CN116237609A - 电子元件的维修装置及维修方法 - Google Patents

Abstract

一种电子元件的维修装置，包括：一个工作平台；一个具备热传导的手爪模块，该手爪模块相对该工作平台在一个取走不良元件位置与一个拾取良品元件位置往复运动；以及一个加热源提升该手爪模块的热能。所述维修装置按照一种维修方法依序执行：基板的多个电子元件之一是不良的，移动手爪模块抓住不良元件；热传导降低不良元件与基板的结合力；用手爪模块取走不良元件，使基板原来的位置成为空缺；手爪模块取来良品元件，填补基板的空缺，重复前述加热流程；以及停止加热，降温使良品元件与基板保持电的连接关系，移开手爪模块等流程，实现基板的不良元件取走后，在原来的位置更换良品元件的功效，轻松完成维修作业，达到电子元件汰旧换新的目的。

Description

电子元件的维修装置及维修方法

技术领域

本发明涉及电子电路的修护领域，尤指一种方法，将不良的电子元件换成良品元件，以及适用该方法的一种维修装置。

背景技术

已知的电子电路，通常布置在一块基板，电性连接一些电子元件，譬如电阻、电容、Led或其他的电子元件。根据电子电路的逻辑设计，该基板产生改变电压、发光等预定功能。

此处所称的电性连接，一般会采用焊接方式，以焊料将电子元件与基板的电路连在一起。

但是，良莠不齐的质量，尚无有效的目测方式，能够从电子元件的外观，准确地判断其为良品或不良品。当下的检测方式，包括但不限于电流、电压与亮度之一选项，测试电子元件的质量。

检测后，不良元件如何取出，换成良品元件再安装于基板原来的位置，就成为本发明亟待解决的课题。

发明内容

为了维修电子元件，本发明提供一种方法，主要目的在于：采用热传导方式，既能降低基板与不良元件的结合力予以取出，又能让基板结合良品元件，轻松完成汰旧换新的维修目的。

本发明提供一种装置，主要目的在于：采用具备热传导特性的手爪模块，搭配加热源的结构，实现取走不良元件、换上良品元件的维修效果。

源于上述目的的达成，本发明提供新的维修方法，包括：“基板的多个电子元件之一是不良的，移动手爪模块抓住不良元件”；“热传导降低不良元件与基板的结合力”；“用手爪模块取走不良元件，使基板原来的位置成为空缺”；“手爪模块取来良品元件，填补基板的空缺，重复前述加热流程”；以及，“停止加热，降温使良品元件与基板保持电的连接关系，移开手爪模块”。

其中，第二步骤的具体流程是：“以激光配合热风对手爪模块加热，热传导降低不良元件与基板的结合力”；或者，“激光照射手爪模块加热，热传导并降低不良元件与基板的结合力”；或者，“电磁加热手爪模块，热传导并降低不良元件与基板的结合力”。

另外，本发明提供新的维修装置，包括：一个工作平台；一个具备热传导的手爪模块，该手爪模块相对该工作平台在一个取走不良元件位置与一个拾取良品元件位置往复运动；以及，一个加热源提升该手爪模块的热能。

其中，该加热源是一个能发射激光的激光模块。或者，该加热源是一个能吹出热气的热风模块。或者，该加热源是一个将电、磁能量转换为热能的电磁加热模块。或者，该加热源是激光模块与热风模块共同使用模式，该热风模块减少激光的能量输出，降低一个电子元件被激光光波能量破坏的几率，从而增加电子元件的维修效益。

如此，本发明的维修装置承载基板，在手爪模块与加热源的搭配下，按照本发明所述方法的流程，实现不良元件取走后，在基板原来的位置更换良品元件的功效，完成维修作业，达到汰旧换新的目的。

