專利名稱：印刷電路板和印刷電路板的修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電子儀器等中使用的印刷電路板的再利用，特別是涉及印刷電路板的修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
近年來，出于對(duì)環(huán)境問題等的考慮，把復(fù)印機(jī)和打印機(jī)等電子儀器回收之后加以再利用已經(jīng)成為重要的開發(fā)課題。在特開平10-34122中公開了有關(guān)復(fù)印機(jī)和打印機(jī)等圖象形成裝置的再利用的發(fā)明。在特開平10-34122中公開了以下內(nèi)容從商品故障或部件更換等質(zhì)量信息和回收、分解后進(jìn)行調(diào)查得到的技術(shù)信息來預(yù)測(cè)所回收的各部件的剩余使用壽命，如果已經(jīng)過了商品的質(zhì)量保證期，就認(rèn)為可以再利用，如果在質(zhì)量保證期內(nèi)，則更換部件。
作為有必要再利用的的部件之一，能列舉出印刷電路板的例子。如果調(diào)查一下在實(shí)際回收的電子儀器中使用的印刷電路板，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，與其說是在安裝的電子部件中發(fā)生了某種故障，還不如說是把安裝的電子部件安裝在印刷電路襯底上的焊錫安裝部中發(fā)生故障的情況更多一些。這是因?yàn)閺拇钶d的電子部件中產(chǎn)生的熱或使用環(huán)境中的溫度變化等在焊錫安裝部上施加了各種熱應(yīng)力，從而產(chǎn)生應(yīng)力。由于在印刷電路板上反復(fù)作用熱應(yīng)力，導(dǎo)致該焊錫安裝部疲勞而產(chǎn)生裂縫，從而引起電路故障。
圖7是表示印刷電路板焊錫安裝部的剖視圖。表示了用焊錫13連接未圖示的電子部件的引線11和印刷電路襯底10下表面的布線圖案12的狀態(tài)。在圖7中，由于由所述熱應(yīng)力導(dǎo)致的疲勞而在焊錫13的內(nèi)部產(chǎn)生裂縫14。該裂縫14隨時(shí)間而逐漸擴(kuò)大。最終如圖8所示，發(fā)展到使電子部件的引線11與布線圖案12之間的連接完全斷線，從而引起電路故障，導(dǎo)致印刷電路板失去了其本應(yīng)具有的電功能。
為此，以往的對(duì)策是對(duì)所回收的印刷電路板的所有焊錫安裝部進(jìn)行外觀檢查和電氣性能檢查。通過這些檢查來調(diào)查焊錫安裝部外觀上的裂縫、是否有焊錫脫落，以及是否有電路斷線。從該結(jié)果來判定各焊錫安裝部是否滿足了所規(guī)定的規(guī)格，當(dāng)不滿足時(shí)，就對(duì)相應(yīng)之處再次進(jìn)行焊接，加以修復(fù)。另外，有時(shí)也采取這樣的對(duì)策即通過預(yù)估安全，在所回收的印刷電路板的所有焊錫安裝部上都修復(fù)焊錫，來進(jìn)行再利用。
但是，在作為所述以往技術(shù)的印刷電路板的修復(fù)方法中存在著以下問題。
在所回收的印刷電路板的檢查中能檢測(cè)到的只是外觀上產(chǎn)生的明顯裂縫和焊錫脫落的情況以及由于裂縫等而導(dǎo)致的明顯的電連接不完整的情況。因此，很難檢測(cè)到焊錫安裝部?jī)?nèi)在的裂縫，從而無法對(duì)其進(jìn)行修復(fù)。另外，當(dāng)然更不可能檢測(cè)出不久將要產(chǎn)生裂縫等的焊錫安裝部。因此，如果再利用這樣的印刷電路板，就會(huì)立即斷線，有時(shí)還會(huì)發(fā)生使印刷電路板失去其應(yīng)有的電路功能的情況。即如果作為再利用品而出現(xiàn)在市場(chǎng)上，很快就會(huì)再次發(fā)生故障，會(huì)出大問題。
