JPH11312865A - 電子部品交換用ノズル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品交換効率を高めること，交換対象電子部
品以外の電子部品に対する熱風よる品質上の悪影響を低
減させることおよび近年における高密度実装化を可能と
する。 【解決手段】 ＢＧＡ型半導体パッケージ６５の半田接
合部６６を加熱・溶融するための熱風を供給する熱風供
給用ノズル２が、回路基板６４の部品搭載面６４ａに対
し進退し回路基板側に開口する筒体からなり、この筒体
の開口端縁に複数の切り欠き２ｂを形成することにより
回路基板６４の部品搭載面６４ａに着座可能な着座部３
およびノズル着座状態において熱風をノズル内からノズ
ル外に排気するための排気口４を設けた構成としてあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＢＧＡ（ボ
ール グリッド アレイ）型半導体パッケージを交換対
象電子部品とする場合に使用して好適な電子部品交換用
ノズル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器における回路部品の高密
度実装化に伴い、回路基板の部品搭載面上に回路部品を
直接実装する表面実装技術が広く用いられている。この
ような表面実装技術においては、例えば実装上不良とな
った回路部品のみを交換可能にすることがコスト面から
も重要なことである。

【０００３】従来、この種の回路部品を交換するため
に、図７および図８に示すような電子部品交換用ノズル
装置が採用されている。この電子部品交換用ノズル装置
につき、同図を用いて説明すると、同図において、符号
６１で示す電子部品交換用ノズル装置は、熱風供給用ノ
ズル６２および部品吸着用ノズル６３を備え、回路基板
６４の部品搭載面６４ａ上方に昇降自在に配設されてい
る。

【０００４】熱風供給用ノズル６２は、ＢＧＡ型半導体
パッケージ６５を収納可能な空間部６２ａを有し、全体
が回路基板側（下方）に開口する断面正四角形状の筒体
によって形成されている。これにより、回路基板６４の
部品搭載面６４ａに対するＢＧＡ型半導体パッケージ６
５の半田接合部６６を加熱・溶融するための熱風が図６
に矢印ａ１で示すように供給される。

【０００５】熱風供給用ノズル６２には、ノズル内外に
開口する四つの排気孔６２ｂ（二個のみ図示）が設けら
れている。これら各排気孔６２ｂは、下方開口端面から
上方に離間する位置に配置されている。これにより、ノ
ズル内の熱風が図６に矢印ａ２で示すように各排気孔６
２ｂからノズル外に排気される。

【０００６】部品吸着用ノズル６３は、熱風供給用ノズ
ル６２の空間部６２ａ内においてＢＧＡ型半導体パッケ
ージ６５を吸着可能な段状の円筒からなり、熱風供給用
ノズル６２に一体化されている。

【０００７】なお、図７および図８において、符号６７
および６８は、回路基板６４の部品搭載面６４ａ上にＢ
ＧＡ型半導体パッケージ６５に近接して搭載される回路
部品である。また、図８において、符号６９は、部品交
換用領域（部品実装禁止領域：幅寸法Ａ）を示し、部品
搭載面６４ａ上の領域であって、熱風供給用ノズル６２
の開口端面が当接する領域にＢＧＡ型半導体パッケージ
６５と熱風供給ノズル６２との間（１ｍｍ以上）に形成
される領域を加えた領域とする。

【０００８】このように構成された電子部品交換用ノズ
ル装置において、不良品としてのＢＧＡ型半導体パッケ
ージを良品としてのＢＧＡ型半導体パッケージと交換す
るには、回路基板６４上から不良品としてのＢＧＡ型半
導体パッケージ６５を取り外した後、回路基板６４上に
良品としてのＢＧＡ型半導体パッケージ６５を取り付け
ることにより行う。この場合、予め半田接合部６６の溶
融温度に設定された熱風が、熱風供給用ノズル６３によ
ってＢＧＡ型半導体パッケージ６５に図６に矢印ａ１で
示すように供給される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の電子
部品交換用ノズル装置においては、熱風供給用ノズル６
２の各排気孔６２ｂがノズル下方開口端面から上方に離
間する位置に配置されているため、熱風供給時に回路基
板６４上のＢＧＡ型半導体パッケージ６５に対する熱風
が円滑に流動せず、各排気孔６２ｂの開口位置より下方
のノズル内空間に滞留していた。

