将电子组件连接到基板上并将其从基板上取下的加热器制造技术

本发明专利技术提供一种加热器，用于将具有球栅阵列结构的电子组件连接到基板上，并将该电子组件从该基板取下，该电子组件在该基板上运行，所述加热器包括：本体，固定到该电子组件上；以及加热元件，设置在该本体上，该加热元件在通电时加热并熔化具有球栅阵列结构的焊接球。使用本发明专利技术，能在重熔和返修期间充分保护周围的电子组件免于受热，从而实现高密度安装。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及一种电子组件连接到基板以及从基板取下，并特别涉及一种将球栅阵列(“BGA”)封装连接到印制板以及从印制板取下的装置。
技术介绍
随着更小和更高性能的电子装置的最新发展，对能够实现高密度安装的电子装置的需求显著增长。通常提出用BGA封装来满足这种需求。一般地，BGA封装安装有起CPU作用的IC或LSI以及一种类型的的封装板(其焊接到印制板，该印制板也称为“系统板”或“母板”)。BGA封装可实现更窄间距和更多插针(即，高密度引线)，从而高密度封装能提供高性能且小的电子装置。BGA封装在与印制板的接合面上具有多个焊接球。在安装中，加热已适当设置放置在印制板上的BGA封装，并在焊接球熔化时焊接该BGA封装。这种连接称为“重熔”(“reflow”)。测试安装在印制板上的BGA封装的特性。重新加热没有表现出预定性能的BGA封装以熔化焊料，而将该BGA封装从印制板去除，然后连接新的BGA封装。这种重新安装(即，取下和随后的连接过程)称为“返修”(“rework”)。现在参考图22，将给出对传统重熔或返修的说明。在这里，图22是用于说明传统重熔和返修所使用的加热机构20的示意剖视图。安装基板是安装有BGA封装12和14的基板(本体)10。对于最新通信装置所使用的安装基板，基板10具有多层结构并且由于安装的电子组件包含昂贵的特殊元件而变得昂贵。BGA封装12和14在与基板10的接合面上具有焊接球12a和14a。传统加热机构20设置有在基板10的表面11a上的顶端部22，并设置有在基板10的背面11b下面的平台部24，用于支撑基板10。顶端部22和平台部24每个都具有屏蔽体25和送风机26a，且平台部24还包括全板加热器27。屏蔽体25围绕待加热的物体设置在基板10正面和背面上。送风机26a在基板10正面和后面上，将来自加热源(未示出)的热风送到待加热的物体上。全板加热器27用于将BGA封装12和14一起加热。在重熔中，全板加热器27用于将BGA封装12和14连接到印制板10的正面11a上，同时将屏蔽体25和送风机26a从基板10撤出。当重熔失败或当随后的特性测试的结果为BGA封装14有缺陷时，替换BGA封装14。在返修中，屏蔽体25和送风机26a设置在基板10的正面和后面，围绕作为待加热物体的BGA封装14。然后，送风机26a送出热风HA，而屏蔽体25将加热区域限制在BGA封装14附近，从而热风HA不会传播到邻近的BGA封装12。现有技术包括日本专利申请，公开号No.10-41606，8-236984，2004-186287以及2000-151093。在屏蔽体25与基板10的表面11a之间有缝隙，从而屏蔽体25与安装不会与基板10上的电子组件发生冲突，也不损坏该电子组件。因此，在BGA封装14的返修中，从该缝隙泄露的热风HA会加热邻近的BGA封装12，导致内部的电子组件热恶化或被损坏。更具体地，在重熔期间会加热BGA封装12和14。在去除BGA封装14的重熔中，BGA封装12经受第二次加热，且有缺陷的BGA封装14通过承受取出(pickup)来去除并进行处理。在接下来的连接新的BGA封装14的返修中，BGA封装12经受第三次加热，而这对新的BGA封装14则是第一次加热。因此，当替换BGA封装14时，BGA封装12被加热了三次。由于加热多次，内部的电子组件有可能发生性能恶化或被损坏，从而难以保障它们正常运行。对这种问题可以想到的解决方案是如图23所示增大BGA封装12与14之间的间隔，并如图24所示利用热绝缘体15和吸热器16来保护BGA封装12。