另外，通過高密度安裝技術(shù)安裝到印刷電路板上的電子部件越來越多。因此，如果使用把所有焊錫安裝部都作為檢查對(duì)象的以往技術(shù)(即現(xiàn)有技術(shù))，就會(huì)使檢查范圍增加，在檢查過程需要花費(fèi)很多的時(shí)間和勞動(dòng)力。另外，發(fā)生漏檢的可能性也增加。何況對(duì)所回收的印刷電路板的所有焊錫安裝部的焊錫進(jìn)行修復(fù)需要花費(fèi)大量的時(shí)間和勞動(dòng)力，所以以往技術(shù)對(duì)于高密度安裝的印刷電路板來說，不具有產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決以上所述問題。本發(fā)明的印刷電路板包括多個(gè)電子部件；
安裝所述多個(gè)電子部件的印刷電路襯底；設(shè)置在該印刷電路襯底上的焊錫安裝部；(該焊錫安裝部)通過焊錫電連接該印刷電路襯底和該電子部件。
(該焊錫安裝部)根據(jù)從預(yù)先實(shí)施的印刷電路板的可靠性試驗(yàn)中獲得的故障數(shù)據(jù)，來特定該印刷電路板的需要修復(fù)的焊錫安裝部，再次進(jìn)行焊接。
本發(fā)明的印刷電路板的修復(fù)方法包括以下步驟回收已經(jīng)在市場(chǎng)上使用的、在印刷電路襯底上、在設(shè)置在該印刷電路襯底上的焊錫安裝部上，通過焊錫安裝了多個(gè)電子部件的印刷電路板；根據(jù)從預(yù)先實(shí)施的、與所述印刷電路板相同的印刷電路板的可靠性試驗(yàn)中獲得的故障數(shù)據(jù)，來特定該回收的印刷電路板的需要修復(fù)的焊錫安裝部；對(duì)該特定的焊錫安裝部再次進(jìn)行焊接。
另外，本發(fā)明的印刷電路板的修復(fù)方法，是搭載在電子儀器上，并且利用焊接把多個(gè)電子部件安裝在焊錫安裝部上的印刷電路板的修復(fù)方法，它包括以下步驟預(yù)先實(shí)施該印刷電路板的可靠性試驗(yàn)，通過該可靠性試驗(yàn)來收集、分析故障數(shù)據(jù)；從市場(chǎng)上回收該電子儀器；對(duì)該回收的電子儀器進(jìn)行分解、分類；回收搭載在該電子儀器上的印刷電路板；根據(jù)該故障數(shù)據(jù)來特定該回收的印刷電路板的需要修復(fù)的焊錫安裝部；對(duì)該特定的焊錫安裝部再次進(jìn)行焊接；檢查該印刷電路板；作為再利用品。
參照附圖進(jìn)一步明確本發(fā)明的目的和其他目的。圖中，同樣的參照符號(hào)表示相同的部分或含義。


下面簡(jiǎn)要說明附圖。
圖1是實(shí)施方式1的印刷電路板的立體圖。
圖2是表示把芯片電阻安裝在印刷電路襯底上的焊錫安裝部的剖視圖。
圖3是表示把連接器安裝在印刷電路襯底上的焊錫安裝部的剖視圖。
圖4是表示在芯片電阻的焊錫安裝部上發(fā)生裂縫后的狀態(tài)的立體圖。
圖5是表示在連接器的焊錫安裝部中發(fā)生裂縫后的狀態(tài)的立體圖。
圖6是表示實(shí)施方式1的印刷電路板的再利用步驟的程序框圖。
圖7是在表示印刷電路板的焊錫內(nèi)部產(chǎn)生裂縫后的樣子的剖視圖。
圖8是表示在印刷電路板的焊錫內(nèi)部產(chǎn)生裂縫后的樣子的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1)圖1是表示在使用了本發(fā)明修復(fù)方法的電子儀器等中使用的印刷電路板一個(gè)例子的立體圖。在圖1中，1是印刷電路板。2是由玻璃環(huán)氧等構(gòu)成的印刷電路襯底。3、4是安裝在印刷電路襯底2上的芯片電阻。芯片電阻4與芯片電阻3相比是大型的電子部件。5是安裝在印刷電路襯底2上的引線插入型的連接器。
