(57)【要約】【課題】基板上の残留はんだを適切に除去するためのはんだ除去方法、部品リペア方法、および、部品リペア装置を提供する。【解決手段】部品リペア装置１００は、基板上の指定された位置に存在する不良部品が除去された位置に残留する残留はんだに対して、残留はんだの融点よりも低い温度で硬化する熱硬化性樹脂を塗布するためのディスペンサ機構部２８と、不良部品と不良部品に塗布された熱硬化性樹脂とのうちの少なくとも一方の加熱と吸着とを行なうための加熱・吸着ノズル機構部２４と、ディスペンサ機構部２８と加熱・吸着ノズル機構部２４との各々を、指定された位置に対して対応する動作を実行可能なように位置決めするためのＸ−Ｙ方向可動ステージ２０とを備える。【選択図】        図１
2005005460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の不良部品が除去された位置に残留する残留はんだに対して、前記残留はんだの融点よりも低い温度で硬化する熱硬化性樹脂を塗布するステップと、
前記熱硬化性樹脂と前記残留はんだとを前記残留はんだの融点よりも高い温度に加熱するステップと、
硬化した前記熱硬化性樹脂を保持して移動させることにより、前記残留はんだを除去するステップとを備える、はんだ除去方法。
【請求項２】
前記残留はんだの前記基板に対するはんだ高さを計測するステップをさらに含み、
計測される前記残留はんだの前記はんだ高さが所定の高さ以上となることに応じて、前記熱硬化性樹脂を塗布する、請求項１記載のはんだ除去方法。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂は、銅粉を含む、請求項１記載のはんだ除去方法。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂のうちいずれか一方である、請求項１記載のはんだ除去方法。
【請求項５】
基板上に実装された複数の部品の中の不良部品との位置決めを行なうステップと、
前記不良部品を加熱するステップと、
加熱された前記不良部品を前記基板上から除去するステップと、
前記不良部品が除去された位置に残留する残留はんだを除去するステップとを備え、
前記残留はんだを除去するステップは、
前記残留はんだの融点よりも低い温度で硬化する熱硬化性樹脂を前記残留はんだに塗布するステップと、
前記熱硬化性樹脂と前記残留はんだとを前記残留はんだの融点よりも高い温度に加熱するステップと、
硬化した前記熱硬化性樹脂を保持して移動させることにより、前記残留はんだを除去するステップとを含み、
前記不良部品が除去された前記位置に代替部品を実装するステップとをさらに備える、部品リペア方法。
【請求項６】
前記残留はんだを除去するステップは、前記残留はんだの前記基板に対するはんだ高さを計測するステップをさらに含み、
計測される前記残留はんだの前記はんだ高さが所定の高さ以上となることに応じて、前記熱硬化性樹脂を塗布する、請求項５記載の部品リペア方法。
【請求項７】
基板上の指定された位置に存在する不良部品が除去された位置に残留する残留はんだに対して、前記残留はんだの融点よりも低い温度で硬化する熱硬化性樹脂を塗布するための樹脂塗布手段と、
前記不良部品と前記不良部品に塗布された前記熱硬化性樹脂とのうちの少なくとも一方を加熱するための加熱手段と、
加熱された前記不良部品と加熱された前記熱硬化性樹脂とのうちの少なくとも一方を吸着するための吸着手段と、
前記指定された位置に代替部品を実装するための実装手段と、
前記樹脂塗布手段と前記加熱手段と前記吸着手段と前記実装手段との各々を、前記指定された位置に対して対応する動作を実行可能なように位置決めするための位置決め手段とを備える、部品リペア装置。
【請求項８】
前記残留はんだの前記基板に対するはんだ高さを計測するためのはんだ高さ計測手段をさらに備える、請求項７記載の部品リペア装置。
【請求項９】
部品リペア装置であって、
基板上の指定された位置に存在する不良部品が除去された位置に残留する残留はんだの前記基板に対するはんだ高さを計測するためのはんだ高さ計測手段と、
前記残留はんだの融点よりも低い温度で硬化する熱硬化性樹脂を前記残留はんだに塗布するための樹脂塗布手段と、
前記不良部品と前記不良部品に塗布された前記熱硬化性樹脂とのうちの少なくとも一方を加熱するための加熱手段と、
加熱された前記不良部品と加熱された前記熱硬化性樹脂とのうちの少なくとも一方を吸着するための吸着手段と、
前記加熱手段による加熱温度を検知するための温度検知手段と、
前記指定された位置に代替部品を実装するための実装手段と、
前記はんだ高さ計測手段と前記樹脂塗布手段と前記加熱手段と前記吸着手段と前記実装手段との各々を、前記指定された位置に対して対応する動作を実行可能なように位置決めするための位置決め手段と、
前記部品リペア装置の動作を制御するための制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記はんだ高さ計測手段により計測される前記残留はんだの前記はんだ高さが所定の高さ以上となることに応じて、前記残留はんだの除去を行なうための残留はんだ除去手段を含み、
前記残留はんだ除去手段は、前記塗布手段により前記熱硬化性樹脂を前記残留はんだに塗布し、前記加熱手段により、前記熱硬化性樹脂を加熱して、前記温度検知手段により検知される前記加熱温度が所定の温度となることに応じて、前記吸着手段により加熱された前記熱硬化性樹脂を吸着する、部品リペア装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、はんだ除去方法、はんだ除去方法を用いた部品リペア方法およびはんだ除去方法を用いるための部品リペア装置の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯情報端末、モバイル機器などの小形・軽量化が急激に進んでいる。そして、モバイル機器などの小形・軽量化に伴って、チップ部品に関しても、サイズ１００５（１ｍｍ×０．５ｍｍ）から０６０３（０．６ｍｍ×０．３ｍｍ）へと小型化が進んでいる。さらに、チップ部品の実装には、プリント基板の配線パターンや電極パッドの配置を工夫して無駄なスペースのない高密度な実装基板の設計が求められている。たとえば、チップ部品においては、実装間隔０．２ｍｍ程度の実装が行なわれている。
