JP5318792B2 - 部品取外し装置、ピン付き配線基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品取外し装置、ピン付き配線基板の製造方法に関するものである。

従来、電子部品を搭載するためのパッド上にはんだバンプが形成された配線基板（半導体パッケージ）が知られている。この種の配線基板としては、裏面側に複数のリードピンが突設されたピングリッドアレイ（ＰＧＡ）などの各種のタイプがある。なお図１１に示されるように、リードピン１０１は、例えば基板支持治具１０２に設けられたピン孔１０３に挿入された状態で配線基板１０４の裏面に接続される。その後、ピン孔１０３に対して基板支持治具１０２の裏側から押し上げピン１０５を挿入することにより、リードピン１０１が押し上げられてピン孔１０３から引き抜かれる。

しかし、この場合、押し上げピン１０５とピン孔１０３との位置合わせに高い精度が必要となってしまう。また、押し上げピン１０５は、基板支持治具１０２よりも硬度が高い材料によって形成されるため、押し上げピン１０５を繰り返し使用すると、押し上げピン１０５との摩擦によってピン孔１０３の内壁面が削られてしまい、ピン孔１０３の内径が徐々に大きくなってしまう。その結果、ピン孔１０３に挿入されるリードピン１０１の位置精度が低下してしまう。しかも、基板支持治具１０２は、リードピン１０１の接続時に発生する熱によって少しずつ変形していくため、変形に合わせて押し上げピン１０５の位置を変更しなければならず、管理が大変である。

そこで、配線基板１０４を支持した状態の基板支持治具１０２を密閉容器内に収納した後、圧縮空気を密閉容器内に供給することにより、リードピン１０１をピン孔１０３から引き抜く方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。このようにすれば、押し上げピン１０５が不要になるため、上記の問題を解決することができる。

特開２００６−１０８３７６号公報（図５など）

ところが、圧縮空気を密閉容器内に供給すると、基板支持治具１０２の裏面と基板支持治具１０２を支持するテーブル（図示略）の主面との間に圧縮空気が入り込むことがある。この場合、基板支持治具１０２がテーブルから浮き上がってしまい、これに伴って、密閉容器内における配線基板１０４の上方空間（配線基板１０４が移動する空間）が小さくなってしまう。その結果、基板支持治具１０２から配線基板１０４を分離できなくなるとともに、リードピン１０１をピン孔１０３から引き抜くことができないといった問題が生じてしまう。この場合、例えば圧縮空気を抜いて基板支持治具１０２を降下させた後、再び圧縮空気を密閉容器内に供給して配線基板１０４のみを持ち上げる作業などが必要となるため、配線基板１０４の生産効率が低下してしまう。また、リードピン１０１を無理矢理引き抜こうとすると、リードピン１０１が曲がってしまう可能性がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、テーブルからの部品支持治具の浮き上がりを防止することにより、部品を部品支持治具から確実に取り外すことができる部品取外し装置を提供することにある。また、第２の目的は、テーブルからの基板支持治具の浮き上がりを防止して、リードピンをピン孔から確実に引き抜くことにより、生産効率を向上させることができるピン付き配線基板の製造方法を提供することにある。

そして上記課題を解決するための手段（手段１）としては、裏面側に複数の端子となる複数のリードピンが突設された部品であるピン付き配線基板を、部品支持治具から取り外す装置であって、前記部品支持治具が支持されるテーブル及び前記テーブルに対して接離可能なシリンダブロックを含んで構成され、前記シリンダブロックを前記テーブルに圧接した際に、前記部品を支持した状態の前記部品支持治具を収納する空間を形成する密閉容器と、前記シリンダブロックに設けられた貫通孔に挿通され、前記部品の主面を押圧する部品押圧手段と、前記部品押圧手段の押圧力よりも高い圧力の圧縮気体を前記密閉容器内に供給する圧縮気体供給手段と、前記部品支持治具を前記テーブルの主面に圧接させる治具保持手段とを備えることを特徴とする部品取外し装置がある。

従って、手段１の部品取外し装置によると、治具押圧手段が部品支持治具をテーブルの主面に圧接させるため、圧縮気体を密閉容器内に供給した際に、部品支持治具の裏面とテーブルの主面との間に圧縮気体が入り込んだとしても、テーブルからの部品支持治具の浮き上がりが防止される。従って、密閉容器内において、部品支持治具によって支持された部品の上方空間が確保されるため、部品を部品支持治具から確実に取り外すことができる。

ここで、部品の種類は特に限定されないが、例えば、裏面側に複数のリードピンが突設されたピン付き配線基板や、裏面側にリードフレームを有する半導体パッケージなどを挙げることができる。なお、部品が、裏面側に複数のリードピンが突設されたピン付き配線基板である場合、部品支持治具に、複数のリードピンを挿入するための複数のピン孔が設けられ、ピン付き配線基板は、複数のピン孔に挿入された複数のリードピンが配線基板本体の裏面に接続された状態で密閉容器内に収納され、部品押圧手段の押圧方向とは反対方向に配線基板本体が移動した際に、複数のリードピンが複数のピン孔から引き抜かれることが好ましい。このようにすれば、リードピンがピン孔から引き抜かれることにより、配線基板本体を部品支持治具から確実に取り外すことができる。