但是，任一方法都有悖于对BGA封装的高密度安装的要求，且图24的方法又额外增加了成本并使安装复杂化。高密度安装不仅需要电子装置的小型化，还需要保持性能，如减小两个邻近BGA封装的通信中的噪声。而且，如果屏蔽体25紧密地粘在基板10的上表面11a上，热风HA将不能泄露到邻近的BGA封装12，但对流效果也随之减小，从而使BGA封装14的加热时间变长，导致低的生产量。图25是用更大的BGA封装14A替换BGA封装14的实例的示意剖视图。将小的电子组件13A和13B焊接而安装在基板10上。在这种情况下，即使在重熔中使用图22中示出的全板加热器27来加热到同一温度，大的BGA封装14的温度也不一定会升高从而其焊接变得困难。如果全板加热器27的温度加热到可以充分焊接大的BGA封装14A的更高温度，将会热损坏其它电子组件12、13A和13B。因此，通常难以高密度地安装大的BGA封装14A。
技术实现思路
因此，本专利技术的典型目的是提供一种加热器、具有该加热器的电子装置和基板、安装有该电子组件的基板、包括安装基板的电子装置，能在重熔和返修期间充分保护周围的电子组件免于受热，从而实现高密度安装。根据本专利技术一个方案的加热器，用于将具有球栅阵列结构的电子组件连接到基板上并将该电子组件从该基板上取下，该电子组件在该基板上运行，该加热器包括本体，固定在该电子组件上；以及加热元件，设置在该本体上，用于在通电时加热并熔化具有球栅阵列结构的焊接球。该加热器可拆卸地连接至BGA封装，并且与现有技术中的热风不同的是，该加热器在返修中不加热周围的电子组件，可以保持该电子组件的运行保障。当然，该加热器也可以应用到该BGA封装的重熔中。本体可以包括容纳部分，用于容纳具有球栅阵列结构的焊接球。在这种情况下，加热器在焊接球侧连接至电子组件。当然，加热器可以在与焊接球相对的一侧设置在电子组件上。在这种情况下，可以省略容纳部分。加热元件可以包括多个可独立驱动的加热元件图形。当一个图形不能提供均匀加热并导致焊接球的不充分熔化时，多个可独立驱动的加热元件图形可以实现均匀加热。上述多个可独立驱动的加热元件图形可以是多层图形。因此，当焊接球的矩阵密度增加时，该加热元件图形能够设置为对全部焊接球均匀加热。该加热器还可以包括控制器，用于控制对所述多个可独立驱动的加热元件图形的加热。当一个图形不能提供均匀加热并导致焊接球的不充分熔化时，多个可独立驱动的加热元件图形可以实现均匀加热。例如，所述多个可独立驱动的加热元件图形可以包括第一图形，经过多个焊接球成Z字形延伸；以及第二图形，包围该第一图形。由于热量很可能从多个焊接球的顶角逃逸出而导致不充分加热，因此第二图形在所述多个焊接球的顶角可以具有密集图形。加热器还可以包括在该加热元件与该电子组件之间的隔热构件。这种结构能够减小电子组件的热损坏或恶化。优选地，加热元件设置在穿过所述多个焊接球中心的平面的附近。这种配置能有效地均匀加热多个焊接球。加热器还可以包括电源部分，其可以电连接至该加热元件并从所述加热元件断开，该电源部分使该加热元件通电。因此，不必在基板上设置电源部分。该电源部分可以在多个加热器之间共用。根据本专利技术另一方案的电子组件，其具有球栅阵列结构并能被安装在基板上，该电子组件包括本体，容纳能在该基板上运行的电路元件；焊接球，将要被焊接到该基板上；以及上述加热器，用于熔化该焊接球。该电子组件表现出上述加热器的运行，并由于该电子组件与该加热器集成在一起而能便于操作。相对于本体，该加热器可以位于焊接球的相同侧或相反侧。当该加热器设置在相反侧时，可以省略加热器的容纳部分。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加热器，用于将具有球栅阵列结构的电子组件连接到基板上并将该电子组件从该基板上取下，该电子组件在该基板上运行，所述加热器包括：本体，固定在该电子组件上；以及加热元件，设置在所述本体上，用于在通电时加热并熔化具有球栅阵列结构 的焊接球。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高田理映，坪根健一郎，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]