專利名稱：電子器件的修復(fù)方法和修復(fù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將電子器件從安裝有電子器件的電路板分離的 修復(fù)方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，電子器件在包括電路板(該電路板上安裝有多個(gè)電子器件) 的電路板單元上的安裝密度持續(xù)增加。另一方面，電子器件也在發(fā)展以 適合于更高的密度。它們發(fā)展的一種方式是更廣泛地使用球柵陣列
(BGA)、芯片尺寸封裝(CSP)和其它大尺寸電子器件。這些大尺寸電 子器件是多引腳(multi-pin)器件。其中的大多數(shù)是在這些器件的底面(基 面)上具有多組端子的結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)對(duì)于節(jié)省空間很有效，所以 它們開始在移動(dòng)電話、筆記本電腦等中大量使用。
然而，由于BGA和其它大尺寸電子器件以高密度來(lái)包含CPU和其 它電路模塊，因此它們非常昂貴。因此，例如當(dāng)在該電路板單元的安裝 過(guò)程中在大尺寸電子器件與該電路板之間的連接部發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，實(shí)踐中 是并不是廢棄(scrap)該電路板單元，而是立刻將該有問(wèn)題的器件從該 電路板分離，進(jìn)行預(yù)定修復(fù)，然后通過(guò)焊接將其重新連接。
通過(guò)這種方式將電子器件從電路板分離通常被稱為"修復(fù)"。如果要 被分離的電子器件是大尺寸電子器件(BGA等)，則由于該器件尺寸較大 并且具有多引腳，所以其熱容量(heatcapacity)較大并因此不容易修復(fù)。 此外，近年來(lái)， 一般的實(shí)踐中是使用無(wú)鉛焊料作為上述焊料。與傳統(tǒng)基 于鉛的焊料相比，修復(fù)不再容易。
通過(guò)這種方式，在修復(fù)變得比以前更難的情況下， 一般實(shí)踐中是使 用專門為修復(fù)而設(shè)計(jì)的再加工(rework)機(jī)器進(jìn)行修復(fù)。這被稱為"修復(fù) 系統(tǒng)"。請(qǐng)注意，作為與稍后說(shuō)明的本發(fā)明有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，有日本專利公
報(bào)No. 11-135895、日本專利No. 3470953和日本特開專利公報(bào)No. 9-283915。
將參照?qǐng)D15詳細(xì)描述傳統(tǒng)的修復(fù)系統(tǒng)。該修復(fù)系統(tǒng)由預(yù)加熱裝置和 主加熱裝置構(gòu)成，該預(yù)加熱裝置通過(guò)底加熱器從電路板的第二表面(背 面)對(duì)安裝在該電路板的第一表面(正面)上的要修復(fù)的電子器件(以 下也稱為"修復(fù)器件")的焊接點(diǎn)進(jìn)行預(yù)加熱，該主加熱裝置通過(guò)頂加熱 器從該電路板的第一表面對(duì)該被預(yù)加熱的修復(fù)器件進(jìn)行集中加熱。通過(guò) 由該頂加熱器進(jìn)行的主加熱，位于該修復(fù)器件的焊接點(diǎn)的焊料熔化，從 而可以從該電路板取下該修復(fù)器件。
在這種傳統(tǒng)的修復(fù)系統(tǒng)中，如由稍后說(shuō)明的圖15所說(shuō)明的，存在兩 個(gè)問(wèn)題。第一個(gè)問(wèn)題是，安裝在與安裝有該修復(fù)器件的表面相對(duì)側(cè)的表 面(第二表面)上的那些器件的質(zhì)量會(huì)被該頂加熱器的高溫加熱所劣化。
第二個(gè)問(wèn)題是，由于該底加熱器的高溫加熱，因此該電路板(例如， 由玻璃纖維環(huán)氧樹脂制成)達(dá)到玻璃轉(zhuǎn)化溫度(glass transition temperature, Tg)，并且該電路板作為整體會(huì)發(fā)生"扭曲(warping)"。這 降低了焊接點(diǎn)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明第一目的是提供一種不會(huì)導(dǎo)致電子器件的質(zhì)量惡化(第 一個(gè)問(wèn)題)的修復(fù)方法、 一種修復(fù)系統(tǒng)、 一種電路板單元以及一種用于 生產(chǎn)電路板單元的方法。
此外，除了第一目的以外，第二目的是提供一種能夠抑制電路板扭 曲(第二個(gè)問(wèn)題)的電路板單元。
請(qǐng)注意，日本特開專利公報(bào)No. 11-135895、日本專利No. 3470953 和日本特開專利公報(bào)No. 9-283915都公開了用于將電子器件"焊接"到 電路板的技術(shù)。它們不是如本發(fā)明一樣的用于將所焊接的電子器件作為 修復(fù)器件從電路板"分離"的技術(shù)。
