(57)【要約】【課題】  回路基板部品の周囲湿分暴露の監視方法を提供する。【解決手段】  複数の電子部品を回路基板に組み立てる方法には、一電子部品を回路基板に取り付け、次に、その電子部品と環境状態記録装置との間の関連を作成することが含まれる。本方法には、環境状態記録装置からのデータを記録することがさらに含まれる。記録されたデータは、取り付けられた電子部品の、環境状態への暴露を経時的に示す。本方法には、また、取り付けられた電子部品が、第２の電子部品を回路基板に取り付けることに関連する状態への暴露に適しているかどうかを、記憶されたデータに基づいて判定することが含まれる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子部品を回路基板に組み合わせる方法であって、
電子部品を前記回路基板に取り付けることと、
前記取り付けられた電子部品と環境状態記録装置との間の関連を作成することと、
前記環境状態記録装置からのデータを記録することであって、前記データが、前記取り付けられた電子部品の、環境状態への暴露を経時的に示していることと、
前記記録されたデータに基づいて、前記取り付けられた電子部品が、第２の電子部品を前記回路基板に取り付けることに関連する状態への暴露に適しているかどうかを判定することと、
を含む方法。
【請求項２】
取り付けられた電子部品が適していると判明したので、前記適切な取り付けられた電子部品を、第２の電子部品を前記回路基板に取り付けることに関連する状態に暴露することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記取り付けられた電子部品と前記環境状態記録装置との間の前記関連を、前記電子部品を取り付けた直後から適切性の判定まで維持することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記環境状態記録装置が、周囲環境状態を連続的に監視し、かつ定期的に記録するように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記環境状態記録装置が、経時的に周囲環境状態を自動的に記録するように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第２の電子部品を前記回路基板に取り付けることに関連する前記状態が、前記第２の電子部品を前記回路基板にリフロー半田付けすることに関連する状態に、前記取り付けられた電子部品を暴露することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の電子部品を前記回路基板に取り付けることに関連する前記状態が、前記取り付けられた電子部品を高温に暴露することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記環境状態記録装置からの前記データを記録することが、大気含水量への、前記取り付けられた電子部品の暴露を示すデータを記憶することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
大気含水量を示す前記データが、前記環境状態記録装置によって経時的に収集された温度測定値およびパーセント相対湿度測定値を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記取り付けられた電子部品と前記環境状態記録装置との間の前記関連を作成することが、前記環境状態記録装置を前記回路基板に物理的に装着することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記取り付けられた電子部品と前記環境状態記録装置との間の前記関連を作成することが、前記取り付けられた電子部品と前記環境状態記録装置との間の論理的関連を、コンピュータデータベースに作成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
識別コードが、前記回路基板に配置され、前記識別コードが、前記取り付けられた部品および前記回路基板の識別を可能とする十分な情報を提供し、そして、前記関連を作成することが、前記識別コードを走査することによって提供される情報に基づき、コンピュータデータベースにおいて、前記取り付けられた電子部品と前記回路基板とを論理的にリンクさせることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記回路基板に配置された前記識別コードがバーコード技術に基づいている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記識別コードが無線周波数技術に基づいている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記環境状態記録装置からの前記データを記録することが、前記データを、前記環境記録装置内のメモリ記憶ユニットに記録することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記適切性判定のために、通信チャネルを介して、前記メモリ記憶ユニットからの前記記録されたデータにアクセスすることをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記環境状態記録装置からのデータを記録することが、前記環境状態記録装置の外部に位置するメモリ記憶ユニットにデータを記録することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記取り付けられた部品に対して、前記記録された環境状態への暴露が有するであろう累積的影響を推定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記記録された環境状態への暴露が有するであろう前記累積的影響を推定することが、前記記録された環境状態への経時的な暴露の影響を積分することに近似する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記記録された環境状態への暴露が有するであろう前記累積的影響を推定することが、特定の環境状態下の前記取り付けられた電子部品の予想総フロアライフに関連する業界標準ガイドラインを参照することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記環境状態記録装置が、
