JP2005005460A

JP2005005460A - Solder removing method, and method and device for repairing component

Info

Publication number: JP2005005460A
Application number: JP2003166793A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yokozawa; 雄二横沢; Naohiro Matsuo; 直大松尾
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2005-01-06

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for appropriately removing residual solder on a substrate and to provide a method and a device for repairing a component. <P>SOLUTION: The component repairing device 100 is provided with a dispenser mechanism 28 applying thermosetting resin cured at temperature lower than a melting point of residual solder, to residual solder remaining in a position where a failure component existing in a designated position on the substrate is removed, a heating/suction nozzle mechanism 24 heating and adsorbing at least the failure component or thermosetting resin applied to the failure component and an X-Y direction movable stage 20 for positioning the dispenser mechanism 28 and the heating/suction nozzle mechanism 24, so that they can perform operations corresponding to designated positions. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【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、２０Ｘ−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、３０Ｚ軸昇降ユニット、３２Ｘ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、４８Ｘ方向位置調整機構、５０Ｙ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、６６Ｚ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。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solder removal method, a component repair method using the solder removal method, and a configuration of a component repair apparatus for using the solder removal method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the downsizing and weight reduction of portable information terminals, mobile devices, and the like are rapidly progressing. With the reduction in size and weight of mobile devices and the like, chip parts are also being reduced in size from 1005 (1 mm × 0.5 mm) to 0603 (0.6 mm × 0.3 mm). Furthermore, in mounting chip components, it is required to design a high-density mounting board that does not use wasted space by devising the arrangement of wiring patterns and electrode pads on the printed board. For example, a chip component is mounted with a mounting interval of about 0.2 mm.
[0003]
A general method for soldering a chip component to a printed wiring board is as follows. That is, first, lands for attaching chip components to the printed circuit board are formed. Then, the solder paste is printed and applied to the entire surface of the land using a printing mask. Next, a chip component is placed on the printed board. Subsequently, soldering is performed by reflow heating.
[0004]
However, in the case of performing high-density mounting as described above, there may be a defect that components such as a bridge are short-circuited. Therefore, it may be necessary to repair defective parts on the printed circuit board.
[0005]
Generally, the repair process is performed as follows. That is, the defective part and its periphery are heated to the solder melting temperature or higher. Then, after the solder is melted, the defective part is removed. Next, the solder remaining on the printed circuit board land is removed by a method such as a solder sucker or a wick in which copper braided wire is coated with flux. Then, thread solder or solder paste is newly supplied. Thereafter, the replacement of the defective part is mounted.
[0006]
Here, as a device for removing solder remaining on the land of the printed circuit board, for example, as a conventional example, a highly versatile solder removing device regardless of a member to be removed or a portion to be removed has the following configuration. It is publicly known (see, for example, Patent Document 1). That is, in the conventional example, the solder attached to the substrate is preheated by the heater. Using a laser displacement meter, the displacement generated in the substrate by heating is measured. Based on the measured displacement of the substrate, the stage controller is configured so that the distance between the solder suction head and the substrate is constant. Control the stage. The solder suction head discloses a configuration of a solder removing device that sucks and removes solder while blowing the hot gas to melt the solder.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2001-36232 A specification
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, when repairing, the defective parts are small and the mounting interval is narrow, so it may be difficult to remove the solder remaining on the lands on the board. For example, if the 0603 chip component has a mounting interval of 0.2 mm, solder on a land of 0.4 mm × 0.4 mm in a space of about 1.2 mm × 0.8 mm must be removed.
[0009]
That is, when using a solder suction device as in Patent Document 1, the tip outer diameter is limited to about 1 to 2 mm for reasons such as clogging of the suction nozzle and insufficient strength. Therefore, in solder removal when the mounting interval is narrow as described above, the outer diameter of the tip of the suction nozzle is too large, and it is difficult to use the solder suction device for repair.
[0010]
Moreover, when using a wick, the method of putting a narrow wick on a solder and heating it from the top using the soldering iron of a fine tip can be considered. However, the tip of the soldering iron is too thin to have a sufficient heat capacity. For this reason, the solder may not be sufficiently melted. Therefore, not only the solder cannot be removed but also the wick may be soldered to the land.
[0011]
In particular, the land area is reduced due to the miniaturization of the mounted components. Therefore, the adhesive strength with the printed circuit board is weakened. Therefore, if a force is applied to the land during the solder removal operation, the peeling easily occurs.
[0012]
Further, since the mounted component is small, it is conceivable to perform soldering by applying solder paste or flux without removing the solder on the land.
[0013]
However, when there is a large amount of residual solder, excessive solder is applied when solder paste is applied and heated, which may cause bridging with adjacent components or affect the reliability of solder joints.
[0014]
Depending on the shape of the residual solder, there is a high possibility that the position of the component will shift when the component is mounted on the residual solder by applying a solder paste or flux and heating. Moreover, when there is little residual solder, there exists a problem that possibility that it will become short of joint strength only by flux application | coating is high.