また、本発明におけるピン付き配線基板を構成する基板（配線基板本体）としては、樹脂材料またはセラミック材料などを主体として構成された基板などを挙げることができる。樹脂材料を主体として構成された基板の具体例としては、ＥＰ樹脂（エポキシ樹脂）基板、ＰＩ樹脂（ポリイミド樹脂）基板、ＢＴ樹脂（ビスマレイミド・トリアジン樹脂）基板、ＰＰＥ樹脂（ポリフェニレンエーテル樹脂）基板などがある。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料からなる基板を使用してもよい。あるいは、連続多孔質ＰＴＦＥ等の三次元網目状フッ素系樹脂基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた樹脂−樹脂複合材料からなる基板等を使用してもよい。また、セラミック材料を主体として構成された基板の具体例としては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ほう素、炭化珪素、窒化珪素などのセラミック材料からなる基板などがある。

さらに、部材支持治具、テーブル及びシリンダブロックの材料は特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、鉄、チタン、ステンレスなどの金属材料や、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素、窒化ホウ素などのセラミック材料などを挙げることができる。

また、部品押圧手段は、貫通孔の内径よりも小さい外径を有するとともに、貫通孔の断面形状と同一の断面形状をなし、貫通孔内を摺動する軸部と、軸部に外嵌され、貫通孔と軸部との間に生じる隙間を塞ぐパッキンと、貫通孔の内径及び軸部の外径よりも大きい外寸を有するとともに、部品の平面形状と同一の断面形状を有し、部品を押圧する押圧部と、押圧部の下面外周部に配置され、部品支持治具に支持された部品の外周部に接触するシール部材とを備えるピストンであることが好ましい。このようにした場合、パッキンが貫通孔と軸部との間に生じる隙間を塞いでいるため、密閉容器内に供給された圧縮気体が隙間を介して密閉容器外に漏れることを防止できる。また、シール部材が部品支持治具に支持された部品に接触するため、部品の主面に圧縮空気が導かれるのを防止できる。その結果、密閉容器に供給した圧縮空気から部品の主面に作用する力よりも、密閉容器に供給した圧縮空気から部品の裏面に作用する力のほうが確実に大きくなるため、部品支持治具からの部品の取り外しをより確実に行うことができる。さらに、シール部材が部品の外周部に接触するため、シール部材が部品の中央部に設けられた端子などに干渉することが回避される。

さらに、治具保持手段は、部品支持治具を直接的にテーブルの主面に圧接させるものであってもよいし、部品支持治具を何らかの部材を介して間接的にテーブルの主面に圧接させるものであってもよい。また、治具保持手段としては、部品押圧手段の押圧方向と同一方向に部品支持治具を押圧するものや、部品押圧手段の押圧方向と直交する方向に移動して部品支持治具を挟み込むものや、部品支持治具をテーブル側から吸引するものなどが挙げられる。しかし、治具保持手段は、部品押圧手段の押圧方向と同一方向に部品支持治具を押圧することが好ましい。このようにすれば、部品支持治具をテーブルの主面に圧接させる構造を成立させやすくなる。仮に、治具保持手段が部品支持治具を挟み込むものである場合や、治具保持手段が部品支持治具をテーブル側から吸引するものである場合には、治具保持手段の機構が複雑になってしまう。なお、治具保持手段が部品押圧手段の押圧方向と同一方向に部品支持治具を押圧する場合、圧縮気体供給手段による圧縮気体の供給により、部品押圧手段の押圧方向とは反対方向に部品が移動して、部品が部品支持治具から取り外されるとともに、治具保持手段による部品支持治具の保持により、部品押圧手段の押圧方向とは反対方向への部品支持治具の移動が防止される。

治具保持手段としては特に限定されないが、例えば、部品押圧手段の押圧方向と同一方向に部品支持治具を移動させるエアシリンダやソレノイド等のアクチュエータを備えるものや、部品支持治具に面接触する接触部材と、シリンダブロックと接触部材との間に介在し、シリンダブロックと接触部材とを互いに離間させる方向に付勢する圧縮バネとを備えるものなどを挙げることができる。なお、治具保持手段は、部品支持治具に面接触する接触部材と、シリンダブロックと接触部材との間に介在し、シリンダブロックと接触部材とを互いに離間させる方向に付勢する圧縮バネとを備えることが好ましい。このようにすれば、アクチュエータである場合と比較して治具保持手段の構造が単純になり、しかも治具保持手段の駆動制御が不要になるため、治具保持手段を低コストかつ容易に成立させることができる。

なお、治具保持手段は、密閉容器に形成された空間内に配置され、シリンダブロックに、テーブルと対向する面において開口する凹部が形成され、凹部の内面において開口するバネ収容凹部内に、圧縮バネの基端部が収容されることが好ましい。このようにした場合、治具保持手段が密閉容器内に形成された空間内に配置されるため、密閉容器内に供給された圧縮気体が治具保持手段を介して密閉容器外に漏れることはない。また、バネ収容凹部内に圧縮バネの基端部が収容されるため、圧縮バネの動きを安定させることができる。従って、部品取外し装置の信頼性が向上する。

また、部品支持治具には、部品を支持する部品支持領域が平面方向に沿って複数配置されており、接触部材は、複数の部品支持領域の外側領域に面接触する枠状の接触部材であり、圧縮バネは、複数の部品支持領域を取り囲むように複数配置されていてもよい。このようにした場合、複数の端子が突設された部品を複数個同時に得ることができるため、部品を効率良く製造することができる。