【００１０】この結果、回路基板６４上のＢＧＡ型半導
体パッケージ６５に溶融温度に設定された熱風を供給す
る場合には多大の時間を要し、部品交換効率が低下する
ばかりか、ＢＧＡ型半導体パッケージ６５以外の回路部
品６７，６８に対して品質上の悪影響を及ぼすという問
題があった。

【００１１】また、従来の電子部品交換用ノズル装置に
おいては、熱風の供給効率を高める必要から、熱風供給
用ノズル６２の内容積が比較的大きい容積（大きい熱容
量）に設定されており、このため部品非搭載領域が広く
なり、近年における高密度実装化に応じることができな
いという問題もあった。なお、特開平５―５０２２０号
公報および特開平９−３０７２２５号公報にそれぞれ
「状態変化媒体を利用した局所的ハンダ付け作業機」と
「プリント基板」として先行技術が開示されているが、
前述した課題は解決されてない。

【００１２】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、部品交換効率を高めることができるとともに、
交換対象電子部品以外の電子部品に対する熱風による品
質上の悪影響を低減することができ、かつ近年における
高密度実装化に応じることができる電子部品交換用ノズ
ル装置の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載の電子部品交換用ノズル装置
は、交換対象電子部品を収納可能な空間部を有し回路基
板の部品搭載面に対する交換対象電子部品の接合部を加
熱・溶融するための熱風を供給する熱風供給用ノズル
と、この熱風供給用ノズルの空間部内で交換対象電子部
品を吸着可能な部品吸着用ノズルとを備えた電子部品交
換用ノズル装置において、熱風供給用ノズルが、回路基
板に対し進退し、回路基板側に開口する筒体からなり、
この筒体の開口端縁に複数の切り欠きを形成することに
より回路基板の部品搭載面に着座可能な着座部およびノ
ズル着座状態において熱風をノズル内からノズル外に排
気するための排気口を設けた構成としてある。したがっ
て、熱風供給時に回路基板上における熱風供給用ノズル
内の交換対象電子部品に対する熱風が排気口から熱風供
給用ノズル外に排気される。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の電
子部品交換用ノズル装置において、熱風供給用ノズルと
部品吸着用ノズルとが一体化されている構成としてあ
る。したがって、熱風供給用ノズルが進退すると、この
進退動作に伴い部品吸着用ノズルが進退する。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の電子部品交換用ノズル装置において、切り欠き内
に排気口から排気される熱風を熱風供給用ノズル外にお
ける回路部品の反部品搭載側に導くフィンを配設した構
成としてある。したがって、熱風排気時に排気口からの
熱風がフィンによって熱風供給用ノズル外における回路
部品の反部品搭載側に導かれる。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項１、２また
は３記載の電子部品交換用ノズル装置において、切り欠
きの正面開口形状を矩形状とする構成としてある。した
がって、熱風供給用ノズル外への熱風の排気が、正面開
口形状を矩形状とする排気口から行われる。

【００１７】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のう
ちいずれか一記載の電子部品交換ノズル装置において、
切り欠きが熱風供給用ノズルの四方に配置されている構
成としてある。したがって、熱風供給用ノズル外への熱
風の排気が、各排気口からノズル四方に行われる。

【００１８】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のう
ちいずれか一記載の電子部品交換用ノズル装置におい
て、交換対象電子部品が半導体パッケージからなる構成
としてある。したがって、熱風供給用ノズルによる熱風
の供給が回路基板上の半導体パッケージに対して行われ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
図面を参照して説明する。図１（ａ）および（ｂ）は本
発明の第一実施形態に係る電子部品交換用ノズル装置を
示す横断面図と縦断面図、図２は同じく本発明の第一実
施形態に係る電子部品交換用ノズル装置を示す外観斜視
図で、同図以下において図７および図８と同一の部材に
ついては同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。同
図において、符号１で示す電子部品交換用ノズル装置
は、熱風供給用ノズル２および部品吸着用ノズル６３を
備え、回路基板６４の部品搭載面６４ａ上方に昇降自在
に配設されている。

