(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
CGAのセラミック基板の所定の位置にはんだカラムを搭載する装置であって、本体上部には吸着部が着脱自在に設置されており、該吸着部にはCGAのはんだカラムの列と一致した間隔ではんだカラムを容易に挿入できる穴が穿設されているとともに、吸着部を設置した本体には吸着部の穴と一致したところに吸着部の穴と同数で、しかもはんだカラムを長手方向に移動させることができる溝が刻設されており、本体の下部は多数のはんだカラムを収容できる収容部となっていて、また本体は傾斜可能に設置されており、さらに本体には振動装置が設置されていることを特徴とするはんだカラム搭載装置。
【請求項２】
前記本体には、吸着部の下部と接する位置に溝内に入らないはんだカラムを横方に除去できるカバーが設置されていることを特徴とする請求項１記載のはんだカラム搭載装置。
【請求項３】
前記吸着部の端部は、穴よりも細径の吸引穴となっており、吸引穴は吸引装置に接続されていることを特徴とする請求項１記載のはんだカラム搭載装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、はんだカラムをCGAのセラミック基板に搭載する装置、特にCGAのリワーク時に、はんだカラムを再度セラミック基板に搭載するに適したはんだカラム搭載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の通信速度の向上、電子部品の集積化から電子部品は多機能化され、リード数を多くする傾向となってきている。電子部品でリード数を多くしたものとして従来はＱＦＰ、ＳＯＩＣ等があるが、近時さらなる電子部品の多機能化が要求されるようになってきており、従来の多機能電子部品ではリード数が足りなくなってきている。そこでリード数を多くした電子部品としてBGA（PBGA、CBGA、TBGA)が使用されるようになってきた。このうちCBGAの接続端子をはんだボールからはんだカラムに変えることにより、基板間の熱応力吸収能力をさらに高めたタイプとしてCCGA(セラミック・カラム・グリッド・アレイ、以下CGAという）がある。このCGAはセラミック基板に多数のはんだカラムが設置され、プリント基板間の電気的接続を該はんだカラムで行っている。このはんだカラムには、鉛主成分の高温はんだが用いられている。
【０００３】
CGAには、はんだカラムが1,000本近く搭載されており、セラミック基板とはんだカラムとは、ソルダペーストによりはんだ接合されている（ワイヤカラムの場合）。CGAはセラミック基板とプリント基板とを正確にはんだカラムで接続されなくてはならないため、はんだカラムはセラミック基板に垂直に搭載するようになっている。
【０００４】
セラミック基板にはんだカラムを搭載するときは、はんだカラムよりも融点の低い普通はんだまたは低温はんだからなるソルダペーストを用いている。はんだカラム搭載時、ソルダペーストをセラミック基板のパッドに塗布し、該塗布部にはんだカラムを垂直に載置してからリフロー炉のような加熱装置でソルダペーストだけを溶融させてセラミック基板とはんだカラムとをはんだ付けする。はんだカラムを垂直に載置するときは、はんだカラムを搭載治具の穴の中に挿入しておき、該治具の上にセラミック基板を置いて、セラミック基板と治具とをリフロー炉で加熱する。このように、はんだカラムが搭載されたCGAをプリント基板に実装するときも、プリント基板にはんだカラムよりも融点の低い普通はんだや低温はんだのソルダペーストを塗布しておき、該塗布部にCGAのはんだカラムを載置してからリフロー炉でソルダペーストだけを溶融させてはんだ付けする。
【０００５】
ところでCGAをプリント基板に実装するときに、プリント基板に塗布されたソルダペーストとCGAのはんだカラムとのはんだ付けが不充分であったり、プリント基板へソルダペーストが塗布されていなかったりしてはんだカラムとプリント基板とがはんだ付け不良となっていると、該CGAを組み込んだ電子機器は、その機能を発揮できなくなってしまう。またはんだカラムが鉛主成分の高温はんだであるので、該はんだカラムは柔軟性があるため少しの力や振動で変形してしまい、プリント基板への搭載時にプリント基板の所定のパッドと接続できなくなって、やはり電子機器の機能が発揮できなくなってしまう。
【０００６】
CGAとプリント基板とが実装不良となった場合は、プリント基板からCGAを取り外し、新たに別のCGAを実装するようにしている。そしてプリント基板から取り外したCGAは、セラミック基板にはんだカラムやはんだが付着していて、そのままでは使用できないため、廃棄されていたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