環境状態に応答する検知素子と、
前記検知素子と電子的に通じており、かつ、前記検知素子によって検知された環境状態データを記憶するように構成されたメモリ記憶ユニットと、
前記検知素子および前記メモリ記憶ユニットと電子的に通じている処理ユニットと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記処理ユニットが、前記検知素子を定期的にサンプリングし、かつ前記サンプルを前記メモリ記憶ユニットに電子的に記憶することによって、前記環境状態記録装置からの前記データを記録するように構成されている、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記処理ユニットが、前記メモリ記憶ユニットに記憶された前記サンプルを評価することによって、前記取り付けられた部品は第２の電子部品を前記回路基板に取り付けることに関連する状態への暴露に適しているかどうかを、判定するように構成されている、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
複数の電子部品セットを回路基板に取り付ける方法であって、
第１の電子部品セットを回路基板にリフロー半田付けすることと、
前記第１の電子部品セットと環境状態記録装置との間の関連を作成することと、
前記環境状態記録装置で環境暴露データを収集することであって、前記環境暴露データが、第２の電子部品セットを前記回路基板にリフロー半田付けする前の連続的期間中に、前記第１の電子部品セットと関連していることと、
前記収集されたデータを、前記環境状態記録装置に記憶することと、
前記記憶されたデータに基づいて、前記第１のセットの各電子部品に対する環境暴露の累積的影響を、前記環境状態記録装置で推定することと、
前記第１のセットの各電子部品が、前記第２の電子部品セットを前記回路基板にリフロー半田付けすることに関連する環境状態への暴露に適しているかどうかを、前記環境状態記録装置で評価することと、
を含む方法。
【請求項２５】
前記第１のセットの各電子部品が、前記第２の電子部品セットを前記回路基板にリフロー半田付けすることに関連する環境状態への暴露に適しているかどうかに依存して、前記第２の電子部品セットを前記回路基板にリフロー半田付けすることをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
第２の電子部品セットを前記回路基板にリフロー半田付けすることに関連する前記状態が高温を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
環境暴露データを収集することが、温度測定値および相対湿度測定値を収集することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記関連を作成することが、前記環境状態記録装置を前記回路基板に装着することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記関連を作成することが、前記回路基板に貼られたバーコードを走査することを含み、前記バーコードが、前記回路基板に取り付けられた前記第１の電子部品セットの各電子部品を識別する、請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
前記収集されたデータを記憶することが、前記収集されたデータを、前記環境状態記録装置内のメモリ記憶ユニットに記憶することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
前記収集されたデータが、経時的に収集された温度測定値および相対湿度測定値を含み、そして前記環境暴露の前記累積的影響を推定することが、前記温度測定値および相対湿度測定値を時間に関して積分することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３２】
前記第１のセットの各電子部品が、前記第２の電子部品セットを前記回路基板にリフロー半田付けすることに関連する環境状態への暴露に適しているかどうかを評価することが、業界標準ガイドラインを参照することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１の電子部品セットに関連する前記環境暴露データを収集することが、環境状態記録装置を用いて、環境状態を連続的に監視し、定期的かつ電子的に記録することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３４】
前記第１の電子部品セットに関連する前記環境暴露データを収集することが、環境状態記録装置を用いて、環境状態データを自動的に記録することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３５】
前記環境状態記録装置が、
環境状態に応答する検知素子と、
前記検知素子と電子的に通じており、かつ、前記検知素子によって検知された環境状態データを記憶するように構成されたメモリ記憶ユニットと、
前記検知素子および前記メモリ記憶ユニットと電子的に通じている処理ユニットと、
を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３６】