[0015]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the object thereof is a solder removal method for properly removing residual solder on a substrate, a component repair method using the solder removal method, and To provide a component repair device for using a solder removal method.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The solder removal method according to an aspect of the present invention includes a step of applying a thermosetting resin that cures at a temperature lower than the melting point of the residual solder to the residual solder remaining at the position where the defective part on the substrate is removed. And a step of heating the thermosetting resin and the residual solder to a temperature higher than the melting point of the residual solder, and a step of removing the residual solder by holding and moving the cured thermosetting resin.
[0017]
Preferably, the method further includes a step of measuring a solder height of the residual solder with respect to the substrate, and the thermosetting resin is applied in response to the measured solder height of the residual solder being equal to or higher than a predetermined height.
[0018]
Preferably, the thermosetting resin contains copper powder.
Preferably, the thermosetting resin is one of an epoxy resin and a phenol resin.
[0019]
A component repair method according to another aspect of the present invention includes a step of positioning a defective component among a plurality of components mounted on a substrate, a step of heating the defective component, and a substrate of the heated defective component. The step of removing from the top and the step of removing the residual solder remaining at the position where the defective part has been removed, and the step of removing the residual solder is a thermosetting resin that cures at a temperature lower than the melting point of the residual solder Coating the residual solder, heating the thermosetting resin and the residual solder to a temperature higher than the melting point of the residual solder, and holding and moving the cured thermosetting resin to remove the residual solder. And a step of mounting a replacement part at a position where the defective part is removed.
[0020]
Preferably, the step of removing the residual solder further includes a step of measuring a solder height of the residual solder with respect to the substrate, and the thermal solder is measured in response to the measured solder height of the residual solder being equal to or higher than a predetermined height. Apply curable resin.
[0021]
A component repair device according to another aspect of the present invention cures at a temperature lower than the melting point of residual solder to residual solder remaining at a position where a defective component existing at a specified position on a substrate is removed. Heating means for heating at least one of a resin application means for applying a thermosetting resin, a defective part and a thermosetting resin applied to the defective part, and the heated defective part being heated. An adsorbing means for adsorbing at least one of the thermosetting resins, a mounting means for mounting a substitute part at a designated position, a resin coating means, a heating means, an adsorbing means, and a mounting means. Positioning means for positioning each so that a corresponding operation can be performed with respect to a designated position.
[0022]
Preferably, a solder height measuring means for measuring the solder height of the residual solder with respect to the substrate is further provided.
[0023]
According to another aspect of the present invention, the component repair device is a solder for measuring the solder height of the residual solder remaining on the substrate at the position where the defective component existing at the specified position on the substrate is removed. Among the height measurement means, the resin application means for applying the thermosetting resin that cures at a temperature lower than the melting point of the residual solder to the residual solder, and the defective part and the thermosetting resin applied to the defective part A heating means for heating at least one of the above, an adsorption means for adsorbing at least one of the heated defective part and the heated thermosetting resin, and a temperature for detecting the heating temperature by the heating means Each of the temperature detecting means, the mounting means for mounting the substitute part at the specified position, the solder height measuring means, the resin coating means, the heating means, the suction means, and the mounting means is designated. Positioning means for positioning so that a corresponding operation can be executed, and a control means for controlling the operation of the component repair device. The control means is a residual measured by the solder height measuring means. Residual solder removing means for removing the residual solder in response to the solder height of the solder being equal to or higher than a predetermined height is included. The residual solder removing means converts the thermosetting resin into residual solder by the applying means. The thermosetting resin is applied and heated by the heating means, and the thermosetting resin heated by the adsorption means is adsorbed when the heating temperature detected by the temperature detection means becomes a predetermined temperature.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
[0025]
First, as a premise for explaining the component repair device according to the present invention, a mounting failure that occurs during mounting by soldering will be described.
[0026]
FIG. 10 is a diagram for explaining an example of a failure during mounting by soldering.
[0027]
Referring to FIG. 10, when high-density mounting is performed, a part of solder 12 may flow out from the land during reflow heating because the mounting interval (pitch) between components is narrow. For example, a mounting failure such as a solder ball 14 between the chip component 6 and the chip component 8 or a solder bridge 16 between the chip component 8 and the chip component 10 may occur. Therefore, a mounting defect such as short-circuiting components occurs.
[0028]
In addition, due to problems such as mounting accuracy of the component mounting machine, there is a possibility that, as with the chip component 4, contact with adjacent components or soldering may occur due to component misalignment during mounting.
[0029]
Repair of the printed circuit board with respect to the mounting failure of the chip components as described above includes replacement of defective mounting components, replacement of misaligned components, removal of solder bridges, and the like. That is, a repair process is required by a component repair device for removing a component mounted on a printed board, supplying a solder paste, and attaching a replacement component including a repair component or a new component.
[0030]
[Embodiment 1]
Next, a description will be given of a component repair apparatus for repairing a component with poor mounting as described above using the solder removal method of the present invention.