【０００３】
チップ部品をプリント配線基板にはんだ付けする一般的な方法としては、以下の通りである。すなわち、まず、プリント基板にチップ部品を取り付けるためのランドが形成される。そして、印刷マスクを用いて、はんだペーストがランドの全面に印刷・塗布される。次に、このプリント基板上に、チップ部品が載置される。つづいて、リフロー加熱により、はんだ付けが行なわれるものである。
【０００４】
しかし、上記のような高密度実装を行なう場合、ブリッジ等の部品同士を短絡させてしまうという不良が生じる場合がある。そのため、プリント基板上の不良部品に対してリペアを行なう必要となることがある。
【０００５】
リペアの工程において、一般に、以下の通り行なわれる。すなわち、不良部品およびその周辺がはんだ溶融温度以上に加熱される。そして、はんだを溶融させた後に、不良部品が取り外される。次に、プリント基板ランドに残ったはんだが、はんだ吸引器や銅編み線にフラックスをコーティングしたウィックに吸収させるなどの方法により取り除かれる。そして、糸はんだ、あるいは、はんだペーストが新たに供給される。その後、不良部品の代替部品の実装が行なわれる。
【０００６】
ここで、プリント基板のランドに残ったはんだを除去する装置として、たとえば、従来例としては、除去対象の部材または除去対象部分を問わない汎用性の高いはんだ除去装置について、以下のような構成が公知である（たとえば、特許文献１参照）。すなわち、従来例では、ヒータにより、基板に付着したはんだをプリヒートする。レーザ変位計を用いて、加熱によって基板に生じる変位を測定し、ステージ制御部は、測定された基板の変位に基づいて、はんだ吸引ヘッドと基板との間の距離が一定になるように、Ｚステージを制御する。はんだ吸引ヘッドは、高温ガスを吹きつけてはんだを溶融しながら、はんだを吸引除去するはんだ除去装置の構成が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３６２３２号公報明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リペアを行なうときに、不良部品は、小さく、かつ、実装間隔が狭いため、基板上のランドに残ったはんだの除去が困難である場合がある。たとえば、０６０３チップ部品は、実装間隔０．２ｍｍの場合、約１．２ｍｍ×０．８ｍｍのスペース内の０．４ｍｍ×０．４ｍｍのランド上のはんだを除去しなければならない。
【０００９】
すなわち、特許文献１のようなはんだ吸引器を用いる場合、吸引ノズルの目詰まり、強度不足などの理由により、先端外径は、約１〜２ｍｍ程度が限界である。そのため、上記のような実装間隔が狭い場合のはんだ除去において、吸引ノズルの先端外径が大きすぎるために、はんだ吸引器をリペアに使用するには困難である。
【００１０】
また、ウィックを用いる場合、幅の狭いウィックをはんだ上に置いて、その上から微細な先端のはんだごてを用いて加熱する方法が考えられる。しかしながら、はんだごての先端が細すぎて十分な熱容量がない。そのため、十分にはんだを溶融できない場合がある。したがって、はんだを除去できないだけでなくウィックがランドにはんだ付けされてしまう可能性がある。
【００１１】
特に、実装部品の小型化によりランド面積が小さくなっている。そのため、プリント基板との接着強度が弱くなっている。したがって、はんだ除去作業時にランドへ力が加わると容易に剥離が生じてしまう。
【００１２】
また、実装部品が小型なために、ランド上のはんだを除去せずに、はんだペースト、または、フラックスを塗布して、はんだ付けを行なう方法が考えられる。
【００１３】
しかし、残留はんだが多い場合、はんだペーストを塗布して加熱するとはんだ過多となるため、隣接部品とブリッジを生じる可能性、または、はんだ接合部信頼性に影響を及ぼす可能性がある。
【００１４】
そして、残留はんだの形状によっては、残留はんだ上に、はんだペースト、または、フラックスを塗布して部品を搭載して、加熱する際に、部品の位置がずれてしまう可能性が高い。また、残留はんだが少ない場合、フラックス塗布のみでは接合強度不足になる可能性が高いという問題がある。
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、基板上の残留はんだを適切に除去するためのはんだ除去方法、はんだ除去方法を用いた部品リペア方法、および、はんだ除去方法を用いるための部品リペア装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明のある局面にかかるはんだ除去方法は、基板上の不良部品が除去された位置に残留する残留はんだに対して、残留はんだの融点よりも低い温度で硬化する熱硬化性樹脂を塗布するステップと、熱硬化性樹脂と残留はんだとを残留はんだの融点よりも高い温度に加熱するステップと、硬化した熱硬化性樹脂を保持して、移動させることにより残留はんだを除去するステップとを備える。
【００１７】
好ましくは、残留はんだの基板に対するはんだ高さを計測するステップをさらに含み、計測される残留はんだのはんだ高さが所定の高さ以上となることに応じて、熱硬化性樹脂を塗布する。
【００１８】
好ましくは、熱硬化性樹脂は、銅粉を含む。
好ましくは、熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂のうちいずれか一方である。
【００１９】
この発明の他の局面にかかる部品リペア方法は、基板上に実装された複数の部品の中の不良部品との位置決めを行なうステップと、不良部品を加熱するステップと、加熱された不良部品を基板上から除去するステップと、不良部品が除去された位置に残留する残留はんだを除去するステップとを備え、残留はんだを除去するステップは、残留はんだの融点よりも低い温度で硬化する熱硬化性樹脂を残留はんだに塗布するステップと、熱硬化性樹脂と残留はんだとを残留はんだの融点よりも高い温度に加熱するステップと、硬化した熱硬化性樹脂を保持して、移動させることにより残留はんだを除去するステップとを含み、不良部品が除去された位置に代替部品を実装するステップとをさらに備える。