前記処理ユニットが、前記検知素子を定期的にサンプリングし、かつ前記サンプルを前記メモリ記憶ユニットに電子的に記憶することによって、環境状態暴露データを収集するように構成されている、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記処理ユニットが、前記メモリ記憶ユニットに記憶された前記サンプルを評価することによって、前記第１のセットの各電子部品が第２の電子部品を前記回路基板に取り付けることに関連する状態への暴露に適しているかどうかを、評価するように構成されている、請求項３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に取り付けられた電子部品を監視することに関し、特に、これらの部品に関連する湿分暴露の影響を監視することに関する。
【背景技術】
【０００２】
リフロー半田付け（reflow soldering）は、電子部品を回路基板に取り付けるために用いられる製造工程である。特定の場合において、いくつかの連続したリフロー半田付け工程を同じ回路基板で実行することによって、いくつかの電子部品を同じ回路基板に取り付けることが可能である。例として、第１の電子部品を、回路基板にリフロー半田付けしてもよい。次に、いくらか時間が経った後で、第２の電子部品を同じ回路基板にリフロー半田付けしてもよい。後のリフロー半田付け工程中に、第１の電子部品は、高温に暴露される可能性がある。この高温のために、第１の電子部品本体内に閉じ込められていたいかなる湿分も急激に膨張し、それによって、電子部品を損傷する可能性がある。もちろん、このような損傷は、すぐに明らかとなるかもしれない。しかしながら場合によっては、損傷は、損傷した部品を含む回路基板がいくつかの最終製品に搭載されてしまうまで、検出されないままになる可能性がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の一態様は、複数の電子部品を回路基板に取り付けるための改良された方法を特徴とする。本方法には、第１の電子部品を回路基板に取り付けることが含まれる。本方法にはまた、取り付けられた電子部品と環境状態記録装置との間の関連を作成すること（creating an association）が含まれる。次に、データが、環境状態記録装置によって、自動的かつ電子的に記録される。データは、取り付けられた電子部品の、環境状態への暴露を経時的に示す。本発明にはまた、環境状態記録装置を用い、記録されたデータに基づいて、取り付けられた電子部品が、第２の電子部品を同じ回路基板に取り付けることに関連する状態への暴露に適しているかどうかを判定することが含まれる。
【０００４】
一実装例によると、取り付けられた電子部品が、第２の電子部品を同じ回路基板に取り付けることに関連する状態への暴露に適していると判明した場合には、本方法には、適切な取り付けられた電子部品を、このような状態に暴露することが含まれる。
【０００５】
本発明の別の態様は、複数の電子部品セットを回路基板に取り付ける方法を特徴とする。本方法には、第１の電子部品セットを回路基板にリフロー半田付けすることが含まれる。本方法にはまた、第１の電子部品セットと環境状態記録装置との間の関連を作成することが含まれる。本方法には、連続した時間に、第１の電子部品セットに関連する環境暴露データを収集し、その後、第２の電子部品セットを同じ回路基板にリフロー半田付けすることがさらに含まれる。収集されたデータは、環境状態記録装置内に記憶される。さらに、本方法には、記憶されたデータに基づいて、第１のセットの各電子部品に対する環境暴露の累積的な影響を推定することが含まれる。さらに、本方法には、第１のセットの各電子部品が、第２の電子部品セットを同じ回路基板にリフロー半田付けすることに関連する環境状態への暴露に適しているかどうかを評価することが含まれる。
【０００６】
一実装例において、第１のセットの各電子部品が、第２の電子部品セットを回路基板にリフロー半田付けすることに関連する環境状態への暴露に適していると判明する限り、本方法には、第２の電子部品セットを回路基板にリフロー半田付けすることが含まれる。
【０００７】
いくつかの実装例において、以下の利点の１つまたは複数が存在する可能性がある。最も重要なこととして、損傷した電子部品（compromised electronic components）をその上に取り付けた回路基板を製造する可能性が低減するであろう。特に、本明細書で述べる方法および技法は、次の保証を提供し得る。すなわち、事前に回路基板に装着された各電子部品セットが、大気中の過度な含水量など、潜在的に望ましくない環境状態に暴露されないということであるが、これらの環境状態は、次の電子部品セットを同じ回路基板にリフロー半田付けすることに関連する状態の間に、事前に装着された部品を損傷しやすくする可能性がある。
【０００８】
さらに、回路基板部品に対する湿分暴露の影響を監視するために必要な労力を激減し得る。その上、電子部品の故障を予測する工程が、簡略化される可能性がある。また、「人為ミス」を最小限にすることができるので、このような予測の正確性を劇的に改善し得る。
【０００９】
本明細書に開示する方法および技法によって、電子部品と、これらの電子部品が実装されている回路基板と、このような回路基板を最終的に収容する機械とにおける、信頼性の改善が結果としてもたらされる可能性がある。
【００１０】
収集される湿分暴露データの量は、増やしてもよい。これによって、製造者は、リフロー半田付け工程前に電子部品を乾燥させるかどうかに関して、より効率的で有意義な決定をすることが可能となる。典型的には、このような乾燥は、電子部品をベークすることによって達成される。本明細書に開示する技法および方法の結果として、不必要なベーキングの頻度を減少し得る。
【００１１】
他の特徴および利点は、次の詳細な説明、添付の図面および特許請求の範囲から容易に明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に、回路基板に取り付けられた電子部品セットが、第２の電子部品セットを同じ回路基板にリフロー半田付けすることに関連する状態への暴露に適しているかどうかを評価するための、改良された方法を詳述するフローチャートを示す。この改良された方法によって、第１の部品セットが、第２の部品セットをリフロー半田付けすることに関連する状態に暴露されたときに、第１のセットの部品が、閉じ込められた湿分の膨張によって損傷される可能性を低減し得る。
