How to Repair?メインメニュー


実装基板上の特定箇所修正いわゆるリペア作業ですが、それは先端技術開発に関わる
実装技術の加速度的な進化に追従ながら行うマニュアル作業であり、もっともノウハウ・
スキルを要求される作業です。


最近では鉛フリーはんだの採用により、基板加熱手法と加熱能力の工夫がより細分化
され実際の作業現場では大変な工程となって技術レベルを問われるようになってきました。
そういった工程に於て、一般的に "どうやってリペアするのか?" そして応用としての 
"リペアする為の問題点は?" さらに "こうすればリペア出来る" という事柄について
サポートや技術支援するメーカーは、ほとんど無いと思います。

それらについて、経験値や日々の工法開発に基づきリペア交換作業をしているお客様に
少しでも、何らかの役に立つ情報を提供するという目的でこのコーナーを展開していき
ます。

このサイトでは、装置カタログ(仕様を記載)掲載や特定メーカーのPRということではなく
現在国内市場に存在する設備を客観的に見た上で、その中の情報 、具体的な工法、
技術データなどを提供します。
そうした紹介事例(情報)について何か不明点等あれば問合せ下さい、そういったお客様
からの声を製品開発、工法開発に活かしたいと考えています。 


ただ弊社もビジネスですから、全く取引の無い・設備導入に関与していない場合には
明確な返信は出来ませんので、その旨ご理解ください。


コーナーメニュー
1. How To Repair?(リペア交換作業の基本工法)
2. How To リボール?(BGAリボール再生作業の基本工法)
3. How To Print?(ペースト印刷作業の基本工法)
4. 更新済 売れてる設備徹底分析(ユーザーに好まれる設備とは?)
5. 更新済 How To Repair System?(最新モデル 徹底分析!)
6. 更新済 How To 0603/微小サイズPKG リペア対応
7. 更新済 リペア(リワーク)設備の選び方
8. 更新済 比較表作成のポイント事例の紹介




リペア(リワーク)作業とは?

SMT実装基板での特定部分修理作業の総称、現在特に対象となるPKGは、BGAおよび
FBGA(CSP)となる。
このPKG交換作業を個人差なく高品質に行うために、専用のリペア設備を使用する。
修理には大きく分けて2通りの場合があり、完成品の修理(市場へ出た基板での何らか
の不具合)と仕掛品の修理(出荷前に判明した不具合)ということになる。
完成品の場合、基板形状も様々でどれだけ年数がたっているか異なるため、作業難易度
が上がる傾向にある。
反対に仕掛品の場合には、主に実装PKG自体の不良や実装上の問題が判明して急遽
交換作業をすることになるので工場内にとどまったものを作業することから比較的作業
現場の融通が利く傾向にある。

加熱工法は、現在主流のホットエアー上下加熱工法とIR(遠赤外線)併用による上下加熱
工法が多く採用されている。
他にもいくつかの加熱手法はあるが、BGAタイプにはこの2つが対応
出来る加熱工法になっている。
BGAタイプのPKGは、はんだボール部が電極となりその接続面がPKGの下側に広がって
いる構造のため、ノズルと基板下面からの加熱がリペア工法の最大のポイントとなり従来
の一般的なSMDとは異なる温度プロファイル条件が必要となった背景がある。
(BGAリペアでは基板下側の加熱能力・加熱エリアが重要なポイントである)

そのリペア設備で採用されているノズルによるエリア加熱工法は、ホットエアー(熱風)強制
対流とBGAおよび基板への熱伝導という2つの熱効率要素を使うことで、はんだ(共晶、
鉛フリー)溶融を促進させている。
 
大型テレビの基板と携帯端末の基板、これだけサイズが違えば加熱も同じで良いわけがない



リボール作業とは?

BGAおよびFBGA(CSP)実装基板で不具合クレームが発生した場合、何が不良原因で
あったのかを特定するためにもう一度実装をする必要がある、その際にPKGを取外して
再実装するが、これまでリードPKG(QFP、SOPなど)ならば手作業交換対応で良かったが、
BGAタイプの場合加熱して取外した時点で、はんだボールが消失している(加熱してはんだ
溶融させ取外しているため)ので、もう一度基板実装するために、はんだボールの再生
(リボール)を行うことをリボール作業と言う。

最近では、バンプレスPKG(LGAやQFNなど)に関しても部品はそのまま基板を入れ替えて
再実装するという意味のリボール作業も増えてきている。

リボール治具とマスクで「はんだボール」を整列させる


また最近では、BGA交換作業を実施する際に、交換用のPKGが不足していた場合や
開発レベルのため非常に高額なPKGだったりする場合にも、はんだボール再生をして
再実装するという事例でのリボール作業も増えてきている。
 
 各種サイズはんだボール  BGA専用フラックス例


ここでは基板との接続がポイントになるため、本来であれば確実な接続信頼性を得られ
るよう、はんだペーストを供給することが望ましいが、そのはんだ量の厚さ(0.1oや0.15o)
だけ搭載するはんだボール位置を考慮する必要があるので、コストと手間がかかる。
そこで最近では、専用フラックス塗布による簡易ボール搭載でリボールする事も増えて
きている。
  
印刷したはんだペーストにボール搭載した例。この場合、印刷量だけボール搭載には基板面から高さを
考慮することが必要です。その後、リフローなどの加熱装置で加熱することで、はんだボールの再生が完了
します。下手な作業をすると部品側の基板近くにボイド(大き目)が発生するので注意・品質重視でいく。



はんだペースト供給(印刷)とは?

PKGを基板実装する際に、接続信頼性を維持するための工法。いくつかの手法があり、
一般的にはメタルマスクを使用した印刷手法が採用されている。ただしリペア工程になる
と、PKG種類によってメタルマスク印刷ではショート(ブリッジ)NGが発生してしまう傾向が
あり、ディスペンス供給手法や線引き手法などいくつかの手法で、はんだペーストを供給
する方が良い場合がある。(現実には、問題が多すぎてディスペンサーは使えないと思いますが・・・)

リードPKGでの印刷例、生産(実装)ラインとは異なる加熱工法のため、ホットエアー工法でのリペア交換で
は、はんだ量が多すぎてしまい、ショート(ブリッジ)NGが発生してしまう


印刷量は一定ではなく、PKG種類や生産ラインかリペア工程か?ということで変わってくる、
メタルマスクなら板厚や開口率、加工手法を変えて対処することになる。製品や基板構造
により最適な印刷量は異なるので、技術資料にとらわれず柔軟な対応をすることが重要
となる。

マウンターラインでも同じことが言えるが、マスク印刷ではスキージ硬度・回数などでにじみ
やブレが発生するのでテストすることも必要、更にマスクの抜け劣化に伴う実装不良を避け
るためにも定期的な洗浄は不可欠となる。この工程は手作業のため、スキルにより差が
出てしまう。

 基板側への印刷は安定量が確保でき作業も楽である


 PKG側への印刷は印刷量のバラツキを想定し塗布量の確認が必要













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