【００２０】熱風供給用ノズル２は、従来の熱風供給用
ノズル６２と同様に、ＢＧＡ型半導体パッケージ６５を
収納可能な空間部２ａを有し、回路基板側（下方）に開
口する断面正四角形状の筒体によって形成されている。
これにより、回路基板６４の部品搭載面６４ａに対する
ＢＧＡ型半導体パッケージ６５の半田接合部６６を加熱
・溶融するための熱風が図１に矢印ｂ１で示すように供
給される。

【００２１】熱風供給用ノズル２には、下方開口端縁に
正面開口形状を矩形状とする四つの切り欠き２ｂを形成
することにより、回路基板６４の部品搭載面６４ａに着
座可能な着座部３およびノズル着座状態において熱風を
ノズル内からノズル外に排気するための排気口４が設け
られている。

【００２２】着座部３は、熱風供給用ノズル２の平面四
角部に配置されている。これにより、熱風供給用ノズル
２による熱風の供給が回路基板６４の部品搭載面６４ａ
上に着座部３を着座させて行われる。排気口４は、ＢＧ
Ａ型半導体パッケージ６５の各辺とほぼ同等あるいは若
干大きい寸法の開口幅を有し、四つの着座部３のうちそ
れぞれが互いに隣り合う二つの着座部３，３間すなわち
熱風供給用ノズル２の四方に配置されている。これによ
り、熱風供給用ノズル２内の熱風が図１に矢印ｂ２で示
すように各排気口４から熱風供給用ノズル２外に排気さ
れる。

【００２３】なお、図１において、符号５は、部品交換
用領域（部品実装禁止領域）を示し、部品搭載面６４ａ
上の領域であって、熱風供給用ノズル２の着座部３がノ
ズル厚Ｂ（図８におけるＡの約１／２寸法）をもって当
接（着座）する領域とする。

【００２４】このように構成された電子部品交換用ノズ
ル装置において、不良品としてのＢＧＡ型半導体パッケ
ージを良品としてのＢＧＡ型半導体パッケージと交換す
るには、従来と同様に、回路基板６４上の不良品として
のＢＧＡ型半導体パッケージ６５を取り外した後、回路
基板６４上に良品としてのＢＧＡ型半導体パッケージ６
５を取り付けることにより行う。

【００２５】先ず、回路基板６４上から不良品としての
ＢＧＡ型半導体パッケージ６５を取り外す場合につき、
図１を用いて説明する。すなわち、同図に示すように、
電子部品交換用ノズル装置１を下降操作することによ
り、熱風供給用ノズル２をＢＧＡ型半導体パッケージ６
５に被冠するようにして着座部３を回路基板６４の部品
搭載面６４ａ上に当接させる。

【００２６】次に、予め半田接合部６６の溶融温度に設
定された熱風を熱風供給用ノズル２によってＢＧＡ型半
導体パッケージ６５に同図に矢印ｂ１で示すように供給
する。このとき、回路基板６４の部品搭載面６４ａ上に
対するＢＧＡ型半導体パッケージ６５の半田接合部６６
が熱風によって加熱・溶融される。そして、加熱・溶融
後には、熱風供給用ノズル２内の熱風が各排気口４から
均等に熱風供給用ノズル２外に排気される。

【００２７】この後、部品吸着用ノズル６３によって熱
風供給用ノズル２内のＢＧＡ型半導体パッケージ６５を
吸着してから、電子部品交換用ノズル装置１を上昇操作
する。

【００２８】次に、回路基板６４上に良品としてのＢＧ
Ａ型半導体パッケージ６５を取り付ける場合について説
明する。すなわち、先ず部品吸着用ノズル６３によって
熱風供給用ノズル６２の空間部６２ａ内で良品としての
ＢＧＡ型半導体パッケージ６５を吸着する。このとき、
回路基板６４の部品搭載面６４ａ上から不良品としての
ＢＧＡ型半導体パッケージ６５および残留半田（図示せ
ず）が取り除かれている。