【００１３】
図示された実施形態によると、回路基板製造者は、最初に、第１の電子部品セットを回路基板にリフロー半田付けする（１０２）。この第１の電子部品セットは、実際には、単一の部品だけであってもよいし、同一部品の群であってもよいし、それどころか、異なる部品の群であってもよい。典型的には、電子部品セットは表面実装デバイス（ＳＭＤ）であり、回路基板は、コンピュータ設備等にごく普通に搭載されているようなプリント回路基板である。多くの場合において、この第１の電子部品セットは、回路基板の一面のみに装着するようにして、他面を次の装着される部品の装着に利用できるように残しておくような方法で、配置される。留意すべきこととして、リフロー半田付けが取り付け方法として特に確認されているが、他の取り付け方法も同様に用いてもよい。
【００１４】
第１の電子部品セットを回路基板にリフロー半田付けした（１０２）後で、第１の取り付けられた電子部品セットと環境状態記録装置との間で関連を作成する（１０４）。この関連は、たとえば、第１の電子部品が取り付けられている回路基板に、環境状態記録装置を物理的に装着することによって、作成してもよい。代替として、第１のセットの各部品と環境状態記録装置との間の論理的関連をコンピュータデータベースに作成してもよい。
【００１５】
一実施形態によると、環境状態記録装置は、機械読み取り可能なコンピュータチップ、周囲温度検知素子（sensing element）および周囲相対湿度検知デバイスを含むコンパクトな装置である。これらの検知素子は、典型的には、リアルタイムで応答する。機械読み取り可能チップには、積分プロセッサ、メモリ記憶ユニットおよびタイミング素子が含まれる。プロセッサは、検知素子から定期的にデータを受信し、そのデータをメモリ記憶ユニットに記憶するように構成されている。ある実施形態において、プロセッサは、また、記憶されたデータを評価し、第２の電子部品セットが同じ回路基板にリフロー半田付けされる場合に、第１の電子部品セットの任意の電子部品が、所与の時間に、損傷を受けやすくなるのに十分な量の周囲湿分に暴露されたかどうかを判定する。この判定は、第１の電子部品セットが回路基板に装着されてから、第２の電子部品セットが同じ回路基板にリフロー半田付けされる直前までの周囲湿分（周囲温度測定値および周囲相対湿度測定値によって決定される）への第１のセットの暴露の経時的な累積的影響を考慮するであろう。
【００１６】
コンピュータ読み取り可能チップは、典型的には、通信チャネルを介して遠隔装置と通信することができる。このような遠隔装置は、たとえば、手持ち式のスキャナとすることが可能であり、また通信チャネルは、たとえば、無線接続としてもよい。本明細書で記載する技法および方法を実装するために使用可能で例示的な環境状態記録装置は、アキュー・アセンブリーＴＭ・インコーポレイテッド（Ａｃｃｕ−ＡｓｓｅｍｂｌｙＴＭ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）のヒューミテルＴＭ（ＨｕｍｉＴｅｌＴＭ）である。別の例示的な環境記録装置が、２００１年８月８日出願の同時係属中のＵＳ特許出願（出願番号09/924,279）において、概略的に記載された。この同時係属中の出願を、その全体において、参照により本明細書に援用する。
【００１７】
第１の部品セットと環境状態記録装置との間の関連を作成した（１０４）後で、関連した環境状態記録装置は、第１の電子部品セットに関連する環境暴露データを経時的に収集する（１０６）。この収集された環境暴露データには、たとえば、周囲温度測定値、周囲パーセント相対湿度測定値、および同様に、周囲含水量（ambient moisture content）への暴露を示す他の測定値を含んでもよい。一般に、このデータは、環境検知素子によって取得されるプロセッササンプル測定値として、自動的かつ定期的に収集される。第１の部品セットが回路基板にリフロー半田付けされた直後から、第２の部品セットが回路基板にリフロー半田付けされる直前までの環境暴露データを、環境状態記録装置が収集することは、一般に望ましいと考えられる。
【００１８】
典型的には、環境状態記録装置が環境状態暴露データを収集する（１０６）ときには、またその収集したデータをメモリ記憶装置に電子的に記憶する（１０８）。
【００１９】
第２の電子部品セットを回路基板にリフロー半田付けする前のある時点で、収集された環境状態暴露データが、評価のためにアクセスされる（１１０）。これは、環境状態記録装置内の処理ユニットによってか、または環境状態記録装置の内部メモリ記憶装置からのデータにアクセスするように構成された手持ち式の読取装置などの外部装置のどちらかによって行ってもよい。
【００２０】
アクセスされたデータは、そのデータが表している、第１の電子部品に対する、環境暴露の累積的影響、を推定する（１１２）ために検査される。この推定は、環境状態記録装置の内部処理ユニットによってか、または外部処理ユニットのどちらかによって達成してもよい。この推定は、たとえば、第１の部品セットの各個別電子部品に対する、このような暴露の影響を考慮することによって達成することができる。さらに、この推定には、たとえば、ＩＰＣ／ＪＥＤＥＣ  Ｊ−ＳＴＤ−０３３Ａなど、特定のタイプの電子部品用の最大湿分暴露を推奨する業界標準ガイドラインを参照してもよい。また、この推定には、第１のセットの各電子部品の残りのフロアライフ（floor life）を推定することを含んでもよい。
【００２１】