【００２０】
好ましくは、残留はんだを除去するステップは、残留はんだの基板に対するはんだ高さを計測するステップをさらに含み、計測される残留はんだのはんだ高さが所定の高さ以上となることに応じて、熱硬化性樹脂を塗布する。
【００２１】
この発明の他の局面にかかる部品リペア装置は、基板上の指定された位置に存在する不良部品が除去された位置に残留する残留はんだに対して、残留はんだの融点よりも低い温度で硬化する熱硬化性樹脂を塗布するための樹脂塗布手段と、不良部品と不良部品に塗布された熱硬化性樹脂とのうちの少なくとも一方を加熱するための加熱手段と、加熱された不良部品と加熱された熱硬化性樹脂とのうちの少なくとも一方を吸着するための吸着手段と、指定された位置に代替部品を実装するための実装手段と、樹脂塗布手段と加熱手段と吸着手段と実装手段との各々を、指定された位置に対して対応する動作を実行可能なように位置決めするための位置決め手段とを備える。
【００２２】
好ましくは、残留はんだの基板に対するはんだ高さを計測するためのはんだ高さ計測手段をさらに備える。
【００２３】
この発明の他の局面に従うと、部品リペア装置であって、基板上の指定された位置に存在する不良部品が除去された位置に残留する残留はんだの基板に対するはんだ高さを計測するためのはんだ高さ計測手段と、残留はんだの融点よりも低い温度で硬化する熱硬化性樹脂を残留はんだに塗布するための樹脂塗布手段と、不良部品と不良部品に塗布された熱硬化性樹脂とのうちの少なくとも一方を加熱するための加熱手段と、加熱された不良部品と加熱された熱硬化性樹脂とのうちの少なくとも一方を吸着するための吸着手段と、加熱手段による加熱温度を検知するための温度検知手段と、指定された位置に代替部品を実装するための実装手段と、はんだ高さ計測手段と樹脂塗布手段と加熱手段と吸着手段と実装手段との各々を、指定された位置に対して対応する動作を実行可能なように位置決めするための位置決め手段と、部品リペア装置の動作を制御するための制御手段とを備え、制御手段は、はんだ高さ計測手段により計測される残留はんだのはんだ高さが所定の高さ以上となることに応じて、残留はんだの除去を行なうための残留はんだ除去手段を含み、残留はんだ除去手段は、塗布手段により熱硬化性樹脂を残留はんだに塗布し、加熱手段により、熱硬化性樹脂を加熱して、温度検知手段により検知される加熱温度が所定の温度となることに応じて、吸着手段により加熱された熱硬化性樹脂を吸着する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。以下の説明では、同一の構成部分には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについて詳細な説明は繰り返さない。
【００２５】
まず、本発明にかかる部品リペア装置を説明する前提として、はんだ付けによる実装時に生じる実装不良について、説明を行なう。
【００２６】
図１０は、はんだ付けによる実装時の不良を例にとって説明するための図である。
【００２７】
図１０を参照して、高密度実装を行なう場合、部品同士の実装間隔（ピッチ）が狭いために、リフロー加熱時にはんだ１２の一部がランド上から流れ出すことがある。たとえば、チップ部品６とチップ部品８との間のはんだボール１４やチップ部品８とチップ部品１０との間のはんだブリッジ１６のような実装不良を生じる可能性がある。したがって、部品同士を短絡させてしまうというような実装不良が生じることとなる。
【００２８】
また、部品装着機の搭載精度などの問題から、チップ部品４のように、搭載時の部品位置ズレなどにより隣接部品と接触あるいははんだ付けされてしまう可能性がある。
【００２９】
上述したようなチップ部品の実装不良に対してのプリント基板のリペアとしては、不良実装部品の交換、位置ずれ部品の交換、はんだブリッジの除去などがある。すなわち、プリント基板に実装した部品の取り外しと、はんだペーストの供給と、修理部品または新品部品等を含む代替部品の取り付けとを行なうための部品リペア装置によるリペア工程が必要とされる。
【００３０】
［実施の形態１］
次に、本発明のはんだ除去方法を用いて、上述したような実装不良の部品のリペアを行なうための部品リペア装置についての説明を行なう。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態１における部品リペア装置１００の概略正面図である。また、図２は、本発明の実施の形態１における部品リペア装置１００の概略側面図である。
【００３２】
図１および図２を参照して、部品リペア装置１００は、プリント基板を保持するための基板ステージ１８と、基板ステージ１８をＸ−Ｙ方向に可動自在なＸ−Ｙ方向可動ステージ２０と、Ｘ−Ｙ方向可動ステージ２０の下方に設けられるプリント基板を予熱するための予熱ヒータ２２と、基板ステージ１８の上方に設けられ、部品の加熱および吸着を行なうための加熱・吸着ノズル機構部２４と、残留はんだのはんだ高さを計測するためのレーザ変位計４０を含む計測機構部２６と、はんだペーストまたは熱硬化性樹脂を塗布するためのディスペンサ機構部２８と、各機構部のＸ軸方向の位置を調整するためのＸ軸位置調整機構３２と、各機構部のＺ軸方向の位置を調整するためのＺ軸昇降ユニット３０と、各機構部のギャップ設定を行なうためのＺ方向位置調整機構６６と、映像を写すためのモニタ４６と、基板ステージ１８と各機構部との間に設けられ、不良部品の拡大した画像をモニタ４６に送るための光学系ユニット４４と、除去した不良部品と代替部品とを交換するための部品交換ステージ５６と、吸着ノズル３６による吸着動作の制御を行なうための吸着制御部５４と、ガスの圧力および流量を調整するためのガス圧力・流量調整部６２と、操作者が操作指示の入力を行なうためのコントロールパネル６４と、加熱・吸着ノズル３４に含まれるヒータの温度設定を行なうためのヒータ温度調整部５２と、部品リペア装置１００の動作を制御するための制御部（図示せず）とを備える。