本說(shuō)明書中公開的修復(fù)方法預(yù)先將電磁感應(yīng)材料埋入電路板內(nèi)并靠近修復(fù)器件，在修復(fù)時(shí)，從電磁線圈發(fā)射電磁波，以使得電磁感應(yīng)材料 產(chǎn)生熱量并對(duì)該修復(fù)器件進(jìn)行加熱。
本說(shuō)明書中公開的修復(fù)系統(tǒng)設(shè)置有電磁線圈，該電磁線圈向埋入 電路板內(nèi)并靠近修復(fù)器件的電磁感應(yīng)材料發(fā)射電磁波，以使電磁感應(yīng)材 料產(chǎn)生熱量；以及加熱控制器，該加熱控制器向該電磁線圈通入預(yù)定高 頻電流。
此外，本說(shuō)明書中公開的電路板單元在電路板內(nèi)部靠近修復(fù)器件具 有電磁感應(yīng)材料。
此外，本說(shuō)明書中公開的用于生產(chǎn)電路板單元的方法包括以下步驟 在電路板上安裝包括修復(fù)器件的多個(gè)電子器件；對(duì)安裝后的電子器件檢 查外觀及電特性；以及將通過(guò)該檢查發(fā)現(xiàn)具有異常的修復(fù)器件從該電路 板分離的修復(fù)步驟。通過(guò)從電磁線圈向埋入該電路板內(nèi)并靠近該修復(fù)器 件的電磁感應(yīng)材料發(fā)射電磁波以使電磁感應(yīng)材料產(chǎn)生熱量，來(lái)進(jìn)行該修 復(fù)步驟中的對(duì)該修復(fù)器件的加熱。
根據(jù)本說(shuō)明書中公開的該修復(fù)方法，當(dāng)從該電路板的第二表面(背 面)對(duì)焊接到第一表面(正面)的修復(fù)器件進(jìn)行預(yù)加熱時(shí)，第二表面(背 面)不像過(guò)去一樣暴露于高溫。過(guò)去，因?yàn)閷?shí)踐中是使用底加熱器進(jìn)行 預(yù)加熱，所以整個(gè)背面暴露于高溫。
另一方面，根據(jù)本說(shuō)明書中公開的修復(fù)方法，由于將向該修復(fù)器件 發(fā)射的電磁波用作熱源，因此整個(gè)背面不像上述一樣暴露于高溫。此時(shí)， 僅在靠近電磁感應(yīng)材料設(shè)置的修復(fù)器件處將該表面局部地加熱到高溫。
因此，不會(huì)使安裝在背面上的不耐熱器件(例如，電解電容器等) 的質(zhì)量劣化。
此外，根據(jù)本說(shuō)明書中公開的修復(fù)方法，因?yàn)樵陬A(yù)加熱期間不像過(guò) 去一樣將整個(gè)背面暴露于高溫，所以電路板不會(huì)"扭曲"。這是因?yàn)橹簧?及通過(guò)電磁感應(yīng)材料進(jìn)行局部加熱。在這種情況下，如稍后說(shuō)明的，如 果在該電磁感應(yīng)材料周圍增加散熱材料，則可以使發(fā)熱部與非發(fā)熱部之 間的急劇的溫度變化平緩，從而可以更有效地抑制"扭曲"。


通過(guò)參照附圖而提供的對(duì)實(shí)施方式的以下描述，將可以更清楚地理 解所述實(shí)施方式的這些及其它目的和特征，在附圖中
圖1是示出本說(shuō)明書中公開的修復(fù)系統(tǒng)10的第一實(shí)施方式的圖2是示出修復(fù)系統(tǒng)10的第二實(shí)施方式的圖3是示出修復(fù)系統(tǒng)10的第三實(shí)施方式的圖4是示出小線圈組的選擇性電磁性(selective electromagnetism)
的圖5是示出電路板單元4的第一實(shí)施方式、尤其是電磁感應(yīng)材料12
的圖6是示出用于進(jìn)一步增加在修復(fù)器件的中心部分所產(chǎn)生的熱量的 示例的圖7是示出電磁感應(yīng)材料12的第二實(shí)施方式的圖8是示出電磁感應(yīng)材料12的第三實(shí)施方式的圖9是示出電磁感應(yīng)材料12的第四實(shí)施方式的圖IO是示出電磁感應(yīng)材料12的第五實(shí)施方式的圖11是示出電磁感應(yīng)材料12的第六實(shí)施方式的圖12是示出將電磁感應(yīng)材料12埋入電路板2中的效果的圖13是描繪包括現(xiàn)有修復(fù)方法的用于生產(chǎn)電路板單元4的方法的流
程圖14是描繪比圖13更具體的生產(chǎn)方法的流程圖；以及 圖15是示出傳統(tǒng)修復(fù)系統(tǒng)1的圖。
具體實(shí)施例方式
在描述這些實(shí)施方式之前，參照相關(guān)附圖來(lái)描述現(xiàn)有技術(shù)及其缺點(diǎn)。 為了更加明確這里公開的修復(fù)系統(tǒng)的效果，首先說(shuō)明傳統(tǒng)修復(fù)系統(tǒng)。
圖15是示出傳統(tǒng)修復(fù)系統(tǒng)1的圖。在該圖中，電路板2的第一表面 (正面)上安裝有多個(gè)電子器件3a、 3b (為了簡(jiǎn)潔，只顯示三個(gè))。在這 些電子器件中，3a表示上述BGA，作為要修復(fù)的大尺寸器件(修復(fù)器件)的一個(gè)示例。另一方面，3b表示一般不必修復(fù)的電子器件(IC)。
電路板2的第二表面(背面)上安裝有多個(gè)電子器件3c、 3d (為了
簡(jiǎn)潔，顯示了七個(gè))。在這些電子器件中，3c表示電解電容器，作為不耐