本方法の次のステップによると、プロセッサは、推定された累積的影響に基づいて、第１の部品セットが、第２の電子部品セットを回路基板にリフロー半田付けすることに関連する環境状態への暴露に適しているかどうかを判定する（１１４）。第２の電子部品セットをリフロー半田付けすることに関連する環境状態には、一般に、ある期間にわたる高温への暴露が含まれる。高温の程度は、たとえば、実行するリフロー半田付け技法、第１の部品セットに対する第２の部品セットの近さ、第２のセットの取り付けられる電子部品の数等に依存するであろう。これらの要因のそれぞれが、適切性の判定において重要であり得る。この適切性判定は、第２の電子部品セットを回路基板にリフロー半田付けする時間のできる限り近くで行うことが、一般に望ましいと考えられる。
【００２２】
図示された実施形態によると、次に行うことは、適切性判定（１１６）の結果に依存している。第１の電子部品セットが、第２の部品セットを同じ回路基板にリフロー半田付けすることに関連する状態への暴露に適していると判定された場合には、第２の電子部品セットは、回路基板にリフロー半田付けされる（１１８）。一方で、第１の電子部品セットが、第２の部品セットを同じ回路基板にリフロー半田付けすることに関連する状態への暴露に適していないと判定された場合には、第２の電子部品セットは、回路基板にリフロー半田付けされない（１２０）。その場合には、ベーキングなどの改善手段を実行し、任意の湿分に関する懸念を調整してもよい（rectify any moisture concerns）。
【００２３】
図２に、回路基板に取り付けられた電子部品セットが、第２の電子部品セットを同じ回路基板にリフロー半田付けすることに関連する状態への暴露に適しているかどうかを評価するためのシステムの特定の実施形態を示す。上述のように、図示のシステムは、次の可能性を低減し得る。すなわち、回路基板に装着された第１の部品セットの部品が、第２の部品セットを同じ回路基板にリフロー半田付けすることに関連する状態へ第１の部品セットの部品を暴露したときに、第１のセットの部品内に閉じ込められた湿分の膨張によって損傷される可能性である。
【００２４】
図示された実施形態は、組み立ての様々な段階における回路基板２０２を示す。表示のように、回路基板２０２は、最初に、リフロー半田付けエリア２０４に入る。リフロー半田付けエリア２０４において、第１の電子部品セット２０６が、回路基板２０２に取り付けられる。留意すべきこととして、第１の電子部品セット２０６を回路基板に装着するために、当該技術分野で周知の任意の数の技法を用いてもよい。電子部品は、たとえば、表面実装デバイスであってもよい。典型的には、この第１のセット２０６は、セット２０６の電子部品が、回路基板２０２の一面にのみ装着されるような方法で、回路基板２０２に装着される。
【００２５】
第１の電子部品セット２０６が回路基板２０２に取り付けられた直後（またはその後間もなく）に、環境状態記録装置２０８が、環境状態記録装置２０８を所定の位置に保持するために接着材料を塗布するなど従来の方法を用いて、回路基板２０２に装着される。一般に、第２の電子部品が回路基板にリフロー半田付けされる直前まで、環境状態記録装置２０８が回路基板に留まるような方法で、環境状態記録装置２０８は、回路基板２０２に装着される。図示された実施形態によると、環境状態記録装置２０８は、開口部２０８ｃを有するフランジ部材２０８ｂに装着されたステンレス鋼缶２０８ａに、機械読み取り可能なコンピュータチップを含んでいる。
【００２６】
位置２１０によって示されているように、環境状態記録装置２０８は、回路基板２０２および回路基板２０２に実装された第１の電子部品セット２０６とともに、それらが行くところはどこにでも移動する。環境状態記録装置２０８は、定期的かつ自動的に環境状態データを記録する。環境状態記録装置２０８が回路基板２０２に取り付けられた後、その結果としてのアセンブリは、たとえば、ある期間、乾燥保管室または他の何らかの保管設備に置かれる可能性がある。環境状態記録装置２０８は、それが回路基板２０２に取り付けられている間、連続的に周囲湿分暴露を監視し、かつ、このような暴露を示すデータを自動的に記録する。
【００２７】
第２の電子部品セット２１２が回路基板２０２にリフロー半田付けされる前のある時点で、環境状態記録装置によって収集かつ記憶された湿分暴露データがアクセスされる。図示された実施形態において、このアクセスは、環境状態記録装置２０８との無線接続部２１６を介して記憶データにアクセスするように構成された手持ち式のスキャナ２１４によって達成される。環境状態記録装置２０８からスキャナ２１４へ通過するデータには、たとえば、経時的に収集された周囲温度および相対湿度測定値、周囲含水量への暴露を経時的に示す他のデータ、ならびに同じ回路基板での次のリフロー半田付けに関連する状態への暴露に対する、第１の部品セットにおける部品の適切性を示すデータ等を含んでもよい。環境状態記録装置２０８は、このときに回路基板２０２から取り外してもよい。
【００２８】
スキャナ２１４は、通信チャネル２１８を介してコンピュータ２１７に接続される。コンピュータ２１７は、通信チャネル２１８を介して、スキャナ２１４からデータを受信する。コンピュータ２１７は、さらに、データの処理を実行し、かつユーザインターフェース画面を提供するが、この画面で、システムオペレータは、たとえば、湿分暴露データおよび他のシステム情報を視覚的に点検することができる。
【００２９】
第１の電子部品セット２０６が、第２の電子部品セット２１２を同じ回路基板２０２にリフロー半田付けすることに関連する状態への暴露に適していることが判明した場合には、回路基板２０２は（その上に装着された第１の部品セット２０６とともに）、第２のリフロー半田付けエリア２２０に置かれる。もちろん、２つの異なるリフローエリア（すなわち、２０４、２２０）が図示されているが、本明細書で述べる２つの連続的なリフロー半田付け工程は、同じリフロー半田付けエリアで異なる時間に実行してもよいことを理解すべきである。
【００３０】
第２のリフロー半田付け工程中に、第２の電子部品セット２１２は、回路基板２０２にリフロー半田付けされる。重要なことだが、第２の電子部品セット２１２が回路基板２０２にリフロー半田付けされているときに、第１の電子部品セット２０６の部品は、ある期間、高温に暴露される。