为使本发明的目的、特征和优点，浅显易懂，兹举一个或以上较佳的实施例，配合所附的图式详细说明如下。

附图说明

图1是本发明电子元件维修方法的第一实施例的流程。

图2是本发明第一实施例关于维修装置的连续动作。

图3是本发明电子元件维修方法的第二实施例的流程。

图4是本发明第二实施例有关维修装置的连续动作。

图5是本发明电子元件维修装置的第二实施例。

图6绘制不同角度的热风模块。

图7显示不同角度的手爪模块。

图8表现维修装置第二实施例的侧面。

图9仰视维修装置的第二实施例。

图10绘制加热源的第三实施例。

图11显示加热源第三实施例的侧视图。

附图标记说明：10-基板的多个电子元件之一是不良的，移动手爪模块抓住不良元件；11-以激光配合热风对手爪模块加热，热传导降低不良元件与基板的结合力；12-激光照射手爪模块加热，热传导并降低不良元件与基板的结合力；14-用手爪模块取走不良元件，使基板原来的位置成为空缺；16-手爪模块取来良品元件，填补基板的空缺，重复前述加热流程；18-停止加热，降温使良品元件与基板保持电的连接关系，移开手爪模块；20-基板；21-电子元件；22-正常元件；23-不良元件；24-焊料；25-空缺；26-良品元件；30-工作平台；31-手爪模块；31a-手爪；31b、32a、34a-控制单元；31c-伺服马达；32-激光模块；32b-光学透镜；33-方向；34-热风模块；35-温度感测装置；35a-红外线传感器；36-照明单元；37-电磁加热模块；37a-线圈。

具体实施方式

接下来，结合附图，描述本案的实施例。附图中，用相同的标号表示相同或近似的结构或单元。可预知的是，所述的实施例仅为本案部分的范例，不是全部的实施例。基于所述的范例能够推演获得其他的实施例，或视需要更改、变化的构造，均属本案保护的范围。

在以下描述中，方向用语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”与“侧面”，只是参照附图的方向。方向用语的使用，是为了更好的、更清楚的描述且理解本案，不明示或暗示所述的装置或元件必须具备特定的方位、构造和操作，故不能理解为对本案技术内容的限制。

除非特定且明确的规范和限定，在以下描述中，“安装”、“相连”、“连接”或“设在…上”应做广义理解，例如固定连接、拆卸式连接、一体连接、机械连接、直接地相连、间接地相连或是两个元件内部的连接。对属于本案领域的技术人员而言，凭借普通知识或经验能够理解上述术语在各个实施例，甚至于本案具体的含义。

除非另有说明，在以下描述中，“多个”表示两个或两个以上。

如图2所示，本发明一款维修装置的第一实施例，是在一个自动控制系统(图未示)配备包括：一个工作平台30、一个手爪模块31与一个加热源。

其中，该工作平台30能够承载一片基板20的负重。当然，该基板20布置所需的电子电路(图未示)用来连接一些电子元件21，如电阻、电容、Led或其他的电子元件。

在第一实施例中，该手爪模块31具备热传导的特性。该手爪模块31相对工作平台30而言，能在一个取走不良元件位置与一个拾取良品元件位置往复运动。

如图5、图7～9所示，参阅维修装置的第二实施例，该手爪模块31有两个具备热传导特性的手爪31a，通过一个控制单元31b驱动一个伺服马达31c操作两个手爪31a执行下列动作：

a)抓取动作；

b)松开动作；

c)除胶动作(通常是指焊接状态被激光加热解除后)；

d)去残渣动作(通常是指焊接状态被激光加热解除后)；

e)确保电子元件在加热回焊时的稳定性；以及

f)精确控制下压的高度、力量和位置(通常是指加热回焊时)。

回头看到图2，该加热源是一个激光模块32。该激光模块32相对工作平台30而言，能在一个上升位置和一个下降位置来回运动。在上升位置时，该激光模块32是不发光的。在下降位置时，顺着图2箭头的方向33，该激光模块32发射至少一道激光束至手爪模块31，从而提升该手爪模块31的热能。

从图5、8、9不难发现，该激光模块32通常配置一个控制单元32a，该控制单元32a调节一组光学透镜32b的角度，该组光学透镜的聚焦特性操作精确的激光输出量，涵盖更多的手爪模块31，相对减少激光模块32在自动控制系统的数量。

此处所称精确的输出量，泛指一个温度感测装置35，检测电子元件21(见图2)的温度，回馈一个信息至所述的控制单元，该控制单元依此信息的温度值来调节激光输出的能量，达到精确控制的效果。

具体而言，所述的温度感测装置35种类繁多，譬如：一个红外线传感器35a。

如图4～9所示，在维修装置的第二实施例中，除了激光模块32以外，该加热源还有一个热风模块34。该热风模块34配置一个控制单元34a，该控制单元34a控制热风模块34精确的输出功率，相对减少激光的能量输出。