[0031]
FIG. 1 is a schematic front view of a component repair apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a schematic side view of component repair apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
[0032]
1 and 2, a component repair apparatus 100 includes a substrate stage 18 for holding a printed circuit board, an XY direction movable stage 20 that can move the substrate stage 18 in the XY direction, A preheating heater 22 for preheating a printed circuit board provided below the −Y direction movable stage 20, a heating / adsorption nozzle mechanism unit 24 provided above the substrate stage 18 for heating and adsorbing components, A measurement mechanism unit 26 including a laser displacement meter 40 for measuring the solder height of the residual solder, a dispenser mechanism unit 28 for applying a solder paste or a thermosetting resin, and the position of each mechanism unit in the X-axis direction X-axis position adjustment mechanism 32 for adjusting the position, Z-axis lifting unit 30 for adjusting the position of each mechanism part in the Z-axis direction, and gap setting for each mechanism part A Z-direction position adjusting mechanism 66, a monitor 46 for capturing an image, and an optical system unit 44 that is provided between the substrate stage 18 and each mechanism unit and that sends an enlarged image of defective parts to the monitor 46. A component replacement stage 56 for exchanging the removed defective part and the substitute part, a suction control unit 54 for controlling the suction operation by the suction nozzle 36, and a gas for adjusting the pressure and flow rate of the gas A pressure / flow rate adjustment unit 62; a control panel 64 for an operator to input operation instructions; a heater temperature adjustment unit 52 for setting the temperature of a heater included in the heating / adsorption nozzle 34; and a component repair device And a control unit (not shown) for controlling the operation of 100.
[0033]
The heating / adsorption nozzle mechanism 24 includes a heating / adsorption nozzle 34 for heating by heating hot air around the component to be repaired and its periphery, and an adsorption nozzle 36 for adsorbing / removing the component after melting the solder. And an infrared thermocouple 38 for measuring the temperature of the component during heating. Further, the suction nozzle 36 and the heating / suction nozzle 34 perform component mounting on the land and heating when the component is mounted again.
[0034]
The heating method is not particularly limited to hot air that can locally heat a minute region such as the heating / adsorption nozzle 34. For example, a soldering iron and light heating that heats by irradiating light may be used. The light heating includes, for example, a xenon lamp, a semiconductor laser, and a halogen lamp.
[0035]
The dispenser mechanism unit 28 includes a syringe 42 for applying a solder paste and a thermosetting resin. The syringe 42 includes a solder paste syringe 42a filled with a solder paste and a thermosetting resin syringe 42b filled with a thermosetting resin. Therefore, the dispenser mechanism unit 28 selects either the solder paste syringe 42a or the thermosetting resin syringe 42b as necessary, and applies the solder paste or thermosetting resin on the land of the printed circuit board. Supply.
[0036]
The XY direction movable stage 20 includes an X direction position adjusting mechanism 48 for adjusting the position of the substrate stage 18 in the X direction, and a Y direction position adjusting mechanism 50 of the substrate stage 18.
[0037]
Further, the operator can position the substrate stage 18 by the operation of the X-Y direction movable stage 20 while viewing the image of the chip component enlarged using the optical system unit 44 on the monitor 46. Further, after positioning, the optical system unit 44 can be accommodated by sliding.
[0038]
In the measurement mechanism unit 26, the solder displacement of the residual solder is measured by the laser displacement meter 40.
[0039]
FIG. 3 is a diagram showing functional blocks of the component repair apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
[0040]
Referring to FIG. 3, component repair apparatus 100 includes solder paste syringe 42 a, thermosetting resin syringe 42 b, heating / adsorption nozzle 34, adsorption nozzle 36, infrared thermocouple 38, and laser displacement meter 40. The XY direction movable stage 20 and a control unit 82 for controlling the operation of the component repair apparatus 100 are provided. The control unit 82 includes a control signal generation unit 84 for generating a control signal for controlling the operation of each unit and a storage unit 86 for storing information related to the control of the repair operation of the parts. The control unit 82 also controls operations of the Z-axis lifting unit 30 and the X-axis position adjustment mechanism 32.
[0041]
Next, an operation for repairing a defective component in the configuration of the component repair apparatus 100 described with reference to FIGS. 1, 2, and 3 will be described.
[0042]
In the component repair apparatus 100, the operator designates a defective component from a printed circuit board on which a plurality of chip components are mounted by solder. Then, the operator positions the heating / suction nozzle 34 and the defective part while checking the image projected from the optical system unit 44 on the monitor 46.
[0043]
At this time, the positioning is performed by operating the movable stage 20 in the XY direction by the control unit 82 based on an operation instruction of the control panel 64 by the operator.
[0044]
When the repair process is started, the component repair apparatus 100 locally heats the designated defective component by the heating / suction nozzle 34. Then, the solder is melted by heating. Thereafter, the component repair apparatus 100 removes the defective component from the printed board by sucking and moving the defective component by the suction nozzle 36. Subsequently, the component repair apparatus 100 measures the solder height of the residual solder on the land of the printed circuit board from which the defective component has been removed by the laser displacement meter 40.
[0045]
FIG. 4 is a diagram for explaining the measurement of the solder height of the residual solder 58 on the land with respect to the printed circuit board 68 by the laser displacement meter 40.
[0046]
Referring to FIG. 4, chip component 2 is mounted on printed circuit board 68 with solder 12. The residual solder 58 is solder that remains on the land after the defective part is removed. The laser displacement meter 40 measures the height of the residual solder 58 by emitting laser light 60. For example, when measuring residual solder of 0603 chips, the height of residual solder on two lands can be measured by scanning with a laser beam having a spot diameter of 2 μm.
[0047]
FIG. 5 is a diagram illustrating a measurement result of the solder height of the residual solder 58 remaining on the land 70 of the printed circuit board 68 by the laser displacement meter 40.