実装不良のためプリント基板から取り外されたCGAは機能的には全く問題がなく、しかも他の電子部品よりも多機能化されているため、非常に高価である。このように機能的に問題がなく、しかも高価なCGAを廃棄することは経済的に問題となることから、近時は実装不良で取り外されたCGAを再使用するという所謂リワークが要求されてきている。本発明は、プリント基板から取り外されたCGAをリワークするに適したはんだカラム搭載装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、CGAに使用するはんだカラムは、長尺の線はんだを一定長さで真っ直ぐに切断するとともに、両端の切断面にはバリやヘタリ等がない精密仕上げとなっていることから、はんだカラムを移動させるときにはんだカラムが途中で引っかからず、またはんだカラムよりも少し径の大きな穴には円滑に進入していくことに着目して本発明を完成させた。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、CGAのセラミック基板の所定の位置にはんだカラムを搭載する装置であって、本体上部には吸着部が着脱自在に設置されており、該吸着部にはCGAのはんだカラムの列と一致した間隔ではんだカラムを容易に挿入できる穴が穿設されているとともに、吸着部を設置した本体には吸着部の穴と一致したところに吸着部の穴と同数で、しかもはんだカラムを長手方向に移動させることができる溝が刻設されており、本体の下部は多数のはんだカラムを収容できる収容部となっていて、また本体は傾斜可能に設置されており、さらに本体には振動装置が設置されていることを特徴とするはんだカラム搭載装置である。
【００１０】
本発明のはんだカラム搭載装置（以下、搭載装置という）は、本体の溝内に入れたはんだカラムを吸着部の穴に挿入する。吸着部は、はんだカラムが穴に挿入されやすく、また吸着部を立てたときに吸着部の穴からはんだカラムが抜け落ちないように穴内を吸引している。しかしながら本体の溝と吸着部の穴を一致させて溝内のはんだカラムを吸着部の穴内に挿入するときに、穴のところで二本のはんだカラムが留まってしまって穴内にはんだカラムが一本も入らなくなってしまうことがある。
【００１１】
この原因は、吸着部の穴のところで二本のはんだカラムが穴内に吸い込まれようとするからである。即ち、溝ははんだカラムの直径よりも少し太くなっており、長手方向には多数のはんだカラムが入るが、巾方向には一本のはんだカラムしか入らない。しかしながら溝内に入ったはんだカラムの上にはんだカラムが乗った状態で吸着部の穴の近くまでくると、穴は吸引装置で吸引状態となっているため、ここで溝内のはんだカラムと該はんだカラムの上に乗っていたはんだカラムが穴に吸い込まれようとして、溝内のはんだカラムが穴に進入できなくなってしまう。
【００１２】
そこで穴の近くで溝内のはんだカラム上にはんだカラムが乗らないようにするために穴の下部にカバーを設置しておくとよい。該カバーは中央が高い二等辺三角形、一側が高い直角三角形、或いは半円形や半楕円径にしておくと、溝内のはんだカラムの上に乗ったはんだカラムはカバーの両側や一側に移動し、吸着部の穴の近くにいくことがない。またカバーは透明な板にしておくと、はんだカラムの動きの状態が分かる。
【００１３】
【実施例】
以下、図面に基づいて本発明の搭載装置を説明する。図１は本発明搭載装置の正面一部断面図、図２は本発明搭載装置の側面断面図、図３はブラケットと覆いの一部を破断した斜視図、図４は本体と吸着部の部分拡大断面図、図５は本体の溝の上に二等辺三角形のカバーを設置した状態を説明する図である。
【００１４】
搭載装置の本体１の表面は四方が囲まれた窪み２となっており、窪みの上部には吸着部３を嵌合する嵌合部４が形成されている。該嵌合部に吸着部３を嵌合したときに、吸着部の多数の穴５…と一致したところの本体１には多数の溝６…が刻設されている。溝６の断面は、正方形、下部が半円となったU字形、等であり、溝内にはんだカラム７が入った場合、はんだカラムが溝内に完全に没入し、はんだカラムの一部が表面に出ないようにする。例えば、はんだカラムの直径が0.5mmの場合、溝の断面が正方形であれば正方形の一辺は0.6mmにする。
【００１５】