【００２９】次に、電子部品交換用ノズル装置１を下降
操作することにより、回路基板６４の部品搭載面（ラン
ド）６４ａ上にＢＧＡ型半導体パッケージ６５を搭載し
た後、予め半田接合部６６の溶融温度に設定された熱風
を熱風供給用ノズル６２によってＢＧＡ型半導体パッケ
ージ６５に供給する。

【００３０】このとき、回路基板６４の部品搭載面６４
ａ上に対するＢＧＡ型半導体パッケージ６５の半田接合
部６６が熱風によって加熱・溶融される。そして、加熱
・溶融後には、熱風供給用ノズル２内の熱風が各排気口
４から均等に熱風供給用ノズル２外に排気される。

【００３１】この後、部品吸着用ノズル６３によるＢＧ
Ａ型半導体パッケージ６５の吸着を解除してから、電子
部品交換用ノズル装置１を上昇操作する。このようにし
て、不良品としてのＢＧＡ型半導体パッケージ６５を良
品としてのＢＧＡ型半導体パッケージ６５と交換するこ
とができる。

【００３２】したがって、本実施形態においては、熱風
供給時に回路基板６４上のＢＧＡ型半導体パッケージ６
５に対する熱風が円滑に流動するから、従来のように熱
風供給用ノズル２内に熱風が滞留せず、回路基板６４上
のＢＧＡ型半導体パッケージ６５に対する熱風の供給時
間を短縮することができる。この場合、熱風の供給時間
を短縮できることは、それだけ供給熱風量を少なくする
ことができるから、熱風供給用ノズル２外に排気される
熱風によって部品搭載面６４ａ上の回路部品６７，６８
が半田溶融し吹き飛ばされることはない。

【００３３】また、本実施形態において、熱風供給時に
回路基板６４上のＢＧＡ型半導体パッケージ６５に対す
る熱風が円滑に流動することは、熱風の供給効率を高め
るために熱風供給用ノズル６２の内容積を大きい容積に
設定する必要がないから、部品非搭載領域を縮小させる
ことができる。

【００３４】なお、本実施形態においては、熱風供給用
ノズル２に複数の切り欠き２ｂを単に形成する場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されず、第二実施
形態として図３（ａ）および（ｂ）に示すような構造と
してもよい。すなわち、同図に示す電子部品交換用ノズ
ル装置は、熱風供給用ノズル２の開口端縁に複数の切り
欠き２ｂが形成され、これら各切り欠き２ｂ内に排気口
４から排気される熱風を熱風供給用ノズル２外における
回路部品６７，６８の反部品搭載側に導くフィン３１が
配設されている。

【００３５】このような電子部品交換用ノズル装置にお
いては、熱風排気時に排気口４からの熱風がフィン３１
によって熱風供給用ノズル２外における回路部品６７，
６８の反部品搭載側に導かれるから、排気口４からの熱
風が回路部品６７，６８へ直接あたることがなく、回路
部品６７，６８に対する熱風による悪影響を効果的に低
減することができる。この場合、フィン３１を切り欠き
２ｂ内に回動可能に取り付けておくと、回路部品６７，
６８までの距離および回路電子部品の大きさ等に応じて
フィンの角度を調整することができる。

【００３６】また、本実施形態においては、ＢＧＡ型半
導体パッケージを交換する場合に適用する例について説
明したが、本発明はこれに限定適用されず、図４（第三
実施形態）および図５（第四実施形態）にそれぞれ示す
ようにリードフレーム型半導体パッケージ１１とランド
グリッド型半導体パッケージ２１の交換にも適用するこ
とができ、この他ＱＦＰやＳＯＰ等の半導体パッケージ
の交換にも前述した実施形態と同様に適用可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、熱
風供給用ノズルが、回路基板に対し進退し、回路基板側
に開口する筒体からなり、この筒体の開口端縁に複数の
切り欠きを形成することにより回路基板の部品搭載面に
着座可能な着座部およびノズル着座状態において熱風を
ノズル内からノズル外に排気するための排気口を設けた
ので、熱風供給時に回路基板上における熱風供給用ノズ
ル内の交換対象電子部品に対する熱風が排気口から熱風
供給用ノズル外に排気される。