[0048]
FIG. 5A is a diagram illustrating a measurement result of the solder height of the residual solder 58 when the solder does not remain on the land 70 because the solder adheres to the electrode side of the component when the defective component is removed. . On the other hand, FIG. 5B is a diagram showing a measurement result of the solder height of the residual solder 58 when the solder remains on the land 70 in a semicircular shape. FIG. 5C is a diagram illustrating a measurement result of the solder height when the residual solder 58 remains in a convex shape.
[0049]
Referring to FIG. 5A, it can be seen that the maximum solder height of the residual solder 58 is smaller than 25 μm. For this reason, in this residual solder 58, the amount of solder is small in order to solder an alternative chip component, so that it is not suitable for mounting the alternative component in this solder amount state.
[0050]
On the other hand, referring to FIG. 5B, the maximum value of the solder height of the residual solder 58 is about 80 μm.
[0051]
And with reference to FIG.5 (c), the maximum value of the solder height of the residual solder 58 is over 200 micrometers. Therefore, the residual solder 58 in FIG. 5 (c) is a sufficient amount of solder for mounting an alternative component. However, since the surface shape of the residual solder 58 is convex, it is difficult to accurately apply a solder paste thereon, and it is difficult to control the amount of solder.
[0052]
Therefore, the removal of the residual solder 58 is performed in accordance with a comparison result between the solder height measured by the laser displacement meter 40 and a predetermined solder height, that is, a threshold value H1 of a preset maximum value of the solder height. It is determined whether or not processing is to be performed.
[0053]
That is, in response to the solder height of the residual solder 58 on the printed circuit board 68 measured by the laser displacement meter 40 being equal to or higher than the threshold value H1, the operator starts the process of removing the residual solder 58.
[0054]
For example, when the threshold value H1 of the residual solder 58 is 70 μm, the shape of the residual solder 58 on the land 70 is reduced based on the threshold value H1, and the residual solder amount is small in FIG. It can be classified into two types of FIG. 5 (b) and (c).
[0055]
At this time, according to the comparison result between the measurement result and the threshold value H1, the operator uses the dispenser mechanism 28 to i) a step of applying the solder paste to the residual solder 58 by the solder paste syringe 42a, and ii) the residual solder. After the removal process, one of the two types of steps of applying the solder paste is selected and executed.
[0056]
When the removal process of the residual solder 58 is started, after the positioning by the operator, the component repair apparatus 100 applies the thermosetting resin to the residual solder 58 by the thermosetting resin syringe 42b. The component repair apparatus 100 heats the residual solder 58 and the thermosetting resin by the heating / suction nozzle 34. Subsequently, in response to the heating temperature detected by the infrared thermocouple 38 becoming a predetermined temperature, the component repair device 100 adsorbs and moves the cured thermosetting resin by the adsorption nozzle 36. The printed circuit board 68 is removed.
[0057]
In this manner, the amount of residual solder 58 can be reduced. Then, the component repair device 100 newly applies solder to the position from which the residual solder 58 has been removed by the solder paste syringe 42a. Here, the predetermined temperature is a temperature higher than the melting point of the solder.
[0058]
Subsequently, the component repair apparatus 100 mounts alternative parts including repair parts and new parts on the applied solder paste. Then, the solder is melted by heating the substitute component to be mounted. In this way, the repair process is completed by mounting the substitute component on the printed circuit board 68.
[0059]
FIG. 6 is a diagram schematically showing a state of the residual solder 58 and the cured resin 78 when the residual solder 58 is removed from the land 70 together with the cured resin 78.
[0060]
Referring to FIG. 6, when hot air 72 is blown and heated to thermosetting resin 74 applied to residual solder 58 and residual solder 58, thermosetting resin 74 is gradually cured as the temperature rises. The heated thermosetting resin 74 becomes a resin cured product 78. On the other hand, the residual solder 58 melts as the temperature rises. Then, wetting occurs between the copper powder 76 and the molten solder 80 in the cured resin 78. At this time, a part of the residual solder 58 on the land 70 is attached to and removed from the cured resin 78 by adsorbing and removing the cured resin 78.
[0061]
In addition, as a thermosetting resin applied to the residual solder, a fast-curing epoxy resin or a phenol resin kneaded with copper powder may be used.
[0062]
Next, the component repair method of the present invention using the component repair apparatus 100 described above will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
[0063]
7 and 8 are flowcharts showing operations from removal of defective parts to attachment of replacement parts.
[0064]
Referring to FIG. 7, first, the operator sets a printed circuit board 68 including a defective part that is defective in mounting on the substrate stage 18 (step S101).
[0065]
The operator then positions the heating / suction nozzle 34 and the defective component while confirming an enlarged image of the defective component from the optical system unit 44 on the monitor 46 (step S102).
[0066]
The positioning can be adjusted by the operator operating the control panel 64 to operate the X direction position adjusting mechanism 48 and the Y direction position adjusting mechanism 50.
[0067]
Next, after positioning, when the operator inputs an instruction to start the repair process to the control panel 64, the component repair apparatus 100 turns on the heaters included in the preheating heater 22 and the heating / adsorption nozzle 34. (Step S103).
