合部分を効率よく加熱する事ができる。
【００３８】
さらには、従来のように大型設備を必要としないため、どのような場所においても表面実装部品を用いたプリント配線基板の回路試験が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、第１の実施の形態によるヒートコネクタをＢＧＡパッケージとプリント配線基板間に配置した、はんだ接合前の状態を示す断面図
【図２】本発明の、第１の実施の形態によるヒートコネクタをプリント配線基板上に配置した状態を示す上面図
【図３】本発明の、第１の実施の形態によるヒートコネクタをＢＧＡパッケージとプリント配線基板間に近接配置した後の状態を示す断面図
【図４】本発明の、第２の実施の形態による突き出し金属ピン構造によるヒートコネクタを、ＢＧＡパッケージとプリント配線基板間に近接配置した後の状態を示す断面図
【図５】従来のＢＧＡパッケージの回路試験に用いられるソケットを基板に配置した状態を示す断面図
【符号の説明】
１  ＢＧＡパッケージ
２ａ、２ｂ、２ｃ  はんだバンプ
３  抵抗体
４  クリームはんだ
６  ヒートコネクタ基材
８  プリント配線基板
９  ランド
１０  抵抗体接続回路
１１  抵抗体電流印加端子
１２  電源
１３  加圧機構
１４  加圧ネジ
１５  接触ピン
１６  接触ピン保持板
１７  中継ソケット
１８  ＢＧＡソケット
２１  ヒートコネクタ
２２  金属ピン
２３  突き出し金属ピン
【図１】
2004311202.tif 000003
【図２】
2004311202.tif 000004
【図３】
2004311202.tif 000005
【図４】
2004311202.tif 000006
【図５】
2004311202.tif 000007