【００３３】
加熱・吸着ノズル機構部２４は、リペア対象となる部品およびその周辺に熱風を吹きつけて加熱するための加熱・吸着ノズル３４と、はんだを溶融させた後に部品を吸着除去するための吸着ノズル３６と、加熱時に部品の温度を測定するための赤外線熱電対３８とを含む。また、吸着ノズル３６および加熱・吸着ノズル３４は、部品を再度実装する際に、ランド上への部品搭載および加熱を行なう。
【００３４】
なお、加熱を行なう方法としては、加熱・吸着ノズル３４のような微小領域の局所加熱が可能な熱風に特に限定されない。たとえば、はんだごて、および、光を照射することにより加熱を行なう光加熱などを用いてもよい。光加熱は、たとえば、キセノンランプ、半導体レーザ、および、ハロゲンランプ等を含む。
【００３５】
ディスペンサ機構部２８は、はんだペーストおよび熱硬化性樹脂を塗布するためのシリンジ４２を含む。そして、シリンジ４２には、はんだペーストが充填されたはんだペーストシリンジ４２ａと熱硬化性樹脂が充填された熱硬化性樹脂シリンジ４２ｂとを含む。そのため、ディスペンサ機構部２８は、必要に応じて、はんだペーストシリンジ４２ａと熱硬化性樹脂シリンジ４２ｂとのうちのいずれかを選択して、プリント基板のランド上にはんだペーストまたは、熱硬化性樹脂を供給する。
【００３６】
Ｘ−Ｙ方向可動ステージ２０は、基板ステージ１８のＸ方向の位置を調整するためのＸ方向位置調整機構４８と、基板ステージ１８のＹ方向位置調整機構５０とを含む。
【００３７】
また、操作者は、モニタ４６により、光学系ユニット４４を用いて拡大されたチップ部品の映像を見ながら、基板ステージ１８をＸ−Ｙ方向可動ステージ２０の動作により位置決めを行なうことができる。また、位置決め後に光学系ユニット４４は、スライドさせることにより収納することができる。
【００３８】
計測機構部２６においては、レーザ変位計４０により残留はんだのはんだ高さの計測を行なう。
【００３９】
図３は、本発明の実施の形態１における部品リペア装置１００の機能ブロックを示す図である。
【００４０】
図３を参照して、部品リペア装置１００は、はんだペーストシリンジ４２ａと、熱硬化性樹脂シリンジ４２ｂと、加熱・吸着ノズル３４と、吸着ノズル３６と、赤外線熱電対３８と、レーザ変位計４０と、Ｘ−Ｙ方向可動ステージ２０と、部品リペア装置１００の動作を制御するための制御部８２とを備える。そして、制御部８２は、各部の動作を制御する制御信号を生成するための制御信号生成部８４と部品のリペア動作の制御に関連する情報等を記憶するための記憶部８６とを含む。また、制御部８２は、Ｚ軸昇降ユニット３０、および、Ｘ軸位置調整機構３２の動作の制御も行なう。
【００４１】
次に、図１、図２、および、図３で説明した部品リペア装置１００の構成において、不良部品をリペアする動作について説明する。
【００４２】
部品リペア装置１００において、操作者は、複数のチップ部品がはんだにより実装されたプリント基板上から不良部品を指定する。そして、操作者は、光学系ユニット４４から映し出される映像をモニタ４６で確認しながら、加熱・吸着ノズル３４と不良部品とを位置決めする。
【００４３】
このとき、位置決めは、操作者のコントロールパネル６４の操作指示に基づいて、制御部８２によりＸ−Ｙ方向可動ステージ２０を動作させて行なわれる。
【００４４】
リペア工程が開始されると、部品リペア装置１００は、指定された不良部品を加熱・吸着ノズル３４により、局所的に加熱させる。そして、加熱によりはんだが溶融される。その後、部品リペア装置１００は、不良部品を吸着ノズル３６により吸着して移動させることにより、プリント基板から除去する。つづいて、部品リペア装置１００は、不良部品を取り除いたプリント基板のランド上の残留はんだのはんだ高さをレーザ変位計４０により計測する。
【００４５】
図４は、レーザ変位計４０によるランド上の残留はんだ５８のプリント基板６８に対するはんだ高さの計測を説明するための図である。
【００４６】
図４を参照して、プリント基板６８には、チップ部品２がはんだ１２により実装されている。また、残留はんだ５８は、不良部品を除去した後のランド上に残留するはんだである。レーザ変位計４０は、レーザ光６０を発することにより、残留はんだ５８の高さを計測する。たとえば、０６０３チップの残留はんだを計測する場合、スポット径２μｍのレーザ光でスキャンすることにより２つのランド上の残留はんだの高さを計測することができる。
【００４７】
図５は、レーザ変位計４０によるプリント基板６８のランド７０に残留する残留はんだ５８のはんだ高さの計測結果を示す図である。
【００４８】
図５（ａ）は、不良部品の取り外し時に、部品の電極側にはんだが付着するために、ランド７０上にはんだが残らないときの残留はんだ５８のはんだ高さの計測結果を示す図である。一方、図５（ｂ）は、ランド７０にはんだが半円状に残留するときの残留はんだ５８のはんだ高さの計測結果を示す図である。そして、図５（ｃ）は、残留はんだ５８が凸状に残留するときのはんだ高さの計測結果を示す図である。
【００４９】
図５（ａ）を参照して、残留はんだ５８のはんだ高さの最大値は、２５μｍよりも小さいことがわかる。そのため、この残留はんだ５８においては、代替のチップ部品をはんだ付けするには、はんだ量が少ないため、このはんだ量の状態で代替部品を実装するには、適当でない。
【００５０】
一方、図５（ｂ）を参照して、残留はんだ５８のはんだ高さの最大値は、約８０μｍである。
【００５１】
そして、図５（ｃ）を参照して、残留はんだ５８のはんだ高さの最大値は、２００μｍを超えている。そのため、図５（ｃ）における残留はんだ５８は、代替部品を実装するには、十分なはんだ量である。しかしながら、残留はんだ５８の表面形状が凸状であるため、この上に、はんだペーストを精度よく塗布することが困難であり、はんだ量の制御が難しい。
【００５２】
そこで、レーザ変位計４０により計測されるはんだ高さと、所定のはんだ高さ、すなわち、予め設定されるはんだ高さの最大値のしきい値Ｈ１との比較結果に応じて、残留はんだ５８の除去処理を行なうか否かの判断が行なわれる。