上記課題を解決するための別の手段（手段２）としては、配線基板本体の裏面側に複数のリードピンが突設されたピン付き配線基板の製造方法であって、前記複数のリードピンが、前記配線基板本体を支持する基板支持治具に設けられた複数のピン孔に挿入され、かつ前記配線基板本体の裏面に接続された状態で、前記配線基板本体を支持した状態の前記基板支持治具を、前記基板支持治具が支持されるテーブル及び前記テーブルに対して接離可能なシリンダブロックを含んで構成された密閉容器内に収納するとともに、前記シリンダブロックを挿通する基板押圧手段により前記配線基板本体の主面を押圧する押圧工程と、前記押圧工程後、前記基板押圧手段の押圧力よりも高い圧力の圧縮気体を前記密閉容器内に供給することにより、前記複数のリードピンを前記複数のピン孔から引き抜く引抜工程とを含み、前記引抜工程は、前記基板支持治具を前記テーブルの主面に圧接させることにより、前記基板押圧手段の押圧方向とは反対方向への前記基板支持治具の移動を防止する移動防止工程を備えることを特徴とするピン付き配線基板の製造方法がある。

従って、手段２のピン付き配線基板の製造方法によると、移動防止工程において、基板支持治具をテーブルの主面に圧接させることにより、基板押圧手段の押圧方向とは反対方向への基板支持治具の移動が防止される。このため、圧縮気体を密閉容器内に供給した際に、基板支持治具の裏面とテーブルの主面との間に圧縮気体が入り込むことが防止され、テーブルからの基板支持治具の浮き上がりが防止される。従って、密閉容器内において、基板支持治具によって支持された配線基板本体の上方空間が確保されるため、引抜工程を行うことによってリードピンをピン孔から確実に引き抜くことができ、ひいては、配線基板本体を基板支持治具から確実に取り外すことができる。よって、例えば圧縮空気を抜いて基板支持治具を降下させた後、再び圧縮空気を密閉容器内に供給して配線基板本体のみを持ち上げる作業などが不要となるため、ピン付き配線基板の生産効率を向上させることができる。

なお、移動防止工程では、基板押圧手段の押圧方向と同一方向に基板支持治具を押圧することにより、基板支持治具をテーブルの主面に圧接させることが好ましい。この場合、例えば基板押圧手段の押圧方向と直交する方向に基板支持治具を押圧する場合と比較して、基板支持治具をテーブルの主面に圧接させやすくなる。

本発明を具体化した一実施形態の部品取外し装置を示す概略断面図。 基板支持治具、ピン付き配線基板、ピストン、シールゴム及び治具押圧手段の位置関係を示す上面図。 ピストンの先端部の構成を示す下面図。 ピン付き配線基板の製造方法を示す説明図。 ピン付き配線基板の製造方法を示す説明図。 ピン付き配線基板の製造方法を示す説明図。 ピン付き配線基板の製造方法を示す説明図。 ピン付き配線基板の製造方法を示す説明図。 ピン付き配線基板の製造方法を示す説明図。 他の実施形態における部品取外し装置を示す概略断面図。 従来技術におけるリードピンの引抜方法を示す説明図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１に示されるように、部品取外し装置１は、部品であるピン付き配線基板（以下「配線基板」という）１０を支持する基板支持治具２（部品支持治具）、及び、配線基板１０を支持した状態の基板支持治具２を収納する密閉容器３を備えている。部品取外し装置１は、配線基板１０を基板支持治具２から取り外す装置である。

また、本実施形態の配線基板１０は、ＭＰＵなどの多端子の高密度フリップチップ接続に対応可能なピングリッドアレイ（ＰＧＡ）タイプの半導体パッケージである。具体的に言うと、この配線基板１０は、エポキシ樹脂等を主成分とするコア基板の上下面に、公知の手法により複数の樹脂絶縁層を積層した多層配線基板である。この多層配線基板は、各樹脂絶縁層間に図示しない銅配線を備える平板状部品である。

配線基板１０を構成する配線基板本体１１の主面１３（図１では上面）において略中央の領域には、ＩＣチップ等の電子部品をフリップチップ接続するための複数のパッド（図示略）がほぼ格子状に整列して形成されるとともに、各パッド上にははんだバンプ１４（図２参照）が形成されている。はんだバンプ１４は、主面１３のパッドにはんだペーストを印刷する等してはんだを塗布した後、リフローすることで形成されるものであり、半球状に盛り上がった形状を有している。

また図１に示されるように、配線基板本体１１の裏面１５（図１では下面）の全域には、複数のパッド（図示略）がほぼ格子状に整列して形成されるとともに、各パッド上には、ソケット実装用の複数のリードピン１２（端子）がはんだ付けによって接続されている。なお、各リードピン１２は、はんだバンプ１４より高融点のはんだではんだ付けされている。また、各リードピン１２は、断面円形状の軸部とその軸部よりも径が大きい頭部とを有している。そして、頭部がパッドに対してはんだ付けされている。

図１，図２に示されるように、基板支持治具２は、例えばアルミニウムなどを用いて形成され、配線基板本体１１の裏面１５に接触可能な主面２１と、主面２１の反対側に位置する裏面２２とを有している。基板支持治具２の主面２１には、配線基板１０を支持する基板支持領域２４（部品支持領域）が平面方向に沿って複数箇所（本実施形態では４箇所）に配置されている。また、基板支持治具２には、主面２１及び裏面２２にて開口する複数のピン孔２３が、リードピン１２と等しいピッチで格子状に配列されている。各ピン孔２３には、複数のリードピン１２が挿入されるようになっている。また、各ピン孔２３は、主面２１側の開口部の断面積が開口端に近付くに従って徐々に大きくなっており、リードピン１２の頭部を収容可能になっている。