【００３１】
第２のリフロー半田付け工程が完了した後で、回路基板２０２は、それへ第１および第２の電子部品セット（すなわち、２０６および２１２）を取り付けた状態で、リフロー半田付けエリア２２０から現れる。本明細書で記載する方法および技法により、製造者は、回路基板２０２に第２の電子部品セット２１２をリフロー半田付けしている間に、第１の電子部品セット２０６が損傷されなかったと思われるレベルの安心感を享受し得る。
【００３２】
図３に、回路基板に取り付けられた電子部品セットが、第２の電子部品セットを同じ回路基板にリフロー半田付けすることに関連する状態への暴露に適しているかどうかを評価するためのシステムの代替実施形態を示す。この代替実施形態は、第１の電子部品セット２０６と環境状態記録装置２０８との間の関連を作成する異なる方法を示す。上述した要素の多くが、ここでまた示されているので、同じ符号は、同じ要素を示す。
【００３３】
図３の実施形態が図２に示す実施形態と異なるのは、主に、バーコード識別子３０２が回路基板２０２に配置され、環境状態記録装置２０８が仮保管エリア３０４に確実に位置し、そしてバーコードスキャナ３０８ａ、３０８ｂが仮保管エリア３０４の入口および出口に配置されている点である。仮保管エリア３０４が、別個の密閉されたエリアではなく、代わりに単に、周囲の制御されていない大気状態に暴露された、第１のリフローエリア２０４近くのエリアでよいことに留意すべきである。
【００３４】
バーコード識別子３０２には、典型的には、少なくとも、ユニークな回路基板識別コード、および第１の電子部品セット２０６から各部品の識別を可能とする十分な情報が含まれる。
【００３５】
回路基板２０２が、その上に取り付けられた第１の電子部品セット２０６とともに、第１のリフロー半田付けエリア２０４から出た後で、システムオペレータは、バーコードスキャナ３０８ａを用いてバーコード識別子３０２を走査し、回路基板２０２を仮保管エリア３０４内に配置する。バーコード識別子３０２を走査し、かつ回路基板２０２を仮保管エリア内に配置するステップは、ある場合には、自動化が可能であることを理解すべきである。回路基板２０２がリフロー半田付けエリア２０４から現れた直後（またはその後ごく間もなく）に、回路基板２０２を仮保管エリア３０４内に配置することが、一般に望ましいと考えられる。
【００３６】
バーコードスキャナ３０８ａは、それが走査したデータをコンピュータ２１７に送信する。コンピュータ２１７は、仮保管エリア内に保管される様々な回路基板（およびその上に取り付けられた別個の部品）の湿分暴露に関連する情報のデータベースを維持するように構成されている。コンピュータ２１７がバーコードスキャナ２０８ａからデータを受信したときに、コンピュータ２１７は、データベースを更新して、（バーコード識別子３０２の情報を介して識別された）特定の部品をその上に実装している、（バーコード識別子３０２に含まれるユニークな回路基板識別コードによって識別される）特定の回路基板が、特定の時間に仮保管エリア３０４に入ったことを反映する。コンピュータ２１７は、仮保管エリア３０４内の状態を監視している環境状態記録装置２０８と、仮保管エリア３０４内に配置されたときの回路基板２０２との間の論理的な関連をコンピュータ２１７のデータベースに作成する。
【００３７】
環境状態記録装置２０８は、仮保管エリア内に位置し、そして仮保管エリア３０４内の周囲湿分状態を連続的に監視し、定期的かつ電子的に記録するように構成されている。このことを環境状態記録装置２０８は、上記でさらなる詳細について述べたように、周囲温度およびパーセント周囲相対湿度を示すデータを測定および記録することによって行うことができる。ある実施形態において、特に仮保管エリアが非常に大きい場合には、仮保管エリア内の様々な位置に配置されたいくつかの環境状態記録装置を含むことが望ましいであろう。
【００３８】
スキャナ２１４は、仮保管エリア内で環境状態記録装置２０８に隣接して配置され、かつ環境状態記録装置から定期的にデータを抽出するように構成されている。この抽出されたデータを、スキャナ２１４は、さらなる処理のため、およびユーザとインターフェースするために、通信チャネル２１８を介してコンピュータ２１７へ送る。代替の構成には、コンピュータ２１７と直接に通信するように構成された環境状態記録装置２０８を含み、それによって、スキャナ２１４の必要性を除くことが可能である。
【００３９】
コンピュータ２１７は、そのデータベースにおいて、それが受信するいかなる湿分暴露データをも、特定の回路基板２０２（およびその上に実装された第１の電子部品セット２０６）と、その回路基板２０２が仮保管エリア３０４内に留まる限り、関連付ける。
【００４０】
システムオペレータが、第２の電子部品セット２１２を回路基板２０２にリフロー半田付けする用意ができたときに、そのオペレータは、回路基板２０２を仮保管エリア３０４から取り出す。回路基板２０２が仮保管エリアから取り出されるときに、バーコード識別子３０２が、今度はバーコードスキャナ３０８ｂによって、再び走査される。次に、バーコードスキャナ３０８ｂは、回路基板２０２が仮保管エリア３０４から取り出されていることを示す、走査されたデータを、コンピュータ２１７に送信する。次に、コンピュータ２１７は、そのデータベースを更新して、この変化を反映する。
【００４１】
コンピュータ２１７は、次に、第１の部品セット２０６が、仮保管エリア３０４にある間に暴露された周囲湿分の累積的影響を推定する。コンピュータ２１７はまた、第１の電子部品セット２０６が、第２の電子部品セット２１２を同じ回路基板２０２にリフロー半田付けすることに関連する状態への暴露に適しているかどうかを判定する。コンピュータ２１７は、たとえば、その判定の表示をシステムオペレータに提供してもよいし、またはその判定が好ましくない場合には、回路基板２０２への第２の電子部品セット２１２のリフロー半田付けを自動的に防いでもよい。
【００４２】