【００５３】
すなわち、レーザ変位計４０により計測されるプリント基板６８上の残留はんだ５８のはんだ高さがしきい値Ｈ１以上であることに応じて、操作者は、残留はんだ５８の除去の処理を開始する。
【００５４】
たとえば、残留はんだ５８のしきい値Ｈ１を７０μｍとすると、しきい値Ｈ１に基づいて、ランド７０上の残留はんだ５８の形状を、残留はんだ量が少ない図５（ａ）、残留はんだ量が多い図５（ｂ）および（ｃ）の２種に分類することができる。
【００５５】
このとき、計測結果としきい値Ｈ１との比較結果に応じて、操作者は、ディスペンサ機構部２８により、ｉ）はんだペーストシリンジ４２ａにより残留はんだ５８にはんだペーストを塗布する工程、ｉｉ）残留はんだの除去処理後に、はんだペーストを塗布する工程という２種の工程のうちいずれか一つを選択して実行する。
【００５６】
残留はんだ５８の除去処理が開始されると、操作者による位置決め後に、部品リペア装置１００は、熱硬化性樹脂シリンジ４２ｂにより、残留はんだ５８に対して、熱硬化性樹脂を塗布させる。そして、部品リペア装置１００は、加熱・吸着ノズル３４により、残留はんだ５８および熱硬化性樹脂を加熱させる。つづいて、赤外線熱電対３８により検知される加熱温度が所定の温度となることに応じて、部品リペア装置１００は、吸着ノズル３６により、硬化した熱硬化性樹脂を吸着して移動させることにより、プリント基板６８上から除去させる。
【００５７】
このようにして、残留はんだ５８のはんだ量を低減させることができる。そして、部品リペア装置１００は、はんだペーストシリンジ４２ａにより、残留はんだ５８が除去された位置に新たにはんだを塗布させる。ここで、所定の温度とは、はんだの融点よりも高い温度である。
【００５８】
つづいて、部品リペア装置１００は、塗布されたはんだペースト上に修理部品および新品部品等を含む代替部品を搭載する。そして、搭載される代替部品への加熱により、はんだが溶融する。このようにして、プリント基板６８に対して代替部品を実装することにより、リペア工程が終了する。
【００５９】
図６は、残留はんだ５８が樹脂硬化物７８とともにランド７０上から除去されるときの残留はんだ５８および樹脂硬化物７８の状態を模式的に示す図である。
【００６０】
図６を参照して、残留はんだ５８に塗布された熱硬化性樹脂７４と残留はんだ５８に熱風７２を吹きつけて加熱すると、温度上昇とともに熱硬化性樹脂７４は、徐々に硬化する。そして、加熱された熱硬化性樹脂７４は、樹脂硬化物７８となる。一方、残留はんだ５８は、温度上昇とともに溶融していく。そして、樹脂硬化物７８中の銅粉７６と溶融はんだ８０との間でぬれが起こる。このとき、樹脂硬化物７８を吸着除去することにより、ランド７０上の残留はんだ５８の一部は、樹脂硬化物７８に付着して除去される。
【００６１】
なお、残留はんだに塗布する熱硬化性樹脂としては、速硬化性のエポキシ樹脂またはフェノール樹脂に銅粉を混練した物を用いてもよい。
【００６２】
次に、上述した部品リペア装置１００を用いた本発明の部品リペア方法について図７、図８および図９に示すフローチャートを用いて説明する。
【００６３】
図７および図８は、不良部品の取り外しから代替部品の取り付けまでの動作を示すフローチャートである。
【００６４】
図７を参照して、まず、操作者は、実装不良となっている不良部品を含むプリント基板６８を基板ステージ１８にセットする（ステップＳ１０１）。
【００６５】
そして、操作者は、光学系ユニット４４からの不良部品の拡大映像をモニタ４６で確認しながら、加熱・吸着ノズル３４と不良部品との位置決めを行なう（ステップＳ１０２）。
【００６６】
なお、位置決めは、操作者がコントロールパネル６４を操作して、Ｘ方向位置調整機構４８およびＹ方向位置調整機構５０を動作させることにより、調整することができる。
【００６７】
次に、位置決め後に、操作者がリペア処理を開始する指示をコントロールパネル６４に入力することにより、部品リペア装置１００は、予熱ヒータ２２および加熱・吸着ノズル３４に含まれるヒータのスイッチをオンにする（ステップＳ１０３）。
【００６８】
ここで、部品リペア装置１００は、予熱ヒータ２２によりプリント基板６８のプリヒートを開始させる。そして、加熱・吸着ノズル３４に含まれるヒータは、送風を行ないながら昇温する。
【００６９】
そして、部品リペア装置１００は、一定時間経過後、Ｚ軸昇降ユニット３０を動作させて加熱・吸着ノズル３４を下降させる（ステップＳ１０４）。
【００７０】
すなわち、加熱・吸着ノズル３４が下降することにより、不良部品は、加熱される。
【００７１】
一方、ガス圧力・流量調整部６２には圧縮空気が接続されている。ガス圧力・流量調整部６２は、圧力およびガス流量の調整により、加熱・吸着ノズル３４に含まれるヒータへの送風を制御する。ヒータ温度調整部５２は、温度設定を可能とする。操作者は、ヒータ温度調整部５２の操作により、所望の加熱温度プロファイルが得られるように調整する。
【００７２】
次に、部品リペア装置１００は、赤外線熱電対３８により温度モニタしながら所定の温度になるまで加熱を行なう（ステップＳ１０５）。
【００７３】
つづいて、部品リペア装置１００は、赤外線熱電対３８により検知される温度が所定の温度となることに応じて、Ｚ軸昇降ユニット３０を動作させて吸着ノズル３６を下降させる（ステップＳ１０６）。
【００７４】
その結果、吸着ノズル３６は、不良部品と接触する。このとき、吸着制御部５４は、吸着ノズル３６を吸引モードに切り替える。
【００７５】
そして、吸着制御部５４の微小圧力センサにより部品吸着を確認した後、部品リペア装置１００は、吸着ノズル３６の下降を止める（ステップＳ１０７）。
【００７６】
次いで、部品リペア装置１００は、加熱・吸着ノズル３４を上昇させる（ステップＳ１０８）。
【００７７】
このようにして、不良部品がプリント基板６８から取り外される。
つづいて、加熱・吸着ノズル３４がホームポジションに戻った時点で、部品リペア装置１００は、予熱ヒータ２２および加熱・吸着ノズル３４に含まれるヒータをオフにする（ステップＳ１０９）。