圖2是表示安裝在印刷電路襯底2上的芯片電阻3的焊錫安裝部的剖視圖。芯片電阻3面安裝在印刷電路襯底2上。3a是形成在印刷電路襯底2上的布線圖案，3b是焊錫。芯片電阻3通過焊錫3b固定在印刷電路襯底2的布線圖案3a上，電連接著布線圖案3a。芯片電阻4也同樣安裝在印刷電路襯底2上。
圖3是表示連接器5的安裝在印刷電路襯底2上的焊錫安裝部的剖視圖。通過把引線5c插入形成在印刷電路襯底2上的通孔中來安連接器5。5a是形成在印刷電路襯底2上的布線圖案，5b是焊錫。連接器5通過焊錫5b固定在印刷電路襯底2的布線圖案5a上，電連接著布線圖案5a。
另外，圖6是表示印刷電路板的再利用步驟的程序框圖。首先，回收市場(chǎng)上使用的數(shù)量龐大的電子儀器等。(S1)在該回收品中，包含有已經(jīng)過了保證期、還在保證期內(nèi)、已經(jīng)在某處發(fā)生了故障、以及哪里都未發(fā)生故障等各種狀態(tài)的電子儀器。
接著，分解回收的商品，把構(gòu)成電子儀器的各種各樣的部件按照構(gòu)成要素來進(jìn)行分解。(S2)例如如果是復(fù)印機(jī)，就分解為感光磁鼓、顯影套筒、掃描器、復(fù)制輥、帶電輥、外裝模部件等。
接著，分類回收在S2中分解的部件。此時(shí)，作為構(gòu)成要素之一的印刷電路板也被回收。(S3)當(dāng)具有多種印刷電路板時(shí)，按種類分別回收。此時(shí)，不分解各印刷電路板的各電子部件，而是以印刷電路板的狀態(tài)來進(jìn)行回收。
另一方面，對(duì)所回收的印刷電路板預(yù)先進(jìn)行作為新品印刷電路板的可靠性試驗(yàn)。(S8)作為可靠性試驗(yàn)，一般實(shí)施熱疲勞試驗(yàn)。在熱疲勞試驗(yàn)的條件中，選擇把印刷電路板搭載在電子儀器上時(shí)，與來自市場(chǎng)中溫度環(huán)境的熱應(yīng)力相應(yīng)的條件。熱疲勞試驗(yàn)與實(shí)際使用條件相比，在加速的條件下進(jìn)行，這有利于在短期內(nèi)獲得結(jié)果。特別是焊錫安裝部的熱疲勞試驗(yàn)與電子部件或其他元件相比不確定的要素少，所以取得了與現(xiàn)實(shí)的疲勞狀態(tài)十分相近形式的結(jié)果。
根據(jù)由S8的熱疲勞試驗(yàn)所取得的結(jié)果來進(jìn)行故障數(shù)據(jù)的收集、分析。(S9)據(jù)此，在某特定的印刷電路板中，就能計(jì)算出哪個(gè)焊錫安裝部在多長(zhǎng)的使用時(shí)間中會(huì)發(fā)生斷線等故障，就能推定所有的焊錫安裝部的剩余使用壽命。因此，從所回收的印刷電路板的已使用的時(shí)間等的信息，就能特定當(dāng)再利用時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)某一定期間(保證期間)的保證而需要修復(fù)的焊錫安裝部的位置。
接著，根據(jù)在S9中進(jìn)行收集、分析的數(shù)據(jù)，從印刷電路板的已使用時(shí)間等信息來特定S3中回收的印刷電路板的需要修復(fù)的焊錫安裝部。
接著，對(duì)特定的所有焊錫安裝部進(jìn)行焊接。(S5)此時(shí)的焊接即可以把已經(jīng)在印刷電路板中使用的焊錫熔化后進(jìn)行，也可以去除焊錫后重新進(jìn)行焊接。
接著，對(duì)修補(bǔ)后的印刷電路板進(jìn)行外觀檢查和電氣性能檢查。(S6)此時(shí)，當(dāng)在S4中特定并且修補(bǔ)的焊錫安裝部再次出現(xiàn)問題時(shí)，再次實(shí)施S5的焊接。當(dāng)再次實(shí)施S5的焊接后，又再次出現(xiàn)問題品時(shí)，就判斷為在焊錫安裝部以外存在故障，對(duì)搭載的電子部件進(jìn)行更換。另外，當(dāng)在S4中特定并且修補(bǔ)的焊錫安裝部以外的部分出現(xiàn)問題時(shí)，同樣判斷為在焊錫安裝部以外存在故障，對(duì)搭載的電子部件進(jìn)行更換。