図４は、「湿分／リフロー感受性の表面実装デバイスの取り扱い、梱包、出荷および使用」（Ｈａｎｄｌｉｎｇ，Ｐａｃｋｉｎｇ，Ｓｈｉｐｐｉｎｇ  ａｎｄ  Ｕｓｅ  ｏｆ  Ｍｏｉｓｔｕｒｅ／Ｒｅｆｌｏｗ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）（１９９９年４月）と題された共同業界標準ＩＰＣ／ＪＥＤＥＣ  Ｊ−ＳＴＤ−０３３Ａから抜粋された表である。この表によって、回路基板に取り付けられた第１の電子部品セットに対する、経時的な環境暴露の累積的影響を推定するための、および第１の電子部品セットが、リフローに関連する状態への暴露に適しているかどうかを判定するための、有用な参照情報が提供される。図示の表は、３つの温度、２０℃、２５℃または３０℃、および２０％〜９０％ＲＨにわたる相対湿度レベルに対する、等価低減フロアライフ（equivalent derated floor lives）を列挙している。以下にさらに詳細に記載するように、このような情報を参照することは、回路基板に取り付けられた電子部品セットが、第２の部品セットを同じ回路基板にリフロー半田付けすることに関連する状態への暴露に適しているかどうかに関するガイドラインを提供し得る。
【００４３】
図５に、図式的に、環境状態記録装置２０２の周囲パーセント相対湿度検知デバイスおよび周囲温度検知デバイスによって経時的に収集されるであろうデータのタイプを示す。図示のように、上側グラフ５０２の垂直軸５０６（縦座標）は、パーセント相対湿度で表された周囲相対湿度を示し、水平軸５０８（横座標）は、日にちで表された時間を示す。この上側グラフ５０２によって、関連する電子部品の第１のセットが経時的に暴露される周囲相対湿度を示す。グラフのデータ点５０４は、相対湿度の実際のサンプリングを示す。グラフ５０２は、相対湿度測定値が１日に１回サンプリングされたことを示す。グラフ表現の正確性を最大にするために、データ点５０４間の時間を低減することが望ましいであろう。しかしながら、そうすることは、このようなデータを保存するために利用可能なメモリの枯渇を早める可能性がある。
【００４４】
ここで図５の下側グラフ５１２を参照すると、下側グラフ５１２の垂直軸５１０（縦座標）が、摂氏度で表された周囲温度を示し、水平軸５１６（横座標）が、再び、日にちで表された時間を示す。この下側グラフ５１２によって、関連する電子部品の第１のセットの経時的な周囲温度暴露を示す。データ点５１４は、特定の時間における周囲温度の実際のサンプリングを表す。
【００４５】
留意すべきこととして、下側グラフ５１２の時間軸５１６は、上側グラフ５０２の時間軸５０８と直接に対応する。それで、時間軸に沿った各サンプリング時間に、周囲相対湿度および周囲温度の両方を判定することが可能である。この相対湿度データおよび温度データを用いて、いかなる所与のサンプリング時間においても、部品セット近くの周囲湿分量を判定することができる。
【００４６】
図６は、回路基板（たとえば、２０２）に取り付けられた第１の電子部品セット（たとえば、２０６）に対する、周囲含水量への暴露の累積的影響を判定する（１１２）ために、かつ、セット２０６が、第２の電子部品セット（たとえば、２１２）を同じ回路基板にリフロー半田付けすることに関連する状態への暴露に適しているかどうかを判定する（１１４）ために、使用可能な特定の方法を詳述している。一般に、本方法には、別個の時間に、これらの時間における環境状態に基づいて、回路基板の各部品に関連する予想フロアライフを計算することが含まれる。所与の時間における予想フロアライフがひとたび判定されると、その特定の部品に残存する実際の予想フロアライフは、その部品がこれらの状態におよそどのくらい長く暴露されてたかに依存して、適切な量を低減される。図示の方法によると、残存する実際のフロアライフが、任意の部品に対して０％に達する場合には、セット全体が、リフロー半田付け状態への暴露に適していないと考えられ、おそらくベーキングなどの改善手段が取られる。本方法は、たとえば、環境状態記録装置２０２内に位置する処理ユニット、またはある遠隔コンピュータ（たとえば、２１７）内に位置する処理ユニットなどの任意の処理ユニットによって達成してもよい。
【００４７】
特定の実装が、回路基板に装着された複数の部品を含む場合には、たとえば、１つの部品が不適切だと判明するまで、図示の工程を各部品のために個別に繰り返すことが必要となる可能性がある。明瞭さを確保するために、次の説明は、ただ１つの電子部品をその上に取り付けた回路基板に限定される。しかしながら、当業者は、以下の技法を、複数の電子部品を回路基板に取り付けた装置にどのように採用できるかを容易に理解するであろう。
【００４８】
図示の方法によると、処理ユニットは、とりわけ電子部品セットが経時的に耐えてきた周囲含水量への暴露の程度を表すデータに、アクセスする（６０２）。一実施形態によると、アクセスされるデータには、経時的に収集された一連の周囲相対湿度および周囲温度データ点（図５に示す情報に類似している）、精査中の電子部品セットのためのユニークな識別コード、および前記セットにおける各電子部品の識別を可能とするほど十分に詳述されたデータが含まれる。異なる実施形態の特色に従い、様々な他のデータにアクセスしてもよい。このことを当業者は、もちろん理解するであろう。
【００４９】
データにアクセスした後、処理ユニットは、前記セットにおける各電子部品の残存フロアライフの初期値を決定する（６０４）。この初期値は、第１のデータ点セットが収集されたときに（たとえば、図５を参照すると、第１のデータ点セットは、時間＝０日において収集された）、各部品の予想フロアライフがどれくらいであったかを表す。一実装例によると、残存フロアライフの推定は、第１の電子部品セットを回路基板にリフロー半田付けする前（したがって、図５において、時間＝０日前）に、計算されているであろう。この事前の計算の結果は、データベースに保存されているであろう。このような場合には、初期値は、単にデータベースから取り出してもよい。
【００５０】