[0068]
Here, the component repair apparatus 100 starts preheating of the printed circuit board 68 by the preheating heater 22. The heater included in the heating / adsorption nozzle 34 raises the temperature while blowing air.
[0069]
Then, after a predetermined time has elapsed, the component repair device 100 operates the Z-axis lifting unit 30 to lower the heating / suction nozzle 34 (step S104).
[0070]
That is, when the heating / suction nozzle 34 is lowered, the defective part is heated.
[0071]
On the other hand, compressed air is connected to the gas pressure / flow rate adjusting unit 62. The gas pressure / flow rate adjusting unit 62 controls the blowing of air to the heater included in the heating / adsorption nozzle 34 by adjusting the pressure and the gas flow rate. The heater temperature adjustment unit 52 enables temperature setting. The operator performs adjustment so that a desired heating temperature profile is obtained by operating the heater temperature adjustment unit 52.
[0072]
Next, the component repair apparatus 100 heats up to a predetermined temperature while monitoring the temperature with the infrared thermocouple 38 (step S105).
[0073]
Subsequently, in response to the temperature detected by the infrared thermocouple 38 becoming a predetermined temperature, the component repair apparatus 100 operates the Z-axis lifting unit 30 to lower the suction nozzle 36 (step S106).
[0074]
As a result, the suction nozzle 36 comes into contact with a defective part. At this time, the suction control unit 54 switches the suction nozzle 36 to the suction mode.
[0075]
And after confirming component adsorption | suction by the micro pressure sensor of the adsorption | suction control part 54, the component repair apparatus 100 stops the fall of the adsorption nozzle 36 (step S107).
[0076]
Next, the component repair apparatus 100 raises the heating / suction nozzle 34 (step S108).
[0077]
In this way, the defective part is removed from the printed board 68.
Subsequently, when the heating / adsorption nozzle 34 returns to the home position, the component repair apparatus 100 turns off the preheating heater 22 and the heaters included in the heating / adsorption nozzle 34 (step S109).
[0078]
The component repair apparatus 100 operates the X-axis position adjustment mechanism 32 to move the heating / suction nozzle mechanism unit 24 onto the component replacement stage 56, and turns off the suction of the suction nozzle 36 to remove the defective component (step). S110).
[0079]
Thereby, the process of removing the defective component from the printed circuit board 68 is completed.
Next, the operator moves the measurement mechanism unit 26 onto the land of the printed circuit board 68 from which the defective component has been removed by the adjustment of the X-axis position adjustment mechanism 32 to perform positioning (step S111).
[0080]
After the positioning, the component repair apparatus 100 measures the solder height of the residual solder using the laser displacement meter 40 (step S112).
[0081]
Here, the operator determines whether or not the maximum value of the solder height of the residual solder obtained from the measurement result is equal to or less than a predetermined height H1 (step S113).
[0082]
In step S113, when the maximum value of the solder height of the residual solder obtained from the measurement result is H1 or less, the operator is in the state shown in FIG. Judge that you are doing. Therefore, it is necessary to replenish solder on the land. Therefore, when the maximum value of the solder height obtained from the measurement result is equal to or less than H1, the operator confirms the enlarged image of the land of the printed circuit board from the optical system unit 44 on the monitor 46, while the solder paste syringe 42a. And the land of the printed circuit board are positioned (step S115).
[0083]
At this time, the component repair apparatus 100 lowers the solder paste syringe 42a to a predetermined distance, for example, about 120 μm, from the printed circuit board (step S116).
[0084]
The gap can be set by the Z-direction adjusting mechanism 66 of the dispenser mechanism portion 28.
[0085]
Next, after positioning, the component repair device 100 sends compressed air to the solder paste syringe 42a. And the component repair apparatus 100 discharges a solder paste with the solder paste syringe 42a, and applies a solder paste on a residual solder (step S117).
[0086]
And the component repair apparatus 100 raises the solder paste syringe 42a to a home position. In this way, a solder paste of about 40-50 μm is applied on the residual solder.
[0087]
On the other hand, when the maximum value of the solder height obtained from the measurement result is greater than or equal to the threshold value H1 in step S113, the operator is in the state shown in FIGS. 5B and 5C. It is judged that a large amount of solder remains on the land. Therefore, in order to accurately apply the solder paste onto the residual solder and control the amount of solder, the solder paste required to remove the residual solder on the land, reduce the amount, and then solder the chip components It is necessary to apply.
[0088]
That is, when the maximum value of the solder height obtained from the measurement result is equal to or higher than H1, the operator starts the residual solder removal process by the component repair device 100 (step S114).
[0089]
The residual solder removal process will be described later with reference to FIG.
Next, referring to FIG. 8, a substitute part including a repair part or a new part is mounted on printed circuit board 68 to which the solder paste is applied.
[0090]
First, the operator sets a substitute part on the part replacement stage 56 (step S118).
[0091]
Subsequently, the component repair apparatus 100 moves the heating / suction nozzle 34 onto the component replacement stage 56 (step S119).
[0092]
The component repair apparatus 100 lowers the heating / suction nozzle 34 to bring the suction nozzle 36 into contact with the substitute component. At this time, the component repair apparatus 100 causes the suction control unit 54 to switch the suction nozzle 36 to the suction mode and lower it. The component repair apparatus 100 stops the lowering of the heating / suction nozzle 34 in response to confirming the component suction by the micro pressure sensor of the suction control unit 54 (step S120).