熱并且不必修復(fù)的器件的一個(gè)示例，而3d表示電阻器，作為不必修復(fù)的
一般器件的一個(gè)示例。由以上構(gòu)件2和3a到3d形成電路板單元4。由支
撐臺(tái)5基本水平地支撐并固定電路板單元4。
電路板2的第二表面(底面)上設(shè)置有底加熱器6。第一表面(頂
面)上設(shè)置有頂加熱器7。在頂加熱器7處，安裝有用于對(duì)修復(fù)器件3a
進(jìn)行集中加熱的專用蓋8。
加熱控制器9對(duì)底加熱器6和頂加熱器7的電源進(jìn)行控制。 對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，將電路板單元4固定在設(shè)置有用于預(yù)加熱的底
加熱器6和用于主加熱的頂加熱器7的所謂的再加工機(jī)器內(nèi)。首先，底
加熱器6用來(lái)從修復(fù)器件3a的反面將焊接點(diǎn)(solder joint) S預(yù)加熱到大
約70到IO(TC的溫度。該預(yù)加熱作為對(duì)于在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行可靠加熱所要
求的熱源，使得熱量在主加熱時(shí)不從板2散發(fā)。
此外，底加熱器6的尺寸達(dá)到使得能夠?qū)φ麄€(gè)電路板單元4進(jìn)行加
熱的程度，以使得能夠?qū)Π惭b在各個(gè)電路板單元4的各個(gè)位置的器件進(jìn)
行加熱。
在使用用于預(yù)加熱的底加熱器5之后，當(dāng)繼續(xù)加熱時(shí)，使用頂加熱 器7從修復(fù)器件3a的安裝表面將焊接點(diǎn)S主加熱到230到240'C的焊料 熔化溫度，并將器件3a從板2分離。
該主加熱是用于使要修復(fù)器件3a的焊料熔化的熱源。為了更集中地 對(duì)器件3a進(jìn)行加熱，在為各個(gè)封裝安裝了專用蓋8同時(shí)進(jìn)行主加熱。
當(dāng)對(duì)修復(fù)器件3a的悍接點(diǎn)S進(jìn)行預(yù)加熱時(shí)，使用底加熱器6從修復(fù) 器件3a的相對(duì)側(cè)來(lái)逐漸進(jìn)行加熱。為了將焊接點(diǎn)S加熱到70到100°C， 必須通過(guò)電源將底加熱器6本身加熱到接近300'C 。
此外，在此時(shí)，與安裝有修復(fù)器件3a的表面相對(duì)一側(cè)的板的表面以 及所安裝的器件3c和3d都暴露于接近200"C的溫度。具體地說(shuō)，犧牲了 不耐熱器件的質(zhì)量。此外，因?yàn)橥ㄟ^(guò)超過(guò)Tg溫度的熱量對(duì)整個(gè)電路板2進(jìn)行加熱，所以 存在整個(gè)電路板會(huì)扭曲的問(wèn)題。這會(huì)降低器件連接點(diǎn)(devicejoint) S的 可靠性。
根據(jù)以上說(shuō)明，在修復(fù)器件期間，熱量被傳導(dǎo)到所涉及的器件3a以 外的器件3c、 3d。這容易引起以下問(wèn)題，諸如由于熱量而導(dǎo)致的器件缺 陷或者諸如由于板的扭曲而降低連接可靠性。
此外，無(wú)鉛焊料的使用日益增加，但是因?yàn)槿刍@種焊料所要求的 加熱溫度趨于更高，所以必須在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行可靠和高效的加熱。
由于以上說(shuō)明，本說(shuō)明書中公開的修復(fù)方法使得能夠進(jìn)行局部加熱， 并且可以抑制該修復(fù)器件周圍的器件上的熱應(yīng)力(thermal stress)。為此 目的，通過(guò)設(shè)置有電磁感應(yīng)線圈的修復(fù)系統(tǒng)10以及在修復(fù)器件3a正下 方在電路板中部分地(局部地)設(shè)置有電磁感應(yīng)材料的電路板單元來(lái)實(shí) 現(xiàn)預(yù)加熱。
圖1是示出本說(shuō)明公開的修復(fù)系統(tǒng)10的第一實(shí)施方式的圖。請(qǐng)注意， 在附圖中，始終為類似的組成單元分配相同的附圖標(biāo)記或符號(hào)。
在該圖中，根據(jù)本實(shí)施方式的修復(fù)系統(tǒng)10是這種修復(fù)系統(tǒng)，其將安 裝在電路板2的第一表面(頂面)上的多個(gè)電子器件3a、 3a，到3d中的 至少一個(gè)特定電子器件3a (3a')從電路板2分離，該修復(fù)系統(tǒng)10設(shè)置 有電磁線圈ll，電磁線圈11用作用于將焊接到電路板2的特定電子器 件3a、 3a'從電路板2去除的熱源；以及加熱控制器19，加熱控制器19 用于對(duì)流過(guò)該電磁感應(yīng)線圈11的高頻電流I進(jìn)行控制。這里，包括要修 復(fù)的特定電子器件的電路板單元4包括電路板2;多個(gè)電子器件，該多 個(gè)電子器件安裝在電路板2上，并且包括要在修復(fù)時(shí)分離的至少一個(gè)特 定電子器件3a (3a');以及電磁感應(yīng)材料12 (12，)，該電磁感應(yīng)材料被 埋入電路板2內(nèi)并靠近該特定電子器件。