本体１の表面の下部には、戸袋状の覆い８が設置されていて、内部が空洞となったはんだカラム収容部９を形成している。本体１の上部にはL字型のブラケット１０が設置され、該ブラケットには二箇所にノックシリンダー１１（一方は図示せず）が固定されている。該ノックシリンダーは、本体１に吸着部３を嵌合して本体１を吸着部３が水平面よりも下方となるように傾斜させたときに、吸着部３が本体から脱落しないように押さえるものである。
【００１６】
本体１の裏面の上方には振動装置１２が設置されている。該振動装置は、バイブレーターのような微振動を本体１に付与するものである。また本体１の裏面は取り付け片１３を介して回転アクチュエーター１４に取り付けられている。回転アクチュエーター１４は、本体１を垂直状態から、図２の二点鎖線で示すように上部を水平面よりも少し下方に傾斜させるものである。
【００１７】
吸着部３には図示しないＣＧＡのパッド（はんだカラム搭載部）の一列と同一位置に多数の穴５…が穿設されている。穴５の直径Ｂは、図４に示すようにはんだカラム７の直径Ｈよりも少し太く、はんだカラム一本は入るが二本は入らないようになっている。例えば、はんだカラムの直径が0.5mmの場合、穴５の直径は0.6mmにしておく。そして穴５…の先端には、はんだカラムの直径よりも細い吸引孔１５…が穿設されており、該吸引孔は広くなった吸引室１６に通じている。吸引室１６は図示しない吸引装置に接続されていて、必要時、吸引装置を稼動させて吸引室に通じた穴５を吸引状態（矢印）にする。
【００１８】
次に上記構成からなる本発明の搭載装置でのはんだカラム搭載について説明する。先ず本体１を垂直状態にしておき、本体１の嵌合部４に吸着部3を嵌合し、該吸着部を二本のノックシリンダー１１で固定しておく。収容部９に多数のはんだカラム７…を入れ、振動装置１２を稼動させる。そして図２の二点鎖線で示すように回転アクチュエーター１４で本体１を上部が水平面よりも少し下方となる位置まで傾斜させる。すると収容部９にあったはんだカラム７…は本体の傾斜と振動により吸着部３方向に移動する。このようにして本体の窪み２内を移動するはんだカラム７…は、本体１に刻設された多数の溝６…内に入り込み、溝内に入り込んだはんだカラムは振動装置の振動により吸着部３の穴５方向に移動する。はんだカラム７が吸着部３の穴５の近くにくると、穴５は吸引状態となっているため、はんだカラム7は容易に穴５内に吸い込まれていく。このとき図５に示すように吸着部の下部に二等辺三角形のカバー１７を設置しておくと、はんだカラムは溝の両側に除去され吸着部３の穴５のところで二本が留まるようなことはなくなる。
【００１９】
このようにして吸着部３の全ての穴５…にはんだカラム７…が挿入できたなら、回転アクチュエーター１４で本体１を垂直状態まで戻す。そしてノックシリンダー１１、１１を解除し、図示しない移動装置で吸着部３を把持して、図１の二点鎖線のように本体１から外す。本体１から外された吸着部３は所定の位置で待機している図示しない搭載治具まで移動させられ、搭載治具の一列の穴に吸着装置の穴５…を合わせ、やはり図示しない吸引装置の稼動を止める。すると吸着部３の穴５…内に挿入されていたはんだカラム７…は搭載治具の穴の中に進入していく。搭載治具に対して列毎にはんだカラムを挿入して全ての孔にはんだカラムを挿入できたならば、該搭載治具の上にパッドにソルダペーストが塗布されたCGAのセラミック基板を載せ、リフロー炉で加熱してセラミック基板とはんだカラムをはんだ付けする。
【００２０】
本発明の搭載装置を用いて縦31列、横31列、計961個のパッドを有するCGAのセラミック基板にはんだカラムの搭載を行ったところ、搭載不良は皆無であった。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の搭載装置は、CGAのセラミック基板にはんだカラムを一列ずつ確実に、しかも正確に搭載できるため、従来はんだカラムの実装不良で廃棄されていた高価なCGAをリワークできるという信頼性と経済性に優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明搭載装置の正面一部断面図
【図２】本発明搭載装置の側面断面図
【図３】ブラケットと覆いの一部を破断した斜視図
【図４】本体と吸着部の部分拡大断面図
【図５】本体の溝の上に二等辺三角形のカバーを設置した状態を説明する図
【符号の説明】
１  本体
３  吸着部
５  穴
６  溝
７  はんだカラム
９  収容部
１２  振動装置
【図１】
0003907180.tif 000002
【図２】
0003907180.tif 000003
【図３】
0003907180.tif 000004
【図４】
0003907180.tif 000005
【図５】
0003907180.tif 000006