[0093]
Next, the component repair apparatus 100 raises the heating / suction nozzle 34 and moves the heating / suction nozzle mechanism 24 onto the substrate stage 18 in a state where the replacement component is suctioned (step S121).
[0094]
The operator positions the sucked component and the land of the printed circuit board 68 while checking the image from the optical system unit 44 on the monitor 46 (step S122).
[0095]
After positioning, the component repair apparatus 100 lowers the heating / suction nozzle 34 (step S123).
[0096]
Then, the component repair device 100 turns off the suction of the suction nozzle 36 after placing the substitute component on the land (step S124).
[0097]
Subsequently, the component repair apparatus 100 raises the heating / suction nozzle 34 and temporarily returns it to the home position (step S125).
[0098]
Next, the component repair apparatus 100 turns on the heaters of the preheating heater 22 and the heating / adsorption nozzle 34 (step S126).
[0099]
Thereby, the component repair apparatus 100 starts preheating of the printed circuit board 68 by the preheating heater 22. The heater of the heating / adsorption nozzle 34 raises the temperature while blowing air.
[0100]
The component repair apparatus 100 lowers the heating / suction nozzle 34 after a predetermined time has elapsed (step S127).
[0101]
Next, the component repair apparatus 100 heats the substitute component by blowing hot air (step S128).
[0102]
Subsequently, the component repair apparatus 100 heats up to a predetermined temperature while monitoring the temperature with the infrared thermocouple 38 (step S129).
[0103]
The component repair apparatus 100 raises the heating / suction nozzle 34 when the temperature reaches a predetermined temperature (step S130).
[0104]
Then, when the component repair apparatus 100 returns to the home position, it turns off the preheating heater 22 and the heaters of the heating / adsorption nozzle 34 (step S131).
[0105]
The repair process is completed by the above processes.
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of residual solder removal processing when residual solder is removed.
[0106]
Referring to FIG. 9, first, the operator positions the thermosetting resin syringe 42b and the land of the printed circuit board 68 while confirming an image from the optical system unit 44 on the monitor 46 (step S201).
[0107]
Then, the component repair apparatus 100 lowers the thermosetting resin syringe 42b to the printed board 68 to a predetermined distance, for example, about 300 μm (step S202).
[0108]
The gap can be set by the Z direction adjusting mechanism 66 of the dispenser mechanism unit 28.
[0109]
Next, the component repair device 100 sends compressed air to the thermosetting resin syringe 42b. Then, the thermosetting resin is discharged, and the thermosetting resin is applied on the residual solder (step S203).
[0110]
Thereafter, in the component repair device 100, the thermosetting resin syringe 42b is raised to the home position.
[0111]
As the thermosetting resin, for example, copper powder having a particle size of about 10 to 30 μm is added to about 10 to 10 by weight ratio in a fast curing epoxy resin (standard curing condition 150 ° C., 60 seconds) such as ADE120D manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. What kneaded 30% can be used.
[0112]
In addition, a resol type phenol resin as a thermosetting resin and a solder plating or the like as a copper powder can be used.
[0113]
Next, the operator positions the heating / suction nozzle 34 and the land of the printed circuit board 68 while confirming the image from the optical system unit 44 on the monitor 46 (step S204).
[0114]
After positioning, the component repair apparatus 100 turns on the heater switch of the heating / suction nozzle 34 (step S205).
[0115]
Thereafter, the component repair apparatus 100 lowers the heating / suction nozzle 34 (step S206).
[0116]
Here, the component repair device 100 heats the residual solder coated with the thermosetting resin by blowing hot air (step S207).
[0117]
At this time, the component repair apparatus 100 performs heating until the thermosetting resin reaches a predetermined temperature (step S208).
[0118]
And while a thermosetting resin hardens | cures, a solder remelts. The component repair apparatus 100 lowers the suction nozzle 36 when the temperature detected by the infrared thermocouple 38 reaches a predetermined temperature (step 209).
[0119]
Next, the component repair apparatus 100 sucks the cured resin obtained by curing the thermosetting resin with the suction nozzle 36 (step S210).
[0120]
The component repair apparatus 100 raises the heating / suction nozzle 34 (step S211).
[0121]
Subsequently, the component repair apparatus 100 turns off the heater of the heating / suction nozzle 34 when it returns to the home position (step S212).
[0122]
The operator moves the heating / suction nozzle mechanism 24 onto the component replacement stage 56, turns off the suction of the suction nozzle 36, and releases the cured resin (step S213).
[0123]
As described above, according to the present invention, when repairing a defective part of the printed circuit board 68 in which minute parts such as 0603 chips are mounted at a narrow pitch, if there is a large amount of residual solder after the removal of the defective part, the thermosetting resin By using this, a part of the residual solder can be removed. Thereafter, since solder paste is supplied, excessive solder, solder balls, or solder bridges with adjacent components can be prevented. For this reason, in the re-mounting process of the alternative component, no defect occurs again, and the solder amount of the solder joint is kept optimal. Therefore, the quality of the solder joint portion of the re-mounted component can be improved.