如箭頭M所示，可以將與電磁感應(yīng)材料12、 12'配對(duì)的電磁感應(yīng)線 圈11移動(dòng)到向埋入該電路板內(nèi)并靠近特定電子器件3a、 3a'的電磁感應(yīng) 材料12、 12'發(fā)射電磁波的位置。為此，線圈11與加熱控制器19例如通 過(guò)柔性線纜C連接。因此，由(i)預(yù)加熱裝置13以及(ii)主加熱裝置14來(lái)實(shí)現(xiàn)修復(fù) 系統(tǒng)，該預(yù)加熱裝置13通過(guò)電磁感應(yīng)線圈11和加熱控制器19對(duì)特定電 子裝置3a (3a')進(jìn)行預(yù)加熱，該主加熱裝置14通過(guò)加熱器7對(duì)被預(yù)加 熱的特定電子器件進(jìn)行集中加熱并且通過(guò)加熱控制器9控制加熱器7的 饋送電流來(lái)對(duì)特定電子器件3a (3a')進(jìn)行主加熱。可以將加熱控制器19 設(shè)置為對(duì)高頻電流I的電流值和/或頻率進(jìn)行控制。這是因?yàn)椋ㄟ^(guò)高頻 電流I由電磁感應(yīng)材料12、 12'產(chǎn)生的熱量不僅可以由該高頻電流的電流 值的大小來(lái)改變，而且可以由電流的電平(level)來(lái)改變。
在本說(shuō)明書中提供一種新的修復(fù)方法。也就是說(shuō)，提供了一種將安 裝在電路板2的第一表面(頂側(cè))上的多個(gè)電子器件中的至少一個(gè)特定 電子器件3a (3a')從電路板2分離的修復(fù)方法，該方法包括以下步驟 (i)第一步驟，將電磁感應(yīng)材料12 (12')埋入電路板2內(nèi)并靠近該特定 電子器件，以及(ii)第二步驟，從電磁感應(yīng)材料線圈11向電磁感應(yīng)材 料12 (12')發(fā)射電磁波E。
在通過(guò)第二步驟(ii)對(duì)該特定電子器件進(jìn)行預(yù)加熱步驟之后，該方 法還包括以下步驟(iii)第三步驟，用于進(jìn)一步對(duì)該被預(yù)加熱的特定電 子器件進(jìn)行集中加熱的主加熱步驟。在這種情況下，在電路板2的第二 表面?zhèn)?底側(cè))進(jìn)行第二步驟(ii)。在該電路板的第一表面?zhèn)?頂側(cè))
進(jìn)行第三步驟(m)。
圖2是示出修復(fù)系統(tǒng)10的第二實(shí)施方式的圖。如圖1所示，安裝在 一個(gè)電路板4上的特定電子器件不限于一個(gè)?？梢园惭b兩個(gè)或更多個(gè)特 定電子器件。此外，這些特定電子器件的形狀或尺寸往往不同。在這種 情況下，如果參考上述修復(fù)方法，則當(dāng)存在多個(gè)特定電子器件(3a、 3a') 時(shí)，在第一步驟(i)，與各個(gè)特定電子器件相對(duì)應(yīng)地設(shè)置電磁感應(yīng)材料(12、 12，)，并且在這些特定電子器件處產(chǎn)生不同的熱量。
通過(guò)為各個(gè)特定電子器件選擇性地使用電磁感應(yīng)材料及電磁感應(yīng)線 圈對(duì)，可以極大地提高該修復(fù)系統(tǒng)的加熱效率。
為此，首先，將電路板單元4中的電磁感應(yīng)材料12、 12'形成為其尺 寸等于特定電子器件3a、 3a'，而將電磁感應(yīng)線圈11、 ll'設(shè)置為用于發(fā)射其寬度覆蓋電磁感應(yīng)材料12、 12'的區(qū)域的電磁波E、 E'的外部形狀。 因此，將電磁感應(yīng)材料11、 ll'形成為針對(duì)電磁感應(yīng)材料12、 12'的各個(gè) 區(qū)域而發(fā)射寬度覆蓋這些區(qū)域的多種電磁波E、 E'的電磁感應(yīng)線圈。
圖3是示出修復(fù)系統(tǒng)10的第三實(shí)施方式的圖。然而，只示出了電磁 感應(yīng)線圈11和電磁感應(yīng)材料12。本實(shí)施方式的電路板4中的電磁感應(yīng)材 料12由與多個(gè)小電磁感應(yīng)線圈11相對(duì)應(yīng)的多個(gè)小片(al到g8)組成。 這些小片設(shè)置在至少包括該特定電子器件的電路板2中的預(yù)定區(qū)域及其 附近。
通常，在電路板單元4的設(shè)計(jì)階段，預(yù)先知道預(yù)計(jì)會(huì)成為修復(fù)器件 的特定電子器件(3a、 3a')在電路板2上的布局及其尺寸和形狀。因此， 也可以預(yù)先確定電磁感應(yīng)材料12的尺寸、形狀和布局。也可以預(yù)先確定 適于這些電磁感應(yīng)材料12的尺寸。
就此，在電路板2的生產(chǎn)階段，有時(shí)不知道在什么位置設(shè)置什么種 類的電子器件。在這樣的情況下，預(yù)先將大量的電磁感應(yīng)材料12的小片 埋入電路板2。另一方面，電磁感應(yīng)線圈11包括與這些小片相對(duì)應(yīng)的一 組小線圈。此后，在電路板單元4的生產(chǎn)期間，也就是說(shuō)，在其中最終 確定了可能要求修復(fù)的器件的位置并且必須修復(fù)該器件的步驟，可以選 擇性地激勵(lì)面對(duì)該修復(fù)器件的小線圈(al到g8)。