図１に示されるように、密閉容器３は、例えばＳＫ材などの硬度が高い金属材料によって形成され、基板支持治具２が支持されるテーブル３２と、テーブル３２に対して接離可能なシリンダブロック３１とを含んで構成されている。そして、密閉容器３は、シリンダブロック３１をテーブル３２に圧接した際に、配線基板１０を支持した状態の基板支持治具２を収納する空間を形成するようになっている。

シリンダブロック３１は、テーブル３２と対向する面である対向面３３と、対向面３３の反対側に位置する非対向面３４とを有している。また、シリンダブロック３１には、対向面３３において開口する凹部３５が形成され、凹部３５内にはシールゴム３６が収容されている。シールゴム３６は、凹部３５の内面（内側面及び底面）に接触するとともに、下端部が凹部３５の開口端からテーブル３２側に突出している。また、シールゴム３６は、ウレタンゴム等からなり、テーブル３２の外周部に圧接することにより、密閉容器３の気密性を高めるようになっている。

なお図２に示されるように、本実施形態のシールゴム３６は、矩形枠状をなし、基板支持治具２を包囲するように配置されている。しかし、シールゴム３６の角部は、応力が集中しやすいために破損しやすい。この場合、密閉容器３の気密性が低下する可能性がある。そこで本実施形態では、シールゴム３６の幅を、２０ｍｍ以下（好ましくは１０ｍｍ以下）に設定している。このようにすれば、シールゴム３６が変形しやすくなって破損しにくくなるため、密閉容器３の気密性を確実に確保することができる。

図１，図３に示されるように、凹部３５の底面における中央部には、凹部３５の底面において開口するピストン収容凹部３７が形成されている。また、シリンダブロック３１には、ピストン収容凹部３７の底面及び非対向面３４にて開口する４つの貫通孔３８が設けられている。各貫通孔３８は、シリンダブロック３１がテーブル３２に対して接離する際に、基板支持治具２の主面２１に配置された４箇所の基板支持領域２４の上方にそれぞれ位置するようになっている。そして、各貫通孔３８には、配線基板本体１１の主面１３を押圧するピストン４（部品押圧手段、基板押圧手段）が挿通されている。各ピストン４は、軸部４１、Ｏリング４２（パッキン）、押圧部４３及びシール部材４４を備えている。軸部４１は、貫通孔３８の内径よりも小さい外径を有するとともに、貫通孔３８の断面形状と同一の断面形状をなし、貫通孔３８内を摺動するようになっている。Ｏリング４２は、軸部４１に外嵌され、貫通孔３８と軸部４１との間に生じる隙間を塞ぐことにより、密閉容器３の気密性を確保するようになっている。押圧部４３は、ピストン収容凹部３７内に収容され、貫通孔３８の内径及び軸部４１の外径よりも大きい外寸を有するとともに、配線基板１０の平面形状と同一の断面形状を有している。そして、押圧部４３は、配線基板１０を押圧するようになっている。シール部材４４は、矩形枠状をなし、押圧部４３の下面外周部に配置されている。シール部材４４は、基板支持治具２に支持された配線基板本体１１の主面１３の外周部に接触して、主面１３に形成された複数のはんだバンプ１４を取り囲むようになっている。また、シール部材４４は、ニトリルゴムによって形成され、接触する主面１３の汚染を低減させるようになっている。

また図１，図３に示されるように、ピストン４は、押圧部４３の下面にて開口する吸引孔４５を有している。吸引孔４５は、配線基板本体１１、シール部材４４及びピストン４によって構成された中空部内の気体を吸引する吸引手段に連通している。よって、ピストン４は、配線基板本体１１を吸着することが可能となる。

さらに、押圧部４３の下面においてシール部材４４の内側となる領域には、複数のはんだバンプ１４の頂部に当接して支持するバンプ保護部４６が設けられている。バンプ保護部４６は、吸引孔４５による配線基板本体１１の吸引に起因したはんだバンプ１４の損傷を防止するようになっている。また、バンプ保護部４６は、セラミック（本実施形態では窒化珪素）によって形成されているため、バンプ保護部４６へのはんだの付着が防止される。なお、バンプ保護部４６を形成するセラミックを、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウム、炭化珪素などに変更してもよい。また、バンプ保護部４６の高さは、シール部材４４の高さよりも小さいことが好ましい。さらに、シール部材４４とバンプ保護部４６との高低差は、配線基板１０の種類（品番）に応じて適宜変更可能であるが、本実施形態では０．２０ｍｍ以下（好ましくは０．１５ｍｍ以下）に設定されている。このようにすれば、シール部材４４の変形による中空部内の気密性の確保と、バンプ保護部４６によるはんだバンプ１４の支持とを両立させやすくなる。また、高低差は、配線基板本体１１の主面１３からはんだバンプ１４の頂部までの高さ以上に設定されている。

図１に示されるように、部品取外し装置１は、ピストン４の押圧力よりも高い圧力の圧縮空気（圧縮気体）を密閉容器３内に供給する圧縮気体供給手段５を備えている。圧縮気体供給手段５は、コンプレッサーによって圧力容器内に蓄圧した圧縮空気を、供給口６を介して密閉容器３内に供給するようになっている。そして、部品取外し装置１は、密閉容器３内に供給された圧縮空気を用いて、ピストン４の押圧方向とは反対方向に配線基板１０を移動させて、配線基板１０を基板支持治具２から取り外すようになっている。これに伴い、複数のリードピン１２が基板支持治具２のピン孔２３から引き抜かれるようになっている。