接著，在S6的檢查中被確定為合格品的印刷電路板作為再利用品再次搭載在電子儀器上，出現(xiàn)在市場(chǎng)上。
須指出的是，印刷電路板的故障并不局限于焊錫安裝部的故障，也有可能是所安裝的電子部件故障或短壽命。因此，通過實(shí)施基于本實(shí)施方式的焊錫安裝部修補(bǔ)的再利用和特開平10-34122等公開的、基于部件更換的再利用等兩種方法，就可以作為再利用品。但是，出現(xiàn)印刷電路板故障的可能性中，焊錫安裝部出故障的可能性高得多。因此，希望首先實(shí)施基于本實(shí)施例的焊錫安裝部修補(bǔ)的再利用，然后，再實(shí)施基于部件更換的再利用。據(jù)此，就能減少修復(fù)所回收的印刷電路板并使其作為再利用品再次投入市場(chǎng)所需要的時(shí)間和勞動(dòng)力，就能實(shí)施有效的再利用。
下面，說明本實(shí)施方式的具體實(shí)施例。
(實(shí)施例1)在實(shí)施例1中，作為修復(fù)并再利用的印刷電路板，使用了圖1所示的印刷電路板1。首先，從市場(chǎng)回收了搭載有印刷電路板1的電子儀器。(S1)接著，分解電子儀器。(S2)把分解的各部件分類，回收印刷電路板1。(S3)在此，說明預(yù)先對(duì)新的印刷電路板1進(jìn)行的S8所示的可靠性試驗(yàn)和S9所示的故障數(shù)據(jù)的收集和分析。在實(shí)施例1中，作為可靠性試驗(yàn)進(jìn)行了熱疲勞試驗(yàn)。熱疲勞試驗(yàn)是在能形成不同溫度的環(huán)境的容器內(nèi)配置被試驗(yàn)品(印刷電路板1)，通過反復(fù)使溫度變化而在被試驗(yàn)品上作用熱應(yīng)力的試驗(yàn)方法。該熱疲勞試驗(yàn)對(duì)于搭載在電子儀器上的印刷電路板1在市場(chǎng)上遇到的溫度環(huán)境的變化，能取得加速時(shí)間后的狀態(tài)的試驗(yàn)結(jié)果。特別是在印刷電路板中使用的焊錫的熱疲勞試驗(yàn)?zāi)苋〉梅浅Ｕ_的結(jié)果。
試驗(yàn)的條件是在能形成不同溫度環(huán)境的容器內(nèi)配置印刷電路板1，使其反復(fù)暴露在125℃和-25℃這兩個(gè)溫度環(huán)境中。對(duì)每次重復(fù)暴露，確認(rèn)安裝在印刷電路板1上的芯片電阻3、4和連接器5的焊錫安裝部是否有焊錫裂縫。其結(jié)果如表1所示。


○無裂縫 ×有裂縫從表1可知，芯片電阻4在200循環(huán)(重復(fù)200次)，連接器5在150循環(huán)發(fā)生裂縫。這樣一來，通過進(jìn)行可靠性試驗(yàn)和故障數(shù)據(jù)的收集、分析就能導(dǎo)出芯片電阻3的耐久性在200循環(huán)以上，芯片電阻4的耐久性為150循環(huán)，連接器5其耐久為100循環(huán)。
圖4是表示芯片電阻4的焊錫安裝部的裂縫樣子的模式圖。在圖4中，4a是形成在印刷電路襯底2上的布線圖案，4b是焊錫。芯片電阻4通過焊錫4b固定在印刷電路襯底2的布線圖案4a上，電連接著布線圖案4a。4d是焊錫4b中產(chǎn)生的裂縫。由于裂縫4d，芯片電阻4和布線圖案4a的電連接已經(jīng)被切斷或不久將被切斷。
圖5是表示在連接器5的焊錫安裝部中發(fā)生裂縫后的狀態(tài)的模式圖。圖5對(duì)與所述圖3相同的構(gòu)件(部件)采用了相同符號(hào)，并省略其說明。5d是焊錫5b上產(chǎn)生的圓環(huán)狀的裂縫。由于裂縫5d，連接器5和布線圖案5a的電連接已經(jīng)被切斷或不久將被切斷。