【００７８】
部品リペア装置１００は、Ｘ軸位置調整機構３２を動作させて、加熱・吸着ノズル機構部２４を部品交換ステージ５６上に移動させ、吸着ノズル３６の吸引をオフして不良部品を離脱させる（ステップＳ１１０）。
【００７９】
これにより、不良部品のプリント基板６８からの取り外し工程が終了する。
次に、操作者は、Ｘ軸位置調整機構３２の調整により、計測機構部２６を、不良部品を取り外したプリント基板６８のランド上に移動させて、位置決めを行なう（ステップＳ１１１）。
【００８０】
そして、位置決め後に、部品リペア装置１００は、レーザ変位計４０を用いて残留はんだのはんだ高さを計測する（ステップＳ１１２）。
【００８１】
ここで、操作者は、計測結果から得られる残留はんだのはんだ高さの最大値が所定の高さＨ１以下であるか否かの判断を行なう（ステップＳ１１３）。
【００８２】
ステップＳ１１３において、計測結果から得られる残留はんだのはんだ高さの最大値がＨ１以下となる場合は、操作者は、図５（ａ）に示した状態であるため、ランド上のはんだ量が不足していると判断する。そのため、ランド上にはんだの補充が必要となる。したがって、計測結果から得られるはんだ高さの最大値がＨ１以下となる場合は、操作者は、光学系ユニット４４からのプリント基板のランドの拡大映像をモニタ４６で確認しながら、はんだペーストシリンジ４２ａとプリント基板のランドとを位置決めを行なう（ステップＳ１１５）。
【００８３】
このとき、部品リペア装置１００は、はんだペーストシリンジ４２ａをプリント基板と所定の距離、たとえば約１２０μｍまで下降させる（ステップＳ１１６）。
【００８４】
そして、ギャップ設定は、ディスペンサ機構部２８のＺ方向調整機構６６で行なうことができる。
【００８５】
次いで、位置決め後に、部品リペア装置１００は、はんだペーストシリンジ４２ａに圧縮空気を送る。そして、部品リペア装置１００は、はんだペーストシリンジ４２ａによりはんだペーストを吐出して、残留はんだ上にはんだペーストを塗布する（ステップＳ１１７）。
【００８６】
そして、部品リペア装置１００は、はんだペーストシリンジ４２ａをホームポジションまで上昇させる。このようにして、残留はんだ上にはんだペーストが約４０〜５０μｍ塗布される。
【００８７】
一方、ステップＳ１１３において、計測結果から得られるはんだ高さの最大値がしきい値Ｈ１以上の場合は、操作者は、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示した状態であるため、ランド上には多量のはんだが残留していると判断する。そのため、はんだペーストを残留はんだ上に精度よく塗布してはんだ量を制御するためには、ランド上の残留はんだを取り除いて量を低減し、次にチップ部品をはんだ付けするのに必要なはんだペーストを塗布する必要がある。
【００８８】
すなわち、計測結果から得られるはんだ高さの最大値がＨ１以上の場合、操作者は、部品リペア装置１００により残留はんだの除去処理を開始させる（ステップＳ１１４）。
【００８９】
残留はんだの除去処理についての説明は、図９を用いて後述する。
次に、図８を参照して、はんだペーストが塗布されたプリント基板６８に対して、修理部品あるいは新品部品等を含む代替部品が実装される。
【００９０】
まず、操作者は、部品交換ステージ５６上に代替部品をセットする（ステップＳ１１８）。
【００９１】
つづいて、部品リペア装置１００は、加熱・吸着ノズル３４を部品交換ステージ５６上に移動させる（ステップＳ１１９）。
【００９２】
そして、部品リペア装置１００は、加熱・吸着ノズル３４を下降させて、吸着ノズル３６と代替部品とを接触させる。このとき、部品リペア装置１００は、吸着制御部５４により吸着ノズル３６を吸引モードに切り替えて下降させる。部品リペア装置１００は、吸着制御部５４の微小圧力センサにより部品吸着を確認することに応じて、加熱・吸着ノズル３４の下降を止める（ステップＳ１２０）。
【００９３】
次いで、部品リペア装置１００は、加熱・吸着ノズル３４を上昇させて、代替部品を吸着した状態で、基板ステージ１８上へ加熱・吸着ノズル機構部２４を移動させる（ステップＳ１２１）。
【００９４】
操作者は、吸着された部品とプリント基板６８のランドとを光学系ユニット４４からの映像をモニタ４６で確認しながら位置決めを行なう（ステップＳ１２２）。
【００９５】
位置決め後に、部品リペア装置１００は、加熱・吸着ノズル３４を下降させる（ステップＳ１２３）。
【００９６】
そして、部品リペア装置１００は、代替部品をランド上に載置した後、吸着ノズル３６の吸引をオフにする（ステップＳ１２４）。
【００９７】
つづいて、部品リペア装置１００は、加熱・吸着ノズル３４を上昇させて、一旦ホームポジションに戻す（ステップＳ１２５）。
【００９８】
次に、部品リペア装置１００は、予熱ヒータ２２と加熱・吸着ノズル３４のヒータのスイッチをオンにする（ステップＳ１２６）。
【００９９】
これにより、部品リペア装置１００は、予熱ヒータ２２によるプリント基板６８のプリヒートを開始させる。加熱・吸着ノズル３４のヒータは、送風を行ないながら昇温する。
【０１００】
そして、部品リペア装置１００は、一定時間経過後、加熱・吸着ノズル３４を下降させる（ステップＳ１２７）。
【０１０１】
次に、部品リペア装置１００は、代替部品に対して、熱風の吹きつけにより、加熱を行なう（ステップＳ１２８）。
【０１０２】
つづいて、部品リペア装置１００は、赤外線熱電対３８により温度モニタしながら所定の温度になるまで加熱する（ステップＳ１２９）。
【０１０３】
部品リペア装置１００は、所定の温度に達したら加熱・吸着ノズル３４を上昇させる（ステップＳ１３０）。
【０１０４】
そして、部品リペア装置１００は、ホームポジションに戻った時点で、予熱ヒータ２２および加熱・吸着ノズル３４のヒータをオフにする（ステップＳ１３１）。
【０１０５】
以上の工程により、リペア工程が完了する。
図９は、残留はんだを除去するときの残留はんだ除去処理の動作を示すフローチャートである。
【０１０６】