圖4是示出選擇性地激勵(lì)該組小線圈的圖。作為一個(gè)示例，示出了 選擇性地激勵(lì)圖3中所示的兩個(gè)小電磁感應(yīng)材料12的情況。在該圖中， 在修復(fù)期間，接通加熱控制器19中的電源PW的主開關(guān)SW0，并且接通 用于只對(duì)面對(duì)電磁感應(yīng)材料12的這兩個(gè)小片的小線圈d4和d5進(jìn)行激勵(lì) 的對(duì)應(yīng)開關(guān)SW4和SW5。即使當(dāng)存在兩個(gè)或更多個(gè)不同的修復(fù)器件時(shí)， 只要接通與這些修復(fù)器件相對(duì)應(yīng)的小線圈的開關(guān)(SW)就足夠了。
由于能夠?qū)崿F(xiàn)局部加熱的上述實(shí)施方式，因此可以消除在由底加熱 器6進(jìn)行預(yù)加熱時(shí)即使不耐熱器件也被一起加熱的問(wèn)題。此外，如果能 夠極大地抑制由于對(duì)電路板2的加熱而導(dǎo)致的"扭曲"，則這是很有利的。
因此，在以下實(shí)施方式中，如果以上述修復(fù)方法作為示例，則在第 二步驟(ii)，由電磁波E、 E'產(chǎn)生的來(lái)自電磁感應(yīng)材料12、 12'的熱量從電磁感應(yīng)材料的中心向外側(cè)逐漸散發(fā)，從而抑制了板2的"扭曲"。
圖5是示出電路板單元4的第一實(shí)施方式、尤其是電磁感應(yīng)材料12 的圖。如該圖所示，電磁感應(yīng)材料12具有散熱構(gòu)件21，散熱構(gòu)件21與 電磁感應(yīng)材料12—體地設(shè)置，從而包圍該電磁感應(yīng)材料12。請(qǐng)注意，在 該圖的示例中，由與電磁感應(yīng)材料12相同的構(gòu)件(例如，基于鐵的薄片) 來(lái)形成散熱構(gòu)件21，在這兩者之間形成細(xì)縫22，從而中心(12)的熱量 向外側(cè)逐漸散發(fā)。
在第五實(shí)施方式及隨后的實(shí)施方式中，中心(12)的熱量向結(jié)構(gòu)中 的外側(cè)散發(fā)，所以應(yīng)當(dāng)盡可能地增加在中心(12)部分處產(chǎn)生的熱量。 示出了一個(gè)示例。
圖6是示出用于進(jìn)一步增加在該修復(fù)器件的中心部分所產(chǎn)生的熱量 的示例的圖。也就是說(shuō)，如該圖所示，將電磁感應(yīng)材料12埋入電路板2 中的貫通孔(通孔(vias)) 23中。當(dāng)切換(switch)互連層時(shí)或當(dāng)互連 GND層時(shí)使用通孔23。為此，在具有大量電源引腳以及難以從中引出互 連(interconnect)的BGA或CSP器件等的情況下，在該器件正下方設(shè)置 有大量通孔23。通過(guò)利用該特征以及通過(guò)對(duì)埋入到通孔23中而且體積增 大的電磁感應(yīng)材料12進(jìn)行加熱，可以產(chǎn)生大量的熱。此外，因?yàn)槁袢氲?通孔23中的電磁感應(yīng)材料12具有導(dǎo)電性，所以可以增加作為通孔的一 部分的導(dǎo)電體積。這可以增加DC電流容量。
圖7是示出電磁感應(yīng)材料12的第二實(shí)施方式的圖。將該圖的散熱構(gòu) 件21形成為表現(xiàn)出隨著離在修復(fù)期間被加熱的高溫電磁感應(yīng)材料12側(cè) 的距離增大而溫度逐漸降低的溫度梯度。
具體地說(shuō)，通過(guò)使得位于修復(fù)器件(3a)的正下方的電磁感應(yīng)材料 12的接合端子區(qū)域?yàn)閷?shí)心形狀，并通過(guò)使得其周圍的散熱區(qū)域(21)為 網(wǎng)眼形狀，來(lái)增加與該板接觸的表面，并且散熱效率變得更好。此外， 使得該網(wǎng)眼區(qū)域越遠(yuǎn)離外側(cè)越粗糙(coarse),由此降低傳導(dǎo)到該板的加 熱溫度，并且可以為在該修復(fù)器件周圍的板溫度設(shè)置平緩的溫度梯度， 因此可以減弱熱應(yīng)力。
圖8是示出電磁感應(yīng)材料12的第三實(shí)施方式的圖。在該圖中，散熱
13區(qū)域21由圓形開口細(xì)縫(circular relief slit) 22制成。越靠近外側(cè)，則圓 形開口細(xì)縫22的直徑越大(22 (小)一22 (中)一22 (大))。以與通過(guò) 網(wǎng)眼形狀來(lái)進(jìn)行散熱的情況相同的方式，可以越靠近外圍則越多地降低 傳導(dǎo)到該板的加熱溫度，并且可以設(shè)置平緩的溫度梯度。此外，通過(guò)為 圓形開口形狀而不是網(wǎng)眼形狀來(lái)形成散熱區(qū)域，可以消除尖銳部分，并 可以提高細(xì)縫的生產(chǎn)率。
圖9是示出電磁感應(yīng)材料12的第四實(shí)施方式的圖。在不耐熱器件被 靠近特定電子器件安裝的情況下，當(dāng)發(fā)熱部分(21、 21')面對(duì)不耐熱器 件(3c)時(shí)，預(yù)先形成圓形開口部分(circular relief part) 24。作為這樣 一種不耐熱器件(3c)，存在鋁電解電容器。如果過(guò)多地向其提供熱量， 則該器件內(nèi)的電解液變質(zhì)(spoil),從而引起該器件特性的劣化。為此， 可以通過(guò)圓形開口部分24以及對(duì)該特定電子器件3a局部地進(jìn)行預(yù)加熱， 將施加到該不耐熱器件的熱量保持為最小。