[0124]
[Embodiment 2]
Next, a component repair apparatus for using the solder removal method according to Embodiment 2 of the present invention will be described. The basic configuration of the component repair device according to the second embodiment of the present invention is the component repair device 100 described with reference to FIGS. 1, 2, and 3 of the first embodiment except for the software configuration of the operation performed by the control unit 82. The configuration is the same. Therefore, the description of the configuration will not be repeated.
[0125]
Subsequently, the software configuration of the operation performed by the control unit 82 in Embodiment 2 of the present invention will be described.
[0126]
In the second embodiment, the control unit 82 in the first embodiment is positioned according to the operator's instruction, designates a defective part, selects a process for residual solder removal processing, and sets a substitute part in the part replacement stage 56. The above operation is performed by controlling each part.
[0127]
That is, the storage unit 86 stores defective part information and defective part specifying information for specifying the position. Then, the control unit 82 designates the location of the defective component based on the CAD data of the printed circuit board 68 included in the defective component identification information and the instruction information on the coordinates of the defective component. The defective part specifying information stored in the storage unit 86 may be input by the operator via the control panel 64 or input to the storage unit 86 from the outside via a communication unit (not shown). May be.
[0128]
In addition, the control unit 82 generates a control signal based on the instruction information on the coordinates of the defective component, and generates a control signal to operate the movable stage in the XY direction. Perform position alignment. In addition, the control unit 82 sets the heating / suction nozzle mechanism unit 24, the measurement mechanism unit 26, and the dispenser mechanism unit 28 to an XY direction movable stage for each of defective parts, alternative parts, or residual solder. Positioning is performed by operating.
[0129]
Then, when the solder height of the residual solder 58 measured by the laser displacement meter 40 is equal to or higher than the threshold value H1 stored in the storage unit 86, the control unit 82 executes a residual solder removal process. On the other hand, when the solder height of the residual solder 58 measured by the laser displacement meter 40 is equal to or less than the threshold value H1, the control unit 82 executes a step of applying a solder paste. The threshold value H1 stored in the storage unit 86 may be input by the operator via the control panel 64, or may be input to the storage unit 86 from the outside via the communication unit.
[0130]
As described above, by controlling the operation of each unit by the control unit 82, the operator sets the printed board on the board stage 18, and then removes the defective parts from all the defective parts on the printed board 68. The repair process including the removal of the residual solder and the mounting of the substitute part can be automatically performed.
[0131]
In the second embodiment, the repair operation performed by the component repair apparatus 100 for a defective component is compared with the flowchart illustrating the operation from the removal of the defective component to the replacement component described with reference to FIGS. 7 and 8. As described above, since the defective part is specified, positioned, and the process is selected in accordance with the solder height, it is the same except that it is controlled automatically by the control signal sent by the control unit 82. The description will not be repeated.
[0132]
Further, the flowchart of the operation when removing the residual solder of the component repair device 100 according to the second embodiment shows the operation of the residual solder removing process when removing the residual solder 58 described with reference to FIG. 9 of the first embodiment. Compared with the flowchart shown, the positioning with the land on the printed circuit board is the same except that the positioning is automatically performed under the control of the control signal sent by the control unit 82. Therefore, the description of the flowchart will not be repeated.
[0133]
As described above, the second embodiment of the present invention has the following effects in addition to the effects of the invention described in the first embodiment. That is, the operation of each unit is controlled by the control unit 82, whereby the operation for removing the residual solder is automatically performed.
[0134]
Considering the correspondence to various printed circuit boards 68, manual operation by the operator is preferable. For example, by specifying the coordinates of defective parts using CAD data of the printed circuit board 68, removal of defective parts and residual solder A repair process including removal and mounting of alternative parts can also be automatically performed.
[0135]
However, the positioning of the defective part and the heating / suction nozzle 34 at the start of repair is performed by the operator by placing the defective part and the heating / suction nozzle 34 among the plurality of chip parts mounted on the printed circuit board 68 by the optical unit 44. Positioning may be performed by operating the movable stage 20 in the X-Y direction while checking the video from the monitor 46. That is, after the defective part and the heating / suction nozzle 34 are positioned at the start of the repair, the part repair process is automatically performed.
[0136]
As described above, according to the present invention, when a printed circuit board mounted at a narrow pitch is repaired, if there is a large amount of residual solder, a part of the residual solder is removed using a thermosetting resin. , Solder balls or solder bridges with adjacent parts can be prevented. For this reason, in the re-mounting process of the alternative component, no defect is caused, and the solder amount of the solder joint portion is kept optimal. Therefore, the quality of the solder joint portion of the re-mounted component can be improved.
[0137]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0138]
【The invention's effect】
Applying a thermosetting resin that cures at a temperature lower than the melting point of the residual solder, and heating the thermosetting resin and the residual solder to the residual solder that remains at the position where the defective parts on the board are removed And a step of removing the heated thermosetting resin, in the re-mounting process of the alternative part, the defect is not caused again, and the solder amount of the solder joint is kept optimal. It is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view of a component repair apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic side view of component repair apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing functional blocks of the component repair apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining the measurement of the solder height of the residual solder 58 on the land with respect to the printed circuit board 68 by the laser displacement meter 40;
5 is a diagram showing a measurement result of a solder height of residual solder 58 remaining on a land 70 of a printed circuit board 68 by a laser displacement meter 40. FIG.