図９を参照して、まず、操作者は、熱硬化性樹脂シリンジ４２ｂとプリント基板６８のランドとを光学系ユニット４４からの映像をモニタ４６で確認しながら位置決めを行なう（ステップＳ２０１）。
【０１０７】
そして、部品リペア装置１００は、熱硬化性樹脂シリンジ４２ｂをプリント基板６８と所定の距離、たとえば約３００μｍまで下降させる（ステップＳ２０２）。
【０１０８】
ギャップ設定は、ディスペンサ機構部２８のＺ方向調整機構６６で行なうことができる。
【０１０９】
次いで、部品リペア装置１００は、熱硬化性樹脂シリンジ４２ｂに圧縮空気を送る。そして、熱硬化性樹脂が吐出されて、残留はんだ上に熱硬化性樹脂が塗布される（ステップＳ２０３）。
【０１１０】
その後、部品リペア装置１００は、熱硬化性樹脂シリンジ４２ｂがホームポジションに上昇させる。
【０１１１】
熱硬化性樹脂としては、たとえば、松下電器（株）製ＡＤＥ１２０Ｄなどの速硬化エポキシ樹脂（標準硬化条件１５０℃、６０秒）に、粒径約１０〜３０μｍの銅粉を重量比で約１０〜３０％混練したものを用いることができる。
【０１１２】
また、熱硬化樹脂としてレゾール型フェノール樹脂、銅粉としてはんだめっきなどを施したものを用いることもできる。
【０１１３】
次に、操作者は、加熱・吸着ノズル３４とプリント基板６８のランドとを光学系ユニット４４からの映像をモニタ４６で確認しながら位置決めを行なう（ステップＳ２０４）。
【０１１４】
位置決め後に、部品リペア装置１００は、加熱・吸着ノズル３４のヒータのスイッチをオンにする（ステップＳ２０５）。
【０１１５】
その後、部品リペア装置１００は、加熱・吸着ノズル３４を下降させる（ステップＳ２０６）。
【０１１６】
ここで、部品リペア装置１００は、熱硬化性樹脂で被服された残留はんだに熱風の吹き付けにより加熱する（ステップＳ２０７）。
【０１１７】
このとき、部品リペア装置１００は、熱硬化性樹脂が所定の温度となるまで加熱を行なう（ステップＳ２０８）。
【０１１８】
そして、熱硬化性樹脂が硬化するとともに、はんだが再溶融する。部品リペア装置１００は、赤外線熱電対３８により検知される温度が所定の温度に達したら吸着ノズル３６を下降させる（ステップ２０９）。
【０１１９】
次に、部品リペア装置１００は、吸着ノズル３６により熱硬化性樹脂が硬化した樹脂硬化物を吸着させる（ステップＳ２１０）。
【０１２０】
部品リペア装置１００は、加熱・吸着ノズル３４を上昇させる（ステップＳ２１１）。
【０１２１】
つづいて、部品リペア装置１００は、ホームポジションに戻った時点で、加熱・吸着ノズル３４のヒータをオフにする（ステップＳ２１２）。
【０１２２】
操作者は、加熱・吸着ノズル機構部２４を部品交換ステージ５６上に移動させて、吸着ノズル３６の吸引をオフして樹脂硬化物を放出する（ステップＳ２１３）。
【０１２３】
以上のように本発明よれば、０６０３チップなどの微小な部品を狭ピッチに実装したプリント基板６８の不良部品のリペアを行なう際に、不良部品除去後の残留はんだが多い場合、熱硬化性樹脂を用いることにより、残留はんだの一部を除去することができる。その後、はんだペースト供給を行なうため、はんだ過多、はんだボール、あるいは、隣接部品とのはんだブリッジ等を防止することができる。そのため、代替部品の再実装プロセスにおいて、再び不良を生じることがなく、かつ、はんだ接合部のはんだ量が最適に保たれる。したがって、再実装部品のはんだ接合部の品質の向上が図れる。
【０１２４】
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２におけるはんだ除去方法を用いるための部品リペア装置についての説明を行なう。本発明の実施の形態２における部品リペア装置の基本構成については、制御部８２が行なう動作のソフトウェア構成を除いて、実施の形態１の図１および図２および図３で説明した部品リペア装置１００の構成と同じである。そのため、構成の説明は繰り返さない。
【０１２５】
つづいて、本発明の実施の形態２において、制御部８２が行なう動作のソフトウェア構成について説明する。
【０１２６】
実施の形態２における制御部８２は、実施の形態１において、操作者の指示により行なわれる位置決め、不良部品の指定、残留はんだ除去処理への工程の選択および、部品交換ステージ５６における代替部品のセットの動作を各部を制御して行なう。
【０１２７】
すなわち、記憶部８６には、不良部品の情報、位置を特定するための不良部品特定情報が格納されている。そして、制御部８２が不良部品特定情報に含まれるプリント基板６８のＣＡＤデータ、および、不良部品の座標の指示情報に基づいて、制御部８２は、不良部品の場所を指定する。なお、記憶部８６に格納されている不良部品特定情報は、操作者によりコントロールパネル６４を介して入力されてもよいし、通信部（図示せず）を介して、外部から記憶部８６に入力されてもよい。
【０１２８】
また、制御部８２は、不良部品の座標の指示情報に基づいて、制御信号生成部８４において、制御信号を生成して、Ｘ−Ｙ方向可動ステージを動作させることにより、指定された不良部品との位置合わせを行なう。また、制御部８２は、加熱・吸着ノズル機構部２４、計測機構部２６、および、ディスペンサ機構部２８を、不良部品、代替部品、あるいは、残留はんだの各々に対してＸ−Ｙ方向可動ステージを動作させることにより位置決めを行なう。
【０１２９】
そして、制御部８２は、レーザ変位計４０により計測される残留はんだ５８のはんだ高さが、記憶部８６に格納されるしきい値Ｈ１以上であるとき、残留はんだの除去処理を実行させる。一方、制御部８２は、レーザ変位計４０により計測される残留はんだ５８のはんだ高さがしきい値Ｈ１以下であるとき、はんだペーストを塗布する工程を実行させる。なお、記憶部８６に格納されるしきい値Ｈ１は、操作者によりコントロールパネル６４を介して入力されてもよいし、通信部を介して、外部から記憶部８６に入力されてもよい。
【０１３０】
上述したように、制御部８２により各部の動作を制御することにより、操作者がプリント基板を基板ステージ１８にセットしてから、プリント基板６８上のすべての不良部品に対して、不良部品の除去、残留はんだの除去、および、代替部品の実装を含むリペア工程を自動的に行なうことができる。