接著，特定對(duì)在S3中回收的印刷電路板1進(jìn)行修復(fù)的修復(fù)位置。(S4)印刷電路板1的再利用品所需的特定期間(質(zhì)量保證期)相當(dāng)于所述熱疲勞試驗(yàn)的100循環(huán)。在此假定回收的印刷電路板1的使用狀態(tài)相當(dāng)于所述熱疲勞試驗(yàn)的50循環(huán)。一般，回收的印刷電路板的使用狀態(tài)通過IC標(biāo)簽、主體計(jì)數(shù)器等比較容易識(shí)別。此時(shí)，關(guān)于芯片電阻3、芯片電阻4，從所述S9中的故障數(shù)據(jù)，就能推測(cè)出即使使用了接下來的相當(dāng)于100循環(huán)的期間，也不會(huì)發(fā)生裂縫。但是，對(duì)于連接器5，如果使用接著的相當(dāng)于100循環(huán)的期間，就非常有可能發(fā)生裂縫。因此，把連接器5的焊錫安裝部特定為需要修復(fù)的地方。
另外，假設(shè)回收的印刷電路板1的使用狀態(tài)相當(dāng)于所述熱疲勞試驗(yàn)的80循環(huán)。此時(shí)，關(guān)于芯片電阻3，從所述S9中的故障數(shù)據(jù)就能推測(cè)出即使使用接著的相當(dāng)于100循環(huán)的期間，也不會(huì)發(fā)生裂縫。但是，關(guān)于芯片電阻4和連接器5，如果使用接著的相當(dāng)于100循環(huán)的期間，就非常有可能發(fā)生裂縫。因此，把芯片電阻4和連接器5的焊錫安裝部特定為需要修復(fù)的地方。
接著，再次對(duì)S4中特定的焊錫安裝部進(jìn)行焊接、修復(fù)。(S5)在此，因?yàn)楹稿a未脫落，所以把已經(jīng)附著的焊錫熔化，進(jìn)行修復(fù)。如果焊錫未大幅度脫落，則無論再熔化后進(jìn)行焊接，還是基于新的焊錫，修復(fù)在可靠性上沒有大的差別。
接著，對(duì)通過焊接而修復(fù)了的印刷電路板進(jìn)行外觀檢查和電氣性能檢查。(S6)外觀檢查由目視進(jìn)行。電氣性能檢查對(duì)修復(fù)的焊錫安裝部進(jìn)行了導(dǎo)電氣性能檢查。此時(shí)，當(dāng)在S4中特定，并且修補(bǔ)了的焊錫安裝部再次出現(xiàn)問題時(shí)，再次實(shí)施S5的焊接。當(dāng)即使再次實(shí)施了S5的焊接，卻仍然再次出現(xiàn)問題品時(shí)，就判斷為在焊錫安裝部以外存在故障，對(duì)所搭載的電子部件進(jìn)行更換等。
接著，把在S6的檢查中確定為合格品的印刷電路板作為再利用品再次搭載在電子儀器上，再次投入市場(chǎng)。
綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的印刷電路板的修復(fù)方法，能提供預(yù)先預(yù)測(cè)焊錫安裝部中產(chǎn)生的故障，至少在給定的期間(保障期)內(nèi)、在不發(fā)生故障的前提下使用的印刷電路板。
另外，能大幅度地減少把回收的印刷電路板作為再利用品來進(jìn)行商品化所需要花費(fèi)的時(shí)間和勞動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)非常高效的印刷電路板修復(fù)。
權(quán)利要求
1.一種印刷電路板，包括多個(gè)電子部件；安裝所述多個(gè)電子部件的印刷電路襯底；設(shè)置在該印刷電路襯底上的焊錫安裝部；通過焊錫電連接著該印刷電路襯底和該電子部件；根據(jù)從預(yù)先實(shí)施的印刷電路板的可靠性試驗(yàn)中獲得的故障數(shù)據(jù)，來特定該印刷電路板的需要修復(fù)的焊錫安裝部，再次進(jìn)行了焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，所述需要修復(fù)的焊錫安裝部是該焊錫安裝部的剩余使用壽命比印刷電路板所需的特定期間還短的焊錫安裝部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷電路板，所述可靠性試驗(yàn)是熱疲勞試驗(yàn)。