当然，该温度感测装置35安装在维修装置的第二实施例。所述的红外线传感器35a回馈信息至该控制单元34a，调节该热风模块34的输出功率，达到精确控制的功效。

另外，一组照明单元36对该手爪31a提供光源。

在图10、11中，所述的加热源第三实施例，是一个电磁加热模块37，包括一条线圈37a环绕两个手爪31a外围。该电磁加热模块37将交流电(如50Hz/60Hz)，转换为高频电压(如20～40kHz)输出至线圈37a产生磁场，该手爪31a感应到磁场产生热能。

某些实施例中，所述的维修装置没有激光模块。该加热源只有热风模块34，亦在本发明的容许范围。

如图1所示，本发明提供新的方法，通过图2的维修装置，依序执行下列流程，维护或修理基板20异常的电子元件21。

第一步骤中，“基板的多个电子元件之一是不良的，移动手爪模块抓住不良元件”10的流程。虽然，该电子元件21通过一组焊料24焊接在基板20的电子电路(图未示)，却无法证明其功能正常与否。通常，利用电流、电压与亮度之一选项，检测电子元件21的功能。功能正常的电子元件21，界定为一个正常元件22。功能异常或无效的电子元件21，视为一个不良元件23。根据自动控制系统(图未示)的预设值，该手爪模块31移到取走不良元件位置，恰好在相应的不良元件23上空。接着，缩减手爪模块31至工作平台30的距离，以下降的手爪模块31抓住不良元件23。

第二步骤中，执行“热传导降低不良元件与基板的结合力”流程。因为加热源是激光模块32，所以第二步骤的具体流程为“激光照射手爪模块加热，热传导并降低不良元件与基板的结合力”12的程序。

承接前一步骤的结果，该手爪模块31抓住不良元件23。依自动控制系统(图未示)的预设值，从上升位置移到下降位置的激光模块32朝向手爪模块31发射激光。高温往低温移动，故手爪模块31的高温热传导至低温的不良元件23，从而软化基板20(的电路)与不良元件23之间的焊料24，相对降低二者的结合力。

第三步骤中，“用手爪模块取走不良元件，使基板原来的位置成为空缺”14的流程。

承接前一步骤，停止发射激光的激光模块32，离开手爪模块31的上空。在焊料24的软化期间，该手爪模块31连同不良元件23一起离开基板20。在不良元件23离开后，该基板20原位置成为一个空缺25(又称空格)。

在第四步骤，“手爪模块取来良品元件，填补基板的空缺，重复前述加热流程”16的程序。

承接前一步骤，该手爪模块31将不良元件23弃置定位，然后移到拾取良品元件位置，空的手爪模块31拾起一个良品元件26。该手爪模块31回到空缺25的上方，降低高度使良品元件26填补空缺25，直到良品元件26表面附着一组焊料24接触基板20(的电路)为止。

重复第二步骤，依自动控制系统(图未示)的预设值，该激光模块32朝向手爪模块31发射激光提升温度，热传导至良品元件26，使软化的焊料24能附着良品元件26与基板20(的电路)。

第五步骤中，“停止加热，降温使良品元件与基板保持电的连接关系，移开手爪模块”18的流程。

承接前一步骤，停止发射激光的激光模块32，离开手爪模块31的上空。降至常温的焊料24是固体，使良品元件26结合基板20(的电路)固定不动成为正常元件22，该正常元件22通过导电的焊料24而与基板20的电路保持导电状态。该手爪模块31离开基板20，完成电子元件21的维修作业。

因此，所述的方法弥补现有技术检测到不良元件，却不知如何取出不良元件的缺点，改善为基板原位置换成良品元件的优点，故本发明有效地解决现有技术的问题。

本发明提供如图3般的方法，配合图4～9绘制维修装置的第二实施例，维护或修理基板20异常的电子元件21的流程，大致相同于图1所示的方法，依序执行：“基板的多个电子元件之一是不良的，移动手爪模块抓住不良元件”10；“热传导降低不良元件与基板的结合力”；“用手爪模块取走不良元件，使基板原来的位置成为空缺”14；“手爪模块取来良品元件，填补基板的空缺，重复前述加热流程”16；以及，“停止加热，降温使良品元件与基板保持电的连接关系，移开手爪模块”18等流程。