圖10是示出電磁感應(yīng)材料12的第五實(shí)施方式的圖。在特定電子器 件(3a)正下方所包含的電磁感應(yīng)材料12的周圍，以矩形形狀設(shè)置具有 低發(fā)熱溫度的電磁感應(yīng)材料12A和12C。這使用了針對(duì)這些電磁感應(yīng)材 料中的各種材料而出現(xiàn)的發(fā)熱溫度的差異。因此，可以為該修復(fù)器件的 周圍設(shè)置平緩的溫度梯度，并且可以通過(guò)局部加熱來(lái)抑制電路板2的局 部扭曲。
圖11是示出電磁感應(yīng)材料12的第六實(shí)施方式的圖。如該圖所示， 針對(duì)特定電子器件3a、3a，選擇性地使用不同材料的電磁感應(yīng)材料12、12'。 利用了電磁感應(yīng)材料的發(fā)熱溫度根據(jù)材料不同而不同的事實(shí)。針對(duì)不同 的封裝選擇性地使用電磁感應(yīng)材料，例如針對(duì)具有大熱容量的器件3a使 用具有高發(fā)熱溫度的電磁感應(yīng)材料12，而針對(duì)具有小熱容量的器件3a' 使用具有低發(fā)熱溫度的電磁感應(yīng)材料12'。因此，可以對(duì)適于該類型器件 的板進(jìn)行局部地預(yù)加熱。
圖12是示出將電磁感應(yīng)材料12埋入電路板2中的效果的圖。由于 存在電磁感應(yīng)材料12，因此也可以獲得屏蔽效果。在圖中，Np表示由電 子器件(3a、 3a，)產(chǎn)生的噪音，而Nw表示由電路圖案25產(chǎn)生的噪音。用于在修復(fù)器件期間進(jìn)行預(yù)加熱的電磁感應(yīng)材料12也具有作為屏 蔽的效果。從器件(3a、 3a')發(fā)出的電磁波噪音Np有時(shí)進(jìn)入空氣，并 且對(duì)電路圖案具有損害效果。反之也成立。此外，各層之間的電路圖案 之間的串?dāng)_有時(shí)會(huì)導(dǎo)致電路故障。可以通過(guò)電磁感應(yīng)材料12、 12，的屏蔽 效果來(lái)抑制由于所發(fā)射噪音的互相干擾。具體地說(shuō)，因?yàn)檫@對(duì)于作為對(duì) BGA、 CSP或由于高速運(yùn)行而具有大功率消耗的其它器件的噪音的措施 很有效。
圖13是描繪包括已說(shuō)明的修復(fù)方法的用于生產(chǎn)電路板單元4的方法 的流程圖，而圖14是示出比圖13更具體的生產(chǎn)方法的流程圖。
首先，參照?qǐng)D13，該生產(chǎn)方法是用于生產(chǎn)電路板單元的方法，該用 于生產(chǎn)電路板單元的方法用于生產(chǎn)電路板單元4，該電路板單元4包括電 路板2、安裝在電路板2上的多個(gè)電子器件并包括要在修復(fù)期間被分離的 至少一個(gè)特定電子器件3a (3a，)。此外，該方法包括在該電路板2的第 一表面(正面)和第二表面(背面)中的至少一個(gè)表面上執(zhí)行以下步驟
(i)電子器件安裝步驟，用于將電子器件設(shè)置在電路板2上的預(yù)定位置， 并通過(guò)焊接將這些電子器件固定在那些位置(Sll); (ii)外部檢査步驟， 用于對(duì)安裝在電路板2上的電子器件的外表的任何缺陷進(jìn)行檢查(S12);
(iii)測(cè)試步驟，用于對(duì)安裝在電路板2上的各個(gè)電子器件是否具有預(yù)定 的電特性進(jìn)行測(cè)試(S13);以及(iv)修復(fù)步驟，用于將在外部檢查步驟
(S12)和/或測(cè)試步驟(S13)中被發(fā)現(xiàn)具有異常的特定電子器件3a從電 路板2分離(S14)，修復(fù)步驟(S14)包括從電磁感應(yīng)線圈11向被預(yù)先 埋入電路板2內(nèi)并靠近特定電子器件3a的電磁感應(yīng)材料12發(fā)射電磁波 的步驟(S15)。
修復(fù)步驟(S14)包括通過(guò)發(fā)射電磁波E來(lái)對(duì)特定電子器件3a的 預(yù)加熱步驟(13);以及對(duì)被預(yù)加熱的特定電子器件3a進(jìn)行集中加熱的 主加熱步驟(14)。
隨后，參照更具體的圖14，該圖左側(cè)的流程(S21到S24)是在電 路板2的第一表面(正面)上的處理，而右側(cè)的流程(S31到S36)是在 電路板2的第二表面(背面)上的處理。然而，在正面和背面上，印刷步驟(S21、 S31)、安裝步驟(S22、 S32)、回流(reflow)步驟(S23、 S33)和外部檢查步驟(S24、 S34)都相同。請(qǐng)注意，步驟S34、 S35和 S36與圖13的步驟S12、 S13和S14+S15相同。
更具體地說(shuō)，通過(guò)以下步驟來(lái)生產(chǎn)電路板單元4:將焊膏(solder cream)涂敷在電路板2上的印刷步驟(S21、 S31);將器件安裝在該電 路板上的安裝步驟(S22、 S32);熔化該焊膏和接合這些器件的回流步驟