6 is a view schematically showing the state of the residual solder 58 and the cured resin 78 when the residual solder 58 is removed together with the cured resin 78 from the land 70. FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing an operation from removal of a defective part to attachment of a substitute part.
FIG. 8 is a flowchart showing an operation from removal of a defective part to attachment of a substitute part.
FIG. 9 is a flowchart showing an operation of residual solder removal processing when residual solder is removed.
FIG. 10 is a diagram for explaining an example of a failure during mounting by soldering;
[Explanation of symbols]
2 to 10 Chip parts, 12 Solder, 14 Solder balls, 16 Solder bridge, 18 Substrate stage, 20 X-Y direction movable stage, 22 Preheating heater, 24 Heating / adsorption nozzle mechanism part, 26 Measuring mechanism part, 28 Dispenser mechanism part , 30 Z-axis lifting unit, 32 X-axis position adjustment mechanism, 34 Heating / adsorption nozzle, 36 Adsorption nozzle, 38 Infrared thermocouple, 40 Laser displacement meter, 42 Syringe, 42a Solder paste syringe, 42b Thermosetting resin syringe, 44 Optical system unit, 46 monitor, 48 X-direction position adjustment mechanism, 50 Y-direction position adjustment mechanism, 52 Heater temperature adjustment section, 54 Adsorption control section, 56 Parts replacement stage, 58 Residual solder, 60 Laser light, 62 Gas pressure / flow rate Adjustment unit, 64 control panel, 66 Z-direction adjustment mechanism, 68 print base , 70 land, 72 hot air 74 thermosetting resin, 76 copper powder, 78 cured resin, 80 molten solder, 82 control unit, 84 control signal generation unit, 86 storage unit, 100 parts repair apparatus.

Claims

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。Applying a thermosetting resin that cures at a temperature lower than the melting point of the residual solder to the residual solder remaining at the position where the defective part on the substrate is removed;
Heating the thermosetting resin and the residual solder to a temperature higher than the melting point of the residual solder;
A step of removing the residual solder by holding and moving the cured thermosetting resin.

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。Measuring a solder height of the residual solder relative to the substrate;
The solder removal method according to claim 1, wherein the thermosetting resin is applied when the solder height of the residual solder to be measured is equal to or higher than a predetermined height.

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。The solder removal method according to claim 1, wherein the thermosetting resin contains copper powder.

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。The solder removal method according to claim 1, wherein the thermosetting resin is one of an epoxy resin and a phenol resin.

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。Positioning with defective parts among a plurality of parts mounted on a substrate;
Heating the defective part;
Removing the heated defective component from the substrate;
Removing residual solder remaining at a position where the defective part has been removed,
Removing the residual solder comprises:
Applying a thermosetting resin that cures at a temperature lower than the melting point of the residual solder to the residual solder;
Heating the thermosetting resin and the residual solder to a temperature higher than the melting point of the residual solder;
Removing the residual solder by holding and moving the cured thermosetting resin,
Mounting a substitute part at the position from which the defective part has been removed.

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。Removing the residual solder further comprises measuring a solder height of the residual solder relative to the substrate;
The component repair method according to claim 5, wherein the thermosetting resin is applied when the solder height of the residual solder to be measured is equal to or higher than a predetermined height.

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。Resin application means for applying a thermosetting resin that cures at a temperature lower than the melting point of the residual solder to the residual solder remaining at the position where the defective part existing at the specified position on the substrate is removed When,
Heating means for heating at least one of the defective part and the thermosetting resin applied to the defective part;
An adsorbing means for adsorbing at least one of the heated defective component and the heated thermosetting resin;
Mounting means for mounting a substitute part at the specified position;
A component repair, comprising: positioning means for positioning each of the resin coating means, the heating means, the suction means, and the mounting means so as to execute a corresponding operation with respect to the designated position. apparatus.

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。The component repair apparatus according to claim 7, further comprising solder height measuring means for measuring a solder height of the residual solder with respect to the substrate.

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。A parts repair device,
A solder height measuring means for measuring the solder height of the residual solder remaining at the position where the defective part existing at the specified position on the substrate is removed;
A resin application means for applying a thermosetting resin that cures at a temperature lower than the melting point of the residual solder to the residual solder;
Heating means for heating at least one of the defective part and the thermosetting resin applied to the defective part;
An adsorbing means for adsorbing at least one of the heated defective component and the heated thermosetting resin;
Temperature detecting means for detecting the heating temperature by the heating means;
Mounting means for mounting a substitute part at the specified position;
Positioning for positioning each of the solder height measuring means, the resin coating means, the heating means, the suction means, and the mounting means so that a corresponding operation can be performed with respect to the designated position. Means,
Control means for controlling the operation of the component repair device,
The control means includes a residual solder removing means for removing the residual solder when the solder height of the residual solder measured by the solder height measuring means is equal to or higher than a predetermined height. Including
The residual solder removing means applies the thermosetting resin to the residual solder by the applying means, heats the thermosetting resin by the heating means, and detects the heating temperature detected by the temperature detecting means. A component repair device that adsorbs the thermosetting resin heated by the adsorbing means in response to a predetermined temperature.