図１，図２に示されるように、密閉容器３に形成された空間内には、基板支持治具２を直接的にテーブル３２の主面３９に圧接させる治具押圧手段５１（治具保持手段）が配置されている。治具押圧手段５１は、ピストン４の押圧方向と同一方向に沿って機械的に基板支持治具２を押圧して保持するようになっている。従って、ピストン４の押圧方向とは反対方向への基板支持治具２の移動が防止される。また、治具押圧手段５１は、接触部材５２及び圧縮バネ５３を備えている。接触部材５２は、矩形枠状をなし、基板支持治具２の主面２１において４箇所の基板支持領域２４の外側領域に面接触するようになっている。接触部材５２は、基板支持治具２に接触する面である接触面５４と、接触面５４の反対側に位置する非接触面５５とを有している。また、接触部材５２には、平面視円形状をなす６個のバネ収容凹部５６が設けられている。各バネ収容凹部５６は、接触部材５２において互いに等間隔に配置されるとともに、隣接する基板支持領域２４の外形線同士の間に設定された仮想線（図示略）の延長線上に配置されている。また、各バネ収容凹部５６は、非接触面５５において開口するとともに、圧縮バネ５３の先端部が収容されるようになっている。その結果、複数の圧縮バネ５３は、各基板支持領域２４を取り囲むように互いに離間して配置される。なお、圧縮バネ５３の基端部は、凹部３５の底面において開口するバネ収容凹部５７内に収容されている。従って、各圧縮バネ５３は、シリンダブロック３１と接触部材５２との間に介在し、シリンダブロック３１と接触部材５２とを互いに離間させる方向に付勢するようになっている。

次に、配線基板１０の製造方法を説明する。

配線基板本体１１は以下のようにして製造される。まず、コア基板上にエポキシ樹脂からなる樹脂絶縁層を形成するとともに、コア基板及び樹脂絶縁層の表面に、無電解銅めっき及び電解銅めっきを用いたセミアディティブ法によって銅配線を形成する。その結果、配線基板本体１１が形成される。なお、銅配線を、サブトラクティブ法やフルアディティブ法によって形成してもよい。

次に、配線基板本体１１の主面１３における複数箇所に、無電解Ｎｉ−Ｐめっきを施し、さらに無電解Ａｕめっきを施すことにより、Ｎｉ−Ｐめっき層及びＡｕめっき層からなるパッドを形成する。なお、配線基板１０の主面１３においてパッドが形成されない部位には、アクリル樹脂やエポキシ樹脂などを用いてソルダーレジスト（図示略）を形成する。

そして、配線基板本体１１の主面１３に形成されたパッドの上に、図示しないメタルマスクを用いてはんだペーストを印刷する。そして、はんだペーストを印刷した配線基板本体１１をリフロー炉内に配置して、はんだの融点より１０〜４０℃高い温度に加熱し、その後冷却する。その結果、半球状に盛り上がった形状の複数のはんだバンプ１４が配線基板本体１１の主面１３側に配置される。

次に、テーブル３２上に載置された基板支持治具２のピン孔２３にリードピン１２を挿入する（図４参照）。さらに、リードピン１２を配線基板本体１１の裏面１５にはんだ付けする（図５参照）。はんだ付けは、配線基板本体１１の裏面１５に形成されたパッド（図示略）にはんだペーストを印刷等によって形成した後、はんだペーストにリードピン１２の頭部を接触させた状態でリフローすることによって行われる。その後、冷却ファン等を用いて室温程度まで冷却する冷却工程を行う。なお、冷却工程は必須ではないが、温度管理が大変であったり、後工程で用いられるピストン４のシール部材４４が高温に弱いニトリルゴム製であったりするため、冷却工程を行うことが好ましい。

続く押圧工程では、上方に退避しているシリンダブロック３１の下方に、配線基板本体１１を支持した状態の基板支持治具２をテーブル３２ごと移動させる（図６参照）。次に、シリンダブロック３１を下降させてテーブル３２に圧接させる（図７参照）。その結果、配線基板本体１１を支持した状態の基板支持治具２が密閉容器３内に収容される。なお、シリンダブロック３１は、後述する引抜工程が行われるまでの間、テーブル３２に圧接させておく。そして、ピストン４を下降させ、ピストン４により配線基板本体１１の主面１３を押圧する（図８参照）。なお、ピストン４による押圧は、引抜工程を行う際に主面１３に一定の圧力を印加しておくことが目的であるため、さほど強い圧力を印加する必要はない。従って、ピストン４を機械的に下降させるのではなく、ピストン４の自重のみによって主面１３を押圧するようにしてもよい。

次に、吸引手段を駆動することにより、配線基板本体１１、シール部材４４及びピストン４によって構成された中空部内の気体を吸引孔４５から吸引し、配線基板本体１１の主面１３をピストン４に吸着させる。

続く引抜工程では、圧縮気体供給手段５によって圧縮空気を密閉容器３内に供給することにより、配線基板本体１１の裏面１５側に突設された複数のリードピン１２を基板支持治具２のピン孔２３から引き抜く（図１参照）。詳述すると、圧縮空気の圧力は、ピストン４の押圧力よりも高く設定されている。また、密閉容器３内に供給された圧縮空気により、配線基板本体１１の主面１３に作用する力（ピストン４の押圧力）よりも配線基板本体１１の裏面１５に作用する力のほうが受圧面積の差の分だけ大きくなるため、配線基板本体１１がピストン４の押圧方向とは反対方向（図１では上方）に移動し、リードピン１２がピン孔２３から引き抜かれる。