図示された実施形態によると、処理ユニットは、次に、カウンタに数値「０」を記憶することによって、カウンタ（「ｎ」として表される）を初期化する（６０６）。典型的には、カウンタは、当該技術分野で周知の簡単な電子カウンタである。
【００５１】
次に、処理ユニットは、第１のデータ点セットを考慮する（６０８）。例として、図５を相互参照すると、第１のデータ点セットは、時間＝０日におけるパーセント相対湿度および温度を表している。この例において、それらの値は、それぞれ、２０％および３０℃である。
【００５２】
プロセッサは、次に、たとえば、図４のＩＰＣ／ＪＥＤＥＣ表からの情報を参照することによって、時間＝０日における、電子部品のための等価低減フロアライフを判定する（６１０）。例証を目的として、対象とする電子部品が、本体の厚さ≧３．１ｍｍであり、レベル３の湿分感受性を有していると仮定することができる。第１のデータ点セットが、２０％の相対湿度および３０℃の温度を示しているので、図４に従い、その部品に予想される等価総フロアライフは、これらの状態の下では、１０日である。
【００５３】
次に、プロセッサは、一サンプリング期間の影響に従って、電子部品のための残存フロアライフ値を調整する（６１２）。これは、多くの方法で行ってもよい。一実施形態によると、プロセッサは、最初に湿分暴露データを検討し、データ点サンプリング間でどれくらいの時間が経ったかを確認する。例証を目的として再び図５を参照すると、データ点サンプリング間の期間は、１日であった。プロセッサは、次に、電子部品が、これらの特定の周囲湿分状態にどれくらい長く暴露されていたかを判定し、その時間長を、等価総フロアライフ（たとえば、ＩＰＣ／ＪＥＤＥＣ標準によって）の百分率として表す。この判定には、その日を通して周囲湿分がどれくらい変化した可能性があるかについての仮定を必要とする。特定の実施形態次第で、任意の数の可能な仮定が、相応しいものとなり得る。一アプローチにおいては、周囲湿分レベルは、第１のデータ点によって示されるのと同じレベルで、その日を通して一定であったと仮定する。この例でこのアプローチを用いると、電子部品は、察するに、２０％の相対湿度および３０℃の温度に１日暴露された。この１日は、その等価総フロアライフの１０％になる（１日／１０日×１００＝１０％）。時間＝０日における残存フロアライフのための初期値が１００％だったと仮定すると、プロセッサは、時間「ｔ」＝１日においては残存フロアライフが９０％（１００％×０．９＝９０％）であると示すように、残存フロアライフを調整すべだ、と結論づけるであろう。
【００５４】
電子部品の残存フロアライフを調整した（６１２）後で、プロセッサは、残存フロアライフ≦０％かどうかを調べる（６１４）。残存フロアライフ≦０％の場合には、プロセッサは、ある種の警告を表示する（６１６）。一実施形態によると、警告は音声／視覚警報であり、この警報は、システムオペレータに、改善手段（たとえば、他の部品を回路基板にリフロー半田付けする前に、回路基板および疑わしい部品をベークすること）を取るように促す。別の実施形態によると、警告は、システム停止シーケンスによって具体化されるが、これは、疑わしい部品が実装された回路基板が、他の部品をその同じ基板にリフロー半田付けすることに関連する状態に暴露されるのを単純に防ぐ。
【００５５】
プロセッサが、残存フロアライフ≦０％ではないと判定した（６１４）場合には、プロセッサは、湿分暴露データを検討し、まだ考慮していなかった他のデータ点サンプル期間が存在するかどうかを判定する（６１８）。全てのデータ点サンプル期間が考慮されていた場合には、プロセッサは、追加部品を同じ回路基板にリフロー半田付けすることに関連する状態に暴露することへの、電子部品の適切性を示す（６２０）。
【００５６】
しかしながら、まだ考慮していなかったデータ点が存在する場合には、プロセッサは、「ｎ」カウンタに記憶された値を１だけ増加し（６２２）、次に、時間＝１日におけるそれらの変数を示す周囲相対湿度および周囲温度データ点を考慮する（６０８）。これらのデータ点は、時間＝０日におけるデータ点に関連して上述したのと同じ方法で、評価および処理される。
【００５７】
一般に、全てのデータ点が考慮されるか、または残存フロアライフが０％またはそれ以下に達するまで、任意の残存データ点は、上記で説明したように処理される。
【００５８】
本発明の多数の実施例を記載してきた。しかしながら、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な修正が可能であることを理解されたい。たとえば、残存ライフを評価するための他の業界標準または非標準ガイドラインを参照して、電子部品セットに対する、環境暴露の累積的影響を推定してもよい。本明細書で記載したバーコード技術の代わりに、無線周波数（「ＲＦ」）を基にした技術など、他の技術を用いてもよい。さらに、本明細書で記載した技法は、回路基板に取り付けられた電子デバイスが高温と接触する可能性のある他の状況に適用してもよい。また、本明細書で提示した例示的な残存ライフ計算の詳細に対する様々な修正が、当業者には明らかとなるであろう。したがって、他の実装例も特許請求の範囲の範囲内に入る。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】回路基板に取り付けられた電子部品セットの周囲湿分暴露を監視するための工程を説明するフローチャートである。
【図２】回路基板を組み立てるためのシステムを示す。
【図３】回路基板を組み立てるためのシステムの代替実施形態を示す。
【図４】推奨等価総フロアライフデータを列挙している先行技術の表である。
【図５】パーセント相対湿度および温度測定値の例示的なセットを、時間の関数として示すグラフである。
【図６】湿分暴露データ点セットを評価する方法を詳述するフローチャートである。  様々な図面における同じ参照符号は、同じ要素を示す。
【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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