【０１３１】
実施の形態２において、部品リペア装置１００が不良部品に対して行なうリペアの動作は、図７および図８で説明した不良部品の取り外しから代替部品の取り付けまでの動作を示すフローチャートと比較して、上述したように、不良部品の指定、位置決め、および、はんだ高さに応じた工程の選択を、制御部８２により送られる制御信号により制御されて自動的に動作すること以外は同じであるため、その説明は繰り返さない。
【０１３２】
また、実施の形態２においての部品リペア装置１００の残留はんだを除去するときの動作のフローチャートは、実施の形態１の図９で説明した残留はんだ５８を除去するときの残留はんだ除去処理の動作を示すフローチャートと比較して、プリント基板上のランドとの位置決めを、制御部８２により送られる制御信号により制御されて自動的に動作すること以外は、同じである。そのため、フローチャートの説明は繰り返さない。
【０１３３】
以上のように、本発明の実施の形態２において、実施の形態１で説明した発明の効果に加えて以下の点の効果を有する。すなわち、各部の動作を制御部８２により制御させることにより、自動的に残留はんだ除去の動作が行なわれる。
【０１３４】
多種のプリント基板６８への対応を考慮すると操作者によるマニュアル操作が好ましいが、たとえば、プリント基板６８のＣＡＤデータを用いて、不良部品の座標を指定することにより、不良部品の除去、残留はんだの除去、および、代替部品の実装を含むリペア工程を自動的に行なうこともできる。
【０１３５】
ただし、リペア開始時の不良部品と加熱・吸着ノズル３４との位置決めは、操作者により、プリント基板６８に実装された複数のチップ部品の中の不良部品と加熱・吸着ノズル３４とを光学ユニット４４からの映像をモニタ４６で確認しながらＸ−Ｙ方向可動ステージ２０を動作させて位置決めが行なわれてもよい。すなわち、リペア開始時に不良部品と加熱・吸着ノズル３４との位置決めを行なった後は、部品のリペア工程は、自動的に行なわれる。
【０１３６】
このように、本発明によれば、狭ピッチに実装したプリント基板のリペアを行なう際に、残留はんだが多い場合、熱硬化性樹脂を用いて残留はんだの一部を除去することにより、はんだ過多、はんだボール、あるいは、隣接部品とのはんだブリッジ等を防止することができる。そのため、代替部品の再実装プロセスにおいて、不良を生じることがなく、かつ、はんだ接合部のはんだ量が最適に保たれる。したがって、再実装部品のはんだ接合部の品質の向上が図れる。
【０１３７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１３８】
【発明の効果】
基板上の不良部品が除去された位置に残留する残留はんだに対して、残留はんだの融点よりも低い温度で硬化する熱硬化性樹脂を塗布するステップと、熱硬化性樹脂と残留はんだとを加熱するステップと、加熱された熱硬化性樹脂を除去するステップとを備えることにより、代替部品の再実装プロセスにおいて、再び不良を生じることがなく、かつ、はんだ接合部のはんだ量が最適に保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における部品リペア装置１００の概略正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における部品リペア装置１００の概略側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における部品リペア装置１００の機能ブロックを示す図である。
【図４】レーザ変位計４０によるランド上の残留はんだ５８のプリント基板６８に対するはんだ高さの計測を説明するための図である。
【図５】レーザ変位計４０によるプリント基板６８のランド７０に残留する残留はんだ５８のはんだ高さの計測結果を示す図である。
【図６】残留はんだ５８が樹脂硬化物７８とともにランド７０上から除去されるときの残留はんだ５８および樹脂硬化物７８の状態を模式的に示す図である。
【図７】不良部品の取り外しから代替部品の取り付けまでの動作を示すフローチャートである。
【図８】不良部品の取り外しから代替部品の取り付けまでの動作を示すフローチャートである。
【図９】残留はんだを除去するときの残留はんだ除去処理の動作を示すフローチャートである。
【図１０】はんだ付けによる実装時の不良を例にとって説明するための図である。
【符号の説明】
２〜１０  チップ部品、１２  はんだ、１４  はんだボール、１６  はんだブリッジ、１８  基板ステージ、２０  Ｘ−Ｙ方向可動ステージ、２２  予熱ヒータ、２４  加熱・吸着ノズル機構部、２６  計測機構部、２８  ディスペンサ機構部、３０  Ｚ軸昇降ユニット、３２  Ｘ軸位置調整機構、３４  加熱・吸着ノズル、３６  吸着ノズル、３８  赤外線熱電対、４０  レーザ変位計、４２  シリンジ、４２ａ  はんだペーストシリンジ、４２ｂ  熱硬化性樹脂シリンジ、４４  光学系ユニット、４６  モニタ、４８  Ｘ方向位置調整機構、５０  Ｙ方向位置調整機構、５２  ヒータ温度調整部、５４  吸着制御部、５６  部品交換ステージ、５８  残留はんだ、６０  レーザ光、６２  ガス圧力・流量調整部、６４  コントロールパネル、６６  Ｚ方向調整機構、６８  プリント基板、７０  ランド、７２  熱風、７４  熱硬化性樹脂、７６  銅粉、７８  樹脂硬化物、８０  溶融はんだ、８２  制御部、８４  制御信号生成部、８６  記憶部、１００部品リペア装置。
【図１】
2005005460.tif 000003
【図２】
2005005460.tif 000004
【図３】
2005005460.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005005460.tif 000008
【図７】
2005005460.tif 000009
【図８】
2005005460.tif 000010
【図９】
2005005460.tif 000011
【図１０】
2005005460.tif 000012