また、引抜工程では、ピストン４の押圧方向とは反対方向への基板支持治具２の移動を防止する移動防止工程が行われる。具体的に言うと、治具押圧手段５１の圧縮バネ５３が、シリンダブロック３１と接触部材５２とを互いに離間させる方向に付勢する。これに伴い、治具押圧手段５１の接触部材５２が、ピストン４の押圧方向と同一方向に基板支持治具２を機械的に押圧する。その結果、基板支持治具２がテーブル３２の主面３９に圧接し、ピストン４の押圧方向とは反対方向への基板支持治具２の移動が防止される。

次に、配線基板本体１１をピストン４に吸着したままの状態で、シリンダブロック３１を上昇させる（図９参照）。なお、配線基板本体１１は、ピストン４による吸着が解除されると、他の治具に移される。その後、配線基板本体１１の裏面１５側に複数のリードピン１２が突設された配線基板１０が完成する。

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態の部品取外し装置１では、治具押圧手段５１が基板支持治具２をテーブル３２の主面３９に圧接させるため、ピストン４の押圧方向とは反対方向への基板支持治具２の移動が防止される。このため、圧縮気体を密閉容器３内に供給した際に、基板支持治具２の裏面２２とテーブル３２の主面３９との間に圧縮気体が入り込むことが防止され、テーブル３２からの基板支持治具２の浮き上がりが防止される。従って、密閉容器３内において、基板支持治具２によって支持された配線基板１０（配線基板本体１１）の上方空間が確保されるため、リードピン１２をピン孔２３から確実に引き抜くことができ、ひいては、配線基板１０を基板支持治具２から確実に取り外すことができる。

（２）本実施形態の治具押圧手段５１は、密閉容器３に形成された空間内に配置され、治具押圧手段５１が備える圧縮バネ５３は、基端部がシリンダブロック３１に形成されたバネ収容凹部５７内に収容されている。即ち、バネ収容凹部５７はシリンダブロック３１を貫通しておらず、治具押圧手段５１を設けることによって密閉容器３の内外を連通する貫通孔や隙間が形成される訳ではない。ゆえに、治具押圧手段５１を設けることに起因した密閉容器３外への圧縮空気の漏れを防止することができる。

（３）本実施形態では、シリンダブロック３１側のバネ収容凹部５７内に圧縮バネ５３の基端部が収容されるとともに、接触部材５２側のバネ収容凹部５６に圧縮バネ５３の先端部が収容されるため、圧縮バネ５３の動きを安定させることができる。従って、部品取外し装置１の信頼性が向上する。

（４）本実施形態の治具押圧手段５１では、６個の圧縮バネ５３が、４箇所の基板支持領域２４を取り囲むように互いに離間して配置されている。このため、治具押圧手段５１によって基板支持治具２を押圧すると、基板支持治具２に対して力が均等に作用するようになる。ゆえに、治具押圧手段５１によって基板支持治具２を押圧しているにもかかわらず、力が均等に作用しないために基板支持治具２の一部が浮き上がるという問題を解消することができる。

（５）本実施形態では、吸引手段によって配線基板本体１１が吸着されるようになっている。その結果、ピストン４と配線基板本体１１との密着性を向上させることができるため、圧縮気体を密閉容器３内に供給した際に、配線基板本体１１を、ピストン４の押圧方向とは反対方向に対してより確実に移動させることができる。

なお、本実施形態を以下のように変更してもよい。

・上記実施形態の治具押圧手段５１は、接触部材５２及び圧縮バネ５３を備えるものであったが、他の機構を備えるものであってもよい。例えば図１０に示されるように、接触部材６２と、電動アクチュエータ６３とを備える治具押圧手段６１であってもよい。電動アクチュエータ６３は、シリンダブロック３１の非対向面３４上に設置されたアクチュエータ本体６４と、エア圧によって駆動され、基板支持治具２を押圧するピストンロッド６５とからなっている。このようにすれば、基板支持治具２を押圧する力を電気的に制御することができる。しかし、電動アクチュエータ６３を設ける場合、密閉容器３を貫通するピストンロッド６５用の貫通孔６６が形成されるため、圧縮空気が貫通孔６６を介して密閉容器３外に漏れるおそれがある。この問題を解決するためには、ピストンロッド６５にＯリング６７（図１０参照）を外嵌させて貫通孔６６とピストンロッド６５との間に生じる隙間を塞ぐことにより、密閉容器３の気密性を確保する必要があるが、圧縮空気の漏れの不安が完全に解消される訳ではない。しかも、治具押圧手段６１には動力（電動アクチュエータ６３）が必要であり、このことが配線基板１０の製造コストを上昇させる要因となっている。従って、治具押圧手段は、接触部材５２及び圧縮バネ５３を備えるものであることが好ましい。

・上記実施形態の治具押圧手段５１は、弾性体である圧縮バネ５３を備えていたが、ゴムなどの他の弾性体を備えていてもよい。なお、弾性体がゴムである場合、押圧工程時でのゴムの変形量（圧縮量）を大きく設定しておかないと、ゴムの弾性力を大きくすることができないため、引抜工程時に、ゴムによって基板支持治具２を強い力で押圧することができず、基板支持治具２が浮き上がってしまう。しかしながら、ゴムの変形量を設定することは困難である。よって、弾性体は圧縮バネ５３であることが好ましい。

・上記実施形態の治具押圧手段５１では、圧縮バネ５３の力が強すぎると、基板支持治具２の主面２１に傷が付くおそれがある。仮に、圧縮バネ５３を弱いものに交換しようとしても、重いシリンダブロック３１を持ち上げながら、圧縮バネ５３の交換作業を行わなければならないため、作業が大変である。そこで、圧縮バネ５３に対して、圧縮バネ５３の付勢力を調整する調整機構を設けてもよい。なお、調整機構としては、圧縮バネ５３の側方からピンを挿入して圧縮バネ５３の一部を固定することにより、圧縮バネ５３が機能する部分の長さ（即ちバネ係数の大きさ）を調整するものなどが挙げられる。