(S23、 S33);確認(rèn)焊接接合的外部檢查步驟(S24、 S34);在結(jié)束安裝 之后對(duì)電路板單元4整體的電特性進(jìn)行測(cè)試的步驟(S35);以及分離(以 及重新安裝)缺陷器件的修復(fù)步驟(S36)。
目前的電路板單元4大部分是在電路板2的兩個(gè)表面上安裝器件并 且要求通過(guò)兩次回流步驟(S23和S33)來(lái)對(duì)板2進(jìn)行加熱的雙面
(two-sided)安裝類型。此外，當(dāng)出現(xiàn)缺陷器件時(shí)，在修復(fù)步驟S36進(jìn) 一步對(duì)該板進(jìn)行加熱，并分離(以及重新安裝)該器件。這會(huì)引起熱量 導(dǎo)致的器件質(zhì)量的惡化、接合可靠性的降低以及板質(zhì)量的惡化。為了減 輕由于多個(gè)加熱步驟而造成的破壞，有效的是，采用通過(guò)設(shè)置有電磁感 應(yīng)線圈11的修復(fù)系統(tǒng)10與包括電磁感應(yīng)材料12的電路板2的組合的修
復(fù)步驟。
雖然已經(jīng)參考為了例示的目的而選擇的具體實(shí)施方式
來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn) 行描述，但是明顯的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)這些實(shí)施方式作出各種 變形而不脫離本發(fā)明基本概念和范圍。
權(quán)利要求
1、一種用于將安裝在電路板的第一表面上的多個(gè)電子器件中的至少一個(gè)特定電子器件從所述電路板分離的修復(fù)方法，該修復(fù)方法包括以下步驟將電磁感應(yīng)材料埋入所述電路板內(nèi)并靠近所述特定電子器件；以及從電磁感應(yīng)線圈向所述電磁感應(yīng)材料發(fā)射電磁波。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子器件的修復(fù)方法，該修復(fù)方法在所述 發(fā)射步驟中還包括使由所述電磁波產(chǎn)生的來(lái)自所述電磁感應(yīng)材料的熱 量，從所述電磁感應(yīng)材料的中心向外側(cè)逐漸散發(fā)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子器件的修復(fù)方法，該修復(fù)方法在由所 述發(fā)射步驟對(duì)所述特定電子器件進(jìn)行預(yù)加熱的步驟之后還包括-對(duì)被預(yù)加熱的特定電子器件進(jìn)一步進(jìn)行集中加熱的主加熱。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子器件的修復(fù)方法，其中， 在所述電路板的第二表面?zhèn)葓?zhí)行所述埋入步驟，并且 在所述電路板的第一表面?zhèn)葓?zhí)行所述主加熱。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子器件的修復(fù)方法，其中，當(dāng)存在多個(gè) 特定電子器件時(shí)，在所述第一步驟，與各個(gè)特定電子器件相對(duì)應(yīng)地提供 電磁感應(yīng)材料，并且在所述多個(gè)特定電子器件處產(chǎn)生不同的熱量。
6、 一種用于將安裝在電路板的第一表面上的多個(gè)電子器件中的至少 一個(gè)特定電子器件從所述電路板分離的修復(fù)系統(tǒng)，該修復(fù)系統(tǒng)包括電磁線圈，該電磁線圈作為用于從所述電路板去除焊接到所述電路 板上的特定電子器件的熱源；以及加熱控制器，該加熱控制器用于對(duì)流過(guò)該電磁感應(yīng)線圈的高頻電流 進(jìn)行控制。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的修復(fù)系統(tǒng)，其中，可以將所述電磁感應(yīng)線 圈移動(dòng)到向被埋入所述電路板內(nèi)并靠近特定電子器件的電磁感應(yīng)材料發(fā) 射電磁波的位置。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的修復(fù)系統(tǒng)，其中，所述電磁感應(yīng)線圈具有用于發(fā)射寬度覆蓋所述電磁感應(yīng)材料的區(qū)域的電磁波的外部形狀。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的修復(fù)系統(tǒng)，其中，將所述電磁感應(yīng)線圈形 成為針對(duì)所述電磁感應(yīng)材料的各個(gè)區(qū)域而發(fā)射寬度覆蓋所述各個(gè)區(qū)域的 多種電磁波的電磁感應(yīng)線圈。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的修復(fù)系統(tǒng)，該修復(fù)系統(tǒng)包括-預(yù)加熱裝置，該預(yù)加熱裝置用于通過(guò)電磁感應(yīng)線圈和加熱控制器來(lái)對(duì)特定電子器件進(jìn)行預(yù)加熱；以及主加熱裝置，該主加熱裝置通過(guò)用于對(duì)被預(yù)加熱的特定電子器件進(jìn) 行集中加熱的加熱器以及用于對(duì)所述加熱器的饋送電流進(jìn)行控制的加熱 控制器，來(lái)對(duì)特定電子器件進(jìn)行主加熱。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的修復(fù)系統(tǒng)，其中，所述加熱控制器對(duì)所 述高頻電流的電流值和/或頻率進(jìn)行控制。