【００３８】したがって、回路基板上の交換対象電子部
品に対する熱風が円滑に流動するから、従来のように熱
風供給用ノズル内に熱風が滞留せず、回路基板上の交換
対象電子部品に対する熱風の供給時間を短縮して部品交
換効率を高めることができるとともに、交換対象電子部
品以外の電子部品に対する熱風による品質上の悪影響を
低減することができる。

【００３９】また、熱風供給時に回路基板上の交換対象
電子部品に対する熱風が円滑に流動することは、熱風の
供給効率を高めるために熱風供給用ノズルの内容積を大
きい容積に設定する必要がないから、部品非搭載領域を
縮小させることができ、近年における高密度実装化に応
じることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）および（ｂ）は本発明の第一実施形態に
係る電子部品交換用ノズル装置を示す横断面図と縦断面
図である。

【図２】本発明の第一実施形態に係る電子部品交換用ノ
ズル装置を示す外観斜視図である。

【図３】（ａ）および（ｂ）は本発明の第二実施形態に
係る電子部品交換用ノズル装置を示す横断面図と外観斜
視図である。

【図４】本発明の第三実施形態に係る電子部品交換用ノ
ズル装置を示す横断面図である。

【図５】本発明の第四実施形態に係る電子部品交換用ノ
ズル装置を示す横断面図である。

【図６】従来の電子部品交換用ノズル装置を示す外観斜
視図である。

【図７】従来の電子部品交換用ノズル装置を示す横断面
図である。

【図８】従来の電子部品交換用ノズル装置を示す縦断面
図である。

【符号の説明】

１ 電子部品交換用ノズル装置 ２ 熱風供給用ノズル ２ａ 空間部 ２ｂ切り欠き ３ 着座部 ４ 排気口 ６３ 部品吸着用ノズル ６４ 回路基板 ６４ａ 部品搭載面 ６５ ＢＧＡ型半導体パッケージ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交換対象電子部品を収納可能な空間部を
   有し、回路基板の部品搭載面に対する交換対象電子部品
   の接合部を加熱・溶融するための熱風を供給する熱風供
   給用ノズルと、 この熱風供給用ノズルの空間部内で交換対象電子部品を
   吸着可能な部品吸着用ノズルとを備えた電子部品交換用
   ノズル装置において、 前記熱風供給用ノズルが、前記回路基板に対し進退し、
   回路基板側に開口する筒体からなり、 この筒体の開口端縁に複数の切り欠きを形成することに
   より前記回路基板の部品搭載面に着座可能な着座部およ
   びノズル着座状態において熱風をノズル内からノズル外
   に排気するための排気口を設けたことを特徴とする電子
   部品交換用ノズル装置。
2. 【請求項２】 前記熱風供給用ノズルと前記部品吸着用
   ノズルとが一体化されていることを特徴とする請求項１
   記載の電子部品交換用ノズル装置。
3. 【請求項３】 前記切り欠き内に前記排気口から排気さ
   れる熱風を前記熱風供給用ノズル外における回路部品の
   反部品搭載側に導くフィンを配設したことを特徴とする
   請求項１または２記載の電子部品交換用ノズル装置。
4. 【請求項４】 前記切り欠きの正面開口形状を矩形状と
   する請求項１，２または３記載の電子部品交換用ノズル
   装置。
5. 【請求項５】 前記切り欠きが前記熱風供給用ノズルの
   四方に配置されていることを特徴とする１〜４のうちい
   ずれか一記載の電子部品交換用ノズル装置。
6. 【請求項６】 前記交換対象電子部品が半導体パッケー
   ジからなることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれ
   か一記載の電子部品交換用ノズル装置。