差异处在于：第二步骤是“以激光配合热风对手爪模块加热，热传导降低不良元件与基板的结合力”11的流程，以致第四与第五步骤的流程略有变化。

在第二步骤方面，除了激光模块32的激光以外，该热风模块34也会对着手爪模块31吹出热气(或热风)加速升温，热传导至不良元件23并软化焊料24，降低不良元件23附着基板20(的电路)的结合力，降低正常元件22(或良品元件26)被激光光波能量破坏的几率，从而增加电子元件21的维修效益。

在第四步骤方面，前半段“手爪模块取来良品元件，填补基板的空缺”的程序不变。后半段“重复前述加热流程”的程序，启动该激光模块32与该热风模块34，以激光配合热气(或热风)升温，使软化的焊料24能附着良品元件26与基板20(的电路)。

在第五步骤方面，后半段“降温使良品元件与基板保持电的连接关系，移开手爪模块”的程序不变。前半段“停止加热”的程序，该激光模块32暂停激光的发射，该热风模块34暂停热气的输出。至于该激光模块32和该热风模块34离开手爪模块31的上空，端视自动控制系统(图未示)的预设值而定。

本发明其他的方法中，配合图10、11绘制加热源的第三实施例，是将电、磁能量转换为热能的电磁加热模块37，从而改变第二步骤为“电磁加热手爪模块，热传导并降低不良元件与基板的结合力”的流程，维护或修理异常的电子元件21。

在第二步骤中，该线圈37a提升手爪31a的温度，直接或间接软化电子元件21的焊料。假设，该电子元件21是不良元件，达到结合力降低效果，从基板进行不良元件的移除动作。倘若，该电子元件21是良品元件，则使“手爪模块取来良品元件，填补基板的空缺，重复前述加热流程”第四步骤的程序能够顺利执行。

在不背离本案广义的概念下，熟习此项技术者能理解，并对上述的实施例进行改变。因此，本案不限于说明书揭示的特定实施例，举凡根据本案精神与技术范畴所为的修改，均应为权利要求界定的文字内容所涵盖和保护。

Claims (9)

1.一种电子元件的维修方法，其特征在于，包括步骤：

基板的多个电子元件之一是不良的，移动手爪模块抓住不良元件；

热传导降低不良元件与基板的结合力；

用手爪模块取走不良元件，使基板原来的位置成为空缺；

手爪模块取来良品元件，填补基板的空缺，重复前述加热流程；以及

停止加热，降温使良品元件与基板保持电的连接关系，移开手爪模块。

2.如权利要求1所述的电子元件的维修方法，其特征在于，第二步骤选自下列程序之一：

以激光配合热风对手爪模块加热，热传导降低不良元件与基板的结合力；

激光照射手爪模块加热，热传导并降低不良元件与基板的结合力；以及

电磁加热手爪模块，热传导并降低不良元件与基板的结合力。

3.一种电子元件的维修装置，其特征在于，包括：

一个工作平台；

一个手爪模块具备热传导的一组手爪，依权利要求1～3中任一项所述的方法，该组手爪相对该工作平台在一个取走不良元件位置与一个拾取良品元件位置往复运动；以及

一个加热源，依权利要求1～3中任一项所述的方法，该加热源提升该组手爪的热能。

4.如权利要求3所述的电子元件的维修装置，其特征在于，该加热源选自下列装置之一：

一个能发射激光束的激光模块；

一个能吹出热气的热风模块；以及

一个将电、磁能量转换为热能的电磁加热模块。

5.如权利要求4所述的电子元件的维修装置，其特征在于，该激光模块配置一个控制激光能量输出的控制单元与一组能调节角度、聚焦的光学透镜。

6.如权利要求4所述的电子元件的维修装置，其特征在于，该热风模块配置一个控制热风模块输出功率的控制单元。

7.如权利要求4所述的电子元件的维修装置，其特征在于，该电磁加热模块配置一条线圈，该线圈环绕在该组手爪的外围。

8.如权利要求5或6所述的电子元件的维修装置，其特征在于，该控制单元接收一个温度感测装置的一个信息，该信息包括该温度感测装置侦测一个电子元件的温度值。

9.如权利要求8所述的电子元件的维修装置，其特征在于，该温度感测装置是一个红外线传感器。

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