12、 一種電路板單元，該電路板單元包括 電路板；多個(gè)電子器件，該多個(gè)電子器件安裝在所述電路板上，并且包括要 在修復(fù)期間被分離的至少一個(gè)特定電子器件；以及電磁感應(yīng)材料，該電磁感應(yīng)材料被埋入所述電路板內(nèi)并靠近所述特 定電子器件。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電路板單元，其中，所述電磁感應(yīng)材料 具有與所述特定電子器件相同的尺寸。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電路板單元，其中，所述電磁感應(yīng)材料 由與多個(gè)小電磁感應(yīng)線圈相對(duì)應(yīng)的多個(gè)小片組成，并且所述多個(gè)小片被 設(shè)置在所述電路板中的包括至少所述特定電子器件的預(yù)定區(qū)域及其附近 內(nèi)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電路板單元，其中，所述電磁感應(yīng)材料 具有散熱構(gòu)件，該散熱構(gòu)件與所述電磁感應(yīng)材料一體地設(shè)置，以包圍所 述電磁感應(yīng)材料。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的電路板單元，其中，將所述散熱構(gòu)件形 成為表現(xiàn)出隨著離在修復(fù)期間被加熱的高溫電磁感應(yīng)材料側(cè)的距離變大則溫度逐漸降低的溫度梯度。
17、 一種用于生產(chǎn)電路板單元的方法，該方法用于生產(chǎn)由電路板以及安裝在所述電路板上并包括要在修復(fù)期間被分離的至少一個(gè)特定電子 器件的多個(gè)電子器件組成的電路板單元，該生產(chǎn)電路板單元的方法包括在所述屯路板的第一表面和第二表面中的至少一個(gè)表面上執(zhí)行以下步驟安裝電子器件，以將電子器件設(shè)置在所述電路板上的預(yù)定位置，并 且通過(guò)焊接將所述電子器件固定在那些位置；對(duì)安裝在所述電路板上的所述電子器件的外表的任何缺陷進(jìn)行外部 檢查；對(duì)安裝在所述電路板上的各個(gè)電子器件是否具有預(yù)定電特性進(jìn)行測(cè) 試；以及將在所述外部檢查步驟和/或測(cè)試步驟中被發(fā)現(xiàn)具有異常的特定電 子器件從所述電路板分離，以進(jìn)行修復(fù)，所述分離步驟包括從電磁感應(yīng)線圈向被預(yù)先埋入所述電路板內(nèi)并靠 近所述特定電子器件的電磁感應(yīng)材料發(fā)射電磁波。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于生產(chǎn)電路板單元的方法，其中，所 述分離步驟包括通過(guò)發(fā)射電磁波來(lái)對(duì)所述特定電子器件進(jìn)行預(yù)加熱的 步驟；以及對(duì)被預(yù)加熱的特定電子器件進(jìn)行集中加熱的主加熱步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及電子器件的修復(fù)方法和修復(fù)系統(tǒng)。一種用于避免在對(duì)電路板的第一表面進(jìn)行預(yù)加熱時(shí)一起加熱不耐熱器件并且導(dǎo)致其質(zhì)量惡化的修復(fù)系統(tǒng)，其中，預(yù)先將電磁感應(yīng)材料埋入電路板內(nèi)并靠近當(dāng)在生產(chǎn)過(guò)程中成為缺陷電子器件時(shí)被認(rèn)為需要修復(fù)的特定電子器件，并設(shè)置用于向該修復(fù)器件附近的電磁感應(yīng)構(gòu)件發(fā)射電磁波的電磁線圈，而且由于電磁波而引起該電磁感應(yīng)構(gòu)件產(chǎn)生的熱使得能夠?qū)υ撔迯?fù)器件進(jìn)行加熱并且將其從該電路板分離。
文檔編號(hào)H05K3/34GK101483978SQ20081017499
公開日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者入口慈男, 山本敬一, 杉江優(yōu), 武富信雄, 渡邊諭, 畑中清之 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社