・上記実施形態の基板支持治具２には、主面２１及び裏面２２にて開口する複数のピン孔２３が設けられていた。しかし、各ピン孔２３は、主面２１のみにおいて開口するものであってもよい。

・上記実施形態では、はんだバンプ１４の損傷を防止する手段として、はんだバンプ１４の頂部に当接して支持するバンプ保護部４６が設けられていた。しかし、バンプ保護部４６とは別の手段によって、はんだバンプ１４の損傷を防止するようにしてもよい。例えば、バンプ保護部４６を省略するとともに、吸引孔４５による配線基板本体１１の吸引時においても、はんだバンプ１４とピストン４（押圧部４３）の下面との間に隙間が生じた状態を維持させるようにしてもよい。

次に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）複数の端子が突設された部品を部品支持治具から取り外す装置であって、前記部品支持治具が支持されるテーブル及び前記テーブルに対して接離可能なシリンダブロックを含んで構成され、前記シリンダブロックを前記テーブルに圧接した際に、前記部品を支持した状態の前記部品支持治具を収納する空間を形成する密閉容器と、前記シリンダブロックに設けられた貫通孔に挿通され、前記部品の主面を押圧する部品押圧手段と、前記部品押圧手段の押圧力よりも高い圧力の圧縮気体を前記密閉容器内に供給する圧縮気体供給手段と、前記部品支持治具を前記テーブルの主面に圧接させる治具保持手段とを備え、前記部品押圧手段は、前記部品の主面と接触する部分に設けられた枠状のシール部材と、前記部品、前記シール部材及び前記部品押圧手段によって構成された中空部内の気体を吸引する吸引手段とを備え、前記中空部内の気体を前記吸引手段によって吸引することにより前記部品を吸着することを特徴とする部品取外し装置。

（２）技術的思想（１）において、前記シール部材は、ニトリルゴムによって形成されていることを特徴とする部品取外し装置。

（３）技術的思想（１）または（２）において、前記部品は、主面側に複数のはんだバンプが形成された配線基板であり、前記部品押圧手段は、前記シール部材が前記複数のはんだバンプを取り囲むとともに、前記複数のはんだバンプに当接して支持するバンプ保護部を備えることを特徴とする部品取外し装置。

（４）技術的思想（３）において、前記バンプ保護部は、セラミックによって形成されていることを特徴とする部品取外し装置。

（５）技術的思想（３）または（４）において、前記シール部材と前記バンプ保護部との高低差は、０．２０ｍｍ以下であることを特徴とする部品取外し装置。

（６）技術的思想（１）乃至（５）のいずれか１つにおいて、前記シリンダブロックに矩形枠状のシールゴムが設けられ、前記シールゴムの幅が２０ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする部品取外し装置。

（７）配線基板本体の裏面側に複数のリードピンが突設されたピン付き配線基板の製造方法であって、前記複数のリードピンが、前記配線基板本体を支持する基板支持治具に設けられた複数のピン孔に挿入され、かつ前記配線基板本体の裏面に接続された状態で、前記配線基板本体を支持した状態の前記基板支持治具を、前記基板支持治具が支持されるテーブル及び前記テーブルに対して接離可能なシリンダブロックを含んで構成された密閉容器内に収納するとともに、前記シリンダブロックを挿通する基板押圧手段により前記配線基板本体の主面を押圧する押圧工程と、前記押圧工程後、前記基板押圧手段の押圧力よりも高い圧力の圧縮気体を前記密閉容器内に供給することにより、前記複数のリードピンを前記複数のピン孔から引き抜く引抜工程とを含み、前記引抜工程は、前記基板支持治具を前記テーブルの主面に圧接させることにより、前記基板押圧手段の押圧方向とは反対方向への前記基板支持治具の移動を防止する移動防止工程を備え、前記基板押圧手段は、前記配線基板本体の主面と接触する部分に設けられた枠状のシール部材と、前記配線基板本体、前記シール部材及び前記基板押圧手段によって構成された中空部内の気体を吸引する吸引手段とを備え、前記押圧工程では、前記中空部内の気体を前記吸引手段によって吸引することにより前記配線基板本体を吸着することを特徴とするピン付き配線基板の製造方法。

（８）技術的思想（７）において、前記部品は、主面側に複数のはんだバンプが形成された配線基板であり、前記基板押圧手段は、前記シール部材が前記複数のはんだバンプを取り囲むとともに、前記複数のはんだバンプに当接して支持するバンプ保護部を備えることを特徴とするピン付き配線基板の製造方法。

（９）ワークをワーク支持治具から取り外す装置であって、前記ワーク支持治具が支持されるテーブルを含んで構成され、前記ワークを支持した状態の前記ワーク支持治具を収納する密閉容器と、前記密閉容器に設けられた貫通孔に挿通され、前記ワークの主面を押圧するワーク押圧手段と、前記ワーク押圧手段の押圧力よりも高い圧力の圧縮気体を前記密閉容器内に供給する圧縮気体供給手段と、前記ワーク支持治具を前記テーブルの主面に圧接させる治具保持手段とを備えることを特徴とするワーク取外し装置。