4.一種印刷電路板的修復(fù)方法，包括以下步驟回收已經(jīng)在市場(chǎng)上使用的、在印刷電路襯底上、在設(shè)置在該印刷電路襯底上的焊錫安裝部上，通過焊錫安裝了多個(gè)電子部件的印刷電路板；根據(jù)從預(yù)先實(shí)施的、與所述印刷電路板相同的印刷電路板的可靠性試驗(yàn)中獲得的故障數(shù)據(jù)，來特定該回收的印刷電路板的需要修復(fù)的焊錫安裝部；對(duì)該特定的焊錫安裝部再次進(jìn)行焊接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的印刷電路板的修復(fù)方法，所述再次進(jìn)行焊接的焊錫安裝部的剩余使用壽命比該印刷電路板所需的特定期間還短。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的印刷電路板的修復(fù)方法，所述可靠性試驗(yàn)是熱疲勞試驗(yàn)。
7.一種印刷電路板的修復(fù)方法，是搭載在電子儀器上，利用焊接把多個(gè)電子部件安裝在焊錫安裝部上的印刷電路板的修復(fù)方法，它包括以下步驟預(yù)先實(shí)施該印刷電路板的可靠性試驗(yàn)，通過該可靠性試驗(yàn)來收集、分析故障數(shù)據(jù)；從市場(chǎng)上回收該電子儀器；對(duì)該回收的電子儀器進(jìn)行分解、分類；回收搭載在該電子儀器上的印刷電路板；根據(jù)該故障數(shù)據(jù)來特定該回收的印刷電路板的需要修復(fù)的焊錫安裝部；對(duì)該特定的焊錫安裝部再次進(jìn)行焊接；檢查該印刷電路板；作為再利用品。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的印刷電路板的修復(fù)方法，在進(jìn)行了所述檢查之后，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不良時(shí)，對(duì)所述電子部件實(shí)施更換。
全文摘要
一種印刷電路板，包括多個(gè)電子部件；安裝該多個(gè)電子部件的印刷電路襯底；設(shè)在該印刷電路襯底上的焊錫安裝部；由焊錫電連接著該印刷電路襯底和該電子部件；根據(jù)從預(yù)先實(shí)施的印刷電路板的可靠性試驗(yàn)中獲得的故障數(shù)據(jù)來特定該印刷電路板需要修復(fù)的焊錫安裝部，再次進(jìn)行焊接。一種印刷電路板的修復(fù)方法，回收已經(jīng)在市場(chǎng)上使用的、在印刷電路襯底上、在設(shè)置在該印刷電路襯底上的焊錫安裝部上，通過焊錫安裝了多個(gè)電子部件的印刷電路板；根據(jù)從預(yù)先實(shí)施的、與所述印刷電路板相同的印刷電路板的可靠性試驗(yàn)中獲得的故障數(shù)據(jù)，來特定該回收的印刷電路板的需要修復(fù)的焊錫安裝部；對(duì)該特定的焊錫安裝部再次進(jìn)行焊接。能實(shí)現(xiàn)非常高效的印刷電路板修復(fù)。
文檔編號(hào)H05K3/22GK1452449SQ0311076
公開日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2003年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月16日
發(fā)明者池田幸仁, 永平讓二 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社