１…部品取外し装置
２…部品支持治具としての基板支持治具
３…密閉容器
４…部品押圧手段及び基板押圧手段としてのピストン
５…圧縮気体供給手段
１０…部品としてのピン付き配線基板（配線基板）
１１…配線基板本体
１２…端子としてのリードピン
１３…部品及び配線基板本体の主面
１５…部品及び配線基板本体の裏面
２３…ピン孔
２４…部品支持領域としての基板支持領域
３１…シリンダブロック
３２…テーブル
３３…テーブルと対向する面としての対向面
３５…凹部
３８…貫通孔
３９…テーブルの主面
４１…軸部
４２…パッキンとしてのＯリング
４３…押圧部
４４…シール部材
５１，６１…治具保持手段としての治具押圧手段
５２…接触部材
５３…圧縮バネ
５７…バネ収容凹部

Claims (10)

1. 裏面側に複数の端子となる複数のリードピンが突設された部品であるピン付き配線基板を、部品支持治具から取り外す装置であって、
   前記部品支持治具が支持されるテーブル及び前記テーブルに対して接離可能なシリンダブロックを含んで構成され、前記シリンダブロックを前記テーブルに圧接した際に、前記部品を支持した状態の前記部品支持治具を収納する空間を形成する密閉容器と、
   前記シリンダブロックに設けられた貫通孔に挿通され、前記部品の主面を押圧する部品押圧手段と、
   前記部品押圧手段の押圧力よりも高い圧力の圧縮気体を前記密閉容器内に供給する圧縮気体供給手段と、
   前記部品支持治具を前記テーブルの主面に圧接させる治具保持手段と
   を備えることを特徴とする部品取外し装置。
2. 前記圧縮気体供給手段による前記圧縮気体の供給により、前記部品押圧手段の押圧方向とは反対方向に前記部品を移動させて、前記部品を前記部品支持治具から取り外すとともに、
   前記治具保持手段による前記部品支持治具の保持により、前記部品押圧手段の押圧方向とは反対方向への前記部品支持治具の移動を防止する
   ことを特徴とする請求項１に記載の部品取外し装置。
3. 前記治具保持手段は、前記部品押圧手段の押圧方向と同一方向に前記部品支持治具を押圧することを特徴とする請求項１または２に記載の部品取外し装置。
4. 前記治具保持手段は、
   前記部品支持治具に面接触する接触部材と、
   前記シリンダブロックと前記接触部材との間に介在し、前記シリンダブロックと前記接触部材とを互いに離間させる方向に付勢する圧縮バネと
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の部品取外し装置。
5. 前記治具保持手段は、前記密閉容器に形成された空間内に配置され、
   前記シリンダブロックに、前記テーブルと対向する面において開口する凹部が形成され、前記凹部の内面において開口するバネ収容凹部内に、前記圧縮バネの基端部が収容される
   ことを特徴とする請求項４に記載の部品取外し装置。
6. 前記部品支持治具には、前記部品を支持する部品支持領域が平面方向に沿って複数配置されており、
   前記接触部材は、複数の前記部品支持領域の外側領域に面接触する枠状の接触部材であり、
   前記圧縮バネは、複数の前記部品支持領域を取り囲むように複数配置されている
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の部品取外し装置。
7. 前記部品押圧手段は、
   前記貫通孔の内径よりも小さい外径を有するとともに、前記貫通孔の断面形状と同一の断面形状をなし、前記貫通孔内を摺動する軸部と、
   前記軸部に外嵌され、前記貫通孔と前記軸部との間に生じる隙間を塞ぐパッキンと、
   前記貫通孔の内径及び前記軸部の外径よりも大きい外寸を有するとともに、前記部品の平面形状と同一の断面形状を有し、前記部品を押圧する押圧部と、
   前記押圧部の下面外周部に配置され、前記部品支持治具に支持された前記部品の外周部に接触するシール部材と
   を備えるピストンである
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の部品取外し装置。
8. 前記部品支持治具に、前記複数のリードピンを挿入するための複数のピン孔が設けられ、
   前記ピン付き配線基板は、前記複数のピン孔に挿入された前記複数のリードピンが配線基板本体の裏面に接続された状態で前記密閉容器内に収納され、
   前記部品押圧手段の押圧方向とは反対方向に前記配線基板本体が移動した際に、前記複数のリードピンが前記複数のピン孔から引き抜かれる
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の部品取外し装置。
9. 配線基板本体の裏面側に複数のリードピンが突設されたピン付き配線基板の製造方法であって、
   前記複数のリードピンが、前記配線基板本体を支持する基板支持治具に設けられた複数のピン孔に挿入され、かつ前記配線基板本体の裏面に接続された状態で、前記配線基板本体を支持した状態の前記基板支持治具を、前記基板支持治具が支持されるテーブル及び前記テーブルに対して接離可能なシリンダブロックを含んで構成された密閉容器内に収納するとともに、前記シリンダブロックを挿通する基板押圧手段により前記配線基板本体の主面を押圧する押圧工程と、
   前記押圧工程後、前記基板押圧手段の押圧力よりも高い圧力の圧縮気体を前記密閉容器内に供給することにより、前記複数のリードピンを前記複数のピン孔から引き抜く引抜工程とを含み、
   前記引抜工程は、前記基板支持治具を前記テーブルの主面に圧接させることにより、前記基板押圧手段の押圧方向とは反対方向への前記基板支持治具の移動を防止する移動防止工程を備える
   ことを特徴とするピン付き配線基板の製造方法。
10. 前記移動防止工程では、前記基板押圧手段の押圧方向と同一方向に前記基板支持治具を押圧することにより、前記基板支持治具を前記テーブルの主面に圧接させることを特徴とする請求項９に記載のピン付き配線基板の製造方法。

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